JP2003214943A - Device and method for evaluating machine operating noise - Google Patents

Device and method for evaluating machine operating noise

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JP2003214943A
JP2003214943A JP2002014500A JP2002014500A JP2003214943A JP 2003214943 A JP2003214943 A JP 2003214943A JP 2002014500 A JP2002014500 A JP 2002014500A JP 2002014500 A JP2002014500 A JP 2002014500A JP 2003214943 A JP2003214943 A JP 2003214943A
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JP
Japan
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waveform data
evaluating
sound
attenuation filter
data
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JP2002014500A
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Takao Kato
隆男 加藤
Kazuhiro Nomura
和宏 野村
Kenji Akiyama
研司 秋山
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an effective technology for appropriately evaluating a machine operating noise. <P>SOLUTION: An operating noise evaluating device 100 is provided with a controller 130 and waveform data on the operating noise detected by an acceleration sensor 112 are processed with an attenuation filter by the controller 130. On the process with the attenuation filter, the waveform data are attenuated based on a rotation period detected by a revolution sensor 122 in accordance with a prescribed exponential function. More specifically, a fundamental frequency is derived from the rotation period, a most appropriate time constant corresponding to the prescribed exponential function is derived, and the process with the attenuation filter is carried out using the time constant. By using the most appropriate time constant, a judgment on an abnormal noise after an FFT processing following the process with the attenuation filter can be properly carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両エンジ
ン等の機械の完成検査工程において、車両エンジンの作
動動中に発生する作動音を評価する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for evaluating operating noise generated during operation of a vehicle engine in a completion inspection process for a machine such as a vehicle engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば車両エンジンの製品出荷前におけ
る完成検査工程等において、この車両エンジンから発生
する作動音の評価が行われる。このような作動音のうち
の多くは衝撃音(打音、干渉音)を含み、とりわけ車両
エンジンでは、動弁系、燃焼室等からそれぞれ発生した
各種の衝撃音が合成されている。従って、この合成され
た作動音から異音(異常音)のみを正しく分析して判定
する技術に対する要請がある。そこで、従来、この種の
機械作動音の評価技術として、FFT(高速フーリエ変
換)演算等の周波数分析を用いた技術が知られている。
この技術では、例えば、機械作動中の音または振動を所
定の周波数でサンプリングし、サンプリングした波形デ
ータを周波数分析して周波数に応じた強度レベルを求
め、この強度レベルを予め設定されたしきい値と比較す
ることで機械作動音が異音を含むか否かを判定する。
2. Description of the Related Art For example, an operation noise generated from a vehicle engine is evaluated in a completion inspection process before the product is shipped from the vehicle engine. Most of such operation sounds include impact sounds (tapping sounds, interference sounds), and in particular, in a vehicle engine, various impact sounds generated from a valve operating system, a combustion chamber, and the like are combined. Therefore, there is a demand for a technique for correctly analyzing and determining only abnormal noise (abnormal noise) from the combined operating noise. Therefore, conventionally, a technique using frequency analysis such as FFT (Fast Fourier Transform) calculation is known as a technique for evaluating the mechanical operation noise of this type.
In this technique, for example, sound or vibration during machine operation is sampled at a predetermined frequency, the sampled waveform data is subjected to frequency analysis to obtain an intensity level according to the frequency, and this intensity level is set to a preset threshold value. By comparing with, it is determined whether or not the mechanical operation sound includes abnormal noise.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
機械作動音の評価技術では、周波数分析を行うに際し音
または振動のデータを何度かサンプリングしそれらを平
均化することで、機械作動中の微小な変動を平滑化する
ようになっている。しかしながら、音または振動のデー
タを平均化すると異音に起因する強度レベルが平滑化さ
れ、異音を含まない波形データを周波数分析した結果に
対して顕著な差が見られないことがある。従って、上記
従来の機械作動音の評価技術では、機械作動音に含まれ
る異音を正確に判定するのに限界がある。そこで、本発
明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その課題と
するところは、機械作動音の適性な評価を行うのに有効
な技術を提供することである。
By the way, in the above-mentioned conventional technique for evaluating the mechanical operation noise, when the frequency analysis is performed, the data of the sound or the vibration are sampled several times and averaged to obtain the average of the data. It is designed to smooth out minute fluctuations. However, averaging the sound or vibration data smoothes the intensity level due to abnormal noise, and a significant difference may not be seen in the result of frequency analysis of waveform data that does not include abnormal noise. Therefore, the conventional technique for evaluating the mechanical operation sound has a limit in accurately determining the abnormal noise included in the mechanical operation sound. Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an effective technique for appropriately evaluating mechanical operation noise.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の機械作動音の評価装置は、請求項1,2に
記載の通りに構成される。また、本発明の機械作動音の
評価方法は、請求項3,4に記載の通りに構成される。
なお、これら請求項に係る発明は、機械作動音に関する
波形データのうち基本波成分以外の高調波成分を機械作
動中の回転周期データに基づいて減衰させることで、そ
の後の周波数分析を良好に行うことができ、機械作動音
の適性な評価を行うことができるようにした技術であ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, an apparatus for evaluating mechanical operating noise according to the present invention is configured as described in claims 1 and 2. Further, the machine operation sound evaluation method of the present invention is configured as described in claims 3 and 4.
Note that the invention according to these claims attenuates the harmonic components other than the fundamental wave component in the waveform data related to the mechanical operation sound based on the rotation cycle data during the mechanical operation, thereby performing the subsequent frequency analysis well. It is a technology that enables the appropriate evaluation of machine operation noise.

