Audiosysteme verbessern im Auto der Zukunft die Verkehrssicherheit, bereichern das Fahrerlebnis und tragen zum umweltschonenden Autofahren bei.

HARMAN und Lotus Engineering haben gemeinsam Geräuschmangagementlösungen entwickelt und sich dabei auf die von Lotus patentierten Technologien aktiver Geräuschkontrolle gestützt.  Diese patentierte neue Technlologie wird unter dem Markennamen HALOsonic® angeboten. Als weltweit renommierter Spezialist für die Entwicklung und die Produktion von Audiosystemen agiert HARMAN als Produkt-Integrator und –zulieferer und arbeitet mit Erstausrüstern an fahrzeugspezifischen Systemen.
Zu den richtungweisenden Anwendungen gehören die synthetisch erzeugten Motor- und Warngeräusche für Elektro- und Hybridfahrzeuge sowie  die Kompensation von Motor- und Straßengeräuschen. Die HALOsonic®-Technologien bieten für jede akustische Herausforderung eine technisch ausgereifte, effiziente Lösung und stehen Fahrzeugherstellern weltweit zur Verfügung – entweder als integraler Bestandteil des Infotainment-Systems oder als unabhängige, in das bestehende Soundsystem integrierte Einheit.

Wir unterscheiden zwei Technologiegruppen:

1. die elektronische Soundsynthese ESS (Electronic Sound Synthesis) – sie generiert das gewünschte Motorengeräusch, sowohl außerhalb als auch im Innenraum des Fahrzeuges
2. die Geräuschminimierungs-Technologien EOC (Engine Order Cancelation) und RNC (Road Noise Cancelation) – sie kompensieren unerwünschte Motoren- oder Straßengeräusche im Fahrzeuginnenraum 

1. Elektronisch generierte Motorengeräusche – Electronic Sound Synthesis (ESS)

External Electronic Sound Synthesis (externe elektronische Soundsynthese –eESS)
Über ein externes Lautsprechersystem wird ein spezifisches elektronisches Warngeräusch abgestrahlt, um die Fußgängersicherheit zu erhöhen. Je nach Geschwindigkeit und Fahrtrichtung werden Fußgänger mithilfe eines akustischen Signals aus den Front- und Hecklautsprechern frühzeitig gewarnt, dass sich das Fahrzeug nähert. Das Warngeräusch wird nur in Fahrtrichtung abgestrahlt und verhallt nach der Vorbeifahrt. Ein synthetisch erzeugtes Standgeräusch erklingt, wenn das Fahrzeug nach dem Einschalten und Lösen der Handbremse startbereit ist.

Internal Electronic Sound Synthesis (interne elektronische Soundsynthese – iESS)
Die IESS-Technologie ermöglicht eine akustische Rückmeldung zu Fahrgeschwindigkeit und Beschleunigung im Fahrzeuginnenraum. Das System liefert dem Fahrer hörbares Feedback, selbst wenn der Motor praktisch lautlos arbeitet. Die Erzeugung interner Geräusche erfolgt unabhängig von den außen wahrnehmbaren Geräuschen und unterliegt somit nicht den gesetzlichen Lärmgrenzwerten.

2. Geräuschminimierungs-Technologien EOC und RNC

Beide Geräuschminimierungs-Technologien lassen sich in das Audiosystem des Fahrzeugs integrieren. Hierbei werden für das EOC-System vier bis acht Mikrofone im Innenraum und für das RNC-System vier bis acht Beschleunigungsmesser in der Nähe der Radaufhängungen installiert.

Externe Motorengeräusche erfordern die Installation eines zusätzlichen Lautsprechers an der Fahrzeugfront sowie eines optionalen Lautsprechers im Heck für akustische Warnsignale bei der Rückwärtsfahrt. Die Diagramme zeigen die Systembestandteile der Technologien. Sie sind als Einzellösungen erhältlich oder lassen sich auf beliebige Weise kombinieren. Sie können in ein HARMAN Audiosystem integriert oder als separate Hardware in das Fahrzeug-Entertainment-System eingebunden werden.

