Nicht nur bei E-Autos zu hörenWie funktioniert künstlicher Motorsound?
Den Klang des Antriebs sehen viele als einen Teil der Seele eines Autos. Mittlerweile hat der Motorsound es angesichts von E-Antrieben und Abgasvorschriften allerdings schwer. Deshalb helfen viele Hersteller mit synthetischen Sounds nach.
Früher gehörte der Klang eines Motors ganz selbstverständlich zum Auto. Vom sonoren Sechszylinder bis zum brabbelnden V8 entstand ein Sound in Ansaugtrakt, Motor und Auspuff, der dem Auto einen besonderen Charakter mit oft emotionaler Note verlieh. Mittlerweile ist es unter der Haube und am Endrohr ruhiger geworden. Moderne Verbrenner müssen ihre Abgase durch mehrere Reinigungsstufen schicken. Katalysatoren, Partikelfilter und aufwendige Schalldämpferanlagen glätten dabei zwangsläufig auch den Klang, der vor allem bei sportlicheren Fahrzeugen vermisst wird.
Mit dem Siegeszug des Elektroautos verschwindet das Motorgeräusch sogar nahezu vollständig. Das ist zwar gut für den Lärmschutz, kann im Straßenverkehr zum Problem werden, weil andere Verkehrsteilnehmer die leisen Stromer akustisch nicht mehr wahrnehmen können. Deshalb schreibt eine EU-Regelung seit einigen Jahren vor, dass Elektroautos bei niedrigen Geschwindigkeiten ein künstliches Fahrgeräusch erzeugen.
Bis etwa 20 km/h verpflichtend
Das sogenannte AVAS-System (Acoustic Vehicle Alerting System) sorgt bis etwa 20 km/h verpflichtend dafür, dass Fußgänger und Radfahrer das Fahrzeug akustisch wahrnehmen können. Gleichzeitig versuchen Hersteller, auch dem elektrischen Auto wieder eine akustische Persönlichkeit zu verleihen. Der Motorsound entsteht dabei nicht mehr primär im Antrieb, sondern synthetisch in einem Computer und mit Unterstützung verschiedener synthetischer Akustikquellen.
Das ist seit vielen Jahren auch in der Verbrennerwelt der Fall. Eine einfache und technisch verbreitete Lösung ist ein digital generierter Klang, der über Lautsprecher im Innenraum wiedergegeben wird. Dabei analysiert eine Software Fahrdaten wie Geschwindigkeit, Motorlast oder Gaspedalstellung und berechnet daraus in Echtzeit einen passenden Sound. Dieser wird über das Audiosystem im Innenraum wiedergegeben und passt sich häufig der aktuellen Fahrweise an.
"Active Sound Design" und Aktuatoren
Viele Hersteller nutzen solche Systeme - etwa unter Bezeichnungen wie "Active Sound Design". Je nach Fahrmodus kann der Klang variieren: zurückhaltend im Komfortprogramm oder deutlich präsenter im Sportmodus.
Neben klassischen Lautsprechern kommen für diese Klangerzeugung auch Aktuatoren zum Einsatz. Dabei handelt es sich um kleine elektromechanische Schwingungserzeuger, die direkt an Karosseriebauteilen befestigt werden. Oft sind diese Aktuatoren an der Spritzwand oder an der Windschutzscheibe angebracht. Diese Bauteile wirken dann selbst wie eine Lautsprechermembran und übertragen den Klang als Vibration in den Innenraum.
Solche Lösungen sind beispielsweise aus sportlichen Modellen des Volkswagen-Konzerns bekannt, bei denen ein sogenannter "Soundaktor" zusätzliche Motorgeräusche erzeugt.
Großer Aufwand für sportlichen Sound
Mitunter hohen Aufwand betreiben Autohersteller mittlerweile bei einigen E-Autos, um diesen auch akustisch einen sportlichen Charakter zu verleihen. Audi bietet etwa beim E-Tron GT ein optionales "Sport Sound"-Paket. Hier erzeugen zwei Steuergeräte im Heck einen künstlichen Fahrklang, der aus mehr als 30 Soundelementen zusammengesetzt wird. Die Software mischt diese Bausteine abhängig von Geschwindigkeit, Motordrehzahl und Pedalstellung zu einem dynamischen Gesamtklang.
Ausgegeben wird der Sound über mehrere Lautsprecher. Neben dem vorderen Lautsprecher für das gesetzlich vorgeschriebene Warnsignal gibt es einen weiteren im Heckbereich samt Resonanzhohlraum sowie zusätzliche Lautsprecher im Innenraum. Über die Fahrprogramme lässt sich dabei auch die Intensität des Klangs variieren.
Entwicklungsfeld für Ingenieure und Sounddesigner
Hyundai hat beim sportlichen Ioniq 5 N eine weitere Ebene eingezogen, die ebenfalls mithilfe synthetisch erzeugter Geräusche das sportliche Fahrerlebnis betont. Dort simuliert das Fahrzeug nicht nur einen Motorsound, sondern auch Gangwechsel. Über Schaltpaddles am Lenkrad lassen sich virtuelle "Schaltvorgänge" auslösen, die akustisch und fahrdynamisch nachvollzogen werden.
Die Gestaltung künstlicher Fahrgeräusche ist inzwischen zu einem eigenen Entwicklungsfeld geworden. Ingenieure arbeiten dabei häufig mit Sounddesignern zusammen, um charakteristische Klangsignaturen zu entwickeln. Ob synthetischer Elektrosound oder ein verstärkter Verbrennerklang - der erlebbare Motorsound entsteht heute immer seltener im Motor oder Auspuff selbst. Stattdessen wird er zunehmend im Computer komponiert. Das Auto der Zukunft mag technisch deutlich leiser sein als früher, ganz ohne Klang wird es aber auch künftig kaum unterwegs sein.