DE102018008042A1

DE102018008042A1 - External noise tester and method for detecting an external noise of a vehicle

Info

Publication number: DE102018008042A1
Application number: DE102018008042.1A
Authority: DE
Inventors: Clemens Nau; Dirk Döbler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2019-09-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Außengeräuschprüfstand (1) zur Ermittlung eines Außengeräusches eines Fahrzeuges (2) bei einer Vorbeifahrt. Erfindungsgemäß umfasst der Außengeräuschprüfstand (1) ein Mikrofonarray-System zur Erfassung eines vom Fahrzeug (2) emittierten Schallfeldes (S) bei einer simulierten Vorbeifahrt und zur Bestimmung eines Schalldruckpegels an einer jeweiligen Mikrofonposition, wobei ein Mikrofonarray (3) in einem Abstand (a₁) von weniger als 7,5 Metern zu einer Fahrzeugmitte (M) angeordnet ist und der Schalldruckpegel in Bezug auf einen vorgebbaren Abstand zwischen Fahrzeugmitte (M) und Mikrofonarray (3) extrapolierbar ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines Außengeräusches eines Fahrzeuges (2) bei einer Vorbeifahrt.

The invention relates to an external noise test stand (1) for detecting an external noise of a vehicle (2) when passing by. According to the invention, the external noise test stand (1) comprises a microphone array system for detecting a sound field (S) emitted by the vehicle (2) during a simulated passage and for determining a sound pressure level at a respective microphone position, a microphone array (3) being at a distance (a ₁ ) of less than 7.5 meters to a vehicle center (M) is arranged and the sound pressure level with respect to a predeterminable distance between the vehicle center (M) and microphone array (3) is extrapolatable. In addition, the invention relates to a method for determining an external noise of a vehicle (2) when driving past.

Description

Die Erfindung betrifft einen Außengeräuschprüfstand zur Ermittlung eines Außengeräusches eines Fahrzeuges bei einer Vorbeifahrt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines Außengeräusches eines Fahrzeuges mittels eines solchen Außengeräuschprüfstandes bei einer Vorbeifahrt.The invention relates to an external noise test for determining an external noise of a vehicle when passing. Furthermore, the invention relates to a method for determining an external noise of a vehicle by means of such a Außengeräuschprüfstandes when passing.

Aus der KR 2003 0049230 A ist eine Geräusch-Messvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, um Daten, die nicht gefiltert werden, durch automatisches Messen von Übertragungsgeräuschen in einem natürlichen Gangschaltungszustand zu erhalten. Die Geräusch-Messvorrichtung umfasst eine Vielzahl von Schallpegelmesseinheiten, die im Bereich einer Straßenoberfläche installiert sind. Erste Fahrzeugdetektionsvorrichtungen sind an beiden Seiten des Bereiches der Straßenoberfläche installiert, um eine Einfahrt und eine Ausfahrt des Fahrzeuges in bzw. aus dem Bereich zu erfassen. Darüber hinaus sind zweite Fahrzeugdetektionsvorrichtungen an beiden Seiten des Bereiches der Straßenoberfläche installiert, um eine Einfahrt und eine Ausfahrt des Fahrzeuges in bzw. aus dem Bereich zu erfassen. Eine Aufnahmevorrichtung ist vorgesehen, um einen mittels der Schallpegelmesseinheiten erfassten Schallpegel aufzuzeichnen.From the KR 2003 0049230 A For example, a noise measuring device for a vehicle is known to obtain data that is not filtered by automatically measuring transmission noise in a natural gear shift state. The noise measuring device includes a plurality of sound level measuring units installed in the area of a road surface. First vehicle detection devices are installed on both sides of the area of the road surface to detect entry and exit of the vehicle into and out of the area. In addition, second vehicle detection devices are installed on both sides of the area of the road surface to detect entry and exit of the vehicle into and out of the area. A pickup device is provided for recording a sound level detected by the sound level meter units.

Weiterhin beschreibt die JP 2004 361 350 A eine Vorrichtung zur Geräuschmessung außerhalb eines Fahrzeuges. Dabei ist eine Abgassteuerungsvorrichtung zum Ansaugen des Abgases, das von einem Schalldämpfer eines Testfahrzeuges abgegeben wird, vorgesehen. Zudem sind Verbindungsmikrofone an einer Heckseite des Testfahrzeuges angeordnet.Furthermore, the describes JP 2004 361 350 A a device for measuring noise outside a vehicle. Here, an exhaust gas control device for sucking the exhaust gas discharged from a muffler of a test vehicle is provided. In addition, connection microphones are arranged on a rear side of the test vehicle.

Die US 2012/0216619 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Messen einer Schallquellenverteilung im dreidimensionalen Raum, bei welcher Leuchtspurpartikel, die in einer gleichmäßigen Strömung um ein Objekt enthalten sind, mit einer zweidimensionalen Laserfolie innerhalb einer xy-Ebene zweimal bestrahlt werden. Dabei werden in einem kurzen Zeitintervall Bilder der bestrahlten Leuchtspurartikel aus zwei sich schneidenden Richtungen in einer Laserwand durch Bilderzeugungsmittel und zwei in einer Ebene liegende Geschwindigkeitskomponenten der Leuchtspurpartikel in der Laserwand und eine außerhalb der Ebene liegende Geschwindigkeitskomponente senkrecht zu der Laserwand basierend auf den Bildern gemessen, die zweimal aufgenommen wurden. Ferner wird ein Geschwindigkeitsfeld der drei Geschwindigkeitskomponenten im dreidimensionalen Raum gemessen, indem drei Geschwindigkeitskomponenten innerhalb einer Mehrzahl von Ebenen erfasst werden, die in Richtung einer z-Achse senkrecht zu der Laserwand beabstandet sind.The US 2012/0216619 A1 discloses an apparatus for measuring a sound source distribution in three-dimensional space in which tracer particles contained in an even flow around an object are irradiated twice with a two-dimensional laser film within an xy plane. In this case, in a short time interval, images of the irradiated tracer articles are measured from two intersecting directions in a laser wall by imaging means and two in-plane velocity components of the tracer particles in the laser wall and an out-of-plane velocity component perpendicular to the laser wall based on the images were recorded twice. Further, a velocity field of the three velocity components in three-dimensional space is measured by detecting three velocity components within a plurality of planes spaced in the direction of a z-axis perpendicular to the laser wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Außengeräuschprüfstand und ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung eines Außengeräusches eines Fahrzeuges mittels eines solchen Außengeräuschprüfstandes anzugeben.The invention has for its object to provide an improved over the prior art Außengeräuschprüfstand and an improved method for determining an external noise of a vehicle by means of such a Außengeräuschprüfstandes.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Außengeräuschprüfstandes durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the Außengeräuschprüfstandes by in claim 1 and in terms of the method by the features specified in claim 3.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Außengeräuschprüfstand zur Ermittlung eines Außengeräusches eines Fahrzeuges bei einer Vorbeifahrt umfasst erfindungsgemäß ein Mikrofonarray-System zur Erfassung eines vom Fahrzeug emittierten Schallfeldes bei einer simulierten Vorbeifahrt sowie beliebiger anderer Fahrzustände und zur Bestimmung eines Schalldruckpegels an einer jeweiligen Mikrofonposition, wobei ein Mikrofonarray in einem Abstand von weniger als 7,5 Metern orthogonal zu einer Fahrzeugmitte angeordnet ist und der Schalldruckpegel in Bezug auf einen vorgebbaren Abstand zwischen Fahrzeugmitte und Mikrofonarray extrapolierbar ist.According to the invention, an external noise test stand for detecting an external noise of a vehicle when driving past comprises a microphone array system for detecting a sound field emitted by the vehicle in a simulated pass and any other driving conditions and for determining a sound pressure level at a respective microphone position, wherein a microphone array at a distance of less is arranged as 7.5 meters orthogonal to a vehicle center and the sound pressure level is extrapolierbar with respect to a predeterminable distance between the vehicle center and microphone array.

Mittels des Mikrofonarrays des Außengeräuschprüfstandes ist ein emittiertes Außengeräusch des Fahrzeuges als komplexes Schallfeld ermittelbar. Mit anderen Worten ist eine vom Fahrzeug abgestrahlte, zeit- und frequenzabhängige Schalldruckverteilung während der simulierten Vorbeifahrt vollständig erfassbar und mittels eines geeigneten Rechenverfahrens, d. h. mittels eines geeigneten Algorithmus in Bezug auf eine beliebige Entfernung extrapolierbar.By means of the microphone array of the external noise test stand, an emitted external noise of the vehicle can be determined as a complex sound field. In other words, a time- and frequency-dependent sound pressure distribution radiated by the vehicle is completely detectable during the simulated pass-by and can be detected by means of a suitable calculation method, ie. H. extrapolatable by any suitable distance using a suitable algorithm.

Ein derart ausgebildeter Außengeräuschprüfstand erfordert einen vergleichsweise geringen Bauraum, so dass Baukosten und Betriebskosten aufgrund einer geringeren Dimensionierung vermindert werden können.Such a trained outdoor noise tester requires a comparatively small space, so that construction costs and operating costs can be reduced due to a smaller dimensions.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt die:

1 schematisch eine Hälfte eines Außengeräuschprüfstandes und ein Fahrzeug sowie eine gemäß dem Stand der Technik angeordnete Linie von Mikrofonen.

It shows:

1 schematically a half of an outdoor noise tester and a vehicle and a arranged according to the prior art line of microphones.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In der einzigen Figur ist eine Hälfte eines Außengeräuschprüfstandes 1 mit einem in diesem positionierten Fahrzeug 2 dargestellt. In the single figure is one half of a Außengeräuschprüfstandes 1 with a vehicle positioned in this one 2 shown.

Für eine Vorbeifahrt eines Fahrzeuges 2 beispielsweise an einem Objekt und/oder einer Person gelten akustische Grenzwerte, welche gesetzlich vorgeschrieben sind. Eine Überprüfung in Bezug auf ein emittiertes Außengeräusch des Fahrzeuges 2 erfolgt in einem Verfahren, einer sogenannten beschleunigten Vorbeifahrt.For passing a vehicle 2 For example, on an object and / or a person apply acoustic limits, which are required by law. A check for an emitted external noise of the vehicle 2 takes place in a process called an accelerated passage.

Eine Unterschreitung des akustischen Grenzwertes ist eine Voraussetzung für eine Typgenehmigung des Fahrzeuges 2 und dementsprechend eine Voraussetzung für eine Zulassung zur Teilnahme am Straßenverkehr.A shortfall of the acoustic limit is a prerequisite for a type approval of the vehicle 2 and therefore a requirement for admission to road transport.

Eine solche Überprüfung ist vergleichsweise aufwändig und verursacht relativ hohe Kosten für einen Hersteller des Fahrzeuges 2. Zur Überprüfung des Außengeräusches unter verhältnismäßig realen Bedingungen werden die akustischen Eigenschaften des Fahrzeuges 2 mittels des Außengeräuschprüfstandes 1 ermittelt. Insbesondere ist ein solcher Außengeräuschprüfstand 1 als ein Raum ausgebildet, mittels dessen zumindest Halb-Freifeld-Bedingungen darstellbar sind.Such a review is relatively complex and causes relatively high costs for a manufacturer of the vehicle 2 , To check the external noise under relatively real conditions, the acoustic properties of the vehicle 2 by means of the external noise tester 1 determined. In particular, such an external noise tester 1 formed as a space by means of which at least half-free field conditions can be displayed.

Bisher ist es erforderlich, dass ein solcher Außengeräuschprüfstand 1 in Form eines Raumes, welcher für eine simulierte Vorbeifahrt des Fahrzeuges 2 verwendet wird, bestimmte räumliche Dimensionen und Merkmale aufweist, die relativ hohe Bau- und Betriebskosten verursachen. Insbesondere die Dimensionen stellen beim Bau eines solchen Außengeräuschprüfstandes 1, um im Inneren ein akustisches Halb-Freifeld zu erzeugen, eine große Herausforderung dar.So far, it is necessary that such an external noise tester 1 in the form of a room, which allows for a simulated passage of the vehicle 2 is used, has certain spatial dimensions and features that cause relatively high construction and operating costs. In particular, the dimensions provide in the construction of such a Außengeräuschprüfstandes 1 to create an acoustic semi-free field inside, a great challenge dar.

Um einen Raumbedarf des Außengeräuschprüfstandes 1 zur Simulation einer Vorbeifahrt des Fahrzeuges 2 zu verringern, ist dieser wie im Folgenden beschrieben, ausgebildet.To a space requirement of the external noise tester 1 for simulating a passing of the vehicle 2 this is designed as described below.

Der Außengeräuschprüfstand 1 umfasst ein Mikrofonarray-System mit einem Mikrofonarray 3, welches eine Anzahl von Mikrofonen 4 aufweist die in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sind. Dabei ist das Mikrofonarray 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in drei Abschnitte A1 bis A3 unterteilt, wobei zwei äußere Abschnitte A1, A2 zu einem inneren Abschnitt A3 abgewinkelt sind und der innere Abschnitt A3 parallel zu einer simulierten Fahrbahnmitte und somit parallel zu einer Fahrzeugmitte M angeordnet ist. Dabei ist das Fahrzeug 2 parallel zu dem inneren Abschnitt A3 angeordnet.The exterior noise tester 1 includes a microphone array system with a microphone array 3 containing a number of microphones 4 which are arranged at a predetermined distance from each other. Here is the microphone array 3 according to the present embodiment in three sections A1 to A3 divided, with two outer sections A1 . A2 to an inner section A3 are angled and the inner section A3 parallel to a simulated lane center and thus parallel to a vehicle center M is arranged. Here is the vehicle 2 parallel to the inner section A3 arranged.

Dabei ist das Mikrofonarray 3 in einem Abstand a₁ zu dem Fahrzeug 2, insbesondere zu dessen Fahrzeugmitte M angeordnet, der wesentlich geringer ist, als ein dargestellter weiterer Abstand a₂ , welcher 7,5 Meter beträgt.Here is the microphone array 3 at a distance a ₁ to the vehicle 2 , in particular to the vehicle center M arranged, which is substantially less than an illustrated further distance a ₂ which is 7.5 meters.

In der 1 ist zudem eine Anzahl von Mikrofonen 4 gestrichelt gezeigt, die in einer Linie L nebeneinander angeordnet sind, wobei die Mikrofone 4 gemäß dem weiteren Abstand a₂ zu der Fahrzeugmitte M angeordnet sind. Diese in einer Linie L nebeneinander und in dem weiteren Abstand a₂ zu dem Fahrzeug 2 angeordneten Mikrofone 4 entsprechen einer Ausführungsform des Außenprüfstandes 1 nach dem Stand der Technik. Die gestrichelt dargestellten Mikrofone 4 sind in dem weiteren Abstand a₂ zu dem Fahrzeug 2 angeordnet, so dass der Raumbedarf des Außengeräuschprüfstandes 1 entsprechend hoch ist.In the 1 is also a number of microphones 4 shown in phantom, which are arranged side by side in a line L, wherein the microphones 4 according to the further distance a ₂ to the vehicle center M are arranged. These in a line L next to each other and in the further distance a ₂ to the vehicle 2 arranged microphones 4 correspond to an embodiment of the exterior test bench 1 According to the state of the art. The dashed microphones shown 4 are in the further distance a ₂ to the vehicle 2 arranged so that the space requirement of the external noise tester 1 is correspondingly high.

Mittels der in dem Mikrofonarray 3 angeordneten Mikrofone 4 wird ein von dem Fahrzeug 2 bei der simulierten Vorbeifahrt emittiertes Schallfeld S, also eine Schalldruckabstrahlung, erfasst. An einer jeweiligen Position der Mikrofone 4 wird ein Schalldruckpegel bestimmt. Dabei wird das Schallfeld S mittels des Mikrofonarrays 3 in dem Abstand a₁ bestimmt, welcher wesentlich geringer ist, als der weitere Abstand a₂ der Mikrofone 4 gemäß dem Stand der Technik. Wie oben beschrieben beträgt der weitere Abstand a₂ der Mikrofone 4 7,5 Meter orthogonal zur Fahrbahnmitte.By means of the in the microphone array 3 arranged microphones 4 becomes one of the vehicle 2 Sound field emitted during the simulated pass-by S , So a sound pressure, recorded. At a particular position of the microphones 4 a sound pressure level is determined. This is the sound field S by means of the microphone array 3 in the distance a ₁ determines which is much lower than the further distance a ₂ the microphones 4 according to the prior art. As described above, the further distance is a ₂ the microphones 4 7.5 meters orthogonal to the carriageway center.

Dadurch, dass das Schallfeld S des Fahrzeuges 2 mittels des Mikrofonarray-Systems in der Entfernung, d. h. dem Abstand a₁ bestimmt wird, kann in einem entfernteren „virtuellen“, insbesondere dem weiteren Abstand a₂ , der emittierte Schalldruckpegel des Fahrzeuges 2 bestimmt, d. h. berechnet werden, ohne dass es erforderlich ist, den Schalldruckpegel an dieser Position zu messen. Der in dem Abstand a₁ ermittelte Schalldruckpegel kann somit beispielsweise auf den weiteren Abstand a₂ extrapoliert werden.Because of the sound field S of the vehicle 2 by means of the microphone array system in the distance, ie the distance a ₁ is determined may be in a more distant "virtual", in particular the further distance a ₂ , the emitted sound pressure level of the vehicle 2 determined, ie calculated, without it being necessary to measure the sound pressure level at this position. The one in the distance a ₁ determined sound pressure level can thus, for example, on the further distance a ₂ be extrapolated.

Mittels eines derart ausgebildeten Außengeräuschprüfstandes 1 wird das komplexe Schallfeld S, also eine von dem Fahrzeug 2 emittierte, zeit- und frequenzabhängige Schalldruckverteilung während der simulierten Vorbeifahrt vollständig erfasst und mittels eines geeigneten Rechenverfahrens, insbesondere in Form eines Algorithmus, auf eine beliebige Entfernung, also einen vorgebbaren Abstand extrapoliert.By means of such a trained Außengeräuschprüfstandes 1 becomes the complex sound field S So one of the vehicle 2 emitted, time- and frequency-dependent sound pressure distribution during the simulated passage completely detected and extrapolated by means of a suitable calculation method, in particular in the form of an algorithm, to an arbitrary distance, ie a predetermined distance.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: AußengeräuschprüfstandExterior noise test
22: Fahrzeugvehicle
33: Mikrofonarraymicrophone array
44: Mikrofon microphone
a₁ a ₁: Abstanddistance
a₂ a ₂: weiterer Abstandfurther distance
A1, A2A1, A2: äußerer Abschnittouter section
A3A3: innerer Abschnittinner section
MM: Fahrzeugmittevehicle center
SS: Schallfeldsound field

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

KR 20030049230 A [0002]
JP 2004361350 A [0003]
US 2012/0216619 A1 [0004]

Claims

External noise test stand (1) for detecting an external noise of a vehicle (2) when driving past, characterized by a microphone array system for detecting a sound field (S) emitted by the vehicle (2) during a simulated pass-by and for determining a sound pressure level at a respective microphone position, wherein a microphone array (3) at a distance (a ₁ ) of less than 7.5 meters to a vehicle center (M) is arranged and the sound pressure level with respect to a predetermined distance between the vehicle center (M) and microphone array (3) is extrapolierbar.

External noise tester (1) after Claim 1 , characterized in that the microphone array (3) is divided into three sections (A1 to A3).

Method for determining an external noise of a vehicle (2) by means of an external noise test stand (1) when driving past, characterized in that by means of a microphone array (3) arranged at a distance (a ₁ ) of less than 7.5 meters from a vehicle center (M) ) a sound field (S) emitted by the vehicle (2) is detected during a simulated passage and a sound pressure level at a respective microphone position is determined, the sound pressure level being extrapolated with respect to a predeterminable distance between the vehicle center (M) and microphone array (3).