WO2007048815A2 - Method for the reduction of an interference signal in a room, and application of said method - Google Patents

Method for the reduction of an interference signal in a room, and application of said method Download PDF

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WO2007048815A2
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    • G10K11/17881General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being an acoustic signal, e.g. recorded with a microphone

Definitions

  • the present invention relates to a method for reducing a noise signal in a room according to the preamble of claim 1, an application of the method, a device according to the preamble of claim 9 and a use of the device.
  • Noise sources are increasingly perceived as an environmental impact and are considered to reduce the quality of life.
  • noise reduction methods based on the principle of wave cancellation have already been proposed.
  • ANC Active Noise Canceling
  • the principle of Active Noise Canceling is based on the cancellation of sound waves due to interference. These interferences are generated by one or more electro-acoustic transducers, such as loudspeakers.
  • the signal radiated by the electro-acoustic transducers is calculated by means of a suitable algorithm and continuously corrected.
  • the basis for the calculation of the signal to be radiated by the electro-acoustic transducers is the information supplied by one or more sensors. These are on the one hand information about the nature of the signal to be minimized. For example, a microphone can be used for this purpose which detects the noise to be minimized. On the other hand, information about the remaining residual signal is needed. Again, microphones can be used.
  • An algorithm for active noise reduction requires information from at least one sensor (for example a microphone), which determines the residual error, which is also referred to below as the error signal.
  • the error signal determines the residual error
  • another sensor is provided which provides information about the nature of the signal to be minimized, which is referred to below as the interference signal.
  • Noise reduction system one or more actuators (usually electro-acoustic transducers are used in the form of speakers, it being expressly mentioned that other suitable for the particular application actuators or transducers can be used) for reproducing the determined correction signal.
  • actuators usually electro-acoustic transducers are used in the form of speakers, it being expressly mentioned that other suitable for the particular application actuators or transducers can be used
  • the information from the sensors must be converted by an analog / digital converter into a suitable format. After processing by the Algorithm, the signal is converted back from a digital / analog converter and transmitted to the actuators.
  • One problem associated with active noise reduction through adaptive processes is the fact that the adaptive process takes some time to process the signals. All signals to be processed are thus subject to a time delay caused by the adaptive process. This time delay represents a limit and is a decisive factor in whether a signal can even be processed by the adaptive process at all.
  • an interference signal can thus be adapted by an adaptive algorithm for the purpose of determining a correction signal suitable for minimizing the interference signal also depends, inter alia, on the adaptive process being able to calculate the correction signal faster than the interference signal arriving in the region to be reassured, taking into account in that the actuators and transducers are also subject to a time delay.
  • the signal can no longer be minimized.
  • Interference signals are often acoustic signals that do not transmit by air, but via solid structures such as floors, steel girders or heating pipes and these materials have a greater speed of sound compared to acoustic signals transmitted by air.
  • these signals are detected not only by the sensor responsible for detecting the noise, but also by the sensor detecting the error signal, this can cause instability of the entire system.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method in which the aforementioned disadvantages or problems do not occur.
  • the number of sensors and actuators mentioned in the following description may differ from the number actually used, and that the sensors and actuators used need not necessarily be microphones and loudspeakers, even if, for the following reasons
  • the present invention initially relates to a method for reducing a noise signal in a room by means of a adaptive noise reduction system.
  • the procedure is
  • the interference signal is detected by means of at least one sensor unit, that a transmission distance of the space is estimated by means of an adaptive process by minimizing an error signal, the error signal being a superposition of an actual output signal in space and a signal estimated using the transmission link, and
  • the increase in efficiency is due to the fact that in particular signals can be processed very efficiently, which have different transit times, ie which propagate at different speeds.
  • Another feature of the present invention is the stability enhancing effect in systems where adaptive processes process signals having different transit times, or where some of the signals are faster than the existing control structure, and therefore from the existing adaptive process without them favorable extension can not or only insufficiently processed and accordingly could have a destabilizing effect.
  • the present invention thus has possibilities of how certain signal components can be detected such that the stability of the adaptive process is not affected by signals having a high speed, and signals which are not processed correctly by the adaptive process in order to minimize a spurious signal due to the transmission speed can be taken into account during processing.
  • An embodiment of the present invention is that the noise signal is detected outside the room.
  • Another embodiment of the present invention is that the actual interference signal is supplied to the adaptive process for ongoing optimization.
  • a still further embodiment of the present invention is that included in the noise signal Signal components are excluded from the noise reduction.
  • a further embodiment of the present invention consists in that the excluded signal components are specified in regions.
  • Another embodiment of the present invention is that the output signal is passed through a filter in which the excluded signal components are attenuated.
  • an adaptive control structure is specified, in which by means of an additional filter certain frequency ranges are excluded from processing by the adaptive process.
  • Another embodiment of the present invention is that a signal desired in space is subtracted from the error signal.
  • the present invention is useful for active noise reduction in a vehicle, it being expressly stated that this invention can not only be used in active noise reduction systems, but can also be used in other applications related to adaptive processes.
  • a device for reducing an interfering signal in a room by means of an adaptive noise reduction system.
  • the device comprises: - At least one sensor unit for detecting the interference signal and
  • an adaptive process unit for estimating a transmission distance of the space by minimizing an error signal, wherein the error signal is a
  • the device is characterized by
  • a further filter unit which is supplied with the error signal for generating an output signal
  • a further adaptive process unit which is operatively connected to the further filter unit for setting its transfer function, the error signal being supplied to the further adaptive process unit, and
  • An embodiment of the present invention is that at least one sensor unit is arranged outside the room.
  • Another embodiment of the present invention is that the actual existing interference signal of the adaptive process unit is applied.
  • a still further embodiment of the present invention is that a filter is provided, through which the output signal is guided, wherein in the filter level of counselschliessenden signal components are at least reduced.
  • one embodiment of the present invention is that means are provided for subtracting a signal desired in space from the error signal.
  • the inventive device is particularly suitable for active noise reduction in a vehicle.
  • FIG. 3 is a simplified block diagram of an embodiment of a known method
  • FIG. 4 shows a simplified block diagram of a further embodiment of a method according to the invention
  • Fig. 5 is a simplified block diagram of yet another embodiment of a method according to the invention
  • Fig. 6 shows an application of a method according to the invention (in a motor vehicle) in a schematic representation.
  • Fig. 3 shows a block diagram of a known active noise reduction system.
  • a disturbance signal x to be minimized is applied to a transmission path 1 (for example a room) with a transfer function H.
  • the interfering signal x travels a certain distance.
  • the interference signal x is usually changed by the transfer function H, wherein by the
  • Transfer function H the interference signal x is delayed in particular.
  • the space forming the transmission path 1 contains, for example, air and one or more of the space completely or partially separating wall. If the interfering signal x is noise that arises outside of the room and is loud enough to be perceived within this room and thus detected by a sensor unit (for example a microphone) contained in the room, then this noise is generated in the context of the noise Characteristic of the transmission path 1 changed.
