JP3828198B2 - Vibration suppression device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両において車体の台車に対する左右方向の変位、ヨーイングといった横方向の挙動を抑制し、乗り心地を向上させるための振動抑制装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉄道車両において、車体は台車によって支持されており、この両者間には、空気ばね(若しくはコイルばね)が介装され、車体が台車から受ける衝撃を吸収していた。すなわち、路線の不整による振動や、曲線区間を走行する際に受ける遠心力による外周方向への移動を、空気ばねによって防いでいる。こうすることにより衝撃は吸収され、乗り心地は向上するが、空気ばね自体の振動が発生して車体が振動し、乗客に不快感を与えてしまう。この空気ばねの横方向振動を減衰させるのが左右動ダンパである。
【0003】
左右動ダンパは通常、オイルを充満させたシリンダ内にてピストンを摺動可能に配置したもので、オイルがシリンダに設けられた流路を介してシリンダ内を移動することにより、シリンダに対するピストンの移動速度に略比例した減衰力を発生させるものである。この比例定数は、減衰係数あるいはダンパ定数と呼ばれる。
【0004】
近年、ダンパ定数を変動可能にしたダンパ(いわゆるセミアクティブダンパ)を用いて、更に車両の乗り心地を向上させることが試みられている。この一例の概要を図11に示す。
図11は、車体の左右の挙動に基づき、セミアクティブダンパ(以下、左右動ダンパともいう)のダンパ定数を変化させる制御系を表すブロック図である。左右動ダンパは、台車と車体との間に介装され、左右動ダンパの備えるシリンダ内に充満された流体の流動抵抗を利用して、台車の車両に対する横方向振動を減衰させる。この流動抵抗を変化させるのがダンパ定数変更手段で、これはシリンダと連通する油圧回路と、この油圧回路の所定箇所を外部信号に応じて閉塞する複数の電磁弁とを主として構成されている。これら電磁弁を適宜開閉させることにより、油圧回路の流路抵抗を変更する訳である。どの電磁弁を開閉させるか、すなわちダンパ定数を如何程にするかを決定するのがダンパ定数設定部である。目標となるダンパ定数は、ピストンのシリンダに対する速度(以下、ピストン速度ともいう)と、目標減衰力とに基づいて設定される。ピストン速度は、速度検出手段によって検出され、目標減衰力は、加速度検出手段によって検出された車体の横方向加速度に基づいて制御手段が発生させる。
【0005】
こうすることにより、左右動ダンパは、そのときに車体に掛かっている横方向加速度に基づき適切な減衰力を発生することができ、ひいては横方向振動の抑制が期待できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このようにセミアクティブダンパを用いる際には、様々に変化する走行線区の状態にどのように対応するかが課題となる。すなわち、ダンパ定数を例えば4段階に変更可能にしておいても、車体の横方向の速度が大きくなる走行線区を基準にして制御系を設計すると、横方向の速度の小さな線区では常に最低のダンパ定数になってしまう。逆に横方向の速度の小さな線区にて4段階のダンパ定数を有効に選択するように設計すると、横速度が大きくなる線区では、最大のダンパ定数しか選ばない。
【0007】
また、走行線区の曲率だけでなく、トンネルを通過する際、天候、乗客数、乗客が着席した位置によっても車体の挙動が変化し、適切に振動が抑制できない場合がある。
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、左右動ダンパを用いて鉄道車両の横方向の振動抑制を行なう装置において、走行線区、天候等の条件に左右されることなく適切に振動を抑制して乗り心地を向上させることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた本発明の請求項1に記載の振動抑制装置は、図1に例示するように、車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる2室に充満された流体を上記2室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、上記2室を連通する上記流路の流路抵抗を変化させることにより上記左右動ダンパのダンパ定数を変化させるダンパ定数変更手段と、上記左右動ダンパのシリンダに対するピストンの速度を検出する速度検出手段と、上記車体の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段と、上記車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、上記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて上記車体の左右方向の速度を求め、該求めた速度と上記ゲイン設定手段により設定された制御ゲインとの積に応じた値を、上記左右動ダンパが発生すべき減衰力の目標値を示す制御信号として出力する制御手段と、少なくとも上記制御手段の出力した制御信号、及び上記速度検出手段の検出結果に基づいて、上記左右動ダンパの減衰力が上記目標値になるような上記ダンパ定数を求め、該ダンパ定数に基づいて上記ダンパ定数変更手段に対して指令信号を発生するダンパ定数設定手段と、を備え、上記ゲイン設定手段は、上記左右動ダンパのダンパ定数が最大となっている継続時間を算出する継続時間算出手段と、上記継続時間が予め設定された時間を超えたとき、上記ダンパ定数を減少させるために上記制御ゲインを小さくするゲイン調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【0010】
また、請求項2に記載の本発明は、車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる2室に充満された流体を上記2室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、ダンパ定数変更手段、速度検出手段、加速度検出手段、制御手段、ゲイン設定手段、及びダンパ定数設定手段、を備えている点では上記請求項1と同じである。
そして、本発明(請求項2)が備える上記ゲイン設定手段は、継続時間算出手段が、上記左右動ダンパのダンパ定数が最小となっている継続時間を算出し、ゲイン調整手段が、上記継続時間が予め設定された時間を超えたとき、上記ダンパ定数を増加させるために上記制御ゲインを大きくすることを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載の発明は、図2に例示するように、車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる2室に充満された流体を上記2室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、ダンパ定数変更手段、速度検出手段、加速度検出手段、制御手段、ゲイン設定手段、及びダンパ定数設定手段、を備えている点では上記請求項1と同じである。
そして、本発明(請求項3)が備える上記ゲイン設定手段は、上記左右動ダンパのピストンの中立位置からの変位を求める変位検出手段と、上記左右動ダンパのピストンの移動方向を求める移動方向判定手段と、上記変位検出手段により検出された上記変位の方向と上記移動方向判定手段により検出された上記移動方向とが、同じである場合は上記減衰力が大きくなるよう上記制御ゲインを大きくし、異なる場合は上記減衰力が小さくなるよう上記制御ゲインを小さくするゲイン修正手段と、を備えたことを特徴とする。
【0012】
更に、請求項4に記載の発明は、図3に例示するように、車輪を軸支する2台の台車と、該台車に前後2ヶ所を支持される車体と、を有する車両の各台車に対応して、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を当該台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる2室に充満された流体を上記2室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパを各1体設け、更に、該左右動ダンパ毎に請求項1〜3いずれかに記載の振動抑制装置を設け、しかも、進行方向に対して後方の台車の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段は、上記制御ゲインとして、他方の台車の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段により設定された上記制御ゲイン、よりも小さな値を設定することを特徴とする。
【0013】
請求項5に記載の本発明は、車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、を備え、且つ、該車体の前記台車による支持位置の前後に各一体、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を前記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる2室に充満された流体を上記2室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパ、を備えた車両の、該左右動ダンパ毎に、請求項1〜3いずれかに記載の振動抑制装置を設け、しかも、進行方向に対して後方の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段は、上記制御ゲインとして、他方の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段により設定された上記制御ゲイン、よりも小さな値を設定することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の振動抑制装置は、車体が台車に支持された鉄道車両に用いられるもので、車体と台車との間に介装されて両者の左右方向の相対振動を減衰させるダンパの、減衰係数(いわゆるダンパ定数)を制御することにより、車体の左右方向の挙動(台車に対する左右のずれ、ヨーイング等)を抑制するものである。その基本構成は、[従来の技術]の欄に記載したものと変わらない。この構成により、制御手段からは、ゲイン設定手段により設定された制御ゲインが大きいほど、また上記加速度検出手段により検出された左右方向の加速度が大きいほど、大きな減衰力を上記左右動ダンパに発生させる制御信号が出力される。
【0015】
しかし、この基本構成のみでは、必ずしも有効にダンパ定数を設定することができない。例えばダンパ定数を4段階に変更可能にしておいても、走行線区の状態等により、専ら激しい振動を引き起こすような外力が加わり、最大のダンパ定数しか選ばない、という場合がある。これでは、この激しい振動が一時的におさまって発生する比較的ゆるやかな振動に対し、適切なダンパ定数にならない場合がある。また乗客に不快感を与えるような、ゆったりとした振動が発生しても、ダンパ定数が大きすぎるために、車体が台車とほぼ一体となって揺れてしまうということも起こりうる。
【0016】
