JP2024048526A - 異音診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の経年変化を考慮して異音を適正に診断可能することができる異音診断装置の提供。【解決手段】本開示の異音診断装置は、車両から発せられる音のデータと、車両で発生した異音に関する問診情報とに基づいて、異音を診断する異音診断装置であり、音のデータから異音を診断するための物理量を取得すると共に、少なくとも車両の走行距離を含む走行履歴情報に基づいて物理量と比較される閾値を設定し、物理量と閾値との比較により、異音が、正常動作音、経年変化を考慮して正常と認められる動作音および何らかの異常に起因して発生する音の何れに該当するかを判別する。【選択図】図１

Description

本開示は、車両で発生する異音を診断する異音診断装置に関する。

従来、機器の各場所から発生する音に対して、正常時の音の音圧、周波数を基準値として予め記憶する記憶手段と、使用の実際において、機器の各場所から発生する音の音圧、周波数を測定する測定手段とを含む音の監視装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この監視装置は、測定手段により測定された音の音圧と周波数とが記憶手段に記憶されている基準値とずれていないかどうかを判定し、測定された音圧と周波数とが基準値から所定量以上ずれているときに警報を発生させる。

特開２０１１－２０３１４６号公報

ここで、車両で発生した音の音圧や周波数が基準値（閾値）から外れている場合、当該異音が何らかの異常に起因したものであると診断することもできるであろう。ただし、単純に音圧等と基準値と比較するだけでは、経年変化を考慮すれば正常と認められる場合であっても、当該異音が何らかの異常に起因したものであると診断されてしまい、整備作業の要否等を適正に判断し得なくなるおそれがある。

そこで、本開示は、車両の経年変化を考慮して異音を適正に診断可能することができる異音診断装置の提供を主目的とする。

本開示の異音診断装置は、車両から発せられる音のデータと、車両で発生した異音に関する問診情報とに基づいて、異音を診断する異音診断装置である。かかる異音診断装置は、音のデータから異音を診断するための物理量を取得すると共に、少なくとも車両の走行距離を含む走行履歴情報に基づいて物理量と比較される閾値を設定し、物理量と閾値との比較により、異音が、正常動作音、経年変化を考慮して正常と認められる動作音および何らかの異常に起因して発生する音の何れに該当するかを判別する。これにより、車両の経年変化を考慮して異音を適正に診断することが可能になる。また、情報処理装置は、与えられた情報に基づいて異音の原因を診断するように機械学習により構築された診断部を含むものであってもよい。

本開示の異音診断装置を含む異音診断システムを示す概略構成図である。 本開示の異音診断装置により実行される一連の処理を示すフローチャートである。 本開示の異音診断装置により用いられる閾値設定テーブルを示す説明図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の異音診断装置としてのサーバ２０を含む異音診断システム１を示す概略構成図である。同図に示す異音診断システム１は、動力発生源としてエンジンのみを搭載した車両や、ハイブリッド車（ＨＥＶ，ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ，ＦＣＥＶ）といった車両Ｖで発生した異音の原因を診断するためのものであり、サーバ２０に加えて、当該サーバ２０と通信により情報をやり取り可能な携帯端末１０を含む。

携帯端末１０は、異音が発生した車両Ｖのユーザ（所有者）への応対や、車道あるいはテストベンチ上で車両Ｖを走行（作動）させて異音を再現する再現テストの実行に際して、車両販売店や整備工場等の作業者（異音診断システム１のユーザ）により利用されるものである。本実施形態において、携帯端末１０は、ＳｏＣ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、補助記憶装置（フラッシュメモリ）Ｍ、タッチパネル式の表示部１１、有線または無線通信を介してサーバ２０や車両Ｖの電子制御装置と各種情報をやり取り可能な通信モジュール１２、図示しないマイクロフォン等を含むスマートフォンである。また、携帯端末１０には、異音診断支援アプリケーション（プログラム）がインストールされる。そして、携帯端末１０は、図１に示すように、それぞれ異音診断支援アプリケーション（ソフトウェア）と、携帯端末１０のＳｏＣといったハードウェアとの協働により構築される、問診情報取得部１３、音取得部１４、車両状態取得部１５、演算処理部１６、抽出部１７および表示制御部１８を含む。

