JP2022072076A - Vehicle body inclination device for railway vehicle - Google Patents
Vehicle body inclination device for railway vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022072076A JP2022072076A JP2020181307A JP2020181307A JP2022072076A JP 2022072076 A JP2022072076 A JP 2022072076A JP 2020181307 A JP2020181307 A JP 2020181307A JP 2020181307 A JP2020181307 A JP 2020181307A JP 2022072076 A JP2022072076 A JP 2022072076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle body
- normal
- tilting
- compressed air
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 14
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Description
本発明は、台車に載置され、車体を支持する空気バネと、空気バネに供給するための圧縮空気を貯留する空気溜めと、空気バネと空気溜めの間の空気流路に設けられて車体の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断とを行う高さ調整装置とを備える鉄道車両の車体傾斜装置に関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is provided on an air spring mounted on a trolley, an air reservoir for storing compressed air for supplying the air spring, and an air flow path between the air spring and the air reservoir. It relates to a body tilting device of a railroad vehicle provided with a height adjusting device for supplying, exhausting and shutting off compressed air according to the height position of the air.
従来、鉄道車両は、特許文献1、2に示すように、台車に載置され、車体を支持する空気バネと、空気バネに供給するための圧縮空気を貯留する空気溜めと、空気バネと空気溜めの間の空気流路に設けられて車体の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断とを行う高さ調整装置であるレベリングバルブ(LV)とを備えている。ここで、レベリングバルブは、空気バネを通常の高さに保つためのLV(通常用LV)と、曲線通過時の乗り心地を向上するために車体傾斜を行うためのLV(傾斜用LV)を備えており、傾斜指令に合わせて、通常用LVと傾斜用LVを切り替えることにより、車体傾斜制御を行っている。
Conventionally, as shown in
通常用LVと傾斜用LVを切り替える理由は、通常用LVによる非傾斜にて曲線区間を高速走行した場合に、遠心力と通常用LVが持つ遅れ時間の影響により、緩和曲線を通過するときに車体にローリングが発生し、左右定常加速度が大きくなり乗り心地が悪化してしまう。それを防ぐために傾斜用LVに切替えて傾斜走行しているのである。 The reason for switching between the normal LV and the tilting LV is that when traveling at high speed on a curved section without tilting due to the normal LV, when passing through the relaxation curve due to the influence of the centrifugal force and the delay time of the normal LV. Rolling occurs on the vehicle body, the left and right steady acceleration increases, and the ride quality deteriorates. In order to prevent this, the vehicle is switched to the LV for inclination and is traveling on an inclination.
しかし、従来の鉄道車両の車体傾斜装置には、次のような問題があった。
曲線区間は、曲率が様々であり、また、緩和曲線の距離も様々であるが、従来は、曲線区間(入口緩和曲線の入口から出口緩和曲線の出口までの区間)で一律の車高値になるように傾斜用LVに切り替えている。
曲率半径が大きく緩やかな曲線区間では、遠心力が小さいため乗り心地確保に必要な車高上昇量は小さくなるが、傾斜用LVでは、一律の車高値でしか制御できないため、必要以上に車高を上昇させてしまい、空気を過剰に消費してしまう問題があった。
However, the conventional railroad vehicle body tilting device has the following problems.
The curve section has various curvatures and the distance of the relaxation curve, but conventionally, the vehicle height is uniform in the curve section (the section from the entrance of the entrance relaxation curve to the exit of the exit relaxation curve). It is switched to the tilting LV.
In a curved section with a large radius of curvature and a gentle curve, the amount of vehicle height increase required to secure a ride quality is small because the centrifugal force is small, but with the tilting LV, the vehicle height can be controlled only at a uniform vehicle height value, so the vehicle height is higher than necessary. There was a problem that the air was excessively consumed.
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、車体にローリングが発生したときにのみ傾斜用LVに切り替えることにより、乗り心地を向上させると共に、圧縮空気の消費量を削減できる鉄道車両の車体傾斜装置を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and by switching to the tilting LV only when rolling occurs in the vehicle body, the riding comfort can be improved and the consumption of compressed air can be reduced. It is an object of the present invention to provide a vehicle body tilting device.
上記課題を解決するために、本発明の鉄道車両の車体傾斜装置は、次のような構成を有している。
(1)台車に載置され車体を支持する空気バネと、空気バネに供給するための圧縮空気を貯留する空気溜めと、空気バネと空気溜めの間の空気流路に設けられて車体の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断を行う高さ調整装置とを備え、高さ調整装置は、車体が通常位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断し、車体が上昇位置にあるときに圧縮空気を大気に排気する通常用LV(パッシブレベリングバルブ)と、車体が通常位置にあるときに空気バネに圧縮空気を供給し、車体が上昇位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断する傾斜用LV(傾斜レベリングバルブ)を有し、通常用LVと空気バネの間の通常側流路における圧縮空気の流れを連通又は遮断すると共に、傾斜用LVと空気バネの間の傾斜側流路における圧縮空気の流れを連通又は遮断する電磁弁装置が設けられた鉄道車両の車体傾斜装置において、車体のロール角度を検知するロール角度検知手段を有し、電磁弁装置は、ロール角度検知手段が検知するロール角度が所定角度を越えたときに、通常側流路の圧縮空気の流れを遮断すると共に、傾斜側流路の圧縮空気の流れを連通すること、を特徴とする。
ここで、通常側流路の圧縮空気の流れを連通すると共に、傾斜側流路の圧縮空気の流れを遮断することは、通常用LVで制御することを意味する。また、通常側流路の圧縮空気の流れを遮断すると共に、傾斜側流路の圧縮空気の流れを連通することは、傾斜用LVで制御することを意味する。
また、車体のロール角度とは、台車に対する車体のロール角度を言う。すなわち、車体の絶対ロール角ではなく、台車に対する相対ロール角を0とする制御である。
In order to solve the above problems, the vehicle body tilting device for a railway vehicle of the present invention has the following configuration.
