專利名稱：用于檢測輪胎磨損的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測輪胎磨損的方法。其特別地(但不限于此)應(yīng)用于用于任何類型的車輛，客運車輛或重型貨物車輛的輪胎。
背景技術(shù)：
在FR 2816887中已知了借助處理裝置檢測輪胎磨損的方法。當(dāng)輪胎磨損超過預(yù)定徑向磨損閾值，則聲波磨損計量器發(fā)出特征頻率的特征噪聲。該特征頻率特別地取決于車輛的速度、聲波磨損計量器的安裝布局和它們的數(shù)目。已知聲學(xué)信號的特征頻率，聲學(xué)信號接著在特征頻率附近過濾從而從中提取出計量器信號。接著，計算與計量器信號相關(guān)的置信指數(shù)。如果指數(shù)大于預(yù)定閾值，則已知超出 預(yù)定徑向磨損閾值。然而，為了實現(xiàn)該方法，必須已知并存儲輪胎和聲波磨損計量器的某些參數(shù)，特別是車輛速度、聲波磨損計量器的安裝布局和它們的數(shù)目。因此需要具有存儲單元，向該存儲單元中輸入這些參數(shù)并它們存儲在其中。就速度而言，必須具有用于測量速度的單元。該單元連接至處理裝置，由此在安裝裝置過程中增加了另外的費用。此外，當(dāng)換胎時，換后的輪胎的參數(shù)，特別是聲波磨損計量器的安裝布局和它們的數(shù)目可能變化。這就需要改變存儲單元中的參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測輪胎磨損的可靠方法，該方法不必需要知道上述參數(shù)。為此目的，本發(fā)明的主題是用于檢測輪胎磨損的方法，該輪胎包括一組至少一個聲波磨損計量器，所述聲波磨損計量器基于預(yù)定徑向磨損閾值發(fā)出聲學(xué)印跡噪聲，所述聲學(xué)印跡噪聲包括數(shù)個聲學(xué)印跡基本頻率成分，其特征在于-獲得易于包括聲學(xué)印跡噪聲的聲學(xué)信號，所述聲學(xué)信號包括數(shù)個基本頻率成分；-列舉數(shù)個系列的基本頻率成分，每個所列舉的系列易于形成所述聲學(xué)印跡基本頻率成分的至少某個部分；-從所列舉的系列之中選擇稱為聲學(xué)印跡系列的一個系列；-確定所述聲學(xué)印跡系列的所謂的局部置信指數(shù)；-如果基于所述局部置信指數(shù)確定的置信指數(shù)的絕對值大于或小于與基于所述局部置信指數(shù)確定的該置信指數(shù)相關(guān)的預(yù)定閾值，則發(fā)出輪胎磨損警報。根據(jù)本發(fā)明的方法使得有可能向輪胎的使用者發(fā)出警報而無需知道上述的參數(shù)。實際上，聲學(xué)印跡噪聲的基本頻率成分是由計量器發(fā)出的噪聲的特征。因此，當(dāng)超過輪胎的徑向磨損閾值時，由計量器發(fā)出的聲學(xué)印跡噪聲包括作為使用者在處理裝置中希望不必輸入或改變的參數(shù)的函數(shù)而頻率智能分布的數(shù)個基本頻率成分。該頻率分布符合預(yù)定模式。該模式由基本信號之間的間距比率限定。由此，識別所獲得的聲學(xué)信號的基本頻率成分。通過列舉由基本頻率成分組成并易于形成聲學(xué)印跡基本頻率成分的至少某個部分的數(shù)個系列，亦即根據(jù)預(yù)定模式，列舉系列的基本頻率成分，每個系列易于具有由所述組的聲波磨損計量器發(fā)出的噪聲特征。由于聲學(xué)印跡噪聲是獨特的且憑借其預(yù)定模式表現(xiàn)出顯著的和有區(qū)別的特征，因此色和你光學(xué)印跡系列可以選自根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)所列舉的系列。
一旦已經(jīng)選擇聲學(xué)印跡系列，則確保通過計算局部置信指數(shù)不會錯誤地發(fā)出警報?；诰植恐眯胖笖?shù)計算的指數(shù)可以等于局部置信指數(shù)本身。此外，通過利用頻域中的信號工作，獲得比相應(yīng)振幅信號的信噪比更大的信噪比。因此更易于選擇聲學(xué)印跡系列。有利地，所述聲波磨損計量器周向均勻分布在輪胎胎面中。計量器的周向均勻分布使得有可能當(dāng)輪胎以恒定速度滾動時獲得由各個計量器發(fā)出的噪聲的時間均勻分布。在輪胎僅包括單一計量器的情況下，單一計量器也使得當(dāng)輪胎以恒定速度滾動時發(fā)出的噪聲能夠時間均勻分布。優(yōu)選地，所述模式為這樣的模式，在該模式中基本頻率成分由基本上恒定的頻率間隔成對地間隔開。在這種情況下，間距比率基本上都相等。作為變體，間距比率為不同的。有利地，所述聲學(xué)印跡系列形成狄喇克梳的至少一部分。在這種情況下，所述系列的每個信號形成峰形。每個峰形代表梳(稱為狄喇克梳)的齒。以與梳類似的方式，聲學(xué)印跡系列的每個峰形與至少一個相鄰齒或者實際上兩個齒基本上相距一個齒之間的基本上恒定的頻率間隙。例如這樣的聲學(xué)印跡系列表現(xiàn)出顯著的、獨特且因此易于檢測的基本頻率成分的模式。根據(jù)方法的任選的特征，所述組包括I至32且優(yōu)選I至12個計量器。