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使用 智能 材料 噪音 控制系统
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摘要
申请专利号:

CN200710195779.7

申请日:

2007.12.13

公开号:

CN101206856A

公开日:

2008.06.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效|||公开
IPC分类号: G10K11/178; B62D39/00; B60R13/08 主分类号: G10K11/178
申请人: 福特全球技术公司
发明人: 郑明德; 安倍武; 罗伯特·G·瑞班特二世
地址: 美国密歇根州迪尔伯恩市中心大道330号800室
优?#28909;ǎ?/td> 2006.12.14 US 11/638,881
专利代理机构: 北京连和连知识产权代理有限公司 代理人: 王光辉
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法律状态
申请(专利)号:

CN200710195779.7

授权公告号:

101206856B||||||

法律状态公告日:

2012.01.25|||2010.01.27|||2008.06.25

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种箱式结构内可操作的噪音控制系统,该箱式结构由车辆仪表板的双舱壁集气室提供,该双舱壁集气室位于传递路径中,噪音沿该传递路径?#30001;?#25104;噪音的声源传播到汽车乘客厢中的噪音接收处。该集气室分成分立的集气室,在各集气室内提供安装到集气室壁上的智能材料,其可操作用于选择性改变小室的特有特性,以使集气室的声?#33329;?#21457;生变化,并改变?#28304;?#36807;其的噪音传播的控制效率。将控制器连结至该智能材料,以响应消除噪音的需求而改变上述智能材料的特有特性。

权利要求书

权利要求书
1.  一种机动车辆,包含:
底盘,其确定发动机舱和纵向间隔的乘客厢;
发动机,其安装在上述发动机舱中并可运行生成噪音能量;
横向的箱式结构,其设在上述发动机舱和上述乘客厢之间、?#30001;?#36848;发动机传播到上述乘客厢的噪音能量的传递路径中;
安装到上述箱式结构的壁上的智能材料,上述智能材料可操作以选择性地改变其特有特性;以及
噪音控制系统,其包括可操作地连结至上述智能材料的控制器,用以改变上述特有特性,使上述箱式结构的声振动发生变化,以改变?#28304;?#36807;上述箱式结构的噪音能量的传播的控制效果。

2.  根据权利要求1所述的机动车辆,其特征在于,所述噪音控制系统还包括:
位于上述箱式结构内的抵消噪音生成装置,其可操作制造用于生成噪音能量的抵消噪音能量,上述控制器可操作地连接至上述抵消噪音生成装置,以控制其运?#23567;?BR>
3.  根据权利要求2所述的机动车辆,其特征在于,上述噪音控制系统还包括连结至上述控制器的环境传感器,用以提供表示与上述生成噪音能量有关的运行环?#31243;?#20214;的信号,以及位于上述乘客厢内并连结至上述控制器的?#20174;?#20256;感器,用以提供表示到达上述乘客厢的生成噪音能量的信号。

4.  根据权利要求3所述的机动车辆,其特征在于,上述箱式结构由纵向?#30001;?#30340;内壁分成小室,上述智能材料应用在每个上述小室上,上述抵消噪音生成装置安装在每个上述小室内,使得上述控制器可以独立于其它上述小室操作每个上述小室。

5.  根据权利要求4所述的机动车辆,其特征在于,上述智能材料选自由压电材料、电流变材料、磁流变材料和电磁膜组成的群组。

6.  根据权利要求5所述的机动车辆,其特征在于,上述内壁可以位于不同的横向隔开的位置,以向各个小室提供不同的几何构造,导致相应的不同的固有声?#33329;瘛?BR>
7.  根据权利要求6所述的机动车辆,其特征在于,横向的箱式结构为连接到仪表板的双舱壁集气室,其中该仪表板位于上述乘客厢中的前方位置,上述抵消噪音生成装置包括安装在每个小室中、并电连结至上述控制器的扬声器。

8.  根据权利要求7所述的机动车辆,其特征在于,上述乘客厢分成驾?#36745;?#20391;?#32479;?#23458;侧,操作与上述驾?#36745;?#20391;相应的小室使得某些生成噪音能量穿过小室进入上述驾?#36745;?#20391;,同时操作与上述乘客侧相应的小室以消除上述某些生成噪音能量。

