JP2018039286A - Method of controlling inclination of vehicle body for railway vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道車両が曲線軌道を走行する際、鉄道車両の車体が前方台車及び後方台車に対して目標傾斜角に傾斜するように空気ばねに対する給排気を制御する鉄道車両の車体傾斜制御方法に関する。特に、本発明は、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角に車体を傾斜させることが可能な鉄道車両の車体傾斜制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle body inclination control method for a railway vehicle that controls supply and exhaust of air springs so that the vehicle body of the railway vehicle is inclined at a target inclination angle with respect to the front carriage and the rear carriage when the railway vehicle travels on a curved track. About. In particular, the present invention relates to the inclination angle of the vehicle body relative to the front carriage when the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance-side relaxation curve section of the curved track or enters the exit-side straight section from the exit-side relaxation curve section. The present invention relates to a vehicle body tilt control method that can reduce the vehicle overshoot and the undershoot of the tilt angle of the vehicle body relative to the rear carriage, and can tilt the vehicle body to the intended tilt angle.
曲線軌道を走行中の鉄道車両の乗り心地を改善するため、鉄道車両が有する車体と該車体の前後に配置された一対の台車(前方台車及び後方台車)との間に配置された計4つの空気ばねに対する圧縮空気の給排気を台車毎に制御することで、各台車に対して車体を傾斜させる車体傾斜制御方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
具体的には、この種の車体傾斜制御方法は、鉄道車両が曲線軌道を走行中、外軌側に配置された空気ばねに給気して該空気ばねの高さを高くし、内軌側に配置された空気ばねを排気して該空気ばねの高さを低くすることで、車体を曲線軌道の内側に向けて各台車に対して目標傾斜角まで傾斜させようとする方法である。
In order to improve the riding comfort of a railway vehicle traveling on a curved track, a total of four vehicles arranged between a body of the railway vehicle and a pair of carriages (front carriage and rear carriage) arranged in front of and behind the carriage. 2. Description of the Related Art There is known a vehicle body tilt control method for tilting a vehicle body with respect to each carriage by controlling supply / exhaust of compressed air to / from an air spring for each carriage (see, for example,
Specifically, this type of vehicle body tilt control method is designed to increase the height of the air spring by supplying air to the air spring disposed on the outer gauge side while the railway vehicle is traveling on the curved track. In this method, the air spring arranged in the above is exhausted and the height of the air spring is lowered to incline the vehicle body toward the target inclination angle with respect to each carriage toward the inside of the curved track.
鉄道車両の乗り心地を改善するために必要となる車体の目標傾斜角は、鉄道車両の走行速度や曲線軌道のカント量等に応じて決められる。従来の車体傾斜制御方法では、車体の目標傾斜角を前方台車と後方台車とで区別することなく、何れの台車についても共通する目標傾斜角に設定するのが一般的である。
共通する目標傾斜角に設定する従来の車体傾斜制御方法でも、鉄道車両が曲線軌道のうち円曲線区間を走行する際には、特に問題無く車体を各台車に対して目標傾斜角に傾斜させることができ、鉄道車両の乗り心地を改善することが可能である。
The target inclination angle of the vehicle body required for improving the riding comfort of the railway vehicle is determined according to the traveling speed of the railway vehicle, the cant amount of the curved track, and the like. In the conventional vehicle body tilt control method, the target vehicle body tilt angle is generally set to a common target vehicle tilt angle for any vehicle without distinguishing between the front vehicle and the rear vehicle.
Even when the conventional vehicle body tilt control method is set to a common target tilt angle, when the railway vehicle travels in a circular curve section of a curved track, the vehicle body is tilted to the target tilt angle with respect to each carriage without any particular problem. It is possible to improve the riding comfort of the railway vehicle.
しかしながら、従来の車体傾斜制御方法では、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角と後方台車に対する車体の傾斜角とに差が生じる。特に、前方台車に対する車体の傾斜角が目標傾斜角を超えて傾斜するオーバーシュートが生じる一方、後方台車に対する車体の傾斜角が目標傾斜角に到達しないアンダーシュートが生じる傾向がある。オーバーシュートが生じると、外軌側に配置された空気ばねに過度に給気を行うことになる他、前方台車に対する車体の傾斜角をオーバーシュート状態から目標傾斜角に修正するために、内軌側に配置された空気ばねに給気を行う必要が生じるなど、圧縮空気の消費量増大を引き起こすという問題もある。 However, in the conventional vehicle body tilt control method, when the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance-side relaxation curve section of the curved track or when entering the exit-side straight section from the exit-side relaxation curve section, There is a difference between the inclination angle of the vehicle body and the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage. In particular, an overshoot in which the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage exceeds the target inclination angle occurs, while an undershoot in which the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage does not reach the target inclination angle tends to occur. If overshoot occurs, the air spring arranged on the outer gauge side will be excessively supplied with air, and in order to correct the inclination angle of the vehicle body relative to the front carriage from the overshoot state to the target inclination angle, There is also a problem of causing an increase in the amount of compressed air consumed, such as the need to supply air to the air spring arranged on the side.
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角に車体を傾斜させることが可能な鉄道車両の車体傾斜制御方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and when a railway vehicle enters a circular curve section from an entrance-side relaxation curve section of a curved track, or at an exit-side relaxation curve section. When entering the straight section on the exit side, it is possible to reduce the overshoot of the tilt angle of the vehicle body with respect to the front carriage and the undershoot of the tilt angle of the vehicle body with respect to the rear carriage, and to tilt the vehicle body to the intended tilt angle An object of the present invention is to provide a vehicle body tilt control method for a railway vehicle.
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートが生じるのは、以下の原因であることを知見した。
曲線軌道において、レール面は曲線軌道の内側に向けて傾斜している。以下、曲線軌道の入口側緩和曲線区間を例に挙げて説明する。入口側緩和曲線区間において、前方台車が位置するレール面の地平面に対する傾斜角(レール面角)は、後方台車が位置するレール面のレール面角よりも、曲線軌道の内側に向けて大きい。一方、地平面に対する車体の傾斜角(車体ロール角)は、車体のねじれ弾性変形を無視すれば、前方台車及び後方台車の何れの位置においても同じである。このため、前方台車に対する車体の傾斜角は、後方台車に対する車体の傾斜角よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。
前述のように、従来の車体傾斜制御方法では、前方台車及び後方台車の何れの台車についても、台車に対する車体の目標傾斜角を共通する目標傾斜角に設定しており、この目標傾斜角は曲線軌道の内側に向いた角度である。また、一般的に、入口側緩和曲線区間において、目標傾斜角の絶対値は、前方台車に対する車体の傾斜角の絶対値や、後方台車に対する車体の傾斜角の絶対値よりも大きい。そして、従来の車体傾斜制御方法では、目標傾斜角と、各台車に対する車体の傾斜角(傾斜角測定値)との偏差に応じて、各台車に対する給排気制御指令を送信している。前述のように、入口側緩和曲線区間において、前方台車に対する車体の傾斜角は、後方台車に対する車体の傾斜角よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。また、前述のように、目標傾斜角は曲線軌道の内側に向いた角度であり、入口緩和曲線区間において、目標傾斜角の絶対値は、前方台車に対する車体の傾斜角の絶対値や、後方台車に対する車体の傾斜角の絶対値よりも大きい。したがい、入口側緩和曲線区間において、目標傾斜角と前方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値は、目標傾斜角と後方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値よりも大きくなる。これに伴い、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値は、後方台車に対する給排気制御指令の絶対値よりも大きくなる。
そして、鉄道車両が入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入し、前方台車が位置するレール面のレール面角と後方台車が位置するレール面のレール面角とが同一になると、前述のように、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値が後方台車に対する給排気制御指令の絶対値よりも大きい場合には、前方台車に対する車体の傾斜角の絶対値は、後方台車に対する車体の傾斜角の絶対値よりも大きくなる。すなわち、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートが生じ易くなる。鉄道車両が曲線軌道の出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。
以上に説明した原因により、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートが生じることを本発明者らは知見した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies. As a result, when a railway vehicle enters the circular curve section from the entrance-side relaxation curve section of the curved track, or enters the exit-side straight section from the exit-side relaxation curve section. In doing so, it has been found that the overshoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage and the undershoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage are caused by the following causes.
