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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Geräuschen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs.
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Ein sogenanntes Sound-Design für Kraftfahrzeuge ist zwischenzeitlich aus verschiedenen Gründen eine beim Hersteller des Kraftfahrzeugs aufkommende Problematik. Auf der einen Seite ist es denkbar, dass ein Motorgeräusch eines Kraftfahrzeugs einem potentiellen Fahrer des Kraftfahrzeugs in der Form nicht gefällt und er hier ggf. das im Innenraum des Kraftfahrzeugs hörbare Geräusch geändert haben möchte. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Nutzer den im Innenraum des Kraftfahrzeugs hörbaren Klang des Motors etwas sportlicher oder etwas leiser haben möchte, als es bislang vorgesehen ist. Auf der anderen Seite gibt es auch immer weitergehende Grenzwerte für Fahrzeuggeräusche, insbesondere für äußere Fahrzeuggeräusche, die einzuhalten sind. Dies führt dazu, dass in modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere in Personenkraftfahrzeugen ein Motorgeräusch des entsprechenden Kraftfahrzeugs oder sonstige akustische Hinweise auf Fahrzustände, wie Geschwindigkeit, Beschleunigung usw. gezielt manipuliert werden.
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Aus der
EP 1 097 445 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen vom Betrieb eines Verbrennungsmotors abhängigen Geräuschen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei werden Druckschwankungen in der dem Motor zugeführten Frischluftströmung hörbar gemacht, wodurch eine akustische Information vermittelt wird, die den Fahrer bzw. die Fahrerin über Drehzahl, Last und Drehmoment informiert, d. h. über Betriebszustände des Motors, die den Fahrzustand des Fahrzeugs bestimmen.
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Aus der
EP 1 508 136 B1 ist eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei hier eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung beschrieben wird, die einen Hohlkörper aufweist, welcher einen über eine Eingangsleitung mit einem gasführenden Teil einer in dem Kraftfahrzeug angeordneten Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Eingangsraum und einen mittels einer Ausgangsleitung an einen Innenraum des Fahrzeugs und/oder an den das Fahrzeug umgebenden Raum akustisch gekoppelten Ausgangsraum aufweist. Der Eingangsraum wird mittels einer im Wesentlichen akustisch inaktiven Wandung von dem Außenraum getrennt. Innerhalb des Hohlkörpers ist eine Schallübertragungseinrichtung angeordnet, welche wenigstens zwei schwingfähige Elemente aufweist, von denen das eine in dem Eingangsraum, das andere in dem Ausgangsraum angeordnet ist. Dabei werden die zwei schwingfähigen Elemente mittels eines gebogenen an der akustisch inaktiven Wandung gelagerten Verbindungselements derart miteinander verbunden, dass bei einer Beaufschlagung des in dem Eingangsraum angeordneten schwingfähigen Elements mit durch die Eingangsleitung eingeleitetem Schall das Verbindungselement eine Drehbewegung ausführt, wobei das Verbindungselement die Schwingung des in dem Eingangsraum angeordneten schwingfähigen Elements auf das in dem Ausgangsraum angeordnete schwingfähige Element überträgt.
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Die
WO 2011/113910 A1 beschreibt einen Geräuscherzeuger für einen Motor.
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Die
GB 2 354 872 A beschreibt ebenfalls einen Geräuschsimulator für ein Kraftfahrzeug mit einem Geräuschgenerator, welcher in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit in den Passagierraum ein Geräusch einleitet, welches einem ausgewählten Geräusch entspricht, das unterschiedlich ist zu dem, was durch das Kraftfahrzeug selbst erzeugt wird.
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Die
DE 195 43 409 A1 beschreibt eine Geräusch-Steuerungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit welcher eine Geräuschcharakteristik mit einer vollständigen Verminderung des Geräuschpegels auch bei Änderungen von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine erzielt wird.
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Die
US 2007 / 0 295 553 A1 offenbart eine Methode zur Geräuschübertragung in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs.
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Die
US 6 963 647 B1 offenbart eine Vorrichtung zur destruktiven Schallbeeinflussung von Störgeräuschen mittels Lautsprecher.
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Vor dem Hintergrund des Standes der Technik war es nunmehr eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Geräuschen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, um möglichst einfach und effizient das Geräusch im Innenraum eines Kraftfahrzeugs in geeigneter Weise zu manipulieren, insbesondere um ein bei elektrischem Antrieb eines Hybridfahrzeugs nicht vorhandenes Motorgeräusch in geeigneter Weise zu simulieren.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Erzeugen von Geräuschen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, bei dem ein Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors mit dem Innenraum über eine mit mindestens einem Schallübertragungselement versehene Schlauchleitung verbunden wird, so dass durch Ansaugen des Verbrennungsmotors angeregte Druckschwankungen in Form von Schallwellen in den Innenraum übertragen werden, wobei ein erstes Lautsprecherelement an einer Seitenwandung der Schlauchleitung angeordnet wird, wobei das erste Lautsprecherelement gegen einen die Schlauchleitung und das Lautsprecherelement umgebenden Raum durch ein Gehäuse abgegrenzt wird, wobei das Gehäuse durch eine Abtrennung in einen ersten zur Schlauchleitung hinweisenden Raum und einen zweiten von der Schlauchleitung wegweisenden Raum unterteilt ist, wobei die ersten Schallwellen mit den zweiten Schallwellen unter Bildung eines resultierenden akustischen Signals überlagert werden, und das resultierende akustische Signal mit einem im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneten zweiten Lautsprecherelement hörbar gemacht wird.
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Durch Überlagerung der zweiten Schallwellen mit den ersten Schallwellen kann das durch die ersten Schallwellen hervorgerufene akustische Signal gezielt geändert werden, so dass das durch die Überlagerung resultierende akustische Signal gegenüber dem durch die ersten Schallwellen erzeugten Signal bspw. abgeschwächt, verstärkt oder auch in gewissen Frequenzen gedämpft und somit geändert werden kann. Dadurch kann ein im Innenraum des Kraftfahrzeugs sitzender Fahrer bzw. Insasse des Kraftfahrzeugs durch das resultierende akustische Signal ein anderes akustisches Signal wahrnehmen als es tatsächlich vom Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs erzeugt wird.
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Oft ist es gewünscht, um einem gewünschten Komfort eines Kraftfahrzeugs gerecht zu werden, dass Geräusche des Verbrennungsmotors im Innenraum des Kraftfahrzeugs nur wenig und insbesondere leise wahrnehmbar sind. Das bedeutet, dass die von dem Verbrennungsmotor kommenden ersten Schallwellen gezielt durch die zweiten eingestrahlten Schallwellen zu dämpfen sind. Dabei sollen zumindest bestimmte Frequenzen gedämpft werden, nämlich genau die Frequenzen, die ein unangenehmes akustisches Signal verursachen. Um die ersten Schallwellen bzw. zumindest einen Teil der ersten Schallwellen gezielt zu dämpfen, wird in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass von dem ersten Lautsprecherelement die zweiten Schallwellen als gegenphasig zu zumindest einem Teil der ersten Schallwellen verlaufend erzeugt und in die Schlauchleitung eingestrahlt werden. Das bedeutet, dass das erste Lautsprecherelement für zumindest einen Teil der ersten Schallwellen, d. h. für bestimmte Frequenzen der ersten Schallwellen, einen sogenannten „Antischall“ erzeugt. Die ersten Schallwellen bzw. der zumindest eine Teil der ersten Schallwellen wird dabei durch Interferenz mit den gegenläufigen zweiten Schallwellen weitgehend ausgelöscht oder zumindest stark abgeschwächt.
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Unter Antischall versteht man umgangssprachlich Schall, der künstlich, d. h. so wie hier die zweiten Schallwellen, erzeugt wird, um mittels destruktiver Interferenz Schall, d. h. hier die ersten Schallwellen bzw. zumindest einen Teil der ersten Schallwellen, auszulöschen oder zumindest zu dämpfen. Dazu wird eine Erzeugung eines akustischen Signals angestrebt, das dem des „störenden“ Schalls mit entgegengesetzter Polarität möglichst exakt entspricht.
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In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erste Lautsprecherelement an einer Seitenwandung der Schlauchleitung angeordnet.
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Das bedeutet, dass bspw. das erste Lautsprecherelement, welches eine Membran aufweist, auf Seiten der Membran in die Seitenwandung eingelassen bzw. integriert ist und ein Gehäuse des Lautsprecherelements, welches bspw. bei einem elektrodynamischen Lautsprecher einen Magnet und entsprechende elektrische Anschlüsse umfasst, von der Seitenwandung nach außen in den die Schlauchleitung und das Lautsprecherelement umgebenden Raum ragt.
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Dieses Gehäuse, das nunmehr von der Seitenwandung der Schlauchleitung herausragt, kann in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens von einem weiteren Gehäuse umgeben sein, so dass das Gesamtsystem von Schlauchleitung und Lautsprecherelement gegenüber einem die Schlauchleitung und das Lautsprecherelement umgebenden Raum abgegrenzt ist bzw. wird.
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In weiterer Ausgestaltung ist es denkbar, dass das Lautsprecherelement in einer von der Schlauchleitung abgezweigten Seitenleitung angeordnet ist, wobei die Seitenleitung in Richtung des Lautsprecherelements aufgeweitet ist, um das Lautsprecherelement aufnehmen zu können und in Richtung der Schlauchleitung sich entsprechend verjüngt und in die Seitenwandung quasi einbiegt.
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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zuvor beschriebene Verfahren in Hybridfahrzeugen angewendet, wobei bei rein elektrischem Antrieb die zweiten Schallwellen derart in die Schlauchleitung eingestrahlt werden, dass ein akustisches Signal resultiert, in den Innenraum des Kraftfahrzeugs geleitet und dort hörbar gemacht wird. Dadurch kann erreicht werden, dass trotz elektrischem Antrieb, der in der Regel keine oder nur wenig Geräusche erzeugt, im Innenraum des entsprechenden Kraftfahrzeugs ein Geräusch, d. h. ein akustisches Signal wahrnehmbar ist, welches durch die zweiten Schallwellen gezielt erzeugt und im Innenraum hörbar gemacht wird. Dabei kann vorgesehen werden, dass das resultierende akustische Signal als ein dem Verbrennungsgeräusch ähnliches Signal gewählt wird, so dass ein Insasse des Kraftfahrzeugs ein ihm vertrautes Geräusch wahrnimmt und dadurch im Bewusstsein ist, ein Kraftfahrzeug zu fahren und somit bzgl. der Fahrsituation auch ggf. stärker sensibilisiert ist. Das resultierende akustische Signal kann natürlich auch als ein anderes als dem Verbrennungsmotor ähnliches Signal gewählt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich für einen Fahrer bzw. einen Insassen des entsprechenden Kraftfahrzeugs stets der gleiche Schallpfad für die Geräusche im Innenraum und somit eine gleichmäßige Ortbarkeit, unabhängig vom Klangcharakter.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Erzeugen von Geräuschen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors mit dem Innenraum über eine mit mindestens einem Schallübertragungselement versehene Schlauchleitung verbunden ist, so dass durch Ansaugen des Verbrennungsmotors angeregte Druckschwankungen in Form von ersten Schallwellen in den Innenraum übertragen werden können. In der Schlauchleitung ist zusätzlich mindestens ein erstes Lautsprecherelement angeordnet, mit dessen Hilfe gezielt zweite Schallwellen in die Schlauchleitung einzustrahlen sind.
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Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das erste Lautsprecherelement relativ zur Schlauchleitung so angeordnet und derart konfiguriert ist, dass die ersten Schallwellen mit den zweiten Schallwellen unter Bildung eines resultierenden akustischen Signals überlagert werden können, und das resultierende akustische Signal mit einem im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordneten zweiten Lautsprecherelement hörbar gemacht werden kann.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass von dem ersten Lautsprecherelement die zweiten Schallwellen als gegenphasig zu mindestens einem Teil der ersten Schallwellen verlaufend zu erzeugen und in die Schlauchleitung derart einzustrahlen sind, dass gezielt bestimmte Frequenzen der ersten Schallwellen gedämpft werden, so dass das resultierende akustische Signal bspw. eine für einen Fahrzeuginsassen angenehmere Klangqualität hat.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das erste Lautsprecherelement an einer Seitenwandung der Schlauchleitung angeordnet.
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Dabei ist es denkbar, dass das erste Lautsprecherelement gegen einen die Schlauchleitung und das Lautsprecherelement umgebenden Raum durch ein Gehäuse abgegrenzt ist. Ferner ist es möglich, dass das erste Lautsprecherelement über eine von der Schlauchleitung abgezweigte Seitenleitung an die Schlauchleitung angekoppelt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gemäß weiterer Ausgestaltung in einem Hybridfahrzeug angeordnet und wird dort entsprechend eingesetzt.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt in Seitenansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Geräuschen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Schlauchleitung 2, welche an einem Ende 3 mit einem hier nicht gezeigten Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs verbunden ist und an einem anderen Ende 4 mit einem Innenraum des Kraftfahrzeugs wie bspw. einer A-Säule zu verbinden ist. Vom Ansaugtrakt kommen wie durch Pfeil 5 angedeutet in das Ende 3 der Schlauchleitung 2 durch Ansaugen des Verbrennungsmotors angeregte Druckschwankungen in die Schlauchleitung 2, welche durch ein Schallübertragungselement 6 in erste Schallwellen umgewandelt und als solche übertragen werden. Bei dem Schallübertragungselement 6 kann es sich dabei um ein Membranelement oder eine bewegliche „Wippe“ handeln. Das Membranelement wird bspw. durch Druckschwankungen zum Schwingen angeregt, wodurch die ersten Schallwellen gebildet und als solche übertragen werden. Ein an der Seitenwandung 8 der Schlauchleitung 2 vorgesehenes Lautsprecherelement 7 erzeugt zweite Schallwellen, die in die Schlauchleitung 2 eingestrahlt werden können und dort mit den ersten Schallwellen kombiniert bzw. überlagert werden, so dass ein resultierendes akustisches Signal entsteht, was am Ende 4 der Schlauchleitung 2 in den Innenraum des Kraftfahrzeugs austritt, wie dies ebenfalls durch einen Pfeil 9 angedeutet ist.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfasst wiederum eine Schlauchleitung 12, die ein erstes Ende 13 und ein zweites Ende 14 aufweist, wobei das erste Ende 13 zu einem hier nicht gezeigten Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs zeigt und das zweite Ende 4 mit einem Innenraum des entsprechenden Kraftfahrzeugs verbunden ist. Wie durch Pfeil 15 angedeutet, kommen durch den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors erzeugte Druckschwankungen in die Schlauchleitung 12, werden dort von einem Schallübertragungselement 16, wie bspw. einer Membran oder einer beweglichen Wippe, in erste Schallwellen umgewandelt, laufen durch die Schlauchleitung 12 hindurch, so dass sie in den Innenraum des Kraftfahrzeugs übertragen werden können. In einer abgezweigten Seitenleitung 11 ist nunmehr ein erstes Lautsprecherelement 17 angeordnet, welches gegenüber einem das Lautsprecherelement 17 und die Schlauchleitung 12 umgebenden Raum durch ein Gehäuse 18 abgegrenzt ist. Das Lautsprecherelement 17 dient dazu, zweite Schallwellen zu erzeugen, die in die Schlauchleitung 12 eingestrahlt werden und dort mit den ersten Schallwellen sich überlagern, so dass ein resultierendes Signal am zweiten Ende 14 der Schlauchleitung 12 in den Innenraum des Kraftfahrzeugs austritt. Das Lautsprecherelement 17 weist eine Membran 17_1 und ein Lautsprecherelementgehäuse 17_2 auf. Die Membran 17_1 weist zur Schlauchleitung 12 hin. Das Gehäuse 18 ist in der hier dargestellten Form durch eine Abtrennung 18_1 in einen ersten zur Schlauchleitung 12 hinweisenden Raum 18_2 und einen zweiten von der Schlauchleitung 12 wegweisenden Raum 18_3 unterteilt. Die Membran 17_1 des Lautsprecherelements 17 ist in die Abtrennung 18_1 eingelassen, so dass sie in den Raum 18_2 hineinragt und Schallwellen, insbesondere die zweiten Schallwellen von dort in die abgezweigte Seitenleitung 11 eingestrahlt werden können. Das Gehäuse des Lautsprecherelements 17 weist hingegen von der Abtrennung 18_1 weg in den zweiten Teilraum des Gehäuses 18_3.
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3 zeigt eine noch weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei hier ebenfalls wiederum eine Schlauchleitung 22 vorgesehen ist, welche an ihrer Seitenwandung 28 ein Lautsprecherelement 27 aufweist, welches auf Seiten einer Membran 27_1 in die Seitenwandung 28 quasi integriert ist. Das Gehäuse 27_2 des Lautsprecherelements 27 ragt dagegen von der Seitenwandung 28 ab und ist von einem weiteren Gehäuse 21 umgeben. Die Schlauchleitung 22 umfasst ein erstes Ende 23, welches zu einem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs weist und ein zweites Ende 24, welches zum Innenraum des Kraftfahrzeugs weist. Durch das Ende 23 kommen, wie durch Pfeil 25 angedeutet, Druckschwankungen in die Schlauchleitung 22, welche durch ein Schallübertragungselement 26 in erste Schallwellen umgewandelt und als solche übertragen werden. Die ersten Schallwellen werden in Richtung Innenraum weitertransportiert. Von dem ersten Lautsprecherelement 27 werden zweite Schallwellen erzeugt, die ebenfalls in die Schlauchleitung 22 abgestrahlt werden und dort mit den ersten Schallwellen überlagert werden, so dass ein resultierendes Signal entsteht, welches wie durch Pfeil 29 angedeutet, in den Innenraum des Kraftfahrzeugs gelangt und dort für Insassen des Kraftfahrzeugs bspw. durch ein hier nicht dargestelltes zweites Lautsprecherelement hörbar gemacht wird.
