Mehr Verkehrssicherheit bei Elektro- und Hybridfahrzeuge durch künstliche Sounds. Technische Universität München forscht -
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Technische Universität München forscht

Mehr Verkehrs­si­cher­heit bei Elektro‐ und Hybrid­fahr­zeuge durch künst­li­che Sounds

Den Klang amerikanischer muscle cars sollen und können Elektro- und Hybridfahrzeuge nie wirklich erzeugen - Experten der Technische Universität München forschen derzeit nach einem passenden Warngeräusch bis 20 km/h.
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Ab Sommer 2019 müssen alle neuen Elektro‐ und Hybrid­fahr­zeuge mit einem akus­ti­schen Warn­sys­tem ausge­stat­tet werden. Psycho­akus­ti­ke­rin­nen und Psycho­akus­ti­ker der Tech­ni­schen Univer­si­tät München (TUM) entwi­ckeln derzeit die entspre­chen­den Geräu­sche – ein Blick hinter die Kulis­sen.

Auf den Sound kommt es an

So ähnlich wie ein Fahr­zeug soll es klin­gen, aber nicht genau wie ein Diesel oder ein Benzi­ner – die Vorga­ben für ein Warn­ge­räusch (Acoustic Vehi­cle Alert System), wie es Elektro‐ und Hybrid­fahr­zeuge ab Sommer 2019 abge­ben müssen, sind eher weit gefasst. Zwar dürfen keine Musik­stü­cke abge­spielt werden, aber mit welchem Sound die einzel­nen Fahr­zeuge Fußgän­ger vor ihrem Heran­na­hen warnen, ist damit den Herstel­lern über­las­sen.

Warn­ge­räusch ab 20 km/h

Ein Beispiel, wie der Klang beschaf­fen sein sollte, bietet die Inter­net­seite der Wirt­schafts­kom­mis­sion für Europa der Verein­ten Natio­nen. Vorge­schrie­ben sind die Warn­ge­räu­sche für E‐Fahrzeuge bei Geschwin­dig­kei­ten von bis zu 20 Stun­den­ki­lo­me­tern in Europa. Bei höhe­ren Geschwin­dig­kei­ten ist bereits das Geräusch ausrei­chend, das die Reifen auf der Fahr­bahn erzeu­gen.

Jedem Auto­her­stel­ler sein eige­nes Geräusch

Hugo Fastl, Profes­sor am Lehr­stuhl für Mensch‐Maschine‐Kommunikation, erforscht die Grund­la­gen des Geräusch­de­signs für Elek­tro­au­tos. Zwar unter­lie­gen die Geräu­sche noch der Geheim­hal­tung. Was Fastl aber verra­ten kann: Jede Firma will ihr eige­nes Bran­ding, ein Geräusch, das für das Auto typisch ist. „Schließ­lich klingt im Moment ein BMW auch anders als ein Merce­des oder ein Porsche – das soll bei den E‐Autos eben­falls so sein.“

Keine zu hohen oder zu tiefen Frequen­zen

Aber wie genau wird ein solcher Sound entwi­ckelt? „Wir haben zunächst ein Grund­ge­räusch, dem wir eine Tonhöhe zuord­nen“, sagt Fastl. Dabei bewe­gen sich die Forscher und Forsche­rin­nen im mitt­le­ren Frequenz­be­reich. „Sehr tiefe Frequen­zen sind schwie­rig abzu­strah­len“, sagt Fastl. „Dafür müssen die Laut­spre­cher am Auto sehr groß sein.“ Zu hohe Frequen­zen dage­gen können von älte­ren Menschen nicht mehr wahr­ge­nom­men werden. Die Tonhöhe kann außer­dem einen Hinweis darauf geben, wie schnell das Auto fährt. Bei einem Auto, das beschleu­nigt, wird die Tonhöhe daher nach oben gehen.

Klang­farbe entsteht im Compu­ter

Eine weitere Eigen­schaft der Geräu­sche ist die Klang­farbe. „Das ist wie in der Musik: Sie können auch auf dem Smart­phone die ersten Takte einer Mozart‐Symphonie abspie­len, so dass jeder die Melo­die erkennt“, sagt Fastl. „Das klingt aller­dings nicht so toll. Wenn es von einem Kammer­or­ches­ter mit zehn Musi­ker gespielt wird, ist das schon besser. Und ein volles Orches­ter mit 50 Perso­nen kann es dann so spie­len, wie es sich der Kompo­nist vorge­stellt hat.“ Fastl und sein Team arbei­ten aller­dings nicht mit einem Orches­ter, sondern erzeu­gen die Klang­farbe der Geräu­sche am Compu­ter.

Sound‐Baukasten für ziel­grup­pen­re­le­vante Geräu­sche

Ein selbst konzi­pier­ter und program­mier­ter Sound‐Baukasten hilft dabei, ziel­grup­pen­re­le­vante Geräu­sche zu entwi­ckeln. „Das ist ein Compu­ter, der diverse Schalle wie Zuta­ten abru­fen kann; über Algo­rith­men, die wir selbst entwi­ckelt haben.“ Die Geräusch­ma­schine sieht aus wie ein Misch­pult im Tonstu­dio. Über Regler wird ein synthe­ti­scher Klang kreiert und anschlie­ßend nach Hörver­su­chen mit Proban­den bear­bei­tet und ange­passt.

Je rauer desto sport­li­cher

Neben dem Frequenz­be­reich und der Klang­farbe gibt es einige Merk­male, die beim Sound­de­sign für Autos beson­ders wich­tig sind. So etwa die Rauig­keit. Diese wird dadurch bestimmt, wie schnell sich die Laut­stärke des Tons ändert. Beson­ders große Rauig­keit entsteht, wenn die Laut­stärke etwa 50 bis 70 Mal pro Sekunde schwankt. „Wenn Rauig­keit in einem Geräusch ist, wird es als sport­lich empfun­den“, erklärt Fastl. „Einen Ferrari ohne Rauig­keit können Sie schlecht verkau­fen.“

Innen soll es auch gut klin­gen

Die Innen­ge­räu­sche werden für die E‐Fahrzeuge eben­falls designt – auch wenn es dazu keine Vorschrif­ten gibt. Denn bei dem Original‐Geräusch, das ein Elek­tro­mo­tor erzeugt, könnte sich der Fahrer an eine Stra­ßen­bahn erin­nert fühlen. Das Innen­ge­räusch ist genauso auf die Ziel­gruppe wie das Außen­ge­räusch zuge­schnit­ten. „Wer einen BMW 7er fährt, mag es eher ruhig“, erklärt Fastl. „Ein Porsche­fah­rer dage­gen möchte von seiner Inves­ti­tion auch was hören.“

Nicht so viel hören wollen vermut­lich Anwoh­ner und Fußgän­ger vom Verkehrs­lärm. „20 Jahre lang war es immer das Ziel, dass die Autos leiser werden“, sagt Fastl. „Jetzt ist es teil­weise zu leise und wir müssen es wieder lauter machen.“ Fastl plädiert dafür, nicht alle Vorteile der geräusch­ar­men Elek­tro­fahr­zeuge aufzu­ge­ben. „Es werden immer mehr Autos mit auto­ma­ti­scher Fußgän­ger­erken­nung auf den Markt kommen. Wir schla­gen vor, dass die Geräu­sche von E‐Fahrzeugen nur dann abge­strahlt werden, wenn ein Fußgän­ger in der Nähe ist.“

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