JP6586837B2 - 軸受異常診断装置、及び車両 - Google Patents
軸受異常診断装置、及び車両 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6586837B2 JP6586837B2 JP2015182260A JP2015182260A JP6586837B2 JP 6586837 B2 JP6586837 B2 JP 6586837B2 JP 2015182260 A JP2015182260 A JP 2015182260A JP 2015182260 A JP2015182260 A JP 2015182260A JP 6586837 B2 JP6586837 B2 JP 6586837B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- unit
- bearing
- abnormality
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
本発明は、上記のような点に着目し、車軸用軸受の異常診断の信頼度を向上可能な軸受異常診断装置、及び車両を提供することを目的とする。
本実施形態は、鉄道車両1の走行中に、鉄道車両用軸受の振動を検出し、検出した振動に基づき、鉄道車両用軸受の異常診断を行う軸受異常診断装置4に適用したものである。
なお、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
図1に示すように、鉄道車両1は、車体2と、車体2を支持する台車3と、台車3の鉄道車両用軸受330(後述)の異常診断を行う軸受異常診断装置4とを備える。なお、本実施形態では、理解の容易のため、台車3が有する複数の鉄道車両用軸受330のうちの、1つの鉄道車両用軸受330(以下、「対象軸受330」とも呼ぶ)のみに着目する。
台車3は、車軸310と、車軸310に嵌着された車輪320と、車軸310の両端部に設けられ車軸310を回転自在に支承する複数の鉄道車両用軸受330とを備える。
走行速度検出部410は、鉄道車両1の走行速度を検出する。例えば、車輪速センサを採用できる。そして、走行速度検出部410は、検出結果を演算装置460に出力する。
車両位置検出部420は、鉄道車両1の現在位置を検出する。例えば、GPS(global positioning system)信号を受信し受信した信号から現在位置を演算するGPS受信機を採用できる。そして、車両位置検出部420は、検出結果を演算装置460に出力する。
振動検出部430は、鉄道車両1の対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の振動を検出する。そして、振動検出部430は、検出結果を演算装置460に出力する。
この場合、診断用閾値の設定時に、まず、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)が正常状態である鉄道車両1によって各区間を種々の速度で走行し、走行にともない対象軸受330(鉄道車両用軸受330)に発生する振動のデータを振動検出部431で取得する。続いて、取得したデータを基に、複数の区間、及び鉄道車両1の走行速度の組み合わせ毎に、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)に発生する振動の振幅のRMS値を算出する。そして、算出したRMS値を診断用閾値として閾値記憶部440に記憶させる。RMS値(診断用閾値)は、凹凸が大きい区間ほどまた走行速度が高いほど大きくなる。
演算装置460は、例えば、マイクロコンピュータで実現される。演算装置460は、振動値算出部461と、区間特定部462と、異常診断部463と、高精度診断部464とを備える。振動値算出部461と、区間特定部462と、異常診断部463と、高精度診断部464とは、異常診断処理を実行する。異常診断処理の詳細については後述する。
次に、振動値算出部461と、区間特定部462と、異常診断部463と、高精度診断部464とが実行する異常診断処理について説明する。
図3に示すように、まず、ステップS100に移行して、振動値算出部461は、振動検出部430が出力した検出結果(振動)に基づき、鉄道車両用軸受330の振動の大きさを表す数値(以下、「振動値」とも呼ぶ)を算出する。振動値としては、例えば、振動検出部430で検出した振動の振幅のRMS値、振幅の絶対値の平均値、振幅のピーク値、振幅の波高率を採用できる。本実施形態では、診断用閾値(RMS値)と同じ特性値を使用し、振動検出部430で検出した振動の振幅のRMS値を振動値として採用する。
続いてステップS102に移行して、区間特定部462は、車両位置検出部420が出力した現在位置に基づき、鉄道車両1が走行している区間を特定する。
具体的には、異常診断部463は、閾値記憶部440が記憶しているRMS値(診断用閾値)から、ステップS102で特定した区間、及び走行速度検出部410が出力した走行速度が属する速度範囲に対応づけられているRMS値(診断用閾値)を取得する。続いて、異常診断部463は、取得したRMS値(診断用閾値)と、ステップS100で算出したRMS値(振動値)との差分が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定する。
ステップS106では、異常診断部463は、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)に異常発生の予兆があることを報知する診断結果を表示させる表示指令(以下、「第1の表示指令」とも呼ぶ)を情報表示部450に出力する。
また同時に、高精度診断部464は、振動検出部430で検出した振動の振幅の時系列データを順次記憶する。これにより、異常が発生したときの時系列データを蓄積する。
ステップS110では、高精度診断部464は、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)に異常があることを報知する診断結果を表示させる表示指令(以下、「第2の表示指令」とも呼ぶ)を情報表示部450に出力する。