(1) The height of the vehicle body is provided in the air spring mounted on the trolley to support the vehicle body, the air reservoir for storing compressed air to be supplied to the air spring, and the air flow path between the air spring and the air reservoir. It is equipped with a height adjustment device that supplies, exhausts, and shuts off compressed air according to the position. The height adjustment device shuts off the flow of compressed air when the vehicle body is in the normal position, and the vehicle body is in the ascending position. A normal LV (passive leveling valve) that exhausts compressed air to the atmosphere at a certain time, and a compressed air supply to the air spring when the vehicle body is in the normal position, and the flow of compressed air when the vehicle body is in the ascending position. It has a tilting LV (tilt leveling valve) that shuts off, and communicates or shuts off the flow of compressed air in the normal side flow path between the normal LV and the air spring, and at the same time, the tilted side between the tilting LV and the air spring. In the vehicle body tilting device of a railway vehicle provided with an electromagnetic valve device that communicates or blocks the flow of compressed air in the flow path, the electromagnetic valve device has a roll angle detecting means for detecting the roll angle of the vehicle body, and the electromagnetic valve device detects the roll angle. When the roll angle detected by the means exceeds a predetermined angle, the flow of the compressed air in the normal side flow path is blocked and the flow of the compressed air in the inclined side flow path is communicated.
Here, communicating the flow of the compressed air in the normal side flow path and blocking the flow of the compressed air in the inclined side flow path means that the normal LV controls the flow. Further, blocking the flow of compressed air in the normal side flow path and communicating the flow of compressed air in the inclined side flow path means controlling by the tilting LV.
The roll angle of the vehicle body means the roll angle of the vehicle body with respect to the bogie. That is, it is a control in which the relative roll angle with respect to the bogie is set to 0 instead of the absolute roll angle of the vehicle body.
(2)(1)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置において、電磁弁装置は、車体が入口緩和曲線を通過しているときには、外軌側の傾斜用LV及び内軌側の通常用LVを作動させること、車体が出口緩和曲線を通過しているときには、内軌側の傾斜用LV及び外軌側の通常用LVを作動させること、を特徴とする。ここで、内軌とは、曲線区間の内周側軌道を言い、外軌とは、曲線区間の外周側軌道を言う。 (2) In the vehicle body tilting device of the railway vehicle described in (1), the solenoid valve device performs the tilting LV on the outer rail side and the normal LV on the inner rail side when the vehicle body passes through the inlet relaxation curve. It is characterized by operating the tilting LV on the inner rail side and the normal LV on the outer rail side when the vehicle body has passed the exit relaxation curve. Here, the inner track means the inner peripheral side track of the curved section, and the outer track means the outer peripheral side track of the curved section.
(3)(1)または(2)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置において、ロール角度検知手段は、鉄道車両の走行速度と、次に通過する予定の曲線区間の曲率半径と、カント量から遠心加速度を算出し、その遠心加速度から車体のロール量を推定すること、その車体のロール量が最大となるロール最大地点を推定すること、ロール最大地点で車体のロール量を抑制できるように、予め車体が沈み込む側の空気回路を傾斜用LVに切り替えること、を特徴とする。
(4)(1)または(2)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置において、ロール角度検知手段は、通常用LVまたは傾斜用LVに取り付けられたセンサからロール角度を検出すること、を特徴とする。
(3) In the vehicle body tilting device of the railway vehicle according to (1) or (2), the roll angle detecting means is based on the traveling speed of the railway vehicle, the radius of curvature of the curved section to be passed next, and the cant amount. To calculate the centrifugal acceleration, estimate the roll amount of the car body from the centrifugal acceleration, estimate the maximum roll point where the roll amount of the car body is maximum, and suppress the roll amount of the car body at the maximum roll point. The feature is that the air circuit on the side where the vehicle body sinks is switched to the tilting LV in advance.
(4) In the vehicle body tilting device of the railway vehicle according to (1) or (2), the roll angle detecting means is characterized in that the roll angle is detected from a sensor attached to a normal LV or a tilting LV. do.
