作为行人,我们能够从汽车发出的声音快速分辨出汽车的基本驾驶情况,如加速度、速度、方向,甚至驾驶员的态度。同时,我们基本上会潜意识这样做。由于大部分静音混合动力和其他安静的汽车数量随内燃机(ICE)同类汽车的数量同时增长,行人将无法再听到他们非常习惯的重要声音信号,从而可能危及他们的安全。
国家公路交通安全管理局(NHTSA)在美国的研究表明,与正常内燃机汽车相比,安静的汽车更容易导致涉及行人的事故。因此,行人安全是安静汽车制造商越来越关注的问题。大部分明显的危险会出现在行人和汽车非常靠近的情况下(例如,镇中心),其中风速和轮胎噪声在低于 30 km/h 的速度下非常安静,同时背景噪声足以掩盖汽车和传动系统声音。
随着两个大陆已提出立法提议,看起来下一个十年内的全球立法将要求制造商部署外部警告系统。因此,由此出现的问题是:安静的汽车看起来像什么?
这一争论被分成三个基本群体:希望极大降低交通噪声的环境学家;希望清楚分辨行驶车辆的声音的行人和弱视人群,以及希望建立品牌形象的汽车制造商。尽管这三个群体不完全对立,但找到正确的平衡不是一个简单的任务。为解决该问题,Brüel & Kjær 提供了 PULSE Exterior Sound Simulator(ESS),该模块可被添加到经过验证的噪音、振动和粗劣度(NVH)模拟器平台中。
ESS模块对于传统内燃机汽车开发也是极具价值的工具,该模块能够帮助设计离散信源,如进气和排气系统,或创造独特的外部声音,如运动轿车上的悦耳排气管声音。无论应用是什么,差异化将是关键,无论是精确识别单个汽车,还是创造“品牌”声音并提高汽车的形象。
ESS 模块包含配有转弯、十字路口、交通灯、交通管制、泊车和城市设施的虚拟城市环境。结合来自行人十字路口的环境和特定声音,ESS 模块可提供完整的音效,从而精确评估外部声音。真实但可控的环境和交通噪声对于确保有效的基准至关重要,还有距离衰减、摇镜头效果、多普勒频移、源衰减和方向性,所有这些特点都在合成声音中,如同在真实世界一样。
PULSE™ Exterior Sound Simulator 装备了通道映射和各种 3D 渲染方法(5.1、8.1、Wave Field Synthesis等),允许直接驱动多喇叭系统。模型中的每个声音对象可被直接分配给不同喇叭,或由软件固定到位,以创建空间声场。这考虑了相对速度和源航向,以及观察者和源方向性等因素。
ESS 软件包含主要是声音数据集合的声音,以及代表正常汽车功能的规则,如滚动噪声或发动机噪声。其中一个声音 —— 可倾斜回路通常被用于安静汽车探测器系统,并允许根据汽车和油门踏板位置等汽车参数重复声音。
分配给虚拟汽车的声音从整个内燃机发动机(看起来似乎更加复杂)到呼呼的外来刺耳声,同时可实时修改所有这些声音。一旦在 ESS 模块中设计、评估和选择好最终声音集,可将它下载到 SimSound 模块,然后插入实际汽车中进行最终路面验证试验。
声音设计是汽车开发商的主要关注因素,因为它对客户感觉有极大的影响。声音设计将继续成为未来汽车的一个主要方面,这一因素可立即识别不同型号的车型,可能与汽车尾部或格栅外观一样。设计该声音以同时满足环境和行人群体要求是关键的挑战。