安靜、聲浪兩手抓，揭秘BOSE車(chē)艙聲音管理技術(shù)
來(lái)源 中車(chē)友 瀏覽 2169 發(fā)表時(shí)間：2022-01-06 16:27:13
車(chē)內(nèi)不只聽(tīng)個(gè)“響”，Bose汽車(chē)音響神器來(lái)了！
隨著車(chē)載音頻的高速發(fā)展以及消費(fèi)者對(duì)車(chē)內(nèi)聽(tīng)音的需求不斷提升，車(chē)內(nèi)的聲學(xué)體驗(yàn)已經(jīng)成為消費(fèi)者在選車(chē)買(mǎi)車(chē)時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo)，各大音響品牌也在車(chē)內(nèi)音效、音質(zhì)、氛圍感營(yíng)造等方面“內(nèi)卷”起來(lái)。
目前，智能電動(dòng)車(chē)正在快速發(fā)展和逐漸普及，傳統(tǒng)燃油車(chē)內(nèi)聽(tīng)音環(huán)境的頭號(hào)敵人——發(fā)動(dòng)機(jī)噪音已經(jīng)從根源上解決。而來(lái)自路面的各種噪音就取其代之，成為電動(dòng)車(chē)內(nèi)聽(tīng)音環(huán)境的最大敵人，也成為各大音響品牌現(xiàn)在的研發(fā)課題。
而B(niǎo)ose率先帶來(lái)了主動(dòng)聲音管理技術(shù)，其中包括引擎諧波降噪技術(shù)、引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)、主動(dòng)路噪消減技術(shù)等技術(shù)，可以有效提升車(chē)內(nèi)的聲學(xué)表現(xiàn)。
在Bose主動(dòng)聲音管理技術(shù)中，主動(dòng)路噪消減技術(shù)就是路噪的最大克星，其可以通過(guò)加速度傳感器測(cè)量來(lái)自路面和輪胎的振動(dòng)，使用Bose的降噪算法生成反相聲學(xué)信號(hào)，以此達(dá)到降噪效果。
除此之外，在Bose主動(dòng)聲音管理技術(shù)中，還包括了電動(dòng)車(chē)引擎聲模擬技術(shù)，可以為電動(dòng)車(chē)的駕乘人員提供聽(tīng)覺(jué)上的駕駛享受，并為降噪后安靜的座艙添一份靈動(dòng)。
Bose作為全球頂級(jí)音響及聲學(xué)系統(tǒng)研發(fā)企業(yè)，正在利用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的音頻技術(shù)不斷優(yōu)化車(chē)艙的聲學(xué)體驗(yàn)，并為車(chē)內(nèi)音頻場(chǎng)景提供更多的可能性。
一、Bose車(chē)艙聲音管理四大本領(lǐng) 聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)再上臺(tái)階
相信大部分人認(rèn)識(shí)Bose這個(gè)品牌，都是從降噪耳機(jī)開(kāi)始。Bose在消費(fèi)級(jí)主動(dòng)降噪耳機(jī)中的地位不言而喻，其降噪產(chǎn)品也為我們提供了無(wú)數(shù)次安靜的航程、沉靜的工作以及平靜的思考。
但是，實(shí)際上Bose在汽車(chē)領(lǐng)域的降噪也擁有20年的研發(fā)歷史，其發(fā)動(dòng)機(jī)諧波降噪技術(shù)早在2010年就搭載在當(dāng)年款的凱迪拉克凱雷德車(chē)型上。
2010款凱迪拉克凱雷德
如果縱觀Bose在汽車(chē)降噪技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)的話(huà)，Bose首先推出的是引擎諧波降噪技術(shù)（EHC），然后是引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)（EHE），再是QuietComfort主動(dòng)路噪消減技術(shù)（RNC），最后是電動(dòng)車(chē)引擎聲模擬技術(shù)（EVSE）。
這四種技術(shù)也就組成了Bose主動(dòng)聲音管理技術(shù)。
具體來(lái)說(shuō)，引擎諧波降噪技術(shù)（EHC）和QuietComfort主動(dòng)路噪消減技術(shù)（RNC）主要負(fù)責(zé)噪音降噪，前者負(fù)責(zé)減弱來(lái)自引擎和傳動(dòng)系統(tǒng)的諧波噪音，而后者負(fù)責(zé)消減由道路傳遞至車(chē)艙內(nèi)的噪音。
可以在不增加更多隔音材料的情況下，通過(guò)這兩項(xiàng)技術(shù)改善車(chē)內(nèi)的噪音問(wèn)題，突破了傳統(tǒng)機(jī)械解決方案車(chē)重增加、操控性減弱以及燃油效率降低的局限。
引擎諧波降噪技術(shù)