Engine Order Cancellation (EOC)

Die Kraftstoffverbrennung erzeugt im Fahrzeugmotor und im Abgastrakt laute Geräusche. Die herkömmliche Methode zur Reduzierung dieser Geräusche im Fahrzeuginnenraum ist die Verwendung großer Mengen schalldämpfenden Materials. Durch das erhöhte Fahrzeuggewicht sinkt die Leistung, während der Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen steigen. HALOsonic® EOC erfasst mit mehreren Mikrofonen die Frequenzen von Störgeräuschen und Vibrationen.
Ein Prozessor verarbeitet dabei die Informationen und generiert Kompensationsfrequenzen. Diese werden über das Audiosystem wiedergegeben und reduzieren so die von den Insassen wahrgenommene Geräuschkulisse.

Road Noise Cancellation (RNC)

Radaufhängungen und Reifen erzeugen vielfältige Geräusche im Fahrzeuginnenraum. Die Fahrgeräusche durchdringen den Fahrzeugrahmen und verursachen ein unangenehmes Dröhnen, das den Fahrer ermüdet. Wie bei der HALOsonic® EOC-Technologie identifizieren Spezialmikrofone im Fahrzeuginnenraum die störenden Frequenzen. Diese werden ebenfalls dem Prozessor gemeldet, der daraus Kompensationsfrequenzen mit Gegenamplituden erzeugt. Die Wiedergabe erfolgt über das Audiosystem. Der Lärmpegel der Fahrzeuggeräusche wird für die Insassen stark reduziert.

HALOsonic® sorgt für mehr Sicherheit

Die zunehmende Anzahl von Hybrid- und Elektroautos im Straßenverkehr stellt ein Sicherheitsrisiko dar, da Fußgänger die bei geringen Geschwindigkeiten sehr leisen Fahrzeuge eventuell nicht hören können.

Die HALOsonic® External Sound Synthesis (ESS) für Hybrid- und Elektrofahrzeuge kann Leben retten. Hybridautos und Elektrofahrzeuge stellen bei geringen Geschwindigkeiten ein Sicherheitsrisiko dar, weil man sie oft nicht wahrnimmt. Besonders betroffen sind Senioren, Kinder, Radfahrer und Sehbehinderte. Die USA, Japan und Teile Europas revidieren derzeit ihre Gesetze dahingehend, dass Elektrofahrzeuge ein erkennbares, über einem Mindestgeräuschniveau liegendes Geräusch von sich geben müssen, um die Fußgängersicherheit zu verbessern. Interessenverbände, insbesondere Organisationen für Sehbehinderte, unterstützen die Gesetzesinitiative.

Eine Studie der University of California ermittelte, dass Testpersonen ein herannahendes Fahrzeug mit normalem Verbrennungsmotor aus einer Entfernung von rund zehn Metern präzise einschätzen konnten. Die Elektrofahrzeuge werden jedoch erst bei einer Entfernung von rund 2,5 Metern erkannt. Das heißt, dass Fußgänger ein nahendes Elektrofahrzeug erst wahrnehmen, wenn ein Zusammenprall unmittelbar bevorsteht.

Die HALOsonic® ESS erhöht die Fußgängersicherheit durch spezifische elektronische Geräusche, die das externe Lautsprechersystem des Fahrzeugs abstrahlt. Ein an Geschwindigkeit und Gaspedalbedienung gekoppeltes synthetisch erzeugtes Geräusch ertönt aus den Lautsprechern der Fahrzeugfront, wodurch sofort erkennbar wird, dass sich das Fahrzeug nähert. Das nach vorn gerichtete Signal zielt genau in die Gefahrenzone für Fußgänger und ist neben und hinter dem Fahrzeug kaum zu hören.


