车辆喇叭控制系统的制作方法

本发明通常涉及一种车辆系统。更具体地，本发明涉及一种用于控制车辆喇叭的系统，该系统可以扩大喇叭的使用范围同时保护喇叭免受损坏。

背景技术：

提供车辆喇叭是为了使车辆驾驶员能够警示可能发生碰撞或其他危险状况的其他车辆和行人。典型的车辆喇叭采用电磁体，该电磁体响应于喇叭垫开关的运动而致动，从而引起金属膜片振荡运动并发出声音。如果喇叭激活的时间太长，可能损坏喇叭。因此，通常在喇叭垫开关和喇叭之间插入一个控制模块，以允许改进喇叭对喇叭垫开关做出响应的控制，特别是，如果喇叭垫开关卡住时，能够使喇叭停用。虽然控制模块能保护喇叭免受损坏，但它也可以妨碍喇叭的某些使用。某些国家和文化中，相对较短时间内使用喇叭是一种警告或招呼。但是，控制模块包括一个去抖动电路，该去抖动电路用于防止喇叭垫开关致动过程中多个信号的产生。这个电路迫使喇叭垫开关相对较长致动，以激活车辆喇叭并防止喇叭垫开关的相对较短致动而激活喇叭。

技术实现要素：

根据一个实施例，提供了一种用于控制车辆喇叭的系统，其包括配置为控制电流传送到车辆喇叭的电流传送电路以及配置为控制电流传送电路以对从喇叭垫开关接收的喇叭激活信号做出响应的控制电路。所述控制电路包括控制模块，其配置为如果喇叭激活信号的持续时间超过第一预定时间，则生成喇叭终止信号。所述喇叭终止信号被配置为使电流传送电路 防止电流传送到喇叭而停用喇叭。所述控制电路还包括旁路装置，其配置为使电流传送电路向喇叭传送电流以激活喇叭，以在没有喇叭终止信号时对喇叭激活信号做出响应。

根据另一个实施例，提供了一种用于控制车辆喇叭的系统，其包括配置为控制电流传送到车辆喇叭的电流传送电路以及配置为控制对从喇叭垫开关接收的喇叭激活信号做出响应的控制电路。所述控制电路包括控制装置，其用于如果喇叭激活信号的持续时间超过第一预定时间，则生成喇叭终止信号。所述喇叭终止信号被配置为使电流传送电路防止电流传送到喇叭而停用喇叭。所述控制电路还包括旁路装置，其用于使电流传送电路向喇叭传送电流以激活喇叭，以在没有喇叭终止信号时对喇叭激活信号做出响应。

根据另一个实施例，提供了一种车辆喇叭组件，其包括喇叭、喇叭垫开关和用于控制喇叭的系统，所述系统包括配置为控制电流传送到车辆喇叭的电流传送电路以及配置为控制电流传送电路以对从喇叭垫开关接收的喇叭激活信号做出响应的控制电路。所述控制电路包括控制模块，其配置为如果喇叭激活信号的持续时间超过第一预定时间，则生成喇叭终止信号。所述喇叭终止信号配置为使电流传送电路防止电流传送到喇叭而停用喇叭。所述控制电路还包括旁路电路，其配置为使电流传送电路向喇叭传送电流以激活喇叭，以在没有喇叭终止信号时对喇叭激活信号做出响应。

附图说明

以下优选的示例性实施例将与附图结合进行说明，图中相同符号代表相同的元件，其中：

图1是车辆喇叭组件的一个实施例的示意图，该车辆喇叭组件包括用于控制车辆喇叭的系统的一个实施例；

图2是车辆喇叭组件的一个实施例的示意图，该车辆喇叭组件包括用于控制车辆喇叭的系统的另一个实施例；

图3是车辆喇叭组件的一个实施例的示意图，该车辆喇叭组件包括用 于控制车辆喇叭的系统的另一个实施例；

图4是车辆喇叭组件的一个实施例的示意图，该车辆喇叭组件包括用于控制车辆喇叭的系统的另一个实施例；

图5是车辆喇叭组件的一个实施例的示意图，该车辆喇叭组件包括用于控制车辆喇叭的系统的另一个实施例；

图6是车辆喇叭组件的一个实施例的示意图，该车辆喇叭组件包括用于控制车辆喇叭的系统的另一个实施例；

具体实施方式

本文所述的系统可用于以某种方式控制车辆喇叭，该方式可以扩大喇叭的使用范围，同时还保护喇叭免受长时间使用导致的损坏。具体来说，该系统采用控制模块以防止在喇叭垫开关被卡住或激活太长时间时向喇叭电流传送，同时还采用旁路电路，该旁路电流允许喇叭的相对较短时间激活，否则喇叭的相对较短时间激活将通过控制模块的去抖动电路被排除。

现参照附图，其中在各个视图中类似的引用标记用来标识相同的部件，图1示出了车辆喇叭组件10的一个实施例。组件10可包括喇叭12，喇叭垫开关14，钟表弹簧16以及用于控制喇叭12的系统18的一个实施例。

喇叭12可产生声音以对车辆用户激活开关14做出响应，并可用于向其他车辆或行人发出警告或者与其他车辆或行人交流(例如，交流问候)。喇叭12可具有包括金属膜片和电磁体的常规结构。提供给所述电磁体的电流使得膜片朝向电磁体移动直至膜片脱离接触从而阻止电流流向电磁铁。当电流停止流动，膜片回弹脱离电磁体。然后电流再次提供给电磁体，并且此重复循环使得膜片振荡运动并产生声波。

喇叭垫开关14用于激活喇叭。开关14可以是薄膜开关，其通常位于方向盘外壳的相对较软和柔性的部分之后。施加到方向盘外壳的这一部分的压力使得薄膜开关弯曲并靠近一对触点，从而产生喇叭激活信号。

钟表弹簧16提供喇叭垫开关14和系统18之间的电气连接并还可提供车辆电气系统与安装有诸如安全气囊，巡航控件和无线电控件等部件和控件的其他方向盘的之间的电气连接。钟表弹簧16包括可伸缩的线圈，该线圈可设置于其上安装有喇叭垫开关14的车辆方向盘和转向柱之间，且不管方向盘旋转与否，维持开关14和系统18之间的连接。

系统18控制喇叭12以对喇叭垫开关14的激活做出响应。系统18可包括电流传送电路20和用于控制电流传送电路20的控制电路22。

电流传送电路20控制电流从电流源24传送至喇叭12。电路20可包括继电器26。继电器26可包括在其两端具有端子30、32的感应线圈28，以及单极单掷触点34，其具有连接到电流源24的一个端子36和连接到喇叭12的另一端子38。电流通过线圈28闭合触点34以将电流从电流源24传送至喇叭12。二极管40可与线圈28平行地跨接到端子30、32，其中二极管40的负极连接到端子30，而二极管40的正极连接到端子32。电阻-电容(RC)电路42可耦合到触点34的端子38。

提供控制电路22以控制电流传送电路20以对喇叭垫开关14致动时从开关14接收到的喇叭激活信号做出响应。电路22包括控制装置，诸如控制模块44，其用于如果喇叭激活信号的持续时间超过预定持续时间时产生喇叭终止信号以防止喇叭12损坏。电路22还包括旁路装置，诸如旁路电路46，其用于使电流传送电路20将电流传送至喇叭12以在没有喇叭终止信号时激活喇叭12以响应喇叭激活信号。控制电路22还可包括晶体管48、50。

控制模块44产生控制信号来控制开关48、50以便激活和停用喇叭12。模块44可包括处理装置和存储装置。处理装置可包括任何类型的合适的电子处理器(例如，微处理器、微控制器、特殊应用集成电路(ASIC)等)，该电子处理器执行来自软件、固件、程序、算法、脚本等的指令。存储装置可包括任何类型的合适的电子存储装置且可存储各种数据和信息，包括例如查找表和其他数据结构；软件、固件、程序、算法、脚本以及其他电子指令，部件特性和背景信息等。控制模块44可经由I/O装置和合适的连接件(如通信总线)，电气连接到其他车辆装置和模块，使得他们可以根 据需要进行交互。根据特定实施例，控制模块44可以是独立的电子模块，其可合并或包括在车辆中另外的电子模块内(例如，转向控制模块或车身控制模块)，或者其可以是更大网络或系统的一部分。

