DE69807785T2

DE69807785T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vorhersagen von Lärm innerhalb von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE69807785T2
Application number: DE69807785T
Authority: DE
Inventors: Mamoru Horiuchi; Ken Kudo; Akira Suto; Tsuyoshi Yamashita; Yuichi Yoshimura
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2018-06-10
Also published as: JP3318235B2; EP0886130A2; US6529838B1; EP0886130A3; DE69807785D1; EP0886130B1; JPH116758A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Vorhersagen von Lärm im Innern eines Fahrzeugs (Fahrzeuginnengeräusch) und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorhersagen von Lärm im Innern eines Fahrzeugs, bei denen der durch eine unregelmäßige Straßenoberfläche verursachte Fahrzeuginnenlärm ohne weiteres vorhergesagt werden kann.

Stand der Technik

In den letzten Jahren haben sich die Nachfragen gewöhnlicher Verbraucher nach weniger Lärm erhöht. Auf die gleiche Art und Weise fragen Automobilkäufer ebenfalls nach Fahrzeugen, die weniger Lärm machen. Eine Art und Weise zum Verringern des Lärms eines Automobils besteht darin, den innerhalb eines Fahrzeugs erzeugten Lärm durch die Anregung über die Aufhängung des Fahrzeugskörpers durch die Anregungskraft zu verringern, die an den Reifen erzeugt wird, wenn ein Fahrzeug über eine geringfügig unebene Straßenoberfläche, wie beispielsweise eine holperig gepflasterte Straße oder dergleichen (d. h. Straßenlärm) läuft. Wenn man sich auf den Reifen als ein Teil des Fahrzeugs als das Phänomen konzentriert, das diesen Straßenlärm verursacht, dann wird im allgemeinen vom Standpunkt des Fahrzeugs die Qualität des Fahrzeugs durch die Spezifikationen der Reifen, wie beispielsweise Struktur und Qualität der Materialien, geändert. Von dem Standpunkt des Reifens wird der Pegel und die Tonqualität des Lärms durch die Spezifikationen des Fahrzeugs geändert. Somit ist offensichtlich, dass die Eigenschaften sowohl des Reifens als auch des Fahrzeugs zusammen verknüpft sind. An Standorten der Produktentwicklung von Reifen oder dergleichen wurde die Erfahrung gemacht, obgleich nicht so häufig, dass die Höherwertigkeit und Niederwertigkeit zwischen Reifen unterschiedlicher Spezifikationen beruhend auf den Spezifikationen der bei den laufenden Tests verwendeten Fahrzeugen umgekehrt werden kann.
Ein Verfahren zum Vorhersagen von Straßenlärm, das experimentelle Werte in Kombination verwendet, wird in "Trend of the Study on Road Noise" (Automobile Technology, Band 49, Nr. 1, 1995, Seiten 88-93) beschrieben.
In dieser Referenz ist es aus einem Langzeitblickpunkt betrachtet ideal, wenn der Fahrzeuginnenlärm bis zu einer Frequenz von ungefähr 500 Hz, wie beispielsweise Straßenlärm, durch ein Rechenmodell mit einem Finite-Elemente-Verfahren oder dergleichen vorhergesagt werden kann, und es ist eine Selbstverständlichkeit, dass derartige Forschung weiterentwickelt wird. Bei dem gegenwärtigen Stand wird jedoch eine hohe Genauigkeit sogar dann nicht erhalten, wenn die Schwingungsanalyse eines Strukturkörpers, wie beispielsweise eines Fahrzeugkörpers, der ein kompliziertes und außerordentliches Ausmaß von Varianz aufweist, bis zu einer Hochfrequenz (ungefähr 500 Hz) beeinflusst wird. Demgemäß wird in der Referenz angegeben, dass das Verfahren, das experimentelle Werte in Kombination verwendet, die Haupttendenz ist.
Dieses Verfahren, das experimentelle Werte in Kombination verwendet, wird auch als ein Transferfunktions- Syntheseverfahren oder ein Unterstruktur-Syntheseverfahren bezeichnet. Bei diesem Verfahren wird ein Fahrzeug in zwei Komponenten getrennt, d. h. einen Fahrzeugkörper und eine Aufhängung, und Schwingungslärm innerhalb des Fahrzeugs wird aus den Schwingungseigenschaften jeder der Komponenten vorhergesagt. Die Schwingungseigenschaften (d. h. Transferfunktion oder Frequenzgangfunktion) jeder der Komponenten kann durch das Berechnungsmodell mit dem Finite- Elemente-Verfahren oder durch Verwenden von experimentellen Werten erhalten werden. Alternativ können das Finite-Elemente- Verfahren und die experimentellen Werte in Kombination verwendet werden.
Wenn das Finite-Elemente-Verfahren und die experimentellen Werte in Kombination verwendet werden, werden die Schwingungseigenschaften der Aufhängung durch das Berechnungsmodell mit dem Finite-Elemente-Verfahren, die Schwingungseigenschaften des Fahrzeugkörpers an einem Punkt, der über dem Punkt angeordnet ist, wo die Aufhängung angebracht ist, werden durch eine tatsächlich gemessene Frequenzgangfunktion erhalten, und die Systemeigenschaften von der Achseneingabe zu dem Fahrzeuginnenlärm werden in Übereinstimmung mit dem Transferfunktions-Syntheseverfahren erhalten. Um Straßenlärm durch dieses Verfahren vorherzusagen, ist es notwendig, dass eine Anregungskraft in das System eingegeben wird. Folglich wird bei diesem Verfahren eine Antriebspunkt-Inertance-Matrix (3 · 3) zu der Zeit, wenn die Achse angeregt wird, tatsächlich gemessen, die Beschleunigung (drei orthogonale Axialrichtungen) des Fahrzeugsachsenteils, wenn das Fahrzeug tatsächlich auf einer holprigen Straßenoberfläche läuft, wird gemessen, und der gemessene Wert dieser Beschleunigung wird mit der inversen Matrix der Inertance-Matrix multipliziert. Die in die Achse eingegebene Anregungskraft wird somit durch den Umkehrvorgang geschätzt. Zu dieser Zeit wird, um Fehler zu minimieren, die durch Verwenden der gemessenen Daten bei den berechneten Werten der inversen Matrix erzeugt wurden, die Genauigkeit der Vorhersage durch Anwenden einer mathematischen Technik, wie beispielsweise einer Singulär-Wert-Zerlegung, verbessert. Der als eine Ausgabe dienende Innenlärm wird schließlich durch Multiplizieren der in die Achse eingegebenen Anregungskraft, die auf diese Art und Weise geschätzt wurde, mit der System- Transferfunktion vorhergesagt.
Eine Hauptaufgabe des oben beschriebenen herkömmlichen Straßenlärm-Vorhersageverfahrens besteht darin, eine Richtlinie zum Verbessern der beiden Komponenten auf der Fahrzeugseite, d. h. der Aufhängung und des Fahrzeugkörpers, zu erhalten. Die Eingabe von dem Reifen wird als ein repräsentativer Wert durch den oben erwähnten Umkehrvorgang erhalten und nur als eine Randbedingung geliefert. Demgemäß ist sie zur Verwendung beim Erhalten einer Richtlinie zum Verbessern des Reifens nicht geeignet.
Außerdem ist es vom Standpunkt des Reifens ausreichend, wenn die Eigenschaften des Fahrzeugs einfach nur als Gesamteigenschaften des Fahrzeugs über der Achse genommen werden. Somit ist es nicht immer notwendig, die Fahrzeugkomponenten in Aufhängungsmodell-Transfereigenschaften und Fahrzeugkörper-Transfereigenschaften zu unterteilen. Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Straßenlärm- Vorhersageverfahren wird jedoch das Fahrzeug in zwei Komponenten aufgeteilt. Demgemäß ist es nicht praktisch, nur den Reifen zu verbessern, und somit wird ein einfacheres Verfahren gewünscht.
