CN108698617A - 悬架控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供可以协调地控制上下方向的振动和左右方向的振动的悬架控制装置。设置于具有车身和转向架的车辆的悬架控制装置具备:上下移动力产生机构,所述上下移动力产生机构用于设置在车身和转向架之间,相对于上下方向的振动而产生力;左右移动力产生机构,所述左右移动力产生机构用于设置在车身和转向架之间,相对于左右方向的振动而产生力;对上下移动力产生机构产生的力进行控制的上下移动控制控制器;以及对左右移动力产生机构产生的力进行控制的左右移动控制控制器。上下移动控制控制器根据左右移动力产生机构的状态来确定上下移动力产生机构产生的力。

Description

悬架控制装置
技术领域
本发明涉及适当地用于降低车身的振动等的悬架控制装置。
背景技术
例如,作为以往的铁路用悬架控制装置,具备可以调节衰减力的左右移动控制减振器的结构是已知的(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-269201号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来,以进一步提高车辆动作为目标,正在研究除左右移动控制减振器之外还采用上下移动控制减振器的结构。此时,若仅仅是组合两个减振器的控制,则例如在产生侧倾时,左右移动控制减振器进行抑制侧倾的控制,因此,上下移动控制减振器减弱控制力以免妨碍左右移动控制减振器的移动。但是,在左右移动控制减振器到达行程末端时,不能进行进一步的侧倾抑制。此时,由于上下移动控制减振器以抑制控制力的方式进行控制,因此,存在不能以提高侧倾抑制效果的方式进行作用的问题。
另外,车辆的动作根据车辆的行驶速度而不同。例如知晓如下内容:在高速时,因空气动力加振等的影响而使得左右方向的振动是主导性的,在低速时,上下方向的振动是主导性。因此,需要根据车辆速度来协调控制。
本发明的目的在于提供一种可以协调地控制上下方向的振动和左右方向的振动的悬架控制装置。
用于解决课题的方案
根据本发明的一实施方式,提供设置于具有车身和转向架的车辆的悬架控制装置。该悬架控制装置具备:上下移动力产生机构,所述上下移动力产生机构用于设置在车身和转向架之间,相对于上下方向的振动而产生力;左右移动力产生机构,所述左右移动力产生机构用于设置在车身和转向架之间,相对于左右方向的振动而产生力;上下移动控制控制器,所述上下移动控制控制器对上下移动力产生机构产生的力进行控制;以及左右移动控制控制器,所述左右移动控制控制器对左右移动力产生机构产生的力进行控制。上下移动控制控制器根据左右移动力产生机构的状态来确定上下移动力产生机构产生的力。
根据本发明的一实施方式,可以协调地控制上下方向的振动和左右方向的振动。
附图说明
图1是示意性地表示应用第一至第四、第九、第十实施方式的悬架控制装置的铁路车辆的说明图。
图2是表示第一实施方式的协调控制程序的流程图。
图3是表示左右移动主动悬架的行程量和上下移动主动悬架的增益的时序图。
图4是表示第三实施方式的协调控制程序的流程图。
图5是表示左右移动半主动悬架的活塞速度和上下移动主动悬架的增益的时序图。
图6是示意性地表示应用第五、第七实施方式的悬架控制装置的铁路车辆的说明图。
图7是表示第五实施方式的协调控制程序的流程图。
图8是表示车辆的行驶速度、左右移动主动悬架的增益、以及上下移动主动悬架的增益的时序图。
图9是示意性地表示应用第六、第八实施方式的悬架控制装置的铁路车辆的说明图。
图10是表示第六实施方式的协调控制程序的流程图。
图11是表示第七实施方式的协调控制程序的流程图。
图12是表示第八实施方式的协调控制程序的流程图。
图13是表示第九实施方式的协调控制程序的流程图。
图14是表示上下移动主动悬架的状态和左右移动主动悬架的增益的时序图。
图15是表示第十实施方式的协调控制程序的流程图。
图16是表示上下移动半主动悬架的状态、行程量、理想衰减力、增益、以及左右移动主动悬架的增益的时序图。
图17是示意性地表示应用第一变形例的悬架控制装置的铁路车辆的说明图。
图18是示意性地表示应用第二变形例的悬架控制装置的铁路车辆的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图来详细说明本发明的实施方式的悬架控制装置。
图1至图3示出本发明的第一实施方式。在图1中,铁路车辆1(车辆)具有:例如乘客、乘员等乘坐的车身2、以及在车身2的下侧设置的前侧以及后侧的转向架3(仅图示一台)。这些转向架3离开地配置在车身2的前部侧和后部侧,在各转向架3上分别设置有4个车轮4。铁路车辆1通过使各车轮4在左右的导轨5上旋转,从而沿着导轨5行驶驱动。
在转向架3和车轮4之间,设置有缓和来自车轮4(轮轴)的振动、冲击的轴弹簧6。另外,在车身2和转向架3之间,设置有多个作为枕簧的空气弹簧7,并且,与空气弹簧7并列地设置有多个作为上下移动力产生机构的上下移动主动悬架8。空气弹簧7以及上下移动主动悬架8配置在转向架3的左右两侧,在转向架3各设置有两个。因此,空气弹簧7以及上下移动主动悬架8在整个铁路车辆1合计设置有4个。
各上下移动主动悬架8由利用促动器8A产生与振动相反的力(减振力)的主动减振器构成。主动减振器具备在缸内往复移动的活塞。另外,主动减振器可以是动力源使用工作油或压缩空气的液压式或气压式,也可以是使用电动促动器的电动式,还可以是线性电机等那样使用电磁力的电磁式。该上下移动主动悬架8针对车身2相对于转向架3在上下方向上的振动而产生使振动降低那样的力。由此,上下移动主动悬架8降低车身2的上下方向的振动。
另外,在车身2和转向架3之间,沿着车辆1的左右方向设置有作为左右移动力产生机构的左右移动主动悬架9。左右移动主动悬架9与上下移动主动悬架8同样地使用主动动作的主动减振器构成。因此,左右移动主动悬架9利用促动器9A产生与振动相反的力(减振力)。该左右移动主动悬架9针对车身2相对于转向架3在左右方向上的振动而产生使振动降低那样的力。由此,左右移动主动悬架9降低车身2的左右方向的振动。
车身振动传感器10设置于例如处于弹簧上侧的车身2,对车身2的上下方向的振动、左右方向的振动、侧倾振动、摇摆振动、偏摆振动等进行检测。即,车身振动传感器10构成检测车身2的振动状态的车身状态检测部。该车身振动传感器10由例如相对于车辆1的行进方向作用于左右方向的车身2的左右加速度传感器、作用于前后方向的车身2的前后加速度传感器、检测侧倾方向、俯仰方向、偏摆方向等的振动的角速度传感器等构成。
需要说明的是,车身振动传感器10是能够一起测量上下方向的振动、左右方向的振动、侧倾振动、俯仰振动、偏摆振动、摇摆振动、跳跃振动等的复合传感器。本发明并不限于此,这些振动也可以利用单独的传感器分别单独测量。
第一控制器11例如由微型计算机等构成,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器11基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动主动悬架8应产生的力(减振力)进行运算。第一控制器11对应输出到上下移动主动悬架8的促动器8A的目标电流值等那样的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对上下移动主动悬架8的减振力进行控制。具体而言,为了降低车身2的上下方向的振动和侧倾振动,控制器11按照采样时间,基于例如天棚(Sky-Hook)理论(天棚控制规则)对上下移动主动悬架8的减振力进行控制。而且,上下移动主动悬架8按照被供给到了促动器8A的控制指令信号,连续地或呈多级地对减振力进行可变控制。
另外,第一控制器11经由例如CAN(Controller Area Network:控制器局域网)、以太网(注册商标)等各种网络与第二控制器12连接。由此,第一控制器11以及第二控制器12通过通信来传递彼此的状态。
第一控制器11基于来自第二控制器12的信号,取得例如左右移动主动悬架9的行程量X等。第一控制器11执行后述的协调控制程序,并根据左右移动主动悬架9的行程量X等来调节上下移动主动悬架8的增益。
第二控制器12例如由微型计算机等构成,为了对车身2的振动进行控制,第二控制器12基于来自车身振动传感器10的检测信号,对左右移动主动悬架9应产生的力(减振力)进行运算。第二控制器12对应输出到左右移动主动悬架9的促动器9A的目标电流值等那样的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对左右移动主动悬架9的减振力进行控制。具体而言,为了降低车身2的左右方向的振动和侧倾振动,控制器12按照采样时间,基于天棚理论等那样的各种控制规则对左右移动主动悬架9的减振力进行控制。而且,左右移动主动悬架9按照被供给到了促动器的控制指令信号,连续地或呈多级地对减振力进行可变控制。
接着,使用图1至图3对第一控制器11执行的上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9的协调控制程序进行说明。需要说明的是,按照预先确定的控制周期反复执行图2所示的协调控制程序。
首先,步骤1示出行程量取得部的一例。在该步骤1中,第一控制器11基于来自第二控制器12的信号,取得左右移动主动悬架9的行程量X。需要说明的是,第一控制器11也可以利用设置于左右移动主动悬架9的传感器等直接取得左右移动主动悬架9的行程量X。
接下来的步骤2示出行程量判定部的一例。在该步骤2中,对左右移动主动悬架9的行程量X是否超过预先确定的阈值±Xd进行判定(-Xd>X,X>Xd)。具体而言,对左右移动主动悬架9是否超过例如如行程距离的80%那样预先确定的规定长度(Xd)地产生了行程进行判定(|X|>Xd)。
当在步骤2中判定为“是”时,左右移动主动悬架9在伸长侧或收缩侧的行程极限附近动作,针对侧倾振动有可能无法产生足够的减振力。因此,转移到步骤3,第一控制器11使上下移动主动悬架8的与侧倾振动相关的增益上升(参照图3)。由此,针对侧倾振动,可以利用在车身2的左侧和右侧设置的两个上下移动主动悬架8的减振力来补偿对于左右移动主动悬架9而言不足的减振力。
另一方面,当在步骤2中判定为“否”时,左右移动主动悬架9在远离行程极限的位置处动作,可认为针对侧倾振动能够产生足够的减振力。因此,转移到步骤4,第一控制器11使上下移动主动悬架8的与侧倾振动相关的增益降低(参照图3)。由此,在使上下移动主动悬架8的减振力的影响降低的状态下,可以利用左右移动主动悬架9的减振力来抑制侧倾振动。
这样,根据第一实施方式,第一控制器11根据左右移动主动悬架9的状态来确定上下移动主动悬架8的产生力(减振力)。在此,在左右移动主动悬架9伸长或缩小到了行程极限的情况下,不能产生抑制振动的力,因此,乘坐舒适性变差。与此相对,在根据左右移动主动悬架9的行程量X不能产生足以抑制侧倾振动的减振力的情况下,第一控制器11提高上下移动主动悬架8的针对侧倾振动的增益。由此,即便在左右移动主动悬架9不能产生足以抑制侧倾振动的力的状态的情况下,也可以抑制侧倾振动,因此,可以提高乘坐舒适性。
接着,图1示出本发明的第二实施方式。第二实施方式的特征在于将第一实施方式的协调控制应用于上下移动半主动悬架。需要说明的是,在第二实施方式中,对与上述第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第二实施方式的铁路车辆21与第一实施方式的铁路车辆1大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动半主动悬架22、左右移动主动悬架9、车身振动传感器10、第一控制器23、以及第二控制器12等。
在此,上下移动半主动悬架22使用可以单独调节各自的衰减力的半主动减振器构成。即,上下移动半主动悬架22由利用促动器22A对工作流体的流动进行控制的半主动减振器构成。半主动减振器既可以是例如作为工作流体而使用工作油的液压式,也可以是作为工作流体而使用空气的气压式。该上下移动半主动悬架22基于来自第一控制器23的控制指令,针对车身2相对于转向架3在上下方向上的振动而产生使振动降低那样的衰减力。由此,上下移动半主动悬架22降低车身2的上下方向的振动。
第一控制器23与第一实施方式的第一控制器11大致同样地构成。但是,车辆21代替上下移动主动悬架8而具备上下移动半主动悬架22。因此,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器23基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动半主动悬架22应产生的衰减力进行运算。第一控制器23对应输出到上下移动半主动悬架22的促动器22A的目标电流值等那样的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对上下移动半主动悬架22的衰减力进行控制。而且,上下移动半主动悬架22按照被供给到了促动器22A的控制指令信号,在硬件和软件之间连续地或呈多级地对衰减力进行可变控制。
另外,第一控制器23经由各种网络与第二控制器12连接。第一控制器23基于来自第二控制器12的信号,取得例如左右移动主动悬架9的行程量X等。第一控制器23执行与图2所示的协调控制程序大致相同的协调控制程序,根据左右移动主动悬架9的行程量X等来调节上下移动半主动悬架22的增益。
这样,即便是第二实施方式,也可以得到与第一实施方式大致相同的作用效果。
接着,图1、图4以及图5示出本发明的第三实施方式。第三实施方式的特征在于采用了如下结构:根据左右移动半主动悬架的活塞速度,对上下移动主动悬架的针对侧倾振动的增益进行切换。需要说明的是,在第三实施方式中,对与上述第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第三实施方式的铁路车辆31与第一实施方式的铁路车辆1大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动主动悬架8、左右移动半主动悬架32、车身振动传感器10、第一控制器33、以及第二控制器34等。
在此,左右移动半主动悬架32使用可以调节衰减力的半主动减振器构成。因此,左右移动半主动悬架32与例如第二实施方式的上下移动半主动悬架22同样地,利用促动器32A对工作流体的流动进行控制。该左右移动半主动悬架32基于来自第二控制器12的控制指令,针对车身2相对于转向架3在左右方向上的振动而产生使振动降低那样的衰减力。由此,左右移动半主动悬架32降低车身2的左右方向的振动。
第一控制器33与第一实施方式的第一控制器11大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器33基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动主动悬架8应产生的减振力进行运算。第一控制器33对应输出到上下移动主动悬架8的促动器8A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对上下移动主动悬架8的减振力进行控制。
