Akustikleichtbau & Aktives Sounddesign bei der BMW Group

News | 31.05.2010 von 12

Die Klangkulisse eines Fahrzeugs trägt entscheidet zu den empfundenen Emotionen bei, dementsprechend wichtig ist das Thema für die Hersteller von Automobilen, die den Fahrer auch …

Die Klangkulisse eines Fahrzeugs trägt entscheidet zu den empfundenen Emotionen bei, dementsprechend wichtig ist das Thema für die Hersteller von Automobilen, die den Fahrer auch emotional berühren sollen. Bereits seit vielen Jahren wird in den Sound von Autos bewusst eingegriffen, um den Fahrzeugen ein charakteristisches Klangbild zu verpassen. Dabei gibt es jedoch mehrere Zielkonflikte mit anderen wichtigen Fahrzeugeigenschaften, denn natürlich können nicht sämtliche anderen Eigenschaften einem optimalen Sound untergeordnet werden.

Hocheffiziente Motoren haben beispielsweise diverse Nachteile im Klangbild, die durch die moderne Direkteinspritzung verursacht werden. Auch andere Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung können sich negativ auf den Sound auswirken und verlangen nach Maßnahmen, die den gesenkten Verbrauch ganz im Sinne von EfficientDynamics nicht mit einem Verlust an Fahrfreude einhergehen lassen.

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Vielleicht das wichtigste Problemfeld im Zusammenhang mit der Fahrzeugakustik stellt der Leichtbau dar. Mit Blick auf Verbrauch und Fahrdynamik ist ein niedriges Fahrzeuggewicht ohne Zweifel erstrebenswert, andererseits vertragen sich leichte Materialien nicht immer mit idealer Geräuschdämmung. Um hier eine Lösung zu finden, hat sich die Verfahrensweise der Geräuschdämmung in der Nähe der Quelle als sinnvoll erwiesen. Anstatt beispielsweise Motorgeräusche erst an der Trennwand zur Fahrgastzelle zu dämmen, werden bereits direkt am Motor Dämmmaterialien angebracht, weshalb die Dämmung an der Trennwand signifikant leichter ausfallen kann.

Die Integration akustischer Funktionen in bereits vorhandene Bauteile ist naheliegenderweise besonders effizient. Ein Beispiel dafür sind die bei allen Modellen eingesetzten Unterbodenkonstruktionen, die vordergründig für einen geringeren Luftwiderstand am Fahrzeugunterboden und somit eine bessere Aerodynamik sorgen sollen. Das bisherige Bauteil aus Polypropylen war relativ schwer und musste mit Blick auf die Akustik mit zusätzlichem Absorbermaterial versehen werden, das sowohl Bauraum benötigte als auch für zusätzliches Gewicht sorgte. Mittlerweile kommt hier ein Bauteil zum Einsatz, bei dem die Absorberfunktion schon in die Fläche des Trägers integriert werden konnte. Das neue Bauteil ist nur halb so schwer und benötigt außerdem deutlich weniger Bauraum.

Aber natürlich umfasst Sounddesign nicht nur die Steigerung des Fahrkomforts, auch das Dynamik-Empfinden hängt maßgeblich von den Geräuschen ab, die ans Ohr des Fahrers dringen. Zu diesem Zweck gibt es das sogenannte aktive Sounddesign, mit dessen Hilfe der Klang an den Fahrzeugcharakter angepasst werden kann.

Albert Kaltenhauser (Leiter Luftschall, Akustik und Schwingungen): “Um die gewünschten Klangbilder zu erzeugen, verfeinern wir den natürlichen Charakter des Motors mit einem elektroakustischen System, sodass das Beschleunigen zu einem ganz besonderen Hörerlebnis wird und noch mehr Freude bereitet.”

Wie groß der Einfluss des Klangbildes auf den subjektiven Fahreindruck ist, zeigt die folgende Übersicht. Hierzu wurden verschiedene Tester in Fahrzeuge mit identischer Motorisierung gesetzt, die mit Hilfe aktiver akustischer Systeme über sehr unterschiedliche Klangbilder verfügten. Das Ergebnis ist eindeutig: Die Leistung von Fahrzeugen lässt sich mit Hilfe gezielter akustischer Optimierung subjektiv erhöhen, trotz konstanter Fahrleistungen wähnt man sich in verschiedenen Modi der aktiven Akustik mehr oder weniger dynamisch unterwegs.

Fahrdynamik-subjektiv-Soundmanagement

Je nach Fahrzeug und Fahrsituation wird dann die passende Akustik gewählt, denn natürlich soll der 407 PS starke V8 Biturbo N63 in einem BMW 750i anders klingen als in einem kommenden BMW 650i – während einmal der Komfort im Vordergrund steht, soll im 6er deutlich mehr Dynamik zu hören sein. Besonders interessant ist das aktive Sounddesign aber auch für Fahrzeuge mit Dieselmotor, denn einer der Hauptkritikpunkte an sportlichen Selbstzündern war und ist stets der etwas rauhere Sound, der in den Ohren der meisten Menschen nicht nach maximaler Dynamik klingen will.

Damit ein Dieselmotor sportlich klingt, muss zunächst das oft als Nageln beschriebene Geräusch der Verbrennung minimiert werden, wofür klassische Dämmung zum Einsatz kommt. Das verbleibende Klangbild wird nun so modelliert, dass es möglichst sportlich und dynamisch wirkt. Am Beispiel eines BMW 635d wurden diese Maßnahmen bereits umgesetzt, der entsprechende Versuchsträger soll nun über ein völlig eigenständiges Klangbild verfügen und das Fahrerlebnis nicht mehr mit dieseltypischen Geräuschen beeinträchtigen.

Zur Optimierung des Motorgeräuschs kommt ein digitaler Signalprozessor zum Einsatz, der auf Basis der aktuellen Fahrdaten zusätzliche Klangdaten generiert, die dann zusammen mit den natürlichen Geräuschen ein angenehmes Hörerlebnis bieten. Mit Hilfe dieser Technik lassen sich auch Spielereien umsetzen, beispielsweise kann man Vierzylinder-Triebwerke wie V8- oder Reihensechszylinder-Motoren klingen lassen. Deutlich sinnvoller lässt sich die Technik freilich bei Dieselmotoren einsetzen, denen so zu einem besseren Sound und damit einem echten Mehr-Nutzen für den Kunden verholfen wird.

Albert Kaltenhauser: “Ein heutiger Diesel kann sehr viel. Er ist effizient, besitzt einen hohen Wirkungsgrad und ist drehmomentstark, aber bisher klang er einfach nicht schön. Mit Aktivem Sounddesign bekommt er jetzt endlich den Sound, den er aufgrund seiner Leistungscharakteristik verdient.”

Dr. Alfred Zeitler (Psychoakustiker): “Bereits kleine Änderungen am Fahrzeugsound können eine große Wirkung haben, da das menschliche Gehör unbewusst wie ein Hochleistungsanalysator die akustische Umgebung auswertet und alle Veränderungen im Gehirn fortlaufend registriert werden. Der aktive gestaltete Dieselsound ist schwer in Worte zu fassen – den gibt es so noch nicht. Er hat einen starken Charakter, der angenehm klingt und über das gesamte Drehzahlband Fahrdynamik und Fahrfreude vermittelt.”

  • Gast

    Was mich mehr stört ist das mein 1er nach 55000km innen schon knarzt (links und rechts von den A-Säulen) wie ein Ford…

    • Steve8178

      Hallo Gast: Seltsam, mein 12 Jahre alter 323ti E36 compact macht noch nicht ein Geräusch außer der R6…. 🙂

  • juergen

    Mein 1er mit bereits über 200.000km macht nur die Geräusche die er auch soll – bin top zufrieden.

    • steve8178

      Wow 200000, wie lat ist er denn und was fährst du denn dann im Jahr? Würde mich mal interessieren…

      • Steve8178

        korrektur button feht…

        ….wie alt ist….

        • Benny

          Ein Korrektur-Button lässt sich ohne feste logins nicht machen, sonst könnte jeder jeden Kommentar “korrigieren”. Sorry…

          • Steve8178

            aso, alles klar, versteh!!

            Aber dann meld ich mich erst mal an, würde mich auch freuen fester bestandteil dieser Seite zu werden. Ich hatte das schon mal erfragt “ein Forum”!!!!

          • Benny

            Das ist leichter gesagt als getan… Wir denken da auch immer mal wieder drüber nach, aber konnten uns bisher nicht dazu durchringen. Mal sehen, was die Zukunft bringt – aber versteh das jetzt bitte nicht als Ankündigung.

  • Steve8178

    Ach Benny, so a Forum ist doch was schönes, gerade auf der Seite in meinen Augen ein muss….So kompetent ist hier keine andere Plattform!!!

    • _.M@xi.KinQ’

      Ja, ein Forum hier wäre super.

  • Andreas

    Sounddesign, schön und gut wenn man da einen 6er BMW hinstellt. Ich glaube sofort das ein 650i gut klingt, aber ein 118d klingt nicht wirklich besser als A3 oder Golf. Zumindest ist es mir noch nicht aufgefallen. Im Gegenteil, der 116d ohne Ausgleichswellen läuft sogar sehr brummig und unangenehm für einen heutigen Diesel.

    • peter

      VW und Audi machen genauso “Sounddesign”.

      Aber nichts kommt gegen einen “natürlichen” Klang an.
      Ein aktueller Porsche z.B. klingt irgendwie synthetisch. Alte Modelle klingen “ehrlicher”. Damals wurde sicher auch am Sound gedreht, aber nicht in dem Umfang und mit den Methoden die heute zur Verfügung stehen.

      Aber wegen der gesetzlichen Lautstärkebegranzungen und anderen Kundenerwartungen bleibt wohl nichts anderes übrig.

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