DE102020131729A1 - Active sound generation device for a fuel cell vehicle and method for active sound generation for a fuel cell vehicle - Google Patents

Active sound generation device for a fuel cell vehicle and method for active sound generation for a fuel cell vehicle Download PDF

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Abstract

Es wird eine aktive Schallerzeugungsvorrichtung für ein Brennstoffzellenfahrzeug, die dazu eingerichtet ist, an einer Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs angeordnet zu sein, beschrieben. Die aktive Schallerzeugungsvorrichtung weist eine Lautsprecheranordnung mit mindestens einem Lautsprecher und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung auf. Die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugtes Schallsignal zu bestimmen. Die Lautsprecheranordnung ist dazu eingerichtet, zur Verringerung oder Kompensation des durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugten Schallsignals ein Gegenschallsignal und bei Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs an einen Verkehrsteilnehmer ein Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers auszusenden.An active sound generation device for a fuel cell vehicle, which is set up to be arranged on an air intake device of the fuel cell vehicle, is described. The active sound generating device has a loudspeaker arrangement with at least one loudspeaker and a device for determining a sound signal from the air inlet device. The device for determining an acoustic signal of the air intake device is set up to determine an acoustic signal generated by the air intake device. To reduce or compensate for the sound signal generated by the air inlet device, the loudspeaker arrangement is set up to emit a counter-sound signal and, when the fuel cell vehicle approaches a road user, a warning signal to warn the road user.

Description

Die Erfindung betrifft eine aktive Schallerzeugungsvorrichtung für ein Brennstoffzellenfahrzeug, die dazu eingerichtet ist, an einer Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs angeordnet zu sein.The invention relates to an active sound generation device for a fuel cell vehicle, which is set up to be arranged on an air intake device of the fuel cell vehicle.

Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur aktiven Schallerzeugung für ein Brennstoffzellenfahrzeug.In addition, the invention relates to a method for actively generating sound for a fuel cell vehicle.

Solche aktiven Schallerzeugungsvorrichtungen und Verfahren zur aktiven Schallerzeugung sind aus dem Stand der Technik bekannt.Such active sound generation devices and methods for active sound generation are known from the prior art.

Aktive Schallerzeugungsvorrichtungen werden dabei einerseits genutzt, um vom Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs emittierten Schall zu dämpfen, sodass ausgehend vom Kraftfahrzeug weniger Schall in eine Umgebung desselben abgestrahlt wird. Andererseits werden aktive Schallerzeugungsvorrichtungen auch für ein sogenanntes Sound Design genutzt. In diesem Zusammenhang wird der vom Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs ausgehende und vom Abgasstrom getragene Schall selektiv, d.h. in bestimmten Frequenzbändern, gedämpft und/oder durch von der aktiven Schallerzeugungsvorrichtung generierten Schall ergänzt, sodass sich in der Kombination des von der aktiven Schallerzeugungsvorrichtung generierten Schalls und des vom Abgasstrom getragenen Schalls ein von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs gewünschtes und/oder als angenehm empfundenes Klangbild ergibt. In diesem Fall wird die aktive Schallerzeugungsvorrichtung häufig auch als Soundgenerator bezeichnet.Active sound-generating devices are used on the one hand to dampen the sound emitted by the internal combustion engine of the motor vehicle, so that less sound is radiated from the motor vehicle into its surroundings. On the other hand, active sound generating devices are also used for a so-called sound design. In this context, the sound emanating from the internal combustion engine of the motor vehicle and carried by the exhaust gas flow is selectively, i.e. in certain frequency bands, damped and/or supplemented by sound generated by the active sound generating device, so that the combination of the sound generated by the active sound generating device and the sound from the Exhaust flow carried sound results in a desired by a user of the motor vehicle and / or perceived as a pleasant sound. In this case, the active sound generating device is often also referred to as a sound generator.

