DE4410723C2

DE4410723C2 - System zum aktiven Unterdrücken von Fahrzeuginnengeräuschen

Info

Publication number: DE4410723C2
Application number: DE4410723A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iidaka; Eiji Shibata; Manpei Tamamura
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1994-03-28
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2014-03-29
Also published as: GB2276793A; GB9405800D0; GB2276793B; JPH06282277A; US5493616A; JP3410141B2; DE4410723A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktives Geräuschunter drückungssystem für den Fahrgastraum eines Fahrzeugs mit Eigenantrieb, wobei zwangsweise Töne von mehreren Tonquellen erzeugt werden, um das Fahrzeuginnengeräusch zu kompensie ren.

Es wurden verschiedene Verfahren zum Unterdrücken eines Rauschtons im Fahrgastraum vorgeschlagen, wobei durch eine im Fahrgastraum angeordnete Tonquelle ein Kompensationston erzeugt wird. Die Amplitude des Kompensationstons ist die gleiche wie diejenige des Rauschtons, wobei der Kompensa tionston jedoch eine bezüglich des Rauschtons entgegenge setzte Phase besitzt.

Als kürzlich vorgeschlagenes Beispiel wird in der JP-A- 1991-204354 ein Fahrzeuginnengeräuschunterdrückungsverfahren zum Unterdrücken eines Rauschtons unter Verwendung eines LMS-Algorithmus (Algorithmus der kleinsten mittleren Fehler quadrate, eine Theorie zum Berechnen eines Filterkoeffizi enten, der mit Hilfe eines mittleren quadratischen Fehlers genähert wird, um eine Formel zu vereinfachen, wobei ausge nutzt wird, daß die Filterkorrekturformel rekursiv ist) oder durch Verwendung eines MEFX-LMS- (Mehrfachfehler-Filter-X- LMS) Algorithmus beschrieben. Dieses Verfahren wurde bereits bei einigen Fahrzeugen in die Praxis umgesetzt. Herkömmlich ist ein Innengeräuschunterdrückungssystem, bei dem dieser LMS-Algorithmus verwendet wird, so aufgebaut, daß ein Vibrationsgeräuschquellensignal (primäres Quellensignal) von einem Motor festgestellt wird, das primäre Quellensignal durch einen Filterkoeffizienten eines adaptiven Filters in einen Kompensationston synthetisiert wird, der Kompensati onston durch einen Lautsprecher erzeugt wird, um einen Rauschton im Fahrgastraum zu kompensieren, der durch den Kompensationston unterdrückte Rauschton durch ein an einer Geräuschaufnahmeposition angeordnetes Mikrofon als Fehlersi gnal festgestellt und ein Filterkoeffizient des adaptiven Filters basierend auf dem festgestellten Fehlersignal und einem mit Hilfe eines vorgegebenen Filterkoeffizienten syn thetisierten Kompensationssignal durch den LMS-Algorithmus aktualisiert wird, um den unterdrückten Rauschton an der Geräuschaufnahmeposition zu optimieren.

Eine bekannter effektiver Weg zum Unterdrücken eines Innengeräuschs durch Erzeugen eines Kompensationstons besteht darin, die Richtung, aus der der Kompensationston kommt, mit der Richtung in Übereinstimmung zu bringen, aus der ein Rauschton kommt. D.h., wenn der Kompensationston aus der gleichen Richtung kommt wie der Rauschton, wie in Fig. 7(a), (b), (c), (d) und (e) dargestellt, kompensieren sich beide Töne an allen Stellen gegenseitig, vorausgesetzt, daß der Rauschton und der Kompensationston ebene Wellen mit der gleichen Amplitude, der gleichen Frequenz und mit zueinander entgegengesetzten Phasen sind. Wenn der Kompensationston je doch andererseits aus einer der Richtung des Rauschtons ent gegengesetzten Richtung kommt, wie in Fig. 8(a), (b), (c), (d) und (e) dargestellt, kompensiert der Kompensationston den Rauschton an den Positionen von n λ/2 (beispielsweise an den Positionen X_a und X_b), wobei jedoch an den Positionen von (1+2n) λ/4 (beispielsweise an einer Position X_c, dem Mittelpunkt von X_a und X_b) der Rauschton mit dem Kompensati onston überlagert und dadurch verstärkt wird (die Beziehung für eine stehende Welle), wobei n eine ganze Zahl und λ eine Wellenlänge bezeichnen. Insbesondere weist ein Geräuschunterdrückungssystem, bei dem der LMS-Algorithmus, u. a. der MEFX-LMS-Algorithmus verwendet wird, mehrere Lautsprecher, durch die Kompensationstöne erzeugt werden, um Rauschtöne an mehreren Positionen zu kompensieren, an denen ein Mikrofon angeordnet ist, sowie mehrere unabhängige Steu erschaltungen auf, um individuelle Steuerverfahren zu erhalten, wodurch es vorkommen kann, daß Innengeräuschtöne, die entsprechend den Betriebszuständen des Motors sich rasch verändern, an einer Position unterdrückt werden, an der ein Mikrofon angeordnet ist, jedoch an anderen, von dem Mikrofon entfernten Positionen nicht unterdrückt werden. Außerdem können die Rauschtöne abhängig vom Betriebszustand des Mo tors verstärkt und dadurch unangenehmer werden, als wenn keine Geräuschunterdrückungssteuerung durchgeführt wird.

Normalerweise verschiebt sich die Position, an der der Innengeräuschton erzeugt wird, entsprechend den den Ge räuschton bildenden Frequenzbändern aufgrund der unter schiedlichen Übertragungskenngrößen eines Fahrzeugs. Bei spielsweise wird vom vorderen Teil des Fahrzeugs ein Rauschton mit relativ hohen Frequenzbändern (z. B. 250 Hz bis 500 Hz) und vom gesamten Fahrgastraum ein Rauschton mit re lativ niedrigen Frequenzbändern erzeugt.

Die EP-A 0 448 121 betrifft eine elektronische Geräusch unterdrückung, wobei der Berechnungsaufwand zur Aktualisie rung der Filterkoeffizienten bei Verwendung einer Mehrzahl von Fehlersensoren verringert werden soll. Eine erste Gruppe von Fehlersensoren erfaßt nicht gedämpfte Störgeräusche wäh rend einer bestimmten Zeit zur Berechnung eines Filterkoef fizienten und eine zweite Gruppe von Fehlersensoren erfaßt Störgeräusche während einem nächsten Zeitraum und liefert Informationen zur Berechnung eines weiteren Filterkoeffi zienten. Diese Verarbeitung wird fortlaufend für jeden Feh lersensor ausgeführt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aktives Innenge räuschunterdrückungssystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, durch das sich entsprechend den Betriebszuständen des Motors verändernde Rauschtöne wirksam unterdrückt werden können und durch das weite Bereiche im Fahrgastraum überdeckt werden, in denen die Rauschtöne unterdrückt werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Nachstehend wird basierend auf der Anordnung der vor stehenden Einrichtungen eine Arbeitsweise des erfindungs gemäßen Geräuschunterdrückungssystems kurz beschrieben.

