JP4192259B2 - 車両用振動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両及び自動車等に用いられる車両用振動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両及び自動車では、左右方向の揺れや上下振動を抑え、快適な乗り心地を確保する等のために、車両用振動制御装置が用いられている。そこで、本出願人は、自動車に用いられる車両用振動制御装置の一例として特開平５−３３０３２５号公報に示された自動車用振動制御装置を、また、鉄道車両に用いられる車両用振動制御装置の一例として特願平７−３４７９１１号に示された鉄道車両用振動制御装置等を出願している。
【０００３】
前記自動車用振動制御装置及び鉄道車両用振動制御装置は、アクチュエータの作動により減衰力調整可能な、いわゆるセミアクティブダンパと、車体の絶対座標に対する速度（以下、適宜、絶対速度という。）を検出する速度検出手段と、この速度検出手段の検出結果に基づいてアクチュエータを駆動するコントローラとを有し、速度検出手段が検出する速度に比例して目標とする減衰力または減衰係数を決定し、この決定したデータ（減衰力または減衰係数）に基づいてアクチュエータを作動することにより、減衰力が、例えば、伸びソフト／縮みソフト（以下、Ｓ／Ｓという。図４の電流Ｉ2 近傍部分）、伸びハード／縮みソフト（以下、Ｈ／Ｓという。図４の電流Ｉ1 側部分）、伸びソフト／縮みハード（以下、Ｓ／Ｈという。図４の電流Ｉ3 側部分）の状態となるようにセミアクティブダンパを制御し、車体の絶対速度に応じて精度の高い振動制御を行えるようにしている。
【０００４】
すなわち、パッシブダンパ（例えばオリフィス通路面積を変更して減衰力を調整するような減衰力調整機構を有していないタイプのダンパ）を用いた車両用振動制御装置では、速度検出手段で検出される速度に応じた振動制御を行えないが、これに比して、セミアクティブダンパを用いた上述した車両用振動制御装置では、車体の絶対速度に応じて精度の高い振動制御を行えることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記自動車用振動制御装置では、（１）振動遮断性を向上し高周波数側（２〜３Ｈｚ以上）の乗り心地の向上を図り、（２）うねり路面の乗り越し初期時のばね下入力の吸収性を向上し、車体加振を最低限に抑える等の機能を発揮させるために、前記Ｓ／Ｓの減衰力を、パッシブダンパに比して小さい値に設定し、上記（１）、（２）に対する乗り心地の向上を図っている。しかしながら、セミアクティブダンパのＳ／Ｓの減衰力は、パッシブダンパに比して小さい値に設定されていることから、車体が低周波数で振動するような場合には、制振効果がパッシブダンパに比して劣ったものになっていた。
【０００６】
なお、前記鉄道車両用振動制御装置においても、上記自動車用振動制御装置と同様に、車体が低周波数で振動するような場合には、制振効果がパッシブダンパに比して劣ったものになっている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車体が低周波数で振動するような場合においても、制振効果を損ねることなく、かつ、上記（１）、（２）に対する乗り心地の向上を図ることができる車両用振動制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車両用振動制御装置に係る発明は、車両の車体と該車体用の支持部との間に介装され、縮み側の減衰力が小さい値のとき、伸び側の減衰力を小さい値と大きい値の間で可変とする伸び側減衰力可変領域と、伸び側の減衰力が小さい値のとき、縮み側の減衰力を小さい値と大きい値の間で可変とする縮み側減衰力可変領域と、を有する減衰力可変型ダンパと、減衰力可変型ダンパの減衰力を調整するアクチュエータと、前記車体の所定方向の絶対速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段の検出結果に基づいて目標減衰力指示値を求め、該目標減衰力指示値に応じて前記アクチュエータを制御して前記減衰力可変型ダンパの減衰力を制御するコントローラと、からなる車両用振動制御装置において、前記速度検出手段の検出結果に基づいて求めた目標減衰力指示値が前記伸び側減衰力可変領域内にあるときは伸び側減衰力指示値が、また、前記縮み側減衰力可変領域内にあるときは縮み側減衰力指示値が、あらかじめ設定された基準減衰力よりも小さくなるときは、前記減衰力指示値を所定の補償最低減衰力に補正する減衰力補正手段と、前記減衰力指示値が前記基準減衰力よりも小さいあらかじめ設定された第２の基準減衰力以下となるときは、前記減衰力指示値を、伸び側および縮み側ともに前記小さい値の減衰力を発生する減衰力指示値に補正する第２の減衰力補正手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の車両用振動制御装置を図１ないし図１０に基づいて説明する。
