本發(fā)明涉及一種針對布置在機(jī)動車輛中的(尤其是布置在車輛的發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)中或者布置在乘客單元內(nèi)部或外部的)揚聲器生成驅(qū)動信號的方法、被提供用于發(fā)動機(jī)并且包括揚聲器的排氣系統(tǒng)以及用于乘客單元的聲音系統(tǒng)。
背景技術(shù):
包括揚聲器的發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)和針對該揚聲器生成驅(qū)動信號的方法是已知的。該發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)和該方法例如用于包括內(nèi)燃機(jī)的車輛,并且目的是使從內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的噪聲適應(yīng)于周圍環(huán)境。這使得能夠在車輛的周圍環(huán)境中構(gòu)建發(fā)動機(jī)的聲音。在這樣做時,可以實現(xiàn)對發(fā)動機(jī)噪聲的放大或變化以及對發(fā)動機(jī)噪聲的減小。還已知經(jīng)由揚聲器將發(fā)動機(jī)噪聲回放至車輛內(nèi)部,以便能夠也在乘客單元中構(gòu)建發(fā)動機(jī)的聲音。
通常借助于驅(qū)動信號來驅(qū)動揚聲器,使得該揚聲器生成與發(fā)動機(jī)的噪聲類似的噪聲,在下文稱為附加聲音。附加聲音在排氣系統(tǒng)或乘客單元中被疊加至發(fā)動機(jī)噪聲,從而生成發(fā)動機(jī)的聲音,其被發(fā)出到周圍環(huán)境或被乘員感知。
此處,將用于揚聲器的驅(qū)動信號設(shè)計成使得發(fā)出到周圍環(huán)境或被乘員感知的發(fā)動機(jī)的聲音是舒適的并且與相應(yīng)的汽車相適應(yīng)。通常,將預(yù)定義的源信號用作與發(fā)動機(jī)的驅(qū)動情況或當(dāng)前操作參數(shù)(例如旋轉(zhuǎn)速度)對應(yīng)的驅(qū)動信號,該源信號例如由一系列樣本構(gòu)成。
然而,此處發(fā)動機(jī)聲音的自由聲音配置例如對測量的聲音的再現(xiàn)、頻譜相對于發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和負(fù)載的自由變化是不可能的。同樣地,將這些源信號與反聲功能結(jié)合也是不可能的,其中,通過由揚聲器生成的相位相反的聲波來降低發(fā)動機(jī)的噪聲。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種生成驅(qū)動信號的方法以及一種排氣系統(tǒng),以使得能夠基于預(yù)定源信號以及將源信號與排氣系統(tǒng)的反聲功能一起使用來對發(fā)動機(jī)聲音進(jìn)行自由聲音配置。
該目的是通過為布置在機(jī)動車輛中的,尤其是布置在車輛的發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)中或者布置在乘客單元內(nèi)部或外部的揚聲器來生成驅(qū)動信號的方法來實現(xiàn)的,該方法包括以下步驟:
(a)在時域中,為期望的附加聲音提供預(yù)定源信號,所述源信號包括不同頻率的多個信號分量;
(b)對所述源信號進(jìn)行關(guān)于所述源信號的相位和/或存在于所述源信號中的至少一個振蕩的相位方面的分析;
(c)識別發(fā)動機(jī)噪聲的相位和/或存在于發(fā)動機(jī)噪聲中的至少一個振蕩的相位;
(d)根據(jù)識別的發(fā)動機(jī)噪聲的相位和/或識別的存在于發(fā)動機(jī)噪聲中的至少一個振蕩的相位,對源信號的相位和/或存在于源信號中的至少一個振蕩的相位進(jìn)行移位,源信號的各個振蕩的相位彼此之間的關(guān)系被保持;以及
(e)基于經(jīng)相移的源信號來生成驅(qū)動信號。
