Hyundai RANC: silenzio assoluto nell’abitacolo

Un sensore di accelerazione invia in tempo reale le entità di vibrazione della strada al modulo elettronico di bordo, dove un computer ne analizza il suono e provvede a ordinare ai sistemi di smorzamento dei rumori l’emissione di onde sonore invertire, in funzione delle più disparate tipologie di rumore che provengono dalla strada e vengono captate nell’abitacolo, in modo da ridurre il rumore anche in maniera diversificata per conducente, passeggero anteriore ed occupanti i sedili posteriori. I tempi di esecuzione di questo processo sono rapidissimi, pressoché infinitesimi: appena 0,002 secondi.

Ecco, in estrema sintesi, come avviene il principio di smorzamento dei rumori “RANC” (acronimo che sta per Road Noise Active Noise Control), messo a punto da un team di ricercatori Hyundai che fanno parte del Laboratorio di ricerche sulle tecnologie NVH–Noise, Vibration and Harshness del colosso coreano, in partnership con il Korea Advanced Institute of Science and Technology, WeAcom, ARE, BurnYoung e altre realtà del mondo scientifico e della ricerca: sei anni di continua evoluzione in ordine di giungere all’attuale possibilità di produrre in massa la nuova tecnologia. Già individuata una prima applicazione: sarà un futuro modello della lineup Genesis.

Evolve il sistema ANC

Tecnicamente, la nuova tecnologia RANC si basa sul sistema ANC-Active Noise Control, che smorza i rumori provenienti dall’esterno del veicolo attraverso l’emissione di onde sonore a frequenza invertita rispetto a quelle registrate dai sensori: un dispositivo sostanzialmente all’opposto rispetto ad un metodo “passivo” che blocca le onde sonore all’interno della vettura mediante sistemi di isolamento e ammortizzatori dinamici. “Queste tecnologie aumentano il peso dei veicoli e non riescono a bloccare completamente il rumore”, osservano i tecnici Hyundai. A corredo della tecnologia ANC, invece, ci sono microfoni e controller che si incaricano di monitorare i rumori e li riducono in maniera più efficiente per il rendimento complessivo dell’autoveicolo.

Dai limiti tecnologici al nuovo progetto

Alcune questioni di carattere squisitamente tecnico, e connesse alle modalità di misurazione ed analisi dei rumori, hanno sempre reso possibile l’utilizzo dell’ANC (già disponibile a bordo di alcune delle vetture che fanno parte della lineup Hyundai Motor Group) esclusivamente in presenza di onde sonore “prevedibili” ed a rumore costante. La tecnologia Active Noise Control ha trovato applicazione, ad esempio, per minimizzare la presenza di rumore proveniente dal motore; per il fatto che venissero impiegati soltanto 0,009 secondi per raggiungere i passeggeri, l’ANC pone alcuni limiti. Il passaggio alla tecnologia RANC migliora invece, ed in maniera notevole, il comfort acustico per i passeggeri.

Alla base del sistema c’è, infatti, la costante analisi in tempo reale delle varie tipologie di rumore dall’esterno, e la produzione di corrispondenti onde sonore invertite. Facendo alcuni esempi, i tecnici Hyundai osservano come vi siano dei tipi di suoni dalla strada che il Road Noise Active Noise Control è in grado di processare, come le risonanze create tra ruote e pneumatici o il rumore dato dal rotolamento delle gomme sull’asfalto.

Tempi rapidissimi

Ciò, come accennato, si attiva mediante un sensore di accelerazione, che permette al RANC di calcolare le vibrazioni dalla strada al veicolo; il computer di bordo analizza il suono e, tenuto conto dell’ottimizzazione nel calcolo e nel trasferimento dei dati, i tempi di generazione dell’onda sonora invertita da parte del DSP-Digital Signal Processor, sono rapidissimi: 0,002 secondi. Il microfono di monitoraggio, inoltre, invia le informazioni al DSP stesso: ne deriva un’accurata analisi dei rumori e la loro immediata riduzione in maniera anche diversificata fra conducente e passeggeri (e, inoltre, ulteriormente diversa fra i sedili anteriori e quelli posteriori). All’atto pratico, osserva una nota tecnica Hyundai diffusa in queste ore, una serie di prove effettuate su varie superfici stradali, a velocità differenti e in posizioni dei sedili variabili, ha messo in evidenza come il RANC sia stato in grado di “Ridurre i 3dB il rumore all’interno dell’abitacolo: circa la metà rispetto ai veicoli non equipaggiati con Road Noise Active Noise Control”. Grazie a questo risultato, Hyundai Motor Group è potenzialmente sulla buona strada per “Diminuire la massa non sospesa dei propri modelli, impiegando meno materiali fonoassorbenti e ammortizzanti”.

Le applicazioni future: auto elettriche e fuel cell

Allo stato attuale, Hyundai Motor Group ha concluso in Corea e America le domante di brevetto in merito alla posizione dei sensori e alla metodologia di selezione del segnale, ovvero i componenti che rappresentano la base della nuova tecnologia RANC. In una prospettiva futura, è chiaro che il fattore silenziosità all’interno degli autoveicoli rappresenterà una questione via via più importante in funzione del graduale affermarsi dei sistemi di alimentazione elettrificata. Se, in effetti, è vero che le principali fonti di rumore nell’abitacolo sono tre (ovvero motore, rotolamento degli pneumatici e fruscii aerodinamici), tutti sanno che i powertrain elettrici e quelli a propulsione fuel cell non generano alcun rumore. Ne deriva la necessità di provvedere ad un generale smorzamento delle altre due fonti di rumore, cioè rotolamento pneumatici e fruscii sulla carrozzeria. “L’utilizzo di RANC può ridurre significativamente questi rumori, creando un ambiente silenzioso e tranquillo all’interno dell’abitacolo dei futuri veicoli elettrici e a celle a combustibile”, dichiarano i tecnici Hyundai.