【００１１】
図１、図２において、鉄道車両１は、車輪２を介して２本のレール３，３に案内される、前（図１紙面裏面側）、後（図１紙面表面側）一対の台車（支持部）４Ｆ，４Ｒと、この前、後台車４Ｆ，４Ｒにばね部材５を介して上下方向及び水平方向に揺動可能に支持される車体６と、前、後台車４Ｆ，４Ｒと車体６との間に、車体６の前、後台車４Ｆ，４Ｒに対する左右方向（横方向）の移動に対して減衰力を発生するようにそれぞれ介装された減衰力可変型の前、後側のセミアクティブダンパ（減衰力可変型ダンパ）７Ｆ，７Ｒと、減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒのバルブ機構８を、後述する目標減衰力指示値Ｄに応じて駆動し減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒの減衰力を調整する比例ソレノイド（アクチュエータ）９と、前、後台車４Ｆ，４Ｒに対応して車体６にそれぞれ設けられて車体６の絶対横加速度αを検出する前側、後側の絶対横加速度センサ（速度検出手段）１０Ｆ，１０Ｒと、絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒの検出結果に基づいて減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒの減衰力を調整するコントローラ１１とから大略構成されている。
【００１２】
ここで、本実施の形態では、絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒの検出結果に対応する前側、後側の絶対横加速度α1 ，α2 に基づいて比例ソレノイド９の制御を行うが、比例ソレノイド９の制御について、主に、車体６の前側を対象にし（すなわち、前側の絶対横加速度センサ１０Ｆの絶対横加速度信号α1 に対応する前側横速度Ｖ1 を用い）、図１を参照して以下に説明する。
【００１３】
前記前、後台車４Ｆ，４Ｒの進行方向に対して右側（図１右側）には、前、後側の台車側ブラケット１２Ｆ，１２Ｒがそれぞれ取り付けられている。前、後側の台車側ブラケット１２Ｆ，１２Ｒに対向するように車体６の進行方向左側部分には、前、後側の車体側ブラケット１３Ｆ，１３Ｒが取り付けられている。
【００１４】
前側の台車側ブラケット１２Ｆと前側の車体側ブラケット１３Ｆとの間、後側の台車側ブラケット１２Ｒと後側の車体側ブラケット１３Ｒとの間に、車体６の前、後台車４Ｆ，４Ｒに対する左右方向の移動に対して減衰力を発生する前記前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒがそれぞれ介装されている。ここで、前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒは、図３に示すように、油液が封入された筒状のダンパ本体１４と、ダンパ本体１４内に変位可能に収納されたピストン（図示省略）と、ピストンに固定され一端部がダンパ本体１４から突出するシャフト１５と、ピストンを含むダンパ本体１４内に設けられ、油液流路（図示省略）の調整により減衰力を発生する減衰力発生機構（図示省略）と、この減衰力発生機構を作動して減衰力を調整するバルブ機構８とからなり、バルブ機構８が比例ソレノイド９に駆動されて目標減衰力指示値Ｄに応じた大きさの減衰力を発生するようになっている。
【００１５】
そして、この場合、前、後側の車体側ブラケット１３Ｆ，１３Ｒにダンパ本体１４が保持され前、後側の台車側ブラケット１２Ｆ，１２Ｒにシャフト１５の一端側（ダンパ本体１４の外側部分）が保持されており、車体６の進行方向に対して左右方向の運動を規制するようになっている。
【００１６】
前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒは、図４、図５に示す減衰力特性を有している。ここで、図４は、比例ソレノイド９に供給される供給電流Ｉに対するピストンスピードが一定（例えば１０cm／s ）のときの減衰力を示したものである。前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒは、供給電流ＩがＩ2 のときでは減衰力は、伸び側、縮み側共に小さい値（ソフト）になっている。ここで、減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒは、車体６が前、後台車４Ｆ，４Ｒに対して相対的に左方へ移動したときに伸び、右方へ移動したときに縮むようになっている。そして、供給電流ＩをＩ2 からＩ1 へと徐々に小さくすると、減衰力特性は、縮み側減衰力を小さい（ソフト）状態のままで伸び側の減衰力が徐々に大きく（ハードに）なる（伸び側減衰力可変領域）。これに対して、供給電流ＩをＩ2 からＩ3 へと徐々に大きくしていくと、伸び側減衰力を小さい（ソフト）状態のままで縮み側の減衰力が徐々に大きく（ハードに）なる（縮み側減衰力可変領域）。
