DE4229436C2 - Einrichtung zur Störgeräuschminderung - Google Patents

Einrichtung zur Störgeräuschminderung

Info

Publication number
DE4229436C2
DE4229436C2 DE4229436A DE4229436A DE4229436C2 DE 4229436 C2 DE4229436 C2 DE 4229436C2 DE 4229436 A DE4229436 A DE 4229436A DE 4229436 A DE4229436 A DE 4229436A DE 4229436 C2 DE4229436 C2 DE 4229436C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
secondary sound
noise
analog signal
converter
power amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4229436A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4229436A1 (de
Inventor
Noriharu Sato
Hiroyuki Saito
Satoshi Hasegawa
Osamu Igarashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Nissan Motor Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE4229436A1 publication Critical patent/DE4229436A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4229436C2 publication Critical patent/DE4229436C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17825Error signals
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1783Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase handling or detecting of non-standard events or conditions, e.g. changing operating modes under specific operating conditions
    • G10K11/17833Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase handling or detecting of non-standard events or conditions, e.g. changing operating modes under specific operating conditions by using a self-diagnostic function or a malfunction prevention function, e.g. detecting abnormal output levels
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787General system configurations
    • G10K11/17879General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10Applications
    • G10K2210/121Rotating machines, e.g. engines, turbines, motors; Periodic or quasi-periodic signals in general
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30Means
    • G10K2210/301Computational
    • G10K2210/3037Monitoring various blocks in the flow chart
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30Means
    • G10K2210/301Computational
    • G10K2210/3039Nonlinear, e.g. clipping, numerical truncation, thresholding or variable input and output gain
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30Means
    • G10K2210/301Computational
    • G10K2210/3046Multiple acoustic inputs, multiple acoustic outputs
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/50Miscellaneous
    • G10K2210/503Diagnostics; Stability; Alarms; Failsafe

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Stör­ geräuschminderung nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bis 3 zur Reduzierung von durch Fortpflanzung mechanischer periodischer Schwingungen erzeugten Störgeräu­ schen mittels Erzeugung von Schallwellen, welche aufgrund der Frequenzen der mechanischen Schwingungen berechnet wer­ den, so daß sie in Gegenphase zu den Störgeräuschen sind und somit die Störgeräusche aktiv auslöschen; und insbeson­ dere auf eine Einrichtung zur Störgeräuschminderung, die für die Verhinderung von Zunahme der Störgeräusche geeignet ist, wenn Störgeräuschminderung nicht möglich ist.
Wenn eine Quelle für mechanische Schwingungen in der Umge­ bung periodisch schwingt, werden Störgeräusche durch die Fortpflanzung der mechanischen Schwingungen erzeugt. Kraft­ fahrzeuge und Schiffe haben Maschinen, welche Quellen für periodische mechanische Schwingungen sind, und auch Trag­ flächen von Flugzeugen sind Quellen dieser periodischen mechanischen Schwingungen. Diese Störgeräusche hängen von den Frequenzen der mechanischen Schwingungen ab und somit ist die Frequenz der Störgeräusche bekannt. Da jedoch Decken, Fußböden, Wände, Fenster oder andere Bauteile der Fahrzeugkarrosserie, Schiffskabinen usw. durch die fort­ gepflanzten mechanischen Schwingungen in Resonanz geraten können, ist oft nicht bekannt, woher die Störgeräusche tat­ sächlich kommen. Daher wurde eine Einrichtung zur Störge­ räuschminderung entwickelt, um die Störgeräusche auszulö­ schen. Mit dieser Einrichtung werden Sekundärschallwellen in Gegenphase zu den Störgeräuschen aus den Frequenzen der mechanischen Schwingungen und der räumlichen Schalltrans­ ferfunktion der Fahrgastzelle bzw. Kabine o. dgl. bestimmt, und die Sekundärschallwellen werden in der Art in der Fahr­ gastzelle abgegeben, daß die Störgeräusche ausgelöscht wer­ den.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Störgeräuschminderung. Diese umfaßt zur Aufnahme des Schalldruckes Mikrophone 4 an einer Mehrzahl von Orten in­ nerhalb eines mit Störgeräuschen erfüllten Raumes wie einer Kabine, eine Mehrzahl von Lautsprechern 5 für das Abgeben von Sekundärschallwellen innerhalb des mit Störgeräuschen erfüllten Raumes und eine Steuereinheit 3 mit einem Mikro­ prozessor 2 als Rechnereinheit. Wenn mechanische Schwingun­ gen sich von einer Maschine 1 in eine Kabine o. dgl. fort­ pflanzen, werden durch die mechanischen Schwingungen Stör­ geräusche innerhalb der Kabine erzeugt. Der Mikroprozessor 2 berücksichtigt die räumliche Schalltransferfunktion des mit Störgeräuschen erfüllten Raumes und berechnet aus den mechanischen Schwingungsfrequenzen die Sekundärschallwellen für die aktive Auslöschung der Störgeräusche. Die Sekundär­ schallwellen werden von den Lautsprechern 5 innerhalb der Kabine abgegeben, wodurch die Störgeräusche in der Kabine vermindert werden. Dazu verwendet der Mikroprozessor 2 bei­ spielsweise den Algorithmus der kleinsten quadratischen Ab­ weichung als Art einer Sattelpunktmethode und berechnet die Sekundärschallwellen, welche vom Lautsprecher 5 abgegeben werden sollen, um den von den Mikrophonen 4 aufgenommenen reflektierten Schall innerhalb der Kabine konvergent zu minimieren anstatt divergent werden zu lassen.
