Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE4213222A1 - Detecting roughness of road surface on board vehicle - detecting rolling noise of wheel using accelerometer or microphone, bandpass filtering, forming effective value, low-pass filtering and compensating for other influences e.g. speed or tyre pressure. - Google Patents

Detecting roughness of road surface on board vehicle - detecting rolling noise of wheel using accelerometer or microphone, bandpass filtering, forming effective value, low-pass filtering and compensating for other influences e.g. speed or tyre pressure.

Info

Publication number
DE4213222A1
DE4213222A1 DE19924213222 DE4213222A DE4213222A1 DE 4213222 A1 DE4213222 A1 DE 4213222A1 DE 19924213222 DE19924213222 DE 19924213222 DE 4213222 A DE4213222 A DE 4213222A DE 4213222 A1 DE4213222 A1 DE 4213222A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
roughness
value
effective value
output signal
road
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19924213222
Other languages
German (de)
Inventor
Hans-Juergen Dipl Ing Goerich
Stefan Dipl Phys Jacobi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE19924213222 priority Critical patent/DE4213222A1/en
Publication of DE4213222A1 publication Critical patent/DE4213222A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/42Road-making materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/30Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

The rolling noise of at least one wheel of a vehicle driven over the road surface is detected using a vehicle-mounted sensor. The sensor output signal is band-pass filtered to isolate a frequency range characteristic of road roughness. The effective value of the filtered signal is formed and low-pass filtered. The effective value is associated with a roughness value whilst compensating for the influence of other effects than roughness on the effective value. The roughness value is output. USE/ADVANTAGE - Enables continuous measurement of roughness of road surface for use by vehicle anti-lock braking system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Rauhigkeit einer Fahrbahnoberfläche nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for detecting the roughness Road surface according to the preamble of claim 1.

In Kraftfahrzeugen werden zunehmend Steuersysteme eingesetzt, die sich direkt oder indirekt auf die Fahrdynamik auswirken, beispielsweise Antiblockiersysteme, Antriebsschlupfregelungen und Steuerungen für Differentialsperren.Control systems are increasingly being used in motor vehicles impact directly or indirectly on driving dynamics, for example Anti-lock braking systems, traction control systems and controls for Differential locks.

Bei den bekannten Systemen wird zuerst eine Überschreitung der Kraftschlußgrenze eines Reifens erkannt und danach Abhilfe eingeleitet. Da hierbei die Kraftschlußgrenze immer wieder überschritten wird, kann dieses Verfahren nicht optimal sein. Deshalb bemüht man sich, die Kraftschlußgrenze im Fahrzeug laufend zu erfassen, um dann ein Fahrzeug an der Kraftschlußgrenze betreiben zu können.In the known systems, the limit is exceeded first Tension limit of a tire recognized and remedial action initiated. Since the adhesion limit is exceeded again and again, can this procedure may not be optimal. Therefore one tries to To continuously detect the adhesion limit in the vehicle in order to then register a vehicle to be able to operate at the adhesion limit.

Die Kraftschlußgrenze ist u. a. von der Art des Straßenbelages und hier speziell von deren Rauhigkeit abhängig.The adhesion limit is u. a. on the type of road surface and here depending on their roughness.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das die Rauhigkeit einer befahrenen Fahrbahn kontinuierlich erfaßt und in einem Kraftfahrzeug anwendbar ist.The object of the invention is to provide a method which Roughness of a busy roadway continuously recorded and in one Motor vehicle is applicable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Patentansprüche gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen enthalten.According to the invention, this object is achieved by the claims, the subclaims containing advantageous developments.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß der Rauhigkeitswert der zum Meßzeitpunkt befahrenen Fahrbahnoberfläche kontinuierlich erfaßt wird. Darüber hinaus kann das im übrigen berührungslos arbeitende Verfahren mit bekannten und hinlänglich erprobten Mitteln verschleiß- und rückwirkungsfrei durchgeführt werden.The process according to the invention is characterized above all by the fact that the roughness value of the surface of the road surface used at the time of measurement is continuously recorded. In addition, this can be the case non-contact processes with known and sufficient tried and tested agents can be carried out without wear and repercussions.

Weiterhin wird ein Aufnahmeverfahren für das Abrollgeräusch des Reifens aufgezeigt, das für die Anforderungen einer Anwendung im Kraftfahrzeug geeignet und insbesondere robust und unempfindlich gegenüber Störungen und Verschmutzungen ist. Auch werden die im Automobilbau wichtigen Forderungen nach geringem Gewicht und geringen Kosten erfüllt.Furthermore, there is a recording process for the rolling noise of the tire demonstrated that for the requirements of an application in the motor vehicle suitable and particularly robust and insensitive to interference  and pollution is. The important ones in automobile construction will also become Requirements for low weight and low costs met.

