JP2017138136A - 寿命判定装置及び寿命判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】演算負荷を抑制して寿命判定を行うことができる寿命判定装置を提供する。【解決手段】寿命判定装置１は、所定時間毎に、ストレス因子についての計測値を取得する計測値取得部２と、第１の寿命に対する第２の寿命である第１の加速係数を、所定時間毎に取得する加速係数取得部３と、第１の加速係数の累積値及び所定時間の乗算値と、第２の寿命とを比較することにより寿命判定対象の装置の寿命の到来を判定する寿命判定部５とを有する。加速係数取得部３は、第１の加速係数の取得に際し、第２の加速係数を、所定値毎に格納したルックアップテーブル４を用いる。【選択図】図１

Description

本発明は寿命判定装置及び寿命判定方法に関し、例えば寿命判定対象の装置のストレス因子についての計測値を用いて寿命を判定する寿命判定装置及び寿命判定方法に関する。

近年、例えば自動車内にあるデバイスなどに対し、故障が発生しやすい状況になったことを検知して、故障を未然に防ぐことが求められている。故障が発生しやすい状況になったことを検知する方法として、バスタブ曲線における摩耗故障期の劣化状態を監視する方法が知られている。

例えば、特許文献１では、回転電機を駆動源とする車両の制御装置において、温度センサを用いて、所定の温度を基準としたコイルの熱履歴を積算し、アレニウスの式により寿命を求め、寿命が近づくとコイルにかかる負荷を減らすことについて開示している。また、特許文献２では、温度、電圧及び湿度をモニタし、それらを基にアイリングモデルにより寿命を判定することについて開示している。

特開２００９−０９５１４３号公報 特開２０１３−０９２４０５号公報

しかしながら、特許文献１又は特許文献２に示される寿命判定においては、寿命算出に際し、温度等のデータを用いて指数関数演算することが必要となる。このため、演算負荷が大きいという問題があった。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によれば、寿命判定装置は、第１の寿命に対する第２の寿命である第１の加速係数を、ルックアップテーブルを用いて、所定時間毎に取得する加速係数取得部と、第１の加速係数の累積値及び所定時間の乗算値と、第２の寿命とを比較することにより寿命判定対象の装置の寿命の到来を判定する寿命判定部とを有するものである。

前記一実施の形態によれば、演算負荷を抑制して寿命判定を行うことができる。

実施の形態にかかる寿命判定装置の概要構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる寿命判定装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる演算部の構成について示すブロック図である。 実施の形態１にかかるルックアップテーブルの構成を示す表である。 温度値域を等間隔で区分した場合の分割例について示すグラフである。 加速係数が等間隔となるように、温度値域を区分した場合の分割例について示すグラフである。 実施の形態１にかかる寿命判定装置の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかるルックアップテーブルの構成を示した表である。 実施の形態３にかかる演算部の構成について示すブロック図である。 実施の形態３にかかる寿命判定装置の動作の一例を示すフローチャートである。

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。また、音波又は超音波が通信に用いられてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

＜実施の形態の概要＞
実施の形態の詳細を説明する前に、まず、概要について説明する。図１は、実施の形態１に係る寿命判定装置１の概要構成例を示すブロック図である。寿命判定装置１は、寿命判定対象の装置の寿命の到来を判定する装置である。具体的には、寿命判定装置１は、図１に示されるように、計測値取得部２と、加速係数取得部３と、ルックアップテーブル４と、寿命判定部５とを有している。

計測値取得部２は、所定時間毎に、寿命判定対象の装置（以下、被判定装置という。）のストレス因子についての計測値を取得する。具体的には、計測値取得部２は、例えば、被判定装置についての温度及び電圧の計測値を取得する。なお、計測値取得部２は、ストレス因子についての計測値として、他のストレス因子の計測値を取得してもよい。例えば、計測値取得部２は、被判定装置についての湿度の計測値を取得してもよいし、被判定装置についての電流の計測値を取得してもよい。また、計測値取得部２は、複数種類のストレス因子のそれぞれの計測値を取得してもよいし、１種類のみのストレス因子の計測値を取得してもよい。温度及び電圧に加え、湿度又は電流についての計測値を、後述するアイリングモデルに適用することにより、より正確に被判定装置９の寿命を判定することができる。

