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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein zumindest teilelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, das eine Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtung zur Ausgabe eines Warnsignals aufweist.
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Kraftfahrzeuge weisen zunehmend Einrichtungen zur Ausgabe eines Warnsignals auf. Derartige Einrichtungen werden auch als Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtungen, auf Englisch „Acoustic Vehicle Alert System“ oder kurz AVAS, genannt. Im Allgemeinen dienen derartige Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtungen der Ausgabe eines Warnsignals. Insbesondere kommen derartige Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtungen zur Ausgabe eines akustischen Warnsignals für die Umgebung, insbesondere für Fußgänger und/oder Passanten, zum Einsatz, um diese auf das Kraftfahrzeug aufmerksam zu machen. Derartige Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtungen nehmen bei zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen an Bedeutung zu, weil derartige Kraftfahrzeuge im Betrieb leise sind. Für die Ausgabe eines geeigneten Warnsignals ist es wünschenswert, ein möglichst breites Schallspektrum ausgeben zu können.
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Gewöhnlich handelt es sich bei derartigen Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtungen um proprietäre Systeme, die gesonderte Lautsprecher aufweisen. In der Regel kommen hierbei vier Lautsprecher zum Einsatz, die an exponierten, außenseitigen Bereichen des zugehörigen Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
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Aus der
DE 10 2012 020 780 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtung bekannt, in welchem die Lautsprecher in möglichst großen und geschlossenen Resonanzvolumen angeordnet sind, um auch tieffrequente Schallanteile ausgeben zu können. Zudem wird die Möglichkeit beschrieben, in den Resonanzvolumen Reflexrohre, um das Resonanzvolumen zu ventilieren und somit nach außen offen auszugestalten und zugleich die Ausgabe tieffrequenter Schallanteile zu ermöglichen.
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Nachteilig bei aus dem Stand der Technik bekannten Varianten sind der große benötigte Bauraum sowie die erhöhte Anzahl der benötigten Bauteile.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtung eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Konstruktion bei zugleich verbesserter Ausgabe, insbesondere tieffequenter Schallanteile, eines Warnsignals auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Lautsprecher einer Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtung in einem Biegequerträger des Kraftfahrzeugs zu integrieren und somit das Volumen des Biegequerträgers für die Ausgabe eines akustischen Warnsignals zu nutzen. Dies hat zur Folge, dass für die Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtung, nachfolgend auch kurz Generatoreinrichtung genannt, keine oder zumindest eine reduzierte Anzahl von gesondert vorgesehenen Bauteilen und Volumen notwendig sind. Zudem führt die Erstreckung derartige Biegequerträger in einer Fahrzeugquerrichtung dazu, dass mit demselben Lautsprecher das erzeugte Warnsignal über beide in Fahrzeugquerrichtung liegenden Enden des Biegequerträgers ausgegeben wird. Somit wird auch die Anzahl der benötigten Lautsprecher reduziert. Die erfindungsgemäße Idee führt also zu einer vereinfachten und kostengünstigen Konstruktion und Herstellung des Kraftfahrzeugs. Die Erstreckung der Biegequerträger, insbesondere eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Länge der Biegequerträger, erlaubt es ferner, mit dem Lautsprecher auch tieffrequente Schallanteile einfach und gezielt auszugeben. Insbesondere ist es somit möglich, auch Schallanteile mit Frequenzen ab 50 Hz, insbesondere ab 100 Hz, beispielsweise ab 200 Hz, auszugeben. Folglich ist bei kostengünstiger und einfacher Ausgestaltung zugleich eine gezielte Ausgabe des Warnsignals mit hoher Qualität, insbesondere auch im tieffrequenten Bereich, möglich.