模块44配置为如果来自喇叭垫开关14的喇叭激活信号的持续时间超过了预定的持续时间，则生成喇叭终止信号。喇叭12长时间激活可造成其损坏。因此，如果喇叭垫开关14卡住或致动太长一段时间，则控制模块44产生喇叭终止信号以停止向喇叭12传送电流。该信号可从模块44输出至晶体管48的基极或栅极端子，以打开该晶体管48并且防止电流传送至继电器26的线圈28，从而打开继电器26的触点34并阻止从电源24传送电流至喇叭12。在没有喇叭终止信号时，晶体管48通常闭合。模块44也可配置为产生警报信号以使喇叭12即使在喇叭垫开关14没有致动的时候也发声。模块44可产生警报信号以，例如，使得喇叭12在有人企图侵入安装有组件10的车辆中时发出警报声。这些信号可从模块44输出至晶体管50的基极或栅极端子以关闭晶体管50。只要晶体管48也关闭，此动作将建立经过晶体管48、50和线圈28的电流通路以便关闭触点34并允许电流传送至喇叭12以使喇叭发声。

当没有来自模块44的喇叭终止信号时，旁路电路46使电流传送电路20向喇叭12传送电流以对来自喇叭垫开关14的喇叭激活信号做出响应，以便激活喇叭12。由于旁路电路46缺少控制模块44的去抖动电路，所以尽管有控制模块将忽略的喇叭垫开关14相对较短的致动，但是旁路电路46能够激活喇叭12。旁路电路46限定了喇叭垫开关14和继电器26中线圈28的端子32之间的电流通路。按照这种方式，旁路电路46绕过模块44，并且喇叭垫开关14的致动建立了开关14和电流源24之间的闭合电路(只要喇叭终止信号不打开晶体管48)，即使当晶体管50打开时，仍允许电流通过线圈28。旁路电路46可包括喇叭垫开关14和端子32之间的二极管52，二极管52的正极耦合到端子32，二极管52的负极耦合到钟表弹簧16，使得电流只能从端子32流向钟表弹簧16，并且当开关14致动时，电流通过开关14流向地面。

提供晶体管48、50用于在预定条件下，允许或阻止电流流向线圈28。 晶体管48、50各包括双极型晶体管。晶体管48可包括PNP晶体管，该PNP晶体管具有耦合到线圈28的端子30的集电极端子，耦合到电流源的发射极端子以及耦合到控制模块44输出端子的基极端子。晶体管50可包括NPN晶体管，该NPN晶体管具有耦合到线圈28的端子32的集电极端子，耦合到地面的发射极端子以及耦合到控制模块44输出端子的基极端子。如上所述，没有来自控制模块44的喇叭终止信号时，晶体管48可闭合。没有来自控制模块44的警报信号时，晶体管50可打开。当晶体管48、50都闭合时，创建一个电流通路，并且电流流经线圈28以关闭触点34，并使得电流从电流源24传送到喇叭12。当晶体管48关闭，但晶体管50打开时，来自喇叭垫开关14的喇叭激活信号通过旁路电路46创建单独的电流通路，从而使得电流流经线圈28以关闭触点34，并使得电流从电流源24传送到喇叭12。

现参照图2，示出了车辆喇叭组件54的另一个实施例。组件54与组件10类似。然而在组件10中，电流传送电路20和控制电路22中的所有组件设置在单个电子模块中。在组件54中，电流传送电路20未包括在模块内而是位于该模块的外部。由于电流传送电路20，特别是继电器26在模块外部，在组件10中使用的双极型晶体管48、50由场效应晶体管56、58代替，以改善模块组件的隔离。晶体管56、58的栅极、源极和漏极端子被绑定到系统18内的与上文所述晶体管48、50的基极、集电极和发射极端子相同的端子。喇叭垫开关14和继电器26内线圈30的端子32之间的电流通路还可在电子模块外部形成，也可在钟表弹簧16和继电器26之间的常规线束中形成。

现参照图3，示出了车辆喇叭组件60的另一个实施例。组件60与组件10类似，但组件60包括修改的控制电路62。提供控制电路62以控制电流传送电路20对激活开关14后从喇叭垫开关14接收到的喇叭激活信号做出响应。电路62包括诸如控制模块64的控制装置，用于当喇叭激活信号的持续时间超过了预定持续时间时，产生喇叭终止信号，以防止损伤喇叭12。电路62也包括诸如旁路电路66的旁路装置，用于使电流传电流传送路20传电流传送流到喇叭12，以响应于喇叭激活信号在没有喇叭终 止信号时，激活喇叭12。控制电路62还可包括晶体管68。

控制模块64产生控制信号来控制开关68，以激活和停用喇叭12。模块64可包括处理装置和存储装置。处理装置可包括任何类型的合适的电子处理器(如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)，其执行用于软件、固件、程序、算法和脚本等的指令。存储装置可包括任意类型的合适的电子存储装置并且可存储多种数据和信息，包括例如查找表和其他数据结构；软件、固件、程序、算法、脚本和其他电子指令，组件特征和背景信息等。控制模块64可通过I/O装置和合适的连接件(如通信总线)电气连接到其他车辆装置和模块，使得它们可以根据需要进行交互。根据特定的实施例，控制模块64可以是独立的电子模块，它可合并或包括在车辆中另外的电子模块(如转向控制模块或机身控制模块)内，或者其可以是较大网络或系统的一部分。

模块64再次被配置为如果来自喇叭垫开关14的喇叭激活信号的持续时间超过了预定的持续时间，则产生喇叭终止信号。该信号可以从模块64输出至晶体管68的基极或栅极端子以打开晶体管68，并且防止电流传送至继电器26的线圈28，从而打开继电器26的触点34并防止电流从电流源24传送至喇叭12。如果喇叭激活信号的持续时间小于产生喇叭终止信号所需的预定持续时间，但超过比产生喇叭终止信号所需的持续时间更短的另一预定的持续时间，则模块64还可以配置为产生喇叭起始信号。如以上论述，只要喇叭垫开关14致动足够时间以克服控制模块内的去抖动电路，常规的喇叭控制系统中的控制模块产生信号以激活喇叭12。如果喇叭激活信号超过了足以克服去抖动电路的初始预定持续时间，控制模块64因此可以产生喇叭起始信号，并且如果该喇叭激活信号持续并超过了表示对喇叭12的潜在损坏的另一预定持续时间，则该控制模块64可产生喇叭终止信号。该喇叭起始信号可以从模块64输出至晶体管68的基极或栅极端子以关闭晶体管68并使电流传送至继电器26的线圈28，从而关闭继电器26的触点34并使电流从电流源24传送至喇叭12。模块64在预定情况下还可再次配置为产生警报信号。这些信号同样可以从模块64输出至晶体管68的基极或栅极端子以关闭晶体管68并激活喇叭12。

旁路电路66使电流传送电路20传送电流至喇叭12，以对来自喇叭垫开关14的喇叭激活信号做出响应，以便激活喇叭12。由于旁路电路66缺少控制模块64的去抖动电路，所以尽管有控制模块将忽略的喇叭垫开关14的相对较短的致动，旁路电路66仍能激活喇叭12。旁路电路66在节点70和节点72之间延伸，节点70位于耦合至控制模块64的输入端子的导体上，其中在该输入端子上喇叭激活信号输入至模块64，节点72位于耦合至控制模块64的输出端子的导体上，其中在该输出端子上喇叭发起和喇叭终止信号从模块64输出。电路66包括晶体管74和电容器76。晶体管74设置于电流源和节点72之间。晶体管74可包括双极型晶体管和，尤其是具有耦合至节点72的集电极端子、耦合至电流源的发射级端子和耦合至电容器76的基极端子的PNP晶体管。电容器76具有耦合至晶体管74的基极端子的一个端子和耦合至节点70的另一个端子。旁路电路66使喇叭垫开关14能够相对较短的致动以激活喇叭12。这些短的激活不产生具有足够持续时间以克服控制模块64的去抖动电路并触发来自模块64的喇叭起始信号的喇叭激活信号。然而，短的喇叭激活信号确实触发来自电容器76的能量释放，该电容器76关闭晶体管74一段时间。晶体管74的关闭在这期间将电流脉冲传送至晶体管68以关闭晶体管68并建立电流通路，电流通过该电流通路被提供至线圈28，从而关闭触点34并使电流从电流源24传送至喇叭12。电容器70的大小可以选择以便使得当开关14有足够长的致动使模块64产生喇叭起始信号时，在来自旁路电路66的晶体管68的关闭与来自模块64的喇叭起始信号的产生之间将有重叠，从而避免喇叭12所产生的声音中的任何间歇。

