DE19949685A1 - Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung des Ansauggeräusches einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung des Ansauggeräusches einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung des Ansauggeräusches einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Die Vorrichtung zur Durchführung des entsprechenden Verfahrens besteht aus einer Steuerung 7, die das Istgeräusch I mit Hilfe eines Mikrofons 16 aufnimmt und mit Hilfe eines von der Drehzahl D abhängigen Sollgeräuschsignals vergleicht. Es können auch weitere Parameter P, wie z. B. die Stellung der Drosselklappe 12, einfließen. Durch den Vergleich von Sollgeräusch und Istgeräusch wird ein Vergleichssignal erzeugt, welches ein Sollsignal A¶ges¶, welches ebenfalls von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist, beeinflußt. Das Sollgeräusch A¶ges¶ wird einem Lautsprecher 14 zugeführt, der ein Korrekturgeräusch 20 erzeugt. Dieses wird dem Ansauggeräusch 21 überlagert, wodurch das Istgeräusch 22 erzeugt wird. Das Istgeräusch soll möglichst dem Sollgeräusch entsprechen. Hierbei ist nicht nur eine Verringerung der Ansauggeräusches, sondern auch eine Anpassung des Ansauggeräusches an einen gewünschten Sollklang möglich. Hierdurch läßt sich das Ansauggeräusch im Rahmen der Lautsprecherleistung frei gestalten, wodurch dem Fahrer des Fahrzeugs z. B. in bestimmten Betriebszuständen eine akustische Rückkopplung gegeben werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur aktiven Beeinflussung des Ansaug
geräusches einer Brennkraftmaschine, bei dem durch einen elektromechanischen
Wandler ein Korrekturgeräusch erzeugt wird, welches dem Ansauggeräusch überla
gert wird, nach der Gattung des Patentanspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung, die zur Durchführung des genannten Verfahrens geeignet ist nach
der Gattung des Patentanspruches 3.
Die aktive Beeinflussung des Ansauggeräusches einer Brennkraftmaschine, z. B.
durch einen Lautsprecher, ist bekannt. Eine mögliche Schaltungsanordnung mit einer
passenden elektronischen Regelung ist in der US 5 321 759 gezeigt. Bei der Anord
nung gemäß Fig. 1 dieses Dokumentes interessiert in diesem Zusammenhang nur
der Ansaugtrakt 12, von dem ein Ansauggeräusch 20 abgestrahlt wird. Die Steue
rung erhält zumindest ein Drehzahlsignal 44 von der Brennkraftmaschine 10, wel
ches in der elektronischen Steuerung 26 verarbeitet wird. Zusätzlich können weitere
Größen, wie z. B. die Stellung 18 einer Drosselklappe 16, mit in den Rechenprozeß
der elektronischen Steuerung einbezogen werden.
Aus diesen Meßgrößen errechnet die Steuerung 26 ein Ausgangssignal, welches
durch einen Lautsprecher 28 in ein Geräusch gewandelt wird, welches dem Ansaug
geräusch überlagert wird. Diese Maßnahme erfolgt zu dem Zweck einer Verringerung
des Ansauggeräusches. Dabei macht man sich den Umstand zunutze, daß ein wei
tes Spektrum des von der Brennkraftmaschine ausgehenden Ansauggeräusches di
rekt von der Drehzahl abhängt, wobei sich die Frequenz des Geräusches durch ver
schiedene Vielfache der Drehzahl ergeben. Durch Abstrahlen des durch die Steue
rung ermittelten Geräusches in den Ansaugtrakt durch den Lautsprecher 28 kann
das entsprechende Teilgeräusch im Ansaugrohr vermindert werden. Im Idealfall be
nötigt das durch den Lautsprecher 28 abgestrahlte Geräusch daher eine entgegen
gesetzte Amplitude gleichen Betrags, so daß der entsprechende Geräuschanteil ge
löscht wird.
