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目录
• | 与车辆特性契合的声浪 |
• | 电动车型独特的“声浪”设计 |
• | 自由带来的难题 |
此前,本系列的连载为大家详细介绍了发动机声浪制作的奥秘。而这些都是汽车搭载了活塞式发动机等,依托于传统燃油汽车而言的知识。
“电驱行驶的丰田=E TOYOTA”。那么,以这句话为广告语的氢燃料电池(FCEV)、纯电动车(BEV)等电动化车型,是否就不存在声浪呢?其实不然。这些车型在行驶中仍然可以听到“嗡嗡”或“嗖嗖”的声音。
曾经,丰田章男社长(时任)在入职仪式上特意准备了一辆Supra,让新员工聆听发动机的轰鸣。
丰田社长(时任)
我希望今天的入职仪式能成为大家一生难忘的特别回忆。
在这个电动化时代,我却想让大家听听这种燃油车的声音……它虽然不是赛车,但轰鸣中蕴含着另一种品味与优雅。
我认为汽车需要通过五感去体验。无论汽车产业是否已经步入CASE(互联化,智能化,共享化,电动化)时代,我们都要让所有人享受到移动的自由,感受到汽车的乐趣,让我们共同努力制造可传递驾驶乐趣的产品吧!
是的,汽车是五感体验的载体。
当我们深踩油门时,如果听不到转速攀升的声浪,即便汽车正在加速,也很难实感到速度飙升的快感吧。
其实,电动化车型亦如此,丰田始终希望客户能通过五感来感知车辆。本期连载我们将深入探访无发动机车型的“声浪”制作。
在之前的采访中我们了解到,进行声浪设计的关键在于,要匹配车型的动力系统。
如果您是一位发动机声浪发烧友,可能会有过这种经历:在动画中看到一辆应该会发出巨大轰鸣声的超跑,却突然听到了摩托车的音效,这时您一定会感到错愕吧。由此可见,契合动力特性的声浪设计十分重要。
那么,拥有非发动机动力的车型又该怎样设计声浪呢?就此疑问我们采访了隶属于雷克萨斯车辆性能研发部第1车辆性能研发室的佐野真一主任。他曾在2010年至2019年期间,负责MIRAI(FCEV)和雷克萨斯UX300e(BEV)的模拟声浪设计。
佐野主任
在负责MIRAI和UX300e的时候,我最初考虑给它们设计的“声浪”风格是“风神雷神”。
MIRAI通过吸入空气并利用氢和氧发电,所以是风神;UX300e是电动车型,所以是雷神。我曾想过让UX300e在踩下油门时发出“咚!噼里啪啦”的一串雷声,但经过一番讨论后,这个想法最终没能实现,真的很遗憾……
不过,MIRAI风神的部分还是保留了下来,能发出类似“嗖”的声音。
MIRAI的声音
佐野主任所说的“雷声”的想法很有趣,虽然遗憾的是没能实现,但我们还是询问了一下原本他们设想的雷声是什么样的。
佐野主任
我们试制的雷声由类似雷声的随机噪声构成,有趣的是,无论叠加多少个雷声都不会显得不自然,所以当时我觉得这个方案可行。
在传统燃油车中,声浪设计基于发动机转速的阶次声,但在电动车型中,当你猛踩油门时,瞬间响应的声音如果还是那种阶次声,就无法表现出即时响应的感觉。
我们尝试过制造一些高亢尖锐的声音,但还是完全感受不到响应性。
因此,创造雷声的想法没法实现了,但我们保留了随机噪声的部分,并在此基础上加入了一些阶次声来进行模拟声浪的设计。
被放弃的雷声创意。
试制的雷声
“实现人车对话”是丰田汽车声浪设计的基本理念,这一理念自然也贯穿到了电动车(EV)中。即使在没有安置发动机的纯电动车(BEV)中,发动机声浪设计的理念依然被继承了下来。
在设计UX300e的“声浪”时,我们还研究了电动方程式的声浪。不过,其原声听起来像牙医的钻头声,显然不能直接使用。齿轮噪声和气流声等高频噪声会让人感到不适,所以我们果断地将其去除,只保留了电机特有的声音(电机阶次声)。
即便如此,仍然有一些高频刺耳的声音残留,于是我们采用了低通滤波的方法,简单来说就是过滤掉高频声音,只保留低频声音。
不过,到底要去除多少高频音才合适呢?我们让UX300e的消费市场——日本、中国和欧洲的消费者通过实车进行评估,结果发现3kHz(类似蝉鸣的高音)会让所有受试者感到不适,而2kHz(类似水滴落下时的高音)则有95%的人认为没问题。因此,我们决定使用不超过2kHz的声音。
为了实现人车对话,设计出能够感知车速的声浪也是一项重要的工作。
佐野主任
我们设计了三种音源:80km/h以下是“平滑的线性声浪”;120km/h左右是“具有延伸感和开阔感的声浪”;超过120km/h后,由于动力不足,加速会变慢,因此此时是“‘已经无法再加速了’的声浪”。
然后,我们将这3个音源根据没有变速齿轮的电机的特点,平滑地连接了起来。
随后诞生的雷克萨斯首款BEV专属车型RZ,也延续了“将音源分为三个领域并叠加”的理念。雷克萨斯车辆性能研发部第一车辆性能研发室的中山裕介主任如此解释道。
中山主任
我们以电机发出的阶次音为基础,叠加音源,既让人联想到功能性的声音,又展现了雷克萨斯独有的音效。
叠加的音源中,我们使用了称为“Prime(质数)”的特殊音源来提升独特性。这个“Prime”指的是“质数倍次数”,可以理解为一种非单纯倍音的声音。
佐野主任表示,因为BEV有着极高自由度的表现力,研发声音反而更有挑战。“大家对BEV声音的想象差异太大,导致方向性难以统一。尤其是在涉及多人参与的车型中,很容易陷入混乱,因此需要提前准备好基础音效。”
另一方面,BEV也有其独特的优势。特别是在声音设计的前期阶段,噪声清理(即所谓的“空白画布”制作)相对容易。
佐野主任
电动车非常安静,因此风扇声、水流声等在内燃机车上听不到的声音会变得明显,这确实是个麻烦,但我们逐一耐心解决。例如,如果因空气流动产生气流声,我们会采取措施防止空气进入。
此外,由于控制开关较多,许多地方会发出“滋滋”或“吱吱”的电磁噪音,这是BEV特有的现象(笑)。
不过,只要了解开关的机制,就能找到解决方案。而且,这些噪声大多是高频音现象,与内燃机车不同,BEV的低频音源几乎只有电机,这是它的优点。
BEV为了安装电机,会在悬架塔之间加入横梁连接。这样可以防止悬架倾斜,从而抑制路噪。据说这种设计在前驱车型中尤为有效。
此外,BEV底部装有重型电池,这也是一大优势。
最终,还会在实车上确认噪声来源并逐一应对。尽管听起来“可行”,但噪声清理确实是一项需要耐心细致完成的工作。
那么,请聆听在我们精心打造的“白色画布”上,“UX300e”和“RZ”用声音为您描绘雷克萨斯BEV的独特世界。或许,您能在其中感受到雷神的气息。
雷克萨斯UX300e的声音
雷克萨斯RZ450e的声音