機械の通知装置
【課題】機械の省エネルギー化及び低騒音化を図りながら、使用者に機械の動作開始時期を通知することができる通知装置を提供すること。
【解決手段】油圧回路８に設けられ、油圧モータ９に供給される作動油の流通音を検知して電気信号に変換するマイク１０と、この電気信号に基づいて、特定の音が発生したか否かを判定する制御部１２と、この制御部１２により特定の音が発生したと判定された場合に、特定の音が発生したことを乗員に通知するスピーカ１１とを備えている。
【解決手段】油圧回路８に設けられ、油圧モータ９に供給される作動油の流通音を検知して電気信号に変換するマイク１０と、この電気信号に基づいて、特定の音が発生したか否かを判定する制御部１２と、この制御部１２により特定の音が発生したと判定された場合に、特定の音が発生したことを乗員に通知するスピーカ１１とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等の油圧アクチュエータ等の作動時に生じる音のうち特定の音を使用者に通知する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、乗員の操作に応じて動作する建設機械では、乗員の操作から動作開始までの間に応答時間が生じるため、乗員は、建設機械が動作する際に生じる音のうち特定の音（音の変化を含む）を聞き取ることにより、建設機械の動作開始時期を判断していた。
【０００３】
このような事情から、前記建設機械には、乗員が前記特定の音を確実に聞き取ることができるように、前記特定の音の一例としての作動油の流通音を大音量で発生させるように工夫された油圧回路を備えたものがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の油圧回路は、ポンプからの作動油を複数のアクチュエータに分配する合流弁を備え、所定のアクチュエータが作動を開始するときに合流弁の上流側（ポンプ側）の油圧を上昇させ、若しくは、合流弁を通過する作動油の流速を上げることにより、特定の音の音量を大きくするようになっている。
【特許文献１】特開２００１−３４９３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、特定の音の音量を大きくするために油圧回路内に余分な油圧を発生させているので、その分、エネルギー効率が低下するという問題があった。
【０００６】
特に、近年では建設機械の省エネルギー化が望まれているが、特許文献１のように余分な油圧を発生させることは、省エネルギー化の促進を図る上での阻害要因となる。
【０００７】
さらに、特許文献１の技術では、油圧回路から離れた乗員まで特定の音を通知するために当該特定の音を大音量で発生させる必要があるため、近年の建設機械に望まれる低騒音化を図る上での阻害要因となる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、機械の省エネルギー化及び低騒音化を阻害することなく、使用者に機械の動作開始時期を通知することができる通知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、使用者の操作を受ける操作部と、この操作部の入力操作に応じて動作する機械に設けられ、当該機械を構成する機器から発生する音のうち特定の音を使用者に通知する通知装置であって、前記機械の構成機器に設けられ、前記音を検知して電気信号に変換する集音手段と、前記電気信号に基づいて、前記特定の音が発生したか否かを判定する制御手段と、この制御手段により前記特定の音が発生したと判定された場合に、特定の音が発生したことを使用者に通知する通知手段とを備えていることを特徴とする機械の通知装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、機械を構成する機器から発生する音から変換された電気信号に基づいて特定の音が発生したと判定された場合に通知手段によって使用者に通知する構成としているので、機械を構成する機器で発生する特定の音を直接使用者に聞かせる場合と異なり、特定の音が小音量の場合であっても、通知手段によって特定の音の発生を確実に通知することができる。
【００１１】
したがって、本発明によれば、従来のように特定の音の音量を大きくするために油圧回路内に余分な油圧等を発生させることなく、使用者に機械の動作開始時期を通知することができるので、余分なエネルギー損失を抑制して省エネルギー化を図ることができる。
【００１２】
さらに、本発明では、機械を構成する機器で発生する特定の音を小音量としながら、通知手段により特定の音の発生を使用者へ通知することができるので、従来のように使用者から離れた位置に配設された油圧回路に大音量の特定の音を発生させてこの特定の音を直接使用者に通知する構成と異なり、通知手段を使用者の近傍位置に配設することにより低騒音化を図ることができる。
【００１３】
したがって、本発明によれば、省エネルギー化及び低騒音化を図りながら、使用者に機械の動作開始時期を通知することができる。
【００１４】
なお、本発明において、「機械を構成する機器」とは、油圧ポンプ、バルブ及び油圧配管等を含む油圧系統だけでなく、ロープ巻上げ及び巻下げ用のウィンチや、エンジン等の機器も含む趣旨である。また、「特定の音」とは、機械において荷重、体勢、圧力など機器の状態変化を知覚するための音の発生及び音の変化（周波数の変化等）を含む趣旨であり、使用者が機械の動作開始時期を判断するための音である。
【００１５】
例えば、前記機械の構成機器は、前記操作部の入力操作に応じて作動油の流動を生じさせる油圧系統を含み、前記集音手段は、この油圧系統から発生する音を検知する構成とすることができる。
【００１６】
この構成によれば、油圧回路において生じる音を集音することにより、使用者に対し油圧アクチュエータ等の作動開始時期を判断させることが可能となる。
【００１７】
この場合、前記集音手段を複数個有した構成とすることにより、油圧系統における複数個所で音を集音することができるので、前記特定の音の発生箇所が限定できない場合にも、有効に油圧アクチュエータ等の作動開始時期を通知することが可能となる。
【００１８】
前記制御手段は、前記特定の音が発生する前と後で検知された２つの音からそれぞれ変換された前記電気信号同士の実測変化率を算出する算出手段と、前記特定の音が発生した時の前後で検知された音からそれぞれ変換された前記電気信号同士の基準変化率に基づいて前記特定の音が発生したときの必要最低限の値として予め規定されたしきい値を記憶する記憶手段と、前記実測変化率としきい値とに基づいて前記特定の音が発生したか否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記特定の音が発生したと判定された場合に前記通知手段による通知を実行させる出力手段とを備えた構成とすることができる。
【００１９】
この構成によれば、特定の音が発生する前と後に検知された２つの音から変換された電気信号同士の変化率に基づいて、これら２つの音が検知された時期の間に特定の音が発生したか否かを判定することができるので、電気信号同士の変化量（電気信号同士の差）に基づいて特定の音の発生を判定する場合よりも判定精度を向上することができる。
【００２０】
すなわち、電気信号の変化量に基づいて特定の音を判定する場合には、電気信号に含まれる誤差がそのまま変化量に反映されるのに対し、前記構成のように、電気信号同士を除算した変化率に基づいて特定の音を判定する場合には、電気信号に含まれる誤差が除数又は被除数として反映されるため当該誤差の影響を小さくすることにより特定の音の判定精度の向上を図ることができる。
【００２１】
ここで、前記算出手段は、前記操作部の入力操作の前と後で検知された２つの音に基づいて前記実測変化率を算出することができる。
【００２２】
また、前記算出手段は、前記実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した実測積算量を算出する一方、前記記憶手段は、前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した積算量に基づいて前記特定の音が発生したときの必要最低限の積算量として予め規定された基準積算量を前記しきい値として記憶しており、前記判定手段は、前記実測積算量と基準積算量とを比較することにより前記特定の音が発生したか否かを判定するように構成することができる。
【００２３】
この構成によれば、実測積算量及び基準積算量を比較することにより特定の音の発生を判定することができるので、スペクトル成分の変化率を周波数ごとに比較して特定の音の発生を判定する場合よりも処理の内容を簡素化することができる。
【００２４】
前記実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数の全範囲について積算するようにしてもよいが、前記算出手段は、実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を特定の周波数範囲ごとに積算することにより、前記周波数範囲ごとにそれぞれ前記実測積算量を算出するとともに、前記記憶手段には、前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を前記周波数範囲ごとに積算した積算量のそれぞれに基づいて予め規定された前記基準積算量が記憶され、前記判定手段は、前記実測積算量が各周波数範囲のすべてについて基準積算量以上である場合に、特定の音が発生したと判定することが特に好ましい。
【００２５】
この構成によれば、実測積算量と基準積算量との比較を周波数範囲ごとに細分化して行なうので、特定の音の発生の判定精度をより向上することができる。
【００２６】
すなわち、周波数の全範囲を一律に積算した積算量に基づいて特定の音の判定を行う場合、当該特定の音の発生時に本来であればスペクトル成分値が大幅に増大する周波数についてほとんど変化がなく、その分、この周波数以外の周波数について大幅なスペクトル成分の増加が生じていると、実測積算量自体をみると基準積算量以上となって特定の音が発生したものとして判定されてしまう場合があるが、前記構成のように、実測積算量と基準積算量との比較を周波数範囲ごとに細分化して行うことにより、このような事態を抑制することができる。
【００２７】
特に、スペクトル成分のピークの現れる周波数は、作動油の流速や圧力等に応じてシフトする傾向にある一方、これら流速や圧力等は特定の音の発生の一条件であるため、当該流速や圧力等の状況によっては本来特定の音として認められない段階にあるスペクトル成分のピークが実測変化率中に現れる場合があり、このような経時変化に対応する上で前記の構成を採ることが好ましい。
【００２８】
前記基準積算量と実測積算量とをそのまま比較して特定の音の有無を判定してもよいが、前記記憶手段には、前記基準変化率と、前記スペクトル成分の変化率を変数として当該スペクトル成分の変化率が大きいほど１に近似する重み係数を出力する一方、前記スペクトル成分の変化率が小さいほど０に近似する重み係数を出力する重み関数とが記憶され、前記算出手段は、前記重み関数に基づいて前記基準変化率の重み係数を周波数ごとに算出するとともに、これら重み係数を前記実測変化率に周波数ごとに乗算し、前記判定手段は、前記重み係数が乗算された実測変化率に基づいて算出された前記実測積算量と、前記基準積算量とを比較して特定の音が発生したか否かを判定することが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、重み係数と実測変化率とを周波数ごとに乗算することにより、基準変化率に含まれるスペクトル成分のうち、スペクトル成分の変化率が大きい周波数、すなわち、特定の音の発生前後においてスペクトル成分が大きく変化する周波数ほどスペクトル成分の変化率を実測値に近似する値に維持させる一方、スペクトル成分の変化率が小さい周波数、すなわち、特定の音の発生前後でスペクトル成分がほとんど変化しない周波数ほどスペクトル成分の変化率を０に近似させるように、実測変化率のスペクトル成分の変化率について重み付けを行うことができる。
【００３０】
つまり、特定の音の発生と因果関係の少ない周波数についてスペクトル成分を極力省略するとともに、それ以外のスペクトル成分を注目成分として誇張した実測積算量に基づいて特定の音の判定を行うことができるので、判定精度を向上することができる。
【００３１】
そして、前記記憶手段には、相互に加算して１となる第一係数及び第二係数が記憶され、前記算出手段は、前記判定手段により特定の音が発生したと判定された場合に、この判定時の前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率と前記第一係数とを周波数ごとに乗じたものと、当該判定時の実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率と前記第二係数とを周波数ごとに乗じたものとを周波数ごとに加算して加算変化率を算出するとともに、この加算変化率を新たな基準変化率として前記記憶手段に記憶させる構成とすることができる。
【００３２】
この構成によれば、今回の判定結果をフィードバックすることにより、以後の判定精度をより向上させることができる。
【００３３】
つまり、今回の判定に用いられた実測変化率に第一係数を乗じたものと、既に記憶されている基準変化率に第二係数を乗じたものとを加算することにより、特定の音の発生と因果関係のあるスペクトル成分の変化率であって実測変化率及び基準変化率がそれぞれ有するものを反映した加算変化率を得ることができるので、この加算変化率に基づいて新たな重み係数を算出して、この重み係数を以後の判定に利用することにより前記注目成分がより誇張された実測積算量を得ることができ、特定の音の判定の精度をさらに向上することができる。
【００３４】
また、前記通知手段は、特定の音が発生したと判定された場合に、通知音を発生する構成とすることができる。
【００３５】
この構成によれば、通知音によって特定の音の発生を使用者に通知することができる。
【００３６】
さらに、前記機械に設けられた複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられた複数の集音手段を備えているとともに、これら集音手段ごとに異なる出力情報が記憶された出力情報記憶手段を備え、前記通知手段は、前記特定の音が発生したと判定された場合に、当該判定時に音を検知した集音手段に対応する前記出力情報に基づく通知音を発生する構成とすることができる。
【００３７】
この構成によれば、油圧アクチュエータごとに異なる通知音を発生させることができるので、例えば、これら通知音を油圧アクチュエータの種類に対応する特定の音に近似する音に設定することにより、従前の機械に慣れた使用者に対し、作動を開始する油圧アクチュエータを確実に特定させることができる。
【００３８】
また、前記出力手段は、前記２つの音のうち後に検知された音から変換された電気信号に含まれるスペクトル成分値と前記重み係数とを周波数ごとに乗じて得られたスペクトル成分値を逆変換した通知音を前記通知手段に発生させる構成とすることができる。
【００３９】
この構成によれば、特定の音の発生時に顕著に変化する周波数のスペクトル成分値が誇張された通知音を使用者に通知することができるので、従前の機械の特定の音に慣れた使用者に対し、特定の音の発生をより確実に認識させることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、機械の省エネルギー化及び低騒音化を阻害することなく、使用者に機械の動作開始時期を通知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施形態に係るクレーンを概略的に示す側面図である。
【００４３】
図１を参照して、機械の一例としての建設機械であるクレーン１は、キャブ２内の乗員（使用者）Ｈの操作に応じて図外の油圧シリンダを伸縮させることによりブーム５を起伏させることが可能とされているとともに、ウィンチ３によるワイヤ４の巻上げ又は巻下げを行うことにより、当該ブームの先端部のフック（図示せず）に懸架された吊り荷を昇降することが可能とされている。
【００４４】
具体的に、クレーン１は、乗員Ｈによる入力操作を受ける操作レバー（操作部）６と、この操作レバー６の操作に応じて開閉するバルブ７を含む油圧回路８と、この油圧回路８を介して作動油が供給されることにより回転駆動する油圧モータ（油圧アクチュエータ）９と、前記油圧回路８に設けられたマイク（集音手段）１０と、前記キャブ２内に設けられたスピーカ（出力手段）１１と、前記操作レバー６、マイク１０及びスピーカ１１に電気的に接続された制御部（制御手段）１２とを備えている。なお、前記クレーン１には、ブーム５起伏用の油圧シリンダ、バルブ７及び油圧モータ９がそれぞれ複数個設けられているが、油圧シリンダについては図示を省略し、バルブ７及び油圧モータ９については図１でそれぞれ１つずつ示している。
【００４５】
油圧回路８は、図略の油圧ポンプから油圧モータ９へ作動油を供給するとともに油圧モータ９から排出された作動油を図略のタンクに回収する油圧系統を構成し、そのバルブ７の開閉操作によって油圧モータ９の作動油の給排又は停止を切換えることが可能とされている。
【００４６】
油圧モータ９は、前記ウィンチ３を回転駆動させるためのものであるが、このウィンチ３の他に設けられた複数のウィンチのそれぞれに対応して複数個設けられている（図１では、ウィンチ３の駆動用の油圧モータ９を１個示している）。
【００４７】
マイク１０は、クレーン１を構成する機器から発生する音を集音するためのものである。本実施形態におけるマイク１０は、「クレーン１を構成する機器から発生する音」の一例としての油圧回路８の油圧配管１４内を流通する作動油の流通音を検知可能となるように、前記バルブ７の近傍位置で油圧配管１４の外側面に固定されている。また、マイク１０は、前記流通音を電気信号に変換した上でこの電気信号を前記制御部１２に出力する。
【００４８】
そして、マイク１０は、クレーン１に設けられた複数の油圧モータ９のそれぞれに対応して複数個設けられている（図１では、油圧モータ９に対応した１個のマイク１０を示している）。なお、本実施形態では、油圧モータ９に対応してマイク１０が配設された構成について説明するが、他の構成（例えば、前記ブーム５起伏用の油圧シリンダやバルブ７等）に対応してマイク１０が配設された構成としても後述する効果を得ることができる。
【００４９】
スピーカ１１は、前記油圧モータ９が駆動する際に変化する作動油の流通音のうち特定の音が発生したことを乗員Ｈに通知可能とされている。
【００５０】
すなわち、前記クレーン１では、操作レバー６の操作から油圧モータ９の作動開始までの間に若干の応答時間が生じるため、油圧モータ９の実際の作動開始時期を乗員Ｈに通知すべく、スピーカ１１は、前記特定の音が発生したことを通知する。
【００５１】
図２は、図１の制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【００５２】
図２を参照して、制御部１２は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、初期設定等を記憶するＲＯＭ、及び所定の情報を書き換え可能に記憶するＲＡＭ等からなる周知の制御手段である。
【００５３】
この制御部１２は、前記マイク１０から出力された電気信号に基づいて前記特定の音が発生しているか否かを判定し、特定の音が発生したと判定した場合には、前記スピーカ１１によってその旨を通知するようになっている。
【００５４】
具体的に、制御部１２は、記憶手段１５と、算出手段１６と、判定手段１７と、出力手段１８とを備えている。
【００５５】
記憶手段１５には、基準変化率１９（図７の（ａ）参照）と、この基準変化率１９に基づいて予め規定された基準積算量（しきい値）と、所定の重み係数を出力する重み関数と、第一係数及び第二係数と、出力信号テーブルＴ１（図６参照）とが予め記憶されている。
【００５６】
基準変化率１９は、前記特定の音が発生した時の前後で検知された２つの流通音からそれぞれ変換された電気信号に基づいて算出されたものである。すなわち、基準変化率１９は、図７の（ａ）に示すように、前記２つの電気信号を周波数ごとのスペクトル成分に変換した上で、これらの電気信号同士で周波数ごとにスペクトル成分を除することにより得られた周波数ごとのスペクトル成分の変化率である。
【００５７】
基準積算量は、前記基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した積算量２０に基づいて、特定の音が発生したときの必要最低限の積算量として予め規定されたものである。この基準積算量は、試験的に採取された多数の基準変化率１９に基づいて算出されたものである。
【００５８】
ｙ＝１／（１＋ｅ（−ｘ））・・・・・・・式（１）
重み関数は、上記式（１）に示すように、スペクトル成分の変化率を変数ｘとする関数であって、当該スペクトル成分の変化率が大きいほど１に近似する重み係数ｙを出力する一方、スペクトル成分の変化率が小さいほど０に近似する重み係数ｙを出力するものである。
【００５９】
第一係数と第二係数とは、相互に加算して１となる定数であり、本実施形態では、第一係数が０．４、第二係数が０．６の値に設定されている。
【００６０】
出力信号テーブルＴ１は、図６の（ａ）に示すように、複数のマイク１０のそれぞれについて出力信号（出力情報）が設定されたテーブルである。この出力信号は、前記スピーカ１１に発生させる通知音を規定するものである。すなわち、本実施形態では、記憶手段１５が出力情報記憶手段としても機能している。
【００６１】
各出力信号は、複数のマイク１０のそれぞれに対応するアクチュエータ（油圧モータ９）ごとに、通知パターンが異なるように設定されている。すなわち、通知パターンは、キャブ２と油圧モータ９との間の距離や方向に基づいて音像定位技術を用いて規定されている。したがって、この出力信号に基づきスピーカ１１から出力される通知音は、乗員Ｈにとって、あたかも油圧モータ９から聞こえてくる音として聞こえるものとなる。
【００６２】
さらに、前記通知パターンに含まれる音量、周波数、抑揚等は、予め油圧モータ９ごとに検知された流通音に近似するものとなるように規定されている。したがって、この出力信号に基づきスピーカ１１から出力される通知音により、乗員Ｈは、直接聞いたことのある特定の音に近似する前記通知音に基づいて、当該通知音に対応する油圧モータ９を特定することが可能となる。
【００６３】
算出手段１６は、前記操作レバー６の入力操作の後にマイク１０から出力された電気信号同士の実測変化率２３（図８の（ｂ）参照）を算出する。
【００６４】
具体的に、算出手段１６は、図７の（ｂ）及び図８の（ａ）に示すように、マイク１０から出力された電気信号にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を施し、今回ＦＦＴを施したものと前回ＦＦＴを施したものの２つの電気信号についてそれぞれ周波数ごとのスペクトル成分値２１、２２を特定し、これらスペクトル成分値２１、２２同士を周波数ごとに除することにより、図８の（ｂ）に示すように、周波数ごとのスペクトル成分の変化率（実測変化率）２３を算出する。
【００６５】
また、算出手段１６は、図９の（ｂ）に示すように、前記実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した実測積算量２４を算出する。
【００６６】
さらに、算出手段１６は、実測変化率２３を用いて前記基準変化率１９を正規化する。すなわち、算出手段１６は、実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の変化率と第一係数とを周波数ごとに乗算した値と、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率と第二係数とを周波数ごとに乗算した値とを加算することにより、前記基準変化率１９を正規化する。
【００６７】
判定手段１７は、前記実測積算量２４と基準積算量とを比較することにより、特定の音が発生したか否かを判定する。具体的に、判定手段１７は、前記実測積算量２４が基準積算量以上であると判定された場合に、特定の音が発生したと判定する。
【００６８】
出力手段１８は、前記判定手段１７により特定の音が発生したと判定された場合に、当該判定時に集音したマイク１０に対応する出力信号を前記出力信号テーブルＴ１から特定して、この出力信号に基づく通知音を前記スピーカ１１に発生させる。
【００６９】
以下、前記制御部１２により実行される処理について、図３及び図４を参照して説明する。
【００７０】
図３は、図２の制御部１２により実行される処理の前半部分を示すフローチャートである。図４は、図２の制御部１２により実行される処理の後半部分を示すフローチャートである。
【００７１】
図３及び図４を参照して、制御部１２の処理が実行され、操作レバー６の入力操作がされると（ステップＳ１でＹＥＳ）、一定時間、流通音を検知するとともにこの流通音を電気信号に変換し（ステップＳ２）、図７の（ｂ）に示すように、この電気信号を周波数ごとのスペクトル成分値２２に変換する（ステップＳ３）。
【００７２】
このステップＳ３が実行されると、図８の（ａ）に示すように、今回検知されたスペクトル成分値２２を、前回実行されたステップＳ３で検知されたスペクトル成分値２１で周波数ごとに除することにより、図８の（ｂ）に示す実測変化率２３を導出する（ステップＳ４）。
【００７３】
つまり、ステップＳ４では、前記特定の音の発生の契機である操作レバー６の入力操作の前と後に検知された２つの音（今回検知された電気信号と前回検知された電気信号）に基づいて、これらの音の間に変化したスペクトル成分値の割合を周波数ごとに算出しており、その結果、変化したスペクトル成分値が大きいほど高いピークとして現れた図８の（ｂ）のようなチャートが得られる。
【００７４】
次いで、前記記憶手段１５に記憶された重み関数及び基準変化率１９に基づいて、当該基準変化率１９についての重み係数を周波数ごとに算出する（ステップＳ５）。
【００７５】
つまり、ステップＳ５では、上述した式（１）の重み関数の変数ｘに、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率を代入して得られた重み係数ｙを、周波数ごとに求めることにより、図９の（ａ）に示すようなチャートが得られる。
【００７６】
このチャートから明らかなように、基準変化率１９（図７の（ａ）参照）に含まれるスペクトル成分の変化率のうち、特に大きな変化率を示すものの周波数については、重み係数がより高いピークとされている一方、ほとんど変化のないものの周波数については、重み係数がより低いピークとされている。
【００７７】
つまり、ステップＳ５の処理を行うことにより、基準変化率１９において注目すべき変化を示す周波数ほど大きな重み係数が得られる一方、注目する必要性の低い周波数ほど小さな重み係数が得られる。そして、これらの重み係数は、０〜１の間の値として算出される。
【００７８】
次いで、前記実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の変化率に重み係数を周波数ごとに乗じることにより、図９の（ｂ）に示す判定用データ２５を算出する（ステップＳ６）。
【００７９】
つまり、ステップＳ６では、重み係数に基づいて、実測変化率２３に含まれる周波数のうち、注目すべき周波数ほどスペクトル成分の変化率を実測値に近い値に維持させる一方、注目度の低い周波数ほどスペクトル成分の変化率を小さい値とする。これにより、注目すべき周波数について大きなピークが現れた判定用データ２５が得られる。
【００８０】
次いで、この判定用データ２５に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算することにより、実測積算量２４を算出する（ステップＳ７）。
【００８１】
具体的に、ステップＳ７では、判定用データ２５に含まれる周波数の全範囲Ｅ１について、スペクトル成分の変化率を積算することにより実測積算量２４を算出する。
【００８２】
そして、この実測積算量２４が前記基準積算量以上であるか否かを判定し（ステップＳ８）、基準積算量未満であると判定されると前記ステップＳ２からの処理を繰り返し実行する。
【００８３】
一方、実測積算量２４が基準積算量以上であると判定される、つまり、特定の音が発生したと判定されると、通知音発生処理Ｕを実行する。
【００８４】
図５は、図４の通知音発生処理Ｕを示すフローチャートである。
【００８５】
図５の（ａ）を参照して、通知音発生処理Ｕが実行されると、まず、複数の油圧モータ９のそれぞれに設けられたマイク１０のうち、今回の処理で流通音を検知したマイク１０を特定する（ステップＵ１）。
【００８６】
次いで、ステップＵ１で特定されたマイク１０に対応する出力信号を、前記出力信号テーブルＴ１（図６参照）から読み出し（ステップＵ２）、この出力信号に基づく通知音を前記スピーカ１１により発生させる（ステップＵ３）。これにより、特定の音が発生したことが乗員Ｈに通知される。
【００８７】
再び図４を参照して、前記通知音発生処理Ｕが終了すると、今回の判定時に算出された実測変化率２３に基づいて前記基準変化率１９を正規化する処理を実行する。
【００８８】
具体的には、まず、実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の変化率と第一係数（０．４）とを周波数ごとに乗じる一方（ステップＳ９）、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率と第二係数（０．６）とを周波数ごとに乗じ（ステップＳ１０）、これらの値を周波数ごとに加算する（ステップＳ１１）。
【００８９】
すなわち、これらステップＳ９〜Ｓ１１では、実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の４０％を、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の６０％に合算することにより、基準変化率１９における注目成分を踏襲しながら今回算出された実測変化率２３の注目成分を反映した新たな変化率（加算変化率）を得ることができる。
【００９０】
そして、この正規化により得られた加算変化率を新たな基準変化率１９として前記記憶手段１５に記憶する（ステップＳ１５）。これにより、以後の判定時には、加算変化率が特定の音の発生の判定の基礎として用いられることになり、当該判定精度をより向上することができる。
【００９１】
以上説明したように、クレーン１によれば、流通音から変換された電気信号に基づいて特定の音が発生したと判定された場合にスピーカ１１によって通知する構成としているので、油圧回路８で発生する特定の音を直接乗員Ｈに聞かせる場合と異なり、特定の音が小音量の場合であっても、スピーカ１１によって特定の音の発生を確実に通知することができる。
【００９２】
したがって、クレーン１によれば、従来のように特定の音の音量を大きくするために油圧回路８内に余分な油圧等を発生させることなく、乗員Ｈに油圧モータ９の作動開始時期を通知することができるので、余分なエネルギー損失を抑制して省エネルギー化を図ることができる。
【００９３】
さらに、クレーン１では、油圧回路８で発生する特定の音を小音量としながら、キャブ２内に設けられたスピーカ１１により特定の音の発生を乗員Ｈへ通知することができるので、従来のように乗員Ｈから離れた位置に配設された油圧回路８に大音量の特定の音を発生させてこの特定の音を直接乗員Ｈに通知する構成と異なり、スピーカ１１を乗員Ｈの近傍位置に配設することにより低騒音化を図ることができる。
【００９４】
したがって、クレーン１によれば、省エネルギー化及び低騒音化を図りながら、乗員Ｈに油圧モータ９の作動開始時期を通知することができる。
【００９５】
前記クレーン１のように、複数のマイク１０を備えた構成とすれば、油圧回路８における複数個所で音を集音することができるので、前記特定の音の発生箇所が限定できない場合にも、有効に油圧モータ９の作動開始時期を通知することが可能となる。
【００９６】
また、前記クレーン１では、操作レバー６の操作の前と後に検知された２つの音（前記実施形態では油圧配管１４内を流通する作動油の流通音）からそれぞれ変換された電気信号同士の実測変化率２３に基づいて、当該２つの流通音が検知された時期の間に特定の音が発生したか否かを判定することができるので、電気信号同士の変化量（各電気信号同士の差）に基づいて特定の音の発生を判定する場合よりも判定精度を向上することができる。
【００９７】
すなわち、電気信号の変化量に基づいて特定の音を判定する場合には、電気信号に含まれる誤差がそのまま変化量に反映されるのに対し、前記クレーン１のように、電気信号同士を除算した変化率に基づいて特定の音を判定する場合には、電気信号に含まれる誤差が除数又は被除数として反映されるため当該誤差の影響を小さくすることにより特定の音の判定精度の向上を図ることができる。
【００９８】
さらに、前記クレーン１では、実測積算量２４及び基準積算量を比較することにより特定の音の発生を判定することができるので、スペクトル成分の変化率を周波数ごとに比較して特定の音の発生を判定する場合よりも処理の内容を簡素化することができる。
【００９９】
また、重み係数が乗算された実測変化率２３に基づいて算出された実測積算量２４と、基準積算量とを比較して特定の音が発生したか否かを判定する前記クレーン１によれば、重み係数と実測変化率２３とを周波数ごとに乗算することにより、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分のうち、スペクトル成分の変化率が大きい周波数、すなわち、特定の音の発生前後においてスペクトル成分が大きく変化する周波数ほどスペクトル成分の変化率を実測値に近似する値に維持させる一方、スペクトル成分の変化率が小さい周波数、すなわち、特定の音の発生前後でのスペクトル成分がほとんど変化しない周波数ほどスペクトル成分の変化率を０に近似させるように、実測変化率２３のスペクトル成分の変化率について重み付けを行うことができる。
【０１００】
つまり、特定の音の発生と因果関係の少ない周波数についてスペクトル成分を極力省略するとともに、それ以外のスペクトル成分を注目成分として誇張した実測積算量２４に基づいて特定の音の判定を行うことができるので、判定精度を向上することができる。
【０１０１】
前記判定手段１７により特定の音が発生したと判定された場合に、基準変化率１９の正規化を行うようにした前記クレーン１によれば、今回の判定結果をフィードバックすることにより、以後の判定精度をより向上させることができる。
【０１０２】
つまり、今回の判定に用いられた実測変化率２３に第一係数（０．４）を乗じたものと、既に記憶されている基準変化率１９に第二係数（０．６）を乗じたものとを加算することにより、特定の音の発生と因果関係のあるスペクトル成分の変化率であって実測変化率２３及び基準変化率がそれぞれ有するものを反映した加算変化率を得ることができるので、この加算変化率に基づいて新たな重み係数を算出して、この重み係数を以後の判定に利用することにより前記注目成分がより誇張された実測積算量２４を得ることができ、特定の音の判定の精度をさらに向上することができる。
【０１０３】
なお、前記実施形態では、図３のステップＳ７において、判定用データ２５に含まれる周波数の全範囲Ｅ１について実測積算量２４を算出する構成について説明したが、前記ステップＳ１１では、図９の（ｂ）に示すように、前記全範囲Ｅ１を周波数ごとに区分した周波数範囲Ｅ２、周波数範囲Ｅ３、及び周波数範囲Ｅ４ごとに実測積算量２６、実測積算量２７、及び実測積算量２８を算出する構成とすることもできる。
【０１０４】
この場合、前記基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率を前記周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに積算した積算量を、それぞれ前記基準積算量（しきい値）として前記記憶手段１６に記憶させるとともに、前記判定手段１７によって、実測積算量２６〜２８と各基準積算量とを周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに比較することにより、当該周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに特定の音が発生しているか否かを判定することができる。
【０１０５】
この判定時、すなわち、前記ステップＳ１２（図４参照）においては、周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４のすべての範囲について基準積算量以上であると判定された場合に、通知音発生処理Ｕを実行するようにすることができる。
【０１０６】
このように構成することにより、実測積算量２４と基準積算量との比較を周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに細分化して行うことができるので、特定の音の発生の判定精度をより向上することができる。
【０１０７】
すなわち、周波数の全範囲Ｅ１を一律に積算した積算量に基づいて特定の音の判定を行う場合、特定の音の発生時にスペクトル成分値が大幅に増大する周波数についてほとんど変化がなく、その分、この周波数以外の周波数について大幅なスペクトル成分の増加が生じていると、実測積算量２４自体をみると基準積算量以上となって特定の音が発生したものとして判定されてしまう場合があるが、実測積算量２４と基準積算量との比較を周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに細分化して行うことにより、このような事態を抑制することができる。
【０１０８】
特に、スペクトル成分のピークの現れる周波数は、作動油の流速や圧力等に応じてシフトする傾向にある一方、これら流速や圧力等は特定の音の発生の一条件であるため、当該流速や圧力等の状況によっては本来特定の音として認められない段階にあるスペクトル成分のピークが実測変化率２３中に現れる場合があり、このような経時変化に対応する上で前記の構成を採ることが好ましい。
【０１０９】
また、各周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに特定の音の発生を判定する場合には、図６の（ｂ）に示すように、周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに出力信号が設定された出力信号テーブルＴ２を前記記憶手段１５に記憶させておくことにより、周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに異なる出力音を発生させることができる。
【０１１０】
さらに、前記各実施形態では、記憶手段１５に記憶された出力信号テーブルＴ１、Ｔ２に規定された出力信号に基づいて出力音を発生させるようにしているが、マイク１０から出力された電気信号（図８の（ａ）参照）に基づいた出力音を発生させることもできる。
【０１１１】
具体的には、図５の（ｂ）に示すように、前記通知音発生処理Ｕにおいて、電気信号に含まれるスペクトル成分値２２の変化率と前記重み係数とを周波数ごとに乗じて出力信号を算出する（ステップＵ４）。
【０１１２】
すなわち、図８の（ａ）に示す電気信号に含まれるスペクトル成分値２２のうち注目成分に対応する周波数のスペクトル成分値を実測値に近似する値に維持する一方、注目成分以外の周波数のスペクトル成分値を０に近づけた値とするように、重み付けを行う。
【０１１３】
次いで、算出されたスペクトル成分値を逆変換した通知音を出力する（ステップＵ５）。
【０１１４】
このように構成することにより、特定の音の発生時に顕著に変化する周波数のスペクトル成分値が誇張された通知音を乗員に通知することができるので、従前の建設機械の特定の音に慣れた乗員Ｈに対し、特定の音の発生をより確実に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施形態に係るクレーンを概略的に示す側面図である。
【図２】図１の制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御部により実行される処理の前半部分を示すフローチャートである。
【図４】図２の制御部により実行される処理の後半部分を示すフローチャートである。
【図５】図４の通知音発生処理Ｕを示すフローチャートであり、（ａ）は一の実施形態、（ｂ）は他の実施形態をそれぞれ示している。
【図６】図２の記憶手段に記憶された出力信号テーブルを示す外略図であり、（ａ）は一の実施形態、（ｂ）は他の実施形態をそれぞれ示している。
【図７】（ａ）は基準変化率を示すチャートであり、（ｂ）は通知音（１回目）を示すチャートである。
【図８】（ａ）は通知音（２回目）を示すチャートであり、（ｂ）は実測変化率を示すチャートである。
【図９】（ａ）は重み係数を示すチャートであり、（ｂ）は判定用データを示すチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１ クレーン（機械の一例）
６ 操作レバー（操作部の一例）
８ 油圧回路
９ 油圧モータ（油圧アクチュエータの一例）
１０ マイク（集音手段の一例）
１１ スピーカ（通知手段の一例）
１２ 制御部（制御部）
１５ 記憶手段（出力情報記憶手段の一例も構成）
１６ 算出手段
１７ 判定手段
１８ 出力手段
１９ 基準変化率
２１、２２ スペクトル成分値
２３ 実測変化率
２４ 実測積算量
２５ 判定用データ
２６〜２８ 実測積算量
Ｅ１〜Ｅ４ 周波数範囲
Ｈ 乗員
ｙ 重み係数
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等の油圧アクチュエータ等の作動時に生じる音のうち特定の音を使用者に通知する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、乗員の操作に応じて動作する建設機械では、乗員の操作から動作開始までの間に応答時間が生じるため、乗員は、建設機械が動作する際に生じる音のうち特定の音（音の変化を含む）を聞き取ることにより、建設機械の動作開始時期を判断していた。
【０００３】
このような事情から、前記建設機械には、乗員が前記特定の音を確実に聞き取ることができるように、前記特定の音の一例としての作動油の流通音を大音量で発生させるように工夫された油圧回路を備えたものがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の油圧回路は、ポンプからの作動油を複数のアクチュエータに分配する合流弁を備え、所定のアクチュエータが作動を開始するときに合流弁の上流側（ポンプ側）の油圧を上昇させ、若しくは、合流弁を通過する作動油の流速を上げることにより、特定の音の音量を大きくするようになっている。
【特許文献１】特開２００１−３４９３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、特定の音の音量を大きくするために油圧回路内に余分な油圧を発生させているので、その分、エネルギー効率が低下するという問題があった。
【０００６】
特に、近年では建設機械の省エネルギー化が望まれているが、特許文献１のように余分な油圧を発生させることは、省エネルギー化の促進を図る上での阻害要因となる。
【０００７】
さらに、特許文献１の技術では、油圧回路から離れた乗員まで特定の音を通知するために当該特定の音を大音量で発生させる必要があるため、近年の建設機械に望まれる低騒音化を図る上での阻害要因となる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、機械の省エネルギー化及び低騒音化を阻害することなく、使用者に機械の動作開始時期を通知することができる通知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、使用者の操作を受ける操作部と、この操作部の入力操作に応じて動作する機械に設けられ、当該機械を構成する機器から発生する音のうち特定の音を使用者に通知する通知装置であって、前記機械の構成機器に設けられ、前記音を検知して電気信号に変換する集音手段と、前記電気信号に基づいて、前記特定の音が発生したか否かを判定する制御手段と、この制御手段により前記特定の音が発生したと判定された場合に、特定の音が発生したことを使用者に通知する通知手段とを備えていることを特徴とする機械の通知装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、機械を構成する機器から発生する音から変換された電気信号に基づいて特定の音が発生したと判定された場合に通知手段によって使用者に通知する構成としているので、機械を構成する機器で発生する特定の音を直接使用者に聞かせる場合と異なり、特定の音が小音量の場合であっても、通知手段によって特定の音の発生を確実に通知することができる。
【００１１】
したがって、本発明によれば、従来のように特定の音の音量を大きくするために油圧回路内に余分な油圧等を発生させることなく、使用者に機械の動作開始時期を通知することができるので、余分なエネルギー損失を抑制して省エネルギー化を図ることができる。
【００１２】
さらに、本発明では、機械を構成する機器で発生する特定の音を小音量としながら、通知手段により特定の音の発生を使用者へ通知することができるので、従来のように使用者から離れた位置に配設された油圧回路に大音量の特定の音を発生させてこの特定の音を直接使用者に通知する構成と異なり、通知手段を使用者の近傍位置に配設することにより低騒音化を図ることができる。
【００１３】
したがって、本発明によれば、省エネルギー化及び低騒音化を図りながら、使用者に機械の動作開始時期を通知することができる。
【００１４】
なお、本発明において、「機械を構成する機器」とは、油圧ポンプ、バルブ及び油圧配管等を含む油圧系統だけでなく、ロープ巻上げ及び巻下げ用のウィンチや、エンジン等の機器も含む趣旨である。また、「特定の音」とは、機械において荷重、体勢、圧力など機器の状態変化を知覚するための音の発生及び音の変化（周波数の変化等）を含む趣旨であり、使用者が機械の動作開始時期を判断するための音である。
【００１５】
例えば、前記機械の構成機器は、前記操作部の入力操作に応じて作動油の流動を生じさせる油圧系統を含み、前記集音手段は、この油圧系統から発生する音を検知する構成とすることができる。
【００１６】
この構成によれば、油圧回路において生じる音を集音することにより、使用者に対し油圧アクチュエータ等の作動開始時期を判断させることが可能となる。
【００１７】
この場合、前記集音手段を複数個有した構成とすることにより、油圧系統における複数個所で音を集音することができるので、前記特定の音の発生箇所が限定できない場合にも、有効に油圧アクチュエータ等の作動開始時期を通知することが可能となる。
【００１８】
前記制御手段は、前記特定の音が発生する前と後で検知された２つの音からそれぞれ変換された前記電気信号同士の実測変化率を算出する算出手段と、前記特定の音が発生した時の前後で検知された音からそれぞれ変換された前記電気信号同士の基準変化率に基づいて前記特定の音が発生したときの必要最低限の値として予め規定されたしきい値を記憶する記憶手段と、前記実測変化率としきい値とに基づいて前記特定の音が発生したか否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記特定の音が発生したと判定された場合に前記通知手段による通知を実行させる出力手段とを備えた構成とすることができる。
【００１９】
この構成によれば、特定の音が発生する前と後に検知された２つの音から変換された電気信号同士の変化率に基づいて、これら２つの音が検知された時期の間に特定の音が発生したか否かを判定することができるので、電気信号同士の変化量（電気信号同士の差）に基づいて特定の音の発生を判定する場合よりも判定精度を向上することができる。
【００２０】
すなわち、電気信号の変化量に基づいて特定の音を判定する場合には、電気信号に含まれる誤差がそのまま変化量に反映されるのに対し、前記構成のように、電気信号同士を除算した変化率に基づいて特定の音を判定する場合には、電気信号に含まれる誤差が除数又は被除数として反映されるため当該誤差の影響を小さくすることにより特定の音の判定精度の向上を図ることができる。
【００２１】
ここで、前記算出手段は、前記操作部の入力操作の前と後で検知された２つの音に基づいて前記実測変化率を算出することができる。
【００２２】
また、前記算出手段は、前記実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した実測積算量を算出する一方、前記記憶手段は、前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した積算量に基づいて前記特定の音が発生したときの必要最低限の積算量として予め規定された基準積算量を前記しきい値として記憶しており、前記判定手段は、前記実測積算量と基準積算量とを比較することにより前記特定の音が発生したか否かを判定するように構成することができる。
【００２３】
この構成によれば、実測積算量及び基準積算量を比較することにより特定の音の発生を判定することができるので、スペクトル成分の変化率を周波数ごとに比較して特定の音の発生を判定する場合よりも処理の内容を簡素化することができる。
【００２４】
前記実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数の全範囲について積算するようにしてもよいが、前記算出手段は、実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を特定の周波数範囲ごとに積算することにより、前記周波数範囲ごとにそれぞれ前記実測積算量を算出するとともに、前記記憶手段には、前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を前記周波数範囲ごとに積算した積算量のそれぞれに基づいて予め規定された前記基準積算量が記憶され、前記判定手段は、前記実測積算量が各周波数範囲のすべてについて基準積算量以上である場合に、特定の音が発生したと判定することが特に好ましい。
【００２５】
この構成によれば、実測積算量と基準積算量との比較を周波数範囲ごとに細分化して行なうので、特定の音の発生の判定精度をより向上することができる。
【００２６】
すなわち、周波数の全範囲を一律に積算した積算量に基づいて特定の音の判定を行う場合、当該特定の音の発生時に本来であればスペクトル成分値が大幅に増大する周波数についてほとんど変化がなく、その分、この周波数以外の周波数について大幅なスペクトル成分の増加が生じていると、実測積算量自体をみると基準積算量以上となって特定の音が発生したものとして判定されてしまう場合があるが、前記構成のように、実測積算量と基準積算量との比較を周波数範囲ごとに細分化して行うことにより、このような事態を抑制することができる。
【００２７】
特に、スペクトル成分のピークの現れる周波数は、作動油の流速や圧力等に応じてシフトする傾向にある一方、これら流速や圧力等は特定の音の発生の一条件であるため、当該流速や圧力等の状況によっては本来特定の音として認められない段階にあるスペクトル成分のピークが実測変化率中に現れる場合があり、このような経時変化に対応する上で前記の構成を採ることが好ましい。
【００２８】
前記基準積算量と実測積算量とをそのまま比較して特定の音の有無を判定してもよいが、前記記憶手段には、前記基準変化率と、前記スペクトル成分の変化率を変数として当該スペクトル成分の変化率が大きいほど１に近似する重み係数を出力する一方、前記スペクトル成分の変化率が小さいほど０に近似する重み係数を出力する重み関数とが記憶され、前記算出手段は、前記重み関数に基づいて前記基準変化率の重み係数を周波数ごとに算出するとともに、これら重み係数を前記実測変化率に周波数ごとに乗算し、前記判定手段は、前記重み係数が乗算された実測変化率に基づいて算出された前記実測積算量と、前記基準積算量とを比較して特定の音が発生したか否かを判定することが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、重み係数と実測変化率とを周波数ごとに乗算することにより、基準変化率に含まれるスペクトル成分のうち、スペクトル成分の変化率が大きい周波数、すなわち、特定の音の発生前後においてスペクトル成分が大きく変化する周波数ほどスペクトル成分の変化率を実測値に近似する値に維持させる一方、スペクトル成分の変化率が小さい周波数、すなわち、特定の音の発生前後でスペクトル成分がほとんど変化しない周波数ほどスペクトル成分の変化率を０に近似させるように、実測変化率のスペクトル成分の変化率について重み付けを行うことができる。
【００３０】
つまり、特定の音の発生と因果関係の少ない周波数についてスペクトル成分を極力省略するとともに、それ以外のスペクトル成分を注目成分として誇張した実測積算量に基づいて特定の音の判定を行うことができるので、判定精度を向上することができる。
【００３１】
そして、前記記憶手段には、相互に加算して１となる第一係数及び第二係数が記憶され、前記算出手段は、前記判定手段により特定の音が発生したと判定された場合に、この判定時の前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率と前記第一係数とを周波数ごとに乗じたものと、当該判定時の実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率と前記第二係数とを周波数ごとに乗じたものとを周波数ごとに加算して加算変化率を算出するとともに、この加算変化率を新たな基準変化率として前記記憶手段に記憶させる構成とすることができる。
【００３２】
この構成によれば、今回の判定結果をフィードバックすることにより、以後の判定精度をより向上させることができる。
【００３３】
つまり、今回の判定に用いられた実測変化率に第一係数を乗じたものと、既に記憶されている基準変化率に第二係数を乗じたものとを加算することにより、特定の音の発生と因果関係のあるスペクトル成分の変化率であって実測変化率及び基準変化率がそれぞれ有するものを反映した加算変化率を得ることができるので、この加算変化率に基づいて新たな重み係数を算出して、この重み係数を以後の判定に利用することにより前記注目成分がより誇張された実測積算量を得ることができ、特定の音の判定の精度をさらに向上することができる。
【００３４】
また、前記通知手段は、特定の音が発生したと判定された場合に、通知音を発生する構成とすることができる。
【００３５】
この構成によれば、通知音によって特定の音の発生を使用者に通知することができる。
【００３６】
さらに、前記機械に設けられた複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられた複数の集音手段を備えているとともに、これら集音手段ごとに異なる出力情報が記憶された出力情報記憶手段を備え、前記通知手段は、前記特定の音が発生したと判定された場合に、当該判定時に音を検知した集音手段に対応する前記出力情報に基づく通知音を発生する構成とすることができる。
【００３７】
この構成によれば、油圧アクチュエータごとに異なる通知音を発生させることができるので、例えば、これら通知音を油圧アクチュエータの種類に対応する特定の音に近似する音に設定することにより、従前の機械に慣れた使用者に対し、作動を開始する油圧アクチュエータを確実に特定させることができる。
【００３８】
また、前記出力手段は、前記２つの音のうち後に検知された音から変換された電気信号に含まれるスペクトル成分値と前記重み係数とを周波数ごとに乗じて得られたスペクトル成分値を逆変換した通知音を前記通知手段に発生させる構成とすることができる。
【００３９】
この構成によれば、特定の音の発生時に顕著に変化する周波数のスペクトル成分値が誇張された通知音を使用者に通知することができるので、従前の機械の特定の音に慣れた使用者に対し、特定の音の発生をより確実に認識させることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、機械の省エネルギー化及び低騒音化を阻害することなく、使用者に機械の動作開始時期を通知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施形態に係るクレーンを概略的に示す側面図である。
【００４３】
図１を参照して、機械の一例としての建設機械であるクレーン１は、キャブ２内の乗員（使用者）Ｈの操作に応じて図外の油圧シリンダを伸縮させることによりブーム５を起伏させることが可能とされているとともに、ウィンチ３によるワイヤ４の巻上げ又は巻下げを行うことにより、当該ブームの先端部のフック（図示せず）に懸架された吊り荷を昇降することが可能とされている。
【００４４】
具体的に、クレーン１は、乗員Ｈによる入力操作を受ける操作レバー（操作部）６と、この操作レバー６の操作に応じて開閉するバルブ７を含む油圧回路８と、この油圧回路８を介して作動油が供給されることにより回転駆動する油圧モータ（油圧アクチュエータ）９と、前記油圧回路８に設けられたマイク（集音手段）１０と、前記キャブ２内に設けられたスピーカ（出力手段）１１と、前記操作レバー６、マイク１０及びスピーカ１１に電気的に接続された制御部（制御手段）１２とを備えている。なお、前記クレーン１には、ブーム５起伏用の油圧シリンダ、バルブ７及び油圧モータ９がそれぞれ複数個設けられているが、油圧シリンダについては図示を省略し、バルブ７及び油圧モータ９については図１でそれぞれ１つずつ示している。
【００４５】
油圧回路８は、図略の油圧ポンプから油圧モータ９へ作動油を供給するとともに油圧モータ９から排出された作動油を図略のタンクに回収する油圧系統を構成し、そのバルブ７の開閉操作によって油圧モータ９の作動油の給排又は停止を切換えることが可能とされている。
【００４６】
油圧モータ９は、前記ウィンチ３を回転駆動させるためのものであるが、このウィンチ３の他に設けられた複数のウィンチのそれぞれに対応して複数個設けられている（図１では、ウィンチ３の駆動用の油圧モータ９を１個示している）。
【００４７】
マイク１０は、クレーン１を構成する機器から発生する音を集音するためのものである。本実施形態におけるマイク１０は、「クレーン１を構成する機器から発生する音」の一例としての油圧回路８の油圧配管１４内を流通する作動油の流通音を検知可能となるように、前記バルブ７の近傍位置で油圧配管１４の外側面に固定されている。また、マイク１０は、前記流通音を電気信号に変換した上でこの電気信号を前記制御部１２に出力する。
【００４８】
そして、マイク１０は、クレーン１に設けられた複数の油圧モータ９のそれぞれに対応して複数個設けられている（図１では、油圧モータ９に対応した１個のマイク１０を示している）。なお、本実施形態では、油圧モータ９に対応してマイク１０が配設された構成について説明するが、他の構成（例えば、前記ブーム５起伏用の油圧シリンダやバルブ７等）に対応してマイク１０が配設された構成としても後述する効果を得ることができる。
【００４９】
スピーカ１１は、前記油圧モータ９が駆動する際に変化する作動油の流通音のうち特定の音が発生したことを乗員Ｈに通知可能とされている。
【００５０】
すなわち、前記クレーン１では、操作レバー６の操作から油圧モータ９の作動開始までの間に若干の応答時間が生じるため、油圧モータ９の実際の作動開始時期を乗員Ｈに通知すべく、スピーカ１１は、前記特定の音が発生したことを通知する。
【００５１】
図２は、図１の制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【００５２】
図２を参照して、制御部１２は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、初期設定等を記憶するＲＯＭ、及び所定の情報を書き換え可能に記憶するＲＡＭ等からなる周知の制御手段である。
【００５３】
この制御部１２は、前記マイク１０から出力された電気信号に基づいて前記特定の音が発生しているか否かを判定し、特定の音が発生したと判定した場合には、前記スピーカ１１によってその旨を通知するようになっている。
【００５４】
具体的に、制御部１２は、記憶手段１５と、算出手段１６と、判定手段１７と、出力手段１８とを備えている。
【００５５】
記憶手段１５には、基準変化率１９（図７の（ａ）参照）と、この基準変化率１９に基づいて予め規定された基準積算量（しきい値）と、所定の重み係数を出力する重み関数と、第一係数及び第二係数と、出力信号テーブルＴ１（図６参照）とが予め記憶されている。
【００５６】
基準変化率１９は、前記特定の音が発生した時の前後で検知された２つの流通音からそれぞれ変換された電気信号に基づいて算出されたものである。すなわち、基準変化率１９は、図７の（ａ）に示すように、前記２つの電気信号を周波数ごとのスペクトル成分に変換した上で、これらの電気信号同士で周波数ごとにスペクトル成分を除することにより得られた周波数ごとのスペクトル成分の変化率である。
【００５７】
基準積算量は、前記基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した積算量２０に基づいて、特定の音が発生したときの必要最低限の積算量として予め規定されたものである。この基準積算量は、試験的に採取された多数の基準変化率１９に基づいて算出されたものである。
【００５８】
ｙ＝１／（１＋ｅ（−ｘ））・・・・・・・式（１）
重み関数は、上記式（１）に示すように、スペクトル成分の変化率を変数ｘとする関数であって、当該スペクトル成分の変化率が大きいほど１に近似する重み係数ｙを出力する一方、スペクトル成分の変化率が小さいほど０に近似する重み係数ｙを出力するものである。
【００５９】
第一係数と第二係数とは、相互に加算して１となる定数であり、本実施形態では、第一係数が０．４、第二係数が０．６の値に設定されている。
【００６０】
出力信号テーブルＴ１は、図６の（ａ）に示すように、複数のマイク１０のそれぞれについて出力信号（出力情報）が設定されたテーブルである。この出力信号は、前記スピーカ１１に発生させる通知音を規定するものである。すなわち、本実施形態では、記憶手段１５が出力情報記憶手段としても機能している。
【００６１】
各出力信号は、複数のマイク１０のそれぞれに対応するアクチュエータ（油圧モータ９）ごとに、通知パターンが異なるように設定されている。すなわち、通知パターンは、キャブ２と油圧モータ９との間の距離や方向に基づいて音像定位技術を用いて規定されている。したがって、この出力信号に基づきスピーカ１１から出力される通知音は、乗員Ｈにとって、あたかも油圧モータ９から聞こえてくる音として聞こえるものとなる。
【００６２】
さらに、前記通知パターンに含まれる音量、周波数、抑揚等は、予め油圧モータ９ごとに検知された流通音に近似するものとなるように規定されている。したがって、この出力信号に基づきスピーカ１１から出力される通知音により、乗員Ｈは、直接聞いたことのある特定の音に近似する前記通知音に基づいて、当該通知音に対応する油圧モータ９を特定することが可能となる。
【００６３】
算出手段１６は、前記操作レバー６の入力操作の後にマイク１０から出力された電気信号同士の実測変化率２３（図８の（ｂ）参照）を算出する。
【００６４】
具体的に、算出手段１６は、図７の（ｂ）及び図８の（ａ）に示すように、マイク１０から出力された電気信号にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を施し、今回ＦＦＴを施したものと前回ＦＦＴを施したものの２つの電気信号についてそれぞれ周波数ごとのスペクトル成分値２１、２２を特定し、これらスペクトル成分値２１、２２同士を周波数ごとに除することにより、図８の（ｂ）に示すように、周波数ごとのスペクトル成分の変化率（実測変化率）２３を算出する。
【００６５】
また、算出手段１６は、図９の（ｂ）に示すように、前記実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した実測積算量２４を算出する。
【００６６】
さらに、算出手段１６は、実測変化率２３を用いて前記基準変化率１９を正規化する。すなわち、算出手段１６は、実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の変化率と第一係数とを周波数ごとに乗算した値と、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率と第二係数とを周波数ごとに乗算した値とを加算することにより、前記基準変化率１９を正規化する。
【００６７】
判定手段１７は、前記実測積算量２４と基準積算量とを比較することにより、特定の音が発生したか否かを判定する。具体的に、判定手段１７は、前記実測積算量２４が基準積算量以上であると判定された場合に、特定の音が発生したと判定する。
【００６８】
出力手段１８は、前記判定手段１７により特定の音が発生したと判定された場合に、当該判定時に集音したマイク１０に対応する出力信号を前記出力信号テーブルＴ１から特定して、この出力信号に基づく通知音を前記スピーカ１１に発生させる。
【００６９】
以下、前記制御部１２により実行される処理について、図３及び図４を参照して説明する。
【００７０】
図３は、図２の制御部１２により実行される処理の前半部分を示すフローチャートである。図４は、図２の制御部１２により実行される処理の後半部分を示すフローチャートである。
【００７１】
図３及び図４を参照して、制御部１２の処理が実行され、操作レバー６の入力操作がされると（ステップＳ１でＹＥＳ）、一定時間、流通音を検知するとともにこの流通音を電気信号に変換し（ステップＳ２）、図７の（ｂ）に示すように、この電気信号を周波数ごとのスペクトル成分値２２に変換する（ステップＳ３）。
【００７２】
このステップＳ３が実行されると、図８の（ａ）に示すように、今回検知されたスペクトル成分値２２を、前回実行されたステップＳ３で検知されたスペクトル成分値２１で周波数ごとに除することにより、図８の（ｂ）に示す実測変化率２３を導出する（ステップＳ４）。
【００７３】
つまり、ステップＳ４では、前記特定の音の発生の契機である操作レバー６の入力操作の前と後に検知された２つの音（今回検知された電気信号と前回検知された電気信号）に基づいて、これらの音の間に変化したスペクトル成分値の割合を周波数ごとに算出しており、その結果、変化したスペクトル成分値が大きいほど高いピークとして現れた図８の（ｂ）のようなチャートが得られる。
【００７４】
次いで、前記記憶手段１５に記憶された重み関数及び基準変化率１９に基づいて、当該基準変化率１９についての重み係数を周波数ごとに算出する（ステップＳ５）。
【００７５】
つまり、ステップＳ５では、上述した式（１）の重み関数の変数ｘに、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率を代入して得られた重み係数ｙを、周波数ごとに求めることにより、図９の（ａ）に示すようなチャートが得られる。
【００７６】
このチャートから明らかなように、基準変化率１９（図７の（ａ）参照）に含まれるスペクトル成分の変化率のうち、特に大きな変化率を示すものの周波数については、重み係数がより高いピークとされている一方、ほとんど変化のないものの周波数については、重み係数がより低いピークとされている。
【００７７】
つまり、ステップＳ５の処理を行うことにより、基準変化率１９において注目すべき変化を示す周波数ほど大きな重み係数が得られる一方、注目する必要性の低い周波数ほど小さな重み係数が得られる。そして、これらの重み係数は、０〜１の間の値として算出される。
【００７８】
次いで、前記実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の変化率に重み係数を周波数ごとに乗じることにより、図９の（ｂ）に示す判定用データ２５を算出する（ステップＳ６）。
【００７９】
つまり、ステップＳ６では、重み係数に基づいて、実測変化率２３に含まれる周波数のうち、注目すべき周波数ほどスペクトル成分の変化率を実測値に近い値に維持させる一方、注目度の低い周波数ほどスペクトル成分の変化率を小さい値とする。これにより、注目すべき周波数について大きなピークが現れた判定用データ２５が得られる。
【００８０】
次いで、この判定用データ２５に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算することにより、実測積算量２４を算出する（ステップＳ７）。
【００８１】
具体的に、ステップＳ７では、判定用データ２５に含まれる周波数の全範囲Ｅ１について、スペクトル成分の変化率を積算することにより実測積算量２４を算出する。
【００８２】
そして、この実測積算量２４が前記基準積算量以上であるか否かを判定し（ステップＳ８）、基準積算量未満であると判定されると前記ステップＳ２からの処理を繰り返し実行する。
【００８３】
一方、実測積算量２４が基準積算量以上であると判定される、つまり、特定の音が発生したと判定されると、通知音発生処理Ｕを実行する。
【００８４】
図５は、図４の通知音発生処理Ｕを示すフローチャートである。
【００８５】
図５の（ａ）を参照して、通知音発生処理Ｕが実行されると、まず、複数の油圧モータ９のそれぞれに設けられたマイク１０のうち、今回の処理で流通音を検知したマイク１０を特定する（ステップＵ１）。
【００８６】
次いで、ステップＵ１で特定されたマイク１０に対応する出力信号を、前記出力信号テーブルＴ１（図６参照）から読み出し（ステップＵ２）、この出力信号に基づく通知音を前記スピーカ１１により発生させる（ステップＵ３）。これにより、特定の音が発生したことが乗員Ｈに通知される。
【００８７】
再び図４を参照して、前記通知音発生処理Ｕが終了すると、今回の判定時に算出された実測変化率２３に基づいて前記基準変化率１９を正規化する処理を実行する。
【００８８】
具体的には、まず、実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の変化率と第一係数（０．４）とを周波数ごとに乗じる一方（ステップＳ９）、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率と第二係数（０．６）とを周波数ごとに乗じ（ステップＳ１０）、これらの値を周波数ごとに加算する（ステップＳ１１）。
【００８９】
すなわち、これらステップＳ９〜Ｓ１１では、実測変化率２３に含まれるスペクトル成分の４０％を、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の６０％に合算することにより、基準変化率１９における注目成分を踏襲しながら今回算出された実測変化率２３の注目成分を反映した新たな変化率（加算変化率）を得ることができる。
【００９０】
そして、この正規化により得られた加算変化率を新たな基準変化率１９として前記記憶手段１５に記憶する（ステップＳ１５）。これにより、以後の判定時には、加算変化率が特定の音の発生の判定の基礎として用いられることになり、当該判定精度をより向上することができる。
【００９１】
以上説明したように、クレーン１によれば、流通音から変換された電気信号に基づいて特定の音が発生したと判定された場合にスピーカ１１によって通知する構成としているので、油圧回路８で発生する特定の音を直接乗員Ｈに聞かせる場合と異なり、特定の音が小音量の場合であっても、スピーカ１１によって特定の音の発生を確実に通知することができる。
【００９２】
したがって、クレーン１によれば、従来のように特定の音の音量を大きくするために油圧回路８内に余分な油圧等を発生させることなく、乗員Ｈに油圧モータ９の作動開始時期を通知することができるので、余分なエネルギー損失を抑制して省エネルギー化を図ることができる。
【００９３】
さらに、クレーン１では、油圧回路８で発生する特定の音を小音量としながら、キャブ２内に設けられたスピーカ１１により特定の音の発生を乗員Ｈへ通知することができるので、従来のように乗員Ｈから離れた位置に配設された油圧回路８に大音量の特定の音を発生させてこの特定の音を直接乗員Ｈに通知する構成と異なり、スピーカ１１を乗員Ｈの近傍位置に配設することにより低騒音化を図ることができる。
【００９４】
したがって、クレーン１によれば、省エネルギー化及び低騒音化を図りながら、乗員Ｈに油圧モータ９の作動開始時期を通知することができる。
【００９５】
前記クレーン１のように、複数のマイク１０を備えた構成とすれば、油圧回路８における複数個所で音を集音することができるので、前記特定の音の発生箇所が限定できない場合にも、有効に油圧モータ９の作動開始時期を通知することが可能となる。
【００９６】
また、前記クレーン１では、操作レバー６の操作の前と後に検知された２つの音（前記実施形態では油圧配管１４内を流通する作動油の流通音）からそれぞれ変換された電気信号同士の実測変化率２３に基づいて、当該２つの流通音が検知された時期の間に特定の音が発生したか否かを判定することができるので、電気信号同士の変化量（各電気信号同士の差）に基づいて特定の音の発生を判定する場合よりも判定精度を向上することができる。
【００９７】
すなわち、電気信号の変化量に基づいて特定の音を判定する場合には、電気信号に含まれる誤差がそのまま変化量に反映されるのに対し、前記クレーン１のように、電気信号同士を除算した変化率に基づいて特定の音を判定する場合には、電気信号に含まれる誤差が除数又は被除数として反映されるため当該誤差の影響を小さくすることにより特定の音の判定精度の向上を図ることができる。
【００９８】
さらに、前記クレーン１では、実測積算量２４及び基準積算量を比較することにより特定の音の発生を判定することができるので、スペクトル成分の変化率を周波数ごとに比較して特定の音の発生を判定する場合よりも処理の内容を簡素化することができる。
【００９９】
また、重み係数が乗算された実測変化率２３に基づいて算出された実測積算量２４と、基準積算量とを比較して特定の音が発生したか否かを判定する前記クレーン１によれば、重み係数と実測変化率２３とを周波数ごとに乗算することにより、基準変化率１９に含まれるスペクトル成分のうち、スペクトル成分の変化率が大きい周波数、すなわち、特定の音の発生前後においてスペクトル成分が大きく変化する周波数ほどスペクトル成分の変化率を実測値に近似する値に維持させる一方、スペクトル成分の変化率が小さい周波数、すなわち、特定の音の発生前後でのスペクトル成分がほとんど変化しない周波数ほどスペクトル成分の変化率を０に近似させるように、実測変化率２３のスペクトル成分の変化率について重み付けを行うことができる。
【０１００】
つまり、特定の音の発生と因果関係の少ない周波数についてスペクトル成分を極力省略するとともに、それ以外のスペクトル成分を注目成分として誇張した実測積算量２４に基づいて特定の音の判定を行うことができるので、判定精度を向上することができる。
【０１０１】
前記判定手段１７により特定の音が発生したと判定された場合に、基準変化率１９の正規化を行うようにした前記クレーン１によれば、今回の判定結果をフィードバックすることにより、以後の判定精度をより向上させることができる。
【０１０２】
つまり、今回の判定に用いられた実測変化率２３に第一係数（０．４）を乗じたものと、既に記憶されている基準変化率１９に第二係数（０．６）を乗じたものとを加算することにより、特定の音の発生と因果関係のあるスペクトル成分の変化率であって実測変化率２３及び基準変化率がそれぞれ有するものを反映した加算変化率を得ることができるので、この加算変化率に基づいて新たな重み係数を算出して、この重み係数を以後の判定に利用することにより前記注目成分がより誇張された実測積算量２４を得ることができ、特定の音の判定の精度をさらに向上することができる。
【０１０３】
なお、前記実施形態では、図３のステップＳ７において、判定用データ２５に含まれる周波数の全範囲Ｅ１について実測積算量２４を算出する構成について説明したが、前記ステップＳ１１では、図９の（ｂ）に示すように、前記全範囲Ｅ１を周波数ごとに区分した周波数範囲Ｅ２、周波数範囲Ｅ３、及び周波数範囲Ｅ４ごとに実測積算量２６、実測積算量２７、及び実測積算量２８を算出する構成とすることもできる。
【０１０４】
この場合、前記基準変化率１９に含まれるスペクトル成分の変化率を前記周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに積算した積算量を、それぞれ前記基準積算量（しきい値）として前記記憶手段１６に記憶させるとともに、前記判定手段１７によって、実測積算量２６〜２８と各基準積算量とを周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに比較することにより、当該周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに特定の音が発生しているか否かを判定することができる。
【０１０５】
この判定時、すなわち、前記ステップＳ１２（図４参照）においては、周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４のすべての範囲について基準積算量以上であると判定された場合に、通知音発生処理Ｕを実行するようにすることができる。
【０１０６】
このように構成することにより、実測積算量２４と基準積算量との比較を周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに細分化して行うことができるので、特定の音の発生の判定精度をより向上することができる。
【０１０７】
すなわち、周波数の全範囲Ｅ１を一律に積算した積算量に基づいて特定の音の判定を行う場合、特定の音の発生時にスペクトル成分値が大幅に増大する周波数についてほとんど変化がなく、その分、この周波数以外の周波数について大幅なスペクトル成分の増加が生じていると、実測積算量２４自体をみると基準積算量以上となって特定の音が発生したものとして判定されてしまう場合があるが、実測積算量２４と基準積算量との比較を周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに細分化して行うことにより、このような事態を抑制することができる。
【０１０８】
特に、スペクトル成分のピークの現れる周波数は、作動油の流速や圧力等に応じてシフトする傾向にある一方、これら流速や圧力等は特定の音の発生の一条件であるため、当該流速や圧力等の状況によっては本来特定の音として認められない段階にあるスペクトル成分のピークが実測変化率２３中に現れる場合があり、このような経時変化に対応する上で前記の構成を採ることが好ましい。
【０１０９】
また、各周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに特定の音の発生を判定する場合には、図６の（ｂ）に示すように、周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに出力信号が設定された出力信号テーブルＴ２を前記記憶手段１５に記憶させておくことにより、周波数範囲Ｅ２〜Ｅ４ごとに異なる出力音を発生させることができる。
【０１１０】
さらに、前記各実施形態では、記憶手段１５に記憶された出力信号テーブルＴ１、Ｔ２に規定された出力信号に基づいて出力音を発生させるようにしているが、マイク１０から出力された電気信号（図８の（ａ）参照）に基づいた出力音を発生させることもできる。
【０１１１】
具体的には、図５の（ｂ）に示すように、前記通知音発生処理Ｕにおいて、電気信号に含まれるスペクトル成分値２２の変化率と前記重み係数とを周波数ごとに乗じて出力信号を算出する（ステップＵ４）。
【０１１２】
すなわち、図８の（ａ）に示す電気信号に含まれるスペクトル成分値２２のうち注目成分に対応する周波数のスペクトル成分値を実測値に近似する値に維持する一方、注目成分以外の周波数のスペクトル成分値を０に近づけた値とするように、重み付けを行う。
【０１１３】
次いで、算出されたスペクトル成分値を逆変換した通知音を出力する（ステップＵ５）。
【０１１４】
このように構成することにより、特定の音の発生時に顕著に変化する周波数のスペクトル成分値が誇張された通知音を乗員に通知することができるので、従前の建設機械の特定の音に慣れた乗員Ｈに対し、特定の音の発生をより確実に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施形態に係るクレーンを概略的に示す側面図である。
【図２】図１の制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御部により実行される処理の前半部分を示すフローチャートである。
【図４】図２の制御部により実行される処理の後半部分を示すフローチャートである。
【図５】図４の通知音発生処理Ｕを示すフローチャートであり、（ａ）は一の実施形態、（ｂ）は他の実施形態をそれぞれ示している。
【図６】図２の記憶手段に記憶された出力信号テーブルを示す外略図であり、（ａ）は一の実施形態、（ｂ）は他の実施形態をそれぞれ示している。
【図７】（ａ）は基準変化率を示すチャートであり、（ｂ）は通知音（１回目）を示すチャートである。
【図８】（ａ）は通知音（２回目）を示すチャートであり、（ｂ）は実測変化率を示すチャートである。
【図９】（ａ）は重み係数を示すチャートであり、（ｂ）は判定用データを示すチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１ クレーン（機械の一例）
６ 操作レバー（操作部の一例）
８ 油圧回路
９ 油圧モータ（油圧アクチュエータの一例）
１０ マイク（集音手段の一例）
１１ スピーカ（通知手段の一例）
１２ 制御部（制御部）
１５ 記憶手段（出力情報記憶手段の一例も構成）
１６ 算出手段
１７ 判定手段
１８ 出力手段
１９ 基準変化率
２１、２２ スペクトル成分値
２３ 実測変化率
２４ 実測積算量
２５ 判定用データ
２６〜２８ 実測積算量
Ｅ１〜Ｅ４ 周波数範囲
Ｈ 乗員
ｙ 重み係数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の操作を受ける操作部と、この操作部の入力操作に応じて動作する機械に設けられ、当該機械を構成する機器から発生する音のうち特定の音を使用者に通知する通知装置であって、
前記機械の構成機器に設けられ、前記音を検知して電気信号に変換する集音手段と、
前記電気信号に基づいて、前記特定の音が発生したか否かを判定する制御手段と、
この制御手段により前記特定の音が発生したと判定された場合に、特定の音が発生したことを使用者に通知する通知手段とを備えていることを特徴とする機械の通知装置。
【請求項２】
前記機械の構成機器は、前記操作部の入力操作に応じて作動油の流動を生じさせる油圧系統を含み、前記集音手段は、この油圧系統から発生する音を検知することを特徴とする請求項１に記載の機械の通知装置。
【請求項３】
前記集音手段を複数個有していることを特徴とする請求項２に記載の機械の通知装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記特定の音が発生する前と後で検知された２つの音からそれぞれ変換された前記電気信号同士の実測変化率を算出する算出手段と、前記特定の音が発生した時の前後で検知された音からそれぞれ変換された前記電気信号同士の基準変化率に基づいて前記特定の音が発生したときの必要最低限の値として予め規定されたしきい値を記憶する記憶手段と、前記実測変化率としきい値とに基づいて前記特定の音が発生したか否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記特定の音が発生したと判定された場合に前記通知手段による通知を実行させる出力手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の機械の通知装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記操作部の入力操作の前と後で検知された２つの音に基づいて前記実測変化率を算出することを特徴とする請求項４に記載の機械の通知装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した実測積算量を算出する一方、前記記憶手段は、前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した積算量に基づいて前記特定の音が発生したときの必要最低限の積算量として予め規定された基準積算量を前記しきい値として記憶しており、前記判定手段は、前記実測積算量と基準積算量とを比較することにより前記特定の音が発生したか否かを判定することを特徴とする請求項４又は５に記載の機械の通知装置。
【請求項７】
前記算出手段は、実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を特定の周波数範囲ごとに積算することにより、前記周波数範囲ごとにそれぞれ前記実測積算量を算出するとともに、前記記憶手段には、前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を前記周波数範囲ごとに積算した積算量のそれぞれに基づいて予め規定された前記基準積算量が記憶され、前記判定手段は、前記実測積算量が各周波数範囲のすべてについて基準積算量以上である場合に、特定の音が発生したと判定することを特徴とする請求項６に記載の機械の通知装置。
【請求項８】
前記記憶手段には、前記基準変化率と、前記スペクトル成分の変化率を変数として当該スペクトル成分の変化率が大きいほど１に近似する重み係数を出力する一方、前記スペクトル成分の変化率が小さいほど０に近似する重み係数を出力する重み関数とが記憶され、前記算出手段は、前記重み関数に基づいて前記基準変化率の重み係数を周波数ごとに算出するとともに、これら重み係数を前記実測変化率に周波数ごとに乗算し、前記判定手段は、前記重み係数が乗算された実測変化率に基づいて算出された前記実測積算量と、前記基準積算量とを比較して特定の音が発生したか否かを判定することを特徴とする請求項６又は７に記載の機械の通知装置。
【請求項９】
前記記憶手段には、相互に加算して１となる第一係数及び第二係数が記憶され、前記算出手段は、前記判定手段により特定の音が発生したと判定された場合に、この判定時の前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率と前記第一係数とを周波数ごとに乗じたものと、当該判定時の実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率と前記第二係数とを周波数ごとに乗じたものとを周波数ごとに加算して加算変化率を算出するとともに、この加算変化率を新たな基準変化率として前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項８に記載の機械の通知装置。
【請求項１０】
前記通知手段は、特定の音が発生したと判定された場合に、通知音を発生することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の機械の通知装置。
【請求項１１】
前記機械に設けられた複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられた複数の集音手段を備えているとともに、これら集音手段ごとに異なる出力情報が記憶された出力情報記憶手段を備え、前記通知手段は、前記特定の音が発生したと判定された場合に、当該判定時に音を検知した集音手段に対応する前記出力情報に基づく通知音を発生することを特徴とする請求項１０に記載の機械の通知装置。
【請求項１２】
前記出力手段は、前記２つの音のうち後に検知された音から変換された電気信号に含まれるスペクトル成分値と前記重み係数とを周波数ごとに乗じて得られたスペクトル成分値を逆変換した通知音を前記通知手段に発生させることを特徴とする請求項８又は９に記載の機械の通知装置。
【請求項１】
使用者の操作を受ける操作部と、この操作部の入力操作に応じて動作する機械に設けられ、当該機械を構成する機器から発生する音のうち特定の音を使用者に通知する通知装置であって、
前記機械の構成機器に設けられ、前記音を検知して電気信号に変換する集音手段と、
前記電気信号に基づいて、前記特定の音が発生したか否かを判定する制御手段と、
この制御手段により前記特定の音が発生したと判定された場合に、特定の音が発生したことを使用者に通知する通知手段とを備えていることを特徴とする機械の通知装置。
【請求項２】
前記機械の構成機器は、前記操作部の入力操作に応じて作動油の流動を生じさせる油圧系統を含み、前記集音手段は、この油圧系統から発生する音を検知することを特徴とする請求項１に記載の機械の通知装置。
【請求項３】
前記集音手段を複数個有していることを特徴とする請求項２に記載の機械の通知装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記特定の音が発生する前と後で検知された２つの音からそれぞれ変換された前記電気信号同士の実測変化率を算出する算出手段と、前記特定の音が発生した時の前後で検知された音からそれぞれ変換された前記電気信号同士の基準変化率に基づいて前記特定の音が発生したときの必要最低限の値として予め規定されたしきい値を記憶する記憶手段と、前記実測変化率としきい値とに基づいて前記特定の音が発生したか否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記特定の音が発生したと判定された場合に前記通知手段による通知を実行させる出力手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の機械の通知装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記操作部の入力操作の前と後で検知された２つの音に基づいて前記実測変化率を算出することを特徴とする請求項４に記載の機械の通知装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した実測積算量を算出する一方、前記記憶手段は、前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を周波数について積算した積算量に基づいて前記特定の音が発生したときの必要最低限の積算量として予め規定された基準積算量を前記しきい値として記憶しており、前記判定手段は、前記実測積算量と基準積算量とを比較することにより前記特定の音が発生したか否かを判定することを特徴とする請求項４又は５に記載の機械の通知装置。
【請求項７】
前記算出手段は、実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を特定の周波数範囲ごとに積算することにより、前記周波数範囲ごとにそれぞれ前記実測積算量を算出するとともに、前記記憶手段には、前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率を前記周波数範囲ごとに積算した積算量のそれぞれに基づいて予め規定された前記基準積算量が記憶され、前記判定手段は、前記実測積算量が各周波数範囲のすべてについて基準積算量以上である場合に、特定の音が発生したと判定することを特徴とする請求項６に記載の機械の通知装置。
【請求項８】
前記記憶手段には、前記基準変化率と、前記スペクトル成分の変化率を変数として当該スペクトル成分の変化率が大きいほど１に近似する重み係数を出力する一方、前記スペクトル成分の変化率が小さいほど０に近似する重み係数を出力する重み関数とが記憶され、前記算出手段は、前記重み関数に基づいて前記基準変化率の重み係数を周波数ごとに算出するとともに、これら重み係数を前記実測変化率に周波数ごとに乗算し、前記判定手段は、前記重み係数が乗算された実測変化率に基づいて算出された前記実測積算量と、前記基準積算量とを比較して特定の音が発生したか否かを判定することを特徴とする請求項６又は７に記載の機械の通知装置。
【請求項９】
前記記憶手段には、相互に加算して１となる第一係数及び第二係数が記憶され、前記算出手段は、前記判定手段により特定の音が発生したと判定された場合に、この判定時の前記基準変化率に含まれるスペクトル成分の変化率と前記第一係数とを周波数ごとに乗じたものと、当該判定時の実測変化率に含まれるスペクトル成分の変化率と前記第二係数とを周波数ごとに乗じたものとを周波数ごとに加算して加算変化率を算出するとともに、この加算変化率を新たな基準変化率として前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項８に記載の機械の通知装置。
【請求項１０】
前記通知手段は、特定の音が発生したと判定された場合に、通知音を発生することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の機械の通知装置。
【請求項１１】
前記機械に設けられた複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられた複数の集音手段を備えているとともに、これら集音手段ごとに異なる出力情報が記憶された出力情報記憶手段を備え、前記通知手段は、前記特定の音が発生したと判定された場合に、当該判定時に音を検知した集音手段に対応する前記出力情報に基づく通知音を発生することを特徴とする請求項１０に記載の機械の通知装置。
【請求項１２】
前記出力手段は、前記２つの音のうち後に検知された音から変換された電気信号に含まれるスペクトル成分値と前記重み係数とを周波数ごとに乗じて得られたスペクトル成分値を逆変換した通知音を前記通知手段に発生させることを特徴とする請求項８又は９に記載の機械の通知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−５２７０１（Ｐ２００９−５２７０１Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２１６１０（Ｐ２００７−２２１６１０）
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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