(1)台車に載置され車体を支持する空気バネと、空気バネに供給するための圧縮空気を貯留する空気溜めと、空気バネと空気溜めの間の空気流路に設けられて車体の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断を行う高さ調整装置とを備え、高さ調整装置は、車体が通常位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断し、車体が上昇位置にあるときに圧縮空気を大気に排気する通常用LV(パッシブレベリングバルブ)と、車体が通常位置にあるときに空気バネに圧縮空気を供給し、車体が上昇位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断する傾斜用LV(傾斜レベリングバルブ)を有し、通常用LVと空気バネの間の通常側流路における圧縮空気の流れを連通又は遮断すると共に、傾斜用LVと空気バネの間の傾斜側流路における圧縮空気の流れを連通又は遮断する電磁弁装置が設けられた鉄道車両の車体傾斜装置において、車体のロール角度を検知するロール角度検知手段を有し、電磁弁装置は、ロール角度検知手段が検知するロール角度が所定角度を越えたときに、通常側流路の圧縮空気の流れを遮断すると共に、傾斜側流路の圧縮空気の流れを連通すること、を特徴とするので、全ての曲線区間において傾斜用LVに切り替えるのではなく、曲率半径が大きく緩やかな曲線区間(遠心力が小さく、車体ロール量が閾値以下となる曲線)については、通常用LVを作動させるため、乗り心地を確保しつつ、空気消費量の削減が可能となる。 (1) The height of the vehicle body is provided in the air spring mounted on the trolley to support the vehicle body, the air reservoir for storing the compressed air to be supplied to the air spring, and the air flow path between the air spring and the air reservoir. It is equipped with a height adjustment device that supplies, exhausts, and shuts off compressed air according to the position. The height adjustment device shuts off the flow of compressed air when the vehicle body is in the normal position, and the vehicle body is in the ascending position. A normal LV (passive leveling valve) that exhausts compressed air to the atmosphere at a certain time, and a compressed air supply to the air spring when the vehicle body is in the normal position, and a flow of compressed air when the vehicle body is in the ascending position. It has an inclined LV (inclined leveling valve) that shuts off, and communicates or blocks the flow of compressed air in the normal side flow path between the normal LV and the air spring, and at the same time, the inclined side between the inclined LV and the air spring. In the vehicle body tilting device of a railway vehicle provided with an electromagnetic valve device that communicates or shuts off the flow of compressed air in the flow path, the electromagnetic valve device has a roll angle detecting means for detecting the roll angle of the vehicle body, and the electromagnetic valve device detects the roll angle. When the roll angle detected by the means exceeds a predetermined angle, the flow of the compressed air in the normal side flow path is blocked and the flow of the compressed air in the inclined side flow path is communicated. Riding comfort is achieved because the normal LV is operated for a gentle curve section with a large radius of curvature (a curve with a small centrifugal force and a vehicle body roll amount below the threshold) instead of switching to the tilting LV in the curve section. It is possible to reduce air consumption while ensuring the above.
(2)(1)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置において、電磁弁装置は、車体が入口緩和曲線を通過しているときには、外軌側の傾斜用LV及び内軌側の通常用LVを作動させること、車体が出口緩和曲線を通過しているときには、内軌側の傾斜用LV及び外軌用の通常用LVを作動させること、を特徴とするので、入口緩和曲線及び出口緩和曲線の各々において、車高沈み量を抑制でき、乗り心地を向上させることができる。 (2) In the vehicle body tilting device of the railway vehicle described in (1), the solenoid valve device performs the tilting LV on the outer rail side and the normal LV on the inner rail side when the vehicle body passes through the inlet relaxation curve. Since it is characterized by operating, and when the vehicle body passes through the exit relaxation curve, the inclination LV on the inner rail side and the normal LV for the outer rail are operated, so that the entrance relaxation curve and the exit relaxation curve can be operated. In each case, the amount of vehicle height sinking can be suppressed and the riding comfort can be improved.
(3)(1)または(2)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置において、ロール角度検知手段は、鉄道車両の走行速度と、次に通過する予定の曲線区間の曲率半径と、カント量から遠心加速度を算出し、その遠心加速度から車体のロール量を推定すること、その車体のロール量が最大となるロール最大地点を推定すること、ロール最大地点で車体のロール量を抑制できるように、予め車体が沈み込む側の空気回路を傾斜用LVに切り替えること、を特徴とするので、地点によるフィードフォワード制御を行うことにより、車体ロールを抑え、乗り心地確保に必要となる最低限の空気量のみ給気するため、圧縮空気消費量を低減することができる。 (3) In the vehicle body tilting device of the railway vehicle according to (1) or (2), the roll angle detecting means is based on the traveling speed of the railway vehicle, the radius of curvature of the curved section to be passed next, and the cant amount. To calculate the centrifugal acceleration, estimate the roll amount of the car body from the centrifugal acceleration, estimate the maximum roll point where the roll amount of the car body is maximum, and suppress the roll amount of the car body at the maximum roll point. Since the air circuit on the side where the vehicle body sinks is switched to the tilting LV in advance, the minimum amount of air required to suppress the vehicle body roll and secure the ride comfort by performing feed forward control at the point. Since only air is supplied, the amount of compressed air consumed can be reduced.
(4)(1)または(2)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置において、ロール角度検知手段は、通常用LVまたは傾斜用LVに取り付けられたセンサからロール角度を検出すること、を特徴とするので、車体に大きなローリングが発生したときにのみ、フィードバック制御により、傾斜用LVに切替えるため、空気消費量を削減しつつ、乗り心地を向上することができる。 (4) In the vehicle body tilting device of the railway vehicle according to (1) or (2), the roll angle detecting means is characterized in that the roll angle is detected from a sensor attached to a normal LV or a tilting LV. Therefore, only when a large rolling occurs in the vehicle body, the feedback control switches to the tilting LV, so that the riding comfort can be improved while reducing the air consumption.
