ES2321266B1 - Disposicion para la compensacion activa del ruido para un sistema de limpiaparabrisas controlado electronicamente de un automovil. - Google Patents
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Abstract
Disposición para la compensación activa del
ruido para un sistema de limpiaparabrisas controlado
electrónicamente de un automóvil que presenta un sistema de
limpiaparabrisas con al menos un motor de limpiaparabrisas
controlado a través de una electrónica de limpiaparabrisas, así
como al menos un altavoz dirigido al espacio interior del vehículo.
Unos patrones de ruido contrario del sistema de limpieza
específicos de vehículos están depositados en un componente del
vehículo, de manera que la electrónica del limpiaparabrisas puede
realizar un cálculo previo de la compensación del ruido antes de la
aparición del ruido a compensar del sistema de limpieza y a partir
de ello puede derivar un patrón de ruido contrario que puede ser
llamado.
Description
Disposición para la compensación activa del
ruido para un sistema de limpiaparabrisas controlado
electrónicamente de un automóvil.
La invención se refiere a una disposición para
la compensación del ruido de un sistema de limpiaparabrisas activo,
eficaz en el espacio interior de un automóvil, a través de ruido
contrario.
Se conoce ya a partir de la solicitud de patente
internacional WO 90/09655 una compensación activa del ruido del
espacio interior de un vehículo a través de ruido contrario que
debe amortiguar ruidos exteriores -que proceden especialmente del
motor del vehículo-.
La disposición conocida genera una señal
eléctrica a partir de una señal de referencia, que es generada por
un micrófono, que mide un campo de ruido que procede desde el
motor. La señal eléctrica derivada a partir de la señal de
referencia es amplificada y se aplica al altavoz, desfasada 180º
con respecto al campo de ruido, para irradiar un campo de ruido
contrario que neutraliza más o menos el ruido perturbador. Por lo
tanto, dicho de forma sencilla, la activación se produce porque
-debido al desplazamiento de media longitud de onda- las crestas de
las ondas del ruido contrario llenan los valles de las ondas del
ruido.
El sistema de limpiaparabrisas de un automóvil
es un sistema relevante para la seguridad, que debe trabajar de la
manera más discreta posible para el conductor. En particular, el
sistema de limpieza no debe llamar la atención durante la operación
de limpieza en virtud de ruidos perturbadores.
Debido a la amortiguación mejorada del ruido de
todo el vehículo y debido a la reducción al mínimo progresiva del
nivel de ruido en el espacio interior del vehículo, se producen,
sin embargo, ruidos perturbadores durante el funcionamiento de
agregados, de manera que también el ruido del sistema de
limpiaparabrisas se intensifica en el fondo.
En el sistema de limpiaparabrisas, existen
esencialmente cuatro fuentes de ruidos:
- -
- ruido de funcionamiento del motor del limpiaparabrisas,
- -
- ruido del viento debido al ataque de la corriente y a la circulación alrededor del brazo de limpieza y de la hoja de limpieza,
- -
- ruido de desviación de la hoja de limpieza, especialmente del labio de limpieza de la goma del limpiaparabrisas,
- -
- ruido de desplazamiento de la goma del limpiaparabrisas sobre el cristal ("ruido de arrastre").
Estas cuatro fuentes de ruido principales se
producen en lugares diferentes. Las mejoras pasivas del
comportamiento del ruido en todos los cuatro componentes serían muy
costosas, puesto que ya actualmente se consiguen niveles de ruido
comparativamente reducidos de los componentes individuales, que no
son enmascarados, sin embargo, en virtud del ruido general reducido
del vehículo y, por lo tanto, repercuten con efecto
perturbador.
Por lo tanto, la invención tiene el cometido de
reducir el desarrollo de ruido del sistema de limpiaparabrisas con
respecto al espacio interior del vehículo, sin modificar en este
caso pasivamente o bien concretamente las fuentes individuales de
ruido y los componentes del limpiaparabrisas y sin tener que
presentar una instalación de detección (acústica) adicional
costosa. Este cometido se soluciona según la invención a través de
una disposición de acuerdo con la reivindicación 1. Los desarrollos
y las medidas ventajosas se deducen a partir de las reivindicaciones
dependientes.
De acuerdo con la invención, el objetivo
mencionado se consigue en una disposición del tipo mencionada al
principio porque el sistema de limpieza presenta al menos un motor
de limpiaparabrisas controlado a través de una electrónica de
limpiaparabrisas, porque está previsto al menos un altavoz dirigido
hacia el espacio interior del automóvil, porque unos patrones de
ruidos contrarios del sistema de limpieza específicos del vehículo
están depositados en un componente del vehículo, porque la
electrónica del limpiaparabrisas realiza un cálculo previo de la
compensación del ruido antes de la aparición de los ruidos a
compensar del sistema de limpieza y a partir de ello deriva un
patrón de ruido contrario a llamar, y porque están presentes unos
medios para la generación de una señal de ruido contrario, que
corresponde al patrón de ruido contrario derivado y que se puede
depositar en el altavoz.
La idea básica es contrarrestar de una manera
selectiva las características de ruido descritas. En este caso, se
generan de una manera selectiva señales/ruidos de compensación y se
superponen a contrafase a los ruidos perturbadores propiamente
dichos, de manera que se eliminan estos ruidos perturbadores. La
electrónica del limpiaparabrisas propiamente dicha debe realizar el
cálculo del ruido contrario, o bien debe llamar los patrones de
ruidos contrarios depositados en la aplicación. De esta manera, no
son necesarios sensores adicionales en el interior del vehículo.
Puesto que el ruido contrario debe calcularse a partir de un ruido
original a determinar con un micrófono, se reduce también la
necesidad de cálculo.
Los sistemas modernos de limpiaparabrisas
disponen con frecuencia de motores de limpiaparabrisas controlados
electrónicamente relativamente costosos, especialmente motores
reversibles. De acuerdo con la invención, con la compensación
activa de los ruidos propios para los sistemas de limpiaparabrisas
electrónicos se crea una nueva funcionalidad, en la que la
generación del ruido contrario no se realiza en reacción a un
sonido de referencia medido, sino de forma preventiva.
Se considera como especialmente ventajosa una
forma de realización de la invención, en la que la señal de ruido
contrario a contrafase no presenta ningún desplazamiento temporal
de fases con respecto a los ruidos del sistema de limpieza, de modo
que se puede realizar de una manera sencilla una compensación del
ruido que trabaja en tiempo real.
La electrónica del limpiaparabrisas lleva a cabo
el cálculo previo de la compensación del ruido de una manera
ventajosa de forma separada para al menos una fuente de ruido
individual de los ruidos del sistema de limpieza, pudiendo
superponerse las señales de ruido contrario derivadas a continuación
para formar una señal general de ruido contrario. En particular, la
electrónica del limpiaparabrisas puede realizar el cálculo previo
de la compensación del ruido de forma separada para el ruido de
desviación de la hoja de limpieza -especialmente llamativo
acústicamente-.
La electrónica del limpiaparabrisas puede
realiza el cálculo previo de la compensación del ruido de una
manera ventajosa con la ayuda de los sensores de posición, que
están presentes de todos modos para el control del sistema de
limpieza, para el reconocimiento de la posición de uno o varios
componentes mecánicos del sistema de limpieza.
En un desarrollo especialmente ventajoso, está
previsto al menos un motor de limpieza reversible, en el que la
electrónica del limpiaparabrisas calcula, durante el control del
sistema de limpieza, las posiciones de inversión del motor de
limpieza reversible en función de influencias del medio ambiente
y/o de parámetros de funcionamiento del vehículo o del sistema de
limpieza. Los motores de limpiaparabrisas reversibles electrónicos
actuales disponen ya de la instalación de detección adecuada, para
determinar el instante de la aparición del ruido. A partir de ello,
se puede calcular previamente el ruido de compensación a contrafase
y se puede controlar sin desplazamiento temporal de las fases.
Especialmente en el caso de motores de limpiaparabrisas
reversibles, deben calcularse previamente de una manera forzosa las
posiciones de inversión y deben determinarse en función de las
influencias del medio ambiente. Es decir, que aquí se puede
pre-calcular en la electrónica del limpiaparabrisas
sin más al mismo tiempo el instante de la compensación del ruido,
con lo que se puede realizar una compensación óptima del ruido: el
ruido perturbador y el ruido de compensación a contrafase se activan
sin desfase temporal y, por lo tanto, ambos ruidos se anulan de una
manera óptima en sentido contrario.
Para la propagación del sonido contrario en el
espacio interior se ofrece de una manera ventajosa la utilización
de los altavoces del sistema de sonido estéreo presente en el
vehículo. En principio, el altavoz para la propagación del sonido
contrario en el espacio interior puede estar formado también a
través del cristal delantero. De esta manera se podrían anular los
ruidos perturbadores directamente en el lugar de la generación del
ruido (todos los ruidos del limpiaparabrisas, a excepción del ruido
del motor del limpiaparabrisas).
La electrónica del limpiaparabrisas o bien puede
generar las señales de sonido contrario por sí misma o puede
activar su generación por medio de otro componente del vehículo que
ya está presente de forma normalizada.
La figura única del dibujo muestra un diagrama
de bloques esquemático de un motor de limpiaparabrisas reversible,
cuyo ruido puede ser atenuado con una disposición de acuerdo con la
invención, con electrónica de limpiaparabrisas integrada.
Para la descripción de la compensación de las
fuentes de ruido individuales del sistema de limpiaparabrisas es
útil tener en cuenta la influencia o bien los parámetros de
influencia de los componentes del limpiaparabrisas sobre el ruido
del sistema. Los parámetros de influencia como el estado del
cristal y la velocidad del limpiaparabrisas juegan en cada caso el
papel decisivo con respecto a los componentes de la goma de
limpieza (ruido de desviación, ruido de desplazamiento) y el motor
del limpiaparabrisas (ruido de accionamiento). Con respecto al
componente de la palanca de limpieza (ruido del viento) tiene una
importancia especial, además de la velocidad del limpiaparabrisas,
el parámetro de la velocidad de la circulación.
Los parámetros de influencia mencionados
dependen de la situación ambiental o bien del estado (de
funcionamiento) del sistema de limpiaparabrisas. Por ejemplo, el
estado del cristal puede ser húmedo, seco o secándose.
En la figura se representa de forma muy
esquemática un motor de limpiaparabrisas reversible WM con
electrónica integrada de limpiaparabrisas, que está diseñada para
el control del limpiaparabrisas o bien para el control del sistema
con la posibilidad del reconocimiento del estado con respecto a
situaciones ambientales U. En el motor del limpiaparabrisas WM o
bien en la electrónica integrada del limpiaparabrisas están
integrados, además, medios (de cálculo) para una compensación
activa del ruido G. La compensación del ruido G emite una señal S,
que activa la generación de la señal de sonido contrario o
representa esta señal propiamente dicha. El parámetro P del estado
del cristal está enlazado con el reconocimiento de la carga, la
velocidad del viento con la previsión teórica correspondiente, la
velocidad de la circulación con el reconocimiento de la carga
(hacia arriba/hacia abajo), el reconocimiento de la posición con la
instalación de detección correspondiente y la curva característica
de control del ciclo de limpieza con una compensación teórica/real.
La señal de la velocidad de la circulación V, como se indica a
través de la flecha de trazos en la figura, se puede transmitir
opcionalmente también desde la electrónica del vehículo al motor del
limpiaparabrisas WM.
Los motores de limpiaparabrisas con electrónica
integrada disponen de un reconocimiento de la posición, es decir,
que a través de un sensor (por ejemplo sensor Hall o un imán AMR)
se pueden establecer de una manera clara tanto la posición del
motor como también la posición de la palanca de limpieza (que está
acoplada a través del varillaje del limpiaparabrisas con el motor
del limpiaparabrisas o que está conectada con el motor directamente
en el caso del accionamiento directo del limpiaparabrisas). Además,
los motores de limpiaparabrisas electrónicos están equipados con un
reconocimiento de la carga, que permite reconocer, por ejemplo,
limpiaparabrisas de marcha fácil cuando el cristal está húmedo o
detectar un funcionamiento de carga pesada cuando el cristal se
está secando. De esta manera, se puede deducir el estado del
cristal, que tiene, entre otras cosas, una influencia grande sobre
el ruido de desviación.
Puesto que, como se ha mencionado, se conocen
tanto la posición de las situaciones de inversión como los estados
del cristal en la electrónica del limpiaparabrisas, se pueden
emitir ahora de una manera selectiva desde la electrónica del
limpiaparabrisas unas señales que se pueden utilizar para la
generación de ruidos de compensación. El ruido de inversión de las
posiciones se compone esencialmente del "impacto de
inversión", que resulta a partir de la expansión de todos los
componentes mecánicos así como sus juegos en las posiciones de
inversión, así como de un llamado "ruido de chasqueo", que
resulta a partir de la velocidad de fricción reducida entre la goma
de limpieza y el cristal.
Los ruidos del viento en las palancas de
limpieza se producen especialmente a elevadas velocidades de la
circulación. Son diferentes durante la limpieza ascendente y la
limpieza descendente, puesto que a la velocidad de la circulación se
superpone el movimiento del limpiaparabrisas. (Aquí son
perturbadores especialmente los ruidos que se producen
rítmicamente). La velocidad de la circulación se puede preparar o
bien a través de la velocidad de la circulación directamente desde
el vehículo o, en cambio, se puede calcular con el reconocimiento
de la carga del motor del limpiaparabrisas propiamente dicho
(reconocimiento de cargas diferentes en sentido
ascendente/descendente). Para cada tipo de vehículo se calcula un
perfil de ruido característico (uno o varios perfiles de ruido en
función de la velocidad de la circulación) o bien se deposita un
patrón de ruido contrario correspondiente. Esto es emitido de nuevo
por el motor del limpiaparabrisas como señal propiamente dicha o,
en cambio, el motor del limpiaparabrisas activa una señal de ruido
contrario depositada, por ejemplo, en la electrónica del vehículo o
en el sistema de sonido.
Los motores de limpiaparabrisas regulados
electrónicamente no tienen, como sucede en los motores de rotores
redondos no regulados, la propiedad de elevar el número de
revoluciones en virtud de la carga reducida en las posiciones de
inversión. En cambio, las curvas características de la velocidad de
accionamientos reversibles son accionadas con frecuencia de forma
irregular, para conseguir en la salida, es decir, en las palancas
de limpieza un ciclo lo más armónico posible. Esto tiene como
consecuencia que también en los accionamientos reversibles o bien en
los motores de limpiaparabrisas regulados electrónicamente se
producen en la salida elevaciones mayores del número de
revoluciones, que, dado el caso, son perceptibles en el espacio
interior del vehículo, especialmente a mayores velocidades del
limpiaparabrisas. También aquí se puede depositar, en cada
aplicación del vehículo, un perfil de ruido característico típico o
bien patrones de ruidos contrarios, que dependen tanto de la
velocidad de la carga como también de la velocidad del
limpiaparabrisas.
Los ruidos de desplazamiento de la goma del
limpiaparabrisas sobre el cristal, que se designan como "ruido
abrasivo" o "ruido de papel abrasivo", son especialmente
perturbadores en los vehículos parados o a baja velocidad de
circulación. Además, dependen del estado del cristal (húmedo/seco).
Por lo tanto, aquí es conveniente generar ruidos de compensación
tanto en función de la carga como también en función de la
velocidad del vehículo.
Claims (9)
1. Disposición para la compensación del ruido de
un sistema de limpiaparabrisas activo, eficaz en el interior de un
automóvil, a través de ruido contrario, en la que
- -
- el sistema de limpieza presenta al menos un motor de limpiaparabrisas controlado a través de una electrónica de limpiaparabrisas,
- -
- está previsto al menos un altavoz dirigido hacia el espacio interior,
- -
- unos patrones de ruidos contrarios del sistema de limpieza específicos del vehículo están depositados en un componente del vehículo,
- -
- la electrónica del limpiaparabrisas realiza un cálculo previo de la compensación del ruido antes de la aparición de los ruidos a compensar del sistema de limpieza y a partir de ello deriva un patrón de ruido contrario a llamar,
- -
- están presentes unos medios pata la generación de una señal de ruido contrario, que corresponde al patrón de ruido contrario derivado y que se puede depositar en el altavoz.
2. Disposición de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizada porque la señal de ruido contrario a
contrafase no presenta ningún desplazamiento temporal de fases con
respecto a los ruidos del sistema de limpieza.
3. Disposición de acuerdo con la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque la electrónica del
limpiaparabrisas lleva a cabo el cálculo previo de la compensación
del ruido de forma separada para al menos una fuente de ruido
individual de los ruidos del sistema de limpieza y superpone las
señales de ruido contrario derivadas para formar una señal general
de ruido contrario.
4. Disposición de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizada porque la electrónica del limpiaparabrisas
realiza el cálculo previo de la compensación del ruido de forma
separada para el ruido de desviación de la hoja de limpieza.
5. Disposición de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la electrónica
del limpiaparabrisas realiza el cálculo previo de la compensación
del ruido con la ayuda de los sensores de posición, presentes para
el control del sistema de limpieza, para el reconocimiento de la
posición de uno o varios componentes mecánicos del sistema de
limpieza.
6. Disposición de acuerdo con la reivindicación
5, caracterizada porque está previsto al menos un motor de
limpieza reversible y porque la electrónica del limpiaparabrisas
calcula, durante el control del sistema de limpieza, las posiciones
de inversión del motor de limpieza reversible en función de
influencias del medio ambiente y/o de parámetros de funcionamiento
del vehículo o del sistema de limpieza.
7. Disposición de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por la utilización de
los altavoces del sistema de sonido estéreo presente en el vehículo
para la propagación del sonido contrario en el espacio
interior.
8. Disposición de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el altavoz para
la propagación del sonido contrario en el espacio interior está
formado a través del cristal delantero.
9. Disposición de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la electrónica
del limpiaparabrisas genera las señales de sonido contrario.
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