车用发声系统及方法与流程

1.本发明涉及汽车用发声系统的技术领域，具体地，涉及一种车用发声系统及方法。尤其是，优选的涉及一种新型车用发声技术。


背景技术：

2.第一振子103和第二振子104通电后不断吸合产生振动频率，发出声音。可以用于安装于车辆的灯具，保险杠，外显示屏等位置，替代传统的喇叭。但由于面发声技术要求振子之间的间隙很小，对于现有的车灯结构，例如饰框与外透镜之间的间隙较大，且车灯对于外观的要求很高，振子及其安装结构于车灯外部须是不可视的。其次，面发声技术的振子需要在防水状态下使用，车灯内部湿度较大时，振子将面临防水的问题。现有技术主要运用于民用设备，主要运用于手机，电视等设备。
3.公开号为cn113225649a的中国发明专利文献公开了一种音频发声传播系统及具有其的音频设备，其中，音频发声传播系统，包括：音频产生体，所述音频产生体具有产生、传输音频信号功能；音频振子器件，所述音频振子器件与所述音频产生体电连接，并且所述音频振子器件具有传播音频信号功能；扩大传导振膜，所述扩大传导振膜的传导基面与所述音频振子器件的传播路径相交交叉；所述音频产生体产生音频传输至所述音频振子器件，所述音频振子器件形成音频能量使得扩大传导振膜发生振动传播，进而所述扩大传导振膜将扩散式传播转变传导基面传播。
4.公开号为cn112601152a的中国发明专利文献公开了一种面向车外的发声系统及方法。该系统包括：信号接口模块、控制及存储模块、电源模块、功放模块以及发声模组模块；控制及存储模块用于接收信号接口模块发送的类别信息，并对类别信息进行处理得到音频信息，将音频信息发送至功放模块以用于功放模块驱动发声模组模块向外发声；发声模组模块用于接收功放模块发送的音频信息，将音频信息进行声电转换并将声电转换后得到的声音传输至车外。
5.针对上述中的相关技术，发明人认为上述方法不满足车辆的防水及emc要求，无法应用于量产车辆。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种车用发声系统及方法。
7.根据本发明提供的一种车用发声系统，包括振子机构和振子机构连接的控制模块；
8.所述控制模块控制振子机构通电和断电；
9.所述振子机构根据自身通电和断电进行动作，产生声音。
10.优选的，所述振子机构包括第一振子、第二振子、振子上表面和振子下表面；
11.所述第一振子设置在振子上表面上，所述第二振子设置在振子下表面上，第一振子和第二振子能够吸合和分离；
12.所述第一振子和第二振子分别连接控制模块。
13.优选的，所述第一振子通过第一振子线束连接控制模块；
14.所述第二振子通过第二振子线束连接控制模块。
15.优选的，所述第一振子和第二振子之间的间距不大于1mm。
16.优选的，振子机构还包括阻挡水汽损坏第一振子和第二振子的单向阀，所述振子上表面或者振子下表面上开设有阀孔，所述单向阀设置在阀孔处。
17.优选的，该系统还包括整车总线/上位机；所述控制模块包括通信模块、微控制单元和执行模块；
18.所述整车总线/上位机向通讯模块发送报文；
19.所述通讯模块接收报文，并将报文转化为信号，将信号发送给微控制单元；
20.所述微控制单元处理信号向执行模块发出指令；
21.所述执行模块根据指令控制第一振子和第二振子内部的线圈通电和断电；
22.所述第一振子和第二振子根据自身通电和断电，二者吸合断开产生声音。
23.优选的，所述控制模块还包括电源管理模块，所述电源管理模块为通讯模块、微控制单元和执行模块供电。
24.优选的，该系统还包括整车电源模块，所述电源管理模块包括电源保护模块和电压转换模块；
25.所述电源保护模块保护通信模块、微控制单元、执行模块和电压转换模块；
26.所述电压转换模块将整车电源模块的电压转换为微控制单元、通信模块和执行模块能够使用的电压。
27.优选的，所述振子上表面和振子下表面具有柔性，共同形成屏蔽罩。
28.根据本发明提供的一种车用发声方法，包括如下步骤：
29.步骤s1：所述控制模块控制振子机构通电和断电；
30.步骤s2：所述振子机构根据自身通电和断电进行动作，产生声音。
31.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
32.1、目前民用的表面发声技术有不防水的缺点，为了解决此问题，本发明在振子下表面上增加了单向阀，单向阀由单向阀门、单向锁止机构和密封圈组成；在灯具没点亮，振子工作的情况下，发声区域温度升高，水汽压力变大，阀门打开，可以将带水汽的空气排出发声区域，避免水汽结露凝结损坏振子；在灯具点亮时，灯具内部温度上升，水汽压力变大，单向阀单向锁止，可以防止带水空气进入发声区域，避免水汽凝结损坏振子，解决的当前技术不防水的问题；
33.2、本发明通过第一振子和第二振子吸合发声的结构，解决了汽车低速行人预警系统或多媒体外发系统需要额外配置喇叭的问题，降低了成本；
34.3、本发明使用铝片作为振子上表面和振子下表面的材料，上下平面形成屏蔽罩，显著提高抗emc能力。
附图说明
35.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
36.图1为本发明结构示意图；
37.图2为本发明系统原理图；
38.图3为本发明单向阀门机构图；
39.图4为本发明振子安装位置示意图；
40.图5为本发明外透镜安装结构示意图。
41.附图标记：
42.振子上表面101
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电源管理模块108
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
单向锁止机构115
43.振子下表面102
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通讯模块109
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
密封圈116
44.第一振子103
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
微控制单元110
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
振子安装位置117
45.第二振子104
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
音频功放模块111
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外透镜118
46.第一振子线束105
ꢀꢀꢀꢀ
整车电源模块112
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滑扣机构119
47.第二振子线束106
ꢀꢀꢀꢀ
整车总线/上位机113
48.控制模块107
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活动阀114
具体实施方式
49.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
50.本发明实施例公开了一种新型车用发声技术，如图1和图2所示，包括车用发声系统，该系统包括振子机构、控制模块107、整车总线/上位机和整车电源模块112。“/”表示为“或”。振子机构连接控制模块107。振子机构包括第一振子103、第二振子104、振子上表面101和振子下表面102。第一振子103设置在振子上表面101上，所述第二振子104设置在振子下表面102上，第一振子103和第二振子104能够吸合和分离。第一振子103和第二振子104分别连接控制模块107。第一振子103通过第一振子线束105连接控制模块107；第二振子104通过第二振子线束106连接控制模块107。第一振子103和第二振子104之间的间距不大于1mm。振子上表面101和振子下表面102具有柔性，共同形成屏蔽罩。第一振子线束105和第二振子线束106材质为铜芯导线。
51.该种新型发声系统的核心元器件为第一振子103和第二振子104。将第一振子103安装在振子上表面101，振子上表面101可以是车灯外灯罩，保险杠蒙皮，车辆外显示屏，饰板等等，材料可以是塑料，木头，金属。第二振子104安装在振子下表面102，振子下表面102可以是车灯内的塑料支架/装饰框，保险杠支架，车辆外显示屏支架等等，材料可以是塑料，木头，金属。第一振子103和第二振子104能够吸合和分离，第一振子103和第二振子104相对设置，第一振子103和第二振子104分别设置在振子上表面101和振子下表面102相互靠近的侧壁上。为了保证良好的发声效果，第一振子103和第二振子104之间间距保持不大于1mm，振子上表面101和振子下表面102具有一定的柔性，并且将两个平面结构构成一个内部封闭的结构，通过螺钉或者粘合剂稳定的固定在车灯内部、保险杠蒙皮内侧或者车辆外显示屏内部等位置。根据实际需要，可以布置一到两个发声系统在灯内或者其他位置。
52.如图2所示，控制模块107控制振子机构通电和断电。振子机构根据自身通电和断
电进行动作，产生声音。控制模块107包括电源管理模块108、通信模块、微控制单元110和执行模块。整车总线/上位机113向通讯模块109发送报文。通讯模块109接收报文，并将报文转化为信号，将信号发送给微控制单元110。微控制单元110处理信号向执行模块发出指令。执行模块根据指令控制第一振子103和第二振子104内部的线圈通电和断电。第一振子103和第二振子104根据自身通电和断电，二者吸合断开产生声音。
53.电源管理模块108为通讯模块109、微控制单元110和执行模块供电。电源管理模块108包括电源保护模块和电压转换模块。电源保护模块保护通信模块、微控制单元110、执行模块和电压转换模块。电压转换模块将整车电源模块112的电压转换为微控制单元110、通信模块和执行模块能够使用的电压。
54.控制模块107由电源管理模块108、通讯模块109、微控制单元110和音频功放模块111组成。电源管理模块108由电源保护模块和电压转换模块两部分组成，电源保护模块可以保护控制模块107内的元器件不受到过压、过电流和静电等非正常工况的影响，避免元器件收到损坏。电压转换模块可以将整车电源模块112的电压(12v)转化为控制模块107可以使用的电压，可以使用的电压一般为3.3v或者5v。电源管理模块108负责为通讯模块109、微控制单元110和音频功放模块111的元器件供电并保护元器件免于异常工况的损坏。将13.5v的整车电压转化为通讯模块109，微控制单元110和音频功放模块111的所需电压(一般为5v或者3.3v)。通讯模块109由can/lin保护模块和can/lin收发器组成，其中，can/lin保护模块可以保护can/lin收发器免于静电或异常电压导致的损坏。can/lin收发器可以将整车总线/上位机113的报文转化为微控制单元110可以识别的信号，此外，can/lin收发器也可以将微控制单元110的反馈信号转化为报文发送给整车总线/上位机113。控制模块107内的通讯模块109可以和大灯或外置屏幕的通讯模块109共用以节省成本。微控制单元110负责处理指令，并控制执行模块(音频功放模块111)，此外，微控制单元110还需要检测整个控制模块107的工作状态，并将控制模块107的状态反馈给整车总线/上位机113。微控制单元110也可以和大灯或外置屏幕共用微控制单元110以节省成本。音频功放模块111负责控制第一振子103和第二振子104是否通电，从而发出声音。音频功放单元通过铜芯导线与第一振子103和第二振子104连接。mcu表示微控制单元110。根据实际的布置空间及集成要求，控制模块107可以与灯具或外置屏幕的pcb进行集成，以节省空间及成本。pcb英文全称为printed circuit board，中文译文为印刷电路板。
55.如图2和图3所示，振子机构还包括阻挡水汽损坏第一振子103和第二振子104的单向阀，所述振子上表面101或者振子下表面102上开设有阀孔，所述单向阀设置在阀孔处。阀孔包括圆孔。为了避免灯具内部的水汽损坏振子，当该系统安装在灯具内部时，需要安装单向阀结构，单向阀结构由活动阀114，和单向锁止机构115和密封圈116组成。单向阀为灯内的简易阀。密封圈材质为epdm。epdm英文全称为ethylene propylene diene monomer，中文译文为三元乙丙橡胶。单向阀需要在振子上表面101或振子下表面102上开圆孔，并将密封圈116粘接在圆孔的内侧。单向锁止机构115安装在振子上表面101或者振子下表面102内侧，限制活动阀114向内打开。活动阀设置在振子上表面101或者振子下表面102外侧，活动阀114通过转轴机构安装在开孔表面上，可以根据发声机构内部的压力打开或者关闭。转轴机构类似于门轴。发声机构包括振子上表面101、振子下表面102、第一振子103和第二振子104。为了避免影响外观，单向阀需要布置在靠近车灯灯体的振子安装平面那一侧。第一振
子103和第二振子104分别通过第一振子线束105和第二振子线束106与控制模块107相连。控制模块107可以安装在车灯内部，固定在车灯上，也可以安装在其他满足要求的位置。
56.本发明的工作原理：整车总线/上位机113向控制模块107发送报文，控制模块107中的通讯模块109接收报文，并将报文转化成信号后传达给微控制单元110，微控制单元110处理信号后，对执行器音频功放模块111发出相关指令，音频功放模块111控制第一振子103&第二振子104内部的线圈通电和断电，通过控制两个振子吸合断开的频率产生声音。“&”表示“和”。
57.本发明通过第一振子103和第二振子104吸合发声的结构，声音通过表面发出，解决了传统扬声器需要开口或者打孔的问题，使发声部件表面更美观。本发明第一振子103和第二振子104重量很轻，第一振子103和第二振子104材质包括铝片。可以大幅减低传统扬声器的重量，达到了减重的效果。目前的民用表面发声技术无法满足汽车emc的要求，若遇到此种情况，可以用铝片作为振子上表面101和振子下表面102的材料，上下平面形成屏蔽罩，显著提高抗emc能力。emc英文全称为electro magnetic compatibility，中文译文为电磁兼容性。目前的民用表面发声技术主要将振子布置在屏幕内侧，由于手机和显示屏造型较为规整，因此布置比较简单。车灯造型和内部结构不同于手机和显示屏，造型多样，内部有led模组，装饰框，支架，ecu等等不同结构及模块，因此复杂程度远大于手机。如图4所示，为了避免影响造型，振子安装位置117一般选择装饰框作为振子上表面101，选择固定装饰框的支架作为振子下表面102，布置位置要是平面或有较大的弧度。目前大灯外透镜118内侧都会喷涂防雾涂层，若要将振子安装在外透镜118上，为了避免防雾涂层对振子产生影响，如图5所示，需要在外透镜118增加一处装饰片，装饰片可以通过滑扣机构119固定在外透镜118上。
58.滑扣机构119位于外透镜118上，通过注塑一体成型获得，形状为u型导轨。安装时将振子上面划入u型导轨固定。外透镜118和滑扣机构119为一体化结构，注塑成型；装饰片与振子上表面101为同一结构，在振子上表面101的背面增加了花纹等装饰。
59.为了克服传统喇叭点发声技术的缺点，为了解决此问题，本发明提出了面发声的技术。本技术通过解决面发声技术应用于车灯领域时的安装、控制及防水问题，使面发声技术得以应用于汽车车灯领域。
60.本发明实施例还公开了一种车用发声方法，包括如下步骤：步骤s1：所述控制模块107控制振子机构通电和断电。步骤s2：所述振子机构根据自身通电和断电进行动作，产生声音。
61.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
62.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。