DE19543409A1 - Geräusch-Steuerungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Geräusch-Steuerungsvorrichtung für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Geräusch-Steuerungsvorrichtung
für Brennkraftmaschinen und im einzelnen eine Geräusch-
Steuerungsvorrichtung zur Erzielung einer gewünschten
Geräuschcharakteristik einschließlich einer Geräusch
beseitigung durch Bildung einer Geräusch-Steuerungswelle
zur Überlagerung (Interferenz) mit einem durch den Betrieb
der Brennkraftmaschine erzeugten Geräusch (Ansauggeräusch
oder Abgasgeräusch).
Zur Verminderung der beispielsweise im Ansaugsystem einer
Brennkraftmaschine erzeugten Ansauggeräusche ist eine
Geräuschbeseitigungseinrichtung wie ein Resonator bei
bekannten Vorrichtungen im Ansaugrohr angeordnet. Um jedoch
die gestiegenen Anforderungen an eine geräuscharme
Brennkraftmaschine zu erfüllen ist eine Vielzahl von
Resonatoren mit vergrößerten Abmessungen erforderlich,
wodurch ein vergrößertes Einbauvolumen im Motorraum oder an
anderen Stellen des Fahrzeugaufbaus erforderlich ist.
Ferner ist die Geräuschverminderung durch derartige
bekannte Vorrichtungen trotz der vergrößerten Anzahl und
der Abmessungen der Resonatoren nicht ausreichend.
Es wurde daher die Verwendung eines Steuerungssystems als
Geräusch-Steuerungsvorrichtung vorgeschlagen, bei dem ein
zuvor gespeichertes Datenkennfeld entsprechend der Phase
und dem Schalldruck vorgesehen ist, und bei dem auf der
Basis des Datenkennfelds ein Betätigungsglied
(Lautsprecher) betrieben wird zur Erzeugung einer
Geräuschsteuerungswelle zur Überlagerung mit dem
Ansauggeräusch.
Dabei verändert sich jedoch die Ansauggeräusch-
Verminderungsrate, die mit einer derartigen bekannten
Geräusch-Steuerungsvorrichtung erzielt werden kann,
unerwünschterweise mit den Änderungen der Betriebs
bedingungen der Brennkraftmaschine, so daß eine maximale
Geräuschverminderung nicht erreicht werden kann. Die
bekannte Geräusch-Steuerungsvorrichtung ist daher nicht in
der Lage, über einen weiten Bereich der Betriebsbedingungen
der Brennkraftmaschine eine optimale Geräusch
steuerungswelle zu erzeugen, die bezüglich des
Schalldruckpegels gleich und bezüglich der Phase des
gegenwärtigen Ansauggeräuschs entgegengesetzt gerichtet,
d. h. um 180 Grad versetzt ist, wenn unterschiedliche
Maschinenbetriebsbedingungen vorliegen. Auf der Basis der
Maschinengeschwindigkeit und der Maschinenbelastung
bestimmt die bekannte Vorrichtung eine zu bildende
Geräuschsteuerungswelle. Der Schalldruckpegel des Ansaug
geräuschs verändert sich jedoch in Abhängigkeit von
Änderungen in der Ansauglufttemperatur, auch wenn die
Maschinendrehzahl unverändert bleibt. Dies ist in Fig. 13
angegeben, die im einzelnen Schallpegel/Maschinendrehzahl-
Kennlinien bei zwei unterschiedlichen Ansaugluft
temperaturen von 16°C und 32°C zeigt. Desweiteren
verändert sich die Phase des Ansauggeräuschs ebenfalls mit
Änderungen der Ansauglufttemperatur, auch wenn die
Maschinendrehzahl konstant bleibt. Somit sind die bekannten
Geräusch-Steuerungsvorrichtungen nicht in der Lage,
optimale Geräuschsteuerungswellen zu bilden und eine
größtmögliche Geräuschverminderung auch bei Änderungen der
Ansauglufttemperatur zu erzielen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Geräusch-Steuerungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen der
eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß eine
optimale Geräuschcharakteristik mit einer vollständigen
Verminderung des Geräuschpegels auch bei Änderungen in den
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. des
Patentanspruchs 6 angegebenen Mitteln gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit eine Geräusch-
Steuerungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen vorgesehen
mit einer Maschinenlast-Erfassungseinrichtung M1, einer
Maschinengeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung M2, einer
Temperatur-Erfassungseinrichtung M3 zur Erfassung einer
Temperatur im Ansaug- oder Abgassystem der Brennkraft
maschine, einem Steuerungssignalgenerator M4 und einem
Steuerungswellenbetätigungsglied M5. Eine derartige
Anordnung ist in Fig. 14 gezeigt. Auf der Basis einer
Maschinenbelastungsinformation von der Maschinenlast-
Erfassungseinrichtung M1, einer Maschinendrehzahl
information von der Maschinendrehzahl-Erfassungseinrichtung
M2 und einer mittels der Temperatur-Erfassungseinrichtung
M3 erfaßten Ansaugluft- oder Abgastemperatur erzeugt der
Steuerungssignalgenerator ein Steuerungssignal entsprechend
einer Welle, die bezüglich dem im Ansaugsystem oder
Abgassystem erzeugten Geräusch im Schalldruck gleich ist
und in der Phase genau entgegengesetzt gerichtet ist, d. h.
um 180° versetzt ist. Das Steuerungswellenbetätigungsglied
M5 empfängt das Steuerungssignal vom Steuerungssignal
generator M4 und erzeugt eine Geräuschsteuerungswelle
entsprechend dem Steuerungssignal. Die derart erzeugte
Geräuschsteuerungswelle wird mit dem Ansaug- oder
Abgasgeräusch zur Erzielung einer Geräuschsteuerung,
beispielsweise einer Geräuschbeseitigung überlagert.
Da die erfindungsgemäße Geräusch-Steuerungsvorrichtung
nicht nur auf der Basis der Maschinengeschwindigkeit und
der Maschinenlast, sondern auch auf der Basis der
Ansauglufttemperatur, die den Schalldruckpegel und die
Phase des Ansauggeräuschs wie vorstehend angegeben ändert,
Daten entsprechend dem Schalldruck und der Phase zur
Bildung einer Steuerungswelle verarbeitet, ist die
Geräusch-Steuerungsvorrichtung in der Lage, genau und
wirksam die Ansauggeräusche zu vermindern oder zu
beseitigen. Die Geräusch-Steuerungsvorrichtung kann im
wesentlichen in gleicher Weise eine Geräuschsteuerung des
Abgasgeräuschs durchführen.
Vorzugsweise umfaßt der Steuerungssignalgenerator M4 ein
Kennfeld M41, eine Kennfeldmaschinendrehzahl-
Berechnungseinrichtung M42 und eine Kennfelddaten-
Leseeinrichtung M43, die in Fig. 15 gezeigt sind. Das
Kennfeld M41 umfaßt Daten entsprechend der Phase und dem
Schalldruck für eine Geräuschsteuerungswelle, die exakt
entgegengesetzt gerichtet ist in der Phase, jedoch
bezüglich des Schalldruckpegels im Vergleich zum Geräusch
gleich ist. Die im Kennfeld M41 vorhandenen Daten wurden in
Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl und der
Maschinenlast auf der Basis einer vorbestimmten Referenz
temperatur gebildet. Die Kennfeldmaschinendrehzahl-
Berechnungseinrichtung M42 verändert die Maschinendrehzahl
daten der Maschinendrehzahl-Erfassungseinrichtung M2 in
einen Kennfeldmaschinendrehzahlwert zum Auslesen der
referenztemperaturbezogenen Daten aus dem Kennfeld M41 für
eine Steuerungswelle mit derselben Wellenlänge wie
diejenige des momentanen Geräuschs entsprechend der durch
die Temperatur-Erfassungseinrichtung M3 erfaßten
Ansauglufttemperatur oder Abgastemperatur und der durch die
Maschinendrehzahl-Erfassungseinrichtung M2 erfaßten
Maschinengeschwindigkeit. Die Kennfelddaten-Leseeinrichtung
M43 liest aus dem Kennfeld M41 Daten zur Bildung einer
Steuerungswelle entsprechend dem Kennfeldmaschinen
drehzahlwert und der Maschinenlastinformation der
Maschinenlast-Erfassungseinrichtung M1.
Das Ansaug- oder Abgassystem einer Brennkraftmaschine kann
als eine Ein-Rohr-Anordnung angesehen werden. Somit
bestimmt die Wellenlänge des Geräuschs (des Ansaug- oder
Abgasgeräuschs) die Charakteristik des Schalldrucks und der
Phasenlage des Geräuschs. Die Wellenlänge des Geräuschs ist
durch die Temperatur der Ansaugluft oder des Abgases
bestimmt, wenn die Maschinendrehzahl unverändert bleibt.
Steigt insbesondere die Ansauglufttemperatur an, dann
vergrößert sich die Wellenlänge des Geräuschs entsprechend
einer Vergrößerung der akustischen Geschwindigkeit
(Luftgeschwindigkeit). Somit erfordern unterschiedliche
Geräuschwellenlängen unterschiedliche Daten entsprechend
dem Schalldruck und der Phase für die Geräusch
steuerungswellen zur Erzielung einer maximalen
Geräuschverminderung. Wird die Geräuschwellenlänge
vergrößert, dann wird die Maschinendrehzahl zur Verwendung
zum Auslesen der Schalldruck- und Phasendaten aus dem
referenztemperaturbezogenen Kennfeld zur Bildung einer
optimalen Steuerungswelle (beispielsweise für eine maximale
Geräuschverminderung) kleiner als die tatsächlich erfaßte
momentane Maschinendrehzahl.
Da die Geräusch-Steuerungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung einen Kennfeldmaschinendrehzahlwert
zum Auslesen von referenztemperaturbezogenen Daten des
Schalldrucks und der Phase zur Bildung einer
Geräuschsteuerungswelle mit derselben Wellenlänge wie
diejenige des momentanen Geräuschs bestimmt und auf der
Basis der aus dem Kennfeld ausgelesenen Daten eine
derartige Steuerungswelle bildet, kann die Vorrichtung eine
optimale Geräuschsteuerung für eine maximale Geräusch
verminderung durchführen. Eine derartige Geräuschsteuerung
wird im wesentlichen in derselben Weise sowohl für das
Ansauggeräusch als auch für das Abgasgeräusch durchgeführt.
Alternativ können im Kennfeld M41 des Steuerungs
signalgenerators M4 Daten bezüglich der Phase und des
Schalldrucks für eine Steuerungswelle gespeichert werden,
die in der Phase exakt entgegengesetzt gerichtet ist,
jedoch im Schalldruckpegel gleich dem entsprechenden
Geräusch ist, wobei die Daten in Übereinstimmung mit
Geräuschwellenlängen und Maschinenbelastungen auf der Basis
einer vorbestimmten Referenztemperatur gebildet wurden. In
diesem Falle umfaßt der Steuerungssignalgenerator M4 eine
Wellenlängenschätzeinrichtung M42′ zum Schätzen der
Wellenlänge eines momentanen Geräuschs auf der Basis der
durch die Temperatur-Erfassungseinrichtung M3 erfaßten
Ansaugluft- oder Abgastemperatur sowie der durch die
Maschinendrehzahl-Erfassungseinrichtung M2 erfaßten
Maschinendrehzahl. Die Kennfelddaten-Leseeinrichtung M43
liest aus dem Kennfeld M41 Steuerungswellendaten
entsprechend dem durch die Wellenlängenschätzeinrichtung
M42′ geschätzten Wellenlängenwert und die durch die
Maschinenlast-Erfassungseinrichtung M1 erfaßte Maschinen
last.
Die vorstehend beschriebene Geräusch-Steuerungsvorrichtung
erzeugt eine Geräuschsteuerungswelle auf der Basis von
Schalldruckdaten und Phasendaten entsprechend der
Wellenlänge des gegenwärtigen Ansaug- oder Abgasgeräuschs
zur Erzielung einer genauen Geräuschsteuerung.
Ferner wird vorzugsweise eine Korrektur auf der Basis des
Montageorts des Steuerungswellenbetätigungsglieds M5 im
Ansaug- oder Abgassystem durchgeführt. Das Erfordernis
einer Gewichtung der Steuerungswellendaten mit einem
Temperaturfaktor ist durch die Entfernung zwischen dem
Steuerungswellenbetätigungsglied M5 und der Geräuschquelle
(der Maschine) bedingt. Wird diese Entfernung vergrößert,
dann wird im allgemeinen das Erfordernis der vorstehend
beschriebenen Gewichtung wichtiger. Somit bewirkt die
Korrektur auf der Basis des Montageorts des
Steuerungswellenbetätigungsglieds M5 eine weitere
Verbesserung der Genauigkeit der Geräuschsteuerung.
Im einzelnen umfaßt dabei die Geräusch-
Steuerungsvorrichtung ferner eine Druckerfassungs
einrichtung zur Erfassung des Ansaug- oder Abgasdrucks im
Geräuschausbreitungspfad, und eine Datenkorrektur
einrichtung zur Durchführung einer Korrektur entsprechend
dem Geräuschverminderungsbetrag und dem Verzögerungsbetrag
in der Phase infolge des Steuerungswellenbetätigungsglieds
M5 auf der Basis des durch die Druckerfassungseinrichtung
erfaßten Drucks. Typischerweise vermindert die vom
Steuerungswellenbetätigungsglied M5 erzeugte Welle
Geräusche hinsichtlich des Schalldrucks und der
Phasenverzögerung, wenn der negative Ansaugrohrdruck größer
wird, d. h. sich weiter vom atmosphärischen Druck entfernt,
und wenn der positive Abgasdruck größer wird, d. h. sich
weiter vom atmosphärischen Druck entfernt. Somit führt die
Korrektur der Daten für Geräuschsteuerungswellen in
Abhängigkeit von dem Geräuschverminderungsbetrag und/oder
dem Verzögerungsbetrag in der Phase zu einer wesentlich
genaueren Geräuschsteuerung.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine grafische Darstellung des Gesamtaufbaus der
Geräusch-Steuerungsvorrichtung für Brennkraft
maschinen,
Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der
elektrischen Komponenten der Geräusch-Steuerungs
vorrichtung,
Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
des zeitlichen Verlaufs des Ausgangssignals eines
Luftdurchflußmessers,
Fig. 4A und 4B eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
der verwendeten Kennfelder mit Steuerungswellen
daten,
Fig. 5 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
der Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl
und dem Schalldruckpegel des Geräuschs.
Fig. 6 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
der Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und
der Phasenlage des Geräuschs,
Fig. 7 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
von Beziehungen zwischen der Wellenlänge und dem
Schalldruckpegel bei zwei verschiedenen Ansaug
lufttemperaturen,
Fig. 8 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
der Beziehungen zwischen der Maschinendrehzahl
und der Wellenlänge bei zwei verschiedenen
Ansauglufttemperaturen,
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung
der Arbeitsweise der Geräusch-Steuerungs
vorrichtung,
Fig. 10 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
der Beziehung zwischen dem Innendruck im Ansaug
rohr und dem Betrag der Geräuschverminderung,
Fig. 11 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
der Beziehung zwischen dem Innendruck im Ansaug
rohr und dem Verzögerungsbetrag in der Phase
einer Steuerungswelle,
Fig. 12 eine schematische Darstellung zur Veranschau
lichung der Anordnung eines Lautsprechers,
Fig. 13 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung
der Beziehungen zwischen der Maschinendrehzahl
und dem Schalldruckpegel bei zwei verschiedenen
Ansaugrohrdrücken,
Fig. 14 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des
Aufbaus der Geräusch-Steuerungsvorrichtung, und
Fig. 15 ein detailliertes Blockschaltbild zur Veranschau
lichung des Aufbaus der Geräusch-Steuerungs
vorrichtung.
Fig. 1 veranschaulicht den Aufbau einer Ansauggeräusch-
Steuerungsvorrichtung für eine fremdgezündete Vier-
Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungs
beispiel. Ein Motorblock 1 ist mit einem einen
Druckausgleichsbehälter 3 aufweisenden Ansaugrohr 2
verbunden. Ein Drosselventil 4 ist stromauf des
Druckausgleichsbehälters 3 angeordnet und ist mittels eines
nicht gezeigten Beschleunigungspedals (Fahrpedal)
betätigbar. Ein Luftreiniger 5 ist stromauf des
Drosselventils 4 angeordnet.
Die über das Ansaugrohr 2 eingetretene Ansaugluft wird über
ein Einlaßventil 6 einer Brennkammer 7 zugeführt. Die
Brennkammer 7 wird durch einen Zylinderkopf 8, einen
Zylinderblock 9 und einen Kolben 10 gebildet. Die
entstehenden Verbrennungsgase werden über ein Auslaßventil
11 einem nicht gezeigten Abgasrohr zugeführt.
Stromauf des Drosselventils 4 ist ein thermisch wirkender
Luftdurchflußmesser 12 (Thermo-Luftdurchflußmesser) zur
Erfassung der in das Ansaugrohr 2 angesaugten Luftmenge
vorgesehen. Ein Ansaugluft-Temperatursensor 13 ist in der
Nähe des Luftreinigers 5 zur Erfassung der Temperatur der
Ansaugluft angeordnet. Ein nicht gezeigter Zündverteiler
weist einen Maschinendrehzahlsensor 14 auf. Die
Erfassungssignale der Sensoren 12, 13 und 14 werden einer
elektronischen Steuerungseinheit ECU 15 (Maschinen
steuerungseinheit) zugeführt.
Die Maschinensteuerungseinheit ECU 15 berechnet in
Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Thermo-
Luftdurchflußmessers 12 eine Belastung der Brenn
kraftmaschine (Maschinenlast). Im einzelnen besteht dabei
das Signal des Thermo-Luftdurchflußmessers 12 aus
Gleichstromanteilen und Wechselstromanteilen, die die
Gleichstromanteile überlagern und proportional zu den
Druckschwankungen der Ansaugluft sind. Die Hauptkomponenten
der Wechselstromanteile entsprechen den Änderungen im
Schalldruck des Ansauggeräuschs. Somit kann eine
Information über die Maschinenlast durch Herausgreifen der
Wechselstromkomponenten aus dem Ausgangssignal des Thermo-
Luftdurchflußmessers 12 unter Verwendung eines nicht
gezeigten Bandpaßfilters und mittels einer Vollwellen
gleichrichtung und anschließender Glättung des Signals für
einen Mittelwert erhalten werden. Die Maschinensteuerungs
einheit ECU 15 berechnet ferner eine Ansauglufttemperatur
auf der Basis des Erfassungssignals des Ansaugluft-
Temperatursensors 13 und berechnet die Maschinendrehzahl
(Maschinengeschwindigkeit) auf der Basis des Erfassungs
signals des Maschinendrehzahlsensors 14. In Abhängigkeit
von den jeweiligen Berechnungsergebnissen führt die
Maschinensteuerungseinheit ECU 15. eine Steuerung der
Brennstoffeinspritzung, eine Steuerung der Zündzeitpunkte
und dergleichen durch.
Stromauf des im Ansaugrohr 2 angeordneten Luftreinigers 5
ist ein Akustikwellen-Betätigungsglied in Form eines
Lautsprechers 18 angeordnet, wobei das Ansaugrohr 2 als
Ausbreitungspfad des Ansauggeräuschs angesehen wird. Der
Lautsprecher 18 ist mit einem Verstärker 17 durch eine
Signalleitung (Übertragungsleitung, Verbindungsleitung)
verbunden. Der Verstärker 17 ist seinerseits mit einer
Steuerungseinrichtung 16 verbunden, die über eine
Verbindungsleitung ferner mit der Maschinensteuerungs
einheit ECU 15 verbunden ist. In der Nähe des Lautsprechers
18 ist zur Erfassung des Drucks innerhalb des Ansaugrohrs 2
in der Nähe des Lautsprechers 18 ein Ansaugrohrdrucksensor
19 angeordnet. In Abhängigkeit vom Erfassungssignal des
Ansaugrohrdrucksensors 19 berechnet die Steuerungs
einrichtung 16 Daten bezüglich des Ansaugrohrdrucks. Die
Steuerungseinrichtung 16 berechnet ferner Wellendaten zur
Überlagerung mit dem Ansauggeräusch auf der Basis der
Ansaugrohrdruckdaten und verschiedenen Daten bezüglich den
Maschinenbetriebsbedingungen (Maschinenlast, Maschinen
drehzahl und Ansauglufttemperatur) von der Maschinen
steuerungseinheit ECU 15.
Fig. 2 veranschaulicht mittels eines Blockschaltbilds den
Aufbau der Geräusch-Steuerungsvorrichtung für Brennkraft
maschinen. In Fig. 2 umfaßt die Steuerungseinrichtung 16
eine Zentraleinheit CPU 16a, einen Speicher 16b und eine
Signalverlauf-Erzeugungsschaltung 16c. Die Zentraleinheit
CPU 16a nimmt die Maschinenlastinformation (die
Druckschwankungskomponenten des Signals des Thermo-
Luftdurchflußmessers 12), die Maschinendrehzahlinformation
und die Information über die Ansauglufttemperatur auf. Die
Zentraleinheit CPU 16a ist mit dem Speicher 16b und der
Signalverlauf-Erzeugungsschaltung 16c verbunden. Die
Signalverlauf-Erzeugungsschaltung 16c ist ihrerseits mit
dem Verstärker 17 verbunden.
Im Speicher 16b sind Kennfelder auf der Basis von
Informationen entsprechend dem Schalldruck und der Phase
gespeichert, wie sie jeweils in den Fig. 4A und 4B
dargestellt sind. Die Kennfelder enthalten Daten bezüglich
der Phase und dem Schalldruck für Geräuschsteuerungswellen
in Bezug zu Faktoren der Maschinendrehzahl und der
Maschinenlast bei einer vorbestimmten Referenztemperatur T0
(von beispielsweise 20°C). Typischerweise sind die
Geräuschsteuerungswellen bezüglich des Schalldrucks gleich
und bezüglich der Phase im Vergleich zum Ansauggeräusch
genau entgegengesetzt gerichtet, d. h. um 180° in der Phase
verschoben. Die Kennfelddaten bezüglich der Phase und des
Schalldrucks wurden zuvor durch Experimente oder
dergleichen bestimmt. Im einzelnen wurden Phase und
Schalldruck eines Ansauggeräuschs gemessen und die
Meßwerte zur Erzielung theoretisch optimaler Geräusch
steuerungswellendaten (Phasen- und Schalldruckdaten)
verwendet zur Bildung von Geräuschsteuerungswellen, von
denen angenommen wird, daß sie bei einer Reproduktion durch
den Lautsprecher 18 eine maximale Geräuschverminderung
erzielen. Die Signalverlauf-Erzeugungsschaltung 16c erzeugt
einen Signalverlauf (Wellenform), der in Phase und
Schalldruck entsprechend angepaßt ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet der
Thermo-Luftdurchflußmesser 12 eine Maschinenlast-
Erfassungseinrichtung, der Ansaugluft-Temperatursensor 13
eine Temperatur-Erfassungseinrichtung und der
Maschinendrehzahlsensor 14 eine Maschinendrehzahl-
Erfassungseinrichtung. Ferner bildet die Steuerungs
einrichtung 16 einen Steuerungssignalgenerator. Die
Zentraleinheit CPU 16a der Steuerungseinrichtung 16 bildet
eine Kennfeldmaschinendrehzahlwert-Berechnungseinrichtung,
eine Kennfelddatenleseeinrichtung und eine Datenkorrektur
einrichtung. Der Ansaugrohrdrucksensor 19 bildet eine
Druckerfassungseinrichtung.
Die grundsätzliche Vorgehensweise bei der temperatur
bezogenen Korrektur der aus dem Kennfeld stammenden
Steuerungswellendaten wird nachstehend beschrieben.
Fig. 5 veranschaulicht die Beziehung zwischen der
Maschinendrehzahl und dem Schalldruckpegel des Geräuschs,
wenn die Temperatur und die Maschinenlast konstant sind.
Fig. 6 veranschaulicht die Beziehung zwischen der
Maschinendrehzahl und der Phasenlage des Geräuschs, wenn
die Temperatur und die Maschinenlast konstant sind. Aus den
grafischen Darstellungen der Fig. 5 und 6 ist somit
erkennbar, daß der Schalldruck und die Phasenlage des
Geräuschs durch die Maschinendrehzahl bestimmt sind, wenn
die Ansauglufttemperatur konstant ist (entsprechend den in
den Kennfeldern der Fig. 4A und 4B gespeicherten Daten).
Das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine wird hierbei als
eine Ein-Rohr-Struktur angesehen. Der Schalldruck und die
Phasenlage des Geräuschs werden somit durch die Wellenlänge
des Ansauggeräuschs bestimmt. Die Beziehungen zwischen dem
Schalldruck und der Wellenlänge des Ansauggeräuschs und
zwischen der Phase des Ansauggeräuschs und der Wellenlänge
des Ansauggeräuschs sind im wesentlichen von der
Ansauglufttemperatur unabhängig. Gemäß der grafischen
Darstellung von Fig. 7, die auf der Komponente vierter
Ordnung des Ansauggeräuschs basiert, verursachen
unterschiedliche Temperaturen (16°C und 32°C in der
grafischen Darstellung) keine große Differenz in der
Beziehung zwischen dem Schalldruck und der Wellenlänge des
Geräuschs.
Ist demgegenüber die Maschinendrehzahl konstant, dann hängt
die Wellenlänge des Ansauggeräuschs von der Ansaugluft
temperatur ab. Steigt hierbei die Ansauglufttemperatur von
T0 zu T1 an, dann steigt die Wellenlänge des
Ansauggeräuschs mit einem Anstieg in der akustischen
Geschwindigkeit an. Ändert sich sodann die Wellenlänge des
Geräuschs, dann ist es erforderlich, die Daten bezüglich
des Schalldrucks und der Phasenlage für die
Geräuschsteuerungswelle zur Erzielung einer maximalen
Geräuschverminderung zu ändern.
Diese Maßnahme wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Dabei wird zuerst die Beziehung zwischen der akustischen
Geschwindigkeit C1 und der Ansauglufttemperatur T1 mittels
der Gleichung 1 ausgedrückt.
Ist die Maschinendrehzahl R1 konstant, dann ist die
Ansauggeräuschfrequenz f1 ebenfalls konstant. Die Frequenz
f1 der Komponente vierter Ordnung des Ansauggeräuschs wird
somit durch Gleichung 2 ausgedrückt.
Da für die Ansauggeräuschwellenlänge die Beziehung λ1=C1/f1
gilt, kann die Wellenlänge λ1 durch Gleichung 3 ausgedrückt
werden.
wobei T1 die Ansauglufttemperatur und R1 die
Maschinendrehzahl sind.
Steigt somit die Ansauglufttemperatur T1 an, dann
vergrößert sich ebenfalls die akustische Geschwindigkeit C1
(Gleichung 1. Ist die Maschinendrehzahl R1 konstant (d. h.
ist somit die Frequenz f1 konstant), dann bewirkt eine
Vergrößerung der akustischen Geschwindigkeit C1 eine
Vergrößerung der Wellenlänge λ1 (λ1 = C1/f1 und Gleichung 3).
Ist die Ansauglufttemperatur T1 konstant, dann ist die
Wellenlänge λ1 im wesentlichen umgekehrt proportional zur
Maschinendrehzahl R1, d. h. eine Vergrößerung der
Wellenlänge λ1 entspricht einer Verminderung der
Maschinendrehzahl R1 (und damit der Frequenz f1).
Die Ansauggeräuschwellenlänge λ0 bei einer
Referenztemperatur wird durch Gleichung 4 ausgedrückt.
wobei T0 die Referenztemperatur ist und R die
Maschinendrehzahl bezeichnet.
In Abhängigkeit von der aus der gegenwärtigen oder
momentanen Ansauglufttemperatur T1 und der gegenwärtigen
oder momentanen Maschinendrehzahl R1 bestimmten
Ansauggeräuschwellenlänge λ1 kann in der folgenden Weise
die die Ansauggeräuschwellenlänge λ1 bei der
Referenzansauglufttemperatur T0 bewirkende Maschinen
drehzahl R erhalten werden. Dabei werden die Gleichungen 3
und 4 zur Bestimmung der Maschinendrehzahl R unter der
Bedingung λ1 = λ0 zur Bildung der Gleichung 5 aufgelöst.
Die grafische Darstellung der Fig. 8 veranschaulicht die
Gleichungen 3 und 4 und den Zusammenhang zwischen R und R1.
Die durch die Gleichung 5 erhaltene Maschinendrehzahl R
dient als Kennfeldmaschinendrehzahlwert. Die in den Fig. 4A
und 4B gezeigten und der Maschinendrehzahl R entsprechenden
Daten (Schalldruck- und Phasendaten) werden als optimale
Steuerungswellendaten ausgelesen, d. h. als die Steuerungs
wellendaten für eine maximale Geräuschverminderung.
Die Wirkungsweise der Geräusch-Steuerungsvorrichtung mit
dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird nachstehend unter
Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert, die ein Ablaufdiagramm zur
Veranschaulichung des Geräuschsteuerungsvorgangs zeigt, der
während eines vorbestimmten Betriebszyklusses wiederholt
durch die Zentraleinheit CPU 16a durchgeführt wird.
In Schritt 100 nimmt die Zentraleinheit CPU 16a die
Maschinenlastinformation (Druckschwankungskomponenten des
Luftdurchflußsignals), die Maschinendrehzahlinformation
(Maschinendrehzahl R1) und die Ansauglufttemperatur
information (Ansauglufttemperatur T1) von der
Maschinensteuerungseinheit ECU 15 auf. Die Zentraleinheit
CPU 16a berechnet sodann eine Maschinendrehzahl R
entsprechend der gegenwärtigen Ansauglufttemperatur T1 auf
der Basis der Referenztemperatur T0 unter Verwendung von
Gleichung 5 gemäß Schritt 110.
In Schritt 120 liest die Zentraleinheit CPU 16a
erforderliche Kennfelddaten (Daten für eine optimale
Geräuschsteuerungswelle, die bezüglich des Schalldrucks
gleich und bezüglich der Phase relativ zum gegenwärtigen
Ansauggeräusch entgegengesetzt gerichtet ist) aus den in
den Fig. 4A und 4B gezeigten Kennfeldern in Abhängigkeit
von der Maschinenlastinformation (Druckschwankungs
komponente des Luftströmungssignals) und der Maschinen
drehzahlinformation (dem Kennfeldmaschinendrehzahlwert).
Die Zentraleinheit CPU berechnet einen Ansaugrohrdruck
(negative Druckdaten) unter Verwendung des
Erfassungsergebnisses des Ansaugrohrdrucksensors 19 in
Schritt 130, und berechnet sodann einen Betrag der
Schalldruckverminderung und einen Betrag der
Phasenverzögerung in Abhängigkeit vom gegenwärtigen
Ansaugrohrdruck in Schritt 140. Der Schalldruck der durch
den Lautsprecher 18 erzeugten Welle wird vermindert (d. h.
die Schalldruckverminderung der Geräuschsteuerungswelle
wird vergrößert) wenn der negative Druck im Ansaugrohr 2
vergrößert wird (d. h. der negative Druck weiter vom
atmosphärischen Druck abweicht), wie in der grafischen
Darstellung von Fig. 10 angegeben. Gemäß Fig. 11 wird
ferner die Phase der Welle des Lautsprechers 18 mit einer
Vergrößerung des negativen Drucks verzögert. Somit werden
der in Schritt 140 berechnete Betrag der
Schalldruckverminderung und der Phasenverzögerung (wie in
den Fig. 10 und 11 angegeben) zur Korrektur des
Schalldrucks und der Phase der Geräuschsteuerungswelle
verwendet.
Unter Verwendung des Betrags der Schalldruckverminderung
und des Betrags der Phasenverzögerung korrigiert die
Zentraleinheit CPU 16a in Schritt 150 die in Schritt 120
erhaltenen Geräuschsteuerungswellendaten. Die Zentral
einheit CPU 16a gibt sodann die korrigierten
Geräuschsteuerungswellendaten zur Signalverlauf-
Erzeugungsschaltung 16c gemäß Schritt 160 ab. Der Ablauf
ist sodann beendet.
Die Signalverlauf-Erzeugungsschaltung 16c erzeugt einen
Signalverlauf mit dem gesteuerten Schalldruck und der Phase
entsprechend den Geräuschsteuerungswellendaten der
Zentraleinheit CPU 16a. Der erzeugte Signalverlauf wird
mittels des Verstärkers 17 zur Ansteuerung des
Lautsprechers 18 zur Bildung einer Geräuschsteuerungswelle
verstärkt. Die Geräuschsteuerungswelle wird mit dem
Ansauggeräusch überlagert (Interferenz) und unterdrückt
dieses zur Erzielung einer Geräuschverminderung oder
Geräuschbeseitigung.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt die Geräusch-
Steuerungsvorrichtung, insbesondere für das Ansauggeräusch
eine gewünschte Geräuschcharakteristik wie eine maximale
Geräuschverminderung, auch wenn sich die Maschinen
betriebsbedingungen ändern und beispielsweise die
Ansauglufttemperatur infolge einer Vergrößerung der
Motorraumtemperatur ebenfalls ansteigt. Ferner erfordert
der Geräuschsteuerungsablauf gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel entsprechende Kennfelddaten bezüglich
einer Geräuschsteuerung, die lediglich auf einer einzigen
Referenzansauglufttemperatur und nicht auf einer Vielzahl
von Referenzansauglufttemperaturen basiert, wodurch die
erforderliche Speicherkapazität des Speichers 16b zur
Speicherung der Geräuschsteuerungsdaten vermindert wird.
Ferner bewirkt die Korrektur der Daten der Geräusch
steuerungswelle gemäß dem Pegel des negativen Ansaugdrucks
eine verbesserte Genauigkeit in der Steuerung der
Geräuschcharakteristik. Ein wichtiges Merkmal des
vorliegenden Ausführungsbeispiels wird durch den folgenden
Aufbau erzielt: eine Grundberechnungseinrichtung, in
welcher der Schalldruck und die Phasenlage für
Geräuschsteuerungswellen auf der Basis der Maschinen
geschwindigkeit und der Maschinenlast bestimmt werden, und
eine Hilfsberechnungseinrichtung zur Durchführung einer
temperaturbezogenen Korrektur, bei der ein Faktor der
Ansauglufttemperatur zusammen mit der Referenz
ansauglufttemperatur zur Bestimmung des Schalldrucks und
der Phasenlage für die Geräuschsteuerungswellen verwendet
wird.
Nachstehend wird die Geräusch-Steuerungsvorrichtung gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die
Beschreibung beschränkt sich dabei auf die besonderen
Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels.
Während im Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels der
Speicher 16b Geräuschsteuerungswellen-Datenkennfelder mit
Daten bezüglich des Schalldrucks und der Phasenlage für
Geräuschsteuerungswellen, die gleich im Schalldruck und in
der Phasenlage genau entgegengesetzt gerichtet sind im
Vergleich zum Ansauggeräusch entsprechend der
Maschinendrehzahl und Maschinenlast auf der Basis der
Referenztemperatur T0 speichert, werden im Speicher 16b
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel Kennfelder
gespeichert, in welchen die Daten bezüglich des
Schalldrucks und der Phasenlage für Geräuschsteuerungs
wellen den Maschinenbelastungen und Ansauggeräusch
wellenlängen auf der Basis einer vorbestimmten
Referenztemperatur T0 entsprechen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel bildet die Zentraleinheit
CPU 16a eine Wellenlängenschätzeinrichtung und berechnet
die Wellenlänge λ1 des Ansauggeräuschs unter Verwendung der
Gleichung 6 (die der Gleichung 3 entspricht).
Die Zentraleinheit CPU 16a liest Kennfelddaten
(Schalldruck- und Phasendaten für eine Geräusch
steuerungswelle) aus dem Speicher 16b gemäß der
gegenwärtigen oder momentanen Maschinenlastinformation und
der gegenwärtigen oder momentanen Wellenlänge λ1 des
Ansauggeräuschs. Die Kennfelddaten werden als Steuersignale
ausgegeben und der Signalverlauf-Erzeugungsschaltung 16c
zugeführt. Unter Verwendung dieser Signale erzeugt die
Signalverlauf-Erzeugungsschaltung 16c einen Signalverlauf,
der sodann zum Lautsprecher 18 über den Verstärker 17
übertragen wird.
In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist
die Geräusch-Steuerungsvorrichtung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel in der Lage, eine Geräusch
steuerungswelle zu bilden, die eine maximale Verminderung
des gegenwärtigen Ansauggeräuschs bewirkt, wodurch eine
hohe Genauigkeit der Geräuschsteuerung erzielt wird.
Nachstehend wird nun ein drittes Ausführungsbeispiel der
Geräusch-Steuerungsvorrichtung beschrieben. Gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel wird der Montageort des
Lautsprechers 18 zur Erzielung einer optimalen
Geräuschsteuerung genau berücksichtigt. Gemäß der Angabe in
der schematischen Darstellung von Fig. 12 wird eine Länge
L1 des Ansaugrohrs 2 zwischen einer Öffnung des Ansaugrohrs
2 (rechtes Ende in Fig. 12) zur Atmosphäre und dem
Ansaugrohrende in Nachbarschaft zum Motorblock 1 (linkes
Ende in Fig. 12) gemessen, und eine Länge L2 des
Ansaugrohrs 2 wird zwischen der Öffnung und dem
Lautsprecher 18 gemessen. Unter Verwendung der Rohrlängen
L1 und L2 kann Gleichung 5 in Gleichung 7 umgeformt werden.
Der erforderliche Betrag der temperaturbezogenen Korrektur
der Geräuschsteuerungswellendaten ändert sich, wie
vorstehend beschrieben, entsprechend der Rohrlänge zwischen
dem Lautsprecher 18 und der Ansauggeräuschquelle (dem
Motorblock 1). Typischerweise vergrößert sich der
erforderliche Korrekturbetrag, wenn sich die Rohrlänge
vergrößert. Die Geräusch-Steuerungsvorrichtung gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel verbessert somit ferner die
Genauigkeit der Geräuschsteuerung durch Berücksichtigung
des Faktors des Montageorts des Lautsprechers 18 im
Ansaugrohr.
Die Geräusch-Steuerungsvorrichtung gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Abgasgeräusch-
Steuerungsvorrichtung. Obwohl nicht in den Figuren gezeigt,
sind ein Lautsprecher (ein Wellenbetätigungsglied) und ein
Abgastemperatursensor (eine Temperatur-Erfassungs
einrichtung) in dem mit dem Motorblock 1 verbundenen
Abgasrohr angeordnet. Die Steuerungseinrichtung 16
berechnet Steuerungsdaten für Geräuschsteuerungswellen, die
bezüglich des Schalldrucks gleich und bezüglich der Phase
im Vergleich zum Abgasgeräusch genau entgegengesetzt
gerichtet sind, auf der Basis der Maschinenlastinformation,
der Maschinendrehzahlinformation (Maschinengeschwindigkeit)
und der Information über die Maschinenabgastemperatur. Der
Lautsprecher 18 erzeugt sodann eine Geräuschsteuerungswelle
auf der Basis eines Geräuschsteuerungssignals entsprechend
den berechneten Steuerungsdaten. Die Datenverarbeitung und
die Berücksichtigung von Kennfeldern zur Erzeugung der
Steuerungsdaten sind im wesentlichen die gleichen wie
diejenigen des ersten, zweiten und dritten Ausführungs
beispiels.
Mit der Geräusch-Steuerungsvorrichtung gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel wird eine gewünschte Geräusch
charakteristik für eine maximale Geräuschverminderung
erzielt, auch wenn sich die Maschinenbetriebsbedingungen
wie im ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel
ändern.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungs
beispielen der Geräusch-Steuerungsvorrichtung sind die
nachfolgenden weiteren Ausgestaltungen möglich:
- (1) Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungs beispiele einen Thermo-Luftdurchflußmesser 12 als Erfassungseinrichtung für die Maschinenlast verwenden, bei dem die Wechselstromkomponenten des Luftströmungssignals des Luftdurchflußmessers 12 zur Gewinnung einer Maschinen lastinformation herangezogen werden, kann die Maschinenlastinformation auch auf andere Weise erhalten werden. Beispielsweise kann ein Maschinenlastsignal auf der Basis der Maschinendrehzahl und der Ansaugluftströmung erhalten werden. Ferner kann eine Maschinenlastinformation auf der Basis des Öffnungsgrads eines Drosselventils, der mittels eines Drosselöffnungssensors erfaßt wird, erhalten werden, wobei der Drosselöffnungssensor zur Erfassung des Öffnungsgrads des Drosselventils 4 vorgesehen ist. Desweiteren kann eine Maschinenlastinformation auf der Basis des durch einen im Druckausgleichsbehälter 3 des Ansaugsystems vorgesehenen Ansaugrohrdrucksensor erfaßten Ansaugrohrdrucks erhalten werden, wobei der Ansaugrohr drucksensor den negativen Druck im Ansaugrohr erfaßt.
- (2) Obwohl gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Ansaugrohrdrucksensor 19 in der Nähe des Lautsprechers 18 zur Erfassung des Ansaugrohrdrucks angeordnet ist, kann eine derartige Druckerfassung auch auf andere Weise erfolgen. Beispielsweise kann der Ansaugdruck unter Verwendung der Gleichstromkomponenten des Signals des Thermo-Luftdurchflußmessers 12 geschätzt werden. Ferner kann ein Drucksensor im Druckausgleichsbehälter 3 vorgesehen sein zur Ausgabe eines Druckerfassungssignals, mittels dessen der Druck in der Nähe des Lautsprechers 18 geschätzt werden kann.
- (3) Die Schritte 130 bis 150 des in Fig. 9 gezeigten Ablaufdiagramms des ersten Ausführungsbeispiels können weggelassen werden.
- (4) Obwohl die Ansauggeräusch-Steuerungsvorrichtung und die Abgasgeräusch-Steuerungsvorrichtung in Form eines getrennten ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiels dargestellt sind, kann auch eine Geräusch-Steuerungsvorrichtung sowohl zur Steuerung des Ansauggeräuschs als auch zur Steuerung des Abgasgeräuschs vorgesehen werden.
Somit umfaßt die Geräusch-Steuerungsvorrichtung einen
Thermo-Luftdurchflußmesser 12 zur Erfassung einer
Maschinenlast, einen Maschinendrehzahlsensor 14 zur
Erfassung einer Maschinendrehzahl (Maschinen
geschwindigkeit) und einen Ansauglufttemperatursensor 13
zur Erfassung der Ansauglufttemperatur. Die Maschinenlast
wird dabei auf der Basis der Druckschwankungskomponenten
des Signals des Luftdurchflußmessers 12 ermittelt. Ein
Ansaugrohr 2 ist mit einem Lautsprecher 18 zur Bildung
einer Geräuschsteuerungswelle in Abhängigkeit von einem
Geräuschsteuerungssignal einer Steuerungseinrichtung 16
ausgestattet. Die Steuerungseinrichtung umfaßt einen
Speicher zur Speicherung von Kennfelddaten für Geräusch
steuerungswellen, die bezüglich des Ansauggeräuschs im
Schalldruck gleich und der Phase entgegengesetzt gerichtet
sind. Die Kennfelddaten bezüglich des Schalldrucks und der
Phase entsprechen der Maschinenlast und der Maschinen
drehzahl auf der Basis einer Referenztemperatur. Eine
Zentraleinheit der Steuerungseinrichtung 16 berechnet einen
Kennfeldmaschinendrehzahlwert auf der Basis einer
Wellenlänge des Ansauggeräuschs, die auf der Basis der
Ansauglufttemperatur und der Maschinendrehzahl bestimmt
ist, in der Weise, daß der Kennfeldmaschinendrehzahlwert
bei der Referenztemperatur im wesentlichen dieselbe
Wellenlänge wie diejenige des Ansauggeräuschs bildet. Die
Zentraleinheit erzeugt ein Geräuschsteuerungswellensignal
auf der Basis des Kennfeldmaschinendrehzahlwerts und der
Maschinenlastinformation.
Claims (10)
1. Geräusch-Steuerungsvorrichtung für eine
Brennkraftmaschine,
gekennzeichnet durch
eine Maschinenlast-Erfassungseinrichtung (12, M1) zur Erfassung einer während des Betriebs der Maschine auftretenden Maschinenlast,
eine Maschinendrehzahl-Erfassungseinrichtung (14, M2) zur Erfassung einer Maschinendrehzahl,
eine Temperatur-Erfassungseinrichtung (13, M3) zur Erfassung einer Temperatur von zumindest entweder der Ansaugluft eines Ansaugsystems oder des Abgas es eines Abgassystems der Maschine,
eine Steuerungssignal-Erzeugungseinrichtung (16, M4) zur Erzeugung eines Steuerungssignals entsprechend einer Steuerungswelle, die bezüglich des in zumindest entweder dem Ansaugsystem oder dem Abgassystem gebildeten Geräusch im Schalldruck gleich und in der Phase im wesentlichen um 180° versetzt ist, auf der Basis der mittels der Maschinenlast-Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinen lastinformation, der mittels der Maschinendrehzahl- Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinendrehzahlinformation und der mittels der Temperatur-Erfassungseinrichtung erfaßten Temperatur zumindest der Ansaugluft oder des Abgases, und
ein Wellenbetätigungsglied (18, M5), das in einem Ausbreitungspfad des von der Maschine erzeugten Geräuschs angeordnet ist, wobei das Wellenbetätigungsglied das Steuerungssignal der Steuerungssignal-Erzeugungseinrichtung aufnimmt und eine Geräuschsteuerungswelle entsprechend dem Steuerungssignal erzeugt.
eine Maschinenlast-Erfassungseinrichtung (12, M1) zur Erfassung einer während des Betriebs der Maschine auftretenden Maschinenlast,
eine Maschinendrehzahl-Erfassungseinrichtung (14, M2) zur Erfassung einer Maschinendrehzahl,
eine Temperatur-Erfassungseinrichtung (13, M3) zur Erfassung einer Temperatur von zumindest entweder der Ansaugluft eines Ansaugsystems oder des Abgas es eines Abgassystems der Maschine,
eine Steuerungssignal-Erzeugungseinrichtung (16, M4) zur Erzeugung eines Steuerungssignals entsprechend einer Steuerungswelle, die bezüglich des in zumindest entweder dem Ansaugsystem oder dem Abgassystem gebildeten Geräusch im Schalldruck gleich und in der Phase im wesentlichen um 180° versetzt ist, auf der Basis der mittels der Maschinenlast-Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinen lastinformation, der mittels der Maschinendrehzahl- Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinendrehzahlinformation und der mittels der Temperatur-Erfassungseinrichtung erfaßten Temperatur zumindest der Ansaugluft oder des Abgases, und
ein Wellenbetätigungsglied (18, M5), das in einem Ausbreitungspfad des von der Maschine erzeugten Geräuschs angeordnet ist, wobei das Wellenbetätigungsglied das Steuerungssignal der Steuerungssignal-Erzeugungseinrichtung aufnimmt und eine Geräuschsteuerungswelle entsprechend dem Steuerungssignal erzeugt.
2. Geräusch-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerungssignal-Erzeugungs
einrichtung (16, M4) umfaßt:
ein referenztemperaturbezogenes Kennfeld (16b, M41) mit Daten für eine Geräuschsteuerungswelle, die bezüglich des vorliegenden Geräuschs im Schalldruck gleich und in der Phase im wesentlichen um 180° versetzt ist, wobei die Daten der Maschinenlast und der Maschinengeschwindigkeit in Verbindung mit einer vorbestimmten Referenztemperatur entsprechen,
eine Kennfeldmaschinendrehzahl-Berechnungseinrichtung (16a, 110, M42) zur Berechnung eines Kennfeldmaschinen drehzahlwerts auf der Basis einer Wellenlänge des gegenwärtigen Geräuschs, die auf der Basis der mittels der Temperatur-Erfassungseinrichtung erfaßten Temperatur von zumindest der Ansaugluft oder des Abgases bestimmt ist, und der mittels der Maschinendrehzahl-Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinendrehzahl, derart, daß der Kennfeld maschinendrehzahlwert bei der vorbestimmten Referenz temperatur im wesentlichen derselben Wellenlänge wie der Wellenlänge des gegenwärtigen Geräuschs entspricht, und
eine Kennfeldleseeinrichtung (16a, 120, M43) zum Lesen von Geräuschsteuerungsdaten aus dem referenztemperatur bezogenen Kennfeld entsprechend dem durch die Kenn feldmaschinendrehzahl-Berechnungseinrichtung berechneten Kennfeldmaschinendrehzahlwert und der mittels der Maschinenlast-Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinenlast.
ein referenztemperaturbezogenes Kennfeld (16b, M41) mit Daten für eine Geräuschsteuerungswelle, die bezüglich des vorliegenden Geräuschs im Schalldruck gleich und in der Phase im wesentlichen um 180° versetzt ist, wobei die Daten der Maschinenlast und der Maschinengeschwindigkeit in Verbindung mit einer vorbestimmten Referenztemperatur entsprechen,
eine Kennfeldmaschinendrehzahl-Berechnungseinrichtung (16a, 110, M42) zur Berechnung eines Kennfeldmaschinen drehzahlwerts auf der Basis einer Wellenlänge des gegenwärtigen Geräuschs, die auf der Basis der mittels der Temperatur-Erfassungseinrichtung erfaßten Temperatur von zumindest der Ansaugluft oder des Abgases bestimmt ist, und der mittels der Maschinendrehzahl-Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinendrehzahl, derart, daß der Kennfeld maschinendrehzahlwert bei der vorbestimmten Referenz temperatur im wesentlichen derselben Wellenlänge wie der Wellenlänge des gegenwärtigen Geräuschs entspricht, und
eine Kennfeldleseeinrichtung (16a, 120, M43) zum Lesen von Geräuschsteuerungsdaten aus dem referenztemperatur bezogenen Kennfeld entsprechend dem durch die Kenn feldmaschinendrehzahl-Berechnungseinrichtung berechneten Kennfeldmaschinendrehzahlwert und der mittels der Maschinenlast-Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinenlast.
3. Geräusch-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerungssignal-Erzeugungs
einrichtung (16, M4) umfaßt:
ein referenztemperaturbezogenes Kennfeld (16b, M43) mit Daten für die Geräuschsteuerungswelle, die in Bezug zum gegenwärtigen Geräusch gleich im Schalldruck und in der Phase im wesentlichen um 180° versetzt ist, wobei die Daten der Maschinenlast und der Maschinengeschwindigkeit auf der Basis einer vorbestimmten Referenztemperatur entsprechen,
eine Wellenlängenschätzeinrichtung (16a, M42′) zum Schätzen einer Wellenlänge des gegenwärtigen Geräuschs auf der Basis der mittels der Temperatur-Erfassungseinrichtung erfaßten Temperatur von zumindest der Ansaugluft oder dem Abgas, und der mittels der Maschinendrehzahl- Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinendrehzahl, und
eine Kennfeldleseeinrichtung (16a, M43) zum Lesen von Geräuschsteuerungsdaten aus dem referenztemperaturbezogenen Kennfeld entsprechend der mittels der Wellenlängen schätzeinrichtung geschätzten Wellenlänge und der mittels der Maschinenlast-Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinen lastinformation.
ein referenztemperaturbezogenes Kennfeld (16b, M43) mit Daten für die Geräuschsteuerungswelle, die in Bezug zum gegenwärtigen Geräusch gleich im Schalldruck und in der Phase im wesentlichen um 180° versetzt ist, wobei die Daten der Maschinenlast und der Maschinengeschwindigkeit auf der Basis einer vorbestimmten Referenztemperatur entsprechen,
eine Wellenlängenschätzeinrichtung (16a, M42′) zum Schätzen einer Wellenlänge des gegenwärtigen Geräuschs auf der Basis der mittels der Temperatur-Erfassungseinrichtung erfaßten Temperatur von zumindest der Ansaugluft oder dem Abgas, und der mittels der Maschinendrehzahl- Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinendrehzahl, und
eine Kennfeldleseeinrichtung (16a, M43) zum Lesen von Geräuschsteuerungsdaten aus dem referenztemperaturbezogenen Kennfeld entsprechend der mittels der Wellenlängen schätzeinrichtung geschätzten Wellenlänge und der mittels der Maschinenlast-Erfassungseinrichtung erfaßten Maschinen lastinformation.
4. Geräusch-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung
(16a, Fig. 12) zur Durchführung einer Korrektur in
Abhängigkeit von einem Einbauort des Wellenlängen
betätigungsglieds in einem rohrförmigen Pfad, der durch
zumindest entweder das Ansaugsystem oder das Abgassystem
gebildet ist.
5. Geräusch-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 4, gekennzeichnet durch
eine Druckerfassungseinrichtung (19) zur Erfassung von zumindest entweder dem Ansaugdruck oder dem Abgasdruck im Geräuschausbreitungspfad, und
eine Datenkorrektureinrichtung (16a, 150) zur Durchführung einer Korrektur in Verbindung mit einem Betrag einer Schalldruckverminderung und einem Betrag einer Phasenverzögerung der mittels des Wellenbetätigungsglieds erzeugten Geräuschsteuerungswelle.
eine Druckerfassungseinrichtung (19) zur Erfassung von zumindest entweder dem Ansaugdruck oder dem Abgasdruck im Geräuschausbreitungspfad, und
eine Datenkorrektureinrichtung (16a, 150) zur Durchführung einer Korrektur in Verbindung mit einem Betrag einer Schalldruckverminderung und einem Betrag einer Phasenverzögerung der mittels des Wellenbetätigungsglieds erzeugten Geräuschsteuerungswelle.
6. Vorrichtung zur Verminderung von durch eine Maschine mit
rotierenden Elementen erzeugten Geräuschen,
gekennzeichnet durch
einen im Ausbreitungspfad des von der Maschine (1) erzeugten Geräuschs angeordneten Lautsprecher (18, M5),
einen Rotationssensor (14, M2) zur Ausgabe eines Rotationssignals auf der Basis der durch die Maschine durchgeführten Rotationsbewegung, und
eine Steuerungsschaltung (16, M4) zur Bildung eines Steuerungssignals für den Lautsprecher zur Erzeugung einer Geräuschsteuerungswelle auf der Basis des Rotationssignals des Rotationssensors (14, M2) zur Auslöschung des von der Maschinen erzeugten Geräuschs,
wobei die Steuerungsschaltung (16, M4) umfaßt:
eine Speichereinrichtung (16b, M41) zur Speicherung von Geräuschsteuerungswellendaten zur Erzeugung einer Geräuschsteuerungswelle, wobei die Daten dem Rotationssignal des Rotationssensors entsprechen, und
eine Korrektureinrichtung (13, 16a, 150) zur Korrektur des Steuerungssignals für den Lautsprecher in Abhängigkeit von der Temperatur von zumindest entweder der Luft oder dem Gas im Ausbreitungspfad des Geräuschs.
gekennzeichnet durch
einen im Ausbreitungspfad des von der Maschine (1) erzeugten Geräuschs angeordneten Lautsprecher (18, M5),
einen Rotationssensor (14, M2) zur Ausgabe eines Rotationssignals auf der Basis der durch die Maschine durchgeführten Rotationsbewegung, und
eine Steuerungsschaltung (16, M4) zur Bildung eines Steuerungssignals für den Lautsprecher zur Erzeugung einer Geräuschsteuerungswelle auf der Basis des Rotationssignals des Rotationssensors (14, M2) zur Auslöschung des von der Maschinen erzeugten Geräuschs,
wobei die Steuerungsschaltung (16, M4) umfaßt:
eine Speichereinrichtung (16b, M41) zur Speicherung von Geräuschsteuerungswellendaten zur Erzeugung einer Geräuschsteuerungswelle, wobei die Daten dem Rotationssignal des Rotationssensors entsprechen, und
eine Korrektureinrichtung (13, 16a, 150) zur Korrektur des Steuerungssignals für den Lautsprecher in Abhängigkeit von der Temperatur von zumindest entweder der Luft oder dem Gas im Ausbreitungspfad des Geräuschs.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektureinrichtung einen Temperatursensor (13, M3)
umfaßt zur Ausgabe eines die Temperatur der Luft oder des
Gases im Ausbreitungspfad des Geräuschs anzeigenden
Signals, wobei das Signal des Temperatursensors eine Basis
für eine Korrektur des Steuerungssignals bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Speichereinrichtung (16b, M41) Geräuschsteuerungs
wellendaten auf der Basis einer Referenztemperatur
speichert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektureinrichtung (13, 16a, 150) eine Einrichtung umfaßt zur Umwandlung des Signals des Rotationssensors in ein Datenleserotationssignal auf der Basis des Signals des Temperatursensors und zur Ausgabe des Datenleserotationssignals, und
die Steuerungsschaltung (16, M4) die Geräusch steuerungswellendaten auf der Basis des Datenlese rotationssignals aus der Speichereinrichtung wiedergewinnt und das Steuerungssignal auf der Basis der entsprechend dem Datenleserotationssignal wiedergewonnenen Geräusch steuerungswellendaten erzeugt.
die Korrektureinrichtung (13, 16a, 150) eine Einrichtung umfaßt zur Umwandlung des Signals des Rotationssensors in ein Datenleserotationssignal auf der Basis des Signals des Temperatursensors und zur Ausgabe des Datenleserotationssignals, und
die Steuerungsschaltung (16, M4) die Geräusch steuerungswellendaten auf der Basis des Datenlese rotationssignals aus der Speichereinrichtung wiedergewinnt und das Steuerungssignal auf der Basis der entsprechend dem Datenleserotationssignal wiedergewonnenen Geräusch steuerungswellendaten erzeugt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß
die Maschine (1) eine Brennkraftmaschine umfaßt, und
der Ausbreitungspfad des Geräuschs zumindest entweder eine Ansaugleitung oder eine Abgasanlage der Brennkraftmaschine umfaßt.
die Maschine (1) eine Brennkraftmaschine umfaßt, und
der Ausbreitungspfad des Geräuschs zumindest entweder eine Ansaugleitung oder eine Abgasanlage der Brennkraftmaschine umfaßt.
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