DE102005052630A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung der Lästigkeit von Quietschgeräuschen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bewertung der Lästigkeit von Quietschgeräuschen Download PDF

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Fawzi Attia
Michael Fischer
Winfried Keiper
Thomas Zöller
Uwe Bretz
Mats Karlsson
Uwe Martin
Michael Raquet
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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Bewertung der Lästigkeit von Quietschgeräuschen innerhalb eines beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs oder beim Betrieb einer dessen Komponenten erzeugten Schallsignals, bei dem DOLLAR A - das Vorliegen wenigstens eines Quietschgeräusches erfasst wird, DOLLAR A - dieses wenigstens eine Quietschgeräusch hinsichtlich wenigstens zweier vorbestimmter Merkmale bewertet wird und DOLLAR A -aus den wenigstens zwei Bewertungen dieses wenigstens einen Quietschgeräusches eine die Lästigkeit dieser wenigstens einen Quietschgeräusches charakterisierende Größe ermittelt wird.

Description

  • Beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs oder von dessen Komponenten entstehende Geräusche erweisen sich häufig für den Fahrer und die Umwelt als lästig und sollten soweit wie möglich detektiert werden, um dann Geräuschminderungsmaßnahmen zu ermöglichen.
  • Aus der DE 102 60 723 A1 ist ein Verfahren zur Unterdrückung von Schaltgeräuschen bei der Testansteuerung von Ventilen und Pumpen im Hydrauliksystem eines Bremskreises bekannt. Die Ansteuerung erfolgt dabei über ein so kurzes Zeitintervall, dass keine mechanische und geräuschverursachende Reaktion des angesteuerten Bauteils erfolgt.
    •
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung der Lästigkeit bzw. der Störens bzw. des Störgrades von Quietschgeräuschen bzw. der Lästigkeit von im wesentlichen montonalen Geräuschen innerhalb eines beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs oder beim Betrieb einer dessen Komponenten erzeugten Schallsignals, bei dem
    • – das Vorliegen wenigstens eines Quietschgeräusches erfasst wird,
    • – dieses wenigstens eine Quietschgeräusch hinsichtlich wenigstens zweier vorbestimmter Merkmale bewertet wird und
    • – aus den wenigstens zwei Bewertungen dieses wenigstens einen Quietschgeräusches eine die Lästigkeit dieser wenigstens einen Quietschgeräusches charakterisierende Größe ermittelt wird.
  • Die Kenntnis eines objektiven Maßes für die Lästigkeit von Quietschgeräuschen erlaubt es, eine Entscheidung zu treffen, ob die Quietschgeräusche hinnehmbar sind oder ob Gegenmaßnahmen erforderlich sind. Zur Bewertung der Lästigkeit wird eine Größe ermittelt, welche angibt, wie stark bzw. in welchem Maße das Quietschbereich vom menschlichen Ohr als störend oder unangenehm empfunden wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Quietschgeräuschen um Bremsquietschgeräusche handelt. Quietschende Bremsen erweisen sich sowohl für die Umwelt als auch für den Fahrer als wesentliche Lärmbelästigung.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
    • – dass das Quietschgeräusch anhand des Auffindens eines Maximums in einem Amplitudenspektrum des Schallsignals detektiert wird und dass die wenigstens zwei Merkmale der folgenden Merkmalsaufzählung entnommen sind, welche als Merkmale
    • – die zeitliche Länge des Quietschgeräusches,
    • – den maximalen Pegelwert des gewichteten Amplitudenspektrums,
    • – den maximalen Pegelwert eines aus dem Amplitudenspektrum durch Glättung und Gewichtung gewonnenen gewichteten und geglätteten Spektrum,
    • – die spezifische Lautheit des Signals,
    • – das Produkt aus der zeitlichen Länge des Quietschsignals und dem maximalen Pegelwert des gewichteten und geglätteten Spektrums,
    • – das Produkt aus der zeitlichen Länge des Quietschsignals und dem maximalen Pegelwert des gewichteten Spektrums, und
    • – das Produkt aus der zeitlichen Länge und der spezifischen Lautheit des Signals enthält.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
    • – dass für jedes der wenigstens zwei Merkmale bei dem wenigstens einen Quietschgeräusch eine Einzelbewertungszahl ermittelt wird
    • – aus den wenigstens zwei ermittelten Einzelbewertungszahlen die die Lästigkeit des Quietschgeräusches charakterisierende Größe ermittelt wird.
  • Durch die Einzelbewertungszahl wird für jedes Quietschgeräusch für jedes Merkmal angegeben, wie wesentlich dieses für die Ermittlung der Lästigkeit ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
    • – dass es sich bei dem wenigstens einen Quietschgeräusch um wenigstens ein während eines einzelnen Bremsvorgangs auftretendes Bremsenquietschgeräusch handelt,
    • – dass für jedes der wenigstens zwei Merkmale durch Verknüpfung der für das jeweilige Merkmal für jedes Bremsenquietschgeräusch ermittelten Einzelbewertungszahlen eine Merkmalsbewertungszahl gebildet wird und
    • – aus den wenigstens zwei ermittelten Merkmalsbewertungszahlen eine die Lästigkeit der während des Bremsvorgangs auftretenden Quietschgeräusche charakterisierende Einzellästigkeitsgröße ermittelt wird.
  • Damit werden alle Quietschereignisse eines Bremsvorgangs zusammengefasst und ein objektives Maß, d.h. die Einzellästigkeitsgröße, für die gesamte Lästigkeit des Quietschens während des Bremsvorgangs bestimmt. Insbesondere wird dabei berücksichtigt, dass mehrfaches Bremsenquietschen während desselben Bremsvorgangs auftritt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verknüpfung um eine Addition, insbesondere eine gewichtete Addition, handelt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
    • – dass aus den wenigstens zwei Merkmalsbewertungszahlen durch eine gewichtete Addition eine erste Zwischengröße ermittelt wird und
    • – aus der ersten Zwischengröße die die Lästigkeit des Quietschgeräusches charakterisierende Größe ermittelt wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einzellästigkeitsgröße aus der ersten Zwischengröße gemäß der Beziehung
    Figure 00030001
    ermittelt wird, wobei a, b und c wählbare Parameter sind, OV die erste Zwischengröße ist und bonisqueal die Einzellästigkeitsgröße ist.
  • Durch die Wählbarkeit an a, b und c stehen 3 Freiheitsgrade für eine möglichst objektive und aussagekräftige Ermittlung von bonisqueal zur Verfügung.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für die wählbaren Parameter a, b und c die Werte a = 0.016, b = – 23.64375 und c = 2.6327 gewählt werden. Diese Werte haben sich in Versuchen als besonders geeignet erwiesen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass
    • – die Einzellästigkeitsgröße auf den nächsten ganzzahligen Wert gerundet wird und
    • – die Einzellästigkeitsgröße auf den Wert 1 gesetzt wird, falls für die Einzellästigkeitsgröße ein Wert kleiner als 1 ermittelt wird und
    • – dass die Einzellästigkeitsgröße auf den Wert 10 gesetzt wird, falls für die Einzellästigkeitsgröße ein Wert größer als 10 ermittelt wird.
  • Damit findet eine Klassifizierung der Einzellästigkeitsgrößen, d.h. eine Einordnung in diskrete Klassen statt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
    • – dass wenigstens zwei Bremsvorgänge durchgeführt werden,
    • – dass eine die Lästigkeitsgröße der während der Bremsvorgänge auftretenden Quietschgeräusche charakterisierende Gesamtlästigkeitsgröße ermittelt wird,
    • – wobei in die Gesamtlästigkeitsgröße der Mittelwert der für jeden Bremsvorgang ermittelter Einzellästigkeitsgrößen eingeht, welche eine vorgegebene Bedingung erfüllen. Dadurch ist es möglich, ein objektives Maß für die Lästigkeit der Quietschgeräusche einer Anzahl von Bremsvorgängen zu ermitteln.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der vorgegebenen Bedingung um das Unterschreiten eines Schwellenwert, insbesondere des Schwellenwert 9.5, durch die jeweilige Einzellästigkeitsgröße handelt. Das bedeutet anschaulich, dass äußerst geringfügige Quietschgeräusche, welche fast nicht mehr wahrnehmbar sind, nicht berücksichtigt werden. Bzgl. der Zahl 9.5 wird auf 1 verwiesen, dort sind der Lästigkeit der Quietschgeräusche Zahlen zugewiesen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die die Gesamtlästigkeitsgröße zusätzlich additiv ein Term eingeht, in welchen wiederum die Anzahl der durchgeführten quietschbehafteten Bremsvorgänge bezogen auf die Gesamtzahl der Bremsvorgänge, d.h. der prozentuale Anteil der quietschbehafteten Bremsvorgänge, eingeht.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Term aus der Anzahl der durchgeführten quietschbehafteten Bremsvorgänge bezogen auf die Gesamtzahl der Bremsvorgänge mittels einer vorgegebenen Kennlinie ermittelt wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kennlinie um eine monoton fallende Kennlinie handelt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass
    • – die Gesamtlästigkeitsgröße auf den nächsten ganzzahligen Wert gerundet wird und
    • – die Gesamtlästigkeitsgröße auf den Wert 1 gesetzt wird, falls für die Gesamtlästigkeitsgröße ein Wert kleiner als 1 ermittelt wird und
    • – dass die Gesamtlästigkeitsgröße auf den Wert 10 gesetzt wird, falls für die Gesamtlästigkeitsgröße ein Wert größer als 10 ermittelt wird.
  • Damit stehen diskrete Zahlen für den Belästigungsgrad zur Verfügung.
  • Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel zur Durchführung der Verfahren der vorhergehenden Ansprüche.
  • Die vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens äußern sich auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt.
    •
  • Zeichnung
  • Die Zeichnung besteht aus den 1 bis 5.
  • 1 zeigt eine Bewertungsskala, in welcher der Zusammenhang zwischen einer die Lästigkeit eines Quietschgeräusches angebenden Bewertungszahl und dem Grad der Lästigkeit angegeben ist.
  • 2 zeigt in schematischer Art und Weise die Extraktion von Merkmalen aus einem Quietschsignal.
  • 3 zeigt beispielhaft in Ordinatenrichtung einen Korrekturterm. Dabei ist in Abszissenrichtung die Größe NP, d.h. das Verhältnis von quietschbehafteten Bremsvorgängen und der Gesamtzahl von Bremsvorgängen in % dargestellt.
  • 4 zeigt den Frequenzgang verschiedener Bewertungsfilter in Abhängigkeit von der Frequenz.
  • 5 zeigt den grundlegenden Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur objektiven Bewertung der Lästigkeit von insbesondere bremserregten Quietschgeräuschen. Die Bewertung erfolgt dabei auf einer zehnteiligen Skala mit diskreten Stufen von 1 bis 10. Dabei bedeuten
    1 = sehr unangenehmes Quietschen,
    ...,
    10 = kein Quietschen wahrnehmbar.
  • Der berechnete Index, auch „Brake Objective Noise Index Squeal" oder „BONI-Sgueal" genannt, besitzt, bezogen auf die empfundene Lästigkeit, eine hohe Übereinstimmung zur menschlichen Wahrnehmung. Nach Extraktion physikalischer und psychoakustischer Merkmale aus dem Zeitsignal eines Quietschgeräusches wird durch Kombination dieser Merkmale der Bewertungsindex gebildet.
  • Ein solcher Index kann beispielsweise bei der Applikation oder der Endabnahme von Kraftfahrzeugbremsen eingesetzt werden. Hier werden häufig Fahrzeuge durch verschiedene Testfahrer auf definierten Teststrecken gefahren und Bremsengeräusche, vor allem Quietschen, subjektiv beurteilt. Dabei kann es sowohl zu starken Abweichungen zwischen den Bewertungen verschiedener Fahrer als auch zwischen den Bewertungen ein- und desselben Fahrers kommen, obwohl physikalisch identische Quietschsignale vorliegen. Die Erfindung ermöglicht es, durch Verarbeitung von aufgezeichneten Luftschallsignalen einen Bewertungsindex zu berechnen, welcher der durchschnittlich empfundenen Lästigkeit des Geräusches entspricht. Dieser Bewertungsindex ermöglicht bereits in der Applikationsphase eine zuverlässige und objektive Aussage über die Geräuschqualität einer Bremse. Die hohe Korrelation des Bewertungsindex zur durchschnittlichen Lästigkeitsempfindung des Menschen wurde in umfangreichen Hörversuchen nachgewiesen.
  • Das Verfahren liefert einen Bewertungsindex für die Lästigkeit von insbesondere bremserregten Quietschgeräuschen, welcher Werte von 1 bis 10 auf einer Ordinalskala annehmen kann. Dabei haben die einzelnen Werte die aus 1 ersichtlichen Bedeutungen, wobei ein höherer Wert jeweils geringere Lästigkeit indiziert.
