EP0342353B1 - Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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EP0342353B1
EP0342353B1 EP89106308A EP89106308A EP0342353B1 EP 0342353 B1 EP0342353 B1 EP 0342353B1 EP 89106308 A EP89106308 A EP 89106308A EP 89106308 A EP89106308 A EP 89106308A EP 0342353 B1 EP0342353 B1 EP 0342353B1
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noise
helmholtz resonator
disposed
frequency
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EP0342353A2 (de
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R. Dr. Freymann
R. Beer
R. Schmaderer
K. Stricker
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Bayerische Motoren Werke AG
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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 object of the invention is 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, with comparatively little construction effort by actively damping the natural cavity vibration frequencies at all locations in the vehicle interior to lower.
  • the design of the noise sensor as a Helmholtz resonator with a microphone housed 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 may 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 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 in a diagram with a real abscissa and an imaginary ordinate 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 maximum sound pressure (according to FIG. 2).
  • the Helmholtz resonator 10 is tuned to a specific cavity natural frequency to be damped in the respective motor vehicle, the noise level of which is to be reduced in the interior.
  • the Helmholtz resonator 10 can be embedded by embedding a porous damping material, such as cotton, wool or the like, can be 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, for example according to FIG. 6.
  • 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 has a simple construction, as shown in FIGS. 8 and 9.

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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 (GB-A-2 149 614) werden Geräusche in einer Flugzeugkabine oder einem anderen geschlossenen Raum mit Hilfe von in der Kabine verteilten Mikrofonen als Geräuschsensoren und von Lautsprechern durch Erzeugen von Gegenschall reduziert (Anti-Noise-System). Einer Schallwellenfront wird ein künstlich erzeugtes Schallwellenfeld überlagert, das zur störenden Schallwellenfront um 180° in der Phase verschoben ist. Derartige Systeme haben den Nachteil, daß zum Erreichen spürbarer Effekte relativ viele Mikrofone installiert werden müssen. Ferner muß von den Lautsprechern eine hohe Schalleistung erzeugt werden und der erforderliche Regleraufwand ist ebenfalls groß.
  • 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, mit vergleichsweise wenig Bauaufwand 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.
  • Durch die Abstimmung des Helmholtz-Resonators auf die zu dämpfende Hohlraumeigenfrequenz wird eine schmalbandige aber gezielte Wirkung erzeugt. 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 Dämpfungsmaterials, 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 (10)

  1. Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Geräuschsensor, mindestens einem Lautsprecher (14; 20-22; 23-25) und einer Regeleinrichtung (13), die als Istgröße das Ausgangssignal des Geräuschsensors (10, 12) erhält und ein den Lautsprecher (14; 20-22; 23-25) beaufschlagendes Stellsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß als Geräuschsensor ein in einem Helmholtz-Resonator (10) untergebrachtes Mikrofon (12) verwendet ist und der Helmholtz-Resonator (10) auf die zu dämpfende Hohlraumeigenfrequenz abgestimmt ist und daß der Lautsprecher (14; 20-22; 23-25) an oder nahe dem Ort maximalen Schalldruckes von zu dämpfenden Hohlraumeigenfrequenzen 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; 23-25) 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 ein Dämpfungsmaterial, wie Watte, Wolle oder dergleichen, im Resonatorhals oder Resonatorvolumen des Helmholtz-Resonators (10) untergebracht ist.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Helmholtz-Resonator (10) mit Mikrofon (12) nahe dem oder den Lautsprechern (14; 20-22; 23-25) angeordnet ist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Geräuschsensoren mit in Helmholtz-Resonatoren (10a-10d) untergebrachten Mikrofonen (12a-12d) vorgesehen sind, wobei die einzelnen Helmholtz-Resonatoren (10a-10d) jeweils auf unterschiedliche Hohlraum-Eigenfrequenzen des Kraftfahrzeugs abgestimmt sind.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Geräuschsensoren (10a-10d, 12a-12d) 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.
  8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Geräuschsensoren (10a-10d, 12a-12d) in mindestens einem Summierverstärker (18; 18A, 18B) addiert werden.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (13) analog arbeitet.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 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.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004016689A1 (de) * 2004-04-05 2005-10-27 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern von Klangeigenschaften in einem Fahrzeug

Families Citing this family (9)

* 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
DE3923740C1 (de) * 1989-07-18 1990-12-06 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De
DE4015313A1 (de) * 1990-05-12 1991-11-14 Opel Adam Ag Aktives geraeuschminderungssystem fuer den innenraum von kraftfahrzeugen
DE4226885C2 (de) * 1992-08-13 2001-04-19 Bayerische Motoren Werke Ag Schallabsorptionsverfahren für Kraftfahrzeuge
FR2732807B1 (fr) * 1995-04-04 1997-05-16 Technofirst Procede et dispositif personnels d'attenuation acoustique active, siege equipe du dispositif correspondant, et espace a attenuation acoustique active obtenu
DE19742741C2 (de) * 1997-09-27 2001-08-16 Audi Ag Vorrichtung zur aktiven tieffrequenten Störgeräuschunterdrückung in Kraftfahrzeugen
DE19750218C2 (de) * 1997-11-13 1999-09-30 Dornier Gmbh Verfahren zur Unterdrückung periodischer Druckänderungen in einem von einer Außenströmung umströmten und mit einer Öffnung versehenem Hohlraum
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

Family Cites Families (9)

* 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
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
JPS599699A (ja) * 1982-07-07 1984-01-19 日産自動車株式会社 自動車の車室内音場制御装置
FR2531023B1 (fr) * 1982-08-02 1987-04-30 Peugeot Dispositif d'attenuation du bruit dans l'habitacle d'un vehicule automobile
FR2533100B1 (fr) * 1982-09-09 1986-06-27 Sintra Alcatel Sa Procede et dispositif d'attenuation de bruits parasites
GB8328997D0 (en) * 1983-10-31 1983-11-30 Secr Defence Active noise reduction
DE3612204A1 (de) * 1986-04-11 1987-10-15 Audi Ag Vorrichtung zur geraeuschminderung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004016689A1 (de) * 2004-04-05 2005-10-27 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern von Klangeigenschaften in einem Fahrzeug

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