Projekte Fahrzeugakustik

Neuer Klang für neue Fahrzeuge

© Fraunhofer IBP
© Fraunhofer IBP

Wie leise sind und wie klingen Autos mit Elektroantrieb? Wird Lärmschutz in Zukunft überflüssig oder müssen wir Autos wieder lauter machen, damit Fußgänger am Zebrastreifen ein Elektroauto noch hören? Diese und viele weitere Fragen beschäftigen die Akustiker des IBP nicht nur im Rahmen des vom BMBF geförderten Projektes »Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität«, in dem verschiedenste Aspekte zukünftiger Fahrzeugkonzepte, Antriebe, Energiespeicherung und -verteilung untersucht werden. Ein nicht zu unterschätzender Aspekt beinhaltet eben die Akzeptanz und Sicherheit der Elektrofahrzeuge durch die Nutzer und die Umwelt.

Im Allradrollenprüfstand des Fraunhofer IBP, bei dem jedes Rad einzeln ansteuerbar ist, lassen sich Innen- und Umgebungsgeräusche von Fahrzeugen aller Art ermitteln und die spezifischen Unterschiede, die zum Beispiel durch den Antrieb in Erscheinung treten, bestimmen und beurteilen. Mit Verfahren, wie Abkoppelversuche und Schlagleistentests sowie modernen Methoden der Geräuschanalyse und des Sound Design lassen sich weitere Geräuschanteile von Fahrzeugteilen bestimmen und analysieren. So soll vermieden werden, dass im Fahrzeug unerwünschtes Klappern oder Brummen auftritt und durch gezielte Beeinflussung der Geräuschanteile das Fahrzeug im Sinne der Sound Quality einen gewünschten Klangcharakter erhält. Wichtige Forschungsthemen in der Fahrzeugakustik sind darüber hinaus die Verbesserung der Fahrerkonzentration durch niedrigere Geräuschpegel im Fahrzeuginnern, die Verbesserung der Sprachverständlichkeit für Mobiltelefone und bei Gesprächen im Fahrzeug, Sprachsteuerung und akustische Warnsignale sowie die Entwicklung und Erprobung von Akustikbauteilen.

Erste Messungen an Prototypen von Elektroautos zeigen aber schon: Mit der Abnahme des Antriebsgeräusches rücken Nebenaggregate stärker in das Hörfeld des Fahrers. Denn auf Kompressoren, die für die Heizung, aber auch die Batteriekühlung notwendig sind, kann eben so wenig verzichtet werden, wie auf Motoren für Scheibenwischer, Blinkgeber und Gebläse für die Lüftung. Aber auch der Antrieb selbst ist nicht frei von Geräuschen und kann eine neue, ungewohnte Charakteristik aufweisen. Weiterhin ergeben sich durch neue Konzepte der Anordnung von Aggregaten neue Übertragungswege und Übertragungsverhalten für Schwingungen und Schall. Der Zwang zur Gewichtsreduzierung ist gerade bei Elektrofahrzeugen hoch, da die Batterien vergleichsweise viel Gewicht mitbringen. Leichtbauteile mit hoher Schalldämmung und Bedämpfung werden notwendig und stellen die Herausforderung an die Materialtechnik dar. In diesem Spannungsfeld zählen nicht nur objektiv messbare Lautstärken. Auch der Klang im Fahrzeug muss stimmig erscheinen, um akzeptiert zu werden und den Eindruck von Funktionstüchtigkeit und Sicherheit zu vermitteln, denn zurzeit fehlt dem Fahrer noch der vom Verbrennungsmotor und Getriebe gewohnte Klangmaßstab.

Doch nicht nur der Fahrer, auch die Umgebung wird auf diese Klasse neuer Fahrzeuge reagieren und sich einstellen müssen. Dabei ist nur bei niedriger Fahrgeschwindigkeit mit einer deutlichen Verminderung der Geräusche durch den Antrieb zu rechnen. Auf der Autobahn werden weiterhin Wind- und Reifengeräusche das akustische Geschehen dominieren, so dass eine signifikante Reduktion des Lärmschutzaufwandes dort nicht zu erwarten ist. Die Behandlung von Rollgeräuschen wird daher an Bedeutung gewinnen. E-Fahrzeuge sind also im Außengeräusch nicht lautlos, aber die Hörgewohnheit fehlt auch hier. Im urbanen Verkehr können z.B. eine angepasste Infrastruktur und Geräuschmodule am Fahrzeug Bedeutung erlangen.