術(shù)語“預(yù)定”在上下文中意指源信號是出廠固定的或者是在前一步驟中根據(jù)驅(qū)動情況、駕駛員的意愿和/或發(fā)動機(jī)的至少一個操作參數(shù)例如旋轉(zhuǎn)速度或負(fù)載來生成的。特定地,準(zhǔn)確來講,源信號并非是由麥克風(fēng)實時記錄的當(dāng)前排氣噪聲等的信號。在源信號是出廠固定的情況下,提供了若干不同源信號,根據(jù)驅(qū)動情況、駕駛員的意愿或發(fā)動機(jī)的至少一個操作參數(shù)例如旋轉(zhuǎn)速度或負(fù)載來選擇這些源信號中之一。
在這方面,源信號的信號分量自身可以是被疊加以產(chǎn)生源信號的特定頻率的振蕩。還可能信號分量是特定頻率的振蕩的非常短的區(qū)段,例如具有一個周期的長度,當(dāng)一個接一個布置時(即當(dāng)按順序布置時),會導(dǎo)致源信號。源信號還可以是這兩種方法的混合,并且可以將振蕩的信號分量例如疊加在由順序的信號分量構(gòu)成的源信號上。
本發(fā)明使得能夠在源信號的必要調(diào)試的過程中期望的附加噪聲無任何變化的情況下,將相位上適于發(fā)動機(jī)噪聲并且由預(yù)定源信號限定的附加聲音添加至發(fā)動機(jī)噪聲,以用于生成發(fā)動機(jī)的期望的聲音。這使得能夠通過源信號對發(fā)動機(jī)的聲音運用有針對性的影響,從而發(fā)動機(jī)聲音可以被自由設(shè)計或者源信號可以被輸出為相位上相反,以實現(xiàn)排氣系統(tǒng)和/或在乘客單元內(nèi)部或外部的反聲功能。源信號和發(fā)動機(jī)信號的相位的同步還使得能夠防止在對期望的附加聲音與發(fā)動機(jī)噪聲的疊加過程期間非預(yù)期和非期望的拍頻或消減。
優(yōu)選地,源信號的信號分量、在源信號中存在的振蕩和/或在發(fā)動機(jī)噪聲中存在的振蕩是發(fā)動機(jī)多個階次中的一個的諧波振蕩,尤其是第0.5發(fā)動機(jī)階次的倍數(shù),以使得基于發(fā)動機(jī)階次來影響對期望的發(fā)動機(jī)聲音的適配,從而提高了對發(fā)動機(jī)聲音的控制和對由發(fā)動機(jī)自然生成的噪聲的影響。
此處,第0.5發(fā)動機(jī)階次具有發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率一半的頻率。這是為什么發(fā)動機(jī)階次的頻率從而還有信號分量或振蕩的頻率隨著旋轉(zhuǎn)速度增加而相應(yīng)地增加的原因。
為了將相位移位,例如,確定優(yōu)選的發(fā)動機(jī)階次,源信號的與該優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次對應(yīng)的振蕩的相位以及發(fā)動機(jī)噪聲的與該優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次對應(yīng)的振蕩的相位被對應(yīng)地相對彼此進(jìn)行適配調(diào)節(jié),尤其是使得其彼此相等。此處,具有最高等級的發(fā)動機(jī)階次(即最大發(fā)動機(jī)階次)可以用作優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次。通過這種方式,將期望的附加聲音疊加在發(fā)動機(jī)噪聲上得到了進(jìn)一步改進(jìn)。
還可以將源信號的與一個發(fā)動機(jī)階次和/或優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次對應(yīng)的振蕩的相位以及發(fā)動機(jī)噪聲的與該發(fā)動機(jī)階次和/或優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次對應(yīng)的振蕩的相位被相對彼此偏移180度。通過這種方式,產(chǎn)生了相位上相反并且彼此消除的振蕩,因此針對經(jīng)調(diào)節(jié)階次或作為整體減小了發(fā)動機(jī)噪聲。
在優(yōu)選實施方式中,在頻域中執(zhí)行對源信號的相位的移位,從而使得能夠準(zhǔn)確地適配調(diào)節(jié)相位。可以隨后通過對經(jīng)相移的源信號進(jìn)行重新變換來生成驅(qū)動信號。當(dāng)然,也將源信號中初始存在的振蕩的幅度考慮在內(nèi)。
優(yōu)選地,借助于至頻域的變換,具體地借助于傅里葉變換或快速傅里葉變換(fft)來執(zhí)行對源信號的分析,從而使得能夠在頻域中快速且可靠地對相位進(jìn)行分析。
