DE102013219914B4

DE102013219914B4 - Method for monitoring vehicle tires on a complete vehicle test bench

Info

Publication number: DE102013219914B4
Application number: DE102013219914.7A
Authority: DE
Inventors: Valentino Caldiero; Miro Pokupec; Michael Herrmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2021-12-23
Anticipated expiration: 2033-10-02
Also published as: DE102013219914A1

Abstract

Verfahren zur Überwachung von Fahrzeug-Reifen an einem Gesamtfahrzeug-Prüfstand, wobei auf jeden der Reifen ein Richtmikrofon gerichtet ist und für jeden Reifen einzeln aus dem mit dem Richtmikrofon gemessenen Schalldruckpegel ein Summenpegel im charakteristischen Frequenzband des Reifens gebildet wird und dann, wenn dieser Summenpegel einen prüfstandsspezifischen Schwellwert überschreitet, eine Maßnahme zur Abschaltung des Betriebs dieses Prüfstands eingeleitet wird.Method for monitoring vehicle tires on an overall vehicle test stand, with a directional microphone directed at each of the tires and a sum level in the characteristic frequency band of the tire being formed for each tire individually from the sound pressure level measured with the directional microphone, and if this sum level is a If the test bench-specific threshold value is exceeded, a measure to shut down the operation of this test bench is initiated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Fahrzeug-Reifen an einem Gesamtfahrzeug-Prüfstand. Zum Stand der Technik wird neben der DE 10 2004 001 439 B4 beispielshalber auf die US 2008/0018441 A1 verwiesen.The invention relates to a method for monitoring vehicle tires on an overall vehicle test stand. The state of the art is next to DE 10 2004 001 439 B4 for example on the US 2008/0018441 A1 referenced.

An Gesamtfahrzeugprüfständen, d.h. Rollen-Prüfständen, auf denen ein Kraftfahrzeug, bspw. PKW, im Fahrbetrieb betrieben wird, gibt es bislang kein zuverlässiges Frühwarnsystem für Reifenplatzer. Ein solcher Reifenplatzer bei hohen Fahrgeschwindigkeiten fügt jedoch einem Versuchsfahrzeug und dessen Messtechnik erheblichen Schaden zu.On total vehicle test stands, i.e. roller test stands on which a motor vehicle, e.g. a car, is operated while driving, there is currently no reliable early warning system for tire blowouts. Such a burst tire at high driving speeds, however, causes considerable damage to a test vehicle and its measurement technology.

Es ist bekannt, dass sich Reifenplatzer im Hochgeschwindigkeitsbereich meist innerhalb eines zweistelligen Sekundenbereichs vor dem Platzen durch eine erhöhte Schallabstrahlung im charakteristischen Frequenzband eines Reifens ankündigen. Diese Geräuschsteigerung kann als Signalveränderung durch eine Luftschallmessung erfasst werden.It is known that burst tires in the high-speed range are usually announced within a two-digit range of seconds before the burst due to increased sound radiation in the characteristic frequency band of a tire. This increase in noise can be recorded as a signal change by means of an airborne sound measurement.

Vorfliegend soll aufgezeigt werden, wie dies an einem Gesamtfahrzeug-Prüfstand im Hinblick auf eine Vermeidung von Reifenplatzern bestmöglich umgesetzt werden kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).The aim here is to show how this can be implemented in the best possible way on a complete vehicle test bench with a view to avoiding burst tires (= object of the present invention).

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Überwachung von Fahrzeug-Reifen an einem Gesamtfahrzeug-Prüfstand, wobei auf jeden der Reifen ein Richtmikrofon gerichtet ist und für jeden Reifen einzeln aus dem mit dem Richtmikrofon gemessenen Schalldruckpegel ein Summenpegel im charakteristischen Frequenzband des Reifens gebildet wird und dann, wenn dieser Summenpegel einen prüfstandsspezifischen Schwellwert überschreitet, eine Maßnahme zur Abschaltung des Betriebs dieses Prüfstands eingeleitet wird.The solution to this problem consists in a method for monitoring vehicle tires on a complete vehicle test stand, with a directional microphone directed at each of the tires and a total level in the characteristic frequency band of the tire being formed for each tire individually from the sound pressure level measured with the directional microphone and then, if this total level exceeds a test bench-specific threshold value, a measure to shut down the operation of this test bench is initiated.

Es werden somit die Schallsignale der Reifen am Gesamtfahrzeugprüfstand mittels Richtmikrofonen, die auf die jeweiligen Reifenflanken gerichtet sind, gemessen, wofür auf jeden zu überwachenden Reifen ein Richtmikrofon gerichtet wird. Aus dem gemessenen Schalldruckpegel wird ein Summenpegel im charakteristischen Frequenzband eines Reifens gebildet. Überschreitet dieser Summenpegel einen püfstandsspezifischen Schwellenwert, so kann dadurch eine Warnsignal oder eine Abschaltsequenz eingeleitet werden. Hierfür muss eine Obergrenze des Summenpegels ermittelt werden, welche in Abhängigkeit der Reifengeschwindigkeit bei einer normalen Prüfstandsfahrt ohne Reifenplatzer auftritt.The sound signals of the tires are thus measured on the overall vehicle test bench by means of directional microphones which are directed at the respective tire flanks, for which purpose a directional microphone is directed at each tire to be monitored. A total level in the characteristic frequency band of a tire is formed from the measured sound pressure level. If this total level exceeds a test stand-specific threshold value, a warning signal or a shutdown sequence can be initiated. For this purpose, an upper limit of the total level must be determined, which occurs depending on the tire speed during a normal test bench run without a burst tire.

Es wurde beispielsweise an einem Reifenprüfstand festgestellt, dass bei einem bevorstehenden Reifenplatzer im Frequenzband zwischen 500 und 2500 Hz der so ermittelte Summenpegel einen um den Faktor 3,16 vervielfachten Schalldruck aufweist; dies entspricht einer Verzehnfachung der Schallenergie. Diese Erhöhung des Schalldruckpegels kann als Auslöser für ein Abschaltsignal des Prüfstandes genutzt werden.For example, it was found on a tire test stand that in the event of an impending burst tire in the frequency band between 500 and 2500 Hz, the total level determined in this way has a sound pressure multiplied by a factor of 3.16; this corresponds to a tenfold increase in the sound energy. This increase in the sound pressure level can be used as a trigger for a switch-off signal from the test stand.

An einem Gesamtfahrzeug-Prüfstand strahlen während einem Versuch im Prüfstand viele Schallquellen Schall ab. Die dominantesten Schallquellen sind das Reifengeräusch, das Windgeräusch und die vom Motor des Fahrzeugs induzierten Geräusche. Am Gesamtfahrzeugprüfstand erwies sich dabei ein Frequenzband zwischen 1000 Hz und 3000 Hz als optimal für die Auswertung der Schallabstrahlung der Reifen. Um die störenden Einflüsse des Windes und des Motors am Gesamtfahrzeugprüfstand zu minimieren, werden für die Reifenüberwachung gerichtete Mikrofone verwendet. Diese haben den Vorteil, dass sie den Schall nur aus derjenigen Richtung messen auf die sie gerichtet sind. Somit kann das Reifengeräusch besser isoliert werden und wird mit Abstand die dominanteste Schallquelle. Da das Reifengeräusch mit zunehmender Geschwindigkeit immer lauter wird muss die Abschaltgrenze auch der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf dem Prüfstand angepasst werden.On a complete vehicle test stand, many sound sources emit sound during a test in the test stand. The most dominant sources of sound are tire noise, wind noise and the noise induced by the vehicle's engine. On the overall vehicle test bench, a frequency band between 1000 Hz and 3000 Hz proved to be optimal for evaluating the sound radiation of the tires. Directional microphones are used for tire monitoring in order to minimize the disruptive influences of the wind and the engine on the overall vehicle test bench. These have the advantage that they only measure the sound from the direction in which they are directed. Thus, the tire noise can be better isolated and becomes by far the most dominant sound source. Since the tire noise becomes louder with increasing speed, the switch-off limit must also be adapted to the speed of the vehicle on the test bench.

Zur Vermeidung von Reifenplatzern kann nun bevorzugt wie folgt vorgegangen werden:

Es werden bei normalen Prüfstandsfahrten Schallmessungen aufgezeichnet, bei denen keine Reifenplatzer auftreten. Daraus wird eine geschwindigkeitsabhängige Obergrenze des Summenpegels festgelegt, ab welcher ein Abschaltsignal ausgegeben wird. Eine solche geschwindigkeitsabhängige Funktionskurve ist vorteilhafterweise universell für alle auf dem Prüfstand zu betreibende Fahrzeuge gültig. Es wird also bei Prüfstandsfahrten ohne Reifenplatzer eine geschwindigkeitsabhängige Obergrenze des besagten Summenpegels im Frequenzbereich zwischen 1000 Hertz und 3000 Hertz als prüfstandsspezifischer Schwellwert festgelegt.

To avoid tire blowouts, the following can be preferred:

Noise measurements are recorded during normal test bench runs, during which no tire bursts occur. From this, a speed-dependent upper limit of the total level is determined, from which a switch-off signal is output. Such a speed-dependent function curve is advantageously universally valid for all vehicles to be operated on the test stand. When driving on the test bench without a burst tire, a speed-dependent upper limit of the said total level in the frequency range between 1000 Hertz and 3000 Hertz is set as a test bench-specific threshold value.

Alternativ kann dann, wenn ein Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit bspw. größer 200 km/h gefahren wird, das Messsystem eine Referenzmessung des Summenpegels zwischen 1000 Hz und 3000 Hz starten. Sollte sich im weiteren Zeitverlauf der Summenpegel bspw. um einen bestimmten Prozentsatz erhöhen, kann dadurch ein Abschaltsignal ausgegeben werden. Die Referenzmessung kann automatisch oder. durch den Prüfstandsfahrer eingeleitet werden. Demnach wird also bei hoher Fahrgeschwindigkeit eines sich auf dem Prüfstand befindenden Fahrzeugs eine Referenzmessung des Summenpegels im Frequenzbereich zwischen 1000 Hertz und 3000 Hertz durchgeführt und dann, wenn sich im weiteren Zeitverlauf der Summenpegel gegenüber diesem Referenzwert um ein bestimmtes Maß erhöht, eine Maßnahme zur Abschaltung des Betriebs dieses Prüfstands eingeleitet.Alternatively, when a vehicle is driven at a constant speed, for example greater than 200 km / h, the measuring system can start a reference measurement of the total level between 1000 Hz and 3000 Hz. Should the total level increase, for example by a certain percentage, in the further course of time, a switch-off signal can be output as a result. The reference measurement can be automatic or. can be initiated by the test bench driver. Accordingly, a reference measurement of the total level in the frequency range between 1000 Hertz and 3000 Hertz is carried out at high driving speed of a vehicle on the test stand and then, if the total level increases by a certain amount compared to this reference value over time, a measure to switch off the Operation of this test stand initiated.

Claims

Method for monitoring vehicle tires on an overall vehicle test stand, with a directional microphone directed at each of the tires and a sum level in the characteristic frequency band of the tire being formed for each tire individually from the sound pressure level measured with the directional microphone, and if this sum level is a If the test bench-specific threshold value is exceeded, a measure to shut down the operation of this test bench is initiated.

Procedure according to Claim 1 , whereby a speed-dependent upper limit of the said total level in the frequency range between 1000 Hertz and 3000 Hertz is set as the test bench-specific threshold value for test bench drives without a burst tire.

Procedure according to Claim 1 , with a reference measurement of the total level in the frequency range between 1000 Hertz and 3000 Hertz being carried out at high driving speed of a vehicle on the test stand and then, if the total level increases by a certain amount compared to this reference value in the further course of time, a measure to switch off the Operation of this test bench is initiated.