JP2008265692A - Vehicle body inclination angle control device, vehicle body inclination angle control method and railway rolling stock - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道車両が線路の曲線部を走行する際の車体の傾斜角度を制御する車体の傾斜角度制御装置、車体の傾斜角度制御方法及び鉄道車両に関する。 The present invention relates to a vehicle body inclination angle control device, a vehicle body inclination angle control method, and a railway vehicle that control an inclination angle of a vehicle body when the railway vehicle travels on a curved portion of a track.
さらに詳しくは、乗り物酔いを考慮した車体の傾斜角度制御装置、車体の傾斜角度制御方法及び鉄道車両に関する。 More specifically, the present invention relates to a vehicle body tilt angle control apparatus, vehicle body tilt angle control method, and railway vehicle in consideration of motion sickness.
従来、振子式の鉄道車両は線路の曲線部を走行する際には乗り心地を悪化させないよう車体を曲線部の内側に傾斜させるようになっており、このような車体の傾斜方式としては自然振子方式と制御付き振子方式とが知られている。自然振子方式は遠心力によって車体を自然に振れさせるものであり、制御付き振子方式は走行速度や線路形状に応じて車体の傾斜角度を制御するものである。これらの方式のうち、制御付き振子方式としては、所定時間経過後に走行するべき未走行区間の線路の形状を予見して車体の傾斜角度の目標値を事前に決定し、この目標値に合わせて車体の傾斜角度を制御する予見制御方式が広く採用されている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, when a pendulum type railway vehicle travels on a curved part of a track, the vehicle body is inclined to the inside of the curved part so as not to deteriorate the riding comfort. A method and a controlled pendulum method are known. The natural pendulum system naturally swings the vehicle body by centrifugal force, and the controlled pendulum system controls the inclination angle of the vehicle body according to the running speed and the track shape. Among these methods, the controlled pendulum method predicts the shape of the track in the non-running section that should run after a predetermined time, and determines the target value of the vehicle body tilt angle in advance, and matches this target value. A preview control method for controlling the tilt angle of the vehicle body is widely employed (for example, Patent Document 1).
このような予見制御方式の鉄道車両は、線路形状に関するデータベースを内部に備えており、未走行区間の線路形状に関する未走行線路データをデータベースから取得し、この未走行線路データに基づいて車体の傾斜角度を制御している。 Such a foresight control type railcar has a database on the track shape inside, acquires unrunning track data on the track shape of the unrunning section from the database, and tilts the vehicle body based on the unrunned track data. The angle is controlled.
また、近年、乗客による主観的な乗り心地評価を推定するために種々の評価指標が提案されている。これらの評価指標は、乗り心地と相関の高い振動特性の測定結果に基づいて算出されている（例えば、特許文献２参照）。 In recent years, various evaluation indexes have been proposed in order to estimate subjective ride comfort evaluation by passengers. These evaluation indexes are calculated based on measurement results of vibration characteristics having a high correlation with riding comfort (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、これらの評価指数は振動特性の測定結果から乗り心地評価を推定するものであって乗り心地評価を予見可能とするものではないため、このような評価指数を用いて上記予見制御方式の鉄道車両における車体の傾斜角度の制御を行うことはできなかった。そのため、鉄道車両が線路の曲線部を走行した際に乗客が乗り心地の悪さを感じる場合が生じていた。 However, these evaluation indices estimate ride comfort evaluation from the measurement results of vibration characteristics and do not make it possible to predict ride comfort evaluation. It was impossible to control the tilt angle of the vehicle body in the vehicle. For this reason, when the railway vehicle travels along the curved portion of the track, there are cases where the passenger feels poor riding comfort.
そこで、本願発明者らは、乗り心地を確実に向上させるべく鋭意検討を行ない、乗客の乗り心地指標を基にした評価関数を見出し、当該評価関数を用いて車体の傾斜角度の制御を行うことを想到した（特許文献３）。
近年、鉄道車両において、よりよい顧客満足を提供するために種々の研究が行われており、本願発明者らの研究の結果、車体を積極的に振子運動させる振子車両においては、乗客の列車酔いが問題となっているケースがあることが分かった。 In recent years, various studies have been conducted on railway vehicles in order to provide better customer satisfaction. As a result of the present inventors' research, in a pendulum vehicle that actively swings the car body, It turns out that there are cases where is a problem.
つまり、前記特許文献３に記載の制御装置を採用した振子電車にあっては、顧客の乗り心地の評価指標を用いているため、乗り心地の改善は十分に図ることができる。しかしながら、その一方で、顧客の乗り心地の評価指標のみで制御した場合、車両がカーブに入る
前から徐々に車体を傾斜し始め、カーブが終了しても直ぐに水平に戻さずに徐々に車体の傾斜を戻すように制御されるため、乗り心地が良い反面、乗り物に酔いやすい顧客にとっては、車体が傾斜している時間が長く、その結果列車酔いをしてしまう可能性があった。
That is, in the pendulum train that employs the control device described in Patent Document 3, since the evaluation index of the customer's riding comfort is used, the riding comfort can be sufficiently improved. On the other hand, however, when the vehicle is controlled only by the evaluation index of the ride quality of the customer, the vehicle gradually begins to lean before the vehicle enters the curve, and gradually does not return to the horizontal level immediately after the curve ends. Since the control is performed so as to return the inclination, the ride comfort is good, but for a customer who is easily intoxicated with the vehicle, the vehicle body is inclined for a long time, and as a result, there is a possibility of getting sick.
本願発明は、このような状況下においてなされたものであり、前記特許文献３に記載の制御装置をさらに一歩進め、乗り心地に加えて列車酔いの発生を低く抑える車体の傾斜角度制御装置、車体の傾斜角度制御方法、およびこれらを用いた鉄道車両を提供することを主たる課題とする。 The present invention has been made under such circumstances. The control apparatus described in Patent Document 3 is further advanced by one step, and the vehicle body inclination angle control device that suppresses the occurrence of train sickness in addition to the ride comfort, It is a main subject to provide a tilt angle control method for the above and a railway vehicle using these methods.
上記課題を解決するための本願発明は、鉄道車両における車体の傾斜角度制御装置であって、線路全体の形状に関するデータベースから未走行区間の線路の形状に関する未走行線路データを取得するデータ取得処理と、前記車体の傾斜角度の目標値を決定する演算処理とを行う演算処理部と、前記演算処理によって決定された前記目標値に合わせて前記車体を傾斜させる動作部とを備え、前記演算処理は、前記未走行区間の線路上を前記鉄道車両が走行する際の前記車体の乗り物酔いを含めた乗心地の評価指標を推定するための評価関数を、前記未走行区間の線路上における予定走行条件と前記未走行線路データとに基づき、前記車体の傾斜角度の目標値を変数として決定する関数決定処理と、前記評価指標の値が所定の範囲内に含まれるように前記目標値を決定する目標値決定処理とを有することを特徴とする。 The present invention for solving the above problems is a vehicle body tilt angle control device in a railway vehicle, and a data acquisition process for acquiring non-running track data relating to the shape of a track in a non-running section from a database relating to the shape of the entire track; A calculation processing unit that performs a calculation process for determining a target value of a tilt angle of the vehicle body, and an operation unit that tilts the vehicle body in accordance with the target value determined by the calculation process. , An evaluation function for estimating an evaluation index of ride comfort including motion sickness of the vehicle body when the railway vehicle travels on the track in the non-running section, a planned travel condition on the track in the non-running section And a function determination process for determining a target value of the vehicle body inclination angle as a variable based on the non-running track data and the value of the evaluation index are included in a predetermined range. Wherein characterized in that it has a target value determination process of determining a target value.
この発明によれば、演算処理部は、単なる乗り心地のみならず、乗り物酔いを含めた乗心地の評価指標を推定するための評価関数を、車体の傾斜角度の目標値を変数に有する関数として決定するので、評価関数の値、つまり評価指標の推定値が所定の範囲内に含まれるように車体の傾斜角度の目標値を事前に決定することができる。従って、車体の傾斜角度を事前に制御する場合であっても、従来と異なり、実際に未走行区間の線路を鉄道車両が走行した際の乗り心地を確実に向上させることができるとともに、顧客乗り物酔いを防止することができる。なお、前記所定の範囲とは、一つの値のみからなるものであっても良い。 According to this invention, the arithmetic processing unit uses not only mere riding comfort but also an evaluation function for estimating an evaluation index of riding comfort including motion sickness as a function having a target value of the vehicle body inclination angle as a variable. Therefore, the target value of the lean angle of the vehicle body can be determined in advance so that the value of the evaluation function, that is, the estimated value of the evaluation index is included in the predetermined range. Therefore, even when the inclination angle of the vehicle body is controlled in advance, unlike the conventional case, it is possible to improve the ride comfort when the railway vehicle actually travels on the track in the non-running section, and to the customer vehicle You can prevent sickness. The predetermined range may consist of only one value.
前記発明においては、前記演算処理部は、前記未走行区間の線路上を前記鉄道車両が走行するよりも前に、前記目標値を決定してもよい。 In the said invention, the said arithmetic processing part may determine the said target value before the said rail vehicle drive | works on the track | line of the said non-running area.
この発明によれば、未走行区間の線路上を鉄道車両が走行するよりも前に前記目標値が決定されるので、動作部は、車体が傾斜した状態となる時点を遅らせることなく、線路の形状の変化に合わせて確実に車体を傾斜させ、乗り心地を向上させるとともに乗り物酔いを効果的に防止することができる。 According to the present invention, since the target value is determined before the railway vehicle travels on the track in the non-running section, the operation unit does not delay the time point when the vehicle body is tilted. The vehicle body can be surely tilted in accordance with the change in shape to improve riding comfort and prevent motion sickness effectively.
