WO2011038824A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents
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- B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
- B60Q5/00—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices
Definitions
- the invention relates to a motor vehicle with electric drive.
- motor vehicles There are known purely electric motor-powered vehicles as well as hybrid motor vehicles, which can be operated by internal combustion engine and alternatively or additionally also by electric motor.
- Electric motor driven vehicles are very quiet, especially during slow driving, for example in a residential area. This results in an increased risk of accidents for passers-by, especially when passers-by expect a loud noise of an internal combustion engine when approaching a motor vehicle.
- a solution to this problem suggests, for example, the
- DE102007003201 A1 has a device for noiseless or almost noiselessly moving vehicles, which generates an audio signal that can be heard by other road users.
- it is often proposed to simulate the noise of a conventional internal combustion engine with the audio signal.
- the advantage of a lower acoustic emission of the electric vehicle is abandoned.
- it is often suggested in this context to use an electrodynamic loudspeaker for Schallab- radiation but due to its position in the engine compartment in the lower audio frequency range can only have a limited performance and its use relatively high power (about 300 watts) requires ,
- the invention is based on the object of specifying a motor vehicle with an electric motor, by means of which acoustic signaling required to reduce the risk of an accident is output with little effort. This object is solved by the features of the independent claim. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.
- An electrically drivable motor vehicle comprises an electrodynamic converter device for, in particular acoustic, excitation of a body surface, in particular a body surface movable relative to the vehicle, preferably a bonnet or a trunk lid, and a control device which is set up and coupled to the transducer device the body surface is excited to produce an acoustic signal.
- the acoustic signal is preferably a warning signal or a warning sound, which is automatically output when the motor vehicle is not acoustically or only badly perceptible due to the electromotive operation of passers-by.
- a motor vehicle can be acoustically well perceived by passers-by, even at low speeds, in electric motor operation.
- the generation of signals can be implemented particularly economically in practice, since the sound source is realized by an already existing body surface, and the excitation can take place by means of a known electrodynamic transducer produced in large numbers.
- the realizable with the invention bandwidth of the audio signal is greater than in a conventional, realizable in the engine compartment speakers.
- the space requirement and the additional weight for the implementation of the invention is limited to the electrodynamic converter and optionally the control device.
- the generated audio signal is executed in such a way that technical or regulatory requirements with regard to the audio signal to be output by an electric vehicle are met in terms of frequency and volume.
- the audio signal is as quiet as possible, in particular significantly quieter than the noise of an internal combustion engine or a simulated internal combustion engine.
- control unit has a data input for receiving speed information, which the motor vehicle anyway detects and provides, for example via a data bus.
- the control unit is set up such that the acoustic signal generated by the body surface becomes quieter with increasing speed.
- the motor vehicle includes an output stage amplifier device for suitable generation of an acoustic signal.
- the invention is particularly advantageous when used in a hybrid vehicle, which thus provides not only the electric motor but also an internal combustion engine for additional or alternative drive of the vehicle.
- the converter device is preferably automatically deactivated when the internal combustion engine is put into operation, and / or when the internal combustion engine is at rest or substantially at rest (engine speed is lower than the engine speed). Bener limit speed) is activated, at least when other criteria that are required for the output of an audio signal, are met, for example, when the electric motor is used to drive the vehicle or is ready.
- a program-controlled control device is set up in such a way that signals for the response of the converter device are generated by an integrated output stage amplifier device depending on different input information and transmitted to the converter device.
- the control unit comprises, for example, a functional unit with which the converter device and / or a sound generator (signal or noise generator) are adapted to the mechanical conditions of the body to achieve the same playback characteristics on different vehicles.
- a sound generator signal or noise generator
- Input information may be, for example: operating state of the electric motor, operating state of the internal combustion engine, rotational speed of the internal combustion engine, vehicle speed, environmental information from an environment detection system or from a navigation system, etc.
- control unit can now be set up so that starting from a switched-off, stationary hybrid vehicle, the converter device is addressed by switching on or ready switching of the electric motor such that a low-frequency background noise is generated by the engine hood.
- the converter device of the electric motor is addressed such that alternatively or in addition to the background noise an audio signal is output, which together with the speed-dependent other vehicle noise, such as wind noise, rolling noise, the minimum requirements legislator Specifications, especially in terms of level and frequency, met.
- the artificially generated by the hood audio signal is quieter with increasing speed.
- the internal combustion engine is activated to drive the hybrid vehicle, the converter device is deactivated or the converter device remains deactivated. If now the internal combustion engine is switched off again, the converter device is activated again when the electric motor is switched on and, depending on the operating state of the electric motor and the vehicle speed, is addressed again in such a way as described above.
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, einer elektrodynamischen Wandlereinrichtung zur Anregung einer Karosseriefläche, insbesondere einer relativ zum Fahrzeug beweglichen Karosseriefläche, wie beispielsweise einer Motorhaube oder eines Kofferraumdeckels, und einem Steuergerät, das derart eingerichtet und mit der Wandlereinrichtung gekoppelt ist, dass die Karosseriefläche zum Erzeugen eines akustischen Signals angeregt wird.
Description
Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb. Es sind rein elektromotorisch betriebene Kraftfahrzeuge als auch Hybrid- Kraftfahrzeuge bekannt, welche verbrennungsmotorisch und alternativ oder ergänzend auch elektromotorisch betrieben werden können.
Elektromotorisch angetriebene Kraftfahrzeuge sind insbesondere bei lang- samer Fahrt, beispielsweise in einer Wohngegend, sehr leise. Daraus ergibt sich eine erhöhte Unfallgefahr für Passanten, insbesondere wenn Passanten beim Annähern eines Kraftfahrzeuges ein lautes Geräusch eines Verbrennungsmotors erwarten. Als Lösung für dieses Problem schlägt beispielsweise die
DE102007003201 A1 eine Einrichtung für geräuschlos bzw. nahezu geräuschlos fahrende Fahrzeuge vor, die ein Audiosignal erzeugt, das von anderen Verkehrsteilnehmern gehört werden kann. In diesem Zusammenhang wird häufig auch vorgeschlagen, mit dem Audiosignal das Geräusch eines konventionellen Verbrennungsmotors zu simulieren. Damit wird aber der Vorteil einer geringeren akustischen Emission des Elektrofahrzeugs aufgegeben. Zudem wird in diesem Zusammenhang häufig vorgeschlagen, einen elektrodynamischen Lautsprecher für die Schallab- Strahlung zu verwenden, der aufgrund seiner Position im Motorraum im unteren Audio-Frequenzbereich aber nur eine eingeschränkte Performance haben kann und dessen Einsatz relativ viel Leistung (ca. 300 Watt) erfordert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit Elekt- romotor anzugeben, durch das mit geringem Aufwand eine zur Reduzierung einer Unfallgefahr erforderliche akustische Signalisierung ausgegeben wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Ein erfindungsgemäßes elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug umfasst eine elektrodynamische Wandlereinrichtung zur, insbesondere akustischen, Anregung einer Karosseriefläche, insbesondere einer relativ zum Fahrzeug beweglichen Karosseriefläche, vorzugsweise einer Motorhaube oder eines Kof- ferraumdeckels, und ein Steuergerät, das derart eingerichtet und mit der Wandlereinrichtung gekoppelt ist, dass die Karosseriefläche zum Erzeugen eines akustischen Signals angeregt wird.
Das akustische Signal ist vorzugsweise ein Warnsignal oder ein Warngeräusch, das automatisch dann ausgegeben wird, wenn das Kraftfahrzeug aufgrund des elektromotorischen Betriebs von Passanten akustisch nicht oder nur schlecht wahrnehmbar ist.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass ein Kraftfahrzeug bei elektromotori- schem Betrieb auch bei niedrigen Geschwindigkeiten für Passanten akustisch gut wahrnehmbar ist. Die Signalerzeugung ist besonders wirtschaftlich in die Praxis umsetzbar, da die Schallquelle durch eine ohnehin vorhandene Karosseriefläche realisiert ist, und die Anregung durch einen an sich bekannten, in hohen Stückzahlen produzierten elektrodynamischen Wandler erfol- gen kann. Zudem ist die mit der Erfindung realisierbare Bandbreite des Audiosignals größer als bei einem konventionellen, im Motorraum realisierbaren Lautsprecher. Ferner ist auch der Bauraumbedarf und das zusätzliche Gewicht für die Umsetzung der Erfindung beschränkt auf den elektrodynamischen Wandler und gegebenenfalls die Steuereinrichtung.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das erzeugte Audiosignal derart ausgeführt ist, dass technische oder gesetzgeberische Auflagen hinsichtlich des von einem Elektrofahrzeug auszugebenden Audiosignals hinsichtlich Frequenz und Lautstärke erfüllt werden. Dabei wird aber vorzugsweise darauf geachtet, dass das Audiosignal so leise wie möglich ist, insbesondere deutlich leiser als das Geräusch eines Verbrennungsmotors oder eines simulierten Verbrennungsmotors.
Es ist eine Weiterbildung der Erfindung, dass das Steuergerät einen Daten- eingang zum Empfang von Geschwindigkeitsinformationen, die das Kraftfahrzeug ohnehin ermittelt und, beispielsweise über einen Datenbus, bereitstellt, aufweist. Das Steuergerät ist dabei derart eingerichtet, dass mit zunehmender Geschwindigkeit das durch die Karosseriefläche erzeugte akustische Signal leiser wird.
Dadurch wird berücksichtigt, dass auch ein rein elektromotorisch betriebenes Kraftfahrzeug mit zunehmender Geschwindigkeit ein Fahrgeräusch mit zunehmender Lautstärke erzeugt. Dies liegt im Wesentlichen an Abrollgeräuschen und Fahrtwindgeräuschen. Dadurch wird elektrische Energie zum Be- treiben des elektrodynamischen Wandlers eingespart und ein unangenehm lautes Gesamtgeräusch bei höheren Geschwindigkeiten verhindert.
Das Kraftfahrzeug umfasst zur geeigneten Erzeugung eines akustischen Signals eine Endstufenverstärkereinrichtung.
Besonders vorteilhaft ist die Erfindung beim Einsatz in einem Hybridfahrzeug, das also neben dem Elektromotor auch einen Verbrennungsmotor zum ergänzenden oder alternativen Antrieb des Fahrzeuges vorsieht. In diesem Fall wird vorzugsweise die Wandlereinrichtung bei in Betrieb genommenem Ver- brennungsmotor automatisch deaktiviert, und/oder bei ruhendem oder im Wesentlichen ruhenden Verbrennungsmotor (Motordrehzahl unter vorgege-
bener Grenzdrehzahl) aktiviert, zumindest dann, wenn andere Kriterien, die für die Ausgabe eines Audiosignals Voraussetzung sind, erfüllt sind, beispielsweise dann, wenn der Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeuges eingesetzt ist oder bereit geschaltet ist.
Auch dadurch wird elektrische Energie zum überflüssigen Betreiben des elektrodynamischen Wandlers eingespart und ein unangenehm lautes Gesamtgeräusch bei eingeschaltetem Verbrennungsmotor verhindert. Schließlich ist es eine Weiterbildung der Erfindung, dass bei eingeschaltetem oder betriebsbereit geschaltetem Elektromotor durch die Karosseriefläche ein niederfrequentes (beispielsweise f < 300 Hz oder f < 500 Hz) Grundgeräusch erzeugt wird, insbesondere dann, wenn zudem das Kraftfahrzeug still steht oder eine vorgegebene Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit unterschritten ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert:
Es wird von einem an sich bekannten Hybrid-Kraftfahrzeug ausgegangen. Eine an sich aus der Lautsprechertechnik bekannte elektrodynamische Wandlereinrichtung ist zur akustischen Anregung mit der Motorhaube des Hybridfahrzeuges gekoppelt, insbesondere damit verbunden.
Ein programmgesteuertes Steuergerät ist derart eingerichtet, dass durch eine integrierte Endstufenverstärkereinrichtung abhängig von verschiedenen Eingangsinformationen Signale zum Ansprechen der Wandlereinrichtung erzeugt werden und an die Wandlereinrichtung übermittelt werden.
Das Steuergerät umfasst beispielsweise eine Funktionseinheit, mit der die Wandlereinrichtung und/oder ein Klangerzeuger (Signal- oder Geräuschgenerator, an die mechanischen Verhältnisse der Karosserie angepasst werden
können, um bei verschiedenen Fahrzeugen gleiche Wiedergabeeigenschaften zu erzielen. In Analogie zu Audiosystemen kann dann beispielsweise ein "Equalizen" der Transferfunktion des elektromechanischen Wandlers und des verwendeten Karosseriebauteils erfolgen.
Eingangsinformationen können beispielsweise sein: Betriebszustand des Elektromotors, Betriebszustand des Verbrennungsmotors, Drehzahl des Verbrennungsmotors, Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungsinformationen aus einem Umfelderfassungssystem oder von einem Navigationssystem, etc.
Beispielsweise kann das Steuergerät nun so eingerichtet sein, dass ausgehend von einem ausgeschalteten, stillstehenden Hybridfahrzeug die Wandlereinrichtung mit einem Einschalten oder Bereitschalten des Elektromotors derart angesprochen wird, dass durch die Motorhaube ein niederfrequentes Grundgeräusch erzeugt wird.
Wird nun das Hybridfahrzeug ausschließlich durch den Elektromotor angetrieben, wird ab einer vorgegebenen Mindestfahrzeuggeschwindigkeit die Wandlereinrichtung des Elektromotors derart angesprochen, dass alternativ oder ergänzend zum Grundgeräusch ein Audiosignal ausgegeben wird, das zusammen mit den geschwindigkeitsabhängigen sonstigen Fahrzeuggeräuschen, wie beispielsweise Windgeräusch, Abrollgeräusch, die Mindestanforderungen gesetzgeberischer Vorgaben, insbesondere hinsichtlich Pegel und Frequenz, erfüllt. Dabei wird das durch die Motorhaube künstlich erzeugte Audiosignal mit zunehmender Geschwindigkeit leiser.
Wird nun oder von Anfang an zusätzlich oder alternativ zum Elektromotor der Verbrennungsmotor zum Antrieb des Hybridfahrzeuges aktiviert, wird die Wandlereinrichtung deaktiviert oder bleibt die Wandlereinrichtung deaktiviert.
Wird nun der Verbrennungsmotor wieder abgeschaltet, wird die Wandlereinrichtung bei bereitgeschaltetem Elektromotor wieder aktiviert und abhängig vom Betriebszustand des Elektromotors und der Fahrzeuggeschwindigkeit wieder derart angesprochen, wie oben beschrieben.
Claims
1. Kraftfahrzeug mit
- einem Elektromotor,
- einer elektrodynamischen Wandlereinrichtung zur Anregung einer Karosseriefläche und
- einem Steuergerät, das derart eingerichtet und mit der Wandlereinrichtung gekoppelt ist, dass die Karosseriefläche zum Erzeugen eines akustischen Signals angeregt wird.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 ,
- bei dem das Steuergerät einen Dateneingang zum Empfang von Geschwindigkeitsinformationen aufweist,
- und bei dem das Steuergerät derart eingerichtet ist, dass mit zunehmender Geschwindigkeit das durch die Karosseriefläche erzeugte akustische Signal leiser wird.
3. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
-bei dem das Steuergerät eine Endstufenverstärkereinrichtung umfasst.
4. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- mit einem Verbrennungsmotor,
- bei dem die Wandlereinrichtung bei in Betrieb genommenem Verbren- nungsmotor automatisch deaktiviert wird, und/oder bei dem die Wandlereinrichtung bei ruhendem oder im Wesentlichen ruhenden Verbrennungsmotor aktivierbar ist.
5. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- bei dem bei eingeschaltetem oder betriebsbereit geschaltetem Elektromotor bei Stillstand des Fahrzeuges oder bei Unterschreiten einer vorgegebenen Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit, durch die Karosseriefläche ein niederfrequentes Grundgeräusch erzeugt wird.
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