DE102009045999A1

DE102009045999A1 - vehicle heating system

Info

Publication number: DE102009045999A1
Application number: DE200910045999
Authority: DE
Inventors: Günter Eberspach; Jan Dr. Krüger; Christian Loch
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-04-28

Abstract

Ein Fahrzeugheizsystem umfasst einen mit Brennstoff und Verbrennungsluft zu speisenden Brennerbereich (14) zur Verbrennung eines Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches, eine Abgasführungsanordnung (16) zum Leiten von bei der Verbrennung des Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches erzeugten Abgasen sowie eine Schalldämpfungsanordnung (32) zur Dämpfung von im Verbrennungsbetrieb im Brennerbereich (14) entstehenden Geräuschen, wobei die Schalldämpfungsanordnung (32) eine Gegenschallerzeugungsanordnung (22) umfasst.A vehicle heating system comprises a burner area (14) to be fed with fuel and combustion air for the combustion of a fuel / combustion air mixture, an exhaust gas duct arrangement (16) for guiding the exhaust gases generated during the combustion of the fuel / combustion air mixture and a soundproofing arrangement (32) for damping of noises occurring in the burner area (14) during combustion operation, the sound-damping arrangement (32) comprising a counter-sound generating arrangement (22).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugheizsystem, wie es in Fahrzeugen eingesetzt werden kann, um als Standheizung, als Zuheizer oder insbesondere im Einsatz bei Elektrofahrzeugen als Hauptwärmequelle eingesetzt werden zu können. Ein derartiges Fahrzeugheizsystem umfasst einen mit Brennstoff und Verbrennungsluft zu speisenden Brennerbereich. In einer Brennkammer des Brennerbereichs werden der im Allgemeinen flüssig zugeführte und dann verdampfte oder zerstäubte Brennstoff und die Verbrennungsluft gemischt und verbrannt. Die bei der Verbrennung entstehenden Verbrennungsabgase strömen im Allgemeinen durch eine Wärmetauscheranordnung, um darin transportierte Wärme auf ein zu erwärmendes Medium, beispielsweise die in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft oder Flüssigkeit, zu übertragen. Dabei strömen die Verbrennungsabgase in einer Abgasführungsanordnung, welche diese vom Brennerbereich wegführt. Die Abgasführungsanordnung leitet die Verbrennungsabgase im Allgemeinen nach außen hin, also zur Umgebung, ab. Bei einem mit einer Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeug kann die Abgasführungsanordnung auch in ein Auspuffsystem des Fahrzeugs einmünden, beispielsweise um die aus dem Brennerbereich abgeleiteten Verbrennungsabgase zusammen mit den Verbrennungsabgasen einer Brennkraftmaschine vor dem Ausstoß nach außen in einer Katalysatoranordnung zu reinigen.The present invention relates to a vehicle heating system, as it can be used in vehicles to be used as a heater, as a heater or in particular in use in electric vehicles as the main heat source can. Such a vehicle heating system includes a burner area to be fed with fuel and combustion air. In a combustor of the burner section, the generally liquid supplied and then vaporized or atomized fuel and the combustion air are mixed and burned. The combustion exhaust gases produced during combustion generally flow through a heat exchanger assembly to transfer heat carried therein to a medium to be heated, for example the air or liquid to be introduced into a vehicle interior. In this case, the combustion exhaust gases flow in an exhaust gas guide arrangement, which leads away from the burner area. The exhaust gas guide arrangement generally diverts the combustion exhaust gases to the outside, ie to the environment. In a vehicle equipped with an internal combustion engine, the exhaust gas guide assembly can also lead into an exhaust system of the vehicle, for example, to clean the combustion exhaust gases derived from the burner region together with the combustion exhaust gases of an internal combustion engine before discharging outward in a catalyst arrangement.

Im Verbrennungsbetrieb entstehen insbesondere im Brennerbereich, durch Strömung der Verbrennungsabgase möglicherweise aber auch in der Abgasführungsanordnung selbst, Geräusche. Diese können einerseits in einem Fahrzeuginnenraum wahrnehmbar sein. Bei Hybridfahrzeugen und rein batteriebetriebenen Fahrzeugen die sich, Wind- und Abrollgeräusche außer Acht lassend, sehr geräuscharm bewegen, können vor allem aber auch im innerstädtischen Bereich derartige Geräusche außen durch Passanten wahrgenommen werden. Dies kann zur Wahrnehmung eines ungewöhnlichen Geräuscheindrucks führen, da mit einem vorbeifahrenden Fahrzeug im Allgemeinen auch Motorgeräusche verbunden werden, nicht aber die im Verbrennungsbetrieb in einem Brennerbereich erzeugten Geräusche.In combustion operation, noise is generated, in particular in the burner area, due to the flow of the combustion exhaust gases, but possibly also in the exhaust gas guide arrangement itself. These can be perceptible on the one hand in a vehicle interior. In hybrid vehicles and purely battery-powered vehicles, which disregard wind and road noise, move very quietly, but above all in the inner city area, such noises can be perceived by passers-by. This can lead to the perception of an unusual sound impression, as are associated with a passing vehicle generally also engine noise, but not the noise generated in the combustion operation in a burner area.