9.  一种用于机动车的噪音控制系统,该机动车具有制造生成噪音能量的噪音生成装置和接收上述生成噪音能量的乘客厢,其包含:
箱式结构,其位于在上述噪音生成装置?#32479;?#23458;厢之间?#30001;?#30340;传递路径上;以及
安装到上述箱式结构的壁上的智能材料,上述智能材料可操作,以响应应用在其上的刺激选择性地改变其特有特性,上述智能材料可操作,以改变上述箱式结构的声音传播特性。

10.  根据权利要求9所述的噪音控制系统,其特征在于,上述智能材料可操作地与控制器连结,以提供上述刺激,用于选择性地改变上述声音传播特性。

11.  根据权利要求10所述的噪音控制系统,其特征在于,还包含:
位于上述箱式结构内的抵消噪音生成装置,其可操作制造用于生成噪音能量的抵消噪音能量,上述控制器可操作地连接至上述抵消噪音生成装置,以控制其运?#23567;?BR>
12.  根据权利要求11所述的噪音控制系统,其特征在于,上述箱式结构被内壁分成横向间隔的小室,每个上述小室具有安装在其壁上的上述智能材料和安装在其中的抵消噪音生成装置。

13.  根据权利要求12所述的噪音控制系统,其特征在于,上述智能材料选自由压电材料、电流变材料、磁流变材料和电磁膜组成的群组。

14.  根据权利要求13所述的噪音控制系统,其特征在于,根据权利要求11所述的噪音控制系统,其特征在于,上述内壁可以位于不同的横向间隔位置,以向各个小室提供不同的几何构造,导致相应的不同固有声?#33329;瘛?BR>
15.  根据权利要求14所述的噪音控制系统,其特征在于,横向的箱式结构为连接到仪表板的双舱壁集气室,其中该仪表板位于上述乘客厢中的前方位置,上述抵消噪音生成装置包括安装在每个小室中、并电连结至上述控制器的扬声器。

16.  一种在机动车中控制噪音能量传播的方法,该机动车具有制造生成噪音能量的噪音生成装置和接收上述生成噪音能量的乘客厢,该方法包含以下步骤:
用横向?#30001;?#30340;箱式结构沿着在上述噪音生成装置和上述乘客厢之间?#30001;?#30340;传递路径截取上述生成噪音能量;
向上述箱式结构应用智能材料,上述智能材料可操作,以响应应用在其上的刺激选择性地改变其特有特性,上述智能材料可操作,以改变上述箱式结构的声音传播特性;以及
提供可操作地连结至上述智能材料的控制器,以提供上述刺激,用于选择性地改变上述声音传播特性,上述控制器可操作,以通过刺激上述智能材料改变上述箱式结构的上述声音传播特性,以减少上述生成噪音能量向上述乘客厢内的传播。

17.  根据权利要求16所述的方法,其特征在于,还包含以下步骤:
用连结至上述控制器的环境传感器感应运行环?#31243;?#20214;,以提供表示上述运行环?#31243;?#20214;的信号,该运行环?#31243;?#20214;与上述生成噪音能量有关;以及
用位于上述乘客厢内、并连结至上述控制器的?#20174;?#20256;感器感应生成噪音能量进入上述乘客厢的传播,以提供表示到达上述乘客厢的生成噪音能量的信号;以及
上述由控制器提供上述刺激的步骤,是响应由上述环境和?#20174;?#20256;感器提供给控制器的信号而进行的。

