DE102019207468B4 - Arrangement for pressure equalization for an external microphone arranged on an outer wall of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Anordnung zum Druckausgleich für ein an einer Außenwand (200) eines Fahrzeugs angeordnetes Außenmikrofon, wobei das Außenmikrofon- mindestens eine beweglich gelagerte Membran (120), sowie eine mit der Membran (120) verbundene Spule (110) aufweist, die dazu eingerichtet ist, durch Schallschwingungen der Membran (120) angeregt zu werden, um elektrische Signale zu erzeugen, und- ein an einer Seite davon offenes Mikrofongehäuse (100), in welchem Membran (120) und Spule (110) derart angeordnet sind, dass die Membran (120) an der offenen Seite (101) angeordnet und mit dem Mikrofongehäuse (100) beweglich verbunden ist, wobei- das Mikrofongehäuse (100) mit seiner offenen Seite (101) zur Außenwand (200) des Fahrzeugs weisend angeordnet ist, und wobei- das Mikrofongehäuse (100) an einer seiner geschlossenen Seiten eine Gehäuseöffnung (101) aufweist, wobei das Mikrofongehäuse (100) oder das Gehäuse (300) mit dem darin angeordneten Mikrofongehäuse (100) derart an der Außenwand (200) des Fahrzeugs angeordnet sind, dass die offene Seite (102, 301) und/oder die Membran (120) mit der Außenwand (200) des Fahrzeugs im Wesentlichen bündig angeordnet ist, wobei die offene Seite (102, 301) in der Außenwand (200) annähernd deckungsgleich mit der Membran (120) ist und mit dieser fluchtet und wobei die Außenwand (200) des Fahrzeugs ein Bereich des Fahrzeugs ist, der als Schallwand dient, umfassend mindestens eines aus einer Stoßstange oder einem Bereich einer Fahrzeugfront und ein Fahrtwind durch die offene Seite (102, 301) ungehindert auf die Membran (120) trifft.Arrangement for pressure compensation for an external microphone arranged on an external wall (200) of a vehicle, the external microphone having at least one movably mounted membrane (120) and a coil (110) connected to the membrane (120) and configured to Sound vibrations of the membrane (120) to be excited in order to generate electrical signals, and- a microphone housing (100) which is open on one side and in which the membrane (120) and the coil (110) are arranged in such a way that the membrane (120) is arranged on the open side (101) and is movably connected to the microphone housing (100), wherein- the microphone housing (100) is arranged with its open side (101) pointing to the outer wall (200) of the vehicle, and wherein- the microphone housing ( 100) has a housing opening (101) on one of its closed sides, the microphone housing (100) or the housing (300) with the microphone housing (100) arranged therein on the outer wall (200) of the vehicle are arranged such that the open side (102, 301) and/or the membrane (120) is arranged substantially flush with the outer wall (200) of the vehicle, the open side (102, 301) being approximately in the outer wall (200). is congruent with and flush with the membrane (120) and wherein the outer wall (200) of the vehicle is a portion of the vehicle that serves as a baffle comprising at least one of a bumper or a portion of a vehicle front and a headwind through the open side (102, 301) hits the membrane (120) unhindered.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Druckausgleich für ein an einer Außenwand eines Fahrzeugs angeordnetes Außenmikrofon.The present invention relates to an arrangement for pressure equalization for an external microphone arranged on an outer wall of a vehicle.

Mikrofone werden im Automobilbereich häufig verbaut, um eine Kommunikation zwischen Fahrzeuginsasse und dem Fahrzeug oder einem im Fahrzeug vorhandenen Gerät zu ermöglichen, um dieses zu steuern. Beispielsweise sind Mikrofone an einem geeigneten Bereich im Innenraum des Fahrzeugs verbaut, die es ermöglichen, dass der Insasse verbal mit dem Navigationsgerät, Telefon oder anderen Assistenzsystemen im Fahrzeug kommuniziert. Diese Mikrofone sind Innenraum-Mikrofone, welche speziell für die Situation im Innenraum eines Fahrzeugs gebildet sind. Sie können beispielsweise als Richtmikrofon gebildet sein, um Störgeräusche möglichst auszuschließen.Microphones are often installed in the automotive sector to enable communication between vehicle occupants and the vehicle or a device present in the vehicle in order to control it. For example, microphones are installed in a suitable area in the interior of the vehicle, which enable the occupant to communicate verbally with the navigation device, telephone or other assistance systems in the vehicle. These microphones are interior microphones that are specially designed for the situation in the interior of a vehicle. For example, they can be in the form of a directional microphone in order to rule out noise as far as possible.

Zukünftig wird eine Kommunikationsmöglichkeit von außerhalb des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug immer wichtiger werden. Insbesondere gilt dies für den Bereich des autonomen Fahrens, da hier kein Fahrer mehr vorhanden ist. Bereits beim hochautomatisierten Fahren kann eine Kommunikation z.B. von Passanten mit dem Fahrzeug für mehr Sicherheit sorgen. Außerdem kann eine Überwachung von Fahrzeugkomponenten von außen, auch während des Fahrbetriebs, vorgesehen sein. Nachteilig bei Außenmikrofonen ist, das sich Umgebungseinflüsse negativ auf die Qualität der Aufnahme des Mikrofons auswirken können oder das Mikrofon unter bestimmten Umständen auch beschädigen oder zerstören können.In the future, the ability to communicate with the vehicle from outside the vehicle will become increasingly important. This applies in particular to the area of autonomous driving, since there is no longer a driver. Even with highly automated driving, communication, e.g. between pedestrians and the vehicle, can ensure greater safety. In addition, vehicle components can be monitored from the outside, even while the vehicle is being driven. The disadvantage of external microphones is that environmental influences can have a negative effect on the quality of the microphone's recording or can also damage or destroy the microphone under certain circumstances.