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Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist das Kraftfahrzeug in einer Fahrzeuglängsrichtung, die in einem Fahrzeugkoordinatensystem der X-Richtung entspricht, eine vordere Stirnseite und eine hintere Stirnseite auf. Das Kraftfahrzeug weist ferner in Fahrzeuglängsrichtung vorne und/oder hinten, das heißt stirnseitig, zumindest einen Biegequerträger auf. Das heißt, dass das Kraftfahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung vorne einen zugehörigen Biegequerträger und/oder in Fahrzeuglängsrichtung hinten einen zugehörigen Biegequerträger aufweist. Der Biegequerträger weist ein Hohlprofil auf, welches sich in einer quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Fahrzeugquerrichtung länglich erstreckt, wobei die Fahrzeugquerrichtung in einem Fahrzeugkoordinatensystem der Y-Richtung entspricht. Das Kraftfahrzeug weist ferner die Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtung, auf Englisch auch „Acoustic Vehicle Alert System“ oder kurz AVAS genannt, auf. Die Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtung, nachfolgend auch kurz Generatoreinrichtung genannt, weist zumindest einen Lautsprecher auf, wobei der Lautsprecher eine Membran und einen Aktuator aufweist, der die Membran im Betrieb antreibt, so dass der Lautsprecher Schallwellen erzeugt. Erfindungsgemäß ist in zumindest einem der wenigstens einen Biegequerträger wenigstens ein Lautsprecher, insbesondere ein einziger Lautsprecher, der Generatoreinrichtung integriert.
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Die Integration des Lautsprechers in den Biegequerträger erfolgt zweckmäßig derart, dass der von dem Lautsprecher erzeugte Schall in das Hohlprofil, insbesondere in ein vom Hohlprofil begrenztes Volumen ausgegeben wird.
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Der Biegequerträger, insbesondere das Hohlprofil ist im Allgemeinen einteilige ausgebildet.
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Vorstellbar ist es auch, den Biegequerträger, insbesondere das Hohlprofil, mehrteilig auszubilden. Insbesondere kann der Biegequerträger bzw. das Hohlprofil mehrere in Fahrzeugquerrichtung aufeinanderfolgende Teile aufweisen, welche auf geeignete Weise aneinander fixiert sind. Somit wird eine Integration des Lautsprechers in den Biegequerträger vereinfacht.
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Der Biegequerträger, insbesondere das Hohlprofil, erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung. Hierbei sind auch Ausgestaltungen inbegriffen, bei denen der Biegequerträger, insbesondere das Hohlprofil, in Fahrzeugquerrichtung gebogen verläuft, um insbesondere dem Verlauf der übrigen Karosserie des Kraftfahrzeugs zu folgen.
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Der Biegequerträger erstreckt sich, wie vorstehend erwähnt, länglich in Fahrzeugquerrichtung. Das heißt insbesondere, dass der Biegequerträger, insbesondere das Hohlprofil, eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Länge aufweist, die größer ist als eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Breite und/oder eine in einer quer zur Fahrzeuglängsrichtung und quer zur Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Fahrzeughöhenrichtung verlaufende Höhe des Biegequerträgers, insbesondere des Hohlprofils. Hierbei entspricht die Fahrzeughöhenrichtung in einem Fahrzeugkoordinatensystem der Z-Richtung. Insbesondere ist die Länge des Biegequerträgers, insbesondere des Hohlprofils, zumindest doppelt so groß, bevorzugt zumindest viermal oder zumindest fünfmal so groß wie die Breite und/oder die Höhe.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen weist der Biegequerträger, insbesondere das Hohlprofil, eine Länge von zumindest 120 cm auf. Somit ist es insbesondere möglich, tieffrequente Schallanteile gezielt und mit hoher Qualität auszugeben.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen weist die Generatoreinrichtung zwei Lautsprecher auf, wobei einer der Lautsprecher im in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Biegequerträger und der andere Lautsprecher im in Fahrzeuglängsrichtung hinteren Biegequerträger integriert ist. Somit ist es möglich, durch den Einsatz von lediglich zwei Lautsprechern über beiden in Fahrzeugquerrichtung liegenden Enden des jeweiligen Biegequerträgers, insbesondere Hohlprofils, ein Warnsignal auszugeben, so dass das Kraftfahrzeug mit den beiden Lautsprechern über insgesamt vier exponierten und ausliegenden Bereichen Warnsignale ausgibt. Dies führt zu einer besonders vorteilhaften, kostengünstigen und einfachen Ausgestaltung der Generatoreinrichtung und somit des Kraftfahrzeugs.
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Die Integration des Lautsprechers in Biegequerträger kann insbesondere dadurch erfolgen, dass zwischen den in Fahrzeugquerrichtung angeordneten Enden des Hohlprofils eine Trennstruktur des Hohlprofils angeordnet ist, über welche der Lautsprecher in den Biegequerträger derart integriert ist, dass die Membran des Lautsprechers gemeinsam mit der Trennstruktur innerhalb des Hohlprofils ein erstes Volumen von einem zweiten Volumen trennt, wobei das erste Volumen vom ersten Ende und das zweite Volumen vom zweiten Ende begrenzt ist. Die Integration des Lautsprechers erfolgt ferner derart, dass eine Vorderseite der Membran dem ersten Volumen und eine von der Vorderseite abgewandte Rückseite der Membran dem zweiten Volumen zugewandt ist. Dies führt dazu, dass bei den in Betrieb des Lautsprechers erzeugten Vibrationen der Membran der von der Vorderseite erzeugte Schall in das erste Volumen und der durch die Rückseite erzeugte Schall in das zweite Volumen ausgegeben wird. Somit kommt es zu einer verbesserten Ausgabe des Warnsignals in erhöhter Qualität. Insbesondere werden auf diese Weise unerwünschte Inferenzen zwischen den in das erste Volumen und in das zweite Volumen ausgegebenen Schallwellen vermieden oder zumindest reduziert.
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Die Trennstruktur und die Membran können dabei derart ausgestaltet sein, dass die Membran sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Vorstellbar sind auch Ausführungsformen, bei denen sich die Membran zur Fahrzeuglängsrichtung geneigt erstreckt.
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Die Membran weist im Allgemeinen einen kreisrunden Querschnitt auf.
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Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Membran einen ovalen Querschnitt aufweist. Auf diese Weise wird eine Integration des Lautsprechers im Querträger vereinfacht. Zudem ist es auf diese Weise vereinfacht möglich, das Volumen des Biegequerträgers, insbesondere des Hohlprofils, effizienter zu nutzen.
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Bei vorteilhaften Ausführungsformen zumindest einer der Biegequerträger, insbesondere das zugehörige Hohlprofil, ein sich länglich in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Hauptvolumen aufweisen, an das ein quer zur Fahrzeugquerrichtung, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung oder Fahrzeughöhenrichtung, abstehendes Zusatzvolumen anschließt. Das heißt, dass das Hohlprofil das Hauptvolumen und das Zusatzvolumen begrenzt. Hierbei ist der Lautsprecher der Generatoreinrichtung im Zusatzvolumen angeordnet, wobei das Zusatzvolumen in Bereichen fluidisch mit dem Hauptvolumen verbunden ist. Bevorzugt erstreckt sich hierbei die Trennstruktur durch das Hauptvolumen und durch das Zusatzvolumen, so dass das erste Volumen und das zweite Hauptvolumen jeweils zugehörige Teile des Hauptvolumens und des Zusatzvolumens umfassen.
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Vorstellbar sind Ausführungsformen, bei denen im Hohlprofil in Fahrzeugquerrichtung zur Membran beabstandet zumindest eine Querrippe und/oder wenigstens eine insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Verengung angeordnet ist, derart, dass der Strömungsquerschnitt des Hohlprofils mit Abstand zur Membran abnimmt. Auf diese Weise werden insbesondere unerwünschte Interferenzen innerhalb des Biegequerträgers vermieden oder zumindest reduziert. Dies führt zu einer gezielten Ausgabe des Warnsignals mit erhöhter Qualität, insbesondere auch im tieffrequenten Bereich.
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Das Kraftfahrzeug ist vorteilhaft ein solches, das zumindest teilelektrisch betrieben ist. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich also insbesondere um ein Hybridfahrzeug oder ein rein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch:
- 1 eine isometrische Ansicht eines Teils einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem Biegequerträger,
- 2 bis 6 jeweils einen Schnitt durch den Biegequerträger bei jeweils unterschiedlichem Ausführungsbeispiel.
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Ein Kraftfahrzeug 1, wie es beispielsweise in den 1 bis 6 gezeigt ist, weist in einer Fahrzeuglängsrichtung 2 zwei Stirnseiten 3, nämlich eine vordere Stirnseite 3a und eine hintere Stirnseite 3b auf. In 1 ist das Kraftfahrzeug 1 lediglich teilweise dargestellt, so dass eine der Stirnseiten 3 zu sehen ist, wobei es sich hierbei um die vordere Stirnseite 3a oder die hintere Stirnseite 3b aufweisen kann. An der jeweiligen Stirnseite 3 ist ein zugehöriger Biegequerträger 4 angeordnet. Das heißt, dass an der vorderen Stirnseite 3a ein vorderer Biegequerträger 4a und an der hinteren Stirnseite 3b ein hinterer Biegequerträger 4b angeordnet ist. In 1 kann es sich also bei dem sichtbaren Biegequerträger 4 um den vorderen Biegequerträger 4a oder den hinteren Biegequerträger 4b handeln. Der Biegequerträger 4 weist ein Hohlprofil 5 auf. Das Hohlprofil 5 erstreckt in einer quer zur Fahrzeuglängsrichtung 2 verlaufenden Fahrzeugquerrichtung 6. Hierbei verläuft der Biegequerträger 4 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Fahrzeugquerrichtung 6 gebogen. Der Biegequerträger 4 erstreckt sich dabei entlang der Fahrzeugquerrichtung 6 länglich, hat also in Fahrzeuglängsrichtung 2 verlaufende eine Erstreckung, die kleiner ist als die Erstreckung in Fahrzeugquerrichtung 6. Zudem ist eine Erstreckung des Biegequerträgers 4, insbesondere des Hohlprofils 5, in einer quer zur Fahrzeuglängsrichtung 2 und quer zur Fahrzeugquerrichtung 6 verlaufenden Fahrzeughöhenrichtung 7 ebenfalls kürzer als in Fahrzeugquerrichtung 6. Der Biegequerträger 4, insbesondere das Hohlprofil 5 weist in Fahrzeugquerrichtung 6 zwei Enden 8, nämlich ein erstes Ende 8a und ein zweites Ende 8b auf. Bei den Enden 8 des Hohlprofils 5 handelt es sich vorzugsweise um in Fahrzeugquerrichtung 6 außenliegende Längsenden 8 des Hohlprofils 5.
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Das Kraftfahrzeug 1 weist zudem eine Fahrzeug-Warnsignal-Generatoreinrichtung 9, nachfolgend auch kurz Generatoreinrichtung 9 genannt, auf. Die Generatoreinrichtung 9 weist zumindest einen Lautsprecher 10, vorzugsweise zwei Lautsprecher 10, auf. Der jeweilige Lautsprecher 10 weist eine Membran 11 sowie einen Aktuator 12 auf, der die Membran 11 in Betrieb zur Erzeugung von Schallwellen 13 in Vibrationen versetzt.
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Hierbei ist zumindest einer der Lautsprecher 10 der Generatoreinrichtung 9 in einen der Biegequerträger 4 integriert. Bevorzugt ist ein erster Lautsprecher 10a der Generatoreinrichtung 9 im vorderen Biegequerträger 4a und ein zweiter Lautsprecher 10b der Generatoreinrichtung 9 im hinteren Biegequerträger 4b integriert. Dementsprechend ist der Lautsprecher 10 in 1 nicht sichtbar.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist das Hohlprofil 5 eine Trennstruktur 14 auf, welche im Hohlprofil 5 nach innen absteht. Der Lautsprecher 10 ist in der Trennstruktur 14 derart integriert, dass die Trennstruktur 14 und die Membran 11 des Lautsprechers 10 innerhalb des Hohlprofils 5 zwei Volumen 15 voneinander trennen. Die Trennstruktur 14 und die Membran 11 trennen also innerhalb des Hohlprofils 5 ein erstes Volumen 15a von einem zweiten Volumen 15b. Hierbei ist eine Vorderseite 16 der Membran 11 dem ersten Volumen 15a und eine von der Vorderseite 16 abgewandte Rückseite 17 der Membran 11 dem zweiten Volumen 15b zugewandt. Das erste Volumen 15a wird vom Hohlprofil 5 und dem ersten Ende 8a begrenzt, wohingegen das zweite Volumen 15b vom Hohlprofil 5 und dem zweiten Ende 8b begrenzt wird.
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Bei den in den 2 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen verlaufen die Trennstruktur 14 und die Membran 11 im Wesentlichen quer zur Fahrzeugquerrichtung 6, insbesondere in Fahrzeughöhenrichtung 7. Bei den Ausführungsbeispielen der 3 bis 5 verlaufen die Trennstruktur 14 sowie die Membran 11 im Wesentlichen geneigt zur Fahrzeugquerrichtung 6 und geneigt zur Fahrzeughöhenrichtung 7.
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Wie beispielhaft lediglich für das Ausführungsbeispiel der 4 gezeigt, kann der Biegequerträger 4, insbesondere das Hohlprofil 5, mehrteilig ausgestaltet sein. Bei dem in 4 gezeigten Beispiel weist das Hohlprofil 5 zwei Teile 18, nämlich ein erstes Teil 18a und ein zweites Teil 18b auf, welche in Fahrzeugquerrichtung 6 ineinander gesteckt und aneinander fixiert sind. Hierbei sind die Trennstruktur 14 und der Lautsprecher 10 im zweiten Teil 18b integriert. Dies führt zu einer vereinfachten Herstellung des Biegequerträgers 4.
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Beim in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Hohlprofil 5 ein Hauptvolumen 19 und ein Zusatzvolumen 20 auf. Das Hauptvolumen 19 erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung 6 länglich. Das Zusatzvolumen 20 steht quer zur Fahrzeugquerrichtung 6, im gezeigten Beispiel in Fahrzeughöhenrichtung 8, ab. Dabei unterteilen die Trennstruktur 14 und die Membran 11 gemeinsam das Hauptvolumen 19 und das Zusatzvolumen 20 in das erste Volumen 15a und das zweiten Volumen 15b. Das heißt, dass das Hauptvolumen 19 und das Zusatzvolumen 20 bereichsweise miteinander verbunden sind, so dass das erste Volumen 15 einen Bereich des Hauptvolumens 19 und des Zusatzvolumens 20 umfasst, wohingegen das zweite Volumen 15b einen anderen Bereich des Hauptvolumens 19 und einen anderen Bereich des Zusatzvolumens 20 umfasst.
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Somit werden durch die Vorderseite 16 der Membran 11 Schallwellen 13 in das erste Volumen 15a und durch die Rückseite 17 der Membran 11 Schallwellen 13 in das zweite Volumen 15b abgegeben. Somit ist es möglich, das Warnsignal der Generatoreinrichtung 9 gezielt und in hoher Qualität zu erzeugen. Darüber hinaus ermöglicht es der Einsatz des Biegequerträgers 5, auch Schallanteile im tieffrequenten Bereich, insbesondere bei Frequenzen ab 50 oder 100 Hz, gezielt und mit hoher Qualität zu erzeugen und auszugeben. Die Ausgabe erfolgt hierbei insbesondere über die Enden 8 des Biegequerträgers 5.
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Wie insbesondere und rein beispielhaft lediglich in den 4 und 5 gezeigt, kann innerhalb des Hohlprofils 5 mit Abstand zur Membran 11 zumindest eine lokale Verkleinerung des Strömungsquerschnitts des Hohlprofils 5 vorgesehen sein. Beim Ausführungsbeispiel der 4 erfolgt dies durch den Einsatz von in Fahrzeugquerrichtung 6 verlaufenden Querrippen 21. Beim Ausführungsbeispiel der 5 erfolgt dies durch quer zur Fahrzeugquerrichtung 6, insbesondere in Fahrzeughöhenrichtung 7, nach innen abstehende Verengungen 22, die in der Art von Wandabschnitten nach innen abstehen. Die mit Abstand zur Membran 11 abnehmenden Strömungsquerschnitte führen insbesondere dazu, dass unerwünschte Interferenzen vermieden oder zumindest reduziert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012020780 A1 [0004]
