WO2002077969A1 - Schallübertragungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2002077969A1
WO2002077969A1 PCT/DE2002/001045 DE0201045W WO02077969A1 WO 2002077969 A1 WO2002077969 A1 WO 2002077969A1 DE 0201045 W DE0201045 W DE 0201045W WO 02077969 A1 WO02077969 A1 WO 02077969A1
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WO
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resonator
sound
transmission line
chambers
intake tract
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PCT/DE2002/001045
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English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard Hoffmann
Kay Brodesser
Udo Lindner
Original Assignee
Mahle Filtersysteme Gmbh
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Priority to DE50203827T priority patent/DE50203827D1/de
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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
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/22—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound for conducting sound through hollow pipes, e.g. speaking tubes

Definitions

  • the invention relates to a device for the targeted transmission of sound from an intake tract of an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a passenger car, to an interior of the motor vehicle, with the features of the preamble of claim 1.
  • Such a sound transmission device is known for example from DE 199 22 216 AI and has a hollow transmission line, which is communicatively connected on the input side to the intake tract of the internal combustion engine and to which a resonator chamber is connected.
  • This resonator chamber is tuned to a specific frequency or to a specific frequency band and is oriented in such a way that it emits sound supplied to the vehicle interior via the transmission line.
  • the known sound transmission device can only achieve an inadequate noise effect or sound in the vehicle interior in certain internal combustion engines or in certain vehicles.
  • the possibilities for the targeted generation of a desired sound in the vehicle interior are relatively limited in the known sound transmission device.
  • the present invention is concerned with the problem of specifying an embodiment for a sound transmission device of the type mentioned at the outset in which the possibility of specifically generating a desired noise effect or sound in the vehicle interior is improved.
  • This problem is solved according to the invention in that a plurality of resonator chambers acting in parallel are provided, of which at least two differ from one another in terms of their frequency tuning.
  • the invention uses the knowledge that the sound transmission system of the device according to the invention works with resonances, resonance effects usually only occurring in relatively narrow frequency ranges. By creating several resonator chambers, several different resonance frequencies can be used to generate the desired noise effect. By means of several different resonator chambers, different frequencies of the sound generated by the internal combustion engine can be specifically amplified in order to produce the desired noise impression in the vehicle interior.
  • the sound transmission paths from the intake tract to the individual resonator chambers can be designed as ⁇ / 2 resonators or have a section designed as ⁇ / 2 resonator, with at least two of the ⁇ / 2 resonators differing in terms of their frequency tuning , Because of this Each resonator chamber is preceded by a ⁇ / 2 resonator, which enables additional frequency amplification to be achieved. Different resonance frequencies can be set by different lengths of the sound transmission paths.
  • each resonator chamber can be assigned a membrane which is excited to vibrate by the sound supplied. At least one of the membranes in the associated resonator chamber expediently separates an input-side first space from an output-side second space.
  • the first room forms a so-called “Helmholtz resonator", the characteristics of which can be influenced by the volume of the second room.
  • At least two of the membranes can differ from one another in terms of their frequency tuning. Accordingly, there are various possibilities for frequency tuning of the individual resonator chambers.
  • switching means can be provided with which the individual resonator chambers can be activated and deactivated.
  • This design makes it possible to switch individual resonator chambers on and off.
  • the individual resonator chambers can thereby be activated one after the other, so that only one resonator chamber is activated at a time, while all others are deactivated. It is also possible to have several, in particular all to activate resonator chambers. Different combinations can be switched to generate different sound effects.
  • the sound transmission device is of particular importance in an internal combustion engine which is equipped with a switching suction system.
  • the switching means for activating or deactivating the individual resonator chambers are preferably actuated as a function of the respective switching state of the switching suction system. In this way, changes in the sound radiation characteristics of the internal combustion engine when switching the switching suction system can be compensated for and / or influenced such that a desired auditory impression is produced in the vehicle interior in every switching state of the switching suction system.
  • 1 is a schematic diagram of an intake tract of an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a first embodiment of a sound transmission device according to the invention
  • FIG. 3 shows a basic illustration of a second embodiment of the sound transmission device according to the invention
  • Fig. 4 is a schematic diagram of a particular embodiment of the embodiment shown in FIGS. 2 and
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of a special embodiment of the embodiment according to FIG. 3.
  • an air intake tract 1 of an internal combustion engine 2 has an air filter 3, in which a filter element 4 separates a raw side 5 from a clean side 6.
  • a connecting line 7 which, for example, through a pipe forms, the air filter 3 connects to an air collector 8, which distributes the fresh air drawn into individual cylinders 9 of the internal combustion engine 2.
  • a sound field is formed within this air intake tract 1 during operation of the internal combustion engine 2, the sound or noise characteristics of which correlate with an output provided by the internal combustion engine 2, in particular with its speed.
