JP4207377B2

JP4207377B2 - Sound quality design support device

Info

Publication number: JP4207377B2
Application number: JP2000312518A
Authority: JP
Inventors: 位好寺澤; 敏裕脇田; 義彦小澤; 博之星野
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: JP2002123261A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械音等の音質を設計する音質設計支援装置に関する。特に、人の聴覚感性に対応した音質評価語とその評価値を用いて音質を向上させる音質設計支援装置に関する。本発明は、例えば車室内騒音を人の聴覚感性で評価し、その評価に基づいてエンジン周辺の機構設計を行う車室内音質設計支援装置に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、音質分析を用いた様々な音質設計支援装置が提案されている。例えば特開平７−１２１２０８号公報に開示の最適化設計システムがある。これは、車両の消音排気系について、所望の要求品質に応じた最適な設計を行なう最適化設計システムである。消音排気系設計の十分な経験や知識に基づいて、それを容易に確実に行なうシステムである。
【０００３】
又、他に例えば特開平９−８１１６２号公報に開示の音質設計装置がある。これは、機械騒音の音質評価を人聴覚の臨界帯域レベルと人の嗜好度を関連づけたニューラルネット情報に基づき演算し、それを出力する装置である。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】
しかしながら、特開平７−１２１２０８号公報の最適化設計システムは、システムへの入力として排気系の消音器構造設計に関するノウハウを蓄積した知識情報データベースを利用するのみである。即ち、人（運転者）の感性情報を反映していない。更に、機械発生部の源音のみを対象とし、例えば車室内から受音部までの音響伝達特性を考慮したものではない。
特開平９−８１１６２号公報に開示の音質設計装置は、発生部又は受音部にて計測された音に対して感性評価を行う装置である。即ち、その感性情報を具体的に装置設計に反映させ、快適な音環境を実現させる装置ではない。
【０００５】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は音に対する様々な評価語データベースを備え、その評価語を入力することによって容易に機械装置の音質設計をすることである。又、それにより機械構造及びその構造パラメータを決定し設計支援をすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の音質設計支援装置は、受音部において受音された音を解析し、音発生部の機械構造及び／又はその構造パラメータを決定する音質設計支援装置であって、聴覚感性に基づく評価の種類を表す評価語とその評価語の特性を実現する音響特性データとの組合わせ、所定の機械要素とその機械要素が発する音の音響特性データとの組合せにより構成されるデータベースと、受音部において受音された音を分析し、データベースを参照して、分析した特性と音響特性データとの対応から、対応する音響特性データの評価語と、その評価語の特性の実現の程度を示す評価値とを出力する音質分析評価手段と、音質分析評価手段の出力する評価語と評価値に対して、その評価値を修正した値である目標評価値を入力する音質設計入力手段と、音質設計入力手段に入力された目標評価値と音発生部から受音部への到達度に関する周波数特性のうち音発生部から受音部に効率よく伝達される周波数帯域に対して補正する周波数フィルタ特性により、受音部において受音された音の周波数特性を補正して、目標音響特性を生成する音質生成手段と、音質生成手段によって生成された目標音響特性に、音発生部から受音部への音響伝達特性を考慮し、音発生部での機械騒音特性を設計する機械騒音特性設計手段と、機械騒音特性から音発生部の機械構造とその構造パラメータを決定する機械構造設計手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、データベースは車室内での聴覚感性に基づく評価語と自車を構成する機械要素に対応する音響特性データをそれぞれ有するものとしても良い。
又、請求項２に記載の音質設計支援装置は、音質生成手段は、受音された音の周波数特性を周期音と非周期音に分離して、周期音の周波数特性における特定周波数成分の音圧レベルを変更することで目標音響特性を算出することを特徴とする。
【０００８】
【作用および効果】
請求項１に記載の音質設計支援装置によれば、先ずデータベースに聴覚感性に基づく様々な評価語、及び所定の機械要素に対応した音響特性データをそれぞれ備える。この音響特性データとは、例えば各評価語に対応する音の周波数スペクトル、エンジン回転数と騒音レベルの相関テーブル等である。
そして、音質分析評価手段は受音部で音を受音し分析する。この分析は、例えば騒音レベルの測定、エンジン音に起因する周期音、走行に起因する非周期音の測定等である。そして、それらの分析値をデータベースに参照し評価語と評価値を算出する。評価語は、例えば「快適」、「歯切れのある」、「リニア感のある」等である。評価値は、例えば５段階の数値である。リニア感とは、エンジン回転数とそのエンジン音の線形感である。例えば、リニア感を対象とすればデータベース内の騒音値とエンジン回転数の線形性からリニア感を算出する。騒音値とエンジン回転数が理想的な直線上にあればリニア感の評価値を例えば５、直線からずれていればそのずれに応じて評価値を減ずる。例えば、その評価値を２とする。
【０００９】
音質設計入力手段は、現在の評価値（例えば、リニア感評価値）を改善可能とするため、目標評価値の入力を受け付ける。例えば、設計者が目標評価値を入力する。音質分析評価手段で算出されたリニア感評価値が２であれば、より好適なリニア感を得るため例えば目標評価値を５として入力する。
【００１０】
音質生成手段は、音の周波数特性を変化させる手段である。これは、例えばシンセサイザ装置、原音があれば原音に対するフィルタ生成装置である。例えば、リニア感を対象とすればエンジン回転数に対してエンジン騒音の音圧レベルが線形になるように受音部での周波数特性を変更する。即ち、騒音レベルとエンジン回転数の関係を理想的な直線に近づける。
この時、周波数特性の変更は音発生部の受音部への寄与特性を制約条件とする。例えば、受音部への寄与が大である周波数帯域、例えばエンジン回転数の特定次成分を対象としてその音圧レベルを修正する。これにより、より効率よく目標の音響特性を実現することができる。
【００１１】
機械騒音設計手段は、更に音発生部から受音部への音響伝達特性を与える。即ち、音質生成手段で得られた周波数特性に更に音響伝達特性を考慮する。周波数空間では、音質生成手段で得られた周波数特性に音響伝達特性（伝達関数）を掛ける。これにより、音発生部近傍での周波数特性を算出する。
【００１２】
機械構造設計手段は、上記機械騒音設計手段にて算出された周波数特性を満足する機械構造を設計する。音発生部を例えば吸気部とすれば、吸気音が上記周波数特性を満足するように吸気系構造の最適化処理を行う。最適化処理とは、機械構造とその構造パラメータの決定である。例えば、吸気系構造であれば構造はレゾネータ（共鳴箱）の数であり、構造パラメータはそのレゾネータの寸法等である。この構造と構造パラメータを変更して、最終的な周波数特性を満足させる。これにより、機械構造とその構造パラメータが決定される。