Die Erfindung wird anhand eines nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is described in the following Embodiment explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 drei Diagramme einer Beschleunigungsamplitude am Rad eines Fahrzeuges für drei verschiedene Fahrbahnen, FIG. 1 shows three graphs of acceleration amplitude at the wheel of a vehicle for three different road surfaces,

Fig. 2 eine Ansicht von an einer Radaufhängung angeordneten Beschleunigungsaufnehmern, Fig. 2 is a view of arranged on a wheel suspension accelerometers

Fig. 3 ein Ablaufschaubild für das erfindungsgemäße Verfahren, Fig. 4 eine Ansicht eines in einem Radhaus eines Kraftfahrzeuges angeordneten Mikrofones und Fig. 3 is a flow diagram for the inventive method, Fig. 4 is a view of a wheel of a motor vehicle arranged microphone and

Fig. 5 ein Diagramm einer Versuchsfahrt über glatten Asphalt mit rauhem Zwischenstück. Fig. 5 is a diagram of a test drive on smooth asphalt with a rough intermediate piece.

In Fig. 1 ist in drei Diagrammen der Amplitudengang einer Beschleunigung an einem Radträger für verschiedene Fahrbahnoberflächen über der Frequenz dargestellt, der mittels einer Fourieranalyse für unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten ermittelt wurde. Fig. 1a zeigt den Amplitudengang für glatten Asphalt, Fig. 1b den Amplitudengang für Beton mit Besenstrich und Fig. 1c den Amplitudengang für Kopfsteinpflaster. Alle Diagramme wurden mit Hilfe von an einer in Fig. 2 skizzierten Radaufhängung 1 angeordneten Beschleunigungsaufnehmern 2 aufgenommen. In die Diagramme nach Fig. 1 sind Meßfenster 3 eingetragen, die einen für eine Rauhigkeit einer Fahrbahn charakteristischen Frequenzbereich angeben. Deutlich erkennbar sind der Einfluß der Fahrgeschwindigkeit und der Einfluß von unterschiedlichen Rauhigkeiten der verschiedenen Fahrbahnoberflächen auf die Amplituden in den Meßfenstern 3.In Fig. 1 in three diagrams of the amplitude response is an acceleration on a wheel carrier for different road surfaces represented on the frequency that has been determined by means of a Fourier analysis for different driving speeds. Fig. 1a shows the amplitude response for smooth asphalt, Fig. 1b shows the amplitude response for concrete with broom and Fig. 1c shows the amplitude response for cobblestone. All diagrams were recorded with the aid of acceleration sensors 2 arranged on a wheel suspension 1 shown in FIG. 2. Measuring windows 3 are entered in the diagrams according to FIG. 1, which indicate a frequency range which is characteristic of a road surface roughness. The influence of the driving speed and the influence of different roughnesses of the different road surfaces on the amplitudes in the measurement windows 3 are clearly recognizable.

Das in Fig. 3 dargestellte Verfahren nutzt diesen Effekt. Das Verfahren beginnt mit dem Schritt "Erfassen des Abrollgeräusches" 4. Hier und im Folgenden sind mit Abrollgeräusch alle beim Abrollen des Reifens auf einer Fahrbahn entstehende Schwingungen bezeichnet. Diese können als Schall erfaßt werden oder übertragen sich auf das gesamte Fahrzeug und können insbesondere in der Radaufhängung als Beschleunigungen gemessen werden. Es folgen Schritte "Bandpaßfilterung" 5, "Effektivwertbildung" 6 und "Tiefpaßfilterung" 7. Einem nachfolgenden Schritt "Zuordnen im Kennfeld" 8 gehen Schritte "Zustandsbeobachtung" 9 und "Erfassen der Fahrgeschwindigkeit" 10 voraus. Den Abschluß bildet ein Schritt "Ausgeben" 11.The method shown in Fig. 3 uses this effect. The method begins with the step "Detecting the rolling noise" 4 . Here and in the following, the rolling noise denotes all vibrations that occur when the tire rolls on a road. These can be detected as sound or are transmitted to the entire vehicle and can be measured as accelerations, in particular in the wheel suspension. Steps "bandpass filtering" 5 , "effective value formation" 6 and "low pass filtering" 7 follow. A subsequent step "Assignment in the map" 8 is preceded by steps "Condition monitoring" 9 and "Detecting the driving speed" 10 . The conclusion is a step "spend" 11 .

Das Erfassen des Abrollgeräusches 4 erfolgt beispielsweise durch Aufnehmen von Luft- oder Körperschall nahe zumindest einem Reifen eines Kraftfahrzeuges mit nachfolgender Aufbereitung in ein weiterverarbeitungsgerechtes Signal. Es sind prinzipiell alle Verfahren geeignet, die das Abrollgeräusch insbesondere auch unter kraftfahrzeugspezifischen Bedingungen im verwendeten Frequenzbereich erfassen. Im Ausführungsbeispiel wird das Abrollgeräusch mit den in Fig. 2 dargestellten Beschleunigungsaufnehmern 2 als Schwingungen im Radträger aufgenommen. Dieser Schritt liefert ein dem Abrollgeräusch entsprechendes Ausgangssignal der Aufnehmer 2.The rolling noise 4 is recorded, for example, by recording airborne or structure-borne noise near at least one tire of a motor vehicle with subsequent processing into a signal suitable for further processing. In principle, all methods are suitable which detect the rolling noise in the frequency range used, in particular also under motor vehicle-specific conditions. In the exemplary embodiment, the rolling noise is recorded with the acceleration sensors 2 shown in FIG. 2 as vibrations in the wheel carrier. This step provides an output signal of the pickups 2 corresponding to the rolling noise.

