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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine akustische Warnvorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer akustischen Warnvorrichtung
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Elektrofahrzeuge erzeugen aufgrund ihres relativ geräuscharmen elektrischen Antriebs keine oder zumindest nur sehr geringe Fahrgeräusche. Daher besteht die Gefahr, dass sich ein Elektrofahrzeug einer Person nähern kann, ohne von dieser Person akustisch wahrgenommen zu werden. Ist diese Person, der sich ein solches Elektrofahrzeuge nähert, abgelenkt, oder befindet sich das Fahrzeug nicht im Sichtbereich der Person, so kann ein solches Fahrzeug erst sehr spät oder gar nicht wahrgenommen werden. Hierdurch entsteht ein signifikantes Unfallrisiko. Für den Menschen besteht dabei aufgrund seiner relativ geringen Masse im Vergleich zur Fahrzeugmasse eines Elektrofahrzeugs ein großes Verletzungsrisiko.
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Daher werden Elektrofahrzeuge verstärkt mit einer akustischen Warnvorrichtung ausgestattet. Diese akustische Warnvorrichtung ist auch als Pedestrian Friendly Alert System (PFA bzw. PFAF) bekannt. Hierbei wird das Fahrzeug mit einer Schallquelle ausgestattet, die bei Bewegung des Fahrzeuges ein künstliches Fahrgeräusch aussendet.
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Bisher werden zum Aussenden dieser künstlichen Fahrgeräusche handelsübliche Lautsprecher verwendet. Diese Lautsprecher besitzt eine mehr oder weniger stark gerichtete Abstrahlcharakteristik. Dies führt dazu, dass das künstliche Fahrgeräusch nur an bestimmten Bereichen außerhalb des Fahrzeugs mit einer ausreichenden Lautstärke wahrgenommen werden kann. Um das künstlich erzeugte Fahrgeräusch vollständigen in allen Richtungen, insbesondere auch den Bereich hinter einem Fahrzeug, mit einer ausreichenden Lautstärke abzustrahlen sind daher mehrere Lautsprecher erforderlich.
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Die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2009 027 911 A1 offenbart System zur Warnung wenigstens einer Person in einer Umgebung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektrofahrzeuges oder eines Hybridfahrzeuges, umfassend wenigstens einen Generator zur Erzeugung eines Audiosignales, eine Einrichtung zum Ein- und Ausschalten des Generators und/oder zur Steuerung der Lautstärke des Audiosignales.
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Bei der Schallabgabe mittels Lautsprecher ist dabei das Frequenzganzspektrum, innerhalb dessen der Lautsprecher seinen Schall effizient abgeben kann, durch die Größe des Lautsprechers, insbesondere durch die Größe der Lautsprechermembran, bestimmt. Für die Abgabe tiefer Frequenzen wird dabei ein relativ großer Lautsprecher benötigt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine akustische Warnvorrichtung anzugeben, die sich einfach und kostengünstig aufbauen lässt.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt durch eine Vorrichtung und gemäß einem weiteren Aspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Demgemäß ist vorgesehen:
- – Eine akustische Warnvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere eine Personenwarnvorrichtung, mit einer Luftansaugvorrichtung, welche ein Ansaugrohr und ein Filtergehäuse umfasst, und mit einer Schallerzeugungsvorrichtung, die in dem Filtergehäuse angeordnet ist.
- – Ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug mit einem Range-Extender, das eine erfindungsgemäße akustische Warnvorrichtung aufweist.
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Die einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, das Volumen des Filtergehäuses, sowie das Ansaugrohr einer Luftsaugvorrichtung als Resonanzelemente für Schall mit tiefen Frequenzen zu verwenden.
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Die einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass das Ansaugrohr und das Filtergehäuse einer Luftansaugvorrichtung während einer geräuschlosen Fahrt eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges nicht für das Ansaugen von Luft eines Verbrennungsmotors benötigt werden. Daher können diese Bauelemente in diesem Betriebsmodus als Resonanzelemente der akustischen Warnvorrichtung verwendet werden.
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Hierzu schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt eine akustische Warnvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybrid-Fahrzeug und/oder ein Elektrofahrzeug mit einem Range-Extender. Die Fahrzeuge weisen normalerweise einen Verbrennungsmotor auf, für dessen Betrieb Luft über eine Luftansaugvorrichtung angesaugt und gefiltert wird. Solange der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, gehen von dem Fahrzeug ausreichend akustische Signale aus, die einen Passanten auf das Fahrzeug aufmerksam machen. Ist der Verbrennungsmotor dagegen nicht in Betrieb, so kann sich das Fahrzeug nahezu geräuschlos fortbewegen. Deshalb muss in diesem Betriebsmodus ein akustisches Warnsignal ausgegeben werden, wozu die Bauelemente der in diesem Betriebsmodus nicht benötigten Luftansaugvorrichtung gut geeignet sind.
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Damit ein solches akustisches Warnsignal von einem Passanten als angenehm empfunden wird, ist es vorteilhaft, dass das akustische Warnsignal auch Schallsignale mit niedrigen Frequenzkomponenten aussendet. Hierzu ist eine Schallabgabe mittels einer geeigneten Resonanzanordnung vorteilhaft.
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Auf diese Weise ist es möglich, auch mit einem relativ kleinen, leichten und preiswerten Lautsprecher niederfrequenten Schall mit einem ausreichenden Pegel auszusenden.
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Da niederfrequente Schallwellen durch das menschliche Ohr nur sehr schwer geortet werden können, spielt die Position der Luftansaugvorrichtung nur eine untergeordnete Rolle.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
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In einer Ausführungsform ist die Schallerzeugungsvorrichtung dazu ausgelegt, Schall mit einem vorbestimmten Frequenzspektrum abzugeben. Ein solches vorbestimmtes Frequenzspektrum kann beispielsweise nur ein Signal einer einzigen vorbestimmten Frequenzen aufweist. Dabei können durch die akustische Warnvorrichtung diese Frequenzen entweder gleichzeitig oder auch nacheinander in einer Tonfolge ausgegeben werden. Auch komplexe akustische Signale, die beispielsweise ein Geräusch eines Verbrennungsmotors nachahmen, oder andere akustische Signale, die die Aufmerksamkeit eines Passanten auf sich ziehen, sind möglich.
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In einer Ausführungsform liegt das vorbestimmte Frequenzspektrum im Bereich zwischen 50 Hz und 5 kHz, vorzugsweise zwischen 100 Hz und 3 kHz. Dabei werden insbesondere sehr niedrige Frequenzen durch die erfindungsgemäße Anordnung besonders gut an die Umgebung abgegeben.
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In einer Ausführungsform weist das Ansaugrohr eine Länge auf, die auf das vorbestimmte Frequenzspektrum abgestimmt ist. Durch die Anpassung der Länge des Ansaugrohrs auf die auszugebenden akustischen Signale und deren Frequenz kann eine besonders effiziente und leistungsfähige Abgabe von akustischen Warnsignalen erzielt werden. Somit kann auch bei einem relativ geringen Ausgabepegel der Schallerzeugungsvorrichtung noch ein gut wahrnehmbares akustisches Signal bereitgestellt werden.
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In einer Ausführungsform weist die Luftansaugvorrichtung einen Filter auf, der in dem Filtergehäuse angeordnet ist und wobei die Schallerzeugungsvorrichtung bezüglich einer Strömungsrichtung der Luft zwischen Ansaugrohr und Filter angeordnet ist. Durch die Anordnung der Schallerzeugungsvorrichtung zwischen Ansaugrohr und Filter gibt die Schallerzeugungsvorrichtung das akustische Signal zunächst in ein Raumvolumen des Filtergehäuses ab. Ein rückwärtiges zusätzliches Kammervolumen dient dabei als ein Bandpass-Filter für die von der Schallerzeugungsvorrichtung abgegebenen Schallwellen.
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In einer Ausführungsform umfassend die akustische Warnvorrichtung ferner mindestens eine weitere Schallquelle, die außerhalb des Filtergehäuses angeordnet ist. Durch diese weitere Schallquelle außerhalb des Filtergehäuses können dabei bevorzugt Schallsignale mit höheren Frequenzen abgegeben werden. Durch die Kombination dieser beiden Schallerzeugungsvorrichtungen ist somit eine effiziente Ausgabe von niederfrequenten, als auch von hochfrequenten Schallsignalen möglich.
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Die vorliegende Erfindung sieht gemäß einem weiteren Aspekt ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug oder ein Elektrofahrzeug mit einem Range-Extender vor, dass eine erfindungsgemäße akustische Warnvorrichtung aufweist.
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In einer Ausführungsform ist die Luftansaugvorrichtung die Luftansaugvorrichtung eines Verbrennungsmotors. Auf diese Weise kann diese ohnehin erforderliche Luftansaugvorrichtung des Fahrzeugs verwendet werden, so dass eine effiziente Schallabgabe ohne zusätzliche Bauelemente möglich ist.
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In einer Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor während der Schallabgabe durch die Schallerzeugungsvorrichtung abgeschaltet. Solange der Verbrennungsmotor aktiv ist, gibt der Verbrennungsmotor Betriebsgeräusche mit einem ausreichenden Pegel ab, der dazu geeignet ist, die Aufmerksamkeit umstehende Passanten auf sich zu ziehen. Ist der Verbrennungsmotor dagegen abgeschaltet, so werden keine Betriebsgeräusche abgegeben. Daher ist in diesem Fall die Ausgabe künstlicher Geräusche durch die akustische Warnvorrichtung erforderlich. Da in diesem Fall keine Luft für den Betrieb des Verbrennungsmotors angesaugt werden muss, steht die Luftansaugvorrichtung des Verbrennungsmotors als Resonanzelement zur Verfügung. Insbesondere kann dabei das Ansaugrohr als Bassreflexkanal genutzt werden.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
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INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 ein schematisches Schnittbild durch eine akustische Warnvorrichtung gemäß einer Ausführungsform; und
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2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer akustischen Warnvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
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Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts anderes ausgeführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnittbilds durch eine akustische Warnvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. Die akustische Warnvorrichtung 1 umfasst eine Luftansaugvorrichtung mit einem Ansaugrohr 12 und einem Filtergehäuse 11. Das Ansaugrohr 12 ist dabei mit dem Filtergehäuse 11 verbunden. In dem Filtergehäuse 11 ist ferner eine Schallerzeugungsvorrichtung 13 angeordnet.
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Die Luftansaugvorrichtung umfasst ferner einen Luftfilter 16. Die Luftansaugvorrichtung kann von einem Luftstrom in Richtung der Pfeile A von Luft durchströmt werden. Dabei strömt die Luft in Richtung der Pfeile A von der Umgebung durch das Ansaugrohr 12 in das Filtergehäuse 11. In dem Filtergehäuse 11 durchströmt die Luft den Luftfilter 16 und verlässt anschließend das Filtergehäuse 11.
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Während des Betriebs der akustischen Warnvorrichtung 1 wird die Luftsaugvorrichtung jedoch nicht von Luft durchströmten. Die Schallerzeugungsvorrichtung 13 ist dabei so in dem Filtergehäuse 11 angeordnet, dass die Abstrahlungsseite der Schallerzeugungsvorrichtung 13 in einen Raumbereich 15 strahlt, in der das Ansaugrohr 12 mit dem Filtergehäuse 11 verbunden ist. Die Schallerzeugungsvorrichtung 13 ist so innerhalb des Filtergehäuses 11 angeordnet, dass eine der Schall abstrahlende Seite gegenüberliegende Seite der Schallerzeugungsvorrichtung 13 mit dem umgebenden Raum einen geschlossenen Raumbereich 14 bildet. Gegebenenfalls kann hierzu um diese Seite der Schallerzeugungsvorrichtung 13 ein separates Gehäuse (nicht dargestellt) angeordnet werden.
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Der Raumbereich 15, in den die Schallerzeugungsvorrichtung 13 ihren Schall hinein abstrahlt, bildet dabei ein Volumen, dessen Abmessungen auf das Frequenzspektrum des von der akustischen Warnvorrichtung 1 abzugebenden Schalls abgestimmt ist. Auf diese Weise kann durch die Raumbereiche 14, 15 sowie den Raumbereich des Ansaugrohres eine Filterwirkung für die abzugebenden Frequenzen erreicht werden. Das von der akustischen Warnvorrichtung 1 abzugebende Frequenzspektrum kann somit durch entsprechendes Design des Filtergehäuses 11, insbesondere des Raumbereichs 14, angepasst werden. Im Weiteren wird der von der Schallerzeugungsvorrichtung 13 abgestrahlte, niederfrequente Schall durch das Ansaugrohr 12 in die Umgebung geleitet. Das Ansaugrohr 12 diente dabei als Reflexionselement.
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Die Länge L des Ansaugrohrs 12 ist dabei auf das von der akustischen Warnvorrichtung 1 auszugebenden Frequenzspektrum angepasst. Vorzugsweise weist die Länge L des Ansaugrohrs 12 eine zu der Wellenlänge der abzugebenden Frequenzen korrespondierende Länge auf.
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Werden durch die Schallerzeugungsvorrichtung 13 Schallwellen mit vorbestimmten Frequenzen ausgegeben, so kann dabei das Volumen des Filtergehäuses 1, insbesondere der Raumbereichs 15 vor der Schallerzeugungsvorrichtung 13 und auch der Raumbereich 14 hinter der Schallerzeugungsvorrichtung 13 auf diese vorbestimmten Frequenzen abgestimmt werden. Ebenso kann die Länge L des Ansaugrohrs 12 auf die Wellenlänge dieser vorbestimmten Frequenzen angepasst werden. Auf diese Weise ist eine besonders effiziente Schallabgabe mittels eines relativ kleinen und preisgünstigen Lautsprechers als Schallerzeugungsvorrichtung 13 möglich.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 2 mit einer akustischen Warnvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. Ein solches Kraftfahrzeug 2 kann beispielsweise ein Hybrid-Fahrzeug oder ein Elektrofahrzeug mit einem Range-Extender sein. Solche Fahrzeuge verfügen aufgrund ihres vorhandenen Verbrennungsmotors auch über eine Luftansaugvorrichtung mit einem Ansaugrohr 12 und einem Filtergehäuse 11.
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Solange dieser Verbrennungsmotor nicht aktiv ist und sich das Fahrzeug rein elektrisch fortbewegt, können das Ansaugrohr 12 und das Filtergehäuse 11 als Resonanzelemente zur Schallabgabe verwendet werden.
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Da durch eine akustische Warnvorrichtung mit einer Schallerzeugungsvorrichtung innerhalb des Filtergehäuses 11 vorzugsweise niederfrequente Schallwellen besonders gut ausgegeben werden können, kann eine weitere Schallerzeugungsvorrichtung 19 außerhalb der Luftansaugvorrichtung angeordnet werden. Eine solche weitere Schallerzeugungsvorrichtung 19 kann dann vorzugsweise Schallwellen mit höheren Frequenzen ausgeben. Durch eine solche Kombination zweier Schallerzeugungsvorrichtungen 13 und 19 ist somit eine effiziente Schallabgabeplatte einem breiten Frequenzspektrum möglich.
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Vorzugsweise liegt das Frequenzspektrum der von der akustischen Warnvorrichtung abgegebenen Schallwellen im Bereich zwischen 50 Hz und 5 kHz. Besonders bevorzugt liegt das Frequenzspektrum im Bereich zwischen 100 Hz und 3 kHz. Hierbei werden von der Schallerzeugungsvorrichtung innerhalb des Filtergehäuses 11 vorzugsweise Signale im Frequenzbereich zwischen 50 Hz und 250 Hz abgegeben, während die höherfrequenten Signalkomponenten vorzugsweise von der weiteren Schallerzeugungsvorrichtung 19 abgegeben werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- akustische Warnvorrichtung
- 11
- Filtergehäuse
- 12
- Ansaugrohr
- 13
- Schallerzeugungsvorrichtung
- 14
- Raumbereich
- 15
- Raumbereich
- 16
- Filter
- 19
- weitere Schallerzeugungsvorrichtung
- 2
- Fahrzeug
- A
- Strömungsrichtung
- L
- Länge des Ansaugrohr
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009027911 A1 [0005]