そこで請求項1に記載の振動抑制装置においては、ゲイン設定手段を設けており、このゲイン設定手段が、車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定する。車体の左右方向の挙動とは、車体の左右方向の加速度でも良いし、また挙動の結果、生じる左右動ダンパのピストン速度でも良い。車体の横方向加速度ならば加速度検出手段の検出結果を用いればよく、また、左右動ダンパのピストン速度ならば、速度検出手段の検出結果を用いればよい。
更に、このゲイン設定手段は継続時間算出手段とゲイン調整手段とを備えており、最大のダンパ定数が継続して選択される時間を継続時間算出手段が算出し、その算出結果が予め設定された時間を超えたときは、ゲイン調整手段が、上記ダンパ定数を減少させるために上記制御ゲインを小さくする。
【0017】
こうして、車体の左右方向の挙動に基づいて制御ゲインを設定するのに加え、ダンパ定数が最大である継続時間が予め設定された時間を超えたときは制御ゲインを小さくするので、走行線区の違い等によって生じる横方向の挙動の変化を、ダンパ定数の変化に反映させることができ、ひいては良好な乗り心地を得ることができる。また、制御ゲインが大きくなり過ぎ、最大のダンパ定数ばかり選ばれる、という事態が避けられ、走行線区、天候、乗客数等の影響を受けず、適切に振動抑制を行なうことができる。
【0018】
このように請求項1の振動抑制装置では、ゲイン設定手段において制御ゲインを下げる処理を行なうようにしたのに対し、請求項2に記載の発明においては、逆に制御ゲインを上げる手段として、継続時間算出手段とゲイン調整手段とを備えている。本発明(請求項2)における継続時間算出手段は、ダンパ定数が最小になっている継続時間を算出するものであり、その算出結果が予め設定された時間を超えたときには、ゲイン調整手段が制御ゲインを大きくする。
【0019】
もし設定された制御ゲインが小さ過ぎると、最小のダンパ定数が選ばれるケースが大きくなる。この状態では、突発的に起こる車体の激しい振動を効果的に減衰させることができない。上記のように、継続時間算出手段による算出結果に基づき、継続時間が所定時間よりも長いときには、ゲイン調整手段がゲインを上げることにより、他のダンパ定数も選ばれるようになる。
【0020】
従い、請求項2に記載の振動抑制装置によれば、制御ゲインが小さくなり過ぎるのを防止でき、走行線区、天候、乗客数等の影響を受けず、適切に振動抑制を行なうことができる。
また、請求項3に記載の発明においては、請求項2の発明では最小のダンパ定数の継続時間に基づいて行なった制御ゲインの調整を、ピストンの挙動に基づいて行なう。このためにゲイン設定手段は、変位検出手段と、移動方向判定手段と、ゲイン修正手段とを備えている。
【0021】
変位検出手段は、左右動ダンパにおけるピストンの中立位置からの変位を求め、移動方向判定手段は、ピストンの移動方向を求める。そしてゲイン修正手段が、変位検出手段により検出されたピストン変位の方向と移動方向判定手段により検出されたピストンの移動方向とが同じである場合に制御ゲインを大きくして減衰力が大きくなるようにし、異なる場合に上記制御ゲインを小さくして減衰力が小さくなるようにする。
【0022】
例えば、ピストンがシリンダに対して中立位置から左方向にずれている場合には、ピストンが左に移動しているときに制御ゲインが大きく、右に移動しているときに制御ゲインが小さくなる。つまり、中立からのずれが大きくなるときにはダンパ定数が大きくなり、中立位置へ戻ろうとするときにはダンパ定数が小さくなる。これにより、ピストンは右方向に移動されて中立位置に戻る。ひいては車体と台車との相対位置も、ピストンが中立位置にあるときに対応する所定位置に維持される。
【0023】
従い請求項3に記載の振動抑制装置によれば、車体変位補正用のアクチュエータを用いることなく、車体を上記所定位置に保つことができる。
請求項4に記載の本発明においては、2台の台車が車体をその前後位置にて支持し、その各台車に夫々左右動ダンパが設けられている。この各左右動ダンパに請求項1〜3いずれかに記載の振動抑制装置を設けている。そしてゲイン設定手段によって、車両の進行方向に対して後方の台車のダンパに対応する制御ゲインの方が、前方の台車のダンパに対応する制御ゲインよりも小さく設定される。
【0024】
こうすることにより、車体は、その前方に配設された左右動ダンパのダンパ定数の方が後方のものよりも大きくされることが多くなり、この結果、車体は台車に対して自己操舵性を発揮することとなる。しかも、制御ゲインには車両の進行方向が反映されるため、車両が前後どちらに進行しても同様の状態を維持する。
【0025】
従って、請求項4に記載の振動抑制装置によれば、車体は台車に対して自己操舵性を有することになり、車体が台車に対してヨーイングを起こしても特別な制御入力をしたり補償動作を行なったりすることなく、正常な姿勢に戻すことができる。また、車両の進行方向に関わらず、この効果を奏することができる。
【0026】
請求項5に記載の本発明においては、台車が車体を支持する位置の前後に各1体、計2体左右動ダンパが設けられている。そしてゲイン設定手段によって、車両の進行方向に対して後方のダンパに対応する制御ゲインの方が、前方のダンパに対応する制御ゲインよりも小さく設定される。これは、ダンパが、台車の前方にずらされたのと同じ様な効果を奏する。また、制御ゲインには車両の進行方向が反映されるため、車両が前後どちらに進行しても同様の状態を維持する。
【0027】
従って、請求項5に記載の振動抑制装置によれば、台車は自己操舵性を有することになり、台車が車体に対してヨーイングを起こしても特別な制御入力をしたり補償動作を行なったりすることなく、正常な姿勢に戻る。また、車両の進行方向に関わらず、この効果を奏することができる。
【0028】
そして請求項1から請求項5に記載の振動抑制装置は、次のような共通の特徴を有している。例えば、車体を台車に対して能動的に移動させるアクチュエータを設け、これを制御対象にした場合に、ノイズ等の予期せぬ外乱によって制御不能に陥ると、安定した走行が得られない場合がある。この点、請求項1から請求項5に記載の振動抑制装置が夫々備える制御手段は、いずれも、制御対象がダンパ定数変更手段であるために、制御手段が誤動作を起こしても、左右動ダンパのダンパ定数が不適切な値になるのみであり、振動抑制の性能が劣化するだけで済む。
【0029】
【実施例】
以下に本発明に関する3種類の実施例を図面と共に説明する。
(第1実施例)
まず、図4は本発明の振動抑制装置が適用される車両2を示す概略図であり、図4(a)が側面図、図4(b)が図4(a)の下平面図である。
【0030】
本図に示すように、車両2は、車体4と、車体4の前後を支持する台車6a,6bと、各台車6a,6bに懸架された車輪10a,10b,10c,10dとを主に構成されている。車体4と台車6a,6bとは、台車6a,6bの略中央位置12a,12bにて前後左右方向には所定量、相対移動可能に支持されており、また同じく中央位置12a,12bにて矢印B方向(図4(b)参照)に互いに回動可能にされている。
【0031】
そして更に、進行方向Aに関して中央位置12a,12bの前後には、左右動ダンパ14a,14b,14c,14dが配置されている。これら左右動ダンパ(以下、単にダンパともいう)14a〜14dは、シリンダ内にて摺動可能に配置されたピストンにてシリンダ内を2室に分割し、その2室に充満されたオイルを、ピストンに設けられた流路を介してやりとりすることにより、ピストンのシリンダに対する振動を減衰させるもので、ピストンの摺動方向を車体の左右方向に平行にしてシリンダは車体4側に、ピストンはロッドを介して台車6a,6bに夫々固定されている。すなわち、ダンパ14a〜14dは、車体4と台車6a,6bとの左右方向の相対振動を減衰させるものである。
【0032】
なお各左右動ダンパ14a〜14dには、上記2室を連絡する油圧回路が外部に設けられており、この油圧回路の有する複数のソレノイドバルブ(後述)をON/OFFすることにより、減衰性能を変化可能にされている。
振動抑制装置16a〜16dは、上記ソレノイドバルブに指令信号を発するもので、ダンパ14a〜14d毎に設けられている。つまり、振動抑制装置16a〜16dからの指令信号に基づいた減衰性能を、ダンパ14a〜14dは発揮することになる。なお、図4(a)において振動抑制装置16a〜16dは、対応する左右動ダンパ14a〜14dの上方に配置されているが、これは図示の便宜上、この位置に示したものであり、実際には車体4の端部に集中配置されている。
【0033】
車体4において、左右動ダンパ14a,14bの間及び左右動ダンパ14c,14dの間に対応する箇所には、夫々の位置における車体4の左右方向の加速度を検知するGセンサ18a及びGセンサ18bが設けられている。
次に、振動抑制装置16a〜16dの構成について、図5を用いて説明する。なお、4体の振動抑制装置16a〜16dは、互いに同じ構成からなり、同じ作用をするため、振動抑制装置16aにて代表させて説明する。
【0034】
図5は、振動抑制装置16aの構成をブロック線図にて表したものである。すなわち、振動抑制装置16aは、Gセンサ18aから出力された加速度信号を増幅して所定の電圧値として出力するGアンプ20と、Gアンプ20の出力した電圧値(アナログ信号)をデジタル信号に変換するA/D変換器22と、A/D変換器22の出力したデジタル信号の高周波成分をカットする波形フィルタ処理部24と、波形フィルタ処理部24が出力した信号に重力加速度gを乗して実加速度にする補正部26と、この実加速度を積分して車体4の左右方向の速度を算出する積分部28と、積分部28により算出された速度に所定の制御ゲインKA(負符号付き)を乗して制御入力信号uを発生させる制御部30と、制御部30にて用いられる制御ゲインKAを設定するゲイン設定部32と、ダンパ14aのシリンダに対するピストンの速度Vbtfに対応する信号を発生させる速度検出部34と、制御入力信号uとピストン速度Vbtfとからダンパ14aの発生すべきダンパ定数を設定するダンパ定数設定部36と、ダンパ14aをアンロードにすべきかオンロードにすべきかを制御入力信号u及びピストン速度Vbtfから判定するアンロード・オンロード判定部38と、ダンパ定数設定部36及びアンロード・オンロード判定部38からの信号入力に基づいて、ダンパ14aに設けられた油圧回路(図示せず)の有する複数のソレノイドバルブ40を駆動するソレノイドドライバ42と、から構成されている。
【0035】
なお、本図において2点鎖線にて囲まれた各構成の行なう処理はソフトウェアにて実現されている。すなわち、2点鎖線にて囲まれた部分は、ハードウェア的には、CPU、RAM、ROM、水晶発振子、及びこれらを連絡するバスライン(何れも図示せず)とからなる周知のコンピュータシステムとして構成されている。そして、上記作用を実現する処理がプログラムとしてROM内に予め格納されており、CPUが、このプログラムに従って、演算処理を行なったり、Gセンサ18aからの出力信号をRAMに格納したりすることにより、ソレノイドドライバ42に出力する指令信号を発生させる。
【0036】
