CN108810721B - 机动车辆声音发生器系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种机动车辆声音发生器系统(10)。声音发生器系统(10)具有壳体(12)，扬声器(14)容置在该壳体中，壳体(12)至少具有第一孔口(20)和第二孔口(22)，第一孔口(20)和第二孔口(22)各自具有设置在第一孔口和第二孔口上的声音传输构件(24、26)，从扬声器(14)的轴向方向上观察，第一孔口(20)设置在扬声器(14)的前侧区域(16)中，并且第二孔口(22)设置在扬声器(14)的后侧区域(18)中，声音发生器系统(10)具有与第一孔口(20)相关联的第一声音出口开口(30)和与第二孔口(22)相关联的第二声音出口开口(32)，声音通过第一声音出口开口(30)和第二声音出口开口(32)离开而进入到开放空间中，第一声音出口开口(30)和第二声音出口开口(32)没有排气流通过。

Description

机动车辆声音发生器系统
技术领域
本发明涉及机动车辆声音发生器系统。
背景技术
声音发生器系统在机动车辆中用于各种用途。例如，声音发生器系统用于有效地抑制排气系统中的声音，并且因此用于减少具有内燃发动机的机动车辆的声发射。此外，机动车辆的声音发射特征可以借助于声音发生器系统进行适配和单独设计。特别是在至少部分地电操作并且在电操作中具有较低声发射的机动车辆的情况下，声音发生器系统还用于警告行人和其他道路使用者车辆的存在。
通常，声音发生器系统的扬声器容置在壳体中。壳体是必要的，因为位于扬声器前方的区域和扬声器后方的区域中的声波具有相反的相位。壳体防止来自两个区域的声波的叠加以及由此产生的相消干涉。尽管这种结构改善了扬声器在扬声器前方的区域中的辐射特性，但辐射到壳体的后部区域中的声波仍未被使用，这也使得用来产生这些声波的能量未被使用。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于机动车辆的声音发生器系统，该声音发生器系统使得最佳地使用由扬声器辐射的整个声波。
根据本发明，该目的通过一种机动车辆声音发生器系统来实现，该机动车辆声音发生器系统包括壳体，扬声器容置在该壳体中，该壳体至少具有第一孔口和第二孔口，第一孔口和第二孔口各自具有设置在第一孔口和第二孔口上的声音传输构件，从扬声器的轴向方向上观察，第一孔口设置在扬声器的前侧区域中并且第二孔口设置在扬声器的后侧区域中，机动车辆声音发生器系统具有与第一孔口相关联的第一声音出口开口和与第二孔口相关联的第二声音出口开口，声音通过第一声音出口开口和第二声音出口开口离开而进入到开放空间中，并且第一声音出口开口和第二声音出口开口没有排气流。
由扬声器产生的声音可以既从扬声器的前侧区域又从扬声器的后侧区域通过两个孔口传导到开放空间中并且因此可以被利用，特别地以便产生期望的车辆声音以及/或者警告行人和其他道路使用者。机动车辆声音发生器系统在此不是排气系统的一部分，而可以是除排气系统以外另外设置且单独地设置的，或者在纯电动车辆的情况下仅设置有声音发生器系统。
优选地，扬声器具有基本上在水平面中延伸、更具体地沿车辆的纵向方向定向的轴向中心轴线。这在声音朝向车辆的后部和/或朝向车辆的前部传输时是特别有利的，原因在于：在本发明的这种构型中，扬声器在这两个方向上均匀地发射声波。
另一方面，设置成使得孔口的中心轴线形成120度至180度的角度、特别地125度至145度之间的角度。此处，孔口的中心轴线应当被理解为表示在由孔口限界的最小表面的几何重心处垂直于该最小表面的轴线。从中心轴线的交点开始，形成中心轴线的两条线之间的角度以中心轴线所夹的角度来进行测量。在本发明的这种构型中，声音还可以被引导至机动车辆的关于机动车辆的纵向轴线相对于彼此偏移的区域。
根据本发明的一个构型，设置成使得在第一孔口与第一声音出口开口之间设置第一声音传输构件，以及/或者在第二孔口与第二声音出口开口之间设置第二声音传输构件。声音可以借助于声音传输构件传导至机动车辆的期望区域。
声音传输构件可以相对于彼此不对称地被设计。以此方式，由声音发生器系统辐射到开放空间中并且源自扬声器的前侧区域和扬声器的后侧区域的声波并不具有相反的相位，因此防止声波的相消干涉。
优选地，第一声音传输构件形成为管。这增大了扬声器的前侧区域的共振体积，从而导致：即使在较低的声音频率处仍发生共振，并且用增大的声压来辐射较低的声音频率。
进一步优选的是，管延伸至车辆后端部以及/或者管端部构造为排气管端部。特别地，管端部位于车辆后端部的下方并终止于后挡板中或后挡板下方而是可见的。这在听觉上和在视觉上都给人造成了真实的排气系统的印象。