Die WO 2009/ 143 360 A1 offenbart eine akustische Vorrichtung mit einem geschlossenen Gehäuse, das ein Innenvolumen definiert und eine Vorder- und Rückseite aufweist; einen Akustikanschluss, der die Vorderseite des geschlossenen Gehäuses durchdringt; eine an der Gehäuseinnenseite angebrachte erste und zweite Sinnstruktur, die eine Lücke zwischen der ersten und der zweiten Sinnstruktur definiert; ein vorderes Volumen, das durch den Teil des inneren Volumens zwischen der ersten Sensorstruktur und der Gehäusefront definiert ist; ein Rückenvolumen, das durch den Teil des inneren Volumens zwischen der zweiten Sensorstruktur und der Gehäuserückseite definiert ist; und mindestens eine Entlüftung in der ersten Sinnstruktur, die das vordere Volumen und den Spalt wirksam verbindet, wobei die akustische Einrichtung eine Grenzfrequenz oberhalb von etwa 100 Hz aufweist.the WO 2009/143 360 A1 discloses an acoustic device having a closed housing defining an interior volume and having front and back faces; an acoustic port penetrating the front of the closed case; first and second sense structures attached to the housing interior defining a gap between the first and second sense structures; a front volume defined by the portion of the interior volume between the first sensor structure and the housing front; a back volume defined by the portion of the interior volume between the second sensor structure and the housing back; and at least one vent in the first sense structure operatively connecting the front volume and the gap, the acoustic device having a cutoff frequency above about 100 Hz.

Die US 2016 / 0152192 A1 offenbart einen fahrzeuginternen Mikrofonapparat umfasst ein oder mehrere Mikrofonelemente, die eine Membrane aufweisen und eine von der Membrane empfangene Schwingung in ein elektrisches Signal umwandeln, einen akustischen Halter, der die ein oder mehrere Mikrofonelemente hält und über eine Endfläche verfügt, die mit einer Vielzahl von Schallsammelöffnungen versehen ist, eine Einfassung, die an der Endfläche des akustischen Halters befestigt ist und eine Vielzahl von Durchgangslöchern an Positionen aufweist, die der Vielzahl des Schallsammelbereichs direkt zugewandt sind, und Lippen, die auf einer der Einfassungen und der akustischen Halterung angeordnet sind und in engem Kontakt mit der anderen an einer Stelle stehen, die die Vielzahl der Schallsammelöffnungen umgibt, um die Lücke zwischen der Einfassung und der akustischen Halterung zu füllen.US 2016/0152192 A1 discloses an in-vehicle microphone apparatus comprising one or more microphone elements which have a diaphragm and convert vibration received by the diaphragm into an electrical signal, an acoustic holder which holds the one or more microphone elements and has an end surface, provided with a plurality of sound-collecting holes, a case fixed to the end surface of the acoustic holder and having a plurality of through-holes at positions directly facing the plurality of sound-collecting portion, and lips formed on one of the case and the acoustic bracket are placed and are in close contact with one another at a location surrounding the plurality of sound collection openings to fill the gap between the bezel and the acoustic bracket.

Weiterer Stand der Technik ist in US 2015 / 0 163 572 A1 , DE 600 07 504 T2 und GB 2 436 460 A offenbart.Further prior art is in U.S. 2015/0 163 572 A1 , DE 600 07 504 T2 and GB 2 436 460A disclosed.

Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung zum Druckausgleich für ein an einer Außenwand eines Fahrzeugs angeordnetes Außenmikrofon bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is therefore an object of this invention to provide a pressure equalization arrangement for an external microphone arranged on an outer wall of a vehicle. This object is achieved according to the invention by the features of the independent patent claim. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Außenmikrofone für Fahrzeuge können zur Kommunikation zwischen Außenwelt und Fahrzeug bzw. Insasse verwendet werden, aber auch, um Geräusche außerhalb des Fahrzeugs aufzunehmen und zu verarbeiten, um z.B. einen Defekt zu erkennen oder um beim (hoch-)automatisierten oder autonomen Fahren die Umwelt zu beobachten. External microphones for vehicles can be used for communication between the outside world and the vehicle or occupants, but also to record and process noises outside the vehicle, e.g. to detect a defect or to observe the environment during (highly) automated or autonomous driving .

Ziel ist es, Störgeräusche möglichst zu eliminieren und das Mikrofon vor Beschädigung durch Umgebungseinflüsse zu schützen.The aim is to eliminate background noise as far as possible and to protect the microphone from damage caused by environmental influences.

Vorgeschlagen wird deshalb eine Anordnung zum Druckausgleich für ein an einer Außenwand eines Fahrzeugs angeordnetes Außenmikrofon. Das Außenmikrofon weist mindestens eine beweglich gelagerte Membran, sowie eine mit der Membran verbundene Spule auf, die dazu eingerichtet ist, durch Schallschwingungen der Membran angeregt zu werden, um elektrische Signale zu erzeugen. Das Außenmikrofon ist also bevorzugt ein dynamisches Mikrofon wie ein Membranmikrofon oder ein Kondensatormikrofon. Ferner weist das Außenmikrofon ein an einer Seite davon offenes Mikrofongehäuse auf, in welchem Membran und Spule derart angeordnet sind, dass die Membran an der offenen Seite angeordnet und mit dem Mikrofongehäuse beweglich verbunden ist. Das Mikrofongehäuse ist mit seiner offenen Seite zur Außenseite des Fahrzeugs weisend angeordnet und weist an einer seiner geschlossenen Seiten eine Gehäuseöffnung auf.An arrangement for pressure equalization for an external microphone arranged on an outer wall of a vehicle is therefore proposed. The external microphone has at least one movably mounted membrane and a coil which is connected to the membrane and is set up to be excited by sound vibrations of the membrane in order to generate electrical signals. The external microphone is therefore preferably a dynamic microphone such as a membrane microphone or a condenser microphone. Furthermore, the external microphone has a microphone housing which is open on one side and in which membrane and coil are arranged in such a way that the membrane is arranged on the open side and is movably connected to the microphone housing. The microphone housing is arranged with its open side facing the outside of the vehicle and has a housing opening on one of its closed sides.

