DE102016100542A1 - Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für einen in einem Motorfahrzeug angeordneten Lautsprecher sowie Abgasanlage für einen Motor und Soundsystem für eine Fahrgastzelle - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für einen in einem Motorfahrzeug angeordneten Lautsprecher sowie Abgasanlage für einen Motor und Soundsystem für eine Fahrgastzelle Download PDF

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Martin Unbehaun
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Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
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Abstract

Ein Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für einen in einem Motorfahrzeug, insbesondere in einer Abgasanlage (10) des Motors des Fahrzeugs oder in oder außerhalb einer Fahrgastzelle angeordneten Lautsprecher (14) umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Quellsignals für einen gewünschten, vorbestimmten Motorklang im Zeitbereich, das mehrere Signalkomponenten verschiedener Frequenzen umfasst, b) Analysieren des Quellsignals im Hinblick auf die Phase des Quellsignals und/oder die Phase wenigstens einer im Quellsignal vorhandenen Schwingung, c) Ermitteln der Phase des Motorgeräusches und/oder der Phase wenigstens einer im Motorgeräusch vorhandenen Schwingung, d) Verschieben der Phase des Quellsignals und/oder der Phase der wenigstens einen im Quellsignal vorhandenen Schwingung in Abhängigkeit der ermittelten Phase des Motorgeräusches und/oder der ermittelten Phase der wenigstens einen im Motorgeräusch vorhandenen Schwingung, wobei die Beziehung der Phasen der einzelnen Schwingungen des Quellsignals untereinander erhalten bleibt, und e) Erzeugen des Ansteuerungssignals auf Basis des phasenverschobenen Quellsignals. Ferner ist eine Abgasanlage (10) für einen Motor mit einem Lautsprecher (14) und ein Soundsystem eines Motorfahrzeugs gezeigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für einen in einem Motorfahrzeug, insbesondere in einer Abgasanlage des Motors des Fahrzeugs oder in oder außerhalb einer Fahrgastzelle angeordneten Lautsprecher, eine Abgasanlage für einen Motor mit einem Lautsprecher und ein Soundsystem für eine Fahrgastzelle.
  • Abgasanlagen für Motoren mit einem Lautsprecher sowie Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für diesen Lautsprecher sind bekannt. Sie kommen beispielsweise in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zum Einsatz und dienen dazu, die vom Verbrennungsmotor an die Umwelt abgegebenen Geräusche anzupassen. Dadurch wird es möglich, den Klang eines Motors in der Umgebung des Fahrzeugs zu konstruieren. Dabei kann sowohl eine Verstärkung oder Änderung des Motorgeräusches als auch eine Verringerung des Motorgeräusches erzielt werden. Ebenfalls ist es bekannt, Motorgeräusche über Lautsprecher in den Innenraum des Fahrzeugs einzuspielen, um auch den Klang eines Motors in der Fahrgastzelle konstruieren zu können.
  • Üblicherweise wird der Lautsprecher über ein Ansteuerungssignal derart angesteuert, dass er Geräusche erzeugt, die dem eines Motors ähnlich sind, und im folgenden als Zusatzklang beschrieben werden. Der Zusatzklang überlagert sich in der Abgasanlage oder der Fahrgastzelle mit dem Motorgeräusch, wodurch der Klang des Motors erzeugt wird, der an die Umgebung abgegeben oder vom Insassen wahrgenommen wird.
  • Das Ansteuerungssignal für den Lautsprecher ist dabei so konzipiert, dass der an die Umgebung abgegebene bzw. der vom Insassen wahrgenommene Klang des Motors ansprechend und an das jeweilige Auto angepasst ist. In der Regel wird als Ansteuerungssignal entsprechend der Fahrsituation oder der aktuellen Betriebsparametern des Motors, wie der Drehzahl, ein vorgegebenes Quellsignal verwendet, das beispielsweise aus einer Aneinanderreihung von Samples besteht.
  • Dabei ist eine freie Soundgestaltung des Motorklangs, wie das Nachbilden von gemessenen Sounds, freie Variation der Spektren über Drehzahl und Last des Motors, jedoch nicht möglich. Ebenso unmöglich ist eine Kombination dieser Quellsignale mit einer Antischallfunktion, bei der Geräusche des Motors durch vom Lautsprecher erzeugte, gegenphasige Schallwellen verringert werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals sowie eine Abgasanlage bereitzustellen, das bzw. die auf der Basis eines vorbestimmten Quellsignals eine freie Soundgestaltung des Motorklangs sowie eine Verwendung des Quellsignals mit einer Antischallfunktion des Abgasanlage ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für einen in einem Motorfahrzeug, insbesondere in einer Abgasanlage des Motors des Fahrzeugs oder in oder außerhalb einer Fahrgastzelle angeordneten Lautsprecher mit den folgenden Schritten:
    • a) Bereitstellen eines vorbestimmten Quellsignals für einen gewünschten Zusatzklang im Zeitbereich, das mehrere Signalkomponenten verschiedener Frequenzen umfasst,
    • b) Analysieren des Quellsignals im Hinblick auf die Phase des Quellsignals und/oder die Phase wenigstens einer im Quellsignal vorhandenen Schwingung,
    • c) Ermitteln der Phase des Motorgeräusches und/oder der Phase wenigstens einer im Motorgeräusch vorhandenen Schwingung,
    • d) Verschieben der Phase des Quellsignals und/oder der Phase der wenigstens einen im Quellsignal vorhandenen Schwingung in Abhängigkeit der ermittelten Phase des Motorgeräusches und/oder der ermittelten Phase der wenigstens einem im Motorgeräusch vorhandenen Schwingung, wobei die Beziehung der Phasen der einzelnen im Quellsignal vorhandenen Schwingungen untereinander erhalten bleibt, und
    • e) Erzeugen des Ansteuerungssignals auf Basis des phasenverschobenen Quellsignals.
  • Der Begriff „vorbestimmt“ bedeutet dabei, dass entweder das Quellsignal ab Werk festgelegt ist oder in einem vorherigen Schritt in Abhängigkeit der Fahrsituation, des Fahrerwunsches und/oder von wenigstens einem Betriebsparameter des Motors, wie der Drehzahl oder Last, erzeugt wurde. Ist das Quellsignal ab Werk festgelegt, so sind mehrere verschiedene Quellsignale vorgesehen, von denen jeweils eines in Abhängigkeit der Fahrsituation, des Fahrerwunsches oder von wenigstens einem Betriebsparameter des Motors, wie der Drehzahl oder Last, ausgewählt wird.
  • Dabei können die Signalkomponenten des Quellsignals beispielsweise selbst Schwingungen einer bestimmten Frequenz sein, die sich zum Quellsignal überlagern. Ebenso können die Signalkomponenten sehr kurze Abschnitte einer Schwingung einer bestimmten Frequenz sein, beispielsweise mit der Länge von einer Periode, die hintereinander, also sequenziell, angeordnet das Quellsignal ergeben. Auch kann das Quellsignal eine Mischung dieser beider Methoden sein, zum Beispiel kann einem aus sequenziellen Signalkomponenten bestehenden Quellsignal eine Signalkomponente einer Schwingung überlagert werden.
  • Durch die Erfindung ist es möglich, dem Motorgeräusch zur Erzeugung des gewünschten Klang des Motors einen durch ein vorbestimmtes Quellsignal bestimmten Zusatzklang hinzuzufügen, der in der Phase an das Motorgeräusch angepasst ist, ohne dass bei der notwendigen Anpassung des Quellsignals der gewünschte Zusatzklang verändert würde. Dadurch kann mittels des Quellsignals der Klang des Motors gezielt beeinflusst werden und somit der Motorklang frei gestaltet oder das Quellsignal gegenphasig ausgegeben werden, um eine Antischallfunktion des Abgassystems und/oder in oder außerhalb der Fahrgastzelle zu realisieren. Durch die Synchronisation der Phasen von Quell- und Motorsignal kann auch unvorhergesehenen und unerwünschten Schwebungen oder Auslöschungen bei der Überlagerung des gewünschten Zusatzklanges und des Motorgeräusches vorgebeugt werden.
  • Vorzugsweise sind die Signalkomponenten des Quellsignals, die im Quellsignal vorhandene Schwingung und/oder die im Motorgeräusch vorhandene Schwingung harmonische Schwingungen einer der Motorordnungen, insbesondere ein Vielfaches der 0,5ten Motorordnung, so dass eine Anpassung des gewünschten Motorklangs anhand der Motorordnungen geschieht, wodurch die Kontrolle über den Motorklang und der Eindruck eines natürlich vom Motor erzeugten Geräusches verbessert wird.
  • Dabei hat die 0,5te Motorordnung die Frequenz der halben Drehfrequenz des Motors. Deswegen steigen die Frequenzen der Motorordnungen und somit die Frequenzen der Signalkomponenten bzw. Schwingungen mit steigender Drehzahl entsprechend an.
  • Beispielsweise ist zum Verschieben der Phasen eine bevorzugte Motorordnung bestimmt, wobei die Phase der dieser bevorzugten Motorordnung entsprechenden Schwingung des Quellsignals und die Phase der dieser bevorzugten Motorordnung entsprechenden Schwingung des Motorgeräusches aneinander angepasst, insbesondere gleichgesetzt werden. Als bevorzugte Motorordnung kann dabei die Motorordnung mit dem größten Pegel, also die lauteste Motorordnung verwendet werden. Auf diese Weise wird die Überlagerung des gewünschten Zusatzklangs mit dem Motorgeräusch weiter verbessert.
  • Auch kann die Phase einer und/oder der bevorzugten Motorordnung entsprechenden Schwingung des Quellsignals und die Phase der dieser einen und/oder der bevorzugten Motorordnung entsprechenden Schwingung des Motorgeräusches um 180° versetzt zueinander werden. Auf dieser Weise werden gegenphasige Schwingungen erzeugt, die sich gegenseitig auslöschen und somit das Motorgeräusch für die angepasste Ordnung oder im Gesamten verringern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verschieben der Phasen des Quellsignals im Frequenzbereich vorgenommen, wodurch eine präzise Anpassung der Phasen möglich wird. Das Ansteuerungssignal kann anschließend durch eine Rücktransformation des phasenverschobenen Quellsignals erzeugt werden. Selbstverständlich werden hierzu auch die zu Beginn vorliegenden Amplituden der im Quellsignal vorhandenen Schwingungen berücksichtigt.
  • Vorzugsweise wird das Analysieren des Quellsignals mittels einer Transformation in den Frequenzbereich vorgenommen, insbesondere mittels einer Fourier-Transformation oder einer schnellen Fourier-Transformation (FFT), wodurch eine schnelle und zuverlässige Analyse der Phasen im Frequenzbereich möglich ist.
  • Beispielsweise wird die Phase des Motorgeräusches und/oder die Phase der wenigstens einen im Motorgeräusch vorhandenen Schwingung im Frequenzbereich, insbesondere durch eine Fourier-Transformation oder eine schnelle Fourier-Transformation (FFT), und/oder anhand von Sensordaten ermittelt. Auf diese Weise lassen sich schnell und zuverlässig die Phasen des Motorgeräusches und der darin vorkommenden Schwingungen ermitteln. Dabei sollen vom Begriff „Sensordaten“ auch Daten umfasst sein, die von der Motorsteuerung erzeugt werden und nicht auf Messwerten eines Sensors beruhen.
  • In einer Ausführungsvariante umfasst das Quellsignal Signalkomponenten, die aus einem zuvor aufgenommenen Signal bestehen, wodurch das Motorgeräusch eines echten Motors verwendet werden kann. Dies kann den Aufwand zur Erzeugung des Quellsignals deutlich reduzieren.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Quellsignal synthetisch erzeugte Signalkomponenten, insbesondere Sinustöne, so dass das Quellsignal frei variiert werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Pegel einer im Quellsignal vorhandenen Schwingung reduziert, wenn die Frequenz ω dieser Schwingung nahe an der Frequenz ωR einer unerwünschten Resonanz liegt. Dieser Fall kann beim Hochdrehen des Motors auftreten, wenn die Frequenz ω der wenigstens einen Schwingung des Quellsignals von der Motordrehzahl abhängig ist. Dann steigt mit der Motordrehzahl auch die Frequenz ω dieser Schwingung, sodass ihre Frequenz ω für bestimmte Motordrehzahlen nahe an oder gleich der Frequenz ωR einer unerwünschten Resonanz ist. Beispielsweise ist die unerwünschte Resonanz eine Vibration der Karosserie oder eines Karosserieteils des Fahrzeugs, in der die Abgasanlage verbaut ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine unerwünschte Geräuschentwicklung zu verhindern.
  • Vorzugsweise weist das Quellsignal einen Effektivwert der Spannung von wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 80 % der maximalen Spannung des Lautsprechers auf. Durch entsprechende Auswahl und Konzeption des Quellsignals ist es möglich, solche Effektivwerte zu erzeugen, die die empfundene Lautstärke des gewünschten Zusatzklangs vergrößern. Eine solche Konzeption des vorbestimmten Quellsignals ist jedoch nur dadurch möglich, dass die Beziehungen der Phasen der einzelnen Signalkomponenten des Quellsignals beim Verschieben der Phasen untereinander erhalten bleiben.
  • Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Abgasanlage für einen Motor, insbesondere eines Fahrzeugs, mit einem Lautsprecher und einer Steuerung, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das obige Verfahren auszuführen und den Lautsprecher mit dem Ansteuerungssignal anzusteuern. Mithilfe einer solchen Abgasanlage kann der in die Umgebung emittierte Klang des Motors gestaltet werden.
  • Vorzugsweise weist die Abgasanlage einen Abgasstrang und ein Mikrofon auf, wobei der Lautsprecher mit dem Abgasstrang an einer Kontaktstelle in fluidischem Kontakt steht und das Mikrofon stromaufwärts oder stromabwärts der Kontaktstelle angeordnet ist, wodurch eine Aufnahme und die Analyse des Motorgeräusches ermöglicht wird. Dabei beziehen sich die Begriffe „stromaufwärts“ und „stromabwärts“ auf die Strömungsrichtung des Abgases.
  • Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Soundsystem für eine Fahrgastzelle eines Motorfahrzeugs mit wenigstens einem Lautsprecher und einer Steuerung, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das obige Verfahren auszuführen und den Lautsprecher mit dem Ansteuerungssignal anzusteuern. Mithilfe eines solchen Soundsystems kann in der Fahrgastzelle ein gewünschter Motorklang erzeugt werden.
  • Vorzugsweise ist das Soundsystem Teil einer Musik- und/oder Entertainment-Anlage des Fahrzeugs, wodurch Kosten reduziert werden können, da die Lautsprecher der Musik- und/oder Entertainment-Anlage für das Soundsystem mitbenutzt werden können.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 schematisch eine erfindungsgemäße Abgasanlage, die das erfindungsgemäße Verfahren durchführt,
  • 2 einen Teil eines beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Quellsignals im Zeitbereich,
  • 3 eine Darstellung des Quellsignals gemäß 2 im Frequenzbereich,
  • 4 einen Ausschnitt eines Motorgeräusches im Zeitbereich,
  • 5 einen Ausschnitt eines anderen Motorgeräusches im Frequenzbereich,
  • 6 einen Ausschnitt eines Quellsignals gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zeitbereich,
  • 7 eine Darstellung des Quellsignals nach 6 im Frequenzbereich, und
  • 8 ein Teil eines Motorfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Soundsystem für eine Fahrgastzelle schematisch in perspektivischer Ansicht.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Abgasanlage 10 für einen Verbrennungsmotor schematisch dargestellt. Die Abgasanlage 10 ist beispielsweise Teil eines Fahrzeugs 11 mit einem Verbrennungsmotor.
  • Die Abgasanlage 10 weist einen Abgasstrang 12 auf, durch die das Abgas des Motors (nicht gezeigt) strömt. Die Strömungsrichtung des Abgases ist dabei durch Pfeile angedeutet.
  • Die Abgasanlage 10 weist außerdem einen Lautsprecher 14 auf, der mit dem Abgasstrang 12 fluidisch verbunden ist, beispielsweise durch einen Brückenabschnitt 16, der an einer Kontaktstelle 18 in den Abgasstrang 12 mündet. In 1 liegt die Kontaktstelle 18 innerhalb der Abgasanlage 10. Denkbar ist jedoch auch, dass der Brückenabschnitt 16 sowie der Abgasstrang 12 getrennt voneinander verlaufen und nahe beieinander in die Umgebung münden, so dass die Kontaktstelle 18 erst in der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs selbst liegt.
  • Die Abgasanlage 10 weist außerdem eine Steuerung 20 auf, die mit dem Lautsprecher 14 verbunden ist und die den Lautsprecher 14 mit einem Ansteuerungssignal ansteuert. Der Lautsprecher 14 setzt dieses Ansteuerungssignal dann in Schallwellen um, die in den Brückenabschnitt 16 emittiert werden.
  • Weiterhin kann im Abgasstrang 12 stromaufwärts der Kontaktstelle 18 in Bezug auf die Strömung des Abgases ein Mikrofon 22 vorgesehen sein, das mit der Steuerung 20 verbunden ist.
  • Auch ist es denkbar, das Mikrofon 12 stromabwärts der Kontaktstelle 18 vorzusehen, wie durch die gestrichelten Linien in 1 angedeutet ist.
  • Mit Hilfe des Signals des Mikrofons 22 kann die Steuerung 20 das Motorgeräusch vor der Kontaktstelle 18 analysieren.
  • Die Steuerung 20 kann mit weiteren Sensoren und/oder der Motorsteuerung verbunden sein, um von dieser Daten zu empfangen.
  • In der gezeigten Ausführungsform ist die Steuerung 20 als separates Bauteil ausgebildet, sie kann jedoch auch in die Motorsteuerung integriert sein.
  • Das Ansteuerungssignal für den Lautsprecher 14 wird von der Steuerung 20 erzeugt. Ausgangspunkt der Erzeugung des Ansteuerungssignals ist ein Quellsignal 24.
  • Ein kurzer zeitlicher Ausschnitt einer möglichen Ausführungsform eines Quellsignals 24 im Zeitbereich ist in 2 dargestellt.
  • Das Quellsignal 24 erzeugt, sofern man es abspielen würde, bereits ein Geräusch, dass dem Klang eines Motors ähnelt und im Rahmen der Erfindung Zusatzklang genannt wird. Der Zusatzklang überlagert sich in der Abgasanlage 10 mit dem Motorgeräusch. Das Quellsignal 24 ist dabei derart vorbestimmt, dass bei der Überlagerung vom Motorgeräusch mit dem Zusatzklang der gewünschte Klang des Motors in der Umgebung des Fahrzeugs entsteht.
  • Das Quellsignal 24 wird in Abhängigkeit der Fahrsituation, des Fahrerwunsches und/oder von aktuellen Betriebsparametern des Motors, wie der Drehzahl oder der Belastung, aus einer Vielzahl von festgelegten Quellsignalen ausgewählt oder das Quellsignal wird in Abhängigkeit der Fahrsituation, des Fahrerwunsches und/oder von aktuellen Betriebsparametern des Motors erzeugt.
  • In der in 2 gezeigten Ausführungsform setzt sich das Quellsignal 24 aus verschiedenen Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 zusammen, die sequenziell, d. h. aneinander anschließend, angeordnet sind.
  • Die Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 sind Schwingungen verschiedener Frequenzen. Die Dauer einer Signalkomponente 26.1 bis 26.6 ist sehr kurz, beispielsweise lediglich eine Periode der entsprechenden Schwingung.
  • Die Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 sind beispielsweise eine Periode eines Sinustones. Denkbar ist jedoch auch, dass die Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 oder das gesamte Quellsignal 24 aus zuvor aufgenommenen Signalen bestehen.
  • In dem in 2 gezeigten Quellsignal 24 sind die Signalkomponenten 26.1, 26.2, 26.5 und 26.6 jeweils eine Periode einer Schwingung einer ersten Frequenz f1 und die Signalkomponenten 26.3 und 26.4 jeweils eine Periode einer Schwingung mit einer zweiten Frequenz f2.
  • Zum Beispiel beträgt die erste Frequenz f1 78 Hertz und die zweite Frequenz f2 143 Hertz, so dass die Signalkomponenten 26.1, 26.2, 26.5 und 26.6 jeweils 0,0115 Sekunden und die Signalkomponenten 26.3 und 26.4 jeweils 0,007 Sekunden lang sind.
  • Die Amplituden der Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 sind jeweils gleich groß, was auch bei Signalkomponenten mit anderen als den oben genannten Frequenzen vorteilhaft sein kann. Selbstverständlich können diese Amplituden jedoch auch unterschiedlich gewählt sein.
  • Das Quellsignal 24 kann eine Wiederholung des in 2 dargestellten Abschnittes sein oder aber auch eine beliebig andere Abfolge dieser und/oder weiterer Signalkomponenten 26.1 bis 26.6.
  • Das auf diese Weise erzeugte vorbestimmte Quellsignal 24 weist neben den Frequenzen f1, f2 der Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 weitere Schwingungen 28 anderer Frequenzen auf. Dies ergibt sich daraus, dass die einzelnen Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 sehr kurz sind, in diesem Fall nur eine Periode andauern, das daraus zusammengesetztes Quellsignal 24 selbst jedoch um Größenordnungen länger ist.
  • Das Quellsignal 24 wird nun von der Steuerung dahingehend analysiert, dass die Phase des Quellsignals 24 und/oder die Phase wenigstens einer im Quellsignal 24 vorhandenen Schwingung 28 bestimmt wird.
  • Beispielsweise geschieht dies mittels einer Transformation des Quellsignals 24 in den Frequenzbereich, z. B. durch eine Fourier-Transformation oder eine schnelle Fourier-Transformation (FFT).
  • In 3 ist das Quellsignal 24 im Frequenzbereich dargestellt, der Anschaulichkeit halber jedoch ohne Phaseninformation. Auch wurden nicht alle Schwingungen 28 mit Bezugszeichen versehen. Im Frequenzbereich können nun die einzelnen Schwingungen 28 identifiziert und deren Phase bestimmt werden.
  • Beispielsweise ist das Quellsignal 24 so konzipiert, dass die Frequenzen der Schwingungen 28 Vielfache der halben Drehfrequenz des Motors sind und die Schwingungen 28 somit Vielfache der 0,5ten Motorordnung sind.
  • In einem nächsten Schritt wird dann das Motorgeräusch 30 von der Steuerung 20 analysiert, das ebenfalls mehrere Schwingungen 32 aufweist.
  • In 4 ist ein Ausschnitt aus einem Motorgeräusch 30 abschnittsweise im Bezug zur Zeit, also im Zeitbereich, dargestellt. Dieses Signal wird beispielsweise vom Mikrofon 22 aufgenommen und an die Steuerung 20 geleitet.
  • Auch das Motorgeräusch 30 wird von der Steuerung 20 analysiert, und die Phase des Motorgeräusches 30 und/oder die Phase wenigstens einer im Motorgeräusch 30 vorhandenen Schwingung 32 wird ermittelt.
  • Dies kann ebenfalls über eine Transformation des Motorgeräusches 30 in den Frequenzbereich, insbesondere durch eine Fourier-Transformation oder eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) geschehen.
  • Weiterhin oder alternativ kann die Phase des Motorgeräusches 30 und/oder die Phase wenigstens einer im Motorgeräusch 30 vorhandenen Schwingung 32 durch die Steuerung 20 anhand der Daten der Sensoren und/oder der von der Motorsteuerung an die Steuerung 20 übertragenen Daten ermittelt werden.
  • Beispielsweise übermittelt die Motorsteuerung an die Steuerung 20 Informationen über die Drehzahl des Motors und/oder über die Phase des Motors bezogen auf den oberen Totpunkt des ersten Zylinders, aus denen dann die Steuerung 20 die Phase des Motorgeräusches 30 und/oder die Phase wenigstens einer im Motorgeräusch 30 vorhandenen Schwingung 32 ermittelt.
  • Eine Darstellung eines Motorgeräusches 30 im Frequenzbereich ist in 5 gezeigt. Auch hier wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine Darstellung der verschiedenen Phasen verzichtet, und es wurden nicht alle Schwingungen 32 mit einem Bezugszeichen versehen.
  • Gut zu erkennen ist jedoch, dass im Motorgeräusch 30 verschiedene Schwingungen 32 besonders stark ausgeprägt sind. Diese Schwingungen 32 entsprechen den harmonischen Schwingungen der Motorordnungen bzw. Zündordnungen des Motors und werden im folgenden als „Motorordnungen“ bezeichnet. Dabei hat die 0,5te Motorordnung die Frequenz der halben Drehfrequenz des Motors. Deswegen steigen die Frequenzen der Motorordnungen und somit die Frequenzen der Schwingungen 28 des Quellsignals 24 bzw. der Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 mit steigender Drehzahl des Motors entsprechend an.
  • Bei dem in 5 dargestellten Motorgeräusch 30 hat die 4. Motorordnung MO4 mit einer Frequenz von 100 Hertz den höchsten Pegel und ist somit besonders präsent. Auch die 3. Motorordnung MO3 und die 5. Motorordnung MO5 mit einer Frequenz von etwa 75 bzw. 125 Hertz sind stark ausgeprägt. Die Phase wenigstens einer dieser Motorordnungen MO3, MO4, MO5 wird von der Steuerung 20 bestimmt.
  • Im nächsten Schritt wird nun das Quellsignal 24 an das Motorgeräusch 30 angepasst, wobei eine Phasenverschiebung des Quellsignals 24 vorgenommen wird.
  • Als Bezugspunkt der Phasenverschiebung kann eine bevorzugte Motorordnung MO3, MO4, MO5 gewählt werden. Beispielsweise bietet sich die Motorordnung mit dem höchsten Pegel an, in diesem Falle also die 4. Motorordnung MO4. Denkbar ist jedoch auch eine andere Auswahl der bevorzugten Motorordnung.
  • Eine Schwingung 28 in dieser bevorzugten Motorordnung, hier der 4. Motorordnung MO4 mit 100 Hertz, findet sich auch im Quellsignal 24, die in 3 ebenfalls mit MO4 bezeichnet ist. Die Phase dieser der 4. Motorordnung MO4 entsprechenden Schwingung 28 des Quellsignals 24 wird nun so verschoben, dass sie an die Phase der Schwingung 32 der 4. Motorordnung MO4 des Motorgeräusches angepasst ist.
  • Die Anpassung erfolgt z. B. derart, dass die Schwingungen 28, 32 der 4. Motorordnung MO4 sowohl im Quellsignal 24 als auch im Motorgeräusch 30 die gleiche Phase haben, die Phasen also gleichgesetzt werden und sich die Schwingungen 28, 32 somit gegenseitig verstärken.
  • Denkbar ist jedoch auch, dass die Phase der Schwingung 28 der 4. Motorordnung MO4 des Quellsignals 24 derart angepasst wird, dass sie gegenphasig zur Schwingung 32 der 4. Motorordnung des Motorgeräusches 30 ist, so dass sich die Schwingungen gegenseitig auslöschen und eine Dämpfung des Motorgeräusches 30 hervorgerufen wird.
  • Die Phasenverschiebung des Quellsignals 24 kann dabei bereits im Frequenzbereich vorgenommen werden.
  • Bei der Verschiebung der Phase der Schwingung 28 der bevorzugten Motorordnung des Quellsignals 24 werden auch die Phasen der übrigen Schwingungen 28 des Quellsignals 24 um den gleichen Betrag verschoben, so dass eine feste Phasenbeziehung der einzelnen Schwingungen 28 und damit auch der einzelnen Signalkomponenten 26.1 bis 26.6 erhalten bleibt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich die Form des Quellsignals 24 im Zeitbereich nicht verändert, dass heißt, dass sich der gewünschte Zusatzklang durch die Phasenverschiebung nicht ändert.
  • Anschließend wird aus dem nun phasenverschobenen Quellsignal 24 ein Ansteuerungssignal für den Lautsprecher 14 erzeugt, beispielsweise durch Rücktransformation aus dem Frequenzbereich in den Zeitbereich. Dies kann auch durch die Steuerung 20 erfolgen.
  • Die vor der Anpassung vorhandenen Amplituden der im Quellsignal 24 vorhandenen Schwingungen 28 werden dabei im Regelfall beibehalten.
  • Das Ansteuerungssignal wird dann vom Lautsprecher 14 in Schallwellen, also in den gewünschte Zusatzklang umgesetzt und überlagert an der Kontaktstelle 18 mit dem Motorgeräusch 30, wobei der gewünschte Motorklang erzeugt wird.
  • Eine zusätzliche Möglichkeit zur Beeinflussung der Geräuschentwicklung des Fahrzeugs ist es, die Pegel des Quellsignals 24 frequenzabhängig zu beeinflussen, um unerwünschte Geräuschentwicklung durch Resonanzen im Fahrzeug zu unterdrücken.
  • Bei einem Fahrzeug können Teile der Karosserie in Vibration versetzt werden, wenn im Motorgeräusch 30 oder im Quellsignal 24 Schwingungen mit der Resonanzfrequenz ωR genau dieser Karosserieteile vorhanden sind. Durchläuft beispielsweise eine Motorordnung des Motorgeräusches 30 oder des Quellsignals 24 bei einer bestimmten Motordrehzahl die Resonanzfrequenz ωR eines Karosserieteiles, beginnt dieses Karosserieteil zu vibrieren.
  • Zur Verringerung dieser Vibrationen wird der Pegel bzw. die Amplitude der zu diesem Moment im Quellsignal 24 vorhandenen Schwingung 28 mit der Frequenz ωR reduziert.
  • Dieser Fall kann beim Hochdrehen des Motors auftreten, wenn die Frequenz ω der wenigstens einen Schwingung 28 des Quellsignals 24 von der Motordrehzahl abhängig ist. Dann steigt mit der Motordrehzahl auch die Frequenz ω dieser Schwingung, sodass diese Frequenz ω für bestimmte Motordrehzahlen nahe an solchen Resonanzfrequenzen ωR liegt. Auf diese Weise wird die Schwingung 32 des Motorklangs, die eine unerwünschte Vibration hervorruft, gedämpft, ohne dass die anderen Schwingungen 28 des Quellsignals 24 beeinträchtigt werden. Zwar verändert sich dadurch das Signal des Zusatzklangs im Zeitbereich, aber dies wird zur Unterdrückung der unerwünschten Karosserieresonanzen in Kauf genommen.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass die Phase des Motorgeräusches 30 und/oder die Phase wenigstens einer im Motorgeräusch 30 vorhandenen Schwingung 32 dadurch ermittelt wird, dass die Steuerung 20 auf Sensordaten, einschließlich Daten einer Motorsteuerung, zurückgreift, um aus diesen Daten das Motorgeräusch 30, seine Phase oder die Phase einzelner Schwingungen 32 bzw. Motorordnungen MO3, MO4, MO5 zu bestimmen.
  • Ebenso möglich ist es, dass die Phase einer und/oder der bevorzugten Motorordnung, wie der dritten, vierten oder fünften Motorordnung MO3, MO4, MO5 entsprechenden Schwingung 28 des Quellsignals 24 derart verschoben wird, dass sie von der Phase der dieser einen und/oder der bevorzugten Motorordnung MO3, MO4, MO5 entsprechenden Schwingung 32 des Motorgeräusches 30 um 180° versetzt ist. Diese Schwingungen 28, 32 sind dann gegenphasig zueinander und löschen sich gegenseitig aus. Auf diese Weise ist es möglich selektiv Motorordnungen aus dem Motorgeräusch zu entfernen und das Motorgeräusch im Gesamten zu verringern.
  • Im Folgenden wird auf eine zweite Ausführungsform eines Quellsignals 24 eingegangen, wobei die Bezugszeichen in ihren Bedeutungen übernommen werden. Insbesondere wird auch auf das Motorgeräusch 30 gemäß den 4 und 5 Bezug genommen.
  • Das Quellsignal 24 der zweiten Ausführungsform ist in 6 im Zeitbereich dargestellt.
  • In dieser zweiten Ausführungsform sind die Signalkomponenten 26 Sinustöne verschiedener Frequenzen, die einander überlagert sind.
  • Entsprechend sind die Signalkomponenten 26 gleichzeitig die im Quellsignal 24 vorhandenen Schwingungen 28.
  • In dem in 6 gezeigten stark vereinfachten Beispiel besteht das Quellsignal 24 (SQ(t)) aus einer Überlagerung von drei Sinusschwingungen gemäß folgender Formel: SQ(t) = sin(ωt) + 1 / 3sin(3ωt) + 1 / 5sin(5ωt).
  • Das in 6 gezeigte Quellsignal 24 hat einen Effektivwert der Spannung, der größer als 50 %, insbesondere größer als 80 % der maximalen Spannung des Lautsprechers ist. Anschaulich kann der Effektivwert als der Flächeninhalt der Graphen verstanden werden und ist in 6 für eine Periode schraffiert gezeigt. Durch einen möglichst großen Effektivwert wird sichergestellt, dass der Lautsprecher bestmöglich zur Geräuscherzeugung verwendet wird, da ein großer Effektivwert einer großen wahrgenommenen Lautstärke entspricht.
  • Steilere Flanken und somit höhere Effektivwerte können durch die Überlagerung von noch mehr Schwingungen 28, z.B. zehn Schwingungen, erreicht werden.
  • In der in 6 gezeigten Ausführungsformen sind jedoch zur besseren Anschauung nur drei Schwingungen 28.1, 28.2, 28.3 vorhanden, wie der Darstellung des Quellsignals 24 im Frequenzbereich (7) einfach zu entnehmen ist.
  • Auch das Quellsignal dieser Ausführungsform weist eine Schwingung 28.1 mit einer Frequenz von 100 Hertz auf, also eine Schwingung, die der 4. Motorordnung MO4 entspricht.
  • Die Phase dieser Schwingung 28.1 der 4. Motorordnung MO4 kann nun, wie zuvor beschrieben, an die Phase der Schwingung 32 der 4. Motorordnung MO4 des Motorgeräusches 30 angepasst werden.
  • Insbesondere ist es bei einem Quellsignal 24, das auf einen hohen Effektivwert der Spannung hin konzipiert wurde, wie beim Quellsignal 24 dieser zweiten Ausführungsform, von großer Bedeutung, dass die Phasenbeziehungen der Schwingungen 28.1, 28.2, 28.3 des Quellsignals 24 untereinander erhalten bleiben. Dadurch ist die Form und somit der hohe Effektivwert der Spannung des Quellsignals 24 im Zeitbereich gewahrt.
  • Selbstverständlich lassen sich die Quellsignale 24 der ersten und zweiten Ausführungsform beliebig vertauschen, ohne dass die Vorteile und Funktionen des Verfahrens oder der Abgasanlage 10 beeinträchtigt werden.
  • Auch ist es denkbar, dass der Lautsprecher 14 nicht in der Abgasanlage 10 vorgesehen ist, sondern in einer Fahrgastzelle 34 des Fahrzeugs 11, wie in 8 schematisch dargestellt ist.
  • Der Lautsprecher 14 dieser Ausführungsform kann analog zu dem oben erläuterten Verfahren betrieben werden, wobei in diesem Falle der gewünschte Motorklang nicht der an die Umgebung abgegebene Klang ist, sondern der vom Fahrzeuginsassen in der Fahrgastzelle 34 wahrgenommene Klang des Motors.
  • Auch kann der Lautsprecher 14 Teil eines Soundsystems 36 sein, das ebenfalls die Steuerung 20 umfasst.
  • Der Lautsprecher 14 und/oder das Soundsystem 36 können dabei Teil einer Musik- und/oder Entertainment-Anlage 38 des Fahrzeugs 11 sein.
  • Selbstverständlich ist es denkbar, sowohl wenigstens einen Lautsprecher 14 in der Abgasanlage 10 als auch wenigstens einen Lautsprecher 14 in der Fahrgastzelle 34 vorzusehen, um sowohl den an die Umgebung abgegebenen Klang als auch den von den Insassen wahrgenommenen Klang konstruieren zu können.
  • Dabei wird das Ansteuerungssignal für die Lautsprecher 14 zwar mit dem gleichen, oben beschriebenen Verfahren erzeugt, jedoch muss das Quellsignal 24 oder das Ansteuerungssignal selbst für diese beiden Verfahren nicht identisch sein.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für einen in einem Motorfahrzeug (11), insbesondere in einer Abgasanlage (10) des Motors des Fahrzeugs (11) oder in oder außerhalb einer Fahrgastzelle (34) angeordneten Lautsprecher (14) mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines vorbestimmten Quellsignals (24) für einen gewünschten Zusatzklang im Zeitbereich, das mehrere Signalkomponenten (26; 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5, 26.6) verschiedener Frequenzen umfasst, b) Analysieren des Quellsignals (24) im Hinblick auf die Phase des Quellsignals (24) und/oder die Phase wenigstens einer im Quellsignal (24) vorhandenen Schwingung (28; 28.1, 28.2, 28.3), c) Ermitteln der Phase des Motorgeräusches (30) und/oder der Phase wenigstens einer im Motorgeräusch (30) vorhandenen Schwingung (32), d) Verschieben der Phase des Quellsignals (24) und/oder der Phase der wenigstens einen im Quellsignal (24) vorhandenen Schwingung (28; 28.1, 28.2, 28.3) in Abhängigkeit der ermittelten Phase des Motorgeräusches (30) und/oder der ermittelten Phase der wenigstens einen im Motorgeräusch (30) vorhandenen Schwingung (32), wobei die Beziehung der Phasen der einzelnen Schwingungen (28; 28.1, 28.2, 28.3) des Quellsignals (24) untereinander erhalten bleibt, und e) Erzeugen des Ansteuerungssignals auf Basis des phasenverschobenen Quellsignals (24).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine im Motorgeräusch (30) und/oder im Quellsignal (24) vorhandene Schwingung (32 bzw. 28; 28.1, 28.2, 28.3) eine harmonische Schwingung einer der Motorordnungen (MO3, MO4, MO5), insbesondere ein Vielfaches der 0,5ten Motorordnung ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschieben der Phasen eine bevorzugte Motorordnung (MO4) bestimmt ist, wobei die Phase der dieser bevorzugten Motorordnung (MO4) entsprechenden Schwingung (28; 28.1) des Quellsignals (24) und die Phase der dieser bevorzugten Motorordnung (MO4) entsprechenden Schwingung (32) des Motorgeräusches (30) aneinander angepasst, insbesondere gleichgesetzt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase einer und/oder der bevorzugten Motorordnung (MO3, MO4, MO5) entsprechenden Schwingung (28; 28.1, 28.2, 28.3) des Quellsignals (24) und die Phase der dieser einen und/oder der bevorzugten Motorordnung (MO3, MO4, MO5) entsprechenden Schwingung (32) des Motorgeräusches (30) um 180° versetzt zueinander werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschieben der Phase des Quellsignals (24) im Frequenzbereich vorgenommen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysieren des Quellsignals (24) mittels einer Transformation in den Frequenzbereich vorgenommen wird, insbesondere mittels einer Fourier-Transformation oder einer schnellen Fourier-Transformation (FFT).
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase des Motorgeräusches (30) und/oder die Phase wenigstens einer im Motorgeräusch (30) vorhandenen Schwingung (32) durch eine Transformation des Motorgeräusches (30) in den Frequenzbereich, insbesondere durch eine Fourier-Transformation oder eine schnelle Fourier-Transformation (FFT), und/oder anhand von Sensordaten ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Quellsignal (24) Signalkomponenten (26; 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5) umfasst, die aus einem zuvor aufgenommenen Signal bestehen.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Quellsignal (24) synthetisch erzeugte Signalkomponenten (26; 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, 26.5), insbesondere Sinustöne, umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pegel einer im Quellsignal (24) vorhandenen Schwingung (28; 28.1, 28.2, 28.3) reduziert wird, wenn die Frequenz ω dieser Schwingung (28; 28.1, 28.2, 28.3) nahe an der Frequenz ωR einer unerwünschten Resonanz liegt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Quellsignal (24) einen Effektivwert der Spannung von wenigstens 50 %, vorzugsweise wenigstens 80 % der maximalen Spannung des Lautsprechers (14) aufweist.
  12. Abgasanlage für einen Motor, insbesondere eines Motorfahrzeugs (11), mit einem Lautsprecher (14) und einer Steuerung (20), wobei die Steuerung (20) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen und den Lautsprecher (14) mit dem Ansteuerungssignal anzusteuern.
  13. Abgasanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (10) einen Abgasstrang (12) und ein Mikrofon (22) aufweist, wobei der Lautsprecher (14) mit dem Abgasstrang (12) an einer Kontaktstelle (18) in fluidischem Kontakt steht und das Mikrofon (22) stromaufwärts oder stromabwärts der Kontaktstelle (18) angeordnet ist.
  14. Soundsystem eines Motorfahrzeugs (11), insbesondere für eine Fahrgastzelle (34), mit wenigstens einem Lautsprecher (14) und einer Steuerung (20), wobei die Steuerung (20) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen und den Lautsprecher (14) mit dem Ansteuerungssignal anzusteuern.
  15. Soundsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher (14) in oder außerhalb der Fahrgastzelle (34) angeordnet ist. Soundsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das
  16. Soundsystem (36) Teil einer Musik- und/oder Entertainment-Anlage (38) des Fahrzeugs (11) ist.
DE102016100542.8A 2016-01-14 2016-01-14 Verfahren zur Erzeugung eines Ansteuerungssignals für einen in einem Motorfahrzeug angeordneten Lautsprecher sowie Abgasanlage für einen Motor und Soundsystem für eine Fahrgastzelle Withdrawn DE102016100542A1 (de)

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KR1020170004099A KR20170085442A (ko) 2016-01-14 2017-01-11 자동차 내에 배열된 라우드 스피커용 구동 신호를 생성하는 방법, 엔진용 배기 시스템 및 승객 셀용 사운드 시스템
US15/404,306 US9990913B2 (en) 2016-01-14 2017-01-12 Method of generating a drive signal for a loudspeaker arranged in a motor vehicle, an exhaust system for an engine and a sound system for a passenger cell
FR1750307A FR3046872B1 (fr) 2016-01-14 2017-01-16 Procede de generation d'un signal de pilotage pour un haut-parleur agence dans un vehicule a moteur, installation d'echappement pour un moteur et systeme audio pour un habitacle de vehicule
CN201710029985.4A CN107071637B (zh) 2016-01-14 2017-01-16 为布置在机动车中的扬声器生成驱动信号的方法、发动机的排气系统和乘客单元的声音系统

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019112314A1 (de) * 2019-05-10 2020-11-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016002449A1 (de) * 2016-02-27 2017-08-31 Audi Ag Kraftfahrzeug mit einer Steuervorrichtung für zumindest einen Lautsprecher einer Abgasanlage des Kraftfahrzeugs
US10140970B1 (en) * 2017-07-31 2018-11-27 GM Global Technology Operations LLC Engine sound production systems and methods
KR102383461B1 (ko) * 2017-10-17 2022-04-06 현대자동차주식회사 인공지능을 활용한 엔진동력특성 기반 엔진음색 제어방법 및 차량
KR102383462B1 (ko) * 2017-10-17 2022-04-06 현대자동차주식회사 엔진음 실시간 능동 구현 방법 및 차량
CN108492813B (zh) * 2018-02-13 2022-04-15 中国汽车工程研究院股份有限公司 一种消除汽车高速拍频噪声的方法
US11208934B2 (en) 2019-02-25 2021-12-28 Cummins Emission Solutions Inc. Systems and methods for mixing exhaust gas and reductant
KR102633965B1 (ko) * 2019-04-01 2024-02-05 현대자동차주식회사 차량용 사운드 제너레이터

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2254979A (en) * 1991-04-20 1992-10-21 Rover Group Active enchancement of recurring sounds
DE19531402A1 (de) * 1995-08-26 1997-02-27 Fichtel & Sachs Ag Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen von Schwingungen in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs und Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Defekten an einem Kraftfahrzeug
GB2378081A (en) * 2001-06-21 2003-01-29 Ray Hudson Ltd Active noise cancellation using recorded sounds
DE102005052335A1 (de) * 2005-03-15 2006-09-21 Volkswagen Ag Verfahren zur Einflussnahme auf hörbare Motorgeräusche
DE102011117495A1 (de) * 2011-11-02 2013-05-02 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Überlastungsschutz für Lautsprecher in Abgasanlagen
US20150170629A1 (en) * 2013-12-16 2015-06-18 Harman Becker Automotive Systems Gmbh Sound system including an engine sound synthesizer

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158966A (ja) 1994-11-30 1996-06-18 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の騒音制御装置
US5828759A (en) * 1995-11-30 1998-10-27 Siemens Electric Limited System and method for reducing engine noise
US5917919A (en) * 1995-12-04 1999-06-29 Rosenthal; Felix Method and apparatus for multi-channel active control of noise or vibration or of multi-channel separation of a signal from a noisy environment
JP4322916B2 (ja) * 2006-12-26 2009-09-02 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
US8355512B2 (en) * 2008-10-20 2013-01-15 Bose Corporation Active noise reduction adaptive filter leakage adjusting
JP5616313B2 (ja) * 2011-11-29 2014-10-29 本田技研工業株式会社 能動型振動騒音制御装置
JP5681691B2 (ja) * 2011-12-02 2015-03-11 エーバーシュペッヒャー・エグゾースト・テクノロジー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー 排気音の能動的設計
US9445192B2 (en) * 2012-06-28 2016-09-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Active-noise-reduction device, and active-noise-reduction system, mobile device and active-noise-reduction method which use same
CN203150113U (zh) * 2013-03-12 2013-08-21 徐华中 一种用于汽车的主动降噪装置
US9177541B2 (en) * 2013-08-22 2015-11-03 Bose Corporation Instability detection and correction in sinusoidal active noise reduction system
JP2015172370A (ja) * 2014-03-04 2015-10-01 エーバーシュペッヒャー・エグゾースト・テクノロジー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー 排気音の能動的設計
CN203867673U (zh) * 2014-05-30 2014-10-08 清华大学苏州汽车研究院（相城） 一种用于汽车排气系统的主动噪声控制系统
GB201414760D0 (en) * 2014-08-20 2014-10-01 Jaguar Land Rover Ltd Use of active noise system
GB201414761D0 (en) * 2014-08-20 2014-10-01 Jaguar Land Rover Ltd Vehicle noise suppression method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2254979A (en) * 1991-04-20 1992-10-21 Rover Group Active enchancement of recurring sounds
DE19531402A1 (de) * 1995-08-26 1997-02-27 Fichtel & Sachs Ag Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen von Schwingungen in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs und Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Defekten an einem Kraftfahrzeug
GB2378081A (en) * 2001-06-21 2003-01-29 Ray Hudson Ltd Active noise cancellation using recorded sounds
DE102005052335A1 (de) * 2005-03-15 2006-09-21 Volkswagen Ag Verfahren zur Einflussnahme auf hörbare Motorgeräusche
DE102011117495A1 (de) * 2011-11-02 2013-05-02 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Überlastungsschutz für Lautsprecher in Abgasanlagen
US20150170629A1 (en) * 2013-12-16 2015-06-18 Harman Becker Automotive Systems Gmbh Sound system including an engine sound synthesizer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019112314A1 (de) * 2019-05-10 2020-11-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug

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