另外,第一控制器33经由各种网络与第二控制器34连接。第一控制器33基于来自第二控制器34的信号,取得例如左右移动半主动悬架32的活塞速度VP。第一控制器33执行后述的协调控制程序,并根据左右移动半主动悬架32的活塞速度VP来调节上下移动主动悬架8的减振力。
第二控制器34与第二实施方式的第二控制器12大致同样地构成。但是,左右移动半主动悬架32由半主动减振器构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第二控制器34基于来自车身振动传感器10的检测信号,对左右移动半主动悬架32应产生的衰减力进行运算。第二控制器34对应输出到左右移动半主动悬架32的促动器32A的目标电流值等那样的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对左右移动半主动悬架32的衰减力进行控制。而且,左右移动半主动悬架32按照被供给到了促动器32A的控制指令信号,在硬件和软件之间连续地或呈多级地对衰减力进行可变控制。
接着,使用图1、图4以及图5对第一控制器33执行的上下移动主动悬架8和左右移动半主动悬架32的协调控制程序进行说明。需要说明的是,按照预先确定的控制周期反复执行图4所示的协调控制程序。
首先,步骤11示出活塞速度取得部的一例。在该步骤11中,第一控制器33基于来自第二控制器34的信号,取得左右移动半主动悬架32的活塞速度VP。需要说明的是,第一控制器11也可以利用设置于左右移动半主动悬架32的传感器等,直接取得左右移动半主动悬架32的活塞速度VP。
接下来的步骤12示出活塞速度判定部的一例。在步骤12中,对左右移动半主动悬架32的活塞速度VP是否比预先确定的阈值±VPd低进行判定(|VP|>VPd)。此时,阈值VPd被设定为如下值:例如由半主动减振器构成的左右移动半主动悬架32不能产生足以使侧倾振动降低的衰减力的活塞速度值。需要说明的是,阈值VPd不限于恒定值,也可以根据所需的衰减力使其变化。
当在步骤12中判定为“是”时,左右移动半主动悬架32的活塞速度VP降低到了不能产生所希望的衰减力的程度。因此,转移到步骤13,第一控制器33使上下移动主动悬架8的与侧倾振动相关的增益上升(参照图5)。由此,针对侧倾振动,可以利用在车身2的左侧和右侧设置的两个上下移动主动悬架8的减振力来补偿对于左右移动半主动悬架32而言不足的衰减力。
另一方面,当在步骤12中判定为“否”时,左右移动半主动悬架32的活塞速度VP上升到了可以产生所希望的衰减力的程度。因此,转移到步骤14,第一控制器33使上下移动主动悬架8的与侧倾振动相关的增益降低(参照图5)。由此,在使上下移动主动悬架8的减振力的影响降低的状态下,可以利用左右移动半主动悬架32的衰减力来抑制侧倾振动。
这样,即便是第三实施方式,也可以得到与第一实施方式大致相同的作用效果。另外,在第三实施方式中,即便在由半主动减振器构成的左右移动半主动悬架32的伸缩速度(活塞速度VP)降低而导致产生的衰减力不足时,也可以利用上下移动主动悬架8的减振力进行补偿。
接着,图1示出本发明的第四实施方式。第四实施方式的特征在于将第三实施方式的协调控制应用于上下移动半主动悬架。需要说明的是,在第四实施方式中,对与上述第三实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第四实施方式的铁路车辆41与第三实施方式的铁路车辆1大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动半主动悬架42、左右移动半主动悬架32、车身振动传感器10、第一控制器43以及第二控制器34等。
在此,上下移动半主动悬架42与第二实施方式的上下移动半主动悬架22大致同样地构成。即,上下移动半主动悬架42由利用促动器42A对工作流体的流动进行控制的半主动减振器构成。该上下移动半主动悬架42基于来自第一控制器43的控制指令,针对车身2相对于转向架3在上下方向上的振动而产生使振动降低那样的衰减力。由此,上下移动半主动悬架42降低车身2的上下方向的振动。
第一控制器43与第三实施方式的第一控制器33大致同样地构成。但是,上下移动半主动悬架42由半主动减振器构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器43基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动半主动悬架42应产生的衰减力进行运算。具体而言,第一控制器43对应输出到上下移动半主动悬架42的促动器42A的控制指令信号进行运算处理,并对上下移动半主动悬架42的衰减力进行控制。
另外,第一控制器43基于来自第二控制器34的信号,取得例如左右移动半主动悬架32的活塞速度VP等。第一控制器43执行与图4所示的协调控制程序大致相同的协调控制程序,根据左右移动半主动悬架32的活塞速度VP等来调节上下移动半主动悬架42的增益。
这样,即便是第四实施方式,也可以得到与第三实施方式大致相同的作用效果。
接着,图6至图8示出本发明的第五实施方式。第五实施方式的特征在于采用了如下结构:根据车辆的行驶速度来切换上下移动主动悬架以及左右移动主动悬架的增益。需要说明的是,在第五实施方式中,对与上述第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第五实施方式的铁路车辆51与第一实施方式的铁路车辆1大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动主动悬架8、左右移动主动悬架9、车身振动传感器10、第一控制器53以及第二控制器54等。除此之外,车辆51还具备取得行驶速度V的行驶速度取得部52。
行驶速度取得部52也可以利用速度传感器等直接取得行驶速度V。另外,行驶速度取得部52也可以基于从与车辆51连结的其他车辆或外部的指令中心等发送的信号,间接地取得行驶速度V。
第一控制器53与第一实施方式的第一控制器11大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器53基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动主动悬架8应产生的减振力进行运算。第一控制器53对应输出到上下移动主动悬架8的促动器8A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对上下移动主动悬架8的减振力进行控制。
另外,第一控制器53执行后述的协调控制程序,并根据车辆51的行驶速度V来调节上下移动主动悬架8的减振力。除此之外,第一控制器53经由各种网络与第二控制器54连接。第一控制器53根据车辆51的行驶速度V,向第二控制器54输出用于调节左右移动主动悬架9的增益的协调控制信号。
第二控制器54与第一实施方式的第二控制器12大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第二控制器54基于来自车身振动传感器10的检测信号,对左右移动主动悬架9应产生的减振力进行运算。第二控制器54对应输出到左右移动主动悬架9的促动器9A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对左右移动主动悬架9的减振力进行控制。另外,第二控制器54基于来自第一控制器53的协调控制信号对左右移动主动悬架9的增益进行调节。
