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公開番号2025110466
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-29
出願番号2024004315
出願日2024-01-16
発明の名称情報処理方法及び軸受寿命予測装置
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類G01M 13/04 20190101AFI20250722BHJP(測定;試験)
要約【課題】電動機として利用される回転電機を、発電機として再利用する場合にも、軸受の寿命を精緻に予測する。
【解決手段】本実施形態に係る予測装置は、回転電機の出力電力を用いて、回転電機が発電機として利用される第2期間において軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、算出した第2期間における平均荷重と、回転電機が電動機として利用される第1期間における軸受の劣化状態とから、第2期間における軸受の寿命を予測する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
回転電機の回転軸を支持する軸受の寿命を予測する処理をプロセッサに実行させる情報処理方法であって、
前記プロセッサは、
前記回転電機が電動機として利用される期間である第１期間における前記回転電機の動作状態から、前記第１期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、
前記第１期間における前記平均荷重から、前記第１期間における前記軸受の劣化状態である第１劣化状態を推定し、
前記回転電機が発電機として利用される期間である第２期間における前記回転電機の出力電力を用いて、前記第２期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、
前記第１期間における前記第１劣化状態と、前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する、
情報処理方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記プロセッサは、さらに、前記回転電機の動作状態から、前記回転電機の用途が前記電動機から前記発電機へと変更されたかを判定し、
前記回転電機の用途が前記電動機から前記発電機へと変更されたと判定すると、前記プロセッサは、
前記第２期間における前記平均荷重を算出し、
前記第１劣化状態と、前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項３】
前記第２期間における前記平均荷重は、
前記第２期間における前記回転電機の前記出力電力と、
前記回転電機のトルク－回転特性と
から算出される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記回転電機を前記電動機として利用する車両が備える、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項５】
前記回転電機の前記出力電力は、前記回転電機を前記発電機として利用する風力発電における、
風車の発電効率風速、
翼の受風面積、
空気密度、および、
前記風車のパワー係数
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項６】
前記回転電機の前記出力電力は、前記回転電機を前記発電機として利用する水力発電における、
水車にかかる水量、
重力加速度、
水頭、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項７】
前記回転電機の前記出力電力は、前記回転電機を前記発電機として利用する波力発電における、
波パワー、
波幅、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項８】
前記回転電機の前記出力電力は、前記回転電機を前記発電機として利用する地熱発電における、
蒸気流量、
入口出口温度、
蒸気潜熱、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項９】
回転電機の回転軸を支持する軸受の寿命を予測する軸受寿命予測装置であって、
前記回転電機が電動機として利用される期間である第１期間における前記回転電機の動作状態から、前記第１期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出する第１平均荷重算出部と、
前記第１平均荷重算出部により算出される前記第１期間における前記平均荷重から、前記第１期間における前記軸受の劣化状態である第１劣化状態を推定する劣化状態推定部と、
前記回転電機が発電機として利用される期間である第２期間における前記回転電機の出力電力を用いて、前記第２期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出する第２平均荷重算出部と、
前記劣化状態推定部により推定される前記第１期間における前記第１劣化状態と、前記第２平均荷重算出部により算出される前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する予測部と、
を備える、
軸受寿命予測装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理方法及び軸受寿命予測装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の回転軸を支持する軸受（ベアリング）の寿命を予測する技術が知られている。例えば、下掲の特許文献１には、モータのトルクから軸受の平均荷重を求め、軸受の平均荷重と定格荷重とから寿命回転数を算出し、係る寿命回転数とモータの積算回転数とから軸受寿命までの消費率を求める技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－０３２７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術は、回転電機が電動機（モータ）として利用される状況しか想定できておらず、係る回転電機が発電機として再利用される場合の軸受の寿命を精緻に予測することができない。
【０００５】
本発明は、一側面では、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、電動機として利用される回転電機を、発電機として再利用する場合にも、軸受の寿命を精緻に予測できる情報処理方法及び軸受寿命予測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理方法は、回転電機の回転軸を支持する軸受の寿命を予測する処理をプロセッサに実行させる情報処理方法であって、前記プロセッサは、前記回転電機が電動機として利用される期間である第１期間における前記回転電機の動作状態から、前記第１期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、前記第１期間における前記平均荷重から、前記第１期間における前記軸受の劣化状態である第１劣化状態を推定し、前記回転電機が発電機として利用される期間である第２期間における前記回転電機の出力電力を用いて、前記第２期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、前記第１期間における前記第１劣化状態と、前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電動機として利用される回転電機を、発電機として再利用する場合にも、軸受の寿命を精緻に予測できる情報処理方法及び軸受寿命予測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態に係る軸受寿命予測装置を含む軸受寿命予測システムの全体概要を示す。
実施の形態に係る軸受寿命予測装置のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。
実施の形態に係る軸受寿命予測装置のソフトウェア構成の一例を模式的に例示する。
実施の形態に係る軸受寿命予測装置の処理手順の一例を示す。
疲労寿命－荷重相関式を利用して、第１期間における平均荷重から、第１期間の疲労寿命を特定する例を示す。
疲労寿命－荷重相関式を利用して、第２期間における平均荷重から、第２期間の疲労寿命を特定する例を示す。
第１期間では第１平均荷重から第１劣化状態を推定し、第２期間では第２平均荷重から第２劣化状態を推定する例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、本実施形態において登場するデータを自然言語により説明しているが、より具体的には、コンピュータが認識可能な疑似言語、コマンド、パラメータ、マシン語等で指定される。また、「ｘ／ｙ」との記載を、「ｘおよびｙの少なくとも一方」の意味で用いることがある。
【００１０】
§１適用例
図１は、本実施形態に係る軸受寿命予測システム（軸受寿命予測システムＳｙｓ）の全体概要を示す。軸受寿命予測システムＳｙｓは、予測装置１と回転電機２とを含む。予測装置１は、本実施形態に係る軸受寿命予測装置であり、回転電機２の回転軸２１を支持する軸受２２（ベアリング）の寿命を予測する。回転電機２は、電動機（モータ）または発電機として動作し、本実施形態においては、車両の電動機として利用された後、発電機として（再）利用可能な回転電機である。回転電機２は、例えば、風力発電、水力発電、波力発電、地熱発電などの再生可能エネルギーの発電機として利用され得る。本実施形態においては、「回転電機２が電動機として利用される期間」を「第１期間ＦＰ」と称することがある。同様に、「回転電機２が発電機として利用される期間（回転電機２を発電機として利用しようとする期間、および、回転電機２を発電機として利用している期間の少なくとも一方を含む）」を「第２期間ＳＰ」と称することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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