WO2014132813A1 - 車両用異常音検査方法 - Google Patents

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優 青木
原　清信
克己 武石
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本田技研工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid

Definitions

  • the present invention relates to an abnormal sound inspection method for a vehicle, and more particularly to an inspection method for confirming that a vehicle component does not resonate with a sound generated by an in-vehicle audio device to generate an abnormal sound.
  • a vehicle component such as an interior material may resonate with sound generated by the audio device, and abnormal sound may be generated. Abnormal noise occurs at low tones above high tones. Focusing on the low sound, the low-frequency test signal is reproduced by the speaker, released into the passenger compartment, and the abnormal sound is recorded by the microphone.
  • a technique is known in which frequency analysis is performed on the recorded information, the frequency is changed based on the analysis, and generation of abnormal sounds is suppressed (for example, Patent Document 1).
  • the inventors examined the correlation between frequency and sound pressure, and analyzed the frequency spectrum. Then, the difference between the frequency when the abnormal sound was included and the frequency when the abnormal sound was not included was small. If the frequency difference is small, the reliability of the inspection is lowered. In order to increase the reliability of the inspection, an abnormal sound inspection method replacing the frequency analysis method is required.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle abnormal sound inspection method that can quantitatively grasp the occurrence of abnormal sound and has high reliability of inspection.
  • the invention according to claim 1 is a vehicle abnormal sound inspection method for inspecting whether or not an abnormal sound is generated in a vehicle interior by resonating a vehicle component with a sound generated by an in-vehicle audio device, A sound reproduction process for reproducing the inspection sound with the in-vehicle audio device, a sound recording process for recording the reproduced sound with a microphone, a frequency analysis process for analyzing the frequency of the recorded sound, a reference waveform for comparison, and the recorded sound.
  • the area calculation process which calculates an area based on the relative difference with the waveform in, and the pass / fail determination process which compares the calculated area with the area for determination and determines pass / fail.
  • the sound reproduction step uses a sound source including a weak sound or a silent region
  • the pass determination step uses a section where a weak sound or a silent state occurs after the sound pressure reaches its peak. The pass / fail is determined by comparing with the determination area.
  • At least the sound reproduction process and the sound recording process are performed simultaneously with a shower test process in which water is injected to check the waterproof performance of the vehicle.
  • the sound source includes a weak sound or a silent region.
  • the pass determination step uses a section where a weak sound or silent state occurs after the sound pressure reaches its peak. Since a large area difference occurs in a section where a weak or silent state occurs after the peak, the area can be easily detected, and the reliability of the pass / fail judgment can be greatly enhanced.
  • the sound is reproduced under the shower sound and the sound is recorded.
  • the shower sound acts as a barrier to eliminate background noise.
  • the shower sound is also a background noise, since the shower sound is a stable sound having a substantially constant sound pressure, it can be easily distinguished from the measurement peak sound. Therefore, the inspection can be performed in an environment without disturbance, and the reliability of the inspection is further increased.
  • a vehicle door 10 is embedded in an outer panel 11, an inner panel 12 joined to the outer panel 11, a door lining 13 attached to the inner panel 12, and the door lining 13.
  • the speaker 14 which is the main element of the vehicle-mounted audio apparatus attached in this way is provided.
  • the inner panel 12 and the door lining 13 are vehicle components that may resonate with sound generated by the in-vehicle audio device.
  • the on-board audio device is activated to generate sound through the speaker 14.
  • the generated sound propagates through the air in the passenger compartment after passing through the door lining 13 and reaches the occupant's ear 15 as indicated by an arrow 1 (1).
  • the sound generated by the speaker 14 is air vibration, which causes the inner panel 11 to vibrate.
  • air vibration matches the resonance range of the inner panel 11, a resonance phenomenon occurs.
  • the resonance of the inner panel 11 propagates through the air through the door lining 13 as indicated by the arrow (2), and reaches the ear 15 in the form of abnormal sound.
  • the vehicle abnormal sound inspection device 20 is disposed at the positions of the left and right ears of the driver sitting in the driver seat 22 of the vehicle 21 and the left and right ear positions of the passenger sitting in the passenger seat 23.
  • an amplifier 28 for amplifying sound signals recorded by these microphones 24 to 27, a frequency analyzer 29 for analyzing the frequency of the amplified sound signals, and a waveform subjected to frequency analysis.
  • a calculation unit 31 that calculates an area based on a relative difference from the reference waveform, and a determination unit 32 that performs pass / fail determination based on the calculated area.
  • a reference waveform for comparison is determined.
  • measures are taken to increase the rigidity of the inner panel 11 so that resonance does not occur.
  • the volume of the in-vehicle audio device is set to the maximum or appropriate size, and the test sound including the silent range is generated by the speaker 14.
  • a reference waveform is obtained by the microphone 24, the amplifier 28, and the frequency analyzer 29 in FIG. The basic waveform obtained is shown in FIG.
  • FIG. 3 is a waveform diagram processed by the 1/3 octave analysis method and having a frequency of 3150 Hz. This waveform is used as a reference waveform for comparison.
  • the reference waveform has a section with many weak or silent components immediately after each peak.
  • the vehicle door 10 in FIG. 1 is used as an inspection target door, and an inspection sound is generated by a speaker 14.
  • the vehicle abnormal sound inspection apparatus 20 of FIG. 2 is operated.
  • the waveform processed by the frequency analyzer 29 is shown in FIG.
  • FIG. 4 is a waveform diagram of recorded sound, which is processed by a 1/3 octave analysis method and a waveform at a frequency of 3150 Hz. Since the inspection sound is common, the waveform is similar to that in FIG. To examine the difference, FIG. 3 is superimposed on FIG. The superimposed diagram is shown in FIG.
  • the reference waveform indicated by the wavy line and the waveform of the recorded sound indicated by the solid line almost overlap at the peak.
  • a significant difference is observed between the peaks. Since the peak-to-peak range is a silent region or a weak sound region, the difference here can be regarded as an abnormal sound.
  • the certified area sum is referred to as a determination area.
  • the present invention extracts the waveform of the silent or weak sound section that occurs immediately after the peak occurs, compares the sound pressure at each time, integrates (areas) the sound pressure difference, and quantifies (numerizes) it.
  • the pass / fail judgment is made using the judgment criteria described later.
  • the abnormal sound inspection method implemented based on the above can be described by the following flow. As shown in FIG. 7, prior to the abnormal sound inspection, a reference waveform is determined (ST01), and a determination area is determined (ST02). The order of ST01 and ST02 may be reversed.
  • the abnormal sound inspection is performed according to the flow shown in FIG.
  • the inspection sound is reproduced using the audio device in the vehicle to be inspected (ST11).
  • This reproduced sound is recorded by a microphone (ST12, sound recording process).
  • the recorded sound is subjected to frequency analysis (ST13, frequency analysis step).
  • the area is calculated based on the relative difference between the reference waveform for comparison and the waveform of the recorded sound (ST14, area calculation step).
  • the calculated area is compared with the area for determination to determine pass / fail (pass / fail determination step).
  • the abnormal sound inspection method of the present invention can eliminate individual differences and increase the reliability of the pass / fail determination. In addition, since it is unattended and can be performed automatically, the inspection time can be shortened.
  • FIG. 9 is a method for performing an abnormal sound inspection flow shown in FIG. 8 in a shower test process for inspecting that rainwater does not enter the vehicle among the processes for inspecting the assembled vehicle.
  • the shower test apparatus 40 includes a shower chamber 41 and a large number of shower nozzles 42 provided in the shower chamber 41.
  • the vehicle 21 to be inspected enters the shower room 41 in sequence, and a large amount of water is jetted from the shower nozzle 42 to check whether there is a rain leak.
  • the sound for inspection is generated by the speaker 14 with water being jetted from the shower nozzle 42 and recorded by the microphones 24 to 27, the amplifier 28, the frequency analyzer 29, and the calculation
  • An abnormal sound inspection is performed using the unit 31 and the determination unit 32. According to this inspection method, for example, a waveform diagram as shown in FIG. 10 is obtained.
  • FIG. 10 is a waveform diagram in which the horizontal axis represents frequency (Hz) and the vertical axis represents sound pressure (dB).
  • frequency peaks appear at (A), (B), (C), and (D).
  • the shower sound becomes a gentle curve as shown by the wavy line.
  • the method of the present invention can be applied to the frequency at the peak without receiving disturbance by using the difference in frequency.
  • a dedicated incidental facility can be omitted for abnormal sound inspection.
  • the shower test device 40 that is permanently installed in the assembly line as a simulated soundproof room, it is possible to simultaneously perform an accurate abnormal sound inspection while performing a shower test. This greatly improves the accuracy of inspection.
  • the present invention is suitable for so-called abnormal sound inspection of passenger cars, but the vehicle may be a vehicle other than a passenger car such as a bus or a truck.
  • the present invention is suitable for abnormal sound inspection of passenger cars.

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Abstract

　検査対象の車両に搭載されているオーディオ装置を用いて検査用音を再生し（ＳＴ１１）、この再生音をマイクで収録し（ＳＴ１２、音収録工程）、収録した音を周波数分析し（ＳＴ１３、周波数分析工程）、比較用の基準波形と収録した音での波形との相対差に基づいて面積を演算し（ＳＴ１４、面積演算工程）、演算した面積を判定用面積と比較して合否を判定する（ＳＴ１５、合否判定工程）ようにした車両用異常音検査方法が開示される。

Description

車両用異常音検査方法
　本発明は、車両用異常音検査方法、特に、車載オーディオ装置で発生する音に車両構成部材が共鳴して異常音を発生することが無いことを確認する検査方法に関する。
　オーディオ装置で発生する音に内装材などの車両構成部材が共鳴して、異常音を発生することがある。高音より低音で異常音が発生する。
　低音に着目し、低周波数のテスト信号をスピーカで再生し、車室内へ放出し、マイクで異常音を収録する。この収録した情報を周波数分析し、この分析に基づいて周波数を変更し、異常音の発生を抑制するという技術が知られている（例えば、特許文献１）。
　本発明者らは、周波数と音圧の相関を調べ、周波数をスペクトル分析した。すると、異常音が含まれている場合の周波数と、異常音が含まれていない場合の周波数との差が小さかった。周波数の差が小さいと、検査の信頼性が低下する。検査の信頼性を高めるには、周波数分析法に代わる異常音検査方法が求められる。
特開２０１１－７９３８９公報
　本発明は、異常音発生を定量的に把握でき、検査の信頼性が高い車両用異常音検査方法を提供することを課題とする。
　請求項１に係る発明は、車載オーディオ装置が発生する音に車両構成部材が共鳴して、車室内に異常音が発生するか否かを検査する車両用異常音検査方法であって、
　検査音を前記車載オーディオ装置で再生する音再生工程と、再生した音をマイクで収録する音収録工程と、収録した音を周波数分析する周波数分析工程と、比較用の基準波形と前記収録した音での波形との相対差に基づいて面積を演算する面積演算工程と、演算した面積を、判定用面積と比較して合否を判定する合否判定工程とからなる。
　請求項２に係る発明では、好ましくは、音再生工程は、弱音又は無音領域を含む音源を用いると共に、合格判定工程は、音圧がピークの後に弱音又は無音の状態が生じた区間を利用して実施され、判定用面積と比較して合否を判定する。
　請求項３に係る発明では、好ましくは、少なくとも音再生工程と音収録工程は、水を噴射させて車両の防水性能を確認するシャワーテスト工程と同時に実施される。
　有音域では異常音は目立たないが無音域では異常音が顕著になる。請求項１に係る発明では、この顕著さを面積演算により定量的に把握する。結果、周波数分析より格段に信頼性が高い異常音の検査が実施できる。
　請求項２に係る発明では、音源に弱音又は無音領域を含めた。合格判定工程は、音圧がピークの後に弱音又は無音の状態が生じた区間を利用する。ピークの後に弱音又は無音の状態が生じた区間に大きな面積差が発生するため、面積の検出が容易になり、合否判定の信頼性を大いに高めることができる。
　請求項３に係る発明では、シャワー音の元で音を再生し、音を収録する。シャワー音が周囲の暗騒音を消すバリヤの役割を果たす。シャワー音も暗騒音ではあるが、シャワー音は安定したほぼ一定の音圧の音であるため、測定ピーク音と容易に識別することができる。よって、外乱がない環境で検査を実施することができ、検査の信頼性がさらに高まる。
異常音の発生原理を説明する図である。 本発明に係る車両用異常音検査装置の概念図である。 基本波形の一例が示される図である。 収録音の波形の一例が示される図である。 基本波形に収録音の波形を重ねた図である。 面積差を説明する図である。 準備工程に係るフロー図である。 ライン上で実施する検査のフロー図である。 シャワーテスト装置の原理を説明する図である。 シャワー音の波形を説明する図である。
　本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
　先ず、本発明が検査対象とする異常音の発生メカニズムを説明する。
　図１に示されるように、車両用ドア１０は、アウターパネル１１と、このアウターパネル１１に接合されたインナーパネル１２と、このインナーパネル１２に取付けられるドアライニング１３と、このドアライニング１３に埋没するように取付けられる車載オーディオ装置の主要素であるスピーカ１４とを備えている。
　インナーパネル１２やドアライニング１３は、車載オーディオ装置で発生する音に共鳴する可能性がある車両構成部材である。
　車載オーディオ装置を作動させてスピーカ１４で音を発生する。発生した音は、矢印１（１）のように、ドアライニング１３を貫通した後に車室内の空中を伝播し、乗員の耳１５に到達する。
　また、スピーカ１４で発生する音は空気の振動であって、インナーパネル１１を振動させる。インナーパネル１１の共振域に空気の振動が合致すると、共振現象が起こる。すると、インナーパネル１１の共振がドアライニング１３を介して矢印（２）のように、空中を伝播し、異常音の形態で耳１５に到達する。
　共振現象が認められた場合には、インナーパネル１１の剛性を変更するなどして、共振が起こらないように、異常音対策を講じる。
　異常音対策を講じるには、異常音の検出が重要になる。そのための異常音検査装置を次に説明する。
　図２に示されるように、車両用異常音検査装置２０は、車両２１の運転席２２に座る運転者の左右の耳の位置及び助手席２３に座る乗員の左右の耳の位置に配置されるマイク２４、２５、２６、２７と、これらのマイク２４～２７で収録した音信号を増幅するアンプ２８と、増幅された音信号を周波数分析する周波数分析器２９と、周波数分析された波形に基づいて基準波形との相対差に基づく面積を演算する演算部３１と、演算された面積に基づいて合否判定を行う判定部３２とを備えている。
　車両用異常音検査装置２０の作用を次に述べる。
　先ず、比較用の基準波形を定める。
　基準音を定めるために、図１にて、インナーパネル１１の剛性を高めて、共振が起こらないような対策を講じる。次に、車載オーディオ装置のボリュームは最大又は適切な大きさに設定して、無音域を含む検査用音を、スピーカ１４で発生する。
　この状態で、図２にて、マイク２４、アンプ２８及び周波数分析器２９により、基準波形を得る。得られた基本波形は図３に示されている。
　図３は、１／３オクターブ解析法で処理され、周波数が３１５０Ｈｚでの波形図である。この波形を比較用の基準波形とする。
　この基準波形は、各々のピークの直後に、弱音又は無音の成分が多い区間を有している。
　次に、検査対象の車両について検査を実施する。
　図１の車両用ドア１０を検査対象のドアとし、スピーカ１４で検査用音を発生する。この状態で、図２の車両用異常音検査装置２０を作動する。
　周波数分析器２９で処理した波形は、図４に示される。
　図４は、収録音の波形図であり、１／３オクターブ解析法で処理され、周波数が３１５０Ｈｚでの波形図である。検査用音が共通であるため、図３と類似した波形となる。
　差を調べるために、図４に図３を重ねる。重ねた図は図５に示されている。
　図５に示されるように、波線で示す基準波形と、実線で示す収録音の波形とは、ピークでは殆ど重なっている。一方、ピークとピークの間では顕著な差が認められる。
　ピークとピークの間は、無音域又は微弱音域であるから、ここでの差が異常音と見なせる。
　差の大小は、積分することで定量化することができる。
　すなわち、図６に示されるように、差の面積Ｓ１～Ｓｎを求め、これらの和、すなわち面積和（ΣＳｍ、（ｍ＝１～ｎ））を演算する。この演算は図１の演算部３１で実施する。なお、面積和は、２秒～４秒の区間で求められる。
　ところで、面積和が小さいときには、異常音は発生するが人の耳では聞き取れない。すなわち、面積和が一定以上大きいときに異常音と認識される。
　そこで、異常音検出の訓練を受けた検査員を同乗させて、異常音と認定される面積和を定める。以下、認定された面積和を、判定用面積と呼ぶ。
　すなわち、本発明は、ピークの発生直後に発生する無音又は弱音区間の波形を抽出し、時間毎に音圧比較を実施し、音圧差を積分（面積化）して定量化（数値化）し、後述する判定基準を用いて合否判定する。
　以上に基づいて実施する異常音検査方法は、次のフローで説明することができる。
　図７に示されるように、異常音検査に先立って、基準波形を決定し（ＳＴ０１）、判定用面積を決定する（ＳＴ０２）。ＳＴ０１とＳＴ０２の順は逆でも良い。
　異常音検査は図８に示すフローで行う。
　検査対象の車両でオーディオ装置を用いて検査用音を再生する（ＳＴ１１）。この再生音をマイクにより収録する（ＳＴ１２、音収録工程）。
　次に、収録した音を周波数分析する（ＳＴ１３、周波数分析工程）。
　そして、図６で説明したように、比較用の基準波形と収録した音での波形との相対差に基づいて面積を演算する（ＳＴ１４、面積演算工程）。
　ＳＴ１５で、演算された面積を、判定用面積と比較して合否を判定する（合否判定工程）。
　ＳＴ１１～ＳＴ１５は、車両に検査員を乗せることなく、無人で且つ自動的に行う。よって、本発明の異常音検査法は、個人差が排除でき、合否判定の信頼性が高まる。加えて、無人で且つ自動的に行えるので、検査時間の短縮が可能となる。
　ところで、この種の検査を行う場合、周囲が静かであることが求められる。
　しかし、車両の組立工場のラインでは、各種の作業が行われる。例えば、ドアの開閉音や、ホーン検査に伴うホーン音や、組立ラインに流されるチャイム音が混じることが想定される。これらの音は、工場における「暗騒音」と呼ばれる。
　この暗騒音が判定結果に悪影響を及ぼす場合は、対策が必要となる。その対策手法を次に説明する。
　組立後の車両を検査する工程のうち雨水が車内に入らないことを検査するシャワーテスト工程で、図８で示す異常音検査フローを実施する手法である。
　図９に示されるように、シャワーテスト装置４０は、シャワー室４１と、このシャワー室４１内に設けられている多数個のシャワーノズル４２とからなる。
　検査対象の車両２１は、順次このシャワー室４１に乗り入れられ、シャワーノズル４２から大量の水が噴射されて、雨漏れの有無が確認される。
　異常音検査を実施する場合は、シャワーノズル４２から水が噴射している状態で、スピーカ１４で検査用音を発生させて、マイク２４～２７で収録し、アンプ２８、周波数分析器２９、演算部３１及び判定部３２を用いて、異常音検査を実施する。この検査手法によれば、例えば図１０のような波形図が得られる。
　図１０は、横軸が周波数（Ｈｚ）で縦軸が音圧（ｄＢ）である波形図である。
　収録音の波形は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）で周波数のピークが現れている。一方、シャワー音だけを記録すると、シャワー音は波線で示されるように、なだらかな曲線になる。この様に、シャワー音とピークとでは十分に差があり、周波数の差を利用することによって、外乱を受けることなく、ピークでの周波数に対して本発明方法を適用することができる。さらに、異常音検査に専用付帯設備を省略することができる。
　すなわち、組立ラインに常設されるシャワーテスト装置４０を、擬似防音室をして利用することで、シャワーテストを行いつつ、精度のよい異常音検査が同時に行えるので、車両の検査時間の短縮だけでなく検査の精度が大幅に向上する。
　尚、本発明は、いわゆる乗用車の異常音検査に好適であるが、車両は、バス、トラックなどの乗用車以外の車両であっても差し支えない。
　本発明は、乗用車の異常音検査に好適である。
　１４…スピーカ、２０…車両用異常音検査装置、２１…車両、２４～２７…マイク、２８…アンプ、２９…周波数分析器、３１…演算部、３２…判定部。

Claims (3)

  1. 　車載オーディオ装置が発生する音に車両構成部材が共鳴して、車室内に異常音が発生するか否かを検査する車両用異常音検査方法であって、
    　検査音を前記車載オーディオ装置で再生する音再生工程と、
    　再生した音をマイクで収録する音収録工程と、
    　収録した音を周波数分析する周波数分析工程と、
    　比較用の基準波形と前記収録した音での波形との相対差に基づいて面積を演算する面積演算工程と、
    　演算した面積を、判定用面積と比較して合否を判定する合否判定工程とからなる車両用異常音検査方法。
  2. 　前記音再生工程は、弱音又は無音領域を含む音源を用いると共に、
    　前記合格判定工程は、音圧がピークの後に弱音又は無音の状態が生じた区間を利用して実施され、前記判定用面積と比較して合否を判定する請求項１記載の車両用異常音検査方法。
  3. 　少なくとも前記音再生工程と前記音収録工程とは、水を噴射させて車両の防水性能を確認するシャワーテスト工程と同時に実施される請求項１記載の車両用異常音検査方法。
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