JP2012076637A - Sensor misinstallation decision system - Google Patents
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Abstract
Description
鉄道車両に用いられる加速度センサの取付状態を判断するセンサ誤取付判断システムに関する。 The present invention relates to a sensor erroneous attachment determination system for determining an attachment state of an acceleration sensor used in a railway vehicle.
鉄道車両において、ダンパ装置を積極的に制御する制振制御システム、部品の状態又は乗り心地を監視する状態監視システム等に、加速度センサが用いられている。例えば、制振制御システムでは、加速度センサが車体に作用する振動加速度を検出し、制御手段が検出された振動加速度に基づいてダンパ装置が発生させる減衰力を適切に決定して、アクティブ又はセミアクティブダンパ制御が実行される。 In a railway vehicle, an acceleration sensor is used in a vibration suppression control system that actively controls a damper device, a state monitoring system that monitors a state of a component or a ride comfort, and the like. For example, in a vibration suppression control system, an acceleration sensor detects vibration acceleration acting on a vehicle body, and a control unit appropriately determines a damping force generated by a damper device based on the detected vibration acceleration, and is active or semi-active. Damper control is executed.
上記した制振制御システムは、例えば、下記特許文献1に記載されている。下記特許文献1に記載されている制振制御システムでは、制御手段が、通常時、上述したようにセミアクティブダンパ制御を実行するが、検出された振動加速度がしきい値を超えた場合には、制御システムが異常状態であると判断してセミアクティブダンパ制御を中止するように構成されている。これにより、車体に過度の振動が生じているときには、セミアクティブダンパ制御の実行により却って乗り心地が悪化することが防止されている。
The above-described vibration suppression control system is described in
ところで、上記特許文献1に記載されている制振制御システムでは、加速度センサが正しい向きに取付けられているという前提の下で、検出された振動加速度に基づいてセミアクティブダンパ制御が実行されていて、加速度センサが誤った向きに取付けられている場合が考慮されていない。即ち、取付ミスにより加速度センサが誤った向きに取付けられている場合には、符号が逆である加速度センサの信号に基づいてセミアクティブダンパ制御が実行されるため、制振制御が適切に実行されなくなる。従って、先ず加速度センサが、誤った向きに取付けられているか否かを判断することが望まれている。
By the way, in the vibration suppression control system described in
本発明は、上記した課題を解決すべく、鉄道車両に用いられている加速度センサが誤った向きに取付けられているか否かを判断することができるセンサ誤取付判断システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a sensor erroneous attachment determination system capable of determining whether or not an acceleration sensor used in a railway vehicle is attached in an incorrect direction in order to solve the above-described problems. To do.
本発明に係るセンサ誤取付判断システムは、鉄道車両に作用する左右方向、前後方向、及び上下方向の各加速度を検出可能な三軸加速度センサと、前記三軸加速度センサにより検出された左右方向加速度、前後方向加速度、及び上下方向加速度のうち少なくとも二つの加速度に基づく信号の符号が、それぞれ対応する各方向において設定される符号に一致しているか否かを判定して、何れか一つの符号でも一致していないと判定した場合に前記三軸加速度センサが誤った向きに取付けられている誤取付状態であると判断する判断手段と、を備えることに特徴がある。 A sensor mismounting determination system according to the present invention includes a three-axis acceleration sensor capable of detecting accelerations in a left-right direction, a front-rear direction, and a vertical direction acting on a railway vehicle, and a left-right acceleration detected by the three-axis acceleration sensor. It is determined whether the sign of the signal based on at least two accelerations among the longitudinal acceleration and the vertical acceleration is coincident with the sign set in each corresponding direction. And determining means for determining that the three-axis acceleration sensor is attached in the wrong direction when it is determined that they do not coincide with each other.
また、本発明に係るセンサ誤取付判断システムにおいて、前記判断手段は、前記三軸加速度センサにより検出された上下方向加速度の符号が、設定される重力加速度の符号に一致しているか否かを判定することが好ましい。 In the sensor mismounting determination system according to the present invention, the determination unit determines whether or not the sign of the vertical acceleration detected by the triaxial acceleration sensor matches the sign of the gravitational acceleration that is set. It is preferable to do.
また、本発明に係るセンサ誤取付判断システムにおいて、前記判断手段は、前記鉄道車両が走行し始めるときに、前記三軸加速度センサにより検出された前後方向加速度を積分した前後方向速度の符号が、設定される車両進行方向の符号に一致しているか否かを判定することが好ましい。 Further, in the sensor erroneous attachment determination system according to the present invention, when the railcar starts to travel, the sign of the longitudinal speed obtained by integrating the longitudinal acceleration detected by the three-axis acceleration sensor is: It is preferable to determine whether or not it matches the set vehicle traveling direction code.