加速係数取得部３は、第１の寿命に対する第２の寿命である第１の加速係数を、上記所定時間毎に取得する。ここで、第１の寿命は、ストレス因子についての値が計測値取得部２により取得された計測値のまま継続した場合の被判定装置の寿命である。また、第２の寿命は、ストレス因子についての値が所定の基準値のまま継続した場合の被判定装置の寿命である。加速係数取得部３は、第１の加速係数の取得に際し、ルックアップテーブル４を用いる。

ルックアップテーブル４は、第２の加速係数を格納したテーブルである。ここで、第２の加速係数は、被判定装置の前記ストレス因子についての値が所定値のまま継続した場合の被判定装置の寿命に対する上記第２の寿命である。ルックアップテーブル４は、第２の加速係数を、この所定値毎に格納している。加速係数取得部３は、計測値に対応する所定値についての、ルックアップテーブル４に格納された第２の加速係数を、上記第１の加速係数として取得する。

寿命判定部５は、加速係数取得部３により取得された第１の加速係数の累積値及び上述の所定時間の乗算値と、第２の寿命とを比較することにより被判定装置の寿命の到来を判定する。

寿命判定装置１によれば、加速係数取得部３はルックアップテーブル４から加速係数を取得する。このため、寿命判定装置１は、指数関数演算を逐次実行する必要がない。よって、寿命判定装置１によれば、演算負荷を抑制して寿命判定を行うことができる。

＜実施の形態１＞
以下、実施の形態１の詳細について説明する。図２は、実施の形態１にかかる寿命判定装置１０の構成を示すブロック図である。寿命判定装置１０は、被判定装置９についての温度及び電圧の計測値に基づいて、被判定装置９の寿命を判定する装置である。寿命判定装置１０は、図２に示されるように、温度センサ１１と、電圧センサ１２と、タイマ１３と、演算部１４と、ルックアップテーブル記憶部１５と、稼働情報記憶部１６と、出力部１７とを有する。

温度センサ１１は、被判定装置９についての温度を計測するセンサであり、計測値を演算部１４に出力する。例えば、温度センサ１１は、サーミスタ等により構成されており、被判定装置９における所定の回路周辺の温度を計測し、計測値を演算部１４に出力する。電圧センサ１２は、被判定装置９についての電圧を計測するセンサであり、計測値を演算部１４に出力する。例えば、電圧センサ１２は、所定の回路の電圧（電源電圧など）を検出する。タイマ１３は、時刻をカウントし、演算部１４に出力する。

演算部１４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ等で構成され、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する各種構成が実現される。演算部１４は、ルックアップテーブル記憶部１５に記憶されたルックアップテーブル４を用いて、被判定装置９の寿命についての演算を実施する。

ルックアップテーブル記憶部１５は、上述のルックアップテーブル４を格納した記憶装置である。稼働情報記憶部１６は、所定の時間毎に得られる加速係数の履歴を格納する記憶装置である。この履歴は、演算部１４から被判定装置９の稼働情報として出力される。ルックアップテーブル記憶部１５及び稼働情報記憶部１６は、例えば、不揮発性メモリにより構成されている。なお、図２に示した構成例では、ルックアップテーブル記憶部１５及び稼働情報記憶部１６は、演算部１４と別に設けられているが、両者又は一方が、演算部１４内のメモリとして実現されてもよい。

出力部１７は、他の装置に情報を出力するための出力インタフェースである。出力部１７は、例えば、ディスプレイ等の表示装置、又は通信ネットワーク等と接続されている。

次に、演算部１４の構成について説明する。図３は、演算部１４の構成について示すブロック図である。演算部１４は、計測値取得部１４１と、加速係数取得部１４２と、寿命判定部１４３と、警告・停止部１４４とを備えている。

計測値取得部１４１は、上述の計測値取得部２に相当し、タイマ１３が時間間隔ｔを計時する毎に、温度センサ１１により計測された温度と電圧センサ１２により計測された電圧とを取得する。なお、本実施の形態では、計測値取得部１４１は、温度及び電圧の計測値を取得するが、上述の通り、計測値取得部１４１は、他のストレス因子の計測値について取得してもよい。この場合、寿命判定装置１０は、他のストレス因子についての値を計測するためのセンサをさらに有する。

