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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Audioanlage zur Erzeugung eines Motorgeräuschs und insbesondere Elektrofahrzeuge mit einer Audioanlage zur Erzeugung eines Motorgeräuschs in einem Innenraum des Fahrzeugs und/oder zur Erzeugung eines Motorgeräuschs außerhalb des Fahrzeugs.
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Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, welche zumindest einen Elektroantrieb aufweisen, weisen gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren sehr leise Motorgeräusche auf. Personen außerhalb des Fahrzeugs, wie z. B. Passanten oder Fußgänger, können das Fahrzeug dadurch eventuell erst später wahrnehmen. Darüber hinaus vermittelt bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor das Motorgeräusch einem Fahrzeugführer ein Gefühl für die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Diese indirekte Geschwindigkeitsinformation für den Fahrzeugführer stellt ein Fahrzeug mit Elektroantrieb nicht bereit, wodurch der Fahrzeugführer dazu neigen kann, die gefahrene Geschwindigkeit schwieriger einzuschätzen.
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In dem Stand der Technik ist daher bekannt, für Elektrofahrzeuge ein Motorgeräusch künstlich zu erzeugen und dieses Motorgeräusch von einem Lautsprecher in der Nähe des Lüftungsgitters unterhalb der Fronthaube des Fahrzeugs nach außen abzugeben und über Türlautsprecher in einen Innenraum des Fahrzeugs abzugeben. Die Motorgeräuschabgabe außerhalb des Fahrzeugs erfordert jedoch eine erhebliche akustische Leistung. Darüber hinaus ist der so erzeugte Klang für den Fahrzeugführer und für die Passanten nicht zufriedenstellend.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kostengünstige und klanglich zufriedenstellende Erzeugung eines Motorgeräuschs für sowohl den Innenraum des Fahrzeugs als auch außerhalb des Fahrzeugs für Elektrofahrzeuge bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definierten bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einer Audioanlage zur Erzeugung eines Motorgeräuschs bereitgestellt. Die Audioanlage umfasst eine Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung und eine Lautsprechervorrichtung. Die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung erzeugt in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs ein Motorgeräuschsignal. Dieses Motorgeräuschsignal wird der Lautersprechervorrichtung zugeführt, welche in Abhängigkeit dieses Signals das akustische Motorgeräusch erzeugt. Die Lautsprechervorrichtung ist in einem Radhaus des Fahrzeugs angeordnet. Durch das Anordnen der Lautsprechervorrichtung an der Karosserie in dem Radhaus kann ein typisches Klangbild des Motorgeräuschs auf einfache Art und Weise erzeugt werden.
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Die Lautsprechervorrichtung kann einen Klangkörper, vorzugsweise einen Klangkörper aus Kunststoff, umfassen, in welchen mindestens ein Lautsprecher derart eingesetzt ist, dass der Lautsprecher das Motorgeräusch in Richtung einer Radhausschale in dem Radhaus abstrahlt. Der Klangkörper kann beispielsweise ein hohler Körper mit beispielsweise einem Volumen von ca. 5 Litern sein. Vorzugsweise umfasst die Lautsprechervorrichtung zwei in den Klangkörper eingesetzte Lautsprecher. Zum Schutz der Lautsprecher kann die Lautsprechervorrichtung vor jedem Lautsprecher ein Schutzgitter aufweisen, welches den Lautsprecher in Richtung des Radhauses abdeckt. Da die Radhausschalen üblicherweise aus Kunststoff, Metall oder einer Kombination daraus hergestellt sind, ergibt sich aus der Kombination des Klangkörpers mit der Radhausschale ein besonders geeignetes Klangbild. Zum Schutz der Lautsprecher vor Spritzwasser kann die Lautsprechervorrichtung oberhalb der Radhausschale in dem Radhaus angeordnet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist in jedem Radhaus des Fahrzeugs jeweils eine der zuvor beschriebenen Lautsprechervorrichtungen angeordnet. Dadurch kann eine gleichmäßige Geräuscherzeugung rund um das Fahrzeug sichergestellt werden, wodurch das Fahrzeug von einem Passanten zuverlässig wahrgenommen werden kann. Alternativ kann beispielsweise nur in den Radhäusern der Vorderräder oder nur in den Radhäusern der Hinterräder jeweils eine der zuvor beschriebenen Lautsprechervorrichtungen angeordnet sein.
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Die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung kann beispielsweise eine Musikanlage, einen MP3-Player oder einen Computer des Fahrzeugs umfassen, worauf ein entsprechendes Geräusch oder entsprechende Geräusche gespeichert sind und abgespielt werden können.
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Im Sinne der Erfindung ist mit Motorgeräusch ein Geräusch gemeint, welches dem eines Verbrennungsmotors entspricht. Es sind aber auch Klänge, Töne, etc. möglich die als Motorgeräusch nicht unbedingt das Motorgeräusch eines Verbrennungsmotors wiedergeben. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn das Motorgeräusch dem eines Verbrennungsmotors entspricht.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung das Motorgeräuschssignal mit verschiedenen Lautstärkepegeln abgeben. Die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung kann beispielsweise den Lautstärkepegel des elektrischen Motorgeräuschssignals mit steigender Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringern. Bei hohen Geschwindigkeiten befindet sich das Fahrzeug meistens auf einer Autobahn oder Landstrasse, wo keine oder nur wenig Passanten anzutreffen sind. Demzufolge kann das Motorgeräusch bei hohen Geschwindigkeiten verringert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Fahrzeug mit einer Audioanlage zur Erzeugung eines Motorgeräuschs bereitgestellt, welche eine Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung und eine Lautsprechervorrichtung wie zuvor beschrieben umfasst. Die Lautsprechervorrichtung ist in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet. Um ein geeignetes Klangbild und eine geeignete Lautstärke zu erreichen, kann die Lautsprechervorrichtung einen Klangkörper aufweisen, in welchem mindestens ein Lautsprecher so eingesetzt ist, dass er das Motorgeräusch in Richtung eines Innenraums des Fahrzeugs abstrahlt. Die Lautsprechervorrichtung kann beispielsweise zwei Lautsprecher umfassen, wobei ein erster Lautsprecher das Motorgeräusch im Wesentlichen in Richtung einer Fahrerseite des Fahrzeugs abstrahlt und ein zweiter Lautsprecher das Motorgeräusch im Wesentlichen in Richtung einer Beifahrerseite des Fahrzeugs abstrahlt. Dadurch kann eine gleichmäßige Beschallung von Fahrer und Beifahrer erzielt werden. Durch die Anordnung der Lautsprechervorrichtung in der Mittelkonsole des Fahrzeugs wird ein Klangbild erreicht, welches einem bekannten Klangbild eines Verbrennungsmotors ähnelt.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung einen Lautstärkepegel des Motorgeräuschssignals mit steigender Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöhen. Auf diese Art und Weise wird mit steigender Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein lauteres Motorgeräusch im Fahrzeuginnenraum erzeugt, wodurch dem Fahrer des Fahrzeugs ein Gefühl für die Geschwindigkeit akustisch vermittelt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Betriebsparameter des Fahrzeugs, welche das von der Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung erzeugte Geräuschssignal beeinflussen, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder eine Stellung eines Gaspedals des Fahrzeugs. Indem das Motorgeräuschssignal und somit das abgegebene Motorgeräusch in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und/oder der Gaspedalstellung des Fahrzeugs erzeugt wird, kann ein an die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Leistungsabgabe des Motors angepasstes Klangbild erzeugt und wiedergegeben werden. Dadurch kann insbesondere einem Fahrer des Fahrzeugs ein Gefühl für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Gefühl für die abgegebene Leistung des Motors des Fahrzeugs vermittelt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Fahrzeug in mindestens einem, in mehreren oder in allen Radhäusern des Fahrzeugs eine Lautsprechervorrichtung und in der Mittelkonsole des Fahrzeugs eine Lautsprechervorrichtung aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
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1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einer Audioanlage zur Erzeugung eines Motorgeräuschs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt schematisch eine Schnittansicht eines vorderen Radhauses eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 von oben. Eine Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs 1 ist durch den Pfeil 19 angezeigt, d. h., in 1 befindet sich eine Vorderseite des Fahrzeugs 1 auf der rechten Seite und eine Hinterseite des Fahrzeugs auf der linken Seite. Das Fahrzeug 1 umfasst ein linkes Hinterrad 10, ein rechtes Hinterrad 11, ein linkes Vorderrade 12 und ein rechtes Vorderrad 13. Jedem der Räder 10–13 ist ein entsprechendes Radhaus zugeordnet, welches im Detail unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden wird. In jedem Radhaus ist eine Lautsprechervorrichtung angeordnet, d. h. im Radhaus des Rades 10 ist die Lautsprechervorrichtung 5 angeordnet, im Radhaus des Rades 11 ist die Lautsprechervorrichtung 6 angeordnet, im Radhaus des Rades 12 ist die Lautsprechervorrichtung 7 angeordnet und im Radhaus des Rades 13 ist die Lautsprechervorrichtung 8 angeordnet. Jede Lautsprechervorrichtung 5–8 umfasst jeweils einen Klangkörper 16 und zwei Lautsprecher 17. Die zwei Lautsprecher 17 sind an dem Klangkörper 16 derart befestigt, dass sie im Klangkörper 16 vorgesehene Öffnungen ausfüllen. Die Klangköper 16 können beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein.
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Das Fahrzeug 1 umfasst eine weitere Lautsprechervorrichtung 9, welche im Innenraum des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Die Lautsprechervorrichtung 9 ist in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs 1 angebracht und umfasst einen Klangkörper 16 und zwei Lautsprecher 17. Die Lautsprecher 17 sind derart angebracht, dass ein Lautsprecher 17 in Richtung der Fahrerseite und der andere Lautsprecher 17 in Richtung der Beifahrerseite akustische Signale abstrahlen kann.
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Das Fahrzeug 1 umfasst weiterhin drei Motorgeräuscherzeugungsvorrichtungen 2–4. Die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung 2 ist mit den Lautsprechervorrichtungen 5, 6 der Hinterräder 10, 11 gekoppelt, die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung 3 ist mit den Lautsprechervorrichtungen 7 und 8 der Vorderräder 12, 13 gekoppelt und die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung 4 ist mit der Lautsprechervorrichtung 9 im Innenraum des Fahrzeugs gekoppelt. Die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtungen 2–4 können einen digitalen Speicher, wie z. B. eine Festplatte oder einen Flash-Speicher, aufweisen, auf welchem ein Motorgeräusch digital gespeichert ist. Die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtungen 2–4 weisen jeweils eine CAN-Bus-Schnittstelle zum Koppeln der Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung 2–4 mit einem CAN-Bus 20 des Fahrzeugs, eine digitale Schnittstelle 21 wie z. B. eine serielle RS232-Schnittstelle, und weitere Anschlüsse 22 wie z. B. Stromversorgungsanschlüsse auf. Der CAN-Bus 20 ist an jeder Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung 2–4 mit einem Abschlusswiderstand 23 versehen. Über den CAN-Bus 20, die digitale Schnittstelle 21 und die weiteren Anschlüsse 22 erfassen die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtungen 2–4 Betriebsparameter des Fahrzeugs 1, wie z. B. eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 oder eine Gaspedalstellung des Fahrzeugs 1. In Abhängigkeit dieser erfassten Betriebsparameter des Fahrzeugs 1 erzeugen die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtungen 2–4 Motorgeräuschssignale, welche über entsprechende Leitungen zu den Lautsprechern 17 übertragen werden und dort als akustische Motorgeräusche ausgegeben werden.
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In Abhängigkeit der erfassten Betriebsparameter des Fahrzeugs 1 können die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtungen 2–4 beispielsweise den Klang des Motorgeräuschs und die Lautstärke des Motorgeräuschs einstellen. Beispielsweise kann bei niedrigen Geschwindigkeiten die Lautstärke für die nach außen gerichteten Lautsprechervorrichtungen 5–8 größer als bei hohen Geschwindigkeiten sein, da sich das Fahrzeug bei hohen Geschwindigkeiten meist auf einer Autobahn oder Landstrasse befindet, wo keine oder nur wenige Passanten anzutreffen sind. Das Innengeräusch, welches von der Lautsprechervorrichtung 9 abgegeben wird, kann hingeben bei höheren Geschwindigkeiten lauter eingestellt werden, um dem Fahrer und den Insassen im Innenraum des Fahrzeugs ein lauteres Motorgeräusch zu vermitteln, wie es auch bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor der Fall wäre. Die Motorgeräuscherzeugungsvorrichtungen 2 und 3 können auch miteinander zu einer gemeinsamen Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung kombiniert werden, welche die vier Lautsprechervorrichtungen 5–8 in den Radhäusern der Räder 10–13 gemeinsam ansteuert.
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Bei der in 1 gezeigten Verkabelung der Lautsprecher 17 in den Lautsprechervorrichtungen 5–8 werden jeweils zwei Lautsprecher 17 einer Lautsprechervorrichtung 5–8 in Reihe geschaltet und jeweils zwei dieser Lautsprecherreihenschaltungen parallel geschaltet. Wenn beispielsweise jeder der Lautsprecher 17 eine Impedanz von 4 Ohm aufweist, ergibt diese Verschaltung aus Sicht der Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung 2, 3 ebenfalls eine Impedanz von 4 Ohm. Somit können sowohl Standardlautsprecher wie auch Standardendstufen verwendet werden.
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Die Lautsprechervorrichtungen 5–9 weisen jeweils einen Klangkörper 16 mit beispielsweise einem Volumen von ca. 5 Litern auf. Dieses Volumen ist einerseits für eine effiziente Klangerzeugung in den Lautsprechervorrichtungen 5–9 ausreichend und andererseits so kompakt, dass die Lautsprechervorrichtungen 5–9 in den Radhäusern der Räder 10–13 sowie in der Mittelkonsole untergebracht werden können.
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2 zeigt eine detaillierte Darstellung eines Radhauses 14 des linken Vorderrades 12 in einer Schnittansicht. Das Radhaus 14 befindet sich unter einem linken vorderen Kotflügel 24 des Fahrzeugs 1. In dem Kotflügel 24 ist eine Lampeneinheit 25 integriert eingebaut. Das Rad 12 befindet sich unter dem Kotflügel 24 und ist in dem Radhaus 14 von einer Radhausschale 15 in einem Bereich gegenüber dem Kotflügel 24 umgeben. Oberhalb der Radhausschale 15, welche beispielsweise aus Kunststoff, Metall oder einer Kombination aus Kunststoff und Metall hergestellt sein kann, befindet sich die Lautsprechervorrichtung 7. Die Lautsprechervorrichtung 7 umfasst den Klangkörper 16, welcher in einer Schnittdarstellung gezeigt ist. Der Klangkörper 16 weist zwei Öffnungen 26 auf, in welche die Lautsprecher 17 eingesetzt sind. Zur Abdeckung der Lautsprecher 17 befindet sich vor den Lautsprechern 17 in Richtung der Radhausschale 15 vor jedem Lautsprecher 17 jeweils ein Schutzgitter 18. Der Einfachheit halber ist in 2 die Verkabelung der Lautsprecher 17 mit der Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung 3 nicht gezeigt.
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Da die Lautsprecher 17 an einem Klangkörper 16 angeordnet sind und sich dieser Klangkörper 16 an der Karosserie des Fahrzeugs 1 befindet und eine Schallabstrahlung in Richtung der Radhausschalen 15 erfolgt, kann ein geeignetes Klangbild besonders einfach erzeugt werden.
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Durch die Anordnung der Klangkörper 16 mit jeweils zwei Lautsprechern 17 kann ein Klangbild erzeugt werden, welches für die Insassen des Fahrzeugs 1 und Personen außerhalb des Fahrzeugs 1 als angenehm empfunden wird.
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Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung das Motorgeräusch in der Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung 2–4 erzeugt wurde, kann das Motorgeräusch auch von einer Musikanlage beispielsweise einem MP3-Player oder einem Computer des Fahrzeugs erzeugt werden und direkt oder über entsprechende Verstärkerendstufen den Lautsprechervorrichtungen 5–9 zugeführt werden. Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung zehn Lautsprecher verwendet wurden, um ein Motorgeräusch außerhalb des Fahrzeugs und im Innenraum des Fahrzeugs zu erzeugen, ist eine beliebige Anzahl von Lautsprechern möglich, beispielsweise jeweils ein Lautsprecher in jedem Radhaus und ein Lautsprecher im Innenraum des Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung zur Erzeugung eines Motorgeräuschs innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs kann nicht nur, wie zuvor beschrieben, bei Fahrzeugen mit Elektroantrieb verwendet werden, sondern kann auch bei Fahrzeugen mit einem beliebigen anderen Antrieb vorteilhaft verwendet werden, um ein Motorgeräusch innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs zu erzeugen oder zu beeinflussen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2–4
- Motorgeräuscherzeugungsvorrichtung
- 5–9
- Lautsprechervorrichtung
- 10–13
- Rad
- 14
- Radhaus
- 15
- Radhausschale
- 16
- Klangkörper
- 17
- Lautsprecher
- 18
- Schutzgitter
- 19
- Vorwärtsfahrtrichtung
- 20
- CAN-Bus
- 21
- digitale Schnittstelle
- 22
- weitere Anschlüsse
- 23
- Abschlusswiderstand
- 24
- Kotflügel
- 25
- Lampeneinheit
- 26
- Öffnung