  • Dabei werden in einem aufgezeichneten Luftschallsignal x(t) eventuell vorhandene Quietschgeräusche ermittelt. In der Praxis kann x(t) z.B. ein Mikrofonsignal aus dem Fahrzeuginnenraum sein. Zunächst müssen die Quietschgeräusche in x(t) durch ein geeignetes Verfahren erkannt und nach ihrer Frequenz-Zeit-Struktur beschrieben werden. Nach der Analyse von x(t) durch ein solches Verfahren liegen die folgenden Größen für jedes detektierte Quietschsignal bzw. Quietschereignis q mit q = 1, 2, ..., Nq vor:
    • – Startzeitpunkt tqstart und Endzeitpunkt tqend des Quietschsignals q,
    • – Mittenfrequenz fq des Quietschsignals q,
    • – Luftschallpegel Lq für das Quietschsignal q
  • Nq ist die Anzahl der Quietschereignisse. Bereits während eines einzelnen Bremsvorgangs können mehrere Quietschereignisse auftreten.
  • Für jedes gefundene Quietschereignis q werden M verschiedene Merkmale Mqi für einen Ausschnitt xq(t) aus dem Signal x(t) berechnet. Dabei kennzeichnet Mqi den Wert des Merkmals i für das Quietschereignis q.
  • Ein solches Quietschereignis ist in 2 dargestellt. Dabei ist in der oberen Hälfte von 2 in Ordinatenrichtung eine Luftschallsignal x(t) über der in Abszissenrichtung weisenden Zeit t aufgetragen. Zwischen den Zeitpunkten tqstart und tqend wurde das Vorliegen eines Quietschsignals detektiert. Deshalb wird zwischen diesen beiden Zeitpunkten das Signal mit xq(t) bezeichnet. Während dieses Zeitausschnitts, d.h. während des Vorliegens des Quietschereignisses, werden für das Quietschsignal verschiedene Merkmale Mqi berechnet. Einige dieser Merkmale ergeben sich durch eine Verknüpfung bereits berechneter Merkmale, z.B. durch deren Multiplikation.
  • Beispielsweise werden aus xq(t) die folgenden Merkmale Mq0, ..., Mq6 berechnet:
    • 1) Mq0: Dauer des Quietschereignisses q. Die Dauer wird mit dq bezeichnet und ergibt sich aus dq = tqend – tqstart
    • 2) Mq1 : A-gewichteter Terzpegel Lq(A)
    • 3) Mq2: A-gewichteter maximaler Pegel Lqpeak(A) aus Spitzenwertspektrum
    • 4) Mq3: spezifische Lautheit Ns nach ISO 532 B bzw. DIN 45631
    • 5) Mq4: Produkt aus Dauer und A-gewichtetem Terzpegel, d.h. dq·Lq(A)
    • 6) Mq5: Produkt aus Dauer und A-gewichtetem Spitzenwertpegel, d.h. dq·Lqpeak(A)
    • 7) Mq6: Produkt aus Dauer und spezifischer Lautheit, d.h. dq·Ns
  • Unter dem Begriff der A-Gewichtung versteht man die Multiplikation eines Spektrums mit der in 4 dargestellten A-Bewertungskurve. Dazu ist in 4 ein relativer Schalldruckpegel in dB über der Frequenz in Hz aufgetragen. Die A-Bewertungskurve ist mit A markiert. Diese Kurve berücksichtigt die Frequenzabhängigkeit der Lautstärkeempfindung des Menschen. Zum Beispiel ist eine tiefe Frequenz wie 50 Hz erst ab viel höheren Schalldruckpegeln wahrnehmbar als ein Ton bei 1000 Hz. Gewichtet man ein Spektrum mit einer A-Kurve, dann werden tiefe und hohe Töne gedämpft und Frequenzen um 1000–6000 Hz kaum verändert. Die Pegel im A-gewichteten Spektrum bei unterschiedlichen Frequenzen sind im Hinblick auf ihre Lautstärkeempfindung durch den Menschen dann direkt vergleichbar. Als konkretes Beispiel werde ein ungewichtetes Spektrum mit den folgenden beiden darin enthaltenen Tönen betrachtet:
    • – Ton bei 50 Hz mit einem Schalldruckpegel von 50 dB und
    • – Ton bei 1000 Hz mit einem Schalldruckpegel von 20db.
  • Die Gewichtung mit einer A-Kurve führt zu
    • – einer Dämpfung von 30 dB bei 50 Hz. Damit ergibt sich ein A-gewichteter Pegel von 20 dB bei 50 Hz, sowie
    • – einer Dämpfung von 0 dB bei 1000 Hz. Damit ergibt sich ein A-gewichteter Pegel von 20 dB bei 1000 Hz.
  • Damit werden beide Töne bei einem jeweiligen A-gewichteten Pegel von 20 dB als gleich laut empfunden.
  • Die Lautheit Ns ist eine weitere Größe, die das Lautheitsempfinden des Menschen wiedergibt. In dieser in der ISO 532 B genormten Größe sind viele Effekte wie z.B. die Maskierung einzelner Töne durch andere, lautere Töne und die Lautheitsempfindung abhängig vom Pegel berücksichtigt.
  • Das Spektrum eines Zeitsignals kann berechnet werden, indem das Zeitsignal in gleichlange Abschnitte unterteilt wird, für die jeweils ein Spektrum berechnet wird. Die Abschnitte können sich dabei überlappen und zur Verbesserung der Ergebnisse ggf. vor der Berechnung des Spektrums noch mit einer Fensterfunktion gewichtet werden. Das Gesamtspektrum des Signals wird dann durch Mittelung der einzelnen Spektren berechnet, indem jeweils alle Werte bei derselben Frequenz gemittelt werden. Im Gegensatz dazu erhält man ein Spitzenwertspektrum aus den angesprochenen Einzelspektren, indem man jeweils für jede Frequenz in jedem Spektrum den Maximalwert sucht und diesen dann entsprechend im resultierenden Spitzenwertspektrum aufträgt.
  • Für den praktischen Anwendungsfall der Erkennung von Bremsenquietschen wird ein geglättetes Spektrum durch arithmetische Mittelung der Schalldruckpegel des ungeglätteten Spektrums in Frequenzabschnitten von 1 Terz gebildet. Der Pegel dieses geglätteten Spektrums, welches auch als Terzspektrum bezeichnet wird, wird auch als Terzpegel bezeichnet.
  • Es ist möglich, die Werte für diese Merkmale mittels einer FFT-Analyse zu gewinnen (FFT = „Fast Fourier Transform"). Für die FFT-Analyse haben sich die folgenden Einstellungen als geeignet erweisen: FFT-Länge = 4096 Abtastpunkte, Überlappung der Zeitfenster = 50%, Gewichtung mit Hanning-Fenster.
  • Um in den weiteren Berechnungen zu einem ein Quietschereignis beschreibenden Index zu gelangen, werden alle Merkmale Mqi, d.h. die Merkmale der Art i bzw. die i-ten Merkmale für das Quietschereignis q, derjenigen Quietschereignisse q aus dem Signal x(t) jeweils für sich zusammengefasst, welche zeitlich simultan auftreten oder sich zeitlich überlappen. Auch zeitlich nicht überlappende Quietschereignisse, die von demselben Bremsvorgang stammen, können optional dazugenommen werden.
  • Das Zusammenfassen geschieht jeweils durch Addition aller Merkmale Mqi der Art i zu einer Merkmalssumme, welche mit dem merkmalspezifischen Faktor Ci normiert wird und so die normierte Merkmalsumme FSi FSi = Ci·Σq(Mgi), ergibt. Ci nimmt typischerweise Werte zwischen 0.01 und 1 an.
  • Dabei kennzeichnet Σq eine Summation über alle Quietschereignisse q. Damit liegt für jedes Merkmal der Art i, also für Mq0, Mq1, ..., Mq6 jeweils eine Merkmalssumme FSi, also FS0, FS1, ..., FS6 vor. Hier soll betont werden, dass die Summe FSi sich auch nur über ein Quietschereignis erstrecken kann, d.h. die Merkmalssumme umfasst nur einen Summanden.
  • Anschließend werden alle normierten Merkmalsummen mit einem merkmalsummenspezifischen Faktor Ki gewichtet und addiert, damit erhält man ΣiKi·FSi.
  • Im Ausführungsbeispiel mit den Merkmalen Mq0, Mq1, ..., Mq6 wird dabei über i = 0, 1, ..., 6 summiert.
  • Nach einer Normierung mit Σi Ki erhält man damit eine objektive Größe OV, welche die zusammengefassten Quietschereignisse q repräsentiert: OV = Σi(Ki·FSi)/(Σi Ki).
  • Durch Einsetzen der objektiven Größe OV in die Gleichung
    Figure 00100001
    wird der objektive Bewertungsindex bonisqueal berechnet. Dabei ist bonisqueal für Werte von 1 bis 10 definiert, so dass der anhand von Gleichung (1) errechnete Wert
    • – auf 1 gesetzt wird, falls die Gleichung (1) ein Ergebnis kleiner als 1 liefert und
    • – auf 10 gesetzt wird, falls (1) ein Ergebnis größer als 10 liefert.
  • a, b und c sind wählbare Parameter. Ki nimmt typischerweise Werte zwischen 1 und 10 an.
  • Zur weiteren Vereinfachung ist es im Hinblick auf die durchschnittliche menschliche Bewertungsgenauigkeit sinnvoll, den errechneten Wert bonisqueal auf ganzzahlige Werte zu runden.