Die Bandpaßfilterung 5 des Ausgangssignales erfolgt im Ausführungsbeispiel im Bereich von 70 Hz bis 120 Hz, da es sich in Versuchen gezeigt hat, daß dieser Frequenzbereich von der Rauhigkeit der Fahrbahn stark beeinflußt ist; siehe auch Fig. 1. Der ebenfalls die Rauhigkeit charakterisierende Frequenzbereich von 10 Hz bis 40 Hz wird zunächst nicht verwendet, da die Radträgereigenfrequenz in diesem Frequenzbereich liegt. Dies führt zu Fehlmessungen, wenn keine Kompensation des sich mit der Zeit ändernden Reifen- und Stoßdämpferzustandes erfolgt.The bandpass filtering 5 of the output signal is carried out in the exemplary embodiment in the range from 70 Hz to 120 Hz, since tests have shown that this frequency range is strongly influenced by the roughness of the road; see also FIG. 1. The frequency range from 10 Hz to 40 Hz, which also characterizes the roughness, is initially not used because the wheel carrier natural frequency lies in this frequency range. This leads to incorrect measurements if there is no compensation for the changing tire and shock absorber condition over time.

Die Effektivwertbildung 6 des Ausgangssignales erfolgt nun nur in dem durch die Rauhigkeit der Fahrbahn beeinflußten Frequenzbereich. Der ermittelte Effektivwert, der dem quadratischen Mittelwert entspricht, stellt die mittlere Intensität des Abrollgeräusches im gewählten Meßfenster 3 dar.The effective value formation 6 of the output signal now takes place only in the frequency range influenced by the roughness of the road. The effective value determined, which corresponds to the quadratic mean, represents the mean intensity of the rolling noise in the selected measurement window 3 .

In einer weiteren Ausführung des Verfahrens ist es alternativ vorgesehen, anstelle der Schritte 5 und 6 eine Spektralanalyse, beispielsweise in Form einer Fourieranalyse, auszuführen und anschließend den Mittelwert der Amplitudenverteilung in dem durch die Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche beeinflußten Frequenzbereich zu bilden.In a further embodiment of the method, it is alternatively provided that instead of steps 5 and 6, a spectral analysis, for example in the form of a Fourier analysis, is carried out and then the mean value of the amplitude distribution is formed in the frequency range influenced by the roughness of the road surface.

Die Tiefpaßfilterung 7 erfolgt mit einer Grenzfrequenz, die geringer als die untere Grenzfrequenz des die Fahrbahnrauhigkeit charakterisierenden Frequenzbereiches ist. Mit Hilfe der Tiefpaß-Frequenz wird die Dämpfung des Gesamtsystems eingestellt, womit beispielsweise vermieden wird, daß kurzzeitige Änderungen der Fahrbahnrauhigkeit, wie sie besipielsweise beim Überfahren von Fahrbahnfugen auftreten, das Ausgangssignal beeinflussen. Im Ausführungsbeispiel wurde ein Tiefpaß-Grenzfrequenz im Bereich von 30 Hz gewählt.The low-pass filtering 7 takes place with a cut-off frequency that is lower than the lower cut-off frequency of the frequency range that characterizes the road surface roughness. With the help of the low-pass frequency, the damping of the overall system is set, which, for example, avoids that brief changes in the roughness of the road, such as occur, for example, when driving over road joints, influence the output signal. In the exemplary embodiment, a low-pass cut-off frequency in the range of 30 Hz was selected.

Der Effektivwert hängt neben der Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche auch von weiteren Größen ab, vor allem jedoch, wie in Fig. 1 deutlich erkennbar, von der Fahrgeschwindigkeit ab. Zum Kompensieren des Einflusses der Fahrgeschwindigkeit wird ein in Schritt 10 mit üblichen und bekannten Mitteln erfaßtes Fahrgeschwindigkeitssignal verwendet.In addition to the roughness of the road surface, the effective value also depends on other variables, but above all, as can be clearly seen in FIG. 1, on the driving speed. To compensate for the influence of the vehicle speed, a vehicle speed signal acquired in step 10 using conventional and known means is used.

Während die Einflußgröße Fahrgeschwindigkeit Einfederungszustand und Vorderradlenkwinkel sich kurzfristig ändern, sind weiteren Einflüsse wie Reifentemperatur, Reifentyp, Reifendruck, Reifenunwucht, Fahrbahntemperatur, Stoßdämpfertyp, Stoßdämpferzustand oder Beladungszustand in ihrer Größe kleineren und deutlich längerfristigeren Schwankungen unterworfen. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, diese Einflüsse in ihrer Größe nicht direkt zu erfassen, sondern mittels Zustandsbeobachtung 9 aus dem Abrollgeräuschsignal langfristig zu ermitteln. Mit den Ergebnissen der Zustandsbeobachtung 9 kann dann eine Kompensation der genannten Einflußgrößen erfolgen. Das Verfahren ist damit in der Lage, sich an veränderte Umgebungsbedingungen zu adaptieren. Um die Qualität der Adaption zu erhöhen, kann es notwendig sein, eine oder mehrere der durch die Zustandsbeobachtung 9 überwachten Einflußgrößen mit Hilfe eines weiteren Signales oder direkt zu erfassen.While the influencing variable driving speed deflection state and front wheel steering angle change briefly, other influences such as tire temperature, tire type, tire pressure, tire imbalance, road surface temperature, shock absorber type, shock absorber state or loading condition are subject to smaller and significantly longer-term fluctuations in their size. For this reason, it is advantageous not to directly measure the size of these influences, but rather to determine them in the long term by means of state monitoring 9 from the rolling noise signal. The results of the state observation 9 can then be used to compensate for the influencing variables mentioned. The method is thus able to adapt to changing environmental conditions. In order to increase the quality of the adaptation, it may be necessary to detect one or more of the influencing variables monitored by the condition monitoring 9 with the aid of a further signal or directly.

Das Zuordnen im Kennfeld 8 des Effektivwertes zu einem Wert der Rauhigkeit erfolgt unter Berücksichtigung des im Schritt 10 gewonnenen Fahrgeschwindigkeitssignales und des Ergebnisses der Zustandsbeobachtung 9, deren Einfluß damit kompensiert werden kann. Das Kennfeld ist, entsprechend der Zahl von Eingangsgrößen, mehrdimensional aufgebaut.The mapping in the characteristic diagram 8 of the effective value to a value of the roughness takes place taking into account the vehicle speed signal obtained in step 10 and the result of the condition monitoring 9 , the influence of which can thus be compensated for. The map is constructed in a multidimensional manner in accordance with the number of input variables.

Im dargestellten Beispiel wurde ein 3-dimensionales Kennfeld, nämlich mit den Eingangsgrößen Effektivwert und Fahrgeschwindigkeit und der Ausgangsgröße Rauhigkeit durch Fahrversuche ermittelt. Es ist auch möglich, die genaue Kenntnis aller Einflüsse vorausgesetzt, das Kennfeld mittels analytisch geschlossener Gleichungen zu ermitteln oder das Kennfeld durch eine solche Gleichung zu ersetzen. Es kann weiterhin vereinfachend vorgesehen sein, das Zuordnen im Kennfeld 8 nicht zu einem Wert einer Rauhigkeit, sondern zu einem Wertebereich von Rauhigkeiten vorzunehmen. Rauhigkeitsbereiche können beispielsweise "glatt", "normal" oder "rauh" sein.In the example shown, a 3-dimensional map was determined, namely with the input values effective value and driving speed and the output value roughness through driving tests. It is also possible, given the exact knowledge of all influences, to determine the map using analytically closed equations or to replace the map with such an equation. It can furthermore be provided in a simplified manner that the mapping in the characteristic diagram 8 is not carried out to a value of a roughness, but to a value range of roughness. Roughness areas can be, for example, "smooth", "normal" or "rough".

Das Ausgeben 11 erfolgt an den Fahrer oder im Fahrzeug vorhandene Steuergeräte mit bekannten, nicht dargestellten Mitteln auf elektrischem, optischen oder akustischem Weg.The output 11 is carried out to the driver or control devices present in the vehicle using known, not shown means by electrical, optical or acoustic means.

In einer nicht dargestellten, vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist es vorgesehen, anstelle eines Frequenzbereiches mehrere Frequenzbereiche zu erfassen und die zugehörigen Intensitäten so miteinander zu verknüpfen, daß eine Größe entsteht, die allein von der Fahrbahnrauhigkeit abhängt.In an advantageous development of the method, not shown it is intended to use several instead of one frequency range Frequency ranges and the associated intensities so to link with each other that a size arises that is solely from the Road roughness depends.

Zum Beispiel liefert die Verknüpfung der Intensität eines Frequenzbereiches, der von der Fahrbahnrauhigkeit, der Fahrgeschwindigkeit und den weiteren Einflußgrößen beeinflußt wird mit der Intensität eines Frequenzbereiches, der nur durch Fahrgeschwindigkeit und den weiteren Einflußgrößen abhängt, einen Wert, der allein von der Fahrbahnrauhigkeit geprägt wird. Hierdurch wird neben der Ermittlung eines Wertes der Rauhigkeit auch eine Ermittlung des Oberflächentyps möglich, z. B. in die im DE-Buch "Reimpell: Fahrwerktechnik/Reifen und Räder, Vogel-Verlag Würzburg 1986" auf S. 187 beschriebenen Klassen. For example, linking the intensity provides one Frequency range from the roughness of the road Driving speed and the other influencing variables is influenced with the intensity of a frequency range that can only be Speed and the other influencing variables depends on a value which is characterized only by the road surface roughness. This will next to the determination of a value of the roughness also a determination of the Surface type possible, e.g. B. in the DE book "Reimpell: Chassis Technology / Tires and Wheels, Vogel-Verlag Würzburg 1986 "on p. 187 described classes.  

Eine zweite mögliche Ausführung zum Erfassen 4 des Abrollgeräusches zeigt Fig. 4. Im Radhaus 12 eines Fahrzeuges ist ein Mikrophon 13 so angeordnet, daß es gegen Wasser, Verschmutzung und Körperschall aus der Karosserie des Fahrzeuges geschützt ist. Die Auswertung kann dann gegebenenfalls in anderen als den genannten Frequenzbändern erfolgen.A second possible embodiment for detecting 4 the rolling noise is shown in FIG. 4. In the wheel house 12 of a vehicle, a microphone 13 is arranged in such a way that it is protected against water, dirt and structure-borne noise from the body of the vehicle. The evaluation can then optionally be carried out in frequency bands other than those mentioned.

Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Ergebnisse einer Versuchsfahrt über glatten Asphalt mit einem sehr rauhen Zwischenstück. Fig. 5 shows the results is a diagram showing a test run on smooth asphalt with a very rough intermediate piece.

Dabei ist mit "X" die Fahrgeschwindigkeit und mit "*" eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren (Beschleunigungsaufnehmer 2 am Radträger der Radaufhängung 1 nach Fig. 2) ermittelte Fahrbahnrauhigkeit bezeichnet."X" denotes the driving speed and "*" denotes a road surface roughness determined using the method according to the invention (acceleration sensor 2 on the wheel carrier of the wheel suspension 1 according to FIG. 2).

Claims (19)

1. Verfahren zur Erfassung der Rauhigkeit einer Fahrbahnoberfläche, wobei die Fahrbahnoberfläche mittels eines Fahrzeugs befahren wird, dessen Räder auf der Fahrbahn abrollen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • - Erfassen des Abrollgeräusches (4) wenigstens eines Rades des Kraftfahrzeuges mittels eines am Fahrzeug angeordneten Aufnehmers (2; 13) und Erzeugen eines dem Abrollgeräusch entsprechenden Ausgangssignales,
  • - Bandpaßfilterung (5) des Ausgangssignales, um einen für die Rauhigkeit der Fahrbahn charakteristischen Frequenzbereich abzutrennen,
  • - Effektivwertbildung (6) des gefilterten Ausgangssignales,
  • - Tiefpaßfilterung (7) des Effektivwertes,
  • - Zuordnen (8) des Effektivwertes zu einem Wert der Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche unter Kompensation des Einflusses anderer Größen als der Rauhigkeit auf den Effektivwert und
  • - Ausgeben (11) dieses Wertes.
1. A method for determining the roughness of a road surface, the road surface being driven on by a vehicle whose wheels roll on the road, characterized by the following steps:
  • - detecting the rolling noise ( 4 ) of at least one wheel of the motor vehicle by means of a sensor ( 2 ; 13 ) arranged on the vehicle and generating an output signal corresponding to the rolling noise,
  • - bandpass filtering ( 5 ) of the output signal in order to separate a frequency range characteristic of the roughness of the road,
  • - effective value formation ( 6 ) of the filtered output signal,
  • - low-pass filtering ( 7 ) of the effective value,
  • - Assigning ( 8 ) the effective value to a value of the roughness of the road surface while compensating for the influence of variables other than the roughness on the effective value and
  • - Output ( 11 ) of this value.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen des Abrollgeräusches zumindest ein im Radhaus (12) an geschützter Stelle angeordnetes und gegen Körperschall geschütztes Mikrofon (13), dessen Bandbreite zumindest den für die Rauheit der Fahrbahnoberfläche charakteristischen Frequenzbereich umfaßt, verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for detecting the rolling noise at least one in the wheel house ( 12 ) arranged at a protected location and protected against structure-borne noise microphone ( 13 ), the bandwidth of which comprises at least the frequency range characteristic of the roughness of the road surface . 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrollgeräusch von zumindest einem an einem Radträger (1) befestigten und bevorzugt in Fahrzeughochrichtung, aber auch in Fahrzeugquerrichtung, in Fahrzeuglängsrichtung oder in einer Kombination aus diesen Richtungen sensierenden Beschleunigungsaufnehmer (2) erfaßt wird, dessen Bandbreite zumindest den für die Rauheit der Fahrbahnoberfläche charakteristischen Frequenzbereich umfaßt.3. The method according to claim 1, characterized in that the rolling noise of at least one on a wheel carrier ( 1 ) and preferably in the vehicle vertical direction, but also in the vehicle transverse direction, in the vehicle longitudinal direction or in a combination of these directions sensing acceleration sensor ( 2 ) is detected, whose bandwidth includes at least the frequency range characteristic of the roughness of the road surface. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Grenzfrequenz der Bandpaßfilterung (5) im Bereich von 70 Hz und die obere Grenzfrequenz der Bandpaßfilterung (5) im Bereich von 120 Hz liegt.4. The method according to claim 1, characterized in that the lower limit frequency of the bandpass filtering ( 5 ) is in the range of 70 Hz and the upper limit frequency of the bandpass filtering ( 5 ) is in the range of 120 Hz. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Bandpaßfilterung (5) mit nachfolgender Effektivwertbildung (6) folgende Schritte durchgeführt werden:.
  • - Spektralanalyse des für die Rauhigkeit der Fahrbahn charakteristischen Frequenzbandes im Ausgangssignal des Aufnehmers (2; 13) und
  • - Mittelwertbildung über das so ermittelte Amplitudensprektrum.
5. The method according to claim 1, characterized in that instead of the bandpass filtering ( 5 ) with subsequent effective value formation ( 6 ), the following steps are carried out:
  • - Spectral analysis of the frequency band characteristic of the roughness of the road in the output signal of the sensor ( 2 ; 13 ) and
  • - Averaging over the amplitude spectrum determined in this way.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Aufnehmers in einem Bereich zwischen 70 Hz und 120 Hz der Spektralanalyse unterzogen wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the Output signal from the transducer in a range between 70 Hz and 120 Hz is subjected to spectral analysis. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Spektralananlyse das Ausgangssignal des Aufnehmers in einem Bereich zwischen 70 Hz und 120 Hz einer Fourieranalyse unterzogen wird.7. The method according to claim 5, characterized in that for Spectral analysis the output signal of the transducer in one area between 70 Hz and 120 Hz is subjected to a Fourier analysis. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Einfluß der Fahrgeschwindigkeit auf den Effektivwert mit Hilfe eines Fahrgeschwindigkeitssignales kompensiert wird.8. The method according to claim 1, characterized in that at least the Influence of the driving speed on the effective value with the help of a Driving speed signals is compensated. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Einfluß der Fahrgeschwindigkeit wenigstens einer der Einflüsse: Reifentemperatur, Fahrbahntemperatur, Reifentyp, Reifenluftdruck, Reifenunwucht, Stoßdämpfertyp, Stoßdämpferzustand, Vorderradlenkwinkel, Einfederungszustand oder Beladungszustand auf den Effektivwert kompensiert wird und daß hierzu die genannten Größen direkt erfaßt werden. 9. The method according to claim 8, characterized in that in addition to Influence of the driving speed of at least one of the influences: Tire temperature, road temperature, tire type, tire pressure, Tire unbalance, shock absorber type, shock absorber condition, front wheel steering angle, Deflection state or loading state to the effective value is compensated and that for this purpose the sizes mentioned are recorded directly will.   10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Einfluß der Fahrgeschwindigkeit wenigstens einer der Einflüsse: Reifentemperatur, Fahrbahntemperatur, Reifentyp, Reifenluftdruck, Reifenunwucht, Stoßdämpfertyp, Stoßdämpferzustand, Vorderradlenkwinkel, Einfederungszustand oder Beladungszustand auf den Effektivwert adaptiv kompensiert werden, wobei die Adaption mit Hilfe des Ausgangssignales des Aufnehmers durchgeführt wird.10. The method according to claim 8, characterized in that in addition on the influence of the driving speed of at least one of the influences: Tire temperature, road temperature, tire type, tire pressure, Tire unbalance, shock absorber type, shock absorber condition, front wheel steering angle, Deflection state or loading state adaptive to the effective value can be compensated, the adaptation using the output signal of the transducer. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Werte der Einflußgrößen außer der Fahrgeschwindigkeit durch Zustandsbeobachtung aus dem Ausgangssignal des Aufnehmers ermittelt werden.11. The method according to claim 10, characterized in that values of Influencing factors besides driving speed through condition monitoring can be determined from the output signal of the sensor. 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Werte der Einflußgrößen außer der Fahrgeschwindigkeit durch Zustandsbeobachtung aus dem Ausgangssignal des Aufnehmers und anderen Signalen ermittelt werden.12. The method according to claim 10, characterized in that values of Influencing factors besides driving speed through condition monitoring determined from the output signal of the sensor and other signals will. 13. Verfahren nach Anspruch 1, 8 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuordnen (8) des Effektivwertes zu einem Wert oder einem Wertebereich von Rauhigkeiten erfolgt.13. The method according to claim 1, 8 or one of the following claims, characterized in that the allocation ( 8 ) of the effective value to a value or a range of values of roughness takes place. 14. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuordnen (8) des Effektivwertes mittels einer Kennlinie oder eines Kennfeldes erfolgt, die als Eingangsgröße zumindest den Effektivwert, des weiteren den Wert des Fahrgeschwindigkeitssignales und die Werte der weiteren Eingangsgrößen aufweist und als Ausgangsgröße den Wert oder den Wertebereich der Rauhigkeit liefert.14. The method according to claim 1 or claim 13, characterized in that the assignment ( 8 ) of the effective value is carried out by means of a characteristic curve or a map which has at least the effective value as input variable, furthermore the value of the driving speed signal and the values of the further input variables and provides the value or range of roughness as the output variable. 15. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuordnen (8) des Effektivwertes mittels einer geschlossenen analytischen Gleichung erfolgt, die als Eingangsgröße zumindest den Effektivwert, des weiteren den Wert des Fahrgeschwindigkeitssignales und die Werte der weiteren Eingangsgrößen aufweist und als Ausgangsgröße den Wert oder den Wertebereich der Rauhigkeit liefert.15. The method according to claim 1 or claim 13, characterized in that the allocation ( 8 ) of the effective value is carried out by means of a closed analytical equation which has at least the effective value as input variable, furthermore the value of the vehicle speed signal and the values of the further input variables and as Output variable supplies the value or the range of values of the roughness. 16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte
  • - Bandpaßfilterung (5) des Ausgangssignales, um einem für die Rauhigkeit der Fahrbahn charakteristischen Frequenzbereich abzutrennen,
  • - Effektivwertbildung (6) des gefilterten Ausgangssignales,
  • - Tiefpaßfilterung (7) des Effektivwertes für mehrere Frequenzbereiche parallel durchgeführt werden und dann durch den Schritt Zuordnen (8) der Effektivwerte zu einem Wert der Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche unter Kompensation des Einflusses anderer Größen als der Rauhigkeit auf die Effektivwerte der Wert oder Wertebereich der Rauhigkeit ermittelt werden.
16. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the method steps
  • - bandpass filtering ( 5 ) of the output signal in order to separate a frequency range characteristic of the roughness of the road,
  • - effective value formation ( 6 ) of the filtered output signal,
  • - Low-pass filtering ( 7 ) of the effective value for several frequency ranges are carried out in parallel and then determined by the step of assigning ( 8 ) the effective values to a value of the roughness of the road surface while compensating for the influence of variables other than the roughness on the effective values of the value or value range of the roughness will.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuordnen (8) der Effektivwerte zu einem Wert oder Wertebereich der Rauhigkeit und zu einem Oberflächentyp erfolgt.17. The method according to claim 16, characterized in that the assignment ( 8 ) of the effective values to a value or value range of the roughness and to a surface type. 18. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassen des Abrollgeräusches (4) an einer in Fahrtrichtung gesehen ersten Achse erfolgt.18. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the detection of the rolling noise ( 4 ) takes place on a first axis seen in the direction of travel. 19. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Effektivwertes eine Kenngröße gebildet und verwendet wird, die ein Maß für die Schallintensität in einem für die Rauhigkeit der Fahrbahn charakteristischen Frequenzbereich ist.19. The method according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that a parameter is formed instead of the effective value and is used, which is a measure of the sound intensity in a for the roughness of the road is characteristic frequency range.
DE19924213222 1992-04-22 1992-04-22 Detecting roughness of road surface on board vehicle - detecting rolling noise of wheel using accelerometer or microphone, bandpass filtering, forming effective value, low-pass filtering and compensating for other influences e.g. speed or tyre pressure. Withdrawn DE4213222A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924213222 DE4213222A1 (en) 1992-04-22 1992-04-22 Detecting roughness of road surface on board vehicle - detecting rolling noise of wheel using accelerometer or microphone, bandpass filtering, forming effective value, low-pass filtering and compensating for other influences e.g. speed or tyre pressure.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924213222 DE4213222A1 (en) 1992-04-22 1992-04-22 Detecting roughness of road surface on board vehicle - detecting rolling noise of wheel using accelerometer or microphone, bandpass filtering, forming effective value, low-pass filtering and compensating for other influences e.g. speed or tyre pressure.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4213222A1 true DE4213222A1 (en) 1993-10-28