本発明の鉄道車両の車体傾斜装置10の実施形態について、図を参照しながら以下に詳細に説明する。図6に、車体傾斜装置10の構成を示す。
車体傾斜装置10は、図6に示すように、台車12の中央に載置された空気バネ13と、空気バネ13の両側に、第1連結棒23と第2連結棒33が立設されている。
車体11の第1連結棒23の上端近傍には、通常用LV21(パッシブレベリングバルブ)が固設されている。第1連結棒23の上端部と通常用LV21には、第1アーム22の両端部が各々回転可能に保持されている。第1連結棒23の上端部には、第1アーム22の台車12に対する傾斜角度を検出するためのセンサ41が載置されている。
車体11の第2連結棒33の上端近傍には、傾斜用LV31(傾斜用レベリングバルブ)が固設されている。第2連結棒33の上端部と傾斜用LV31には、第2アーム32の両端部が各々回転可能に保持されている。
The embodiment of the vehicle body tilting
As shown in FIG. 6, in the vehicle
A normal LV21 (passive leveling valve) is fixedly installed near the upper end of the first connecting
An inclination LV31 (inclination leveling valve) is fixedly installed near the upper end of the second connecting
通常用LV21と空気バネ13との間は、通常側流路25により接続され、通常側流路25には、圧縮空気の流れを連通又は遮断する通常側電磁弁26が設けられている。通常用LV21は、空気配管24により空気溜め14に接続されている。
傾斜用LV31と空気バネ13との間は、傾斜側流路35により接続され、傾斜側流路35の流路には、圧縮空気の流れを連通又は遮断する傾斜側電磁弁36が設けられている。傾斜用LV31は、空気配管34により空気溜め14に接続されている。
通常側電磁弁26と傾斜側電磁弁36は、車体傾斜制御部15に電気的に接続されている。
The
The
The normal
図6に示すように、車体11が通常位置にあるときに、第1アーム22が水平になり、通常用LV21は圧縮空気の流れを遮断する側に設定されている。また、第2アーム32は傾斜用LV31から上方傾斜して、傾斜用LV31が空気バネ13に圧縮空気を供給する側に設定されている。
この車体傾斜装置10では、通常時は、車体傾斜制御部15が通常側電磁弁26により通常側流路25を連通し、かつ傾斜側電磁弁36により傾斜側流路35を遮断するように制御する。これにより、空気溜め14の圧縮空気は傾斜用LV31を通過できるものの、傾斜側電磁弁36を通過することができない。つまり、傾斜用LV31が機能しない。
As shown in FIG. 6, when the
In this vehicle
このため、例えば乗客が減少して車体11の高さ位置が上昇すると、図7に示すように第1アーム22が通常用LV21から下方に回転して、通常用LV21は圧縮空気を大気に排気する側に切換えられる。これにより、空気バネ13の圧縮空気が通常側流路25と通常用LV21を通って大気中に排気される。この結果、空気バネ13が収縮して車体11の高さ位置が下降する。
Therefore, for example, when the number of passengers decreases and the height position of the
一方、車体傾斜制御を行うとき、即ち曲線を走行する際に車体11を傾斜させるとき、車体傾斜制御部15は通常側電磁弁26により通常側流路25の流れを遮断し、かつ傾斜側電磁弁36により傾斜側流路35の流れを連通するように制御する。これにより、通常用LV21が機能しなくなるのに対して、傾斜用LV31が機能する。そして、上述したように、傾斜用LV31は空気バネ13に圧縮空気を供給する側に予め設定されているため、空気溜め14の圧縮空気が空気配管34と傾斜用LV31と傾斜側流路35を流れ、空気バネ13に流入する。
これにより、空気バネ13が伸張して、車体11を傾斜させることができる。ここで、車体11を上昇傾斜させる際には、台車12の枕木方向の両端に設けられている各空気バネ13のうち、曲線区間の外軌側、または内軌側に設けられている空気バネ13を伸張させる。
On the other hand, when the vehicle body tilt control is performed, that is, when the
As a result, the
次に、本発明の車体傾斜制御について詳細に説明する。
制御装置の構成を図8にブロック図で示す。本実施形態では、車両のロール量を予め鉄道車両の距離(地点)に基づいて算出し、フィードフォワード制御を行っている。
具体的には、ロール角度検知手段60は、速度計51から入力される車両速度、曲線区間の曲率半径・カント量記憶部61に記憶されている曲率半径・カント量に基づいて、超過遠心加速度を算出する(超過遠心加速度算出部62)。次に、図2に示す、遠心加速度と車体のロール量(台車に対する相対ロール量)グラフに基づいて、車体のロール量を推定する(車体のロール量推定部63)。図2のグラフは、ロール角度検知手段60に記憶されている。
Next, the vehicle body tilt control of the present invention will be described in detail.
The configuration of the control device is shown in a block diagram in FIG. In the present embodiment, the roll amount of the vehicle is calculated in advance based on the distance (point) of the railway vehicle, and feedforward control is performed.
Specifically, the roll
次に、図4に示す入口緩和曲線部KI、曲線区間S、出口緩和曲線部KDにおいて、車体のロール量が最大となるロール最大地点を推定する(ロール最大地点推定部64)。図3に、曲線部における最大ロール量が発生する地点の分布の統計データを示す。図3に示すように、入口緩和曲線出口、出口緩和曲線入口において、最大ロール量が発生していることがわかる。このデータを利用して、最大地点の推定を行う。
次に、最大ロール量に合わせて、空気バネ13を予め制御するための電磁弁制御情報を電磁弁指令演算部65で算出する。
電磁弁制御情報に基づいて、各部位の電磁弁により内軌側または外軌側の空気バネ13の制御を、通常用LVによる制御から傾斜用LVによる制御に切り替える。
図3によれば、傾斜用LVによる制御に切り替えるのは、入口緩和曲線部出口、出口緩和曲線入口のいずれか一方、または両方のみとしても良い。
Next, in the entrance relaxation curve section KI, the curve section S, and the exit relaxation curve section KD shown in FIG. 4, the roll maximum point at which the roll amount of the vehicle body is maximum is estimated (roll maximum point estimation section 64). FIG. 3 shows statistical data of the distribution of points where the maximum roll amount occurs in the curved portion. As shown in FIG. 3, it can be seen that the maximum roll amount is generated at the entrance of the inlet relaxation curve and the entrance of the exit relaxation curve. This data is used to estimate the maximum point.
