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Da kommt ein . . .

Die integrierten Soundgeneratoren warnen Fußgänger und Radfahrer vor sich nähernden, fast geräuschlosen Fahrzeugen
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Hybrid- und Elektrofahrzeuge sind auf dem Vormarsch. Doch sie sind laut einer Untersuchung zweimal häufiger in Kollisionen mit Fußgängern verwickelt. Schutz gegen solche Kollisionen bietet ein Soundgenerator, mit dem E-Fahrzeuge auch im Schritttempo Geräusche erzeugen und so von Fußgängern geortet werden können. Die erzeugten Geräusche können auch der Markenbildung und -bindung im wettbewerbsintensiven Automobilmarkt dienen.

Autoren: Christoph Wevelsiep, Christian Schäfe und Thomas Aurich sind tätig bei der Delphi Deutschland GmbH, Wuppertal

Einer der bemerkenswertesten Vorzüge dieser elektrisch angetriebenen Fahrzeuge gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist die Senkung lokaler Emissionen. Neben der Minimierung von Schadstoffemissionen ist die Verringerung von Geräuschemissionen ein Schlüssel zur Steigerung der Lebensqualität – insbesondere in urbanen Ballungszentren. Allerdings ist gerade die Geräuschlosigkeit, mit der sich Elektrofahrzeuge fortbewegen, für andere Verkehrsteilnehmer ein Problem. Fußgänger und Radfahrer sind es gewohnt, anhand der Geräuschentwicklung von Fahrzeugen Verkehrssituationen einzuschätzen. Anhand der Geräusche, die Fahrzeuge von sich geben, können die anderen Verkehrsteilnehmer beurteilen, ob sich ein Fahrzeug nähert oder entfernt, ob es beschleunigt oder langsamer wird. Wenn diese akustische Information nun bei E-Fahrzeugen fehlt, so ist das vor allem für Sehbehinderte ein Problem. Folgerichtig mahnen deren Interessenvertreter, dass ein zu niedriger Geräuschpegel im Straßenverkehr ein hohes Sicherheitsrisiko darstellt.
Kollisionsanzahl ist höher
Bestätigt wird die oben genannte.Einschätzung durch Untersuchungen der Verkehrsaufsichtsbehörde National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), die ergeben haben, dass fast lautlose Fahrzeuge zweimal häufiger in Kollisionen mit Fußgängern geraten als herkömmliche Motorfahrzeuge. Aus diesem Grund arbeiten die Regierungen in den USA und in Japan ebenso wie die Europäische Kommission an Standards für Geräuschemissionen für Hybrid-, Elektro- und andere nahezu geräuschlose Fahrzeuge. Von den Automobilherstellern werden Lösungen für dieses Problem erwartet, die diesen Standards gerecht werden.
Auch das Unternehmen Delphi ist als einer der weltweit größten Automobilzulieferer in den entsprechenden Arbeitsgruppen aktiv. Fachexperten aus unterschiedlichen Kompetenzbereichen des Unternehmens in Deutschland und Frankreich konnten dank jahrzehntelanger Erfahrung in der Konzeption und Fertigung von Alarmsystemen innerhalb kurzer Zeit ein System entwickeln, das den genannten Anforderungen vollkommen entspricht. Experten mit unterschiedlichen Kompetenzen wie HMI (Human Machine Interface), Active Safety, Electricand Controls, Software-Entwicklung und Audio arbeiten bei diesem Projekt eng zusammen. Das Ergebnis ist ein innovativer Soundgenerator, mit dessen Hilfe elektrisch angetriebene Fahrzeuge ein künstliches Fahrgeräusch erzeugen und aussenden können.
Aktiv bis 30 km/h
So kann auf der einen Seite eine erhöhte Verkehrsgefährdung ausgeschlossen werden, auf der anderen Seite können die Geräuschemissionen auf ein notwendiges Minimum begrenzt bleiben, denn aktiv ist der Soundgenerator nur im unteren Geschwindigkeitsbereich bis etwa 30 km/h. Bei höheren Geschwindigkeiten sind elektrifizierte Fahrzeuge aufgrund ihrer Wind- und Abrollgeräusche ausreichend deutlich zu hören. Der Soundgenerator kommt unscheinbar daher, doch in seinem Gehäuse, das nur 10 cm x 10 cm x 10 cm misst, beinhaltet er einen leistungsfähigen 32-Bit-Mikroprozesser mit Flashspeicher, einen Klasse-D-Verstärker sowie die Schnittstelle zum Datenbus des Fahrzeugs. Das genügt, um trotz seiner kompakten Bauweise und einem Gewicht von lediglich 450 g einen Schalldruckpegel von mehr als 103 dB(A) erzeugen zu können. Das macht ihn im Vergleich zu Wettbewerbsprodukten bereits jetzt zu einem leistungsstarken, platzsparenden und umweltfreundlichen Leichtgewicht. Doch die nächste Lautsprechergeneration soll durch die Verwendung eines speziellen Magneten zur Aktivierung des Systems noch einmal zwei Drittel seines Gewichtes einsparen. Alternativ untersucht wird mittels der gleichen Hardware die Ansteuerung eines sogenannten Exciters, der die Karosserie im niederfrequenten Bereich zu Schwingungen und damit zur Schallemission anregt. Für die Automobilhersteller ist der Soundgenerator aber nicht nur wegen seines kompakten Designs und niedrigen Gewichts interessant, sondern auch, weil er die Lösung für die zu erwartenden gesetzlichen Anforderungen mit nur einer einzigen zusätzlichen Komponente im Fahrzeug bietet. Deren Schutzklasse lässt auch eine Montage in spritzwassergefährdeten Bereichen zu, also zum Beispiel unter der Motorhaube. Darüber hinaus kann das Modul flexibel in die bevorzugte System- und Datenbustopologie integriert werden.
Charakteristischer Ton
Prinzipiell kann der Soundgenerator als System so ausgelegt werden, dass er zusätzlich für andere Funktionen ebenfalls einen Sound erzeugen kann. So muss kein Bauraum für weitere Lautsprecher oder Verkabelungen verplant werden. Auch das spart Gewicht. Über die Gewährleistung der Verkehrssicherheit hinaus bietet das Produkt den Automobilherstellern die Möglichkeit, ihre Fahrzeuge mit einem Alleinstellungsmerkmal auszustatten. So wie seit jeher die Formgebung von Fahrzeugen, etwa das Karosserie- oder Leuchtendesign, das Bild einer bestimmten Marke prägen und einzigartig machen, so wird in Zukunft auch der Ton eines Fahrzeugs zu einem leicht identifizierbaren Markenzeichen werden.
Denn mit Hilfe von Algorithmen, Tonhöhenverschiebung und Amplitudenskalierung bietet der Soundgenerator von Delphi die Möglichkeit, individuelle Tonmuster und -folgen über ein Frequenzspektrum von 300 Hz bis 10 kHz zu erzeugen.
Die so erzeugten Geräusche vermitteln Fußgängern und Radfahrern nicht nur die erforderlichen Informationen zur Lokalisierung des Fahrzeugs und darüber, ob es momentan beschleunigt oder verlangsamt, sondern sie ermöglichen auch die Identifizierung der Fahrzeugmarke. Eine Weiterentwicklung des Soundgenerators soll darüber hinaus Begrüßungstonfolgen beim Öffnen beziehungsweise Annähern des autorisierten Fahrers an das Fahrzeug ermöglichen, um die von den Automobilherstellern erwünschte Identifizierung mit der Marke noch zu erhöhen.
Dass der Soundgenerator die Erwartungen der Automobilhersteller hinsichtlich Bauraum-, Gewichts- und Kostenoptimierung, Flexibilität und Modularität trifft, zeigen bereits jetzt erfolgreiche Auftragsvergaben durch drei weltweit tätige Kunden, die das Produkt ab Mitte 2012 einsetzen werden. Über die Serienproduktion hinaus ist eine Weiterentwicklung des Soundgenerators auch innerhalb der verschiedenen Forschungsprojekte zum Thema Elektromobilität geplant, an denen sich das Unternehmen Delphi beteiligt.
Schon jetzt denkbar ist eine Erweiterung der Funktionalität um Signaltöne, mit deren Hilfe dem Fahrer ein erforderlicher oder abgeschlossener Ladevorgang angezeigt werden kann, oder ein Zusammenschluss mit einem Kolli- sionserkennungssystem, um einen Warnton zu erzeugen, wenn ein Fußgänger erkannt wird.
Delphi; Telefon: 0202 291-2115; E-Mail: thomas.aurich@delphi.com
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