JP2007163336A - 車両ノイズ音検知装置および車両ノイズ音検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両ノイズ音検知装置および車両ノイズ音検知方法に係り、車両又は車載機器の作動時に音響装置から出力される音に重畳して発生し得るノイズ音を検知することにある。
【解決手段】予め記録装置に基準音の音データを記録する（ステップ１００及び１０２）。その後、車両又は車載機器が作動され得るノイズ評価時に車両スピーカから発せられる基準音を評価音として集音する（ステップ１２０）。そして、そのノイズ評価時に集音される評価音の所定周波数ごとの周波数成分を生成して（ステップ１２２）、その周波数成分の音圧レベルと、記録装置に音データが記録されている基準音の所定周波数ごとの周波数成分の音圧レベルとの偏差を算出する（ステップ１２４及び１２６）。その算出により得られた偏差が閾値を超えているか否かに基づいてノイズ音の有無を判定する（ステップ１２８〜１３２）。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両ノイズ音検知装置および車両ノイズ音検知方法に係り、特に、車両又は車載機器の作動時に音響装置から出力される音に重畳して発生し得るノイズ音を検知することが可能な車両ノイズ音検知装置および車両ノイズ音検知方法に関する。

従来から、車両（例えばエンジン）から発生する異音ノイズを検知する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、対象の振動波形を取り込んだうえで、その振動波形のピークｔｏピーク値を検出して振動すなわち音量の大きさを検出し、その音量から異音ノイズを検知することとしている。

また、車両（例えばエンジン）の正常音と異常音とを周波数−音圧レベル（ｄＢ）で比較することで異音ノイズを検知する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。具体的には、この装置は、予め設定した異音が突出すると予想される周波数帯の音圧同士の比較により、異音ノイズを検知することとしている。
特許第２５４０９２４号公報 実開昭５７−１２６５３７号公報

ところで、例えば電動パワーステアリング装置や電動ワイパ装置を搭載した車両や電動車両においてかかる装置を作動させるための車両操作が行われると、その装置の作動に起因して車両スピーカから流れるラジオ音などにノイズ音が重畳して発生する。しかし、このラジオノイズ音は、そのラジオノイズ音が重畳していないときに流れる基準音に対して同等或いはそれ以下の音量（振動）しか有しないため、上記した特許文献１記載の装置の如く音量の大きさからノイズ音を検知する構成では、ラジオノイズ音を検知することは困難である。また、上記のラジオノイズ音は、そのノイズ音が大きく影響する周波数帯や発生タイミングが一定でないため、上記した特許文献２記載の装置の如く予め設定した周波数帯の音圧同士を比較してノイズ音を検知する構成では、ラジオノイズ音を検知することは困難である。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、車両又は車載機器の作動時に音響装置から出力される音に重畳して発生し得るノイズ音を検知することが可能な車両ノイズ音検知装置および車両ノイズ音検知方法を提供することを目的とする。

上記の目的は、所定基準音の音データを記録する基準音データ記録手段と、車両又は車載機器が作動され得るノイズ評価時に音響装置から発せられる所定基準音を評価音として集音する評価音集音手段と、前記基準音データ記録手段に音データが記録されている所定基準音の所定周波数ごとの周波数成分レベルと、前記評価音集音手段により集音される評価音の所定周波数ごとの周波数成分レベルとの偏差を算出する偏差算出手段と、前記偏差算出手段により算出される前記偏差に基づいてノイズ音の有無又は感度を判定するノイズ音判定手段と、を備える車両ノイズ音検知装置により達成される。

また、上記の目的は、所定基準音の音データを記録手段に記録する第１のステップと、車両又は車載機器が作動され得るノイズ評価時に音響装置から発せられる所定基準音を評価音として集音する第２のステップと、前記第１のステップにおいて前記記録手段に音データが記録された所定基準音の所定周波数ごとの周波数成分レベルと、前記第２のステップにおいて集音される評価音の所定周波数ごとの周波数成分レベルとの偏差を算出する第３のステップと、前記第３のステップにおいて算出される前記偏差に基づいてノイズ音の有無又は感度を判定する第４のステップと、を備える車両ノイズ音検知方法により達成される。