次に、以上の振動抑制装置16aを構成する各部の内、特に重要な構成について補足説明を行なう。まず、制御部30は、上記したように積分部28により算出された速度に、所定の制御ゲインKAを乗した結果を制御入力信号uとして発生させるものである。制御入力信号uは、ダンパ14aが発生すべき減衰力の目標値に相当するもので、制御部30において制御ゲインKAに負符号を付けた上で、車体4の横方向速度vに乗されるので、制御入力信号uは横方向速度vと逆方向を向いた力を表す信号となる。つまり、振動抑制装置16aは所謂スカイフック制御を行なうようにされている。なお、この制御部30に、波形フィルタ処理部24、補正部26、及び積分部28を加えたものが本発明の制御手段に相当する。
【0037】
アンロード・オンロード判定部38は、制御入力信号uの方向とダンパ14aのピストン速度Vbtfの方向とから、ダンパ14aに減衰力を発生させるか否かを判断する部分である。制御部30は、車体4の横方向速度に抗する方向の減衰力をダンパ14aに発生させる指令を出すものであるが、ダンパ14aはその性質上、ピストンの移動方向と同じ方向には減衰力を発生できない。このため、制御入力信号uの方向(符号)とピストン速度Vbtfの方向(符号)が等しい場合には、ダンパ14aに減衰力を発生させない(アンロード)ようにソレノイドドライバ42に指令信号を発生する。一方、符号が異なる場合には、制御入力信号uに基づき、ダンパ定数設定部36の発生するソレノイドバルブ40のON/OFFパターンに従って、減衰力を発生する(オンロード)ようにする。なお、実際にはアンロード状態においても、ダンパ14aはわずかな減衰力を発生させる。
【0038】
ダンパ定数設定部36は、ソレノイドドライバ42に対してどのソレノイドバルブ40をONし、どのソレノイドバルブ40をOFFするかを、指令するものであるが、実際にダンパ定数設定部36からの指令によりON/OFFされるのは、ダンパ14aの油圧回路が有する複数のソレノイドバルブ40の内、2つのみである(以下、この2つのソレノイドバルブ40をSOL1、SOL3という)。これらSOL1、SOL3をON/OFFすることにより、ダンパ14aは以下の[表1]に示すような減衰係数、所謂ダンパ定数を発生させる。
【0039】
【表1】
【0040】
このダンパ定数に、ピストン速度Vbtfを乗したものが減衰力となるが、減衰力はピストン速度Vbtfに比例せず、図6に示したような曲線となる。図6は、ダンパ定数がP1〜P4である各場合においてピストン速度Vbtfに応じて発揮される減衰力Fを一点鎖線にて表し、更にこれら各1点鎖線を略中心として全量域をダンパ定数P1〜P4に対応する4つの領域に区分したものであり、バルブパターンMAPと呼ばれる。
【0041】
このバルブパターンMAPは、テーブル化されて上記コンピュータシステムのROM内に予め格納されており、ダンパ定数設定部36は、バルブパターンMAPを参照し、制御入力信号uとピストン速度Vbtfとからダンパ定数を設定し、ソレノイドドライバ42に対して信号を出力する。例えば、ダンパ定数設定部36が、減衰力として400kgfを発生させる旨の制御入力信号uを制御部30から受け取り、またそのときのピストン速度Vbtfが10cm/secである旨の信号を速度検出部34から受け取った場合には、ダンパ定数をP2にするために、ソレノイドドライバ42に対してSOL1をOFF、SOL3をONするような指令を出力する。
【0042】
ここで、SOL1、SOL3を有する油圧回路、速度検出部34、及びダンパ14aについて図7を用いて説明する。図7は、これら三者が一体に構成されたセミアクティブダンパ装置50の概略構成図である。
まず、ダンパ14aは上記したように、シリンダ52と、シリンダ52内にて摺動可能に配置されたピストン54と、ピストン54に固定されたロッド56とを主に構成され、ロッド56の末端56aは台車6aに固定され、シリンダ52のヘッド52aは、車体4に固定されている。そしてピストン54によって2室58,60に分割されたシリンダ52内部にはオイルが充満されている。また、この2室58,60(以下、58をロッド側、60をヘッド側という)は、ピストンに設けられたチェック弁62を介して連通されている。
【0043】
油圧回路は、ヘッド側60に接続されたヘッド経路64と、ロッド側58に接続されたロッド経路66と、ロッド経路66に接続され主オリフィス68を介してヘッド経路64へとオイルを還流させる主流路70と、主流路70に並列に配置された支流路でありSOL1及び第1オリフィス72を介してヘッド経路64へとオイルを還流させる第1支流路74と、同じく主流路70に並列に配置された支流路でありSOL3及び第2オリフィス76を介してヘッド経路64へとオイルを還流させる第2支流路78とを備えている。また、ヘッド経路64にはベースチェック弁79が介装されており、オイルの逆流を防いでいる。なお、第2オリフィス76の流路径は、第1オリフィス72の流路径よりも大きくされている。
【0044】
また、この油圧回路は、上記の主流路70、第1支流路74、第2支流路78の他にも、SOL2を介してヘッド経路64へとオイルを還流させるアンロード用経路80や、無通電状態(フェイル時ともいう)において三方弁SOL4及び第3オリフィス82を介してヘッド経路64へとオイルを還流させるフェイル用経路84を備えている。なお、三方弁SOL4は、オンロード状態においてONされ、第3オリフィス82側にオイルが流れこまないようにされる。
【0045】
この油圧回路において、SOL1,SOL3を共にOFFにしておくと、オイルはロッド経路66から主流路70の主オリフィス68のみを通ってヘッド経路64へと還流するため、流路抵抗が大きく、ダンパ14aのダンパ定数も大きくなる。これがP4の状態である。また、SOL1をON、SOL3をOFFにしておくとオイルは、ロッド経路66から主流路70の主オリフィス68及び第1支流路74の第1オリフィス72を通ってヘッド経路64へと還流するため、ダンパ定数はP4よりもやや小さくなる。これがP3の状態である。これとは逆に、SOL1をOFF、SOL3をONにすると、オイルは、ロッド経路66から主流路70の主オリフィス68及び第2支流路78の第2オリフィス76を通ってヘッド経路64へと還流する。第2オリフィス76の流路径は第1オリフィス72の流路径よりも大きくされているため、ダンパ定数はP3よりもやや小さくなる。これがP2の状態である。そして、SOL1,SOL3を共にONにしておくと、オイルは、ロッド経路66から主流路70の主オリフィス68、第1支流路74の第1オリフィス72、及び第2支流路78の第2オリフィス76の計3個のオリフィスを通ってヘッド経路64へと還流するため、ダンパ定数はP2よりも更に小さくなる。これがP1の状態である。なお、当該第1実施例においては、これら4つのダンパ定数P1〜P4の内、P4のみ、上記コンピュータシステムの有する水晶発振子の発生するクロックに基づいて、選択された期間が測定されているものとする。
【0046】
アンロード用経路80は、既述したアンロード・オンロード判定部38によって、アンロード状態にすべきであるという信号が発せられたときに、SOL2がONされることによりオイルが流れる経路である。このアンロード用経路80にはオリフィスがないため、流路抵抗は極めて小さく、SOL2がONされるとSOL1、SOL3の状態に関わらず、ダンパ14aは極めて小さなダンパ定数を呈する。一方、フェイル用経路84には、第3オリフィス82があるので、アンロード状態におけるダンパ定数よりも大きくなる。これらアンロード状態及びフェイル時における減衰力とピストン速度Vbtfとの関係は、図6のバルブパターンMAPに併記したようになる。
【0047】
以上のように、油圧回路は、SOL1、SOL3がON/OFFされることにより、ダンパ14aのダンパ定数を4段階に切り替える他、アンロード状態、フェイル時におけるダンパ定数を図6に示した所定値に保つようにしている。
速度検出部34は、ロッド56の側面に、軸方向に等間隔にて埋めこまれた磁性体ビット90と、磁性体ビット90に対向して配置された磁気センサ92と、磁気センサ92からの電気信号を増幅する増幅装置94とを備えている。
【0048】
そしてピストン54(ひいてはロッド56)がシリンダ52に対して移動すると、磁気センサ92が磁性体ビット90をカウントし、所定サンプリング時間内のカウント値からピストン速度Vbtfを出力するようにされている。なお、速度検出部34は、ピストン速度Vbtfだけでなく、ピストン54の中立位置からの変位Ybtfも出力する。
【0049】
ここで図5に戻り、ゲイン設定部32について説明する。既に説明したようにゲイン設定部32は、制御部30にて用いられる制御ゲインKAを設定するものである。そして、当該第1実施例においては、本図において1点鎖線の矢印にて示したように、ダンパ定数設定部36によるダンパ定数の設定結果、より詳しくは最大のダンパ定数P4が選択された継続時間に応じて制御ゲインKAを設定する。このゲイン設定部32の処理内容について図8を用いて説明する。
【0050】
図8は、ゲイン設定部32にて行なわれるゲイン調整処理を表すフローチャートである。
まず、ステップ(以下、単にSと記す)100にて、その時点において設定されているダンパ定数がP4か否かを判定する。P4でなければ、P4になるまで待機し、P4であれば、S110に進んでP4になった時間PT4を積算する。この時間PT4は、起動時においてはゼロであり、この後、説明する処理の結果、継続的にダンパ定数がP4になっている時間を積算していく。続いてS120では時間PT4が所定時間(ここでは0.2sec)より長いか否かを判定する。もし長ければ、S130に進み、制御ゲインKAを小さく(ここではそれまでの値を0.9倍した値に更新する)し、S140に移行する。長くなければS130を跳ばしてそのままS140に進む。
【0051】
S140では、再度、ダンパ定数がP4でなくなったか否かを判定し、P1〜P3になっていれば、S150に進んで、時間PT4をリセットし、S100に戻る。一方、P4のままであれば、S110に進み、時間PT4を更に積算する。S110〜S140の処理により、ダンパ定数が継続的にP4になっていた時間PT4が求められ、この時間PT4が0.2secを越えると、制御ゲインKAが下げられ、以降、ダンパ定数が下がるまで、制御ゲインKAは下げられる。つまり、当該処理は、本発明の継続時間算出手段とゲイン調整手段とを兼ねた処理を行なう。
【0052】
ダンパ定数は、図6から判るように制御部30からの制御入力信号uが大きいほど大きくなり易く、制御入力信号uは制御ゲインKAが大きいほど、また車体4の横方向速度が大きくなるほど大きくなる。図7に示したセミアクティブダンパ装置50は、P1〜P4の4つのダンパ定数を、ダンパ定数設定部36からの指令によって発揮できるが、車体4の横方向速度が大きすぎる場合にはP4しか選ばれないという事態が起こる。こうした事態においてはPT4が大きくなり、S130にて制御ゲインKAの値が小さくされ、P4以外のダンパ定数も使用されるようになる。
【0053】
以上により、最大のダンパ定数P4が継続的に選ばれた時間PT4は、ほぼ0.2sec以内に保たれ、適切にダンパ定数を切り換えることができる。なお本処理は、ダンパ定数がP4に設定されたことに対する割り込みにて起動し、以下、一定時間毎にS120〜S150の処理を行なうようにしても良い。
【0054】
以上説明してきた第1実施例の振動抑制装置16aによれば、車体4に大きな横速度が掛かる走行区間では、制御ゲインを小さくするので、ダンパ定数を4段階に切り替えられるセミアクティブダンパ装置50の性能を十分にいかし、走行区間の状態、天候等に適応したきめ細かな減衰力の切り替えを行なうことができる。
(第2実施例)