18.  根据权利要求17所述的方法,其特征在于,还包含以下步骤:
由位于上述箱式结构内的抵消噪音生成装置生成抵消噪音能量,上述控制器可操作地连结至上述抵消噪音生成装置,以响应上述接收自上述环境和?#20174;?#20256;感器的上述信号,控制其运?#23567;?BR>
19.  根据权利要求18所述的方法,其特征在于,还包含以下步骤:
通过在上述箱式结构内安放纵向?#30001;?#30340;内壁将上述箱式结构分成小室;
将上述抵消噪音能?#21487;?#25104;装置安放在每个上述小室中;
上述应用步骤,将上述智能材料安放在每个上述小室中;以及
上述提供可操作地连结至上述智能材料的控制器的步骤,以独立的电路将上述智能材料安放在每个上述小室中,使得每个上述小室可以相对于对上述智能材料刺激和生成上述抵消噪音能量而独立地运?#23567;?BR>
20.  根据权利要求19所述的方法,其特征在于,上述纵向?#30001;?#30340;内壁可以位于上述箱式结构内不同的横向间隔的位置,以向各小室提供不同的几何构造,导致响应的不同固有声振动,上述乘客厢分成驾?#36745;?#20391;?#32479;?#23458;侧,运行对应于上述驾?#36745;?#20391;的上述小室内的上述智能材料和上述抵消噪音生成装置,使得部分生成噪音能量穿入上述驾?#36745;?#20391;,运行对应于上述乘客侧的小室内的上述智能材料和抵消噪音生成装置,以消除上述部分生成噪音能量。

说明书

说明书使用智能材料的噪音控制系统
技术领域
本发明总体上涉及对机动车辆产生的噪音的控制,更具体地说,涉及用箱式结构通过控制噪音从噪音源沿声学传递路径到达噪音接收处的传播,来减少机动车辆乘客厢中的噪音,其中该箱式结构具有安装在其上用于改变箱式结构声?#33329;?#30340;智能材料。
背景技术
机动车中动力系统的运行是造成机动车乘客厢中接收到的噪音的主要来源之一。新的动力系统技术,例如电动阀启动(electronic valveactuation)和可变排量式发动机(variable displacement engine),需要新的控制内部噪音的方法。为了改善消费者感知内部噪音的质量,乘客厢主动噪音控制已成为流行的策略。这些噪音控制方法将在以下相对于公知技术进行?#33268;邸?#24635;体上,这些方法成本高,且其仅控制问题的接收终端,例如乘客、驾?#36745;?#30340;耳朵位置。已开发了其它针对源头的控制噪音方法,例如对进气或排气系统的主动控制。然而,主动控制能力受到限制,并且非常复杂而且昂贵。因此,即使主动噪音控制的方法和技术能力已存在多年,主动噪音控制系统还是未被证明得到普及。
乘客厢主动声音抑制技术的例子可见1985年3月19日授予ShinichiMatsui的4,506,380号美国专利,其中,向位于车辆仪表板中的扬声器单独地应用电压,以选择性消除相对于发动机振动产生的?#33329;瘛?#31867;似地,1995年1月31日授予Toshiski Kobayashi等人的5,386,372号美国专利公开了一种主动振动/噪音控制系统,其中,扬声器排列在乘客厢仪表板的适当位置上,以控制来自发动机的噪音。自膨胀发动机底座具有压电元件(piezo-electricelement)或磁?#24459;?#32553;元件(magnetostrictive element)制成的激发器,以?#20048;?#25391;动从发动机传播。
在整个机动车辆中都使用被动吸声材料以减少噪音的传播。2006年3月28日授予Girma Gebreselassie等人的7,017,250号美国专利中可以看到这样的例子,其中,前舱壁隔音系统具有由泡沫制成的基板,其用于吸收导向前舱壁隔音装置的声音。1986年3月11日授予Heinemann Gahlaii等人的4,574,915号美国专利中,由黏弹性泡沫材料制成的隔音覆层安装在前端舱壁的表面,以提供隔音区域。如1992年3月10日授予Takashi Maeda等人的5,094,318号美国专利、1996年9月10日授予Hiroshi Matsukawa等人的5,554,831号美国专利、1998年10月6日授予Motohiro Orimo等人的5,817,408号美国专利、2000年8月15日授予Kouichi Nemoto的6,102,465号美国专利以及2003年4月29日授予Kyoichi Watanabe的6,554,101号美国专利所公开的,将吸声材料用在车辆的仪表板区域提供被动噪音控制系统,其?#20048;?#21457;动机舱产生的噪音传播到乘客厢中。
2004年7月27日授予Christian Junker、并转让给福特全球技术公司(Ford Global Technologies,LLC)的6,767,050号美国专利和2006年7月4日授予Michael Campbell的7,070,848号美国专利中公开了一种由注模泡沫(cast foam)制成的隔音系统,其装在车辆仪表板在水平和垂直部分,以减少来自发动机舱的不想要的噪音和振动的传播。2005年7月14日公开的Jay Tudor等人的公布号为2005/0150720的美国专利申请公开了一种用于减少噪音从发动机到车辆内部传播的机动车前舱壁隔音系统,其由吸声层形成,该吸声层包含黏弹性泡沫。
在2003年7月8日授予Jun Okada等人的6,589,643号美国专利中可以看到一种使用压电控制系统配置的噪音消除系统,其中,将吸声材料、例如压电材料用于在车辆中对仪表板隔音,以吸收和?#20048;?#20302;频噪音从发动机进入到乘客厢中。2004年7月8日公开的David Hein的公布号为2004/0130081的美国专利申请中,公开了一种包含在仪表板中的各种结构之间的压电激发器和传感器总成,其用以使仪表板结构中的振动最小化。