Next, the solenoid valve
Based on the solenoid valve control information, the control of the
According to FIG. 3, the control by the inclination LV may be switched to only one or both of the entrance relaxation curve portion exit and the exit relaxation curve entrance.
図1に、車体傾斜制御部15に記憶されている制御プログラムのブロック図を示す。
本プログラムによる車体傾斜制御は、入口緩和曲線入口から、出口緩和曲線出口までの区間で実行される(S1;YES)。
入口緩和曲線においては、図5(a)に示すように、遠心力により車体が外側へ傾斜する状態(外傾)となる。予め推定した車体のロール量が閾値超である場合には(S2;YES)、外軌側の空気バネの制御を、通常用LVから傾斜用LVに切り替える(S3)。そして、予め推定した車体のロール量が閾値以下になるまで(S4;NO)、外軌側の空気バネを傾斜用LVで制御する(S3)。予め推定した車体のロール量が閾値以下になると(S4;YES)、外軌側の空気バネを通常用LVに切り替える(S5)。
このように、外傾が大きくなった場合、特に入口緩和曲線の外傾が大きくなる場合、外軌側傾斜用LVを有効とすることで、外傾による左右加速度増加を抑え、乗り心地を確保することができる。また、車体ロール量が閾値超となった場合のみ外軌側傾斜用LVを有効とするため、空気消費量低減が可能となる。
FIG. 1 shows a block diagram of a control program stored in the vehicle body
The vehicle body tilt control by this program is executed in the section from the entrance of the entrance relaxation curve to the exit of the exit relaxation curve (S1; YES).
In the entrance relaxation curve, as shown in FIG. 5A, the vehicle body is tilted outward (outward tilt) due to centrifugal force. When the roll amount of the vehicle body estimated in advance exceeds the threshold value (S2; YES), the control of the air spring on the outer rail side is switched from the normal LV to the tilting LV (S3). Then, the air spring on the outer rail side is controlled by the tilting LV until the previously estimated roll amount of the vehicle body becomes equal to or less than the threshold value (S4; NO) (S3). When the roll amount of the vehicle body estimated in advance becomes equal to or less than the threshold value (S4; YES), the air spring on the outer rail side is switched to the normal LV (S5).
In this way, when the outward tilt becomes large, especially when the outward tilt of the entrance relaxation curve becomes large, by enabling the LV for tilting the outer rail side, the increase in lateral acceleration due to the outward tilt is suppressed and the ride comfort is ensured. can do. Further, since the LV for tilting the outer rail side is effective only when the vehicle body roll amount exceeds the threshold value, the air consumption amount can be reduced.
車両が進行方向に向かって右側にカーブするときには、右側空気バネが内軌側の空気バネであり、左側空気バネが外軌側の空気バネである。反対に、車両が進行方向に向かって左側にカーブするときには、左側空気バネが内軌側の空気バネであり、右側空気バネが外軌側の空気バネである。
同様に、出口緩和曲線では、予め推定した車体のロール量が、内傾により閾値超になると(S6;YES)、内軌側の空気バネの制御を、通常用LVから傾斜用LVに切り替える(S7)。そして、予め推定した車体のロール量が閾値以下になるまで(S8;NO)、内軌側の空気バネを傾斜用LVで制御する(S7)。予め推定した車体のロール量が閾値以下になると(S8;YES)、内軌側の空気バネを通常用LVに切り替える(S9)。
このように、内傾が大きくなった場合、特に出口緩和曲線で内傾が大きくなる場合、内軌側傾斜LVに切替えることで素早く内傾を抑えることが可能となり、乗り心地が向上する。
When the vehicle curves to the right in the direction of travel, the right air spring is the air spring on the inner rail side and the left air spring is the air spring on the outer rail side. Conversely, when the vehicle curves to the left in the direction of travel, the left air spring is the air spring on the inner rail side and the right air spring is the air spring on the outer rail side.
Similarly, in the exit relaxation curve, when the pre-estimated roll amount of the vehicle body exceeds the threshold value due to inward tilt (S6; YES), the control of the air spring on the inner rail side is switched from the normal LV to the tilt LV (S6; YES). S7). Then, the air spring on the inner rail side is controlled by the tilting LV until the previously estimated roll amount of the vehicle body becomes equal to or less than the threshold value (S8; NO) (S7). When the roll amount of the vehicle body estimated in advance becomes equal to or less than the threshold value (S8; YES), the air spring on the inner rail side is switched to the normal LV (S9).
As described above, when the inward tilt becomes large, especially when the inward tilt becomes large in the exit relaxation curve, it is possible to quickly suppress the inward tilt by switching to the inner rail side tilt LV, and the riding comfort is improved.
次に、本実施形態の鉄道車両の車体傾斜装置10の動作について説明する。
図4の上部に、入口緩和曲線部KI、曲線区間S、出口緩和曲線部KDにおける曲率Mを示し、図4の下部に、車体のロール量Nを示す。両図とも横軸は距離T(地点)である。上図の縦軸は、軌道の曲率Mを示す。
下図の縦軸は図8のロール角度検知手段60が推定した車体のロール量Nを示す。内軌側に沈み込んでいる内傾状態をプラスに採り(+L)、外軌側が沈み込んでいる外傾状態をマイナスに採っている(-L)。車体傾斜制御部15は、走行速度(速度計51)から走行地点を算出している。
Next, the operation of the vehicle
The upper part of FIG. 4 shows the curvature M in the entrance relaxation curve portion KI, the curve section S, and the exit relaxation curve portion KD, and the lower part of FIG. 4 shows the roll amount N of the vehicle body. In both figures, the horizontal axis is the distance T (point). The vertical axis in the above figure indicates the curvature M of the orbit.
The vertical axis in the figure below shows the roll amount N of the vehicle body estimated by the roll angle detecting means 60 in FIG. The inward tilting state that is subducting on the inner rail side is taken as a plus (+ L), and the outward tilting state that is subducting on the outer rail side is taken as a minus (-L). The vehicle body
車両が入口緩和曲線に入ったことを車体傾斜制御部15が検知すると、図1に示すプログラムが開始される(S1;YES)。そして、入口緩和曲線部KIにおいて、ロール角度検知手段60が推定した車体のロール量Nがマイナス方向で所定の閾値SIを下回ったとき(TS1)、外軌側の高さ調整装置の制御を、通常用LVによる制御から傾斜用LVによる制御に切り替える(S3)。そして、ロール角度検知手段60が推定した車体のロール量Nが所定の閾値SI超となったとき(TS2)、外軌側の高さ調整装置の制御を、傾斜用LVによる制御から通常用LVによる制御に切り替える(S5)。
同様に、出口緩和曲線部KDにおいて、ロール角度検知手段60が推定した車体のロール量Nがプラス方向で所定の閾値SDを越えたとき(TS3)、内軌側の高さ調整装置の制御を、通常用LVによる制御から傾斜用LVによる制御に切り替える(S7)。そして、ロール角度検知手段60が推定した車体のロール量Nが所定の閾値SD以下となったとき(TS4)、内軌側の高さ調整装置の制御を、傾斜用LVによる制御から通常用LVによる制御に切り替える(S9)。
When the vehicle body
Similarly, in the exit relaxation curve portion KD, when the roll amount N of the vehicle body estimated by the roll
以上で説明したように、本実施形態の鉄道車両の車体傾斜装置10によれば、
(1)台車12に載置され車体11を支持する空気バネ13と、空気バネ13に供給するための圧縮空気を貯留する空気溜め14と、空気バネ13と空気溜め14の間の空気流路に設けられて車体11の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断を行う高さ調整装置を備え、高さ調整装置は、車体11が通常位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断し、車体11が上昇位置にあるときに圧縮空気を大気に排気する通常用LV21と、車体11が通常位置にあるときに空気バネ13に圧縮空気を供給し、車体11が上昇位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断する傾斜用LV31を有し、通常用LV21と空気バネ13の間の通常側流路25における圧縮空気の流れを連通又は遮断すると共に、傾斜用LV31と空気バネ13の間の傾斜側流路35における圧縮空気の流れを連通又は遮断する電磁弁26、36が設けられた鉄道車両の車体傾斜装置10において、車体11のロール角度を検知するロール角度検知手段を有し、電磁弁26、36は、ロール角度検知手段が推定するロール角度が所定角度SIもしくはSDを越えたときに、通常側流路25の圧縮空気の流れを遮断すると共に、傾斜側流路35の圧縮空気の流れを連通すること、を特徴とするので、全ての曲線区間において傾斜用LV31に切り替えるのではなく、曲線半径が大きく緩やかな曲線区間(遠心力が小さく、車体ロール量が閾値以下となる曲線)においては、通常用LV21を作動させるため、乗り心地を確保しつつ、空気消費量の削減が可能となる。
As described above, according to the vehicle
(1) An
(2)(1)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置10において、電磁弁26、36は、車体11が入口緩和曲線部KIを通過しているときには、外軌側の傾斜用LV31及び内軌側の通常用LV21を作動させること、車体11が出口緩和曲線部KDを通過しているときには、内軌側の傾斜用LV31及び外軌側の通常用LV21を作動させること、を特徴とするので、入口緩和曲線部KI及び出口緩和曲線部KDの各々において、車高沈み量を抑制でき、乗り心地を向上することができる。
(2) In the vehicle
(3)(1)または(2)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置10において、ロール角度検知手段60は、鉄道車両の走行速度と、次に通過する予定の曲線区間の曲率半径と、カント量とから遠心加速度を算出し、その遠心加速度から、車体のロール量を推定すること、その車体のロール量が最大となるロール最大地点を推定すること、ロール最大地点で車体のロール量を抑制できるように、予め車体が沈み込む側の空気回路を傾斜用LVに切り替えること、を特徴とするので、地点によるフィードフォワード制御を行うことにより、車体ロールを抑え、乗り心地確保に必要となる最低限の空気量のみ給気するため、圧縮空気消費量を低減することができる。
(3) In the vehicle
次に、本発明の第2の実施形態の鉄道車両の車体傾斜装置10について説明する。第2の実施形態の鉄道車両の車体傾斜装置10は、概略第1の実施形態と同じ構成を有しているので、異なる部分についてのみ詳細に説明し、同じ部分については説明を割愛する。
図9に、制御装置のブロック図を示す。車体傾斜制御部15には、入力として第1センサ41A及び第2センサ41Bがロール角度検知手段42を介して接続されている。また、車体傾斜制御部15には、出力として第1空気バネ通常側電磁弁26A、第1空気バネ傾斜側電磁弁36A、第2空気バネ通常側電磁弁26B、及び第2空気バネ傾斜側電磁弁36Bが接続されている。
ここで、第1空気バネとは、枕木方向において車両の進行方向に向かって左側にある空気バネを言う。また、第2空気バネとは、枕木方向において車両の進行方向に向かって右側にある空気バネを言う。
車両が進行方向で右側にカーブするときには、第2空気バネが内軌側となり、第1空気バネが外軌側となる。また、車両が進行方向で左側にカーブするときには、第1空気バネが内軌側となり、第2空気バネが外軌側となる。第1センサ41Aは、第1空気バネにおける車高値を計測し、第2センサ41Bは、第2空気バネにおける車高値を計測しており、ロール角度検知手段42において、第1及び第2センサ41A、41Bの車高値から車体の傾斜角度(車体のロール量)を算出している。
Next, the vehicle
FIG. 9 shows a block diagram of the control device. The
Here, the first air spring means an air spring on the left side in the direction of the sleepers in the direction of travel of the vehicle. Further, the second air spring means an air spring on the right side in the direction of the sleepers in the traveling direction of the vehicle.
When the vehicle curves to the right in the traveling direction, the second air spring is on the inner rail side and the first air spring is on the outer rail side. Further, when the vehicle curves to the left in the traveling direction, the first air spring is on the inner rail side and the second air spring is on the outer rail side. The
以上で説明したように、第2の実施形態の鉄道車両の車体傾斜装置10によれば、
(4)(1)または(2)に記載する鉄道車両の車体傾斜装置10において、ロール角度検知手段42は、通常用LV21または傾斜用LV31に取り付けられたセンサ41からロール角度を検出すること、を特徴とするので、車体11に大きなローリングが発生したときにのみ、フィードバック制御により、傾斜用LV31に切替えるため、乗り心地を向上することができる。
As described above, according to the vehicle
(4) In the vehicle
なお、本実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
例えば、本実施の形態では、センサ41を通常用LV21、傾斜用LV31のいずれか一方に載置しているが、両方に載置しても良い。
また、本実施の形態では、ロール角度を検出するためにセンサ41を用いているが、車体のロール量が測れればよく、角度センサや、変位センサを用いても良い。
It should be noted that the present embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way. Therefore, the present invention can be variously improved and modified without departing from the gist of the present invention.
For example, in the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, the
10 鉄道車両の車体傾斜装置
11 車体
12 台車
13 空気バネ
14 空気溜め
21 通常用LV
26 通常側電磁弁
31 傾斜用LV
36 傾斜側電磁弁
41 センサ
60 ロール角度検知手段
10 Railroad vehicle
26 Normal
36 Inclined
Claims (4)
前記空気バネに供給するための圧縮空気を貯留する空気溜めと、
前記空気バネと前記空気溜めの間の空気流路に設けられて前記車体の高さ位置に応じて圧縮空気の供給と排気と遮断を行う高さ調整装置を備え、
前記高さ調整装置は、
前記車体が通常位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断し、前記車体が上昇位置にあるときに圧縮空気を大気に排気する通常用LV(パッシブレベリングバルブ)と、
前記車体が通常位置にあるときに前記空気バネに圧縮空気を供給し、前記車体が上昇位置にあるときに圧縮空気の流れを遮断する傾斜用LV(傾斜レベリングバルブ)を有し、
前記通常用LVと前記空気バネの間の通常側流路における圧縮空気の流れを連通又は遮断すると共に、前記傾斜用LVと前記空気バネの間の傾斜側流路における圧縮空気の流れを連通又は遮断する電磁弁装置が設けられた鉄道車両の車体傾斜装置において、
前記車体のロール角度を検知するロール角度検知手段を有し、
前記電磁弁装置は、前記ロール角度検知手段が検知するロール角度が所定角度を越えたときに、前記通常側流路の圧縮空気の流れを遮断すると共に、前記傾斜側流路の圧縮空気の流れを連通すること、
を特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。 An air spring that is mounted on a bogie and supports the car body,
An air reservoir that stores compressed air to supply the air spring,
A height adjusting device provided in the air flow path between the air spring and the air reservoir to supply, exhaust, and shut off compressed air according to the height position of the vehicle body is provided.
The height adjusting device is
A normal LV (passive leveling valve) that blocks the flow of compressed air when the vehicle body is in the normal position and exhausts the compressed air to the atmosphere when the vehicle body is in the ascending position.
It has a tilting LV (tilt leveling valve) that supplies compressed air to the air spring when the vehicle body is in the normal position and shuts off the flow of compressed air when the vehicle body is in the ascending position.
The flow of compressed air in the normal side flow path between the normal LV and the air spring is communicated or cut off, and the flow of compressed air in the inclined side flow path between the inclined LV and the air spring is communicated or cut off. In the vehicle body tilting device of a railroad vehicle provided with a solenoid valve device that shuts off
It has a roll angle detecting means for detecting the roll angle of the vehicle body, and has
When the roll angle detected by the roll angle detecting means exceeds a predetermined angle, the solenoid valve device blocks the flow of compressed air in the normal side flow path and blocks the flow of compressed air in the inclined side flow path. To communicate,
A railroad vehicle body tilting device characterized by.
