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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR REDUCING BOOMING NOISE IN A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/139622
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for reducing booming noise in a motor vehicle, comprising a wind deflector (3) having openings. The device furthermore has an air source (1), which is arranged in the motor vehicle and connected to the wind deflector. The air provided by the air source can be channeled to the wind deflector and released through the openings (4) thereof.

Inventors:
HOLZINGER STEFAN (AT)
Application Number:
EP2010/057409
Publication Date:
December 09, 2010
Filing Date:
May 28, 2010
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
HOLZINGER STEFAN (AT)
International Classes:
B60J7/22; G10K11/178
Foreign References:
DE10323808A12005-01-27
EP0916536A21999-05-19
DE9201474U11992-04-16
JP2006327489A2006-12-07
US5734727A1998-03-31
DE10056754A12002-05-23
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Reduzierung von Wummergeräuschen bei einem Kraftfahrzeug, welche einen mit Öffnungen versehenen Windabweiser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine im Kraftfahrzeug angeordnete Luftquelle (1) aufweist, die Luftquelle (1) mit dem Windabweiser (3) verbunden ist und die von der Luftquelle (1) bereitgestellte Luft dem Windabweiser (3) zuführbar und durch dessen Öffnungen (4) ausgegebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (4) des Windabweisers (3) Kerben, Schlitze, Nuten oder Löcher sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass sie eine Steuereinheit (5) aufweist, die mit der Luftquelle (1) verbunden und zur Ansteuerung der Luftquelle vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sensorik (6) aufweist, die mit der Steuereinheit (5) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (6) einen Fahrzeuggeschwindigkeitssen- sor aufweist und die Steuereinheit (5) die Luftquelle (1) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors ansteuert .

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (6) einen Drucksensor aufweist und die Steuereinheit (5) die Luftquelle (1) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Drucksensors an- steuert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (6) ein Mikrofon aufweist und die Steuereinheit (5) die Luftquelle (1) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Mikrofons ansteuert .

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftquelle (1) über ei- nen Schlauch (2) mit dem Windabweiser (3) verbunden ist und die von der Luftquelle bereitgestellte Luft über den Schlauch dem Windabweiser zuführbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftquelle (1) über einen Modulator (7) mit dem Schlauch (2) verbunden ist, der Modulator (7) mit der Steuereinheit (5) verbunden ist und die Steuereinheit (5) zur Steuerung des Modulators (7) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) zur Steuerung des Modulators (7) ein Zufallssignal bereitstellt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) die Steuerung des Modulators (7) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Sensorik (6) vornimmt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftquelle (1) ein Kompressor ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor eine als Membranpumpe wirkender Lautsprecher (8) ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftquelle (1) ein Lüfterrad ist.

Description:
Beschreibung

Vorrichtung zur Reduzierung von Wummergeräuschen bei einem Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung von Wummergeräuschen bei einem Kraftfahrzeug.

Bei Kraftfahrzeugen treten während der Fahrt Resonanzen auf, bei denen der Innenraum des Kraftfahrzeugs durch ein geöffnetes Fenster oder ein geöffnetes Schiebedach angeregt wird. Der Innenraum des Kraftfahrzeugs wirkt dabei wie ein HeIm- holtz-Resonator, dessen Eigenfrequenz im Wesentlichen vom Volumen des Innenraums des Kraftfahrzeugs abhängt. Beim Auftre- ten einer Resonanz lösen sich an der Vorderkante der Fensteroder Schiebedachöffnung kohärente Wirbelstrukturen ab, die auf die Hinterkante auftreffen und dort zu Druckwellen führen, die den Innenraum des Fahrzeugs anregen und an der Vorderkante der Öffnung wiederum zur Ausbildung neuer Wirbelab- lösungen führen.

Ob sich eine Resonanz ausbildet oder nicht ist von der Relativgeschwindigkeit der Wirbelstrukturen abhängig, welche wiederum von der momentanen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beeinflusst wird. Sogenannte Wummergeräusche treten nur in begrenzten Geschwindigkeitsbereichen auf, sind aber für die Insassen des Kraftfahrzeugs unangenehm, da sie mit Schalldrücken bis ca. 130 dB bei Frequenzen um 20 Hz einhergehen.

Eine Absenkung dieses Schalldruckes und damit eine Reduzierung von Wummergeräuschen kann grundsätzlich dadurch herbeigeführt werden, dass ein Auftreffen der Wirbelstrukturen auf die Hinterkante der Fenster- oder Schiebedachöffnung des Kraftfahrzeugs vermieden wird. Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, eine Reduzierung der Wummergeräusche durch ein Bewegen des Schiebedaches eines Kraftfahrzeugs in eine Komfortstellung herbeizuführen, in welcher der Öffnungswinkel des Schiebedaches begrenzt ist.

Des Weiteren wurde zu diesem Zweck bereits vorgeschlagen, einen Windabweiser vor dem Schiebedach zu platzieren, um das Wiederauftreffen der an der Vorderkante gebildeten Ablösungen auf Bereiche hinter der Schiebedachöffnung zu verlagern.

Des Weiteren ist es bereits bekannt, einen derartigen Windabweiser mit Wirbelerzeugern zu versehen, die die Regelmäßigkeit der genannten Ablösungen zerstören. Derartige Wirbeler- zeuger sind beispielsweise Kerben, Schlitze, Nuten, Noppen oder Bohrungen im Windabweiser oder an geeigneter Stelle vorgesehene, im Luftstrom schwingende Zungen.

Ferner wurde bereits vorgeschlagen, Schiebedachwummern durch eine Anbringung einer beweglichen Lippe an der Schiebedach- Vorderkante zu reduzieren, wobei diese bewegliche Lippe durch Aktuatoren beispielsweise mit einem Rauschsignal angeregt wird und auf diese Weise die periodische Anregung stört. Die Verwendung einer derartigen beweglichen Lippe ist beispiels- weise im Kapitel 7.3.6 auf den Seiten 443 - 445 des Buches von Wolf-Heinrich Hucho : Aerodynamic des Automobils, Vieweg + Täubner, 5. Auflage, ISBN 9783-3-528-03959-2, beschrieben.

Aus der DE 100 56 754 Al ist ein Windabweiser für eine Schie- bedachöffnung eines Kraftwagens bekannt, dessen Windabweisprofil an seiner Stirnseite eine Reihe von über seine Breite verteilt angeordneten Lufteinrittsöffnungen und an einer benachbarten Profilseite eine Reihe mit Luftaustrittsöffnungen aufweist. Das Windabweisprofil ist als Hohlprofil ausgebil- det, wobei die obere Begrenzungswand des Windabweisprofils von den Luftaustrittsöffnungen durchsetzt ist.

Aus der DE 199 58 748 B4 ist eine Vorrichtung zur Beeinflus- sung der Luftströmung im Bereich der Dachöffnung eines Fahrzeugdaches bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist einen Windabweiser auf, der im Bereich der Vorderkante der Dachöffnung zwischen einer Ruhestellung, in welcher die Oberseite des Windabweisers die feste Dachfläche nicht überragt, und einer ersten ausgefahrenen Stellung höhenverstellbar angeordnet ist. In dieser ersten ausgefahrenen Stellung überragt die Oberseite des Windabweisers die feste Dachfläche. Ein das Fahrzeugdach überströmender Luftstrom wird ausschließlich über die Oberseite des Windabweisers geleitet. Des Weiteren ist der genannte Windabweiser in eine zweite ausgefahrene