Um der Problematik einer übermäßig starken Geräuschabstrahlung aus derartigen brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizsystemen entgegenzutreten, sind diese Heizsysteme im Allgemeinen mit Schalldämpfern ausgestattet, die in den Strömungsweg der Abgasführungsanordnung integriert sind. Derartige Schalldämpfer arbeiten mit einer Absorptions- oder/und einer Reflexions-Dämpfungsfunktionalität und sind mit dem auf Grund des allgemein begrenzten zur Verfügung stehenden Bauraums vorgesehenen Volumen von etwa 0,51 primär darauf ausgelegt, höhere Frequenzen sehr gut zu bedampfen. Im Bereich geringerer Frequenzen werden größere, im Allgemeinen jedoch nicht realisierbare Dämpfervolumina erforderlich. Dies führt dazu, dass primär auch durch den Transport von Geräuschen in bzw. durch die Verbrennungsabgase hindurch die oftmals nur ungenügend gedämpften tieferen Frequenzen das nach außen hin und auch im Fahrzeuginnenraum wahrnehmbare Geräuschbild prägen.To counteract the problem of excessive noise emission from such fuel-powered vehicle heating systems, these heating systems are generally equipped with mufflers integrated into the flow path of the exhaust gas guide assembly. Such mufflers operate with absorption and / or reflection-damping functionality and, with the volume of about 0.51 provided by the generally limited space available, are primarily designed to vaporize higher frequencies very well. At lower frequencies, larger, but generally unrealizable damper volumes are required. The result of this is that primarily through the transport of noises into or through the combustion exhaust gases, the often insufficiently damped lower frequencies characterize the perceptible noise image to the outside and also in the vehicle interior.

Es ist die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugheizsystem mit verbesserter Geräuschdämpfungscharakteristik vorzusehen.It is the object of the present invention to provide a vehicle heating system with improved silencing characteristics.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeugheizsystem, umfassend einen mit Brennstoff und Verbrennungsluft zu speisenden Brennerbereich zur Verbrennung eines Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches, eine Abgasführungsanordnung zum Leiten von bei der Verbrennung des Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches erzeugten Abgasen sowie eine Schalldämpfungsanordnung zur Dämpfung von im Verbrennungbetrieb im Brennerbereich entstehenden Geräuschen, wobei die Schalldämpfungsanordnung eine Gegenschallerzeugungsanordnung umfasst.According to the invention, this object is achieved by a vehicle heating system, comprising a combustor area to be fueled with combustion air for combustion of a fuel / combustion air mixture, an exhaust gas guide arrangement for conducting exhaust gases generated during the combustion of the fuel / combustion air mixture, and a sound damping arrangement for damping in the Combustion in the burner area resulting noise, wherein the silencing arrangement comprises a counter-noise generating arrangement.

Durch die Ausstattung des erfindungsgemäßen Fahrzeugheizsystems mit einer Gegenschallerzeugungsanordnung, also einer Anordnung, die aktiv zur Geräuschdämpfung bzw. Geräuschunterdrückung beiträgt, wird es möglich, das Dämpfungsverhalten optimiert auf die zu bedampfende Geräuschkulisse bzw. speziell ausgewählte Frequenzbereiche abzustimmen. Somit wird es möglich, durch entsprechende Auslegung der Gegenschallerzeugungscharakteristik die Abgabe von Geräuschen nach außen hin soweit als möglich zu unterdrücken bzw. eine Geräuschkulisse abzugeben, welche für Fahrzeuginsassen ebenso wie Passanten grundsätzlich nicht ungewöhnlich bzw. unangenehm ist.By equipping the vehicle heating system according to the invention with a counter-sound generation arrangement, that is to say an arrangement which actively contributes to noise damping or noise suppression, it becomes possible to tune the damping behavior optimally to the noise background to be steamed or specially selected frequency ranges. Thus, it becomes possible to suppress the emission of noise to the outside as far as possible by appropriate design of the antinoise generating characteristic or to deliver a soundscape, which is basically not unusual or unpleasant for vehicle occupants as well as passers-by.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Gegenschallerzeugungsanordnung einen ersten Schallaufnehmer zur Erzeugung eines die zu dämpfenden Geräusche repräsentierenden ersten Signals, einen Gegenschallerzeuger sowie eine Ansteueranordnung zur Ansteuerung des Gegenschallerzeugers zur Erzeugung von Gegenschall auf der Grundlage des vom ersten Schallaufnehmer erzeugten ersten Signals umfasst. Die durch den ersten Schallaufnehmer aufgenommenen und in das erste Signal umgesetzten Geräusche werden dazu genutzt, eine Ansteuermaßnahme zu generieren, welche durch entsprechende Erregung des Gegenschallerzeugers zu einer destruktiven Interferenz der zu dämpfenden Geräusche mit den als Gegenschall generierten Geräuschen führen.For example, it can be provided that the counter-sound generation arrangement comprises a first acoustic sensor for generating a first signal representing the noise to be damped, a counter-sound generator and a drive arrangement for controlling the counter-sound generator for generating counter-sound on the basis of the first signal generated by the first acoustic sensor. The noises recorded by the first sound pickup and converted into the first signal are used to generate a control measure which, by corresponding excitation of the counter sound generator, leads to a destructive interference of the noises to be damped with the noises generated as counter sound.

