Jak wybrać odpowiednie rozwiązanie AVAS: Przewodnik po wyborze technicznym

1. Wprowadzenie
2. Krok 01: Określ swój rynek docelowy – najpierw globalna zgodność
3. Krok 02: Wyjaśnij typ swojego pojazdu – opakowanie i rozmnażanie
4. Krok 03: Zdefiniuj funkcję bezpieczeństwa akustycznego i tożsamość marki
5.Krok 04: Wybierz architekturę integracji
6.Krok 05: Wybór głośnika lub wzbudnika – niezawodność fizyczna
7. Profesjonalne rozwiązania akustyczne Bestar
8.Wnioski

Wstęp
Przy niskich prędkościach hałas spalania, który piesi słyszeli, gdy pojazd znajdował się w ich polu widzenia, po prostu nie występuje. To i cisza pomagają poprawić warunki hałasu w mieście, ale stanowią realne zagrożenie dla bezpieczeństwa pieszych, rowerzystów i osób z dysfunkcją wzroku.
Problem ten rozwiązano za pomocą Dźwiękowe systemy ostrzegania o pojazdach – AVASTakie systemy generują sztuczny dźwięk podczas jazdy z niską prędkością, aby dać kierowcy sygnał dźwiękowy innym użytkownikom drogi o obecności pojazdu i kierunku jego jazdy. Od czasu szybkiego upowszechnienia się pojazdów elektrycznych na całym świecie, AVAS przestał być jedynie dodatkiem regulacyjnym, a stał się systemem bezpieczeństwa, który jest obecny w każdym samochodzie elektrycznym zasilanym bateryjnie i hybrydowym typu plug-in sprzedawanym na głównych rynkach.
Odpowiedni system AVAS nie jest kompleksowym rozwiązaniem zakupowym. Oznacza on zgodność z przepisami, pakowanie mechaniczne, inżynierię akustyczną, architekturę systemu i strategię marki. Zły wybór pociąga za sobą odpowiedzialność prawną, problemy z integracją i produkt, który nie brzmi prawidłowo na rynku: został opracowany.
Niniejszy blog oferuje systematyczny zarys procesu wyboru systemu AVAS, który podejmują inżynierowie OEM i menedżerowie programu. Poszczególne kroki koncentrują się na jednym punkcie decyzyjnym: zapewnieniu zgodności rynkowej z wymaganiami dotyczącymi niezawodności na poziomie komponentów.

Krok 01: Określ swój rynek docelowy — najpierw globalna zgodność
Pierwsze pytanie nie brzmi „jaki powinien być dźwięk”, ale „co wymaga prawo”. Przepisy AVAS różnią się w zależności od regionu, a różnice te mają znaczenie na poziomie inżynieryjnym.
Norma UN R138 reguluje rynki europejskie i globalne. Wymaga aktywacji systemu AVAS podczas jazdy do tyłu i do przodu z prędkością do 20 km/h. Dźwięk musi zmieniać się płynnie wraz z prędkością pojazdu, zapewniając pieszym wiarygodne odczucie prędkości pojazdu. Minimalne poziomy ciśnienia akustycznego są określone dla określonych odległości pomiarowych i prędkości. Rozporządzenie określa również, że dźwięk musi zawierać wystarczającą częstotliwość, aby był wykrywalny w typowych warunkach miejskich.
Norma FMVSS 141 reguluje rynek amerykański. Jej struktura jest pod wieloma względami podobna do normy ECE R138, ale szczegółowe wymagania dotyczące poziomu hałasu, warunki pomiaru i progi prędkości różnią się. Przepisy amerykańskie są egzekwowane przez NHTSA, a procedury testowe są szczegółowo określone. Testy zgodności są obowiązkowe przed wprowadzeniem pojazdu na rynek, a konsekwencje niepowodzenia testu na etapie produkcji są poważne.
GB/T 37153 to norma krajowa obowiązująca w Chinach. GB/T 37153 jest obecnie największym rynkiem pojazdów elektrycznych na świecie, z własnymi, odrębnymi wymaganiami dotyczącymi ciśnienia akustycznego, rozkładu częstotliwości i zachowania przy prędkościach, ale generalnie jest bardziej zgodna z podejściem ECE.
Istnieją trzy parametry. Po pierwsze, poziom ciśnienia akustycznego: każda norma określa minimalne poziomy dB(A) przy określonych prędkościach pojazdu, przy czym typowe poziomy to 10 km/h i 20 km/h. Dźwięk powinien być wystarczająco głośny, aby był słyszalny w realistycznym środowisku miejskim, i nie na tyle głośny, aby powodować zanieczyszczenie hałasem. Po drugie, zawartość częstotliwości: dźwięk powinien mieć określoną zawartość częstotliwości. Niektóre pasma będą zawierały czyste tony niezbędne do ich wykrycia. Przepisy zazwyczaj nie zezwalają na dźwięki o bardzo niskiej lub bardzo wysokiej częstotliwości, chociaż w rzeczywistych warunkach są one trudniejsze do zlokalizowania i wykrycia. Po trzecie, zmienna wysokość dźwięku wraz z przyspieszeniem: dźwięk powinien być słyszalnie zmieniany wraz ze zmianą prędkości pojazdu. Dzięki temu piesi mogą określić, czy pojazd porusza się szybciej, wolniej, czy też zbliża się do nich. Częstotliwość lub charakter dźwięku powinny być stopniowe, słyszalne i zależeć od prędkości.
Praktyczne wnioski są proste. Twoje rynki docelowe definiują minimalną specyfikację techniczną. Stwórz listę kontrolną zgodności przed wyborem jakichkolwiek komponentów sprzętowych lub programowych.

