JP2015009696A - サスペンション制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 連接列車の振動を抑制することができるサスペンション制御装置を提供する。【解決手段】 車体２iと車体２i+1は連結部３iによって連結される。連結部３iの下側には台車４iを設けると共に、台車４iの左右方向の両側には、台車４iと連結部３iとに連結された上下動ダンパ７を設ける。上下動ダンパ７は、アクチュエータ７Ａによって減衰力が制御される。台車４iの直上位置には、上下方向の振動を検出するための加速度センサ９iを設ける。制御装置１０は、加速度センサ９i-1，９i，９i+1からの検出信号を用いて、車体２i，２i+1の振動を検出し、全ての車体２1〜２nの振動を考慮して各台車４iの上下動ダンパ７に対するｉ番台車制御力指令ｕiを演算する。【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄道車両の振動等を低減するのに好適に用いられるサスペンション制御装置に関する。

編成両数の変更の必要性の低い路線を走る鉄道車両においては、車両の連結部分に台車を配置し、隣り合う２つの車体を１つの台車で支持する方式を採用することがある。このような台車を連接台車といい、連接台車を採用した車両を連接列車という。連接列車は非連接の列車と比較して、台車の位置が客室から離れているため、客室騒音を小さくする、車体重心を低下させる、枕ばね支持高さを高くする等の車両運動面で有利な設計がし易いという利点がある。

また、鉄道車両の車体と台車との間に減衰力調整式緩衝器等のシリンダ装置を設け、制御信号（指令電流）に応じてシリンダ装置による減衰力特性を可変に制御する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−７６５５３号公報

ところで、特許文献１に記載された構成は、車体間は上下方向に互いに変位可能な状態で柔に連結された非連接列車に適用される。非連接列車では、隣の車体の上下振動が自身の車体の上下振動に与える影響が小さく、また、前後の台車の上下動ダンパは自身の車体のみに繋がる。そのため、上下動ダンパに自身の車体の振動を抑える減衰力を発生させれば、車体の振動を抑えることができる。

これに対し、連接列車では、連結部（連接部）によって車体間は上下方向に互いに変位不能な状態で剛に連結されており、隣の車体の上下振動が自身の車体の上下振動に強い影響を与える。このため、連接台車によって繋がる全ての車体が結び付きを持ち、上下動ダンパは、それらの車体の振動吸収を担う。この結果、従来技術のように、上下動ダンパに自身の車体の振動を抑える減衰力を発生させるだけでは、車体の振動を十分に抑えることができないという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、連接列車の振動を抑制することができるサスペンション制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、第１の車体と、前記第１の車体と隣接する第２の車体と、前記第１の車体と前記第２の車体との間を駆動力が伝達可能となるように連結する連結部と、少なくとも前記第１の車体の前記第２の車体側においてバネ部材を介して支持する連接台車と、前記連接台車と前記第１の車体との間に設けられ、アクチュエータによって作動力を調整可能なシリンダ装置と、前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１の車体の振動を検出する第１の振動検出手段の検出値と、前記第２の車体の振動を検出する第２の振動検出手段の検出値と、に基づいて前記アクチュエータの指令値を算出することを特徴としている。

本発明によれば、連接列車の振動を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態によるサスペンション制御装置が適用された鉄道車両を示す正面図である。 第１の実施の形態による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 図１中の連結部、台車、上下動ダンパ等の配置関係を示す説明図である。 第１の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 車体のピッチングモードを示す説明図である。 車体のバウンシングモードを示す説明図である。 車体のピッチングとバウンシングが複合されたモードを示す説明図である。 第１の実施の形態における鉄道車両をシミュレーションするために作成したモデル図である。 ｉ番目の台車と車体との間の結合力を示す説明図である。 ｉ号車後方に加わる牽引力を示す説明図である。 ｉ番目の車体とｉ＋１番目の車体との相対回転を抑える向きに働く力を示す説明図である。 ｉ番目の車体とｉ＋１番目の車体との間の相対回転によって生じる力を示す説明図である。 第１の変形例による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第２の実施の形態による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第２の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 車体のバウンシングのＰＳＤを示す特性線図である。 車体のピッチングのＰＳＤを示す特性線図である。 第３の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 第４の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 第５の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 第６の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 登坂路線の走行中に客車に加わる牽引力を示す説明図である。 第７の実施の形態による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第２の変形例による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第３の変形例による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第４の変形例による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第８の実施の形態による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第８の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 第９の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 仮想的な鉄道車両を示す説明図である。 第１０の実施の形態による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第１０の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 第１１の実施の形態による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第１１の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 第５の変形例による鉄道車両を模式的に示す説明図である。 第１２の実施の形態による制御装置を示すブロック図である。 第６の変形例による鉄道車両を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態によるサスペンション制御装置を、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図１および図２において、鉄道車両１は、車体２_i、連結部３_i、台車４_i、上下動ダンパ７、加速度センサ９_i、制御装置１０等を有している。鉄道車両１は、例えばｎ台の車体２₁〜２_nが連結された連接台車を用いた連接列車である。このような連結台車は、例えば小田急電鉄株式会社の５００００系電車や江ノ島電鉄株式会社の３００系電車に用いられている。

車体２_iには、例えば乗客、乗員等が乗車する。また、車体２_iの前側には、車体２_i-1が隣接して設けられ、車体２_iの後側には、車体２_i+1が隣接して設けられる。このため、ｎ両編成の鉄道車両１（連接列車）では、先頭が車体２₁で、最後尾が車体２_nになる。以下では、車体２₁〜２_nを総称するときには、車体２_iという。

連結部３_iは、車体２_iと車体２_i+1との間を駆動力が伝達可能となるように連結する。連結部３_iは、図示されないゴムブッシュまたは機械的なリンク機構によって、車体２_iと車体２_i+1とを繋いでいる。これにより、軌道がカーブしている場合、車体２_i間の進行方向に対する左右方向の折れを許容し、また、軌道が傾斜に入る場合の車両１の上下方向の折れを許容している。

また、車体２_iの後側には連結部３_iが配置され、車体２_iの前側には連結部３_i-1が配置される。このため、例えばｎ両編成の列車では、１号車の車体２₁と２号車の車体２₂との間に連結部３₁が配置され、ｎ−１号車の車体２_n-1と最後尾となるｎ号車の車体２_nとの間に連結部３_n-1が配置される。以下では、連結部３₁〜３_n-1を総称するときには、連結部３_iという。

連結部３_iは、車体２_iおよび車体２_i+1の間を、それらが上下方向に同相に略同量だけ変位するように連結している。即ち、車体２_iおよび車体２_i+1は、連結部３_iが基点となり、上下方向に剛に連結されている。このため、車体２_iおよび車体２_i+1は、連結部３_iの位置で上下方向に一緒に変位する。なお、連結部３_iにより車体２_iおよび車体２_i+1は上下方向に剛で連結される、つまり上下方向への相対変位ができない状態で連結されることが望ましいが、多少の上下方向へのずれは許すものとする。

台車４_iは、車体２_iの下側または連結部３_iの下側に設けられる。ここで、台車４₁〜４_n-1は、例えば車体２_iと車体２_i+1のように２両分を支持する連接台車であり、連結部３₁〜３_n-1の下側にそれぞれ設けられる。また、台車４₀は、先頭の車体２₁の前部下側に設けられ、台車４_nは、最後尾の車体２_nの後部下側に設けられる。これらの台車４₀，４_nは、車体２₁，２_nのように１両分だけを支持する。以下では、台車４₀〜４_nを総称するときには、台車４_iという。

図１および図３に示すように、台車４_iは、空気ばね５、車輪６、上下動ダンパ７、牽引リンク（図示せず）等を有する。台車４₀，４_nは、牽引リンクを用いて車体２₁，２_nに連結されている。台車４₁〜４_n-1は、牽引リンクを用いて連結部３₁〜３_n-1に連結されている。台車４_iは、例えば左，右両端に車輪６が設けられた車軸を２本備えることによって、合計４個の車輪６が取付けられている。鉄道車両１は、各車輪６が左，右のレール８（一方のみ図示）上を回転することによりレール８に沿って、例えば前進時に矢示Ａ方向に走行駆動される。

空気ばね５は、本発明のバネ部材であり、台車４_iに設けられた枕ばねを構成する。空気ばね５は、例えば台車４_iの左右方向の両側にそれぞれ設けられ、台車４_iに対して連結部３₁〜３_n-1や車体２₁，２_nを上下方向に弾性的に支持する。この空気ばね５は、台車４_iと、連結部３₁〜３_n-1や車体２₁，２_nとの間の上下方向の振動を低減させる。

また、牽引リンクは、台車４_iと連結部３₁〜３_n-1や車体２₁，２_nとの間で前後方向に加わる牽引力や制動力を伝達する。牽引リンクは、台車４_iに対して連結部３₁〜３_n-1や車体２₁，２_nが上下方向、左右方向、ヨー（台車旋回）方向、およびピッチング方向に相対変位する（動く）ことを許容するように、ゴムブッシュ等を用いて構成される。

上下動ダンパ７は、台車４_iの右側と左側にそれぞれ位置して、車体２₁，２_nと台車４₀，４_nとの間、または連結部３₁〜３_n-1と台車４₁〜４_n-1との間に設けられる。上下動ダンパ７は、例えばゴムブッシュ等を介して連結部３₁〜３_n-1や車体２₁，２_nと台車４_iとにそれぞれ連結される。この上下動ダンパ７は、作動力となる減衰力を個別に調整可能なシリンダ装置（例えば、セミアクティブダンパと呼ばれる減衰力調整式の油圧緩衝器）を構成し、シリンダ装置内の作動流体の流れを抑制して減衰力を発生させる減衰力発生機構（図示せず）を有する。

減衰力発生機構は、シリンダ装置内の作動流体の流れを制御して減衰力を発生させるアクチュエータ７Ａによって構成される。このアクチュエータ７Ａは、例えば流量制御バルブを構成し、発生減衰力の特性（減衰力特性）をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）に連続的に調整する。具体的には、アクチュエータ７Ａは、例えば電流制御型の比例ソレノイドバルブ等によって構成される。そして、上下動ダンパ７は、アクチュエータ７Ａに流れる電流値に応じて減衰力特性を調節可能としている。なお、減衰力調整用のアクチュエータ７Ａは、減衰力特性を連続的でなくとも、２段階または複数段階に調整可能なものであってもよい。

そして、上下動ダンパ７は、車体２_iの振動を低減するために、減衰力特性をハードな特性とソフトな特性との間で任意な特性に調整する。具体的には、車体２_iのピッチングやバウンシングを低減させるように、後述の制御装置１０によってｉ番台車制御力指令ｕ_iに応じた制御信号（指令電流）がアクチュエータ７Ａに供給され、制御信号に従って上下動ダンパ７の減衰力が可変に制御される。これにより、上下動ダンパ７は、車体２_iの上下方向の振動を抑えるための制御力を発生させる。

加速度センサ９_iは、連結部３₁〜３_n-1や車体２₁，２_nにそれぞれ設けられる。具体的には、加速度センサ９₁〜９_n-1は、台車４₁〜４_n-1と対応した位置として連結部３₁〜３_n-1に設けられ、連結部３₁〜３_n-1の上下方向の加速度ａ₁〜ａ_n-1を検出する。加速度センサ９₀は、台車４₀と対応した位置として車体２₁の前側に設けられ、台車４₀の位置で車体２₁の上下方向の加速度ａ₀を検出する。加速度センサ９_nは、台車４_nと対応した位置として車体２_nの後側に設けられ、台車４_nの位置で車体２_nの上下方向の加速度ａ_nを検出する。これらの加速度センサ９₀〜９_nは、台車４₀〜４_nの直上位置で連結部３₁〜３_n-1や車体２₁，２_nの上下方向の加速度ａ₀〜ａ_nを検出し、これらの加速度ａ₀〜ａ_nに応じた検出信号を出力する。以下では、加速度センサ９₀〜９_nを総称するときには、加速度センサ９_iという。