加速係数取得部１４２は、上述の加速係数取得部３に相当し、第１の寿命に対する第２の寿命である第１の加速係数を、ルックアップテーブル記憶部１５に記憶されたルックアップテーブル４を参照して、タイマ１３が時間間隔ｔを計時する毎に取得する。

寿命判定部１４３は、上述の寿命判定部５に相当し、加速係数取得部１４２により時間ｔ毎に取得される加速係数の累積値と時間ｔとの乗算値が、寿命についての所定の閾値を超えるか否かを判定することにより、被判定装置９の寿命の到来を判定する。

なお、この加速係数の累積値と時間ｔとの乗算値は、基準環境下で被判定装置９を使用した場合の被判定装置９の累積使用時間に相当する値である。すなわち、この乗算値は、実際の累積使用時間を基準環境下での累積使用時間に換算した値である。ここで、基準環境とは、計測値取得部１４１による取得対象の各ストレス因子の値がそれぞれ所定の基準値である環境をいう。寿命判定部１４３は、基準環境下での累積使用時間に換算された累積使用時間が、所定の閾値を超えた場合、警告・停止部１４４に閾値を超えたことを示す信号を送信する。

警告・停止部１４４は、ユーザへの警告、又は被判定装置９の動作を停止させる制御を行う。例えば、警告・停止部１４４は、出力部１７を介して、図示しないディスプレイ等に警告表示を行うよう制御する。また、警告・停止部１４４は、出力部１７を介して、被判定装置９に対し動作を停止することを指示する停止信号を送信する。なお、警告・停止部１４４は、警告及び停止の両方を行ってもよい。

以下、上記構成による、被判定装置９の寿命を判定する方法について詳細を説明する。
一般に、寿命予測に関して、アイリングモデルが知られている。アイリングモデルは、下記式（１）のように表される。

なお、式（１）において、Ｋは反応速度、ａ及びｎは定数、ｈはプランク定数、Ｓは温度以外のストレス因子、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、Ｅ_ａは活性化エネルギー（定数）を示す。また、本実施の形態では、Ｔは、温度センサ１１による計測値と対応している。
ここで、寿命Ｌは反応速度Ｋに反比例の関係にあるため、式（１）において逆数をとると、下記の式（２）が導出される。

なお、式（２）において、Ｌは寿命、Ａ及びｂは定数である。ここで、本実施の形態において、温度以外のストレス因子である電圧Ｖは、寿命Ｌに対して反比例の関係を有する。したがって、上記式（２）は、定数Ｂを用いて、下記式（３）のように変形される。ここで、本実施の形態では、Ｖは、電圧センサ１２による計測値と対応している。

ここで、定数Ａ、Ｂ及びＥ_ａは、温度条件及び電圧条件を変えて、異なる複数の条件で加速試験を行うことで、その試験結果から特定できる。このようにして各定数の値が定まると、基準環境下で被判定装置９が使用された場合の被判定装置９の寿命を式（３）から算出することができる。つまり、基準環境における温度すなわち基準温度をＴ_ｔｙｐ、基準環境における電圧すなわち基準電圧をＶ_ｔｙｐとすると、基準環境下で被判定装置９が使用され続けた場合の被判定装置９の寿命Ｌ（Ｔ_ｔｙｐ，Ｖ_ｔｙｐ）が式（３）から算出される。上述の第２の寿命は、この寿命Ｌ（Ｔ_ｔｙｐ，Ｖ_ｔｙｐ）に相当する。

同様に、温度がＴ_ｘ、電圧がＶ_ｙの環境下で被判定装置９が使用され続けた場合の被判定装置９の寿命Ｌ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）も式（３）から算出される。上述の第１の寿命は、この寿命Ｌ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）に相当する。なお、基準環境下におけるストレス因子の値、すなわち本実施の形態においては温度及び電圧の値は、任意の値が採用される。例えば、基準温度Ｔ_ｔｙｐは、被判定装置９の製品としての保証温度の下限値から上限値までの任意の値が用いられる。なお、基準温度Ｔ_ｔｙｐが、保証温度の下限値以下、又は上限値以上であってもよい。同様に、例えば、基準電圧Ｖ_ｔｙｐは、被判定装置９の製品としての保証電圧の下限値から上限値までの任意の値が用いられる。なお、基準電圧Ｖ_ｔｙｐが、保証電圧の下限値以下、又は上限値以上であってもよい。