問診情報取得部１３は、表示部１１を介して、車両Ｖのユーザ等から提供される異音発生時における車両Ｖの状態を示す情報（以下、「問診情報」という。）を取得する。問診情報は、車両型式、車両識別番号（車台番号）等を含む車両識別情報、ご用命事項、発生日時、発生頻度、異音の発生箇所、音の種類（擬音語）、車速等の車両Ｖの走行に際して変化する物理量、車両Ｖの運転状態、エンジン搭載車両における暖機影響、車両Ｖの運転中に運転者により選択される選択項目、車両Ｖの走行環境情報等を含み、上記作業者または車両Ｖのユーザ等により入力される。音取得部１４は、作業者により再現テストが実行される際に音（音圧）の時間軸データを取得する。車両状態取得部１５は、再現テストが実行される際に音取得部１４による音の時間軸データの取得に同期して車両Ｖの状態を示す情報（以下、「車両状態データ」という。）を取得する。車両状態データは、問診情報の項目に対応した複数の物理量（車速、エンジン回転数等）を含む。演算処理部１６は、音取得部１４により取得された音の時間軸データの解析処理を実行する。抽出部１７は、作業者の選択等に応じた演算処理部１６による解析結果の絞り込み等を実行する。表示制御部１８は、表示部１１を制御する。

異音診断装置としてのサーバ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力装置、通信モジュール等を含むコンピュータ（情報処理装置）であり、例えば上記車両Ｖを製造する自動車製造者により設置・管理される。サーバ２０には、ＣＰＵ等のハードウェアと、予めインストールされた異音診断アプリケーションとの協働により、車両Ｖで発生した異音を診断する異音診断部２１が構築されている 異音診断部２１は、携帯端末１０により取得された問診情報や音の時間軸データ等に基づいて車両Ｖで発生した異音の原因や異音の発生源となった部品を診断するように教師あり学習（機械学習）により構築されたニューラルネットワーク（畳み込みニューラルネットワーク）を含む。また、サーバ２０では、車両Ｖでの新たな異音の発生が判明した場合、当該新たな異音について取得された音の時間軸データや上記問診情報の各項目の内容等を教師データとする異音診断部２１の再学習が実行される。

更に、サーバ２０は、車両型式ごとに、当該車両で発生することが判明している複数の異音についての情報を格納した異音データベースを記憶する記憶装置２２を含む。異音データベースは、複数の異音の各々に、音の時間軸データ、異音の発生原因、発生源となる部品、ユーザ等から提供された問診情報の内容、異音を解消するための対策といった情報を紐付けして格納するものである。また、サーバ２０は、車両Ｖを含む多数の車両から取得される情報や、自動車製造者（開発者等）、車両販売店、整備工場等から送信される新たに判明した異音に関する情報等に基づいて異音データベースを更新する。更に、サーバ２０は、図１に示す車両情報管理サーバ３０と通信により情報をやり取り可能であり、異音の診断に際して、当該車両情報管理サーバ３０から診断に必要な情報を取得する。

車両情報管理サーバ３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力装置、通信モジュール等を含むコンピュータであり、上記車両Ｖを製造する自動車製造者により設置・管理される。車両情報管理サーバ３０は、登録された複数の車両から車載通信機を介して車両情報を取得し、図示しない記憶装置に記憶される車両データベースに格納する。車両情報は、例えば、車両識別番号あるいは車台番号、車両番号、現在の車両ユーザ名、車両ユーザの連絡先、ユーザ遍歴、メーカ名、車名、車両型式、年式、ボディカラー、グレード名、個別装備、車両写真、車検有無、所有形態、整備記録、走行距離、事故履歴、ボディデータ、走行記録、当該走行記録等から解析されたユーザの運転の傾向といった情報を含む。これらの車両情報は、複数の車両の各々に付与されたＩＤに紐付けして車両データベースに格納される。更に、車両情報管理サーバ３０は、複数の車両に対して定期的に車両情報の送信を要求し、各車両から送信された車両情報に基づいて車両データベースを更新すると共に、新たな車両の登録に応じて車両データベースを更新する。

続いて、図２および図３を参照しながら、異音診断システム１による異音診断手順について説明する。

車両販売店や整備工場等の作業者は、車両Ｖのユーザ等からの異音の解消を依頼されると、当該ユーザ等から問診情報を聞き取った上で、異音の診断に必要な情報を取得すべく再現テストを実行する。再現テストの実行に際し、作業者は、携帯端末１０を車両Ｖの電子制御装置に接続し、携帯端末１０または当該携帯端末１０に接続された外部マイクロフォンを車両Ｖの適所に載置または固定する。また、作業者は、異音診断支援アプリケーションを起動させると共に、車両Ｖのスタートスイッチをオンする。これに伴い、携帯端末１０は、車両Ｖの車両識別番号あるいは車台番号といった情報を当該電子制御装置から取得する。更に、作業者は、表示部１１に表示される録音開始ボタンをタップすると共に、車道や試験台上で車両Ｖを走行（作動）させ、当該車両Ｖのユーザ等からの問診情報に基づいて異音が発生した走行状態を再現する。

車両Ｖが走行（作動）する間、携帯端末１０の音取得部１４は、車両Ｖから発せられる音の時間軸データを所定時間（微小時間）おきに取得して補助記憶装置Ｍに記憶させ、車両状態取得部１５は、音取得部１４による音の時間軸データの取得に同期して車両Ｖの電子制御装置から所定時間（微小時間）おきに、車両Ｖのユーザ等からの問診情報に応じて作業者により指定された車両状態データを取得して補助記憶装置Ｍに記憶させる。作業者が表示部１１に表示される録音停止ボタンをタップすると、音の時間軸データおよび車両状態データの取得が完了する。

再現テストの終了後、演算処理部１６は、音の時間軸データにＳＴＦＴ（Short-Time Fourier Transform）を施して、時間と周波数と音圧との関係を示すスペクトログラム（音響スペクトログラム）を取得し、表示制御部１８は、当該スペクトログラムを表示部１１に表示させる。本実施形態において、スペクトログラムは、横軸を時間軸とし、縦軸を周波数軸とし、音圧レベルを色分けすることにより周波数ごとに時間と音圧レベルとの関係を示すカラーマップである。また、作業者は、表示部１１で、スペクトログラムのうちの異音診断部２１（サーバ２０）により診断（解析）されるべき範囲（以下、「診断範囲」という。）を選択（指定）する。更に、作業者は、表示部１１に表示される入力画面に問診情報を入力する。そして、作業者が表示部１１に表示される情報送信ボタンをタップすると、携帯端末１０の通信モジュール１２から異音の診断に必要な情報がサーバ２０へと送信される。本実施形態において、携帯端末１０からサーバ２０へと送信される情報は、音取得部１４により取得された音の時間軸データと、車両状態取得部１５により取得された車両状態データと、問診情報と、作業者により選択された診断範囲を規定する情報とを含む。

図２は、携帯端末１０からの情報の受信に応じて、サーバ２０により実行される一連の処理を示すフローチャートである。

図２に示すように、サーバ２０の異音診断部２１は、携帯端末１０からの音の時間軸データ、車両状態データ、問診情報および診断範囲を規定する情報を取得し（ステップＳ１００）、これらの情報に基づいて上記ニューラルネットワークにより車両Ｖで発生した異音の原因を診断する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０にて得られる診断結果には、異音名や異音の発生源となった部品等が含まれる。更に、異音診断部２１は、車両Ｖの走行距離や当該車両Ｖのユーザの運転の傾向といった走行履歴情報を車両情報管理サーバ３０から取得する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０において、異音診断部２１は、問診情報に含まれる車両Ｖの車両識別情報と共に走行履歴情報の送信要求を車両情報管理サーバ３０に送信する。車両情報管理サーバ３０は、サーバ２０からの車両識別情報に基づいて上記車両データベースから車両Ｖの走行履歴情報を読み出し、読み出した走行履歴情報をサーバ２０に送信する。

次いで、異音診断部２１は、ステップＳ１２０にて取得した走行履歴情報に基づいて、車両Ｖで発生した異音の最終診断に用いられる閾値を設定する（ステップＳ１３０）。本実施形態において、サーバ２０の記憶装置２２には、複数の異音（異音名）の各々における車両状態、運転傾向、走行距離、当該異音の周波数および当該異音の基準音圧レベルの関係を規定する図３に示す閾値設定テーブルが車両型式ごとに記憶されている。ステップＳ１３０において、異音診断部２１は、車両Ｖの車両型式およびステップＳ１１０にて得られた異音名（図３の例では、インジェクタ作動音）に対応した閾値設定テーブルから、問診情報または車両状態データから得られる異音発生時の車両Ｖの運転状態、走行履歴状態に含まれるユーザの運転傾向や車両Ｖの走行距離に対応した基準音圧レベルを導出して閾値に設定する。

更に、異音診断部２１は、ステップＳ１００にて取得した音の時間軸データの診断範囲に対応した範囲から閾値設定テーブルに規定された周波数の音圧レベルを異音を診断するための判定用物理量として取得する（ステップＳ１４０）。ステップ１４０にて取得される音圧レベルは、当該周波数の音圧レベルの平均値であってもよく、最大値であってもよい。そして、異音診断部２１は、ステップＳ１３０にて設定した閾値とステップＳ１４０にて取得した判定用物理量とを比較し、車両Ｖで発生した異音が正常動作音であるのか、あるいは何らかの異常に起因して発生する音であるのかを判別する（ステップＳ１５０）。図３の例では、判定用物理量が閾値を上回っている場合、閾値の値すなわち走行履歴情報（走行距離）に拘わらず、車両Ｖで発生した異音が何らかの異常に起因して発生する音であると判別される。また、判定用物理量が閾値以下である場合、閾値の値すなわち走行履歴情報（走行距離）に応じて、車両Ｖで発生した異音が正常動作音であるか、あるいは経年変化を考慮して正常と認められる動作音であると判別される。

ステップＳ１５０の処理の後、異音診断部２１は、ステップＳ１１０における診断結果やステップＳ１５０における判別結果等に基づいて最終的な診断結果を作成する（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０における診断結果には、異音名、異音の発生源となった部品、ステップＳ１５０の判別結果、異音の原因、および記憶装置２２から読み出された当該異音を解消するための対策等が含まれる。更に、異音診断部２１は、ステップＳ１６０にて作成した診断結果を携帯端末１０に送信し（ステップＳ１７０）、図２における一連の処理を終了させる。サーバ２０からの診断結果が携帯端末１０により受信されると、表示部１１に当該診断結果が表示される。これにより、作業者は、サーバ２０からの診断結果を車両Ｖのユーザ等に的確に説明して速やかに異音対策を進めていくことができる。

以上説明したように、異音診断システム１における異音診断装置としてのサーバ２０は、音の時間軸データから車両Ｖで発生した異音を診断するための物理量である音圧レベルを取得すると共に、少なくとも車両Ｖの走行距離を含む走行履歴情報に基づく基準音圧レベルを当該物理量と比較される閾値に設定し（ステップＳ１３０－Ｓ１４０）、物理量と閾値との比較により、車両Ｖで発生した異音が、正常動作音、経年変化を考慮して正常と認められる動作音および何らかの異常に起因して発生する音の何れに該当するかを判別する（ステップＳ１５０）。これにより、異音診断装置としてのサーバ２０によれば、車両Ｖの経年変化を考慮して異音を適正に診断することが可能になる。この結果、作業者および車両Ｖのユーザの双方は、サーバ２０による異音の診断結果を利用することで、整備作業の要否を適正に判断したり、整備内容を適正に決定したりすることが可能になる。

なお、携帯端末１０にインストールされる異音診断支援アプリケーションは、タブレット端末やパーソナルコンピュータ等にインストールされてもよく、当該タブレット端末等が携帯端末１０の代わりに使用されてもよい。また、上記異音診断部２１の機能の一部を携帯端末１０に持たせてもよく、異音診断システム１が、パーソナルコンピュータ等の単一の情報処理装置により構成されてもよい。

本開示の発明は、車両で発生する異音の診断に極めて有用である。

１ 異音診断システム、１０ 携帯端末、１１ 表示部、１２ 通信モジュール、１３ 問診情報取得部、１４ 音取得部、１５ 車両状態取得部、１６ 演算処理部、１７ 抽出部、１８ 表示制御部、２０ サーバ（情報処理装置）、２１ 異音診断部、２２ 記憶装置、３０ 車両情報管理サーバ、Ｖ 車両。

Claims (1)

1. 車両から発せられる音のデータと、前記車両で発生した異音に関する問診情報とに基づいて、前記異音を診断する異音診断装置であって、
   前記音のデータから前記異音を診断するための物理量を取得すると共に、少なくとも前記車両の走行距離を含む走行履歴情報に基づいて前記物理量と比較される閾値を設定し、前記物理量と前記閾値との比較により、前記異音が、正常動作音、経年変化を考慮して正常と認められる動作音および何らかの異常に起因して発生する音の何れに該当するかを判別する異音診断装置。

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