(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のサイクル数の運転を行うレシプロ式の内燃機関が発する音を検知する音圧検知部と、
前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検知する角度検知部と、
前記音圧検知部が取得した音圧信号のうち、所定の周波数域の音圧信号と前記角度検知部が取得した角度信号とを合成して前記所定のサイクル数の音圧データを作成し、前記音圧データについて各サイクルの上死点直後近くの最大振幅をそれぞれ抽出し、得られた所定数の前記最大振幅の大小に基づいて、前記所定のサイクル数の運転で生じる異常音の官能レベルを定量化するノッキングレベル検出装置とを備え、
前記ノッキングレベル検出装置は、
前記所定数の最大振幅を振幅値が大きい順に並べた降順データを作成する振幅配列部と、
前記降順データについて、振幅値が小さい方から所定の順番までの前記最大振幅を抽出し、これらの最大振幅を平均した暗騒音を演算する暗騒音演算部と、
前記降順データについて、振幅値が大きい方から所定の順番の前記最大振幅を基準音圧として抽出する基準抽出部と、
前記基準音圧の最大振幅と前記暗騒音との差を異常音圧として演算する対象演算部と、
別途作成しておいた前記異常音圧とノッキングの官能評価との相関データを記憶する記憶部と、
前記記憶部から呼び出した前記相関データと、前記対象演算部で演算した異常音圧とを照合して、この異常音圧の官能レベルを判定するレベル判定部とを備えるノッキングレベルの評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに搭載される内燃機関に生じるノッキングといった異常音の評価に利用するノッキングレベルの評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両に搭載されるレシプロ式の内燃機関では、運転中、上死点直後近くで異常燃焼するなどしてノッキングが生じ得る。ノッキングの発生は、内燃機関の損傷、可聴域を含む異常音の発生による不快感などを招き得るため、できるだけ抑制することが望まれる。ノッキングの抑制対策として、ガソリンエンジン車では電子制御装置（ＥＣＵ）による点火時期の遅角制御などが行われている。
【０００３】
ノッキングは、ランダムな確率で様々な強さで発生する。そこで、車載ＥＣＵの設計段階でベンチマーク試験を行って、運転中の内燃機関についてノッキングの発生状態を予め調べて、試験結果を運転条件の設定に利用することが考えられる。
【０００４】
ノッキングに関するベンチマーク試験として、人間がエンジン音を聴いてノッキングの有無を判定する官能試験や、マイク信号を利用してノッキングの有無を機械的に判定するノッキング検出装置（例えば、特許文献１）を用いた試験がある。
【０００５】
内燃機関からのマイク信号とクランク軸の回転角度の角度信号とを用いて、ノッキングの有無を判定する手順として、例えば、以下の手順が挙げられる（以下、この手順を従来の判定手順と呼ぶことがある）。
（１）レシプロ式の内燃機関にサイクル数Ｎの運転を行わせて、運転時のエンジン音のマイク信号と角度信号とから、サイクル数Ｎの音圧データを作成する。代表的には、取得したマイク信号にハイパスフィルタ処理などを施して、ノッキングを含み得る周波数域、例えば数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚの高周波数の信号を抽出して音圧データに利用する。
（２）作成した音圧データについて、各サイクルの上死点直後近くの最大振幅を抽出する。上死点直後近くに生じ得る振幅が最も大きい音は、ノッキングに由来すると考えられる。そのため、上死点直後近くの最大振幅を抽出することで、ノッキングを含む確率が高いデータを採取しているといえる。
（３）抽出したＮ個の最大振幅と、経験や実験などに基づいて定めた閾値とを比較して、閾値を超える最大振幅があれば、ノッキングが有ると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０２９１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ノッキングの有無だけではなく、ノッキングを含む異常音の評価を人間の官能に対応して適切に行えることが望まれている。