Stellung bringbar, in welcher ein das Fahrzeugdach überströmender Luftstrom zumindest teilweise unter dem Windabweiser hindurchgeleitet wird, um Wummergeräusche zu reduzieren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Reduzierung von Wummergeräuschen bei einem Kraftfahrzeug anzugeben, welche einen mit Öffnungen versehenen Windabweiser aufweist, wobei die Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung der Öffnungen verringert ist.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Reduzierung von Wummergeräuschen eine im Kraftfahrzeug angeordnete Luftquelle aufweist, die mit dem Windabweiser verbunden ist, wobei die von der Luftquelle be- reitgestellte Luft dem Windabweiser zugeführt und durch dessen Öffnungen ausgegeben wird. Die durch die Öffnungen des Windabweisers ausgegebene Luft stört bzw. modifiziert die durch den von außen in die Öffnung des Kraftfahrzeugs eintretenden Luftstrom, so dass keine periodische Anregung auf- tritt. Dies hat zur Folge, dass Wummergeräusche reduziert werden. Da die von der Luftquelle bereitgestellte Luft vom Innenraum des Fahrzeugs in Richtung zum Windabweiser strömt, besteht keine bzw. nur eine sehr geringe Gefahr von Ver- schmutzungen bzw. Verstopfungen der Öffnungen des Windabweisers, da die Öffnungen nicht mit Luft von außen beaufschlagt wird, in welcher sich regelmäßig Partikel aus der Umwelt befinden .

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, eine Steuereinheit vorzusehen, die mit der Luftquelle verbunden und zur Ansteuerung der Luftquelle vorgesehen ist. Diese Ansteuerung kann in einfacher Weise derart vorgenommen werden, dass die Steuereinheit die Luftquelle in Abhängigkeit von der mittels eines Fahrgeschwindigkeitssensors erfassten momentan vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit aktiviert und deaktiviert. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, die Sensorik zusätzlich mit einem Drucksensor und/oder einem Mikrofon auszustatten und den von der Luftquelle ausgegebenen Luftstrom in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Sensorik zu modulieren. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass das Aktivieren der Luftquelle und das Modulieren des von der Luftquelle erzeugten Luftstromes gezielt in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Sensorik vorgenommen wird. Dies verhindert einerseits eine unnötige Aktivierung der Luftquelle und bietet weiterhin die Möglichkeit, den von der Luftquelle bereitgestellten Luftstrom gezielt zu verändern, um die Reduzierung von Wummergeräuschen zu optimieren . Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass der Windabweiser selbst keinerlei bewegliche Teile benötigt. Er kann als vergleichsweise einfach ausgestaltetes Kunststoffteil mit hoher gestalterischer Freiheit hergestellt werden. Es sind keinerlei Einbauten im Windabweiser notwendig, so dass er in Bezug auf sein Gewicht leicht ausgestaltet sein kann. Es besteht im Fahrzeugbetrieb keine Notwendigkeit einer Schmierung von bewegten Teilen.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele für die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 eine Skizze einer Vorrichtung zur Reduzierung von

Wummergeräuschen bei einem Kraftfahrzeug und

Figur 2 eine Skizze einer Ausführungsform einer Luftquelle.

Die Figur 1 zeigt eine Skizze einer Vorrichtung zur Reduzierung von Wummergeräuschen bei einem Kraftfahrzeug, in welcher die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile dargestellt sind.

Die gezeigte Vorrichtung weist eine Luftquelle 1, einen Schlauch 2, einen mit Öffnungen 4 versehenen Windabweiser 3, eine Steuereinheit 5, eine Sensorik 6 und einen Modulator 7 auf. Die Luftquelle 1, die Steuereinheit 5 und der Modulator 7 sind innerhalb eines Kraftfahrzeugs positioniert. Der Windabweiser 3 ist in üblicher Weise vor dem nicht gezeichneten Schiebedach des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Schlauch 2 führt vom Windabweiser 3 in das Innere des Kraftfahrzeugs.

Die Sensorik 6 weist - wie noch unten erläutert wird - einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und/oder einen Drucksensor und/oder ein Mikrofon auf. Die Steuereinheit 5 ist mit der Sensorik 6 verbunden, beispielsweise über einen Fahrzeugbus, und ist zum Empfang der von der Sensorik bereitgestellten Sensorsignale vorgesehen. Ferner ist die Steuereinheit 5 mit der Luftquelle 1 verbunden und zur Steuerung der Luftquelle 1 vorgesehen. Des Weiteren ist die Steuereinheit 5 mit dem Modulator 7 verbunden und zur Steuerung des Modulators 7 vorgesehen.

Die Luftquelle 1, bei der es sich um einen Kompressor belie- biger Bauform handeln kann, ist über den Modulator 7 und den Schlauch 2 mit dem Windabweiser 3 verbunden, wobei die von der Luftquelle 1 bereitgestellte Luft entweder über den Modulator 7 und den Schlauch 2 oder direkt über den Schlauch 2 - wie es in der Figur 1 durch eine gestrichelte Linie angedeu- tet ist - dem Windabweiser 3 zugeführt und durch dessen Öffnungen ausgegeben wird. Die durch die Öffnungen 4 des Windabweisers ausgegebene Luft wirkt dem von außen durch das Schiebedach des Kraftfahrzeugs eintretenden Luftstrom entgegen, stört dadurch die durch den von außen eintretenden Luftstrom hervorgerufene periodische Anregung und reduziert damit Wummergeräusche .

Bei den Öffnungen 4 des Windabweisers 3, durch welche die von der Luftquelle 1 bereitgestellte Luft ausgegeben wird, han- delt es sich um Kerben, Schlitze, Nuten oder Löcher, die in den Windabweiser 3 eingebracht sind.

Gemäß einer ersten Ausführungsform arbeitet die in der Figur 1 gezeigte Vorrichtung wie folgt:

Die Steuereinheit 5 empfängt von der Sensorik 6, welche einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor aufweist, Sensorsignale. Zeigen diese Sensorsignale an, dass die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit in einem vorgegebenen Geschwindigkeitsbereich liegt, in welchem Wummergeräusche auftreten, dann aktiviert die Steuereinheit 5 - sofern das Schiebedach des Fahrzeugs geöffnet ist - die Luftquelle 1. Die von der Luftquelle 1 bereitgestellte Luft wird entweder ohne Modulation oder nach Modulation im Modulator 7 über den Schlauch 2 dem Windabweiser 3 zugeführt und durch dessen Öffnungen ausgegeben.

Im Falle einer Modulation kann die Steuereinheit 5 den Modulationsvorgang in Abhängigkeit von der momentanen Fahrzeugge- schwindigkeit derart beeinflussen, dass die Menge der durch die Öffnungen 4 ausgegebenen Luft in jeweils notwendiger Weise optimiert wird. Der Geschwindigkeitsbereich, in welchem beim vorliegenden Kraftfahrzeug Wummergeräusche auftreten, wurde im Voraus durch Versuche im Werk in Abhängigkeit vom Typ des Fahrzeugs ermittelt und im Rahmen der Fertigung des

Fahrzeugs in einem Speicher nichtflüchtig hinterlegt. Während des Fahrbetriebes greift die Steuereinheit 5 auf diese abgespeicherten Daten zu und berücksichtigt diese bei der Ansteuerung der Luftquelle 1 bzw. des Modulators 7.

Alternativ dazu kann die Steuereinheit 5 dann, wenn die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Geschwindigkeitsbereich liegt, in welchem Wummergeräusche auftreten, zur Steuerung des Modulators 7 ein Zufallssignal bereitstellen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform arbeitet die in der Figur 1 gezeigte Vorrichtung wie folgt:

Die Steuereinheit 5 empfängt von der Sensorik 6, welche einen Drucksensor und/oder ein Mikrofon aufweist, Sensorsignale. Zeigen diese Sensorsignale an, dass Wummergeräusche vorliegen, dann aktiviert die Steuereinheit 5 - sofern das Schiebedach des Fahrzeugs geöffnet ist - die Luftquelle 1. Bei dieser Auswertung der Sensorsignale kann die Steuereinheit - falls die Sensorik 6 zusätzlich einen Geschwindigkeitssensor aufweist - auch dessen Ausgangssignale berücksichtigen.

Die von der Luftquelle 1 bereitgestellte Luft wird entweder ohne Modulation oder nach Modulation im Modulator 7 über den Schlauch 2 dem Windabweiser 3 zugeführt und durch dessen Öffnungen 4 ausgegeben.

Im Falle einer Modulation kann die Steuereinheit 5 den Modu- lationsvorgang in Abhängigkeit vom gemessenen Druck modulieren, um die Menge der durch die Öffnungen ausgegebenen Luft derart zu optimieren, dass einem Entstehen von Resonanzen in jeweils notwendiger Weise entgegengewirkt wird.

Die Figur 2 zeigt eine Skizze einer speziellen Ausführungsform der Luftquelle 1, gemäß welcher ein als Membranpumpe wirkender Lautsprecher 8 als Luftquelle verwendet wird. Dieser Lautsprecher 8 ist in ein Gehäuse 9 eingebaut, welches Rückschlagventile 10 und 11 aufweist, um einen gerichteten Luftstrom zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform bedarf es keiner gesonderten Modulation des vom Lautsprecher 8 bereitgestellten Luftstromes, da die Modulation direkt durch den Lautsprecher 8 erreicht wird.

Eine nicht in den Figuren dargestellte Ausführungsform besteht darin, die Luftquelle 1 durch ein Lüfterrad großen Durchmessers zu realisieren. Dessen Luftschaufeln sind derart konstruiert, dass eine Modulation des vom Lüfterrad bereitgestellten Luftstromes entfallen kann. Vorzugsweise wird aber die Drehzahl des Lüfterrades und dessen Phasenlage in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Sensorik 6 nachgeführt, um die Unterdrückung von Wummergeräuschen zu optimieren. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, die Schaufeln des Lüfterrades arhythmisch zu platzieren. Die Erfindung betrifft nach alledem eine Vorrichtung zur Reduzierung von Wummergeräuschen bei einem Kraftfahrzeug, welche einen mit Öffnungen versehenden Windabweiser aufweist, wobei eine im Kraftfahrzeug angeordnete Luftquelle vorgesehen ist. Diese Luftquelle ist mit dem Windabweiser verbunden. Die von der Luftquelle bereitgestellte Luft wird dem Windabweiser zugeführt und durch dessen Öffnungen ausgegeben. Sie wirkt dadurch einem Auftreten der durch den Fahrtwind bzw. den ex- ternen Luftstrom bedingten Wummergeräusche entgegen. Es erfolgt vorzugsweise eine aktive Reduzierung der Wummergeräuschen in dem Sinne, dass die Steuereinheit 5 die Luftquelle 1 und/oder den Modulator 7 in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Sensorik 6 ansteuert, um die Reduzierung von Wum- mergeräuschen zu optimieren.

Der bei der Erfindung vorgesehene Windabweiser weist in seinem Inneren einen Hohlraum bzw. Kanäle auf, durch welche die von der Luftquelle bereitgestellte Luft im Inneren des Win- dabweisers zu den Öffnungen 4 transportiert wird. Er benötigt in vorteilhafter Weise keinerlei bewegte Teile und kann mit hoher gestalterischer Freiheit in Form eines relativ einfachen, vergleichsweise leichten Kunststoffteils realisiert werden. Es sind keinerlei Einbauten in den Windabweiser not- wendig und es besteht auch keine Notwendigkeit einer Schmierung. Es besteht in vorteilhafter Weise keine bzw. nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit einer Verschmutzung oder gar einer Verstopfung der Öffnungen 4, da die Luft nicht von außen nach innen strömt, sondern vom Fahrgastraum aus, in wel- ehern sich die Luftquelle 1 befindet, nach außen geleitet wird.