专利名称：连接器嵌合状态判定装置、连接器嵌合状态判定系统及连接器嵌合状态判定方法
技术领域：
本发明涉及车辆上搭载的ECU ( Engine Control Unit)和线束等 的电气部件等所使用的连接器嵌合状态判定装置、连接器嵌合状态判 定系统及连接器嵌合状态判定方法。
背景技术：
近年，随着车辆搭载设备的电子化进展，每辆车的连接器使用数 剧增。为了检知相互连接汽车电气系统配线的连接器的嵌合状态，对 各连接器实施基于连接器嵌合操作时音的有无、目视的确认和基于手 操作的嵌合状态的确认等。
但是，连接器的嵌合操作在比较恶劣的音环境且车辆的狭小部分 进行，难以对全部的连接器可靠地进行上述的确认。因而难以保证嵌 合确认的充分可靠性，另外，该确认需要某种程度的时间，阻碍了操 作效率的提高。
因而，专利文献l记载了以在组装线中也能够容易确认连接器的 嵌合状态为目的的连接器的嵌合状态确认方法。该方法中，通过安装 到操作者的振动检测部检测连接器嵌合时连接器中产生的振动，将由 振动检测部检测的振动变换为振动波形数据并发送。接收该振动波形 数据后，通过从振动波形数据除去嵌合状态的判断所不需要的数据， 生成判断用数据。比较生成的判断用数据和预先存储的基准数据，判 断连接器的嵌合状态的好坏。
专利文献l:日本特开2006 - 221971号^>报
但是，根据结合时的振动量进行这样连接器嵌合的好坏判定时， 会检测到连接器嵌合以外的操作产生的振动信号，无法获得足够的精度。即，提取音并解析音的特征量来判断连接器嵌合的方法中，在类 似音频繁发生的操作现场存在无法正确确认连接器的结合状态的问 题。
操作现场中，大量存在夹持嵌合等连接器以外的嵌合操作。仅仅 基于音的判定中，由于无法捕捉连接器嵌合的瞬间，误判断的可能性 大。从而，仅仅通过连接器嵌合时的振动来判断结合时，由于类似的 操作大量存在，成为极低的精度。而且，专利文献l记载的方法在考虑 车种、连接器的种类、结合顺序后与基准数据比较，在频繁进行基于 新车种的追加、新连接器的追加、生产节拍变更的操作内容的变更时， 也存在无法柔性对应这些操作内容的问题。
本发明为解决这样的问题而提出，目的是提供能够提高连接器的 结合状态的判定的正确性的连接器嵌合状态判定装置、连接器嵌合状 态判定系统及连接器嵌合状态判定方法。
发明内容
本发明的连接器嵌合状态判定装置，具备安装到操作者并被输 入包含连接器嵌合时测定的音信息及加速度信息的检测结果的输入单 元；根据输入到上述输入单元的检测结果，判定上述音信息是否满足 规定的条件的音判定单元；以及根据输入到上述输入单元的检测结果， 判定上述加速度信息是否满足规定的条件的加速度判定单元，仅在判 定为上述音信息及上述加速度信息都满足规定的条件时判断为连接器 嵌合。
本发明中，嵌合状态的判定中，由于仅仅对满足规定的音条件且 满足规定的加速度条件的情况判定为嵌合，因此可以高精度判定嵌合 的好坏。
另外，上述音判定单元，可以根据从音的振幅波形抽出的音的衰 减量、表示振幅的顶点数及规定值以上的波峰持续的波峰持续时间中 的一个或以上进行判定。上述加速度判定单元，可以根据从加速度波 形抽出的波形的倾斜度、波峰的定时及波峰间隔中的一个或以上进行判定。只要能够判定规定的音条件、加速度条件，可以使用各种判定 条件。
而且，可以测定上述音信息满足规定条件的触发定时，以该触发 定时为基准进行上述加速度波形的判定，可以触发定时为基准比较加 速度波形的倾斜度等。
而且，另外，上述加速度判定单元可以对上述音判定单元中满足 条件的检测结果进行加速度判定，可以不进行无效的加速度判定。
本发明的连接器嵌合状态判定系统，具备安装到操作者并检测 连接器嵌合时的音信息及加速度信息的检测装置；和接收来自上述检 测装置的检测结果，判定连接器的嵌合状态的判定装置，上述判定装 置具备被输入上述检测结果的输入单元；根据输入到上述输入单元 的检测结果，判定上述音信息是否满足规定的条件的音判定单元；以 及根据输入到上述输入单元的检测结果，判定上述加速度信息是否满 足规定的条件的加速度判定单元，仅在判定上述音信息及上述加速度 信息都满足规定的条件时判断为连接器嵌合。