提供晶体管68以在预定条件下允许或防止电流流动至线圈28。晶体管68还可包括双极型晶体管和，尤其是具有耦合至线圈28的端子32的集电极端子、耦合至接地的发射极端子和响应于控制模块64的输出端子的基极端子的NPN晶体管。如上所述，晶体管68可以在没有来自旁路电路66的电流或来自模块64的喇叭起始信号或警报信号的产生的情况下打开。当关闭晶体管68时，电流通路被创建并且电流流过线圈28以关闭触点34且使电流从电流源24传送至喇叭12来激活喇叭12。一旦喇叭激活信号终止或当模块64产生喇叭终止信号时，晶体管68将重新打开。

现参考图4，示出了车辆喇叭组件78的另一实施例。组件78与组件60类似。然而，在组件60中，在电流传送电路20和控制电路62中的所有部件设置在单个电子模块中。在组件78中，电流传送电路20未包括在模块内而是位于该模块的外部。由于电流传送电路20，尤其是继电器26位于该模块的外部，在组件60中使用的双极型晶体管68由场效应晶体管80替代，以改善模块组件的隔离。晶体管68的栅极、源极和漏极端子被绑定到系统18内的与上文所述晶体管68的基极、集电极和发射极端子相同的端子。

现参照图5，示出了车辆喇叭组件82的另一实施例。组件82与组件10类似但包括改进的控制电路84。再次提供控制电路84以控制电流传送电路20对通过触发开关从喇叭垫开关14接收到的喇叭激活信号做出响应。电路84包括控制装置，诸如控制模块86，其用于如果喇叭激活信号的持续时间超过预定持续时间时生成喇叭终止信号以防损坏喇叭12。电路84还包括旁路装置，诸如旁路电路88，其用于在没有喇叭终止信号时使电流传送电路20传送电流到喇叭12以激活喇叭12，以对喇叭激活信号做出响应。控制电路84还可以包括晶体管90。

控制模块86生成控制信号来控制开关90以便激活和停用喇叭12。模块86可包括处理装置和存储装置。该处理装置可包括任何类型的合适的电子处理器，该电子处理器执行用于软件、固件、应用程序、算法、脚本等指令(如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等等)。存储器件可以包括任意类型的合适电子存储装置并可以存储各种数据及信息，包括如查找表及其它数据结构；软件、固件、程序、算法、脚本和其他电子指令、元件特征和背景信息等。控制模块86可以通过I/O装置和合适的连接件(如通信总线)，电气连接至其他车辆装置和模块，使得它们可以根据需要进行交互。根据该特定实施例，控制模块64可以是独立的电子模块，它可合并或包括在车辆中另外的电子模块(如转向控制模块或机身控制模块)内，或者其可以是较大网络或系统的一部分。

模块86再次配置为如果来自喇叭垫开关14的喇叭激活信号的持续时间超过预定持续时间，则生成喇叭终止信号。如下所述，响应于该信号， 旁路电路88可以使晶体管90打开并防止电流传送至继电器26的线圈28，从而打开继电器26的触点34并防止电流从电流源24传送至喇叭12。模块86还可以再次配置为生成警报信号，例如，使得喇叭12在有人企图侵入安装有组件10的车辆中时发出警报声。如下所述，响应于这些信号，旁路电路88可使晶体管90关闭并使电流能够传送至继电器26的线圈28，从而关闭继电器26的触点34并将电流从电流源24传送至喇叭12。