例えば車体２_iを第１の車体とし、車体２_iの後方に隣接された車体２_i+1を第２の車体とする。このとき、加速度センサ９_i-1と加速度センサ９_iは、後述する制御装置１０のｉ番車体振動演算部１２_iと共に、車体２_iの振動を検出する第１の振動検出手段を構成する。また、加速度センサ９_iと加速度センサ９_i+1は、制御装置１０のｉ＋１番車体振動演算部１２_i+1と共に、車体２_i+1の振動を検出する第２の振動検出手段を構成する。このように、加速度センサ９_iは、第１，第２の振動検出手段の一部を構成する。なお、第２の車体は、第１の車体の後方に配置されたものに限らず、第１の車体の前方に配置されてもよい。

制御装置１０は、例えばマイクロコンピュータ等により構成され、その入力側には加速度センサ９_iが接続されている。また、制御装置１０の出力側には、各台車４_iの上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａが接続されている。そして、制御装置１０は、加速度センサ９_iからの検出信号に基づいて各台車４_iの上下動ダンパ７の減衰力指令信号となるｉ番台車制御力指令ｕ_iを生成し、これらの上下動ダンパ７の減衰力を可変に制御する。

図４に示すように、制御装置１０は、ＡＤ変換器、フィルタ処理部等からなり加速度センサ９_iの検出信号から加速度ａ_iを取得する前処理部（図示せず）を備えると共に、加速度ａ_iに基づいてアクチュエータ７Ａの指令値に応じたｉ番台車制御力指令ｕ_iを出力する振動制御部１１を備える。

振動制御部１１は、加速度センサ９_iの検出値となる加速度ａ_iに基づいて車体２_iの振動を演算するｉ番車体振動演算部１２_iと、ｉ番車体振動演算部１２_iによって算出された車体２_iの振動に基づいて各台車４_iの上下動ダンパ７へのｉ番台車制御力指令ｕ_iを算出する制御力指令演算部１３とを備える。このとき、ｉ番車体振動演算部１２_iは、加速度センサ９_i-1からの検出信号と加速度センサ９_iからの検出信号とに基づいて、車体２_iの振動を演算する。このため、振動制御部１１は、ｎ両の車体２₁〜２_nに対応して１〜ｎ番車体振動演算部１２₁〜１２_nを備える。以下では、１〜ｎ番車体振動演算部１２₁〜１２_nを総称するときには、ｉ番車体振動演算部１２_iという。

制御力指令演算部１３は、後述の制御側に従って、ｉ番台車制御力指令ｕ_iを算出する。そして、制御力指令演算部１３によって算出したｉ番台車制御力指令ｕ_iはｉ番台車電流出力部１４_iに入力され、ｉ番台車電流出力部１４_iはｉ番台車制御力指令ｕ_iに応じた指令電流を台車４_iの上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａに供給する。これにより、車体２_iのピッチングとバウンシングによる振動が減衰され、車体２_iの乗り心地を向上させることができる。以下では、１〜ｎ番台車電流出力部１４₀〜１４_nを総称するときには、ｉ番台車電流出力部１４_iという。このような制御に対して、最もシンプルな構成として、車体側の連結部直上に加速度センサを配置し、連結部直上の車体の上下方向の加速度を取得し、その加速度変動が小さくなるように連結部直下の上下動ダンパを制御する構成が考えられる。しかし、この構成では車体のピッチングやバウンシング等の運動モードを考慮していないため、乗り心地の改善効果が小さいと考えられる。

ここで、鉄道車両１における車体２_iの振動モードの概念を説明する。図５は車体２_iのピッチングモードを概念的に示す図である。また、図６は車体２_iのバウンシングモードを概念的に示す図であり、図７はバウンシングしている車体２_i-1，２_i+1とピッチングしている車体２_iが複合されたモードを概念的に示す図である。図５ないし図７では、バウンシングとピッチングのモードをそれぞれ独立して図示したが、実際の車体２_iではこれらのモードは合成される。

次に、前述した構成を有する鉄道車両１において、加速度センサ９_iの出力に基づいて、各台車４_iの上下動ダンパ７の減衰力を制御するときの制御則について説明する。

制御装置１０での減衰力指令（ｉ番台車制御力指令ｕ_i）の算出に当っては、１つの車体２_iをバウンシングモード、ピッチングモードの２自由度でモデル化し、編成両数ｎの車両としては２×ｎの自由度で４×ｎ次の状態方程式を用いて制御則を導出する。

状態方程式の算出方法について説明する。図８は、本実施の形態における鉄道車両１をシミュレーションするために作成したモデル図である。図８中の左側が本モデルの進行方向Ａであり、進行方向Ａ（前進方向）にＸ軸、車体２_iの上下方向にＺ軸，車体２_iの左右方向にＹ軸を取っている（図３参照）。本モデルでは、車体２_iの弾性振動は考慮せず、車体２_iと台車４_iはいずれも剛体として扱う。

モデリングで用いる主な記号は表１の通りである。なお、特に注記しない限り、ｉは号車番号を意味し、またｉ号車の後方の台車４_iの台車番号をｉとする。即ち、１号車の後方の台車４₁の台車番号は１となり、１号車の前方の台車４₀の台車番号は０となる。

また、式中のドットは、時間ｔによる１階微分（ｄ／ｄｔ）を意味する。ドットが２つであれば２階微分（ｄ²／ｄｔ²）を意味する。さらに、全ての車体２_iの車体長は、いずれも等しいものとし（Ｌ₁＝Ｌ₂＝…＝Ｌ_n＝Ｌ）、空気ばね５の剛性は、全ての台車４_iで等しいものとする（ｋ₁＝ｋ₂＝…＝ｋ_n＝ｋ）。

さらに、ｉ番車体振動演算部１２_iは、以下の数１の式に基づいて、車体２_iの振動としての車体２_iの中心位置での上下方向の加速度（ｄ²ｚ_Bi／ｄｔ²）を求めると共に、数２の式に基づいてピッチング角加速度（ｄ²θ_i／ｄｔ²）を求める。

全ての１〜ｎ番車体振動演算部１２₁〜１２_nは、同様な演算処理を行う。例えば車体２_iを第１の車体とし、車体２_i+1を第２の車体としたときには、加速度（ｄ²ｚ_Bi／ｄｔ²）、ピッチング角加速度（ｄ²θ_i／ｄｔ²）が第１の車体（車体２_i）の振動に相当し、加速度（ｄ²ｚ_Bi+1／ｄｔ²）、ピッチング角加速度（ｄ²θ_i+1／ｄｔ²）が第２の車体（車体２_i+1）の振動に相当する。

なお、ｉ番車体振動演算部１２_iは、積分演算等を行うことによって、加速度（ｄ²ｚ_Bi／ｄｔ²）に基づいて、車体２_iの中心位置での上下方向の速度（ｄｚ_Bi／ｄｔ）と変位ｚ_Biを求めることができ、ピッチング角加速度（ｄ²θ_i／ｄｔ²）に基づいて、車体２_iの中心位置でのピッチング角速度（ｄθ_i／ｄｔ）とピッチング角度θ_iを求めることができる。

次に、ｉ号車に関して、結合力Ｆ_i、牽引力Ｔ_i、相対回転によって生じる力Ｆ_riを次のように数式化する。なお、結合力Ｆ_iは、ｉ番目の台車４_i（ｉ番台車）と車体２_iとの間の結合力である。牽引力Ｔ_iは、ｉ号車後方（ｉ番目の台車４_iの直上）に加わる牽引力である。相対回転によって生じる力Ｆ_riは、車体２_iと車体２_i+1との間の相対回転によって生じる力である。

ｉ番目の台車４_iと車体２_iとの間の結合力Ｆ_iは、図９に示すように表される。このとき、車体２_iと台車４_iとの間の上下方向の結合力Ｆ_iは、空気ばね５の張力と上下動ダンパ７の減衰力の和として、次式のように求められる。

ここで、ｉ号車とｉ＋１号車の連結部３_i（連接部）にかかる結合力Ｆ_iは、ｉ号車の車体２_iの後端部に加わる力ｆ_i(i)と、ｉ＋１号車の前端部に加わる力ｆ_i(i+1)とを用いて、次のように表現できる。但し、ｆ_ａ(b)は、台車番号aの連結部３_aに加わる力のうちｂ番目の車体２_b側に加わる分力を表している。

次に、ｉ号車後方（ｉ番目の台車４_iの直上）に加わる牽引力Ｔ_iは、図１０のように表される。このとき、ｉ号車の車体２_i（ｉ番目の台車４_iの直上）に加わる牽引力Ｔ_iは、車体２_iが前方に加速するときの車体２_iの前後慣性力により、数５の式のように求められる。なお、数５の式では、転がり摩擦は無視している。

このとき、牽引力Ｔ_iのＺ方向成分をＴ_ziとおくと、Ｚ方向成分Ｔ_ziは、以下の数６の式で表すことができる。

なお、分散動力式の車両では各車体２_iが動力を持ち、車体２_i間に牽引力Ｔ_iが生じないため、登坂や加速に関わらずＴ_zi＝０となる。また、ブレーキが各台車４_iに搭載されている場合は、集中動力・分散動力に拘らず、減速時はＴ_zi＝０と仮定できる。即ち、集中動力式車両の登坂中や加速中にのみ、Ｔ_zii≠０となる。

次に、車体２_iと車体２_i+1との間の相対回転によって生じる力Ｆ_riは、図１２のように表される。ここで、図１１に示すように、ｉ号車がピッチングモードで運動するときに、ばね成分ｋ_rと減衰成分ｃ_rによってｉ号車とｉ＋１号車の車体２_i，２_i+1の相対回転を抑える向きに働く力は、ｉ号車とｉ＋１号車との間の連結部３_iの周囲で、ｉ号車の前端部（ｉ−１番目の台車４_i-1の連結部３_i-1）に車体２_iに直角に働く力ｆ_ri-1(i)と、ｉ＋１号車の後端部（ｉ＋１番目の台車４_i+1の連結部３_i+1）に車体２_i+1に直角に働く力ｆ_ri+1(i+1)との和で表される。但し、ｆ_ra(b)は、台車番号aの連結部３_aのｂ番目の車体２_b側に加わる分力を表している。このとき、力ｆ_ri-1(i)，ｆ_ri+1(i+1)は、次式のように表される。

このため、車体の相対回転によって生じる力Ｆ_riは、数８の式のように求められる。

ここで、鉄道車両１の車体２_iでは、ピッチング角度θ_iは十分に小さいため、以下のように近似する。

また、平地を等速走行すると仮定する。このため、車体２_iの中心には前後方向の加速度が生じないものとし（ｄ²ｘ_Bi／ｄｔ²＝０）、かつＺ方向成分Ｔ_ziも発生しないものとする（Ｔ_zi＝０）。このとき、車体２_iの上下方向の運動方程式は、数１０の式のようになる。また、車体２_iの回転方向の運動方程式は、数１１の式のようになる。

そして、これらの運動方程式により、４×ｎ個の状態量を持ち、ｎ＋１個の外乱入力とｎ＋１個の制御入力をもつ次の状態方程式を得ることができる。

但し、状態ベクトルｘ、外乱入力ｗ、制御入力ｕ（ｉ番台車制御力指令ｕ_i）は、以下に示す通りである。

続いて、この状態方程式を用いて、ＬＱ制御を例に挙げて制御則を導出する。この場合、例えば状態方程式に対して次の式で表せる評価関数Ｊを最小にするように、状態フィードバックＫを与えてあげればよい。

このとき得られる状態フィードバックＫは、次のようなｎ行４×ｎ列の行列で表される。このとき、Ｇ_Aは上下方向の速度（ｄｚ_Bi／ｄｔ）に対する制御ゲイン行列を示し、Ｇ_Bは上下方向の変位ｚ_Biに対する制御ゲイン行列を示し、Ｇ_Cはピッチング角速度（ｄθ_i／ｄｔ）に対する制御ゲイン行列を示し、Ｇ_Dはピッチング角度θ_iに対する制御ゲイン行列を示している。

以上の制御則によれば、制御対象を編成全体の多自由度振動とし、車体２_i同士の干渉を考慮して各上下動ダンパ７の制御力を決定するため、鉄道車両１の編成全体の乗り心地を向上することができる。このとき、状態フィードバックＫは、前述のＬＱ制御に限らず、ＬＱＧ制御やＨ∞等の各種制御理論から求めてよい。

また、以上のシステムを実現するに当って、加速度センサ９_iによって検出したｉ番台車４_i直上の加速度ａ_iを用いて、状態ベクトルｘの加速度成分（ｄ²ｚ_Bi／ｄｔ²，ｄ²θ_i／ｄｔ²）を求めるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、状態量はこれらの加速度センサ９_iの検出結果（情報）から求めてもよく、適当な状態オブザーバを設計して推定してもよい。

次に、本実施の形態による乗り心地改善の効果について説明する。鉄道車両１の乗り心地においては、車体２_iのヨーやスウェー等の左右方向の振動加速度や、車体２_iのロール・ピッチング・バウンシング等の上下方向の振動加速度、さらには曲線走行中に生じる左右定常加速度や加減速時に生じる前後加速度のような比較的低周波の加速度が乗り心地に影響する。

狭いトンネルに高速で侵入する車両や、軌道の通り狂いが多い区間を走る車両では左右動の乗り心地が特に問題となるが、このような車両では左右方向のアクティブサスペンションが広く普及しており近年は乗り心地が改善されている。また、ローリングと左右並進、ヨーイングの練成も左右の乗り心地に影響するが、これらも左右方向のアクティブサスペンションと車体傾斜装置（振り子装置も含む）の併用により乗り心地が改善されている。このように、左右方向の乗り心地が向上した結果、相対的に上下方向の軌道狂いに起因する上下の乗り心地が目立つようになってきている。

また、トンネルが広い、トンネルが少ない、直線が多い、軌道の通り狂いが少ない、または軌道の高低狂いが大きい区間を走る車両では、従来から上下の乗り心地が目立っていた。

連接列車である鉄道車両１では、車体２_i間は連結部３_iで上下方向に剛に結合されており、隣の車体２_i-1，２_i+1の上下振動が自身の車体２_iの上下振動に強い影響を与える。これにより、連接台車４₁〜４_n-1によって繋がる全ての車体２₁〜２_nが結び付きを持つ。上下動ダンパ７はこれらの車体２₁〜２_nの振動吸収を担うから、上下動ダンパ７に自身の車体２_iの振動を抑える減衰力を発生させるだけでは、車体２_iの振動を十分に抑えることができなかった。

これに対し、本実施の形態では、制御装置１０は、全ての車体２₁〜２_nの振動の検出値に基づいて台車４_iのアクチュエータ７Ａの指令値となるｉ番台車制御力指令ｕ_iを算出する。このため、連接台車４₁〜４_n-1によって繋がる全ての車体２₁〜２_nが結び付きを持つときでも、車体２₁〜２_nの相互の振動の影響を考慮して台車４_iの上下動ダンパ７を制御することができる。この結果、ｎ両の車体２_iを備えた連接列車となる鉄道車両１全体で、車体２_iの振動を抑制することができ、乗り心地を改善することができる。

また、鉄道車両１は、連結部３_i-1に設けた加速度センサ９_i-1によって車体２_iの加速度ａ_i-1を検出し、連結部３_i+1に設けた加速度センサ９_i+1によって車体２_i+1の加速度ａ_i+1を検出し、連結部３_iに設けた加速度センサ９_iによって連結部３_iの加速度ａ_iを検出する。このため、加速度センサ９_i-1による加速度ａ_i-1の検出値と加速度センサ９_iによる加速度ａ_iの検出値とに基づいて車体２_iの振動を演算することができると共に、加速度センサ９_i+1による加速度ａ_i+1の検出値と加速度センサ９_iによる加速度ａ_iの検出値とに基づいて車体２_i+1の振動を演算することができる。

なお、第１の実施の形態では、単一の制御装置１０に、全ての加速度センサ９₀〜９_nと、全ての台車４₀〜４_nの上下動ダンパ７とを接続した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１３に示す第１の変形例による鉄道車両２１のように、加速度情報や上下動ダンパ７の制御指令を通信等のデジタル信号に乗せて車両間で共有してもよい。この場合、制御装置２２は、ｎ＋１個の子機２３₀〜２３_nと、１個の親機２４とによって構成する。子機２３₀〜２３_nは、例えば各上下動ダンパ７の直近に位置して、加速度センサ９₀〜９_nの検出信号をそれぞれ取得し、その情報を通信線２５に載せる。また、子機２３₀〜２３_nは、通信線２５上の制御力情報（ｉ番台車制御力指令ｕ_i）に従って、上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａに減衰力指令としての指令電流を出力する。親機２４は、ｎ号車分の加速度情報を通信線２５から取得し、前述の制御則に従って、各上下動ダンパ７に必要な制御力（ｉ番台車制御力指令ｕ_i）を演算する。親機２４は、その演算結果を通信線２５に載せて子機２３₀〜２３_nに伝達する。

次に、図１４および図１５は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、制御装置は、２両分の車体の振動に基づいて連接台車の制御力を演算することにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第２の実施の形態による鉄道車両３１は、第１の実施の形態による鉄道車両１とほぼ同様に、車体２_i、連結部３_i、台車４_i、上下動ダンパ７、加速度センサ９_i、制御装置３２_i等を備える。

制御装置３２_iは、例えばマイクロコンピュータ等を用いて第１の実施の形態による制御装置１０と同様に構成される。但し、鉄道車両３１は、台車４_iの台数に対応して合計ｎ＋１個の制御装置３２₀〜３２_nを備える。これらの制御装置３２₀〜３２_nは、台車４₀〜４_nの上下動ダンパ７をそれぞれ別個に制御する。以下では、制御装置３２₁〜３２_nを総称するときには、制御装置３２_iという。

制御装置３２_iの出力側には、台車４_iの上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａが接続されている。制御装置３２_iの入力側には、加速度センサ９_i-1，９_i，９_i+1が接続されている。そして、制御装置３２_iは、３個の加速度センサ９_i-1，９_i，９_i+1からの検出信号に基づいて台車４_iの上下動ダンパ７の減衰力指令信号となるｉ番台車制御力指令ｕ_iを生成し、これらの上下動ダンパ７の減衰力を可変に制御する。

図１５に示すように、制御装置３２_iは、ＡＤ変換器、フィルタ処理部等からなり加速度センサ９_i-1，９_i，９_i+1の検出信号から加速度ａ_i-1，ａ_i，ａ_i+1を取得する前処理部（図示せず）を備えると共に、加速度ａ_i-1，ａ_i，ａ_i+1に基づいてアクチュエータ７Ａの指令値に応じたｉ番台車制御力指令ｕ_iを出力する振動制御部３３を備える。

振動制御部３３は、加速度センサ９_i-1，９_iの検出値となる加速度ａ_i-1，ａ_iに基づいて車体２_iの振動を演算するｉ番車体振動演算部３４_iと、加速度センサ９_i，９_i+1の検出値となる加速度ａ_i，ａ_i+1に基づいて車体２_i+1の振動を演算するｉ＋１番車体振動演算部３４_i+1と、これらの車体振動演算部３４_i，３４_i+1によって算出された車体２_i，２_i+1の振動に基づいて台車４_iの上下動ダンパ７へのｉ番台車制御力指令ｕ_iを算出する制御力指令演算部３５とを備える。

このとき、車体振動演算部３４_i，３４_i+1は、第１の実施の形態によるｉ番車体振動演算部１２_iとほぼ同様に構成される。このため、車体振動演算部３４_i，３４_i+1は、数１および数２の式に基づいて、車体２_i，２_i+1の振動を演算する。また、制御力指令演算部３５は、後述の制御側に従って、ｉ番台車制御力指令ｕ_iを算出する。

そして、制御力指令演算部３５によって算出したｉ番台車制御力指令ｕ_iはｉ番台車電流出力部１４_iに入力され、ｉ番台車電流出力部１４_iはｉ番台車制御力指令ｕ_iに応じた指令電流を台車４_iの上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａに供給する。これにより、車体２_iのピッチングとバウンシングによる振動が減衰され、車体２_iの乗り心地を向上させることができる。

次に、前述した構成を有する鉄道車両３１において、加速度センサ９_i-1，９_i，９_i+1の出力に基づいて、各台車４_iの上下動ダンパ７の減衰力を制御するときの制御則について説明する。

第２の実施の形態による制御則は、基本的には第１の実施の形態と同様である。但し、以下のように、状態フィードバックＫを近似する点で、第１の実施の形態とは異なる。

第１の実施の形態において、数１８ないし数２２の式に示す各種の制御理論により求めた状態フィードバックＫに着目する。最適フィードバック等の制御則により求めた状態フィードバックＫは、主に行列の対角要素周辺のゲインが大きく、非対角要素のゲインは対角行列から遠ざかるほど小さい。そのことに注目し、非対角要素うち、対角要素から離れたゲインを０に近似し、例えば状態フィードバックＫを次のように近似する。

このとき、ｉ番台車４_iの上下動ダンパ７に発生させる制御力は次の漸化式で表現される。

上記の漸化式に注目すると、ｉ番台車４_iの上下動ダンパ７に発生させる制御力はｉ号車（車体２_i）とｉ＋１号車（車体２_i+1）の運動のみにより決まる。即ち、制御装置３２_iを各ダンパ７の直近に配置し、各制御装置３２_iは前記漸化式に従って自身の車両（車体２_i）と隣の車両（車体２_i+1）の加速度情報のみから制御力を決定させる。この場合、加速度センサ９_iや上下動ダンパ７と制御装置３２_iとの間を引き回す信号線の長さは、例えば２両分程度のように短く済むのに加え、各制御装置３２_iの演算量も少なくなる。このため、第１の実施の形態と同等の性能をシンプルな構成で得ることができる。

次に，上記制御則における振動制御効果として、車体２_iのバウンシングのＰＳＤのシミュレーション結果を図１６に示し、車体２_iのピッチングのＰＳＤを図１７に示す。図１６および図１７において、実線は、第２の実施の形態を適用した場合のＰＳＤを示している。破線は、第１の比較例として、アクティブな制御を行わないパッシブな油圧ダンパを適用した場合のＰＳＤを示している。一点鎖線は、第２の比較例として、連結部３_i直上の車体２_iの上下方向の加速度を取得し、その加速度変動が小さくなるように連結部３_i直下の上下動ダンパ７を制御した場合のＰＳＤを示している。図１６および図１７に示すように、例えば人間が感じ易い１〜２Ｈｚ周辺の周波数帯域において、第２の実施の形態では、パッシブダンパを用いた場合や連結部３_i直上の振動だけに基づいて上下動ダンパ７を制御した場合に比べて、バウンシングとピッチングの両方を低減できることが分かる。

かくして、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、第１の実施の形態では、単一の制御装置１０に対してｎ両の車体２_i中に配置したｎ＋１個の加速度センサ９_iの配線と、ｎ＋１個の上下動ダンパ７の制御線を引き込むことになる。この結果、配線が複雑になる、配線にノイズが乗り易くなる、アナログ信号の精度が保てない等の種々の課題が生じる。

一方、図１３に示す第１の変形例では、加速度情報や上下動ダンパ７の制御指令を通信などのデジタル信号に乗せて車両間で共有する。この構成の場合、子機２３₀〜２３_nでの加速度取得と通信での加速度情報送信、親機２４での加速度情報受信と制御演算および制御力指令送信、子機２３₀〜２３_nでの制御力指令受信と上下動ダンパ７への電流出力のそれぞれで遅れが発生する。通信ケーブル（通信線２５）は百メートル以上にわたるノイズ環境での伝送が必要なため高速化が難しい。

さらに、第１の実施の形態のように、編成全体を制御対象と捕らえると、制御対象の状態量が多く演算量が膨大になるから、４×ｎ個の状態量を扱う状態演算は高性能なマイコンが必要となる。このような制約の中で、遅れなく乗り心地制御演算を実現するシステムは、高価なシステムとなる。

これに対し、第２の実施の形態では、制御装置３２_iは、台車４_iを挟んで前方に設けられた車体２_iの振動と後方に設けられた車体２_i+1の振動とに基づいて、台車４_iの上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａの指令値となるｉ番台車制御力指令ｕ_iを演算する。このため、加速度センサ９_i-1，９_i，９_i+1や上下動ダンパ７と制御装置３２_iとの間を接続するケーブルの長さは２両分程度で済むから、配線の簡略化やノイズの低減を図ることができる。これに加えて、乗り心地制御演算を簡略化することができるから、製造コストの低減を図ることができる。