次に、軸受異常診断装置4の動作について説明する。
まず鉄道車両1が走行を開始すると、演算装置460で異常診断処理が実行される。異常診断処理が実行されると、図5に示すように、演算装置460の振動値算出部461が、振動検出部430が出力した検出結果(振動)に基づき、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の振動の振幅のRMS値(振動値)を算出する(ステップS200)。
ここで、鉄道車両1が、図4の時刻t1に示すように、区間A、例えば、比較的凹凸が大きい区間を時速20[km/h]で走行していたとする。すると、区間特定部462が、車両位置検出部420が出力した現在位置に基づき、鉄道車両1が走行している区間が区間Aであると特定する(ステップS202)。続いて、演算装置460の異常診断部463が、閾値記憶部440が記憶しているRMS値(診断用閾値)のうち、図2の太枠線で示すように、特定した区間A(比較的凹凸が大きい区間)、及び走行速度検出部410が出力した走行速度20[km/h]が属する速度範囲0〜30[km/h]に対応づけられているRMS値(診断用閾値)、つまり、比較的大きいRMS値(診断用閾値)を読み出す(ステップS204)。続いて、異常診断部463が、読み出したRMS値(診断用閾値)と、振動値算出部461で算出したRMS値(振動値)とを比較して、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常診断、つまり異常の予兆の有無の診断を行う(ステップS206)。
ここで、異常診断部463が、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)が正常状態にあると判定すると、上記ステップS200〜S204のフローが再度実行される。その際、比較的荒いサンプリングタイム(例えば、1Hz)で、RMS値の算出を行い、算出したRMS値を基に対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常診断が繰り返される。
すなわち、本実施形態では、走行経路の凹凸等によって振動値が増加する区間を走行しているときに、振動値の増加を考慮した診断用閾値を用いて、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常診断を行うことができる。それゆえ、一律の診断用閾値を用いる場合に比べ、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常診断の信頼度を向上できる。
さらに上記フローを繰り返すうちに、鉄道車両1が、図4の時刻t4に示すように、区間B、例えば、比較的凹凸が小さい区間に進入したとする。すると、区間特定部462が、車両位置検出部420が出力した現在位置に基づき、鉄道車両1が走行している区間が区間Bであると特定する(ステップS208)。続いて、演算装置460の異常診断部463が、閾値記憶部440が記憶しているRMS値(診断用閾値)のうち、特定した区間B(比較的凹凸が小さい区間)、及び走行速度検出部410が出力した走行速度が属する速度範囲に対応づけられているRMS値(診断用閾値)、つまり、比較的小さいRMS値(診断用閾値)を読み出す(ステップS210)。続いて、読み出したRMS値(診断用閾値)と、振動値算出部461で算出したRMS値(振動値)とを比較して、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の予兆の有無の診断を行う(ステップS212)。
このように、本実施形態では、鉄道車両1がRMS値(振動値)が比較的小さくなる区間Bを走行しているときに、その区間B、及び鉄道車両1の走行速度が属する速度範囲に対応した診断用閾値、つまり、比較的小さい診断用閾値を異常診断に用いるため、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常の予兆の有無の診断の信頼度を向上できる。
続いて、演算装置460の高精度診断部464が、振動検出部430で検出した振動に基づき、異常診断部463で行われる異常診断よりも演算負荷及び精度が高い高精度診断を行う(ステップS218)。また同時に、振動の振幅の時系列データを順次記憶する。
ここで、高精度診断部464が、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)が正常状態にあると判定すると、高精度診断が再度実行され、異常の予兆の有無の診断時よりも比較的細かいサンプリングタイム(例えば0.5Hz)で高精度診断が何度も繰り返される。
本実施形態に係る発明は、次のような効果を奏する。
(1)本実施形態に係る軸受異常診断装置4では、鉄道車両1の走行経路を区分して設定した複数の区間、及び鉄道車両1の走行速度の組み合わせに対応づけて、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)に異常の予兆の有無を診断する異常診断のための診断用閾値(RMS値)を記憶している閾値記憶部440を備える。そして、異常診断部463が、閾値記憶部440が記憶している診断用閾値(RMS値)のうち、区間特定部462で特定した区間、及び走行速度検出部410で検出した走行速度の組み合わせに対応づけられている診断用閾値(RMS値)と、振動値算出部461で算出した振動値(RMS値)とを比較して、異常診断を行う。
このような構成によれば、例えば、走行経路の凹凸等によって振動値が増加する区間を走行しているときには、振動値の増加を考慮した診断用閾値を用いて、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常診断を行うことができる。それゆえ、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常診断の信頼度を向上できる。
このような構成によれば、通常時には、異常診断部463が、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常の予兆の有無の診断を行う。そして、異常の予兆があると診断された場合にはじめて、高精度診断部464が、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常発生の高精度診断を行う。それゆえ、通常時の演算負荷を低減でき、比較的演算能力が低い演算装置460でも実行でき、装置が高価になることを抑制できる。
このような構成によれば、RMS値を比較して異常診断を行うため、比較的演算能力が低い演算装置460でも実行でき、装置が高価になることをより抑制できる。
このような構成によれば、異常の予兆の有無を比較的容易に判定することができる。
このような構成によれば、例えば、走行経路の凹凸等によって振動値が増加する区間を走行しているときには、振動値の増加を考慮した診断用閾値を用いて、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常診断を行うことができる。それゆえ、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常診断の信頼度を向上できる。
(1)本実施形態では、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常の予兆の有無を診断する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常の発生そのものを診断する構成としてもよい。この場合、異常診断部463が、閾値記憶部440が記憶している診断用閾値のうち、区間特定部462で特定した区間、及び走行速度検出部410で検出した走行速度に対応付けられている診断用閾値と、振動値算出部461で算出した振動値との差分が予め定められた許容範囲外にある場合に、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)に異常が発生していると診断する。なお、対象軸受330(鉄道車両用軸受330)の異常の発生の診断に用いる許容範囲は、異常の予兆の有無の診断に用いる許容範囲よりも狭くする。
2 車体
3 台車
310 車軸
320 車輪
330 鉄道車両用軸受
4 軸受異常診断装置
410 走行速度検出部
420 車両位置検出部
430 振動検出部
431 振動検出部
440 閾値記憶部
450 情報表示部
460 演算装置
461 振動値算出部
462 区間特定部
463 異常診断部
464 高精度診断部
Claims (3)
- 車両の走行速度を検出する走行速度検出部と、
前記車両の現在位置を検出する車両位置検出部と、
前記車両の車軸用軸受の振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部で検出した振動に基づき、前記車軸用軸受の振動の大きさを表す振動値を算出する振動値算出部と、
前記車両の走行経路を区分して設定した複数の区間、及び前記車両の走行速度の組み合わせに対応づけて、前記車軸用軸受に異常の予兆の有無または異常の発生を診断する異常診断のための診断用閾値を記憶している閾値記憶部と、
前記車両位置検出部で検出した現在位置に基づき、前記車両が走行している区間を特定する区間特定部と、
前記閾値記憶部が記憶している診断用閾値のうち、前記区間特定部で特定した区間、及び前記走行速度検出部で検出した走行速度に対応づけられている診断用閾値と、前記振動値算出部で算出した振動値との差分が予め定められた許容範囲外にある場合に、前記車軸用軸受に異常の予兆がある、または異常が発生していると診断することで、前記異常診断を行う異常診断部とを備え、
前記振動値は、前記振動検出部で検出した振動の振幅のRMS値であり、
前記診断用閾値は、前記車軸用軸受が正常状態である前記車両で走行したときに発生する振動の振幅のRMS値である軸受異常診断装置。 - 前記異常診断部で異常の予兆があると診断されると、前記振動検出部で検出した振動に基づき、前記異常診断部で行われる異常診断よりも演算負荷及び精度が高い異常診断を行う高精度診断部を更に備える請求項1に記載の軸受異常診断装置。
- 請求項1又は2に記載の軸受異常診断装置を備えた車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015182260A JP6586837B2 (ja) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 軸受異常診断装置、及び車両 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015182260A JP6586837B2 (ja) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 軸受異常診断装置、及び車両 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017058212A JP2017058212A (ja) | 2017-03-23 |
JP6586837B2 true JP6586837B2 (ja) | 2019-10-09 |
Family
ID=58389832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015182260A Active JP6586837B2 (ja) | 2015-09-15 | 2015-09-15 | 軸受異常診断装置、及び車両 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6586837B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6963456B2 (ja) * | 2017-10-06 | 2021-11-10 | 三菱重工業株式会社 | 歯車診断装置及び歯車診断方法 |
KR102624536B1 (ko) * | 2018-12-31 | 2024-01-15 | 주식회사 일진글로벌 | 고장 진단 장치 및 이러한 고장 진단 장치를 구비하는 차량용 휠베어링 |
JP7480655B2 (ja) | 2020-09-18 | 2024-05-10 | 日本精工株式会社 | 移動体における異常診断システム、異常診断方法、およびプログラム |
JP7166395B1 (ja) | 2021-06-23 | 2022-11-07 | セイコーソリューションズ株式会社 | 監視システム、監視方法、及び監視プログラム |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5433111A (en) * | 1994-05-05 | 1995-07-18 | General Electric Company | Apparatus and method for detecting defective conditions in railway vehicle wheels and railtracks |
JPH09166483A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-06-24 | Hitachi Ltd | 機器監視方法及びその装置 |
JP4997936B2 (ja) * | 2006-11-28 | 2012-08-15 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受の異常診断装置および乗物 |
JP5455298B2 (ja) * | 2007-11-06 | 2014-03-26 | オークマ株式会社 | 軸受状態診断装置 |
JP2011203116A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Toyota Motor Corp | 車両用異常予測装置及び方法 |
JP5812595B2 (ja) * | 2010-11-02 | 2015-11-17 | 曙ブレーキ工業株式会社 | 鉄道車両用異常診断システム |
-
2015
- 2015-09-15 JP JP2015182260A patent/JP6586837B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017058212A (ja) | 2017-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109689470B (zh) | 异常诊断装置、异常诊断方法和计算机程序 | |
JP6586837B2 (ja) | 軸受異常診断装置、及び車両 | |
JP5525404B2 (ja) | 鉄道車両の状態監視装置及び状態監視方法、並びに鉄道車両 | |
JP5827598B2 (ja) | 故障確率算出装置及び故障確率算出方法並びに鉄道保守システム | |
JP5382991B2 (ja) | 軌道系交通システムの異常診断方法及び異常診断システム | |
KR101829645B1 (ko) | 철도 차량 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법 | |
JP4527585B2 (ja) | 軸受監視システム、及び軸受監視プログラム | |
CN110222436B (zh) | 列车零部件健康状态的评估方法、装置及存储介质 | |
US10459001B2 (en) | Method for determining at least one speed in a rail vehicle | |
JP2011245917A (ja) | 鉄道車両の状態監視装置及び状態監視方法、並びに鉄道車両 | |
JP4521524B2 (ja) | 軌道状態解析方法及び軌道状態解析装置並びに軌道状態解析プログラム | |
JP5139163B2 (ja) | 移動体の異常検出方法 | |
Li et al. | Bolster spring fault detection strategy for heavy haul wagons | |
JP2018155517A (ja) | 車両の監視装置、監視方法、プログラム | |
CN102620943B (zh) | 在车轮检测中调整卡尔曼滤波器的参数的方法及装置 | |
JP2017147786A (ja) | 異常診断装置、方法、及びプログラム | |
CN108254199B (zh) | 车辆健康预测方法、装置及设备 | |
Li et al. | A signal-based fault detection and classification method for heavy haul wagons | |
CN115452420A (zh) | 一种抱死故障检测方法、装置、设备及存储介质 | |
CN117957158A (zh) | 用于识别运输系统受损的方法及其控制装置 | |
JP2020060465A (ja) | 鉄道車両用台車の異常検出システム及び異常検出方法 | |
JP5113405B2 (ja) | 移動体情報解析装置および移動体情報解析方法 | |
CN110901692B (zh) | 将物理分离无线传感器的报警数据链接到行驶列车的方法 | |
JP5317464B2 (ja) | 運転操作解析方法、及び、運転操作解析装置、並びに、運動操作解析プログラム | |
KR102082078B1 (ko) | 탐지 정보의 컬렉터 처리 구조의 열차 베어링 진단 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180517 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190314 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190813 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190826 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6586837 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |