專利名稱:異常聲音評估系統(tǒng)、聲音記錄設備以及異常聲音評估設備的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種異常聲音評估系統(tǒng),該系統(tǒng)裝載在例如某種車輛上來評估車輛或是引擎這樣的設備出現異常時所產生的異常聲音,本發(fā)明還涉及適用于本系統(tǒng)的一種聲音記錄設備以及一種異常聲音評估設備。
背景技術:
迄今為止,當汽車這樣的交通工具中的引擎出現異?;蚬收系臅r候,常規(guī)的做法是根據引擎產生的異常聲音來評估其異?;蚬收?。通常,一位技師會前往(故障)車輛被送往的例如一家汽車經銷商或是汽車修理廠處,通過現場監(jiān)聽異常聲音來根據異常聲音進行異常評估。在這種情況下,如果評估不能達成一個結論,那么就要檢索關于迄今為止已經收集到的異常聲音的資料,以尋找關于與待評估的異常聲音大致相同的異常聲音的描述,從而判斷該聲音是否異常。或者,如果不能現場進行異常診斷, (故障)車輛就會被送往有能力檢查該車輛的修理廠或是該車輛的制造商處,對其進行噪聲與振動測試(NV測試),并通過分析來調查原因。一旦找到了異常聲音的起因,就采取適當的措施。由于這種基于人類敏感度的鑒定手段會隨不同的評估人而變化,因此就需要一種根據固定的標準進行評估的系統(tǒng)。
另一方面,一種根據聲音來評估生產線異常的已有技術是利用多個特征音量來分析從一個馬達傳動器中獲取的聲音數據,并根據分析的結論確定馬達傳動器的工作狀態(tài),所述的馬達傳動器是使用在車載空調器中的,該技術在日本專利公報HEI 11-278041號中有所說明。在日本專利公報HEI 4-363641中描述的另一種已有技術是將引擎啟動時的聲音與一個參考引擎聲音進行比較,并根據比較結果來判斷電池、啟動器以及交流發(fā)電機是否處于異常狀態(tài)。
前面提及的異常評估裝置經過改裝,以適合在聲音被記錄下來的現場判斷是否出現了異常。如果異常評估是出貨前在工廠中進行的,那么這種改裝無疑是很方便有利的。但是,如果一臺車輛在已經出貨后發(fā)生了異常,那么異常評估裝置就必須被運送到待檢測車輛所在的地點。由于這個原因,如果對異常評估裝置進行升級以容納大量數據作為判斷標準來獲取更高精度,那么運送這樣一臺升級后的裝置有時就不是很方便。
發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目標在于消除這樣的不便之處。
為了達到這樣的目標,本發(fā)明提供了以下裝置。就是,根據權利要求1所述的一種異常聲音評估系統(tǒng),其特征在于包括一個聲音記錄設備,它在待測設備附近的一個位置記錄該設備產生的聲音;還包括一個用來評估記錄下來的聲音的異常聲音評估設備,其中聲音記錄設備包括聲音數據轉換裝置,用來將記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據,以及聲音數據輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估設備所使用而轉換的數字聲音數據;而異常聲音評估設備包括聲音數據輸入裝置,用來接收數字聲音數據,以及異常聲音評估裝置,用來根據輸入的數字聲音數據評估聲音是否異常,并輸出一個評估結論,結論中包含關于設備的異常信息。
本發(fā)明中所述的“設備”包括各種交通工具比如汽車,這類交通工具中所包含的部件如引擎、傳動、懸掛以及差動裝置,構成工廠、建筑機械以及各種生產工廠中的生產設備的各種機床。
這里所用的短語“輸出為異常聲音評估裝置所使用而轉換的數字聲音數據”指的是包括通過一個網絡如因特網從遠處的地點或是通過室內網絡如企業(yè)內部互連網(Intranet)聯機輸出數字聲音數據給異常聲音評估裝置,以及通過將數字聲音數據儲存到便攜式存儲媒介如磁盤或是磁光盤上,以便脫機地輸出數字聲音數據給異常聲音評估裝置。
相應于這種結構,聲音記錄裝置應該能夠記錄一個聲音,將記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據并將轉換好的數字聲音數據輸入到異常聲音評估裝置,而異常聲音評估裝置能夠根據數字聲音數據評估該聲音是否異常。由于聲音記錄裝置具有聲音數據輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估裝置的使用而由聲音轉換來的數字聲音數據,因此聲音記錄裝置和異常聲音評估裝置不必處在同一地點。
因此,當所述的設備是例如車輛的引擎時,即使該車輛在安裝了異常聲音評估裝置的地點以外的其他地方-例如高速公路上陷入停滯,也能夠評估該異常聲音。此外,由于異常聲音評估裝置能夠接收來自于多個聲音記錄裝置的數字聲音數據,因此就可以避免功能的重復,從而降低整個系統(tǒng)的成本。
根據權利要求2所述的一種異常聲音評估系統(tǒng),其特征在于包括一個聲音記錄設備,它在待測設備附近的一個位置記錄該待測設備產生的聲音;還包括一個用來評估記錄下來的聲音的異常聲音評估設備,其中聲音記錄設備包括聲音數據轉換裝置,用來將記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據,聲音數據輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估設備所使用而轉換的數字聲音數據,以及評估結論輸入裝置,用來接收異常聲音評估設備輸出的評估結論;而異常聲音評估設備包括聲音數據輸入裝置,用來接收聲音記錄設備輸出的數字聲音數據,異常聲音評估裝置,用來根據輸入的數字聲音數據評估聲音是否異常,并輸出一個含有異常信息的評估結論,以及評估結論輸出裝置,用來把異常聲音評估裝置輸出的評估結論輸出給聲音記錄設備。
這里所用的短語“把評估結論輸出給聲音記錄設備”包括聯機輸出和脫機輸出,這與前面的例子中一樣。
在這種結構中,像權利要求1所述的發(fā)明一樣,聲音記錄裝置能夠將記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據,而異常聲音評估裝置則能夠根據數字聲音數據評估該聲音是否異常。由于聲音記錄裝置具有聲音數據輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估裝置的使用而由聲音轉換來的數字聲音數據,所以聲音記錄裝置和異常聲音評估裝置不必處在同一地點。此外,由于異常聲音評估裝置具有聲音數據輸出裝置來輸出評估結論給聲音記錄裝置,因此即使聲音記錄裝置和異常聲音評估裝置不在同一地點,也能夠在聲音被記錄下來的地方查看對聲音的評估結論。
因此,當所述的設備是例如車輛的引擎時,即使該車輛在安裝了異常聲音評估裝置的地點以外的其他地方-例如高速公路上陷入停滯,操作員也能獲知對異常聲音的評估結論。有了這些評估結論之后,就能在現場進行維修操作,從而迅速地采取合適的措施。
評估結論中包含了至少一條如下異常信息項目是否存在異常現象、發(fā)生異常的部位、異常狀態(tài)、替換零件以及修理方法。有了這樣一種結構,即使是一個不怎么熟悉異常聲音評估的操作員也能根據關于評估的信息來得知是否發(fā)生了異常、維修方法等等。
根據權利要求4所述的一種聲音記錄設備,其特征在于包括聲音記錄裝置,用來在待測設備附近的一個位置記錄該待測設備產生的聲音,聲音數據轉換裝置,用來把記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據,以及聲音數據輸出裝置,用來為異常聲音評估設備輸出轉換過的數字聲音數據。