In the curved track, the rail surface is inclined toward the inside of the curved track. Hereinafter, the entrance side relaxation curve section of the curved track will be described as an example. In the entrance side relaxation curve section, the inclination angle (rail surface angle) of the rail surface on which the front carriage is located with respect to the ground plane is larger toward the inside of the curved track than the rail surface angle of the rail surface on which the rear carriage is located. On the other hand, the inclination angle of the vehicle body (vehicle body roll angle) with respect to the ground plane is the same at any position of the front carriage and the rear carriage if the torsional elastic deformation of the vehicle body is ignored. For this reason, the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage is larger toward the outside of the curved track than the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage.
As described above, in the conventional vehicle body inclination control method, the target inclination angle of the vehicle body relative to the carriage is set to a common target inclination angle for both the front carriage and the rear carriage, and this target inclination angle is a curve. The angle is toward the inside of the orbit. In general, in the entrance side relaxation curve section, the absolute value of the target inclination angle is larger than the absolute value of the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage and the absolute value of the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage. In the conventional vehicle body tilt control method, an air supply / exhaust control command for each vehicle is transmitted according to the deviation between the target vehicle tilt angle and the vehicle body tilt angle (inclined angle measurement value) for each vehicle. As described above, in the entrance side relaxation curve section, the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage is larger toward the outside of the curved track than the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage. Further, as described above, the target inclination angle is an angle directed toward the inside of the curved track, and in the entrance relaxation curve section, the absolute value of the target inclination angle is the absolute value of the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage or the rear carriage. Is greater than the absolute value of the vehicle body inclination angle. Accordingly, in the entrance side relaxation curve section, the absolute value of the deviation between the target inclination angle and the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage is larger than the absolute value of the deviation between the target inclination angle and the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage. Along with this, the absolute value of the supply / exhaust control command for the front carriage becomes larger than the absolute value of the supply / exhaust control command for the rear carriage.
Then, when the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance side relaxation curve section, the rail surface angle of the rail surface where the front carriage is located and the rail surface angle of the rail face where the rear carriage is located are the same as described above. In addition, when the absolute value of the supply / exhaust control command for the front carriage is larger than the absolute value of the supply / exhaust control command for the rear carriage, the absolute value of the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage is equal to the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage. It becomes larger than the absolute value. That is, when the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance-side relaxation curve section of the curved track, an overshoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage and an undershoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage are likely to occur. The same applies when the railway vehicle enters the exit-side straight section from the exit-side relaxation curve section of the curved track.
The present inventors have found that due to the causes described above, an overshoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage and an undershoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage occur.
そこで、本発明者らは、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際に、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値と、後方台車に対する給排気制御指令の絶対値との差の絶対値が小さくなるように、前方台車に対する車体の目標傾斜角と後方台車に対する車体の目標傾斜角とを異なる設定にすることに着眼し、如何に異なる設定にするのが適切であるかについて更に鋭意検討した。
その結果、鉄道車両が曲線軌道を走行する際に空気ばねに対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定し、この仮定した非制御状態における前方台車及び後方台車に対する車体の傾斜角差(各台車に対する車体の傾斜角と、前方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と後方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における各台車に対する車体の傾斜角との差)を算出することを考えた。
非制御状態において、曲線軌道を走行する鉄道車両の車体には、遠心力によるロール方向のモーメントが作用し、これにより各台車に対して車体が曲線軌道の外側に向けて傾斜する。この際、例えば、入口側緩和曲線区間では、前方台車が位置するレール面の地平面に対する傾斜角(レール面角)は、後方台車が位置するレール面のレール面角よりも、曲線軌道の内側に向けて大きい。一方、地平面に対する車体の傾斜角(車体ロール角)は、車体のねじれ弾性変形を無視すれば、前方台車及び後方台車の何れの位置においても同じである。このため、前方台車に対する車体の傾斜角は、後方台車に対する車体の傾斜角よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。したがい、前方台車に対する車体の傾斜角差(前方台車に対する車体の傾斜角と、前方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と後方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前方台車に対する車体の傾斜角との差)は、後方台車に対する車体の傾斜角差(後方台車に対する車体の傾斜角と、前方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と後方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における後方台車に対する車体の傾斜角との差)よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。
したがい、上記のようにして算出した各傾斜角差を、前方台車及び後方台車に共通する目標傾斜角(初期目標傾斜角)に加算したものを新たな目標傾斜角として前方台車及び後方台車毎に設定すれば、入口側緩和曲線区間において、前方台車に対する車体の目標傾斜角は、後方台車に対する車体の目標傾斜角よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。このため、前方台車に対する車体の目標傾斜角と前方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値と、後方台車に対する車体の目標傾斜角と後方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値との差の絶対値は、従来の車体傾斜制御方法における、目標傾斜角と前方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値と、目標傾斜角と後方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値との差の絶対値よりも小さくなる。これにより、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値と、後方台車に対する給排気制御指令の絶対値との差の絶対値も、従来の車体傾斜制御方法よりも小さくなる結果、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュート(初期目標傾斜角に対するオーバーシュート)や、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを抑制可能であることを知見した。鉄道車両が曲線軌道の出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。
Therefore, when the railway vehicle travels in the relaxation curve section, the absolute value of the difference between the absolute value of the supply / exhaust control command for the front carriage and the absolute value of the supply / exhaust control instruction for the rear carriage is small. Thus, focusing on setting different target inclination angles of the vehicle body relative to the front carriage and the vehicle body inclination relative to the rear carriage, further studies were conducted on how different settings are appropriate.
As a result, when the railway vehicle travels on a curved track, it assumes a non-control state in which air supply / exhaust control is not performed on the air spring, and the inclination angle difference of the vehicle body with respect to the front and rear vehicles in this assumed non-control state (each vehicle Assuming that there is no difference between the inclination angle of the vehicle body with respect to the ground plane and the inclination angle of the curved track rail surface where the front carriage is located and the inclination angle of the curved track rail surface where the rear carriage is located with respect to the ground plane It was considered to calculate the difference between the inclination angle of the car body and each car.
In the uncontrolled state, a moment in the roll direction due to centrifugal force acts on the body of the railway vehicle traveling on the curved track, and thereby the vehicle body is inclined toward the outside of the curved track with respect to each carriage. At this time, for example, in the entrance-side relaxation curve section, the inclination angle (rail surface angle) of the rail surface on which the front carriage is located with respect to the ground plane is larger than the rail surface angle on the rail surface on which the rear carriage is located. Great towards. On the other hand, the inclination angle of the vehicle body (vehicle body roll angle) with respect to the ground plane is the same at any position of the front carriage and the rear carriage if the torsional elastic deformation of the vehicle body is ignored. For this reason, the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage is larger toward the outside of the curved track than the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage. Therefore, the difference in the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage (the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage, the inclination angle with respect to the ground plane of the curved track where the front carriage is located, and the ground plane of the rail surface of the curved track where the rear carriage is located Assuming that there is no difference in the inclination angle with respect to the vehicle, the difference between the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage is the difference in inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage (the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage and the curve where the front carriage is located). More than the difference between the inclination angle of the rail surface of the track with respect to the ground plane and the inclination angle of the curved track where the rear carriage is located with respect to the ground plane of the curved track, with respect to the rear carriage. , Grows outside the curved trajectory.
