JP2000351368A - 鉄道車両における振動低減方法 - Google Patents
鉄道車両における振動低減方法Info
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Abstract
こと。 【解決手段】 台車2と車体1間、または、台車2と枕
ばね間、または、枕ばねと車体1間に車体1の左右方向
を制御するアクチュエータ4を設置した鉄道車両や、傾
斜装置が設置された鉄道車両において振動を制御する方
法である。曲線路通過時、予め保管された軌道データ
と、時々刻々入力される車両速度及び地点データに基づ
き、車両に作用する超過遠心加速度αを求め、この超過
遠心加速度αに従った制御信号をアクチュエータ4に出
力する。 【効果】 制御遅れがなく、曲線路走行時においてもス
トッパ当たりを可及的に低減して、良好な乗り心地を得
ることができる。
Description
する際における鉄道車両の振動を低減する方法に関する
ものである。
より走行時における振動を低減している。この振動の低
減方法は、曲線路を走行するときも同様であり、曲線路
の走行時には、車体は台車に対して左右方向に変位を許
容された状態で振動が低減される。
界内に収まるように、車体と台車間には、左右にストッ
パが設けられ、これらのストッパによって、車体の左右
方向変位が拘束されている。従って、曲線路を高速走行
した場合などには、ばねやダンパに関係なく、ストッパ
当たりが発生し、乗り心地が悪化する。
車体と台車間の左右方向に、新たにアクチュエータを設
置し、このアクチュエータによって車体の左右方向変位
を制御し、ストッパ当たりを回避するものが提案されて
いる。
波側の振動成分はそれ専用のアクチュエータを用いて振
動を低減し、低周波側の振動については、左右方向変位
を制御することで、ストッパ当たりを低減することとし
ている。
6−278606号で提案されたものでは、前記したス
トッパ当たりの低減には、左右方向変位に0.5Hzの
ローパスフィルタをかけ、その信号に応じた指令をアク
チュエータに与えることにより行っているので、例えば
図7(a)に示したようなカントや曲線半径を有する曲
線路を通過した際には、このローパスフィルタをかけた
信号は、図7(b)に示すように、実際の左右方向変位
よりは遅れた信号になる。
りの低減を図った場合には、車体の左右方向変位は、図
7(d)に示したような左右加速度の振動波形に基づく
ように制御されることになって、円曲線入口部BCCで
はストッパに当たってしまい、また、円曲線終了地点E
CCでは、前記した信号遅れによって揺れ戻しの振動を
与えてしまうという問題がある。なお、図7(c)は車
体の左右方向制御を行わない場合の左右加速度の振動波
形を示したものである。また、図7(a)における、B
TCは緩和曲線開始点を、ETCは緩和曲線終了地点を
示す。
案されたものでは、車両の左右方向加速度(変位)から
フィルタを用いて超過遠心加速度(変位)を抽出し、そ
の信号により車体の変位を制御するものとなっているの
で、フィルタ処理による制御遅れが発生するという問題
があった。
たものであり、制御遅れがなく、曲線路走行時において
もストッパ当たりを可及的に低減して、良好な乗り心地
を得ることのできる鉄道車両における振動低減方法を提
供することを目的としている。
ために、本発明の鉄道車両における振動低減方法は、曲
線路通過時、予め保管された軌道データと、時々刻々入
力される車両速度及び地点データに基づき、車両に作用
する超過遠心加速度を求め、この超過遠心加速度に従っ
た制御信号をアクチュエータに出力することとしてい
る。そして、このようにすることで、制御遅れがなく、
曲線路走行時においてもストッパ当たりを可及的に低減
して、良好な乗り心地を得ることができる。
減方法は、台車と車体間、または、台車と枕ばね間、ま
たは、枕ばねと車体間に車体の左右方向を制御するアク
チュエータを設置した鉄道車両や、傾斜装置が設置され
た鉄道車両において振動を制御するに際し、曲線路通過
時、予め保管された軌道データと、時々刻々入力される
車両速度及び地点データに基づき、車両に作用する超過
遠心加速度を求め、この超過遠心加速度に従った制御信
号をアクチュエータに出力するものである。
加速度α(m/秒2 )は、車両の速度をV(m/秒)、
重力加速度をg(=9.8m/秒2 )、曲線路の曲線半
径をR(m)、カントをC(mm)、レールの軌道間隔
をG(mm)、車両の傾斜角をθ(rad)とした場
合、下記の数式1によって求める。但し、傾斜角θは曲
線内側への傾斜の場合は正、外側への傾斜の場合は負の
値をとる。
αは車体をストッパの方向に近づける作用をなすので、
この超過遠心加速度αに従った制御信号をアクチュエー
タに出力することにより、ストッパに車体が当たること
を可及的に避けることができるのである。そして、この
超過遠心加速度αは、予め保管された軌道データと、時
々刻々入力される車両速度及び地点データに基づいて求
めるので、ローパスフィルタをかけた信号のように遅れ
が発生しない。
おいて、本方法においては保管された軌道データと、各
地点データ、車両速度により、直線走行と曲線走行時の
区別が可能であるため、直線路走行時の振動制御は、車
体のヨーイング方向の制御のみを実施し、曲線路通過時
は上記した超過遠心加速度αを利用したセンタリング制
御、または、センタリング制御とヨーイング制御を同時
に行うことで、全走行区間良好な乗り心地が得られる。
は、車体傾斜角を取り込み、車体傾斜角で補償しきれな
い超過遠心加速度を忠実に抽出できるので、車両にあっ
たセンタリングを行うことができる。
法を図1〜図6に示す実施例に基づいて説明する。図1
は本発明の振動低減方法を実施する鉄道車両の台車部分
の正面図、図2(a)は図1の鉄道車両を用いて本発明
の振動低減方法を実施して曲線路を通過した場合におけ
るアクチュエータへのセンタリング制御信号を示す図、
(b)は(a)の制御信号に基づいてアクチュエータを
制御した場合の左右加速度の信号波形を表した図、図3
は振動制御とセンタリング制御の制御モードを分けた処
理流れを示すブロック図、図4は本発明の振動低減方法
を実施する傾斜装置が設置された鉄道車両の台車部分の
正面図、図5は傾斜装置が設置された鉄道車両に本発明
の振動低減方法を実施して、曲線路を通過する場合にお
けるアクチュエータへのセンタリング制御信号を示す図
で、(a)は曲線路の曲率とカント及び車体傾斜角を表
した図、(b)は(a)に示す曲線路を通過時のアクチ
ュエータへのセンタリング制御信号を示す図、図6は図
4の他の実施例を示す図である。
を介して上下、左右方向に弾性支持された車体であり、
この車体1と台車2の間には、車体1の左右方向変位を
制御するアクチュエータ4が例えば1基、取付けられて
いる。
ータを保管する軌道データ保管部5aを有している。そ
して、この制御演算部5では、軌道データ保管部5aに
保管されている軌道データと、軌道走行中に時々刻々入
力される車両速度や地点データに基づいて、先に説明し
た数式1によって車体1に作用する超過遠心加速度αを
求め、この求めた超過遠心加速度αに従って、アクチュ
エータ4に制御信号を出力する。
際の制御信号を図2(a)に示すが、この制御信号は軌
道データと車両速度、地点データに基づいて得るもので
あるから、図7(b)に示したようなローパスフィルタ
をかけた信号のような遅れは発生しない。従って、この
制御信号に基づいてアクチュエータ4を制御した場合に
は、曲線路通過時における左右加速度は、図2(b)に
示すような振動波形となって、乗り心地が良くなる。
直線路を走行している際には発生しないので、この直線
路走行時には従来から実施されているヨー方向の振動制
御、例えば車体1に取付けた加速度センサーからの信号
をフィードバックし、H無限大制御理論を使用して車体
1のヨー方向振動制御を行う。このヨー方向振動制御
と、先の超過遠心加速度αに従うセンタリング制御は、
制御する周波数帯及び作用方向が異なるため、曲線走行
時は図3に示すように、これらの信号を重ね合わせてア
クチュエータ4への出力信号とすればよい。
動成分も抑制され、さらにストッパ当たりもなくなっ
て、良好な乗り心地を得ることができるようになる。
車部分の正面図であり、このように車体1、台車2、傾
斜梁7で構成される、空気ばね3で傾斜する車両におい
ては、車体1の左右方向を制御するアクチュエータ4
は、例えば傾斜梁7に設置される。
に本発明の振動低減方法を適用した場合には、例えば図
5(a)に示したような曲線半径、カントを有する曲線
路を通過する際には、その車体傾斜角を取り込み、アク
チュエータ4への制御信号として、図5(b)に示すよ
うに、前記車体傾斜角で補償しきれない部分(図5
(a)に斜線で示した部分)の超過遠心加速度αを忠実
に抽出できるので、車両に最適なセンタリング制御を行
うことが可能となる。
エータ4と平行に、減衰の切り替えが可能なダンパ8を
設置したものを示している。このようなダンパ8を設置
した場合には、例えば図2(a)に示したような制御信
号(超過遠心加速度)が得られた場合には、ダンパ8の
減衰を大きくとり、アクチュエータ4によるストッパ当
たり制御を軽減させることも可能である。
直線路を走行しているような場合には、アクチュエータ
4による振動制御の妨げにならないように、ダンパ8の
減衰を柔らかくし、さらに振動制御効果をあげることも
可能である。
両に限らず、例えば傾斜装置として、リンク機構、こ
ろ、ベアリング機構等を採用したものでも適用が可能で
あることは言うまでもない。但し、図6に示したよう
な、傾斜梁7の下部に制御用アクチュエータ4を有する
車両では、超過遠心加速度αを演算する際、θ項を省略
した値を制御信号とする必要がある。
方法を実施した場合には、制御遅れがなく、曲線路走行
時においてもストッパ当たりを可及的に低減して、良好
な乗り心地を得ることができる。
車部分の正面図である。
低減方法を実施して曲線路を通過した場合におけるアク
チュエータへのセンタリング制御信号を示す図、(b)
は(a)の制御信号に基づいてアクチュエータを制御し
た場合の左右加速度の信号波形を表した図である。
けた処理流れを示すブロック図である。
置された鉄道車両の台車部分の正面図である。
低減方法を実施して、曲線路を通過する場合におけるア
クチュエータへのセンタリング制御信号を示す図で、
(a)は曲線路の曲率とカント及び車体傾斜角を表した
図、(b)は(a)に示す曲線路を通過時のアクチュエ
ータへのセンタリング制御信号を示す図である。
(a)は曲線路の曲率とカントを表した図、(b)はロ
ーパスフィルタを施した制御信号を表した図、(c)は
アクチュエータを制御しない場合の左右加速度の信号波
形を表した図、(d)は(b)の制御信号に基づいてア
クチュエータを制御した場合の左右加速度の信号波形を
表した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 台車と車体間、または、台車と枕ばね
間、または、枕ばねと車体間に車体の左右方向を制御す
るアクチュエータを設置した鉄道車両や、傾斜装置が設
置された鉄道車両において振動を制御するに際し、曲線
路通過時、予め保管された軌道データと、時々刻々入力
される車両速度及び地点データに基づき、車両に作用す
る超過遠心加速度を求め、この超過遠心加速度に従った
制御信号をアクチュエータに出力することを特徴とする
鉄道車両における振動低減方法。 - 【請求項2】 直線路走行時の振動制御は、車体のヨー
イング方向の制御のみを実施し、曲線路通過時は、請求
項1記載の方法によって制御するか、或いは、ヨーイン
グ方向の制御と請求項1記載の方法を併せた制御を行う
ことを特徴とする鉄道車両における振動低減方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16482299A JP2000351368A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 鉄道車両における振動低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16482299A JP2000351368A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 鉄道車両における振動低減方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000351368A true JP2000351368A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15800585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16482299A Pending JP2000351368A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 鉄道車両における振動低減方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000351368A (ja) |
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-
1999
- 1999-06-11 JP JP16482299A patent/JP2000351368A/ja active Pending
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