[發明專利]用于影響機動車輛的排氣噪聲和/或進氣噪聲的反噪聲系統的發聲器

有效

• 申請號: 201410341737.X
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104295342A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: M·派茨;S·大衛
• 申請（專利權）人: 埃貝施佩歇爾排氣技術有限及兩合公司
• 主分類號: F01N1/06
• 分類號: F01N1/06;F02M35/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 慈戩;吳鵬

對相關申請的交叉引用

本申請要求2013年7月17日在德國提交的專利申請No.10?2013?011?937.5的優先權，該申請的全部內容并入本文作為參考。

技術領域

本發明涉及一種用于影響通過由內燃發動機驅動的車輛的排氣系統傳導的聲音(排氣噪聲)和/或用于影響通過內燃發動機的進氣系統傳導的聲音(進氣噪聲)的反噪聲系統的發聲器。

背景技術

無論內燃發動機采取何種設計(例如往復活塞式發動機、無活塞式旋轉發動機或自由活塞式發動機)，都會由于連續執行的行程而產生噪聲(特別是燃料-空氣混合物的吸入和壓縮、燃燒的燃料-空氣混合物的燃燒和排出)。一方面，噪聲呈固載噪聲的形式通過內燃發動機傳導并呈空傳聲音的形式排出到內燃發動機外部。另一方面，這些噪聲呈空傳聲音的形式與燃燒的燃料-空氣混合物一起通過與內燃發動機流體連通的排氣系統傳導。

這些噪聲通常被視為是不利的。一方面，存在必須被由內燃發動機驅動的車輛的制造商要遵守噪聲防護法律規定。這些法律規定通常規定了在車輛操作期間所允許的最大聲壓。另一方面，制造商嘗試將特有的噪聲排放賦予他們生產的內燃發動機所驅動的車輛，以反映各個制造商的形象并吸引客戶。當今的小排量發動機通常無法自然地產生這種有意的特有噪聲。

呈固載噪聲形式通過內燃發動機傳導的噪聲可以很容易地衰減，因此，通常在噪聲防護方面不會造成任何問題。

呈空傳聲音的形式與燃燒的燃料-空氣混合物一起通過內燃發動機的排氣系統的噪聲由位于排氣系統排氣口(通常為排氣管)的前方和催化轉化器(如果存在的話)的下游的排氣消聲器減小。各個消聲器可例如根據吸收和/或反射原理工作。兩種操作原理的缺點是它們需要比較大的容積，并且對燃燒的燃料-空氣混合物形成比較高的阻力，從而降低車輛的整體效率并增加了燃料消耗。

作為消聲器的替代或補充，前不久開發出了所謂的反噪聲系統，這些系統利用通過電聲方式產生的反噪聲對由內燃發動機產生并通過排氣系統傳導的空傳噪聲進行疊加。例如由以下文獻獲知相應的系統：US4,177,874、US5,229,556、US5,233,137、US5,343,533、US5,336,856、US5,432,857、US5,600,106、US5,619,020、EP0?373?188、EP0?674?097、EP0?755?045、EP0?916?817、EP1?055?804、EP1?627?996、DE197?51?596、DE10?2006?042?224、DE10?2008?018?085和DE10?2009?031?848。

各個反噪聲系統通常使用所謂的x濾波最小均方(FxLMS)算法，該算法嘗試通過利用與排氣系統流體連通的至少一個揚聲器輸出聲音來使通過排氣系統傳導的空傳聲音下降到零(在噪聲消除的情況下)或預設的閾值(在影響噪聲的情況下)。為了在通過排氣系統傳導的空傳聲音和由揚聲器產生的反噪聲的聲波之間實現相消干涉，從揚聲器發出的聲波必須在振幅和頻率方面與通過排氣系統傳導的聲波一致，但是相對于后者相移180度。如果在揚聲器產生的反噪聲聲波在頻率方面與通過排氣系統傳導的空傳噪聲的聲波一致并相對于后者相移180度，但在振幅方面與所述聲波不一致，那么僅引起通過排氣系統傳導的空傳聲音的聲波的衰減。對于通過排氣管傳導的空傳噪聲的每個頻帶，利用FxLMS算法分別計算反噪聲，具體計算方式為：判定兩個彼此偏移90度的正弦振蕩的合適頻率和相移，并且計算這些正弦振蕩的要求振幅。反噪聲系統的目標是使噪聲消除至少在外部是可聽見的和可測量的，但如果可行，也可以在排氣系統內部。本文中所用的術語“反噪聲”用于將由于燃燒發動機的連續執行的沖程而產生并在排氣系統中傳導的空傳聲音與由反噪聲系統產生并在排氣系統中傳導的空傳聲音相區別。反噪聲本身僅僅是常規的空傳聲音。應該指出，本發明并不限于FxLMS算法的使用。

內燃發動機的進氣系統中也出現聲波，這可被視為煩擾的。這些聲波由空氣流中的湍流和內燃發動機本身兩者產生。也稱為進氣道的進氣系統包括內燃發動機的位于燃燒室或燃燒空間前方的所有燃燒空氣引導構件。

用于影響通過由內燃發動機驅動的車輛的排氣系統傳導的聲波的反噪聲系統已經由文獻EP2?108?791A1獲知并且下面參考圖1和2說明。