Accordingly, the difference between the inclination angles calculated as described above is added to the target inclination angle (initial target inclination angle) common to the front carriage and the rear carriage as a new target inclination angle for each of the front carriage and the rear carriage. If set, in the entrance side relaxation curve section, the target inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage becomes larger toward the outside of the curved track than the target inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage. Therefore, the absolute value of the deviation between the target inclination angle of the vehicle body relative to the front carriage and the inclination angle of the vehicle body relative to the front carriage, and the absolute value of the deviation between the target inclination angle of the vehicle body relative to the rear carriage and the inclination angle of the vehicle body relative to the rear carriage The absolute value of the difference between the absolute value of the deviation between the target inclination angle and the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage, and the absolute value of the deviation between the target inclination angle and the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage in the conventional vehicle body inclination control method. It becomes smaller than the absolute value of the difference from the value. As a result, the absolute value of the difference between the absolute value of the supply / exhaust control command for the front carriage and the absolute value of the supply / exhaust control command for the rear carriage is also smaller than in the conventional vehicle body tilt control method. When entering the circular curve section from the entrance side relaxation curve section, it is possible to suppress overshoot of the vehicle body tilt angle with respect to the front bogie (overshoot with respect to the initial target tilt angle) and undershoot of the vehicle body tilt angle with respect to the rear bogie I found out that there was. The same applies when the railway vehicle enters the exit-side straight section from the exit-side relaxation curve section of the curved track.
本発明は、上記本発明者らの知見に基づき完成したものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、車体、該車体の前後に配置された前方台車及び後方台車、並びに前記前方台車及び前記後方台車それぞれの左右に配置され前記車体を支持する空気ばねを有する鉄道車両において、前記車体が前記前方台車及び前記後方台車に対して目標傾斜角に傾斜するように前記空気ばねに対する給排気を制御する鉄道車両の車体傾斜制御方法であって、以下の第1手順〜第3手順を含むことを特徴とする。
(1)第1手順:前記前方台車及び前記後方台車に共通する、前記前方台車及び前記後方台車に対する前記車体の初期目標傾斜角を設定する。
(2)第2手順:前記鉄道車両が曲線軌道を走行する際に前記空気ばねに対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定した場合における前記車体、前記前方台車及び前記後方台車の各重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いに基づき、前記非制御状態における前記前方台車及び前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差をそれぞれ算出する。
(3)第3手順:前記算出した各傾斜角差を前記初期目標傾斜角に加算することで、前記目標傾斜角を前記前方台車及び前記後方台車毎に算出し、前記鉄道車両が曲線軌道を走行する際、前記車体が前記前方台車及び前記後方台車に対して前記算出した各目標傾斜角に傾斜するように前記空気ばねに対する給排気を制御する。
なお、前記第2手順で算出する前記前方台車に対する前記車体の傾斜角差は、前記前方台車に対する前記車体の傾斜角と、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記前方台車に対する前記車体の傾斜角との差を意味し、前記第2手順で算出する前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差は、前記後方台車に対する前記車体の傾斜角と、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記後方台車に対する前記車体の傾斜角との差を意味する。
The present invention has been completed based on the findings of the inventors.
That is, in order to solve the above problems, the present invention provides a vehicle body, a front carriage and a rear carriage arranged before and after the vehicle body, and an air spring arranged on the left and right of each of the front carriage and the rear carriage to support the vehicle body. A rail car body tilt control method for controlling supply and exhaust of air springs so that the car body tilts at a target tilt angle with respect to the front carriage and the rear carriage. 1 to 3 procedures are included.
(1) First procedure: An initial target inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage and the rear carriage, which is common to the front carriage and the rear carriage, is set.
(2) Second procedure: The respective center of gravity of the vehicle body, the front carriage, and the rear carriage when assuming a non-control state in which supply / exhaust control is not performed on the air spring when the railway vehicle travels on a curved track. Based on the balance of the moments in the roll direction as a reference, the inclination angle difference of the vehicle body with respect to the front carriage and the rear carriage in the uncontrolled state is calculated.
(3) Third procedure: by adding the calculated inclination angle difference to the initial target inclination angle, the target inclination angle is calculated for each of the front carriage and the rear carriage, and the railway vehicle follows a curved track. When traveling, the air supply / exhaust to the air spring is controlled so that the vehicle body is inclined at the calculated target inclination angles with respect to the front carriage and the rear carriage.
In addition, the inclination angle difference of the vehicle body with respect to the front carriage calculated in the second procedure is the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage and the inclination angle with respect to the ground plane of the rail surface of the curved track on which the front carriage is located. And the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage when it is assumed that there is no difference between the inclination angle with respect to the ground plane of the rail surface of the curved track on which the rear carriage is located, and in the second step The difference in the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage calculated is that the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage, the inclination angle with respect to the ground plane of the rail surface of the curved track where the front carriage is located, and the rear carriage are located. It means the difference between the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage when it is assumed that there is no difference between the inclination angle of the rail surface of the curved track and the ground plane.
本発明によれば、第1手順で初期目標傾斜角(従来の前方台車及び後方台車に共通する目標傾斜角に相当)を設定し、第2手順で非制御状態における前方台車及び後方台車に対する車体の傾斜角差をそれぞれ算出する。そして、第3手順において、第2手順で算出した各傾斜角差を第1手順で設定した共通する初期目標傾斜角に加算することで、目標傾斜角を前方台車及び後方台車毎に算出し(緩和曲線区間においては、前方台車及び後方台車で異なる目標傾斜角を設定し)、鉄道車両が曲線軌道を走行する際、車体が前方台車及び後方台車に対して各目標傾斜角に傾斜するように空気ばねに対する給排気を制御する。
このため、前述のように本発明者らが知見した通り、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際に、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値と、後方台車に対する給排気制御指令の絶対値との差の絶対値を小さくすることができ、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角(初期目標傾斜角)に車体を傾斜させることが可能である。
According to the present invention, the initial target inclination angle (corresponding to the target inclination angle common to the conventional front and rear carriages) is set in the first procedure, and the vehicle body for the front and rear carriages in the uncontrolled state in the second procedure. Are calculated respectively. Then, in the third procedure, the target inclination angle is calculated for each of the front carriage and the rear carriage by adding each inclination angle difference calculated in the second procedure to the common initial target inclination angle set in the first procedure ( In the relaxation curve section, different target inclination angles are set for the front carriage and the rear carriage so that when the railway vehicle runs on the curved track, the vehicle body is inclined to each target inclination angle with respect to the front carriage and the rear carriage. Controls supply and exhaust of air springs.
For this reason, as described above, when the railway vehicle travels in the relaxation curve section as described above, the absolute value of the supply / exhaust control command for the front carriage and the absolute value of the supply / exhaust control instruction for the rear carriage The absolute value of the difference can be reduced, when the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance side relaxation curve section of the curved track, or when entering the exit side straight section from the exit side relaxation curve section, It is possible to reduce the overshoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage and the undershoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage, and to incline the vehicle body to the intended inclination angle (initial target inclination angle).
