專利名稱：使用智能材料的噪音控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及對機(jī)動車輛產(chǎn)生的噪音的控制，更具體地說，涉及 用箱式結(jié)構(gòu)通過控制噪音從噪音源沿聲學(xué)傳遞路徑到達(dá)噪音接收處的傳 播，來減少機(jī)動車輛乘客廂中的噪音，其中該箱式結(jié)構(gòu)具有安裝在其上用 于改變箱式結(jié)構(gòu)聲共振的智能材料。
背景技術(shù)：
機(jī)動車中動力系統(tǒng)的運行是造成機(jī)動車乘客廂中接收到的噪音的主
要來源之一。新的動力系統(tǒng)技術(shù)，例如電動閥啟動(electronic valve actuation)禾口可變排量式發(fā)動機(jī)(variable displacement engine)， 需要新
的控制內(nèi)部噪音的方法。為了改善消費者感知內(nèi)部噪音的質(zhì)量，乘客廂主 動噪音控制已成為流行的策略。這些噪音控制方法將在以下相對于公知技 術(shù)進(jìn)行討論。總體上，這些方法成本高，且其僅控制問題的接收終端，例 如乘客、駕駛員的耳朵位置。已開發(fā)了其它針對源頭的控制噪音方法，例 如對進(jìn)氣或排氣系統(tǒng)的主動控制。然而，主動控制能力受到限制，并且非 常復(fù)雜而且昂貴。因此，即使主動噪音控制的方法和技術(shù)能力已存在多年， 主動噪音控制系統(tǒng)還是未被證明得到普及。
乘客廂主動聲音抑制技術(shù)的例子可見1985年3月19日授予Shinichi Matsui的4，506，380號美國專利，其中，向位于車輛儀表板中的揚聲器單獨 地應(yīng)用電壓，以選擇性消除相對于發(fā)動機(jī)振動產(chǎn)生的共振。類似地，1995 年1月31日授予Toshiski Kobayashi等人的5,386,372號美國專利公開了一種 主動振動/噪音控制系統(tǒng)，其中，揚聲器排列在乘客廂儀表板的適當(dāng)位置上, 以控制來自發(fā)動機(jī)的噪音。自膨脹發(fā)動機(jī)底座具有壓電元件(piezoelectric
element)或磁致伸縮元件(magnetostrictive element)制成的激發(fā)器，以防 止振動從發(fā)動機(jī)傳播。
在整個機(jī)動車輛中都使用被動吸聲材料以減少噪音的傳播。2006年3 月28日授予GirmaGebreselassie等人的7,017,250號美國專利中可以看到這 樣的例子，其中，前艙壁隔音系統(tǒng)具有由泡沫制成的基板，其用于吸收導(dǎo) 向前艙壁隔音裝置的聲音。1986年3月11日授予Heinemann Gahlaii等人的 4,574,915號美國專利中，由黏彈性泡沫材料制成的隔音覆層安裝在前端艙 壁的表面，以提供隔音區(qū)域。如1992年3月10日授予TakashiMaeda等人的 5,094,318號美國專利、1996年9月10日授予Hiroshi Matsukawa等人的 5,554，831號美國專利、1998年10月6日授予Motohiro Orimo等人的5，817，408 號美國專利、2000年8月15日授予Kouichi Nemoto的6,102,465號美國專利以 及2003年4月29日授予Kyoichi Watanabe的6，554,101號美國專利所公開的， 將吸聲材料用在車輛的儀表板區(qū)域提供被動噪音控制系統(tǒng)，其防止發(fā)動機(jī) 艙產(chǎn)生的噪音傳播到乘客廂中。
2004年7月27日授予Christian Junker、并轉(zhuǎn)讓給福特全球技術(shù)公司 (Ford Global Technologies, LLC)的6,767,050號美國專利和2006年7月4日 授予Michael CampbeU的7,070，848號美國專利中公開了一種由注模泡沫 (cast foam)制成的隔音系統(tǒng)，其裝在車輛儀表板在水平和垂直部分，以 減少來自發(fā)動機(jī)艙的不想要的噪音和振動的傳播。2005年7月14日公開的 JayTudor等人的公布號為2005/0150720的美國專利申請公開了一種用于 減少噪音從發(fā)動機(jī)到車輛內(nèi)部傳播的機(jī)動車前艙壁隔音系統(tǒng)，其由吸聲層 形成，該吸聲層包含黏彈性泡沫。