Der Stand der Technik ist beispielsweise aus DE 40 42 116 A1, GB-21 49 614 A, DE 39 08 881 A1 und aus JP-1-5 01 344 A bekannt.
In der obengenannten Einrichtung zur Störgeräuschminderung bleibt die Stromversorgung während der Abgabe von Sekundär­ schallwellen zum Auslöschen der Störgeräusche eingeschal­ tet, so daß die Kontrollfunktion für die Störgeräuschmin­ derung immer aktiv ist. Es wurde jedoch festgestellt, daß sich während des Betriebs der Einrichtung zur Störgeräusch­ minderung die räumliche Schalltransferfunktion zwischen den Mikrophonen und den Lautsprechern beträchtlich ändert. Wenn sich beispielsweise die Raumtemperatur oder die Außentempe­ ratur des Raumes oder der Kabine plötzlich ändert, ver­ schwindet der Störgeräuschminderungseffekt beispielsweise wegen der Änderung der Charakteristiken der Mikrophone in Abhängigkeit von der Temperatur oder der Luftdichte inner­ halb der Kabine mit dem Ergebnis, daß die Störgeräusche um­ gekehrt durch die Sekundärschallwellenausbreitung verstärkt werden. Es ist mühsam für das Bedienungs- und anderes Per­ sonal, die Einrichtung zur Störgeräuschminderung jedesmal abzuschalten, wenn die Störgeräusche verstärkt werden. Außerdem ist es zu spät, wenn die Einrichtung zur Störge­ räuschminderung vom Betriebs- oder anderem Personal ausge­ schaltet wird, nachdem der Lärm verstärkt wurde oder, mit anderen Worten, die speziell ausgelegte Einrichtung zur Störgeräuschminderung wird in diesem Fall nutzlos. Um die Einrichtung zur Störgeräuschminderung in einem weiten Be­ reich anwenden zu können, ist es notwendig, dieses Problem zu lösen.
Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Ein­ richtung zur Störgeräuschminderung der eingangs genannten Art zu schaffen, die durch Ausgeben von Sekundärschall in der Lage ist, die Störge­ räusche nicht zunehmen zu lassen, auch wenn sich die räum­ liche Schalltransferfunktion im mit Störgeräuschen erfüll­ ten Raum beträchtlich ändert. Diese Aufgabe wird durch die nebengeordneten Patentansprüche 1 bis 3 gelöst.
Die obige Aufgabe der Erfindung kann dabei dadurch gelöst werden, daß eine Einrichtung zur Störgeräuschminderung geschaffen wird mit Störgeräuscherfassungseinrichtungen zum Erfassen der Störgeräusche, die durch die Fortpflanzung von mechani­ schen Schwingungen erzeugt werden, einem Digitalrechner für die Berechnung der Frequenz der mechanischen Schwingungen der Sekundärschallwellen, welche im wesentlichen um 180° zu den Störgeräuschen phasenverschoben sind, einem D/A-Um­ setzer für die Umwandlung des Digitalsignals des Sekundär­ schalls, wie er vom Digitalrechner berechnet wurde, in ein Analogsignal, einem Leistungsverstärker für die Verstärkung des Analogsignals vom D/A-Umsetzer, und sekundärschaller­ zeugenden Mitteln für die Erzeugung von Sekundärschall ent­ sprechend dem Analogsignal, wie es vom Leistungsverstärker verstärkt wurde, und damit zum Auslöschen der Störgeräusche bzw. zur Minderung der Störgeräusche, wobei Divergenzerfas­ sungseinrichtungen des weiteren vorgesehen sind für die Überwachung des Digitalsignalwertes und, wenn der Digital­ signalwert aus seinem normalen Wertebereich wegdriftet, für die automatische Unterbrechung der Sekundärschallausgabe von den Sekundärschallerzeugungsmitteln oder zur Überwa­ chung des Analogsignalwertes wie es vom D/A-Umsetzer aus­ gegeben wird und, wenn der Analogsignalwert aus seinem normalen Wertebereich wegdriftet, für die automatische Unterbrechung der Sekundärschallausgabe von den Sekundär­ schallerzeugungsmitteln oder zur Überwachung des Analog­ signals wie es von dem Leistungsverstärker ausgegeben wird und, wenn der Wert des Analogsignals aus seinem normalen Wertebereich wegdriftet, für die automatische Unterbrechung der Sekundärschallausgabe von den Sekundärschallerzeugungs­ mitteln.