根據權利要求5所述的一種異常聲音評估設備,其特征在于包括聲音數據輸入裝置,用來接收數字聲音數據,所述的數據是由待測設備產生的聲音轉換而來的,而聲音則是在待測設備附近的位置處記錄下來的;數據存儲裝置,用來儲存對應于設備出現異常時所產生的異常聲音的參考數字聲音數據,該裝置還將參考數字聲音數據與表示異常狀態(tài)的狀態(tài)數據關聯起來;以及異常聲音評估裝置,該裝置通過比較輸入的數字聲音數據與參考聲音數據來評估異常聲音,并輸出一個含有異常信息的評估結論。
圖1示出了依照本發(fā)明的一個實施例配置的示意圖。
圖2示出了同一個實施例中所包括的聲音記錄裝置的處理步驟流程圖。
圖3示出了同一個實施例中所包括的異常聲音評估裝置的處理步驟流程圖。
圖4示出了給出依照本發(fā)明所述的評估結論的屏幕顯示的圖示。
具體實施例方式
下面將參照
本發(fā)明的一個實施例。
圖1中所示的異常聲音評估系統(tǒng),使用在例如車輛這樣的設備-特別是汽車1中,該系統(tǒng)包括一個聲音記錄設備2,該裝置在汽車1所處的地點記錄汽車1所產生的聲音,還包括一個異常聲音評估設備3,該裝置被安裝在例如汽車制造商的產品控制部門,用來評估記錄下來的聲音。在該實施例中,聲音記錄設備2和異常聲音評估設備3可以通過因特網互相連接進行雙向通信。
聲音記錄設備2主要由一支麥克風MC、一臺便攜式個人電腦21(下文中稱為筆記本PC)以及一部PHS(個人手提電話系統(tǒng))22或是數字式移動電話組成,其中PHS或數字式移動電話作為發(fā)送/接收裝置,用來向異常聲音評估設備3發(fā)送數字聲音數據,并接收異常聲音評估設備3輸出的評估結論。筆記本PC21包括一個A/D轉換器,用來把麥克風MC拾取的聲音所對應的模擬信號轉換為數字信號;一個存儲器,比如硬盤,用來保存A/D轉換器輸出的數字信號和由數字信號制成的數字聲音數據;一個OS(操作系統(tǒng))和應用軟件;一個中央處理單元(CPU);一臺由液晶顯示屏面構成的顯示器,用來可視化地顯示模擬信號、數字信號等等;以及一個輸入裝置,包括一個鼠標、一個鍵盤等等,用來輸入記錄聲音中所需的信息。此外,筆記本PC21中預先安裝了聲音記錄應用軟件(下文中稱為聲音記錄軟件),用來對聲音進行高分辨率的數字采樣,同時通過執(zhí)行FFT(快速傅立葉變換)獲取引擎的轉數信息等等,為把數字信號轉換成數字聲音數據而作準備,筆記本PC21中還安裝了Web瀏覽器軟件等類似軟件。通常,筆記本PC21都備有麥克風輸入端口,可以讓麥克風MC輸入聲音。因此,聲音記錄裝置就由麥克風MC與筆記本PC21實現,聲音轉換裝置由筆記本PC21實現,而聲音數據輸出裝置則由PHS22或是數字式移動電話與筆記本PC21實現。
這樣的一種聲音記錄設備2是便攜式的,因此它能夠在汽車1所處的地點記錄例如汽車1的引擎所產生的異常聲音。具體地說,引擎所產生的這種聲音是按以下步驟被記錄下來的啟動聲音記錄軟件,把麥克風MC從引擎拾取的聲音實時轉換為數字聲音數據,并將數字聲音數據儲存到存儲器上。隨后,數字聲音數據被輸出,也就是通過因特網被發(fā)送給異常聲音評估設備3。
異常聲音評估設備3,包括一臺連接到例如LAN(局域網)4上的工作站系統(tǒng)WS以及一個數據庫DB,它能通過分析聲音記錄設備2發(fā)送來的數字聲音數據并將數字聲音數據與積累在數據庫DB中的參考數字數據進行比較,來評估一個聲音,接著再發(fā)送一個評估結論給聲音記錄設備2。工作站系統(tǒng)WS包括一臺顯示器、一個輸入裝置-包括鼠標、鍵盤等、一個中央處理單元、一個存儲器以及一臺打印機,而且能夠分析數字聲音數據并輸出評估結論。工作站系統(tǒng)WS具有通信功能,能夠通過LAN4和因特網發(fā)送和接收數據,它還具有數據庫DB管理功能。對于數字聲音數據的分析和評估是從多個方面進行的,例如頻率分析、基于高階算法的譜處理、不同轉數的頻率分析,等等。對于要實現的這些分析與處理,數據庫DB中存有分析及處理中所需的參考數字聲音數據。因此,工作站系統(tǒng)WS起到了聲音數據輸入裝置和異常聲音評估裝置的作用。
數據庫DB由工作站系統(tǒng)控制來進行數據的輸入/輸出、檢索等等。數據庫DB中存有參考數字聲音數據,這些數據是通過對引擎及傳動裝置(各自包括一個離合器、傳動裝置、轉動軸以及末級減速齒輪)在正常工作狀態(tài)下的正常工作聲音進行采樣而采集到的,數據庫DB中還存有引擎及傳動裝置在非正常工作狀態(tài)下的異常工作聲音,這些數據以引擎的每分鐘轉速(rpm)為基礎,對應于各種類型的汽車1,并且涉及關于車輛類型、引擎類型、引擎載荷等等的附帶信息。數據庫DB中還存有以參考數字聲音數據項為基礎的、對于前述數字聲音數據分析及評估的結論。這種評估結論中包括了故障信息,其中含有關于是否存在異?,F象、發(fā)生異常的部位、異常狀態(tài)、替換零件以及維修方法的信息。因此,數據庫DB起到了數據存儲裝置的作用。
有了這樣一種結構以后,當需要診斷是否發(fā)生了故障或異常的汽車1被送到例如一家汽車經銷商店時,該汽車經銷商店中的聲音記錄設備2就會在汽車1附近的位置處記錄(采樣)例如汽車1的引擎聲以及引擎的轉數信息。這種情況下,包括車輛型號、引擎型號等等在內的相關信息都會通過輸入裝置被輸入。如圖2中所示,麥克風MC輸出的一個模擬信號被A/D轉換器轉換為數字聲音數據,并與相關信息一起被臨時儲存在存儲器中。在記錄引擎聲時,顯示器把已經被轉換為數字聲音數據的引擎聲以圖形方式顯示在一個三維坐標系中,該坐標系的坐標軸分別表示例如時間、頻率和強度,附屬于數字聲音數據的各種信息也一同被顯示在同一個屏幕上。隨后,PHS22被連接到聲音記錄設備2上,后者又被連接到因特網上。在與因特網建立連接之后,儲存起來的數字聲音數據就被發(fā)送給異常聲音評估設備3。
如圖3中所示,通過因特網接收到數字聲音數據以及相關信息和附屬信息的異常聲音評估設備3,根據接收到的信息項搜索數據庫DB。隨后,異常聲音評估設備3通過把數字聲音數據與從數據庫DB中檢索到的數據進行比較來分析數字聲音數據,并根據比較分析的結果評估記錄下來的引擎聲。參考數字聲音數據與數字聲音數據之間的比較分析是在例如引擎轉數彼此相同的情況下、根據頻率上的差別、頻譜、波形等等進行的。比較分析可以在工作站系統(tǒng)的顯示器顯示了參考數字聲音數據和對應于記錄下來的引擎聲的數字聲音數據的條件下進行,以便讓操作員從視覺上檢查數據。如果通過比較分析發(fā)現兩者之間有差別,那么異常聲音評估設備3就會根據發(fā)現的差別來評估引擎聲,制定一份關于是否有異常發(fā)生、發(fā)生異常的部位、異常狀態(tài)、是否需要維修、消除異常所需的替換零件等等的評估結論,并在屏幕上顯示出評估結論,例如圖4中所示的那樣。隨后,制定好的評估結論就會被輸出給聲音記錄設備2,該裝置通過因特網與異常聲音評估設備3相連。輸入到聲音記錄設備2的評估結論被可視化地輸出,它由聲音記錄設備2的顯示器以與異常聲音評估設備3中相同的格式顯示出來。
由于聲音記錄設備2與異常聲音評估設備3彼此分開,而且聲音記錄設備主要由筆記本PC21構成,因此聲音記錄設備2非常便于攜帶,如果它被帶到待測車輛1所在的地點-特別是例如汽車經銷商店中,就能夠記錄作為(待測)設備的汽車1的引擎所產生的聲音。這意味著不論汽車1在哪里,聲音記錄設備2都能夠記錄汽車1的引擎所產生的聲音,也就是說,不僅可以在汽車經銷商店里,還可以是在車主的車房里或是高速公路上。此外,由于異常聲音評估設備3不必位于待測汽車1所在的地點,帶有數據庫DB的異常聲音評估設備3就能進行更高精度的分析,從而實現精確的評估。
另外,由于引擎所產生的聲音可以和附屬信息一起被采樣、被轉換成數字聲音數據并且可以通過因特網迅速地被發(fā)送給異常聲音評估設備3,因此操作員就能夠在汽車經銷商店-也就是記錄引擎聲的地點檢查出他面前的汽車1是處在正常狀態(tài)還是異常狀態(tài)中。這樣就能夠在遠離異常聲音評估設備3的地點獲取對于聲音的正確評估結論,并在發(fā)現異常時迅速采取合適的措施。由于異常聲音評估設備3會就記錄下來的聲音是否異常進行評估,即使那些并不怎么精通于異常聲音診斷的人士通常也能夠作出正確的評估。
因此不必為了檢查異?;蚬收系哪康南蜍囍鹘栌闷?,從而減輕了車主的負擔。另外,由于可以直接從發(fā)生異常的汽車1錄取聲音,因此就可以免除這樣一項工作用同樣類型的另一輛汽車1再現一種異常的狀態(tài)。異常聲音評估系統(tǒng)可以在待測汽車1的異常狀態(tài)下記錄它產生的聲音,并評估其是否發(fā)生了異常,由此就能提供較高準確度的評估。
應該注意的是,本發(fā)明并不局限于上述的實施方式。
上述的實施例使用一部PHS來把聲音記錄設備2連接到因特網上,同樣也可以利用電纜把筆記本PC21中整合的調制解調器接口與室內或公共電話接口互連、來連接聲音記錄設備2與因特網。
也可以提供多個聲音記錄設備2,用于各個聲音記錄場合。在這種情況下,如果(數個)聲音記錄設備2同時與因特網建立連接,那么異常聲音評估設備3會按照數字聲音數據項輸入的順序,從最先出現的到最后出現的依次分析和評估這些數據。因此,即使有多個聲音記錄設備2同時工作,單個異常聲音評估設備3也能對各個聲音記錄設備2記錄下來的聲音進行評估。通過在系統(tǒng)中使用多個聲音記錄設備2,能夠降低整個系統(tǒng)的成本,又能在幾乎同一時間檢測并評估多種異常或故障。
異常聲音評估系統(tǒng)可以被設置成能夠在一輛汽車行進過程中記錄汽車內部所產生的聲音。
本發(fā)明并不局限于附圖中所示系統(tǒng)的各個部件的特性,可以對它進行各種不同的改進,但也不會偏離本發(fā)明的設計思想和范圍。
工業(yè)適用性根據上述的本發(fā)明,聲音記錄設備帶有聲音輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估裝置而由聲音轉換來的數字聲音數據,并且聲音記錄裝置能夠記錄聲音、將記錄下來的聲音轉換成數字聲音數據,再把轉換好的數字聲音數據輸入異常聲音評估設備,而異常聲音評估設備則能夠根據數字聲音數據對聲音是否異常作出評估。有了這樣一種結構,即使聲音記錄設備和異常聲音評估設備不在同一地點,也能夠對一個聲音進行評估。
因此,當所述的待測設備是例如車輛的引擎時,即使該車輛在安裝了異常聲音評估設備的地點以外的其他地方-例如高速公路上陷入停滯,也能夠對其異常聲音進行評估。另外,由于異常聲音評估設備能夠接收來自于多個聲音記錄設備的數字聲音數據,因此就可以避免功能上的重復,從而降低了整個系統(tǒng)的成本。
在權利要求2所述的發(fā)明中,聲音記錄設備帶有聲音數據輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估設備(的使用)而由聲音轉換來的數字聲音數據,因此,即使聲音記錄設備和異常聲音評估設備不在同一地點,也能對聲音進行評估。另外,由于異常聲音評估設備帶有用來向聲音記錄設備輸出評估結論的聲音數據輸出裝置,即使聲音記錄設備和異常聲音評估設備不在同一地點,也能夠在聲音被記錄下來的地方查看對聲音的評估結論。
因此,當所述的待測設備是例如車輛的引擎時,即使該車輛在安裝了異常聲音評估設備的地點以外的其他地方-例如高速公路上陷入停滯,操作員也能獲知對異常聲音的評估結論。有了這些評估結論之后,就能在現場進行維修操作,從而迅速地采取合適的措施。
權利要求
1.一種異常聲音評估系統(tǒng),其特征在于包括一個聲音記錄設備,用于在待測設備附近的一個位置記錄該待測設備產生的聲音;還包括一個用來評估記錄下來的聲音的異常聲音評估設備,其中聲音記錄設備包括聲音數據轉換裝置,用來將記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據,以及聲音數據輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估設備的使用而轉換的數字聲音數據;以及異常聲音評估設備包括聲音數據輸入裝置,用來接收數字聲音數據,以及異常聲音評估裝置,用來根據輸入的數字聲音數據評估聲音是否異常,并輸出一個含有關于待測設備的異常信息的評估結論。
2.一種異常聲音評估系統(tǒng),其特征在于包括一個聲音記錄設備,用于在待測設備附近的一個位置記錄該待測設備產生的聲音;還包括一個用來評估記錄下來的聲音的異常聲音評估設備,其中聲音記錄設備包括聲音數據轉換裝置,用來將記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據,聲音數據輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估設備的使用而轉換的數字聲音數據,以及評估結論輸入裝置,用來接收異常聲音評估設備輸出的評估結論;以及異常聲音評估設備包括聲音數據輸入裝置,用來接收聲音記錄設備輸出的數字聲音數據,異常聲音評估裝置,用來根據輸入的數字聲音數據對聲音進行評估,并輸出一個含有異常信息的評估結論,以及評估結論輸出裝置,用來把異常聲音評估裝置輸出的評估結論輸出給聲音記錄設備。
3.根據權利要求1或2所述的異常聲音評估系統(tǒng),其中所述的評估結論中含有下述異常信息項中的至少之一是否有異?,F象發(fā)生、發(fā)生異常的部位、異常狀態(tài)、替換零件以及維修方法的。
4.一種聲音記錄設備,其特征在于包括聲音記錄裝置,用來在待測設備附近的一個位置記錄該待測設備產生的聲音;聲音數據轉換裝置,用來把記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據;以及聲音數據輸出裝置,用來為異常聲音評估設備輸出轉換過的數字聲音數據。
5.一種異常聲音評估設備,其特征在于包括聲音數據輸入裝置,用來接收數字聲音數據,所述的數字聲音數據是由待測設備產生的聲音轉換而來的,并且聲音是在待測設備附近的位置記錄下來的;數據存儲裝置,用來儲存參考數字聲音數據,這些參考數據對應于待測設備出現異常時所產生的異常聲音,該裝置還將參考數字聲音數據與表示異常狀態(tài)的狀態(tài)數據關聯起來;以及異常聲音評估裝置,該裝置通過比較輸入的數字聲音數據與參考聲音數據來評估異常聲音,并輸出一個含有異常信息的評估結論。
6.根據權利要求5所述的異常聲音評估設備,其中所述的評估結論中含有如下異常信息項中的至少之一是否有異?,F象發(fā)生、發(fā)生異常的部位、異常狀態(tài)、替換零件以及維修方法。
全文摘要
依照本發(fā)明的一種異常聲音評估系統(tǒng)包括一個聲音記錄設備,它在待測設備附近的一個位置記錄該設備產生的聲音;還包括一個用來評估記錄下來的聲音的異常聲音評估設備,其中聲音記錄設備包括聲音數據轉換裝置,用來將記錄下來的聲音轉換為數字聲音數據,以及聲音數據輸出裝置,用來輸出為異常聲音評估設備的使用而轉換的數字聲音數據;而異常聲音評估設備包括聲音數據輸入裝置,用來接收數字聲音數據,以及異常聲音評估裝置,用來根據輸入的數字聲音數據評估聲音是否異常,并輸出一個含有關于待測設備的異常信息的評估結論。
文檔編號G01M99/00GK1478195SQ01819818
公開日2004年2月25日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權日2000年12月1日
發(fā)明者濱田毅, 草尾望, 荻野亨朗, 安藤克, 江戶亮一, 一, 朗 申請人:大發(fā)工業(yè)株式會社