Ferner sei betrachtet, dass das oben beschriebene herkömmliche Straßenlärm-Vorhersageverfahren auf den Reifen angewendet wird, dass die jeweiligen Reifen, die unterschiedliche Spezifikationen aufweisen, dem oben beschriebenen Umkehrvorgang unterworfen werden und dass die Straßengeräusche der jeweiligen Reifen, die unterschiedliche Spezifikationen aufweisen, verglichen werden. Um dies zu implementieren, ist es jedoch notwendig, dass die jeweiligen Reifen, die unterschiedliche Spezifikation aufweisen, ausgetauscht werden und an Achsen montiert werden, und dass die Fahrzeuge, an denen die Reifen angebracht sind, einem tatsächlichen Laufen unterworfen werden. Folglich ist es das Gleiche, als wenn die Reifen an dem tatsächlichen Fahrzeug ausgetauscht werden, und das Innengeräusch wird direkt ausgewertet. Ein Nachteil entsteht dadurch, dass eine große Menge an Zeit und Arbeit erforderlich ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die oben beschriebenen Nachteile zu lösen, und deren Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung für und ein Verfahren zum Vorhersagen von Fahrzeuginnenlärm bereitzustellen, in denen Straßenlärm ohne weiteres durch Verwenden eines Transferfunktions- Syntheseverfahrens vorhergesagt werden kann.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wird erläutert. Zuerst werden die Komponenten eines Fahrzeugs als Ganzes, die den Straßenlärm beeinflussen, in zwei Teile aufgegliedert, d. h. die Reifen und den Teil des Fahrzeugs über den Achsen, und das oben beschriebene Transferfunktions-Syntheseverfahren wird angewendet.
Wie es oben beschrieben ist, ist es hinsichtlich der Komponenten des Fahrzeugs nicht angebracht, da das Berechnungsmodell, bei dem das Fahrzeug in die Aufhängung und den Fahrzeugkörper aufgegliedert wird, nicht praktisch ist, die tatsächlich gemessene Transferfunktion zu verwenden. Bei dem ursprünglichen Transferfunktions-Syntheseverfahren sollten Transfereigenschaften, die durch Anregen der Achse des Fahrzeugs, an dem ein Reifen nicht angebracht ist, erhalten werden, als die Transfereigenschaften von der Achse des Fahrzeugs zu dem Fahrzeuginnengeräusch verwendet werden. Um jedoch die Transfereigenschaften durch Anregen der Achse eines Fahrzeugs, an dem ein Reifen nicht angebracht ist, zu erhalten, ist es notwendig, dass ein Zustand, der der gleiche wie der Zustand ist, bei dem ein Reifen an der Achse angebracht ist und eine Last daran angelegt wird, in einem Zustand, bei dem ein Reifen nicht an der Achse angebracht ist, und ohne Anlegen übermäßiger Kraft daran erzeugt wird. Demgemäß ist es notwendig, außerordentlich kompliziertes Gerät bei dem Experiment bereitzustellen, und eine große Anzahl von technischen Schwierigkeiten kann erwartet werden. Somit ist es nicht praktisch.
Daher haben die Erfinder entschieden, als Transfereigenschaften von der Achse des Radteils zu dem Innenlärm, das Fahrzeug in einem Zustand zu verwenden, bei dem eine Last natürlicherweise an die Achse angelegt ist, während ein Reifen daran angebracht ist, und die Transfereigenschaften von der Anregungskraft zu dem Fahrzeuginnenlärm zu verwenden, wenn die Achse in den vorbestimmten Richtungen angeregt wird.
Die Transfereigenschaften sind nicht unverfälscht alleine die Transfereigenschaften des Fahrzeugsteils, sondern sind die Eigenschaften, bei denen ein Teil der Eigenschaften des angebrachten Reifens enthalten sind. Die Erfinder bestätigen jedoch, wie es später beschrieben wird, dass der Fahrzeuginnenlärm theoretisch richtig erhalten werden kann.
Die Transfereigenschaften von der Achse zu dem Innengeräusch können mit dem an dem Fahrzeug angebrachten Reifen erhalten werden, der einer Lärmvorhersage zu unterziehen ist (nachstehend "der Versuchsobjekt-Reifen"); wenn es jedoch eine Mehrzahl von Versuchsobjekt-Reifen gibt, ist es notwendig, die Versuchsobjekt-Reifen auszutauschen, um die Transfereigenschaften jedes Reifens zu erhalten, und dies ist somit mühsam. Andererseits bestätigen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, die Erfinder in Übereinstimmung mit dem Experiment, dass, wenn die Größen der Reifen gleich sind, die Fahrzeugsempfindlichkeiten zur Zeit der Anregung im wesentlichen sogar gleich sind, wenn die Spezifikationen der Reifen unterschiedlich sind. Fig. 4 zeigt die Fahrzeugempfindlichkeiten in den Vordersitzen, wenn die Reifen A bis E, die unterschiedliche Spezifikationen aufweisen, nicht gedreht werden. Bei der vorliegenden Erfindung werden Standardreifen als diejenigen verwendet, die an dem Fahrzeug angebracht sind, und eine Anregungskraft wird an die Achsen des Fahrzeugs angelegt, an denen die Standardreifen angebracht sind. Demgemäß wird die Transferfunktion von der Anregungskraft zu den Fahrzeuginnenlärm erhalten. Auf diese Art und Weise ist es nicht länger notwendig, die Reifen des Fahrzeugs auszutauschen, und die Transfereigenschaften von der Achse zu dem Fahrzeuginnenlärm können ohne weiteres erhalten werden.
Idealerweise ist es wünschenswert, dass die Eigenschaften des Reifens, der als eine weitere Komponente dient, durch ein genaues Berechnungsmodell ausgedrückt werden können. Da jedoch ein derartiges Modell gegenwärtig noch nicht praktisch ist, ist es notwendig, die experimentellen Daten zu verwenden. Folglich haben sich die Erfinder entschieden, als die Eigenschaften des Reifens in einem Raum die Axialkraft in den oben beschriebenen vorbestimmten Richtungen (die Richtungen, in denen die Achse des Fahrzeugs, an dem der Reifen angebracht ist, angeregt wird) zu verwenden, die an der Welle des Versuchsobjekt-Reifens erzeugt wird, wenn der Versuchsobjekt- Reifen in einem axial befestigten Zustand an einer Trommelversuchsmaschine gedreht wird, d. h. wenn der Versuchsobjekt-Reifen in Simulation an einer Trommelversuchsmaschine läuft, die eine die Unebenheit einer Straßenoberfläche simulierende Oberfläche, wie beispielsweise eine holperig gepflasterte Straße, aufweist.
Wie es später beschrieben wird, werden in Übereinstimmung mit dem Transferfunktions-Syntheseverfahren die Transferfunktion des oben beschriebenen Fahrzeugs und das Leistungsspektrum, das sich auf die Axialkräfte des Reifens in den oben beschriebenen vorbestimmten Richtungen bezieht, für jede Richtung und für jede Position des Fahrzeugs, an der der Reifen angebracht ist, in dem Frequenzbereich multipliziert, und die erhaltenen Produkte werden zusammenaddiert. Die Erfinder finden, dass das Autoleistungsspektrum des Fahrzeugsinnengeräuschs, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straßenoberfläche, wie beispielsweise einer holperig gepflasterten Straße und dergleichen läuft, wiedergegeben wird. Insbesondere werden die Transferfunktion des oben beschriebenen Fahrzeugs und das Leistungsspektrum der Axialkraft des Reifens für jede entsprechende Richtung und für jede Position, an der der Reifen angebracht ist, multipliziert, und die erhaltenen Produkte werden zusammenaddiert. Das Autoleistungsspektrum des Fahrzeugsinnengeräusches kann dadurch erhalten werden.
Als nächstes wird eine Beschreibung gegeben, wie das Fahrzeuginnengeräusch durch Verwenden der Eigenschaften einschließlich eines Teils des angebrachten Reifens genau erhalten wird. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird das hypothetische Fahrzeuginnengeräusch betrachtet, das erzeugt wird, wenn nur ein Rad eines Fahrzeugs auf einer unebenen Straßenoberfläche läuft. Dies wird durchgeführt, da berücksichtigt wird, dass, wenn das Fahrzeuginnengeräusch infolge einer zufälligen Straßenoberflächeneingabe, wie beispielsweise Straßenlärm, betrachtet wird, die Korrelation zwischen den Straßenoberflächen-Eingaben von den jeweiligen Rädern klein ist, und dass das Fahrzeuginnengeräusch, das von allen vier Rädern verursacht wird, durch die Summe (Leistungs- Addition) der Beiträge von den jeweiligen Rädern angegeben werden kann. Die Erfinder bestätigen, dass dies bei dem Experiment, bei dem jedes der vier Räder des Fahrzeugs an der Innenraum-Trommelversuchsmaschine belastet wird, ungefähr erreicht wird. Um die Erläuterung zu vereinfachen, sind ferner die Richtungen, an denen die Anregungskraft angelegt wird, drei orthogonale Achsen (X ist die Längsrichtung des Fahrzeugs; Y ist die Querrichtung des Fahrzeugs; und Z ist die Senkrechtrichtung des Fahrzeugs).
Als alleinige Eigenschaften des Fahrzeugs ist eine Antriebspunkt-Bewegungs-Steifigkeitsmatrix der Achse, an der der Reifen nicht angebracht ist. K(s) = [Kij(s)] (wobei i, j = X, Y, Z), und der Transferfunktions-Vektor von der Verschiebung der Fahrzeugachse, an der der Reifen nicht angebracht ist, zu. dem Innengeräusch {Si} (wobei i = X, Y, Z). Als alleinige Eigenschaft des Reifens ist eine Axial-Antriebspunkt- Bewegungs-Steifigkeitsmatrix-Matrix, wenn der bodenberührende Punkt des Reifens festgelegt und die Achse frei ist. K(22) = [Kij(22)] (wobei i, j = X, Y, Z). Ferner ist als alleinige Eigenschaft des Reifens eine Transfer-Bewegungsfestigkeits- Matrix, wenn die Achse fest ist und der Bodenberührungspunkt angeregt wird. K(21) = [Kij(21)] (wobei i, j = X, Y, Z). Ein äquivalenter Verschiebungs-Eingangsvektor an dem Bodenberührungspunkt des Reifens infolge der Unebenheit der Straßenoberfläche ist {Xi(1)} (wobei i = X, Y, Z). In Übereinstimmung mit dem Transferfunktions-Syntheseverfahren wird der Fahrzeuginnenlärm, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straßenoberfläche läuft, in der folgenden Formel angegeben, wobei T eine Transposition bzw. Versetzung ist.
P = -{Si}T(K(s) + K(22))&supmin;¹K(21){Xi(1)} (1)
Andererseits ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Transferfunktion des Fahrzeugs ein Transferfunktions-Vektor von der Achsenanregungskraft zu dem Fahrzeuginnenlärm, wenn die Achse mit einem angebrachten Reifen angeregt wird, {Gi} (wobei i = X, Y, Z), und als die Eigenschaft des Reifens ein Reifen-Achsenkraft-Vektor, wenn der Versuchsobjekt-Reifen an der Trommelversuchsmaschine in einem axial befestigten Zustand bewegt wird, {F&sub1;} (wobei i = X, Y, Z). Die folgende Formel kann von dem Tranfersfunktions- Syntheseverfahren auf die gleiche Art und Weise, wie es oben beschrieben ist, eingeführt werden.
{Gi}T = -{Si}T(K(s) + K(22))&supmin;¹ {Fi} = K(21) {Xi(1)} (2)
Die folgende Formel wird aus den oben beschriebenen Formeln (1) und (2) erhalten.
P = {Gi}T {Fi} (3)
Auf diese Art und Weise ist offensichtlich, dass das Fahrzeuginnengeräusch theoretisch unter Verwendung des Transferfunktions-Vektors {Gi} und des Reifenaxialkraft-Vektors {Fi} der vorliegenden Erfindung richtig erhalten wird.
Wenn die oben beschriebene Formel in Komponenten entwickelt wird, wird die folgende Formel erhalten.
P = GxFx + GyFy + GzFz (4)
Um das Leistungsspektrum des Fahrzeuginnengeräusches aus der oben beschriebenen Formel (3) zu erhalten, ist es ausreichend, dass der konjugiert komplexe Betrag multipliziert wird, das Quadrat des Absolutwerts der Formel (3) ausgeführt wird, und das zeitliche Mittel berechnet wird.
= * (5)
"*" in der oben beschriebenen Formel (5) bedeutet einen konjugiert komplexer Betrag.
Die Entwicklung und Anordnung der obigen Formel (5) ist wie folgt.
= Gx ² + Gy ² + Gz ² + 2Re(GxGy* + GyGz* + GzGx* ) (6)
Re() in der oben beschriebenen Formel (6) bedeutet den Realzahl-Anteil der komplexen Zahl in ().
Daher werden in Übereinstimmung mit dem Transferfunktions- Syntheseverfahren die Transferfunktion des Fahrzeugs und das Leistungsspektrum, das sich auf die Reifenaxialkraft in den vorbestimmten Richtungen bezieht, für jede verwandte Richtung in dem Frequenzbereich multipliziert, und die erhaltenen Produkte werden zusammenaddiert. Insbesondere werden die Transferfunktionen des Fahrzeugs und das Leistungsspektrum der Reifenaxialkraft für jede entsprechende Richtung multipliziert, und die erhaltenen Produkte werden zusammenaddiert. Auf diese Art und Weise kann das Autoleistungsspektrum des Fahrzeuginnenlärms, wenn ein Rad auf einer unebenen Straßenoberfläche, wie beispielsweise einer holperig gepflasterten Straße oder dergleichen, läuft, wiedergegeben werden. Außerdem kann das Fahrzeuginnengeräusch aller vier Räder durch Summieren der Autoleistungsspektren von jeweiligen Rädern erhalten werden.
Bei der oben beschriebenen Formel (6) sind die ersten drei Glieder auf der rechten Seite die Komponenten, die auf den Autoleistungsspektren in drei orthogonalen Axialrichtungen der Axialkraft basieren, und die verbleibenden drei Glieder sind Komponenten, die auf den Kreuzleistungsspektren zwischen zwei unterschiedlichen Axialrichtungen basieren. Während die Komponenten, die auf den Autoleistungsspektren basieren, unveränderlich positiv sind, können die Komponenten, die auf den Kreuzleistungsspektren basieren, positiv oder negativ sein. Die Beiträge der Reifenaxialkraft in den jeweiligen Richtungen mit Bezug auf den Straßenlärm können aus diesen Komponenten bekannt sein. Das heißt, dass die Transferfunktion mit dem Autoleistungsspektrum multipliziert wird, und die Transferfunktion mit dem Kreuzleistungsspektrum für jede verwandte Axialrichtung und für jede verwandte Position, an der der Reifen montiert ist, multipliziert wird, und die erhaltenen Produkte zusammen addiert werden. Demgemäß kann das Autoleistungsspektrum innerhalb des Fahrzeugs wiedergegeben und der Fahrzeuginnenlärm aus dem Autoleistungsspektrum innerhalb des Fahrzeugs vorhergesagt werden.
Auf der Grundlage des oben beschriebenen Prinzips wird bei einem Verfahren zum Vorhersagen von Fahrzeuginnenlärm eine Anregungskraft an die Achse eines Fahrzeugs angelegt, an der Standardreifen in vorbestimmten Richtungen angebracht sind, wobei die angelegte Anregungskraft und der Schalldruck des infolge der angelegten Anregungskraft innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Lärms gemessen werden, die Frequenzgangfunktion, bei der die Anregungskraft in vorbestimmten Richtungen als eine Eingabe und der Schalldruck des innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Lärms als eine Ausgabe dient, erhalten wird, und eine Axialkraft, deren Richtungen die gleiche wie die vorbestimmten Richtungen sind und die an einer Achse erzeugt wird, wenn ein einer Lärmvorhersage zu unterziehender Reifen in einem axial befestigten Zustand auf einer Trommelversuchsmaschine gedreht wird, die eine Oberfläche aufweist, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche simuliert, gemessen wird, und das Leistungsspektrum bezüglich der gemessenen Axialkraft in den vorbestimmten Richtungen erhalten wird; und auf der Grundlage der Frequenzgangfunktion und des Leistungsspektrums Vorhersagen von Innenlärm eines Fahrzeugs, der erzeugt wird, wenn ein Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche läuft, die der Straßenoberfläche ähnlich ist. Eine Transferfunktion kann als die Frequenzgangfunktion verwendet werden.