磨損計量器的數(shù)目越多，由計量器發(fā)出的噪聲的基本頻率成分之間的頻率間隙越大，尋找的聲學(xué)印跡系列包括的基本頻率成分越少，因此越難以檢測聲學(xué)印跡系列。實際上，聲學(xué)印跡噪聲包括越多的基本頻率成分，聲學(xué)印跡系列能夠越容易地從獲得的聲學(xué)信號的基本頻率成分中識別出來。因此，計量器的數(shù)目越少，選擇聲學(xué)印跡系列越容易，檢測磨損越可靠。此外，由于與輪胎制造及與胎面的刻紋相容性相關(guān)的原因，有利的是盡可能地減少計量器的數(shù)目?？蛇x地，每個計量器包括聲波腔，所述聲波腔設(shè)計成使得超出預(yù)定徑向磨損閾值時所述腔徑向顯露至輪胎的外部，并設(shè)計成當(dāng)其經(jīng)過輪胎與地面接觸的區(qū)域時以基本上密封的方式被地面閉合，所述腔的總體積大于或等于2立方厘米，優(yōu)選5立方厘米。在2立方厘米以下，由計量器發(fā)出的聲學(xué)印跡噪聲的基本頻率成分不表現(xiàn)出譜水平，亦即足以以可靠方式區(qū)別對應(yīng)于發(fā)動機噪聲和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動系的噪聲的基本頻率成分的頻率強度。此外，該值足夠低至允許在常規(guī)輪胎中產(chǎn)生腔而不會損害其性能。根據(jù)方法的任選特征，獲得的聲學(xué)信號通過執(zhí)行以下步驟中的至少一個步驟加以處理-確定獲得的聲學(xué)信號的頻譜。
-分離所獲得的聲學(xué)信號的頻譜的位于500至2500Hz之間的頻域。在車輛中測得噪聲的譜能的大部分位于150Hz以下頻率的間隔。這些頻率對應(yīng)于發(fā)動機的噪聲和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動系的噪聲。由計量器發(fā)出的噪聲，特別是在腔的情況下，位于500至2500Hz之間的頻率間隔。然而，后者表現(xiàn)出比發(fā)動機的噪聲和驅(qū)動系的噪聲低得多的原始譜能。因此，通過分離其中僅存在由計量器發(fā)出的噪聲的頻域，檢測方法的精確度得以改進，待處理的數(shù)據(jù)量得以減少。此外，人們得益于可檢測的信號，而后者在輪胎附近是聽不見的。-分離所獲得的聲學(xué)信號的頻譜的表現(xiàn)出大于預(yù)定閾值的譜水平的基本頻率成分。實際上，由計量器發(fā)出的聲學(xué)印跡噪聲的基本頻率成分在頻率方面表現(xiàn)出比周圍噪聲大得多的譜水平。因此，低譜水平的基本頻率成分不能形成由計量器發(fā)出的噪聲的基本頻率成分的一部分。因此可能保留僅表現(xiàn)出大于閾值的譜水平的基本頻率成分，而不存在刪除可用于檢測磨損的基本頻率成分的風(fēng)險。 優(yōu)選地，選擇至少兩個基本頻率成分的至少一個系列，所述系列的每個基本頻率成分與所述系列的至少一個相鄰基本頻率成分相距的頻率間隙位于預(yù)定參考頻率間隔中。聲學(xué)印跡噪聲的基本頻率成分之間的頻率間隙是由計量器發(fā)出的噪聲的特征。因此，當(dāng)超過輪胎的徑向磨損閾值時，由計量器發(fā)出的聲學(xué)印跡噪聲包括根據(jù)預(yù)定模式頻率智能分布的數(shù)個基本頻率成分。預(yù)定參考頻率間隔對應(yīng)于所述組的頻率間隙，所述組的頻率間隙可以分離尋找的聲學(xué)印跡系列的基本頻率成分。因此，該參考頻率間隔覆蓋可分離尋找的聲學(xué)印跡系列的兩個基本頻率成分的所有頻率間隙。該參考頻率間隔通過考慮人們希望不必在處理裝置中輸入或改變的參數(shù)加以確定。通過取這些參數(shù)的極端值，確定參考頻率間隔的界限。這些參數(shù)特別地包括其上安裝輪胎的車輛的速度、計量器的數(shù)目、計量器的幾何特征和輪胎的幾何特征，特別是當(dāng)超過徑向磨損閾值時它的圓周。為了正確地選擇聲學(xué)印跡系列，人們確定聲學(xué)印跡系列的基本頻率成分是否確實真正地對應(yīng)于易于構(gòu)成由計量器發(fā)出的聲學(xué)印跡噪聲的基本頻率成分的基本頻率成分。當(dāng)這些基本頻率成分被包括在參考頻率間隔中的一個或多個頻率間隙分離時，有可能通過比較聲學(xué)信號的基本頻率成分的某些特征與一個或多個理論系列的特征或者通過在數(shù)個系列的基本頻率成分之間比較來選擇聲學(xué)印跡系列。該選擇特別地作為包括基本頻率成分的間距比率以及基本頻率成分的間距值在內(nèi)的預(yù)定模式的特征的函數(shù)來進行。根據(jù)方法的其他可選特征-所述預(yù)定參考頻率間隔位于I至300Hz之間。該頻率間隔包括易于分離由計量器發(fā)出的噪聲的基本頻率成分的頻率間隙。實際上，如上所述，參考頻率間隔通過考慮人們希望不必輸入或改變的參數(shù)的極端值加以確定。因此，對于客運車輛，對于在10至130km/h之間變化的速度，在I至20之間變化的計量器數(shù)目和在I. 30m至3. Om之間變化的圓周，由計量器發(fā)出的噪聲的基本頻率成分的頻率間隙屬于位于IHz至約300Hz之間的間隔中。對于重型貨物車輛，發(fā)現(xiàn)類似的頻率范圍，所述重型貨物車輛以90km/小時以下的速度行駛，配備有具有最多32個計量器的輪胎且圓周在2. I至3. 7m之間變化。-列舉獲得的聲學(xué)信號的所有成對的基本頻率成分，并確定使每對的基本頻率成分彼此分尚的頻率間隙。-根據(jù)由族頻率間隙間隔限定的所謂頻率間隙族對每對的基本頻率成分的每個頻率間隙進行分類。優(yōu)選地，組頻率間隙間隔等于譜的頻率分辨率的四倍。此外，獲得的持續(xù)時間越長，在分離的聲學(xué)信號的頻域中的信噪比越好。然而，在獲得的該持續(xù)時間中，速度必須基本上恒定從而使頻率信號忠于測得的振幅信號。大約IS的獲得的持續(xù)時間和IHz的頻率分辨率是令人滿意的以確保良好的檢測。因此，每個族頻率間隙間隔基本上處于2至4Hz之間-將每個族頻率間隙間隔確定作為預(yù)定參考頻率間隔和所獲得的聲學(xué)信號的頻譜的頻率分辨率的函數(shù)。-在每個族中，列舉位于族頻率間隙間隔中的所有系列的基本頻率成分，所述基本頻率成分包括由所謂的系列頻率間隙分開的至少兩個連續(xù)的基本頻率成分。該列舉步驟使得有可能確保對應(yīng)于由計量器發(fā)出的噪聲的所述系列的基本頻率成分在所有所列舉的系列中被檢測出來。、
有利地，對于每個所列舉的系列的基本頻率成分-對于與所述系列的基本頻率成分中的一個相距頻率間隙的至少一個基本頻率成分進行檢索，所述頻率間隙為族頻率間隙間隔的倍數(shù)；并且-用與所述系列的基本頻率成分中的一個相距頻率間隙的基本頻率成分補充每個所列舉的系列，所述頻率間隙為族頻率間隙間隔的倍數(shù)。該步驟使得有可能重建通過獲得和/或分離測得的信號而改變的系列。實際上，在獲得聲學(xué)信號和/或分離步驟過程中，可能不獲得或選擇基本頻率成分。因此，例如，列舉的系列的基本頻率成分可以包括數(shù)個基本頻率成分，所述數(shù)個基本頻率成分為成對的，相距的間隔包括在族間隙間隔中，而另一分離的基本頻率成分與所列舉的系列的最后的基本頻率成分相距的頻率間隙基本上等于所列舉的系列的族間隙間隔的兩倍。有可能的是，該分離的基本頻率成分也屬于所述系列，但是在缺少等距離地插在所列舉的系列的最后的基本頻率成分與該分離的基本頻率成分之間的基本頻率成分的情況下，分離的基本頻率成分還未被整合到所列舉的系列中。以可選的方式，對于每個族-將每個所列舉的系列的系列指數(shù)確定為所述系列的至少一個第一預(yù)定特征的函數(shù)。在方法的一個實施方案中，對于每個族-通過比較所列舉的系列的每個系列指數(shù)來選擇系列；-對于每個所選擇的系列，將從每個族選擇的所述系列的族指數(shù)確定為所選擇的系列的至少一個第二預(yù)定特征的函數(shù)，并且-通過比較所選擇的系列的每個族指數(shù)來選擇聲學(xué)印跡系列。在該實施方案中，聲學(xué)印跡系列在兩個連續(xù)步驟中加以選擇。在第一步驟中，聲學(xué)印跡系列在每個族中借助每個系列的第一預(yù)定特征加以選擇。在第二步驟中，聲學(xué)印跡系列在第一步驟過程中所選擇的所有系列中加以選擇。該第二選擇借助每個所選擇的系列的第二預(yù)定特征來進行。第一和第二特征可以不同從而使得在兩個步驟過程中的選擇作為不同標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)來進行。因此，例如，借助第一特征所選擇的系列可以不表現(xiàn)出所選擇的所有系列的最佳系列指數(shù)，但是表現(xiàn)出所選擇的所有系列的最佳族指數(shù)，這使得它的聲學(xué)印跡系列最易于構(gòu)成由計量器發(fā)出的所述系列的基本頻率成分。在方法的另一實施方案中，通過比較每個族的每個所選擇的系列的每個系列指數(shù)來選擇所述聲學(xué)印跡系列。在該實施方案中，第一和第二特征相同，使得通過比較所有計算的系列指數(shù)，選擇聲學(xué)印跡系列而不需重新計算用于每個所選擇的系列的另一指數(shù)。根據(jù)方法的其他可選特征-確定每個第一和/或第二特征的相關(guān)指數(shù)，每個相關(guān)指數(shù)通過每個第一和/或第二特征的S型可變函數(shù)加以限定。S型可變函數(shù)使得有可能將第一和/或第二特征的值的非常低的置信指數(shù)歸結(jié)為，希望獨立地排除任何其他關(guān)于系列的考慮，因為它們使得聲學(xué)印跡系列不可能為由計量器發(fā)出的信號的系列。相反，S型可變函數(shù)使得有可能將第一和/或第二特征的值的非常高的置信指數(shù)歸結(jié)為，它們被考慮為由計量器發(fā)出的信號的典型的 系列-基于每個第二和/或第二特征的各自的相關(guān)指數(shù)來確定局部置信指數(shù)。局部置信指數(shù)可以通過形成分別與第一和第二特征相關(guān)聯(lián)的相關(guān)指數(shù)的乘積加以計算。作為變體，這可以包括算術(shù)或加權(quán)平均。因此，基本頻率成分的某些特征可以具有比其他特征更大的重要性。有利地，所述第一和/或第二預(yù)定特征包括在頻域中的信噪比和/或在所述系列中的基本頻率成分的數(shù)目和/或在所述系列的基本頻率成分之間的頻率間隙的離散度和/或所述系列的基本頻率成分的密度。在方法的一個實施方案中，-獲得易于包括聲學(xué)印跡噪聲的數(shù)個時間連續(xù)聲學(xué)信號，每個聲學(xué)信號包括數(shù)個基本頻率成分；-對于每個聲學(xué)信號,選擇聲學(xué)印跡系列并確定所選擇的聲學(xué)印跡系列的局部置信指數(shù)；-基于所述聲學(xué)印跡系列的局部置信指數(shù)確定所謂的全局置信指數(shù)；-如果所述全局置信指數(shù)的絕對值大于或小于與該全局置信指數(shù)相關(guān)的預(yù)定閾值，則發(fā)出輪胎磨損的警報。在頻域由計量器發(fā)出的噪聲的振幅特別地取決于輪胎在其上滾動的道路表面。例如，相對平滑的地面比多孔的地面更有利于計量器的噪聲發(fā)出。但是，在兩種情況下檢測都是可能的。因此存在有利于檢測的道路表面和不太有利的其他道路表面，這兩種類型的道路表面可能任意地彼此跟隨。因此，第一聲學(xué)信號的第一局部指數(shù)可以大于與局部指數(shù)相關(guān)聯(lián)的閾值，在第一聲學(xué)信號之后的第二聲學(xué)信號的第二局部指數(shù)可以小于所述閾值。在這種情況下，不可能指明是否實際上已經(jīng)超過徑向磨損閾值以及由于相當(dāng)不利的道路表面第二指數(shù)是否小于閾值，或者是否未超過徑向磨損閾值以及第一指數(shù)是否錯誤地指示此。為了減少該錯誤警報的風(fēng)險并使得檢測方法更可靠，處理數(shù)個時間連續(xù)聲學(xué)信號。如果連續(xù)聲學(xué)信號的數(shù)個聲學(xué)印跡系列顯示局部置信指數(shù)表明超過徑向磨損閾值，則很大的可能性是實際上已經(jīng)超過徑向磨損閾值，這通過全局置信指數(shù)表明。在方法的另一實施方案中-獲得易于包括聲學(xué)印跡噪聲的數(shù)個時間連續(xù)聲學(xué)信號，每個聲學(xué)信號包括數(shù)個基本頻率成分；-對于每個聲學(xué)信號，選擇聲學(xué)印跡系列；-基于每個所選擇的聲學(xué)印跡系列的基本頻率成分之間的時間連續(xù)性來確定所謂的全局置信指數(shù)；-如果所述全局置信指數(shù)的絕對值大于或小于與該全局置信指數(shù)相關(guān)的預(yù)定閾值，則發(fā)出輪胎磨損的警報。在該實施方案中，錯誤警報的風(fēng)險也得以降低。區(qū)別于之前全局置信指數(shù)依賴于局部置信指數(shù)的實施方案，全局置信指數(shù)獨立于局部置信指數(shù)而基于圖形表示加以確定。因此，輪胎的磨損的正確檢測通過局部和全局置信指數(shù)來確保，所述局部和全局置信指數(shù)彼此無關(guān)系，由此使得方法更可靠。 本發(fā)明的主題還為計算機程序，其特征在于所述計算機程序包括當(dāng)其在計算機上執(zhí)行時能夠控制例如在上文中所限定的方法的步驟的執(zhí)行的代碼指令。本發(fā)明還涉及用于記錄數(shù)據(jù)的介質(zhì)，其以記錄形式包括例如在上文中所限定的程序。本發(fā)明的再一主題為例如在上文中所限定的程序通過電信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)其下載的用途。


通過參閱如下描述將會更好地理解本發(fā)明，這些描述僅以非限制實例的方式給出并參考附圖展開，在這些附圖中-圖I顯示了嶄新輪胎的胎面，-圖2顯示了處于磨損狀態(tài)的圖I的輪胎的胎面；-圖3A-3C和4A-4C顯示了模型化由用于圖I和2的輪胎的聲波磨損計量器發(fā)出的噪聲的理論信號；-圖5為根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的方法的步驟的示意圖；-圖6至10顯示了在安裝有圖I和2的輪胎的車輛的室內(nèi)部的噪聲的聲學(xué)信號；-圖11至13顯示了作為特征的函數(shù)的相關(guān)指數(shù)的變化；-圖14和15顯示了根據(jù)方法的第二實施方案所述的方法的另外的步驟；-圖16顯示了根據(jù)方法的第三和第四實施方案連續(xù)測量的聲學(xué)信號的數(shù)個幀。
具體實施例方式用附圖標(biāo)記10標(biāo)記的輪胎已經(jīng)呈現(xiàn)在圖I和2中。輪胎10包括基本上圓柱形的胎面12，其外表面13配備有刻紋14。特別地，胎面12包括兩個周向和平行車轍16，所述車轍當(dāng)輪胎10為嶄新時在輪胎表面挖空且具有預(yù)定深度。例如，這些車轍16的深度對于客運車輛輪胎大約為8毫米，對于重型貨物車輛輪胎為14至25毫米。輪胎10還包括聲波磨損計量器18。每個聲波磨損計量器18包括兩個肋20，所述肋在車轍16的底部形成，并橫向延伸至車轍16。當(dāng)輪胎為嶄新的時，肋20的高度是預(yù)定的。例如，這些肋的高度基本上等于I. 6毫米。每個車轍16包括四個沿著每個車轍16周向均勻分布的計量器18，每個車轍的兩個計量器18基本上軸向?qū)R。因此，胎面12總計包括一組八個聲波磨損計量器18。作為變體，輪胎可以包括I至32個計量器18。