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Die Erfindung betrifft eine Geräuscherzeugungsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend einen Signalgeber und eine elektrisch leitend mit dem Signalgeber verbindbare elektroakustische Wandlereinheit. Die Wandlereinheit umfasst eine elektrische Spule und ist dazu ausgebildet, unter Verwendung der elektrischen Spule ein von dem Signalgeber erzeugtes elektrisches Signal in ein akustisches Signal zu wandeln. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Geräuscherzeugungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Geräuscherzeugungsvorrichtung.
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Elektrisch oder zumindest teilweise elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge werden häufig aufgrund des fehlenden Verbrennungsmotorengeräuschs im allgemeinen Verkehrsgeschehen im Straßenverkehr nur unzureichend wahrgenommen. Hierdurch entstehen potentiell Gefahrensituationen im Straßenverkehr. Daher werden Kraftfahrzeuge mit einem zumindest teilweise elektrischen Antrieb bevorzugt mit Geräuscherzeugungsvorrichtungen (AVAS - Acoustic Vehicle Alerting System) versehen, die durch das Erzeugen eines künstlichen oder synthetischen Verbrennungsmotorengeräuschs das Kraftfahrzeug besser wahrnehmbar machen.
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Zur Geräuscherzeugung kommen in der Regel Lautsprecher zum Einsatz, die eine stromdurchflossene Spule und eine Membran aufweisen. Dem bekannten Lautsprecherprinzip folgend, ist die Spule beweglich in einem Magnetfeld angeordnet. In Reaktion auf eine durch ein elektrisches Signal hervorgerufene Änderung des Magnetfelds führt die Spule eine Bewegung aus, welche zur Erzeugung eines dem elektrischen Signal entsprechenden Schalls auf die Membran übertragen wird.
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Aus der
DE 10 2016 225 722 A1 ist eine entsprechende Magnetanordnung für einen elektrischen Schwingungserreger zur Schallerzeugung bekannt. Über ein Gehäuse ist der Schwingungserreger mit einem schwingfähigen Bauteil, beispielsweise mit einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs, verbindbar, sodass dieses zur Schallerzeugung einsetzbar ist.
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Aus der
DE 10 2012 011 443 A1 ist eine Bodenplatte für ein Fahrzeug bekannt. An der Bodenplatte ist ein Schallaktuator angeordnet, welcher dazu ausgelegt ist, die Bodenplatte zu einer Schwingung anzuregen und so einen Schall zu erzeugen.
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Die
WO 2017/174162 A1 beschreibt eine Batteriebaugruppe mit einem Batteriegehäuse sowie einem Resonanzlautsprecher. Auch hier ist der Resonanzlautsprecher an einem Abschnitt des Batteriegehäuses angeordnet, sodass zumindest ein Teil des Batteriegehäuses zum Schwingen angeregt wird, um als Lautsprechermembran zu dienen.
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Dem bekannten Stand der Technik ist gemein, dass jeweils ein zusätzliches Bauteil zur Geräuscherzeugung in oder an dem jeweiligen Fahrzeug angeordnet werden muss. In nachteiliger Weise muss hierfür Bauraum belegt werden, der somit nicht anderweitig zur Verfügung steht. Ein solches zusätzliches Bauteil verursacht darüber hinaus zusätzlichen Wartungsbedarf und zusätzliche Herstellungskosten.
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Aus der
US 2015/0249348 A1 ist eine drahtlose Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge bekannt. Ein Mittel zur Bereitstellung elektrischer Energie (power supplying device) und ein Mittel zum Empfang elektrischer Energie (power receiving device) kommunizieren mittels akustischer Signale miteinander.
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Die
DE 10 2014 218 217 A1 beschreibt ein induktives Ladesystem für Elektrofahrzeuge, wobei eine in einer Fahrbahnoberfläche angeordnete Ladespule durch eine überdeckende Kuppel vor Gegenständen oder Kleintieren geschützt wird. Die Kuppel kann als Lautsprechermembran für ein akustisches Abschreckungssignal genutzt werden.
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Die
WO 2007/072366 A1 beschreibt eine induktive Ladeeinrichtung zum Laden eines elektrischen Speichers eines Körperpflegegeräts. Dabei ist eine elektrische Spule vorgesehen, die gleichzeitig sowohl mit einer Ladeeinrichtung zum Laden des elektrischen Speichers, als auch mit einem Mikroprozessor zum Erzeugen eines akustischen Signals elektrisch leitend verbunden ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst platz- und kostensparende Geräuscherzeugungsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass sowohl ein Lautsprecher als auch eine Ladeeinrichtung, welche bereits in einem zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs vorhanden ist, zumindest eine Spule aufweisen. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass diese Spule nur während des Ladevorgangs verwendet wird und ansonsten ungenutzt bleibt.
