Stereo sound recording in a Volkswagen
Stereo sound recording in a Volkswagen
Stereo sound recording in a Volkswagen
Stereo sound recording in a Volkswagen
Teknologi

På jakt etter perfekt elektrisk lyd

Teknologi

På jakt etter perfekt elektrisk lyd

11/18/2019
11/18/2019

Fra juli 2019 er det obligatorisk med lydvarsling på elbiler. Men hva slags lyd bør en elbil ha, for at andre trafikanter skal kunne oppfatte den som både tydelig og sikker? Vi har besøkt Volkswagens eksperter på elbil-lyd.

 

Det er mye lyd på banen der Volkswagen-fabrikken i Wolfsburg måler lyden. Det skyldes ikke trafikken, men derimot dyrelivet i nabolaget. En stor flokk gjess har tatt en pause i flyturen sørover, og skvaldrer i vei ved prosessvannmagasinet som ligger rett ved den omtrent 600 meter lange målebanen. "Akkurat nå er det ikke så enkelt å måle noe", sier Dr. Ingo Hapke, sjef for Volkswagens akustikkteam, og ler. Det er godt å vite at alt er ryddet vekk eller lagret på harddisker, og at prototypen til ID.3, som lanseres fra sommeren 2020, står trygt under en presenning.

For bare en liten stund siden kjørte den kommende elbilen i ID.-familien runde etter runde. Akustikkekspertene kjørte bilen mange ganger forbi målepunktet, som ligger midt på strekningen og er utstyrt med flere mikrofoner på et mikrofonstativ. I motsetning til dagens elbiler er ikke denne lydløs, men har foreløpig en hemmelig lyd som ID.3 vil få senere.

Dr. Ingo Hapke fra Volkswagens akustikkteam
Dr. Ingo Hapke leder akustikkteamet hos Volkswagen.

Ny lyd på elbil grunnet EU-regulering

Årsaken er en ny EU-regulering som trådte i kraft 1. juli 2019.
Den fastsetter at alle nye hybrid- og elbiler skal ha et akustisk kjøretøyvarslingssystem (AVAS) for å beskytte andre trafikanter, og den inneholder mange spesifikasjoner. Den "kontinuerlige lyden" som det heter i den juridiske teksten, skal være avhengig av hastigheten. Fotgjengere og syklister skal basert på lyden kunne registrere om elbiler akselererer eller bremser ned. Under rygging er en kontinuerlig lyd tilstrekkelig. EU-reguleringen definerer dessuten lydstyrken i ulik avstand til bilen, samt tillatt frekvensforskyvning for lyden. Fra 20 km/t senkes lydstyrken (volumet) langsomt. I denne hastigheten er lyden på dekkenes rulling såpass høy at det ikke lenger er nødvendig med en ekstra lyd.

Den nye EU-reguleringen byr på spennende utfordringer for Hapke og teamet hans. "Vi ønsker å skape så mye utvendig lyd som loven foreskriver, og samtidig holde lydnivået i kupeen på et så lavt nivå som mulig", sier Hapke. Dette kan oppnås ved hjelp av et høyttalersystem som er plassert på utsiden i den grad det er mulig, og ved å isolere høyttaleren fra karosseriet. "Lyd overføres ikke bare gjennom luften, men også gjennom materialer", forklarer eksperten. EU-bestemmelsene begrenser også lydspekteret. "Et musikkstykke eller lyden av galopperende hester fungerer ikke", sier Hapke.

En Volkswagen Golf GTE på dynamometer i lydhallen
I lydhallen kan Volkswagens akustikkeksperter teste de utviklede lydene for elbil under kjøring. Testen på dynamometer kan simulere kjøring i inntil 300 km/t. Akustikkekspertene kontrollerer samspillet mellom elbil-lyden og bilens andre lyder. Det viktigste er å overholde de juridiske kravene.

Men hvordan skal fremtidens elbiler fra Volkswagen lyde? "Lett og vennlig", svarer Hapke. Og selvfølgelig lett gjenkjennelig som en Volkswagen. De forskjellige bilmodellene skal selvsagt ha sin egen stil. En modell i ID.-familien har en egen stil som akustikkekspertene ønsker å understreke. For å få til dette må Ingo Hapke og hans medarbeidere tilfredsstille alle juridiske krav, og samtidig skape en behagelig og unik lyd.

Nærbilde av fronten til Volkswagen Golf GTE under testing på dynamometeret i lydhallen

Hvordan lyder fremtidens elbiler?

Maskiningeniøren Michael Wehrmann har jobbet som lydingeniør hos Volkswagen siden 2011. "Når det gjelder e-up! og e-Golf, som allerede kan leveres med elbil-lyd som ekstrautstyr, tok vi utgangspunkt i forbrenningsmotorer", sier Wehrmann.

