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JP6491050B2 - Abnormal sound analyzer - Google Patents
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Description

本発明は異音解析装置に係り、特にエンジン試験においてエンジンのノッキングを判定する異音解析装置に関する。   The present invention relates to an abnormal noise analysis apparatus, and more particularly to an abnormal noise analysis apparatus that determines knocking of an engine in an engine test.

ノッキング(またはノック)とは、エンジンのシリンダ内において未燃焼ガスが燃焼ガスにより圧縮されて自己着火し、急速に燃焼して共鳴する現象であり、ノッキングが発生すると、燃焼ガスが振動により熱伝播しやすくなり、エンジンが破損するおそれがある。ノッキングを抑制するには点火時期を遅くする必要があるが、点火時期を遅くすると燃費が低下するという問題があるため、ノッキングの発生を正確に計測して判定することが必要になる。   Knocking (or knocking) is a phenomenon in which unburned gas is compressed by the combustion gas in the engine cylinder and self-ignited and rapidly burns and resonates. When knocking occurs, the combustion gas propagates heat by vibration. May damage the engine. Although it is necessary to delay the ignition timing in order to suppress knocking, there is a problem that if the ignition timing is delayed, there is a problem in that the fuel consumption is lowered. Therefore, it is necessary to accurately measure and determine the occurrence of knocking.

ノッキングの判定方法としては、聴感評価が広く用いられている(たとえば特許文献1参照)。これは試験者が実際にエンジンの運転音を聞き、その中の異音(正常音とは異なる異常音)の大きさ及び発生頻度を聞き分け、ノッキング状態を評価する方法である。しかし、聴感評価は試験者や試験環境によるバラつきが大きく、再現性が低いという問題がある。特に、微弱な音、高周波の音、瞬間的な音を聞き取れるかどうかは、個人の聴力や経験によるところが大きく、熟練者でなければ正確に聞き分けることは難しい。そのため、聴感評価をできる人間は限られているのが現状である。また、聴感評価は、試験者によるので、自動制御システムや自動適合計測システムに適用することができないという問題がある。   Auditory evaluation is widely used as a method for determining knocking (see, for example, Patent Document 1). This is a method in which the tester actually listens to the engine operating sound, hears the magnitude and frequency of abnormal sounds (abnormal sounds different from normal sounds), and evaluates the knocking state. However, there is a problem that the auditory evaluation has a large variation due to the examiner and the test environment, and the reproducibility is low. In particular, whether or not weak sounds, high-frequency sounds, and instantaneous sounds can be heard depends largely on the individual's hearing ability and experience, and it is difficult to accurately identify them unless they are skilled. For this reason, the number of people who can perform auditory evaluation is limited. Moreover, since auditory evaluation is performed by a tester, there is a problem in that it cannot be applied to an automatic control system or an automatic adaptive measurement system.

そこで近年では、ノッキング判定を定量的に行うため、筒内圧計測による手法(たとえば特許文献2参照)や、振動センサによる方法(たとえば特許文献3参照)が広く用いられている。これらの手法は、筒内の圧力やエンジンの振動によってノッキングを判定する方法であり、定量的なノッキング判定を行うことができる。しかし、これらの手法は、判定結果が聴感評価の結果と一致しないため、聴感評価による較正が必要になるという問題がある。   Therefore, in recent years, in order to quantitatively determine knocking, a method using in-cylinder pressure measurement (for example, see Patent Document 2) and a method using a vibration sensor (for example, see Patent Document 3) are widely used. These methods are methods for determining knocking based on in-cylinder pressure and engine vibration, and can perform quantitative knocking determination. However, these methods have a problem that calibration is required by auditory evaluation because the determination result does not match the result of auditory evaluation.

このような背景から、人の聴覚機能と同じ方法で計測を行い、ノッキングを判定する方法が求められており、本願出願人は特許文献4を提案している。この特許文献4によれば、エンジン音の検出信号に対して、その直前や直後の信号に基づく時間マスク処理と、近接する周波数帯域の信号に基づく周波数マスク処理とを行うことによって背景音のパワーを求め、背景音のパワーに対するパワー比をノック強度として算出し、ノッキングの有無を判定している。この方法は、人間の聴覚で行われる処理と同様に、時間マスク処理と周波数マスク処理を行うので、聴感評価と同等の結果を得ることができるとともに、信号処理による定量的なノック判定を行うことができる。   From such a background, there is a demand for a method for measuring knocking by the same method as the human auditory function and determining knocking, and the present applicant has proposed Patent Document 4. According to Patent Document 4, the power of the background sound is obtained by performing the time mask process based on the signal immediately before and after the engine sound detection signal and the frequency mask process based on the signal in the adjacent frequency band. The power ratio of the background sound to the power of the background sound is calculated as the knock intensity, and the presence or absence of knocking is determined. Since this method performs time mask processing and frequency mask processing in the same way as the processing performed by human auditory sense, it can obtain results equivalent to auditory evaluation and perform quantitative knock determination by signal processing. Can do.

特開昭61−142367JP 61-142367 特開2000−110652JP2000-110652A 特許3054919号Japanese Patent No. 3054919 特開2010−252806JP2010-252806

しかしながら上述した方法は、人の聴覚機能と同様の方法で計測しているものの、熟練者のような判定精度が得られないという問題があった。具体的には、ノック音以外に異音が発生している場合やノック音が微弱な場合に熟練者であれば判定できるが、それを再現できていないという問題があった。   However, although the method described above is measured by the same method as the human auditory function, there is a problem that the determination accuracy as an expert cannot be obtained. Specifically, there is a problem that an expert can determine when an unusual sound other than the knocking sound is generated or when the knocking sound is weak, but it cannot be reproduced.

本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、ノック音等の異音を精度良く特定することができる異音解析装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an abnormal sound analyzing apparatus that can accurately specify abnormal sounds such as knocking sounds.

請求項1に記載の発明は前記目的を達成するために、回転体で発生した音を検出する検出手段と、前記検出手段で得た信号を処理する信号処理手段と、を備えた異音解析装置において、前記信号処理手段は、最も新しい周期の異音とそれ以前の周期の異音とを、異音のピークの角度と大きさに基づいて比較することによって、周期的に発生する異音を特定する処理と、前記特定した異音の発生頻度を算出し、該発生頻度が閾値を超えた際にその異音のデータを除去する処理と、前記除去した後のデータに基づいて異音の大きさを算出する処理と、を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises an abnormal sound analysis comprising a detection means for detecting a sound generated by a rotating body and a signal processing means for processing a signal obtained by the detection means. In the apparatus, the signal processing means compares the abnormal noise of the newest period with the abnormal noise of the previous period based on the angle and magnitude of the peak of the abnormal noise, thereby generating the abnormal noise generated periodically. The frequency of occurrence of the identified abnormal noise, the processing of removing the abnormal noise data when the occurrence frequency exceeds a threshold, and the abnormal noise based on the data after the removal And a process of calculating the size of.

本発明の発明者は、回転体で発生する異音には、回転体に同期して周期的に高頻度で発生する異音(以下、高頻度異音という)と、突発的に(或いは周期的であっても低頻度で)発生する異音(以下、低頻度異音という)があり、熟練者は高頻度異音に影響されることなく低頻度異音を認識できるという知見を得た。本発明はこのような知見に基づいて成されたものであり、周期的に発生する異音を特定し、除去してから、異音の大きさを求めるので、周期的な異音に影響されることなく、その他の異音の発生を検出することができる。したがって、たとえばエンジン音のなかからノック音の発生を正確に検出することができる。   The inventor of the present invention can detect abnormal noise generated in a rotating body, such as abnormal noise (hereinafter referred to as “high frequency abnormal noise”) that occurs periodically and in synchronization with the rotating body, Obtained low-frequency allophones (hereinafter referred to as low-frequency allophones), and experts have learned that low-frequency allophones can be recognized without being affected by high-frequency allophones. . The present invention has been made on the basis of such knowledge. Since the abnormal noise generated periodically is identified and removed, and the magnitude of the abnormal noise is obtained, it is influenced by the periodic abnormal noise. It is possible to detect the occurrence of other abnormal noises. Therefore, for example, it is possible to accurately detect the occurrence of knocking noise from engine sound.

また、本発明によれば、発生頻度が閾値を超えた異音のデータを除去するので、高頻度の異音のみが除去される。したがって、周期性があっても低発生頻度の異音は除去されず、たとえばノック音が周期的に数回発生した場合にノック音が除去されることを防止できる。 Further , according to the present invention, since the abnormal sound data whose occurrence frequency exceeds the threshold value is removed, only the high-frequency abnormal sound is removed. Therefore, even if there is periodicity, abnormal noise with low occurrence frequency is not removed. For example, when knock sound is generated several times periodically, it is possible to prevent the knock sound from being removed.

また、本発明によれば、最も新しい周期の異音を基準として周期性を有するかどうかを判断するので、異音の発生状況が刻々と変化する場合であっても、正確に判断することができる。 In addition, according to the present invention, since it is determined whether or not it has periodicity based on the newest period of abnormal noise, it is possible to accurately determine even when the abnormal sound occurrence condition changes every moment. it can.

さらに、本発明によれば、ピークの角度(ピークの時刻を回転体の回転角度に変換したもの)と大きさで異音を比較し、異音が周期性を有するかどうかを判断している。したがって、聴感において同じ種類だと感じる周期的な異音を確実に除去することができる。
Furthermore, according to the present invention, the noise is compared with the peak angle (the peak time converted into the rotation angle of the rotating body) and the magnitude, and it is determined whether or not the noise has periodicity. . Therefore, it is possible to reliably remove periodic abnormal sounds that are the same type in hearing.

本発明によれば、周期的に発生する異音を特定し、除去してから、異音の大きさを求めるので、周期的な異音に影響されることなく、その他の異音の発生を判定することができ、たとえばエンジン音のなかからノック音の発生を正確に判定することができる。   According to the present invention, the abnormal noise generated periodically is identified and removed, and then the magnitude of the abnormal noise is obtained. Therefore, the generation of other abnormal noise can be prevented without being affected by the periodic abnormal noise. For example, the occurrence of a knocking sound can be accurately determined from engine sounds.

本実施の形態の異音解析装置の構成を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the abnormal sound analyzer of this Embodiment. ノッキング判定フローを示す図Diagram showing knocking determination flow プロセッサで処理中のデータを示す図Diagram showing data being processed by the processor 高頻度異音の特定及び除去フローを示す図Diagram showing high-frequency abnormal noise identification and removal flow

添付図面に従って、本発明に係る異音解析装置の好ましい実施形態について説明する。図1に示す異音解析装置10はエンジン12のノッキングを判定する装置であり、主としてマイク14、角度センサ16、プロセッサ18、表示器20で構成される。   A preferred embodiment of an abnormal sound analyzer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. An abnormal sound analysis apparatus 10 shown in FIG. 1 is an apparatus for determining knocking of the engine 12, and mainly includes a microphone 14, an angle sensor 16, a processor 18, and a display 20.

マイク14は、エンジン音を検出するためのセンサであり、エンジン12の近傍に設置される。マイク14の位置は、音源からの距離を正確に把握できることが好ましく、たとえば音源から40cmの位置に設置される。なお、マイク14は、音圧を求めるものであればよく、たとえば振動センサを用いてもよい。振動センサの場合は、エンジン12に直接取り付けるとともに、単位換算を行う処理装置と組み合わせて使用するとよい。   The microphone 14 is a sensor for detecting engine sound, and is installed in the vicinity of the engine 12. The position of the microphone 14 is preferably able to accurately grasp the distance from the sound source. For example, the microphone 14 is installed at a position 40 cm from the sound source. Note that the microphone 14 only needs to obtain sound pressure, and for example, a vibration sensor may be used. In the case of a vibration sensor, the vibration sensor may be directly attached to the engine 12 and used in combination with a processing device that performs unit conversion.

マイク14はアンプ22及びAD変換24を介してプロセッサ18に接続される。マイク14の検出信号は、アンプ22で増幅され、AD変換24でデジタル信号に変換され、プロセッサ1 8に入力される。   The microphone 14 is connected to the processor 18 via the amplifier 22 and the AD converter 24. The detection signal of the microphone 14 is amplified by the amplifier 22, converted into a digital signal by the AD conversion 24, and input to the processor 18.

一方、角度センサ16は、エンジン12のクランク角度を検出するセンサであり、AD変換28を介してプロセッサ18に接続される。なお、角度センサ16を設置する代わりに、エンジン12の制御手段(ECU等)から角度情報を直接貰うようにしてもよい。   On the other hand, the angle sensor 16 is a sensor that detects the crank angle of the engine 12 and is connected to the processor 18 via the AD converter 28. Instead of installing the angle sensor 16, angle information may be received directly from a control means (ECU or the like) of the engine 12.

プロセッサ18は、各種信号処理を行う手段であり、表示器20に接続される。表示器20は、後述の散布図やノッキング判定結果などを表示する装置であり、必要に応じて計測条件等が表示される。なお、散布図やノッキング判定結果は、記録媒体28に出力したり、不図示のプリンタ等に出力したりしてもよい。   The processor 18 is a means for performing various signal processing, and is connected to the display 20. The display device 20 is a device that displays a scatter diagram and a knocking determination result, which will be described later, and displays measurement conditions and the like as necessary. The scatter diagram and the knocking determination result may be output to the recording medium 28 or output to a printer (not shown) or the like.

次にプロセッサ18を用いて行われる各種処理について説明する。図2は、ノッキング判定フローを示している。図2のフローでは、まず、マイク14で得られたデータを、複数の周波数帯域に分離する(ステップS11)。分離する方法は特に限定するものではないが、たとえば複数のバンドパスフィルタを用いて分離する。また、分離する周波数帯域のバンド幅やバンド数は、特に限定するものではないが、たとえば異音の検出精度とプロセッサ18の演算負荷の兼ね合いから次のように決定してもよい。まず中心周波数fcを次式で示されるERB(Equivalent Rectangular Bandwidth)の定義を用いて定める。   Next, various processes performed using the processor 18 will be described. FIG. 2 shows a knocking determination flow. In the flow of FIG. 2, first, the data obtained by the microphone 14 is separated into a plurality of frequency bands (step S11). The separation method is not particularly limited. For example, the separation is performed using a plurality of bandpass filters. Further, the bandwidth and the number of bands of the frequency band to be separated are not particularly limited, but may be determined as follows based on, for example, the balance between the detection accuracy of abnormal noise and the calculation load of the processor 18. First, the center frequency fc is determined using the definition of ERB (Equivalent Rectangular Bandwidth) expressed by the following equation.

Figure 0006491050
式中のnはERBバンドを可聴領域に並べたときの低域側からの並び順を示す番号である。計測対象の周波数を4k〜20kHz程度であると考えnを27〜41の整数とする。このような中心周波数を持つ15本のバンドに分離して処理を行うようにする。この時バンド幅は対数軸に対して等間隔となるようfc(n)に対してはfc(n-1/2)からfc(n+1/2)の範囲とする。なお、計測対象の音域によってnの範囲を変えてもよい。
Figure 0006491050
N in the formula is a number indicating the arrangement order from the low frequency side when the ERB bands are arranged in the audible region. The frequency to be measured is assumed to be about 4 to 20 kHz, and n is an integer of 27 to 41. The processing is performed by separating into 15 bands having such a center frequency. At this time, the bandwidth is in the range of fc (n−1 / 2) to fc (n + 1/2) for fc (n) so as to be equally spaced with respect to the logarithmic axis. Note that the range of n may be changed depending on the sound range to be measured.

以下のステップS12からステップS18までの処理は、分離した周波数帯域ごとに行う。まず、分離した周波数帯域間での同期を取るため、遅延補正処理を行う(ステップS12)。これは、上述のバンドパスフィルタがそれぞれ固有の遅延を持っているためであり、バンド別の補正遅延をかけることによって同期させることができる。   The following processing from step S12 to step S18 is performed for each separated frequency band. First, a delay correction process is performed in order to achieve synchronization between the separated frequency bands (step S12). This is because each of the above-described bandpass filters has a unique delay, and can be synchronized by applying a correction delay for each band.

次に、信号を2乗平均し、音のパワーを算出する(ステップS13)。2乗平均を求めるにあたって、平均幅は平均化演算によってピークが消されないように、できるだけ小さく設定することが好ましく、たとえばバンド中心周波数の5波長分に設定される。これにより、図3(a)に示すように、縦軸のパワーが大きく変動するデータが得られる。   Next, the signal is squared and the sound power is calculated (step S13). In obtaining the root mean square, the average width is preferably set as small as possible so that the peak is not erased by the averaging calculation, and is set to, for example, five bands of the band center frequency. Thereby, as shown in FIG. 3A, data in which the power on the vertical axis fluctuates greatly is obtained.

次に、聴感A特性補正値をかける(ステップS14)。聴感A特性補正値は、人の近似的聴感特性を表す数値であり、人の聴感に似た出力に近似することができる。次いで、周波数マスク効果の補正を行う(ステップS15)。その方法は特に限定するものではないが、たとえば高周波バンドが低周波バンドの影響を受けることを考慮して、1つ低い周波数帯域の0.0631倍の値を加える。なお、別の方法として、ラウドネスの計算用チャートを利用してもよい。   Next, the auditory sensation A characteristic correction value is applied (step S14). The auditory sensation A characteristic correction value is a numerical value representing the approximate audible characteristic of a person, and can be approximated to an output similar to the audibility of a person. Next, the frequency mask effect is corrected (step S15). Although the method is not particularly limited, for example, considering that the high frequency band is affected by the low frequency band, a value of 0.0631 times the frequency band one lower is added. As another method, a loudness calculation chart may be used.

次に、時間マスク効果の補正を行う(ステップS16)。その方法は特に限定するものではないが、たとえば聴覚神経は反応が早く、沈静化が遅いことを考慮して、音量上昇時は0.005secの一次遅れフィルタ、音量下降時は0.043secの一次遅れフィルタを通すようにする。なお、別の方法として、音が小さくなるときは背景音のパワーが一定の減衰率で減衰するとして近似してもよい。これにより、図3(b)に示すように急激に上昇し、ゆっくりと下降するようなデータが得られる。これは人間の聴覚神経活動レベルを模したものである。   Next, the time mask effect is corrected (step S16). The method is not particularly limited, but for example, considering that the auditory nerve responds fast and slows down, a primary delay filter of 0.005 sec when the volume is increased, and a primary delay filter of 0.043 sec when the volume is decreased Through. As another method, when the sound is reduced, it may be approximated that the power of the background sound is attenuated at a constant attenuation rate. Thereby, as shown in FIG.3 (b), the data which rises rapidly and falls slowly are obtained. This mimics the level of human auditory nerve activity.

次に、異音レベルを算出する(ステップS17)。ここで、異音レベルとは、異音に対する人の感覚(すなわち人が異音をどのように感じるか)を表現したものである。異音レベルの算出は、まず図3(b)に示すように聴覚神経活動レベルが局所的に極大となる部分(図中、白丸の部分であり、後に異音レベルのピーク点となる部分)と、その直前に極小となる部分(図中、黒丸の部分であり、後に異音レベルの開始点となる部分)を探索する。そして、極小部分から極大部分までは極小部分との差を求め、極大部分を超えたら0とする。これにより、図3(c)のような異音レベルが求まる。この異音レベルを求めたことにより、異音の開始点と、異音のピーク点が明確になる。たとえば図3(c)において、異音Cは開始点の時刻がC1であり、ピーク値の大きさがC2である。なお、時刻はクランク角度に変換する。クランク角度への変換は、角度センサ16からの信号に対して、マイク14と音源との距離に基づく遅延補正処理を行って同期させる。   Next, an abnormal sound level is calculated (step S17). Here, the abnormal sound level expresses a human sense of abnormal sound (that is, how a person feels the abnormal sound). First, as shown in FIG. 3B, the abnormal sound level is calculated as a part where the level of the auditory nerve activity is locally maximized (in the figure, a white circle part and a part where the abnormal sound level peak point later). Then, a portion that becomes a minimum immediately before that (a portion that is a black circle in the figure and later becomes a starting point of an abnormal sound level) is searched. Then, the difference from the minimum portion to the maximum portion is obtained, and 0 is set when the maximum portion is exceeded. Thereby, the abnormal sound level as shown in FIG. By obtaining the abnormal sound level, the starting point of the abnormal sound and the peak point of the abnormal sound become clear. For example, in FIG. 3C, the abnormal sound C has a start point time C1 and a peak value C2. The time is converted into a crank angle. In the conversion to the crank angle, the signal from the angle sensor 16 is synchronized by performing a delay correction process based on the distance between the microphone 14 and the sound source.

次に高頻度異音を特定し、除去する(ステップS18)。すなわち、エンジン12のサイクルに同期して高頻度で発生する異音を特定し、その異音のデータを除去する。これにより、高頻度異音が除去され、且つ、ノック音等の低頻度異音が残ったデータが得られる。なお、高頻度異音の特定および除去のフローについては後述する。   Next, the high frequency abnormal noise is identified and removed (step S18). That is, an abnormal noise that occurs at a high frequency in synchronization with the cycle of the engine 12 is specified, and the abnormal noise data is removed. As a result, data in which high-frequency abnormal noise is removed and low-frequency abnormal noise such as knock noise remains is obtained. The flow of specifying and removing high frequency abnormal noise will be described later.

次に全周波数帯域の総和を求める(ステップS19)。すなわち、周波数帯域ごとに求めた異音レベルを加算することによって、全周波数帯域での異音レベルを求める。そして、求めた異音レベルの値が閾値を超えた場合にノッキングが発生したと判断する(ステップS20)。ノッキングが発生した場合は、それを表示器20に表示したり、擬似音を発生させたりすることによって作業者に報知する。   Next, the sum total of all frequency bands is obtained (step S19). That is, the abnormal sound level in the entire frequency band is obtained by adding the abnormal sound level obtained for each frequency band. Then, it is determined that knocking has occurred when the calculated abnormal sound level value exceeds the threshold value (step S20). When knocking occurs, it is notified to the operator by displaying it on the display device 20 or generating a pseudo sound.

図4は、高頻度異音の特定および除去のフローを示している。プロセッサ18には予め、参照する周期の数Nと、発生頻度の閾値Pと、基準異音の数N1が入力される。   FIG. 4 shows a flow of identification and removal of high frequency abnormal noise. The processor 18 is inputted in advance with the number N of periods to be referred to, the threshold value P of occurrence frequency, and the number N1 of reference abnormal sounds.

図4に示すようにまず、基準となる異音(以下、基準異音という)を設定する(ステップS21)。この基準異音は、最も新しい周期の異音のうち、ピークが大きいN1個(たとえば5個)の異音を自動的に選択する。なお、基準異音の選択方法はこれに限定されるものではなく、たとえば所定のクランク角度ごとに、最も大きいピークの異音を基準異音として設定してもよい。   As shown in FIG. 4, first, a reference abnormal sound (hereinafter referred to as a reference abnormal sound) is set (step S21). As the reference abnormal noise, among the abnormal noises of the newest period, N1 (for example, five) abnormal sounds having a large peak are automatically selected. Note that the method of selecting the reference noise is not limited to this, and for example, the highest peak noise may be set as the reference noise for each predetermined crank angle.

次に、基準異音より前の周期の異音を基準異音と比較することによって、基準異音と同期して発生していた異音(以下、同期異音という)を特定する(ステップS22)。具体的には、まず、基準異音のピークについてその大きさとクランク角度を求め、これらを基準値とする。そして、それ以前の周期の異音と比較し、クランク角度の基準値に対して所定の角度範囲内(たとえば±5度以内)にピークがあり、且つ、ピークの基準値に対して所定の割合(たとえば10%)以上である異音を、同期異音として特定する。このとき、同期異音の候補が複数ある場合は、クランク角度の基準値との差が小さいものを同期異音とする。また、同期異音は、基準異音の一つ前の周期から(N−1)前の周期までの間で特定する。すなわち、基準異音と同期異音を、連続するN周期のなかから設定する。   Next, by comparing an abnormal noise having a period before the reference abnormal noise with the reference abnormal noise, an abnormal noise that has been generated in synchronization with the reference abnormal noise (hereinafter referred to as a synchronous abnormal noise) is specified (step S22). ). Specifically, first, the magnitude and crank angle of the peak of the reference abnormal sound are obtained, and these are used as reference values. Compared with the noise of the previous period, there is a peak within a predetermined angle range (for example, within ± 5 degrees) with respect to the reference value of the crank angle, and a predetermined ratio with respect to the reference value of the peak An abnormal noise that is (for example, 10%) or more is specified as a synchronous abnormal noise. At this time, when there are a plurality of candidates for synchronous noise, the one having a small difference from the reference value of the crank angle is determined as synchronous noise. The synchronous abnormal noise is specified between the period immediately before the reference abnormal noise and the period before (N-1). That is, the reference noise and the synchronous noise are set from N consecutive cycles.

次に基準異音と同期異音の発生頻度を求める(ステップS23)。具体的には、基準異音と同期異音が合わせて何個あったかを求め、参照する周期Nで割って発生頻度を求める。たとえば、参照する周期の数Nが25であり、同期異音が19、かつ基準異音が1の場合、発生頻度は80%となる。   Next, the occurrence frequency of the reference noise and the synchronous noise is obtained (step S23). Specifically, the total number of reference abnormal sounds and synchronous abnormal sounds is obtained, and the occurrence frequency is obtained by dividing by the reference period N. For example, when the number N of cycles to be referred to is 25, the synchronous abnormal noise is 19, and the reference abnormal noise is 1, the occurrence frequency is 80%.

次に、求めた発生頻度によって、その異音を除去するかどうかを決定する。すなわち、求めた発生頻度が閾値Pを超えていた場合に、その異音のデータを除去する(ステップS24)。データの除去は、図3(c)で示した異音レベルのうち、異音の開始点からピーク点までを除去する。これにより、高い頻度で周期的に発生する異音のデータが除去され、突発的(或いは周期的であっても低発生頻度の)異音のデータが残ることになる。したがって、ノック音のデータが残るので、図2のステップS20において、ノッキングを精度良く判定することができる。   Next, it is determined whether or not to remove the abnormal sound according to the obtained occurrence frequency. That is, if the determined occurrence frequency exceeds the threshold value P, the abnormal sound data is removed (step S24). The data is removed from the abnormal sound level shown in FIG. 3C from the start point of the abnormal sound to the peak point. As a result, abnormal noise data periodically generated at a high frequency is removed, and sudden (or even low frequency abnormal noise data) data remains. Therefore, since knock data remains, knocking can be accurately determined in step S20 of FIG.

このように本実施の形態によれば、高頻度異音を除去してからノック音の判定を行うので、高頻度異音に影響されることなく、ノッキングを精度良く判定することができる。また、本実施の形態によれば、異音の発生頻度が閾値を超えた際にその異音のデータを除去するので、周期的であっても発生頻度の低い異音のデータは残ることになる。したがって、たとえばノック音が数回のみ周期的に発生した場合であっても、そのノック音のデータが除去されずに残るので、ノッキングを正確に判定することができる。   As described above, according to the present embodiment, the knocking sound is determined after removing the high-frequency abnormal noise, so that knocking can be accurately determined without being affected by the high-frequency abnormal noise. Further, according to the present embodiment, since the abnormal sound data is removed when the abnormal sound occurrence frequency exceeds the threshold value, the abnormal sound data having a low occurrence frequency remains even if periodic. Become. Therefore, for example, even when a knocking sound is periodically generated only several times, the knocking sound data remains without being removed, so that the knocking can be accurately determined.

なお、上述した実施の形態において、閾値Pを変更できるようにすることが好ましい。閾値Pが大き過ぎると高頻度異音を除去する能力が低くなり、効果が殆ど得られなくなる。逆に閾値Pが小さ過ぎると低頻度異音の一部が除去されてしまうため、異音の判定精度が低下する。そこで、閾値Pを変更しながら適切な値を求めることが好ましい。具体的には、閾値Pを大きい値から順に小さい値に変更し、聴感に効かない高頻度に出現する異音データが十分に消え、かつ、ノック音のデータが消えない閾値Pを求める。これにより、高頻度異音を除去でき、且つ、ノック音を制度よく判定できる閾値Pに設定することができる。   In the embodiment described above, it is preferable that the threshold value P can be changed. If the threshold value P is too large, the ability to remove high frequency abnormal noise will be low, and the effect will hardly be obtained. On the other hand, if the threshold value P is too small, a part of the low-frequency abnormal noise is removed, so that the determination accuracy of the abnormal noise decreases. Therefore, it is preferable to obtain an appropriate value while changing the threshold value P. Specifically, the threshold value P is changed from a larger value to a smaller value in order, and a threshold value P at which abnormal sound data that does not affect the sense of hearing disappears sufficiently and knock data does not disappear is obtained. Thereby, it is possible to set the threshold value P at which high-frequency abnormal noise can be removed and knock sound can be determined systematically.

また、上述した実施の形態において、クランク角度によるデータの絞込み処理を加えるようにしてもよい。具体的には、ステップS17で求めた異音レベルに対して、ノッキングの発生条件であるクランク角度でデータの絞込みを行う。その際、発生条件の範囲内で開始する異音のデータのみを抽出し、範囲外で開始する異音のデータは除去する。これにより、ノッキングに無関係な異音データの殆どが除去される。このようなデータに対して上述の高頻度異音の除去処理を行うことによって、ノッキングに無関係な高頻度異音のデータがさらに除去される。したがって、除去後のデータを処理することによって、ノッキングをより正確に判定することができる。   In the embodiment described above, a data narrowing process based on the crank angle may be added. Specifically, the data is narrowed down with respect to the abnormal sound level obtained in step S17 at the crank angle which is a condition for occurrence of knocking. At that time, only the abnormal sound data starting within the range of the generation condition is extracted, and the abnormal sound data starting outside the range is removed. As a result, most of the abnormal sound data unrelated to knocking is removed. By performing the above-described high-frequency abnormal noise removal processing on such data, the high-frequency abnormal noise data unrelated to knocking is further removed. Therefore, knocking can be determined more accurately by processing the data after removal.

10…ノック判定装置、12…エンジン、14…マイク、16…角度センサ、18…プロセッサ、20…表示器、22…アンプ、24…AD変換器、26…AD変換器、28…記録媒体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Knock determination apparatus, 12 ... Engine, 14 ... Microphone, 16 ... Angle sensor, 18 ... Processor, 20 ... Display device, 22 ... Amplifier, 24 ... AD converter, 26 ... AD converter, 28 ... Recording medium

Claims (1)

回転体で発生した音を検出する検出手段と、前記検出手段で得た信号を処理する信号処理手段と、を備えた異音解析装置において、
前記信号処理手段は、
最も新しい周期の異音とそれ以前の周期の異音とを、異音のピークの角度と大きさに基づいて比較することによって、周期的に発生する異音を特定する処理と、
前記特定した異音の発生頻度を算出し、該発生頻度が閾値を超えた際にその異音のデータを除去する処理と、
前記除去した後のデータに基づいて異音の大きさを算出する処理と、
を行うことを特徴とする異音解析装置。
In an abnormal sound analysis apparatus comprising a detection means for detecting a sound generated by a rotating body, and a signal processing means for processing a signal obtained by the detection means,
The signal processing means includes
Processing to identify periodically occurring abnormal noise by comparing the abnormal noise of the newest period with the abnormal noise of the previous period based on the angle and magnitude of the peak of the abnormal noise;
Calculating the frequency of occurrence of the specified abnormal noise, and removing the abnormal noise data when the frequency of occurrence exceeds a threshold ;
A process of calculating the size of the abnormal sound based on the data after the removal;
An abnormal sound analyzing apparatus characterized by
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