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Durch die Erfindung ist eine Geräuscherzeugungsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug bereitgestellt. Die Geräuscherzeugungsvorrichtung umfasst einen Signalgeber und eine elektrisch leitend mit dem Signalgeber verbindbare elektroakustische Wandlereinheit.
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Die Wandlereinheit umfasst ihrerseits eine elektrische Spule und ist dazu ausgebildet, unter Verwendung der elektrischen Spule ein von dem Signalgeber erzeugtes elektrisches Signal in ein akustisches Signal zu wandeln.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Geräuscherzeugungsvorrichtung eine Umschaltvorrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, die elektrische Spule der elektroakustischen Wandlereinheit abwechselnd mit dem Signalgeber und derart mit einer Ladeeinrichtung zum Laden eines elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs zu koppeln, dass die elektrische Spule der elektroakustischen Wandlereinheit als Ladespule betreibbar ist. Die Umschaltvorrichtung kann als eine elektronische Schaltung mit zumindest einem Transistor realisiert sein. In dem Fall, dass die elektrische Spule als Ladespule betrieben wird, wirkt sie derart mit weiteren elektrischen Bauteilen der Umschaltvorrichtung, wie beispielsweise einem Kondensator und/oder einer Diode, zusammen, dass zum Laden des elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs aus einer Eingangsspannung eine Ausgangsspannung erzeugt wird. In dem Fall wird die elektrische Spule im Sinne einer Transformatorspule oder einer Drossel zum Laden des elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs verwendet. Hierbei wird die Spule genutzt, um eine Eingangsspannung, insbesondere eine netzseitig bereitgestellte Wechselspannung, in eine Ausgangsspannung, insbesondere eine Gleichspannung zum Laden eines elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs, umzuwandeln.
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Die Erfindung stellt also eine Zwei-in-Eins-Lösung bereit, indem durch die Umschaltvorrichtung die elektrische Spule abwechselnd einerseits gemäß dem grundsätzlich bekannten und oben beschriebenen Lautsprecherprinzip zur Geräuscherzeugung mit dem Signalgeber, als auch andererseits gemäß dem ebenfalls grundsätzlich bekannten Spannungstransformationsprinzip als Drossel zum elektrischen Laden des elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs mit der Ladeeinrichtung gekoppelt werden kann.
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Diese vorteilhafte Integration der zwei genannten Funktionen reduziert Bauraum, Einzelkosten für Bauteile, Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs und die Komplexität der insgesamt im Kraftfahrzeug verbauten Komponenten.
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Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Umschaltvorrichtung mindestens ein Schaltelement umfasst. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Geräuscherzeugungsvorrichtung weiterhin eine Steuereinheit auf, die dazu ausgelegt ist, bei Empfang von Zustandsdaten, die einen jeweiligen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs betreffen, ein Steuersignal für das zumindest eine Schaltelement der Umschaltvorrichtung zu erzeugen. Das Steuersignal wird dabei in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand erzeugt, um die elektrische Spule in Abhängigkeit von dem Betriebszustand elektrisch leitend mit dem Signalgeber oder der Ladeeinrichtung zu koppeln. Hierzu muss eine jeweilige elektrische Verbindung abwechselnd hergestellt und unterbrochen werden. Dies kann bevorzugt durch das Öffnen und Schließen des zumindest einen Schaltelements, welches als Halbleiterschaltelement ausgebildet sein kann, erfolgen.
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Die Ansteuerung des Schaltelements der Umschaltvorrichtung erfolgt also durch die Steuereinheit der Geräuscherzeugungsvorrichtung. Eine solche Steuereinheit kann beispielsweise durch einen Mikrocontroller realisiert sein. Der Mikrocontroller kann die Zustandsdaten betreffend einen jeweiligen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs beispielsweise über eine kabelgebundene Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung wie beispielsweise eine Funkverbindung empfangen. Ein Betriebszustand kann beispielsweise ein Ladezustand des Kraftfahrzeugs, also ein Zustand, in dem der elektrische Speicher des Kraftfahrzeugs aufgeladen wird, sein. Ein solcher Ladezustand kann beispielsweise durch das Anstecken oder anderweitige elektrische Verbinden des elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs mit einer externen Spannungsquelle beschrieben sein. Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Ladezustand des Kraftfahrzeugs durch eine angezogene Handbremse und/oder eine aktivierte Wegfahrsperre charakterisiert ist. Ein weiterer Betriebszustand des Kraftfahrzeugs kann ein Entladezustand sein. In einem solchen Entladezustand ist das Kraftfahrzeug nicht mit einer externen Spannungsquelle verbunden. In der Regel wird das Kraftfahrzeug in einem solchen Entladezustand bewegt, insbesondere mit einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit. Der Entladezustand kann also einem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs entsprechen.