  • the motor vehicle which is otherwise not shown and which is in particular a passenger car, preferably a sports car, has a sound transmission device 10 shown in FIGS. 2 and 3.
  • an input side 11 of this sound transmission device 10 is preferably connected to the connecting line 7 of the intake tract 1.
  • the input side 11 is connected to the clean side 6 of the air filter 3.
  • the input side 11 may be connected to the entry side 5 of the air filter.
  • the input side n ⁇ ⁇ upstream of the air filter 3 to the raw side of the inlet passage 1 to be connected.
  • the sound transmission device 10 is compatible with the clean side of the air intake tract 1 it is to be ensured that the sound transmission device 10 is airtight to the outside.
  • the sound transmission device 10 has, for example, three hollow transmission lines 12, which are connected here relatively close to one another to the connecting line 7. It is also possible that the different transmission lines 12 are connected to the intake tract 1 at different points. For this purpose, reference is made to the connection options listed above, by way of example, on the input side 11 to H X ⁇ .
  • Each transmission line 12 leads to a resonator chamber 13.
  • Each resonator chamber 13 is gas-tightly separated from the associated transmission line 12 on the input side and connected to an outlet pipe 15 on the output side.
  • all outlet pipes 15 are connected to a common collector 16, which has a common sound outlet pipe 17 for all resonator chambers 13, which is equipped here with a funnel-shaped outlet 18.
  • This outlet 18 is positioned frontally in front of a partition 19, the so-called “bulkhead NX ”, which separates an engine compartment 20 from a vehicle interior 21. Accordingly, the sound is transmitted through this partition 19. It is also possible to form the sound outlet 18 in the partition 19 or the sound outlet pipe 17 through the partition wall 19 to pass through so as to arrange the sound outlet 18 directly in the vehicle interior 21.
  • Each transmission line 12 forms, together with the associated resonator chamber 13 and the associated membrane 14, a sound transmission system, so that in the embodiment shown in FIG. 2 there are three such sound transmission systems which can act simultaneously or in parallel. Embodiments with more or fewer sound transmission systems are also possible.
  • the individual sound transmission systems are preferably tuned with respect to different frequencies in order to achieve a desired broadband effect for the sound transmission device 10.
  • At least two of the resonator chambers 13 are therefore designed differently from one another with regard to their frequency tuning. For example, they differ in terms of their volume.
  • the individual membranes 14 can also be configured differently from one another with regard to their frequency tuning.
  • the individual membranes can differ from one another in terms of their diameter. Different materials, different thicknesses and mass assignments can also be selected.
  • the individual transmission lines 12 can also differ from one another, e.g. in terms of their diameter and / or in terms of their length.
  • An embodiment is particularly advantageous in which at least one of the transmission lines 12 is a so-called " ⁇ / 2 resonator" is formed. If a plurality of transmission lines 12 are designed as ⁇ / 2 resonators, these can be designed with regard to different resonance frequencies.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment in which the sound transmission device 10 according to the invention has switching means 22 with which the individual sound transmission systems or the individual resonator chambers 13 can be activated and deactivated.
  • the switching means 22 have a flap 23 in each transmission line 12, which is each pivotable, for example, about a pivot axis 24 running perpendicular to the plane of the drawing.
  • actuators 25 are provided, each of which drives one of the flaps 23 for adjustment.
  • the individual actuators 25 are connected via corresponding control lines 26 to a controller 27 which actuates the individual actuators 25 as a function of predetermined parameters.
  • each resonator chamber 13 is connected via a separate connecting line 28 to a common transmission line 29, which in turn is connected with its input side 11 to the intake tract 1, here to the air line 7.
  • the individual connection lines 28 can be connected to the common transmission line 29 at different points 30 and 31. It is also possible for all the connecting lines 28 to be approximately at the same point in branch off or go out of the common transmission line 29.
  • connection lines 28 can differ from one another, preferably with regard to their diameter and / or their length.
  • the connecting lines 28 can also be designed as a ⁇ / 2 resonator.
  • the individual connecting lines 28 and the resonator chambers 13 coupled to them are also designed to be switchable, that is, switching means 22 with a flap 23 and an actuator 25 are provided.
  • the flaps 23 can be pivoted in order to open the cross section of the transmission line 12 (in the example according to FIG. 2) or the connecting line 28 (in the example according to FIG. 3) to activate the respective resonator chamber 13 and to deactivate it to close the respective resonator chamber 13.
  • the upper and the middle resonator chamber 13 are activated in FIG. 2, while the lower resonator chamber 13 is deactivated.
  • the upper and lower resonator chamber 13 are activated in the embodiment according to FIG. 3, while the middle resonator chamber 13 is deactivated.
  • the resonator chambers 13 shown in FIG. 3 differ from those in FIG. 2 by the arrangement of the mem- Branches 14.
  • the membranes are arranged within the resonator chambers 13 in such a way that the membrane 14 separates a first space 32 on the input side from a second space 33 on the output side.
  • the respective first room 32 forms a so-called "Helmholtz resonator".
  • the individual resonator chambers 13 can be designed differently with regard to their frequency tuning, the individual sound transmission systems regarding the configuration of the connecting lines 28 and the The volumes of the resonator chambers 13 can differ from one another, and the membranes 14 can also be designed differently.
  • different frequency adjustments can also result from variations in the size of the first room 32 and / or the second room 33.
  • a damping body 34 can be inserted into the second chamber 33, for example, which is formed from an open-cell foam. It is also possible to accommodate such a damping material in the respective outlet pipe 15 or also in the first space 32 or in the connecting line 28. As an example, this damping body 34 in FIG. 3 is only used in the lower sound transmission system. Such or another damping material can also be arranged in the other sound transmission systems.
  • a diaphragm 35 the diaphragm cross-section of which is smaller than the tube cross-section of the outlet tube 15, is likewise arranged, for example, in the sound outlet pipe 17 of the upper sound transmission system. By adjusting the diaphragm cross-section, the acoustic behavior of the resonance system can also be varied.
  • each outlet pipe 15 has its own sound outlet 18; these are each positioned near the partition 19.
  • the sound transmission device 10 is designed to amplify different frequencies or frequency bands, there are relatively diverse design options for the generation and modulation of a desired engine sound in the vehicle interior 21.
  • the embodiment with switchable resonator chambers 13 is of particular interest.
  • the control 27 can do this Actuate switching means 22, for example, depending on the current operating state of internal combustion engine 2. It is possible to activate or deactivate the resonator chambers 13 individually. In particular, two or more resonator chambers can be activated in parallel. All resonator chambers can also be activated or deactivated. It is basically possible to configure two of several sound transmission systems with the same frequency. place, only one of these sound transmission systems being active in a first operating point, while both sound transmission systems are activated in parallel in a second operating point in order to further amplify the assigned frequency.
  • switching processes occur, depending on the speed, with which the intake manifold lengths are changed in order to improve the charging behavior. These switching processes are regularly accompanied by a change in the sound characteristic emitted by the internal combustion engine 2.
  • the switching means 22 can be actuated in a preferred embodiment depending on the switching states of this switching suction system.
  • connection lines 28 of the upper and the lower sound transmission system are connected to the common transmission line 29 in such a way that they open into the latter essentially perpendicularly.
  • the connection line 28 of the middle sound transmission system represents a coaxial extension of the common transmission line 29.
  • other, in particular any, connection angles are also possible.
  • the connecting lines 28 of the upper and lower sound transmission system can each be designed as a ⁇ / 2 resonator. Due to the aligned arrangement of the connection line 28 of the middle sound transmission system, this connection line 28 together with the common transmission line 29 can likewise form a ⁇ / 2 resonator.
  • the collector 16 in a special embodiment can be equipped with several, here two, common outlet pipes 17 and 17 ⁇ , which differ from one another in terms of their dimensions. This measure can also influence the spectrum of the emitted sound frequencies.
  • At least one of the resonator chambers 13 can be equipped with several, here three, outlet pipes 15 ⁇ , 15 ⁇ and 15 , which differ from one another in terms of their dimensions.
  • the characteristics of the emitted sound can be influenced within a resonator chamber 13.
  • the arrangement of a plurality of outlet pipes 15 and 17 results in an increased broadband nature of the emitted sound.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zu gezielten Schallübertragung von einem Ansaugtrakt (1) einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu einem Innenraum (21) des Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer hohlen Übertragungsleitung (12), die eingangsseitig mit dem Ansaugtrakt (1) kommunizierend verbunden ist und an die mindestens eine Resonatorkammer (13) angeschlossen ist, die den Schall zum Fahrzeuginnenraum (21) abstrahlt.Um den auf den Fahrzeuginnenraum (21) übertragbaren Schall besser modulieren zu können, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung (10) mehrere, parallel wirkende Resonatorkammern (13) auf, von denen sich wenigstens zwei hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterscheiden.

Description

Schallübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gezielten Schallübertragung von einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, zu einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine derartige Schallübertragungsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 199 22 216 AI bekannt und weist eine hohle Übertragungsleitung auf, die eingangsseitig mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine kommunizierend verbunden ist und an die eine Resonatorkammer angeschlossen ist. Diese Resonatorkammer ist auf eine bestimmte Frequenz oder auf ein bestimmtes Frequenzband abgestimmt und ist dabei so ausgerichtet, dass sie einen über die Übertragungsleitung zugeführten Schall zum Fahrzeuginnenraum abstrahlt.
Es hat sich gezeigt, dass sich mit Hilfe der bekannten Schallübertragungsvorrichtung bei bestimmten Brennkraftmaschinen bzw. bei bestimmten Fahrzeugen nur ein unzureichender Geräuscheffekt bzw. Sound im Fahrzeuginnenraum erzielen lässt. Die Möglichkeiten zur gezielten Generierung eines gewünschten Sounds im Fahrzeuginnenraum sind bei der bekannten Schallübertragungsvorrichtung relativ eingeschränkt. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Schallübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art eine Ausführungsform anzugeben, bei der die Möglichkeit zur gezielten Generierung eines gewünschten Geräuscheffekts oder Sounds im Fahrzeuginnenraum verbessert ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mehrere, parallel wirkende Resonatorkammern vorgesehen sind, von denen sich mindestens zwei hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterscheiden. Die Erfindung nutzt dabei die Erkenntnis, dass das Schallübertragungssystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Resonanzen arbeitet, wobei Resonanzeffekte üblicherweise nur in relativ engen Frequenzbereichen auftreten. Durch die Schaffung mehrerer Resonatorkammern können somit mehrere, verschiedene Resonanzfrequenzen ausgenutzt werden, um den gewünschten Geräuscheffekt zu generieren. Durch mehrere, unterschiedliche Resonatorkammern, können verschiedene Frequenzen des von der Brennkraftmaschine erzeugten Schalls gezielt verstärkt werden, um im Fahrzeuginnenraum den gewünschten Geräuscheindruck herzustellen.
Bei einer Weiterbildung können die Schallübertragungsstrek- ken vom Ansaugtrakt zu den einzelnen Resonatorkammern als λ/2-Resonatoren ausgebildet sein oder einen als λ/2- Resonator ausgebildeten Abschnitt aufweisen, wobei sich von den λ/2-Resonatoren zumindest zwei hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterscheiden. Durch diese Maß- nahmen wird jeder Resonatorkammer ein λ/2-Resonator vorgeschaltet, wodurch sich eine zusätzliche Frequenzverstärkung erzielen lässt. Durch unterschiedliche Längen der Schallübertragungsstrecken können dabei verschiedene Resonanzfrequenzen eingestellt werden.
Bei einer anderen Weiterbildung kann jeder Resonatorkammer eine Membran zugeordnet sein, die durch den zugeführten Schall zu Schwingungen angeregt wird. Zweckmäßig trennt mindestens eine der Membranen in der zugehörigen Resonatorkammer einen eingangsseitigen ersten Raum von einem ausgangs- seitigen zweiten Raum. Der erste Raum bildet dabei einen sogenannten „Helmholtz-Resonator" , dessen Charakteristik durch das Volumen des zweiten Raums beeinflussbar ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung können sich zumindest zwei der Membranen hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterscheiden. Dementsprechend ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zur Frequenzabstimmung der einzelnen Resonatorkammern.
Bei einer besonderen Ausführungsform können Schaltmittel vorgesehen sein, mit denen die einzelnen Resonatorkammern aktivierbar und deaktivierbar sind. Durch diese Bauweise ist es möglich, einzelne Resonatorkammern anzuschalten und abzuschalten. Insbesondere können die einzelnen Resonatorkammern dadurch nacheinander aktiviert werden, so dass immer nur eine Resonatorkammer aktiviert ist, während alle anderen deaktiviert sind. Ebenso ist es möglich mehrere, insbesondere alle, Resonatorkammern zu aktivieren. Dabei können verschiedene Kombinationen geschaltet werden, um unterschiedliche Soundeffekte zu generieren.
Von besonderer Bedeutung ist die erfindungsgemäße Schallübertragungsvorrichtung bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer Schaltsauganlage ausgestattet ist. Die Schaltmittel zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der einzelnen Resonatorkammern werden bei einer solchen Brennkraftmaschine vorzugsweise in Abhängigkeit des jeweiligen Schal zustands der Schaltsauganlage betätigt. Auf diese Weise können Veränderungen der Schallabstrahlungscharakteristik der Brennkraftmaschine beim Schalten der Schaltsauganlage kompensiert und/oder beeinflusst werden, derart, dass im Fahrzeuginnenraum in jedem Schaltzustand der Schaltsauganlage ein gewünschter Höreindruck entsteht.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den ünteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Ansaugtraktes einer Brennkraftmaschine,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Schallübertragungsvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schallübertragungsvorrichtung,
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer besonderen Ausgestaltung der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung einer besonderen Ausgestaltung der Ausführungsform gemäß Fig. 3.
Entsprechend Fig. 1 weist ein Luftansaugtrakt 1 einer Brennkraftmaschine 2 ein Luftfilter 3 auf, in dem ein Filterelement 4 eine Rohseite 5 von einer Reinseite 6 trennt. Eine Verbindungsleitung 7, die beispielsweise durch ein Rohr ge- bildet sein kann, verbindet das Luftfilter 3 mit einem Luftsammler 8, der die angesaugte Frischluft auf einzelne Zylinder 9 der Brennkraftmaschine 2 verteilt. Innerhalb dieses Luftansaugtraktes 1 ist während des Betriebs der Brennkraftmaschine 2 ein Schallfeld ausgebildet, dessen Klangoder Geräuschcharakteristik mit einer von der Brennkraftmaschine 2 erbrachten Leistung, insbesondere mit deren Drehzahl, korreliert. Um den Fahrzeuginsassen, vor allem dem Fahrzeugführer, ein akustisches Feedback der Brennkraftmaschinentätigkeit zu liefern, verfügt das im übrigen nicht dargestellte Kraftfahrzeug, das insbesondere ein Personenkraftwagen, vorzugsweise ein Sportwagen ist, über eine in den Fig. 2 und 3 dargestellte Schallübertragungsvorrichtung 10.
Entsprechend Fig. 1 wird eine Eingangsseite 11 dieser Schallübertragungsvorrichtung 10 vorzugsweise an die Verbindungsleitung 7 des Ansaugtraktes 1 angeschlossen. Ebenso sind Äusführungsformen möglich, bei denen die Eingangsseite 11 mit der Reinseite 6 des Luftfilters 3 verbunden ist. Bei manchen Fahrzeugtypen kann es vorteilhaft sein, die Eingangsseite 11 >λ an den Luftsammler 8 anzuschließen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Eingangsseite 11, mit der Rohseite 5 des Luftfilters 3 verbunden sein. Ebenso ist es möglich, die Eingangsseite nΛ ^ stromauf des Luftfilters 3 an die Rohseite des Ansaugtrakts 1 anzuschließen. Bei den Ausführungsformen, bei welchen die Schallübertragungsvorrichtung 10 mit der Reinseite des Luftansaugtrakts 1 kom- muniziert, ist darauf zu achten, dass die Schallübertragungsvorrichtung 10 nach außen luftdicht ausgebildet ist.
Entsprechend Fig. 2 besitzt die erfindungsgemäße Schallübertragungsvorrichtung 10 beispielsweise drei hohle Übertragungsleitungen 12, die hier relativ nahe beieinander an die Verbindungsleitung 7 angeschlossen sind. Ebenso ist es möglich, dass die verschiedenen Übertragungsleitungen 12 an unterschiedlichen Stellen an den Ansaugtrakt 1 angeschlossen sind. Hierzu wird auf die oben, beispielhaft aufgezählten Anschlussmöglichkeiten der Eingangsseite 11 bis H Xλ verwiesen.
Jede Übertragungsleitung 12 führt zu einer Resonatorkammer 13. Jede Resonatorkammer 13 ist eingangsseitig über eine Membran 14 von der zugehörigen Übertragungsleitung 12 gasdicht getrennt und ausgangsseitig mit einem Austrittsrohr 15 verbunden. In der hier dargestellten Ausführungsform sind alle Austrittsrohre 15 an einen gemeinsamen Sammler 16 angeschlossen, der für sämtliche Resonatorkammern 13 ein gemeinsames Schallaustrittsrohr 17 aufweist, das hier mit einem trichterförmigen Austritt 18 ausgestattet ist. Dieser Austritt 18 ist frontal vor einer Trennwand 19, der sogenannten „SpritzwandNX , positioniert, die einen Motorraum 20 von einem Fahrzeuginnenraum 21 trennt. Dementsprechend erfolgt die Schallübertragung durch diese Trennwand 19 hindurch. Ebenso ist es möglich, den Schallaustritt 18 in der Trennwand 19 auszubilden bzw. das Schallaustrittsrohr 17 durch die Trenn- wand 19 hindurchzuführen, um so den Schallaustritt 18 direkt im Fahrzeuginnenraum 21 anzuordnen.
Jede Übertragungsleitung 12 bildet zusammen mit der zugehörigen Resonatorkammer 13 und der zugehörigen Membran 14 ein Schallübertragungssystem, so dass bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform drei solche Schallübertragungssysteme vorliegen, die gleichzeitig oder parallel wirksam sein können. Ebenso sind Ausführungsformen mit mehr oder weniger Schallübertragungssystemen möglich. Die einzelnen Schallübertragungssysteme sind vorzugsweise hinsichtlich unterschiedlicher Frequenzen abgestimmt, um so eine gewünschte Breitbandwirkung für die Schallübertragungsvorrichtung 10 zu realisieren. Wenigstens zwei der Resonatorkammern 13 sind demnach hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterschiedlich ausgebildet. Beispielsweise unterscheiden sie sich hinsichtlich ihres Volumens. Darüber hinaus können auch die einzelnen Membranen 14 hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterschiedlich ausgestaltet sein. Beispielsweise können die einzelnen Membranen sich hinsichtlich ihres Durchmessers voneinander unterscheiden. Ebenso können unterschiedliche Materialien, unterschiedliche Dicken und Massebelegungen gewählt werden. Des weiteren können sich auch die einzelnen Übertragungsleitungen 12 voneinander unterscheiden, z.B. hinsichtlich ihres Durchmessers und/oder hinsichtlich ihrer Länge.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der wenigstens eine der Übertragungsleitungen 12 als sogenannter „λ/2-Resonator" ausgebildet ist. Wenn mehrere Übertragungsleitungen 12 als λ/2-Resonatoren ausgebildet sind, können diese hinsichtlich unterschiedlicher Resonanzfrequenzen ausgebildet sein.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die erfindungsgemäße Schallübertragungsvorrichtung 10 Schaltmittel 22 aufweist, mit denen die einzelnen Schallübertragungssysteme bzw. die einzelnen Resonatorkammern 13 aktivierbar und deaktivierbar sind. Die Schaltmittel 22 weisen dabei in jeder Übertragungsleitung 12 eine Klappe 23 auf, die jeweils beispielhaft um eine senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Schwenkachse 24 schwenkverstellbar ist. Des weiteren sind Stellglieder 25 vorgesehen, die jeweils eine der Klappen 23 zum Verstellen antreiben. Die einzelnen Stellglieder 25 sind dabei über entsprechende Steuerleitungen 26 mit einer Steuerung 27 verbunden, welche die einzelnen Stellglieder 25 in Abhängigkeit vorbestimmter Parameter betätigt.
Entsprechend Fig. 3 ist bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schallübertragungsvorrichtung 10 jede Resonatorkammer 13 über eine separate Anschlussleitung 28 an eine gemeinsame Übertragungsleitung 29 angeschlossen, die ihrerseits mit ihrer Eingangsseite 11 an den Ansaugtrakt 1, hier an die Luftleitung 7, angeschlossen ist. Wie hier dargestellt, können die einzelnen Anschlussleitungen 28 an unterschiedlichen Stellen 30 und 31 an die gemeinsame Übertragungsleitung 29 angeschlossen sein. Ebenso ist es möglich, dass alle Anschlussleitungen 28 etwa an derselben Stelle von der gemeinsamen Übertragungsleitung 29 abzweigen bzw. ausgehen.
Die einzelnen Anschlussleitungen 28 können sich voneinander unterscheiden, vorzugsweise hinsichtlich ihres Durchmessers und/oder ihrer Länge. Auch die Anschlussleitungen 28 können als λ/2-Resonator ausgebildet sein.
Auch bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind die einzelnen Anschlussleitungen 28 bzw. die damit gekoppelten Resonatorka mern 13 schaltbar ausgestaltet, das heißt, es sind Schaltmittel 22 mit Klappe 23 und Stellglied 25 vorgesehen.
Durch die Betätigung der Stellglieder 25 können die Klappen 23 verschwenkt werden, um den Querschnitt der Übertragungsleitung 12 (im Beispiel gemäß Fig. 2) oder der Anschlussleitung 28 (im Beispiel gemäß Fig. 3) zum Aktivieren der jeweiligen Resonatorkammer 13 zu öffnen und zum Deaktivieren der jeweiligen Resonatorkammer 13 zu schließen. Dementsprechend sind in Fig. 2 die obere und die mittlere Resonatorkammer 13 aktiviert, während die untere Resonatorkämmer 13 deaktiviert ist. Im Unterschied dazu sind in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 die obere und die untere Resonatorka mer 13 aktiviert, während die mittlere Resonatorkammer 13 deaktiviert ist .
Die in Fig. 3 gezeigten Resonatorkammern 13 unterscheiden sich von denjenigen der Fig. 2 durch die Anordnung der Mem- branen 14. In Fig. 3 sind die Membranen so innerhalb der Resonatorkammern 13 angeordnet, dass die Membran 14 dort einen eingangsseitigen ersten Raum 32 von einem ausgangsseitigen zweiten Raum 33 trennt. Dabei bildet der jeweilige erste Raum 32 einen sogenannten „Helmholtz-Resonator" . Wie bereits oben zu Fig. 2 erläutert, können die einzelnen Resonatorkammern 13 hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung unterschiedlich ausgestaltet sein, wobei sich die einzelnen Schallübertragungssysteme hinsichtlich der Ausgestaltung der Anschlussleitungen 28, sowie der Volumina der Resonatorkammern 13 voneinander unterscheiden können. Ebenso können die Membranen 14 unterschiedlich ausgebildet sein. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 können sich unterschiedliche Frequenzabstimmungen auch durch Variationen der Größe des ersten Raums 32 und/oder des zweiten Raums 33 ergeben.
Um die Schallabstrahlcharakteristik der Resonatorkammern 13 zu verändern, kann beispielsweise in die zweite Kammer 33 ein Dämpfungskörper 34 eingesetzt sein, der beispielsweise aus einem offenporigen Schaumstoff gebildet ist. Ebenso ist es möglich, ein derartiges Dämpfungsmaterial auch im jeweiligen Austrittsrohr 15 oder auch im ersten Raum 32 oder in der Anschlussleitung 28 unterzubringen. Beispielhaft ist dieser Dämpfungskörper 34 in Fig. 3 nur in das untere Schallübertragungssystem eingesetzt. Ebenso kann ein derartiges oder ein anderes Dämpfungsmaterial auch in den anderen Schallübertragungssystemen angeordnet werden. Ebenso beispielhaft ist im Schallaustrittsrohr 17 des oberen Schallübertragungssystems eine Blende 35 angeordnet, deren Blendenquerschnitt kleiner ist als der Rohrquerschnitt des Austrittsrohrs 15. Durch die Einstellung des Blendenquerschnitts kann ebenfalls das akustische Verhalten des Resonanzsystems variiert werden.
Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist bei der Variante gemäß Fig. 3 kein gemeinsamer Sammler 16 vorgesehen, vielmehr weist jedes Austrittsrohr 15 einen eigenen Schallaustritt 18 auf; diese sind jeweils nahe der Trennwand 19 positioniert. Auch hier ist es möglich, die Schallaustritte 18 in oder jenseits der Trennwand 19 anzuordnen.
Da die erfindungsgemäße Schallübertragungsvorrichtung 10 zur Verstärkung unterschiedlicher Frequenzen bzw. Frequenzbänder ausgebildet ist, ergeben sich relativ vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten für die Generierung und Modulation eines erwünschten Motorsounds im Fahrzeuginnenraum 21. Von besonderem Interesse ist dabei die Ausführungsform mit schaltbaren Resonatorkammern 13. Hierbei kann die Steuerung 27 die Schaltmittel 22 zum Beispiel in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustands der Brennkraftmaschine 2 betätigen. Dabei ist es möglich, die Resonatorkammern 13 einzeln zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Insbesondere können zwei oder mehr Resonatorkammern parallel aktiviert werden. Ebenso können alle Resonatorkammern aktiviert oder deaktiviert werden. Dabei ist es grundsätzlich möglich, zwei von mehreren Schallübertragungssystemen hinsichtlich derselben Frequenz auszu- legen, wobei in einem ersten Betriebspunkt nur eines dieser Schallübertragungssysteme aktiv ist, während in einem zweiten Betriebspunkt beide Schallübertragungssysteme parallel aktiviert werden, um die zugeordnete Frequenz nochmals zu verstärken.
Bei einer Brennkraftmaschine 2, die mit einer Schaltsaugan- lage ausgestattet ist, kommt es drehzahlabhängig zu Schaltvorgängen, mit denen zur Verbesserung des Ladeverhaltens die Saugrohrlängen verändert werden. Mit diesen Schaltvorgängen geht regelmäßig eine Veränderung der von der Brennkraftmaschine 2 abgestrahlten Schallcharakteristik einher. Um nachteilige Auswirkungen derartiger Schaltvorgänge für die Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum 21 zu reduzieren, kann die Betätigung der Schaltmittel 22 bei einer bevorzugten Ausführungsform in Abhängigkeit der Schaltzustände dieser Schaltsauganlage durchgeführt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die Anschlussleitungen 28 des oberen und des unteren Schallübertragungssystems so an die gemeinsame Übertragungsleitung 29 angeschlossen, dass sie im wesentlichen senkrecht in diese einmünden. Im Unterschied dazu stellt die Anschlussleitung 28 des mittleren Schallübertragungssystems eine koaxiale Verlängerung der gemeinsamen Übertragungsleitung 29 dar. Grundsätzlich sind jedoch auch andere, insbesondere beliebige, Anschlusswinkel möglich. Durch den senkrechten Anschluss können die Anschlussleitungen 28 des oberen und des unteren Schallübertragungssystems jeweils als λ/2-Resonator ausgebildet werden. Durch die fluchtende Anordnung der Anschlussleitung 28 des mittleren Schallübertragungssystems, kann diese Anschlussleitung 28 zusammen mit der gemeinsamen Übertragungsleitung 29 ebenfalls einen λ/2-Resonator ausbilden.
Entsprechend Fig. 4 kann bei einer Weiterbildung der Vorrichtung 10 gemäß Fig. 2 der Sammler 16 bei einer besonderen Ausführungsform mit mehreren, hier zwei, gemeinsamen Austrittsrohren 17 und 17 λ ausgestattet sein, die sich hinsichtlich ihrer Abmessungen voneinander unterscheiden. Auch durch diese Maßnahme kann das Spektrum der abgestrahlten Schallfrequenzen beeinflußt werden.
Gemäß Fig. 5 kann bei einer Weiterbildung der Vorrichtung 10 gemäß Fig. 3 zumindest eine der Resonatorkammern 13 mit mehreren, hier drei, Austrittsrohren 15 Λ, 15 Λλ und 15, ausgestattet sein, die sich hinsichtlich ihrer Abmessungen voneinander unterscheiden. Auch hier kann innerhalb einer Resonatorkammer 13 die Charakteristik des abgestrahlten Schalls beeinflußt werden. Insbesondere ergibt sich durch die Anordnung mehrerer Austrittsrohre 15 bzw. 17 (vgl. Fig. 4) eine erhöhte Breitbandigkeit des abgestrahlten Schalls.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur gezielten Schallübertragung von einem Ansaugtrakt (1) einer Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs zu einem Innenraum (21) des Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer hohlen Übertragungsleitung (12; 29) , die eingangsseitig mit dem Ansaugtrakt (1) kommunizierend verbunden ist und an die mindestens eine Resonatorkammer (13) angeschlossen ist, die den Schall zum Fahrzeuginnenraum (21) abstrahlt, dadurch gekennze chnet, dass mehrere, parallel wirkende Resonatorkammern (13) vorgesehen sind, von denen sich mindestens zwei hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterscheiden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geken zeichnet, dass jede Resonatorkämmer (13) über eine separate Übertragungsleitung (12) an den Ansaugtrakt (1) angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn t, dass alle Resonatorkammern (13) über eine gemeinsame Übertragungsleitung (29) an den Ansaugtrakt (1) angeschlossen sind, derart, dass jede Resonatorkammer (13) über eine sepa- rate Anschlussleitung (28) an die gemeinsame Übertragungsleitung (29) angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitungen (28) an unterschiedlichen Stellen (30, 31) an die gemeinsame Übertragungsleitung (29) angeschlossen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennz ichne , dass die Schallübertragungsstrecken vom Ansaugtrakt (1) zu den Resonatorkammern (13) als λ/2-Resonatoren ausgebildet sind oder einen als λ/2-Resonator ausgebildeten Abschnitt aufweisen, wobei sich von den λ/2-Resonatoren zumindest zwei hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterscheiden.
6. Vorrichtung zumindest nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Anschlussleitungen (28) als λ/2- Resonator ausgebildet ist.
7. Vorrichtung zumindest nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Anschlussleitungen (28) zusammen mit der gemeinsamen Übertragungsleitung (29) als λ/2- Resonator ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichne , dass jeder Resonatorkammer (13) eine Membran (14) zugeordnet ist .
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Membranen (14) in der zugehörigen Resonatorkammer (13) einen eingangsseitigen ersten Raum (32) von einem ausgangsseitigen zweiten Raum (33) trennt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest zwei der Membranen (14) hinsichtlich ihrer Frequenzabsti mung voneinander unterscheiden.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatorkammern (13) ausgangsseitig an einen gemeinsamen Sammler (16) angeschlossen sind, über den die Resonatorkammern (13) den Schall zum Fahrzeuginnenraum (21) abstrahlen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltmittel (22) vorgesehen sind, mit denen wenigstens eine der Resonatorkammern (13) aktivierbar und deaktivierbar ist .
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (22) zum Schalten einer Resonatorkammer (13) eine Klappe (23) aufweisen, die den Querschnitt der zugehörigen Übertragungsleitung (12) oder Anschlussleitung (28) zum Aktivieren öffnet und zum Deaktivieren schließt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch geken zeichne , dass die Schaltmittel (22) in Abhängigkeit des Betriebszustands der Brennkraftmaschine (2) die Resonatorkammern (13) anschalten, abschalten und zuschalten.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch geken zeichne , dass die Schaltmittel (22) bei einer Brennkraftmaschine (2), die mit einer Schaltsauganlage ausgestattet ist, die Res.ona- torkammern (13) in Abhängigkeit des Schaltzustands der Schaltsauganlage an-, ab- und zuschalten.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichne , dass zumindest eine der Resonatorkammern (13) ausgangsseitig mehrere Austrittsrohre (15 , 15 Λ, 15 ) mit unterschiedlichen Abmessungen aufweist.
17. Vorrichtung zumindest nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichne , dass der Sammler (16) mehrere gemeinsame Austrittsrohre (17 17 λ) mit unterschiedlichen Abmessungen aufweist.
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