JP2012111319A - 軸ばね系の異常検出方法及び異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運行中に適切に異常を検出可能な軸ばね系の異常検出方法等を提供する。
【解決手段】鉄道車両の台車枠２１、３１と軸箱２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａとの間に設けられる軸ばね系２４，３４の異常検出方法を、台車枠の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出し、上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両の台車枠と軸箱との間に設けられる軸ばね系の異常検出方法及び異常検出装置に関するものである。

一般的な鉄道車両は、輪軸を支持する軸箱と台車枠との間に設けられる１次ばね系、及び、台車枠と車体との間に設けられる２次ばね系を備えている。
１次ばね系は、ばね要素である軸ばね、及び、軸ばねの伸縮に応じて減衰力を発生する軸ダンパを備えている。
また、例えば積層ゴム等からなる軸ばね自体が減衰要素を兼ねている場合もある。

鉄道車両の安全性や乗り心地を確保するため、上述したような軸ばね系の減衰要素が減衰力を発生しなくなる等の異常を適切に検出することが要望されている。
鉄道車両の台車の異常検出に関する従来技術として、例えば特許文献１には、台車に設けた加速度検出手段の出力が所定の閾値以上となった場合に異常を判定することが記載されている。
また、特許文献２には、台車等の振動加速度を等距離間隔でサンプリングし、バンドパスフィルタ処理後２乗した平均加速度パワーの変化に基づいて異常を判定することが記載されている。

特開２０００−６８０７号公報 特許第４２５２２７１号公報

しかし、軸ばね系の減衰要素やばね要素が故障したとしてもそれによる台車枠の加速度変化自体は微小である場合が多く、上述した従来技術において適切な検出を行うためには閾値を相当に小さくする必要があるものと考えられる。しかし、このように閾値を小さくすると、例えば軌道不整の大きい箇所を通過する場合などに、減衰要素やばね要素が正常であるにも関わらず異常であると誤判定されることが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、車両の運行中に適切に異常を検出可能な軸ばね系の異常検出方法及び異常検出装置を提供することである。

上述した問題を解決する本発明の軸ばね系の異常検出方法は、鉄道車両の輪軸を支持する軸箱と台車枠との間に設けられる軸ばね系の異常検出方法であって、前記台車枠の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出し、前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することを特徴とする。
ここで、軸ばね系はばね要素及び減衰要素を含み、減衰要素とは、ばね要素とは別に設けられた油圧緩衝器などのダンパに限らず、例えば積層ゴムであるばね要素自体が減衰要素を兼ねたものも含むものとする。
これによれば、軸ばね系の正常、異常に応じて、台車枠の上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差は変化することから、この位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、車両の運行中に適切に軸ばね系の異常を検出することができる。
本発明において、前記位相差が前記許容範囲を外れた方向に基づいて、異常が発生した軸ばね系の部位を特定する構成とすることができる。

本発明において、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度から予め設定された所定の周波数帯域の成分を抽出し、抽出後の前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する構成とすることができる。
これによれば、正常時と異常時とで位相差の違いが大きくなりやすい周波数帯域を抽出することによって、より適切に軸ばね系の異常を検出することができる。
この周波数帯域は、例えば、台車の固有振動数を含む周波数帯域とすることができる。

本発明において、前記所定の周波数帯域の成分を抽出後の前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度を符号に変換し、前記上下方向加速度の符号と前記ピッチング方向加速度の符号との不一致率に基づいて前記位相差を検出する構成とすることができる。
これによれば、上下方向加速度及びピッチング方向加速度の符号の不一致率を、位相差の大きさを示すパラメータ（近似的位相差）として利用することによって、演算負荷を軽減し、比較的簡素な機器によって演算したり、高速に演算することが可能となる。

本発明において、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて前記位相差を求める構成とすることができる。
これによれば、演算負荷は符号不一致率を求める場合に対して増大するものの、異常の検出精度を高めることができる。

また、上述した問題を解決する本発明の軸ばね系の異常検出装置は、鉄道車両の輪軸を支持する軸箱と台車枠との間に設けられる軸ばね系の異常検出装置であって、前記台車枠の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出する台車枠挙動検出手段と、前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する異常検出手段とを備えることを特徴とする。
本発明において、前記異常検出手段は、前記位相差が前記許容範囲を外れた方向に基づいて、異常が発生した軸ばね系の部位を特定する構成とすることができる。

