專利名稱：緊急車輛用警笛裝置以及緊急車輛用警笛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緊急車輛用警笛裝置以及緊急車輛用警笛系統(tǒng)，該緊急車輛 用警笛裝置以及緊急車輛用警笛系統(tǒng)主要安裝在救護車、警車和消防車等緊急車輛 上，并且發(fā)出警笛等的報警聲。
背景技術(shù)：
作為過去的緊急車輛用警笛裝置，己知有下述專利文獻l中揭示的車輛用 電子警笛裝置。在該裝置中，通過對報警開關(guān)的操作，用安裝在內(nèi)部的前置放 大器和功率放大器來放大預(yù)先在裝置本體中錄入的警笛聲等報警聲信號，通過 將該信號與揚聲器連接，而向車外發(fā)出報警聲。即，利用模擬信號放大電路對 模擬信號增益進行放大，從而使預(yù)先注冊過的報警聲信號成為所希望的輸出。 該放大了的警笛信號從揚聲器輸出。
另外，這樣的警笛裝置主要是安裝在緊急車輛的中央控制臺中的，因為這 里除了警笛裝置以外，還安裝了車輛導航裝置、無線設(shè)備等其它電子設(shè)備，所
以釆用1DIN尺寸的裝置。
專利文獻l:特開2003—118483號公報
對于緊急車輛，要求緊急行駛時用安裝在車頂上的報警燈發(fā)光，同時常時 間鳴響法定音量的警笛聲，緊急車輛用警笛裝置必須滿足該要求。作為鳴響該 警笛聲的揚聲器，主要采用50W輸出的揚聲器，通過鳴響法定音量的警笛聲， 來緊急行駛，有助于安裝了的車輛及其周邊的車輛等的安全。
緊急行駛時必需維持常時間滿足法定音量的報警聲的輸出狀態(tài)，為了得到 所希望的輸出，由于緊急車輛用警笛裝置、特別是模擬放大器電路部的發(fā)熱和 功率消耗變大，所以為了穩(wěn)定地連續(xù)使用而設(shè)置足夠的散熱機構(gòu)。另外，通常 在緊急車輛用警笛裝置中，在內(nèi)部安裝l個用于直接驅(qū)動與報警聲的鳴響一起 使用、并安裝在車輛上的散光式警光燈的繼電器電路，為了用l臺緊急車輛用 警笛裝置使多臺散光式警光燈動作，再另外設(shè)置接收來自裝置內(nèi)部的控制信號
而進行動作的外部設(shè)置型的繼電器電路。因此，還需要用于驅(qū)動相關(guān)的繼電器 電路的功率。
另一方面，希望降低安裝在車輛上的電子設(shè)備的功率消耗，希望能夠既確 保法定的警笛音量，又抑制功率消耗。
但是，如上述專利文獻l中所示的例子那樣，緊急車輛用警笛裝置的功率 消耗的大部分是在用于確保所希望的報警聲輸出的模擬放大器電路部中消耗 的。
本發(fā)明是鑒于上述實際情況而進行的，它要解決的課題在于，提供一種能 夠確保法定的警笛音量、同時抑制功率消耗和發(fā)熱的緊急車輛用警笛裝置以及 緊急車輛用警笛系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，與本發(fā)明相關(guān)的緊急車輛用警笛裝置，其特征在于， 具有
輸入警笛聲的模擬信號、并將輸入了的模擬信號變換成數(shù)字信號的信號變 換單元；
將變換了的數(shù)字信號放大的放大單元； 使放大了的數(shù)字信號平滑化的平滑化單元；以及
對平滑化了的警笛聲信號進行阻抗變換、并輸出到揚聲器的阻抗變換單元。
下面說明利用這樣結(jié)構(gòu)的緊急車輛用警笛裝置的作用和效果。首先，要發(fā) 出的警笛聲的模擬信號例如由CPU生成，并從CPU的模擬端口輸出?；蛘?，也
可以從存儲部讀出警笛聲的信號來使用。利用信號變換單元將從模擬端口輸出 了的模擬信號變換為數(shù)字信號。
接著，利用放大單元將該變換了的數(shù)字信號放大到所希望的功率電平。艮p， 不用模擬放大器進對信號進行放大，而是將其變換為數(shù)字信號，再在數(shù)字信號 的狀態(tài)下進行放大。因為在數(shù)字信號的狀態(tài)下對信號進行放大，所以能夠減少 能量損耗的部分，能夠高效地進行放大。通過這樣，能夠抑制功率消耗和發(fā)熱， 同時放大到所希望的信號電平。利用平滑化單元使放大了的數(shù)字信號成為平滑 化的模擬信號，利用阻抗變換單元進行阻抗變換，并輸出到揚聲器。在輸出到 揚聲器時，通過在信號的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)使阻抗匹配，而能夠進行高效的信號