本发明中，由于判定装置根据来自检测装置的检测结果，判定满 足规定的音条件且满足规定的加速度条件的情况为嵌合，因此可以高 精度判定嵌合的好坏。
另外，还具有与上述判定装置无线连接的接收装置，上述接收装 置可以对上述判定装置设定上述音信息及加速度信息的各条件。判定 通过由可有线接收检测结果的判定装置进行，可以成为精度高的判定， 判定结果可以由接收装置显示等。
而且，上述检测装置可以安装到上述操作者的拇指和/或食指。
本发明的连接器嵌合状态判定方法，具备通过安装到操作者的 检测单元，检测连接器嵌合时的音信息及加速度信息的检测工序；判 定上迷检测结果中上述音信息是否满足规定的条件的音信息判定工 序；判定上述检测结果中上述加速度信息是否满足规定的条件的加速 度判定工序；以及上述音信息及上述加速度信息都满足规定的条件时 判定为连接器嵌合的连接器嵌合状态判定工序。本发明中，在嵌合状态的判定中，仅仅将满足规定的音条件且满 足规定的加速度条件的情况判定为嵌合。这样，通过在连接器的结合 判断中采用结合音和加速度变化，可以获得高精度的判断结果。
另外，上述加速度判定工序可以仅仅在上述音信息判定工序中满 足规定的条件时实施，可以不进行无效的判定。
而且，上述加速度判定工序中，可以以从上述音信息抽出的规定 的定时作为触发定时，以该触发定时为基准，使用加速度波形进行判 定。通过采用连接器结合音的信息，以结合音发生时间为基准测定其 前后的加速度变化，可以区分连接器嵌合操作和其他操作，不需考虑 车种、连接器种类、结合顺序等。
根据本发明，可以提供能够提高连接器的结合状态的判定的正确 性的连接器嵌合状态判定装置、连接器嵌合状态判定系统及连接器嵌 合状态判定方法。
图l是本发明实施例的连接器嵌合判定系统的示图。
图2是连接器嵌合音的音波形及其振幅的时间变化的示图。
图3是连接器嵌合时的加速度波形的示图。
图4是连接器嵌合时的加速度波形的说明示图。
图5A是连接器嵌合的x轴方向的加速度的示图。
图5B是连接器嵌合的y轴方向的加速度的示图。
图6A是连接器嵌合的z轴方向的加速度的示图。
图6B是连接器嵌合的音波形的示图。
图7A是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，紧固工具碰上保 持器时的音发生时的x轴方向的加速度的示图。
图7B是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，紧固工具碰上保 持器时的音发生时的y轴方向的加速度的示图。
图8A是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，紧固工具碰上保 持器时的音发生时的z轴方向的加速度的示图。图8B是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，紧固工具碰上保 持器时的音发生时的音波形的示图。
图9A是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，按压按钮操作音 发生时的x轴方向的加速度的示图。
图9B是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，按压按钮操作音 发生时的y轴方向的加速度的示图。
图10A是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，按压按钮操作 音发生时的z轴方向的加速度的示图。
图10B是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，按压按钮操作 音发生时的音波形的示图。
