HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Geräuschkontrollvorrichtung, die Geräusche dämpft, indem
sie durch Lautsprecher Signale erzeugt, deren Phase
entgegengesetzt ist zur Phase der Geräusche, die vom
Schalldämpfer eines Automobils erzeugt werden, und deren
Schalldruck gleich ist wie jener der vom Schalldämpfer
des Automobils erzeugten Geräusche, und insbesondere eine
Vorrichtung zur Verringerung des Raumes, der von einem
Aktuator derselben eingenommen wird, um das Frequenzband
des Aktuators zu erweitern und um zu verhindern, daß sich
die geräuschdämpfende Wirkung im Raum verändert.
2. Beschreibung des Bereichs der Technik
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Passive Geräuschdämpfungsvorrichtungen, wie zum Beispiel
Schalldämpfer oder ähnliches, wurden bislang verwendet,
um Geräusche, die von Verbrennungsmotoren erzeugt werden,
zu dämpfen, wobei sich Verbesserungen im Hinblick auf
Größe, Geräuschdämpfungsleistung usw. ergeben haben. Auf
der anderen Seite wurde eine aktive
Geräuschdämpfungsvorrichtung vorgeschlagen, die Geräusche
beseitigt, indem sie aus Lautsprechern ein
Kompensationsgeräusch erzeugt, dessen Phase jener des
Geräusches, das von der Geräuschquelle erzeugt wird,
entgegengesetzt ist, und dessen Schalldruck gleich ist
wie jener des von der Geräuschquelle erzeugten
Geräusches. Die praktische Anwendung der aktiven
Geräuschdämpfungsvorrichtung wurde jedoch aufgrund ihrer
Frequenzeigenschaften oder aufgrund unzureichender
Stabilität verzögert. In den vergangenen Jahren wurde
jedoch eine Signalverarbeitungstechnologie unter
Verwendung digitaler Schaltkreise entwickelt, die es
ermöglicht, Frequenzen über größere Bereiche hinweg zu
behandeln. Daher wurden nun zahlreiche praktische
Geräuschdämpfungsvorrichtungen vorgeschlagen (siehe zum
Beispiel die Ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung
(Kokai) Nr. 63-311396).
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Die oben genannte Veröffentlichung offenbart eine aktive
Geräuschdämpfungsvorrichtung der sogenannten Zwei-
Mikrophone-ein-Lautsprecher-Art, die aus einer
Kombination eines Weiterleitungssystems und eines
Rückmeldesystems besteht, worin das Geräusch von einem
Mikrophon für die Geräuschquelle erkannt wird, das
stromaufwärts vom Kanal installiert ist, wobei ein Signal
mit einer dem Geräusch entgegengesetzten Phase und einem
dem Geräusch entsprechenden Schalldruck von einer
signalverarbeitenden Schaltung erzeugt und von einem
Lautsprecher ausgegeben wird, der an der stromabwärts
gelegenen Seite des Kanals installiert ist, und wobei das
Geräuschdämpfungsergebnis von einem Mikrophon am
Geräuschdämpfungspunkt erkannt und zurückgemeldet wird.
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Als nächstes wird im folgenden ein Aktuator beschrieben,
der aus den Lautsprechern und ähnlichem besteht.
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Fig. 11 ist eine Schnittansicht, welche die
Zusammensetzung eines Aktuators 20 in einer herkömmlichen
Geräuschkontrollvorrichtung zeigt. Wie im Teilbild (a)
dargestellt, ist ein hinterer Abschnitt eines Automobils
mit einem Aktuator 20 der Geräuschkontrollvorrichtung in
der Nähe eines Auspuffrohrs oder eines durch einen
Schalldämpfer hindurchführenden Endrohrs ausgestattet.