  • a sensor unit for example a microphone
  • the interference signal x present outside the space is also applied to a filter unit 2 and an adaptive process unit 3, wherein the adaptive process unit 3 is operatively connected to the filter unit 2.
  • an error signal e an actual output signal of the transmission path 1 and a correction signal y estimated by the filter unit are counted together in an addition unit 6, wherein the estimated correction signal y is inverted in advance.
  • the error signal e is applied in the sequence of the adaptive process unit 3.
  • the algorithm used in the adaptive process unit 3 is only stable and therefore can only be operated in an active noise reduction system if the delay of the interference signal x through the transmission link 1 is greater than the delay caused by the filter unit 2 and the adaptive process unit 3.
  • the adaptive process unit 3 must compulsorily calculate the correction signal y necessary for minimizing the interference signal x in a shorter time than the time required by the interference signal x to traverse the transmission path 1.
  • the correction signal y compellingly must be calculated faster than the time required by the disturbance signal x, the Backtracking the distance between the two sensor units is needed.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment variant of the present invention in which the error signal e is applied not only to the adaptive processing unit 3 controlling the filter unit 2 but additionally to another filter unit 4 and to another adaptive process unit 5, in which a further adaptive process for setting an adjustable in the further filter unit 4 transfer function is applied.
  • a signal generated in the further filter unit 4 is referred to below as y2.
  • a sum is formed from the two signals y and y2, which is counted together after previous inversion in a known manner in the addition unit 6 with the actual output signal of the transmission path 1.
  • adjustments are made in the respective filter units 2 and 4, respectively, such that the error signal e is minimal.
  • the further adaptive process unit 5 which is operatively connected to the further filter unit 4, operates in a feedback method, ie without prior knowledge of the interference signal x.
  • the further adaptive process unit 5 only adapts the remaining error signal e, ie it is not subject to the time delays caused by the adaptive process unit 3.
  • Fig. 2 shows a block diagram of another embodiment of the present invention.
  • the signal y2 is filtered in addition to the variant indicated in FIG. 1 by a filter 13 for generating a signal y2 '. This filtering is necessary because the further adaptive process unit 5 without the filter 13 would minimize the total error signal e, which is usually undesirable.
  • the reasons can be, for example, safety-related nature - for example, a car horn - or the need verbal communication, if people are in the calming area, ie in space. So always, if within the calming certain signals should not be minimized respectively allowed.
  • Signals that are excluded from the processing are the signals that can not pass through the filter 13 and accordingly the further adaptive process unit 5 are not acted upon. This variant thus advantageously makes it possible to preclude signals with specific properties from being processed by the further adaptive process unit 5 operatively connected to the further filter unit 4.
  • the characteristic of the filter 13 should be chosen.
  • Fig. 4 shows a block diagram of another embodiment of the present invention.
  • a desired signal 14 is fed into the room 1 to be calm.
  • the desired signal 14 is subtracted in the addition units 15 and 16 from the error signal e respectively in the addition unit 29 from the interference signal x to be minimized, thus ensuring that the adaptive process units 3 and 5 do not consider the desired signal 14.
  • the desired signal 14 is not minimized.
  • Fig. 5 shows a block diagram of a still further improved variant of the present invention. Either for stability reasons or with insufficient computing power in the adaptive process units 3 and 5 and in the filter units 2 and 4, the desired signal 14 can also be subtracted directly after the addition unit 6 in the addition unit 17 from the residual error e.
  • Fig. 6 shows a practical application of the inventive method in a motor vehicle 20 in a schematic representation.
  • the application will be described in detail below only in relation to the engine noise, it being expressly understood that other sounds, such as rolling noise of the wheels on the driving surface, may also be taken into account.
  • the interference signal to be reduced 8 is, for example, the engine noise generated at the engine 18 and the area to be calmed is a contained in the motor vehicle 20 passenger compartment 19.
  • the interference signal x spreads through the air, so passes for example through holes between the passenger compartment and the engine compartment
  • the engine noise moves with the propagation speed known for air from the engine compartment into the passenger compartment 19.
  • the engine noise also moves over solid structures, such as the body of the motor vehicle 20 at a much higher speed ( as by air) from the engine 18 into the passenger compartment 19.
  • the airborne portion of engine noise generated at engine 18 is detected in passenger compartment 19 by the portion of the algorithm shown in FIGS. 1 and 2, consisting of adaptive process unit 3 and filter unit 2, to minimize engine noise in passenger compartment 19 adapted.
  • the portion of the engine noise generated at the engine 18 that propagates at a greater speed than in the case of air over the body and enters the passenger compartment 19 is determined by means of the part of the engine unit 18 consisting of the further adaptive process unit 5 and the further filter unit 4 2 for the purpose of minimizing engine noise in the passenger compartment 19.
  • Music, voice or other signal detected by one of the microphones 23 and radiated from the speakers 21 into the passenger compartment 19 can be processed by the further adaptive process unit by means of the measures shown in FIG. 4 and FIG 5 and the further filter unit 4 existing part, respectively from the adaptive process unit 3 and the filter unit 2 of the algorithms shown in FIG. 1 and FIG. 2.

Abstract

Disclosed is a method for reducing an interference signal (x) in a room by means of an adaptive noise reduction system. According to said method, the interference signal (x) is detected using at least one sensor unit, a transmission path (1) of the room is estimated using an adaptive process by minimizing an error signal (e) which is determined from an actual output signal in the room and a signal (y) estimated with the aid of the transmission path (1), and the error signal (e) is fed to the adaptive process to continuously optimize the same. The invention is characterized in that the error signal (e) is fed to an additional filter unit (4) to generate an output signal (y2), a transmission function of the additional filter unit (4) is adjusted in accordance with the error signal (e) by means of another adaptive process, and the output signal (y2) is subtracted from the actual output signal along with the estimated signal (y).

Description

Verfahren zur Reduktion eines Störsignals in einem Raum sowie eine Anwendung des VerfahrensMethod for reducing a noise signal in a room and an application of the method
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion eines Störsignals in einem Raum nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Anwendung des Verfahrens, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 9 sowie eine Verwendung der Vorrichtung.The present invention relates to a method for reducing a noise signal in a room according to the preamble of claim 1, an application of the method, a device according to the preamble of claim 9 and a use of the device.
Lärmquellen werden zunehmend als Umweltbelastung wahrgenommen und gelten als Verminderung der Lebensqualität. Da sich Lärmquellen häufig jedoch nicht vermeiden lassen, wurden bereits Verfahren zur Geräuschreduktion vorgeschlagen, die auf dem Prinzip der Wellenauslöschung basieren.Noise sources are increasingly perceived as an environmental impact and are considered to reduce the quality of life. However, as noise sources are often unavoidable, noise reduction methods based on the principle of wave cancellation have already been proposed.
Das Prinzip der aktiven Geräuschreduktion (ANC oder "Active Noise Cancelling") beruht auf der Auslöschung von Schallwellen durch Interferenzen. Diese Interferenzen werden von einem oder mehreren elektro-akustischen Wandlern, beispielsweise von Lautsprechern, erzeugt. Das von den elektro-akustischen Wandlern abgestrahlte Signal wird mittels eines dazu geeigneten Algorithmus berechnet und laufend korrigiert. Als Grundlage für die Berechnung des von den elektro-akustischen Wandlern auszustrahlenden Signals dienen die von einem oder mehreren Sensoren gelieferten Informationen. Dies sind zum einen Informationen über die Beschaffenheit des zu minimierenden Signals. Hierzu kann zum Beispiel ein Mikrofon verwendet werden, welches das zu minimierende Geräusch erfasst. Zum anderen werden aber auch Informationen über das verbleibende Restsignal benötigt. Auch hierzu können Mikrophone verwendet werden.The principle of Active Noise Canceling (ANC) is based on the cancellation of sound waves due to interference. These interferences are generated by one or more electro-acoustic transducers, such as loudspeakers. The signal radiated by the electro-acoustic transducers is calculated by means of a suitable algorithm and continuously corrected. The basis for the calculation of the signal to be radiated by the electro-acoustic transducers is the information supplied by one or more sensors. These are on the one hand information about the nature of the signal to be minimized. For example, a microphone can be used for this purpose which detects the noise to be minimized. On the other hand, information about the remaining residual signal is needed. Again, microphones can be used.
Das bei aktiver Geräuschreduktion angewendete grundlegende Prinzip wurde von Dr. Paul Lueg in einer Patentschrift aus dem Jahr 1935 und der Offenlegungsnummer AT-141 998 B beschrieben. Durch diese Druckschrift ist offenbart, wie Lärm in einer Röhre ausgelöscht werden kann mittelsThe basic principle applied with active noise reduction was Paul Lueg in a patent document from the year 1935 and the disclosure number AT-141 998 B described. This document discloses how noise in a tube can be extinguished by means of
Erzeugung eines Signals mit entgegen gesetzter Phasenlage.Generation of a signal with opposite phase position.
Ein Algorithmus zur aktiven Geräuschreduktion benötigt Informationen von mindestens einem Sensor (zum Beispiel ein Mikrophon) , welcher den im Folgenden auch als Fehlersignal bezeichneten Restfehler ermittelt. Je nach Anwendung und verwendetem Algorithmus kommt ein weiterer Sensor dazu, der Informationen über die Beschaffenheit des zu minimierenden Signals liefert, welches im folgenden Störsignal genannt wird. Ferner benötigt ein adaptivesAn algorithm for active noise reduction requires information from at least one sensor (for example a microphone), which determines the residual error, which is also referred to below as the error signal. Depending on the application and the algorithm used, another sensor is provided which provides information about the nature of the signal to be minimized, which is referred to below as the interference signal. Furthermore, an adaptive
Geräuschreduktionssystem einen oder mehrere Aktuatoren (üblicherweise werden elektro-akustische Wandler in der Form von Lautsprechern eingesetzt, wobei hier ausdrücklich erwähnt sei, dass auch andere für die jeweilige Anwendung geeignete Aktuatoren oder Wandler eingesetzt werden können) zur Wiedergabe des ermittelten Korrektursignals.Noise reduction system one or more actuators (usually electro-acoustic transducers are used in the form of speakers, it being expressly mentioned that other suitable for the particular application actuators or transducers can be used) for reproducing the determined correction signal.
Die Informationen der Sensoren müssen von einem Analog/Digital-Wandler in ein entsprechendes Format umgewandelt werden. Nach der Bearbeitung durch den Algorithmus wird das Signal von einem Digital/Analog- Wandler zurückgewandelt und an die Aktuatoren übermittelt.The information from the sensors must be converted by an analog / digital converter into a suitable format. After processing by the Algorithm, the signal is converted back from a digital / analog converter and transmitted to the actuators.
Ein Problem, das sich im Zusammenhang mit aktiver Geräuschverminderung mittels adaptiver Prozesse stellt, ist die Tatsache, dass der adaptive Prozess eine gewisse Zeit zur Bearbeitung der Signale benötigt. Alle zu bearbeitenden Signale unterliegen also einer durch den adaptiven Prozess hervorgerufenen zeitlichen Verzögerung. Diese zeitliche Verzögerung stellt eine Grenze dar und ist mitentscheidend, ob ein Signal von dem adaptiven Prozess überhaupt noch bearbeitet werden kann.One problem associated with active noise reduction through adaptive processes is the fact that the adaptive process takes some time to process the signals. All signals to be processed are thus subject to a time delay caused by the adaptive process. This time delay represents a limit and is a decisive factor in whether a signal can even be processed by the adaptive process at all.
Ob ein Störsignal also von einem adaptiven Algorithmus zwecks Ermittlung eines zur Minimierung des Störsignals geeigneten Korrektursignals adaptiert werden kann, hängt unter anderem auch davon ab, dass der adaptive Prozess das Korrektursignal schneller berechnen kann als das Störsignal im zu beruhigenden Bereich eintrifft, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Aktuatoren und Wandler ebenfalls einer zeitlichen Verzögerung unterliegen.Whether an interference signal can thus be adapted by an adaptive algorithm for the purpose of determining a correction signal suitable for minimizing the interference signal also depends, inter alia, on the adaptive process being able to calculate the correction signal faster than the interference signal arriving in the region to be reassured, taking into account in that the actuators and transducers are also subject to a time delay.
Wenn das Störsignal zeitlich vor dem (vom adaptiven Algorithmus zur Verminderung des Störsignals) ermittelten Korrektursignal im zu bearbeitenden Bereich eintrifft, kann das Signal nicht mehr minimiert werden.If the interference signal arrives in time before the correction signal (from the adaptive algorithm for reducing the interference signal) in the area to be processed, the signal can no longer be minimized.
Bei Störsignalen handelt es sich oft um akustische Signale, die nicht auf dem Luftweg, sondern über feste Strukturen wie Fussböden, Stahlträger oder Heizungsrohre übertragen werden, und diese Materialien haben eine grossere Schallgeschwindigkeit im Vergleich mit akustischen Signalen, die auf dem Luftweg übertragen werden. Da diese Signale aber nicht nur von demjenigen Sensor erfasst werden, der für die Erfassung der Störgeräusche zuständig ist, sondern auch vom Sensor, welcher das Fehlersignal erfasst, kann dies eine Instabilität des gesamten Systems zur Folge haben.Interference signals are often acoustic signals that do not transmit by air, but via solid structures such as floors, steel girders or heating pipes and these materials have a greater speed of sound compared to acoustic signals transmitted by air. However, since these signals are detected not only by the sensor responsible for detecting the noise, but also by the sensor detecting the error signal, this can cause instability of the entire system.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die vorstehend genannten Nachteile oder Probleme nicht auftreten.The present invention is therefore based on the object of specifying a method in which the aforementioned disadvantages or problems do not occur.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angeführten Merkmale gelöst. WeitereThis object is achieved by the features stated in the characterizing part of claim 1. Further
Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung, eine Anwendung, eine Vorrichtung sowie eine Verwendung der Vorrichtung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.Embodiments of the present invention, an application, a device and a use of the device are specified in further claims.