图11A是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，螺栓置位于承 窝时的音发生时的x轴方向的加速度的示图。
图11B是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，螺栓置位于承 窝时的音发生时的y轴方向的加速度的示图。
图12A是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，螺栓置位于承 窝时的音发生时的z轴方向的加速度的示图。
图12B是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，螺栓置位于承 窝时的音发生时的音波形的示图。
图13A是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，连接器彼此碰 撞时的音发生时的x轴方向的加速度的示图。
图13B是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，连接器彼此碰 撞时的音发生时的y轴方向的加速度的示图。
图14A是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，连接器彼此碰 撞时的音发生时的z轴方向的加速度的示图。
图14B是与连接器嵌合音类似的音发生的操作中，连接器彼此碰 撞时的音发生时的音波形的示图。
图15是本发明实施例的连接器嵌合状态判定方法的流程图。
符号的说明
10判定装置11输入部
12音信息解析部
13音信息判定部
14加速度信息解析部
15加速度信息判定部
20检测装置
21,,23食指用传感器
22，,24拇指用传感器
30接收装置
40雄连接器
41开口
50雌连接器
51本体部
52爪部
具体实施例方式
以下，参照图面详细说明适用本发明的具体实施例。图l是本发 明实施例的连接器嵌合(连接器结合)判定系统的示图。连接器嵌合
判定系统l具备安装到操作者，检测连接器嵌合时的音信息及加速度 信息的检测装置20;接收检测装置20的检测结果，判定连接器的嵌合 状态的判定装置10;以及与判定装置10无线连接的接收装置30。
检测装置20具有安装到操作者的拇指及食指的右手用的食指用 传感器21、拇指用传感器22、左手用的食指用传感器23、拇指用传感 器24。另外，本实施例中以4个传感器测定进行了说明，但是，为由于 是右撇子等而右手操作的操作者时也可以仅仅将传感器安装到右手， 为左手操作的操作者时也可以仅仅将传感器安装到左手。另外，也可 以仅仅安装到拇指或食指。各传感器是由检测音及加速度的 一体型麦 克风/加速度传感器组成的。另外，麦克风和加速度传感器也可以独立 安装。加速度传感器配合拇指、食指的x轴、y轴、z轴，共计6轴上进行测定。检测装置20测定的检测结果发送到与检测装置20有线连接的 判定装置IO。
判定装置10具有被输入检测结果的输入部ll;解析输入到输入 部11的检测结果中的音信息的音信息解析部12;根据音信息解析部12 的解析结果，判定音信息是否满足规定的条件的音信息判定部13;解 析检测结果中的加速度信息的加速度信息解析部14;判定加速度信息 解析部14的解析结果是否满足规定的条件的加速度信息判定部15。而 且，与存储音信息判定用的基准值及加速度信息判定用的基准值的基 准值DB16连接。判定装置10仅仅在判定音信息及加速度信息都满足规 定的条件的场合，判断为连接器嵌合，结果发送到接收装置30。
接收装置30由PC等组成，与判定装置10进行无线通信。该接收 装置30可以与例如工厂的线控制等连接，显示判定结果或显示收集的 音及加速度信息的波形数据并保存。而且，对判定装置10再设定连接 或判定装置IO具有的基准值DB16中的音信息及加速度信息的各条件。