Der im Teilbild (b) dargestellte Aktuator 20, der von
oben zum Boden hin betrachtet wird, umfaßt zwei
Lautsprecher 3 und 4, die im Hinblick auf ein Auspuffrohr
2, welches das Geräusch am Endrohr eines Schalldämpfers
ausgibt, der das Auspuffgeräusch eines Automobils dämpft,
symmetrisch angeordnet sind, ein Gehäuse 21, welches die
hinteren Abschnitte der Lautsprecher 3 und 4 abschließt,
und einen Dämpfungsgeräuschführungsabschnitt 22, der das
Dämpfungsgeräusch von den vorderen Oberflächen der
Lautsprecher 3 und 4 zur Auslaßöffnung des Auspuffrohrs 2
entlang desselben führt. Der vom Gehäuse 21 in den
hinteren Abschnitten der Lautsprecher 3 und 4 gebildete
Raum wird durch gestrichelte Linien dargestellt. Das
Gehäuse 21 umfaßt eine Platte 21a, welche die hinteren
Abschnitte der Lautsprecher 3 und 4 umgibt, eine
Frontplatte 21b zur Montage der Öffnungsabschnitte der
Lautsprecher 3 und 4, eine Platte 21c gegenüber den
Frontflächen der Lautsprecher 3 und 4, um das
Dämpfungsgeräusch von den Frontflächen der Lautsprecher 3
und 4 zum Dämpfungsgeräuschführungsabschnitt 22 zu
führen, und eine Seitenplatte 21d. Das Teilbild (c) ist
eine Frontansicht, wenn die Öffnung des Auspuffrohrs 2
von der Richtung des Pfeiles A im Teilbild (b) her
betrachtet wird. Wie im Teilbild (c) dargestellt, weist
das Gehäuse 21 eine längliche Form auf, wenn es von der
Richtung des Pfeiles A her betrachtet wird. Die
Frontflächen der Lautsprecher 3 und 4 sind senkrecht zum
Boden angeordnet.
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Fig. 12 ist eine Ansicht, welche die Zusammensetzung
eines Aktuators 20 in einer anderen herkömmlichen
Geräuschkontrollvorrichtung zeigt. Der Unterschied in den
Teilbildern (a), (b) zu Fig. 11 besteht darin, daß die
Frontflächen der Lautsprecher 3 und 4 nicht zueinander
gerichtet sind, sondern nach hinten zur Rückseite des
Automobils gerichtet sind, das heißt, in dieselbe
Richtung wie die Frontfläche des Auspuffrohrs. Was Fig.
12 mit Fig. 11 gemeinsam hat, ist die Tatsache, daß die
Frontflächen der Lautsprecher 3 und 4 senkrecht zum Boden
angeordnet sind.
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Im Aktuator 20 für die herkömmliche
Geräuschdämpfungsvorrichtung muß der Durchmesser der
Lautsprecher 3 und 4 vergrößert sein, und das Volumen des
Raumes, der vom Gehäuse 21 begrenzt wird, muß vergrößert
werden, um Geräusche mit niedrigen Frequenzen (50 Hz bis
300 Hz) zu verringern. Das heißt, um die Lautsprecher 3
und 4 zur Erzeugung von Baßgeräuschen aufnehmen zu
können, muß, wie in Fig. 11 oder Fig. 12 dargestellt, das
Gehäuse 21 eine Breite aufweisen, die mindestens so breit
ist wie der Durchmesser der Öffnungen der Lautsprecher 3
und 4. In der Praxis muß jedoch der Aktuator 20 in der
Nähe der Auslaßöffnung des Auspuffrohrs 2 eingebaut
werden, wo der Platz sehr begrenzt ist. Wenn die Breite
des Gehäuses 21 zu groß ist, entsteht ein erstes Problem
dadurch, daß das Gehäuse 21 möglicherweise aufgrund der
Vibrationen in Berührung mit dem Boden kommt, wenn sich
das Fahrzeug bewegt.
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Angesichts des oben erwähnten Problems ist es daher eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aktuator einer
Geräuschkontrollvorrichtung zu schaffen, bei dem die
Breite L des Gehäuses 21 verringert werden kann.
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Da das Gehäuse 21 kein großes Volumen besitzt, entsteht
als nächstes ein zweites Problem, welches darin besteht,
daß die Kontrolle des Geräusches aufgrund der großen
Baßvibration der Lautsprecher nicht verbessert werden
kann, so daß das Frequenzband der Lautsprecher sehr
schmal wird.
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WO 89/07701 beschreibt ein aktives
Geräuschdämpfungssystem für Abgassysteme von
Verbrennungsmotoren. Das System verwendet Gegengeräusch-
Akustikwellengeneratoren, die durch eine akustisch
abgestimmte Anti-Geräuschkammer vor der. Umgebung eines
Mediums geschützt sind, das unerwünschte Geräusche
aussendet. Um eine Geräuschdämpfung am Auslaßende eines
Auspuffrohrs zu ermöglichen, besitzt die Anti-
Geräuschkammer eine ringförmige Öffnung, die im
wesentlichen in der Ebene der Auslaßöffnung des
Auspuffrohres angeordnet ist, wodurch eine wirkungsvolle
gemeinsame Punktquelle für die Fortpflanzung
unerwünschter Geräusche und der Gegengeräusch-
Akustikwelle geschaffen wird.
