Nächster Schritt: Sound zumischen

Wenn die unerwünschten Klangelemente erst einmal aus dem Gesamtklang entfernt sind, dann ist es möglich, zusätzliche Sound-Elemente hinzuzufügen, um so auch das entsprechend gewünschte emotionsbetonende Sound-Erlebnis zu erzeugen. „Die ActiveSound-Technologie von Eberspächer bietet vollkommen neue Möglichkeiten bei der Sound-Konfiguration von Fahrzeugen, die in Massenstückzahlen gefertigt werden“, konstatiert Olaf Schmidt.

Viele neue Fahrzeuge haben einen Downsizing-Prozess durchlaufen, so dass sie einen geringeren Hubraum aufweisen, dafür aber mit einem Turbolader ausgestattet sind. Derartige Motoren weisen allerdings nicht die emotionsbetonenden Klangelemente auf, die viele Menschen in den höheren Leistungsklassen erwarten. Bei diesen Fahrzeugen eröffnet die ActiveSound-Technologie ganz neue Möglichkeiten.

Einsatz im Audi A6 Avant

„Die Entwickler von Auspuffanlagen können sich jetzt auf die Optimierung der Abgaswerte in punkto Schadstoff- und Partikelausstoß konzentrieren, weil sie wissen, dass sie den Sound in einem nächsten Schritt abstimmen können“, führt Matthias Keck weiter aus. „Wie gut das System funktioniert, beweist der neue Audi A6 Avant: Die Top-Motorisierung mit dem 313 PS starken TDI-Aggregat überzeugt nicht nur durch Leistung und Drehmoment, sondern dank ActiveSound auch durch einen satten sportlich-kräftigen und wertigen Klang. Dabei drängt sich weder diesel-typisches Nageln noch ein übertrieben lautes Fahrgeräusch in den Vordergrund. Der Lautsprecher in der Abgasanlage betont vielmehr bestimmte Frequenzen innerhalb der gesetzlichen Vorgaben. Dadurch hört sich der Biturbo im A6 wie ein ausgewachsener V8-Ottosaugmotor an und unterstützt wirkungsvoll den sportlichen Charakter des Kombis aus Ingolstadt.“

Die Technologie

Der zur Umsetzung des ActiveSound- und Active-Silence-Konzepts genutzte Lautsprecher ist in der Nähe des Auspuff-Endrohrs untergebracht. Dadurch ist die im Frequenzbereich von 40 bis 400 Hz arbeitende Lautsprechermembran heißen und aggressiven Auspuffgasen ausgesetzt, wobei die Temperaturbeständigkeit der Membran „nur“ auf 150 °C ausgelegt ist, während ganz in der Nähe 700 °C heiße Abgase Richtung Auspuff-Endrohr gelangen. Die gesamte Lautsprecher-Montageanordnung sieht aus wie ein zusätzlicher Auspufftopf mit nur einem Ausgang, der über ein Y-förmiges Rohr mit dem klassischen Auspuff verbunden ist. Diese zusätzliche Anordnung benötigt bei 80 W Lautsprecherleistung 3 l Bauvolumen bei 3 kg Masse. „Das Geheimnis des Erfolgs liegt in der Gestaltung des Y-Elements, denn wir müssen dafür sorgen, dass es am Lautsprecher nicht zu heiß wird“, erklärt Matthias Keck.

Das ASCU genannte Steuergerät entwickelte Eberspächer Electronics in Göppingen.

Das ASCU genannte Steuergerät entwickelte Eberspächer Electronics in Göppingen. Eberspächer

Als Eingangsgrößen nimmt das ASCU (Active Silence Control Unit) genannte Sound-Steuergerät Daten wie Belastungszustand, Drehzahl, Geschwindigkeit, Temperatur und eingelegter Gang, die auf dem CAN-Bus zur Verfügung stehen, aber auch Daten, die ein spezielles Sensor-Mikrofon im Abgasstrang liefert. Auf Basis dieser Daten berechnet die ECU die erforderlichen Klang-Anpassungen, wobei das Steuergerät über 100-mal pro Sekunde seine Parametrierung aktualisiert.

Im Rahmen des Sound-Designs geht Eberspächer stets in drei Stufen vor: Im ersten Schritt steht die Lärmminderung (Noise Reduction) im Fokus, während in einem zweiten Schritt das „Sound Cleaning“ erfolgt, bei dem es um die Unterdrückung von Störgeräuschen wie Fiepen, Schleifen etc. geht. Erst im dritten Schritt kommt dann die bewusste Formung des Klangs im Rahmen des Sound-Designs. Das Unternehmen hat spezielle Tools entwickelt, mit denen Ingenieure die Parametrierung des Klangbilds entsprechend am PC vornehmen können.

„Schon Anfang der 90er Jahren haben wir mit den Arbeiten an dieser Lösung begonnen, aber damals gab es einfach noch nicht die passende Technologie“, erklärt Matthias Keck. „Wir hatten damals zu viele Probleme mit Phasenverschiebungen, aber wir haben das Thema stets im Auge behalten. Innerhalb der letzten sieben Jahre haben wir dann intensiv an ActiveSound und ActiveSilence gearbeitet. Gegenüber dem Wettbewerb haben wir einen Vorsprung von mindestens zwei bis drei Jahren. Wir haben es geschafft, diese Technologie aktiv in den Markt zu bringen, aber wir werden sie auch massiv weiterentwickeln.“ Keck betont, dass Eberspächer „einige Patente auf den Aufbau der Aktorkugel“ besitzt, während der Regelalgorithmus selbst nicht patentierbar sei.

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