另外，本实施例中，说明了通过与检测装置20有线连接的判定装 置10来判断连接器嵌合的好坏，但是，也可以由检测装置20判断连接 器嵌合的好坏。此时，检测装置20通过无线向接收装置30发送判定结 果即可。这样，不通过无线向可数据通信的接收装置30发送所检测的 音信息及加速度信息来判定连接器嵌合的好坏，而通过与检测装置20 或检测装置20有线连接的判定装置10来判定音信息及加速度信息，可 以进行高精度的判定，但是，通过无线可良好发送数据时，或根据判 定条件等即使是通过无线接收的数据也可以判定连接器嵌合的好坏 时，当然也可以由接收装置30来判定连接器嵌合的好坏。
本实施例中，根据测定连接器操作时的操作者的手的动作(加速 度)的结果和连接器嵌合时的音信号，确定连接器结合的好坏。如上 所述，以前提取连接器嵌合时的音或提取振动，解析其特征量，判断 连接器嵌合，但是这些方法中，在类似音和振动频繁发生的操作现场， 难以正确判定连接器嵌合。因而，本实施例中，测定连接器操作时操 作者的手的加速度，判定解析的结果和音的解析结果，提高了判定的
10正确性。
首先，说明音信息解析部12及音信息判定部13。图2是连接器嵌 合音的音波形及其振幅的时间变化的示图。如图2所示，音信息解析部 12根据横轴为频率(Hz)而纵轴为音压(dB)的音波形，抽出振幅的 时间变化量。然后，根据该振幅的时间变化量，判定该音波形是否为 连接器嵌合音。作为振幅的时间变化量，如图2所示，抽出振幅的衰减 量、振幅的顶点数、波峰维持时间等。例如，衰减量可以设为测定从 规定的阈值hl以上的波峰到规定的阈值h2以下的波峰的时间，从该衰 减幅求出的衰减量。另外，顶点数可以设为以振幅超过规定值h3的定 时为触发定时tl,从该触发定时起的规定期间内所包含的顶点数。波 峰持续时间可以设为从上述触发定时tl起持续规定的阈值h4以上的波 峰的时间。
音信息判定部13比较抽出的结果和基准值DB16存储的基准值， 判定音波形是否为连接器嵌合音。另外，衰减量也可以触发定时tl为 基准求出。即，求出从触发定时tl起的规定时间经过后的衰减量即可。 这里，音信息解析部12及音信息判定部13可以采用可判定连接器嵌合 音的特征，也可以使用不同于这些信息的信息。基准值DB16中，存储 了预先测定连接器结合音的特征的结果。
接着，说明加速度信息解析部14及加速度信息判定部15。图3是 连接器嵌合时的加速度波形的示图。横轴表示时间，纵轴表示加速度。 图4是连接器嵌合时的加速度波形的说明的示图。这里，说明图4所示 形状的连接器嵌合时的加速度波形。连接器由雄连接器40、雌连接器 50组成。雌连接器50具有本体部51和与本体部51结合并嵌合到设置在 雄连接器40的开口 41的爪部52。
如图3、图4所示，根据连接器的嵌合状态，加速度波形从状态T1 变化到状态T4。状态T1 (定时tO tl)表示雌连接器50开始插入雄连 接器40的状态到爪部52嵌合到雄连接器40的开口41为止。首先，在雌 连接器50的插入开始时刻，加速度传感器表示加速101。接着，雌连接 器50的爪部52与雄连接器40抵接而开始弯曲后，加速度传感器朝向减速方向。然后，雌连接器50的爪部52弯曲并插入后，加速度传感器表 示减速102。
接着，雌连接器50的爪部52完全嵌入雄连接器40的开口。该瞬间 连接器发生嵌合音，音波形的振幅达到最大。上述音信息解析部12中， 解析该振幅变化，将嵌合音发生定时作为触发定时tl求出。加速度信 息解析部14以该触发定时tl为基准解析从状态Tl到状态T4。状态T2 (定时tl t2)中，在刚刚嵌合后加速度传感器急剧加速103。
接着，迁移到状态T3 (定时t2 t3)。状态T3是雌连接器50的本 体部51与雄连接器40刚刚抵接后的状态，通过与雄连接器40侧抵接， 加速度传感器急剧减速104。
