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Title:
METHOD FOR USING AN ELECTRIC MOTOR TO GENERATE SOUND, SAID ELECTRIC MOTOR BEING EMPLOYED TO DRIVE A VEHICLE ROOF COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/187566
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for actuating an electric motor with a motor control signal with an application-specific frequency, which signal is provided by an electronic motor control unit, wherein the electric motor (18) is used in a vehicle roof (1) for activating a component of this roof while being connected to a region of the roof. The invention provides that the electric motor (18) can be actuated by the motor control unit with an additional signal whose frequency and amplitude are suitable for causing the region of the vehicle roof to which said electric motor is connected to oscillate in order to generate sound.

Inventors:
FRITZ TOBIAS (DE)
KAINZ BENEDIKT (DE)
SEILER HEINZ (DE)
HEISEL OLIVER (DE)
HUELSEN MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/055650
Publication Date:
September 24, 2020
Filing Date:
March 04, 2020
Export Citation:
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Assignee:
WEBASTO SE (DE)
International Classes:
G10K9/12; B60J7/00; G10K15/00
Foreign References:
DE102007001007A12008-07-03
DE102011005358A12012-09-13
EP0931683A21999-07-28
US20100134058A12010-06-03
Attorney, Agent or Firm:
DTS PATENT- UND RECHTSANWÄLTE SCHNEKENBÜHL & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromotors mit einem

Motorsteuerungssignal anwendungsspezifischer Frequenz, das von einer

elektronischen Motorsteuerungseinheit bereitgestellt wird, wobei der Elektromotor (18) in einem Fahrzeugdach (1 ) zum Betätigen einer Komponente dieses Dachs mit einem Bereich des Dachs verbunden zum Einsatz kommt, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (18) von der Motorsteuerungseinheit mit einem zusätzlichen Signal ansteuerbar ist, dessen Frequenz und Amplitude geeignet ist, den Bereich des Fahrzeugdachs, mit dem er verbunden ist, zur Schallerzeugung in Schwingung zu versetzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das zusätzliche Signal dem

Motorsteuerungssignal durch die Motorsteuerungseinheit aufgeprägt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zusätzliche Signal ein

Audiosignal ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Motorsteuerungseinheit das

zusätzliche Signal zur Schallerzeugung auf Grundlage vorgegebener Dateien bereitstellt, die Audioinformation in digitaler Form enthalten, die in einem

Speicher der Motorsteuerungseinheit abgelegt sind, und die von einem in der Motorsteuerungseinheit enthaltenen D/A-Wandler in das analoge zusätzliche Signal umgesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Motorsteuerungseinheit das

zusätzliche Signal zur Schallerzeugung auf Grundlage vorgegebener Dateien bereitstellt, die Audioinformation in digitaler Form enthalten, die von einem Empfänger in der Motorsteuerungseinheit empfangen werden, und die von einem in der Motorsteuerungseinheit enthaltenen D/A-Wandler in das

analogen zusätzliche Signal umgesetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zusätzliche Signal zur Schallabstrahlung von Warntönen über den vom Elektromotor (18) in

Schwingung versetzten Dachbereich ausgelegt ist, Warntöne abzustrahlen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zusätzliche Signal bezüglich seiner Frequenz und Amplitude auf das Resonanzverhalten des Elektromotors (18) im in Schwingung versetzten Dachbereich so abgestimmt ist, dass es den Schallanteil der Elektromotorresonanz verringert.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zusätzliche Signal bezüglich seiner Frequenz und Amplitude derart gewählt ist, Funktionsgeräusche von durch den Elektromotor angetriebenen Kfz-Komponenten zu verringern.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Elektromotor Bestandteil eines Antriebs für ein Fahrzeug-Schiebedach, einen Fahrzeug- Windabweiser oder ein Beschattungsmittel für ein Fahrzeugfenster eines transparentes Fahrzeug-Schiebedachs ist.