【００１３】
上述したように、本発明はデータベースに様々な評価語と機械要素とそれらに対応する音響特性データを備え、その評価語と評価値を入力するだけで最適な音質を設計可能としている。又、それにより音発生部の機械構造の設計をも可能としている。よって、専門知識を有さない者でも容易に音質設計が可能となる。
【００１４】
音質設計支援装置によれば、データベースは車室内での聴覚感性に基づく評価語と自車を構成する機械要素に対応する音響特性データを有している。車室内での音響特性データと、自車の機械要素に対する音響特性データ、即ち自車専用の音響データベースを使用しているので的確に車室内での音質設計を行うことができる。又、それに基づいて自車機械要素、例えば吸気配管等の構造設計を的確に支援することができる。
【００１５】
周波数特性の補正をフィルタとすれば、各周波数に対する透過率を任意に変化させることができる。即ち、原音の周波数範囲内でその音を様々に変化させることができる。又、この時、原音は如何なる種類の原音でもよい。従って、様々な原音を様々に変化させることのできる柔軟性に富んだ音質設計支援装置となる。
音発生部で発生した音響特性は、機械構造の固有振動数等によって全て同じ強度で伝達されない場合がある。このような場合、受音部に効率よく伝達される周波数に対して、音圧レベルの調整を行うのが最も効果的であり得策である。従って、音発生部から受音部への寄与特性を考慮すれば、最も効率よく音質設計をする支援装置となる。
音質分析評価手段の分析は周波数領域で実行される。そして、例えば全体騒音に対して評価値を出力する。全体騒音の最大値が所定値より大又は小であると、評価値、例えばリニア感評価を下げる。
請求項２に記載の音質設計支援装置によれば、音は周期音と非周期音に分離され、上記周期音成分の特定の成分、例えば最大又は最小の音圧レベルの成分を修正する。これは、一般的に周期音成分の機械騒音に対する寄与が大きいからである。この周期音成分とは、エンジン、モータ等の機械駆動源に起因する高調波成分である。従って、周期音に対して上記操作を行えば最も効率よく機械音の音質を設計することができる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に本発明の音質設計支援装置の１実施例を示す。図は、システム構成図である。本発明の音質設計支援装置は、インターフェース部１０、外部記憶装置２０、音質分析評価手段である音質分析評価装置３０、音質入力設計手段である音質入力設計装置４０、音質生成手段である音質生成装置５０、機械騒音特性設計手段である機械騒音特性設計装置６０、機械構造設計手段である機械構造設計装置７０、各構成要素を接続するシステムバス１００から構成される。尚、上記各要素は図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータ手段で構成され、記憶装置に格納されたプログラムで動作する。
【００１９】
尚、インタフェース部１０は表示部、操作部、音入出力部等から構成され、コンピュータ装置へのデータ入出力を行う。外部記憶装置２０は、様々なデータを有するデータベースである。例えば、受音部計測音及びその音響特性、音発生部計測音及びその音響特性、音発生部から受音部への寄与特性である制約条件、受音部と音発生部間の音響伝達特性、様々な評価語とその音響特性データ、機械要素とそれに対応する音響特性データベース等が格納されている。
又、第１実施例、第２実施例とも音響特性と周波数特性は同一意味で用いている。設計時は主に周波数特性とし、その完成時は音響特性とする。
【００２０】
図２に上記構成の音質設計支援装置の動作を示す。図は、フローチャートである。このフローチャートを用いて、各構成要素の機能と全体の動作を説明する。先ずステップＳ１０で、機械音を受音しその音を音質分析評価装置３０に送出する。音質分析評価装置３０は機械音を分析して評価する装置である。例えば分析は、マイクロフォン等で受音された音圧レベルの測定、そのスペクトル解析等である。そして、それらの分析値と外部記憶装置（データベース）２０の音響特性データを比較して評価値を算出する。例えば、「快適さ」、「歯切れのある」、「リニア感のある」等の評価語で５段階の評価値を出力する。例えば、低周波の音圧レベルにより「快適さ」を評価する。低周波の音圧レベルが高ければ「快適」でないと評価する。次にステップＳ２０に移行する。
【００２１】
ステップＳ２０では、設計者によって音質設計入力装置４０に目標評価値が入力される。例えば、上記音質分析評価装置３０の感性評価値、例えば「快適さ」の評価値が２であった場合、設計者はその評価値を例えば４に設定し入力する。次にステップＳ３０に移行する。尚、ステップＳ２０では、他の評価語に対する目標評価値を入力することもできる。
【００２２】
ステップＳ３０では音質生成装置５０によって、例えば原音に対するフィルタが生成される。そのフィルタ装置の周波数特性は、ステップＳ２０で入力された目標評価値と現状の音との比較によって設定される。例えば、「快適さ」感に対して、低周波帯の’こもり音’等の不快音が検出される場合は低周波帯域全体の音圧レベルを低下させる。
更に、音発生部から受音部への寄与特性を考慮する。これは、受音部での音響特性を効率よく調整するためである。例えば、受音部への到達度の高い周波数帯域に、上記’こもり音’が存在する場合は、時にその帯域を調整する。例えば、その帯域を遮断する。逆に、到達しにくい帯域については調整しない。これより、目標音響特性を効率よく達成することができる。次に、ステップＳ４０に移行する。
【００２３】
ステップＳ４０では、ステップＳ３０で得られた音響スペクトルで、例えば実際に発音させる。即ち、音発生部の原音にステップＳ３０で得られたフィルタ装置の周波数特性を掛ける。これにより設計者は、目標音が達成されたか否か判断する。所望の音でなければ、ステップＳ２０に戻り新たに「快適さ」感の評価値を５に設定して上記ルーチンを繰り返す。所望の音であれば、ステップＳ５０に移行する。
【００２４】
ステップＳ５０では、機械騒音特性設計装置６０がステップＳ３０で得られた音響特性を用いて、更に音発生部近傍での音響特性を算出する。これは、音発生部から受音部に音響伝達特性があるからである。これを考慮することで、逆に音発生部近傍での音響特性を算出することができる。具体的には、ステップＳ３０で得られた周波数特性に更に音響伝達特性（伝達関数）を掛け算することで得られる。これにより、音発生部近傍での音響特性が算出される。次に、ステップＳ６０に移行する。
【００２５】
ステップＳ６０では、機械構造設計装置７０がステップＳ５０で得られた音響特性を満足する機械構造の最適化処理を行う。例えば、対象を装置構造とすれば、例えばその装置の固有振動数が’こもり音’の振動数からシフトするようにその構造と構造パラメータが出力される。これにより、例えば低周波の’こもり音’が解消され、感性評価の「快適感」が向上される。
【００２６】
上述したように、本実施例によれば音に対する様々な評価語とその評価語に対する音響特性をデータベース化し、その評価語に対する評価値を入力するだけで最終的に目標音を達成する音発生部の機械構造とその構造パラメータを出力する構成となっている。従って、本実施例の音質設計支援装置を使用すれば特に専門知識を必要とすることなく容易に音質のよい機械装置を設計することができる。即ち、利便性に優れた音質設計支援装置となる。
【００２７】
（第２実施例）
第１実施例は、一般的な機械装置を対象とした音質設計支援装置の例であった。本実施例は、さらに複雑な系、例えば自車加速中の車室内の音量変動感、即ちリニア感の向上設計を支援する例である。本実施例では、受音部（マイクロフォン）は自車車室内の運転席耳位置Ａ、音発生部は吸気口近傍Ｂとし機械騒音をそれによる吸気音とする（図３）。
又、機械構造は自車エンジンの吸気系諸元（レゾネータ容量等）を対象とし、設計入力は、加速走行音の時間的な音量の変化の度合いを表わす評価語である「リニア感」を対象とする。この評価語とそれに対応する音響特性等の音響物理量も第１実施例の外部記憶装置（データベース）２０内に保存されている。
【００２８】
本実施例の動作を図４に示す。図は、フローチャートである。尚、フローチャートの構成は第１実施例のそれと同じである。本実施例では、上記リニア感評価値の算出方法と、目標の「リニア感」を達成するためのフィルタ形成方法について詳述する。先ず、ステップＳ１１０でリニア感評価値を算出する。具体的には、自動車フロント部での吸気音を運転者耳位置Ａ（図３）で受音し、その音を「リニア感」について分析評価する。これは、音質分析評装置３０（図１）で行う。
「リニア感」は、エンジン回転数に対する騒音レベルの変化を表す感覚である。その評価値は、図５に示すように理想的な変化（回帰直線）からの騒音レベルの変位量の差分から算出する。評価値算出には、例えば（１）式を用いる。この式は、人の官能評価（１〜５の５段階評価）を基に数値化したものである。評価値5 点の場合が最も「リニア感」がある。これにより各エンジン回転数Ｒ_iでの評価値Ｌ_iが算出される。
【数１】
Ｌ_i＝５−ｋ・Σ｜ｄ_i+1−ｄ_i｜・・・・・・・・・・（１）
Ｌ_i：「リニア感」評価値
ｋ：係数
ｄ_i：回帰直線からの変位量
【００２９】
次に、ステップＳ１２０に移行する。ステップＳ１２０では、目標音設計値、即ち目標の「リニア感」評価値を入力する。例えば、ステップＳ１１０での「リニア感」評価値が２であった場合、設計者はその評価値を例えば４に設定し入力する（図６）。そして、ステップＳ１３０に移行する。
【００３０】
ステップＳ１３０では目標音・音響特性のフィルタを生成する。これは、音質生成装置５０で生成する。具体的には、エンジン回転数に対してエンジン吸気音の音圧レベルが線形になるようにその周波数特性を変更する。その詳細フローチャートを図７に示す。先ず、ステップＳ２００にてステップＳ１１０で得られた分析結果、即ち図５のグラフにおいて、各騒音レベルの回帰直線からの変位ｄ_iを求める。ｉは、調査用のインデックスである。そして、その変位ｄ_iがプラスの場合は所定幅Ｔｐ以上か否か判定する。即ち、「リニア感」を越える値があるか否か判定する。
【００３１】
「リニア感」を越えればステップＳ２０５に移行し、その時のエンジン回転数Ｒ_iを検出する。次に、ステップＳ２１０に移行する。ステップＳ２１０では、図８に示すようにそのエンジン回転数Ｒ_i時のスペクトル分析を行う。スペクトル分析時には、先ずエンジン音に起因する周期音成分（図８（ｂ））とロードノイズ等の非周期音成分（図８（ｃ））に分離する。なぜなら、受音される騒音には図８（ａ）に示すように両者が混在しているからである。そして、周期音成分（図８（ｂ））を抽出して最大レベルを示す次数成分Ｙ_ijを検出する。次に、ステップＳ２１５に移行しその次数成分Ｙ_ij（音圧レベル）を低減する。例えば、図９（ａ）に示すように最大レベルを示す次数が３ならば、図９（ｂ）に示すように３次成分を低減する。次にステップＳ２２０に移行する。
【００３２】
ステップＳ２２０では、ステップＳ１１０と同様の数式（１）を用いてリニア感評価値の算出を行う。そして、ステップＳ２２５で目標値Ｌ_aimと比較する。目標値Ｌ_aim（＝４）より小さければ再度ステップＳ２００に戻る。これは、ステップＳ２１５で十分な修正ができなかった場合と、他の「リニア感」を損なう個所ｉの存在を意味する。ｎｏの場合、即ち目標の「リニア感」が達成されなかた場合は、再度Ｓ２００に戻り新たに繰り返して一連の処理を行う。一方、ステップＳ２２５で目標値Ｌ_aim以上、即ち目標の「リニア感」が得られれば終了する。
【００３３】
又、「リニア感」は騒音レベルが所定の回帰直線を下回った時も損なわれる。この場合は、ステップＳ２３０で対応する。即ち、ステップＳ２００でｎｏの場合はステップＳ２３０に移行し、騒音レベルが回帰直線を所定幅以上に下回るか否かを検出する。即ち、回帰直線からの変位がマイナスである場合は、その絶対値が所定値幅Ｔｍを上回る変位ｄ_iが有るか否かを判定する。無ければ、全ての変位ｄ_iが両方向に所定範囲内であるので「リニア感」有りと判定され終了する。
【００３４】
ステップＳ２３０で回帰直線からマイナス方向に所定値幅Ｔｍを下回る変位ｄi があればステップＳ２３５に移行し、その時点でのエンジン回転数Ｒ_iを検出する。そして、ステップＳ２４０に移行しエンジン回転数Ｒ_i時のスペクトル分析を行う。次に、その中で最大レベルを示す次数成分Ｙ_ijを検出し、ステップＳ２４５に移行してその次数成分Ｙ_ijの音圧レベルを増大させる。これにより、騒音レベルが回帰直線を所定幅以上に下回った場合でも、的確に「リニア感」が調整される。
最後に、ステップＳ２２０に移行し再度リニア感評価を算出する。ステップＳ２２０以降の説明は上述した通りである。即ち、ステップＳ２２５にてリニア感評価値が目標値を越えるまで、上記ステップＳ２００〜ステップＳ２２０が繰り返される。即ち、周波数特性が徐々に修正される。これにより、受音部での基本的な音響特性が形成される。これは、原音（吸気音）に対する基本的なフィルタの形成と等価である。
【００３５】
尚、上記フィルタの基本的な周波数特性は、その特性により吸気音発生部近傍の音響特性を推定するため、吸気音発生部から受音部への寄与特性を考慮する必要がある。寄与特性とは、例えば周波数による伝達効率差である。例えば、特定帯域の周波数の伝達効率がよく、他の帯域のそれが悪い場合がある。この場合は、伝達効率のよい帯域を修正するのが効果的である。逆に言えば、伝達効率の悪い帯域は修正の効果がない。よって、予めその寄与特性を測定しておき、その帯域について特に修正する。これにより、より効果のあるフィルタが形成される。又、例えば、「リニア感」には関係のない雑音が特定帯域で伝達される場合がある。この様な場合には、予めその特定帯域を遮断する周波数特性を上記フィルタに追加する。その結果、ステップＳ２２５の終了後には図１０に示すようなリニア感を満足する周波数特性のフィルタが形成される。以上がステップＳ１３０の動作である。
【００３６】
次に、ステップＳ１４０に移行する。ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で得られたフィルタの音響特性を用いて、更に吸気音発生部での音響特性を算出する。これは、吸気音発生部から受音部に至る経路に音響伝達特性があるからである。これを考慮することで、実際の吸気音発生部近傍での音響特性を算出する。具体的には、ステップＳ１３０で得られたフィルタの周波数特性に更に音響伝達特性（伝達関数）を掛け算する。これにより、図１１に示す吸気音発生部近傍での音響特性が算出される。次に、ステップＳ１５０に移行する。
【００３７】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で得られた音響特性を満足する吸気系諸元の最適化を行う。最適化の手順を図１２のフローチャートに示す。先ずステップＳ３００で、吸気系構造と音響特性との対応データベースからステップＳ１４０で得られた目標周波数特性に最も近い基本的な吸気系諸元を選択する。具体的には、図１３（ａ）に示す目標周波数特性Ｘ（ｆ）とデータベース（ｂ）内の諸元別周波数特性Ｙ_N（ｆ）を比較し、その差が最小の吸気系諸元を選択する。例えば、ステップＳ１４０で得られた音響特性が（ｃ’）に近似される時、それに対応する吸気系諸元（レゾネータ）Ｃ’を選択する。
【００３８】
次に、ステップＳ３１０で選択された吸気系諸元Ｃ’について、目的の周波数特性を得るようにその構造パラメータ（共鳴器寸法、吸気管口径等）の最適化処理を行う。吸気系機構の基本要素であるレゾネータは、例えば図１４に示す構造である。入力側の管口径をＳ_i、共鳴部のそれをＳ、出力側のそれをＳ_Oそして共鳴長をＬ_thとするとその周波数特性（透過損失）TLはＳ_i、Ｓ、Ｓ_O、Ｌ_thをパラメータとして次式（２）で表される。
【数２】
TL=10log｜(1+m/m')²cos²KL_th/4+(m+1/m')²sin²KL+10log(m'/m)｜・・（２）
m=S/S _i
m'=S/S_O
K=2 πf/C
f=C/λ
C:音速
λ：波長
【００３９】
そして、上記構造パラメータＳ_i、Ｓ、Ｓ_O、Ｌ_thを様々に変更させてその周波数特性TLを求め、更に目標周波数特性Ｘ（ｆ）に近づける。周波数特性が最も近づいたパラメータを、最適構造パラメータとする。その結果、例えば図１５に示すような最適なレゾネータの構造とその構造パラメータが得られる。
【００４０】
以上のように、本実施例によればデータベースにエンジン回転数と騒音に関する相関データ及び機械要素とその音響特性データを備え、それに基づいて「リニア感」を評価し目標の「リニア感」を生成している。又、その「リニア感」の音響特性から最終的な吸気系構造とそのパラメータを決定している。即ち、本実施例の音質設計支援装置は、騒音の「きれいさ」、「歯切れ良さ」等の単純な感性のみならず「リニア感」等の複雑な感性に関してもシステム構築が可能である。即ち、より複雑な機械系に対しても感性評価語で音質設計のできる優れた設計支援装置となる。
【００４１】
（変形例）
本発明は、他の様々な形態で実施することができる。例えば、第１実施例、第２実施例の音質分析評価装置１０等の各構成要素は図示しないコンピュータ装置とそのプログラムとその周辺装置で構成したが、それぞれ独立に形成してもよい。その機能を有するならば、実際の形態は問わない。
【００４２】
又、第１実施例、第２実施例の構造及び構造パラメータの最適化処理については特に言及しなかったが、様々な方法が考えられる。例えば、実験計画法又はファジイ数理計画法等が望ましい。
又、第２実施例においてエンジン回転数と騒音レベルの線形性から「リニア感」を算出したが、単に時間と騒音レベルを比較することもできる。即ち、エンジン回転数を一定にして、時間的な「安定感」を評価語にすることもできる。それにより、「安定感」のある音質を設計することができる。
【００４３】
又、第２実施例では音質生成装置は周期音の周波数特性を変更したが、騒音原因が外来音である場合は、非周期音の周波数特性を修正する。例えば、風切り音の場合は、フェンダーミラーの位置及びその形状、又はアンテナ位置の変更等が対象となる。本発明は、このような非周期音に対しても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る音質設計支援装置のシステム構成図。
【図２】本発明の第１実施例に係る音質設計支援装置の動作のフローチャート。
【図３】本発明の第２実施例に係る受音部位置Ａと音発生部の位置Ｂの説明図。
【図４】本発明の第２実施例に係る音質設計支援装置の動作のフローチャート。
【図５】本発明の第２実施例に係る騒音の「リニア感」説明図。
【図６】本発明の第２実施例に係る現状のリニア感評価値に対する目標値の設定図。
【図７】本発明の第２実施例に係るフィルタ生成方法のフローチャート。
【図８】本発明の第２実施例に係るスペクトル分析説明図。
【図９】本発明の第２実施例に係る１例の周波数特性変更図。
【図１０】本発明の第２実施例の音質生成装置によるフィルタ特性図。
【図１１】本発明の第２実施例の機械騒音特性設計装置によるフィルタ特性図。
【図１２】本発明の第２実施例にかかる吸気系諸元最適設計のフローチャート。
【図１３】本発明の第２実施例に係る目標周波数特性（ａ）とそれを比較するデータベース（ｂ）。
【図１４】本発明の第２実施例に係るレゾネータ構造と構造パラメータ説明図。
【図１５】本発明の第２実施例に係る１例の機械構造決定図。
【符号の説明】
１０インターフェース
２０外部記憶装置
３０音質分析評価装置
４０音質設計入力装置
５０音質生成装置
６０機械騒音特性設計装置
７０機械構造設計装置
１００システムバス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a sound quality design support apparatus for designing sound quality such as mechanical sound. In particular, the present invention relates to a sound quality design support device that improves sound quality using sound quality evaluation words corresponding to human auditory sensibility and their evaluation values. The present invention can be applied to, for example, a vehicle interior sound quality design support apparatus that evaluates vehicle interior noise based on human auditory sensibility and designs a mechanism around the engine based on the evaluation.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, various sound quality design support apparatuses using sound quality analysis have been proposed. For example, there is an optimization design system disclosed in JP-A-7-121208. This is an optimization design system that performs an optimum design according to a desired required quality for a muffled exhaust system of a vehicle. This is an easy and reliable system based on sufficient experience and knowledge of silenced exhaust system design.
[0003]
  In addition, there is a sound quality design apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-81162. This is a device that calculates the sound quality evaluation of mechanical noise based on neural network information that correlates the critical band level of human hearing and the degree of preference of a person, and outputs it.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the optimization design system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-121208 only uses a knowledge information database in which know-how related to the design of the silencer structure of the exhaust system is accumulated as an input to the system. That is, it does not reflect the sensitivity information of the person (driver). Furthermore, only the source sound of the machine generating part is targeted, and for example, the acoustic transmission characteristic from the vehicle interior to the sound receiving part is not considered.
  The sound quality design apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-81162 is an apparatus that performs sensitivity evaluation on sound measured by a generation unit or a sound reception unit. That is, it is not a device that realizes a comfortable sound environment by specifically reflecting the sensitivity information in the device design.
[0005]
  The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to provide various evaluation word databases for sound and to easily design the sound quality of a mechanical device by inputting the evaluation words. is there. In addition, the mechanical structure and its structural parameters are determined thereby to support the design.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The sound quality design support apparatus according to claim 1,In the sound receiverAnalyzing received soundAndA sound quality design support device for determining a mechanical structure of a sound generating unit and / or a structural parameter thereof, and based on auditory sensibilityRepresents the type of evaluationEvaluation word andRealize the characteristics of the evaluation wordAcoustic characteristic dataIn combination withA given machine element and itsOf the sound emitted by machine elementsAcoustic characteristics data andComposed of a combination ofA database,In the sound receiverAnalyzing the received sound, databaseFrom the correspondence between the analyzed characteristic and the acoustic characteristic data, the evaluation word of the corresponding acoustic characteristic data and the evaluation value indicating the degree of realization of the characteristic of the evaluation word are output.Of sound quality analysis evaluation means and sound quality analysis evaluation meansTarget evaluation value that is a value obtained by correcting the evaluation word and evaluation value to be outputSound quality design input means for inputtingTargets input to sound quality design input meansEvaluation value andThe sound received by the sound receiving part by the frequency filter characteristic that corrects the frequency band that is efficiently transmitted from the sound generating part to the sound receiving part among the frequency characteristics related to the degree of arrival from the sound generating part to the sound receiving part Correct the frequency characteristics of the target soundSound quality generating means for generating reverberation characteristics and generated by the sound quality generating meansTarget soundConsidering the sound transmission characteristics from the sound generator to the sound receiver, the mechanical noise characteristics design means for designing the mechanical noise characteristics at the sound generator, and the mechanical structure of the sound generator from the mechanical noise characteristics and its Mechanical structure design means for determining structural parameters.
[0007]
  here,The database contains evaluation words based on auditory sensibility in the passenger compartment and acoustic characteristic data corresponding to the machine elements constituting the vehicle.It may be included.
  A sound quality design support apparatus according to claim 2.The sound quality generating means calculates the target acoustic characteristic by changing the sound pressure level of the specific frequency component in the frequency characteristic of the periodic sound by separating the frequency characteristic of the received sound into a periodic sound and a non-periodic sound. To doFeatures.
[0008]
[Action and effect]
  According to the sound quality design support apparatus of the first aspect, the database first includes various evaluation words based on auditory sensibility and acoustic characteristic data corresponding to predetermined machine elements. The acoustic characteristic data includes, for example, a sound frequency spectrum corresponding to each evaluation word, a correlation table between the engine speed and the noise level, and the like.
  The sound quality analysis / evaluation means receives and analyzes the sound at the sound receiving unit. This analysis is, for example, measurement of noise level, periodic sound caused by engine sound, measurement of non-periodic sound caused by running, and the like. Then, an evaluation word and an evaluation value are calculated with reference to the analysis value in the database. Evaluation words are, for example, “comfortable”, “crisp”, “with a linear feeling”, and the like. The evaluation value is, for example, a numerical value in five stages. The linear feeling is a linear feeling between the engine speed and the engine sound. For example, for a linear feeling, the linear feeling is calculated from the noise value in the database and the linearity of the engine speed. If the noise value and the engine speed are on an ideal straight line, the evaluation value of the linear feeling is, for example, 5, and if it deviates from the straight line, the evaluation value is reduced according to the deviation. For example, the evaluation value is 2.
[0009]
  The sound quality design input means accepts the input of the target evaluation value in order to improve the current evaluation value (for example, linear feeling evaluation value). For example, the designer inputs a target evaluation value. If the linear feeling evaluation value calculated by the sound quality analysis evaluation means is 2, for example, the target evaluation value is input as 5 in order to obtain a more suitable linear feeling.
[0010]
  The sound quality generating means is means for changing the frequency characteristics of the sound. This is, for example, a synthesizer device, or a filter generation device for an original sound if there is an original sound. For example, if a linear feeling is targeted, the frequency characteristic at the sound receiving unit is changed so that the sound pressure level of the engine noise is linear with respect to the engine speed. That is, the relationship between the noise level and the engine speed is brought close to an ideal straight line.
  At this time, the change of the frequency characteristic uses the contribution characteristic of the sound generating unit to the sound receiving unit as a constraint condition. For example, the sound pressure level is corrected for a frequency band in which the contribution to the sound receiving unit is large, for example, a specific order component of the engine speed. Thereby, the target acoustic characteristic can be realized more efficiently.
[0011]
  The mechanical noise design means further provides a sound transmission characteristic from the sound generating unit to the sound receiving unit. That is, the acoustic transfer characteristic is further considered in the frequency characteristic obtained by the sound quality generation means. In the frequency space, an acoustic transfer characteristic (transfer function) is multiplied to the frequency characteristic obtained by the sound quality generation means. Thereby, the frequency characteristic in the vicinity of the sound generation unit is calculated.
[0012]
  The mechanical structure design means designs a mechanical structure that satisfies the frequency characteristics calculated by the mechanical noise design means. If the sound generator is an intake section, for example, the intake system structure is optimized so that the intake sound satisfies the frequency characteristics. Optimization processing is the determination of the machine structure and its structural parameters. For example, in the case of an intake system structure, the structure is the number of resonators (resonance boxes), and the structure parameter is the size of the resonator. This structure and structure parameters are changed to satisfy the final frequency characteristic. Thereby, the mechanical structure and its structural parameters are determined.
[0013]
  As described above, the present invention includes various evaluation words, machine elements, and acoustic characteristic data corresponding to them in a database, and it is possible to design an optimum sound quality simply by inputting the evaluation words and evaluation values. This also makes it possible to design the mechanical structure of the sound generator. Therefore, even those who do not have specialized knowledge can easily design sound quality.
[0014]
  Sound qualityAccording to the design support apparatus, the database has evaluation words based on auditory sensibility in the passenger compartment and acoustic characteristic data corresponding to the machine elements constituting the host vehicle. Since the acoustic characteristic data in the vehicle interior and the acoustic characteristic data for the machine elements of the own vehicle, that is, the acoustic database dedicated to the own vehicle are used, the sound quality design in the vehicle interior can be accurately performed. Further, based on this, it is possible to accurately support the structural design of the own vehicle machine element, for example, the intake pipe.
[0015]
  If the correction of the frequency characteristic is a filter, the transmittance for each frequency can be arbitrarily changed. That is, the sound can be changed variously within the frequency range of the original sound. At this time, the original sound may be any kind of original sound. Therefore, the sound quality design support apparatus is rich in flexibility and can change various original sounds.
  The acoustic characteristics generated by the sound generator may not be transmitted with the same intensity depending on the natural frequency of the mechanical structure. In such a case, it is most effective and possible to adjust the sound pressure level with respect to the frequency that is efficiently transmitted to the sound receiving unit. Therefore, if the contribution characteristic from the sound generation unit to the sound reception unit is taken into consideration, the support device can be designed most efficiently for sound quality design.
  Sound qualityAnalysis of the analytical evaluation means is performed in the frequency domainThe SoThen, for example, an evaluation value is output for the entire noise. If the maximum value of the total noise is larger or smaller than a predetermined value, the evaluation value, for example, the linear feeling evaluation is lowered.
  Claim 2According to the sound quality design support device describedSoundIs divided into periodic sounds and non-periodic sounds, and corrects a specific component of the periodic sound component, for example, a component of the maximum or minimum sound pressure level. This is because the contribution of periodic sound components to mechanical noise is generally large. The periodic sound component is a harmonic component caused by a mechanical drive source such as an engine or a motor. Therefore, if the above operation is performed on the periodic sound, the sound quality of the mechanical sound can be designed most efficiently.
[0016]
[0017]
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a sound quality design support apparatus according to the present invention. The figure is a system configuration diagram. The sound quality design support apparatus of the present invention includes an interface unit 10, an external storage device 20, a sound quality analysis / evaluation apparatus 30 as sound quality analysis / evaluation means, a sound quality input design apparatus 40 as sound quality input design means, and a sound quality generation apparatus as sound quality generation means. 50, a machine noise characteristic design device 60 which is a machine noise characteristic design means, a machine structure design device 70 which is a machine structure design means, and a system bus 100 which connects each component. Each of the above elements is constituted by computer means including a CPU, ROM, RAM, etc. (not shown), and operates with a program stored in a storage device.
[0019]
  The interface unit 10 includes a display unit, an operation unit, a sound input / output unit, and the like, and inputs / outputs data to / from the computer device. The external storage device 20 is a database having various data. For example, a sound receiving unit measurement sound and its acoustic characteristics, a sound generation unit measurement sound and its acoustic characteristics, a constraint condition that is a contribution characteristic from the sound generation unit to the sound reception unit, and an acoustic transfer characteristic between the sound reception unit and the sound generation unit Various evaluation words and their acoustic characteristic data, machine elements and corresponding acoustic characteristic databases, and the like are stored.
  In the first and second embodiments, the acoustic characteristics and the frequency characteristics are used in the same meaning. At design time, the frequency characteristics are mainly used, and when completed, the acoustic characteristics are used.
[0020]
  FIG. 2 shows the operation of the sound quality design support apparatus having the above configuration. The figure is a flowchart. The function and overall operation of each component will be described using this flowchart. First, in step S 10, a mechanical sound is received and the sound is sent to the sound quality analysis / evaluation apparatus 30. The sound quality analysis / evaluation apparatus 30 is an apparatus for analyzing and evaluating mechanical sound. For example, the analysis includes measurement of a sound pressure level received by a microphone or the like, spectrum analysis thereof, and the like. Then, the evaluation value is calculated by comparing these analysis values with the acoustic characteristic data of the external storage device (database) 20. For example, five levels of evaluation values are output using evaluation words such as “comfort”, “crisp”, and “linear”. For example, “comfort” is evaluated by a sound pressure level at a low frequency. If the sound pressure level at low frequency is high, it is evaluated as not “comfortable”. Next, the process proceeds to step S20.
[0021]
  In step S20, the target evaluation value is input to the sound quality design input device 40 by the designer. For example, when the sensitivity evaluation value of the sound quality analysis evaluation apparatus 30, for example, the evaluation value of “comfort” is 2, the designer sets the evaluation value to 4 and inputs it, for example. Next, the process proceeds to step S30. In step S20, a target evaluation value for another evaluation word can be input.
[0022]
  In step S30, the sound quality generation device 50 generates a filter for the original sound, for example. The frequency characteristic of the filter device is set by comparing the target evaluation value input in step S20 with the current sound. For example, when an unpleasant sound such as a “humming sound” in the low frequency band is detected with respect to the “comfort” feeling, the sound pressure level in the entire low frequency band is lowered.
  Furthermore, the contribution characteristics from the sound generating unit to the sound receiving unit are considered. This is for efficiently adjusting the acoustic characteristics at the sound receiving unit. For example, if the above-mentioned “boom sound” is present in a frequency band having a high degree of arrival at the sound receiving unit, the band is sometimes adjusted. For example, the band is cut off. Conversely, adjustment is not performed for bands that are difficult to reach. Thus, the target acoustic characteristics can be achieved efficiently. Next, the process proceeds to step S40.
[0023]
  In step S40, the sound spectrum obtained in step S30 is actually sounded, for example. That is, the frequency characteristic of the filter device obtained in step S30 is multiplied by the original sound of the sound generation unit. Thereby, the designer determines whether or not the target sound has been achieved. If it is not a desired sound, the process returns to step S20, and the evaluation value of the “comfort” feeling is newly set to 5, and the above routine is repeated. If it is a desired sound, the process proceeds to step S50.
[0024]
  In step S50, the mechanical noise characteristic design device 60 further calculates an acoustic characteristic in the vicinity of the sound generation unit using the acoustic characteristic obtained in step S30. This is because there is an acoustic transmission characteristic from the sound generating unit to the sound receiving unit. By taking this into account, it is possible to calculate the acoustic characteristics in the vicinity of the sound generator. Specifically, it is obtained by further multiplying the frequency transfer characteristic obtained in step S30 by an acoustic transfer characteristic (transfer function). As a result, the acoustic characteristics in the vicinity of the sound generator are calculated. Next, the process proceeds to step S60.
[0025]
  In step S60, the mechanical structure design device 70 performs an optimization process of the mechanical structure that satisfies the acoustic characteristics obtained in step S50. For example, if the target is a device structure, the structure and structural parameters are output so that the natural frequency of the device shifts from the frequency of the “bump sound”, for example. As a result, for example, the low-frequency 'booming sound' is eliminated, and the “comfort feeling” of the sensitivity evaluation is improved.
[0026]
  As described above, according to the present embodiment, various evaluation words for sound and acoustic characteristics for the evaluation word are compiled into a database, and a sound generator that finally achieves the target sound simply by inputting an evaluation value for the evaluation word The machine structure and its structural parameters are output. Therefore, if the sound quality design support device of this embodiment is used, a mechanical device with good sound quality can be easily designed without requiring special knowledge. That is, the sound quality design support apparatus is excellent in convenience.
[0027]
(Second embodiment)
  The first embodiment is an example of a sound quality design support device for a general mechanical device. The present embodiment is an example of supporting an improvement design of a more complicated system, for example, a feeling of volume fluctuation in the passenger compartment during acceleration of the host vehicle, that is, a linear feeling. In this embodiment, the sound receiving portion (microphone) is the driver's seat ear position A in the vehicle interior, the sound generating portion is the intake port vicinity B, and the mechanical noise is the intake sound (FIG. 3).
  In addition, the mechanical structure is intended for the intake system specifications (resonator capacity, etc.) of the own vehicle engine, and the design input is intended for "linear feeling", which is an evaluation word indicating the degree of temporal volume change of the acceleration running sound. And This evaluation word and the corresponding acoustic physical quantity such as acoustic characteristics are also stored in the external storage device (database) 20 of the first embodiment.
[0028]
  The operation of this embodiment is shown in FIG. The figure is a flowchart. The configuration of the flowchart is the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, the calculation method of the linear feeling evaluation value and the filter forming method for achieving the target “linear feeling” will be described in detail. First, in step S110, a linear feeling evaluation value is calculated. Specifically, the intake sound at the front part of the automobile is received at the driver's ear position A (FIG. 3), and the sound is analyzed and evaluated for “linear feeling”. This is performed by the sound quality analysis evaluation apparatus 30 (FIG. 1).
  “Linear feeling” is a sense representing a change in noise level with respect to engine speed. The evaluation value is calculated from the difference in the amount of displacement of the noise level from the ideal change (regression line) as shown in FIG. For example, equation (1) is used to calculate the evaluation value. This expression is quantified based on human sensory evaluation (5-level evaluation of 1 to 5). The evaluation value of 5 points is the most “linear”. As a result, each engine speed R_iEvaluation value L_iIs calculated.
[Expression 1]
        L_i= 5-k · Σ | d_{i + 1}-D_i| (1)
        L_i: Evaluation value of “linear feeling”
          k: coefficient
        d_i: Displacement from regression line
[0029]
  Next, the process proceeds to step S120. In step S120, a target sound design value, that is, a target “linear feeling” evaluation value is input. For example, if the “linear feeling” evaluation value in step S110 is 2, the designer sets the evaluation value to, for example, 4 and inputs it (FIG. 6). Then, the process proceeds to step S130.
[0030]
  In step S130, a target sound / acoustic characteristic filter is generated. This is generated by the sound quality generation device 50. Specifically, the frequency characteristic is changed so that the sound pressure level of the engine intake sound is linear with respect to the engine speed. The detailed flowchart is shown in FIG. First, in the analysis result obtained in step S110 in step S200, that is, in the graph of FIG. 5, the displacement d from the regression line of each noise level._iAsk for. i is an index for investigation. And the displacement d_iIf is positive, it is determined whether or not the width is equal to or greater than a predetermined width Tp. That is, it is determined whether or not there is a value exceeding “linear feeling”.
[0031]
  If the "linear feeling" is exceeded, the process proceeds to step S205, at which time the engine speed R_iIs detected. Next, the process proceeds to step S210. In step S210, as shown in FIG._iSpectral analysis of time. At the time of spectrum analysis, first, a periodic sound component (FIG. 8B) caused by engine sound and a non-periodic sound component such as road noise (FIG. 8C) are separated. This is because the received noise is a mixture of both as shown in FIG. Then, a periodic sound component (FIG. 8B) is extracted and the order component Y indicating the maximum level is obtained._ijIs detected. Next, the process proceeds to step S215, and the order component Y_ijReduce (sound pressure level). For example, if the order indicating the maximum level is 3 as shown in FIG. 9A, the third-order component is reduced as shown in FIG. 9B. Next, the process proceeds to step S220.
[0032]
  In step S220, the linear feeling evaluation value is calculated using the same mathematical formula (1) as in step S110. In step S225, the target value L_aimCompare with Target value L_aimIf smaller than (= 4), the process returns to step S200 again. This means that a sufficient correction cannot be made in step S215, and the presence of a location i that impairs other “linear feeling”. If no, that is, if the target “linear feeling” is not achieved, the process returns to S200 again and repeats a series of processes. On the other hand, in step S225, the target value L_aimThat is, if the target “linear feeling” is obtained, the process ends.
[0033]
  The “linear feeling” is also lost when the noise level falls below a predetermined regression line. This case corresponds to step S230. That is, in the case of no in step S200, the process proceeds to step S230, and it is detected whether or not the noise level falls below a predetermined width beyond the regression line. That is, when the displacement from the regression line is negative, the displacement d whose absolute value exceeds the predetermined value width Tm._iIt is determined whether or not there is. If not, all displacements d_iIs within a predetermined range in both directions, it is determined that there is “linear feeling” and the process ends.
[0034]
  In step S230, if there is a displacement di that falls below the predetermined value width Tm in the minus direction from the regression line, the process proceeds to step S235, and the engine speed R at that point in time._iIs detected. Then, the process proceeds to step S240 and the engine speed R_iSpectral analysis of time. Next, the order component Y showing the maximum level among them is shown._ij, And the process proceeds to step S245, where the order component Y_ijIncrease the sound pressure level. Thereby, even when the noise level falls below the predetermined width on the regression line, the “linear feeling” is accurately adjusted.
  Finally, the process proceeds to step S220, and linear feeling evaluation is calculated again. The description after step S220 is as described above. That is, step S200 to step S220 are repeated until the linear feeling evaluation value exceeds the target value in step S225. That is, the frequency characteristic is gradually corrected. Thereby, a basic acoustic characteristic in the sound receiving unit is formed. This is equivalent to the formation of a basic filter for the original sound (intake sound).
[0035]
  Note that the basic frequency characteristics of the filter estimate the acoustic characteristics in the vicinity of the intake sound generation section based on the characteristics, and therefore it is necessary to consider the contribution characteristics from the intake sound generation section to the sound reception section. The contribution characteristic is, for example, a transmission efficiency difference due to frequency. For example, there are cases where the transmission efficiency of a frequency in a specific band is good and that in other bands is bad. In this case, it is effective to correct a band with good transmission efficiency. In other words, a band with poor transmission efficiency has no correction effect. Therefore, the contribution characteristic is measured in advance, and the band is particularly corrected. Thereby, a more effective filter is formed. Further, for example, noise that is not related to “linear feeling” may be transmitted in a specific band. In such a case, a frequency characteristic that cuts off the specific band is added to the filter in advance. As a result, after completion of step S225, a filter having a frequency characteristic that satisfies the linear feeling as shown in FIG. 10 is formed. The above is the operation of step S130.
[0036]
  Next, the process proceeds to step S140. In step S140, the acoustic characteristics of the intake sound generator are further calculated using the acoustic characteristics of the filter obtained in step S130. This is because the path from the intake sound generator to the sound receiver has acoustic transmission characteristics. By taking this into account, the acoustic characteristics in the vicinity of the actual intake sound generation unit are calculated. Specifically, the acoustic transfer characteristic (transfer function) is further multiplied by the frequency characteristic of the filter obtained in step S130. As a result, the acoustic characteristics in the vicinity of the intake sound generator shown in FIG. 11 are calculated. Next, the process proceeds to step S150.
[0037]
  In step S150, the intake system specifications that satisfy the acoustic characteristics obtained in step S140 are optimized. The optimization procedure is shown in the flowchart of FIG. First, in step S300, a basic intake system specification closest to the target frequency characteristic obtained in step S140 is selected from the correspondence database of the intake system structure and acoustic characteristics. Specifically, the target frequency characteristic X (f) shown in FIG. 13A and the frequency characteristic Y for each item in the database (b)._NCompare (f) and select the intake system specifications with the smallest difference. For example, when the acoustic characteristic obtained in step S140 is approximated to (c ′), the corresponding intake system specification (resonator) C ′ is selected.
[0038]
  Next, optimization processing of the structural parameters (resonator dimensions, intake pipe diameter, etc.) is performed on the intake system specifications C ′ selected in step S310 so as to obtain a target frequency characteristic. A resonator, which is a basic element of the intake system mechanism, has a structure shown in FIG. 14, for example. Set the pipe diameter on the input side to S_i, S on the resonance part, S on the output side_OAnd the resonance length is L_thThen, its frequency characteristic (transmission loss) TL is S_i, S, S_O, L_thIs represented by the following equation (2).
[Expression 2]
TL = 10log | (1 + m / m ')²cos²KL_th/ 4 + (m + 1 / m ')²sin²KL + 10log (m '/ m) ｜・・（２）
    m = S / S_i
    m '= S / S_O
    K = 2 πf / C
    f = C / λ
    C: speed of sound
  λ: wavelength
[0039]
  And the structure parameter S_i, S, S_O, L_thIs varied to obtain the frequency characteristic TL, which is further brought closer to the target frequency characteristic X (f). The parameter having the closest frequency characteristic is set as the optimum structure parameter. As a result, for example, an optimum resonator structure and its structural parameters as shown in FIG. 15 are obtained.
[0040]
  As described above, according to the present embodiment, the database includes correlation data regarding the engine speed and noise, machine elements, and acoustic characteristic data thereof, and based on the evaluation, the “linear feeling” is evaluated and the target “linear feeling” is generated. is doing. The final intake system structure and its parameters are determined from the acoustic characteristics of the “linear feeling”. That is, the sound quality design support apparatus of the present embodiment can construct a system not only for simple sensitivities such as “cleanness” and “crispness” of noise but also for complex sensitivities such as “linear feeling”. That is, it becomes an excellent design support apparatus capable of designing sound quality with a sensitivity evaluation word even for a more complicated mechanical system.
[0041]
(Modification)
  The present invention can be implemented in various other forms. For example, each component of the sound quality analysis / evaluation apparatus 10 of the first embodiment and the second embodiment is composed of a computer device (not shown), its program, and its peripheral device, but may be formed independently. As long as it has the function, an actual form is not ask | required.
[0042]
  Further, the structure and structure parameter optimization processing in the first and second embodiments are not particularly mentioned, but various methods are conceivable. For example, experiment design or fuzzy mathematical programming is desirable.
  In the second embodiment, the “linear feeling” is calculated from the linearity of the engine speed and the noise level, but it is also possible to simply compare the time and the noise level. In other words, it is possible to make the engine rotation speed constant and use “time stability” as an evaluation word. Thereby, it is possible to design a sound quality with “a sense of stability”.
[0043]
  In the second embodiment, the sound quality generating device changes the frequency characteristic of the periodic sound. However, when the noise is caused by the external sound, the frequency characteristic of the non-periodic sound is corrected. For example, in the case of wind noise, changes in the position and shape of the fender mirror, the antenna position, and the like are targeted. The present invention is also effective for such non-periodic sounds.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a sound quality design support apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of the operation of the sound quality design support apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a sound receiving portion position A and a sound generating portion position B according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart of the operation of the sound quality design support apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of “linear feeling” of noise according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a setting diagram of target values for the current linear feeling evaluation values according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of a filter generation method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory view of spectrum analysis according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a frequency characteristic change diagram of an example according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a filter characteristic diagram of the sound quality generating apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a filter characteristic diagram of the mechanical noise characteristic design apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart of intake system specification optimum design according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows a target frequency characteristic (a) according to the second embodiment of the present invention and a database (b) for comparing it.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a resonator structure and structural parameters according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an example of a mechanical structure determination diagram according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Interface
20 External storage device
30 Sound quality analysis and evaluation equipment
40 Sound quality design input device
50 sound quality generator
60 Mechanical noise characteristic design equipment
70 Mechanical structure design equipment
100 system bus

Claims

Analyzing the received sound sounds in sound receiving unit, the mechanical structure of the sound generator and / or a quality design support apparatus for determining the structural parameters,
Consists of a combination of an evaluation word representing the type of evaluation based on auditory sensibility and acoustic characteristic data that realizes the characteristics of the evaluation word, and a combination of a predetermined machine element and acoustic characteristic data of the sound emitted by the machine element A database,
Analyzing the sound received by the sound receiving unit, referring to the database , the correspondence between the analyzed characteristic and the acoustic characteristic data, the evaluation word of the corresponding acoustic characteristic data, and the characteristic of the evaluation word Sound quality analysis and evaluation means for outputting an evaluation value indicating the degree of realization ;
Sound quality design input means for inputting a target evaluation value that is a value obtained by correcting the evaluation value for the evaluation word and the evaluation value output by the sound quality analysis evaluation means;
Of the frequency characteristics related to the target evaluation value input to the sound quality design input means and the degree of reach from the sound generator to the sound receiver, the frequency band efficiently transmitted from the sound generator to the sound receiver the correction frequency filter characteristic, a sound generating means for correcting the frequency characteristic of the sound receiving sounds in the sound receiving unit generates a target sound-characteristics,
A target sound-characteristic generated by said tone generation means, taking into account the acoustic transfer characteristic to the sound receiving unit from the sound generator, and mechanical noise characteristic design means for designing a mechanical noise characteristics at the sound generation portion ,
A sound quality design support device comprising: a mechanical structure design means for determining a mechanical structure of the sound generating unit and a structural parameter thereof from the mechanical noise characteristics.

The sound quality generation means separates the frequency characteristic of the received sound into a periodic sound and a non-periodic sound, and changes the sound pressure level of a specific frequency component in the frequency characteristic of the periodic sound to change the target acoustic characteristic. The sound quality design support apparatus according to claim 1, wherein the sound quality design support apparatus calculates the sound quality.