また、本発明に係るセンサ誤取付判断システムにおいて、前記鉄道車両の前後方向速度を検出する速度センサが設けられていて、前記判断手段は、前記鉄道車両の走行中に、前記三軸加速度センサにより検出された前後方向加速度を積分した前後方向速度の符号が、前記速度センサにより検出された前後方向速度を用いて設定される符号に一致しているか否かを判定することが好ましい。 Further, in the sensor erroneous attachment determination system according to the present invention, a speed sensor for detecting a longitudinal speed of the railway vehicle is provided, and the determination means is operated by the triaxial acceleration sensor during the traveling of the railway vehicle. It is preferable to determine whether or not the sign of the longitudinal speed obtained by integrating the detected longitudinal acceleration matches the sign set by using the longitudinal speed detected by the speed sensor.
また、本発明に係るセンサ誤取付判断システムにおいて、前記判断手段は、一致していない判定が所定回数成立した場合に、前記誤取付状態であると判断することが好ましい。 Further, in the sensor erroneous attachment determination system according to the present invention, it is preferable that the determination means determines that the erroneous attachment state is present when a non-matching determination is established a predetermined number of times.
また、本発明に係るセンサ誤取付判断システムにおいて、前記三軸加速度センサにより検出される左右方向加速度に基づいてダンパ手段にアクティブ又はセミアクティブダンパ制御を実行させる制御部が設けられていて、前記判断手段は、前記誤取付状態であると判断したとき、前記制御部に前記アクティブ又はセミアクティブダンパ制御を中止させることが好ましい。 In the sensor mismounting determination system according to the present invention, a control unit is provided for causing the damper means to perform active or semi-active damper control based on the lateral acceleration detected by the three-axis acceleration sensor. Preferably, the means causes the control unit to stop the active or semi-active damper control when it is determined that the mounting state is incorrect.
また、本発明に係るセンサ誤取付判断システムにおいて、前記三軸加速度センサにより検出される左右方向加速度に基づいてダンパ手段にアクティブ又はセミアクティブダンパ制御を実行させる制御部が設けられていて、前記判断手段は、前記三軸加速度センサが左右方向に逆向きに取付けられていると判断したとき、前記三軸加速度センサにより検出される左右方向加速度の逆符号の値に基づいて前記制御部に前記アクティブ又はセミアクティブダンパ制御を実行させることが好ましい。 In the sensor mismounting determination system according to the present invention, a control unit is provided for causing the damper means to perform active or semi-active damper control based on the lateral acceleration detected by the three-axis acceleration sensor. When the means determines that the three-axis acceleration sensor is attached in the opposite direction in the left-right direction, the means determines whether the active part is in the active state based on the value of the reverse sign of the left-right acceleration detected by the three-axis acceleration sensor. Alternatively, it is preferable to execute semi-active damper control.
よって、本発明によれば、三軸加速度センサ及び判断手段により、三軸加速度センサが正しい向きに取付けられている正取付状態又は三軸加速度センサが誤った向きに取付られている誤取付状態を判断することができる。この結果、例えば、三軸加速度センサにより検出される左右方向加速度に基づいてダンパ手段がアクティブ又はセミアクティブダンパ制御を実行する場合に、正取付状態であると判断したときにはアクティブ又はセミアクティブダンパ制御を実行し、誤取付状態であると判断したときにはアクティブ又はセミアクティブダンパ制御を中止することができる。 Therefore, according to the present invention, the three-axis acceleration sensor and the judging means are used to determine whether the three-axis acceleration sensor is mounted in the correct direction or the three-axis acceleration sensor is mounted in the wrong direction. Judgment can be made. As a result, for example, when the damper means performs active or semi-active damper control based on the lateral acceleration detected by the three-axis acceleration sensor, the active or semi-active damper control is performed when it is determined that it is in the normal mounting state. The active or semi-active damper control can be stopped when it is executed and it is determined that the mounting state is incorrect.
