JP2010228694A

JP2010228694A - 鉄道車両の制御装置及び制御方法

Info

Publication number: JP2010228694A
Application number: JP2009081035A
Authority: JP
Inventors: Takuya Fujita; 拓也藤田; Ikuo Shimada; 育男嶋田; Jun Koike; 潤小池
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】鉄道車両の車体を上下及び傾斜させる手段を用いた鉄道車両の制御装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】鉄道車両の車体を上下及び傾斜させる手段を用いて車体の傾き角度を重力に対して垂直に近づけることで、列車がカント角のある軌道で停車または低速度通過することによる車体傾斜の不快感を解決するとともに、車体の床面高さを制御し、ホーム高さの違いによる乗降客の安全性を向上させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、鉄道車両の車体を傾斜させる鉄道車両の制御装置及び制御方法に関する。

従来の鉄道車両の車体傾斜方法として、台車上に左右一対の空気ばねを介して車体を支持し、当該空気ばね内の空気の移動による左右の伸縮により、当該車体を傾斜動作させる車体傾斜手段を備えた鉄道車両が公知である。

また、空気ばねに直列または並列にアクチュエータを用いて当該車体を傾斜動作させる車体傾斜手段を備えた鉄道車両が公知である。車体傾斜手段によりカント角が少ない曲線を高速で通過するために車体を曲線内側方向に傾ける制御方法を備えた鉄道車両が公知である。

特開２００７−１７６４００号公報特開平１１−３４８６８号公報

列車が走行する曲線等の軌道上には、列車の車体を曲線の内側に傾斜させるカントが形成されており、列車がカント角上にある駅に停車した場合や、カント角のある軌道を規定された速度よりも低速度で走行中には、車体はカント角のため傾いた状態となり、車内通行は容易ではなく、座席に座っていても、体が傾いた状態になるために不快に感じることになる。

特に、高速で走行することを前提としている軌道においては、カント角が大きいため、列車がカント角上にある駅に停車した場合や、カント角のある軌道を低速度で走行中には、より不快に感じることになる。また、列車が駅に停止したときに車両とホームの間に段差がある場合、転倒の恐れがある。

本発明は、車体の傾斜及び上下制御を有効に作用させることができるとともに、乗客への快適性を考慮した車体傾斜方法及び装置を提供することを目的とする。

この発明は、台車上に空気ばねを介して支持された車体と、前記空気ばねの伸縮量により前記車体を傾斜動作させる車体傾斜装置を備えた鉄道車両について、走行路線のカント角、ホーム高さを制御入力とした信号により、車体を傾斜および上下させる。

さらに、カント角のある軌道にて停車中または低速度で走行中には、車体の横方向にかかる重力加速度とのバランスをとる角度の方向、すなわち、車体を重力に対して垂直に近づけるよう傾斜制御させるものである。さらに、ホーム高さ検出手段により、車体側乗降口高さを制御する。

この発明により、カント角の大きい軌道を低速で通過する場合や、カント角上にホームのある駅における乗客の快適性の向上を図るとともに、ホーム高さが車両の昇降高さと異なる駅でも、乗客の乗降時の安全性を向上させることが可能となる。

図１は、本発明の実施例１の鉄道車両の車体の傾斜制御を示す図である。図２は、本発明の実施例２の鉄道車両の車体の昇降制御を示す図である。図３は、本発明の実施例３の鉄道車両の車体の傾斜制御と昇降制御を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１の鉄道車両の車体の傾斜制御を示している。
図１に示す鉄道車両において、列車がカント角５のある軌道を、カント角の前提となっている速度よりも低速走行中、または停車中である場合、車体１はカント角５の中心方向すなわち高さの低い側に向かって傾いた状態となり、車内通行が容易ではなく、座席に座っていても身体がカント角５の中心方向に傾き不快となる。

よって、図１のように、カント角５のある軌道上において、停車中の場合は、空気ばね２により、車体１をできるだけ垂直に近づけるように制御する。また、カント角５のある軌道上において、低速走行中場合は、空気ばね２により、車体１をできるだけ、乗客が感じる、曲線を走行することによる遠心力とカント角５の中心方向へ向かう重力加速度とのバランスを保つ角度に近づけるように制御する。

車両に搭載された鉄道車両用制御装置１０は、例えば、軌道データベース１１を備えており、車両が走行する軌道上の位置を入力して、軌道データベース１１により、その位置に対応するカント角を得ることができる。鉄道車両用制御装置１０は得られたカント角と車両の走行速度（停車中あるいは低速走行中）をもとに、車体１を台車上に支持する左右の空気ばね２の空気ばねの伸縮量を制御して、車体を重力に対して垂直に近づけるように傾斜制御する。

また、上記の説明では、軌道データベース１１からカント角を求めて、車体を重力に対して垂直に近づけるように傾斜制御する例について説明したが、車体の左右に設けたセンサ３により水平方向を検出して、この信号に基づいて車体の傾斜制御をすることもできる。

図２は、本発明の実施例２の鉄道車両の車体の昇降制御を示している。
図２に点線で示すように、車両が停止するホームの高さは同一ではなく、同じ路線内でも各駅によりホーム６と車両の床との高さが異なっている。また、電車専用の駅のホームと列車兼用の駅のホームとでもホームの高さは同一ではなく、同じ列車が異なる駅のホームに停止した場合に、車両の乗降口とホーム６との間に段差が大きくなり、乗客が転倒する恐れが生じる場合がある。よって、図２に示すように、転倒防止のため、車体１にホーム高さセンサ３を設け、列車停止時に、空気ばね２により車体を水平に保ち、また、ホームの高さに合わせて左右の空気ばね２の伸縮量を均等に制御して車体を上下させることで、列車とホームとの段差を最小とする。列車が発車する際には、車体高さは復旧状態とする。

また、車両が走行する軌道上の各駅のホームの位置と各駅のホームの高さを、予め軌道データベースに記憶しておき、車両が走行する軌道上の各駅のホームの位置を入力して、軌道データベース１１により、その位置に対応するホームの高さを得ることができる。鉄道車両用制御装置１０は得られたホームの高さと車両の走行速度（停車中あるいは低速走行中）をもとに、車体１を台車上に支持する左右の空気ばね２の空気ばねの伸縮量を制御して、車体の昇降制御を行うことができる。

図３は、本発明の実施例３の鉄道車両の車体の傾斜制御と昇降制御を示している。
図３に示す鉄道車両において、列車がカント角５のある軌道上で停車中である場合、車体１はカント角５の中心方向すなわち高さの低い側に向かって傾いた状態となり、車内通行が容易ではなく、座席に座っていても身体がカント角５の中心方向に傾き不快となる。

また、図３のように、カント角５のある軌道上において、各駅のホームの停車中の場合に各駅の高さが異なり、車両の乗降口とホーム６との間に段差が大きくなり乗客が転倒する恐れが生じる場合がある。

カント角５のある軌道上において、停車中の場合は、空気ばね２により、車体１をできるだけ垂直に近づけるように制御し、しかも、ホーム高さセンサ３の信号に基づいて、空気ばね２により車体を水平に保ちながら、ホームの高さに合わせて左右の空気ばね２の伸縮量を均等に制御して車体を上下させることで、列車とホームとの段差を最小とする。列車が発車する際には、車体高さは復旧状態とする。

図３に示すように、鉄道車両用制御装置１０は、軌道データベース１１に接続された地上制御装置２０から送信されたカント角あるいはホーム高さの情報を受信し、受信したカント角あるいはホーム高さの情報と、ホーム高さセンサ３からの信号に基づいて、停車する駅のホームにおける精密な車両の傾斜制御と昇降制御を行うことができる。

なお、上記実施例では、カント角あるいはホーム高さの情報を地上制御装置２０から受信するものとして説明したが、実施例１，２と同様に、カント角あるいはホーム高さの情報を記録した軌道データベース１１を車両に搭載し、鉄道車両用制御装置１０に接続して用いることも可能である。

本発明は、鉄道分野における利用に適している。

１車体
２空気ばね
３ホーム高さセンサ
４駅ホーム
５カント角
６駅ホーム(駅ホーム４とは高さが異なる。)
１０鉄道車両用制御装置
１１軌道データベース
２０地上制御装置

Claims

台車上に、ばねを介して支持された車体と、前記ばねの伸縮量により前記車体を傾斜させる機構を備えた鉄道車両の制御装置において、
カント角のある軌道にて低速度で走行中または停車中に、カント角情報の取得手段により入手する情報をもとに、前記車体を、前記カント角度に対して逆側、すなわち、重力に対して垂直に近づけるよう傾斜制御することを特徴とする鉄道車両の制御装置。
台車上に、ばねを介して支持された車体と、前記ばねの伸縮量により前記車体を上下させる機構を備えた鉄道車両の制御装置において、
ホーム高さ情報の取得手段により入手する情報をもとに、前記車体のホーム側乗降口高さを前記ホーム高さに近づけるよう制御することを特徴とする鉄道車両の制御装置。
請求項１または請求項２に記載の鉄道車両の制御装置において、
軌道の曲線部分に設置されたためにカント角のある駅にて、停車して乗客を乗降させる際に、前記車体を、重力に対して垂直に近づけ、乗降口高さをホーム高さに近づけることを特徴とする鉄道車両の制御装置。
台車上に、ばねを介して支持された車体と、前記ばねの伸縮量により前記車体を傾斜させる機構を備えた鉄道車両の制御方法において、
カント角のある軌道にて低速度で走行中または停車中に、前記車体を、カント角度に対して逆側、すなわち、重力に対して垂直に近づけるよう傾斜制御することを特徴とする鉄道車両の制御方法。
台車上に、ばねを介して支持された車体と、前記ばねの伸縮量により前記車体を上下させる機構を備えた鉄道車両の制御方法において、
ホーム高さ情報の取得手段により入手する情報をもとに、前記車体のホーム側乗降口高さを前記ホーム高さに近づけるよう制御することを特徴とする鉄道車両の制御方法。
請求項４または請求項５に記載の鉄道車両の制御方法において、
軌道の曲線部分に設置されたためにカント角のある駅にて、停車して乗客を乗降させる際に、車体を、重力に対して垂直に近づけ、乗降口高さをホーム高さに近づけることを特徴とする鉄道車両の制御方法。