天空萬里無云，空曠的高速公路在您的擋風玻璃前無限延伸。您輕輕踩下腳踏板，使其更貼近汽車底板，發(fā)動機發(fā)生歡快的轟鳴聲。但這種轟鳴聲的發(fā)聲方式是由誰決定的呢？

如果您駕駛的是現(xiàn)代(Hyundai)，在Brüel & Kjær的幫助下，由您決定發(fā)動機的鳴響方式。

自2015年以來，現(xiàn)代汽車公司(HMC)為專用車型配備發(fā)動機個性化音效系統(tǒng)(PESS)，使客戶能在駕駛同一輛車時享受不同的發(fā)動機音效體驗。

HMC高級研究工程師Eun Soo Jo談到：“PESS是世界上能滿足客戶個性化需求的首款功能性部件，且可為客戶提供愉悅乘駕體驗。”

現(xiàn)代對發(fā)動機個性化音效系統(tǒng)(PESS)的設(shè)計方式在很大程度上更側(cè)重于設(shè)計在試車跑道行使的原型車的發(fā)動機音效，這是一個極其耗費資源且有時不太可靠的過程。

 “挑戰(zhàn)在于需研制一種能基于NVH模擬器內(nèi)的運行狀態(tài)，真正連接不同類型的主動式音效設(shè)計(ASD)控制器的工具，因為每個ASD控制器都需要一組可用的不同控制信號。”
Brüel & Kjær研究工程師Wookeun Song博士

設(shè)計發(fā)動機音效

近十年來，包括現(xiàn)代在內(nèi)的多家汽車制造企業(yè)均采用主動式音效設(shè)計(ASD)，使發(fā)動機能產(chǎn)生預設(shè)的目標音效。ASD控制器基于轉(zhuǎn)速(RPM)、油門輸入和扭矩輸入等多個發(fā)動機參數(shù)，產(chǎn)生車輛發(fā)動機音效。ASD工具在與車輛相連的音頻放大器內(nèi)運行（詳見補充報道“主動式音效設(shè)計的常規(guī)工作方式”）。ASD也對這家韓國汽車巨頭的發(fā)動機個性化音效系統(tǒng)具有重要的作用。

Brüel & Kjær研究工程師及創(chuàng)新實驗室重要成員Wookeun Song博士解釋道：“ASD能使現(xiàn)代的發(fā)動機個性化音效系統(tǒng)得以實施，但這需要對設(shè)計出的音效執(zhí)行大量的行車調(diào)諧工作。有人必須駕駛原型車，其他人需負責更改設(shè)置。這并非一步式設(shè)計過程。你必須反復調(diào)試、更改，因此相當耗時。”

對設(shè)計出的音效進行調(diào)諧時，務(wù)必將不同天氣狀況和不同路況等每個因素都考慮在內(nèi)。由于背景噪聲和運行工況持續(xù)變化，因此測量結(jié)果的重復性可經(jīng)受在原型車上執(zhí)行的行車調(diào)諧。同時，無法對不同的ASD放大器或不同的調(diào)諧工作實施連續(xù)比較。

更重要的一點，原型車的需求量相當大。Wookeun談到：“無論是ASD設(shè)計師、車門設(shè)計師，還是放大器設(shè)置人員，每個設(shè)計環(huán)節(jié)的工作人員都需要接觸這輛車。”

主動式音效設(shè)計(ASD)的常規(guī)工作方式

車輛發(fā)動機和車身的物理特性通常決定了機艙內(nèi)的發(fā)聲方式。但ASD采用車輛音頻系統(tǒng)，使用戶能體驗制造商預設(shè)的“目標”音效。標準型CAN總線裝置采集車輛實時行駛信息，再將該信息發(fā)送給ASD控制器?；谶@種輸入和揚聲器傳輸功能（即揚聲器如何在某一時間點在機艙內(nèi)發(fā)出聲音），該控制器實現(xiàn)了通過各個揚聲器發(fā)送的發(fā)動機配置音效。

從行車到實驗室實驗階段

除了在原型車上使用ASD，現(xiàn)代還采用Brüel & Kjær研發(fā)的噪聲、振動與聲振粗糙度(NVH)桌面型模擬器，以促進汽車業(yè)的發(fā)展。但NVH模擬器并非發(fā)動機個性化音效系統(tǒng)初始開發(fā)流程的環(huán)節(jié)之一。

“駕車”通過桌面顯示器上顯示的某種虛擬場景時，用戶可利用NVH模擬器以交互方式評估、修改和設(shè)計車輛運行音效。將駕駛員控件（加速器、齒輪組、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動）用作實時音效模型的輸入項，精確再現(xiàn)車輛音效。所有這些工作均在實驗室內(nèi)完成，而非在路上試驗。

主動式音效設(shè)計(ASD)過程也能在桌面模擬器上完成，這難道不是很棒嗎？這確實節(jié)省了使用實際原型車時所耗費的時間。

這也是現(xiàn)代的設(shè)計理念。

 
優(yōu)化個性化音效設(shè)計(PSD)過程

現(xiàn)代公司研究員Dong Chul Park博士談到：“我們希望能實現(xiàn)各種功能性，從而使個性化客戶能利用ASD技術(shù)并根據(jù)其偏好，優(yōu)化車輛發(fā)動機的音效。我們認為與Brüel & Kjær的NVH模擬器相關(guān)的技術(shù)能使我們?yōu)閺V大客戶開發(fā)出各種發(fā)動機音效設(shè)計方案。”

現(xiàn)代汽車公司(HMC)研究員Dong Chul Park博士說道：“我們希望能實現(xiàn)各種功能性，從而使個性化客戶能利用ASD技術(shù)并根據(jù)其偏好，優(yōu)化車輛發(fā)動機的音效。”

現(xiàn)代一提出其所面臨的挑戰(zhàn)，Brüel & Kjær都能制定出相應(yīng)的應(yīng)對計劃。

主要障礙之一就是現(xiàn)代當時所采用的NVH模擬器和ASD控制器在兩個不同環(huán)境下運行：ASD控制器與車輛音頻系統(tǒng)集成，而NVH模擬器在計算機內(nèi)運行。更重要的一點，不同供應(yīng)商提供的不同ASD控制器具有需調(diào)諧的不同參數(shù)，這大大增加了通用方法的實施難度。

Wookeun談到：“挑戰(zhàn)在于需研制一種能基于NVH模擬器內(nèi)的運行狀態(tài)，真正連接不同類型的主動式音效設(shè)計(ASD)控制器的工具，因為每個ASD控制器都需要一組可用的不同控制信號。”

現(xiàn)代公司與Brüel & Kjær一同設(shè)定了特殊項目目標：首先，需開發(fā)能實時組合NVH模擬器輸出與ASD音頻輸出的專用計算機軟件，從而提供與ASD控制器相兼容的數(shù)據(jù)；其次，需針對現(xiàn)代的ASD設(shè)置，實施主觀評估與客觀分析，以論證更為優(yōu)化的音效設(shè)計過程。

保持個性化特征

現(xiàn)代公司于2015年首次提出的發(fā)動機個性化音效系統(tǒng)(PESS)這一概念，非常符合通過定制化采購體現(xiàn)個人品味與偏好這一消費趨勢。盡管標準化ASD系統(tǒng)設(shè)置可使客戶實現(xiàn)制造商預設(shè)的目標音效，但現(xiàn)代的PESS系統(tǒng)可根據(jù)車輛預定義動感、運動、極限等不同模式的發(fā)動機音效。駕駛員可利用儀表板上的音頻-視頻導航系統(tǒng)，輕松選擇和調(diào)節(jié)每種發(fā)動機音效類型、音量和音調(diào)，以及加速器的靈敏度。

一種獨特的解決方案

Wookeun及其Brüel & Kjær創(chuàng)新實驗室的同事們大約在一年后實現(xiàn)了這些目標，現(xiàn)代公司于2018年將專為ASD研發(fā)的各款新型軟件工具投入使用。據(jù)Brüel & Kjær所知，這是有史以來開發(fā)出的首個此類解決方案。NVH桌面模擬器作為該解決方案的一部分，其本身并不產(chǎn)生可與現(xiàn)代的ASD控制器發(fā)生交互作用的CAN總線信號。然而，Brüel & Kjær專為該模擬器研發(fā)了一款能產(chǎn)生適當CAN總線信號的工具，并且獨特的新型軟件可連接NVH模擬器與ASD控制器，從而根據(jù)模擬器的運行工況產(chǎn)生ASD音效。
Wookeun談到：“行車時，各臺揚聲器的ASD音效會與車輛在行駛途中發(fā)出的聲音混合在一起。我的目的是通過對各臺揚聲器的ASD音效實施雙耳合成，并在實驗室環(huán)境下將之與NVH模擬器發(fā)出的雙耳信號相結(jié)合，模擬這種混合場景。”

CAN總線是什么？

CAN總線是采集車輛轉(zhuǎn)速(RPM)和扭矩等行駛數(shù)據(jù)的一種標準型控制器局域網(wǎng)(CAN)。

現(xiàn)代公司現(xiàn)可在有車輛運行聲和無運行聲的條件下分別實施桌面ASD調(diào)諧，從而研究現(xiàn)有車輛音效與ASD音效間的交互作用。

由于調(diào)諧結(jié)果也應(yīng)與目標音效類型（例如，運動或強勁音效模式）相符，因此現(xiàn)代公司現(xiàn)可通過桌面聽音實驗，找出該音效模式下的哪種ASD調(diào)諧結(jié)果更接近目標音效。同時，還能分析哪些客觀參數(shù)會使人們對其所研究的音效產(chǎn)生消極反應(yīng)。

現(xiàn)代汽車公司(HMC)高級研究工程師Eun Soo Jo談到：“PESS是世界上能滿足客戶個性化需求的首款功能性部件，且可為顧客提供愉悅乘駕體驗。”



共創(chuàng)更美好的未來

Park博士解釋說：“Brüel & Kjær專為該項目開發(fā)的NVH模擬器和各類工具使我們加快了發(fā)展進程?，F(xiàn)代汽車公司在多個國家開發(fā)出各類發(fā)動機和音頻規(guī)格。因此，要想在同一輛原型車上實現(xiàn)所有發(fā)動機音效，這確實極具挑戰(zhàn)性。很有必要建立虛擬開發(fā)環(huán)境。”

他談到：“NVH模擬器與ASD調(diào)諧過程的整合就是一個ASD音效設(shè)計虛擬環(huán)境的良好實例。”

Park博士補充道：“我們看到了基于計算機輔助工程(CAE)和利用此類新型工具得出的實驗數(shù)據(jù)而實施的NVH開發(fā)與音效設(shè)計的潛力。這些工具可能對電動汽車(EV)、環(huán)保型車輛以及未來移動性的發(fā)展也很有用。”

現(xiàn)代汽車集團簡介
現(xiàn)代汽車集團成立于1967年，是一家總部設(shè)在韓國首爾的跨國公司，也是全球第五大汽車制造企業(yè)。旗下品牌包括現(xiàn)代(Hyundai)、起亞(Kia)、Genesis luxury、N系及其新推出的高性能子品牌?，F(xiàn)代自2008年以來就噪聲、振動與聲振粗糙度(NVH)模擬器相關(guān)的各種項目與Brüel & Kjær展開合作。

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