Wenn ein primär vom Motor hergeleiteter Rauschton im Fahrgastraum erzeugt wird, wird in den mehreren Kompensati onssignalverarbeitungseinrichtungen die Kompensationssignal verarbeitungsschaltung, die an der Eingangsseite jeder Kom pensationstonerzeugungseinrichtung angeordnet ist, entspre chend der Position einer Geräuschquelle auf eine erforderli che Kennlinie eingestellt. Außerdem werden in der Kompensa tionskoeffizientenauswahleinrichtung die Kompensationskoef fizienten basierend auf der Kennlinie in der Kompensations signalverarbeitungseinrichtung auf eine erforderliche Kenn linie eingestellt. Daraufhin wird in der Kompensations signalsynthetisierungseinrichtung das mit der Motorvibration streng korrelierte Vibrationsgeräuschquellensignal durch das adaptive Filter in ein Kompensationssignal synthetisiert und an die Kompensationssignalverarbeitungsschaltung ausgegeben. Außerdem wird das Vibrationsgeräuschquellensignal in der Kompensationssignalverarbeitungsschaltung in eine erforder liche Kennlinie verarbeitet und daraufhin an die Kompen sationstonerzeugungseinrichtung ausgegeben, durch die ein Kompensationston erzeugt wird, um den Rauschton zu kom pensieren. Ferner wird der Zustand der Geräuschunterdrückung an der Geräuschaufnahmeposition durch die Fehlersignalerfas sungseinrichtung als ein Fehlersignal festgestellt, das an die Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinrichtung übertra gen wird. Andererseits wird das Vibrationsgeräuschquellensi gnal der Eingangssignalkompensationseinrichtung zugeführt und anschließend darin mit Hilfe eines erforderlichen Kom pensationskoeffizienten synthetisiert. Das Vibrationsge räuschquellensignal wird an die Filterkoeffizienten-Ak tualisierungseinrichtung übertragen, in der der Filterkoef fizient des adaptiven Filters basierend auf dem Signal von der Eingangssignalkompensationseinrichtung und dem Fehlersi gnal aktualisiert wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Zusammen hang mit den beigefügten Abbildungen beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 bis 4 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin dung, wobei Fig. 1 eine schematische Ansicht eines er findungsgemäßen Innengeräuschunterdrückungssystems dar stellt;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Signalverarbei tungsschaltung;

Fig. 3 eine Darstellung zum Erläutern der in einem Speicher gespeicherten Filterkennlinien;

Fig. 4 eine graphische Darstellung zum Erläutern der in einem Frequenzbereich dargestellten Filterkennlinien;

Fig. 5 eine graphische Darstellung einer Anordnung von Lautsprechern und Mikrofon an einem Fahrzeug, als ein Be stätigungstest durchgeführt wurde;

Fig. 6(a) eine Darstellung des Ergebnisses einer erfin dungsgemäßen Geräuschunterdrückung;

Fig. 6(b) eine Darstellung des Ergebnisses einer her kömmlichen Geräuschunterdrückung; und

Fig. 7 und 8 Darstellungen zum Erläutern des Unter schieds von Merkmalen der Geräuschunterdrückung zwischen dem Fall, wenn der Kompensationston aus der gleichen Richtung kommt wie eine Geräuschquelle und dem Fall, wenn der Kompen sationston aus einer der Geräuschquelle entgegengesetzten Richtung kommt.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Motor, durch den ein Vibrationsgeräuschquellensignal (nachstehend als primäres Quellensignal P_s bezeichnet) erzeugt wird, das mit dem motorbezogenen Vibrationsgeräusch streng korreliert ist. Das primäre Quellensignal P_s wird adaptiven Filtern 2a und 2b, die Kompensationssignalsynthetisierungseinrichtungen sind, und außerdem und Kompensationskoeffizientensyntheti sierungsschaltungen 3a und 3b (nachstehend als C_LMO-Schal tungen bezeichnet) zugeführt, die Eingangssignal kompensationseinrichtungen sind. Das adaptive Filter 2a ist über eine Kompensationssignalverarbeitungsschaltung 4a mit einem Lautsprecher 5a verbunden, der eine an der Vorderseite des Fahrgastraums angeordnete Kompensationstonerzeugungs einrichtung ist, und das adaptive Filter 2b ist über eine Kompensationssignalverarbeitungsschaltung 4b mit einem Laut sprecher 5b verbunden, der eine an der hinteren Seite des Fahrgastraums angeordnete Kompensationstonerzeugungs einrichtung ist. Außerdem sind die C_LMO-Schaltungen 3a und 3b mit LMS-Rechenschaltungen 6a bzw. 6b verbunden, die als nachstehend beschriebene Filterkoeffizienten-Aktuali sierungseinrichtungen wirken.

An der vorderen Geräuschaufnahmeposition (z. B. an einer Position in der Nähe eines Ohrs des Fahrers oder eines vorne sitzenden Insassen) ist ein Fehlermikrofon 7a zum Feststel len eines Geräuschunterdrückungszustands als ein Fehlersi gnal an der Geräuschaufnahmeposition und an der hinteren Ge räuschaufnahmeposition (z. B. an einer Position in der Nähe eines Ohrs eines hinten sitzenden Insassen) ein Fehlermikro fon 7b zum Feststellen eines Geräuschunterdrückungszustands als ein Fehlersignal an der Geräuschaufnahmeposition ange ordnet. Diese Fehlermikrofone 7a und 7b sind über eine Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 mit LMS-Rechenschal tungen 6a bzw. 6b verbunden.

Zur vereinfachenden Beschreibung wird nachstehend der Lautsprecher 5a des vorderen Fahrgastraums als Lautsprecher Nr. 1, der Lautsprecher 5b des hinteren Fahrgastraums als Lautsprecher Nr. 2, das Fehlermikrofon 7a des vorderen Fahr gastraums als Mikrofon Nr. 1 und das Fehlermikrofon des hin teren Fahrgastraums als Mikrofon Nr. 2 bezeichnet.

Das primäre Quellensignal P_s muß mit einem Vibrations geräusch des Motors 1 streng korreliert sein. Als ein primä res Quellensignal werden mit Zündungsimpulsen, Kraftstoff einspritzimpulsen, Signalen von einem Kurbelwinkelsensor (nicht dargestellt) synthetisierte und wellengeformte Si gnale oder mit diesen Informationen und anderen Mo torbelastungsinformationen synthetisierte Signale verwendet.

Das adaptive Filter 2a ist ein FIR-Filter (Filter, das begrenzt auf einen Impuls anspricht) mit Filterkoeffizienten W_1(n), die durch eine LMS-Rechenschaltung 6a aktualisiert werden, und weist eine erforderliche Anzahl von Abgriffen auf (beispielsweise 512 Abgriffe). Die LMS-Rechenschaltung wirkt als Filterkoeffizienten-Aktualisierungseinrichtung. Das dem adaptiven Filter 2a zugeführte primäre Quellensignal P_s wird einer Summenbildung von Faltungsprodukten mit den Filterkoeffizienten W_1(n) unterzogen und als Kompensations signal ausgegeben. Ähnlich ist das adaptive Filter 2b ein FIR-Filter (Filter, das begrenzt auf einen Impuls anspricht) mit Filterkoeffizienten W_2(n), die durch eine LMS-Rechen schaltung 6b aktualisiert werden, und weist eine vorgegebene Anzahl von Abgriffen auf (beispielsweise 512 Abgriffe). Die LMS-Rechenschaltung wirkt als Filterkoeffizienten-Aktuali sierungseinrichtung. Das dem adaptiven Filter 2b zugeführte primäre Quellensignal P_swird einer Summenbildung von Faltungsprodukten mit den Filterkoeffizienten W_2(n) unterzo gen und als Kompensationssignal ausgegeben.

Gemäß Fig. 2 weist die Kompensationssignalverarbei tungsschaltung 4a, der das Kompensationssignal vom adaptiven Filter 2a zugeführt wird, im wesentlichen eine D/A- (Digital/Analog-)Umwandlungsschaltung 11a, eine Filter schaltung 12a (nachstehend als F_c1-Schaltung bezeichnet) und eine Verstärker-(AMP)schaltung 13a auf. Ähnlich weist die Kompensationssignalverarbeitungsschaltung 4b, der das Kom pensationssignal vom adaptiven Filter 2b zugeführt wird, eine D/A-Umwandlungsschaltung 11b, eine Filterschaltung 12b (nachstehend als F_c2-Schaltung bezeichnet) und eine Verstär kerschaltung 13b auf.

Die F_c1-Schaltung 12a und die F_c2-Schaltung 12b sind analoge Filterschaltungen, durch die, entsprechend den Kenn größen der damit verbundenen Lautsprecher 5a und 5b, Signale wellengeformt werden, wobei die Schaltungen nur für be stimmte Frequenzbänder durchlässig sind. Außerdem sind diese analogen Filter an die erforderlichen, den Positionen der Geräuschquellen entsprechenden Frequenzkennlinien angepaßt, wie nachstehend beschrieben wird.

Ferner ist die F_c1-Schaltung 12a mit einer F_c1-Auswahl- Schaltung 9a, die eine Kompensationssignalverarbeitungs einrichtung aufweist, und die F_c1-Auswahlschaltung 9a mit einer F_c1-Speicherschaltung 10a verbunden, die ein Speicher teil der Kompensationssignalverarbeitungseinrichtung ist. Ähnlich ist die F_c2-Schaltung 12b mit einer F_c2-Auswahl- Schaltung 9b, die eine Kompensationssignalverarbeitungs einrichtung aufweist, und die Fc₂-Auswahlschaltung 9b mit einer F_c2-Speicherschaltung 10b verbunden, die ein Speicher teil der Kompensationssignalverarbeitungseinrichtung ist.

Ferner wird ein vom Motor 1 hergeleiteter Kraftstoff einspritzimpuls T_i sowohl der F_c1-Auswahlschaltung 9a als auch der F_c2-Auswahlschaltung 9b zugeführt, in denen durch den Kraftstoffeinspritzimpuls T_i ein Betriebszustand des Mo tors erhalten wird, d. h., eine Motorbelastungsinformation L_E (die aus der Kraftstoffeinspritzimpulsbreite erhalten wird) und eine Motordrehzahlinformation N_E (die aus dem Kraft stoffeinspritzimpulsintervall erhalten wird), wobei die erforderlichen Filterkennlinien F_c1 und F_c2 gemäß diesen Motorbetriebszuständen aus der Fc₁-Speicherschaltung 10a und der F_c2-Speicherschaltung 10b ausgewählt, geeignete analoge Filter entsprechend diesen Filterkennlinien bestimmt und diese Filter für die F_c1-Schaltung 12a und die F_c2-Schaltung 12b bereitgestellt werden.

In der F_c1-Speicherschaltung 10a werden, wie in Fig. 3 dargestellt, die Filterkennlinien F_c1, die vorher aus experimentellen oder ähnlichen Daten hergeleitet wurden, auf einer Karte gespeichert, die die Motorbelastung L_E und die Motordrehzahl N_E parametrisiert. Ähnlich werden in der F_c2- Speicherschaltung 10b die Filterkennlinien F_c2, die vorher aus experimentellen oder ähnlichen Daten hergeleitet wurden, auf einer Karte gespeichert, die die Motorbelastung L_E und die Motordrehzahl N_E parametrisiert.

Andererseits bildet die vorstehend erwähnte C_LMO-Schal tung 3a eine digitale Filterschaltung, in der Kompensations koeffizienten C₁₁₀und C₂₁₀jeweils als eine Serie variabler Werte festgelegt sind. Die Kompensationskoeffizienten C₁₁₀ dienen zum Kompensieren einer Zeitverzögerung, einer Abwei chung der Kenngrößen und einer Phasenverschiebung, die ver ursacht werden, während ein vom adaptiven Filter 2a ausgege benes Signal über die Kompensationssignalverarbeitungs schaltung 4a als Kompensationston durch den Lautsprecher 5a erzeugt, anschließend ein Rauschton mit einem Kompen sationston unter der Wirkung der Lautsprecher/Mikrofon-Über tragungskenngröße C₁₁ überlagert, daraufhin ein unter drückter Ton durch das Fehlermikrofon 7a erfaßt und das er faßte Signal über die Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 an die LMS-Rechenschaltung 6a übertragen und schließlich darin berechnet wird. Ähnlich dienen die Kompensations koeffizienten C₂₁₀ zum Kompensieren einer Zeitverzögerung, einer Abweichung der Kenngrößen und einer Pha senverschiebung, die verursacht werden, während ein vom adaptiven Filter 2a ausgegebenes Signal über die Kompensati onssignalverarbeitungsschaltung 4a als Kompensationston durch den Lautsprecher 5a erzeugt, anschließend ein Rauschton mit einem Kompensationston unter der Wirkung der Lautsprecher/Mikrofon-Übertragungskenngröße C₂₁ überlagert, daraufhin ein unterdrückter Ton durch das Fehlermikrofon 7b erfaßt und das erfaßte Signal über die Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 an die LMS-Rechen schaltung 6a übertragen und schließlich darin berechnet wird.

Ähnlich ist die vorstehend erwähnte C_LMO-Schaltung 3b eine digitale Filterschaltung, in der Kompensationskoeffizi enten C₁₂₀und C₂₂₀jeweils als eine Serie variabler Werte festgelegt sind. Die Kompensationskoeffizienten c₁₂₀dienen zum Kompensieren einer Zeitverzögerung, einer Abweichung der Kenngrößen und einer Phasenverschiebung, die verursacht wer den, während ein vom adaptiven Filter 2b ausgegebenes Signal über die Kompensationssignalverarbeitungsschaltung 4b als Kompensationston durch den Lautsprecher 5b erzeugt, anschließend ein Rauschton mit einem Kompensationston unter der Wirkung der Lautsprecher/Mikrofon-Übertragungskenngröße V₁₂ überlagert, daraufhin ein unterdrückter Ton durch das Fehlermikrofon 7a erfaßt und das erfaßte Signal über die Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 an die LMS-Rechen schaltung 6b übertragen und schließlich darin berechnet wird. Ähnlich dienen die Kompensationskoeffizienten C₂₂₀ zum Kompensieren einer Zeitverzögerung, einer Abweichung der Kenngrößen und einer Phasenverschiebung, die verursacht werden, während ein vom adaptiven Filter 2b ausgegebenes Signal über die Kompensationssignalverarbeitungsschaltung 4b als Kompensationston durch den Lautsprecher 5b erzeugt, anschließend ein Rauschton mit einem Kompensationston unter der Wirkung der Lautsprecher/Mikrofon-Übertragungskenngröße C₂₂ überlagert, daraufhin ein unterdrückter Ton durch das Fehlermikrofon 7b erfaßt und das erfaßte Signal über die Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 an die LMS-Rechen schaltung 6b übertragen und schließlich darin berechnet wird.

