CN105492291A - 铁道车辆的横压降低方法 - Google Patents

Abstract

例如将致动器设置在搭载有无枕梁的转向架的车辆的车体与转向架构架之间。对车体、转向架以及轮轴中的至少一个设置传感器。基于在行驶中使用传感器获取到的状态量来运算与稳定横压具有相关性的一个或多个参数，对相应运算值应用规定的传递函数来决定向致动器输出的推力指令值。并且，运算与变动横压具有相关性的一个或多个参数，对相应运算值应用规定的传递函数来决定向致动器输出的推力指令值。之后，将这两个推力指令值合成来决定使致动器产生的推力。能够有效地降低在行驶中产生的最大横压，因此能够提高行驶最高速度。

Description

铁道车辆的横压降低方法

技术领域

本发明涉及一种为了使安全性提高而降低在行驶中作用于铁道车辆的车轮的横方向的荷重(横压)的方法。

背景技术

当在曲线区间行驶时，对铁道车辆的车轮产生横压(参照图10的(c))。该横压越大则车辆脱轨的危险性越大，因此期望横压尽量小。

该横压与曲线区间的轨道曲率之间具有正相关性，曲线区间的曲线半径越小，稳定地产生的横压越大。以下，将该稳定地产生的横压(参照图10的(a))称为稳定横压。

另一方面，由于轨道方向不平顺(轨道侧面沿长度方向的横向凹凸)等轨道不平顺而瞬间产生高的横压(参照图10的(b))。以下，将由于轨道方向不平顺等轨道不平顺而瞬间产生的横压称为变动横压。

因而，为了使曲线区间行驶中的安全性提高，不仅需要降低稳定横压，还需要减小变动横压的变动幅度。此外，变动横压不仅在曲线区间产生，在直线区间也产生。

作为降低所述横压的方法，在专利文献1、2中公开了以下一种方法，即，将致动器设置在车体与转向架之间，在曲线区间中行驶时，根据曲线半径来使致动器进行动作。

专利文献1所公开的方法是使致动器产生施加与曲线半径相应的回转作动力这样的推力的方法。另外，专利文献2所公开的方法是使致动器直接产生使测量出的横压减小这样的推力的方法。

然而，在专利文献1、2所公开的方法中，使用横压作为输入值的目的是为了进行进入曲线区间的进入探测和针对摩擦系数变化的补偿，并没有考虑到由于轨道方向不平顺等轨道不平顺而产生的变动横压的抑制。

另外，在专利文献3中公开了以下一种方法，即，通过预先保持轨道不平顺等的轨道数据并且设置车辆的状态信息存储装置，来估计对配置在一个车辆的八个车轮产生的横压从而控制使致动器产生的推力。

然而，在专利文献3中，关于根据轨道不平顺等的轨道信息来估计横压的具体的方法、使致动器产生的推力的决定方法，并没有进行详细的说明。

另外，专利文献3所公开的方法是基于车辆所保存的轨道信息和车辆的行驶位置信息来估计产生的横压的前馈控制，因此需要预先存储轨道信息。然而，存在以下的可能性，即，在由于该车辆制动时的空转/滑行等而在行驶位置信息(距离范围)的计测中产生了误差的情况下，或者在所保存的轨道信息是不适当的轨道信息的情况下，进行错误的控制。

专利文献1：日本特开2002-087262号公报

专利文献2：日本特开2004-161115号公报

专利文献3：日本特开2012-166733号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明要解决的问题点在于：在专利文献1、2所公开的方法中使用横压作为输入值的目的是为了进行曲线进入探测和针对摩擦系数变化的补偿，并没有考虑到由于轨道不平顺而产生的变动横压的抑制。要解决的问题点还在于：在专利文献3中关于根据轨道不平顺等的轨道信息来估计横压的具体的方法、使致动器产生的推力的决定方法并没有进行详细的说明。

用于解决问题的方案

本发明的目的在于，不参照预先保存在记录装置等中的轨道信息，而基于根据使用设置于车辆的传感器测量出的状态量所估计出的值，也适当地抑制在行驶中由于轨道不平顺而产生的变动横压。

首先，对从本发明的构思到问题解决的经过进行说明。

发明人考虑了对铁道车辆设置传感器并且根据使用该传感器的输出值所计算出的与轨道不平顺具有相关性的状态量来控制致动器的推力，由此来降低在行驶时产生的横压。

即，在本发明中，将能够通过从外部输入信号来控制推力的致动器设置在铁道车辆的车体与转向架之间。另外，对车体、转向架以及轮轴中的至少一个设置用于测量与轨道不平顺具有相关性的状态量的传感器。

然后，从使用所述传感器所测量出的状态量换算为与轨道曲率相关性强的参数(u_st1，u_st2，…)，并根据该参数来决定稳定横压抑制用的致动器推力。在以u_st1，u_st2，…为稳定横压控制输入用参数、以F1为向致动器输出的稳定横压抑制用的输出、以G1为稳定横压的传递函数的情况下，F1＝G1(u_st1，u_st2，…)。当然，在直线区间的行驶时不产生该向致动器输出的稳定横压抑制用的输出F1。

另一方面，从使用所述传感器所测量出的状态量换算为与轨道不平顺相关性强的参数(u_fluc1，u_fluc2，…)，并根据该参数来决定变动成分抑制用的致动器推力。在以u_fl1，u_fl2，…为变动横压控制输入用参数、以F2为向致动器输出的变动横压抑制用的输出、以G2为变动横压的传递函数的情况下，F2＝G2(u_fl1，u_fl2，…)。

因而，铁道车辆行驶时的向致动器输出的横压抑制用的输出的总和F能够表示为

F＝F1+F2＝G1(u_st1，u_st2，…)+G2(u_fl1，u_fl2，…)(参照图1)。

在此，在行驶中对车轮产生的横压受到作用于车轮的上下方向的垂直力和车轮与轨道之间的摩擦系数的影响。因而，期望的是，获取这些值并添加到向致动器输出的控制输入用的状态量。

这样，将铁道车辆在行驶中所产生的横压分为稳定横压和变动横压来进行掌握，测量与各个横压相关性强的状态量，根据该状态量来控制致动器推力。通过这样，即使没有与行驶中的轨道不平顺有关的信息或与车辆行驶位置有关的信息，也能够适当地控制被认为是由于轨道不平顺而引起的变动横压。

另外，一般地，当在某一个曲线区间中行驶时，曲线区间中的轨道曲率受到轨道不平顺的微小的影响，但是几乎是固定的，因此在某一个曲线区间中行驶时的稳定横压的值是固定的。

因而，关于稳定横压控制输入用参数u_st1，u_st2，…，选择在某一个曲线区间中行驶时几乎为固定的状态量，使向致动器输出的稳定横压抑制用的输出F1也几乎为固定的值。

另一方面，在某一个曲线区间中行驶时，轨道不平顺的值根据车辆行驶位置而发生变化，因此变动横压的值也与轨道不平顺的值相应地变化，向致动器输出的变动横压抑制用的输出F2也与轨道不平顺的值的变化对应地变化。

因而，在曲线区间中行驶时，在作为致动器的推力只产生几乎为固定的向致动器输出的稳定横压抑制用的输出F1的情况下，横压的降低量几乎变为固定，变动横压的变动幅度的大小几乎没有变化。

另一方面，在作为致动器的推力只产生向致动器输出的变动横压抑制用的输出F2的情况下，变动横压的变动幅度变小。即，在产生了比在一个曲线区间中行驶时的横压的平均值高的横压的位置使横压降低，在产生了比该横压的平均值低的横压的位置使横压増加，由此来抑制横压的变动幅度。其中，横压的平均值几乎不变化。

因而，在作为致动器的推力同时产生向致动器输出的稳定横压抑制用的输出F1和变动横压抑制用的输出F2的情况下，所述输出F1的推力连续产生，所述输出F2与变动横压控制输入用参数u_fl1，u_fl2，…相应地变化。

众所周知的是，一般地，在轨道曲率比较大(曲线半径小)的曲线区间的情况下，稳定横压大，与稳定横压相比变动横压小。另一方面，在轨道曲率比较小(曲线半径大)的曲线区间的情况下，稳定横压变小，而变动横压相对于稳定横压变大。在此，致动器的最大推力存在极限，因此需要对向致动器输出的稳定横压抑制用的输出F1与变动横压抑制用的输出F2的值之间的比例进行调整使得不以最大推力饱和。

在以使所述输出F1相对于所述输出F2相对大的方式设定稳定横压的传递函数G1和变动横压的传递函数G2的情况下，能够始终期待固定量的横压降低效果。另一方面，变动横压的抑制量变小，因此横压的变动幅度不变化。

