JP5888011B2 - Transmission characteristic generation method for sound insulation measurement, transmission characteristic generation apparatus for sound insulation measurement, sound insulation measurement method, and sound insulation measurement apparatus - Google Patents
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本発明は、遮音度測定用伝達特性生成方法、遮音度測定用伝達特性生成装置、遮音度測定方法および遮音度測定装置に関する。 The present invention relates to a transmission characteristic generation method for sound insulation measurement, a transmission characteristic generation device for sound insulation measurement, a sound insulation measurement method, and a sound insulation measurement apparatus.
従来のガソリン車は、エンジン等の騒音が車室内に侵入することを抑制するため、車体には遮音部材や吸音部材を設けている。遮音部材や吸音部材によりどの程度騒音の侵入が抑制されているのか、遮音性能という性能指標で定量的に評価する必要がある。 In a conventional gasoline vehicle, a sound insulation member and a sound absorption member are provided on the vehicle body in order to suppress noise from an engine or the like from entering the vehicle interior. It is necessary to quantitatively evaluate how much the noise intrusion is suppressed by the sound insulating member and the sound absorbing member using a performance index called sound insulating performance.
車両の遮音性能を計測する場合に利用される一般的な手法としては、相反定理を用いて遮音性能を計測する手法がある。相反定理とは、音源と受音源との位置を反対にしても、受音源による受音レベルは変わらないという定理である。たとえば、車両室内に騒音相当の音を出力するスピーカーを配置し、エンジン部分にマイクを配置して、スピーカーからマイクに伝わる音の伝達関数を計測する。 As a general method used when measuring the sound insulation performance of a vehicle, there is a method of measuring the sound insulation performance using a reciprocity theorem. The reciprocity theorem is that the received sound level by the received sound source does not change even if the positions of the sound source and the received sound source are reversed. For example, a speaker that outputs sound equivalent to noise is disposed in the vehicle interior, a microphone is disposed in the engine portion, and a transfer function of sound transmitted from the speaker to the microphone is measured.
上記手法の場合、マイクは、エンジン等の騒音発生部品に取り付けられる。騒音発生部品は、車両の異なる部分に配置されているので、スピーカーは点音源のように、どの方向にも同じ音響レベルで音を伝達する性質を有する必要がある。点音源でなく指向性があると、スピーカーの向き、あるいは騒音部品の位置によって、伝達される音響レベルが異なり、定量的に遮音性能が測定できない。 In the case of the above method, the microphone is attached to a noise generating component such as an engine. Since the noise generating parts are arranged in different parts of the vehicle, the speaker needs to have the property of transmitting sound at the same sound level in any direction, like a point sound source. If there is directivity instead of a point sound source, the transmitted sound level varies depending on the direction of the speaker or the position of the noise component, and the sound insulation performance cannot be measured quantitatively.
スピーカーの振動は面で発生できるが点では発生できない。このため、スピーカーは厳密には点音源にはならない。ところが、スピーカーから出力される音が数千Hz以下の低周波であるときにはスピーカーから周囲に拡散する音に指向性はほとんどなく、点音源とみなすことができる。たとえば、エンジンの騒音に相当する低周波の音は指向性が少ないことから、既存のスピーカーから低周波音を出力すれば、そのスピーカーは点音源のように振る舞い、エンジンの騒音に対する遮音性能が測定できる。また、車両の遮音性能を評価する方法としては、たとえば、特許文献1のように、有限要素法を使って厳密に演算する技術も知られている。
Loudspeaker vibration can occur on a surface but not on a point. For this reason, speakers are not strictly point sources. However, when the sound output from the speaker has a low frequency of several thousand Hz or less, the sound diffused from the speaker to the surroundings has almost no directivity and can be regarded as a point sound source. For example, low-frequency sound equivalent to engine noise has little directivity, so if you output low-frequency sound from an existing speaker, the speaker will behave like a point sound source and measure the sound insulation performance against engine noise it can. Further, as a method for evaluating the sound insulation performance of a vehicle, for example, as in
近年、EVやHEVといったモータを駆動力とする車両が様々な自動車メーカで開発されている。これらの車両に搭載されるモータ、インバータ、DC/DCコンバータ、バッテリ等からエンジンのみで駆動する車両には無い10KHZにわたる高周波異音が問題となるようになってきた。車両設計においては,これらの部品から発生したノイズが車室内へ到来する際の音圧レベルを事前に予測するため,音源から受音点までの伝達関数を計測することで,各部品での音圧レベルの目標値の割り付け,及び完成車両の達成度評価を行っており,高周波領域でも同様に,精度良く遮音性能を計測することが求められる。 In recent years, various automobile manufacturers have developed vehicles that use a motor such as EV and HEV as a driving force. High-frequency noise over 10 KHZ, which is not found in vehicles driven only by engines from motors, inverters, DC / DC converters, batteries and the like mounted on these vehicles, has become a problem. In vehicle design, in order to predict in advance the sound pressure level when noise generated from these parts arrives in the passenger compartment, the sound function at each part is measured by measuring the transfer function from the sound source to the receiving point. Allocating the target value of the pressure level and evaluating the achievement level of the completed vehicle, it is required to measure the sound insulation performance with high accuracy in the high frequency range as well.
ここで、高周波音、たとえば、10kHz以上の音になると低周波とは異なって指向性を持つようになり、上述の低周波のように点音源のようには振る舞わない。したがって、車両室内にモータの騒音相当の音を出力するスピーカーを配置し、モータ部分にマイクを配置した場合、スピーカーとマイクとの距離や相対的な姿勢が変わると、マイクの受音レベルが変わってしまう。高周波音については、スピーカーを点音源と見なしていた従来の遮音性能測定方法が使えないという問題がある。 Here, a high frequency sound, for example, a sound of 10 kHz or higher, has directivity different from a low frequency, and does not behave like a point sound source like the low frequency described above. Therefore, when a speaker that outputs sound equivalent to motor noise is placed in the vehicle compartment and a microphone is placed in the motor part, the sound reception level of the microphone will change if the distance between the speaker and the microphone or the relative posture changes. End up. For high-frequency sound, there is a problem that the conventional sound insulation performance measuring method in which the speaker is regarded as a point sound source cannot be used.
また、特許文献1のように有限要素法を用いて解析する場合、演算量が膨大となり、処理に多大な時間がかかってしまうという問題がある。
Moreover, when analyzing using a finite element method like
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、演算量を膨大にすることなく、高周波発生部品に対する遮音性能の測定を可能とする遮音度測定用伝達特性生成方法、遮音度測定用伝達特性生成装置、遮音度測定方法および遮音度測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for generating a transmission characteristic for sound insulation measurement and a transmission for sound insulation degree measurement that enables measurement of sound insulation performance for high-frequency components without enormous amount of computation. It is an object to provide a characteristic generation device, a sound insulation degree measuring method, and a sound insulation degree measurement device.
上記目的を達成するための本発明に係る遮音度測定用伝達特性生成方法は、複数の第1仮想点を有する剛体と、前記剛体から所定距離離れて立体的に配置される複数の第2仮想点と、を仮想し、前記第1仮想点および前記第2仮想点の一方を、音を発生する音源とし、他方を、音を受音する受音源として、前記音源から前記受音源への音の伝達特性を、伝達関数を用いてシミュレーションする第1工程と、前記剛体と、前記剛体から所定距離離れて同一平面上に配置される複数の第3仮想点と、を仮想し、前記第1仮想点および前記第3仮想点の一方を、音を発生する音源とし、他方を、音を受音する受音源として、前記音源から前記受音源への音の伝達特性を、伝達関数を用いてシミュレーションする第2工程と、前記剛体の第1仮想点と同じ位置関係に配置される複数の音源を有するスピーカーと、前記剛体に対する複数の前記第3仮想点と同じ姿勢で前記スピーカーからの音を受音するマイクと、を、少なくとも前記スピーカーと前記マイクとの間に障害物がない空間に用意し、前記スピーカーから発生された音を前記マイクにより受音して、前記スピーカーからの音の伝達特性を検出する第3工程と、前記第3工程において検出された伝達特性と合致するように、前記第2工程においてシミュレーションされた伝達特性を補正するための補正値を算出する第4工程と、前記第4工程において算出された補正値に基づいて、前記第1工程において演算された音の伝達特性を補正して、遮音度測定用伝達特性を生成する。 In order to achieve the above object, a method for generating a transmission characteristic for measuring sound insulation according to the present invention includes a rigid body having a plurality of first virtual points and a plurality of second virtual bodies arranged three-dimensionally apart from the rigid body by a predetermined distance. virtually a point, the sound of one of the first virtual point and the second virtual point, a sound source for generating sound, and the other, as a sound receiving source for sound receiving sound, to the sound reception source from the sound source a first step of the transfer characteristic, by using a transfer function simulation, the a rigid, virtually and a plurality of third virtual point which is arranged on the same plane with a predetermined distance away from the rigid, said first one of the virtual point and the third virtual point, a sound source for generating sound, and the other, as a sound receiving source for sound receiving sound, a transfer characteristics of the sound from the sound source to the sound receiving source, by using a transfer function a second step of the simulation, a first virtual point of the rigid A speaker having a plurality of sound sources arranged in a positional relationship Flip, and a microphone for sound reception sound from the speaker in the same position as the plurality of the third virtual point for the rigid, and at least the speaker the microphone prepared for unobstructed space between the sound generated from the speaker and the sound reception by the microphone, and a third step of detecting a transfer characteristic of the sound from the speaker, detected in the third step as consistent with been transfer characteristics, the fourth step of calculating a correction value for correcting the simulated transfer characteristic at the second step, based on the correction value calculated in the fourth step, the The sound transfer characteristic calculated in the first step is corrected to generate a sound insulation degree measurement transfer characteristic.