なお、本発明において、「前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記前方台車に対する前記車体の傾斜角」(以下、適宜これを「第1傾斜角」という)としては、鉄道車両が曲線軌道の緩和曲線区間を走行する際には、前方台車及び後方台車の双方が、前方台車が位置するレール面のレール面角と後方台車が位置するレール面のレール面角との平均値であるレール面角を有するレール面を走行すると仮定した場合における前方台車に対する車体の傾斜角を例示できる。同様に、「前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記後方台車に対する前記車体の傾斜角」(以下、適宜これを「第2傾斜角」という)としては、鉄道車両が曲線軌道の緩和曲線区間を走行する際には、前方台車及び後方台車の双方が、前方台車が位置するレール面のレール面角と後方台車が位置するレール面のレール面角との平均値であるレール面角を有するレール面を走行すると仮定した場合における後方台車に対する車体の傾斜角を例示できる。第1傾斜角と第2傾斜角とは同じ値になる。
また、本発明において、鉄道車両が曲線軌道の円曲線区間を走行する際には、前方台車が位置する円曲線区間のレール面の地平面に対する傾斜角と、後方台車が位置する円曲線区間のレール面の地平面に対する傾斜角とに実際に差が無いため、非制御状態において、前方台車に対する車体の傾斜角と第1傾斜角とは等しくなり、後方台車に対する車体の傾斜角と第2傾斜角とは等しくなる。このため、第2手順で算出する非制御状態における前方台車及び後方台車に対する車体の傾斜角差はいずれもゼロになる。したがい、第3手順で前方台車及び後方台車毎に算出する各目標傾斜角は、いずれも第1手順で設定した初期目標傾斜角に等しくなって、従来の車体傾斜制御方法と同様の制御が行われることになる。
In the present invention, “if there is no difference between the inclination angle of the rail surface of the curved track where the front carriage is located and the inclination angle of the rail surface of the curved track where the rear carriage is located with respect to the ground plane. Assuming that the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage when assumed (hereinafter, this is referred to as “first inclination angle” as appropriate), when the railway vehicle travels along a relaxation curve section of a curved track, Forward when assuming that both of the rear carriages travel on a rail surface having a rail surface angle that is an average of the rail surface angle of the rail surface where the front carriage is located and the rail surface angle of the rail surface where the rear carriage is located. The inclination angle of the vehicle body with respect to the carriage can be exemplified. Similarly, “when it is assumed that there is no difference between the inclination angle of the curved track where the front carriage is located with respect to the ground plane of the rail surface and the inclination angle of the curved track where the rear carriage is located with respect to the ground plane. The inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage (hereinafter, referred to as “second inclination angle” as appropriate) is used when the railway vehicle travels along a curved curve section of a curved track. The vehicle body for the rear carriage when it is assumed that both run on the rail face having a rail face angle that is the average of the rail face angle of the rail face where the front carriage is located and the rail face angle of the rail face where the rear carriage is located Can be exemplified. The first inclination angle and the second inclination angle have the same value.
Further, in the present invention, when the railway vehicle travels in the circular curve section of the curved track, the inclination angle with respect to the ground plane of the rail surface of the circular curve section where the front carriage is located and the circular curve section where the rear carriage is located. Since there is no actual difference between the inclination angle of the rail surface and the ground plane, in the uncontrolled state, the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage is equal to the first inclination angle, and the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage and the second inclination angle. The angle is equal. For this reason, the inclination angle difference of the vehicle body with respect to the front carriage and the rear carriage in the non-control state calculated in the second procedure is zero. Therefore, each target inclination angle calculated for each of the front carriage and the rear carriage in the third procedure is equal to the initial target inclination angle set in the first procedure, and the same control as the conventional vehicle body inclination control method is performed. It will be.
本発明において、前記第2手順で算出する前記前方台車に対する前記車体の傾斜角差をφ2fsとし、前記第2手順で算出する前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差をφ2bsとすると、各傾斜角差は以下の式(15)及び式(16)で表わすことができる。
φ2fs=K・(φ0b−φ0f) ・・・(15)
φ2bs=−K・(φ0b−φ0f)・・・(16)
ただし、上記式(15)及び式(16)において、Kは、前記空気ばねの上下剛性並びに前記前方台車及び前記後方台車に配置された軸ばねの上下剛性によって決まる定数であり、φ0fは、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角であり、φ0bは、前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角である。
In the present invention, when the inclination angle difference of the vehicle relative to the front bogie to calculate in the second procedure and phi 2fs, the inclination angle difference of the vehicle body relative to said rear bogie be calculated by the second procedure and phi 2bs, each The inclination angle difference can be expressed by the following equations (15) and (16).
φ 2fs = K · (φ 0b -φ 0f) ··· (15)
φ 2bs = −K · (φ 0b −φ 0f ) (16)
However, in the above formulas (15) and (16), K is a constant determined by the vertical stiffness of the air spring and the vertical stiffness of the shaft springs arranged in the front carriage and the rear carriage, and φ 0f is The inclination angle of the curved track where the front carriage is located with respect to the ground plane of the rail surface, and φ 0b is the inclination angle of the curved track where the rear carriage is located with respect to the ground plane.
本発明によれば、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角に車体を傾斜させることが可能である。このため、圧縮空気の消費量を低減することも可能である。 According to the present invention, when the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance side relaxation curve section of the curved track, or when entering the exit side straight section from the exit side relaxation curve section, the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage It is possible to reduce the overshoot and the undershoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage, and to incline the vehicle body to the intended inclination angle. For this reason, it is also possible to reduce the consumption of compressed air.
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る鉄道車両の車体傾斜制御方法について説明する。
最初に、従来の車体傾斜制御方法と、従来の車体傾斜制御方法で前方台車のオーバーシュートや後方台車のアンダーシュートが生じる原因について本発明者らの得た知見とに関して詳しく説明する。
Hereinafter, a vehicle body tilt control method for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as appropriate.
First, a detailed description will be given of the conventional vehicle body tilt control method and the knowledge obtained by the present inventors regarding the cause of the overshoot of the front carriage and the undershoot of the rear carriage in the conventional vehicle body tilt control method.
<従来の車体傾斜制御方法>
図1は、従来の車体傾斜制御方法を説明する説明図である。
図1に示すように、従来の車体傾斜制御方法は、車体1、車体1の前後(鉄道車両の進行方向の前後)に配置された一対の台車2(前方台車2f及び後方台車2b)、並びに前方台車2f及び後方台車2bそれぞれの左右に配置され車体1を支持する空気ばね3を有する鉄道車両において、車体1が前方台車2f及び後方台車2bに対して目標傾斜角に傾斜(ロール方向に傾斜)するように空気ばね3に対する給排気を制御する方法である。なお、各台車2の前後には、一対の輪軸4が配置されている。また、各台車2の前後左右には、計4つの軸ばね5(図1には図示せず)が配置されている。
図1に示すように、従来の車体傾斜制御方法では、車体1の目標傾斜角を前方台車2fと後方台車2bとで区別することなく、何れの台車2についても共通する目標傾斜角に設定している。そして、前方台車2f用の制御器10fは、目標傾斜角と、公知の傾斜角測定センサ(図示せず)で測定した前方台車2fに対する車体1の傾斜角測定値との偏差に応じて、この偏差が小さくなるように前方台車2fに対する給排気制御指令を送信する。一方、後方台車2b用の制御器10bは、目標傾斜角と、公知の傾斜角測定センサ(図示せず)で測定した後方台車2bに対する車体1の傾斜角測定値との偏差に応じて、この偏差が小さくなるように後方台車2bに対する給排気制御指令を送信する。
<Conventional vehicle body tilt control method>
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a conventional vehicle body tilt control method.