Bekannte Schallerzeugungsvorrichtungen und Verfahren sowie zugehörige Abgasanlagen und Kraftfahrzeuge sind nicht zwingenderweise für Brennstoffzellenfahrzeuge geeignet. Bei einem Brennstoffzellenfahrzeug liegt der Fokus nicht darauf, dass ausgehend vom Fahrzeug weniger Schall in eine Umgebung desselben abgestrahlt wird. Die Problematik eines Brennstoffzellenfahrzeugs liegt vielmehr darin, dass Fußgänger solch ein Fahrzeug im Straßenverkehr überhören, weil es eben keinen Schall erzeugenden Abgase produziert. Ein weiteres Problem ist die Geräuschkulisse im Fahrgastinnenraum, die beispielsweise durch einen Lufteinlass des Brennstoffzellenfahrzeugs erzeugt wird.Known sound generating devices and methods and associated exhaust systems and motor vehicles are not necessarily suitable for fuel cell vehicles. In the case of a fuel cell vehicle, the focus is not on the fact that less sound is radiated from the vehicle into its surroundings. The problem with a fuel cell vehicle lies in the fact that pedestrians do not hear such a vehicle on the road because it does not produce any exhaust gases that generate noise. Another problem is the background noise in the passenger compartment, which is generated, for example, by an air intake of the fuel cell vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, bekannte aktive Schallerzeugungsvorrichtung sowie zugehörige Verfahren zur aktiven Schallerzeugung für Brennstoffzellenfahrzeuge in Anbetracht der bestehenden Probleme weiter zu verbessern.The object of the invention is therefore to further improve known active sound generation devices and associated methods for active sound generation for fuel cell vehicles in view of the existing problems.

Die Aufgabe wird durch eine aktive Schallerzeugungsvorrichtung für ein Brennstoffzellenfahrzeug eingangs genannter Art gelöst, wobei die aktive Schallerzeugungsvorrichtung eine Lautsprecheranordnung mit mindestens einem Lautsprecher und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung aufweist. Die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugtes Schallsignal zu bestimmen. Die Lautsprecheranordnung ist dazu eingerichtet, zur Verringerung oder Kompensation des durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugten Schallsignals ein Gegenschallsignal und bei Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs an einen Verkehrsteilnehmer ein Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers auszusenden.The object is achieved by an active sound generating device for a fuel cell vehicle of the type mentioned at the outset, the active sound generating device having a loudspeaker arrangement with at least one loudspeaker and a device for determining a sound signal from the air intake device. The device for determining an acoustic signal of the air intake device is set up to determine an acoustic signal generated by the air intake device. To reduce or compensate for the sound signal generated by the air inlet device, the loudspeaker arrangement is set up to emit a counter-sound signal and, when the fuel cell vehicle approaches a road user, a warning signal to warn the road user.

Ebenso wird die Aufgabe durch ein Verfahren eingangs genannter Art gelöst, bei dem ein durch eine Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs erzeugtes Schallsignal durch eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung bestimmt wird. Weiterhin wird bei dem Verfahren ein Gegenschallsignal zur Verringerung oder Kompensation des durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugten Schallsignals durch eine Lautsprecheranordnung mit mindestens einem Lautsprecher ausgesendet. Ferner wird bei dem Verfahren bei Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs an einen Verkehrsteilnehmer ein Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers durch die Lautsprecheranordnung ausgesendet.The object is also achieved by a method of the type mentioned at the beginning, in which a sound signal generated by an air intake device of the fuel cell vehicle is determined by a device for determining a sound signal of the air intake device. Furthermore, in the method, an anti-sound signal for reducing or compensating for the sound signal generated by the air inlet device is emitted by a loudspeaker arrangement with at least one loudspeaker. Furthermore, in the method, when the fuel cell vehicle approaches a road user, a warning signal to warn the road user is emitted through the loudspeaker arrangement.

Mithilfe der erfindungsgemäßen aktiven Schallerzeugungsvorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur aktiven Schallerzeugung wird sichergestellt, dass die Fahrgäste im Innenraum eines Brennstoffzellenfahrzeugs nicht durch Störgeräusche, wie die des Lufteinlasses, beeinträchtigt werden. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass Verkehrsteilnehmer außerhalb des Brennstoffzellenfahrzeugs auf das Herannahen des Brennstoffzellenfahrzeugs aufmerksam gemacht werden. Dadurch, dass sowohl das Gegenschallsignal als auch das Warnsignal zur Warnung von Verkehrsteilnehmern durch ein und dieselbe Lautsprecheranordnung erzeugt werden, können sowohl Platz als auch Kosten gespart werden. Des Weiteren wird durch die erfindungsgemäße aktive Schallerzeugungsvorrichtung ein Schalldämpfer, der üblicherweise in der Lufteinlassvorrichtung eines Brennstoffzellenfahrzeugs angeordnet ist, überflüssig. Dadurch wird wiederum Bauraum gewonnen.The active sound generation device according to the invention and the method for active sound generation according to the invention ensure that the passengers in the interior of a fuel cell vehicle are not affected by background noise, such as that from the air intake. In addition, it is ensured that road users outside the fuel cell vehicle are made aware of the approach of the fuel cell vehicle. Since both the anti-sound signal and the warning signal for warning road users are generated by one and the same loudspeaker arrangement, both space and costs can be saved. Furthermore, the active sound generating device according to the invention makes a muffler, which is usually arranged in the air intake device of a fuel cell vehicle, superfluous. This in turn gains installation space.

Die aktive Schallerzeugungsvorrichtung ist an einer Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs angeordnet. Damit ist gemeint, dass die aktive Schallerzeugungsvorrichtung vollständig innerhalb, teilweise innerhalb, teilweise außerhalb oder auch vollständig außerhalb an einer Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs angeordnet sein kann. Ist die aktive Schallerzeugungsvorrichtung jedoch außerhalb der Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs angeordnet, so befindet sie sich jedoch in der Nähe der Lufteinlassvorrichtung.The active sound generating device is arranged on an air intake device of the fuel cell vehicle. This means that the active sound generating device is completely inside, partly inside, partly outside or can also be arranged completely outside on an air intake device of the fuel cell vehicle. However, if the active sound generating device is arranged outside the air intake device of the fuel cell vehicle, it is located in the vicinity of the air intake device.

Eine Lufteinlassvorrichtung ist dazu ausgebildet, die Brennstoffzelle mit Luft zu versorgen. Dafür kann sie verschiedene Komponenten aufweisen, wie beispielsweise zumindest eine Lufteinlassöffnung, zumindest eine Luftreinigungsvorrichtung, zumindest einen Luftverdichter, zumindest einen Lüfter, eine oder mehrere Pumpen, einen oder mehrere Kompressoren.An air inlet device is designed to supply the fuel cell with air. For this purpose, it can have various components, such as at least one air inlet opening, at least one air cleaning device, at least one air compressor, at least one fan, one or more pumps, one or more compressors.

Die aktive Schallerzeugungsvorrichtung weist eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, ein durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugtes Schallsignal zu bestimmen. Wenn durch die Lufteinlassvorrichtung Luft eingezogen wird, entstehen durch rotierende Teile und/oder einen Kompressor Geräusche, die für Fahrgäste im Innenraum des Brennstoffzellenfahrzeugs als störend empfunden werden können. Die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung bestimmt diese Geräusche, damit ein entsprechendes Gegenschallsignal durch die Lautsprecheranordnung erzeugt werden kann. Die aktive Schallerzeugungsvorrichtung weist dafür eine Steuereinheit auf, die das durch die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung bestimmte Schallsignal empfängt, ein entsprechendes Gegenschallsignal bestimmt und dieses an die Lautsprecheranordnung zur Erzeugung des Gegenschallsignals übergibt.The active sound-generating device has a device for determining a sound signal from the air inlet device, which is set up to determine a sound signal generated by the air inlet device. When air is drawn in through the air intake device, rotating parts and/or a compressor produce noises that can be perceived as annoying by passengers in the interior of the fuel cell vehicle. The device for determining a sound signal of the air inlet device determines these noises so that a corresponding counter-sound signal can be generated by the loudspeaker arrangement. For this purpose, the active sound generating device has a control unit which receives the sound signal determined by the device for determining a sound signal of the air inlet device, determines a corresponding counter-sound signal and transmits this to the loudspeaker arrangement for generating the counter-sound signal.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung so ausgebildet, dass sie nur Schallsignale der Lufteinlassvorrichtung bestimmt, die über einer bestimmten Lautstärkenschwelle und/oder in einem bestimmten Frequenzbereich liegen.The device for determining a sound signal from the air intake device is preferably designed in such a way that it only determines sound signals from the air intake device that are above a specific volume threshold and/or in a specific frequency range.

Die Lautsprecheranordnung erfüllt erfindungsgemäß nicht nur die Aufgabe, zur Verringerung oder Kompensation des durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugten Schallsignals ein Gegenschallsignal auszusenden, sondern ferner auch die Aufgabe, bei Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs an einen Verkehrsteilnehmer ein Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers auszusenden. Das bedeutet also, dass die Lautsprecheranordnung ein akustisches Warnsystem darstellt, welches ein künstliches Geräusch erzeugt, um Verkehrsteilnehmer über das Brennstoffzellenfahrzeug, welches sich sehr geräuscharm fortbewegt, zu informieren bzw. zu warnen. Das künstliche Geräusch kann beispielsweise Motorengeräusche eines Verbrennungsmotors nachahmen. Das Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers wird nur dann erzeugt, wenn das Brennstoffzellenfahrzeugs sich an einen Verkehrsteilnehmer annähert.According to the invention, the loudspeaker arrangement not only fulfills the task of emitting a counter-noise signal to reduce or compensate for the sound signal generated by the air intake device, but also the task of emitting a warning signal to warn the road user when the fuel cell vehicle approaches a road user. This therefore means that the loudspeaker arrangement represents an acoustic warning system which generates an artificial noise in order to inform or warn road users about the fuel cell vehicle, which moves very quietly. The artificial noise can, for example, imitate the engine noise of an internal combustion engine. The warning signal for warning the road user is only generated when the fuel cell vehicle approaches a road user.

Vorzugsweise wird das Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers nur bei einer Geschwindigkeit des Brennstoffzellenfahrzeugs unterhalb einer zuvor definierten Maximalgeschwindigkeit erzeugt. Die Maximalgeschwindigkeit kann beispielsweise bei 50 km/h, bevorzugt bei 30 km/h und noch bevorzugter bei 20 km/h definiert sein.The warning signal for warning the road user is preferably generated only when the speed of the fuel cell vehicle is below a previously defined maximum speed. The maximum speed can be defined, for example, at 50 km/h, preferably at 30 km/h and even more preferably at 20 km/h.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Lautsprecheranordnung nur einen Lautsprecher aufweist. Der eine Lautsprecher erfüllt damit die Aufgabe, das Gegenschallsignal sowie das Warnsignal auszusenden. Durch die Erfüllung dieser beiden Aufgaben können Bauteile und gleichzeitig Platz eingespart werden.According to one embodiment, the loudspeaker arrangement has only one loudspeaker. One loudspeaker thus fulfills the task of emitting the anti-sound signal and the warning signal. By fulfilling these two tasks, components and space can be saved at the same time.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs eine Lufteinlassöffnung, eine Luftreinigungsvorrichtung und einen Luftverdichter auf. Ferner ist die Luftreinigungsvorrichtung in Lufteinströmrichtung hinter der Lufteinlassöffnung angeordnet. Die Lautsprecheranordnung ist zwischen der Luftreinigungsvorrichtung und der Lufteinlassöffnung angeordnet. Damit ist die Lautsprecheranordnung im Brennstoffzellenfahrzeug angeordnet, wodurch die Lautsprecheranordnung vor dem Einfluss der Witterung geschützt ist. Dadurch kann beispielsweise auf ein besonders witterungsgeschütztes Gehäuse der Lautsprecheranordnung verzichtet werden.According to one embodiment, the air intake device of the fuel cell vehicle has an air intake opening, an air cleaning device and an air compressor. Furthermore, the air cleaning device is arranged behind the air inlet opening in the air inflow direction. The loudspeaker arrangement is arranged between the air cleaning device and the air inlet opening. The loudspeaker arrangement is thus arranged in the fuel cell vehicle, as a result of which the loudspeaker arrangement is protected from the influence of the weather. As a result, for example, a particularly weatherproof housing for the loudspeaker arrangement can be dispensed with.

Vorzugsweise ist die aktive Schallerzeugungsvorrichtung und/oder die Lautsprecheranordnung von einem Gehäuse, welches im Wesentlichen aus Kunststoff besteht, umgeben. Dies hat den Vorteil, dass solch ein Gehäuse in der Herstellung günstig ist und feine sowie komplexe Konturen des Gehäuses erzielbar sind. Außerdem ist ein solches Gehäuse weit weniger witterungsanfällig als ein vergleichbares Gehäuse aus Metall.The active sound-generating device and/or the loudspeaker arrangement is/are preferably surrounded by a housing which essentially consists of plastic. This has the advantage that such a housing is inexpensive to manufacture and fine and complex contours of the housing can be achieved. In addition, such a housing is far less susceptible to the weather than a comparable metal housing.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Lautsprecheranordnung dazu eingerichtet, zur Warnung eines Verkehrsteilnehmers vor der Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs erst dann ein Warnsignal auszusenden, wenn sich der Verkehrsteilnehmer in unmittelbarer Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs befindet.According to one embodiment, the loudspeaker arrangement is set up to only emit a warning signal to warn a road user of the approach of the fuel cell vehicle when the road user is in the immediate vicinity of the fuel cell vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform weist die aktive Schallerzeugungsvorrichtung eine Sensoranordnung auf, die dazu eingerichtet ist, zu erkennen, ob sich ein Verkehrsteilnehmer in unmittelbarer Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs befindet.According to one specific embodiment, the active sound-generating device has a sensor arrangement that is set up to detect whether a road user is in the immediate vicinity of the fuel cell vehicle.

