JPH0367581B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの回転音等の機械作動音の
異常を判別する装置に係り、特に、断続的な異音
をも確実に判別できるようにした機械作動音の異
常判別装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の機械作動音の異常判別装置とし
て、例えば第５図に示すようなものがある。（特
開昭57−196118号等）。

同図において、１は作動音の異常判別を行なう
べき機械としてのエンジン、２はエンジン１の作
動音を検出するためのマイクロホン或いは振動ピ
ツクアツプ等の検出器、３は検出器２からの検出
信号を増幅するためのチヤージアンプであり、エ
ンジン１を作動させた時に、所謂エンジン回転音
に対応した種々の周波数成分を含む信号がチヤー
ジアンプ３から出力されるようになつている。４
は周波数分析器であり、この周波数分析器４は、
例えば250Hz，500Hz，1KHz，2KHz，4KHz，8K
Hzを夫々中心周波数とする１オクターブ構成とな
つたバンドパスフイルタ４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆから構成されており、上記チヤー
ジアンプ３を介した検出器２からの検出信号が各
バンドパスフイルタ４ａ乃至４ｆに入力するよう
になつている。５ａ乃至５ｆは周波数分析器４の
各バンドパスフイルタ４ａ及至４ｆから出力され
る夫々の周波数帯域の信号波形を平均化して直流
の電圧レベルに変換する平均化回路、６ａ乃至６
ｆはメータリレーであり、この各メータリレー６
ａ乃至６ｆには各周波数帯域の異常信号レベルに
対応した直流閾値電圧が設定してある。そして、
各平均化回路５ａ乃至５ｆから出力される各電圧
レベルが各メータリレー６ａ乃至６ｆに設定した
閾値電圧以下である場合に各表示器７ａ乃至７ｆ
の正常ランプが点灯する一方、上記各平均化回路
５ａ乃至５ｆからの各電圧レベルが上記各閾値電
圧を超える場合に各表示器７ａ乃至７ｆの異常ラ
ンプが点灯するようになつている。

上記のような機械作動音の判別装置では、エン
ジン１が異音を発生している場合、その異音を構
成する各周波数成分を含んだ帯域の信号波形を平
均化して得られる電圧レベルが高くなることか
ら、当該周波数帯域のバンドパスフイルタを通過
した信号に対する表示器の異常ランプが点灯す
る。従つて、この表示器の点灯ランプを確認する
ことでエンジン１の異音発生の判定が行なえる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のように検出した機械作動
音を周波数分析器４によつて所定の周波数帯域の
信号に分離した後、各分離した信号について単に
平均化してその平均化レベルに基づいて異音発生
の判定を行なうようにすると、断続的に発生する
異音の判定が行なえない場合がある。これは、断
続的な異音の場合にはその異音を構成する周波数
成分を含んだ周波数帯域の信号レベルが断続的に
突出するようになるが、このような信号波形を平
均化した場合に必ずしもその平均化レベルが高く
なる（閾値レベルより）とは限らないことに起因
している。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、機械作動音において断続的に発生する異音を
確実に判別できるようにした機械作動音の異常判
別装置を提供することを目的としており、この目
的を達成するため、本発明は、機械作動音を検出
する検出器からの当該検出信号を所定の周波数帯
域の信号に分離し、各分離した信号に基づいて上
記機械作動音の異常を判別するようにした装置に
おいて、各分離した信号に基づいて上記機械作動
音の異常を判別するようにした装置において、各
分離した信号の平均的な信号レベルを検出する平
均レベル検出手段と、当該各分離した信号の特に
突出した波形に基づくピーク信号レベルを検出す
るピークレベル検出手段と、上記ピークレベル検
出手段及び平均レベル検出手段からのピーク値デ
ータ及び平均値データに基づいてピーク値の平均
値に対する比率に比例する断続異音フアクタと該
断続異音フアクタの逆数に比例する連続異音フア
クタとを算出する異音フアクタ算出手段と、その
算出結果に基づいて上記機械作動音の異常を判別
する判別手段とを有するように構成したものであ
る。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る機械作動音の異常判別装
置の一例を示すブロツク図である。

同図において、被測定機械となるエンジン１の
作動音を検出する検出器２、検出器２からの検出
信号を増幅するチヤージアンプ３は第５図に示す
従来の装置のものと同様であり、更に、１オクタ
ーブ構成となるバンドハスフイルタ４ａ乃至４ｆ
を有する周波数分析器４もまた従来の装置と同様
で、チヤージアンプ３を介した検出器２からの検
出信号が各バンドパスフイルタ４ａ乃至４ｆに入
力するようになつている。

１１ｃはバンドパスフイルタ４ｃを通過した周
波数信号を両波整流する両波整流器、１２ｃは両
波整流器１１ｃからの整流信号を瞬時レベルとし
て所定時間毎に平均化する平均値検出器、１３ｃ
は平均値検出器１２ｃからの出力信号を聴感補正
する聴感補正器、１４ｃは聴感補正器１３ｃから
の出力信号波形の特に突出した信号電圧値を検出
するピーク検出器、１５ｃはピーク検出器１４ｃ
によつて検出した各信号電圧値の平均電圧値を定
める平均化回路である。また、１６ｃは聴感補正
器１３ｃからの出力信号波形を平均化（直流電圧
値に変換）する平均化回路であり、この平均化回
路１６ｃは、バンドパスフイルタ４ｃを介した当
該周波数帯域の信号のレベルを平均化するもので
ある。

尚、バンドパスフイルタ４ｃに続く両波整流器
１１ｃ、平均値検出器１２ｃ、聴感補正器１３
ｃ、ピーク検出器１４ｃ、及び平均化回路１５
ｃ，１６ｃで構成された信号処理系は他の各バン
ドパスフイルタに対しても夫々設けられている。

２０は各バンドパスフイルタ４ａ乃至４ｆに続
く各信号処理系（チヤンネルという）からの出力
電圧レベル、具体的には各チヤンネルにおけるピ
ーク値データの平均化回路１５ａ〜１５ｆ及び原
波形の平均化回路１６ａ〜１６ｆからの出力電圧
レベルをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器であり、３
０はＡ／Ｄ変換器２０を介した各チヤンネルから
の出力データに基づいて異音発生の判別を行なう
マイクロコンピユータ等で構成された異音判別部
である。そして、この異音判別部３０での判別結
果がプリンタ３１に出力されると共にCRTデイ
スプレイ装置３２に表示されるようになつてい
る。

ここで、異音判別部３０は、各チヤンネルにお
ける平均化回路１５ａ〜１５ｆからのピーク値デ
ータと平均化回路１６ａ〜１６ｆからの平均値デ
ータとを所定周期で予め設定した回数だけサンプ
リングしてそれらを夫々平均して平均ピーク値デ
ータＰと平均平均値データＡとを演算するように
なつている。そして、上記平均ピーク値データＰ
と平均平均値データＡとに基づいて、断続異音フ
アクタNFbを、ピーク値の平均値に対する比率
に比例する無次元の値として、 NFd＝（Ｐ−Ａ）／Ａ ……(1) に従つて演算する一方、連続異音フアクタNFr
を、断続異音フアクタNFbの逆数に比例する無
次元の値として、 NFr＝（Ａ×10）／（Ｐ−Ａ） ……(2) に従つて演算し、この各異音フアクタNFd，
NFrが夫々予め定めた閾値（実験的に定める）を
超える場合に各種の（断続、連続）異音発生の判
別を行なうようにしている。

次に、具体的な作動について説明する。

エンジン１をアイドリング状態にしている際
に、当該エンジン作動に断続的な異音が伴う場合
を想定する。

上記エンジン作動音に対応した周波数成分が周
波数分析器４によつて各周波数帯域の信号として
分離され、夫々分離された信号が各チヤンネルに
よつて信号処理され、ピーク値データの平均化回
路１５ａ〜１５ｆ及び原波形の平均化回路１６ａ
〜１６ｆから当該分離された信号のピーク値及び
平均値が出力される。この時、各平均値検出回路
１２ａ〜１２ｆからの出力信号は、例えばバンド
パスフイルタ４ｄ乃至４ｆ（2KHz，4KHz，8KHz）
を介した信号についてみると、例えば第２図に示
すように断続異音の当該断続性に対応し特に突出
した波形となる。そして、ピーク値検出器１４ｄ
〜１４ｆでは、上記のように特に突出した信号レ
ベルVp１，Vp２、……を検出し、ピーク値デー
タの平均化回路１５ｄ〜１５ｆがピーク値検出器
１４ｄ〜１４ｆからの検出値Vp１，Vp２、……
を平均してその平均値を出力する。一方、原波形
の平均化回路１６ａ〜１６ｆは、第２図に示すよ
うな信号波形を従来と同様に平均化して一定の電
圧値（平均値）を出力する。

上記のように周波数分析器４によつて分離され
た各周波数帯域の信号が各チヤンネルによつて信
号処理される過程において、異音判別部３０は第
３図及び第４図に示すフローチヤートに従つて作
動を行なう。尚、第３図に示すフローがメインフ
ローであり、第４図に示すフローが第３図に示す
示すデータサンプルに対応したサブルーチンであ
る。

各チヤンネルのピーク値データの平均化回路１
５ａ〜１５ｆ及び原波形の平均化回路１６ａ〜１
６ｆからの出力値、即ち、ピーク値と平均値とを
Ａ／Ｄ変換器２０を介してサンプリングする。具
体的には、第４図に示すように、各チヤンネルか
らのデータを格納するレジスタをリセツトし、各
チヤンネル毎にピーク値と平均値との入力指定を
行ないつつ当該ピーク値と平均値とをデータとし
て取込む。そして、このようにデータの取込みが
全チヤンネルについて予め設定た回数だけ終了す
ると（サブルーチンからメインフローに戻る）、
当該サンプリングしたピーク値から平均ピーク値
データＰを演算すると共に、サンプリングした上
記平均値から平均平均値データＡを演算する。そ
の後、これら平均ピーク値データＰと平均平均値
データＡとに基づき、ピーク値の平均値に対する
比率に比例する値及びその逆数として、前記第
(1)，(2)式に従つて断続異音フアクタNFd及び連
続異音フアクタNFrとを演算する。

上記のように各チヤンネル毎に断続異音フアク
タNFd及び連続異音フアクタNFrが演算される
と、各チヤンネル毎に断続異音フアクタNFdと
予め定めた閾値とを比較し、当該フアクタ値が閾
値を超える場合に断続音の異常判定を行なう一
方、当該フアクタ値が閾値以下となる場合に断続
音の正常判定を行なう。そして、上記の断続異音
の判定の後に、連続異音フアクタNFrと予め定め
た他の閾値とを比較し、当該フアクタ値が閾値を
超える場合に連続音の異常判定を行なう一方、当
該フアクタ値が閾値以下となる場合に連続音の正
常判定を行なう。

このように断続異音及び連続異音の判定が終了
すると、その判定結果をプリンタ装置３１にプリ
ントアウトさせると共に、CRTデイスプレイ装
置３２に表示する。

上記のように本実施例によれば、周波数分析器
４によつて分離された各信号のピーク値（平均ピ
ーク値データ）と平均値（平均平均値データ）と
の差と当該平均値との比に基づいて（前記第(1)及
び第(2)式参照）各異音（断続、連続）フアクタを
演算し、この各異音フアクタに基づいてエンジン
作動音の異常を判別するようにしたため、ピーク
値と平均値の差が大きくなる断続異音の判定が確
実にできるようになる。また、上記ピーク値と平
均値との差と当該平均値との比は検出器２からの
検出レベル等が変動しても大きく変動しないた
め、検出器２の被測定機械に対する取付状態或い
は検出系の経時変化による異音判定結果に対する
影響が極めて少なくなる。

尚、本実施例では、連続異音についても、ピー
ク値と平均値の差と当該平均値との比に基づいて
異常判定を行なうようにしたが、実際の装置を実
現するにあたつては、連続異音に関しては従来と
同様に平均値のみに基づいて異常判定を行なうよ
うにしても良い。

また、第１図に示す平均化回路１５ｃ，１６ｃ
における平均値出力は単なる平均のみならず、
種々周知の平均的な出力値を得るようにしても良
い。また、異音判別部３０における入力データ
（ピーク値、平均値）の平均値も同様である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、機
械作動音を検出する検出器からの信号を所定の周
波数帯域の信号に分離し、各分離した信号に基づ
いて上記機械作動音の異常を判別するようにした
装置において、各分離した信号の平均的な信号レ
ベルを検出する平均レベル検出手段と、当該各分
離した信号の特に突出した波形に基づくピーク信
号レベルを検出するピークレベル検出手段と、上
記ピークレベル検出手段及び平均レベル検出手段
からのピーク値データ及び平均値データに基づい
てピーク値の平均値に対する比率に比例する断続
異音フアクタと該断続異音フアクタの逆数に比例
する連続異音フアクタとを算出する異音フアクタ
算出手段と、その算出結果に基づいて上記機械作
動音の異常を判別する判別手段とを有するように
したため、断続的に発生する異音を確実に判別で
きるようになり、その結果、当該異音判定結果に
基づく機械の異常解析がより精度良く実現するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る機械作動音の異常判別装
置の一例を示すブロツク図、第２図は第１図にお
ける平均値検出器の出力信号波形一例を示す波形
図、第３図及び第４図は第１図における異音判別
部の作動を示すフローチヤート、第５図は従来の
機械作動音の異常判別装置の一例を示すブロツク
図である。 １…エンジン、２…検出器、３…チヤージアン
プ、４…周波数分析器、１１ｃ…両波整流器、１
２ｃ…平均値検出器、１３ｃ…聴感補正器、１４
ｃ…ピーク値検出器、１５ｃ，１６ｃ…平均化回
路、２０…Ａ／Ｄ変換器、３０…異音判別部、３
１…プリンタ装置、３２…CRTデイスプレイ装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機械作動音を検出する検出器からの当該検出
   信号を所定の周波数帯域の信号に分離し、各分離
   した信号に基づいて上記機械作動音の異常を判別
   するようにした装置において、各分離した信号の
   平均的な信号レベルを検出する平均レベル検出手
   段と、当該各分離した信号の特に突出した波形に
   基づくピーク信号レベルを検出するピークレベル
   検出手段と、上記ピークレベル検出手段及び平均
   レベル検出手段からのピーク値データ及び平均値
   データに基づいてピーク値の平均値に対する比率
   に比例する断続異音フアクタと該断続異音フアク
   タの逆数に比例する連続異音フアクタとを算出す
   る異音フアクタ算出手段と、その算出結果に基づ
   いて上記機械作動音の異常を判別する判別手段と
   を有することを特徴とする機械作動音の異常判別
   装置。