As shown in FIG. 1, a conventional vehicle body tilt control method includes a
As shown in FIG. 1, in the conventional vehicle body inclination control method, the target inclination angle of the
図2は、鉄道車両が緩和曲線区間(入口側緩和曲線区間)を走行する際の状態を鉄道車両の進行方向から見て模式的に説明する説明図である。図2(a)は車体ロール角及びレール面角の説明図であり、図2(b)は前方台車2fの状態を示す図であり、図2(c)は後方台車2bの状態を示す図である。
図2(a)において、φ0は、地平面に対するレール面の傾斜角度であるレール面角を意味する。θcは、地平面に対する車体1の傾斜角度である車体ロール角を意味する。後述のように、車体1のねじれ弾性変形を無視すれば、車体ロール角θcは、前方台車2f及び後方台車2bの何れの位置においても同じである。
図2(b)において、φ0fは、前方台車2fが位置するレール面のレール面角を意味する。φ1fは、レール面に対する前方台車2fの傾斜角を意味し、φ2fは、前方台車2fに対する車体1の傾斜角を意味する。
図2(c)において、φ0bは、後方台車2bが位置するレール面のレール面角を意味する。φ1bは、レール面に対する後方台車2bの傾斜角を意味し、φ2bは、後方台車2bに対する車体1の傾斜角を意味する。
なお、本実施形態においては、基準に対して曲線軌道の内側に向いた角度(図2において反時計回り方向の角度)を負の値とし、基準に対して曲線軌道の外側に向いた角度(図2において時計回り方向の角度)を正の値とする。曲線軌道においては、基準である地平面に対してレール面が常に曲線軌道の内側に向けて傾斜しているため、レール面角φ0(φ0f、φ0b)は常に負の値となる。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating a state when the railway vehicle travels in a relaxation curve section (entrance-side relaxation curve section) when viewed from the traveling direction of the railway vehicle. 2A is an explanatory diagram of the vehicle body roll angle and the rail surface angle, FIG. 2B is a diagram showing the state of the
In FIG. 2A, φ 0 means a rail surface angle that is an inclination angle of the rail surface with respect to the ground plane. θ c means a vehicle body roll angle that is an inclination angle of the
In FIG. 2B, φ 0f means the rail surface angle of the rail surface on which the
In FIG.2 (c), (phi) 0b means the rail surface angle of the rail surface in which the back trolley | bogie 2b is located. φ 1b means an inclination angle of the
In the present embodiment, an angle (in the counterclockwise direction in FIG. 2) facing the inside of the curved trajectory with respect to the reference is a negative value, and an angle (outward of the curved trajectory with respect to the reference) ( In FIG. 2, the clockwise angle) is a positive value. In the curved track, the rail surface always tilts inward of the curved track with respect to the reference ground plane, so the rail surface angle φ 0 (φ 0f , φ 0b ) is always a negative value.
曲線軌道の入口側緩和曲線区間において、前方台車2fが位置するレール面のレール面角φ0fは、後方台車2bが位置するレール面のレール面角φ0bよりも、曲線軌道の内側に向けて大きい。すなわち、以下の式(1)が成立する。
φ0f<φ0b・・・(1)
一方、車体ロール角θcは、車体1のねじれ弾性変形を無視すれば、前方台車2f及び後方台車2bの何れの位置においても同じである。すなわち、以下の式(2)が成立する。
θc=φ0f+φ1f+φ2f=φ0b+φ1b+φ2b ・・・(2)
このため、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fは、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。また、レール面に対する前方台車2fの傾斜角φ1fも、レール面に対する後方台車2bの傾斜角φ1bよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。すなわち、以下の式(3)及び式(4)が成立する。
φ2f>φ2b・・・(3)
φ1f>φ1b・・・(4)
In the entrance side relaxation curve section of the curved track, the rail surface angle φ 0f of the rail surface on which the
φ 0f <φ 0b (1)
Meanwhile, the body roll angle theta c, neglecting torsional elastic deformation of the
θ c = φ 0f + φ 1f + φ 2f = φ 0b + φ 1b +
Therefore, the inclination angle phi 2f of the
φ 2f > φ 2b (3)
φ 1f > φ 1b (4)
前述のように、従来の車体傾斜制御方法では、前方台車2f及び後方台車2bの何れの台車2についても、台車2に対する車体1の目標傾斜角を共通する目標傾斜角に設定しており、この目標傾斜角は曲線軌道の内側に向いた角度である。また、一般的に、入口側緩和曲線区間において、目標傾斜角の絶対値は、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fの絶対値や、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bの絶対値よりも大きい。すなわち、共通する目標傾斜角をφrefとすれば、以下の式(5)及び式(6)が成立する。
φref<0 ・・・(5)
φrefの絶対値>φ2fの絶対値、φ2bの絶対値 ・・・(6)
そして、前述のように、従来の車体傾斜制御方法では、目標傾斜角φrefと、各台車2に対する車体1の傾斜角測定値との偏差に応じて、各台車2に対する給排気制御指令を送信している。
As described above, in the conventional vehicle body inclination control method, the target inclination angle of the
φ ref <0 (5)
the absolute value of φ the absolute value of the ref> φ 2f, the absolute value of φ 2b ··· (6)
As described above, in the conventional vehicle body tilt control method, the supply / exhaust control command for each
前述のように、入口側緩和曲線区間において、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fは、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる(式(3)が成立する)。また、前述のように、目標傾斜角φrefは曲線軌道の内側に向いた角度であり(式(5)が成立する)、入口緩和曲線区間において、目標傾斜角φrefの絶対値は、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fの絶対値や、後方台車2bに対する車体1の傾斜角の絶対値φ2bよりも大きい(式(6)が成立する)。したがい、式(3)、式(5)及び式(6)より、入口側緩和曲線区間において、目標傾斜角φrefと前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fとの偏差であるφref−φ2fの絶対値は、目標傾斜角φrefと後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bとの偏差であるφref−φ2bの絶対値よりも大きくなる。これに伴い、前方台車2fに対する給排気制御指令の絶対値は、後方台車2bに対する給排気制御指令の絶対値よりも大きくなる。
As described above, at the inlet side transition curve section, the inclination angle phi 2f of the
そして、鉄道車両が入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入し、前方台車2fが位置するレール面のレール面角φ0fと後方台車2bが位置するレール面のレール面角φ0bとが同一になると、前述のように、前方台車2fに対する給排気制御指令の絶対値が後方台車2bに対する給排気制御指令の絶対値よりも大きい場合には、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fの絶対値は、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bの絶対値よりも大きくなる。すなわち、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fのオーバーシュートや、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bのアンダーシュートが生じ易くなる。鉄道車両が曲線軌道の出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。
以上に説明した原因により、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートが生じることを本発明者らは知見した。上記では、鉄道車両が入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際を例に挙げて説明したが、鉄道車両が出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。また、上記に説明した原因は、後述する図5(a)に示すグラフを参照することによっても理解できる。
Then, the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance side relaxation curve section, and the rail surface angle φ 0f of the rail surface where the
The present inventors have found that due to the causes described above, an overshoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage and an undershoot of the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage occur. In the above description, the case where the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance side relaxation curve section is described as an example, but the same applies to the case where the railway vehicle enters the exit side straight section from the exit side relaxation curve section. The cause explained above can also be understood by referring to a graph shown in FIG.
<本実施形態に係る車体傾斜制御方法>
本実施形態に係る車体傾斜制御方法は、上記の原因分析に基づいて案出されたものである。
図3は、本実施形態に係る車体傾斜制御方法を説明する説明図である。
図3に示すように、本実施形態に係る車体傾斜制御方法は、従来の車体傾斜制御方法と同様に、車体1、車体1の前後に配置された一対の台車2(前方台車2f及び後方台車2b)、並びに前方台車2f及び後方台車2bそれぞれの左右に配置され車体1を支持する空気ばね3を有する鉄道車両において、車体1が前方台車2f及び後方台車2bに対して目標傾斜角に傾斜(ロール方向に傾斜)するように空気ばね3に対する給排気を制御する方法である。
ただし、本実施形態に係る車体傾斜制御方法は、以下の第1手順〜第3手順を含む点が従来とは異なる。
<Car body tilt control method according to the present embodiment>
The vehicle body tilt control method according to the present embodiment has been devised based on the above cause analysis.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the vehicle body tilt control method according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the vehicle body tilt control method according to the present embodiment is similar to the conventional vehicle body tilt control method. The
However, the vehicle body tilt control method according to the present embodiment is different from the conventional one in that it includes the following first to third procedures.