上記目的を達成するための本発明に係る遮音度測定用伝達特性生成装置は、スピーカーと、マイクと、制御部とを有する。スピーカーは、複数の音源を有する。マイクは、前記スピーカーからの音を受音して、音響レベルを測定する。制御部は、前記スピーカーおよび前記マイクを制御すると共に、音の伝達特性をシミュレーションする。さらに、制御部は、複数の第1仮想点を有する剛体と、前記剛体から所定距離離れて立体的に配置される複数の第2仮想点と、を仮想し、前記第1仮想点および前記第2仮想点の一方を、音を発生する音源とし、他方を、音を受音する受音源として、前記音源から前記受音源への音の伝達特性を、伝達関数を用いてシミュレーションし、前記剛体と、前記剛体から所定距離離れて同一平面上に配置される複数の第3仮想点と、を仮想し、前記第1仮想点および前記第3仮想点の一方を、音を発生する音源とし、他方を、音を受音する受音源として、前記音源から前記受音源への音の伝達特性を、伝達関数を用いてシミュレーションし、前記剛体の第1仮想点と同じ位置関係に前記スピーカーの複数の音源が配置された状態で、前記剛体に対する複数の前記第3仮想点と同じ姿勢で配置された前記マイクにより前記スピーカーからの音を受音させ、前記スピーカーからの音の伝達特性を検出し、検出された前記伝達特性と合致するように、前記第1仮想点と前記第3仮想点との間でシミュレーションされた伝達特性を補正するための補正値を算出し、算出された補正値に基づいて、前記第1仮想点と前記第2仮想点との間でシミュレーションした結果得られた音の伝達特性を補正して、遮音度測定用伝達特性を生成する。 In order to achieve the above object, a transmission characteristic generating apparatus for measuring sound insulation according to the present invention includes a speaker, a microphone, and a control unit. The speaker has a plurality of sound sources. The microphone receives sound from the speaker and measures the sound level. The control unit controls the speaker and the microphone and simulates a sound transmission characteristic. Further, the control unit includes a rigid body having a plurality of first virtual point, from said rigid body a predetermined distance apart and virtual and a plurality of second virtual point which is arranged three-dimensionally, wherein the first virtual point and the second one of the two virtual point, a sound source for generating sound, and the other, as a sound receiving source for sound receiving sound, a transfer characteristics of the sound from the sound source to the sound receiving source, and simulation using the transfer function, the rigid And a plurality of third virtual points arranged on the same plane at a predetermined distance from the rigid body , and one of the first virtual point and the third virtual point is a sound source that generates sound, the other, as a sound receiving source for sound receiving sound, a transfer characteristics of the sound from the sound source to the sound receiving source, and simulation using the transfer function, a plurality of the speakers in the same positional relationship as the first virtual point of the rigid With the sound source placed against the rigid body Sounds from the speakers are received by the microphones arranged in the same posture as the plurality of the third virtual points, and the transmission characteristics of the sounds from the speakers are detected, so as to match the detected transmission characteristics the first a simulated transfer characteristics between the virtual point and said third virtual point calculates a correction value for correcting, based on the calculated correction value, the said first virtual point second Sound transfer characteristics obtained as a result of simulation with virtual points are corrected to generate a sound insulation degree measurement transfer characteristic.
上記目的を達成するための本発明に係る遮音度測定方法は、測定環境に設置された前述のスピーカーとマイクとについて、前記スピーカーからの音を前記マイクにより受音して、受信レベルを測定し、前記スピーカーおよび前記マイクの位置関係と、前述の遮音度測定用伝達特性と、に基づいて、前記スピーカーおよび前記マイクとの間に障害物がない場合に前記マイクで受音される仮想受音レベルを算出し、前記測定工程において測定された受音レベルと、前記算出工程において算出された仮想受音レベルと、に基づいて、遮音度を算出する。 In order to achieve the above object, the sound insulation degree measuring method according to the present invention is configured to measure the reception level of the speaker and microphone installed in the measurement environment by receiving sound from the speaker through the microphone. , the positional relationship between the speaker and the microphone, virtual sound receiving and sound insulation measurement for transmission characteristics described above, based on the, the sound reception at the microphone when there is no obstacle between the speaker and the microphone level is calculated, and the sound receiving level measured in said measuring step, a virtual sound receiving level calculated in the calculating step, on the basis, calculates the sound insulation degree.
