ES2714555T3 - Procedimiento de valoración de ruidos molestos - Google Patents

Abstract

Procedimiento de valoración de ruidos molestos en vehículos automóviles, en el que se dividen los ruidos producidos durante un tiempo de medida prefijado en dominios de frecuencia diferentes, en el que se exploran los ruidos para registrar un ruido de fondo dentro de su dominio de frecuencia con unas primeras ventanas de tiempo y se promedian estos ruidos a lo largo de la primera ventana de tiempo, en el que se exploran los ruidos para registrar una fracción de ruido inestacionaria dentro de su dominio de frecuencia con unas segundas ventanas de tiempo y se promedian dichos ruidos a lo largo de la segunda ventana de tiempo, en el que la duración de las segundas ventanas de tiempo es inferior a la de las primeras ventanas de tiempo, en el que las segundas ventanas de tiempo para el dominio de frecuencias superiores presentan una duración temporal más pequeña que para el dominio de frecuencias inferiores, en el que se registran variaciones de nivel como diferencias de nivel entre instantes consecutivos T y T+Tprom de la fracción de ruido inestacionaria promediada a lo largo de las segundas ventanas de tiempo, en el que Tprom es el respectivo tiempo de promediado, en el que se determina dentro de los dominios de frecuencia una relación entre las variaciones de nivel y el ruido de fondo, y en el que se evalúan las variaciones de nivel así registradas respecto de la reiteración con la que unos eventos de ruido inestacionarios dentro de la fracción de ruido inestacionaria se presentan con una relación superior a un valor umbral x.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento de valoracion de ruidos molestos

La invencion se refiere a un procedimiento de valoracion de ruidos molestos en vehfculos automoviles. Tales ruidos se presentan, por ejemplo, durante un movimiento de rozamiento de superficies de materiales.

Se conoce por el documento DE 197 23 728 A1, en relacion con el diagnostico de funciones de vehfculos automoviles, un procedimiento para registrar un movimiento de deslizamiento adherente. Este procedimiento conocido concierne sustancialmente a la diferenciabilidad entre un estado normal y un deslizamiento adherente de elementos de trabajo en movimiento, tales como, por ejemplo, valvulas de control.

Asimismo, se conoce por el documento DE 34 37 661 A1 un procedimiento para determinar componentes necesitados de reparacion en una unidad de vehfculo. En este procedimiento se acotan unidades de vehfculo en estado de nuevas en cuanto a vibraciones producidas. Particularmente en trabajos de mantenimiento posteriores se acota de nuevo la misma unidad de vehfculo en cuanto a vibraciones producidas. Se comparan las intensidades de las vibraciones unas con otras. Un aumento desproporcionadamente grande de la intensidad de una vibracion es un criterio de la necesidad de reparacion de un componente. Las mediciones de comparacion son posibles aquf solamente en una misma unidad de vehfculo. Ademas, no se pueden diagnosticar aquf todos los ruidos molestos posibles en una unidad de vehfculo.

Se conoce en general por el documento DE 3332941 A1 un analisis de sonido total de maquinas e instalaciones en funcionamiento, en el que se comparan sonidos recogidos con valores umbral prefijados.

En el documento US 5551 298 se someten a vibracion componentes diferentes por medio de estimulaciones de vibracion prefijadas. Las vibraciones registradas se evaluan con vibraciones archivadas en cuanto a su frecuencia o su banda de frecuencia para identificar la fuente de un ruido en forma de un componente determinado. En este caso, es posible tambien solamente un diagnostico restringido de la fuente de ruido.

Se desprende del resumen japones de la patente JP 10246689 A una maquina mediante la cual se pueden registrar ruidos de rozamiento de un material.

Por ultimo, se conoce por el documento DE 199 26 411 C1 un procedimiento para registrar la causa de ruidos molestos en vehfculos automoviles, que propone especialmente para ruidos debidos a un movimiento de deslizamiento adherente de superficies de materiales que se almacenen estos ruidos en forma referida al lugar de contacto de los materiales.

Los procedimientos actuales se ocupan del problema de registrar la causa de ruidos molestos de componentes diferentes en el vehfculo automovil. Los componentes diferentes se diagnostican de manera diferente.

El documento DE 19626239 A1 describe un procedimiento de analisis de eventos sonoros. Se forma en este caso continuamente una senal de referencia a partir de valores de senal temporalmente retrasados del evento sonoro y se realiza una evaluacion combinada de la variacion espectral y temporal del evento sonoro con respecto a la senal de referencia para emitir una magnitud de valoracion.

El cometido de la invencion consiste en mejorar los procedimientos conocidos de la clase citada al principio.

Este problema se resuelve con las caracterfsticas de la reivindicac 1.ió Pnerfeccionamientos ventajosos de la invencion constituyen los objetos de las reivindicaciones subordinadas.

En el procedimiento de valoracion de ruidos molestos la invencion no se s deifgeúrnencia entre las distintas posibilidades de generacion de ruido (por ejemplo, un movimiento de deslizamiento adherente exclusivo de superficies de materiales). Por el contrario, se estudia todo el espectro de ruido con independencia de la naturaleza de su origen a lo largo del tiempo de medida prefijado. Ventajosamente, se almacena para ello la senal durante el tiempo de medida y simultaneamente se la evalua.

En contraste con un procedimiento para registrar un ruido subjetivamente percibido, tal como este es conocido por el documento DE 19844784 A1, se tiene que en la invencion no se abandona el dominio del tiempo durante el analisis del ruido molesto. Por el contrario, en el procedimiento conocido se realiza una transformacion en el dominio de la frecuencia. Prescindiendo de que en este caso se tratan de la misma manera los eventuales ruidos molestos y asf se varfan estos tambien, un procedimiento de esta clase no esta exactamente en condiciones, debido a la inercia propia de un procedimiento de analisis dependiente de la frecuencia, de diferenciar entre un ruido molesto de alta frecuencia y el nivel de ruido de fondo.

La evaluacion de los ruidos molestos en la invencion se realiza selectivamente dentro del dominio de la frecuencia. A este fin, se dividen los ruidos en diferentes dominios de la frecuencia. Dentro de los dominios de la frecuencia se determinan las variaciones del nivel con respecto al ruido de fondo y se evaluan las variaciones de nivel asi registradas.

Para registrar el ruido de fondo se exploran según la invencion los ruidos dentro de su dominio de frecuencia con unas primeras ventanas de tiempo y se promedian estos ruidos a lo largo de la ventana de tiempo.

En este caso, preferiblemente las primeras ventanas de tiempo para los dominios de frecuencia pueden ser de duraciones iguales entre ellas. Se crea asi especialmente una base unitaria para una consideracion conjunta de los eventos de ruido en las diferentes bandas de frecuencia.

Para registrar la fraccion de ruido inestacionaria dentro de su dominio de frecuencia se exploran los ruidos la según invencion con unas segundas ventanas de tiempo cuya duracion es menor que la de las primeras ventanas de tiempo. Esta posibilidad de estudio puede representarse con un pequeno coste tecnico.

Las segundas ventanas de tiempo para el dominio de frecuencias superiores poseen una duracion temporal mas pequena que para el dominio de frecuencias inferiores. Se tiene asi en cuenta la diferente sensibilidad del oido humano a ruidos molestos en funcion del dominio de frecuencia.

La reiteracion de variaciones de nivel de eventos de ruido inestacionarios se determina a partir de la faccion de ruido inestacionaria. Se registra la variacion de nivel cuando esta sobrepasa un umbral prefijado.

Como complemento, las amplitudes de variacion de nivel de eventos de ruido inestacionarios pueden determinarse a partir de la fraccion de ruido inestacionaria. Se puede reconocer asi la intensidad del ruido molesto.

El dictamen general del ruido y una diferenciacion entre un comportamiento de ruido aceptable y un comportamiento de ruido inaceptable pueden conseguirse de manera especialmente sencilla cuando se forma una suma ponderada de las repeticiones de variaciones de nivel y de las amplitudes de variacion de nivel en todos los dominios de frecuencia.

Resulta asi un procedimiento de valoracion de ruidos molestos que proporciona una manifestacion objetiva sobre ruidos molestos.

La invencion se explicara con mas detalle ayudandose de las figuras.

El punto de partida para el procedimiento de analisis según la invencion es el hecho de que un ruido total se compone de un ruido de fondo (casi) estacionario (crujidos, viento, ruidos de produccion) y los ruidos molestos inestacionarios que se deben detectar. El ruido de fondo se manifiesta frecuentemente como una desviacion en un diagrama de evolucion de nivel de ruido-tiempo.

Nuestro oido reacciona de manera muy sensible a las “variaciones”. Sin embargo, las variaciones en el nivel de ruido (suma de todas las frecuencias) no son suficientes para percibir un ruido como molesto. Por el contrario, se percibe un ruido como molesto cuando se varia su composicion tonal. La invencion tiene esto en cuenta detectando la composicion tonal.

A este fin, un ruido tomado como ejemplo, mostrado en la figura 1 y registrado durante un tiempo de medida prefijado, se descompone en diferentes bandas de frecuencia (aqui tres bandas) (fracciones de baja frecuencia, media frecuencia y alta frecuencia).

Las tres fracciones de la figura 1 se muestran en la figura 2. La materializacion se efectua por medio de sencillos filtros de paso alto, paso bajo o paso de banda (no mostrados). Por tanto, las tres fracciones se presentan como curvas de nivel-tiempo en las distintas bandas de frecuencia.

Estas curvas en las distintas bandas de frecuencia se estudian como sigue:

En primer lugar, se registra el nivel de fondo casi estacionario mediante un promediado en funcion del tiempo con una constante de tiempo relativamente grande de 1 s (formacion de valor efectivo flotante con una primera ventana de 1 s que tiene la misma longitud para todos los dominios de frecuencia). Se alisan puntas de impulsos mediante este promediado y se logra un nivel aproximadamente constante.

Un segundo promediado con unas segundas ventanas de tiempo sensiblemente mas cortas (segun la banda de frecuencia con una longitud diferente comprendida entre 0,1 s y 0,005 s) reacciona de manera sustancialmente mas sensible a impulsos de ruido de corta duracion y sirve asi para fijar la fraccion inestacionaria. Esta se muestra en la figura 3.

Se estudiara ahora la variacion del nivel de ruido en las diferentes bandas de frecuencia. La variacion se define aqui como la diferencia de nivel entre los instantes T y T+Tprom, siendo Tprom el respectivo tiempo de promediado. Esta variacion de nivel se percibe bien de manera diferente por el ofdo humano a frecuencias diferentes.

Un estudio se dirige a la relacion entre la variacion de nivel tfpica para un ruido inestacionario y percibido como molesto y el ruido de fondo constante. Si este es muy alto (ruido de fondo fuerte), no se pueden percibir entonces pequenas variaciones, mientras que las mismas variaciones se perciben bien con poco ruido de fondo. Por tanto, se determina la relacion entre la variacion de nivel y el nivel de ruido de fondo constante. Si esta relacion es superior a un valor umbral x, el ruido es entonces audible. Esto se utiliza como criterio de decision entre ruido estacionario e inestacionario y se convierte en una especie de “interruptor”. De este modo, los dominios de tiempo en los que los ruidos resultan audibles (dominios de tiempo inestacionarios) se separan de dominios en los que se percibe el ruido como un ruido de ambiente/fondo “constante”.

Ademas de percibir los ruidos (molestos) como tales, se estudia tambien la cuestion referente a la medida en que estos son molestos. A este fin, se realiza una clasificacion. Se estudia para ello con cuanta reiteracion o con que “volumen sonoro” se presentan estas variaciones. Se dividen con este fin las variaciones de nivel que cabe esperar en total en X (por ejemplo X = 100) clases de 0 (constante) a MAXimo y se cuenta con cuanta reiteracion caen las variaciones de nivel en la respectiva clase. Se obtiene un histograma (eje x: variacion de nivel, eje y: reiteracion). Esto se muestra en la figura 4.

Se resumen aquf una vez mas las caracterfsticas esenciales del procedimiento la i snevgeúnncion:

En cada banda de frecuencia se deben detectar bruscas variaciones de amplitud. Si se considera ahora la fraccion de senal de baja frecuencia, el valor medio, es decir, el nivel de fondo casi estacionario debido a las fracciones de frecuencias exclusivamente mas bajas, varfa allf entonces de una manera netamente mas lenta que, por ejemplo, en las bandas de frecuencia para la fraccion de senal de media frecuencia o de alta frecuencia. Las ventanas de tiempo para alisar la fraccion de senal estacionaria (1 s en las tres bandas de frecuencia) son completamente independientes de esto.

Sin embargo, el nivel inestacionario se calcula a lo largo de un valor efectivo flotante con ventanas de tiempo diferentes. El intervalo de tiempo en el que se considera la variacion de la amplitud esta adaptado a la “duracion de ascenso” (flanco ascendente) de ruidos molestos tfpicos debidos a impulsos. Su duracion temporal depende nuevamente de la banda de frecuencia y asciende, por ejemplo, a 0,1 s en la banda de baja frecuencia y a 0,005 s en la banda de alta frecuencia.

Independientemente de si en el dominio de tiempo observado (1 s) se presentan solamente unos pocos ruidos molestos o bien un gran numero de ruidos molestos, se reconocen estos en base a su variacion de nivel tfpica para un ruido molesto y se les incorpora en la formacion del valor medio casi estacionario (= ruido de fondo). Por el contrario, se refieren siempre al mismo valor medio casi estacionario inalterado y se reconocen frente al mismo con su amplitud inalterada. Resulta asf posible reconocer ruidos molestos de una manera rapida y unfvoca.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de valoracion de ruidos molestos en vehiculos automoviles, en el que se dividen los ruidos producidos durante un tiempo de medida prefijado en dominios de frecuencia diferentes, en el que se exploran los ruidos para registrar un ruido de fondo dentro de su dominio de frecuencia con unas primeras ventanas de tiempo y se promedian estos ruidos a lo largo de la primera ventana de tiempo, en el que se exploran los ruidos para registrar una fraccion de ruido inestacionaria dentro de su dominio de frecuencia con unas segundas ventanas de tiempo y se promedian dichos ruidos a lo largo de la segunda ventana de tiempo, en el que la duracion de las segundas ventanas de tiempo es inferior a la de las primeras ventanas de tiempo, en el que las segundas ventanas de tiempo para el dominio de frecuencias superiores presentan una duracion temporal mas pequena que para el dominio de frecuencias inferiores, en el que se registran variaciones de nivel como diferencias de nivel entre instantes consecutivos T y T+Tprom de la fraccion de ruido inestacionaria promediada a lo largo de las segundas ventanas de tiempo, en el que Tprom es el respectivo tiempo de promediado, en el que se determina dentro de los dominios de frecuencia una relacion entre las variaciones de nivel y el ruido de fondo, y en el que se evaluan las variaciones de nivel asi registradas respecto de la reiteracion con la que unos eventos de ruido inestacionarios dentro de la fraccion de ruido inestacionaria se presentan con una relacion superior a un valor umbral x.

2. Procedimiento seg laún reivindicac 1i,ó cnaracterizado por que las variaciones de nivel se evaluan respecto de las amplitudes con las que se presentan los eventos de ruido inestacionarios dentro de la fraccion de ruido inestacionaria.

3. Procedimiento segú lan reivindicació 2n, caracterizado por que se determina una suma ponderada de las reiteraciones de variacion de nivel y de las amplitudes de variacion de nivel en todos los dominios de frecuencia.

4. Procedimiento se cguúanlquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las primeras ventanas de tiempo para los dominios de frecuencia son de duraciones iguales entre ellas.