【0005】請求項1に記載の機械作動音の評価装置
は、作動音検出手段、回転周期検出手段、処理手段を有
する。機械が作動するとき音ないし振動による機械作動
音が発生する。作動音検出手段はこの機械作動音の波形
データを検出する。この作動音検出手段は、例えば加速
度センサ、アンプ等を適宜用いて構成される。回転周期
検出手段は機械作動中の回転周期に関するデータを検出
する。この回転周期検出手段は、例えば回転数センサ、
アンプ等を適宜用いて構成される。本発明の処理手段
は、減衰フィルタで処理された後の波形データの周波数
分析を行い、その周波数分析結果に基づいて機械作動音
の評価を行う。周波数分析では、波形データを各周波数
に応じた強度レベル(ピーク値)を演算する。この周波
数分析では、例えば、FFT(高速フーリエ変換)演算
を好適に用いる。機械作動音の評価に際しては、例え
ば、周波数分析で得られた強度レベル(ピーク値)を予
め設定したしきい値と比較し、強度レベルがしきい値を
超えるものを異音と判定する。本発明の減衰フィルタは
波形データのうち基本波成分以外の高調波成分を所定の
減衰態様で減衰させる構成を有する。好適には減衰フィ
ルタが高調波成分を指数関数的に減衰させる。機械作動
音の波形データは、通常基本波成分に高調波成分が合成
されている。従って、減衰フィルタを介して高調波成分
を減衰させることによって、基本波成分を相対的に強調
させることが可能となる。ここでいう高調波はいわゆる
n次高調波であり、基本波成分の基本周波数のn倍(n
=2,3,…)の周波数を有するものである。波形デー
タの基本波成分が異音を含む場合、高調波成分を減衰さ
せ基本波成分を強調することによって、周波数分析後に
おける機械作動音中の異音の判定が容易になる。しか
も、本発明の減衰フィルタは、回転周期検出手段で検出
した回転周期データに基づいて高調波成分の減衰処理を
行う構成となっている。機械作動中の回転周期は、機械
が見かけ上定常回転状態にある場合であってもばらつき
が生じ、適性な回転周期に基づいて減衰処理を行わない
と正しい周波数分析を行うことができない。例えば、高
調波成分を所定の指数関数にしたがって減衰させる場
合、その指数関数に対応した時定数(減衰特性)を回転
周期に応じて定める必要がある。本発明では、回転周期
検出手段を介して検出した回転周期に関するデータを、
高調波成分の減衰処理に反映させることができるため、
機械作動中の微小な変動に対応した適性な減衰処理を行
うことが可能となる。これにより、機械作動音中の異音
の判定をより正確に行うことができる。以上のように請
求項1に記載の機械作動音の評価装置によれば、機械作
動音の適性な評価を行うことができる。とりわけ、機械
作動音中の異音の判定をより正確に行うことが可能とな
る。なお、本発明の評価装置は、各種の機械の作動中に
発生する作動音を対象とするものであり、好適には車両
エンジンの検査を行う際に用いる。これにより、車両エ
ンジンの次のような不具合を検出することが可能とな
る。 (1)噛み合い音 クランクシャフトギアとオイルポンプギア (2)動弁系打音(タペット音) カムシャフト加工不良 ハイドロリックラッシュアジャスタ(HLA)組付け不
良 バルブクリアランス不良 (3)部品不良 吸気・排気バルブの傷 クランクシャフトジャーナル部打痕 ピストンリング組み付け不良 シリンダボア加工不良 クランクシャフトとオイルパン部品の干渉
A machine operation sound evaluation device according to a first aspect of the present invention includes operation sound detection means, rotation cycle detection means, and processing means. When the machine operates, a machine operation sound is generated due to sound or vibration. The operating sound detecting means detects the waveform data of the mechanical operating sound. This operation sound detecting means is configured by appropriately using, for example, an acceleration sensor, an amplifier and the like. The rotation cycle detection means detects data relating to the rotation cycle during machine operation. This rotation cycle detection means is, for example, a rotation speed sensor,
It is configured by appropriately using an amplifier or the like. The processing means of the present invention analyzes the frequency of the waveform data processed by the attenuation filter, and evaluates the mechanical operating noise based on the frequency analysis result. In frequency analysis, the intensity level (peak value) of waveform data is calculated according to each frequency. In this frequency analysis, for example, FFT (Fast Fourier Transform) calculation is preferably used. In the evaluation of the mechanical operation sound, for example, the intensity level (peak value) obtained by the frequency analysis is compared with a preset threshold value, and when the intensity level exceeds the threshold value, it is determined as abnormal noise. The attenuation filter of the present invention has a configuration in which harmonic components other than the fundamental wave component in the waveform data are attenuated in a predetermined attenuation mode. The attenuation filter exponentially attenuates the harmonic components. In the waveform data of the mechanical operating sound, a harmonic component is usually combined with a fundamental wave component. Therefore, it becomes possible to relatively emphasize the fundamental wave component by attenuating the harmonic component via the attenuation filter. The harmonic referred to here is a so-called n-th harmonic, which is n times the fundamental frequency of the fundamental component (n
= 2,3, ...). When the fundamental wave component of the waveform data contains an abnormal sound, the harmonic component is attenuated and the fundamental wave component is emphasized, so that the abnormal sound in the mechanical operation sound after the frequency analysis can be easily determined. Moreover, the attenuation filter of the present invention is configured to perform the attenuation processing of the harmonic component based on the rotation cycle data detected by the rotation cycle detection means. The rotation cycle during operation of the machine varies even when the machine is apparently in a steady rotation state, and correct frequency analysis cannot be performed unless damping processing is performed based on an appropriate rotation cycle. For example, when a harmonic component is attenuated according to a predetermined exponential function, it is necessary to determine a time constant (attenuation characteristic) corresponding to the exponential function according to the rotation cycle. In the present invention, the data regarding the rotation cycle detected via the rotation cycle detection means is
Since it can be reflected in the attenuation processing of harmonic components,
It is possible to perform an appropriate damping process corresponding to a minute fluctuation during the machine operation. This makes it possible to more accurately determine the abnormal noise in the mechanical operation noise. As described above, according to the machine operation sound evaluation device of the first aspect, it is possible to appropriately evaluate the machine operation sound. In particular, it is possible to more accurately determine the abnormal noise in the mechanical operating noise. The evaluation device of the present invention is intended for operating sounds generated during the operation of various machines, and is preferably used when inspecting a vehicle engine. This makes it possible to detect the following defects of the vehicle engine. (1) Engagement sound Crankshaft gear and oil pump gear (2) Valve operating system tapping sound (tappet sound) Poor camshaft machining Hydroricklash adjuster (HLA) improper assembly valve clearance (3) Incorrect intake / exhaust valve Scratches on the crankshaft dent on the journal of the crankshaft Poor assembly of the piston ring Poor machining of the cylinder bore Interference between the crankshaft and oil pan parts

