电动车应该听起来像什么?

14 Dec 2011

模拟能够解决安静的汽车导致的意外危险 —— 因为行人不再收到他们习惯听到的重要信号。因此,未来电动汽车是否会发出 V8 轰鸣声?


汽车 | 科技


现代传动的效率发展方向导致了卓越的电池性能,代表了领先电动汽车的关键竞争优势。但是,随着传统动力汽车的重要声音信号开始消失,应创造怎样的人工音效来填补该声音间隙呢?

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?


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ESS 模块模拟了行人在真实世界中听到的车辆行驶时发出的声音 —— 包括常见的城市声音

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。


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环境包括各种通常经历的情况,如泊车和转弯,以创造完整的音效
创造的 ESS 模块可精确模拟任何车辆在虚拟环境行驶时的外部声音。在项目设计阶段,这些声音可有用户实时修改,同时可轻松快速地评估特定车辆在各种情况和背景噪声条件下的声音。在评估阶段使用相同模拟,可由许多人在实验室快速测试和体验不同声音,从而无需在每天的不同时间由测试车辆穿过各种街角。在模拟环境中进行测试的一大好处是,情景可得到控制,意味着可进行多次评估,并比较经过压缩的时间中获得的结果。模拟环境还可用于解释电动汽车及其人工音效的未来情景,通过在模拟中包含多辆车辆,所有这些都可带或不带设计外部声音。


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使用模拟器进行评估,可由相同人员在同一路线上快速体验选定的声音,然后修改以显示差别

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。


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ESS 模块装有驱动多喇叭系统的通道映射和 3D 渲染方法

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。



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