EP1371056B1 - Schallübertragungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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EP1371056B1
EP1371056B1 EP02724120A EP02724120A EP1371056B1 EP 1371056 B1 EP1371056 B1 EP 1371056B1 EP 02724120 A EP02724120 A EP 02724120A EP 02724120 A EP02724120 A EP 02724120A EP 1371056 B1 EP1371056 B1 EP 1371056B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resonator
transmission line
chambers
resonator chambers
sound
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02724120A
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English (en)
French (fr)
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EP1371056A1 (de
EP1371056B2 (de
Inventor
Reinhard Hoffmann
Kay Brodesser
Udo Lindner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Mahle Filtersysteme GmbH
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Mahle Filtersysteme GmbH
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7678793&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1371056(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG, Mahle Filtersysteme GmbH filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP1371056A1 publication Critical patent/EP1371056A1/de
Publication of EP1371056B1 publication Critical patent/EP1371056B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1371056B2 publication Critical patent/EP1371056B2/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 targeted sound transmission from an intake tract of an internal combustion engine 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 for example known from DE 199 22 216 A1 and has a hollow Transmission line on the input side with the intake the internal combustion engine is communicatively connected and to which a resonator chamber is connected.
  • This resonator chamber is on a certain frequency or on one tuned to a specific frequency band and is aligned that they feed one via the transmission line Sound radiates to the vehicle interior.
  • the present invention deals with the problem for a sound transmission device of the aforementioned To specify an embodiment in which the possibility for specific generation of a desired sound effect or sounds in the vehicle interior is improved.
  • This problem is inventively achieved in that a plurality of parallel-acting resonator chambers are provided, at least two of them with regard to their frequency tuning differ from each other.
  • the invention uses Thereby the realization that the sound transmission system of the inventive device operates with resonances, wherein Resonance effects usually only in relatively narrow frequency ranges occur.
  • Resonance effects usually only in relatively narrow frequency ranges occur.
  • By creating several resonator chambers can thus several, different resonance frequencies be exploited to the desired sound effect to generate.
  • different resonator chambers can use different frequencies of the engine generated sound to be amplified in the Vehicle interior to produce the desired sound impression.
  • the Schallübertragungsstrekken from the intake tract to the individual resonator chambers as be formed ⁇ / 2 resonators or one as a ⁇ / 2 resonator have trained portion, wherein from the ⁇ / 2 resonators at least two in terms of their frequency tuning differ from each other.
  • each resonator chamber is preceded by a ⁇ / 2 resonator, resulting in an additional frequency gain achieve.
  • each resonator chamber be associated with a membrane, which is supplied by the Sound is excited to vibrate.
  • the first room forms a so-called "Helmholtz resonator", whose characteristic is the volume of the second space can be influenced.
  • At least two of the membranes in terms of their frequency tuning differ from each other. Accordingly arise various possibilities for frequency tuning of the individual Resonator.
  • switching means be provided with which the individual resonator chambers can be activated and deactivated.
  • the individual resonator chambers be activated in succession, so that only one Resonator chamber is activated while all others disabled are. It is also possible several, in particular all to activate resonator chambers. It can be different Combinations are switched to different Generate sound effects.
  • the switching means for activation or deactivation of the individual resonator chambers are preferably in such an internal combustion engine depending on the respective switching state of the Switch suction system actuated. That way, changes can happen the Schallabstrahlungs characterizing the internal combustion engine compensated when switching the switch intake system and / or be influenced, such that in the vehicle interior in each switching state of Wennsaugstrom a desired Hearing impression arises.
  • an air intake tract 1 of an internal combustion engine 2 an air filter 3, in which a filter element 4 a raw side 5 of a clean side 6 separates.
  • a Connecting line 7, for example, formed by a tube can connect the air filter 3 with a Air collector 8, the fresh air sucked on individual Cylinder 9 of the internal combustion engine 2 distributed.
  • a sound field is formed whose sound or noise characteristic with one of the internal combustion engine 2 performed power, in particular with their speed, correlated.
  • an acoustic feedback of the engine activity by the way, that does not work illustrated motor vehicle, in particular a passenger car, preferably a sports car is, about an in Figs. 2 and 3 illustrated sound transmission device 10th
  • an input side 11 of this sound transmission device 10 preferably to the connecting line 7 of the intake tract 1 connected.
  • the input side 11 ' is connected to the clean side 6 of the air filter 3. at For some types of vehicles, it may be beneficial to the input side 11 '' to connect to the air collector 8.
  • the input side 11 ''' with be connected to the raw side 5 of the air filter 3.
  • the input side 11 ''''' upstream of the air filter 3 to connect to the raw side of the intake 1. at the embodiments in which the sound transmission device 10 communicates with the clean side of the air intake tract 1, Care must be taken to ensure that the sound transmission device 10 is formed airtight to the outside.
  • the sound transmission device has For example, three hollow transmission lines 12, here relatively close to each other Connecting line 7 are connected. It is also possible that the different transmission lines 12 at different Positions connected to the intake 1 are. For this purpose, reference is made to the above, by way of example Connection possibilities of the input side 11 to 11 '' '' referenced.
  • Each transmission line 12 leads to a resonator chamber 13.
  • Each resonator chamber 13 is on the input side via a Membrane 14 gas-tight from the associated transmission line 12 separated and output side with an outlet pipe 15th connected.
  • all outlet pipes 15 are connected to a common collector 16, the one for all resonator 13 a common Sound outlet tube 17 has, here with a funnel-shaped outlet 18 is equipped.
  • This exit 18 is frontal in front of a partition wall 19, the so-called "Bulkhead", which positions an engine compartment 20 from one Vehicle interior 21 separates. Accordingly, the Sound transmission through this partition 19 therethrough.
  • the sound outlet 18 in the partition wall 19th form or the sound outlet tube 17 through the partition 19 pass, so the sound outlet 18 directly to arrange 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 illustrated in Fig. 2 Embodiment three such sound transmission systems which may be active simultaneously or in parallel can. Likewise, embodiments are more or less Sound transmission systems possible.
  • the individual sound transmission systems are preferably different in terms of Frequencies tuned to a desired Broadband effect for the sound transmission device 10 to realize.
  • At least two of the resonator chambers 13 are therefore with regard to their frequency tuning each other designed differently. For example, differentiate they are in terms of their volume.
  • the individual membranes can with regard to differ in diameter from each other. As well can use different materials, different thicknesses and mass assignments are selected.
  • they can also the individual transmission lines 12 differ from each other, e.g. in terms of their diameter and / or in terms of their length.
  • Fig. 2 shows a preferred embodiment in which the Sound transmission device 10 according to the invention switching means 22, with which the individual sound transmission systems or the individual resonator chambers 13 can be activated and can be deactivated.
  • the switching means 22 have in each transmission line 12, a flap 23, respectively for example, a perpendicular to the plane of the drawing Swivel axis 24 is pivotally adjustable.
  • Actuators 25 are provided, each one of the flaps 23 for adjustment.
  • the individual actuators 25 are via corresponding control lines 26 with a Control 27 connected to the individual actuators 25 operated in response to predetermined parameters.
  • Fig. 3 is in another embodiment the sound transmission device 10 according to the invention each Resonator chamber 13 via a separate connecting line 28 at a common transmission line 29 connected to the in turn with its input side 11 to the intake tract 1, here to the air line 7, is connected.
  • each Resonator chamber 13 via a separate connecting line 28 at a common transmission line 29 connected to the in turn with its input side 11 to the intake tract 1, here to the air line 7, is connected.
  • the individual connecting lines 28 at different Set 30 and 31 to the common transmission line 29 connected It is also possible that all connecting lines 28 approximately at the same point of the common transmission line 29 branch off or go out.
  • connection lines 28 may be different from each other differ, preferably in terms of their diameter and / or their length. Also, the connection lines 28 can be formed as a ⁇ / 2 resonator.
  • the flaps 23 are pivoted to the cross section of the transmission line 12 (in the example of FIG. 2) or the connecting line 28 (in the example of FIG. 3) for activating the respective Resonator chamber 13 to open and to disable the close each resonator chamber 13.
  • the upper and the middle resonator chambers 13 while the lower resonator chamber 13 is deactivated is.
  • the embodiment according to FIG. 3 activates the upper and lower resonator chambers 13, FIG. while the central resonator chamber 13 is deactivated is.
  • the resonator chambers 13 shown in FIG. 3 differ from those of Fig. 2 by the arrangement of the membranes 14.
  • the membranes are so within the resonator chambers 13 arranged that the membrane 14 there a input-side first space 32 from an output side second room 33 separates.
  • the respective first forms Room 32 is a so-called "Helmholtz resonator".
  • the individual resonator chambers 13 different in terms of their frequency tuning be configured, with the individual sound transmission systems with regard to the configuration of the connection lines 28, as well as the volumes of the resonator chambers 13 can differ from each other.
  • the membranes can 14 may be formed differently.
  • different frequency adjustments can occur also by variations of the size of the first one Room 32 and / or the second room 33 result.
  • a damping body 34 may be used, for example is formed of an open-cell foam.
  • a damping material in the respective Exhaust pipe 15 or in the first room 32 or in accommodate the connecting line 28 Exemplary this damping body 34 in Fig. 3 only in the lower sound transmission system used.
  • a or another damping material in the other Sound transmission systems are arranged.
  • the sound outlet tube 17 of the upper Sound transmission system arranged a diaphragm 35, whose Aperture cross section is smaller than the tube cross section of the Outlet pipe 15.
  • the aperture cross section can also be the acoustic behavior of the resonance system be varied.
  • each outlet pipe 15 has its own Sound exit 18 on; These are each near the partition 19 positioned. Again, it is possible the sound leaks 18 in or beyond the partition 19 to order.
  • the sound transmission device 10 for Amplification of different frequencies or frequency bands is formed, resulting in relatively diverse design options for the generation and modulation of a desired engine sounds in the vehicle interior 21.
  • the controller 27 the Switching means 22, for example, depending on the current Operate state of the internal combustion engine 2.
  • the resonator chambers 13 individually or disable.
  • two or more Resonator chambers are activated in parallel.
  • all resonator chambers are activated or deactivated.
  • two of several sound transmission systems to be interpreted in terms of the same frequency, wherein in a first operating point only one of these Sound transmission systems is active while in a second Operating point both sound transmission systems in parallel to activate the assigned frequency again strengthen.
  • connection lines are 28 of the upper and lower sound transmission system so connected to the common transmission line 29, that they lead substantially perpendicularly in this.
  • the connecting line 28 the middle acoustic transmission system a coaxial extension the common transmission line 29.
  • the connecting cables 28 of the upper and lower sound transmission system each formed as a ⁇ / 2 resonator.
  • the collector 16 in a particular Embodiment with several, here two, common outlet tubes 17 'and 17 "equipped with regard to their dimensions differ from each other. Also by this measure, the spectrum of the radiated Sound frequencies are affected.

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Description

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 A1 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 Schallübertragungsstrekken 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 Maßnahmen 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 ausgangsseitigen 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 Schaltzustands 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 Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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 gebildet 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 Klang- oder 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 Ausführungsformen 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'' 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 11'''' 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 kommuniziert, 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 11'''' 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 "Spritzwand", 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 Trennwand 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 Resonatorkammern 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 Resonatorkammer 13 deaktiviert ist. Im Unterschied dazu sind in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 die obere und die untere Resonatorkammer 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 Membranen 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 auszulegen, 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 Schaltsauganlage 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" 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', 15'' 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 (17)

  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 gekennzeichnet, dass mehrere, parallel wirkende Resonatorkammern (13) vorgesehen sind, von denen sich mindestens zwei hinsichtlich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterscheiden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass jede Resonatorkammer (13) über eine separate Übertragungsleitung (12) an den Ansaugtrakt (1) angeschlossen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass alle Resonatorkammern (13) über eine gemeinsame Übertragungsleitung (29) an den Ansaugtrakt (1) angeschlossen sind, derart, dass jede Resonatorkammer (13) über eine separate 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 gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, 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 Frequenzabstimmung 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 gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (22) bei einer Brennkraftmaschine (2), die mit einer Schaltsauganlage ausgestattet ist, die Resonatorkammern (13) in Abhängigkeit des Schaltzustands der Schaltsauganlage an-, ab- und zuschalten.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Resonatorkammern (13) ausgangsseitig mehrere Austrittsrohre (15', 15'', 15''') mit unterschiedlichen Abmessungen aufweist.
  17. Vorrichtung zumindest nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (16) mehrere gemeinsame Austrittsrohre (17', 17'') mit unterschiedlichen Abmessungen aufweist.
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