Es wird ausdrücklich erwähnt, dass die Anzahl der in der folgenden Beschreibung erwähnten Sensoren und Aktuatoren von der tatsächlich verwendeten Anzahl abweichen kann, und dass es sich bei den verwendeten Sensoren und Aktuatoren nicht zwingenderweise um Mikrofone und Lautsprecher handeln muss, auch wenn nachfolgend aus Gründen derIt is expressly mentioned that the number of sensors and actuators mentioned in the following description may differ from the number actually used, and that the sensors and actuators used need not necessarily be microphones and loudspeakers, even if, for the following reasons
Verständlichkeit jeweils von Mikrofonen respektive von Lautsprechern ausgegangen wird.Intelligibility in each case from microphones or loudspeakers is assumed.
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Reduktion eines Störsignals in einem Raum mittels eines adaptiven Geräuschreduktionssystems. Das Verfahren darin besteht,The present invention initially relates to a method for reducing a noise signal in a room by means of a adaptive noise reduction system. The procedure is
- dass das Störsignal mittels mindestens einer Sensoreinheit erfasst wird, - dass eine Übertragungsstrecke des Raumes mittels eines adaptiven Prozesses geschätzt wird, indem ein Fehlersignal minimiert wird, wobei das Fehlersignal eine Überlagerung eines tatsächlichen Ausgangssignals im Raum und eines mit Hilfe der Übertragungsstrecke geschätzten Signals ist, undthat the interference signal is detected by means of at least one sensor unit, that a transmission distance of the space is estimated by means of an adaptive process by minimizing an error signal, the error signal being a superposition of an actual output signal in space and a signal estimated using the transmission link, and
- dass das Fehlersignal dem adaptiven Prozess zur laufenden Optimierung zugeführt wird.- That the error signal is fed to the adaptive process for ongoing optimization.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus,The inventive method is characterized by
- dass das Fehlersignal einer weiteren Filtereinheit zur Erzeugung eines Ausgangssignals zugeführt wird,- That the error signal is fed to a further filter unit for generating an output signal,
- dass eine Übertragungsfunktion der weiteren Filtereinheit mittels eines weiteren adaptiven Prozesses in Abhängigkeit des Fehlersignals eingestellt wird und - dass das Ausgangssignal zusammen mit dem geschätzten Signal vom tatsächlichen Ausgangssignal subtrahiert wird.- That a transfer function of the further filter unit is adjusted by means of a further adaptive process in response to the error signal and - that the output signal is subtracted together with the estimated signal from the actual output signal.
Als einen der Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens ist die Effizienzsteigerung aufgrund der Tatsache, dass insbesondere Signale sehr effizient verarbeitet werden können, die unterschiedliche Laufzeiten aufweisen, d.h. die sich unterschiedlich schnell ausbreiten. Eine weitere Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist die Stabilitäts-steigernde Wirkung bei Systemen, bei denen mit adaptiven Prozessen Signale bearbeitet werden, die unterschiedliche Laufzeiten haben, oder bei denen ein Teil der Signale schneller als die vorhandene Regelstruktur ist und deshalb vom vorhandenen adaptiven Prozess ohne diese günstige Erweiterung nicht oder nur ungenügend bearbeitet werden können und dementsprechend eine destabilisierende Wirkung zur Folge haben könnte. Die vorliegende Erfindung weist somit Möglichkeiten auf, wie gewisse Signalanteile derart erfasst werden können, dass die Stabilität des adaptiven Prozesses nicht durch Signale mit grosser Geschwindigkeit beeinträchtigt wird, und - Signale, welche zwecks Minimierung eines Störsignals aufgrund der Übertragungsgeschwindigkeit vom adaptiven Prozess nicht korrekt verarbeitet werden können, bei der Bearbeitung berücksichtigt werden.As one of the advantages of the method according to the invention, the increase in efficiency is due to the fact that in particular signals can be processed very efficiently, which have different transit times, ie which propagate at different speeds. Another feature of the present invention is the stability enhancing effect in systems where adaptive processes process signals having different transit times, or where some of the signals are faster than the existing control structure, and therefore from the existing adaptive process without them favorable extension can not or only insufficiently processed and accordingly could have a destabilizing effect. The present invention thus has possibilities of how certain signal components can be detected such that the stability of the adaptive process is not affected by signals having a high speed, and signals which are not processed correctly by the adaptive process in order to minimize a spurious signal due to the transmission speed can be taken into account during processing.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Störsignal ausserhalb des Raumes erfasst wird.An embodiment of the present invention is that the noise signal is detected outside the room.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das tatsächlich vorhandene Störsignal dem adaptiven Prozess zur laufenden Optimierung zugeführt wird.Another embodiment of the present invention is that the actual interference signal is supplied to the adaptive process for ongoing optimization.
Eine noch weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass im Störsignal enthaltene Signalanteile von der Geräuschreduktion ausgeschlossen werden.A still further embodiment of the present invention is that included in the noise signal Signal components are excluded from the noise reduction.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die ausgeschlossenen Signalanteile bereichsweise vorgegeben werden.A further embodiment of the present invention consists in that the excluded signal components are specified in regions.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Ausgangssignal über einen Filter geführt wird, in dem die ausgeschlossenen Signalanteile gedämpft werden. Mithin ist hiermit eine adaptive Regelstruktur angegeben, bei der mittels eines zusätzlichen Filters bestimmte Frequenzbereiche von der Bearbeitung durch den adaptiven Prozess ausgeschlossen werden.Another embodiment of the present invention is that the output signal is passed through a filter in which the excluded signal components are attenuated. Thus, an adaptive control structure is specified, in which by means of an additional filter certain frequency ranges are excluded from processing by the adaptive process.
Schliesslich besteht eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, dass ein im Raum erwünschtes Signal vom Fehlersignal subtrahiert wird.Finally, another embodiment of the present invention is that a signal desired in space is subtracted from the error signal.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur aktiven Geräuschreduktion in einem Fahrzeug, wobei ausdrücklich erwähnt wird, dass sich diese Erfindung nicht nur in Systemen zur aktiven Geräuschverminderung einsetzen lässt, sondern auch in anderen Anwendungen im Zusammenhang mit adaptiven Prozessen eingesetzt werden kann.In particular, the present invention is useful for active noise reduction in a vehicle, it being expressly stated that this invention can not only be used in active noise reduction systems, but can also be used in other applications related to adaptive processes.
Des Weiteren ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Reduktion eines Störsignals in einem Raum mittels eines adaptiven Geräuschreduktionssystems angegeben. Die Vorrichtung umfasst: - mindestens eine Sensoreinheit zum Erfassen des Störsignals undFurthermore, a device according to the invention for reducing an interfering signal in a room by means of an adaptive noise reduction system is specified. The device comprises: - At least one sensor unit for detecting the interference signal and
- eine adaptive Prozesseinheit zum Schätzen einer Übertragungsstrecke des Raumes durch Minimieren eines Fehlersignals, wobei das Fehlersignal einean adaptive process unit for estimating a transmission distance of the space by minimizing an error signal, wherein the error signal is a
Überlagerung eines tatsächlichen Ausgangssignals im Raum und eines mit Hilfe der Übertragungsstrecke geschätzten Signal ist und der adaptiven Prozesseinheit beaufschlagt ist. Erfindungsgemäss zeichnet sich die Vorrichtung aus durchSuperposition of an actual output signal in space and a signal estimated using the transmission link and the adaptive processing unit is acted upon. According to the invention, the device is characterized by
- eine weitere Filtereinheit, der das Fehlersignal zur Erzeugung eines Ausgangssignals beaufschlagt ist,a further filter unit, which is supplied with the error signal for generating an output signal,
- eine weitere adaptive Prozesseinheit, die mit der weiteren Filtereinheit zur Einstellung deren Übertragungsfunktion wirkverbunden ist, wobei das Fehlersignal der weiteren adaptiven Prozesseinheit zugeführt ist, unda further adaptive process unit which is operatively connected to the further filter unit for setting its transfer function, the error signal being supplied to the further adaptive process unit, and
- Mittel zum Subtrahieren des Ausgangssignals und des geschätzten Signals vom tatsächlichen Ausgangssignal.- means for subtracting the output signal and the estimated signal from the actual output signal.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass mindestens eine Sensoreinheit ausserhalb des Raumes angeordnet ist.An embodiment of the present invention is that at least one sensor unit is arranged outside the room.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das tatsächlich vorhandene Störsignal der adaptiven Prozesseinheit beaufschlagt ist. Eine noch weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Filter vorgesehen ist, durch den das Ausgangssignal geführt ist, wobei im Filter Pegel von auszuschliessenden Signalanteilen zumindest reduzierbar sind.Another embodiment of the present invention is that the actual existing interference signal of the adaptive process unit is applied. A still further embodiment of the present invention is that a filter is provided, through which the output signal is guided, wherein in the filter level of auszuschliessenden signal components are at least reduced.
Schliesslich besteht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darin, dass Mittel zum Subtrahieren eines im Raum erwünschten Signals vom Fehlersignal vorgesehen sind.Finally, one embodiment of the present invention is that means are provided for subtracting a signal desired in space from the error signal.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich insbesondere zur aktiven Geräuschreduktion in einem Fahrzeug.The inventive device is particularly suitable for active noise reduction in a vehicle.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:The present invention will now be explained in more detail by means of embodiments with reference to drawings. Show it:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines erfindungsgemässen Verfahrens,1 is a simplified block diagram of a method according to the invention,
Fig. 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines weiteren erfindungsgemässen Verfahrens,2 shows a simplified block diagram of a further method according to the invention,
Fig. 3 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines bekannten Verfahrens,3 is a simplified block diagram of an embodiment of a known method,
Fig. 4 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 5 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer noch weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verfahrens und4 shows a simplified block diagram of a further embodiment of a method according to the invention, Fig. 5 is a simplified block diagram of yet another embodiment of a method according to the invention and
Fig. 6 eine Anwendung eines erfindungsgemässen Verfahrens (in einem Motorfahrzeug) in schematischer Darstellung.Fig. 6 shows an application of a method according to the invention (in a motor vehicle) in a schematic representation.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten aktiven Geräuschreduktionssystems. Ein zu minimierendes Störsignal x wird einer Übertragungsstrecke 1 (beispielsweise ein Raum) mit einer Übertragungsfunktion H beaufschlagt. Im Raum legt das Störsignal x einen bestimmten Weg zurück. Das Störsignal x wird in der Regel durch die Übertragungsfunktion H verändert, wobei durch dieFig. 3 shows a block diagram of a known active noise reduction system. A disturbance signal x to be minimized is applied to a transmission path 1 (for example a room) with a transfer function H. In space, the interfering signal x travels a certain distance. The interference signal x is usually changed by the transfer function H, wherein by the
Übertragungsfunktion H das Störsignal x insbesondere verzögert wird. Im die Übertragungsstrecke 1 bildenden Raum enthält beispielsweise Luft und eine oder mehrere den Raum vollständig oder teilweise trennende Wand. Handelt es sich beim Störsignal x um Lärm, der ausserhalb des Raumes entsteht und der laut genug ist, um innerhalb dieses Raumes wahrgenommen und somit von einer im Raum enthaltenen Sensoreinheit (zum Beispiel ein Mikrofon) erfasst zu werden, so wird dieser Lärm im Rahmen der Charakteristik der Übertragungsstrecke 1 verändert.Transfer function H the interference signal x is delayed in particular. In the space forming the transmission path 1 contains, for example, air and one or more of the space completely or partially separating wall. If the interfering signal x is noise that arises outside of the room and is loud enough to be perceived within this room and thus detected by a sensor unit (for example a microphone) contained in the room, then this noise is generated in the context of the noise Characteristic of the transmission path 1 changed.
Das ausserhalb des Raumes vorhandene Störsignal x wird gemäss Fig. 3 ferner einer Filtereinheit 2 und einer adaptiven Prozesseinheit 3 beaufschlagt, wobei die adaptive Prozesseinheit 3 mit der Filtereinheit 2 wirkverbunden ist. Zur Bildung eines Fehlersignals e wird ein tatsächliches Ausgangssignal der Übertragungsstrecke 1 und ein von der Filtereinheit geschätztes Korrektursignal y in einer Additionseinheit 6 zusammen gezählt, wobei das geschätzte Korrektursignal y vorab invertiert wird. Das Fehlersignal e wird in der Folge der adaptiven Prozesseinheit 3 beaufschlagt .According to FIG. 3, the interference signal x present outside the space is also applied to a filter unit 2 and an adaptive process unit 3, wherein the adaptive process unit 3 is operatively connected to the filter unit 2. To form an error signal e, an actual output signal of the transmission path 1 and a correction signal y estimated by the filter unit are counted together in an addition unit 6, wherein the estimated correction signal y is inverted in advance. The error signal e is applied in the sequence of the adaptive process unit 3.
Der in der adaptiven Prozesseinheit 3 angewendete Algorithmus ist nur dann stabil und kann demzufolge nur dann in einem aktiven Geräuschreduktionssystem betrieben werden, wenn die Verzögerung des Störsignals x durch die Übertragungsstrecke 1 grösser ist als die durch die Filtereinheit 2 und der adaptiven Prozesseinheit 3 bewirkte Verzögerung.The algorithm used in the adaptive process unit 3 is only stable and therefore can only be operated in an active noise reduction system if the delay of the interference signal x through the transmission link 1 is greater than the delay caused by the filter unit 2 and the adaptive process unit 3.
