EP0342353A2 - Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
EP0342353A2
EP0342353A2 EP19890106308 EP89106308A EP0342353A2 EP 0342353 A2 EP0342353 A2 EP 0342353A2 EP 19890106308 EP19890106308 EP 19890106308 EP 89106308 A EP89106308 A EP 89106308A EP 0342353 A2 EP0342353 A2 EP 0342353A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arrangement according
noise
loudspeaker
motor vehicle
arrangement
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.)
Granted
Application number
EP19890106308
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0342353B1 (de
EP0342353A3 (de
Inventor
R. Dr. Freymann
R. Beer
R. Schmaderer
K. Stricker
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.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP0342353A2 publication Critical patent/EP0342353A2/de
Publication of EP0342353A3 publication Critical patent/EP0342353A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0342353B1 publication Critical patent/EP0342353B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods 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
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods 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
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods 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
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods 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
    • G10K11/1781—Methods 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
    • G10K11/17821—Methods 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
    • G10K11/17823—Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods 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
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods 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
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods 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
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods 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
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17873—General system configurations using a reference signal without an error signal, e.g. pure feedforward
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1282—Automobiles
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/301—Computational
    • G10K2210/3046—Multiple acoustic inputs, multiple acoustic outputs
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3216—Cancellation means disposed in the vicinity of the source
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3227—Resonators
    • G10K2210/32272—Helmholtz resonators
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/50—Miscellaneous
    • G10K2210/509—Hybrid, i.e. combining different technologies, e.g. passive and active

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for reducing the noise level in the interior of a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to reduce the noise level in the interior of a vehicle in one or more frequency range (s), the frequencies of which are related to the natural cavity frequencies of the interior, by active damping of the natural cavity vibration frequencies at all locations in the vehicle interior.
  • the design of the noise sensor as a Helmholtz resonator with a microphone accommodated therein ensures stable control and suitable filtering of the recorded noise signal without a sensitive reaction to changes in the acoustic transmission behavior of the vehicle interior, which result, for example, from opening the doors, windows or sunroof .
  • the Helmholtz resonator thus acts as an acoustic filter with the advantage over conventional electronic filters that it has a very time-stable transmission behavior due to the very low filter attenuation required here.
  • the Helmholtz resonator is preferably tuned to the cavity natural frequency to be damped.
  • the damping can be done by a damping material, such as cotton, wool or the like, which is accommodated in the resonator neck or resonator volume of the Helmholtz resonator.
  • noise sensor designed according to the invention is that it can be installed very close to the loudspeaker or loudspeakers, which act as actuators in the control loop. In this way, instabilities due to feedback effects can be avoided even at high control loop gains.
  • a plurality of noise sensors with microphones accommodated in Helmholtz resonators are provided, the individual Helmholtz resonators each being matched to different natural cavity frequencies of the motor vehicle.
  • the control device can be designed very simply in the arrangement according to the invention.
  • the output signals of the noise sensors are connected in parallel, the output signal of each noise sensor being individually amplified or weakened and undergoing a phase shift.
  • the output signals of the noise sensors are then added in at least one summing amplifier and switched to the loudspeakers acting as actuators.
  • the arrangement with several noise sensors opens up the possibility of accommodating them at several locations in the vehicle interior where high sound pressures of the relevant cavity natural frequencies prevail.
  • a microphone 3 is arranged in the interior 2 of a car 1 in the driver's head area, the output signal of which is fed to a controller 4.
  • the controller 4 generates an actuating signal which is fed to a loudspeaker 5 which is also arranged in the interior, for example the loudspeaker of a radio device.
  • the sinusoidal signal in the conventional arrangement oscillates with a phase which is shifted relative to the phase of the actual signal detected by the microphone 3 such that the sound signal emitted by the loudspeaker 5 just cancels a certain frequency of the noise signal detected in the driver's head area.
  • Figure 2 shows the measured sound pressure distribution of the cavity resonance vibration with the lowest frequency of a particular motor vehicle.
  • the natural frequency of this vibration is in the order of 75 Hz for vehicles of the middle and upper class.
  • the next higher natural cavity frequency is in the range of approx. 150 Hz.
  • the numerical values for the sound pressure in decibels (db) show that the maxima of the sound pressure distribution are in the area of the front footwell (117.5 db) and in the area of the rear passenger area (113 db).
  • FIG. 3 shows a diagram with a real abscissa and an imaginary ordinate of the Nyquist stability locus of an open control loop with a profile, the implementation of which results in active damping leading to a reduction in the noise level at all locations in the vehicle interior.
  • E denotes the cavity natural frequency to be damped.
  • FIG. 4 shows schematically the structure of a simple arrangement according to the invention.
  • a noise sensor comprises a Helmholtz resonator, which is designed as a rectangular hollow body 10 with an opening 11 in a side face, and a microphone 12, which is received within the hollow body 10 and whose output signal is fed to a control device 13.
  • the control device 13 generates an actuating signal which is forwarded to a loudspeaker 14 arranged at or near the location of a sound pressure maximum (according to FIG. 2).
  • the Helmholtz resonator 10 is tuned to a specific cavity natural frequency of the respective motor vehicle to be damped, the noise level of which is to be reduced in the interior.
  • the Helmholtz resonator 10 can be embedded by a porous damping materials, such as cotton, wool or the like, are individually prepared.
  • the loudspeaker 14 is arranged in places in the interior where maximum sound pressures prevail, in the example according to FIG. 2 in the area of the rear shelf 6 or in the footwell 7, as is customary for radio loudspeakers, so that the loudspeakers which are provided anyway can be used.
  • FIG. 5 shows the filtering effect of the noise sensor with microphone 12 described in FIG. 4 in the Helmholtz resonator 10: While FIG. 5a) shows several sound pressure peaks in the range of different natural frequencies, which are detected by a simple microphone without a Helmholtz resonator, the Figure 5b) the filter effect when measured at the same location with a microphone, which is arranged according to Figure 4 in a Helmholtz resonator. This enables a targeted approach to reducing the sound pressure generated by a certain natural frequency.
  • the arrangement according to FIG. 4 is accommodated in a vehicle according to FIG. 6, for example.
  • the same reference numerals as in FIG. 4 are used in FIG. 6.
  • the noise sensor comprising the microphone 12 and the Helmholtz resonator 10 is arranged in the area of the rear shelf 6 near the rear speakers 14, which are also accommodated in this area.
  • the control device 13 has two outputs which act on the two loudspeakers 14, 14.
  • FIG. 7 shows the result of the measure according to FIG. 6, the dashed curve showing the sound pressure versus frequency without the described measures of the invention, and the solid curve showing the sound pressure in the interior versus frequency when used represent the measures according to the invention.
  • Figures 8 and 9 show arrangements with which a sound pressure reduction for several cavity natural frequencies of a vehicle is possible.
  • Four noise sensors 10a, 10b, 10c, 10d are provided with corresponding microphones 12a, 12b, 12c, 12d, which are tuned to frequencies f a , f b , f c , f d , which correspond to particularly pronounced cavity natural frequencies.
  • each sensor signal is input into a series circuit, each with an amplifier 15a to 15d, a phase shifter 16a to 16d and a filter 17a to 17d, the series circuits for the individual sensor signals lying in parallel, and in the embodiment according to FIG. 8 fed to a common summing amplifier 18 , where the sensor signals are summed and input to a power amplifier 19 for three loudspeakers 20, 21, 22.
  • the loudspeakers are arranged at various locations in the vehicle interior which are favorable for noise reduction and, as stated above, can coincide with the usual accommodation locations for the radio loudspeakers.
  • Each power amplifier 19A, 19B supplies its own group of three loudspeakers 20, 21, 22 and 23, 24, 25.
  • control device 13 can be implemented using analog or digital technology, in which case a digital computer (not shown) can take over the signal processing.
  • Characteristic of the arrangement according to FIGS. 8 and 9 is the parallel arrangement of the series circuit 15, 16, 17 for each sensor output signal. In this way, individual signal processing can be achieved in adaptation to the individual tuning of the associated noise sensor 10, 12 before the signals are combined in the summing amplifiers 18.
  • the filters 17 can comprise low-pass, high-pass, band-pass or blocking filters.
  • control device 13 is of a simple construction, as shown in FIGS. 8 and 9.

