JP2001271872A - 鉄道車両の横振れ制振システム - Google Patents
鉄道車両の横振れ制振システムInfo
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Abstract
振動の継続および発散を防止し、車両の乗心地を改善す
る。 【解決手段】 車両加速度信号を監視する監視部15
と、ダンパ速度信号を監視する監視部16とを設け、車
両加速度信号またはダンパ速度信号のいずれか一方が、
それぞれの信号に予め設定されたしきい値を超えた場合
に、減衰力調整バルブ9をパッシブ状態に制御する。
Description
発生する横振れを制振する鉄道車両の横振れ制振システ
ムに関する。
して、例えば、特願平6−261173号に記載のもの
があるが、これは、図2に示すように、台車1と車体2
との間に設置されたセミアクティブ制御用ダンパ3、4
と、車体2に設置された左右振動検出用の加速度センサ
5と、制御装置6およびコンピュータ7とにより構成さ
れている。
パ3、4には、減衰力の大きさを切り換えるための高速
切換弁、減衰力の発生方向(伸/圧)を切り換えるため
のアンロードバルブおよびダンパストロークを検出する
変位センサなどが搭載されている。
速度センサ5からの加速度信号Gに基づいて算出した車
体速度U1、U2および変位センサからのセンサ信号S
から算出したダンパ速度信号V1、V2に基づいて、ダ
ンパに発生させるべき減衰力を計算によって求め、この
計算結果に従って高速切換弁を駆動している。
速度信号U1、U2の符号、すなわち車体の振動方向に
応じて上記アンロードバルブを駆動している。これによ
り、セミアクティブ制御用ダンパは、車体の振動を抑制
するために最適な大きさの減衰力を最適な方向に発生す
ることができる。
種々の故障を検知する機能を持ち、故障を検知すると減
衰力制御を禁止して、通常の左右動ダンパと同特性のパ
ッシブ特性による制振を行って、安全性を確保してい
る。
号をしきい値と比較して、加速度信号がしきい値を超え
た場合には、システムが異常であると判断して、減衰力
制御を禁止するようにしている。
従来の鉄道車両の横振れ制振システムにおいては、上記
のように加速度センサ5の検出出力のみで車体2の車体
左右振動が過大(異常)か否かを判断していたため、車
両の過大振動を検知した時には、既に車体左右振動が大
きく進行しており、従って乗心地も悪化しているという
問題があった。
れやノイズが発生した場合には、これらも検知してしま
い、パッシブ状態に入ってしまう結果、乗心地の悪化を
増長してしまうという問題もあった。
あって、車体の異常振動を早期に検知することによりこ
の異常振動を速やかに収束させ、以て車体の乗心地の改
善を図るとともに、外部ノイズ等の混入による加速度セ
ンサ及び変位センサの出力異常による誤検知をも防止で
きる鉄道車両の横振れ制振システムを得ることを目的と
する。
は、車体に対する空気力の作用と、台車側から発生した
振動の伝達により発生するから、従来の加速度センサに
よる車体振動の検知に加え、台車と車体間に設けられた
ダンパの速度信号を監視することで、より早期に車体振
動の過大振動を検知することができる。
ンサからの信号の他にダンパ変位信号から算出された速
度信号(以下、ダンパ速度信号という)をも監視し、こ
のダンパ速度信号が過大となった場合には、加速度信号
が未だ過大となっているか否かに拘らず、その時点で減
衰力制御を中止してパッシブ状態にするとした。これに
より、車体に振動が伝達される前に速やかに車体の振動
を検知できるようになる。
よる誤動作を招いてしまうという問題については、専
ら、従来の手段が、信号を読み込み、その信号が1回で
もしきい値を超えた場合、その時点で異常振動が発生し
たと判断していたことに起因する。
に加速度信号およびダンパ速度信号の(絶対値)最大値
を算出し、いずれかの信号における最大値がある回数連
続してしきい値を超えた場合に、異常と判断するように
した。これにより、突発的なノイズの侵入等による、誤
判断を防止することができ、確実に車両の振動を検知す
ることができる。
基づいて、本発明の説明するが、図1は、本発明の鉄道
車両の横振れ制振システムを示すブロック図であり、
3、4は、ダンパ変位を検出する変位センサ8と、減衰
力の大きさを切り換えるための減衰力調整バルブとして
の高速切換弁及びアンロードバルブを含むバルブ9とを
搭載したセミアクティブ制御用ダンパであり、5は、車
体2に搭載されて、車体の左右振動の加速度を検出する
加速度センサである。
10において、11は、車体の左右振動の加速度信号G
にもとづき、車体速度信号を演算する車体速度演算部、
12は、変位センサ8からのセンサ信号Sにもとづいて
ダンパ速度を演算によって求めるダンパ速度演算部、1
3は、このダンパ速度演算部12および車体速度演算部
