CN107207017A - 车辆减振装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够适当地控制力产生机构的产生力的车辆减振装置。车辆减振装置由如下部分构成：缓冲器(8)，其夹装于车身(2)与转向架(3)之间，并根据来自外部的指令使产生力变化；以及控制装置(9)，其对产生力进行控制；还具备能够检测或者计算车辆(2)的行驶速度的速度传感器(11)。控制装置(9)具有：复合传感器(10)，其安装于在车身(2)的任意位置设定的第一点，从而能够检测横摆和/或俯仰；运算装置(12)，其根据速度传感器(11)的检测或者计算结果，对车身(2)的旋转振动的中心位置进行校正，并基于上述中心位置对由复合传感器(10)检测出的值进行校正。

Description

车辆减振装置

技术领域

本发明涉及适合用来减少铁道车辆的振动等的车辆减振装置。

背景技术

一般来说，在汽车等车辆中，作为根据来自外部的指令使振动减少的力产生机构，例如设有衰减特性发生变化的衰减力调整式缓冲器。该衰减力调整式缓冲器基于安装于车辆的加速度传感器的测量值而被控制(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9－216508号公报

发明内容

发明将要解决的课题

然而，在上述专利文献1中，为了检测出各种振动模式而设有多个加速度传感器，因此担心成本增大。因此，使用能够检测3轴加速度与3轴角速度的6轴传感器，并研究了对多个振动模式的检测，发现在使用6轴传感器的情况下，即使安装有该传感器的位置不是车身的重心位置(横摆中心位置)，也能够根据6轴传感器的安装位置与横摆中心位置等的距离校正测量值，从而与将6轴传感器安装于车身的重心位置的情况等效。

但是，在铁道车辆的情况下，由于车辆的行驶速度以及行进方向，横摆中心位置发生变化。即，车辆的速度越快，相对于行进方向车身后侧的振动越大，伴随于此，横摆中心位置也从车身的重心位置向车身的前侧移动。因此，发现如下问题：6轴传感器的位置与横摆中心位置之间的距离对应于行驶速度以及行进方向地变化，因此在基于车身的重心位置校正由6轴传感器检测出的测量值的情况下，不能获得正确的校正值，不能适当地控制力产生机构的衰减特性。

本发明鉴于上述问题而完成，本发明的目的在于提供一种能够适当地控制力产生机构的产生力的车辆减振装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的车辆减振装置由如下部分构成：力产生机构，其设于具有车身与转向架的车辆，并根据来自外部的指令使产生力变化；控制装置，对上述产生力进行控制；其中，上述车辆减振装置还具备能够检测或者计算上述车辆的行驶速度的行驶速度检测单元，上述控制装置具有：车身动作检测单元，其安装于上述车身的任意位置，由此能够检测横摆和/或俯仰；校正单元，其根据上述行驶速度检测单元的检测或者计算结果，对上述车身的旋转振动的中心位置进行校正，并基于上述中心位置对由上述车身动作检测单元检测出的值进行校正。

发明效果

根据本发明，能够适当地控制力产生机构的产生力。

附图说明

图1是表示应用了第一实施方式的车辆减振装置的铁道车辆的主视图。

图2是表示图1中的控制装置的框图。

图3是表示第二实施方式的控制装置的框图。

图4是表示设计增益调度H∞控制器的一般化设备的框图。

图5是表示第三实施方式的控制装置的框图。

图6是表示第四实施方式的控制装置的框图。

图7是表示应用了变形例的车辆减振装置的铁道车辆的主视图。

具体实施方式

以下，列举将本发明的实施方式的车辆减振装置安装于铁道车辆的情况为例，根据添附附图详细地进行说明。此外，在图1中，将箭头A所示的方向设为铁道车辆的行进方向前侧、将箭头B所示的方向设为铁道车辆的行进方向后侧来进行说明。

图1、图2示出了本发明的第一实施方式。在图1中，铁道车辆1(车辆)具备供例如乘客、乘员等乘车的车身2、和设于车身2的下侧的前侧及后侧的转向架3。这些转向架3分离地配置于车身2的前部侧与后部侧，在各转向架3分别设有四个车轮4(仅图示左侧)。铁道车辆1通过使各车轮4在左右的导轨5(仅图示一方)上旋转，而沿着导轨5、例如在前进时向箭头A方向行驶驱动。

在各转向架3与各车轮4之间设有使来自车轮4(轮轴)的振动、冲击缓和的轴弹簧6。另外，在车身2与各转向架3之间设有作为枕簧的空气弹簧7，并且与空气弹簧7并列地设有衰减力调整式缓冲器8(以下，称作缓冲器8)。空气弹簧7以及缓冲器8在各转向架3的左右两侧分别设有2个，铁道车辆1整体合计设有四个。