本発明において、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度から予め設定された所定の周波数帯域の成分を抽出する周波数帯域抽出手段を備え、前記異常検出手段は、前記抽出後の前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する構成とすることができる。

本発明において、前記所定の周波数帯域の成分を抽出後の前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度を符号に変換する変換手段を備え、前記異常検出手段は、前記上下方向加速度の符号と前記ピッチング方向加速度の符号との不一致率に基づいて前記位相差を検出する構成とすることができる。

本発明において、前記異常検出手段は、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて前記位相差を求める構成とすることができる。

本発明において、前記台車枠挙動検出手段は、車両の進行方向に離間して配置され前記台車枠の上下方向加速度を検出する複数の加速度センサ、及び、前記複数の加速度センサの出力に基づいて前記台車枠のピッチング方向加速度を演算するピッチング方向加速度演算手段を備える構成とすることができる。

本発明において、前記台車枠挙動検出手段は、前記台車枠の上下方向加速度を検出する加速度センサと、前記台車枠のピッチング方向加速度を検出する角速度センサとを有する構成とすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、車両の運行中に適切に異常を検出可能な軸ばね系の異常検出方法及び異常検出装置を提供することができる。

本発明を適用した軸ばね系の異常検出装置の第１実施形態の構成を示す模式図である。 軸ダンパが正常又は異常である場合の台車枠の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の一例を示すグラフである。 上下並進モード及びピッチングモードの台車枠の加速度履歴の一例を示すグラフである。 バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの台車枠の加速度履歴の一例を示すグラフである。 バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの台車枠の加速度の符号の履歴の一例を示すグラフである。 バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの台車枠の加速度の符号の排他的論理和（ＸＯＲ）の履歴の一例を示すグラフである。 上下並進モード及びピッチングモードの台車枠の加速度の符号の排他的論理和（ＸＯＲ）をローパスフィルタに通して平均化した値（符号不一致率）の一例を示すグラフである。 正常時及び異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフであって、軸ダンパがセミアクティブダンパである場合を示すものである。 正常時及び異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフであって、軸ダンパがパッシブダンパである場合を示すものである。 本発明を適用した軸ばね系の異常検出装置の第２実施形態の構成を示す模式図である。 本発明を適用した軸ばね系の異常検出装置の第３実施形態の構成を示す模式図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用した軸ばね系の異常検出方法、及び、この異常検出方法に用いられる異常検出装置の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、異常検出装置１００が設けられる鉄道車両１は、車体１０の前後に一対のボギー台車である第１台車２０、第２台車３０を備えたボギー車である。
車体１０は、床部に設けられる台枠の上部に側構、妻構、屋根構などを設けてほぼ六面体状に構成されている。

第１台車２０及び第２台車３０は、車両１の進行方向前方側から順次配置されている。
第１台車２０は、台車枠２１、第１輪軸２２、第２輪軸２３、１次ばね系２４等を備えて構成されている。
台車枠２１は、第１輪軸２２及び第２輪軸２３が軸箱２２ａ，２３ａ及び図示しない軸箱支持装置を介して取り付けられる枠状の構造部材である。
台車枠２１は、図示しない２次ばね系を介して車体１０の下部に取り付けられている。
第１輪軸２２、第２輪軸２３は、車軸の両端部に、一対の車輪を固定したものである。
第１輪軸２２、第２輪軸２３は、車両１の進行方向前方側から順次配置されている。
第１輪軸２２、第２輪軸２３は、車軸の両端部を軸箱２２ａ，２３ａによって支持されている。軸箱２２ａ，２３ａは、軸受及び潤滑装置などを備えている。

第２台車３０は、台車枠３１、第３輪軸３２、第４輪軸３３、２次ばね系３４等を備えて構成されている。
台車枠３１は、第３輪軸３２及び第４輪軸３３が軸箱３２ａ，３３ａ及び軸箱支持装置を介して取り付けられる枠状の構造部材である。
台車枠３１は、図示しない２次ばね系を介して車体１０の下部に取り付けられている。
第３輪軸３２、第４輪軸３３は、車軸の両端部に、一対の車輪を固定したものである。
第３輪軸３２、第４輪軸３３は、車両１の進行方向前方側から順次配置されている。
第３輪軸３２、第４輪軸３３は、車軸の両端部を軸箱３２ａ，３３ａによって支持されている。軸箱３２ａ，３３ａは、軸受及び潤滑装置などを備えている。

各軸箱２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａは、台車枠２１，３１に対して、図示しない軸箱支持装置によって、上下方向等に相対変位可能に支持されている。
１次ばね系２４，３４は、この軸箱支持装置に設けられ、軸箱２２ａ，２３ａ，３２ａ，３３ａの台車枠２１，３１に対する相対変位に応じてばね反力を発生する軸ばね、及び、軸ばねの伸縮速度に応じた減衰力を発生する軸ダンパ２４ａ、３４ａ等を備えて構成されている。
また、軸ダンパ２４ａ，３４ａは、図示しない上下制振システムからの指令に応じて、減衰力特性を走行中に随時変更可能なセミアクティブダンパとなっている。

第１実施形態の異常検出装置１００は、上述した軸ダンパ２４ａ，３４ａが正常に減衰力を発生しなくなる異常を検出するものである。
異常検出装置１００は、処理装置１１０、加速度センサ１２１，１２２，１２３，１２４等を備えて構成されている。
処理装置１１０は、例えば情報処理装置であるＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、磁気ディスク装置や光学ディスク装置などの記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバスなどを備えている。
処理装置１１０は、各センサからの信号を後述するように処理し、異常の検出を行う異常検出手段である。
加速度センサ１２１，１２２は、台車枠２１の左右中心線上において前後方向に離間して配置され、台車枠２１の上下方向の加速度を検出する加速度ピックアップを備えている。
加速度センサ１２１は、加速度センサ１２２に対して車両１の進行方向前方側に配置されている。
加速度センサ１２３，１２４は、台車枠３１の左右中心線上において前後方向に離間して配置され、台車枠３１の上下方向の加速度を検出する加速度ピックアップを備えている。
加速度センサ１２３は、加速度センサ１２４に対して車両１の進行方向前方側に配置されている。
加速度センサ１２１〜１２４の出力信号は、処理装置１１０に伝達される。

以下、第１実施形態における軸ダンパの異常検出方法について説明する。
以下、第１台車２０の軸ダンパ２４ａの異常検出について説明するが、第２台車３０の軸ダンパ３４ａの異常検出も同様の手法によって行なうことが可能である。
この異常検出方法は、車両１の走行速度が予め設定された異常検出可能範囲に含まれる場合に、以下の手順を行う。
（１）加速度センサ１２１，１２２で、台車枠２１における進行方向に離間した２点の上下加速度を測定する。
（２）加速度センサ１２１，１２２がそれぞれ検出した上下加速度を、上下並進モードの加速度とピッチングモードの加速度とに分離する。
（３）車両の進行方向に合わせて、ピッチングモードの加速度の符号を変える。
（４）後述する特定の周波数における、上下並進モードの加速度とピッチングモードの加速度との位相差を検出する。この特定の周波数とは、正常時と異常時とで位相差に大きな違いが生じる周波数であり、予め実験等によって得ておく。
（５）位相差が予め設定した許容範囲を外れた場合、軸ダンパ２４ａ，３４ａに異常があると判断する。
このとき、許容範囲をプラス側、マイナス側のどちらに超えたかによって、第１輪軸２２の軸ダンパ２４ａ、第２輪軸２３の軸ダンパ２４ａのどちらに異常が発生したかを判断する。

また、上述した位相差の演算は、例えば、上下方向加速度及びピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて行うことも可能であるが、第１実施形態においては、計算処理の負荷を小さくするために、以下の方向によって近似的に位相差を求めている。
（１）上下方向加速度とピッチング方向加速度をそれぞれバンドパスフィルタに通すことで、特定の周波数の成分を抽出する。
（２）バンドパスフィルタ通過後の上下方向加速度とピッチング方向加速度を、０を閾値として二値化する。例えば、符号が正であれば１、負であれば０とする。
（３）二値化された上下方向加速度とピッチング方向加速度との排他的論理和（ＸＯＲ）をとる。これによって、各タイミングにおいて、上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号が一致するか否かが求まる。
（４）上述した排他的論理和について、所定の一定時間内における平均値を求めるか、あるいは、ローパスフィルタを通して平滑化することによって、上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号不一致率が求まる。
ここで、上下方向加速度とピッチング方向加速度が周期信号である場合、両者の位相差が０°であれば、符号不一致率は０となる。また、位相差が±１８０°であれば、符号不一致率は１となる。実際には上下方向加速度とピッチング方向加速度は完全な周期信号にはならないが、この符号不一致率は、位相差を近似的に表現するパラメータとして用いることができる。

以下、新幹線電車相当の試験車両１両を用いて、車両試験台上で台上試験を行った結果について説明する。
この試験においては、例えば３２０ｋｍ／ｈ走行時の軸箱における上下加速度の実測波形に基づいて、試験車両の軸箱を加振した。この試験車両において、軸ダンパ２４ａ，３４ａは、走行中に減衰特性を変更可能な可変減衰ダンパであって、公知の上下制振システムによる制御状態とした。また、軸ダンパ２４ａ，３４ａの異常状態は、可変減衰ダンパが最小減衰に固定された状態とした。

先ず、正常時と異常時とで位相差に大きな違いの生じる周波数を調べ、異常検出において注目する周波数帯域を決定する。
図２は、台車枠の上下並進モードとピッチングモードの振動の位相差をクロススペクトルから求めた結果を示すグラフであって、横軸は周波数を示し、縦軸は位相差を示している。また、図２において、正常時、第１輪軸２２の右の軸ダンパ２４ａ故障時、第２輪軸２３の右の軸ダンパ２４ａ故障時のデータを、それぞれ実線、点線、一転鎖線によって図示している。
図２に示すように、第１台車２０の固有振動数付近でもある６〜８Ｈｚ付近において、正常と異常とで位相差が顕著に異なっている。
そこで、第１実施形態においては、この６〜８Ｈｚ近傍の周波数成分を用いて異常を検出することにする。

図３は、加速度センサ１２１，１２２が検出した台車枠２１の２点の上下加速度を、モード分離して求めた加速度の推移の一例を示すグラフである。
図３（ａ）は上下並進モードの加速度を示し、図３（ｂ）は、ピッチングモードの加速度を示している。
図３（ａ）、図３（ｂ）は、いずれも縦軸が加速度を示し、横軸が時間を示している。

図４は、図３に示す加速度を、６〜８Ｈｚ近傍を通過させるバンドパスフィルタに通過させた結果を示すグラフである。
図４（ａ）は上下並進モードの加速度を示し、図４（ｂ）は、ピッチングモードの加速度を示している。
図４（ａ）、図４（ｂ）は、いずれも縦軸が加速度を示し、横軸が時間を示している。

図５は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すバンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの加速度を、上述したように０を閾値として２値化した加速度符号の履歴を示すグラフである。
図５（ａ）は、上下並進モードの加速度符号を示し、図５（ｂ）はピッチングモードの加速度符号を示している。
図５（ａ）、図５（ｂ）は、いずれも縦軸が加速度符号を示し、横軸が時間を示している。

図６は、図５に示す上下並進モードの加速度符号と、ピッチングモードの加速度符号との排他的論理和（ＸＯＲ）の履歴を示すグラフである。
図６において、縦軸は加速度符号の排他的論理和（１：異符号、０：同符号）を示し、横軸は時間を示している。

図７は、図６に示す排他的論理和をローパスフィルタに通して、所定期間内の平均値とした結果（符号不一致率）の履歴を示すグラフである。
図７は、縦軸が符号不一致率を示し、横軸が時間を示している。
この符号不一致率は、上下並進モードとピッチングモードの加速度の近似的な位相差を表すものである。

上述した試験車両から得たデータを用いて、正常時と異常時との符号不一致率の計算を行った結果を図８に示す。
図８（ａ）、図８（ｂ）は、それぞれ台車枠２１，３１の符号不一致率の履歴を示している。
図８（ａ）、図８（ｂ）は、縦軸が符号不一致率を示し、横軸が時間を示し、正常状態、第１輪軸２２の右軸ダンパ２４ａ異常状態、第２輪軸２２の右軸ダンパ２４ａ異常状態、第３輪軸３２の右軸ダンパ３４ａ異常状態を、それぞれ実線、点線、一点鎖線、二点鎖線で図示している（後述する図９において同様）。

図８に示すように、符号不一致率は正常時には０．３５近傍で安定しているが、台車枠２１の進行方向前側に位置する第１輪軸２２の軸ダンパ２４ａが異常の場合、符号不一致率（近似位相差）が正常より大きく、また、後側に位置する第２輪軸２３の軸ダンパ２４ａが異常の場合、符号不一致率が正常より小さくなっていることがわかる。
また、図８（ａ）における第３輪軸異常のデータ、及び、図８（ｂ）における第１及び第２輪軸異常のデータを見ると、他の台車の軸ダンパに異常が発生しても、自台車の位相差にはほとんど影響がないことがわかる。
この場合、例えば、０．３から０．４を許容範囲と設定すれば、これを外れた場合に異常と判断し、さらに許容範囲のどちら側に外れたかによって、軸ダンパ２４ａ，３４ａのどちらの異常かを特定することができる。
なお、ここではフィルタの初期値を０．３５としたため、計算開始（０秒）はいずれも０．３５になっている。

また、図９は、軸ダンパを減衰特性固定式のパッシブダンパとした場合の計算結果を示すグラフである。
図９（ａ）、図９（ｂ）は、それぞれ台車枠２１，３１の符号不一致率の履歴を示している。
図９に示すように、図８に示す上下制振制御状態に対して、正常時と異常時との差は縮小するものの、傾向としては共通しており、許容範囲を適切に設定することによって、軸ダンパの異常を軸単位で検出することが可能である。

以上説明したように、第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）軸ダンパ２４ａ，３４ａの正常、異常に応じて、台車枠２１、３１の上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差は変化することから、この位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、車両１の運行中に適切に軸ダンパ２４ａ、３４ａの異常を検出することができる。
さらに、位相差が許容範囲のどちら側に外れたかによって、軸ダンパ２４ａ、３４ａのいずれの異常かを判別することができる。
（２）上下方向加速度とピッチング方向加速度を、正常時と異常時との差が大きい６〜８Ｈｚ近傍のバンドパスフィルタを通過させてから異常検出に用いることによって、より適切に軸ダンパ２４ａ，３４ａの異常を検出することができる。
（３）バンドパスフィルタ通過後の上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号不一致率を、位相差の大きさを示すパラメータ（近似的位相差）として利用することによって、演算負荷を軽減し、比較的簡素な機器によって演算したり、高速に演算することが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した軸ばね系の異常検出装置の第２実施形態について説明する。
なお、以下説明する各実施形態の説明において、上述した第１実施形態と実質的に共通する箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図１０に示すように、第２実施形態の異常検出装置１００Ａは、第１実施形態の加速度センサ１２１〜１２４に代えて、台車枠２１の中央部に配置された加速度センサ１２５及びジャイロセンサ１３１、及び、台車枠３１の中央部に配置された加速度センサ１２６及びジャイロセンサ１３２を備えたものである。

第１実施形態においては、例えば第１台車２０の場合には、一対の加速度センサ１２１，１２２が検出する上下加速度のモード分離によって上下並進モード及びピッチングモードの加速度を検出しているが、第２実施形態においては、加速度センサ１２５によって上下並進モードの加速度を検出し、ジャイロセンサ１３１によってピッチング方向の角加速度を検出する構成としている。
同様に、第２台車３０の場合には、加速度センサ１２６によって上下並進モードの加速度を検出し、ジャイロセンサ１３２によってピッチング方向の角加速度を検出する構成としている。
以上説明した第２実施形態においても、上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明を適用した軸ばね系の異常検出装置の第３実施形態について説明する。
図１１に示すように、第３実施形態の異常検出装置１００Ｂは、第１実施形態の処理装置１１０に代えて、第１台車２０及び第２台車３０にそれぞれ独立した処理装置１１０Ａ、１１０Ｂを設けたものである。
以上説明した第３実施形態においても、上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。
例えば、異常検出方法及び異常検出装置の詳細な構成は、上述した各実施形態のものに限らず、適宜変更することができる。
例えば、各実施形態では上下方向加速度とピッチング方向加速度を二値化した後、符号不一致率に基づいて異常の判定を行っているが、これに限らず、例えばクロススペクトルを用いて位相差を演算し、この位相差が許容範囲を外れた場合に異常と判断してもよい。
また、上下方向加速度及びピッチング方向加速度を検出する各センサの種類や配置なども特に限定されない。
また、本発明は、軸ばねと独立して設けられる軸ダンパの異常検出に限らず、例えば積層ゴム等の軸ばね自体が減衰要素を兼ねる場合や、ばね要素の異常検出にも用いることができる。

１ 車両 １０ 車体
２０ 第１台車 ２１ 台車枠
２２ 第１輪軸 ２２ａ 軸箱
２３ 第２輪軸 ２３ａ 軸箱
２４ １次ばね系 ２４ａ 軸ダンパ
３０ 第２台車 ３１ 台車枠
３２ 第３輪軸 ３２ａ 軸箱
３３ 第４輪軸 ３３ａ 軸箱
３４ １次ばね系 ３４ａ 軸ダンパ
１００ 異常検出装置（第１実施形態）
１００Ａ 異常検出装置（第２実施形態）
１００Ｂ 異常検出装置（第３実施形態）
１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ 処理装置
１２１〜１２６ 加速度センサ
１３１，１３２ ジャイロセンサ

Claims (12)

1. 鉄道車両の輪軸を支持する軸箱と台車枠との間に設けられる軸ばね系の異常検出方法であって、
   前記台車枠の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出し、
   前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断すること
   を特徴とする軸ばね系の異常検出方法。
2. 前記位相差が前記許容範囲を外れた方向に基づいて、異常が発生した軸ばね系の部位を特定すること
   を特徴とする請求項１に記載の軸ばね系の異常検出方法。
3. 前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度から予め設定された所定の周波数帯域の成分を抽出し、抽出後の前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軸ばね系の異常検出方法。
4. 前記所定の周波数帯域の成分を抽出後の前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度を符号に変換し、前記上下方向加速度の符号と前記ピッチング方向加速度の符号との不一致率に基づいて前記位相差を検出すること
   を特徴とする請求項３に記載の軸ばね系の異常検出方法。
5. 前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて前記位相差を求めること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の軸ばね系の異常検出方法。
6. 鉄道車両の輪軸を支持する軸箱と台車枠との間に設けられる軸ばね系の異常検出装置であって、
   前記台車枠の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出する台車枠挙動検出手段と、
   前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する異常検出手段と
   を備えることを特徴とする軸ばね系の異常検出装置。
7. 前記異常検出手段は、前記位相差が前記許容範囲を外れた方向に基づいて、異常が発生した軸ばね系の部位を特定すること
   を特徴とする請求項６に記載の軸ばね系の異常検出装置。
8. 前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度から予め設定された所定の周波数帯域の成分を抽出する周波数帯域抽出手段を備え、
   前記異常検出手段は、前記抽出後の前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断すること
   を特徴とする請求項６又は請求項７に記載の軸ばね系の異常検出装置。
9. 前記所定の周波数帯域の成分を抽出後の前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度を符号に変換する変換手段を備え、
   前記異常検出手段は、前記上下方向加速度の符号と前記ピッチング方向加速度の符号との不一致率に基づいて前記位相差を検出すること
   を特徴とする請求項８に記載の軸ばね系の異常検出装置。
10. 前記異常検出手段は、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて前記位相差を求めること
    を特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の軸ばね系の異常検出装置。
11. 前記台車枠挙動検出手段は、車両の進行方向に離間して配置され前記台車枠の上下方向加速度を検出する複数の加速度センサ、及び、前記複数の加速度センサの出力に基づいて前記台車枠のピッチング方向加速度を演算するピッチング方向加速度演算手段を備えること
    を特徴とする請求項６から請求項１０までのいずれか１項に記載の軸ばね系の異常検出装置。
12. 前記台車枠挙動検出手段は、
    前記台車枠の上下方向加速度を検出する加速度センサと、
    前記台車枠のピッチング方向加速度を検出する角速度センサとを有すること
    を特徴とする請求項６から請求項１０までのいずれか１項に記載の軸ばね系の異常検出装置。

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