傳送。因此，通過設(shè)置阻抗變換單元，能夠容易地應(yīng)對輸出的揚聲器的個數(shù)變 更等情況。如上所述，能夠提供一種既能夠確保法定的警笛音量、同時抑制功
率消耗和發(fā)熱的緊急車輛用警笛裝置。
在本發(fā)明中，最好也向上述信號變換單元輸入來自麥克風的模擬聲音信號。
如果向信號變換單元輸入警笛聲的模擬信號，同時同樣輸入來自麥克風的 模擬信號，則在將來自麥克風的聲音信號也變換為數(shù)字信號之后，進行放大。 通過這樣，警笛聲和麥克風聲音能夠基本上公用信號輸入部等電路結(jié)構(gòu)。 與本發(fā)明相關(guān)的上述放大單元最好利用車輛電源的輸出電壓來驅(qū)動。 在放大數(shù)字信號的情況下，為了使其發(fā)揮與模擬放大器等同的功能，必須 向放大單元提供所希望的高電壓。如果另外設(shè)置為此的升壓電路等，則在只有 有限的空間的車輛的情況下，會成為很大的問題。因此，通過利用車輛電源的 輸出電壓來驅(qū)動，則不需要放大單元用的專用電源裝置，能夠力圖降低功率消
耗和減少設(shè)置空間。例如，車輛電源的電壓為12V或24V，能夠不設(shè)置升壓電路，
直接用作為放大單元的驅(qū)動電壓。
為了解決上述課題，與本發(fā)明相關(guān)的緊急車輛用警笛系統(tǒng)，其特征在于，
具有
輸入警笛聲的模擬信號、并將輸入了的模擬信號變換成數(shù)字信號的信號變
換單元；
將變換了的數(shù)字信號放大的放大單元； 使放大了的數(shù)字信號平滑化的平滑化單元；
對平滑化了的警笛聲進行阻抗變換、并輸出到揚聲器的阻抗變換單元；以
及
發(fā)出警笛聲的揚聲器，
利用將阻抗變換單元和揚聲器一體化的單元來形成。
利用這樣結(jié)構(gòu)的緊急車輛用警笛系統(tǒng)的作用和效果正如上面所述。S卩，利 用放大單元將變換了的數(shù)字信號放大到所希望的電平。即，不用模擬放大器進 行信號放大，而是變換成數(shù)字信號，在數(shù)字信號的狀態(tài)下進行放大。通過在數(shù) 字信號的狀態(tài)下放大信號，能夠減少能量消耗部分，能夠高效地進行放大。通 過這樣，能夠抑制功率消耗和發(fā)熱，同時將信號放大到所希望的信號電平。放 大了的數(shù)字信號利用平滑化單元變成平滑化了的模擬信號，并且利用阻抗變換
單元進行阻抗變換，再輸出到揚聲器。在輸出到揚聲器時，通過在信號的發(fā)送 側(cè)和接收側(cè)使阻抗匹配，而能夠進行高效的信號傳送。
而且，使阻抗變換單元與揚聲器一體化形成。g卩，因為在車輛外配置阻抗 變換單元，所以能夠使車輛內(nèi)有限的空間有多余，能夠提高設(shè)計的自由度。另 外，即使是阻抗變換單元也必須有散熱措施，但通過配置在車外，能夠提高警 笛裝置本身的散熱特性。
在本發(fā)明中，上述揚聲器最好安裝在散光式警光燈內(nèi)部。
如果采用該結(jié)構(gòu)，則關(guān)于阻抗變換單元的散熱措施，能夠利用散光式警光 燈的底盤等。


圖l是表示本發(fā)明的一個實施形態(tài)的緊急車輛用警笛裝置的簡圖。
圖2是上述緊急車輛用警笛裝置的功能框圖。
圖3是上述緊急車輛用警笛裝置的放大電路部的簡要電路圖。
標號說明
1緊急車輛用警笛裝置
2揚聲器
3車輛蓄電池
4散光式警光燈
5放大電路部
6麥克風
11正面部
12警笛開關(guān)
16存儲部
17 CPU
18狀態(tài)檢測和判斷部
51調(diào)制電路部
52恒定電壓開關(guān)電路
53平滑化電路
54阻抗變換電路
具體實施例方式
參照附圖來詳細地說明與本發(fā)明相關(guān)的緊急車輛用警笛裝置(系統(tǒng))的最好
的實施形態(tài)。圖l是表示本發(fā)明的緊急車輛用警笛裝置(系統(tǒng))的簡要的外形圖。 緊急車輛用警笛裝置l(下面稱為[本裝置])是安裝在緊急車輛用的中央控制
臺等中的裝置，其尺寸使用1DIN的裝置。在本裝置l的前面?zhèn)仍O(shè)置進行連接的 設(shè)備的控制和狀態(tài)顯示的正面部ll。在本裝置1的背面?zhèn)壬暇哂羞B接揚聲器2的 連接口(未圖示)和連接散光式警光燈4等的操作和控制等對象設(shè)備的接口部 15(參照圖2)、以及從車輛蓄電池3向裝置1本身的電源電壓輸入部(未圖示)等。
本裝置1通過對設(shè)置在接口部11上的警笛開關(guān)12的操作，利用安裝在本裝 置內(nèi)部的電路部放大警笛聲和聲音信號，該放大信號通過通信線由揚聲器2進 行發(fā)出。
測試開關(guān)13是為了檢測連接在本裝置1上的揚聲器2的斷線、短路、阻抗錯 誤而進行試驗用的起動開關(guān)。另外，也是檢測本裝置l是否有故障及連接的散 光式警光燈4是否有故障等的試驗開始的起動開關(guān)。通常，因為當在通過揚聲 器進行警笛鳴響的緊急行駛時，不使用測試開關(guān)13，所以也可以在正面部ll以 外設(shè)置測試開關(guān)13。另外，在正面部ll上，除了警笛開關(guān)12及測試開關(guān)13以外， 還連接由車上人員進行廣播用的麥克風6等。
狀態(tài)顯示部14是由LED段構(gòu)成的面板等構(gòu)成，顯示本裝置l的動作信息及 連接的設(shè)備、例如當操作測試開關(guān)13時的揚聲器2的狀態(tài)信息，或者顯示利用 連接在本裝置1的前面的麥克風6產(chǎn)生的聲音輸入而由揚聲器2的發(fā)出音量等。 作為揚聲器2的狀態(tài)，包括揚聲器2的斷線、短路、阻抗錯誤等。通常，測試開 關(guān)13是由緊急車輛的管理者等在開始工作時進行操作，使用的目的在于預(yù)先防 止緊急出動時不從揚聲器2鳴響警笛聲等的不正常情況。
揚聲器2是接收來自本裝置1的信號并鳴響警笛信號的部分，有l(wèi)個或者多 個與本裝置連接。車輛蓄電池3通常是安裝在車輛上的部分，向本裝置l提供電 源電壓。該電源電壓中，DC12V和DC24V占了大半。另外，根據(jù)車輛的行駛狀 態(tài)及接受車輛蓄電池3的電源供給的設(shè)備(未圖示)的情況，電源電壓在大概 DC10 16V或DC20 32V的范圍內(nèi)有很大變動。
<功能框圖>
圖2是表示本發(fā)明一個實施形態(tài)的緊急車輛用警笛裝置1的功能框圖。 CPU17根據(jù)規(guī)定的程序進行對本裝置1的各部分的控制。在正面部ll上，除了警 笛開關(guān)12及測試開關(guān)13以外，還設(shè)置了用于設(shè)定與接口部15連接的散光式警光
燈4的動作以及揚聲器2鳴響的ON/OFF的各種開關(guān)。該動作等利用錄入存儲部 16中的程序以及CPU17的周邊電路(未圖示)來決定。
接口部15由散光式警光燈4的控制用連接器等構(gòu)成。另外，利用設(shè)置在正 面部ll上的警光燈動作開關(guān)(未圖示)的操作，使散光式警光燈4動作。在接口部 15內(nèi)部設(shè)置繼電器，從而使其能夠直接驅(qū)動散光式警光燈4。
在存儲部16中，除了存儲用于進行本裝置l的控制的程序之外，還存儲了 由揚聲器2鳴響的報警信息的聲音合成音等。存儲部16是由ROM及RAM等的存 儲器、或者聲音合成用IC等構(gòu)成的。存儲了利用警笛開關(guān)12的操作、CPU17向 放大電路部5發(fā)送存儲在存儲部16中的警笛聲信號等用的程序等。
CPU17除了進行本裝置1的控制等，還具有生成由揚聲器2鳴響警笛聲的信 號波形的功能。生成了的警笛聲信號作為模擬的警笛聲信號從CPU17的模擬端 口輸出。生成了的模擬警笛聲信號傳送到放大電路部5。關(guān)于放大電路部5的結(jié) 構(gòu)在后面敘述。另外，警笛聲信號除了由CPU17生成，也可以預(yù)先作為信號波 形數(shù)據(jù)錄入存儲部16中。
另外，用麥克風6由操作者輸入了的模擬的聲音信號與由CPU17輸出的警 笛聲信號相同，在放大電路部5中進行放大。即，對放大電路部5輸入警笛聲及 麥克風聲音信號。
狀態(tài)檢測和判定部18是利用測試開關(guān)13的操作檢測出與揚聲器2連接的阻 抗變換電路54的2次側(cè)的信號電壓、來檢測出揚聲器2的短路等的部分。狀態(tài)檢 測和判定部18能夠使用公認的電路結(jié)構(gòu)來構(gòu)成。
<放大電路部的結(jié)構(gòu)>
圖3是本發(fā)明的放大電路部5的簡要電路圖。放大電路部5由調(diào)制電路部 51(相當于信號變換單元)、恒定電壓開關(guān)電路52(相當于放大單元)、濾波器電路 53(相當于平滑化單元)、阻抗變換電路54(相當于阻抗變換單元)、以及三角波發(fā) 生電路55構(gòu)成。
調(diào)制電路部51將由CPU17生成的警笛聲模擬信號調(diào)制成2值的數(shù)字信號。 調(diào)制電路部51通過所謂的PWM(脈寬調(diào)制)方式調(diào)制成數(shù)字信號。具體來說，以 從三角波發(fā)生電路55輸入到調(diào)制電路部51的三角波信號為基礎(chǔ)，將同時輸入調(diào) 制電路部51的警笛聲模擬信號(正弦波)調(diào)制成2值的數(shù)字信號(方波)。來自麥 克風6的聲音信號輸入時也一樣。另外，作為調(diào)制電路部51的結(jié)構(gòu)，也可以使
用PWM方式以外的結(jié)構(gòu)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
雖然調(diào)制電路51是利用電源31進行驅(qū)動的，但是該電源31的基準電壓是由 具有10 16V的電源電壓的車輛蓄電池3通過3端調(diào)節(jié)器(未圖示)等降低為低電壓。
恒定電壓開關(guān)電路52是用車輛蓄電池3的電源電壓來開關(guān)控制由調(diào)制電路 部51輸入的2值化了的數(shù)字的警笛聲信號的信號放大單元，向濾波器電路53輸 入放大了的2值數(shù)字信號。即，相當于作為將輸入了的數(shù)字信號放大后的數(shù)字 信號輸出的數(shù)字信號的放大電路。
恒定電壓開關(guān)電路52利用車輛蓄電池3來驅(qū)動。因為車輛蓄電池3具有為了 驅(qū)動恒定電壓開關(guān)電路52而足夠的高電壓輸出，所以不設(shè)置升壓電路，就這樣 直接提供輸出電壓。
濾波器電路53由將從恒定電壓開關(guān)電路52輸入的2值信號平滑化的低通濾 波器電路構(gòu)成。利用該濾波器電路53能夠?qū)⒎糯罅说臄?shù)字信號變換為模擬信 號。
阻抗變換電路54由變壓器構(gòu)成，對用濾波器電路53變換為模擬信號的警笛 聲信號進行阻抗變換。當進行阻抗變換時，能夠根據(jù)揚聲器2的輸出等來選擇。
揚聲器2鳴響從阻抗變換電路54輸入的警笛聲信號。另外，在揚聲器2和阻 抗變換電路54的2次側(cè)之間，設(shè)置檢測揚聲器2的斷線等的電路，起到作為狀態(tài) 檢測和判定部18的一個要素的作用(在圖3中省略圖示)。揚聲器2根據(jù)緊急車輛 的種類等，有的情況只設(shè)置l個，有的情況設(shè)置多個。為了對應(yīng)這樣的情況， 為了進行阻抗匹配而設(shè)置阻抗變換電路54。阻抗變換電路54能夠使用由公認的 結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電路。
如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則不利用模擬放大器對模擬的警笛聲信號進行放 大，而是在調(diào)制成數(shù)字信號之后通過用車輛蓄電池3的電源進行開關(guān)控制，從 而能夠在數(shù)字信號的狀態(tài)下進行放大。通過在數(shù)字信號的狀態(tài)下進行放大，能 夠降低放大處理中的無用的能量損耗，能夠提高放大時的效率。因此，能夠抑 制在過去的模擬放大電路中產(chǎn)生的發(fā)熱。另外，通過抑制發(fā)熱，除了能夠?qū)⑸?熱零部件小型化之外，還能夠降低本裝置l的成本。而且，由于實現(xiàn)小型化， 所以能夠在有限空間的本裝置內(nèi)附加新的繼電器電路等機構(gòu)零部件。
而且，采用的結(jié)構(gòu)是，在用車輛蓄電池3對調(diào)制后的數(shù)字信號進行開關(guān)控 制之后，再進行平滑化，并進行阻抗變換。即，因為向恒定電壓開關(guān)電路52直
接施加車輛蓄電池3的電源電壓，不需要在本裝置l內(nèi)部設(shè)置具有用于得到所希 望的揚聲器輸出的功率的專用電源裝置，所以對于本裝置l的小型化有益。另 外，能夠以車輛蓄電池3的輸出電壓的大小非常高效地驅(qū)動恒定電壓開關(guān)電路52。
<其它實施形態(tài)>
雖然說明了與本發(fā)明相關(guān)的緊急車輛用警笛裝置的最好實施形態(tài)，但是本 發(fā)明不僅限于這樣的實施形態(tài)，也可以有各種變形例。例如，也可以用將揚聲
器2和阻抗變換電路54—體化了的單元構(gòu)成。揚聲器2是設(shè)置在車輛的外部，阻 抗變換電路54也變成設(shè)置在外部。由于阻抗變換電路54也發(fā)熱，所以通過將其 設(shè)置在外部，能夠提高警笛裝置本身的散熱特性。另外，因為配置空間能夠有 多余，所以能夠提高設(shè)計的自由度。
另外，在本實施形態(tài)中雖然說明揚聲器2和散光式警光燈4是各自分開的裝 置，但是當形成將揚聲器2和阻抗變換電路54—體化了的單元時，揚聲器2也可 以安裝在散光式警光燈4的內(nèi)部。通過這樣，阻抗變換電路54的散熱措施能夠 利用散光式警光燈4的底盤等。
權(quán)利要求
1.一種緊急車輛用警笛裝置，其特征在于，具有輸入警笛聲的模擬信號、并將輸入了的模擬信號變換為數(shù)字信號的信號變換單元；將變換了的數(shù)字信號進行放大的放大單元；將放大了的數(shù)字信號平滑化的平滑化單元；以及對平滑化了的警笛聲信號進行阻抗變換、并輸出到揚聲器的阻抗變換單元。
2. 如權(quán)利要求l中所述的緊急車輛用警笛裝置，其特征在于， 來自麥克風的模擬聲音信號也輸入到所述信號變換單元。
3. 如權(quán)利要求1或2中所述的緊急車輛用警笛裝置，其特征在于， 利用車輛電源的輸出電壓驅(qū)動所述放大單元。
4. 一種緊急車輛用警笛系統(tǒng)，其特征在于， 具有輸入警笛聲的模擬信號、并將輸入了的模擬信號變換為數(shù)字信號的信號變換 單元；將變換了的數(shù)字信號進行放大的放大單元； 將放大了的數(shù)字信號平滑化的平滑化單元；對平滑化了的警笛聲信號進行阻抗變換、并輸出到揚聲器的阻抗變換單元；以及發(fā)出警笛聲的揚聲器，利用將阻抗變換單元和揚聲器一體化的單元來形成。
5. 如權(quán)利要求4中所述的緊急車輛用警笛系統(tǒng)，其特征在于， 所述揚聲器安裝在散光式警光燈的內(nèi)部。
全文摘要
提供一種確保法定的警笛音量并且能夠抑制功率消耗和發(fā)熱的緊急車輛用警笛裝置。具有輸入警笛聲的模擬信號、并將輸入了的模擬信號變換為數(shù)字信號的調(diào)制電路部51；將變換了的數(shù)字信號放大的恒定電壓開關(guān)電路52；將放大了的數(shù)字信號平滑化的平滑化電路53；以及對平滑化了的警笛聲信號進行阻抗變換、并輸出到揚聲器的阻抗變換電路54。
文檔編號G10K9/00GK101174410SQ20071015296
公開日2008年5月7日 申請日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月25日
發(fā)明者吉永昭則 申請人:株式會社派特萊