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Die Steuereinheit ist nun bevorzugt dazu ausgelegt, das Steuersignal für das zumindest eine elektrische Schaltelement in Abhängigkeit von einem jeweils erkannten Betriebszustand des Kraftfahrzeugs zu erzeugen, sodass im Ladezustand die elektrische Spule elektrisch mit der Ladeeinrichtung verbunden ist und im Entladezustand, also beispielsweise während der Fahrt, die elektrische Spule elektrisch leitend mit dem Signalgeber verbunden ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die elektrische Spule im Entladezustand oder im Fahrzustand zur Geräuscherzeugung verwendet werden kann. Während der Fahrt wird die Spule ohnehin nicht zum Laden benötigt, sodass sie außer der Geräuscherzeugung dann keinen anderweitigen Zweck erfüllt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Signalgeber dazu eingerichtet ist, einen Wert zumindest eines Kraftfahrzeugparameters zu empfangen und das von dem Signalgeber erzeugte elektrische Signal basierend auf dem jeweiligen Wert zu variieren. Ein Kraftfahrzeugparameter kann beispielsweise den Kraftfahrzeugtyp und/oder eine Stellung des Gaspedals und/oder eine Motordrehzahl und/oder eine Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs beschreiben. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, das elektrische Signal so zu variieren, dass das zu dem jeweiligen elektrischen Signal korrespondierende akustische Signal einem jeweiligen Kraftfahrzeugparameterwert entspricht oder mit diesem korrespondiert. Mit anderen Worten führt eine höhere Motordrehzahl beispielsweise zu einem anderen, insbesondere lauteren, akustischen Signal als eine niedrigere Motordrehzahl. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass nicht nur ein monotones und/oder gleichbleibend lautes akustisches Signal erzeugt werden kann, sondern eine ganze Palette an unterschiedlichen akustischen Signalen, die jeweiligen Kraftfahrzeugparameterwerten entsprechen. So kann die Geräuscherzeugung auf spezifische Fahrsituationen angepasst werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die elektrische Spule mechanisch mit einem Gehäuse der Wandlereinheit gekoppelt ist, wobei die elektrische Spule und das Gehäuse der Wandlereinheit zur Erzeugung des akustischen Signals zusammenwirken. Mit anderen Worten dient das Gehäuse der Wandlereinheit als eine Art Lautsprechermembran. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Spule zum einen durch das Gehäuse vor äußeren Einflüssen geschützt gelagert ist und zum anderen das Gehäuse als Membran zum Erzeugen des akustischen Signals genutzt werden kann. Somit kann ein zusätzliches Bauteil, nämlich eine separate Membran zur Geräuscherzeugung, eingespart werden. Alternativ kann es vorgesehen sein, ein Gehäuse der Ladeeinrichtung in der beschriebenen Art als eine Art Lautsprechermembran zu verwenden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass zumindest eine Außenfläche des Gehäuses zumindest abschnittsweise durch zumindest einen Teilbereich einer Kraftfahrzeugaußenfläche gebildet ist. Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass das Gehäuse zumindest teilweise durch ein Karosserieblech gebildet wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine weitere Einsparung von Bauraum. Für den Fall, dass ein Gehäuse der Ladeeinrichtung als eine Art Lautsprechermembran verwendet wird, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass sich der Verbauort einer Ladeeinrichtung ohnehin zumeist im Bereich des Kraftfahrzeugaußenraums befindet. Diese konstruktionsbedingte vorteilhafte Lage macht sich die beschriebene Ausführungsform zunutze.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Verstärker zum Verstärken einer Amplitude des von dem Signalgeber erzeugten elektrischen Signals elektrisch zwischen den Signalgeber und die Wandlereinheit geschaltet. Ein Verstärker kann beispielsweise als eine elektronische Baugruppe mit einem Transistor oder einer Elektronenröhre realisiert sein. Der Einsatz eines solchen Verstärkers bietet den Vorteil, dass der Signalgeber so ausgelegt sein kann, dass er selbst elektrische Signale mit beliebig kleiner Amplitude erzeugen kann, wodurch vorteilhaft die Produktionskosten des Signalgebers reduziert werden können.