(1)第1手順:前方台車2f及び後方台車2bに共通する、前方台車2f及び後方台車2bに対する車体1の初期目標傾斜角φrefを設定する。この初期目標傾斜角φrefが従来の目標傾斜角に相当する。
(1) First procedure: An initial target inclination angle φ ref of the
(2)第2手順:鉄道車両が曲線軌道を走行する際に空気ばね3に対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定した場合における車体1、前方台車2f及び後方台車2bの各重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いに基づき、非制御状態における前方台車2f及び後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2fs、φ2bsをそれぞれ算出する。
第2手順で算出する前方台車2fに対する車体1の傾斜角差φ2fsは、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fと、前方台車2fが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ0fと後方台車2bが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ0bとに差が無いと仮定した場合における前方台車2fに対する車体1の傾斜角(第1傾斜角)との差を意味する。また、第2手順で算出する後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2bsは、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bと、前方台車2fが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ0fと後方台車2bが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ0bとに差が無いと仮定した場合における後方台車2bに対する車体1の傾斜角(第2傾斜角)との差を意味する。
上記の第1傾斜角としては、鉄道車両が曲線軌道の緩和曲線区間を走行する際には、前方台車2f及び後方台車2bの双方が、前方台車2fが位置するレール面のレール面角φ0fと後方台車2bが位置するレール面のレール面角φ0bとの平均値であるレール面角を有するレール面を走行すると仮定した場合における前方台車2fに対する車体1の傾斜角を例示できる。同様に、上記の第2傾斜角としては、鉄道車両が曲線軌道の緩和曲線区間を走行する際には、前方台車2f及び後方台車2bの双方が、前方台車2fが位置するレール面のレール面角φ0fと後方台車2bが位置するレール面のレール面角φ0bとの平均値であるレール面角を有するレール面を走行すると仮定した場合における後方台車2bに対する車体1の傾斜角を例示できる。上記の第1傾斜角と第2傾斜角とは同じ値になるため、以下、同じ参照符号のφ2rを付けて説明する。
前方台車2f及び後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2fs、φ2bsの具体的な算出方法の例については後述する。
(2) Second procedure: The center of gravity of the
Inclination angle difference phi 2fs of the
As for the first inclination angle, when the railway vehicle travels on the curved curve section of the curved track, both the
An example of a specific calculation method of the inclination angle differences φ 2fs and φ 2bs of the
(3)第3手順:第2手順で算出した各傾斜角差φ2fs、φ2bsを初期目標傾斜角φrefに加算することで、目標傾斜角φreff、φrefbを前方台車2f及び後方台車2b毎に算出し、鉄道車両が曲線軌道を走行する際、車体1が前方台車2f及び後方台車2bに対して算出した各目標傾斜角φreff、φrefbに傾斜するように空気ばね3に対する給排気を制御する。すなわち、前方台車2f用の制御器10fは、目標傾斜角φreffと、公知の傾斜角測定センサ(図示せず)で測定した前方台車2fに対する車体1の傾斜角測定値との偏差に応じて、この偏差が小さくなるように前方台車2fに対する給排気制御指令を送信する。一方、後方台車2b用の制御器10bは、目標傾斜角φreffと、公知の傾斜角測定センサ(図示せず)で測定した後方台車2bに対する車体1の傾斜角測定値との偏差に応じて、この偏差が小さくなるように後方台車2bに対する給排気制御指令を送信する。
(3) Third Step: second respective tilt angle difference calculated in step φ 2fs, φ 2bs a by adding to the initial target tilt angle phi ref, the target inclination angle phi reff, forward phi refb truck 2f and the rear bogie When the railway vehicle travels on a curved track, the supply to the
以下、上記第2手順において非制御状態における前方台車2f及び後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2fs、φ2bsをそれぞれ算出する方法について、具体的に説明する。
図4は、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際の非制御状態を鉄道車両の進行方向から見て模式的に説明する説明図である。
図4において、b1は、軸ばね5の取り付け位置の左右方向の間隔を意味する。b2は、空気ばね3の取り付け位置の左右方向の間隔を意味する。k1は、軸ばね5の各台車片側分(2つ分)を合成した上下剛性を意味する。k2は、空気ばね3の各台車片側分(1つ分)の上下剛性を意味する。なお、図4では、前方台車2fと後方台車2bとを区別せずに、φ0、φ1、φ2と表記しているが、実際には、前方台車2fについては、φ0f、φ1f、φ2fとなり、後方台車2bについては、φ0b、φ1b、φ2bとなる。φ0f、φ1f、φ2f、φ0b、φ1b、φ2bの意味は、図2を参照して前述したものと同じである。
Hereinafter, a method for calculating the inclination angle differences φ 2fs and φ 2bs of the
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically illustrating a non-control state when the railway vehicle travels in the relaxation curve section as seen from the traveling direction of the railway vehicle.
In FIG. 4, b <b> 1 means a distance in the left-right direction of the attachment position of the
前方台車2fに対する車体1の傾斜角差φ2fsは、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fと、第1傾斜角φ2rとの差であるため、以下の式(7)が成立し、後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2bsは、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bと、第2傾斜角φ2rとの差であるため、以下の式(8)が成立する。
φ2f=φ2r+φ2fs ・・・(7)
φ2b=φ2r+φ2bs ・・・(8)
Since the inclination angle difference φ 2fs of the
φ 2f = φ 2r + φ 2fs (7)
φ 2b = φ 2r + φ 2bs (8)
ここで、A=2・(b1/2)2・k1とし、B=2・(b2/2)2・k2とすれば、前方台車2fの重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合い(ロール角加速度=0、ロール角速度=0)から、以下の式(9)が成立する。
B・(φ2r+φ2fs)−A・φ1f=0 ・・・(9)
また、後方台車2bの重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いから、以下の式(10)が成立する。
B・(φ2r+φ2bs)−A・φ1b=0 ・・・(10)
さらに、車体1の重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いから、以下の式(11)が成立する。
B・(φ2r+φ2fs)+B・(φ2r+φ2bs)=F ・・・(11)
上記の式(11)に示すFは、鉄道車両が曲線軌道を走行する際に車体1に作用する遠心力によるロール方向のモーメントである。前方台車2fが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ0fと、後方台車2bが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ0bとに差があっても無くても車体1に作用する遠心力によるロール方向のモーメントは同一であるため、以下の式(12)が成立する。
2・B・φ2r=F ・・・(12)
Here, if A = 2 · (b1 / 2) 2 · k1 and B = 2 · (b2 / 2) 2 · k2, the moment balance in the roll direction based on the center of gravity of the
B · (φ 2r + φ 2fs ) −A · φ 1f = 0 (9)
Moreover, the following formula | equation (10) is materialized from the balance of the moment of the roll direction on the basis of the gravity center of the back trolley |
B · (φ 2r + φ 2bs ) −A · φ 1b = 0 (10)
Further, from the balance of moments in the roll direction with respect to the center of gravity of the
B · (φ 2r + φ 2fs ) + B · (φ 2r + φ 2bs ) = F (11)
F shown in the above equation (11) is a moment in the roll direction due to the centrifugal force acting on the
2 · B · φ 2r = F (12)
したがい、上記の式(7)〜式(12)及び前述の式(2)より、非制御状態における前方台車2fに対する車体1の傾斜角差φ2fsは、以下の式(13)で表わされ、非制御状態における後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2bsは、以下の式(14)で表わされることになる。
φ2fs=A/{2(A+B)}・(φ0b−φ0f) ・・・(13)
φ2bs=−A/{2(A+B)}・(φ0b−φ0f) ・・・(14)
さらに、A/{2(A+B)}=Kとすると、上記の式(13)、式(14)は、それぞれ以下の式(15)、式(16)となる。
φ2fs=K・(φ0b−φ0f) ・・・(15)
φ2bs=−K・(φ0b−φ0f) ・・・(16)
ここで、前方台車2fが位置するレール面のレール面角φ0f及び後方台車2bが位置するレール面のレール面角φ0bは、事前に構築した曲線軌道のデータベースと、鉄道車両の走行位置情報とに基づき把握可能である。また、上記のKは鉄道車両の構造からその値を求めることが可能である。このため、上記の式(15)及び式(16)に基づき、非制御状態における前方台車2fに対する車体1の傾斜角差φ2fs及び非制御状態における後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2bsを算出可能である。
以上のようにして、上記第2手順において非制御状態における前方台車2f及び後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2fs、φ2bsをそれぞれ算出可能である。
Therefore, from the above equations (7) to (12) and the above equation (2), the inclination angle difference φ 2fs of the
φ 2fs = A / {2 ( A + B)} · (φ 0b -φ 0f) ··· (13)
φ 2bs = -A / {2 ( A + B)} · (φ 0b -φ 0f) ··· (14)
Further, assuming that A / {2 (A + B)} = K, the above equations (13) and (14) become the following equations (15) and (16), respectively.
φ 2fs = K · (φ 0b -φ 0f) ··· (15)
φ 2bs = −K · (φ 0b −φ 0f ) (16)
Here, the rail surface angle φ 0f of the rail surface on which the
As described above, in the second procedure, the inclination angle differences φ 2fs and φ 2bs of the
そして、前述のように、第3手順において、前方台車2fに対する車体1の目標傾斜角φreffは、上記のようにして算出した傾斜角差φ2fsを初期目標傾斜角φrefに加算することで算出される。すなわち、以下の式(17)によって算出される。また、後方台車2bに対する車体1の目標傾斜角φrefbは、上記のようにして算出した傾斜角差φ2bsを初期目標傾斜角φrefに加算することで算出される。すなわち、以下の式(18)によって算出される。
φreff=φref+φ2fs ・・・(17)
φrefb=φref+φ2bs ・・・(18)
なお、車体傾斜制御では、目標傾斜角に1.5sec程度の先行時間を付与することが一般的であるため、初期目標傾斜角φref、傾斜角差φ2fs及び傾斜角差φ2bsについても同様の先行時間を付与することが好ましい。すなわち、現在の実際の鉄道車両の走行位置よりも先行時間分だけ時間が経過した後の走行位置における曲線軌道のデータベースに基づき、初期目標傾斜角φrefを設定したり、傾斜角差φ2fs及び傾斜角差φ2bsを算出することが好ましい。
As described above, in the third procedure, the target inclination angle φ ref of the
φ reff = φ ref + φ 2fs ··· (17)
φ refb = φ ref + φ 2bs (18)
In the vehicle body tilt control, it is common to give the target tilt angle a preceding time of about 1.5 seconds. Therefore , the same applies to the initial target tilt angle φ ref , the tilt angle difference φ 2fs, and the tilt angle difference φ 2bs. It is preferable to give the preceding time. That is, the initial target inclination angle φ ref is set based on the database of the curved track at the traveling position after a lapse of the preceding time from the actual actual traveling position of the railway vehicle, and the inclination angle difference φ 2fs and It is preferable to calculate the inclination angle difference φ 2bs .
以上に説明したように、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、第1手順で初期目標傾斜角φref(従来の前方台車2f及び後方台車2bに共通する目標傾斜角に相当)を設定し、第2手順で非制御状態における前方台車2f及び後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2fs、φ2bsをそれぞれ算出する。そして、第3手順において、第2手順で算出した各傾斜角差φ2fs、φ2bsを第1手順で設定した共通する初期目標傾斜角φrefに加算することで、目標傾斜角φreff、φrefbを前方台車2f及び後方台車2b毎に算出し(緩和曲線区間においては、前方台車2f及び後方台車2bで異なる目標傾斜角φreff、φrefbを設定し)、鉄道車両が曲線軌道を走行する際、車体1が前方台車2f及び後方台車2bに対して各目標傾斜角φreff、φrefbに傾斜するように空気ばねに対する給排気を制御する。
As described above, according to the vehicle body inclination control method according to the present embodiment, the initial target inclination angle φ ref (corresponding to the target inclination angle common to the
非制御状態において、曲線軌道を走行する鉄道車両の車体1には、遠心力によるロール方向のモーメントが作用し、これにより各台車2に対して車体1が曲線軌道の外側に向けて傾斜する(後述の図5(b)参照)。すなわち、以下の式(19)が成立する。
φ2f、φ2b>0 ・・・(19)
この際、非制御状態においても、例えば、入口側緩和曲線区間では、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fは、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる(前述の式(3)が成立する。後述の図5(b)参照)。
したがい、前方台車2fに対する車体1の傾斜角差φ2fsは、後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2bsよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。すなわち、以下の式(20)が成立する。
φ2fs>φ2bs ・・・(20)
In a non-controlled state, a moment in the roll direction due to centrifugal force acts on the
φ 2f , φ 2b > 0 (19)
At this time, even in the uncontrolled state, for example, in the entrance side relaxation curve section, the inclination angle φ 2f of the
Therefore , the inclination angle difference φ 2fs of the
φ 2fs > φ 2bs (20)
したがい、第3手順において、第2手順で算出した各傾斜角差φ2fs、φ2bsを前方台車2f及び後方台車2bに共通する初期目標傾斜角φrefに加算したものを新たな目標傾斜角φreff、φrefbとして前方台車2f及び後方台車2b毎に設定すれば、入口側緩和曲線区間において、前方台車2fに対する車体1の目標傾斜角φreffは、後方台車2bに対する車体1の目標傾斜角φrefbよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。すなわち、以下の式(21)が成立する。
φreff>φrefb ・・・(21)
このため、前方台車2fに対する車体1の目標傾斜角φreffと前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fとの偏差の絶対値と、後方台車2bに対する車体1の目標傾斜角φrefbと後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bとの偏差の絶対値との差の絶対値は、従来の車体傾斜制御方法における、目標傾斜角φrefと前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fとの偏差の絶対値と、目標傾斜角φrefと後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bとの偏差の絶対値との差の絶対値よりも小さくなる(後述の図5(a)、(c)参照)。これにより、前方台車2fに対する給排気制御指令の絶対値と、後方台車2bに対する給排気制御指令の絶対値との差の絶対値も、従来の車体傾斜制御方法よりも小さくなる。この結果、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fのオーバーシュート(初期目標傾斜角φrefに対するオーバーシュート)や、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bのアンダーシュート(初期目標傾斜角φrefに対するアンダーシュート)を低減し、狙い通りの傾斜角(初期目標傾斜角φref)に車体1を傾斜させることが可能である。鉄道車両が曲線軌道の出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。
Accordingly, in the third procedure, a new target tilt angle φ obtained by adding the respective tilt angle differences φ 2fs and φ 2bs calculated in the second procedure to the initial target tilt angle φ ref common to the
φ ref > φ refb (21)
Therefore, the absolute value and the target inclination angle phi refb of the
なお、鉄道車両が曲線軌道の円曲線区間を走行する際には、前方台車2fが位置する円曲線区間のレール面のレール面角φ0fと、後方台車2bが位置する円曲線区間のレール面のレール面角φ0bとに実際に差が無いため、非制御状態において、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fと第1傾斜角φ2rとは等しくなり、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bと第2傾斜角φ2rとは等しくなる。このため、第2手順で算出する非制御状態における前方台車2f及び後方台車2bに対する車体1の傾斜角差φ2fs、φ2bsはいずれもゼロになる。したがい、第3手順で前方台車2f及び後方台車2b毎に算出する各目標傾斜角φreff、φrefbは、いずれも第1手順で設定した初期目標傾斜角φrefに等しくなって、従来の車体傾斜制御方法と同様の制御が行われることになる。
When the railway vehicle travels on a circular curved section of a curved track, the rail surface angle φ 0f of the rail surface of the circular curved section where the
以下、本実施形態に係る車体傾斜制御方法を数値シミュレーションで評価した結果の一例について説明する。数値シミュレーションの条件の概要は以下の通りである。
(1)鉄道車両:在来線車両、走行速度100km/h
(2)円曲線区間の曲線半径:400m
(3)円曲線区間のカント量:105mm
(4)緩和曲線区間の曲線長:80m
(5)目標傾斜角の先行時間:1.5sec
Hereinafter, an example of a result obtained by evaluating the vehicle body tilt control method according to the present embodiment by numerical simulation will be described. The outline of the numerical simulation conditions is as follows.
(1) Railway vehicle: Conventional line vehicle, traveling speed 100 km / h
(2) Curve radius of circular curve section: 400m
(3) Cant amount of the circular curve section: 105mm
(4) Curve length of relaxation curve section: 80m
(5) Lead time of target inclination angle: 1.5 sec
図5は、本数値シミュレーションで得られた各台車に対する車体の傾斜角を示すグラフである。図5(a)は、従来の車体傾斜制御方法における目標傾斜角と、制御後の各台車2に対する車体1の傾斜角φ2f、φ2bの時間変化を示す。図5(b)は、非制御状態における各台車2に対する車体1の傾斜角φ2f、φ2bの時間変化を示す。図5(c)は、本実施形態に係る車体傾斜制御方法における目標傾斜角と、制御後の各台車2に対する車体1の傾斜角φ2f、φ2bの時間変化を示す。なお、図5(a)、(c)において「前方台車」と示されたグラフは、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fである。また、図5(a)、(c)において「後方台車」と示されたグラフは、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fである。
本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際に、図5(b)に示すように、非制御状態における各台車2に対する車体1の傾斜角φ2f、φ2bが前方台車2fと後方台車2bとで異なることにより、各台車2に対する車体1の傾斜角差φ2fs、φ2bsも前方台車2fと後方台車2bとで異なることになる。このため、図5(c)に示すように、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際の車体1の目標傾斜角φreff、φrefbが、前方台車2fと後方台車2bとで異なることが分かる。
図5(a)と図5(c)とを対比すれば分かるように、従来の車体傾斜制御方法では、前方台車2fに対する車体1の傾斜角φ2fが目標傾斜角(初期目標傾斜角)φrefを超えてオーバーシュートが生じている地点において、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、オーバーシュートが低減している。同様に、図5(a)と図5(c)とを対比すれば分かるように、従来の車体傾斜制御方法では、後方台車2bに対する車体1の傾斜角φ2bが目標傾斜角(初期目標傾斜角)φrefに到達しないアンダーシュートが生じている地点において、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、アンダーシュートが低減している。
FIG. 5 is a graph showing the inclination angle of the vehicle body with respect to each carriage obtained by this numerical simulation. FIG. 5 (a) shows the target inclination angle in the conventional vehicle body inclination control method and the time change of the inclination angles φ 2f and φ 2b of the
According to the vehicle body inclination control method according to the present embodiment, when the railway vehicle travels in the relaxation curve section, as shown in FIG. 5B, the inclination angle φ 2f of the
As can be seen by comparing FIG. 5A and FIG. 5C, in the conventional vehicle body inclination control method, the inclination angle φ 2f of the
図6は、本数値シミュレーションで得られた圧縮空気の消費量を示すグラフである。
図6に示すように、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、前方台車2fのオーバーシュートが低減されることにより、従来の車体傾斜制御方法に比べて圧縮空気の消費量が7%低減できている。
FIG. 6 is a graph showing the amount of compressed air consumption obtained by this numerical simulation.
As shown in FIG. 6, according to the vehicle body tilt control method according to the present embodiment, the overshoot of the
以上に説明したように、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車2fに対する車体1の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車2bに対する車体1の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角に車体1を傾斜させることが可能である。このため、圧縮空気の消費量を低減することも可能である。
As described above, according to the vehicle body tilt control method according to the present embodiment, when the railway vehicle enters the circular curve section from the entrance-side relaxation curve section of the curved track, or from the exit-side relaxation curve section to the exit-side straight line. When entering the section, it is possible to reduce the overshoot of the inclination angle of the
1・・・車体
2・・・台車
2f・・・前方台車
2b・・・後方台車
3・・・空気ばね
4・・・輪軸
5・・・軸ばね
10f、10b・・・制御器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記前方台車及び前記後方台車に共通する、前記前方台車及び前記後方台車に対する前記車体の初期目標傾斜角を設定する第1手順と、
前記鉄道車両が曲線軌道を走行する際に前記空気ばねに対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定した場合における前記車体、前記前方台車及び前記後方台車の各重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いに基づき、前記非制御状態における前記前方台車及び前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差をそれぞれ算出する第2手順と、
前記算出した各傾斜角差を前記初期目標傾斜角に加算することで、前記目標傾斜角を前記前方台車及び前記後方台車毎に算出し、前記鉄道車両が曲線軌道を走行する際、前記車体が前記前方台車及び前記後方台車に対して前記算出した各目標傾斜角に傾斜するように前記空気ばねに対する給排気を制御する第3手順と、を含み、
前記第2手順で算出する前記前方台車に対する前記車体の傾斜角差は、前記前方台車に対する前記車体の傾斜角と、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記前方台車に対する前記車体の傾斜角との差を意味し、
前記第2手順で算出する前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差は、前記後方台車に対する前記車体の傾斜角と、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記後方台車に対する前記車体の傾斜角との差を意味する、
ことを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御方法。 In a railway vehicle having a vehicle body, a front carriage and a rear carriage arranged before and after the vehicle body, and air springs arranged on the left and right of the front carriage and the rear carriage to support the vehicle body, the vehicle body includes the front carriage and A vehicle body tilt control method for a railway vehicle that controls supply / exhaust to the air spring so as to tilt at a target tilt angle with respect to the rear carriage,
A first procedure for setting an initial target inclination angle of the vehicle body relative to the front carriage and the rear carriage, common to the front carriage and the rear carriage;
The moment in the roll direction based on the center of gravity of the vehicle body, the front carriage, and the rear carriage when assuming a non-control state in which supply / exhaust control is not performed on the air spring when the railway vehicle travels on a curved track A second procedure for calculating an inclination angle difference of the vehicle body with respect to the front carriage and the rear carriage in the uncontrolled state based on the balance of
By adding the calculated inclination angle difference to the initial target inclination angle, the target inclination angle is calculated for each of the front carriage and the rear carriage, and when the railway vehicle travels on a curved track, the vehicle body A third procedure for controlling supply / exhaust to the air spring so as to incline at the calculated target inclination angle with respect to the front carriage and the rear carriage,
The difference in the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage calculated in the second procedure is the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage, the inclination angle with respect to the ground plane of the rail surface of the curved track on which the front carriage is located, and Means the difference between the inclination angle of the vehicle body with respect to the front carriage when it is assumed that there is no difference between the inclination angle with respect to the ground plane of the rail surface of the curved track where the rear carriage is located;
The difference in the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage calculated in the second procedure is the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage, the inclination angle with respect to the ground plane of the rail surface of the curved track on which the front carriage is located, and Means the difference between the inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage when it is assumed that there is no difference between the inclination angle with respect to the ground plane of the rail surface of the curved track where the rear carriage is located,
A vehicle body tilt control method for a railway vehicle.
φ2fs=K・(φ0b−φ0f) ・・・(15)
φ2bs=−K・(φ0b−φ0f)・・・(16)
ただし、上記式(15)及び式(16)において、Kは、前記空気ばねの上下剛性並びに前記前方台車及び前記後方台車に配置された軸ばねの上下剛性によって決まる定数であり、φ0fは、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角であり、φ0bは、前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角である。 When the difference in inclination of the vehicle body with respect to the front carriage calculated in the second procedure is φ2fs, and the difference in inclination angle of the vehicle body with respect to the rear carriage calculated in the second procedure is φ2bs , each inclination angle difference is The vehicle body tilt control method according to claim 1, wherein the vehicle body tilt control method is expressed by the following equations (15) and (16).
φ 2fs = K · (φ 0b -φ 0f) ··· (15)
φ 2bs = −K · (φ 0b −φ 0f ) (16)
However, in the above formulas (15) and (16), K is a constant determined by the vertical stiffness of the air spring and the vertical stiffness of the shaft springs arranged in the front carriage and the rear carriage, and φ 0f is The inclination angle of the curved track where the front carriage is located with respect to the ground plane of the rail surface, and φ 0b is the inclination angle of the curved track where the rear carriage is located with respect to the ground plane.
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