次に、本発明の第2実施例の振動抑制装置について説明する。なお、第2実施例の振動抑制装置は、第1実施例の振動抑制装置に比べて、ゲイン設定部32において行なわれる処理が異なる点と、これに対応してダンパ定数としてP4が設定された期間を測定しない点のみに差があり、他の構成・作用についてはまったく同じであるため、これらについての説明は省略し、ゲイン設定部32の行なう処理のみについて図9を用いて説明する。なお、この違いを図5において表すと、第1実施例は、一点鎖線の矢印のようにゲイン設定部32がダンパ定数設定部36による設定結果を用いるのに対し、当該第2実施例は破線の矢印のように、速度検出部34による検出結果を用いる。そして各構成要素の名称及び符号は、第1実施例のものを流用する。
【0055】
図9は、ゲイン設定部32にて行なわれるゲイン修正処理を表すフローチャートである。本処理は、ピストン54の挙動に応じて、制御ゲインKAの値を大小2種類の値の内の何れかに設定する処理であり、ゲイン調整処理と同様、制御部30が制御入力信号uを発生させるタイミング毎に起動されるものとする。
まず、S200にて、速度検出部34から出力されるピストン変位Ybtfのうち低周波の成分Ylを算出する。ここで低周波の成分とは、ピストン振動の内の2Hz以下の成分とする。続くS210では、速度検出部34から出力されるピストン速度Vbtfのうち高周波の成分Vhを算出する。ここで高周波の成分とは、ピストン速度Vbtfの振動成分の内、2Hzを越える成分とする。そしてS220にてYlの符号を判定し、Ylがプラスであれば、S240に進み、Vhの符号を判定する。そしてVhがプラスであれば、S250に進んで制御ゲインKAを大きい方の値(例としてここでは3.0)に設定し、Vhがマイナスであれば、S260に進んで制御ゲインKAを小さい方の値(例としてここでは2.7)に設定して、本処理を終了する。一方、S220における判定においてYlがゼロ若しくはマイナスと判定されれば、S270に進み、Vhの符号を判定する。そしてVhがプラスであれば、S260に進んで制御ゲインKAを2.7に設定し、Vhがマイナスであれば、S250に進んで制御ゲインKAを3.0に設定して、本処理を終了する。
【0056】
つまり、ゲイン修正処理においては、制御ゲインKAを3.0若しくは2.7に設定する。そしてどちらの値にするかの判定は、ピストン54の中立位置からの変位方向と、同じくピストン54の速度の方向とを用いて次のように行なう。すなわち、変位方向と速度の方向とが同じである場合には制御ゲインKAを3.0と設定し、異なる場合には制御ゲインKAを2.7と設定する。
【0057】
上記のような処理を行なうと、ピストン54はその中立位置に近付く様な挙動を示す。つまり、制御ゲインKAを大きくすると、第1実施例にて述べたようにダンパ14aのダンパ定数はP4が選ばれる割合が増加し、発生する減衰力も制御ゲインKAが小さい場合に比べて大きくなる(一定のピストン速度Vbtfにて比較した場合)。また、ダンパ14aの振動は通常のダンパにおける振動と同様に、振幅の大きな低周波振動成分に、振幅の小さな高周波振動成分が重畳された波形をしている。なお、周知のように速度の符号は、ピストン54の移動方向を表す。
【0058】
このような条件下にて本図のゲイン修正処理をおこなうと、例えば、ピストン54がプラス側に変位している(高周波成分を除く)ときには、移動方向がプラス方向であるときには減衰力が大きくなり、逆に移動方向がマイナス方向であるときには減衰力が小さくなる。これを換言すると、ダンパ14aにて発生される減衰力は、ピストン54が中立位置から遠ざかろうとしているときには大きくなって移動をはばみ、一方、ピストン54が中立位置へ接近しようとしているときには小さくなってその接近を妨害しないようにする。
【0059】
よって本第2実施例の振動抑制装置によれば、ピストン54は、上記のゲイン修正処理を行なわない場合に比べ、中立位置の近傍にて振動するようになる。台車6aの車体4に対する左右方向の相対位置が車体4の中央(以下、正規の位置という)になったときにピストン54がシリンダ52に対して中立の位置になるようにしておけば、車体4と台車6aもゲイン修正処理によって正規の位置の近傍に維持される。通常、台車6aには車体4の左右方向の相対移動量を規制するためのストッパが設けられており、車体4が左右に大きく移動すると、車体4側に設けられたストッパ受けが当接して、不快な振動が発生することがある。しかし、ゲイン修正処理を行なうことによって車体4は台車6aに対して正規の位置の近傍に維持されるので、ストッパにストッパ受けが当接することがなく、乗り心地が向上する。
(第3実施例)
次に、本発明の第3実施例の振動抑制装置について説明する。上記第1実施例の振動抑制装置及び第2実施例の振動抑制装置が、図4に示した振動抑制装置16a〜16dについて各々独立に行なわれるものであったのに対し、第3実施例の振動抑制装置は、振動抑制装置16aと振動抑制装置16cとの2つの振動抑制装置間の相互作用がある点が大きく異なる。但し、この相互作用の部分を除くと、第2実施例の振動抑制装置に比べて、ゲイン設定部32において行なわれる処理が異なるのみであり、他の構成・作用についてはまったく同じであるため、他の構成については説明及び図示を省略し、ゲイン設定部32の行なう処理について図10を用いて説明する。なお、この違いを図5において表すと、第2実施例は破線の矢印のように、ゲイン設定部32が速度検出部34による検出結果を用いるのに対し、当該第3実施例は二重線の矢印のように、他のゲイン設定部32’(ここでは振動抑制装置16cのゲイン設定部)により設定された制御ゲインKAを用いることを示す。また、各構成要素の名称及び符号は、第1実施例のものを流用する。
【0060】
図10は、ゲイン設定部32にて行なわれる後方ゲイン設定処理を表すフローチャートである。本処理は、第2実施例におけるゲイン修正処理と同様、制御部30が制御入力信号uを発生させるタイミング毎に起動されるものとする。そして振動抑制装置16cにおいても対応する箇所を補正したのみ(すなわち、添字aと添字cとを入れ換えたのみ)の同様の処理が行なわれる。
【0061】
まず、S300にて、進行方向に対して後方にあるかどうかを判定する。ここで、車両を前進させるか後退させるかの設定は、車両の運転席にある主幹制御器と呼ばれる操作器に備えられている前後進ハンドルを操作することによりすることができる。そのため、進行方向に対して後方にあるかどうかは前後進ハンドルの設定状態に基づいて判定できる。
【0062】
進行方向に対して後方にある(前後進ハンドルが後退側に設定されており、図4で言うと矢印Aの逆方向に進んでいる)と判定されたときには、S310に進み、振動抑制装置16cの制御ゲインKAcを受け取る。そしてS320にて制御ゲインKAaを制御ゲインKAcよりも小さな値に設定する。例としてここでは制御ゲインKAcに0.7を乗した値を、当該振動抑制装置16aの制御ゲインKAaとして設定する。こうして制御ゲインKAaが設定されると当該処理を終了する。
【0063】
一方、S300にて、進行方向に対して後方にない(前後進ハンドルが前進側に設定されている)と判定されたときには、S330に進み、制御ゲインKAaを設定する。この設定は、予め実験走行にて定められた適切な一定値(以下、規定値という)が設定されるものとする。こうして制御ゲインKAaが設定されると当該処理を終了する。
なお、既述の通り、図10のフローチャートにおいて添字aを添字cに入れ換えると、振動抑制装置16cのゲイン設定部32’が実行する後方ゲイン設定処理となる。
【0064】
つまり、後方ゲイン設定処理においては、振動抑制装置16aによってダンパ定数が切り替えられるダンパ14aと、振動抑制装置16cに対応するダンパ14cとの内、進行方向に対して後方にあるダンパに対応する制御ゲインの方が小さくされる。
【0065】
一般に鉄道車両について、進行方向に対して後方にある左右動ダンパの減衰力を、前方にある左右動ダンパの減衰力に対して小さくすると、車体の台車に対するヨーイングを抑える効果があることが知られている。しかし、周知のように、鉄道車両は前後両方向に走行されるため、進行方向が変わる都度、後方のダンパの方が、減衰力が小さくなるよう制御ゲイン等を設定し直す必要があり、実用化されていなかった。
【0066】
後方ゲイン設定処理のように、後方のダンパに対応する制御ゲインKAを小さくすると、後方のダンパから発生される減衰力が、前方のダンパから発生される減衰力に比べて小さくなるという現象が発生し、車体4の台車6a,6bに対するヨーイングを抑える。しかも、後方ゲイン調整処理においては、S300にて車両2の進行方向を判定して、後方にあるときのみ、制御ゲインを小さくするので、車両2の進行方向によらず、車体4のヨーイングを抑える。
【0067】
従い、第3実施例の振動抑制装置16a、16cによれば、車体4の台車6a,6bに対するヨーイングを抑えることができ、しかも車両2の進行方向が変わる都度、設定値を修正する必要がない。これにより、車両2の乗り心地を向上させることができ、車両2自体の長寿命化も期待できる。
【0068】
ところで、上記3つの実施例のようにするのではなく、例えば、車体を台車に対して能動的に変位させて振動を抑制するアクチュエータを設け、これに対し所定の制御を行なうと、ノイズ等の予期せぬ外乱やその他の原因により制御不能に陥いった場合に、安定した走行が得られないことがある。この点、上記の振動抑制装置16a〜16dが誤動作を起こしても、左右動ダンパ14a〜14dのダンパ定数が不適切な値になるのみであり、振動抑制性能が劣化するだけで済む。
【0069】
以上、本発明の第1実施例、第2実施例、及び第3実施例について説明してきたが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく様々な態様で実施しうる。
例えば、第1実施例のゲイン調整処理では、時間PT4の継続時間として0.2を用いたが、この値は制御装置の設計の仕方や、車両の動特性等により最適値が決定されるもので、0.2に限定されるものではない。同様のことは、第2実施例のゲイン修正処理にて設定される3.0及び2.7という制御ゲインの値や、第3実施例の後方ゲイン設定処理にて用いられる0.7という比率についても言え、上記の値に限定されるものではない。
【0070】
同じく第1実施例において、ゲイン調整処理と逆方向にゲインを調整する処理を加えても良い。すなわち、ダンパ定数が最小つまりP1が継続的に選ばれる時間を測定し、この時間が例えば0.2secを超えている場合には、制御ゲインKAを上げる処理を加えても良い。こうすれば、制御ゲインKAが小さ過ぎてP1やP2ばかり選ばれる、という事態を回避できる。また同様のことを、他のダンパ定数においても行ない、全てのダンパ定数が均等に選ばれるようにしても良い。
【0071】
また第1〜第3実施例において、ダンパ定数を段階的(ダンパ14a〜14dでは4段階)に変えられるダンパではなく、連続的にダンパ定数を変化可能なロータリーバルブを用いたものに替えても良い。こうすると、走行経路に応じたダンパ定数の設定を更にきめ細かく行なうことが可能となる。更にこれらの方法に限らず、所望のダンパ定数に設定可能なものであれば、どのような形式のダンパでも良い。
【0072】
そのダンパが、セミアクティブダンパ装置50のように、ピストンの変位量を出力可能なダンパでなければ、適宜、ポテンショメータ等の変位検出装置を設けて検出すれば良い。