而引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)（EHE）和電動(dòng)車(chē)引擎聲模擬技術(shù)（EVSE）主要負(fù)責(zé)聲音補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，前者可以根據(jù)不同汽車(chē)制造商的不同需求，改善發(fā)動(dòng)機(jī)聲音，并可以大幅縮短車(chē)企調(diào)校發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的時(shí)間。
而電動(dòng)車(chē)有了模擬引擎聲后，電動(dòng)車(chē)也能擁有豐富的駕駛感受，滿(mǎn)足電動(dòng)車(chē)主對(duì)于燃油車(chē)聲浪的“懷念”，為駕駛添一份樂(lè)趣。
另外，與其他車(chē)內(nèi)被動(dòng)聲音解決方案相比，Bose主動(dòng)聲音管理技術(shù)能夠自動(dòng)適應(yīng)不同的路面、輪胎以及各種變量的車(chē)輛特性，在車(chē)輛的整個(gè)使用壽命期內(nèi)保持適應(yīng)性和有效性，而其他車(chē)內(nèi)被動(dòng)聲音解決方案可能無(wú)法適應(yīng)道路或車(chē)輛本身發(fā)生的變化。
兩者的區(qū)別可以簡(jiǎn)單看為“自適應(yīng)”與“一次性”的區(qū)別。
對(duì)于車(chē)企來(lái)說(shuō)，Bose主動(dòng)聲音管理技術(shù)并不挑車(chē)型，可以覆蓋多個(gè)級(jí)別的不同車(chē)型，并且能跟不同級(jí)別的音響系統(tǒng)配合使用，也就讓安靜的車(chē)內(nèi)空間以及澎湃的汽車(chē)聲浪不再僅是高端車(chē)型的標(biāo)配，可以真正“飛入尋常百姓家?！?/p>
除了Bose主動(dòng)聲音管理技術(shù)外，Bose一直以來(lái)都非常重視汽車(chē)業(yè)務(wù)。
車(chē)東西了解到，目前Bose的汽車(chē)音頻技術(shù)主要包括主動(dòng)聲音管理技術(shù)、聲音信號(hào)導(dǎo)向技術(shù)、音頻技術(shù)、語(yǔ)音技術(shù)等，并且Bose已經(jīng)與保時(shí)捷、凱迪拉克、英菲尼迪、紅旗、領(lǐng)克等國(guó)內(nèi)外10余家頭部車(chē)企合作，其技術(shù)和產(chǎn)品搭載已經(jīng)搭載在百余款車(chē)型上。
二、耳機(jī)降噪只是小CASE 車(chē)內(nèi)降噪才是硬實(shí)力
Bose做降噪耳機(jī)是個(gè)好手，車(chē)內(nèi)降噪一樣優(yōu)秀。
與降噪耳機(jī)的原理一樣，車(chē)內(nèi)降噪的原理也是通過(guò)分析環(huán)境噪音，再用揚(yáng)聲器產(chǎn)生反相聲學(xué)信號(hào)，以此實(shí)現(xiàn)降噪效果。但是，上述兩者的相似性也僅僅停留在原理上，因?yàn)樵谲?chē)內(nèi)要解決的降噪問(wèn)題要遠(yuǎn)比降噪耳機(jī)要復(fù)雜得多。
通常來(lái)說(shuō)，如果把進(jìn)入車(chē)內(nèi)的噪音按照發(fā)聲源頭進(jìn)行分類(lèi)的話(huà)，大致可以分為三類(lèi)，第一是動(dòng)力系統(tǒng)噪音，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱、排氣系統(tǒng)的噪聲；第二是路噪，由路面起伏導(dǎo)致輪胎和底盤(pán)振動(dòng)傳遞過(guò)來(lái)的噪聲；第三是風(fēng)噪，開(kāi)車(chē)過(guò)程中由空氣動(dòng)力導(dǎo)致的噪音。
并且，由于車(chē)內(nèi)駕乘者的耳朵與車(chē)內(nèi)揚(yáng)聲器的位置無(wú)法保持相對(duì)固定的位置，所以需要以座椅頭枕為中心形成一個(gè)更大的Quiet Zone（安靜區(qū)域），才能覆蓋車(chē)內(nèi)各種人耳位置的相對(duì)變化。
Bose汽車(chē)系統(tǒng)部中國(guó)區(qū)工程負(fù)責(zé)人徐徐表示，如果用一個(gè)高爾夫球的大小來(lái)形容降噪耳機(jī)的Quiet Zone（安靜區(qū)域），那么車(chē)內(nèi)的Quiet Zone（安靜區(qū)域）至少要有2~3個(gè)籃球這么大。
更大的Quiet Zone（安靜區(qū)域）也就意味著算法需要更多的運(yùn)算，同時(shí)需要更好地從人耳到麥克風(fēng)再到車(chē)內(nèi)揚(yáng)聲器的匹配程度，所以實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)降噪的難度也就隨之提升。
