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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Geräuschübertragungssystem für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor und einer Fahrgastzelle. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Elektromotor, einer Fahrgastzelle und einem oben angegebenen Geräuschübertragungssystem und eine Verwendung eines Geräuschübertragungssystems, insbesondere eines oben angegebenen Geräuschübertragungssystems, in einem Fahrzeug mit Elektromotor.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Arten von Fahrzeugen mit Elektromotor bekannt, wobei es sich bei dem Elektromotor um einen Antriebsmotor für das Fahrzeug handelt. So kann ein Fahrzeug beispielsweise einen oder mehrere Elektromotoren als alleinigen Antrieb oder gemeinsam oder alternativ mit einem Antriebsmotor einer anderen Art aufweisen. Bei einer Kombination von verschiedenartigen Antriebsarten in einem Fahrzeug wird typischerweise von einem Hybridantrieb gesprochen. Solche Hybridantriebe bestehen heutzutage üblicherweise aus einer Kombination von einer Brennkraftmaschine und mindestens einem Elektromotor.
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Elektromotoren erzeugen beim Antrieb üblicherweise deutlich leisere Motorgeräusche als Brennkraftmaschinen. Auch entfallen bei Elektromotoren Geräusche durch das Ansaugen von Luft oder das Ausstoßen von Abgasen über einen Auspuff oder ähnliches. Insgesamt sind die Betriebsgeräusche bei einem rein elektrischen Antrieb des Fahrzeugs gering.
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Hieraus ergibt sich jedoch das Problem, dass einem Fahrer, der eine Geschwindigkeit und ein Betriebsgeräusch miteinander assoziiert, beim Fahren eine akustische Rückmeldung fehlt, über die er auf eine entsprechende Fahrsituation schließen kann. Insbesondere erhält der Fahrer beim Fahren mit dem Elektromotor keine akustische Rückmeldung über eine gefahrene Geschwindigkeit. Strömungsgeräusche des Fahrzeugs selber sind insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten als Ersatz für derartige Betriebsgeräusche nur eingeschränkt geeignet, um eine Fahrsituation durch eine akustische Rückmeldung beurteilen zu können.
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Weiterhin ergibt sich insbesondere bei Sportwagen, dass der Fahrer aufgrund fehlender Geräusche dazu neigt, eine abgerufene Motorleistung falsch einzuschätzen, was beim Fahren in Grenzsituationen zu einem Kontrollverlust über das Fahrzeug führen kann. Darüber hinaus sind bei Sportwagen Betriebsgeräusche, insbesondere Motorengeräusche, als emotionaler Faktor durchaus erwünscht.
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Zusätzlich ist es im Stand der Technik verbreitet, Fahrgastzellen mit einer Schallisolation zu versehen, um eine Abschirmung von Außengeräuschen zu bewirken. Dadurch werden auch die bereits geringen Geräusche beim Fahren mit dem Elektromotors automatisch gedämpft.
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Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein oben genanntes Geräuschübertragungssystem für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor und einer Fahrgastzelle, ein Fahrzeug mit einem Elektromotor, einer Fahrgastzelle und einem solchen Geräuschübertragungssystem und eine Verwendung eines Geräuschübertragungssystems, insbesondere eines oben angegebenen Geräuschübertragungssystems, in einem Fahrzeug mit Elektromotor anzugeben, die einem Fahrer eine akustische Rückmeldung über eine Fahrsituation liefert. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Emotionalität beim Fahren zu verbessern
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist somit ein Geräuschübertragungssystem für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor und einer Fahrgastzelle angegeben, mit einem schallleitenden Verbindungselement, wobei das schallleitende Verbindungselement an seinem ersten Ende zur Ankopplung an den Elektromotor des Fahrzeugs ausgeführt ist, und das schallleitende Verbindungselement an seinem zweiten Ende zur Ankopplung an die Fahrgastzelle ausgeführt ist.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Fahrzeug mit einem Elektromotor, einer Fahrgastzelle und einem oben angegebenen Geräuschübertragungssystem angegeben, wobei das schallleitende Verbindungselement an seinem ersten Ende an den Elektromotor angekoppelt ist, und das schallleitende Verbindungselement an seinem zweiten Ende an die Fahrgastzelle angekoppelt ist.
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Erfindungsgemäß ist auch eine Verwendung eines Geräuschübertragungssystems, insbesondere eines oben angegebenen Geräuschübertragungssystems in einem Fahrzeug mit Elektromotor angegeben.
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Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, das Geräusch des Elektromotors in dem Fahrzeug derart bereitzustellen, dass es über das Geräuschübertragungssystem direkt an die Fahrgastzelle übertragen wird. Dadurch wird ein gezielter Übertragungsweg für das Geräusch des Elektromotors in die Fahrgastzelle geschaffen. Dämpfungen, die die Fahrgastzelle üblicherweise vor ungewünschten Geräuschen, insbesondere vor Fahrzeugaußengeräuschen abschirmen, können die Fahrgastzelle wie gewohnt abschirmen, wobei trotzdem die Schallweiterleitung von dem Elektromotor zu der Fahrgastzelle zuverlässig erfolgen kann.
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Dadurch wird einem Fahrer über das Motorgeräusch beispielsweise die Möglichkeit gegeben, eine Geschwindigkeit oder eine andere Fahrsituation des Fahrzeugs durch das Geräusch des Elektromotors zusätzlich zu „hören“, um eine grobe Einschätzung der Geschwindigkeit ohne Blickkontakt zu einer entsprechenden Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung vornehmen zu müssen. Der Fahrer kann somit das Betriebsgeräusch mit der Geschwindigkeit oder der Fahrsituation assoziieren und dies beim Fahren berücksichtigen.
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Abhängig von der Fahrsituation wird dem Fahrer durch die Einleitung von den Geräuschen des Elektromotors in die Fahrgastzelle beispielsweise die Möglichkeit gegeben, eine abgerufene Motorleistung richtig einzuschätzen, was insbesondere beim Fahren in Grenzsituationen zu einer verbesserten Kontrolle über das Fahrzeug führen kann. Darüber kann durch die zugeführten Motorengeräusche des Elektromotors eine Verstärkung des Fahrgefühls erreicht werden.
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Bei dem Elektromotor handelt es sich um einen Antriebsmotor für das Fahrzeug. Das Fahrzeug mit Elektromotor kann einen oder mehrere Elektromotoren als alleinigen Antrieb oder gemeinsam oder alternativ mit einem Antriebsmotor einer anderen Art aufweisen. Der Elektromotor ist ein üblicher Elektromotor, wie er für einen Antrieb eines Fahrzeugs verwendet wird. Vorzugsweise handelt es sich um einen zentral angeordneten Elektromotor zum Antrieb wenigstens einer Achse des Fahrzeugs. Bei einer Kombination von verschiedenartigen Antriebsarten in einem Fahrzeug wird typischerweise von einem Hybridantrieb gesprochen. Solche Hybridantriebe umfassen meist eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und mindestens einem Elektromotor.
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Die Fahrgastzelle, auch Fahrgastraum, betrifft einen Raum, in dem Fahrer und Passagiere sich beim Fahren befinden. Die Fahrgastzelle muss nicht prinzipiell geschlossen sein, wie beispielsweise bei einem Cabriolet.
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Das schalleitende Verbindungselement kann einheitlich ausgebildet oder aus verschiedenartigen Einzelelementen zusammengesetzt sein. Das schalleitende Verbindungselement kann als Schlauch oder Rohr ausgeführt sein, wobei der Schall im Wesentlichen in einem Innenraum des Rohrs oder Schlauchs übertragen wird. Die Ankopplung des schalleitenden Verbindungselements an die Fahrgastzelle bzw. den Elektromotor kann auf prinzipiell beliebige Weise erfolgen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Geräuschübertragungssystem eine Resonanzeinrichtung auf, die in dem schallleitenden Verbindungselement angeordnet ist. Die Resonanzeinrichtung dient zur Verstärkung der von dem Elektromotor übertragenen Geräusche. Die Resonanzeinrichtung kann dabei ausgeführt sein, ausgewählte Frequenzen bevorzugt zu verstärken. Darüber hinaus kann die Resonanzeinrichtung ausgeführt sein, ausgewählte Frequenzen zu dämpfen. Dadurch kann ein gewünschtes Klangbild erzeugt werden. Somit kann beispielsweise eine gezielte Erzeugung von zu Fahrsituationen „passenden“ Geräuschen erfolgen, um Fahrsituationen intuitiv akustisch erkennen zu können. Außerdem kann dadurch auch Fahrzeugen mit Elektromotor eine gewünschte Emotionalität verliehen werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das schallleitende Verbindungselement einen ersten schallleitenden Leitungsabschnitt und einen zweiten schallleitenden Leitungsabschnitt auf, und die Resonanzeinrichtung ist zwischen dem ersten und dem zweiten schalleitenden Leitungsabschnitt angeordnet.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das schallleitende Verbindungselement einen ersten schallleitenden Leitungsabschnitt und einen zweiten schallleitenden Leitungsabschnitt auf, und die Resonanzeinrichtung wird durch den ersten schalleitenden Leitungsabschnitt gebildet. Der erste schallleitende Leitungsabschnitt ist somit integral mit der Resonanzeinrichtung ausgeführt. Vorzugsweise ist die Länge des ersten schallleitenden Leitungsabschnitts derart gewählt, dass der erste schallleitende Leitungsabschnitt einen so genannten ʎ/4 Resonator bildet oder aufweist. Dadurch kann auf eine separate Resonanzeinrichtung verzichtet werden. Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Geräuschpegel innerhalb eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs besonders einfach und bevorzugt eingestellt und demnach eine Geräuschübertragungseinrichtung mit verbesserten Geräuschübertragungseigenschaften bereitgestellt werden. Besonders bevorzugt weist der erste schallleitende Leitungsabschnitt eine Absperreinrichtung auf, wodurch der erste schallleitende Leitungsabschnitt selber durch Betätigung der Absperreinrichtung als Resonanzeinrichtung wirkt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Geräuschübertragungssystem eine Absperreinrichtung auf, die in dem schallleitenden Verbindungselement angeordnet ist, und mit der das schallleitende Verbindungselement schalltechnisch absperrbar oder durchverbindbar ist. Die Absperreinrichtung ist vorzugsweise als Klappe ausgeführt, die in dem schallleitenden Verbindungselement angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Absperreinrichtung in dem ersten schallleitenden Leitungsabschnitt angeordnet. Dadurch kann mit dem Geräuschübertragungssystem ein im Innenraum des Kraftfahrzeugs herrschender Geräuschpegel besonders vorteilhaft eingestellt werden. Bei geöffneter Absperreinrichtung steht die Fahrgastzelle mit dem Elektromotor in Verbindung, so dass das Geräuschübertragungssystem seine Wirkungsweise zur Geräuschübertragung entfalten kann. Bei geschlossener Absperreinrichtung ist die Fahrgastzelle von dem Elektromotor getrennt. Durch ein teilweises Öffnen der Absperreinrichtung kann eine schalltechnische Ankopplung des Elektromotors an die Fahrgastzelle variiert werden. Entsprechend kann mit der Absperreinrichtung eine Lautstärke in der Fahrgastzelle eingestellt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Geräuschübertragungssystem eine Steuerungseinrichtung auf, und die Steuerungseinrichtung ist für die Ansteuerung der Absperreinrichtung ausgeführt. Die Steuerungseinrichtung ermöglicht ein einfaches Einstellen der Absperreinrichtung beispielsweise durch einen Fahrer auch während der Fahrt. So kann beispielsweise einem Sportmodus die Absperreinrichtung geöffnet und im Komfortmodus geschlossen sein.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuerungseinrichtung eine Schnittstelle für den Empfang von dynamischen Fahrinformationen von dem Fahrzeug, insbesondere von dem Elektromotor auf, und die Steuerungseinrichtung ist ausgeführt, die Ansteuerung der Absperreinrichtung basierend auf den Fahrinformationen durchzuführen. Somit kann die schalltechnische Ankopplung der Fahrgastzelle an den Elektromotor abhängig von beispielsweise gewünschten Fahrsituationen beeinflusst werden. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung ausgeführt sein, die Absperreinrichtung lastabhängig zu öffnen, um bei starken Beschleunigungen das nötige akustische Feedback zu erhalten. Auch kann die Steuerungseinrichtung ausgeführt sein, ein drehzahlabhängiges Öffnen der Absperreinrichtung durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung ausgeführt sein, ein Geschwindigkeitsabhängiges Öffnen der Absperreinrichtung durchzuführen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das schallleitende Verbindungselement seinem ersten Ende zur Verbindung mit einem Innenraum des Elektromotors ausgeführt. Dazu kann das erste Ende des schallleitenden Verbindungselements beispielsweise mit einer Verbindungshülse ausgeführt sein, die durch eine Öffnung eines Motorgehäuses geführt wird, um das schallleitende Verbindungselement mit dem Innenraum des Elektromotors zu verbinden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Geräuschübertragungssystems gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem Elektromotor.
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Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Geräuschübertragungssystem 10 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Das Geräuschübertragungssystem 10 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Resonanzeinrichtung 12, die zwischen einem ersten und einem zweiten schalleitenden Leitungsabschnitt 14, 16 angeordnet ist. Die beiden schalleitenden Leitungsabschnitte 14, 16 bilden gemeinsam ein schalleitendes Verbindungselement. Das schalleitende Verbindungselement 14, 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel als schallleitendes Rohr ausgeführt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das schalleitende Verbindungselement 14, 16 als schallleitender Schlauch ausgeführt.
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Die Resonanzeinrichtung 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgeführt, ausgewählte Frequenzen zu verstärken. Darüber hinaus ist die Resonanzeinrichtung 12 ausgeführt, ausgewählte Frequenzen zu dämpfen.
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Das Geräuschübertragungssystem 10 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst weiterhin eine Absperreinrichtung 18, die in dem schallleitenden Verbindungselement 14, 16 angeordnet ist. Das schallleitende Verbindungselement 14, 16 ist mit der Absperreinrichtung 18 schalltechnisch absperrbar oder durchverbindbar. Die Absperreinrichtung 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Klappe ausgeführt und in dem ersten schallleitenden Leitungsabschnitt 14 angeordnet.
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Das Geräuschübertragungssystem 10 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst weiterhin eine Steuerungseinrichtung 20. Die Steuerungseinrichtung 20 ist für die Ansteuerung der Absperreinrichtung 18 ausgeführt. Die Steuerungseinrichtung 20 umfasst eine Schnittstelle 28 für den Empfang von dynamischen Fahrinformationen von einem Elektromotor 22 eines Fahrzeugs. Die Steuerungseinrichtung 20 ist ausgeführt, die Ansteuerung der Absperreinrichtung 18 basierend auf den Fahrinformationen durchzuführen. In diesem Ausführungsbeispiels ist die Steuerungseinrichtung 20 ausgeführt, die Absperreinrichtung 18 lastabhängig zu öffnen bzw. zu schließen.
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Das schallleitende Verbindungselement 14, 16 ist an seinem ersten Ende, welches von dem ersten schallleitenden Leitungsabschnitt 14 gebildet wird, zur Ankopplung an den Elektromotor 22 des Fahrzeugs ausgeführt ist. Dazu ist das schallleitende Verbindungselement 14, 16 seinem ersten Ende mit einer Verbindungshülse 26 ausgeführt, die das das schallleitende Verbindungselement 14, 16 mit einem Innenraum 24 des Elektromotors 22 verbindet. Die Verbindungshülse 26 wird dazu in eine Öffnung eines Motorgehäuses des Elektromotors 22 eingeführt.
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Das schallleitende Verbindungselement 14, 16 ist an seinem zweiten Ende, welches von dem zweiten schallleitenden Leitungsabschnitt 16 gebildet wird, zur Ankopplung an eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs ausgeführt.
