DE4305217A1 - Noise reduction system for interior of motor vehicle - has acoustic generators and processor control to dampen noise by phase controlled noise generation linked to actual noise - Google Patents
Noise reduction system for interior of motor vehicle - has acoustic generators and processor control to dampen noise by phase controlled noise generation linked to actual noiseInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Geräuschsteuerung für ein Automobil, um periodische akustische Schwingungen oder Geräusche zu reduzieren, welche von einer Schwingungsquelle, wie einer Maschine, erzeugt werden.The invention relates to a method and a system for Noise control for an automobile to periodic acoustic Reduce vibrations or noise, which generated by a vibration source, such as a machine will.
Um bei Automobilen das was "primäre akustische Schwingung oder Geräusch" genannt und von einer primären Schwingungsquelle, beispielsweise einer Maschine eines Automobils, erzeugt wird, zu reduzieren, sind Geräuschsteuerungssysteme bereits bekannt, die künstlich das erzeugen, was mit "sekundärer akustischer Schwingung" bezeichnet wird, durch welche Schwingungsenergie der primären akustischen Schwingung oder des primären akustischen Geräusches reduziert oder ausgelöscht wird.To be what "primary acoustic vibration in automobiles or noise "and from a primary source of vibration, for example a machine of an automobile, are generated to reduce noise control systems already known to artificially create what is called "secondary acoustic vibration "is designated by what vibration energy of the primary acoustic vibration or the primary acoustic noise is reduced or is wiped out.
Bevor die vorliegende Erfindung im einzelnen beschrieben wird, wird auf Fig. 1 Bezug genommen, um eine kurze Beschreibung des aus dem Stand der Technik bekannten Geräuschsteuerungssystems zu geben, welches in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 1-501 344 beschrieben worden ist; dadurch soll das Verständnis der vorliegenden Erfindung verbessert werden. Before describing the present invention in detail, reference is made to FIG. 1 to provide a brief description of the prior art noise control system described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-501,344; this is intended to improve understanding of the present invention.
Das Geräuschsteuerungssystem 30 des Standes der Technik umfaßt, bezugnehmend auf Fig. 1, einen Referenzsignalerzeuger 31, eine Steuerung 32, einen Lautsprecher 35 und ein Mikrophon 36. Die Steuerung 32 weist einen internen adaptiven Filter 33 und eine Vorrichtung 34 auf, die als Operator nach dem Algorithmus der Methode (LMS) der kleinsten mittleren Quadrate arbeitet. Der Referenzsignalgenerator 31 überwacht Zündimpulse (IG-Impulse), die von einer Zündspule erzeugt werden und innerhalb der Maschinenzylinder Zündfunken erzeugen, um die Brennstoffüllung zu zünden, wobei angenommen wird, daß die Pulse äquivalent der Frequenz der Maschinenschwingungen sind. Entsprechend den Zündimpulsen liefert der Referenzsignalgenerator 31 ein digitales Referenzsignal X zur Steuerung 32, insbesondere zum adaptiven Filter 33. Das adaptive Filter 33 reguliert das Referenzsignal x bezüglich Verstärkungsgrad und Phase, um so den Lautsprecher 35 mit solch einem Schallsignal y′ zu versorgen, welches vom Lautsprecher 35 als Schall d′ wiedergegeben wird, d. h. als zweite akustische Schwingung, die in der Phase zum ersten Geräusch d umgekehrt ist, d. h. zur primären akustischen Schwingung, wie Maschinengeräusch, die es auslöscht.The prior art noise control system 30 includes, with reference to FIG. 1, a reference signal generator 31 , a controller 32 , a speaker 35, and a microphone 36 . The controller 32 has an internal adaptive filter 33 and a device 34 which operates as an operator according to the least mean square method (LMS) algorithm. The reference signal generator 31 monitors ignition pulses (IG pulses) which are generated by an ignition coil and which generate ignition sparks within the engine cylinder in order to ignite the fuel filling, whereby the pulses are assumed to be equivalent to the frequency of the engine vibrations. Corresponding to the ignition pulses, the reference signal generator 31 supplies a digital reference signal X to the controller 32 , in particular to the adaptive filter 33 . The adaptive filter 33 regulates the reference signal x with respect to the degree of amplification and phase, so as to supply the loudspeaker 35 with such a sound signal y ', which is reproduced by the loudspeaker 35 as sound d', ie as a second acoustic oscillation which is in phase with the first Noise d is reversed, ie to the primary acoustic vibration, such as machine noise, which it cancels.
Das Referenzsignal x wird auch zu der LMS-Algorithmus- Operator-Vorrichtung 34 gesandt. Gleichzeitig wird das adaptive Filter 33 mit einem Umgebungsgeräuschsignal e′ in einem Feld versorgt, das von den ersten und zweiten Schwingungsquellen gebildet wird, deren Höhe für das Energieniveau von vom Mikrophon 36 aufgenommenem Umgebungsgeräusch repräsentativ ist und sich iterativ ändert und seinen eigenen Filterkoeffizient f optimiert, um die Höhe des Umgebungsgeräuschsignals e′ herabzusetzen. Der Filterkoeffizient f konvergiert immer dann zu einem spezifischen Wert, wenn die Maschinendrehzahl unverändert ist, aber er muß jedoch als Reaktion auf Änderungen der Maschinendrehzahl variabel sein. The reference signal x is also sent to the LMS algorithm operator device 34 . At the same time, the adaptive filter 33 is supplied with an ambient noise signal e 'in a field which is formed by the first and second vibration sources, the level of which is representative of the energy level of ambient noise picked up by the microphone 36 and changes iteratively and optimizes its own filter coefficient f, to reduce the level of the ambient noise signal e '. The filter coefficient f converges to a specific value whenever the engine speed is unchanged, but it must be variable in response to changes in the engine speed.