前記発明において、前記評価関数は、下記の式（１）であり、 In the invention, the evaluation function is the following formula (1):
（ただし、ｔ：時間、Ｆ（φ（ｔ））：前記評価関数、α：係数）
ｆＪＴ（ｔ）は、下記の式（２）もしくは、式（３）の何れか一方であり、
(Where t: time, F (φ (t)): the evaluation function, α: coefficient)
f JT (t) is either the following formula (2) or formula (3),
（ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ：係数、ｎ：正の整数）
ｙｐ（ｔ）、ｙｊ（ｔ）、θｐ（ｔ）、θｊ（ｔ）はそれぞれ、下記式（４）〜（７）であり、
(Where a, b, c, d, e are coefficients, n is a positive integer)
y p (t), y j (t), θ p (t), θ j (t) are respectively the following formulas (4) to (7),
（ただし、ｖ：走行速度、Ｒ（ｔ）：線路の曲率半径、Ｃ（ｔ）：線路のカント、Ｃ’（ｔ）：カントの時間変化率、Ｃ’’（ｔ）：カントの時間変化率の時間変化率、Ｇ：線路の軌間、φ（ｔ）：前記目標値、φ’（ｔ）：前記目標値の時間変化率、φ’’（ｔ）：前記目標値の時間変化率の時間変化率、ｇ：重力加速度）
また、ｙｆ（ｔ）は、下記の式（８）で表され、ｙｐ（ｔ）に対して、０．３Ｈｚ以下
の入力を強調する特性を有するフィルタｈ（ｔ）をかけたものであってもよい。
(Where, v: travel speed, R (t): radius of curvature of the track, C (t): cant of the track, C ′ (t): rate of change of the cant, C ″ (t): change of the time of the cant Rate of time change, G: gauge between tracks, φ (t): target value, φ ′ (t): time change rate of target value, φ ″ (t): time change rate of target value (Time change rate, g: gravity acceleration)
Y f (t) is expressed by the following equation (8), and y p (t) is obtained by applying a filter h (t) having a characteristic of emphasizing an input of 0.3 Hz or less. There may be.
（ただし、τ：時間）
ここで、未走行線路データ、具体的には未走行区間の線路のカントＣ（ｔ）と、曲率半径Ｒ（ｔ）と、軌間Ｇとはデータベースから事前に取得可能となっている。また、鉄道車両の予定走行速度ｖ等の未走行区間の線路上での予定走行条件についても事前に取得可能となっている。更に、これら未走行線路データ及び予定走行条件に基づき、カントＣ（ｔ）の時間変化率Ｃ’（ｔ）と、時間変化率Ｃ’（ｔ）の時間変化率Ｃ’’（ｔ）と、曲率半径Ｒ（ｔ）の時間変化率Ｒ’（ｔ）等とについても事前に取得可能となっている。
(However, τ: time)
Here, the non-running track data, specifically, the cant C (t), the radius of curvature R (t), and the gauge G of the track in the non-running section can be acquired in advance from the database. Moreover, it is possible to obtain in advance the planned traveling conditions on the track in the non-traveling section, such as the planned traveling speed v of the railway vehicle. Further, based on the non-running track data and the planned running condition, the time change rate C ′ (t) of the cant C (t), the time change rate C ″ (t) of the time change rate C ′ (t), The time change rate R ′ (t) of the radius of curvature R (t) can be acquired in advance.
この発明によれば、評価関数Ｆ（ｔ）における車体の左右加速度ｙｐ（ｔ）、左右加速度ｙｐ（ｔ）の時間変化率ｙｊ（ｔ）、車体のロール角速度θｐ（ｔ）及び車体のロール角加速度θｊ（ｔ）はそれぞれ未走行線路データと予定走行条件とからなる近似式から求められるので、乗り心地の評価指標の推定値を車体の傾斜角度の目標値に応じて事前に決定することができる。従って、評価指標の推定値が所定の範囲内に含まれるように車体の傾斜角度の目標値を事前に決定することができる。 According to this invention, the lateral acceleration y p (t) of the vehicle body in the evaluation function F (t), the time change rate y j (t) of the lateral acceleration y p (t), the roll angular velocity θ p (t) of the vehicle body, and Since the roll angular acceleration θ j (t) of the vehicle body can be obtained from an approximate expression composed of the non-running track data and the planned running conditions, the estimated value of the evaluation index of the ride comfort is previously determined according to the target value of the vehicle body inclination angle. Can be determined. Therefore, the target value of the lean angle of the vehicle body can be determined in advance so that the estimated value of the evaluation index is included in the predetermined range.
また、上記式（１）において、ｙｆ（ｔ）は、ｙｐ（ｔ）に対して、０．３Ｈｚ以下の入力を強調する特性を有するフィルタをかけたものとなっているため、乗り物酔いの原因となる各種振動の中でも、最も乗り物酔いの原因となっている０．３Ｈｚ以下の左右振動に着目し、これを効果的に低減するような制御が可能となる。 Further, in the above formula (1), y f (t) is obtained by applying a filter having a characteristic that emphasizes an input of 0.3 Hz or less to y p (t). Among the various vibrations that cause the motion sickness, attention is paid to the left and right vibrations of 0.3 Hz or less, which is the cause of motion sickness, and it is possible to control to effectively reduce this.
そして、上記（１）において、（１−α）およびαは、各項の重み付けをするための係数である。乗り心地に重きをおいて制御する場合にはαの値を小さくすればよく、逆に乗り物酔いに重きをおく場合には、αの値を大きくすればよい。 In (1) above, (1-α) and α are coefficients for weighting each term. If the ride comfort is to be controlled, the value of α may be reduced. Conversely, if the motion sickness is to be emphasized, the value of α may be increased.
また、上記式（２）、式（３）の何れを用いるかは任意に決定可能である。 Moreover, it can be arbitrarily determined which of the said Formula (2) and Formula (3) is used.
ここで、式（３）を用いる場合においては、ｎは任意の正の整数であり、有限の値である限りにおいて値の大きいものであるほど好ましい。式（３）を用いた場合、車体の左右加速度ｙｐ（ｔ）と、その時間変化率ｙｊ（ｔ）と、車体のロール角速度θｐ（ｔ）と、車体のロール角加速度θｊ（ｔ）とからなる振動特性のそれぞれを２ｎ乗した和の値を時点ｔ０から時点ｔ１までの時間内で積分することによって評価指標が計算されるので、振動特性のそれぞれの最大値を求める必要がない分、評価関数を決定する処理を簡略化することができる。従って、車体の傾斜角度の目標値をより早く決定することができる。 Here, in the case of using the expression (3), n is an arbitrary positive integer, and as long as it is a finite value, the larger the value, the better. When Expression (3) is used, the lateral acceleration y p (t) of the vehicle body, its rate of change y j (t), the roll angular velocity θ p (t) of the vehicle body, and the roll angular acceleration θ j ( Since the evaluation index is calculated by integrating the sum of the vibration characteristics consisting of 2) to the power of 2n within the time from time t 0 to time t 1 , the maximum value of each vibration characteristic is obtained. Since there is no need, the process of determining the evaluation function can be simplified. Therefore, the target value of the vehicle body inclination angle can be determined more quickly.
前記発明においては、記データベースは、前記未走行線路データを離散的に記憶し、前記演算処理部は、所定時間Ｔ０＋Ｔ１内に前記鉄道車両が走行するべき区間の線路を前記未走行区間の線路として前記データ取得処理及び前記演算処理を所定時間Ｔ０ごとに行い、複数回の前記演算処理のそれぞれにおいては、前記予定走行条件を一定として前記目標値の時間変化率φ’（ｉ）と、前記目標値の時間変化率の時間変化率φ’’（ｉ）とをそれぞれ下記の式（９）、式（１０）として近似して用い、 In the above invention, the database stores the non-running track data discretely, and the arithmetic processing unit passes the track in the zone where the railway vehicle should travel within a predetermined time T 0 + T 1 . The data acquisition process and the calculation process are performed for each predetermined time T 0 as a track of the line, and in each of the calculation processes of a plurality of times, the planned running condition is constant and the time change rate φ ′ (i) of the target value And the time change rate φ ″ (i) of the time change rate of the target value are approximated and used as the following equations (9) and (10), respectively.
（ただし、Δｔｉ＝Δｘｉ／ｖ、Δｘｉ：ｉ−１番目の未走行線路データによって形状が示される未走行線路の地点とｉ番目の未走行線路データによって形状が示される未走行線路の地点との間隔、ｉ：正の整数） (However, Δt i = Δx i / v, Δx i : the point of the non-running line whose shape is indicated by the (i-1) th non-running line data and the non-running line whose shape is indicated by the i-th non-running line data. Distance from point, i: positive integer)
前回の前記演算処理の結果に基づいて前記目標値を決定し、
前記動作部は、前記前回の演算処理と今回の前記演算処理とによって前記目標値が重複して決定される時間Ｔ１内のうち、少なくともこの時間Ｔ１の終了時点を含む所定時間Ｔ２（Ｔ２≦Ｔ１）内においては、前記前回の演算処理による前記目標値に合わせて前記鉄道車両を傾斜させてもよい。
The target value is determined based on the result of the previous arithmetic processing,
The operation unit, out of the last in the processing and time the target value by said arithmetic processing time is determined in duplicate T 1, the predetermined time T 2 that includes at least the end of this time T 1 ( Within T 2 ≦ T 1 ), the railway vehicle may be tilted according to the target value obtained by the previous calculation process.
この発明によれば、評価関数には傾斜角度の目標値に関する１階差分と２階差分とが含まれ、各演算処理においては前回の演算処理の結果に基づいて目標値が決定されるため、前回の演算処理と今回の演算処理とによって目標値が重複して決定される時間Ｔ１内においては、前回の演算処理による目標値と今回の演算処理による目標値とは、異なる値とならずに同一化されることとなる。従って、傾斜角度の目標値を全ての走行区間に渡って連続させることができるため、時間Ｔ１のうち少なくともこの時間Ｔ１の終了時点を含む所定時間Ｔ２内において前回の演算処理による目標値に合わせて動作部に車体を傾斜させることにより、例えば複心曲線や反向曲線等の複雑な形状の曲線部を鉄道車両が走行する場合でも、車体の傾斜角度を連続して変化させ、乗り心地を向上させることができる。 According to the present invention, the evaluation function includes a first-order difference and a second-order difference related to the target value of the inclination angle, and the target value is determined based on the result of the previous calculation process in each calculation process. in the previous calculation process and the current processing and by the time T 1 that the target value is determined in duplicate, and the target value by the target value and the current arithmetic processing by previous calculation process, not a different value Will be identified. Accordingly, since it is possible to continuously over the target value of the tilt angle in all travel route, the target value from the previous calculation processing at a predetermined time T in 2 comprising at least the end of this time T 1 of time T 1 By tilting the vehicle body to the moving part according to the vehicle, for example, even when a railway vehicle travels a curved part with a complicated shape such as a double-centered curve or a reverse curve, the inclination angle of the vehicle body is continuously changed to Comfort can be improved.
また、上記課題を解決するための本願発明は、車体の傾斜角度制御方法であって、前述した車体の傾斜角度制御装置によって車体の傾斜角度を制御することを特徴とする。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a vehicle body tilt angle control method, characterized in that the vehicle body tilt angle is controlled by the vehicle body tilt angle control device described above.
この発明によれば、前述した車両の傾斜角度制御装置の発明と同様の効果を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain the same effects as those of the vehicle tilt angle control device described above.
さらに、上記課題を解決するための本願発明は、鉄道車両であって、前述の車両の傾斜角度制御装置を備えることを特徴とする。 Furthermore, the present invention for solving the above-mentioned problems is a railway vehicle, characterized in that it includes the aforementioned vehicle tilt angle control device.
この発明によれば、前述した車両の傾斜角度制御装置の発明と同様の効果を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain the same effects as those of the vehicle tilt angle control device described above.
上述したように、本願発明によれば、単なる乗り心地のみならず、乗り物酔いを含めた乗心地の評価指標を推定するための評価関数を、車体の傾斜角度の目標値を変数に有する関数として決定するので、線路の形状の変化に合わせて確実に車体を傾斜させ、かつ乗り心地を向上させるとともに乗り物酔いを効果的に防止することができる。 As described above, according to the present invention, the evaluation function for estimating not only mere riding comfort but also an evaluation index of riding comfort including motion sickness is a function having the target value of the inclination angle of the vehicle body as a variable. Therefore, it is possible to reliably tilt the vehicle body in accordance with the change in the shape of the track, improve the ride comfort, and effectively prevent motion sickness.
以下、本発明を適用した振子式の鉄道車両について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a pendulum type railway vehicle to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
〔第一の実施の形態〕
振子式の鉄道車両１は、図１に示すように、線路上を走行する台車２と、台車２によって支持された車体３とからなる。
[First embodiment]
As shown in FIG. 1, the pendulum type railway vehicle 1 includes a carriage 2 that travels on a track, and a vehicle body 3 that is supported by the carriage 2.
台車２は、複数の車輪２０，…と、車輪２０同士を連結した複数の車軸２１，…と、これら車軸２１，…によって支持された台車枠２２と、振子梁２３等とからなる。この振子梁２３と台車枠２２に設けられた振子装置２４とによって車体３は傾斜可能となっており、台車枠２２及び振子梁２３には車体３を傾斜させる動作部２５が連結されている。 The carriage 2 includes a plurality of wheels 20,..., A plurality of axles 21 that connect the wheels 20, a carriage frame 22 that is supported by the axles 21, and a pendulum beam 23. The body 3 can be tilted by the pendulum beam 23 and the pendulum device 24 provided on the bogie frame 22, and an operation unit 25 for tilting the car body 3 is connected to the bogie frame 22 and the pendulum beam 23.
動作部２５は、振子装置２４に対して振子梁２３を揺動させることによって、車体３を傾斜させることができるようになっている。このような動作部２５としては、作動流体によるアクチュエータや電気モータによるアクチュエータ等が用いられている。 The operating unit 25 can tilt the vehicle body 3 by swinging the pendulum beam 23 with respect to the pendulum device 24. As such an operation unit 25, an actuator using a working fluid, an actuator using an electric motor, or the like is used.
この動作部２５には傾斜角度制御装置２６が接続されている。傾斜角度制御装置２６は、線路全体の形状に関するデータベース２７と、傾斜角度の目標値を決定する演算処理部２８とを備えている。 An inclination angle control device 26 is connected to the operation unit 25. The tilt angle control device 26 includes a database 27 relating to the shape of the entire track, and an arithmetic processing unit 28 that determines a target value of the tilt angle.
データベース２７は、線路の全区間の形状に関するデータとして、線路のカントＣ（ｔ）と、曲率半径Ｒ（ｔ）と、軌間Ｇとを記憶している。なお、線路のカントＣ（ｔ）とは、図２に示すように、左右のレールの高低差である。また、軌間Ｇとは、左右のレール間の長さである。 The database 27 stores a cant C (t), a radius of curvature R (t), and a gauge G as data related to the shape of the entire section of the line. Note that the cant C (t) of the track is a difference in height between the left and right rails as shown in FIG. Further, the gauge G is the length between the left and right rails.
演算処理部２８は、データベース２７及び動作部２５と接続されている。この演算処理部２８は、現時点ｔｃでの鉄道車両１の地点Ｐｃ及び走行速度ｖｃを検出可能となっている。また、演算処理部２８は、未走行線路のカントＣ（ｔ）と、曲率半径Ｒ（ｔ）と、軌間Ｇとからなる未走行線路データη（ｔ）をデータベース２７から取得可能であるとともに、未走行線路上での予定走行条件β（ｔ）、本実施の形態においては予定走行速度ｖを取得可能となっている。ここで、未走行線路とは、現時点ｔｃ以降の時点ｔ０から所定時間Ｔ０後の時点ｔ１までの時間内に鉄道車両１が走行するべき未走行区間の線路である。 The arithmetic processing unit 28 is connected to the database 27 and the operation unit 25. The arithmetic processing unit 28 can detect the point P c and the traveling speed v c of the railway vehicle 1 at the current time t c . Further, the arithmetic processing unit 28 can acquire the non-running track data η (t) including the cant C (t) of the non-running track, the curvature radius R (t), and the gauge G from the database 27, The planned travel condition β (t) on the untraveled track, and the planned travel speed v can be acquired in the present embodiment. Here, the non-running track is a track in a non-running section in which the railway vehicle 1 should travel within a time period from a time t 0 after the current time t c to a time t 1 after a predetermined time T 0 .
また、演算処理部２８は、取得した未走行線路データη（ｔ）と予定走行速度ｖとから、カントＣ（ｔ）の時間変化率Ｃ’（ｔ）と、この時間変化率Ｃ’（ｔ）の時間変化率Ｃ’’（ｔ）と、曲率半径Ｒ（ｔ）の時間変化率Ｒ’（ｔ）とを算出可能となっている。 Further, the arithmetic processing unit 28 calculates the time change rate C ′ (t) of the cant C (t) and the time change rate C ′ (t) from the acquired non-running line data η (t) and the planned travel speed v. ) And the time change rate R ′ (t) of the radius of curvature R (t) can be calculated.
また、演算処理部２８は、未走行線路上を鉄道車両１が走行する際の車体３の乗り物酔いを含めた乗り心地の評価指標を推定するための評価関数を、車体３の傾斜角度の目標値φ（ｔ）を変数に有する関数Ｆ（φ（ｔ））、具体的には式（１）として決定することができるようになっている。 In addition, the arithmetic processing unit 28 uses an evaluation function for estimating an evaluation index of ride comfort including motion sickness of the vehicle body 3 when the railway vehicle 1 travels on a non-running track as a target of the inclination angle of the vehicle body 3. The function F (φ (t)) having the value φ (t) as a variable, specifically, the equation (1) can be determined.
ここで、前記式（１）は、乗り心地に関する評価関数であるｆＪＴ（ｔ）の項と、乗り物酔いに関する評価関数であるｙｆ（ｔ）の項とから構成されている。具体的には、車体
３の傾斜角度の目標値φ（ｔ）を変数に有する下記の式（１１）として決定することができる。
Here, the expression (1) includes a term of f JT (t) that is an evaluation function related to ride comfort and a term of y f (t) that is an evaluation function related to motion sickness. Specifically, it can be determined as the following equation (11) having the target value φ (t) of the tilt angle of the vehicle body 3 as a variable.
以下、それぞれの項に分けて説明する。 Hereinafter, the description will be made separately for each item.
先ずはじめに、ｆＪＴ（ｔ）の項について説明する。 First, the term f JT (t) will be described.
この関数は、車体３の傾斜角度の目標値φ（ｔ）を変数に有する関数Ｆ（（φ（ｔ）），η（ｔ），β（ｔ））、具体的には式（１２）として決定することができるようになっている。 This function is a function F ((φ (t)), η (t), β (t)) having a target value φ (t) of the tilt angle of the vehicle body 3 as a variable, specifically as equation (12) Can be determined.