Involvierung des Fahrers

Das akustische Feedback zur Geschwindigkeit und Beschleunigung verbessert das Fahrerlebnis. Dieses Feedback geht bei Hybridfahrzeugen und Elektroautos ohne aktives Geräuschmanagement verloren, da es beim Batteriebetrieb kein hörbares Motorengeräusch gibt.

Die interne elektronische Soundsynthese (iESS) stellt eine emotionale Verbindung zum Fahrzeug her, wie sie der Fahrer von herkömmlichen Verbrennungsmotoren kennt. Dabei wird über das Entertainment-System ein Motorengeräusch generiert, das authentisch mit der Geschwindigkeit variiert. IESS liefert dem Fahrer selbst dann ein akustisches Feedback, wenn der Motor praktisch geräuschlos arbeitet. Dies bereichert das Fahrerlebnis und erhöht das Bewusstsein des Fahrers.
iESS bietet für den Fahrzeuginnenraum ein umfangreiches Geräuschangebot, aus dem der Fahrer sein bevorzugtes Motorgeräusch auswählen kann.
Während der Fahrt in einem Hybrid- (HEV) oder Elektroauto (EV) kann der Fahrer beispielsweise die Geräusche seines Lieblings-V12-Motors genießen. Dieses Motorengeräusch kann unabhängig von den externen Geräuschen erzeugt werden, ohne dabei den gesetzlichen Lärmgrenzwert zu überschreiten.

Diese „Marken-DNA“ kann auf herkömmliche Weise benutzt werden. Da das Motorengeräusch jedoch ein bedeutendes Merkmal eines Fahrzeugs darstellen kann, streben einige Hersteller ein unverwechselbares „elektrisches“ Geräusch für ihr Elektrofahrzeug an.

Die iESS-Technologie ist nicht nur für Hybrid- und Elektroautos, sondern auch für andere Fahrzeuge nutzbar und ermöglicht es, charakteristische Geräusche individuell zu generieren.
 

Umwelt

Das energieeffiziente Auto von morgen wird weniger wiegen und zunehmend mit neuen Antriebstechnologien wie Hybridantrieb, Zylinderdeaktivierung, Stopp-Start-Automatik, 4-Zylinder-Motoren ohne Ausgleichswellen usw. ausgestattet sein. Diese Technologien beeinträchtigen meist den Klang im Fahrzeuginnenraum. Dem kann man teilweise mit Dämmmaterialien entgegenwirken, die jedoch zusätzliches Gewicht bedeuten, was wiederum die Treibstoff- und Emissionseinsparungen mindert.

Die HALOsonic® RNC- und EOC-Technologien lösen das Geräuschproblem, indem sie das unerwünschte Geräusch durch Gegenschall akustisch kompensieren und den Fahrzeuginsassen ein geräuscharmes Ambiente bieten, ohne das Gewicht zu erhöhen.

Neben den vorgenannt erläuterten Sicherheitsvorteilen für Fußgänger wird das aus dem Fahrzeug ertönende externe Geräusch lediglich in Fahrtrichtung abgestrahlt und verhallt fast sofort, nachdem das Fahrzeug vorbeigefahren ist –  im Gegensatz zum Auspuffgeräusch eines Verbrennungsmotors, das noch lange nachhallt. Die Lautstärke unerwünschter Geräusche ist somit minimal.

Aufgrund der Abstrahlung in Fahrtrichtung reduziert die elektronische Soundsynthese (ESS) jegliche Schallreflexionen an angrenzenden Gebäuden und stellt sicher, dass die Bewohner ab dem ersten Stock vorbeifahrende Fahrzeuge nicht hören können. ESS generiert sicherheitsrelevante Geräusche und eliminiert unerwünschte Lärmbelästigungen.

Die Geräuschqualität im Fahrzeuginnenraum kann weiter bereichert werden, indem diese mit der internen elektronischen Soundsynthese (iESS) kombiniert wird – eine luxuriöse Klangveredelung für das grüne Auto der Zukunft.


Videos zum Interview finden Sie hier: HALOsonic®

Informationen zu HALOsonic® finden Sie auch unter: www.harman.com/halosonic