另外，在基于所述输出F1的致动器的推力过量的情况下，转向架向朝向曲线区间的内侧的方向过量地回转。因而，通常发生以下的可能性，即在外轨侧的车轮与轨道之间凸缘接触的首端轮轴在内轨侧的车轮与轨道之间凸缘接触，向内轨侧脱轨。

另一方面，在以使所述输出F2相对于所述输出F1相对大的方式设定所述传递函数G1和所述传递函数G2的情况下，变动横压被抑制，也就是说横压的变动幅度被抑制。但是，稳定横压的抑制量少，因此维持高的稳定横压。

因而，期望的是，在轨道曲率比较大(曲线半径比较小)的曲线区间的情况下，以使所产生的所述输出F1比所述输出F2大的方式设定所述传递函数G1和所述传递函数G2，重视稳定横压的抑制。

另一方面，期望的是，在轨道曲率比较小(曲线半径比较大)的曲线区间的情况下，以使所产生所述输出F2比所述输出F1大的方式设定所述传递函数G1和所述传递函数G2，重视变动横压的抑制。

另外，决定某个曲线区间的行驶最高速度的一个因素是在曲线行驶中产生的最大横压的值。因而，为了使在曲线区间内的行驶最高速度提高而需要将最大横压抑制得低。

在将该最大横压抑制得尽可能低时重视例如车轮、轨道的磨损抑制的情况下，认为对在一个曲线区间中行驶时产生的横压的平均值进行抑制是有效的。因而，期望的是，进行控制以尽可能地抑制在曲线区间中行驶时的平均横压，也就是说进行控制使得所述输出F1的值大。

然而，由于致动器的最大推力存在极限，并且还存在最大推力以外的其它因素，因此优选的是使致动器产生的推力小。

当从一般的节能的观点出发时，例如在铁道车辆在某一个曲线区间行驶时，优选的是，使通过致动器产生的推力的每单位时间的平均值小。另外，由于致动器自身具有滑动部分，因此从长寿命化的观点出发，优选动作时间短。这意味着使通过致动器产生的推力的每单位时间的平均值小。

特别地，在采用使用压缩空气作为动力源的气压致动器的情况下，从搭载于铁道车辆的压缩机接受压缩空气的供给。在该情况下，关于搭载于铁道车辆的压缩机，从车辆的轻量化、底板下设备的设置空间的限制的点出发，选择尽量小型的压缩机的情况居多。因而，压缩机能力的限制条件严格的情况居多，因此优选使压缩空气的消耗量小，优选使通过致动器产生的推力的每单位时间的平均值小。

另一方面，在采用电动式致动器的情况下，在致动器进行动作时由于电流流过而产生热，因此冷却成为问题的情况居多。关于冷却，致动器自身的散热性能也是重要的，但是使用环境也对冷却起很大的作用。因而，从这一点出发，也优选使通过致动器产生的推力的每单位时间的平均值小。

也就是说，从某个曲线区间的行驶最高速度提高的观点出发，抑制最大横压很重要，而另一方面，致动器的能力存在极限。特别地，在对通过致动器产生的推力的最大值、每单位时间产生的推力设定有上限的情况下，使致动器始终以接近极限的固定的推力持续地进行动作不能说是优选的。因而，优选的是，将所述输出F1设为比致动器的极限能力低的值来使致动器的推力留有余力，在产生高的变动横压的地点使致动器适当地产生接近极限的推力。

另外，关于设置致动器的理由，目的在于经由转向架而向轮轴施加力矩。

在带枕梁的转向架中的直接安装式转向架的情况下，在转向架的构成部件中的枕梁与转向架构架之间设置有侧托架，并且该侧托架在枕梁与转向架构架之间回转。因而，在将致动器设置在车体侧的情况下，设置于车体或摇枕。另外，在将致动器设置在转向架侧的情况下，设置于转向架构架。

另一方面，在间接安装式转向架的情况下，在车体与摇枕之间设置有侧托架，该侧托架在车体与摇枕之间回转。因而，在将致动器设置在车体侧的情况下，设置于车体。另外，在将致动器设置在转向架侧的情况下，设置于摇枕或转向架构架。

作为对在铁道转向架的首端轴产生的横压影响强的因素，列举出作用于各车轮的上下方向的垂直力、车轮与轨道之间的摩擦系数、在轮轴处产生的左右蠕变率和前后蠕变率、以及由于超高而产生的分力和离心力的合力。

其中，作用于各车轮的上下方向的垂直力根据乘客的乘车率而大幅变化。该值能够根据设置在车体与转向架之间的二系弹簧的负担荷重值、或设置在转向架与轮轴之间的一系弹簧的负担荷重值来估计。

在使用空气弹簧作为二系弹簧的车辆的情况下，所述二系弹簧的负担荷重能够从空气弹簧的内压换算得到。另一方面，关于所述一系弹簧的负担荷重，在主要使用金属弹簧的情况下，能够通过测量轮轴与转向架构架之间的位移来进行换算。

接着，能够根据对将转向架与轮轴之间沿前后方向结合的连杆等连接构件产生的前后方向荷重与上下方向的垂直力之间的比率来估计车轮与轨道之间的摩擦系数。

另外，在轮轴处产生的左右蠕变率和前后蠕变率中，前后蠕变率能够通过下述式1求出，左右蠕变率能够根据下述式2求出。

[式1]

${\mathrm{\ν}}_{xl}=\frac{\mathrm{\γ}}{r_0}y+\frac{\stackrel{\·}{\mathrm{\ψ}}}{V}b$

${\mathrm{\ν}}_{xr}=-\left(\frac{\mathrm{\γ}}{r_0}y+\frac{\stackrel{\·}{\mathrm{\ψ}}}{V}b\right)$

其中，v_xl：左侧车轮的前后蠕变率

v_xr：右侧车轮的前后蠕变率

γ：车轮的有效着地面倾斜度

r₀：车轮半径

y：车轮的左右位移

轮轴的偏转角速度

V：车辆行驶速度

b：左右的车轮与轨道接触的点之间的距离/2

[式2]

${\mathrm{\ν}}_{yl}=-\mathrm{\ψ}+\frac{\stackrel{\·}{y}}{v}+\frac{r_0}{v}\stackrel{\·}{\mathrm{\ψ}}$

${\mathrm{\ν}}_{yr}=-\mathrm{\ψ}+\frac{\stackrel{\·}{y}}{v}+\frac{r_0}{v}\stackrel{\·}{\mathrm{\ψ}}$

其中，v_yl：左侧车轮的左右蠕变率

v_yr：右侧车轮的左右蠕变率

φ：轮轴的偏转角

轮轴的左右速度

在所述式1、2所示的前后、左右的蠕变率中，能够在车辆行驶中测量到的状态量是轮轴的左右位移、轮轴的左右速度、轮轴的偏转角、轮轴的偏转角速度、车辆行驶速度。其中，轮轴的左右速度能够从轮轴的左右加速度换算得到。

在此，在轮轴与转向架构架之间的弹簧常数充分大而视为轮轴与转向架构架之间几乎刚性结合的情况下，轮轴的左右位移、轮轴的左右速度、轮轴的左右加速度、轮轴的偏转角、轮轴的偏转角速度能够使用转向架侧的各个相对应的状态量代替。

另外，由于超高而产生的分力和在曲线区间中行驶时所产生的离心力的合力能够从车辆的侧倾角及其时间微分量、或者作为二系弹簧的空气弹簧的高度来换算得到。

通过以上，作为换算稳定横压控制输入用参数u_st1、u_st2、…、变动横压控制输入用参数u_fl1、u_fl2、…时所使用的状态量，假定以下的状态量。

·被作为二系弹簧使用的空气弹簧的内压

·被作为一系弹簧使用的螺旋弹簧的上下位移

·作用于将轮轴与转向架构架之间沿前后方向结合的连杆等结合构件的前后方向荷重

·轮轴、转向架以及车体的各自的偏转角、偏转角速度、偏转角加速度、或左右方向位移、左右方向速度、左右方向加速度

·车辆的行驶速度

·侧倾角、侧倾角速度

·被作为二系弹簧使用的空气弹簧的高度

在此，车体的左右位移、速度、加速度、偏转角、偏转角速度与在转向架和轮轴处产生的相同的状态量相比，重量和惯性矩大并且通过左右方向的减振器、偏转减振器等而转向架-车体之间的振动绝缘性高。因而，由于轨道不平顺而在车体产生的左右位移、速度、加速度、偏转角、偏转角速度的变动量与在转向架、轮轴处产生的相同的变动量相比小。因而认为，在稳定横压的估计中使用车体侧的状态量是有效的。

