天空萬(wàn)里無(wú)云，空曠的高速公路在您的擋風(fēng)玻璃前無(wú)限延伸。您輕輕踩下腳踏板，使其更貼近汽車底板，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生歡快的轟鳴聲。但這種轟鳴聲的發(fā)聲方式是由誰(shuí)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(dòng)機(jī)的鳴響方式。

自2015年以來(lái)，現(xiàn)代汽車公司(HMC)為專用車型配備發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)性化音效系統(tǒng)(PESS)，使客戶能在駕駛同一輛車時(shí)享受不同的發(fā)動(dòng)機(jī)音效體驗(yàn)。

HMC高級(jí)研究工程師Eun Soo Jo談到：“PESS是世界上能滿足客戶個(gè)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(yàn)。”

現(xiàn)代對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)性化音效系統(tǒng)(PESS)的設(shè)計(jì)方式在很大程度上更側(cè)重于設(shè)計(jì)在試車跑道行使的原型車的發(fā)動(dòng)機(jī)音效，這是一個(gè)極其耗費(fèi)資源且有時(shí)不太可靠的過(guò)程。

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

設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)音效

近十年來(lái)，包括現(xiàn)代在內(nèi)的多家汽車制造企業(yè)均采用主動(dòng)式音效設(shè)計(jì)(ASD)，使發(fā)動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生預(yù)設(shè)的目標(biāo)音效。ASD控制器基于轉(zhuǎn)速(RPM)、油門輸入和扭矩輸入等多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，產(chǎn)生車輛發(fā)動(dòng)機(jī)音效。ASD工具在與車輛相連的音頻放大器內(nèi)運(yùn)行（詳見(jiàn)補(bǔ)充報(bào)道“主動(dòng)式音效設(shè)計(jì)的常規(guī)工作方式”）。ASD也對(duì)這家韓國(guó)汽車巨頭的發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)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(shí)驗(yàn)室重要成員Wookeun Song博士解釋道：“ASD能使現(xiàn)代的發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)性化音效系統(tǒng)得以實(shí)施，但這需要對(duì)設(shè)計(jì)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(fù)責(zé)更改設(shè)置。這并非一步式設(shè)計(jì)過(guò)程。你必須反復(fù)調(diào)試、更改，因此相當(dāng)耗時(shí)。”

對(duì)設(shè)計(jì)出的音效進(jìn)行調(diào)諧時(shí)，務(wù)必將不同天氣狀況和不同路況等每個(gè)因素都考慮在內(nèi)。由于背景噪聲和運(yùn)行工況持續(xù)變化，因此測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性可經(jīng)受在原型車上執(zhí)行的行車調(diào)諧。同時(shí)，無(wú)法對(duì)不同的ASD放大器或不同的調(diào)諧工作實(shí)施連續(xù)比較。

更重要的一點(diǎn)，原型車的需求量相當(dāng)大。Wookeun談到：“無(wú)論是ASD設(shè)計(jì)師、車門設(shè)計(jì)師，還是放大器設(shè)置人員，每個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的工作人員都需要接觸這輛車。”

主動(dòng)式音效設(shè)計(jì)(ASD)的常規(guī)工作方式

車輛發(fā)動(dòng)機(jī)和車身的物理特性通常決定了機(jī)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(yàn)制造商預(yù)設(shè)的“目標(biāo)”音效。標(biāo)準(zhǔn)型CAN總線裝置采集車輛實(shí)時(shí)行駛信息，再將該信息發(fā)送給ASD控制器?；谶@種輸入和揚(yáng)聲器傳輸功能（即揚(yáng)聲器如何在某一時(shí)間點(diǎn)在機(jī)艙內(nèi)發(fā)出聲音），該控制器實(shí)現(xiàn)了通過(guò)各個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)配置音效。

從行車到實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)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(dòng)與聲振粗糙度(NVH)桌面型模擬器，以促進(jìn)汽車業(yè)的發(fā)展。但NVH模擬器并非發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)性化音效系統(tǒng)初始開(kāi)發(fā)流程的環(huán)節(jié)之一。

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

主動(dòng)式音效設(shè)計(jì)(ASD)過(guò)程也能在桌面模擬器上完成，這難道不是很棒嗎？這確實(shí)節(jié)省了使用實(shí)際原型車時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間。

這也是現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理念。

 
優(yōu)化個(gè)性化音效設(shè)計(jì)(PSD)過(guò)程

現(xiàn)代公司研究員Dong Chul Park博士談到：“我們希望能實(shí)現(xiàn)各種功能性，從而使個(gè)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(dòng)機(jī)的音效。我們認(rèn)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(kāi)發(fā)出各種發(fā)動(dòng)機(jī)音效設(shè)計(jì)方案。”

現(xiàn)代汽車公司(HMC)研究員Dong Chul Park博士說(shuō)道：“我們希望能實(shí)現(xiàn)各種功能性，從而使個(gè)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(dòng)機(jī)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(duì)計(jì)劃。

主要障礙之一就是現(xiàn)代當(dāng)時(shí)所采用的NVH模擬器和ASD控制器在兩個(gè)不同環(huán)境下運(yùn)行：ASD控制器與車輛音頻系統(tǒng)集成，而NVH模擬器在計(jì)算機(jī)內(nèi)運(yùn)行。更重要的一點(diǎn)，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(shí)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(yùn)行狀態(tài)，真正連接不同類型的主動(dòng)式音效設(shè)計(jì)(ASD)控制器的工具，因?yàn)槊總€(gè)ASD控制器都需要一組可用的不同控制信號(hào)。”

現(xiàn)代公司與Brüel & Kjær一同設(shè)定了特殊項(xiàng)目目標(biāo)：首先，需開(kāi)發(fā)能實(shí)時(shí)組合NVH模擬器輸出與ASD音頻輸出的專用計(jì)算機(jī)軟件，從而提供與ASD控制器相兼容的數(shù)據(jù)；其次，需針對(duì)現(xiàn)代的ASD設(shè)置，實(shí)施主觀評(píng)估與客觀分析，以論證更為優(yōu)化的音效設(shè)計(jì)過(guò)程。

保持個(gè)性化特征

現(xiàn)代公司于2015年首次提出的發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)性化音效系統(tǒng)(PESS)這一概念，非常符合通過(guò)定制化采購(gòu)體現(xiàn)個(gè)人品味與偏好這一消費(fèi)趨勢(shì)。盡管標(biāo)準(zhǔn)化ASD系統(tǒng)設(shè)置可使客戶實(shí)現(xiàn)制造商預(yù)設(shè)的目標(biāo)音效，但現(xiàn)代的PESS系統(tǒng)可根據(jù)車輛預(yù)定義動(dòng)感、運(yùn)動(dòng)、極限等不同模式的發(fā)動(dòng)機(jī)音效。駕駛員可利用儀表板上的音頻-視頻導(dǎo)航系統(tǒng)，輕松選擇和調(diào)節(jié)每種發(fā)動(dòng)機(jī)音效類型、音量和音調(diào)，以及加速器的靈敏度。

一種獨(dú)特的解決方案

Wookeun及其Brüel & Kjær創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的同事們大約在一年后實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)，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(lái)開(kāi)發(fā)出的首個(gè)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(hào)。然而，Brüel & Kjær專為該模擬器研發(fā)了一款能產(chǎn)生適當(dāng)CAN總線信號(hào)的工具，并且獨(dú)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(yùn)行工況產(chǎn)生ASD音效。
Wookeun談到：“行車時(shí)，各臺(tái)揚(yáng)聲器的ASD音效會(huì)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(guò)對(duì)各臺(tái)揚(yáng)聲器的ASD音效實(shí)施雙耳合成，并在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下將之與NVH模擬器發(fā)出的雙耳信號(hào)相結(jié)合，模擬這種混合場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)型控制器局域網(wǎng)(CAN)。

現(xiàn)代公司現(xiàn)可在有車輛運(yùn)行聲和無(wú)運(yùn)行聲的條件下分別實(shí)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(biāo)音效類型（例如，運(yùn)動(dòng)或強(qiáng)勁音效模式）相符，因此現(xiàn)代公司現(xiàn)可通過(guò)桌面聽(tīng)音實(shí)驗(yàn)，找出該音效模式下的哪種ASD調(diào)諧結(jié)果更接近目標(biāo)音效。同時(shí)，還能分析哪些客觀參數(shù)會(huì)使人們對(duì)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(jí)研究工程師Eun Soo Jo談到：“PESS是世界上能滿足客戶個(gè)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(yàn)。”



共創(chuàng)更美好的未來(lái)

Park博士解釋說(shuō)：“Brüel & Kjær專為該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的NVH模擬器和各類工具使我們加快了發(fā)展進(jìn)程。現(xiàn)代汽車公司在多個(gè)國(guó)家開(kāi)發(fā)出各類發(fā)動(dòng)機(jī)和音頻規(guī)格。因此，要想在同一輛原型車上實(shí)現(xiàn)所有發(fā)動(dòng)機(jī)音效，這確實(shí)極具挑戰(zhàn)性。很有必要建立虛擬開(kāi)發(fā)環(huán)境。”

他談到：“NVH模擬器與ASD調(diào)諧過(guò)程的整合就是一個(gè)ASD音效設(shè)計(jì)虛擬環(huán)境的良好實(shí)例。”

Park博士補(bǔ)充道：“我們看到了基于計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)和利用此類新型工具得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而實(shí)施的NVH開(kāi)發(fā)與音效設(shè)計(jì)的潛力。這些工具可能對(duì)電動(dòng)汽車(EV)、環(huán)保型車輛以及未來(lái)移動(dòng)性的發(fā)展也很有用。”

現(xiàn)代汽車集團(tuán)簡(jiǎn)介
現(xiàn)代汽車集團(tuán)成立于1967年，是一家總部設(shè)在韓國(guó)首爾的跨國(guó)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(lái)就噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度(NVH)模擬器相關(guān)的各種項(xiàng)目與Brüel & Kjær展開(kāi)合作。

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