【0006】ここで、請求項1に記載の減衰フィルタ
は、請求項2に記載のような構成を有するのが好まし
い。すなわち、請求項2に記載の減衰フィルタは、回転
周期に関するデータに対応して定まる減衰指標を用い
る。この減衰指標としては、波形データのうち高調波成
分を所定の態様で減衰させる減衰関数、とりわけ指数関
数を好適に用いる。以上のように請求項2に記載の機械
作動音の評価装置によれば、機械作動中の回転周期に対
応した最適な減衰特性を得ることができる。
Here, it is preferable that the attenuation filter described in claim 1 has a structure as described in claim 2. That is, the attenuation filter according to the second aspect uses an attenuation index determined corresponding to the data regarding the rotation period. As the attenuation index, an attenuation function for attenuating the harmonic components of the waveform data in a predetermined manner, especially an exponential function, is preferably used. As described above, according to the machine operation sound evaluation device of the second aspect, it is possible to obtain the optimum damping characteristic corresponding to the rotation cycle during the machine operation.

【0007】請求項3に記載の機械作動音の評価方法に
よれば、機械作動音の適性な評価を行うことができる。
とりわけ、機械作動音中の異音の判定をより正確に行う
ことが可能となる。
According to the method for evaluating the mechanical operation sound of the third aspect, it is possible to appropriately evaluate the mechanical operation sound.
In particular, it is possible to more accurately determine the abnormal noise in the mechanical operating noise.

【0008】また、請求項4に記載の機械作動音の評価
方法によれば、機械作動中の回転周期に対応した最適な
減衰特性を得ることができる。
Further, according to the method for evaluating the mechanical operation sound of the fourth aspect, it is possible to obtain the optimum damping characteristic corresponding to the rotation cycle during the mechanical operation.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態を
図面を用いて説明する。ここで、図1は本発明の一実施
の形態の作動音評価装置100の構成を示すブロック図
である。図2は図1中のコントローラ130で行われる
処理を示す概念図である。なお、本実施の形態では、車
両エンジンの検査ラインにおいてこの車両エンジンから
発生する作動音に含まれる異音(異常音)を判定する技
術に本発明を適用した場合について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an operation sound evaluation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram showing the processing performed by the controller 130 in FIG. In the present embodiment, a case will be described where the present invention is applied to a technique for determining an abnormal sound (abnormal sound) included in an operating sound generated from the vehicle engine in a vehicle engine inspection line.

【0010】図1に示すように、本実施の形態の作動音
評価装置100は、大別して第1のデータ検出手段11
0、第2のデータ検出手段120、コントローラ13
0、表示装置160によって構成されている。第1のデ
ータ検出手段110および第2のデータ検出手段120
は各々コントローラ130と接続されており、各データ
検出手段で検出されたデータがコントローラ130へ伝
送されるようになっている。また、コントローラ130
は表示装置160と接続されており、コントローラ13
0で処理されたデータは表示装置160へ出力されるよ
うになっている。
As shown in FIG. 1, the operation sound evaluation apparatus 100 of the present embodiment is roughly classified into a first data detection means 11
0, second data detecting means 120, controller 13
0, the display device 160. First data detecting means 110 and second data detecting means 120
Are connected to the controller 130, and the data detected by each data detecting means is transmitted to the controller 130. In addition, the controller 130
Is connected to the display device 160, and the controller 13
The data processed by 0 is output to the display device 160.