この態様の発明においては、記録手段に音データが記録された所定基準音の所定周波数ごとの周波数成分レベルと、車両又は車載機器が作動され得るノイズ評価時に音響装置から発せられる所定基準音が評価音として集音された場合のその評価音の所定周波数ごとの周波数成分レベルとの偏差が算出されて、その偏差に基づいてノイズ音の有無又は感度が判定される。車両又は車載機器の作動に伴うノイズ音の影響を受ける周波数帯においては、基準音と評価音との周波数成分レベルの偏差が生ずる。従って、本発明によれば、車両又は車載機器の作動時に音響装置から出力される音に重畳して発生し得るノイズ音の有無及び感度を検知することができる。

この場合、上記した車両ノイズ音検知装置において、前記ノイズ音判定手段は、前記偏差算出手段により算出される前記所定周波数ごとの周波数成分レベルの偏差の平均値に基づいてノイズ音の有無又は感度を判定することとしてもよい。

また、上記した車両ノイズ音検知装置において、前記偏差算出手段は、所定サンプリング周期ごとにそれぞれ周波数成分レベルの偏差を算出すると共に、前記ノイズ音判定手段は、前記所定サンプリング周期ごとに、前記偏差算出手段により算出される前記偏差に基づいてノイズ音の有無又は感度を判定することとしてもよい。

本発明によれば、車両又は車載機器の作動時に音響装置から出力される音に重畳して発生し得るノイズ音を検知することができる。

図１は、本発明の一実施例である車両ノイズ音検知装置１０の構成図を示す。本実施例の車両ノイズ音検知装置１０は、例えば車両の評価工程において、電動車両や車両に搭載される電動パワーステアリング装置や電動ワイパ装置などの有するモータが駆動される際にそのモータ駆動に起因して、車両スピーカから流れるラジオ音やＣＤ音などの音声に重畳して発生し得るノイズ音を検知する装置である。

図１に示す如く、車両ノイズ音検知装置１０は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）１２を備えている。ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ１４と、記録装置１６と、Ａ／Ｄボード１８と、サウンドボード２０と、を有している。記録装置１６、Ａ／Ｄボード１８、及びサウンドボード２０は、ＣＰＵ１４に接続されている。

記録装置１６には、予め所定の時間長さを有する音の音データが記録されている。この記録装置１６への音データの記録は、ノイズ音検知が行われる前に行われていればよい。以下、この記録装置１６に音データが記録されている音を基準音と称す。この基準音は、例えば人が本を朗読したときや歌ったとき，話したときなどの人間の聞くことのできる音でものであればよく、その周波数成分の音圧レベルが時間の経過に伴って変動するものであってもよい。また、記録装置１６に記録される音データは、所定時間長さ（１周期Ｔ）の基準音を予め定められた所定のサンプリング周期Δｔで所定周波数（例えば１００Ｈｚ）ごとの周波数成分に分解して得られる、各周波数ごとの周波数成分の音圧レベルであればよい。尚、上記した所定のサンプリング周期Δｔは、音データの時間長さＴよりも短いものであればよく、また、音の周波数成分への分解は、人間の聞くことのできる周波数範囲（例えば２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの範囲）に限定して行うこととすれば十分である。

また、サウンドボード２０の入力端子には、マイクアンプ２２を介してマイク２４が接続されている。マイク２４は、車内に取り付けられた小型・軽量の無指向性のマイクであり、車内の音響装置である車両スピーカから流れる音が入力されるように構成されている。サウンドボード２０は、マイク２４に入力されマイクアンプ２２で増幅された音声をデータ変換してＣＰＵ１４へ供給する。
更に、Ａ／Ｄボード１８の入力端子には、タイミングパルスが入力される。このタイミングパルスは、車両スピーカから流される上記の基準音に同期したパルス波であり、その所定時間長さを有する基準音の始期に発せられる。Ａ／Ｄボード１８は、入力されるタイミングパルスを変換してＣＰＵ１４へ供給する。

次に、図２及び図３を参照して、本実施例の車両ノイズ音検知装置１０の動作について説明する。図２は、本実施例の車両ノイズ音検知装置１０における具体的な処理内容を説明するための図を示す。また、図３は、本実施例の車両ノイズ音検知装置１０においてＣＰＵ１４が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。

本実施例の車両ノイズ音検知装置１０においては、予めノイズ音検知を行ううえでの事前準備として、記録装置１６に、基準音の１周期分の音データが記録される（ステップ１００）。そして、所定のサンプリング周期Δｔで、その記録装置１６に音データが記録される基準音が所定周波数ごとの周波数成分に分解されることで、基準音の各周波数ごとの周波数成分の音圧レベルが生成される（ステップ１０２）。尚、この生成された基準音の所定周波数ごとの周波数成分の音圧レベルは、ノイズ音検知の事前に、基準音の音データとして記録装置１６に記録される。

記録装置１６に基準音の音データが記録される事前準備が完了すると、その後、車両スピーカからその記録装置１６に音データが記録された基準音と同一の基準音を流す処理が行われる。この場合には、基準音の１周期の始期が車両スピーカから発せられるタイミングごとにタイミングパルスが出力され、ＥＣＵ１２のＣＰＵ１４に入力される。ＣＰＵ１４は、入力されるタイミングパルスの立ち上がりに基づいて車両スピーカから現に発せられる基準音の１周期における始期を検知し、以後、時間の経過に従って車両スピーカから現に発せられる基準音の１周期における位置を検知する（ステップ１１０）。

また、上記の如く車両スピーカから基準音が流される際には、車両スピーカから流される音に重畳し得るノイズ音の評価を行うべく、電動車両や電動パワーステアリング装置や電動ワイパ装置，電動ミラー装置などの有する車載モータを適宜駆動させる処理が行われる。

ＣＰＵ１４は、上記の如く車両スピーカから現に発せられる基準音の１周期における始期を検知すると、以後、その車両又は車載機器が作動され得るノイズ評価時に車両スピーカから発せられる基準音をマイク２４を通して集音させて、その音データをメモリに記録する（ステップ１２０）。以下、このメモリに音データが記録される音を評価音と称す。そして、上記のサンプリング周期Δｔで、その評価音を所定周波数ごとの周波数成分に分解し、評価音の各周波数ごとの周波数成分の音圧レベルを生成する（ステップ１２２）。

ＣＰＵ１４は、上記の如く集音した評価音の各周波数ごとの周波数成分を生成すると、その評価音の位置に対応する位置での基準音の音データを記録装置１６から読み出し、周波数ごとに、その生成した評価音の周波数成分とその読み出した基準音の周波数成分とを比較して、その音圧レベルの偏差を算出する（ステップ１２４）。そして、この周波数ごとの評価音の周波数成分と基準音の周波数成分との音圧レベルの偏差の算出を、サンプリング周期Δｔごとに行う。すなわち、サンプリング周期Δｔごとに、評価音と基準音との周波数ごとの周波数成分の音圧レベルの偏差の算出を行う。

車両又は車載機器の作動の起因したノイズ音は、そのノイズ音が重畳していないときの基準音に対して同等又はそれ以下の音量しか有しないと共に、そのノイズ音の大きく影響する周波数帯は一定でないのが一般的であるが、そのノイズ音は何れの周波数帯にもある程度以上の影響を与える。また、そのノイズ音の影響を受ける周波数帯においては、基準音と評価音とに周波数成分の音圧レベルの偏差が生じると共に、そのノイズ音の影響が大きいほどその偏差が大きくなる。

ＣＰＵ１４は、サンプリング周期Δｔごとに、上記の如く算出した周波数ごとの評価音と基準音との周波数成分の音圧レベルの各偏差からそれら各周波数ごとの偏差を平均した平均偏差量を算出する（ステップ１２６）。そして、その算出した平均偏差量が予め設定した閾値を超えているか否かを判別する（ステップ１２８）。尚、この閾値は、人間が車両スピーカから発せられる音を聞いたときにその音の変化を認識することができない最大の音圧レベルの変化であり、予め定められている。

その判別の結果、上記の平均偏差量が閾値を超えていないと否定判定がなされた場合は、車両又は車載機器の作動が車両スピーカから発せられる基準音に何ら影響を与えなかったと判断できるので、基準音に重畳するノイズ音はなかったものと判定する（ステップ１３０）。一方、平均偏差量が閾値を超えていると肯定判定がなされた場合は、車両又は車載機器の作動が車両スピーカから発せられる基準音に影響を与えたと判断できるので、基準音に重畳するノイズ音が存在するものと判定する（ステップ１３２）。かかるノイズ音ありの判定がなされたときは、その判定結果と共に、その判定結果が得られた評価音の集音開始からの時間すなわち基準音の位置をメモリに記憶する。

このように本実施例の車両ノイズ音検知装置１０においては、所定のサンプリング周期ごとに、予め定められた基準音と、その同じ基準音を車両又は車載機器が作動されるノイズ評価時に車両スピーカから流した際に集音される評価音との、所定周波数ごとの周波数成分の音圧レベルの偏差を算出し、そのうえで、その偏差の平均偏差量が閾値を超えているか否かに基づいて基準音に重畳するノイズ音の有無を判定して、車両又は車載機器の作動に起因するノイズ音を検知する。

上記の如く、ノイズ音は何れの周波数帯にもある程度以上の影響を与えると共に、また、車両又は車載機器の作動に起因したノイズ音の影響を受ける周波数帯においては、基準音と評価音とに周波数成分の音圧レベルの偏差が生じる。すなわち、車両又は車載機器が作動された際、基準音と評価音との周波数ごとの音圧レベルに偏差が生じなければ、その作動に起因したノイズ音は生じないと判断できる一方、その周波数ごとの音圧レベルに大きな偏差が生じれば、その作動に起因したノイズ音は生じると判断できる。

また、上記の如くノイズ音判定を行ううえで基準音と評価音とを比較することとすれば、ノイズ評価時に車両スピーカから流れる音（基準音）の周波数成分が変化しても、車両又は車載機器の作動に起因して発生するノイズ音を検知することが可能である。更に、上記の如くノイズ音判定を行ううえで基準音と評価音との所定周波数ごとの周波数成分を比較することとすれば、ノイズ音の大きく影響する周波数帯が何れの周波数帯にあっても、車両又は車載機器の作動に起因して発生するノイズ音を検知することが可能である。

従って、本実施例の車両ノイズ音検知装置１０によれば、車両又は車載機器の作動時に車両スピーカから発せられる音に重畳して発生し得るノイズ音の有無を検知することが可能となっている。また、このように車両ノイズ音検知装置１０により機械的にノイズ音検知を行う評価によれば、評価者である人が直接に車両スピーカから評価音を聞いてノイズ音検知を行う官能評価に比べて、評価結果のバラツキを抑えることができ、定量的な評価を行うことができる。

また、このように車両ノイズ音検知装置１０により機械的にノイズ音検知を行う評価は、車両において作動される対象（例えば、電動車両自体や電動パワーステアリング装置，電動ワイパ装置など）ごとに行われるのが好適である。そして、それらの評価結果は、その対象が作動した際にノイズ音が車両スピーカから発せられるのを防ぐための車両スピーカなどのフィルタ開発等に利用されるのがよい。これは、かかる構成によれば、それらの作動対象の何れが作動しても、その作動に対応して車両スピーカからのノイズ音の発生を抑えることが可能となるからである。

尚、上記の実施例においては、記録装置１６が特許請求の範囲に記載した「基準音データ記録手段」及び「記録手段」に相当していると共に、ＣＰＵ１４が、上記図３に示すルーチン中ステップ１００及び１０２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「第１のステップ」が、ステップ１２０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「評価音集音手段」及び「第２のステップ」が、ステップ１２４及び１２６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「偏差算出手段」及び「第３のステップ」が、ステップ１２８〜１３２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「ノイズ音判定手段」及び「第４のステップ」が、それぞれ実現されている。

ところで、上記の実施例においては、ノイズ音判定を行ううえで基準音と評価音との所定周波数ごとの周波数成分の音圧レベルの偏差の平均値を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、所定周波数ごとの偏差のうち最も大きいものを用いることとしてもよい。ノイズ音の影響を受ける周波数帯においては、その影響が大きいほど上記した周波数成分の音圧レベルの偏差は大きくなる。従って、最も大きな偏差を用いてもノイズ音判定を行うことが可能である。

また、上記の実施例においては、基準音と評価音との所定周波数ごとの周波数成分の音圧レベルの偏差が閾値を超えているか否かに基づいて基準音に重畳するノイズ音の有無を判定することとしているが、その偏差の大きさに基づいてそのノイズ音の感度（大きさ）を判定するものであってもよい。ノイズ音の影響を受ける周波数帯においては、その影響が大きいほど上記した周波数成分の音圧レベルの偏差は大きくなる。従って、偏差の大きさに基づいてノイズ音の感度を判定することが可能である。

本発明の一実施例である車両ノイズ音検知装置の構成図である。 本実施例の車両ノイズ音検知装置における具体的な処理内容を説明するための図である。 本実施例の車両ノイズ音検知装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両ノイズ音検知装置
１２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１４ ＣＰＵ
１６ 記録装置

Claims (4)

1. 所定基準音の音データを記録する基準音データ記録手段と、
   車両又は車載機器が作動され得るノイズ評価時に音響装置から発せられる所定基準音を評価音として集音する評価音集音手段と、
   前記基準音データ記録手段に音データが記録されている所定基準音の所定周波数ごとの周波数成分レベルと、前記評価音集音手段により集音される評価音の所定周波数ごとの周波数成分レベルとの偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記偏差算出手段により算出される前記偏差に基づいてノイズ音の有無又は感度を判定するノイズ音判定手段と、
   を備えることを特徴とする車両ノイズ音検知装置。
2. 前記ノイズ音判定手段は、前記偏差算出手段により算出される前記所定周波数ごとの周波数成分レベルの偏差の平均値に基づいてノイズ音の有無又は感度を判定することを特徴とする請求項１記載の車両ノイズ音検知装置。
3. 前記偏差算出手段は、所定サンプリング周期ごとにそれぞれ周波数成分レベルの偏差を算出すると共に、
   前記ノイズ音判定手段は、前記所定サンプリング周期ごとに、前記偏差算出手段により算出される前記偏差に基づいてノイズ音の有無又は感度を判定することを特徴とする請求項１又は２記載の車両ノイズ音検知装置。
4. 所定基準音の音データを記録手段に記録する第１のステップと、
   車両又は車載機器が作動され得るノイズ評価時に音響装置から発せられる所定基準音を評価音として集音する第２のステップと、
   前記第１のステップにおいて前記記録手段に音データが記録された所定基準音の所定周波数ごとの周波数成分レベルと、前記第２のステップにおいて集音される評価音の所定周波数ごとの周波数成分レベルとの偏差を算出する第３のステップと、
   前記第３のステップにおいて算出される前記偏差に基づいてノイズ音の有無又は感度を判定する第４のステップと、
   を備えることを特徴とする車両ノイズ音検知方法。

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