Die Berechnung des LMS-Algorithmus wird von der Operatorvorrichtung 34 durchgeführt, um Vektoren V-f₁, V-f₂, . . . , V-fL des Filterkoeffizienten f des adaptiven Filters 33 iterativ zu optimieren und zu erneuern. Der Vektor V-f wird durch den folgenden allgemeinen Ausdruck (1) definiert:The calculation of the LMS algorithm is carried out by the operator device 34 to vectors V-f₁, V-f₂,. . . , Vf L iteratively optimize and renew the filter coefficient f of the adaptive filter 33 . The vector Vf is defined by the following general expression (1):
der wie folgt erhalten wird:which is obtained as follows:
V-fl(k) = [V-fl1(k) V-fl2(k) . . . V-flI(k)]T;
V-rlm(k) = [V-rlm1(k) V-rlm2(k); . . . V-lmI(k)]T
V-rlmi(k) = V-hlm T V-x(k-i+1);
V-hlm = [hlm1 hlm2 . . . hlmJ]T;
V-x(k) = [x(k) x(k-1) . . . x(k-J+1)]T Vf l (k) = [Vf l1 (k) Vf l2 (k). . . Vf lI (k)] T ;
Vr lm (k) = [Vr lm1 (k) Vr lm2 (k); . . . V- lmI (k)] T
Vr lmi (k) = Vh lm T Vx (k-i + 1);
Vh lm = [h lm1 h lm2 . . . h lmJ ] T ;
Vx (k) = [x (k) x (k-1). . . x (k-J + 1)] T
wobei gilt
L: Anzahl der Lautsprecher (erster, zweiter
. . . , l-ter, . . . L-ter);
M: Anzahl der Mikrophone (erstes, zweites . . . ,
m-tes, . . . M-tes);
V-f₁: Vektor des Filterkoeffizienten, durch
welchen der Lautsprecherausgang des l-ten
Lautsprechers bestimmt ist;
V-hlm: Vektor des Filterkoeffizienten, durch
den die Übertragungscharakteristik zwischen
dem l-ten Lautsprecher und dem m-ten
Mikrophon bestimmt ist;
x: das Referenzsignal des Lautsprechers, das
die gleiche Frequenzkomponente enthält wie
das des Geräusches;
r: das Referenzsignal, das durch das adaptive
Filter hindurchgelassen wird;
k: Zufallszeit;
em: das Ausgangssignal des m-ten
Mikrophons;
µ: Konvergenzkoeffizient;
I: die Abgrifflänge des V-f₁; und
J: die Abgrifflänge des Vektors V-hlm.where applies
L: number of speakers (first, second..., L-th,... L-th);
M: number of microphones (first, second..., M-th,... M-th);
V-f₁: vector of the filter coefficient by which the loudspeaker output of the lth loudspeaker is determined;
Vh lm : vector of the filter coefficient by which the transmission characteristic between the lth loudspeaker and the mth microphone is determined;
x: the reference signal of the speaker, which contains the same frequency component as that of the noise;
r: the reference signal that is passed through the adaptive filter;
k: random time;
e m : the output signal of the m th microphone;
µ: convergence coefficient;
I: the tap length of the V-f₁; and
J: the tap length of the vector Vh lm .
Ein Geräuschsignal y′l(k) zum l-ten Lautsprecher 35 wird durch den folgenden Ausdruck (2) angegeben:A noise signal y ′ l (k) to the lth speaker 35 is given by the following expression (2):
y′l(k) = V-fl(k)T · V-x′(k) (2)y ′ l (k) = Vf l (k) T · Vx ′ (k) (2)
der erhalten wird durchwhich is obtained through
V-x′(k) = [x(k) x(k-l) . . . x(k-l+1)]T Vx ′ (k) = [x (k) x (kl). . . x (k-l + 1)] T
Der Lautsprecher 35 reproduziert das Geräuschsignal y′, das durch den Ausdruck (2) erhalten wird, als Lautsprechergeräusch d′, das mit dem Umgebungsgeräusch d um den Lautsprecher herum interferiert und dieses auslöscht. Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, ist das Geräuschsteuersystem des Standes der Technik von der Art einer Vorwärtsbeeinflussungs-Steuerung.The speaker 35 reproduces the noise signal y ', which is obtained by the expression (2), as speaker noise d', which interferes with the ambient noise d around the speaker and extinguishes it. As can be seen from the above, the prior art noise control system is of the type of feed forward control.
Diese LMS-Algorithmen aus dem Ausdruck (2) des Standes der Technik, die eine Anzahl von Termen enthalten, müssen eine beträchtlich hohe Anzahl an Rechenvorgängen in einem kurzen Zeitabschnitt ausführen, um die Vektoren V-f₁ des Filterkoeffizienten f des adaptiven Filters 33, auf deren Grundlage ein Geräuschsignal y bestimmt wird, interativ zu optimieren. Da die LMS-Algorithmen des Standes der Technik für nur eine Anordnung aus Lautsprecher und Mikrophon vorgesehen sind, müssen mehrmalige Berechnungen in Geräuschsteuersystemen ausgeführt werden, die eine Mehrzahl von Anordnungen von Lautsprechern und Mikrophonen enthalten. Die Arbeitsweise eines Prozessors eines derartigen Geräuschsteuersystems ist jedoch zu gering, um die Berechnungen des LMS-Algorithmus des Standes der Technik in einem kurzen Zeitabschnitt auszuführen. Folglich sind Lautsprecher und Mikrophone in der Fahrzeugkabine in ihrer Anzahl begrenzt in Übereinstimmung mit der Arbeitskapazität des im Geräuschsteuersystem verwendeten Prozessors.These LMS algorithms from expression (2) of the prior art, which contain a number of terms, have to carry out a considerably high number of computations in a short period of time in order to obtain the vectors V-f 1 of the filter coefficient f of the adaptive filter 33 whose basis a noise signal y is determined to optimize interactively. Since the LMS algorithms of the prior art are intended for only one arrangement of loudspeakers and microphones, repeated calculations have to be carried out in noise control systems which contain a plurality of arrangements of loudspeakers and microphones. However, the operation of a processor of such a noise control system is too small to perform the calculations of the prior art LMS algorithm in a short period of time. As a result, loudspeakers and microphones in the vehicle cabin are limited in number in accordance with the working capacity of the processor used in the noise control system.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Geräuschsteuerverfahren und ein System dafür zu schaffen, das es gestattet, eine unbegrenzte Anzahl sekundärer akustischer Schwingungsquellen und akustischer Umgebungs- Schwingungssensoren in einer Fahrzeugkabine vorzusehen.It is therefore an object of the present invention to provide a Noise control process and creating a system for it which allows an unlimited number of secondary acoustic Vibration sources and acoustic ambient To provide vibration sensors in a vehicle cabin.
Das vorgenannte Ziel der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Reduktion der Energie der primären akustischen Schwingung, die von einer primären Schwingungsquelle, wie einer Maschine, erzeugt wird, durch eine zweite akustische Schwingung, welche von zweiten Schwingungsquellen, wie einem von einem Ansteuersignal beaufschlagten akustischen Lautsprecher erzeugt wird, vorgesehen ist. Das Ansteuersignal, insbesondere ein Vektor des Ansteuersignals, wird in Übereinstimmung mit der als inneres Geräusch von einer Überwachungseinrichtung, wie beispielsweise einem Mikrophon, überwachten akustischen Umgebungsschwingung und einer Übertragungscharakteristik, z. B. einer Impulsantwort, zwischen der zweiten Schwingungsquelle und der akustischen Schwingungsüberwachungseinrichtung, iterativ optimiert.The above object of the present invention is thereby achieved solved that a method of reducing energy the primary acoustic vibration from a primary Vibration source, such as a machine, is generated by a second acoustic vibration, which of second Vibration sources, such as one acted upon by a control signal acoustic speaker is generated, provided is. The control signal, in particular a vector of the Drive signal, is in accordance with that as the inner Noise from a monitoring device such as a microphone, monitored acoustic ambient vibration and a transmission characteristic, e.g. B. an impulse response, between the second vibration source and the acoustic vibration monitoring device, optimized iteratively.
Eine iterative Optimierung eines Vektors eines Treibersignals, das als periodische akustische Schwingung von der zweiten Vibrationsquelle reproduziert wird, beschleunigt stark die Anzahl der Algorithmus-Berechnungen, ein Bruchteil der Anzahl konventioneller LMS-Algorithmus-Berechnungen, um so die Verwendung von Prozessoren mit üblichen Betriebsgeschwindigkeiten zu gestatten. Daher kann eine unbegrenzte Anzahl von Lautsprechern und Mikrophonen in der Fahrzeugkabine aufgenommen werden, um so Geräusche in einem weiten, über die Fahrzeugkabine verteilten Bereich zu reduzieren.An iterative optimization of a vector of a driver signal, that as a periodic acoustic vibration from the second vibration source is reproduced, accelerated strongly the number of algorithm calculations, a fraction the number of conventional LMS algorithm calculations, especially the use of processors with normal operating speeds to allow. Therefore a unlimited number of speakers and microphones be recorded in the vehicle cabin so as to make noise in a wide area distributed over the vehicle cabin to reduce.
Die vorstehenden und weiteren Ziele der Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungen besser verstanden, wenn sie in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden, in welchen dieselben Bezugsziffern für die gleichen oder dieselben Elemente verwendet worden sind. In den Zeichnungen zeigt:The above and other objectives of the properties of the present invention are detailed by the following Description with reference to preferred Understand executions better when related be considered with the accompanying drawings, in which the same reference numerals for the same or the same Elements have been used. In the drawings:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Geräuschsteuersystem des Standes der Technik zeigt; Fig. 1 is a schematic block diagram showing a noise control system of the prior art;
Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Geräuschsteuersystem nach einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 2 is a schematic block diagram showing a noise control system according to a preferred embodiment of the present invention;
Fig. 3 eine schematische Darstellung, die einen Fahrzeuginnenraum zeigt, in welchem das Geräuschsteuersystem enthalten ist; ., In which the noise control system is contained Figure 3 is a schematic view showing a vehicle interior;
Fig. 4 eine Abbildung eines Autos, in welchem ein Geräuschsteuersystem in Übereinstimmung mit einer anderen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung enthalten ist; und Fig. 4 is an illustration of a car in which a noise control system in accordance with another preferred embodiment of the present invention is contained; and
Fig. 5 eine Darstellung eines Autos, in welchem ein Geräuschsteuersystem in Übereinstimmung mit noch einer anderen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung enthalten ist. . 5 of the present invention is contained shows a representation of an automobile in which a noise control system in accordance with yet another preferred embodiment.
Bezugnehmend auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 2, ist ein Motorfahrzeug 21, wie beispielsweise ein viersitziges Fahrzeug mit einem darin enthaltenen Geräuschsteuersystem 10 in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt, welches eine Mehrzylinder-Hubkolbenmaschine 22 aufweist, wie beispielsweise einem Reihenvierzylinder-Hubkolbenmotor als primärer Schwingungsquelle, die periodische akustische Schwingungen erzeugt (welche nachfolgend als primäre Schwingungen bezeichnet sind). Die primären Schwingungen werden über die Fahrzeugkarosserie und deren Ausrüstungen in die Fahrer- oder Passagierkabine 25 des Fahrzeugs 21 übertragen und erzeugen Luftschwingungen, z. B. akustische Geräusche in der Fahrzeugkabine 25. In der Fahrzeugkabine 25 ist eine Vielzahl, beispielsweise fünf in einem viersitzigen Fahrzeug, von Lautsprechern 2 um die jeweiligen Sitze 26 herum angeordnet sowie eine Vielzahl von Mikrophonen 3, beispielsweise zwei, welche in den entsprechenden Sitzen 26 enthalten sind, von denen beide einen Teil des Geräuschsteuersystems 10 bilden. Jeder Lautsprecher 2, der nachfolgend als sekundäre Schwingungsquelle bezeichnet wird, erzeugt künstlich sekundäre akustische Schwingungen oder Antigeräusch-Schwingungen. Andererseits nimmt jedes der Mikrophone 3 Umgebungsgeräusche um den ihm zugeordneten Sitz 26 auf. Das Geräuschsteuersystem 10 enthält weiterhin einen Sensor 1 zum Überwachen der periodischen Schwingung der Maschine und eine Steuerung 4 zur Regulierung des Energieniveaus der vom Lautsprecher 2 erzeugten sekundären Schwingung. Die Steuerung 4 besitzt einen nicht gezeigten internen Prozessor, der von einem integrierten Schaltkreis (LSI) großer Abmessung aufgenommen ist, um das Energieniveau in Übereinstimmung mit dem Umgebungsgeräusch und den Übertragungscharakteristiken zwischen den Lautsprechern 2 und den Mikrophonen 3 iterativ zu optimieren. Der periodische Schwingungssensor 1, der in Verbindung mit einer Primärspule 24a der Zündspule 24 vorgesehen ist, erkennt Zündimpulse (IG-Impulse), die zur Maschine 22 gesandt werden, um die Rotationsperiode oder die Frequenz der Maschine 22 zu überwachen. Der periodische Schwingungssensor 1 liefert dann ein digitales Signal zur Steuerung 4, welches zur Rotationsperiode der Maschine 22 repräsentativ ist. Es ist zu verstehen, daß der periodische Schwingungssensor 1 mit einer größeren Genauigkeit und einer niedrigeren Spannung arbeitet, wenn er in Zusammenhang mit der Primärspule 24a der Zündspule 24 vorgesehen ist, als dann, wenn er in Verbindung mit ihrer Sekundärspule 24b vorgesehen ist.Referring to the drawing, and more particularly, to FIG. 2, there is shown a motor vehicle 21 , such as a four-seat vehicle with noise control system 10 therein, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, having a multi-cylinder reciprocating engine 22 , such as an in-line four-cylinder -Piston piston engine as the primary vibration source that generates periodic acoustic vibrations (which are hereinafter referred to as primary vibrations). The primary vibrations are transmitted via the vehicle body and its equipment into the driver's or passenger cabin 25 of the vehicle 21 and generate air vibrations, e.g. B. acoustic noise in the vehicle cabin 25 . In the vehicle cabin 25 , a plurality, for example five in a four-seat vehicle, of loudspeakers 2 are arranged around the respective seats 26 and a multiplicity of microphones 3 , for example two, which are contained in the corresponding seats 26 , both of which are part of the Form noise control system 10 . Each loudspeaker 2 , which is referred to below as the secondary vibration source, artificially generates secondary acoustic vibrations or anti-noise vibrations. On the other hand, each of the microphones 3 records ambient noise around the seat 26 assigned to it. The noise control system 10 further includes a sensor 1 for monitoring the periodic vibration of the machine and a controller 4 for regulating the energy level of the secondary vibration generated by the loudspeaker 2 . The controller 4 has an internal processor, not shown, which is received by a large size integrated circuit (LSI) to iteratively optimize the energy level in accordance with the ambient noise and the transmission characteristics between the speakers 2 and the microphones 3 . The periodic vibration sensor 1, which is provided in connection with a primary coil 24a of the ignition coil 24, detects trigger pulses (IG) pulses which are sent to the engine 22 to the rotation period or the frequency of the machine to monitor the 22nd The periodic vibration sensor 1 then supplies a digital signal to the controller 4 , which is representative of the rotation period of the machine 22 . It is to be understood that the periodic vibration sensor 1 operates with greater accuracy and a lower voltage when it is provided in connection with the primary coil 24 a of the ignition coil 24 than when it is provided in connection with its secondary coil 24 b.
Jeder Lautsprecher 2 erhält von der Steuerung 4 ein digitales Treibersignal, welches zu einer sekundären akustischen Schwingung oder einer Anti-Geräusch-Schwingung repräsentativ ist (was später detailliert beschrieben werden wird) und reproduziert es als eine sekundäre akustische Schwingung. Das Mikrophon 3 ist im Sitz 26 enthalten, um so Umweltgeräusche um den auf seinem zugehörigen Sitz 26 sitzenden Passagier zu sammeln, und es liefert der Steuerung 4 ein digitales Geräuschsignal, das zum Umgebungsgeräusch repräsentativ ist. Der Term "Umgebungsgeräusch" wie er in dieser Anmeldung benutzt wird, bezieht sich auf ein Geräusch, dessen Schwingungsenergie von der Schwingungsenergie der vom Lautsprecher 2 erzeugten sekundären akustischen Vibration reduziert und gedämpft worden ist.Each speaker 2 receives from the controller 4 a digital driver signal representative of a secondary acoustic vibration or an anti-noise vibration (which will be described in detail later) and reproduces it as a secondary acoustic vibration. The microphone 3 is contained in the seat 26 so as to collect environmental noise around the passenger sitting on its associated seat 26 , and it provides the controller 4 with a digital noise signal representative of the ambient noise. The term “ambient noise” as used in this application refers to a noise whose vibrational energy has been reduced and damped by the vibrational energy of the secondary acoustic vibration generated by the loudspeaker 2 .
Die Steuerung 4, die in der Nähe eines unteren Abschnitts einer vorderen Windschutzscheibe 27 angeordnet ist, und insbesondere ihr interner Prozessor, erzeugt das Energieniveau der zweiten akustischen Schwingung, das notwendig ist, um das Umgebungsgeräusch in der Fahrzeugkabine 25 zu reduzieren und auszulöschen. Das bedeutet, daß der interne Prozessor der Steuerung 4 in Übereinstimmung mit dem digitalen Signal des Energieniveaus des Umgebungsgeräusches vom Mikrophon 3 ein Energieniveau erzeugt und nach der Optimierung des Energieniveaus in Übereinstimmung mit der Übertragungscharakteristik zwischen dem Lautsprecher 2 und dem Mikrophon 3 ein digitales Treibersignal zu den Lautsprechern 2 liefert, welches ein Energieniveau der zweiten akustischen Schwingung wiedergibt.The controller 4 , located near a lower portion of a front windshield 27 , and in particular its internal processor, generates the energy level of the second acoustic vibration that is necessary to reduce and cancel the ambient noise in the vehicle cabin 25 . This means that the internal processor of the controller 4 generates an energy level in accordance with the digital signal of the energy level of the ambient noise from the microphone 3 and, after the optimization of the energy level in accordance with the transmission characteristic between the loudspeaker 2 and the microphone 3, generates a digital driver signal Loudspeakers 2 delivers, which reproduces an energy level of the second acoustic vibration.
Die Geräuschsteuerung vom Geräuschsteuersystem wird im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Weil die Paare der Lautsprecher 2 und der Mikrophone 3, welche den entsprechenden Sitzen 26 zugeordnet sind, funktional dieselben sind, wird zur besseren Klarheit nur ein Paar von Lautsprecher 2 und Mikrophon 3 beschrieben.The noise control from the noise control system will be described in detail with reference to FIG. 3. Because the pairs of loudspeakers 2 and microphones 3 which are assigned to the corresponding seats 26 are functionally the same, only one pair of loudspeakers 2 and microphone 3 will be described for better clarity.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 erfaßt der periodische Schwingungssensor 1 eine Rotationsperiode oder Frequenz der Maschine 22 über die von der Zündspule 24 erzeugten IG-Impulse und liefert ein digitales periodisches Signal (PER), welches zur Rotationsperiode der Maschine repräsentativ ist, zur Steuerung 4. Die Steuerung 4 reguliert die Periode eines Vektors V-y eines Lautsprechertreibersignals y in Übereinstimmung mit dem Periodensignal (PER). Gleichzeitig transformiert sie eine Impulsantwort h in eine Matrixform, die die Übertragungscharakteristik zwischen dem Lautsprecher 2 und dem Mikrophon 3 wiedergibt, in eine Zeitsequenzform (TS-h). Diese Transformation wird vom internen Prozessor durchgeführt. Nachdem die Steuerung 4 den Vektor V-y auf der Grundlage der zeitsequentiellen Impulsantwort h und einem Umgebungsgeräuschsignal e vom Mikrophon 3 iterativ optimiert hat, transformiert sie den Vektor V-y in eine Zeitsequenzform (TS-y) und sendet diese als Treibersignal y zum Lautsprecher 2. Der Lautsprecher 2 gibt dieses als sekundäre akustische Schwingung Z wieder.Referring to FIG. 3, the periodic vibration sensor 1 detects a rotation period or frequency of the engine 22 via the IG pulses generated by the ignition coil 24 and supplies a digital periodic signal (P ER ), which is representative of the rotation period of the engine, to the controller 4 . The controller 4 regulates the period of a vector Vy of a speaker driver signal y in accordance with the period signal (P ER ). At the same time, it transforms an impulse response h into a matrix form, which represents the transmission characteristic between the loudspeaker 2 and the microphone 3 , into a time sequence form (TS-h). This transformation is carried out by the internal processor. After the controller 4 has iteratively optimized the vector Vy on the basis of the time-sequential impulse response h and an ambient noise signal e from the microphone 3 , it transforms the vector Vy into a time sequence form (TS-y) and sends this as a driver signal y to the loudspeaker 2 . The loudspeaker 2 reproduces this as a secondary acoustic oscillation Z.
Andererseits nimmt das Mikrophon 3 Umgebungsgeräusche als Ergebnis der Energiereduzierung der ersten Schwingung d durch die zweite akustische Schwingung Z auf und sendet ein Umgebungsgeräuschsignal e, welches zum Schwingungsenergieniveau des Umgebungsgeräusches repräsentativ ist, zur Steuerung 4. Das Verfahren von der iterativen Optimierung des Vektors V-y eines Treibersignals y bis zur Reproduktion des Treibersignals y wird wiederholt durchgeführt, um so einen geeigneten Vektor V-y des Treibersignals y zu erzeugen, der geeignet ist, um das Umgebungsgeräuschsignal e auf einen Wert von Null (0) zu reduzieren.On the other hand, the microphone 3 records ambient noise as a result of the energy reduction of the first vibration d by the second acoustic vibration Z and sends an ambient noise signal e, which is representative of the vibration energy level of the ambient noise, to the controller 4 . The process from the iterative optimization of the vector Vy of a driver signal y to the reproduction of the driver signal y is carried out repeatedly so as to generate a suitable vector Vy of the driver signal y which is suitable for reducing the ambient noise signal e to a value of zero (0). to reduce.
Die in dem Verfahren ausgeführten Berechnungen des Algorithmus werden nachfolgend beschrieben.The algorithm calculations performed in the process are described below.
Unter der Annahme eines Erfassungszeitraums δt eines Umgebungsgeräuschsignals e, das vom Mikrophon 3 geliefert wird, und unter der Annahme, daß die Impulsantwort h auf Null (0) in einer finiten Zeit Jδt konvergiert, wird eine k-te Probe des Umgebungsgeräuschsignals e, welches zu einer augenblicklichen Zeit k erfaßt wird, angegeben durch:Assuming a detection period δt of an ambient noise signal e provided by the microphone 3 and assuming that the impulse response h converges to zero (0) in a finite time Jδt, a kth sample of the ambient noise signal e, which becomes a current time k is detected, indicated by:
e(k) = d(k)+Z(k)
= d(k) + Matrix hT · Matrix y(k) (I)e (k) = d (k) + Z (k)
= D (k) + matrix H T · matrix y (k) (I)
mit
Matrix h = [h₀ h₁ h₂ . . . hJ-1]T;
Matrix y(k) = [y(k) y(k-1) y(k-2) . . . y(k-J+1)]T;With
Matrix h = [h₀ h₁ h₂. . . h J-1 ] T ;
Matrix y (k) = [y (k) y (k-1) y (k-2). . . y (k-J + 1)] T ;
d(k): die Komponente des primären Geräusches d,
die im Umgebungsgeräuschsignal e(k) zu enthalten
ist;
Z(k): die Komponente der sekundären akustischen
Schwingung Z, die im Umgebungssignal e(k)
enthalten ist; und
y(k): die k-te Probe des Ansteuersignals y.d (k): the component of the primary noise d to be contained in the ambient noise signal e (k);
Z (k): the component of the secondary acoustic oscillation Z which is contained in the ambient signal e (k); and
y (k): the kth sample of the control signal y.
Daher ist thats why
Da die primäre Schwingung d zu einem gewissen Zeitzyklus Nδt periodisch ist, müssen beide, die sekundäre akustische Schwingung Z und das Treibersignal y zur selben Zeitperiode Nδt wie die primäre Schwingung d periodisch sein.Because the primary vibration d at some time cycle Nδt is periodic, both must be secondary acoustic vibration Z and the driver signal y at the same time period Nδt as the primary vibration d be periodic.
Daher gilt:Therefore:
wobei q = 0, 1, 2, . . .where q = 0, 1, 2,. . .
so daß die k-te Probe des Umgebungsgeräuschsignals e geschrieben werden kann alsso that the kth sample of the ambient noise signal e can be written as
e(k) = D(k) + V-hT × TS-y(k) (IV)e (k) = D (k) + Vh T × TS-y (k) (IV)
wobei gilt where applies
wobei Q eine minimale Anzahl ganzzahliger q ist, die der Bedingung J < (q+1)N genügen.where Q is a minimum number of integer q, which satisfy the condition J <(q + 1) N.
Die (k+i)-te Probe des Umgebungsgeräuschsignals e, die zum Zeitpunkt (k+i) erfaßt wird, wird angegeben durchThe (k + i) th sample of the ambient noise signal e, the at time (k + i) is indicated by
e(k+i) = d(k+i) + V-hT · TS-y(k+i)
= d(k+i) + TS-h(i)T · TS-y(k) (V)e (k + i) = d (k + i) + Vh T · TS-y (k + i)
D = (k + i) + TS-h (i) T · TS-y (k) (V)
wobei giltwhere applies
TS-h(i) = [i′ i′+1 . . . N+1 ₀ ₁ . . . i′-1]T;
TS-y(k+i) = [y(k+i′) y(k+i′-1) . . . y(k)
y(k+N-1) y(k+N-2) . . . y(k+i′+1)]T;TS-h (i) = [ i ′ i ′ + 1 . . . N + 1 ₀ ₁. . . i′-1 ] T ;
TS-y (k + i) = [y (k + i ′) y (k + i′-1). . . y (k)
y (k + N-1) y (k + N-2). . . y (k + i ′ + 1)] T ;
i ist eine ganze Zahl (0, 1, 2 . . .); und
i′ ist ein ganzzahliger Merker von i dividiert
durch N.i is an integer (0, 1, 2...); and
i ′ is an integer flag of i divided by N.
Im Ausdruck (V) ist die Zeit k, zu welcher das Umgebungsgeräuschsignal e erfaßt wird, nur willkürlich. Läßt man k null (0) werden und ersetzt man i durch k, dann kann der Ausdruck (V) geschrieben werden alsIn expression (V) is the time k at which that Ambient noise signal e is detected only arbitrarily. If k is made zero (0) and i is replaced by k, then the expression (V) can be written as
e(k) = d(k) + TS-h(k)T · TS-y(0)
= d(k) + TS-h(k)T · V-y (VI)e (k) = d (k) + TS-h (k) T · TS-y (0)
= D (k) + TS-h (k) T · Vy (VI)
wobei giltwhere applies
V-y = [y(0) y(N-1) y(N-2) . . . y(1)]T
+ [y₀ yN-1 yN-2 . . . y₁]T Vy = [y (0) y (N-1) y (N-2). . . y (1)] T
+ [y₀ y N-1 y N-2 . . . y₁] T
Falls die Auswertungsfunktion F geschrieben wird alsIf the evaluation function F is written as
F = E[e(k)₂]
= E[d(k) + TS-h(k)T · V-y]
= E[d(k)²] + 2 V-yT · E[d(k) TS-h(k)]
+ V-yT E[TS-h(k) · TS-h(k)T] · V-y (VII)F = E [e (k) ₂]
= E [d (k) + TS-h (k) T · Vy]
= E [d (k) ²] + 2 Vy T · E [d (k) TS-h (k)]
+ Vy T E [TS-h (k) · TS-h (k) T] · Vy (VII)
wobei E einen erwarteten Wert oder Operation bedeuten soll und sich auf diesen beziehen soll, dann wird der Gradient der Auswertungsfunktion F relativ zum Vektor V-y angegeben durchwhere E is an expected value or operation should and should refer to this, then the Gradient of the evaluation function F relative to the vector V-y indicated by
dF/dV-y = 2 E[d(k) TS-h(k)] + 2 E[TS-h(k) · TS-h(k)T]V-y
= 2 E[TS-h(k) · {d(k) + TS-h(k)T · V-y}]
= 2 E[TS-h(k) · e(k)] (VIII)dF / dV-y = 2 E [d (k) TS-h (k)] + 2 E [TS-h (k) · TS-h (k) T ] Vy
= 2 E [TS-h (k) · {d (k) + TS-h (k) T · Vy}]
= 2 E [TS-h (k) · e (k)] (VIII)
Man verwendet den Ausdruck TS-h(k) · e(k) als momentan erwarteten Wert von E[TS-h(k) · e(k)], so wird der Wert von V-y, welcher den Lautsprecherausgangsvektor angibt, der einen Zeitzyklus Ndt (d. h. die Anzahl von Elementen) für den Minimalwert von F besitzt, durch den folgenden asymptotischen Ausdruck (IX) unter Verwendung der Methode der schrittweisen Abnahme iterativ optimiert:The expression TS-h (k) · e (k) is used as the moment expected value of E [TS-h (k) · e (k)], the value of V-y, which indicates the speaker output vector that a time cycle Ndt (i.e. the number of elements) for the Has the minimum value of F by the following asymptotic Expression (IX) using the method of gradual acceptance iteratively optimized:
V-y(k+1) = V-y(k) - µ · e(k) · TS-h(k) (IX)V-y (k + 1) = V-y (k) - µe (k) TS-h (k) (IX)
wobei µ/2 ein Konvergenzfaktor ist. where µ / 2 is a convergence factor.
Im Fall von nur einem Paar von Lautsprecher und Mikrophon, wird der asymptotische Ausdruck (IX) vom folgenden Algorithmus (X) substituiert und vereinfacht, um die Schwingungsenergieeinstellung des Gegengeräusches, das die Schwingungsenergie des primären Geräusches d dämpft, zu korrigieren:In the case of only one pair of speakers and microphone, the asymptotic expression (IX) becomes from the following algorithm (X) substituted and simplified to set the vibrational energy of the counter noise that the Vibration energy of the primary noise d dampens, too correct:
y(k-j+QN)′(k+1) = y(k-j+QN)(k) - µ · e · (k)hj (X)y (k-j + QN) ′ (k + 1) = y (k-j + QN) (k) - µ · e · (k) h j (X)
wobei k′ bzw. (k-j+QN)′ ganzzahlige Erinnerungswerte von k und (k-j+QN) dividiert durch N sind, die benutzt werden, um die niedrigste Ordnung der Primärschwingung relativ zur Maschinendrehzahl zu bestimmen.where k ′ or (k-j + QN) ′ integer memory values of k and (k-j + QN) divided by N that are used be the lowest order of the primary vibration to be determined relative to the machine speed.
Für diese Minimierung führt der Prozessor der Steuerung 4 die folgenden sequentiellen Schritte zu einer Zeit k aus:For this minimization, the processor of the controller 4 carries out the following sequential steps at a time k:
Schritt A1:
Eingabe eines Treibersignals y(k) zum Lautsprecher
2;Step A1:
Input of a driver signal y (k) to the loudspeaker 2 ;
Schritt A2:
Eingabe eines Umgebungsgeräuschsignales e(k)
vom Mikrophon 3;Step A2:
Input of an ambient noise signal e (k) from the microphone 3 ;
Schritt A3:
Annahme einer ganzen Zahl N in der Nähe
der Rotationsperiode der Maschine 22 multipliziert
mit Ord/δdt oder 1/(Ord × dt), wobei
Ord ein willkürlich festgelegter Koeffizient
ist, um die niedrigste Ordnung des Umgebungsgeräusches
relativ zur Rotationsgeschwindigkeit
der Maschine zu setzen; undStep A3:
Assuming an integer N near the machine 22 rotation period multiplied by Ord / δdt or 1 / (Ord × dt), where Ord is an arbitrary coefficient to set the lowest order of ambient noise relative to the speed of rotation of the machine; and
Schritt A4:
Ausführung der Berechnung des asymptotischen
Ausdrucks (X) für j von 0 bis (J-1).Step A4:
Execution of the calculation of the asymptotic expression (X) for j from 0 to (J-1).
Andererseits wird der optimierte Wert von V-y eines Treibersignals des l-ten Lautsprechers, in dem Fall daß eine Mehrzahl von Paaren von Lautsprechern und Mikrophonen verwendet wird, zur Minimierung der Auswertungsfunktion On the other hand, the optimized value of V-y of a driver signal of the lth loudspeaker, in the event that one Plurality of pairs of speakers and microphones are used is used to minimize the evaluation function
durch iterative Berechnungen des folgenden asymptotischen Ausdruckes (XI) unter Verwendung der Methode der abnehmenden Schritte erzielt, fallsthrough iterative calculations of the using the following asymptotic expression (XI) the method of decreasing steps achieved if
für einen augenblicklich erwarteten Wert vonfor one currently expected value of
verwendet wird:used becomes:
mit V-yl = [yl 0 Yl N-1 yl N-2 . . . yl 1]T
TS-hlm(k) = [lm k′ lm k′+1 . . . lm N+1
lm 0 lm 1 . . . lm k′-1]T
hlm 0 = lm k′+1 + lm N + . . . + lm QN
hlm 1 = lm 1 + lm N+1 + . . . + lm QN+1
.
.
.
hlm J-QN-1 = lm J-QN-1 + lm J-(Q-1)N-1 + . . . + lm J-1
hlm J-QN = lm J-QN + lm J-(Q-1)N + . . . + 0
hlm N-1 = lm N-1 + lm 2N-1 + . . . + 0
wobei gilt
ylk′: das Lautsprechersignal des ersten
Lautsprechers zur Zeit k;
em: das Umgebungsgeräuschsignal vom m-ten
Mikrophon;
hlm j: Wert der Impulsantwort zwischen dem
ersten Lautsprecher und dem m-ten Mikrophon
zu einem um jdt späteren Zeitpunkt;
L: Anzahl der Lautsprecher;
M: Anzahl der Mikrophone; und
J: ein ganzzahliger Wert, der anzeigt, daß
die Impulsantwort aller Kombinationen von
Lautsprechern und Mikrophonen innerhalb
einer endlichen Zeit jdt gegen null konvergiert.with Vy l = [y l 0 Y l N-1 y l N-2 . . . y l 1 ] T
TS-h lm (k) = [ lm k ′ lm k ′ + 1 . . . lm N + 1 lm 0 lm 1 . . . lm k′-1 ] T
h lm 0 = lm k ′ + 1 + lm N +. . . + ln the QN
h lm 1 = lm 1 + lm N + 1 +. . . + ln QN + 1
.
.
.
h lm J-QN-1 = lm J-QN-1 + lm J- (Q-1) N-1 +. . . + ln J-1
h lm J-QN = lm J-QN + lm J- (Q-1) N +. . . + 0
h lm N-1 = lm N-1 + lm 2N-1 +. . . + 0
where applies
y lk ′ : the loudspeaker signal of the first loudspeaker at time k;
e m : the ambient noise signal from the m th microphone;
h lm j : value of the impulse response between the first loudspeaker and the mth microphone at a later point in time;
L: number of speakers;
M: number of microphones; and
J: an integer value indicating that the impulse response of all combinations of speakers and microphones converges to zero within a finite time jdt.
Daher kann der asymptotische Ausdruck (IX) geschrieben werden alsHence the asymptotic expression (IX) can be written are considered
Zu einer Zeit k führt der Prozessor der Steuerung 4 die folgenden sequentiellen Schritte aus:At a time k, the processor of the controller 4 carries out the following sequential steps:
Schritt B1:
Eingabe von Ansteuersignalen y1k′(k),
y2k′(k), . . . , yLk′(k) jeweils zum
ersten, zweiten, . . . , L-ten Lautsprecher 2;Step B1:
Input of control signals y 1k ′ (k), y 2k ′ (k) ,. . . , y Lk ' (k) each for the first, second,. . . , Lth speaker 2 ;
Schritt B2:
Eingabe von Umgebungsgeräuschsignale
e₁(k), e₂(k), . . . eM(k) jeweils
zum ersten, zweiten, . . . M-ten Mikrophon 3;Step B2:
Input of ambient noise signals e₁ (k), e₂ (k),. . . e M (k) for the first, second,. . . Mth microphone 3 ;
Schritt B3:
Annahme einer ganzen Zahl N in der Nähe
des Wertes einer Rotationsperiode der Maschine
22 multipliziert mit Ord/dt oder 1/(Ord × dt),
wobei Ord ein willkürlich festgelegter
Koeffizient zum Setzen der niedrigsten Ordnung
des Umgebungsgeräusches relativ zur Rotationsgeschwindigkeit
der Maschine ist; undStep B3:
Assuming an integer N near the value of a rotation period of the machine 22 multiplied by Ord / dt or 1 / (Ord × dt), where Ord is an arbitrary coefficient for setting the lowest order of ambient noise relative to the rotation speed of the machine; and
Schritt B4:
Ausführen der Berechnung des asymptotischen
Ausdrucks (XII) für l von 1 bis L und
j von 0 bis (J-1).Step B4:
Perform the calculation of the asymptotic expression (XII) for l from 1 to L and j from 0 to (J-1).
Weiterhin wird der optimierte Wert von V-y, der den Ausgangsvektor des ersten Lautsprechers angibt, zur Minimierung der BewertungsfunktionFurthermore, the optimized value of V-y, which is the output vector of the first speaker indicates to minimize the evaluation function
durch iterative Berechnung des folgenden asymptotischen Ausdrucks (XIII) unter Verwendung der Methode der absteigenden Schritt enthalten, falls α TS-hlk′(k) · ek′(k) für einen augenblicklich erwarteten Wert vonby iteratively calculating the following asymptotic expression (XIII) using the descending step method if α TS-h lk ′ (k) · e k ′ (k) for a currently expected value of
verwendet wird:is used:
V-yl(k+1) = V-yl(k) = µ·α TS-hlk′′(k)·ek′′(k) (XIII)Vy l (k + 1) = Vy l (k) = µ · α TS-h lk ′ ′ (k) · e k ′ ′ (k) (XIII)
wobei k′ die Summe eines ganzzahligen Erinnerungswertes von k dividiert durch M und eins (1) ist und α eine willkürlich festgelegte Konstante ist.where k ′ is the sum of an integer memory value of k divided by M and one (1) and α is an arbitrarily fixed constant.
Daher kann der asymptotische Ausdruck (IX) geschrieben werden alsHence the asymptotic expression (IX) can be written are considered
yl (k-j+QN)′(k+1) = yl (k-j+QN)′(k) - µ · α · ek′′(k) · h lk′′ j (XIV)y l (k-j + QN) ′ (k + 1) = y l (k-j + QN) ′ (k) - µ · α · e k ′ ′ (k) · h lk ′ ′ j (XIV)
Berechnungen für den asymptotischen Ausdruck (XIII) werden schneller ausgeführt als für den asymptotischen Ausdruck (XI). Die sequentiellen Schritte, die zur Zeit k vom Prozessor der Steuerung 4 ausgeführt werden, sind folgende:Calculations for the asymptotic expression (XIII) are performed faster than for the asymptotic expression (XI). The sequential steps carried out by the processor of the controller 4 at time k are as follows:
Schritt C1:
Eingabe von Lautsprechersignalen y1k′(k),
y2k′(k), . . . , yLk′(k) zu jeweils dem
ersten, zweiten . . . , L-ten Lautsprecher 2;Step C1:
Input of loudspeaker signals y 1k ′ (k), y 2k ′ (k) ,. . . , y Lk ′ (k) to the first, second. . . , Lth speaker 2 ;
Schritt C2:
Eingabe von Umgebungsgeräuschsignalen
ek′′(k) vom k′′-ten Mikrophon 3;Step C2:
Input of ambient noise signals e k ′ ′ (k) from the k ′ ′ - th microphone 3 ;
Schritt C3:
Annahme einer ganzen Zahl N in der Nähe
des Wertes einer Rotationsperiode der Maschine
22 multipliziert mit Ord/dt oder 1/(Ord×dt),
wobei Ord ein willkürlich festgelegter
Koeffizient ist, um die niedrigste Ordnung des
Umgebungsgeräusches relativ zur Rotationsgeschwindigkeit
der Maschine zu setzen; undStep C3:
Assume an integer N near the value of a machine 22 rotation period multiplied by Ord / dt or 1 / (Ord × dt), where Ord is an arbitrary coefficient to set the lowest order of ambient noise relative to the speed of rotation of the machine ; and
Schritt C4:
Ausführung der Berechnung des asymptotischen
Ausdrucks (XII) für l von 1 bis L und
j von 0 bis (J-1).Step C4:
Perform the calculation of the asymptotic expression (XII) for l from 1 to L and j from 0 to (J-1).
Folglich wird die Berechnung des Algorithmus durch iterative Berechnungen der asymptotischen Ausdrücke (IX), (XI) oder (XIII) oder ihrer vereinfachten Substitutionsausdrücke (X), (XII) oder (XIV) durchgeführt, um auf diese Weise die Berechnung des Lautsprechersignals zu beschleunigen.Hence the calculation of the algorithm by iterative Calculations of the asymptotic expressions (IX), (XI) or (XIII) or their simplified substitution terms (X), (XII) or (XIV) performed in this way the Accelerate calculation of the speaker signal.
Alternativ können die Lautsprecher durch hydraulische Betätigungsmittel als Quelle sekundärer Schwingungen ersetzt werden.Alternatively, the speakers can be hydraulic Actuating means replaced as a source of secondary vibrations will.
In Fig. 4 ist eine Betätigungseinrichtung 28 zwischen einer Maschine 22 und eine Maschinenbefestigung 21a vorgesehen, um so die Maschine 22 hydraulisch abzustützen. Die hydraulische Betätigungseinrichtung 28, die nur schematisch gezeigt ist, enthält eine Mehrzahl von Zylinderschätzen (nicht gezeigt), die an der Maschinenbefestigung 12a angebracht sind, und Kolben (nicht gezeigt), die an der Maschine befestigt sind, sowie einen hydraulischen Kreislauf (nicht gezeigt); alle diese Elemente können irgendeine bekannte Form annehmen. Wenn die Maschine 22 schwingt, bewegt sie die jeweiligen Kolben innerhalb der jeweiligen Zylinder reziprozierend auf und ab. Periodische Schwingungen der Kolben werden von einem Sensor 1 überwacht. Eine Steuerung 4 steuert den hydraulischen Kreislauf auf der Grundlage der vom Sensor 1 erfaßten periodischen Schwingung, um so Hydrauliköl aus den Zylindern abzuziehen, wenn die Kolben von der Maschine nach unten gedrückt werden und, um andererseits Hydrauliköl in die Zylinder hineinzudrücken, wenn die Kolben nach oben gezogen werden. Während dieser Steuerung wird ein Treibersignal, durch welches der hydraulische Kreislauf angesteuert wird, iterativ optimiert, um so akustische Umgebungsschwingungen in der Fahrzeugkabine 25 zu reduzieren.In Fig. 4, an actuator 28 is provided between a machine 22 and a machine mounting 21 a so as to hydraulically support the machine 22 . The hydraulic actuator 28 , which is shown only schematically, contains a plurality of cylinder treasures (not shown), which are attached to the machine mounting 12 a, and pistons (not shown), which are attached to the machine, and a hydraulic circuit (not shown); all of these elements can take any known form. As the machine 22 swings, it reciprocates the respective pistons within the respective cylinders. Periodic vibrations of the pistons are monitored by a sensor 1 . A controller 4 controls the hydraulic circuit based on the periodic vibration sensed by sensor 1 so as to draw hydraulic oil from the cylinders when the pistons are pushed down by the engine and to push hydraulic oil into the cylinders when the pistons are down be pulled up. During this control, a driver signal, by means of which the hydraulic circuit is controlled, is iteratively optimized in order to reduce ambient acoustic vibrations in the vehicle cabin 25 .
Zusätzlich zum Vorsehen der hydraulischen Betätigungseinrichtungen kann ein Fahrzeugbeschleunigungssensor vorgesehen sein, durch welchen das Mikrophon ersetzt ist.In addition to providing the hydraulic actuators a vehicle acceleration sensor can be provided by which the microphone is replaced.
In Fig. 5 ist ein Fahrzeugbeschleunigungssensor 29 in Vebindung mit einer Maschine 22 vorgesehen, um so die Beschleunigung der Maschine 21 als periodische Maschinenschwingung zu überwachen, d. h. als primäre periodische Schwingung. Nach einer Enolisierung der Primärschwingung liefert die Steuerung 4 ein Treibersignal, mit welchem der hydraulische Kreislauf gesteuert wird, um die Einspritzung von Hydrauliköl in die Zylinder und das Absaugen von Hydrauliköl aus den Zylindern zu bewirken. Auf eine derartige Weise wird die Energie von periodischen Schwingungen der Maschine 22 absorbiert, um so die Übertragung der Maschinenschwingung auf den Fahrzeugkörper über die Maschinenbefestigung 21a zu isolieren. Eine Mehrzahl von hydraulischen Betätigungseinrichtungen 28 oder des Fahrzeugbeschleunigungssensors 29 können in dem Fahrzeug 21 enthalten sein. In Fig. 5, a vehicle acceleration sensor 29 is provided in Vebindung with a machine 22 to monitor as the acceleration of the machine 21 as a periodic engine vibration, ie as the primary periodic oscillation. After the primary oscillation has been enolized, the controller 4 supplies a driver signal with which the hydraulic circuit is controlled in order to effect the injection of hydraulic oil into the cylinders and the extraction of hydraulic oil from the cylinders. In such a way, the energy of periodic vibrations of the machine 22 is absorbed so as to isolate the transmission of the machine vibration to the vehicle body via the machine mount 21 a. A plurality of hydraulic actuators 28 or the vehicle acceleration sensor 29 may be included in the vehicle 21 .
Obwohl die vorliegende Erfindung im einzelnen mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform davon beschrieben worden ist, können sich unterschiedliche andere Ausführungen dem Fachmann ergeben. Derartige andere Ausführungen und Varianten fallen in den Bereich und Geist der Erfindung und sollen durch die folgenden Ansprüche mit abgedeckt sein.Although the present invention has been described in detail with reference to FIG a preferred embodiment thereof has been described is, different other designs can Surrender specialist. Such other designs and variants fall within the scope and spirit of the invention and are intended to be covered by the following claims.
Claims (16)
periodischen Schwingungssensoreinrichtungen zur periodischen Überwachung akustischer Schwingungen, die von der primären Schwingungsquelle erzeugt werden;
sekundären Schwingungsquelllen, die von einem Treibersignal angetrieben werden, um sekundäre akustische Schwingungen zu erzeugen, durch welche die Energie der periodischen akustischen Schwingung reduziert wird;
akustische Schwingungssensoreinrichtungen zur Überwachung von akustischen Umgebungsschwingungen in ihrem Umfeld; und
Steuereinrichtungen zur Regelung des Treibersignals in Übereinstimmung mit der periodischen akustischen Schwingung und zur iterativen Optimierung des Treibersignals in Übereinstimmung mit der akustischen Umgebungsschwingung und einer Übertragungscharakteristik zwischen der sekundären Schwingungsquelle und der akustischen Schwingungssensoreinrichtung, um die akustische Umgebungsschwingung in ihrem Energienieveau zu reduzieren. 1. Noise control system for reducing acoustic vibrations, which are generated by a primary vibration source, such as a machine for a motor vehicle, with
periodic vibration sensor means for periodically monitoring acoustic vibrations generated by the primary vibration source;
secondary vibration sources driven by a drive signal to generate secondary acoustic vibrations by which the energy of the periodic acoustic vibration is reduced;
acoustic vibration sensor devices for monitoring acoustic ambient vibrations in their environment; and
Control devices for regulating the driver signal in accordance with the periodic acoustic vibration and for iteratively optimizing the driver signal in accordance with the acoustic ambient vibration and a transmission characteristic between the secondary vibration source and the acoustic vibration sensor device in order to reduce the acoustic ambient vibration in its energy level.
Überwachung periodischer akustischer Schwingungen, die von der primären Schwingungsquelle erzeugt werden;
Regelung einer Periode des Treibersignals in Übereinstimmung mit der periodischen akustischen Schwingung; und
iterative Optimierung des Treibersignals in Übereinstimmung mit der akustischen Umgebungsschwingung und einer Übertragungscharakteristik zwischen der sekundären Schwingungsquelle und dem akustischen Schwingungssensor, um die akustische Umgebungsschwingung in ihrer Energie zu reduzieren.11. A noise control method for a motor vehicle, in which primary acoustic vibrations generated by a primary vibration source such as a machine are reduced in their energy by secondary acoustic vibrations generated by secondary vibration source devices driven by a drive signal which in Is optimized in accordance with the acoustic ambient vibration in an acoustic field, which is generated by the primary vibration source and the secondary vibration source, by means of an acoustic vibration monitor, the method for noise control comprising the following steps:
Monitoring periodic acoustic vibrations generated by the primary vibration source;
Controlling a period of the driver signal in accordance with the periodic acoustic vibration; and
iteratively optimizing the driver signal in accordance with the ambient acoustic vibration and a transmission characteristic between the secondary vibration source and the acoustic vibration sensor in order to reduce the acoustic ambient vibration in its energy.
Überwachung periodischer akustischer Schwingungen der primären akustischen Schwingungsquelle;
Regelung der Periode eines Vektors des Treibersignals in Übereinstimmung mit der periodischen akustischen Schwingung;
iterative Optimierung des Vektors in Übereinstimmung mit der akustischen Umgebungsschwingung und einer Impulsantwort zwischen der sekundären Schwingungsquelle und der akustischen Schwingungsüberwachung, um die akustische Umgebungstemperatur in ihrer Energie zu reduzieren.12. A noise control method for an automobile to reduce primary acoustic vibrations generated by a primary vibration source, such as a machine, by secondary acoustic vibrations in their energy generated by secondary vibration source devices driven by a drive signal that is in accordance is optimized with the acoustic ambient vibration in an acoustic field, which is generated by the primary vibration source and the secondary vibration source, by means of an acoustic vibration monitor, the method for noise control comprising the following steps:
Monitoring periodic acoustic vibrations of the primary acoustic vibration source;
Regulating the period of a vector of the drive signal in accordance with the periodic acoustic oscillation;
iteratively optimizing the vector in accordance with the acoustic ambient vibration and an impulse response between the secondary vibration source and the acoustic vibration monitoring in order to reduce the acoustic ambient temperature in its energy.
Applications Claiming Priority (1)
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JP4032217A JPH05232969A (en) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Vibration control device for vehicle |
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ID=12352764
Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4334942A1 (en) * | 1993-10-13 | 1995-04-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Device for active acoustic sound compensation in the cavities of a motor vehicle |
DE19720433A1 (en) * | 1996-05-16 | 1997-11-20 | Nissan Motor | Oscillation and noise damping apparatus for vehicle |
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1992
- 1992-02-19 JP JP4032217A patent/JPH05232969A/en active Pending
-
1993
- 1993-02-19 DE DE4305217A patent/DE4305217A1/en not_active Withdrawn
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DE4334943C2 (en) * | 1993-10-13 | 2001-06-07 | Bayerische Motoren Werke Ag | Device for active acoustic sound compensation of tonal noise |
DE19720433A1 (en) * | 1996-05-16 | 1997-11-20 | Nissan Motor | Oscillation and noise damping apparatus for vehicle |
US5910993A (en) * | 1996-05-16 | 1999-06-08 | Nissan Motor Co., Ltd. | Apparatus and method for actively reducing vibration and/or noise |
EP3401902A1 (en) | 2017-05-10 | 2018-11-14 | FCA Italy S.p.A. | Improvement of the acoustic comfort in the passenger compartment of a motor vehicle |
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