DE102013014455B4 - System zur Beeinflussung von Abgasgeräuschen - Google Patents

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Abstract

System zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen, aufweisend: eine Abgasanlage; eine Steuerung (100); und wenigstens einen Schallerzeuger (110); wobei die Abgasanlage wenigstens eine Abgasleitung (120) aufweist, deren eines Ende mit einer Verbrennungskraftmaschine (130) in Fluidverbindung bringbar ist, und deren freies Ende eine Abgasmündung (121) aufweist; wobei der wenigstens eine Schallerzeuger (110) wenigstens einen in einem Aktorgehäuse (111) angeordneten Aktor (112) und wenigstens eine Schallleitung (113) aufweist, dessen eines Ende mit dem wenigstens einen Aktorgehäuse (111) verbunden ist; wobei der wenigstens eine Aktor (112) zum Empfang von Steuersignalen mit der Steuerung (100) verbunden und zum Erzeugen eines Schalls in dem Schallerzeuger (110) ausgebildet ist; und wobei die wenigstens eine Schallleitung (113) und die wenigstens eine Abgasleitung (120) voneinander getrennte Innenvolumina begrenzen; dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der wenigstens einen Schallleitung (113) eine Schallmündung (114) aufweist, die von der Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) beabstandet ist, wobei die Schallmündung (114) von der Abgasmündung (121) um weniger als das 5-fache des maximalen Durchmessers der Schallmündung (114) der Schallleitung (113) beabstandete ist oder das freie Ende der wenigstens einen Schallleitung (113) eine Schallmündung (114) aufweist, die von der Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) beabstandet ist, wobei die Schallmündung (114) von der Abgasmündung (121) um höchstens das dreifache der Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung (121) beabstandet ist, wobei der Abstand zwischen Flächenschwerpunkten der Querschnitte der jeweiligen Schallleitung und der jeweiligen Abgasleitung gemessen wird, wobei die wenigstens eine Schallleitung (113) und die wenigstens eine Abgasleitung (120) in einem Abschnitt in einem gemeinsamen Gehäuse (140) geführt sind; und wobei das Gehäuse (140) einen Schalldämpfer (123) aufnimmt, welcher mit der Abgasleitung (120) verbunden und so mit Abgas beaufschlagt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur Beeinflussung von durch Abgasanlagen von verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen ausgegebenen Schallwellen (Abgasgeräuschen). Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Überlagerung von durch Abgasanlagen ausgegebenen Schallwellen, die auf den Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine zurückzuführen sind, mit künstlich erzeugten Schallwellen, wobei die Überlagerung außerhalb der Abgasanlage erfolgt.
  • Unabhängig von der Bauform einer Verbrennungskraftmaschine (beispielsweise Hubkolbenmotor, Rotationskolbenmotor oder Freikolbenmotor) werden infolge der hintereinander ablaufenden Arbeitstakte (insbesondere Ansaugen und Verdichten eines Kraftstoff-Luftgemischs, Arbeiten und Ausstoßen des verbrannten Kraftstoff-Luftgemischs) Geräusche erzeugt. Diese durchlaufen zum einen als Körperschall die Verbrennungskraftmaschine und werden außen an der Verbrennungskraftmaschine als Luftschall abgestrahlt. Zum anderen durchlaufen die Geräusche als Luftschall zusammen mit dem verbrannten Kraftstoff-Luftgemisch eine mit der Verbrennungskraftmaschine in Fluidverbindung stehende Abgasanlage.
  • Hersteller prägen den von ihnen hergestellten verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen eine charakteristische Geräuschentwicklung auf, welche zum Image des jeweiligen Herstellers passen und die Kunden ansprechen soll. Diese charakteristische Geräuschentwicklung lässt sich bei modernen Verbrennungskraftmaschinen mit geringem Hubraumvolumen häufig nicht mehr auf natürlichem Wege sicherstellen. Aufgrund der zunehmenden Verwendung von Verbrennungskraftmaschinen mit kleinen Hubräumen stellt sich das Problem, dass das Geräusch der Verbrennungskraftmaschine für einen Benutzer häufig nicht ansprechend ist und/oder nicht zum Image eines Herstellers des Fahrzeuges passt.
  • Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, den in Abgasanlagen von verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen geführten Schallwellen, die auf den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zurückzuführen sind, (Abgasgeräuschen) künstlich erzeugte Schallwellen zu überlagern.
  • Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Schallerzeuger vorgesehen wird, der mit der Abgasanlage in Fluidverbindung steht und so in das Innere des Abgasanlage Schall einstrahlt. Dieser künstlich erzeugte Schall und der von dem Verbrennungsmotor erzeugte Schall überlagern sich und treten gemeinsam durch ein Endrohr der Abgasanlage aus.
  • Eine derartige Abgasanlage aus dem Stand der Technik wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1A und 1B beschrieben:
    Eine Abgasanlage mit einem Schall-System 1 weist einen Schallerzeuger 2 in Form eines schallisolierten Gehäuses auf, welches einen Lautsprecher 3 enthält und im Bereich eines Endrohrs 4 an eine Abgasanlage 6 angebunden ist.
  • Das Endrohr 4 weist eine Mündung 5 auf, um in der Abgasanlage 4 geführtes Abgas nach außen abzugeben.
  • An dem Endrohr 4 ist ein Fehlermikrofon 7 in Form eines Drucksensors vorgesehen. Das Fehlermikrofon 7 misst Druckschwankungen und damit Schall im Inneren des Endrohrs 4 in einem Abschnitt stromabwärts eines Bereichs, in dem die fluide Anbindung zwischen Abgasanlage 6 und Schallerzeuger 2 bereitgestellt wird. Dabei ist der Begriff ”stromabwärts” auf die Strömungsrichtung des Abgases bezogen. Die Strömungsrichtung des Abgases ist in 2 durch Pfeile gekennzeichnet.
  • Der Lautsprecher 3 und das Fehlermikrofon 7 sind elektrisch mit einer Steuerung 8 verbunden. Weiter ist die Steuerung 8 über einen CAN-Bus mit einer Motorsteuerung 9 eines Verbrennungsmotors 10 verbunden.
  • Anhand von durch das Fehlermikrofon 7 gemessenem Schall und von über den CAN-Bus empfangenen Betriebsparametern des Verbrennungsmotors 10 berechnet die Steuerung 8 für den Lautsprecher 3 ein digitales Steuersignal, welches bei Überlagerung mit dem im Inneren der Abgasanlage 6 geführten Schall ein angestrebtes Abgasgeräusch erzeugt, und gibt dieses an den Lautsprecher 3 aus.
  • Bei diesem Aufbau ist es nachteilig, dass der Schallerzeuger mit heißem und zum Teil auch korrosiven Abgas und Kondensat des Abgases beaufschlagt wird; weiter wirkt der Druck des über die Abgasanlage abzuführenden Abgases auf den Schallerzeuger, insbesondere wenn das Endrohr beispielsweise beim Durchfahren von Pfützen oder Schneehaufen kurzzeitig verstopft wird. Dies hat eine hohe mechanische, thermische und auch chemische Belastung des Schallerzeugers zur Folge. In der Folge muss ein hoher und damit kostenintensiver konstruktiver Aufwand betrieben werden, um den Schallerzeuger an die Abgasanlage anzubinden.
  • Weiter greift ein solcher Schallerzeuger in die Physik der Abgasanlage ein. Da eine Betriebserlaubnis für verbrennungsmotorisch betriebene Fahrzeuge häufig an eine vorgeschriebene Abgasanlage gebunden ist, erfordert ein nachträglicher Einbau eines solchen Schallerzeugers häufig eine eigene Betriebserlaubnis, was mit zusätzlichen Kosten verbunden ist.
  • Weiter ist bekannt, im Motorraum eines Fahrzeugs einen Schallerzeuger vorzusehen, der in Abhängigkeit von einem jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeugs Schall abstrahlt. Dieser künstlich erzeugte Schall überlagert sich mit dem von der Verbrennungskraftmaschine aber auch mit dem von den Rädern erzeugten Fahrzeuggeräusch.
  • Bei diesem Aufbau ist es nachteilig, dass der Schallerzeuger akustisch geortet werden kann. Ein derartiger von der Abgasanlage und der Verbrennungskraftmaschine unabhängiger Schallerzeuger wird von Benutzern häufig als unnatürliche empfunden, und daher abgelehnt.
  • Das Dokument DE 697 23 945 T2 offenbart ein System zur Geräuschauslöschung, bei welchem innerhalb eines Auspuffsystems kein Rückdruck erzeugt wird. Das System weist ein Auspuffrohr mit einem Endrohr auf. Über einen Auslass des Endrohres werden von einer Brennkraftmaschine erzeugte Geräusche ausgegeben. Weiter ist ein Anti-Noise-Cancellation-System vorgesehen, bei welchem in einer Akustikkammer erzeugte Geräusche über einen Gehäuseauslass ausgegeben werden. Der Auslass des Endrohres und der Gehäuseauslass münden beide in eine Kopplungsbox, deren den Auslässen abgewandtes Ende zur Atmosphäre offen ist.
  • Aus dem JP 2008-115707 A ist ein System zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeuges abgegebenen Abgasgeräuschen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 bekannt.
  • Aus der WO 95/30393 A1 ist bekannt, dass zwei nebeneinander liegende Schallquellen eine Dipol-Charakteristik aufweisen und wie diese Schallquellen zur Überlagerung gebracht werden können.
  • Aus der EP 0 481 450 A1 ist bekannt, eine Schallleitung und eine Abgasleitung im Bereich der Mündung wahlweise direkt benachbart oder sogar als Doppel-D-Rohr zu führen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Überlagerung von durch Abgasanlagen ausgegebenen Abgasgeräuschen mit künstlich erzeugten Schallwellen bereitzustellen, welches eine niedrige Komplexität, große Robustheit und niedrige Kosten aufweist, und einfach nachgerüstet werden kann. Weiter soll bei einem Betrachter der Eindruck entstehen, dass eine verwendete Schallleitung und eine verwendete Abgasleitung funktional zusammen gehören.
  • Die vorstehende Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
  • Ausführungsformen eines System zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen, welche auf den Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine zurückzuführen sind, weisen eine Abgasanlage, eine Steuerung und wenigstens einen Schallerzeuger auf. Die Steuerung kann beispielsweise als programmtechnisch eingerichteter Mikroprozessor ausgebildet sein. Die Abgasanlage weist wenigstens eine Abgasleitung auf, deren eines Ende mit einer Verbrennungskraftmaschine in Fluidverbindung bringbar ist, und deren freies Ende eine Abgasmündung aufweist. Der wenigstens eine Schallerzeuger weist wenigstens einen in einem Aktorgehäuse angeordneten Aktor und wenigstens eine Schallleitung auf, dessen eines Ende mit dem wenigstens einen Aktorgehäuse verbunden ist. Es können mehrere Schallerzeuger vorgesehen sein, in denen jeweils wenigstens ein Aktor angeordnet ist. Der wenigstens eine Aktor ist beispielsweise über optische oder elektrische Leitungen zum Empfang von Steuersignalen mit der Steuerung verbunden und zum Erzeugen eines Schalls in dem Schallerzeuger ausgebildet. Somit wird in dem Schallerzeuger in Abhängigkeit von dem von der Steuerung empfangenen Steuersignal Schall erzeugt. Die wenigstens eine Schallleitung und die wenigstens eine Abgasleitung begrenzen voneinander getrennte Innenvolumina. Dies bedeutet, dass die Innenvolumina nicht über ein abgegrenztes Volumen oder eine Leitung miteinander in Fluidverbindung stehen, sondern nur über die Atmosphäre, in welche offene Enden der Abgasleitung (oder einer mit der Abgasleitung verbundenen Abgasanlage) und der Schallleitung münden, miteinander in Fluidverbindung stehen. Das freie Ende der wenigstens einen Schallleitung weist eine Schallmündung auf, die von der Abgasmündung der Abgasleitung um weniger als das 5-fache des maximalen Durchmessers der Schallmündung und insbesondere um weniger als das 3-fache des maximalen Durchmessers der Schallmündung insbesondere um weniger als das 1.5-fache des maximalen Durchmessers der Schallmündung beabstandet ist. Alternativ oder zusätzlich weist das freie Ende der wenigstens einen Schallleitung eine Schallmündung auf, die von der Abgasmündung der Abgasleitung um höchstens das dreifache der Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung und insbesondere um das 1,8-fache der Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung und weiter insbesondere um das 0,9-fache der Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung beabstandet ist.
  • Indem die Schallmündung der wenigstens einen Schallleitung und die Abgasmündung der Abgasleitung voneinander um weniger als das 5-fache des maximalen Durchmessers der Schallmündung bzw. um höchstens das dreifache der Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung beabstandet sind, wird sichergestellt, dass der in der Schallleitung geführte Schall in räumlicher Nähe zu dem in der Abgasanlage geführten Abgasgeräusch an die Umgebung abgegeben wird. Dies macht eine Ortung des von der Schallleitung abgegebenen Schalls schwierig. Vielmehr wird bei einem Benutzer der Eindruck erweckt, das Abgasgeräusch und der von dem Schallerzeuger erzeugte Schall kämen aus einer gemeinsamen Quelle. Indem die Abgasanlage und die Schallleitung dabei aber nicht in Fluidverbindung stehen, wird eine Belastung des Aktors des Schallerzeugers mit heißem und korrosivem Abgas vermieden, so dass der Aktor kostengünstig ausgebildet werden kann. Weiter erlaubt dies auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Nachrüstung des Schallerzeugers, da nicht in die Physik der Abgasanlage eingegriffen werden muss.
  • In dieser Anmeldung wird unter einem Rohr und unter einer Leitung ein länglicher Hohlkörper verstanden, der sich zwischen zwei offenen Enden erstreckt und aus flexiblem oder unflexiblem Material gefertigt sein kann. Die offenen Enden können mit weiteren Komponenten des Systems verbunden sein.
  • Dabei wird der Abstand zwischen Flächenschwerpunkten der Querschnitte der jeweiligen Schallleitung und der jeweiligen Abgasleitung gemessen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktor ein Lautsprecher und insbesondere ein Tauchspulenlautsprecher, dessen Membran das Innere des Aktorgehäuses in ein mit der Schallleitung verbundenes Volumen und ein von der Schallleitung getrenntes Volumen unterteilt. Das von der Schallleitung getrennte Volumen dämpft eine Schwingung der Membran des Aktors und hilft so, übermäßige Auslenkungen der Membran zu unterdrücken.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Aktorgehäuse gegen Einflüsse von außen abgedichtet und insbesondere aus Kunststoff oder Metallblech gebildet. Dies erlaubt eine Anordnung des Aktorgehäuses im Unterboden eines Fahrzeugs.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Abgasmündung der Abgasleitung und die Schallmündung der Schallleitung einstückig als gemeinsames Bauteil ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das gemeinsame Bauteil die Form eines Doppelendrohrs auf. Dabei ist aber nur das der Abgasmündung zugeordnete Endrohr mit Abgas beaufschlagt, und das der Schallmündung zugeordnete Endrohr nicht mit Abgas beaufschlagt. Dies verstärkt bei einem Benutzer den Eindruck, dass die Schallmündung der Schallleitung Teil der Abgasanlage sei. Weiter gilt die Verwendung von Doppelendrohres bei den Benutzern als Zeichen besonderer Leistung und Hochwertigkeit der Abgasanlage.
  • Erfindungsgemäß sind die wenigstens eine Schallleitung und die wenigstens eine Abgasleitung in einem Abschnitt in einem gemeinsamen Gehäuse geführt. Durch die Verwendung gemeinsamer Komponenten für die Abgasanlage und die Schallleitung sinkt die Zahl der verwendeten Komponenten und sinken damit die Kosten. Dieses Gehäuse kann somit gleichzeitig einen Abschnitt der Schallleitung und der Abgasleitung bereitstellen.
  • Das Gehäuse nimmt dann einen Schalldämpfer auf, welcher mit der Abgasleitung verbunden ist. Es ist auch möglich, dass das Gehäuse des Schalldämpfers eine Schallleitung aufweist, welches mit der Abgasleitung nicht in Fluidverbindung steht, sondern von dieser getrennt ist. Somit muss kein von dem Schalldämpfer oder Katalysator zusätzliches Gehäuse vorgesehen sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich das Gehäuse über wenigstens 50% und insbesondere über wenigstens 75% der Längserstreckung der Schallleitung, so dass dieses überwiegend in das Gehäuse integriert ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die wenigstens eine Abgasleitung und die wenigstens eine Schallleitung über wenigstens 50% und insbesondere über wenigstens 75% der Längserstreckung der Schallleitung mit einem Abstand voneinander geführt, der kleiner als der zehnfache Durchmesser der Schallleitung und insbesondere kleiner als der fünffache Durchmesser der Schallleitung und weiter insbesondere kleiner als der einfache Durchmesser der Schallleitung ist. Dieser Abstand kann konstant sein; dann werden die Abgasleitung und die Schallleitung parallel geführt. Dieser Abstand kann sich aber auch ändern, solange der maximale Abstand nicht überschritten wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die wenigstens eine Abgasleitung und die wenigstens eine Schallleitung über wenigstens 50% und insbesondere über wenigstens 75% der Längserstreckung der Schallleitung einstückig als Doppelrohr ausgebildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Schallleitung eine Länge auf, die größer als das doppelte seines Durchmessers und insbesondere größer als das fünffache seines Durchmessers und weiter insbesondere größer als das zehnfache seines maximalen Durchmessers ist. Dabei kann die Schallleitung insbesondere einen kreisförmigen, rechteckigen, trapezoiden, oder ovalen Querschnitt aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung insbesondere über einen CAN-Bus mit einer Motorsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs verbindbar und ausgebildet (und damit programmtechnisch eingerichtet), das Steuersignal in Abhängigkeit von Signalen zu erzeugen, welche von der Motorsteuerung empfangen werden. Bei diesen von der Motorsteuerung empfangenen Signalen kann es sich beispielsweise um eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine handeln.
  • Ausführungsformen eines Kraftfahrzeugs weisen eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Motorsteuerung und das vorstehend beschriebene System auf. Dabei steht ein Ende der wenigstens einen Abgasleitung der Abgasanlage mit der Verbrennungskraftmaschine und insbesondere mit Brennkammern der Verbrennungskraftmaschine in Fluidverbindung. Weiter ist die Steuerung des Systems elektrisch mit der Motorsteuerung der Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs verbunden.
  • In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe ”umfassen”, ”aufweisen”, ”beinhalten”, ”enthalten” und ”mit”, sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. In den Figuren werden gleiche bzw. ähnliche Elemente mit gleichen bzw. ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen
  • 1A schematisch eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Abgasanlage zeigt, welcher einen Schallerzeuger eines Systems zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen einer Verbrennungskraftmaschine aufweist,
  • 1B schematisch ein Blockdiagramm eines Systems zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen einer Verbrennungskraftmaschine im Zusammenwirken mit einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine nach dem Stand der Technik zeigt, wobei der Schallerzeuger aus 1A verwendet wird,
  • 2A, 2B schematisch Blockdiagramme eines Systems zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen einer Verbrennungskraftmaschine gemäß zweier Ausführungsformen der Erfindung zeigt;
  • 2C schematisch ein Blockdiagramm eines Systems zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen einer Verbrennungskraftmaschine zeigt, welche sich vom Anspruch 1 dadurch unterscheidet, dass die wenigstens eine Schallleitung und die wenigstens eine Abgasleitung nicht in einem Abschnitt in einem gemeinsamen Gehäuse geführt sind; und
  • 3 schematisch ein Kraftfahrzeug zeigt, welches eine Abgasanlage mit einem System zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen gemäß der Erfindung aufweist.
  • Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren mehrere Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
  • Wie aus 2A, 2B und 2C ersichtlich, wird das von einer Verbrennungskraftmaschine 130 erzeugte Abgas zunächst gesammelt und treibt einen (optionalen) Turbolader 125 an. Anschließend wird das Abgas entlang einer Abgasleitung 120 durch einen (optionalen) Katalysator 124 und einen (in 2C nicht vorhandenen) Schalldämpfer 123 geführt, und schließlich über eine Mündung 121 eines Endrohrs 122 an die Atmosphäre (Umgebung) ausgegeben. Die Strömungsrichtung des Abgases ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
  • Es wird betont, dass der Turbolader 125 und der Katalysator 124 nur optional sind. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Elemente zur Abgasreinigung und Schalldämpfung vorgesehen sein. Weiter wird betont, dass auch mehr als ein Abgasstrang vorhanden sein kann.
  • Gemäß der 2A, 2B und 2C weist das System zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen einen Schallerzeuger 110 mit einem Kunststoffgehäuse auf, in welchem ein Lautsprecher 112 angeordnet ist. Der Schallerzeuger 110 weist eine Schallleitung 113 auf, über welches der im Schallerzeuger 110 erzeugte Schall zu einer Schallmündung 114 geführt und über die Schallmündung 114 an die Umgebung ausgegeben wird. Der Lautsprecher 112 ist elektrisch mit einer Steuerung 100 verbunden. Die Steuerung 100 gibt ein elektrisches Signal aus, welches von dem Lautsprecher 112 in Schall umgesetzt wird. Die Steuerung 100 ist über einen CAN-Bus elektrisch mit einer Motorsteuerung 131 der Verbrennungskraftmaschine 130 verbunden und empfängt von dieser Motorparameter, nämlich die jeweils aktuelle Drehzahl und das aktuelle Drehmoment. Diese Motorparameter werden von der Steuerung 100 bei der Erzeugung des elektrischen Signals berücksichtigt, so dass der von dem Lautsprecher 112 erzeugte Schall zu einem jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 130 passt. Es wird betont, dass anstelle des CAN-Bus auch ein anderer Fahrzeugbus, insbesondere ein LIN-Bus, MOST-Bus oder Flexray-Bus verwendet werden kann. Weiter können andere und zusätzliche Motorparameter verwendet werden.
  • Gemäß der 2A weist die Schallleitung 113 ein Gehäuse 140 auf, welches auch einen Abschnitt der Abgasleitung 120 enthält. Somit wird das von der Verbrennungskraftmaschine 130 erzeugte Abgas zumindest abschnittsweise zusammen mit dem von dem Schallerzeuger 110 erzeugten Schall in einem gemeinsamen Bauteil geführt. Dieses Bauteil kann der Abgasanlage oder dem Schallerzeuger zugeordnet sein. Dabei bleiben aber die Innenvolumina der Schallleitung 113 und der Abgasleitung 120 voneinander getrennt. Durch die Verwendung eines gemeinsamen Bauteils wird bei einem Betrachter der Eindruck erweckt, die Schallleitung 113 und die Abgasleitung 120 würden funktional zusammen gehören. Weiter ist in der gezeigten Ausführungsform die Schallleitung 113 über seine ganze Länge L parallel zur Abgasleitung 120 geführt, und weist einen konstanten Abstand von dem fünffachen des maximalen Durchmessers der Schallleitung 113 auf. Die Schallleitung 113 weist in dieser Ausführungsform eine Länge auf, die dem 30-fachen des Durchmessers der Schallleitung 113 entspricht.
  • Die 2B unterscheidet sich von der 2A nur dadurch, dass die Abgasanlage zusätzlich einen Turbolader 125, einen Katalysator 124 und einen Schalldämpfer 123 aufweist, wobei der Schalldämpfer 123 von dem Gehäuse 140 aufgenommen wird.
  • Weiter sind in der 2B die Schallmündung 114 der Schallleitung 113 und das Endrohr 122 der Abgasleitung 120 als gemeinsames Bauteil in Form eines Doppelendrohrs ausgeführt. Dabei wird ein Endrohr des Doppelendrohrs ausschließlich mit dem in der Abgasleitung 120 geführten Abgas und dem in der Abgasleitung 120 geführten Abgasgeräusch, welches auf den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 130 zurückzuführen ist, beaufschlagt, und das andere Endrohr des Doppelendrohrs mit dem in der Schallleitung 113 geführten Schall, der von dem Schallerzeuger 110 erzeugt wurde. Zwischen den beiden Rohren des Doppelendrohrs besteht somit nur eine mechanische Verbindung, aber keine Fluidverbindung, wenn man die Fluidverbindung über die Atmosphäre außerhalb des Doppelendrohres unberücksichtigt lässt.
  • Die 2C unterscheidet sich von den Ausführungsformen der 2A und 2C im Wesentlichen dadurch, dass für die Schallleitung 113 und die Abgasleitung 120 kein gemeinsames Bauteil verwendet wird. Deshalb fällt diese Variante nicht unter den Schutzumfang des Anspruchs 1. Vielmehr wird die Schallleitung 113 über seine halbe Länge L mit einem Abstand D von der doppelten Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung 121 parallel zur Abgasleitung 121 geführt.
  • Die Schallmündung 114 und die Abgasmündung 121 des Endrohres 122 der Abgasleitung sind entsprechend um die doppelte Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung 121 voneinander beabstandet angeordnet. Die Schallleitung 113 weist in dieser Ausführungsform eine Länge auf, die dem 60-fachen des Durchmessers der Schallleitung 113 entspricht.
  • In der 3 ist schematisch ein Kraftfahrzeug gezeigt, welches neben einer Verbrennungskraftmaschine 130 das vorstehend beschriebene System zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen (von welchem in 3 nur das Endrohr 122 mit der Mündung 121 der Abgasleitung, die Schallleitung 113 mit der Schallmündung 114 sowie der Schallerzeuger 111 gezeigt sind) aufnimmt.

Claims (8)

  1. System zur Beeinflussung von durch eine Abgasanlage eines Fahrzeugs abgegebenen Abgasgeräuschen, aufweisend: eine Abgasanlage; eine Steuerung (100); und wenigstens einen Schallerzeuger (110); wobei die Abgasanlage wenigstens eine Abgasleitung (120) aufweist, deren eines Ende mit einer Verbrennungskraftmaschine (130) in Fluidverbindung bringbar ist, und deren freies Ende eine Abgasmündung (121) aufweist; wobei der wenigstens eine Schallerzeuger (110) wenigstens einen in einem Aktorgehäuse (111) angeordneten Aktor (112) und wenigstens eine Schallleitung (113) aufweist, dessen eines Ende mit dem wenigstens einen Aktorgehäuse (111) verbunden ist; wobei der wenigstens eine Aktor (112) zum Empfang von Steuersignalen mit der Steuerung (100) verbunden und zum Erzeugen eines Schalls in dem Schallerzeuger (110) ausgebildet ist; und wobei die wenigstens eine Schallleitung (113) und die wenigstens eine Abgasleitung (120) voneinander getrennte Innenvolumina begrenzen; dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der wenigstens einen Schallleitung (113) eine Schallmündung (114) aufweist, die von der Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) beabstandet ist, wobei die Schallmündung (114) von der Abgasmündung (121) um weniger als das 5-fache des maximalen Durchmessers der Schallmündung (114) der Schallleitung (113) beabstandete ist oder das freie Ende der wenigstens einen Schallleitung (113) eine Schallmündung (114) aufweist, die von der Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) beabstandet ist, wobei die Schallmündung (114) von der Abgasmündung (121) um höchstens das dreifache der Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung (121) beabstandet ist, wobei der Abstand zwischen Flächenschwerpunkten der Querschnitte der jeweiligen Schallleitung und der jeweiligen Abgasleitung gemessen wird, wobei die wenigstens eine Schallleitung (113) und die wenigstens eine Abgasleitung (120) in einem Abschnitt in einem gemeinsamen Gehäuse (140) geführt sind; und wobei das Gehäuse (140) einen Schalldämpfer (123) aufnimmt, welcher mit der Abgasleitung (120) verbunden und so mit Abgas beaufschlagt ist.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Schallmündung (114) von der Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) um weniger als das 3-fache des maximalen Durchmessers der Schallmündung (114) der Schallleitung (113) beabstandet ist oder wobei die Schallmündung (114) von der Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) um höchstens das 1,8-fache der Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung (121) beabstandet ist.
  3. System nach Anspruch 1, wobei die Schallmündung (114) von der Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) um weniger als das 1,5-fache des maximalen Durchmessers der Schallmündung (114) der Schallleitung (113) beabstandet ist oder wobei die Schallmündung (114) von der Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) um höchstens das 0,9-fache der Quadratwurzel des Querschnitts der Abgasmündung (121) beabstandet ist.
  4. System nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Abgasmündung (121) der Abgasleitung (120) und die Schallmündung (114) der Schallleitung (113) einstückig als gemeinsames Bauteil ausgebildet sind.
  5. System nach Anspruch 4, wobei das gemeinsame Bauteil die Form eines Doppelendrohrs aufweist.
  6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die wenigstens eine Schallleitung (113) über wenigstens 50% und insbesondere über wenigstens 75% der Längserstreckung der Schallleitung (113) um weniger als das zehnfache des Durchmessers der Schallleitung (113) und insbesondere um weniger als das fünffache des Durchmessers der Schallleitung (113) und weiter insbesondere um weniger als den Durchmesser der Schallleitung (113) von der Abgasleitung (120) beabstandet ist.
  7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die wenigstens eine Schallleitung (113) eine Länge aufweist, die größer als das doppelte seines Durchmessers und insbesondere größer als das fünffache seines maximalen Durchmessers und weiter insbesondere größer als das zehnfache seines Durchmessers ist.
  8. Kraftfahrzeug aufweisend: eine Verbrennungskraftmaschine (130) mit einer Motorsteuerung (131); und ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Ende der Abgasleitung (120) der Abgasanlage mit der Verbrennungskraftmaschine (130) in Fluidverbindung steht; wobei die Steuerung (100) des Systems elektrisch mit der Motorsteuerung (131) der Verbrennungskraftmaschine (130) des Fahrzeugs verbunden ist.
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