Description:
Verfahren zur Verwendung eines zum Antrieb einer Fahrzeugdach-Komponente genutzten Elektromotors zur Schallerzeugung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromotors mit einem Motorsteuerungssignal anwendungsspezifischer Frequenz, das von einer

elektronischen Motorsteuerungseinheit bereitgestellt wird, wobei der Elektromotor in einem Fahrzeugdach zum Betätigen einer Komponente dieses Dachs mit einem Bereich des Dachs verbunden zum Einsatz kommt.

Komponenten eines Fahrzeugdachs, wie etwa ein Schiebedach oder

Beschattungsrollos werden über einen im Fahrzeugdach integrierten Elektromotor angetrieben. Der Elektromotor wird über ein Motorsteuerungssignal betätigt, das von einer Motorsteuerungseinheit bereitgestellt wird, die einen digitalen Prozessor umfasst, der ein Steuerungsprogramm ausführt, das in einem Flalbleiterspeicher abgelegt ist, und der ein digitales Motorsteuerungssignal erzeugt, das in analoger Form zur Ansteuerung des Elektromotors zur programmgesteuerten Betätigung der jeweiligen Dach-Komponente ausgibt.

Beim Öffnen und Schließen des Daches/Rollos werden Geräusche erzeugt, die in der Fahrgastzelle als unangenehm und störend wahrgenommen werden. Dieses Geräusch ist konstruktionsbedingt und muss in Kauf genommen werden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Hierbei wird aus dem Vorhandensein eines Elektromotors im Bereich des zumindest partiell schwingungsfähigen Fahrzeugdach zur Betätigung von Dach komponenten zusätzlich Nutzen gezogen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgelegt.

Die Erfindung stellt demnach ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromotors mit einem Motorsteuerungssignal anwendungsspezifischer Frequenz bereit, das von einer elektronischen Motorsteuerungseinheit bereitgestellt wird, wobei der Elektromotor in einem Fahrzeugdach zum Betätigen einer Komponente dieses Dachs mit einem Bereich des Dachs verbunden zum Einsatz kommt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Elektromotor von der Motorsteuerungseinheit mit einem zusätzlichen Signal ansteuerbar ist, dessen Frequenz und Amplitude geeignet ist, den Bereich des

Fahrzeugdachs, mit dem er verbunden ist, zur Schallerzeugung in Schwingung zu versetzen.

Zusätzlicher Nutzen wird aus der Anwesenheit des Elektromotors im Dach eines Fahrzeugs zur Betätigung von Dach-Komponenten demnach daraus gezogen, dass der Bereich des Fahrzeugdachs, an dem der Elektromotor angebracht ist, zur gezielten Schallabstrahlung genutzt wird. Diese Schallabstrahlung wird erfindungsgemäß dazu eingesetzt, die mit der Elektromotor- und Dachkomponenten-Betätigung einhergehende Geräuschentwicklung zu reduzieren und alternativ oder gleichzeitig dazu,

Audioinformation, wie etwa Musik in die Fahrgastzelle abzustrahlen. Mit anderen Worten wird die Einheit aus Elektromotor und von diesem angetriebener

Dachkomponente als Lautsprecher verwendet, um Nutzsignale, wie Musik oder

Geräusch-Kompensationsschall abzustrahlen, wie im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.

Vorteilhafterweise wird mindestens ein zusätzliches Signal als Grundlage der

Schallerzeugung dem Motorsteuerungssignal durch die Motorsteuerungseinheit aufgeprägt. Mit der Motorsteuerungseinheit, die wie einleitend dargestellt bevorzugt einen digitalen Prozessor, Speichermittel und einen D/A-Wandler enthält, stehen die benötigten Mittel bereit, um das zusätzliche Signal dem Motorsteuerungssignal aufzuprägen.

Eine komplett neuartige Nutzung des Elektromotors zusammen mit dem Dachbereich, an dem dieser angebracht ist, erschließt sich in Gestalt eines von diesen Bestandteilen gebildeten Lautsprechers, wobei der schwingungsfähige Dachbereich die

Lautsprechermembran bildet, während der Elektromotor den elektromotorischen Antrieb der Membran darstellt.

Vorteilhafterweise stellt die Motorsteuerungseinheit das zusätzliche Signal zur

Schallerzeugung auf Grundlage vorgegebener Dateien bereit, die Audioinformation in digitaler Form enthalten, die in einem Speicher der Motorsteuerungseinheit abgelegt sind, und die von einem in der Motorsteuerungseinheit enthaltenen D/A-Wandler in das analogen zusätzliche Signal umgesetzt werden. Dieser Speicher lässt sich entweder vom Fahrzeughersteller im Rahmen von z.B. Wartungsarbeiten oder durch den Nutzer des Fahrzeugs selber mit neuen Musikdateien bespielen, wenn eine geeignete

Schnittstelle bereitsteht.

Alternativ hierzu stellt die Motorsteuerungseinheit das zusätzliche Signal zur

Schallerzeugung auf Grundlage vorgegebener Dateien bereit, die Audioinformation in digitaler Form enthalten, die von einem Empfänger in der Motorsteuerungseinheit empfangen werden, bevorzugt drahtlos empfangen werden, und die von einem in der Motorsteuerungseinheit enthaltenen D/A-Wandler in das analoge zusätzliche Signal umgesetzt werden. In diesem Fall werden Musikdaten bevorzugt per Funk zur

Motorsteuerungseinheit übertragen, wie beispielsweise per Bluetooth oder Zigbee. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen

Verfahrens ist das zusätzliche Signal zur Schallabstrahlung von Warntönen über den vom Elektromotor in Schwingung versetzten Dachbereich ausgelegt, Warntöne abzustrahlen. Warntöne können beispielsweise dann abgestrahlt werden, wenn bei geöffnetem Schiebdach Regen einsetzt. Als Warnton kommt in diesem Fall das

Einschlaggeräusch von Regentropfen auf einem harten Gegenstand in Betracht.

Das erfindungsgemäß erzeugte Schallereignis kann auch zur Dämpfung oder

Verringerung unerwünschter Geräusche eingesetzt werden, die vom Elektromotor oder der Bewegung der von ihm angetriebenen Fahrzeug-Dach-Komponenten hervorgerufen werden.

So kann z.B. das zusätzliche Signal bezüglich seiner Frequenz und Amplitude auf das Resonanzverhalten des Elektromotors im in Schwingung versetzten Dachbereich so abgestimmt werden, dass es den Schallanteil der Motorresonanz verringert.

Alternativ oder zusätzlich kann das zusätzliche Signal bezüglich seiner Frequenz und Amplitude derart gewählt werden, dass Funktionsgeräusche von durch den

Elektromotor angetriebenen Kfz-Komponenten verringert werden.

Als Anwendungsbeispiele kann an folgende Szenarien gedacht werden:

- Schleifgeräusch eines breitbandigen Antriebskabels - Schaltgeräusch der Mechanik beim Öffnen/Schließen/Tilten

- Ritzel Eingriff in das Antriebskabel

- Geräusche vom Rollo

Es besteht bevorzugt die Möglichkeit, geeignete Sensoren wie beispielsweise Beschleunigungsaufnehmer oder Schwingungsaufnehmer am Dach bzw. in der Nähe vorzusehen und in Echtzeit Gegenschall zu erzeugen. Es besteht auch die Möglichkeit über das Wissen um die Motorposition, wo genau welches Geräusch entsteht in den verschiedenen über die Motorposition erkannten Szenarien an der jeweiligen Position Gegenschall zu erzeugen. Beide Möglichkeiten können auch kombiniert werden.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Elektromotor Bestandteil eines Antriebs für ein Fahrzeug-Schiebedach, einen Fahrzeug-Windabweiser oder ein Beschattungsmittel für ein Fahrzeugfenster eines transparenten Fahrzeug- Schiebedachs bilden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung, Fig. 1 , zeigt eine von einem Elektromotor angetriebene

Schiebedachanordnung 100 eines Fahrzeugs, im vorliegenden Fall eines

Personenkraftfahrzeugs.

In dieser Beschreibung wird zur Vereinfachung der Erläuterung die Vorderseite in Fahrzeuglängsrichtung gemäß Fahrtrichtung als "Vorderseite", die Rückseite als "Rückseite", die linke Seite in Fahrtrichtung als "links" und die rechte Seite bezeichnet als "rechts".

Die Schiebedachanordnung 100 ist in einer Öffnung 2 eines Fahrzeugdachs 1. Die Schiebedachanordnung 100 umfasst einen Rahmen 3, der entlang der

Öffnungskante der Öffnung 2 angeordnet ist, eine feststehende Dachplatte 4 (eine Glasplatte in der vorliegenden Ausführungsform), die fest an etwa der hinteren Hälfte des Rahmens 3 (nicht gezeigt) befestigt ist, um die Öffnung 2 zu öffnen und zu schließen, eine verfahrbare Dachplatte 5 und eine Rollier-Einrichtung 6, die an der Unterseite der feststehenden Dachplatte 4 befestigt ist. Ein Öffnungs- und Schließmechanismus für die verfahrbare Dachplatte umfasst ein Paar linker und rechter Nocken, die mit einer Dachplattenhalterungsleiste verbunden sind, die an der Unterseite der verfahrbaren Dachplatte 5 über Schieber angebracht sind. Die linken und rechten Schieber sind jeweils mit einer linken und rechten Führungsschiene 7 verbunden, die die linke und die rechte Seite des Rahmens 3 bilden, so dass sie nach vorne und hinten verschiebbar sind. Wenn die beiden Schieber nach vorne und nach hinten verschoben werden kann die verfahrbare Dachplatte 5 in diese Richtungen gleiten und zusammen mit ihrer Abstützung gekippt werden. Die Schieber werden von einer einen Elektromotor 18 umfassenden

Antriebseinheit 10 über ein erstes Getriebekabel 8 angetrieben.

Eine Rollo-Rollier-einrichtung 6 weist eine Aufwickelrolle 15 auf, die sich in

Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und ein Abschattungsrollo (eine

Lichtabschirmfolie) 16 auf, die um die Aufwickelrolle 15 gewickelt ist. Eine in

Fahrzeugbreitenrichtung verlaufende Verkleidung 17 dient zur Abdeckung des Rollos 16. Das Rollo 16 wird geöffnet und geschlossen, indem entsprechende Läufer entlang der Führungsschiene 7 vorwärts und rückwärts bewegt werden. Diese Läuferabschnitt werden von der Antriebseinheit 10 über ein zweites Seilzuggetriebe 9 angetrieben.

Die Steuerung des Elektromotors 18 der Antriebseinheit 10 erfolgt über ein

Motorsteuerungssignal anwendungsspezifischer Frequenz, das von einer nicht gezeigten elektronischen Motorsteuerungseinheit bereitgestellt wird. Der

Elektromotor 18 ist hierbei mit einem vorne liegenden Bereich des Fahrzeugdachs 1 verbunden. Der Elektromotor 18 lässt sich zusätzlich zu dem Motorsteuerungssignal mit einem zusätzlichen Signal ansteuern, dessen Frequenz und Amplitude geeignet ist, den Bereich des Fahrzeugdachs, mit dem der Elektromotor 18 verbunden ist, zur Schallerzeugung in Schwingung zu versetzen. Besagter Bereich des Fahrzeugdachs wirkt dadurch als Lautsprecher, und das durch diesen erzeugte Signal wird entweder zur Wiedergabe von Audioinformation oder zur Reduzierung von mit der

Elektromotor- und Dachkomponenten-Betätigung (Betätigung des Schiebdachs und des Rollos) einhergehenden Geräusche genutzt. Bezugszeichenliste Schiebedachanordnung

Fahrzeugdach

Öffnung

Rahmen

feststehende Dachplatte

verfahrbare Dachplatte

Rollier-Einrichtung

Führungsschiene

Getriebekabel

Seilzuggetriebe

Antriebseinheit

Aufwickelrolle

Rolle

Verkleidung

Elektromotor