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Der Verstärker kann beispielsweise elektrisch mit einem Gleichspannungsbordnetz des Kraftfahrzeugs zur Energieversorgung verbunden sein. Das Gleichspannungsbordnetz des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise durch die 12-Volt-Batterie des Kraftfahrzeugs gespeist werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Verstärker nicht mit einer eigenen Energieversorgung, beispielsweise einer eigenen Batterie, ausgestattet werden muss, was wiederrum Produktionskosten, Gewicht und Instandhaltungskosten der gesamten Baugruppe reduziert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Geräuscherzeugungsvorrichtung eine Bedienvorrichtung. Gemäß der hier geschilderten Ausführungsform ist die Umschaltvorrichtung dazu ausgelegt, bei Empfang eines Bediensignals von der Bedienvorrichtung das Steuersignal für das zumindest eine Schaltelement der Umschaltvorrichtung in Abhängigkeit von dem Bediensignal zu erzeugen, um die elektrische Spule mit dem Signalgeber oder der Ladeeinrichtung zu koppeln. Die Bedienvorrichtung kann als ein Taster oder Tastschalter oder Schieberegler oder als eine berührsensitive Bedienfläche realisiert sein. Die Bedienung kann beispielsweise durch einen Fahrzeugführer erfolgen. Die Bedienung oder manuelle Ansteuerung erlaubt es, die Geräuscherzeugungsvorrichtung auch unabhängig von den oben erwähnten Betriebszuständen manuell bedarfsgerecht in Betrieb zu nehmen oder außer Betrieb zu setzen. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, in verkehrsberuhigten Zonen die Geräuscherzeugungsvorrichtung außer Betrieb zu setzen, um die Geräuschbelastung der Umwelt und/oder Anwohner gering zu halten, obwohl gemäß Betriebszustand eine Aktivierung der Geräuscherzeugungsvorrichtung vorgesehen wäre.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Kraftfahrzeug mit einer Geräuscherzeugungsvorrichtung und einer Ladeeinrichtung zum elektrischen Laden eines elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs. Bei dem erfindungsgemä-ßen Kraftfahrzeug handelt es sich um ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Eine Anordnung der Geräuscherzeugungsvorrichtung in oder an dem Kraftfahrzeug kann derart ausgebildet sein, dass das erzeugte akustische Signal innerhalb und/oder außerhalb eines Fahrzeuginnenraums des Kraftfahrzeugs wahrgenommen werden kann. Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass das erzeugte akustische Signal nur im Fahrzeuginnenraum oder nur außerhalb des Fahrzeuginnenraums oder sowohl innerhalb als auch außerhalb des Fahrzeuginnenraums wahrgenommen werden kann. So kann beispielsweise eine akustische Warnung an andere Verkehrsteilnehmer erfolgen oder auch eine ausschließliche akustische Warnung im Inneren des Fahrzeuginnenraums, wie es zum Beispiel bei der Ausgabe eines Einparkhilfentons zweckmäßig ist.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Geräuscherzeugungsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Die Geräuscherzeugungsvorrichtung umfasst dabei einen Signalgeber und eine elektrisch leitend mit dem Signalgeber verbindbare elektroakustische Wandlereinheit, die eine elektrische Spule umfasst. Die elektroakustische Wandlereinheit wandelt unter Verwendung der elektrischen Spule ein von dem Signalgeber erzeugtes elektrisches Signal in ein akustisches Signal. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Umschaltvorrichtung der Geräuscherzeugungsvorrichtung in Abhängigkeit von einem Steuersignal die elektrische Spule der elektroakustischen Wandlereinheit abwechselnd mit dem Signalgeber und derart mit einer Ladeeinrichtung zum Laden eines elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs koppelt, dass die elektrische Spule der elektroakustischen Wandlereinheit als Ladespule betrieben wird.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Geräuscherzeugungsvorrichtung beschrieben worden sind. Gleiches gilt für Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Geräuscherzeugungsvorrichtung; und
- 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Geräuscherzeugungsvorrichtung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 11 mit einer Geräuscherzeugungsvorrichtung 10. Bei dem Kraftfahrzeug 11 handelt es sich bevorzugt um ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. 1 zeigt darüber hinaus einen Signalgeber 12 und eine elektrisch leitend mit dem Signalgeber 12 verbindbare elektroakustische Wandlereinheit 14. Die elektroakustische Wandlereinheit 14 umfasst eine elektrische Spule 16 und ist dazu ausgebildet, unter Verwendung der elektrischen Spule 16 ein von dem Signalgeber 12 erzeugtes elektrisches Signal 18 in ein akustisches Signal 20 zu wandeln.
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Ebenfalls in 1 dargestellt ist eine Ladeeinrichtung 22 zum Laden eines hier nicht dargestellten elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs 11. Eine Umschaltvorrichtung 25 der Geräuscherzeugungsvorrichtung 10 ist nun dazu ausgebildet, die in 1 dargestellte elektrische Spule 16 der elektroakustischen Wandlereinheit 14 abwechselnd mit dem Signalgeber 12 und mit der Ladeeinrichtung 22 elektrisch leitend zu koppeln. Die Kopplung von elektrischer Spule 16 und Ladeeinrichtung 22 ist dabei derart, dass die Spule 16 als Ladespule wirkt.
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Die elektrische Kopplung oder die elektrisch leitende Verbindung kann jeweils durch Ansteuern zumindest eines Schaltelements 24 der Umschaltvorrichtung 25 durch eine Steuereinheit 30 hergestellt oder unterbrochen werden. In 1 sind beispielhaft vier Schaltelemente 24 dargestellt. Für den Fall, dass die elektrische Spule 16 elektrisch leitend mit der Ladeeinrichtung 22 verbunden ist, wirkt sie derart mit weiteren, hier nicht dargestellten, Bauteilen der Umschaltvorrichtung, beispielsweise einem Kondensator und/oder einer Diode, zusammen, dass aus einer Eingangsspannung AC eine zum Laden des elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs 11 benötigte Ausgangsspannung DC erzeugt wird.
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In 1 ist darüber hinaus ein Verstärker 26 gezeigt, der in der hier gezeigten Ausführungsform elektrisch leitend mit einer Spannungsquelle des Gleichspannungsbordnetzes 28 des Kraftfahrzeugs 11 verbunden ist.
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Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Signalgeber 12 dazu eingerichtet, einen Wert zumindest eines Kraftfahrzeugparameters 32a, 32b, 32c zu empfangen und das elektrische Signal 18 basierend auf dem jeweiligen Wert zu variieren.
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In 2 ist unter Bezugnahme auf die im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Komponenten eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Geräuscherzeugungsvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Dem in 2 beispielhaft beschriebenen Verfahren liegt dabei die Ausgangssituation zugrunde, dass das Kraftfahrzeug 11 sich in einem Ladezustand befindet. In dem Ladezustand stellt die Ladeeinrichtung 22, wie oben beschrieben, unter Verwendung der elektrischen Spule 16 aus einer Eingangsspannung AC eine Ausgangsspannung DC zum Laden des elektrischen Speichers des Kraftfahrzeugs 11 bereit.
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In einem ersten Verfahrensschritt S1 empfängt nun die Steuereinheit 30 Zustandsdaten betreffend den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 11 und erkennt, dass ein Wechsel von dem ursprünglichen Ladezustand in einen Entladezustand oder Fahrzustand stattgefunden hat. Der Zustandswechsel kann der Steuereinheit 30 beispielsweise durch Abkoppeln des Kraftfahrzeugs 11 von einer externen Ladestation signalisiert werden. In einem zweiten Schritt S2 erzeugt die Steuereinheit 30 in Reaktion auf den Zustandswechsel ein Steuersignal für das zumindest eine Schaltelement 24 der Umschaltvorrichtung 25. Hierdurch wird die elektrisch leitende Verbindung zwischen der elektrischen Spule 16 und der Ladeeinrichtung 22 unterbrochen und die elektrisch leitende Verbindung zwischen der elektrischen Spule 16 und dem Signalgeber 12 hergestellt. In einem dritten Schritt S3 empfängt der Signalgeber 12 zumindest einen Wert eines Kraftfahrzeugparameters 32a, 32b, 32c. Der Kraftfahrzeugparameter 32a, 32b, 32c kann beispielsweise eine Motordrehzahl des Kraftfahrzeugs 11 beschreiben. In einem vierten Schritt S4 variiert der Signalgeber 12 daraufhin das elektrische Signal 18 derart, dass es mit dem empfangenen Wert des Kraftfahrzeugparameters 32a, 32b, 32c korrespondiert. In einem fünften Schritt S5 verstärkt der Verstärker 26 das elektrische Signal 18. In einem sechsten Schritt S6 wandelt die elektroakustische Wandlereinheit 14 unter Verwendung der elektrischen Spule 16 das so erzeugte und verstärkte elektrische Signal 18 in ein akustisches Signal 20. Die so erfolgte Geräuscherzeugung wird in einem weiteren Schritt S7 dadurch beendet, dass die Steuereinheit 30 einen erneuten Zustandswechsel des Betriebszustands des Kraftfahrzeugs 11 registriert und ein Steuersignal für das zumindest eine Schaltelement 24 erzeugt, so dass die elektrisch leitende Verbindung zwischen elektrischer Spule 16 und Signalgeber 12 getrennt und diejenige elektrisch leitende Verbindung zwischen elektrischer Spule 16 und Ladeeinrichtung 22 wieder hergestellt wird. Somit wirkt die elektrische Spule 16 wieder als Teil der Ladeeinrichtung 22. Bei einem nächsten Wechsel des Betriebszustands kann das beschriebene Verfahren beginnend mit Schritt S1 wiederholt werden.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass E-Fahrzeuge oder zumindest teilweise elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge aufgrund des fehlenden Verbrennungsmotorengeräusches im elektrischen Betrieb nur noch schlecht wahrgenommen bzw. gehört werden. Dies gilt besonders für geringe Geschwindigkeiten. Darum wird in vielen Ländern durch gesetzliche Regelungen ein sogenanntes Acoustic Vehicle Alerting System (AVAS) vorgeschrieben.
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Aktuell werden deswegen Lautsprecher verbaut. In einigen Modellen befinden diese sich vor dem rechten Vorderrad.
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Ein Lautsprecher besteht aus einer Spule und einer Membran. Die Spule erzeugt die Bewegung und die Membran überträgt den Schall.
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Ladegeräte oder Ladeeinrichtungen (On Board Charger - OBC) benötigen große Spulen (Drosseln) für ihre Primärfunktion beim Laden (also im Ladezustand). Beim Fahren (also im Fahrzustand oder Entladezustand) werden die Ladegeräte aber nicht benötigt oder angesteuert. Ein Ladegerät verfügt in der Regel über ein Gehäuse mit Deckel.
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Anstatt einen extra Lautsprecher zu verbauen, kann das Ladegerät verwendet werden, um ein Geräusch zu erzeugen. Es können so emotionale Geräuschkulissen (Emo-Sounds), Warntöne für Fahrzeuginnensassen und/oder akustische Signale für außerhalb des Kraftfahrzeugs befindliche Verkehrsteilnehmer, insbesondere Fußgänger, erzeugt werden. Durch vorteilhafte Ansteuerung der Spulen fungiert das Gehäuse des Ladegerätes wie ein Lautsprecher, es verstärkt also ein durch eine Spule erzeugtes akustisches Signal. Bei Bedarf kann das Gehäuse bzw. vorteilhaft der Deckel so ausgelegt werden, dass er die Anregung durch die Spulen besonders gut in dem notwendigen Frequenzbereich überträgt bzw. verstärkt.
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Die Verbauorte der Ladegeräte sind heute schon vorteilhaft im Außenraum angebracht. Beispielsweise im Fahrzeugheck unter der Hochvolt-Batterie, im Motorraum (Front) über dem E-Antrieb oder im Motorraum.
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Durch die erfindungsgemäße vorteilhafte Funktionsintegration der Geräuscherzeugung (oder des AVAS) ins Ladegerät (oder in die Ladeeinrichtung) können Bauraum, Einzelkosten, Gewicht und Komplexität reduziert werden.
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Die Ansteuermöglichkeiten und die Sounderzeugung können auch als Einparkhilfen-Ton oder Ton beim Rückwärtsfahren oder für andere Geräuschanwendungen verwendet werden.
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Insgesamt zeigen die Ausführungsbeispiele, wie durch die Erfindung eine elektrische Spule gemeinsam von einer Geräuscherzeugungsvorrichtung und einer Ladeeinrichtung eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs gemeinsam genutzt werden kann, um Bauraum und Kosten bei der Bereitstellung einer Geräuscherzeugungsvorrichtung einzusparen.