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Angesichts der oben erwähnten Probleme ist es daher eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Aktuator einer Geräuschkontrollvorrichtung zu schaffen,
welcher das Volumen derselben wesentlich vergrößern kann.
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Des weiteren wird das wie oben beschriebene
geräuschgedämpfte Ergebnis von einem Mikrophon (Sensor)
erkannt, das für die Rückmeldung verwendet wird. In
diesem Fall sollte das Mikrophon in der Nähe des
Lautsprechers angeordnet werden, um eine gute Wirkung zu
erzielen, doch da dieses geräuschgedämpfte Ergebnis im
Raum verteilt wird, entsteht ein drittes Problem, welches
darin besteht, daß das Anordnen eines Mikrophons nur in
der Nähe des Lautsprechers nicht ausreicht, um eine
Unterschiedlichkeit des geräuschgedämpften Effekts im
Raum zu vermeiden.
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Angesichts der oben erwähnten Probleme ist es daher eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Aktuator einer Geräuschkontrollvorrichtung zu schaffen,
welcher die Unterschiedlichkeit des geräuschgedämpften
Effekts im Raum vermeiden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung schaffen wir eine
Geräuschkontrollvorrichtung zur Dämpfung von Geräuschen,
die von einem Auspuffrohr eines Automobils erzeugt
werden, wobei die Geräuschkontrollvorrichtung an der
Auslaßöffnung des Auspuffrohrs eines Schalldämpfers
angeordnet und so konfiguriert ist, daß sie Geräusche
aussendet, welche die Abgasgeräusche des Automobils
dämpfen, wobei die Geräuschkontrollvorrichtung eine
Vielzahl an Lautsprechern umfaßt, um Dämpfungsgeräusche
zu erzeugen, deren Phase der Phase jener Geräusche, die
vom Auspuffrohr erzeugt werden, entgegengesetzt ist, und
deren Schalldruck dem Schalldruck der vom Auspuffrohr
erzeugten Geräusche entspricht, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Gehäuse vorhanden ist, welches die hinteren
Abschnitte der Lautsprecher umschließt, und ein Kanal,
der das Gehäuse mit dem geschlossenen Raum verbindet,
welcher von einem Stoßdämpfer zum Absorbieren eines
Stoßes im Falle eines Zusammenstoßes gebildet wird, wobei
die hinteren Abschnitte der Lautsprecher den
geschlossenen Raum als Resonanzraum verwenden.
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Des weiteren können die Lautsprecher außerhalb des
geschlossenen Raumes angeordnet sein, und der
Resonanzraum der Lautsprecher kann über einen Kanal mit
dem geschlossenen Raum verbunden sein. Auch kann der
geschlossene Raum eines Kofferraumes zur Aufnahme von
Gepäck als Resonanzraum einer Vielzahl an Lautsprechern
verwendet werden. Als nächstes kann der Schalldämpfer mit
einer Hitzeschildplatte umhüllt sein und entfernt werden,
um an der Rückseite der Stoßstange entlang der länglichen
Richtung der Stoßstange montiert zu werden, und die
Lautsprecher können in einem leeren Raum angeordnet
werden, nachdem der Schalldämpfer entfernt wurde. Auch
kann anstelle der Lautsprecher eine Vibrationsplatte in
die Stoßstange eingebettet werden, und es kann ein
Erregungsabschnitt mit der Vibrationsplatte gekoppelt
sein, um die Platte zum Schwingen zu bringen. Das
Auspuffrohr kann ebenfalls in mehrere Auspuffrohre
unterteilt sein, und jedes Auspuffrohr kann durch die
Stoßstange hindurch verlaufen, und die Vibrationsplatte
und der Erregungsabschnitt können rund um jedes
Auspuffrohr angeordnet sein. Gemäß der
Geräuschkontrollvorrichtung der vorliegenden Erfindung
kann das Volumen des Resonanzraumes hinter dem
Lautsprecher so groß sein, daß das Baßgeräusch mit großer
Amplitude auf wirkungsvolle Weise gedämpft wird.
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Weiter wird auch eine Schallwelle für die
Geräuschdämpfung durch die Erregung der in die Stoßstange
eingebetteten Vibrationsplatte erzeugt, so daß ein
Aktuator, wie zum Beispiel ein Lautsprecher, der eine
geringe Toleranz gegenüber Hitze und Feuchtigkeit
aufweist, nicht unbedingt verwendet werden muß. Daher
weist dieser Aktuator eine erhöhte Widerstandsfähigkeit
gegenüber Hitze und Feuchtigkeit auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine Zeichnung, welche die
Zusammensetzung einer
Geräuschkontrollvorrichtung darstellt,
die eine Voraussetzung einer
Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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Fig. 2 ist eine Zeichnung, welche die
Zusammensetzung eines Aktuators 20 der
Geräuschkontrollvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt, in der eine Stoßstange
als Gehäuse für einen Lautsprecher
verwendet wird;
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Fig. 3 und Fig. 4 sind Graphen, welche den Einfluß eines
Resonanzraumes in einem Lautsprecher
erklären, der dessen Frequenzbandbreite
erweitert;
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Fig. 5 ist eine Zeichnung, welche eine erste
modifizierte Zusammensetzung des
Aktuators 20 von Fig. 2 zeigt, das an
der Außenseite einer Gehäuse-Stoßstange
23 angeordnet ist;
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Fig. 6 ist eine Zeichnung, welche eine zweite
modifizierte Zusammensetzung des
Aktuators 20 von Fig. 2 zeigt, in
welcher ein Kofferraum als Resonanzraum
für einen Lautsprecher verwendet wird;
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Fig. 7 und Fig. 8 sind Zeichnungen, welche eine dritte
modifizierte Konfiguration des Aktuators
von Fig. 2 zeigen, bei der ein
Schalldämpfer 1 entfernt wurde, um in
eine Stoßstange 23 eingebaut zu werden,
und wodurch die Lautsprecher 3 und 4 an
jener Position angeordnet werden können,
von welcher der Schalldämpfer 1 entfernt
wurde;
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Fig. 9 ist eine Zeichnung, die eine vierte
modifizierte Konfiguration des Aktuators
von Fig. 2 zeigt, in der anstelle der
Lautsprecher 3 und 4 ein Abschnitt des
Körpers der Stoßstange 23 als
Vibrationsplatte 26 verwendet wird;
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Fig. 10 ist eine Zeichnung, welche eine fünfte
modifizierte Konfiguration des Aktuators
20 von Fig. 9 zeigt, in der zwei
Bereiche in einem Abschnitt der
Stoßstange 23 als Vibrationsplatte 26
verwendet werden;
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Fig. 11 ist eine Zeichnung, die die
Zusammensetzung eines Aktuators 20 in
einer herkömmlichen
Geräuschkontrollvorrichtung zeigt;
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Fig. 12 ist eine Zeichnung, die die
Zusammensetzung eines anderen Aktuators
20 in einer herkömmlichen
Geräuschkontrollvorrichtung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist eine Zeichnung, welche die Zusammensetzung
einer Geräuschkontrollvorrichtung darstellt, die eine
Voraussetzung einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist. Die hier im Diagramm dargestellte
Geräuschkontrollvorrichtung besteht aus zwei
Lautsprechern 3 und 4 für die Dämpfung von Geräuschen,
die von einem Auspuffrohr 2 erzeugt werden, bei dem es
sich um das Endrohr eines Schalldämpfers 1 handelt, der
die Abgasgeräusche eines Automobils dämpft, drei
Mikrophonen 5-1, 5-2 und 5-3, die so angeordnet sind, wie
dies später beschrieben wird, um als Fehlersignal alle
Restgeräusche aufzunehmen, die aus Geräuschen vom
Auspuffrohr 2 und Dämpfungsgeräuschen, die von den
Lautsprechern 3 und 4 erzeugt werden und deren Phase der
Phase der vom Auspuff erzeugten Geräusche entgegengesetzt
ist und deren Schalldruck gleich ist wie jener von den
Geräuschen, die vom Auspuff erzeugt werden, bestehen,
eine Schnittstelle, welche ein Signal zu den
Lautsprechern 3 und 4 von digitaler Form in ein analoges
Signal umwandelt und dieses verstärkt, analoge Signale
der Mikrophone 5-1, 5-2 und 5-3 in digitale Signale
umwandelt und diese verstärkt, und einen adaptiven Filter
7 einer FIR (Finitimpulsreaktion), der ein reproduziertes
Geräuschsignal eingibt, das später zu kontrollierendes
Signal beschrieben wird, und ein Kompensationsgeräusch
erzeugt, das Geräusche über die Schnittstelle 6 dämpft,
ein Koeffizientenaktualisierungsmittel 8, welches ein
synthetisiertes Signal von Fehlersignalen von den
Mikrophonen 5-1, 5-2 und 5-3 eingibt und den
Filterkoeffizienten von FIR des adaptiven Filters 7
aktualisiert, ein erstes, Transfereigenschaften
simulierendes Mittel 9, welches das reproduzierte
Geräuschsignal eingibt und Transfereigenschaften vom
Ausgang des adaptiven Filters 7 durch die Schnittstelle 6
simuliert, Lautsprecher 3 und 4, Mikrophone 5-1, 5-2 und
5-3 bis zum Koeffizientenaktualisierungsmittel 8, um den
Filterkoeffizienten des
Koeffizientenaktualisierungsmittels 8 zu schaffen, ein
zweites Transfereigenschaften simulierendes Mittel 10,
welches ein Kompensationssignal vom adaptiven Filter 7
eingibt und dieselben Transfereigenschaften aufweist wie
das obige erste Transfereigenschaften simulierende Mittel
9, und ein Differentialsignalberechnungsmittel 11,
welches ein Differentialsignal zwischen einem
Ausgangssignal des zweiten Transfereigenschaften
simulierenden Mittels 10 und einem synthetisierten Signal
der Ausgangssignale der Mikrophone 5-1, 5-2 und 5-3
berechnet, und das Differentialsignal als reproduziertes
Geräuschsignal zum adaptiven Filter 7 und zum ersten
Transfereigenschaften simulierenden Mittel 9 sendet.