Um den Grad der Geräuschverminderung erfassen zu können, ist im Ansaugtrakt
weiterhin ein Fehlermikrofon 30 angebracht, welches das durch den Lautsprecher 28
beeinflußte Ansauggeräusch aufnimmt. Das entsprechend gefilterte Signal des Feh
lermikrofons 30 gibt der Steuerung Aufschluß über den Grad der Geräuschminimie
rung im Ansaugtrakt, so daß das Ausgangssignal für den Lautsprecher 28 hinsicht
lich einer optimierten Geräuschreduzierung variiert werden kann.
Mit dem beschriebenen System läßt sich eine effektive Verringerung des Ansaugge
räusches unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine erreichen. Im Ver
gleich zu konventionellen Geräuschdämpfern, wie z. B. Resonatoren, wird für die
aktive Geräuschminimierung kein zusätzliches Volumen benötigt.
Eine effektive Geräuschminimierung in der beschriebenen Weise ist jedoch nicht in
allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine erwünscht. In bestimmten Betriebs
zuständen benötigt der Fahrer die akustischen Informationen der Brennkraftmaschi
ne, z. B. für die richtige Wahl des Schaltzeitpunktes im Betrieb. Eine konsequente
Minderung der Ansauggeräusches über die gesamte Drehzahl der Brennkraftma
schine würde daher dem Fahrer ein falsches Bild der Motorcharakteristik vermitteln,
was zu Fehlbelastung der Brennkraftmaschine und somit zu einem erhöhten Ver
brauch führen würde.
Man könnte nun in bestimmten Betriebszuständen die aktive Geräuschminimierung
abschalten. Dies hätte jedoch eine abrupte Veränderung des Ansauggeräusches zur
Folge, was den Fahrer des Fahrzeugs in ähnlicher Weise verwirren würde, da er dies
von gewöhnlichen Brennkraftmaschinen nicht gewöhnt ist. Hierdurch läßt sich das
geschilderte Problem daher nicht befriedigend lösen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Durch
führung dieses Verfahrens zu schaffen, wodurch eine aktive Beeinflussung des An
sauggeräusches einer Brennkraftmaschine möglich ist, wobei der Grad der Beein
flussung des Ansauggeräusches wählbar sein soll. Diese Aufgabe wird durch die
Merkmale des Verfahrensanspruches 1 gelöst. Ferner wird gemäß Anspruch 3 eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 beansprucht.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in bekannter Weise ein elektromechani
scher Wandler, der z. B. aus einem Lautsprecher bestehen kann und ein Korrektur
geräusch erzeugt, vorgesehen. Dieser ist so angebracht, daß das Ansauggeräusch
überlagert werden kann. Das kann z. B. dadurch gewährleistet werden, daß der
Lautsprecher an der Außenwand des Ansaugtraktes befestigt ist und in das Innere
des Saugrohres hineinstrahlt. Es ist aber ebenso möglich, den Lautsprecher außer
halb des Ansaugsystems im Motorraum unterzubringen. Wichtig hierbei ist lediglich,
daß die abgestrahlten Schallwellen des Lautsprechers sich mit dem Ansauggeräusch
überlagern lassen.
Weiterhin ist ein Sensor, insbesondere ein Mikrofon vorgesehen, welcher derart im
Motorraum oder im Ansaugtrakt angebracht ist, daß er das mit dem Korrekturge
räusch des elektromechanischen Wandlers überlagerte Ansauggeräusch der Brenn
kraftmaschine registrieren kann. Sowohl der elektromechanische Wandler als auch
der Sensor sind an eine Steuerung angeschlossen, welche weiterhin zumindest ein
von der Brennkraftmaschine stammendes Drehzahlsignal verarbeitet. In Abhängig
keit des Drehzahlsignals und des Signals des Sensors werden Frequenz, Amplitude
und Phase des Ausgangssignals modifiziert, durch welches der elektromechanische
Wandler angesteuert wird.
Das Drehzahlsignal kann durch einen speziell hierfür vorgesehenen Sensor erzeugt
werden, welcher an die Steuerung angeschlossen ist. Alternativ hierzu besteht je
doch auch die Möglichkeit, das Drehzahlsignal einem anderen, an der Brennkraftma
schine vorgesehenen Informationskreislauf zu entnehmen. Moderne Brennkraftma
schinen besitzen ein Motormanagement, welches ebenfalls die Verwertung des
Drehzahlsignals gewährleistet. Dieses System kann für die Drehzahlinformation an
gezapft werden, wodurch ein zusätzlicher Drehzahlsensor eingespart wird.
Der elektromechanische Wandler kann durch einen entsprechend dimensionierten
Lautsprecher realisiert werden. Bei geschickter Auslegung des Gesamtsystems kann
dies z. B. ein handelsüblicher Lautsprecher mit einem Durchmesser von 15 cm sein,
der an der Rohluftleitung angebracht wird. Der Kontrollsensor kann durch ein einfa
ches Elektromikrofon gebildet werden. Dieses entwickelt seine Wirkung besonders
gut, wenn es in der Nähe der Ansaugöffnung des Ansaugsystems untergebracht
wird. Die elektronische Steuereinheit wird bevorzugt durch ein Signalprozessorsy
stem gebildet, in dem die Funktionseinheiten der Steuerung digital nachgebildet wer
den. Damit ist eine sehr kleine, integrierte und kostengünstige Realisierung des Sy
stems möglich. Selbstverständlich läßt sich das Signalprozessorsystem auch durch
eine Analogrechenschaltung realisieren.
Erfindungsgemäß ist in dem Verfahren vorgesehen, daß das Istgeräusch, welches
sich aus der Überlagerung des Ansauggeräusches mit dem Korrekturgeräusch er
gibt, mit einem Sollgeräusch verglichen wird. Dabei ist zu betonen, daß das Sollge
räusch auf die Erzielung eines Wunschgeräusches am Ansaugtrakt der Brennkraft
maschine gerichtet ist, also auch verschieden von 0 sein kann. Durch den Vergleich
des Istgeräusches mit dem Sollgeräusch kann die Steuerung die Charakteristik des
Korrekturgeräusches derart modifizieren, daß dieses in Überlagerung mit dem An
sauggeräusch der Brennkraftmaschine an das gewünschte Sollgeräusch angenähert
wird. Diese Annäherungsschritte werden ständig wiederholt, oder es erfolgt sogar
eine kontinuierliche Anpassung des Ansauggeräusches an das Sollgeräusch.
Daraus ergibt sich, daß das gewünschte Sollgeräusch der Steuerung in irgendeiner
Weise zur Verfügung gestellt werden muß. Dieses kann insbesondere auch abhängig
von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt werden, was vorteilhaft ist, da
auch das Ansauggeräusch aus den bereits beschriebenen Gründen hauptsächlich
drehzahlabhängig ist. Hierdurch läßt sich ein Ansauggeräusch als Istgeräusch er
zeugen. Dabei kann die Zielsetzung sowohl die Verminderung des Ansauggeräu
sches als auch in bestimmen Fällen eine Erhöhung der Ansauggeräusches sein. Ob
eine Verminderung oder eine Erhöhung bewirkt wird, hängt von der Phasenlage des
Korrekturgeräusches in Bezug auf das Ansauggeräusch ab. Der Betrag der Erhö
hung oder Verminderung des Ansauggeräusches läßt sich durch die Amplitude des
Korrekturgeräusches beeinflussen und ist durch die Lautsprecherleistung begrenzt.
Die Frequenz des Korrekturgeräusches hängt direkt von der Drehzahl der Brenn
kraftmaschine ab.
Der Vergleich des Istgeräusches mit einem gewünschten Sollgeräusch läßt sich in
vorteilhafter Weise auf verschiedene Weise nutzen. Zum Beispiel kann ein starkes
Ansauggeräusch, für dessen komplette Löschung die Leistung des Lautsprechers
nicht reichen würde, in ein moderateres, für die menschliche Wahrnehmung erträgli
cheres Ansauggeräusch transformiert werden. Außerdem benötigt der Fahrer des
Fahrzeugs in bestimmten Betriebszuständen eine akustische Rückkopplung zum
Motor. Dies ist z. B. nötig, um den korrekten Zeitpunkt für das Schalten der Gänge zu
ermitteln. In diesen Betriebszuständen kann das Ansauggeräusch der Brennkraftma
schine direkt beeinflußt werden, z. B. durch eine degressive Ansauggeräuschvermin
derung in höheren Drehzahlbereichen. Letztendlich läßt sich durch Vorgabe des
Sollgeräusches auch das Ansauggeräusch hinsichtlich eines sportlichen Klangs der
Brennkraftmaschine beeinflussen. Hierdurch finden sich also Anwendungsfälle im
Bereich des sogenannten Sound-Design.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist in Anspruch 3
beansprucht. Diese Vorrichtung muß zumindest die folgenden Komponenten aufwei
sen.
Es ist eine Steuerung notwendig, welche das Drehzahlsignal D der Brennkraftma
schine verarbeiten kann, um in dessen Abhängigkeit ein Steuersignal A zu erzeugen.
Das Steuersignal A dient zur Betätigung des elektromechanischen Wandlers, insbe
sondere des Lautsprechers zur Erzeugung des Korrekturgeräusches.
Weiterhin muß die Steuerung Informationen über das Sollgeräuschsignal S und das
Istgeräuschsignal I erhalten. Das Sollgeräuschsignal dient der Steuerung zum Ver
gleich mit dem Istgeräuschsignal, so daß die Abweichung ermittelt werden kann. Das
Istgeräuschsignal setzt sich aus der Überlagerung des Ansauggeräusches mit dem
Korrekturgeräusch zusammen, wie dies bereits beschrieben worden ist. Das Sollge
räuschsignal entspricht einem Sollgeräusch, welches durch die Beeinflussung des
Ansauggeräusches durch das Korrekturgeräusch erzeugt werden soll.
Die Drehzahl der Brennkraftmaschine muß zur Erzeugung des Drehzahlsignals über
eine Schnittstelle der Steuerung zugeführt werden. An dieser Schnittstelle ist im all
gemeinen ein Drehzahlsensor angeschlossen, der auch in das Motormanagement
integriert sein kann. Ein solcher Sensor liefert im allgemeinen bereits ein Drehzahlsi
gnal, welches evtl. in das Drehzahlsignal D konvertiert werden muß.
Für die Erfassung des Istgeräusches muß ebenfalls ein Sensor vorgesehen sein. Der
Sensor stellt dann ein entsprechendes Istgeräuschsignal I zur Verfügung, welches in
der Steuerung verarbeitet werden kann.
Zuletzt muß ein elektromechanischer Wandler zur Erzeugung des Korrekturgeräu
sches vorgesehen werden. Hier ist im allgemeinen ein handelsüblicher Lautsprecher
ausreichend.
Die beschriebene Vorrichtung bedeutet einen Minimalaufwand an Komponenten zur
Erreichung einer aktiven Beeinflussung des Ansauggeräusches. Die Steuerung wird
bevorzugt durch einen digitalen Rechner gebildet. Die Signale müssen entsprechend
in analoge oder digitale Form gewandelt werden. Das Steuersignal muß evtl. noch
verstärkt werden, um die gewünschten Amplituden der Lautsprecherschwingungen
zur Erzeugung des Korrekturgeräusches zu erzielen.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Steuerung weist diese folgende Kom
ponenten auf.
Ein erstes Mittel ist zur Erzeugung des in seiner Frequenz vom Drehzahlsignal D ab
hängigen Steuersignals vorgesehen. Hierbei kann es sich z. B. um einen Generator
für ein sinusförmiges Steuersignal handeln.
Ein zweites Mittel dient zur Einstellung von Betrag und Phase des Steuersignals A in
Abhängigkeit von einem Vergleichssignal V. Das Vergleichssignal V stellt das Ergeb
nis aus dem Vergleich des Istgeräuschsignals I und des Sollgeräuschsignals S dar.
Es zeigt somit die Abweichung des Istgeräusches von dem gewünschten Sollge
räusch. Hiervon abhängig wird Betrag und Phase des Steuersignals korrigiert, wo
durch sich eine weitere Annäherung des Istgeräusches an das Sollgeräusch ergibt.
Hierbei kann ein Zusatzmittel zur Berücksichtigung der akustischen Übertragungs
funktion zwischen Wandler und Sensor hilfreich sein. Dies ermöglicht die freie Wahl
für den Einbauort von elektromechanischem Wandler und Sensor. Die Übertra
gungsfunktion ist damit ein von dem System abhängiger konstanter Parameter.
Weiterhin ist ein drittes Mittel zur Erzeugung des Sollgeräuschsignals S vorgesehen.
Dieses Mittel kann ebenfalls in den Rechner der Steuerung integriert sein. Als Ein
gangsgröße wird zumindest das Drehzahlsignal D verarbeitet, mit dessen Hilfe ein
drehzahlabhängiges Sollgeräuschsignal S erzeugt werden kann. Selbstverständlich
können auch weitere Motorparameter in diese Berechnung einfließen. Hier wäre z. B.
die Stellung des Gaspedals, der gewählte Gang im Getriebe oder die bereits er
wähnte Drosselklappe zu nennen.
Ein viertes Mittel ist vorgesehen, um aus dem Istgeräuschsignal und dem Sollge
räuschsignal ein Vergleichssignal zu bilden. Dies geschieht bevorzugt durch Bildung
von deren Differenz, welche Aussagen über die Abweichung zwischen Ist- und Soll
geräusch ermöglicht. Auf diese Weise entsteht das Vergleichssignal V, welches zur
Beeinflussung des Steuersignals A herangezogen wird.
Wie bereits erwähnt, ist es besonders sinnvoll, die Steuersignale sinusförmig auszu
führen. Diese können dann an die höheren Ordnungen des drehzahlabhängigen
Motorgeräusches angepaßt werden. Sollen dabei mehrere Ordnungen des Motorge
räusches beeinflußt werden, muß die Vorrichtung kaskadiert werden. Damit ist ge
meint, daß das erste und zweite Mittel der Steuerung mehrfach parallel in der Steue
rung angeordnet werden. Jede parallele Anordnung ist jeweils für die Erzeugung ei
nes speziellen Steuersignals A bzw. für dessen Einstellung von Betrag und Phase
verantwortlich. Die Steuersignale werden dann durch ein fünftes Mittel zur Addition
zusammengefaßt, so daß deren Überlagerung an das dritte Mittel zur Erzeugung des
Sollgeräuschsignals weitergegeben werden kann. Hierdurch läßt sich dann der elek
tromechanische Wandler ansteuern.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Hierbei
zeigen:
Fig. 1 die Anordnung der Vorrichtung an der Brennkraftmaschine als
Blockschaltbild und
Fig. 2 einen möglichen Aufbau der Steuerung gemäß Fig. 1 als
Blockschaltbild.
In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 schematisch dargestellt. Diese besitzt ei
nen Ansaugtrakt 11 mit einer Drosselklappe 12 und einer Abgasanlage 13. Die
Richtung der Ansaugluft sowie des Abgases ist durch Pfeile angedeutet.
Im Ansaugtrakt ist weiterhin ein elektromechanischer Wandler 14, der hier als Laut
sprecher ausgeführt ist, angeordnet. An einem Ansaugstutzen 15 ist ein Sensor 16,
hier als Mikrofon ausgeführt, angebracht. Weiterhin ist eine Steuerung 17 vorgese
hen, der ein durch den Sensor 16 aufgenommenes Istgeräuschsignal I sowie ein von
der Brennkraftmaschine 10 abgenommenes Drehzahlsignal D zugeführt wird. Das
Drehzahlsignal kann z. B. durch einen Drehzahlsensor 18 gemessen werden. Auch
ist die Messung des Drosselklappenwinkels mit Hilfe eines Lagesensors 19 möglich.
Diese erzeugt einen weiteren Parameter P, der ebenfalls durch die Steuerung 17
verarbeitet werden kann.
Die Steuerung 17 erzeugt ein Steuersignal Ages, welches von dem elektromechani
schen Wandler 14 in ein Korrekturgeräusch 20 umgesetzt wird. Dieses wird dem An
sauggeräusch 21 der Brennkraftmaschine, welches sich durch den Ansaugtrakt 11
ausbreitet, überlagert. Hieraus ergibt sich ein Istgeräusch 22, welches z. B. am An
saugstutzen 15 durch den Sensor 16 gemessen werden kann. Daraus resultiert das
Istgeräuschsignal I.
Die Steuerung 17 ist als digitaler Rechner aufgebaut. Das Steuersignal Ages muß da
her durch einen Digitalanalogwandler 24 in ein analoges Signal umgewandelt wer
den, mit dessen Hilfe der elektromechanische Wandler 14 angesteuert werden kann.
Diese Ausführungsform stellt die günstigste Variante hinsichtlich des Komponenten
aufwands, der Fertigungskosten und der Zuverlässigkeit der Vorrichtung dar. Genau
so denkbar ist jedoch der Aufbau der Steuerung 17 als Anlogrechner. Die Signale
werden entsprechend analog verarbeitet und müssen evtl. vorher in Analogsignale
gewandelt werden (je nachdem, ob die Sensoren digitale oder analoge Signale lie
fern). Das Steuersignal Ages, welches eine analoge Steuerung 17 zur Verfügung
stellt, muß dann nicht mehr gewandelt werden. Evtl. ist noch eine Verstärkung des
Steuersignals Ages notwendig. Dies geschieht gegebenenfalls durch einen Verstärker
23.
Ein Beispiel für den Aufbau der Steuerung 17 ist Fig. 2 zu entnehmen. Diese Steue
rung weist eine Schnittstelle 25a, b für den Eingang des Drehzahlsignals D von der
Brennkraftmaschine auf. Über die Schnittstelle 25a kann das Drehzahlsignal D von
einem ersten Mittel 26 zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen Steuersignals A
verarbeitet werden. Über die Schnittstelle 25b wird auch ein drittes Mittel 27 mit dem
Drehzahlsignal D versorgt. Dieses dritte Mittel ist zur Erzeugung eines Sollgeräusch
signals S vorgesehen. Über die Schnittstellen 25c können weitere Parameter, wie z. B. Informationen über die Stellung der Drosselklappe 12 oder die Stellung des Gas
pedals oder des eingelegten Ganges oder auch über die der Brennkaltmaschine zu
geführte Luftmasse in das dritte Mittel eingespeist werden.
Ein viertes Mittel 28 ist zur Erzeugung eines Vergleichssignals V vorgesehen. Das
Vergleichssignal wird durch Differenzbildung zwischen dem Sollgeräuschsignal S
und dem Istgeräuschsignal I, welches über eine Schnittstelle 25d der Steuerung zu
geführt wird, berechnet.
Das bereits genannte erste Mittel 26 erzeugt das Steuersignal A. Schon bei der Er
zeugung dieses Steuersignals fließt das Drehzahlsignal D der Brennkraftmaschine
ein. In der Steuerung gemäß des Ausführungsbeispiels ist das erste Mittel 26 zwei
fach vorgesehen. Auf diese Weise lassen sich zwei Ordnungen des drehzahlabhän
gigen Ansauggeräusches direkt beeinflussen. Auf die dargestellte Weise ist das Sy
stem für beliebig viele Ordnungen kaskadierbar.
Im Anschluß an das erste Mittel folgt ein zweites Mittel 29 zur Einstellung von Betrag
und Phase des Steuersignals A. Hierzu wird das Vergleichssignal V herangezogen,
welches ein Maß der Abweichung des Istgeräusches 22 von einem dem Sollge
räuschsignal S entsprechenden Sollgeräusch darstellt. Das Vergleichssignal V wird
mit dem mit der Übertragungsfunktion H gesteuerten Steuersignal AH multipliziert,
wobei sich hierdurch ein Maß für die Veränderung von Betrag und Phase des Steu
ersignals A ergibt. Die Übertragungsfunktion H ergibt sich aus den geometrischen
und akustischen Gegebenheiten des Anwendungsfalles und kann eine Konstante
sein. Sie kommt dadurch zustande, daß das mit dem Korrekturgeräusch 20 überla
gerte Ansauggeräusch 21 bis zur Aufnahme durch den Sensor 16 als Istgeräusch 22
einer Veränderung unterliegt, die durch die Übertragungsfunktion H beschrieben ist.
Die Übertragungsfunktion H ist in einem Zusatzmittel 30 abgelegt und wird dem
zweiten Mittel 29 zur Verfügung gestellt.
Die zweiten Mittel 29 liefern je ein in Frequenz, Amplitude und Phasenlage definier
tes Steuersignal A. Diese Steuersignale werden durch ein fünftes Mittel 31 addiert
und ergeben auf diese Weise das für den elektromechanischen Wandler relevante
Steuersignal Ages. Das fünfte Mittel 31 ist also nur im Falle einer Kaskadierung auf
mehreren Motorordnungen notwendig. Der prinzipielle Aufbau der Vorrichtung bleibt
davon jedoch unberührt. In jedem Falle liefert die Steuerung ein Steuersignal A oder
Ages, welches zur Steuerung des elektromechanischen Wandlers dienen soll.
Claims (8)
1. Verfahren zur aktiven Beeinflussung des Ansauggeräusches (21) einer Brenn
kraftmaschine,
- - bei dem ein elektromechanischer Wandler (14) ein Korrekturgeräusch (20) er zeugt, welches das Ansauggeräusch überlagert,
- - eine Steuerung (17) zumindest ein von der Brennkraftmaschine stammendes Drehzahlsignal verarbeitet, um in dessen Abhängigkeit die Frequenz und Am plitude und Phase des schwingenden elektromechanischen Wandlers (14) zu beeinflussen und
- - ein Sensor (16) das die Überlagerung von Ansauggeräusch der Brennkraftma schine und Korrekturgeräusch des elektromechanischen Wandlers (14) ent haltende Istgeräusch (22) aufnimmt,
- - das Istgeräusch (22) in der Steuerung (17) mit einem gewünschten Sollge räusch verglichen wird,
- - die Steuerung (17) die Charakteristik des Korrekturgeräusches (20) derart mo difiziert, das dieses in Überlagerung mit dem Ansauggeräusch der Brenn kraftmaschine an das gewünschte Sollgeräusch angenähert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollgeräusch in
Abhängigkeit zumindest der Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass diese
- - eine Steuerung zur Erzeugung eines Steuersignals A und zur Verarbeitung ei nes Drehzahlsignals D, eines Sollgeräuschsignals S und eines Istgeräuschsi gnals I,
- - eine Schnittstelle (25a, b) an der Steuerung zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine und Wandlung in das Drehzahlsignal D,
- - einen Sensor (16) zur Erfassung des Istgeräusches und Wandlung in das Ist geräuschsignal I,
- - einen elektromechanischen Wandler (14) zur Erzeugung des Korrekturgeräu sches durch Wandlung des Steuersignals A,
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung
(17)
- - ein erstes Mittel (26) zur Erzeugung des in seiner Frequenz vom Drehzahlsi gnal D abhängigen Steuersignals A,
- - ein zweites Mittel (29) zur Einstellung von Betrag und Phase des Steuersignals A in Abhängigkeit von einem Vergleichssignal V,
- - ein drittes Mittel (27) zur Erzeugung der Sollgeräuschsignals S und
- - ein viertes Mittel (28) zur Erzeugung des Vergleichssignals V in Abhängigkeit vom Istgeräuschsignal I und dem Sollgeräuschsignal S
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mittel
ein Zusatzmittel (30) zur Berücksichtigung einer akustischen Übertragungsfunkti
on H zwischen Wandler (14) und Sensor (16) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte
Mittel eine Schnittstelle (25b) zur Ermittlung des Sollgeräusches in Abhängigkeit
des Drehzahlsignals D aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Mittel (26) ein Generator für ein sinusförmiges Steuersignal A ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und
zweite Mittel mehrfach parallel in der Steuerung angeordnet ist, wobei ein fünftes
Mittel (31) zur Addition der entstehenden Steuersignale A und Weitergabe des
resultierenden Steuersignal Ages an das dritte Mittel vorgesehen ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19949685A DE19949685A1 (de) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung des Ansauggeräusches einer Brennkraftmaschine |
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