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)

Abstract

Eine Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeuges umfaßt mindestens einen Geräuschsensor, mindestens einen Lautsprecher und eine Regeleinrichtung, die als Istgröße das Ausgangssignal des Geräuschsensors erhält und ein den Lautsprecher beaufschlagendes Stellsignal abgibt. Um eine wirksame und gegenüber Veränderungen des akustischen Übertragungsverhaltens des Innenraumes stabile Geräuschminderung über einen großen Frequenzbereich zu erzielen, ist erfindungsgemäß als Geräuschsensor ein in einem Helmholtz-Resonator untergebrachtes Mikrofon verwendet, und der oder die Lautsprecher sind nahe den Orten maximalen Schalldruckes von zu dämpfendem Hohlraumeigenfrequenzen des Kraftfahrzeuges angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahr­zeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (DE-Al 31 06 029) werden mit Hilfe eines nahe dem Kopfbereich des Fahrers angeordneten Mikrofons als Geräuschsensor und eines Lautsprechers unter Verwendung eines Sinus-Generators sinusförmige Schaltsignale mit einer Frequenz erzeugt, die eine störende Frequenz im Geräuschpegel gerade aufheben soll.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Geräusch­pegel im Innenraum eines Fahrzeugs in einem oder mehreren Frequenzbereich(en), dessen bzw. deren Frequenzen in Zusammenhang mit den Hohlraumeigen­frequenzen des Innenraums stehen, durch aktive Dämpfung der Hohlraumeigenschwingungsfrequenzen an allen Orten des Fahrzeuginnenraums zu senken.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Die Ausbildung des Geräuschsensors als Helmholtz-­Resonator mit einem darin untergebrachten Mikrofon gewährleistet eine stabile Regelung und geeignete Filterung des aufgenommenen Geräuschsignals ohne empfindliche Reaktion auf Veränderungen des akustischen Übertragungsverhaltens des Fahrzeuginnenraumes, die sich zum Beispiel in Folge Öffnens der Türen, der Fenster oder des Schiebedachs ergeben. Der Helmholtz-Resonator wirkt somit als akustisches Filter mit dem Vorteil gegenüber herkömmlichen elektronischen Filtern, daß er aufgrund der hier nur sehr geringen erforderlichen Filterdämpfungen ein sehr zeitstabiles Übertragungsverhalten aufweist.
  • Der Helmholtz-Resonator ist vorzugsweise auf die zu dämpfende Hohlraumeigenfrequenz abgestimmt. Die Dämpfung kann durch ein Dämpfungsmaterial, wie Watte, Wolle oder dergleichen erfolgen, die im Resonatorhals oder Resonatorvolumen des Helmholtz-­Resonators untergebracht ist.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Geräuschsensors besteht darin, daß er sehr nahe neben dem oder den Lautsprechern installiert werden kann, die als Stellglieder im Regelkreis wirken. Damit lassen sich auch bei hohen Regelkreisver­stärkungen Instabilitäten in Folge von Rückkopplungs­effekten vermeiden.
  • Zur Geräuschminderung in einem breiten Frequenzband ist bevorzugt, wenn mehrere Geräuschsensoren mit in Helmholtz-Resonatoren untergebrachten Mikrofonen vorgesehen werden, wobei die einzelnen Helmholtz-­Resonatoren jeweils auf unterschiedliche Hohlraum­eigenfrequenzen des Kraftfahrzeuges abgestimmt sind.
  • Die Regeleinrichtung läßt sich bei der Anordnung nach der Erfindung sehr einfach gestalten. Vorzugsweise liegen bei der zuletzt beschriebenen Anordnung mit mehreren Geräuschsensoren die Ausgangssignale der Geräuschsensoren in Parallelschaltung, wobei das Ausgangssignal jedes Geräuschsensors individuell verstärkt bzw. abgeschwächt wird und eine Phasen­drehung erfährt. Darauf werden die Ausgangssignale der Geräuschsensoren in mindestens einem Summier­verstärker addiert und auf die als Stellglieder wirkenden Lautsprecher geschaltet.
  • Die Anordnung mit mehreren Geräuschsensoren eröffnet die Möglichkeit ihrer Unterbringung an mehreren Orten des Fahrzeuginnenraumes, an denen hohe Schall­drücke der betreffenden Hohlraumeigenfrequenzen herrschen.
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisch eine herkömmliche Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs;
    • Fig. 2 die gemessene Schalldruckverteilung für die frequenzniedrigste Hohlraumresonanz­schwingung im Innenraum eines Fahrzeuges;
    • Fig. 3 die Nyquist-Stabilitätsortskurve einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Regelein­richtung, welche eine aktive Dämpfung einer oder mehrerer Hohlraumresonanz­schwingungen eines Kraftfahrzeuges bewirkt;
    • Fig. 4 ein Teilschema einer einfachen Anordnung gemäß der Erfindung;
    • Fig. 5 eine Gegenüberstellung von Diagrammen, wobei das Diagramm nach Figur 5a den mittels eines Mikrofones erfaßten Schalldruck über der Frequenz und Figur 5b den mittels eines Geräuschsensors nach der Erfindung erfaßten Schalldruck über der Frequenz darstellen;
    • Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, aus der die Orte der Unter­bringung von Geräuschsensor und Lautsprechern bei einer Anordnung nach der Erfindung ersichtlich sind;
    • Fig. 7 ein Vergleichsdiagramm, welches den Verlauf des Schalldruckes über der Frequenz in einem Kraftfahrzeug ohne die Anordnung nach der Erfindung und mit einer Anordnung gemäß Figur 4 bzw. Figur 6 darstellt; und
    • Fig. 8, 9 Blockschaltbilder zweier Anordnungen gemäß der Erfindung mit jeweils vier Geräuschsensoren und mehreren Lautsprechern.
  • Bei der Anordnung nach Figur 1 ist im Innenraum 2 eines PKW 1 im Kopfbereich des Fahrers ein Mikrofon 3 angeordnet, dessen Ausgangssignal einem Regler 4 zugeführt wird. Der Regler 4 erzeugt ein Stellsignal, das zu einem ebenfalls im Innenraum angeordneten Lautsprecher 5, beispielsweise dem Lautsprecher eines Radiogerätes, zugeführt wird.
  • Das bei der konventionellen Anordnung sinusförmige Signal schwingt mit einer Phase, welche gegenüber der Phase des mittels des Mikrofons 3 erfaßten Istsignals gerade so verschoben ist, daß das vom Lautsprecher 5 abgestrahlte Schallsignal eine bestimmte Frequenz des im Kopfbereich des Fahrers erfaßten Geräuschsignals gerade aufhebt.
  • Figur 2 zeigt die gemessene Schalldruckverteilung der Hohlraumresonanzschwingung mit der tiefsten Frequenz eines bestimmten Kraftfahrzeuges. Die Eigenfrequenz dieser Schwingung liegt bei Fahrzeugen der Mittel- und Oberklasse in der Größenordnung von 75Hz. Die nächsthöhere Hohlraumeigenfrequenz liegt im Bereich von ca. 150Hz. Die Zahlenwerte für den Schalldruck in Dezibel (db) zeigen, daß die Maxima der Schalldruckverteilung im Bereich des vorderen Fußraumes (117,5 db) und im Bereich des hinteren Fahrgastraumes (113 db) liegen.
  • Figur 3 zeigt in einem Diagramm mit realer Abszisse und imaginärer Ordinate die Nyquist-Stabilitäts­ortskurve eines offenen Regelkreises mit einem Verlauf, bei dessen Verwirklichung eine aktive Dämpfung zu einer Geräuschpegelverringerung an allen Orten des Fahrzeuginnenraumes führt. Mit E ist die zu dämpfende Hohlraumeigenfrequenz bezeichnet.
  • Figur 4 zeigt schematisch den Aufbau einer einfachen Anordnung gemäß der Erfindung. Dabei umfaßt ein Geräuschsensor einen Helmholtz-Resonator, der als rechteckiger Hohlkörper 10 mit einer Öffnung 11 in einer Seitenfläche ausgebildet ist, und ein Mikrofon 12, das innerhalb des Hohlkörpers 10 aufge­nommen ist und dessen Ausgangssignal zu einer Regelein­richtung 13 geführt wird. Die Regeleinrichtung 13 erzeugt ein Stellsignal, welches zu einem am oder nahe dem Ort eines Schalldruckmaximums (gemäß Figur 2) angeordneten Lautsprecher 14 weitergeleitet wird. Der Helmholtz-Resonator 10 ist auf eine be­stimmte zu dämpfende Hohlraumeigenfrequenz des jeweiligen Kraftfahrzeugs abgestimmt, dessen Geräusch­pegel im Innenraum abgesenkt werden soll. Zum Erzeugen einer geeigneten Charakteristik kann der Helmholtz-­Resonator 10 durch Einbetten eines porösen Dämpfungs­ materials, wie Watte, Wolle oder dergleichen, individuell präpariert werden.
  • Der Lautsprecher 14 ist an Orten im Innenraum ange­ordnet, an denen maximale Schalldrücke herrschen, bei dem Beispiel gemäß Figur 2 im Bereich der Hutablage 6 oder im Fußraum 7, wie für Radiolautsprecher üblich, so daß die ohnehin vorgesehenen Lautsprecher Verwendung finden können.
  • Figur 5 zeigt den Filterungseffekt des anhand der Figur 4 beschriebenen Geräuschsensors mit Mikrofon 12 im Helmholtz-Resonator 10: Während in Figur 5a) mehrere Schalldruckspitzen im Bereich verschiedener Eigenfrequenzen zu erkennen sind, die durch ein einfaches Mikrofon ohne Helmholtz-Resonator erfaßt werden, zeigt die Figur 5b) den Filtereffekt bei Messung am gleichen Ort mit einem Mikrofon, das gemäß Figur 4 in einem Helmholtz-Resonator angeordnet ist. Dies ermöglicht einen gezielten Ansatz zur Minderung des durch eine bestimmte Eigenfrequenz erzeugten Schalldruckes.
  • Die Anordnung nach Figur 4 ist beispielsweise gemäß Figur 6 in einem Fahrzeug untergebracht. In Figur 6 sind gleiche Bezugszeichen wie in Figur 4 verwendet. Der Geräuschsensor aus Mikrofon 12 und Helmholtz-­Resonator 10 ist im Bereich der Hutablage 6 nahe den ebenfalls in diesem Bereich untergebrachten Heck-Lautsprechern 14 angeordnet. Die Regeleinrichtung 13 hat in diesem Fall zwei Ausgänge, die auf die beiden Lautsprecher 14, 14 wirken.
  • Figur 7 zeigt das Ergebnis der Maßnahme nach Figur 6, wobei die gestrichelte Kurve den Schalldruck über der Frequenz ohne die geschilderten Maßnahmen der Erfindung und die durchgezogene Kurve den Schall­druck im Innenraum über der Frequenz bei Anwendung der Maßnahmen nach der Erfindung darstellen.
  • Die Figuren 8 und 9 zeigen Anordnungen, mit denen eine Schalldruckminderung für mehrere Hohlraumeigen­frequenzen eines Fahrzeuges möglich ist.
  • Dabei sind vier Geräuschsensoren 10a, 10b, 10c, 10d mit entsprechenden Mikrofonen 12a, 12b, 12c, 12d vorgesehen, die auf Frequenzen fa, fb, fc, fd abgestimmt sind, welche besonders ausgeprägten Hohlraumeigenfrequenzen entsprechen.
  • Die Ausgangssignale der Mikrofone 12a bis 12d werden in die wie auch in den Figuren 8 und 9 mit 13 bezeich­nete Regeleinrichtung eingegeben. Hier wird jedes Sensorsignal in eine Reihenschaltung mit jeweils einem Verstärker 15a bis 15d, einem Phasenschieber 16a bis 16d und einem Filter 17a bis 17d eingegeben, wobei die Reihenschaltungen für die einzelnen Sensor­signale parallel liegen, und bei der Ausführung nach Figur 8 einem gemeinsamen Summierverstärker 18 zugeführt, wo die Sensorsignale summiert und einem Leistungsverstärker 19 für drei Lautsprecher 20, 21, 22 eingegeben werden. Die Lautsprecher sind an verschiedenen, für die Geräuschminderung günstigen Orten im Fahrzeuginnenraum angeordnet, die sich, wie oben angegeben, mit den üblichen Unterbringungsorten für die Radiolautsprecher decken können.
  • Die Ausführung nach Figur 9, in der für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen wie in Figur 8 verwendet sind, unterscheidet sich von der Ausführung nach Figur 8 dadurch, daß die verstärkten, phasenver­schobenen und gefilterten Sensorsignale in zwei parallel geschaltete Summierverstärker 18A und 18B mit jeweils nachgeschalteten Leistungsverstärkern 19A und 19B eingegeben werden. Jeder Leistungsver­stärker 19A, 19B versorgt eine eigene Gruppe von jeweils drei Lautsprechern 20, 21, 22 und 23, 24, 25.
  • Die Regeleinrichtung 13 kann bei allen beschriebenen Ausführungen in analoger oder digitaler Technik ausgeführt sein, wobei im letzteren Falle ein nicht gezeigter digitaler Rechner die Signalverarbeitung übernehmen kann.
  • Charakteristisch für die Anordnung nach den Figuren 8 und 9 ist die parallele Anordnung der Reihen­schaltung 15, 16, 17 für jedes Sensorausgangs­signal. Hierdurch läßt sich eine individuelle Signal­verarbeitung in Anpassung an die individuelle Abstimmung des zugehörigen Geräuschsensors 10, 12 vor der Zusammenfassung der Signale in den Summier­verstärkern 18 erzielen.
  • Die Filter 17 können entsprechend dem Stand der Technik Tiefpaß-, Hochpaß-, Bandpaß- bzw. Sperrfilter umfassen.
  • Auch bei Anordnung mehrerer Geräuschsensoren ergibt sich ein einfacher Aufbau der Regeleinrichtung 13, wie die Figuren 8 und 9 zeigen.

Claims (11)

1. Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Geräuschsensor, mindestens einem Laut­sprecher und einer Regeleinrichtung, die als Istgröße das Ausgangssignal des Geräuschsensors erhält und ein den Lautsprecher beaufschlagendes Stellsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß als Geräuschsensor ein in einem Helmholtz-­Resonator (10) untergebrachtes Mikrofon (12) verwendet ist und daß der Lautsprecher (14; 20-22;20-25) an oder nahe dem Ort maximalen Schalldruckes von zu dämpfenden Hohlraumeigenfreq­quenzen des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nyquist-Stabilitätsortskurve des Frequenz­gangs vom offenen Regelkreis die positive reelle Achse bei einer Frequenz schneidet, die mit der Eigenfrequenz (E) einer Hohlraumresonanz übereinstimmt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß mehrere Lautsprecher (20-22;20-25) im Bereich der Hutablage (6) und/oder im vorderen Fußbereich (7) angeordnet sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Helmholtz-Resonator (10) auf die zu dämpfende Hohlraumeigenfrequenz abgestimmt ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungsmaterial, wie Watte, Wolle oder dergleichen, im Resonatorhals oder Resonatorvolumen des Helmholtz-Resonators (10) untergebracht ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Helmholtz-Resonator (10) mit Mikrofon (12) nahe dem oder den Laut­sprechern (14;20-22;20-25) angeordnet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Geräuschsensoren mit in Helmholtz-Resonatoren (10a-10d) unter­gebrachten Mikrofonen (12a-12d) vorgesehen sind, wobei die einzelnen Helmholtz-Resonatoren jeweils auf unterschiedliche Hohlraum-Eigenfrequenzen des Kraftfahrzeugs abgestimmt sind.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Geräuschsensoren in Parallelschaltung liegen, wobei das Ausgangs­signal jedes Geräuschsensors in eine Reihen­schaltung aus einem Verstärker (15a-15d), einem Phasenschieber (16a-16d) und gegebenenfalls einem Filter (17a-17d) oder einer Filtereinheit (Tiefpaß, Hochpaß, Bandpaß) eingegeben wird.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Ausgangssignale der Geräusch­sensoren in mindestens einem Summierverstärker (18;18A,18B) addiert werden.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (13) analog arbeitet.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (13) einen digitalen Rechner enthält, der die analog erfaßten und in digitale Signale gewandelten Geräuschsignale nach einem eingespeicherten Programm verarbeitet.
EP89106308A 1988-05-18 1989-04-10 Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs Expired - Lifetime EP0342353B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3816921A DE3816921A1 (de) 1988-05-18 1988-05-18 Anordnung zur verminderung des geraeuschpegels im innenraum eines kraftfahrzeugs
DE3816921 1988-05-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0342353A2 true EP0342353A2 (de) 1989-11-23
EP0342353A3 EP0342353A3 (de) 1991-03-20
EP0342353B1 EP0342353B1 (de) 1993-08-11

Family

ID=6354628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP89106308A Expired - Lifetime EP0342353B1 (de) 1988-05-18 1989-04-10 Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0342353B1 (de)
DE (2) DE3816921A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4015313A1 (de) * 1990-05-12 1991-11-14 Opel Adam Ag Aktives geraeuschminderungssystem fuer den innenraum von kraftfahrzeugen
GB2234137B (en) * 1989-07-18 1994-01-12 Messerschmitt Boelkow Blohm A device for the detection and location of sound waves
EP0586831A2 (de) * 1992-08-13 1994-03-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schallabsorptionsverfahren für Kraftfahrzeuge
WO1996031872A1 (fr) * 1995-04-04 1996-10-10 Technofirst Procede et dispositif personnels d'attenuation acoustique active a reponse impulsionelle invariante
EP0916536A3 (de) * 1997-11-13 2000-12-20 DORNIER GmbH Verfahren zur Unterdrückung periodischer Druckänderungen in einem von einer Aussenströmung umströmten und mit einer Öffnung versehenem Hohlraum

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH083395B2 (ja) * 1988-09-30 1996-01-17 株式会社東芝 冷却装置の消音装置
DE19742741C2 (de) * 1997-09-27 2001-08-16 Audi Ag Vorrichtung zur aktiven tieffrequenten Störgeräuschunterdrückung in Kraftfahrzeugen
DE102004016689A1 (de) * 2004-04-05 2005-10-27 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern von Klangeigenschaften in einem Fahrzeug
DE102007032600A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Verbesserung der Dämpfung von akustischen Wellen
DE102010021039B4 (de) * 2010-05-19 2015-02-12 Magna Car Top Systems Gmbh Dach für einen Personenkraftwagen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2518805A (en) * 1945-08-24 1950-08-15 Massa Frank Resonant chamber for microphones
EP0098594A2 (de) * 1982-07-07 1984-01-18 Nissan Motor Co., Ltd. Verfahren und Anordnung zur Kontrolle des akustischen Feldes in einer Fahrerkabine
EP0103257A1 (de) * 1982-09-09 1984-03-21 SINTRA-ALCATEL Société Anonyme dite: Verfahren und Schaltung zur Abschwächung des Eigenrauschens
GB2149614A (en) * 1983-10-31 1985-06-12 Secr Defence Active noise reduction apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1444097A (fr) * 1965-05-17 1966-07-01 Renault Procédé et dispositif pour amortir les résonances acoustiques dans l'habitacle d'un véhicule
DE3106029A1 (de) * 1981-02-19 1982-09-09 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg "verfahren und anordnung zur verringerung des geraeuschpegels im kopfbereich von kraftfahrzeuginsassen"
ZA825676B (en) * 1981-08-11 1983-06-29 Sound Attenuators Ltd Method and apparatus for low frequency active attennuation
FR2531023B1 (fr) * 1982-08-02 1987-04-30 Peugeot Dispositif d'attenuation du bruit dans l'habitacle d'un vehicule automobile
DE3612204A1 (de) * 1986-04-11 1987-10-15 Audi Ag Vorrichtung zur geraeuschminderung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2518805A (en) * 1945-08-24 1950-08-15 Massa Frank Resonant chamber for microphones
EP0098594A2 (de) * 1982-07-07 1984-01-18 Nissan Motor Co., Ltd. Verfahren und Anordnung zur Kontrolle des akustischen Feldes in einer Fahrerkabine
EP0103257A1 (de) * 1982-09-09 1984-03-21 SINTRA-ALCATEL Société Anonyme dite: Verfahren und Schaltung zur Abschwächung des Eigenrauschens
GB2149614A (en) * 1983-10-31 1985-06-12 Secr Defence Active noise reduction apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D.K. ANAND: "Introduction to control systems", 1984, Seiten 180-196, Pergamon Press, Oxford, GB *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2234137B (en) * 1989-07-18 1994-01-12 Messerschmitt Boelkow Blohm A device for the detection and location of sound waves
DE4015313A1 (de) * 1990-05-12 1991-11-14 Opel Adam Ag Aktives geraeuschminderungssystem fuer den innenraum von kraftfahrzeugen
EP0457176A2 (de) * 1990-05-12 1991-11-21 Adam Opel Aktiengesellschaft Aktives Geräuschminderungssystem für den Innenraum von Kraftfahrzeugen
EP0457176A3 (en) * 1990-05-12 1992-09-02 Adam Opel Aktiengesellschaft Active noise reduction system for the interior of motor vehicles
EP0586831A2 (de) * 1992-08-13 1994-03-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schallabsorptionsverfahren für Kraftfahrzeuge
EP0586831A3 (de) * 1992-08-13 1994-03-30 Bayerische Motoren Werke Ag
WO1996031872A1 (fr) * 1995-04-04 1996-10-10 Technofirst Procede et dispositif personnels d'attenuation acoustique active a reponse impulsionelle invariante
FR2732807A1 (fr) * 1995-04-04 1996-10-11 Technofirst Procede et dispositif personnels d'attenuation acoustique active, siege equipe du dispositif correspondant, et espace a attenuation acoustique active obtenu
US5987144A (en) * 1995-04-04 1999-11-16 Technofirst Personal active noise cancellation method and device having invariant impulse response
EP0916536A3 (de) * 1997-11-13 2000-12-20 DORNIER GmbH Verfahren zur Unterdrückung periodischer Druckänderungen in einem von einer Aussenströmung umströmten und mit einer Öffnung versehenem Hohlraum

Also Published As

Publication number Publication date
EP0342353B1 (de) 1993-08-11
EP0342353A3 (de) 1991-03-20
DE58905218D1 (de) 1993-09-16
DE3816921A1 (de) 1989-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69933627T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Anpassung des Phasen- und Amplitudenfrequenzgangs eines Mikrofons
DE4308923C2 (de) Aktive Geräuschverringerungsvorrichtung
DE3512999A1 (de) Differentialhoerhilfe mit programmierbarem frequenzgang
EP0366109A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Linearisierung des Frequenzganges eines Lautsprechersystems
EP0342353B1 (de) Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs
DE10129850A1 (de) Verstärkereinrichtung mit frequenzgangkompensierender Verstärkerreaktanz sowie Verwendung der Verstärkereinrichtung
EP1369994B1 (de) Verfahren zur zugehörrichtigen Basspegelanhebung und zugeordnetes Wiedergabesystem
DE3907275A1 (de) Tonsystem
EP0729224B1 (de) Schaltungsanordnung zur Auswertung von Intermodulationsprodukten
DE3733983A1 (de) Verfahren zum daempfen von stoerschall in von hoergeraeten uebertragenen schallsignalen
DE4226885C2 (de) Schallabsorptionsverfahren für Kraftfahrzeuge
DE10242700B4 (de) Rückkopplungskompensator in einem akustischen Verstärkungssystem, Hörhilfsgerät, Verfahren zur Rückkopplungskompensation und Anwendung des Verfahrens in einem Hörhilfsgerät
EP1649719B1 (de) Einrichtung und verfahren zum betrieb von sprachunterstützten systemen in kraftfahrzeugen
EP0485357B1 (de) Hörgerät mit Filterschaltung
DE102016001593A1 (de) Verfahren zum Erzeugen eines Gegenschalls für eine Geräuschminderung in einem Kraftfahrzeug
EP0457176A2 (de) Aktives Geräuschminderungssystem für den Innenraum von Kraftfahrzeugen
DE102006052063B4 (de) Lautsprechersystem und Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechersystems
DE19632230A1 (de) Adaptive Steuerung
DE102004041214B4 (de) Vorrichtung zur Schallminderung von Lärmquellen in schmalen Frequenzbereichen
EP1189031B1 (de) Verfahren zur Verarbeitung von Audiosignalen
EP0171524A2 (de) Verfahren zur Pegel- und Lautstärkeeinstellung in einem NF-Verstärker und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE3817041A1 (de) Radaufhaengung fuer ein fahrzeug mit einem frequenzabhaengigen daempfer
DE3336414A1 (de) Stethoskop
DE19619003C2 (de) Übertragungseinrichtung für stereophone Audiosignale
EP1597838B1 (de) Schaltungsanordnung und verfahren zur kompensation von signalpegelsprüngen in verstärkungseinrichtungen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): DE FR GB IT SE

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): DE FR GB IT SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19910311

17Q First examination report despatched

Effective date: 19920814

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

REF Corresponds to:

Ref document number: 58905218

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19930916

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19930826

ET Fr: translation filed
ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: STUDIO JAUMANN

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19970410

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19970416

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19970430

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980410

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: THE PATENT HAS BEEN ANNULLED BY A DECISION OF A NATIONAL AUTHORITY

Effective date: 19980430

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19980410

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990202

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050410