The Sound of E: Elektrisch rijden, hoe moet dat klinken?

LUXURY Style    op zoek naar het ultieme geluid van elektrische wagens

  Sinds 2019 moeten alle nieuwe elektrische en hybride wagens in Europa een geluid voortbrengen, om voet­gangers en fietsers te waarschuwen. Maar hoe doe je dat? Voor het geluid van de Audi e-tron GT kwamen er zelfs een didgeridoo en een plastic buis aan te pas.

Tekst / Anja Van Der Borght

Het geluid van een auto is een unieke eigenschap, iets dat fysiek beschreven kan worden, maar vooral live ervaren moet worden. Geluid voelen we in onze buik, het raakt ons hart en stuurt signalen. Lage frequenties wekken de indruk van serene kracht, terwijl midden­frequenties sportiviteit en behendigheid uitdrukken. Hoge frequenties associëren we dan weer met een zekere helderheid. Ze passen ook goed bij de klankachtergrond van een elektrische auto. Hoe voetgangers op straat het externe geluid van een auto horen, heeft niets te maken met hoe de bestuurder en de passagiers het geluid binnenin ervaren. Hoewel die laatsten er zich er enkel in bepaalde situaties van bewust zijn, heeft het toch een krachtige invloed op hun rijervaring. Geen wonder dus dat autofabrikanten veel geld investeren in de zoektocht naar het ultieme geluid.

Een muziekstudio als kantoor

Diverse mengtafels, een wirwar van gekleurde kabels, drie laptops, drie computerschermen en evenveel luidsprekers; dit is het kantoor van Rudolf Halbmeir, geluidsingenieur bij Audi. Met een didgeridoo, een strijkstok en een synthesizer tegen de kast, lijkt zijn werkplek wel een muziekstudio. Halbmeir is dan ook een toegewijde muzikant, die in zijn vrije tijd songs schrijft. Na zijn opleiding als elektricien en met een diploma als werktuigbouwkundig ingenieur op zak, maakte Halbmeir van zijn hobby zijn beroep. “Ik bespeel zeven muziekinstrumenten en heb mijn eigen opnamestudio thuis; mijn baas dacht dat ik hier wel goed zou passen”, lacht hij.

Sinds 2009 ontfermt Halbmeir zich over de akoestiek van Audi-modellen. De jongste ­jaren werkt hij vooral aan het externe geluid van de elekrische Audi e-tron-modellen, en dan specifiek voor de Chinese en de Amerikaanse markt. Halbmeir draait aan wat knoppen en klikt op de soundtracks. “Deze gebruikersinterface hebben we zelf ontworpen”, vertelt hij. “Wat wij wilden, was op dat moment nog niet beschikbaar.”

Van viool tot plastic buis

Onder zijn bureau zitten een versnellings­pedaal en een luidspreker, waarmee Halbmeir een denkbeeldige Audi e-tron kan laten versnellen, terwijl hij tegelijkertijd het geluid ­opneemt. Halbmeir drukt het pedaal in, het geluid weerklinkt steeds intenser, op het scherm vibreren virtuele geluidsgolven van het soort waar je kippenvel van krijgt, maar Halbmeir lijkt er onbewogen bij. Voor hem is dit een doodgewone werkdag. De geluids­ingenieur bouwde een uitgebreide database uit met meer dan honderd geluidsfragmenten en tonen. “Daarin vind je synthesizerklanken, maar ook opnames van het geluid van een ­snelweg”, vertelt hij. “Ik experimenteer graag, om te ontdekken wat een bruikbaar geluid ­oplevert. In principe heeft het geluid van een auto veel gemeen met muziek. Om de basis voor het geluid van de Audi e-tron GT te ­vinden, probeerde ik allerlei instrumenten: van de viool en de elektrische gitaar tot de didgeridoo. Maar geen enkel bleek echt ­geschikt. Toen kwam ik in de tuin een stuk plastic buis van drie meter lang en met een doorsnede van acht centimeter tegen. Ik bevestigde aan het ene uiteinde een ventilator en luisterde aan de andere kant naar het geluid: een zeer specifieke, diepe grom. Meteen wist ik dat ik de basis voor het geluid van de Audi e-tron GT had gevonden.”

Na dat creatieve moment volgde traditioneel ingenieurswerk, zowel in het geluidslaboratorium van Audi als op de computer op kantoor. Daarvoor gebruikte Halbmeir een programma dat het team van Audi-geluidsontwerpers zelf had geschreven, geïnspireerd op commerciële software voor het maken van muziek. Halbmeir en zijn collega Stephan Gsell, die sinds 2015 lid is van het akoestische team en een doctoraat als elektrotechnisch ingenieur heeft, gebruikten het om de frequentiestructuur voort te ontwikkelen tot een fijn uitgebalanceerde verzameling van 32 geluiden, die boven op elkaar worden gemonteerd en samen het geluid van de Audi e-tron GT vormen.

Onder die geluiden zitten uit bewerkte synthesizergeluiden, geluiden van een draadloze schroevendraaier, van een modelhelikopter maar ook ­varianten van geluiden met de plastic buis. “Het is bijna een symfonie”, vertelt Halbmeir. “Vijftien van die geluiden worden altijd en overal tijdens het rijden afgespeeld. Dat type geluid noem ik ­‘realistisch-technisch’; het is niet te harmonisch. Anders zouden de mensen niet bewust stilstaan bij het geluid.” Bij het componeren vertrouwt Halbmeir op zijn intuïtie. “Ik laat me leiden door de tonen. Ik voel, hoor en ervaar de muziek. Mijn instincten zijn vaak belangrijker dan mijn oor.”

Het perfecte e-geluid

Een ander deel van het ontwikkelingswerk gebeurde tijdens vele kilometers in de auto. Alleen daar kunnen de ontwikkelaars de dagelijkse omstandigheden ervaren: de beweging, het geluid van de wind en de banden, de andere voertuigen enzovoort. Het perfecte externe geluid voor de Audi e-tron mocht niet storend of onaangenaam zijn, maar het moest wel de aandacht trekken, ongeacht de omgeving, om fietsers en voetgangers te waarschuwen dat een auto nadert, accelereert of remt.

“We creëren verschillende geluiden, niet alleen door het volume aan te passen, maar ook door het geluid zelf te veranderen”, legt Halbmeir uit. Het menselijke brein categoriseert monotone, onveranderlijke geluiden al snel als ‘normaal’ achtergrondlawaai.”

“Ons geluid wordt continu opnieuw gecreëerd, doordat het algoritme de individuele geluiden ­anders mengt en prioriteiten stelt”, legt Gsell uit. Dat gebeurt op basis van gegevens over het toerental van de elektrische motoren, het gewicht, de voertuigsnelheid en andere parameters. Wanneer de auto langzaam rijdt, is het e-geluid discreet. Naarmate de snelheid toeneemt, wordt het voller en dynamischer. Hoewel het geluid gesynthetiseerd is, geeft het een authentieke indruk van het werk dat het aandrijfsysteem verricht.” Omdat de regelgeving rond elektrische wagens nog niet overal gelijk is, zal de Audi e-tron GT hetzelfde ­geluid hebben in de Europese Unie en China. In de Verenigde Staten zal hij luider klinken.

In het labo

In het geluidslaboratorium voeren Stephan Gsell en Rudolf Halbmeir tests uit met een echte auto, uitgerust met Audi e-tron-technologie. “Dat is belangrijk, want de luidsprekers van de wagen zijn anders dan die in ons kantoor, en de geluiden klinken ook anders wanneer ze uit de wagen komen”, legt Halbmeir uit. “Het geluidslabo is een semi-anechoïsche kamer. Dat wil zeggen dat de ruimte bijna geen geluid reflecteert van het plafond en de muren, maar wel een asfaltvloer heeft, die het geluid normaal weerkaatst”, vult Gsell aan.

In het midden prijkt een Audi e-tron-demo­wagen, omringd door tientallen kleine ­microfoons. Zodra de dikke deur van de ­semi-anechoïsche kamer – nog dikker dan die van een enorme kluis – dichtvalt, lijken we ons in een andere atmosfeer te bevinden. Het geluidslab heeft een bijna futuristische uitstraling. Het plafond en de muren zijn ­bekleed met grafisch uitgesneden panelen, ­bedekt met geluidsabsorberend schuim. Het doet iets met ons gehoor en onze perceptie. Onze stemmen lijken bijna te verdwijnen in de ruimte. De eerste seconden voelen we ons wat gedesoriënteerd, maar dat is van korte duur.

De paradox van ­geluidsontwerp

De inzittenden van de Audi e-tron GT kunnen zelf beslissen of en hoe ze het e-geluid willen horen. De standaarduitrusting omvat het ­wettelijk verplichte waarschuwingssignaal bij lage snelheden, bekend als AVAS (Acoustic Vehicle Alerting System). Het komt uit een luidspreker die zich in het voorste gedeelte van de wagen bevindt. Bij hogere snelheden (vanaf 20 km/u in de EU en vanaf 32 km/u in Noord-Amerika) wordt het geleidelijk stiller, en bij 60 kilometer per uur is het niet meer hoorbaar.

Het optionele geluidspakket biedt een veel emotionelere geluidservaring. Twee besturingsunits en versterkers in de bagageruimte genereren de exterieur- en de interieurgeluiden. In die configuratie krijgt de voorste externe luidspreker een tegenhanger achteraan, samen met twee luidsprekers in de achterdeuren voor het interieurgeluid. Dankzij hun relatief grote afmetingen kunnen ze frequenties tot 65 Hz nauwkeurig reproduceren.

In het Audi drive select dynamische rijprofiel kan de bestuurder instellen hoe het e-geluid wordt afgeleverd. In de efficiëntiemodus is het beperkt tot het AVAS-waarschuwings­signaal. In het comfortprofiel komt de achterste externe luidspreker in actie, waardoor een vol en verfijnd extern geluid weerklinkt, dat actief blijft tot de topsnelheid. In de ­dynamische modus worden beide externe luidsprekers luider en komt het interieur­geluid erbij. De e-tron GT is het allereerste elektrisch aangedreven Audi-model waarin je zelf de luisterervaring kan configureren, van de stilte van de elektrische aandrijving tot een fascinerend geluidsdecor.

Halbmeir luistert nogmaals naar het geluid van de Audi e-tron GT en knipoogt. “Wel grappig: ooit was het mijn job auto’s zo stil mogelijk te maken. Nu moet ik ze net luider laten klinken met behulp van artificiële geluiden.”  

www.audi.be