接着,使用图6至图8对第一控制器53以及第二控制器54执行的上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9的协调控制程序进行说明。需要说明的是,按照预先确定的控制周期反复执行图7所示的协调控制程序。
首先,步骤21示出行驶速度判定部的一例。在该步骤21中,对由行驶速度取得部52取得的车辆51的行驶速度V是否为预先确定的阈值Vd以上进行判定(V≥Vd)。此时,在高速行驶的速度(例如200km/h以上)和低速行驶的速度(例如160km/h以下)已知时,基于能够对是否是其中的高速行驶进行判定的值(例如180km/h)来设定阈值Vd。
当在步骤21中判定为“是”时,行驶速度V为阈值Vd以上,车辆51高速行驶。此时,第一控制器53向第二控制器54输出协调控制信号。由此,在步骤22中,第二控制器54使左右移动主动悬架9的与摇摆振动以及偏摆振动相关的增益上升。在接下来的步骤23中,第二控制器54使左右移动主动悬架9的与侧倾振动相关的增益降低。除此之外,在步骤24中,第一控制器53还使上下移动主动悬架8的与侧倾振动相关的增益上升。在接下来的步骤25中,第一控制器53使上下移动主动悬架8的与跳跃振动以及俯仰振动相关的增益降低(参照图8)。
另一方面,当在步骤21中判定为“否”时,行驶速度V比阈值Vd低,车辆51低速行驶。因此,在步骤26中,第一控制器53使上下移动主动悬架8的与跳跃振动以及俯仰振动相关的增益上升。在接下来的步骤27中,第一控制器53使上下移动主动悬架8的与侧倾振动相关的增益降低。除此之外,第一控制器53还向第二控制器54输出协调控制信号。由此,在步骤28中,第二控制器54使左右移动主动悬架9的与侧倾振动相关的增益上升。在接下来的步骤29中,第二控制器54使左右移动主动悬架9的与摇摆振动以及偏摆振动相关的增益降低(参照图8)。
这样,即便是第五实施方式,也可以得到与第一实施方式大致相同的作用效果。另外,在第五实施方式中,采用了如下结构:根据车辆51的行驶速度V来切换上下移动主动悬架8以及左右移动主动悬架9的增益。
例如,对于新干线等那样的高速行驶车辆而言,以高速行驶为前提来进行线路的维护。因此,当车辆51在高速行驶用的区间行驶时,因空气动力加振等的影响而使得左右方向的振动是主导性的。即,在高速行驶时,与上下移动主动悬架8相比,左右移动主动悬架9的工作量大。
考虑到这一点,在高速行驶时,左右移动主动悬架9提高左右振动(摇摆振动以及偏摆振动)的增益并降低针对侧倾振动的增益(参照图7、图8)。但是,上下移动主动悬架8由于工作量少而提高针对侧倾振动的增益。其结果是,左右移动主动悬架9专注于摇摆振动以及偏摆振动,可以利用上下移动主动悬架8使侧倾振动降低。
另一方面,在低速行驶时,与左右移动主动悬架9相比,上下移动主动悬架8的工作量大。因此,上下移动主动悬架8提高针对上下振动(跳跃振动以及俯仰振动)的增益并降低针对侧倾振动的增益。但是,左右移动主动悬架9由于工作量少而提高针对侧倾振动的增益。
由此,可以根据行驶速度V来调节上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9的针对侧倾振动的增益,从而针对振动成分使作用分担明确。其结果是,可以进行与行驶速度V相应的最适当的控制,可以提高乘坐舒适性。
接着,图9以及图10示出本发明的第六实施方式。第六实施方式的特征在于采用了如下结构:根据车辆的行驶位置来切换上下移动主动悬架以及左右移动主动悬架的增益。需要说明的是,在第六实施方式中,对与上述第五实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第六实施方式的铁路车辆61与第一实施方式的铁路车辆1大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动主动悬架8、左右移动主动悬架9、车身振动传感器10、第一控制器63以及第二控制器64等。除此之外,车辆51还具备取得当前的行驶位置P的位置信息取得部62。
位置信息取得部62既可以基于从例如监视装置得到的公里信息取得行驶位置,也可以基于从GPS(Global Positioning System:全球定位系统)得到的位置信息取得行驶位置。
第一控制器63与第五实施方式的第一控制器53大致同样地构成。第二控制器64与第五实施方式的第二控制器54大致同样地构成。
但是,第一控制器63执行后述的协调控制程序,并根据车辆61的行驶位置来调节上下移动主动悬架8的减振力。除此之外,第一控制器63经由各种网络与第二控制器64连接。第一控制器63根据车辆61的行驶位置,向第二控制器64输出用于调节左右移动主动悬架9的增益的协调控制信号。第二控制器64基于来自第一控制器53的协调控制信号对左右移动主动悬架9的增益进行调节。
接着,使用图9以及图10对第一控制器63以及第二控制器64执行的上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9的协调控制程序进行说明。需要说明的是,按照预先确定的控制周期反复执行图10所示的协调控制程序。
首先,步骤31示出行驶位置判定部的一例。在该步骤31中,对由位置信息取得部62取得的车辆61的行驶位置是否处于左右振动是主导性的区间内进行判定。此时,左右振动是主导性的区间是例如用于高速行驶而被维护的区间。
当在步骤31中判定为“是”时,车辆61在左右振动是主导性的区间内行驶。此时,第一控制器63向第二控制器64输出协调控制信号。由此,在步骤32中,第二控制器64使左右移动主动悬架9的与摇摆振动以及偏摆振动相关的增益上升。在接下来的步骤33中,第二控制器64使左右移动主动悬架9的与侧倾振动相关的增益降低。除此之外,在步骤34中,第一控制器63还使上下移动主动悬架8的与侧倾振动相关的增益上升。在接下来的步骤35中,第一控制器63使上下移动主动悬架8的与跳跃振动以及俯仰振动相关的增益降低。
另一方面,当在步骤31中判定为“否”时,车辆61在左右振动是主导性的区间外行驶。因此,在步骤36中,第一控制器63使上下移动主动悬架8的与跳跃振动以及俯仰振动相关的增益上升。在接下来的步骤37中,第一控制器63使上下移动主动悬架8的与侧倾振动相关的增益降低。除此之外,第一控制器63还向第二控制器64输出协调控制信号。由此,在步骤38中,第二控制器64使左右移动主动悬架9的与侧倾振动相关的增益上升。在接下来的步骤39中,第二控制器64使左右移动主动悬架9的与摇摆振动以及偏摆振动相关的增益降低。
这样,即便是第六实施方式,也可以得到与第五实施方式大致相同的作用效果。在第五实施方式中,根据行驶速度V来调节上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9的增益,但有时行驶速度按照区间而明确地被确定。这样,在行驶速度明确地被确定的区间,如第六实施方式那样,也可以根据行驶位置来调节上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9的增益。
接着,图6以及图11示出本发明的第七实施方式。第七实施方式的特征在于采用了如下结构:根据车辆的行驶速度来切换上下移动半主动悬架以及左右移动半主动悬架的增益。需要说明的是,在第七实施方式中,对与上述第五实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第七实施方式的铁路车辆71与第五实施方式的铁路车辆51大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动半主动悬架72、左右移动半主动悬架73、车身振动传感器10、第一控制器74以及第二控制器75等。
上下移动半主动悬架72与第二实施方式的上下移动半主动悬架22大致同样地构成。即,上下移动半主动悬架72由利用促动器72A对工作流体的流动进行控制的半主动减振器构成。该上下移动半主动悬架72基于来自第一控制器74的控制指令,针对车身2相对于转向架3在上下方向上的振动而产生使振动降低那样的衰减力。
左右移动半主动悬架73与第三实施方式的左右移动半主动悬架32大致同样地构成。即,左右移动半主动悬架73由利用促动器73A对工作流体的流动进行控制的半主动减振器构成。该左右移动半主动悬架73基于来自第二控制器75的控制指令,针对车身2相对于转向架3在左右方向上的振动而产生使振动降低那样的衰减力。
第一控制器74与第五实施方式的第一控制器53大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器74基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动半主动悬架72应产生的衰减力进行运算。第一控制器74对应输出到上下移动半主动悬架72的促动器72A的目标电流值等那样的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对上下移动半主动悬架72的衰减力进行控制。
另外,第一控制器74执行后述的协调控制程序,并根据车辆51的行驶速度V来调节上下移动半主动悬架72的衰减力。除此之外,第一控制器74经由各种网络与第二控制器75连接。第一控制器74根据车辆71的行驶速度V,向第二控制器75输出用于调节左右移动半主动悬架73的增益的协调控制信号。
第二控制器75与第五实施方式的第二控制器54大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第二控制器75基于来自车身振动传感器10的检测信号,对左右移动半主动悬架73应产生的衰减力进行运算。第二控制器75对应输出到左右移动半主动悬架73的促动器73A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对左右移动半主动悬架73的衰减力进行控制。另外,第二控制器75基于来自第一控制器74的协调控制信号对左右移动半主动悬架73的增益进行调节。
接着,使用图6以及图11对第一控制器74以及第二控制器75执行的上下移动半主动悬架72和左右移动半主动悬架73的协调控制程序进行说明。需要说明的是,按照预先确定的控制周期反复执行图11所示的协调控制程序。
首先,步骤41示出行驶速度判定部的一例。在该步骤41中,第一控制器74对由行驶速度取得部52取得的车辆71的行驶速度V是否为预先确定的阈值Vd以上进行判定(V≥Vd)。
当在步骤41中判定为“是”时,行驶速度V为阈值Vd以上,车辆71高速行驶。此时,可认为:与上下移动半主动悬架72相比,左右移动半主动悬架73能够产生更大的衰减力。因此,第一控制器74向第二控制器75输出协调控制信号。由此,在步骤42中,第二控制器75使左右移动半主动悬架73的与侧倾振动相关的增益上升。除此之外,在步骤43中,第一控制器74还使上下移动半主动悬架72的与侧倾振动相关的增益降低。
另一方面,当在步骤41中判定为“否”时,行驶速度V比阈值Vd低,车辆71低速行驶。此时,可认为:与左右移动半主动悬架73相比,上下移动半主动悬架72能够产生更大的衰减力。因此,在步骤44中,第一控制器74使上下移动半主动悬架72的与侧倾振动相关的增益上升。除此之外,第一控制器74还向第二控制器75输出协调控制信号。由此,在步骤45中,第二控制器75使左右移动半主动悬架73的与侧倾振动相关的增益降低。
这样,在上下移动半主动悬架72以及左右移动半主动悬架73是半主动减振器的情况下,可以通过使减振器伸缩来产生力。因此,振动小的方向的半主动减振器能够产生的力小。
考虑到这一点,在第七实施方式中,在高速行驶时,左右移动半主动悬架73提高针对左右振动和侧倾振动的增益,上下移动半主动悬架72降低针对侧倾振动的增益。另一方面,在低速行驶时,上下移动半主动悬架72提高针对上下振动和侧倾振动的增益,左右移动半主动悬架73降低针对侧倾振动的增益。
由此,根据行驶速度V来调节上下移动半主动悬架72和左右移动半主动悬架73的针对侧倾振动的增益,从而可以产生力的方向的半主动悬架72、73能够承担侧倾振动的作用。其结果是,可以进行最适当的控制并提高乘坐舒适性。因此,即便是第七实施方式,也可以得到与第五实施方式大致相同的作用效果。
接着,图9以及图12示出本发明的第八实施方式。第八实施方式的特征在于采用了如下结构:根据车辆的行驶位置来切换上下移动半主动悬架以及左右移动半主动悬架的增益。需要说明的是,在第八实施方式中,对与上述第六实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第八实施方式的铁路车辆81与第六实施方式的铁路车辆61大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动半主动悬架82、左右移动半主动悬架83、车身振动传感器10、第一控制器84以及第二控制器85等。
上下移动半主动悬架82与第二实施方式的上下移动半主动悬架22大致同样地构成。即,上下移动半主动悬架82由利用促动器82A对工作流体的流动进行控制的半主动减振器构成。该上下移动半主动悬架82基于来自第一控制器84的控制指令,针对车身2相对于转向架3在上下方向上的振动而产生使振动降低那样的衰减力。
左右移动半主动悬架83与第三实施方式的左右移动半主动悬架32大致同样地构成。即,左右移动半主动悬架83由利用促动器83A对工作流体的流动进行控制的半主动减振器构成。该左右移动半主动悬架83基于来自第二控制器85的控制指令,针对车身2相对于转向架3在左右方向上的振动而产生使振动降低那样的衰减力。
第一控制器84与第六实施方式的第一控制器63大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器84基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动半主动悬架82应产生的衰减力进行运算。第一控制器84对应输出到上下移动半主动悬架82的促动器82A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对上下移动半主动悬架82的衰减力进行控制。
另外,第一控制器84执行后述的协调控制程序,并根据车辆51的行驶位置来调节上下移动半主动悬架82的衰减力。除此之外,第一控制器84经由各种网络与第二控制器85连接。第一控制器84根据车辆81的行驶位置,向第二控制器85输出用于调节左右移动半主动悬架83的增益的协调控制信号。
第二控制器85与第六实施方式的第二控制器64大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第二控制器85基于来自车身振动传感器10的检测信号,对左右移动半主动悬架73应产生的衰减力进行运算。第二控制器85对应输出到左右移动半主动悬架83的促动器83A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对左右移动半主动悬架83的衰减力进行控制。另外,第二控制器85基于来自第一控制器84的协调控制信号对左右移动半主动悬架83的增益进行调节。