Um die Ansteuermaßnahme für den Gegenschallerzeuger in einer an die zu dämpfenden Geräusche möglichst stark angenäherten Weise bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Ansteueranordnung eine Invertieranordnung umfasst zum Erzeugen eines invertierten Signals auf der Grundlage des vom ersten Schallaufnehmer erzeugten ersten Signals, wobei die Ansteueranordnung den Gegenschallerzeuger zur Erzeugung von Gegenschall mit einem auf den invertierten Signal beruhenden Ansteuersignal ansteuert. Durch Invertierung des die zu dämpfenden Geräusche repräsentierenden ersten Signals wird es möglich, als Gegenschall Geräusche zu generieren, die im Idealfalle zu einer im Wesentlichen vollständigen Auslöschung der zu dämpfenden Geräusche durch destruktive Interferenz führen. In order to be able to provide the driving measure for the counter-sound generator in a manner which is as close as possible to the noises to be damped, it is proposed that the driving arrangement comprises an inverting arrangement for generating an inverted signal on the basis of the first signal generated by the first sound pick-up, the driving arrangement Counter-noise generator for generating counter-noise with a drive signal based on the inverted signal drives. By inverting the first signal representing the noise to be damped, it becomes possible to generate noises as a counter-sound which, in the ideal case, lead to an essentially complete extinction of the noises to be damped by destructive interference.

Um bei der Erzeugung der Ansteuermaßnahme für den Gegenschallerzeuger auftretende Verluste zu kompensieren, wird weiter vorgeschlagen, dass die Ansteueranordnung eine Verstärkeranordnung umfasst zum Verstärken des von dem ersten Schallaufnehmer erzeugten ersten Signals oder/und des von der Invertieranordnung erzeugten invertierten Signals.In order to compensate for losses occurring in the generation of the driving measure for the counter sound generator, it is further proposed that the drive arrangement comprises an amplifier arrangement for amplifying the first signal generated by the first sound pickup and / or the inverted signal generated by the inverting arrangement.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Fahrzeugheizsystems wird weiter vorgeschlagen, dass die Gegenschallerzeugungsanordnung einen zweiten Schallaufnehmer umfasst zur Erzeugung eines die gedämpften Geräusche repräsentierenden zweiten Signals, wobei die Ansteueranordnung den Gegenschallerzeuger zur Erzeugung von Gegenschall auf der Grundlage des vom ersten Schallaufnehmer erzeugten ersten Signals und des vom zweiten Schallaufnehmer erzeugten zweiten Signals ansteuert. Durch das Bereitstellen eines zweiten Schallaufnehmers wird es möglich, zu überprüfen, ob die Erzeugung von Gegenschall und die Überlagerung des Gegenschalls mit den zu dämpfenden Geräuschen zu einer ausreichenden Schalldämpfung führt. Somit stellt das vom zweiten Schallaufnehmer erzeugte zweite Signal ein Kontrollsignal bereit, dessen Pegel ein Indikator für eine ausreichende oder nicht ausreichende Schalldämpfung ist. Beruhend auf diesem Kontrollsignal wird es somit möglich, bei der Erzeugung des Gegenschalls, also bei der Ansteuerung des Gegenschallerzeugers auf der Grundlage des ersten Signals, Korrekturen vorzunehmen, beispielsweise durch Phasenverschiebung oder geänderte Verstärkung.In a particularly advantageous embodiment variant of the vehicle heating system according to the invention, it is further proposed that the counter-sound generating arrangement comprises a second sound pickup for generating a second signal representing the damped noises, the drive arrangement generating the counter-sound generator for generating counter-sound on the basis of the first signal generated by the first sound pickup and the first sound pickup activates the second signal generated by the second sound pickup. By providing a second sound pickup, it is possible to check whether the generation of counter sound and the superimposition of the counter sound with the noise to be damped leads to a sufficient sound attenuation. Thus, the second signal generated by the second sound pickup provides a control signal whose level is an indicator of sufficient or insufficient sound attenuation. Based on this control signal, it is thus possible to make corrections in the generation of the counter-noise, ie in the control of the counter-sound generator on the basis of the first signal, for example by phase shift or changed gain.

Da die zu dämpfenden Geräusche primär in den Verbrennungsabgasen transportiert werden bzw. sich darin ausbreiten und auch in erster Linie im Brennerbereich entstehen, wird vorgeschlagen, dass der erste Schallaufnehmer zur Aufnahme von Geräuschen im Bereich der Abgasführungsanordnung oder des Brennerbereichs angeordnet ist.Since the noises to be damped are primarily transported in the combustion exhaust gases or propagate therein and also arise primarily in the burner area, it is proposed that the first sound receiver is arranged to record noises in the area of the exhaust gas guide arrangement or the burner area.

Um dabei auch die Wirkung des Gegenschallerzeugers möglichst effizient zu nutzen, wird weiter vorgeschlagen, dass der Gegenschallerzeuger zum Erzeugen von Gegenschall im Bereich der Abgasführungsanordnung angeordnet ist.In order to use the effect of the counter sound generator as efficiently as possible, it is further proposed that the counter sound generator is arranged for generating counter sound in the region of the exhaust gas guide arrangement.

Dabei kann der Gegenschallerzeuger in Strömungsrichtung der Verbrennungsabgase stromabwärts des ersten Schallaufnehmers angeordnet sein.In this case, the counter-sound generator can be arranged in the flow direction of the combustion exhaust gases downstream of the first sound pickup.

Vorteilhafterweise kann auch der zweite Schallaufnehmer zur Aufnahme von Geräuschen im Bereich der Abgasführungsanordnung angeordnet sein, wobei weiter vorgesehen sein kann, dass der zweite Schallaufnehmer in Strömungsrichtung der Verbrennungsabgase stromabwärts des Gegenschallerzeugers angeordnet ist. Es kann somit also stromabwärts des Gegenschallerzeugers überprüft werden, ob dessen Betrieb zu einer ausreichenden Dämpfung der Geräusche insbesondere im Bereich der in der Abgasführungsanordnung strömenden Verbrennungsabgase sorgt.Advantageously, the second sound pickup can also be arranged to record noises in the region of the exhaust gas guide arrangement, it also being possible for the second sound pickup to be arranged downstream of the counter sound generator in the flow direction of the combustion exhaust gases. It can therefore be checked downstream of the counter-noise generator, whether its operation provides for a sufficient damping of the noise, in particular in the region of the combustion exhaust gases flowing in the exhaust gas guide arrangement.

Vorteilhafterweise kann die Schalldämpfungsanordnung ferner einen in die Abgasführungsanordnung integrierten Absorptions- oder/und Reflexionsschalldämpfer umfassen.Advantageously, the sound attenuation assembly may further comprise an absorption or / and reflection muffler integrated into the exhaust gas routing assembly.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine prinzipartige Darstellung eines Fahrzeugheizsystems gemäß einer ersten Ausgestaltungsvariante; 1 a schematic representation of a vehicle heating system according to a first embodiment variant;

2 eine der 1 entsprechende Darstellung eines Fahrzeugheizsystems gemäß einer zweiten Variante. 2 one of the 1 corresponding representation of a vehicle heating system according to a second variant.

In 1 ist ein Fahrzeugheizsystem allgemein mit 10 bezeichnet. Dieses Fahrzeugheizsystem 10 umfasst ein mit Brennstoff betriebenes Heizgerät 12 mit einem allgemein mit 14 bezeichneten Brennerbereich. In den Brennerbereich 14 werden flüssiger Brennstoff, also beispielsweise Benzin oder Diesel, ebenso wie Verbrennungsluft eingeleitet. Es wird durch Verdampfung oder Zerstäubung des zunächst flüssigen Brennstoffs zusammen mit der Verbrennungsluft ein verbrennungsfähiges Gemisch in einer Brennkammer bereitgestellt und dort gezündet bzw. verbrannt. Die bei der Verbrennung entstehenden Verbrennungsabgase verlassen die Brennkammer im Allgemeinen durch ein Flammrohr hindurch und übertragen die bzw. einen Teil der darin transportierten in einer Wärmetauscheranordnung auf ein zu erwärmendes Medium, beispielsweise die in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft oder eine Flüssigkeit. Die Verbrennungsabgase verlassen das Heizgerät 12 über eine Abgasführungsanordnung 16, die im Allgemeinen rohrartig ausgebildet sein kann und an einem Ende 18 zur Umgebung hin offen sein kann. Um das Heizgerät 12 in geeigneter Weise betreiben zu können, ist diesem ein Steuergerät 20 zugeordnet. Das Steuergerät 20 erzeugt auf der Grundlage verschiedener Eingangsgrößen, wie z. B. einer Solltemperaturgröße, einer Umgebungstemperatur, der Temperatur des zu erwärmenden Mediums oder dergleichen, Ansteuerbefehle, um dem Brennerbereich 14 die erforderliche Brennstoffmenge und in Zuordnung dazu die erforderliche Verbrennungsmenge zuzuführen und somit den Brennerbereich 14 mit einer geeigneten Heizleistung zu betreiben.In 1 is a vehicle heating system generally with 10 designated. This vehicle heating system 10 includes a fuel heater 12 with a general with 14 designated burner area. In the burner area 14 For example, liquid fuel, such as gasoline or diesel, as well as combustion air are introduced. It is provided by evaporation or atomization of the initially liquid fuel together with the combustion air, a combustible mixture in a combustion chamber and ignited or burned there. The combustion exhaust gases produced during combustion generally leave the combustion chamber through a flame tube and transfer the part or parts of it transported in a heat exchanger arrangement to a medium to be heated, for example the air or a liquid to be introduced into a vehicle interior. The combustion gases leave the heater 12 via an exhaust gas guide arrangement 16 . which may be generally tubular and at one end 18 can be open to the environment. To the heater 12 to operate in a suitable manner, this is a control unit 20 assigned. The control unit 20 generated on the basis of various input variables, such. B. a target temperature size, an ambient temperature, the temperature of the medium to be heated or the like, drive commands to the burner area 14 to supply the required amount of fuel and in association with the required amount of combustion and thus the burner area 14 to operate with a suitable heat output.

Beim Verbrennungsbetrieb entstehen primär im Brennerbereich 14 Geräusche, die sich nach außen hin übertragen. Einen wesentlichen Beitrag zur Geräuschübertragung liefern dabei die in der Abgasführungsanordnung 16 strömenden Verbrennungsabgase, so dass vor allem im Bereich des Endes 18 der Abgasführungsanordnung 16 Betriebsgeräusche wahrnehmbar sind. Während diese Geräusche bei Einsatz eines derartigen Fahrzeugheizsystems in ausschließlich mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Fahrzeugen durch die Geräuschkulisse der Brennkraftmaschine überlagert sein werden und als solche im Wesentlichen nicht wahrnehmbar sein werden, fehlt eine derartige überlagernde Geräuschkulisse bei Hybridantrieben im Elektroantriebszustand bzw. bei rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Das Heizsystem 10 kann in einem derartigen Falle sowohl für die Fahrzeuginsassen als auch an einem Straßenrand befindliche Passanten als ungewohnt wahrgenommen werden, da mit einem fahrenden Fahrzeug im Allgemeinen die Geräuschkulisse einer Brennkraftmaschine identifiziert wird, nicht jedoch die Geräuschkulisse eines Heizbrenners.Combustion operation occurs primarily in the burner area 14 Noises that are transmitted to the outside. A significant contribution to the noise transmission provide in the exhaust gas guide assembly 16 flowing combustion gases, so especially in the area of the end 18 the exhaust guide assembly 16 Operating noise are perceptible. While these noises are superimposed when using such a vehicle heating system in exclusively powered by an internal combustion engine vehicles through the background noise of the engine and as such are essentially imperceptible, such a superimposed noise in hybrid drives in the electric drive state or in purely electrically powered vehicles missing. The heating system 10 can be perceived in such a case, both for the vehicle occupants as well as on the roadside passers as unfamiliar, since with a moving vehicle in general the noise of an internal combustion engine is identified, but not the background noise of a heating burner.

Um diesem Problem entgegenzutreten, ist bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugheizsystem 10 ferner eine Gegenschallerzeugungsanordnung 22 vorgesehen. Die Gegenschallerzeugungsanordnung 22 umfasst als wesentliche Systembereiche einen beispielsweise als Mikrophon ausgebildeten ersten Schallaufnehmer 24 und einen beispielsweise als Lautsprecher ausgebildeten Gegenschallerzeuger 26. Der erste Schallaufnehmer 24 und der Gegenschallerzeuger 26 sind in dem in der 1 dargestellten Beispiel nahe bzw. an der Abgasführungsanordnung 16 angeordnet. Hierzu kann beispielsweise ein den ersten Schallaufnehmer 24 und den Gegenschallerzeuger zumindest teilweise aufnehmendes und von den Verbrennungsabgasen auch durchströmtes Gehäuse 28 bzw. ein entsprechend gestalteter Leitungsabschnitt vorgesehen sein.To counter this problem is in the vehicle heating system according to the invention 10 and an antinoise arrangement 22 intended. The antinoise arrangement 22 comprises as essential system areas a trained example as a microphone first sound pickup 24 and a counter-noise generator designed, for example, as a loudspeaker 26 , The first sound pickup 24 and the counter-noise generator 26 are in the in the 1 example shown near or at the exhaust gas guide assembly 16 arranged. For this purpose, for example, a first Schallaufnehmer 24 and the counter-sound generator at least partially receiving and by the combustion gases also flowed through housing 28 or a correspondingly designed line section may be provided.

Der erste Schallaufnehmer 24 nimmt die Geräusche im Bereich der Abgasführungsanordnung 16, im dargestellten Beispiel insbesondere die in den darin strömenden Verbrennungsabgasen sich ausbreitenden Geräusche auf und erzeugt ein entsprechendes erstes elektrisches Signal S₁, das in 1 selbstverständlich nur vereinfacht dargestellt ist. Dieses erste Signal S₁, welches also die zu dämpfenden Geräusche repräsentiert, wird in eine Ansteueranordnung 30 der Gegenschallerzeugungsanordnung 22 eingespeist. In der Ansteueranordnung 30 wird durch eine darin enthaltene Invertieranordnung das erste Signal S₁ invertiert. Aus diesem invertierten Signal S_i erzeugt die Ansteueranordnung 30 eine Ansteuermaßnahme für den Gegenschallerzeuger 26. Hierzu kann beispielsweise das invertierte S_i in einer in der Ansteueranordnung 30 enthaltenen Verstärkeranordnung noch verstärkt werden, um durch den Gegenschallerzeuger 26 Gegenschall mit einem für eine ausreichende Dämpfung geeigneten Pegel bereitstellen zu können. Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, das erste Signal S₁ vor der Invertierung zu verstärken und dann das zunächst verstärkte und dann invertierte Signal als Ansteuermaßnahme bzw. Grundlage dafür zu nutzen.The first sound pickup 24 picks up the noise in the area of the exhaust gas guide arrangement 16 In the example shown, in particular, the noises propagating in the combustion exhaust gases flowing therein generate a corresponding first electrical signal S ₁ , which in FIG 1 Of course, only simplified. This first signal S ₁ , which thus represents the noise to be damped, is converted into a drive arrangement 30 the antinoise arrangement 22 fed. In the drive arrangement 30 the first signal S _{1 is} inverted by an inverting arrangement contained therein. The drive arrangement generates from this inverted signal S _i 30 a driving measure for the counter-noise generator 26 , For this purpose, for example, the inverted S _i in one in the drive arrangement 30 amplifier arrangement still be amplified to pass through the counter-noise generator 26 Provide counter-sound with a level suitable for sufficient attenuation level. In principle, it is also possible to amplify the first signal S ₁ before the inversion and then to use the initially amplified and then inverted signal as the driving measure or basis thereof.

Da im Vergleich zur Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls die Signalverarbeitung nahezu ohne Zeitverzögerung erfolgt, wird es möglich, durch die Überlagerung des durch den Gegenschallerzeuger 26 erzeugten Gegenschalls mit den zu dämpfenden Geräuschen eine zu einer wesentlichen Schalldämpfung beitragende destruktive Interferenz herbeizuführen. Dazu trägt auch bei, dass der erste Schallaufnehmer 24 und der Gegenschallerzeuger 26 in unmittelbarer gegenseitiger Nähe angeordnet sind, so dass eine Phasenverschiebung zwischen den zu dämpfenden Geräuschen einerseits und der zur Dämpfung vorgesehenen Gegenschallmaßnahme andererseits so weit als möglich ausgeschlossen werden kann.Since the signal processing takes place with almost no time delay compared to the propagation speed of the sound, it becomes possible by the superposition of the by the counter-sound generator 26 produced counter-noise with the noise to be damped to contribute to a significant sound attenuation destructive interference. This is also helped by the fact that the first sound pickup 24 and the counter-noise generator 26 are arranged in close mutual proximity, so that a phase shift between the noise to be damped on the one hand and provided for damping counter-noise measure on the other hand can be excluded as far as possible.

Durch den Einsatz der Gegenschallerzeugungsanordnung 22 wird es möglich, im Wesentlichen unabhängig von der Frequenz bzw. dem Frequenzspektrum der zu dämpfenden Geräusche eine wesentliche Dämpfung herbeizuführen. Zu diesem Zwecke ist es, wie dies in 1 auch dargestellt ist, besonders vorteilhaft, den ersten Schallaufnehmer 24 und den Gegenschallerzeuger 26 dort zu positionieren und zum Einsatz zu bringen, wo die Entstehung bzw. Ausbreitung von Geräuschen besonders kritisch ist. Dies kann abhängig vom Aufbau eines Heizsystems 10 variieren. So könnte es grundsätzlich auch denkbar sein, den ersten Schallaufnehmer 24 mehr im Bereich des Brennerbereichs 14, also unmittelbar dort, wo die primär zu dämpfenden Geräusche erzeugt werden, zu positionieren. Weiter ist es möglich, neben der zur möglichst vollständigen destruktiven Interferenz erzeugten Gegenschallmaßnahme ein zusätzliches Geräuschspektrum bereitzustellen, also durch den Gegenschallerzeuger 26 zu generieren, welches dann tatsächlich nach außen hin auch wahrgenommen werden soll. Es ist damit also möglich, im Rahmen eines so genannten Sound-Engeneerings nicht nur eine ungewünschte Geräuschkulisse so weit als möglich zu eliminieren, sondern eine gewünschte Geräuschkulisse zu generieren, die beispielsweise herkömmliche Fahrgeräusche eines Fahrzeugs simuliert und als solche nach außen hin auch wahrgenommen werden kann.By using the antinoise arrangement 22 It is possible, substantially independent of the frequency or the frequency spectrum of the noise to be damped to bring about a significant attenuation. For this purpose, it is like this in 1 is also shown, particularly advantageous, the first sound pickup 24 and the counter-noise generator 26 to position and deploy it where the formation or propagation of noise is particularly critical. This may depend on the structure of a heating system 10 vary. So it could also be conceivable in principle, the first Schallaufnehmer 24 more in the area of the burner area 14 , ie to position directly where the primary to be damped noises are generated. Furthermore, it is possible to provide an additional noise spectrum in addition to the antinoise measure generated for the most complete destructive interference, that is, by the antinoise generator 26 to be generated, which is then actually perceived to the outside. It is so It is possible, as part of a so-called sound-narrowing not only to eliminate unwanted noise as far as possible, but to generate a desired soundscape, for example, the conventional driving noise of a vehicle simulated and perceived as such to the outside.

Man erkennt in 1 weiter, dass eine die Gegenschallerzeugungsanordnung 22 umfassende Schalldämpfungsanordnung 32 weiterhin einen in die Abgasführungsanordnung 16 integrierten Schalldämpfer 34, beispielsweise kurz vor deren Ende 18, umfasst. Dieser Schalldämpfer 34 kann von herkömmlichem Aufbau sein und in den Abgasen sich ausbreitende bzw. darin transportierte Geräusche durch Absorption in hierfür vorgesehenem Schall dämpfendem Absorptionsmaterial oder/und durch Reflexion an verschiedenen Innenoberflächenbereichen dämpfen. Somit wird es möglich, auch unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein derartiger Schalldämpfer 34 primär im hochfrequenten Bereich zur Geräuschdämpfung beitragen wird, die Gegenschallerzeugungsanordnung 22 und insbesondere den Gegenschallerzeuger 26 derselben so auszulegen, dass hier eine Dämpfung von Geräuschen im niederfrequenten Bereich im Vordergrund steht.One recognizes in 1 further, that one is the antinoise device 22 comprehensive sound attenuation arrangement 32 further into the exhaust guide assembly 16 integrated silencer 34 , for example, just before the end 18 , includes. This silencer 34 may be of conventional design and attenuate noise propagated in the exhaust gases by absorption in dedicated sound absorbing absorbent material and / or by reflection at various internal surface areas. Thus, it becomes possible, even taking into account the fact that such a silencer 34 primarily in the high-frequency range will contribute to noise reduction, the counter-noise generation arrangement 22 and in particular the counter-noise generator 26 the same should be interpreted so that here is a damping of noise in the low-frequency range in the foreground.

In 2 ist eine alternative Ausgestaltungsart eines Fahrzeugheizsystems 10 gezeigt. Dieses kann vor allem hinsichtlich der Ausgestaltung des Heizgeräts mit dem Brennerbereich 14 bzw. der Abgasführungsanordnung 16 der Ausgestaltungsform der 1 entsprechen.In 2 is an alternative embodiment of a vehicle heating system 10 shown. This can especially with regard to the design of the heater with the burner area 14 or the exhaust gas guide arrangement 16 the embodiment of the 1 correspond.

Bei der in 2 dargestellten Ausgestaltungsvariante ist zusätzlich zu dem ersten Schallaufnehmer 24, welcher beispielsweise wieder so positioniert ist, dass er Geräusche in den in der Abgasführungsanordnung 16 strömenden Verbrennungsabgasen erfassen kann, und welcher weiterhin wieder so positioniert ist, dass er bezüglich der Strömungsrichtung der Verbrennungsabgase in der Abgasführungsanordnung 16 stromaufwärts des Gegenschallerzeugers 26 positioniert ist, ein zweiter Schallaufnehmer 36 vorgesehen. Dieser zweite Schallaufnehmer 36 ist im dargestellten Beispiel ebenfalls so positioniert, dass er Geräusche in den in der Abgasführungsanordnung 16 strömenden Verbrennungsabgasen erfassen kann und ein entsprechendes zweites Signal S₂ in die Ansteueranordnung liefert. Dieses ist im Ausgestaltungsbeispiel der 2 in das Steuergerät 20 für das Heizgerät 12 integriert.At the in 2 illustrated embodiment variant is in addition to the first Schallaufnehmer 24 for example, which is again positioned so that it sounds in the in the exhaust guide assembly 16 can detect incoming combustion exhaust gases, and which is further positioned so that it with respect to the flow direction of the combustion exhaust gases in the exhaust gas guide assembly 16 upstream of the counter-noise generator 26 is positioned, a second sound pickup 36 intended. This second sound pickup 36 In the example shown, it is also positioned to cause noise in the exhaust manifold assembly 16 can detect flowing combustion exhaust gases and supplies a corresponding second signal S ₂ in the drive arrangement. This is in the embodiment of the 2 in the control unit 20 for the heater 12 integrated.

Bei der in 2 dargestellten Ausgestaltungsvariante kann die Signalverarbeitung auf digitalem Wege erfolgen. D. h., das vom ersten Schallaufnehmer 24 ausgegebene erste Signal S₁ wird in der Ansteueranordnung 30 analog/digital gewandelt und mithin digitalisiert. Beispielsweise unter Berücksichtigung der Signallaufdauer und der Signalverarbeitungsdauer kann in einem in der Ansteueranordnung 30 enthaltenen Mikroprozessor ein Ansteuersignal für den Gegenschallerzeuger 26 generiert werden, welches hinsichtlich Amplitude und Phasenlage so auf das erste Signal S₁ bzw. die dadurch repräsentierten Geräusche abgestimmt ist, dass auch unter Berücksichtigung des gegenseitigen Abstands zwischen dem ersten Schallaufnehmer 24 und dem stromabwärts positionierten Gegenschallerzeuger 26 eine möglichst effiziente Schalldämpfung durch destruktive Überlagerung erreicht wird.At the in 2 illustrated embodiment, the signal processing can be done by digital means. That is, that of the first sound pickup 24 outputted first signal S ₁ is in the drive arrangement 30 analog / digital converted and thus digitized. For example, taking into account the signal propagation time and the signal processing time can be in a in the drive arrangement 30 Microprocessor contained a drive signal for the counter-sound generator 26 are generated, which is tuned to the first signal S ₁ and the noise represented thereby in terms of amplitude and phase so that even taking into account the mutual distance between the first Schallaufnehmer 24 and the downstream positioned counter sound generator 26 the most efficient possible sound attenuation is achieved by destructive superimposition.

Der zweite Schallaufnehmer 36 liefert mit seinem zweiten Signal ein Kontrollsignal, welches bei optimaler Arbeitsweise des Gegenschallerzeugers 26 indizieren sollte, dass im Wesentlichen eine vollständige Schalldämpfung stattgefunden hat. Indiziert das zweite Signal des zweiten Schallaufnehmers 36 einen über einem Grenzwert liegenden Geräuschpegel, so kann unter Berücksichtigung dieses zweiten Signals bzw. unter Verwendung desselben als Kontrollsignal in der Ansteueranordnung 30 das Ansteuersignal für den Gegenschallerzeuger 26 so angepasst werden, beispielsweise in seiner Phasenlage oder/und seiner Amplitude oder/und seinen Frequenzanteilen, so dass eine Minimierung des vom zweiten Schallaufnehmer 36 erzeugten zweiten Signals S₂ feststellbar ist. Es ist somit für eine Regelstrecke gesorgt, bei welcher unter Berücksichtigung der zu dämpfenden Geräuschkulisse einerseits unter der Berücksichtigung der nach der Dämpfung verbleibenden Restgeräusche andererseits eine Minimierung dieser Restgeräusche erfolgen kann. Damit wird es möglich, insbesondere auch wechselnden Betriebsbedingungen, wie z. B. unterschiedlichen Abgasmassenströmen oder auch unterschiedlichen Abgastemperaturen, Rechnung zu tragen.The second sound pickup 36 provides with its second signal a control signal, which in optimal operation of the counter-noise generator 26 should indicate that essentially complete sound attenuation has occurred. Indicates the second signal of the second sound pickup 36 a lying above a threshold noise level, so taking into account this second signal or using the same as a control signal in the drive arrangement 30 the drive signal for the counter-sound generator 26 be adapted, for example, in its phase position and / or its amplitude and / or its frequency components, so that a minimization of the second Schallaufnehmer 36 generated second signal S ₂ can be detected. It is thus provided for a controlled system, in which, taking into account the noise to be damped on the one hand, taking into account the residual noise remaining after the attenuation, on the other hand, a minimization of this residual noise can be done. This makes it possible, especially changing operating conditions such. B. different exhaust gas mass flows or different exhaust gas temperatures to take into account.

Es sei darauf hingewiesen, dass im Umfang der vorliegenden Erfindung von den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsvarianten selbstverständlich abgewichen werden kann. So könnten selbstverständlich die verschiedenen Schallaufnehmer bzw. Gegenschallerzeuger auch an anderer Positionierung vorgesehen sein, beispielsweise nahe einem Lufteinlass des Heizgeräts 12, in dessen Bereich ebenfalls Geräusche, wenngleich höherer Frequenz, entstehen. Weiterhin ist es selbstverständlich, dass der Gegenschallerzeuger 26 nicht notwendigerweise nur einen einzigen Lautsprecher umfassen kann. Hier könnten mehrere an verschiedener Stelle positionierte Lautsprecher vorgesehen sein, die entweder mit dem gleichen Ansteuersignal beaufschlagt werden, im Wesentlichen also synchron zueinander arbeiten, oder abhängig von ihrer Positionierung mit zueinander beispielsweise phasenversetzten Signalen gespeist werden. Insbesondere dann, wenn die Geräuschdämpfung im Bereich der in der Abgasführungsanordnung strömenden Verbrennungsabgase erfolgen soll, ist es besonders vorteilhaft, wenn sowohl die Aufnahme der zu dämpfenden Geräusche vermittels des bzw. der Schallaufnehmer unmittelbar im Abgasstrom erfolgt, als auch die Abgabe von Gegenschall durch den Gegenschallerzeuger. Selbstverständlich ist es auch möglich, hier eine mittelbare Schallaufnahme und Schallabgabe, beispielsweise durch eine Trennwandung hindurch, vorzunehmen, um diese verschiedenen Systemkomponenten vor den vergleichsweise heißen Verbrennungsabgasen zu schützen.It should be noted that, within the scope of the present invention, it is of course possible to depart from the previously described embodiment variants. Thus, of course, the different sound pickup or counter-sounder could also be provided at a different position, for example, near an air inlet of the heater 12 , in whose range also noises, albeit higher frequency, arise. Furthermore, it goes without saying that the counter-noise generator 26 not necessarily include only a single speaker. Here, several loudspeakers positioned at different positions could be provided, which are either supplied with the same drive signal, ie essentially operate synchronously with one another, or are supplied with signals which are out of phase with one another, for example, depending on their positioning. In particular, when the noise attenuation in the region of the combustion exhaust gases flowing in the exhaust gas guide assembly is to take place, it is particularly advantageous if both the recording of the noise to be damped by means of the or the Schallaufnehmer takes place directly in the exhaust stream, as well as the delivery of counter-noise by the counter-sound generator , Of course, it is also possible here to make an indirect sound recording and sound output, for example through a partition wall, in order to protect these various system components from the comparatively hot combustion exhaust gases.

Claims

A vehicle heating system comprising a burner area to be supplied with fuel and combustion air ( 14 ) for combustion of a fuel / combustion air mixture, an exhaust gas guide arrangement ( 16 ) for conducting exhaust gases generated during the combustion of the fuel / combustion air mixture and a sound damping arrangement ( 32 ) for damping combustion in the burner area ( 14 ) arising noise, wherein the sound damping arrangement ( 32 ) a counter-noise generation arrangement ( 22 ).

Vehicle heating system according to claim 1, characterized in that the counter-noise generating arrangement ( 22 ) a first acoustic sensor ( 24 ) for producing a first signal (S ₁ ) representing the noise to be damped, a counter-sound generator ( 26 ) and a drive arrangement ( 30 ) for controlling the counter-sound generator ( 26 ) for generating counter-sound on the basis of that of the first sound sensor ( 24 ) generated first signal (S ₁ ).

Vehicle heating system according to claim 2, characterized in that the drive arrangement ( 30 ) comprises an inverting arrangement for generating an inverted signal (S _i ) on the basis of that of the first acoustic sensor ( 24 ) generated first signal (S ₁ ), wherein the drive arrangement ( 30 ) the counter-noise generator ( 26 ) for generating counter sound with a drive signal based on the inverted signal (S _i ) drives.

Vehicle heating system according to claim 3, characterized in that the drive arrangement ( 30 ) comprises an amplifier arrangement for amplifying the first signal (S ₁ ) or / and the inverted signal (S _i ) generated by the first acoustic transducer.

Vehicle heating system according to one of claims 2 to 4, characterized in that the counter-noise generating arrangement ( 22 ) a second sound sensor ( 36 ) for generating a second signal (S ₂ ) representing the damped noises, wherein the drive arrangement ( 30 ) the counter-noise generator ( 26 ) for generating counter-sound on the basis of that of the first sound sensor ( 24 ) generated first signal (S ₁ ) and that of the second sound sensor ( 36 ) generates second signal (S ₂ ).

Vehicle heating system according to one of claims 2 to 5, characterized in that the first acoustic sensor ( 24 ) for receiving noise in the region of the exhaust gas guide arrangement ( 16 ) or the burner area ( 14 ) is arranged.

Vehicle heating system according to one of claims 2 to 6, characterized in that the counter-sound generator ( 26 ) for generating counter-sound in the region of the exhaust-gas guide arrangement ( 16 ) is arranged.

Vehicle heating system according to claim 6 and claim 7, characterized in that the counter-sound generator ( 26 ) in the flow direction of the combustion exhaust gases downstream of the first acoustic sensor ( 24 ) is arranged.

Vehicle heating system according to Claim 5 or one of Claims 6 to 8, if dependent on Claim 5, characterized in that the second sound sensor ( 36 ) for receiving noise in the region of the exhaust gas guide arrangement ( 16 ) is arranged.

Vehicle heating system according to claim 7 or claim 9, characterized in that the second sound sensor ( 36 ) in the flow direction of the combustion exhaust gases downstream of the counter-sound generator ( 26 ) is arranged.

Vehicle heating system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sound damping arrangement ( 32 ) into the exhaust gas guide arrangement ( 16 ) integrated absorption or / and reflection muffler ( 34 ).