Krok 02: Określ typ swojego pojazdu — opakowanie i propagacja
Sprzęt AVAS musi mieścić się wewnątrz pojazdu i skutecznie emitować dźwięk w kierunku pieszych. Te dwa wymagania oddziałują na siebie nawzajem oraz na konstrukcję pojazdu.
Samochody osobowe, pojazdy użytkowe i lekkie platformy mobilności miejskiej charakteryzują się różnymi ograniczeniami w zakresie pakowania. Przedni zderzak samochodu osobowego ma ograniczoną przestrzeń za deską rozdzielczą. Lekki pojazd użytkowy może mieć większą przestrzeń, ale jednocześnie większy hałas drogowy i szum wiatru przy dużej prędkości. Kompaktowy miejski pojazd elektryczny może w ogóle nie mieć konwencjonalnej komory silnika.
Umiejscowienie głośnika lub wzbudnika ma bezpośredni wpływ na kierunkowość dźwięku. Dźwięk systemu AVAS musi docierać do stref dla pieszych przed i obok pojazdu. Głośnik zamontowany zbyt wysoko, zbyt głęboko w środku lub zasłonięty elementami konstrukcyjnymi nie będzie skutecznie emitował dźwięku do strefy dla pieszych na poziomie ulicy. Fizyka propagacji dźwięku w częstotliwościach używanych w systemie AVAS – zazwyczaj od 315 Hz do 5 kHz – oznacza, że ​​umiejscowienie wpływa zarówno na poziom dźwięku, jak i jego kierunkowość.
Konstrukcja pojazdu również determinuje rodzaj zastosowanego przetwornika. Tradycyjne głośniki stożkowe wymagają obudowy z otworem przelotowym lub uszczelnionej, aby działać prawidłowo. Wzbudniki to urządzenia, które nie generują dźwięku poprzez wibracje na panelu, lecz wykorzystują istniejące panele nadwozia jako powierzchnię promieniującą. Eliminuje to potrzebę stosowania specjalnej obudowy, co jest szczególnie istotne w instalacjach o ograniczonej przestrzeni.
Główne pytania, które należy zadać na tym etapie, to: Gdzie można zamontować przetwornik do konstrukcji pojazdu? Jaki panel lub obudowa jest dostępna? Jak daleko akustycznie znajduje się przetwornik względem strefy dla pieszych? Odpowiedzi decydują o tym, które formaty przetwornika są użyteczne, a które nie.

Krok 03: Zdefiniuj dźwięk — funkcję bezpieczeństwa i tożsamość marki
Projektowanie dźwięku AVAS działa w ramach określonych granic. Wewnątrz tych granic istnieje znaczne pole do decyzji kreatywnych i ukierunkowanych na markę.
Przepisy zabraniają niektórych rodzajów dźwięków. Muzyka, głos i naturalne odgłosy niezwiązane z zachowaniem pojazdu są generalnie niedozwolone. Dźwięk musi być wyraźnie skojarzony z poruszającym się pojazdem. Nie może być mylony z sygnałami ostrzegawczymi używanymi przez służby ratunkowe. Ograniczenia te są praktycznymi wymogami bezpieczeństwa, a nie arbitralnymi ograniczeniami.
Producenci OEM muszą podejmować konkretne decyzje w ramach dozwolonej przestrzeni. Zmiennymi projektowymi są struktura harmoniczna dźwięku, jego charakter tonalny oraz szybkość zmian. Dźwięk zbudowany na częstotliwości bazowej z ograniczoną liczbą alikwotów ma klarowny, prosty charakter. Dźwięk wieloharmoniczny jest bardziej złożony i postrzegany jako bogaty. Te rozróżnienia są uzasadnione etycznie, a coraz częściej również dla pieszych, a tym samym dla klientów, którzy łączą brzmienie zewnętrzne samochodu z jego marką.
Niektórzy producenci wykorzystują AVAS jako celowy element styczny z marką. Dźwięk przekazuje określony charakter – technologiczny, futurystyczny, premium lub wydajny. To uzasadniona decyzja inżynieryjna i marketingowa. Nie wpływa ona negatywnie na bezpieczeństwo. Oznacza to po prostu, że projektowanie dźwięku staje się częścią ogólnej inżynierii sensorycznej pojazdu, a nie tylko elementem spełniającym wymagania.
Praktyczną radą jest zaangażowanie inżynierów akustyków na wczesnym etapie procesu definiowania dźwięku. Określ docelowy profil dźwięku przed wyborem sprzętu, a nie po nim. Przetwornik i elektronika sterująca muszą być w stanie precyzyjnie i spójnie odtwarzać docelowy dźwięk w pełnym zakresie temperatur i napięć roboczych.

Krok 4: Wybierz architekturę integracji
System AVAS można wdrożyć jako samodzielny system lub jako funkcję wbudowaną w istniejącą architekturę elektroniczną pojazdu.
Samodzielny moduł AVAS zawiera własną jednostkę sterującą, układ przetwarzania sygnału, wzmacniacz mocy i połączenie z sygnałem prędkości pojazdu. Działa niezależnie od innych systemów pojazdu. Instalacja jest prosta, a ryzyko integracji niskie. Rozwiązanie autonomiczne jest odpowiednie dla pojazdów, w których architektura elektroniczna jest już zdefiniowana, a dodawanie nowej funkcji do istniejącego sterownika jest niepraktyczne.
Wbudowana architektura AVAS realizuje algorytm przetwarzania sygnału i generowania dźwięku w jednostce sterującej pojazdu (VCU) lub innym istniejącym sterowniku (ECU). Jedynie wzmacniacz mocy i przetwornik są dodawane sprzętowo. Takie podejście redukuje liczbę komponentów i jest preferowane w pojazdach o wysoce zintegrowanej architekturze elektronicznej. Wymaga ono bliższej współpracy między dostawcą AVAS a zespołem ds. systemów pojazdu oraz zapewnienia, że ​​sterownik (ECU) dysponuje wystarczającą rezerwą mocy obliczeniowej.
Wybór protokołu komunikacyjnego wpływa na obie opcje. Magistrala CAN to standard dla diagnostyki na poziomie pojazdu, raportowania stanu i dystrybucji sygnału prędkości. Zapewnia niezawodną i odporną na zakłócenia komunikację w całej sieci pojazdu. Magistrala LIN jest używana do prostszych połączeń o niższej przepustowości — na przykład między sterownikiem głównym a modułem wzmacniacza satelitarnego. Przed wyborem architektury modułu konieczne jest zrozumienie, które protokoły są dostępne w planowanym miejscu instalacji.

Krok 05: Wybór głośnika lub wzbudnika — niezawodność fizyczna
Przetwornik AVAS znajduje się w najtrudniejszej strefie pojazdu. Jest zamontowany w przednim zderzaku lub w jego pobliżu, narażony na rozpryski wody, błoto, sól i ekstremalne temperatury. Musi działać prawidłowo od pierwszego do ostatniego dnia użytkowania pojazdu.
Przetworniki akustycznego systemu ostrzegania o pojazdach (Audio Vehicle Alert System) charakteryzują się minimalnym stopniem ochrony IP6K9K. Oznacza to całkowitą odporność na pył i strumienie wody o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze, stosowane w myjniach pojazdów użytkowych. Inni producenci dodają dodatkowe kryteria: odporność na mgłę solną zgodnie z normą ISO 9227, odporność na cykle termiczne do temperatur poniżej zera i powyżej 100°C (212°F) oraz odporność na drgania porównywalną z pomiarami obciążenia pojazdu na drodze.
Niezwykle ważna jest stabilność akustyczna przez cały okres użytkowania pojazdu. Materiały membran głośnikowych i zawieszenia również ulegają zużyciu. Gumowe obudowy mogą pękać w miejscach narażonych na promieniowanie UV. Membrany papierowe pochłaniają wilgoć. Związki polimerowe twardnieją w niskich temperaturach, a miękną w wysokich. Oba te zjawiska modyfikują charakterystykę częstotliwościową i maksymalną moc wyjściową głośnika.
Najważniejszymi czynnikami są dobór materiałów, stabilizacja UV, zabezpieczenie przed czynnikami środowiskowymi i zaawansowana weryfikacja wieku.

Profesjonalne rozwiązania akustyczne Bestar
Najlepszy Projektuje i produkuje rozwiązania AVAS dla globalnych programów pojazdów elektrycznych. Oferta firmy obejmuje pełen system: przetworniki odporne na warunki atmosferyczne przystosowane do montażu z przodu pojazdu, zintegrowane moduły wzmacniacza i kontrolera oraz kompletne systemy AVAS z profilami dźwięku zatwierdzonymi przez przepisy.
NajlepszyZespół inżynierów wspiera klientów w spełnianiu wymogów zgodności obowiązujących na danym rynku, w tym UN R138, FMVSS 141 i GB/T 37153. Wsparcie w zakresie opracowywania niestandardowych rozwiązań dźwiękowych, konfiguracji sprzętu i walidacji na poziomie systemu jest dostępne w całym cyklu życia programu — od koncepcji po produkcję.
Dla producentów OEM wchodzących na nowe rynki lub aktualizujących istniejące konfiguracje AVAS, Najlepszy zapewnia praktyczny punkt wyjścia: sprzęt o sprawdzonej wytrzymałości w warunkach środowiskowych, w połączeniu ze wsparciem inżynierii akustycznej niezbędnym do opracowania i sprawdzenia zgodnego profilu dźwiękowego.

Wniosek
Wybór systemu AVAS to zadanie inżynierskie obejmujące wiele dyscyplin. Wymaga wiedzy z zakresu zgodności, analizy obudów mechanicznych, umiejętności projektowania akustycznego, decyzji dotyczących architektury systemów elektronicznych oraz inżynierii niezawodności na poziomie komponentów. Żadnego z tych aspektów nie można rozpatrywać w izolacji.
Pięcioetapowy schemat przedstawiony w tym przewodniku przedstawia logiczną sekwencję. Zacznij od wymagań dotyczących zgodności. Zrozum ograniczenia dotyczące opakowania. Zdefiniuj dźwięk przed wyborem sprzętu. Wybierz odpowiednią architekturę systemu dla platformy swojego pojazdu. Określ przetworniki o sprawdzonej wytrzymałości środowiskowej.
Dobrze zrealizowany program AVAS nie tylko spełnia wymogi regulacyjne. Zapewnia pojazdowi spójną, kontrolowaną obecność akustyczną w otoczeniu pieszych. Chroni użytkowników dróg. Daje też producentom OEM możliwość rozszerzenia identyfikacji marki o nowy wymiar sensoryczny, który będzie miał coraz większe znaczenie w miarę postępującej transformacji pojazdów elektrycznych.
W celu uzyskania konsultacji technicznych, wsparcia w zakresie zgodności z przepisami lub specyfikacji produktu, skontaktuj się z Bestarbezpośrednio z zespołem inżynierów akustycznych.