另外，在变动横压的估计中通过使用转向架侧的状态量与车体侧的状态量的差值，能够适当地排除横压的稳定成分，从而能够估计出变动横压。

本发明是经过从发明人的上述构思到问题解决的过程而完成的，以以下的结构为最主要的特征。

1)对铁道车辆设置致动器。

在搭载有无枕梁的转向架的车辆的情况下，将该致动器设置在车体与转向架构架之间。另一方面，在搭载有带枕梁的转向架中的直接安装式转向架的车辆的情况下，将该致动器设置在车体与转向架构架之间或设置在枕梁与转向架构架之间。另外，在搭载有间接安装式转向架的车辆的情况下，将该致动器设置在车体与枕梁之间。

2)对铁道车辆设置传感器，该传感器用于测量行驶中的车体、转向架以及轮轴中的至少一个的状态量。

将在行驶中测量的状态量设为作为对横压影响强的因素的以下状态量中的任一个。

·被作为二系弹簧采用的空气弹簧的内压

·被作为一系弹簧使用的螺旋弹簧的上下位移

·作用于将轮轴与转向架构架之间沿前后方向结合的连杆等结合构件的前后方向荷重

·轮轴、转向架以及车体各自的偏转角

·偏转角速度

·偏转角加速度

·左右方向位移

·左右方向速度

·左右方向加速度

·车辆的行驶速度

·侧倾角

·侧倾角速度

·空气弹簧的高度

3)从测量出的上述状态量实时地换算为与稳定横压具有强的相关性的稳定横压控制输入用参数，并基于预先设定的稳定横压用传递函数来运算对致动器输出的输出指令。

4)从测量出的上述状态量实时地换算为与由于轨道不平顺而产生的变动横压具有强的相关性的变动横压控制输入用参数，并基于预先设定的变动横压用传递函数来运算对致动器输出的输出指令。

5)将在所述3)和4)中运算出的输出指令的值合成，并向设置在车体与转向架之间的致动器施加指令。

在上述本发明中，基于根据由设置于车辆的传感器测量出的状态量所估计出的值来使设置在转向架-车体之间的致动器产生推力。因而，不参照预先保存在记录装置等中的轨道信息就能够有效地抑制在铁道车辆行驶中产生的横压。

发明的效果

在本发明中，能够有效地抑制在铁道车辆行驶中产生的稳定横压和变动横压，因此能够有效地降低在行驶中产生的最大横压，从而能够提高车辆行驶的安全性。因而，例如能够提高曲线区间的能够行驶的速度。

附图说明

图1是表示本发明的铁道车辆的横压降低方法的控制图的图。

图2是表示本发明的铁道车辆的横压降低方法的控制框图的一例的图。

图3是示出铁道车辆在曲线区间中行驶时的首端轴的外轨侧横压的行驶仿真结果的图，其中，(a)示出条件1，(b)示出条件2。

图4是示出铁道车辆在曲线区间中行驶时的首端轴的外轨侧横压的行驶仿真结果的图，其中，(a)示出条件3，(b)示出条件4，(c)示出条件5。

图5是示出在铁道车辆在曲线区间中行驶时通过致动器产生的附加扭矩的行驶仿真结果的图，其中，(a)示出条件1，(b)示出条件2。

图6是示出在铁道车辆在曲线区间中行驶时通过致动器产生的附加扭矩的行驶仿真结果的图，其中，(a)示出条件3，(b)示出条件4，(c)示出条件5。

图7是示出在条件3～条件5下通过致动器产生的附加扭矩的最大值的图。

图8是示出在铁道车辆在圆曲线区间中行驶时产生的、条件1～条件5下的横压的平均值和最大值的图。

图9是示出铁道车辆在圆曲线区间中行驶时的、条件3～条件5下的每单位时间的附加扭矩的图。

图10是示出在曲线区间行驶时产生的横压的变化的图，其中，(a)是稳定横压的波形图，(b)是变动横压的波形图，(c)是将稳定横压与变动横压相加所得到的实际横压的波形图。

具体实施方式

本发明通过基于由设置于车辆的传感器测量出的状态量来估计稳定横压和变动横压并根据其估计值来使设置在车体-转向架之间的致动器产生推力，来实现抑制在行驶中产生的横压这样的目的。

实施例

以下，对通过铁道车辆的行驶仿真来确认本发明的铁道车辆的横压降低方法的效果的结果进行说明。

在行驶仿真中使用的车辆模型设为一般的双轴转向车，设为轨道包括曲线半径为600m的曲线区间的轨道条件。另外，随机地生成与一般的既有铁道线路相当的轨道不平顺，并根据条件赋予了轨道不平顺。

将致动器设置在了车体-转向架之间。此外，在本仿真中，以向车体-转向架之间附加的附加扭矩代替致动器的推力。另外，作为用于估计稳定横压、变动横压的状态量，使用了车体的偏转角速度、前转向架和后转向架的偏转角速度、以及车辆速度。将该状态量的值与适当的稳定横压的传递函数和变动横压的传递函数相乘来决定向车体-转向架之间附加的附加扭矩，并将该附加扭矩附加到车体与转向架之间。图2示出用于决定该附加扭矩的框图。

在以下的五个条件下进行行驶仿真。

(条件1)

轨道不平顺：无

与用于估计稳定横压的状态量相乘的传递函数：G1＝0

与用于估计变动横压的状态量相乘的传递函数：G2＝0

(条件2)

轨道不平顺：有

与用于估计稳定横压的状态量相乘的传递函数：G1＝0

与用于估计变动横压的状态量相乘的传递函数：G2＝0

(条件3)

轨道不平顺：有

与用于估计稳定横压的状态量相乘的传递函数：G1>0

与用于估计变动横压的状态量相乘的传递函数：G2＝0

(条件4)

轨道不平顺：有

与用于估计稳定横压的状态量相乘的传递函数：G1＝0

与用于估计变动横压的状态量相乘的传递函数：G2>0

(条件5)

轨道不平顺：有

与用于估计稳定横压的状态量相乘的传递函数：G1>0

与用于估计变动横压的状态量相乘的传递函数：G2>0

关于输出用于施加通过致动器产生的附加扭矩的推力指令值的条件3～5，假定为使用具有相同的能力的致动器，并且以使所产生的附加扭矩的最大值为大致同等的值的方式设定了传递函数G1、G2。

在图3～图9中示出行驶仿真的结果。

当对不输出用于施加通过致动器产生的附加扭矩的推力指令值的条件1(图5的(a))与条件2(图5的(b))之间进行比较时，可知，在输入了轨道不平顺的条件2的情况下，如图3的(b)所示，除了图3的(a)所示的稳定横压以外还产生了变动横压。

另一方面，可知在将与用于估计稳定横压的状态量相乘的传递函数G1设为大于0的条件3的情况下(图6的(a))，与条件2相比，横压大致一律降低(参照图4的(a)和图3的(b))。

另外，在将与用于估计变动横压的状态量相乘的传递函数G2设为大于0的条件4的情况下(图6的(b))，横压的平均值是与条件2下的横压的平均值同等的值，但是能够降低在由于轨道不平顺而产生了大的变动横压的时刻的横压(参照图4的(b)和图3的(b))。

与此相对，在将与用于估计稳定横压的状态量相乘的传递函数G1、以及与用于估计变动横压的状态量相乘的传递函数G2均设为大于0的条件5的情况下(图6的(c))，与条件2相比，横压大致一律降低，并且变动横压也得到了抑制(参照图4的(c)和图3的(b))。

即，在条件3～条件5的情况下，使致动器产生的最大附加扭矩如图7所示那样大致相同。另一方面，横压的平均值如图8所示那样成为条件3<条件5<条件4。横压的最大值存在一些差异，但是该差异在5％以下，能够视为几乎同等。另外，每单位时间的附加扭矩如图9所示那样成为条件4<条件5<条件3。

因而，在条件3～条件5下横压的最大值能够视为是大致同等的，因此可知，从提高曲线区间的行驶最高速度的观点出发，在条件3～条件5中的任一控制条件下都得到同等的性能。

在此，认为如果在能够将致动器的产生推力设定得大的条件下，则重视车轮或轨道的磨损的抑制而抑制在经过一个曲线时所产生的横压的平均值是有效的。在该情况下，优选的是能够将平均横压抑制得最低的条件3(参照图8)。此外，能够将致动器的产生推力设定得大的条件是指如下情况：例如在应用气压致动器时，搭载在车辆侧的压缩机的能力具有余裕。或者是如下情况等：在应用电动致动器时，能够在期待高散热性的环境下使用。

相反地，在由于条件原因而想要尽可能地抑制每单位时间的致动器的附加扭矩、也就是致动器的产生推力的情况下，期望的是只着眼于抑制变动横压的条件4(参照图9)。

另外，根据附加扭矩的条件情况，能够如条件5那样进行以下的控制，在曲线区间中行驶时通过致动器产生几乎固定的推力，另一方面，在大的变动横压产生的地点使致动器的推力在最大推力的范围内进一步增大。

不言而喻的是，本发明并不限定于上述的实施例，只要在各权利要求所记载的技术思想的范畴内，可以适当地对实施方式进行变更。

例如，在上述行驶仿真中，将铁道车辆的方式设为了双轴转向车，但是由于将致动器设置在转向架与车体之间，因此即使是不局限于轴的数量而在车体与轮轴之间具有转向架的转向车也能够同样地应用。

另外，在上述行驶仿真中，作为用于估计稳定横压、变动横压的状态量，使用了车体的偏转角速度、前转向架和后转向架的偏转角速度、以及车辆速度。然而，只要是能够估计出稳定横压、变动横压的状态量即可，也可以代替上述的状态量而使用轮轴、转向架以及车体的偏转角或轮轴的偏转角速度。另外，空气弹簧的内压、螺旋弹簧的上下位移、作用于将轮轴与转向架构架之间沿前后方向结合的连杆的前后方向荷重、或者轮轴、转向架、车体的左右方向位移、左右方向速度、左右方向加速度、侧倾角、侧倾角速度、以及空气弹簧的高度中的任一个。

另外，上述行驶仿真是在曲线区间行驶时进行的仿真，但是在直线区间行驶时也能够抑制由于轨道不平顺而瞬间产生的变动横压。

Claims (7)

1.一种铁道车辆的横压降低方法，其特征在于，

设置有致动器，并且对车体、转向架以及轮轴中的至少一个设置有传感器，

在搭载有无枕梁的转向架的车辆的情况下，将该致动器设置在车体与转向架构架之间，

在搭载有带枕梁的转向架中的直接安装式转向架的车辆的情况下，将该致动器设置在车体与转向架构架之间或者设置在枕梁与转向架构架之间，

在搭载有带枕梁的转向架中的间接安装式转向架的车辆的情况下，将该致动器设置在车体与枕梁之间，

基于在行驶中使用所述传感器获取到的状态量，运算与稳定横压具有相关性的一个或多个参数，对相应运算值应用规定的传递函数来决定向致动器输出的推力指令值，并且运算与变动横压具有相关性的一个或多个参数，对相应运算值应用规定的传递函数来决定向致动器输出的推力指令值，

之后，将这两个推力指令值合成来决定使致动器产生的推力。

2.根据权利要求1所述的铁道车辆的横压降低方法，其特征在于，

在行驶中获取的所述状态量是任何以下的状态量：被作为二系弹簧来使用的空气弹簧的内压；被作为一系弹簧来使用的螺旋弹簧的上下位移；作用于将轮轴与转向架构架之间沿前后方向结合的连接构件的前后方向荷重；轮轴、转向架以及车体各自的偏转角、偏转角速度、偏转角加速度或者左右方向位移、左右方向速度、左右方向加速度；车辆的行驶速度；侧倾角、侧倾角速度；以及空气弹簧的高度。

3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆的横压降低方法，其特征在于，

使所述致动器产生的推力与根据在行驶中获取到的所述状态量估计出的轨道曲率相应地，在针对稳定横压的参数的传递函数中轨道曲率越小则使推力指令值越小，在针对变动横压的参数的传递函数中轨道曲率越大则使推力指令值越大。

4.根据权利要求1或2所述的铁道车辆的横压降低方法，其特征在于，

在运算所述变动横压的参数时包括以下过程：获得在车体中测量出的状态量与在转向架中测量出的状态量之差。

5.根据权利要求3所述的铁道车辆的横压降低方法，其特征在于，

在运算所述变动横压的参数时包括以下过程：获得在车体中测量出的状态量与在转向架中测量出的状态量之差。

6.根据权利要求4所述的铁道车辆的横压降低方法，其特征在于，

在所述车体以及所述转向架中测量出的状态量是左右方向的状态量和偏转方向的状态量。

7.根据权利要求5所述的铁道车辆的横压降低方法，其特征在于，

在所述车体以及所述转向架中测量出的状态量是左右方向的状态量和偏转方向的状态量。