Bei dem Verfahren zum Vorhersagen von Fahrzeuginnenlärm gemäß der vorliegenden Erfindung können die Frequenzgangfunktion und das Leistungsspektrum gleichzeitig oder eines von ihnen kann vor dem anderen erhalten werden.
Als die oben beschriebenen vorbestimmten Richtungen können drei Richtungen, die aus den drei orthogonalen Axialrichtungen bestehen, die aus der Achse in der Längsrichtung des Fahrzeugs, der Achse der Querrichtung des Fahrzeugs und der Achse in der Senkrechtrichtung des Fahrzeugs gebildet werden; sechs Richtungen, die aus den drei orthogonalen Axialrichtungen und den die drei orthogonalen Achsen (Momente um die Achsen) umschließenden aufgebaut sind; und notwendige Richtungen aus den drei Axialrichtungen und den die drei orthogonalen Achsen umschließenden verwendet werden. Die Anregungskraft kann unabhängig an die Achse in vorbestimmten Richtungen angelegt werden. Wenn jedoch das Moment um die Achse berücksichtigt wird, ist es schwierig, das Moment unabhängig anzulegen. Folglich kann, wenn das Moment um die Achse berücksichtigt wird, der Abstand (Länge des Arms des Moments) von der Radmitte, d. h. dem Schnittpunkt zwischen der Äquatorialebene des Reifens und der Achse des Reifens, zu der Position, an der die Anregungskraft angelegt wird, erhöht werden und zu der an jeder orthogonale Achsen angelegten Kraft in der Axialrichtung hinzugefügt werden. Zu dieser Zeit wird eine Mehrzahl von Positionen, an die die Anregungskraft angelegt wird, ausgewählt, und die Transferfunktion infolge des Moments und die Transferfunktion infolge der Kraft in der Axialrichtung werden durch Berechnung von den Daten getrennt, indem nur die Richtung der Kraft in der Axialrichtung angeregt wird, um ohne Ändern der Richtung des Moments invertiert zu werden. Das heißt, dass es mathematisch ausreicht, wenn die Anregungskraft in sechs Richtungen angelegt wird (die Positionen, an die die Anregungskraft angelegt wird, werden ebenfalls geändert), die ordnungsgemäß ausgewählt wurden, um lineare Gleichungen mit sechs Unbekannten (Transferfunktionen) gleichzeitig zu lösen.
Wenn zwei oder mehr Richtungen als die vorbestimmte Richtung verwendet werden, kann das Autoleistungsspektrum in den vorbestimmten Richtungen und das Kreuzleistungsspektrum zwischen den beiden unterschiedlichen Axialrichtungen als das Leistungsspektrum erhalten werden.
Wenn drei orthogonale Axialrichtungen als die vorbestimmten Richtungen und das Autoleistungsspektrum und das Kreuzleistungsspektrum als das Leistungsspektrum verwendet werden, wird die Anregungskraft an die Achse eines Fahrzeugs, an der Standardreifen in drei orthogonalen Axialrichtungen angebracht sind, für jede der drei orthogonalen Achsen angelegt, die angelegte Anregungskraft und der Schalldruck der innerhalb des Fahrzeugs infolge der angelegten Anregungskraft erzeugten Lärms für jede der drei orthogonalen Achsen gemessen, und die Frequenzgangfunktion, bei der die Anregungskraft in den drei orthogonalen Richtungen als eine Eingabe dient, und der Schalldruck des in dem Fahrzeug erzeugten Lärms als eine Eingabe dient, für jede der drei orthogonalen Achsen erhalten. Zur gleichen Zeit wird die Axialkraft in den drei orthogonalen Axialrichtungen, die an der Achse erzeugt wird, wenn ein Versuchsobjektreifen für die Lärmvorhersage in einem axial befestigten Zustand an einer Trommelversuchsmaschine gedreht wird, die eine Oberfläche aufweist, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche simuliert, für jede der drei orthogonalen Achsen gemessen, und das Autoleistungsspektrum der gemessenen Axialkraft in jeder der drei orthogonalen Axialrichtungen und das Kreuzleistungsspektrum in der Richtung zwischen zwei unterschiedlichen Achsen der drei orthogonalen Achsen werden erhalten. Auf der Basis der Freguenzgangfunktion, des Autoleistungsspektrums und des Kreuzleistungsspektrums wird der Fahrzeuginnenlärm, der erzeugt wird, wenn das oben beschriebene Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche läuft, die der Straßenoberfläche ähnlich ist, vorhergesagt.
Ferner eine Vorrichtung zum Vorhersagen von Fahrzeuginnengeräuschen mit: einem Anregungsmittel, das eine Anregungskraft in vorbestimmten Richtungen an eine Achse eines Fahrzeugs anlegt, an der Standardreifen angebracht sind/- erstem Messmittel, das die angelegte Anregungskraft und den Schalldruck des innerhalb eines Fahrzeugs infolge der Anregungskraft erzeugten Lärms misst; einem Funktionsbetriebsmittel, das die Frequenzgangfunktion betreibt, bei der die Anregungskraft in den vorbestimmten Richtungen als eine Eingabe und der Schalldruck des innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Lärms als eine Ausgabe dient; einer Trommelversuchsmaschine, die eine Oberfläche aufweist, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche simuliert; zweitem Messmittel zum Messen der Axialkraft, deren Richtungen die gleichen wie die vorbestimmten Richtungen sind, und die an einer Achse erzeugt wird, wenn ein einer Geräuschvorhersage zu unterziehender Reifen an der Trommelversuchsmaschine in einem axial befestigten Zustand gedreht wird; einem Spektrumbetriebsmittel, das das Leistungsspektrum betreibt, das sich auf die gemessene Axialkraft in den vorbestimmten Richtungen bezieht; und einem Vorhersagemittel, das auf der Grundlage der Frequenzgangfunktion und des Leistungsspektrums das Fahrzeuginnengeräusch vorhersagt, das erzeugt wird, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche läuft, die der oben beschriebenen Straßenoberfläche ähnlich ist.
Außerdem eine Vorrichtung zum Vorhersagen von Fahrzeuginnengeräuschen mit: einem Anregungsmittel, das eine Anregungskraft in drei orthogonalen Richtungen an die Achse eines Fahrzeugs, an der Standardreifen angebracht sind, für jede der drei orthogonalen Achsen anlegt; erstem Messmittel, das die angelegte Anregungskraft und den Schalldruck der innerhalb eines Fahrzeugs infolge der Anregungskraft erzeugten Lärms für jede der drei orthogonalen Achsen misst; einem Funktionsbetriebsmittel, das eine Frequenzgangfunktion für jede der drei orthogonalen Achsen betreibt, bei der die Anregungskraft in den drei orthogonalen Axialrichtungen als. eine Eingabe und der Schalldruck der innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Geräusche als eine Ausgabe dient; einer Trommelversuchsmaschine, die eine Oberfläche aufweist, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche simuliert; einem Spektrumbetriebsmittel zum Messen für jede der drei orthogonalen Achsen der Axialkraft in den drei orthogonalen Axialrichtungen, die an einer Welle erzeugt wird, wenn ein Versuchsobjekt-Reifen für die Lärmvorhersage auf der Trommelversuchsmaschine in einem axial befestigten Zustand gedreht wird, und zum Betreiben eines Autoleistungsspektrums der gemessenen Axialkraft in jeder der drei orthogonalen Axialrichtungen und eines Kreuzleistungsspektrums in der Richtung zwischen den zwei unterschiedlichen Achsen der drei orthogonalen Achsen; und einem Vorhersagemittel, das auf der Grundlage der Frequenzgangfunktion, des Autoleistungsspektrums und des Kreuzleistungsspektrums die Fahrzeuginnengeräusche vorhersagt, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche ähnlich der oben beschriebenen Straßenoberfläche läuft.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Frequenzgangfunktion, bei der die Anregungskraft als eine Eingabe und der Schalldruck des innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Lärms als eine Ausgabe dient, unter Verwendung eines Standardreifens erhalten. Folglich kann, sogar wenn es eine Mehrzahl von Versuchsobjekt-Reifen gibt, die Frequenzgangfunktion von der Anregungskraft zu dem Schalldruck des in dem Fahrzeug erzeugten Lärms ohne weiteres erhalten werden.
Wenn die vorliegende Erfindung angewendet wird, können Richtlinien zum Verbessern der Eigenschaften des Reifens und des Fahrzeugs erhalten werden, um den Straßenlärm wirksam zu verringern. Es wird vergleichsweise leicht, den Fahrzeuginnenlärm vorherzusagen, wenn verschiedene Arten von Reifen und verschiedene Arten von Rädern kombiniert werden, und ferner, die Beiträge der Komponenten zu analysieren.
Wie es vorstehend beschrieben wurde, erreicht das Verfahren und die Vorrichtung zum Vorhersagen von Fahrzeuginnengeräuschen gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch eine überragende Wirkung, dass es leicht wird, Straßenlärm durch Verwenden des Transferfunktions- Syntheseverfahrens vorherzusagen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zum Vorhersagen von Fahrzeuginnengeräuschen bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die eine äußerer Vorrichtung zum Schlagen einer Achse bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die einen Impulshammer bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein Signalveriaufsdiagramm, das Vordersitz- Fahrzeug-Empfindlichkeiten zeigt, wenn verschiedene Arten von Reifen nicht gedreht werden.
Fig. 5 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das ein Beispiel von Frequenzgangfunktionen bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das ein Beispiel der Autoleistungsspektren bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das ein Beispiel von Kreuzleistungsspektren bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das das berechnete Fahrzeuginnengeräusch und das gemessene Innengeräusch in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das ein Vergleich des berechneten Fahrzeuginnengeräuschs und Teilgeräusche davon in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst die vorliegende Erfindung Anregungsmittel 14 zum Anlegen einer Anregungskraft in drei orthogonalen Axialrichtungen an die Achse eines Fahrzeugs, an der Standardreifen 10 angebracht sind, für jede der drei orthogonalen Achsen.
Das Anregungsmittel 14 wird von einer äußeren Vorrichtung 14A zum Schlagen einer Achse (nachstehend "äußere Vorrichtung 14A"), die in Fig. 2 gezeigt ist, und einem in Fig. 3 gezeigten Impulshammer 14B gebildet. Die äußere Vorrichtung 14A wird einstückig von einem im wesentlichen kubischen Aufprallteil 12A, der aus einem Metall hergestellt ist, und einem kreisförmigen Plattenteil 12B, der aus einem Metall hergestellt ist, gebildet. Befestigungslöcher 12C werden zum Befestigen der Vorrichtung 14A an der Felge des Reifens verwendet.
Die äußere Vorrichtung 14A ist an der Felge des Standardreifens 10 durch Bolzen oder dergleichen entfernbar befestigt, so dass eine Senkrechtaufpralloberfläche u des Aufprallteils 12A horizontal ist, eine Längsaufpralloberfläche f davon senkrecht ist, eine Seitenaufpralloberfläche r davon senkrecht zu der Achse ist und die Oberfläche des Plattenteils 12B an der Felge an den Vorsprungsteil der Achse stößt. Wenn die drei orthogonalen Achsen die X-Achse, die Y-Achse bzw. die Z-Achse sind, wird bestimmt, dass die X-Achse die Längsrichtung eines Fahrzeugs, die Y-Achse die Querrichtung eines Fahrzeugs, und die Z-Achse die Senkrechtrichtung eines Fahrzeugs ist.
Ferner ist der Impulshammer 14B derart aufgebaut, dass ein Hartgummi-Element an der Aufpralloberfläche des Kopfteils des Hammers 14B befestigt ist, und ein Kraftsensor 14C, der ein piezoelektrisches Element oder dergleichen aufweist, daran befestigt ist.
Ein Mikrophon 16, das den Schalldruck des Lärms erfasst, der innerhalb des Fahrzeugs infolge der angelegten Anregungskraft erzeugt wird, wird an der Messposition innerhalb des Fahrzeugs angebracht. Als Messposition kann eine Position, die dem Kopfteil eines Fahrers, eine Position, die dem Kopfteil eines Passagiers, eine Position in der Mitte des Fahrzeugs oder dergleichen ausgewählt werden.
Das Mikrophon 16 ist mit einen Eingangskanal eines FFT- Analysators (fast Fourier transformation analyser) 18A verbunden. Der Kraftsensor 14C des Impulshammers 14B ist mit dem anderen Eingangskanal des FFT-Analysators 18A verbunden. Der FFT-Analysator 18A umfasst ein Disketten-Laufwerk, und analysierte Daten werden auf einer Diskette aufgezeichnet. Die auf der Diskette aufgezeichneten Daten werden von einem Personal-Computer 20 verarbeitet, der eine Kathodenstrahlröhre CRT (cathode ray tube) 22 aufweist.
Eine Trommelversuchsmaschine 24 wird durch eine Trommel 24A gebildet, die eine Oberfläche, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche auf einer Teststrecke zum Auswerten von Straßenlärm simuliert, einen Motor, der die Trommel 24A dreht, und eine Achse zum Anbringen eines Versuchsobjekt-Reifens aufweist.
Ein Versuchsobjekt-Reifen 26 ist drehbar an der Achse in einem axial befestigten Zustand angebracht, so dass der bodenberührende Teil des Reifens 26 die Oberfläche der Trommel 24A mit einer vorbestimmten Belastung berührt. Eine Kraftmessdose 28, die die Axialkraft in drei orthogonalen Richtungen misst, die die gleichen wie die obigen drei orthogonalen Richtungen sind, und deren Frequenzgang- Eigenschaften bis in den hohen Frequenzbereich gut sind, wird an der Achse zum Anbringen des Versuchsobjekt-Reifens 26 befestigt. Die Kraftmessdose 28 ist mit dem Eingangskanal eines FFT-Analysators 18B verbunden. Der FFT-Analysator 18B umfasst ebenfalls ein Disketten-Laufwerk auf die gleiche Art und Weise wie der oben beschriebene FFT-Analysator 18A, und analysierte Daten werden auf einer Diskette aufgezeichnet. Die auf der Diskette aufgezeichneten Daten werden von dem Personal-Computer 20 verarbeitet.
Als nächstes wird der Vorgang der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Die äußere Vorrichtung 14A ist an einem der vier Räder befestigt. Wenn die Senkrechtaufpralloberfläche, die Längsaufpralloberfläche und die Seitenaufpralloberfläche unabhängig von dem Impulshammer 14B geschlagen werden, wird der Vorsprungsteil der Achse über die äußere Vorrichtung 14A geschlagen. Zur gleichen Zeit, wenn der Vorsprungsteil geschlagen wird, wird der infolge der Anregungskraft des Aufpralls erzeugte Schalldruck des Lärms von dem Mikrophon 16 zum Messen von Lärm gemessen, das an der Messposition innerhalb des Fahrzeugs vorgesehen ist. Auf diese Art und Weise werden ein Anregungskraftsignal von dem Aufprall und ein Schalldrucksignal von dem infolge der Anregungskraft erzeugten Lärms in den FFT-Analysator 18A eingegeben. Die Frequenzgangfunktion, d. h. die Transferfunktion, wird bis zu einer vorbestimmten Frequenz (500 Hz bei der vorliegenden Ausführungsform) für jede Welle erhalten und auf der Diskette aufgezeichnet. Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Frequenzgangfunktionen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Analysebedingungen des FFT-Analysators 18A wie folgt bestimmt:
Blockgröße: 1024;
Frequenzauflösung: 1,25 Hz
Abtastfrequenz: 1280 HZ
Nachdem eine Frequenzgangfunktion für jede der Achsen X, Y, Z für das erste Rad erhalten wurde, wird die äußere Vorrichtung 14A von dem einem Rad entfernt und an dem anderen Rad befestigt. Auf die gleiche Art uns Weise, wie es oben beschrieben ist, wird eine Frequenzgangfunktion für jede der Achsen X, Y, Z erhalten. Die Frequenzgangfunktionen aller vier Räder werden für jede der Achsen wiederholt erhalten und auf der Diskette aufgezeichnet.
Andererseits wird in der Trommelversuchsmaschine 24, wenn der Versuchsobjekt-Reifen 26 an der Welle angebracht ist und die Trommel gedreht wird, der Versuchsobjekt-Reifen 26 infolge der Drehung der Trommel gedreht, und die Axialkraft in den drei orthogonalen Richtungen von der Kraftmessdose 28 gemessen. Das Axialkraftsignal wird in den Eingangskanal des FFT-Analysators 18B eingegeben. Die Analysebedingungen des FFT-Analysators 18B sind die gleichen wie diejenigen des FFT-Analysators 18A.
In dem FFT-Analysator 18B werden die Autoleistungsspektren der Axialkraft in den drei Richtungen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse und die Kreuzleistungsspektren zwischen den zwei unterschiedlichen Axialrichtungen (XY, ZY, ZX) berechnet und auf der Diskette aufgezeichnet. Fig. 6 zeigt ein Beispiel der Autoleistungsspektren und Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Kreuzleistungsspektren. Das heißt, Fig. 6 zeigt das Autoleistungsspektrum der Senkrecht-Axialkraft FZ, dasjenige der Längs-Axialkraft FX und dasjenige der Seiten-Axialkraft FY, und Fig. 7 zeigt das Kreuzleistungsspektrum zwischen der Z-Achse und der X-Achse, das Kreuzleistungsspektrum zwischen der Z-Achse und der Y-Achse, und das Kreuzleistungsspektrum zwischen der X-Achse und der Y-Achse.
Wenn es eine Mehrzahl von Arten von Versuchsobjekt-Reifen 26 gibt, werden die Versuchsobjekt-Reifen 26 ausgetauscht und das Autoleistungsspektrum und das Kreuzleistungsspektrum für jeden der Versuchsobjekt-Reifen 26 auf die gleiche Art und Weise, wie es oben beschrieben ist, berechnet.
Dann werden die Diskette, auf der die erhaltenen Frequenzgangfunktionen aller vier Räder der Standardreifen aufgezeichnet sind, und die Diskette, auf der die Autoleistungsspektren und die Kreuzleistungsspektren der Versuchsobjekt-Reifen aufgezeichnet sind, in den Personalcomputer 20 eingefügt und die Daten gelesen. In dem Personalcomputer 20 werden die Frequenzgangfunktionen aller vier Räder der Standardreifen und die Autoleistungsspektren und die Kreuzleistungsspektren der Versuchsobjekt-Reifen verwendet, und ein Leistungsspektrum für jedes Rad auf der Basis der Position, an der der Reifen angebracht ist, in Übereinstimmung mit der obigen Formel (6) wird erhalten. Jedes der vier erhaltenen Leistungsspektren wird synthetisiert, und ein Leistungsspektrum für den Straßenlärm wird berechnet.
Dann wird das Leistungsspektrum des Straßenlärms auf der CRT in einem Signalverlauf angezeigt. Zu dieser Zeit kann, wenn die Signalverläufe der Autoleistungsspektren und der Kreuzleistungsspektren, die als Strukturkomponenten des berechneten Fahrzeuginnengeräuschs dienen, angezeigt werden, bestätigt werden, welches Leistungsspektrum zu dem Fahrzeuginnengeräusch beiträgt.
Als nächstes werden die Ergebnisse des Vergleichs zwischen dem Fahrzeuginnengeräusch, das, wie es oben beschrieben ist, vorhergesagt wurde, und dem Fahrzeuginnengeräusch, das tatsächlich gemessen wurde, gezeigt.
Fahrzeug: 2000 ccm Frontmaschinen-Frontantrieb- Personenkraftwagen;
Reifen: 195/65R15;
Straßenoberfläche: Ein simulierter Straßenlärm auf einer Teststrecke, wo ein Fahrzeugtest stattgefunden hat;
Messung der Axialkraft des Reifens in dem Fahrzeug: Trommelversuchsmaschine für holprige Straßenoberflächen, hergestellt von BRIDGESTONE CORP.;
Ergebnisse: Fig. 8 zeigt den Vergleich zwischen dem vorhergesagten berechneten Wert und dem gemessenen Wert, und Fig. 9 zeigt die Strukturkomponenten (Teilgeräusche) des berechneten Fahrzeuginnengeräuschs.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Personal zum Erhalten des vorhergesagten Spektrums des Fahrzeuginnengeräuschs verglichen mit dem bei der herkömmlichen Technik gezeigten Verfahrens verringert. Die Zeit der Messung der Transfereigenschaft des Fahrzeugs beträgt ungefähr eine Stunde pro Kraftfahrzeug; der Messung der Axialkraft des Reifens 0,5 Stunden pro Reifen; und die vorhergesagte Berechnung des Fahrzeuginnengeräuschs 0,3 Stunden pro Reifen.
Bei der obigen Beschreibung werden die Daten auf den Disketten aufgezeichnet und offline verarbeitet. Es ist jedoch möglich, dass die FFT-Analysatoren 18A, 18B mit dem Personal-Computer 20 verbunden sind und dass die Daten online verarbeitet werden.
Ferner ist das bei der obigen Beschreibung beschriebene Beispiel ein Fall, in dem die die Anregungskraft in den drei orthogonalen Richtungen angelegt wird. Wenn jedoch die drei Momente um die drei orthogonalen Achsen weiter addiert werden, um die Fahrzeuginnengeräusche vorherzusagen, kann das Fahrzeuginnengeräusch genauer vorhergesagt werden.
Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, ist das vorhergesagte Fahrzeuginnengeräusch bei der vorliegenden Ausführungsform dem gemessenen Fahrzeuginnengeräusch hinsichtlich der relativen Beziehung zwischen primären Spitzenpositionen und primären Spitzenpegel sehr ähnlich. Ferner sind bei der vorliegenden Ausführungsform, da das vorhergesagte Fahrzeuginnengeräusch die Summe der Beiträge der Autoleistungsspektren der Reifenaxialkraft in drei Richtungen und der Kreuzleistungsspektren zwischen zwei unterschiedlichen Richtungen ist, die jeweiligen Teilgeräusche bekannt. Demgemäß wird eine herausragende Wirkung dadurch erreicht, dass die Richtung, in der die Reifenaxialkraft zu verringern ist, aus den relativen Größen der Teilgeräusche bestätigt werden kann.
Verglichen mit dem Fall, in dem die Straßenlärmleistung alleine aus den Axialkraft-Eigenschaften eines einzigen Reifens vorhergesagt wird, entspricht der vorhergesagte Straßenlärm der vorliegenden Erfindung dem tatsächlichen Straßenlärm gut, da die Wirkung der Eigenschaften des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Demgemäß kann in einem Fall, in dem es verschiedene Arten von Probereifen gibt, anstatt diese in einem tatsächlichen Fahrzeugtest zu bewerten, die Qualität des tatsächlichen Fahrzeug-Straßenlärmverhaltens durch ein einfaches Experiment mit einem Reifen vorhergesagt werden, und das zur Auswertung benötigte Personal und der Entwicklungszeitraum kann verringert werden.

Claims

1. Verfahren zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs, mit folgenden Schritten:

Erhalten einer Frequenzgangfunktion und eines Leistungsspektrums in Übereinstimmung mit dem folgenden

(a) und (b), wobei

(a) eine Anregungskraft an die Achse eines Fahrzeugs angelegt wird, an der Standardreifen in vorbestimmten Richtungen angebracht sind, wobei die angelegte Anregungskraft und der Schalldruck der innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Geräusche infolge der angelegten Anregungskraft gemessen werden, wobei die Frequenzgangfunktion, bei der die Anregungskraft in den vorbestimmten Richtungen als eine Eingabe und der Schalldruck der innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Geräusche als eine Ausgabe dient, erhalten wird, und

(b) eine Axialkraft, deren Richtungen die gleichen wie die vorbestimmten Richtungen sind und die an einer Achse erzeugt wird, wenn ein einer Geräuschvorhersage unterzogener Reifen in einem axial befestigten Zustand auf einer Trommelversuchsmaschine gedreht wird, die eine Oberfläche aufweist, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche simuliert, gemessen wird, und das Leistungsspektrum bezüglich der gemessenen Axialkraft in den vorbestimmten Richtungen erhalten wird; und

auf der Grundlage der Frequenzgangfunktion und des Leistungsspektrums Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs, die erzeugt werden, wenn ein Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche ähnlich der Straßenoberfläche läuft.

2. Verfahren zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1, bei dem die Frequenzgangfunktion und das Leistungsspektrum, die sich auf die Axialkraft in den vorbestimmten Richtungen beziehen, für jede vorbestimmte Richtung und für jede Position, an der ein Reifen angebracht ist, multipliziert werden, und die erhaltenen Produkte zusammen addiert werden, um die Innengeräusche eines Fahrzeugs vorherzusagen.

3. Verfahren zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1, bei dem die vorbestimmten Richtungen beliebige der folgenden sind: drei orthogonale Axialrichtungen mit einer Achse in der Längsrichtung des Fahrzeugs, einer Achse in der Querrichtung des Fahrzeugs und einer Achse in der senkrechten Richtung des Fahrzeugs; sechs Richtungen, die die drei orthogonalen Axialrichtungen und die Richtungen umfassen, die die drei orthogonalen Achsen umschließen, und; notwendige Richtungen von diesen drei Axialrichtungen und den Richtungen, die die drei orthogonalen Achsen umschließen.

4. Verfahren zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten:

Erhalten einer Frequenzgangfunktion, eines Autoleistungsspektrums und eines Kreuzleistungsspektrums in Übereinstimmung mit den folgenden (a) und (b), wobei

(a) eine Anregungskraft an die Achse eines Fahrzeugs, an der Standardreifen in drei orthogonalen Axialrichtungen angebracht sind, für jede der drei orthogonalen Achsen angelegt wird, wobei die angelegte Anregungskraft und der Schalldruck der innerhalb des Fahrzeugs infolge der angelegten Anregungskraft erzeugten Geräuschen gemessen werden, wobei die Frequenzantwortfunktion, bei der die Anregungskraft in den drei orthogonalen Axialrichtungen als eine Eingabe dient, und der Schalldruck der innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Geräusche als eine Ausgabe dient, für jede der drei orthogonalen Achsen erhalten werden, und

(b) eine Axialkraft in den drei orthogonalen Axialrichtungen, die an einer Achse erzeugt wird, wenn ein einer Geräuschvorhersage zu unterziehender Reifen in einem axial befestigten Zustand auf einer Trommelversuchsmaschine gedreht wird, die eine Oberfläche aufweist, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche simuliert, für jede der drei orthogonalen Achsen gemessen wird, und ein Autoleistungsspektrum der gemessenen Axialkraft in jeder der drei orthogonalen Axialrichtungen und ein Kreuzleistungsspektrum in der Richtung zwischen den zwei unterschiedlichen Achsen der orthogonalen Achsen erhalten werden; und

auf der Grundlage der Frequenzgangfunktion, des Leistungsspektrums und des Kreuzleistungsspektrums Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche ähnlich der oben beschriebenen Straßenoberfläche läuft.

5. Verfahren zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 4, bei dem die Frequenzgangfunktion mit dem Autoleistungsspektrum multipliziert wird, und die Frequenzgangfunktion mit dem Kreuzleistungsspektrum für jede verwandte vorbestimmte Richtung und für jede verwandte Richtung, an der ein Reifen montiert ist, multipliziert wird, und die erhaltenen Produkte zusammen addiert werden, um die Innengeräusche eines Fahrzeugs vorherzusagen.

6. Vorrichtung zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs, mit:

einem Anregungsmittel, das Anregungskraft in vorbestimmten Richtungen an eine Achse eines Fahrzeugs, an der Standardreifen angebracht sind, anlegt;

erstem Messmittel, das die angelegte Anregungskraft und den Schalldruck der innerhalb eines Fahrzeugs infolge der Anregungskraft erzeugten Geräusche misst;

einem Funktionsbetriebsmittel, das die Frequenzgangfunktion betreibt, in der die Anregungskraft in den vorbestimmten Richtungen als eine Eingabe und der Schalldruck der innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Geräusche als eine Ausgabe dient;

einer Trommelversuchsmaschine, die eine Oberfläche aufweist, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche simuliert;

zweitem Messmittel, zum Messen der Axialkraft, deren Richtungen die gleichen wie die vorbestimmten Richtungen sind, und die an einer Achse erzeugt wird, wenn ein einer Geräuschvorhersage zu unterziehender Reifen an der Trommelversuchsmaschine in einem axial befestigten Zustand gedreht wird;

einem Spektrumbetriebsmittel, das das Leistungsspektrum betreibt, das sich auf die gemessene Axialkraft in den vorbestimmten Richtungen bezieht; und

einem Vorhersagemittel, das auf der Grundlage der Frequenzgangfunktion und des Leistungsspektrums den Innenschall des Fahrzeugs vorhersagt, der erzeugt wird, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche ähnlich der oben beschriebenen Straßenoberfläche läuft.

7. Vorrichtung zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 6, bei der das Anregungsmittel umfasst:

eine äußere Spannvorrichtung zum Schlagen, einer Achse, die einen Schlagteil und einen Plattenteil umfasst, und die an der Felge eines Reifens angebracht ist; und

einen Stoßhammer, der einen Kraftsensor zum Erfassen der Anregungskraft infolge des Schlags aufweist, und der den Schlagteil der äußeren Spannvorrichtung zum Schlagen einer Achse schlägt.

8. Vorrichtung zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 6, bei der die Frequenzantwortfunktion und das Leistungsspektrum, die sich auf die Axialkraft in den vorbestimmten Richtungen beziehen, für jede vorbestimmte Richtung und für jede Position, bei der ein Reifen angebracht ist, multipliziert werden, und die erhaltenen Produkte zusammen addiert werden, um die Innengeräusche eines Fahrzeugs vorherzusagen.

9. Vorrichtung zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 6, bei der die vorbestimmten Richtungen beliebige der folgenden sind: drei orthogonale Axialrichtungen mit einer Achse in der Längsrichtung des Fahrzeugs, einer Achse in der Querrichtung des Fahrzeugs und einer Achse in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs; sechs Richtungen, die die drei orthogonalen Axialrichtungen und die Richtungen, die die drei orthogonalen Achsen umschließen, umfassen, und; notwendige Richtungen aus diesen drei orthogonalen Axialrichtungen und den Richtungen, die die drei orthogonalen Achsen umschließen.

10. Vorrichtung zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs mit:

einem Anregungsmittel, das eine Anregungskraft in drei orthogonalen Richtungen an die Achse eines Fahrzeugs, an der Standardreifen angebracht sind, für jede der drei orthogonalen Achsen anlegt;

erstem Messmittel, das die angelegte Anregungskraft und den Schalldruck der innerhalb eines Fahrzeugs infolge der Anregungskraft erzeugten Geräusche für jede der drei orthogonalen Achsen misst;

einem Funktionsbetriebsmittel, das eine Frequenzgangfunktion für jede der drei orthogonalen Achsen betreibt, in denen die Anregungskraft in den drei orthogonalen Axialrichtungen als eine Eingabe und der Schalldruck der innerhalb des Fahrzeugs erzeugten Geräusche als eine Ausgabe dient;

eine Trommelversuchsmaschine, die eine Oberfläche aufweist, die die Unebenheit einer Straßenoberfläche simuliert;

einem Spektrumbetriebsmittel zum Messen für jede der drei orthogonalen Achsen der Axialkraft in den drei orthogonalen Axialrichtungen, die an einer Welle erzeugt wird, wenn ein einer Geräuschvorhersage unterworfener Reifen auf der Trommelversuchsmaschine in einem axial befestigten Zustand gedreht wird, und zum Betreiben eines Autoleistungsspektrums der gemessenen Axialkraft in jeder der drei orthogonalen Axialrichtungen und eines Kreuzleistungsspektrums in der Richtung zwischen den zwei unterschiedlichen Achsen der drei orthogonalen Achsen; und

einem Vorhersagemittel, das auf der Grundlage der Frequenzgangfunktion, des Autoleistungsspektrums und des Kreuzleistungsspektrums die Innengeräusche eines Fahrzeugs vorhersagt, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche ähnlich der oben beschriebenen Straßenoberfläche läuft.

11. Vorrichtung zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 10, bei der die Anregungseinrichtung umfasst:

eine äußere Spannvorrichtung zum Schlagen einer Achse, die einen Schlagteil und einen Plattenteil umfasst, und die an der Felge eines Reifens angebracht ist; und

einen Stoßhammer, der einen Kraftsensor umfasst, zum Erfassen der Anregungskraft infolge des Schlags, und der den Schlagteil der äußeren Spannvorrichtung zum Schlagen einer Achse schlägt.

12. Vorrichtung zum Vorhersagen von Innengeräuschen eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 10, bei der die Frequenzgangfunktion mit dem Autoleistungsspektrum multipliziert wird, und die Frequenzgangfunktion mit dem Kreuzleistungsspektrum für jede verwandte vorbestimmte Richtung und für jede verwandte Position, bei der ein Reifen angebracht ist, multipliziert wird, und die erhaltenen Produkte zusammen addiert werden, um die Innengeräusche eines Fahrzeugs vorherzusagen.