DE102014206894A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine Download PDF

Info

Publication number
DE102014206894A1
DE102014206894A1 DE102014206894.0A DE102014206894A DE102014206894A1 DE 102014206894 A1 DE102014206894 A1 DE 102014206894A1 DE 102014206894 A DE102014206894 A DE 102014206894A DE 102014206894 A1 DE102014206894 A1 DE 102014206894A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
noise
spectrum
machine
microphone
sound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014206894.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Guender
Janette Kothe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102014206894.0A priority Critical patent/DE102014206894A1/de
Priority to CN201510165039.3A priority patent/CN104978954B/zh
Publication of DE102014206894A1 publication Critical patent/DE102014206894A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17823—Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17873—General system configurations using a reference signal without an error signal, e.g. pure feedforward
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05D2260/962—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by means of "anti-noise"
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/109—Compressors, e.g. fans
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/121—Rotating machines, e.g. engines, turbines, motors; Periodic or quasi-periodic signals in general
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3025—Determination of spectrum characteristics, e.g. FFT
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3033—Information contained in memory, e.g. stored signals or transfer functions
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3035—Models, e.g. of the acoustic system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (100) zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs (200) einer Maschine (204), wobei die Vorrichtung (100) ein Mikrofon (102), einen Spektrum-Analysierer (104), eine Ableitungseinrichtung (106), eine Antischalleinrichtung (110) und eine Schallquelle (112) aufweist. Das Mikrofon (102) ist dazu ausgebildet, das Geräusch (200) zu empfangen, um ein Geräuschsignal (114) zu erhalten. Die Ableitungseinrichtung (106) ist dazu ausgebildet, das Spektrum (116) unter Verwendung eines Betriebsparameters (118) der Maschine (204) und eines akustischen Modells abzuleiten, um ein abgeleitetes Spektrum (120) zu erhalten. Der Spektrum-Analysierer (104) ist dazu ausgebildet, ein Spektrum (116) des Geräuschs (200) unter Verwendung des Geräuschsignals (114) zu erzeugen. Die Einrichtung (110) zum Bestimmen ist dazu ausgebildet, ein Antischallsignal (124) unter Verwendung des Spektrums (116) und des abgeleiteten Spektrums (120) zu bestimmen. Die verstellbare Schallquelle (112) ist dazu ausgebildet, Antischallwellen (202) unter Verwendung des Antischallsignals (124) bereitzustellen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine sowie auf ein Verfahren zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine.
  • Die DE 10 2010 050 738 A1 beschreibt eine hydrostatische Maschineneinheit.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Geräuschemission einer Maschine zu verringern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Kompensieren eines Geräuschs einer Maschine, durch ein Verfahren zum Kompensieren eines Geräuschs einer Maschine sowie durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen gelöst.
  • Dem vorgestellten Ansatz liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Geräuschemission einer Maschine von Schallquellen an und/oder in der Maschine als Schallwellen abgestrahlt wird. Durch ein Abstrahlen von Antischallwellen mit einer invertierten Amplitude gegenüber den Schallwellen oder einem Phasenversatz von einer halben Phase, unter Verwendung einer steuerbaren Schallquelle, wie beispielsweise zumindest eines Lautsprechers, kann mittels destruktiver Interferenz die Amplitude der Schallwellen zumindest lokal gesenkt werden.
  • Vorteilhafterweise erfolgt dabei das Abstrahlen der Antischallwelle so gerichtet, dass sich Schallwellen und Antischallwellen in einem Zielbereich möglichst vollständig auslöschen.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft eine Vorrichtung zum Kompensieren eines Geräuschs einer Maschine, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
    ein Mikrofon zum Empfangen des Geräuschs, um ein Geräuschsignal zu erhalten;
    einen Spektrum-Analysierer zum Ermitteln eines Spektrums des Geräuschs unter Verwendung des Geräuschsignals;
    eine Ableitungseinrichtung zum Ableiten des Spektrums unter Verwendung eines Betriebsparameters der Maschine und eines akustischen Modells, um ein abgeleitetes Spektrum zu erhalten;
    eine Antischalleinrichtung zum Bestimmen eines Antischallsignals unter Verwendung des Spektrums und/oder des abgeleiteten Spektrums; und
    eine Schallquelle zum Bereitstellen von Antischallwellen unter Verwendung des Antischallsignals.
  • Weiterhin wird ein Verfahren zum Kompensieren eines Geräuschs einer Maschine vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    Empfangen des Geräuschs unter Verwendung eines Mikrofons, um ein Geräuschsignal zu erhalten;
    Ermitteln eines Spektrums des Geräuschs unter Verwendung des Geräuschsignals;
    Ableiten des Spektrums unter Verwendung eines Betriebsparameters der Maschine und eines akustischen Modells, um ein abgeleitetes Spektrum zu erhalten;
    Bestimmen eines Antischallsignals unter Verwendung des Spektrums und/oder des abgeleiteten Spektrums; und
    Bereitstellen von Antischallwellen an einer Schallquelle, unter Verwendung des Antischallsignals, um das Geräusch zu kompensieren.
  • Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Unter einer Geräuschemission oder einem Geräusch kann eine unerwünschte abgestrahlte Schallenergie verstanden werden. Ein Kompensieren kann eine destruktive Interferenz sein. Das Geräusch kann durch eine Überlagerung mehrerer Schallwellen entstehen. Eine Maschine kann beispielsweise eine Hydraulikmaschine sein. Ein verstellbares Mikrofon kann eine Richtcharakteristik aufweisen. Dadurch kann das Mikrofon eine bevorzugte Empfangsrichtung aufweisen. Das Mikrofon kann verstellt werden, sodass die bevorzugte Empfangsrichtung oder Richtcharakteristik mechanisch ausgerichtet beziehungsweise geschwenkt wird. Ebenso kann die Richtcharakteristik elektronisch verändert werden. Ein Geräuschsignal kann ein elektrisches Signal sein. Ein Spektrum kann in dem Geräuschsignal enthaltene Frequenzen repräsentieren oder abbilden. Das Geräuschsignal kann im Zeitbereich dargestellt sein. Das Spektrum kann im Frequenzbereich dargestellt sein. Ein akustisches Modell kann charakteristische Geräuschemissionen der Maschine repräsentieren. Ein Betriebsparameter kann eine messbare Größe an der Maschine repräsentieren. Beispielsweise kann der Betriebsparameter eine Drehzahl der Maschine oder einen Druck einer Hydraulikflüssigkeit an der Maschine abbilden. Eine verstellbare Schallquelle kann eine Richtcharakteristik aufweisen. Dadurch kann die Schallquelle eine bevorzugte Abstrahlrichtung aufweisen. Die Schallquelle kann mechanisch ausgerichtet beziehungsweise geschwenkt werden. Ebenso kann die Richtcharakteristik elektronisch verändert werden. Durch ein abgeleitetes Spektrum kann eine besonders effektive Geräuschkompensation erreicht werden, da eine hohe Anzahl von Eingangsvariablen verarbeitet werden kann und somit eine gute Anpassung des Antischallsignals an das Einsatzszenario erfolgen kann. Die Ableitungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Spektrum unter Verwendung eines Drucks eines Hydraulikfluids an der Maschine und/oder einer Drehzahl der Maschine abzuleiten. Das Spektrum kann im Wesentlichen von einer abgegebenen Leistung der Maschine bestimmt sein. Deswegen kann das abgeleitete Spektrum besonders einfach unter Verwendung des Drucks und/oder der Drehzahl abgeleitet werden.
  • Das Mikrofon kann verstellbar sein. Die Schallquelle kann verstellbar sein. Die Vorrichtung kann eine Verstelleinrichtung zum Verstellen und/oder Ändern einer Richtcharakteristik des Mikrofons und/oder zum Ändern einer (bevorzugten) Ausgaberichtung der Schallquelle unter Verwendung des Umgebungsparameters aufweisen. Das Mikrofon und/oder die Schallquelle kann automatisch auf einen Ort gerichtet werden, der von der Geräuschemission abgeschirmt werden soll. Der Ort kann aus dem Umgebungsparameter abgeleitet werden. Dadurch kann die Geräuschkompensation besonders zielgerichtet erfolgen.
  • Das Mikrofon kann abstimmbar sein. Die Schallquelle kann abstimmbar sein. Durch ein Abstimmen beziehungsweise Tunen kann der Antischall besonders effektiv auf das Geräusch abgestimmt werden.
  • Das akustische Modell kann adaptiv sein. Das Akustische Modell kann veränderbar sein. Das akustische Modell kann auf tatsächliche Gegebenheiten an der Maschine abgestimmt werden. Dadurch kann eine Qualität des Antischallsignals verbessert werden. Das Modell kann unter Verwendung eines Umgebungsparameters angepasst werden.
  • Der Spektrum-Analysierer kann dazu ausgebildet sein, das Spektrum unter Verwendung einer Phase und/oder einer Amplitude des Geräuschs zu ermitteln. Durch eine Information über eine Phase und/oder Amplitude des Geräuschs kann das Geräuschsignal normiert werden. Dadurch kann das Spektrum vereinfacht erstellt werden.
  • Die Einrichtung zum Bestimmen kann dazu ausgebildet sein, das Antischallsignal durch ein Invertieren des Geräuschsignals zu bestimmen. Durch ein Invertieren kann das Geräusch besonders gut kompensiert werden.
  • Die Einrichtung zum Bestimmen kann dazu ausgebildet sein, das Antischallsignal durch ein Verschieben einer Phase des Geräuschsignals, insbesondere um 180 Grad (°) zu bestimmen. Durch ein Verschieben der Phase kann das Geräusch besonders einfach kompensiert werden.
  • Die Vorrichtung kann eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Umgebung der Maschine aufweisen, um einen Umgebungsparameter zu erhalten. Die Erfassungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Umgebung unter Verwendung einer Kamera und/oder eines Bewegungsmelders zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, einen Grund zum Kompensieren des Geräuschs zu erkennen. Die Erfassungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, abhängig von dem Umgebungsparameter die Einrichtung zum Bestimmen zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Durch eine Kamera und/oder einen Bewegungsmelder kann einfach und schnell erkannt werden, ob beispielsweise zumindest eine Person in einer Umgebung der Maschine ist. Wenn die Person da ist, kann die Geräuschkompensation aktiviert werden. Wenn kein Grund zum Kompensieren besteht, kann auf das Kompensieren verzichtet werden, um Energie zu sparen.
  • Die Antischalleinrichtung kann unter Verwendung des Umgebungsparameters deaktiviert beziehungsweise aktiviert werden. Beispielsweise kann die Antischalleinrichtung dann aktiviert werden, wenn eine Person in die Nähe der Maschine kommt. Wenn die Person sich wieder von der Maschine entfernt, kann die Antischalleinrichtung wieder deaktiviert werden. So kann Energie eingespart werden.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Darstellung von Schall und Antischall gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 100 zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung weist ein Mikrofon 102, einen Spektrum-Analysierer 104, eine Ableitungseinrichtung 106, eine Antischalleinrichtung zum Bestimmen 110 und eine Schallquelle 112 auf. Das Mikrofon 102 ist dazu ausgebildet, das Geräusch zu empfangen, um ein Geräuschsignal 114 zu erhalten. Das Geräuschsignal 114 umfasst eine Phase und/oder eine Amplitude des Geräuschs. Der Spektrum-Analysierer 104 ist mit dem Mikrofon 102 verbunden. Der Spektrum-Analysierer ist dazu ausgebildet, ein Spektrum 116 des Geräuschs unter Verwendung des Geräuschsignals 114 bereitzustellen. Die Ableitungseinrichtung 106 ist dazu ausgebildet, das Spektrum 116 unter Verwendung eines Betriebsparameters 118 der Maschine und eines akustischen Modells abzuleiten, um ein abgeleitetes Spektrum 120 zu erhalten. Der Betriebsparameter 118 ist beispielsweise ein Druck eines Hydraulikfluids an der Maschine und/oder einer Drehzahl der Maschine. Die Antischalleinrichtung 110 ist dazu ausgebildet, ein Antischallsignal 124 unter Verwendung des Spektrums 116 und/oder des abgeleiteten Spektrums 120 zu bestimmen. Die Schallquelle ist dazu ausgebildet, Antischallwellen unter Verwendung des Antischallsignals 124 bereitzustellen.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist das Mikrofon 102 und/oder die Schallquelle 112 verstellbar. Hier weist die Vorrichtung 100 ferner eine Verstelleinrichtung 126 zum Verstellen des Mikrofons 102 und/oder zum Verstellen der Schallquelle 112 auf. Die Verstelleinrichtung 126 ist mechanisch mit dem Mikrofon 102 verbunden. Die Verstelleinrichtung 126 ist mechanisch mit der Schallquelle 112 verbunden.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 100 eine Erfassungseinrichtung 108 auf. Die Erfassungseinrichtung 108 ist dazu ausgebildet, einer Umgebung der Maschine zu erfassen, um einen Umgebungsparameter 122 zu erhalten. Die Erfassungseinrichtung 108 ist mit einer Kamera 128 und/oder einem Bewegungsmelder 128 verbunden, um die Umgebung zu erfassen. Hier wird das Mikrofon 102 und/oder die Schallquelle 112 unter Verwendung des Umgebungsparameters 122 verstellt. Der Umgebungsparameter 122 kann auch dazu verwendet werden, die Antischalleinrichtung 110 zu aktivieren und/oder zu deaktivieren.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist das Mikrofon 102 und/oder die Schallquelle 112 abstimmbar. Mit anderen Worten ist das Mikrofon 102 und/oder die Schallquelle tunebar.
  • Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt eine aktive Geräuschkompensation bei Hydraulikmaschinen beziehungsweise Hydraulikkomponenten. Durch die aktive Geräuschkompensation (ANC) ist keine kostenintensive mechanische Schalldämmung erforderlich. Der hier vorgestellte Ansatz stellt eine Weiterentwicklung der aktiven Geräuschkompensation auf Anwendungen im offenen Raum dar, beispielsweise kann der hier vorgestellte Ansatz zur Geräuschreduktion bei Autobahnbrücken oder japanischen Toiletten verwendet werden. Dabei kann der Raum unbegrenzt sein. Insbesondere ist der hier vorgestellte Ansatz zur Anwendung als Add-on Modul für verschiedene Hydraulikprodukte besonders geeignet, insbesondere Ventile, Pumpen. Aggregate und Motoren.
  • 2 zeigt eine Darstellung von Schall 200 und Antischall 202 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Schall 200 wird von einer Maschine 204 emittiert. Die Maschine ist hier eine Hydraulikmaschine 204. Der Schall 200 repräsentiert das von der Maschine 204 abgestrahlte Geräusch 200. Die Maschine 204 emittiert den Schall 200 lastabhängig. Dabei verändert sich ein Spektrum 206 des Schalls 200 abhängig von einem abgegebenen Drehmoment und/oder einer abgegebenen Drehzahl der Maschine. Mit anderen Worten ändert sich das Geräusch 200 der Maschine je nach Betriebssituation. Dabei weisen die Spektren 206 je eine Mehrzahl von Amplitudenspitzen auf, die jeweils ein Frequenzband 208 repräsentieren, in dem die Maschine 204 den Schall mit einer besonders hohen Intensität abstrahlt. Der Antischall 202 wird von einem Lautsprecher 112 einer Vorrichtung zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs 200 einer Maschine 204 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie er in 1 dargestellt ist abgestrahlt.
  • Der Schall 200 und der Antischall 202 sind als Intensitätsverläufe dargestellt. Dabei ist der Schall 200 als Resultierender 210 mehrerer Intensitätsverläufe der Frequenzbänder 208 dargestellt. Der Antischall 202 ist als einzelner Intensitätsverlauf 212 dargestellt. Der Antischall 202 ist gegenüber dem Resultierenden 210 invertiert. Mit anderen Worten weist der Intensitätsverlauf 212 eine positive Amplitude auf, wen der Resultierende 210 eine negative Amplitude aufweist. Umgekehrt weist der Intensitätsverlauf 212 eine negative Amplitude auf, wenn der Resultierende 210 eine positive Amplitude aufweist.
  • In einem Ausführungsbeispiel sind die Intensitätsverläufe der Frequenzbänder harmonische Schwingungen. Die Schwingungen sind im Wesentlichen sinusförmig und weisen jeweils eine konstante Frequenz und eine konstante Amplitude auf. Der resultierende Frequenzverlauf 210 ist eine Addition der aktuellen Amplituden der Frequenzverläufe. Der Intensitätsverlauf 212 des Antischalls 202 ist ebenfalls ein resultierender Intensitätsverlauf 212 aus mehreren nicht dargestellten harmonischen Intensitätsverläufen. Diese Intensitätsverläufe weisen gegenüber den Intensitätsverläufen des Schalls 200 eine Phasenverschiebung von 180° beziehungsweise eine halbe Periodendauer auf. Der Intensitätsverlauf 212 ist dadurch invertiert zu dem Resultierenden 210.
  • Mit anderen Worten zeigt 2 ein Geräuschspektrum 206 eines Hydraulikaggregats 204. Dabei kann zwischen einem ersten Spektrum im Leerlauf bei 4000 Umdrehungen pro Minute und einem zweiten Spektrum beim Druckhalten und 350 Umdrehungen pro Minute unterschieden werden. Beide Spektren liegen deutlich über einem Grundrauschen und einer Gehörschwelle des Menschen.
  • Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt eine modellbasierte Ableitung des Spektrums zur Reduktion des Schaltungsaufwandes.
  • In einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine manuelle oder automatische Positionsverstellung für zumindest ein Mikrofon und/oder zumindest einen Lautsprecher zur Umgebungsanpassung. Dabei können sowohl das Mikrofon als auch der Lautsprecher eine steuerbare Richtcharakteristik aufweisen. Die Positionsverstellung kann bei mehreren Mikrofonen und/oder Lautsprechern auch phasengesteuert erfolgen.
  • Durch die hier vorgestellte Geräuschkompensation kann eine Kostenreduktion gegenüber passiver Geräuschreduktion erreicht werden. Die hier vorgestellte Innovation kann softwaregetrieben ausgeführt werden, da die erforderliche Hardware kostengünstig am Markt verfügbar ist.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 kann auf einer Vorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist, ausgeführt werden. Das Verfahren 300 weist einen Schritt 302 des Empfangens, einen Schritt 304 des Ermittelns, einen (optionalen) Schritt 306 des Ableitens, einen Schritt 310 des Bestimmens und einen Schritt 312 des Bereitstellens auf. Im Schritt 302 des Empfangens wird das Geräusch unter Verwendung eines Mikrofons empfangen, um ein Geräuschsignal zu erhalten. Im Schritt 304 des Ermittelns wird ein Spektrum des Geräuschs unter Verwendung des Geräuschsignals ermittelt. Im (optionalen) Schritt 306 des Ableitens wird das Spektrum unter Verwendung eines Betriebsparameters der Maschine und eines akustischen Modells abgeleitet, um ein abgeleitetes Spektrum zu erhalten. Im Schritt 310 des Bestimmens wird ein Antischallsignal unter Verwendung des Spektrums ( und optional des abgeleiteten Spektrums) bestimmt. Im Schritt 312 des Bereitstellens werden Antischallwellen an einer Schallquelle unter Verwendung des Antischallsignals bereitgestellt, um das Geräusch zu kompensieren.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 300 einen Schritt 308 des Erfassens auf. Im Schritt 308 des Erfassens wird eine Umgebung der Maschine erfasst, um einen Umgebungsparameter zu erhalten. Das akustische Modell wird unter Verwendung des Umgebungsparameters angepasst. Im Schritt 310 des Bestimmens wird das Antischallsignal ferner unter Verwendung des Umgebungsparameters bestimmt. Im Schritt 302 des Empfangens kann das Mikrofon unter Verwendung des Umgebungsparameters ausgerichtet werden. Im Schritt 312 des Bereitstellens kann der Lautsprecher unter Verwendung des Umgebungsparameters (122) ausgerichtet werden.
  • Der Umgebungsparameter kann dazu verwendet werden, abhängig von der Umgebung die Einrichtung zum Bestimmen zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Beispielsweise kann das Geräusch kompensiert werden, wenn eine Person in der Umgebung der Maschine ist. Wenn keine Person in der Umgebung ist, kann auf die Kompensation verzichtet werden.
  • Durch den hier vorgestellten Ansatz ergeben sich eine deutlich reduzierte Geräuschbelastung und ein großes Potenzial für die Anwendung in der Industrie(hydraulik).
  • Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Vorrichtung zum Kompensieren
    102
    Mikrofon
    104
    Spektrum-Analysierer
    106
    Ableitungseinrichtung
    108
    Erfassungseinrichtung
    110
    Einrichtung zum Bestimmen
    112
    Schallquelle
    114
    Geräuschsignal
    116
    Spektrum
    118
    Betriebsparameter
    120
    abgeleitetes Spektrum
    122
    Umgebungsparameter
    124
    Antischallsignal
    126
    Verstelleinrichtung
    128
    Kamera / Bewegungsmelder
    200
    Schall, Geräusch
    202
    Antischall
    204
    Maschine
    206
    Spektren
    208
    Frequenzband
    210
    Resultierende
    212
    Intensitätsverlauf
    300
    Verfahren zum Kompensieren
    302
    Schritt des Empfangens
    304
    Schritt des Ermittelns
    306
    Schritt des Ableitens
    308
    Schritt des Erfassens
    310
    Schritt des Bestimmens
    312
    Schritt des Bereitstellens
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010050738 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Vorrichtung (100) zum Kompensieren eines Geräuschs (200) einer Maschine (204), wobei die Vorrichtung (100) die folgenden Merkmale aufweist: ein Mikrofon (102) zum Empfangen des Geräuschs (200), um ein Geräuschsignal (114) zu erhalten; einen Spektrum-Analysierer (104) zum Ermitteln eines Spektrums (116) des Geräuschs (200) unter Verwendung des Geräuschsignals (114); eine Ableitungseinrichtung (106) zum Ableiten des Spektrums (116) unter Verwendung eines Betriebsparameters (118) der Maschine (204) und eines akustischen Modells, um ein abgeleitetes Spektrum (120) zu erhalten; eine Antischalleinrichtung (110) zum Bestimmen eines Antischallsignals (124) unter Verwendung des Spektrums (116) und/oder des abgeleiteten Spektrums (120); und eine Schallquelle (112) zum Bereitstellen von Antischallwellen (202) unter Verwendung des Antischallsignals (124).
  2. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, bei der das Mikrofon (102) geometrisch verstellbar ausgeführt ist, wobei die Vorrichtung (100) eine Verstelleinrichtung (126) zum Verstellen des Mikrofons (102) aufweist und/oder bei der die Schallquelle (112) geometrisch verstellbar ist, wobei die Vorrichtung (100) eine Verstelleinrichtung (126) zum Verstellen der Schallquelle (112) aufweist.
  3. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Mikrofon (102) abstimmbar ausgeführt ist und/oder bei der die Schallquelle abstimmbar ausgeführt ist.
  4. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das akustische Modell adaptiv gestaltet ist.
  5. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Erfassungseinrichtung (108) zum Erfassen einer Umgebung der Maschine (204), um einen Umgebungsparameter (122) zu erhalten, wobei die Erfassungseinrichtung (108) dazu ausgebildet ist, die Umgebung insbesondere unter Verwendung einer Kamera (128) und/oder eines Bewegungsmelders (128) zu erfassen.
  6. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 5, bei der die Erfassungseinrichtung (108) dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Umgebungsparameter die Antischalleinrichtung (110) zu aktivieren und/oder zu deaktivieren.
  7. Verfahren (300) zum Kompensieren eines Geräuschs (200) einer Maschine (204), wobei das Verfahren (300) die folgenden Schritte aufweist: Empfangen (302) des Geräuschs (200) unter Verwendung eines Mikrofons (102), um ein Geräuschsignal (114) zu erhalten; Ermitteln (304) eines Spektrums (116) des Geräuschs (200) unter Verwendung des Geräuschsignals (114); Ableiten des Spektrums (116) unter Verwendung eines Betriebsparameters (118) der Maschine (204) und eines akustischen Modells, um ein abgeleitetes Spektrum (120) zu erhalten; Bestimmen (310) eines Antischallsignals (124) unter Verwendung des Spektrums (116) und abgeleiteten Spektrums (120); und Bereitstellen (312) von Antischallwellen (212) an einer Schallquelle (112), unter Verwendung des Antischallsignals (124), um das Geräusch (200) zu kompensieren.
  8. Verfahren (300) gemäß Anspruch 7, mit einem Schritt des Erfassens von Umgebungsbedingungen, um einen Umgebungsparameter (122) zu erhalten, wobei das akustische Modell unter Verwendung des Umgebungsparameters (122) angepasst wird.
  9. Verfahren (300) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem im Schritt (302) des Empfangens das Mikrofon (102) unter Verwendung des Umgebungsparameters (122) ausgerichtet wird und/oder bei dem im Schritt (312) des Bereitstellens die Schallquelle (112) unter Verwendung des Umgebungsparameters (122) ausgerichtet wird.
DE102014206894.0A 2014-04-10 2014-04-10 Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine Pending DE102014206894A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014206894.0A DE102014206894A1 (de) 2014-04-10 2014-04-10 Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine
CN201510165039.3A CN104978954B (zh) 2014-04-10 2015-04-09 用于补偿机器的噪声的噪声排放的设备和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014206894.0A DE102014206894A1 (de) 2014-04-10 2014-04-10 Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014206894A1 true DE102014206894A1 (de) 2015-10-15

Family

ID=54193142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014206894.0A Pending DE102014206894A1 (de) 2014-04-10 2014-04-10 Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN104978954B (de)
DE (1) DE102014206894A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018206812A1 (de) * 2018-05-03 2019-11-07 Audi Ag Verfahren zur Unterdrückung eines akustischen Signals während eines elektrischen Ladevorgangs eines Fahrzeugs, sowie ein System
CN112943705A (zh) * 2021-02-24 2021-06-11 三一重能股份有限公司 风机降噪系统、方法和风机

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106782486A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 中国核电工程有限公司 一种核电站主控室噪声控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010050738A1 (de) 2010-11-08 2012-05-10 Robert Bosch Gmbh Hydrostatische Maschineneinheit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101231846B (zh) * 2007-12-27 2011-02-02 中国农业大学 利用声波干涉方式的主动噪声控制系统及噪声控制方法
CN101261830A (zh) * 2008-04-22 2008-09-10 中国印钞造币总公司 一种印刷机印刷单元的降噪方法
JP2012168282A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Tokai Rubber Ind Ltd 能動型振動騒音抑制装置
FR2983335B1 (fr) * 2011-11-25 2019-11-08 Renault S.A.S. Procede et dispositif de controle d'un systeme de reduction active de bruit
CN102999667A (zh) * 2012-11-27 2013-03-27 南京航空航天大学 一种基于模糊回归的机场噪声预测方法及其系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010050738A1 (de) 2010-11-08 2012-05-10 Robert Bosch Gmbh Hydrostatische Maschineneinheit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018206812A1 (de) * 2018-05-03 2019-11-07 Audi Ag Verfahren zur Unterdrückung eines akustischen Signals während eines elektrischen Ladevorgangs eines Fahrzeugs, sowie ein System
DE102018206812B4 (de) 2018-05-03 2022-06-15 Audi Ag Verfahren zur Unterdrückung eines akustischen Signals während eines elektrischen Ladevorgangs eines Fahrzeugs, sowie ein System
CN112943705A (zh) * 2021-02-24 2021-06-11 三一重能股份有限公司 风机降噪系统、方法和风机
CN112943705B (zh) * 2021-02-24 2022-12-06 三一重能股份有限公司 风机降噪系统、方法和风机

Also Published As

Publication number Publication date
CN104978954A (zh) 2015-10-14
CN104978954B (zh) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015119494B4 (de) Systeme und Verfahren zur Lärmbekämpfung in einem Fahrzeug
DE102014223738B4 (de) System und verfahren für das steuern von fahrzeuggeräuschen
DE4340034C1 (de) Lagerung
CN107642426B (zh) 一种汽车发动机噪声主动控制方法及系统
DE102015103024B4 (de) Fahrzeugsystem zur Funktionszustandsüberwachung eines Schallverstärkungssystem-Betriebsverhaltens
DE102015120995A1 (de) Subband-Algorithmus mit Schwelle für ein robustes breitbandiges aktives Geräuschunterdrückungs-System
DE112018001323B4 (de) Aktive Geräuschminderungsvorrichtung und aktives Geräuschminderungsverfahren
DE112012005713T5 (de) Vorrichtung zur aktiven Vibrationsstörungssteuerung
DE102014206894A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Kompensieren einer Geräuschemission eines Geräuschs einer Maschine
DE102012221589A1 (de) Vorrichtung zur aktiven Vibrationsgeräusch-Regelung/Steuerung
DE102017105647A1 (de) Systeme und verfahren zum abstimmen von electronic sound enhancement
DE102011118044A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Motors mittels Pulsweitenmodulation (PWM)
DE112016006169T5 (de) Aktive Lärmschutzvorrichtung
EP0498926B1 (de) Hydraulisch bedämpftes Gummilager zur Abstützung eines Maschinenaggregats
EP2805175B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verarbeiten von wasserschallsignalen
DE112008001249B4 (de) Funkempfangsvorrichtung und Rauscheliminierungsverfahren in dieser Vorrichtung
DE102005054736A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Drehzahl eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine
DE102016106472A1 (de) Verfahren zum Regeln einer Leistungselektronik
DE60218265T2 (de) Aktives Lärmunterdrückungssystem mit Frequenzansprechkontrolle
DE102014208621A1 (de) Adaptiver offener Regelkreis, um motorinduzierte(s) Vibration und Geräusch zu reduzieren
DE19632230C2 (de) Adaptive Steuerung zur aktiven Geräuschminderung, Verwendung und Verfahren
DE102009027413A1 (de) Verfahren und Steuereinrichtung zur Ansteuerung eines Fahrzeugsantriebssystems eines Fahrzeugs
DE102016012893A1 (de) Sende-/Empfänger-Schaltkreise
DE112018004371B4 (de) Geräuschsteuervorrichtung für ein fahrzeug
DE102020203613A1 (de) Verfahren und System zum Steuern eines Innengeräuschs eines Fahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication