DE102017203184B4

DE102017203184B4 - Sound generating device for generating exhaust system sound with several outlet openings and an associated motor vehicle

Info

Publication number: DE102017203184B4
Application number: DE102017203184.0A
Authority: DE
Inventors: Claus Freytag; Axel Brombach; Martin Unbehaun; Christian Reinheimer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2037-03-01
Also published as: DE102017203184A1

Abstract

Klangerzeugungsvorrichtung (S), umfassend einen Resonanzkörper (1) und einen Abgasanlagensoundaktor (3) zur Erzeugung von künstlichen Abgasanlagengeräuschen eines Kraftfahrzeugs (Kfz), wobeider Resonanzkörper (1) eine Einlassöffnung (2) zum Einlassen der Abgasanlagengeräusche aus einem Ausgang des Abgasanlagensoundaktors (3), sowie mindestens zwei Ausgangsöffnungen (7,8) aufweist, wobei mindestens eine Ausgangsöffnung (7) der zumindest zwei Ausgangsöffnungen (7,8) die Abgasanlagengeräusche direkt in die Umgebung emittiert und mindestens eine Ausgangsöffnung (8) der zumindest zwei Ausgangsöffnungen (7,8) eine Anschlusseinrichtung (9) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine akustische Verbindung der Ausgangsöffnung (8) mit einem Abgasrohr oder einem Abgasrohrimitat einer Abgasanlage bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dassder Resonanzkörper (1) ausgehend von der Einlassöffnung (2) zum Einlassen der Abgasanlagengeräusche aus dem Ausgang des Abgasanlagensoundaktors (3) eine Form eines sich aufweitend ausgestalteten Trichters mit einer Grundfläche (5) aufweist und sich anschließend als Stumpf mit gleichbleibendem, sich vergrößerndem oder sich verjüngendem Querschnitt bis zu der Ausgangsöffnung (7) der mindestens zwei Ausgangsöffnungen (7,8) erstreckt, wobei die Klangerzeugungsvorrichtung (S) durch den jeweiligen Wert einer Einlassöffnungsfläche, der Grundfläche (5), einer Ausgangsöffnungsfläche, der Trichterlänge (4) sowie der Stumpflänge (6) derart ausgelegt ist, dass sich mindestens zwei dominierende Resonanzfrequenzen der Klangerzeugungsvorrichtung (S) in dem Bereich zwischen 200 Hz und 600 Hz befinden, wobei eine Übertragungscharakteristik der Klangerzeugungsvorrichtung (S) für Schalldruckpegel zwischen den Resonanzfrequenzen um weniger als 15 dB oder höchstens 15 dB unter den Wert des maximalen Schalldruckpegels (Lp max) der Resonanzen fällt.Sound generating device (S), comprising a resonance body (1) and an exhaust system sound actuator (3) for generating artificial exhaust system noise of a motor vehicle (motor vehicle), the resonance body (1) having an inlet opening (2) for admitting the exhaust system noise from an output of the exhaust system sound actuator (3) , and at least two outlet openings (7,8), at least one outlet opening (7) of the at least two outlet openings (7,8) emitting the exhaust system noise directly into the environment and at least one outlet opening (8) of the at least two outlet openings (7,8) ) has a connection device (9) which is set up to provide an acoustic connection of the outlet opening (8) to an exhaust pipe or an exhaust pipe imitation of an exhaust system, characterized in that the resonance body (1) starting from the inlet opening (2) for admitting the exhaust system noises a form from the output of the exhaust system sound actuator (3) it has a widening funnel with a base (5) and then extends as a stump with a constant, increasing or tapering cross-section up to the outlet opening (7) of the at least two outlet openings (7, 8), the sound generating device (S) is designed by the respective value of an inlet opening area, the base area (5), an exit opening area, the funnel length (4) and the stump length (6) such that at least two dominant resonance frequencies of the sound generating device (S) in the range between 200 Hz and 600 Hz, wherein a transmission characteristic of the sound generating device (S) for sound pressure levels between the resonance frequencies falls by less than 15 dB or at most 15 dB below the value of the maximum sound pressure level (Lp max) of the resonances.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klangerzeugungsvorrichtung mit mindestens zwei Ausgangsöffnungen welche einen Resonanzkörper und einen vorgeschalteten Abgasanlagensoundaktor zur Erzeugung von Abgasanlagengeräuschen eines Kraftfahrzeugs umfasst, wobei mindestens eine der Ausgangsöffnungen mit einem Abgasrohr oder einem Abgasrohrimitat verbunden ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen Klangerzeugungsvorrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug.The present invention relates to a sound generating device with at least two output openings which comprise a resonance body and an upstream exhaust system sound actuator for generating exhaust system noises of a motor vehicle, at least one of the output openings being connected to an exhaust pipe or an imitation exhaust pipe. The invention also relates to a motor vehicle equipped with such a sound generating device.

Das Klangbild eines Kraftfahrzeugs, auch Fahrzeugsound genannt, lässt sich durch akustische Optimierung von Motor und Abgasanlage derart beeinflussen, dass es von den Fahrzeuginsassen und Passanten positiv wahrgenommen wird. Primär erfolgt dies über gezielte Auslegung von passiven Schalldämpfern in der Abgasanlage. Die Möglichkeiten der passiven Klanggestaltung sind jedoch begrenzt. Insbesondere bei höheren Ansprüchen an das Klangbild erfolgt das Tuning durch den Einsatz aktiver Elemente wie z.B. Abgasanlagensoundaktoren, worunter Schallquellen wie Lautsprecher verstanden werden, welche gesteuert Abgasanlagengeräusche emittieren. Dadurch lassen sich Fahrzeuge mit einem gewünschtem, markenprägenden Sound darstellen.The sound of a motor vehicle, also known as the vehicle sound, can be influenced by acoustic optimization of the engine and exhaust system in such a way that it is perceived positively by the vehicle occupants and passers-by. This is primarily done through the targeted design of passive silencers in the exhaust system. The possibilities of passive sound design are limited, however. In particular with higher demands on the sound, the tuning is carried out through the use of active elements such as exhaust system sound actuators, which are sound sources such as loudspeakers, which emit exhaust system noises in a controlled manner. This allows vehicles to be represented with a desired, brand-defining sound.

Um einen hohen Schalldruckpegel über einen großen Frequenzbereich zu ermöglichen, ist es notwendig, leistungsstarke Lautsprecher zu verbauen. Damit verbunden ist aber ein hoher Bauraumbedarf, ein hohes Gewicht, sowie ein hoher elektrischer Energiebedarf.In order to enable a high sound pressure level over a large frequency range, it is necessary to install powerful loudspeakers. Associated with this, however, is a high space requirement, high weight and high electrical energy requirement.

Durch sogenannte „warme“ Abgasanlagensoundaktoren werden künstlich erzeugte Schallwellen in das Abgasrohr geleitet, welche am Ende des Abgasrohrs in die Umgebung emittiert werden. Die Möglichkeit der Beeinflussung der von einem Abgasrohr emittierten Geräusche ist jedoch durch die geometrischen Parameter des Abgasrohres beschränkt. Zudem können im Abgasrohr auftretende Resonanzen das Klangbild negativ beeinflussen. Deshalb kommen bei Kraftfahrzeugen auch sogenannte „kalte“ Abgasanlagensoundaktoren zum Einsatz, welche den von ihnen erzeugten Schall nicht in Abgasrohre leiten, und somit von diesen akustisch unabhängig sind.Artificially generated sound waves are guided into the exhaust pipe by so-called “warm” exhaust system sound actuators, which are then emitted into the environment at the end of the exhaust pipe. However, the possibility of influencing the noises emitted by an exhaust pipe is limited by the geometric parameters of the exhaust pipe. In addition, resonances occurring in the exhaust pipe can have a negative impact on the sound. For this reason, so-called “cold” exhaust system sound actuators are also used in motor vehicles, which do not guide the sound they generate into exhaust pipes and are therefore acoustically independent of them.

Wenn bei „kalten“ Abgasanlagensoundaktoren der Emissionsort der künstlich erzeugten Geräusche von dem der echten Abgasanlagengeräusche abweicht, ergibt sich für den Hörer eine nicht authentische Geräuschkulisse.If the emission location of the artificially generated noises differs from that of the real exhaust system noises in the case of “cold” exhaust system sound actuators, the result is an inauthentic background noise for the listener.

Die DE 10 2014 101 826 B4 offenbart ein Schallgebersystem für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Lautsprecher in einem Gehäuse, wobei mindestens zwei Schallleitungsstutzen an das Gehäuse akustisch gekoppelt sind, welche den Schallraum bis in das Fahrzeugheck sowie bis in den Fahrzeugbereich des Motors erweitern. Dabei kann der Bereich der Abgasrohre akustisch an das System angekoppelt sein.the DE 10 2014 101 826 B4 discloses a sounder system for motor vehicles with at least one loudspeaker in a housing, with at least two sound conduction nozzles being acoustically coupled to the housing, which expand the sound space into the rear of the vehicle and into the vehicle area of the engine. The area of the exhaust pipes can be acoustically coupled to the system.

Die DE 691 12 259 T2 offenbart einen aktiven Apparat zur Lärmbeseitigung in einer Leitung zu benutzen in Motorfahrzeugen, welcher einen Kraftwandler zur Abgabe von Ausgangsimpulszügen beinhaltet. Der Ausgangsimpulszug ist dabei gegenphasig zu einem, von einem Aufnehmer gemessenen Eintrittsimpulszug an einem vorbestimmten Punkt. Dabei können die Vorder- und Rückseite des Kraftwandlers über jeweils einen eigenen Ausgang mit der Leitung verbunden seinthe DE 691 12 259 T2 discloses an active conduit noise removal apparatus for use in motor vehicles which includes a force transducer for delivering trains of output pulses. The output pulse train is in phase opposition to an input pulse train measured by a transducer at a predetermined point. The front and rear of the force transducer can each be connected to the line via their own output

Die JP H07- 248 783 A offenbart einen aktiven Schalldämpfer wobei ein Lautsprecher über Schallleitrohre über mehrere Ausgangsöffnungen mit einem Rohr verbunden sein kann, um mehrere destruktive Schallwellen im Rohr erzeugen zu können.The JP H07- 248 783 A. discloses an active sound absorber wherein a loudspeaker can be connected to a pipe via sound guide pipes via several output openings in order to be able to generate several destructive sound waves in the pipe.

Die US 2015/0 255 054 A1 beschreibt einen Schallerzeuger mit einem Resonanzraum, welcher zwei Öffnungen aufweist, wobei durch eine Eingangsöffnung Abgase in den Resonanzraum eingeleitet und durch eine Ausgangsöffnung aus dem Resonanzraum abgeführt werden.the US 2015/0 255 054 A1 describes a sound generator with a resonance chamber which has two openings, exhaust gases being introduced into the resonance chamber through an inlet opening and discharged from the resonance chamber through an outlet opening.

Die JP H08-121 141 A beschreibt einen aktiven Schalldämpfer für eine Abgasanlage. Ein Resonanzkörper ist dabei schallleitend mit einer Abgasleitung verbunden. Zum Druckausgleich mit der Umgebung weist der Resonanzkörper Löcher auf.the JP H08-121 141 A describes an active muffler for an exhaust system. A resonance body is connected to an exhaust pipe in a sound-conducting manner. The resonance body has holes to equalize pressure with the environment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Komponente zur Verfügung zu stellen, welche es ermöglicht, künstliche Abgasanlagengeräusche für die Emission über Abgasrohre effizient und platzsparend zu erzeugen, und zusätzlich eine von den akustischen Eigenschaften der abgasleitenden Rohre möglichst unabhängige Schallemission zu ermöglichen.The invention is based on the object of providing a component which makes it possible to generate artificial exhaust system noises for emission via exhaust pipes in an efficient and space-saving manner, and also to enable sound emissions that are as independent as possible of the acoustic properties of the exhaust pipes.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche gegeben.The object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous further developments of the invention are given by the features of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine Klangerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von Abgasanlagengeräuschen eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Ein Resonanzkörper der Klangerzeugungsvorrichtung weist ein resonanzfähiges Luftvolumen auf.According to the invention, a sound generating device for generating exhaust system noises of a motor vehicle is provided. A resonance body of the sound generating device has an air volume capable of resonance.

Diese Klangerzeugungsvorrichtung ist zum Lösen der obigen Aufgabe erfindungsgemäß wie folgt weitergebildet.According to the invention, this sound generating device is further developed as follows to achieve the above object.

Der Resonanzkörper der Klangerzeugungsvorrichtung weist mindestens zwei Ausgangsöffnungen auf, wobei mindestens eine Ausgangsöffnung der zumindest zwei Ausgangsöffnungen den Abgasanlagensound direkt in die Umgebung emittiert. Mit anderen Worten handelt es sich bei mindestens einer der Ausgangsöffnungen um eine offene Mündung. Somit wird dieser Teil des Schalls nicht über die Abgasanlage oder eine Imitation davon geleitet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass dieser Teil des künstlich erzeugten Schalls nur minimal durch die akustischen Eigenschaften der Abgasanlage oder ihrer Imitation beeinflusst wird, wozu unter anderem Resonanzen des Abgasrohres oder seines Imitats, sowie die Größe der Abgasrohröffnung zählen. Ebenso treten keine Verluste durch lange Wege zum Soundaktor auf. Diese Ausgangsöffnung des Resonanzkörpers kann auch an einer Stelle angebracht sein, welche von außen für eine stehende Person nicht sichtbar ist. Somit können die Form, Position und Größe der Ausgangsöffnungsfläche für die Schallemission durch eine größere Unabhängigkeit von lokalen Raumbeschränkungen in einem größeren Ausmaß optimiert werden.The resonance body of the sound generating device has at least two output openings, at least one output opening of the at least two output openings emitting the exhaust system sound directly into the environment. In other words, at least one of the exit openings is an open mouth. This means that this part of the sound is not passed through the exhaust system or an imitation thereof. This has the advantage that this part of the artificially generated sound is only minimally influenced by the acoustic properties of the exhaust system or its imitation, including resonances of the exhaust pipe or its imitation and the size of the exhaust pipe opening. Likewise, there are no losses due to long distances to the sound actuator. This outlet opening of the resonance body can also be attached at a point which is not visible from the outside to a standing person. Thus, the shape, position and size of the exit opening area for the sound emission can be optimized to a greater extent by being more independent of local space restrictions.

Mindestens eine Ausgangsöffnung der zumindest zwei Ausgangsöffnungen weist eine Anschlusseinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine akustische Verbindung der Ausgangsöffnung mit einem Abgasrohr oder einem Abgasrohrimitat bereitzustellen. Mit anderen Worten leitet mindestens eine der Ausgangsöffnungen den Schall über eine Anschlusseinrichtung in ein Abgasrohr oder ein Abgasrohrimitat. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Teil des künstlich erzeugten Schalls am gleichen Ort wie der echte Motorschall emittiert wird und somit authentischer auf einen Hörer wirkt. Zudem wird im Fall der Nutzung eines Abgasrohres, die Abgasrohrausgangsöffnung durch warme Abgase durchströmt. Somit wird diese Ausgangsöffnung durch die warmen Abgase frei von Fremdkörpern und Eis gehalten, was bei einer offenen Mündung nicht der Fall ist.At least one outlet opening of the at least two outlet openings has a connection device which is set up to provide an acoustic connection between the outlet opening and an exhaust pipe or an imitation exhaust pipe. In other words, at least one of the outlet openings conducts the sound via a connection device into an exhaust pipe or an imitation exhaust pipe. This has the advantage that part of the artificially generated sound is emitted at the same location as the real engine sound and thus has a more authentic effect on a listener. In addition, if an exhaust pipe is used, warm exhaust gases flow through the exhaust pipe outlet opening. This outlet opening is thus kept free of foreign bodies and ice by the warm exhaust gases, which is not the case with an open mouth.

Der Resonanzkörper der Klangerzeugungsvorrichtung weist eine Einlassöffnung zum Einlassen der Geräusche aus einem Ausgang des Abgasanlagensoundaktors auf. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Abgasanlagensoundaktor direkt mit der Einlassöffnung verbunden ist.The resonance body of the sound generating device has an inlet opening for admitting the noises from an outlet of the exhaust system sound actuator. It is preferably provided that the exhaust system sound actuator is connected directly to the inlet opening.

Der Resonanzkörper der Klangerzeugungsvorrichtung weist ausgehend von der Einlassöffnung in einem ersten Abschnitt die Form eines sich aufweitend ausgestalteten Trichters mit einer Trichterlänge auf, welcher mit einer Grundfläche endet, welche die größte Querschnittsfläche des Trichters aufweist. An den Ausgang des Abgasanlagensoundaktors schließt sich also ein sich aufweitend ausgestalteter Trichter an, dessen Öffnung am anderen, dem Ausgang gegenüber liegenden Ende einen lichten Querschnitt oder Durchgangsquerschnitt von der Größe der Grundfläche aufweist. Von dort aus erstreckt sich der Resonanzkörper in einem zweiten Abschnitt als Kegelstumpf oder Zylinder oder allgemein als Stumpf über eine Stumpflänge bis zu einer Ausgangsöffnung. Unter Trichter ist im Zusammenhang mit der Erfindung nicht nur ein rotations-symmetrischer Trichter zu verstehen. Die Trichterform kann als Mantelfläche eines Kegelstumpfs oder Pyramidenstumpfs oder allgemein einer symmetrischen oder asymmetrischen Kontur der senkrecht zur Trichterachse gebildeten Querschnittfläche ausgestaltet sein. Wichtig ist nur, dass ein aus dem Ausgang des Abgasanlagensoundaktors austretender Luftschall in einem sich vom Ausgang aus aufweitend ausgestalteten, durch eine Wandung des Resonanzkörpers begrenzten Luftvolumen geführt wird. Der an die Ausgangsöffnung der Trichterform, das heißt die Grundfläche der Trichterform, angeschlossene Stumpf kann von der Form her so ausgestaltet sein, dass seine Querschnittsfläche identisch oder aufgrund einer Verjüngung des Stumpfs in Richtung der Ausgangsöffnung kleiner oder aufgrund einer Aufweitung größer wird.Starting from the inlet opening, the resonance body of the sound generating device has the shape of a widening funnel with a funnel length, starting from the inlet opening, which ends with a base area which has the largest cross-sectional area of the funnel. The outlet of the exhaust system sound actuator is followed by a widening funnel, the opening of which at the other end opposite the outlet has a clear cross-section or passage cross-section the size of the base area. From there, the resonance body extends in a second section as a truncated cone or cylinder or generally as a truncated trunk over a length of a stump up to an outlet opening. In connection with the invention, a funnel is not only to be understood as a rotationally symmetrical funnel. The funnel shape can be designed as a lateral surface of a truncated cone or a truncated pyramid or generally a symmetrical or asymmetrical contour of the cross-sectional area formed perpendicular to the funnel axis. It is only important that an airborne sound emerging from the outlet of the exhaust system sound actuator is guided in an air volume that is designed to expand from the outlet and is delimited by a wall of the resonance body. The shape of the stump connected to the outlet opening of the funnel shape, i.e. the base area of the funnel shape, can be designed in such a way that its cross-sectional area becomes identical or smaller due to a tapering of the stump in the direction of the outlet opening or larger due to an expansion.

Die Einlassöffnungsfläche, die Grundfläche, die Ausgangsöffnungsfläche, die Trichterlänge sowie die Stumpflänge, sind in dieser Weiterbildung so gewählt, dass mindestens zwei dominante Resonanzen in dem Frequenzbereich zwischen 200 Hz und 600 Hz auftreten. Zwischen den Resonanzen fällt der Schalldruckpegel durch die Übertragungscharakteristik der Klangerzeugungsvorrichtung weniger als 15 dB oder höchstens 15 dB ab. Mit anderen Worten wird durch eine entsprechende Auslegung der genannten geometrischen Parameter der Klangerzeugungsvorrichtung ein breitbandiger Resonanzbereich zur Verfügung gestellt. Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass der Lautsprecherpegel über einen breiten Bereich des für einen authentischen Sound notwendigen Frequenzbereich verstärkt wird
Gemäß einer Weiterbildung ist die Ausgangsöffnung um einen Neigungs-winkel bezüglich der kleinstmöglichen Querschnittsfläche geneigt. Mit anderen Worten liegt die Ausgangsöffnung nicht im kleinstmöglichen Querschnitt oder senkrecht zur Trichterachse. Durch diese Anordnung ist die Fläche der Ausgangsöffnung des Resonanzkörper größer als die Querschnittsfläche. Dadurch ist ein größerer Abstrahlquerschnitt vorhanden, wodurch die Dämpfung, insbesondere von Schallwellen der tieferen Frequenzen , welche beim Verlassen der Ausgangsöffnung auftritt, verringert wird. Mit anderen Worten tritt durch eine größere Fläche der Ausgangsöffnung, eine geringere Minderung des Schalldruckpegels auf.The inlet opening area, the base area, the exit opening area, the funnel length and the stump length are selected in this development so that at least two dominant resonances occur in the frequency range between 200 Hz and 600 Hz. Between the resonances, the sound pressure level drops by less than 15 dB or at most 15 dB due to the transmission characteristics of the sound generating device. In other words, a broadband resonance range is made available to the sound generating device by appropriate design of the geometrical parameters mentioned. The invention has the advantage that the loudspeaker level is amplified over a wide range of the frequency range necessary for an authentic sound
According to a further development, the outlet opening is inclined at an angle of inclination with respect to the smallest possible cross-sectional area. In other words, the outlet opening is not in the smallest possible cross section or perpendicular to the funnel axis. As a result of this arrangement, the area of the exit opening of the resonance body is larger than the cross-sectional area. As a result, there is a larger radiation cross-section, as a result of which the attenuation, in particular of sound waves of the lower frequencies, which occurs when leaving the exit opening, is reduced. In other words, a larger area of the exit opening results in a smaller reduction in the sound pressure level.

Gemäß einer Weiterbildung verfügt die Klangerzeugungsvorrichtung über eine Heizeinrichtung. Dabei kann es sich um ein Abgasrohr handeln, welches durch den Resonanzkörper verläuft, oder mit diesem über eine metallische Kopplung in thermischen Kontakt steht. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei der Heizeinrichtung auch um eine elektrische Heizung handeln. Mit anderen Worten kann die Klangerzeugungsvorrichtung durch Abwärme der Abgasanlage und/oder Elektrizität geheizt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Klangerzeugungsvorrichtung beheizt werden kann. Somit ist es möglich, eine Vereisung des Resonanzkörpers, insbesondere bei der Verwendung einer größeren Ausgangsöffnung, zu verhindern und/oder eingedrungenen Schnee zu schmelzen.According to a further development, the sound generating device has a heating device. This can be an exhaust pipe that runs through the resonance body or is in thermal contact with it via a metallic coupling. Additionally or alternatively, the heating device can also be an electrical heater. In other words, the sound generating device can be heated by waste heat from the exhaust system and / or electricity. This has the advantage that the sound generating device can be heated. It is thus possible to prevent the resonance body from icing up, in particular when using a larger exit opening, and / or to melt any snow that has penetrated.

Gemäß einer Weiterbildung befindet sich im Innenraum des Resonanzkörpers ein Gitter, welches die Einlassöffnung von der Ausgangsöffnung trennt. Mit anderen Worten ist ein Gitter so im Resonanzkörper eingebaut, dass es sich zwischen der Einlassöffnung und der Ausgangsöffnung befindet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Abgasanlagensoundaktor auch bei der Verwendung einer größeren Ausgangsöffnung vor Fremdkörpern und Kleintieren geschützt ist, ohne die Schallausbreitung signifikant zu beeinträchtigen. Bevorzugt befindet sich das Gitter an einer Stelle im Resonanzkörper mit geringer Schallschnelle, um das Ausmaß von lokalen Verwirbelungen zu minimieren.According to a further development, there is a grille in the interior of the resonance body which separates the inlet opening from the outlet opening. In other words, a grille is built into the sound box in such a way that it is located between the inlet opening and the outlet opening. This results in the advantage that the exhaust system sound actuator is protected from foreign bodies and small animals even when a larger outlet opening is used, without significantly impairing the propagation of sound. The grating is preferably located at a point in the resonance body with a low sound velocity in order to minimize the extent of local turbulence.

Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klangerzeugungsvorrichtung auf. Der Resonanzkörper verfügt über mindestens zwei Ausgangsöffnungen. Mindestens eine der Ausgangsöffnungen ist dabei über eine Anschlusseinrichtung mit einem Abgasrohr oder einem Abgasrohrimitat akustisch verbunden.The invention also includes a motor vehicle. The motor vehicle according to the invention has an embodiment of the sound generating device according to the invention. The sound box has at least two exit openings. At least one of the outlet openings is acoustically connected to an exhaust pipe or an imitation exhaust pipe via a connection device.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klangerzeugungsvorrichtung;
2a schematische Darstellung eines „warmen“ Abgasanlagensoundaktors;
2b schematische Darstellung eines „kalten“ Abgasanlagensoundaktors;
3a eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klangerzeugungsvorrichtung;
3b eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klangerzeugungsvorrichtung;
4a schematische Darstellungen des Schalldruckpegels, aufgetragen gegen die Anregungsfrequenz für einen „warmen“ Abgasanlagensoundaktor; und
4b schematische Darstellungen des Schalldruckpegels, aufgetragen gegen die Anregungsfrequenz für eine erfindungsgemäße Klangerzeugungsvorrichtung;

Show it:

1 a schematic representation of a sound generating device according to the invention;
2a schematic representation of a “warm” exhaust system sound actuator;
2 B schematic representation of a “cold” exhaust system sound actuator;
3a a schematic representation of a sound generating device according to the invention;
3b a schematic representation of a sound generating device according to the invention;
4a schematic representations of the sound pressure level, plotted against the excitation frequency for a “warm” exhaust system sound actuator; and
4b schematic representations of the sound pressure level, plotted against the excitation frequency for a sound generating device according to the invention;

Bei dem folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachten der Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention to be considered independently of one another, which further develop the invention in each case and are therefore also to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

Entsprechend 1 weist eine Klangerzeugungsvorrichtung S, einen Resonanzkörper 1 mit einer Eingangsöffnung 2 für einen vorgeschalteten Abgasanlagensoundaktor 3 eines Kraftfahrzeugs Kfz auf. Die Eingangsöffnungsfläche 2 hat eine Größe, welche der eines Kreises mit einem Durchmesser von 3 cm bis 15 cm entspricht. Ausgehend von der Eingangsöffnung 2 ist der Resonanzkörper 1 bezüglich der Form als Trichter gestaltet, welcher eine Trichterlänge 4 und eine Grundfläche 5 aufweist. Die Trichterlänge 4 beträgt 2 cm bis 15 cm. An der Grundfläche 5 weist der Trichter seine größte Fläche auf, welche der eines Kreises mit einem Durchmesser von 6 cm bis 25 cm entspricht. Die Grundfläche kann beispielsweise die Form einer Ellipse oder eines Rechtecks z.B. mit abgerundeten Ecken aufweisen. Der Öffnungswinkel θ des Trichters liegt in einem Bereich von 20° bis 160°. Ausgehend von der Grundfläche 5 erstreckt sich der Resonanzkörper als Stumpf über eine Stumpflänge 6 und weist an seinem Ende eine Ausgangsöffnung 7 auf. Die Gesamtlänge des Resonanzkörpers beträgt 18 cm bis 60 cm und setzt sich aus einer Trichterlänge 4 und einer Stumpflänge 6 zusammen. Die Stumpflänge 6 bildet die Restlänge des Resonanzkörpers, abzüglich der Trichterlänge 4. Dabei kann sich die Querschnittsfläche ausgehend von der Grundfläche 5 zur Ausgangsöffnung 7 hin verjüngen, gleich bleiben oder vergrößern. Die Fläche der Ausgangsöffnung 7 kann parallel zur kleinstmöglichen Querschnittsfläche angeordnet sein, oder um einen Winkel α geneigt, wodurch die Fläche der Ausgangsöffnung 7 vergrößert wird. Die Ausgangsöffnung 7 weist eine Fläche auf, welche um höchstens den Faktor 1,5 größer oder kleiner ist als die der Grundfläche 5. Die Resonanzen finden in einem Hohlraum des Resonanzkörpers 1 statt d.h. die beschriebenen geometrischen Parameter betreffen die Form dieses Hohlraums. Der Resonanzkörper 1 kann eine zweite Ausgangsöffnung 8 aufweisen, aus der Schall in die Umgebung emittiert wird, oder an welcher eine Anschlusseinrichtung 9 zur Schallweiterleitung angebracht ist. Die Klangerzeugungsvorrichtung S kann über eine Heizeinrichtung 10 verfügen. Diese kann ein Abgasrohr 10a beinhalten, welches durch den Innenraum des Resonanzkörpers 1 verläuft oder thermisch über eine metallische Kopplung mit dem Resonanzkörper verbunden ist. Das Heizelement 10 kann auch eine elektrische Heizung 10b beinhalten. Im Innenraum des Resonanzkörpers 1 kann auch ein Gitter 11 angebracht sein, welches so ausgelegt ist, dass der Schalldruck nicht wesentlich gemindert wird und ein Eindringen von Fremdkörpern oder Kleintieren, welche den Abgasanlagensoundaktor 3 beschädigen könnten, verhindert wird.Corresponding 1 comprises a sound generating device S, a sound box 1 with an entrance opening 2 for an upstream exhaust system sound actuator 3 of a motor vehicle Kfz. The entrance opening area 2 has a size which corresponds to that of a circle with a diameter of 3 cm to 15 cm. Starting from the entrance opening 2 is the sound box 1 designed as a funnel in terms of shape, which has a funnel length 4th and a base 5 having. The funnel length 4th is 2 cm to 15 cm. At the base 5 the funnel has its largest area, which corresponds to that of a circle with a diameter of 6 cm to 25 cm. The base area can, for example, have the shape of an ellipse or a rectangle, for example with rounded corners. The opening angle θ of the funnel is in a range from 20 ° to 160 °. Starting from the base area 5 the resonance body extends as a stump over a stump length 6th and has an exit opening at its end 7th on. The total length of the resonance body is 18 cm to 60 cm and consists of a funnel length 4th and a stump length 6th together. The stump length 6th forms the remaining length of the resonance body, minus the funnel length 4th . The cross-sectional area can be based on the base area 5 to the exit opening 7th rejuvenate, stay the same or enlarge. The area of the exit opening 7th can be arranged parallel to the smallest possible cross-sectional area, or inclined at an angle α, whereby the area of the outlet opening 7th is enlarged. The exit opening 7th has an area which is at most a factor of 1.5 larger or smaller than that of the base area 5 . The resonances take place in a cavity of the resonance body 1 instead of that the geometrical parameters described relate to the shape of this cavity. The sound box 1 can have a second exit port 8th have, from which sound is emitted into the environment, or at which a connection device 9 for sound transmission is attached. The sound generating device S can have a heating device 10 feature. This can be an exhaust pipe 10a include which through the interior of the sound box 1 runs or is thermally connected to the resonance body via a metallic coupling. The heating element 10 can also use an electric heater 10b include. In the interior of the sound box 1 can also be a grid 11 be attached, which is designed so that the sound pressure is not significantly reduced and the ingress of foreign bodies or small animals, which the exhaust system sound actuator 3 could damage is prevented.

2a zeigt einen so genannten „warmen“ Abgasanlagensoundaktor WA welcher den künstlich erzeugten Schall in ein Abgasrohr A des Kraftfahrzeugs Kfz leitet. 2a shows a so-called “warm” exhaust system sound actuator WA which the artificially generated sound into an exhaust pipe A. of the motor vehicle Kfz directs.

2b zeigt einen gewöhnlichen „kalten“ Abgasanlagensoundaktor KA, welcher den künstlich erzeugten Schall direkt in die Umgebung abgibt und nicht mit dem Abgasrohr A des Kraftfahrzeugs Kfz akustisch verbunden ist. 2 B shows a common “cold” exhaust system sound actuator KA , which emits the artificially generated sound directly into the environment and not with the exhaust pipe A. of the motor vehicle motor vehicle is acoustically connected.

3a zeigt ein Kraftfahrzeug Kfz, dessen erfindungsgemäßer Resonanzkörper 1 eine Ausgangsöffnung 7 aufweist, welche einen Teil des Schalls direkt in die Umgebung emittiert, sowie eine zweite Ausgangsöffnung 8, welche einen Teil des Schalls in eine Abgasrohrimitation AI leitet. 3a shows a motor vehicle Vehicle , its inventive resonance body 1 an exit port 7th has, which emits part of the sound directly into the environment, and a second exit opening 8th which part of the sound in an exhaust pipe imitation AI directs.

3b zeigt ein Kraftfahrzeug Kfz, dessen erfindungsgemäßer Resonanzkörper 1 eine Ausgangsöffnung 7 aufweist, welche einen Teil des Schalls direkt in die Umgebung emittiert, sowie eine zweite Ausgangsöffnung 8, welche einen Teil des Schalls in ein Abgasrohr A leitet. 3b shows a motor vehicle Vehicle , its inventive resonance body 1 an exit port 7th has, which emits part of the sound directly into the environment, and a second exit opening 8th which some of the sound into an exhaust pipe A. directs.

4a zeigt schematisch einen möglichen Schalldruckpegelverlauf aufgetragen gegen die Anregungsfrequenz eines Fahrzeugabgasgeräuschs, welcher durch die Ausgangsöffnung eines gewöhnlichen „warmen“ Abgasanlagensoundaktor WA wiedergegeben wird. Dabei sind mehrere steil ansteigende Pegelmaxima zu erkennen, welche durch Resonanzen f_R des Abgasrohres A erzeugt werden. 4a shows schematically a possible sound pressure level curve plotted against the excitation frequency of a vehicle exhaust noise, which is caused by the outlet opening of a normal “warm” exhaust system sound actuator WA is reproduced. Several steeply rising level maxima can be seen, which are caused by resonances f _{R of} the exhaust pipe A. be generated.

4b zeigt schematisch einen möglichen Schalldruckpegelverlauf aufgetragen gegen die Anregungsfrequenz eines Fahrzeugabgasgeräuschs, welcher durch die Ausgangsöffnungen 7,8 eines erfindungsgemäßen Resonanzkörpers einer Klangerzeugungsvorrichtung S emittiert werden. Die durch das Abgasrohr A erzeugten Pegelmaxima der Resonanzfrequenzen f_R werden von den Pegelmaxima L_{p R1}, L_{p R1} der zwei dominierenden Resonanzen f_R1, und f_R2 überlagert. Durch die Wahl der geometrischen Parameter, beträgt die Differenz des Schalldruckpegels ΔL_p zwischen dem höchsten Schalldruckpegel L_p max und dem Minimum L_p min zwischen 200 Hz und 600 Hz höchstens 15 dB. 4b shows schematically a possible sound pressure level curve plotted against the excitation frequency of a vehicle exhaust noise which is emitted through the output openings 7, 8 of a resonance body of a sound generating device S according to the invention. The through the exhaust pipe A. generated level maxima of the resonance frequencies f _R are superimposed by the level maxima L _{p R1} , L _{p R1 of} the two dominant resonances f _R1 , and f _R2 . As a result of the choice of the geometric parameters, the difference in the sound pressure level ΔL _p between the highest sound pressure level L _p max and the minimum L _p min between 200 Hz and 600 Hz is at most 15 dB.

Claims

Sound generating device (S), comprising a resonance body (1) and an exhaust system sound actuator (3) for generating artificial exhaust system noise of a motor vehicle (motor vehicle), the resonance body (1) having an inlet opening (2) for admitting the exhaust system noise from an output of the exhaust system sound actuator (3) ), and at least two outlet openings (7, 8), at least one outlet opening (7) of the at least two outlet openings (7, 8) emitting the exhaust system noise directly into the environment and at least one outlet opening (8) of the at least two outlet openings (7, 8) has a connection device (9) which is set up to provide an acoustic connection of the outlet opening (8) with an exhaust pipe or an exhaust pipe imitation of an exhaust system, characterized in that the resonance body (1) starting from the inlet opening (2) for inlet the exhaust system noise from the output of the exhaust system sound actuator (3) has a shape has a widening funnel with a base (5) and then extends as a stump with a constant, increasing or tapering cross-section up to the outlet opening (7) of the at least two outlet openings (7, 8), the sound generating device (S) is designed by the respective value of an inlet opening area, the base area (5), an exit opening area, the funnel length (4) and the stump length (6) such that at least two dominant resonance frequencies of the sound generating device (S) in the range between 200 Hz and 600 Hz, with a transmission characteristic of the sound generating device (S) for sound pressure levels between the resonance frequencies by less than 15 dB or at most 15 dB below the value of the maximum sound pressure level (L _{p max} ) of the resonances.

Sound generating device (S) according to Claim 1 , characterized in that the outlet opening (7) of the resonance body (1) is inclined at an angle of inclination (a) with respect to the smallest possible cross-sectional area of the stump.

Sound generating device (S) according to one of the preceding claims, characterized in that it has a heating device (10), which is an exhaust pipe (10a) and / or an electrical heater (10b) running through the resonance body (1) or in thermal contact with it via a metallic coupling.

Sound generating device (S) according to one of the preceding claims, characterized in that there is a grille (11) in the resonance body (1) which separates the inlet opening (2) from at least one outlet opening (7) of the resonance body (1).

Motor vehicle (motor vehicle) comprising a sound generating device (S) according to one of the preceding claims.