Vorgehensweise zur Entwicklung eines objektiven Bewertungskriteriums für instationäre Störgeräusche im Fahrzeug

Projektausgangslage: Steigende Anforderungen der Kunden an Geräuschqualität im Fahrzeuginterieur 

Steigende Anforderungen der Mercedes-Benz-Kunden an die Geräuschqualität im Fahrzeuginterieur machen weitere akustische Optimierungen des im Fahrzeugklimagerät verbauten Verdampfers mehrerer Fahrzeugbaureihen der Mercedes-Benz AG erforderlich. Nach der Optimierung des Kältekreises, bzw. der Klimageräte-Bauteile der auffälligen Fahrzeugbaureihen wurde entschieden, die Absicherung der Geräuschfreiheit des Kältekreises und des Klimageräts hinsichtlich möglicherweise auftretender „Zischel“-Geräusche (sogenannte „Hiss“-Noise) im Komponentenlastenheft (KLH) zu definieren, um die Anforderungen nachhaltig zu beschreiben und die Funktionalität abschließend überprüfen zu können.

Obwohl der grundsätzliche Aufbau und die zu prüfenden Betriebseinstellungen und Randbedingungen des Kältekreises bereits festgelegt worden sind, fehlt es
bis zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Projektes an einer objektiven Bewertungsgröße zur Feststellung der abgestrahlten Geräuschqualität. In einem ersten Entwurf der Prüfbeschreibung im Lastenheft wurde lediglich ein rein subjektiver Bewertungsmaßstab vorgegeben, welcher das sich ergebende Schallfeld im Fahrzeug nicht berücksichtigt. Außerdem ist die subjektive Bewertung nicht eindeutig messbar und somit nicht auf Einhaltung der Qualitätsvorgaben hin überprüfbar.

Zielsetzung des Projektes: Entwicklung eines Leitfadens für Störgeräuschphänomene

Das Ziel des Projektes liegt in der systematischen Entwicklung eines objektiven akustischen Kennwerts zur Angabe im qualitätsdefinierenden Komponentenlastenheft und zur quantitativen Beschreibung des „Zischel“-Geräuschs durch die, nach Lastenheft durchgeführten, Geräuschaufnahmen. Die Bewertungskriterien sollen dabei auf bestehenden Analogien zur Psychoakustik beruhen und auf einfache Weise bei einem Klimageräte-Lieferanten durch Schalldruckmessungen auf einem Komponentenprüfstand erfassbar sein.

Zur Erreichung einer fahrzeugunabhängigen Allgemeingültigkeit der ermittelten Kennwerte soll überdies eine Bewertung und Absicherung durch eine Korrelationsanalyse der auf dem Komponentenprüfstand gemessenen Kennwerte mit zwei möglichst unterschiedlichen Fahrzeugbaureihen durchgeführt werden. Durch parallel geplante Fahrzeugversuche mit mehreren Bewertungsteilnehmern sollen die ermittelten Kennwerte auf Basis der subjektiven Bewertung im Fahrzeug auf einen qualitätskritischen Grenzwert hin validiert werden. Die fahrzeugnahe Bewertung soll unter den aus dem Kältekreis hinlänglich bekannten Prüfrandbedingungen erfolgen.

Als Übertrag auf künftige Geräuschphänomene wird die Vorgehensweise als allgemeingültiger Leitfaden beschrieben, welcher in Zukunft auf instationäre Störgeräuschphänomene angewendet werden kann.

Projektentwicklung: Erfassung des Status Quo und praktische Versuchsdurchführung

Während der Vorbereitungsphase des Projektes wurde auf Basis der Leitfäden des Projektmanagements ein genauer Zeitplan, die Zieldefinition sowie eine vorausschauende Planung der Arbeitspakete angestrebt. Neben der theoretischen Recherche und der Erfassung des aktuellen Entwicklungsstandes musste die organisatorische Beschaffung der Fahrzeuge und Komponenten, wie auch die Terminierung der praktischen Versuche koordiniert werden. Ergänzend wurde die technische Prüfbeschreibung ausgearbeitet und bis zur Versuchsdurchführung detaillierter spezifiziert.

Voruntersuchungen und Signalanalysen zeigten einen wesentlichen Einfluss auf die weiteren Fahrzeug- und Komponentenversuche und mussten zwingend im
Voraus durchgeführt werden. Parallel dazu wurden die Komponentenversuche bei dem externen Dienstleister gestartet und regelmäßig im persönlichen Austausch begleitet und vorangetrieben.

Die Bewertungsgrundlagen der subjektiven Fahrzeugbewertung wurden hauptsächlich durch Nutzung der verfügbaren Theorien aus dem Bereich der Psychologie und Psychoakustik entwickelt und für das bestehende Störgeräusch angepasst. Die Fahrzeugbewertung musste hinsichtlich der Komplexität der Durchführung und der Verfügbarkeit der Versuchsteilnehmer frühzeitig terminiert werden.

Mehrwert für die Mercedes-Benz AG: Steigerung der Produktqualität 

Die Mercedes-Benz AG besitzt ein hohes Interesse, die Produktqualität und den Kundenkomfort auf einem bereits sehr hohen Niveau zu halten und weiter auszubauen. Hierfür müssen bestehende und neuartige Geräusche der Fahrzeugklimatisierung möglichst vermieden oder auf ein Mindestmaß reduziert werden. Der Mehrwert der Projektarbeit liegt bei der Entwicklung der benötigten Prüfspezifikation, damit die entsprechenden Bauteillieferanten die vorgegebenen Qualitätsziele auch einhalten können.

Die Definition und Einhaltung der Qualitätsziele ermöglicht es der Mercedes-Benz AG, ein qualitativ hochwertiges Produkt zu entwickeln und dem Kunden zu
übergeben. Bei Nichterreichung der Qualitätsziele besitzt die Mercedes-Benz AG zusätzlich eine Bewertungsgrundlage der gelieferten Produktqualität gegenüber dem Lieferanten.

Aufbauend auf den Erkenntnissen und der Vorgehensweise der Bearbeitung der Projektarbeit erhofft sich der Autor eine weiterführende Bearbeitung, um das Geräuschniveau der Klimatisierung im Fahrzeug noch weiter zu optimieren. Ein weiterer Mehrwert des Projektes besteht in der Dokumentation wichtiger Erkenntnisse und Grundlagen im Hinblick auf die Klimatisierungsakustik zur abteilungsinternen Nutzung oder Bearbeitung zukünftiger akustischer Problemstellungen.

Big Picture Roger Osthege (Quelle: Eigene Darstellung)