Wenn die Störgeräusche durch die Ausgabe des Sekundär­ schalls voraussichtlich steigen werden, unterbrechen die Divergenzerfassungseinrichtungen automatisch die Erzeugung des Sekundärschalls. Daher können die Störgeräusche befrie­ digend gemindert werden und die Personen innerhalb der Ka­ bine werden nicht durch die Zunahme der Störgeräusche ge­ stört.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch angegeben. Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungs­ formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Einrichtung zur Störgeräuschminderung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm der konven­ tionellen Einrichtung zur Störgeräuschminde­ rung;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausfüh­ rungsform der Einrichtung zur Störgeräuschmin­ derung gemäß der Erfindung;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm von einer weiteren Aus­ führungsform der Einrichtung zur Störgeräusch­ minderung gemäß der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm mit Einzelheiten des Auf­ baus einer Divergenzerfassungsschaltung in der Ausführungsform nach Fig. 1;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm für den Mikroprozessor in einer Ausführungsform nach Fig. 1; und
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm mit Einzelheiten des Auf­ baus der Divergenzerfassungsschaltung in der Ausführungsform nach Fig. 3.
In einer Maschine (einem Kraftfahrzeug, Flugzeug usw.) mit einer Leistungsquelle wie einem Verbrennungsmotor bewegen sich gewöhnlicherweise der Kolben und die Pleuelstange in der Leistungsquelle bei derselben Frequenz hin und her, wie der Verbrennungszyklus der Leistungsquelle, und treiben da­ mit die Antriebswelle der Leistungsquelle an. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens usw. erzeugt eine Unwucht und pflanzt sich als mechanische Schwingung der Leistungsquelle an andere Stellen der Maschine fort, wodurch Störgeräusche entstehen. Die Frequenz dieser Störgeräusche ist dieselbe wie die des Verbrennungszyklus, der Leistungsquelle oder wie die doppelte Frequenz der Antriebswellenrotation. In neueren Maschinen mit Hochleistungsmotoren liegen die Stör­ geräuschfrequenzen aufgrund der allgemeinen Rotationsge­ schwindigkeit des Motors im Bereich von 600 min-1 bis 7500 min-1, d. h. zwischen 20 Hz und 250 Hz. Wenn die obengenann­ ten mechanischen Schwingungen sich bis zu einem Resonanz­ ort, an dem Resonanzen innerhalb des Frequenzbereiches auf­ treten, fortpflanzen, so entstehen besonders starke Störge­ räusche.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der Einrichtung zur Störge­ räuschminderung als eine Ausführungsform der Erfindung. Die Grundkonstruktion ist die gleiche wie die konventionelle in Fig. 2. Die Einrichtung zur Störgeräuschminderung in Fig. 1 hat eine Mehrzahl von Lautsprechern als Schallgeber für Sekundärschallwellen, die Mikrophone 4 zur Aufnahme des re­ flektierten Schalls im mit Störgeräuschen erfüllten Raum und die Steuereinrichtung 3 mit dem Mikroprozessor 2 als Rechnereinheit. Die Steuereinheit 3 umfaßt außerdem D/A-Umsetzer 6 für die Umsetzung von Digitalsignalen wie sie vom Mikroprozessor 2 berechnet wurden in Analogsignale, und Leistungsverstärker 7 für die Verstärkung der Analogsigna­ le. Zusätzlich enthält in dieser Ausführungsform die Steuereinheit Divergenzerfassungsschaltungen 8, welche auf dem Weg der Sekundärschallwellen zwischen den Leistungsver­ stärkern 7 und den Lautsprechern 5 angebracht sind. Wenn die Divergenzerfassungsschaltungen 8 eine Divergenz erfas­ sen, senden sie ein Funktionsunterbrechungssignal an den Mikroprozessor 2, so daß ein Weiterleiten der Sekundär­ schallwellen von den Leistungsverstärkern 7 an die Laut­ sprecher 5 verhindert wird.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm mit Einzelheiten des Aufbaus einer dieser Divergenzerfassungsschaltungen 8. Die Diver­ genzerfassungsschaltung 8 hat einen Differenzverstärker 22 zur Verstärkung der Potentialdifferenz zwischen den Wech­ selspannungssignalen vom Leistungsverstärker 7 zum Treiben der Schwingspulen (nicht gezeigt) in den Lautsprechern 5, und einen A/D-Umsetzer 23 für die Ausgabe einer Digital­ spannung an den Mikroprozessor 2, die proportional zum Wert der Spitzenspannung des verstärkten Signals ist.
Der Mikroprozessor 2 ermittelt die Frequenz der mechani­ schen Schwingungen des Motors aus dem Kurbelwinkel-Impuls­ signal, welches ihm die Umdrehungsfrequenz des Motors 1 angibt, und berechnet den Sekundärschall, welcher die glei­ che Amplitude hat, aber im wesentlichen um 180° in der Phase gegenüber den Störgeräuschen verschoben ist, aus der räumlichen Schalltransfercharakteristik zwischen dem Mikro­ phon 4 und dem Lautsprecher 5 im mit Störgeräuschen erfüll­ ten Raum und der oben angegebenen mechanischen Schallfre­ quenz. Das berechnete Sekundärschallsignal, oder Digital­ signal, wird durch den D/A-Umsetzer 6 in ein Analogsignal gewandelt, welches vom Leistungsverstärker 7 verstärkt wird und als Sekundärschall von den Lautsprechern 5 in den Lärm­ raum abgegeben wird. Dieser Sekundärschall interferiert mit den Störgeräuschen so, daß diese reduziert werden. Während des Normalbetriebs der oben erwähnten Störgeräuschminde­ rungsfunktion wird der reflektierte Schall im mit Störge­ räuschen erfüllten Raum weniger geändert. Mit anderen Wor­ ten, die erzeugten Störgeräusche werden auf einem bestimm­ ten Niveau stabilisiert und somit auch der Sekundärschall zur Minderung dieses Schalls. Die Divergenzerfassungsschal­ tung 8 überwacht den Pegel des Sekundärschallsignals vom Leistungsverstärker 7, wobei es dieses mit dem Wert der obengenannten Digitalspannung vergleicht. Wenn der Sekun­ därschallpegel innerhalb eines vorgegebenen Bereiches bleibt, wird das Sekundärschallsignal direkt an den Laut­ sprecher 5 weitergeleitet, so daß der Sekundärschall kon­ tinuierlich vom Lautsprecher in den mit Störgeräuschen erfüllten Raum ausgestrahlt wird, um die Störgeräusche zu vermindern.
Wenn die Einrichtung zur Störgeräuschminderung beispiels­ weise in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, um die durch Schwingungen des Motors in der Fahrgastzelle erzeugten Störgeräusche zu reduzieren, ändern sich die räumlichen Schalltransfercharakteristiken der Fahrgastzelle entspre­ chend der räumlichen Umgebung des Fahrzeugs. Wenn sich die Temperatur plötzlich ändert, ändern sich auch die räumli­ chen Schalltransfercharakteristiken der Fahrgastzelle. Wenn die Änderung der räumlichen Schalltransfercharakteristiken groß ist, driften Amplitude und Phase der vom Mikroprozes­ sor 2 berechneten Sekundärschallwellen aus der ursprüng­ lichen Relation zu den Störgeräuschen, oder aus derselben Amplitude und im wesentlichen um 180° verschobener Phase, mit dem Ergebnis, daß die Störgeräusche umgekehrt durch die Sekundärschallausbreitung verstärkt werden (oder divergie­ ren). In diesem Fall darf der Sekundärschall nicht ausge­ geben werden, damit die Störgeräusche nicht verstärkt wer­ den. Um die Ausgabe des Sekundärschalls automatisch zu un­ terbrechen, ist es notwendig, festzustellen, ob die Ampli­ tude und Phase des Sekundärschalls aus der ursprünglichen Relation zu den Störgeräuschen oder von derselben Amplitude und im wesentlichen um 180° verschobener Phase, bezogen auf die Störgeräusche, weggedriftet sind. Diese Ausführungsform berücksichtigt, daß wie oben beschrieben im Normalbereich der Störgeräuschminderungsfunktion der Pegel des Sekundär­ schallsignals stabil gehalten wird, und daß im anomalen Fall oder wenn der Pegel der Störgeräusche steigt, der Se­ kundärschall so berechnet wird, daß er die Störgeräusche mit steigender Amplitude vermindert. Entsprechend dieser Ausführungsform wird im Fall, daß aufgrund des Ausgangssig­ nals vom A/D-Umsetzer 23 in Fig. 5 die die Amplitude des Sekundärschallsignals vom Leistungsverstärker 7 überwachen­ de Divergenzerfassungsschaltung 8 feststellt, daß die Amplitude des Sekundärschallsignals so stark angestiegen ist, daß sie aus einem vorgegebenen Bereich driftet, die Ausgabe über den Lautsprecher 5 des Sekundärschalls auto­ matisch unterbrochen. Das Unterbrechen des Sekundärschalls wird dadurch bewirkt, daß ein Funktionsschritt des Mikro­ prozessors 2 abgebrochen wird. Der Funktionsschritt des Mikroprozessors 2 wird beispielsweise dadurch abgebrochen, daß der erzeugte Sekundärschall nicht an den D/A-Umsetzer weitergeleitet wird. Durch das Abbrechen der Sekundär­ schallausstrahlung bleiben nur die ursprünglichen Störge­ räusche innerhalb der Kabine, wodurch das Betriebspersonal von der Zunahme der Störgeräusche verschont bleibt. Wenn das Sekundärschallsignal innerhalb des normalen vorgegebe­ nen Bereiches wiederhergestellt ist, ermöglicht die Diver­ genzerfassungsschaltung 8 die Ausgabe vom Leistungsverstär­ ker 7 an den Lautsprecher 5, wodurch die Wiederaufnahme der Störgeräuschminderungsfunktion ermöglicht wird. Mit anderen Worten, der Sekundärschall wird unterbrochen, aber wenn der Sekundärschall wieder in den normalen Bereich zurückkehrt, ermöglicht die Divergenzerfassungsschaltung 8 die Ausgabe vom Leistungsverstärker 7 an den Lautsprecher 5, wobei die Störgeräuschminderungsfunktion wieder aufgenommen wird.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm für den Mikroprozessor 2. Bei Schritt 61 wird beispielsweise ein Motorumdrehungssignal an den Interrupt-Eingang des Mikroprozessors 2 gegeben, und der Mikroprozessor berechnet die Umdrehungsperiode des Motors und den Kehrwert, oder die Frequenz auf Basis des Zeitintervalls zwischen dieser Unterbrechung und der näch­ sten Unterbrechung. In Schritt 62 wird der Sekundärschall gleicher Amplitude und im wesentlichen um 180° verschobener Phase auf der Basis des Frequenzsignals berechnet. In Schritt 63 wird entschieden, ob der Wert des Sekundär­ schalls innerhalb des Normalbereiches liegt. Wenn er inner­ halb des Normalbereiches liegt, wird im nächsten Schritt 64 das Sekundärschallsignal an den D/A-Umsetzer 6 weitergelei­ tet. Wenn es außerhalb des Normalbereiches liegt, endet die Verarbeitung der Einzelschleife im Flußdiagramm.
Fig. 3 zeigt als zweite Ausführungsform dieser Erfindung ein Blockdiagramm einer anderen Einrichtung zur Störge­ räuschminderung. Diese Ausführungsart unterscheidet sich von der ersten im folgenden Punkt. Während die erste Aus­ führungsform die Divergenzerfassungsschaltung 8 zwischen dem Leistungsverstärker 7 und dem Lautsprecher 5 hat, hat die zweite Ausführungsform eine Divergenzerfassungsschal­ tung 8a zwischen dem D/A-Umsetzer 6 und dem Leistungsver­ stärker 7. Fig. 7 zeigt Einzelheiten des Schaltungsaufbaus der Divergenzerfassungsschaltung 8a. Diese Divergenzerfas­ sungsschaltung 8a hat einen Trennverstärker 20 für die Impedanzanpassung und einen A/D-Umsetzer 21 für die Umwand­ lung des Ausgangssignals vom Trennverstärker 20 in eine Digitalspannung, welche dann an den Mikroprozessor 2 zu­ rückgeführt wird. Diese zweite Ausführungsform kann densel­ ben Effekt wie die erste Ausführungsform erzielen.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren Einrichtung zur Störgeräuschminderung als dritte Ausführungsform der Erfindung. Obgleich durch die Ausführungsformen in Fig. 1 und 3 aufgrund des Pegels des Analogsignals erkannt wird, ob das Sekundärschallsignal sich außergewöhnlich vergrößert hat oder nicht, unterscheidet sich diese dritte Ausfüh­ rungsform von den anderen nur darin, daß eine Divergenzer­ fassungsschaltung 8b für diese Unterscheidung aufgrund des Ausgangssignals vom Mikroprozessor 2 an den D/A-Umsetzer 6 oder aufgrund des Wertes des Digitalsignals innerhalb des Mikroprozessors 2 vorgesehen ist. Diese dritte Ausführungs­ form kann ebenso denselben Effekt wie die erste und die zweite Ausführungsform erzielen.
Wenn die Störgeräusche durch die Sekundärschallausstrahlung eher vergrößert werden, wird entsprechend dieser Erfindung die Sekundärschallausstrahlung automatisch unterbrochen, bevor der Störgeräuschpegel merkbar steigt, so daß eine Störgeräuschminderung immer in befriedigendem Maße erreicht wird.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Störgeräuschminderung mit:
Störgeräuscherfassungsmitteln (4) zum Erfassen von Störgeräuschen, wie sie durch die Fortpflanzung von me­ chanischen Schwingungen erzeugt werden;
einem Digitalrechner (2) zum Berechnen des Sekundär­ schalls mit relativ zu den Störgeräuschen im wesentli­ chen um 180° verschobener Phase aus der Frequenz der mechanischen Schwingungen;
einem D/A-Umsetzer (6) für die Umwandlung eines Digi­ talsignals des Sekundärschalls, wie es vom Digitalrech­ ner (2) berechnet wurde, in ein Analogsignal;
einem Leistungsverstärker (7) zur Verstärkung des Analogsingals von dem D/A-Umsetzer (6); und
Sekundärschallerzeugungsmitteln (5) zur Erzeugung von Sekundärschall entsprechend dem vom Leistungsverstärker (7) verstärkten Analogsignal für das Auslöschen der Störgeräusche bzw. um die Störgeräusche zu vermindern;
dadurch gekennzeichnet, daß Divergenzerfassungsmittel (8b) für die Überwachung des Digitalsignalwertes vorgesehen sind und, wenn der Digi­ talsignalwert aus dem Normalwertbereich driftet, für die automatische Unterbrechung der Erzeugung des Sekundär­ schalls von den Sekundärschallerzeugungsmitteln (5).
2. Einrichtung zur Störgeräuschminderung mit:
Störgeräuscherfassungsmitteln (4) zum Erfassen von Störgeräuschen, wie sie durch die Fortpflanzung von me­ chanischen Schwingungen erzeugt werden;
einem Digitalrechner (2) zum Berechnen des Sekundär­ schalls mit relativ zu den Störgeräuschen im wesentli­ chen um 180° verschobener Phase aus der Frequenz der mechanischen Schwingungen;
einem D/A-Umsetzer (6) für die Umwandlung eines Digi­ talsignals des Sekundärschalls, wie es vom Digitalrech­ ner (2) berechnet wurde, in ein Analogsignal;
einem Leistungsverstärker (7) zur Verstärkung des Analogsignals von dem D/A-Umsetzer (6); und
Sekundärschallerzeugungsmitteln (5) zur Erzeugung von Sekundärschall entsprechend dem vom Leistungsverstärker (7) verstärkten Analogsignal für das Auslöschen der Störgeräusche bzw. um die Störgeräusche zu vermindern;
dadurch gekennzeichnet, daß Divergenzerfassungsmittel (8a) für die Überwachung des Analogsignalwertes vom D/A-Umsetzer (6) vorgesehen sind und, wenn der Analogsignalwert aus dem Normalwertbereich driftet, für die automatische Unterbrechung der Erzeu­ gung des Sekundärschalls von den Sekundärschallerzeu­ gungsmitteln (5).
3. Einrichtung zur Störgeräuschminderung mit:
Störgeräuscherfassungsmitteln (4) zum Erfassen von Störgeräuschen, wie sie durch die Fortpflanzung von me­ chanischen Schwingungen erzeugt werden;
einem Digitalrechner (2) zum Berechnen des Sekundär­ schalls relativ zu den Störgeräuschen im wesentlichen um 180° verschobener Phase aus der Frequenz der mechani­ schen Schwingung;
einem D/A-Umsetzer (6) für die Umwandlung des Digi­ talsignals des Sekundärschalls, wie es vom Digitalrech­ ner (2) berechnet wurde, in ein Analogsignal;
einem Leistungsverstärker (7) zur Verstärkung des Analogsignals von dem D/A-Umsetzer (6); und
Sekundärschallerzeugungsmitteln (5) für die Erzeugung von Sekundärschall entsprechend dem vom Leistungsver­ stärker (7) verstärkten Analogsignal für das Auslöschen der Störgeräusche bzw. die Störgeräusche zu vermindern;
dadurch gekennzeichnet, daß des weiteren Divergenzerfassungsmittel (8) für die Überwachung des Analogsignalwertes von besagtem Lei­ stungsverstärker (7) vorgesehen sind und, wenn der Analogsignalwert aus dem Normalwertbereich driftet, für die automatische Unterbrechung der Erzeugung des Sekun­ därschalls von den Sekundärschallerzeugungsmitteln (5).
4. Einrichtung zur Störgeräuschminderung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Divergenzerfassungsmittel (4) automatisch die Sekundärschallausgabe von den Sekundärschallerzeugungs­ mitteln (5) mittels Abbruch der Funktion des Digital­ rechners (2) unterbrechen.
DE4229436A 1991-09-05 1992-09-03 Einrichtung zur Störgeräuschminderung Expired - Fee Related DE4229436C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3225763A JP2530779B2 (ja) 1991-09-05 1991-09-05 騒音低減装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4229436A1 DE4229436A1 (de) 1993-03-25
DE4229436C2 true DE4229436C2 (de) 1994-09-22

Family

ID=16834430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4229436A Expired - Fee Related DE4229436C2 (de) 1991-09-05 1992-09-03 Einrichtung zur Störgeräuschminderung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5455779A (de)
JP (1) JP2530779B2 (de)
DE (1) DE4229436C2 (de)
GB (1) GB2259831B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19743376A1 (de) * 1997-09-30 1999-04-22 Siemens Ag Schallwellentherapieeinrichtung

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0572208B1 (de) * 1992-05-26 2000-02-23 Fujitsu Ten Limited Lärm-Kontroll-Gerät
KR100367573B1 (ko) * 1992-08-27 2003-03-08 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 경사추정장치및경사대응차량제어장치및방법및이들을사용한차량
JP3572486B2 (ja) * 1994-03-25 2004-10-06 本田技研工業株式会社 振動騒音制御装置
US5781640A (en) * 1995-06-07 1998-07-14 Nicolino, Jr.; Sam J. Adaptive noise transformation system
JPH09303477A (ja) * 1996-05-16 1997-11-25 Nissan Motor Co Ltd 能動型騒音振動制御装置
US5828760A (en) * 1996-06-26 1998-10-27 United Technologies Corporation Non-linear reduced-phase filters for active noise control
US6072881A (en) * 1996-07-08 2000-06-06 Chiefs Voice Incorporated Microphone noise rejection system
US6072880A (en) * 1998-02-27 2000-06-06 Tenneco Automotive Inc. Modular active silencer with port dish
DE19935375C1 (de) * 1999-07-29 2001-07-05 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur geräuschabhängigen Ansteuerung von Aggregaten in einem Fahrzeug
US6467215B1 (en) 2000-05-19 2002-10-22 Bugjammer, Inc. Blood-sucking insect barrier system and method
US6320968B1 (en) 2000-06-28 2001-11-20 Esion-Tech, Llc Adaptive noise rejection system and method
JP3946667B2 (ja) * 2003-05-29 2007-07-18 松下電器産業株式会社 能動型騒音低減装置
JP2006127300A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ホストと記憶デバイスとの間における通信方法、記憶デバイス、ホスト、記憶デバイスとホストを備えるシステム
JP2007264485A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Honda Motor Co Ltd 車両用能動音響制御装置
US8068616B2 (en) * 2006-12-28 2011-11-29 Caterpillar Inc. Methods and systems for controlling noise cancellation
US20080187147A1 (en) * 2007-02-05 2008-08-07 Berner Miranda S Noise reduction systems and methods
EP3598432A1 (de) * 2007-12-27 2020-01-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Geräuschdämpfungsvorrichtung
US20120173191A1 (en) * 2011-01-03 2012-07-05 Moeller Lothar B Airspeed And Velocity Of Air Measurement
FR2999711B1 (fr) * 2012-12-13 2015-07-03 Snecma Methode et dispositif de detection acoustique d'un dysfonctionnement d'un moteur equipe d'un controle actif du bruit.
GB2564388B (en) * 2017-07-04 2021-03-03 Jaguar Land Rover Ltd A method and a system for reducing noise in a vehicle

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2126837B (en) * 1982-08-19 1986-07-23 British Aerospace Noise suppression
GB8328997D0 (en) * 1983-10-31 1983-11-30 Secr Defence Active noise reduction
GB2203016A (en) * 1986-10-07 1988-10-05 Adaptive Control Ltd Active sound control apparatus
JP2598483B2 (ja) * 1988-09-05 1997-04-09 日立プラント建設株式会社 電子消音システム
EP0361968B1 (de) * 1988-09-30 1994-06-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Lärmunterdrücker
JPH02225982A (ja) * 1989-02-28 1990-09-07 Toshiba Corp 冷却装置の消音装置
JP2695910B2 (ja) * 1989-03-31 1998-01-14 株式会社東芝 冷蔵庫の消音装置
JPH0778680B2 (ja) * 1989-07-24 1995-08-23 日産自動車株式会社 車室内騒音の低減装置
JP2748626B2 (ja) * 1989-12-29 1998-05-13 日産自動車株式会社 能動型騒音制御装置
US5010576A (en) * 1990-01-22 1991-04-23 Westinghouse Electric Corp. Active acoustic attenuation system for reducing tonal noise in rotating equipment
US5105377A (en) * 1990-02-09 1992-04-14 Noise Cancellation Technologies, Inc. Digital virtual earth active cancellation system
JPH03264793A (ja) * 1990-03-13 1991-11-26 Toshiba Corp 冷却装置の消音装置
US5119902A (en) * 1990-04-25 1992-06-09 Ford Motor Company Active muffler transducer arrangement
US5251262A (en) * 1990-06-29 1993-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Adaptive active noise cancellation apparatus
US5140640A (en) * 1990-08-14 1992-08-18 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Noise cancellation system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19743376A1 (de) * 1997-09-30 1999-04-22 Siemens Ag Schallwellentherapieeinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2530779B2 (ja) 1996-09-04
GB2259831B (en) 1995-05-17
JPH0566780A (ja) 1993-03-19
GB9218208D0 (en) 1992-10-14
US5455779A (en) 1995-10-03
GB2259831A (en) 1993-03-24
DE4229436A1 (de) 1993-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4229436C2 (de) Einrichtung zur Störgeräuschminderung
DE2721754C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung der Amplitude von Schallschwingungen
DE69522708T2 (de) Frequenzfokussierte schwinggeber für aktive systeme zur schwingungsenergie-minderung
DE19746523B4 (de) Verfahren zur Klangerzeugung in Kraftfahrzeugen und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE4228695C2 (de) Schaltungsvorrichtung zum aktiven Verringern von Lärm im Innern eines geschlossenen Raumes
DE69531739T2 (de) System zur aktiven regelung von schwingungen für flugzeuge
DE69422033T2 (de) Hybrides analog/digital schwingungsunterdrückungssystem
DE69723945T2 (de) Aktiver Lärmkonditionierungsanordnung
DE102004026660B4 (de) Aktives Geräuschsteuersystem
Joseph et al. Near field zones of quiet
DE69427323T2 (de) Akustisches Wiedergabesystem
DE3908881A1 (de) Elektronisches stoerschalldaempfungssystem
DE102011117495B4 (de) Überlastungsschutz für Lautsprecher in Abgasanlagen
DE60009353T2 (de) Einrichtung zur aktiven schallsteuerung in einem raum
DE69227019T2 (de) Dämpfungsgerät
DE102010014819A1 (de) Aktive Geräuschunterdrückung im Fahrzeuginnenraum
DE102013112409B4 (de) System zur aktiven beeinflussung von fahrzeuggeräuschen und kraftfahrzeug mit demselben
DE69112202T2 (de) Aktive regelung der leistung einer maschine.
US20050238179A1 (en) Active noise reduction in the proximity of a passenger seat
DE102019102248A1 (de) Verfahren zur aktiven Geräuschreduktion in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug und ein entsprechend eingerichtetes Fahrzeug
DE69523056T2 (de) Aktive kontrolle von bläsergeräusch in gasturbinenkanälen
EP2378513B1 (de) Verfahren und System zur aktiven Lärmreduktion
DE69210169T2 (de) Aktives Lärmunterdrückungssystem
DE102006045627A1 (de) Anordnung zur aktiven Geräuschkompensation für ein elektronisch gesteuertes Scheibenwischersystem eines Kraftfahrzeugs
DE102008011285A1 (de) Aktiver Schallblocker

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee