Wie funktioniert heutiges Premium-Car-HiFi?
Im Auto wird mit adäquatem Car-HiFi-System jeder Platz zum Sweet Spot. STEREO zeigt hier am Beispiel Burmester den Stand der Technik.
„Ein an sich guter Lautsprecher kann, wenn er in einen Raum mit schlechter Akustik kommt, nicht gut klingen. Im Automotive-Bereich kennen wir den Raum aber im Detail und können ihn so klingen lassen, dass es für uns perfekt ist.“ So beschreibt Lutz Häussler, Head of R&D Automotive bei Burmester, die Herausforderung – und zugleich den Reiz – des Car-HiFi.
Er lehnt dabei an einem roten Porsche Cayenne, der für akustische Tests verkabelt ist. Hier, im Tuning-Labor des Berliner Unternehmens, entstehen Soundsysteme, die Fahrzeuge in rollende Konzertsäle verwandeln. Die Leidenschaft für den perfekten Klang ist Anspruch wie Antrieb gleichermaßen, wie Häussler betont: Einfach das Soundsystem einschalten und das Hörerlebnis genießen, ohne noch irgendetwas einstellen zu müssen.
Musik im Auto hat ihren besonderen Reiz. Man steigt ein, lässt sich in den Sitz sinken – und dreht den Lieblingssong auf volle Lautstärke. Für viele ist das Soundsystem nach dem Motor das Wichtigste am Fahrzeug.
Car-HiFi im Wandel der Zeit
Hatte man früher meist je zwei Front- und Hecklautsprecher, haben heutige Systeme 15 oder gar mehr als 20 Kanäle. Und das gute alte Autoradio von früher ist heute ein „Car Multimedia Competence Center“. „Als die ersten Navigationssysteme ins Auto Einzug hielten und mit großen Displays die Größe der Einbauschächte veränderten, fiel damit das einst übliche und unkomplizierte Austauschen des Autoradios weg“, schrieb STEREO bereits 2008.
Seitdem finden sich auch in günstigeren Pkw integrierte Audiosysteme. Damit rückten die Autohersteller selbst in die Verantwortung für den Klang. Statt Autoradio und Subwoofer selbst einzubauen oder eine Werkstatt damit zu beauftragen, kann man heute bei Neukauf in Konfiguratoren per Mausklick ein Soundsystem dazu bestellen.
Inzwischen gibt es anstelle des Autoradios hochkomplexe Infotainment-Systeme im Armaturenbrett, auch Head-Units genannt. Darin integriert: das Soundsystem.
Bestandteile heutiger Car-HiFi-Systeme
Außer den Head-Units, die neben der Klangwiedergabe auch Navigation und Fahrzeugfunktionen steuern, gehören zu einem Car-HiFi-System auch Verstärker, Lautsprecher, Subwoofer und natürlich die Verkabelung. In untenstehendem Schaubild ist dies am konkreten Beispiel eines S-Klasse-Mercedes mit einem aufwendigen High-End-4D-Surround-Soundsystem von Burmester dargestellt. Heutzutage sind Autos hochvernetzt und können so Audiosignale via Bluetooth und Streaming empfangen. Viele moderne Systeme bieten auch die Integration eines Smartphones über Android Auto, Apple CarPlay oder USB-C-Schnittstelle, was Streaming und Navigation erleichtert.
Car-HiFi-Systeme laufen bei den Autoherstellern meist als Sonderausstattung. Wer sich zum Beispiel einen neuen VW bestellt, kann optional gegen Aufpreis ein Soundsystem ohne Branding bestellen, bestehend aus einem 300 Watt starken 8-Kanal-Verstärker, sechs leistungsangepassten Lautsprechern sowie einem Subwoofer. Daneben arbeitet der Wolfsburger Konzern in Sachen Sound mit Harman/Kardon zusammen.
Deren Premium-Sound-System wird für bestimmte Modelle als aufpreispflichtige Option ab Werk angeboten. Es gehört zu den populärsten Car-HiFi-Anlagen auf dem hiesigen Markt (mehr zur Hintergründen der Entwicklung der Harman-Car-HiFi-Systeme im Interview weiter unten).
Wichtige Player auf dem Car-HiFi-Markt
Neben VW arbeitet Harman/Kardon auch mit den Herstellern Renault, BMW und Mini zusammen. Für immersiven Klang, für den sich das Innere einer Limousine als Raum geradezu anbietet, nutzt Harman/Kardons Premium-System das „Sonamic Panorama“ des Fraunhofer-Instituts. Laut diesem verteilt dabei ein Algorithmus einzelne Schallquellen einer Stereoaufnahme gleichmäßig auf eine U-förmige Klangbühne, die die Fahrzeuginsassen umgibt.
Auch andere HiFi-Hersteller sind im Automotive-Bereich tätig: So bietet VW auch Soundsysteme von Dynaudio an. Komponenten der Marke B&W sind etwa in Fahrzeugen der britischen Marke Aston Martin zu finden, während die Landsleute von KEF unlängst zusammen mit Lotus die „Theory-1“-Kopfstütze präsentierten. Sie soll im Auto für ein binaurales Klangerlebnis sorgen, wie man es von Kopfhörern her kennt.
Die italienische Marke Sonus faber, die zur McIntosh-Group gehört, steuert das HiFi-System für den Lamborghini Revuelto bei. Premium-Car-HiFi-Systeme der französischen Marke Focal trifft man in Fahrzeugen von Peugeot oder DS Automobiles an, wohingegen Audi auf Systeme von Bang & Olufsen und Bose setzt.
Premium-Car-HiFi am Beispiel Burmester
Im gehobenen Car-HiFi-Segment begegnet man unweigerlich Burmester. Die Berliner HiFi-Manufaktur arbeitet mit einigen großen Autoherstellern zusammen, und ihr High-End-3D-Surround-Soundsystem rangiert hierzulande unter den beliebtesten.
„Angefangen hat das alles mit Dieter Burmesters persönlicher Begeisterung für Audio und Autos“, erinnert sich Dina Hoenge, Chief Marketing Officer des Unternehmens. „2005 kam das erste Fahrzeug mit Burmester-Sound auf den Markt, das war der Bugatti Veyron.“ Damals war Bugatti auf der Suche nach einem passenden Partner in Sachen Sound auf Burmester gestoßen und klopfte beim damaligen Chef und Firmengründer an. „Er hat nicht lange überlegt, sondern direkt losgelegt“, so Hoenge: „2009 kam dann Porsche als zweiter Partner dazu.“
„Für die Bugatti-Kleinserie haben wir die Soundsysteme hier in der Manufaktur gefertigt und getestet, während wir die größeren Serien wie bei Porsche zusammen mit Systempartnern realisieren. 2013 kam dann Mercedes-Benz mit der S-Klasse als dritter Partner dazu. Und seit 2023 arbeiten wir auch mit Ferrari zusammen.“
Der Automotive-Markt ist in Bewegung: Welches Potenzial die Audio-Hersteller hier sehen, zeigen die jüngsten Übernahmen. So verkündete Bose kürzlich den Kauf der McIntosh-Group. Und Harman
will Sound United übernehmen, zu denen auch B&W gehört. Sowohl Letztere als auch McIntosh sind erfahrene Player in der Car-HiFi-Branche.
Im offenen Kofferraum des Porsche Cayenne in Burmesters Auto-Soundlabor herrscht Kabel-Wirrwarr, der mit einem „Regieraum“ mit Computern und breiten Monitoren verbunden ist.
Das Car-HiFi-Tuning im Falle Burmester
Hier werden der Verstärker, die Lautsprecher und die Kabelsätze spezifiziert, die die Hersteller in ihre jeweiligen Automodelle einbauen. Für ein Auto wie den E-Klasse-Mercedes, der neben dem Porsche im Burmester-Soundlabor steht, stecken bis zu sechs Wochen Tuning am Rechner. „Wir können für bestimmte Sitzplätze den Klang fokussieren. Das nennen wir Fokuszone“, erklärt dazu der Burmester-Entwickler Lukas Kaiser.
So kann man das Hör-Erlebnis etwa für die vorderen oder hinteren Sitzplätze oder eben für alle Passagiere optimieren. Wobei, wie Kaiser betont, mehr Sitzplätze in der Fokuszone auch mehr Klang-Kompromiss bedeuten.
Die Berliner haben verschiedene Car-HiFi-Systeme im Portfolio, unter anderem ein Premium-System sowie ein High-End-System. „Beim High End treiben wir das Tuning auf die Spitze“, sagt Lutz Häussler: „Beim Premium-System kann man jeweils für die vorderen oder hinteren Sitze den Sound perfektionieren, während man das beim High-End-System für jeden Sitzplatz auswählen kann. Das nennt sich dann VIP-Sitz.“
Burmester 4D-Surround-System: Klang als haptische Erfahrung
Davon, dass die VIP-Erfahrung nicht beim Klang haltmacht, konnten wir uns im E-Klasse-Mercedes sitzend überzeugen, in dem Burmesters 4D-Surround-System installiert ist. In die Sitzlehnen sind Aktuatoren integriert, die diese im Takt des Basses vibrieren lassen. Burmester nennt sie „Exciter“.
Damit wird Musikhören zur haptischen Erfahrung. Beim Livekonzert spürt man den Klang in den Eingeweiden. Hier läuft er einem als angenehmer Schauer den Rücken hinunter: willkommen beim Hörerlebnis der vierten Dimension!
4D-Sound – Wer hören will, muss fühlen
STEREO sprach mit Burmesters Automotive-Team über seine Philosophie und die Besonderheiten des 4D-Surround-Systems des Berliner Herstellers.
Was ist für Burmester bei der Kreation von Car-HiFi das Allerwichtigste?
Häussler: Wir möchten zum einen die Tonalität des Systems und zum anderen das Staging perfekt gestalten. Die vielen Lautsprecher im Auto darf man im Prinzip dabei gar nicht hören. Wir lieben, was wir hier tun – das soll man hören: unsere Leidenschaft, die wir hier investieren.
Wie genau definiert Burmester perfekte Tonalität?
Kaiser: Wir haben eine Zielkurve und versuchen, das System so linear wie möglich einzustellen. Denn unser System soll für jegliche Art von musikalischem Content funktionieren. Wenn jemand sehr basslastig hören möchte, kann er das dann über den Equalizer einstellen. Unser Ziel ist ein unverfälschter Klang. Wenn man, wie Dieter Burmester einmal sinngemäß sagte, beim Hören vom Klang so gefesselt ist, dass man den Übertragungsweg völlig vergisst, dann haben wir einen guten Job gemacht.
Wie kann man sich diesen Job ganz konkret vorstellen? Was passiert beim Tuning?
Fields: Unser Audio-Framework, das wir am Computer nutzen, kann man sich im Prinzip vorstellen wie eine Werkzeugkiste: Darin gibt es verschiedene Module, die bestimmte Funktionen repräsentieren, wie zum Beispiel Gain oder Delay oder einen Equalizer. Und durch die Verschaltung dieser Module passen wir die Akustik im Fahrzeug an. Daneben können wir dadurch auch die Funktionen, die es im Auto gibt, regeln – wie unsere Sound- und Fokus-Sets, bei denen der Sound auf einen Platz fokussiert dargestellt wird.
Es geht aber bei unserer Arbeit nicht nur um den Übertrag unseres Know-hows in das Fahrzeug, sondern auch um bestimmte Hardware-Komponenten, die wir – inspiriert vom Home-HiFi-Bereich – ins System im Auto integrieren: Da ist der Air Motion Transformer ein gutes Beispiel, den fast alle unsere Lautsprecher-Hochtöner verwenden. Als Einzige auf dem Markt setzen wir diesen ebenfalls in Fahrzeugen ein.
3D-Sound kennt man bei Car-HiFi etwa in Verbindung mit Dolby Atmos, das auch Burmester-Systeme nutzen. Was ist das 4D-Surround-System?
Häussler: Die vorherige Evolutionsstufe bestand darin, dass wir für Mercedes‘ damalige S-Klasse ein 3D-System geschaffen haben, in dem über Höhenlautsprecher sozusagen die Bühne angehoben wurde. Danach stellte sich die Frage: Wie kann man diesen Klang noch emotionalisieren?
Hier kam uns die Idee, über das Fühlen eine vierte Dimension einzuführen. So befinden sich beim 4D-System – zusätzlich zum Klang aus den 21 Lautsprechern – Aktuatoren in den Sitzen, die einen Körperschall durch Bass-Eintrag simulieren. Man kann dabei die Stärke für jeden Sitz individuell einstellen.
Wie kann man sich diese Aktuatoren vorstellen??
Kaiser: Im Grunde wie Lautsprecher, die statt einer Membran ein Gewicht haben. Wir steuern sie mit Delay passend zur akustischen Wahrnehmung ein, da Schallwellen sich erst ausbreiten, während das Körperschallereignis direkt da ist.
Gibt es diese Art Soundsystem auch für größere Fahrzeugen wie Vans?
Häussler: Ja. Allerdings nimmt der Klangkompromiss zu, je größer das Auto ist und je mehr Sitzplätze es hat. Aber das gibt es auch in der Mercedes-V-Klasse, die drei Sitzreihen hat.
Interview mit Car-Audio-Entwickler Philipp Göppl von Harman
Philipp Göppl, Acoustic System Engineer SBU Car Audio von Harman Automotive, erklärte STEREO, wie das Unternehmen bei der Konzeption seiner Soundsysteme für Fahrzeuge vorgeht.
Wie läuft die Entwicklung eines Soundsystems bei Harman typischerweise ab, insbesondere auch in der Zusammenarbeit mit OEMs?
Der Prozess ist im Großen und Ganzen sehr ähnlich, jedoch können die Anforderungen der OEMs stark variieren. Manche Kunden kommen bereits mit sehr klaren Vorstellungen auf uns zu, was das Audiosystem können und wie es integriert werden soll. Andere geben uns einen größeren Handlungsspielraum.
In beiden Fällen ist ein erster wichtiger Schritt, zusammen mit dem OEM die Zielsetzung für die Leistung des Systems zu definieren und eventuelle Markenwünsche zu diskutieren. In puncto Ziel-Leistung geht es darum, abzuklären, ob wir ein „Best in Class“-System oder ein „Class Following“-System entwickeln wollen. Wir greifen hierzu auf Daten aus unserem kontinuierlichen Benchmarking zurück. Bei diesem Prozess vergleichen speziell geschulte Testhörer während der späteren Entwicklungsphasen das Audiosystem mit dem anderer Fahrzeugmodelle aus dem gleichen Segment. So können wir eine sehr gute Positionierung im Segment verorten und gegebenenfalls ein paar Stellschrauben drehen, um die Zielpositionierung zu erreichen.
Wie verhält es sich mit speziellen Wünschen, die die jeweiligen Marken an Harman herantragen?
Manchmal hat der Automobilhersteller bereits eine konkrete Vorstellung, welche unserer Marken er nutzen möchte. Wichtig bei der letztlichen Auswahl ist, dass die OEM-Marke und die Audio-Marke im Hinblick auf Zielgruppe und Positionierung zusammenpassen. Eine populäre Marke wie JBL, die überwiegend ein junges Publikum anspricht, in ein Premium-Fahrzeug zu integrieren, ist unter Umständen nicht der richtige Match. Hier bieten sich dann eher unsere Audiosysteme der Premiummarken wie Bowers & Wilkins oder Bang & Olufsen an.
Wenn die Zielsetzung und Marke abgestimmt sind – wie geht es dann weiter?
Im nächsten Schritt erstellen wir die Systemarchitektur. Das bedeutet, wir entscheiden, welche Art von Verstärker, Lautsprecherkomponenten und Audio-Features verwendet werden sollen. In enger Abstimmung mit dem OEM werden diese dann in den Fahrzeuginnenraum eingeplant. Gerade die Positionierung ist häufig ein Kompromiss zwischen der aus akustischer Sicht optimalen Positionierung, Aspekten des generellen Innenraumdesigns sowie sicherheitsrelevanten Aspekten. Beispielsweise sollten die Hochtöner eigentlich auf Höhe der Ohren der Insassen angebracht werden. Allerdings ist hier meist der Seitenairbag in der A-Säule verbaut, sodass der Hochtöner etwas nach unten rutscht. Ebenso müssen wir uns bei der Baugröße des Subwoofers häufig beschränken, da der verfügbare Raum im Kofferraum knapp bemessen ist, damit noch ausreichendes Ladevolumen bleibt.
Neben den Akustikern sind auch unsere Designer frühzeitig involviert und arbeiten Hand in Hand mit den Innenraumdesignern des OEM. Jede unserer Audiomarken hat ihr spezielles Design für den Lautsprechergrill, das wir bestmöglich mit der allgemeinen Designsprache des Innenraums kombinieren, sodass sich der Lautsprecher nahtlos und stimmig in diesen einfügt.
Wie genau kann man sich die Feinabstimmung des Audiosystems vorstellen?
Solange wir noch keinen Zugriff auf ein Entwicklungsfahrzeug haben, arbeiten wir bereits mit Simulationstools vor. Dabei berücksichtigen wir verschiedene Aspekte des Innenraumdesigns und passen die Audiokomponenten sowie das Tuning vorab an. Jede Fläche im Fahrzeug reflektiert den Sound unterschiedlich, je nach Winkel zum Ausgangssignal oder Oberflächenmaterial.
Die endgültige Feinabstimmung erfolgt dann direkt im Fahrzeug und dauert mehrere Wochen. Unsere Akustik-Ingenieure verbringen dabei viele Stunden im Fahrzeug und hören verschiedene Referenzsongs, um die Nuancen des Tunings herauszuarbeiten und anzupassen. So optimieren wir den Klang des Gesamtsystems Schritt für Schritt, um die bestmögliche Audioqualität zu erreichen.
Vergleicht man Audiosysteme verschiedener OEM-Marken und Modelle, fällt auf, dass die Anzahl an Lautsprechern oder auch Leistungsparameter wie die Gesamtwattzahl des Verstärkers variieren. Wie sind die einzelnen Komponenten des Systems wie Lautsprecher und Technologien aufeinander abgestimmt?
Grundsätzlich müssen Lautsprecher und Verstärker zusammenpassen. Ein 20-Watt-Lautsprecher kann nicht an eine 100-Watt-Endstufe angeschlossen werden. Die Auswahl der Lautsprecher und deren Leistung orientiert sich am gewünschten Level der Audioqualität.
Die Anzahl der Lautsprecher hängt ebenfalls von der Zielsetzung für das Gesamtsystem ab. Sollen spezielle Audio-Features oder Hörerlebnisse wie immersiver Surround oder 3D-Sound genutzt werden, müssen zusätzliche (Surround-) Lautsprecher beispielsweise in der B- und C-Säule, im Fahrzeughimmel oder neuerdings auch in den Kopfstützen verbaut sein. Der Verstärker muss in diesem Zusammenhang leistungsfähig genug sein, um DSP-Technologien unterstützen zu können.
Über seine verschiedenen Audiomarken hinweg nutzt Harman verschiedene Technologien, teilweise auch von Partnern, wie beispielsweise den Fraunhofer Sonamic Panorama Algorithmus – in Harman Kardon Systemen im VW Golf – oder Dolby Atmos – wie wird entschieden, welche Technologie verwendet wird.
DSP-Technologien spielen eine wichtige Rolle, um spezielle Hörerlebnisse zu schaffen. Welche Technologien zum Einsatz kommen, hängt von der Umsetzbarkeit mit den verbauten Systemkomponenten ab und ist natürlich auch eine kommerzielle Frage für den Automobilhersteller.
Harmans Quantum Logic Immersion oder auch Sonamic Panorama von unserem Partner Fraunhofer sind Algorithmen, die aus einer Stereo-Quelle ein Surround-Hörerlebnis generieren. Für die Verwendung von Dolby Atmos bedarf es einer Systemarchitektur mit speziellen Lautsprecheranordnungen und der Möglichkeit, Mehrkanalsysteme abzuspielen. Zudem muss auch die Soundquelle Dolby Atmos unterstützen.
Einige Harman-Kardon-Systeme bieten auch Voreinstellungen an, die den Klang für verschiedene Szenarien anbieten – ein Beispiel wäre das Soundsystem, das im VW ID.7 zum Einsatz kommt. Hier lässt sich zwischen Pre-Settings wie „Pure“, „Relax“, „Speech“ oder „Vibrant“ wählen. Wie werden diese abgestimmt?
Tendenziell sind dies Vorgaben der Automobilhersteller. Die Idee hierbei ist, dem Endkunden Equalizer-Voreinstellungen anzubieten, die er über wenige Klicks auswählen kann, um den Klang der wiedergegebenen Musik auf seine Präferenz oder Stimmung anzupassen. Unsere Akustiker versuchen dann im Tuning entsprechend der Vorgaben den Klang über den Regler festzulegen.
„Pure“ beispielsweise nähert sich akustisch der Originalaufnahme an und verzichtet dem puristischen Ansatz entsprechend auf zusätzliche Effekte. „Vibrant“ oder ähnliche Einstellungen verstärken etwas die Dynamik und den Bass.
Wie kommt es, dass das Thema Car-HiFi bei Harman soviel Aufmerksamkeit genießt?
Das Fahrzeug bleibt weiterhin der Nummer-Eins-Ort, an dem Menschen Musik hören. Unser ultimatives Ziel und Antrieb ist es somit, immer nach den Vorgaben des OEM das bestmögliche Hörerlebnis für den Endkunden zu schaffen.