Die adaptive Prozesseinheit 3 muss also zwingenderweise das zur Minimierung des Störsignals x nötige Korrektursignal y in kürzerer Zeit berechnen als die vom Störsignal x zur Durchquerung der Übertragungsstrecke 1 benötigte Zeit.Thus, the adaptive process unit 3 must compulsorily calculate the correction signal y necessary for minimizing the interference signal x in a shorter time than the time required by the interference signal x to traverse the transmission path 1.
Werden beispielsweise im Raum zwei Sensoreinheiten zur Erfassung von Signalen eingesetzt, wobei eine der Sensoreinheiten das Störsignal x erfasst, das der adaptiven Prozesseinheit 3 und der Filtereinheit 2 zuführt wird, und die andere Sensoreinheit das Fehlersignal e erfasst, das der adaptiven Prozesseinheit 3 zuführt wird, dann muss das Korrektursignal y zwingenderweise schneller berechnet werden als die vom Störsignal x benötigte Laufzeit, die zur Zurücklegung der Strecke zwischen den beiden Sensoreinheiten benötigt wird.If, for example, two sensor units are used in the room for detecting signals, one of the sensor units detects the interference signal x which is fed to the adaptive process unit 3 and the filter unit 2 and the other sensor unit detects the error signal e which is fed to the adaptive process unit 3, then the correction signal y compellingly must be calculated faster than the time required by the disturbance signal x, the Backtracking the distance between the two sensor units is needed.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagrainm einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung, wobei das Fehlersignal e nicht nur der der Filtereinheit 2 steuernden adaptiven Prozesseinheit 3 beaufschlagt wird, sondern zusätzlich einer weiteren Filtereinheit 4 und einer weiteren adaptiven Prozesseinheit 5, in der ein weiterer adaptiver Prozess zur Einstellung einer in der weiteren Filtereinheit 4 einstellbaren Übertragungsfunktion angewendet wird. Ein in der weiteren Filtereinheit 4 erzeugtes Signal wird im Folgenden mit y2 bezeichnet. In einer weiteren Additionseinheit 7 wird aus den beiden Signalen y und y2 eine Summe gebildet, welche nach vorheriger Invertierung in bekannter Weise in der Additionseinheit 6 mit dem tatsächlichen Ausgangssignal der Übertragungsstrecke 1 zusammen gezählt wird. In den adaptiven Prozesseinheiten 3 und 5 werden Einstellungen in den jeweiligen Filtereinheiten 2 respektive 4 derart vorgenommen, dass das Fehlersignal e minimal ist.FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment variant of the present invention in which the error signal e is applied not only to the adaptive processing unit 3 controlling the filter unit 2 but additionally to another filter unit 4 and to another adaptive process unit 5, in which a further adaptive process for setting an adjustable in the further filter unit 4 transfer function is applied. A signal generated in the further filter unit 4 is referred to below as y2. In a further addition unit 7, a sum is formed from the two signals y and y2, which is counted together after previous inversion in a known manner in the addition unit 6 with the actual output signal of the transmission path 1. In the adaptive process units 3 and 5, adjustments are made in the respective filter units 2 and 4, respectively, such that the error signal e is minimal.
Die mit der weiteren Filtereinheit 4 wirkverbundene weitere adaptive Prozesseinheit 5 arbeitet in einem Feedback- Verfahren, also ohne vorgängige Kenntnis des Störsignals x. Die weitere adaptive Prozesseinheit 5 adaptiert nur das verbleibende Fehlersignal e, ist also den durch den adaptiven Prozesseinheit 3 bewirkten zeitlichen Verzögerungen nicht unterworfen. Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung. Das Signal y2 wird zusätzlich zu der in Fig. 1 angegebenen Variante durch ein Filter 13 zur Erzeugung eines Signals y2 ' gefiltert. Diese Filterung ist deshalb notwendig, weil die weitere adaptive Prozesseinheit 5 ohne das Filter 13 das gesamte Fehlersignal e minimieren würde, was meistens nicht erwünscht ist. Die Gründe können zum Beispiel sicherheitstechnischer Natur sein - beispielsweise eine Autohupe - oder die Notwendigkeit verbaler Kommunikation, falls sich Menschen im zu beruhigenden Bereich, d.h. im Raum, befinden. Also immer dann, falls innerhalb des zu beruhigenden Bereiches bestimmte Signale nicht minimiert werden sollen respektive dürfen. Signale, die von der Bearbeitung ausgeschlossen sind, sind die Signale, die das Filter 13 nicht passieren können und dementsprechend der weiteren adaptiven Prozesseinheit 5 nicht beaufschlagt werden. Diese Ausführungsvariante erlaubt es also in vorteilhafter Weise, Signale mit bestimmten Eigenschaften von der Bearbeitung durch die mit der weiteren Filtereinheit 4 wirkverbundene weitere adaptive Prozesseinheit 5 auszuschliessen.The further adaptive process unit 5, which is operatively connected to the further filter unit 4, operates in a feedback method, ie without prior knowledge of the interference signal x. The further adaptive process unit 5 only adapts the remaining error signal e, ie it is not subject to the time delays caused by the adaptive process unit 3. Fig. 2 shows a block diagram of another embodiment of the present invention. The signal y2 is filtered in addition to the variant indicated in FIG. 1 by a filter 13 for generating a signal y2 '. This filtering is necessary because the further adaptive process unit 5 without the filter 13 would minimize the total error signal e, which is usually undesirable. The reasons can be, for example, safety-related nature - for example, a car horn - or the need verbal communication, if people are in the calming area, ie in space. So always, if within the calming certain signals should not be minimized respectively allowed. Signals that are excluded from the processing are the signals that can not pass through the filter 13 and accordingly the further adaptive process unit 5 are not acted upon. This variant thus advantageously makes it possible to preclude signals with specific properties from being processed by the further adaptive process unit 5 operatively connected to the further filter unit 4.
Entsprechend den vorstehenden Ausführungen in Bezug auf einen Ausschluss von gewissen Signalen, die im Raum nicht eliminiert werden sollen, ist die Charakteristik des Filters 13 zu wählen.In accordance with the above explanations with respect to an exclusion of certain signals which should not be eliminated in space, the characteristic of the filter 13 should be chosen.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung. In Ergänzung zu der in Fig. 2 angegebenen Ausführungsvariante wird ein erwünschtes Signal 14 in den zu beruhigenden Raum 1 eingespeist. Das erwünschte Signal 14 wird in den Additionseinheiten 15 und 16 vom Fehlersignal e respektive in der Additionseinheit 29 vom zu minimierenden Störsignal x subtrahiert, womit sichergestellt werden kann, dass die adaptiven Prozesseinheiten 3 und 5 das erwünschte Signal 14 nicht berücksichtigen. Damit wird das erwünschte Signal 14 nicht minimiert.Fig. 4 shows a block diagram of another embodiment of the present invention. In In addition to the embodiment variant indicated in FIG. 2, a desired signal 14 is fed into the room 1 to be calm. The desired signal 14 is subtracted in the addition units 15 and 16 from the error signal e respectively in the addition unit 29 from the interference signal x to be minimized, thus ensuring that the adaptive process units 3 and 5 do not consider the desired signal 14. Thus, the desired signal 14 is not minimized.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer noch weiteren verbesserten Variante der vorliegenden Erfindung. Entweder aus Stabilitätsgründen oder bei unzureichender Rechenleistung in den adaptiven Prozesseinheiten 3 und 5 sowie in den Filtereinheiten 2 und 4 kann das erwünschte Signal 14 auch direkt nach der Additionseinheit 6 in der Additionseinheit 17 vom Restfehler e subtrahiert werden.Fig. 5 shows a block diagram of a still further improved variant of the present invention. Either for stability reasons or with insufficient computing power in the adaptive process units 3 and 5 and in the filter units 2 and 4, the desired signal 14 can also be subtracted directly after the addition unit 6 in the addition unit 17 from the residual error e.
Fig. 6 zeigt eine praktische Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in einem Motorfahrzeug 20 in schematischer Darstellung. Die Anwendung wird nachstehend nur in Bezug auf den Motorlärm detailliert beschrieben, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen werden soll, dass auch andere Geräusche, wie beispielsweise Rollgeräusche der Räder auf dem Fahrbelag, berücksichtigt werden können.Fig. 6 shows a practical application of the inventive method in a motor vehicle 20 in a schematic representation. The application will be described in detail below only in relation to the engine noise, it being expressly understood that other sounds, such as rolling noise of the wheels on the driving surface, may also be taken into account.
Das zu reduzierende Störsignal 8 ist beispielsweise der beim Motor 18 entstehende Motorlärm und der zu beruhigende Bereich sei eine im Motorfahrzeug 20 enthaltene Fahrgastzelle 19. Das vom Motor 18 verursachte und durch ein Mikrofon 22 im Motorraum erfasste Störsignal x - das Motorgeräusch - breitet sich auf verschiedenen Wegen aus und gelangt dementsprechend auch auf verschiedenen Wegen in die Fahrgastzelle 19. Einerseits breitet sich das Störsignal x über die Luft aus, gelangt also beispielsweise durch Löcher zwischen Fahrgastzelle und Motorraum auch in die Fahrgastzelle 19. In diesem Fall bewegt sich der Motorlärm mit der für Luft bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit vom Motorraum in die Fahrgastzelle 19. Anderseits bewegt sich das Motorgeräusch auch über feste Strukturen, wie zum Beispiel die Karosserie des Motorfahrzeuges 20 mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit (als über den Luftweg) vom Motor 18 in die Fahrgastzelle 19.The interference signal to be reduced 8 is, for example, the engine noise generated at the engine 18 and the area to be calmed is a contained in the motor vehicle 20 passenger compartment 19. The caused by the engine 18 and by a microphone 22 detected in the engine compartment noise x - the engine noise - spreads in various ways and accordingly passes in different ways in the passenger compartment 19. On the one hand, the interference signal x spreads through the air, so passes for example through holes between the passenger compartment and the engine compartment In this case, the engine noise moves with the propagation speed known for air from the engine compartment into the passenger compartment 19. On the other hand, the engine noise also moves over solid structures, such as the body of the motor vehicle 20 at a much higher speed ( as by air) from the engine 18 into the passenger compartment 19.
Als weitere günstige Eigenschaft kann mit der hier vorgestellten Erfindung der im Heckbereich 24 durch den Rollwiderstand des Motorfahrzeuges entstehende Lärm, der sich in Fahrtrichtung 25, also in der zur erstgenannten Anwendung entgegen gesetzten Richtung fortpflanzt, durch geeignete Mittel von einer Verarbeitung, wie in der erstgenannten Anwendung - Motorlärm - beschrieben, ferngehalten werden.As a further favorable feature of the present invention in the rear region 24 by the rolling resistance of the motor vehicle resulting noise propagating in the direction of travel 25, ie in the opposite direction to the first-mentioned application, by suitable means of processing, as in the former Application - engine noise - described, kept away.
Es sei hier ausdrücklich erwähnt, dass es sich bei der beschriebenen Anwendung um das Beispiel eines Motorfahrzeuges mit Frontantrieb handelt, wobei die Erfindung sinngemäss für andere Antriebsarten, wie beispielsweise bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb, angewendet werden kann. Weiter sei hier erwähnt, dass sich die vorgestellte Erfindung auch für noch andere in einem Fahrzeug auftretende Geräusche einsetzen lässt, dass sich diese Beschreibung aus Gründen der Verständlichkeit aber auf den Motorlärm eines Motorfahrzeuges bezieht, das mit Frontantrieb ausgerüstet ist. Im Weiteren ist die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf Motorfahrzeuge beschränkt .It should be expressly mentioned here that the described application is the example of a motor vehicle with front-wheel drive, the invention being analogously applicable to other types of drive, such as in a rear-wheel drive vehicle. Further, it should be mentioned here that the presented invention can also be used for still other sounds occurring in a vehicle, that this description, for reasons of clarity, but refers to the engine noise of a motor vehicle, which is equipped with front-wheel drive. Furthermore, the applicability of the invention is not limited to motor vehicles.
Der sich über den Luftweg ausbreitende Anteil des beim Motor 18 entstehenden Motorlärms wird in der Fahrgastzelle 19 mit dem aus der adaptiven Prozesseinheit 3 und der Filtereinheit 2 gebildeten Teil des in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Algorithmus zwecks Minimierung des Motorlärms in der Fahrgastzelle 19 adaptiert. Der sich mit grosserer Geschwindigkeit als im Falle von Luft über die Karosserie ausbreitende und in die Fahrgastzelle 19 gelangende Anteil des beim Motor 18 entstehenden Motorlärms wird mittels dem aus der weiteren adaptiven Prozesseinheit 5 und der weiteren Filtereinheit 4 bestehenden Teil des in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Algorithmus zwecks Minimierung des Motorlärms in der Fahrgastzelle 19 adaptiert.The airborne portion of engine noise generated at engine 18 is detected in passenger compartment 19 by the portion of the algorithm shown in FIGS. 1 and 2, consisting of adaptive process unit 3 and filter unit 2, to minimize engine noise in passenger compartment 19 adapted. The portion of the engine noise generated at the engine 18 that propagates at a greater speed than in the case of air over the body and enters the passenger compartment 19 is determined by means of the part of the engine unit 18 consisting of the further adaptive process unit 5 and the further filter unit 4 2 for the purpose of minimizing engine noise in the passenger compartment 19.
Musik, Sprache oder ein anderweitiges Signal, das von einem der Mikrofone 23 erfasst und von Lautsprechern 21 in die Fahrgastzelle 19 abgestrahlt wird, kann mittels der in Fig. 4 und in Fig. 5 gezeigten Massnahmen von der Bearbeitung durch den aus der weiteren adaptiven Prozesseinheit 5 und der weiteren Filtereinheit 4 bestehenden Teil, respektive aus der adaptiven Prozesseinheit 3 und der Filtereinheit 2 der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Algorithmen ausgeschlossen werden. Music, voice or other signal detected by one of the microphones 23 and radiated from the speakers 21 into the passenger compartment 19 can be processed by the further adaptive process unit by means of the measures shown in FIG. 4 and FIG 5 and the further filter unit 4 existing part, respectively from the adaptive process unit 3 and the filter unit 2 of the algorithms shown in FIG. 1 and FIG. 2.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Reduktion eines Störsignals (x) in einem Raum mittels eines adaptiven Geräuschreduktionssystems, wobei das Verfahren darin besteht,A method of reducing an interfering signal (x) in a room by means of an adaptive noise reduction system, the method being
- dass das Störsignal (x) mittels mindestens einer Sensoreinheit (22) erfasst wird,- That the interference signal (x) by means of at least one sensor unit (22) is detected,
- dass eine Übertragungsstrecke (1) des Raumes mittels eines adaptiven Prozesses geschätzt wird, indem ein- That a transmission distance (1) of the space is estimated by means of an adaptive process by a
Fehlersignal (e) minimiert wird, wobei das Fehlersignal (e) eine Überlagerung eines tatsächlichen Ausgangssignals im Raum und eines mit Hilfe der Übertragungsstrecke (1) geschätzten Signals (y) ist, undError signal (e) is minimized, wherein the error signal (e) is a superposition of an actual output signal in space and a signal (y) estimated by means of the transmission link (1), and
- dass das Fehlersignal (e) dem adaptiven Prozess zur laufenden Optimierung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,that the error signal (e) is supplied to the adaptive process for ongoing optimization, characterized
- dass das Fehlersignal (e) einer weiteren Filtereinheit (4) zur Erzeugung eines Ausgangssignals (y2) zugeführt wird,- That the error signal (e) of a further filter unit (4) for generating an output signal (y2) is supplied,
- dass eine Übertragungsfunktion der weiteren Filtereinheit (4) mittels eines weiteren adaptiven Prozesses in Abhängigkeit des Fehlersignals (e) eingestellt wird und- That a transfer function of the further filter unit (4) by means of a further adaptive process in response to the error signal (e) is set and
- dass das Ausgangssignal (y2) zusammen mit dem geschätzten Signal (y) vom tatsächlichen Ausgangssignal subtrahiert wird. - That the output signal (y2) together with the estimated signal (y) is subtracted from the actual output signal.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Störsignal (x) ausserhalb des Raumes erfasst wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the interference signal (x) is detected outside the room.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das tatsächlich vorhandene Störsignal (x) dem adaptiven Prozess zur laufenden Optimierung zugeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the interference signal actually present (x) is supplied to the adaptive process for ongoing optimization.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Störsignal (x) enthaltene4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the interference signal (x) contained
Signalanteile von der Geräuschreduktion ausgeschlossen werden.Signal components are excluded from the noise reduction.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgeschlossenen Signalanteile bereichsweise vorgegeben werden.5. The method according to claim 4, characterized in that the excluded signal components are given in regions.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (y2) über einen Filter (13) geführt wird, in dem die ausgeschlossenen Signalanteile gedämpft werden.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the output signal (y2) via a filter (13) is guided, in which the excluded signal components are attenuated.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Raum erwünschtes Signal (14) vom Fehlersignal (e) subtrahiert wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a signal desired in space signal (14) from the error signal (e) is subtracted.
8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur aktiven Geräuschreduktion in einem Fahrzeug. 8. Application of the method according to one of claims 1 to 7 for active noise reduction in a vehicle.
9. Vorrichtung zur Reduktion eines Störsignals (x) in einem Raum mittels eines adaptiven Geräuschreduktionssystems, wobei die Vorrichtung umfasst:9. An apparatus for reducing a noise signal (x) in a room by means of an adaptive noise reduction system, the apparatus comprising:
- mindestens eine Sensoreinheit (22) zum Erfassen des Störsignals (x) und- At least one sensor unit (22) for detecting the interference signal (x) and
- eine adaptive Prozesseinheit (3) zum Schätzen einer Übertragungsstrecke (1) des Raumes durch Minimieren eines Fehlersignals (e) , wobei das Fehlersignal (e) eine Überlagerung eines tatsächlichen Ausgangssignals im Raum und eines mit Hilfe der Übertragungsstrecke (1) geschätzten Signals (y) ist und der adaptiven Prozesseinheit (3) beaufschlagt ist, gekennzeichnet durch- an adaptive process unit (3) for estimating a transmission link (1) of the space by minimizing an error signal (e), the error signal (e) superimposing an actual output signal in space and an estimated signal (y ) and the adaptive process unit (3) is acted upon, characterized by
- eine weitere Filtereinheit (4), der das Fehlersignal (e) zur Erzeugung eines Ausgangssignals (y2) beaufschlagt ist,- Another filter unit (4), which is the error signal (e) applied to generate an output signal (y2),
- eine weitere adaptive Prozesseinheit (5) , die mit der weiteren Filtereinheit (4) zur Einstellung deren Übertragungsfunktion wirkverbunden ist, wobei das Fehlersignal (e) der weiteren adaptiven Prozesseinheit (5) zugeführt ist, und- Another adaptive processing unit (5), which is operatively connected to the further filter unit (4) for setting the transfer function, wherein the error signal (e) of the further adaptive process unit (5) is supplied, and
- Mittel zum Subtrahieren des Ausgangssignals (y2) und des geschätzten Signals (y) vom tatsächlichen Ausgangssignal .- means for subtracting the output signal (y2) and the estimated signal (y) from the actual output signal.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sensoreinheit (22) ausserhalb des Raumes angeordnet ist. 10. The device according to claim 9, characterized in that at least one sensor unit (22) is arranged outside the room.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das tatsächlich vorhandene Störsignal (x) der adaptiven Prozesseinheit (3) beaufschlagt ist.11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the actually existing interference signal (x) of the adaptive process unit (3) is acted upon.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (13) vorgesehen ist, durch den das Ausgangssignal (y2) geführt ist, wobei im Filter (13) Pegel von auszuschliessenden Signalanteilen zumindest reduzierbar sind.12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that a filter (13) is provided, through which the output signal (y2) is guided, wherein in the filter (13) levels of auszuschliessenden signal components are at least reduced.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Subtrahieren eines im Raum erwünschten Signals (14) vom Fehlersignal (e) vorgesehen sind.13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that means for subtracting a signal desired in space (14) from the error signal (e) are provided.
14. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13 zur aktiven Geräuschreduktion in einem Fahrzeug. 14. Use of the device according to one of claims 9 to 13 for active noise reduction in a vehicle.
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