【００１７】
また、図５は、ピストンのスピードに対する減衰力を示している。供給電流ＩがＩ1 からＩ2 の間では、縮み側は実線Ａに示すように略一定値の状態で、伸び側が実線Ｂから点線Ｃの間の減衰力を得ることになる。また、供給電流ＩがＩ2 からＩ3 の間では、伸び側減衰力は点線Ｃに示すように略一定の状態で、縮み側減衰力が実線Ａから点線Ｄの間で可変になる。
【００１８】
前側、後側の絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒ及び前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒの各比例ソレノイド９に接続してコントローラ１１が車体６に設けられている。
【００１９】
コントローラ１１は、図６に示すように電力供給を受ける（ステップS1）と、まず初期設定を行なって（ステップS2）制御周期に達したか否かを判定する（ステップS3）。ステップS3では、制御周期に達したと判定するまで繰り返して制御周期に達したか否かを判定する。
【００２０】
ステップS3で制御周期に達したと判定すると、前制御周期の目標減衰力指示値Ｄから得られる供給電流Ｉに基づいて比例ソレノイド９（アクチュエータ）を駆動し、目標減衰力指示値Ｄに対応した減衰力を得る（ステップS4）。ここで、比例ソレノイド９に供給される供給電流Ｉは、前制御周期の目標減衰力指示値Ｄを図４に示す「供給電流−減衰力特性図」を用いて逆変換することにより得られる。すなわち、図４（Ｆ＝ｆ（Ｉ））を逆変換したものが図７（Ｉ＝ｆ（Ｆ））であり、この図７により、目標減衰力指示値Ｄに基づく供給電流Ｉが求められる。続いてステップS5で比例ソレノイド９以外の機器（例えばＬＥＤ）に信号を出力して制御する。次に絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒから絶対横加速度信号αを読み込む（ステップS6）。続いて、ステップS7の目標減衰力決定サブルーチンで、絶対横加速度信号αに基づいて図９に示す演算処理を行って、補正後目標減衰力指示値（以下、補正後目標減衰力という。）Ｄを決定し（ステップS7）、次の制御周期のステップS4で補正後目標減衰力Ｄに基づいて供給電流Ｉを決定し、比例ソレノイド９を駆動して所望の減衰力を得る。
【００２１】
ここで、上記ステップS7の演算処理内容を図９に基づいて説明する。
ブロックＢ１で前側の絶対横加速度センサ１０Ｆが検出した前台車側車体６の横加速度α1 を積分して速度Ｖ1 を求め、この速度Ｖ1 に対してブロックＢ２でハイパスフィルタをかけ、ブロックＢ３でローパスフィルタをかけ、続くブロックＢ４で制御ゲインＫ1 を乗算し、補正前目標減衰力指示値（以下、補正前目標減衰力という。）ＰＤを算出する。
【００２２】
ここで、便宜上、図１０に示すように、補正前及び補正後の目標減衰力指示値（以下、目標減衰力という。）ＰＤ，Ｄは縮み側の場合に負の値で、伸び側の場合には正の値で示す。
ブロックＢ４で算出した補正前目標減衰力ＰＤに対して、ブロックＢ５で、減衰力補償処理（減衰力補正手段）及び不感帯処理（第２の補正手段）を含む演算処理を行って補正後目標減衰力指示値（以下、補正後目標減衰力という。）Ｄを算出する。
ブロックＢ５は、図１０に示す、補正前目標減衰力ＰＤと補正後目標減衰力Ｄとの対応データを格納しており、この格納データを用いて次のような演算処理を行う。このブロックＢ５の演算処理内容を、図１０に基づいて説明する。なお、図９のブロックＢ５内に示す図は図１０を簡略して示したものである。
【００２３】
ここで、補正後目標減衰力Ｄと補正前目標減衰力ＰＤとは全体として比例関係にあり、（正）の領域（図中右側）、すなわち伸び側（伸び側減衰力可変領域）の補正前目標減衰力ＰＤに対して略同等値（または所定倍の大きさ）の伸び側（正）の補正後目標減衰力Ｄを算出し、負の領域（図中左側）、すなわち縮み側（縮み側減衰力可変領域）の補正前目標減衰力ＰＤに対して略同等（または所定倍）の大きさの縮み側（負）の補正後目標減衰力Ｄを算出する一方、補正前目標減衰力ＰＤの値が小さい領域（値Ｍ，−Ｍの間の領域、以下、目標減衰力基準領域という。）Ｇに入っている場合、以下の演算を行う。
【００２４】
すなわち、補正前目標減衰力ＰＤの値が目標減衰力基準領域Ｇに入っている際、補正後目標減衰力Ｄの大きさがあらかじめ設定した目標減衰力基準値（基準減衰力）の大きさに比して小さい場合、補正前目標減衰力ＰