[发明专利]使用智能材料的噪音控制系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及对机动车辆产生的噪音的控制，更具体地说，涉及用箱式结构通过控制噪音从噪音源沿声学传递路径到达噪音接收处的传播，来减少机动车辆乘客厢中的噪音，其中该箱式结构具有安装在其上用于改变箱式结构声共振的智能材料。

背景技术

机动车中动力系统的运行是造成机动车乘客厢中接收到的噪音的主要来源之一。新的动力系统技术，例如电动阀启动(electronic valveactuation)和可变排量式发动机(variable displacement engine)，需要新的控制内部噪音的方法。为了改善消费者感知内部噪音的质量，乘客厢主动噪音控制已成为流行的策略。这些噪音控制方法将在以下相对于公知技术进行讨论。总体上，这些方法成本高，且其仅控制问题的接收终端，例如乘客、驾驶员的耳朵位置。已开发了其它针对源头的控制噪音方法，例如对进气或排气系统的主动控制。然而，主动控制能力受到限制，并且非常复杂而且昂贵。因此，即使主动噪音控制的方法和技术能力已存在多年，主动噪音控制系统还是未被证明得到普及。

乘客厢主动声音抑制技术的例子可见1985年3月19日授予ShinichiMatsui的4,506,380号美国专利，其中，向位于车辆仪表板中的扬声器单独地应用电压，以选择性消除相对于发动机振动产生的共振。类似地，1995年1月31日授予Toshiski Kobayashi等人的5,386,372号美国专利公开了一种主动振动/噪音控制系统，其中，扬声器排列在乘客厢仪表板的适当位置上，以控制来自发动机的噪音。自膨胀发动机底座具有压电元件(piezo-electricelement)或磁致伸缩元件(magnetostrictive element)制成的激发器，以防止振动从发动机传播。

在整个机动车辆中都使用被动吸声材料以减少噪音的传播。2006年3月28日授予Girma Gebreselassie等人的7,017,250号美国专利中可以看到这样的例子，其中，前舱壁隔音系统具有由泡沫制成的基板，其用于吸收导向前舱壁隔音装置的声音。1986年3月11日授予Heinemann Gahlaii等人的4,574,915号美国专利中，由黏弹性泡沫材料制成的隔音覆层安装在前端舱壁的表面，以提供隔音区域。如1992年3月10日授予Takashi Maeda等人的5,094,318号美国专利、1996年9月10日授予Hiroshi Matsukawa等人的5,554,831号美国专利、1998年10月6日授予Motohiro Orimo等人的5,817,408号美国专利、2000年8月15日授予Kouichi Nemoto的6,102,465号美国专利以及2003年4月29日授予Kyoichi Watanabe的6,554,101号美国专利所公开的，将吸声材料用在车辆的仪表板区域提供被动噪音控制系统，其防止发动机舱产生的噪音传播到乘客厢中。

2004年7月27日授予Christian Junker、并转让给福特全球技术公司(Ford Global Technologies，LLC)的6,767,050号美国专利和2006年7月4日授予Michael Campbell的7,070,848号美国专利中公开了一种由注模泡沫(cast foam)制成的隔音系统，其装在车辆仪表板在水平和垂直部分，以减少来自发动机舱的不想要的噪音和振动的传播。2005年7月14日公开的Jay Tudor等人的公布号为2005/0150720的美国专利申请公开了一种用于减少噪音从发动机到车辆内部传播的机动车前舱壁隔音系统，其由吸声层形成，该吸声层包含黏弹性泡沫。

在2003年7月8日授予Jun Okada等人的6,589,643号美国专利中可以看到一种使用压电控制系统配置的噪音消除系统，其中，将吸声材料、例如压电材料用于在车辆中对仪表板隔音，以吸收和防止低频噪音从发动机进入到乘客厢中。2004年7月8日公开的David Hein的公布号为2004/0130081的美国专利申请中，公开了一种包含在仪表板中的各种结构之间的压电激发器和传感器总成，其用以使仪表板结构中的振动最小化。