Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Problematik geringer Geräuschemissionen von elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen. Diese Problematik entsteht durch die nicht ausreichende akustische Warnfunktion für andere Straßenverkehrsteilnehmer (z. B. Fußgänger und Radfahrer), durch die schlechte Rückmeldung der Fahrzeugführungsgrößen (z. B. Drehzahl und Last) an den Fahrer und durch eine fehlende Identifikation des elektrisch fahrenden Kraftfahrzeugs mit der Fahrzeugmarke bzw. mit dem Image des Fahrzeugherstellers. Daher ist es das Ziel, ein künstliches Fahrzeuggeräusch zu implementieren, das die oben genannten Defizite ausgleicht.
Die Außengeräuschmessungen haben gezeigt, dass die Lautstärkepegel eines Fahrzeuges mit Verbrennungsmotor auch von einem Fahrzeug im elektrischen Fahrbetrieb mit einer künstlichen Geräuscherzeugung auf Basis von Luft- oder Körperschall erreicht und übertroffen werden können. Im weiteren Verlauf wurde eine Probandenbefragung durchgeführt. Hierfür sind 62 Personen innerhalb des Entwicklungszentrums Weissach befragt worden. Innerhalb des erstellten Probandenfragebogens wurde das subjektive Urteil über den Klangcharakter eines Sounds, der am besten gefiel, als Kernfrage ermittelt. Die aus Innengeräuschmessungen abgeleiteten Analysen zeigten, dass es Korrelationen der Ergebnisse der Probandenbefragung mit dem physikalischen Klangbild und einigen psychoakustischen Werten der Fragebogen-Sounds gibt: Der am häufigsten genannte Fahrzeug-Sound zeigt bei zwei psychoakustischen Kennwerten die größten Amplituden. Es konnte ein Beitrag zum besseren Verständnis der Mensch-Maschine-Schnittstelle geleistet werden.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Theoretische Grundlagen
- Schallwahrnehmung
- Forschungsstand
- Forschungsfragen
- Active Sound Design
- Definition
- Ausgangssound
- Zielsound
- Möglichkeiten der Sounderzeugung im Fahrzeug
- ASD-System 1
- ASD-System 2
- ASD-System 3
- Messungen
- Außengeräuschmessung der Vorbeifahrt nach NHTSA/Volpe Center
- Außengeräuschmessung der Vorbeifahrt nach ECE R51
- Außengeräuschmessung mit ASD-System 1
- Probandenbefragung
- Fragenblock I „Allgemein"
- Fragenblock II „Elektromobilität"
- Fragenblock III „Nach dem Testhören"
- Auswertung der Probandenbefragung
- Physikalische Auswertung der Fragebogen-Sounds
- Psychoakustische Auswertung der Fragebogen-Sounds
- Lautheit
- Rauigkeit
- Schärfe und Tonalität
- Schlussfolgerung
- Ausblick
- Glossar
- Verzeichnis der Formelgrößen
- Anhang
- Grundlegende Formeln
- Wellengleichung für eindimensionale Schallfelder
- Fourier-Transformation
- Fragebogen
- Literaturverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Grundlegende Formeln
- Eidesstattliche Erklärung
- Danksagung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Problematik geringer Geräuschemissionen von elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen. Ziel ist es, ein künstliches Fahrzeuggeräusch zu implementieren, das die Defizite der fehlenden akustischen Warnfunktion, der schlechten Rückmeldung der Fahrmangführungsgrößen und der fehlenden Markenidentifikation ausgleicht. Dazu werden drei unterschiedliche Systeme zur künstlichen Geräuscherzeugung entwickelt, getestet und ausgewertet. Die Arbeit integriert diese Systeme in einen prototypischen Produktentstehungsprozess.
- Akustische Warnfunktion für andere Verkehrsteilnehmer
- Rückmeldung der Fahrmangführungsgrößen an den Fahrer
- Markentypisches Sound-Design
- Mensch-Maschine-Schnittstelle
- Psychoakustische Analyse von Fahrzeuggeräuschen
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Die Einleitung stellt die Problematik leiser Elektrofahrzeuge im Straßenverkehr dar und erläutert die Notwendigkeit eines künstlichen Fahrzeuggeräusches. Sie beleuchtet die Sicherheitsaspekte, die fehlende Rückmeldung für den Fahrer und das Markenimage. Außerdem werden relevante Forschungsarbeiten und Publikationen zum Thema Sound-Design für Elektrofahrzeuge vorgestellt.
- Theoretische Grundlagen: Das Kapitel behandelt die Grundlagen der Schallwahrnehmung und erläutert wichtige physikalische Größen wie Schalldruck, Frequenz, Lautstärke und Lautheit. Es beschreibt die Funktionsweise des menschlichen Ohres und die psychoakustischen Parameter, die die Wahrnehmung von Geräuschen beeinflussen.
- Forschungsstand: Der Forschungsstand beleuchtet die aktuelle Situation im Bereich der Geräuschentwicklung für Elektrofahrzeuge. Es werden Studien und Richtlinien verschiedener Institutionen wie NHTSA, MLIT und UNECE vorgestellt, die sich mit den Sicherheitsaspekten von leisen Fahrzeugen auseinandersetzen. Die Forschungsfragen der Arbeit werden definiert und die Notwendigkeit von Active Sound Design-Systemen erläutert.
- Active Sound Design: Dieses Kapitel beschreibt die Funktionsweise von Active Sound Design-Systemen (ASD) und erläutert die verschiedenen Prinzipien der künstlichen Sound-Erzeugung. Die Arbeit stellt drei unterschiedliche ASD-Systeme vor, die in der Arbeit untersucht werden, und beschreibt ihre Funktionsweise, Hardware und Software.
- Messungen: Die Messungen umfassen Außengeräuschmessungen der Vorbeifahrt nach NHTSA/Volpe Center und ECE R51. Es werden die Ergebnisse der Messungen mit dem ASD-System 1 vorgestellt und ausgewertet.
- Probandenbefragung: Die Probandenbefragung wurde durchgeführt, um die subjektive Wahrnehmung von künstlichen Fahrzeuggeräuschen zu erforschen. Die Ergebnisse der Befragung werden vorgestellt und analysiert.
- Auswertung der Probandenbefragung: Die Auswertung der Probandenbefragung umfasst sowohl eine physikalische als auch eine psychoakustische Analyse der Fragebogen-Sounds. Die Ergebnisse der psychoakustischen Analyse werden mit den Ergebnissen der Probandenbefragung verglichen.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Active Sound Design, Elektrofahrzeuge, Schallwahrnehmung, Psychoakustik, Geräuschentwicklung, Markenidentifikation, Sicherheit im Straßenverkehr, Mensch-Maschine-Schnittstelle, Probandenbefragung, Außengeräuschmessung, NHTSA, ECE R51, Lautheit, Rauigkeit.
- Quote paper
- Dipl.-Ing. Nils Donath (Author), 2011, Markentypisches Sound-Design für den elektrischen Fahrbetrieb, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/266712