由車轍16和兩個相鄰肋20限定的體積形成朝著輪胎10的外部徑向顯露的腔22。當(dāng)輪胎10為嶄新的時，如圖I所示，肋20的高度小于車轍16的深度，使得兩個相鄰腔22包括位于肋20上方的流體連通通道。因此，甚至 當(dāng)胎面12與地面接觸時，地面不完全閉合腔22，因為肋20的頂部不與地面接觸。在這種情況下，相鄰腔22經(jīng)由肋的頂部和覆蓋腔22的地面所限定的狹窄溝槽而彼此流體連通。圖I的輪胎10以磨損狀態(tài)呈現(xiàn)在圖2中，其中胎面12逐漸被磨損，導(dǎo)致?lián)p失幾毫米的徑向厚度(大約5毫米)。在這種情況下，如圖2所呈現(xiàn)的輪胎10的胎面12的磨損為大約6毫米，亦即，大于當(dāng)輪胎為嶄新時肋20的頂部與表面13分開的距離。由于該顯著磨損，肋20的頂部與表面13處于相同的水平。因此，每個腔22的口由在胎面12上形成的基本上平的輪廓加以限定，腔22彼此不同并分開。每個腔22表現(xiàn)出大約10至50毫米的對應(yīng)于兩個相鄰肋20之間的周向間隙的長度和小于或等于肋18的初始高度的深度。因此，腔22的總體積大于或等于2立方厘米，優(yōu)選5立方厘米。由于每個腔20的口通過基本平的輪廓加以限定，因此口能夠在滾動時被平滑且平的地面完全地且密封地閉合。另有說明，當(dāng)輪胎10被磨損時，每個腔22設(shè)計成以當(dāng)其經(jīng)過輪胎10與地面的接觸區(qū)域時基本上密封的方式被地面閉合。在輪胎胎面12的表面上形成的這樣的腔20被稱為“聲波”，所述腔一方面徑向顯露至輪胎的外部，另一方面設(shè)計成當(dāng)其經(jīng)過接觸區(qū)域時被密封地閉合。在根據(jù)本發(fā)明的輪胎中，例如這些的聲波腔僅當(dāng)輪胎磨損超過預(yù)定徑向磨損閾值時才顯現(xiàn)，而在該閾值以下并不存在，特別是當(dāng)輪胎為嶄新時。在輪胎滾動的過程中，給定的聲波腔22連續(xù)占有相對于輪胎與地面接觸區(qū)域(在其中腔是打開的)的上游位置，接著是位于接觸區(qū)域(在其中腔是閉合的，因為其被地面覆蓋)中的位置，最后是相對于輪胎與地面的接觸區(qū)域(在其中腔再次打開且在其中腔不再被地面覆蓋)的下游位置。另有說明，對于給定的腔，輪胎的旋轉(zhuǎn)引起空氣吸入腔中，當(dāng)腔在接觸區(qū)域被地面閉合時包含在腔中的空氣壓縮，接著包含在腔中的空氣由于胎面12與地面的分離所引起的腔的打開而排出。該連續(xù)的吸入/壓縮/排出步驟產(chǎn)生由于包含在腔中的壓縮空氣的排出而引起的特征噪聲，有時稱為撕撕聲或泵送噪聲。現(xiàn)在參照圖3A-3E和4A-4E解釋檢測由聲波磨損計量器18發(fā)出的泵送噪聲的原理。這些圖示意了圖2的磨損的客運車輛輪胎以基本上恒定的90km/h的速度滾動時的理論泵送噪聲。圖3A-3C示意了在時域中的理論信號，圖4A-4C示意了分別由各個信號3A-3C通過傅立葉變換獲得的在頻域中的理論信號。圖3A示意了計量器18的稱為脈沖的單位時間信號ST,ut)該脈沖表示由計量器18發(fā)出的噪聲的振幅(以Pa計)，并采取阻尼正弦曲線的形式，其表現(xiàn)出天然頻率&、最大振幅aO和特征阻尼持續(xù)時間t0o在這種情況下，f0 = 1200Hz、a0 = 0. 044Pa和t0 = 0. 001s。圖4A的單位頻率信號SF, 采取中心位于天然頻率&的高斯形式。需注意的是，單位脈沖越短，正弦曲線擺動得越小，頻譜越寬。相反，單位脈沖越長，正弦曲線擺動得越大，頻譜越窄。因此，對于無阻尼的完美的正弦曲線而言，圖4A的傅立葉變換表現(xiàn)出頻率&的狄喇克峰形的形狀。圖3B示意了圖2的輪胎的計量 器18的滾動的時間信號ST,D。當(dāng)輪胎包括分布在兩個車轍16中的四對計量器18時，滾動時間信號采取周期Ttus = 0. 019s和振幅I的狄喇克梳的形式，其包括對應(yīng)于橫穿接觸區(qū)域經(jīng)過每個計量器18的峰形。滾動頻率信號SF,D也采取狄喇克梳的形式，其具有以下特征均勻分布的基本頻率成分、被節(jié)距Ftus = 1/Ttus間隔開以及振幅Ftus = 1/Ttus = 52. 2。需要注意的是頻率信號sF；D的振幅比時間信號ST，D的振幅大得多圖3C示意了對應(yīng)于圖3A的單位時間信號Stiu與圖3B的滾動時間信號ST, D的卷積的計量器18的總時間信號ST,T。因此，總時間信號ST，T采取最大振幅基本上等于0. 044Pa的連續(xù)阻尼正弦曲線的形式。總頻率信號SF，T對應(yīng)于圖4A的單位頻率信號Sm與圖4B的滾動頻率信號SF,D的乘積。因此,總頻率信號SF, t采取在頻率Ftus取樣的且相對于時間單位信號ST, u放大因子Ftus的單位頻率信號Sf, 的形式。該放大源自滾動時間信號ST, D的頻率變換。在這種情況下，總頻率信號SF,T的放大基本上等于2. 28Pa。實際上，計量器18的總信號ST, T, SF, T被對應(yīng)于周圍噪聲的假信號B覆蓋。在以90km/h行進的配備有標(biāo)準(zhǔn)輪胎的BMW 318d車輛的乘客室中記錄噪聲B。