JP3318235B2 - 車内騒音の予測方法及び装置 - Google Patents
車内騒音の予測方法及び装置Info
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- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車内騒音（車内
音）の予測方法及び予測装置に係り、特に、路面不整に
起因する車内騒音を簡易に予測することができる車内騒
音の予測方法及び予測装置に関する。
音）の予測方法及び予測装置に係り、特に、路面不整に
起因する車内騒音を簡易に予測することができる車内騒
音の予測方法及び予測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般消
責者の騒音に対する要求が厳しくなってきた昨今、自動
車の購買層も静粛性に優れた車輛を欲するようになって
きている。自動車の低騒音化に関する課題の１つは、荒
れた舖装路等細かい凹凸のある路面を自動車が走行する
とき、タイヤヘの加振入力がサスペンションを介して車
体を励振し車内に発生する騒音、いわゆるロードノイズ
を低減させることである。このロードノイズを発生させ
る現象は、車輛部品としてのタイヤに焦点を当てると、
車輛側からみたときタイヤの構造や材質等の仕様により
その良否が異なるし、タイヤ側からみたときは車輛の仕
様によって騒音のレベルや音質が異なるのが一般で、明
らかにタイヤと車輛の両特性が関係するものといえる。
タイヤの製品開発の現場等においては、そう頻繁ではな
いにしても、仕様の異なるタイヤ間の優劣が、走行試験
に用いる車輛の仕様により逆転することも経験されてい
る。
責者の騒音に対する要求が厳しくなってきた昨今、自動
車の購買層も静粛性に優れた車輛を欲するようになって
きている。自動車の低騒音化に関する課題の１つは、荒
れた舖装路等細かい凹凸のある路面を自動車が走行する
とき、タイヤヘの加振入力がサスペンションを介して車
体を励振し車内に発生する騒音、いわゆるロードノイズ
を低減させることである。このロードノイズを発生させ
る現象は、車輛部品としてのタイヤに焦点を当てると、
車輛側からみたときタイヤの構造や材質等の仕様により
その良否が異なるし、タイヤ側からみたときは車輛の仕
様によって騒音のレベルや音質が異なるのが一般で、明
らかにタイヤと車輛の両特性が関係するものといえる。
タイヤの製品開発の現場等においては、そう頻繁ではな
いにしても、仕様の異なるタイヤ間の優劣が、走行試験
に用いる車輛の仕様により逆転することも経験されてい
る。
【０００３】自動車技術Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．１，１９
９５の「ロードノイズ研究の動向」（第８８頁〜第９３
頁）には、実験値を併用するロードノイズの予測方法が
記載されている。
９５の「ロードノイズ研究の動向」（第８８頁〜第９３
頁）には、実験値を併用するロードノイズの予測方法が
記載されている。
【０００４】この文献には、長期的な観点からは、有限
要素法等を用いる計算モデルでロードノイズのような周
波数５００Ｈｚぐらいまでの車内騒音まで予測できるこ
とが理想であり、もちろんそのような研究は進められて
いるが、現状では車体のように複雑で莫大な自由度を持
つ構造体の振動解析を高周波（５００Ｈｚ程度）まで行
っても高い精度が得られないために、実験値を併用する
方法が主流であることが述べられている。
要素法等を用いる計算モデルでロードノイズのような周
波数５００Ｈｚぐらいまでの車内騒音まで予測できるこ
とが理想であり、もちろんそのような研究は進められて
いるが、現状では車体のように複雑で莫大な自由度を持
つ構造体の振動解析を高周波（５００Ｈｚ程度）まで行
っても高い精度が得られないために、実験値を併用する
方法が主流であることが述べられている。
【０００５】この実験値を併用する方法は、伝達関数合
成法あるいは部分構造合成法とも呼ばれているもので、
車を車体とサスペンションとの２つのコンポーネントに
分離し、各々のコンポーネントの振動特性から車室内の
振動騒音を予測する方法であり、各コンポーネントの振
動特性（すなわち、伝達関数、または周波数応答関数）
は有限要素法の計算モデルで求めてもよいし、実験値を
用いてもよく、また両者を併用することも可能である。
成法あるいは部分構造合成法とも呼ばれているもので、
車を車体とサスペンションとの２つのコンポーネントに
分離し、各々のコンポーネントの振動特性から車室内の
振動騒音を予測する方法であり、各コンポーネントの振
動特性（すなわち、伝達関数、または周波数応答関数）
は有限要素法の計算モデルで求めてもよいし、実験値を
用いてもよく、また両者を併用することも可能である。
【０００６】有限要素法と実験値とを併用する場合は、
サスペンションは有限要素法の計算モデルを用い、サス
ペンション取り付け点より上側の車体の振動特性は実測
の周波数応答関数を用い、車軸入力から車内騒音までの
システムの特性を伝達関数合成法により求めるものであ
る。この方法でロードノイズを予測するには、このシス
テムへの加振入力が必要であるが、この方法では、車軸
を加振したときの駆動点イナータンス行列（３×３）を
実測すると共に、荒れた路面上を実走したときの車輛車
軸部の加速度（直交３軸方向）を測定し、この加速度の
測定値にイナータンス行列の逆行列を乗算することによ
って、車軸への加振入力を逆算により推定している。そ
の際、逆行列の計算値に実測データを使用することから
生ずる誤差を最小限にするために、特異値分解という数
学的手法を適用することによって予測精度を向上してい
る。そして、このように推定した車軸への加振入力を最
終的にシステムの伝達関数に乗ずることにより出力であ
る車内騒音を予測している。
サスペンションは有限要素法の計算モデルを用い、サス
ペンション取り付け点より上側の車体の振動特性は実測
の周波数応答関数を用い、車軸入力から車内騒音までの
システムの特性を伝達関数合成法により求めるものであ
る。この方法でロードノイズを予測するには、このシス
テムへの加振入力が必要であるが、この方法では、車軸
を加振したときの駆動点イナータンス行列（３×３）を
実測すると共に、荒れた路面上を実走したときの車輛車
軸部の加速度（直交３軸方向）を測定し、この加速度の
測定値にイナータンス行列の逆行列を乗算することによ
って、車軸への加振入力を逆算により推定している。そ
の際、逆行列の計算値に実測データを使用することから
生ずる誤差を最小限にするために、特異値分解という数
学的手法を適用することによって予測精度を向上してい
る。そして、このように推定した車軸への加振入力を最
終的にシステムの伝達関数に乗ずることにより出力であ
る車内騒音を予測している。
【０００７】上記従来のロードノイズ予測方法の主たる
目的は、サスペンションと車体という車輛側の２つのコ
ンポーネントの改良指針を得ることにあり、タイヤから
の入力は代表値として前述のような逆算により求め、単
に境界条件として与えられているので、タイヤへの改良
指針を得るのには適していない。
目的は、サスペンションと車体という車輛側の２つのコ
ンポーネントの改良指針を得ることにあり、タイヤから
の入力は代表値として前述のような逆算により求め、単
に境界条件として与えられているので、タイヤへの改良
指針を得るのには適していない。
【０００８】また、タイヤからみた場合には、車輛の特
性はただ単に車軸から上側のトータルな特性として捉え
れば充分であり、車輛側のコンポーネントをサスペンシ
ョンのモデルの伝達特性と車体の伝達特性とに細かく分
離することは必ずしも必要でないにも拘らず、上記従来
のロードノイズ予測方法では、車輛側を２つのコンポー
ネントに分離しているのでタイヤ改良だけのためには実
用的ではなく、より簡易な方法が望まれる。
性はただ単に車軸から上側のトータルな特性として捉え
れば充分であり、車輛側のコンポーネントをサスペンシ
ョンのモデルの伝達特性と車体の伝達特性とに細かく分
離することは必ずしも必要でないにも拘らず、上記従来
のロードノイズ予測方法では、車輛側を２つのコンポー
ネントに分離しているのでタイヤ改良だけのためには実
用的ではなく、より簡易な方法が望まれる。
【０００９】さらに、上記従来のロードノイズ予測方法
をタイヤに適用し、上記の逆算を仕様の異なる各タイヤ
毎に行って、仕様の異なる各タイヤのロードノイズの比
較を行うようにすることが考えられるが、そのためには
仕様の異なるタイヤ各々を取り換えて車軸に装着し、実
走行を行わなければならない。このため、実車でタイヤ
を取り換えながら直接車内音を評価するのと何らかわる
ところがなく、多大な時間と手数がかかる、という問題
がある。
をタイヤに適用し、上記の逆算を仕様の異なる各タイヤ
毎に行って、仕様の異なる各タイヤのロードノイズの比
較を行うようにすることが考えられるが、そのためには
仕様の異なるタイヤ各々を取り換えて車軸に装着し、実
走行を行わなければならない。このため、実車でタイヤ
を取り換えながら直接車内音を評価するのと何らかわる
ところがなく、多大な時間と手数がかかる、という問題
がある。
【００１０】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、伝達関数合成法を適用してロードノイズの
予測を簡便に行うことを可能にした車内騒音の予測方法
及び装置を提供することを目的とする。
れたもので、伝達関数合成法を適用してロードノイズの
予測を簡便に行うことを可能にした車内騒音の予測方法
及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の原理を説明す
る。まず、ロードノイズに影響するコンポーネントとし
て車輛全体をタイヤと車軸から上の車輛という２つの部
分に分けて、上記で説明した伝達関数合成法を適用する
ことを検討する。
る。まず、ロードノイズに影響するコンポーネントとし
て車輛全体をタイヤと車軸から上の車輛という２つの部
分に分けて、上記で説明した伝達関数合成法を適用する
ことを検討する。
【００１２】上記で説明したように、車輛部分のコンポ
ーネントについてはサスペンションと車体とに分離した
計算モデルは実用的でないことから、実測の伝達関数を
使うのが適当である。伝達関数合成法の本来の方法とし
ては、車輛の車軸から車内音までの伝達特性としてタイ
ヤを装着していない車輛の車軸を加振して求めた伝達特
性を使用すべきであるが、タイヤを装着していない車輛
の車軸を加振して伝達特性を求めるためには、車軸にタ
イヤが装着され荷重が作用しているときと同じ状態を、
車軸にタイヤが装着されていない状態で車軸に無理な拘
束を加えずに作り出さねばならず、実験上かなり複雑な
設備を必要とし、技術的な困難も多数予想され実用的で
ない。
ーネントについてはサスペンションと車体とに分離した
計算モデルは実用的でないことから、実測の伝達関数を
使うのが適当である。伝達関数合成法の本来の方法とし
ては、車輛の車軸から車内音までの伝達特性としてタイ
ヤを装着していない車輛の車軸を加振して求めた伝達特
性を使用すべきであるが、タイヤを装着していない車輛
の車軸を加振して伝達特性を求めるためには、車軸にタ
イヤが装着され荷重が作用しているときと同じ状態を、
車軸にタイヤが装着されていない状態で車軸に無理な拘
束を加えずに作り出さねばならず、実験上かなり複雑な
設備を必要とし、技術的な困難も多数予想され実用的で
ない。
【００１３】そこで、本発明者らは、車輪部分の車軸か
ら車内音までの伝達特性として、タイヤを装着したまま
自然に荷重が作用している状態の車輛を用い、車軸を所
定方向に加振したときの加振力から車内音までの伝達特
性を用いることにした。
ら車内音までの伝達特性として、タイヤを装着したまま
自然に荷重が作用している状態の車輛を用い、車軸を所
定方向に加振したときの加振力から車内音までの伝達特
性を用いることにした。
【００１４】この伝達特性は、純粋に車輛部分だけの伝
達特性ではなく、装着したタイヤの特性を一部含む特性
となるが、本発明者らは後述するように理論的に車内音
が正しく求められることを確認している。
達特性ではなく、装着したタイヤの特性を一部含む特性
となるが、本発明者らは後述するように理論的に車内音
が正しく求められることを確認している。
【００１５】車軸から車内音までの伝達特性を求める場
合に、騒音予測対象タイヤを装着して求めることもでき
るが、騒音予測対象タイヤが複数存在する場合には、騒
音予測対象タイヤを取り換えて伝達特性を求める必要が
あり、手数がかかることになる。一方、本発明者らの実
験により、図４に示すように、加振したときの車輛感度
は、タイヤのサイズが同一であればタイヤの仕様が異な
っていても略同様であることが確認されている。このた
め、本発明では車輛に装着するタイヤとして標準タイヤ
を用い、標準タイヤを装着した車輛の車軸に加振力を加
えることにより、加振力から車内音までの伝達特性を求
めるようにした。これにより、車輛に対してタイヤを交
換する手数がなくなり、簡単に車軸から車内音までの伝
達特性を求めることができる。
合に、騒音予測対象タイヤを装着して求めることもでき
るが、騒音予測対象タイヤが複数存在する場合には、騒
音予測対象タイヤを取り換えて伝達特性を求める必要が
あり、手数がかかることになる。一方、本発明者らの実
験により、図４に示すように、加振したときの車輛感度
は、タイヤのサイズが同一であればタイヤの仕様が異な
っていても略同様であることが確認されている。このた
め、本発明では車輛に装着するタイヤとして標準タイヤ
を用い、標準タイヤを装着した車輛の車軸に加振力を加
えることにより、加振力から車内音までの伝達特性を求
めるようにした。これにより、車輛に対してタイヤを交
換する手数がなくなり、簡単に車軸から車内音までの伝
達特性を求めることができる。
【００１６】もう一つのコンポーネントであるタイヤの
特性については、理想的には精密な計算モデルで表現で
きることが望ましいが、このようなモデルがまだ実用化
されるに至っていない現状から実験データを使用できる
ようにする必要がある。そのために本発明者らは、タイ
ヤの特性として、室内において粗い舗装路等の路面の凹
凸を模擬した表面を有するドラム試験機上で騒音予測対
象のタイヤを軸固定状態で回転させたとき、すなわちド
ラム試験機上で模擬的に走行させたときに騒音予測対象
タイヤの軸に発生する上記所定方向（タイヤを装着した
車輛の車軸を加振する方向）の軸力を用いることにし
た。
特性については、理想的には精密な計算モデルで表現で
きることが望ましいが、このようなモデルがまだ実用化
されるに至っていない現状から実験データを使用できる
ようにする必要がある。そのために本発明者らは、タイ
ヤの特性として、室内において粗い舗装路等の路面の凹
凸を模擬した表面を有するドラム試験機上で騒音予測対
象のタイヤを軸固定状態で回転させたとき、すなわちド
ラム試験機上で模擬的に走行させたときに騒音予測対象
タイヤの軸に発生する上記所定方向（タイヤを装着した
車輛の車軸を加振する方向）の軸力を用いることにし
た。
【００１７】後述するように、伝達関数合成法によれ
ば、上記の車輛側の伝達関数とタイヤ軸力の上記所定方
向に関連するパワースペクトルを周波数領域において方
向別、また車輛のタイヤ装着位置別に乗算し加え合わせ
ることで、粗い舖装路等の凹凸を持つ路面を走行したと
きの車内音のオートパワースペクトルが再現されること
を発明者らは見出している。具体的には、車内音のオー
トパワースペクトルは、上記車輛側の伝達関数とタイヤ
軸力のパワースペクトルをそれぞれ対応する方向および
タイヤ装着位置別に乗算して加え合せることにより求め
ることができる。
ば、上記の車輛側の伝達関数とタイヤ軸力の上記所定方
向に関連するパワースペクトルを周波数領域において方
向別、また車輛のタイヤ装着位置別に乗算し加え合わせ
ることで、粗い舖装路等の凹凸を持つ路面を走行したと
きの車内音のオートパワースペクトルが再現されること
を発明者らは見出している。具体的には、車内音のオー
トパワースペクトルは、上記車輛側の伝達関数とタイヤ
軸力のパワースペクトルをそれぞれ対応する方向および
タイヤ装着位置別に乗算して加え合せることにより求め
ることができる。
【００１８】次に、装着しているタイヤの特性を一部含
む特性を用いることで、車内音が正しく求められること
を説明する。説明を簡単にするため、車輛の１輪のみが
凹凸路面上を走行しているときに発生する仮想的な車内
音について考える。この理由は、ロードノイズのような
ランダムな路面入力による車内音については、各車輪か
らの路面入力は互いに相関が小さく、４輪全部による車
内音はそれぞれ１輪からの寄与の和（パワー加算）で与
えられるとみなすことができるからである。このこと
は、室内ドラム試験機に４輪を装着した車輛を１輪ずつ
搭載して行なった実験で近似的に成り立つことを発明者
らは確認している。また、説明を簡単にするため、加振
力を加える方向は直交３軸（Ｘ＝車輛前後方向，Ｙ＝車
輛左右方向，Ｚ＝車輛上下方向）とした。
む特性を用いることで、車内音が正しく求められること
を説明する。説明を簡単にするため、車輛の１輪のみが
凹凸路面上を走行しているときに発生する仮想的な車内
音について考える。この理由は、ロードノイズのような
ランダムな路面入力による車内音については、各車輪か
らの路面入力は互いに相関が小さく、４輪全部による車
内音はそれぞれ１輪からの寄与の和（パワー加算）で与
えられるとみなすことができるからである。このこと
は、室内ドラム試験機に４輪を装着した車輛を１輪ずつ
搭載して行なった実験で近似的に成り立つことを発明者
らは確認している。また、説明を簡単にするため、加振
力を加える方向は直交３軸（Ｘ＝車輛前後方向，Ｙ＝車
輛左右方向，Ｚ＝車輛上下方向）とした。
【００１９】ここで車輛のみの特性としてタイヤを装着
していない車輛の車軸の駆動点動剛性行列をＫ(S) ＝
［Ｋij (S) ］（ただし、ｉ，ｊ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）、同じく
タイヤを装着していない車輛の車軸の変位から車内音へ
の伝達関数ベクトルを｛Ｓi ｝（ただし、ｉ＝Ｘ，Ｙ，
Ｚ）、タイヤ側のみの特性としてタイヤの接地点が固定
でかつ軸が自由の時の軸側駆動点動剛性行列をＫ(22)＝
［Ｋij (22)］（ただし、ｉ，ｊ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）、同じく
タイヤのみの特性として軸が固定でかつ接地点を加振し
た時の伝達動剛性行列をＫ(21)＝［Ｋij (21)］（ただ
し、ｉ，ｊ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）とし、路面凹凸によるタイヤ
接地点への等価変位入力ベクトルを｛Ｘi (1 ) ｝（ただ
し、ｉ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）とすると、伝達関数合成法によれ
ば、凹凸路面走行時の車内音は次式で与えられる。ただ
し、Ｔは転置を表す。
していない車輛の車軸の駆動点動剛性行列をＫ(S) ＝
［Ｋij (S) ］（ただし、ｉ，ｊ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）、同じく
タイヤを装着していない車輛の車軸の変位から車内音へ
の伝達関数ベクトルを｛Ｓi ｝（ただし、ｉ＝Ｘ，Ｙ，
Ｚ）、タイヤ側のみの特性としてタイヤの接地点が固定
でかつ軸が自由の時の軸側駆動点動剛性行列をＫ(22)＝
［Ｋij (22)］（ただし、ｉ，ｊ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）、同じく
タイヤのみの特性として軸が固定でかつ接地点を加振し
た時の伝達動剛性行列をＫ(21)＝［Ｋij (21)］（ただ
し、ｉ，ｊ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）とし、路面凹凸によるタイヤ
接地点への等価変位入力ベクトルを｛Ｘi (1 ) ｝（ただ
し、ｉ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）とすると、伝達関数合成法によれ
ば、凹凸路面走行時の車内音は次式で与えられる。ただ
し、Ｔは転置を表す。
【００２０】 Ｐ＝−｛Ｓi ｝T （Ｋ(S) ＋Ｋ(22)）-1Ｋ(21)｛Ｘi (1) ｝・・・（１） 一方、本発明による車輛側の伝達関数としてのタイヤ装
着時の車軸を加振したときの車軸加振力から車内音への
伝達関数ベクトルを｛Ｇi ｝（ただし、ｉ＝Ｘ，Ｙ，
Ｚ）とし、タイヤ側の特性としての軸固定状態でドラム
試験機上で騒音予測タイヤを走行させたときのタイヤ軸
力ベクトルを｛Ｆi ｝（ただし、ｉ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）とす
ると、上記と同様に伝達関数合成法から次式を導くこと
ができる。
着時の車軸を加振したときの車軸加振力から車内音への
伝達関数ベクトルを｛Ｇi ｝（ただし、ｉ＝Ｘ，Ｙ，
Ｚ）とし、タイヤ側の特性としての軸固定状態でドラム
試験機上で騒音予測タイヤを走行させたときのタイヤ軸
力ベクトルを｛Ｆi ｝（ただし、ｉ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ）とす
ると、上記と同様に伝達関数合成法から次式を導くこと
ができる。
【００２１】 ｛Ｇi ｝T ＝−｛Ｓi ｝T （Ｋ(S) ＋Ｋ(22)）-1 ｛Ｆi ｝＝Ｋ(21)｛Ｘi (1) ｝ ・・・（２） ここで、上記（１）式と（２）式とから次式が成り立
つ。
つ。
【００２２】 Ｐ＝｛Ｇi ｝T ｛Ｆi ｝ ・・・（３） これによって、本発明の伝達関数ベクトル｛Ｇi ｝及び
タイヤ軸力ベクトル｛Ｆi ｝を用いることによっても理
論的に車内音が正しく求められることが理解できる。
タイヤ軸力ベクトル｛Ｆi ｝を用いることによっても理
論的に車内音が正しく求められることが理解できる。
【００２３】ここで、上式を成分に展開して書くと Ｐ＝ＧX ＦX ＋ＧY ＦY ＋ＧZ ＦZ ・・・（４） となるが、上記（３）式から車内音のパワースペクトル
を求めるには、共役複素量を乗算して（３）式の絶対値
の２乗を演算し、その時間平均を計算すればよい。 上記（４）式の＊は共役複素量を意味する。
を求めるには、共役複素量を乗算して（３）式の絶対値
の２乗を演算し、その時間平均を計算すればよい。 上記（４）式の＊は共役複素量を意味する。
【００２４】これを展開して整理すると次のようにな
る。 なお、上記（６）式のＲｅ（ ）は、（ ）内の複素数
の実数部を意味する。
る。 なお、上記（６）式のＲｅ（ ）は、（ ）内の複素数
の実数部を意味する。
【００２５】従って、伝達関数合成法にって車輛側の伝
達関数とタイヤ軸力の所定方向に関連するパワースペク
トルとを周波数領域において方向別に乗算し加え合わせ
ることで、具体的には車輛側の伝達関数とタイヤ軸力の
パワースペクトルとをそれぞれ対応する方向に乗算して
加え合せることにより、１輪が粗い舖装路等の凹凸を持
つ路面を走行したときの車内音のオートパワースペクト
ルを再現することができる。また、４輪全部による車内
音は、各１輪からのオートパワースペクトルを加算する
ことで求めることができる。
達関数とタイヤ軸力の所定方向に関連するパワースペク
トルとを周波数領域において方向別に乗算し加え合わせ
ることで、具体的には車輛側の伝達関数とタイヤ軸力の
パワースペクトルとをそれぞれ対応する方向に乗算して
加え合せることにより、１輪が粗い舖装路等の凹凸を持
つ路面を走行したときの車内音のオートパワースペクト
ルを再現することができる。また、４輪全部による車内
音は、各１輪からのオートパワースペクトルを加算する
ことで求めることができる。
【００２６】上記（６）式の右辺の最初の３項は軸力の
直交３軸方向のオートパワースペクトルによる成分で、
残りの３項は異なる２軸方向間の軸力のクロスパワース
ペクトルによる成分である。オートパワースペクトルに
よる成分は常に正であるのに対し、クロスパワースペク
トルによる成分は正負両方の値を採り得る。これらの成
分からロードノイズに対するタイヤ軸力の各方向別の寄
与を知ることができる。
直交３軸方向のオートパワースペクトルによる成分で、
残りの３項は異なる２軸方向間の軸力のクロスパワース
ペクトルによる成分である。オートパワースペクトルに
よる成分は常に正であるのに対し、クロスパワースペク
トルによる成分は正負両方の値を採り得る。これらの成
分からロードノイズに対するタイヤ軸力の各方向別の寄
与を知ることができる。
【００２７】上記の原理に基づいて本発明の車内騒音の
予測方法は、標準タイヤを装着した車輛の車軸に、所定
方向の加振力を加え、加えた加振力及び加えた加振力に
伴って車内に発生する騒音の音圧を計測し、前記所定方
向の加振力を入力とし、かつ車内に発生する騒音の音圧
を出力とする周波数応答関数を求めると共に、路面の凹
凸を模擬した表面を有するドラム試験機上で騒音予測対
象タイヤを軸固定状態で回転させたときに該軸に発生す
る前記所定方向と同方向の軸力を計測し、計測した軸力
の前記所定方向に関連するパワースペクトルを求め、前
記周波数応答関数と前記パワースペクトルとから車輪が
前記路面と同等の路面を走行したときに発生する車内騒
音を予測するものである。
予測方法は、標準タイヤを装着した車輛の車軸に、所定
方向の加振力を加え、加えた加振力及び加えた加振力に
伴って車内に発生する騒音の音圧を計測し、前記所定方
向の加振力を入力とし、かつ車内に発生する騒音の音圧
を出力とする周波数応答関数を求めると共に、路面の凹
凸を模擬した表面を有するドラム試験機上で騒音予測対
象タイヤを軸固定状態で回転させたときに該軸に発生す
る前記所定方向と同方向の軸力を計測し、計測した軸力
の前記所定方向に関連するパワースペクトルを求め、前
記周波数応答関数と前記パワースペクトルとから車輪が
前記路面と同等の路面を走行したときに発生する車内騒
音を予測するものである。
【００２８】本発明の車内騒音の予測方法では、周波数
応答関数とパワースペクトルとは、同時に求めるように
してもよく、いずれかを先に求めるようにしてもよい。
応答関数とパワースペクトルとは、同時に求めるように
してもよく、いずれかを先に求めるようにしてもよい。
【００２９】上記所定方向としては、車輛前後方向の
軸、車輛左右方向の軸、及び車輛上下方向の軸からなる
直交３軸方向の３方向、直交３軸方向及び直交３軸の各
軸回り方向（軸回りのモーメント）の６方向、直交３軸
方向及び直交３軸の各軸回り方向の中の必要な方向を用
いることができる。そして、加振力は所定方向に単独で
加えられるが、軸回りのモーメントまで考慮する場合に
はモーメントを単独で加えるのは困難である。このた
め、軸回りのモーメントまで考慮する場合にはホイール
センタ、すなわちタイヤ赤道面とタイヤ軸の交点から加
振力を加える位置までの距離（モーメントの腕の長さ）
を大きくして、直交３軸の各軸に加える軸方向の力と一
緒に加えればよい。その際、加振力を加える位置を複数
取り、モーメントの方向は変えずに軸方向の力の方向だ
けが反転するようにして加振したときのデータから計算
によってモーメントによる伝達関数と、軸方向の力によ
る伝達関数とを分離するようにする。すなわち、数学的
には６個の未知数（伝達関数）の連立１次方程式が解け
るように適当に選んだ６方向（加振力を加える位置も変
更した）に加振力を加えればよいことになる。
軸、車輛左右方向の軸、及び車輛上下方向の軸からなる
直交３軸方向の３方向、直交３軸方向及び直交３軸の各
軸回り方向（軸回りのモーメント）の６方向、直交３軸
方向及び直交３軸の各軸回り方向の中の必要な方向を用
いることができる。そして、加振力は所定方向に単独で
加えられるが、軸回りのモーメントまで考慮する場合に
はモーメントを単独で加えるのは困難である。このた
め、軸回りのモーメントまで考慮する場合にはホイール
センタ、すなわちタイヤ赤道面とタイヤ軸の交点から加
振力を加える位置までの距離（モーメントの腕の長さ）
を大きくして、直交３軸の各軸に加える軸方向の力と一
緒に加えればよい。その際、加振力を加える位置を複数
取り、モーメントの方向は変えずに軸方向の力の方向だ
けが反転するようにして加振したときのデータから計算
によってモーメントによる伝達関数と、軸方向の力によ
る伝達関数とを分離するようにする。すなわち、数学的
には６個の未知数（伝達関数）の連立１次方程式が解け
るように適当に選んだ６方向（加振力を加える位置も変
更した）に加振力を加えればよいことになる。
【００３０】所定方向として２方向以上用いる場合に
は、パワースペクトルとして、所定方向のオートパワー
スペクトル及び異なる２軸方向のクロスパワースペクト
ルを求めればよい。
は、パワースペクトルとして、所定方向のオートパワー
スペクトル及び異なる２軸方向のクロスパワースペクト
ルを求めればよい。
【００３１】所定方向として直交３軸方向を用い、パワ
ースペクトルとしてオートパワースペクトル及びクロス
パワースペクトルを用いる場合には、標準タイヤを装着
した車輛の車軸に、直交３軸方向の加振力を直交３軸の
各軸毎に加え、加えた加振力及び加えた加振力に伴って
車内に発生する騒音の音庄を直交３軸の各軸毎に計測
し、前記直交３軸方向の加振力を入力とし、かつ車内に
発生する騒音の音庄を出力とする周波数応答関数を直交
３軸の各軸毎に求めると共に、路面の凹凸を模擬した表
面を有するドラム試験機上で騒音予測対象タイヤを軸固
定状態で回転させたときに該軸に発生する前記直交３軸
方向の軸力を直交３軸の各軸毎に計測し、計測した軸力
の前記直交３軸の各軸方向のオートパワースペクトル及
び該直交３軸の異なる２軸方向のクロスパワースペクト
ルを求め、前記周波数応答関数と、前記オートパワース
ペクトル及びクロスパワースペクトルとから、車輛が前
記路面と同等の路面を走行したときに発生する車内騒音
を予測するようにすればよい。
ースペクトルとしてオートパワースペクトル及びクロス
パワースペクトルを用いる場合には、標準タイヤを装着
した車輛の車軸に、直交３軸方向の加振力を直交３軸の
各軸毎に加え、加えた加振力及び加えた加振力に伴って
車内に発生する騒音の音庄を直交３軸の各軸毎に計測
し、前記直交３軸方向の加振力を入力とし、かつ車内に
発生する騒音の音庄を出力とする周波数応答関数を直交
３軸の各軸毎に求めると共に、路面の凹凸を模擬した表
面を有するドラム試験機上で騒音予測対象タイヤを軸固
定状態で回転させたときに該軸に発生する前記直交３軸
方向の軸力を直交３軸の各軸毎に計測し、計測した軸力
の前記直交３軸の各軸方向のオートパワースペクトル及
び該直交３軸の異なる２軸方向のクロスパワースペクト
ルを求め、前記周波数応答関数と、前記オートパワース
ペクトル及びクロスパワースペクトルとから、車輛が前
記路面と同等の路面を走行したときに発生する車内騒音
を予測するようにすればよい。
【００３２】また、本発明の車内騒音の予測装置は、標
準タイヤを装着した車輛の車軸に、所定方向の加振力を
加える加振手段と、加えた加振力及び加えた加振力に伴
って車内に発生する騒音の音圧を計測する第１の計測手
段と、前記所定方向の加振力を入力とし、かつ車内に発
生する騒音の音圧を出力とする周波数応答関数を演算す
る関数演算手段と、路面の凹凸を模擬した表面を有する
ドラム試験機と、ドラム試験機上で騒音予測対象タイヤ
を軸固定状態で回転させたときに該軸に発生する前記所
定方向と同方向の軸力を計測する第２の計測手段と、計
測した軸力の前記所定方向に関連するパワースペクトル
を演算するスペクトル演算手段と、前記周波数応答関数
と前記パワースペクトルとから車輛が前記路面と同等の
路面を走行したときに発生する車内騒音を予測する予測
手段と、を含んで構成されている。
準タイヤを装着した車輛の車軸に、所定方向の加振力を
加える加振手段と、加えた加振力及び加えた加振力に伴
って車内に発生する騒音の音圧を計測する第１の計測手
段と、前記所定方向の加振力を入力とし、かつ車内に発
生する騒音の音圧を出力とする周波数応答関数を演算す
る関数演算手段と、路面の凹凸を模擬した表面を有する
ドラム試験機と、ドラム試験機上で騒音予測対象タイヤ
を軸固定状態で回転させたときに該軸に発生する前記所
定方向と同方向の軸力を計測する第２の計測手段と、計
測した軸力の前記所定方向に関連するパワースペクトル
を演算するスペクトル演算手段と、前記周波数応答関数
と前記パワースペクトルとから車輛が前記路面と同等の
路面を走行したときに発生する車内騒音を予測する予測
手段と、を含んで構成されている。
【００３３】また、所定方向として直交３軸方向を用い
た本発明の車内騒音の予測装置は、標準タイヤを装着し
た車輛の車軸に、直交３軸方向の加振力を直交３軸の各
軸毎に加える加振手段と、加えた加振力及び加えた加振
力に伴って車内に発生する騒音の音圧を直交３輪の各軸
毎に計測する第１の計測手段と、前記直交３軸方向の加
振力を入力とし、かつ車内に発生する騒音の音庄を出力
とする周波数応答関数を直交３軸の各軸毎に演算する関
数演算手段と、路面の凹凸を模擬した表面を有するドラ
ム試験機と、ドラム試験機上で騒音予測対象タイヤを軸
固定状態で回転させたときに該軸に発生する前記直交３
軸方向の軸力を直交３軸の各軸毎に計測し、計測した軸
力の前記直交３軸の各軸方向のオートパワースペクトル
及び該直交３軸の異なる２軸方向のクロスパワースペク
トルを演算するスペクトル演算手段と、前記周波数応答
関数と、前記オートパワースペクトル及びクロスパワー
スペクトルとから、車輛が前記路面と同等の路面を走行
したときに発生する車内騒音を予測する予測手段と、を
含んで構成される。
た本発明の車内騒音の予測装置は、標準タイヤを装着し
た車輛の車軸に、直交３軸方向の加振力を直交３軸の各
軸毎に加える加振手段と、加えた加振力及び加えた加振
力に伴って車内に発生する騒音の音圧を直交３輪の各軸
毎に計測する第１の計測手段と、前記直交３軸方向の加
振力を入力とし、かつ車内に発生する騒音の音庄を出力
とする周波数応答関数を直交３軸の各軸毎に演算する関
数演算手段と、路面の凹凸を模擬した表面を有するドラ
ム試験機と、ドラム試験機上で騒音予測対象タイヤを軸
固定状態で回転させたときに該軸に発生する前記直交３
軸方向の軸力を直交３軸の各軸毎に計測し、計測した軸
力の前記直交３軸の各軸方向のオートパワースペクトル
及び該直交３軸の異なる２軸方向のクロスパワースペク
トルを演算するスペクトル演算手段と、前記周波数応答
関数と、前記オートパワースペクトル及びクロスパワー
スペクトルとから、車輛が前記路面と同等の路面を走行
したときに発生する車内騒音を予測する予測手段と、を
含んで構成される。
【００３４】本発明では、標準タイヤを用いて加振力を
入力としかつ車内に発生する騒音の音庄を出力とする周
波数応答関数を求めているので、騒音予測対象タイヤが
複数存在する場合においても簡単に加振力から車内に発
生する騒音の音庄への周波数応答関数を求めることがで
きる。
入力としかつ車内に発生する騒音の音庄を出力とする周
波数応答関数を求めているので、騒音予測対象タイヤが
複数存在する場合においても簡単に加振力から車内に発
生する騒音の音庄への周波数応答関数を求めることがで
きる。
【００３５】本発明を適用すると、ロードノイズを効果
的に改良するために、タイヤおよび車輛の特性がどうあ
るべきかについての改良指針が得られるようになり、各
種のタイヤと各種の車輪とを組み合わせたときの車内騒
音を予測し、さらにその成分の寄与を分析することまで
を、比較的簡便に行うことが可能になる。
的に改良するために、タイヤおよび車輛の特性がどうあ
るべきかについての改良指針が得られるようになり、各
種のタイヤと各種の車輪とを組み合わせたときの車内騒
音を予測し、さらにその成分の寄与を分析することまで
を、比較的簡便に行うことが可能になる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００３７】図１に示すように、本実施の形態は、標準
タイヤ１０を装着した車輛の車軸に直交３軸方向の加振
力を直交３軸の各軸毎に加えるための加振手段１４を備
えている。
タイヤ１０を装着した車輛の車軸に直交３軸方向の加振
力を直交３軸の各軸毎に加えるための加振手段１４を備
えている。
【００３８】加振手段１４は、図２に示す車軸打撃用外
付け治具１４Ａと図３に示すインパルスハンマー１４Ｂ
とから構成されている。車軸打撃用外付け治具１４Ａ
は、金属で構成された略立方体状の打撃部１２Ａと、金
属で構成された円形のディスク部１２Ｂとを一体にして
構成されている。なお、１２Ｃはタイヤリムへの取付け
孔である。
付け治具１４Ａと図３に示すインパルスハンマー１４Ｂ
とから構成されている。車軸打撃用外付け治具１４Ａ
は、金属で構成された略立方体状の打撃部１２Ａと、金
属で構成された円形のディスク部１２Ｂとを一体にして
構成されている。なお、１２Ｃはタイヤリムへの取付け
孔である。
【００３９】この車軸打撃用外付け治具１４Ａは、打撃
部１２Ａの上下打撃面ｕが水平になり、前後打撃面ｆが
鉛直になり、かつ左右打撃面ｒが車軸と垂直になり、か
つディスク部１２Ｂのリム側の面が車軸のボス部に当接
するように、標準タイヤ１０のリムにボルト等によって
取り外し可能に取り付けられている。ここで、直交３軸
は、各軸をＸ，Ｙ，Ｚ軸とすると、Ｘ軸＝車輛前後方
向、Ｙ軸＝車輛左右方法、Ｚ軸＝車輛上下方向のように
定められている。
部１２Ａの上下打撃面ｕが水平になり、前後打撃面ｆが
鉛直になり、かつ左右打撃面ｒが車軸と垂直になり、か
つディスク部１２Ｂのリム側の面が車軸のボス部に当接
するように、標準タイヤ１０のリムにボルト等によって
取り外し可能に取り付けられている。ここで、直交３軸
は、各軸をＸ，Ｙ，Ｚ軸とすると、Ｘ軸＝車輛前後方
向、Ｙ軸＝車輛左右方法、Ｚ軸＝車輛上下方向のように
定められている。
【００４０】また、インパルスハンマー１４Ｂは、ハン
マーのヘッド部の打撃面に硬質ゴム部材を貼付け、かつ
ピエゾ圧電素子等を内蔵したフォースセンサ１４Ｃを固
定して構成されている。
マーのヘッド部の打撃面に硬質ゴム部材を貼付け、かつ
ピエゾ圧電素子等を内蔵したフォースセンサ１４Ｃを固
定して構成されている。
【００４１】車室内の測定位置には、加えた加振力に伴
って車室内に発生する騒音の音圧を検出するマイクロホ
ン１６が配置されている。測定位置としては、ドライバ
の頭部に相当する位置、パッセンジャーの頭部に相当す
る位置、または車室中央部等を選択することができる。
って車室内に発生する騒音の音圧を検出するマイクロホ
ン１６が配置されている。測定位置としては、ドライバ
の頭部に相当する位置、パッセンジャーの頭部に相当す
る位置、または車室中央部等を選択することができる。
【００４２】マイクロホン１６は、高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）アナライザー１８Ａの入力チャンネルに接続
されている。ＦＦＴアナライザー１８Ａの他の入力チャ
ンネルには、インパルスハンマー１４Ｂのフォースセン
サ１４Ｃが接続されている。ＦＦＴアナライザー１８Ａ
は、フロッピーディスクドライブを備えており、分析さ
れたデータはフロッピーディスクに記録される。フロッ
ピーディスクに記録されたデータは、ＣＲＴ２２を備え
たパーソナルコンピュータ２０で処理される。
（ＦＦＴ）アナライザー１８Ａの入力チャンネルに接続
されている。ＦＦＴアナライザー１８Ａの他の入力チャ
ンネルには、インパルスハンマー１４Ｂのフォースセン
サ１４Ｃが接続されている。ＦＦＴアナライザー１８Ａ
は、フロッピーディスクドライブを備えており、分析さ
れたデータはフロッピーディスクに記録される。フロッ
ピーディスクに記録されたデータは、ＣＲＴ２２を備え
たパーソナルコンピュータ２０で処理される。
【００４３】ドラム試験機２４は、ロードノイズを評価
するためのテストコースの路面の凸を模擬した表面を有
するドラムと、このドラムを回転させるモータと、騒音
予測タイヤを取り付ける軸とで構成されている。
するためのテストコースの路面の凸を模擬した表面を有
するドラムと、このドラムを回転させるモータと、騒音
予測タイヤを取り付ける軸とで構成されている。
【００４４】騒音予測タイヤ２６は、接地部がドラム表
面に所定の荷重で接触するように、軸に軸固定状態で回
転可能に取り付けられる。騒音予測タイヤ２６を取り付
ける軸には、上記と同一の直交３軸方向の軸力を計測す
る周波数応答特性が高周波域まで良好なロードセル２８
が装着されており、このロードセル２８はＦＦＴアナラ
イザー１８Ｂの入力チャンネルに接続されている。この
ＦＦＴアナライザー１８Ｂも上記のＦＦＴアナライザー
１８Ａと同様に、フロッピーディスクドライブを備えて
おり、解析されたデータはフロッピーディスクに記録さ
れる。フロッピーディスクに記録されたデータは、パー
ソナルコンピュータ２０で処理される。
面に所定の荷重で接触するように、軸に軸固定状態で回
転可能に取り付けられる。騒音予測タイヤ２６を取り付
ける軸には、上記と同一の直交３軸方向の軸力を計測す
る周波数応答特性が高周波域まで良好なロードセル２８
が装着されており、このロードセル２８はＦＦＴアナラ
イザー１８Ｂの入力チャンネルに接続されている。この
ＦＦＴアナライザー１８Ｂも上記のＦＦＴアナライザー
１８Ａと同様に、フロッピーディスクドライブを備えて
おり、解析されたデータはフロッピーディスクに記録さ
れる。フロッピーディスクに記録されたデータは、パー
ソナルコンピュータ２０で処理される。
【００４５】次に本実施の形態の作用を説明する。車軸
打撃用外付け治具１４Ａを４つの車輪の中の１つに取付
け、インパルスハンマー１４Ｂで上下打撃面、前後打撃
面、及び左右打撃面を各々独立に打撃することにより、
車軸打撃用外付け治具１４Ａを介して車軸のボス部を打
撃する。打撃するのと同時に車内の測定位置に設置した
騒音測定用マイクロフォン１６で打撃による加振力に伴
って発生する騒音の音圧を測定する。これによって、打
撃による加振力信号と加振力に伴って発生する騒音の音
圧信号とがＦＦＴアナライザー１８Ａに入力され、所定
周波数（本実施の形態では５００Ｈｚ）までの周波数応
答関数が各軸毎に求められ、フロッピーディスクに記録
される。この周波数応答関数の例を図５に示す。
打撃用外付け治具１４Ａを４つの車輪の中の１つに取付
け、インパルスハンマー１４Ｂで上下打撃面、前後打撃
面、及び左右打撃面を各々独立に打撃することにより、
車軸打撃用外付け治具１４Ａを介して車軸のボス部を打
撃する。打撃するのと同時に車内の測定位置に設置した
騒音測定用マイクロフォン１６で打撃による加振力に伴
って発生する騒音の音圧を測定する。これによって、打
撃による加振力信号と加振力に伴って発生する騒音の音
圧信号とがＦＦＴアナライザー１８Ａに入力され、所定
周波数（本実施の形態では５００Ｈｚ）までの周波数応
答関数が各軸毎に求められ、フロッピーディスクに記録
される。この周波数応答関数の例を図５に示す。
【００４６】なお、本実施の形態ではＦＦＴアナライザ
ー１８Ａの分析条件を次のように定めた。
ー１８Ａの分析条件を次のように定めた。
【００４７】ブロックサイズ：１０２４，周波数分解
能：１．２５Ｈｚ，サンプリング周波数：１２８０Ｈｚ １つの車輪について各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ毎に周波数応答関数
が求められた後、車軸打撃用外付け治具１４Ａを取り外
して他の車輪に取付け、上記と同様にして各軸Ｘ，Ｙ，
Ｚ毎に周波数応答関数を求めることを繰り返して、４輪
全部の周波数応答関数を各軸毎に求めてフロッピーディ
スクに記録する。
能：１．２５Ｈｚ，サンプリング周波数：１２８０Ｈｚ １つの車輪について各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ毎に周波数応答関数
が求められた後、車軸打撃用外付け治具１４Ａを取り外
して他の車輪に取付け、上記と同様にして各軸Ｘ，Ｙ，
Ｚ毎に周波数応答関数を求めることを繰り返して、４輪
全部の周波数応答関数を各軸毎に求めてフロッピーディ
スクに記録する。
【００４８】一方、ドラム試験機２４では、騒音予測対
象タイヤ２６を軸に取付け、ドラムを回転させると、ド
ラムの回転に伴って騒音予測対象タイヤ２６が回転し、
ロードセル２８によって直交３軸方向の軸力が計測され
る。この軸力信号はＦＦＴアナライザー１８Ｂの入カチ
ャンネルに入力される。なお、ＦＦＴアナライザー１８
Ｂの分析条件は、ＦＦＴアナライザー１８Ａの分析条件
と同じである。
象タイヤ２６を軸に取付け、ドラムを回転させると、ド
ラムの回転に伴って騒音予測対象タイヤ２６が回転し、
ロードセル２８によって直交３軸方向の軸力が計測され
る。この軸力信号はＦＦＴアナライザー１８Ｂの入カチ
ャンネルに入力される。なお、ＦＦＴアナライザー１８
Ｂの分析条件は、ＦＦＴアナライザー１８Ａの分析条件
と同じである。
【００４９】ＦＦＴアナライザー１８ＢではＸ，Ｙ，Ｚ
軸の３方向の軸力のオートパワースペクトル、及び異な
る２軸方向間（ＸＦ，ＦＺ，ＺＸ）のクロスパワースペ
クトルが演算され、フロッピーディスクに記録される。
このオートパワースペクトル及びクロスパワースペクト
ルの例を図６及び図７に示す。
軸の３方向の軸力のオートパワースペクトル、及び異な
る２軸方向間（ＸＦ，ＦＺ，ＺＸ）のクロスパワースペ
クトルが演算され、フロッピーディスクに記録される。
このオートパワースペクトル及びクロスパワースペクト
ルの例を図６及び図７に示す。
【００５０】騒音予測対象タイヤ２６が複数種類存在す
る場合には、騒音予測対象タイヤを取り換えて上記と同
様にして各騒音予測対象タイヤ毎にオートパワースペク
トル及びクロスパワースペクトルを演算する。
る場合には、騒音予測対象タイヤを取り換えて上記と同
様にして各騒音予測対象タイヤ毎にオートパワースペク
トル及びクロスパワースペクトルを演算する。
【００５１】そして、上記で求めた標準タイヤの４輪全
部の周波数応答関数を記録したフロッピーディスク、及
び騒音予測対象タイヤのオートパワースペクトル及びク
ロスパワースペクトルを記録したフロッピーディスク
は、パーソナルコンピュータ２０に挿入されてデータが
読み込まれる。パーソナルコンピュータ２０では、標準
タイヤの４輪全部の周波数応答関数と騒音予測対象タイ
ヤのオートパワースペクトル及びクロスパワースペクト
ルとを用いて上記（６）式に従ってタイヤ取付け位置に
応じて１輪毎のパワースペクトルを求め、求めた１輪毎
のパワースペクトルを４輪分合成してロードノイズのパ
ワースペクトルを演算する。
部の周波数応答関数を記録したフロッピーディスク、及
び騒音予測対象タイヤのオートパワースペクトル及びク
ロスパワースペクトルを記録したフロッピーディスク
は、パーソナルコンピュータ２０に挿入されてデータが
読み込まれる。パーソナルコンピュータ２０では、標準
タイヤの４輪全部の周波数応答関数と騒音予測対象タイ
ヤのオートパワースペクトル及びクロスパワースペクト
ルとを用いて上記（６）式に従ってタイヤ取付け位置に
応じて１輪毎のパワースペクトルを求め、求めた１輪毎
のパワースペクトルを４輪分合成してロードノイズのパ
ワースペクトルを演算する。
【００５２】そして、ロードノイズのパワースペクトル
は、波形としてＣＲＴに表示される。このとき、計算車
内音の構成成分であるオートパワースペクトル及びクロ
スパワースペクトルの波形を表示すれば、どのパワース
ペクトルが車内騒音に寄与しているか確認できるように
なる。
は、波形としてＣＲＴに表示される。このとき、計算車
内音の構成成分であるオートパワースペクトル及びクロ
スパワースペクトルの波形を表示すれば、どのパワース
ペクトルが車内騒音に寄与しているか確認できるように
なる。
【００５３】次に、上記のように予測した車内音と実測
車内音とを比較した結果を示す。 車輛：２０００ｃｃ フロントエンジンフロントドライ
ブ乗用車 タイヤ：１９５／６５Ｒ１５ 路面：実車試験を行ったテストコースのロードノイズ路
を模擬したもの 室内タイヤ軸力測定：ブリヂストン社製粗面路ドラム試
験機 結果：予測計算値と実測値の比較を図８に、計算車内音
の構成成分（部分音）を図９に示す。
車内音とを比較した結果を示す。 車輛：２０００ｃｃ フロントエンジンフロントドライ
ブ乗用車 タイヤ：１９５／６５Ｒ１５ 路面：実車試験を行ったテストコースのロードノイズ路
を模擬したもの 室内タイヤ軸力測定：ブリヂストン社製粗面路ドラム試
験機 結果：予測計算値と実測値の比較を図８に、計算車内音
の構成成分（部分音）を図９に示す。
【００５４】本発明の実施の形態では車内音の予測スペ
クトルを得るまでの工数は従来技術に示した方法に比べ
少なく、車輛伝達特性測定：１時間／台、タイヤ軸力測
定：０．５時間／本、車内音予測計算：０．３時間／本
程度である。
クトルを得るまでの工数は従来技術に示した方法に比べ
少なく、車輛伝達特性測定：１時間／台、タイヤ軸力測
定：０．５時間／本、車内音予測計算：０．３時間／本
程度である。
【００５５】なお、上記では、データをフロッピーディ
スクに記録してオフラインで処理するようにしたが、Ｆ
ＦＴアナライザー１８Ａ、１８Ｂをパーソナルコンピュ
ータ２０に接続し、オンラインで処理するようにしても
よい。
スクに記録してオフラインで処理するようにしたが、Ｆ
ＦＴアナライザー１８Ａ、１８Ｂをパーソナルコンピュ
ータ２０に接続し、オンラインで処理するようにしても
よい。
【００５６】また、上記では直交３軸方向に加振力を加
える例について説明したが、直交３軸回りの３つのモー
メントを更に加えて車内音を予測するようにすれば更に
精度よく車内音を予測することができる。
える例について説明したが、直交３軸回りの３つのモー
メントを更に加えて車内音を予測するようにすれば更に
精度よく車内音を予測することができる。
【００５７】本実施の形態の予測車内音は図８に示すと
おり、主要なピークの位置およびピークレベルの相対関
係においてよく実測の車内音に近似している。さらに、
本実施の形態では予測した車内音はタイヤ軸力の３方向
のオートパワースペクトルおよび異なる２方向のクロス
パワースペクトルからの寄与分の和であることから、そ
れぞれの部分音が知られているため、それらの相対的大
きさからタイヤ軸力を低減すべき方向が確認できる、と
いう効果がある。
おり、主要なピークの位置およびピークレベルの相対関
係においてよく実測の車内音に近似している。さらに、
本実施の形態では予測した車内音はタイヤ軸力の３方向
のオートパワースペクトルおよび異なる２方向のクロス
パワースペクトルからの寄与分の和であることから、そ
れぞれの部分音が知られているため、それらの相対的大
きさからタイヤ軸力を低減すべき方向が確認できる、と
いう効果がある。
【００５８】本実施の形態を用いれば、タイヤ単体の軸
力特性だけからロードノイズ性能を予測するのに比べ、
車輛特性の影響が考慮されているために、実際のロード
ノイズと良く対応する。従って、本実施の形態は試作し
たタイヤが多種にわたる場合などに、実際にそれらを実
車試験で評価する代わりに、タイヤ１本での簡単な実験
だけでロードノイズの実車性能の良否が予測でき、評価
工数や開発期間短縮に効果を発揮ことができる。
力特性だけからロードノイズ性能を予測するのに比べ、
車輛特性の影響が考慮されているために、実際のロード
ノイズと良く対応する。従って、本実施の形態は試作し
たタイヤが多種にわたる場合などに、実際にそれらを実
車試験で評価する代わりに、タイヤ１本での簡単な実験
だけでロードノイズの実車性能の良否が予測でき、評価
工数や開発期間短縮に効果を発揮ことができる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車内騒音
の予測方法及び装置によれば、伝達関数合成法を適用し
てロードノイズの予測を簡便に行うことができる、とい
う効果が得られる。
の予測方法及び装置によれば、伝達関数合成法を適用し
てロードノイズの予測を簡便に行うことができる、とい
う効果が得られる。
【図１】本発明の車内騒音の予測装置の実施の形態を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の車軸打撃用外付け治具を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態のインパルスハンマーを示
す概略図である。
す概略図である。
【図４】各種タイヤの非転動時の前席車輛感度を示す波
形図である。
形図である。
【図５】本発明の実施の形態の周波数応答関数の例を示
す波形図である。
す波形図である。
【図６】本発明の実施の形態のオートパワースペクトル
の例を示す波形図である。
の例を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の形態のクロスパワースペクトル
の例を示す波形図である。
の例を示す波形図である。
【図８】本発明の実施の形態による計算車内音と実測車
内音とを示す波形図である。
内音とを示す波形図である。
【図９】本発明の実施の形態による計算車内音とその部
分音とを比較して示す波形図である。
分音とを比較して示す波形図である。
１０ 標準タイヤ １４ 加振手段 １４Ａ 車軸打撃用外付け治具 １４Ｂ インパルスハンマー １６ マイクロホン １８Ａ，１８Ｂ 高速フーリエ変換アナライザー ２０ パーソナルコンピュータ ２４ ドラム試験機 ２６ 騒音予測タイヤ ２８ ロードセル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 祐一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 工藤 謙 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 山下 剛 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01H 3/00 G01M 17/007
Claims (4)
- 【請求項１】 標準タイヤを装着した車輛の車軸に、所
定方向の加振力を加え、加えた加振力及び加えた加振力
に伴って車内に発生する騒音の音圧を計測し、前記所定
方向の加振力を入力とし、かつ車内に発生する騒音の音
圧を出力とする周波数応答関数を求めると共に、 路面の凹凸を模擬した表面を有するドラム試験機上で騒
音予測対象タイヤを軸固定状態で回転させたときに該軸
に発生する前記所定方向と同方向の軸力を計測し、計測
した軸力の前記所定方向に関連するパワースペクトルを
求め、 前記周波数応答関数と前記パワースペクトルとから車輛
が前記路面と同等の路面を走行したときに発生する車内
騒音を予測する、 車内騒音の予測方法。 - 【請求項２】 標準タイヤを装着した車輛の車軸に、直
交３軸方向の加振力を直交３軸の各軸毎に加え、加えた
加振力及び加えた加振力に伴って車内に発生する騒音の
音圧を直交３軸の各軸毎に計測し、前記直交３軸方向の
加振力を入力とし、かつ車内に発生する騒音の音圧を出
力とする周波数応答関数を直交３軸の各軸毎に求めると
共に、 路面の凹凸を模擬した表面を有するドラム試験機上で騒
音予測対象タイヤを軸固定状態で回転させたときに該軸
に発生する前記直交３軸方向の軸力を直交３軸の各軸毎
に計測し、計測した軸力の前記直交３軸の各軸方向のオ
ートパワースペクトル及び該直交３軸の異なる２軸方向
のクロスパワースペクトルを求め、 前記周波数応答関数と、前記オートパワースペクトル及
びクロスパワースペクトルとから、車輛が前記路面と同
等の路面を走行したときに発生する車内騒音を予測す
る、 車内騒音の予測方法。 - 【請求項３】 標準タイヤを装着した車輛の車軸に、所
定方向の加振力を加える加振手段と、 加えた加振力及び加えた加振力に伴って車内に発生する
騒音の音圧を計測する第１の計測手段と、 前記所定方向の加振力を入力とし、かつ車内に発生する
騒音の音圧を出力とする周波数応答関数を演算する関数
演算手段と、 路面の凹凸を模擬した表面を有するドラム試験機と、 ドラム試験機上で騒音予測対象タイヤを軸固定状態で回
転させたときに該軸に発生する前記所定方向と同方向の
軸力を計測する第２の計測手段と、 計測した軸力の前記所定方向に関連するパワースペクト
ルを演算するスペクトル演算手段と、 前記周波数応答関数と前記パワースペクトルとから車輛
が前記路面と同等の路面を走行したときに発生する車内
騒音を予測する予測手段と、 を含む車内騒音の予測装置。 - 【請求項４】 標準タイヤを装着した車輛の車軸に、直
交３軸方向の加振力を直交３軸の各軸毎に加える加振手
段と、 加えた加振力及び加えた加振力に伴って車内に発生する
騒音の音圧を直交３軸の各軸毎に計測する第１の計測手
段と、 前記直交３軸方向の加振力を入力とし、かつ車内に発生
する騒音の音圧を出力とする周波数応答関数を直交３軸
の各軸毎に演算する関数演算手段と、 路面の凹凸を模擬した表面を有するドラム試験機と、 ドラム試験機上で騒音予測対象タイヤを軸固定状態で回
転させたときに該軸に発生する前記直交３軸方向の軸力
を直交３軸の各軸毎に計測し、計測した軸力の前記直交
３軸の各軸方向のオートパワースペクトル及び該直交３
軸の異なる２軸方向のクロスパワースペクトルを演算す
るスペクトル演算手段と、 前記周波数応答関数と、前記オートパワースペクトル及
びクロスパワースペクトルとから、車輛が前記路面と同
等の路面を走行したときに発生する車内騒音を予測する
予測手段と、 を含む車内騒音の予測装置。
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