JP2003267217A - 鉄道車両用振動制御装置 - Google Patents
鉄道車両用振動制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 速度センサ及び変位センサ等に比して機械的
に強固であり、かつ、安価に製造することができる加速
度センサ又は荷重センサ等を用い、その出力に基づいて
鉄道車両の車体の振動を抑制すべく制御することができ
る振動制御装置を提供する。 【解決手段】 振動制御装置１００は、車体速度取得部
１１０，相対速度取得部１２０，及び演算部１３０を備
える。車体速度取得部１１０は、車体加速度センサから
車体加速度信号を受け付けて車体の速度を取得し、相対
速度取得部１２０は、前記車体加速度信号と台車加速度
センサから入力される台車加速度信号とを受け付け、相
対速度の正負に関する情報を少なくとも取得する。車体
速度取得部１１０及び相対速度取得部１２０にて取得さ
れた情報に基づき、演算部１３０は振動を抑制するため
の減衰力を示す指示情報（抑制力情報）を取得し、出力
する。
に強固であり、かつ、安価に製造することができる加速
度センサ又は荷重センサ等を用い、その出力に基づいて
鉄道車両の車体の振動を抑制すべく制御することができ
る振動制御装置を提供する。 【解決手段】 振動制御装置１００は、車体速度取得部
１１０，相対速度取得部１２０，及び演算部１３０を備
える。車体速度取得部１１０は、車体加速度センサから
車体加速度信号を受け付けて車体の速度を取得し、相対
速度取得部１２０は、前記車体加速度信号と台車加速度
センサから入力される台車加速度信号とを受け付け、相
対速度の正負に関する情報を少なくとも取得する。車体
速度取得部１１０及び相対速度取得部１２０にて取得さ
れた情報に基づき、演算部１３０は振動を抑制するため
の減衰力を示す指示情報（抑制力情報）を取得し、出力
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の台車と
車体との間に生じる振動を制御するための鉄道車両用振
動制御装置、特に、減衰力可変ダンパを用いたセミアク
ティブサスペンション装置として用いる鉄道車両用振動
制御装置に関する。
車体との間に生じる振動を制御するための鉄道車両用振
動制御装置、特に、減衰力可変ダンパを用いたセミアク
ティブサスペンション装置として用いる鉄道車両用振動
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両には、走行時における乗客の乗
り心地の向上を図るため、特に、鉄道車両の進行方向に
対する左右方向の振動を抑制又は制御することが望まれ
ている。そこで従来、特開平8-82338号公報，特開平9-3
01164号公報などにおいて振動制御装置に関する様々の
提案がなされている。
り心地の向上を図るため、特に、鉄道車両の進行方向に
対する左右方向の振動を抑制又は制御することが望まれ
ている。そこで従来、特開平8-82338号公報，特開平9-3
01164号公報などにおいて振動制御装置に関する様々の
提案がなされている。
【０００３】ところで鉄道車両は、レール上を回動する
車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車体とか
らおおまかに構成され、前記台車と車体との間には、空
気バネ及び左右動ダンパ（振動抑制部）等が備えられて
いる。前記空気バネは主として、台車に生じる上下左右
方向の振動が車体へ伝達されるのを抑制するための緩衝
装置として用いられている。また、前記左右動ダンパ
は、車体の左右方向への振動を抑制し、制御するために
用いられ、特に、前記左右動ダンパとして減衰力可変ダ
ンパを使用するサスペンション装置（振動制御装置）
は、セミアクティブサスペンション装置と呼ばれる。
車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車体とか
らおおまかに構成され、前記台車と車体との間には、空
気バネ及び左右動ダンパ（振動抑制部）等が備えられて
いる。前記空気バネは主として、台車に生じる上下左右
方向の振動が車体へ伝達されるのを抑制するための緩衝
装置として用いられている。また、前記左右動ダンパ
は、車体の左右方向への振動を抑制し、制御するために
用いられ、特に、前記左右動ダンパとして減衰力可変ダ
ンパを使用するサスペンション装置（振動制御装置）
は、セミアクティブサスペンション装置と呼ばれる。
【０００４】該セミアクティブサスペンション装置を用
いて車体の左右方向の振動を制御する場合の制御則には
公知のものがあり、以下にその概略を説明する。図１
３，１４は、前記制御則を説明するための説明図であ
り、図において１は鉄道車両の台車、２は前記台車１上
に設けられる車体、３は前記台車１及び車体２の間に設
けられるダンパを示している。該ダンパ３は、シリンダ
内に粘性流体（作動油など）が充填されており、シリン
ダ内に設けられたオリフィス（調圧弁）の開口径を調節
することにより減衰力が可変となっている。また、図１
３，１４には、鉄道車両の進行方向に対する左右方向を
向き、一方向を正とするｘ軸が示されており、ｘ軸方向
における台車１の速度をｖ1，車体２の速度をｖ2と仮定
する。
いて車体の左右方向の振動を制御する場合の制御則には
公知のものがあり、以下にその概略を説明する。図１
３，１４は、前記制御則を説明するための説明図であ
り、図において１は鉄道車両の台車、２は前記台車１上
に設けられる車体、３は前記台車１及び車体２の間に設
けられるダンパを示している。該ダンパ３は、シリンダ
内に粘性流体（作動油など）が充填されており、シリン
ダ内に設けられたオリフィス（調圧弁）の開口径を調節
することにより減衰力が可変となっている。また、図１
３，１４には、鉄道車両の進行方向に対する左右方向を
向き、一方向を正とするｘ軸が示されており、ｘ軸方向
における台車１の速度をｖ1，車体２の速度をｖ2と仮定
する。
【０００５】ここで、ｖ2＞０であり、かつ、台車１を
基準としたときの車体２の相対速度をｖaとしてｖa＝ｖ
2−ｖ1＞０である場合（図１３）、車体２は、台車１に
比して大きい速度でｘ軸の正方向へ変位していることが
わかる。従ってこの場合、車体２の左右方向の振動を抑
制するために、ダンパ３の減衰力を大きくし、台車１及
び車体２の間の結合を強固にする。
基準としたときの車体２の相対速度をｖaとしてｖa＝ｖ
2−ｖ1＞０である場合（図１３）、車体２は、台車１に
比して大きい速度でｘ軸の正方向へ変位していることが
わかる。従ってこの場合、車体２の左右方向の振動を抑
制するために、ダンパ３の減衰力を大きくし、台車１及
び車体２の間の結合を強固にする。
【０００６】他方、ｖ2＞０であり、かつ、相対速度ｖa
がｖa＝ｖ2−ｖ1＜０の関係にある場合（図１４）、台
車１は、車体２に比して大きい速度でｘ軸の正方向へ変
位していることがわかる。ここで仮に、台車１及び車体
２の間の結合を強固にすると、ｘ軸の正方向へより大き
な速度で変位する台車１により車体２が同方向へ引っ張
られてしまい、かえって車体２は左右方向へ大きく振動
してしまう。従ってこの場合、車体２の左右方向の振動
を抑制するために、ダンパ３の減衰力を小さくし（０で
もよい）、台車１及び車体２の間の結合を弱める。
がｖa＝ｖ2−ｖ1＜０の関係にある場合（図１４）、台
車１は、車体２に比して大きい速度でｘ軸の正方向へ変
位していることがわかる。ここで仮に、台車１及び車体
２の間の結合を強固にすると、ｘ軸の正方向へより大き
な速度で変位する台車１により車体２が同方向へ引っ張
られてしまい、かえって車体２は左右方向へ大きく振動
してしまう。従ってこの場合、車体２の左右方向の振動
を抑制するために、ダンパ３の減衰力を小さくし（０で
もよい）、台車１及び車体２の間の結合を弱める。
【０００７】このように、セミアクティブサスペンショ
ン装置を用いる場合の制御則は、車体２の速度ｖ2と、
台車１を基準としたときの車体２の相対速度ｖaとに基
づいて行われる。即ち、ｖ2＞０かつｖa＞０である場合
は減衰力を大きくなるように制御し、ｖ2＞０かつｖa＜
０である場合は減衰力を小さくなるように制御する。ま
た、相対速度ｖaの大きさに応じた重み付けを行って減
衰力の値を適宜制御することも可能である。従って、ｖ
2及びｖaを取得することにより、セミアクティブサスペ
ンション装置を用いて車体２の振動の制御を行うことが
できる。
ン装置を用いる場合の制御則は、車体２の速度ｖ2と、
台車１を基準としたときの車体２の相対速度ｖaとに基
づいて行われる。即ち、ｖ2＞０かつｖa＞０である場合
は減衰力を大きくなるように制御し、ｖ2＞０かつｖa＜
０である場合は減衰力を小さくなるように制御する。ま
た、相対速度ｖaの大きさに応じた重み付けを行って減
衰力の値を適宜制御することも可能である。従って、ｖ
2及びｖaを取得することにより、セミアクティブサスペ
ンション装置を用いて車体２の振動の制御を行うことが
できる。
【０００８】上記の公開公報は、共にセミアクティブサ
スペンション装置を用いるものに関して記載してあり、
一方では車体に速度センサ，車体及び台車間に変位セン
サを設け、また他方では、車体に加速度センサ，車体及
び台車間に速度センサを設けることにより、ｖ2及びｖa
を取得し、車体２の振動の制御に供している。
スペンション装置を用いるものに関して記載してあり、
一方では車体に速度センサ，車体及び台車間に変位セン
サを設け、また他方では、車体に加速度センサ，車体及
び台車間に速度センサを設けることにより、ｖ2及びｖa
を取得し、車体２の振動の制御に供している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、速度セ
ンサ及び変位センサは機械的に動作する必要があり、ま
た、台車と共に激しく振動するため、高度の耐久性が要
求され、概して高価なものとなっている。また、変位セ
ンサは一般にダンパに内蔵されるため、該ダンパは変位
センサを内蔵するための特殊な形状となっており、高価
なものとなっている。
ンサ及び変位センサは機械的に動作する必要があり、ま
た、台車と共に激しく振動するため、高度の耐久性が要
求され、概して高価なものとなっている。また、変位セ
ンサは一般にダンパに内蔵されるため、該ダンパは変位
センサを内蔵するための特殊な形状となっており、高価
なものとなっている。
【００１０】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、機械的に強固であり、かつ、安価に製
造することができるセンサの出力を用い、車体の振動を
抑制すべく制御することができる鉄道車両用制御装置を
提供することを目的とする。
れたものであり、機械的に強固であり、かつ、安価に製
造することができるセンサの出力を用い、車体の振動を
抑制すべく制御することができる鉄道車両用制御装置を
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る鉄道車両用振動制御装置は、車輪を軸
支する台車と、該台車上に設けられる車体と、該車体に
生じる振動を抑制するための振動抑制部とを備える鉄道
車両にて、前記車体に生じる振動を制御するための鉄道
車両用振動制御装置において、前記台車の加速度を示す
台車加速度信号を受け付ける手段と、前記車体の加速度
を示す車体加速度信号を受け付ける手段と、受け付けた
台車加速度信号及び車体加速度信号に基づき、少なくと
も前記台車及び車体の相対速度又は該相対速度の正負を
示す情報を取得する相対速度取得手段と、受け付けた車
体加速度信号に基づき、前記車体の速度を取得する車体
速度取得手段と、前記相対速度取得手段にて取得された
少なくとも相対速度又は相対速度の正負を示す情報、及
び、前記車体速度取得手段にて取得された車体の速度に
基づき、前記車体に生じる振動を抑制するための抑制力
情報を取得する抑制力情報取得手段と、取得した抑制力
情報を出力する手段とを備え、出力された抑制力情報に
基づいて前記振動抑制部が抑制力を発生することによ
り、前記車体の振動を制御する。
に、本発明に係る鉄道車両用振動制御装置は、車輪を軸
支する台車と、該台車上に設けられる車体と、該車体に
生じる振動を抑制するための振動抑制部とを備える鉄道
車両にて、前記車体に生じる振動を制御するための鉄道
車両用振動制御装置において、前記台車の加速度を示す
台車加速度信号を受け付ける手段と、前記車体の加速度
を示す車体加速度信号を受け付ける手段と、受け付けた
台車加速度信号及び車体加速度信号に基づき、少なくと
も前記台車及び車体の相対速度又は該相対速度の正負を
示す情報を取得する相対速度取得手段と、受け付けた車
体加速度信号に基づき、前記車体の速度を取得する車体
速度取得手段と、前記相対速度取得手段にて取得された
少なくとも相対速度又は相対速度の正負を示す情報、及
び、前記車体速度取得手段にて取得された車体の速度に
基づき、前記車体に生じる振動を抑制するための抑制力
情報を取得する抑制力情報取得手段と、取得した抑制力
情報を出力する手段とを備え、出力された抑制力情報に
基づいて前記振動抑制部が抑制力を発生することによ
り、前記車体の振動を制御する。
【００１２】このような構成とすることにより、速度セ
ンサ及び変位センサを用いず、これらに比して機械的に
強固であり、かつ非常に安価である加速度センサを台車
及び車体の双方に備えさせ、車体の速度と、車体及び台
車の相対速度（又は、該相対速度の正負を示す情報）と
を得ることができ、車体の振動を抑制すべく、減衰力可
変ダンパ等の振動抑制部を制御することができる。
ンサ及び変位センサを用いず、これらに比して機械的に
強固であり、かつ非常に安価である加速度センサを台車
及び車体の双方に備えさせ、車体の速度と、車体及び台
車の相対速度（又は、該相対速度の正負を示す情報）と
を得ることができ、車体の振動を抑制すべく、減衰力可
変ダンパ等の振動抑制部を制御することができる。
【００１３】また、本発明に係る鉄道車両用振動制御装
置は、車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車
体と、該車体に生じる振動を抑制するための振動抑制部
とを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を制御
するための振動制御装置において、前記台車の加速度を
示す台車加速度信号を受け付ける手段と、前記車体の速
度を示す車体速度信号を受け付ける手段と、受け付けた
台車加速度信号及び車体速度信号に基づき、少なくとも
前記台車及び車体の相対速度又は該相対速度の正負を示
す情報を取得する相対速度取得手段と、前記相対速度取
得手段にて取得された少なくとも相対速度又は該相対速
度の正負を示す情報、及び、受け付けた車体速度信号に
基づき、前記車体に生じる振動を抑制するための抑制力
情報を取得する抑制力情報取得手段と、取得した抑制力
情報を出力する手段とを備え、出力された抑制力情報に
基づいて前記振動抑制部が抑制力を発生することによ
り、前記車体の振動を制御する。
置は、車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車
体と、該車体に生じる振動を抑制するための振動抑制部
とを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を制御
するための振動制御装置において、前記台車の加速度を
示す台車加速度信号を受け付ける手段と、前記車体の速
度を示す車体速度信号を受け付ける手段と、受け付けた
台車加速度信号及び車体速度信号に基づき、少なくとも
前記台車及び車体の相対速度又は該相対速度の正負を示
す情報を取得する相対速度取得手段と、前記相対速度取
得手段にて取得された少なくとも相対速度又は該相対速
度の正負を示す情報、及び、受け付けた車体速度信号に
基づき、前記車体に生じる振動を抑制するための抑制力
情報を取得する抑制力情報取得手段と、取得した抑制力
情報を出力する手段とを備え、出力された抑制力情報に
基づいて前記振動抑制部が抑制力を発生することによ
り、前記車体の振動を制御する。
【００１４】このような構成とすることにより、変位セ
ンサを用いず、これに比して機械的に強固かつ安価であ
る加速度センサを台車に備えさせ、該加速度センサにて
検出される台車の加速度と、車体が備える速度センサに
て検出される車体の速度に基づき、振動抑制部を制御し
て振動を抑制させることができる。
ンサを用いず、これに比して機械的に強固かつ安価であ
る加速度センサを台車に備えさせ、該加速度センサにて
検出される台車の加速度と、車体が備える速度センサに
て検出される車体の速度に基づき、振動抑制部を制御し
て振動を抑制させることができる。
【００１５】また、前記相対速度取得手段は、受け付け
た信号に含まれる特定の周波数成分を除去するフィルタ
と、積分器とを有する。
た信号に含まれる特定の周波数成分を除去するフィルタ
と、積分器とを有する。
【００１６】入力される信号のうち、車体の振動を抑制
するための測定の対象となるのは、例えば１〜１０Ｈｚ
などのように所定の周波数帯域における信号に限定され
ている。従ってこのような構成とすることにより、入力
された信号のうち、測定の対象外である周波数（上述し
た例で言えば１Ｈｚ以下及び１０Ｈｚ以上の周波数）を
有する信号を除去した上で、所望する周波数を有する信
号のみを積分器により処理して相対速度を取得すること
ができ、車体の振動の抑制制御に供することができる。
するための測定の対象となるのは、例えば１〜１０Ｈｚ
などのように所定の周波数帯域における信号に限定され
ている。従ってこのような構成とすることにより、入力
された信号のうち、測定の対象外である周波数（上述し
た例で言えば１Ｈｚ以下及び１０Ｈｚ以上の周波数）を
有する信号を除去した上で、所望する周波数を有する信
号のみを積分器により処理して相対速度を取得すること
ができ、車体の振動の抑制制御に供することができる。
【００１７】また、前記相対速度取得手段は、オブザー
バ又はカルマンフィルタを有する。
バ又はカルマンフィルタを有する。
【００１８】一例として、入力値として台車の加速度、
出力値として車体の加速度とし、途中の状態量として台
車及び車体の間の相対速度を取得できるオブザーバを相
対速度取得手段として構成する。このような構成とする
ことにより、速度センサ及び変位センサを用いずとも、
例えば台車加速度センサ及び車体加速度センサを用い
て、比較的正確に相対速度を取得することができ、車体
の振動の抑制制御に供することができる。
出力値として車体の加速度とし、途中の状態量として台
車及び車体の間の相対速度を取得できるオブザーバを相
対速度取得手段として構成する。このような構成とする
ことにより、速度センサ及び変位センサを用いずとも、
例えば台車加速度センサ及び車体加速度センサを用い
て、比較的正確に相対速度を取得することができ、車体
の振動の抑制制御に供することができる。
【００１９】また、本発明に係る鉄道車両振動装置は、
車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車体と、
該車体に生じる振動を抑制するための振動抑制部とを備
える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を制御するた
めの鉄道車両用振動制御装置において、前記台車及び車
体の間に作用する荷重を示す荷重信号を受け付ける手段
と、前記車体の加速度を示す車体加速度信号を受け付け
る手段と、受け付けた荷重信号に基づき、少なくとも前
記台車及び車体の相対速度及び該相対速度の正負を示す
情報を取得する相対速度取得手段と、受け付けた車体加
速度信号に基づき、前記車体の速度を取得する車体速度
取得手段と、前記相対速度取得手段にて取得された少な
くとも相対速度又は該相対速度の正負を示す情報、及
び、前記車体速度取得手段にて取得された車体の速度に
基づき、前記車体に生じる振動を抑制するための抑制力
情報を取得する抑制力情報取得手段と、取得した抑制力
情報を出力する手段とを備え、出力された抑制力情報に
基づいて前記振動抑制部が抑制力を発生することによ
り、前記車体の振動を制御する。
車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車体と、
該車体に生じる振動を抑制するための振動抑制部とを備
える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を制御するた
めの鉄道車両用振動制御装置において、前記台車及び車
体の間に作用する荷重を示す荷重信号を受け付ける手段
と、前記車体の加速度を示す車体加速度信号を受け付け
る手段と、受け付けた荷重信号に基づき、少なくとも前
記台車及び車体の相対速度及び該相対速度の正負を示す
情報を取得する相対速度取得手段と、受け付けた車体加
速度信号に基づき、前記車体の速度を取得する車体速度
取得手段と、前記相対速度取得手段にて取得された少な
くとも相対速度又は該相対速度の正負を示す情報、及
び、前記車体速度取得手段にて取得された車体の速度に
基づき、前記車体に生じる振動を抑制するための抑制力
情報を取得する抑制力情報取得手段と、取得した抑制力
情報を出力する手段とを備え、出力された抑制力情報に
基づいて前記振動抑制部が抑制力を発生することによ
り、前記車体の振動を制御する。
【００２０】このような構成とすることにより、速度セ
ンサ及び変位センサを用いず、これらに比して機械的に
強固であり、かつ非常に安価である加速度センサ及び荷
重センサを用い、車体の速度と、車体及び台車の相対速
度（又は、該相対速度の正負を示す情報）とを得ること
ができ、車体の振動を抑制すべく、減衰力可変ダンパ等
の振動抑制部を制御することができる。
ンサ及び変位センサを用いず、これらに比して機械的に
強固であり、かつ非常に安価である加速度センサ及び荷
重センサを用い、車体の速度と、車体及び台車の相対速
度（又は、該相対速度の正負を示す情報）とを得ること
ができ、車体の振動を抑制すべく、減衰力可変ダンパ等
の振動抑制部を制御することができる。
【００２１】なお、ダンパの減衰指令値（抑制力情報）
に応じ、発生する荷重と相対速度との関係を予め取得し
ておくことにより、前記相対速度取得手段は、前記荷重
信号から比較的正確に相対速度を演算することができ、
前記振動抑制部を適切に制御することができる。
に応じ、発生する荷重と相対速度との関係を予め取得し
ておくことにより、前記相対速度取得手段は、前記荷重
信号から比較的正確に相対速度を演算することができ、
前記振動抑制部を適切に制御することができる。
【００２２】また、本発明に係る鉄道車両用振動制御装
置は、車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車
体と、該車体に生じる振動を抑制するための振動抑制部
とを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を制御
するための鉄道車両用振動制御装置において、前記台車
及び車体の間に作用する荷重を示す荷重信号を受け付け
る手段と、前記車体の速度を示す車体速度信号を受け付
ける手段と、受け付けた荷重信号に基づき、少なくとも
前記台車及び車体の相対速度又は相対速度の正負を示す
情報を取得する相対速度取得手段と、前記相対速度取得
手段にて取得された少なくとも相対速度又は相対速度の
正負を示す情報、及び、受け付けた車体速度信号に基づ
き、前記車体に生じる振動を抑制するための抑制力情報
を取得する抑制力情報取得手段と、取得した抑制力情報
を出力する手段とを備え、出力された抑制力情報に基づ
いて前記振動抑制部が抑制力を発生することにより、前
記車体の振動を制御する。
置は、車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車
体と、該車体に生じる振動を抑制するための振動抑制部
とを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を制御
するための鉄道車両用振動制御装置において、前記台車
及び車体の間に作用する荷重を示す荷重信号を受け付け
る手段と、前記車体の速度を示す車体速度信号を受け付
ける手段と、受け付けた荷重信号に基づき、少なくとも
前記台車及び車体の相対速度又は相対速度の正負を示す
情報を取得する相対速度取得手段と、前記相対速度取得
手段にて取得された少なくとも相対速度又は相対速度の
正負を示す情報、及び、受け付けた車体速度信号に基づ
き、前記車体に生じる振動を抑制するための抑制力情報
を取得する抑制力情報取得手段と、取得した抑制力情報
を出力する手段とを備え、出力された抑制力情報に基づ
いて前記振動抑制部が抑制力を発生することにより、前
記車体の振動を制御する。
【００２３】このような構成とすることにより、変位セ
ンサを用いず、これに比して機械的に強固かつ安価であ
る荷重センサを用い、該荷重センサにて検出される台車
及び車体の相対速度（又は、該相対速度の正負を示す情
報）と、車体が備える速度センサにて検出される車体の
速度に基づき、振動抑制部を制御して振動を抑制させる
ことができる。
ンサを用いず、これに比して機械的に強固かつ安価であ
る荷重センサを用い、該荷重センサにて検出される台車
及び車体の相対速度（又は、該相対速度の正負を示す情
報）と、車体が備える速度センサにて検出される車体の
速度に基づき、振動抑制部を制御して振動を抑制させる
ことができる。
【００２４】また、本発明に係る鉄道車両用振動制御装
置は、車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車
体と、該車体に生じる振動を抑制するためのダンパとを
備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を制御する
ための鉄道車両用振動制御装置において、前記ダンパ
は、外力に応じた導電率を有する弾性体である感圧導電
ゴムからなるゴムブッシュを具備する軸受部を端部に有
し、前記ゴムブッシュが有する導電率を示す信号に基づ
き、少なくとも前記台車及び車体の相対速度又は該相対
速度の正負を示す情報を取得する相対速度取得手段と、
該相対速度取得手段にて取得された少なくとも相対速度
又は該相対速度の正負を示す情報に基づき、前記車体に
生じる振動を抑制するための抑制力情報を取得する抑制
力情報取得手段と、取得した抑制力情報を出力する手段
とを備え、出力された抑制力情報に基づいて前記ダンパ
が抑制力を発生することにより、前記車体の振動を制御
する。
置は、車輪を軸支する台車と、該台車上に設けられる車
体と、該車体に生じる振動を抑制するためのダンパとを
備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を制御する
ための鉄道車両用振動制御装置において、前記ダンパ
は、外力に応じた導電率を有する弾性体である感圧導電
ゴムからなるゴムブッシュを具備する軸受部を端部に有
し、前記ゴムブッシュが有する導電率を示す信号に基づ
き、少なくとも前記台車及び車体の相対速度又は該相対
速度の正負を示す情報を取得する相対速度取得手段と、
該相対速度取得手段にて取得された少なくとも相対速度
又は該相対速度の正負を示す情報に基づき、前記車体に
生じる振動を抑制するための抑制力情報を取得する抑制
力情報取得手段と、取得した抑制力情報を出力する手段
とを備え、出力された抑制力情報に基づいて前記ダンパ
が抑制力を発生することにより、前記車体の振動を制御
する。
【００２５】このような構成とすることにより、機械的
に強固であり安価な荷重センサを構成することができる
上に、該荷重センサを用いて車体及び台車の相対的な変
位がダンパへ及ぼす外力に応じた信号を検出でき、検出
した該信号に基づいて少なくとも前記車体及び台車の相
対的な速度、又は該相対速度の正負を示す情報を取得す
ることができる。
に強固であり安価な荷重センサを構成することができる
上に、該荷重センサを用いて車体及び台車の相対的な変
位がダンパへ及ぼす外力に応じた信号を検出でき、検出
した該信号に基づいて少なくとも前記車体及び台車の相
対的な速度、又は該相対速度の正負を示す情報を取得す
ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照しながら具体的に詳述する。
示す図面を参照しながら具体的に詳述する。
【００２７】（実施の形態１）図１は、本発明に係る鉄
道車両用振動制御装置（以下、振動制御装置、という）
をセミアクティブサスペンション装置として適用した鉄
道車両の実施の形態１における構成を示す模式図であ
る。図において１は、下部に車輪を軸支する台車であ
り、該台車１の上側には乗客及び乗員が搭乗する車体２
が、所定間隔を有して備えられている。また、鉄道車両
の進行方向を正面方向とした場合に、台車１と車体２と
の間における両脇には、空気バネ４が、その上端及び下
端を夫々車体２及び台車１に取り付けられている。該空
気バネ４は、台車１と車体２との間に生じる垂直方向及
び水平方向の振動を吸収するためのものである。
道車両用振動制御装置（以下、振動制御装置、という）
をセミアクティブサスペンション装置として適用した鉄
道車両の実施の形態１における構成を示す模式図であ
る。図において１は、下部に車輪を軸支する台車であ
り、該台車１の上側には乗客及び乗員が搭乗する車体２
が、所定間隔を有して備えられている。また、鉄道車両
の進行方向を正面方向とした場合に、台車１と車体２と
の間における両脇には、空気バネ４が、その上端及び下
端を夫々車体２及び台車１に取り付けられている。該空
気バネ４は、台車１と車体２との間に生じる垂直方向及
び水平方向の振動を吸収するためのものである。
【００２８】台車１と車体２との夫々には、棒状のダン
パ支持部材１ａ，２ａが設けられている。該ダンパ支持
部材１ａ，２ａは、進行方向における位置が略一致し、
左右方向に所定間隔を有して位置し、前記ダンパ支持部
材１ａは台車１の上部に立設し、前記ダンパ支持部材２
ａは車体２の下部に垂設されている。該ダンパ支持部材
１ａ，２ａの間には、減衰力を調節することができる減
衰力可変ダンパ（振動抑制部）３が、その長手方向を左
右方向と一致させた状態で介装されている。該減衰力可
変ダンパ３は、台車１と車体２との間に生じる左右方向
の振動を抑制するためのものであり、例えば、内部に充
填された粘性流体の通路をなすオリフィスの開口径を開
閉することにより、減衰力を調整することができる。
パ支持部材１ａ，２ａが設けられている。該ダンパ支持
部材１ａ，２ａは、進行方向における位置が略一致し、
左右方向に所定間隔を有して位置し、前記ダンパ支持部
材１ａは台車１の上部に立設し、前記ダンパ支持部材２
ａは車体２の下部に垂設されている。該ダンパ支持部材
１ａ，２ａの間には、減衰力を調節することができる減
衰力可変ダンパ（振動抑制部）３が、その長手方向を左
右方向と一致させた状態で介装されている。該減衰力可
変ダンパ３は、台車１と車体２との間に生じる左右方向
の振動を抑制するためのものであり、例えば、内部に充
填された粘性流体の通路をなすオリフィスの開口径を開
閉することにより、減衰力を調整することができる。
【００２９】また、台車１には台車加速度センサ１１が
備えられ，車体２には車体加速度センサ２１及び振動制
御装置１００が備えられている。前記振動制御装置１０
０と車体加速度センサ２１とは図示しない信号ケーブル