在2003年7月8日授予JunOkada等人的6,589，643號美國專利中可以看 到一種使用壓電控制系統(tǒng)配置的噪音消除系統(tǒng)，其中，將吸聲材料、例如 壓電材料用于在車輛中對儀表板隔音，以吸收和防止低頻噪音從發(fā)動機(jī)進(jìn) 入到乘客廂中。2004年7月8日公開的David Hein的公布號為2004/0130081
的美國專利申請中，公開了一種包含在儀表板中的各種結(jié)構(gòu)之間的壓電激 發(fā)器和傳感器總成，其用以使儀表板結(jié)構(gòu)中的振動最小化。
自適應(yīng)濾波器亦已被用于控制噪音源、例如機(jī)動車發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的噪
音，如1992年7月14日授予Hiroyuki Hashimoto等人的5，131，047號美國專利 所公開的，其中，揚聲器被用于再生消除發(fā)動機(jī)噪音的發(fā)動機(jī)噪音。在1994 年6月14日授予YiYuan的5,321,759號美國專利中，將具有橫向濾波器的自 適應(yīng)濾波器用于主動噪音控制系統(tǒng)，以消除發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的振動噪音。2001 年10月23日授予Hans-WilheimRuhl的6,305，732號美國專利公開了將定向 傳聲器集成到儀表板中，以獲得控制機(jī)動車噪音的定向效果。在2001年11 月27日授予Henry Azima等人的6，324，294號美國專利中，將擴(kuò)音器面板粘 附或安裝在機(jī)動車儀表板中。2004年12月2日公開的YoshioNakamura的公 布號為2004/0240678的美國專利申請公開了一種主動噪音控制系統(tǒng)，其使 用揚聲器控制發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的有問題的噪音。
需要提供一種針對傳播路徑、而不是噪音源或接收處減少發(fā)動機(jī)噪音 的系統(tǒng)。還需要提供一種系統(tǒng)，其利用設(shè)置成與傳遞路徑橫向交叉的箱式 結(jié)構(gòu)，使得該結(jié)構(gòu)的固有聲共振可被用于輔助控制傳播噪音。還需要提供 一種箱式結(jié)構(gòu)，其中聲共振可以改變，以控制穿過箱式結(jié)構(gòu)的噪音能量的 傳播。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是，通過提供一種針對噪音傳播的傳遞路徑的噪音 消除系統(tǒng)，克服上述公知技術(shù)的缺點。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種配置在機(jī)動車儀表板的雙艙壁集氣 室中、用于控制發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的噪音的自適應(yīng)系統(tǒng)。
本發(fā)明的一個特征是車輛儀表板的雙艙壁集氣室沿傳遞路徑設(shè)置，發(fā) 動機(jī)噪音沿該傳遞路徑傳播到乘客廂中。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是，在雙艙壁集氣室中應(yīng)用聲音消除技術(shù)針對的是 噪音的傳播，而不是針對噪音源或噪音接收處。
本發(fā)明的另一個特征是，雙艙壁集氣室的限定容積有助于提供更有效 的噪音控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，配置簡單的硬件和軟件就可以在車輛儀表板 的雙艙壁集氣室中提供低成本、高性能的主動噪音控制。
本發(fā)明的另一個目的是，通過阻斷噪音傳播的傳遞路徑來減少發(fā)動機(jī) 噪音傳播到機(jī)動車輛的乘客廂中。
本發(fā)明的另一個特征是，在機(jī)動車儀表板的雙艙壁集氣室中提供自適 應(yīng)噪音控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個特征是，利用雙艙壁集氣室中的揚聲器消除通過集氣 室傳播的發(fā)動機(jī)噪音。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，集氣室可以用安裝在形成艙壁的金屬板表面 的吸聲聲學(xué)材料阻尼。
本發(fā)明的另一個特征是，可以在箱式結(jié)構(gòu)的壁上安裝智能材料，噪音 能量通過其傳遞到車輛乘客廂。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，該智能材料可以提供箱式結(jié)構(gòu)的變化，使得 噪音控制系統(tǒng)可以適應(yīng)運行環(huán)境條件。
本發(fā)明的另一個特征是，該智能材料可以選擇性變化，以改變箱式結(jié) 構(gòu)的聲共振。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，該智能材料變化成改變金屬板壁的阻尼，用 以控制和消除穿過箱式結(jié)構(gòu)傳播的振動能量。
本發(fā)明的另一個特征是，應(yīng)用在箱式結(jié)構(gòu)壁上的智能材料的使用增強(qiáng) 自適應(yīng)噪音控制系統(tǒng)的性能。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，噪音控制系統(tǒng)中的控制器可以影響智能材料 的變化，以改變噪音控制系統(tǒng)在防止噪音能量進(jìn)入乘客廂中的運行。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，該噪音控制系統(tǒng)可以置于比在噪音源中使用 更低苛刻條件的環(huán)境中。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，該噪音控制系統(tǒng)可以適用于任何采用雙艙壁 儀表板設(shè)計的機(jī)動車輛中。
本發(fā)明的另一個目的是，將與傳播噪音的傳遞路徑交叉的箱式結(jié)構(gòu)分 成小室，在每個小室中設(shè)有用于產(chǎn)生對抗噪音生成裝置的設(shè)備。
本發(fā)明的另一個特征是，各小室具有固有的聲共振，其可用于放大在 其中生成的對抗噪音，以控制噪音嚴(yán)傳遞路徑傳播。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，在雙艙壁集氣室中形成的各小室固有的聲共 振會增強(qiáng)噪音控制系統(tǒng)的運行。
本發(fā)明的另 一個特征是，雙艙壁集氣室中的內(nèi)壁可以設(shè)置成提供可變 幾何形狀的小室。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，內(nèi)部小室的不同幾何形狀提供相應(yīng)的不同聲 共振，其可以調(diào)整以提供最佳的包裝和噪音控制策略。
本發(fā)明的另一個特征是，雙艙壁集氣室中形成的各小室可以為不同的 聲學(xué)模式調(diào)整。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，允許傳遞到乘客廂駕駛員側(cè)的噪音可以不同 于允許傳遞到乘客廂乘客側(cè)的噪音。
本發(fā)明的另一個特征是，智能材料可以應(yīng)用在每個小室的壁上，以允 許各小室的聲共振可以獨立地選擇性變化。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，在每個小室中使用智能材料可以在每個獨立 的小室中提供獨立的選擇性的可變阻尼功能。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種噪音控制系統(tǒng)，其采用沿噪音傳播 的傳遞路徑放置的多腔室集氣室設(shè)計，其結(jié)構(gòu)經(jīng)久耐用、制造成本低、維 護(hù)方便、組裝簡易并且使用方便有效。
這些以及其它目的、特征和優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明通過提供箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)可操 作的噪音控制系統(tǒng)得以實現(xiàn)，該箱式結(jié)構(gòu)由車輛儀表板的雙艙壁集氣室提 供，該雙艙壁集氣室位于傳遞路徑中，噪音沿該傳遞路徑從生成噪音的聲 源傳播到汽車乘客廂中的噪音接收處。該集氣室分成分立的集氣室，在各 集氣室內(nèi)提供安裝到集氣室壁上的智能材料，其可操作用于選擇性改變小 室的特有特性，以使集氣室的聲共振發(fā)生變化，并改變對穿過其的噪音傳 播的控制效率。將控制器連結(jié)至該智能材料，以響應(yīng)消除噪音的需求而改 變上述智能材料的特有特性。


本發(fā)明的優(yōu)點在考慮以下對發(fā)明的詳細(xì)說明、尤其是結(jié)合附圖時將變 得顯而易見，其中
圖l為具有結(jié)合了本發(fā)明原理的噪音控制系統(tǒng)的機(jī)動車輛的局部示意 性側(cè)視立面圖2為具有雙艙壁集氣室(dual bulkhead plenum)的機(jī)動車輛的局部 示意性透視圖，噪音控制系統(tǒng)配置在上述雙艙壁集氣室中，以控制發(fā)動 機(jī)噪音傳播到乘客廂；
圖3為利用安裝在機(jī)動車儀表板的雙艙壁集氣室中的揚聲器的主動噪 音控制系統(tǒng)的示意圖4為雙艙壁集氣室的示意性側(cè)視立面圖，用以說明集氣室中聲學(xué)材 料的應(yīng)用；
圖5為分成分立小室的集氣室的示意性正視立面圖，在所述各小室內(nèi) 放置有對抗噪音生成裝置；
圖6為圖5所示集氣室的示意性俯視平面圖7為分成分立小室的集氣室的示意性正視立面圖，所述小室具有位 置可變的內(nèi)壁，以形成具有可調(diào)幾何形狀的內(nèi)部小室，內(nèi)壁的移動以雙點 劃線表示；以及
圖8為圖7所示集氣室的示意性俯視平面圖。
具體實施例方式
參照圖l-4，可見結(jié)合了本發(fā)明原理的機(jī)動車輛。對進(jìn)入機(jī)動車乘客 廂的不期望的噪音進(jìn)行控制已成為最近研發(fā)的主題。某些噪音控制系統(tǒng)釆 用在聲波進(jìn)入乘客廂之后對其進(jìn)行對抗的方法，例如，通過適當(dāng)排列在乘 客廂中的揚聲器引入反向的聲波。其它的噪音控制系統(tǒng)采用在聲波產(chǎn)生點 對其進(jìn)行對抗的方法，例如通過適當(dāng)?shù)匚挥诎l(fā)動機(jī)內(nèi)和/或發(fā)動機(jī)周圍、例 如位于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管上的揚聲器引入反向的聲波。本發(fā)明采用獨特的方法 通過沿噪音的傳播路徑、不同于在接收處或產(chǎn)生處反聲波控制噪音。
為了控制音源、例如發(fā)動機(jī)13和接收處、例如機(jī)動車10的乘客廂12之 間的聲音傳遞，沿產(chǎn)生處和接收處之間的傳遞路徑放置箱式結(jié)構(gòu)。在某些 機(jī)動車輛10中，儀表板15具有位于發(fā)動機(jī)和乘客廂之間的雙艙壁集氣室 20。雙艙壁集氣室20提供適合的箱式結(jié)構(gòu)，以控制聲波或振動沿傳遞路徑 穿過儀表板15進(jìn)入乘客廂12的傳遞。由于穿過集氣室20的聲音或振動能量 的低水平以及集氣室20的限定容積，成本極低、但性能高的主動噪音控制 系統(tǒng)可以用在使用相對簡單的硬件和軟件系統(tǒng)的集氣室20中。
噪音控制系統(tǒng)30可以包括發(fā)動機(jī)艙中的傳感器31 ，其用以確定由發(fā)動 機(jī)31產(chǎn)生的、穿過雙艙壁集氣室20傳遞到乘客廂12的聲能的頻率和振幅， 以及乘客廂12中的傳感器32，其用以確定傳播到乘客廂12中的聲能的頻率 和振幅。這些傳感器31探知車輛10的聲學(xué)環(huán)境，并且可以感應(yīng)諸如溫度、 車速和發(fā)動機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速(RPM)的條件。因此，這些傳感器31可在使用 控制算法的開放回路控制系統(tǒng)中使用，其中的控制算法可以生成由集氣室 20內(nèi)揚聲器35引入的反聲波?？刂破?5響應(yīng)這些環(huán)境條件通過控制算法使 用車輛聲學(xué)反應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并響應(yīng)預(yù)設(shè)的聲能水平產(chǎn)生聲波的抵消。
因此，將揚聲器35置于集氣室20內(nèi)，以引入對抗聲能，消除沿傳遞路 徑穿過集氣室20傳播的聲能。振動能也可以由相反的抵消振動能對抗，該 相反的抵消振動能由振蕩器36導(dǎo)至集氣室20內(nèi)，該振蕩器36在圖4中示意 性表示，其在集氣室壁上產(chǎn)生振動，該振動具有與發(fā)動機(jī)13或其它車輛部 件發(fā)射、并穿過集氣室20傳播的振動相反的頻率和振幅。不同于傳統(tǒng)的前饋/反饋(feedforward/feedback)主動噪音控制，自 適應(yīng)橫向濾波器可以用在噪音控制系統(tǒng)30中。自適應(yīng)控制是一種特殊類型 的開放回路主動控制，控制器25在其中使用車輛聲學(xué)反應(yīng)、以及可能的激 發(fā)器和傳感器的數(shù)學(xué)模型。由于聲學(xué)環(huán)境可能因為車輛10的溫度和其它運 行條件的變化而隨時間發(fā)生變化，所以控制器25監(jiān)控反應(yīng)，例如通過傳 感器32識別噪音控制系統(tǒng)30消除生成噪音的成功，并持續(xù)或周期性地更新 系統(tǒng)的內(nèi)部慢性。
可選擇地，或作為對揚聲器35和/或振蕩器36的任選添加，集氣室20 可以排列有聲學(xué)材料27、 29，如圖4所示。這種被動聲音管理方法的例子 有聲阻尼材料，例如具有黏彈性表面阻尼板，用以提供寬溫度和頻率范圍 的高阻尼。吸聲材料，例如聲學(xué)泡沫29可以提供最小厚度的應(yīng)用到集氣室 20的金屬板表面以減少振動的泡沬層和最大的吸聲效果。聲屏障材料，例 如具有減少撞擊噪音的泡沫的用以阻止空氣載聲的重乙烯基屏障27，提供 最大的聲音衰減和傳播損耗。將被動聲學(xué)材料和主動聲音控制系統(tǒng)30結(jié) 合，可以提供高性能的噪音控制系統(tǒng)，如圖4所示。
現(xiàn)參照圖5-8，可以用內(nèi)壁22將集氣室20分成多個分立的小室24。每 個小室24具有安裝在其中的噪音控制系統(tǒng)，例如揚聲器35和振動生成器 36。每個小室24將具有固有的聲共振。該聲共振可以用于放大由噪音控制 系統(tǒng)30生成的抵消噪音。這樣，就可以用簡單硬件或軟件系統(tǒng)實現(xiàn)低成本 和高性能的主動噪音控制。盡管附圖中表示了五個小室24，但是集氣室中 小室24的數(shù)量將根據(jù)集氣室20的幾何形狀、所使用的噪音控制系統(tǒng)30的具 體情況以及所需效果來提供，以下將對此詳細(xì)說明。因為各個小室24會承 受不同的生成噪音能量，所以控制器25可操作用以獨立控制小室24內(nèi)的每 個揚聲器35和/或振動器36，以使每個小室24產(chǎn)生不同的對應(yīng)于穿過小室24 的噪音能量的噪音消除能量。
如圖7-8所示，通過提供多組吊架(圖中未表示)可以使內(nèi)壁22在集 氣室20內(nèi)發(fā)生位置變化，內(nèi)壁22可以安裝在上述鉸鏈上。這樣，小室24可 以具有不同的幾何形狀和隨之而來的不同的聲共振。因此，各小室24可以為乘客廂12的不同部分定尺寸并調(diào)整成提供不同的想要的結(jié)果。例如，如 果發(fā)動機(jī)生成的某些聲音和/或某些路面噪音被認(rèn)為是車輛10的駕駛員所 需的，而該噪音對車輛10相對一側(cè)的乘客來說是不想要的，則可以對相應(yīng) 的小室24進(jìn)行設(shè)置，以這樣的方式為放大噪音消除能量提供所需的聲學(xué)模 式，g卩，使某些噪音頻率穿過集氣室20到達(dá)乘客廂12的駕駛員側(cè)，而排除 這些頻率進(jìn)入乘客廂12的乘客側(cè)。此外，小室24可以設(shè)置成相對于噪音消 除系統(tǒng)30將要采用的聲音消除或聲音整形策略優(yōu)化揚聲器35的包裝和/或 振動器36的輸出功率。
將智能材料應(yīng)用在各小室24的壁上可使每個小室24能以選定的方式 變化，改變小室的聲共振，并且還使小室對穿過集氣室小室24傳播到乘客 廂12的振動能量的阻尼效果發(fā)生改變。智能材料的使用可代替或加在被動 聲學(xué)材料，例如圖4所示的吸聲材料29或聲屏障材料27上。智能材料定義 為具有這樣的材料特性的材料，即，其基于加在該材料上的電流而發(fā)生變 化，使得形狀或阻尼特性可以選擇性控制。這種智能材料包括壓電 (piezoelectric)禾才茅斗、磁流變(magneto陽rheological， MR)禾才料、電流變 (electro-rheological， ER)禾才茅斗以及電磁月莫(electro-magnetic film)。
壓電材料具有兩個相互關(guān)聯(lián)的獨特特性。當(dāng)壓電材料變形時，其放出 微小但可測的放電。替換地，當(dāng)電流通過壓電材料時，其經(jīng)受明顯的尺寸 增加(體積變化可達(dá)4%)，這將影響小室的音響效果。另一種類似的方 法是使用電流變(ER)和磁流變(MR)材料。這些智能材料在加以磁場 或電場時，可以在毫秒范圍內(nèi)從粘稠的流體(類似于機(jī)油)轉(zhuǎn)變成近似固 體的物質(zhì)。當(dāng)磁場或電場撤除時，該效應(yīng)可以很快完全逆轉(zhuǎn)。當(dāng)加以磁場 時，MR流體經(jīng)受黏度變化，ER流體在電場中經(jīng)受類似的變化。各種類型 的智能材料組合物變化范圍很大。最普遍的MR流體形式由微小鐵顆?；?懸在油中組成，ER流體可以像牛奶巧克力或玉米淀粉和油一樣簡單。MR 流體正發(fā)展用于汽車減震、抑制洗衣機(jī)振動、假肢、健身器材以及機(jī)器部 件的表面拋光。ER流體已經(jīng)主要用于離合器和閥門，以及用于發(fā)動機(jī)底座， 其設(shè)計成減少車輛的噪音和振動。當(dāng)電流施加到電磁膜上時，電磁膜改變 阻尼特征。
將這些智能材料應(yīng)用在小室24的壁上，或者，即使雙艙壁集氣室20不 分成小室24、應(yīng)用在雙艙壁集氣室20的壁上，都能使控制器20獨立地選擇 性改變各個小室24的聲振動，而且也改變各個小室24的振動阻尼特征。通 過用用于各個小室24的獨立電路將智能材料電連結(jié)至控制器25，控制器25 可以響應(yīng)環(huán)境傳感器31感應(yīng)到的運行環(huán)境條件的改變、或響應(yīng)反應(yīng)傳感器 32檢測到的噪音控制系統(tǒng)30的效果來改變各個小室的聲振動。
應(yīng)該理解，上述用于解釋本發(fā)明原理的對部件的細(xì)節(jié)、材料、步驟和 排列的說明和闡述可以發(fā)生改變，并且所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀本 公開之后，在本發(fā)明的原理和保護(hù)范圍內(nèi)也可以做出這樣的改變。以上對 本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行了說明，然而，基于該說明的思想也可以用于其 它實施例中，而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
例如，本噪音控制系統(tǒng)可以調(diào)整和擴(kuò)展，以用于其它車輛結(jié)構(gòu)中，例 如車輪擋泥板和行李箱，只要可以在車輛結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)可以實現(xiàn)箱式結(jié) 構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)動車輛，包含底盤，其確定發(fā)動機(jī)艙和縱向間隔的乘客廂；發(fā)動機(jī)，其安裝在上述發(fā)動機(jī)艙中并可運行生成噪音能量；橫向的箱式結(jié)構(gòu)，其設(shè)在上述發(fā)動機(jī)艙和上述乘客廂之間、從上述發(fā)動機(jī)傳播到上述乘客廂的噪音能量的傳遞路徑中；安裝到上述箱式結(jié)構(gòu)的壁上的智能材料，上述智能材料可操作以選擇性地改變其特有特性；以及噪音控制系統(tǒng)，其包括可操作地連結(jié)至上述智能材料的控制器，用以改變上述特有特性，使上述箱式結(jié)構(gòu)的聲振動發(fā)生變化，以改變對穿過上述箱式結(jié)構(gòu)的噪音能量的傳播的控制效果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動車輛，其特征在于，所述噪音控制系統(tǒng) 還包括位于上述箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)的抵消噪音生成裝置，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連接至上述抵消噪音生成裝 置，以控制其運行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)動車輛，其特征在于，上述噪音控制系統(tǒng) 還包括連結(jié)至上述控制器的環(huán)境傳感器，用以提供表示與上述生成噪音能 量有關(guān)的運行環(huán)境條件的信號，以及位于上述乘客廂內(nèi)并連結(jié)至上述控制 器的反應(yīng)傳感器，用以提供表示到達(dá)上述乘客廂的生成噪音能量的信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)動車輛，其特征在于，上述箱式結(jié)構(gòu)由縱 向延伸的內(nèi)壁分成小室，上述智能材料應(yīng)用在每個上述小室上，上述抵消 噪音生成裝置安裝在每個上述小室內(nèi)，使得上述控制器可以獨立于其它上 述小室操作每個上述小室。