如图1所示，各缓冲器8夹装于成为被安装侧的车身2与成为路面侧的转向架3之间。各缓冲器8对于车身2相对于转向架3的上下方向的振动，产生使振动减少的衰减力。由此，缓冲器8减少车身2的上下方向的振动。

在该情况下，各缓冲器8根据来自后述的运算装置12的指令(指令值)而使衰减特性变化。即，各缓冲器8例如使用被称作半主动缓冲器的衰减力调整式的液压缓冲器作为能够分别调整各自的衰减力的缸体装置而构成。具体而言，缓冲器8被从后述的运算装置12供给驱动电流，从而调整控制阀(未图示)的开阀压。由此，缓冲器8能够从刚性特性(硬特性)向柔性特性(软特性)地连续调整衰减特性。

此外，缓冲器8并不局限于连续地调整衰减特性，也可以被设为能够以两个阶段或者多个阶段进行调整。另外，缓冲器8并不局限于半主动缓冲器，也可以使用能够通过外部动力调整产生力的全主动缓冲器构成。详细叙述的话，也可以使用通过从外部供给电力而驱动线性马达并产生力的电磁悬挂，或从封入有工作流体的罐朝向缓冲器强制地供给工作流体或者从缓冲器排出该工作流体、从而能够调整产生力的流体压主动缓冲器而构成。

控制装置9控制各缓冲器8的衰减特性。即，控制装置9控制车身2的振动，与各缓冲器8一起构成了车辆减振装置。而且，控制装置9由复合传感器10与运算装置12构成。

复合传感器10安装于在车身2的任意位置设定的第一点，构成了对车身2的动作进行检测的车身动作检测单元。该复合传感器10构成为例如能够检测出3轴加速度与3轴角速度的6轴传感器。因此，复合传感器10对每一车辆(每一车身)设有一个，能够检测出车身2的第一点处的横摆(偏摆)、即横摆角速度ωy1。另外，复合传感器10能够检测出车身2的第一点处的左右加速度aL1。此外，车身2的第一点并不局限于例如车身2的重心位置，可以设定于除重心以外的任意的位置。另外，复合传感器10也可以设于后述的运算装置12。而且，由复合传感器10检测出的值被输出到后述的运算装置12。这里，在图1所示的缓冲器8、即上下移动缓冲器的情况下，俯仰中心从车身的重心位置移动，在左右动缓冲器的情况下，横摆中心从车身的重心位置移动。此外，在本实施方式中，示出了使用复合传感器10安装于在车身2的任意位置设定的第一点的例子，但也可以使用例如2个、3个传感器或复合传感器。

速度传感器11构成能够对车身2(铁道车辆1)的行驶速度V1进行检测或者计算的行驶速度检测单元。该速度传感器11并不局限于例如直接地检测铁道车辆1的行驶速度，也可以根据由车轮速传感器测量的车轮4的旋转速度等间接地检测。另外，在编组车辆中，被连结的各铁道车辆1的行驶速度几乎没有差异。因此，速度传感器11也可以不必设于全部的车辆(每一车辆设有一个)，此时，也可以使用由设于连结的其他车辆的速度传感器检测出的值。

另外，速度传感器11检测出铁道车辆1的行进方向(F或者R)。在该情况下，在例如铁道车辆1向图1中的箭头A方向行进时，速度传感器11能够设为铁道车辆1的行进方向F而输出，在铁道车辆1向箭头B方向行进时，速度传感器11能够设为铁道车辆1的行进方向R而输出。

此外，铁道车辆1的行进方向也可以包含在由速度传感器11检测或者计算出的行驶速度V1中。即，行驶速度V1例如在向图1中的箭头A方向行进的情况下设为正数，在下箭头B方向行进的情况下设为负数，从而能够确定出铁道车辆1的行进方向。而且，利用速度传感器11检测出的值被向后述的运算装置12输出。此外，在本实施方式中，控制装置9与速度传感器11配置于不同的位置，但也可以配置成在控制装置9内收纳速度传感器11。

运算装置12例如由微型计算机等构成，构成了对横摆中心位置进行校正、或对由复合传感器10检测出的值进行校正的校正单元。在运算装置12的输入侧连接有复合传感器10与速度传感器11。另外，在运算装置12的输出侧连接有夹装于车身2与转向架3之间的缓冲器8。运算装置12基于来自速度传感器11的检测信号、来自复合传感器10的检测信号，按照每个采样时间，例如通过空钩理论(skyhook，空钩控制规则)生成缓冲器8的衰减力指令信号。然后，运算装置12为了减少车身2的旋转振动而对各缓冲器8的衰减力可变地控制。而且，运算装置12具有横摆中心位置校正部13和测量值校正部14。

