Störgeräusche bei mechatronisch elektromotorischen Fahrzeugkomponenten erkennen

Bei der Fertigung unterschiedlicher Fahrzeugkomponenten kann es zu Montagefehlern oder dem Einsatz fehlerbehafteter Bauteile kommen. Im späteren Einsatz dieser Komponenten können dadurch unerwünschte Geräusche oder Vibrationen entstehen, die entweder nur als störend empfunden werden, aber auch zu höherem Verschleiß führen. Beides ist inakzeptabel. Wird ein solches Bauteil unbemerkt ausgeliefert, drohen aufwändige Rückbau- und Garantiemaßnahmen der mechatronisch elektromotorischen Fahrzeugkomponenten. Auch der dadurch entstehende Imageschaden kann nicht außer Acht gelassen werden. Daher legen alle Automotive-Hersteller größten Wert auf möglichst geräusch- und vibrationsarme Komponenten. Für Test und Analyse der Fertigungsqualität hat GÖPEL electronic die innovativen Akustiktester der CARoLINE-Serie entwickelt.

CARoLINE erfasst Geräuschdaten von verschiedensten Sensoren, die Vibrationen oder Luftschall messen. Die Auswertung dieser Daten erfolgt in der zugehörigen Software durch eine Vielzahl an Analysemöglichkeiten. Das Modell CARoLINE advanced wird als Einschubmodul für 19 Zoll-Racks oder als Stand Alone-Gerät geliefert und kann Signale von bis zu acht Sensoren gleichzeitig erfassen. Zusätzlich können analoge Weg-/Drehwinkel- und digitale Triggersignale erfasst werden. Weiterhin ermöglicht die Ripplestrom-Auswertung des Prüflings den Einsatz von drehzahlabhängigen Analysen. Für geringeren Testaufwand wird das Modell CARoLINE smart angeboten, welches lediglich vier Sensorkanäle beinhaltet. Bei beiden Systemvarianten sind Auswertung und Analyse, abhängig von den möglichen Eingangssignalen, gleichermaßen möglich. 

In der praktischen Anwendung werden für jeden spezifischen Fall individuelle Sensoren ausgewählt, die dann in geeigneter Nähe der mechatronisch elektromotorischen Geräuschquelle des Prüflings angebracht werden. So erfolgt beispielsweise die Messung des Körperschalls eines Sitzgestells an dessen Kufen. Die Sensoren werden mit dem CARoLINE-System verbunden, welches nach Auslösen des Testsequenz synchron die Geräuschpegel während der Bedienung aufzeichnet, auswertet und sofort mit im System hinterlegbaren Parametern und Grenzwerten vergleicht. Abweichungen in der Fertigungsqualität werden damit sofort erkannt und können bei Bedarf nachgebessert werden.

Zur realistischen Beurteilung von Lärmeinflüssen auf das spätere Fahrvergnügen im Auto verfügt das CARoLINE-System über verschiedene akustische Analysemethoden, wie beispielweise die Modulationsanalyse.  Mit dieser Funktion lässt sich berechnen, wie stark eine bestimmte Frequenz im Laufe einer ausgewählten Bewegung – zum Beispiel bei der Ausklappbewegung des Fahrzeugaußenspiegels – schwankt. Ist in diesem speziellen Fall die Schwankung um eine ermittelte Mittenfrequenz zu stark, wird dies schnell als unangenehmes „Leiern“ wahrgenommen. Eine Terzanalyse von Luftschallsignalen ermöglicht psychoakustische Bewertungen, wie z.B. die Tonalität. Mithilfe der Auswertung einzelner Frequenzbereiche der Vibrations- oder Luftschalldaten lassen sich störende Geräusche wie „Pfeifen“, „Quietschen“ und „Piepen“ erkennen. Solche und ähnliche Störgeräusche sind nicht akzeptabel und können durch konsequenten Einsatz von Akustiktestern in der Fertigung frühzeitig erkannt und vermieden werden.