DE102009004607A1

DE102009004607A1 - Verfahren zur Analyse von Windgeräuschen an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102009004607A1
Application number: DE200910004607
Authority: DE
Inventors: Willi Husser; Bernd Pfingsten; Nico Dipl.-Ing. Schlimpert (Fh)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse von Luftgeräuschen an einem Fahrzeug mittels Schallpegelmessungen, bei denen jeweils an einer Messstelle am Fahrzeug ein Schalldruckspektrum (L(f), L1(f) bis L5(f)) ermittelt wird. Für jede Messstelle wird wenigstens ein Frequenzintervall (Deltaf) ausgewählt. Aus dem Schalldruckspektrum (L(f), L1(f) bis L5(f)) wird für das wenigstens eine Frequenzintervall (Deltaf) ein Intervallschallpegel ermittelt und der Intervallschallpegel mit einem von der Messstelle abhängigen Sollwert (SW) verglichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse von Luftgeräuschen an einem Fahrzeug mittels Schallpegelmessungen, bei denen jeweils an einer Messstelle im oder am Fahrzeug ein Schalldruckspektrum ermittelt wird.
Bei heutigen Produktionsverfahren hochwertiger Kraftfahrzeuge werden diese in der Regel vor ihrer Auslieferung in einem Messstand daraufhin überprüft, ob an ihnen durch Fahrtwind störende Luftgeräusche entstehen.
Aus DE 103 51 792 B4 ist ein Prüfstand für Fahrzeuge zur Feststellung von Luftgeräuschen an einem Personenkraftwagen bekannt. Der Prüfstand umfasst eine Blasdüseneinrichtung, mit der gezielt Luftströmungen auf einen Fahrzeugaufbau eines unbewegten Personenkraftwagens aufgebracht werden und Bereiche einer Außenhaut des Fahrzeugaufbaus, an denen Dichtungen zwischen feststehenden Aufbaustrukturen und beweglichen Aufbauelementen des Fahrzeugaufbaus verlaufen, mit Luftströmungen der am Prüfstand vorgesehenen Blasdüseneinrichtung beaufschlagbar sind und die entstehenden Luftgeräusche gemessen werden. Die Blasdüseneinrichtung ist an Bereichen der Außenhaut des Fahrzeugaufbaus des Personenkraftwagens mittels einer Transporteinrichtung vorbeiführbar und umfasst drei Blasdüsen, von denen eine auf ein Dach und eine Windschutzscheibe und die beiden anderen jeweils auf eine Seitenwand des Aufbaus des Personenkraftwagens ausgerichtet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Analyse von Luftgeräuschen an einem Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Analyse von Luftgeräuschen an einem Fahrzeug wird mittels Schallpegelmessungen jeweils an einer Messstelle am Fahrzeug ein Schalldruckpegel in Abhängigkeit einer Frequenz (d. h. ein Schalldruckspektrum) ermittelt. Für die (eine oder mehrere) Messstelle wird wenigstens ein Frequenzintervall ausgewählt, und aus dem Schalldruckspektrum wird für das wenigstens eine Frequenzintervall ein Intervallschallpegel, vorteilhafterweise ein Summenpegel, ermittelt. Anschließend wird der frequenzabhängige Intervallschallpegel mit einem von der Messstelle abhängigen Sollwert verglichen.
Der Begriff „Luftgeräusch" wird verwendet, um alle am Fahrzeug durch Luftbewegung entstehenden Geräusche zu bezeichnen und soll dabei insbesondere die durch den Fahrtwind verursachten Windgeräusche umfassen.
Durch die Auswahl wenigstens eines Frequenzintervalls für die Messstellen können für die Beurteilung der Luftgeräusche an der jeweiligen Messstelle besonders relevante Frequenzen des Schalldruckspektrums zur Auswertung ausgewählt werden. Durch diese auf die jeweilige Messstelle bezogene frequenzselektive Signalanalyse wird die Zuverlässigkeit der Signalauswertung zur Erkennung störender Luftgeräusche vorteilhaft erhöht, gegenüber herkömmlichen Verfahren ohne eine derartige frequenzselektive Auswertung. Der im Intervall ermittelte Intervallschallpegel ist dabei ein vorteilhaftes objektives Maß für die Luftgeräuschlautstärke an der Messstelle. Der Vergleich mit dem Sollwert für diese Messstelle erlaubt eine Beurteilung der Luftgeräuschentwicklung an der Messstelle, so dass bei signifikantem Überschreiten des Sollwertes auf eine Notwendigkeit zur Nachbesserung eines untersuchten Fahrzeuges bezüglich der Messstelle geschlossen werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
1 ein Verlaufsdiagramm eines Verfahrens zur Analyse von Luftgeräuschen an einem Fahrzeug mittels Schallpegelmessungen,
2 eine Tabelle von Frequenzen für Terzpegelmessungen,
3 an einer ersten Messstelle an verschiedenen Fahrzeugen aufgenommene Schalldruckspektren,
4 an einer zweiten Messstelle an verschiedenen Fahrzeugen aufgenommene Schalldruckspektren, und
5 an einer ersten Messstelle an einem Fahrzeug aufgenommene Schalldruckspektren.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Verlaufsdiagramm eines Verfahrens zur Analyse von Luftgeräuschen an einem Fahrzeug mittels Schallpegelmessungen.
Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt S1 an einer Messstelle an oder in dem Fahrzeug ein Schalldruckspektrum L(f) eines Schalldruckpegels L in Abhängigkeit von einer Frequenz f ermittelt. In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird das Schalldruckspektrum L(f) aus einer Anzahl n von Terzpegeln T1 bis Tn ermittelt, die an der Messstelle mittels eines Schallpegelmessgerätes für einen vorgegebenen Terzbereich erfasst werden. Hierzu können vorteilhaft handelsübliche Schallpegelmessgeräte mit Terzanalyse verwendet werden, so dass keine kostspielige und zeitaufwändige Neuentwicklung von Schallpegelmessgeräten notwendig ist.
2 zeigt eine Tabelle von 31 Frequenzen f für diese Terzpegelmessungen. Dabei beträgt der Frequenzabstand benachbarter Frequenzen f jeweils näherungsweise eine Terz. Bei den 31 Frequenzen f wird bei einer Schallpegelmessung jeweils ein Terzpegel T1 bis Tn erfasst, wobei die jeweilige Frequenz f beispielsweise eine Mittenfrequenz der zugehörigen Terz ist.
Für einen zweiten Verfahrensschritt S2 wird ein Frequenzintervall Δf ausgewählt, das von der Messstelle abhängt und eine Untermenge der in 2 angegebenen Frequenzen f enthält. in dem zweiten Verfahrensschritt S2 wird ein Summenpegel L_sum(Δf) der in dem Frequenzintervall Δf erfassten Terzpegel Tk bis Tm gebildet gemäß Lsum(Δf) = 10log10(10Tk/10 + ... + 10Tm/b) [1]
In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird der Summenpegel L_sum(Δf) mit einem Sollwert SW für die Messstelle verglichen. Der Sollwert wird gemäß der ersten beiden Verfahrensschritte S1 und S2 aus wenigstens einer Schallpegelmessung an wenigstens einem Vergleichsfahrzeug ermittelt.
3 zeigt mehrere Schalldruckspektren L(f), die jeweils gemäß des ersten Verfahrensschrittes S1 an einer ersten Messstelle an verschiedenen Fahrzeugen ermittelt wurden. Aus dem Vergleich der Schalldruckspektren L(f) wird das Frequenzintervall Δf ausgewählt, das in dem zweiten Verfahrensschritt S2 zur Bildung des Summenpegels L_sum(Δf) für die erste Messstelle herangezogen wird. In dem dargestellten Fall weichen die Schalldruckspektren L(f) in einem Frequenzbereich zwischen etwa 3 kHz und 6,3 kHz am stärksten voneinander ab. Dieser Frequenzbereich eignet sich daher besonders gut, um die Luftgeräusche an der ersten Messstelle zu analysieren. Daher wird für die erste Messstelle ein Frequenzintervall Δf ausgewählt, das wenigstens den Frequenzbereich zwischen 3 kHz und 6,3 kHz enthält.
Nach einer Auswahl des Frequenzintervalls Δf für die erste Messstelle kann aus dem Vergleich der Schalldruckspektren L(f) für verschiedene Fahrzeuge auch der Sollwert SW für die erste Messstelle festgelegt werden. Beispielsweise wird dieser Sollwert SW als Mittelwert von Summenpegeln L_sum(Δf) für Fahrzeuge gebildet, deren Schalldruckspektren L(f) in dem gewählten Frequenzintervall Δf einen besonders günstigen Verlauf aufweisen.
4 zeigt mehrere Schalldruckspektren L(f), die jeweils gemäß des ersten Verfahrensschrittes S1 an einer zweiten Messstelle für verschiedene Fahrzeuge ermittelt wurden. In diesem Fall weichen die Schalldruckspektren L(f) in einem Frequenzbereich zwischen etwa 6,3 kHz und 16 kHz am stärksten voneinander ab. Für die zweite Messstelle wird daher ein Frequenzintervall Δf ausgewählt, das wenigstens den Frequenzbereich zwischen 6,3 kHz und 16 kHz enthält.
Entsprechend obiger Beschreibung für die erste Messstelle kann auch für die zweite Messstelle ein Sollwert SW festgelegt werden.
In einem erweiterten Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden an einer Messstelle eines Fahrzeuges mehrere Schalldruckspektren L(f) ermittelt. Aus diesen wird ein gemittelter Summenpegel L_sum(Δf) gebildet, der mit dem Sollwert SW der Messstelle verglichen wird. Dadurch können vorteilhaft Messfehler und Schwankungen der Messbedingungen ausgeglichen werden.
5 zeigt beispielsweise fünf Schalldruckspektren L₁(f) bis L₅(f), die jeweils gemäß des ersten Verfahrensschrittes S1 an der ersten Messstelle an demselben Fahrzeug ermittelt wurden. Aus diesen Schalldruckspektren L₁(f) bis L₅(f) wird zunächst ein frequenzabhängiger Mittelwert L_m(f) gebildet. Daraus wird für das Frequenzintervall Δf ein gemittelter Summenpegel L_sum(Δf) gebildet und mit dem Sollwert SW dieser Messstelle verglichen.
Das Frequenzintervall Δf umfasst die Frequenzen von 1,6 kHz bis 6,3 kHz. Der aus den Mittelwerten L_m(f) für das Frequenzintervall Δf gebildete gemittelte Summenpegel L_sum(Δf) beträgt in diesem Fall 67 dB. Der Sollwert SW wird entsprechend aus einem Sollspektrum L_s(f) ermittelt. Er beträgt 60 dB. Da der gemittelte Summenpegel L_sum(Δf) den Sollwert SW deutlich übertrifft, wird in diesem Fall geschlossen, dass das Fahrzeug nachgebessert werden muss.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10351792 B4 [0003]

Claims

Verfahren zur Analyse von Luftgeräuschen an oder in einem Fahrzeug mittels Schallpegelmessungen, bei denen jeweils an einer Messstelle am oder im Fahrzeug ein Schalldruckspektrum (L(f), L₁(f) bis L₅(f)) eines Schalldruckpegels (L(f)) in Abhängigkeit einer Frequenz (f) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass für eine oder mehrere Messstellen wenigstens ein Frequenzintervall (Δf) ausgewählt wird, – dass aus dem Schalldruckspektrum (L(f), L₁(f) bis L₅(f)) für das wenigstens eine Frequenzintervall (Δf) ein Intervallschallpegel ermittelt wird, und – dass der Intervallschallpegel mit einem von der Messstelle abhängigen Sollwert (SW) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldruckspektrum (L(f), L₁(f) bis L₅(f)) aus einer Anzahl von Terzpegeln (T1 bis Tn) ermittelt wird, die bei der Schallpegelmessung erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Intervallschallpegel als ein Summenpegel (L_sum(Δf)) der in dem wenigstens einen Frequenzintervall (Δf) erfassten Terzpegel (T1 bis Tn) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert (SW) für jede Messstelle aus wenigstens einer Schallpegelmessung an wenigstens einem Vergleichsfahrzeug ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Messstelle an dem Fahrzeug mehrere Schalldruckspektren (L(f), L₁(f) bis L₅(f)) ermittelt werden, aus diesen ein gemittelter Intervallschallpegel gebildet wird und der gemittelte Intervallschallpegel mit dem Sollwert (SW) verglichen wird.