を介して接続され、また、振動制御装置１００と台車加
速度センサ１１とは、図示しない信号ケーブルを介して
接続されている。
備えられ，車体２には車体加速度センサ２１及び振動制
御装置１００が備えられている。前記振動制御装置１０
０と車体加速度センサ２１とは図示しない信号ケーブル
を介して接続され、また、振動制御装置１００と台車加
速度センサ１１とは、図示しない信号ケーブルを介して
接続されている。
【００３０】図２は、本実施の形態に係る前記振動制御
装置１００の概略構成を示すブロック図である。図に示
すように振動制御装置１００は、車体速度取得部１１
０，相対速度取得部１２０，及び演算部１３０とを備え
ている。前記車体速度取得部１１０は、前記車体加速度
センサ２１との間で信号線により接続されており、該車
体加速度センサ２１から入力された車体２の加速度を示
す信号に基づいて該車体２の速度を取得する。また、前
記相対速度取得部１２０は、前記台車加速度センサ１１
及び車体加速度センサ２１との間で信号線により接続さ
れており、該台車加速度センサ１１から入力された台車
１の加速度を示す信号と、車体加速度センサ２１から入
力された車体２の加速度を示す信号とに基づいて、台車
１及び車体２の間の相対速度を取得する。車体速度取得
部１１０にて取得した車体２の速度と、相対速度取得部
１２０にて取得した相対速度とは、演算部１３０へ入力
される。演算部１３０は、入力された信号が示す情報に
基づき、所定の減衰力を示す指示信号を、減衰力可変ダ
ンパ３のオリフィスを開閉させるドライバ（図示せず）
へ出力する。
装置１００の概略構成を示すブロック図である。図に示
すように振動制御装置１００は、車体速度取得部１１
０，相対速度取得部１２０，及び演算部１３０とを備え
ている。前記車体速度取得部１１０は、前記車体加速度
センサ２１との間で信号線により接続されており、該車
体加速度センサ２１から入力された車体２の加速度を示
す信号に基づいて該車体２の速度を取得する。また、前
記相対速度取得部１２０は、前記台車加速度センサ１１
及び車体加速度センサ２１との間で信号線により接続さ
れており、該台車加速度センサ１１から入力された台車
１の加速度を示す信号と、車体加速度センサ２１から入
力された車体２の加速度を示す信号とに基づいて、台車
１及び車体２の間の相対速度を取得する。車体速度取得
部１１０にて取得した車体２の速度と、相対速度取得部
１２０にて取得した相対速度とは、演算部１３０へ入力
される。演算部１３０は、入力された信号が示す情報に
基づき、所定の減衰力を示す指示信号を、減衰力可変ダ
ンパ３のオリフィスを開閉させるドライバ（図示せず）
へ出力する。
【００３１】図３は、前記車体速度取得部１１０の概略
構成を示すブロック図であり、図４は、前記相対速度取
得部１２０の概略構成を示すブロック図である。図３，
４に示すように、車体速度取得部１１０及び相対速度取
得部１２０は同様の構成をなしており、車体速度取得部
１１０はバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）１１１及
び積分器１１２を備え、相対速度取得部１２０はＢＰＦ
１２１及び積分器１２２を備えている。
構成を示すブロック図であり、図４は、前記相対速度取
得部１２０の概略構成を示すブロック図である。図３，
４に示すように、車体速度取得部１１０及び相対速度取
得部１２０は同様の構成をなしており、車体速度取得部
１１０はバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）１１１及
び積分器１１２を備え、相対速度取得部１２０はＢＰＦ
１２１及び積分器１２２を備えている。
【００３２】前述したように、車体速度取得部１１０に
は、車体加速度センサ２１にて検出された車体２の加速
度を示す信号が入力される。ところで、車体２の振動を
抑制すべく減衰力可変ダンパ３を制御する場合、本実施
の形態において必要となる車体の加速度を示す信号は、
０．１〜１０Ｈｚ程度の周波数帯域の信号である。しか
し、車体加速度センサ２１からＢＰＦ１１１へ入力され
る信号には更に広い周波数帯域の信号が含まれている。
従って、前記ＢＰＦ１１１は、０．１〜１０Ｈｚ程度の
周波数帯域の信号のみを通過させる特性を有するものを
用いる。このようにＢＰＦ１１１を通過した所定の周波
数帯域の信号は積分器１１２へ入力され、車体２の速度
ｖ2が得られる。得られた車体２の速度ｖ2を示す信号
は、前記演算部１３０へ出力される。
は、車体加速度センサ２１にて検出された車体２の加速
度を示す信号が入力される。ところで、車体２の振動を
抑制すべく減衰力可変ダンパ３を制御する場合、本実施
の形態において必要となる車体の加速度を示す信号は、
０．１〜１０Ｈｚ程度の周波数帯域の信号である。しか
し、車体加速度センサ２１からＢＰＦ１１１へ入力され
る信号には更に広い周波数帯域の信号が含まれている。
従って、前記ＢＰＦ１１１は、０．１〜１０Ｈｚ程度の
周波数帯域の信号のみを通過させる特性を有するものを
用いる。このようにＢＰＦ１１１を通過した所定の周波
数帯域の信号は積分器１１２へ入力され、車体２の速度
ｖ2が得られる。得られた車体２の速度ｖ2を示す信号
は、前記演算部１３０へ出力される。
【００３３】同様に、相対速度取得部１２０には、台車
加速度センサ１１にて検出された台車１の加速度を示す
信号と、車体加速度センサ２１にて検出された車体２の
加速度を示す信号とが入力される。即ち、本実施の形態
においては、台車１を基準としたときの車体２の相対加
速度ａaがＢＰＦ１２１へ入力される。該ＢＰＦ１２１
も前記ＢＰＦ１１１と同様に、０．１〜１０Ｈｚ程度の
周波数帯域の信号のみを通過させる。ＢＰＦ１２１を通
過した信号は積分器１２２へ入力され、台車１を基準と
したときの車体２の相対速度ｖaが得られる。得られた
相対速度ｖaを示す信号は、前記演算部１３０へ出力さ
れる。
加速度センサ１１にて検出された台車１の加速度を示す
信号と、車体加速度センサ２１にて検出された車体２の
加速度を示す信号とが入力される。即ち、本実施の形態
においては、台車１を基準としたときの車体２の相対加
速度ａaがＢＰＦ１２１へ入力される。該ＢＰＦ１２１
も前記ＢＰＦ１１１と同様に、０．１〜１０Ｈｚ程度の
周波数帯域の信号のみを通過させる。ＢＰＦ１２１を通
過した信号は積分器１２２へ入力され、台車１を基準と
したときの車体２の相対速度ｖaが得られる。得られた
相対速度ｖaを示す信号は、前記演算部１３０へ出力さ
れる。
【００３４】なお、前記ＢＰＦ１１１，１２１に換えて
ハイパスフィルタを用いてもよい。この場合、１次のハ
イパスフィルタは、その後に積分器を配することにより
全体としてローパスフィルタとなるため、２次以上のハ
イパスフィルタを用いることが望ましい。
ハイパスフィルタを用いてもよい。この場合、１次のハ
イパスフィルタは、その後に積分器を配することにより
全体としてローパスフィルタとなるため、２次以上のハ
イパスフィルタを用いることが望ましい。
【００３５】次に、上述したような構成をなす振動制御
装置１００の動作の流れを、図５に示すフローチャート
を用いて説明する。前述したように、振動制御装置１０
０が備える車体速度取得部１１０は、車体２の加速度を
示す信号を受け付け（Ｓ１）、受け付けた信号に基づい
て車体２の速度ｖ2を取得し（Ｓ２）、取得した速度ｖ2
を示す信号を演算部１３０へ出力する（Ｓ３）。また、
相対速度取得部１２０は、相対加速度ａaを示す信号を
受け付け（Ｓ４）、受け付けた信号に基づいて台車１を
基準とする車体２の相対速度ｖaを取得し（Ｓ５）、取
得した相対速度ｖaを示す信号を演算部１３０へ出力す
る（Ｓ６）。
装置１００の動作の流れを、図５に示すフローチャート
を用いて説明する。前述したように、振動制御装置１０
０が備える車体速度取得部１１０は、車体２の加速度を
示す信号を受け付け（Ｓ１）、受け付けた信号に基づい
て車体２の速度ｖ2を取得し（Ｓ２）、取得した速度ｖ2
を示す信号を演算部１３０へ出力する（Ｓ３）。また、
相対速度取得部１２０は、相対加速度ａaを示す信号を
受け付け（Ｓ４）、受け付けた信号に基づいて台車１を
基準とする車体２の相対速度ｖaを取得し（Ｓ５）、取
得した相対速度ｖaを示す信号を演算部１３０へ出力す
る（Ｓ６）。
【００３６】速度ｖ2を示す信号，及び相対速度ｖaを示
す信号が入力された演算部１３０は（Ｓ７）、これらに
基づいて減衰力を算出する（Ｓ８）。例えば、予め速度
ｖ2及び／又は相対速度ｖaをパラメータとする演算式を
設定しておき、実際にステップ７にて入力された速度ｖ
2及び相対速度ｖaを前記演算式へ代入して算出すればよ
い。なお、速度ｖ2及び／又は相対速度ｖaに基づいて減
衰力を得る方法は公知のものであり、ここでの詳説は省
略する。
す信号が入力された演算部１３０は（Ｓ７）、これらに
基づいて減衰力を算出する（Ｓ８）。例えば、予め速度
ｖ2及び／又は相対速度ｖaをパラメータとする演算式を
設定しておき、実際にステップ７にて入力された速度ｖ
2及び相対速度ｖaを前記演算式へ代入して算出すればよ
い。なお、速度ｖ2及び／又は相対速度ｖaに基づいて減
衰力を得る方法は公知のものであり、ここでの詳説は省
略する。
【００３７】次に演算部１３０は、入力された速度ｖ2
及び相対速度ｖaの両者を比較し、ｖ a＊ｖ2＞０である
か否かを判別する（Ｓ９）。既に説明したように、ｖa
＊ｖ2＞０のときは、台車１に比して車体２はより大き
い速度で一方へ振動していることになるため、減衰力可
変ダンパ３がステップ８にて算出した減衰力を有するよ
うに指示信号を出力する（Ｓ１０）。また、ｖa＊ｖ2＜
０のときは、車体２に比して台車１はより大きい速度で
一方へ振動していることになるため、ステップ８にて算
出した減衰力は採用せず、代わりに、減衰力可変ダンパ
３が最小の減衰力を有するように指示信号（抑制力情
報）を出力する（Ｓ１１）。
及び相対速度ｖaの両者を比較し、ｖ a＊ｖ2＞０である
か否かを判別する（Ｓ９）。既に説明したように、ｖa
＊ｖ2＞０のときは、台車１に比して車体２はより大き
い速度で一方へ振動していることになるため、減衰力可
変ダンパ３がステップ８にて算出した減衰力を有するよ
うに指示信号を出力する（Ｓ１０）。また、ｖa＊ｖ2＜
０のときは、車体２に比して台車１はより大きい速度で
一方へ振動していることになるため、ステップ８にて算
出した減衰力は採用せず、代わりに、減衰力可変ダンパ
３が最小の減衰力を有するように指示信号（抑制力情
報）を出力する（Ｓ１１）。