次に、図１８は本発明の第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、制御装置は、路面勾配の変化のような緩やかな加速度変化の成分を取り除いて、アクチュエータの指令値を算出することにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第３の実施の形態による制御装置４１_iは、第２の実施の形態による制御装置３２_iとほぼ同様に構成される。このため、制御装置４１_iは、ｉ番車体振動演算部３４_i、ｉ＋１番車体振動演算部３４_i+1および制御力指令演算部３５からなる振動制御部３３を有する。また、制御装置４１_iは、加速度センサ９_iの検出信号から加速度ａ_iを取得する前処理部４２を備える。この前処理部４２は、加速度取得部４２Ａ、ローパスフィルタ４２Ｂ（以下、ＬＰＦ４２Ｂという）、ハイパスフィルタ４２Ｃ（以下、ＨＰＦ４２Ｃという）、位相補償器４２Ｄを有する。

加速度取得部４２Ａは、ＡＤ変換器等によって構成され、加速度センサ９_iの検出信号をデジタル信号に変換して加速度ａ_iを取得する。ＬＰＦ４２Ｂは、その遮断周波数が例えばサンプリング周波数の１／２以下の値に設定され、加速度ａ_iの入力に重畳する高周波ノイズを除去する。ＨＰＦ４２Ｃは、その遮断周波数が車体２_iのバウンシングとピッチングの共振周波数のうち低周波側のものよりも低い値に設定され、バウンシングとピッチングの周波数成分は残し、路面状況の変化に伴う緩やかな加速度変化の成分を除去する。

車体２_iのバウンシングとピッチングの共振点は、例えば１〜２Ｈｚ程度の周波数で発生する。一方、登坂や降坂に伴うオフセット成分は、例えば０．５Ｈｚ以下の周波数になる。このため、ＨＰＦ４２Ｃの遮断周波数は、バウンシングとピッチングの共振周波数とオフセット成分の周波数との間の値として、例えば０．５Ｈｚ程度に設定される。なお、ＨＰＦ４２Ｃの遮断周波数は、上述したものに限らず、実際の車両を走行させたときの振動等を考慮して、実験的に決められる。

位相補償器４２Ｄは、ＬＰＦ４２ＢおよびＨＰＦ４２Ｃによって、望ましい位相特性が制御周波数周辺で得られない場合に、位相特性を改善する。ＬＰＦ４２Ｂ、ＨＰＦ４２Ｃ、位相補償器４２Ｄは、デジタル信号処理に基づくデジタルフィルタ等によって構成される。以上の前処理部４２から出力される加速度ａ_iの検出値に基づいて、振動制御部３３は、ｉ番台車制御力指令ｕ_iを演算し、ｉ番台車電流出力部１４_iに出力する。

かくして、第３の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、加速度センサ９_iを用いた乗り心地制御では、制御装置４１_iは車体２_iのピッチング角速度の変化や上下方向の速度の変化が少なくなるように制御力指令を生成する。このため、第２の実施の形態による制御では、鉄道車両３１が登坂路線に差し掛かる瞬間、登坂路線から抜ける瞬間、降坂路線に差し掛かる瞬間、降坂路線から抜ける瞬間、ないしは１編成の一部の車両は登坂状態にあり、一部の車両は降坂状態にある瞬間に、車体２_iの動き（ピッチング角速度の変化や上下方向の速度の変化）を妨げる制御力指令が生成される。

この制御力指令は車体２_iを伸び上がらせる、または縮み込ませる、または前のめりや後ろのめりに傾かせようとする指令であり、この指令が乗り心地制御指令に重畳することで、結果として坂道に差し掛かる瞬間の乗り心地を悪化させる。また、登坂中や降坂中の加減速や、車体２_iを傾けての曲線通過中は、車体２_iの上下方向の加速度ａ_iにオフセットが現れて、乗り心地に影響を与える。

これに対し、第３の実施の形態では、ＨＰＦ４２Ｃによって、路面勾配の変化のような緩やかな加速度変化の成分を取り除くから、ピッチングやバウンシングによる加速度ａ_iのみに制御を与えることができ、登坂路線や降坂路線での乗り心地を改善することができる。

なお、第３の実施の形態は、第２の実施の形態に適用した場合について説明したが、第１の実施の形態に適用してもよい。

次に、図１９は本発明の第４の実施の形態を示している。第４の実施の形態の特徴は、制御装置は、隣合う２つの車体の重量に応じて制御ゲインを切り換えることにある。なお、第４の実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第４の実施の形態による制御装置５１_iは、第２の実施の形態による制御装置３２_iとほぼ同様に構成される。制御装置５１_iは、加速度センサ９_iの検出信号から加速度ａ_iを取得する前処理部５２を備える。この前処理部５２は、加速度取得部５２Ａ、ローパスフィルタ５２Ｂ（以下、ＬＰＦ５２Ｂという）、ハイパスフィルタ５２Ｃ（以下、ＨＰＦ５２Ｃという）、位相補償器５２Ｄを有する。

加速度取得部５２Ａは、ＡＤ変換器等によって構成され、加速度センサ９_iの検出信号をデジタル信号に変換して加速度ａ_iを取得する。ＬＰＦ５２Ｂは、車体２_iのバウンシングとピッチングの周波数よりも高周波側のノイズ等を除去する。ＨＰＦ５２Ｃは、車体２_iのバウンシングとピッチングの周波数よりも低周波側のノイズ等や不要な信号を除去する。位相補償器５２Ｄは、ＬＰＦ５２ＢおよびＨＰＦ５２Ｃによって、望ましい位相特性が制御周波数周辺で得られない場合に、位相特性を改善する。

また、制御装置５１_iは、タンク水位取得部５３、ｉ号車重量バランス演算部５４_i、ｉ＋１号車重量バランス演算部５４_i+1を備える。タンク水位取得部５３は、ＡＤ変換器等によって構成されると共に、ｉ号車上水タンク水量計５５_i、ｉ号車下水タンク水量計５６_i、ｉ＋１号車上水タンク水量計５５_i+1、ｉ＋１号車下水タンク水量計５６_i+1に接続される。タンク水位取得部５３は、ｉ号車の上水タンクの水量Ｑa_iと下水タンクの水量Ｑb_iを取得すると共に、ｉ＋１号車の上水タンクの水量Ｑa_i+1と下水タンクの水量Ｑb_i+1を取得する。

ｉ号車重量バランス演算部５４_iは、ｉ号車のタンクの水量Ｑa_i，Ｑb_iに基づいてｉ号車重量バランスを演算し、バランスイナーシャと車体２_iの重量に応じた信号を出力する。

ｉ＋１号車重量バランス演算部５４_i+1は、ｉ＋１号車のタンクの水量Ｑa_i+1，Ｑb_i+1に基づいてｉ＋１号車重量バランスを演算し、バランスイナーシャと車体２_i+1の重量に応じた信号を出力する。

制御装置５１_iは、第２の実施の形態による振動制御部３３と同様な振動制御部５７を有する。このため、振動制御部５７は、第２の実施の形態によるｉ番車体振動演算部３４_i、ｉ＋１番車体振動演算部３４_i+1、制御力指令演算部３５とほぼ同様な、ｉ番車体振動演算部５８_i、ｉ＋１番車体振動演算部５８_i+1、制御力指令演算部５９を有する。これに加えて、振動制御部５７は、複数種類（例えばＭ種類）の制御ゲインＧ_Ai,i(1)〜Ｇ_Ai,i(M)，Ｇ_Ai,i+1(1)〜Ｇ_Ai,i+1(M)，Ｇ_Ci,i(1)〜Ｇ_Ci,i(M)，Ｇ_Ci,i+1(1)〜Ｇ_Ci,i+1(M)を格納したメモリ６０と、重量バランス演算部５４_i，５４_i+1からの出力される信号に基づいて、メモリ６０内に格納された制御ゲインＧ_Ai,i(1)〜Ｇ_Ai,i(M)，Ｇ_Ai,i+1(1)〜Ｇ_Ai,i+1(M)，Ｇ_Ci,i(1)〜Ｇ_Ci,i(M)，Ｇ_Ci,i+1(1)〜Ｇ_Ci,i+1(M)から１種類を選択するパラメータ選択部６１とを有する。そして、パラメータ選択部６１は、選択した１種類の制御ゲインＧ_Ai,i(m)，Ｇ_Ai,i+1(m)，Ｇ_Ci,i(m)，Ｇ_Ci,i+1(m)を制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1，Ｇ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1として制御力指令演算部５９に与える。

このとき、パラメータ選択部６１は、例えばｉ号車とｉ＋１号車のうちｉ号車の方が重いときには、重い車両の制御ゲインＧ_Ai,iを大きくし、軽い車両の制御ゲインＧ_Ai,i+1を小さくする。また、パラメータ選択部６１は、ｉ号車とｉ＋１号車のｉ号車の方がピッチング方向のイナーシャが大きいときには、イナーシャの大きい車体２_iのピッチング角度θ_iに対する制御ゲインＧ_Ci,iを大きくし、イナーシャの小さい車体２_iのピッチング角度θ_iに対する制御ゲインＧ_Ci,i+1を小さくする。

なお、重量やイナーシャと制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1，Ｇ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1との関係は、これに限らず、車両を実際に走行させたときの車体２_iの振動に基づいて、車体２_iの振動が低減できる最適な関係を決定する。また、上下方向の速度（ｄｚ_Bi／ｄｔ）に対する制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1の種類数と、ピッチング角速度（ｄθ_i／ｄｔ）に対する制御ゲインＧ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1の種類数とは、同数である必要はなく、互いに異なる数でもよい。

そして、制御力指令演算部５９は、前処理部５２から加速度ａ_iの検出値が入力されると、パラメータ選択部６１によって選択された制御ゲインを用いて、ｉ番台車制御力指令ｕ_iを演算し、ｉ番台車電流出力部１４_iに出力する。

かくして、第４の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、第２の実施の形態における制御ゲインＧ_Ai,j，Ｇ_Bi,j，Ｇ_Ci,j，Ｇ_Di,jは、車体２_iの重量や車体２_i間の結合剛性が走行中に変化しないことを前提にすれば、これらは予めチューニングした固定値になる。しかし、汽動車での積載燃料の消費や、寝台列車での浄水・汚水のバランス変化、車両毎の乗車率の違い等によって重量バランスが崩れる可能性がある。

これに対し、第４の実施の形態では、車両の重量バランスの変化を考慮した複数種類の制御ゲインＧ_Ai,j(1)〜Ｇ_Ai,j(M)，Ｇ_Ci,j(1)〜Ｇ_Ci,j(M)を用意し、例えば制御ゲインＧ_Ai,iと制御ゲインＧ_Ai,i+1の比率をｉ号車とｉ＋１号車の車体重量の違いによって切り替えたり、制御ゲインＧ_Ci,iと制御ゲインＧ_Ci,i+1の比率をｉ号車とｉ＋１号車のイナーシャの違いによって切り換える。

具体的には、ｉ号車とｉ＋１号車の車体重量が異なる場合は、車両のバウンシングに対する制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1のうち車重が重たい側の制御ゲインを大きくする。また、ｉ号車とｉ＋１号車のピッチング方向のイナーシャが異なる場合は、車両のピッチング角度θ_iに対する制御ゲインＧ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1
のうちイナーシャの大きい車体２_i，２_i+1のピッチング角度θ_iに対する制御ゲインを大きくする。これにより、車体２_iの重量やイナーシャが変化したときでも、これらに応じた制御ゲインＧ_Ai,j，Ｇ_Ci,jを選択して、車体２_iの振動を抑えることができる。

なお、バウンシングとピッチングの制御ゲインのバランス、即ち制御ゲインＧ_Ai,j〜Ｇ_Di,jのバランスは適宜変更してよい。

また、第４の実施の形態では、上水タンク水量計５５_i，５５_i+1および下水タンク水量計５６_i，５６_i+1によって計測した上水タンクの水量Ｑa_i，Ｑa_i+1と下水タンクの水量Ｑb_i，Ｑb_i+1を取得し、これらによる浄水・汚水のバランスに基づいて、車体２_iの重量バランスの変化として重量やイナーシャの変化を検出した。しかし、本発明はこれに限らず、重量バランスの変化は、例えば燃料消費による重量変化の場合は走行時間や燃料計によって検出してもよく、乗車率の違いは枕ばねの初期変位等によって検出してもよい。さらに、車体２_iの重量やイナーシャを直接的に計測してもよい。

また、第４の実施の形態には、第２の実施の形態による振動制御部３３と同様な振動制御部５７を備える構成としたが、第１の実施の形態による振動制御部１１を適用してもよい。また、第４の実施の形態は、第３の実施の形態と組み合わせてもよい。

次に、図２０は本発明の第５の実施の形態を示している。第５の実施の形態の特徴は、制御装置は、車両速度に応じて制御ゲインを切り換えることにある。なお、第５の実施の形態では、前述した第４の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第５の実施の形態による制御装置７１_iは、第４の実施の形態による前処理部５２を備える。これに加えて、制御装置７１_iは、速度情報取得部７２を備える。速度情報取得部７２は、例えば車両内の通信線７３に接続され、通信線７３から車両速度を取得する。なお、速度情報取得部７２は、通信線７３からの信号に限らず、例えば速度センサ等からの信号によって車両速度を取得してもよい。

制御装置７１_iは、第２の実施の形態による振動制御部３３と同様な振動制御部７４を有する。このため、振動制御部７４は、第２の実施の形態によるｉ番車体振動演算部３４_i、ｉ＋１番車体振動演算部３４_i+1、制御力指令演算部３５とほぼ同様な、ｉ番車体振動演算部７５_i、ｉ＋１番車体振動演算部７５_i+1、制御力指令演算部７６を有する。これに加えて、振動制御部７４は、第４の実施の形態によるメモリ６０、パラメータ選択部６１とほぼ同様な、メモリ７７、パラメータ選択部７８を有する。

ここで、メモリ７７には、複数種類（例えばＭ種類）の制御ゲインＧ_Ai,i(1)〜Ｇ_Ai,i(M)，Ｇ_Ai,i+1(1)〜Ｇ_Ai,i+1(M)，Ｇ_Ci,i(1)〜Ｇ_Ci,i(M)，Ｇ_Ci,i+1(1)〜Ｇ_Ci,i+1(M)を格納する。パラメータ選択部７８は、速度情報取得部７２からの出力される信号に基づいて、メモリ７７内に格納された制御ゲインＧ_Ai,i(1)〜Ｇ_Ai,i(M)，Ｇ_Ai,i+1(1)〜Ｇ_Ai,i+1(M)，Ｇ_Ci,i(1)〜Ｇ_Ci,i(M)，Ｇ_Ci,i+1(1)〜Ｇ_Ci,i+1(M)から１種類を選択する。そして、パラメータ選択部７８は、選択した１種類の制御ゲインＧ_Ai,i(m)，Ｇ_Ai,i+1(m)，Ｇ_Ci,i(m)，Ｇ_Ci,i+1(m)を制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1，Ｇ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1として制御力指令演算部７６に与える。

このとき、パラメータ選択部７８は、例えば車両速度が速いときには、制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1，Ｇ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1を大きくし、車両速度が遅いときには、制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1，Ｇ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1を小さくする。なお、上下方向の速度（ｄｚ_Bi／ｄｔ）に対する制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1の種類数と、ピッチング角速度（ｄθ_i／ｄｔ）に対する制御ゲインＧ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1の種類数とは、同数である必要はなく、互いに異なる数でもよい。

そして、制御力指令演算部７６は、前処理部５２から加速度ａ_iの検出値が入力されると、パラメータ選択部７８によって選択された制御ゲインを用いて、ｉ番台車制御力指令ｕ_iを演算し、ｉ番台車電流出力部１４_iに出力する。

かくして、第５の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、軌道の上下狂いの空間周波数が大きなピークを持たない場合には、車両の走行速度が速くなるに従って車両の乗り心地が低下する。この場合でも、第５の実施の形態では、車両速度に応じて制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ci,iを変化させるから、車両の速度変化に伴う乗り心地の低下を抑制することができる。

なお、第５の実施の形態には、第２の実施の形態による振動制御部３３と同様な振動制御部７４を備える構成としたが、第１の実施の形態による振動制御部１１を適用してもよい。また、第５の実施の形態は、第３ないし第４の実施の形態と組み合わせてもよい。

次に、図２１は本発明の第６の実施の形態を示している。第６の実施の形態の特徴は、制御装置は、車両の登坂中や加速中に制御ゲインを切り換えることにある。なお、第６の実施の形態では、前述した第４の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第６の実施の形態による制御装置８１_iは、第４の実施の形態による前処理部５２を備える。これに加えて、制御装置８１_iは、進行方向取得部８２、勾配角度取得部８３、前後加速度取得部８４を備える。進行方向取得部８２は、例えば車両内の通信線８５に接続され、通信線８５から車両の進行方向を取得する。勾配角度取得部８３は、例えば車両の勾配を検出する角度計８６に接続され、車両の傾きを取得する。前後加速度取得部８４は、例えば前後方向の加速度センサ８７に接続され、前後方向の加速度を取得する。

なお、進行方向取得部８２は、車両の速度センサによって進行方向を取得してもよい。勾配角度取得部８３は、ＧＰＳや車両の運行管理センタ等による車両の地点情報に基づいて、車両の傾きを取得してもよい。前後加速度取得部８４は、車両の速度情報に微分処理を行うことによって、前後方向の加速度を取得してもよい。

制御装置８１_iは、第２の実施の形態による振動制御部３３と同様な振動制御部８８を有する。このため、振動制御部８８は、ｉ番車体振動演算部３４_i、ｉ＋１番車体振動演算部３４_i+1、制御力指令演算部３５とほぼ同様な、ｉ番車体振動演算部８９_i、ｉ＋１番車体振動演算部８９_i+1、制御力指令演算部９０を有する。これに加えて、振動制御部８８は、第４の実施の形態によるメモリ６０、パラメータ選択部６１とほぼ同様な、メモリ９１、パラメータ選択部９２を有する。

ここで、メモリ９１には、複数種類（例えばＭ種類）の制御ゲインＧ_Ai,i(1)〜Ｇ_Ai,i(M)，Ｇ_Ai,i+1(1)〜Ｇ_Ai,i+1(M)，Ｇ_Ci,i(1)〜Ｇ_Ci,i(M)，Ｇ_Ci,i+1(1)〜Ｇ_Ci,i+1(M)を格納する。パラメータ選択部９２は、進行方向取得部８２、勾配角度取得部８３および前後加速度取得部８４からの出力される信号に基づいて、メモリ９１内に格納された制御ゲインＧ_Ai,i(1)〜Ｇ_Ai,i(M)，Ｇ_Ai,i+1(1)〜Ｇ_Ai,i+1(M)，Ｇ_Ci,i(1)〜Ｇ_Ci,i(M)，Ｇ_Ci,i+1(1)〜Ｇ_Ci,i+1(M)から１種類を選択する。そして、パラメータ選択部９２は、選択した１種類の制御ゲインＧ_Ai,i(m)，Ｇ_Ai,i+1(m)，Ｇ_Ci,i(m)，Ｇ_Ci,i+1(m)を制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1，Ｇ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1として制御力指令演算部９０に与える。

ここで、第１の実施の形態では、平地を等速走行すると仮定し、加速度（ｄ²ｘ_Bi／ｄｔ²）＝０、即ちＴ_zi＝０として運動方程式を解いた。しかし、集中動力式車両のように進行方向前方の機関車の牽引のみで駆動する車両では、登坂中や加速中は、牽引力は次式で表される（図２２参照）。

但し、数２９の式中でｇは重力加速度を示し、θ_rは路面の勾配で下り勾配のときに正とする。第１の実施の形態で述べたように、牽引力Ｔ_iのｚ方向成分Ｔ_ziは、前述した数６の式のように表される。

即ち、登坂中や加速中は先頭台車４₀に近いほどピッチング時に働く上下力Ｔ_ziが大きくなることを意味する。この力は、ｉ号車とｉ＋１号車が逆相にピッチングしたときに、車体２_iのピッチングを妨げる方向に働く。このため、登坂中や加速中は先頭台車４₀に近いほどピッチング振動が少ない。

この点を踏まえて、パラメータ選択部９２は、例えば車両が登坂中や加速中のときには、先頭に近い連接台車４₁〜４_nほどピッチングの制御ゲインＧ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1を低くして、制御装置８１_iのターゲットとする周波数帯を高めに設定する。同様に、パラメータ選択部９２は、例えば車両が登坂中や加速中か否かに応じて、バウンシングの制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1も切り換える。

なお、上下方向の速度（ｄｚ_Bi／ｄｔ）に対する制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1の種類数と、ピッチング角速度（ｄθ_i／ｄｔ）に対する制御ゲインＧ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1の種類数とは、同数である必要はなく、互いに異なる数でもよい。

そして、制御力指令演算部９０は、前処理部５２から加速度ａ_iの検出値が入力されると、パラメータ選択部９２によって選択された制御ゲインを用いて、ｉ番台車制御力指令ｕ_iを演算し、ｉ番台車電流出力部１４_iに出力する。

かくして、第６の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、車両が登坂中や加速中のときには、これらの状態に応じて制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1，Ｇ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1を切り換えるから、登坂中や加速中でも最適な乗り心地制御を実現することができる。

なお、分散動力式の車両では各車体２_iが動力を持ち、車体２_i間に牽引力Ｔ_iが生じないため、登坂や加速に関わらずＴ_zi＝０となる。また、ブレーキが各台車４_iに搭載されている場合は、集中動力・分散動力に拘らず、減速時はＴ_zi＝０と仮定できる。即ち、集中動力式車両の登坂中や加速中にのみ、第６の実施の形態は適用される。

また、第６の実施の形態には、第２の実施の形態による振動制御部３３と同様な振動制御部８８を備える構成としたが、第１の実施の形態による振動制御部１１を適用してもよい。また、第６の実施の形態は、第３ないし第５の実施の形態と組み合わせてもよい。

次に、図２３は本発明の第７の実施の形態を示している。第７の実施の形態の特徴は、制御装置は、先頭台車の制御ゲインを他の連接台車の制御ゲインと異なる値に設定したことにある。なお、第７の実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第７の実施の形態による鉄道車両１０１では、連接台車４₁〜４_n-1によって連結されたｎ両の車体２₁〜２_nは、機関車１０２によって牽引される。このとき、機関車１０２と車体２₁〜２_n等からなる客車（１号車〜ｎ号車）とは、切り離しが可能である。このため、１号車の先頭台車４₀は、連接台車とならず、車体２₁の端部（前端部）に位置しない。

機関車１０２と１号車とは、前後方向では剛で接続されるものの、上下方向に相対変位が可能な柔で接続される。この場合、０番台車４₀は、１号車の車重の１／２を支持することになる。一方、１番台車４₁は、連接台車となるため、１号車の車重の１／２と２号車の車重の１／２との和を支持することになる。即ち、０番台車４₀に加わる上下力は、０番台車４₀と１番台車４₁の取付点間の距離が短いことを考慮しても、他の連接台車４₁〜４_n-1と比較して小さい。

従って、鉄道車両１０１は、第２の実施の形態による制御装置３２_iとほぼ同じ制御装置１０３_iを備えるものの、先頭台車４₀用の制御装置１０３₀は、他の連接台車４₁〜４_n-1用の制御ゲインに比べて、先頭台車４₀用の制御ゲインを低く設定する。

また、最後尾台車４_nに加わる上下力も、先頭台車４₀と同様に、他の連接台車４₁〜４_n-1と比較して小さい。このため、最後尾台車４_n用の制御装置１０３_nは、他の連接台車４₁〜４_n-1用の制御ゲインに比べて、最後尾台車４_n用の制御ゲインを低く設定する。

かくして、第７の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、先頭台車４₀や最後尾台車４_nの制御ゲインを他の連接台車４₁〜４_n-1の制御ゲインよりも低く設定したから、制御装置１０３₀，１０３_nは、台車４₀，４_nに加わる上下力に応じた制御力指令ｕ₀，ｕ_nを演算することができ、鉄道車両１０１の乗り心地を向上することができる。

なお、第７の実施の形態では、機関車１０２と１号車が柔に接続されるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図２４に示す第２の変形例による鉄道車両１１１のように、機関車１１２と１号車は、上下方向に相対変位が不能な剛で接続されてもよい。

この場合、０番台車４₀には、１号車の車体２₁の上下力に加えて、機関車１１２の上下力が加わる。一般に、機関車１１２の質量は、客車と比較して大きい。このため、０番台車４₀に加わる上下力は、他の台車４₁〜４_nと比較して大きい。この点を考慮して、第２の変形例による鉄道車両１１１は、第２の実施の形態による制御装置３２_iとほぼ同じ制御装置１１３_iを備える。このとき、先頭台車４₀用の制御装置１１３₀は、先頭台車４₀の制御ゲインを他の台車４₁〜４_nの制御ゲインよりも高く設定する。

また、第７の実施の形態では、客車１号車は機関車１０２に接続されるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図２５に示す第３の変形例による鉄道車両１２１のように、機関車に牽引されない車両に適用してもよい。

モータ等からなる動力装置１２２が各客車に分散して配置されている鉄道車両１２１では、客車の先頭台車４₀（０番台車）は、車両の先頭台車になる。この場合、０番台車４₀は１号車の車重の１／２のみを支持することになり、１番台車４₁は１号車の車重の１／２と２号車の車重の１／２との和を支持することになる。一方、先頭車両（１号車）は、運転台が配置されるため、他の客車と車体重量や台車間距離が異なる可能性が高い。この点を考慮して、第３の変形例による鉄道車両１２１では、第２の実施の形態による制御装置３２_iとほぼ同じ制御装置１２３_iを備える。このとき、先頭台車４₀用の制御装置１２３₀は、これらの影響を総合的に考慮して、先頭台車４₀の制御ゲインを他の連接台車４₁〜４_n-1の制御ゲインとは異なる値に設定する。

例えば、０番台車４₀に加わる上下力が他の連接台車４₁〜４_ｎ-1に比較して小さいときには、先頭台車４₀の制御ゲインを低く設定する。逆に、運転台等の影響によって、０番台車４₀に加わる上下力が他の連接台車４₁〜４_ｎ-1に比較して大きいときには、先頭台車４₀の制御ゲインを低く設定する。

また、第７の実施の形態では、最後尾台車４_nに加わる上下力が他の連接台車４₁〜４_ｎ-1に比較して小さいことを考慮し、最後尾台車４_nの制御ゲインを低く設定するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図２６に示す第４の変形例による鉄道車両１３１のように、最後尾台車４_nの制御ゲインを異なる値に設定してもよい。

高速に走行する車両の場合、空気力外乱の影響によって最後尾の車両の乗り心地が悪化する傾向がある。この点を考慮して、第３の変形例による鉄道車両１３１では、制御装置１３２₀〜１３２_nのうち制御装置１３２_nは、最後尾台車４_nの制御ゲインを、他の連接台車４₁〜４_ｎ-1の制御ゲインとは異なる値（例えば高い値）に設定してもよい。具体的な制御ゲインの値は、車両を実際に走行させたときの振動等の検出結果に基づき、適宜設定されるものである。この場合、鉄道車両１３１は、機関車によって牽引されるものでもよく、第３の変形例のように、機関車に牽引されないものでもよい。

また、第７の実施の形態および第２〜第４の変形例は、第２の実施の形態に適用した場合について説明したが、第１の実施の形態に適用してもよい。さらに、第７の実施の形態は、第３ないし第６の実施の形態と組み合わせてもよい。

次に、図２７および図２８は本発明の第８の実施の形態を示している。第８の実施の形態の特徴は、制御装置は、隣合う２つの車体の振動を、一方の車体の周囲に設けたセンサの検出値に基づいて演算することにある。なお、第８の実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第８の実施の形態による鉄道車両１４１は、第２の実施の形態による鉄道車両１とほぼ同様に、車体２_i、連結部３_i、台車４_i、上下動ダンパ７、加速度センサ９_i、制御装置１４３_i等を備える。これに加えて、隣合う車体２_iと車体２_i+1との間の前後方向の相対変位を検出する車体間変位センサ１４２_iを備える。

車体間変位センサ１４２₀は、１号車の車体２₁と２号車の車体２₂との間に設けられ、これらの間の前後方向の相対変位ｘ_b1,2を検出する。車体間変位センサ１４２_n-1は、ｎ−１号車の車体２_n-1とｎ号車（最後尾車）の車体２_nとの間に設けられ、これらの間の前後方向の相対変位ｘ_bｎ-1,ｎを検出する。これらの車体間変位センサ１４２₀〜１４２_n-1は、隣合う車体間距離となる前後方向の相対変位ｘ_bi,i+1に応じた検出信号を出力する。以下では、車体間変位センサ１４２₀〜１４２_n-1を総称するときには、車体間変位センサ１４２_iという。車体間変位センサ１４２_iは、ｉ号車とｉ＋１号車の連結部３_iから上方向に距離ｈだけ離れた位置に取付けられる。

制御装置１４３_iは、加速度センサ９_i-1，９_iの検出信号から加速度ａ_i-1，ａ_iを取得すると共に、車体間変位センサ１４２_iの検出信号から相対変位ｘ_bi,i+1を取得する前処理部（図示せず）を備える。これに加えて、制御装置１４３_iは、加速度ａ_i-1，ａ_iおよび相対変位ｘ_bi,i+1に基づいてアクチュエータ７Ａの指令値に応じたｉ番台車制御力指令ｕ_iを出力する振動制御部１４４を備える。

振動制御部１４４は、加速度センサ９_i-1，９_iの検出値となる加速度ａ_i-1，ａ_iに基づいて車体２_iの振動を演算するｉ番車体振動演算部１４５_iと、ｉ番車体振動演算部１４５_iの演算結果と車体間変位センサ１４２_iの検出値となる相対変位ｘ_bi,i+1とに基づいて車体２_i+1の振動を演算するｉ＋１番車体振動演算部１４５_i+1と、これらの車体振動演算部１４５_i，１４５_i+1によって算出された車体２_i，２_i+1の振動に基づいて台車４_iの上下動ダンパ７へのｉ番台車制御力指令ｕ_iを算出する制御力指令演算部１４６とを備える。このとき、制御力指令演算部１４６は、第２の実施の形態による制御力指令演算部３５とほぼ同様に構成される。

そして、制御力指令演算部１４６によって算出したｉ番台車制御力指令ｕ_iはｉ番台車電流出力部１４_iに入力され、ｉ番台車電流出力部１４_iはｉ番台車制御力指令ｕ_iに応じた指令電流を台車４_iの上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａに供給する。これにより、車体２_iのピッチングとバウンシングによる振動が減衰され、車体２_iの乗り心地を向上させることができる。

次に、ｉ番車体振動演算部１４５_iとｉ＋１番車体振動演算部１４５_i+1によって車体２_i，２_i+1の振動を演算する演算方法について説明する。

車体間変位センサ１４２_iによって検出した相対変位ｘ_bi,i+1は、車体間変位センサ１４２_iと連結部３_iとの間の距離ｈを用いて、次のように定義される。このとき、相対変位ｘ_bi,i+1は、ｉ号車とｉ＋１号車のピッチング角度θ_i，θ_i+1が等しい場合に０となる。

ピッチング角度θ_i，θ_i+1はいずれも小さいから、次のように近似することができる。

このため、車体間変位センサ１４２_iの出力（相対変位ｘ_bi,i+1）から、ｉ号車とｉ＋１号車の相対角度（θ_i−θ_i+1）が次の換算式で求められる。

本実施の形態では、ｉ号車のピッチング角加速度（ｄ²θ_i／ｄｔ²）は、数３３の式で求める。

このため、ｉ＋１号車のピッチング角加速度（ｄ²θ_i+1／ｄｔ²）は、次のように求める。

さらに、ｉ号車とｉ＋１号車の上下加速度（ｄ²ｚ_Bi／ｄｔ²），（ｄ²ｚ_Bi+1／ｄｔ²）は、加速度センサ９_i-1で取得した加速度ａ_i-1と、加速度センサ９_iで取得した加速度ａ_iとに基づいて、次式で求まる。

以上の演算によって、本実施の形態では、ｉ号車の加速度ａ_i-1，ａ_iとｉ号番台車４_i直上の車体間変位ｘ_bi,i+1だけから、ｉ号車とｉ＋１号車のピッチングとバウンシングを求めることができる。このとき、加速度ａ_iは、ｉ号車の上下加速度（ｄ²ｚ_Bi／ｄｔ²）とピッチング角加速度（ｄ²θ_i／ｄｔ²）によって表すことができる。このため、ｉ＋１号車のピッチングとバウンシングは、ｉ号車のピッチングおよびバウンシングと、車体間変位ｘ_bi,i+1によって求めることができる。

このとき、加速度センサ９_i-1と加速度センサ９_iは、制御装置１４３_iのｉ番車体振動演算部１４５_iと共に、車体２_iの振動を検出する第１の振動検出手段を構成する。また、第１の振動検出手段および車体間変位センサ１４２_iは、制御装置１４３_iのｉ＋１番車体振動演算部１４５_i+1と共に、車体２_i+1の振動を検出する第２の振動検出手段を構成する。

なお、ｉ＋１番車体振動演算部１４５_i+1は、第１の振動検出手段の検出値を用いることなく、加速度センサ９_i-1、加速度センサ９_iの検出値である加速度ａ_i-1，ａ_iと、車体間変位センサ１４２_iの検出値である車体間変位ｘ_bi,i+1とを、数３４および数３６の式に代入することによって、車体２_i+1の振動を演算してもよい。

かくして、第８の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第８の実施の形態では、自分の車両のみの配線で、第２の実施の形態と同様に、自分の車体２_iと隣の車体２_i+1の振動を抑える制御が可能である。このため、制御装置１４３_iの演算量も少なく、第２の実施の形態に近い制御効果をよりシンプルな構成で得ることができる。

なお、第８の実施の形態では、車体間変位センサ１４２_iは前後方向の相対変位ｘ_bi,i+1を検出し、車体間の相対角度（θ_i−θ_i+1）を算出するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、車体間変位センサは、車体間の相対角度（θ_i−θ_i+1）を直接的に検出してもよい。

また、第８の実施の形態では、車体２_iは前端部と後端部に設けた加速度センサ９_i-1，９_iによってピッチングやバウンシング等の車体２_iの振動を検出したが、加速度センサ９_i-1，９_iの位置や加速度の検出方向はこれに限らず、適宜変更してもよい。

即ち、第８の実施の形態では、隣合う車体２_iと車体２_i+1とで、これらの間の相対角度と一方の車体２_iの運動が検出できれば、他方の車体２_i+1の運動を算出することができ、前述した制御の適用が可能である。

また、第８の実施の形態は、第３ないし第７の実施の形態と組み合わせてもよい。

次に、図２９は本発明の第９の実施の形態を示している。第９の実施の形態の特徴は、制御装置は、車体が単独で存在したときの台車の制御力に基づいて連接台車の制御力を演算することにある。なお、第９の実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第９の実施の形態による制御装置１５１_iは、加速度センサ９_i-1，９_i，９_i+1の検出信号から加速度ａ_i-1，ａ_i，ａ_i+1を取得する前処理部（図示せず）を備える。これに加えて、制御装置１５１_iは、加速度ａ_i-1，ａ_i，ａ_i+1に基づいてアクチュエータ７Ａの指令値に応じたｉ番台車制御力指令ｕ_iを出力する振動制御部１５２を備える。

振動制御部１５２は、ｉ番車体振動演算部１５３_i、ｉ＋１番車体振動演算部１５３_i+1、制御力指令演算部１５４を有する。

ｉ番車体振動演算部１５３_iは、第２の実施の形態によるｉ番車体振動演算部３４_iとほぼ同様に構成され、加速度センサ９_i-1，９_iの検出値となる加速度ａ_i-1，ａ_iに基づいて車体２_iの振動を演算する。ｉ＋１番車体振動演算部１５３_i+1は、第２の実施の形態によるｉ番車体振動演算部３４_i+1とほぼ同様に構成され、加速度センサ９_i，９_i+1の検出値となる加速度ａ_i，ａ_i+1に基づいて車体２_i+1の振動を演算する。

制御力指令演算部１５４は、車体２_i，２_i+1の振動に基づいてｉ番台車制御力指令ｕ_iを演算する。この制御力指令演算部１５４は、ｉ号車制御力指令演算部１５５_i、ｉ＋１号車前側制御力指令演算部１５５_i+1、加算部１５６を有する。

ｉ号車制御力指令演算部１５５_iは、車体２_iの前部と後部に台車４_iF，台車４_iRが設けられた非連接な独立した車両を仮定したときに、これらの台車４_iF，台車４_iRによって車体２_iの振動を低減するための制御力指令ｕ_iF，ｕ_iRを算出する。具体的には、ｉ号車制御力指令演算部１５５_iは、車体２_iの振動に基づいて、車体２_iの前部に仮想的に設けた台車４_iFの上下動ダンパ７へのｉ号車前側制御力指令ｕ_iFを算出する。同様に、ｉ号車制御力指令演算部１５５_iは、車体２_iの振動に基づいて、車体２_iの後部に仮想的に設けた台車４_iRの上下動ダンパ７へのｉ号車後側制御力指令ｕ_iRを算出する。

ｉ＋１号車制御力指令演算部１５５_i+1は、車体２_i+1の前部と後部に台車４_i+1F，台車４_i+1Rが設けられた非連接な独立した車両を仮定したときに、これらの台車４_i+1F，台車４_i+1Rによって車体２_iの振動を低減するための制御力指令ｕ_i+1F，ｕ_i+1Rを算出する。具体的には、ｉ＋１号車制御力指令演算部１５５_i+1は、車体２_i+1の振動に基づいて、車体２_i+1の前部に仮想的に設けた台車４_i+1Fの上下動ダンパ７へのｉ＋１号車前側制御力指令ｕ_i+1Fを算出する。同様に、ｉ＋１号車制御力指令演算部１５５_i+1は、車体２_i+1の振動に基づいて、車体２_i+1の後部に仮想的に設けた台車４_i+1Rの上下動ダンパ７へのｉ＋１号車後側制御力指令ｕ_i+1Rを算出する。

加算部１５６は、ｉ号車制御力指令演算部１５５_iによるｉ号車後側制御力指令ｕ_iRと、ｉ＋１号車制御力指令演算部１５５_i+1によるｉ＋１号車前側制御力指令ｕ_i+1Fとを加算して、ｉ号車とｉ＋１号車の間に設けた連接台車４_iの上下動ダンパ７へのｉ番台車制御力指令ｕ_iを算出する。

そして、制御力指令演算部１５４によって算出したｉ番台車制御力指令ｕ_iはｉ番台車電流出力部１４_iに入力され、ｉ番台車電流出力部１４_iはｉ番台車制御力指令ｕ_iに応じた指令電流を台車４_iの上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａに供給する。これにより、車体２_iのピッチングとバウンシングによる振動が減衰され、車体２_iの乗り心地を向上させることができる。

次に、制御力指令演算部１５４による制御則について説明する。

まず、ｉ号車の車体２_iの乗り心地制御について考える。図３０に示すように、車体２_iが単独で存在し、かつ車体２_iの前部と後部に仮想的に台車４_iF，４_iRが存在し、前部台車４_iFと後部台車４_iRにはそれぞれに上下動ダンパ７がついており、これらの制御力はｕ_iF，ｕ_iRとする。

そのとき、ｉ号車制御力指令演算部１５５_iは、ｉ号車の車体２_iの上下変位ｚ_Biとピッチング角度θ_iとに基づいて、ｉ号車の前部台車４_iFの上下動ダンパ７の制御力ｕ_iFと、ｉ号車の後部台車４_iRの上下動ダンパ７の制御力ｕ_iRとは、次のように求める。

ここで、ゲインＡ_iF〜Ｄ_iF，Ａ_iR〜Ｄ_iRは、例えばｉ号車車体２_iのピッチングとバウンシングに対するスカイフック制御やＬＱＧ制御等により決定する。

同様に、ｉ＋１号車制御力指令演算部１５５_i+1は、ｉ＋１号車の前部台車４_i+1Fの上下動ダンパ７の制御力ｕ_i+1Fと、ｉ＋１号車の後部台車４_i+1Rの上下動ダンパ７の制御力ｕ_i+1Rとを、次のように求める。

ここで、連接台車４_iにおいては、ｉ号車の後部台車４_iRとｉ＋１号車の前部台車４_i+1Fとを兼ねる。このため、制御力指令演算部１５４の加算部１５６は、以下の数３９の式に示すように、ｉ号車の後部台車４_iRの制御力ｕ_iRとｉ＋１号車の前部台車４_i+1Fの制御力ｕ_i+1Fとの和によって、ｉ番台車４_iの制御力ｕ_iを求める。

以上の数３７ないし数３９の式の関係をまとめると、以下の数４０の式が得られる。

この数４０の式は、第２の実施の形態による数２８の漸化式と同じ形である。即ち、第９の実施の形態は、第２の実施の形態による制御ゲインＧ_Ai,i，Ｇ_Ai,i+1，Ｇ_Bi,i，Ｇ_Bi,i+1，Ｇ_Ci,i，Ｇ_Ci,i+1，Ｇ_Di,i，Ｇ_Di,i+1を以下のように置き換えたことと同じである。

従って、第９の実施の形態では、数３９の式によって求めた制御力ｕ_iで、第２の実施の形態に近い振動抑制効果を得ることができる。これに加えて、第９の実施の形態では、前述した高次の最適フィードバックの計算を行うことなく、制御パラメータを決めることができる。

かくして、第９の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第９の実施の形態では、高次の最適フィードバックの計算を行う必要がないため、制御装置１５１_iの演算量を低減することができる。

なお、第９の実施の形態は、第３ないし第８の実施の形態と組み合わせてもよい。

次に、図３１および図３２は本発明の第１０の実施の形態を示している。第１０の実施の形態の特徴は、制御装置は、４両分の車体の振動に基づいて連接台車の制御力を演算することにある。なお、第１０の実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第１０の実施の形態による鉄道車両１６１は、第２の実施の形態による鉄道車両３１とほぼ同様に、車体２_i、連結部３_i、台車４_i、上下動ダンパ７、加速度センサ９_i、制御装置１６２_i等を備える。

制御装置１６２_iは、加速度センサ９_i-2，９_i-1，９_i，９_i+1，９_i+2の検出信号から加速度ａ_i-2，ａ_i-1，ａ_i，ａ_i+1，ａ_i+2を取得する前処理部（図示せず）を備える。これに加えて、制御装置１６２_iは、加速度ａ_i-2，ａ_i-1，ａ_i，ａ_i+1，ａ_i+2に基づいてアクチュエータ７Ａの指令値に応じたｉ番台車制御力指令ｕ_iを出力する振動制御部１６３を備える。

振動制御部１６３は、ｉ−１番車体振動演算部１６４_i-1、ｉ番車体振動演算部１６４_i、ｉ＋１番車体振動演算部１６４_i+1、ｉ＋２番車体振動演算部１６４_i+2、制御力指令演算部１６５を有する。

このとき、車体振動演算部１６４_i-1，１６４_i，１６４_i+1，１６４_i+2は、第１の実施の形態によるｉ番車体振動演算部１２_iとほぼ同様に構成される。このため、車体振動演算部１６４_i-1，１６４_i，１６４_i+1，１６４_i+2は、数１および数２の式に基づいて、車体２_i-1，２_i，２_i+1，２_i+2の振動を演算する。従って、ｉ番車体振動演算部１６４_i-1は、加速度センサ９_i-2，９_i-1の検出値となる加速度ａ_i-2，ａ_i-1に基づいて車体２_i-1の振動を演算する。ｉ番車体振動演算部１６４_iは、加速度センサ９_i-1，９_iの検出値となる加速度ａ_i-1，ａ_iに基づいて車体２_iの振動を演算する。ｉ＋１番車体振動演算部１６４_i+1は、加速度センサ９_i，９_i+1の検出値となる加速度ａ_i，ａ_i+1に基づいて車体２_i+1の振動を演算する。ｉ＋２番車体振動演算部１６４_i+2は、加速度センサ９_i+1，９_i+2の検出値となる加速度ａ_i+1，ａ_i+2に基づいて車体２_i+2の振動を演算する。

制御力指令演算部１６５は、これらの車体振動演算部１６４_i-1，１６４_i，１６４_i+1，１６４_i+2によって算出された車体２_i-1，２_i，２_i+1，２_i+2の振動に基づいて台車４_iの上下動ダンパ７へのｉ番台車制御力指令ｕ_iを算出する。そして、制御力指令演算部１６５によって算出したｉ番台車制御力指令ｕ_iはｉ番台車電流出力部１４_iに入力され、ｉ番台車電流出力部１４_iはｉ番台車制御力指令ｕ_iに応じた指令電流を台車４_iの上下動ダンパ７のアクチュエータ７Ａに供給する。これにより、車体２_iのピッチングとバウンシングによる振動が減衰され、車体２_iの乗り心地を向上させることができる。

次に、前述した構成を有する鉄道車両１６１において、加速度センサ９_i-2，９_i-1，９_i，９_i+1，９_i+2の出力に基づいて、各台車４_iの上下動ダンパ７の減衰力を制御するときの制御則について説明する。

第１０の実施の形態による制御則は、基本的には第２の実施の形態と同様である。但し、以下のように、状態フィードバックＫを近似する点で、第２の実施の形態とは異なる。

このとき、ｉ番台車４_iの上下動ダンパ７に発生させる制御力ｕ_iは次の漸化式で表現される。

上記の漸化式に注目すると、ｉ番台車４_iの上下動ダンパ７に発生させる制御力ｕ_iはｉ−１号車、ｉ号車、ｉ＋１号車およびｉ＋２号車の運動のみにより決まる。即ち、制御装置１６２_iを各ダンパ７の直近に配置し、制御装置１６２_iは、前述した漸化式に従って、自身の車両（車体２_i）と隣の車両（車体２_i+1）と、更にその両隣の車両（車体２_i-1，２_i+2）の加速度情報から制御力ｕ_iを決定する。この場合、鉄道車両１６１を引き回す配線の線長が４両分と長くなるが、制御装置１６２_iの性能は、第１の実施の形態のように、全ての車両（車体２₁〜２_n）の振動を考慮した場合の性能に近付いたものとなる。

かくして、第１０の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第１０の実施の形態では、台車４_iを挟んで前方と後方に２両ずつ合計４両分の車体２_i-1，２_i，２_i+1，２_i+2の振動に基づいて、台車４_iの制御力ｕ_iを演算するから、全ての車両（車体２₁〜２_n）の振動を考慮した場合に近い振動抑制効果を得ることができる。

なお、第１０の実施の形態では、４両分の車体２_i-1，２_i，２_i+1，２_i+2の振動に基づいて、台車４_iの制御力ｕ_iを演算した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば６両分の車体の振動に基づいて、台車４_iの制御力ｕ_iを演算してもよく、８両分以上の車体の振動に基づいて、台車４_iの制御力ｕ_iを演算してもよい。また、偶数車両の振動に限らず、３両以上の奇数車両の振動に基づいて、台車４_iの制御力ｕ_iを演算してもよい。即ち、ｎ両の車体２₁〜２_nのうち制御対象となる台車４_iから離れた少なくとも１両分の車体の振動を省いて、台車４_iの制御力ｕ_iを演算すればよい。このとき、制御力ｕ_iの演算において省く車体は、台車４_iの制御力ｕ_iの影響が少ない車体として、台車４_iから遠くに位置するものを優先する。

さらに、第１０の実施の形態は、第３ないし第９の実施の形態と組み合わせてもよい。

次に、図３３および図３４は本発明の第１１の実施の形態を示している。第１１の実施の形態の特徴は、連接台車には、前方の車体と後方の車体との間に別個に上下動ダンパを設けたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第１１の実施の形態による鉄道車両１７１は、第２の実施の形態による鉄道車両３１とほぼ同様に、車体２_i、連結部３_i、台車４_i、上下動ダンパ１７２_iF，１７２_iR、加速度センサ９_i、制御装置１７３_i等を備える。

上下動ダンパ１７２_iFは、シリンダ装置を構成し、台車４_iの前方で右側と左側にそれぞれ位置して、車体２_iと台車４_iとの間に設けられる。上下動ダンパ１７２_iFは、上下動ダンパ７と同様に構成され、アクチュエータ７Ａを備える。上下動ダンパ１７２_iFのアクチュエータ７Ａには、制御装置１７３_iによってｉ番台車前側制御力指令ｕ_iFに応じた制御信号（指令電流）が供給される。これにより、上下動ダンパ１７２_iFの減衰力は、制御信号に従って可変に制御される。

上下動ダンパ１７２_iRは、シリンダ装置を構成し、台車４_iの後方で右側と左側にそれぞれ位置して、車体２_i+1と台車４_iとの間に設けられる。上下動ダンパ１７２_iRは、上下動ダンパ７と同様に構成され、アクチュエータ７Ａを備える。上下動ダンパ１７２_iRのアクチュエータ７Ａには、制御装置１７３_iによってｉ番台車後側制御力指令ｕ_iRに応じた制御信号（指令電流）が供給される。これにより、上下動ダンパ１７２_iFの減衰力は、制御信号に従って可変に制御される。

制御装置１７３_iは、第２の実施の形態による制御装置３２_iとほぼ同様に構成され、振動制御部３３を備える。但し、制御装置１７３_iは、振動制御部３３から出力されるｉ番台車制御力指令ｕ_iをｉ番台車前側制御力指令ｕ_iFとｉ番台車後側制御力指令ｕ_iRとに分離させる分離部１７４を備える。

ここで、第１１の実施の形態では、台車４_iは、上下動ダンパ１７２_iF，１７２_iRを用いて、台車４_iの前側の車体２_iと後側の車体２_i+1をそれぞれ直接支持する。この場合、上下動ダンパ１７２_iF，１７２_iRがそれぞれ別の制御力を出力すると、台車４_iに対しては台車４_iをピッチングさせるようなモーメントが加わり台車４_iの接地性を損ね、制動距離に影響を与える可能性がある。

そこで、前側と後側の上下動ダンパ１７２_iF，１７２_iRには均一の制御力指令を与えることが望ましい。連接列車では、車体間が上下方向に剛に繋がっているため、前側と後側の上下動ダンパ１７２_iF，１７２_iRのストローク速度・量は、ほぼ一致する。このことから、前側と後側の上下動ダンパ１７２_iF，１７２_iRが同一の減衰係数となるように指令を与えれば、それぞれのダンパがほぼ同じ減衰力を発生する。

以上の点を考慮して、分離部１７４は、前側と後側の上下動ダンパ１７２_iF，１７２_iRに与える制御力指令ｕ_iF，ｕ_iRはそれぞれｉ番台車制御力指令ｕ_iの１／２の値にする。ｉ番台車前側制御力指令ｕ_iFはｉ番台車前側電流出力部１７５_iFに入力され、ｉ番台車後側制御力指令ｕ_iFはｉ番台車後側電流出力部１７５_iRに入力される。これらの電流出力部１７５_iF，１７５_iRは制御力指令ｕ_iF，ｕ_iRに応じた指令電流を台車４_iの上下動ダンパ１７２_iF，１７２_iRに供給する。

かくして、第１１の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、第１１の実施の形態では、台車４_iと連結部３_iとの間に空気ばね５を設ける構成としたが、図３５に示す第５の変形例による鉄道車両１８１のように、台車４_iと車体２_i，２_i+1との間に別個に空気ばね５を設けてもよい。

また、第１１の実施の形態は、第１の実施の形態に適用してもよく、第３ないし第１０の実施の形態と組み合わせてもよい。

次に、図３６は本発明の第１２の実施の形態を示している。第１２の実施の形態の特徴は、制御装置は、車体のロールに対しても振動抑制制御を行うことにある。なお、第１２の実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

第１２の実施の形態による制御装置１９１_iは、第２の実施の形態による制御装置３２_iとほぼ同様に構成され、振動制御部３３を備える。これに加えて、制御装置１９１_iは、車体２_i，２_i+1のロールを抑制するための制御力指令ｕ_irollL，ｕ_irollRを出力するロール振動制御部１９２と、ｉ番台車制御力指令ｕ_iと制御力指令ｕ_irollLとに基づいてｉ番台車左側制御力指令ｕ_imixLを演算する左側制御力指令演算部１９３_Lと、ｉ番台車制御力指令ｕ_iと制御力指令ｕ_irollRとに基づいてｉ番台車右側制御力指令ｕ_imixRを演算する右側制御力指令演算部１９３_Rとを備える。ロール振動制御部１９２は、例えば車体２_i，２_i+1の左右方向の両側に設けた加速度センサ（図示せず）によって車体２_i，２_i+1のロールを検出する。

ここで、ｉ番台車制御力指令ｕ_iは、台車４_iの左側と右側の上下動ダンパ７の制御力の合計値である。このため、制御力指令演算部１９３_L，１９３_Rは、ｉ番台車４_iの左側の上下動ダンパ７に対するｉ番台車左側制御力指令ｕ_imixLと、ｉ番台車４_iの右側の上下動ダンパ７に対するｉ番台車右側制御力指令ｕ_imixRとを次式に基づいてそれぞれ求める。

ｉ番台車左側制御力指令ｕ_imixLはｉ番台車左側電流出力部１９４_iLに入力され、ｉ番台車右側制御力指令ｕ_imixRはｉ番台車右側電流出力部１９４_iRに入力される。これらの電流出力部１９４_iL，１９４_iRは、制御力指令ｕ_imixL，ｕ_imixRに応じた指令電流を、台車４_iの左側の上下動ダンパ７と右側の上下動ダンパ７とにそれぞれ供給する。

かくして、第１２の実施の形態でも、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。第１２の実施の形態では、車体２_iのピッチングやバウンシングに加えて、ロールの抑制も行うことができる。

なお、第１２の実施の形態では、数４８および数４９の式ではロールと上下の重みをほぼ同一としたが、これらの足し算の重みは適宜に変更してよい。

また、第１２の実施の形態では、制御対象をバウンシングとピッチングの２自由度の振動にロールを加えた３自由度にしたが、本発明はこれに限らない。例えば車体のロールやヨー、台車の運動を追加して運動方程式を高次化したものに対して制御装置を構成し、上下以外の振動モードの抑制もしつつ、その上で、本発明を適用して乗り心地を制御してもよい。

また、第１２の実施の形態は、第１の実施の形態に適用してもよく、第３ないし第１１の実施の形態と組み合わせてもよい。

また、前記各実施の形態では、連接台車４_iは、２両の車体２_i，２_i+1を連結する連結部３_iに設けるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図３７に示す第６の変形例による鉄道車両２０１のように、連結部３_iとは別個の位置に連接台車２０２_iを設けてもよい。この場合、連接台車２０２_iは、例えば車体２_iのうち隣接する車体２_i+1側である車体２_iの後端部に位置して、その下側に取付けられ、空気ばね５等のバネ部材を介して車体２_i等を支持する。また、連接台車４_iは４個の車輪６を備えるものとしたが、連接台車２０２_iのように、２個の車輪６を備えたものでもよい。

また、前記各実施の形態では、上下動ダンパ７がセミアクティブダンパである場合を例に挙げて説明したが、これに代えて、アクティブダンパ（電気アクチュエータ、油圧アクチュエータのいずれか）を用いるようにしてもよい。アクティブダンパを用いる場合には、より効果的に乗り心地を向上させることができる。

さらに、前記各実施の形態では、制御装置１０，２２，３２_i，４１_i，５１_i，７１_i，８１_i，１０３_i，１１３_i，１２３_i，１３２_i，１４３_i，１５１_i，１６２_i，１７３_i，１９１_iは、バウンシングやピッチングのように、車体２_iの上下方向の振動を抑制するものとしたが、車体２_iの左右方向の振動を抑制してもよい。

次に、前記各実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明によれば、制御装置は、第１の車体の振動を検出する第１の振動検出手段の検出値と、第２の車体の振動を検出する第２の振動検出手段の検出値とに基づいてアクチュエータの指令値を算出する。このため、連接台車によって繋がる複数の車体が結び付きを持つときでも、車体の相互の振動の影響を考慮して台車の上下動ダンパを制御することができる。この結果、複数の車体を備えた連接列車全体で、車体の振動を抑制することができ、乗り心地を改善することができる。

本発明によれば、第１の車体および／または第２の車体には、１台または複数台の車体をさらに追加して連結し、制御装置は、追加された車体のうち連結部から離れた少なくとも１台の車体の振動を省いてアクチュエータの指令値を算出する。このため、例えば全ての車体の振動に基づいて振動の制御を行う場合に比べて、各種のセンサや上下動ダンパと制御装置との間を接続するケーブルの長さを短くすることができ、配線の簡略化やノイズの低減を図ることができる。これに加えて、乗り心地制御演算を簡略化することができるから、製造コストの低減を図ることができる。

本発明によれば、連接台車と第２の車体との間に設けられ、他のアクチュエータによって作動力を調整可能な他のシリンダ装置をさらに備え、制御装置は、第１の振動検出手段の検出値と、第２の振動検出手段の検出値とに基づいて前記他のアクチュエータの指令値を算出する。これにより、第１の車体および第２の車体と連接台車との間にそれぞれ別個のシリンダ装置が設けられているときでも、制御装置は、これらのシリンダ装置の作動力を調整して、連接列車の乗り心地を向上させることができる。

本発明によれば、制御装置は、第１の振動検出手段の検出値と第２の振動検出手段の検出値とから、第１，第２の車体のバウンシングおよびピッチングの共振点よりも低周波の成分を除去するハイパスフィルタを備える。このため、例えば路面勾配の変化のような緩やかな加速度変化の成分を、第１，第２の振動検出手段の検出値から取り除くことができ、ピッチングやバウンシング等の振動のみに制御を与えることができる。この結果、登坂路線や降坂路線でシリンダ装置が不要な作動力を発生させることがなく、登坂路線等での乗り心地を改善することができる。

本発明によれば、第１の車体と第２の車体との間の車体間変位を検出する車体間変位センサをさらに備え、第２の振動検出手段は、第１の振動検出手段の検出値と前記車体間変位センサの検出値とに基づいて前記第２の車体の振動を演算する。このため、第１の車体に周囲に設けた第１の振動検出手段および車体間変位センサによって、第１，第２の車体の振動を検出することができる。

１，２１，３１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１，１６１，１７１，１８１，２０１ 鉄道車両
２_i 車体
３_i 連結部
４_i 台車（連接台車）
５ 空気ばね（バネ部材）
６ 車輪
７，１７２_iF，１７２_iR 上下動ダンパ（シリンダ装置）
７Ａ アクチュエータ
９_i 加速度センサ
１０，２２，３２_i，４１_i，５１_i，７１_i，８１_i，１０３_i，１１３_i，１２３_i，１３２_i，１４３_i，１５１_i，１６２_i，１７３_i，１９１_i 制御装置
４２Ｃ，５２Ｃ ハイパスフィルタ
６１，７８，９２ パラメータ選択部
１４２_i 車体間変位センサ
２０２_i 連接台車

Claims (5)

1. 第１の車体と、
   前記第１の車体と隣接する第２の車体と、
   前記第１の車体と前記第２の車体との間を駆動力が伝達可能となるように連結する連結部と、
   少なくとも前記第１の車体の前記第２の車体側においてバネ部材を介して支持する連接台車と、
   前記連接台車と前記第１の車体との間に設けられ、アクチュエータによって作動力を調整可能なシリンダ装置と、
   前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記第１の車体の振動を検出する第１の振動検出手段の検出値と、前記第２の車体の振動を検出する第２の振動検出手段の検出値とに基づいて前記アクチュエータの指令値を算出することを特徴とするサスペンション制御装置。
2. 前記第１の車体および／または前記第２の車体には、１台または複数台の車体をさらに追加して連結し、
   前記制御装置は、追加された前記車体のうち前記連結部から離れた少なくとも１台の車体の振動を省いて前記アクチュエータの指令値を算出してなる請求項１に記載のサスペンション制御装置。
3. 前記連接台車と前記第２の車体との間に設けられ、他のアクチュエータによって作動力を調整可能な他のシリンダ装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１の振動検出手段の検出値と、前記第２の振動検出手段の検出値とに基づいて前記他のアクチュエータの指令値を算出してなる請求項１または２に記載のサスペンション制御装置。
4. 前記制御装置は、前記第１の振動検出手段の検出値と前記第２の振動検出手段の検出値とから、前記第１，第２の車体のバウンシングおよびピッチングの共振点よりも低周波の成分を除去するハイパスフィルタを備えてなる請求項１ないし３のいずれかに記載のサスペンション制御装置。
5. 前記第１の車体と前記第２の車体との間の車体間変位を検出する車体間変位センサをさらに備え、
   前記第２の振動検出手段は、前記第１の振動検出手段の検出値と前記車体間変位センサの検出値とに基づいて前記第２の車体の振動を演算してなる請求項１ないし４のいずれかに記載のサスペンション制御装置。

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