Methoden zur effizienten Entwicklung von Antriebskomponenten unter Berücksichtigung von Gesamtfahrzeugkriterien am Beispiel des Außengeräuschs

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Albert Albers, seit 12/2021
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426490586

Für die Entwicklung neuer Fahrzeuge bedarf es aufgrund von strenger werdenden Regularien in Bereichen wie Abgas- oder Lärmemission neuer Verfahren, um die Einhaltung dieser zu gewährleisten. Dazu müssen Methoden entwickelt werden, welche Einflüsse von Teilsystemen des Fahrzeugs auf das Gesamtfahrzeug mit Hinblick auf die Grenzwerte schon in einer früheren Phase des Fahrzeugentwicklungsprozesses abschätzen und quantifizieren können. Daraus lassen sich Optimierungsmöglichkeiten für jene Teilsysteme ableiten.In diesem Forschungsvorhaben soll eine solche Methode erforscht und entwickelt werden, welche es Entwicklungsingenieuren ermöglicht, Einflüsse von Fahrzeugkomponenten, welche durch die Hybridisierung und Elektrifizierung von Antriebssystemen weiter in den Fokus gerückt sind zu quantifizieren und optimieren. Dies soll am Beispiel der Außenakustik von Fahrzeugen verifiziert werden.Am IPEK – Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde im Rahmen eines Forschungsprojekts eine grundlegende Methode entwickelt, wie das Messverfahren zur Bestimmung des von Fahrzeugen abgestrahlten Geräuschs von großen (im Sinne der DIN-ISO 362-1) in kleine Hallen skaliert werden kann. Diese soll Ingenieuren ohne signifikante Kompetenzen im Bereich Fahrzeugakustik ermöglichen, das Verfahren mit verringertem Aufwand und Kosten durchzuführen. Sie nutzt ein einfaches Modell der Quellenberechnung, welches aus heutiger Sicht nur für Fahrzeuge mit konventionellen Antriebssystemen bei konstantem Fahrzustand, bzw. bei unveränderter (Geräusch-) Quellenposition zulässig ist. Für die Skalierung des Messverfahrens wurde bereits aufgezeigt, dass es notwendig ist, die Quellenposition des Fahrzeuges zu kennen. Diese lässt sich mit einer Betrachtung der Einzelquellen an einem PKW mit konventionellem Antrieb ermitteln. Auf z.B. hybride Antriebstopologien oder instationäre Fahrzustände ist diese Methode jedoch nicht unmittelbar übertragbar, da hier die Gewichtung der Quellen oder auch die Position der Quellen selbst über den Messverlauf veränderlich sind. In Abhängigkeit des Betriebszustandes (z.B. Zustart und Ablegen des Verbrennungsmotors) können ortsvariante Schallquellen auftreten. Dies beeinflusst maßgeblich die Skalierung des Messaufbaus, welche dann während der Messung in Echtzeit angepasst werden müsste.Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll die Methode um die oben genannten Punkte, sowie eine virtuelle Änderung des Beitrags einzelner Quellen am Fahrzeug erweitert werden, so dass die jeweilige Schallquelle lokalisiert und quantifiziert werden kann. Dadurch sollen Einflüsse von Komponenten bei neuartigen Antriebstopologien, oder Anpassungen auf Teilsystemebene generell, in einer früheren Phase des Fahrzeugentwicklungsprozesses abgeschätzt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr.-Ing. Matthias Behrendt, bis 11/2021