【００３８】ステップ１０又は１１にて出力された指示
信号は、ドライバへ入力され、該ドライバが指示信号に
基づいて駆動することにより、減衰力可変ダンパ３が有
するオリフィスの開口径は開閉される。
信号は、ドライバへ入力され、該ドライバが指示信号に
基づいて駆動することにより、減衰力可変ダンパ３が有
するオリフィスの開口径は開閉される。
【００３９】以上に説明したように、本実施の形態１に
係る振動制御装置１００は、速度センサ及び変位センサ
等を用いていない。その代わりに台車加速度センサ１１
及び車体加速度センサ２１を用い、それらにて検出した
台車１及び車体２の夫々の加速度に基づき、減衰力可変
ダンパ３が発揮する減衰力を制御し、車体２の振動を抑
制することができる。また、加速度センサは、速度セン
サ及び変位センサと比べて機械的に強固でありかつ安価
であるため、鉄道車両の振動の制御を精度の低下を招く
ことなく、耐故障性に優れたシステムを低価格にて実現
することができる。
係る振動制御装置１００は、速度センサ及び変位センサ
等を用いていない。その代わりに台車加速度センサ１１
及び車体加速度センサ２１を用い、それらにて検出した
台車１及び車体２の夫々の加速度に基づき、減衰力可変
ダンパ３が発揮する減衰力を制御し、車体２の振動を抑
制することができる。また、加速度センサは、速度セン
サ及び変位センサと比べて機械的に強固でありかつ安価
であるため、鉄道車両の振動の制御を精度の低下を招く
ことなく、耐故障性に優れたシステムを低価格にて実現
することができる。
【００４０】なお、車体加速度センサ２１に替えて速度
センサを用いた場合であっても、振動の激しい台車１に
前記台車加速度センサ１１を用いることにより、上記実
施の形態１と同等の効果を得ることができる。
センサを用いた場合であっても、振動の激しい台車１に
前記台車加速度センサ１１を用いることにより、上記実
施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００４１】（実施の形態２）実施の形態１に係る振動
制御装置１００では、バンドパスフィルタ又はハイパス
フィルタを用いるものを説明したが、鉄道車両における
セミアクティブサスペンション装置としては比較的低周
波の振動を制御する必要があるため、取得した速度及び
相対速度により高い精度を求めることができない場合が
ある。従って、本実施の形態２では、セミアクティブサ
スペンション装置としてオブザーバを用いた振動制御装
置について説明する。
制御装置１００では、バンドパスフィルタ又はハイパス
フィルタを用いるものを説明したが、鉄道車両における
セミアクティブサスペンション装置としては比較的低周
波の振動を制御する必要があるため、取得した速度及び
相対速度により高い精度を求めることができない場合が
ある。従って、本実施の形態２では、セミアクティブサ
スペンション装置としてオブザーバを用いた振動制御装
置について説明する。
【００４２】なお、本実施の形態２では、振動制御装置
を除く鉄道車両の構成は実施の形態１に示す構成（図１
参照）と同様であり、台車加速度センサ１１及び車体加
速度センサ２１を用いる。また、カルマンフィルタは、
使用の用途が異なるが、その構成は基本的にオブザーバ
と同一であるため、本実施の形態２にて説明する振動制
御装置は、カルマンフィルタを用いて実現することも可
能である。
を除く鉄道車両の構成は実施の形態１に示す構成（図１
参照）と同様であり、台車加速度センサ１１及び車体加
速度センサ２１を用いる。また、カルマンフィルタは、
使用の用途が異なるが、その構成は基本的にオブザーバ
と同一であるため、本実施の形態２にて説明する振動制
御装置は、カルマンフィルタを用いて実現することも可
能である。
【００４３】台車１，車体２，減衰力可変ダンパ３，及
び空気バネ４からなる系を、台車１の強制加振によって
生じる車体２の振動を抑制するものとした場合、全体系
は図６のブロック図のように示される。即ち、台車１の
加速度をａ1，車体２の加速度をａ2とした場合に、加速
度ａ1を入力とし、加速度ａ2を出力とした系で表され
る。ここで系の状態量として、台車１の加速度をａ1，
速度をｖ1，変位をｘ1とし、車体２の加速度をａ2，速
度をｖ2，変位をｘ2とする。また、減衰力可変ダンパ３
のダンパ定数をＣ、空気バネ４のバネ定数をＫ、車体２
の質量をＭ2とする。なお、図６では、より複雑な構成
をなす実際の系を簡略にモデル化して示してある。
び空気バネ４からなる系を、台車１の強制加振によって
生じる車体２の振動を抑制するものとした場合、全体系
は図６のブロック図のように示される。即ち、台車１の
加速度をａ1，車体２の加速度をａ2とした場合に、加速
度ａ1を入力とし、加速度ａ2を出力とした系で表され
る。ここで系の状態量として、台車１の加速度をａ1，
速度をｖ1，変位をｘ1とし、車体２の加速度をａ2，速
度をｖ2，変位をｘ2とする。また、減衰力可変ダンパ３
のダンパ定数をＣ、空気バネ４のバネ定数をＫ、車体２
の質量をＭ2とする。なお、図６では、より複雑な構成
をなす実際の系を簡略にモデル化して示してある。
【００４４】前記系を具体的に説明すると、台車加速度
センサ１１にて検出された系の入力である台車１の加速
度ａ1には外乱として直流ドリフトＤ1が入力され、併せ
て積分器へ入力されることにより台車１の速度ｖ1が得
られる。得られた速度ｖ1が更に積分器へ入力されるこ
とにより台車１の変位ｘ1が得られる。他方、車体加速
度センサ２１にて検出された車体２の加速度ａ2には外
乱として直流ドリフトＤ2が入力され、併せて積分器へ
入力されることにより車体２の速度ｖ2が得られる。得
られた速度ｖ2が更に積分器へ入力されることにより車
体２の変位ｘ2が得られる。
センサ１１にて検出された系の入力である台車１の加速
度ａ1には外乱として直流ドリフトＤ1が入力され、併せ
て積分器へ入力されることにより台車１の速度ｖ1が得
られる。得られた速度ｖ1が更に積分器へ入力されるこ
とにより台車１の変位ｘ1が得られる。他方、車体加速
度センサ２１にて検出された車体２の加速度ａ2には外
乱として直流ドリフトＤ2が入力され、併せて積分器へ
入力されることにより車体２の速度ｖ2が得られる。得
られた速度ｖ2が更に積分器へ入力されることにより車
体２の変位ｘ2が得られる。
【００４５】次に、台車１の速度ｖ1と車体２の速度ｖ2
とについて、速度ｖ1を正として差分が取られることに
より相対速度ｖaが得られる。また、台車１の変位ｘ1と
車体２の変位ｘ2とについて、変位ｘ1を正として差分が
取られることにより相対変位ｘaが得られる。
とについて、速度ｖ1を正として差分が取られることに
より相対速度ｖaが得られる。また、台車１の変位ｘ1と
車体２の変位ｘ2とについて、変位ｘ1を正として差分が
取られることにより相対変位ｘaが得られる。
【００４６】この様にして得られた相対速度ｖaにダン
パ定数Ｃが乗ぜられたものと、相対変位ｘaにバネ定数
Ｋが乗ぜられたものとを加算し、更に車体２の質量Ｍ2
の逆数を乗ずることにより、車体２の加速度ａ2が得ら
れる。
パ定数Ｃが乗ぜられたものと、相対変位ｘaにバネ定数
Ｋが乗ぜられたものとを加算し、更に車体２の質量Ｍ2
の逆数を乗ずることにより、車体２の加速度ａ2が得ら
れる。
【００４７】ところで、上述した系は、相対加速度ａa
（＝ａ1−ａ2）と相対速度ｖa（＝ｖ 1−ｖ2）とを新た
な状態量とした場合、図７のブロック図のように示され
る。即ち、台車加速度センサ１１にて検出された台車１
の加速度ａ1を系への入力とし、車体加速度センサ２１
にて検出された車体２の加速度ａ2との差分が取られる
ことにより相対加速度ａaが得られる。得られた相対加
速度ａaには外乱として直流ドリフトＤが入力され、併
せて積分器へ入力されることにより相対速度ｖaが得ら
れる。得られた相対速度ｖaが更に積分器へ入力される
ことにより相対変位ｘaが得られる。そして、相対速度
ｖaにダンパ定数Ｃが乗ぜられたものと、相対変位ｘaに
バネ定数Ｋが乗ぜられたものとを加算し、更に、車体２
の質量Ｍ2の逆数を乗ずることにより、車体２の加速度
ａ2が得られる。
（＝ａ1−ａ2）と相対速度ｖa（＝ｖ 1−ｖ2）とを新た
な状態量とした場合、図７のブロック図のように示され
る。即ち、台車加速度センサ１１にて検出された台車１
の加速度ａ1を系への入力とし、車体加速度センサ２１
にて検出された車体２の加速度ａ2との差分が取られる
ことにより相対加速度ａaが得られる。得られた相対加
速度ａaには外乱として直流ドリフトＤが入力され、併
せて積分器へ入力されることにより相対速度ｖaが得ら
れる。得られた相対速度ｖaが更に積分器へ入力される
ことにより相対変位ｘaが得られる。そして、相対速度
ｖaにダンパ定数Ｃが乗ぜられたものと、相対変位ｘaに
バネ定数Ｋが乗ぜられたものとを加算し、更に、車体２
の質量Ｍ2の逆数を乗ずることにより、車体２の加速度
ａ2が得られる。
【００４８】図６，７にて示した系において、台車１及
び車体２の相対速度ｖaを直接的にセンサで検出して得
ることはできない。従って、本実施の形態２では、オブ
ザーバ（又は、カルマンフィルタ）２００を用いること
により、前記相対速度ｖaを取得する。図８は、図６，
７に示した系に対してオブザーバ２００を付加した系を
示すブロック図である。
び車体２の相対速度ｖaを直接的にセンサで検出して得
ることはできない。従って、本実施の形態２では、オブ
ザーバ（又は、カルマンフィルタ）２００を用いること
により、前記相対速度ｖaを取得する。図８は、図６，
７に示した系に対してオブザーバ２００を付加した系を
示すブロック図である。
【００４９】オブザーバ２００は、入力及び出力が得ら
れる場合に、その系の途中の状態量を得る（観察する）
ために用いることができる。従って、台車の加速度ａ1
を入力とし、車体２の加速度ａ2を出力とした場合に、
途中の状態量である相対速度ｖaを得ることができる。
れる場合に、その系の途中の状態量を得る（観察する）
ために用いることができる。従って、台車の加速度ａ1
を入力とし、車体２の加速度ａ2を出力とした場合に、
途中の状態量である相対速度ｖaを得ることができる。
【００５０】具体的には、オブザーバ２００として、図
７に示した系と略同一の系を設け、これを図７に示した
系に並列に接続する（図８参照）。このように、系とオ
ブザーバ２００とは略同一の構成としているが、系にて
用いられている積分器の出力値については予め必ずしも
正確に知りえないため、系の出力であるａ2とオブザー
バ２００の出力との差を示す前記差分値を用い、オブザ
