ダウウェイ・ビークルのCEO、ジョニー・リュー氏による記事
公開日: 2026年3月3日
長年自動車音響に携わってきた中で、大きな変化に気づきました。自動車購入者は、他の何よりも静かでスムーズな乗り心地を重視しています。かつてはNVH（騒音、振動、不快感）性能は二の次でしたが、今では車の市場での成功を左右する重要な要素となっています。このガイドでは、NVHとは何か、さまざまなレベルでどのようにテストを行うか、使用する具体的な機器、そして電気自動車（EV）によってもたらされる新たな課題について解説します。
1. 自動車のNVHテストの概要
自動車のNVH（騒音・振動・ハーシュネス）試験では、厳格な手法と高感度な機器を用いて、走行中の騒音や振動を追跡します。エンジニアはこれらの信号を分析して正確な発生源を特定し、乗員が感じる不快感を測定し、構造設計を修正します。
NVHのコアコンセプト
NVHは、車の音と振動を評価する3つの関連分野を網羅しています。
- ノイズ： 運転中に空気を通して聞こえる音。これには、パワートレインノイズ（エンジン音やモーター音）、風切り音、タイヤノイズ、振動する板金から放射される音などが含まれます。音圧レベル（dB）と周波数スペクトルを用いて測定します。
- 振動： 座席、床、またはステアリングホイールを通して感じる振動。これは、パワートレイン、路面の凹凸、および空気抵抗によって引き起こされます。当社では、加速度、変位、または速度を用いてこれを計測しています。振動の頻度と大きさは、乗り心地に直接影響します。
- 厳しさ： これは、人々が実際に騒音や振動を感じる方法です。特に中周波数帯域（15～300Hz）における、突然の衝撃や振動感を表現しています。でこぼこ道を走った時のガタガタとした揺れや、エンジン始動時の急な衝撃を想像してみてください。
NVH（騒音・振動・ハーシュネス）テストは、客観的なデータと人間の感覚を結びつけるものです。振動が騒音の大部分の原因であり、不快感とは、私たちの体が振動と騒音の両方にどのように反応するかを示すものです。
2. 自動車のNVH試験方法の分類
音響問題を根本から解決するために、エンジニアはNVHテストを3つの異なるレベルに分けています。
- 車両レベルのNVHテスト： 当社では、試作車または量産車を実際の走行状況下でテストします。これにより、高速走行時の風切り音、車体共振、不快な内装のガタつき音といった、全体的な問題点を把握することができます。
- サブシステムレベルのNVHテスト： パワートレイン、シャシー、ボディといった特定の部品群に着目します。これにより、シャシーのサスペンションのNVH（騒音・振動・ハーシュネス）やボディの音響パッケージなど、具体的な発生源を特定し、サブシステムを車両全体の他の部分と完璧に適合させることができます。
- コンポーネントレベルのNVHテスト： 当社では、個々の部品を個別に検査します。タイヤ、エンジンマウント、ドアシール、モーターハウジングなどを点検することで、騒音や振動の発生源を突き止めることができます。
3. NVH試験に必要な環境と機器
優れたNVHテストは、たった一つのシンプルなルールに基づいています。それは、正確な信号を捉え、外部からの干渉を遮断し、実際の走行状況を再現することです。
厳格なテスト環境要件
- 音響室： 騒音テストは、半無響室（背景雑音が20dB(A)以下の開放空間のように機能する）または完全無響室（背景雑音が10dB(A)以下）で行われ、正確な音源位置を特定します。
- 振動制御： 試験装置は車両を地面から隔離し、床の振動加速度を0.01m/s²未満に抑える。
- 気候制御： センサーが正常に動作するように、室内の温度は23±2℃、相対湿度は50±5%に保たれています。
- 車両準備： タイヤの空気圧、オイル、冷却水のレベルが適切であることを確認します。パワートレインが完全に暖まっていることを確認し、車内から緩んでいるものをすべて取り除きます。
コアテスト機器およびセンサー
