ITUB20159630A1 - Dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo - Google Patents

Dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo Download PDF

Info

Publication number
ITUB20159630A1
ITUB20159630A1 ITUB2015A009630A ITUB20159630A ITUB20159630A1 IT UB20159630 A1 ITUB20159630 A1 IT UB20159630A1 IT UB2015A009630 A ITUB2015A009630 A IT UB2015A009630A IT UB20159630 A ITUB20159630 A IT UB20159630A IT UB20159630 A1 ITUB20159630 A1 IT UB20159630A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
origin
microphones
source
conditioning
acoustic signal
Prior art date
Application number
ITUB2015A009630A
Other languages
English (en)
Inventor
Cesare Matteo De
Federico Covassin
Antonio Barbuto
Federico Monti
Original Assignee
Magneti Marelli Spa
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 Magneti Marelli Spa filed Critical Magneti Marelli Spa
Priority to ITUB2015A009630A priority Critical patent/ITUB20159630A1/it
Priority to US15/387,949 priority patent/US10609478B2/en
Priority to EP16206080.0A priority patent/EP3184785B1/en
Priority to JP2016249255A priority patent/JP2017125846A/ja
Priority to CN201611208318.4A priority patent/CN106907255B/zh
Publication of ITUB20159630A1 publication Critical patent/ITUB20159630A1/it

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
    • G01H3/10—Amplitude; Power
    • G01H3/12—Amplitude; Power by electric means
    • G01H3/125—Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/12—Testing internal-combustion engines by monitoring vibrations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/286—Interface circuits comprising means for signal processing
    • F02D2041/288—Interface circuits comprising means for signal processing for performing a transformation into the frequency domain, e.g. Fourier transformation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/025—Engine noise, e.g. determined by using an acoustic sensor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/20—Processing of the output signals of the acoustic transducers of an array for obtaining a desired directivity characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Description

"DISPOSITIVO PER L'ACQUISIZIONE ED IL CONDIZIONAMENTO DI UN SEGNALE ACUSTICO GENERATO DA UNA SORGENTE DISPOSTA NEL VANO MOTORE DI UN VEICOLO"
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad un dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo.
ARTE ANTERIORE
Nell'ambito automobilistico è noto l'uso di sensori quali microfoni e/o accelerometri per 1'acquisizione dei segnali generati da una sorgente all'interno del vano motore che vengono poi opportunamente trattati con algoritmi specifici per ricavare informazioni riguardanti i componenti disposti nel vano motore, come ad esempio la velocità di rotazione del turbocompressore, l'insorgere di fenomeni di detonazione, i fenomeni di mancata accensione, il carico del motore, la chiusura delle valvole di aspirazione e/o scarico, etc.
Tipicamente, i sensori vengono installati direttamente sulla unità elettronica di controllo del motore a combustione interna oppure vengono alloggiati su un dispositivo di misurazione provvisto di un'unità di elaborazione (un microcontrollore) del segnale che è a sua volta collegato alla unità elettronica di controllo del motore a combustione interna.
Ad esempio, il documento EP-A1-1843024 descrive un metodo di controllo di un motore a combustione interna comprendente un blocco motore contenente degli organi rotanti ed una unità di controllo fisicamente separata dal blocco motore e provvista di un numero di sensori, i quali sono predisposti per rilevare l'intensità delle onde di pressione generate dal motore a combustione interna. L'unità di controllo è configurata per determinare, in funzione dell'intensità delle onde di pressione rilevate dai sensori, il valore di almeno un parametro funzionale del motore quale ad esempio, la velocità degli organi rotanti oppure l'insorgenza di fenomeni di detonazione all'interno dei cilindri.