ここで、温度がＴ_ｘ、電圧がＶ_ｙの環境下で使用され続けた場合の被判定装置９の寿命Ｌ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）に対する、基準環境下で使用され続けた場合の被判定装置９の寿命Ｌ（Ｔ_ｔｙｐ，Ｖ_ｔｙｐ）である、加速係数Ｌ_ａｃ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）は、下記式（４）のように示される。上述の第１の加速係数は、この加速係数Ｌ_ａｃ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）に相当する。

加速係数取得部１４２は、式（４）に示される値を取得する。式（４）で示される演算は、指数関数演算（exp）が含まれるため、加速係数取得部１４２が時間ｔ毎に演算を行うと演算負荷が多くかかってしまう。そこで、本実施の形態では、加速係数取得部１４２は、ルックアップテーブル４に格納された加速係数を取得する。

ここで、本実施の形態にかかるルックアップテーブル４の構成について説明する。ルックアップテーブル４は、被判定装置９のストレス因子についての値が所定値のまま継続した場合の被判定装置９の寿命に対する上記第２の寿命として表される、加速係数を格納する。なお、ルックアップテーブル４が格納する加速係数について第２の加速係数と呼ばれることがある。

ルックアップテーブル４は、第２の加速係数を、所定値毎に格納している。具体的には、ルックアップテーブル４は、被判定装置９のストレス因子についての第１の値から第２の値までの値域を分割した分割値域毎に、当該分割値域に属する各値に対する第２の加速係数として、当該分割値域に属する所定値についての第２の加速係数を一つ格納している。このため、ルックアップテーブル４のサイズを抑制することができる。なお、本実施の形態では、第１の値は、被判定装置９の製品としての保証温度の下限値又は保障電圧の下限値であり、第２の値は、被判定装置９の製品としての保証温度の上限値又は保障電圧の上限値である。このように保証値の上限及び下限と、ルックアップテーブル４におけるストレス因子の値とを対応させることにより、ルックアップテーブル４におけるサイズを抑制しつつ、被判定装置９の保証を行うことができる。しかしながら、第１の値及び第２の値として、保証値の上限又は下限以外の値が採用されてもよい。

ルックアップテーブル４は、分割値域毎の加速係数として、当該分割値域に属する値についての加速係数の値のうちの最大値を格納する。つまり、ある分割値域が、値ｐからｑまでを対象とした値域であった場合、値ｐよりも大きくかつ値ｑ以下である任意の値ｒに対し、ルックアップテーブル４は一つの加速係数値を対応付けているが、この対応付けられた加速係数の値は、当該分割値域の任意の値に対し加速係数を演算した場合の演算結果のうち最大の値である。このようにルックアップテーブル４は、分割値域毎に最大の加速係数を格納しているため、被判定装置９の使用時間を過小評価することを防ぐことができる。このため、より安全に寿命を判定することができる。

図４は、本実施の形態にかかるルックアップテーブル４の構成を示す表である。図４に示されるように、温度は、保証温度の下限値Ｔ_ｍｉｎから保証温度の上限値Ｔ_ｍａｘが、ｎ個の値域に分割されている。また、電圧は、保証電圧の下限値Ｖ_ｍｉｎから保証電圧の上限値Ｖ_ｍａｘが、ｍ個の値域に分割されている。加速係数取得部１４２は、計測値取得部１４１が取得した温度の計測値及び電圧の計測値が、ルックアップテーブル４における分割された値域のいずれに属するかを特定し、特定された値域に対応付けられて格納されている加速係数を取得する。

ストレス因子の値の値域の分割は、図５に示されるように単純に値域を等分に分割することも考えられえるが、加速係数は指数関数的に数値が変化するため、等間隔で区切ると、計測値を式（４）に代入することにより得られる加速係数の値とルックアップテーブル４から取得される加速係数の値との誤差が、ストレス因子の値の増加に伴い増大してしまう。なお、図５は、温度値と加速係数との関係を示しているが、電圧値と加速係数との関係も同様である。図５に示される温度値域の分割例では、温度が増大するにつれて、対応する加速係数の区間幅が増大している。つまり、図５に示される分割方法を採用した場合、ルックアップテーブル４に格納される加速係数の量子化誤差は、計測されたストレス因子の値が大きいほど、大きくなる。

そこで、本実施の形態では、図６に示されるように、加速係数が等間隔となるように、ストレス因子の値域が分割されている。すなわち、ストレス因子の値域は、隣り合う分割値域の加速係数の差が一定になるように分割されている。なお、図６は、本実施の形態にかかる温度値域の分割例について示しているが、電圧値域の分割も同様に行われている。このような分割を行うことにより、ストレス因子の計測値に依存しない精度で加速係数を取得することができるため、被判定装置９の寿命判定においてストレス因子の値に依存しない精度を担保できる。

このような分割は、以下の式を解くことにより可能となる。なお、以下では、式（５）及び式（６）に示されるように、式（４）の一部をα及びβとする。

ここで、温度値域をｎ個の区間に分割した場合、値の小さい方からｘ番目の区間は下記式（７）を満たすこととなる。したがって、式（７）をＴ_ｘについて解くことにより、ルックアップテーブル４におけるｘ番目の区分領域の温度の上限の境界値が算出される。

同様に、電圧値域をｍ個の区間に分割した場合、値の小さい方からｙ番目の区間は下記式（８）を満たすこととなる。したがって、式（８）をＶ_ｙについて解くことにより、ルックアップテーブル４におけるｙ番目の区分領域の電圧の上限の境界値が算出される。

ルックアップテーブル記憶部１５は、このようにして設定されたルックアップテーブル４を記憶しており、加速係数取得部１４２は、タイマ１３が時間ｔをカウントする度に、計測値取得部１４１により取得された計測値に対応する加速係数Ｌ_ａｃ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）を、ルックアップテーブル４を参照して取得する。

寿命判定部１４３は、加速係数取得部１４２により時間ｔ毎に取得される加速係数の累積値と時間ｔとの乗算値Ｌ’_ａｃが、寿命Ｌ（Ｔ_ｔｙｐ，Ｖ_ｔｙｐ）を超えたか否かを判定することにより、被判定装置９の寿命の到来を判定する。すなわち、寿命判定部１４３は、下記式（９）を満たすか否かを判定し、式（９）を満たした場合、被判定装置９の寿命が到来したと判定する。本実施の形態では、寿命判定部１４３は、時間ｔごとに、ルックアップテーブル４に格納された加速係数Ｌ_ａｃ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）の値を、時刻０から現時刻までの間にカウントされた回数Ｊ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）だけ加算した総和を算出する。したがって、乗算値Ｌ’_ａｃは、下記式（１０）のように示される。

なお、加速係数取得部１４２は、ルックアップテーブル４が格納する各加速係数に対し、現時刻までに加速係数取得部１４２により取得された回数Ｊ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）を稼働情報記憶部１６に記憶する。よって、本実施の形態では、寿命判定部１４３は、稼働情報記憶部１６に記憶されたカウント回数を用いて、被判定装置９の寿命が到来したか否かを判定する。なお、処理負荷軽減の観点からは、回数Ｊ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）の記憶はせずに、Ｌ’_ａｃのみを稼働情報記憶部１６に格納するとし、演算のたびに格納されているＬ’_ａｃにＬ_ａｃ（Ｔ_ｘ，Ｖ_ｙ）×ｔを加算して、稼働情報記憶部１６に格納されているＬ’_ａｃに上書きすることの方が好ましい。

次に、寿命判定装置１０の動作について説明する。図７は、本実施の形態にかかる寿命判定装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図７に沿って、寿命判定装置１０の動作例を説明する。

ステップ１０（Ｓ１０）において、タイマ１３により時間ｔがカウントされたか否かが判定される。タイマ１３が時間ｔをカウントした場合、処理は、ステップ１１に移行する。タイマ１３が時間ｔをカウントするまで、ステップ１０が繰り返される。

ステップ１１（Ｓ１１）において、計測値取得部１４１は、温度センサ１１から温度の計測値を取得し、電圧センサ１２から電圧の計測値を取得する。

ステップ１２（Ｓ１２）において、加速係数取得部１４２は、ステップ１１で取得された計測値に対応する加速係数を、ルックアップテーブル４を参照して取得する。そして、寿命判定部１４３は、被判定装置９の基準環境下における累積使用時間を算出する。具体的には、寿命判定部１４３は、上記式（１０）により、被判定装置９の基準環境下における累積使用時間を算出する。

ステップ１３（Ｓ１３）において、寿命判定部１４３は、ステップ１２で算出した基準環境下における累積使用時間が所定値を超えているか否かを判定する。すなわち、寿命判定部１４３は、上記式（９）に示される判定を行う。基準環境下における累積使用時間が所定値を超えている場合、処理はステップ１４へ移行する。基準環境下における累積使用時間が所定値を超えていない場合、処理はステップ１０へ戻る。

ステップ１４（Ｓ１４）において、警告・停止部１４４は、ユーザへの警告、又は被判定装置９の動作を停止させる制御を行う。

以上、本実施の形態にかかる寿命判定装置１０について説明した。本実施の形態にかかる寿命判定装置１０によれば、加速係数取得部１４２は、ルックアップテーブル４から加速係数を取得するだけであり、時間ｔごとに式（４）に示されるような演算を行う必要がない。このため、演算負荷が抑制される。

なお、上記の実施形態では、警告・停止部１４４は、寿命判定部１４３が被判定装置９の寿命が到来したと判定した場合、被判定装置９を停止している。しかしながら、突然の動作の停止は予期せぬ事態を招く恐れがあること、また、故障を未然に防ぐという観点などを考慮すると、警告・停止部１４４は、寿命が到来する任意の時間の前に、寿命の到来が近いことを警告して、部品等の交換を促すようにしてもよい。このため、警告・停止部１４４は、基準環境下における累積使用時間となるように換算された乗算値Ｌ’_ａｃが、寿命Ｌ（Ｔ_ｔｙｐ，Ｖ_ｔｙｐ）から所定の値だけ減じた閾値を超えた場合に、寿命の到来が近いことを警告してもよい。また、警告・停止部１４４は、動作の停止をしても安全であることの確認が取れるのを待って、動作を停止させるよう制御してもよい。

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２について説明する。温度センサ１１、電圧センサ１２などのセンサによる計測値は、完全に正確な値ではなく、少なからず実際の数値に対する誤差を含んでいる。したがって、実施の形態１に示した方法の場合、ストレス因子の値が実際の値より低く計測された場合、累積使用時間が過小評価されてしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態では、予め、各センサの精度保証分の値を組み込んだ加速係数値をルックアップテーブル４に設定する。実施の形態１にかかるルックアップテーブル４は、分割値域毎の加速係数として、当該分割値域に属する値についての加速係数の値のうちの最大値を格納したが、本実施の形態にかかるルックアップテーブル４は、分割値域毎の加速係数として、当該分割値域に属する値についての加速係数の値のうちの最大値よりも、計測誤差に相当する値だけ大きい値を格納する。つまり、実施の形態１にかかるルックアップテーブル４に比べて、本実施の形態にかかるルックアップテーブル４では格納される加速係数の値を増加させることで、センサの誤差による累積使用時間の過小評価を防ぐ。

温度センサ１１による計測値の計測誤差が±ＴΔ、電圧センサ１２による計測値の計測誤差が±ＶΔである場合、本実施の形態にかかるルックアップテーブル４は、図８のように示される。

このように、センサの誤差を考慮してルックアップテーブルを設定することにより、累積使用時間の過小評価を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、ルックアップテーブル４に格納される値を変更することにより、センサの誤差を考慮しているが、ルックアップテーブル４に格納する加速係数値は実施の形態１にかかるルックアップテーブル４と同様のままとし、ストレス因子の値の区分の境界を変更してもよい。すなわち、実施の形態１にかかるルックアップテーブル４に対し、区分の境界値を計測誤差だけ低くずらすよう変更したルックアップテーブルが用いられてもよい。つまり、ストレス因子についての値が計測値取得部１４１により取得された計測値に計測誤差に相当する値が付加された値のまま継続した場合の被判定装置９の寿命に対する、基準環境下での被判定装置９の寿命として表される加速係数を、加速係数取得部１４２が取得するよう構成してもよい。この場合も、実施の形態１にかかる加速係数取得部１４２が取得する加速係数値に比べ、誤差に相当する分だけ加速係数の値が増大しているため、センサの誤差による累積使用時間の過小評価を抑制することができる。

＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態にかかる寿命判定装置は、被判定装置９の寿命が近付いた場合に、デバイスにかかる処理負荷を低減するよう制御する点で、上述の実施の形態と異なる。

図９は、演算部１４の構成について示すブロック図である。本実施の形態にかかる寿命判定装置１０は、演算部１４が、演算部１８に置き換えられている。演算部１８は、上述の計測値取得部１４１、加速係数取得部１４２、及び警告・停止部１４４に加え、負荷制御部１８２を備えている。また、演算部１８は、寿命判定部１４３が寿命判定部１８１に置き換えられている。

寿命判定部１８１は、寿命判定部１４３の上記動作に加え、さらに以下の動作を実行する。寿命判定部１８１は、時間ｔ毎に取得される加速係数の累積値と時間ｔとの乗算値Ｌ’_ａｃと、寿命Ｌ（Ｔ_ｔｙｐ，Ｖ_ｔｙｐ）との差が所定値（マージン値）以下になったか否かを判定することにより、被判定装置９の寿命が近付いているか否かを判定する。寿命判定部１８１は、基準環境下における累積使用時間となるように換算された乗算値Ｌ’_ａｃと寿命Ｌ（Ｔ_ｔｙｐ，Ｖ_ｔｙｐ）との差が所定値以下になった場合、負荷制御部１８２に通知する。

負荷制御部１８２は、寿命判定部１８１から通知を受けた場合、被判定装置９の処理負荷を低減させるよう制御する。負荷制御部１８２は、例えば、被判定装置９の動作周波数を低減させる、又は被判定装置９の機能を縮退するなどの制御を行う。

図１０は、実施の形態３にかかる寿命判定装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図１０に沿って、本実施の形態にかかる寿命判定装置１０の動作例を説明する。なお、図１０に示されるフローチャートは、ステップ１２と１３の間に、新たなステップ２０及び２１が追加されている点で、図７に示すフローチャートと異なる。したがって、図１０に示されるフローチャートにおいて、図７に示されるフローチャートと重複する説明は省略する。

本実施の形態にかかる寿命判定装置１０は、ステップ１２の後、処理はステップ２０へ移行する。ステップ２０（Ｓ２０）において、寿命判定部１８１は、ステップ１２で算出した基準環境下における累積使用時間が、寿命を示す所定値に近づいているか否かを判定する。すなわち、寿命判定部１８１は、加速係数の累積値と時間ｔとの乗算値Ｌ’_ａｃと寿命Ｌ（Ｔ_ｔｙｐ，Ｖ_ｔｙｐ）との差がマージン値以下になったか否かを判定する。差がマージン値以下である場合、処理はステップ２１へ移行する。差がマージン値より大きい場合、処理はステップ１０へ戻る。

ステップ２１（Ｓ２１）において、負荷制御部１８２は、被判定装置９の処理負荷を低減させるよう制御する。その後、処理はステップ１３へ移行する。以後、図７に示すフローチャートと同様の処理手順となる。

本実施の形態にかかる寿命判定装置１０によれば、被判定装置９の寿命が近づいた際に被判定装置９にかかる処理負荷が低減される。このため、被判定装置９の故障のリスクを減らしつつ、実際に被判定装置９の寿命が到来するまでの実稼動時間を延ばすことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

１ 寿命判定装置
２、１４１ 計測値取得部
３、１４２ 加速係数取得部
４ ルックアップテーブル
５、１４３、１８１ 寿命判定部
９ 被判定装置
１０ 寿命判定装置
１１ 温度センサ
１２ 電圧センサ
１３ タイマ
１４、１８ 演算部
１５ ルックアップテーブル記憶部
１６ 稼働情報記憶部
１７ 出力部
１４４ 警告・停止部
１８２ 負荷制御部

Claims (11)

1. 所定時間毎に、寿命判定対象の装置のストレス因子についての計測値として、前記装置についての温度及び電圧の計測値を取得する計測値取得部と、
   第１の寿命に対する第２の寿命である第１の加速係数を、前記所定時間毎に取得する加速係数取得部と、
   前記加速係数取得部により取得された前記第１の加速係数の累積値及び前記所定時間の乗算値と、前記第２の寿命とを比較することにより前記寿命判定対象の装置の寿命の到来を判定する寿命判定部と
   を有し、
   前記第１の寿命は、前記ストレス因子についての値が前記計測値取得部により取得された前記計測値のまま継続した場合の前記寿命判定対象の装置の寿命であり、
   前記第２の寿命は、前記ストレス因子についての値が基準値のまま継続した場合の前記寿命判定対象の装置の寿命であり、
   前記加速係数取得部は、前記第１の加速係数の取得に際し、前記寿命判定対象の装置の前記ストレス因子についての値が所定値のまま継続した場合の前記寿命判定対象の装置の寿命に対する前記第２の寿命である第２の加速係数を、前記所定値毎に格納したルックアップテーブルを用いる
   寿命判定装置。
2. 前記ルックアップテーブルは、前記寿命判定対象の装置の前記ストレス因子についての第１の値から第２の値までの値域を分割した分割値域毎に、当該分割値域に属する各値に対する前記第２の加速係数を一つ格納する
   請求項１に記載の寿命判定装置。
3. 前記値域は、隣り合う前記分割値域の前記第２の加速係数の差が一定になるように分割されている
   請求項２に記載の寿命判定装置。
4. 前記ルックアップテーブルは、前記分割値域毎の前記第２の加速係数として、当該分割値域に属する値についての前記第２の加速係数の値のうちの最大値を格納する
   請求項２に記載の寿命判定装置。
5. 前記第１の値は、前記寿命判定対象の装置についての保証値の下限値であり、前記第２の値は、前記寿命判定対象の装置についての保証値の上限値である
   請求項２に記載の寿命判定装置。
6. 前記ルックアップテーブルは、前記分割値域毎の前記第２の加速係数として、当該分割値域に属する値についての前記第２の加速係数の値のうちの最大値よりも、前記計測値の計測誤差に相当する値だけ大きい値を格納する
   請求項２に記載の寿命判定装置。
7. 前記第１の寿命が、前記ストレス因子についての値が前記計測値取得部により取得された前記計測値に計測誤差に相当する値が付加された値のまま継続した場合の前記寿命判定対象の装置の寿命である
   請求項１に記載の寿命判定装置。
8. 前記計測値取得部は、前記寿命判定対象の装置のストレス因子についての計測値として、さらに前記装置についての湿度又は電流の計測値を取得する
   請求項１に記載の寿命判定装置。
9. 前記寿命判定部が前記乗算値と前記第２の寿命との差が所定以下になったと判定された場合に、前記寿命判定対象の装置の処理負荷を低減させるよう制御する負荷制御部
   をさらに有する請求項１に記載の寿命判定装置。
10. 前記寿命判定対象の装置についての温度を計測する温度センサと、
    前記寿命判定対象の装置についての電圧を計測する電圧センサと、
    タイマと
    をさらに有し、
    前記計測値取得部は、前記タイマが所定の時間間隔を計時する毎に、前記寿命判定対象の装置のストレス因子についての計測値として前記温度センサ及び前記電圧センサから計測値を取得し、
    前記加速係数取得部は、前記第１の加速係数を前記タイマが所定の時間間隔を計時する毎に取得する
    請求項１に記載の寿命判定装置。
11. 所定時間毎に、寿命判定対象の装置のストレス因子についての計測値として、前記装置についての温度及び電圧の計測値を取得する計測値取得ステップと、
    第１の寿命に対する第２の寿命である第１の加速係数を、前記所定時間毎に取得する加速係数取得ステップと、
    前記加速係数取得ステップで取得された前記第１の加速係数の累積値及び前記所定時間の乗算値と、前記第２の寿命とを比較することにより前記寿命判定対象の装置の寿命の到来を判定する寿命判定ステップと
    を含み、
    前記第１の寿命は、前記ストレス因子についての値が前記計測値取得ステップで取得された前記計測値のまま継続した場合の前記寿命判定対象の装置の寿命であり、
    前記第２の寿命は、前記ストレス因子についての値が基準値のまま継続した場合の前記寿命判定対象の装置の寿命であり、
    前記加速係数取得ステップでは、前記寿命判定対象の装置の前記ストレス因子についての値が所定値のまま継続した場合の前記寿命判定対象の装置の寿命に対する前記第２の寿命である第２の加速係数を前記所定値毎に格納したルックアップテーブルを用いて、前記第１の加速係数の取得する
    寿命判定方法。

Images