【０００８】
上述のようにノッキングの発生は、可聴域を含む異常音の発生を伴うことがあり、運転者に聴感上の不快感を与え得る。そのため、ノッキングの有無だけでなく、不快感の程度といった官能評価を定量的に行うことが望まれる。仮にノッキングの有無の判定結果に官能評価を付すと、ノッキングが有るとの判定が得られた場合には、最も単純には不快感を与えるという評価を行うと考えらえる。しかし、ノッキングが有るとの判定を行った場合でも、ノッキングの発生頻度が低ければ不快感を与え難い又は実質的に与えないことが有り得る。例えば、大きい音でも発生頻度が低ければ不快感を与え難いと考えられる。逆に、例えば、小さい音でも発生頻度が高ければ不快感を与えると考えられる。このようにノッキングの有無だけでは、不快感といった人間の官能に対応した評価を得難い上に、官能評価の優劣を具体的に把握できないといえる。
【０００９】
更に、エンジン音は、ノッキングを含む異常音以外に様々な音、例えば機械音を含む。上述のフィルタ処理を行うことで機械音などのノイズをある程度除去できる。また、ノッキングの有無のみを判定する場合には、機械音などのノイズの影響を受け難いと考えられる。しかし、ノッキングを含む異常音の官能評価を定量的に行うためには、フィルタ処理を行ったデータであっても、上記機械音などのノイズの影響を受けて、評価精度の低下を招くと考えられる。
【００１０】
そこで、本発明の目的の一つは、ノッキングを含む異常音の評価を人間の官能に対応して適切に行えるノッキングレベルの評価システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係るノッキングレベルの評価システムは、所定のサイクル数の運転を行うレシプロ式の内燃機関が発する音を検知する音圧検知部と、前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検知する角度検知部と、以下の振幅配列部と、暗騒音演算部と、基準抽出部と、対象演算部と、記憶部と、レベル判定部とを備えるノッキングレベル検出装置とを備える。
ノッキングレベル検出装置は、前記音圧検知部が取得した音圧信号のうち、所定の周波数域の音圧信号と前記角度検知部が取得した角度信号とを合成して前記所定のサイクル数の音圧データを作成し、前記音圧データについて各サイクルの上死点直後近くの最大振幅をそれぞれ抽出し、得られた所定数の前記最大振幅の大小に基づいて、前記所定のサイクル数の運転で生じる異常音の官能レベルを定量化する。
（振幅配列部）前記所定数の最大振幅を振幅値が大きい順に並べた降順データを作成する。
（暗騒音演算部）前記降順データについて、振幅値が小さい方から所定の順番までの前記最大振幅を抽出し、これらの最大振幅を平均した暗騒音を演算する。
（基準抽出部）前記降順データについて、振幅値が大きい方から所定の順番の前記最大振幅を基準音圧として抽出する。
（対象演算部）前記基準音圧の最大振幅と前記暗騒音との差を異常音圧として演算する。
（記憶部）別途作成しておいた前記異常音圧とノッキングの官能評価との相関データを記憶する。
（レベル判定部）前記記憶部から呼び出した前記相関データと、前記対象演算部で演算した異常音圧とを照合して、この異常音圧の官能レベルを判定する。
【発明の効果】
【００１２】
上記のノッキングレベルの評価システムは、以下の理由により、ノッキングを含む異常音の評価を人間の官能に対応して適切に行える。
【００１３】
上記のノッキングレベルの評価システムは、複数サイクルの運転を行う内燃機関が実際に発した音を採取し、複数サイクル分の音圧データから抽出した複数の最大振幅を降順して、振幅値がある程度大きいデータを抽出し、このデータ（基準音圧）と振幅値がある程度小さいデータの演算値（暗騒音）との差分を官能評価に利用する。差分（異常音圧）を利用することで、人間の聴感を模擬しているといえるからである。
【００１４】
