JP2017100571A - Vehicle body inclination device of railway vehicle and vehicle body inclination control method of railway vehicle - Google Patents

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岡田 信之
Nobuyuki Okada
信之 岡田
谷川 安彦
Yasuhiko Tanigawa
安彦 谷川
鈴木 貴之
Takayuki Suzuki
貴之 鈴木
林 哲也
Tetsuya Hayashi
林  哲也
洋祐 岡田
Yosuke Okada
洋祐 岡田
原 聡
Satoshi Hara
聡 原
晃 森山
Akira Moriyama
晃 森山
淳平 近藤
Jumpei Kondo
淳平 近藤
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Nippon Sharyo Ltd
Central Japan Railway Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle body inclination device of a railway vehicle capable of improving ride comfort.SOLUTION: In a vehicle body inclination device 110 of a railway vehicle 100 having an air spring 20 for supporting a vehicle body 50 placed on a bogie 10, a first air flow passage 31 and a second air flow passage 41 for supplying-exhausting air to the air spring 20, a passive adjusting valve and an inclination adjusting valve 40, a first cutoff valve 32 and a second cutoff valve 42, a control device for controlling the first cutoff valve 32 and the second cutoff valve 42 for opening-closing, and a main air reservoir 60, the control device comprises: storage means for storing a map for determining a preceding time (t) of opening-closing control of the first cutoff valve 32 or the second cutoff valve 42, and differential pressure ΔP corresponding to the preceding time (t); and calculation means for calculating the differential pressure between air spring inner pressure P2 being inner pressure of the air spring 20 and main reservoir supply pressure P1 being inner pressure of the main air reservoir 60. The control device uses the preceding time (t) corresponding to the differential pressure ΔP determined in this map, for controlling opening-closing of the first cutoff valve 32 or the second cutoff valve 42.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、鉄道車両の車体傾斜装置に関し、詳しくはパッシブ調整弁を用いた車体傾斜装置の給排気をコントロールすることで傾斜開始に関するタイムラグの発生を抑制する技術に関する。   The present invention relates to a vehicle body tilting device for a railway vehicle, and more particularly to a technique for suppressing the occurrence of a time lag related to the start of tilting by controlling supply and exhaust of a vehicle body tilting device using a passive adjustment valve.

従来、鉄道車両が走行する軌道の曲線区間においては、軌道にカントが設けられる他に、鉄道車両側でも車体を傾斜させる制御を行っている。これは曲線区間を走行する際に鉄道車両に乗車する乗客が感じる遠心力に起因する乗り心地悪化を減少させる目的で行われる。この制御は、車体と台車との間に設けた空気バネに対し、空気バネ高さ調整機構にて空気の給排気を行い、車体の傾斜を適宜調整することで実現される。この時、この給排気は、調整用リンク機構を用いた高さ調整弁の作動によって行われるが、給排気の制限や高さ調整弁の作動遅れなどのため、最適な車体の傾斜を適宜得ることは困難であった。   Conventionally, in a curved section of a track on which a railway vehicle travels, in addition to providing a cant on the track, control for tilting the vehicle body is also performed on the rail vehicle side. This is performed for the purpose of reducing deterioration in riding comfort caused by the centrifugal force felt by passengers riding on the railway vehicle when traveling in a curved section. This control is realized by supplying / exhausting air to / from an air spring provided between the vehicle body and the carriage by an air spring height adjusting mechanism and appropriately adjusting the inclination of the vehicle body. At this time, the air supply / exhaust is performed by the operation of the height adjustment valve using the adjustment link mechanism. However, due to the restriction of the air supply / exhaust and the delay in the operation of the height adjustment valve, the optimum vehicle body inclination is appropriately obtained. It was difficult.

特許文献1には、出願人が以前に提案した鉄道車両の車両傾斜装置に関する技術が開示されている。鉄道車両には、台車に載置された車体を支持する為に左右に配置された空気バネと、空気バネに個別に空気を給排気する第1空気流路に設けられ調整用リンクが水平に取付けられたパッシブ調整弁とを有している。また、パッシブ調整弁と直列に配置された第1電磁弁と、空気バネに個別に空気を給排気する第2空気流路に設けられ調整用リンクが傾斜して取付けられた傾斜調整弁と、傾斜調整弁と直列に配置された第2電磁弁と、が備えられている。この様な構成であるので、車両傾斜装置における給排気系のハンチング回避を可能とし、適切な車体の高さや傾斜の調整を迅速に行うことができる。   Patent Document 1 discloses a technique related to a vehicle tilting device for a rail vehicle previously proposed by the applicant. Railcars have an air spring arranged on the left and right to support the vehicle body mounted on the carriage, and a first air passage that individually supplies and exhausts air to and from the air spring. And an attached passive regulating valve. A first electromagnetic valve arranged in series with the passive adjustment valve; an inclination adjustment valve provided in a second air flow path for supplying and exhausting air individually to the air spring; And a second solenoid valve arranged in series with the tilt adjustment valve. With such a configuration, it is possible to avoid hunting of the air supply / exhaust system in the vehicle tilting device, and it is possible to quickly adjust the height and tilt of the vehicle body appropriately.

特許第4764117号公報Japanese Patent No. 4764117

しかしながら、特許文献1に記載の技術でも、左右の空気バネへの給排気によって傾斜制御を行う場合、給排気に対して空気バネの動きが若干遅れてしまうという問題があった。これはパッシブ調整弁を用いているためで、遅れ分だけ傾斜指令を先行させるといった調整手法を採っている。ただし、遅れ時間(傾斜性能)は元ダメ供給圧や空気バネ供給圧などの空圧系の圧力によって異なる為に、一律の制御では乗り心地が悪化するケースが想定されることが分かった。   However, even the technique described in Patent Document 1 has a problem that the movement of the air spring is slightly delayed with respect to the supply and exhaust when tilt control is performed by supplying and exhausting the left and right air springs. This is because a passive adjustment valve is used, and an adjustment method is adopted in which the tilt command is advanced by a delay amount. However, since the delay time (inclination performance) differs depending on the pressure of the pneumatic system such as the original useless supply pressure and the air spring supply pressure, it has been found that there is a case where riding comfort deteriorates with uniform control.

そこで、本発明はこの様な課題を解決する為に、乗り心地を改善可能な鉄道車両の車体傾斜装置、及び鉄道車両の車体傾斜制御方法の提供を行うことを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve such problems, it is an object of the present invention to provide a railway vehicle body tilting apparatus and a railway vehicle body tilt control method capable of improving riding comfort.

前記課題を解決するために、本発明の一態様による鉄道車両の車体傾斜装置は、以下のような特徴を有する。   In order to solve the above-mentioned problems, a vehicle body tilting apparatus for a railway vehicle according to an aspect of the present invention has the following characteristics.

(1)台車に載置された車体を支持する空気バネと、該空気バネに空気を給排気する第1空気流路及び第2空気流路と、前記第1空気流路に接続され第1調整用リンクが水平に取付けられたパッシブ調整弁と、前記第2空気流路に接続され第2調整用リンクが傾斜して取付けられた傾斜調整弁と、前記第1空気流路に介設された第1遮断弁と、前記第2空気流路に介設された第2遮断弁と、前記第1遮断弁及び前記第2遮断弁を開閉制御する制御装置と、前記パッシブ調整弁と前記傾斜調整弁とに接続する元空気溜と、を有する鉄道車両の車体傾斜装置において、前記制御装置に、前記第1遮断弁または前記第2遮断弁の開閉制御のタイミングと、該タイミングに対応する圧力を定めたマップを記憶する記憶手段と、前記空気バネの内圧である空気バネ内圧と、前記元空気溜の内圧である元ダメ内圧との差圧を計算する計算手段と、を備え、前記制御装置が、前記マップに定められる前記差圧に対応した前記タイミングを、前記第1遮断弁または前記第2遮断弁の開閉制御に用いること、を特徴とする。 (1) An air spring that supports a vehicle body placed on a carriage, a first air channel and a second air channel that supply and exhaust air to the air spring, and a first air channel that is connected to the first air channel. A passive adjustment valve having an adjustment link attached horizontally, an inclination adjustment valve connected to the second air flow path and having the second adjustment link attached inclined, and interposed in the first air flow path A first shutoff valve, a second shutoff valve interposed in the second air flow path, a control device for opening and closing the first shutoff valve and the second shutoff valve, the passive adjustment valve, and the inclination In a vehicle body tilting apparatus for a railway vehicle having an original air reservoir connected to a regulating valve, the control device includes a timing for opening / closing control of the first cutoff valve or the second cutoff valve, and a pressure corresponding to the timing. Storage means for storing a map that defines the internal pressure of the air spring; Calculating means for calculating a differential pressure between an air spring internal pressure and an original useless internal pressure that is an internal pressure of the original air reservoir, and the control device has the timing corresponding to the differential pressure determined in the map, It is used for opening / closing control of the first cutoff valve or the second cutoff valve.

上記(1)に記載の態様によれば、マップに定められた圧力に対応するタイミングを選択できることで、制御装置による第1遮断弁または第2遮断弁の開閉制御を適切なタイミングに行うことができる。この結果、鉄道車両の乗り心地を向上させることが可能となる。これは、鉄道車両の車体傾斜装置にパッシブ式調整弁を用いており、車体傾斜を空気バネの高さで制御するためには給排気のタイミングを調整する必要があるためである。そして、そのタイミングを元空気溜の内圧である元ダメ内圧と、空気バネ内圧との差圧を用いることで、圧力の違いによる遅れ時間を適切に調整することができる。その結果、適切な車体傾斜を実現でき、鉄道車両の乗り心地を向上させることができる。   According to the aspect described in (1) above, the timing corresponding to the pressure determined in the map can be selected, so that the opening / closing control of the first cutoff valve or the second cutoff valve by the control device can be performed at an appropriate timing. it can. As a result, the riding comfort of the railway vehicle can be improved. This is because a passive adjustment valve is used in a vehicle body tilting device for a railway vehicle, and in order to control the vehicle body tilting with the height of the air spring, it is necessary to adjust the timing of supply and exhaust. And the delay time by the difference in pressure can be adjusted appropriately by using the difference pressure of the original useless internal pressure which is the internal pressure of an original air reservoir, and the air spring internal pressure for the timing. As a result, an appropriate vehicle body inclination can be realized, and the riding comfort of the railway vehicle can be improved.

また、前記課題を解決するために、本発明の別の態様による鉄道車両の傾斜制御方法は、以下のような特徴を有する。   In order to solve the above-mentioned problem, a railway vehicle tilt control method according to another aspect of the present invention has the following characteristics.

(2)台車に載置された車体を支持する空気バネと、パッシブ調整弁と傾斜調整弁とに接続する元空気溜と、前記空気バネと前記元空気溜とに接続する第1空気流路及び第2空気流路と、前記第1空気流路に接続される前記パッシブ調整弁と前記第2空気流路に接続される前記傾斜調整弁とを備え、前記第1空気流路に設けられた第1遮断弁と前記第2空気流路に設けられた第2遮断弁を開閉制御することで、前記空気バネの高さを制御して前記車体の傾斜を制御する鉄道車両の車体傾斜制御方法において、前記第1遮断弁と前記第2遮断弁の開閉制御を行う制御装置が、前記空気バネの内圧である空気バネ内圧を取得し、前記元空気溜の内圧である元ダメ内圧を取得し、前記制御装置に備える計算手段により、前記空気バネ内圧と前記元ダメ内圧の差圧を計算し、前記制御装置に備える記憶手段に記憶されるマップより、前記差圧に対応するタイミングを取得し、前記制御装置によって、前記第1遮断弁または前記第2遮断弁の開閉制御を前記タイミングによって行うこと、を特徴とする。 (2) An air spring that supports the vehicle body mounted on the carriage, an original air reservoir connected to the passive adjustment valve and the inclination adjustment valve, and a first air flow path connected to the air spring and the original air reservoir. And the second air flow path, the passive adjustment valve connected to the first air flow path, and the inclination adjustment valve connected to the second air flow path, and provided in the first air flow path. The vehicle body inclination control of the railway vehicle which controls the inclination of the vehicle body by controlling the height of the air spring by opening and closing the first cutoff valve and the second cutoff valve provided in the second air flow path. In the method, a control device that performs opening / closing control of the first cutoff valve and the second cutoff valve acquires an air spring internal pressure that is an internal pressure of the air spring, and acquires an original useless internal pressure that is an internal pressure of the original air reservoir. The air spring internal pressure and the original da A differential pressure of the internal pressure is calculated, a timing corresponding to the differential pressure is obtained from a map stored in a storage means provided in the control device, and the control device is configured to control the first shut-off valve or the second shut-off valve. The opening / closing control is performed at the timing described above.

上記(2)記載の態様により、(1)に記載の鉄道車両の傾斜制御装置と同じく、マップに定められた圧力に対応するタイミングを選択できる。これにより、制御装置による第1遮断弁または第2遮断弁の開閉制御を適切なタイミングに行うことができ、結果的に鉄道車両の乗り心地を向上させることが可能となる。   According to the aspect described in (2) above, the timing corresponding to the pressure determined in the map can be selected as in the railway vehicle inclination control apparatus described in (1). Thereby, opening / closing control of the 1st cutoff valve or the 2nd cutoff valve by a control apparatus can be performed at an appropriate timing, and it becomes possible to improve the riding comfort of a railway vehicle as a result.

本実施形態の、鉄道車両の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a railway vehicle according to an embodiment. 本実施形態の、車体傾斜装置の模式側面図である。It is a model side view of the vehicle body tilting apparatus of this embodiment. 本実施形態の、パッシブ調整弁の内部構造についての断面図である。It is sectional drawing about the internal structure of the passive adjustment valve of this embodiment. 本実施形態の、パッシブ調整弁の内部構造についての断面図である。It is sectional drawing about the internal structure of the passive adjustment valve of this embodiment. 本実施形態の、車体傾斜装置の模式側面図である。It is a model side view of the vehicle body tilting apparatus of this embodiment. 本実施形態の、車体傾斜装置内のエアの流れを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the flow of the air in the vehicle body tilting apparatus of this embodiment. 本実施形態の、車体傾斜装置の時間遅れの制御を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining control of the time delay of the vehicle body tilting apparatus of this embodiment. 本実施形態の、差圧と先行時間の概念図である。It is a conceptual diagram of differential pressure | voltage and preceding time of this embodiment. 本実施形態の、マップ情報の表である。It is a table | surface of the map information of this embodiment. 本実施形態の、パッシブ調整弁と傾斜調整弁の動きに関するグラフである。(a)先行時間t1を採用する場合のグラフである。(b)先行時間t2を採用する場合のグラフである。It is a graph regarding the movement of a passive adjustment valve and an inclination adjustment valve of this embodiment. (A) It is a graph at the time of employ | adopting preceding time t1. (B) It is a graph at the time of employ | adopting preceding time t2. 本実施形態の、電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of this embodiment.

まず、本発明の実施形態について図面を用いて説明を行う。図1に、本実施形態の鉄道車両100の模式断面図を示す。鉄道車両100は、台車10とそれに支持された車体50を有する。図1に示すように、台車10の台車枠11に固定された左右の空気バネ20(第1空気バネ20A、第2空気バネ20B)が車体50の下面を支持する構造になっている。以下、空気バネ20と記載した場合は、第1空気バネ20Aまたは第2空気バネ20Bのいずれかを指すものとする。   First, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the schematic cross section of the rail vehicle 100 of this embodiment is shown. The railway vehicle 100 includes a carriage 10 and a vehicle body 50 supported by the carriage 10. As shown in FIG. 1, left and right air springs 20 (first air spring 20 </ b> A, second air spring 20 </ b> B) fixed to the carriage frame 11 of the carriage 10 are configured to support the lower surface of the vehicle body 50. Hereinafter, when it is described as the air spring 20, it means either the first air spring 20A or the second air spring 20B.

図2に、車体傾斜装置の模式側面図を示す。車体傾斜装置110は、図2に示すように、台車10とそれに接続される空気バネ20、パッシブ調整弁30、傾斜調整弁40及び元空気溜60よりなる。空気バネ20には、第1空気流路31と第2空気流路41が接続され、空気バネ20内部から空気が給排気される。第1空気流路31はパッシブ調整弁30を介して第3空気流路61に接続する。そして第3空気流路61は元空気溜(Main Reservoir)60に接続する。元空気溜60は、エアを蓄圧するエアタンクである。また、第2空気流路41は傾斜調整弁40を介して第4空気流路62に接続する。第4空気流路62は元空気溜60に接続する。   FIG. 2 shows a schematic side view of the vehicle body tilting apparatus. As shown in FIG. 2, the vehicle body tilting device 110 includes a carriage 10, an air spring 20 connected thereto, a passive adjustment valve 30, a tilt adjustment valve 40, and an original air reservoir 60. A first air flow path 31 and a second air flow path 41 are connected to the air spring 20, and air is supplied and exhausted from the inside of the air spring 20. The first air flow path 31 is connected to the third air flow path 61 via the passive adjustment valve 30. The third air flow path 61 is connected to a main air reservoir (Main Reservoir) 60. The original air reservoir 60 is an air tank that accumulates air. Further, the second air flow path 41 is connected to the fourth air flow path 62 via the inclination adjustment valve 40. The fourth air flow path 62 is connected to the original air reservoir 60.

パッシブ調整弁30には、主軸25を介して第1調整用リンク17が水平に取付けられており、第1調整用リンク17は台車枠11に回動可能に取付けられる第1支持柱15によって回動可能に支持されている。図3及び図4に、パッシブ調整弁30の内部構造についての断面図を示す。図3と図4では、第1調整用リンク17の角度が異なる。パッシブ調整弁30には、本体316と主軸25と、給気弁318と、排気弁319と、オイルダンパ320を備えている。給気弁318と排気弁319とは、本体316を貫通すると共に第1空気流路31に連結される通路によって連結されている。給気弁318と排気弁319は、図示しないバネの反力により第1空気流路31への通路が閉塞されるように構成されている。   A first adjustment link 17 is horizontally attached to the passive adjustment valve 30 via a main shaft 25, and the first adjustment link 17 is rotated by a first support column 15 that is rotatably attached to the carriage frame 11. It is supported movably. 3 and 4 are sectional views showing the internal structure of the passive regulating valve 30. FIG. 3 and 4, the angle of the first adjustment link 17 is different. The passive adjustment valve 30 includes a main body 316, a main shaft 25, an air supply valve 318, an exhaust valve 319, and an oil damper 320. The supply valve 318 and the exhaust valve 319 are connected by a passage that penetrates the main body 316 and is connected to the first air flow path 31. The supply valve 318 and the exhaust valve 319 are configured such that the passage to the first air flow path 31 is closed by a reaction force of a spring (not shown).

第1空気流路31と第3空気流路61に接続される給気流路315とは、給気弁318の先端部分によって連通・遮断される。また、第1空気流路31と排気経路314とは、排気弁319の先端部分によって連通・遮断される。オイルダンパ320は、ピストン321とピストン321に連結すると共に逆流防止機能を有する第1チェック弁322、第2チェック弁324と、第1チェック弁322または第2チェック弁324の背後に設けられた第1背室336と第2背室337と、第1背室336及び第2背室337に連通する小径部である第1ダンパキャップ323と第2ダンパキャップ325とを備えており、これらがオイルダンパ320中に蓄えられた油中に浸漬されている。   The supply air flow path 315 connected to the first air flow path 31 and the third air flow path 61 is communicated and blocked by the tip portion of the supply air valve 318. Further, the first air flow path 31 and the exhaust path 314 are communicated and blocked by the tip portion of the exhaust valve 319. The oil damper 320 is connected to the piston 321 and the piston 321, and has a first check valve 322 and a second check valve 324 having a backflow prevention function, and a first check valve 322 or a second check valve 324 provided behind the second check valve 324. The first back chamber 336, the second back chamber 337, and the first damper cap 323 and the second damper cap 325, which are small diameter portions communicating with the first back chamber 336 and the second back chamber 337, are provided with oil. It is immersed in the oil stored in the damper 320.

第1ダンパキャップ323には、主軸室335と連通する第1オリフィス331が設けられている。同様に、第2ダンパキャップ325には、主軸室335と連通する第2オリフィス332が設けられている。また、第1背室336には図4の状態で主軸室335と連通する第1連通路333が設けられる。第2背室337には図3の状態で主軸室335と連通する第2連通路334が設けられる。第1連通路333は図3の状態でピストン321によって塞がれ、主軸室335と第1背室336との連通が遮断される。第2連通路334は図4の状態でピストン321によって塞がれ、主軸室335と第2背室337との連通が遮断される。   The first damper cap 323 is provided with a first orifice 331 that communicates with the main shaft chamber 335. Similarly, the second damper cap 325 is provided with a second orifice 332 that communicates with the main shaft chamber 335. Further, the first back chamber 336 is provided with a first communication passage 333 communicating with the main shaft chamber 335 in the state of FIG. The second back chamber 337 is provided with a second communication passage 334 communicating with the main shaft chamber 335 in the state shown in FIG. The first communication passage 333 is blocked by the piston 321 in the state of FIG. 3, and the communication between the main shaft chamber 335 and the first back chamber 336 is blocked. The second communication passage 334 is blocked by the piston 321 in the state of FIG. 4, and the communication between the main shaft chamber 335 and the second back chamber 337 is blocked.

主軸25は、第1支持柱15に回動可能に連結された第1調整用リンク17に、回動可能に保持されている。これにより、車体50の高さの変化に追随して第1調整用リンク17の傾斜角度が変化すると、主軸25はその傾斜角度の変化に伴って回動される。ここで主軸25は、第1調整用リンク17に対して正逆の捻りバネを介して取り付けされており、正逆方向の何れの方向に対しても各々の捻りバネの付勢力により中立点に復帰するように構成されている。また、主軸25には上側突起部326が備えられており、給気弁318または排気弁319のバネに抗する抗力を与えることで、給気弁318または排気弁319を開閉させることができる。また、主軸25には下部突起部が備えられてピストン321を左右に移動させる。   The main shaft 25 is rotatably held by a first adjustment link 17 that is rotatably connected to the first support column 15. Accordingly, when the inclination angle of the first adjustment link 17 changes following the change in the height of the vehicle body 50, the main shaft 25 is rotated with the change in the inclination angle. Here, the main shaft 25 is attached to the first adjustment link 17 via a forward / reverse torsion spring, and is set at a neutral point by the urging force of each torsion spring in any of the forward / reverse directions. It is configured to return. Further, the main shaft 25 is provided with an upper protrusion 326, and the supply valve 318 or the exhaust valve 319 can be opened and closed by applying a resistance against the spring of the supply valve 318 or the exhaust valve 319. Further, the main shaft 25 is provided with a lower protrusion to move the piston 321 left and right.

パッシブ調整弁30に設けられる給気流路315は、図2に示される第3空気流路61に接続される。元空気溜60は図示されないコンプレッサに接続されるため、第3空気流路61は圧縮エアが供給されるルートとなる。パッシブ調整弁30に備えられる排気経路314は、排気を大気開放するルートとなる。なお、傾斜調整弁40は、パッシブ調整弁30と同様の構造を備えて、同様の動作をするので、説明を省略する。   The air supply flow path 315 provided in the passive adjustment valve 30 is connected to the third air flow path 61 shown in FIG. Since the original air reservoir 60 is connected to a compressor (not shown), the third air flow path 61 becomes a route through which compressed air is supplied. The exhaust path 314 provided in the passive adjustment valve 30 is a route for releasing the exhaust to the atmosphere. In addition, since the inclination adjustment valve 40 has the same structure as the passive adjustment valve 30 and performs the same operation, description thereof is omitted.

この様な構造をパッシブ調整弁30及び傾斜調整弁40が有するため、以下に説明するような作用を示す。まず、図3に示すような、パッシブ調整弁30が給気弁として作用している場合について説明する。図3においては、給気弁318が開通されており、排気弁319が閉じられている。すなわち、第1調整用リンク17が正方向へ上昇傾斜されることで主軸25が図中反時計回りに回動して、主軸25の下部に設けられた下側突起が、ピストン321を右方向へ移動させる。   Since the passive adjustment valve 30 and the inclination adjustment valve 40 have such a structure, the following operation is shown. First, the case where the passive adjustment valve 30 as shown in FIG. 3 acts as an air supply valve will be described. In FIG. 3, the supply valve 318 is opened and the exhaust valve 319 is closed. That is, when the first adjustment link 17 is inclined upward in the forward direction, the main shaft 25 rotates counterclockwise in the figure, and the lower protrusion provided at the lower portion of the main shaft 25 causes the piston 321 to move in the right direction. Move to.

ピストン321の右側にある第1チェック弁322は、右から左方向へ油の逆流を防止し、左から右方向への流れは許可しているため、ピストン321の第1背室336が油圧室となる。この際には、第1ダンパキャップ323に設けられた第1オリフィス331によって油の流れが制限されるため、ダンパの効果を得ることができる。ピストン321、第1ダンパキャップ323及び第1オリフィス331により、給気側油圧ダンパ機構を構成している。   The first check valve 322 on the right side of the piston 321 prevents the backflow of oil from the right to the left, and permits the flow from the left to the right. Therefore, the first back chamber 336 of the piston 321 is a hydraulic chamber. It becomes. At this time, since the oil flow is restricted by the first orifice 331 provided in the first damper cap 323, the effect of the damper can be obtained. The piston 321, the first damper cap 323 and the first orifice 331 constitute an air supply side hydraulic damper mechanism.

また、図4に示すような、パッシブ調整弁30が排気弁として作用する場合について説明する。図1に示すように、鉄道車両100が軌道の曲線部を通過するときに、本実施形態の制御装置は、内軌側では第2空気流路41に設けられた第2遮断弁42を遮断してパッシブ調整弁30を働かせる。また、外軌側では第1空気流路31に設けられた第1遮断弁32を遮断して傾斜調整弁40を働かせる。図4においては、給気弁318が閉じられており、排気弁319が開放されている。すなわち第1調整用リンク17が負方向へ降下傾斜されることで主軸25が図中時計回りに回動して、主軸25の下部に設けられた下側突起部がピストン321を左方向へと移動させる。   Moreover, the case where the passive adjustment valve 30 as shown in FIG. 4 acts as an exhaust valve will be described. As shown in FIG. 1, when the railway vehicle 100 passes through the curved portion of the track, the control device of the present embodiment shuts off the second shut-off valve 42 provided in the second air flow path 41 on the inner track side. Then, the passive adjustment valve 30 is operated. On the outer track side, the first shutoff valve 32 provided in the first air flow path 31 is shut off, and the tilt adjusting valve 40 is operated. In FIG. 4, the supply valve 318 is closed and the exhaust valve 319 is opened. That is, when the first adjustment link 17 is inclined downward in the negative direction, the main shaft 25 rotates clockwise in the figure, and the lower protrusion provided at the lower portion of the main shaft 25 moves the piston 321 leftward. Move.

ピストン321の左側にある第2チェック弁324は、左から右方向への油の逆流を防止し、右から左方向への流れは許可しているため、ピストン321の第2背室337が油圧室となる。この際には、第2ダンパキャップ325に設けられた第2オリフィス332によって油の流れが制限されるため、ダンパの効果を得ることができる。ピストン321、第2ダンパキャップ325及び第2オリフィス332により、排気側油圧ダンパ機構を構成している。   The second check valve 324 on the left side of the piston 321 prevents the backflow of oil from the left to the right, and permits the flow from the right to the left, so that the second back chamber 337 of the piston 321 is hydraulic. It becomes a room. In this case, since the oil flow is restricted by the second orifice 332 provided in the second damper cap 325, the effect of the damper can be obtained. The piston 321, the second damper cap 325, and the second orifice 332 constitute an exhaust side hydraulic damper mechanism.

次に、車体傾斜装置110の動作について説明する。図6に、車体傾斜装置110のエア回路内のエアの流れを説明するブロック図を示す。図11に、車体傾斜装置110の電気的構成をブロック図に示す。コンプレッサ201は、元空気溜60に対してエアを供給する。元空気溜60の圧力である元ダメ供給圧P1は、第1圧力計65によって計測されている。元空気溜60にはブレーキに接続されている。元空気溜60のエアはパッシブ調整弁30を介して空気バネ20に供給される。空気バネ20の圧力である空気バネ内圧P2は、第2圧力計66によって計測されている。空気バネ20内のエアはパッシブ調整弁30を介して大気開放される。   Next, the operation of the vehicle body tilting device 110 will be described. FIG. 6 is a block diagram for explaining the flow of air in the air circuit of the vehicle body tilting device 110. FIG. 11 is a block diagram showing the electrical configuration of the vehicle body tilting device 110. As shown in FIG. The compressor 201 supplies air to the original air reservoir 60. The original useless supply pressure P <b> 1 that is the pressure of the original air reservoir 60 is measured by the first pressure gauge 65. The original air reservoir 60 is connected to a brake. The air in the original air reservoir 60 is supplied to the air spring 20 via the passive adjustment valve 30. The air spring internal pressure P <b> 2 that is the pressure of the air spring 20 is measured by the second pressure gauge 66. The air in the air spring 20 is released to the atmosphere via the passive adjustment valve 30.

また、パッシブ調整弁30及び傾斜調整弁40の制御は、図11に示される様に、制御装置74によって行われる。制御装置74はCPU75とROM76とRAM77を備えている。ROM76には地点情報76aとマップ情報76bが記憶されている。制御装置74は入出力ポート73を介して、車両位置取得装置72やアンプ71に接続されている。また、入出力ポート73には第1圧力計65及び第2圧力計66が接続される。アンプ71には第1遮断弁32及び第2遮断弁42が接続されている。   Further, the control of the passive adjustment valve 30 and the inclination adjustment valve 40 is performed by the control device 74 as shown in FIG. The control device 74 includes a CPU 75, a ROM 76 and a RAM 77. The ROM 76 stores point information 76a and map information 76b. The control device 74 is connected to the vehicle position acquisition device 72 and the amplifier 71 via the input / output port 73. The first pressure gauge 65 and the second pressure gauge 66 are connected to the input / output port 73. A first cutoff valve 32 and a second cutoff valve 42 are connected to the amplifier 71.

図7に、車体傾斜装置110の時間遅れの制御を説明するフロー図を示す。図8に、差圧ΔPと先行時間tの概念図を示す。なお、図8の縦軸は先行時間tを、横軸には差圧ΔPを設定している。図9にマップ情報76bの表を示す。S10で、元空気溜60の元ダメ供給圧P1を取得する。第1圧力計65によって圧力が計測され、そのデータが入出力ポート73を介してRAM77に収集される。そしてS11に移行する。S11で、空気バネ20の空気バネ内圧P2を取得する。第2圧力計66によって圧力が計測され、そのデータが入出力ポート73を介してRAM77に収集される。そしてS12に移行する。S12で、元ダメ供給圧P1と空気バネ内圧P2の差圧ΔPを取得する。差圧ΔPは、元ダメ供給圧P1と空気バネ内圧P2との差であり、制御装置74のCPU75にて演算を行う。そしてS13に移行する。   FIG. 7 is a flowchart illustrating time delay control of the vehicle body tilting device 110. FIG. 8 shows a conceptual diagram of the differential pressure ΔP and the preceding time t. In FIG. 8, the vertical axis represents the preceding time t, and the horizontal axis represents the differential pressure ΔP. FIG. 9 shows a table of map information 76b. In S10, the original useless supply pressure P1 of the original air reservoir 60 is acquired. The pressure is measured by the first pressure gauge 65, and the data is collected in the RAM 77 via the input / output port 73. Then, the process proceeds to S11. In S11, the air spring internal pressure P2 of the air spring 20 is acquired. The pressure is measured by the second pressure gauge 66, and the data is collected in the RAM 77 via the input / output port 73. Then, the process proceeds to S12. In S12, a differential pressure ΔP between the original useless supply pressure P1 and the air spring internal pressure P2 is acquired. The differential pressure ΔP is a difference between the original useless supply pressure P1 and the air spring internal pressure P2, and is calculated by the CPU 75 of the control device 74. Then, the process proceeds to S13.

S13で、差圧ΔPを元にマップ情報76bより先行時間を決定する。マップ情報76bは図8に示したグラフのような概念で図9に示すように定められ、ROM76に記憶されている。この結果、差圧ΔPの値より対応する先行時間tを得る。例えば、ΔP1がP11からP12の間にあった場合に、先行時間tは図9の1行目の条件に適合するので、先行時間t1と設定される。そしてS14に移行する。S14で、先行時間tに基づいてバルブ制御を行う。制御装置74により第1遮断弁32及び第2遮断弁42の開閉タイミングを制御することで、空気バネ20側からの空気の流入タイミングをコントロールする。そして処理を終了する。   In S13, the preceding time is determined from the map information 76b based on the differential pressure ΔP. The map information 76b is defined as shown in FIG. 9 with a concept like the graph shown in FIG. As a result, the corresponding preceding time t is obtained from the value of the differential pressure ΔP. For example, when ΔP1 is between P11 and P12, the preceding time t meets the condition of the first row in FIG. 9, and thus is set as the preceding time t1. Then, the process proceeds to S14. In S14, valve control is performed based on the preceding time t. By controlling the opening / closing timing of the first cutoff valve 32 and the second cutoff valve 42 by the control device 74, the inflow timing of air from the air spring 20 side is controlled. Then, the process ends.

本実施形態の鉄道車両100の車体傾斜装置110は上記構成であるので、以下に説明するような作用及び効果を奏する。   Since the vehicle body tilting device 110 of the railway vehicle 100 according to the present embodiment has the above-described configuration, the following operations and effects are achieved.

まず、本実施形態の車体傾斜装置110によって鉄道車両100の乗り心地の向上を図ることができる。これは、以下の構成により実現される。まず、台車10に載置された車体50を支持する空気バネ20と、空気バネ20に空気を給排気する第1空気流路31及び第2空気流路41と、第1空気流路31に接続され第1調整用リンク17が水平に取付けられたパッシブ調整弁30と、第2空気流路41に接続され第2調整用リンク18が傾斜して取付けられた傾斜調整弁40とを備えている。   First, the ride comfort of the railway vehicle 100 can be improved by the vehicle body tilting device 110 of the present embodiment. This is realized by the following configuration. First, the air spring 20 that supports the vehicle body 50 placed on the carriage 10, the first air passage 31 and the second air passage 41 that supply and exhaust air to the air spring 20, and the first air passage 31 The passive adjustment valve 30 is connected and the first adjustment link 17 is attached horizontally, and the inclination adjustment valve 40 is connected to the second air flow path 41 and the second adjustment link 18 is attached inclined. Yes.

また、第1空気流路31に介設された第1遮断弁32と、第2空気流路41に介設された第2遮断弁42と、第1遮断弁32または第2遮断弁42を開閉制御する制御装置74と、パッシブ調整弁30と傾斜調整弁40とに接続する元空気溜60とを備えている。このような鉄道車両100の車体傾斜装置110において、制御装置74に、圧力(差圧ΔP)と差圧ΔPに対応する第1遮断弁32または第2遮断弁42の開閉制御のタイミング(先行時間t)を定めたマップ情報76bを記憶するROM76と、空気バネ20の内圧である空気バネ内圧P2と、元空気溜60の内圧である元ダメ供給圧P1との差圧を計算する計算手段としてのCPU75と、を備えている。そして、制御装置74が、このマップ情報76bに定められる差圧ΔPに対応したタイミングを、第1遮断弁32及び第2遮断弁42の開閉制御に用いる。   In addition, the first shutoff valve 32 interposed in the first air flow path 31, the second shutoff valve 42 interposed in the second air flow path 41, the first shutoff valve 32 or the second shutoff valve 42 are provided. A control device 74 that controls opening and closing, and an original air reservoir 60 connected to the passive adjustment valve 30 and the inclination adjustment valve 40 are provided. In such a vehicle body tilting device 110 of the railway vehicle 100, the control device 74 instructs the control device 74 to perform opening / closing control timing of the first shutoff valve 32 or the second shutoff valve 42 corresponding to the pressure (differential pressure ΔP) and the differential pressure ΔP (preceding time). As a calculation means for calculating the differential pressure between the ROM 76 that stores the map information 76b defining t), the air spring internal pressure P2 that is the internal pressure of the air spring 20, and the original useless supply pressure P1 that is the internal pressure of the original air reservoir 60. CPU75. And the control apparatus 74 uses the timing corresponding to the differential pressure (DELTA) P defined in this map information 76b for the opening / closing control of the 1st cutoff valve 32 and the 2nd cutoff valve 42. FIG.

特許文献1でも言及されるように、鉄道車両100の車体傾斜装置110において、動作時間遅れを有する遅延タイプのパッシブ調整弁30を介して空気の給排気が行われる構成とすると、車体50の高さ変化や傾斜が起きてから空気バネ20への空気の給排気が実際に開始されるまでにタイムラグが生じてしまう。この為に特許文献1では、第1遮断弁32に相当する第1電磁弁及び第2遮断弁42に相当する第2電磁弁の開閉タイミングを制御することで、空気バネ20への給排気を行っていた。   As also referred to in Patent Document 1, if the vehicle body tilting device 110 of the railway vehicle 100 is configured to supply and exhaust air via a delay type passive adjustment valve 30 having a delay in operation time, the height of the vehicle body 50 is increased. There will be a time lag between when the change or inclination occurs and when the air supply / exhaust to the air spring 20 is actually started. For this reason, in Patent Document 1, the opening and closing timings of the first solenoid valve corresponding to the first shut-off valve 32 and the second solenoid valve corresponding to the second shut-off valve 42 are controlled to supply and exhaust air to the air spring 20. I was going.

しかしながら、特許文献1に示す第1電磁弁または第2電磁弁2の開閉タイミングの制御だけでは供給元の圧力差、例えば元空気溜60からエアが供給される場合と空気バネ20からエアが供給される場合では、供給されるエアの圧力が異なる。しかし、開閉タイミングの制御では供給圧力によらず同じ開閉タイミングで同じ制御を行っていたため狙った通りの車体傾斜制御が実現できていなかった。これは、供給される圧力のバラツキが存在することで、空気バネ20の高さの制御にもバラツキが出てしまっていたことが原因と考えられる。そこで、本実施形態の車体傾斜装置110では、元ダメ供給圧P1と空気バネ内圧P2の差圧で異なるタイミングでの制御を行うこととした。   However, only by controlling the opening / closing timing of the first solenoid valve or the second solenoid valve 2 disclosed in Patent Document 1, the air pressure is supplied from the source air reservoir 60 and the air is supplied from the air spring 20. In this case, the pressure of the supplied air is different. However, in the control of the opening / closing timing, the same control is performed at the same opening / closing timing regardless of the supply pressure, so that the vehicle body tilt control as intended cannot be realized. This is considered to be because there was a variation in the control of the height of the air spring 20 due to the variation in the supplied pressure. Therefore, in the vehicle body tilting apparatus 110 of the present embodiment, control is performed at different timings depending on the differential pressure between the original useless supply pressure P1 and the air spring internal pressure P2.

図10に、パッシブ調整弁と傾斜調整弁の動きに関するグラフを示す。図10(a)に、先行時間t1での第2空気バネ20Bの動作を示し、図10(b)に、先行時間t2での第2空気バネ20Bの動作を示す。縦軸が第2空気バネ20Bの高さであり、横軸が経過時間を示している。鉄道車両100が曲線入り口に差し掛かったときには、第1遮断弁32を閉じて、第2遮断弁42を空けることにより、傾斜調整弁40を介して元空気溜60のエアを第2空気バネ20Bに供給する。また、鉄道車両100が曲線出口に差し掛かったときには、第1遮断弁32を空けて、第2遮断弁42を閉じることにより第2空気バネ20Bのエアを、パッシブ調整弁30を介して大気に開放する。   FIG. 10 shows a graph relating to the movement of the passive adjustment valve and the inclination adjustment valve. FIG. 10A shows the operation of the second air spring 20B at the preceding time t1, and FIG. 10B shows the operation of the second air spring 20B at the preceding time t2. The vertical axis represents the height of the second air spring 20B, and the horizontal axis represents the elapsed time. When the railway vehicle 100 reaches the curve entrance, the first shut-off valve 32 is closed and the second shut-off valve 42 is opened, so that the air in the original air reservoir 60 is supplied to the second air spring 20B via the inclination adjustment valve 40. Supply. Further, when the railway vehicle 100 reaches the curved exit, the first shutoff valve 32 is opened and the second shutoff valve 42 is closed, so that the air of the second air spring 20B is released to the atmosphere via the passive adjustment valve 30. To do.

元ダメ供給圧P1と空気バネ内圧P2の差圧ΔPによって第2空気バネ20Bの高さが所定の高さになる時間(第2調整用リンク18が傾斜状態から水平になる時間)が異なるため、第1遮断弁32及び第2遮断弁42の開閉制御を、元ダメ供給圧P1及び空気バネ内圧P2の差圧ΔPに応じて図10(a)に示す先行時間t1を用いたり、または図10(b)に示す先行時間t2を用いたりと、適宜タイミングを変更して行う。そうすることで、空気バネ20の高さを適切に制御することが可能となる。   The time for the height of the second air spring 20B to become a predetermined height (the time for the second adjustment link 18 to be horizontal from the inclined state) differs depending on the differential pressure ΔP between the original useless supply pressure P1 and the air spring internal pressure P2. The opening / closing control of the first shut-off valve 32 and the second shut-off valve 42 is performed using the preceding time t1 shown in FIG. 10A according to the differential pressure ΔP between the original useless supply pressure P1 and the air spring internal pressure P2, or For example, the preceding time t2 shown in FIG. By doing so, it becomes possible to control the height of the air spring 20 appropriately.

タイミングは図9に示される様なテーブルとして制御装置74に備えられる記憶手段であるROM76に記憶されている。この先行時間t1及び先行時間t2といったタイミングは、実際に実験を行うなどして経験則によって定められる。そして、車両位置取得装置72によって取得される鉄道車両100の位置と照らし合わせ、適切なタイミングで制御装置74によって第1遮断弁32または第2遮断弁42を制御する。こうすることで鉄道車両100の高さ制御を予定通りに行うことができる。この結果、供給圧力差などで高さ制御がばらつくようなことが無くなる為、鉄道車両100の乗り心地向上に貢献することが可能である。   The timing is stored as a table as shown in FIG. 9 in a ROM 76 which is a storage means provided in the control device 74. The timings such as the preceding time t1 and the preceding time t2 are determined by an empirical rule by actually conducting an experiment. Then, the first shut-off valve 32 or the second shut-off valve 42 is controlled by the control device 74 at an appropriate timing in comparison with the position of the railway vehicle 100 obtained by the vehicle position obtaining device 72. By doing so, the height control of the railway vehicle 100 can be performed as scheduled. As a result, the height control does not vary due to a supply pressure difference or the like, which can contribute to improving the riding comfort of the railway vehicle 100.

以上、本発明に係る鉄道車両100の車体傾斜装置110の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of the vehicle body tilting apparatus 110 of the rail vehicle 100 concerning this invention was described, this invention is not necessarily limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.

10 台車
11 台車枠
15 第1支持柱
17、18 第1、第2調整用リンク
20、20A、20B 空気バネ
25 主軸
30 パッシブ調整弁
31、41、61、62 第1、第2、第3、第4空気流路
32、42 第1、第2遮断弁
40 傾斜調整弁
50 車体
60 元空気溜
100 鉄道車両
110 車体傾斜装置
201 コンプレッサ
312 内部流路
314 排気経路
315 給気流路
316 本体
318 給気弁
319 排気弁
320 オイルダンパ
ΔP 差圧
P1 元ダメ供給圧
P2 空気バネ内圧
t、t1、t2 先行時間
10 bogie 11 bogie frame 15 first support pillars 17, 18 first and second adjustment links 20, 20A, 20B air spring 25 main shaft 30 passive adjustment valves 31, 41, 61, 62 first, second, third, 4th air flow path 32, 42 1st, 2nd shut-off valve 40 Inclination adjustment valve 50 Car body 60 Original air reservoir 100 Railway vehicle 110 Car body tilting apparatus 201 Compressor 312 Internal flow path 314 Exhaust path 315 Air supply flow path 316 Main body 318 Air supply Valve 319 Exhaust valve 320 Oil damper ΔP Differential pressure P1 Original waste supply pressure P2 Air spring internal pressure t, t1, t2 Leading time

Claims (2)

台車に載置された車体を支持する空気バネと、該空気バネに空気を給排気する第1空気流路及び第2空気流路と、前記第1空気流路に接続され第1調整用リンクが水平に取付けられたパッシブ調整弁と、前記第2空気流路に接続され第2調整用リンクが傾斜して取付けられた傾斜調整弁と、前記第1空気流路に介設された第1遮断弁と、前記第2空気流路に介設された第2遮断弁と、前記第1遮断弁及び前記第2遮断弁を開閉制御する制御装置と、前記パッシブ調整弁と前記傾斜調整弁とに接続する元空気溜と、を有する鉄道車両の車体傾斜装置において、
前記制御装置に、
前記第1遮断弁または前記第2遮断弁の開閉制御のタイミングと、該タイミングに対応する圧力を定めたマップを記憶する記憶手段と、
前記空気バネの内圧である空気バネ内圧と、前記元空気溜の内圧である元ダメ内圧との差圧を計算する計算手段と、
を備え、
前記制御装置が、前記マップに定められる前記差圧に対応した前記タイミングを、前記第1遮断弁または前記第2遮断弁の開閉制御に用いること、
を特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。
An air spring that supports the vehicle body placed on the carriage, a first air passage and a second air passage for supplying and exhausting air to the air spring, and a first adjustment link connected to the first air passage Is a horizontally mounted passive regulating valve, a tilt regulating valve connected to the second air flow path and having a second regulating link tilted thereto, and a first interposed between the first air flow paths. A shutoff valve, a second shutoff valve interposed in the second air flow path, a control device that controls opening and closing of the first shutoff valve and the second shutoff valve, the passive adjustment valve, and the inclination adjustment valve, A vehicle body tilting device for a railway vehicle having an original air reservoir connected to
In the control device,
Storage means for storing a timing for opening / closing control of the first shut-off valve or the second shut-off valve, and a map defining a pressure corresponding to the timing;
Calculation means for calculating a differential pressure between an air spring internal pressure that is an internal pressure of the air spring and an original useless internal pressure that is an internal pressure of the original air reservoir;
With
The control device uses the timing corresponding to the differential pressure determined in the map for opening / closing control of the first shut-off valve or the second shut-off valve;
A vehicle body tilting device for a railway vehicle.
台車に載置された車体を支持する空気バネと、パッシブ調整弁と傾斜調整弁とに接続する元空気溜と、前記空気バネと前記元空気溜とに接続する第1空気流路及び第2空気流路と、前記第1空気流路に接続される前記パッシブ調整弁と前記第2空気流路に接続される前記傾斜調整弁とを備え、前記第1空気流路に設けられた第1遮断弁と前記第2空気流路に設けられた第2遮断弁を開閉制御することで、前記空気バネの高さを制御して前記車体の傾斜を制御する鉄道車両の車体傾斜制御方法において、
前記第1遮断弁と前記第2遮断弁の開閉制御を行う制御装置が、
前記空気バネの内圧である空気バネ内圧を取得し、
前記元空気溜の内圧である元ダメ内圧を取得し、
前記制御装置に備える計算手段により、前記空気バネ内圧と前記元ダメ内圧の差圧を計算し、
前記制御装置に備える記憶手段に記憶されるマップより、前記差圧に対応するタイミングを取得し、
前記制御装置によって、前記第1遮断弁または前記第2遮断弁の開閉制御を前記タイミングによって行うこと、
を特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御方法。
An air spring that supports the vehicle body mounted on the carriage, an original air reservoir connected to the passive adjustment valve and the inclination adjustment valve, a first air flow path connected to the air spring and the original air reservoir, and a second An air flow path, the passive adjustment valve connected to the first air flow path, and the inclination adjustment valve connected to the second air flow path, the first air flow path provided in the first air flow path In the vehicle body tilt control method for a railway vehicle, which controls the tilt of the vehicle body by controlling the height of the air spring by controlling the opening and closing of the shutoff valve and the second shutoff valve provided in the second air flow path.
A control device that performs opening / closing control of the first cutoff valve and the second cutoff valve,
Obtaining an air spring internal pressure which is an internal pressure of the air spring;
Acquire the original internal pressure that is the internal pressure of the original air reservoir,
By calculating means provided in the control device, the differential pressure between the air spring internal pressure and the original internal pressure is calculated,
From the map stored in the storage means provided in the control device, obtain the timing corresponding to the differential pressure,
Performing the opening and closing control of the first shut-off valve or the second shut-off valve at the timing by the control device;
A vehicle body tilt control method for a railway vehicle.
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