ここで、ｔは時間、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは係数である。また、ｙｐ（ｔ），ｙｊ（ｔ），θｐ（ｔ），θｊ（ｔ）は、以下の式で表される振動特性の近似値であり、具体的にはそれぞれ、図２に示すように、車体３の左右加速度［ｍ／ｓ２］、左右加速度の時間変化率［ｍ／ｓ３］、車体３のロール角速度［°／ｓ］、車体３のロール角加速度［°／ｓ２］である。なお、車体３の左右加速度ｙｐ（ｔ）は、図２に示されるように、車体３が左右方向に並進振動する際の左右方向の加速度である。また、車体３のロール角速度θｐ（ｔ）は、車体３が垂直面内で回転する際の角度θｒ（ｔ）［°］（図２参照）の時間変化率である。傾斜角度の目標値φ（ｔ）［°］は、動作部２５の作用により、台車枠２２に対して振子梁２３が回転する際の傾斜角（以下、振子傾斜角とする）の目標値である。 Here, t is time, and a, b, c, d, and e are coefficients. Further, y p (t), y j (t), θ p (t), and θ j (t) are approximate values of vibration characteristics represented by the following equations, and specifically, FIG. As shown, the lateral acceleration [m / s 2 ] of the vehicle body 3, the rate of time change of the lateral acceleration [m / s 3 ], the roll angular velocity [° / s] of the vehicle body 3, and the roll angular acceleration [° / s 2 ]. Note that the left-right acceleration y p (t) of the vehicle body 3 is the acceleration in the left-right direction when the vehicle body 3 translates in the left-right direction, as shown in FIG. The roll angular velocity θ p (t) of the vehicle body 3 is a time change rate of the angle θ r (t) [°] (see FIG. 2) when the vehicle body 3 rotates in the vertical plane. The target value φ (t) [°] of the inclination angle is a target value of an inclination angle (hereinafter referred to as a pendulum inclination angle) when the pendulum beam 23 rotates with respect to the carriage frame 22 by the action of the operating unit 25. is there.
ただし、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ２］である。 However, g is a gravitational acceleration [m / s < 2 >].
この評価関数によれば、例えば上記特許文献２に開示のように係数ａ〜ｅの値を設定することにより、乗客による乗り心地の評価を複数段階の尺度で推定することができる。具体的には、例えば評価関数の値が０〜１，１〜２，２〜３，３〜４の範囲内であれば、乗客による乗り心地の評価をそれぞれ「全く問題ない」、「やや気になる程度」、「不快であるが許容範囲内にある」、「不快であり許容できない」と推定することができる。 According to this evaluation function, for example, by setting the values of the coefficients a to e as disclosed in Patent Document 2, it is possible to estimate the ride comfort evaluation by the passenger on a multi-stage scale. Specifically, for example, if the value of the evaluation function is in the range of 0 to 1, 1 to 2, 2 to 3, 3 to 4, the evaluation of the ride comfort by the passengers is “no problem”, “ It can be estimated that “the degree of being uncomfortable” is “uncomfortable but within an acceptable range”, and “uncomfortable and unacceptable”.
次に、ｙｆ（ｔ）の項について説明する。 Next, the term y f (t) will be described.
このｙｆ（ｔ）の項は、本願発明の特徴である「乗り物酔い」を防止するための関数であり、具体的には上記式（４）で表されるｙｐ（ｔ）に対して、０．３Ｈｚ以下の入力を強調する特性を有するフィルタをかけたものである。 The term y f (t) is a function for preventing “motion sickness” which is a feature of the present invention. Specifically, for y p (t) represented by the above formula (4), , A filter having a characteristic of emphasizing an input of 0.3 Hz or less is applied.
ここで、０．３Ｈｚ以下の入力を強調する理由は、当該周波数領域の左右振動が最も乗り物酔いの原因となると考えられるからである。 Here, the reason for emphasizing the input of 0.3 Hz or less is that the left-right vibration in the frequency region is considered to cause the most motion sickness.
図３は、低周波振動と乗り物酔い発生率（ＭＲ）との関係を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between low-frequency vibration and motion sickness incidence (MR).
この図からも０．３Ｈｚ以下の左右振動が乗り物酔いの原因となることが分かる。 From this figure, it can be seen that lateral vibration of 0.3 Hz or less causes motion sickness.
ここで、本願発明においては、０．３Ｈｚ以下の入力を強調する特性を有するフィルタについては限定することはなく、種々のフィルタを用いることができ、例えば図４に示す列車酔い評価用の左右振動補正フィルタを利用しても良い。ただし、曲線通過時に車両に対して左右方向へ定常的に作用する遠心力は図２の０．３Ｈｚ以下の直流成分に近い帯域の周波数に属し、この帯域の車体左右振動加速度信号を減衰させてしまうと、遠心力が考慮されなくなる。すなわち振子車両の本来の目的である定常的な左右振動加速度を打ち消すという本来の目的を達することができなくなる。これを解決するためには、例えば図５に示すような０．３Ｈｚ近辺をカットオフ周波数とするローパスフィルタを用いてもよい。 Here, in the present invention, there is no limitation on the filter having the characteristic of enhancing the input of 0.3 Hz or less, and various filters can be used. For example, the left-right vibration for train sickness evaluation shown in FIG. A correction filter may be used. However, the centrifugal force that constantly acts on the vehicle in the left-right direction when passing the curve belongs to a frequency in a band close to a DC component of 0.3 Hz or less in FIG. 2, and attenuates the vehicle body left-right vibration acceleration signal in this band. If this happens, centrifugal force will not be considered. That is, the original purpose of canceling the steady lateral vibration acceleration, which is the original purpose of the pendulum vehicle, cannot be achieved. In order to solve this, for example, a low-pass filter having a cutoff frequency around 0.3 Hz as shown in FIG. 5 may be used.
前記図５に示すローパスフィルタをｈ（ｔ）とすると、ｙｆ（ｔ）は以下の式（８）を上げることができる。 If the low-pass filter shown in FIG. 5 is h (t), y f (t) can be expressed by the following equation (8).
本願発明の評価関数Ｆ（φ（ｔ））は、上記で説明した乗り心地に関する評価関数であるｆＪＴ（ｔ）の項と、乗り物酔いに関する評価関数であるｙｆ（ｔ）の項のそれぞれに、当該各項に対する重み付けをするための（１−α）、およびαを乗じた上で、各項を足し合わせることに構成されている。具体的には、前記式（１１）として、次式（１３）を用いている。 The evaluation function F (φ (t)) of the present invention is a term of f JT (t) that is an evaluation function related to riding comfort described above, and a term of y f (t) that is an evaluation function related to motion sickness. Are multiplied by (1−α) for weighting each term and α, and the terms are added together. Specifically, the following equation (13) is used as the equation (11).
当該重み付けをするために必要な係数αの値については０以上１以下の値であれば任意に設定可能である。αの値を小さくすれば、乗り心地に関数評価関数ｆＪＴ（ｔ）の項が車体の傾斜角度制御に大きく反映され、一方でαの値を大きくすれば、乗り物酔いに関する評価関数であるｙｆ（ｔ）の項が車体の傾斜角度制御に大きく反映されることとなる。 The coefficient α necessary for the weighting can be arbitrarily set as long as it is a value between 0 and 1. If the value of α is decreased, the term of the function evaluation function f JT (t) is greatly reflected in the vehicle body tilt angle control in the ride comfort, while if the value of α is increased, y is an evaluation function related to motion sickness. The term f (t) is greatly reflected in the control of the tilt angle of the vehicle body.
図６は、前記特許文献３の制御装置を用いた列車における緩和曲線内での左右振動加速度の発生傾向を示す図である。前記特許文献３の制御装置とはつまり、評価関数が乗り心地に関する評価関数であるｆＪＴ（ｔ）のみで構成されている制御装置を指し、本願発明の評価関数で表せば、前記重み付けのための係数α＝０とした場合を意味する。つまり、図６は、乗り物酔いに関し全く考慮していない制御をした場合の左右振動加速度の発生傾向を示している。 FIG. 6 is a diagram illustrating a tendency of occurrence of lateral vibration acceleration in a relaxation curve in a train using the control device of Patent Document 3. In other words, the control device of Patent Document 3 refers to a control device whose evaluation function is configured only by f JT (t) that is an evaluation function related to ride comfort. Means that the coefficient α = 0. That is, FIG. 6 shows a tendency of occurrence of left-right vibration acceleration in the case of control that does not take into account motion sickness at all.
図６からも分かるように、乗客の乗り心地のみを考慮して車体の傾斜角度を制御した場合、緩和曲線の入口側および出口側において左右振動加速度が発生しており、この加速度が乗り物酔いの原因となる可能性がある。本願発明は、乗り心地に関する評価関数に加え、乗り物酔いに関する評価関数を考慮することにより、例えば図６に示される左右振動加速度を低減することを目的としていると言える。 As can be seen from FIG. 6, when the inclination angle of the vehicle body is controlled taking into account only the ride comfort of the passengers, lateral vibration acceleration occurs on the entrance side and exit side of the relaxation curve, and this acceleration is caused by motion sickness. It can be a cause. It can be said that the invention of the present application aims to reduce the lateral vibration acceleration shown in FIG. 6, for example, by considering the evaluation function related to motion sickness in addition to the evaluation function related to ride comfort.
ここで、演算処理部２８は、次の式（１４）に示すように、上記本願発明の評価関数Ｆ（φ（ｔ））を一定区間で積分した評価指標を計算し、この値が所定の範囲内、例えば最小値となる場合における振子傾斜角の目標値φ（ｔ）をφｍ（ｔ）として決定することができるようになっている。 Here, as shown in the following equation (14), the arithmetic processing unit 28 calculates an evaluation index obtained by integrating the evaluation function F (φ (t)) of the present invention in a certain section, and this value is a predetermined value. The target value φ (t) of the pendulum tilt angle in the range, for example, when it becomes the minimum value, can be determined as φm (t).