かつ、官能評価に利用する異常音圧の振幅値の大小は、ノッキングを含む異常音の大小（強弱）を示すといえる。異常音圧の演算に用いる基準音圧を抽出するための順番数は、この測定で内燃機関が運転したサイクル数に対するノッキングを含む異常音の発生頻度を示すといえる。上記順番数の決定にあたり、経験や実験などに基づいて不快感を与え得る異常音の発生頻度を考慮すれば、この異常音の発生頻度は人間の官能に対応しているといえる。従って、異常音圧による官能評価の優劣は、ノッキングを含む異常音の大小及び発生頻度を含めて判定されているといえるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１のノッキングレベルの評価システムの機能ブロック図である。
【図２】実施形態１のノッキングレベルの評価システムによる具体的な評価手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】実施形態１のノッキングレベルの評価システムが行う信号処理の説明図であり、（Ｉ）は１サイクルの音圧データのグラフ、（ＩＩ）はサイクル数Ｎの最大振幅のグラフ、（ＩＩＩ）はサイクル数Ｎの最大振幅を降順した降順データのグラフである。
【図４】実施形態１のノッキングレベルの評価システムによる官能評価の優劣の説明に用いる説明図であり、複数の降順データを重ねて示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明のノッキングレベルの評価システムを具体的に説明する。
【００１７】
［実施形態１］
・全体構成
実施形態１のノッキングレベルの評価システムＳ（以下、単に評価システムＳと呼ぶことがある）は、自動車といった車両に搭載されるレシプロ式の内燃機関１００を試験対象とし、内燃機関１００の運転時の音を検知して、ノッキングを含む異常音を官能評価することに利用される。この評価システムＳは、所定のサイクル数（ここではＮとする）の運転を行う内燃機関１００が発する音を検知する音圧検知部２と、内燃機関１００のクランク軸１０２の回転角度を検知する角度検知部３と、音圧検知部２が取得した特定の音圧信号と角度検知部３が取得した角度信号とを合成したサイクル数Ｎの音圧データを用いて、サイクル数Ｎの運転で生じる異常音の官能レベルを定量化するノッキングレベル検出装置１（以下、単に装置１と呼ぶことがある）とを備える。異常音の評価にあたり、装置１は、サイクル数Ｎの音圧データについて各サイクルの上死点直後近くの最大振幅をそれぞれ抽出し、得られた所定数（ここではＮ個）の最大振幅の大小に基づいて官能レベルの評価を行う。
【００１８】
評価システムＳは、官能評価の対象データである異常音圧を特定の演算で作成している点を特徴の一つとする。異常音圧は、ノッキングを含む異常音の発生頻度を考慮して基準となるデータ（基準音圧）を抽出し、この基準データからノイズデータ（暗騒音）を除去して実質的にノッキングを含む異常音の成分としたものである。また、評価システムＳは、基準データとノイズデータとの抽出にあたり、Ｎ個の最大振幅に対して特定の処理（降順の並び替え）を行う点を特徴の一つとする。以下、構成要素ごとに説明する。
【００１９】
・試験対象：内燃機関
内燃機関１００は、ピストンの往復動を回転運動に変換して、車両走行用の駆動力を発生するレシプロ型のものである。内燃機関１００は、詳細な図示は省略するが、代表的には、シリンダ内を往復動するピストンやピストンの往復動を回転運動に変換するクランク軸１０２などの主運動系と、吸気バルブ及び排気バルブなどの動弁系と、空気と燃料とを含む混合気を燃焼する燃焼室とを備える。ガソリンエンジンでは、混合気に点火する点火プラグを更に備える。内燃機関１００は、動弁系の各バルブの開閉とピストンの往復動と噴射された燃料とを利用して、吸気、圧縮、燃焼、排気という４行程を１サイクルとする４ストローク運転などを行う。点火プラグの点火時期、燃料の噴射時期、燃料の噴射量などは、車速や負荷状態などに応じて車載ＥＣＵ（図示せず）によって制御される。内燃機関１００は、３本以上のシリンダを備えるものが多く、通常、各シリンダの燃焼行程が異なるように設定して、車載ＥＣＵは、設定に基づいて点火時期などを制御する。
【００２０】
・ノッキングレベルの評価システム
・・音圧検知部