次に、本発明に係るセンサ誤取付判断システムの各実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1は、センサ誤取付判断システム50が適用されている鉄道車両1を概念的に示した正面図である。この鉄道車両1において、前後方向に二台設けられた台車10に空気バネ20を介して車体30が搭載されていて、車体30に作用する左右振動を減衰させるダンパ装置40が設けられている。ダンパ装置40は、電子制御装置60から入力されるダンパ制御指令値Fにより、図示しない電磁弁の開き量が切り替わるように調節されて、発生する減衰力を調整できるように構成されている。即ち、この鉄道車両1においては、減衰力を切り替える電磁弁にのみ動力源を用いるセミアクティブダンパ制御が実行されている。
Next, each embodiment of the sensor erroneous attachment determination system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view conceptually showing a
センサ誤取付判断システム50は、加速度センサの取付状態を判断するものである。このセンサ誤取付判断システム50は、図1に示したように、三軸方向の各加速度を検出可能な三軸加速度センサ51と、上述した電子制御装置60とを備えた構成になっている。三軸加速度センサ51は、車体30に作用する左右方向加速度をセンサ左右加速度αyとして、車体30に作用する前後方向加速度をセンサ前後加速度αxとして、車体30に作用する上下方向加速度をセンサ上下加速度αzとしてそれぞれ検出するものである。ここで、図3に示したy軸方向が車両左右方向に対応し、x軸方向が車両前後方向に対応し、z軸方向が車両上下方向に対応する。
The sensor erroneous
また、三軸加速度センサ51は、セミアクティブダンパ制御を実行するために設けられていて、車体30に作用する左右方向加速度、即ち振動加速度をセンサ左右加速度αyとして、電子制御装置60に出力するものである。この三軸加速度センサ51は、車体30に取付けられていて、例えば、ピエゾ抵抗効果を利用したピエゾ抵抗型の三軸加速度センサである。なお、三軸加速度センサは、ピエゾ抵抗型に限定されるものではなく、静電容量型、圧電型等、適宜変更可能である。
The
ここで、三軸加速度センサ51がx,y,z軸方向に正しい向きに取付けられている状態(以下、「正取付状態」と呼ぶ)について説明する。先ず、図3に示したように、車両左右方向を車両左右ベクトルTyで表し、車両前後方向を車両前後ベクトルTxで表し、車両上下方向を車両上下ベクトルTzで表すことにする。そして、三軸加速度センサ51において、y軸方向をセンサ左右ベクトルSyで表し、x軸方向をセンサ前後ベクトルSxで表し、z軸方向をセンサ上下ベクトルSzで表すことにする。これにより、図3に示したように、センサ左右ベクトルSyと車両左右ベクトルTyの向きが一致し、センサ前後ベクトルSxと車両前後ベクトルTxの向きが一致し、センサ上下ベクトルSzと車両上下ベクトルTzの向きが一致しているとき、正取付状態とする。このとき、三軸加速度センサ51は、センサ左右加速度αy、センサ前後加速度αx、及びセンサ上下加速度αzを正しい符号で検出することができる。
Here, a state in which the
次に、三軸加速度センサ51が誤った向きに取付けられている状態(以下、「誤取付状態」と呼ぶ)について説明する。誤取付状態は、三軸加速度センサ51がx,y,z軸方向のうち少なくとも二つの方向で誤った向きに取付けられている状態をいう。なお、三軸加速度センサ51がx,y,z軸方向の一つの方向にのみ誤った向きに取付られている状態は存在しない。
Next, a state where the
例えば、図4(a)に示したように、センサ前後ベクトルSxと車両前後ベクトルTxの向きが一致しているが、センサ左右ベクトルSyと車両左右ベクトルTyの向きが逆であり、センサ上下ベクトルSzと車両上下ベクトルTzの向きが逆であるとき、誤取付状態である。言い換えると、この誤取付状態は、図3に示した三軸加速度センサ51がx軸周りに180度回転している状態である。このとき、三軸加速度センサ51は、x軸方向に正しい向きに取付られているため、センサ前後加速度αxを正しい符号で検出することができるが、y軸方向及びz軸方向に誤った向きに取付けられているため、センサ左右加速度αy及びセンサ上下加速度αzを誤った符号(逆の符号)で検出することになる。
For example, as shown in FIG. 4A, the sensor front-rear vector Sx and the vehicle front-rear vector Tx are in the same direction, but the sensor left-right vector Sy and the vehicle left-right vector Ty are opposite in direction. When the direction of Sz and the vehicle up-down vector Tz is opposite, it is an erroneous attachment state. In other words, this erroneous attachment state is a state in which the
また、例えば、図4(b)に示したように、センサ上下ベクトルSzと車両上下ベクトルTzの向きが一致しているが、センサ左右ベクトルSyと車両左右ベクトルTyの向きが逆であり、センサ前後ベクトルSxと車両前後ベクトルTxの向きが逆であるとき、誤取付状態である。言い換えると、この誤取付状態は、図3に示した三軸加速度センサ51がz軸周りに180度回転している状態である。このとき、三軸加速度センサ51は、z軸方向に正しい向きに取付けられているため、センサ上下加速度αzを正しい符号で検出することができるが、y軸方向及びx軸方向に誤った向きに取付けられているため、センサ左右加速度αy及びセンサ前後加速度αxを誤った符号(逆の符号)で検出することになる。
For example, as shown in FIG. 4B, the sensor vertical vector Sz and the vehicle vertical vector Tz are in the same direction, but the sensor left and right vector Sy and the vehicle left and right vector Ty are opposite in direction. When the directions of the front-rear vector Sx and the vehicle front-rear vector Tx are opposite, it is an erroneous attachment state. In other words, this erroneous attachment state is a state in which the
次に電子制御装置60の構成について説明する。電子制御装置60には、図2に示したように、ダンパ装置40にセミアクティブダンパ制御を実行させる制御部としての制御指令値演算部61が設けられている。制御指令値演算部61は、車体30に左右振動が生じているとき、三軸加速度センサ51から入力するセンサ左右加速度αyに基づいて最適なダンパ制御指令値Fを演算し、このダンパ制御指令値Fをダンパ装置40に出力する。これにより、ダンパ装置40が発生させる減衰力が調整されて、セミアクティブダンパ制御が実行される。
Next, the configuration of the
ところで、図3に示したように、正取付状態であるときには、正確な符号であるセンサ左右加速度αyに基づいてセミアクティブダンパ制御が実行されるため、制振制御が適切に実行されて、乗り心地の向上が図られる。しかし、図4(a)及び図4(b)に示したように、仮に誤取付状態であるときには、誤った符号(逆の符号)であるセンサ左右加速度αyに基づいてセミアクティブダンパ制御が実行されるため、制振制御が適切に実行されず、乗り心地が却って悪化するおそれがある。従って、三軸加速度センサ51が誤った向きに取付けられているときには、セミアクティブダンパ制御を実行しないことが望ましい。
By the way, as shown in FIG. 3, since the semi-active damper control is executed based on the sensor left-right acceleration αy, which is an accurate sign, in the normal mounting state, the vibration suppression control is appropriately executed and The comfort is improved. However, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), when it is in an erroneous mounting state, the semi-active damper control is executed based on the sensor lateral acceleration αy which is an incorrect code (reverse code). Therefore, the vibration suppression control is not properly executed, and the ride comfort may be deteriorated. Therefore, it is desirable not to execute the semi-active damper control when the
そこで、この実施形態においては、誤取付状態であるか否かを判断するために、図2に示したように、電子制御装置60に判断手段としての取付状態判断部62が設けられている。この取付状態判断部62は、三軸加速度センサ51がx軸方向及びz軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断して、正取付状態であるか否かを判断するものである。言い換えると、取付状態判断部62は、三軸加速度センサ51のx軸方向及びz軸方向を監視して、y軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断するものである。
Therefore, in this embodiment, in order to determine whether or not the attachment state is incorrect, the
次に、取付状態判断部62の制御内容について、図5のフローチャートを用いて説明する。取付状態判断部62は、例えば、運転士が運転を開始するとき図示しないスイッチをオンにすることで、図5に示した取付状態判断プログラムPr1を所定時間(例えば、5msec)の経過毎に開始・実行する。
Next, the control content of the attachment
ステップ70では、取付状態判断部62が三軸加速度センサ51により検出されたセンサ前後加速度αx及びセンサ上下加速度αzを入力する。なお、三軸加速度センサ51により検出されたセンサ左右加速度αyは、所定時間の経過毎に制御指令値演算部61に入力される。ステップ71は、三軸加速度センサ51がz軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断するためのステップであり、このステップ71では、センサ上下加速度αzの符号が設定される重力加速度Gの符号に一致するか否かが判定される。これにより、重力加速度Gを−1g(−9.8m/s2)に設定しておく場合に、センサ上下加速度αzの符号がマイナスであるとき、三軸加速度センサ51がz軸方向に正しい向きに取付けられていることになり、「Yes」と判定され、ステップ72以降の処理がなされる。一方、センサ上下加速度αzの符号がプラスであるとき、三軸加速度センサ51がz軸方向に誤った向きに取付けられていることになり、「No」と判定され、ステップ78以降の処理がなされる。
In step 70, the attachment
このため、ステップ71では、図3に示した正取付状態であるとき、及び図4(b)に示した誤取付状態であるとき、センサ上下加速度αzの符号はマイナスになり、三軸加速度センサ51がz軸方向に正しい向きに取付けられていると判断される。一方、図4(a)に示した誤取付状態であるとき、センサ上下加速度αzの符号はプラスになり、三軸加速度センサ51がz軸方向に誤った向きに取付けられていると判断される。従って、重力加速度Gの符号を用いて判定することで、三軸加速度センサ51がz軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを走行する前から判断することができる。
For this reason, in step 71, the sign of the sensor vertical acceleration αz becomes negative when the correct mounting state shown in FIG. 3 and the erroneous mounting state shown in FIG. It is determined that 51 is attached in the correct direction in the z-axis direction. On the other hand, in the erroneous attachment state shown in FIG. 4A, the sign of the sensor vertical acceleration αz is positive, and it is determined that the
ステップ72では、鉄道車両1が走行を開始し始めたときか否かが判定される。ここで、走行を開始し始めたときとは、鉄道車両1が停止状態から走行状態に変化したときをいう。従って、走行を開始し始めたときには、「Yes」と判定され、ステップ73以降の処理がなされる。一方、鉄道車両1が停止しているとき、鉄道車両1の通常走行時等には、「No」と判定され、このプログラムPr1が直ちに終了する。これは、この第1実施形態において、走行を開始し始めているときにのみ、三軸加速度センサ51がx軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断できるためである。
In step 72, it is determined whether or not the
ステップ73では、センサ前後加速度αxを積分してセンサ前後速度Vx(加速度に基づく信号)を演算する。ステップ74は、三軸加速度センサ51がx軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断するためのステップであり、このステップ74では、走行を開始し始めたときのセンサ前後速度Vxの符号が、設定される車両進行方向の符号Aに一致しているか否かが判定される。