11の各演算結果に基づいて各バルブに対する制御力を
演算する制御力演算部である。
バルブのいずれかを選択する駆動バルブ選択部、15
は、加速度センサ5からの加速度信号Gを取り込み、加
速度信号Gが予め設定されたしきい値を超えたか否かを
判断する監視部としての加速度オーバレンジ監視部、1
6は、ダンパ速度演算部12で演算したダンパ速度信号
を取り込み、このダンパ速度信号が予め設定されたしき
い値を超えたか否かを判断する監視部としてのダンパ速
度監視部である。
視部15およびダンパ速度監視部16は、信号のある設
定時間毎の最大値を算出し、この最大値が連続してある
設定回数を超えたか否かも判断する。
15およびダンパ速度監視部16の各出力信号を取り込
んで、いずれか一方の信号がしきい値を超えた場合に、
制御/パッシブスイッチを開放側に切り換えて、パッシ
ブ特性と判断する制御/パッシブ判断部、18は、この
制御パッシブ判断結果に従ってオンまたはオフに切り換
えられる制御/パッシブスイッチ、19は、この制御/
パッシブスイッチ18を通してバルブ選択信号を受ける
とともに、バルブ9にバルブドライバ信号を出力するバ
ルブドライバ部である。
ステムにあっては、上記制御手段10において、加速度
センサ5が出力する車体左右振動の加速度信号に基づい
て、加速度オーバレンジ監視部15が車体左右振動の加
速度と予め設定されたしきい値とを比較し、車体左右振
動の加速度がそのしきい値に達した場合には車体振動が
異常であると判断する。
シブ判断部17はパッシブの判断を行って、制御/パッ
シブスイッチ18を開き、バルブドライバ部19による
いずれのバルブの駆動をも禁止する。
3,4は、通常のパッシブ特性による動作を行い、動作
の安全性を確保する。
発的に混入したノイズによって誤って直ちにパッシブ制
御に入ってしまい、乗心地が損なわれる場合がある。
監視部15において、加速度センサ5から得た車体左右
振動の加速度の最大値を一定時間ごとに監視する。
が、しきい値を連続して設定回数超えたとき、高速切換
弁及びアンロードバルブをパッシブの状態で運用するよ
うに、制御/パッシブスイッチ18を開放側に切り換え
る。
視することで、上記ノイズの影響を回避できる。
うときには、既に左右振動が大きくなって、乗心地が悪
化することは、前述の通りである。
体異常振動の検知も行うものとした。
3,4の変位センサ8からは変位信号Sが出力され、こ
の変位信号Sはダンパ速度演算部12にてダンパ速度信
号に変換される。
16にて監視され、そのダンパ速度がしきい値に達した
か否かが判断され、達した場合には、車体振動が異常で
あると判断される。
ッシブ判断部17は、パッシブと判断して、制御/パッ
シブスイッチ18を開放するように切り換え、これによ
り、高速切換弁及びアンロードバルブをパッシブ状態に
して、通常のダンパとしての動作を安定的に行うことが
できる。
ダンパ速度信号で上記異常の判断を行う場合には、突発
的に混入した外部ノイズ等により、誤って車体振動が異
常であると判断してしまう場合がある。
一定時間ごとのダンパ速度の最大値を監視して、その最
大値がしきい値に連続して設定回数に達したとき、車体
振動が異常であると判断させるようにする。
ッシブ判断部17は、パッシブと判断し、制御/パッシ
ブスイッチ18を開放するように切り換え、これによ
り、バルブドライバ部19は、高速切換弁及びアンロー
ドバルブを駆動することなく、従って、高速切換弁及び
アンロードバルブは、パッシブ状態となり、ダンパ制御
によらない通常のダンパとして作用する。
速度の最大値、ダンパ速度およびダンパ速度の最大値に
それぞれ基づいてなされる制御/パッシブ判断、および
制御/パッシブスイッチの切り換えは、それぞれ独立し
て実施され、いずれか一つが異常と判断されたとき、パ
ッシブ状態に入ることとなる。
ウェアまたはハードウェアのどちらによっても構成でき
る。
定時間間隔をどのくらいにするか、あるいは、しきい値
をどの程度に設定するか、さらには、何回連続して最大
値がしきい値を超えた場合に異常振動と判断するか、と
いった問題については、予め設計者等が経験的事実また
は過去の実験データ等に基づいて適宜に設定するもので
ある。
にするかという問題を考えた場合、当該しきい値は、本
システムを採用する車両の種類や走行場所、走行状態、
走行環境等に応じ、その都度変ってくるものである。
検討し、その使用環境に最も適したしきい値等に設定す
ることとなる。
の変位信号から算出したダンパ速度を監視するダンパ速
度監視部を設けて、そのダンパ速度が所定のしきい値を
超えた場合に、車両加速度信号の値いかんに拘らず、上
記減衰力調整バルブをパッシブ状態に制御するように構
成したので、車体の異常振動を早期に検出することがで
き、これにより、異常振動の継続または発散を防止で
き、結果として車両の乗心地を改善できるという効果が
得られるまた、上記発明と併せて、ある一定時間間隔に
おける車両加速度信号あるいはダンパ速度信号の最大値
を算出し、この最大値が複数回連続してしきい値を超え
た場合に異常振動か否かを判断するようにしたので、突
発的なノイズ等が信号に混入してきた場合であっても、
これを異常振動の信号であると誤検知することを防止す
ることができる。
制振システムを示すブロック図である。
振システムの構成を示す概念図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 台車と車体との間に介装されたセミアク
ティブ制御用ダンパと、このセミアクティブ制御用ダン
パに登載されて車体の横振れに応じて減衰力を調整する
減衰力調整バルブと、同じく上記のセミアクティブ制御
用ダンパに登載されてこのセミアクティブ制御用ダンパ
の変位を検出する変位センサと、車体に搭載されて車体
左右振動の加速度を検出する加速度センサと、上記加速
度センサの検出信号に基づいて求めた車体速度信号およ
び変位センサの検出信号に基づいて求めたダンパ速度信
号からセミアクティブ制御用ダンパに発生させるべき減
衰力を計算して上記減衰力調整バルブを駆動制御する制
御手段とを備えた鉄道車両の横振れ制振システムにおい
て、上記車体加速度信号を監視する監視部と、ダンパ速
度信号を監視する監視部とを設け、車両加速度信号また
はダンパ速度信号のいずれか一方がそれぞれの信号に予
め設定されたしきい値を超えた場合に、上記減衰力調整
バルブをパッシブ状態に制御することを特徴とする鉄道
車両の横振れ制振システム。 - 【請求項2】 上記車体加速度信号の所定時間間隔にお
ける最大値を算出して、この最大値が連続して複数回し
きい値を超えたか否かを検出する検出手段と、上記ダン
パ速度信号の所定時間間隔における最大値を算出し、こ
の最大値が複数回しきい値を超えたか否かを検出する検
出手段とを設け、車体加速度信号またはダンパ速度信号
のいずれかの信号の最大値が連続してしきい値を超えた
ことを検出した場合に、上記減衰力調整バルブをパッシ
ブ状態に制御することを特徴とする請求項1に記載の鉄
道車両の横振れ制振システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000085875A JP2001271872A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 鉄道車両の横振れ制振システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000085875A JP2001271872A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 鉄道車両の横振れ制振システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001271872A true JP2001271872A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18602131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000085875A Pending JP2001271872A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 鉄道車両の横振れ制振システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001271872A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009040082A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Kayaba Ind Co Ltd | 鉄道車両の制振装置 |
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WO2013118253A1 (ja) | 2012-02-07 | 2013-08-15 | 日本車輌製造株式会社 | センサ状態判断システム |
WO2018198956A1 (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | いすゞ自動車株式会社 | ターボチャージャの異常判定装置及び制御装置 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000085875A patent/JP2001271872A/ja active Pending
Cited By (8)
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