ーバ２００の積分器の値について順次修正を施してい
る。即ち、差分値に対し、定数（図８においてｋ 1，
ｋ2，ｋ3）を乗じたものを用い、外乱の入力，加速度ａ
1，ａ2が入力される積分器の値，及び相対速度ｖaが入
力される積分器の値等が修正される。
７に示した系と略同一の系を設け、これを図７に示した
系に並列に接続する（図８参照）。このように、系とオ
ブザーバ２００とは略同一の構成としているが、系にて
用いられている積分器の出力値については予め必ずしも
正確に知りえないため、系の出力であるａ2とオブザー
バ２００の出力との差を示す前記差分値を用い、オブザ
ーバ２００の積分器の値について順次修正を施してい
る。即ち、差分値に対し、定数（図８においてｋ 1，
ｋ2，ｋ3）を乗じたものを用い、外乱の入力，加速度ａ
1，ａ2が入力される積分器の値，及び相対速度ｖaが入
力される積分器の値等が修正される。
【００５１】この結果、系とオブザーバ２００との夫々
の出力が同一となった場合、このときにオブザーバ２０
０にて得られる相対速度の推定値ｖa’は、実際の相対
速度ｖaと高い精度で略同一と推定することができる。
の出力が同一となった場合、このときにオブザーバ２０
０にて得られる相対速度の推定値ｖa’は、実際の相対
速度ｖaと高い精度で略同一と推定することができる。
【００５２】図９は、図８に示したように系に付加され
たオブザーバ２００を用いて構成した振動制御装置によ
り、時間と共に変化する相対速度ｖaを推定する実験を
行い、該実験により得られた相対速度の推定値ｖa’と
実測値ｖaとの時間変化を示す図表である。なお、前記
実験の初期設定として、本制御系には所定の初期値が与
えられ、振動制御装置には、前記本制御系とは異なる初
期値が与えられている。また、図に示す破線は、台車１
及び車体２の相対速度の実測値ｖaであり、実線は、本
実施の形態に係る振動制御装置にて得られた相対速度の
推定値ｖa’である。
たオブザーバ２００を用いて構成した振動制御装置によ
り、時間と共に変化する相対速度ｖaを推定する実験を
行い、該実験により得られた相対速度の推定値ｖa’と
実測値ｖaとの時間変化を示す図表である。なお、前記
実験の初期設定として、本制御系には所定の初期値が与
えられ、振動制御装置には、前記本制御系とは異なる初
期値が与えられている。また、図に示す破線は、台車１
及び車体２の相対速度の実測値ｖaであり、実線は、本
実施の形態に係る振動制御装置にて得られた相対速度の
推定値ｖa’である。
【００５３】図に示すように、オブザーバ２００を用い
て構成した振動制御装置によれば、系と振動制御装置と
が全く異なる初期値を有している場合であっても、得ら
れた推定値ｖa’は比較的短時間の間に、極めて高い精
度で実測値ｖaと同様の値に収束していることがわか
る。
て構成した振動制御装置によれば、系と振動制御装置と
が全く異なる初期値を有している場合であっても、得ら
れた推定値ｖa’は比較的短時間の間に、極めて高い精
度で実測値ｖaと同様の値に収束していることがわか
る。
【００５４】このように、本実施の形態に係る振動制御
装置によれば、オブザーバ２００を用いて構成すること
により、相対速度ｖaの推定値ｖa’をダイナミックかつ
より正確に得ることができ、これを用いて車体２の振動
の制御をより適切に行うことができる。
装置によれば、オブザーバ２００を用いて構成すること
により、相対速度ｖaの推定値ｖa’をダイナミックかつ
より正確に得ることができ、これを用いて車体２の振動
の制御をより適切に行うことができる。
【００５５】なお、図６乃至８にて示した系及びオブザ
ーバ２００は一例である。即ち、状態量の選び方によっ
て系は如何様にも表すことができるため、これに伴いオ
ブザーバも如何様にも表すことができ、本発明に係る振
動制御装置は、本実施の形態２にて図示したものに限ら
れない。また、実施の形態１と同様、車体加速度センサ
２１に替えて速度センサを用いた場合であっても、振動
の激しい台車１に前記台車加速度センサ１１を用いるこ
とにより、上記実施の形態２と同等の効果を得ることが
できる。
ーバ２００は一例である。即ち、状態量の選び方によっ
て系は如何様にも表すことができるため、これに伴いオ
ブザーバも如何様にも表すことができ、本発明に係る振
動制御装置は、本実施の形態２にて図示したものに限ら
れない。また、実施の形態１と同様、車体加速度センサ
２１に替えて速度センサを用いた場合であっても、振動
の激しい台車１に前記台車加速度センサ１１を用いるこ
とにより、上記実施の形態２と同等の効果を得ることが
できる。
【００５６】（実施の形態３）図１３，１４を用いて説
明したように、車体２の振動を制御するためには、車体
の速度ｖ2の他、少なくとも相対速度ｖaの正負がわかれ
ばよい。本実施の形態３ではこのような観点から、外力
に応じて導電率が変動する感圧導電ゴムを利用して相対
速度ｖaの正負を検出し、車体２の振動の制御に供する
場合について説明する。
明したように、車体２の振動を制御するためには、車体
の速度ｖ2の他、少なくとも相対速度ｖaの正負がわかれ
ばよい。本実施の形態３ではこのような観点から、外力
に応じて導電率が変動する感圧導電ゴムを利用して相対
速度ｖaの正負を検出し、車体２の振動の制御に供する
場合について説明する。
【００５７】図１０は、本実施の形態３に係る鉄道車両
の構成を示す模式図である。図に示すように本実施の形
態に係る鉄道車両は、実施の形態１にて用いた図１に示
された台車加速度センサ１１が設けられておらず、代わ
りに荷重センサ３０が減衰力可変ダンパ３の一方の軸受
部に設けられている。なお、図１と同符号のものは、実
施の形態１にて示したものと同様の機能を有するもので
あるため、ここでの説明は省く。また、図１０には、図
１３，１４と同方向を正とするｘ軸が設けてある。
の構成を示す模式図である。図に示すように本実施の形
態に係る鉄道車両は、実施の形態１にて用いた図１に示
された台車加速度センサ１１が設けられておらず、代わ
りに荷重センサ３０が減衰力可変ダンパ３の一方の軸受
部に設けられている。なお、図１と同符号のものは、実
施の形態１にて示したものと同様の機能を有するもので
あるため、ここでの説明は省く。また、図１０には、図
１３，１４と同方向を正とするｘ軸が設けてある。
【００５８】図１１は、前記減衰力可変ダンパ３の本実
施の形態３に係る構成を示した模式図である。図におい
て３１は減衰力可変ダンパ３を構成する円筒形状をなす
シリンダである。該シリンダ３１の一方又は両方の端部
には、該シリンダ３１と同軸的に設けられた棒状のピス
トンロッド３２を介し、略円筒形状をなして該ピストン
ロッド３２と直交する向きを軸方向とする軸受部３３が
設けられている。
施の形態３に係る構成を示した模式図である。図におい
て３１は減衰力可変ダンパ３を構成する円筒形状をなす
シリンダである。該シリンダ３１の一方又は両方の端部
には、該シリンダ３１と同軸的に設けられた棒状のピス
トンロッド３２を介し、略円筒形状をなして該ピストン
ロッド３２と直交する向きを軸方向とする軸受部３３が
設けられている。
【００５９】前記軸受部３３は、前記ピストンロッド３
２に接続される大径で円筒形状の外殻部３３ａと、該外
殻部３３ａと同軸をなして内側に設けられた小径で円筒
形状の内殻部３３ｂとを備え、前記外殻部３３ａと内殻
部３３ｂとの間には感圧導電ゴムからなるゴムブッシュ
３３ｃが充填されている。また、前記ゴムブッシュ３３
ｃにおけるピストンロッド３２側には、一対の電極３
４，３４が所定の間隔を有して埋め込まれ、該電極３
４，３４の夫々には信号ケーブル（図示せず）の一端が
接続されている。一般にゴムブッシュ３３ｃは、台車１
及び車体２の間の位置ずれ，及び振幅の小さい振動など
を吸収することができる。
２に接続される大径で円筒形状の外殻部３３ａと、該外
殻部３３ａと同軸をなして内側に設けられた小径で円筒
形状の内殻部３３ｂとを備え、前記外殻部３３ａと内殻
部３３ｂとの間には感圧導電ゴムからなるゴムブッシュ
３３ｃが充填されている。また、前記ゴムブッシュ３３
ｃにおけるピストンロッド３２側には、一対の電極３
４，３４が所定の間隔を有して埋め込まれ、該電極３
４，３４の夫々には信号ケーブル（図示せず）の一端が
接続されている。一般にゴムブッシュ３３ｃは、台車１
及び車体２の間の位置ずれ，及び振幅の小さい振動など
を吸収することができる。
【００６０】前記ゴムブッシュ３３ｃの材質として用い
られる感圧導電ゴムは、導電粉として金属又はカーボン
がゴム内に混入されている。そして感圧導電ゴムは、外
力が加わることによりゴムブッシュ３３ｃが変形した場
合、ゴムブッシュ３３ｃ内の導電紛の密度の変動に応じ
て導電率が変動するという特徴を有している。 即ち、
ゴムブッシュ３３ｃを圧縮する向きに外力が加わった場
合は、混入されている導電紛の密度が大きくなるため導
電率は低下し、逆に拡張する向きに外力が加わった場合
は、混入されている導電紛の密度が小さくなるため導電
率は高上する。
られる感圧導電ゴムは、導電粉として金属又はカーボン
がゴム内に混入されている。そして感圧導電ゴムは、外
力が加わることによりゴムブッシュ３３ｃが変形した場
合、ゴムブッシュ３３ｃ内の導電紛の密度の変動に応じ
て導電率が変動するという特徴を有している。 即ち、
ゴムブッシュ３３ｃを圧縮する向きに外力が加わった場
合は、混入されている導電紛の密度が大きくなるため導
電率は低下し、逆に拡張する向きに外力が加わった場合
は、混入されている導電紛の密度が小さくなるため導電
率は高上する。
【００６１】従って、ゴムブッシュ３３ｃ内に埋め込ま
れた一対の電極３４，３４間の電気抵抗値を測定するこ
とにより、前記電極３４近傍のゴムブッシュ３３ｃに加
わる外力が圧縮方向か拡張方向かを検出でき、本実施の
形態３に係る減衰力可変ダンパ３の軸受部３３は荷重セ
ンサ３５として機能する。即ち、図１０に示す本実施の
形態３に係る鉄道車両において、振動が生じていない場
合の電極３４，３４間の電気抵抗値を基準値として予め
測定しておく。そして、振動が生じたときに荷重センサ
３５が検出した電気抵抗値が前記基準値より大きい場合
は、ゴムブッシュ３３ｃに対して拡張する向きに外力が
加わったと判別でき、従って、台車１に対する車体２の
速度は正の値を有すると判別することができる。逆に、
振動が生じたときに荷重センサ３５が検出した電気抵抗
値が前記基準値より小さい場合は、ゴムブッシュ３３ｃ
に対して圧縮する向きに外力が加わったと判別でき、従
って、台車１に対する車体２の速度は負の値を有すると
判別することができる。
れた一対の電極３４，３４間の電気抵抗値を測定するこ
とにより、前記電極３４近傍のゴムブッシュ３３ｃに加
わる外力が圧縮方向か拡張方向かを検出でき、本実施の
形態３に係る減衰力可変ダンパ３の軸受部３３は荷重セ
ンサ３５として機能する。即ち、図１０に示す本実施の
形態３に係る鉄道車両において、振動が生じていない場
合の電極３４，３４間の電気抵抗値を基準値として予め
測定しておく。そして、振動が生じたときに荷重センサ
３５が検出した電気抵抗値が前記基準値より大きい場合
は、ゴムブッシュ３３ｃに対して拡張する向きに外力が
加わったと判別でき、従って、台車１に対する車体２の
速度は正の値を有すると判別することができる。逆に、
振動が生じたときに荷重センサ３５が検出した電気抵抗
値が前記基準値より小さい場合は、ゴムブッシュ３３ｃ
に対して圧縮する向きに外力が加わったと判別でき、従
って、台車１に対する車体２の速度は負の値を有すると
判別することができる。
【００６２】なお、荷重センサ３５が検出した電気抵抗
値を示す信号は、振動制御装置へ入力されて相対速度の
正負の判断に供されるが、この際に用いる振動制御装置
としては、実施の形態１にて説明した振動制御装置１０
０などを用いればよい。但しこの場合、実施の形態１で
の説明に用いた図２において、相対速度取得部１２０に
は、台車加速度センサ１１から出力される台車の加速度
を示す信号に替わり、ゴムブッシュ３３ｃに埋め込まれ
た電極３４から出力される信号が入力される。
値を示す信号は、振動制御装置へ入力されて相対速度の
正負の判断に供されるが、この際に用いる振動制御装置
としては、実施の形態１にて説明した振動制御装置１０
０などを用いればよい。但しこの場合、実施の形態１で
の説明に用いた図２において、相対速度取得部１２０に
は、台車加速度センサ１１から出力される台車の加速度
を示す信号に替わり、ゴムブッシュ３３ｃに埋め込まれ
た電極３４から出力される信号が入力される。
【００６３】次に、本実施の形態３に係る減衰力可変ダ
ンパ３を用いた車体２の振動制御について、図１２に示
すフローチャートを用いて説明する。
ンパ３を用いた車体２の振動制御について、図１２に示
すフローチャートを用いて説明する。
【００６４】振動制御装置１００が備える車体速度取得
部１１０は、車体２の加速度を示す信号を受け付け（Ｓ
２１）、受け付けた信号に基づいて車体２の速度ｖ2を
取得し（Ｓ２２）、取得した速度ｖ2を示す信号を演算
部１３０へ出力する（Ｓ２３）。また、相対速度取得部
１２０は、荷重センサ３５から電気抵抗値を示す信号を
受け付け（Ｓ２４）、受け付けた信号に基づいて台車１
を基準とする車体２の相対速度ｖaの正負を判断し（Ｓ
２５）、判断結果を示す信号を演算部１３０へ出力する
（Ｓ２６）。
部１１０は、車体２の加速度を示す信号を受け付け（Ｓ
２１）、受け付けた信号に基づいて車体２の速度ｖ2を
取得し（Ｓ２２）、取得した速度ｖ2を示す信号を演算
部１３０へ出力する（Ｓ２３）。また、相対速度取得部
１２０は、荷重センサ３５から電気抵抗値を示す信号を
受け付け（Ｓ２４）、受け付けた信号に基づいて台車１
を基準とする車体２の相対速度ｖaの正負を判断し（Ｓ
２５）、判断結果を示す信号を演算部１３０へ出力する
（Ｓ２６）。
【００６５】車体速度取得部１１０及び相対速度取得部
１２０から夫々出力された信号は演算部１３０へ入力さ
れ（Ｓ２７）、該演算部１３０は、入力された信号のう
ち、車体の速度ｖ2を示す信号に基づいて減衰力を算出
する（Ｓ２８）。減衰力を算出する方法は実施の形態１
にて説明した方法と同様であるので、その説明は省略す
る。
１２０から夫々出力された信号は演算部１３０へ入力さ
れ（Ｓ２７）、該演算部１３０は、入力された信号のう
ち、車体の速度ｖ2を示す信号に基づいて減衰力を算出
する（Ｓ２８）。減衰力を算出する方法は実施の形態１
にて説明した方法と同様であるので、その説明は省略す
る。
【００６６】次に演算部１３０は、入力された信号に基
づき、相対速度ｖa及び車体の速度ｖ2の正負の符号が互
いに同一であるか否かを判別する（Ｓ２９）。正負の符
号が同一であると判別した場合は（Ｓ２９：ＹＥＳ）、
即ちｖa＊ｖ2＞０となり、台車１に比して車体２はより
大きい速度で一方へ振動していることになるため、減衰
力可変ダンパ３がステップ２８にて算出した減衰力を有
するように指示信号を出力する（Ｓ３０）。また、正負
の符号が互いに異なると判別した場合は（Ｓ２９：Ｎ
Ｏ）、即ちｖa＊ｖ2＜０となり、車体２に比して台車１
はより大きい速度で一方へ振動していることになるた
め、ステップ２８にて算出した減衰力は採用せず、代わ
りに、減衰力可変ダンパ３が最小の減衰力（例えば、
０）を有するように指示信号を出力する（Ｓ３１）。
づき、相対速度ｖa及び車体の速度ｖ2の正負の符号が互
いに同一であるか否かを判別する（Ｓ２９）。正負の符
号が同一であると判別した場合は（Ｓ２９：ＹＥＳ）、
即ちｖa＊ｖ2＞０となり、台車１に比して車体２はより
大きい速度で一方へ振動していることになるため、減衰
力可変ダンパ３がステップ２８にて算出した減衰力を有
するように指示信号を出力する（Ｓ３０）。また、正負
の符号が互いに異なると判別した場合は（Ｓ２９：Ｎ
Ｏ）、即ちｖa＊ｖ2＜０となり、車体２に比して台車１
はより大きい速度で一方へ振動していることになるた
め、ステップ２８にて算出した減衰力は採用せず、代わ
りに、減衰力可変ダンパ３が最小の減衰力（例えば、
０）を有するように指示信号を出力する（Ｓ３１）。
【００６７】ステップ３０又は３１にて出力された指示
信号は、ドライバへ入力され、該ドライバが指示信号に
基づいて駆動することにより、減衰力可変ダンパ３が有
するオリフィスの径の絞りは開閉される。
信号は、ドライバへ入力され、該ドライバが指示信号に
基づいて駆動することにより、減衰力可変ダンパ３が有
するオリフィスの径の絞りは開閉される。
【００６８】このように本実施の形態３に係る減衰力可
変ダンパ３によれば、ゴムブッシュ３３ｃに埋め込まれ
た電極３４，３４間の電気抵抗値を検出することによ
り、台車１及び車体２の相対速度の正負を判別すること
ができ、車体２に設けた速度センサまたは加速度センサ
等から得られる車体２の速度ｖ2と、判別された正負の
結果に基づいて、振動制御装置は車体２の振動を制御す
ることができる。
変ダンパ３によれば、ゴムブッシュ３３ｃに埋め込まれ
た電極３４，３４間の電気抵抗値を検出することによ
り、台車１及び車体２の相対速度の正負を判別すること
ができ、車体２に設けた速度センサまたは加速度センサ
等から得られる車体２の速度ｖ2と、判別された正負の
結果に基づいて、振動制御装置は車体２の振動を制御す
ることができる。
【００６９】また、本実施の形態３によれば、振動制御
装置から出力された指示信号が示す減衰力の値と、荷重
センサ３０での検出により得られる荷重の値とを比較す
ることができるため、指示信号に基づいて減衰力可変ダ
ンパ３が適切に動作しているか否かを判別することも可
能であり、フィードバック制御により更に精度の高い制
御を実現することが可能となる。
装置から出力された指示信号が示す減衰力の値と、荷重
センサ３０での検出により得られる荷重の値とを比較す
ることができるため、指示信号に基づいて減衰力可変ダ
ンパ３が適切に動作しているか否かを判別することも可
能であり、フィードバック制御により更に精度の高い制
御を実現することが可能となる。
【００７０】なお、減衰力指令値（例えば、図１２にお
けるステップ３１にて演算部１３０が出力する指示信号
が示す減衰力の値）に応じた相対速度と荷重との関係を
取得しておくことにより、荷重センサから得られる信号
に基づいて比較的正確に相対速度を取得することが可能
である。従って、取得した相対速度を利用して適切な減
衰力を得、ダンパの高精度の制御を実現することも可能
である。
けるステップ３１にて演算部１３０が出力する指示信号
が示す減衰力の値）に応じた相対速度と荷重との関係を
取得しておくことにより、荷重センサから得られる信号
に基づいて比較的正確に相対速度を取得することが可能
である。従って、取得した相対速度を利用して適切な減
衰力を得、ダンパの高精度の制御を実現することも可能
である。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、機械的に強固であり、
かつ、安価に製造することができるセンサの出力を用
い、車体の振動を抑制すべく制御することができる制御
装置、及び、該制御装置と共に用いるダンパを提供する
ことができる。
かつ、安価に製造することができるセンサの出力を用
い、車体の振動を抑制すべく制御することができる制御
装置、及び、該制御装置と共に用いるダンパを提供する
ことができる。
【図１】本発明に係る振動制御装置をセミアクティブサ
スペンション装置として適用した鉄道車両の実施の形態
１における構成を示す模式図である。
スペンション装置として適用した鉄道車両の実施の形態
１における構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る振動制御装置の概略構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る車体速度取得部の概略構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る相対速度取得部の概略構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１に係る振動制御装置の動作の流れ
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図６】台車，車体，減衰力可変ダンパ，及び空気バネ
からなる実施の形態２に係る全体系を示すブロック図で
ある。
からなる実施の形態２に係る全体系を示すブロック図で
ある。
【図７】図６にて、相対加速度及び相対速度を新たな状
態量とした場合の本実施の形態２に係る全体系を示すブ
ロック図である。
態量とした場合の本実施の形態２に係る全体系を示すブ
ロック図である。
【図８】図７に示す全体系にオブザーバを付加した系を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図９】系に付加されたオブザーバを用いて構成した振
動制御装置により、時間と共に変化する相対速度を推定
する実験を行い、該実験により得られた相対速度の推定
値と実測値との時間変化を示す図表である。
