「假声」时代来临 浅析 BMW i8 的音效系统

· Apr 07, 2014

那些对电动汽车不屑一顾的人,其实不忍失去的是发动机的轰鸣声:力量感、速度感,以及声学美感,这些都是电动机「自惭形秽」的。但电动化是个大势,跑车有朝一日也会失去原有的高亢音调变成「哑巴」。

比如 BMW i8,一款 10 万欧元级别的碳纤维混动跑车。与保时捷 918、迈凯轮 P1 以及法拉利 LaFarrari 这些 hypercar 相比,i8 的电动化走的比较彻底,直接跟 V8、V10 说再见了:96kw 的电动机+170kw 的 3 缸 1.5L 汽油机,辅之以 6AT 变速箱。听起来很弱的动力总成,其实在全时四驱的前提下能输出 266kw(357hp)的最大功率,而油耗仅有 2.1L/100km。

环保的「代价」是没有了传统发动机的咆哮,这不仅没有了「力量感」、「速度感」,也影响了行人的安全——尤其是当 i8 在 eDrive 纯电模式行驶时,悄无声息很容易被人忽略而造成事故。这也是为什么欧盟要求 Smart 电动版必须配备「假音」装置。

接下来我们就看看 BMW i8 在「假音」上做了哪些工作,音效系统是如何设计的。下图取自 BimmerPost 论坛。

i8 diagram

如上图:

①是控制 ASD(下文解释)的 ECU;

②③⑦⑧是分布在四个角度车内 ASD 扬声器;

⑥是车外 ASD 扬声器;

⑨是车载中控系统。

其中,ASD 指的是 Acitve Sound Design,是 BMW 的一套声学系统,最早配备于 2012 款 M5 上。一句话说明:ASD 系统与发动机的各个 ECU 连接,能读取发动机的运行参数,并据此复制(模拟)出发动机此时应有的最完美的音效。

所以说 ASD 输出的是一种「假声」。对比真实的 M5 发动机音效与 ASD 开启后的音效,你可以明显感觉后者更加「规范」,有点《极品飞车》中发动机音效的感觉。有意思的是,BMW 不允许车主自己关闭 ASD(没有设计这一开关)。不过通过比较 geek 的手段还是能破解这一限制的。

就上图来说,①负责读取发动机运行参数,②③⑦⑧负责编译这些参数,然后转换成对应的音效输出给车内的人员;⑥则把模拟出的音效广播给车外的人员。

需要注意的是⑥的位置,其实就是车尾左侧排气管道,要知道这个排气管道只是起到装饰作用,用来发出 ASD 音效的;而右侧的排气管道才是这台 1.5L 发动机的真正的排气管。

根据不同的驾驶模式,ASD 也会有不同风格的音效,包括 Sport、Comfort 以及 Eco Pro 三种。

 除了模拟发动机音效的 ASD,接下来要说的就是 VSG 行人保护系统了。这是根据法律的要求而必须配置的设备。在 BMW i8 上,VSG(Vehicle Sound Generator)系统位于车头的右前方,可以发出特定的轰鸣声以警告行人有车辆驶来。与 ASD 不同,VSG 是可以手动关闭的。

i8 pedstrian protection accustic

VSG 在白天依靠 KAFAS (Camera Assisted Driver Assistance System) 识别行人,在夜晚依靠 NiVi (Night Vision camera) 识别行人。一旦检测到行人来往,这套系统就会工作,所以不是一直处于开启状态的。

综上,BMW i8 的音效系统由 ASD 与 VSG 组成,前者模拟最佳发动机音效,后者用于警示行人。最后,下图是这两种系统在不同工况下对应的时速限制。第一栏为 VSG,第二栏为车内 ASD,第三栏是车外 ASD。

i8 ASD diagram  o

可以看出,VSG 行人保护系统的工作区间是 0-50km/h 之间,在 Sport 模式不工作;eDrive 纯电模式下,ASD 的工作区间是 0-120km/h,此时若 VSG 关闭则 ASD 也停止工作;最后,ASD 在 Eco Pro、Comfort 以及 Sport 模式下的工作区间均是 0-250km/h(电子限速)。

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