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EV時代のNVH対策を加速させる、gfai tech社の「風洞音響測定用アコースティックカメラシステム」による騒音・ノイズ可視化技術

EV時代のNVH対策を加速させる、gfai tech社の「風洞音響測定用アコースティックカメラシステム」による騒音・ノイズ可視化技術

自動車の電動化(EV化)が進む中、エンジンという大きな音源が消失したことで、これまで目立たなかった「風切り音」や「ロードノイズ」が車室内の快適性を左右する重大な課題となっています。現代の車両開発におけるNVH対策(騒音・振動・ハーシュネス)では、目に見えない音の発生源を素早く、かつ高精度に特定するソリューションが不可欠です。

ドイツのgfai tech(ジーファイテック)社が提供する「風洞音響測定用アコースティックカメラシステム(以下:風洞音響測定システム)」は、最新の音声可視化技術(アコースティックカメラ)を駆使し、複雑な騒音やノイズを素早くマッピングします。ドイツ国営の研究機構(GFAI)を母体とする同社の技術は、欧州の高級車メーカーからアジアの最新EVメーカーまで、世界中の開発現場で採用されています。

アコースティックカメラによる「騒音・ノイズ」の見える化

gfai tech社の音声可視化装置は、多数のマイクロホンで構成されるアレイを使用し、音圧レベルを熱分布図(ヒートマップ)のように画像や動画へ合成することで「音圧を色で見える化」します。

これにより、車外で発生する風切り音や、車室内へ伝播するノイズの発生源を素早く特定できます。また、どこで騒音が発生しているか、あるいは振動がどのように音に変換されているかなど、空間的な音響解析が極めて容易になります。

gfai tech社アコースティックカメラ

風洞音響測定システムの構成:車外と車内を一括で可視化

gfai tech社のシステムは、車両の全方位および内部を捉える柔軟な構成が可能です。主要な構成要素は以下の3点に集約されます。

車両外側測定用マイクロホンアレイ:
車両の両側面、天面、前面など合計5つ程度のアレイを配置し、360度全方位から騒音源を特定します。床下からの騒音を捉えるためのアレイ追加も可能です。

車室内用アコースティックカメラ(Sphere):
車室内に設置する球体型のアレイで、ドライバーが感じるノイズを直接可視化します。車外の騒音と車内のノイズの相関性を同時に評価でき、効率的なNVH対策を支援します。

同期制御システム(ハードウェア&ソフトウェア):
膨大なデータを伝送するデータレコーダーとPC、および風洞の制御システムと同期して風速などの試験条件とリンクした解析を行う専用ソフトウェアで構成されます。

3D Scanシステム / 外側アレイx4 / 内側アレイx1 / データレコーダーx5 / 専用ソフトウェア / ハイスペックPC

エンジニアの課題を解決する高度な騒音・ノイズ解析機能

膨大なデータから何を読み解けるのか?本システムの真価は、単なる可視化を超え、NVHエンジニアが対策の優先順位を判断するための「物理的なエビデンス」を簡単に提示できる高度な解析アルゴリズムにあります。

周波数軸による詳細な要因分析(フィルタリング)

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複雑に入り混じる騒音の中から、特定の周波数帯域のみを抽出可能です。例えば、高周波の「ヒュー」という風切り音と、低周波の「ゴー」というロードノイズを個別に切り分けて可視化できるため、感覚的な評価に頼らず、対策すべきノイズの優先順位をデータに基づいて明確化できます。

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特定の周波数帯域の音声のみを抽出・可視化
特定の周波数帯域の音声のみを抽出・可視化

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局所的なズーム解析と異音源のピンポイント特定

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車両全体を俯瞰するだけでなく、サイドミラーやボンネットなど、特定の部位をクローズアップした解析が行えます。特定の風速や速度域でのみ発生するノイズが、「どの部品の、どの箇所の不具合」に起因しているのかを最短距離で突き止めます。

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局所的なズーム解析と異音源のピンポイント特定
局所的なズーム解析と異音源のピンポイント特定

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3Dモデル・CADデータとの統合

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CADデータ上に測定した音圧をマッピングすることで、意匠デザインと騒音発生メカニズムの因果関係を視覚的に証明し、部門間の円滑な合意形成を支援します。

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3Dモデル・CADデータとの統合
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振動伝播を捉える車室内の可視化

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前述の車室内用アコースティックカメラ「Sphere」を用いることで、外部からの風切り音がどの経路から侵入しているのか、あるいは部材の振動がどこで音として放射されているかを間接的に可視化します。これは、静粛性の極めて高いEV開発において、微細なノイズさえも許さない「究極の静粛性」を実現するための強力な武器となります。

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車室内の可視化

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NVH対策のPDCAを加速させる高速測定ワークフロー

設置型のアレイシステムを採用しているため、車両を風洞実験施設に準備すれば即座に測定を開始できます。解析処理時間が非常に短いため、現場で結果を確認し、車両形状の微調整後にすぐ再測定を行う「トライ&エラー」を短時間で繰り返せます。車両ごとに複雑な配線を行う手間を省けるため、開発期間の大幅な短縮に直結します。

特定周波数の音声を簡単に可視化

まとめ:世界のNVH対策でgfai techが選ばれる理由

gfai tech社の「風洞音響測定システム」が、欧州の高級車メーカーをはじめ最新EVメーカーに選ばれている理由は、その「速さ」と「精度の両立」にあります。

設置型アレイによる測定効率の最大化と、ドイツの研究機関由来の豊富な実績に基づき、目に見えない振動やノイズを確かなデータへと変換します。既存の風洞設備や特定の騒音測定要件に合わせた柔軟なカスタマイズも可能です。

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