DE102011051691A1

DE102011051691A1 - Geräuschübertragungssystem

Info

Publication number: DE102011051691A1
Application number: DE102011051691A
Authority: DE
Inventors: Bernd Müller; Heike Görner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2013-01-10
Also published as: US8684132B2; CN102865169B; KR101395968B1; US20130008738A1; KR20130006362A; CN102865169A

Abstract

Geräuschübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer Ansauggeräuschübertragungseinrichtung (11), die über ein erstes rohrartiges Verbindungselement (12) mit einem zu einer Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr (13) und über ein zweites rohrartiges Verbindungselement (14) mit einem Fahrzeuginnenraum koppelbar ist, mit einer mit der Ansauggeräuschübertragungseinrichtung (11) zusammenwirkende Resonatoreinrichtung (19), die über ein drittes rohrartiges Verbindungselement (20) mit dem zu einer Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr (12) koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Geräuschübertragungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 103 10 487 A1 ist ein Geräuschübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, um in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs einen definierten, von der Brennkraftmaschine in den Innenraum des Kraftfahrzeugs zu übertragenden Geräuschpegel einzustellen. Nach der DE 103 10 487 A1 umfasst das Geräuschübertragungssystem eine Ansauggeräuschübertragungseinrichtung, die über ein erstes rohrartiges Verbindungselement mit einem zu einer Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr und über ein zweites rohrartiges Verbindungselement mit einem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs koppelbar ist. Aus der DE 103 10 487 A1 ist es weiterhin bekannt, dem ersten rohrartigen Verbindungselement, über welches die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung mit dem zur Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr koppelbar ist, eine schaltbare Absperreinrichtung zuzuordnen. Hierbei ist nach diesem Stand der Technik bei geschlossener Absperreinrichtung die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung im Wesentlichen vom Ansauggeräusch der Brennkraftmaschine abgekoppelt, wohingegen bei geöffneter Absperreinrichtung die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung an das Ansauggeräusch der Brennkraftmaschine angekoppelt ist.
Obwohl mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Geräuschübertragungssystem bereits ein Innenraumgeräuschpegel im Innenraum des Kraftfahrzeugs eingestellt werden kann, besteht Bedarf an einem neuartigen Geräuschübertragungssystem, mit welchem eine neuartige Beeinflussung des Innenraumgeräuschpegels möglich ist.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein neuartiges Geräuschübertragungssystem zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Geräuschübertragungssystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Geräuschübertragungssystem umfasst eine mit der Ansauggeräuschübertragungseinrichtung zusammenwirkende Resonatoreinrichtung, die über ein drittes rohrartiges Verbindungselement mit dem zu einer Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr koppelbar ist. Durch das Zusammenwirken von Ansauggeräuschübertragungseinrichtung und Resonatoreinrichtung ist eine neuartige Beeinflussung eines Innenraumgeräuschpegels möglich.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung greifen das erste rohrartige Verbindungselement und das dritte rohrartige Verbindungselement an dem zur Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr bezogen auf eine Strömungsrichtung jeweils in etwa an der gleichen Axialposition des Luftansaugrohrs an. Hierdurch ist ein optimales Zusammenwirken von Ansauggeräuschübertragungseinrichtung und Resonatoreinrichtung gewährleistet.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine schematisierte Darstellung eines Geräuschübertragungssystems zusammen mit einer Brennkraftmaschine und einem Luftfilter.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Geräuschübertragungssystem 10 eines Kraftfahrzeugs.
Mit dem Geräuschübertragungssystem 10 können in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs definierte Innenraumgeräuschpegel eingestellt werden, um einem Insassen unterschiedliche, von einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs abhängige Geräusche zu vermitteln.
Das Geräuschübertragungssystem 10 verfügt über eine Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11, die über ein erstes rohrartiges Verbindungselement 12 mit einem Luftansaugrohr 13 und über ein zweites rohrartiges Verbindungselement 14 mit einem nicht gezeigten Innenraum des Kraftfahrzeugs koppelbar ist. Das Luftansaugrohr 13 führt von einer Luftfiltereinrichtung 15 zu einer Brennkraftmaschine 16, nämlich zu einem Luftansaugsystem 17 der Brennkraftmaschine 16.
Die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 wird auch als Soundsymposer bezeichnet und kann, wie aus der DE 103 10 487 A1 bekannt, aufgebaut sein.
Gemäß 1 ist dem ersten rohrartigen Verbindungselement 12, über welches die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 mit dem Luftansaugrohr 13 koppelbar ist, eine erste schaltbare Absperreinrichtung 18 zugeordnet. Bei geöffneter erster Absperreinrichtung 18 ist die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 an Ansauggeräusche der Brennkraftmaschine, nämlich an Ansauggeräusche im Luftansaugrohr 13, angekoppelt, wohingegen dieselbe bei geschlossener erster Absperreinrichtung 18 von diesen Ansauggeräuschen im Wesentlichen abgekoppelt ist.
Das erfindungsgemäße Geräuschübertragungssystem 10 verfügt zusätzlich zur Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 über eine mit der Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 zusammenwirkende Resonatoreinrichtung 19, wobei es sich bei der Resonatoreinrichtung 19 vorzugsweise um einen Helmholtzresonator handelt.
Die Resonatoreinrichtung 19 ist auf eine definierte Frequenz abgestimmt, die auch als Abstimmfrequenz bezeichnet wird. So kann die Resonatoreinrichtung 19 beispielsweise auf eine Frequenz von 240 Hz abgestimmt sein, insbesondere dann, wenn diese Frequenz in einem definierten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine von einer Schwingungsordnung derselben, beispielsweise der dritten Motorschwingungsordnung, stark angeregt wird.
Die Resonatoreinrichtung 19 ist über ein drittes rohrartiges Verbindungselement 20 mit dem zur Brennkraftmaschine 16 führenden Luftansaugrohr 13 koppelbar, ebenso wie die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 über das erste rohrartige Verbindungselement 12. Dabei ist das dritte rohrartige Verbindungselement 20 zur Funktion der Resonatoreinrichtung 19 hinsichtlich dessen Länge und Durchmesser auf die Volumengröße der Resonatoreinrichtung 19 abgestimmt.
Dem dritten rohrartigen Verbindungselement 20, über welche die Resonatoreinrichtung 19 mit dem Ansaugrohr 13 koppelbar ist, ist eine zweite Absperreinrichtung 21 zugeordnet, die ebenso wie die erste Absperreinrichtung 18, die dem ersten rohrartigen Verbindungselement 12 zugeordnet ist, schaltbar ausgebildet ist.
Dann, wenn die zweite schaltbare Absperreinrichtung 21 geöffnet ist, ist die Resonatoreinrichtung 19 an Ansauggeräusche im Ansaugrohr 13 gekoppelt, wohingegen die Resonatoreinrichtung 19 bei geschlossener zweiter Absperreinrichtung 21 von Ansauggeräuschen im Ansaugrohr 13 im Wesentlichen abgekoppelt ist.
Über die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 ist ein Innenraumgeräuschpegel im Innenraum des Kraftfahrzeugs direkt bzw. unmittelbar beeinflussbar. Über die vorzugsweise als Helmholtzresonator ausgeführte Resonatoreinrichtung 19 ist der Innenraumgeräuschpegel im Innenraum des Kraftfahrzeugs indirekt bzw. mittelbar über die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 beeinflussbar.
Die beiden schaltbaren Absperreinrichtungen 18 und 21, nämlich die mit der Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 zusammenwirkende erste Absperreinrichtung 18 und die mit der Resonatoreinrichtung 19 zusammenwirkende zweite Absperreinrichtung 21, sind derart ansteuerbar und damit schaltbar, dass in einer ersten Schaltstellungskombination die erste schaltbare Absperreinrichtung 18 geschlossen und die zweite schaltbare Absperreinrichtung 21 geöffnet ist.
In der ersten Schaltstellungskombination ist demnach die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 bei geschlossener Absperreinrichtung 18 vom Ansauggeräusch im Ansaugrohr 13 im Wesentlichen abgekoppelt, wohingegen die Resonatoreinrichtung 19 bei geöffneter, zweiter Absperreinrichtung 21 an das Ansauggeräusch im Ansaugrohr 13 angekoppelt ist. In diesem Fall senkt die angekoppelte Resonatoreinrichtung 19 das Innengeräusch.
In einer zweiten Schaltstellungskombination ist sowohl die erste schaltbare Absperreinrichtung 18 als auch die zweite schaltbare Absperreinrichtung 21 geschlossen, wobei dann sowohl die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 als auch die Resonatoreinrichtung 19 vom Ansauggeräusch im Ansaugrohr 19 im Wesentlichen abgekoppelt sind.
In einer dritten Schaltstellungskombination sind beide schaltbaren Absperreinrichtungen 18 und 21 geöffnet, sodass dann sowohl die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 als auch die Resonatoreinrichtung 19 an Ansauggeräusche im Ansaugrohr 13 angekoppelt sind.
In einer vierten Schaltstellungskombination, in welcher die erste schaltbare Absperreinrichtung 18 geöffnet und die zweite schaltbare Absperreinrichtung 21 geschlossen ist, ist die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 an das Ansauggeräusch im Ansaugrohr 13 angekoppelt, wohingegen die Resonatoreinrichtung 19 von diesem Ansauggeräusch im Ansaugrohr 13 im Wesentlichen abgekoppelt ist.

Die obigen vier Schaltstellungskombinationen der beiden schaltbaren Absperreinrichtungen 18 und 21 sind in der nachfolgenden Tabelle zusammen gefasst:

Schaltstellungs kombination	schaltbare Absperreinrichtung 18 der Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11		schaltbare Absperreinrichtung 21 der Resonatoreinrichtung 19
Schaltstellungs kombination	AUF	ZU	AUF	ZU
1	X			X
2		X		X
3	X		X
4		X	X

Die obige erste Schaltstellungskombination, in welcher die erste Absperreinrichtung 18 geschlossen und die zweite Absperreinrichtung 21 geöffnet ist, dient der Bereitstellung eines ersten, relativen leisen Innenraumgeräuschpegels im nicht gezeigten Innenraum des Kraftfahrzeugs, wobei dieser erste Innenraumgeräuschpegel als Komfortgeräuschpegel bezeichnet werden kann.
Die obige zweite Schaltstellungskombination, in welcher beide Absperreinrichtungen 18, 21 geschlossen sind, dient der Bereitstellung eines zweiten Innenraumgeräuschpegels, der höher als der erste Innenraumgeräuschpegel ist, wobei der zweite Innenraumgeräuschpegel als Zwischengeräuschpegel bezeichnet werden kann.
Die obige dritte Schaltstellungskombination, in welcher beide Absperrelemente 18, 21 geöffnet sind, dient der Bereitstellung eines dritten Innenraumgeräuschpegels, der höher als der zweite Innenraumgeräuschpegel und damit auch höher als der erste Innenraumgeräuschpegel ist, wobei dieser dritte Innenraumgeräuschpegel auch als Sportgeräuschpegel bezeichnet werden kann.
Die obige vierte Schaltstellungskombination, in welcher die erste Absperreinrichtung 18 geöffnet und die zweite Absperreinrichtung 21 geschlossen ist, dient der Bereitstellung eines vierten Innenraumgeräuschpegels, der höher als der dritte Innenraumgeräuschpegel und damit auch höher als der zweite und erste Innenraumgeräuschpegel ist, wobei dieser vierte Innenraumgeräuschpegel auch als Rennsportinnenraumgeräuschpegel bezeichnet werden kann.
Die beiden schaltbaren Absperreinrichtungen 18, 21 sind vorzugsweise als Klappen ausgeführt, die zwischen einer geöffneten Klappenstellung und einer geschlossenen Klappenstellung unabhängig voneinander überführt werden können.
Wie oben bereits ausgeführt, greift das erste rohrartige Verbindungselement 12, über welches die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 mit dem Luftansaugrohr 13 koppelbar ist, sowie das dritte rohrartige Verbindungselemente 20, über welches die Resonatoreinrichtung 19 mit dem Ansaugrohr 13 koppelbar ist, jeweils an dem von der Luftfiltereinrichtung 15 zur Brennkraftmaschine 16, nämlich zum Luftansaugsystem 17 der Brennkraftmaschine 16, führenden Luftansaugrohr 13 an, nämlich stromabwärts der Luftfiltereinrichtung 15 und stromaufwärts einer dem Luftansaugrohr 13 zugeordneten Drosselklappe 22. Wie 1 entnommen werden kann, greifen dabei das erste rohrartige Verbindungselement 12 und das dritte rohrartige Verbindungselement 20 an einer auf eine Durchströmungsrichtung 23 des Luftansaugrohrs 13 bezogenen gleichen Axialposition an dem Luftansaugrohr 13 an.
Die Axialposition, an welcher das erste rohrartige Verbindungselement 12 und das dritte rohrartige Verbindungselement 20 an dem Luftansaugrohr 13 angreifen, ist durch eine relativ hohe, vorzugsweise maximale, Druckschwingungsamplitude bezogen auf die Abstimmfrequenz der Resonatoreinrichtung 19 gekennzeichnet.
Das erste rohrartige Verbindungselement 12 und das dritte rohrartige Verbindungselement 20 greifen an dieser Axialposition des Luftansaugrohrs 13 mit einem Umfangsversatz am Luftansaugrohr 13 an, der insbesondere zwischen 90° und 270° beträgt.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Geräuschübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 und einer Resonatoreinrichtung 19. Die Ansaugübertragungseinrichtung 11 ist über ein erstes rohrartiges Verbindungselement 12 mit dem Luftansaugrohr 13 koppelbar, wohingegen die Resonatoreinrichtung 19 über ein drittes rohrartiges Verbindungselement 20 mit dem Luftansaugrohr 13 koppelbar ist. Die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 ist über ein zweites rohrartiges Verbindungselement 14 mit dem Innenraum des Kraftfahrzeugs koppelbar.
Sowohl der Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 als auch der Resonatoreinrichtung 19 ist jeweils eine schaltbare Absperreinrichtung 18 bzw. 21 zugeordnet, wobei die der Ansauggeräuschübertragungseinrichtung 11 zugeordnete Absperreinrichtung 18 dem ersten rohrartigen Verbindungselement 12 zugeordnet ist, und wobei die der Resonatoreinrichtung 19 zugeordnete Absperreinrichtung 21 dem dritten rohrartigen Verbindungselement 20 zugeordnet ist. Diese Absperreinrichtungen 18, 21 sind vorzugsweise als schaltbare Klappen ausgeführt, wobei abhängig von der Schaltstellung derselben und demnach einer Schaltstellungskombination derselben im Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs ein unterschiedlicher Innenraumgeräuschpegel eingestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Geräuschübertragungssystem
11: Ansauggeräuschübertragungseinrichtung
12: Verbindungselement
13: Ansaugrohr
14: Verbindungselement
15: Luftfiltereinrichtung
16: Brennkraftmaschine
17: Ansaugsystem
18: Absperreinrichtung
19: Resonatoreinrichtung
20: Verbindungselement
21: Absperreinrichtung
22: Drosselklappe
23: Strömungsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10310487 A1 [0002, 0011]

Claims

Geräuschübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer Ansauggeräuschübertragungseinrichtung (11), die über ein erstes rohrartiges Verbindungselement (12) mit einem zu einer Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr (13) und über ein zweites rohrartiges Verbindungselement (14) mit einem Fahrzeuginnenraum koppelbar ist, gekennzeichnet durch eine mit der Ansauggeräuschübertragungseinrichtung (11) zusammenwirkende Resonatoreinrichtung (19), die über ein drittes rohrartiges Verbindungselement (20) mit dem zu einer Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr (12) koppelbar ist.
Geräuschübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste rohrartige Verbindungselement (12) und das dritte rohrartige Verbindungselement (20) an dem zur Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr (13) jeweils stromaufwärts einer dem Luftansaugrohr (13) zugeordneten Drosselklappe (22) angreifen.
Geräuschübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste rohrartige Verbindungselement (12) und das dritte rohrartige Verbindungselement (20) an dem zur Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr (13) jeweils stromabwärts einer Luftfiltereinrichtung (15) angreifen.
Geräuschübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste rohrartige Verbindungselement (12) und das dritte rohrartige Verbindungselement (20) an dem zur Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr (13) bezogen auf eine Strömungsrichtung jeweils in etwa an der gleichen Axialposition des Luftansaugrohrs (13) angreifen.
Geräuschübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste rohrartige Verbindungselement (12) und das dritte rohrartige Verbindungselement (20) an dem zur Brennkraftmaschine führenden Luftansaugrohr (13) an der Axialposition des Luftansaugrohrs (13) mit relativ hoher Druckschwingungsamplitude bezogen auf die Abstimmfrequenz der Resonatoreinrichtung (19) angreifen.
Geräuschübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste rohrartige Verbindungselement (12) und das dritte rohrartige Verbindungselement (20) an dieser Axialposition des Luftansaugrohrs (13) mit einem Umfangsversatz am Luftansaugrohr (13) angreifen.
Geräuschübertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsversatz zwischen 90° und 270° beträgt.
Geräuschübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten rohrartigen Verbindungselement (12) eine erste schaltbare Absperreinrichtung (18) und dem dritten rohrartigen Verbindungselement (20) eine zweite schaltbare Absperreinrichtung (21) zugeordnet ist, und dass die erste schaltbare Absperreinrichtung (18) und die zweite schaltbare Absperreinrichtung (21) derart ansteuerbar sind, dass in einer ersten Schaltstellungskombination die erste schaltbare Absperreinrichtung (18) geschlossen und die zweite schaltbare Absperreinrichtung (21) geöffnet ist, dass in einer zweiten Schaltstellungskombination die erste schaltbare Absperreinrichtung (18) und die zweite schaltbare Absperreinrichtung (21) jeweils geschlossen ist, in einer dritten Schaltstellungskombination die erste schaltbare Absperreinrichtung (18) und die zweite schaltbare Absperreinrichtung (21) jeweils geöffnet ist, und dass in einer vierten Schaltstellungskombination die erste schaltbare Absperreinrichtung (18) geöffnet und die zweite schaltbare Absperreinrichtung (21) geschlossen ist.
Geräuschübertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltstellungskombination der Bereitstellung eines erstens Innenraumgeräuschpegels dient, dass die zweite Schaltstellungskombination der Bereitstellung eines zweiten Innenraumgeräuschpegels, der höher als der erste Innenraumgeräuschpegel ist, dient, dass die dritte Schaltstellungskombination der Bereitstellung eines dritten Innenraumgeräuschpegels, der höher als der zweiter Innenraumgeräuschpegel ist, dient, und dass die vierte Schaltstellungskombination der Bereitstellung eines vierten Innenraumgeräuschpegels, der höher als der dritte Innenraumgeräuschpegel ist, dient.
Geräuschübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass über die Ansauggeräuschübertragungseinrichtung (11) ein Innenraumgeräusch im Fahrzeuginnenraum direkt oder unmittelbar und über die Resonatoreinrichtung (19) das Innenraumgeräusch indirekt oder mittelbar beinflussbar ist.
Geräuschübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatoreinrichtung (19) ein Helmholtzresonator ist.