接着,使用图9以及图12对第一控制器84以及第二控制器85执行的上下移动半主动悬架82和左右移动半主动悬架83的协调控制程序进行说明。需要说明的是,按照预先确定的控制周期反复执行图12所示的协调控制程序。
首先,步骤51示出行驶位置判定部的一例。在该步骤51中,第一控制器84对由位置信息取得部62取得的车辆81的行驶位置是否处于左右振动是主导性的区间内进行判定。
当在步骤51中判定为“是”时,车辆81在左右振动是主导性的区间内行驶。此时,可认为:与上下移动半主动悬架72相比,左右移动半主动悬架83能够产生更大的衰减力。因此,第一控制器84向第二控制器85输出协调控制信号。由此,在步骤52中,第二控制器85使左右移动半主动悬架83的与侧倾振动相关的增益上升。除此之外,在步骤53中,第一控制器84还使上下移动半主动悬架82的与侧倾振动相关的增益降低。
另一方面,当在步骤51中判定为“否”时,车辆81在左右振动是主导性的区间外行驶。此时,可认为:与左右移动半主动悬架83相比,上下移动半主动悬架82能够产生更大的衰减力。因此,在步骤54中,第一控制器84使上下移动半主动悬架82的与侧倾振动相关的增益上升。除此之外,第一控制器84还向第二控制器85输出协调控制信号。由此,在步骤55中,第二控制器85使左右移动半主动悬架83的与侧倾振动相关的增益降低。
这样,即便是第八实施方式,也可以得到与第六、第七实施方式大致相同的作用效果。
接着,图1、图13以及图14示出本发明的第九实施方式。第九实施方式的特征在于采用了如下结构:在上下移动主动悬架产生了故障的情况下,切换左右移动主动悬架的增益。需要说明的是,在第九实施方式中,对与上述第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第九实施方式的铁路车辆91与第一实施方式的铁路车辆1大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动主动悬架8、左右移动主动悬架9、车身振动传感器10、第一控制器92以及第二控制器93等。
第一控制器92与第一实施方式的第一控制器11大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器92基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动主动悬架8应产生的减振力进行运算。第一控制器92对应输出到上下移动主动悬架8的促动器8A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对上下移动主动悬架8的减振力进行控制。
另外,第一控制器92基于例如在促动器8A中流动的电流值等,掌握上下移动主动悬架8是否产生故障(异常(OFF)状态)。除此之外,第一控制器92经由各种网络与第二控制器93连接。第一控制器92执行图13所示的协调控制程序,根据上下移动主动悬架8是否产生故障,向第二控制器93输出用于调节左右移动主动悬架9的增益的协调控制信号。
第二控制器93与第一实施方式的第二控制器12大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第二控制器93基于来自车身振动传感器10的检测信号,对左右移动主动悬架9应产生的减振力进行运算。第二控制器93对应输出到左右移动主动悬架9的促动器9A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对左右移动主动悬架9的减振力进行控制。另外,第二控制器93基于来自第一控制器92的协调控制信号对左右移动主动悬架9的增益进行调节。
接着,使用图1、图13以及图14对第一控制器92以及第二控制器93执行的上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9的协调控制程序进行说明。需要说明的是,按照预先确定的控制周期反复执行图13所示的协调控制程序。
首先,步骤61示出故障状态判定部的一例。在该步骤61中,第一控制器92对上下移动主动悬架8是否产生故障进行判定。
当在步骤61中判定为“是”时,上下移动主动悬架8产生不良情况,可认为上下移动主动悬架8处于不能产生所希望的减振力的状态(异常状态)。此时,第一控制器92向第二控制器93输出协调控制信号。由此,在步骤62中,第二控制器93使左右移动主动悬架9的与侧倾振动相关的增益上升(参照图14)。
另一方面,当在步骤61中判定为“否”时,可认为上下移动主动悬架8处于能够产生所希望的减振力的状态(正常(ON)状态)。因此,为了分别像通常那样控制上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9,维持增益不变地结束协调控制处理。此时,上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9分别产生抑制车身2的振动的减振力。
这样,在第九实施方式中,在上下移动主动悬架8产生了故障的情况下,左右移动主动悬架9变更控制规则,以便以不仅抑制车身2的左右振动以及偏摆振动而且也抑制侧倾振动的方式进行控制。由此,即便上下移动主动悬架8变得不能控制,也可以抑制侧倾振动。因此,即便在上下移动主动悬架8产生了不良情况时,也可以抑制乘坐舒适性变差。
需要说明的是,在第九实施方式中采用了如下方式:在上下移动主动悬架8产生了故障时,使针对侧倾振动的控制增益上升或降低。本发明并不限于此,也可以采用如下方式:在上下移动主动悬架8正常时,左右移动主动悬架9的针对侧倾振动的控制增益为0,在上下移动主动悬架8产生了故障时,变更为能够进行侧倾振动的控制的增益。
另外,在第九实施方式中,上下移动主动悬架8以及左右移动主动悬架9都由主动减振器构成。本发明并不限于此,也可以应用于具备由半主动减振器构成的上下移动半主动悬架和由主动减振器构成的左右移动主动悬架的铁路车辆。
同样地,也可以应用于具备由主动减振器构成的上下移动主动悬架和由半主动减振器构成的左右移动半主动悬架的铁路车辆。但是,左右移动半主动悬架只能产生与活塞伸缩方向相反方向的力。因此,抑制侧倾振动的力的方向和左右移动半主动悬架产生的力的方向不一定一致。因此,与第九实施方式相比,效果有限。但是,即便在该情况下,与上下移动主动悬架和左右移动半主动悬架不协作的结构相比,也可以降低侧倾振动。
接着,图1、图15以及图16示出本发明的第十实施方式。第十实施方式的特征在于采用了如下结构:除上下移动半主动悬架是否产生了故障之外,还考虑上下移动半主动悬架产生的衰减力的方向,来切换上下移动半主动悬架以及左右移动主动悬架的增益。需要说明的是,在第十实施方式中,对与上述第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明。
第十实施方式的铁路车辆101与第一实施方式的铁路车辆1大致同样地具备:车身2、转向架3、车轮4、上下移动半主动悬架102、左右移动主动悬架9、车身振动传感器10、第一控制器103以及第二控制器104等。
上下移动半主动悬架102与第二实施方式的上下移动半主动悬架22同样地构成。即,上下移动半主动悬架102利用促动器102A对工作流体的流动进行控制。该上下移动半主动悬架102基于来自第一控制器103的控制指令,针对车身2相对于转向架3在上下方向上的振动而产生使振动降低那样的衰减力。
第一控制器103与第九实施方式的第一控制器92大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第一控制器103基于来自车身振动传感器10的检测信号,对上下移动半主动悬架102应产生的衰减力进行运算。第一控制器103对应输出到上下移动半主动悬架102的促动器102A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对上下移动半主动悬架102的衰减力进行控制。
另外,第一控制器103基于例如在促动器102A中流动的电流值等,掌握上下移动半主动悬架102是否产生故障。除此之外,第一控制器103经由各种网络与第二控制器104连接。第一控制器103执行图15所示的协调控制程序,根据上下移动半主动悬架102是否产生故障以及上下移动半主动悬架102的衰减力的方向等,向第二控制器104输出用于调节左右移动主动悬架9的增益的协调控制信号。
第二控制器104与第一实施方式的第二控制器12大致同样地构成。因此,为了对车身2的振动进行控制,第二控制器104基于来自车身振动传感器10的检测信号,对左右移动主动悬架9应产生的减振力进行运算。第二控制器104对应输出到左右移动主动悬架9的促动器9A的控制指令信号(控制指令)进行运算处理,并对左右移动主动悬架9的减振力进行控制。另外,第二控制器104基于来自第一控制器103的协调控制信号对左右移动主动悬架9的增益进行调节。
接着,使用图1、图15以及图16对第一控制器103以及第二控制器104执行的上下移动半主动悬架102和左右移动主动悬架9的协调控制程序进行说明。需要说明的是,按照预先确定的控制周期反复执行图15所示的协调控制程序。
首先,步骤71示出故障状态判定部的一例。在该步骤71中,第一控制器103对上下移动半主动悬架102是否产生故障进行判定。当在步骤71中判定为“是”时,第一控制器103向第二控制器104输出协调控制信号。由此,在步骤72中,第二控制器104使左右移动主动悬架9的与侧倾振动相关的增益上升(参照图16)。
另一方面,当在步骤71中判定为“否”时,转移到步骤73。步骤73示出衰减力方向判定部的一例。在该步骤73中,第一控制器103对抑制侧倾振动的力的方向和上下移动半主动悬架102产生的力的方向是否一致进行判定。在此,上下移动半主动悬架102只能产生与活塞伸缩方向相反方向的力。因此,在步骤73中,对抑制侧倾振动力的方向和上下移动半主动悬架102的活塞伸缩方向是否互为相反方向进行判定。
当在步骤73中判定为“是”时,抑制侧倾振动的力的方向和上下移动半主动悬架102产生的力的方向一致。此时,由半主动减振器构成的上下移动半主动悬架102可以抑制侧倾振动。因此,转移到步骤74,第一控制器103使上下移动半主动悬架102的与侧倾振动相关的增益上升(参照图16)。
另一方面,当在步骤73中判定为“否”时,抑制侧倾振动的力的方向和上下移动半主动悬架102产生的力的方向不一致,由半主动减振器构成的上下移动半主动悬架102不能抑制侧倾振动。因此,转移到步骤75,第一控制器103使上下移动半主动悬架102的与侧倾振动相关的增益降低。除此之外还,第一控制器103向第二控制器104输出协调控制信号。由此,转移到步骤72,第二控制器104使左右移动主动悬架9的与侧倾振动相关的增益上升(参照图16)。
这样,在第十实施方式中,与第九实施方式同样地,在上下移动半主动悬架102变得不能控制的情况下,进行利用左右移动主动悬架9来抑制侧倾振动的控制。因此,即便是第十实施方式,也可以得到与第九实施方式大致相同的作用效果。
但是,在第十实施方式中,由于上下移动半主动悬架102由半主动减振器构成,因此,即便上下移动半主动悬架102处于能够控制的状态,也存在不能抑制侧倾振动的状态。
例如,若车身2的上下振动、俯仰振动处于主导性的状况,则为了抑制侧倾振动而产生的力的方向有时与上下移动半主动悬架102产生的力的方向不同。在该情况下,上下移动半主动悬架102关于侧倾振动只能进行衰减力变小那样的控制而不能抑制侧倾振动。
因此,在为了抑制侧倾振动而产生的力的方向与上下移动半主动悬架102产生的力的方向不同的情况下,上下移动半主动悬架102停止侧倾控制,取而代之,左右移动主动悬架9进行侧倾控制。由此,即便在由半主动减振器构成上下移动半主动悬架102时,也可以与左右移动主动悬架9协调地抑制侧倾振动。
需要说明的是,为了根据上下移动半主动悬架102的状态来切换上下移动半主动悬架102以及左右移动主动悬架9的控制,必须是知晓上下移动半主动悬架102的伸缩方向、即活塞速度的正负的系统。这些信息既可以是根据车身加速度进行推定的方式,也可以是将行程传感器安装于上下移动半主动悬架102进行测量的方式。
另外,在第九、第十实施方式中采用了如下结构:在上下移动主动悬架8或上下移动半主动悬架102不能产生足以抑制振动的力的情况下,利用左右移动主动悬架9来抑制振动。本发明并不限于此,也可以采用如下结构:在左右移动主动悬架或左右移动半主动悬架不能产生足以抑制振动的力的情况下,利用上下移动主动悬架来抑制振动。
另外,在第一实施方式中,上下移动主动悬架8的动作和左右移动主动悬架9的动作都是已知的,但本发明并不限于此。也可以采用结构:如图17所示的第一变形例的铁路车辆111那样,例如,即便在左右移动主动悬架9的动作状态不清楚的情况下,也可以对左右移动主动悬架9的状态进行推定,从而对上下移动主动悬架8进行控制。具体而言,通过对左右移动主动悬架9的状态进行推定,从而在左右移动主动悬架9难以产生力的状况下,能够进行上下移动主动悬架8对侧倾控制进行补偿等那样的协调控制。为此,需要对左右移动主动悬架9的行程状态进行推定,该推定可考虑使用了卡尔曼滤波器112的状态推定。卡尔曼滤波器112基于来自例如车身振动传感器10的信号和上下移动主动悬架8的状态,对左右移动主动悬架9的行程状态进行推定。若能够推定左右移动主动悬架9的行程,则第一控制器11可以使上下移动主动悬架8与左右移动主动悬架9协调地对该上下移动主动悬架8进行控制。该结构也可以应用于第二至第四实施方式。
另外,在第一实施方式中,利用第一、第二控制器11、12单独控制上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9,但本发明并不限于此。也可以采用如下结构:如图18所示的第二变形例的铁路车辆121那样,利用将第一、第二控制器综合而得到的单一的控制器122对上下移动主动悬架8和左右移动主动悬架9双方进行控制。在该情况下,控制器122具备:用于对上下移动主动悬架8的产生力进行控制的上下移动控制控制器123、以及用于对左右移动主动悬架9的产生力进行控制的左右移动控制控制器124。该结构也可以应用于第二至第九实施方式。
另外,在所述第一实施方式中采用了如下结构:第一、第二控制器11、12根据天棚控制规则对上下移动主动悬架8以及左右移动主动悬架9进行控制。本发明并不限于此,也可以基于例如LQG控制规则、H∞控制规则等那样的其他控制规则,对上下移动主动悬架以及左右移动主动悬架进行控制。该结构也可以应用于第二至第十实施方式。
在所述第一实施方式中采用了如下结构:利用上下移动主动悬架8以及左右移动主动悬架9对车身2的侧倾振动进行协调控制。本发明并不限于此,也可以利用上下移动主动悬架8以及左右移动主动悬架9对其他振动进行协调控制。该结构也可以应用于第二至第十实施方式。
上述各实施方式是例示,不言而喻可以进行在不同的实施方式中示出的结构的部分替换或组合。
接着,对其他实施方式进行记载。上下移动控制控制器根据左右移动力产生机构的状态来确定上下移动力产生机构的产生力。因此,在利用左右移动力产生机构不能抑制车身的振动时,可以利用上下移动力产生机构的产生力来抑制车身的振动,可以提高车辆的乘坐舒适性。
上下移动力产生机构以及左右移动力产生机构由利用促动器对工作流体的流动进行控制的上下移动控制减振器以及左右移动控制减振器构成。因此,上下移动控制控制器可以根据左右移动控制减振器的状态来确定上下移动控制减振器的产生力。
左右移动控制控制器进行控制,以便在由上下移动力产生机构产生的上下方向振动的产生力不足时提高左右移动力产生机构的产生力。因此,在由上下移动力产生机构产生的上下方向振动的产生力不足而不能抑制车身的振动时,可以提高左右移动力产生机构的产生力来抑制车身的振动。
上下移动控制控制器进行控制,以便在由左右移动力产生机构产生的左右方向振动的产生力不足时提高上下移动力产生机构的产生力。因此,在由左右移动力产生机构产生的左右方向振动的产生力不足而不能抑制车身的振动时,可以提高上下移动力产生机构的产生力来抑制车身的振动。
左右移动控制控制器在车辆的行驶速度为高速时提高左右移动力产生机构的产生力,上下移动控制控制器在速度比高速行驶时低的低速行驶时提高上下移动力产生机构的产生力。在此,在高速行驶时,因空气动力加振等的影响而使得左右方向的振动是主导性的。此时,由于左右移动控制控制器提高左右移动力产生机构的产生力,因此,可以利用左右移动力产生机构的产生力来抑制在高速行驶时产生的左右方向的振动。
另一方面,在低速行驶时,上下方向的振动是主导性的。此时,上下移动控制控制器提高上下移动力产生机构的产生力,因此,可以利用上下移动力产生机构的产生力来抑制在低速行驶时产生的上下方向的振动。
产生力通过使增益变化来调节,因此,可以维持上下移动力产生机构的控制和左右移动力产生机构的控制,并且,在利用一方的产生力不足以进行振动抑制时,可以利用另一方的产生力对振动抑制进行补偿,可以对两者进行协调控制。
作为基于以上已说明的实施方式的悬架控制装置,例如,可考虑以下所述的方案。
作为悬架控制装置的第一方案,设置于具有车身和转向架的车辆的悬架控制装置具备:上下移动力产生机构,所述上下移动力产生机构用于设置在所述车身和所述转向架之间,相对于上下方向的振动而产生力;左右移动力产生机构,所述左右移动力产生机构用于设置在所述车身和所述转向架之间,相对于左右方向的振动而产生力;上下移动控制控制器,所述上下移动控制控制器对所述上下移动力产生机构产生的力进行控制;以及左右移动控制控制器,所述左右移动控制控制器对所述左右移动力产生机构产生的力进行控制,所述上下移动控制控制器根据所述左右移动力产生机构的状态来确定所述上下移动力产生机构产生的力。
作为第二方案,在第一方案中,所述上下移动力产生机构以及所述左右移动力产生机构是利用促动器对工作流体的流动进行控制的上下移动控制减振器以及左右移动控制减振器。
作为第三方案,在第一方案中,所述左右移动控制控制器对所述左右移动力产生机构进行控制,以便在所述上下移动力产生机构相对于所述上下方向的振动而产生的力不足时提高所述左右移动力产生机构产生的力。
作为第四方案,在第一方案中,所述上下移动控制控制器对所述上下移动力产生机构进行控制,以便在所述左右移动力产生机构相对于所述左右方向的振动而产生的力不足时提高所述上下移动力产生机构产生的力。
作为第五方案,在第一方案中,在所述车辆的行驶速度为规定速度以上的高速时,所述左右移动控制控制器提高所述左右移动力产生机构产生的力,在所述车辆的行驶速度为比所述规定速度低的低速时,所述上下移动控制控制器提高所述上下移动力产生机构产生的力。
作为第六方案,在第一方案至第五方案中的任一方案中,所述上下移动力产生机构产生的力以及所述左右移动力产生机构产生的力通过使增益变化来调节。
以上,对本发明的几个实施方式进行了说明,但上述发明的实施方式用于使本发明的理解变得容易,并不限定本发明。本发明可以不脱离其主旨地进行变更、改良,并且,本发明包括其等同结构。另外,在可以解决上述至少一部分课题的范围内或起到至少一部分效果的范围内,可以进行权利要求书以及说明书中记载的各结构要素的任意组合或省略。
本申请基于2016年2月24日在日本提出的专利申请号为2016-033330号要求优先权。包括2016年2月24日在日本提出的专利申请号为2016-033330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通过参照而作为整体被引入本申请中。
附图标记说明
1、21、31、41、51、61、71、81、91、101、111、121铁路车辆(车辆)、2车身、3转向架、4车轮、8上下移动主动悬架(上下移动力产生机构)、8A、9A、22A、32A、42A、72A、73A、82A、83A、102A促动器、9左右移动主动悬架(左右移动力产生机构)、10车身振动传感器(车身状态检测部)、11、23、33、43、53、63、74、84、92、103第一控制器(上下移动控制控制器)、12、34、54、64、75、85、93、104第二控制器(左右移动控制控制器)、22、42、72、82、102上下移动半主动悬架(上下移动控制减振器)、32、73、83左右移动半主动悬架(左右移动控制减振器)、52行驶速度取得部、62位置信息取得部、112卡尔曼滤波器、122控制器、123上下移动控制控制器、124左右移动控制控制器。

Claims (7)

1.一种悬架控制装置,设置于具有车身和转向架的车辆,其中,所述悬架控制装置具备:
上下移动力产生机构,所述上下移动力产生机构用于设置在所述车身和所述转向架之间,相对于上下方向的振动而产生力;
左右移动力产生机构,所述左右移动力产生机构用于设置在所述车身和所述转向架之间,相对于左右方向的振动而产生力;
上下移动控制控制器,所述上下移动控制控制器对所述上下移动力产生机构产生的力进行控制;以及
左右移动控制控制器,所述左右移动控制控制器对所述左右移动力产生机构产生的力进行控制,
所述上下移动控制控制器根据所述左右移动力产生机构的状态来确定所述上下移动力产生机构产生的力。
2.如权利要求1所述的悬架控制装置,其中,
所述上下移动力产生机构以及所述左右移动力产生机构是利用促动器对工作流体的流动进行控制的上下移动控制减振器以及左右移动控制减振器。
3.如权利要求1所述的悬架控制装置,其中,
所述左右移动控制控制器对所述左右移动力产生机构进行控制,以便在所述上下移动力产生机构相对于所述上下方向的振动而产生的力不足时提高所述左右移动力产生机构产生的力。
4.如权利要求1所述的悬架控制装置,其中,
所述上下移动控制控制器对所述上下移动力产生机构进行控制,以便在所述左右移动力产生机构相对于所述左右方向的振动而产生的力不足时提高所述上下移动力产生机构产生的力。
5.如权利要求1所述的悬架控制装置,其中,
在所述车辆的行驶速度为规定速度以上的高速时,所述左右移动控制控制器提高所述左右移动力产生机构产生的力,
在所述车辆的行驶速度为比所述规定速度低的低速时,所述上下移动控制控制器提高所述上下移动力产生机构产生的力。
6.如权利要求1所述的悬架控制装置,其中,
所述上下移动力产生机构产生的力以及所述左右移动力产生机构产生的力通过使增益变化来调节。
7.一种车辆,其中,具备:
车身;
转向架;以及
权利要求1所述的悬架控制装置。
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