圖3D示意了對應(yīng)于在室內(nèi)部測得的噪聲的時間信號Bt。該噪聲Bt的最大振幅基本上等于0. 034Pa。如圖4D中所示的對應(yīng)的頻率信號Bf的最大振幅基本上等于0. 348Pa。圖3E示意了對應(yīng)于圖3C的總理論時間信號ST,T與對應(yīng)于圖3D的噪聲Bt的時間信號的疊加的總時間信號STT。在時域中的信噪比基本上等于I. 04。圖4E示意了對應(yīng)于圖4C的總理論頻率信號SF,T與對應(yīng)于測得的噪聲的圖4D的頻率信號Bf的疊加的總頻率信號SFT。在頻域中的信噪比基本上等于13. 4。這些信號的分析特別地顯示在頻域中以所述信號工作的益處，因為所述信號表現(xiàn)出比在時域中的信號更大的信噪比。磨損的檢測和該檢測的可靠性因此得以大大改進。圖4E的總頻率信號SFT表現(xiàn)出數(shù)個特征，所述特征特別地包括預(yù)定分布模式、等于Ftus的各個峰形之間的節(jié)距、信號的最大振幅A和信號的基本頻率成分的數(shù)目N。Ftus取決于輪胎10的速度V，均勻分布的計量器18的數(shù)目Ntus和輪胎10的周長C0最大振幅A取決于特征阻尼持續(xù)時間h，腔22的總體積Vtus和輪胎10的速度V。最大振幅A還取決于時間信號獲取參數(shù)，所述參數(shù)包括采樣頻率Fe和時間信號的獲取持續(xù)時間T?；绢l率成分的數(shù)目N取決于每個計量器18的基本脈沖的帶寬，其本身取決于特征阻尼持續(xù)時間V N還取決于頻率Ftus、計量器18的總信號和對應(yīng)于噪聲的信號的相互作用以及定義為取樣頻率Fe與獲取持續(xù)時間T的比率的頻率分辨率Af0現(xiàn)在參照圖5至11描述根據(jù)本發(fā)明的檢測方法。
在圖6中所表示的是在配備有根據(jù)圖2的磨損的前右輪胎的BMW318d車輛的乘客室中測得的聲學(xué)噪聲的原始總時間信號ST,B。獲取參數(shù)為T = Is, Fe = 8000Hz。但是，輪胎10的特征，例如計量器18的數(shù)目Ntus、輪胎10的周長C、腔22的總體積Vtus和車輛速度V是未知的。在步驟100的過程中獲得易于包括聲學(xué)印跡噪聲SF, T的原始時間聲學(xué)信號ST, B。傅立葉變換應(yīng)用于原始總時間聲學(xué)信號ST,B以獲得在圖7中以對數(shù)頻率標(biāo)度表示的原始總頻譜SF,B。在下文中的任選步驟102至106中，識別獲得的聲學(xué)信號的基本頻率成分。在步驟102的過程中，接著分離位于500至2500Hz之間，此處在圖8中以線性頻率范圍表示的位于1000至2000Hz之間的原始譜SF,B的頻域Df。
接著，在步驟104中，消除噪聲，任選地在頻域Df中歸一化原始譜SF, B。在這種情況下，限定經(jīng)過原始譜SF,B的最小值的過濾曲線，然后從原始譜SF,B減去過濾曲線。接著獲得在圖9中表示的濾譜?？稍谠摓V譜上任選地進行歸一化。最后，在步驟106中，分離圖9的濾譜的基本頻率成分，其表現(xiàn)出的強度大于預(yù)定強度閾值。如在圖10中所示，由此獲得包括數(shù)個基本頻率成分的急劇的譜SA。因此，基于已經(jīng)過處理的原始總時間信號ST, B而獲得急劇的譜或處理的聲學(xué)信號SA。作為變體，處理步驟可以不進行或者實施其他另外的過濾步驟。步驟100至106也是處理信號ST,B的步驟在這種情況下，經(jīng)處理的聲學(xué)信號Sa包括30個基本頻率成分，在圖10中編號為I至30。如果輪胎磨損，則聲波腔發(fā)出與在圖4C中所示的理論信號類似的信號。為了確定輪胎是否磨損，亦即聲波腔22是否發(fā)出泵送噪聲，因此合適的是確定信號Sa是否包括在不需要知道輪胎10的特征如計量器18的數(shù)目Ntus、輪胎10的周長C、腔22的總體積Vtus和車輛速度V的情況下與由計量器18發(fā)出的理論信號SF,T類似的信號?？梢钥闯觯豢傻玫奶卣飨薅▍⒖碱l率間隔I，頻率Ftus易于屬于該參考頻率間隔I。對于一系列客車輪胎，輪胎周長可以在1.3米至3米之間變化，輪胎的計量器的數(shù)目可以在I至10之間變化，對于輪胎而言車輛的速度可以在IOkmh至130km/h之間變化，頻率Ftus可以在位于I至278Hz之間的間隔I中變化。對于重型貨物車輛類型的輪胎，間隔I是類似的。參照圖10，在步驟200的過程中，列舉處理的聲學(xué)信號Sa的所有成對的基本頻率成分，并確定將每對信號彼此分離的頻率間隙。對于30個基本頻率成分，接著獲得435個可能的對。僅保留這樣的對，分離所述對的頻率間隙屬于間隔I。因此，僅317對表現(xiàn)出位于間隔1-278HZ中的頻率間隙。例如，在下文中的表I中表示了在317對中的40對基本頻率成分以及相應(yīng)的頻率間隙。表I :成對的基本頻率成分和相應(yīng)的頻率間隙的實例
權(quán)利要求
1.一種用于檢測輪胎(10)磨損的方法，該輪胎包括一組至少一個聲波磨損計量器(18)，所述聲波磨損計量器基于預(yù)定徑向磨損閾值發(fā)出聲學(xué)印跡噪聲(SFT)，所述聲學(xué)印跡噪聲包括數(shù)個聲學(xué)印跡基本頻率成分，其特征在于 -獲得(100)易于包括聲學(xué)印跡噪聲(SFT)的聲學(xué)信號(SF, b)，所述聲學(xué)信號(Sf, b)包括數(shù)個基本頻率成分； -列舉(206)數(shù)個系列的基本頻率成分，每個所列舉的系列易于形成所述聲學(xué)印跡基本頻率成分的至少某個部分； _從所列舉的系列之中選擇(302)稱為聲學(xué)印跡系列的一個系列； -確定(306)所述聲學(xué)印跡系列的所謂的局部置信指數(shù)(Icl); -如果基于所述局部置信指數(shù)(Icl)確定的置信指數(shù)(Icl、leg)的絕對值大于或小于與基于所述局部置信指數(shù)確定的該置信指數(shù)(Icl、leg)相關(guān)的預(yù)定閾值(SI、Sg)，則發(fā)出輪胎(10)磨損警報。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述聲波磨損計量器周向均勻分布在輪胎胎面中。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述聲學(xué)印跡系列形成狄喇克梳的至少一部分。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述一組(10)包括I至32，優(yōu)選I至12個計量器(18)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中每個計量器(18)包括聲波腔(22)，所述聲波腔設(shè)計成使得超出預(yù)定徑向磨損閾值時所述腔(22)徑向顯露至輪胎(10)的外部，并設(shè)計成當(dāng)其經(jīng)過輪胎(10)與地面接觸的區(qū)域時以基本上密封的方式被地面閉合，所述腔(22)的總體積大于或等于2立方厘米，優(yōu)選5立方厘米。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所獲得的聲學(xué)信號(SF,B)通過執(zhí)行以下步驟中的至少一個步驟加以處理 -確定(100)所獲得的聲學(xué)信號(SF,B)的頻譜(SF)； -分離(102)所獲得的聲學(xué)信號(SF, B)的頻譜(SF)的位于500至2500Hz之間的頻域(Df)； -分離(106)所獲得的聲學(xué)信號(SF,B)的頻譜(SF)的表現(xiàn)出大于預(yù)定閾值水平的基本頻率成分。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中選擇(206)至少兩個基本頻率成分的至少一個系列，所述系列的每個基本頻率成分與所述系列的至少一個相鄰基本頻率成分相距的頻率間隙(Es )位于預(yù)定參考頻率間隔(I)中。
8.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中所述預(yù)定參考頻率間隔(I)位于I至300Hz之間。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中列舉(200)所有成對的基本頻率成分，并確定使每對的基本頻率成分彼此分開的頻率間隙。
10.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中根據(jù)由族頻率間隙間隔(Of)限定的所謂頻率間隙族對每對的基本頻率成分的每個頻率間隙進行分類(202 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求7和10所述的方法，其中將每個族頻率間隙間隔(oF)確定為預(yù)定參考頻率間隔(I)和所獲得的聲學(xué)信號(SF,B)的頻譜(SF)的頻率分辨率(Af)的函數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，在每個族中，列舉位于族頻率間隙間隔(O F)中的所有系列的基本頻率成分，所述基本頻率成分包括由所謂的系列頻率間隙(Es)分開的至少兩個連續(xù)的基本頻率成分。
13.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中，對于每個所列舉的系列的基本頻率成分 -對于與所述系列的基本頻率成分中的一個相距頻率間隙的至少一個基本頻率成分進行檢索，所述頻率間隙為族頻率間隙間隔(O F)的倍數(shù)；并且 -用與所述系列的基本頻率成分中的一個相距頻率間隙的基本頻率成分補充每個所列舉的系列，所述頻率間隙為族頻率間隙間隔(O F)的倍數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，對于每個族，將每個所列舉的系列的系列指數(shù)(Is)確定(300)為所述系列的至少一個第一預(yù)定特征(R、D、Ns、De)的函數(shù)。
15.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中 -通過比較所列舉的系列的每個系列指數(shù)(Is)來選擇(302)系列； -對于每個所選擇的系列，將從每個族選擇的所述系列的族指數(shù)(If)確定為所選擇的系列的至少一個第二預(yù)定特征(r、d、ns、de)的函數(shù)；并且 -通過比較所選擇的系列的每個族指數(shù)(If)來選擇聲學(xué)印跡系列。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中通過比較每個族的每個所選擇的系列的每個系列指數(shù)(Is)來選擇所述聲學(xué)印跡系列。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的方法，其中確定(304)每個第一和/或第二特征(R、D、Ns、De)的相關(guān)指數(shù)(Ip )，每個相關(guān)指數(shù)(Ip )通過每個第一和/或每個第二特征(R、D、Ns、De)的S型可變函數(shù)加以限定。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中基于每個第一和/或第二特征(R、D、Ns,De)的各自的相關(guān)指數(shù)(Ip)來確定(306)局部置信指數(shù)(Icl)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項所述的方法，其中所述第一和/或第二預(yù)定特征包括信噪頻率比(R)和/或在所述系列中的基本頻率成分的數(shù)目(Ns)和/或在所述系列的基本頻率成分之間的頻率間隙的離散度(De)和/或所述系列的基本頻率成分的密度(D)。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中 -獲得易于包括聲學(xué)印跡噪聲(SFT)的數(shù)個時間連續(xù)聲學(xué)信號(SF, B)，每個聲學(xué)信號(SF,B)包括數(shù)個基本頻率成分； -對于每個聲學(xué)信號(SF, b),選擇聲學(xué)印跡系列(Sl-Sll)并確定所選擇的聲學(xué)印跡系列(Sl-Sll)的局部置信指數(shù)(Icl); -基于所述聲學(xué)印跡系列(Sl-Sll)的局部置信指數(shù)(Icl)確定所謂的全局置信指數(shù)(Icg)； -如果所述全局置信指數(shù)(Icg)的絕對值大于或小于與該全局置信指數(shù)(Icg)相關(guān)的預(yù)定閾值(Sg)，則發(fā)出輪胎(10)磨損的警報。
21.根據(jù)權(quán)利要求I至19中任一項所述的方法，其中 -獲得易于包括聲學(xué)印跡噪聲(SFT)的數(shù)個時間連續(xù)聲學(xué)信號(SF, B)，每個聲學(xué)信號(SF,B)包括數(shù)個基本頻率成分； -對于每個聲學(xué)信號(SF,B),選擇聲學(xué)印跡系列(Sl-Sll)；-基于每個所選擇的聲學(xué)印跡系列(Sl-Sll)的基本頻率成分之間的時間連續(xù)性來確定所謂的全局置信指數(shù)(leg); -如果所述全局置信指數(shù)(leg)的絕對值大于或小于與該全局置信指數(shù)(leg)相關(guān)的預(yù)定閾值(Sg)，則發(fā)出輪胎(10)磨損的警報。
22.計算機程序，其特征在于所述計算機程序包括當(dāng)其在計算機上執(zhí)行時能夠控制根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法的步驟的執(zhí)行的代碼指令。
23.用于記錄數(shù)據(jù)的介質(zhì)，其以記錄形式包括根據(jù)前一權(quán)利要求所述的程序。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的程序通過電信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)其下載的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測輪胎(10)磨損的方法，該輪胎包括一組至少一個磨損警報蜂鳴器(18)，所述磨損警報蜂鳴器發(fā)出噪聲印跡，所述噪聲印跡包括多個噪聲印跡的基本頻率成分，該方法包括獲得(100)可能包括噪聲印跡的聲音的聲學(xué)信號，所述聲學(xué)信號包括在頻域中獲得的多個基本頻率成分；列舉(206)獲得的多個系列的基本頻率成分，每個所列舉的系列可能形成噪聲印跡的基本頻率成分的一部分；從所列舉的系列中選擇(302)所述組的一系列噪聲印跡；確定(306)所述噪聲印跡系列的局部可靠性指數(shù)；并且如果根據(jù)所述局部可靠性指數(shù)確定的可靠性指數(shù)高于預(yù)定閾值，則發(fā)出輪胎磨損警報(10)。
文檔編號B60C11/24GK102741067SQ201080062849
公開日2012年10月17日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者A·帕蒂勒, D·莫尼耶 申請人:米其林研究和技術(shù)股份有限公司, 米其林集團總公司