上記目的を達成するための本発明に係る遮音度測定装置は、スピーカーと、マイクと、制御部とを有する。スピーカーは、複数の音源を有する。マイクは、前記スピーカーからの音を受音して、音響レベルを測定する。制御部は、前記スピーカーおよび前記マイクの位置関係と、請求項1に記載の遮音度測定用伝達特性とに基づいて、前記スピーカーと前記マイクとの間に障害物がない場合に前記マイクで受音される仮想受音レベルを算出し、算出した前記仮想受音レベルと、前記マイクで測定された音響レベルと、に基づいて、遮音度を算出する。
In order to achieve the above object, a sound insulation degree measuring apparatus according to the present invention includes a speaker, a microphone, and a control unit. The speaker has a plurality of sound sources. The microphone receives sound from the speaker and measures the sound level. The control unit receives the microphone when there is no obstacle between the speaker and the microphone based on the positional relationship between the speaker and the microphone and the transmission characteristic for sound insulation measurement according to
遮音度測定用伝達特性生成方法および遮音度測定用伝達特性生成装置によれば、シミュレーション結果と測定結果に基づいて、スピーカーからの音の伝達特性を生成するので、伝達特性が点音源的な振る舞いでなくても、正確に特性を再現できる。伝達特性のシミュレーションに、剛球体周りの音の伝搬式を用いるので、有限要素法などのように複雑な演算が必要なく、伝達特性を求めることができる。 According to the transmission characteristic generation method for sound insulation measurement and the transmission characteristic generation device for sound insulation measurement, the transmission characteristic of sound from the speaker is generated based on the simulation result and the measurement result, so that the transmission characteristic behaves like a point sound source. Even if it is not, the characteristics can be accurately reproduced. Since the sound propagation equation around the hard sphere is used for the simulation of the transfer characteristic, the transfer characteristic can be obtained without requiring a complicated calculation as in the finite element method.
遮音度測定方法および遮音度測定装置によれば、スピーカーおよびマイクの位置関係と、遮音度測定用伝達特性とに基づいて、障害物により音が低減されない仮想受音レベルを算出し、受音レベルと比べることで、定量的に遮音度を算出できる。 According to the sound insulation level measurement method and the sound insulation level measurement device, a virtual sound reception level at which sound is not reduced by an obstacle is calculated based on the positional relationship between the speaker and the microphone and the transmission characteristic for sound insulation measurement. By comparing with, the sound insulation degree can be calculated quantitatively.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.
図1は遮音度測定装置の概略構成を示すブロック図であり、図2はスピーカーの外観を示す図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a sound insulation degree measuring apparatus, and FIG. 2 is a view showing an appearance of a speaker.
本実施形態の遮音度測定装置1は、騒音部品から発生される騒音を遮音する程度を測定するための装置である。本実施形態では、遮音度測定装置1が、車両における騒音部品についての遮音度を測定する例について説明する。
The sound insulation
遮音度測定装置1は、スピーカー10、マイク20、記憶部30および制御部40を有する。
The sound insulation
スピーカー10は、複数の音源を有する。スピーカー10は、たとえば、図2に示すように、正十二面体の各面に音源を有し、それぞれの音源から音を発生する。マイク20は、スピーカー10からの音を受音して、音響レベルを測定する。
The
記憶部30は、スピーカー10により発生する音声データや、マイク20により受音した受音データを記憶する。また、記憶部30は、受音データをシミュレーション解析した結果や、遮音度を測定するために用いる伝達特性等も記憶する。制御部40は、スピーカー10、マイク20および記憶部30を制御する。
The
(伝達特性)
本実施形態の遮音度測定装置1の具体的な動作の流れを説明する前に、上記のスピーカー10が音を伝達する特性(以下、伝達特性という)について説明する。
(Transfer characteristics)
Before describing the specific operation flow of the sound insulation
図3はスピーカーの音の伝達特性を測定する様子を示す図であり、図4はスピーカーの伝達特性の測定結果を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing how the sound transmission characteristics of the speakers are measured, and FIG. 4 is a diagram showing the measurement results of the speaker transmission characteristics.
スピーカー10の平面方向での音の伝達特性を測定する際には、スピーカー10の周りに、図2に黒丸で示す位置にマイク20などの受音源を配置する。ただし、図2に示すように複数の位置にマイク20を設置するのは工数やコストがかかる。したがって、図3に示すように、マイク20とスピーカー10とを所定距離離して配置し、スピーカー10を所定角度だけ回転させる度に、マイク20により受音することで、スピーカー10の周囲にマイク20があるのと同じ状況を実現できる。たとえば、マイク20から3m離れたスピーカー10を1度回転させるごとに、マイク20により受音した音響レベルを測定して、角度間の値を補完すると、図4に示すような伝達特性が得られる。
When measuring the sound transmission characteristics in the planar direction of the
図4では、スピーカー10から1kHzまたは10kHzの音を発生した場合の伝達特性を実線により示し、点音源を仮想した場合の伝達特性を一点鎖線により示している。1kHzの場合、図中左側に示すように、360度のどの方向でも10dB程度の音響レベルが得られ、伝達特性に歪がない。また、1kHzの場合、スピーカー10の伝達特性が点音源の伝達特性とほぼ一致している。これに対し、10kHzの場合、図中右側に示すように、位置によって音響レベルが異なり、伝達特性に歪があることがわかる。10kHzの場合、スピーカー10の伝達特性は、全方位5dB程度の点音源の伝達特性とは大きく異なる。このように、スピーカー10は、多面体に構成した場合、1kHz程度の周波数では点音源のように振る舞い、10kHz以上の高周波では点音源とは全く異なる伝達特性を有する。
In FIG. 4, the transfer characteristic when a sound of 1 kHz or 10 kHz is generated from the
本実施形態の遮音度測定装置1は、高周波になるとスピーカー10からの伝達特性が歪むことを考慮しつつ、当該スピーカー10を使って、高周波騒音部品についての遮音性能を測定する。
The sound insulation
(遮音度測定用伝達特性の生成)
遮音度測定装置1を車両に実際に適用する前に、遮音度を測定するための基準となる伝達特性を生成する手順について説明する。
(Generation of transmission characteristics for sound insulation measurement)
Before actually applying the sound insulation
図5は遮音度測定用伝達特性を生成する手順を示すフローチャート、図6は音の伝達特を立体的にシミュレーションする際の音源および受音源を示す図、図7は音の伝達特性を平面的にシミュレーションする際の音源および受音源を示す図、図8は音の伝達特性のシミュレーション結果と測定結果との比較を表す図である。なお、図5に示すフローチャートの手順は、記憶部30に記憶されているアプリケーションに従って、制御部40が実行する。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for generating a transmission characteristic for measuring sound insulation, FIG. 6 is a diagram showing a sound source and a receiving sound source when a three-dimensional simulation of a sound transmission characteristic is performed, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing a comparison between a simulation result of a sound transfer characteristic and a measurement result. 5 is executed by the
制御部40は、スピーカー10から高周波音が発生された場合の伝達特性をシミュレーションする(ステップS1)。ここでは、図6に示すように、複数の第1仮想点12を有する剛球体50と、剛球体50から所定距離離れて等位角に配置される複数の第2仮想点22とを自由音場に仮想している。シミュレーションには、音を吸収したり反射したりする構成は考慮しない。剛球体50はスピーカー10に相当し、第1仮想点12はスピーカー10上の音源と同じ位置関係に配置され、第2仮想点22は、受音源であるマイク20に相当する。第2仮想点22は剛球体50から3m離れている。制御部40は、第1仮想点12で音を発生し第2仮想点22で受音した時の音響レベルを算出し、各第2仮想点22間を補完することで、伝達特性をシミュレーションする。
The
ここで、音響レベルを算出するには以下の剛球体周りの音の伝搬式(1)を用いる。 Here, in order to calculate the acoustic level, the following sound propagation formula (1) around the hard sphere is used.
Pn(x)はルジャンドル(Legendre)関数、
hn(2)(x)は第2種球ハンケル(球Hankel)関数、
kは波数である。
Pn (x) is a Legendre function,
hn (2) (x) is a second-type sphere Hankel function,
k is the wave number.
なお、第1仮想点12は、剛球体50上において点対称に配置されているので、図6に示すように、半球側に第2仮想点22を配置すれば足りる。
Since the first
次に、制御部40は、スピーカー10から高周波音が発生された場合の伝達特性をシミュレーションする(ステップS2)。ここでは、図7に示すように、複数の第1仮想点12を有する剛球体50と、剛球体50から所定距離離れて同一平面上に等角に配置される複数の第3仮想点24とを仮想している。シミュレーションには、音を吸収したり反射したりする構成は考慮しない。剛球体50および第1仮想点12は図6と同様であり、第3仮想点24は、受音源であるマイク20に相当する。第3仮想点24は剛球体50から3m離れている。制御部40は、第1仮想点12で音を発生し第3仮想点24で受音した時の音響レベルを算出し、各第3仮想点24間を補完することで、伝達特性をシミュレーションする。シミュレーション結果は、たとえば、図8に一点鎖線で示す通りである。
Next, the
続けて、制御部40は、実際に配置されたマイク20およびスピーカー10を制御して、スピーカー10からの音をマイク20により受音して、伝達特性を検出する(ステップS3)。ここで、マイク20は、ステップS2における剛球体50に対する第3仮想点と同じ姿勢で、スピーカー10に対して同一平面上に配置される。図3に示すようにマイク20から3m離れた位置でスピーカー10を回転させることで、複数のマイク20がスピーカー10の周りの平面上にあるのと同じ条件を実現できる。マイク20は、図2に示すように実際に複数配置されてもよい。スピーカー10とマイク20とは、少なくとも間に障害物がない空間に、好ましくは無響室に配置される。検出された伝達特性は、たとえば、図8に実線で示す通りである。図8に示す通り、検出した伝達特性は、ステップS2で演算して得た伝達特性と類似の歪を有する。
Subsequently, the
制御部40は、ステップS3で検出した実際の伝達特性と合致するように、ステップS2でシミュレーションした伝達特性を補正するための補正値(補正項)を算出する(ステップS4)。
The
続けて、制御部40は、ステップS1で演算して得た伝達特性を、ステップS4で得た補正値を用いて補正し、遮音度測定用伝達特性を生成する(ステップS5)。生成された遮音度測定用伝達特性は、記憶部30に記憶される。ステップS5により生成された遮音度測定用伝達特性は、無響空間において、スピーカー10(剛球体)から任意の方向および距離のマイク20(受音源)で受音される音響レベルを示す。すなわち、遮音度測定用伝達特性によれば、スピーカー10の姿勢とマイク20の位置とが正確に与えられれば、マイク20により受音される音響レベルを推定できる。
Subsequently, the
なお、上記のステップS1およびステップS2では、第1仮想点12と第2仮想点22または第3仮想点24との間が3mの場合でシミュレーションしている。しかし、3m以外に任意の距離に設定できる。いずれの距離に設定した場合でも、遮音度測定用伝達特性が一旦求まれば、音の減衰、拡散を考慮して、音源からいずれの距離、方向でも音響レベルを推定できる。
In step S1 and step S2 described above, the simulation is performed when the distance between the first
(遮音度測定)
次に、遮音度測定装置1により遮音度を測定する手順について説明する。
(Sound insulation measurement)
Next, a procedure for measuring the sound insulation degree by the sound insulation
図9は遮音度測定装置のマイクとスピーカーを車両に設置した様子を示す図、図10は遮音度測定手順の流れを示すフローチャートである。なお、図10に示すフローチャートの手順は、記憶部30に記憶されているアプリケーションに従って、制御部40が実行する。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which the microphone and speaker of the sound insulation degree measuring apparatus are installed in the vehicle, and FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the sound insulation degree measurement procedure. Note that the procedure of the flowchart shown in FIG. 10 is executed by the
図9に示すように、スピーカー10は、車両の室内空間に配置される。スピーカー10は、たとえば、運転席における運転者の顔の位置、助手席、後部座席等に設置される。マイク20は、車体中のインバータ60およびDC/DCコンバータ62の付近に設置されている。マイク20毎に遮音度は測定される。スピーカー10の姿勢および、スピーカー10に対するマイク20の位置は既知であり、予め記憶部30に記憶されている。また、遮音度測定装置1の記憶部30には、インバータ60およびDC/DCコンバータ62から発生する騒音と同じ周波数の音が記憶されている。
As shown in FIG. 9, the
図10に示すように、制御部40は、スピーカー10により測定対象と同じ周波数の音声を発生し、マイク20により集音して、集音した音の音響レベルを測定する(ステップS11)。
As illustrated in FIG. 10, the
制御部40は、図5の手順により生成した遮音度測定用伝達特性と、スピーカー10およびマイク20の位置関係とに基づいて、同じ位置関係で無響空間にスピーカーおよびマイクがある場合にマイクで受音される仮想音響レベルを算出する(ステップS12)。仮想音響レベルは、遮音や吸音する部材が車体に全くない場合の音響レベルを示す。
Based on the transmission characteristics for sound insulation measurement generated by the procedure of FIG. 5 and the positional relationship between the
制御部40は、ステップS11で測定した音響レベルを、ステップS12で算出した仮想音響レベルにより除算して、遮音度として算出する(ステップS13)。
The
以上のように、本実施形態によれば、シミュレーション結果と測定結果に基づいて、スピーカー10からの音の伝達特性(遮音度測定用伝達特性)を生成するので、伝達特性に歪があっても、遮音度測定用伝達特性により正確に再現できる。
As described above, according to the present embodiment, the sound transmission characteristic (sound insulation degree measurement transmission characteristic) from the
遮音度測定用伝達特性を使って算出した仮想音響レベルと、実際にマイク20により検出した音響レベルとを比較するので、定量的に遮音度を測定できる。換言すると、マイク20で実際に検出する音響レベルが位置によって異なるのに合わせて、遮音度測定用伝達特性も対応する位置で仮想音響レベルが異なる。たとえば、測定できる音響レベルが大きくなる位置では、遮音度測定用伝達特性により算出される仮想音響レベルも大きくなる。音響レベルと仮想音響レベルが同じ割合で大きくなり、あるいは小さくなるので、これらを相互に除算することで、歪による音響レベルの大小を除去した定量的な遮音度を測定できる。
Since the virtual sound level calculated using the transmission characteristic for sound insulation level measurement is compared with the sound level actually detected by the
また、伝達関数式(1)を用いて伝達特性をシミュレーションしているので、有限要素法を採用する場合に比べて煩雑な演算が少なく、迅速に遮音度を測定できる。 In addition, since the transfer characteristic is simulated using the transfer function equation (1), there is less complicated calculation than when the finite element method is adopted, and the sound insulation degree can be measured quickly.
遮音度測定用伝達特性の生成の為のステップS1では、複数の第2仮想点22を等位角に配置しているので、第2仮想点22間を補完しやすい。ステップS2において、複数の第3仮想点24を同一平面上に等角に配置しているので、第3仮想点24間を補完しやすい。
In step S <b> 1 for generating the transmission characteristic for sound insulation measurement, a plurality of second
なお、上記実施形態では、遮音度測定用伝達特性の生成の為のステップS1において、第1仮想点12が音源に相当し、第2仮想点22が受音源に相当する場合について説明したが、これに限定されない。第1仮想点12がスピーカー10上の音源と同じ位置関係に配置される受音源に相当し、第2仮想点22が音源に相当するものとして、伝達特性を算出してもよい。相反定理により、自由音場では、第1仮想点12と第2仮想点22のいずれが音源、受音源でも、同じ特性が得られる。ステップS2においても同様である。
In the above-described embodiment, the case where the first
上記実施形態では、正十二面体のスピーカー10を例示したが、これに限定されない。いかなる正多面体のスピーカーを適用してもよい。ただし、面数が多くなるにつれて、一面に配置できるスピーカーの大きさも小さくなる。したがって、遮音度を測定するための最低の音響レベルの確保を考慮して、面数は限定される。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、車両における遮音度を測定する場合について説明した。しかし、これに限定されない。本発明は、いかなる設備や装置、環境における遮音度の測定にも適用できる。 In the above embodiment, the case of measuring the sound insulation level in the vehicle has been described. However, it is not limited to this. The present invention can be applied to the measurement of the sound insulation degree in any equipment, apparatus, and environment.
1 遮音度測定装置、
10 マイク、
12 第1仮想点、
22 第2仮想点、
24 第3仮想点、
20 スピーカー、
30 記憶部、
40 制御部、
50 剛球体。
1 Sound insulation measuring device,
10 Microphone,
12 First virtual point,
22 second virtual point,
24 third virtual point,
20 speakers,
30 storage unit,
40 control unit,
50 Hard sphere.
Claims (5)
前記剛体と、前記剛体から所定距離離れて同一平面上に配置される複数の第3仮想点と、を仮想し、前記第1仮想点および前記第3仮想点の一方を、音を発生する音源とし、他方を、音を受音する受音源として、前記音源から前記受音源への音の伝達特性を、伝達関数を用いてシミュレーションする第2工程と、
前記剛体の第1仮想点と同じ位置関係に配置される複数の音源を有するスピーカーと、前記剛体に対する複数の前記第3仮想点と同じ姿勢で前記スピーカーからの音を受音するマイクと、を、少なくとも前記スピーカーと前記マイクとの間に障害物がない空間に用意し、前記スピーカーから発生された音を前記マイクにより受音して、前記スピーカーからの音の伝達特性を検出する第3工程と、
前記第3工程において検出された伝達特性と合致するように、前記第2工程においてシミュレーションされた伝達特性を補正するための補正値を算出する第4工程と、
前記第4工程において算出された補正値に基づいて、前記第1工程において演算された音の伝達特性を補正して、遮音度測定用伝達特性を生成する第5工程と、
を有することを特徴とする遮音度測定用伝達特性生成方法。 A rigid body having a plurality of first virtual point, a plurality of second virtual point which is arranged three-dimensionally spaced a predetermined distance from the rigid, virtually the, one of the first virtual point and the second virtual point A first step of simulating a transfer characteristic of sound from the sound source to the receiving sound source using a transfer function, with the sound source generating sound and the other as a sound receiving sound source for receiving sound;
Source wherein a rigid, virtually and a plurality of third virtual point which is arranged on the same plane with a predetermined distance away from the rigid, one of the first virtual point and the third virtual point, which generates a sound A second step of simulating the transfer characteristic of sound from the sound source to the receiving sound source using a transfer function, with the other as a sound receiving sound source for receiving sound;
A speaker having a plurality of sound sources arranged in the same positional relationship as the first virtual point of the rigid body, and a microphone receiving sound from the speaker in the same posture as the plurality of third virtual points with respect to the rigid body , A third step of preparing a space free from obstacles between at least the speaker and the microphone, receiving sound generated from the speaker by the microphone, and detecting a transmission characteristic of the sound from the speaker; When,
A fourth step of calculating a correction value for correcting the transfer characteristic simulated in the second step so as to match the transfer characteristic detected in the third step;
Based on the correction value calculated in the fourth step , the fifth step of correcting the sound transfer characteristic calculated in the first step to generate a sound insulation degree measurement transfer characteristic;
A transmission characteristic generation method for measuring sound insulation, characterized by comprising:
前記第2工程において、複数の前記第3仮想点は、同一平面上に等角に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の遮音度測定用伝達特性生成方法。 In the first step, the plurality of second virtual points are arranged at equal solid angles from the rigid body,
2. The transfer characteristic generation method for sound insulation degree measurement according to claim 1, wherein, in the second step, the plurality of third virtual points are arranged equiangularly on the same plane.
前記スピーカーからの音を受音して、音響レベルを測定するマイクと、
前記スピーカーおよび前記マイクを制御すると共に、音の伝達特性をシミュレーションする制御部と、を有し、
前記制御部は、
複数の第1仮想点を有する剛体と、前記剛体から所定距離離れて立体的に配置される複数の第2仮想点と、を仮想し、前記第1仮想点および前記第2仮想点の一方を、音を発生する音源とし、他方を、音を受音する受音源として、前記音源から前記受音源への音の伝達特性を、伝達関数を用いてシミュレーションし、
前記剛体と、前記剛体から所定距離離れて同一平面上に配置される複数の第3仮想点と、を仮想し、前記第1仮想点および前記第3仮想点の一方を、音を発生する音源とし、他方を、音を受音する受音源として、前記音源から前記受音源への音の伝達特性を、伝達関数を用いてシミュレーションし、
前記剛体の第1仮想点と同じ位置関係に前記スピーカーの複数の音源が配置された状態で、前記剛体に対する複数の前記第3仮想点と同じ姿勢で配置された前記マイクにより前記スピーカーからの音を受音させ、前記スピーカーからの音の伝達特性を検出し、
検出された前記伝達特性と合致するように、前記第1仮想点と前記第3仮想点との間でシミュレーションされた伝達特性を補正するための補正値を算出し、
算出された補正値に基づいて、前記第1仮想点と前記第2仮想点との間でシミュレーションした結果得られた音の伝達特性を補正して、遮音度測定用伝達特性を生成することを特徴とする遮音度測定用伝達特性生成装置。 A speaker having a plurality of sound sources;
A microphone that receives sound from the speaker and measures an acoustic level;
A control unit for controlling the speaker and the microphone and simulating sound transmission characteristics;
The controller is
A rigid body having a plurality of first virtual point, a plurality of second virtual point which is arranged three-dimensionally spaced a predetermined distance from the rigid, virtually the, one of the first virtual point and the second virtual point A sound source that generates sound, and the other as a sound receiving sound source that receives sound, and simulates the transfer characteristics of sound from the sound source to the receiving sound source using a transfer function,
Source wherein a rigid, virtually and a plurality of third virtual point which is arranged on the same plane with a predetermined distance away from the rigid, one of the first virtual point and the third virtual point, which generates a sound And, on the other hand, as a sound receiving sound source that receives sound, the transfer characteristic of sound from the sound source to the sound receiving sound source is simulated using a transfer function,
The sound from the speaker by the microphone arranged in the same posture as the plurality of third virtual points with respect to the rigid body in a state where the plurality of sound sources of the speaker are arranged in the same positional relationship as the first virtual point of the rigid body. , Detect the transmission characteristics of the sound from the speaker,
To match the detected the transmission characteristic, calculates a correction value for correcting the simulated transfer characteristics between the third imaginary point and the first virtual point,
Based on the calculated correction value, the first to correct the transfer characteristic of the simulated resulting sound between the virtual point and the second virtual point, generating a sound insulation measurement for transmission characteristic A characteristic transfer characteristic generator for measuring sound insulation.
前記スピーカーおよび前記マイクの位置関係と、請求項1に記載の遮音度測定用伝達特性と、に基づいて、前記スピーカーおよび前記マイクとの間に障害物がない場合に前記マイクで受音される仮想受音レベルを算出する算出工程と、
前記測定工程において測定された受音レベルと、前記算出工程において算出された仮想受音レベルと、に基づいて、遮音度を算出する遮音度測定工程と、
を有することを特徴とする遮音度測定方法。 About the speaker and microphone according to claim 1 installed in a measurement environment, a measurement step of receiving sound from the speaker by the microphone and measuring a sound reception level;
And the positional relationship between the speaker and the microphone, and sound insulation measurement for transmission characteristics of claim 1, on the basis, the are received sound by a microphone when there are no obstructions between the speaker and the microphone A calculation step of calculating a virtual sound reception level;
A sound receiving level measured in said measuring step, a virtual sound receiving level calculated in the calculating step, on the basis of a sound insulation measurement step of calculating the sound insulation degree,
A sound insulation degree measuring method comprising:
前記スピーカーからの音を受音して、音響レベルを測定するマイクと、
前記スピーカーおよび前記マイクの位置関係と、請求項1に記載の遮音度測定用伝達特性と、に基づいて、前記スピーカーと前記マイクとの間に障害物がない場合に前記マイクで受音される仮想受音レベルを算出し、算出した前記仮想受音レベルと、前記マイクで測定された音響レベルと、に基づいて、遮音度を算出する制御部と、
を有することを特徴とする遮音度測定装置。 A speaker having a plurality of sound sources;
A microphone that receives sound from the speaker and measures an acoustic level;
And the positional relationship between the speaker and the microphone, and sound insulation measurement for transfer characteristics according to claim 1, based on the the sound receiving microphone when there is no obstacle between the speaker and the microphone calculating a virtual sound receiving level, and calculated the virtual sound receiving level, a sound level measured by the microphone, on the basis, and a control unit for calculating the sound insulation degree,
A sound insulation degree measuring device comprising:
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