DE10015697C1 - Sound converter for exhaust gas pulsations - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schallwandler, mit einem Abzweigungsglied, das mit einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zur Abzweigung von Abgaspulsationen verbunden ist, und mit einem Schallwandlerkopf, über den, basierend auf den Abgaspulsationen, Luftschall zumindest in den Raum der Brennkraftmaschine abstrahlbar ist.The invention relates to a sound transducer with a branching element, which is connected to an exhaust system of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, for branching off exhaust gas pulsations, and with a sound transducer head, via which, based on the exhaust gas pulsations, airborne sound can be radiated at least into the space of the internal combustion engine .

Description

Die Erfindung betrifft einen Schallwandler mit einem Abzweigungsglied, das mit einer Ab­ gasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zur Abzweigung von Abgaspulsationen verbunden ist, und einem Schallwandlerkopf, über den basierend auf den Abgaspulsationen Luftschall zumindest in den Raum der Brennkraftmaschine abstrahlbar ist.The invention relates to a sound transducer with a branching element, which has an Ab Gas system of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, for branching of exhaust gas pulsations, and a transducer head, based on the exhaust gas pulsations, airborne noise can be radiated at least into the space of the internal combustion engine is.

Der Charakter eines Kraftfahrzeuges wird durch eine komplexe Mannigfaltigkeit von Wahr­ nehmungen bestimmt. Manche dieser Wahrnehmungen sind visuell, andere greifbar und schließlich können auch einige hörbar sein. Dabei wird der von einer Brennkraftmaschine abgegebene Schall von einer Mischung seiner Grundfeuerungsfrequenz, höherer Harmonischen dieser Frequenz und Resonanzen aller seiner Komponenten bestimmt. Seit Anfang des letzten Jahrhunderts haben sich Generationen von Kraftfahrzeugentwicklern damit beschäf­ tigt, den von einem Kraftfahrzeug erzeugten, hörbaren Schall durch gezielte Reduktion zu konditionieren, wobei den Entwicklern zum Schalldämpfen im wesentlichen drei nach unter­ schiedlichen physikalischen Prinzipien wirkende Dämpfertypen zur Verfügung stehen, näm­ lich Helmholtz-Resonatoren, Dissipationsdämpfer und Absorptionsdämpfer. Beispielsweise aus der DE 196 15 917 A1 ist ein Ansaugschalldämpfer bekannt, während in der nicht vor­ veröffentlichten DE 199 48 146 ein Abgasschalldämpfer beschrieben ist.The character of a motor vehicle becomes apparent through a complex diversity of truth determinations determined. Some of these perceptions are visual, others are tangible and after all, some may be audible. This is from an internal combustion engine emitted sound from a mixture of its basic firing frequency, higher harmonics  this frequency and resonances of all its components are determined. Since the beginning of Generations of motor vehicle developers have dealt with this in the last century tigt, the audible sound generated by a motor vehicle through targeted reduction condition, the developers for sound attenuation essentially three down different types of physical damper types are available, näm Lich Helmholtz resonators, dissipation dampers and absorption dampers. For example From DE 196 15 917 A1 an intake silencer is known, while not in the published DE 199 48 146 an exhaust silencer is described.

Generationen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Motoren für Kraftfahrzeuge, mit hohen Leistungsreserven werden zunehmend mit Ladern, wie Turbuladern, mechanischen Ladern oder dergleichen, und/oder Kompressoren ausgestattet. Bei diesen Motoren werden die Mün­ dungsgeräusche und die Körperschallabstrahlung der Ansaugmodule nicht mehr primär durch die Motorordnungen, sondern zunehmend durch subjektiv auffällige, teilweise auch als lästig empfundene Komponenten in im Vergleich zu den Grundfeuerungsfrequenzen deutlich höhe­ ren Frequenzbereichen geprägt. Besonders das Fehlen der bei Saugermotoren vorhandenen "brummigen" Motorordnungen im Mündungsgeräusch aufgrund der Tatsache, daß die Lader durch ihre Arbeitsweise die für besagte "brummige" Klänge ursächlichen Pulsationen "zer­ hacken", führt dazu, daß die akustisch wahrnehmbare Dynamik und Sportlichkeit von Kraft­ fahrzeugen im wesentlichen verloren geht. Die Motoren mit Ladern klingen zum Teil extrem rauh bzw. werden durch die charakteristischen Geräusche der Lader oder dergleichen geprägt.Generations of internal combustion engines, especially engines for motor vehicles, with high Power reserves are increasing with superchargers, such as turbochargers, mechanical superchargers or the like, and / or compressors. With these engines, the Mün noises and the structure-borne noise radiation of the intake modules are no longer primarily caused by the engine orders, but increasingly by subjectively conspicuous, sometimes as annoying perceived components in significantly higher compared to the basic firing frequencies shaped frequency ranges. Especially the lack of those available in naturally aspirated engines "grumpy" engine orders in the muzzle noise due to the fact that the loader through their way of working, the pulsations that cause "grumpy" sounds chop ", leads to the acoustically perceptible dynamics and sportiness of strength vehicles is essentially lost. The engines with loaders sometimes sound extreme rough or are characterized by the characteristic noise of the loader or the like.

Im Stand der Technik sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt, die zumindest dem Fahrer bzw. den Insassen im Fahrzeug eine zusätzliche akustische Rückmeldung des Motors liefern.Numerous devices are known in the prior art which at least the driver or provide the occupants in the vehicle with additional acoustic feedback from the engine.

Die DE 197 46 523 A1 offenbart ein Verfahren zur Klangerzeugung in Kraftfahrzeugen. Bei diesem Verfahren wird die Drehzahl bzw. der Lastzustand eines Motors über geeignete Sen­ soren bestimmt. Zusätzlich werden über im Fahrgastinnenraum angebrachte Mikrofone die dort vorherrschenden Schallsignale zur Bestimmung von Übertragungsfunktionen aufgenommen. Um den Klangeindruck im Fahrgastinnenraum zu verändern, können in Abhängig­ keit von den Übertragungsfunktionen bestimmte vom Motor abgestrahlte akustische Ober­ wellen verschiedener Ordnung oder Teile davon mittels Lautsprechern in den Fahrgastinnen­ raum abgestrahlt werden. Dazu werden die Signale der Sensoren und Mikrofone mittels eines AD-Wandlers umgewandelt, mittels eine Mikroprozessors analysiert, und das gewünschte Ausgangssignal erzeugt, welches über einen DA-Wandler an die im Fahrgastinnenraum be­ findlichen Lautsprecher geführt wird.DE 197 46 523 A1 discloses a method for generating sound in motor vehicles. At In this process, the speed or the load state of an engine is measured using suitable sensors determined. In addition, the microphones installed in the passenger compartment prevailing sound signals recorded for the determination of transfer functions.  In order to change the sound impression in the passenger compartment, depending The acoustic functions emitted by the motor are determined by the transfer functions waves of different order or parts thereof using loudspeakers in the passengers be emitted space. For this purpose, the signals from the sensors and microphones are recorded using a AD converter, analyzed by means of a microprocessor, and the desired Output signal generated, which via a DA converter to be in the passenger compartment sensitive speaker is led.

Aus der WO 00/04532 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Geräuschen im Innenraum eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit vom Betriebszustand eines Verbren­ nungsmotors bekannt. Diese Vorrichtung erfaßt zunächst Druckschwankungen im Ansaugbe­ reich des Motors mittels eines Drucksensors. Das Ausgangssignal des Drucksensors, welches repräsentativ für die Drehzahl und die Last, unter dem der Motor läuft, ist, wird in einer elek­ tronischen Filtereinrichtung aufbereitet, in einem Verstärker verstärkt und über Lautsprecher im Innenraum des Kraftfahrzeugs wiedergegeben. Es wird auch vorgeschlagen, daß der Ver­ stärker und der Filter über eine Modulationseinrichtung gesteuert werden können. Diese Mo­ dulationseinrichtung wiederum ist mit Sensoren zur Feststellung einer Gaspedalstellung, einer Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. einer Position eines Schalthebels verbunden. Durch dieses Modulationsglied werden Frequenzanteile des über die Lautsprecher wiedergegebenen Si­ gnals angehoben bzw. abgesenkt oder eine Frequenzvervielfachung von diesem, im Bezug auf das Eingangssignal, herbeigeführt.WO 00/04532 describes a method and a device for generating noise in the interior of a motor vehicle depending on the operating state of a combustion known motor. This device initially detects pressure fluctuations in the intake range of the engine by means of a pressure sensor. The output signal of the pressure sensor, which representative of the speed and the load under which the engine is running, is in an elek tronic filter device processed, amplified in an amplifier and via loudspeakers reproduced in the interior of the motor vehicle. It is also proposed that the Ver stronger and the filter can be controlled via a modulation device. This Mon Dulation device is in turn with sensors for determining an accelerator pedal position, one Vehicle speed or a position of a shift lever connected. Because of this The modulation element becomes frequency components of the Si reproduced via the loudspeakers gnals raised or lowered or a frequency multiplication of this, with respect to the input signal.

Im Gegensatz zu diesen Vorrichtungen, welche akustische Signale zunächst in elektrische Signale umwandeln und diese weiter verarbeiten, um sie über Lautsprecher dem Fahrgastin­ nenraum zuzuführen, sind aus dem Stand der Technik auch rein mechanoakustisch arbeitende Vorrichtungen zur Erzeugung einer akustischen Rückmeldung bekannt.In contrast to these devices, which first acoustic signals in electrical Convert signals and process them further to the passenger via loudspeakers supply from the state of the art are also purely mechano-acoustic working Devices for generating an acoustic feedback known.

Die DE 44 35 296 A1 offenbart eine Vorrichtung, bei der aus dem Ansaugtrakt einer Brenn­ kraftmaschine eines Kraftfahrzeuges ein Rohrstück abzweigt. Dieses Rohrstück ist mit einer Membrane zur Erzeugung eines gewünschten Geräuschspektrums, insbesondere beim Be­ schleunigen des Kraftfahrzeuges, versehen. Der Membrane schließt sich auf der Seite, die dem Abzweigrohr abgewandt ist, ein Leitungsrohr an, welches mit zumindest einem akusti­ schen Resonator versehen ist. Dieses Leitungsrohr endet offen im Motorraum. Über die Span­ nung der Membrane wird die Resonanzfrequenz dieser, und damit die Frequenz der abgege­ benen Schallwellen, der jeweiligen Brennkraftmaschine angepaßt.DE 44 35 296 A1 discloses a device in which a fuel is extracted from the intake tract Engine of a motor vehicle branches off a pipe section. This piece of pipe is with a  Membrane to generate a desired noise spectrum, especially when loading accelerate the motor vehicle, provided. The membrane closes on the side that a branch pipe facing away from the branch pipe, which pipe with at least one acousti the resonator is provided. This line pipe ends open in the engine compartment. About the Span voltage of the membrane, the resonance frequency of this, and thus the frequency of the emitted benen sound waves, adapted to the respective internal combustion engine.

Um dem Fahrer auch bei geräuscharmen Fahrzeugen eine akustische Information über den Betriebszustand des Motors zu geben, wird in der DE 197 04 376 A1 eine Luftfilteranordnung offenbart, welche eine akustische Verbindung zum Innenraum des Kraftfahrzeuges aufweist. Diese Verbindung wird durch eine Leitung, welche rohr- bzw. schlauchartig ausgebildet sein kann und durch eine Membrane in zwei Teile aufgeteilt wird, bereitgestellt. Durch Anpassung der Flexibilität der Membrane und der geometrischen Ausmaße des einen Teilstücks der Lei­ tung, welches als Resonator wirkt, kann das im Inneren des Fahrerraums erzeugte Geräusch­ spektrum dem Motor angepaßt werden.To provide the driver with acoustic information about the vehicle even in low-noise vehicles To give the operating state of the engine is an air filter arrangement in DE 197 04 376 A1 discloses which has an acoustic connection to the interior of the motor vehicle. This connection is made by a line which is tubular or hose-like can and is divided into two parts by a membrane. By adaptation the flexibility of the membrane and the geometric dimensions of one section of the lei device, which acts as a resonator, the noise generated inside the driver's compartment spectrum to be adapted to the engine.

Aus der DE 42 33 252 ist eine gattungsgemäße akustische Anzeigevorrichtung zur Erzeugung einer akustischen Rückmeldung für den Fahrzeuglenker bekannt. Diese Anzeigevorrichtung umfaßt einen mechanoakustischen Wandler, welcher in Form einer Membrane an einem frei­ en Ende eines Rohrers, welches sich im Fahrgastinnenraum befindet, ausgeführt sein kann. Das andere Ende des Rohres ist mit der Hauptleitung des Ansaug- oder Auspuffsystems eines Motors verbunden. In diesem Rohr befindet sich ein Drosselorgan, welches motorisch ange­ trieben und über Fahrpedalbewegungen gesteuert wird. Mit Hilfe dieses Drosselorgans kann die Amplitude des dem Fahrgastinnenraum zugeführtem Rückmeldungssignals während des Betrieb gesteuert werden.From DE 42 33 252 is a generic acoustic display device for generation an acoustic feedback for the vehicle driver known. This display device comprises a mechanoacoustic transducer, which is free in the form of a membrane The end of a pipe, which is located in the passenger compartment, can be executed. The other end of the pipe is one with the main pipe of the intake or exhaust system Motors connected. In this tube there is a throttle body, which is motor-driven driven and controlled by accelerator pedal movements. With the help of this throttle organ the amplitude of the feedback signal supplied to the passenger compartment during the Operation can be controlled.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, daß die Vorrich­ tungen, bei denen zunächst ein akustisches in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, an­ schließend verarbeitet und dann über Lautsprecher dem Fahrgastinnenraum zugeführt wird, zwar eine Steuerung der Frequenzcharakteristik des Ausgangssignals auch während des Be­ triebes ermöglichen, aber diese Vorrichtungen technisch sehr aufwendig sind. Somit sind die­ se Vorrichtungen im Einbau Zeit- und kostenintensiv und weisen eine erhöhte Störanfälligkeit auf. Dagegen weisen die bekannten Vorrichtungen, die rein mechanoakustisch ein zusätzli­ ches Schallsignal im Innenraum des Kraftfahrzeugs erzeugen, den Nachteil auf, daß eine Steuerung des Ausgangssignals während des Betriebes nur in der Art möglich ist, daß die Amplitude des Ausgangssignals verändert wird, während die Frequenzcharakteristik während des Betriebes unverändert bleibt.A disadvantage of the devices known from the prior art is that the Vorrich in which an acoustic signal is first converted into an electrical signal finally processed and then fed to the passenger compartment via loudspeakers,  a control of the frequency characteristic of the output signal even during loading Drive enable, but these devices are technically very complex. So they are These devices are time-consuming and costly to install and are more susceptible to faults on. In contrast, the known devices, the purely mechano-acoustically an additional ches sound signal in the interior of the motor vehicle, the disadvantage that a Control of the output signal during operation is only possible in such a way that the Amplitude of the output signal is changed while the frequency characteristic during of the company remains unchanged.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbeson­ dere eine konstruktiv einfach gestaltete Vorrichtung zur dynamischen und sportlichen Ge­ staltung der Akustik einer Brennkraftmaschine bereitgestellt wird, die eine Steuerung der Fre­ quenzcharakteristik auch während des Fahrbetriebes in Abhängigkeit vom jeweiligen Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine ermöglicht.The object of the present invention is therefore the generic device of this type to further develop that the disadvantages of the prior art are overcome, in particular another a structurally simple device for dynamic and sporty Ge Staltung the acoustics of an internal combustion engine is provided, the control of the Fre frequency characteristic also during driving operation depending on the respective loading operating state of the internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Modulationsglied, über das die Positi­ on des Schallwandlerkopfes variierbar und das zwischen dem Abzweigungsglied und dem Schallwandlerkopf angeordnet ist.This object is achieved according to the invention by a modulation element via which the positi on the transducer head variable and that between the branching element and the Sonic transducer head is arranged.

Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Modulationsglied von dem Fahrer des Kraft­ fahrzeuges einstellbar und/oder automatisch steuerbar ist.It is provided according to the invention that the modulation element by the driver of the force Vehicle is adjustable and / or automatically controllable.

Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, daß der Schallwandlerkopf als Resonanzkörper ausge­ bildet ist, vorzugsweise umfassend ein Trägergerüst sowie eine darin eingespannte Membra­ ne.According to the invention it is also provided that the transducer head is designed as a resonance body is formed, preferably comprising a support frame and a Membra clamped therein no

Ferner wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Schallwandlerkopf zumindest teilweise in den Raum der Brennkraftmaschine und/oder in den Fahrzeuginnenraum plazierbar ist. It is also proposed with the invention that the transducer head at least partially can be placed in the space of the internal combustion engine and / or in the vehicle interior.  

Die Frequenzcharakteristik und/oder Amplitude des abgestrahlten Luftschalls kann bzw. kön­ nen gemäß der Erfindung durch die Ankopplungsstelle des Abzweigungsglieds an die Ab­ gasanlage, wie an einen bestimmten Abgaskrümmerbereich, eine Abgasleitung oder derglei­ chen, die Plazierung des Schallwandlerkopfes die Einstellung des Modulationsgliedes, die Geometrie und/oder Dimensionierung des Schallwandlers, wie dessen Rohre, des Resonanz­ körpers des Schallwandlerkopfes oder dergleichen, und/oder die elastischen Eigenschaften der Membrane des Resonanzkörpers bestimmbar sein.The frequency characteristic and / or amplitude of the radiated airborne sound can or can NEN according to the invention by the coupling point of the branch member to the Ab gas system, such as a specific exhaust manifold area, an exhaust pipe or the like chen, the placement of the transducer head, the adjustment of the modulation element, the Geometry and / or dimensioning of the sound transducer, such as its tubes, of the resonance body of the transducer head or the like, and / or the elastic properties of the Membrane of the resonance body can be determined.

Erfindungsgemäß kann ferner ein Ventil, welches vorzugsweise zwischen dem Modulations­ glied und dem Schallwandlerkopf angeordnet ist, zum insbesondere stufenweisen, Zu- bzw. Abschalten des Schallwandlers, vorzugsweise betätigbar von dem Fahrer des Kraftfahrzeuges und/oder automatisch gesteuert in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder einem Geräuschpegel, außerhalb und/oder innerhalb des Kraftfahrzeuges, vorgese­ hen sein.According to the invention can also a valve, which is preferably between the modulation member and the transducer head is arranged, in particular stepwise, supply or Switching off the sound transducer, preferably actuable by the driver of the motor vehicle and / or automatically controlled depending on the speed of the internal combustion engine and / or a noise level, outside and / or inside the motor vehicle hen.

Bei einer Weiterentwicklung der Erfindung ist das Ventil dabei an eine Audio-Anlage, wie eine Stereoanlage, eine Freisprechanlage oder dergleichen, des Kraftfahrzeuges gekoppelt.In a further development of the invention, the valve is connected to an audio system such as a stereo, a hands-free system or the like, coupled to the motor vehicle.

Ferner werden erfindungsgemäß Ausführungsformen mit zumindest einem Filter und/oder einem Verstärker zur Einstellung, vorzugsweise Regelung, der Frequenzcharakteristik und/oder Amplitude des abgestrahlten Luftschalls vorgeschlagen.Embodiments with at least one filter and / or an amplifier for setting, preferably regulating, the frequency characteristic and / or amplitude of the radiated airborne sound is proposed.

Dabei kann vorgesehen sein, daß das Filter und/oder der Verstärker höhere Harmonische der Grundfeuerungsfrequenz der Brennkraftmaschine hervorhebt bzw. hervorheben.It can be provided that the filter and / or the amplifier have higher harmonics Highlight or highlight the basic firing frequency of the internal combustion engine.

Auch kann ein Dämpfungsglied zur Aufnahme ausgewählter mechanischer Schwingungen vorgesehen sein. An attenuator can also be used to absorb selected mechanical vibrations be provided.  

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß das Modulationsglied das Filter, den Ver­ stärker und/oder das Dämpfungsglied umfaßt.According to the invention it can also be provided that the modulation element the filter, the Ver stronger and / or includes the attenuator.

Schließlich wird mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß der Schallwandlerkopf, das Ventil und/oder das Modulationsglied jeweils zumindest eine elektrische und/oder elek­ tronische Komponente, vorzugsweise über einen Mikrokontroller steuerbar, umfaßt bzw. um­ fassen.Finally, the invention further proposes that the transducer head, the valve and / or the modulation element each have at least one electrical and / or elec tronic component, preferably controllable via a microcontroller, comprises or around grasp.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch die Verwendung eines Modulationsgliedes zwischen dem Abzweigungsglied und dem Schallwandlerkopf der zusätzlich wahlweise im Fahrgastinnenraum ertönende Luftschall in seiner Frequenzcharakte­ ristik während des Betriebes dem jeweiligen Betriebszustand auf einfache Weise gesteuert werden kann.The invention is therefore based on the surprising finding that through the use a modulation element between the branching element and the transducer head additionally, airborne sound in its frequency characteristics, optionally available in the passenger compartment ristik controlled the respective operating state in a simple manner during operation can be.

Die Frequenzcharakteristik kann darüber hinaus durch die Ankopplung des Schallwandlers an unterschiedlichen Ankopplungsstellen der Abgasanlage und Verwendung weiterer Filter und Verstärker angepaßt werden. Aber auch das schallabstrahlende Bauteil in Form eines resona­ torähnlichen Schallwandlerkopfes mit integrierter Membrane kann in verschiedenster Bauform sowie aus unterschiedlichsten Materialien zur weiteren Abstimmung der Lautstärke sowie des Klangs eines Kraftfahrzeuges hergestellt sein, wobei die Größe und Positionierung des Schallwandlerkopfes im Motorraum und/oder im Fahrzeuginnenraum ebenfalls zur Ab­ stimmung von Relevanz ist. Selbstverständlich läßt sich auch über die Länge sowie den Durchmesser der weiteren Bestandteile des Schallwandlers, insbesondere der Rohre dessel­ ben, die Frequenzcharakteristik und/oder Amplitude des abgestrahlten Luftstrahls weiter va­ riieren.The frequency characteristic can also be connected to the sound transducer different coupling points of the exhaust system and use of further filters and Amplifiers can be adjusted. But also the sound-emitting component in the form of a resona Gate-like transducer head with integrated membrane can be used in a wide variety of ways Design as well as from different materials for further adjustment of the volume as well as the sound of a motor vehicle, the size and positioning of the transducer head in the engine compartment and / or in the vehicle interior also from mood is relevant. Of course, you can also about the length and Diameter of the other components of the sound transducer, in particular the pipes of the same ben, the frequency characteristic and / or amplitude of the emitted air jet further va riieren.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnun­ gen beispielhaft im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt: Further features and advantages of the invention result from the following description Exercise in which some embodiments of the invention based on schematic drawings gene are exemplified in detail. It shows:  

Fig. 1 die Ankopplung eines erfindungsgemäßen Schallwandlers an eine Ab­ gasanlage; Fig. 1 the coupling gas system of a sound transducer according to the invention to a Ab;

Fig. 2a bis 2c unterschiedliche Schallwandlerköpfe, verwendbar mit dem in Fig. 1 gezeigten Schallwandler. FIGS. 2a to 2c different transducer heads usable with the example shown in Fig. 1 transducer.

Herkömmlicherweise ist an einen Motor 1 eines Kraftfahrzeuges eine Abgasanlage 2 ange­ bracht, die ihrerseits Abgaskrümmerzweige 3, 3', 3", 3''', deren Anzahl von der Anzahl der Zylinder des Motors 1 abhängt, sowie eine Abgasleitung 4 unter anderem umfaßt, wie in Fig. 1 dargestellt. An solch eine Abgasanlage 2 ist ein erfindungsgemäßer Schallwandler 10 ankoppelbar, nämlich über ein Abzweigungsrohr, wie das an die Abgasleitung 4 angeschlos­ sene und somit mit den vier Abgaskrümmerzweigen 3, 3', 3" und 3''' verbundene Abzwei­ gungsrohr 11, das mit zwei Abgaskrümmerzweigen 3, 3' verbundene Abzweigungsrohr 11' oder das mit einem Abgaskrümmerzweig 3 verbundene Abzweigungsrohr 11", wobei das Ab­ zweigungsrohr 11, 11' oder 11" über ein Modulationsglied 12, ein Ventil 13 und ein Füh­ rungsrohr 14 mit einem im Motorbereich angeordneten Schallwandlerkopf 15 wiederum ver­ bunden ist.Conventionally, an exhaust system 2 is attached to an engine 1 of a motor vehicle, which in turn has exhaust manifold branches 3 , 3 ', 3 ", 3 "'', the number of which depends on the number of cylinders of the engine 1 , and includes an exhaust line 4, among other things, as shown in Fig. 1. A sound converter 10 according to the invention can be coupled to such an exhaust system 2 , namely via a branch pipe, such as that connected to the exhaust pipe 4 and thus with the four exhaust manifold branches 3 , 3 ', 3 "and 3 ''' connected Abzwei supply pipe 11 provided with two Abgaskrümmerzweigen 3, 3 'connected to branch pipe 11' or the branch pipe 11 connected to a Abgaskrümmerzweig 3 ", wherein the Ab branching tube 11, 11 'or 11" via a modulation element 12, a valve 13 and Introductio approximately pipe 14 with a arranged in the engine area transducer head 15 is in turn a related party.

Die Ankopplungsstelle des Abzweigungsrohrs 11, 11' oder 11" des Schallwandlers 10 an die Abgasanlage 2 bestimmt die Grundfrequenz der Abgaspulsationen des Motors 1, die in den Schallwandler 10 eingekoppelt wird. Über das Modulationsglied 12 lassen sich mechanische Schwingungen zum Teil aufnehmen, die Position des Schallwandlerkopfes 15 im Motorraum justieren sowie Frequenzen in zumindest einem ersten Frequenzbereich herausfiltern und in zumindest einem zweiten Frequenzbereich verstärken. Das Ventil 13 gestattet es, den Schall­ wandler 10, je nach Wunsch des Fahrers und auch automatisch in Abhängigkeit von, bei­ spielsweise, dem Zustand einer Stereoanlage, einer Freisprechanlage oder dergleichen, zu- bzw. abzuschalten. Über die Länge sowie den Durchmesser des Abzweigungsrohrs 11, 11' oder 11" sowie des Führungsrohrs 14 läßt sich ebenfalls die Frequenzcharakteristik und/oder Amplitude der im Schallwandler 10 transferierten Schwingungen modulieren. Schließlich gestattet die Ausgestaltung des Schallwandlerkopfes 15 als Resonanzkörper eine weitere Mo­ dulation der Schwingungen sowie eine Abstrahlung des eingestellten Luftschalls.The coupling point of the branch pipe 11 , 11 'or 11 "of the sound transducer 10 to the exhaust system 2 determines the basic frequency of the exhaust gas pulsations of the engine 1 , which is coupled into the sound transducer 10. Mechanical vibrations can be partially absorbed via the modulation element 12 , the position of the Adjust the transducer head 15 in the engine compartment and filter out frequencies in at least a first frequency range and amplify them in at least a second frequency range .. The valve 13 allows the transducer 10 to be set as the driver desires and also automatically as a function of, for example, the state of a The frequency characteristic and / or amplitude of the vibrations transferred in the sound transducer 10 can also be modulated via the length and the diameter of the branch pipe 11 , 11 'or 11 "and the guide pipe 14 . Finally, the design of the transducer head 15 as a resonance body permits a further modulation of the vibrations and a radiation of the set airborne sound.

In den Fig. 2a, 2b und 2c sind alternative Ausgestaltungen des Schallwandlerkopfes 15a, 15b und 15c dargestellt. Demnach umfaßt jeder Schallwandlerkopf 15a, 15b und 15c ein Trä­ gergerüst 16a, 16b und 16c, in das eine Membrane 17a, 17b bzw. 17c eingespannt ist. Durch die Geometrie des Trägergerüsts 15a, 15b bzw. 15c sowie der Membrane 17a, 17b bzw. 17c, das Material der Membrane 17a, 17b bzw. 17c, das ein Elastomer, einen Kunststoff oder auch Blech umfassen kann, und die Art der Einspannung der Membrane 17a, 17b bzw. 17c in dem Trägergerüst 16a, 16b bzw. 16c läßt sich abschließend der abzustrahlende Luftschall in sei­ nem Klang sowie seiner Lautstärke einstellen.In FIGS. 2a, 2b and 2c are alternative embodiments of the transducer head 15 are a, 15 b and 15 c shown. Accordingly, each transducer head 15 a, 15 b and 15 c comprises a support structure 16 a, 16 b and 16 c, in which a membrane 17 a, 17 b and 17 c is clamped. Due to the geometry of the support structure 15 a, 15 b or 15 c and the membrane 17 a, 17 b or 17 c, the material of the membrane 17 a, 17 b or 17 c, which is an elastomer, a plastic or sheet metal can include, and the type of clamping of the membrane 17 a, 17 b and 17 c in the support structure 16 a, 16 b and 16 c can finally adjust the airborne sound to be radiated in its sound and its volume.

Selbstverständlich kann der erfindungsgemäße Schallwandler auch elektrische sowie elektro­ nische Komponenten zur weiteren Abstimmung der Frequenzcharakteristik und/oder des Pe­ gels des Schalls enthalten.Of course, the sound transducer according to the invention can also be electrical and electrical African components for further tuning the frequency characteristic and / or the Pe gels of sound included.

Durch den erfindungsgemäßen Schallwandler wird somit erstmals die Möglichkeit gegeben, nicht nur bestimmte Frequenzcharakteristiken aus der Geräuschskulisse eines Fahrzeuges her­ auszudämpfen, sondern gezielt erwünschte Klänge in einen bestimmten Bereich eines Fahr­ zeuges, beispielsweise unter die Motorhaube, abzustrahlen. Dabei ist nicht nur eine einfache Transferierung von Schwingungen möglich, sondern auch gleichzeitig eine Bearbeitung der­ selben zur Einstellung eines individuell erwünschten "Sounds". Dieser "Sound" ist insbeson­ dere motorordnungsabhängig, einschließlich der Möglichkeit der Suggerierung einer höheren Zylinderzahl, indem, beispielsweise, ein Vierzylinder-Motor wie ein Achtzylinder-Motor auf­ grund einer Hervorhebung von höheren Harmonischen klingt.The sound transducer according to the invention thus gives the possibility for the first time not just certain frequency characteristics from the noise of a vehicle dampen, but specifically desired sounds in a certain area of a driving stuff, for example under the hood, to emit. It is not just an easy one Transfer of vibrations possible, but also processing of the same time same for setting an individually desired "sound". This "sound" is in particular depending on the engine order, including the possibility of suggesting a higher one Number of cylinders by, for example, a four-cylinder engine like an eight-cylinder engine sounds due to the emphasis on higher harmonics.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offen­ barten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen we­ sentlich sein. The open in the above description, in the drawings and in the claims Beard features of the invention can be used individually or in any combination  for the realization of the invention in its various embodiments we be substantial.  

BezugszeichenlisteReference list

11

Motor
engine

22

Abgasanlage
Exhaust system

33rd

, ,

33rd

', ',

33rd

", ",

33rd

''' Abgaskrümmerzweig
'''Exhaust manifold branch

44

Abgasleitung
Exhaust pipe

1010th

Schallwandler
Sound transducer

1111

, ,

1111

', ',

1111

" Abzweigungsrohr
"Branch pipe

1212th

Modulationsglied
Modulator

1313

Ventil
Valve

1414

Führungsrohr
Guide tube

1515

, ,

1515

a, a,

1515

b, b

1515

c Schallwandlerkopf
c transducer head

1616

a, a,

1616

b, b

1616

c Trägergerüst
17a, 17b, 17c, Membrane
c support frame
17a, 17b, 17c, membrane

Claims (12)

1. Schallwandler (10), mit
einem Abzweigungsglied (11, 11', 11"), das mit einer Abgasanlage (2) einer Brenn­ kraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zur Abzweigung von Ab­ gaspulsationen verbunden ist, und
einem Schallwandlerkopf (15, 15a, 15b, 15c), über den basierend auf den Abgaspulsa­ tionen Luftschall zumindest in den Raum der Brennkraftmaschine (1) abstrahlbar ist,
gekennzeichnet durch
ein Modulationsglied (12), über das die Position des Schallwandlerkopfes (15, 15a, 15b, 15c) variierbar ist und das zwischen dem Abzweigungsglied (11, 11', 11") und dem Schallwandlerkopf (15, 15a, 15b, 15c) angeordnet ist. 1. sound transducer ( 10 ), with
a branching member ( 11 , 11 ', 11 "), which is connected to an exhaust system ( 2 ) of an internal combustion engine ( 1 ), in particular a motor vehicle, for branching off gas pulsations, and
a transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c), via which airborne sound can be radiated at least into the space of the internal combustion engine ( 1 ) based on the exhaust gas pulsations,
marked by
a modulation element ( 12 ), via which the position of the transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c) can be varied and between the branching element ( 11 , 11 ', 11 ") and the transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c) is arranged. 2. Schallwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsglied (12) von dem Fahrer des Kraftfahrzeuges einstellbar und/oder automatisch steuerbar ist.2. Sound transducer according to claim 1, characterized in that the modulation element ( 12 ) is adjustable by the driver of the motor vehicle and / or can be controlled automatically. 3. Schallwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallwandlerkopf (15, 15a, 15b, 15c) als Resonanzkörper ausgebildet ist, vor­ zugsweise umfassend ein Trägergerüst (16a, 16b, 16c) sowie eine darin eingespannte Membrane (17a, 17b, 17c).3. A transducer according to claim 1 or 2, characterized in that the transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c) is designed as a resonance body, preferably comprising a support frame ( 16 a, 16 b, 16 c) and one therein clamped membrane ( 17 a, 17 b, 17 c). 4. Schallwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallwandlerkopf (15, 15a, 15b, 15c) zumindest teilweise in den Raum der Brennkraftmaschine (1) und/oder in den Fahrzeuginnenraum plazierbar ist.4. Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the sound transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c) can be placed at least partially in the space of the internal combustion engine ( 1 ) and / or in the vehicle interior. 5. Schallwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenzcharakteristik und/oder Amplitude des abgestrahlten Luftschalls durch die Ankopplungsstelle des Abzweigungsglieds (11, 11', 11") an die Abgasanlage (2), wie an einen bestimmten Abgaskrümmerbereich (3, 3', 3", 3'''), eine Abgasleitung (4) oder dergleichen,
die Plazierung des Schallwandlerkopfes (15, 15a, 15b, 15c), die Einstellung des Mo­ dulationsgliedes (12),
die Geometrie und/oder Dimensionierung des Schallwandlers (10), wie dessen Rohre (11, 11', 11", 14), des Resonanzkörpers des Schallwandlerkopfes (15, 15a, 15b, 15c) oder dergleichen, und/oder
die elastischen Eigenschaften der Membrane (17a, 17b, 17c) des Resonanzkörpers bestimmbar ist bzw. sind. 5. Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized in that
the frequency characteristic and / or amplitude of the radiated airborne sound through the coupling point of the branching element ( 11 , 11 ', 11 ") to the exhaust system ( 2 ), as to a specific exhaust manifold area ( 3 , 3 ', 3 ", 3 '''), an exhaust pipe ( 4 ) or the like,
the placement of the transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c), the setting of the modulation element ( 12 ),
the geometry and / or dimensioning of the sound transducer ( 10 ), such as its tubes ( 11 , 11 ', 11 ", 14 ), the resonance body of the sound transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c) or the like, and / or
the elastic properties of the membrane ( 17 a, 17 b, 17 c) of the resonance body can be determined. 6. Schallwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Ventil (13), vorzugsweise zwischen Modulationsglied (12) und Schallwandlerkopf (15, 15a, 15b, 15c) angeordnet, zum insbesondere stufenweisen, Zu- bzw. Abschalten des Schallwandlers (10), vorzugsweise betätigbar von dem Fahrer des Kraftfahrzeuges und/oder automatisch gesteuert in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftma­ schine (1) und/oder einem Geräuschpegel, außerhalb und/oder innerhalb des Kraft­ fahrzeuges.6. Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized by a valve ( 13 ), preferably between the modulation element ( 12 ) and the transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c) arranged, in particular step-by-step switching on and off of the sound transducer ( 10 ), preferably actuated by the driver of the motor vehicle and / or automatically controlled as a function of the speed of the internal combustion engine ( 1 ) and / or a noise level, outside and / or inside the motor vehicle. 7. Schallwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) an eine Audio-Anlage, wie eine Stereoanlage, eine Freisprechanlage oder dergleichen, des Kraftfahrzeuges gekoppelt ist.7. Sound transducer according to claim 6, characterized in that the valve ( 13 ) is coupled to an audio system, such as a stereo system, a hands-free system or the like, of the motor vehicle. 8. Schallwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Filter und/oder einen Verstärker zur Einstellung, vorzugsweise Rege­ lung, der Frequenzcharakteristik und/oder Amplitude des abgestrahlten Luftschalls.8. Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized by at least one filter and / or an amplifier for adjustment, preferably Rege tion, the frequency characteristic and / or amplitude of the radiated airborne sound. 9. Schallwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter und/oder der Verstärker höhere Harmonische der Grundfeuerungsfrequenz der Brennkraftmaschine hervorhebt bzw. hervorheben.9. A transducer according to claim 8, characterized in that the filter and / or the amplifier higher harmonics of the basic firing frequency highlights the internal combustion engine. 10. Schallwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Dämpfungsglied zur Aufnahme ausgewählter mechanischer Schwingungen.10. Sound transducer according to one of the preceding claims, characterized by an attenuator for picking up selected mechanical vibrations. 11. Schallwandler nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsglied (12) das Filter, den Verstärker und/oder das Dämpfungsglied umfaßt. 11. Sound transducer according to one of claims 8 to 10, characterized in that the modulation element ( 12 ) comprises the filter, the amplifier and / or the attenuator. 12. Schallwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallwandlerkopf (15, 15a, 15b, 15c), das Ventil (13) und/oder das Modulations­ glied (12) jeweils zumindest eine elektrische und/oder elektronische Komponente, vorzugsweise über einen Mikrokontroller steuerbar, umfaßt bzw. umfassen.12. A transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer head ( 15 , 15 a, 15 b, 15 c), the valve ( 13 ) and / or the modulation element ( 12 ) each have at least one electrical and / or electronic Component, preferably controllable via a microcontroller, comprises or comprise.