第3実施例の振動抑制装置においては、振動抑制装置16aの有するゲイン設定部32と振動抑制装置16cの有するゲイン設定部32とをペアにして、後方にあるダンパに対応する方の制御ゲインKAを小さくするようにしたが、同じことを振動抑制装置16bの有するゲイン設定部32と振動抑制装置16dの有するゲイン設定部32とをペアにして行なってもよい。このようにしても上記と同様の効果が得られることは、車両2が略前後対称の形状をしていることから明らかである。また、この双方のペアを用いた制御を同時に行なってもよい。
【0073】
更に、ペアの組み方を変えてもよい。すなわち、振動抑制装置16aの有するゲイン設定部32と振動抑制装置16bの有するゲイン設定部32とをペアにして、後方にあるダンパに対応する方の制御ゲインKAを小さくするようにする。こうすると、1台の台車6aにおいて、前方のダンパの減衰力よりも後方のダンパの減衰力の方が小さくなるという事態が起こる。この場合には、第3実施例では車体4の台車6a,6bに対するヨーイングが抑えられたのに対して、台車6a自身の対地ヨーイングが抑えられる。これに加えて同じ制御を、振動抑制装置16cの有するゲイン設定部32と振動抑制装置16dの有するゲイン設定部32とをペアにして行なえば、台車6bの対地ヨーイングが抑えられ、この結果、車体4の対地ヨーイングも小さくなることが期待される。
【0074】
また更に、第3実施例の後方ダンパ設定処理においてS330の制御ゲインKAaの設定の部分を、第1実施例のゲイン調整処理に代えても良い。こうすると、前方のダンパは、走行区間の状況等に応じ、減衰力をきめ細かく変化させることができ、また、後方のダンパも前方のダンパにほぼ同期して減衰力が変化され、しかも車体4の台車6a,6bに対するヨーイングを抑えることができるという、第1実施例による効果と、第3実施例による効果とを兼ね備えた振動抑制装置とすることができる。同様に、S330の制御ゲインKAaの設定の部分を、第2実施例のゲイン修正処理に代えても良い。こうすると、第2実施例による効果と、第3実施例による効果とを兼ね備えた振動抑制装置とすることができる。
【0075】
また、第1実施例〜第3実施例では振動抑制装置を、セミアクティブダンパ装置50に適用したが、アクティブダンパにおいて同様の制御を行なっても良い。アクティブダンパとは自ら油圧源を持ち、ここから発生される油圧により、積極的にピストンを駆動することができるダンパである。このダンパによれば、減衰力とは異なり、ピストンの移動方向と同じ方向の力が発揮できるため、更に効率よく、左右方向の振動を抑制したり、或は車体の台車に対する変位を防止したりできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の請求項1に記載の振動抑制装置を例示するブロック図である。
【図2】 本発明の請求項3に記載の振動抑制装置を例示するブロック図である。
【図3】 本発明の請求項4に記載の振動抑制装置を例示するブロック図である。
【図4】 本発明の振動抑制装置が適用される車両の概略説明図である。
【図5】 本発明の振動抑制装置の構成を示すブロック図である。
【図6】 左右動ダンパがピストン速度に応じて発生させる減衰力を、ダンパ定数毎に示したグラフである。
【図7】 外部からの指令を受けてダンパ定数を変更可能にされたセミアクティブダンパ装置の概略構成図である。
【図8】 本発明の第1実施例のゲイン設定部において行なわれるゲイン調整処理を示すフローチャートである。
【図9】 本発明の第2実施例のゲイン設定部において行なわれるゲイン修正処理を示すフローチャートである。
【図10】 本発明の第3実施例のゲイン設定部にて行なわれる後方ゲイン設定処理を示すフローチャートである。
【図11】 従来の振動抑制装置を例示するブロック図である。
【符号の説明】
2…車両 4…車体 6a,6b…台車
10a〜10d…車輪 14a〜14d…左右動ダンパ
16a〜16d…振動抑制装置 18a,18b…Gセンサ
28…積分部 30…制御部 32,32’…ゲイン設定部
34…速度検出部 36…ダンパ定数設定部
40,SOL1〜SOL4…ソレノイドバルブ
42…ソレノイドドライバ 50…セミアクティブダンパ装置
52…シリンダ 54…ピストン 56…ロッド
68…主オリフィス 70…主流路
72…第1オリフィス 74…第1支流路
76…第2オリフィス 78…第2支流路
80…アンロード用経路
82…第3オリフィス 84…フェイル用経路
90…磁性体ビット 92…磁気センサ 94…増幅装置
P1〜P4…ダンパ定数[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration suppression device for suppressing lateral behavior such as lateral displacement and yawing of a vehicle body relative to a carriage in a railway vehicle and improving riding comfort.
[0002]
[Prior art]
In a railway vehicle, the vehicle body is supported by a carriage, and an air spring (or coil spring) is interposed between the two to absorb the impact received by the carriage from the carriage. That is, the air spring prevents the vibration due to the irregularity of the route and the movement in the outer circumferential direction due to the centrifugal force received when traveling in the curved section. By doing so, the impact is absorbed and the riding comfort is improved, but the vibration of the air spring itself is generated and the vehicle body vibrates, giving the passengers an uncomfortable feeling. The left and right motion damper attenuates the lateral vibration of the air spring.
[0003]
A left-right damper is usually a piston that is slidably arranged in a cylinder filled with oil, and the oil moves in the cylinder through a flow path provided in the cylinder, so that the piston moves relative to the cylinder. A damping force that is substantially proportional to the moving speed is generated. This proportionality constant is called a damping coefficient or a damper constant.
[0004]
In recent years, attempts have been made to further improve the riding comfort of a vehicle by using a damper (so-called semi-active damper) that can change the damper constant. An outline of this example is shown in FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing a control system that changes a damper constant of a semi-active damper (hereinafter also referred to as a left-right dynamic damper) based on the left-right behavior of the vehicle body. The left-right motion damper is interposed between the carriage and the vehicle body, and attenuates the lateral vibration of the carriage with respect to the vehicle using the flow resistance of the fluid filled in the cylinder provided in the left-right motion damper. The damper resistance changing means changes the flow resistance. The damper constant changing means mainly comprises a hydraulic circuit communicating with the cylinder and a plurality of electromagnetic valves for closing predetermined portions of the hydraulic circuit according to external signals. The flow path resistance of the hydraulic circuit is changed by appropriately opening and closing these solenoid valves. The damper constant setting unit determines which solenoid valve is opened and closed, that is, how much the damper constant is to be set. The target damper constant is set based on the speed of the piston relative to the cylinder (hereinafter also referred to as piston speed) and the target damping force. The piston speed is detected by the speed detection means, and the target damping force is generated by the control means based on the lateral acceleration of the vehicle body detected by the acceleration detection means.
[0005]
By doing so, the left and right motion damper can generate an appropriate damping force based on the lateral acceleration applied to the vehicle body at that time, and as a result, suppression of the lateral vibration can be expected.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, when using a semi-active damper, it becomes a subject how to respond to the state of the traveling line section which changes variously. In other words, even if the damper constant can be changed in, for example, four stages, if the control system is designed with reference to the travel line section where the lateral speed of the vehicle body is large, it is always the lowest in the line section where the lateral speed is small. It becomes the damper constant of. On the other hand, if the design is made so that the four-stage damper constant is effectively selected in the line section where the lateral speed is small, only the maximum damper constant is selected in the line section where the lateral speed is large.
[0007]
Further, when passing through a tunnel as well as the curvature of the travel line section, the behavior of the vehicle body may change depending on the weather, the number of passengers, and the position where the passenger is seated, and vibration may not be suppressed appropriately.
The present invention has been made in view of such problems, and in a device that suppresses lateral vibration of a railway vehicle using a left and right motion damper, the vibration is appropriately suppressed without being influenced by conditions such as a travel line section and weather. The purpose is to improve the ride comfort.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The vibration suppressing device according to
[0010]
Claims2The present invention described inA carriage that supports wheels, a vehicle body supported by the carriage, a piston is slidably disposed in a cylinder, and one of the piston and the cylinder is supported by the carriage, and the other is supported by the vehicle body. A left and right motion damper for attenuating left and right vibration of the vehicle body with respect to the carriage by exchanging fluid filled in the two chambers divided by the piston through a flow path communicating with the two chambers; The vibration suppressing device used in the vehicle having the same as the above-mentioned
And this invention (Claim 2) is provided.Above gain setting meansMeans that the duration calculation meansCalculate the duration when the damper constant of the left and right dynamic damper is minimumThe gain adjustment meansThe above duration is presetTo increase the damper constant when the time is exceededIncrease the above control gainRukoIt is characterized by.
[0011]
Claim3As shown in FIG. 2, the invention described in FIG.A carriage that supports wheels, a vehicle body supported by the carriage, a piston is slidably disposed in a cylinder, and one of the piston and the cylinder is supported by the carriage, and the other is supported by the vehicle body. A left and right motion damper for attenuating left and right vibration of the vehicle body with respect to the carriage by exchanging fluid filled in the two chambers divided by the piston through a flow path communicating with the two chambers; The vibration suppressing device used in the vehicle having the same as the above-mentioned
And this invention (Claim 3) is providedAbove gain setting meansIsDisplacement detecting means for obtaining a displacement of the left and right motion damper from a neutral position, a moving direction determining means for obtaining a moving direction of the piston of the left and right motion damper, and the displacement detecting means.BydetectionIsThe direction of displacement and the moving direction determining meansBydetectionIsWhen the above moving direction is the sameTo increase the damping forceWhen the above control gain is increased and differentTo reduce the damping forceGain correction means for reducing the control gain is provided.
[0012]
Further claims4As shown in FIG. 3, the invention described in FIG. 3 corresponds to each carriage of a vehicle having two carriages that support the wheels and a vehicle body that is supported at two places on the carriage. A piston is slidably disposed therein, and one of the piston and the cylinder is supported by the carriage and the other is supported by the vehicle body, and the chamber is filled with two chambers divided by the piston.
[0013]
Claim5The present invention described in (1) includes a carriage that supports a wheel, and a vehicle body supported by the carriage.,And, before and after the support position of the vehicle body by the carriage, the piston is slidably disposed in the cylinder, and one of the piston and the cylinder is supported by the carriage, and the other is supported by the vehicle body, A left and right motion damper for attenuating left and right vibrations of the vehicle body with respect to the carriage by exchanging fluid filled in the two chambers divided by the piston through a flow path communicating with the two chambers;
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The vibration suppressing device according to
[0015]
However, it is not always possible to effectively set the damper constant with this basic configuration alone. For example, even if the damper constant can be changed in four stages, there is a case where only the maximum damper constant is selected because an external force that causes severe vibration is applied depending on the condition of the travel line section. In this case, an appropriate damper constant may not be obtained with respect to the relatively gentle vibration generated by temporarily stopping the intense vibration. In addition, even if loose vibrations that cause discomfort to the passengers occur, the damper constant is too large, and the vehicle body may be shaken almost integrally with the carriage.
[0016]
Therefore, in the vibration suppressing device according to the first aspect, gain setting means is provided, and the gain setting means sets the control gain based on the behavior of the vehicle body in the left-right direction. The left-right behavior of the vehicle body may be the acceleration of the vehicle body in the left-right direction, or may be the piston speed of the left-right motion damper generated as a result of the behavior. The detection result of the acceleration detection means may be used for the lateral acceleration of the vehicle body, and the detection result of the speed detection means may be used for the piston speed of the left-right motion damper.
Further, the gain setting means includes a duration calculation means and a gain adjustment means. The duration calculation means calculates a time during which the maximum damper constant is continuously selected, and the calculation result is preset. When the time is exceeded, the gain adjusting means reduces the control gain in order to reduce the damper constant.
[0017]
Thus,Based on the left-right behavior of the car bodyAndSet the control gainIn addition, the control gain is reduced when the duration of the maximum damper constant exceeds a preset time.Therefore, the change in the lateral behavior caused by the difference in the traveling line section can be reflected in the change in the damper constant, and thus a good riding comfort can be obtained.. Further, it is possible to avoid the situation that the control gain becomes too large and only the maximum damper constant is selected, and the vibration can be appropriately suppressed without being affected by the travel line section, the weather, the number of passengers, and the like.
[0018]
ThisAs claimed1In the vibration suppression device of the present invention, the gain setting means performs the process of lowering the control gain.2In the invention described in the above, as means for increasing the control gain,ContinuedTime calculation means and gainAdjustmentMeans.Continuation in the present invention (Claim 2)The time calculation means calculates the duration in which the damper constant is minimum, and the calculation result is preset.WhenwhileExceededSometimes the gainAdjustmentMeans increase the control gain.
[0019]
If the set control gain is too small, the case where the smallest damper constant is selected becomes large. In this state, the sudden vibration of the vehicle body that occurs suddenly cannot be effectively attenuated. as mentioned above,ContinuedWhen the duration is longer than the predetermined time based on the calculation result by the time calculation means, the gainAdjustmentAs the means increases the gain, other damper constants are selected.
[0020]
Therefore, claims2According to the vibration suppression device described in (1), it is possible to prevent the control gain from becoming too small, and it is possible to appropriately suppress the vibration without being affected by the travel line section, the weather, the number of passengers, and the like.
Claims3In the invention described in
[0021]
The displacement detection means obtains the displacement of the piston from the neutral position in the left and right motion damper, and the movement direction judgment means obtains the movement direction of the piston. And the gain correcting means is the displacement detecting meansDetected byPiston displacement direction and moving direction judgment meansBydetectionIsIf the moving direction of the piston is the same, increase the control gain.So that the damping force increases.If the control gain is different,To reduce the damping forceTo do.
[0022]
For example, when the piston is displaced leftward from the neutral position with respect to the cylinder, the control gain is large when the piston is moving to the left, and the control gain is small when the piston is moving to the right. That is, the damper constant increases when the deviation from the neutral position increases, and the damper constant decreases when returning to the neutral position. As a result, the piston is moved rightward and returned to the neutral position. As a result, the relative position between the vehicle body and the carriage is also maintained at a predetermined position when the piston is in the neutral position.
[0023]
Claim3According to the vibration suppressing device described in (1), the vehicle body can be maintained at the predetermined position without using an actuator for vehicle body displacement correction.
Claim4In the present invention described in (2), two carriages support the vehicle body at the front and rear positions thereof, and each carriage is provided with a left and right motion damper.
[0024]
As a result, the vehicle body is often set such that the damper constant of the left and right motion damper disposed in front of the vehicle body is larger than that of the vehicle body behind the vehicle body. Will be demonstrated. Moreover, since the traveling direction of the vehicle is reflected in the control gain, the same state is maintained regardless of whether the vehicle travels forward or backward.
[0025]
Therefore, the claims4According to the vibration suppression device described in the above, the vehicle body has a self-steering property with respect to the carriage, and even if the vehicle body yaws with respect to the carriage, a special control input or a compensation operation is performed. And can return to normal posture. Further, this effect can be achieved regardless of the traveling direction of the vehicle.
[0026]
Claim5In the present invention described in (1), two one-body left and right dynamic dampers are provided before and after the position where the carriage supports the vehicle body. The gain setting means sets the control gain corresponding to the rear damper relative to the traveling direction of the vehicle to be smaller than the control gain corresponding to the front damper. This has the same effect as when the damper is shifted to the front of the carriage. Further, since the traveling direction of the vehicle is reflected in the control gain, the same state is maintained regardless of whether the vehicle travels forward or backward.
[0027]
Therefore, the claims5According to the vibration suppression device described in the above, the cart has a self-steering property, and even if the cart causes yawing to the vehicle body, normal operation is not performed without performing a special control input or compensating operation. Return to posture. Further, this effect can be achieved regardless of the traveling direction of the vehicle.
[0028]
And
[0029]
【Example】
Three examples according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, FIG. 4 is a schematic view showing a
[0030]
As shown in the figure, the
[0031]
Further, left and
[0032]
Each of the left and
The
[0033]
In the
Next, the configuration of the
[0034]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the
[0035]
In this figure, the processing performed by each component surrounded by a two-dot chain line is realized by software. That is, a portion surrounded by an alternate long and two short dashes line is a known computer system including a CPU, a RAM, a ROM, a crystal oscillator, and a bus line (none of which is shown) for connecting them in terms of hardware. It is configured as. And the process which implement | achieves the said effect | action is stored beforehand in ROM as a program, CPU performs arithmetic processing according to this program, or stores the output signal from
[0036]
Next, supplementary explanation will be given for particularly important components among the components constituting the
[0037]
The unload /
[0038]
The damper
[0039]
[Table 1]
[0040]
The damping constant multiplied by the piston speed Vbtf is the damping force, but the damping force is not proportional to the piston speed Vbtf, and becomes a curve as shown in FIG. FIG. 6 shows the damping force F exerted according to the piston speed Vbtf in each case where the damper constants are P1 to P4 by a one-dot chain line, and further, the entire amount region around the one-dot chain line is the damper constant P1. Are divided into four regions corresponding to .about.P4, and are called valve patterns MAP.
[0041]
The valve pattern MAP is tabulated and stored in advance in the ROM of the computer system, and the damper
[0042]
Here, the hydraulic circuit having SOL1 and SOL3, the
First, as described above, the
[0043]
The hydraulic circuit includes a
[0044]
In addition to the
[0045]
In this hydraulic circuit, if both SOL1 and SOL3 are turned off, the oil flows back from the
[0046]
The unloading
[0047]
As described above, the hydraulic circuit switches the damper constant of the
The
[0048]
When the piston 54 (and consequently the rod 56) moves relative to the
[0049]
Returning to FIG. 5, the
[0050]
FIG. 8 is a flowchart showing gain adjustment processing performed by the
First, in step (hereinafter simply referred to as S) 100, it is determined whether or not the damper constant set at that time is P4. If it is not P4, wait until it becomes P4.AhThen, the process proceeds to S110 and the time PT4 when P4 is reached is integrated. This time PT4 is zero at the time of start-up, and thereafter, the time during which the damper constant is P4 is continuously accumulated as a result of the processing described below. Subsequently, in S120, it is determined whether or not the time PT4 is longer than a predetermined time (here, 0.2 sec). If longer, the process proceeds to S130, and the control gain KA is decreased (in this case, updated to a value obtained by multiplying the previous value by 0.9), and the process proceeds to S140. If not, skip S130 and proceed directly to S140.
[0051]
In S140, it is determined again whether or not the damper constant is P4. If P1 to P3, the process proceeds to S150, the time PT4 is reset, and the process returns to S100. On the other hand, if P4 remains, the process proceeds to S110, and the time PT4 is further accumulated. By the processing of S110 to S140, the time PT4 when the damper constant is continuously P4 is obtained. When this time PT4 exceeds 0.2 sec, the control gain KA is lowered, and thereafter, until the damper constant decreases. The control gain KA is lowered. That is, this processing performs processing that serves as both the duration calculation means and the gain adjustment means of the present invention.
[0052]
As can be seen from FIG. 6, the damper constant tends to increase as the control input signal u from the
[0053]
As described above, the time PT4 when the maximum damper constant P4 is continuously selected is kept within approximately 0.2 sec, and the damper constant can be switched appropriately. Note that this processing may be started by an interruption to the fact that the damper constant is set to P4, and thereafter, the processing of S120 to S150 may be performed at regular intervals.
[0054]
According to the
(Second embodiment)
Next, a vibration suppressing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. The vibration suppressing device of the second embodiment is different from the vibration suppressing device of the first embodiment in that the processing performed in the
[0055]
FIG. 9 is a flowchart showing gain correction processing performed by the
First, in S200, a low-frequency component Yl is calculated from the piston displacement Ybtf output from the
[0056]
That is, in the gain correction process, the control gain KA is set to 3.0 or 2.7. The determination of which value is made is performed as follows using the direction of displacement from the neutral position of the
[0057]
When the above processing is performed, the
[0058]
When the gain correction processing of this figure is performed under such conditions, for example, when the
[0059]
Therefore, according to the vibration suppressing device of the second embodiment, the
(Third embodiment)
Next, a vibration suppressing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. Whereas the vibration suppressing device of the first embodiment and the vibration suppressing device of the second embodiment are performed independently for the
[0060]
FIG. 10 is a flowchart showing the backward gain setting process performed by the
[0061]
First, in S300,Behind the direction of travelDetermine whether or not. here,The setting to move the vehicle forward or backward isIt is provided in the controller called the master controller in the driver's seat of the vehicleBy operating the forward / reverse handlebe able to.Therefore, whether or not the vehicle is behind the traveling direction can be determined based on the setting state of the forward / backward steering wheel.
[0062]
Behind the direction of travel(The forward / reverse handle is set to the reverse side,In Fig. 4, the reverse direction of arrow AAnd)When it is determined, the process proceeds to S310 and the control gain KAc of the
[0063]
On the other hand, at S300, Not behind the direction of travel (The forward / reverse handle is set to the forward side)When it is determined, the process proceeds to S330, and the control gain KAa is set. For this setting, it is assumed that an appropriate constant value (hereinafter referred to as a specified value) determined in advance by an experimental run is set. When the control gain KAa is set in this way, the process ends.
As described above, when the subscript a is replaced with the subscript c in the flowchart of FIG. 10, the rear gain setting process is executed by the
[0064]
That is, in the rear gain setting process, the control gain corresponding to the damper located behind the traveling direction among the
[0065]
In general, it is known that reducing the damping force of a left and right dynamic damper on the back of a traveling direction with respect to the traveling direction of a railway vehicle is less effective than suppressing the yawing of a vehicle body to a carriage. ing. However, as is well known, since the railway vehicle travels in both the front and rear directions, it is necessary to reset the control gain etc. so that the damping force of the rear damper becomes smaller each time the traveling direction changes. Was not.
[0066]
When the control gain KA corresponding to the rear damper is reduced as in the rear gain setting process, a phenomenon occurs in which the damping force generated from the rear damper is smaller than the damping force generated from the front damper. Then, yawing of the
[0067]
Therefore, according to the
[0068]
By the way, instead of the above three embodiments, for example, an actuator that actively displaces the vehicle body with respect to the carriage to suppress vibration and performs predetermined control on the actuator, noise or the like In the event of uncontrollability due to unexpected disturbances or other causes, stable running may not be obtained. In this regard, even if the
[0069]
The first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these embodiments and can be implemented in various modes.
For example, in the gain adjustment process of the first embodiment, 0.2 is used as the duration of the time PT4, but this value is determined to be an optimum value according to the design method of the control device, the dynamic characteristics of the vehicle, and the like. Thus, it is not limited to 0.2. The same applies to the control gain values of 3.0 and 2.7 set in the gain correction process of the second embodiment and the ratio of 0.7 used in the rear gain setting process of the third embodiment. However, it is not limited to the above values.
[0070]
Similarly, in the first embodiment, a process of adjusting the gain in the opposite direction to the gain adjustment process may be added. That is, the time when the damper constant is minimum, that is, when P1 is continuously selected is measured, and when this time exceeds 0.2 sec, for example, a process of increasing the control gain KA may be added. By doing so, it is possible to avoid a situation where the control gain KA is too small and only P1 and P2 are selected. The same may be done for other damper constants so that all the damper constants are selected equally.
[0071]
Further, in the first to third embodiments, the damper constant may be changed to one using a rotary valve capable of continuously changing the damper constant instead of a damper that can change the damper constant stepwise (four stages in the
[0072]
If the damper is not a damper that can output the amount of displacement of the piston as in the
In the vibration suppression device of the third embodiment, the
[0073]
Furthermore, you may change how a pair is assembled. That is, the
[0074]
Furthermore, in the rear damper setting process of the third embodiment, the setting portion of the control gain KAa in S330 may be replaced with the gain adjustment process of the first embodiment. In this way, the front damper can finely change the damping force according to the condition of the traveling section, and the rear damper also changes the damping force almost synchronously with the front damper. It can be set as the vibration suppression apparatus which has the effect by 1st Example that the yawing with respect to the trolley |
[0075]
In the first to third embodiments, the vibration suppressing device is applied to the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a vibration suppressing device according to
FIG. 2 is a block diagram illustrating a vibration suppressing device according to a third aspect of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a vibration suppressing device according to
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a vehicle to which the vibration suppressing device of the present invention is applied.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a vibration suppressing device of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the damping force generated by the left-right damper according to the piston speed for each damper constant.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a semi-active damper device in which a damper constant can be changed in response to an external command.
FIG. 8 is a flowchart showing a gain adjustment process performed in a gain setting unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing a gain correction process performed in a gain setting unit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing a backward gain setting process performed by a gain setting unit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a conventional vibration suppressing device.
[Explanation of symbols]
2 ...
10a-10d ...
16a to 16d ...
28 ...
34 ...
40, SOL1-SOL4 ... Solenoid valve
42 ...
52 ...
68 ...
72: First orifice 74: First branch flow path
76 ...
80: Unload route
82 ... Third orifice 84 ... Fail path
90 ...
P1 to P4 ... Damper constant
Claims (5)
上記2室を連通する上記流路の流路抵抗を変化させることにより上記左右動ダンパのダンパ定数を変化させるダンパ定数変更手段と、
上記左右動ダンパのシリンダに対するピストンの速度を検出する速度検出手段と、
上記車体の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
上記車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、
上記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて上記車体の左右方向の速度を求め、該求めた速度と上記ゲイン設定手段により設定された制御ゲインとの積に応じた値を、上記左右動ダンパが発生すべき減衰力の目標値を示す制御信号として出力する制御手段と、
少なくとも上記制御手段の出力した制御信号、及び上記速度検出手段の検出結果に基づいて、上記左右動ダンパの減衰力が上記目標値になるような上記ダンパ定数を求め、該ダンパ定数に基づいて上記ダンパ定数変更手段に対して指令信号を発生するダンパ定数設定手段と、を備え、
上記ゲイン設定手段は、
上記左右動ダンパのダンパ定数が最大となっている継続時間を算出する継続時間算出手段と、
上記継続時間が予め設定された時間を超えたとき、上記ダンパ定数を減少させるために上記制御ゲインを小さくするゲイン調整手段と、
を備えたことを特徴とする振動抑制装置。A carriage that supports wheels, a vehicle body supported by the carriage, a piston is slidably disposed in a cylinder, and one of the piston and the cylinder is supported by the carriage, and the other is supported by the vehicle body. A left and right motion damper for attenuating left and right vibration of the vehicle body with respect to the carriage by exchanging fluid filled in the two chambers divided by the piston through a flow path communicating with the two chambers; in the vibration suppression apparatus that is used in a vehicle having,
Damper constant changing means for changing the damper constant of the left-right damper by changing the channel resistance of the channel communicating with the two chambers;
Speed detecting means for detecting the speed of the piston with respect to the cylinder of the left-right motion damper;
Acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration of the vehicle body;
A gain setting means for setting a control gain based on the left-right behavior of the vehicle body;
Based on the acceleration detected by the acceleration detecting means, a lateral speed of the vehicle body is obtained, and a value corresponding to a product of the obtained speed and a control gain set by the gain setting means is obtained as the lateral motion damper. Control means for outputting as a control signal indicating a target value of the damping force to be generated ,
Based on at least the control signal output by the control means and the detection result of the speed detection means, the damper constant is determined so that the damping force of the left and right dynamic damper becomes the target value , and the damper constant is used to determine the damper constant. Damper constant setting means for generating a command signal for the damper constant changing means ,
The gain setting means includes
A duration calculation means for calculating a duration in which the damper constant of the left and right dynamic damper is maximum;
A gain adjusting means for reducing the control gain to decrease the damper constant when the duration exceeds a preset time;
A vibration suppressing device comprising:
上記2室を連通する上記流路の流路抵抗を変化させることにより上記左右動ダンパのダンパ定数を変化させるダンパ定数変更手段と、
上記左右動ダンパのシリンダに対するピストンの速度を検出する速度検出手段と、
上記車体の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
上記車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、
上記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて上記車体の左右方向の速度を求め、該求めた速度と上記ゲイン設定手段により設定された制御ゲインとの積に応じた値を、上記左右動ダンパが発生すべき減衰力の目標値を示す制御信号として出力する制御手段と、
少なくとも上記制御手段の出力した制御信号、及び上記速度検出手段の検出結果に基づいて、上記左右動ダンパの減衰力が上記目標値になるような上記ダンパ定数を求め、該ダンパ定数に基づいて上記ダンパ定数変更手段に対して指令信号を発生するダンパ定数設定手段と、を備え、
上記ゲイン設定手段は、
上記左右動ダンパのダンパ定数が最小となっている継続時間を算出する継続時間算出手段と、
上記継続時間が予め設定された時間を超えたとき、上記ダンパ定数を増加させるために上記制御ゲインを大きくするゲイン調整手段と、
を備えたことを特徴とする振動抑制装置。 A carriage that supports wheels, a vehicle body supported by the carriage, a piston is slidably disposed in a cylinder, and one of the piston and the cylinder is supported by the carriage, and the other is supported by the vehicle body. A left and right motion damper for attenuating left and right vibration of the vehicle body with respect to the carriage by exchanging fluid filled in the two chambers divided by the piston through a flow path communicating with the two chambers; In a vibration suppressing device used for a vehicle having
Damper constant changing means for changing the damper constant of the left-right damper by changing the channel resistance of the channel communicating with the two chambers;
Speed detecting means for detecting the speed of the piston with respect to the cylinder of the left-right motion damper;
Acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration of the vehicle body;
A gain setting means for setting a control gain based on the left-right behavior of the vehicle body;
Based on the acceleration detected by the acceleration detecting means, a lateral speed of the vehicle body is obtained, and a value corresponding to a product of the obtained speed and a control gain set by the gain setting means is obtained as the lateral motion damper. Control means for outputting as a control signal indicating a target value of the damping force to be generated,
Based on at least the control signal output by the control means and the detection result of the speed detection means, the damper constant is determined so that the damping force of the left and right dynamic damper becomes the target value, and the damper constant is used to determine the damper constant. Damper constant setting means for generating a command signal for the damper constant changing means,
The gain setting means includes
A duration calculation means for calculating a duration in which the damper constant of the left and right dynamic damper is minimized ;
When the continuation time exceeds the time it is set Me pre, and size Kusuru gain adjusting means the control gain to increase the damper constant,
A vibration suppressing device comprising:
上記2室を連通する上記流路の流路抵抗を変化させることにより上記左右動ダンパのダンパ定数を変化させるダンパ定数変更手段と、
上記左右動ダンパのシリンダに対するピストンの速度を検出する速度検出手段と、
上記車体の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
上記車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、
上記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて上記車体の左右方向の速度を求め、該求めた速度と上記ゲイン設定手段により設定された制御ゲインとの積に応じた値を、上記左右動ダンパが発生すべき減衰力の目標値を示す制御信号として出力する制御手段と、
少なくとも上記制御手段の出力した制御信号、及び上記速度検出手段の検出結果に基づいて、上記左右動ダンパの減衰力が上記目標値になるような上記ダンパ定数を求め、該ダンパ定数に基づいて上記ダンパ定数変更手段に対して指令信号を発生するダンパ定数設定手段と、を備え、
上記ゲイン設定手段は、
上記左右動ダンパのピストンの中立位置からの変位を求める変位検出手段と、
上記左右動ダンパのピストンの移動方向を求める移動方向判定手段と、
上記変位検出手段により検出された上記変位の方向と上記移動方向判定手段により検出された上記移動方向とが、同じである場合は上記減衰力が大きくなるよう上記制御ゲインを大きくし、異なる場合は上記減衰力が小さくなるよう上記制御ゲインを小さくするゲイン修正手段と、
を備えたことを特徴とする振動制御装置。 A carriage that supports wheels, a vehicle body supported by the carriage, a piston is slidably disposed in a cylinder, and one of the piston and the cylinder is supported by the carriage, and the other is supported by the vehicle body. A left and right motion damper for attenuating left and right vibration of the vehicle body with respect to the carriage by exchanging fluid filled in the two chambers divided by the piston through a flow path communicating with the two chambers; In a vibration suppressing device used for a vehicle having
Damper constant changing means for changing the damper constant of the left-right damper by changing the channel resistance of the channel communicating with the two chambers;
Speed detecting means for detecting the speed of the piston with respect to the cylinder of the left-right motion damper;
Acceleration detecting means for detecting the lateral acceleration of the vehicle body;
A gain setting means for setting a control gain based on the left-right behavior of the vehicle body;
Based on the acceleration detected by the acceleration detecting means, a lateral speed of the vehicle body is obtained, and a value corresponding to a product of the obtained speed and a control gain set by the gain setting means is obtained as the lateral motion damper. Control means for outputting as a control signal indicating a target value of the damping force to be generated,
Based on at least the control signal output by the control means and the detection result of the speed detection means, the damper constant is determined so that the damping force of the left and right dynamic damper becomes the target value, and the damper constant is used to determine the damper constant. Damper constant setting means for generating a command signal for the damper constant changing means,
The gain setting means includes
A displacement detecting means for obtaining a displacement from a neutral position of the piston of the left and right motion damper;
A moving direction determining means for determining a moving direction of the piston of the left-right damper;
When the direction of the displacement detected by the displacement detection means is the same as the movement direction detected by the movement direction determination means, the control gain is increased to increase the damping force, and when the direction is different. Gain correction means for reducing the control gain so that the damping force is reduced ;
A vibration control apparatus comprising:
該左右動ダンパ毎に請求項1〜3いずれかに記載の振動抑制装置を設け、しかも、
進行方向に対して後方の台車の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段は、上記制御ゲインとして、他方の台車の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段により設定された上記制御ゲインよりも小さな値を設定する
ことを特徴とする振動抑制装置。A piston is slidably disposed in the cylinder corresponding to each carriage of the vehicle having two carriages that support the wheel and a vehicle body supported at two places on the carriage. One of the cylinders is supported by the carriage and the other is supported by the vehicle body, and fluid filled in two chambers formed by dividing the inside of the cylinder by the piston is exchanged through a flow path communicating the two chambers. A left and right motion damper for attenuating left and right vibration of the vehicle body with respect to the carriage,
The vibration suppression device according to any one of claims 1 to 3 is provided for each of the left and right motion dampers ,
The gain setting means corresponding to the left and right movement damper of the rear carriage with respect to the traveling direction is smaller than the control gain set by the gain setting means corresponding to the left and right movement damper of the other carriage. A vibration suppression device characterized by setting a value.
該左右動ダンパ毎に、請求項1〜3いずれかに記載の振動抑制装置を設け、しかも、
進行方向に対して後方の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段は、上記制御ゲインとして、他方の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段により設定された上記制御ゲインよりも小さな値を設定する
ことを特徴とする振動抑制装置。A carriage that supports the wheel , and a vehicle body supported by the carriage, and each piston is slidably disposed in the cylinder before and after the carriage is supported by the carriage, and the piston And one of the cylinders is supported by the carriage and the other is supported by the vehicle body, and a fluid filled in two chambers formed by dividing the inside of the cylinder by the piston is passed through a flow path communicating the two chambers. A vehicle having a left and right motion damper that attenuates left and right vibration of the vehicle body with respect to the carriage by exchanging,
The vibration suppression device according to any one of claims 1 to 3 is provided for each of the left and right motion dampers ,
The gain setting means corresponding to the left and right dynamic damper behind the traveling direction sets a value smaller than the control gain set by the gain setting means corresponding to the other left and right dynamic damper as the control gain. The vibration suppression device characterized by the above-mentioned.
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