横摆中心位置校正部13利用速度传感器11的检测或者计算结果，校正车身2的旋转振动的中心位置、即横摆中心位置。横摆中心位置校正部13在其输入侧连接有速度传感器11，在输出侧连接有后述的测量值校正部14。这里，铁道车辆1例如行驶速度越快，相对于行进方向车身2后侧的振动越大。在该情况下，铁道车辆1(一车辆)的全长比汽车等的全长更长，因此行驶速度越快横摆振动的中心点越是比车身2的中心位置(重心位置)更向车身2的前侧移动。

因此，横摆中心位置校正部13基于由速度传感器11检测出的行驶速度V1与行进方向F(或者R)的值，计算出横摆中心位置从车身2的重心位置偏离了什么程度，进行横摆中心位置的校正。具体而言，例如在运算装置12的存储部(未图示)中，能够将基于预先(实验性地)求出的铁道车辆1的行驶速度与行进方向的横摆中心位置的关系性映射化并储存。而且，横摆中心位置校正部13通过基于由速度传感器11检测出的行驶速度V1以及行进方向F等值而参照该映射，能够计算出横摆中心位置。

另外，作为其他方法，也可以在运算装置12的存储部中储存对实验性地求出的横摆中心位置进行计算的运算式。在该情况下，横摆中心位置校正部13通过将由速度传感器11检测出的行驶速度V1与行进方向F等值代入该运算式，能够计算出横摆中心位置。而且，被横摆中心位置校正部13校正后的横摆中心位置Ox1被向测量值校正部14输出。

作为左右加速度检测值校正部的测量值校正部14基于横摆中心位置，对由复合传感器10检测出的值进行校正。在测量值校正部14的输入侧连接有复合传感器10与横摆中心位置校正部13。而且，测量值校正部14基于被横摆中心位置校正部13校正后的横摆中心位置Ox1，将由复合传感器10检测出的左右加速度aL1校正成横摆中心位置左右加速度aL2。具体而言，测量值校正部14以横摆中心位置Ox1与安装有复合传感器10的第一点之间的位置关系，例如根据横摆中心位置Ox1与安装有复合传感器10的第一点之间的距离，将第一点处的左右加速度aL1校正成横摆中心位置Ox1处的左右加速度aL2。

然后，被测量值校正部14校正后的横摆中心位置左右加速度aL2、以及由复合传感器10检测出的传感器位置横摆角速度ωy1被向衰减特性控制部15输出。在衰减特性控制部15中，基于左右加速度aL2与横摆角速度ωy1，计算出各缓冲器8的目标衰减力而输出指令值。然后，运算装置12基于计算出的各缓冲器8的目标衰减力，分别向各缓冲器8供给驱动电流而调整各缓冲器8的衰减力。由此，控制装置9能够减少车身2相对于左右方向的振动(摆动)。

本实施方式的车辆减振装置具有如上所述的结构，接下来，对铁道车辆1的控制装置9所进行的减振控制进行说明。

在铁道车辆1以低速向图1中的箭头A方向行驶的情况下，横摆中心位置成为车身2的重心位置。在该情况下，能够根据复合传感器10的安装位置(第一点)与横摆中心位置的距离，将复合传感器10的测量值校正成车身2的重心位置(横摆中心位置)处的值。

然而，在铁道车辆的情况下，由于行驶速度越快、相对于行进方向车身后侧的振动越大，因此伴随于此，横摆中心位置也从车身的重心位置向车身2的前侧移动。因此，复合传感器10的位置与横摆中心位置之间的距离根据行驶速度而变化，存在不能正确地校正由复合传感器10检测出的测量值的问题。

另外，例如在车身的前侧与后侧设置加速度传感器，由此能够测定车身的横摆振动。但是，此时，例如像将加速度传感器分离地安装于车身的前侧与后侧等那样，加速度传感器的安装位置受到限制，除此之外，必须将多个加速度传感器安装于车身。另外，也必须设置将加速度传感器与运算装置连结的配线等，因此存在成本增大的问题。

因此，在本实施方式中，安装于铁道车辆1的运算装置12采用了根据铁道车辆1的行驶速度以及行进方向对横摆中心位置进行校正(计算)的结构。此外，运算装置12以每个规定的控制周期执行控制程序，从而控制各缓冲器8并减少车身2的振动(摆动)。以下，具体地进行说明。