Family

ID=6457240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19924213222 Withdrawn DE4213222A1 (en) 1992-04-22 1992-04-22 Detecting roughness of road surface on board vehicle - detecting rolling noise of wheel using accelerometer or microphone, bandpass filtering, forming effective value, low-pass filtering and compensating for other influences e.g. speed or tyre pressure.

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4213222A1 (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001081894A1 (en) * 2000-04-20 2001-11-01 Subert Istvan Testing instrument for determining the roughness of road surfaces
EP1229327A2 (en) * 2001-02-01 2002-08-07 A.P.I.C.E. S.R.L. Device and method for measuring the noise and porosity of asphalts
WO2003038426A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-08 Ncode International Ltd Identification of noise sources
DE10251281B3 (en) * 2002-11-04 2004-06-03 Dräger Safety AG & Co. KGaA Method for motion detection of a motor vehicle
DE102006016852A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-11 Daimlerchrysler Ag Automotive road surface sensor is attached to steering wheel column and driver alert display
US7562563B2 (en) * 2007-02-01 2009-07-21 Wee Seong-Dong Apparatus for automatically inspecting road surface pavement condition
US8359907B2 (en) * 2005-10-22 2013-01-29 The Sports Turf Research Institute Measurement of roughness of a playing surface
DE112010005864T5 (en) 2010-09-09 2013-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System for determining the vibration behavior of a motor vehicle
DE102014208381A1 (en) 2014-05-06 2015-11-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wheel bearings
CN109373962A (en) * 2016-07-23 2019-02-22 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 A kind of detection device of steering wheel flatness and concentricity
CN110952427A (en) * 2019-12-26 2020-04-03 招商局公路信息技术(重庆)有限公司 Modularized intelligent road sensing equipment and system based on driving feeling
CN112179299A (en) * 2020-10-10 2021-01-05 孙树光 Acoustic emission-based device and method for detecting smoothness of contact net
CN112900210A (en) * 2021-01-22 2021-06-04 林安齐 Road flatness detection method and system
CN112924547A (en) * 2021-01-28 2021-06-08 招商局公路信息技术(重庆)有限公司 Tire/road surface in-situ noise acquisition device and method thereof
EP3721170A4 (en) * 2017-12-04 2021-08-18 University of Massachusetts Method to measure road roughness characteristics and pavement induced vehicle fuel consumption
CN113525387A (en) * 2021-08-31 2021-10-22 招商局公路信息技术(重庆)有限公司 Road service quality detection method and system based on dynamic tire pressure of tire

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001081894A1 (en) * 2000-04-20 2001-11-01 Subert Istvan Testing instrument for determining the roughness of road surfaces
EP1229327A2 (en) * 2001-02-01 2002-08-07 A.P.I.C.E. S.R.L. Device and method for measuring the noise and porosity of asphalts
EP1229327A3 (en) * 2001-02-01 2004-01-07 A.P.I.C.E. S.R.L. Device and method for measuring the noise and porosity of asphalts
WO2003038426A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-08 Ncode International Ltd Identification of noise sources
DE10251281B3 (en) * 2002-11-04 2004-06-03 Dräger Safety AG & Co. KGaA Method for motion detection of a motor vehicle
US7103454B2 (en) 2002-11-04 2006-09-05 Dräger Safety AG & Co. KGaA Process for recognizing the movement of a motor vehicle
US8359907B2 (en) * 2005-10-22 2013-01-29 The Sports Turf Research Institute Measurement of roughness of a playing surface
DE102006016852A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-11 Daimlerchrysler Ag Automotive road surface sensor is attached to steering wheel column and driver alert display
US7562563B2 (en) * 2007-02-01 2009-07-21 Wee Seong-Dong Apparatus for automatically inspecting road surface pavement condition
US9453759B2 (en) 2010-09-09 2016-09-27 Autoliv Development Ab System for determining vibration characteristics of a motor vehicle
DE112010005864T5 (en) 2010-09-09 2013-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System for determining the vibration behavior of a motor vehicle
DE102014208381A1 (en) 2014-05-06 2015-11-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wheel bearings
CN109373962A (en) * 2016-07-23 2019-02-22 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 A kind of detection device of steering wheel flatness and concentricity
CN109373962B (en) * 2016-07-23 2020-09-08 福州偌晟科技有限公司 Detection apparatus for steering wheel plane degree and axiality
EP3721170A4 (en) * 2017-12-04 2021-08-18 University of Massachusetts Method to measure road roughness characteristics and pavement induced vehicle fuel consumption
US11346677B2 (en) 2017-12-04 2022-05-31 University Of Massachusetts Method to measure road roughness characteristics and pavement induced vehicle fuel consumption
CN110952427A (en) * 2019-12-26 2020-04-03 招商局公路信息技术(重庆)有限公司 Modularized intelligent road sensing equipment and system based on driving feeling
CN112179299A (en) * 2020-10-10 2021-01-05 孙树光 Acoustic emission-based device and method for detecting smoothness of contact net
CN112900210A (en) * 2021-01-22 2021-06-04 林安齐 Road flatness detection method and system
CN112924547A (en) * 2021-01-28 2021-06-08 招商局公路信息技术(重庆)有限公司 Tire/road surface in-situ noise acquisition device and method thereof
CN112924547B (en) * 2021-01-28 2023-03-10 招商局公路信息技术(重庆)有限公司 Tire/road surface in-situ noise acquisition device and method thereof
CN113525387A (en) * 2021-08-31 2021-10-22 招商局公路信息技术(重庆)有限公司 Road service quality detection method and system based on dynamic tire pressure of tire

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4213221C2 (en) Method for determining the wetting of a road surface
EP0455993B1 (en) Method and device for establishing and checking the condition of a technical component of a vehicle
DE4213222A1 (en) Detecting roughness of road surface on board vehicle - detecting rolling noise of wheel using accelerometer or microphone, bandpass filtering, forming effective value, low-pass filtering and compensating for other influences e.g. speed or tyre pressure.
EP2136195B1 (en) Method and device for testing an installed shock absorber of a motor vehicle
DE19543928C2 (en) Method for early detection of the floating of a vehicle tire on a wet road
DE4409816C2 (en) Vehicle speed calculation system and system using the same for monitoring a tire condition
EP0083771B1 (en) Testing device for the tyre pressure of wheels at vehicles
DE69500875T2 (en) Device for determining the resonance frequency of tires
EP0756701A1 (en) Process and device for determining the characteristics of a motor vehicle's built-in shock absorbers
DE102011082806A1 (en) Method and device for diagnosing faults in components of chassis systems of motor vehicles
DE69929725T2 (en) On the rolling of a vehicle responsive device
DE4019501A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR VIBRATION MONITORING OF THE WHEEL SYSTEMS OF MOTOR VEHICLES DURING DRIVING
DE3937403A1 (en) Monitoring functionality of motor vehicle chassis during travel - using microcomputer to process vibration detector signals to monitor wheel imbalance and shock absorber state
DE4305048A1 (en) Method for testing a vibration damper of a motor vehicle
DE3435866A1 (en) Method for determining the speed of a vehicle
DE69409898T2 (en) Device for holding the wheels on the road
DE102019219371A1 (en) Measuring arrangement
DE10354944A1 (en) Method for determining the speed of a vehicle having more than one axle taking into account the interval between two measurements and the distance between the two axles
DE10028749B4 (en) Method and apparatus for detecting damper damage
DE19940490B4 (en) Method and device for determining a vertical acceleration of a wheel of a vehicle
DE102006031587A1 (en) Monitoring device for shock absorbers, comprises evaluating unit for oscillating signal, where device requests oscillating signal of tire barrier sensor or tire pressure sensor, and state of vibration damper is determined
DE102004035577A1 (en) Stabilization device and method for driving stabilization of a vehicle by using a spectral analysis
DE19963751A1 (en) Method for examining tires of vehicles while driving
DE10353481B4 (en) Car tyre to road friction coefficient measurement procedure uses noise sensors to record rolling noise for band pass spectrum processing and reference comparison
EP1186874A2 (en) Chassis for vehicles and method for detecting pressure changes in vehicle tyres

Legal Events

Date Code Title Description
8120 Willingness to grant licenses paragraph 23
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: G01B 21/30

8139 Disposal/non-payment of the annual fee