Hierbei werden der adaptive Filter 7, das
Koeffizientenaktualisierungsmittel 8, das erste
Transfereigenschaften simulierende Mittel 9, das zweite
Transfereigenschaften simulierende Mittel 10 und das
Differentialberechnungsmittel 11 von
Digitalsignalverarbeitungseinheiten (DSP) dargestellt.
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Im folgenden wird nun eine Reihe von Betriebsabläufen der
Geräuschkontrollvorrichtung beschrieben. Hierbei werden
die Transfereigenschaften vom Ausgang des adaptiven
Filters 7 zum Mikrophon 5-1, 5-2, 5-3 mit Hd
gekennzeichnet, die durchschnittlichen
Transfereigenschaften von den Mikrophonen 5 zum
Filterkoeffizientenaktualisierungsmittel 8 werden mit Hm
bezeichnet, und die durchschnittlichen
Transfereigenschaften vom Auspuffrohr 2, welches die
Quelle der Geräusche ist, zu den Mikrophonen 5 werden mit
Hnoise bezeichnet. Darüber hinaus wird ein Geräuschsignal
vom Auspuffrohr 2 mit Sn bezeichnet, ein Ausgangssignal
von den Mikrophonen 5 wird mit Sm0 bezeichnet, ein
Kompensationssignal vom adaptiven Filter 7 wird mit Sc
bezeichnet, ein Eingangssignal zum
Koeffizientenaktualisierungsmittel 8 wird mit Sm
bezeichnet, und ein Differentialsignal von einem
Ausgangssignal des Differentialsignalberechnungsmittels
11 wird mit Se bezeichnet. Das Differentialsignal wird
später als reproduziertes Geräuschsignal verwendet, das
in den adaptiven Filter einzugeben ist.
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Danach werden die Transfereigenschaften Tdl, simuliert
vom ersten Transfereigenschaften simulierenden Mittel 9
und vom zweiten Transfereigenschaften simulierenden
Mittel 10, angegeben als:
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Hdl = Hd · Hm... (1)
-
und ein Signal Sm0, das vom Mikrophon 5 erkannt wird,
wird mit folgender Gleichung angegeben:
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Sm0 = Sn · Hnoise + Sc · Hd... (2)
-
Von der oben beschriebenen Zusammensetzung und den obigen
Formeln (1) und (2) wird das Differentialsignal Se, bei
dem es sich um einen reproduzierten Geräuschsignaleingang
zum adaptiven Filter 7 handelt und das vom
Differenzsignalberechnungsmittel 11 berechnet wird, wird
folgende Gleichung erhalten:
-
Se = Sm0 · Hm - Sc · Hdl
= (Sn · Hnoise + Sc · Hd) · Hm - Sc · Hd · Hm
= (Sn · Hnoise + Sc · Hd - Sc · Hd) · Hm
= Sn · Hnoise · Hm... (3)
-
Das Eingangssignal Sm zum
Koeffizientenaktualisierungsmittel 8 wird wie folgt
angegeben:
-
Sm = Sm0 · Hm... (4)
-
Das andere Eingangssignal Te wird vom ersten
Transfereigenschaften simulierenden Mittel 9 unter
Berücksichtigung der Transfereigenschaften Tdl in bezug
zum reproduzierten Geräuschsignal Se erhalten. Im
adaptiven Filter 7 wird der Filterkoeffizient vom
Koeffizientenaktualisierungsmittel 8 verändert, so daß
das Eingangssignal Sm gleich Null wird. Daher wird unter
der Bedingung, daß Sm = 0 ist, das heißt, Sm0 = 0, der
Ausgang des Kompensationssignals Sc vom adaptiven Filter
7 von der obigen Gleichung (2) wie folgt angegeben:
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Sc = -Sn · Hnoise/Hd... (5)
-
Das Koeffizientenaktualisierungsmittel 8 findet einen
Filterkoeffizienten (Ck(n); K: Anzahl der Stufen) von FIR
des adaptiven Filters 7 durch die Methode der kleinsten
Quadrate gemäß der folgenden Gleichung:
-
Ck(n) = Ck(n - 1) + (Sm(n) · α/q(n + k - 1)... (6)
-
wobei α ein Konvergenzkoeffizient ist, Sm(n) ein
synthetisiertes Signal der Mikrophone 51, 5-2, und 5-3,
q(n + k - 1) ein normalisierendes Signal vom ersten
Transfereigenschaften simulierenden Mittel 9, und n eine
Ordinalzahl eines digitalen Signals.
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Oben wurde die Geräuschkontrollvorrichtung beschrieben,
in der ein Signal des Dämpfungsgeräusches zum Dämpfen der
Geräusche von den Lautsprechern 3 und 4 erzeugt wird. Als
nächstes wird im folgenden ein Aktuator 20 beschrieben,
der aus den Lautsprechern 3, 4 und ähnlichem besteht.
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Fig. 2 ist eine Zeichnung, welche die Zusammensetzung
eines Aktuators der Geräuschkontrollvorrichtung gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
in der eine Stoßstange als Gehäuse für einen Lautsprecher
verwendet wird. Das Teilbild (a) ist eine Ansicht von
hinten eines Personenfahrzeugs, welches an seinem
hinteren Ende für gewöhnlich mit einer Stoßstange
ausgestattet ist, welche einen Stoß im Falle einer
Kollision absorbiert, um die Karosserie zu schützen. Der
Stoßfänger besteht für gewöhnlich aus einem
Urethanmaterial in der Form einer Platte. Um die
Tieffrequenzeigenschaften der Lautsprecher zu verbessern,
ist es weiters notwendig, das Volumen des Gehäuses zu
vergrößern, um die Bewegung der Lautsprecherhörner zu
ermöglichen. Der Aktuator 20 gemäß dieser Ausführungsform
umfaßt Lautsprecher 3 und 4, und ein Gehäuse 23, das
gleichzeitig auch als Stoßstange verwendet wird, die, wie
dies im Teilbild (b) dargestellt ist, einen geschlossenen
Raum begrenzt, um die Lautsprecher 3, 4 so aufzunehmen,
daß die Frontflächen der Lautsprecher 3 und 4 symmetrisch
im Hinblick auf das Auspuffrohr 2 angeordnet sind, so daß
das Dämpfungsgeräusch direkt in der Nähe der
Auslaßöffnung des Auspuffrohrs 2 durch die Öffnungen 3A
und 4A erzeugt wird.
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Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Graphen, welche den Einfluß
eines Resonanzraumes in einem Lautsprecher erklären, der
sein Frequenzband erweitert. Die Beziehungen zwischen der
Geräuschfrequenz und dem Schalldruck in jenen Fällen, in
denen das Volumen des Resonanzraumes 6,2 Liter bzw. 600
Liter beträgt, sind in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt.
Daraus läßt sich leicht erkennen, daß der Ausgang des
Schalldrucks in einem niederen Frequenzbereich erhöht
wird, wenn das Volumen des Resonanzraumes zunimmt. Gemäß
dieser Ausführungsform werden die Lautsprecher 3 und 4 an
den bestmöglichen Positionen im Hinblick auf das
Auspuffrohr 2 angeordnet, und das Gehäuse 23, das
gleichzeitig als Stoßstange dient, kann ein stark
vergrößertes Volumen aufweisen, wenngleich es bislang
schwierig zu erzielen war. Dies hilft dabei, die
Reproduktionsfähigkeit gegen Baßgeräusche mit großen
Amplituden zu verbessern. Darüber hinaus ermöglicht die
obige Zusammensetzung nicht nur eine wirkungsvolle
Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes, sondern
sie führt auch zu einer Zunahme der Festigkeit, da das
Gehäuse 23, das auch als Stoßstange dient, eine große
Biegungssteifigkeit aufweist. Darüber hinaus wird kein
Gehäuse 21 mit einem großen Volumen benötigt, wodurch
eine größere Freiheit bei der Anordnung des Aktuators 20
gegeben ist, und wodurch der elektronische Schalldämpfer
selbst mit verringerter Größe ausgeführt werden kann.
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Fig. 5 ist eine Zeichnung, welche eine erste
Zusammensetzung des Aktuators 20 von Fig. 2 zeigt, der an
der Außenseite eines Gehäuse-Stoßdämpfers 23 angeordnet
ist. Der hier gezeigte Aktuator 20 umfaßt die
Lautsprecher 3 und 4, ein schmales Gehäuse 21, welches
die hinteren Abschnitte der Lautsprecher 3, 4 umschließt
und in der Nähe des Schalldämpfers 1 installiert ist,
einen Dämpfungsgeräuschführungsabschnitt 22, der das
Dämpfungsgeräusch von den Frontflächen der Lautsprecher
3, 4 zum Auspuffrohr 2 führt, ein Gehäuse 23, das auch
als Stoßstange dient, welches einen umschlossenen Raum
begrenzt, und einen Kanal 24, der aus einem flexiblen
Rohr besteht, das räumlich das Gehäuse 23, welches als
Stoßstange dient, und das Gehäuse 21 miteinander
verbindet. Gemäß dieser Ausführungsform hilft das Gehäuse
23, welches auch als Stoßstange dient, das Volumen des
Gehäuses zu vergrößern, während der Raum in der Nähe des
Schalldämpfers 3 klein bleibt, wodurch es möglich wird,
die Reproduzierfähigkeit gegen Baßgeräusche mit großen
Amplituden ähnlich wie in der ersten Ausführungsform zu
verstärken.
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Fig. 6 ist eine Zeichnung, welche eine zweite
modifizierte Zusammensetzung des Aktuators 20 von Fig. 2
zeigt, in welcher ein Kofferraum als Resonanzraum für
einen Lautsprecher verwendet wird. Der hier gezeigte
Aktuator 20 umfaßt Lautsprecher 3 und 4, ein schmales
Gehäuse 21, das die Lautsprecher 3 und 4 auf umschlossene
Weise enthält und in der Nähe des Schalldämpfers 1
installiert ist, ein Gehäuse 25, das auch als Kofferraum
für die Aufnahme von Gepäck dient, während der Kofferraum
geschlossen ist, und einen Kanal 24, der aus einem
flexiblen Rohr besteht, das räumlich das Gehäuse 25, das
auch als Kofferraum dient, und das Gehäuse 21 miteinander
verbindet. Diese Ausführungsform weist den selben Effekt
auf wie jene in der ersten und zweiten Ausführungsform.
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Fig. 7 und Fig. 8 sind Zeichnungen, welche eine dritte
modifizierte Konfiguration des Aktuators von Fig. 2
zeigen, bei der ein Schalldämpfer 1 entfernt wurde, um in
eine Stoßstange 23 eingebaut zu werden, und wodurch die
Lautsprecher 3 und 4 an jener Position angeordnet werden
können, von welcher der Schalldämpfer 1 entfernt wurde.
Wie in Fig. 7 dargestellt, ist der Schalldämpfer 1 an der
Rückseite der Stoßstange 23 am hinteren Teil des
Automobils entlang der längliche Richtung der Stoßstange
23 befestigt und von der Hitzeschildplatte 31 umhüllt, so
daß die Hitze davon nicht abstrahlt, und das Auspuffrohr
2 ist zur Rückseite hin gezogen. Der Aktuator 20 ist an
jener Position angeordnet, an der sich normalerweise der
Schalldämpfer 1 befindet. Mit dem seitlich verlängerten
Schalldämpfer 1, der in die Hitzeschildplatte 31
eingehüllt ist und, wie in Fig. 8 dargestellt, innerhalb
der Stoßstange 23 eingebaut ist, umfaßt der Aktuator 20
Lautsprecher 3 und 4, ein Gehäuse 21, das an der Position
des Schalldämpfers 1 angeordnet ist, um die hinteren
Abschnitte der Lautsprecher 3 und 4 zu verschließen, und
einen Dämpfungsgeräuschführungsabschnitt 22, der mit der
Auslaßöffnung des Auspuffrohrs 2 in Verbindung steht, bei
der es sich um den Auslaß des Abgasrohrs handelt. Gemäß
dieser Ausführungsform ermöglicht es daher der
Schalldämpfer 1, der innerhalb der Stoßstange 23
installiert ist, das Gehäuse des Aktuators 20, welches
eine ausreichend große Kapazität besitzt, im anfänglichen
Raum zu montieren. Daher weist der Aktuator 20 eine
verbesserte Schalldruckreproduzierfähigkeit auf, wobei er
von der Hitze wenig beeinflußt wird.
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Fig. 9 ist eine Zeichnung, die eine vierte modifizierte
Zusammensetzung des Aktuators von Fig. 2 zeigt, in der
anstelle der Lautsprecher 3 und 4 ein Abschnitt des
Körpers der Stoßstange 23 als Vibrationsplatte 26
verwendet wird. Bezugnehmend auf das Teilbild (a) umfaßt
der Aktuator 20 eine Vibrationsplatte 26, die in der
Stoßstange 23 in der Nähe des Auspuffrohrs 2 des
Schalldämpfers 1 am hinteren Abschnitt des Automobils
eingebettet ist, und einen Erregungsabschnitt 27, der die
Vibrationsplatte 26 an der Rückseite der Stoßstange 23
erregt. Das Teilbild (b) ist eine Schnittansicht von der
oberen Richtung. Wie im Teilbild (b) gezeigt, sind der
Erregungsabschnitt 27 und die Vibrationsplatte 26
aneinander gekoppelt, und die Vibrationsplatte 26 wird
durch den Erregungsabschnitt 27 zum Vibrieren gebracht,
um ein Dämpfungsgeräusch zu erzeugen. Der
Erregungsabschnitt 27 kann jener sein, der im Freien
angeordnet wird. Die ganze Stoßstange 23 kann als
Vibrationsplatte 26 verwendet werden. In diesem Fall
vibriert der Plattenabschnitt der Stoßstange 23 mit den
Befestigungsabschnitten (nicht dargestellt) der
Stoßstange 23 als Knoten. Gemäß dieser Ausführungsform
nimmt daher der Erregungsabschnitt 27 nur im Aktuator 20,
welcher die Vibrationsplatte 26 und den
Erregungsabschnitt 27 anstelle der Lautsprecher
verwendet, das Volumen im wesentlichen ein. Daher wird
der Aktuator 20 in einer räumlich reduzierten Größe
realisiert und kann für eine große Anzahl an
Applikationen unter heißen und feuchten Bedingungen
verwendet werden, unter denen Lautsprecher nicht
verwendet werden können, weshalb er sich sehr gut als
elektronischer Schalldämpfer eignet.
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Fig. 10 ist eine Zeichnung, welche eine fünfte
modifizierte Konfiguration des Aktuators 20 von Fig. 9
zeigt, in der zwei Stellen in einem Abschnitt der
Stoßstange 23 als Vibrationsplatte 26 verwendet werden.
Bezugnehmend auf das Teilbild (a), welches die Rückfläche
des Automobils zeigt, umfaßt der Aktuator 20 das
Auspuffrohr, welches durch die Öffnung der Stoßstange 3
vorsteht und nahezu bündig mit derselben ist, und er
umfaßt weiters eine Vibrationsplatte 26 mit einer
Krapfenform, eingebettet in der Stoßstange 23, um das
Auspuffrohr 2 zu umgeben, und einen Erregungsabschnitt
27, der die Vibrationsplatte 26 rund um das Auspuffrohr 2
an der Rückseite der Stoßstange 23 erregt, wie dies in
einer Schnittansicht des Teilbilds (b) dargestellt ist,
welches von der oberen Richtung her gesehen wird.
Bezugnehmend auf das Teilbild (a) sollte der Aktuator 20,
wenn es zwei Auspuffrohre 2 am hinteren Abschnitt gibt,
für diese jeweils in derselben Art und Weise wie oben
beschrieben ausgeführt sein. Die oben erwähnte
modifizierte Zusammensetzung macht es möglich, dieselben
Effekte zu erzielen wie jene der fünften Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden, oben beschriebenen Erfindung wird
aufgrund des geschlossenen Raumes, der vom Gehäuse
begrenzt wird, das auch als Stoßstange dient, welche
einen Stoß im Falle eines Aufpralls abfängt, ein großes
Volumen für die hinteren Abschnitte der Lautsprecher
geschaffen. Daher können Baßgeräusch mit großen
Amplituden auf wirkungsvolle Weise gedämpft werden. Wenn
darüber hinaus die in die Stoßstange eingebettete
Vibrationsplatte erregt wird, weist die Vorrichtung eine
erhöhte Beständigkeit gegenüber Hitze und Feuchtigkeit
auf.
[Industrielle Anwendbarkeit]
-
Die Lautsprecher der Geräuschkontrollvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung können zum Kontrollieren der
Geräusche verwendet werden, die bei verschiedenen
Automobilen vom Abgas erzeugt werden, und sie eignen sich
dazu, das Volumen eines Lautsprechers zu verringern, um
das Frequenzband desselben breit zu machen und zu
verhindern, daß sich die geräuschverringernde Wirkung im
Raum verändert.