音圧検知部２は、マイクロフォンなどの音圧を電気信号に変換可能なものが好適に利用できる。評価システムＳの検知対象を、内燃機関１００の運転時に生じる振動ではなく音とすることで、得られた官能評価は、乗員の聴感上の不快感をより適切に表せると期待される。音圧検知部２の取付位置は、内燃機関１００においてノッキングを含む異常音を取得し易い位置、例えば燃焼室やシリンダなどの近くなどが挙げられる。
【００２１】
・・角度検知部
角度検知部３は、クランク軸１０２の回転に伴う機械的変位量（ここではクランク軸１０２の回転角度）を電気信号に変換可能なものを好適に利用できる。角度検知部３は、例えば、クランク軸１０２の端部に取り付けるパルサーロータと、パルサーロータからのパルス信号を検出するセンサとを備えるエンコーダなどを利用できる。試験対象である内燃機関１００がパルサーロータ及びクランク角センサを備える場合には、これらを利用してクランク軸１０２の回転角度が求められることから、これらを角度検知部３に利用できる。
【００２２】
・・ノッキングレベル検出装置
ノッキングレベル検出装置１は、音圧検知部２及び角度検知部３が接続されて、これら検知部２，３からの電気信号を受信し、受信信号に演算などを施して、官能評価の対象データである異常音圧（以下、ＳＫＬと呼ぶことがある）を作成し、官能レベルを定量的に判定する。この例の装置１は、上記検知部２，３からの電気信号を取得する音圧信号取得部２０及び角度信号取得部３０と、音圧信号取得部２０から受信した音圧信号のうち所定の周波数域の音圧信号を抽出するフィルタ処理部２２と、角度信号取得部３０から受信した角度信号と内燃機関１００に予め記憶された角度情報とを合成して、シリンダごとの上死点及びその直後近くの回転角度を演算する上死点演算部３２と、異常音圧ＳＫＬの官能レベルを求めるレベル演算部１０とを備える。
【００２３】
レベル演算部１０は、官能評価の対象データである異常音圧ＳＫＬを演算すると共に、官能評価を行う。この操作を行うためにレベル演算部１０は、所定の周波数域の音圧信号と角度信号とを用いてサイクル数Ｎの音圧データを作成するデータ作成部（図示せず）と、サイクル数Ｎの音圧データについて各サイクルの上死点直後近くの最大振幅ΔＰｍａｘをそれぞれ抽出する振幅検出部１１と、Ｎ個の最大振幅ΔＰｍａｘを降順する振幅配列部１２と、降順データを用いて後述する暗騒音（以下、ＢＧＮと呼ぶことがある）を演算する暗騒音演算部１３と、降順データから基準とする特定の最大振幅（以下、ΔＰ（Ｋ）と呼ぶことがある）を抽出する基準抽出部１４と、この最大振幅ΔＰ（Ｋ）と暗騒音ＢＧＮとを用いて後述する異常音圧ＳＫＬを演算する対象演算部１５と、異常音圧ＳＫＬの官能レベルを判定するレベル判定部１６と、種々のデータを記憶する記憶部１７とを備える。レベル演算部１０を備える装置１には、演算処理装置、メモリなどを備えるコンピュータを利用できる。各部の詳細は、以下の評価手順と共に説明する。
【００２４】
・ノッキングレベルの評価手順
以下、図２を参照して、実施形態１の評価システムＳによって、内燃機関１００の運転時の音を検知して、ノッキングを含む異常音の官能評価を定量的に行う具体的な手順の一例を説明する。
【００２５】
・・準備工程
内燃機関１００に、音圧検知部２及び角度検知部３を取り付け、これらを介してノッキングレベル検出装置１を接続した後、予め設定した運転条件で所定のサイクル数の運転を行わせる。サイクル数は適宜設定する。ここでは、サイクル数をＮとする。運転条件の設定パラメータは、例えば、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、負荷量などが挙げられる。
【００２６】
・・信号取得工程
サイクル数Ｎの運転を行う内燃機関１００が発する音を音圧検知部２によって検知すると共に、内燃機関１００の運転によって回転するクランク軸１０２の回転角度を角度検知部３によって検知する。装置１の音圧信号取得部２０は、音圧検知部２が検知した音圧信号を取得し（ステップＳ２０）、装置１の角度信号取得部３０は、角度検知部３が検知した角度信号を取得する（ステップＳ３０）。
【００２７】
・・信号処理工程
次に、装置１のフィルタ処理部２２は、音圧検知部２が検知した音圧信号にフィルタ処理を行い、所定の周波数域の音圧信号を抽出する（ステップＳ２２）。所定の周波数域は、ノッキングの発生に伴う異常音を含む周波数域のうち、可聴域を含む周波数域、例えば５ｋＨｚ以上２０ｋＨｚ以下程度、特に６ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下程度が挙げられる。フィルタ処理部２２には、バンドパスフィルタやハイパスフィルタが利用できる。
【００２８】
装置１の上死点演算部３２は、予め角度記憶部（図示せず）に記憶させておいた内燃機関１００の角度情報（クランクアーム間のオフセット角など）を呼び出し、角度情報と角度検知部３が検知した角度信号とを合成して、シリンダごとの上死点及び上死点直後の回転角度を演算する（ステップＳ３２）。複数のシリンダのうち、特定の一つのシリンダの上死点の回転角度は、公知の手法（例えば、シリンダ内圧を用いた方法など）を利用して適宜求めることができる。この一つのシリンダの上死点と、オフセット角などの角度情報とから、各シリンダの上死点の回転角が演算によって求められる。シリンダごとの上死点の回転角度を求めることで、シリンダごとの１サイクルの回転角度を判別できる。
【００２９】
・・音圧データの作成工程
次に、装置１のレベル演算部１０におけるデータ作成部は、上述の所定の周波数域の音圧信号と、角度信号を用いて演算した各サイクルの回転角度とを合成して、シリンダごとにサイクル数Ｎの音圧データを作成する（ステップＳ１０）。図３（Ｉ）は、１本のシリンダについて１サイクルの回転角度（横軸、例えば０°〜７２０°）と音圧（縦軸、ｋＰａ）との関係を模式的に示すグラフであり、上死点（ＴＤＣ）直後近くに大きな振幅が生じている場合を例示する。以下、１本のシリンダにおけるサイクル数Ｎの音圧データを例に説明する。各シリンダについては、以下の工程を同様に行う。
【００３０】
・・最大振幅の抽出工程
次に、装置１のレベル演算部１０における振幅検出部１１は、サイクル数Ｎの音圧データについて、各サイクルの上死点直後近くの最大振幅ΔＰｍａｘをそれぞれ抽出する（ステップＳ１１）。上死点直後近くとは、上死点以降においてノッキングが生じていると考えられる回転角度の範囲であり、運転条件や経験などに基づいて設定できる。ノッキングの発生に伴う異常音は、上述のように比較的高周波であり、かつ大きな音（強い音）であることが多い。従って、上死点直後近くにおいて最大振幅をとる大きな音は、ノッキングの発生に伴う異常音と推測されることから、最大振幅ΔＰｍａｘを抽出して、判定に利用する。
【００３１】
図３（ＩＩ）は、サイクル数Ｎの最大振幅ΔＰｍａｘを模式的に示すグラフである。図３（ＩＩ）に示すように、Ｎ個の最大振幅ΔＰｍａｘは大小様々な値をとる。ノッキングの発生は、上述のようにランダムに生じるからである。
【００３２】
・・降順データの作成工程
次に、装置１のレベル演算部１０における振幅配列部１２は、１サイクル目からＮサイクル目までのＮ個の最大振幅ΔＰｍａｘを振幅値が大きい順に並べた降順データを作成する（ステップＳ１２）。図３（ＩＩＩ）は、図３（ＩＩ）のグラフを降順した状態を模式的に示すグラフであり、右肩下がりのグラフ（下に凸なグラフ）を例示する。降順データを作成することで、後述する振幅値が小さいデータ及び大きいデータを抽出し易い。
【００３３】
・・暗騒音の作成工程
次に、装置１のレベル演算部１０における暗騒音演算部１３は、振幅配列部１２が作成した降順データについて振幅値が小さい方から所定の順番Ｍまでの最大振幅ΔＰｍａｘを抽出し、これら（Ｎ−Ｍ）個の最大振幅ΔＰｍａｘ（Ｍ〜ｎ）を平均した暗騒音ＢＧＮを演算する（ステップＳ１３）。降順データにおいて、振幅値が最も小さいｎ番目の最大振幅ΔＰｍａｘ（ｎ）から、振幅値が小さい方であるＭ番目の最大振幅ΔＰｍａｘ（Ｍ）までの比較的小さい音は、運転条件や経験などからノッキングが生じていない状態の音とみなせる。即ち、内燃機関１００の運転によって不可避的に生じ得る機械音などのノイズ音と考えられる。ここで、人間が内燃機関１００の運転時の音を聴いてノッキングの発生に伴う異常音があったと感じる際、上記機械音などのノイズ音を除去して、残った音成分の大小を異常音や不快感の有無の判断に利用していると考えられる。そこで、上記比較的小さい音をノッキング以外のノイズデータとみなして除外できるように、暗騒音ＢＧＮを求める。
【００３４】
順番Ｍは、運転条件や経験などに基づいて設定できる。その他、求めた降順データにおける振幅値の最小値との差が十分に小さい番号、又は上記差が実質的に無い番号を選択できる。暗騒音ＢＧＮを経験値などの固定値とせず、測定した降順データを用いて求めることで、内燃機関１００の実際の運転状態に即しており、ノイズデータ自体の精度が高い。
【００３５】
・・基準抽出部
また、装置１のレベル演算部１０における基準抽出部１４は、振幅配列部１２が作成した降順データについて、振幅値が大きい方から所定の順番Ｋの最大振幅ΔＰｍａｘ（Ｋ）を抽出する（ステップＳ１４）。最大振幅ΔＰｍａｘ（Ｋ）を基準音圧とする。降順データにおいて、振幅値が最も大きい１番目の最大振幅ΔＰｍａｘ（１）から振幅値が大きい方であるＫ番目の最大振幅ΔＰｍａｘ（Ｋ）までの比較的大きい音は、運転条件や経験などからノッキングや人間に不快感を与え得る程度の異常音を含む可能性があると考えられる。かつ、順番Ｋは、異常音の個数といえ、サイクル数Ｎに対する異常音の発生頻度を示すといえる。即ち、振幅値が大きい方からＫ番目を設定して、最大振幅ΔＰｍａｘ（Ｋ）を抽出するという操作は、サイクル数Ｎに対して、不快感を与え得る異常音の発生頻度と、異常音の大小の程度とを設定しているといえる。
【００３６】
順番Ｋは、運転条件や経験、サイクル数、求めた降順データにおける最大振幅の最大値ΔＰｍａｘ（１）などを考慮して、人間に不快感を与え得ると考えられる異常音の発生頻度として設定する。最大振幅の最大値を考慮する理由は、最大値が大き過ぎる場合には、内燃機関１００の損傷抑制などのために、発生頻度がある程度低いことが望まれたり、最大値が十分に小さい場合には発生頻度がある程度高くても許容できたりするからである。サイクル数を考慮する理由は、サイクル数が大きければ、発生頻度の許容値を大きくできる場合があるからである。
【００３７】
・・対象演算工程
次に、装置１のレベル演算部１０における対象演算部１５は、基準抽出部１４で抽出した基準音圧とする最大振幅ΔＰｍａｘ（Ｋ）と、暗騒音演算部１３で演算した暗騒音ＢＧＮとの差を演算する（ステップＳ１５）。この差分（ΔＰｍａｘ（Ｋ）−ＢＧＮ）を異常音圧ＳＫＬとする。異常音圧ＳＫＬは、基準音圧ΔＰｍａｘ（Ｋ）から、上述のようにノイズデータである暗騒音ＢＧＮが除外されて、実質的にノッキングを含む異常音に由来する成分のみとなっており、ノイズデータによる影響を効果的に排除できる。
【００３８】
・・レベル判定工程
次に、装置１のレベル演算部１０におけるレベル判定部１６は、異常音圧ＳＫＬを対象として官能レベルを判定する。この判定にあたり、別途、同様の試験を行って、異常音圧ＳＫＬを取得し、異常音圧ＳＫＬとノッキングレベルの官能評価との相関データを作成しておき、記憶部１７に記憶させておく。官能評価は、ノッキングを含む異常音に対する不快感の程度（大小）を経験などに基づいて定量化しておく。そして、異常音圧ＳＫＬと官能評価の数値とを合成して相関データを作成するとよい。
【００３９】
レベル判定部１６は、記憶部１７から呼び出した相関データと、対象演算部１５で演算した異常音圧ＳＫＬとを照合して、この異常音圧の官能レベルを判定する（ステップＳ１６）。以上の工程により、ノッキングを含む異常音と考えられる異常音圧ＳＫＬの官能レベルが、定量化される。
【００４０】
また、以上の工程により、シリンダごとに異常音圧ＳＫＬの官能レベルが判定される。即ち、一つの内燃機関１００に対して一つの運転条件で試験を行った場合に複数の官能レベルが得られることになる。従って、代表的には、得られた複数の官能レベルを総合的に判断して、測定した運転条件における官能レベルとするとよい。例えば、官能レベルが最も大きい値を利用したり、平均値を用いたりすることなどが挙げられる。
【００４１】
・・官能レベルの具体例
以下に図４を参照して、官能レベルの評価をより具体的に説明する。図４は、種々の運転条件で内燃機関１００にサイクル数Ｎの運転をさせて取得した３つの降順データ（太実線α、太破線β、破線γで示す）を例示する。図４では、各降順データについて、基準音圧ΔＰｍａｘ（Ｋα）、ΔＰｍａｘ（Ｋβ）、ΔＰｍａｘ（Ｋγ）、異常音圧ＳＫＬα、ＳＫＬβ、ＳＫＬγ、官能レベル１、２、３を例示する。ここでは、官能レベルの数値が大きいほど不快感があり、例えば官能レベル３は官能レベル１，２よりも不快感を与え得ることを示す。図４では、分かり易いように、三つの降順データのＭ番目からｎ番目の値を同じとすると共に、収束値としている。
【００４２】
図４に示す三つの降順データにおいて、最大振幅ΔＰｍａｘの最大値が最も大きいデータは、太実線αのデータであり、太破線βのデータにおける最大振幅ΔＰｍａｘの最大値よりも大きい。このことから、太実線αのデータを取得した運転条件では、非常に大きな異常音が生じるといえる。一方、順番Ｋを設定して、各降順データから基準音圧を抽出すると、基準音圧の最大値をとるデータは、太破線βのデータである（ΔＰｍａｘ（Ｋβ）＞ΔＰｍａｘ（Ｋα）＞ΔＰｍａｘ（Ｋγ））。
【００４３】
このことから、太破線βのデータを取得した運転条件では、非常に大きな異常音が生じていないものの、ある程度大きな異常音が多く、その発生頻度が高いといえる（Ｋ／Ｎ）。太実線αのデータを取得した運転条件では、上述のように非常に大きな異常音が生じているものの、非常に大きな異常音の発生頻度が低いといえる（ｘ／Ｎ、但しｘ＜Ｋ）。
【００４４】
従って、最大振幅ΔＰｍａｘの最大値は大きいものの、その発生頻度が低いことから、太実線αのデータにおける異常音圧ＳＫＬαの官能レベルは、小さい値をとる（例えばレベル２）。逆に、最大振幅ΔＰｍａｘの最大値はそれほど大きくないもの、異常音の発生頻度が高い太破線βのデータにおける異常音圧ＳＫＬβの官能レベルは、大きい値をとる（例えばレベル３）。このことは、大きな音が生じてもその発生頻度が低ければ、不快感を生じ難く、それほど大きな音でないもののその発生頻度が高ければ、不快感を生じるという人間の官能に対応して適切に評価しているといえる。
【００４５】
・効果
実施形態１のノッキングレベルの評価システムＳは、ノッキングを含む異常音に対する不快感といった官能評価を定量的に行うにあたり、対象データとする異常音圧ＳＫＬを、ノッキングを含む異常音の発生頻度と異常音の大小との双方を加味して作成する。また、対象データとする異常音圧ＳＫＬを、ノイズデータを除外した成分としていることで、人間の聴感を良好に模擬しているといえる。これらのことから、この評価システムＳは、ノッキングを含む異常音の評価を人間の官能に対応して適切にかつ精度よく行える。
【００４６】
・利用方法
実施形態１のノッキングレベルの評価システムＳを利用して得られた異常音圧ＳＫＬの官能レベルは、例えば、ノッキングをできる限り抑制しつつ燃費を最もよくできる運転条件などを模索する際の指標として好適に利用できる。この場合、ノッキングを抑制する条件と燃費が良い条件とを適宜変更して、異常音圧ＳＫＬの官能レベルを複数求めてグラフ化し、作成したグラフにおける所定の官能レベル範囲内で要求に適合する運転条件を選択することができる。その他、シリンダごとに判定した異常音圧ＳＫＬの官能レベルを利用して、異常音圧ＳＫＬが特に大きなシリンダについてのみノッキングの抑制制御を行う、といった運転条件を設定することに利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のノッキングレベルの評価システムは、レシプロ式の内燃機関について、ノッキングに関する特性などを評価するベンチマーク試験に利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
Ｓ  ノッキングレベルの評価システム
１  ノッキングレベル検出装置
１０  レベル演算部  １１  振幅検出部  １２  振幅配列部  １３  暗騒音演算部
１４  基準抽出部  １５  対象演算部  １６  レベル判定部  １７  記憶部
２０  音圧信号取得部  ２２  フィルタ処理部
３０  角度信号取得部  ３２  上死点演算部
２  音圧検知部
３  角度検知部
１００  レシプロ式の内燃機関  １０２  クランク軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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