Una soluzione del tipo sopra descritto presenta però alcuni svantaggi. In particolare, l'applicazione del sensore direttamente sull'unità di controllo del motore a combustione interna risulta essere limitante dal punto di vista della flessibilità di posizionamento, a causa dei vincoli imposti dalle dimensioni dell'unità elettronica di controllo. Inoltre, tali soluzioni presentano costi non trascurabili, che sono legati ai componenti elettronici di elaborazione e processamento dei segnali di cui è provvisto il dispositivo di misurazione stesso.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è, pertanto, quello di fornire un dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo che sia privo degli inconvenienti dello stato dell'arte e che sia di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
la figura 1 è una vista schematica di un turbocompressore di un motore a combustione interna, al quale è affacciato un dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico realizzato in accordo con la presente invenzione;
la figura 2 è una vista schematica e prospettica di una prima forma di attuazione del dispositivo della figura 1;
la figura 3 è una vista schematica e prospettica di una seconda forma di attuazione del dispositivo della figura 1;
la figura 4 è uno schema che illustra il principio di direzionalità utilizzato dal dispositivo delle figure 2 e 3; e
le figure 5a-5c sono dei diagrammi, in particolare spettrogrammi, che illustrano i segnali acustici acquisiti dal dispositivo di acquisizione e condizionamento delle figure da 2 a 4.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo un motore a combustione interna alloggiato nel vano motore di un veicolo e comprendente un turbocompressore 1*. Il turbocompressore 1 è a sua volta provvisto di una turbina 2 e di un compressore 3 provvisto di un disco 4 palettato girevole attorno ad un asse Z di rotazione ed un diffusore 5 fisso. Come è noto, il compressore 3 è disposto lungo un condotto di aspirazione (non illustrato), mentre la turbina 2 è disposta lungo un condotto di scarico(non illustrato). La turbina 2 ed il compressore 3 sono collegati tra loro meccanicamente; in questo modo, i gas di scarico espulsi dai cilindri (non illustrati) portano in rotazione ad alta velocità la turbina 2, che trascina in rotazione il compressore 3, così da aumentare la pressione dell'aria alimentata nel condotto di aspirazione.
All'interno del vano motore, è alloggiato un dispositivo 6 per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale S sonoro da cui derivare informazioni funzionali sul turbocompressore 1*, come ad esempio la velocità di rotazione del disco 4 palettato. Secondo una preferita variante il dispositivo 6 per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale S sonoro è disposto in una posizione affacciata al ed in corrispondenza del turbocompressore 1*. Secondo una ulteriore variante, il dispositivo 6 per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale S sonoro è alloggiato in un qualsiasi punto del vano motore.
Secondo quanto meglio illustrato nelle figure da 2 a 4, il dispositivo 6 per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale sonoro comprende due gruppi 7, 8 di misurazione, ciascuno dei quali è provvisto di rispettivi microfoni 9 configurati per l'acquisizione del segnale S sonoro lungo una rispettiva direzione X e Y di provenienza. In altre parole, i due gruppi 7, 8 di misurazione sono atti ad acquisire il segnale S sonoro lungo due direzioni X e Y di provenienza che sono tra loro differenti.
In particolare, il gruppo 7 di misurazione è realizzato in modo tale da rilevare il segnale S sonoro nella direzione X di provenienza ed è provvisto di almeno due microfoni 9* rivolti verso una sorgente 10 di interesse, come ad esempio il disco 4 palettato del turbocompressore 1*. Il gruppo 8 di misurazione è realizzato invece in modo tale da rilevare il segnale S sonoro nella direzione Y di provenienza ed è provvisto di almeno un microfono 9** che non è rivolto verso la sorgente 10 di interesse. Il microfono 9** è preferibilmente orientato verso l'ambiente circostante per rilevare il rumore ambientale.
Nella trattazione che segue, si indicherà con S il segnale sonoro in generale rilevato dal dispositivo 6 e generato dalla sorgente 10 di interesse, con Sxil segnale rilevato lungo la direzione X di provenienza generato dalla sorgente 10 di interesse e con SYil segnale rilevato lungo la direzione Y di provenienza generato dalla sorgente 10 di interesse.
Il gruppo 7 di misurazione è orientato verso la sorgente 10 (cioè è orientato nella direzione X di provenienza) e rileva il segnale Sx il cui andamento è illustrato nella figura 5a. Come illustrato nello spettrogramma, il segnale Sx comprende sia un segnale Ssad alte frequenze emesso dalla sorgente 10, sia un segnale SAgenerato dall'ambiente circostante (cioè il cosiddetto rumore ambientale) a frequenza medio basse.