通過示例的方式,在頻域中確定發(fā)動機(jī)噪聲的相位和/或存在于發(fā)動機(jī)噪聲中的至少一個振蕩的相位,具體地通過傅里葉變換或快速傅里葉變換(fft)和/或基于傳感器數(shù)據(jù)來確定。這使得可以以快速且可靠的方式確定發(fā)動機(jī)噪聲的相位和其中存在的振蕩的相位。在上下文中,術(shù)語“傳感器數(shù)據(jù)”還意在包括由發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生并且并不基于傳感器的測量值的數(shù)據(jù)。
在實施方式的變型中,源信號包括由先前收集的信號構(gòu)成的信號分量,這使得能夠使用實際發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)噪聲。這可以充分減小用于生成源信號的耗費。
在本發(fā)明的一種實施方式中,源信號包括以合成方式(特定地以正弦音)生成的信號分量,以使得源信號可以被自由修改。
在本發(fā)明的另一實施方式中,如果在源信號中存在的振蕩的頻率ω接近于非期望諧振的頻率ωr,則減小該振蕩的等級。在源信號的至少一個振蕩的頻率ω取決于發(fā)動機(jī)速度的情況下,這種情況可能發(fā)生在對發(fā)動機(jī)加速期間。在這種情況下,該振蕩的頻率ω與發(fā)動機(jī)速度一起增大,使得對于特定發(fā)動機(jī)速度的頻率ω接近于或等于非期望諧振的頻率ωr。非期望諧振例如是在安裝有排氣系統(tǒng)的車輛中車身或車身面板的振動。這使得能夠防止非期望噪聲生成。
源信號優(yōu)選地具有揚聲器的最大電壓的至少50%優(yōu)選至少80%的電壓的有效值。對源信號的合適選擇和設(shè)計使得能夠生成下述有效值,所述有效值增大感知到的期望附加聲音的量。然而,對預(yù)定源信號的這樣的設(shè)計僅在以下情況下是可能的:在對相位進(jìn)行移位期間,保持源信號的各個信號分量的相位的相互關(guān)系。
還通過用于發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)(特定地用于機(jī)動車輛的發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng))來進(jìn)一步實現(xiàn)該目的,排氣系統(tǒng)包括揚聲器和控制器,該控制器被配置成執(zhí)行以上方法,并且通過驅(qū)動信號來驅(qū)動揚聲器。這樣的排氣系統(tǒng)使得能夠設(shè)計發(fā)出到周圍環(huán)境的發(fā)動機(jī)的聲音。
排氣系統(tǒng)優(yōu)選地包括排氣支管和麥克風(fēng),揚聲器與排氣支管在接觸點處有流體上的接觸,并且麥克風(fēng)被布置在接觸點上游或下游,這使得可以記錄和分析發(fā)動機(jī)噪聲。此處,術(shù)語“上游”和“下游”指廢氣的流動方向。
通過用于機(jī)動車輛的乘客單元的聲音系統(tǒng)來進(jìn)一步實現(xiàn)該目的,該聲音系統(tǒng)包括至少一個揚聲器和控制器,該控制器被配置成執(zhí)行以上方法,并且通過驅(qū)動信號來驅(qū)動揚聲器。借助于這樣的聲音系統(tǒng),可以在乘客單元中生成期望的發(fā)動機(jī)聲音。
優(yōu)選地,聲音系統(tǒng)是車輛的立體聲和/或娛樂系統(tǒng)的一部分,從而使得能夠減小成本,這是因為立體聲和/或娛樂系統(tǒng)的揚聲器也可以用于聲音系統(tǒng)。
附圖說明
根據(jù)以下描述和所參照的附圖,本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得明顯,在附圖中:
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的執(zhí)行本發(fā)明的方法的排氣系統(tǒng);
圖2示出了在根據(jù)本發(fā)明方法中使用的時域中的源信號的一部分;
圖3是對頻域中的根據(jù)圖2的源信號的說明;
圖4示出了時域中的發(fā)動機(jī)噪聲的一部分;
圖5示出了頻域中的另一發(fā)動機(jī)噪聲的一部分;
圖6示出了根據(jù)依據(jù)本發(fā)明方法第二實施方式的時域中的源信號的一
部分;