ID.-familien skal imidlertid høres annerledes ut – den skal lyde som fremtidens elbil. "For meg er det viktig at lyden illustrerer maskiner som arbeider konstant, for eksempel store vifter", sier Ingo Hapke. Det å omdanne begreper som "vennlig" og "lett" til et akustisk språk, byr på utfordringer for Volkswagens eksperter. "Vi arbeider med konsepter som tonalitet, ruhet, harmoni, lys og mørk", forklarer Wehrmann.
Inspirasjon til fremtidens lyd henter akustikkekspertene blant annet fra kjøretøy i filmer, som podracere i Star Wars, fra vanlige trafikklyder, som trikker, og fra naturen. "Lydkildene kan ha syntetisk opphav, men kan også stamme fra ekte opptak", sier Wehrmann, som bruker måledata, opptak av instrumenter og synthesizere i jakten på den perfekte lyden.

Interiør kledning av lydhallen
Kledningen minimerer akustikken i lydhallen. Dette gir et rom med unike egenskaper som et ekstremt lavt hvilenivå, som muliggjør nøyaktige målinger.
Volkswagens lydingeniør Michael Wehrmann i arbeid
Ved hjelp av den egenutviklede programvaren CarSoundDesigner,
komponerer Volkswagens lydingeniør Michael Wehrmann fremtidens lyd for elbil. Med bærbar pc, ratt og gasspedal kan han teste lyden, før den testes i selve bilen.

Utvikles på pc, måles i bilen

En elbil-lyd er ikke basert på kun én kilde. Lydingeniør Wehrmann komponerer den på pc-en som et musikkstykke for flere instrumenter. Han har utviklet en egen programvare, CarSoundDesigner, som han bruker til å simulere lyden som høres under kjøring. På Wehrmanns arbeidsplass ser det til tider ut som foran en spillkonsoll. Akustikkeksperten bruker blant annet gasspedal og ratt når han styrer CarSoundDesigner, som om han spiller bilspill. Med programvaren kan Wehrmann lytte til lydene, vurdere tonekvaliteten og bestemme om volumet bør heves i visse frekvensområder. Dataprogrammet tar også karosseriets akustiske egenskaper, som er utførlig målt, med i beregningen. Prosessen fortsetter i lydhallen som ligger på et helt annet sted på fabrikkområdet i Wolfsburg.
Når den omtrent 50 centimeter tykke døren, som minner om døren til et bankhvelv, lukkes bak, kjennes det umiddelbart i ørene. Det 23 meter lange, 19 meter brede og 6 meter høye rommet er annerledes. Tak og vegger er kledd med lyddempende materialer som minimerer refleksjon av lydbølger. Et lett trykk legger seg på trommehinnen. Det er stille.

Lyden av fremtidens elbiler er lett og vennlig – og er uten tvil lyden av en Volkswagen.
En Volkswagen-modell på et dynamometer

Midt i rommet står et dynamometer som kan simulere kjøreturer i inntil 300 km/t. Her videreutvikler akustikkekspertene lyden som på forhånd er laget på datamaskinen. Fordi her kan de nemlig kontrollere om lydideene også fungerer på ekte biler. De plasserer stativmikrofoner, med fint utformede skilleplater av tre foran, i midten og bak på bilen for å gjenskape stereolyden som forbipasserende oppfatter. En plastmodell av en menneskelig torso er dessuten plassert på passasjersetet foran. Den har kunstige ører og kan måle nøyaktig hvordan lyden inni bilen høres ut for personene i bilen. "Arbeidet i lydhallen er en viktig del av utviklingsprosessen. Jeg kan respondere på målingene umiddelbart, endre ting med CarSoundDesigner, overføre dem til styreenheten i bilen og teste på nytt", sier Michael Wehrmann.

Bak den endelige lyden ligger utallige målinger

Måle, måle på nytt, teste og videreutvikle – jakten på den perfekte lyden til en elbil er et tidkrevende arbeid, som ikke utelukkende består av objektive måleresultater. Akustikkekspertene kjører selv utallige tester mens de bruker egen hørsel og egen erfaring. De bruker også testpersoner for å teste hvordan trafikanter reagerer på de ulike lydene. "Været spiller selvfølgelig også en rolle", fortsetter Ingo Hapke. Slaps reflekterer for eksempel lydbølgene kraftigere, mens fast snødekke demper dem. Volkswagens akustikkeksperter må også ta hensyn til samspillet mellom flere elbiler. Lydene fra bilene må ikke overlagre hverandre, slik at det kan oppstå ubehagelige situasjoner. "Vi arbeider samtidig på datamaskinen og i bilen. Det gjør arbeidet som akustikkekspert så spennende" sier Ingo Hapke og inviterer oss med på en liten kjøretur inne på fabrikkområdet.


Og elbil-lyden i denne e-Golf-modellen fungerer faktisk. Fotgjengere oppdager oss tidlig og ser i retning av bilen. Fornøyd parkerer Ingo Hapke elbilen. Jakten på den perfekte elbil-lyden er avsluttet for i dag. Det er stille både i lydhallen og på lydmåleområdet – gjessene i ved prosessvannmagasinet har fløyet videre.

Simulering av stereolyd
Utviklingen av den perfekte lyden krever ulike måleprosesser. Disse to mikrofonene plasseres på en skilleplate av tre og simulerer stereolyden slik den oppfattes av hodet til et menneske.

Your browser is outdated!

Please get a decent browser here or there