前記電磁弁装置は、
前記車体が入口緩和曲線を通過しているときには、外軌側の前記傾斜用LV及び内軌側の前記通常用LVを作動させること、
前記車体が出口緩和曲線を通過しているときには、内軌側の前記傾斜用LV及び外軌側の前記通常用LVを作動させること、
を特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。 In the vehicle body tilting device of the railway vehicle according to claim 1,
The solenoid valve device is
When the vehicle body passes through the entrance relaxation curve, the tilting LV on the outer rail side and the normal LV on the inner rail side are operated.
When the vehicle body has passed the exit relaxation curve, operating the tilting LV on the inner rail side and the normal LV on the outer rail side.
A railroad vehicle body tilting device characterized by.
前記ロール角度検知手段は、
鉄道車両の走行速度と、次に通過する予定の曲線区間の曲率半径と、カント量とから遠心加速度を算出し、前記遠心加速度から、車体のロール量を推定すること、
前記車体のロール量が最大となるロール最大地点を推定すること、
前記ロール最大地点で前記車体のロール量を抑制できるように、予め車体が沈み込む側の空気回路を前記傾斜用LVに切り替えること、
を特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。 In the vehicle body tilting device of the railway vehicle according to claim 1 or 2.
The roll angle detecting means is
The centrifugal acceleration is calculated from the traveling speed of the railroad vehicle, the radius of curvature of the curved section to be passed next, and the cant amount, and the roll amount of the vehicle body is estimated from the centrifugal acceleration.
Estimating the maximum roll point where the roll amount of the vehicle body is maximum,
Switching the air circuit on the side where the vehicle body sinks to the tilting LV in advance so that the roll amount of the vehicle body can be suppressed at the maximum roll point.
A railroad vehicle body tilting device characterized by.
前記ロール角度検知手段は、前記通常用LVまたは前記傾斜用LVに取り付けられたセンサからロール角度を検出すること、
を特徴とする鉄道車両の車体傾斜装置。 In the vehicle body tilting device of the railway vehicle according to claim 1 or 2.
The roll angle detecting means detects a roll angle from a sensor attached to the normal LV or the tilting LV.
A railroad vehicle body tilting device characterized by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020181307A JP7471997B2 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Railway vehicle body tilting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020181307A JP7471997B2 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Railway vehicle body tilting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022072076A true JP2022072076A (en) | 2022-05-17 |
JP7471997B2 JP7471997B2 (en) | 2024-04-22 |
Family
ID=81605084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020181307A Active JP7471997B2 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Railway vehicle body tilting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7471997B2 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4292817B2 (en) | 2003-02-10 | 2009-07-08 | 住友金属工業株式会社 | Vehicle height adjusting device and railway vehicle |
JP4764117B2 (en) | 2005-09-14 | 2011-08-31 | 日本車輌製造株式会社 | Railway vehicle |
EP2724912B1 (en) | 2012-10-24 | 2019-03-06 | Bombardier Transportation GmbH | Railway vehicle suspension provided with roll stiffness control means |
JP6243240B2 (en) | 2014-02-05 | 2017-12-06 | 日本車輌製造株式会社 | Railway vehicle body tilting device |
FR3085932B1 (en) | 2018-09-14 | 2021-07-23 | Speedinnov | AIR SUSPENSION FOR RAILWAY VEHICLES |
-
2020
- 2020-10-29 JP JP2020181307A patent/JP7471997B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7471997B2 (en) | 2024-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5397566B2 (en) | Railway vehicle body tilt control method | |
JP7434551B2 (en) | Track vehicle tilt system, tilt control method, and track vehicle | |
JP5182239B2 (en) | Railway vehicle body tilt control device | |
JP2012521931A (en) | Vehicle with roll compensation | |
JPH05238387A (en) | Car body inclination control method for rolling stock with air spring | |
JP5513175B2 (en) | Railway vehicle body tilting device | |
JP6833477B2 (en) | Railroad vehicle height adjustment device | |
JP5038615B2 (en) | Abnormality detection method for vehicle body tilting device | |
JP4292791B2 (en) | Fail-safe method and apparatus for vehicle body tilt control in railway vehicle, railway vehicle | |
JP4698290B2 (en) | Tilt control system for railway vehicles | |
JP2006306274A (en) | Control device for vehicle body inclination of railway vehicle | |
JP2022072076A (en) | Vehicle body inclination device for railway vehicle | |
JP6740449B2 (en) | Actuator device | |
JP6564292B2 (en) | Railway vehicle with train body tilting device and train organization | |
JP4292973B2 (en) | Railway vehicle body tilt control method and apparatus | |
JP6243240B2 (en) | Railway vehicle body tilting device | |
JP6864490B2 (en) | Vibration control device for railway vehicles | |
JP6873851B2 (en) | Railroad vehicle body tilt control device | |
JP2015006822A (en) | Railway vehicle | |
JP6999076B2 (en) | Railroad vehicle body control device | |
JP5151252B2 (en) | Body posture control method and railway vehicle | |
JP2003137091A (en) | Car body tilting device of rolling stock | |
JP2006298128A (en) | Vehicle body tilting device for rolling stock | |
JP5168264B2 (en) | Railway vehicle body tilt control method | |
JP7027297B2 (en) | Anomaly detection method for air springs for railway vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230825 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7471997 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |