EP2293288A1 - Device for discharging acoustic signals for vehicles - Google Patents

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EP2293288A1
EP2293288A1 EP09450159A EP09450159A EP2293288A1 EP 2293288 A1 EP2293288 A1 EP 2293288A1 EP 09450159 A EP09450159 A EP 09450159A EP 09450159 A EP09450159 A EP 09450159A EP 2293288 A1 EP2293288 A1 EP 2293288A1
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EP
European Patent Office
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housing
vehicles
tailpipe
sound
electroacoustic transducer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09450159A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard Kresch
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Remus Innovation Forschungs- und Abgasanlagen-Produktionsgesellschaft Mbh
Original Assignee
Remus Innovation Forschungs- und Abgasanlagen-Produktionsgesellschaft Mbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/02—Synthesis of acoustic waves

Definitions

  • the invention relates to a device for emitting acoustic signals for vehicles with poor acoustic perceptibility, such as in particular electric vehicles and hybrid vehicles that drive in electric drive mode, according to the preamble of claim 1.
  • a large number of road users is acoustically oriented in the traffic scene, at least to a non-negligible extent, and is therefore unable or only partially able to identify the mentioned quiet vehicles in good time and to adapt their actions to them. There is thus a need for a device of the type mentioned, which is able to replace the usual engine noise or exhaust sound either imitation of the same or in other acoustic manner.
  • the preferably also provided second sounder is so mounted in the tailpipe that it opens into a funnel-shaped sound guide with a conical or exponential cross-sectional enlargement, the tailpipe volume must be matched accordingly to the sound generator used
  • the invention is illustrated in more detail below with reference to some embodiments. It shows the Fig. 1 a first embodiment of the invention, the Fig. 2 to 5 show further embodiments, the Fig. 6 a variant and the Fig. 7 an embodiment.
  • a device according to the invention is shown.
  • the schematic view shows a housing 1 with two tubular extensions 2, 3, the tailpipes are modeled optically, wherein in the tailpipe 3, a further sound transducer (preferably a broadband converter) 6a is installed. From the position of the sound transducer 6a to the outside, the cross section of the tail pipe increases conically or exponentially; also combinations are possible.
  • the housing 1 is divided by a partition wall 4 in two volumes 7, 8, on suitably formed conical indentations 5 in the volume 8 electroacoustic transducers 6 are mounted.
  • the transducers 6 are mounted on the indentations 5 of the partition 4 such that their membranes face the open chamber 7 in the housing and emit the sound there.
  • the separated by the partition 4 part of the housing 1 forms a second chamber 8, which in the embodiment according to Fig. 1 closed is.
  • the Fig. 2 represents a variant in which the second chamber 8 is connected to the environment, as it is known in the jargon, double ventilation. This makes it possible by the choice of the length and the free cross section of the tailpipe 3, to further influence the sound signal emitted by the device.
  • the ventilation in the area of the sounder 6a and the rear volume 8a is a particularly good opportunity influencing the acoustic tuning and thus achieved the quality of the output signal.
  • FIG. 3 Another embodiment - also "double ventilated" - shows the Fig. 3 in which the open chamber 7 is connected to the second chamber 8 directly via a passage 9.
  • this direct connection 9 corresponding insulation materials or chokes can be installed to further change the characteristics of the resulting sound.
  • a development, namely a combination of the embodiment according to Fig. 2 and Fig. 3 provides the Fig. 4 is because both the tailpipe 3 is open and can be used according to the modulation of the sound, as well as a direct connection 9 is provided, thereby further increasing the number of ways to influence the characteristics of the sound emitted.
  • the Fig. 5 shows a variant, as can be used for example in a hybrid vehicle, here is an actual, partially perforated exhaust pipe 10 is integrated with an annular absorption volume in a housing 1 to replicate a muffler with dual tailpipe optically.
  • the remaining volume of the housing 1 is in turn divided by a partition wall 4 in the open chamber 7 and the second chamber 8, the transducers 6 and 6a, here mounted on the single “transducer tailpipe" are arranged as shown in the other examples. In this way one achieves a visually and acoustically very satisfactory device.
  • the Fig. 6 shows in a schematic section and a perspective view of a reflection channel, which opens at the bottom of the housing.
  • at least one sound transducer is arranged in the region A, wherein the sound exits only through the slot B.
  • the second tail pipe C can only be welded to the outside of the housing and have a further sound transducer (as above the sound transducer 6a, broadband).
  • This design makes it possible to integrate a further sound transducer also in the second, optionally provided tailpipe.
  • the Fig. 7 shows, in perspective view, partially in section, an embodiment in which the tail pipe 3 is provided with a coaxially arranged horn 11, at its inner end a sounder 6a and, in the embodiment shown, an equalizer 12 is arranged.
  • the acoustic quality can be particularly increased, on the other hand, the sounder 6a is particularly well protected against mechanical challenges.
  • the sound quality achieved is so good that it is possible to use the device as a discotheque when the vehicle is stationary or parked.
  • the invention is not limited to the illustrated and illustrated embodiments, but may be variously modified.
  • the cross-sectional shapes of the housing and tubes may deviate from the illustrated shapes and be oval or polygonal with a wide variety of fillets.
  • the cross-section also does not have to remain constant over the length of the respective component, neither the shape nor the dimensions.
  • the arrangement of the transducer on the support plates or sheets can be chosen differently than shown, and the illustrated form of the transducer is schematic and is only illustrative.
  • the representation of parts, in particular tubes, as parallel or concentric is only one of many possible arrangements, without limiting the invention thereto.

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Abstract

The device has a muffler that corresponds with end pipes (2,3) at an outer side of the device. An electro acoustic converter (6) is provided in housing, where the sound of the electro acoustic converter is emitted by the former end pipe or by a longitudinal slot. Another electro acoustic converter, particularly a broadband converter (6a), is provided in the latter end pipe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe akustischer Signale für Fahrzeuge mit schlechter akustischer Wahrnehmbarkeit, wie insbesondere Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge, die im Elektroantriebsmodus fahren, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for emitting acoustic signals for vehicles with poor acoustic perceptibility, such as in particular electric vehicles and hybrid vehicles that drive in electric drive mode, according to the preamble of claim 1.

Eine Vielzahl von Verkehrsteilnehmern orientiert sich im Verkehrsgeschehen zumindest zu einem nicht vernachlässigbaren Ausmaß akustisch und ist daher nicht oder nur eingeschränkt in der Lage, die genannten leisen Fahrzeuge rechtzeitig zu erkennen und ihre Handlungsweise daran anzupassen. Es besteht somit ein Bedarf an einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die in der Lage ist, das übliche Motorengeräusch bzw. Auspuffgeräusch entweder in Nachahmung desselben oder auf andere akustische Weise zu ersetzen.A large number of road users is acoustically oriented in the traffic scene, at least to a non-negligible extent, and is therefore unable or only partially able to identify the mentioned quiet vehicles in good time and to adapt their actions to them. There is thus a need for a device of the type mentioned, which is able to replace the usual engine noise or exhaust sound either imitation of the same or in other acoustic manner.

Erfindungsgemäß geschieht dies in Übereinstimmung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen dadurch, dass zur Abdeckung eines möglichst breiten Frequenzbereiches zumindest ein elektroakustischer Wandler in einem Gehäuse und ein weiterer in einem Endrohr vorgesehen sind, dass das Äußere der Vorrichtung einem Schalldämpfer mit Endrohr entspricht, wobei unter Umständen ein bei einem Hybridfahrzeug vorhandenes Abgasrohr mit dem Gehäuse zu einer Einheit vereint ist.According to the invention this is done in accordance with the features specified in the characterizing part of claim 1, characterized in that to cover the widest possible frequency range at least one electroacoustic transducer in a housing and another are provided in a tailpipe, that the exterior of the device corresponds to a silencer with tailpipe , Under some circumstances, an existing in a hybrid vehicle exhaust pipe is combined with the housing to form a unit.

Der bevorzugt ebenfalls vorgesehene zweite Schallgeber ist dermaßen in das Endrohr montiert, dass er in eine trichterförmige Schallführung mit konischer oder exponentieller Querschnittsvergrößerung mündet, wobei das Endrohrvolumen entsprechend auf den verwendeten Schallgeber abzustimmen istThe preferably also provided second sounder is so mounted in the tailpipe that it opens into a funnel-shaped sound guide with a conical or exponential cross-sectional enlargement, the tailpipe volume must be matched accordingly to the sound generator used

Unteransprüche betreffen Ausgestaltungen dieser Grundidee.Subclaims relate to embodiments of this basic idea.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele näher dargestellt. Dabei zeigt die Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, die Fig. 2 bis 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, die Fig. 6 eine Variante und die Fig. 7 eine Ausgestaltung.The invention is illustrated in more detail below with reference to some embodiments. It shows the Fig. 1 a first embodiment of the invention, the Fig. 2 to 5 show further embodiments, the Fig. 6 a variant and the Fig. 7 an embodiment.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Die schematische Ansicht zeigt ein Gehäuse 1 mit zwei rohrartigen Verlängerungen 2, 3, die Auspuffendrohren optisch nachgebildet sind, wobei im Endrohr 3 ein weiterer Schallwandler (bevorzugt ein Breitbandwandler) 6a eingebaut ist. Von der Position des Schallwandlers 6a an nach Außen nimmt der Querschnitt des Endrohres konisch oder auch exponentiell zu; auch Kombinationen sind möglich. Das Gehäuse 1 ist durch eine Trennwand 4 in zwei Volumina 7, 8 geteilt, auf passend ausgebildeten kegeligen Einbuchtungen 5 in das Volumen 8 sind elektroakustische Wandler 6 montiert.In Fig. 1 a device according to the invention is shown. The schematic view shows a housing 1 with two tubular extensions 2, 3, the tailpipes are modeled optically, wherein in the tailpipe 3, a further sound transducer (preferably a broadband converter) 6a is installed. From the position of the sound transducer 6a to the outside, the cross section of the tail pipe increases conically or exponentially; also combinations are possible. The housing 1 is divided by a partition wall 4 in two volumes 7, 8, on suitably formed conical indentations 5 in the volume 8 electroacoustic transducers 6 are mounted.

Die Wandler 6 sind so an den Einbuchtungen 5 der Trennwand 4 angebracht, dass ihre Membranen der offenen Kammer 7 im Gehäuse zugewandt sind und dorthin den Schall abgeben. Der durch die Trennwand 4 abgetrennte Teil des Gehäuses 1 bildet eine Zweitkammer 8, die beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 geschlossen ist.The transducers 6 are mounted on the indentations 5 of the partition 4 such that their membranes face the open chamber 7 in the housing and emit the sound there. The separated by the partition 4 part of the housing 1 forms a second chamber 8, which in the embodiment according to Fig. 1 closed is.

In Kenntnis des erfindungsgemäßen Aufbaus ist es für den Fachmann auf dem Gebiete des Schalldämpferbaus von Kraftfahrzeugen ein Leichtes, durch die Wahl der Abmessungen und der Wandstärken und der geometrischen Ausbildung der Wände zum gewünschten, artikulierten, akustischen Signal zu kommen. Insbesondere anzustreben ist zur Abdeckung eines möglichst großen Frequenzbereiches die Kombination eines sogenannten "Bandpasswandlers" mit einem Breitbandwandler. Das jeweils offene Endrohr kann dabei als Reflexionskanal entsprechend ausgenutzt werden, ähnlich wie dies auch bei Auspuffanlangen für Verbrennungsgase von Kraftfahrzeugen geschieht.With knowledge of the structure according to the invention, it is easy for those skilled in the field of silencer construction of motor vehicles to come to the desired, articulated, acoustic signal by the choice of dimensions and wall thicknesses and the geometric design of the walls. In particular, the aim is to cover as large a frequency range as possible the combination of a so-called "bandpass converter" with a broadband converter. The respective open tailpipe can be exploited accordingly as a reflection channel, similar to what happens also in Auspuffanlangen for combustion gases of motor vehicles.

Die Fig. 2 stellt eine Variante dar, bei der auch die Zweitkammer 8 mit der Umgebung verbunden ist, eine wie es im Fachjargon heißt, doppelte Ventilierung. Dies erlaubt es durch die Wahl der Länge und des freien Querschnittes des Endrohres 3, das von der Vorrichtung abgegebene Schallsignal weiter zu beeinflussen. Durch die ringförmige Ausbildung der Ventilierung im Bereich des Schallgebers 6a und dessen Rückvolumen 8a wird eine besonders gute Beeinflussungsmöglichkeit für die akustische Abstimmung und damit die Qualität des abgegebenen Signals erreicht.The Fig. 2 represents a variant in which the second chamber 8 is connected to the environment, as it is known in the jargon, double ventilation. This makes it possible by the choice of the length and the free cross section of the tailpipe 3, to further influence the sound signal emitted by the device. By the annular Training the ventilation in the area of the sounder 6a and the rear volume 8a is a particularly good opportunity influencing the acoustic tuning and thus achieved the quality of the output signal.

Eine andere Ausführungsform - ebenfalls "zweifach ventiliert" - zeigt die Fig. 3, bei dieser ist die offene Kammer 7 mit der Zweitkammer 8 direkt über einen Durchlass 9, verbunden. In dieser direkten Verbindung 9 können entsprechende Dämmmaterialien oder auch Drosseln eingebaut sein, um die Charakteristik des entstehenden Schalls weiter zu verändern.Another embodiment - also "double ventilated" - shows the Fig. 3 in which the open chamber 7 is connected to the second chamber 8 directly via a passage 9. In this direct connection 9 corresponding insulation materials or chokes can be installed to further change the characteristics of the resulting sound.

Eine Weiterbildung, nämlich eine Kombination der Ausführungsform nach Fig. 2 und Fig. 3 stellt die Fig. 4 dar, da sowohl das Endrohr 3 offen ist und entsprechend zur Modulation des Schalls verwendet werden kann, als auch eine direkte Verbindung 9 vorgesehen ist, wodurch sich die Anzahl der Möglichkeiten zur Beeinflussung der Charakteristika des abgegebenen Schalls weiter vermehren.A development, namely a combination of the embodiment according to Fig. 2 and Fig. 3 provides the Fig. 4 is because both the tailpipe 3 is open and can be used according to the modulation of the sound, as well as a direct connection 9 is provided, thereby further increasing the number of ways to influence the characteristics of the sound emitted.

Die Fig. 5 schließlich zeigt eine Variante, wie sie beispielsweise bei einem Hybridfahrzeug verwendet werden kann, hier ist ein tatsächliches, teilweise perforiertes Abgasrohr 10 mit einem ringförmigen Absorptionsvolumen in einem Gehäuse 1 integriert, um einen Auspufftopf mit zweifachem Endrohr optisch nachzubilden. Das verbleibende Volumen des Gehäuses 1 ist wiederum durch eine Trennwand 4 in die offene Kammer 7 und die Zweitkammer 8 geteilt, die Wandler 6 und 6a, hier am einzigen "Wandler-Endrohr" montiert, sind wie auch in den anderen Beispielen dargestellt angeordnet. Auf diese Weise erzielt man eine optisch und akustisch sehr zufriedenstellende Vorrichtung.The Fig. 5 Finally, shows a variant, as can be used for example in a hybrid vehicle, here is an actual, partially perforated exhaust pipe 10 is integrated with an annular absorption volume in a housing 1 to replicate a muffler with dual tailpipe optically. The remaining volume of the housing 1 is in turn divided by a partition wall 4 in the open chamber 7 and the second chamber 8, the transducers 6 and 6a, here mounted on the single "transducer tailpipe" are arranged as shown in the other examples. In this way one achieves a visually and acoustically very satisfactory device.

Die Fig. 6 zeigt in einem schematischen Schnitt und einer perspektivischen Ansicht einen Reflexionskanal, der an der Unterseite des Gehäuses mündet. Dabei ist zumindest ein Schallwandler im Bereich A angeordnet, wobei der Schall nur durch den Schlitz B austritt. Das zweite Endrohr C kann nur außen am Gehäuse angeschweißt sein und einen weiteren Schallwandler (wie oben den Schallwandler 6a, Breitband) aufweisen. In dieser Ausführung besteht die Möglichkeit, auch in dem zweiten, wahlweise vorgesehenen Endrohr, einen weiteren Schallwandler zu integrieren.The Fig. 6 shows in a schematic section and a perspective view of a reflection channel, which opens at the bottom of the housing. In this case, at least one sound transducer is arranged in the region A, wherein the sound exits only through the slot B. The second tail pipe C can only be welded to the outside of the housing and have a further sound transducer (as above the sound transducer 6a, broadband). In This design makes it possible to integrate a further sound transducer also in the second, optionally provided tailpipe.

Die Fig. 7 zeigt, in perspektivischer Ansicht, teilweise im Schnitt, eine Ausgestaltung, bei der das Endrohr 3 mit einem koaxial angeordneten Horn 11 versehen ist, an dessen innerem Ende ein Schallgeber 6a und, im gezeigten Ausführungsbeispiel, ein Equalizer 12 angeordnet ist. Damit kann einerseits die akustische Qualität besonders gesteigert werden, andererseits wird der Schallgeber 6a besonders gut gegen mechanische Anfechtungen geschützt. Die erreichte Soundqualität ist so gut, dass es möglich ist, die Vorrichtung bei stehendem oder geparktem Fahrzeug als Diskothek zu verwenden.The Fig. 7 shows, in perspective view, partially in section, an embodiment in which the tail pipe 3 is provided with a coaxially arranged horn 11, at its inner end a sounder 6a and, in the embodiment shown, an equalizer 12 is arranged. Thus, on the one hand the acoustic quality can be particularly increased, on the other hand, the sounder 6a is particularly well protected against mechanical challenges. The sound quality achieved is so good that it is possible to use the device as a discotheque when the vehicle is stationary or parked.

Als Materialien kommen für das Gehäuse und die Endrohre alle im Schalldämpferbau verwendeten Materialien in Frage. Die Auswahl der elektroakustischen Wandler, deren Ansteuerung, Stromversorgung und die Generierung der Signale, ebenso wie die akustische Abstimmung der Gesamtheit Gehäuse-Einbauten-Endrohr(e) stellt in Kenntnis der Erfindung für den Fachmann auf dem Gebiet der Fahrzeugakustik keine merklichen Probleme dar.As materials come for the housing and the tailpipes all materials used in silencer construction in question. The selection of the electro-acoustic transducers, their control, power supply and the generation of the signals, as well as the acoustic tuning of the entirety housing-internals tailpipe (s) is in the knowledge of the invention to those skilled in the field of vehicle acoustics no significant problems.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So können insbesondere die Querschnittformen der Gehäuse und Rohre von den dargestellten Formen abweichen und oval oder polygonal mit unterschiedlichsten Ausrundungen sein. Es muss der Querschnitt auch nicht über die Länge des jeweiligen Bauteils konstant bleiben, weder der Form, noch den Abmessungen nach. Die Anordnung der Wandler auf den Stützplatten bzw. -blechen kann anders als dargestellt gewählt werden, auch die dargestellte Form der Wandler ist schematisch und dient nur der Erläuterung. Die Darstellung von Teilen, insbesondere Rohren, als parallel oder konzentrisch ist nur eine von vielen möglichen Anordnungen, ohne die Erfindung darauf zu beschränken.The invention is not limited to the illustrated and illustrated embodiments, but may be variously modified. Thus, in particular, the cross-sectional shapes of the housing and tubes may deviate from the illustrated shapes and be oval or polygonal with a wide variety of fillets. The cross-section also does not have to remain constant over the length of the respective component, neither the shape nor the dimensions. The arrangement of the transducer on the support plates or sheets can be chosen differently than shown, and the illustrated form of the transducer is schematic and is only illustrative. The representation of parts, in particular tubes, as parallel or concentric is only one of many possible arrangements, without limiting the invention thereto.

Claims (4)

Vorrichtung zur Abgabe akustischer Signale für Fahrzeuge mit schlechter akustischer Wahrnehmbarkeit, wie insbesondere Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge, die im Elektroantriebsmodus fahren, dadurch gekennzeichnet, dass das Äußere der Vorrichtung einem Schalldämpfer mit zumindest einem Endrohr (2, 3) entspricht und dass zumindest ein elektroakustischer Wandler (6) im Gehäuse vorgesehen ist, dessen Schall entweder durch ein Endrohr (2) oder durch einen Längsschlitz (B) des Gehäuses austritt.Device for emitting acoustic signals for vehicles with poor acoustical perceptibility, such as in particular electric vehicles and hybrid vehicles driving in electric drive mode, characterized in that the exterior of the device corresponds to a silencer with at least one tailpipe (2, 3) and that at least one electroacoustic transducer ( 6) is provided in the housing, the sound exits either through an end tube (2) or through a longitudinal slot (B) of the housing. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer elektroakustischer Wandler (6a), bevorzugt ein Breitbandwandler, in einem Endrohr (3), das bevorzugt eine konische oder exponentielle Querschnittsvergrößerung aufweist, vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that at least one further electroacoustic transducer (6a), preferably a broadband converter, in an end pipe (3), which preferably has a conical or exponential cross-sectional enlargement, is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Hybridfahrzeug ein vorhandenes Abgasrohr (10) mit dem Gehäuse (1) zu einer Einheit vereint ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in a hybrid vehicle, an existing exhaust pipe (10) with the housing (1) is united into one unit. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Endrohre (3) und bevorzugt koaxial mit ihm ein Horn (11) angeordnet ist, das sich am Ende des Endrohrs öffnet und an dessen innerem, geschlossenen Ende ein elektroakustischer Wandler (6a), bevorzugt mit einem Equalizer (12) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in one of the tail pipes (3) and preferably coaxially therewith a horn (11) is arranged, which opens at the end of the tail pipe and at its inner, closed end an electroacoustic transducer (6a ), preferably with an equalizer (12) is arranged.
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