伝達経路解析(SPC)

心地よいクルマをつくるためには、私たちが聞くことも感じることもある音や振動の発生源を特定することが不可欠です。HBKの伝達経路解析は、車室内NVHと車外騒音の両方をカバーします。

今日の競争的な自動車産業では、体感する騒音と振動を迅速かつ正確に評価することが重大です。規制を満足し、体感を向上させるには、人々が遭遇するレベルや認識だけではなく、より多くの知識が必要です。振動音響現象の正しい原因を見つけるためには、異なるソースの寄与を詳細に知ることが重要です。そして、振動音響エネルギーが人々に与える経路を緩和するためには、それがどのように構造物を通り、空気中を伝搬しているかを理解することが重大です。

伝達経路解析と時間領域

音源が大きすぎるのか、それとも伝達しすぎる経路なのか。開発車両を製作する際には、多くの技術的な問題が生じます。伝達経路解析(Source Path Contribution, SPC)は、疑わしい音源または振動源からの寄与を、任意の受信位置への様々な音響や振動の経路を介して評価するための技術です。

SPCでは、観測者(受信者)の知覚する現象が空気中または構造物を介したものとして分類し、掘り下げることでエンジンマウントなどの原因を特定することができます。支配的なソースに焦点を当てることで、最も影響の大きい場所にエンジニアリングの工数を集中させることができます。したがって、自動車エンジニアや管理者がエンジニアリングの意思決定プロセスを改善し、車両開発プロセス全体にわたって設計の代替案や製品のバリエーションを並行して評価できるようになります。

車両への効果的なSPCのためには、ランアップやランダウンのような過渡現象を分析し、修正した設計変更をシミュレートすることが重要です。時間領域SPCソフトウェアは、個々のコンポーネントソースまたは伝達経路の目標レベルを設定するために、寄与の聴取やソース強度またはパス感度の変更が可能です。時間領域SPCデータは、バーチャルドライブ評価のためにNVHシミュレータモデルに転送することもできます。

SPC法はしばしば車室内騒音解析に使用され、ソースとパスは音響と振動の両方ですが、インドアパスバイを用いた通過騒音解析にも使用できます。例えば、車内でヘッドアンドトルソシミュレータ（HATS）バイノーラルマイクロホンで測定しながら、インドアパスバイマイクロホンアレイで測定するなど、実稼働計測を組み合わせることも可能です。

車外騒音に対する伝達経路解析

BK Connect® パスバイ SPC ソリューションは、半無響室内のシャシーダイナモメータの測定値を使用して、車外騒音(パスバイノイズ)を分析するために特別に設計されています。

BK Connect のSPC は、ソースの寄与度を明示的に計算します。これにより、元の測定に対する寄与度の合算値を比較することで、モデルの検証が可能になります。一致度が高ければ高いほど、結果の信頼性が高まり、設計の最適化や騒音問題の解決策を開発するための下流での活用が可能になります。

システムセットアップ

パスバイ SPC では、実稼働計測用に各ソースの周囲にインジケータマイクが配置されています。これらは、体積速度源(VVS)を用いて測定した音響伝達関数(ATF)と組み合わせて、個々のソースごとに実稼働ソース強度を決定することができます。次に、ソースの寄与を評価し、標準的なインドアパスバイ試験と同じ方法で各パスバイアレイマイクロホンで処理します。これにより、各ソースからの寄与を伴うパスバイノイズシミュレーションが作成されます。オーバーオールのSPC 結果は、標準のパスバイ結果を使用して検証されます。

BK Connectにはコンポーネントソースモデリングが含まれており、ソースのグループは個々の物理コンポーネントを独立ソースとして表します。例えば、各エンジン面、吸気オリフィス、および排気オリフィスは、個々のコンポーネントソースとしてモデル化することができます。各コンポーネントソースは、結果全体に対する関連した寄与を持ちます。

車内の音と振動に対する伝達経路解析

SPCシステムでは、構造物から発生する現象についてはマウントスティフネス法や逆マトリクス法で、空気中の現象については音源代替法で騒音・振動の寄与を評価します。

時間領域SPCにより、両耳再生で個々の音源強度をリアルタイムに変更しながら、あるいは周波数領域でノイズ経路を変更しながら、結果として得られるノイズ寄与を8601-S型 Insight ソフトウェアで評価することができます。

Insightは、CAEモデルとの橋渡し役として、テストデータとCAE出力を組み合わせ、様々な設計オプションを強調するハイブリッドモデルを作成することができます。このようなモデルは、バーチャルドライブ評価のためにNVHシミュレータにエクスポートすることもできます。

システムセットアップ

典型的な構成は、BK Connectデータ収集ソフトウェアとSPCビューア（7798-A型）、時間領域SPC（7798-E型）、Insight ソフトウェア(8601-S型)、LAN-XIデータ収集ハードウェアです。Insight(8601-S型) を使用して、実験、実験とのハイブリッド、または純粋なCAE解析ベースのSPCデータの結果をインタラクティブな再生と分析によって体験することができます。

また、HBKの高品質のバイノーラルサウンド再生ハードウェアをお勧めします。SPCへの入力データには、加速度ピックアップ、マイクロホン、ハンマ等も必要です。これは、BK Connect/LAN-XI データ収集システムでのデータ収録、および他のほとんどのデータ収集システムやCAE ソリューションで動作します。

関連製品:

各コンポーネントは、製品の全体的なサウンドにどのように影響しますか?音がどこから来ているのか、どうやって見分けることができますか?それはあなたのところにどのように伝わりますか?そして、あなたは車の音を改善するために何ができますか?テストベンチのエンジンの寄与度を評価する場合でも、走行中の寄与度を特定する場合でも、時間領域SPCを使用すると、伝達経路と寄与度を評価して、自動車の乗員が知覚する騒音や振動をすばやく評価できます。HBK独自の時間領域技術により、データセットを連続して聞き比べたり、SPCモデルを通じて開発が最終製品に与える影響を評価したりすることができます。このシステムは周波数領域のデータを検査することもでき、柔軟性に優れています。

システム提案

時間領域SPCシステムの概要

標準的な構成は、SPCビューア (7798-A型)、時間領域SPC(7798-E型)、Insight (8601-S型)ソフトウェアおよびLAN-XIハードウェアを備えたPULSEデータ収集システムで構成されています。また、サウンドカード(ZH-0677型)、ヘッドフォンアンプ(ZE-0769型)、ヘッドフォン(HT-0017型)など、適切なサウンド再生ハードウェアをお勧めします。加速度ピックアップ、マイクロホン、ハンマなども必要です。

SPCは、PULSEデータ収集システム、その他のほとんどのデータ収集システム、およびCAEソリューションで収集されたデータにも対応します。

SPCは、実験データとCAEモデルから生成された解析データの橋渡しをします。SPCで実験とCAEの結果を組み合わせ、ハイブリッドモデルやバーチャルプロトタイプを作成します。Insight(8601-S型) を使用して、実験、実験とのハイブリッド、または純粋なCAE解析ベースのSPCデータの結果をインタラクティブな再生と分析によって体験することができます。

システム提案

CAEと実験データの統合システム概要

CAE/実験のSPC統合では、SPCビューア（7798-A型）、時間領域SPC（7798-E型）、Insight(8601-S型)が典型的な構成となります。また、サウンドカード(ZH-0677型)、ヘッドフォンアンプ(ZE-0769型)、ヘッドフォン(HT-0017型)などのサウンド再生用ハードウェアを推奨します。

DTS CAE Auditioner（8601-X型）は、Insight(8601-S型)のオプションで、一般的なCAEプログラムのソース強度や伝達関数をInsightの評価ツールに素早く取り込むことができます。

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伝達経路解析と時間領域

車外騒音に対する伝達経路解析

システムセットアップ

車内の音と振動に対する伝達経路解析

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伝達経路解析と時間領域

車外騒音に対する伝達経路解析

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車内の音と振動に対する伝達経路解析

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時間領域ソースパス寄与度

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CAEとテストデータの統合

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