Dafür kann die Sensoranordnung einen Ultraschall- und/oder einen Lidarsensor aufweisen. Des Weiteren kann die aktive Schallerzeugungsvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, von der Sensoranordnung ein Signal, welches auf das Befinden eines Verkehrsteilnehmers in unmittelbarer Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs hinweist, zu empfangen. Die Steuervorrichtung ist ferner dazu eingerichtet, bei Befinden eines Verkehrsteilnehmers in unmittelbarer Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs ein entsprechendes Signal an die Lautsprecheranordnung zu übertragen, damit diese das Warnsignal aussendet. Die beschriebene Steuervorrichtung kann in die oben beschriebene Steuereinheit, die das durch die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung bestimmte Schallsignal empfängt, ein entsprechendes Gegenschallsignal bestimmt und dieses an die Lautsprecheranordnung zur Erzeugung des Gegenschallsignals übergibt, integriert oder zusammen mit dieser als eine Steuerung ausgebildet sein.For this purpose, the sensor arrangement can have an ultrasonic sensor and/or a lidar sensor. Furthermore, the active sound-generating device can have a control device that is set up to receive a signal from the sensor arrangement that indicates the presence of a road user in the immediate vicinity of the fuel cell vehicle. The control device is also set up to transmit a corresponding signal to the loudspeaker arrangement when a road user is in the immediate vicinity of the fuel cell vehicle, so that the latter emits the warning signal. The control device described can be integrated into the above-described control unit, which receives the sound signal determined by the device for determining a sound signal of the air intake device, determines a corresponding counter-sound signal and transmits this to the loudspeaker arrangement for generating the counter-sound signal, or can be configured together with it as a controller .

Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung dazu eingerichtet, ein durch den Luftverdichter erzeugtes Schallsignal zu bestimmen. Der Luftverdichter ist eines der Bauteile der Lufteinlassvorrichtung, welches die lautesten Geräusche verursacht. Wird das Schallsignal für diese Geräuschquelle bestimmt und ein entsprechendes Gegenschallsignal erzeugt, können die störenden Geräusche für die Fahrgäste deutlich reduziert werden.According to one embodiment, the device for determining a sound signal of the air intake device is set up to determine a sound signal generated by the air compressor. The air compressor is one of the most noisy components of the air intake system. If the sound signal for this noise source is determined and a corresponding counter-sound signal is generated, the disturbing noises for the passengers can be significantly reduced.

Die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung kann beispielsweise ferner dazu eingerichtet sein, ein Schallsignal in einem Bereich von 400 bis 4000 Hz zu bestimmen. Ein Schallsignal in einem Bereich von 400 bis 4000 Hz kann beispielsweise einem Luftverdichter zugeordnet werden.The device for determining a sound signal of the air intake device can also be set up, for example, to determine a sound signal in a range from 400 to 4000 Hz. For example, a sound signal in a range of 400 to 4000 Hz can be assigned to an air compressor.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung ein Mikrofon und/oder einen Druckaufnehmer auf.According to one embodiment, the device for determining a sound signal of the air inlet device has a microphone and/or a pressure sensor.

Ein Mikrofon oder Druckaufnehmer zeichnet Signale der Schallquellen der Lufteinlassvorrichtung auf. Diese Signale können dann an die Steuervorrichtung übertragen werden. Anschließend kann, basierend auf dem Eingangssignal, ein entsprechendes gegenphasiges Signal von der Steuervorrichtung durch Berücksichtigung der Übertragungsfunktion zwischen dem Mikrofon und/oder dem Druckaufnehmer und der Lautsprecheranordnung erzeugt werden.A microphone or pressure transducer records signals from the sound sources of the air intake device. These signals can then be transmitted to the control device. Based on the input signal, a corresponding anti-phase signal can then be generated by the control device by taking into account the transfer function between the microphone and/or the pressure sensor and the loudspeaker arrangement.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Mikrofon und/oder der Druckaufnehmer an einer Lufteinlassöffnung der Lufteinlassvorrichtung oder an einem Luftverdichter der Lufteinlassvorrichtung angeordnet. Durch diese Anordnung können die störenden Geräusche direkt an ihrer Quelle erfasst werden und die Bestimmung des Gegenschallsignals kann präzise erfolgen.According to one embodiment, the microphone and/or the pressure sensor is arranged on an air inlet opening of the air inlet device or on an air compressor of the air inlet device. With this arrangement, the disturbing noises can be detected directly at their source and the anti-noise signal can be determined precisely.

Ferner wird die Aufgabe durch ein Brennstoffzellenfahrzeug gelöst, welches mit einer erfindungsgemäßen aktiven Schallerzeugungsvorrichtung bzw. mit einer aktiven Schallerzeugungsvorrichtung nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgestattet ist. Die bereits für die aktive Schallerzeugungsvorrichtung erläuterten Effekte und Vorteile gelten in analoger Weise für das Brennstoffzellenfahrzeug.Furthermore, the object is achieved by a fuel cell vehicle which is equipped with an active sound-generating device according to the invention or with an active sound-generating device according to one of the embodiments described above. The effects and advantages already explained for the active sound generating device apply analogously to the fuel cell vehicle.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist. Es zeigen:

  • - 1 ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen aktiven Schallerzeugungsvorrichtung,
  • - 2 die erfindungsgemäße aktive Schallerzeugungsvorrichtung aus 1 in einer schematischen Übersicht und
  • - 3 schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
The invention is explained below by means of an exemplary embodiment which is shown in the accompanying drawings. Show it:
  • - 1 a fuel cell vehicle according to the invention with an active sound generating device according to the invention,
  • - 2 the active sound generating device according to the invention 1 in a schematic overview and
  • - 3 schematically shows the course of the method according to the invention.

1 zeigt ein Brennstoffzellenfahrzeug 10, das mit einer Lufteinlassvorrichtung 1, einer Brennstoffzelleneinheit 2 und einem Elektromotor 3, der als Antriebsmotor dient, ausgestattet ist. Ferner weist das Brennstoffzellenfahrzeug 10 eine aktive Schallerzeugungsvorrichtung 40 auf. Teile der aktiven Schallerzeugungsvorrichtung 40 sind in der Lufteinlassvorrichtung 1 angeordnet. 1 12 shows a fuel cell vehicle 10 equipped with an air intake device 1, a fuel cell unit 2 and an electric motor 3 serving as a drive motor. Furthermore, the fuel cell vehicle 10 has an active sound generation device 40 . Parts of the active sound generating device 40 are arranged in the air inlet device 1 .

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer aktiven Schallerzeugungsvorrichtung 40 im Detail. Die aktive Schallerzeugungsvorrichtung 40 weist eine Lautsprecheranordnung 41, beispielsweise einen einzelnen Lautsprecher, und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung 42, beispielsweise ein Mikrofon, auf. Zur Veranschaulichung wird im Folgenden nur noch von Lautsprecher 41 und Mikrofon 42 gesprochen, obwohl die Beschreibung des Ausführungsbeispiels nicht auf einen Lautsprecher 41 und ein Mikrofon 42 beschränkt ist, sondern vielmehr eine Lautsprecheranordnung 41 und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung 42 meint. Sowohl das Mikrofon 42 als auch der Lautsprecher 41 sind mit einer Steuereinheit 43 verbunden und können mit dieser Informationen und/oder Signale austauschen. 2 shows an embodiment of an active sound generating device 40 in detail. The active sound generating device 40 has a loudspeaker arrangement 41, for example a single loudspeaker, and a device for determining a sound signal from the air inlet device 42, for example a microphone. For the sake of illustration, only loudspeaker 41 and microphone 42 are mentioned below, although the description of the exemplary embodiment is not limited to a loudspeaker 41 and a microphone 42, but rather means a loudspeaker arrangement 41 and a device for determining a sound signal of the air inlet device 42. Both the microphone 42 and the loudspeaker 41 are connected to a control unit 43 and can exchange information and/or signals with it.

Das Mikrofon 42 ist so angeordnet, dass es ein durch eine Lufteinlassvorrichtung, insbesondere durch einen Luftverdichter und/oder eine Luftreinigungsvorrichtung erzeugtes Schallsignal aufnehmen kann. Wenn das Schallsignal durch das Mikrofon 42 aufgenommen wurde, wird ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 43 weitergegeben. Die Aufnahme des Schallsignals und die Übertragung des Signals erfolgen kontinuierlich, solange ein Schallsignal durch das Mikrofon 42 wahrgenommen wird.The microphone 42 is arranged in such a way that it can pick up a sound signal generated by an air intake device, in particular by an air compressor and/or an air cleaning device. If the sound signal was picked up by the microphone 42, a corresponding signal is passed on to the control unit 43. The recording of the sound signal and the transmission of the signal take place continuously as long as a sound signal is perceived by the microphone 42 .

Der Lautsprecher 41 erhält von der Steuereinheit 43 ein Signal, welches den Lautsprecher 41 dazu veranlasst, zur Verringerung oder Kompensation des durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugten Schallsignals ein Gegenschallsignal auszusenden. Sobald also Informationen über die durch das Mikrofon 42 bestimmten Schallsignale an die Steuereinheit 43 übergeben werden, erzeugt die Steuereinheit 43 Signale, welche dann wiederum an den Lautsprecher 41 übergeben werden, der daraufhin die entsprechenden Gegenschallsignale erzeugt.The loudspeaker 41 receives a signal from the control unit 43 which causes the loudspeaker 41 to emit an opposing sound signal in order to reduce or compensate for the sound signal generated by the air inlet device. As soon as information about the sound signals determined by the microphone 42 is transferred to the control unit 43, the control unit 43 generates signals which are then in turn transferred to the loudspeaker 41, which then generates the corresponding counter-sound signals.

Des Weiteren ist die Steuereinheit 43 mit einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs an einen Verkehrsteilnehmer 44, im Folgenden vereinfacht aber nicht einschränkend als Sensor 44 bezeichnet, verbunden. Der Sensor 44 übermittelt Signale, beispielsweise Ultraschallwellen, an die Steuereinheit 43, welche diese auswertet und bestimmt, ob sich das Brennstoffzellenfahrzeug an einen Verkehrsteilnehmer annähert. Ist dies der Fall, sendet die Steuereinheit 43 entsprechende Signale an den Lautsprecher 41, der dann ein Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers aussendet. Das Warnsignal kann zum Beispiel Motorgeräusche eines Verbrennungsmotors nachahmen.Furthermore, the control unit 43 is connected to a device for determining when the fuel cell vehicle is approaching a road user 44, referred to below as sensor 44 in a simplified but non-limiting manner. The sensor 44 transmits signals, for example ultrasonic waves, to the control unit 43, which evaluates them and determines whether the fuel cell vehicle is approaching a road user. If this is the case, the control unit 43 sends appropriate signals to the loudspeaker 41, which then emits a warning signal to warn the road user. For example, the warning signal can imitate engine noises of an internal combustion engine.

3 erläutert ein Verfahren zur aktiven Schallerzeugung für ein Brennstoffzellenfahrzeug. Im ersten Schritt 100 wird ein durch eine Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs erzeugtes Schallsignal durch eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung bestimmt. 3 explains a method for active sound generation for a fuel cell vehicle. In the first step 100, a sound signal generated by an air intake device of the fuel cell vehicle is determined by a device for determining a sound signal of the air intake device.

Im zweiten Schritt 200 wird ein Gegenschallsignal zur Verringerung oder Kompensation des durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugten Schallsignals durch eine Lautsprecheranordnung mit mindestens einem Lautsprecher ausgesendet.In the second step 200, an anti-sound signal for reducing or compensating for the sound signal generated by the air inlet device is emitted through a loudspeaker arrangement with at least one loudspeaker.

Im dritten Schritt 300 wird bei Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs an einen Verkehrsteilnehmer ein Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers durch die Lautsprecheranordnung ausgesendet.In the third step 300, when the fuel cell vehicle approaches a road user, a warning signal to warn the road user is emitted by the loudspeaker arrangement.

Die Reihenfolge der oben genannten drei Schritte ist nicht festgelegt. Beispielsweise kann das Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers durch die Lautsprecheranordnung ausgesendet, bevor ein Schallsignal bestimmt oder ein Gegenschallsignal ausgesendet wird.The order of the above three steps is not fixed. For example, the warning signal to warn the road user can be emitted by the loudspeaker arrangement before a sound signal is determined or before a counter-sound signal is emitted.

Die Verarbeitung des aufgenommenen Schallsignals in ein entsprechendes Gegenschallsignal kann vorzugsweise durch eine Steuereinheit übernommen werden. Diese kommuniziert dann zwischen der Lautsprecheranordnung und der Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung.The processing of the recorded sound signal into a corresponding counter-sound signal can preferably be performed by a control unit. This then communicates between the loudspeaker arrangement and the device for determining a sound signal of the air inlet device.

Ebenso kann die Bestimmung, ob sich ein Verkehrsteilnehmer in der Nähe des sich annähernden Brennstoffzellenfahrzeugs befindet, über die Steuereinheit erfolgen. Dafür werden beispielsweise Sensordaten an die Steuereinheit übermittelt und durch diese ausgewertet. Anschließend steuert die Steuereinheit die Lautsprecheranordnung so, dass diese das entsprechende Warnsignal ausgibt.Likewise, the control unit can determine whether a road user is in the vicinity of the approaching fuel cell vehicle. For this purpose, for example, sensor data is transmitted to the control unit and evaluated by it. The control unit then controls the loudspeaker arrangement in such a way that it emits the corresponding warning signal.

Claims (10)

Aktive Schallerzeugungsvorrichtung für ein Brennstoffzellenfahrzeug, die dazu eingerichtet ist, an einer Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs angeordnet zu sein, wobei die aktive Schallerzeugungsvorrichtung eine Lautsprecheranordnung mit mindestens einem Lautsprecher und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung aufweist, wobei die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung dazu eingerichtet ist, ein durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugtes Schallsignal zu bestimmen, und wobei die Lautsprecheranordnung dazu eingerichtet ist, zur Verringerung oder Kompensation des durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugten Schallsignals ein Gegenschallsignal und bei Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs an einen Verkehrsteilnehmer ein Warnsignal zur Warnung des Verkehrsteilnehmers auszusenden.Active sound generating device for a fuel cell vehicle, which is set up to be arranged on an air intake device of the fuel cell vehicle, wherein the active sound generating device has a loudspeaker arrangement with at least one loudspeaker and a device for determining a sound signal of the air inlet device, wherein the device for determining a sound signal of the air intake device is set up to determine a sound signal generated by the air intake device, and wherein the loudspeaker arrangement is set up to reduce or compensate for the sound signal generated by the air intake device and an opposing sound signal when the fuel cell vehicle approaches a road user send out a warning signal to warn the road user. Aktive Schallerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lautsprecheranordnung nur einen Lautsprecher aufweist.Active sound generating device claim 1 , wherein the loudspeaker arrangement has only one loudspeaker. Aktive Schallerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs eine Lufteinlassöffnung, eine Luftreinigungsvorrichtung und einen Luftverdichter aufweist, wobei die Luftreinigungsvorrichtung in Lufteinströmrichtung hinter der Lufteinlassöffnung angeordnet ist, und wobei die Lautsprecheranordnung zwischen der Luftreinigungsvorrichtung und der Lufteinlassöffnung angeordnet ist.Active sound generating device claim 1 or 2 , wherein the air intake device of the fuel cell vehicle has an air intake opening, an air cleaning device and an air compressor, wherein the air cleaning device is arranged in the air inflow direction behind the air intake opening, and wherein the speaker arrangement between the Air purification device and the air inlet opening is arranged. Aktive Schallerzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lautsprecheranordnung dazu eingerichtet ist, zur Warnung eines Verkehrsteilnehmers vor der Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs erst dann ein Warnsignal auszusenden, wenn sich der Verkehrsteilnehmer in unmittelbarer Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs befindet.Active sound generating device according to one of the preceding claims, wherein the loudspeaker arrangement is set up to warn a road user of the approach of the fuel cell vehicle only emit a warning signal when the road user is in the immediate vicinity of the fuel cell vehicle. Aktive Schallerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die aktive Schallerzeugungsvorrichtung ferner eine Sensoranordnung aufweist, die dazu eingerichtet ist, zu erkennen, ob sich ein Verkehrsteilnehmer in unmittelbarer Umgebung des Brennstoffzellenfahrzeugs befindet.Active sound generating device claim 4 , wherein the active sound generating device further comprises a sensor arrangement which is designed to detect whether a road user is in the immediate vicinity of the fuel cell vehicle. Aktive Schallerzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung dazu eingerichtet ist, ein durch den Luftverdichter erzeugtes Schallsignal zu bestimmen.Active sound generating device according to one of the preceding claims, wherein the device for determining a sound signal of the air inlet device is set up to determine a sound signal generated by the air compressor. Aktive Schallerzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung ein Mikrofon und/oder einen Druckaufnehmer aufweist.Active sound generating device according to one of the preceding claims, wherein the device for determining a sound signal of the air inlet device has a microphone and/or a pressure sensor. Aktive Schallerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Mikrofon und/oder der Druckaufnehmer an einer Lufteinlassöffnung der Lufteinlassvorrichtung oder an einem Luftverdichter der Lufteinlassvorrichtung angeordnet ist.Active sound generating device claim 7 , wherein the microphone and/or the pressure sensor is arranged on an air inlet opening of the air inlet device or on an air compressor of the air inlet device. Brennstoffzellenfahrzeug mit einer aktiven Schallerzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Fuel cell vehicle with an active sound generating device according to one of the preceding claims. Verfahren zur aktiven Schallerzeugung für ein Brennstoffzellenfahrzeug, umfassend: - Bestimmen eines durch eine Lufteinlassvorrichtung des Brennstoffzellenfahrzeugs erzeugten Schallsignals durch eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Schallsignals der Lufteinlassvorrichtung; - Aussenden eines Gegenschallsignals zur Verringerung oder Kompensation des durch die Lufteinlassvorrichtung erzeugten Schallsignals durch eine Lautsprecheranordnung mit mindestens einem Lautsprecher; und - bei Annäherung des Brennstoffzellenfahrzeugs an einen Verkehrsteilnehmer, Aussenden eines Warnsignals zur Warnung des Verkehrsteilnehmers durch die Lautsprecheranordnung.Method for active sound generation for a fuel cell vehicle, comprising: - determining a sound signal generated by an air intake device of the fuel cell vehicle by a device for determining a sound signal of the air intake device; - Emitting an anti-sound signal to reduce or compensate for the sound signal generated by the air inlet device through a loudspeaker arrangement with at least one loudspeaker; and - When the fuel cell vehicle approaches a road user, sending out a warning signal to warn the road user through the loudspeaker arrangement.
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