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)動車輛，其特征在于，上述智能材料選自 由壓電材料、電流變材料、磁流變材料和電磁膜組成的群組。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)動車輛，其特征在于，上述內(nèi)壁可以位于 不同的橫向隔開的位置，以向各個小室提供不同的幾何構(gòu)造，導(dǎo)致相應(yīng)的 不同的固有聲共振。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)動車輛，其特征在于，橫向的箱式結(jié)構(gòu)為 連接到儀表板的雙艙壁集氣室，其中該儀表板位于上述乘客廂中的前方位 置，上述抵消噪音生成裝置包括安裝在每個小室中、并電連結(jié)至上述控制 器的揚聲器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)動車輛，其特征在于，上述乘客廂分成駕 駛員側(cè)和乘客側(cè)，操作與上述駕駛員側(cè)相應(yīng)的小室使得某些生成噪音能量 穿過小室進(jìn)入上述駕駛員側(cè)，同時操作與上述乘客側(cè)相應(yīng)的小室以消除上 述某些生成噪音能量。
9. 一種用于機(jī)動車的噪音控制系統(tǒng)，該機(jī)動車具有制造生成噪音能量 的噪音生成裝置和接收上述生成噪音能量的乘客廂，其包含箱式結(jié)構(gòu)，其位于在上述噪音生成裝置和乘客廂之間延伸的傳遞路徑 上；以及安裝到上述箱式結(jié)構(gòu)的壁上的智能材料，上述智能材料可操作，以響 應(yīng)應(yīng)用在其上的剌激選擇性地改變其特有特性，上述智能材料可操作，以 改變上述箱式結(jié)構(gòu)的聲音傳播特性。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的噪音控制系統(tǒng)，其特征在于，上述智能材 料可操作地與控制器連結(jié)，以提供上述剌激，用于選擇性地改變上述聲音 傳播特性。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的噪音控制系統(tǒng)，其特征在于，還包含位于上述箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)的抵消噪音生成裝置，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連接至上述抵消噪音生成裝 置，以控制其運行。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的噪音控制系統(tǒng)，其特征在于，上述箱式結(jié) 構(gòu)被內(nèi)壁分成橫向間隔的小室，每個上述小室具有安裝在其壁上的上述智 能材料和安裝在其中的抵消噪音生成裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的噪音控制系統(tǒng)，其特征在于，上述智能材 料選自由壓電材料、電流變材料、磁流變材料和電磁膜組成的群組。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的噪音控制系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要 求11所述的噪音控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)壁可以位于不同的橫向 間隔位置，以向各個小室提供不同的幾何構(gòu)造，導(dǎo)致相應(yīng)的不同固有聲共 振。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的噪音控制系統(tǒng)，其特征在于，橫向的箱式 結(jié)構(gòu)為連接到儀表板的雙艙壁集氣室，其中該儀表板位于上述乘客廂中的 前方位置，上述抵消噪音生成裝置包括安裝在每個小室中、并電連結(jié)至上 述控制器的揚聲器。
16. —種在機(jī)動車中控制噪音能量傳播的方法，該機(jī)動車具有制造生 成噪音能量的噪音生成裝置和接收上述生成噪音能量的乘客廂，該方法包 含以下步驟用橫向延伸的箱式結(jié)構(gòu)沿著在上述噪音生成裝置和上述乘客廂之間 延伸的傳遞路徑截取上述生成噪音能量；向上述箱式結(jié)構(gòu)應(yīng)用智能材料，上述智能材料可操作，以響應(yīng)應(yīng)用在 其上的剌激選擇性地改變其特有特性，上述智能材料可操作，以改變上述 箱式結(jié)構(gòu)的聲音傳播特性；以及提供可操作地連結(jié)至上述智能材料的控制器，以提供上述刺激，用于 選擇性地改變上述聲音傳播特性，上述控制器可操作，以通過刺激上述智能材料改變上述箱式結(jié)構(gòu)的上述聲音傳播特性，以減少上述生成噪音能量 向上述乘客廂內(nèi)的傳播。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包含以下步驟用連結(jié)至上述控制器的環(huán)境傳感器感應(yīng)運行環(huán)境條件，以提供表示上 述運行環(huán)境條件的信號，該運行環(huán)境條件與上述生成噪音能量有關(guān)；以及用位于上述乘客廂內(nèi)、并連結(jié)至上述控制器的反應(yīng)傳感器感應(yīng)生成噪 音能量進(jìn)入上述乘客廂的傳播，以提供表示到達(dá)上述乘客廂的生成噪音能 量的信號；以及上述由控制器提供上述刺激的步驟，是響應(yīng)由上述環(huán)境和反應(yīng)傳感器 提供給控制器的信號而進(jìn)行的。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包含以下步驟由位于上述箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)的抵消噪音生成裝置生成抵消噪音能量，上述 控制器可操作地連結(jié)至上述抵消噪音生成裝置，以響應(yīng)上述接收自上述環(huán) 境和反應(yīng)傳感器的上述信號，控制其運行。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包含以下步驟-通過在上述箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)安放縱向延伸的內(nèi)壁將上述箱式結(jié)構(gòu)分成小室；將上述抵消噪音能量生成裝置安放在每個上述小室中；上述應(yīng)用步驟，將上述智能材料安放在每個上述小室中；以及上述提供可操作地連結(jié)至上述智能材料的控制器的步驟，以獨立的電 路將上述智能材料安放在每個上述小室中，使得每個上述小室可以相對于 對上述智能材料刺激和生成上述抵消噪音能量而獨立地運行。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，上述縱向延伸的內(nèi)壁 可以位于上述箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)不同的橫向間隔的位置，以向各小室提供不同的 幾何構(gòu)造，導(dǎo)致響應(yīng)的不同固有聲振動，上述乘客廂分成駕駛員側(cè)和乘客側(cè)，運行對應(yīng)于上述駕駛員側(cè)的上述小室內(nèi)的上述智能材料和上述抵消噪 音生成裝置，使得部分生成噪音能量穿入上述駕駛員側(cè)，運行對應(yīng)于上述 乘客側(cè)的小室內(nèi)的上述智能材料和抵消噪音生成裝置，以消除上述部分生 成噪音能量。
全文摘要
一種箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)可操作的噪音控制系統(tǒng)，該箱式結(jié)構(gòu)由車輛儀表板的雙艙壁集氣室提供，該雙艙壁集氣室位于傳遞路徑中，噪音沿該傳遞路徑從生成噪音的聲源傳播到汽車乘客廂中的噪音接收處。該集氣室分成分立的集氣室，在各集氣室內(nèi)提供安裝到集氣室壁上的智能材料，其可操作用于選擇性改變小室的特有特性，以使集氣室的聲共振發(fā)生變化，并改變對穿過其的噪音傳播的控制效率。將控制器連結(jié)至該智能材料，以響應(yīng)消除噪音的需求而改變上述智能材料的特有特性。
文檔編號G10K11/178GK101206856SQ200710195779
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者安倍武, 羅伯特·G·瑞班特二世, 鄭明德 申請人:福特全球技術(shù)公司