VERFAHREN ZUM ERZEUGEN EINES FREQUENZSPEKTRUMS IN EINER AUSPUFFROHRLEITUNG EINER HUBKOLBENMASCHINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Frequenzspektrums in einer Auspuffrohrleitung einer Hubkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine dafür geeignete Vorrichtung.

[0002] Aus der EP 0 649 494 B1 ist es bekannt, durch eine in der Auspuffrohrleitung als Durchflussmodulator fungierende Drosselklappe den Schallpegel bzw. die Klangfarbe der durch den Abgasstrom erzeugt wird, zu verändern. Es wird auch vorgeschlagen, durch Dämpfung eines bevorzugten Frequenzbereiches die Klangfarbe der Auspuffrohrleitung zu verändern. So soll erreicht werden, dass die Auspuffanlage entweder Geräusche von sportlichem Klang oder stärker gedämpfte Geräusche abstrahlt.

[0003] Gemäß der technischen Lehre der EP 0 649 494 B1 ist vorgesehen, eine Verminderung der Schallpegel bzw. eine Veränderung der Klangfarbe durch Dämpfung mit der in der Auspuffrohrleitung angeordneten als Durchflussmodulator fungierenden Drosselklappe zu erzielen. Die Schwingung der Drosselklappe dient einzig der Strömungsberuhigung. Somit ist eine Veränderung der Klangfarbe nur in einem sehr begrenzten Umfang möglich. Eine Erhöhung der Rauhigkeit, gleichbedeutend mit einem sportlicheren Klang, ist nicht möglich.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen eines Frequenz- , spektrums in einer Auspuffrohrleitung einer Hubkolbenmaschine zur Verfügung zu stellen, bei dem durch zusätzliche Schallerzeugung ein Frequenzspektrum im Sinne eines Sound-designs erzeugt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, für das Sounddesign geeignete Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0006] Weiterbildungen erfolgen gemäß den Merkmalen der Unteransprüche.

[0007] Gemäß der Erfindung wird der Antrieb der Drosselklappe mit einem Signalgenerator derart gesteuert, dass die schwingende Drosselklappe das gewünschte Frequenzspektrum erzeugt. Auf diese Weise können Geräusche bzw. Druckpulsationen und -modulationen zusätzlich erzeugt und der Strömung in der Auspuffrohrleitung überlagert werden.

[0008] Es ist auch möglich, über einen Regelkreis das gewünschte Frequenzspektrum zu überwachen und zu regeln.

[0009] Zusätzlich können über eine Programmiereinheit Signalmuster, die in keiner Beziehung zum Motor bzw. der Strömung stehen, generiert und überlagert werden.

[0010] Erfindungsgemäß wird die Drosselklappe nicht nur zur Bedämpfung, sondern auch zur Schallgenerierung bzw. der Erzeugung von zusätzlichen Druckfluktuationen benutzt.

[0011] Durch eine geeignete Dimensionierung der angeschlossenen Rohrleitungen können diese gezielt in Resonanz versetzt werden bzw. als Resonanzkörper zur gewollten Verstärkung bestimmter Frequenzen benutzt werden.

[0012] Durch die Erfindung ist es möglich, ein Sound-Design im Abgasstrom einer Hubkolbenmaschine vorzunehmen, wobei unter Hubkolbenmaschinen in erster Linie Verbrennungsmaschinen wie Otto- und Dieselmotoren zu verstehen sind.

[0013] Es ist auch möglich, die Auspuf&ohrleitung im Bereich der Drosselklappe gemäß der technischen Lehre der DE 100 61 760 C1 als achteckigen Kanal auszuführen. Durch Veränderung der Eingangsimpedanz wird ein Teil der Energie der höheren Moden zurück in die Rohrleitung reflektiert und es verringern sich die dementsprechenden Schalldrücke.

[0014] Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispieien beschriebenen, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

[0015] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Sound-Designs dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1

eine schematische Darstellung der Steuerung des Sound-Designs in einer Auspuffrohrleitung mit einer angeflanschten Resonanzrohrleitung und

Figur 2

eine Darstellung, in der die Auspuffrohrleitung segmentiert ist.

[0016] In der Figur 1 ist eine Auspuffrohrleitung 1 mit einem Flansch 2 und einer Resonanzrohrleitung 3 dargestellt. In der Auspuffrohrleitung 1 ist eine Drosselklappe 4 mit einem Antrieb 5 angeordnet. An der Auspuffrohrleitung 1 sind Sensoren 6a, 6b, 6c und 6d angeordnet, die mit einem Signalgenerator 8 und einer Steuereinheit 11 für den Antrieb 5 verbunden sind. Der Signalgenerator 8 ist außerdem mit einer Programmiereinheit 9 verbunden. Mit dem Signalgenerator 8 sind außerdem Motordatensensoren 7 (Drehzahl, Geschwindigkeit, Motorordnung etc.) verbunden sowie externe Sensoren 10 aus dem Fahrzeuginnenraum.

[0017] Aus der Figur 2 geht hervor, dass eine Auspuffrohrleitung 20 durch ein Blech 21 geteilt bzw. segmentiert wird. Die Innenseite der Auspuffrohrleitung 20 und das Blech 21 sind mit einer absorbierenden Auskleidung versehen. An der Auspuffrohrleitung 20 sind Sensoren 23a, 23b, 23c, 23d, 23e und 23f angeordnet. In den durch das Blech 21 in der Auspuffrohrleitung 20 gebildeten Segmenten sind jeweils eine Drosselklappe 24 und 25 mit einer Achse 26 und einem Antrieb 27a und einer Dämpfung 27b angeordnet. Der Antrieb 27a ist mit einer mehrkanaligen Steuereinheit 28 und einem Signalgenerator 29 verbunden. Der Signalgenerator 29 ist mit einer Programmiereinheit 31 verbunden. In den Signalgenerator 29 und in die mehrkanalige Steuereinheit 28 werden die Daten von externen Sensoren 30 und den Sensoren 23a bis 23f geführt.

Bezugszeichenliste

[0018] 

1

Auspuffrohrleitung

2

Flansch

3

Resonanzrohrleitung

4

Drosselklappe

5

Antrieb

6a

Sensor

6b

Sensor

6c

Sensor

6d

Sensor

7

Motordatensensoren

8

Signalgenerator

9

Programmiereinheit

10

Sensor Fahrzeuginnenraum

11

Steuereinheit

20

Auspuffrohrleitung

21

Bleich

22

absorbierende Auskleidung

23a

Sensor

23b

Sensor

23c

Sensor

23d

Sensor

23e

Sensor

23f

Sensor

24

Drosselklappe

25

Drosselklappe

26

Achse

27a

Antrieb

27b

Dämpfung

28

mehrkanalige Steuereinheit

29

Signalgenerator

30

externe Sensoren

31

Programmiereinheit

Ansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen eines Frequenzspektrums in einer Auspuffrohrleitung einer Hubkolbenmaschine, bei dem in der Auspuffrohrleitung eine als Durchflussmodulator fungierende Drosselklappe derart in Schwingungen versetzt wird, dass das Frequenzspektrum in dem Abgasstrom verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Signalgenerator der Antrieb der Drosselklappe gezielt derart gesteuert wird, dass die schwingende Drosselklappe durch zusätzliche Schallerzeugung das gewünschte Frequenzspektrum erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Regelkreis das gewünschte Frequenzspektrum überwacht und geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Programmiereinheit Signalmuster erzeugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen der angeschlossenen Rohrleitungen derart dimensioniert werden, dass Resonanzen entstehen.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Antrieb (5) der Drosselklappe (4) ein Signalgenerator (8) für eine zusätzliche Schallerzeugung angeordnet ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Signalgenerator eine Programmiereinheit (9) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auspuffrohrleitung (1) im Bereich der Drosselklappe (4) als achteckiger Kanal ausgebildet ist.

Claims

1. Method for generating a range of frequencies in an exhaust conduit from a reciprocating engine whereby a throttle valve operating as a flow modulator in the exhaust conduit is made to oscillate in such a manner that the range of frequencies in the exhaust gas flow is changed, characterised in that a signal generator actuates specifically the throttle valve's drive in such a manner that the oscillating throttle valve generates additional sound for the desired range of frequencies.

2. Method according to Claim 1, characterised in that a control loop is used to monitor and regulate the range of frequencies.

3. Method according to Claim 1 or 2, characterised in that signal patterns are generated with a programming unit.

4. Method according to Claims 1 to 3, characterised in that the lengths of the connected conduits are such that they give rise to resonances.

5. Device for implementing the method according to Claim 1, characterised in that a signal generator (8) for generating additional sound is arranged at the drive (5) for the throttle valve (4).

6. Device according to Claim 5, characterised in that the signal generator is fitted with a facility for a programming unit (9).

7. Device according to Claims 5 and 6, characterised in that the exhaust conduit (1) is designed with eight sides at the throttle valve (4).

Revendications

1. Procédé pour générer un spectre de fréquences dans une conduite d'échappement d'une machine à piston alternatif, une vanne papillon agissant comme modulateur de débit dans la conduite d'échappement étant mise en vibration de manière telle que le spectre de fréquences est modifié dans le flux des gaz d'échappement caractérisé en ce que l'entraînement de la vanne papillon est commandé via un générateur de signaux de manière telle que la vanne papillon oscillante génère le spectre de fréquences désiré par production d'un son supplémentaire.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un circuit de régulation est utilisé pour surveiller et réguler le spectre de fréquences.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des modèles de signaux sont générés au moyen d'une unité de programmation.

4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les longueurs des conduites raccordées sont telles que des résonnances sont générées.

5. Dispositif pour réaliser le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un générateur de signaux (8) est installé sur l'entraînement (5) de la vanne papillon (4) pour générer un son supplémentaire.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une unité de programmation (9) est prévue sur le générateur de signaux.

7. Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la conduite d'échappement (1) au niveau de la vanne papillon (4) est conçue en forme hexagonale.

Zeichnung