Jakie odgłosy ludzie słyszą w samochodzie i gdzie one powstają?
DźwiÄ™ki w samochodzie powstajÄ… z kombinacji najróżniejszych odgÅ‚osów i tonów. W każdym poruszajÄ…cym siÄ™ pojeździe nieustannie sÅ‚yszalne sÄ… różne odgÅ‚osy, takie jak brzmienie silnika, toczÄ…cych siÄ™ opon czy aeroakustyczne odgÅ‚osy powietrza opÅ‚ywajÄ…cego karoseriÄ™. Do tego dochodzÄ… chwilowo dziaÅ‚ajÄ…ce inne źródÅ‚a: podnoszone szyby to cishe mruczenie, zamykanie drzwi, to soczyste trzaÅ›niÄ™cie. DźwiÄ™ki sygnalizacyjne i informacyjne nadajÄ… siÄ™ do dyskretnego przekazywania informacji funkcjonalnych, czego przykÅ‚adem jest zarówno typowe tykanie kierunkowskazów, jak i akustyczne reakcje zwrotne dotykowego wyÅ›wietlacza MMI. Przyciski i wÅ‚Ä…czniki powinny rozbrzmiewać cicho, ale zarazem w zdecydowany sposób. Natarczywe sygnaÅ‚y ostrzegawcze powinny przykuwać caÅ‚Ä… uwagÄ™ pasażerów tylko w razie potrzeby.
Jak Audi odnajduje niepożądane źródÅ‚a odgÅ‚osów?
Audi podchodzi do kwestii redukcji odgÅ‚osów kompleksowo. StÄ…d czÅ‚onkami zespoÅ‚u zajmujÄ…cego siÄ™ wszelkimi odgÅ‚osami w pojeździe sÄ… blisko ze sobÄ… wspóÅ‚pracujÄ…cy eksperci z najróżniejszych dziedzin – poczÄ…wszy od tych wyspecjalizowanych w badaniach rozwojowych nad pierwotnÄ… koncepcjÄ… pojazdu czy karoseriÄ…, aż po sÅ‚użby zapewnienia jakoÅ›ci. Fachowcy ci badajÄ… i oceniajÄ… każdy nowy model Audi na jezdni, na macie wstrzÄ…sowej, czy też przy użyciu specjalnego hydropulsacyjnego urzÄ…dzenia testowego (patrz zdjÄ™cie).To serwo-hydrauliczne czterostopniowe stanowisko testowe, które wprawia pojazd w drgania. HaÅ‚asy takie jak grzechotanie, czy skrzypienie w przedziale pasażerskim sÄ… wywoÅ‚ywane przez drgania w zakresie czÄ™stotliwoÅ›ci do 50 Hz. Na stanowisku testowym sprawdza siÄ™ drgania poszczególnych podzespoÅ‚ów i caÅ‚ej karoserii, by w ten sposób zbadać i zidentyfikować źródÅ‚a niepożądanych odgÅ‚osów. SÄ… one sÅ‚yszalne nie zawsze tam, gdzie powstajÄ…. Równowaga wibracyjno-akustyczna pojazdów ma zauważalny wpÅ‚yw na poziom komfortu kierowców.
Czy miÄ™dzy samochodami z napÄ™dem spalinowym a elektrycznym wystÄ™pujÄ… różnice pod wzglÄ™dem akustyki?
W przeciwieÅ„stwie do silnika spalinowego, silnik elektryczny prawie nie powoduje drgaÅ„, wibracji i odgÅ‚osów mechanicznych. W takim otoczeniu na pierwszy plan wysuwajÄ… siÄ™ dźwiÄ™ki, które dotychczas nie byÅ‚y tak bardzo zauważalne. Chodzi tu o aeroakustykÄ™ i dźwiÄ™k toczÄ…cych siÄ™ opon. Audi wkÅ‚ada wiele wysiÅ‚ku w minimalizacjÄ™ tych niepożądanych dźwiÄ™ków już u ich źródÅ‚a. PrzykÅ‚ad: karoseria Audi e-tron jest specjalnie wytÅ‚umiona i odseparowana we wszystkich tych obszarach, w których mogÄ… powstawać niepożądane dźwiÄ™ki. Oznacza to, że np. uwarunkowane konstrukcyjnie otwory i puste przestrzenie w obrÄ™bie karoserii wypeÅ‚nia siÄ™ wÅ‚ókninÄ… z mikrofibry. MateriaÅ‚ tekstylny i mikrofibra pochÅ‚aniajÄ…ce dźwiÄ™ki wyÅ›cieÅ‚ajÄ… także nadkola. Ponadto istotne powierzchnie, takie jak wykÅ‚adzina, sÄ… powleczone specjalnym materiaÅ‚em. Sprawia on, że blachy mniej drgajÄ….
ZÅ‚ożona, wielowarstwowa konstrukcja Å›cianki czoÅ‚owej tÅ‚umi przedostawanie siÄ™ haÅ‚asu z przedniej części pojazdu do jego wnÄ™trza. TakÄ… konstrukcjÄ™ zastosowano też w tylnej części nowej architektury pojazdu, w wersjach z dodatkowym napÄ™dem osi tylnej. Dodatkowo silniki elektryczne osÅ‚aniajÄ… kapsuÅ‚y tÅ‚umiÄ…ce dźwiÄ™ki. Nawet zabudowa podwozia ma zdolność pochÅ‚aniania dźwiÄ™ków. We wnÄ™trzu pojazdu ciszÄ™ gwarantujÄ… podbite piankÄ… dywaniki. Drugi ważny czynnik uzyskania atmosfery relaksu na pokÅ‚adzie Audi e-tron, to zaawansowana aeroakustyka. WÅ‚aÅ›ciwie w każdym samochodzie, powyżej prÄ™dkoÅ›ci 85 km/h, sÅ‚yszalne sÄ… przede wszystkim odgÅ‚osy wiatru. W Audi e-tron, dziÄ™ki starannemu dopracowaniu uszczelek w drzwiach, lusterek bocznych i rynienek odbierajÄ…cych wodÄ™, odgÅ‚osy powietrza prawie nie docierajÄ… do wnÄ™trza pojazdu. Pasażerowie mogÄ… swobodnie ze sobÄ… rozmawiać, również przy dużych prÄ™dkoÅ›ciach. Przednia szyba jest standardowo wykonana z podwójnego szkÅ‚a. Na życzenie Audi dostarcza także dźwiÄ™koszczelne szyby boczne.
Czy Audi wykorzystuje możliwoÅ›ci wzmocnienia dźwiÄ™ków w pojeździe albo zapobiegania im?
Aktywna akustyka zyskaÅ‚a w ostatnich latach na znaczeniu. DziÄ™ki tzw. aktywnej redukcji szumów (ang. Active Noise Cancellation, ANC) np. okreÅ›lona porcja odgÅ‚osów pracy silnika może być zredukowana przy pomocy dźwiÄ™ku w przeciwfazie. System bazuje na wbudowanych w podsufitkÄ™ mikrofonach ANC mierzÄ…cych poziom haÅ‚asu we wnÄ™trzu pojazdu (patrz rysunek na przykÅ‚adzie A8). Sterownik odwraca niepożądane fale dźwiÄ™kowe i przez gÅ‚oÅ›niki basowe emituje fale neutralizujÄ…ce. Natomiast w celu podkreÅ›lenia pożądanych dźwiÄ™ków, np. Audi SQ5 TDI posiada w ukÅ‚adzie wydechowym tzw. aktuatory. Te bardzo wytrzymaÅ‚e gÅ‚oÅ›niki montowane na życzenie, potÄ™gujÄ… odgÅ‚osy pracy silnika i nadajÄ… mu wrażenia wiÄ™kszej dynamiki. Efekt sportowej pracy można uzyskać również w elektrycznym sportowym modelu Audi e-tron GT. Wystarczy w systemie wyboru dynamiki jazdy Audi drive select wybrać tryb „dynamic”.
Jak w pojeździe można wykreować atmosferÄ™, która jest odczuwana jako przyjemna i nieuciążliwa?
Tutaj pole do popisu majÄ… inżynierowie dźwiÄ™ku, którzy zajmujÄ… siÄ™ wszystkimi dźwiÄ™kami. W razie potrzeby dopasowujÄ… je, tÅ‚umiÄ… albo eksponujÄ…. Każdy pojedynczy dźwiÄ™k ma swój wkÅ‚ad w akustycznÄ… harmoniÄ™ w pojeździe. Oprócz licznych źródeÅ‚ haÅ‚asów, każdy samochód jako przestrzeÅ„ dźwiÄ™kowa charakteryzuje siÄ™ innymi wyzwaniami: pasażerowie siedzÄ… w różnych pozycjach, a przestrzeÅ„ dostÄ™pna dla dźwiÄ™ku zmienia siÄ™ wraz ze zmieniajÄ…cÄ… siÄ™ liczbÄ… osób we wnÄ™trzu pojazdu. Jeden pojazd posiada panoramiczny dach, inny nie, materiaÅ‚y użyte we wnÄ™trzu, takie jak tekstylia czy obicia skórzane, inaczej odbijajÄ… i tÅ‚umiÄ… dźwiÄ™k. Ponadto dźwiÄ™ki z różnych gÅ‚oÅ›ników docierajÄ… do ucha z różnÄ… prÄ™dkoÅ›ciÄ….
Jak funkcjonuje dźwiÄ™k trójwymiarowy?
DźwiÄ™k trójwymiarowy – 3D, to dźwiÄ™k, który akustycznie oddaje wszystkie trzy wymiary pomieszczenia. Po wynalezieniu możliwoÅ›ci utrwalania, na wczesnym etapie, dźwiÄ™k byÅ‚ emitowany przez jeden gÅ‚oÅ›nik – mono. Taka technika nie byÅ‚a w stanie stworzyć brzmienia przestrzennego – dźwiÄ™k brzmi tu pÅ‚asko. W latach sześćdziesiÄ…tych XX w. przyjęła siÄ™ stereofonia: dwa mikrofony nagrywajÄ… muzykÄ™ z różnych pozycji. Nagrane informacje audio – sygnaÅ‚y mono – podczas odtwarzania sÄ… przypisywane do dwóch różnych kanaÅ‚ów i emitowane odpowiednio przez lewy i prawy gÅ‚oÅ›nik. W ten sposób powstaje przestrzenne wrażenie dźwiÄ™ku – efekt stereo. DźwiÄ™k stereo okreÅ›lamy mianem 1D.
2D to dźwiÄ™k surround: ta technika kilku kanaÅ‚ów rozpowszechniÅ‚a siÄ™ na przeÅ‚omie XX i XXI wieku. Muzyka rozlega siÄ™ z subwoofera i kilku gÅ‚oÅ›ników z przodu, z tyÅ‚u i po bokach. Zależnie od liczby gÅ‚oÅ›ników rozróżnia siÄ™ standard 5.1 i 8.1. Każdy efekt dźwiÄ™kowy na swym poziomie jest jednak przypisany tylko do jednego gÅ‚oÅ›nika lub tylko jednej okreÅ›lonej grupy gÅ‚oÅ›ników.
W celu uzyskania dźwiÄ™ku 3D konieczne jest jeszcze jedno źródÅ‚o dźwiÄ™ku, które nie znajduje siÄ™ na tym samym poziomie. Od wprowadzenia aktualnej generacji modelu Q7 w roku 2016, Audi oferuje systemy marki Bang & Olufsen Sound z dźwiÄ™kiem 3D, które zapewniajÄ… możliwość usÅ‚yszenia dźwiÄ™ków w wymiarze przestrzeni pionowej. W tym celu wykorzystujÄ… kilka dodatkowych gÅ‚oÅ›ników szerokopasmowych wbudowanych w sÅ‚upku A, a w modelu A8 i Q8 – także w sÅ‚upku B i w podsufitce. WnÄ™trze pojazdu staje siÄ™ ogromnÄ… scenÄ…, na której muzyka rozprzestrzenia siÄ™ tak, jak zostaÅ‚a zarejestrowana w sali koncertowej. Za tÄ… technikÄ… kryje siÄ™ algorytm, który Audi opracowaÅ‚o wspólnie z Instytutem Towarzystwa Fraunhofera. Algorytm Symphoria-2.0-3D oblicza z nagraÅ„ stereo lub nagraÅ„ w formacie 5.1 informacje potrzebne do trzeciego wymiaru i przetwarza je dla gÅ‚oÅ›ników 3D. DziÄ™ki temu, efekty dźwiÄ™kowe można umieszczać w przestrzeni w elastyczny sposób. W systemach marki Bang & Olufsen Advanced Sound bÄ™dÄ…cych najwyższymi dostÄ™pnymi wersjam sprzÄ™towymi w luksusowych modelach Audi, 24-kanaÅ‚owy wzmacniacz o mocy 1920 W wyposażony w cyfrowy procesor sygnaÅ‚u wspóÅ‚pracuje z 23 gÅ‚oÅ›nikami. Technika ta sprawia, że przedziaÅ‚ pasażerski akustycznie znacznie siÄ™ powiÄ™ksza. Audi nie idzie na kompromis w tej kwestii także w klasie samochodów kompaktowych. WrÄ™cz przeciwnie - dopasowuje koncepcjÄ™ technicznÄ… znanÄ… z samochodów luksusowych, do przestrzeni dostÄ™pnej w pojeździe kompaktowym. PrzykÅ‚ad: w modelu A1 w deskÄ™ rozdzielczÄ… wbudowane sÄ… cztery gÅ‚oÅ›niki Å›redniotonowe, które emitujÄ… dźwiÄ™k pionowo w górÄ™ i wykorzystujÄ… przedniÄ… szybÄ™ jako powierzchniÄ™ do odbić. W ten sposób wysokiej jakoÅ›ci dźwiÄ™k 3D można usÅ‚yszeć również w samochodzie kompaktowym, co w tej klasie pojazdów jest raczej niespotykane.
JakÄ… rolÄ™ odgrywa cyfryzacja w opracowywaniu koncepcji dźwiÄ™ków?
GÅ‚ównym elementem opracowywania koncepcji dźwiÄ™ków jest jej dopasowanie do danego modelu pojazdu. Dla takich konkretnych potrzeb Audi stworzyÅ‚o tzw. soundCUBE: oprogramowanie audio, które znaczÄ…co zmniejsza zróżnicowanie wariantów i tym samym liczbÄ™ wynikajÄ…cych z tego zróżnicowania cyklów czasowych koniecznych do ich opracowania. DziÄ™ki soundCUBE Audi udostÄ™pnia swym partnerom ramowÄ… koncepcjÄ™ charakteryzujÄ…cÄ… siÄ™ wÅ‚asnÄ… strukturÄ… funkcji oraz jednolitÄ… filozofiÄ… obsÅ‚ugi i brzmienia. To optymalne Å›rodowisko do tworzenia konkretnych rozwiÄ…zaÅ„. Partnerzy muszÄ… już tylko zaadaptować tÄ™ koncepcjÄ™ zdefiniowanÄ… przez DNA Audi. W ten sposób cztery pierÅ›cienie, przy pomocy nieustannie optymalizowanego oprogramowania, mogÄ… uzyskiwać z istniejÄ…cego już fizycznie sprzÄ™tu nagÅ‚aÅ›niajÄ…cego najlepsze dostÄ™pne wspóÅ‚czeÅ›nie brzmienie.
KolejnÄ… nowoÅ›ciÄ… jest zastosowanie wzmacniaczy, które sÄ… poÅ‚Ä…czone za poÅ›rednictwem zunifikowanej szyny audio. DziaÅ‚anie: dźwiÄ™k, przy pomocy odpowiedniego oprogramowania, jest generowany w jednostce gÅ‚ównej (ang. Main Unit) aktualnej generacji moduÅ‚owego systemu infotainment MIB 3. W systemach dźwiÄ™kowych klasy premium wzmacniacze posiadajÄ… moc dodatkowo potrzebnÄ… do sterowania wysokiej mocy gÅ‚oÅ›nikami. Upraszcza to architekturÄ™ systemu.
W swym supernowoczesnym laboratorium akustycznym, Audi tworzy nowe wirtualne rozwiÄ…zania w zakresie brzmienia. Przy pomocy symulacji eksperci sterujÄ… dopasowaniem dźwiÄ™ków w konkretnych seriach modelowych, zanim jeszcze powstanie ich prototyp. W wirtualnej przestrzeni referencyjnej można dokonać analizy konfiguracji dźwiÄ™ków dla każdego miejsca siedzÄ…cego w pojeździe z osobna, by w ten sposób zagwarantować wszystkim pasażerom możliwie najlepsze indywidualne doznania dźwiÄ™kowe.
Jakie korzyści ma Audi z nowego partnerstwa z firmą Sonos?
WypuszczajÄ…c na rynek model Q4 e-tron, Audi rozpoczęło nowÄ… wspóÅ‚pracÄ™ partnerskÄ… w zakresie sprzÄ™tu Hi-Fi. Audi zdecydowaÅ‚o siÄ™ na ten krok, by jeszcze lepiej speÅ‚niać życzenia klientów i dostarczać im wysokiej klasy systemy muzyczne. Podczas gdy marka Bang & Olufsen ze swym doskonaÅ‚ym brzmieniem perfekcyjnie speÅ‚nia wymogi samochodów klasy Å›redniej-wyższej i luksusowej, nowy partner Audi, marka Sonos, ze swym bardziej basowym brzmieniem, przemawia do mÅ‚odszej grupy klientów. Takie wÅ‚aÅ›nie brzmienie idealnie pasuje do nowego kompaktowego, elektrycznego SUV’a oznaczajÄ…cego wejÅ›cie Audi w elektrycznÄ… przyszÅ‚ość. Filozofia dynamicznego dźwiÄ™ku i strojenia, która jest zwiÄ…zana z Sonos, zostanie wprowadzona w poÅ‚owie roku również w innych modelach klasy kompaktowej marki Audi.
Kolejna wielka rzecz: nad czym teraz pracują inżynierowie dźwięku w Audi?
Już dziÅ› eksperci w zakresie akustyki w laboratorium akustycznym Audi intensywnie pracujÄ… nad holistycznym brzmieniem jutra. W centrum ich zainteresowaÅ„ znajduje siÄ™ tzw. immersyjny dźwiÄ™k 3D. W przypadku klasycznego dźwiÄ™ku 3D surround dźwiÄ™ki sÄ… przypisywane do okreÅ›lonych gÅ‚oÅ›ników przez okreÅ›lone algorytmy. W przeciwieÅ„stwie do takiej kanaÅ‚owej emisji, immersyjny dźwiÄ™k 3D funkcjonuje w odniesieniu do obiektu. Zgodnie z ta metodÄ…, dźwiÄ™ki już w plikach audio sÄ… Å‚Ä…czone z metadanymi, które zawierajÄ… dokÅ‚adne informacje o tym, jak i gdzie odpowiedni dźwiÄ™k ma być sÅ‚yszany w rzeczywistej przestrzeni. To perfekcyjne, akustyczne odtworzenie sytuacji zastanej podczas rejestracji dźwiÄ™ku. DźwiÄ™k immersyjny jest punktem centralnym zupeÅ‚nie nowych doÅ›wiadczeÅ„ rozrywki, które oddziaÅ‚ujÄ… na wszystkie zmysÅ‚y. Jednak dopiero gdy ludzie w przyszÅ‚oÅ›ci, w automatycznie sterowanym samochodzie, bÄ™dÄ… w stanie przestać poÅ›wiÄ™cać siÄ™ zadaniu prowadzenia pojazdu, bÄ™dÄ… mieli wolne wszystkie zmysÅ‚y, by móc w peÅ‚ni cieszyć siÄ™ takimi doznaniami dźwiÄ™kowymi.
Kolejny wielki krok: rozpowszechnienie standardu szybkiej komunikacji mobilnej 5G otwiera nowe możliwoÅ›ci dla wysokiej jakoÅ›ci kanaÅ‚ów streamingu. Wiele osób używa swoich smartfonów jako gÅ‚ównego odbiornika usÅ‚ug strumieniowego przesyÅ‚ania dźwiÄ™ku w samochodzie. Jest to wygodne: nagranie jest po prostu przesyÅ‚ane do samochodu za pomocÄ… Bluetooth. Ponieważ jednak przepustowość pasma bezprzewodowej techniki Bluetooth jest ograniczona, wystÄ™puje wÄ…skie gardÅ‚o, któremu czasami towarzyszy utrata jakoÅ›ci dźwiÄ™ku. W niedalekiej przyszÅ‚oÅ›ci do wielokanaÅ‚owego streamingu audio wysokiej jakoÅ›ci Audi wykorzysta jako odbiornik sam samochód. PozwolÄ… na to wbudowana karta SIM i wysokowydajny moduÅ‚ odbiornika. Z perspektywy inżynierów dźwiÄ™ku Audi, to kolejny kamieÅ„ milowy na drodze ku przyszÅ‚oÅ›ci.