なお、本実施の形態においては、上記式（１４）として具体的には次の式（１５）を用いている。 In the present embodiment, the following equation (15) is specifically used as the above equation (14).
また、振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）が実現不可能な値となることを防ぐべく、φｍ（ｔ）は、以下の条件式を満たすように決定されている。
ｇ（φｍ（ｔ））≦０
このようなｇ（φｍ（ｔ））としては、例えばｇ（φｍ（ｔ））＝｜φｍ（ｔ）｜−γ（γは実数）等を挙げることができる。この条件式によれば、振子傾斜角がα［°］以上の実現不可能な角度になることを防ぐことができる。
In order to prevent the target value φm (t) of the pendulum tilt angle from becoming an unrealizable value, φm (t) is determined so as to satisfy the following conditional expression.
g (φm (t)) ≦ 0
Examples of such g (φm (t)) include g (φm (t)) = | φm (t) | −γ (γ is a real number). According to this conditional expression, it is possible to prevent the pendulum inclination angle from becoming an unrealizable angle of α [°] or more.
また、演算処理部２８は、式（１５）によって決定された目標値φｍ（ｔ）と振子傾斜角とが等しくなるように、動作部２５を制御することができるようになっている。なお、演算処理部２８には、実際の振子傾斜角がフィードバックされるようになっている。 Further, the arithmetic processing unit 28 can control the operation unit 25 so that the target value φm (t) determined by the equation (15) is equal to the pendulum inclination angle. Note that an actual pendulum tilt angle is fed back to the arithmetic processing unit 28.
次に、上記の傾斜角度制御装置２６が振子傾斜角を制御する手順について説明する。
まず、図７に示すように、演算処理部２８が現時点ｔｃでの鉄道車両１の地点Ｐｃを検出する。また、演算処理部２８は、鉄道車両１が時点ｔ０，ｔ１において到達する地点Ｐ０，Ｐ１を、それぞれＰ０＝ＰＣ＋ｖｃ×Ｔｐ、Ｐ１＝Ｐ０＋ｖｃ×Ｔ０から計算する。なお時間Ｔｐは、演算処理部２８における演算時間と動作部２５における応答遅れ時間との合計時間よりも長くなっている。
Next, the procedure by which the tilt angle control device 26 controls the pendulum tilt angle will be described.
First, as shown in FIG. 7, the arithmetic processing unit 28 detects a point P c of the railway vehicle 1 at the current time t c . Further, the arithmetic processing unit 28 determines the points P 0 and P 1 at which the railcar 1 arrives at the time points t 0 and t 1 , respectively, P 0 = P C + v c × T p , P 1 = P 0 + v c × T Calculate from zero . The time T p is longer than the total time of the calculation time in the calculation processing unit 28 and the response delay time in the operation unit 25.
次に、演算処理部２８は、地点Ｐ０から地点Ｐ１までの間の未走行線路の形状に関する未走行線路データη（ｔ）をデータベース２７から取得するとともに、この未走行線路上における予定走行条件β（ｔ）を取得する（データ取得処理）。なお、この場合における予定走行条件β（ｔ）とは、現時点ｔｃにおける走行速度ｖｃである。 Next, the arithmetic processing unit 28 acquires the non-traveling line data η (t) related to the shape of the non-running line between the point P 0 and the point P 1 from the database 27, and the planned traveling on the non-running line. The condition β (t) is acquired (data acquisition process). Note that the planned traveling condition β (t) in this case is the traveling speed v c at the current time t c .
次に、演算処理部２８は、データ取得処理の結果に基づいて振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を決定する（演算処理）。なお、演算処理は、以下の関数決定処理と目標値決定処理とからなるものである。 Next, the calculation processing unit 28 determines a target value φm (t) of the pendulum inclination angle based on the result of the data acquisition process (calculation process). The calculation process includes the following function determination process and target value determination process.
具体的には、まず、演算処理部２８が未走行線路データη（ｔ）と予定走行条件β（ｔ）とを上記式（４）〜（７）に代入し、各振動特性を振子傾斜角の目標値φ（ｔ）の関数として決定する。次に、演算処理部２８は車体３の左右加速度ｙｐ（ｔ）と、その時間変化率ｙｊ（ｔ）と、車体３のロール角速度θｐ（ｔ）と、車体３のロール角加速度θｊ（ｔ）とのそれぞれの推定式および式（１２）、さらに前記左右加速度ｙｐ（ｔ）に０．３Ｈｚ以下の入力を強調する特性を有するフィルタをかけて得られる乗り物酔いに関する関数ｙｆ（ｔ）の推定式を式（１３）に代入し、評価関数Ｆを振子傾斜角の目標値φ（ｔ）の関数として決定する（関数決定処理）。 Specifically, first, the arithmetic processing unit 28 substitutes the non-traveling line data η (t) and the planned traveling condition β (t) into the above formulas (4) to (7), and sets each vibration characteristic to the pendulum inclination angle. As a function of the target value φ (t). Next, the arithmetic processing unit 28 determines the lateral acceleration y p (t) of the vehicle body 3, its rate of change y j (t), the roll angular velocity θ p (t) of the vehicle body 3, and the roll angular acceleration θ of the vehicle body 3. The function y f related to motion sickness obtained by applying a filter having a characteristic of emphasizing an input of 0.3 Hz or less to the respective estimation formulas and formulas (12) with j (t) and the lateral acceleration y p (t). The estimation formula of (t) is substituted into formula (13), and the evaluation function F is determined as a function of the target value φ (t) of the pendulum tilt angle (function determination process).
次に、演算処理部２８は所定時間Ｔ０内での評価関数Ｆの値を積分し、この値が最小値となる場合における振子傾斜角の目標値φ（ｔ）を式（１５）に基づきφｍ（ｔ）として決定する（目標値決定処理）。 Next, the arithmetic processing unit 28 integrates the value of the evaluation function F within the predetermined time T 0 , and calculates the target value φ (t) of the pendulum inclination angle when this value is the minimum value based on the equation (15). It determines as (phi) m (t) (target value determination process).
以降、傾斜角度制御装置２６が上記データ取得処理から演算処理までを時間Ｔ０ごとに
繰り返すことにより、各時点での目標値φｍ（ｔ）からなる目標値パターンが、図７に示すように決定される。なお、各関数決定処理における予定走行条件β（ｔ）は、それぞれ一定の条件として設定されている。
Thereafter, the tilt angle control device 26 repeats the data acquisition process to the calculation process every time T 0 , whereby a target value pattern consisting of the target value φm (t) at each time point is determined as shown in FIG. Is done. Note that the scheduled traveling condition β (t) in each function determination process is set as a constant condition.
そして、決定された目標値φｍ（ｔ）に合わせて動作部２５が車体３を傾斜させる（傾斜処理）。なお動作部２５を駆動させる信号は、鉄道車両１が地点Ｐ０に到達する時点ｔａよりも時間Ｔｐだけ前から動作部２５に入力されている。 Then, the operating unit 25 tilts the vehicle body 3 in accordance with the determined target value φm (t) (tilting process). Incidentally signal for driving the operation unit 25, the railway vehicle 1 is inputted to the operation unit 25 from the front by the time T p than the time t a it reaches the point P 0.
以上のような鉄道車両１によれば、乗り物酔いを含む乗り心地の評価指標を推定するための評価関数Ｆを、振子傾斜角の目標値φ（ｔ）を変数に有する関数として決定するので、評価関数Ｆの積分値、つまり評価指標の推定値が所定の範囲内に含まれるように振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を事前に決定することができる。従って、振子傾斜角を事前に制御する場合であっても、従来と異なり、実際に未走行区間の線路を鉄道車両１が走行した際の乗り心地を確実に向上させることができるとともに、乗客の乗り物酔いの発生を効果的に防止することができる。 According to the railway vehicle 1 as described above, the evaluation function F for estimating the evaluation index of ride comfort including motion sickness is determined as a function having the target value φ (t) of the pendulum inclination angle as a variable. The target value φm (t) of the pendulum tilt angle can be determined in advance so that the integrated value of the evaluation function F, that is, the estimated value of the evaluation index is included within a predetermined range. Therefore, even when the pendulum inclination angle is controlled in advance, the ride comfort when the railway vehicle 1 actually travels on the track in the non-traveling section can be reliably improved, unlike the conventional case. The occurrence of motion sickness can be effectively prevented.
また、未走行区間の線路上を鉄道車両１が走行するよりも前に振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）が決定されるので、車体３が傾斜した状態となる時点を遅らせることなく、線路の形状の変化に合わせて確実に車体３を傾斜させ、乗り心地を向上させることができる。 Further, since the target value φm (t) of the pendulum inclination angle is determined before the railcar 1 travels on the track in the non-running section, the track 3 is not delayed until the time point when the vehicle body 3 is tilted. The vehicle body 3 can be reliably tilted in accordance with the change in the shape of the vehicle to improve the riding comfort.
また、評価関数Ｆにおける車体３の左右加速度ｙｐ（ｔ）、左右加速度ｙｐ（ｔ）の時間変化率ｙｊ（ｔ）、車体３のロール角速度θｐ（ｔ）及び車体３のロール角加速度θｊ（ｔ）をそれぞれ未走行線路データη（ｔ）と予定走行条件β（ｔ）とからなる近似式として用いるので、乗り心地の評価指標の推定値を振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）に応じて事前に決定することができる。従って、評価指標の推定値が所定の範囲内に含まれるように振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を事前に決定することができる。 Further, in the evaluation function F, the lateral acceleration y p (t) of the vehicle body 3, the time change rate y j (t) of the lateral acceleration y p (t), the roll angular velocity θ p (t) of the vehicle body 3, and the roll angle of the vehicle body 3. Since the acceleration θ j (t) is used as an approximate expression composed of the non-traveling line data η (t) and the planned traveling condition β (t), the estimated value of the evaluation index of the riding comfort is used as the target value φm ( It can be determined in advance according to t). Therefore, the target value φm (t) of the pendulum tilt angle can be determined in advance so that the estimated value of the evaluation index is included in the predetermined range.
なお、上記第一の実施の形態においては、時間Ｔ０内に鉄道車両１が走行するべき区間の線路を未走行区間の線路として演算処理を時間Ｔ０ごとに行うこととして説明したが、これに限らず、例えば図８に示すように、時間Ｔ０＋Ｔ１内に鉄道車両１が走行するべき区間の線路を未走行区間の線路として演算処理を所定時間Ｔ０ごとに行うこととしても良い。なお、この場合には、前回の演算処理と今回の演算処理とによって目標値φｍ（ｔ）が重複して決定される時間Ｔ１内においては前回の演算処理による目標値φｍ（ｔ）に合わせて車体３を傾斜させることが好ましい。 In the first embodiment, it has been described that the calculation process is performed every time T 0 with the track of the section in which the railway vehicle 1 should travel within the time T 0 as the track of the non-travel section. For example, as shown in FIG. 8, the calculation process may be performed at predetermined time T 0 with the track in the section in which the railway vehicle 1 should travel within time T 0 + T 1 as the track in the non-travel section. . In this case, within the time T 1 when the target value φm (t) is determined by the previous calculation process and the current calculation process, the target value φm (t) is determined according to the previous calculation process. The vehicle body 3 is preferably inclined.
〔第一の実施の形態の変形例〕
次に、上記第一の実施の形態の変形例について説明する。なお、上記第一の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Modification of First Embodiment]
Next, a modification of the first embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to said 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本変形例における鉄道車両１Ａは、振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を決定する際に上記式（１３），（１５）の代わりに次の式（１６），（１７）を用いる点において上記第一の実施の形態における鉄道車両１と異なる。 The railway vehicle 1A in this modification uses the following equations (16) and (17) instead of the above equations (13) and (15) when determining the target value φm (t) of the pendulum inclination angle. Different from the railway vehicle 1 in the first embodiment.
ここで、ｎは正の整数であり、ｎの値は大きいものほど好ましい。また、μは係数であり、１以上の実数である。 Here, n is a positive integer, and a larger value of n is preferable. Μ is a coefficient and is a real number of 1 or more.
このような鉄道車両１Ａによれば、車体３の左右加速度ｙｐ（ｔ）と、その時間変化率ｙｊ（ｔ）と、車体３のロール角速度θｐ（ｔ）と、車体３のロール角加速度θｊ（ｔ）とからなる振動特性のそれぞれを２ｎ乗した和の値を時点ｔ０から時点ｔ１までの時間内で積分することによって評価指標が計算される。従って、上記第一の実施の形態と異なり、振動特性のそれぞれの最大値を求める必要がない分、評価関数Ｆを決定する処理を簡略化することができる。従って、振子傾斜角の目標値をより早く決定することができる。 According to such a railway vehicle 1 </ b> A, the lateral acceleration y p (t) of the vehicle body 3, its time change rate y j (t), the roll angular velocity θ p (t) of the vehicle body 3, and the roll angle of the vehicle body 3. An evaluation index is calculated by integrating the sum of 2n of the vibration characteristics composed of the acceleration θ j (t) within the time from the time point t 0 to the time point t 1 . Therefore, unlike the first embodiment, the process of determining the evaluation function F can be simplified because it is not necessary to obtain the maximum value of each vibration characteristic. Therefore, the target value of the pendulum inclination angle can be determined earlier.
〔第二の実施の形態〕
次に、本発明に係る鉄道車両の第二の実施の形態について説明する。なお、上記第一の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the railway vehicle according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to said 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本第二の実施の形態における鉄道車両１Ｂは、上記傾斜角度制御装置２６の代わりに傾斜角度制御装置２６Ｂを備える点において上記第一の実施の形態における鉄道車両１と異なる。以下、この点について詳しく説明する。 The railway vehicle 1B according to the second embodiment is different from the railway vehicle 1 according to the first embodiment in that an inclination angle control device 26B is provided instead of the inclination angle control device 26. Hereinafter, this point will be described in detail.
傾斜角度制御装置２６Ｂは、データベース２７Ｂと演算処理部２８Ｂとを備えている。 The tilt angle control device 26B includes a database 27B and an arithmetic processing unit 28B.
データベース２７Ｂは、線路の形状に関するデータを離散的に記憶しており、より詳細には、予定走行速度ｖで時間Ｔ０＋Ｔ１内に鉄道車両１Ｂが走行する距離［ｍ］ごとの地点に対応する未走行線路データを順番に記憶している。 The database 27B discretely stores data relating to the shape of the track. More specifically, the database 27B corresponds to a point for each distance [m] that the railway vehicle 1B travels within the time T 0 + T 1 at the planned traveling speed v. The non-running track data to be stored is stored in order.
演算処理部２８Ｂは、振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を決定する際に上記式（１３）の代わりに上記式（１６）を、上記式（１５）の代わりに次の式（１８）を用いる点等において上記演算処理部２８と異なっている。 When determining the target value φm (t) of the pendulum tilt angle, the arithmetic processing unit 28B replaces the above equation (13) with the above equation (16), and replaces the above equation (15) with the following equation (18). Is different from the arithmetic processing unit 28 in that, for example, is used.
ただし、上記式（１８）におけるｙｆ（ｉ）は、ｈ（ｉ）を０．３Ｈｚ以下の信号を強調する（２ｎ＋１）次のＦＩＲフィルタとすると、下記の式（１９）で表される。 However, y f (i ) in the above equation (18) is expressed by the following equation (19), where h (i) is a (2n + 1) th order FIR filter that emphasizes a signal of 0.3 Hz or less.
（ただし、ｎ：自然数）
なお、本第二の実施の形態においてはｎ＝１とし、かつ前記関数ｇをφ（ｉ）の線形関数とした場合には、式（１６）は線形２次計画問題となるため、振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を容易に解くことができる。
(Where n is a natural number)
In the second embodiment, when n = 1 and the function g is a linear function of φ (i), the equation (16) becomes a linear quadratic programming problem. The target value φm (t) of the corner can be easily solved.
ここで、φ’（ｔ），φ’’（ｔ）はそれぞれ以下の式（２０），（２１）で近似されている。これにより、評価関数には振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）に関する１階差分と２階差分とが含まれた状態となっている。 Here, φ ′ (t) and φ ″ (t) are approximated by the following equations (20) and (21), respectively. As a result, the evaluation function includes a first-order difference and a second-order difference related to the target value φm (t) of the pendulum inclination angle.
但し、Δｔｉ＝Δｘｉ／ｖであり、Δｘｉは、ｉ−１番目の未走行線路データによって形状が示される未走行線路の地点とｉ番目の未走行線路データによって形状が示される未走行線路の地点との間隔［ｍ］である。また、ｉは正の整数である。 However, Δt i = Δx i / v, and Δx i is a non-running point whose shape is indicated by the point of the non-running line whose shape is indicated by the (i−1) -th non-running line data and the i-th non-running line data. The distance [m] from the point of the track. I is a positive integer.
また、Ｒ’（ｔ），Ｃ’（ｔ）及びＣ’’（ｔ）は、それぞれ以下の式（２２）〜（２４）で近似されている。 R ′ (t), C ′ (t) and C ″ (t) are approximated by the following equations (22) to (24), respectively.
次に、傾斜角度制御装置２６Ｂが振子傾斜角を制御する手順について説明する。なお、本第２の実施の形態においては、鉄道車両１Ｂは、例えば図９（ａ），（ｂ）に示すような形状の未走行線路上を走行するものとする。 Next, a procedure in which the tilt angle control device 26B controls the pendulum tilt angle will be described. In the second embodiment, it is assumed that the railway vehicle 1B travels on an untraveled track having a shape as shown in FIGS. 9A and 9B, for example.
まず、演算処理部２８Ｂは、時間Ｔ０＋Ｔ１内に走行予定の未走行線路の形状に関する未走行線路データη（ｔ）をデータベース２７Ｂから取得するとともに、この未走行線路上における予定走行条件β（ｔ）を取得する（データ取得処理）。なお、この場合における予定走行条件β（ｔ）とは、現時点における走行速度である。また、本第２の実施の形態においては、時間Ｔ０は３［秒］、時間Ｔ１は１［秒］となっている。 First, the arithmetic processing unit 28B acquires the non-running track data η (t) relating to the shape of the non-running track scheduled to travel within the time T 0 + T 1 from the database 27B, and the planned driving condition β on the non-running track. (T) is acquired (data acquisition process). Note that the planned traveling condition β (t) in this case is the traveling speed at the present time. In the second embodiment, the time T 0 is 3 [seconds] and the time T 1 is 1 [second].
次に、演算処理部２８Ｂは、データ取得処理の結果に基づいて振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を決定する（演算処理）。なお、この演算処理は、以下の関数決定処理と目標値決定処理とからなるものである。 Next, the arithmetic processing unit 28B determines a target value φm (t) of the pendulum inclination angle based on the result of the data acquisition processing (arithmetic processing). This calculation process comprises the following function determination process and target value determination process.
具体的には、まず、演算処理部２８Ｂは未走行線路データη（ｔ）と予定走行条件β（ｔ）とを上記式（４）〜（７）に代入し、各振動特性を振子傾斜角の目標値φ（ｔ）の関数として決定する。このとき、φ’（ｔ），φ’’（ｔ），Ｒ’（ｔ），Ｃ’（ｔ）及びＣ’’（ｔ）の値に関しては上記式（２０）〜（２４）による近似値を用いる。 Specifically, first, the arithmetic processing unit 28B substitutes the non-traveling line data η (t) and the planned traveling condition β (t) into the above formulas (4) to (7), and sets each vibration characteristic to the pendulum inclination angle. As a function of the target value φ (t). At this time, the values of φ ′ (t), φ ″ (t), R ′ (t), C ′ (t) and C ″ (t) are approximate values according to the above equations (20) to (24). Is used.
次に、演算処理部２８Ｂは車体３の左右加速度ｙｐ（ｔ）と、その時間変化率ｙｊ（ｔ）と、車体３のロール角速度θｐ（ｔ）と、車体３のロール角加速度θｊ（ｔ）とのそれぞれの推定式、および前記左右加速度ｙｐ（ｔ）に０．３Ｈｚ以下の入力を強調する特性を有するフィルタをかけて得られる乗り物酔いに関する関数ｙｆ（ｔ）の推定式を式（１６）に代入し、評価関数Ｆを振子傾斜角の目標値φ（ｔ）の関数として決定する（関数決定処理）。 Next, the arithmetic processing unit 28B determines the lateral acceleration y p (t) of the vehicle body 3, its rate of change y j (t), the roll angular velocity θ p (t) of the vehicle body 3, and the roll angular acceleration θ of the vehicle body 3. Estimation of the function y f (t) related to motion sickness obtained by applying a filter having a characteristic of emphasizing an input of 0.3 Hz or less to each of the estimation formulas with j (t) and the lateral acceleration y p (t) The expression is substituted into Expression (16), and the evaluation function F is determined as a function of the target value φ (t) of the pendulum inclination angle (function determination process).
次に、演算処理部２８Ｂは所定時間Ｔ０内での評価関数Ｆの値を積分し、この値が最小値となる場合における振子傾斜角の目標値φ（ｔ）を式（１７）に基づきφｍ（ｔ）として決定する（目標値決定処理）。これにより、各時点での目標値φｍ（ｔ）からなる目標値パターンが決定される。 Next, the arithmetic processing unit 28B integrates the value of the evaluation function F in the predetermined time T 0, on the basis of the target value of the pendulum inclination angle in the case where this value is the minimum value φ (t) into equation (17) It determines as (phi) m (t) (target value determination process). Thereby, a target value pattern consisting of the target value φm (t) at each time point is determined.
以降、図９（ｃ）〜（ｇ）に示すように、傾斜角度制御装置２６Ｂが上記データ取得処理から演算処理までを時間Ｔ０ごとに繰り返し、前回の演算処理と今回の演算処理とによって時間Ｔ１内で振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を重複して決定する。なお、各関数決定処理における予定走行条件β（ｔ）は、それぞれ一定の条件として設定されている。ここで、傾斜角度制御装置２６Ｂは複数回の演算処理のそれぞれにおいては前回の演算処理の結果に基づいて目標値を決定しており、かつ評価関数には振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）に関する１階差分と２階差分とが含まれるため、目標値φｍ（ｔ）が重複して決定される時間Ｔ１内においては、前回の演算処理による目標値と今回の演算処理による目標値とは、異なる値とならずに同一化されることとなる。これにより、図１０（ａ）に示すように、各時点での目標値φｍ（ｔ）からなる目標値パターンが、全ての走行区間に渡って連続して決定されることとなる。 Thereafter, as shown in FIGS. 9C to 9G, the tilt angle control device 26B repeats the above-described data acquisition processing to calculation processing every time T 0 , and time is determined by the previous calculation processing and the current calculation processing. The target value φm (t) of the pendulum tilt angle is determined redundantly within T 1 . Note that the scheduled traveling condition β (t) in each function determination process is set as a constant condition. Here, the inclination angle control device 26B determines the target value based on the result of the previous calculation process in each of the plurality of calculation processes, and the evaluation function includes the target value φm (t) of the pendulum inclination angle. because it contains first-order difference and the second difference about the, in the target value [phi] m (t) is the time T 1 which is determined in duplicate, and the target value by the target value and the current operation processing by the previous calculation process Are equalized without different values. As a result, as shown in FIG. 10A, the target value pattern composed of the target value φm (t) at each time point is determined continuously over all travel sections.
そして、決定された目標値φｍ（ｔ）に合わせて動作部２５が車体３を傾斜させる（傾
斜処理）。なお、目標値φｍ（ｔ）が重複して決定される時間Ｔ１内においては、動作部２５は前回の演算処理による目標値φｍ（ｔ）に合わせて鉄道車両１を傾斜させる。
Then, the operating unit 25 tilts the vehicle body 3 in accordance with the determined target value φm (t) (tilting process). Note that, within the time T 1 when the target value φm (t) is determined in an overlapping manner, the operating unit 25 tilts the railcar 1 in accordance with the target value φm (t) obtained by the previous calculation process.
以上のような鉄道車両１Ｂによれば、全ての走行区間に渡って目標値パターンが連続して決定されるので、前記時間Ｔ１内において、前回の演算処理による目標値φｍ（ｔ）に合わせて動作部２５に車体３を傾斜させることにより、例えば複心曲線や反向曲線等の複雑な形状の曲線部を鉄道車両１Ｂが走行する場合でも、振子傾斜角を連続して変化させ、図１０（ｂ）に示すように乗り心地を向上させることができる。なお、
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（ｂ）は、
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（ａ）の目標値パターンの通りに車体３を傾斜させて鉄道車両１Ｂが走行する場合の乗り心地評価指標と、車体３を傾斜させずに鉄道車両１Ｂが走行する場合の乗り心地評価指標とを示す図である。
According to the railway vehicle 1B as described above, since all the target pattern over a travel section is determined continuously, combined in the time T 1, the target value [phi] m (t) from the previous processing By inclining the vehicle body 3 to the operation unit 25, the pendulum inclination angle is continuously changed even when the railway vehicle 1B travels a curved part having a complicated shape such as a double-centered curve or a reverse curve. Riding comfort can be improved as shown in FIG. 10 (b). In addition,
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(B)
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(A) A ride comfort evaluation index when the vehicle 1B travels with the vehicle body 3 tilted according to the target value pattern, and a ride comfort evaluation index when the vehicle 1B travels without tilting the vehicle body 3. FIG.
また、上記式（１８）で表される非線型最適化問題を解くことにより振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を決定することができる。従って、線路の形状に関するデータが連続せずに離散化されてデータベース２７Ｂに記憶されている場合であっても鉄道車両１Ｂの乗り心地を確実に向上させることができる。 Further, the target value φm (t) of the pendulum inclination angle can be determined by solving the nonlinear optimization problem expressed by the above equation (18). Therefore, even if the data regarding the shape of the track is discretized without being continuous and stored in the database 27B, the riding comfort of the railway vehicle 1B can be reliably improved.
なお、上記第一及び第二の実施の形態においては、台車２は図１に示すものとして説明したが、車体を傾斜させる機構があれば良く、例えばリンク式や空気ばね伸縮式などであっても良い。 In the first and second embodiments described above, the cart 2 is described as shown in FIG. 1, but any mechanism that tilts the vehicle body may be used, for example, a link type or an air spring telescopic type. Also good.
また、演算処理部２８は、式（１）の値の積分値が最小値となるように振子傾斜角の目標値φｍ（ｔ）を決定することとして説明したが、例えば０〜１等、所定の範囲内に含まれるように決定することとしても良い。 The arithmetic processing unit 28 has been described as determining the target value φm (t) of the pendulum inclination angle so that the integral value of the value of the expression (1) becomes the minimum value. It is good also as deciding so that it may fall within the range.
更に、評価関数Ｆとしては、他の評価関数を用いることとしても良い。 Further, as the evaluation function F, another evaluation function may be used.
図１１は、本願発明の車体の傾斜角度の制御方法の手順をより分かりやすく説明するためのフロー図である。 FIG. 11 is a flowchart for explaining the procedure of the vehicle body tilt angle control method of the present invention in an easy-to-understand manner.
図示するように、本願発明の制御方法にあっては、未走行線路の曲率やカントのデータや走行速度情報に基づき曲率、カントの時間変化率を算出する。 As shown in the figure, according to the control method of the present invention, the curvature and the time change rate of the cant are calculated based on the curvature of the non-running track, the data of the cant, and the travel speed information.
次いで、これらの算出結果から、左右加速度ｙｐ（ｔ）、左右加速度ｙｐ（ｔ）の時間変化率ｙｊ（ｔ）、車体のロール角速度θｐ（ｔ）及び車体３のロール角加速度θｊ（ｔ）をそれぞれ算出し、この値に基づいて乗り心地に関する評価関数ｆＪＴを算出するとともに、前記左右加速度ｙｐ（ｔ）に０．３Ｈｚ以下の入力を強調する特性を有するフィルタをかけて得られる乗り物酔いに関する関数ｙｆ（ｔ）を算出する。 Next, from these calculation results, the lateral acceleration y p (t), the time change rate y j (t) of the lateral acceleration y p (t), the roll angular velocity θ p (t) of the vehicle body, and the roll angular acceleration θ of the vehicle body 3 are obtained. j (t) is calculated, and an evaluation function f JT relating to the ride comfort is calculated based on this value, and a filter having a characteristic that emphasizes an input of 0.3 Hz or less is applied to the lateral acceleration y p (t). A function y f (t) relating to motion sickness obtained in this manner is calculated.
次いで、乗り心地に関する評価関数ｆＪＴおよび乗り物酔いに関する関数ｙｆ（ｔ）に重み付けをする係数（１−α）およびαを掛け合わせて、これらを足し合わせることにより本願発明の評価関数であるＦ（φ（ｔ））を求め、これが最小となるような目標値φｍ（ｔ）を決定する。 Next, the evaluation function f JT related to ride comfort and the function y f (t) related to motion sickness are multiplied by a weighting coefficient (1-α) and α, and these are added to obtain F which is the evaluation function of the present invention. (Φ (t)) is obtained, and a target value φm (t) that minimizes this is determined.
また、本願発明の制御方法においては、生成された目標値は、次回の目標値生成にあたり前回値として使用される。 In the control method of the present invention, the generated target value is used as the previous value for the next target value generation.
次に、本願発明の一実施例を示す。 Next, an embodiment of the present invention will be shown.
図１２は、本願発明の制御方法を用いて算出した車両の傾斜角度の目標値を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing a target value of the vehicle inclination angle calculated using the control method of the present invention.
具体的には、図１２（ａ）はある線路の曲率を示す図であり、図１２（ｂ）は、当該線路のカントを示す図である。図１２（ｃ）（ｄ）は、それぞれ、当該曲率およびカントを有する線路を車両が通過する際の車両の傾斜角度目標値を示すものである。 Specifically, FIG. 12A is a diagram showing the curvature of a certain line, and FIG. 12B is a diagram showing a cant of the line. FIGS. 12C and 12D show the vehicle inclination angle target values when the vehicle passes through the track having the curvature and the cant, respectively.
図１２（ｃ）は、本願発明の評価関数を用い、かつ、乗り物酔いに関する関数ｙｆ（ｔ）の重み付け係数αを０．９に設定した場合の傾斜角度目標値を示している。また、比較のため、当該重み付け係数αが０の場合（つまり、乗り物酔いに関する関数を使わない制御により算出した場合）も併せて示している。 FIG. 12C shows an inclination angle target value when the evaluation function of the present invention is used and the weighting coefficient α of the function y f (t) relating to motion sickness is set to 0.9. For comparison, a case where the weighting coefficient α is 0 (that is, a case where the weighting coefficient α is calculated by control not using a function related to motion sickness) is also shown.
同様に、図１２（ｄ）は、本願発明の制御方法（評価関数）を用い、かつ、乗り物酔いに関する関数ｙｆ（ｔ）の重み付け係数αを０．９９に設定した場合の傾斜角度目標値を示している。また、比較のため、当該重み付け係数αが０の場合（つまり、乗り物酔いに関する関数を使わない制御により算出した場合＝乗り心地に関する評価関数のみの場合）も併せて示している。 Similarly, FIG. 12D shows an inclination angle target value when the control method (evaluation function) of the present invention is used and the weighting coefficient α of the function y f (t) related to motion sickness is set to 0.99. Is shown. In addition, for comparison, the case where the weighting coefficient α is 0 (that is, the case where the weighting coefficient α is calculated by the control not using the function related to motion sickness = only the evaluation function related to the ride comfort) is also shown.
これらの図からも明らかなように、本願発明の制御方法（評価関数）を用いると、曲率が０となると同時に、つまりカーブの入口と出口において、車体の傾斜角度がほぼ０になっており、従来の評価関数を用いた制御（乗り心地に関する評価関数のみの場合）に比べて、カーブの入口および出口付近での左右振動加速度の発生を防止していることが分かる。従って、従来に比べて乗り物酔いの発生を低減できるものと考えられる。 As is clear from these figures, when the control method (evaluation function) of the present invention is used, the curvature becomes 0, that is, the inclination angle of the vehicle body is almost 0 at the entrance and exit of the curve. It can be seen that the generation of lateral vibration acceleration near the entrance and exit of the curve is prevented as compared with the control using the conventional evaluation function (in the case of only the evaluation function related to the ride comfort). Therefore, it is considered that the occurrence of motion sickness can be reduced as compared with the conventional case.
１，１Ａ，１Ｂ…鉄道車両
３…車体
２５…動作部
２６，２６Ｂ…傾斜角度制御装置
２７，２７Ｂ…データベース
２８，２８Ｂ…演算処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Railway vehicle 3 ... Vehicle body 25 ... Operation part 26, 26B ... Inclination angle control device 27, 27B ... Database 28, 28B ... Arithmetic processing part
Claims (6)
線路全体の形状に関するデータベースから未走行区間の線路の形状に関する未走行線路データを取得するデータ取得処理と、前記車体の傾斜角度の目標値を決定する演算処理とを行う演算処理部と、
前記演算処理によって決定された前記目標値に合わせて前記車体を傾斜させる動作部とを備え、
前記演算処理は、前記未走行区間の線路上を前記鉄道車両が走行する際の前記車体の乗り物酔いを含めた乗心地の評価指標を推定するための評価関数を、前記未走行区間の線路上における予定走行条件と前記未走行線路データとに基づき、前記車体の傾斜角度の目標値を変数として決定する関数決定処理と、前記評価指標の値が所定の範囲内に含まれるように前記目標値を決定する目標値決定処理とを有することを特徴とする車体の傾斜角度制御装置。 A tilt angle control device for a vehicle body in a railway vehicle,
An arithmetic processing unit that performs data acquisition processing for acquiring non-running track data related to the shape of the track in the non-running section from a database related to the shape of the entire track, and arithmetic processing for determining a target value of the inclination angle of the vehicle body,
An operation unit for inclining the vehicle body according to the target value determined by the arithmetic processing,
The calculation processing includes an evaluation function for estimating a ride comfort evaluation index including motion sickness of the vehicle body when the railway vehicle travels on a track in the non-running section. A function determination process for determining a target value of the inclination angle of the vehicle body as a variable based on the planned driving condition and the untraveled track data, and the target value so that the value of the evaluation index is included in a predetermined range And a target value determination process for determining the vehicle body inclination angle control device.
前記演算処理部は、前記未走行区間の線路上を前記鉄道車両が走行するよりも前に、前記目標値を決定することを特徴とする車体の傾斜角度制御装置。 The vehicle body tilt angle control device according to claim 1,
2. The vehicle body tilt angle control apparatus according to claim 1, wherein the arithmetic processing unit determines the target value before the railcar travels on a track in the non-running section.
前記評価関数は、下記の式（１）であり、
ｆＪＴ（ｔ）は、下記の式（２）もしくは、式（３）の何れか一方であり、
ｙｐ（ｔ）、ｙｊ（ｔ）、θｐ（ｔ）、θｊ（ｔ）はそれぞれ、下記式（４）〜（７）であり、
前記目標値の時間変化率の時間変化率、ｇ：重力加速度）
また、ｙｆ（ｔ）は、下記の式（８）で表され、ｙｐ（ｔ）に対して、０．３Ｈｚ以下の入力を強調する特性を有するフィルタｈ（ｔ）をかけたものであることを特徴とする車体の傾斜角度制御装置。
The evaluation function is the following formula (1):
f JT (t) is either the following formula (2) or formula (3),
y p (t), y j (t), θ p (t), θ j (t) are respectively the following formulas (4) to (7),
Time change rate of time change rate of the target value, g: gravity acceleration)
Y f (t) is expressed by the following equation (8), and y p (t) is obtained by applying a filter h (t) having a characteristic of emphasizing an input of 0.3 Hz or less. An apparatus for controlling a tilt angle of a vehicle body.
前記データベースは、前記未走行線路データを離散的に記憶し、
前記演算処理部は、所定時間Ｔ０＋Ｔ１内に前記鉄道車両が走行するべき区間の線路を前記未走行区間の線路として前記データ取得処理及び前記演算処理を所定時間Ｔ０ごとに行い、複数回の前記演算処理のそれぞれにおいては、前記予定走行条件を一定として前記目標値の時間変化率φ’（ｉ）と、前記目標値の時間変化率の時間変化率φ’’（ｉ）とをそれぞれ下記の式（９）、式（１０）として近似して用い、
前回の前記演算処理の結果に基づいて前記目標値を決定し、
前記動作部は、前記前回の演算処理と今回の前記演算処理とによって前記目標値が重複して決定される時間Ｔ１内のうち、少なくともこの時間Ｔ１の終了時点を含む所定時間Ｔ２（Ｔ２≦Ｔ１）内においては、前記前回の演算処理による前記目標値に合わせて前記鉄道車両を傾斜させることを特徴とする車体の傾斜角度制御装置。 The vehicle body tilt angle control device according to claim 3,
The database stores the non-running line data discretely,
The arithmetic processing unit performs the data acquisition processing and the arithmetic processing every predetermined time T 0 by using the track of the section in which the railway vehicle should travel within the predetermined time T 0 + T 1 as the track of the non-traveling section. In each of the arithmetic processing times, the time change rate φ ′ (i) of the target value and the time change rate φ ″ (i) of the time change rate of the target value are set with the planned driving condition constant. The following equations (9) and (10) are approximated and used.
The target value is determined based on the result of the previous arithmetic processing,
The operation unit, out of the last in the processing and time the target value by said arithmetic processing time is determined in duplicate T 1, the predetermined time T 2 that includes at least the end of this time T 1 ( Within T 2 ≦ T 1 ), the vehicle body inclination angle control device is characterized in that the railway vehicle is inclined in accordance with the target value obtained by the previous calculation process.
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| JP5032193B2 (en) | 2012-09-26 |
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