【0011】第1のデータ検出手段110は、加速度セ
ンサ112、アンプ114、LPF(ローパスフィル
タ)116、HPF(ハイパスフィルター)118を主
体とした構成になっている。加速度センサ112は、車
両エンジンの作動音ないし振動を検出する。アンプ11
4は、加速度センサ112で検出された検出信号を増幅
し、その増幅信号をLPF116,HPF118へ伝送
する。LPF116,HPF118はいわゆる帯域通過
フィルターを構成するものであり、アンプ114による
増幅信号の不要な低周波成分および高周波成分の除去を
行う。これらLPF116,HPF118で処理された
信号は、後述するコントローラ130のA/D変換器1
32へ伝送される。この第1のデータ検出手段110が
本発明における作動音検出手段に対応している。
The first data detecting means 110 is mainly composed of an acceleration sensor 112, an amplifier 114, an LPF (low pass filter) 116, and an HPF (high pass filter) 118. The acceleration sensor 112 detects the operating sound or vibration of the vehicle engine. Amplifier 11
4 amplifies the detection signal detected by the acceleration sensor 112 and transmits the amplified signal to the LPF 116 and HPF 118. The LPF 116 and the HPF 118 constitute a so-called bandpass filter, and remove unnecessary low frequency components and high frequency components of the signal amplified by the amplifier 114. The signals processed by the LPF 116 and the HPF 118 are sent to the A / D converter 1 of the controller 130 described later.
32 is transmitted. The first data detecting means 110 corresponds to the operating sound detecting means in the present invention.

【0012】第2のデータ検出手段120は、回転数セ
ンサ122(回転周期センサ)、アンプ124を主体と
した構成になっている。回転数センサ122は、車両エ
ンジンの回転に応じた周期的なパルスを出力する。アン
プ124は、回転数センサ122で検出された検出信号
を増幅し、その増幅信号を後述するコントローラ130
のA/D変換器134へ伝送する。この第2のデータ検
出手段120が本発明における回転周期検出手段に対応
している。
The second data detecting means 120 is mainly composed of a rotation speed sensor 122 (rotation cycle sensor) and an amplifier 124. The rotation speed sensor 122 outputs a periodic pulse according to the rotation of the vehicle engine. The amplifier 124 amplifies the detection signal detected by the rotation speed sensor 122, and outputs the amplified signal to a controller 130 described later.
To the A / D converter 134. The second data detection means 120 corresponds to the rotation cycle detection means in the present invention.

【0013】コントローラ130は、A/D(アナログ
/デジタル)変換器132,134、I/F(インター
フェース)136、メモリ138、CPU140を主体
とした構成になっている。A/D変換器132,134
は、I/F136を介してメモリ138、CPU14
0、表示装置160に接続されている。A/D変換器1
32は、第1のデータ検出手段110で処理された車両
エンジンの音ないし振動の信号をアナログ信号からデジ
タル信号へ変換する。このA/D変換器132から出力
されたデジタル信号はI/F136を介してメモリ13
8、CPU140、表示装置160へ伝送される。A/
D変換器134は、第2のデータ検出手段120で検出
された車両エンジンの回転周期の信号をアナログ信号か
らデジタル信号へ変換する。このA/D変換器134か
ら出力されたデジタル信号は、I/F136を介してメ
モリ138、CPU140、表示装置160へ伝送され
る。A/D変換器132,134から出力されたデータ
は、メモリ138に一時的に格納され、CPU140の
指令に応じて各種の処理が行われる。表示装置160
は、ディスプレイ、プリンター等の表示手段のうちの少
なくとも一つを用いて構成され、CPU140の指令に
応じて各種のデータの表示、出力を行う。このコントロ
ーラ130が、本発明における処理手段に対応してい
る。
The controller 130 mainly comprises A / D (analog / digital) converters 132 and 134, an I / F (interface) 136, a memory 138, and a CPU 140. A / D converters 132 and 134
Through the I / F 136, the memory 138, the CPU 14
0, connected to the display device 160. A / D converter 1
Reference numeral 32 converts the sound or vibration signal of the vehicle engine processed by the first data detection means 110 from an analog signal to a digital signal. The digital signal output from the A / D converter 132 is transferred to the memory 13 via the I / F 136.
8, the CPU 140, and the display device 160. A /
The D converter 134 converts the signal of the rotation cycle of the vehicle engine detected by the second data detection means 120 from an analog signal to a digital signal. The digital signal output from the A / D converter 134 is transmitted to the memory 138, the CPU 140, and the display device 160 via the I / F 136. The data output from the A / D converters 132 and 134 is temporarily stored in the memory 138, and various processes are performed according to the instruction of the CPU 140. Display device 160
Is configured using at least one of display means such as a display and a printer, and displays and outputs various data in accordance with a command from the CPU 140. This controller 130 corresponds to the processing means in the present invention.

【0014】コントローラ130は、図2に示すような
処理構成を有する。第1FFT回路151では、第2の
データ検出手段120で検出されたデータのFFT(高
速フーリエ変換)演算処理を行う。このFFT演算処理
によって車両エンジンの基本周波数(1次成分周波数)
1を算出する。なお、車両エンジンが見かけ上定常回
転状態にある場合であっても回転数のばらつきが生じる
ため、通常この基本周波数f1は常に変動した状態にあ
る。従って、第2のデータ検出手段120による回転周
期TRの検出を連続的に行い、基本周波数f1を都度算出
して更新する構成であるのが好ましい。
The controller 130 has a processing configuration as shown in FIG. The first FFT circuit 151 performs FFT (Fast Fourier Transform) arithmetic processing of the data detected by the second data detection means 120. By this FFT calculation processing, the fundamental frequency of the vehicle engine (first-order component frequency)
Calculate f 1 . Even when the vehicle engine is apparently in a steady rotation state, variations in the number of rotations occur, so that the fundamental frequency f 1 is usually in a constantly changing state. Therefore, it is preferable that the second data detecting means 120 continuously detects the rotation cycle T R , and the fundamental frequency f 1 is calculated and updated each time.

【0015】基本波強調部152では、第1のデータ検
出手段110で検出された波形データのうち基本波を強
調する処理を行う。基本波強調部152は、2乗処理部
153、減衰フィルタ154によって構成される。2乗
処理部153は、波形データの2乗波形を求める。減衰
フィルタ154は、波形データのうち基本波成分以外の
n次高調波成分を所定の指数関数G(減衰関数)にした
がって指数関数的に減衰させる減衰フィルタ処理を行
う。この減衰フィルタ処理により、第1のデータ検出手
段110で検出された波形データから高調波成分を選択
的に減衰させることにより、波形データの基本波成分が
強調されることとなる。
The fundamental wave emphasizing section 152 performs processing for emphasizing the fundamental wave in the waveform data detected by the first data detecting means 110. The fundamental wave emphasizing unit 152 includes a squaring processing unit 153 and an attenuation filter 154. The squaring processing unit 153 obtains a squared waveform of the waveform data. The attenuating filter 154 performs an attenuating filter process for exponentially attenuating the nth harmonic component other than the fundamental wave component in the waveform data according to a predetermined exponential function G (attenuation function). By this attenuation filter process, the fundamental wave component of the waveform data is emphasized by selectively attenuating the harmonic components from the waveform data detected by the first data detection means 110.

【0016】第2FFT回路155では、基本波を強調
する処理がなされた波形データをFFT(高速フーリエ
変換)演算処理によって周波数解析し、周波数に応じた
強度レベルを算出する。また、異音判定部156では、
第2FFT回路155による周波数解析の結果を用いて
車両エンジンの作動音が異音を含むものか否かを判定す
る。異音判定部156は、ピーク値算出部157、対数
圧縮部158、比較部159によって構成される。ピー
ク値算出部157は、第2FFT回路155で周波数解
析したデータのうちのピーク値を算出する。対数圧縮部
158は、ピーク値算出部157で算出したピーク値を
対数圧縮する処理を行う。比較部159は、対数圧縮部
158で対数圧縮処理したデータと、予め設定されたし
きい値との比較を行い、しきい値を超えるデータを異音
と判定する。そして、異音判定部156による異音判定
結果を表示装置160へ出力する。
In the second FFT circuit 155, the waveform data on which the fundamental wave is emphasized is subjected to frequency analysis by FFT (Fast Fourier Transform) calculation processing, and the intensity level corresponding to the frequency is calculated. Further, in the abnormal sound determination unit 156,
The result of the frequency analysis by the second FFT circuit 155 is used to determine whether the operating noise of the vehicle engine includes an abnormal noise. The abnormal sound determination unit 156 includes a peak value calculation unit 157, a logarithmic compression unit 158, and a comparison unit 159. The peak value calculation unit 157 calculates the peak value of the data frequency-analyzed by the second FFT circuit 155. The logarithmic compression unit 158 performs a process of logarithmically compressing the peak value calculated by the peak value calculation unit 157. The comparison unit 159 compares the data logarithmically compressed by the logarithmic compression unit 158 with a preset threshold value, and determines that the data exceeding the threshold value is abnormal noise. Then, the abnormal sound determination result by the abnormal sound determination unit 156 is output to the display device 160.

【0017】次に、作動音評価装置100を用いて車両
エンジンの作動音の評価方法を、図3〜図7を参照しな
がら詳細に説明する。例えば、車両エンジンのクランク
シャフトギアとオイルポンプギアの噛み合う箇所から発
生する異音を対象とすることができる。ここで、図3は
異音判定処理を示すフローチャートである。図4はステ
ップS10において加速度センサ112で検出された波
形データの一例を示す図である。図5はステップS2
0,S30において帯域フィルタ処理および2乗処理が
なされた後の波形データの一例を示す図である。図6は
ステップS60において減衰フィルタ処理がなされた後
の波形データの一例を示す図である。図7はステップS
70においてFFT演算処理がなされた後のデータの一
例を示す図である。
Next, a method of evaluating the operation sound of the vehicle engine using the operation sound evaluation apparatus 100 will be described in detail with reference to FIGS. For example, it is possible to target abnormal noise generated from a portion where the crankshaft gear of the vehicle engine and the oil pump gear mesh with each other. Here, FIG. 3 is a flowchart showing the abnormal sound determination processing. FIG. 4 is a diagram showing an example of the waveform data detected by the acceleration sensor 112 in step S10. FIG. 5 shows step S2
It is a figure which shows an example of the waveform data after the band-pass filter process and the square process were performed in 0 and S30. FIG. 6 is a diagram showing an example of the waveform data after the attenuation filter processing is performed in step S60. FIG. 7 shows step S
FIG. 10 is a diagram showing an example of data after being subjected to FFT calculation processing at 70.

【0018】上記構成の作動音評価装置100が起動す
ることにより、図3に示すようなステップS10〜S1
10にしたがって異音判定処理を行うことができる。ス
テップS10では、加速度センサ112を用いて車両エ
ンジンの音ないし振動を検出する。この場合、車両エン
ジンのうちクランクシャフトギアとオイルポンプギアの
噛み合う箇所に対応した部位に加速度センサ112を設
置する。これにより、クランクシャフトギアとオイルポ
ンプギアの噛み合う箇所に対応した波形データを検出す
ることができる。例えば図4に示すような波形データが
検出される。次にステップS20およびステップS40
を行う。ステップS20では、加速度センサ112で検
出した波形データを、LPF116,HPF118を介
して帯域通過フィルタ処理する。これにより、波形デー
タのうち不要な低周波成分および高周波成分が除去され
る。更に、ステップS30では、2乗処理部153が帯
域通過フィルタ処理した波形データの2乗処理を行う。
これにより、例えば図5に示すような波形データが出力
される。ステップS30が終了するとステップS60へ
すすむ。
When the operation sound evaluation apparatus 100 having the above-described configuration is activated, steps S10 to S1 shown in FIG. 3 are performed.
The abnormal noise determination process can be performed according to 10. In step S10, the acceleration sensor 112 is used to detect the sound or vibration of the vehicle engine. In this case, the acceleration sensor 112 is installed in a portion of the vehicle engine corresponding to the portion where the crankshaft gear and the oil pump gear mesh with each other. This makes it possible to detect the waveform data corresponding to the position where the crankshaft gear and the oil pump gear mesh with each other. For example, waveform data as shown in FIG. 4 is detected. Next, step S20 and step S40.
I do. In step S20, the waveform data detected by the acceleration sensor 112 is band-pass filtered through the LPF 116 and HPF 118. As a result, unnecessary low frequency components and high frequency components of the waveform data are removed. Further, in step S30, the squaring processing unit 153 squares the waveform data subjected to the band pass filter processing.
As a result, for example, waveform data as shown in FIG. 5 is output. When step S30 ends, the process proceeds to step S60.

【0019】一方、ステップS40では、回転数センサ
122によって車両エンジンの回転信号を検出する。ス
テップS50では、ステップS40で検出した回転信号
を第1FFT回路151によってFFT演算処理する。
このFFT演算処理では、回転信号検出時における回転
周期TR、基本周波数f1を演算する。この回転周期
R、基本周波数f1は、車両エンジンの回転数が変動す
ることにより変化する。なお、回転周期TRと基本周波
数f1とは、f1=1/TRの関係で示される。
On the other hand, in step S40, the rotation speed sensor
The rotation signal of the vehicle engine is detected by 122. Su
In step S50, the rotation signal detected in step S40
Is processed by the first FFT circuit 151.
In this FFT calculation process, the rotation at the time of detecting the rotation signal is performed.
Cycle TR, Fundamental frequency f1Is calculated. This rotation cycle
T R, Fundamental frequency f1Changes the vehicle engine speed
It changes depending on the situation. The rotation cycle TRAnd fundamental frequency
Number f1And f1= 1 / TRIt is shown by the relationship of.

【0020】ステップS60では、減衰フィルタ154
が、ステップS30で処理した波形データの減衰フィル
タ処理を行う。このステップS60が本発明における減
衰フィルタ処理ステップに対応している。この減衰フィ
ルタ処理に際しては、ステップS50で演算した基本周
波数f1を用いる。波形データを所定の指数関数Gにし
たがって減衰させる場合、基本周波数f1が定まるとそ
の指数関数Gの最適な時定数τが定まる。基本周波数f
1と時定数τとは、τ=f1×n(n:次数)の関係で示
される。その時定数τに基づいて波形データを減衰させ
ることによって、適性な減衰フィルタ処理を行うことが
できる。これにより、例えば図6中の実線で示すような
波形データが出力されることとなる。次に、ステップS
70では、ステップS60において減衰フィルタ処理が
なされた波形データが第2FFT回路155によってF
FT演算処理される。これにより、例えば図7に示すよ
うに、周波数ごとの強度レベル(ピーク値)が出力され
ることとなる。
In step S60, the attenuation filter 154
Performs the attenuation filter processing of the waveform data processed in step S30. This step S60 corresponds to the attenuation filter processing step in the present invention. In this attenuation filter processing, the fundamental frequency f 1 calculated in step S50 is used. When the waveform data is attenuated according to a predetermined exponential function G, when the fundamental frequency f 1 is determined, the optimum time constant τ of the exponential function G is determined. Fundamental frequency f
1 and the time constant τ are represented by the relationship of τ = f 1 × n (n: order). Appropriate attenuation filter processing can be performed by attenuating the waveform data based on the time constant τ. Thereby, for example, the waveform data shown by the solid line in FIG. 6 is output. Next, step S
At 70, the waveform data that has been subjected to the attenuation filter processing at step S60 is subjected to F by the second FFT circuit 155.
FT operation processing is performed. As a result, for example, as shown in FIG. 7, the intensity level (peak value) for each frequency is output.

【0021】ここで、ステップS60において最適な時
定数τに基づいて減衰フィルタ処理を行った場合(実施
例)と、時定数τとは異なる時定数に基づいて減衰フィ
ルタ処理を行った場合(比較例)に得られる処理結果の
相違について図6および図7を参照しながら説明する。
比較例では、実施例の最適な時定数τの1/2の時定
数、すなわち(1/2)×τを用いた。この時定数を用
いて減衰フィルタ処理を行うと、図6中の破線で示すよ
うな波形データが得られた。また、この破線で示す波形
データをステップS70において周波数分析すると、実
施例の強度レベル(図7中の●プロットで示すピーク
値)よりも低い強度レベル(図7中の○プロットで示す
ピーク値)のデータが得られた。このように、本来の最
適な時定数τとは異なる時定数を用いて減衰フィルタ処
理および周波数分析を行うと、周波数分析の際に正確な
強度レベルを得ることができない場合が多く見られる。
そして、このような場合には、その後に行う異音の判定
の支障となる。
Here, in step S60, the attenuation filter processing is performed based on the optimum time constant τ (example) and the attenuation filter processing is performed based on a time constant different from the time constant τ (comparison). The difference in the processing results obtained in (Example) will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
In the comparative example, a time constant of 1/2 of the optimum time constant τ of the example, that is, (1/2) × τ was used. When the attenuation filter processing is performed using this time constant, the waveform data shown by the broken line in FIG. 6 was obtained. Further, when the waveform data indicated by the broken line is subjected to frequency analysis in step S70, the intensity level (peak value indicated by ◯ plot in FIG. 7) lower than the intensity level (peak value indicated by ● plot in FIG. 7) of the example. Data were obtained. As described above, when attenuation filtering and frequency analysis are performed using a time constant different from the original optimum time constant τ, it is often the case that an accurate intensity level cannot be obtained during frequency analysis.
Then, in such a case, it becomes difficult to determine the abnormal sound thereafter.

【0022】ステップS80では、FFT演算処理で出
力された周波数ごとの強度レベル(ピーク値)をピーク
値算出部157によって算出する。ステップS90で
は、ステップS80で算出したピーク値を対数圧縮部1
58によって対数圧縮処理する。ステップS100で
は、ステップS90で処理した対数圧縮データと予め設
定されたしきい値とを比較部159によって比較し、し
きい値を超えるデータを異音と判定する。また、ステッ
プS110では、ステップS100における判定結果を
比較部159によって表示装置160へ出力する。以上
のステップを順次実施することによって、クランクシャ
フトギアとオイルポンプギアの噛み合う箇所から異音が
発生しているか否かを評価することができる。このよう
な異音評価による評価結果は官能試験による評価結果と
良く合うため、正確かつ合理的に異音評価を行うのに有
効である。
In step S80, the peak value calculator 157 calculates the intensity level (peak value) for each frequency output by the FFT calculation process. In step S90, the peak value calculated in step S80 is set to the logarithmic compression unit 1
Logarithmic compression processing is performed by 58. In step S100, the comparison unit 159 compares the logarithmically compressed data processed in step S90 with a preset threshold value, and determines that the data exceeding the threshold value is abnormal noise. Further, in step S110, the comparison unit 159 outputs the determination result in step S100 to the display device 160. By sequentially performing the above steps, it is possible to evaluate whether or not abnormal noise is generated from a position where the crankshaft gear and the oil pump gear mesh with each other. Since the evaluation result by such abnormal noise evaluation matches the evaluation result by the sensory test well, it is effective for accurate and rational evaluation of abnormal noise.

【0023】以上のように本実施の形態によれば、減衰
フィルタ154を介して減衰フィルタ処理を行うに際し
回転周期TRの検出データを用いるため、高調波成分の
減衰に最適な時定数τを用いた適性な減衰フィルタ処理
を行うことができる。このような適性な減衰フィルタ処
理を行うことで、FFT演算処理後の周波数ごとの強度
レベル(ピーク値)が低下するのを阻止することがで
き、異音の評価を正確に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, since the detection data of the rotation period T R is used when performing the attenuation filter processing via the attenuation filter 154, the optimum time constant τ for the attenuation of the harmonic component is obtained. Appropriate attenuation filter processing used can be performed. By performing such an appropriate attenuation filter process, it is possible to prevent the intensity level (peak value) for each frequency after the FFT calculation process from decreasing, and it is possible to accurately evaluate abnormal noise.

【0024】なお、本発明は上記の実施の形態のみに限
定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられ
る。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実
施することもできる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various applications and modifications can be considered. For example, each of the following modes to which the above-described embodiment is applied can be implemented.

【0025】(A)上記実施の形態では、車両エンジン
の作動音の評価を行う場合について記載したが、車両エ
ンジン以外の機械作動音を評価する技術に本発明を適用
することもできる。
(A) In the above embodiment, the case where the operating noise of the vehicle engine is evaluated has been described, but the present invention can also be applied to a technique for evaluating mechanical operating noise other than that of the vehicle engine.

【0026】(B)また、上記実施の形態では、波形デ
ータの高調波成分を指数関数Gを用いて指数関数的に減
衰させる場合について記載したが、この減衰特性に関与
する減衰関数は指数関数に限定されず、必要に応じて種
々の減衰関数を用いることができる。
(B) In the above embodiment, the case where the harmonic component of the waveform data is exponentially attenuated by using the exponential function G has been described. However, the attenuation function related to this attenuation characteristic is an exponential function. However, various damping functions can be used as needed.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機械作動音の適性な評価を行うのに有効な技術を実現す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to realize an effective technique for appropriately evaluating the mechanical operating noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の作動音評価装置100
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is an operation sound evaluation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of FIG.

【図2】図1中のコントローラ130で行われる処理を
示す概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a process performed by a controller 130 in FIG.

【図3】異音判定処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an abnormal sound determination process.

【図4】ステップS10において加速度センサ112で
検出された波形データの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of waveform data detected by an acceleration sensor 112 in step S10.

【図5】ステップS20,S30において帯域フィルタ
処理および2乗処理がなされた後の波形データの一例を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of waveform data after band-pass filtering processing and squaring processing have been performed in steps S20 and S30.

【図6】ステップS60において減衰フィルタ処理がな
された後の波形データの一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of waveform data after being subjected to an attenuation filter process in step S60.

【図7】ステップS70においてFFT演算処理がなさ
れた後のデータの一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of data after the FFT calculation processing is performed in step S70.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…作動音評価装置 110…第1のデータ検出手段(作動音検出手段) 112…加速度センサ 120…第2のデータ検出手段(回転周期検出手段) 122…回転数センサ 130…コントローラ(制御手段) 151…第1FFT回路 152…基本波強調部 153…2乗処理部 154…減衰フィルタ 155…第2FFT回路 156…異音判定部 157…ピーク値算出部 158…対数圧縮部 159…比較部 160…表示装置 100 ... Operating sound evaluation device 110 ... First data detecting means (operating sound detecting means) 112 ... Acceleration sensor 120 ... Second data detection means (rotation period detection means) 122 ... Revolution sensor 130 ... Controller (control means) 151 ... First FFT circuit 152 ... Fundamental wave emphasis section 153 ... Square processing unit 154 ... Attenuation filter 155 ... Second FFT circuit 156 ... Abnormal sound determination unit 157 ... Peak value calculation unit 158 ... Logarithmic compression unit 159 ... Comparison section 160 ... Display device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 研司 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機内 Fターム(参考) 2G064 AA15 AB13 BA02 CC02 CC41   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kenji Akiyama             2-1, Toyota-cho, Kariya City, Aichi Stock Association             Inside Toyota Toyota Industries F term (reference) 2G064 AA15 AB13 BA02 CC02 CC41

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作動音検出手段と、処理手段とを有し、 前記作動音検出手段は機械作動中の機械作動音に関する
波形データを検出し、前記処理手段は前記作動音検出手
段で検出された前記波形データを周波数分析し、その周
波数分析結果に基づいて前記機械作動音の評価を行う機
械作動音の評価装置であって、 更に、機械作動中の回転周期に関するデータを検出する
回転周期検出手段を備え、 前記処理手段は減衰フィルタを有し、この減衰フィルタ
は、前記周波数分析の前に、前記回転周期に関するデー
タに基づいて前記波形データのうち基本波成分以外の高
調波成分を減衰させるように構成されていることを特徴
とする機械作動音の評価装置。
1. An operating sound detecting means and a processing means, wherein the operating sound detecting means detects waveform data relating to a mechanical operating sound during machine operation, and the processing means is detected by the operating sound detecting means. A method for evaluating a machine operation sound based on a result of frequency analysis of the waveform data and a result of the frequency analysis, further comprising: a rotation cycle detection for detecting data on a rotation cycle during machine operation. The processing means has an attenuation filter, and the attenuation filter attenuates a harmonic component other than the fundamental wave component in the waveform data based on the data regarding the rotation period before the frequency analysis. An apparatus for evaluating mechanical operating noise, which is configured as described above.
【請求項2】 請求項1に記載した機械作動音の評価装
置であって、 前記減衰フィルタは、前記回転周期に関するデータに対
応して定まる減衰指標を用いて前記高調波成分を減衰さ
せるように構成されていることを特徴とする機械作動音
の評価装置。
2. The machine operation noise evaluation device according to claim 1, wherein the attenuation filter attenuates the harmonic component using an attenuation index determined corresponding to the data regarding the rotation cycle. A mechanical operation sound evaluation device characterized by being configured.
【請求項3】 機械作動中の機械作動音に関する波形デ
ータを検出し、その波形データを周波数分析し、その周
波数分析結果に基づいて前記機械作動音の評価を行う機
械作動音の評価方法であって、 前記周波数分析の前に、機械作動中の回転周期に関する
データを検出するステップと、前記回転周期に関するデ
ータに基づいて前記波形データのうち基本波成分以外の
高調波成分を減衰させる減衰フィルタ処理ステップとを
有することを特徴とする機械作動音の評価方法。
3. A method for evaluating a machine operating sound, which comprises detecting waveform data relating to a machine operating sound during machine operation, frequency-analyzing the waveform data, and evaluating the machine operating sound based on the frequency analysis result. Then, before the frequency analysis, a step of detecting data regarding a rotation cycle during machine operation, and an attenuation filter process for attenuating a harmonic component other than a fundamental wave component of the waveform data based on the data regarding the rotation cycle. A method for evaluating a mechanical operating noise, comprising:
【請求項4】 請求項3に記載した機械作動音の評価方
法であって、 前記減衰フィルタ処理ステップでは、前記回転周期に関
するデータに対応して定まる減衰指標を用いて前記高調
波成分を減衰させることを特徴とする機械作動音の評価
方法。
4. The method for evaluating mechanical operating noise according to claim 3, wherein in the attenuation filter processing step, the harmonic component is attenuated using an attenuation index determined corresponding to the data regarding the rotation cycle. A method for evaluating machine operation noise, which is characterized by the following.
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