動制御装置により、時間と共に変化する相対速度を推定
する実験を行い、該実験により得られた相対速度の推定
値と実測値との時間変化を示す図表である。
【図１０】実施の形態３に係る鉄道車両の構成を示す模
式図である。
式図である。
【図１１】減衰力可変ダンパの本実施の形態３に係る構
成を示した模式図である。
成を示した模式図である。
【図１２】実施の形態３に係る減衰力可変ダンパを用い
た車体の振動制御について説明するためのフローチャー
トである。
た車体の振動制御について説明するためのフローチャー
トである。
【図１３】制御則を説明するための説明図である。
【図１４】制御則を説明するための説明図である。
１ 台車
２ 車体
３ 減衰力可変ダンパ
４ 空気バネ
１１ 台車加速度センサ
２１ 車体加速度センサ
３０ 荷重センサ
３１ シリンダ
３２ ピストンロッド
３３ 軸受部
３３ａ 外殻部
３３ｂ 内殻部
３３ｃ ゴムブッシュ
３４ 電極
１００ 振動制御装置
１１０ 車体速度取得部
１１１ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１１２ 積分器
１２０ 相対速度取得部
１２１ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１２２ 積分器
１３０ 演算部
２００ オブザーバ（カルマンフィルタ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 寺井 淳一
兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18
号 川崎重工業株式会社兵庫工場内
(72)発明者 和田 多加夫
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業
株式会社明石工場内
(72)発明者 河野 行伸
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業
株式会社明石工場内
(72)発明者 東 成昭
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業
株式会社明石工場内
(72)発明者 松嶋 博英
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業
株式会社明石工場内
(72)発明者 江崎 秀明
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業
株式会社明石工場内
Ｆターム(参考） 3J048 AA02 AB08 AB09 AB11 AC04
AD03 BE01 CB21 DA04 EA36
Claims (7)
- 【請求項１】 車輪を軸支する台車と、該台車上に設け
られる車体と、該車体に生じる振動を抑制するための振
動抑制部とを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振
動を制御するための鉄道車両用振動制御装置において、 前記台車の加速度を示す台車加速度信号を受け付ける手
段と、 前記車体の加速度を示す車体加速度信号を受け付ける手
段と、 受け付けた台車加速度信号及び車体加速度信号に基づ
き、少なくとも前記台車及び車体の相対速度又は該相対
速度の正負を示す情報を取得する相対速度取得手段と、 受け付けた車体加速度信号に基づき、前記車体の速度を
取得する車体速度取得手段と、 前記相対速度取得手段にて取得された少なくとも相対速
度又は該相対速度の正負を示す情報、及び、前記車体速
度取得手段にて取得された車体の速度に基づき、前記車
体に生じる振動を抑制するための抑制力情報を取得する
抑制力情報取得手段と、 取得した抑制力情報を出力する手段とを備え、 出力された抑制力情報に基づいて前記振動抑制部が抑制
力を発生することにより、前記車体の振動を制御するこ
とを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。 - 【請求項２】 車輪を軸支する台車と、該台車上に設け
られる車体と、該車体に生じる振動を抑制するための振
動抑制部とを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振
動を制御するための鉄道車両用振動制御装置において、 前記台車の加速度を示す台車加速度信号を受け付ける手
段と、 前記車体の速度を示す車体速度信号を受け付ける手段
と、 受け付けた台車加速度信号及び車体速度信号に基づき、
少なくとも前記台車及び車体の相対速度又は該相対速度
の正負を示す情報を取得する相対速度取得手段と、 前記相対速度取得手段にて取得された少なくとも相対速
度又は該相対速度の正負を示す情報、及び、受け付けた
車体速度信号に基づき、前記車体に生じる振動を抑制す
るための抑制力情報を取得する抑制力情報取得手段と、 取得した抑制力情報を出力する手段とを備え、 出力された抑制力情報に基づいて前記振動抑制部が抑制
力を発生することにより、前記車体の振動を制御するこ
とを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。 - 【請求項３】 前記相対速度取得手段は、受け付けた信
号に含まれる特定の周波数成分を除去するフィルタと、
積分器とを有することを特徴とする請求項１又は２に記
載の鉄道車両用振動抑制装置。 - 【請求項４】 前記相対速度取得手段は、オブザーバ又
はカルマンフィルタを有することを特徴とする請求項１
又は２に記載の鉄道車両用振動制御装置。 - 【請求項５】 車輪を軸支する台車と、該台車上に設け
られる車体と、該車体に生じる振動を抑制するための振
動抑制部とを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振
動を制御するための鉄道車両用振動制御装置において、 前記台車及び車体の間に作用する荷重を示す荷重信号を
受け付ける手段と、 前記車体の加速度を示す車体加速度信号を受け付ける手
段と、 受け付けた荷重信号に基づき、少なくとも前記台車及び
車体の相対速度又は該相対速度の正負を示す情報を取得
する相対速度取得手段と、 受け付けた車体加速度信号に基づき、前記車体の速度を
取得する車体速度取得手段と、 前記相対速度取得手段にて取得された少なくとも相対速
度又は該相対速度の正負を示す情報、及び、前記車体速
度取得手段にて取得された車体の速度に基づき、前記車
体に生じる振動を抑制するための抑制力情報を取得する
抑制力情報取得手段と、 取得した抑制力情報を出力する手段とを備え、 出力された抑制力情報に基づいて前記振動抑制部が抑制
力を発生することにより、前記車体の振動を制御するこ
とを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。 - 【請求項６】 車輪を軸支する台車と、該台車上に設け
られる車体と、該車体に生じる振動を抑制するための振
動抑制部とを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振
動を制御するための鉄道車両用振動制御装置において、 前記台車及び車体の間に作用する荷重を示す荷重信号を
受け付ける手段と、 前記車体の速度を示す車体速度信号を受け付ける手段
と、 受け付けた荷重信号に基づき、少なくとも前記台車及び
車体の相対速度又は該相対速度の正負を示す情報を取得
する相対速度取得手段と、 前記相対速度取得手段にて取得された少なくとも相対速
度又は該相対速度の正負を示す情報、及び、受け付けた
車体速度信号に基づき、前記車体に生じる振動を抑制す
るための抑制力情報を取得する抑制力情報取得手段と、 取得した抑制力情報を出力する手段とを備え、 出力された抑制力情報に基づいて前記振動抑制部が抑制
力を発生することにより、前記車体の振動を制御するこ
とを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。 - 【請求項７】 車輪を軸支する台車と、該台車上に設け
られる車体と、該車体に生じる振動を抑制するためのダ
ンパとを備える鉄道車両にて、前記車体に生じる振動を
制御するための鉄道車両用振動制御装置において、 前記ダンパは、外力に応じた導電率を有する弾性体であ
る感圧導電ゴムからなるゴムブッシュを具備する軸受部
を端部に有し、 前記ゴムブッシュが有する導電率を示す信号に基づき、
少なくとも前記台車及び車体の相対速度又は該相対速度
の正負を示す情報を取得する相対速度取得手段と、 該相対速度取得手段にて取得された少なくとも相対速度
又は該相対速度の正負を示す情報に基づき、前記車体に
生じる振動を抑制するための抑制力情報を取得する抑制
力情報取得手段と、 取得した抑制力情報を出力する手段とを備え、 出力された抑制力情報に基づいて前記ダンパが抑制力を
発生することにより、前記車体の振動を制御することを
特徴とする鉄道車両用振動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074660A JP3637027B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 鉄道車両用振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074660A JP3637027B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 鉄道車両用振動制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003267217A true JP2003267217A (ja) | 2003-09-25 |
| JP3637027B2 JP3637027B2 (ja) | 2005-04-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP3637027B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002074660A patent/JP3637027B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3637027B2 (ja) | 2005-04-06 |
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