Die C_LMO-Schaltung 3a ist mit der C_LMO-Auswahlschaltung 14a verbunden, die eine Kompensationskoeffizientenauswahl einrichtung aufweist. Die C_LMO-Auswahlschaltung 14a ist außerdem mit der C_LMO-Speicherschaltung 15a verbunden, die ein Speicherteil der Kompensationskoeffizientenauswahlein richtung ist. Ähnlich ist die C_LMO-Schaltung 3b mit der C_LMO-Auswahlschaltung 14b verbunden, die eine Kompensations koeffizientenauswahleinrichtung aufweist. Die C_LMO-Auswahl schaltung 14b ist außerdem mit der C_LMO-Speicherschaltung 15b verbunden, die ein Speicherteil der Kompensationsko effizientenauswahleinrichtung ist.

Ferner wird der vom Motor 1 hergeleitete Kraftstoff einspritzimpuls T_i den C_LMO-Auswahlschaltungen 14a und 14b zugeführt, in denen die Betriebszustände des Motors erhalten werden, d. h. eine Motorbelastungsinformation L_E (die aus der Kraftstoffeinspritzimpulsbreite bestimmt wird) und eine Motordrehzahlinformation N_E (die aus dem Kraftstoffein spritzimpulsintervall erhalten wird). Entsprechend diesen Motorbetriebszuständen wird eine erforderliche Serie von Kompensationskoeffizienten C_LMO (C₁₁₀, C₂₁₀, C₁₂₀und C₂₂₀; wobei der tiefergestellte Index L die Nummer eines Fehlermikrofons und der tiefergestellte Index M die Nummer eines Lautsprechers anzeigt) ausgewählt und dann in den C_LMO-Schaltungen 3a bzw. 3b festgelegt.

Die in den C_LMO-Speicherschaltungen 15a und 15b gespei cherten Serien von Kompensationskoeffizienten C_LMO wurden vorher aus experimentellen oder ähnlichen Daten hergeleitet, so daß eine Systemidentifizierung und ein vorgegebener Kom pensationskoeffizient in einer Serie von Werten des begrenz ten Ansprechens auf einen Impuls (beispielsweise 64 Abgriffe) ausgedrückt werden. Wenn das primäre Quellensignal P_s der C_LMO-Schaltung 3a zugeführt wird, wird es einer Summenbildung von Faltungsprodukten mit den Kompensations koeffizienten C₁₁₀ und C₂₁₀ unterzogen und anschließend der LMS-Rechenschaltung 6a zugeführt. Ähnlich wird das primäre Quellensignal P_s, wenn es der C_LMO-Schaltung zugeführt wird, der Summenbildung von Faltungsprodukten mit den Kompen sationskoeffizienten C₁₂₀und C₂₂₀unterzogen und anschlie ßend an die LMS-Rechenschaltung 6b ausgegeben.

Die LMS-Rechenschaltungen 6a und 6b dienen zum Aktuali sieren der Filterkoeffizienten W_1(n) und W_2(n) der adaptiven Filter 2a und 2b jeweils basierend auf den Fehlersignalen von den Fehlermikrofonen 7a und 7b bzw. den Signalen von den C_LMO-Schaltungen 3a und 3b gemäß einem bekannten LMS-Algo rithmus. Ein Filterkoeffizient Wm(n) des mit einem Laut sprecher Nr. m verbundenen adaptiven Filters wird entspre chend der folgenden Gleichung aktualisiert:

wobei W_mi(n+1) ein i-ter Filterkoeffizient nach dem Aktuali sieren ist;
W_mi(n) ein zu aktualisierender i-ter Filterkoeffizient ist;
µ eine Schrittgröße (konstant) ist;
e_L(n) ein Signal vom Fehlermikrofon Nr. L ist;
C_LiMO eine i-te C_LMO ist; und
X_(n-i) der Wert eines um i Signale früher kommenden primären Quellensignals P_s ist.

Nachstehend werden die in der F_c1-Speicherschaltung 10a und in der F_c2-Speicherschaltung 10b gespeicherten Filter kennlinien F_c1 und F_c2 unter Bezug auf Fig. 4(a) und Fig. 4(b) beschrieben.

Fig. 4(a) und Fig. 4(b) zeigen Beispiele von Kombina tionen der im Frequenzbereich dargestellten Filterkennlinien F_c1 und F_c2 bei jeweils verschiedenen Betriebszuständen. Bei dem in Fig. 4(a) dargestellten Betriebszustand zeigt die Filterkennlinie F_c1 eine Kennlinie, durch die ein Kompensationston mit einem breiten Frequenzband im Bereich von 0 bis 500 Hz durch den an der Vorderseite des Fahrgastraums angeordneten Lautsprecher 5a erzeugt werden kann, und die Filterkennlinie F_c2 zeigt eine Kennlinie, durch die ein Kompensationston mit einem niedrigen Frequenzband im Bereich von 0 bis 300 Hz durch den an der Rückseite des Fahrgastraums angeordneten Lautsprecher 5b erzeugt werden kann. Das in Fig. 4(a) dargestellte Beispiel zeigt eine Kombination von Filterkennlinien für einen Fall, wo eine Geräuschquelle mit einem breiten Frequenzband an der Vorderseite des Fahrzeugs und eine andere Geräuschquelle mit einem niedrigen Frequenzband an der Rückseite des Fahrzeugs vorhanden sind.

Andererseits zeigt bei dem in Fig. 4(b) dargestellten Betriebszustand die Filterkennlinie F_c1 eine Kennlinie, durch die ein Kompensationston mit einem Frequenzband im Be reich von 0 bis 500 Hz, außer im Bereich um 250 Hz, durch den an der Vorderseite des Fahrgastraums angeordneten Laut sprecher 5a erzeugt werden kann und die Filterkennlinie F_c2 zeigt eine Kennlinie, durch die ein Kompensationston mit einem Frequenzband im Bereich von 0 bis 400 Hz und insbe sondere intensiv um 250 Hz durch den an der Rückseite des Fahrgastraums angeordneten Lautsprecher 5b erzeugt werden kann. Das in Fig. 4(b) dargestellte Beispiel zeigt eine Kom bination von Filterkennlinien für einen Fall, wo ein aus ei nem breiten Frequenzband außer in der Nähe von 250 Hz gebil dete Geräuschquelle an der Vorderseite des Fahrgastraums und eine weitere aus einem Frequenzband unterhalb von 400 Hz gebildete Geräuschquelle mit einem in der Nähe von 250 Hz liegenden Spitzenwert des Schalldruckpegels an der Rückseite des Fahrgastraums vorhanden ist.

