DE102012020780B4 - motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug (1), umfassend eine Audioeinrichtung (7) zur Erzeugung eines einen Motorbetrieb anzeigenden Motorgeräuschs und mindestens einen Lautsprecher (2, 3, 16, 20, 29) zur Ausgabe des von der Audioeinrichtung (7) erzeugten Motorgeräuschs, umfassend eine Membran, wobei der Lautsprecher (2, 3, 16, 20, 29) zur Beschallung des Fahrzeugumfelds positioniert ist, wobei die Audioeinrichtung (7) zur Anpassung des Motorgeräuschs an eine Zustandsvariable des Kraftfahrzeugs, nämlich an eine Motordrehzahl, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Resonanzvolumen, das an die Membran des Lautsprechers angrenzt, oder ein Teil des Resonanzvolumens durch mindestens einen Hohlraum des Kraftfahrzeugs in einer Reserveradmulde (21) gebildet ist.Motor vehicle (1) comprising an audio device (7) for generating an engine noise indicating engine operation and at least one loudspeaker (2, 3, 16, 20, 29) for outputting the engine noise generated by the audio device (7), comprising a membrane, wherein the loudspeaker (2, 3, 16, 20, 29) is positioned for sound reinforcement of the vehicle surroundings, the audio device (7) being designed to adapt the engine noise to a state variable of the motor vehicle, namely an engine speed, characterized in that at least one Resonance volume, which is adjacent to the membrane of the loudspeaker, or a part of the resonance volume is formed by at least one cavity of the motor vehicle in a spare wheel well (21).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Audioeinrichtung zur Erzeugung eines einen Motorbetrieb anzeigenden Motorgeräuschs und mindestens einen Lautsprecher zur Ausgabe des von der Audioeinrichtung erzeugten Motorgeräuschs, umfassend eine Membran, wobei der Lautsprecher zur Beschallung des Fahrzeugumfelds positioniert ist, wobei die Audioeinrichtung zur Anpassung des Motorgeräuschs an eine Zustandsvariable des Kraftfahrzeugs, nämlich an eine Motordrehzahl, ausgebildet ist.The invention relates to a motor vehicle, comprising an audio device for generating an engine noise indicating engine operation and at least one loudspeaker for outputting the engine noise generated by the audio device, comprising a membrane, the loudspeaker being positioned for sound reinforcement of the vehicle surroundings, the audio device for adapting the engine noise to a state variable of the motor vehicle, namely to an engine speed.
Aus Gründen des Umweltschutzes und vor allem zur Verbesserung der Luftqualität in den Innenstädten bieten Fahrzeuge mit Elektroantrieb viele Vorteile. Daher gewinnen diese, aber auch Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, zunehmend an Attraktivität. Elektromotoren sind sehr leise. Dies kann zwar vorteilhaft sein, gerade in Innenstädten fehlt aber die Hinweisfunktion des Motorgeräuschs für Fußgänger und andere Verkehrsteilnehmer. Daher ist es vorteilhaft, wenn insbesondere bei Elektrofahrzeugen ein zusätzliches Geräusch erzeugt wird, das dem üblichen Motorgeräusch ähnelt.For reasons of environmental protection and above all to improve air quality in inner cities, vehicles with electric drives offer many advantages. Therefore, these, but also motor vehicles with hybrid drives, are becoming increasingly attractive. Electric motors are very quiet. Although this can be advantageous, especially in inner cities, the warning function of the engine noise for pedestrians and other road users is missing. It is therefore advantageous if, in particular in the case of electric vehicles, an additional noise is generated which is similar to the usual engine noise.
Zur Erzeugung von Außengeräuschen bei Kraftfahrzeugen werden Lautsprecher eingesetzt. Insbesondere im elektrischen Fahrbetrieb ohne laufende Verbrennungskraftmaschine können mittels eines oder mehrerer Lautsprecher Geräusche nach außen abgestrahlt werden. Diese sollen einerseits anderen Verkehrsteilnehmern, Fußgängern oder Anwohnern das Herannahen solcher Fahrzeuge anzeigen. Andererseits bieten sie die Möglichkeit, den sonst eher leisen und teilweise als unangenehm empfundenen Klang von Elektroantrieben durch einen attraktiven Klang aufzuwerten.Loudspeakers are used to generate external noise in motor vehicles. Noises can be radiated to the outside by means of one or more loudspeakers, particularly when driving electrically without the internal combustion engine running. On the one hand, these should indicate the approach of such vehicles to other road users, pedestrians or residents. On the other hand, they offer the possibility of upgrading the otherwise rather quiet and sometimes unpleasant sound of electric drives with an attractive sound.
Die gattungsbildende Druckschrift
In dem Fahrzeug mit einer Audioanlage zur Erzeugung eines Motorgeräuschs gemäß
Zur Dämpfung von Ansaug- oder Abgasgeräuschen eines Verbrennungsmotors wird in der Lehre der Druckschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
In der Vorrichtung zur Klangerzeugung in einem Kraftfahrzeug gemäß der Druckschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Aus der Druckschrift
Die Druckschrift
Ein Verfahren zur Unterdrückung von periodischen Druckänderungen in einem Fahrzeuginnenraum ist aus der Druckschrift
Eine Signaltonvorrichtung für lärmende Kraftfahrzeuge und Elektrofahrzeuge mit manuell nach Bedarf ein- und ausschaltbarem Signalton ist aus der Druckschrift
Die Druckschrift
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit klar hörbarem, attraktivem Klang anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying a motor vehicle with a clearly audible, attractive sound.
Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art gelöst, wobei wenigstens ein Resonanzvolumen, das an die Membran des Lautsprechers angrenzt, oder ein Teil des Resonanzvolumens durch mindestens einen Hohlraum des Kraftfahrzeugs in einer Reserveradmulde gebildet ist. The object is achieved by a motor vehicle of the type mentioned at the outset, with at least one resonance volume bordering the membrane of the loudspeaker, or part of the resonance volume being formed by at least one cavity in the motor vehicle in a spare wheel well.
Optional kann ein weiterer Teil des Resonanzvolumens durch mindestens einen Hohlraum des Kraftfahrzeugs in einem Gehäuse eines Leuchtmittels, einer Crashstruktur, einem Lüftungselement des Motors und/oder einem Lüftungselement des Innenraums gebildet sein.Another part of the resonance volume can optionally be formed by at least one cavity of the motor vehicle in a housing of a light source, a crash structure, a ventilation element of the engine and/or a ventilation element of the interior.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ohne zusätzlichen Raumverbrauch und ohne großen konstruktiven Aufwand zusätzliche Resonanzvolumen für Au-ßenlautsprecher des Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen. Bauraum ist in modernen Kraftfahrzeugen extrem knapp bemessen. Daher werden erfindungsgemäß bisher ungenutzte Hohlräume in Kraftfahrzeugen genutzt, um als Resonanzvolumen zu dienen. Solche Hohlräume finden sich in einer Vielzahl von fahrzeugseitigen Einrichtungen. So sind die meisten Leuchtmittel hohl ausgebildet. Auch Crashstrukturen sind meist von größeren Hohlräumen durchzogen. Zudem stehen Rohrleitungen von Lüftungselementen sowohl des Motors als auch des Innenraums oder auch andere Freiräume im Fahrzeug wie die Reserveradmulde zur Verfügung.The invention is based on the idea of making additional resonance volumes available for the outside loudspeakers of the motor vehicle without taking up additional space and without great design effort. Installation space is extremely tight in modern motor vehicles. Therefore, according to the invention, previously unused cavities in motor vehicles are used to serve as resonance volumes. Such cavities can be found in a large number of on-board devices. Most lamps are hollow. Crash structures are also usually traversed by larger cavities. In addition, pipes from ventilation elements of both the engine and the interior or other free spaces in the vehicle such as the spare wheel well are available.
Neben einem direkten Anbringen des Lautsprechers an diesem Resonanzvolumen ist auch die Verbindung eines kleineren Resonanzvolumens, das direkt am Lautsprecher angeordnet ist, mit einem größeren Resonanzvolumen, das durch einen Hohlraum einer Fahrzeugeinrichtung gebildet ist, möglich. Auch die Verbindung mehrerer Hohlräume in mehreren Fahrzeugeinrichtungen ist möglich. Es können auch nur teilweise abgeschlossene Fahrzeugeinrichtungen durch Einbringen zusätzlicher Elemente geschlossen werden, um Resonanzvolumen zur Verfügung zu stellen. Andererseits können aber Öffnungen zur Fahrzeugumgebung gezielt zur Schallausgabe genutzt werden. Es ist möglich, dass nur eine Seite der Lautsprechermembran an ein Resonanzvolumen in einem Hohlraum einer Fahrzeugeinrichtung ankoppelt, es können aber auch beide Seiten des Lautsprechers an Hohlräume in einer Fahrzeugeinrichtung angekoppelt werden.In addition to attaching the loudspeaker directly to this resonance volume, it is also possible to connect a smaller resonance volume, which is arranged directly on the loudspeaker, with a larger resonance volume, which is formed by a cavity in a vehicle device. The connection of several cavities in several vehicle equipment is possible. Vehicle equipment that is only partially completed can also be closed by introducing additional elements in order to provide resonance volume. On the other hand, however, openings to the vehicle environment can be used specifically for sound output. It is possible that only one side of the loudspeaker membrane is coupled to a resonance volume in a cavity of a vehicle device, but it is also possible for both sides of the loudspeaker to be coupled to cavities in a vehicle device.
Gerade für Lautsprecher, die Schall im Tieftonbereich erzeugen sollen, ist ein großes Resonanzvolumen notwendig. Ein Betrieb eines Lautsprechers ohne ein Gehäuse, das heißt, so dass der durch die Rückseite und die Vorderseite der Lautsprechermembran erzeugte Schall den Ort des Hörers erreichen kann, ist im Tieftonbereich problematisch. Der Schall, der durch die Vorderseite der Membran erzeugt wird, und der Schall, der durch die Rückseite der Membran erzeugt wird, sind 180° phasenverschoben. Daher kommt es vor allem im Tieftonbereich zu Auslöschungen. Dieses Problem kann beispielsweise durch ein geschlossenes Lautsprechergehäuse vermieden werden. Hier tritt jedoch das Problem auf, dass die Luft im luftdichten Gehäuse als zusätzliche Feder wirkt. Dies führt zum einen zu einer Erhöhung der Resonanzfrequenz des Lautsprechers, zum anderen kann die asymmetrische Rückstellkraft auf die Membrane zu Verzerrungen führen. Ein großes Resonanzvolumen erhöht das Volumen an federnder Luft, daher wird bei gleicher Auslenkung der Membran eine geringere Kompression der Luft erzielt und damit ist die zusätzlich durch die Luft erzeugte Rückstellkraft kleiner.A large resonance volume is necessary for loudspeakers that are intended to generate sound in the low-frequency range. Operating a loudspeaker without a housing, ie so that the sound generated by the rear and the front of the loudspeaker membrane can reach the listener's location, is problematic in the low-frequency range. The sound produced by the front of the diaphragm and the sound produced by the back of the diaphragm are 180° out of phase. Therefore, cancellations occur especially in the low-frequency range. This problem can be avoided, for example, by using a closed loudspeaker housing. The problem here, however, is that the air in the airtight housing acts as an additional spring. On the one hand, this leads to an increase in the resonance frequency of the speaker, on the other hand, the asymmetric restoring force on the membrane can lead to distortions. A large resonance volume increases the volume of springy air, so with the same deflection of the membrane, less compression of the air is achieved and the additional restoring force generated by the air is therefore smaller.
Als Alternativen zu einer geschlossenen Box wären vor allem im Tieftonbereich auch Bassreflex- und Bandpassboxen genutzt. Es ist jedoch auch bei diesen Boxen ein großes Resonanzvolumen für eine kräftige Basswidergabe notwendig.Bass reflex and bandpass boxes would also be used as alternatives to a closed box, especially in the low-frequency range. However, these boxes also require a large resonance volume for powerful bass reproduction.
Soll das Fahrzeuggeräusch dem eines Verbrennungsmotors entsprechen, so ist eine kräftige Basswidergabe erforderlich. Für die notwendigen Resonanzvolumen muss ausreichend Bauraum bereitgestellt werden, in modernen Kraftfahrzeugen ist dieser jedoch extrem knapp bemessen. Daher ist es wünschenswert, vorhandene Leerräume als Resonanzvolumen zu nutzen beziehungsweise mitzubenutzen.If the vehicle noise is to correspond to that of a combustion engine, a powerful bass response is required. Sufficient installation space must be provided for the necessary resonance volume, but this is extremely tight in modern motor vehicles. It is therefore desirable to use or share existing empty spaces as resonance volumes.
So können beispielsweise Volumen genutzt werden, die schon geschlossen sind, wie Gehäuse eines Leuchtmittels, andererseits ist aber auch das Abschließen von Volumen durch geringfügige Modifikationen von Bauteilen möglich. Es können auch gezielt Bauteile, in denen schon Öffnungen vorhanden sind, genutzt werden, um die Öffnungen zur Schallausgabe zu nutzen. Dies ist vor allem zur Erzeugung von bassreflex- oder bandpassboxartigen Strukturen vorteilhaft.For example, volumes can be used that are already closed, such as the housing of a light source, but volumes can also be closed by slightly modifying components. Components that already have openings can also be used in a targeted manner in order to use the openings for sound output. This is particularly advantageous for generating bass reflex or bandpass box-like structures.
Der Lautsprecher kann so angeordnet werden, dass eine Membran im direkten Kontakt mit dem im fahrzeugseitigen Gegenstand vorhandenen Resonanzvolumen ist, es ist jedoch auch möglich, dass der Lautsprecher ein eigenes, kleines Resonanzvolumen aufweist, das über Röhren mit einem oder mehreren zusätzlichen Resonanzvolumen in fahrzeugseitigen Gegenständen verbunden ist.The speaker can be arranged so that a diaphragm is in direct contact with the resonant volume present in the on-board item, but it is also possible for the speaker to have its own small resonant volume connected via tubes with one or more additional resonant volumes in on-board items connected is.
Fahrzeugseitige Gegenstände können auch genutzt werden, um anderen Lautsprechern, beispielsweise im Mittelbereich die zur Beschallung des Fahrzeugumfelds dienen, zusätzliches Resonanzvolumen zur Verfügung zu stellen. Auch ist es möglich die fahrzeugseitigen Gegenstände beim Design des Kraftfahrzeugs so anzupassen, dass die ursprüngliche Funktion des fahrzeugseitigen Gegenstands vollständig erhalten bleibt und gleichzeitig das zur Verfügung gestellte Resonanzvolumen maximiert wird.Objects on the vehicle can also be used to provide additional resonance volume for other loudspeakers, for example in the middle range that are used for sound reinforcement of the vehicle surroundings. It is also possible to adapt the vehicle-side objects when designing the motor vehicle in such a way that the original function of the vehicle-side object is fully retained and at the same time the resonance volume made available is maximized.
Die Lautsprecher des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs können selbstverständlich auch für andere Aufgaben, wie das Abgeben von Warnsignalen, genutzt werden.The loudspeakers of the motor vehicle according to the invention can, of course, also be used for other tasks, such as issuing warning signals.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug kann zwar auch ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor sein, da auch hier Klangverbesserungen wünschenswert sein können, es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug ist. Wie eingangs beschrieben, dienen bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen die ausgegebenen Motorgeräusche nicht primär einer klangästhetischen Verbesserung, sondern vor allem einem Sicherheitsaspekt. Auch im Bezug auf den Sicherheitsaspekt sollte jedoch die Basswiedergabe bei der Erzeugung von Motorgeräuschen nicht vernachlässigt werden. Andere Verkehrsteilnehmer sind einen gewissen Motorenklang gewöhnt. Wird dieser nun deutlich anders wiedergegeben, kann es sein, dass er nicht als Klang eines Motors eines Kraftfahrzeugs erkannt wird. Daher werden viele erlernte Verhaltensweisen nicht oder erst später angewandt. Dies kann die Sicherheit im Verkehr reduzieren.A motor vehicle according to the invention can also be a motor vehicle with an internal combustion engine, since sound improvements can also be desirable here, but it is particularly advantageous if the motor vehicle is a hybrid or electric vehicle. As described at the beginning, the engine noises emitted in hybrid and electric vehicles are not primarily used to improve the aesthetics of the sound, but above all to improve safety. With regard to the safety aspect, however, bass reproduction should not be neglected when engine noise is generated. Other road users are used to a certain engine sound. If this is now reproduced significantly differently, it may not be recognized as the sound of a motor vehicle engine. As a result, many learned behaviors are not applied or only applied later. This can reduce traffic safety.
Wie eingangs erwähnt, können im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug Lautsprecher auf verschiedene Arten an Resonanzvolumen im fahrzeugseitigen Drittgegenständen angekoppelt werden. So ist es möglich, dass das oder eines der Resonanzvolumen so luftdicht abgeschlossen ist, dass ein Druckausgleich mit der Umgebung nur auf einer Zeitskala, die länger ist als mehrere Schwingungsperioden der niedrigsten über den Lautsprecher auszugebenden Frequenz, erfolgt. Ist ein solcher Resonanzraum mit einer der Membranseiten gekoppelt, so wird das Verhalten eines klassischen geschlossenen Lautsprechers erreicht. Wie eingangs beschrieben, ist in diesem Fall ein großes Volumen notwendig, um ein zu starkes zusätzliches Rückfedern der Membran durch die komprimierte Luft im geschlossenen Volumen zu verhindern. Es ist beispielsweise möglich, den Lautsprecher mit seiner Rückseite in ein Volumen eines fahrzeugseitigen Drittgegenstandes einzubringen, und seine Vorderseite direkt an der Außenseite des Fahrzeugs anzuordnen. In diesem Fall ist es jedoch vorteilhaft, eine Schutzvorrichtung, wie beispielsweise ein Schutzgitter, vor dem Lautsprecher anzubringen, um ihn vor Umwelteinflüssen zu schützen.As mentioned at the outset, in the motor vehicle according to the invention, loudspeakers can be coupled in various ways to resonance volumes in third-party objects on the vehicle. It is thus possible for the or one of the resonance volumes to be sealed in such an airtight manner that pressure equalization with the environment only occurs on a time scale that is longer than several oscillation periods of the lowest frequency to be output via the loudspeaker. If such a resonance space is coupled to one of the membrane sides, the behavior of a classic closed loudspeaker is achieved. As described above, a large volume is necessary in this case in order to prevent the membrane from springing back too much due to the compressed air in the closed volume. It is possible, for example, to introduce the rear of the loudspeaker into a volume of a third-party object on the vehicle and to arrange its front directly on the outside of the vehicle. In this case, however, it is advantageous to place a protective device, such as a protective grille, in front of the speaker to protect it from the environment.
Alternativ ist es möglich, dass das oder eines der Resonanzvolumen eine Öffnung auf der Außenseite des Fahrzeugs aufweist, wobei die Öffnung einen nahezu vollständigen Druckausgleich zwischen Resonanzvolumen und Umgebung innerhalb einer Schwingungsperiode der niedrigsten über den Lautsprecher auszugebenden Frequenz ermöglicht, und wobei die Fläche der Öffnung kleiner als 10 % der Oberfläche des Resonanzvolumens ist. In diesem Fall kann das Resonanzvolumen beispielsweise als Resonanzvolumen eines Bandpassgehäuses oder eines Bassreflexgehäuses dienen. Ein großes Volumen ist hier vorteilhaft, da mit größeren Volumen tiefere Eigenfrequenzen erreicht werden können. Lautsprecher in einem Bandpassgehäuse haben im Bereich um ihre Eigenfrequenz einen höheren Wirkungsgrad. Um also hohe Wirkungsgrade bei tiefen Frequenzen zu erreichen, sollte die Eigenfrequenz von Lautsprecher und Gehäuse möglichst tief sein. In diesem Fall dient das Gehäuse als Helmholtz-Resonator. Für diesen Zweck ist insbesondere die Nutzung von teiloffenen Strukturen wie Crashstrukturen oder von Lüftungselementen möglich.Alternatively, it is possible for the or one of the resonance volumes to have an opening on the outside of the vehicle, with the opening enabling almost complete pressure equalization between the resonance volume and the environment within an oscillation period of the lowest frequency to be output via the loudspeaker, and with the area of the opening being smaller than 10% of the surface area of the resonance volume. In this case, the resonant volume can be used, for example, as the resonant volume of a bandpass enclosure or a bass reflex enclosure. A large volume is advantageous here, since lower natural frequencies can be achieved with larger volumes. Loudspeakers in a bandpass enclosure are more efficient around their natural frequency. In order to achieve high levels of efficiency at low frequencies, the natural frequency of the speaker and cabinet should be as low as possible. In this case, the housing serves as a Helmholtz resonator. Partially open structures such as crash structures or ventilation elements can be used for this purpose.
Es ist auch möglich, dass das oder eines der Resonanzvolumen als Helmholtz-Resonator ausgebildet ist, wobei insbesondere die Resonanzfrequenz des Holmholz-Resonators kleiner der niedrigsten über den Lautsprecher auszugebenden Frequenz ist. Wird ein Helmholtz-Resonator oberhalb seiner Resonanzfrequenz angetrieben, so ist der ausgegebene Schall gegenüber dem durch den Lautsprecher eingekoppelten Schall um ca. 180° phasenverschoben, das heißt, der Schalldruckverlauf ist invertiert. Dieser Effekt kann genutzt werden, um den durch die Membranrückseite entstehenden Schall zu invertieren und um damit nahezu eine Gleichphasigkeit des durch die Vorderseite der Membran abgegebenen Schalls und des durch die Rückseite der Membran abgegebenen Schalls zu erreichen. Damit kann der Schall beider Seiten der Membran genutzt werden, wodurch wiederum der Wirkungsgrad des Lautsprechers steigt. Da, wie schon beschrieben, größere Volumen eines Helmholtz-Resonators zu tieferen Resonanzfrequenzen führen, ist auch hier ein großes Resonanzvolumen wünschenswert.It is also possible for the or one of the resonant volumes to be designed as a Helmholtz resonator, with the resonant frequency of the Holmholz resonator in particular being lower than the lowest frequency to be output via the loudspeaker. If a Helmholtz resonator is driven above its resonant frequency, the emitted sound is approximately 180° out of phase with the sound coupled in by the loudspeaker, ie the sound pressure curve is inverted. This effect can be used to invert the sound produced by the back of the membrane and thus to achieve almost equal phase between the sound emitted through the front of the membrane and the sound emitted through the back of the membrane. This means that the sound from both sides of the membrane can be used, which in turn increases the efficiency of the speaker. Since, as already described, larger volumes of a Helmholtz resonator lead to lower resonance frequencies, a large resonance volume is also desirable here.
Die Audioeinrichtung ist zur Anpassung des Motorgeräusches an eine Zustandsvariable des Kraftfahrzeugs, nämlich die Motordrehzahl, ausgebildet. Dies kann insbesondere der Information anderer Verkehrsteilnehmer dienen. Somit ist es Fußgängern oder anderen Kraftfahrern möglich zu erkennen, ob das Kraftfahrzeug beschleunigt oder bremst. Auch eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann abgeschätzt werden. Eine Anpassung des Motorgeräusches durch Zustandsvariablen des Kraftfahrzeugs führt jedoch auch zu einem besseren Gesamtklang des Fahrzeugs. Ein stets gleichbleibender Fahrzeugklang kann als eintönig empfunden werden und ist damit nicht wünschenswert.The audio device is designed to adapt the engine noise to a state variable of the motor vehicle, namely the engine speed. This can be used in particular to inform other road users. It is thus possible for pedestrians or other motorists to recognize whether the motor vehicle is accelerating or braking. A speed of the motor vehicle can also be estimated. An adaptation of the engine noise by state variables of the motor vehicle but also leads to a better overall sound of the vehicle. A constant vehicle sound can be perceived as monotonous and is therefore not desirable.
Die Nutzung von Kartendaten oder anderen Formen der Positionsbestimmung ist vorteilhaft, um die Abgabe des Motorgeräusches an den Ort des Kraftfahrzeugs anzupassen. So kann es beispielsweise ausdrücklich gewünscht sein, das Motorgeräusch in Dörfern und Städten auszugeben. Bei Überlandfahrten, vor allem auf Autobahnen ist mit Fußgängern jedoch nicht zu rechnen. Damit ist eine Abgabe eines künstlich erzeugten Motorgeräusches nach außen auf einer Autobahn nicht notwendig. Das Fahren auf der Autobahn kann beispielsweise aus Kartendaten oder aus Geschwindigkeitsdaten ermittelt werden. Wird in diesem Fall die Erzeugung des künstlichen Motorgeräusches unterbunden, so wird der Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert und der Gesamtgeräuschpegel sinkt.The use of map data or other forms of position determination is advantageous in order to adapt the emission of the engine noise to the location of the motor vehicle. For example, it may be expressly desired to output the engine noise in villages and towns. Pedestrians are not to be expected when driving overland, especially on motorways. It is therefore not necessary to emit an artificially generated engine noise to the outside on a freeway. Driving on the freeway can be determined, for example, from map data or from speed data. In this case, if the generation of the artificial engine noise is suppressed, the energy consumption of the motor vehicle is reduced and the overall noise level decreases.
Hier ist es vor allem vorteilhaft, wenn hochauflösende Positions- und Kartendaten vorliegen. In diesem Fall kann die Ausgabe des Motorgeräuschs an die mittelbare Fahrzeugumgebung angepasst werden. So kann beispielsweise im Bereich von Fußgängerüberwegen ein besonders gut hörbares Motorgeräusch abgegeben werden. Andererseits ist jedoch auch eine Reduzierung des Motorgeräuschs in Straßenabschnitten innerhalb von Städten oder Ortschaften möglich, in denen nicht mit Fußgängerverkehr gerechnet werden muss. Insbesondere sind in Innenstädten auch Straßen zu finden, die für den Fußgängerverkehr gesperrt sind. In diesem besonderen Fall kann eine Reduzierung der Lärmbelästigung der Anwohner stattfinden, ohne zu einer zusätzlichen Gefährdung der Fußgänger zu führen. Auch eine Einbeziehung weiterer Signale ist möglich. So kann beispielsweise an einer Ampel bei Schalten der Ampel auf gelb die Lautstärke des Motorgeräuschs kurzfristig erhöht werden, um Fußgänger zusätzlich zum Lichtsignal zu warnen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Abgabe des Motorgeräusches durch den Fahrer steuerbar ist.Here it is particularly advantageous if high-resolution position and map data are available. In this case, the output of the engine noise can be adapted to the indirect vehicle environment. For example, a particularly well audible engine noise can be emitted in the area of pedestrian crossings. On the other hand, it is also possible to reduce the engine noise in road sections within cities or towns where pedestrian traffic is not to be expected. In particular, there are also streets in city centers that are closed to pedestrian traffic. In this particular case, noise pollution for residents can be reduced without endangering pedestrians. It is also possible to include other signals. For example, the volume of the engine noise can be increased briefly at a traffic light when the traffic light changes to yellow, in order to warn pedestrians in addition to the light signal. It is of course also possible for the driver to be able to control the emission of the engine noise.
In einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug können Resonanzvolumen in einer Vielzahl von fahrzeugseitigen Gegenständen angeordnet sein. Dabei kann das gesamte Resonanzvolumen durch einen fahrzeugseitigen Drittgegenstand gebildet werden, es können aber auch nur Teile des Resonanzvolumens durch eine fahrzeugseitigen Drittgegenstand gebildet werden. Auch eine Verbindung der Volumina mehrerer fahrzeugseitiger Drittgegenstände ist möglich, um ein größeres Gesamtresonanzvolumen zu bilden.In a motor vehicle according to the invention, resonance volumes can be arranged in a large number of objects on the vehicle. The entire resonance volume can be formed by a vehicle-side third-party object, but only parts of the resonance volume can also be formed by a vehicle-side third-party object. It is also possible to connect the volumes of several third-party objects on the vehicle in order to form a larger overall resonance volume.
So kann ein weiterer Teil des Resonanzvolumens durch das Volumen eines Leuchtmittels gebildet sein, wobei das Leuchtmittel insbesondere ein Scheinwerfer oder eine Rückleuchte ist. Es ist aber auch möglich, dass ein weiterer Teil des Resonanzvolumens durch eine Crashstruktur gebildet ist, wobei die Crashstruktur beispielsweise ein Stoßfängerquerträger, ein Stoßfänger oder ein Pralltopf ist. Auch ein Lüftungselement eines Motors kann als weiterer Teil des Resonanzvolumens genutzt werden, insbesondere ein Luftfilter oder eine Ansaugkomponente. Es ist jedoch auch möglich, dass ein weiterer Teil des Resonanzvolumens ein Hohlraum eines Lüftungselements des Innenraums, beispielsweise eine Zwangsentlüftung ist, wobei das Resonanzvolumen insbesondere hinter einem Zwangsentlüftungsdurchbruch der Karosserie angeordnet ist.A further part of the resonance volume can be formed by the volume of a light source, the light source being in particular a headlight or a rear light. However, it is also possible for a further part of the resonance volume to be formed by a crash structure, the crash structure being, for example, a bumper cross member, a bumper or an impact absorber. A ventilation element of an engine can also be used as a further part of the resonance volume, in particular an air filter or an intake component. However, it is also possible for a further part of the resonance volume to be a cavity in a ventilation element of the interior, for example forced ventilation, with the resonance volume being arranged in particular behind a forced ventilation opening in the body.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, -
2 die Nutzung des Hohlraums eines Stoßfängerquerträgers als Resonanzvolumen, -
3 ein Ausführungsbeispiel zur Nutzung des Hohlraums einer Reserveradmulde als Resonanzvolumen, und -
4 die Nutzung des Hohlraums einer Zwangsentlüftungseinrichtung als Resonanzvolumen.
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1 a schematic representation of a motor vehicle, -
2 the use of the cavity of a bumper cross member as a resonance volume, -
3 an embodiment for using the cavity of a spare wheel recess as a resonance volume, and -
4 the use of the cavity of a forced ventilation device as a resonance volume.
Das Kraftfahrzeug ist des Weiteren mit einem GPS-Empfänger 37 ausgestattet. Der GPS-Empfänger 37 ist ebenfalls am CAN-Bus 6 angebunden und stellt der Steuerungseinrichtung 8 über diesen Positionsinformationen zur Verfügung. In der Steuereinrichtung 8 sind zudem Karteninformationen gespeichert. Aus den Positionsdaten und den Karteninformationen kann ermittelt werden, auf welcher Art von Straße und in welcher Verkehrssituation sich das Kraftfahrzeug befindet. Aus diesen Daten kann ermittelt werden, ob eine Ausgabe eines erzeugten Motorgeräusches notwendig ist, beziehungsweise wie stark das Motorgeräusch ausgegeben werden soll. Es können zudem Informationen über die Uhrzeit, die Verkehrssituation, die beispielsweise über den Empfang von Traffic Message Channel (TMC) ermittelt werden kann, sowie das Fahrzeugumfeld, beispielsweise durch Sensorinformationen ermittelt, genutzt werden, um eine ideale Anpassung der Ausgabe des Motorgeräuschs an die allgemeine Fahrsituation zu erreichen. Damit werden in der Steuereinrichtung 8 Lautstärkeinformationen ermittelt, die über den CAN-Bus 6 ebenfalls an die Audioeinrichtung 7 übertragen werden.The motor vehicle is also equipped with a
Der Lautsprecher 2 im Frontbereich ist so angeordnet, dass eine Seite seiner Membran direkt an den Hohlraum des Gehäuses eines Leuchtmittels 10 ankoppelt. Das Gehäuse des Leuchtmittels 10 ist nahezu vollständig geschlossen, gegenüber einem üblichen Gehäuse eines Leuchtmittels ist es jedoch um Rohr 11 erweitert, das zur Fahrzeugumgebung hin offen ist. Die andere Seite der Membran des Lautsprechers 2 ist nicht in einem Resonanzvolumen angeordnet. Damit besteht ein direkter Kontakt zur Luft der Fahrzeugumgebung. Das wesentliche Merkmal dieser Lautsprecheranordnung ist, dass das Resonanzvolumen, das aus dem Gehäuse des Leuchtmittels 10 gebildet ist, groß genug ist, dass zusammen mit dem Rohr 11 ein Helmholtz-Resonator mit einer Resonanzfrequenz gebildet wird, die tiefer ist als die tiefste von Lautsprecher 2 abzustrahlende Frequenz. Daher wird die Phase des Schallsignals des Lautsprechers 2, das über das Gehäuse des Leuchtmittels 10 und das Rohr 11 an die Umgebung abgegeben wird um 180° geschoben, das heißt, das Signal wird invertiert. Damit ist die Phase dieses Schallsignals jedoch gleich der Phase des von der anderen in Kontakt mit der Umgebungsluft befindlichen Seite der Membran des Lautsprechers 2 abgegebenen Schallsignals. Damit ist eine Widergabe von Signalen ohne Phasenauslöschung oberhalb der Resonanzfrequenz des aus Gehäuse 10 und Rohr 11 gebildeten Helmholtz-Resonators möglich.The
Für den Außenlautsprecher 3 wird der Stoßfänger 12 als Resonanzraum genutzt. Der Stoßfänger 12 ist so angebracht, dass er mit der Karosserie ein relativ dichtes Volumen bildet, das für Lautsprecher 3 als Resonanzvolumen dient. Die dem Fahrzeug zugewandte Seite der Membran des Lautsprechers 3 ist im direkten Kontakt mit diesem Resonanzvolumen. Die fahrzeugabgewandte Seite der Membran des Lautsprechers 3 ist in direktem Kontakt mit der Umgebungsluft. Der Aufbau entspricht also dem einer geschlossenen Box. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen ist der Lautsprecher 3 durch ein Schutzgitter 13 geschützt.The
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