對(duì)于汽車(chē)來(lái)說(shuō)，車(chē)內(nèi)最大的噪音源就是發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和路噪。在Bose主動(dòng)聲音管理技術(shù)中，引擎諧波降噪技術(shù)（EHC）和QuietComfort主動(dòng)路噪消減技術(shù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和路噪的最大“克星”。
其中，引擎諧波降噪技術(shù)（EHC）可以使用汽車(chē)CAN總線(xiàn)提供的引擎相關(guān)信息，通過(guò)在車(chē)內(nèi)布置麥克風(fēng)，從而連續(xù)監(jiān)測(cè)和測(cè)量窄頻引擎和傳動(dòng)系統(tǒng)的諧波噪音，利用專(zhuān)有的算法找出特定的諧波，通過(guò)生成反相聲音信號(hào)來(lái)抵消諧波噪音。
引擎諧波降噪技術(shù)（EHC）工作原理
而QuietComfort主動(dòng)路噪消減技術(shù)則是在底盤(pán)振動(dòng)產(chǎn)生的噪音進(jìn)入車(chē)艙前，通過(guò)分布于車(chē)輛四根懸掛上的四個(gè)加速傳感器檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，再通過(guò)Bose的降噪算法進(jìn)行運(yùn)算分析，使車(chē)內(nèi)的音響系統(tǒng)發(fā)出反相聲音信號(hào)，消減駕乘人員聽(tīng)到的低頻噪音。
QuietComfort主動(dòng)路噪消減技術(shù)工作原理
而對(duì)于車(chē)內(nèi)降噪系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，降噪算法是排名第一技術(shù)能力。“加速度傳感器都可以從市面上買(mǎi)到，降噪算法才能代表實(shí)力?！盉ose汽車(chē)系統(tǒng)部中國(guó)區(qū)工程負(fù)責(zé)人徐徐告訴車(chē)東西。
相較于其他品牌的同類(lèi)型技術(shù)來(lái)說(shuō)，Bose降噪算法能夠應(yīng)對(duì)的噪聲頻率更寬，降低幅度更大，這也就可以覆蓋多的應(yīng)用場(chǎng)景，為消費(fèi)者帶來(lái)更好的降噪體驗(yàn)。
具體來(lái)說(shuō)，QuietComfort主動(dòng)路噪消減技術(shù)可以使工作頻率范圍內(nèi)的路面噪音平均下降3~6個(gè)分貝，而在某些特定的頻率可以達(dá)到10~15個(gè)分貝。如果從能量的角度來(lái)說(shuō)，能消減工作頻率范圍內(nèi)一半的噪音能量。
過(guò)去，售價(jià)在幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的豪華車(chē)大部分都是通過(guò)大量隔音棉、雙層加膠玻璃等機(jī)械手段對(duì)車(chē)艙內(nèi)進(jìn)行被動(dòng)降噪。而有了Bose這兩個(gè)車(chē)內(nèi)降噪技術(shù)，駕乘人員能明顯感受到開(kāi)啟降噪與關(guān)閉的差異，可以讓售價(jià)在十幾萬(wàn)的車(chē)型也能擁有媲美豪車(chē)的NVH表現(xiàn)。
三、不管是油車(chē)還是電車(chē) 都能讓你聽(tīng)得更爽
當(dāng)然，車(chē)內(nèi)降噪并不是所有人的剛需，也少不了澎湃發(fā)動(dòng)機(jī)聲浪的簇?fù)碚摺?/p>
對(duì)此，Bose主動(dòng)聲音管理技術(shù)中也有兩大“法寶”，分別是引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)（EHE）、電動(dòng)車(chē)引擎聲模擬技術(shù)（EVSE）。換句話(huà)說(shuō)，不管是油車(chē)還是電車(chē)，Bose都能車(chē)輛“真假”聲浪更好聽(tīng)了。
首先，對(duì)于燃油車(chē)來(lái)說(shuō)，隨著多國(guó)環(huán)保排放法規(guī)日漸嚴(yán)格，小排量、少缸數(shù)、帶渦輪的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)在燃油車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)配置，越來(lái)越多的車(chē)企將2.0T四缸發(fā)動(dòng)機(jī)作為旗下車(chē)型的主銷(xiāo)配置，3.0T六缸發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始變成高檔車(chē)的專(zhuān)屬，像是V8、V10等大排量發(fā)動(dòng)機(jī)更是變成了奢侈品，僅限少數(shù)人擁有。
保時(shí)捷V8發(fā)動(dòng)機(jī)
雖然小排量發(fā)動(dòng)機(jī)在匹配上渦輪和混動(dòng)系統(tǒng)后，其動(dòng)力足可以達(dá)到大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。但是，小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音由于缸數(shù)和排量的短板，仍無(wú)法與大排量自吸發(fā)動(dòng)機(jī)媲美，這也是其被詬病最多的問(wèn)題之一。
而B(niǎo)ose的引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)（EHE）就可以通過(guò)使用汽車(chē)的音響系統(tǒng)和傳感器來(lái)放大特定頻段下的引擎諧波聲和其他聲音，從而在座艙內(nèi)部?jī)?yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)聲音，在滿(mǎn)足排放法規(guī)的前提下，達(dá)到汽車(chē)制造商理想的聲音效果，為消費(fèi)者帶來(lái)澎湃的引擎聲浪。并且該技術(shù)僅針對(duì)車(chē)內(nèi)環(huán)境，可以從源頭上解決由于車(chē)輛聲音過(guò)大而擾民的問(wèn)題。
除此之外，對(duì)于汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)，引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)還可以大幅縮短調(diào)校汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的時(shí)間，并更好地展示各個(gè)品牌發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的DNA。
據(jù)了解，車(chē)企以往在調(diào)校車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)聲音時(shí)，通常需要不斷調(diào)整排氣系統(tǒng)中的部分腔體容積等參數(shù)，之后再去跟整個(gè)排氣系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行匹配。這樣一來(lái)，調(diào)校一輛車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的周期就會(huì)非常長(zhǎng)。
而B(niǎo)ose的引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)（EHE）可以讓工程師更為直觀和快捷地調(diào)整汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。Bose汽車(chē)系統(tǒng)部中國(guó)區(qū)工程負(fù)責(zé)人徐徐告訴車(chē)東西：“大部分車(chē)企一個(gè)星期就能完成對(duì)整車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的調(diào)校，如果復(fù)雜一些的模式，可能會(huì)兩個(gè)星期?！?/p>
引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)（EHE）工作原理
如果說(shuō)小排量汽油車(chē)的引擎聲還可以靠增強(qiáng)的話(huà)，那么電動(dòng)車(chē)想要擁有引擎聲浪就只能靠模擬了。
Bose的電動(dòng)車(chē)引擎聲模擬技術(shù)（EVSE）通過(guò)分析車(chē)輛數(shù)據(jù)，并應(yīng)用Bose專(zhuān)有算法來(lái)生成可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的模擬發(fā)動(dòng)機(jī)聲音。
在這套技術(shù)中，算法仍是Bose的最大優(yōu)勢(shì)。車(chē)輛的功放系統(tǒng)可以與車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，獲得車(chē)輛實(shí)時(shí)的“電門(mén)”位置、車(chē)輪轉(zhuǎn)速以及電機(jī)轉(zhuǎn)速等信息，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)優(yōu)化算法，從而將模擬的引擎聲更加自然地播放出來(lái)。
舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，當(dāng)你踩電門(mén)踩得更深更猛，車(chē)輛的聲浪也會(huì)更激烈。
電動(dòng)車(chē)引擎聲模擬技術(shù)（EVSE）工作原理
總的來(lái)說(shuō)，引擎諧波增強(qiáng)技術(shù)（EHE）和電動(dòng)車(chē)引擎聲模擬技術(shù)（EVSE）都是在環(huán)保排放法規(guī)日益嚴(yán)格的當(dāng)下，盡可能地給燃油車(chē)型和電動(dòng)車(chē)型帶來(lái)更好的聲音體驗(yàn)，豐富駕駛樂(lè)趣。
四、車(chē)內(nèi)智能音頻是新戰(zhàn)場(chǎng) Bose已領(lǐng)先一步
如果追溯汽車(chē)與音頻的淵源，從最早在汽車(chē)上安裝無(wú)線(xiàn)電收音機(jī)，到現(xiàn)在車(chē)輛上豐富的音頻系統(tǒng)，可以說(shuō)車(chē)載音頻一路陪伴著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。
過(guò)去，各大車(chē)企以及音響品牌在車(chē)內(nèi)聲音體驗(yàn)上比拼的都是音質(zhì)、功率、隔音材料等參數(shù)，而在未來(lái)智能電動(dòng)車(chē)時(shí)代，主動(dòng)聲音管理技術(shù)將成為判斷汽車(chē)是否智能的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。
在2018年IHS Markit發(fā)布的汽車(chē)技術(shù)消費(fèi)者調(diào)查中，其曾邀請(qǐng)超過(guò)1000名車(chē)主就14種高級(jí)汽車(chē)音響功能的重要性給出意見(jiàn)，并分為三個(gè)意見(jiàn)等級(jí)，分別為重要、無(wú)所謂、不重要。
IHS車(chē)載音響調(diào)查結(jié)果
在全球受訪的車(chē)主中，普遍認(rèn)為高級(jí)汽車(chē)音響中最重要的三個(gè)項(xiàng)目為優(yōu)秀的音質(zhì)、環(huán)繞聲以及主動(dòng)降噪技術(shù)，其中主動(dòng)降噪技術(shù)更是有超過(guò)56%的受訪車(chē)主認(rèn)為重要，其重要程度與環(huán)繞聲一致，屬于并列第二名；如果只聚焦中國(guó)的車(chē)主，那么有接近80%的受訪車(chē)主都認(rèn)為主動(dòng)降噪技術(shù)是重要的，僅有8%的受訪車(chē)主認(rèn)為不重要。
IHS車(chē)載音響調(diào)查結(jié)果
在高級(jí)汽車(chē)音響中，音質(zhì)、環(huán)繞聲的重要性當(dāng)然不用多說(shuō)，可以算是各大車(chē)載音響廠商的“基本功”，而主動(dòng)降噪技術(shù)則更像是bose的“獨(dú)門(mén)絕技”。從上述數(shù)據(jù)來(lái)看，車(chē)輛的主動(dòng)降噪技術(shù)的重要性已經(jīng)遠(yuǎn)超音響的功率、音量、3D音效等配置。
并且，用主動(dòng)降噪的方式解決車(chē)內(nèi)噪音問(wèn)題，由于可以減少隔音材料的使用，那么就可以在一定程度上提升車(chē)輛的續(xù)航水平，更符合電動(dòng)車(chē)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
目前，除了Bose之外，眾多國(guó)內(nèi)外音頻廠商也在積極研發(fā)車(chē)內(nèi)降噪系統(tǒng)，并已經(jīng)逐步開(kāi)始進(jìn)行量產(chǎn)上車(chē)前的測(cè)試與準(zhǔn)備。
相較于其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，Bose早在2010年就已經(jīng)將EHC引擎諧波降噪技術(shù)量產(chǎn)。在QuietComfort主動(dòng)路噪消減技術(shù)（RNC）上，Bose憑借在降噪領(lǐng)域多年的工程經(jīng)驗(yàn)以及較為領(lǐng)先的軟件算法優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)將在未來(lái)幾年內(nèi)逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車(chē)。
隨著QuietComfort主動(dòng)路噪消減技術(shù)的加入，Bose的主動(dòng)聲音管理技術(shù)將更加完善，降噪這塊Bose的金字招牌將在汽車(chē)行業(yè)繼續(xù)閃耀。
除了降噪技術(shù)外，Bose在語(yǔ)音技術(shù)，輔助駕駛等方面也有相應(yīng)布局。憑借40年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，Bose在這個(gè)新戰(zhàn)場(chǎng)顯然已經(jīng)取得領(lǐng)先地位，也將為Bose在智能電動(dòng)車(chē)時(shí)代帶來(lái)新的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。