- データ収集（DAQ）システム： 運用の中枢となるシステム。シーメンスLMS SCADASやHBK QuantumXといった最上位システムは、32チャンネルから256チャンネル以上を処理できます。これらのシステムは、51.2kS/s以上のサンプリングレートと160dB以上のダイナミックレンジを誇ります。また、IEPE電源、TEDS自動認識、GPS同期機能も備えています。
- マイク： 高精度な1/4インチまたは1/2インチのマイクロホンが音を拾います（感度50mV/Pa以上、周波数範囲20Hz～20kHz）。音響カメラは位相整合されたマイクロホンアレイを使用し、人工頭部は3Dバイノーラルサウンドを記録します。
- 加速度計と振動計： IEPE社の圧電センサーは、ステアリングホイールやマウントの物理的な振動（±50g～±500g、周波数0.5Hz～10kHz）を測定します。レーザー振動計は、高温の排気管や回転するモーターハウジングに触れることなくスキャンします。
- 補助センサー： タコメーターとエンコーダーは回転部品の動きを追跡し、力センサーは伝達経路解析（TPA）を処理する。
- ソフトウェアとテスト装置： Siemens Testlab、HEAD ArtemiS、B&K PULSEなどのプログラムは、リアルタイムFFT、次数追跡、および心理音響（音量、鋭さ、粗さ）を実行します。物理的なハードウェアには、シャーシダイナモメーター、パワートレイン試験装置、および振動試験台が含まれます。
4．標準手順と国際規制
段階的なテスト方法
- 車両レベル: アイドリング時、時速40/80/120kmでの巡航時、加速時、惰性走行時の車内騒音を測定します。高度にチューニングされた車両は、時速120kmでの車内騒音を62dB以下に抑えます。また、車外の通過騒音も測定します。BSR（バズ音、キーキー音、ガタガタ音）については、音響カメラを使用して、荒れたテストコースでの摩擦音を追跡します。
- サブシステムレベル: * パワートレイン： ダイナモメーターはギアやモーターの異音を捉える。優れた電気自動車は高速走行時のモーター音を30dB以下に抑えている。
- シャーシ： TPAは、スピードバンプや砂利道を通過する際に、振動がフレーム内をどのように伝わるかを正確に把握します。
- 体： 衝撃ハンマーや振動機は、金属の固有振動数と減衰をテストし、共振を抑制する。
- コンポーネントレベル: 20～200Hzの低周波タイヤ振動を調べ、エンジンマウントが衝撃をどれだけ吸収できるかをテストし、モーターハウジングから発生する騒音をチェックします。
グローバル試験基準
エンジニアは、世界中でデータの一貫性を保つために厳格なルールに従っています。
- 国際的： ISO 362 & ECE R51（外部騒音）、ISO 5128（車内騒音）、ISO 2631（全身振動）、およびISO 5349（手伝い振動）。
- 国（中国）： GB 1495（ECE R51に適合）、GB/T 18697（ISO 5128に適合）、およびGB/T 4970（乗り心地）。
5. 電気自動車のNVH試験における新たな課題
電気駆動への移行は、NVH（騒音・振動・ハーシュネス）に関するあらゆるルールを根本から変える。
- 騒音源の変化： けたたましいガソリンエンジンの音はもはや他の音をかき消すことはできず、高周波の電気モーターの唸り音（2000～8000Hz）が主な騒音源となり、正確な位置特定による解決が必要となる。
- 顕著な低周波ブーム： 電気自動車の振動は比較的遅く、車体の振動周波数と自然に一致する。そのため、20～200Hzの低周波のうなり音が発生し、乗客の快適性を損なう。
- 拡張されたEVシナリオ： テスターは現在、モーターの始動・停止時の物理的な衝撃、回生ブレーキの音、高出力急速充電時の冷却ファンの騒音などを検査している。
6. NVHテストを変革する先進技術
電気自動車の騒音問題を克服するため、試験担当者は新しいツールを使用している。
- 音響カメラとビームフォーミング： NTS.LAB ACXのようなモジュールは、複数のマイクをグループ化します。これらのモジュールは、遅延加算アルゴリズム（平面波または球面波モデルをマッチングさせる）を使用して、「サウンドヒートマップ」を作成し、高周波モーターノイズがどこに存在するかを正確に示します。
- 転送経路分析（TPA）： 高速TPAと運用TPA（OTPA）を用いることで、エンジニアは車を分解することなく、フレーム内を音がどのように伝わるかを正確に計算できる。
- AI支援によるBSR認識： AIプログラムは音声ファイルを自動的に分類します。人間が耳で聞くよりもはるかに正確に、小さなきしみ音やガタガタ音を捉えます。
- 仮想シミュレーション統合： チームは、初期のコンピュータによるCAEシミュレーションと実地試験を組み合わせることで、迅速なテストと修正のサイクルを構築する。
7. 主要な品質管理ポイントとトラブルシューティング
信頼できるデータを得るには、厳格な習慣が求められる。
- センサー設定: マイクは表面に直接向けてください。加速度計は信号が途切れないように、ボルトや接着剤でしっかりと固定してください。
- サンプリングパラメータ： エイリアシングを防ぐため、サンプリングレートは最大信号周波数の少なくとも2.56倍に設定してください。記録時間は10秒以上とし、各テストは3回以上実行してください。
- トラブルシューティング:
- 信号歪み： 取り付け部を確認し、電気モーターからの電磁干渉（EMI）を遮断してください。
- 不正確な位置情報: マイクロホンアレイの規模を拡大するか、近距離音響ホログラフィー（NAH）を使用するか、高解像度音響カメラを導入する。
- 低周波における不正確さ： 特殊な低周波加速度計に切り替え、より長時間のデータ記録を行い、試験装置の遮音性を向上させる。
8．今後の展望
自動車のNVH（騒音・振動・ハーシュネス）テストはますます高度化している。AIとビッグデータによって、欠陥を自動的に検出し、修正案を提示する技術が間もなく実現するだろう。テスト担当者は、自動運転コースや悪天候など、これまでとは異なる状況下で車両をテストするようになる。EV専用のルールが標準化されるにつれ、コンピュータシミュレーションと実機テストを組み合わせることで開発期間が短縮され、人々が求める静粛性の高い乗り心地が実現するだろう。
自動車のNVHテストに関するよくある質問（FAQ）
Q1：自動車のNVHテストとは何ですか？
NVHとは、騒音、振動、不快感の略です。このテストは、車両内の不快な音や振動を測定し、快適性と品質を向上させることを目的としています。問題の発生箇所と規模を正確に特定することで、エンジニアはそれらを解消することができます。
Q2：自動車のNVH（騒音・振動・ハーシュネス）テストが重要な理由は何ですか？
理由はいくつかあります。
- 乗客の快適性： 過度の騒音や揺れは疲労を引き起こす。
- 品質認識： 静かな車は、より高級で高価な車のように感じさせる。
- 規制遵守： 自動車は、車内および車外の騒音に関する厳しい法律を遵守しなければならない。
- EVのニーズ： ガソリンエンジンのような大きな音が出ないため、風切り音やロードノイズが目立つ。電気自動車は静粛性を保つために、特別なNVH対策が必要となる。
Q3：自動車のNVH（騒音・振動・ハーシュネス）試験で主に用いられる手法は何ですか？
一般的な方法としては、車内騒音の音圧レベル（SPL）測定、加速度計を用いた振動解析、フレーム内を音がどのように伝わるかを追跡する伝達経路解析（TPA）、金属の振動箇所を特定するモード解析などがあります。これらの解析は、実車走行時、ダイナモメーター上、または半無響室で行います。
Q4：車両開発のどの段階でNVHテストを実施すべきですか？
最初から最後まで役立ちます。チームはコンピューターシミュレーションから始め、個々の部品のコンポーネント検証に進み、クローズドトラックテスト用の車両プロトタイプを製作し、最後に量産前検証を行って、車両がすべての設計目標と国際法規制を満たしていることを保証します。
Q5：現代の自動車におけるNVH（騒音・振動・ハーシュネス）試験の主な課題は何ですか？
路上テストでは、天候の変化への対応、複数の騒音源の分離、高周波データの正確な取得など、テスト担当者は様々な課題に直面している。電気自動車（EV）では、高周波モーターノイズ（2000～8000Hz）の検出や、低周波構造振動（20～200Hz）の抑制など、新たな難題が加わる。
