JP2000280902A - 鉄道車両の横揺れ抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 車体横揺れ速度の演算誤差や検出誤差に基づ
くドリフト時の車体制御力を良好に確保し、当該ドリフ
ト時における車両の乗心地を改善する。 【解決手段】 前後の台車の真上にある車体の床面に設
置した検出器で求めた車体横揺れ速度のドリフトの補償
処理の制御則２０として、コントローラへと次々に読み
込んだ車体横揺れ速度の正負をその都度判別して前回処
理した車体横揺れ速度の処理結果の符号と比較し、同一
符号であればカウントアップを行い、異なる符号であっ
た場合にはリセットし、しかも、上記したカウントアッ
プが予め設定した時間を越えて行われた場合においての
み、車体横揺れ速度の検出にドリフトが発生したと判断
して車体と台車間に介装したセミアクティブダンパを本
来の機能で働かせることなく、伸縮両方向の減衰力が同
一となる通常のパッシングダンパとして機能させる制御
を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車体の台車に対
する左右方向への変位である横揺れを抑制して乗心地の
向上を図る鉄道車両の横揺れ抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の鉄道車両の横揺れ抑制装
置としては、例えば、本願特許出願人が平成７年３月３
日付で財団法人鉄道総合技術研究所と共同で特許出願
し、平成８年９月１７日付で特許出願公開された特開平
８−２３９０４０号公報に開示されたようなものが知ら
れている。

【０００３】すなわち、このものは、図３にみられるよ
うに、車体１に設置した検出器２で得た車体横揺れ速度
または加速度を入力信号として処理ユニット３を通しコ
ントローラ４に入力する。

【０００４】しかも、この場合において、上記した鉄道
車両の横揺れ抑制装置は、一台の車両を前後二分割して
前または後側の台車６の直上にある車体１の床面部分に
設置した各検出器２と、車体１および前後各台車６間に
介装したそれぞれのセミアクティブダンパ７とで構成し
ている。

【０００５】その結果、当該システムは、車体１の前部
若しくは後部でそれぞれ完結しており、車体１を前後独
立と考えて構成している。ただし、コントローラ４だけ
は車体１の前後で共通使用としている。

【０００６】このようにして、車体横揺れ速度または加
速度を前後別々にそれぞれ二つの検出器２で検知し、そ
れぞれの処理ユニット３を通してコントローラ４に入力
すると共に、バルブドライバ５を介して車体１と前後各
台車６の間に横方向へと向けて介装したそれぞれのセミ
アクティブダンパ７のソレノイドバルブ８に指令を与
え、これらセミアクティブダンパ７を個々に効かせて車
体１の全体としての横揺れを抑制するようにしている。

【０００７】なお、上記コントローラ４での制御則とし
ては、本願特許出願人が平成９年４月２８日付で特許出
願し、平成１０年１１月１０日付で特許出願公開された
特開平１０−２９７４８５号公報で開示されているよう
に、前台車上若しくは後台車上の車体の絶対速度にスカ
イフックゲインを乗じたものを車体制御力として用いて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のこの種の鉄道車両の横揺れ抑制装置にあっては、制御
に用いる車体横揺れ速度を検出器２で検知した車体横揺
れ加速度を積分し、当該車体横揺れ加速度を車体横揺れ
速度に換算して用いるなり、或いは、検出器２にで直に
車体横揺れ速度として検出するようにしている。

【０００９】その結果、例えば、緩和曲線走行中などの
走行状態によっては、検出器２で検知した図４（ａ）の
車体横揺れ加速度を積分して図４（ｂ）の実線のような
車体横揺れ速度を算出するなり、或いは、検出器２で直
に図４（ｂ）の実線のような車体横揺れ速度を検出しよ
うとしても、例えばカーブの入口や出口の部分で加わる
横加速度の影響を受けて車体横揺れ加速度から算出した
車体横揺れ速度の演算誤差、または、検出器２で直に検
出した車体横揺れ速度の検出誤差により車体横揺れ速度
が図４（ｂ）の破線のようにドリフトしてしまうことに
なる。

【００１０】そのために、車体横揺れの絶対速度をもと
に車体１の制御力を演算するスカイフック制御にあって
は、正常な制御が行えない事態が発生して鉄道車両とし
ての乗心地を却って悪くしてしまうという不都合を生じ
ることになる。

【００１１】したがって、この発明の目的は、車体横揺
れ速度の演算誤差または検出誤差に基づくドリフト時の
車体制御力を良好に確保することで、当該ドリフト時に
おける車両の乗心地を改善することのできる鉄道車両の
横揺れ抑制装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記したこの発明の目的
は、前後の台車直上における車体床面に設置した検出器
と、これら検出器からの車体横揺れ速度或いは加速度を
車体制御力信号に処理する処理ユニットを含むコントロ
ーラと、車体制御力信号に基いて車体の横揺れを抑制す
る車体と台車との間に横方向へと向けて介装したセミア
クティブダンパとからなる鉄道車両の横揺れ抑制装置に
おいて、コントローラへと次々に読み込んだ車体横揺れ
速度の正負をその都度判別して前回処理した車体横揺れ
速度の処理結果の符号と比較し、同一符号であればカウ
ントアップを行い、異なる符号であった場合にはリセッ
トし、しかも、上記したカウントアップが予め設定した
時間を越えて行われた場合においてのみ、車体横揺れ速
度の検出にドリフトが発生したと判断して車体と台車間
に介装したセミアクティブダンパを本来の機能で働かせ
ることなく、伸縮両方向の減衰力が同一となる通常のパ
ッシングダンパとして機能させることにより達成され
る。

【００１３】すなわち、車体横揺れ速度の演算誤差また
は検出誤差に基づくドリフトの発生時にあっては車体横
揺れ速度が全体的に同一領域内で大きく変化し、かつ、
ドリフトの消滅と共に変化しなくなる。

【００１４】したがって、コントローラへと次々に読み
込んだ車体横揺れ速度の正負をその都度判別し、前回処
理した車体横揺れ速度の処理結果の符号と比較して同一
符号であればカウントアップを行い、異なる符号であっ
た場合にはリセットする。

【００１５】そして、このカウントアップの状態が予め
設定した時間を越えて行われたことで車体横揺れ速度の
検出にドリフトが発生していることを検知し、当該検知
に基づきコントローラからの信号でセミアクティブダン
パを本来の機能で働かせることなく、伸縮両方向の減衰
力が同一となる通常のパッシングダンパとして機能させ
る。

【００１６】また、リセットが予め設定した時間を越え
ないうちに行われた場合には、車体横揺れ速度の検出に
ドリフトが発生してないと判断してコントローラからセ
ミアクティブダンパに対し、通常のセミアクティブ制御
が実現されるような制御信号を制御指令として出力す
る。

【００１７】このようにして、車体横揺れ速度の演算誤
差または検出誤差に基づくドリフト時の車体制御力を良
好に確保することで、当該ドリフト時における車両の乗
心地を改善することができることになるのである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明を添付図面に示す
実施の形態に基いて説明するに当り、図１には、鉄道車
両の横揺れ抑制装置１０のシステムの構成を、また、図
２には、車体横揺れ速度のドリフト補償処理の制御則２
０をフローチャートで示す。

【００１９】図１に示す当該実施の形態による鉄道車両
の横揺れ抑制装置１０は、車体１の前後の台車６ａ，６
ｂの直上にある車体１の床面に設けた検出器２ａ，２ｂ
からの車体横揺れ速度信号に基づき、コントローラ４ａ
で車体制御力を演算して車体１と前後台車６ａ，６ｂと
の間に横方向へと向けて介装したセミアクティブダンパ
７ａ，７ｂのソレノイドバルブ８ａ，８ｂに減衰力を制
御する指令を送り、これらセミアクティブダンパ７ａ，
７ｂを個々に効かせて車体１の全体としての横揺れを抑
制する。

【００２０】そうとは言っても、この場合において、検
出器２ａ，２ｂからの車体横揺れ速度信号は、例えば、
緩和曲線部分の走行中において図４（ｂ）に破線で示し
たようなドリフトを起こし、正常な制御が行えないこと
になって鉄道車両としての乗心地を却って悪くしてしま
うという事態が生じる。

【００２１】そこで、当該実施の形態にあっては、検出
器２ａ，２ｂからの車体横揺れ速度信号に基いて直ちに
セミアクティブダンパ７ａ，７ｂの減衰力を制御するこ
となく、フローチャートで示す図２の制御則２０にみら
れるように、最初のＦ１で前側の車体横揺れ速度を「ｄ
ｙｂｆ」と後側の車体横揺れ速度「ｄｙｂｒ」を読み込
む。

【００２２】上記した図２の制御則２０は、Ｆ２からＦ
１１までが車両前側の台車６ａにおける処理を、また、
Ｆ１２からＦ２０までが車両後側の台車６ｂにおける処
理をそれぞれ示している。

【００２３】そこで、先づ、Ｆ１で読み込んだ前側の車
体横揺れ速度「ｄｙｂｆ」の正負をＦ２で判断し、正の
場合にはＦ４に示すようにフラグ「ｐｓｉｎ」を１と
し、負の場合にはＦ３のように「ｐｓｉｎ」を０とす
る。

【００２４】このＦ４とＦ３におけるフラグ「ｐｓｉ
ｎ」は、今回において検出した車体横揺れ速度のデータ
が正の値なのか、或いは、負の値なのかを認識するため
のフラグである。

【００２５】次に、フラグ「ｐｓｉｎ」の値と前回の車
体横揺れ速度のデータの正負を認識したフラグ「ｓｉｇ
ｎｆｄａｔ」の値とを比較し、Ｆ７に示すように前回の
フラグ「ｓｉｇｎｆｄａｔ」と今回のフラグ「ｐｓｉ
ｎ」の値とが同一であればカウント値「ｃｏｕｎｔｆ」
をアップし、同一でなかった場合にはＦ６のようにカウ
ント値「ｃｏｕｎｔｆ」を０とする。

【００２６】続いて、Ｆ８にあっては、カウント値「ｃ
ｏｕｎｔｆ」と予め設定された設定値「ｓｔｉｍｅ」と
を比較し、カウント値「ｃｏｕｎｔｆ」が当該設定され
た設定値「ｓｔｉｍｅ」よりも大きかったら、Ｆ１０の
ようにセミアクティブダンパ７ａを予め設定した制御力
に固定して伸縮方向の減衰力が同一となる通常のパッシ
ブダンパとして働かせる。

【００２７】また、反対にカウント値「ｃｏｕｎｔｆ」
が設定値「ｓｔｉｍｅ」よりも小さかった場合には、Ｆ
９のようにセミアクティブダンパ７ａに対してセミアク
ティブ制御を継続させる。

【００２８】すなわち、カウント値「ｃｏｕｎｔｆ」が
カウントされ続けて予め設定した設定値「ｓｔｉｍｅ」
以上になるということは、一定時間継続して車体横揺れ
速度データが正方向または負方向に出力され続けている
ということになり、加速度等の影響によるドリフトが発
生してると判断できることから、これによってセミアク
ティブダンパ７ａの制御を切り換えるようにしたのであ
る。

【００２９】また、Ｆ１１では、今回のフラグ「ｐｓｉ
ｎ」を次の処理のＦ５において前回のフラグ「ｓｉｇｎ
ｆｄａｔ」の値として使用するために格納しておく。

【００３０】なお、Ｆ１２からＦ２０は、車両後側の台
車６ｂにおける制御フローを示すもので、Ｆ２からＦ１
１と全く同じ制御を行うことになるので、ここではその
説明を省略する。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
車体横揺れ速度のドリフト時における補償処理を可能と
したことにより、当該車体横揺れ速度のドリフト時に横
揺れ防止用のセミアクティブダンパを本来のセミアクテ
ィブ制御で用いることなく、伸縮両方向の減衰力が同一
となる通常のパッシングダンパとして働かせ、正常に車
体横揺れ阻止の制御が行えない状態の回避が可能にな
る。

【００３２】また、この発明によるドリフト補償処理を
採用することにより、車体の横揺れが殆ど起らない車両
停止時には車体横揺れ速度の符号が一定であり、停車時
間が予め設定した時間を越えるとドリフト補償処理が働
くことになるが、当該ドリフト補償処理は、セミアクテ
ィブダンパのソレノイドバルブに対する電源供給の停止
によっても実現させることもできることから、当該電源
供給の停止によって省エネルギ化と高価なソレノイドバ
ルブの延命とを果すこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態である鉄道車両の横揺れ
抑制装置をシステムとして示した平面図である。

【図２】同上、車体横揺れ速度のドリフト時の補償制御
手順を示すフローチャートである。

【図３】従来から知られている鉄道車両の横揺れ抑制装
置をシステムとして示した正面図である。

【図４】演算誤差や検出誤差で車体横揺れ速度にドリフ
トが発生する場合の状態を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 車体 ２ａ，２ｂ 車体横揺れ検出器 ４ａ コントローラ ６ａ，６ｂ 台車 ７ａ，７ｂ セミアクティブダンパ １０ 鉄道車両の横揺れ制御装置 ２０ 車体横揺れ速度のドリフト補償処理の制御則

フロントページの続き (72)発明者 小川 義博 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後の台車直上における車体床面に設置
   した検出器と、これら検出器からの車体横揺れ速度或い
   は加速度を車体制御力信号に処理する処理ユニットを含
   むコントローラと、車体制御力信号に基いて車体の横揺
   れを抑制する車体と台車との間に横方向へと向けて介装
   したセミアクティブダンパとからなる鉄道車両の横揺れ
   抑制装置において、コントローラへと次々に読み込んだ
   車体横揺れ速度の正負をその都度判別して前回処理した
   車体横揺れ速度の処理結果の符号と比較し、同一符号で
   あればカウントアップを行い、異なる符号であった場合
   にはリセットし、しかも、上記したカウントアップが予
   め設定した時間を越えて行われた場合においてのみ、車
   体横揺れ速度の検出にドリフトが発生したと判断して車
   体と台車間に介装したセミアクティブダンパを本来の機
   能で働かせることなく、伸縮両方向の減衰力が同一とな
   る通常のパッシングダンパとして機能させることを特徴
   とする鉄道車両の横揺れ抑制装置。