接着，迁移到状态T4 (定时t3 t4)。状态T4是雌连接器50的本 体部51与雄连接器40刚刚抵接后因为惯性而受到反力的状态，加速度 传感器表示再次加速105。
这样，连接器嵌合时的加速度波形从状态T1迁移到状态T4。以 嵌合音发生时间作为触发定时tl，以该触发定时tl为基准对各状态中 的加速度波形的变化进行运算处理，从而可以采用该倾斜度、波峰时 间、波峰间隔等来判定。这些特征信息被预先测定，与上述音信息的 判定条件一起存储到基准值DB16。加速度信息判定部15从基准值 DB16读出判定条件，与检测结果比较，判定是否连接器嵌合时的加速 度波形。
本实施例中，加速度通过拇指、食指的各个x轴、y轴、z轴的合 计6轴判定。另外，也可以在正极和负极反相的状态下判定。例如，可 以在6轴中任一轴满足条件时判定为连接器嵌合。另外，可以根据判定 连接器嵌合的条件和周围的状况来适宜设定6轴中的几个波形满足条 件就判定为连接器嵌合。本实施例中，通过接收装置30，可以随时设 定变更这些条件。
图5A至6B是表示连接器嵌合的音信息及加速度信息的示图。图 5A表示x轴方向的加速度，图5B表示y轴方向的加速度，图6A表示z轴 方向的加速度，图6B表示音波形。图5A至图6A的横轴表示时间，纵轴表示加速度，图6B的横轴表示时间，纵轴表示音压。
对应地，图7A至图14B表示连接器嵌合以外的与连接器嵌合音类 似的音发生的操作中，音发生时的音波形及加速度波形。图7A至8B表 示紧固工具碰上保持器时的音波形及加速度波形，图9A至10B表示按 压按钮操作音发生时的音波形及加速度波形，图11 A至12B表示螺栓置 位于承窝时的音波形及加速度波形，图13A至14B表示连接器彼此碰撞 时的音波形及加速度波形。
如图6B、 8B、 IOB、 12B、 14B所示，音波形在连接器嵌合时， 成为与其他音同样的波形，仅仅由音波形判断连接器嵌合是困难的。
相对地，图5A至图14C中除上述以外的图中所示的加速度波形中，看 不到从状态Tl到状态T4的迁移。这样，除了音波形还解析加速度波形， 可以正确确认连接器嵌合。另外，图3所示的连接器嵌合时的加速度波 形的特征呈现在x轴、y轴、z轴中的一个，若判断这3个信息，可以判 定连接器嵌合。
图15是表示本实施例的连接器嵌合状态判定方法的流程图。如图 15所示，首先，音信息解析部12生成触发定时(步骤S1)。触发定时 可以设为在对音波形设定规定的阈值时超过该阈值的定时。
接着，以触发定时为基准解析音波形，比较基准值DB16的基准 值和各种解析结果，从而进行音信息的判定(步骤S2)。该场合，如
上所述，可以在判定中采用从触发定时起的规定时间经过后的振幅的 衰减量、从触发定时起的规定期间所包含的振幅顶点数、从触发定时 起的维持规定值以上的振幅的波峰维持时间等。
接着，在音信息判定部13中满足条件的场合，实施加速度判定(步 骤S3)。另外，在音判定中不满足规定的条件的场合，判断为非连接 器嵌合音(步骤S5)。加速度判定中，如上所述，加速度信息解析部 14对从触发定时的例如前后20ns中的状态Tl到状态T4的波形的变化 进行运算处理，求出其倾斜度、波峰时间、波峰间隔等，加速度信息 判定部15将其与基准值比较，判定是否为连接器嵌合。
本实施例中，使用安装到操作者的指部的麦克风及加速度计来测
13定音及加速度，捕捉连接器操作时的指的动作，配合音信息的分析结 果来判定连接器嵌合状态，因此可以提高判定精度。按照本发明人的 实验，即使是发生与连接器类似的音的操作，由于加速度波形不同， 也可以正确确认连接器嵌合。
另外，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的要旨的范围 内可以进行各种变更。
产业上的利用可能性
本发明可用于车辆搭载的ECU ( Engine Control Unit)和线束等 的电气部件等所使用的连接器嵌合状态判定装置、连接器嵌合状态判 定系统及连接器嵌合状态判定方法。
权利要求
1.一种连接器嵌合状态判定装置，具备安装到操作者并被输入包含连接器嵌合时测定的音信息及加速度信息的检测结果的输入单元；根据输入到上述输入单元的检测结果，判定上述音信息是否满足规定的条件的音判定单元；以及根据输入到上述输入单元的检测结果，判定上述加速度信息是否满足规定的条件的加速度判定单元，仅在判定为上述音信息及上述加速度信息都满足规定的条件时判断为连接器嵌合。
2. 权利要求l所述的连接器嵌合状态判定装置，其特征在于， 上述音判定单元，根据从音的振幅波形抽出的音的衰减量、表示振幅的顶点数及规定值以上的波峰持续的波峰持续时间中的一个或以 上进行判定。
3. 权利要求1或2所述的连接器嵌合状态判定装置，其特征在于， 上述加速度判定单元，根据从加速度波形抽出的波形的倾斜度、波峰的定时及波峰间隔中的一个或以上进行判定。
4. 权利要求3所述的连接器嵌合状态判定装置，其特征在于， 测定上述音信息满足规定的条件的触发定时，以该触发定时为基准进行上迷加速度波形的判定。
5. 权利要求1至4的任一项所述的连接器嵌合状态判定装置，其 特征在于，上述加速度判定单元，对上述音判定单元中满足条件的检测结果 进行加速度判定。
6. —种连接器嵌合状态判定系统，具备安装到操作者并检测连接器嵌合时的音信息及加速度信息的检 测装置；和接收来自上述检测装置的检测结果，判定连接器的嵌合状态的判定装置，上述判定装置具备被输入上述检测结果的输入单元；根据输入到上述输入单元的检测结果，判定上述音信息是否满足规定的条件的音判定单元；以及根据输入到上述输入单元的检测结果，判定上述加速度信息是否 满足规定的条件的加速度判定单元，仅在判定上述音信息及上述加速度信息都满足规定的条件时判 断为连接器嵌合。
7. 权利要求6所述的连接器嵌合状态判定系统，其特征在于， 还具备与上述判定装置无线连接的接收装置， 上述接收装置对上述判定装置设定上述音信息及加速度信息的各条件。
8. 权利要求6或7所述的连接器嵌合状态判定系统，其特征在于， 上述检测装置安装到上述操作者的拇指和/或食指。
9. 一种连接器嵌合状态判定方法，具备通过安装到操作者的检测单元，检测连接器嵌合时的音信息及加速度信息的检测工序；判定上述检测结果中上述音信息是否满足规定的条件的音信息判定工序；判定上述检测结果中上述加速度信息是否满足规定的条件的加速度判定工序；以及上述音信息及上述加速度信息都满足规定的条件时判定为连接 器嵌合的连接器嵌合状态判定工序。
10. 权利要求9所述的连接器嵌合状态判定方法，其特征在于，仅在上述音信息判定工序中满足规定的条件时，实施上述加速度 判定工序。
11. 权利要求9所述的连接器嵌合状态判定方法，其特征在于，上述加速度判定工序中，以从上述音信息抽出的规定的定时作为 触发定时，以该触发定时为基准，使用加速度波形进行判定。
全文摘要
本发明提供可提高连接器的结合状态的判定的正确性的连接器嵌合状态判定装置、连接器嵌合状态判定系统及连接器嵌合状态判定方法。连接器嵌合状态判定装置(10)具备安装到操作者，被输入包含连接器嵌合时测定的音信息及加速度信息的检测结果的输入部(11)；根据输入到输入部(11)的检测结果，判定音信息是否满足规定的条件的音信息判定部(13)；对于音信息判定部(13)中满足条件的检测结果，判定加速度信息是否满足规定的条件的加速度信息判定部(15)。该判定装置(10)仅仅在判定音信息及加速度信息都满足规定的条件时判断为连接器嵌合。
文档编号G01M99/00GK101682161SQ20088001733
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月20日 优先权日2007年5月24日
发明者小川达也, 石原明 申请人:丰田自动车株式会社