Wird ein Mikrofon im Außenbereich eines Fahrzeuges verwendet, so entsteht bei zunehmender Fahrtgeschwindigkeit ein konstanter Druckanteil durch den Fahrtwind bzw. die auf die Membran auftreffende Luft. Dieser (Luft-)Druck drückt auf die Mikrofonmembran, so dass die Membran aus ihrer Ruhelage in Richtung Inneres des Mikrofongehäuses gedrückt wird. Hierdurch wird der Signal-Rausch-Abstand, kurz SNR (signal to noise ratio) des Mikrofons reduziert. Der Signal-Rausch-Abstand ist ein Maß für die Stärke des Signals relativ zum Hintergrund-Rauschen und wird in Dezibel (dB) gemessen.If a microphone is used outside of a vehicle, a constant pressure component is created by the wind or the air hitting the membrane with increasing driving speed. This (air) pressure presses on the microphone membrane, so that the membrane is pushed out of its resting position in the direction of the interior of the microphone housing. This reduces the microphone's signal-to-noise ratio, or SNR for short. The signal-to-noise ratio is a measure of the strength of the signal relative to the background noise and is measured in decibels (dB).

Steigt der auf die Membran wirkende (Luft-)Druck weiter an, wird die Membran immer weiter verschoben, bis sie am mechanischen Anschlag liegt, also z.B. an der Gehäusewand des Mikrofongehäuses, die der Membran gegenüberliegt. Das Mikrofon ist dann nicht mehr in der Lage, akustische Signale zu wandeln. Steigt der Druck weiter an, kann das Mikrofon zerstört werden, d.h. dass z.B. die Membran reißt.If the (air) pressure acting on the membrane continues to rise, the membrane is pushed further and further until it lies against the mechanical stop, e.g. on the housing wall of the microphone housing opposite the membrane. The microphone is then no longer able to convert acoustic signals. If the pressure continues to rise, the microphone can be destroyed, i.e. the membrane ruptures, for example.

Durch die vorgeschlagene Hinterlüftung wird mittels einer Gehäuseöffnung zumindest im Mikrofongehäuse eine Verbindung zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Mikrofonmembran zum Druckausgleich geschaffen.The proposed rear ventilation creates a connection between the front and the back of the microphone membrane for pressure equalization by means of a housing opening at least in the microphone housing.

In einer Ausführung weist die Außenwand des Fahrzeugs, an der das Mikrofongehäuse angeordnet ist, eine Wandöffnung auf. In einer weiteren Ausführung weist das Außenmikrofon ein an einer Seite offenes Gehäuse, welches das Mikrofongehäuse aufnimmt, auf. Das Gehäuse weist mit der offenen Seite zur Außenseite des Fahrzeugs und an einer der geschlossenen Seiten ist eine Öffnung im Gehäuse vorgesehen. Durch Bereitstellen von Öffnungen im Gehäuse bzw. der Außenwand des Fahrzeugs kann ein auf die Membran wirkender Druck von außen, z.B. aufgrund von Fahrtwind, kompensiert werden. Die offenen Seiten von Gehäuse und Mikrofongehäuse weisen zur Außenseite des Fahrzeugs. Somit weist auch die Membran zur Außenseite, da sie an beiden offenen Seiten angeordnet ist. Durch das Gehäuse wird das Mikrofongehäuse vor Außeneinflüssen geschützt. Außerdem kann so die Anordnung aus Mikrofon, Mikrofongehäuse und Gehäuse mit Öffnung nach außen als separate Baugruppe zum Einbau hinter eine entsprechende als Schallwand dienende Außenwand des Fahrzeugs eingebaut, z.B. verschraubt, werden. Die Öffnung im Gehäuse kann auf jeder der geschlossenen Seiten vorgesehen sein, ist aber besonders vorteilhaft an einem Bereich vorgesehen, welcher demselben (Luft-)Druck ausgesetzt ist wie die Membran. Vorteilhaft weist die Öffnung des Gehäuses also in dieselbe Richtung wie die Membran, also zur Außenseite des Fahrzeugs und korrespondiert mit der Wandöffnung. Somit kann die Luft, welche die Fahrzeugaußenseite anströmt, durch die beiden Öffnungen, also Wandöffnung und Öffnung des Gehäuses, in den Innenraum des Gehäuses und dann in den Innenraum des Mikrofongehäuses einströmen. Somit kann für die Membran ein innerer Gegendruck zum Druck von außen hergestellt werden.In one embodiment, the outer wall of the vehicle on which the microphone housing is arranged has a wall opening. In a further embodiment, the external microphone has a housing which is open on one side and accommodates the microphone housing. The housing faces the open side to the outside of the vehicle and an opening is provided in the housing at one of the closed sides. By providing openings in the housing or the outer wall of the vehicle, an external pressure acting on the membrane, e.g. due to relative wind, can be compensated. The open sides of the housing and microphone housing face the outside of the vehicle. Thus, the membrane also points to the outside, since it is arranged on both open sides. The housing protects the microphone housing from external influences. In addition, the arrangement of microphone, microphone housing and housing with opening to the outside can be installed, e.g. screwed, as a separate assembly for installation behind a corresponding outer wall of the vehicle serving as a baffle. The opening in the housing can be provided on either of the closed sides, but is particularly advantageously provided on an area which is exposed to the same (air) pressure as the membrane. The opening of the housing therefore advantageously points in the same direction as the membrane, ie towards the outside of the vehicle and corresponds to the wall opening. Thus, the air flowing onto the outside of the vehicle can flow through the two openings, ie wall opening and opening of the housing, into the interior of the housing and then into the interior of the microphone housing. Thus, an inner counter-pressure to the pressure from the outside can be produced for the membrane.

Erfindungsgemäß sind das Mikrofongehäuse oder das Gehäuse mit dem darin angeordneten Mikrofongehäuse derart an der Außenwand des Fahrzeugs angeordnet, dass die offene Seite und/oder die Membran mit der Außenwand des Fahrzeugs im Wesentlichen bündig angeordnet ist. Wenn die Membran bündig mit der offenen Seite des Mikrofongehäuses und damit auch des Gehäuses angeordnet ist, sind sowohl Membran als auch Gehäuse bündig mit der Außenwand des Fahrzeugs. Wenn die Membran nach innen versetzt angeordnet ist, dann ist die offene Seite des Mikrofongehäuses bzw. des Gehäuses bündig zur Außenwand des Fahrzeugs. Somit ist lediglich die Öffnung optisch sichtbar, aber es ist kein vorspringendes Bauteil auf der Außenseite des Fahrzeugs sichtbar oder spürbar, was sowohl einen besseren optischen Eindruck macht als auch Verschmutzungen und die Gefahr minimiert, dass das Bauteil beschädigt wird.According to the invention, the microphone housing or the housing with the microphone housing arranged therein is arranged on the outer wall of the vehicle in such a way that the open side and/or the membrane is arranged essentially flush with the outer wall of the vehicle. If the membrane is flush with the open side of the microphone housing and thus also with the housing, both the membrane and the housing are flush with the outer wall of the vehicle. If the membrane is offset inwards, then the open side of the microphone housing or the housing is flush with the outer wall of the vehicle. Thus, only the opening is visually visible, but no protruding component is visible or noticeable on the outside of the vehicle, which makes both a better visual impression and minimizes dirt and the risk of damaging the component.

In einer Ausführung ist die offene Seite des Mikrofongehäuses die der Membran gegenüberliegende Seite. Somit kann ein gleichmäßiger Luftstrom auf die Rückseite der Membran sichergestellt werden.In one embodiment, the open side of the microphone body is the side opposite the diaphragm. This ensures an even flow of air to the back of the membrane.

In einer Ausführung sind die Gehäuseöffnung des Mikrofongehäuses und die Öffnung des Gehäuses als von der Außenseite des Fahrzeugs weg bzw. ins Innere des Fahrzeugs weisende separate Kanäle oder als miteinander verbundene Kanäle gebildet. Alternativ sind die Gehäuseöffnung des Mikrofongehäuses und die Wandöffnung als von der Außenseite des Fahrzeugs weg bzw. ins Innere des Fahrzeugs weisende separate Kanäle oder als miteinander verbundene Kanäle gebildet.In one embodiment, the housing opening of the microphone housing and the opening of the housing are formed as separate channels pointing away from the outside of the vehicle or into the interior of the vehicle, or as channels connected to one another. Alternatively, the housing opening of the microphone housing and the wall opening are formed as separate channels pointing away from the outside of the vehicle or into the interior of the vehicle, or as channels connected to one another.

Die Gehäuseöffnung des Mikrofongehäuses ist je nach Ausführung derart gebildet, dass sie als ein nach Innen in Richtung Fahrzeuginnenseite gebildeter Kanal, z.B. in Form eines Röhrchens, gebildet ist. Es ist möglich, dass dieser Kanal auch noch ins Innere des Mikrofongehäuses reicht, allerdings nur, wenn die Funktionalität des Mikrofons nicht beeinträchtigt wird, d.h. vor allem, dass die Membran in ihrer Bewegung nicht behindert wird.Depending on the design, the housing opening of the microphone housing is formed in such a way that it is formed as a channel formed inwards towards the inside of the vehicle, e.g. in the form of a small tube. It is possible that this channel also extends into the interior of the microphone housing, but only if the functionality of the microphone is not impaired, i.e. above all that the membrane is not hindered in its movement.

Die Wandöffnung der Außenwand des Fahrzeugs ist im Falle, dass kein Gehäuse vorhanden ist, als nach Innen in Richtung Fahrzeuginnenseite gebildeter Kanal, z.B. in Form eines Röhrchens, gebildet. Wenn ein Gehäuse vorhanden ist, das an der Wandöffnung der Außenwand in Richtung Innenseite des Fahrzeugs befestigt wird, korrespondiert die Öffnung des Gehäuses vorteilhaft mit der Wandöffnung. Ferner ist die Öffnung des Gehäuses vorteilhaft als nach Innen in Richtung Fahrzeuginnenseite gebildeter Kanal, z.B. in Form eines Röhrchens, gebildet. So entsteht auf der Außenseite der Außenwand des Fahrzeugs keine Ausbuchtung und es sind die Optik gewahrt sowie das Verletzungsrisiko und Risiko einer Beschädigung des Mikrofons minimiert.If there is no housing, the wall opening of the outer wall of the vehicle is formed as a channel formed inwards towards the inside of the vehicle, for example in the form of a small tube. If there is an enclosure that is attached to the wall opening of the outer wall towards the inside side of the vehicle, the opening of the housing advantageously corresponds to the wall opening. Furthermore, the opening of the housing is advantageously formed as a channel formed inwards in the direction of the inside of the vehicle, for example in the form of a small tube. This means that there is no bulge on the outside of the vehicle's outer wall and the optics are preserved and the risk of injury and damage to the microphone is minimized.

Um die von außen in die Öffnung des Gehäuses bzw. die Wandöffnung einströmende Luft gezielt zum Druckausgleich zu verwenden, sind die Kanäle der Öffnung des Gehäuses bzw. der Wandöffnung mit dem Kanal der Gehäuseöffnung des Mikrofongehäuses in einer Ausführung verbunden. Die Verbindung erfolgt vorteilhaft so, dass die Luft möglichst ohne in ihrer Geschwindigkeit behindert zu werden, in den verbundenen Kanälen fließen kann. Hierzu kann die Verbindung als Bogenstück ausgeführt sein. Wenn die Kanäle nicht miteinander verbunden sind, ist es sinnvoll, das Gehäuse vorzusehen, welches dann mit seinem Volumen die einströmende Luft begrenzt und für einen Druckausgleich der Membran sorgen kann.In order to use the air flowing from the outside into the opening of the housing or the wall opening specifically for pressure equalization, the channels of the opening of the housing or the wall opening are connected to the channel of the housing opening of the microphone housing in one embodiment. The connection is advantageously made in such a way that the air can flow in the connected ducts as far as possible without being impeded in terms of its speed. For this purpose, the connection can be designed as a bend. If the channels are not connected to each other, it makes sense to provide the housing, which then limits the inflowing air with its volume and can ensure pressure equalization of the membrane.

Um eine vorgegebene Wirkung zu entfalten, sind die verbundenen Kanäle oder die gesamte Anordnung aus Kanal, Gehäuse und Mikrofongehäuse als Hochpassfilter gebildet, der vorgegebene tiefe Frequenzen filtert, d.h. dass er für tiefe Frequenzen einen akustischen Kurzschluss verursacht. In einer Ausführung ist mindestens eine vorgegebene tiefe Frequenz ein statischer, an dem Mikrofon, genauer der Membran, anliegender Luftdruck. Ein statischer Druck kann als ein tief-frequentes Signal von Null Hz (0 Hz) aufgefasst werden, das somit komplett kurzgeschlossen wird. Die Mikrofonmembran wird dann nicht mehr ausgelenkt, da auf beiden Seiten der Membran der gleiche statische Druck anliegt. Für höherfrequente Signale stellt die Hinterlüftung keinen Kurzschluss dar. Somit werden die Signale weiterhin vom Mikrofon bzw. der Membran und Spule empfangen und gewandelt.In order to develop a predetermined effect, the connected channels or the entire arrangement of channel, housing and microphone housing are formed as a high-pass filter which filters out predetermined low frequencies, i.e. it causes an acoustic short circuit for low frequencies. In one embodiment, at least one predetermined low frequency is static air pressure applied to the microphone, more precisely the membrane. A static pressure can be perceived as a low-frequency signal of zero Hz (0 Hz), which is thus completely short-circuited. The microphone membrane is then no longer deflected, since the same static pressure is present on both sides of the membrane. The rear ventilation does not represent a short circuit for higher-frequency signals. The signals are therefore still received and converted by the microphone or the membrane and coil.

Die Hinterlüftung, also der Kanal bzw. die Kanäle zur Zufuhr von Umgebungsluft an die Rückseite der Membran, kann so ausgelegt werden, dass mit ihr gezielt ein gewünschtes Hochpassverhalten erreicht wird, um z.B. tief-frequente Störgeräusche wie Fahrgeräusche zu reduzieren. Die Auslegung, also die genauen Abmessungen, des Kanals bzw. der Kanäle hängt dabei nicht nur von der gewünschten Frequenz-Filterung ab, sondern auch von der Art des Mikrofons und der Membran, der Platzierung am Fahrzeug, der Art der Verbindung zwischen den Kanälen, der Größe des Mikrofongehäuses, dem Vorhandensein und der Größe und Art des Gehäuses, sowie der Anwendung und wird vom Fachmann bestimmt. Ziel ist es, bestimmte Frequenzen zu filtern, die ein Rauschen verursachen und damit die Empfangsqualität des Mikrofons verschlechtern, wie z.B. Fahrtwind.The rear ventilation, i.e. the channel or channels for supplying ambient air to the rear of the membrane, can be designed in such a way that a desired high-pass behavior is achieved with it, e.g. to reduce low-frequency noise such as driving noise. The design, i.e. the exact dimensions, of the channel or channels depends not only on the desired frequency filtering, but also on the type of microphone and membrane, the placement on the vehicle, the type of connection between the channels, the size of the microphone housing, the presence and size and type of housing, as well as the application and is determined by the person skilled in the art. The aim is to filter certain frequencies that cause noise and thus degrade the reception quality of the microphone, such as wind.

Erfindungsgemäß ist die Außenwand des Fahrzeugs ein Bereich des Fahrzeugs, der als Schallwand dient, umfassend mindestens eines aus einer Stoßstange, einem Bereich einer Fahrzeugfront, einem Bereich in der Nähe der Reifen, einem Bereich in der Nähe des Motors. Je nachdem, wo das Mikrofon platziert wird, können unterschiedliche Geräusche als zu filternde Störgeräusche auftreten.According to the invention, the outer panel of the vehicle is a portion of the vehicle serving as a baffle including at least one of a bumper, a portion of a vehicle front end, a portion near tires, a portion near the engine. Depending on where the microphone is placed, different noises can appear as noise to be filtered.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which show details according to the invention, and from the claims. The individual features can each be implemented individually or together in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the attached drawing.

1 bis 4 zeigen unterschiedliche Ausführungen der Anordnung der vorliegenden Erfindung. 1 until 4 show different embodiments of the arrangement of the present invention.

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following descriptions of the figures, the same elements or functions are provided with the same reference symbols.

1 und 3 zeigen eine Ausführung der Anordnung, bei der die Außenwand 200 des Fahrzeugs als Schallwand dient und das Außenmikrofon, welches mindestens aus Mikrofongehäuse 100, Spule 110 und Membran 120 besteht, direkt an der Außenwand 200 des Fahrzeugs, aber auf der Innenseite davon, also nicht sichtbar für einen Betrachter von außen, befestigt ist. Das Außenmikrofon, genauer insbesondere die Spule 110, ist über eine entsprechende elektrische Verbindung mit einer Einrichtung außerhalb des Mikrofongehäuses verbunden, welche die Schwingungen in Signale umwandelt, welche verarbeitet und interpretiert werden können. Die Außenwand 200 des Fahrzeugs weist eine Wandöffnung 201 auf, durch welche Luft von der Außenseite zur Innenseite bzw. hinteren Seite der Außenwand 200 des Fahrzeugs strömen kann. 1 and 3 show an embodiment of the arrangement in which the outer wall 200 of the vehicle serves as a baffle and the external microphone, which consists of at least microphone housing 100, coil 110 and membrane 120, directly on the outer wall 200 of the vehicle, but on the inside of it, i.e. not visible for an observer from the outside. The external microphone, more precisely the coil 110 in particular, is connected via a corresponding electrical connection to a device outside the microphone housing, which converts the vibrations into signals which can be processed and interpreted. The outer wall 200 of the vehicle has a wall opening 201 through which air can flow from the outside to the inside or rear side of the outer wall 200 of the vehicle.

2 und 4 zeigen dasselbe Prinzip wie 1 und 3, wobei ein zusätzliches Gehäuse 300 vorgesehen ist, das an der Außenwand 200 des Fahrzeugs, aber in Richtung Innenseite des Fahrzeugs weisend, befestigt ist und in dem sich das beschriebene Außenmikrofon befindet. Die Außenwand 200 des Fahrzeugs weist vorteilhaft an der Stelle, an der sich die Öffnung 310 des Gehäuses 300 befindet, ebenfalls eine Öffnung bzw. Wandöffnung 201 auf, um die auftreffende Luft in das Gehäuse 300 einströmen zu lassen. Die Ausführungen unterscheiden sich also nur darin, dass 1 und 3 Ausführungen ohne zusätzliches Gehäuse 300 zeigen. 2 and 4 show the same principle as 1 and 3 , wherein an additional housing 300 is provided, which is attached to the outer wall 200 of the vehicle, but pointing in the direction of the inside of the vehicle and in which the external microphone described is located. The outer wall 200 of the vehicle has advantageously at the point where the opening 310 of the housing 300 is also an opening or wall opening 201 to allow the impinging air to flow into the housing 300. The versions differ only in that 1 and 3 Versions without additional housing 300 show.

In allen 1 bis 4 ist das Außenmikrofon so angeordnet, dass die offenen Seiten 102, 301 des Mikrofongehäuses 100 und des Gehäuses 300, wenn vorhanden, zur Außenseite des Fahrzeugs weisen. Dabei sind Mikrofongehäuse 100 und Gehäuse 300 auf der Seite der Außenwand 200 des Fahrzeugs angeordnet, die in Richtung Innenseite des Fahrzeugs liegt, also für einen Betrachter des Fahrzeugs von außen nicht sichtbar ist. Die Außenwand 200 des Fahrzeugs weist an dem Bereich der offenen Seiten 102, 301 eine weitere Öffnung 202 auf, um Außengeräusche zur Membran 120 des Außenmikrofons passieren zu lassen. Allerdings gelangt auch Fahrtwind durch die Öffnungen 102, 202, 301. Dieser führt zu Staudruck und damit zu Störgeräuschen wie Rauschen und kann die Aufnahmequalität des Mikrofons verschlechtern. Der Druck kann das Mikrofon bzw. die Membran sogar zerstören, wenn er so stark ist, dass er die Membran 120 bis zum Anschlag auf die Rückseite des Mikrofongehäuses 100 drückt oder diese aufgrund eines zu starken Drucks reißt. In all 1 until 4 For example, the external microphone is arranged so that the open sides 102, 301 of the microphone housing 100 and housing 300, if present, face the outside of the vehicle. In this case, the microphone housing 100 and housing 300 are arranged on the side of the outer wall 200 of the vehicle which is in the direction of the inside of the vehicle, ie is not visible to a viewer of the vehicle from the outside. The outer wall 200 of the vehicle has a further opening 202 at the area of the open sides 102, 301 in order to allow external noise to pass to the membrane 120 of the external microphone. However, airflow also gets through the openings 102, 202, 301. This leads to dynamic pressure and thus to noise such as hissing and can degrade the recording quality of the microphone. The pressure can even destroy the microphone or the membrane if it is so strong that it presses the membrane 120 against the back of the microphone housing 100 as far as it will go or tears it due to excessive pressure.

1 und 2 zeigen Ausführungen, bei denen die Kanäle 130, 210 bzw. 130, 320, welche aus Gehäuseöffnung 101 des Mikrofongehäuses 100 und Wandöffnung 201 (1) und Gehäuseöffnung 101 des Mikrofongehäuses 100 und Öffnung 310 des Gehäuses 300 (2) gebildet sind, miteinander verbunden sind. Sie dienen dazu, die von außen auf Membran 120 und Wandöffnung 201 bzw. Wandöffnung 201 und Öffnung 310 des Gehäuses 300 einströmende Luft, z.B. der durch die Pfeile in den Figuren angedeutete Fahrtwind, in eine vorgegebene Bahn zu leiten. Die einströmende Außenluft wird vorteilhaft so ins Innere des Mikrofongehäuses 100 geleitet, dass sie auf die Rückseite der Membran 120 trifft und damit einen entsprechenden Gegendruck zu dem von außen auf die Membran 120 wirkenden Luftdruck bereitstellt. 1 and 2 show versions in which the channels 130, 210 or 130, 320, which are formed from the housing opening 101 of the microphone housing 100 and the wall opening 201 ( 1 ) and housing opening 101 of microphone housing 100 and opening 310 of housing 300 ( 2 ) are formed are connected to each other. They serve to direct the air flowing in from the outside onto the membrane 120 and wall opening 201 or wall opening 201 and opening 310 of the housing 300, for example the relative wind indicated by the arrows in the figures, in a predetermined path. The inflowing outside air is advantageously guided into the interior of the microphone housing 100 in such a way that it hits the rear side of the membrane 120 and thus provides a corresponding counter-pressure to the air pressure acting on the membrane 120 from the outside.

3 und 4 zeigen Ausführungen, bei denen die Kanäle 130, 210 bzw. 130, 320, welche aus Gehäuseöffnung 101 des Mikrofongehäuses 100 und Wandöffnung 201 (1) und Gehäuseöffnung 101 des Mikrofongehäuses 100 und Öffnung 310 des Gehäuses 300 (2) gebildet sind, nicht miteinander verbunden sind. Auch in diesen Ausführungen kann die von außen auf Membran 120 und Wandöffnung 201 bzw. Wandöffnung 201 und Öffnung 310 des Gehäuses 300 einströmende Luft, z.B. der durch die Pfeile in den Figuren angedeutete Fahrtwind, zur Rückseite der Membran 120 gelangen und damit einen entsprechenden Gegendruck zu dem von außen auf die Membran 120 wirkenden Luftdruck bereitstellen. 3 and 4 show versions in which the channels 130, 210 or 130, 320, which are formed from the housing opening 101 of the microphone housing 100 and the wall opening 201 ( 1 ) and housing opening 101 of microphone housing 100 and opening 310 of housing 300 ( 2 ) are formed are not connected to each other. In these versions, too, the air flowing in from the outside onto membrane 120 and wall opening 201 or wall opening 201 and opening 310 of housing 300, e.g. the headwind indicated by the arrows in the figures, can reach the rear of membrane 120 and thus create a corresponding back pressure provide the air pressure acting on the membrane 120 from the outside.

Wie beschrieben kann sowohl die Ausführung mit als auch ohne Gehäuse 300 über miteinander verbundene Kanäle 130, 210 bzw. 130, 320 ausgeführt sein.As described, both the embodiment with and without a housing 300 can be implemented via interconnected channels 130, 210 or 130, 320.

Wenn die Kanäle 130, 210 bzw. 130, 320 nicht miteinander verbunden sind, ist es allerdings sinnvoll, das Gehäuse 300 vorzusehen, um eine Volumenbegrenzung für die durch den Kanal 210 einströmenden Luft zu erhalten.However, if the channels 130, 210 or 130, 320 are not connected to one another, it makes sense to provide the housing 300 in order to limit the volume of the air flowing in through the channel 210.

Durch die Hinterlüftung der Membran des Außenmikrofons kann ein aufgrund von z.B. Fahrtwind erzeugter Luftdruck, genauer Staudruck, kompensiert werden. Somit kann die Qualität des Empfangs des Mikrofons verbessert und das Risiko einer Beschädigung minimiert werden.The rear ventilation of the membrane of the external microphone can compensate for air pressure generated by, for example, headwind, more precisely dynamic pressure. This improves the quality of the microphone's reception and minimizes the risk of damage.

BezugszeichenlisteReference List

100100
Mikrofongehäusemicrophone body
101101
Gehäuseöffnungcase opening
102102
offene Seite Mikrofongehäuseopen side microphone housing
110110
SpuleKitchen sink
120120
Membranmembrane
130130
Kanal des Mikrofongehäuseschannel of the microphone housing
200200
Außenwand des Fahrzeugs, z.B. StoßstangeExterior wall of the vehicle, e.g. bumper
201201
Wandöffnung der FahrzeugaußenseiteWall opening on the outside of the vehicle
202202
Öffnung der Außenwandopening of the outer wall
210210
Kanal Außenwandchannel outer wall
300300
GehäuseHousing
301301
offene Seite Gehäuseopen side housing
310310
Öffnung Gehäuseopening housing
320320
Kanal Gehäusechannel housing

Claims (8)