In step 73, the sensor longitudinal acceleration Vx (signal based on acceleration) is calculated by integrating the sensor longitudinal acceleration αx. Step 74 is a step for determining whether or not the three-
ここで、設定される車両進行方向の符号Aについて説明する。鉄道車両1は自動車と異なり前方側と後方側を換えて往復移動するものであるため、三軸加速度センサ51から得られる走行開始時のセンサ前後速度Vxは、往路と復路とで符号が異なる。このため、この第1実施形態では、図3に示した正取付状態であるときに、往路で、走行開始時のセンサ前後速度Vxの符号がプラスなり、復路で、走行開始時のセンサ前後速度Vxの符号がマイナスになる場合を想定する。この場合には、三軸加速度センサ51がx軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断するために、往路の車両進行方向を基準として、往路で車両進行方向の符号Aをプラスに設定しておき、復路で車両進行方向の符号Aをマイナスに設定しておく。この第1実施形態では、分かり易くするため、往路を走行する場合について説明する。
Here, the reference sign A of the set vehicle traveling direction will be described. Unlike the automobile, the
上述した理由に基づき、この第1実施形態(往路を走行する場合)では、車両進行方向の符号Aがプラスに設定されている。これにより、ステップ74では、センサ前後速度Vxの符号がプラスであるとき、三軸加速度センサ51がx軸方向に正しい向きに取付けられていることになり、「Yes」と判定され、ステップ75以降の処理がなされる。一方、センサ前後速度Vxの符号がマイナスであるとき、三軸加速度センサ51がx軸方向に誤った向きに取付けられていることになり、「No」と判定され、ステップ78以降の処理がなされる。
Based on the above-described reason, in this first embodiment (when traveling on the forward path), the sign A of the vehicle traveling direction is set to be positive. Thereby, in step 74, when the sign of the sensor longitudinal velocity Vx is plus, the
このため、ステップ74では、図3に示した正取付状態であるとき、走行開始時のセンサ前後速度Vxの符号はプラスになり、三軸加速度センサ51がx軸方向に正しい向きに取付けられていると判断される。一方、図4(b)に示した誤取付状態であるとき、走行開始時のセンサ前後速度Vxの符号がマイナスとなり、三軸加速度センサ51がx軸方向に誤った向きに取付けられていると判断される。なお、図4(a)に示した誤取付状態であるとき、既に上述したステップ71で「No」と判定されるため、ステップ74に進むことがない。
For this reason, in step 74, in the normal mounting state shown in FIG. 3, the sign of the sensor longitudinal velocity Vx at the start of traveling is positive, and the three-
次に、ステップ75、76、77と、ステップ78、79、80について説明する。ステップ75、76、77は、上述したステップ71及びステップ74で、三軸加速度センサ51がx軸方向及びz軸方向に正しい向きに取付けられていると判断されたため、正取付状態であると判断するためのステップである。一方、ステップ78、79、80は、上述したステップ71又はステップ74で、三軸加速度センサ51がz軸方向又はx軸方向に誤った向きに取付けられていると判断されたため、誤取付状態であると判断するためのステップである。
Next, steps 75, 76, and 77 and
しかし、三軸加速度センサ51は、ノイズ等の影響により一時的に誤った符号の値を出力するおそれがあるため、上述したステップ71及びステップ74の一回の判定では、正取付状態又は誤取付状態の判断が正確でないおそれがある。そこで、この第1実施形態では、ステップ71及びステップ74で「Yes」と判定された回数Nが所定回数Na(例えば10回)以上であるとき、正取付状態であると判断し、ステップ71又はステップ74で「No」と判定された回数Mが所定回数Ma(例えば10回)以上であるとき、誤取付状態であると判断するようになっている。
However, since the
これにより、ステップ75では、回数Nが現在値から1を足した値になる。そして、ステップ76では、回数Nが所定回数Na以上であるか否かが判定され、「Yes」と判定されたときには、ステップ77に進み、「No」と判定されたときには、このプログラムPr1が直ちに終了する。ステップ77では、取付状態判断部62が報知手段90(図1及び図2参照)に正取付信号βを出力するようになっている。この正取付信号βに基づいて、報知手段90は、例えば青ランプを点灯させることにより、運転士等に正取付状態であることを報知する。
Thereby, in step 75, the number N of times becomes a value obtained by adding 1 to the current value. In step 76, it is determined whether or not the number N is equal to or greater than the predetermined number Na. When it is determined “Yes”, the process proceeds to step 77. When it is determined “No”, the program Pr1 is immediately executed. finish. In step 77, the attachment
一方、ステップ78では、回数Mが現在値から1を足した値になる。そして、ステップ79では、回数Mが所定回数Ma以上であるか否かが判断され、「Yes」と判定されたときには、ステップ80に進み、「No」と判定されたときには、このプログラムPr1が直ちに終了する。ステップ80では、取付状態判断部62が報知手段90に誤取付信号γを出力するようになっている。この誤取付信号γに基づいて、報知手段90は、例えば赤ランプを点灯させることにより、運転士等に誤取付状態であることを報知する。なお、赤ランプが点灯した場合には、正取付状態となるように三軸加速度センサ51が改めて取付けられる。
On the other hand, in step 78, the number of times M becomes a value obtained by adding 1 to the current value. In
そして、ステップ81では、取付状態判断部62が、制御指令値演算部61にOFF信号ε(図2参照)を出力する。このOFF信号εに基づいて、制御指令値演算部61は、セミアクティブダンパ制御を中止するようにダンパ制御指令値Fを「0」にして、ダンパ装置40がパッシブ状態となる。
In step 81, the attachment
上述したように構成した第1実施形態の作用効果について、説明する。
図3に示した正取付状態であるときには、取付状態判断部62が正取付信号βを報知手段90に出力し(ステップ77)、運転士等に正取付状態であることが報知される。このときには、正しい符号であるセンサ左右加速度αyに基づいて最適なダンパ制御指令値Fが演算され、セミアクティブダンパ制御が実行されて、乗り心地を向上させることができる。
一方、図4(a)及び図4(b)に示した誤取付状態であるときには、取付状態判断部62が誤取付信号γを報知手段90に出力し(ステップ80)、運転士等に誤取付状態であることが報知される。このときには、取付状態判断部62が制御指令値演算部61にOFF信号εを出力して(ステップ81)、ダンパ装置40がパッシブ状態になり、セミアクティブダンパ制御の実行により却って乗り心地が悪化することを防止できる。
The effect of 1st Embodiment comprised as mentioned above is demonstrated.
In the normal attachment state shown in FIG. 3, the attachment
On the other hand, in the erroneous attachment state shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the attachment
なお、この第1実施形態において、三軸加速度センサ51が、y軸方向に正しい向きで取付けられていてx軸方向及びz軸方向に誤った向きに取付けられている場合には、即ち図3に示した三軸加速度センサ51がy軸周りに180度回転している場合には、センサ左右加速度αyの符号は正しい符号として検出されることになる。しかし、この場合でも、取付状態判断部62により誤取付状態であると判断され、セミアクティブダンパ制御が中止される。
In the first embodiment, when the
次に、第2実施形態について図6及び図7を用いて説明する。図6は、鉄道車両1を概念的に示した正面図であり、この第2実施形態では、鉄道車両1の前後方向速度Vr(以下、「実前後速度Vr」と呼ぶ)を検出する速度センサ91が設けられている。この速度センサ91は、検出した実前後速度Vrを電子制御装置60(取付状態判断部62)に出力する。ここで、速度センサ91は、既存の構成部材として鉄道車両1に通常用いられている速度センサで良く、新たに設けなくても良い。なお、第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a front view conceptually showing the
図7は、第2実施形態において、取付状態判断部62が開始・実行する取付状態判断プログラムPr2のフローチャートである。以下、第1実施形態の取付状態判断プログラムPr1と異なる部分についてのみ、説明する。ステップ82では、取付状態判断部62がセンサ前後加速度αx及びセンサ上下加速度αzを入力するとともに、速度センサ91により検出された実前後速度Vrを入力する。
FIG. 7 is a flowchart of the attachment state determination program Pr2 started and executed by the attachment
そして、ステップ83では、走行中、即ち実前後速度Vrが0であるか否かが判定される。従って、走行中であるときには、「Yes」と判定され、ステップ73以降の処理がなされる。一方、走行中でないときには、「No」と判定され、このプログラムPr2が直ちに終了する。これは、第2実施形態において、走行中であるときにのみ、三軸加速度センサ51がx軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断できるためである。
In step 83, it is determined whether the vehicle is traveling, that is, whether the actual longitudinal speed Vr is zero. Therefore, when the vehicle is traveling, it is determined as “Yes”, and the processing after step 73 is performed. On the other hand, when the vehicle is not running, it is determined as “No”, and this program Pr2 is immediately terminated. This is because in the second embodiment, it is possible to determine whether or not the three-
ステップ84では、センサ前後速度Vxの符号と実前後速度Vrを用いて設定される符号Bが一致するか否かが判定される。ここで、実前後速度Vrを用いて設定される符号Bとは、上述したように、往路を基準としていて、往路では実前後速度Vrの符号そのものであり、復路では実前後速度Vr×「−1」の符号である。これにより、センサ前後速度Vxの符号と上記した符号Bが一致するとき、三軸加速度センサ51がx軸方向に正しい向きに取付けられていることになり、「Yes」と判定され、ステップ75以降の処理がなされる。一方、センサ前後速度Vxの符号と上記した符号Bが一致しないとき、三軸加速度センサ51がx軸方向に誤った向きに取付けられていることになり、「No」と判定され、ステップ78以降の処理がなされる。
In step 84, it is determined whether or not the sign of the sensor longitudinal speed Vx matches the sign B set using the actual longitudinal speed Vr. Here, the code B set using the actual front / rear speed Vr is based on the forward path as described above, and is the code itself of the actual front / rear speed Vr on the forward path, and the actual front / rear speed Vr × “−” on the return path. 1 ”. As a result, when the sign of the sensor longitudinal speed Vx matches the sign B described above, the
よって、この第2実施形態では、第1実施形態と異なり、走行を開始し始めたときだけでなく走行中に、三軸加速度センサ51がx軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断することができる。その他の作用効果は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
Therefore, in the second embodiment, unlike the first embodiment, whether or not the
以上、本発明に係るセンサ誤取付判断システムについて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、第2実施形態において、走行中に、センサ前後加速度αxが積分されたセンサ前後速度Vxの符号と、実前後速度Vrを用いて設定される符号Bが一致するかを判定したが、センサ前後加速度αxの符号と、実前後速度Vrが微分された実前後加速度を用いて設定される符号が一致するかを判定しても良い。
The sensor mismounting determination system according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the second embodiment, during traveling, it is determined whether the sign of the sensor longitudinal speed Vx integrated with the sensor longitudinal acceleration αx matches the sign B set using the actual longitudinal speed Vr. It may be determined whether the sign of the longitudinal acceleration αx matches the sign set using the actual longitudinal acceleration obtained by differentiating the actual longitudinal speed Vr.
また、各実施形態において、取付状態判断部62は、誤取付状態であると判断したとき、OFF信号εにより、制御指令値演算部61にセミアクティブダンパ制御を中止させたが、取付状態判断部62は、三軸加速度センサ51がy軸方向に逆向き(誤った向き)に取付けられていると判断したとき、逆転信号により、センサ左右加速度αyの逆符号の値に基づいて制御指令値演算部61にセミアクティブダンパ制御を実行させても良い。この場合には、取付状態判断部62は、三軸加速度センサ51がx軸方向及びz軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断して、x軸方向及びz軸方向の何れか一方向にのみ逆向きに取付けられていると判断したとき、三軸加速度センサ51がy軸方向に逆向きに取付けられていると判断すれば良い。
In each embodiment, when the attachment
また、各実施形態において、センサ誤取付判断システム50は、三軸加速度センサ51がx軸方向及びz軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断して、正取付状態であるか否かを判断したが、三軸加速度センサがx軸方向及びy軸方向、又はy軸方向及びz軸方向に正しい向きに取付けられているか否かを判断して、正取付状態であるか否かを判断しても良い。この場合には、鉄道車両1に作用する左右方向加速度を検出可能な加速度センサ、又は左右方向速度を検出可能な速度センサを新たに設けて、検出した符号が一致するか否かを判定すれば良い。
Further, in each embodiment, the sensor erroneous
また、各実施形態において、センサ誤取付判断システム50は、x軸方向とz軸方向の二方向において、符号が一致するか否かを判定したが、x軸方向、y軸方向、z軸方向の三方向において、符号が一致するか否かを判定しても良い。
Further, in each embodiment, the sensor erroneous
また、各実施形態において、センサ誤取付判断システム50は、制振制御システムに用いられる三軸加速度センサ51が誤取付状態になっているか否かを判断するように構成したが、センサ誤取付判断システムは、鉄道車両の部品の状態又は乗り心地を監視する状態監視システムに用いられている三軸加速度センサが誤取付状態になっているか否かを判断するように構成しても良い。
また、各実施形態において、三軸加速度センサ51は車体30に取付けられているが、鉄道車両1のうち何れの部位に取付けられていても良い。
Further, in each embodiment, the sensor erroneous
In each embodiment, the
また、各実施形態において、セミアクティブダンパ制御が実行されるようにダンパ装置40を構成した場合に、正取付状態であると判断されたときセミアクティブダンパ制御を実行し、誤取付状態であると判断されたときセミアクティブダンパ制御を中止した。しかし、アクティブダンパ制御が実行されるようにダンパ装置40を構成した場合に、正取付状態であると判断されたときアクティブダンパ制御を実行し、誤取付状態であると判断されたときアクティブダンパ制御を中止しても良い。なお、上記したアクティブダンパ制御は、ダンパ装置40が発生する減衰力を例えばモータ等の動力源によって積極的に調整する制御を意味する。
Further, in each embodiment, when the
1 鉄道車両
10 台車
20 空気バネ
30 車体
40 ダンパ装置
50 センサ誤取付判断システム
51 三軸加速度センサ
60 電子制御装置
61 制御指令値演算部
62 取付状態判断部
90 報知手段
91 速度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記三軸加速度センサにより検出された左右方向加速度、前後方向加速度、及び上下方向加速度のうち少なくとも二つの加速度に基づく信号の符号が、それぞれ対応する各方向において設定される符号に一致しているか否かを判定して、何れか一つの符号でも一致していないと判定した場合に前記三軸加速度センサが誤った向きに取付けられている誤取付状態であると判断する判断手段と、を備えることを特徴とするセンサ誤取付判断システム。 A triaxial acceleration sensor capable of detecting each acceleration in the left-right direction, the front-rear direction, and the up-down direction acting on the railway vehicle;
Whether the sign of a signal based on at least two accelerations among the lateral acceleration, the longitudinal acceleration, and the vertical acceleration detected by the three-axis acceleration sensor matches a code set in each corresponding direction. And determining means for determining that the three-axis acceleration sensor is mounted in an incorrect orientation when it is determined that any one of the codes does not match. Sensor mismounting judgment system characterized by.
前記判断手段は、前記三軸加速度センサにより検出された上下方向加速度の符号が、設定される重力加速度の符号に一致しているか否かを判定することを特徴とするセンサ誤取付判断システム。 In the sensor erroneous attachment determination system according to claim 1,
The determination means determines whether or not a sign of vertical acceleration detected by the three-axis acceleration sensor matches a sign of gravitational acceleration that is set.
前記判断手段は、前記鉄道車両が走行し始めるときに、前記三軸加速度センサにより検出された前後方向加速度を積分した前後方向速度の符号が、設定される車両進行方向の符号に一致しているか否かを判定することを特徴とするセンサ誤取付判断システム。 In the sensor erroneous attachment determination system according to claim 1 or claim 2,
Whether the sign of the longitudinal speed obtained by integrating the longitudinal acceleration detected by the three-axis acceleration sensor coincides with the set sign of the vehicle traveling direction when the railway vehicle starts to travel A sensor erroneous attachment determination system characterized by determining whether or not.
前記鉄道車両の前後方向速度を検出する速度センサが設けられていて、
前記判断手段は、前記鉄道車両の走行中に、前記三軸加速度センサにより検出された前後方向加速度を積分した前後方向速度の符号が、前記速度センサにより検出された前後方向速度を用いて設定される符号に一致しているか否かを判定することを特徴とするセンサ誤取付判断システム。 In the sensor erroneous attachment determination system according to claim 1 or claim 2,
A speed sensor for detecting the longitudinal speed of the railway vehicle is provided;
The determination means sets a sign of a longitudinal speed obtained by integrating the longitudinal acceleration detected by the three-axis acceleration sensor while the railway vehicle is running, using the longitudinal speed detected by the speed sensor. It is judged whether it corresponds to the code to be detected.
前記判断手段は、一致していない判定が所定回数成立した場合に、前記誤取付状態であると判断することを特徴とするセンサ誤取付判断システム。 In the sensor erroneous attachment determination system according to any one of claims 1 to 4,
The determination means determines that it is in the erroneous attachment state when the determination that the two do not coincide is established a predetermined number of times.
前記三軸加速度センサにより検出される左右方向加速度に基づいてダンパ手段にアクティブ又はセミアクティブダンパ制御を実行させる制御部が設けられていて、
前記判断手段は、前記誤取付状態であると判断したとき、前記制御部に前記アクティブ又はセミアクティブダンパ制御を中止させることを特徴とするセンサ誤取付判断システム。 In the sensor erroneous attachment determination system according to any one of claims 1 to 5,
A control unit is provided for causing the damper means to perform active or semi-active damper control based on the lateral acceleration detected by the three-axis acceleration sensor;
The sensor erroneous attachment determination system, wherein the determination unit causes the control unit to stop the active or semi-active damper control when determining that the erroneous attachment state is present.
前記三軸加速度センサにより検出される左右方向加速度に基づいてダンパ手段にアクティブ又はセミアクティブダンパ制御を実行させる制御部が設けられていて、
前記判断手段は、前記三軸加速度センサが左右方向に逆向きに取付けられていると判断したとき、前記三軸加速度センサにより検出される左右方向加速度の逆符号の値に基づいて前記制御部に前記アクティブ又はセミアクティブダンパ制御を実行させることを特徴とするセンサ誤取付判断システム。 In the sensor erroneous attachment determination system according to any one of claims 1 to 5,
A control unit is provided for causing the damper means to perform active or semi-active damper control based on the lateral acceleration detected by the three-axis acceleration sensor;
When the determination unit determines that the three-axis acceleration sensor is attached in the opposite direction in the left-right direction, the determination unit determines whether the control unit is based on the value of the opposite sign of the left-right acceleration detected by the three-axis acceleration sensor. A sensor erroneous attachment determination system, wherein the active or semi-active damper control is executed.
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