圖7是對頻域中的根據(jù)圖6的源信號的說明;以及
圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的包括用于乘客單元的聲音系統(tǒng)的機(jī)
動車輛的一部分的立體圖。
具體實施方式
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的針對內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)10。排氣系統(tǒng)10例如是包括內(nèi)燃機(jī)的車輛11的一部分。
排氣系統(tǒng)10包括排氣支管12,發(fā)動機(jī)(未示出)的廢氣流動通過排氣支管12。廢氣的流動方向由箭頭指示。
排氣系統(tǒng)10還包括揚聲器14,該揚聲器14例如借助于在接觸點18處開口到排氣支管12中的橋接部16與排氣支管12進(jìn)行流體上的連接。在圖1中,接觸點18位于排氣系統(tǒng)10內(nèi)。然而,還可以想得到橋接部16和排氣支管12延伸而彼此分離,并且彼此接近地開口到周圍環(huán)境中,以使得接觸點18處于車輛自身的緊鄰周圍環(huán)境中。
排氣系統(tǒng)10還包括控制器20,該控制器20連接至揚聲器14并且通過驅(qū)動信號來驅(qū)動揚聲器14。揚聲器14然后將該驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換成聲波,聲波被發(fā)出到橋接部16中。
此外,在接觸點18相對廢氣流動的上游處,在排氣支管12中可以設(shè)置麥克風(fēng)22,麥克風(fēng)連接至控制器20。
還可以想得到將麥克風(fēng)22設(shè)置在如圖1中用虛線所示接觸點18的下游。
在來自麥克風(fēng)22的信號的輔助下,控制器20能夠?qū)佑|點18前面存在的發(fā)動機(jī)噪聲進(jìn)行分析。
控制器20可以連接至另外的傳感器和/或發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng),以便從傳感器和/或發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。
在所示的實施方式中,控制器20被形成為分離的組件,但是也可以集成在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中。
用于揚聲器14的驅(qū)動信號由控制器20生成。源信號24形成生成驅(qū)動信號的起點。
圖2中示出了時域中的源信號24的可能實施方式的較短暫時部分(temporalpart)。
在回放的情況下,源信號24已經(jīng)生成與發(fā)動機(jī)聲音類似的噪聲,在本發(fā)明的上下文中將該噪聲稱為附加聲音。在排氣系統(tǒng)10中附加聲音被疊加在發(fā)動機(jī)噪聲上。源信號24被預(yù)定成使得:當(dāng)附加聲音被疊加在發(fā)動機(jī)噪聲上時,在車輛的周圍環(huán)境中創(chuàng)建期望的發(fā)動機(jī)聲音。
根據(jù)驅(qū)動情況、駕駛員的意愿和/或發(fā)動機(jī)的當(dāng)前操作參數(shù)例如旋轉(zhuǎn)速度或負(fù)載,從多個定義的源信號中選擇源信號24,或者取決于驅(qū)動情況、駕駛員的意愿和/或發(fā)動機(jī)的當(dāng)前操作參數(shù)來生成源信號。
特定地,未通過在排氣支管中布置麥克風(fēng)來提供源信號24,其中,麥克風(fēng)實時記錄廢氣噪聲或別的噪聲。
在圖2所示的實施方式中,源信號24由順序地布置(即彼此相繼)的各個信號分量26.1至26.6構(gòu)成。
信號分量26.1至26.6表示不同頻率的振蕩。信號分量26.1至26.6的持續(xù)時間非常短,例如僅是對應(yīng)振蕩的一個周期。
例如,信號分量26.1至26.6表示正弦音的一個周期。然而,還可以想得到信號分量26.1至26.6或整個源信號24由先前記錄的信號構(gòu)成。
在圖2所示的源信號24中,信號分量26.1、26.2、26.5和26.6均各表示具有第一頻率f1的振蕩的一個周期,而信號分量26.3和26.4均各表示具有第二頻率f2的振蕩的一個周期。
通過示例的方式,第一頻率f1等于78hz,而第二頻率f2等于143hz,使得信號分量26.1、26.2、26.5和26.6均具有0.0115秒的持續(xù)時間,而信號分量26.3和26.4均具有0.007秒的持續(xù)時間。
信號分量26.1至26.6的幅度均為相同大小,使用具有上面提到的頻率以外的頻率的信號分量也可以是有利的。當(dāng)然,這些幅度也可以被選擇成是不同的。
源信號24可以是圖2中示出的區(qū)段的重復(fù),或者還可以是這些和/或另外的信號分量26.1至26.6的任何其他合適序列。
除信號分量26.1至26.6的頻率f1和f2以外,以這種方式生成的預(yù)定源信號24還包括其他頻率的振蕩28。這是由于以下事實:各個信號分量26.1至26.6非常短,并且在這種情況下持續(xù)僅一個周期;然而,由這些構(gòu)成的源信號24自身變長若干數(shù)量級。
現(xiàn)在通過控制器對源信號24進(jìn)行分析得到以下效果:確定源信號24的相位和/或在源信號24中存在的至少一個振蕩28的相位。
通過示例的方式,這借助于例如通過傅里葉變換或快速傅里葉變換(fft)將源信號24變換成頻域來執(zhí)行。
圖3示出了頻域中的源信號24,出于簡明起見無任何相位信息。未對所有振蕩28提供附圖標(biāo)記。現(xiàn)在,可以識別各個振蕩28,并且可以在頻域中確定其相位。
源信號24被設(shè)計成例如使得振蕩28的頻率是發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率一半的倍數(shù),從而振蕩28是第0.5發(fā)動機(jī)階次的倍數(shù)。
在下一步驟中,通過控制器20對類似地包括若干振蕩32的發(fā)動機(jī)噪聲30進(jìn)行分析。
圖4示出了針對時間(即在時域中)的區(qū)段中的發(fā)動機(jī)噪聲30的一部分。該信號由麥克風(fēng)22記錄,并且例如被傳送至控制器20。
也是通過控制器20對發(fā)動機(jī)噪聲30進(jìn)行分析,并且確定發(fā)動機(jī)噪聲30的相位和/或在發(fā)動機(jī)噪聲30中存在的至少一個振蕩32的相位。
這還可以經(jīng)由特定地通過傅里葉變換或快速傅里葉變換(fft)將發(fā)動機(jī)噪聲30變換至頻域來執(zhí)行。
作為進(jìn)一步的測量方式或作為替選,在來自傳感器的數(shù)據(jù)和/或從發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)傳送至控制器20的數(shù)據(jù)的輔助下,可以由控制器20確定發(fā)動機(jī)噪聲30的相位和/或在發(fā)動機(jī)噪聲30中存在的至少一個振蕩32的相位。
通過示例的方式,控制器20從發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)接收與發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息和/或與和第一油缸的上止點(upperdeadcenter)相關(guān)的發(fā)動機(jī)的相位有關(guān)的信息,根據(jù)這些信息,控制器20確定發(fā)動機(jī)噪聲30的相位和/或在發(fā)動機(jī)噪聲30中存在的至少一個振蕩32的相位。
圖5是對頻域中的發(fā)動機(jī)噪聲30的圖示說明。此處同樣為簡明起見已省略了對各個相位的說明,并且未對所有振蕩32設(shè)置附圖標(biāo)記。
然而,可以清楚地看到,發(fā)動機(jī)噪聲30中的一些振蕩32尤其明顯。這些振蕩32對應(yīng)于發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)階次或點火階次的諧波振蕩,并且在下文中被稱為“發(fā)動機(jī)階次”。此處,第0.5發(fā)動機(jī)階次具有與發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率的一半相等的頻率。這是發(fā)動機(jī)階次的頻率從而還有源信號24的振蕩28的頻率和信號分量26.1至26.6的頻率隨著發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度增大而相應(yīng)地增大的原因。
在圖5示出的發(fā)動機(jī)噪聲30的情況下,頻率為100hz的第4發(fā)動機(jī)階次mo4具有最高等級,從而特別呈現(xiàn)出來。頻率分別為接近75hz和125hz的第3發(fā)動機(jī)階次mo3和第5發(fā)動機(jī)階次mo5也非常明顯。通過控制器20來確定這些發(fā)動機(jī)階次mo3、mo4和mo5中的至少之一的相位。
在下一步驟中,對源信號24進(jìn)行相位移位,使源信號24與發(fā)動機(jī)噪聲30相適配。
可以選擇優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次mo3、mo4和mo5作為相位移位的參考點。例如此處具有最高等級的發(fā)動機(jī)階次(在這種情況下為第4發(fā)動機(jī)階次mo4)將是合適的。然而,還可以想得到選擇另一優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次。
在該優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次中的振蕩28(此處具有100hz的第4發(fā)動機(jī)階次mo4)也可以在源信號24中發(fā)現(xiàn),在圖3中也將其稱為mo4。源信號24的與第4發(fā)動機(jī)階次mo4對應(yīng)的該振蕩28的相位現(xiàn)在被移位,使得其與發(fā)動機(jī)噪聲的第4發(fā)動機(jī)階次mo4的振蕩32的相位相適配。
執(zhí)行適配例如使得第4發(fā)動機(jī)階次mo4的振蕩28和32在源信號24和發(fā)動機(jī)噪聲30二者中具有相同的相位,即使得相位相等并且振蕩28和32相互加強(qiáng)。
然而還可以想得到的以下述方式適配源信號24的第4階次mo4的振蕩28的相位:該相位相對于發(fā)動機(jī)噪聲30的第4發(fā)動機(jī)階次的振蕩32在相位上相反,以使得振蕩相互抵消,并且引起發(fā)動機(jī)噪聲30的衰減。
此處在頻域中已經(jīng)執(zhí)行對源信號24的相位移位。
在對源信號24的優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次的振蕩28的相位進(jìn)行移位時,源信號24的其余振蕩28的相位也被移位相同量,使得各個振蕩28從而還有各個信號分量26.1至26.6的固定相位關(guān)系得以保持。通過這種方式,確保了源信號24的形式在時域上不改變,這意味著期望的附加聲音不被相位移位更改。
隨后,例如通過從頻域重新變換到時域,根據(jù)當(dāng)前在相位上被移位的源信號24來生成用于揚聲器14的驅(qū)動信號。這也可以通過控制器20來執(zhí)行。
通常,此處在適配之前源信號24中存在的振蕩28的幅度被保持。
揚聲器14然后將驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換成聲波,即轉(zhuǎn)換成期望的附加聲音,并且在接觸點18處被疊加在發(fā)動機(jī)噪聲30上,從而生成期望的發(fā)動機(jī)聲音。
影響車輛的噪聲生成的另外的可能性是以頻率依賴的方式影響源信號24的等級,以便抑制由于車輛中的諧振而引起的任何非期望的噪聲生成。
如果在發(fā)動機(jī)噪聲30或在源信號24中存在具有車身的一些面板的諧振頻率ωr的振蕩,則可能發(fā)生的是,正是車身的這些面板開始在車輛上振動。如果例如發(fā)動機(jī)噪聲30或源信號24的發(fā)動機(jī)階次以特定發(fā)動機(jī)速度通過車身面板的諧振頻率ωr,則該車身面板開始振動。
為了減小這些振動,減小頻率為ωr并且在該時刻存在于源信號24中的振蕩28的等級或幅度。
如果源信號24的至少一個振蕩28的頻率ω取決于發(fā)動機(jī)速度,則在使發(fā)動機(jī)加速期間可能發(fā)生這種情況。在這種情況下,該振蕩的頻率ω與發(fā)動機(jī)速度一起升高,使得該頻率ω接近對于特定發(fā)動機(jī)速度的這樣的諧振頻率ωr。通過這種方式,在不減少源信號24的其他振蕩28的情況下,衰減了引起非期望振動的發(fā)動機(jī)聲音的振蕩32。事實上,附加聲音的信號在時域中變化,但是這被接受用于抑制非期望的車身諧振。
可以進(jìn)一步想得到的是,控制器20借助于傳感器數(shù)據(jù)(包括發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù))來確定發(fā)動機(jī)噪聲30的相位和/或在發(fā)動機(jī)噪聲30中存在的至少一個振蕩32的相位,以便根據(jù)這些數(shù)據(jù)來確定發(fā)動機(jī)噪聲30、其相位或各個振蕩32的相位或者發(fā)動機(jī)階次mo3、mo4和mo5。
還可以以下述方式來對源信號24的與一個發(fā)動機(jī)階次和/或優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次(例如第三、第四或第五發(fā)動機(jī)階次mo3、mo4和mo5)對應(yīng)的振蕩28的相位進(jìn)行移位,所述方式為將該振蕩28的相位從發(fā)動機(jī)噪聲30的與所述一個發(fā)動機(jī)階次和/或優(yōu)選發(fā)動機(jī)階次mo3、mo4和mo5對應(yīng)的振蕩32的相位偏移180度。這些振蕩28和32然后在相位上彼此相反,并且相互消除。這使得能夠從發(fā)動機(jī)噪聲選擇性地去除發(fā)動機(jī)階次,并且能夠整體減小發(fā)動機(jī)噪聲。
在下文中將論述源信號24的第二實施方式,附圖標(biāo)記按照其意思來采用。具體地,還參照根據(jù)圖4和圖5的發(fā)動機(jī)噪聲30。
在圖6中示出了第二實施方式的時域中的源信號24。
在該第二實施方式中,信號分量26是被疊加在彼此上的不同頻率的正弦音。
相應(yīng)地,信號分量26同時是源信號24中存在的振蕩28。
在圖6所示的大幅簡化的示例中,根據(jù)以下公式,源信號24(sq(t))例如由三個正弦振蕩的疊加構(gòu)成:
圖6示出的源信號24具有大于揚聲器的最大電壓的50%(特定地大于最大電壓的80%)的有效電壓值。以說明的方式,有效值可以理解為圖的表面面積并且在圖6中針對一個周期以陰影線形式被示出。最大可能的有效值確保揚聲器最佳地用于噪聲生成,因為大的有效值對應(yīng)于高的感知的聲音量。
可以通過疊加甚至更多的振蕩28(例如10個振蕩)來實現(xiàn)更陡的斜坡從而實現(xiàn)更高的有效值。
然而,在圖6所示的實施方式中,出于更加簡明起見,僅存在三個振蕩28.1、28.2和28.3,正如根據(jù)對頻域中的源信號24的說明可以容易地得出的那樣(圖7)。
該實施方式的源信號還包括具有100hz的頻率的振蕩28.1,即,與第4發(fā)動機(jī)階次mo4對應(yīng)的振蕩。
如上所述,現(xiàn)在可以使第4發(fā)動機(jī)階次mo4的該振蕩28.1的相位與發(fā)動機(jī)噪聲30的第4發(fā)動機(jī)階次mo4的振蕩32的相位相適配。
具體在根據(jù)高有效電壓值已設(shè)計了源信號24的情況下,正如該第二實施方式的源信號24那樣,源信號24的振蕩28.1、28.2和28.3的相位關(guān)系被相對彼此保持是非常重要的。這使得能夠保持形式從而保持時域中源信號24的高有效電壓值。
當(dāng)然,在不影響方法或排氣系統(tǒng)10的優(yōu)點和功能的情況下,第一實施方式和第二實施方式的源信號24可以按意愿互換。
還可以想得到的是將揚聲器14不設(shè)置在排氣系統(tǒng)10中,而是設(shè)置在車輛11的乘客單元34中,如圖8中示意性示出的那樣。
該實施方式的揚聲器14可以以類似于上文闡述的方法來進(jìn)行操作;然而,在這種情況下,期望的發(fā)動機(jī)聲音并非是發(fā)出到周圍環(huán)境的聲音,而是由乘客單元34中的車輛乘員感知到的發(fā)動機(jī)的聲音。
揚聲器14還可以是也包括控制器20的聲音系統(tǒng)36的一部分。
在這種布置下,揚聲器14和/或聲音系統(tǒng)36可以是車輛11的立體聲和/或娛樂系統(tǒng)38的一部分。
當(dāng)然可以想得到的是,在排氣系統(tǒng)10中設(shè)置至少一個揚聲器14,并且在乘客單元34中設(shè)置至少一個揚聲器14,以便能夠構(gòu)建發(fā)出到周圍環(huán)境的聲音以及由乘員感知到的聲音二者。
在這樣做時,使用與如上所述的方法相同的方法來確實生成用于揚聲器14的驅(qū)動信號,但是對于這兩種方法,源信號24或驅(qū)動信號自身不必相同。