近來年,消費者越來越看重汽車音響,喇叭是不是夠多、音響是不是夠大牌等成為了他們購車時的重要參考标準。為此,我們也經常能看到不少汽車廠商拿音響當做了新車賣點,這其中不乏像BBA這樣的國際豪華品牌。其實,相比賬面數據,車内的聲音管理更見功力,它可以讓聲音更好聽。那麼,究竟如何才能在車内獲得更好的聲音?讓我們來看看世界上最早布局汽車音響的BOSE是如何解決的。
01主動聲音管理技術是什麼?
我們知道,汽車在運行的過程中會産生振動和噪音,這些都會直接影響車内的聽覺環境。面對這些擾人的噪音,汽車工程師會采用隔音材料、雙層玻璃、優化懸架系統、配備靜音胎等尋求解決。但這些無形的聲音還是會通過各種途徑傳入車内,并且随着車速的提升變得越發“嚣張”,交談聲、歌曲聲都會被這些噪音掩蓋。這時就需要汽車音響主動聲音管理技術上場來搞定那些搗亂的噪音。
相比消費電子,汽車音響主動聲音管理技術要複雜得多。以聽音環境為例,消費電子産品是可以限定在一定的聽音環境的,比如家庭影院,它所處的環境較為可控,聲音受到的幹涉、破壞更小,更容易達到愉悅的聽感。而且,家中聆聽者往往位于音響的最佳位置,加上住宅先天的隔音優勢,聆聽效果很容易做到優秀。
但汽車不同,首先是進入車内的噪音太多,比如動力系統噪音、路噪、風噪、外部環境噪音等等,每種噪音都需要特定的處理技術,綜合起來就成了一個複雜的系統性工程。其次,車内環境先天不良,揚聲器的安裝位置限制重重,且車内的物件非常多而擁擠,座椅、中控、車門、玻璃……并且每一種材料對于聲音的幹擾情況都不同,玻璃會反射聲波、座椅等軟性材質又能夠吸收掉一部分聲波。在這種條件下,算法和調校就顯得尤為重要了。
BOSE如何解決這些難題?引擎諧波降噪技術(EHC)、引擎諧波增強技術(EHE)、QuietComfort主動路噪消減技術(RNC)和電動車引擎聲模拟技術(EVSE)所組成的汽車音響主動聲音管理技術,成為BOSE征戰汽車音響領域的“四張王牌”。
02消除不想聽到的聲音
作為最早應用主動降噪技術的音響品牌,BOSE創始人Dr.Bose在1978 年就開始構想如何通過聲音來抵消噪音的算法,目前主動降噪技術已經廣泛使用在BOSE的各類消噪耳機上。而降噪在汽車領域的應用,BOSE也同樣是行業内的先驅。早在20多年前,BOSE就率先開啟了汽車領域的主動降噪研發,并在2010年聯合凱迪拉克推出了全球首款搭載引擎諧波降噪技術(EHC)的車輛。
引擎諧波降噪技術(EHC)是動力系統噪音的“克星”,主要用來消除發動機的二次諧波噪音,使發動機的聲音更安靜平順、并且高轉速時的聲音更加悅耳。它的工作原理簡單來說就是通過車廂内特定區域安裝的麥克風實時收集噪音信号,加上發動機轉速等信息一并輸入車載功放,功放再按照預設的算法,使車載揚聲器發出一個噪音的反相聲波,進行互相幹涉抵消,達到降低噪音的目的。
這項技術帶來的好處不光是聲音上的,它還為降低NVH成本、提升燃油經濟性、提高發動機功率提供可能性。由于引擎諧波降噪技術(EHC)的存在,發動機工程師可以最大限度的去提升發動機功率或者扭矩,而不用去擔心引擎聲音的不理想;同時,可以減少發動機艙等位置隔音材料的用量,降低整車重量,提升油耗表現。
03讓你聽見想聽的聲音
有些聲音要消除,但有些聲音要保留、甚至要增強。比如一些跑車,咆哮澎湃的引擎聲浪是它的靈魂。但由于排放法規的日益嚴苛,W12、V8、V10等逐漸式微,成為“奢侈品”。在這種情況下,如何使主流的2.0T也能發出3.0L V6發動機那種令人腎上腺激素飙升的聲音,成為不少主機廠亟待解決的難題。
BOSE的引擎諧波增強技術(EHE)提供了不錯的解決方案。該技術通過駕駛艙裡的揚聲器增強部分發動機聲音,最終達到快速實現汽車廠商所希望聽到的動力系統的聲音效果,在滿足汽車廠商需求和環境法規要求的同時,又不增加額外的排氣系統負擔。
除此之外,對于汽車制造商來說,引擎諧波增強技術(EHE)還可以大幅縮短調校汽車發動機聲音的時間。據了解,排氣系統工程師在調節發動機聲音時,需要拿各種管子對排氣管做改進,比如改變消聲器導管的長短或是某一個腔體的容積,然後再坐到車裡面去聽效果。這樣會導緻調整的效率低下,很多時候要花半年甚至一年的時間來調校到滿意的聲音水平。而有了BOSE引擎諧波增強技術(EHE)的加持,可以大大提升調校效率,過去需要半年甚至一年才能完成的工作,現在隻需要一兩個星期。
04電動車怎麼辦?
燃油車可以靠引擎諧波增強技術(EHE),那電動車怎麼辦?
我們知道,電動機與發動機不同,啟動時幾乎不會有振動和機械噪音。一方面,更安靜的環境會讓以前不易察覺的噪音更加凸顯;另一方面,對于開慣燃油車的人來說,聽不到發動機的聲音會有點不習慣。
對此,BOSE也有完善的技術方案。首先,BOSE引入了QuietComfort主動路噪消減技術(RNC),這一技術能使工作頻率範圍内的路面噪音平均下降3-6個分貝,達到行業頂尖水平,在某些特定的頻率甚至可以下降10-15個分貝。該技術的工作原理與主動消噪耳機一樣,都是通過反相聲波來抵消,從而達到消減噪音的目的。不過,主動路噪消減技術與耳機主動消噪技術的相似性也僅僅停留在原理上,在技術難度上完全不是一個量級。我們知道,耳機相對于耳朵的位置是固定的,隻需要在耳朵的位置上産生一個高爾夫球大小的安靜區域,就能把噪音消除在你的耳朵部位。在車内,駕乘者的位置存在諸多不确定性,比如前後排、駕乘者的身高、駕乘者習慣坐姿等等,這就需要以頭枕為中心來形成一個把各種可能的人耳位置都能包羅進去的安靜區域,這個區域至少要有 2-3 個籃球這麼大,增加的運算量指數級增加,調校難度也随之指數級上升。
同時,BOSE還開發了電動車引擎聲模拟技術(EVSE)。有了這項技術,電動車也能擁有令人心潮澎湃的引擎聲浪,增加駕駛樂趣。據介紹,車輛的功放可以實時接收車速、扭矩和踏闆位置信息,并根據這些數據優化算法,從而将模拟的引擎聲更加自然地播放出來。
引擎諧波降噪技術(EHC)、引擎諧波增強技術(EHE)、QuietComfort主動路噪消減技術(RNC)和電動車引擎聲模拟技術(EVSE)是BOSE主動聲音管理技術的“四張王牌”,具體如何用還是要看汽車制造商的選擇。但有一點是明确的,BOSE在項目早期就會參與到項目的标定中,并且每一個标定都需要在真實的路況下去做穩定性測試,這是後裝市場是無法實現的。
對于未來發展,BOSE也有着明确的方向:一是通過算法的優化、揚聲器品質的提升,持續提升音響的表現,讓用戶體驗到更高品質的聲音;二是發力個性化調校,讓用戶能夠實現“聲音自由”;三是整合車内包括輔助駕駛、導航聲音等系統聲音,優化提升駕乘體驗。可以預見,在明确發展方向的指引下,BOSE在汽車音響領域将為用戶帶來更多驚喜。
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