首先，安装于铁道车辆1的速度传感器11将铁道车辆1的行驶速度V1以及行进方向F向运算装置12输出。另外，安装于铁道车辆1的复合传感器10将安装有该复合传感器10的第一点处的左右加速度aL1以及横摆角速度ωy1向运算装置12输出。

接下来，运算装置12的横摆中心位置校正部13基于铁道车辆1的行驶速度V1以及行进方向F，对横摆中心位置进行校正(计算)。具体而言，横摆中心位置校正部13参照储存于运算装置12的存储部的横摆中心位置的一览表(映射)，基于铁道车辆1的行驶速度V1以及行进方向F，对横摆中心位置进行校正。

由横摆中心位置校正部13校正后的横摆中心位置Ox1被向测量值校正部14输出。然后，测量值校正部14根据横摆中心位置Ox1与安装有复合传感器10的第一点之间的距离，将第一点处的左右加速度aL1校正成横摆中心位置Ox1处的左右加速度aL2。

然后，运算装置12基于由测量值校正部14计算出的左右加速度aL2与横摆角速度ωy1，为了减少车身2的左右方向的振动(摆动)而分别计算车身2的四个的缓冲器8的目标衰减力。然后，运算装置12基于计算出的各缓冲器8的目标衰减力，分别向各缓冲器8供给驱动电流，从而调整各缓冲器8的衰减力。由此，减少了车身2的左右方向的振动(摆动)。

如此，根据第一实施方式，安装于车身2的运算装置12能够基于铁道车辆1的行驶速度V1以及行进方向F、R，计算出横摆中心位置Ox1。然后，运算装置12能够基于车身2的任意的第一点处安装的复合传感器10与横摆中心位置Ox1之间的距离，将第一点处的左右加速度aL1校正成横摆中心位置Ox1处的左右加速度aL2。

由此，即使铁道车辆1的行驶速度V1增加，横摆中心位置从车身2的重心位置变化，也与将复合传感器10安装于变化的横摆中心位置Ox1的情况等效。因此，能够利用一个复合传感器10高精度地检测出车身2的左右方向的动作，因此能够使用少数(例如一个)的复合传感器10适当地控制缓冲器8的衰减特性。

另外，由于能够将复合传感器10安装于任意的位置，因此能够提高车身2中的复合传感器10的安装自由度。而且，在车身2安装有能够检测多个振动模式的一个复合传感器10。因此，无需在车身2安装多个用于检测各种振动模式的加速度传感器，能够减少成本。

接下来，图3以及图4示出了本发明的第二实施方式。第二实施方式的特征在于，使用增益调度H∞控制器来控制缓冲器。此外，在第二实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同附图标记，并省略其说明。

控制装置21控制各缓冲器8的衰减特性。即，控制装置21控制车身2的振动，与各缓冲器8一起构成了车辆减振装置。而且，控制装置21由复合传感器10与运算装置22构成。

运算装置22例如由微型计算机等构成，构成了对横摆中心位置进行校正、或对由复合传感器10检测出的值进行校正的校正单元。在运算装置22的输入侧连接有复合传感器10与速度传感器11。另外，在运算装置22的输出侧连接有夹装于车身2与转向架3之间的缓冲器8。而且，运算装置22具有后述的调度参数运算器23(以下，称作SP运算器23)和增益调度H∞控制器24(Gain Scheduled H-infinity Control 24；以下，称作GSH∞控制器24)。

SP运算器23基于由速度传感器11检测出的行驶速度V2以及行进方向F(或者R)，设定调度参数θ(以下，称作参数θ)，运算出与行驶速度V2等相应的横摆中心位置。因此，SP运算器23与例如第一实施方式的横摆中心位置校正部13相同地构成。

GSH∞控制器24基于图4所示的一般化设备而设计，基于从复合传感器10输出的左右加速度aL3以及横摆角速度ωy2、从SP运算器23输出的参数θ，对成为目标衰减力的控制器输出进行运算。

这里，一般化设备具有考虑到横摆中心位置根据行驶速度V2等变化这一点而使铁道车辆1模型化的设备模型25。该设备模型25基于根据行驶速度V2以及行进方向F、R计算出的参数θ构建，由GSH∞控制器24进行反馈控制。而且，一般化设备具有与控制器输出对应的控制输入、与轨道不平顺以及空气动力干扰对应的干扰输入、从设备模型25输出的控制量、观测量(例如左右加速度aL3以及横摆角速度ωy2)。通过对以上那种一般化设备求解H∞控制问题，而求得GSH∞控制器24。