根据本发明的另一构型，设置在第一孔口和/或第二孔口处的声音传输构件是具有外壁的中空的声音传导构件，其中，外壁特别地是刚硬的、至少在数个部分被穿孔、或者至少在数个部分被微穿孔。这增大了扬声器的后侧区域的共振体积，从而导致：即使在较低的声音频率处仍发生共振，并且较低的声音频率以增大的声压来辐射。声音经由声音传导构件朝向车辆的前部传导并在一个或若干个期望的点处传输到开放空间中。为此，可以设置成使得：在较大声音意图离开而进入到开放空间中的这些点处，声音传导构件至少部分地被穿孔、至少部分地被微穿孔或者完全被微穿孔。
优选地，第二声音传导构件是包括用于声音的至少一个耦合开口以及至少一个声音离开开口的管。在此，管长度被选定成使得：针对扬声器的后侧区域产生期望的声音共振体积。此外，可以设置多个开口，由此提高声音传导构件与环境的声学耦合。
第一开口和/或第二开口处的声音传导构件更具体地是下述管，所述管具有在管的长度上恒定的圆形内横截面。
根据不同的方面，声音传导构件是具有在管的长度上可变的圆形内横截面的管。
替代性地，声音传导构件呈下述管的形式，所述管具有在管的长度上恒定的非圆形内横截面。内横截面例如呈椭圆形或者具有简单多边形的形状(多边形的边缘仅在顶点中相接/相交)。
根据另一方面，第二声音传导构件是下述管，该管具有在管的长度上可变的非圆形内横截面。
进一步优选的是，第一声音传导构件和/或第二声音传导构件包括至少一个封闭构件。封闭构件可以是可致动的阀门、封闭插塞或防护格栅。此外，还可以设置两个或更多个这样的封闭构件。扬声器的后侧区域的声音共振体积可以通过封闭构件来减小。
另一方面使得：至少一个封闭构件设置在声音传导构件的起始部分或终止部分处。特别地，设置在声音传导构件的起始部分处，即设置在扬声器侧的封闭构件允许声音传导构件在声学上与扬声器的后侧区域分离，结果是可以减少从扬声器的后侧区域发射到开放空间中的声音。替代性地或额外地，可以在声音传导构件的终止部分处，即在声音出口开口侧设置形成为防护格栅的第二封闭构件，由此保护声音发生器系统免受污染。
作为替代方案，第二封闭构件可以形成为可致动的阀或者作为插塞，借助于该可致动的阀或者插塞，可以减少从第二声音传输构件通过第二声音出口开口到开放空间中的声音传输，更特别地，消除了这种声音传输。在这种构型中，可以省去第一封闭构件，并且扩大扬声器的后侧区域的声学共振体积，从而导致：即使在较低的声音频率处也发生共振。
根据本发明的一种构型，设置成使得：设置在第二孔口处的声音传输构件是隔膜，其中尤其是，隔膜是无孔的、至少部分地被穿孔或者至少部分地被微穿孔。隔膜也可以完全被微穿孔。此处，术语“微穿孔”应当被理解为表示穿孔度为1％至10％并且孔口的表面积为50μm2至1mm2的穿孔。隔膜例如可以形成为薄金属片。这允许调节使得由扬声器产生的声音从扬声器的后侧区域传输到开放空间中的声压并由此调节音量。
根据本发明的一个构型，设置下述加热装置，该加热装置被配置成根据环境温度而至少部分地加热声音发生器系统。以此方式，防止声音发生器系统中的对寒冷敏感的任何部件在较低的环境温度处受到损坏。
附图说明
本发明的其他优点和特征将通过下面的描述和附图而变得明显，参照附图并且在附图中：
-图1示出了穿过根据本发明的声音发生器系统截取的纵向截面；
-图2示出了具有内燃发动机和图1的根据本发明的声音发生器系统的机动车辆的示意图；以及
-图3示出了具有图1的根据本发明的声音发生器系统的电操作式机动车辆的示意图。
具体实施方式
图1示出了声音发生器系统10，声音发生器系统10具有壳体12和容置在壳体中的扬声器14。此处，扬声器14在壳体12中的容置方式是，从大致在水平面中延伸的扬声器的轴向中心轴线A1的方向观察，壳体12被分成扬声器14的前侧区域16和扬声器14的后侧区域18。两个区域16、18可以以气密的方式彼此分隔开。
因此，扬声器14发射的声波不能经由空气直接在两个区域16、18之间进行传播。
扬声器14与壳体12的内横截面互补，或者分隔件将壳体12分成两个区域16、18。
由扬声器14在前侧区域16和后侧区域18中发射的声波具有相反的相位。两个区域16、18的分隔防止了声波由于干涉而相互抵消。
壳体12包括设置在扬声器14的前侧区域16中的第一孔口20。壳体12还包括位于后侧区域18中的相对的第二孔口22。在图1中示出的声音发生器系统10中，孔口20、22的中心轴线重合，即孔口20、22的中心轴线形成180度的角度。此处，孔口的中心轴线应当被理解为表示在由孔口限界的最小表面的几何重心处垂直于该最小表面的轴线。然而，如图3中的示例中由虚线图示的，中心轴线也可以以小至120度、例如125度至145度的角度α相交。
第一孔口20和第二孔口22分别具有设置在其上的第一声音传输构件24和第二声音传输构件26。图1中图示的声音发生器系统10的声音传输构件24、26各自形成为例如具有用于声音的耦合进入(coupling-in)开口和至少一个声音离开开口的线形管。
如图2和图3中所示，第一声音传输构件24从壳体12朝向车辆的后端部延伸。特别地，第一声音传输构件24在此终止于机动车辆的后挡板中/下方而是可见的。
此外，第一声音传输构件24的车辆后侧管端部28设计为排气管端部，使得对真实排气系统的端部在声学上和/或视觉上进行模仿。
由扬声器14在前侧区域16中产生的声音经由第一声音传输构件24从扬声器14的前侧区域16传导至车辆后端部，并且通过位于车辆后端部的第一声音出口开口30离开而进入开放空间中。第一声音传输构件24形成为声音传导构件。
第二声音传输构件26从壳体12朝向车辆的前部延伸。由扬声器14产生的声音经由第二声音传输构件26从扬声器14的后侧区域18朝向车辆的前部传导，并且通过第二声音出口开口32在车辆的下方离开而进入开放空间中。此处，第二声音传输构件26形成为声音传导构件。
在第二孔口22处设置有封闭构件34，特别地是可致动阀，借助于该可致动阀可以减少、更特别地是消除从扬声器14的后部区域18进入第二声音传输构件26的声音传输。此处，封闭构件34设置在声音传输构件26的起始部分处，即设置在声音传输构件26的扬声器侧端部处。因此，封闭构件34允许第二声音传输构件26与扬声器14的后侧区域18在声学上断开耦合。
此外，在第二声音出口开口32处、即第二声音传输构件26的终止部分处固定有形成为防护格栅的第二封闭构件36。第二封闭构件36保护声音发生器系统10免受污物。防护格栅可以至少部分地被穿孔、至少部分地被微穿孔或者完全被微穿孔。选择穿孔允许对通过防护格栅传输到开放空间中的声音的声压进行调节。
替代性地，第二封闭构件36可以形成为可致动阀或插塞，借助于该可致动阀或插塞可以减少、更特别地是消除从第二声音传输构件26通过第二声音出口开口32进入开放空间中的声音传输。在这种构型中，可以省去第一封闭构件34，并且扬声器14的后侧区域18的声学共振体积被扩大，这导致即使在较低的声音频率处也发生共振。
在此，两个声音传输构件24、26的外壁形成为无孔的。然而，两个声音传输构件24、26的外壁也可以各自至少部分地被穿孔、至少部分地被微穿孔或者完全被微穿孔。借助于由此形成的附加开口，声音传输构件24、26在一些区域中与环境在声学上耦合得更强，结果是，传输到开放空间中的声压增加，更特别地，传输到开放空间中的声压可以被适配。选择穿孔允许对传输到开放空间中的声音的声压进行调节。
在此，术语“微穿孔”应当被理解为表示穿孔度为1％至10％并且开口的表面积为50μm2至1mm2的穿孔。
图2和图3示意性地示出了具有内燃发动机38和排气系统40或者具有电力系统42的机动车辆。
声音发生器系统10由内燃发动机38(图2)的或电力系统42(图3)的控制系统(未详细图示)基于操作参数经由控制线44驱动。
在图2中示出的声音发生器系统10中，很显然没有排气流通过声音发生器系统10的声音出口开口30、32。特别地，声音发生器系统10与机动车辆的排气系统40是不联接的，这是由于声音发生器系统10与排气系统40之间的空气交换不可能直接进行，而是只能经由开放空间进行。
然而，声音发生器系统10可以在声学上耦合至排气系统40，使得通过主动声音产生，内燃发动机38经由排气系统40的声音发射可以借助于相消干涉而被减少。因而，声音发生器系统用作主动消声器。
操作参数可以包括以下变量中的一者或更多者：内燃发动机38的或电力系统42的当前速度、车辆的速度、轮胎的速度以及来自附加地设置在车辆中的检测系统的指示其他道路使用者在车辆附近和/或接近车辆的信号。
基于来自控制系统的控制信号，声音发生器系统10产生如上面描述的期望的声音信号、换句话说产生期望的声音，或者声音发生器系统10以声学方式警告其他道路使用者车辆的存在。
声音发生器系统10当然也可以用在包括内燃发动机38和电力系统42两者的混合式车辆中。因而，声音发生器系统10的控制基于上述操作参数借助于内燃发动机38的控制系统以及/或者借助于电力系统42的控制系统来执行。
为了在低环境温度下保护声音发生器系统10，可以设置加热装置50。加热装置50允许声音发生器系统10至少部分地被加热。特别地，可以加热对寒冷敏感的部件，比方说例如扬声器14的隔膜。这防止了对寒冷敏感的部件由于低环境温度而受到损坏。
声音发生器系统10的替代性实施方式通过横截面的变化、特别是第二声音传输构件26的内横截面的变化给出，这在下面进行描述。
根据替代性实施方式，第一声音传输构件24和/或第二声音传输构件26是在管的长度上具有恒定圆形内横截面的管。
根据不同的实施方式，第一声音传输构件24和/或第二声音传输构件26是在管的长度上具有可变圆形内横截面的管。
替代性地，第一声音传输构件24和/或第二声音传输构件26形成为在管的长度上具有恒定非圆形内横截面的管。内横截面例如为椭圆形或者为具有简单多边形的形状(多边形的边缘仅在顶点中相接/相交)。
此外，第一声音传输构件24和/或第二声音传输构件26可以是在管的长度上具有可变非圆形内横截面的管。
选择内横截面允许对声音传输构件的声音特性进行调节。

Claims (16)

1.一种机动车辆声音发生器系统(10)，包括壳体(12)，扬声器(14)容置在所述壳体(12)中，其中，所述壳体(12)至少包括第一孔口(20)和第二孔口(22)，其中，所述第一孔口(20)和所述第二孔口(22)各自具有设置在所述第一孔口(20)和所述第二孔口(22)上的声音传输构件(24、26)，其中，从所述扬声器(14)的轴向方向(A1)上观察，所述第一孔口(20)设置在所述扬声器(14)的前侧区域(16)中并且所述第二孔口(22)设置在所述扬声器(14)的后侧区域(18)中，其中，所述机动车辆声音发生器系统(10)包括与所述第一孔口(20)相关联的第一声音出口开口(30)和与所述第二孔口(22)相关联的第二声音出口开口(32)，其中，声音通过所述第一声音出口开口(30)和所述第二声音出口开口(32)离开而进入到开放空间中，并且其中，所述第一声音出口开口(30)和所述第二声音出口开口(32)没有排气流通过。
2.根据权利要求1所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述扬声器(14)具有基本上在水平面中延伸的轴向中心轴线。
3.根据权利要求2所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述轴向中心轴线沿车辆的纵向方向定向。
4.根据权利要求1或2所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述孔口(20、22)的中心轴线形成范围为120度至180度的角度。
5.根据权利要求1或2所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，在所述第一孔口(20)与所述第一声音出口开口(30)之间设置第一声音传输构件(24)，以及/或者在所述第二孔口(22)与所述第二声音出口开口(32)之间设置第二声音传输构件(26)。
6.根据权利要求5所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述第一声音传输构件(24)形成为管。
7.根据权利要求6所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述管延伸至车辆后端部。
8.根据权利要求6所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，管端部(28)构造为排气管端部。
9.根据权利要求5所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，设置在所述第一孔口(20)处的所述第一声音传输构件(24)和/或设置在所述第二孔口(22)处的所述第二声音传输构件(26)是具有外壁的中空的声音传导构件。
10.根据权利要求9所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述外壁是刚硬的、至少在数个部分被穿孔或者至少在数个部分被微穿孔。
11.根据权利要求9所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述第二声音传输构件(26)是包括用于声音的至少一个耦合进入开口以及至少一个声音离开开口的管。
12.根据权利要求9所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述第一声音传输构件(24)和所述第二声音传输构件(26)中的至少一者包括至少一个封闭构件(34)。
13.根据权利要求12所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述至少一个封闭构件(34)设置在所述声音传导构件的起始部分或终止部分处。
14.根据权利要求1或2所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，设置在所述第二孔口(22)处的所述声音传输构件(26)是隔膜。
15.根据权利要求14所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，所述隔膜是无孔的、至少部分地被穿孔或者至少部分地被微穿孔。
16.根据权利要求1或2所述的机动车辆声音发生器系统(10)，其特征在于，设置加热装置(50)，所述加热装置(50)被配置成根据环境温度至少部分地加热机动车辆声音发生器系统(10)。
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