在没有来自模块86的喇叭终止信号时，旁路电路88使电流传送电路20传送电流至喇叭12以对来自喇叭垫开关14的喇叭激活信号做出响应，以便激活喇叭12。由于旁路电路88缺少控制模块86的去抖动电路，。所以尽管有控制模块将忽略的喇叭垫开关14相对较短的致动，但是旁路电路88仍能激活喇叭12。在所示实施例中，旁路电路88包括XNOR栅极92。应理解的是，XNOR栅极92的具体电路结构可以改变。栅极92具有一个耦合到导体上节点94的输入端子，该导体耦合到控制模块86的输入端子，而且在该输入端子上将喇叭激活信号输入至模块86。因此，栅极92的输入端子配置为接收喇叭激活信号。栅极92具有耦合到模块86的输出端子的另一输入端子，其配置为接收模块86生成的喇叭终止信号及任何警报信号。栅极92的输出端子耦合到晶体管90的基极或栅极端子。晶体管90通常是打开的。栅极92生成输出信号，其在下列条件下配置为关闭晶体管90：(1)存在来源于喇叭垫开关14致动的喇叭激活信号以及控制模块86未生成喇叭激活信号；或(2)不存在喇叭激活信号(由于开关14未被致动)，但控制模块86已经生成警报信号。栅极92生成输出信号，其在下列条件下配置为打开晶体管90：(1)存在来源于垫开关14的致动的喇叭激活信号，但控制模块86已生成喇叭激活信号；或(2)不存在喇叭激活信号(由于开关14未被致动)，并且控制模块86未生成任何警报信号。

提供晶体管90以允许或防止在预定条件下将电流流动传送至线圈28。晶体管90还可包括双极型晶体管，具体地说是一种NPN晶体管，其设有耦合到线圈28端子32的集电极端子、耦合到地面的发射极端子和耦合到XNOR栅极92输出端子的基极端子。当晶体管90关闭时，创建电流通路， 电流流过线圈28以闭合触点34并使电流从电流源24传送至喇叭12以便激活喇叭12。

现参照图6，示出了车辆喇叭组件96的另一实施例。组件96与组件82类似。但是在组件96中，电流传送电路20及控制电路84中的所有元件都设在单个电子模块中。在组件96中，电流传送电路20未包括在模块内而是位于该模块的外部。由于电流传送电路20，尤其是继电器26位于该模块的外部，在组件82中使用的双极型晶体管90由场效应晶体管98替代，以改善模块组件的隔离。晶体管98的栅极、源极和漏极端子被绑定到系统18内的与上文所述晶体管90的基极、集电极和发射极端子相同的端子。

应当理解的是，以上描述并非对发明的限定，而是对本发明的一个或多个优选示例性实施例的描述。本发明不限于本文公开的特定实施例，而是由以下权利要求书来唯一限定。另外，包括在前述描述中的声明涉及特定实施例，并且不能解释为限定本发明的范围或限定权利要求书中所使用的术语，除非术语或措词在上面进行了明确限定。各个其它实施例和对所公开实施例的各种改变以及修改对本领域技术人员而言显而易见。例如，步骤的具体组合和次序仅仅是一种可能性，因为本方法可以包括具有少于、多于或不同于此处示出步骤的步骤组合。所有这样的其它实施例、改变和修改均旨在属于所附权利要求书的范围。

如本说明书和权利要求书中所使用，属于“例如”、“比如”、“比如说”、“诸如”和“等”以及动词“包含”、“具有”、“包括”和它们的其它动词形式在结合一个或多个部件或其它项目的列表使用时，各自被解释为开放式，意指所述列表不应被视为排除其它、另外的部件或项目。其它术语是使用它们的最广泛的合理含义来解释，它们用于要求有不同解释的上下文中除外。