Weil beim erfindungsgemäßen Geräuschunterdrückungs verfahren ein Beitragsgrad eines am nächsten zur Ge räuschquelle angeordneten Lautsprechers erhöht werden kann, indem der Position der Vibrationsgeräuschquellen, die sich entsprechend dem Fahrzeugbetriebszustand ändert, entspre chende optimale Filterkennlinien festgelegt werden, kann da durch ein Rauschton über ein breites Frequenzband unter drückt und außerdem eine breite Überdeckung des Bereichs er reicht werden, in dem ein Rauschton unterdrückt wird.

Nachstehend wird beschrieben, wie das erfindungsgemäße Geräuschunterdrückungssystem mit dem vorstehenden Aufbau be trieben wird.

Zunächst wird die Arbeitsweise der Geräuschunter drückung für einen Fall beschrieben, bei dem eine aus einem breiten Frequenzband im Bereich von 0 bis 500 Hz gebildete Geräuschquelle an der Vorderseite des Fahrgastraums und eine andere, aus einem niedrigen Frequenzband im Bereich von 0 bis 300 Hz gebildete Geräuschquelle an der Rückseite des Fahrgastraums vorhanden ist.

Zunächst wird ein Vibrationsgeräusch des Motors 1 über Motorhalterungen (nicht dargestellt) in den Fahrgastraum übertragen und wird darin zu einem Fahrzeuginnengeräusch; Ansaug- und Auspuffgeräusche des Motors 1 werden ebenfalls in den Fahrgastraum übertragen. Ferner wird das motorbezo gene Vibrationsgeräusch mit einem relativ breiten Frequenz band in einem Betriebszustand als ein Rauschton, dessen Quelle im wesentlichen an der Vorderseite des Fahrgastraums lokalisiert ist, in den Fahrgastraum übertragen und er reicht, nachdem es mit der Karosserieübertragungskenngröße multipliziert wurde, eine Geräuschaufnahmeposition im Fahr gastraum. Andererseits wird ein motorbezogenes Vibrationsge räusch mit einem relativ niedrigen Frequenzband als ein Rauschton, dessen Quelle im wesentlichen an der Rückseite des Fahrgastraums lokalisiert ist, in den Fahrgastraum über tragen und erreicht, nachdem es mit der Karosserieübertra gungskenngröße multipliziert wurde, eine Geräuschaufnahmepo sition im Fahrgastraum.

Ein vom Motor 1 hergeleiteter Kraftstoffeinspritzimpuls T_i wird der F_c1-Auswahlschaltung 9a und der F_c2-Auswahl schaltung 9b zugeführt. Basierend auf diesem Kraftstoff einspritzimpuls T_i werden aus der Impulsbreite (-zeitdauer) von T_i und aus dessen Impulsintervall ein Motorbetriebs zustand, d. h. eine Motorbelastungsinformation L_E bzw. eine Motordrehzahlinformation N_E erhalten. In der F_c1-Auswahl schaltung 9a wird basierend auf diesen Informationen L_E und N_E eine erforderliche Filterkennlinie F_c1 aus einer in der F_c1-Speicherschaltung 10a gespeicherten Karte für die Fil terkennlinien F_c1 ausgewählt, wonach ein der ausgewählten Filterkennlinie F_c1 entsprechender analoger Filter ausge wählt und in der Filterschaltung 12a (nachstehend als F_c1 Schaltung bezeichnet) der Kompensationssignalverarbei tungsschaltung 4a festgelegt wird. Gleichzeitig wird eine Serie von der Filterkennlinie F_c1 entsprechenden Kompensati onskoeffizienten C_LMO (C₁₁₀ und C₂₁₀) aus der C_LMO-Speicher schaltung 15a ausgewählt und in der C_LMO-Schaltung 3a fest gelegt.

Ähnlich wird in der F_c2-Auswahlschaltung 9b basierend auf den vorstehend erwähnten Informationen L_E und N_E eine erforderliche Filterkennlinie F_c2 aus einer in der F_c2-Spei cherschaltung 10b gespeicherten Karte für die Filter kennlinien F_c2 ausgewählt, wonach ein der ausgewählten Fil terkennlinie F_c2 entsprechender analoger Filter ausgewählt und in der Filterschaltung 12b (nachstehend als F_c2-Schal tung bezeichnet) der Kompensationssignalverarbeitungsschal tung 4b festgelegt wird. Gleichzeitig wird eine Serie von der Filterkennlinie F_c2 entsprechenden Kompensationskoeffi zienten C_LMO (C₁₂₀ und C₂₂₀) aus der C_LMO-Speicherschaltung 15b ausgewählt und in der C_LMO-Schaltung 3b festgelegt.

Die Kombination der Filterkennlinien F_c1 und F_c2 ist in Fig. 4(a) als ein Beispiel dargestellt, bei dem F_c1 so be stimmt wird, daß dadurch ein Kompensationston über ein brei tes Frequenzband im Bereich von 0 bis 500 Hz durch den an der Vorderseite des Fahrgastraums angeordneten Lautsprecher 5a und F_c2 so bestimmt wird, daß dadurch ein Kompensations ton mit einem niedrigen Frequenzband im Bereich von 0 bis 300 Hz durch den an der Rückseite des Fahrgastraums angeord neten Lautsprecher 5b erzeugt werden kann.

Das Vibrationsgeräuschquellensignal (das primäre Quel lensignal P_s) wird den adaptiven Filtern 2a und 2b und den Kompensationskoeffizientensynthetisierungsschaltungen 3a und 3b (nachstehend als C_LMO-Schaltungen bezeichnet) zugeführt. Das primäre Quellensignal P_s kann jedes Signal, wie bei spielsweise ein Zündungsimpuls, ein Kraftstoffeinspritzim puls, ein Signal von einem Kurbelwinkelsensor oder ein dar auf basierendes geformtes und/oder verarbeitetes Signal sein, vorausgesetzt, daß es mit dem Vibrationsgeräusch vom Motor 1 streng korreliert ist.

Das dem adaptiven Filter 2a zugeführte primäre Quellen signal P_s wird als ein Kompensationssignal an die Kompensa tionssignalverarbeitungsschaltung 4a ausgegeben, nachdem es der Summenbildung von Faltungsprodukten mit dem Filterkoef fizient W_1(n) des adaptiven Filters 2a unterzogen wurde, und über die D/A-Wandlerschaltung 11a, die F_c1-Schaltung 12a und die Verstärkerschaltung 13a in der Kompensationssignal verarbeitungsschaltung 4a durch den Lautsprecher 5a als ein Kompensationston erzeugt.

Der Kompensationston erreicht, nachdem er dem Einfluß der Lautsprecher/Mikrofon-Übertragungskenngröße C₁₁ unterzo gen wurde, eine vordere Geräuschaufnahmeposition, woraufhin das Ergebnis der Überlagerung mit dem Rauschton (das Ergeb nis der Geräuschunterdrückung) durch das Fehlermikrofon 7a als Fehlersignal festgestellt wird und das Fehlersignal über die Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 der LMS-Rechen schaltung 6a zugeführt wird. Andererseits erreicht der Kom pensationston, nachdem er dem Einfluß der Lautspre cher/Mikrofon-Übertragungskenngröße C₂₁unterzogen wurde, eine hintere Geräuschaufnahmeposition, woraufhin das Ergeb nis der Überlagerung mit dem Rauschton durch das Feh lermikrofon 7b als Fehlersignal festgestellt und das Fehler signal über die Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 der LMS-Rechenschaltung 6a zugeführt wird.

Ähnlich wird das dem adaptiven Filter 2b zugeführte primäre Quellensignal P_s als ein Kompensationssignal an die Kompensationssignalverarbeitungsschaltung 4b ausgegeben, nachdem es der Summenbildung von Faltungsprodukten mit dem Filterkoeffizient W_2(n) des adaptiven Filters 2b unterzogen wurde, und über die D/A-Wandlerschaltung 11b, die F_c2-Schal tung 12b und die Verstärkerschaltung 13b in der Kompen sationssignalverarbeitungsschaltung 4b durch den Lautspre cher 5b als ein Kompensationston erzeugt.

Der Kompensationston erreicht, nachdem er dem Einfluß der Lautsprecher/Mikrofon-Übertragungskenngröße C₁₂ unterzo gen wurde, eine vordere Geräuschaufnahmeposition, woraufhin das Ergebnis der Überlagerung mit dem Rauschton (das Ergeb nis der Geräuschunterdrückung) durch das Fehlermikrofon 7a als ein Fehlersignal festgestellt und das Fehlersignal über die Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 der LMS-Rechen schaltung 6b zugeführt wird. Andererseits erreicht der Kom pensationston, nachdem er dem Einfluß der Lautspre cher/Mikrofon-Übertragungskenngröße C₂₂ unterzogen wurde, eine hintere Geräuschaufnahmeposition, woraufhin das Ergeb nis der Überlagerung mit dem Rauschton durch das Feh lermikrofon 7b als Fehlersignal festgestellt und das Fehler signal über die Fehlersignalverarbeitungsschaltung 8 der LMS-Rechenschaltung 6b zugeführt wird.

Das der C_LMO-Schaltung 3a zugeführte primäre Quellensi gnal P_s wird der Summenbildung von Faltungsprodukten mit ei ner bereits in der C_LMO-Schaltung 3a festgelegten Serie von Kompensationskoeffizienten C₁₁₀ und C₂₁₀ unterzogen und an die LMS-Rechenschaltung 6a ausgegeben. In der LMS-Rechen schaltung 6a wird daraufhin aus den Fehlersignalen von den Fehlermikrofonen 7a und 7b und aus dem in der C_LMO-Schaltung 3a synthetisierten primären Quellensignal P_s der Korrektur betrag des Filterkoeffizienten W_1(n) für das adaptive Filter 2a erhalten, wodurch der Filterkoeffizient W_1(n) aktuali siert wird.

Ähnlich wird das der C_LMO-Schaltung 3b zugeführte pri märe Quellensignal P_s der Summenbildung von Faltungsproduk ten mit einer bereits in der C_LMO-Schaltung 3b festgelegten Serie von Kompensationskoeffizienten C₁₂₀ und C₂₂₀ unterzo gen und an die LMS-Rechenschaltung 6b ausgegeben. In der LMS-Rechenschaltung 6b wird daraufhin aus den Fehlersignalen von den Fehlermikrofonen 7a und 7b und aus dem in der C_LMO- Schaltung 3b synthetisierten primären Quellensignal P_s der Korrekturbetrag des Filterkoeffizienten W_2(n) für das adap tive Filter 2b erhalten, wodurch der Filterkoeffizient W_2(n) aktualisiert wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Geräuschunterdrückungssystems für einen Fall beschrieben, bei dem als Ergebnis der Änderung des Motorbetriebszustands sich die Geräuschquellen wie in Fig. 4(b) dargestellt verän dern. Dieser Fall zeigt, daß eine aus einem breiten Fre quenzband außer im Bereich von 250 Hz gebildete Geräusch quelle an der Vorderseite des Fahrgastraums und eine wei tere, aus einem Frequenzband unterhalb von 400 Hz mit einem Spitzenwert des Schalldruckpegels um 250 Hz gebildete Ge räuschquelle an der Rückseite des Fahrgastraums vorhanden ist.

In der F_c1-Auswahlschaltung 9a wird basierend auf den bei diesem Motorbetriebszustand enthaltenen Parametern L_E und N_E eine erforderliche Filterkennlinie F_c1 aus einer in der F_c1-Speicherschaltung 10a gespeicherten Karte für Fil terkennlinien F_c1 ausgewählt und daraufhin ein der ausge wählten Filterkennlinie F_c1 entsprechender analoger Filter ausgewählt und in der F_c1-Schaltung 12a der Kompensationssi gnalverarbeitungsschaltung 4a festgelegt. Gleichzeitig wird eine Serie von der Filterkennlinie F_c1 entsprechenden Kom pensationskoeffizienten C_LMO (C₁₁₀und C₂₁₀) aus der C_LMO- Speicherschaltung 15a ausgewählt und in der C_LMO-Schaltung 3a festgelegt.

Ähnlich wird in der F_c2-Auswahlschaltung 9b basierend auf den vorstehenden Parametern L_E und N_E eine erforderliche Filterkennlinie F_c2 aus einer in der Fc₂-Speicherschaltung 10b gespeicherten Karte für die Filterkennlinien F_c2 ausge wählt und daraufhin ein der ausgewählten Filterkennlinie F_c2 entsprechender analoger Filter ausgewählt und in der F_c2- Schaltung 12b der Kompensationssignalverarbeitungsschaltung 4b festgelegt. Gleichzeitig wird eine Serie von der Filter kennlinie F_c2 entsprechenden Kompensationskoeffizienten C_LMO (C₁₂₀und C₂₂₀) aus der C_LMO-Speicherschaltung 15b aus gewählt und in der C_LMO-Schaltung 3b festgelegt.

Die Kombination aus den vorstehenden Filterkennlinien F_c1 und F_c2 ist in Fig. 4(b) als ein Beispiel dargestellt, bei dem F_c1 so bestimmt wird, daß ein Kompensationston mit einem Frequenzband im Bereich von 0 bis 500 Hz, außer im Be reich von 250 Hz, durch den an der Vorderseite des Fahrgast raums angeordneten Lautsprecher 5a erzeugt werden kann und F_c2 so bestimmt wird, daß ein Kompensationston in einem Fre quenzband im Bereich von 0 bis 400 Hz und insbesondere in tensiv bei einer Frequenz um 250 Hz durch den an der Rück seite des Fahrgastraums angeordneten Lautsprecher 5b erzeugt werden kann.

Außerdem wird das primäre Quellensignal P_s vom Motor 1 den adaptiven Filtern 2a und 2b sowie den C_LMO-Schaltungen 3a und 3b zugeführt, woraufhin weitere Verarbeitungen zur Geräuschunterdrückung ausgeführt werden, wie im Fall der vorstehend erwähnten Betriebszustände.

Daher kann, wie vorstehend beschrieben, durch das er findungsgemäße Geräuschunterdrückungssystem der Beitragsgrad des Kompensationstons gemäß den verschiedenen vorher bestimmten Geräuschquellenpositionen derart gesteuert wer den, daß durch den an der Seite der Geräuschquelle ange ordneten Lautsprecher ein Kompensationston zwangsweise er zeugt wird, wohingegen die Geräuschunterdrückung durch den von der Geräuschquelle entfernt angeordneten Lautsprecher verringert ist. Daher können durch das erfindungsgemäße Geräuschunterdrückungssystem im Unterschied zu herkömmlichen Systemen, bei denen jeder Lautsprecher immer den gleichen Pegel eines Kompensationstons erzeugt, Rauschtöne in einem breiten Bereich unterdrückt werden, der nicht nur einen Be reich in der Nähe des Mikrofons einschließt, sondern auch einen davon entfernten Bereich. Außerdem kann bei diesem Geräuschunterdrückungssystem, weil durch den LMS-Algorithmus die Konvergenz der Filterkoeffizienten des adaptiven Filters schnell ausgeführt wird, auch bei den Übergangsbetriebsbe dingungen ein sehr gutes Ansprechvermögen erhalten werden.

Obwohl bei dieser Ausführungsform zwei Fälle beschrie ben wurden, bei denen sich die Positionen der Geräuschquel len unterscheiden, kann die Geräuschunterdrückungssteuerung in anderen Fällen, bei denen sich eine Geräuschquelle anders verschiebt, durch das gleiche Verfahren ausgeführt werden.

Bei einem Fahrzeug, dessen Innenübertragungskennlinien derart sind, daß sich die Positionen der Geräuschquellen nicht verändern, auch wenn ein Motorbetriebszustand geändert wird, kann die Kompensationssignalverarbeitungseinrichtung eine Kompensationssignalverarbeitungsschaltung mit einer festgelegten Filterkennlinie aufweisen, wobei in diesem Fall jede Serie von Kompensationskoeffizienten C_LMO ebenfalls festgelegt ist.

Ferner dient bei dieser Ausführungsform das analoge Filter der Kompensationssignalverarbeitungsschaltung sowohl als eine normale Filterschaltung zum Formen einer Welle und zum Durchlassen eines bestimmten Frequenzbandes, als auch als eine besondere Filterschaltung zum Festlegen einer der Position der Geräuschquelle entsprechenden erforderlichen Frequenzkennlinie, wobei es jedoch möglich ist, das analoge Filter in den normalen Filterteil zum Formen der Welle und den besonderen Filterteil zum Festlegen einer erforderlichen Frequenzkennlinie zu trennen und diese besondere Filter schaltung durch ein digitales Filter zu ersetzen, das durch digitale Signale von der F_c1-Auswahlschaltung direkt angesteuert werden kann.

Außerdem wurde diese Ausführungsform als ein Beispiel eines Innengeräuschunterdrückungssystems beschrieben, bei dem der aus zwei Kanälen gebildete MEFX-LMS-Algorithmus ver wendet wurde, wobei das erfindungsgemäße Geräuschunter drückungssystem jedoch auch bei einem Innengeräusch unterdrückungssystem angewendet werden kann, bei der ein aus vier Kanälen gebildeter MEFX-LMS-Algorithmus verwendet wird. Ferner besteht bei dieser Ausführungsform jeder Kanal aus einem Lautsprecher und aus einem Mikrofon, wobei jedoch zwei oder mehr Lautsprecher und zwei oder mehr Mikrofone in einem Kanal verwendet werden können.

Ferner wird bei dieser Ausführungsform ein Kraftstoffeinspritzimpuls T_i verwendet, um den Motorbe triebszustand zu erfassen (die Motorbelastungsinformation L_E und die Motordrehzahl N_E), wobei jedoch eine andere Einrich tung zum Erfassen dieser Information verwendet werden kann, bei der beispielsweise die Motorbelastungsinformation aus der Menge der Ansaugluft oder dem Drosselventil-Öffnungsgrad und die Motordrehzahlinformation aus den Impulssignalen des Kurbelwinkelsensors oder des Nockenwinkelsensors erhalten wird.

Nachstehend werden unter Bezug auf Fig. 5 und Fig. 6 die Ergebnisse von Experimenten beschrieben, die unter Ver wendung eines konkreten Fahrzeugs bei einem Fahrgestell-Dy namometer durchgeführt wurden.

Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung einer Anord nung von Lautsprechern und Mikrofonen an einem Fahrzeug, als ein Bestätigungstest durchgeführt wurde. Fig. 6(a) zeigt ferner eine Darstellung des Ergebnisses einer erfindungsge mäßen Geräuschunterdrückung und Fig. 6(b) eine Darstellung des Ergebnisses einer herkömmlichen Geräuschunterdrückung unter Verwendung des allgemein bekannten MEFX-LMS-Algorith mus.

In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 20 ein Fahrzeug mit dem Lauftests durchgeführt wurden. Ein Meßbereich 21 zum Messen eines Schalldrucks und zum Bestimmen einer Geräusch unterdrückung in diesem Bereich wurde in einer horizontalen Ebene festgelegt, die der Höhe der Position der Ohren der Insassen entspricht. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 22a einen vor dem Fahrersitz angeordneten Lautsprecher (Lautsprecher Nr. 1) zum Erzeugen eines Kompensationstons, 22b einen vor dem Sitz des vorderen Insassen angeordneten Lautsprecher (Lautsprecher Nr. 2) zum Erzeugen eines Kompen sationstons, 22c einen hinter dem Sitz des rechten hinteren Insassen angeordneten Lautsprecher (Lautsprecher Nr. 3) zum Erzeugen eines Kompensationstons und 22d einen hinter dem Sitz des linken hinteren Insassen angeordneten Lautsprecher (Lautsprecher Nr. 4) zum Erzeugen eines Kompensationstons.

Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 23a ein an der Kopfstütze des Fahrersitzes angeordnetes Fehlermikrofon (Mikrofon Nr. 1), 23b ein an der Kopfstütze des Sitzes des vorderen Insassen angeordnetes Fehlermikrofon (Mikrofon Nr. 2), 23c ein an der Kopfstütze des Sitzes des rechten hinte ren Insassen angeordnetes Fehlermikrofon (Mikrofon Nr. 3) und 23d ein an der Kopfstütze des Sitzes des linken hinteren Insassen angeordnetes Fehlermikrofon (Mikrofon Nr. 4).

Beim für dieses Experiment verwendeten Geräuschunter drückungssystem wird der MEFX-LMS-Algorithmus mit vier Laut sprechern und vier Mikrofonen verwendet. Wenn beispielsweise vorausgesetzt wird, daß ein Vibrationsgeräusch von 327 Hz an der Vorderseite des Fahrzeugs vorhanden ist, wurde die Wir kung der Geräuschunterdrückung bezüglich zwei Fällen vergli chen: 1) jeder Kanal des Innengeräuschunterdrückungssystems wird unabhängig betrieben; 2) die Kanäle werden miteinander gekoppelt betrieben, d. h., der Beitragsgrad des Kompensati onstons von den vorderen Lautsprechern 22a und 22b wird er höht, während gleichzeitig der Beitragsgrad des Kompensati onstons von den hinteren Lautsprechern 22c und 22d verrin gert wird.

Das Ergebnis dieses Vergleichs zeigt, wie in Fig. 6(b) dargestellt, daß die Geräuschunterdrückungsbereiche jeweils in der Nähe der Fehlermikrofone 23a, 23b, 23c und 23d gebil det werden, wobei jedoch die Rauschtöne im Bereich zwischen dem Fehlermikrofon 23a und dem Fehlermikrofon 23b und ebenso zwischen dem Fehlermikrofon 23c und dem Fehlermikrofon 23d verschlechtert werden. Dies führt dazu, daß die Insassen ein unangenehmes Gefühl haben, wenn sie ihre Köpfe bewegen.

Andererseits zeigt die erfindungsgemäße Geräuschunter drückungssteuerung, wie in Fig. 6(a) dargestellt, daß ein breiter Geräuschunterdrückungsbereich über den gesamten Meß bereich 21 ausgebildet wird.

Die vorliegenden Erfindung wurde zu Darstellungszwecken anhand einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform be schrieben, wobei jedoch verschiedene Änderungen und Modifi kationen vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbe reich der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. System zum aktiven Unterdrücken von Innengeräuschen im Fahrgastraum eines Fahrzeuges durch Erzeugen eines Kompensationstons durch mehrere Lautsprecher, mit:
mehreren auf ein Betriebszustandssignal eines Mo tors ansprechenden Kanälen zum Synthetisieren eines Vibrationsgeräuschquellensignals des Motors und zum Erzeugen der Kompensationstöne durch die Lautsprecher;
wobei jeder der auf das Betriebszustandssignal an sprechenden Kanäle zum individuellen Synthetisieren des Vibrationsgeräuschquellensignals und zum individuellen Erzeugen der Kompensationstöne durch einen Lautsprecher jedes Kanals an Frequenzkennlinien einer Geräuschquelle angepaßt ist, um bei jedem Betriebszustand des Motors eine wirksame Geräuschunterdrückung in einem breiten Bereich zu erhalten, der durch jeden Kanal überdeckt wird.

2. System nach Anspruch 1, wobei jeder Kanal aufweist:
eine Betriebszustandserfassungseinrichtung zum Er fassen des Betriebszustandssignals;
eine Kompensationskoeffizientenspeichereinrichtung zum Speichern von Kompensationskoeffizienten;
eine auf das Betriebszustandssignal ansprechende Kompensationskoeffizientenauswahleinrichtung zum Aus wählen eines Kompensationskoeffizienten unter den in der Kompensationskoeffizientenspeichereinrichtung ge speicherten Kompensationskoeffizienten;
eine Eingangssignalkompensationseinrichtung zum Synthetisieren des Vibrationsgeräuschquellensignals mit Hilfe der durch die Kompensationskoeffizienten auswahleinrichtung ausgewählten Kompensationskoeffizi enten;
eine Kompensationssignalsynthetisierungseinrich tung zum Synthetisieren des Vibrationsgeräuschquel lensignals mit Hilfe eines Filterkoeffizienten;
eine Filterkennlinienspeichereinrichtung zum Spei chern vorgegebener Filterkennlinien;
eine auf das Betriebszustandssignal ansprechende Filterkennlinienauswahleinrichtung zum Auswählen einer Filterkennlinie unter den in der Filterkennlinienspei chereinrichtung gespeicherten Filterkennlinien;
eine Kompensationssignalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des durch die Kompensationssignalsyn thetisierungseinrichtung synthetisierten Vibrationsge räuschquellensignals mit Hilfe der Filterkennlinie und zum Ausgeben eines Kompensationssignals;
eine auf das Kompensationssignal ansprechende Kom pensationstonerzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Kompensationstönen durch einen Lautsprecher, um den Rauschton im Fahrgastraum zu kompensieren;
eine Fehlersignalerfassungseinrichtung zum Fest stellen eines Zustands der Geräuschunterdrückung durch die Kompensationstöne und zum Erzeugen eines Fehlersi gnals; und
eine auf das Fehlersignal ansprechende Filterkoef fizienten-Aktualisierungseinrichtung zum Berechnen des Filterkoeffizienten basierend auf dem durch die Ein gangssignalkompensationseinrichtung synthetisierten Vi brationsgeräuschquellensignal und einem vorhergehenden Filterkoeffizienten und zum Übertragen des Filterkoef fizienten an die Kompensationssignalsynthetisierungs einrichtung.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Kanal minde stens einen Lautsprecher und mindestens ein Mikrofon aufweist.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Betriebszu standssignal eine Kombination aus einer Motorbelastung und einer Motordrehzahl ist.

5. System nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei der Kompensati onskoeffizient ein vorgegebener Koeffizient zum Kompen sieren mindestens einer Zeitverzögerung, einer Wirkung der Übertragungskenngröße zwischen einem Lautsprecher und einem Mikrofon sowie einer Phasenabweichung ist.

6. System nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Kom pensationskoeffizient in einer Reihe von Ziffern darge stellt und auf einer Karte gespeichert wird, die eine Kombination aus einer Motorbelastung und einer Motor drehzahl parametrisiert.

7. System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Fil terkennlinie mindestens eine Filterkennlinie aufweist, durch die eine Intensität der Kompensationstöne ent sprechend der Position einer Geräuschquelle gesteuert wird.

8. System nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Fil terkennlinie für jeden Kanal unabhängig vorgegeben ist, um die Intensität von Kompensationstönen gemäß der Position einer Geräuschquelle selektiv zu steuern.

9. System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Fil terkennlinie auf einer Karte gespeichert ist, die eine Kombination aus einer Motorbelastung und einer Motor drehzahl parametrisiert.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Vibrationsgeräuschquellensignal aus einem Zün dungsimpuls hergeleitet wird.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Vibrationsgeräuschquellensignal aus einem Kraft stoffeinspritzimpuls hergeleitet wird.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Vibrationsgeräuschquellensignal aus einem durch einen Kurbelwinkelsensor erfaßten Signal hergeleitet wird.

13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Vibrationsgeräuschquellensignal aus anderen, mit einem Motorvibrationsgeräusch korrelierten Signalen hergelei tet wird.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Betriebszustandssignal ein Kraftstoffeinspritzimpuls ist.

15. System nach einem der Ansprüche 4 bis 14, wobei die Motorbelastung aus einer Kraftstoffeinspritzimpuls breite und die Motordrehzahl aus einem Kraftstoff einspritzimpulsintervall erhalten wird.

16. System nach einem der Ansprüche 4 bis 15, wobei die Motorbelastung aus dem Grad einer Drosselventilöffnung erhalten wird.

17. System nach einem der Ansprüche 4 bis 16, wobei die Motorbelastung aus einer Ansaugluftmenge erhalten wird.

18. System nach einem der Ansprüche 4 bis 17, wobei die Motordrehzahl aus einem durch einen Kurbelwinkelsensor erfaßten Signal erhalten wird.

19. System nach einem der Ansprüche 4 bis 18, wobei die Motordrehzahl aus einem durch einen Nockenwinkelsensor erfaßten Signal erhalten wird.