[发明专利]用于主动声音影响的系统和方法

说明书

本发明涉及主动声音影响系统，其具有：声音产生器，其在加载有音频信号时产生声音并将其与待调控的声音相叠加；误差传感器，测量被叠加的声音并输出相应的反馈信号；信号发生器，产生并输出声音信号；调节器，产生调节信号，调节信号代表一有理数序列的值；第一加权器，接收由信号发生器输出的声音信号并利用由调节器产生的调节信号对之进行加权和逆变换；加法器，把如此加权和逆变换的声音信号加到反馈信号上，并把得到的经修正的反馈信号输出至信号发生器；以及第二加权器，以1与调节信号之间的差对由信号发生器输出的声音信号进行加权，并输出如此加权的声音信号以产生音频信号。在此，信号发生器设计为，基于经修正的反馈信号产生声音信号。

技术领域

本发明涉及一种用于主动声音影响的系统和方法。待影响的声音在此例如可以在车辆的内燃机的排气设备或进气设备中被引导。则内燃机表现为待影响的声音的噪声源。

背景技术

用于内燃机的排气设备通常由无源的组件构成，所述无源的组件在所有运行情况下总体由排气流过，且一起形成了排气设备。除了一个或多个管线段之外，这些组件例如可以是一个或多个涡轮增压器、一个或多个催化器和/或一个或多个消声器。用于内燃机的进气设备相应地在所有运行情况下由空气流过且通常具有一个或多个滤波器、阀和压气机。

最近一段时间开始以一种系统补充所述排气设备和进气设备，所述系统用于主动影响在排气设备或进气设备中被引导的、由于内燃机的运行而导致的噪声。这种系统把在排气设备或进气设备中被引导的、主要由内燃机产生的噪声与人工产生的声波相叠加，该声波抑制或改变在排气设备或进气设备中被引导的噪声。结果，向排气设备或进气设备外部排放的声音应该符合相应的制造商的形象，使客户满意并遵守法定的极限值。

这由下述方式实现，即设置至少一个声音产生器，该声音产生器与排气设备或进气设备流体连接且因此把声音射入排气设备或进气设备内部。这种人工产生的声音和由内燃机产生的声音相叠加并一起从排气设备或进气设备出来。这种系统也能够用于消声。为了实现完全破坏在排气设备或进气设备中被引导的噪声的和由声音产生器产生的声音的声波干扰，由扬声器导致的声波在振幅和频率上必须与在排气设备或进气设备中被引导的声波相当，同时却相对于该声波具有180度的相位移。如果尽管由内燃机的运行导致的、在排气设备或进气设备中被引导的声波和由扬声器产生的声波在频率上彼此相当且相对于彼此具有180度的相位移，然而所述声波在振幅上彼此不相等，则仅削弱了从排气设备或进气设备输出的噪声。

下面参考图1和2说明来自现有技术的、具有用于主动影响在排气设备中被引导的声音的系统的排气设备：

具有用于主动影响在排气设备4中被引导的声音的系统7的排气设备4具有形式为隔音的壳体的声音产生器3，所述壳体包含扬声器2，并在尾管1的区域内通过声音管线连接至排气设备4。尾管1具有通入口8，该通入口把在排气设备4中被引导的排气和在排气设备4中被引导的空气载声向外排出。在尾管1上设置了误差麦克风5。误差麦克风5测量尾管1内部的声音。这种借助于误差麦克风5的测量在一区域下游的部段中进行，在所述区域中声音管线通入排气设备4中且进而提供了排气设备4与声音产生器3之间的流体连接。在此，概念“下游”是相对于排气设备4的尾管1中的排气的流动方向而言。在图2中通过箭头示出排气的流动方向。在排气设备4和声音产生器3之间的流体连接部的区域与内燃机6之间可以设置排气设备4的其它组件，例如催化器和消声器(未示出)。扬声器2和误差麦克风5分别与调节装置9连接。此外，调节装置9通过CAN总线与内燃机6的发动机控制装置6'连接。内燃机6还具有进气设备6”。调节装置9根据由误差麦克风5测量的声音和根据通过CAN总线接收的内燃机6的运行参数为扬声器2计算出一信号，且把该信号输出至扬声器2，所述信号在与在排气设备4的尾管1的内部被引导的声音叠加时产生了所追求的总噪声。在此，调节装置例如可以使用X滤波最小均方算法(FxLMS)，且尝试通过经由扬声器输出声音而把借助于误差麦克风测得的反馈信号/误差信号调节至零(在声音消除的情况下)或者调节至一预给定的阈值(在声音影响的情况下)。代替CAN总线也可以使用其它总线系统。