Anordnung zum Druckausgleich für ein an einer Außenwand (200) eines Fahrzeugs angeordnetes Außenmikrofon, wobei das Außenmikrofon - mindestens eine beweglich gelagerte Membran (120), sowie eine mit der Membran (120) verbundene Spule (110) aufweist, die dazu eingerichtet ist, durch Schallschwingungen der Membran (120) angeregt zu werden, um elektrische Signale zu erzeugen, und - ein an einer Seite davon offenes Mikrofongehäuse (100), in welchem Membran (120) und Spule (110) derart angeordnet sind, dass die Membran (120) an der offenen Seite (101) angeordnet und mit dem Mikrofongehäuse (100) beweglich verbunden ist, wobei - das Mikrofongehäuse (100) mit seiner offenen Seite (101) zur Außenwand (200) des Fahrzeugs weisend angeordnet ist, und wobei - das Mikrofongehäuse (100) an einer seiner geschlossenen Seiten eine Gehäuseöffnung (101) aufweist, wobei das Mikrofongehäuse (100) oder das Gehäuse (300) mit dem darin angeordneten Mikrofongehäuse (100) derart an der Außenwand (200) des Fahrzeugs angeordnet sind, dass die offene Seite (102, 301) und/oder die Membran (120) mit der Außenwand (200) des Fahrzeugs im Wesentlichen bündig angeordnet ist, wobei die offene Seite (102, 301) in der Außenwand (200) annähernd deckungsgleich mit der Membran (120) ist und mit dieser fluchtet und wobei die Außenwand (200) des Fahrzeugs ein Bereich des Fahrzeugs ist, der als Schallwand dient, umfassend mindestens eines aus einer Stoßstange oder einem Bereich einer Fahrzeugfront und ein Fahrtwind durch die offene Seite (102, 301) ungehindert auf die Membran (120) trifft.Arrangement for pressure equalization for an external microphone arranged on an external wall (200) of a vehicle, the external microphone having at least one movably mounted membrane (120) and a coil (110) connected to the membrane (120) which is set up to Sound vibrations of the membrane (120) are excited in order to generate electrical signals, and - a microphone housing (100) which is open on one side and in which the membrane (120) and coil (110) are arranged in such a way that the membrane (120) at the open side (101) and is movably connected to the microphone housing (100), wherein - the microphone housing (100) is arranged with its open side (101) pointing towards the outer wall (200) of the vehicle, and wherein - the microphone housing (100 ) has a housing opening (101) on one of its closed sides, the microphone housing (100) or the housing (300) with the microphone housing (100) arranged therein being arranged on the outer wall (200) of the vehicle in such a way that the open side ( 102, 301) and/or the membrane (120) is arranged essentially flush with the outer wall (200) of the vehicle, the open side (102, 301) in the outer wall (200) being approximately congruent with the membrane (120). and flush therewith and wherein the outer wall (200) of the vehicle is a portion of the vehicle serving as a baffle comprising at least one of a bumper or a portion of a vehicle front end and an airflow through the open side (102, 301 ) hits the membrane (120) unhindered. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Außenwand (200) des Fahrzeugs, an der das Mikrofongehäuse (100) angeordnet ist, eine Wandöffnung (201) aufweist.arrangement according to claim 1 , wherein the outer wall (200) of the vehicle, on which the microphone housing (100) is arranged, has a wall opening (201). Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Außenmikrofon ein an einer Seite (301) offenes Gehäuse (300), welches das Mikrofongehäuse (100) aufnimmt, aufweist, wobei das Gehäuse (300) mit der offenen Seite (301) zur Außenwand (200) des Fahrzeugs weist und wobei an einer der geschlossenen Seiten eine Öffnung (310) im Gehäuse vorgesehen ist.arrangement according to claim 1 or 2 , wherein the external microphone has a housing (300) which is open on one side (301) and accommodates the microphone housing (100), the housing (300) having the open side (301) facing the outer wall (200) of the vehicle and wherein an opening (310) is provided in the housing on one of the closed sides. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Öffnung (310) des Gehäuses zur Außenwand (200) des Fahrzeugs weist und mit der Wandöffnung (201) korrespondiert.arrangement according to claim 3 , The opening (310) of the housing facing the outer wall (200) of the vehicle and corresponding to the wall opening (201). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Membran (120) in Blickrichtung von außen auf die offene Seite (102) des Mikrofongehäuses gerichtet ist, unmittelbar hinter der offenen Seite (102) liegt und mit dieser fluchtet.Arrangement according to one of the preceding claims, in which the diaphragm (120) faces the open side (102) of the microphone housing when viewed from the outside, lies immediately behind the open side (102) and is flush with it. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei - die Gehäuseöffnung (101) des Mikrofongehäuses (100) und die Öffnung (310) des Gehäuses (300) als von der Außenwand (200) zur Innenseite des Fahrzeugs weisende separate Kanäle (130, 320) oder als miteinander verbundene Kanäle (130, 320) gebildet sind, oder wobei - die Gehäuseöffnung (101) des Mikrofongehäuses (100) und die Wandöffnung (201) als von der Außenwand (200) zur Innenseite des Fahrzeugs weisende separate Kanäle (130, 210) oder als miteinander verbundene Kanäle (130, 210) gebildet sind.Arrangement according to one of claims 2 until 5 , wherein - the housing opening (101) of the microphone housing (100) and the opening (310) of the housing (300) as separate channels (130, 320) pointing from the outer wall (200) to the inside of the vehicle or as channels (130 , 320) are formed, or - the housing opening (101) of the microphone housing (100) and the wall opening (201) as separate channels (130, 210) pointing from the outer wall (200) to the inside of the vehicle or as channels connected to one another ( 130, 210) are formed. Anordnung nach Anspruch 6, wobei die miteinander verbundenen Kanäle (130, 210; 130, 320) oder die Anordnung aus Kanal (130, 320), Gehäuse (300) und Mikrofongehäuse (100) als Hochpassfilter derart gebildet sind, dass er vorgegebene tiefe Frequenzen filtert.arrangement according to claim 6 , wherein the interconnected channels (130, 210; 130, 320) or the arrangement of channel (130, 320), housing (300) and microphone housing (100) are formed as a high-pass filter such that it filters predetermined low frequencies. Anordnung nach Anspruch 7, wobei mindestens eine vorgegebene tiefe Frequenz ein statischer, an der Membran (120) anliegender Luftdruck, ist.arrangement according to claim 7 , wherein at least one predetermined low frequency is static air pressure applied to the diaphragm (120).
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