其结果，GSH∞控制器24基于从复合传感器10输出的左右加速度aL3以及横摆角速度ωy2、从SP运算器23输出的参数θ，运算出例如使设备模型25的控制量变小的目标衰减力。然后，运算装置22基于计算出的各缓冲器8的目标衰减力分别向各缓冲器8供给驱动电流，由此调整各缓冲器8的衰减力。由此，减少了车身2的左右方向的振动(摆动)。

此时，GSH∞控制器24通过参数θ而时常更新。因此，利用更新后的GSH∞控制器24，控制与设备模型25对应的铁道车辆1。

如此，在第二实施方式中，也与上述第一实施方式相同，能够使用少数(例如一个)的复合传感器10适当地控制缓冲器8的衰减特性。即，在第二实施方式中，在铁道车辆1的行驶速度V2增加而横摆中心位置从车身2的重心位置变化时，基于与这样的横摆中心位置对应的参数θ构建了设备模型25。因此，通过使用包含设备模型25的一般化设备而设计GSH∞控制器24，GSH∞控制器24能够进行与根据铁道车辆1的行驶速度V2校正车身2的横摆中心位置、并基于校正后的横摆中心位置校正左右加速度aL3同等的运算。

除此之外，GSH∞控制器24能够基于参数θ变更增益。因此，GSH∞控制器24能够基于作为参数θ的横摆中心位置，控制缓冲器8的衰减特性以使车身2成为希望的动作。

另外，在第二实施方式中，也能够将复合传感器10安装于车身2的任意的位置，因此能够提高复合传感器10的安装自由度。并且，无需在车身2安装多个用于检测各种振动模式的加速度传感器，能够减少成本。

此外，在第二实施方式中，以GSH∞控制器24为例进行了说明。但是，本发明并不局限于此，例如可以应用于最佳控制、H∞控制等的各种模型库控制。

接下来，图5示出了本发明的第三实施方式。第三实施方式的特征在于，除了铁道车辆的行驶速度与行进方向之外，还基于连结有多个车辆的编组车辆中的车厢信息对横摆中心位置进行校正。此外，在第三实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同附图标记，并省略其说明。

控制装置31控制各缓冲器8的衰减特性。即，控制装置31控制车身2的振动，与各缓冲器8一起构成了车辆减振装置。而且，控制装置31由复合传感器10与运算装置33构成。

车厢信息取得部32构成了能够在连结有多个车辆的编组车辆中取得表示车身2例如是从前起第几号车的车厢信息的车厢信息取得单元。该车厢信息取得部32例如由非易失性存储器等那样的各种存储装置构成，在构成编组车辆时，将每个车辆的车厢信息进行存储。而且，车厢信息取得部32将成为控制对象的车身2的车厢信息C(例如，从前起第10号车)向后述的运算装置33输出。此外，车厢信息取得部32并不局限于上述的结构，也可以从例如其他车辆等外部取得车厢信息。

运算装置33例如由微型计算机等构成，构成了对横摆中心位置进行校正、或对由复合传感器10检测出的值进行校正的校正单元。在运算装置33的输入侧连接有复合传感器10、速度传感器11、车厢信息取得部32。另外，在运算装置33的输出侧连接有夹装于车身2与转向架3之间的缓冲器8。而且，运算装置33具有横摆中心位置校正部34和测量值校正部35。

横摆中心位置校正部34根据从速度传感器11输出的行驶速度V3、行进方向F、R、以及从车厢信息取得部32输出的车厢信息C，对车身2的旋转振动的中心位置、即横摆中心位置进行校正。横摆中心位置校正部34在其输入侧连接有速度传感器11与车厢信息取得部32，在输出侧连接有后述的测量值校正部35。这里，在连结有多个车辆的编组车辆中，越是从行进方向后向方车辆去，横摆振动越大，车身2的后侧的振动更大。

因此，横摆中心位置校正部34基于由速度传感器11检测出的行驶速度V3与行进方向F(或者R)的值、以及从车厢信息取得部32取得的车厢信息C，计算出横摆中心位置从车身2的重心位置偏离了什么程度，并进行横摆中心位置的校正。具体而言，例如在运算装置33的存储部(未图示)中，能够将基于预先(实验性地)求出的铁道车辆1的行驶速度与行进方向、以及车厢信息的横摆中心位置的关系性映射化并储存。而且，横摆中心位置校正部34通过基于由速度传感器11检测出的行驶速度V3与行进方向F等值、以及车厢信息C而参照该映射，能够计算出校正后的横摆中心位置Ox2。

另外，作为其他方法，也可以在运算装置33的存储部中储存对实验性地求出的各车厢的每一个的横摆中心位置进行计算的运算式。在该情况下，横摆中心位置校正部34通过将由速度传感器11检测出的行驶速度V3与行进方向F等值代入与由车厢信息取得部32检测出的车厢信息C对应的运算式，能够计算出横摆中心位置。而且，被横摆中心位置校正部34校正后的横摆中心位置Ox2被向测量值校正部35输出。

作为左右加速度检测值校正部的测量值校正部35基于横摆中心位置Ox2，对由复合传感器10检测出的值进行校正。在测量值校正部35的输入侧连接有复合传感器10与横摆中心位置校正部34。而且，测量值校正部35基于被横摆中心位置校正部34校正后的横摆中心位置Ox2，将由复合传感器10检测出的左右加速度aL4校正成横摆中心位置左右加速度aL5。具体而言，测量值校正部35根据横摆中心位置Ox2与安装有复合传感器10的第一点之间的距离，将第一点处的左右加速度aL4校正成横摆中心位置Ox2处的左右加速度aL5。

然后，被测量值校正部35校正后的横摆中心位置左右加速度aL5、以及由复合传感器10检测出的传感器位置横摆角速度ωy3被向衰减特性控制部36输出。在衰减特性控制部36中，基于左右加速度aL5与横摆角速度ωy3，计算出各缓冲器8的目标衰减力并输出指令值。然后，运算装置33基于计算出的各缓冲器8的目标衰减力，分别向各缓冲器8供给驱动电流，从而调整各缓冲器8的衰减力。由此，车身2能够减少左右方向的振动(摆动)。

如此，在第三实施方式中，也能够获得与上述第一实施方式相同的作用、效果。特别是，在第三实施方式中，基于铁道车辆1的行驶速度V3、行进方向F、R、以及车厢信息C进行了横摆中心位置Ox2的校正(计算)。由此，即使变更编组也无需变更横摆中心位置校正部34的映射，因此无需每次变更编组时对左右加速度aL4等校正值进行变更，能够减少伴随着编组变更的校正值变更的工时。

接下来，图6示出了本发明的第四实施方式。第四实施方式的特征在于，除了铁道车辆的行驶速度与行进方向之外，还基于车身的平衡校正了俯仰中心位置。此外，在第四实施方式中，对与上述第一实施方式相同的构成要素标注相同附图标记，并省略其说明。

控制装置41控制各缓冲器8的衰减特性。即，控制装置41控制车身2的振动，与各缓冲器8一起构成了车辆减振装置。而且，控制装置41由复合传感器10与运算装置43构成。

空气弹簧压力传感器42对设于车身2与转向架3之间的空气弹簧7的压力进行检测，构成了弹簧压力检测单元。空气弹簧7在各转向架3的左右两侧分别各设有2个，在铁道车辆1整体中共计设有四个。而且，空气弹簧压力传感器42分别对这四个空气弹簧7的压力(P1～P4)进行检测。

在该情况下，根据空气弹簧压力传感器42的检测值，能够得知各车身2中的乘客分布(乘车状态)。即，例如位于车身2的行进方向前侧的2个空气弹簧7的压力(P1、P2)的值大的话，则能够判断为乘客以偏向车身2的行进方向前侧的方式乘车。然后，由空气弹簧压力传感器42检测出的空气弹簧压力(P1～P4)被向后述的运算装置43输出。

运算装置43例如由微型计算机等构成，构成了对俯仰中心位置进行校正、或对由复合传感器10检测出的值进行校正的校正单元。在运算装置43的输入侧连接有复合传感器10、速度传感器11、空气弹簧压力传感器42。另外，在运算装置43的输出侧连接有夹装于车身2与转向架3之间的缓冲器8。而且，运算装置43具有俯仰中心位置校正部44和测量值校正部45。

俯仰中心位置校正部44根据速度传感器11与空气弹簧压力传感器42的检测或者计算结果，对车身2的旋转振动的中心位置、即俯仰中心位置进行校正。俯仰中心位置校正部44在其输入侧连接有速度传感器11与空气弹簧压力传感器42，在输出侧连接有后述的测量值校正部45。这里，例如在乘客偏向车身2的行进方向前侧的情况下，车身2的前侧的重量增加。因此，车身2的前侧比车身2的后侧更难摆动。即，车身2的前侧的重量越是增加，俯仰中心位置越是比车身2的重心位置向前侧变化。

因此，俯仰中心位置校正部44基于由速度传感器11检测出的行驶速度V4与行进方向F(或者R)的值、以及由空气弹簧压力传感器42检测出的空气弹簧压力(P1～P4)，计算出俯仰中心位置从车身2的重心位置偏离了什么程度，进行俯仰中心位置的校正。具体而言，例如在运算装置43的存储部(未图示)中，能够将基于预先(实验性地)求出的铁道车辆1的行驶速度与行进方向、以及各空气弹簧7的压力的俯仰中心位置的关系性映射化并储存。而且，俯仰中心位置校正部44通过基于由速度传感器11检测出的行驶速度V4与行进方向F等值、以及空气弹簧压力(P1～P4)而参照该映射，能够计算出俯仰中心位置Ox3。

另外，作为其他方法，也可以在运算装置43的存储部中储存能够对实验性地求出的俯仰中心位置进行计算的运算式。在该情况下，俯仰中心位置校正部44通过将由速度传感器11检测出的行驶速度V4与行进方向F等值、以及空气弹簧压力(P1～P4)代入该运算式，能够计算出俯仰中心位置。而且，被俯仰中心位置校正部44校正后的俯仰中心位置Ox3被向测量值校正部45输出。

作为上下加速度检测值校正部的测量值校正部45基于俯仰中心位置Ox3，对由复合传感器10检测出的值进行校正。在测量值校正部45的输入侧连接有复合传感器10与俯仰中心位置校正部44。而且，测量值校正部45基于被俯仰中心位置校正部44校正后的俯仰中心位置Ox3，将由复合传感器10检测出的上下加速度aV1校正成俯仰中心位置上下加速度aV2。具体而言，测量值校正部45根据俯仰中心位置Ox3与安装有复合传感器10的第一点之间的距离，将第一点处的上下加速度aV1校正成俯仰中心位置Ox3处的上下加速度aV2。

然后，被测量值校正部45校正后的俯仰中心位置上下加速度aV2、以及由复合传感器10检测出的传感器位置俯仰角速度ωp1被向衰减特性控制部46输出。在衰减特性控制部46中，基于上下加速度aV2与俯仰角速度ωp1，计算出各缓冲器8的目标衰减力并输出指令值。然后，运算装置43基于计算出的各缓冲器8的目标衰减力，分别向各缓冲器8供给驱动电流，从而调整各缓冲器8的衰减力。由此，减少车身2的上下方向的振动(摆动)。

如此，根据第四实施方式，安装于车身2的运算装置43基于铁道车辆1的行驶速度V4与行进方向F、R、以及空气弹簧压力(P1～P4)，能够计算出俯仰中心位置Ox3。然后，运算装置43基于在车身2的任意的第一点安装的复合传感器10与俯仰中心位置Ox3之间的距离，能够将第一点处的上下加速度aV1以及俯仰角速度ωp1校正成俯仰中心位置Ox3处的上下加速度aV2。

由此，即使铁道车辆1的行驶速度V4增加或车身2的乘客分布不同，导致俯仰中心位置从车身2的重心位置变化，也能够与在变化的俯仰中心位置Ox3安装复合传感器10的情况等效。因此，能够利用一个复合传感器10高精度地检测出车身2的上下方向的动作，因此能够使用少数(例如一个)的复合传感器10适当地控制缓冲器8的衰减特性，能够减少成本。除此之外，能够提高车身2中的复合传感器10的安装自由度。

此外，在上述第一实施方式中，以运算装置12对设于车身2与转向架3之间并产生使上下方向的振动减少的衰减力的缓冲器8进行控制的情况为例进行了说明。但是，本发明并不局限于此，例如也可以如图7所示的变形例那样，运算装置51对设于转向架3与车轮4之间的轴缓冲器52、设于车身2与转向架3之间的横摆缓冲器53，设于相邻的车身2间的车身间横摆缓冲器54等设于铁道车辆1的各种缓冲器进行控制。这对于第二～第四实施方式也是相同的。

另外，在上述第一实施方式中，以使用6轴传感器作为复合传感器106的情况为例进行了说明。但是，本发明并不局限于此，也可以使用例如能够检测出3轴加速度或3轴角速度的3轴传感器作为复合传感器。这对于第二～第四实施方式以及变形例也是相同的。

另外，在上述第一实施方式中，以运算装置12根据校正横摆中心位置Ox1与安装有复合传感器10的第一点之间的距离将第一点处的左右加速度aL1校正成横摆中心位置Ox1处的左右加速度aL2的情况为例进行了说明。但是，本发明并不局限于此，例如也可以基于校正了第一点处的左右加速度以及横摆角速度的横摆中心位置，校正成转向架正上方位置、缓冲器安装位置等任意位置处的左右加速度以及横摆角速度。这对于第二～第四实施方式以及变形例也是相同的。

另外，在上述第一实施方式中，以运算装置12对横摆中心位置进行校正、并基于该校正后的值校正左右加速度aL1的情况为例进行了说明。但是，本发明并不局限于此，例如也可以如第四实施方式所示，运算装置校正俯仰中心位置，并基于该校正后的值来校正上下加速度。另外，运算装置也可以校正横摆中心位置与俯仰中心位置这两方而控制缓冲器。这对于第二、第三实施方式以及变形例也是相同的。

另外，在上述第四实施方式中，以运算装置43对俯仰中心位置进行校正、并基于该校正后的值校正上下加速度aV1的情况为例进行了说明。但是，本发明并不局限于此，例如也可以如第一实施方式所示，由运算装置校正横摆中心位置，并基于该校正后的值来校正左右加速度。另外，运算装置也可以校正横摆中心位置与俯仰中心位置这两方而控制缓冲器。

以上，仅说明了本发明的几个实施方式，但本领域技术人员应能够容易地理解为，在以不实质脱离本发明的新的启示及优点为前提而例示的实施方式中，能够加入多种变更或者改进。因此，加入了这种变更或者改进后的方式也包含在本发明的技术范围中。也可以任意地组合上述实施方式。

本申请基于2015年1月30日提出申请的日本国专利申请第2015－017902号主张优先权。通过参照，将包含2015年1月30日提出申请的日本国专利申请第2015－017902号的说明书、权利要求书、附图、以及摘要在内的全部公开内容，作为整体引入本申请中。

附图标记说明

1 铁道车辆(车辆)

2 车身

3 转向架

8、52、53、54 缓冲器(力产生机构)

9、21、31、41 控制装置

10 复合传感器(车身动作检测单元)

11 速度传感器(行驶速度检测单元)

12、22、33、43、51 运算装置(校正单元)

13、34 横摆中心位置校正部

14、35 测量值校正部(左右加速度检测值校正部)

44 俯仰中心位置校正部

45 测量值校正部(上下加速度检测值校正部)

Claims (6)

1.一种车辆减振装置，由如下部分构成：

力产生机构，其设于具有车身与转向架的车辆，并根据来自外部的指令使产生力变化；

控制装置，对上述产生力进行控制；

所述车辆减振装置的特征在于，

上述车辆减振装置还具备能够检测或者计算上述车辆的行驶速度的行驶速度检测单元，

上述控制装置具有：

车身动作检测单元，其安装于上述车身的任意位置，由此能够检测横摆和/或俯仰；

校正单元，其根据上述行驶速度检测单元的检测或者计算结果，对上述车身的旋转振动的中心位置进行校正，并基于上述中心位置对由上述车身动作检测单元检测出的值进行校正。

2.根据权利要求1所述的车辆减振装置，其特征在于，

上述车身动作检测单元安装于在车身的任意位置设定的第一点。

3.根据权利要求1或2所述的车辆减振装置，其特征在于，

上述校正单元具有：

横摆中心位置校正部，其根据上述行驶速度检测单元的检测或者计算结果，对横摆中心位置进行校正；

左右加速度检测值校正部，其基于由上述横摆中心位置校正部校正后的横摆中心位置，对由上述车身动作检测单元检测出的左右加速度的检测值进行校正。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆减振装置，其特征在于，

上述校正单元具有：

俯仰中心位置校正部，其根据上述行驶速度检测单元的检测或者计算结果，对俯仰中心位置进行校正；

上下加速度检测值校正部，其基于由上述俯仰中心位置校正部校正后的俯仰中心位置，对由上述车身动作检测单元检测出的上下加速度检测值进行校正。

5.一种车辆减振装置，由如下部分构成：

力产生机构，其设于具有车身与转向架的车辆，并根据来自外部的指令使产生力变化；

控制装置，对上述产生力进行控制；

所述车辆减振装置的特征在于，

上述车辆减振装置还具备能够检测或者计算上述车辆的行驶速度的行驶速度检测单元，

上述控制装置具有：

车身动作检测单元，其安装于上述车身的任意位置，由此能够检测横摆和/或俯仰；

校正单元，其根据上述行驶速度检测单元的检测或者计算结果，对上述车身的旋转振动的中心位置进行校正；

基于由上述校正单元校正后的上述旋转振动的中心位置、以及由上述车身动作检测单元检测出的值，对上述衰减特性进行控制。

6.根据权利要求5所述的车辆减振装置，其特征在于，

上述车身动作检测单元安装于在车身的任意位置设定的第一点。