Il gruppo 8 di misurazione, invece, è orientato verso l'ambiente circostante (cioè è orientato nella direzione Y di provenienza) e rileva il segnale SY, il cui andamento è illustrato nella figura 5b. Come illustrato nello spettrogramma, il segnale SYcomprende solo il segnale SAemesso dall'ambiente circostante (cioè solo il rumore ambientale) a frequenza medio basse e non è interessato dal segnale Ssemesso dalla sorgente 10. Il segnale rilevato dal gruppo 8 di misurazione è utilizzato per rimuovere il rumore ambientale dal segnale rilevato dal gruppo 7 di misurazione,
I segnali Sx, SYacquisiti vengono trasmessi ad un filtro 11 di condizionamento e ad un filtro 12 antialiasing. Nello specifico, il filtro 11 di condizionamento è realizzato per eliminare una frequenza f continua nei segnali Sx, SYacquisiti ed effettuare almeno uno stadio di amplificazione. Mentre, il filtro 12 ant i-aliasing è configurato per filtrare le frequenze f superiori alla metà di una frequenza fcdi campionamento.
Nelle figure 2 e 3 è illustrato il dispositivo 6 per l'acquisizione ed il condizionamento che comprende un corpo 13 di supporto scatolare che è configurato per alloggiare i due gruppi 7, 8 di misurazione, il filtro 11 di condizionamento ed il filtro 12 anti-aliasing. Nella preferita forma di attuazione il corpo 13 di supporto presenta una forma sostanzialmente parallelepipeda.
Secondo una prima forma di attuazione illustrata nella figura 2, il corpo 13 di supporto presenta in corrispondenza di una parete 14 frontale il gruppo 7 di misurazione ed in corrispondenza di una parete 15 laterale, disposta ortogonalmente alla parete 14 frontale, il gruppo 8 di misurazione. In altre parole, il gruppo 7 di misurazione è ricavato in corrispondenza della parete 14 frontale che è disposta ortogonalmente rispetto alla direzione X di provenienza; mentre, il gruppo 8 di misurazione è ricavato in corrispondenza della parete 15 laterale che è disposta ortogonalmente rispetto alla direzione Y di provenienza. In questo caso la direzione X di provenienza è ortogonale alla direzione Y di provenienza.
In questa forma di attuazione, il gruppo 7 di misurazione comprende rispettivamente almeno due microfoni 9*, in particolare quattro microfoni 9* disposti su due righe e due colonne ed equispaziati fra di loro. Analogamente, il gruppo 8 di misurazione comprende rispettivamente almeno un microfono 9**, in particolare quattro microfoni 9** disposti su due righe e due colonne ed equispaziati fra di loro.
Secondo una seconda forma di attuazione, illustrata nella figura 3, il corpo 13 di supporto presenta in corrispondenza della parete 14 frontale sia il gruppo 7 di misurazione sia il gruppo 8 di misurazione.
In questa forma di attuazione, il gruppo 7 di misurazione comprende tre microfoni 9* mentre, il gruppo 8 di misurazione è ottenuto mediante un singolo microfono 9**. I quattro microfoni 9 sono disposti su due righe e due colonne ed equispaziati fra di loro. Il gruppo 8 di misurazione è ottenuto mediante la schermatura di un microfono 9. In questo modo, pur essendo disposto con lo stesso orientamento dei microfoni 9*, il microfono 9** non potrà rilevare il segnale Sx in direzione X di provenienza (essendo schermato lungo detta direzione X di provenienza) e potrà acquisire esclusivamente il segnale SYlungo la direzione Y di provenienza.
In altre parole, in questa forma di attuazione, i gruppi 7, 8 di rilevazione sono disposti in corrispondenza della stessa parete 14 frontale del corpo 13 di supporto che è disposta ortogonalmente rispetto alla direzione X di provenienza ma almeno uno dei microfoni 9 risulta essere schermato in modo tale da definire il gruppo 8 di misurazione. Appare evidente che sono possibili ulteriori varianti in cui il gruppo 7 di misurazione comprende due microfoni 9* allineati mentre, il gruppo 8 di misurazione è ottenuto mediante un singolo microfono 9**.
I microfoni 9 che sono allineati nella stessa riga sono disposti l'uno rispetto all'altro ad una distanza ϋχ prestabilita; mentre, i microfoni 9 sovrapposti lungo la stessa colonna sono disposti l'uno rispetto all'altro ad una distanza D2prestabilita. Le distanze Di e D2sono calcolate come meglio descritto nella trattazione che segue.
E' chiaro che i microfoni 9 possono essere disposti con un qualsiasi layout in cui la direzione X di provenienza è diversa dalla direzione Y di provenienza.
II dispositivo 6 per l'acquisizione ed il condizionamento sfrutta il principio di direzionalità dei segnali s sonori che si basa sul ritardo di ricezione da parte di diversi microfoni 9 del segnale S sonoro generato dall'unica sorgente 10.
In particolare, secondo quanto illustrato nella figura 4, il segnale S sonoro emesso dalla sorgente 10 è rilevato sia dal microfono 9' sia dal microfono 9'', i quali vengono campionati ed elaborati per dare origine ad una sequenza finita di L campioni, cioè ad un segnale tempo-discreto. Tale sequenza finita di L campioni, ossia il segnale tempo discreto, viene poi elaborato operando un algoritmo noto come trasformata DFT discreta di Fourier (Discrete Fourier Transform). Le trasformate DFT discrete di Fourier forniscono una versione campionata dello spettro dei segnali sonori rilevati sia dal microfono 9 sia dal microfono 9 ', ossia restituisce i valori in termini di modulo (cioè ampiezza) e fase (cioè posizione) che lo spettro dei segnali sonori rilevati sia dal microfono 9 sia dal microfono 9 ' assume in corrispondenza di determinate frequenza equispaziate. In altre parole ancora, la trasformata DFT discreta di Fourier rappresenta un campionamento in frequenza dello spettro dei segnali sonori rilevati sia dal microfono 9 sia dal microfono 9
Due vettori, ciascuno dei quali comprende un numero L di elementi (chiamati anche bin) contengono le informazioni relative al campionamento in frequenza dello spettro dei segnali sonori rilevati rispettivamente sia dal microfono 9 sia dal microfono 9 '. In altre parole, un bin rappresenta il passo di discretizzazione della trasformata DFT discreta di Fourier. Il numero L di bin è opportunamente scelto in modo da soddisfare entrambe le esigenze di rapidità e precisione nella risposta e rappresenta il passo di discretizzazione di trasformata DFT discreta di Fourier. Il contenuto informativo di ciascuno dei bin L è pari al rapporto fs/L dove L rappresenta il numero dei bin e fsrappresenta la frequenza di campionamento. Secondo il ben noto teorema del campionamento di Nyquist-Shannon, da un lato, la frequenza fs di campionamento deve essere almeno il doppio della frequenza del fenomeno che si vuole osservare; dall'altro lato, è necessario evitare al contempo, di aggravare eccessivamente l'onere computazionale per l'unità ECU di controllo elettronica.
Le trasformate DFT discrete di Fourier calcolate, in maniera sincrona per ogni microfono 9', 9'' vengono elaborate da un apposito algoritmo per tener conto della diversa posizione dei microfoni 9' , 9'' e generare una sorta di sensore virtuale per ciascuno dei gruppi di misurazione indicati con 7 e 8.
L'elaborazione delle trasformate DFT discrete di Fourier calcolate, in maniera sincrona per ogni microfono 9', 9'' può consistere nella somma dei segnali rilevati dai diversi microfoni 9', 9'' in modo che eventuali disturbi su un microfono 9', 9'' vengano compensati dai dati provenienti dall'altro microfono 9', 9''; oppure, alternativamente, è possibile rifasare i segnali rilevati dai diversi microfoni 9', 9'' calcolando il ritardo (cioè in funzione delle distanze relative tra i microfoni 9', 9'' e della posizione della sorgente 10 di interesse).
L'onda di pressione sonora generata dalla sorgente 10 non viene però ricevuta in contemporanea dai due microfoni 9' e 9''; il microfono 9'' rileva il segnale S sonoro con un certo ritardo rispetto al microfono 9' dovuto alla distanza àu aggiuntiva che l'onda di pressione sonora deve percorrere. Tale ritardo temporale nel dominio delle trasformate di Fourier si traduce in uno sfasamento pari a6-<ι>2<π>/<τ>_In cuj-if è la frequenza dell'onda incidente e la grandezza τ è pari a (d/c)sin(9), dove c è la velocità del suono, d è la distanza tra i due microfoni 9', 9'' allineati (cioè la distanza Di) e Θ è l'angolo di incidenza tra il piano definito dai microfoni 9 e la direttrice della sorgente 10. Variando l'angolo Θ di incidenza si varia la direzione di rilevamento del segnale S sonoro.
Se la frequenza f dell'onda incidente supera un livello fTVdi soglia si ottiene uno sfasamento maggiore di 2n che genera il fenomeno di distorsione del segnale S sonoro noto come aliasing.
Per poter applicare algoritmi di direzionalità senza incorrere nel fenomeno di aliasing deve quindi essere verificata la seguente disuguaglianza:
In cui f è la frequenza dell'onda incidente, c è la velocità del suono e λ la lunghezza d'onda. La disuglianza sopra indicata deve essere verificata sia per la distanza Di, sia per la distanza D2introdotte in precedenza, che sono quindi funzione della lunghezza d'onda del segnale S sonoro acquisito.
Secondo una terza forma di attuazione, non illustrata, il dispositivo è provvisto di un ulteriore gruppo di misurazione provvisto di almeno un microfono 9**. in particolare, il gruppo 16 di misurazione è atto ad acquisire il segnale S sonoro lungo una terza direzione W, differente rispetto alle direzioni X e Y, in modo tale da ottenere una direttività spaziale.
Nella trattazione che precede si è fatto esplicito riferimento al trattamento del segnale S sonoro generato dalla rotazione del disco 4 palettato del turbocompressore 1* ma il dispositivo 6 per l'acquisizione ed il condizionamento può essere impiegato per il trattamento del segnale S sonoro generato da un qualsiasi componente disposto nel vano motore.
E' sott'inteso che a seconda dei fenomeni che si desidera misurare o monitorare è possibile disporre particolari catene filtranti che consentono di isolare le componenti a diverse frequenze tipiche dei relativi fenomeni .
Il dispositivo 6 per l'acquisizione ed il condizionamento del segnale S sonoro fin qui descritto presenta alcuni vantaggi. In particolare, il dispositivo 6 è compatto, presenta un'elevata flessibilità di posizionamento all'interno del vano motore ed è compatibile con qualsiasi unità ECU di elaborazione elettronica presente a bordo del veicolo.

Claims (1)

  1. R IV E N D IC A Z IO N I 1.- Dispositivo (6) per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale (S) sonoro generato da una sorgente (10) disposta nel vano motore di un veicolo comprendente; un primo gruppo (7) di misurazione provvisto di almeno due primi microfoni (9, 9*) che sono orientati verso la sorgente (10) e sono configurati per il rilevamento di un primo segnale (Sx)acustico lungo una prima direzione (X) di provenienza; un secondo gruppo (8) di misurazione provvisto di almeno un secondo microfono (9, 9**) configurato per il rilevamento di un secondo segnale (SY) acustico lungo una seconda direzione (Y) di provenienza; il dispositivo è caratterizzato dal fatto che la prima direzione (X) di provenienza è diversa dalla seconda direzione (Y) di provenienza. 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1 e comprendente un filtro (11) di condizionamento del primo segnale (Sx)acustico e del secondo segnale (SY) acustico; ed un filtro (12) anti-aliasing del primo segnale (Sx)acustico e del secondo segnale (SY) acustico. 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui il secondo gruppo (8) di misurazione non è orientato verso la sorgente (10). 4.- Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui la prima direzione (X) di provenienza è ortogonale alla seconda direzione (Y) di provenienza. 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui la prima direzione (X) di provenienza è parallela ma di verso opposto alla seconda direzione (Y) di provenienza. 6.- Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente un corpo (13) di supporto configurato per alloggiare il primo gruppo (7) di misurazione ed il secondo gruppo (8) di misurazione; in cui, il primo gruppo (7) di misurazione e il secondo gruppo (8) di misurazione sono disposti su differenti pareti (14, 15) del detto corpo (13) di supporto. 7.- Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui il primo gruppo (7) di misurazione è realizzato in corrispondenza di una parete (14) frontale del corpo (13) di supporto disposta ortogonalmente rispetto alla prima direzione (X) di provenienza ed il secondo gruppo di misurazione è realizzato in corrispondenza di una parete (15) laterale dell'elemento (13) di supporto disposta ortogonalmente rispetto alla seconda direzione (Y) di provenienza. 8.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui il secondo gruppo (8) di misurazione è orientato verso la sorgente (10) e schermato dalla sorgente (10) lungo detta prima direzione (X) di provenienza. 9.- Dispositivo secondo la rivendicazione 8 e comprendente un corpo (13) di supporto configurato per alloggiare il primo gruppo (7) di misurazione ed il secondo gruppo (8) di misurazione; in cui, il primo gruppo (7) di misurazione ed il secondo gruppo (8) di misurazione sono disposti in corrispondenza di una parete (14) frontale dell'elemento (13) di supporto disposta ortogonalmente rispetto alla prima direzione (X) di provenienza. 10.- Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i primi microfoni (9*) e/o i secondi microfoni (9**) sono allineati oppure sovrapposti l'uno rispetto all'altro ad una prima distanza (Di) e rispettivamente ad una seconda distanza (D2)che sono funzione della lunghezza d'onda del segnale (S) acustico acquisito. 11.- Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui i primi microfoni (9*) e i secondi microfoni (9**) sono disposti allineati e distanziati l'uno rispetto all'altro dalla prima distanza (DI) e/o sono disposti sovrapposti e distanziati l'uno rispetto all'altro dalla seconda distanza (D2). 12.- Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente un terzo gruppo (16) di misurazione provvisto di almeno un microfono (9**); in cui, il terzo gruppo (16) di misurazione è configurato per acquisire il segnale (S) acustico lungo una terza direzione (W); ed in cui la prima direzione (X), la seconda direzione (Y) e la terza direzione (W) sono tra loro diverse.
ITUB2015A009630A 2015-12-23 2015-12-23 Dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo ITUB20159630A1 (it)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUB2015A009630A ITUB20159630A1 (it) 2015-12-23 2015-12-23 Dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo
US15/387,949 US10609478B2 (en) 2015-12-23 2016-12-22 Device for the acquisition and conditioning of an acoustic signal generated by a source of an internal combustion engine
EP16206080.0A EP3184785B1 (en) 2015-12-23 2016-12-22 Device for the acquisition and conditioning of an acoustic signal generated by a source of an internal combustion engine
JP2016249255A JP2017125846A (ja) 2015-12-23 2016-12-22 内燃機関の音源によって発せられた音響信号の捕捉及び調整のための装置
CN201611208318.4A CN106907255B (zh) 2015-12-23 2016-12-23 用于获取和调节由内燃发动机的源所产生声音信号的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUB2015A009630A ITUB20159630A1 (it) 2015-12-23 2015-12-23 Dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITUB20159630A1 true ITUB20159630A1 (it) 2017-06-23

Family

ID=55699689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITUB2015A009630A ITUB20159630A1 (it) 2015-12-23 2015-12-23 Dispositivo per l'acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10609478B2 (it)
EP (1) EP3184785B1 (it)
JP (1) JP2017125846A (it)
CN (1) CN106907255B (it)
IT (1) ITUB20159630A1 (it)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5170433A (en) * 1986-10-07 1992-12-08 Adaptive Control Limited Active vibration control
WO2008042884A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-10 Wayne State University Locating arbitrary noise sources

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63279122A (ja) * 1987-05-12 1988-11-16 Nippon Soken Inc 騒音源の自動探査装置
JPH08328570A (ja) * 1995-05-26 1996-12-13 Hino Motors Ltd キャブオーバ車のキャブ内の騒音低減装置
US5828760A (en) * 1996-06-26 1998-10-27 United Technologies Corporation Non-linear reduced-phase filters for active noise control
JP3789685B2 (ja) * 1999-07-02 2006-06-28 富士通株式会社 マイクロホンアレイ装置
US7349849B2 (en) * 2001-08-08 2008-03-25 Apple, Inc. Spacing for microphone elements
US7539459B2 (en) * 2004-04-02 2009-05-26 Edwards Vacuum, Inc. Active noise cancellation system, arrangement, and method
EP1843024B1 (en) 2006-04-06 2017-07-26 Magneti Marelli S.p.A. Power train control method and system
DE102006054603A1 (de) * 2006-11-20 2008-05-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Diagnose einer Brennkraftmaschine
EP2180178B1 (en) * 2008-10-21 2014-03-12 Magneti Marelli S.p.A. Method of detecting knock in an internal combustion engine
KR101852569B1 (ko) * 2011-01-04 2018-06-12 삼성전자주식회사 은닉 마이크로폰 배치 구조를 가진 마이크로폰 어레이 장치 및 그 마이크로폰 어레이 장치를 포함한 음향 신호 처리 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5170433A (en) * 1986-10-07 1992-12-08 Adaptive Control Limited Active vibration control
WO2008042884A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-10 Wayne State University Locating arbitrary noise sources

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HEIKI TIIKOJA ET AL: "Investigations of Automotive Turbocharger Acoustics", SAE INTERNATIONAL JOURNAL OF ENGINES, vol. 4, no. 2, 15 June 2011 (2011-06-15), pages 2531 - 2542, XP055305430, ISSN: 1946-3944, DOI: 10.4271/2011-24-0221 *
HUIBIN LI ED - WU ET AL: "Experimental Study on the Noise Identification of the Turbocharger", 1 January 2012, ADVANCES IN COMPUTER, COMMUNICATION, CONTROL AND AUTOMATION; [LECTURE NOTES IN ELECTRICAL ENGINEERING VOL. 121 ISSN 1876-1100], BERLIN [U.A.] : SPRINGER, 2011, DE, PAGE(S) 1 - 7, ISBN: 978-3-642-25540-3, XP008181558 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20170188143A1 (en) 2017-06-29
CN106907255A (zh) 2017-06-30
JP2017125846A (ja) 2017-07-20
EP3184785A1 (en) 2017-06-28
CN106907255B (zh) 2021-11-23
EP3184785B1 (en) 2020-06-17
US10609478B2 (en) 2020-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Park et al. Early fault detection in automotive ball bearings using the minimum variance cepstrum
GB2425596B (en) Seismic streamer system and method
CN104819765B (zh) 用于探测至少一个结构声音信号的设备和方法
CN105659080B (zh) 用于从来自阀的声能中过滤噪声的系统和方法
Gößling et al. Experimental validation of unsteady pressure-sensitive paint for acoustic applications
MX2011009153A (es) Uso de una medicion de sensor de rotacion para atenuar el ruido adquirido por un sensor dispuesto en un cable marino.
MX2008016128A (es) Metodo y sistema para cancelar el ruido de medidas proporcionadas por sensores de un arrastrador de multiples componentes.
US20110305108A1 (en) Deghosting using measurement data from seismic sensors
WO2014164390A3 (en) Low frequency passive seismic data acquisition and processing
Fouladi et al. Spectral analysis methods for vehicle interior vibro-acoustics identification
DE602008005918D1 (de) Prüfung eines sensors, um ein filter für rauschdämpfung zu produzieren
CN111307343B (zh) 一种消除压力传感器加速度效应和温度效应的装置
Bremner et al. Sideglass turbulence and wind noise sources measured with a high resolution surface pressure array
JP6461064B2 (ja) 音響特性校正方法
ITUB20159630A1 (it) Dispositivo per l&#39;acquisizione ed il condizionamento di un segnale acustico generato da una sorgente disposta nel vano motore di un veicolo
JP2007333545A (ja) 吸音特性測定方法および吸音特性測定装置
ITTO20070335A1 (it) Accelerometro ad ampia banda con autoriconoscimento della calibrazione
JP2014215129A (ja) 圧力測定装置、圧力測定方法およびリーク検査装置
RU2566417C1 (ru) Способ градуировки датчиков давления воздушных ударных волн
Sottek et al. Tire-road noise analysis of on-road measurements under dynamic driving conditions
Wu et al. Comparison of classical and operational transfer path analysis in vehicle NVH improvement
CN113405711B (zh) 一种电机运行工况力测试方法及装置
Bremner et al. Characteristics of Non-Stationary Sources of Wind Noise Measured with a Surface Pressure Array
JP5216700B2 (ja) 音源の寄与診断装置およびこれを用いた寄与診断方法
Barnard Flow induced noise reduction techniques for microphones