自适应滤波器亦已被用于控制噪音源、例如机动车发动机产生的噪音,如1992年7月14日授予Hiroyuki Hashimoto等人的5,131,047号美国专利所公开的,其中,扬声器被用于再生消除发动机噪音的发动机噪音。在1994年6月14日授予Yi Yuan的5,321,759号美国专利中,将具有横向滤波器的自适应滤波器用于主动噪音控制系统,以消除发动机产生的振动噪音。2001年10月23日授予Hans-Wilheim Ruhl的6,305,732号美国专利公开了将定向传声器集成到仪表板中,以获得控制机动车噪音的定向效果。在2001年11月27日授予Henry Azima等人的6,324,294号美国专利中,将扩音器面板粘附或安装在机动车仪表板中。2004年12月2日公开的Yoshio Nakamura的公布号为2004/0240678的美国专利申请公开了一种主动噪音控制系统,其使用扬声器控制发动机产生的有问题的噪音。
需要提供一种针对传播路径、而不是噪音源或接收处减少发动机噪音的系统。还需要提供一种系统,其利用设置成与传递路径横向交叉的箱式结构,使得该结构的固有声?#33329;?#21487;被用于辅助控制传播噪音。还需要提供一种箱式结构,其中声?#33329;?#21487;以改变,以控制穿过箱式结构的噪音能量的传播。
发明内容
本发明的一个目的是,通过提供一种针对噪音传播的传递路径的噪音消除系统,克服上述公知技术的缺点。
本发明的另一个目的是,提供一种配置在机动车仪表板的双舱壁集气室中、用于控制发动机所产生的噪音的自适应系统。
本发明的一个特征是车辆仪表板的双舱壁集气室沿传递路径设置,发动机噪音沿该传递路径传播到乘客厢中。
本发明的一个优点是,在双舱壁集气室中应用声音消除技术针对的是噪音的传播,而不是针对噪音源或噪音接收处。
本发明的另一个特征是,双舱壁集气室的限定容积有助于提供更有效的噪音控制系统。
本发明的另一个优点是,配置简单的硬件和软件就可以在车辆仪表板的双舱壁集气室中提供?#32479;?#26412;、高性能的主动噪音控制。
本发明的另一个目的是,通过阻断噪音传播的传递路径来减少发动机噪音传播到机动车辆的乘客厢中。
本发明的另一个特征是,在机动车仪表板的双舱壁集气室中提供自适应噪音控制系统。
本发明的另一个特征是,利用双舱壁集气室中的扬声器消除通过集气室传播的发动机噪音。
本发明的另一个优点是,集气室可以用安装在形成舱壁的金属板表面的吸声声学材料阻尼。
本发明的另一个特征是,可以在箱式结构的壁上安装智能材料,噪音能?#23458;?#36807;其传递到车辆乘客厢。
本发明的另一个优点是,该智能材料可以提供箱式结构的变化,使得噪音控制系统可以适应运行环?#31243;?#20214;。
本发明的另一个特征是,该智能材料可以选择性变化,以改变箱式结构的声?#33329;瘛?
本发明的另一个优点是,该智能材料变化成改变金属板壁的阻尼,用以控制和消除穿过箱式结构传播的振动能量。
本发明的另一个特征是,应用在箱式结构壁上的智能材料的使用增强自适应噪音控制系统的性能。
本发明的另一个优点是,噪音控制系统中的控制器可以影响智能材料的变化,以改变噪音控制系统在?#20048;?#22122;音能量进入乘客厢中的运?#23567;?
本发明的另一个优点是,该噪音控制系统可以置于比在噪音源中使用更低?#37327;?#26465;件的环境中。
本发明的另一个优点是,该噪音控制系统可以适用于任何采用双舱壁仪表板设计的机动车辆中。
本发明的另一个目的是,将与传播噪音的传递路径交叉的箱式结构分成小室,在每个小室中设有用于产生对抗噪音生成装置的设备。
本发明的另一个特征是,各小室具有固有的声?#33329;瘢?#20854;可用于放大在其中生成的对抗噪音,以控制噪音严传递路径传播。
本发明的另一个优点是,在双舱壁集气室中形成的各小室固有的声?#33329;?#20250;增强噪音控制系统的运?#23567;?
本发明的另一个特征是,双舱壁集气室中的内壁可以设置成提供可变几何形状的小室。
本发明的另一个优点是,内部小室的不同几何形状提供相应的不同声?#33329;瘢?#20854;可以调整以提供最佳的包装和噪音控制策略。
本发明的另一个特征是,双舱壁集气室中形成的各小室可以为不同的声学模式调整。
本发明的另一个优点是,?#24066;?#20256;递到乘客厢驾?#36745;?#20391;的噪音可以不同于?#24066;?#20256;递到乘客厢乘客侧的噪音。
本发明的另一个特征是,智能材料可以应用在每个小室的壁上,以?#24066;?#21508;小室的声?#33329;?#21487;以独立地选择性变化。
本发明的另一个优点是,在每个小室中使用智能材料可以在每个独立的小室中提供独立的选择性的可变阻尼功能。
本发明的另一个目的是,提供一种噪音控制系统,其采用沿噪音传播的传递路径放置的多腔室集气室设计,其结构经久耐用、制造成?#38236;汀?#32500;护方便、组装简易并且使用方便有效。
这些以及其它目的、特征和优点根据本发明通过提供箱式结构内可操作的噪音控制系统得以实?#37073;?#35813;箱式结构由车辆仪表板的双舱壁集气室提供,该双舱壁集气室位于传递路径中,噪音沿该传递路径?#30001;?#25104;噪音的声源传播到汽车乘客厢中的噪音接收处。该集气室分成分立的集气室,在各集气室内提供安装到集气室壁上的智能材料,其可操作用于选择性改变小室的特有特性,以使集气室的声?#33329;?#21457;生变化,并改变?#28304;?#36807;其的噪音传播的控制效率。将控制器连结至该智能材料,以响应消除噪音的需求而改变上述智能材料的特有特性。
附图说明
本发明的优点在考虑以下对发明的详细说明、尤其是结合附图时将变得显而易见,其中:
图1为具有结合了本发明原理的噪音控制系统的机动车辆的局部示意性侧视立面图;
图2为具有双舱壁集气室(dual bulkhead plenum)的机动车辆的局部示意性透视图,噪音控制系统配置在上述双舱壁集气室中,以控制发动机噪音传播到乘客厢;
图3为利用安装在机动车仪表板的双舱壁集气室中的扬声器的主动噪音控制系统的示意图;
图4为双舱壁集气室的示意性侧视立面图,用以说明集气室中声学材料的应用;
图5为分成分立小室的集气室的示意性正视立面图,在所述各小室内放置有对抗噪音生成装置;
图6为图5所示集气室的示意性俯视平面图;
图7为分成分立小室的集气室的示意性正视立面图,所述小室具有位置可变的内壁,以形成具有可调几何形状的内部小室,内壁的移动以双点划线表示;以及
图8为图7所示集气室的示意性俯视平面图。
具体实施方式
参照图1-4,可见结合了本发明原理的机动车辆。对进入机动车乘客厢的不期望的噪音进行控制已成为最近研发的主题。某些噪音控制系统采用在声波进入乘客厢之后对其进行对抗的方法,例如,通过适当排列在乘客厢中的扬声器引入反向的声波。其它的噪音控制系统采用在声波产生点对其进行对抗的方法,例如通过适当地位于发动机内和/或发动机周围、例如位于发动机进气管上的扬声器引入反向的声波。本发明采用独特的方法通过沿噪音的传播路径、不同于在接收处或产生处反声波控制噪音。
为了控制音源、例如发动机13和接收处、例如机动车10的乘客厢12之间的声音传递,沿产生处和接收处之间的传递路径放置箱式结构。在某些机动车辆10中,仪表板15具有位于发动机?#32479;?#23458;厢之间的双舱壁集气室20。双舱壁集气室20提供适合的箱式结构,以控制声波或振动沿传递路径穿过仪表板15进入乘客厢12的传递。由于穿过集气室20的声音或振动能量的低水平以及集气室20的限定容积,成本极低、但性能高的主动噪音控制系统可以用在使用相对简单的硬件和软件系统的集气室20中。
噪音控制系统30可以包括发动机舱中的传感器31,其用以确定由发动机31产生的、穿过双舱壁集气室20传递到乘客厢12的声能的频率和振幅,以及乘客厢12中的传感器32,其用以确定传播到乘客厢12中的声能的频率和振幅。这些传感器31探知车辆10的声学环境,并且可以感应诸如温度、车速和发动机每?#31181;?#36716;速(RPM)的条件。因此,这些传感器31可在使用控制算法的开放回路控制系统中使用,其中的控制算法可以生成由集气室20内扬声器35引入的反声波。控制器25响应这些环?#31243;?#20214;通过控制算法使用车辆声学?#20174;?#30340;数学模型,并响应预设的声能水平产生声波的抵消。
因此,将扬声器35置于集气室20内,以引入对抗声能,消除沿传递路径穿过集气室20传播的声能。振动能也可以由相反的抵消振动能对抗,该相反的抵消振动能由振荡器36导至集气室20内,该振荡器36在图4中示意性表示,其在集气室壁上产生振动,该振动具有与发动机13或其它车辆部件发射、并穿过集气室20传播的振动相反的频率和振幅。
不同于传统的前馈/反馈(feed forward/feedback)主动噪音控制,自适应横向滤波器可以用在噪音控制系统30中。自适应控制是一种特殊类型的开放回路主动控制,控制器25在其中使用车辆声学?#20174;Α?#20197;及可能的激发器和传感器的数学模型。由于声学环境可能因为车辆10的温度和其它运行条件的变化而随时间发生变化,所以控制器25监控?#20174;Γ?#20363;如通过传感器32识别噪音控制系统30消除生成噪音的成功,并?#20013;?#25110;周期性地更新系统的内部慢性。
可选择地,或作为对扬声器35和/或振荡器36的任选添加,集气室20可以排列有声学材料27、29,如图4所示。这种被动声音管理方法的例子有声阻尼材料,例如具有黏弹性表面阻尼板,用以提供宽温度和频率范围的高阻尼。吸声材料,例如声学泡沫29可以提供最小厚度的应用到集气室20的金属板表面以减少振动的泡沫层和最大的吸声效果。声屏障材料,例如具有减少撞击噪音的泡沫的用以阻止空气载声的重乙烯基屏障27,提供最大的声音衰减和传播损耗。将被动声学材料和主动声音控制系统30结合,可以提供高性能的噪音控制系统,如图4所示。
现参照图5-8,可以用内壁22将集气室20分成多个分立的小室24。每个小室24具有安装在其中的噪音控制系统,例如扬声器35和振动生成器36。每个小室24将具有固有的声?#33329;瘛?#35813;声?#33329;?#21487;以用于放大由噪音控制系统30生成的抵消噪音。这样,就可以用简单硬件或软件系统实现?#32479;?#26412;?#36879;?#24615;能的主动噪音控制。尽管附图中表示?#23435;?#20010;小室24,但是集气室中小室24的数量将根据集气室20的几何形状、所使用的噪音控制系统30的具体情况以及所需效果来提供,以下将?#28304;?#35814;细说明。因为各个小室24会承受不同的生成噪音能量,所以控制器25可操作用以独立控制小室24内的每个扬声器35和/或振动器36,以使每个小室24产生不同的对应于穿过小室24的噪音能量的噪音消除能量。
如图7-8所示,通过提供多组吊架(图中未表示)可以使内壁22在集气室20内发生位置变化,内壁22可以安装在上述铰链上。这样,小室24可以具有不同的几何形状和随之而来的不同的声?#33329;瘛?#22240;此,各小室24可以为乘客厢12的不同部分定尺寸并调整成提供不同的想要的结果。例如,如果发动机生成的某些声音和/或某些路面噪音被认为是车辆10的驾?#36745;?#25152;需的,而该噪音对车辆10相对一侧的乘客来说是不想要的,则可以对相应的小室24进行设置,以这样的方式为放大噪音消除能量提供所需的声学模式,即,使某些噪音频率穿过集气室20到达乘客厢12的驾?#36745;?#20391;,而排除这些?#24503;式?#20837;乘客厢12的乘客侧。此外,小室24可以设置成相对于噪音消除系统30将要采用的声音消除或声音整形策略优化扬声器35的包装和/或振动器36的输出功率。
将智能材料应用在各小室24的壁上可使每个小室24能以选定的方式变化,改变小室的声?#33329;瘢?#24182;?#19968;?#20351;小室?#28304;?#36807;集气室小室24传播到乘客厢12的振动能量的阻尼效果发生改变。智能材料的使用可代替或加在被动声学材料,例如图4所示的吸声材料29或声屏障材料27上。智能材料定义为具有这样的材料特性的材料,即,其基于加在该材料上的电流而发生变化,使得形状或阻尼特性可以选择性控制。这种智能材料包括压电(piezoelectric)材料、磁流变(magneto-rheological,MR)材料、电流变(electro-rheological,ER)材料以及电磁膜(electro-magnetic film)。
压电材料具有两个相互关联的独特特性。当压电材料变形时,其放出微小但可测的放电。替换地,当电流通过压电材料时,其经受明显的尺寸增加(体积变化可达4%),这将影响小室的音响效果。另一种类似的方法是使用电流变(ER)和磁流变(MR)材料。这些智能材料在加?#28304;?#22330;或电场时,可以在毫秒范围内从粘稠的流体(类似于机油)转变成近似固体的物质。当磁场或电场撤除时,该效应可以很快完全逆转。当加?#28304;?#22330;时,MR流体经受黏度变化,ER流体在电场中经受类似的变化。各种类型的智能材料组合物变化范围很大。最普遍的MR流体形式由微小铁颗粒混悬在油中组成,ER流体可以像牛奶巧克力或玉米淀粉和油一样简单。MR流体正发展用于汽车减震、抑制洗衣机振动、假肢、健身器材以及机器部件的表面抛光。ER流体已经主要用于离合器和阀?#29275;?#20197;及用于发动机底座,其设计成减少车辆的噪音和振动。当电流施加到电磁膜上时,电磁膜改变阻尼特征。
将这些智能材料应用在小室24的壁上,或者,即使双舱壁集气室20不分成小室24、应用在双舱壁集气室20的壁上,都能使控制器20独立地选择性改变各个小室24的声振动,而且也改变各个小室24的振动阻尼特征。通过用用于各个小室24的独立电路将智能材料电连结至控制器25,控制器25可以响应环境传感器31感应到的运行环?#31243;?#20214;的改变、或响应?#20174;?#20256;感器32检测到的噪音控制系统30的效果来改变各个小室的声振动。
应该理解,上述用于解释本发明原理的对部件的?#38468;凇?#26448;料、步骤和排列的说明和阐述可以发生改变,并且所属技术领域的技术人员在阅读本公开之后,在本发明的原理和保护范围内也可以做出这样的改变。以上对本发明的较佳实施例进行了说明,然而,基于该说明的思想也可以用于其它实施例中,而不脱离本发明的保护范围。
例如,本噪音控制系统可以调整和扩展,以用于其它车辆结构中,例如车轮?#26448;?#26495;和行李箱,只要可以在车辆结构的范围内可以实现箱式结构。

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