  • Für das beschriebene Verfahren haben sich die folgenden Werte für die Parameter a, b und c als besonders gut geeignet erwiesen:
    a = 0,016,
    b = – 23,64375
    c = 2,6327
  • Die Größe bonisqueal ist die Bewertungsgröße für die Lästigkeit eines einzelnen Quietschgeräusches oder einer Reihe von Quietschgeräuschen.
  • Im praktischen Fahrzeugtest werden sehr viele Bremsungen und/oder Stoppvorgänge unternommen, welche zu einer Messfolge bzw. einer sogenannten „Session" zusammengefasst werden können. Für eine Messfolge bzw. Session wird dann die Häufigkeit von Quietschereignissen festgestellt. Diese Häufigkeit von Quietschereignissen wird bei der Berechnung eines Messfolgen-Bewertungsindex bzw. Session-Bewertungsindex sessionbonisqueal berücksichtigt. Beispielsweise können alle Bremsvorgänge während eines Testzeitraums bzw. Testtages berücksichtigt werden.
  • Dabei wird zunächst der arithmetische Mittelwert über alle während des Testzeitraums bzw. Testtages ermittelten, ungerundeten Bewertungsindizes bonisqueal mit Werten kleiner als 9,5 gebildet. In diesen Mittelwert gehen nur die ermittelten Quietschereignisse ein, nicht quietschbehaftete Bremsvorgänge jedoch nicht.
  • Weiterhin wird das Verhältnis aller mit Quietschen verbundenen Bremsvorgänge bezogen auf die Gesamtzahl der Bremsvorgänge während des Testzeitraums bzw. Testtages ermittelt. Der für dieses Verhältnis ermittelte Wert in % wird als NP bezeichnet.
  • Da die nicht quietschbehafteten Bremsvorgänge in die Ermittlung des arithmetischen Mittelwerts bisher keinen Eingang gefunden haben, wird im folgenden ein als CORRECTION bezeichneter Korrekturterm ermittelt, welcher zum arithmetischen Mittelwert dazuaddiert wird.
  • Die Ermittlung dieses Korrekturterms ist in 3 dargestellt. Dabei ist in Abszissenrichtung die Größe NP, d.h. das Verhältnis von quietschbehafteten Bremsvorgängen und der Gesamtzahl von Bremsvorgängen in % dargestellt.
  • Der Wert 100 bedeutet, dass bei allen Bremsvorgängen Quietschgeräusche auftraten. In Ordinatenrichtung ist der Wert der Korrekturfaktors CORRECTION aufgetragen. Der Korrekturfaktor CORRECTION nimmt im Beispiel für 0 ≤ NP ≤ 10% Werte zwischen 1 und 8 an, für NP < 10% beträgt der Korrekturwert CORRECTION = 0.
  • Dabei wurden in 3 anhand experimenteller Versuche die 6 als schwarze Punkte in das Diagramm eingetragenen Stützstellen festgelegt:
    • 1) Für NP = 0.001 beträgt der Korrekturwert CORRECTION = 8
    • 2) Für NP = 0.01 beträgt der Korrekturwert CORRECTION = 6
    • 3) Für NP = 0.1 beträgt der Korrekturwert CORRECTION = 3
    • 4) Für NP = 1 beträgt der Korrekturwert CORRECTION = 1.5
    • 5) Für NP = 10 beträgt der Korrekturwert CORRECTION = 1
    • 6) Für Werte NP > 10 beträgt der Korrekturwert CORRECTION = 0.
  • Für dazwischenliegende Werte kann z.B. wie eingezeichnet eine lineare Interpolation verwendet werden. Selbstverständlich sind auch andere Verläufe für den Korrekturfaktor und die Festlegung anderer Stützstellen und/oder Stützstellenwerte möglich.
  • Die Bedeutung dieses Korrekturterms wird plausibel, wenn man berücksichtigt, dass gemäß 1 die Lästigkeit des Geräusches für wachsende Werte von bonisqueal sinkt. Sehr kleine Werte von NP in 3 bedeuten, dass nur bei einem sehr geringen Bruchteil der Bremsvorgänge überhaupt Quietschgeräusche auftraten. Deshalb wird mit sinkendem Wert von NP ein immer größerer Wert CORRECTION zu bonisqueal dazuaddiert. Das bedeutet anschaulich, dass die Lästigkeit von Geräuschen abnimmt, je seltener die Geräusche bei einem Bremsvorgang auftreten.
  • Dieser Korrekturterm wird zur noch nicht ganzzahlig gemachten oder bei 1 bzw. 10 abgeschnittenen Größe bonisqueal addiert und anschließend wird die Summe auf ganzzahlige Werte gerundet.
  • Weiter wird die Summe
    • – auf 1 gesetzt wird, falls diese eine Wert kleiner als 1 annimmt
    • – auf 10 gesetzt wird, falls diese einen Wert größer als 10 annimmt.
  • Dieser bei 1 und 10 abgeschnittene und ganzzahlige Wert, welcher als sessionbonisqueal bezeichnet wird, stellt ebenfalls einen objektiven Index dar, welcher die Lästigkeit von Quietschgeräuschen bewertet. Dieser Index ist in 1 dargestellt.
  • Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 5 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Block 500 wird in Block 501 wenigstens ein Bremsvorgang untersucht und bzgl. des Quietschverhaltens ausgewertet. Anschließend wird in Block 502 jedes erfasste Quietschgeräusch bzgl. 6 Merkmalen Mq1, ..., Mq6 bewertet. Für jedes Merkmal gibt es bei jedem Quietschgeräusch eine Einzelbewertungszahl. Anschließend wird in Block 503 durch Verknüpfung der bei jedem Quietschgeräusch für dieses Merkmal gebildeten Einzelbewertungszahlen eine Merkmalsbewertungszahl FSi gebildet. In Block 504 wird aus den Merkmalsbewertungszahlen FSi durch eine gewichtete Addition eine erste Zwischengröße OV ermittelt. Danach wird in Block 505 gemäß der angegebenen Beziehung (1) die Größe bonisqueal ermittelt. Diese stellt ein Maß für die Lästigkeit der während des Bremsvorgangs aufgetretenen Quietschgeräusche dar. In Block 506 wird anschließend abgefragt, ob sich die Auswertung nur über einen Bremsvorgang erstrecken soll. Lautet die Antwort „ja" (in 5 mit „y" gekennzeichnet), d.h. es wird nur ein Bremsvorgang betrachtet, dann wird direkt zum Ende des Verfahrens in Block 508 gesprungen.
  • Lautet die Antwort „nein", (in 5 mit „n" gekennzeichnet), d.h. es werden mehrere Bremsvorgang betrachtet, dann wird in Block 507
    • – der Mittelwert der einzelnen ermittelten Werte von bonisqueal ermittelt und
    • – zusätzlich ein Term f(NP) addiert wird, in welchen die Anzahl der durchgeführten quietschbehafteten Bremsvorgänge bezogen auf die Gesamtzahl der Bremsvorgänge, dieses Verhältnis wird als NP bezeichnet, eingeht.
  • In Block 509 wird daraus die Größe sessionbonisqueal ermittelt, dies ist die Gesamtlästigkeitsgröße für die der während der Bremsvorgänge auftretenden Quietschgeräusche. In Block 508 endet das Verfahren.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Bewertung der Lästigkeit von Quietschgeräuschen innerhalb eines beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs oder beim Betrieb einer dessen Komponenten erzeugten Schallsignals, bei dem – das Vorliegen wenigstens eines Quietschgeräusches erfasst wird (501), – dieses wenigstens eine Quietschgeräusch hinsichtlich wenigstens zweier vorbestimmter Merkmale (Mqi) bewertet wird (502) und – aus den wenigstens zwei Bewertungen dieses wenigstens einen Quietschgeräusches eine die Lästigkeit dieser wenigstens einen Quietschgeräusches charakterisierende Größe ermittelt wird (bonisqueal, sessionbonisqueal, 505, 509).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Quietschgeräuschen um Bremsquietschgeräusche handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass wenigstens eine Quietschgeräusch anhand des Auffindens eines Maximums in einem Amplitudenspektrum des Schallsignals detektiert wird (501) und – dass die wenigstens zwei Merkmale (Mqi) der folgenden Merkmalsaufzählung entnommen sind, welche als Merkmale – die zeitliche Länge des Quietschgeräusches, – den maximalen Pegelwert des gewichteten Amplitudenspektrums, – den maximalen Pegelwert eines aus dem Amplitudenspektrum durch Glättung und Gewichtung gewonnenen gewichteten und geglätteten Spektrum, – die spezifische Lautheit des Signals, – das Produkt aus der zeitlichen Länge des Quietschsignals und dem maximalen Pegelwert des gewichteten und geglätteten Spektrums, – das Produkt aus der zeitlichen Länge des Quietschsignals und dem maximalen Pegelwert des gewichteten Spektrums, und – das Produkt aus der zeitlichen Länge und der spezifischen Lautheit des Signals enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, – dass für jedes der wenigstens zwei Merkmale bei dem wenigstens einen Quietschgeräusch eine Einzelbewertungszahl (Mqi) ermittelt wird (502) und – aus den wenigstens zwei ermittelten Einzelbewertungszahlen (Mqi) die die Lästigkeit des wenigstens einen Quietschgeräusches charakterisierende Größe ermittelt wird (bonisqueal, sessionbonisqueal, 505, 509).
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, – dass es sich bei dem wenigstens einen Quietschgeräusch um wenigstens ein während eines Bremsvorgangs auftretendes Bremsenquietschgeräusch handelt, – dass für jedes der wenigstens zwei Merkmale (Mqi) durch Verknüpfung der für das jeweilige Merkmal für jedes Bremsenquietschgeräusch ermittelten Einzelbewertungszahlen eine Merkmalsbewertungszahl (FSi) gebildet wird (503) und – aus den wenigstens zwei ermittelten Merkmalsbewertungszahlen eine die Lästigkeit der während des Bremsvorgangs auftretenden Quietschgeräusche charakterisierende Einzellästigkeitsgröße ermittelt wird (505, 509).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Verknüpfung um eine Addition, insbesondere um eine gewichtete Addition, handelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass aus den wenigstens zwei Merkmalsbewertungszahlen (FSi) durch eine gewichtete Addition eine erste Zwischengröße (OV) ermittelt wird (504) und – aus der ersten Zwischengröße (OV) die Einzellästigkeitsgröße ermittelt wird (505, bonisqueal).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, – dass die Einzellästigkeitsgröße (bonisqueal) aus der ersten Zwischengröße gemäß der Beziehung
    Figure 00150001
    ermittelt wird, wobei a, b und c wählbare Parameter sind, OV die erste Zwischengröße ist und bonisqueal die Einzellästigkeitsgröße ist (505).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die wählbaren Parameter a, b und c die Werte a = 0.016, b = – 23.64375 und c = 2.6327 gewählt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – die Einzellästigkeitsgröße (bonisqueal) auf den nächsten ganzzahligen Wert gerundet wird und – die Einzellästigkeitsgröße (bonisqueal) auf den Wert 1 gesetzt wird, falls für die Einzellästigkeitsgröße ein Wert kleiner als 1 ermittelt wird und – dass die Einzellästigkeitsgröße (bonisqueal) auf den Wert 10 gesetzt wird, falls für die Einzellästigkeitsgröße ein Wert größer als 10 ermittelt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, – dass wenigstens zwei Bremsvorgänge durchgeführt werden, – dass eine die Lästigkeitsgröße der während der Bremsvorgänge auftretenden Quietschgeräusche charakterisierende Gesamtlästigkeitsgröße (sessionbonisqueal, 509) ermittelt wird, – wobei in die Gesamtlästigkeitsgröße (sessionbonisqueal, 509) der Mittelwert der für jeden Bremsvorgang ermittelter Einzellästigkeitsgrößen (bonisqueal, 505) eingeht, welche eine vorgegebene Bedingung erfüllen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der vorgegebenen Bedingung um das Unterschreiten eines Schwellenwert, insbesondere des Schwellenwert 9.5, durch die jeweilige Einzellästigkeitsgröße (bonisqueal, 507) handelt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – dass in die die Gesamtlästigkeitsgröße (sessionbonisqueal, 509) zusätzlich additiv ein Term eingeht, in welchen wiederum die Anzahl der durchgeführten quietschbehafteten Bremsvorgänge bezogen auf die Gesamtzahl der Bremsvorgänge eingeht (NP).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Term aus der Anzahl der durchgeführten quietschbehafteten Bremsvorgänge bezogen auf die Gesamtzahl der Bremsvorgänge mittels einer vorgegebenen Kennlinie ermittelt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kennlinie um eine monoton fallende Kennlinie handelt.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass – die Gesamtlästigkeitsgröße auf den nächsten ganzzahligen Wert gerundet wird und – die Gesamtlästigkeitsgröße auf den Wert 1 gesetzt wird, falls für die Gesamtlästigkeitsgröße ein Wert kleiner als 1 ermittelt wird und – dass die Gesamtlästigkeitsgröße auf den Wert 10 gesetzt wird, falls für die Gesamtlästigkeitsgröße ein Wert größer als 10 ermittelt wird.
  17. Vorrichtung, enthaltend Mittel zur Durchführung der Verfahren der vorhergehenden Ansprüche.
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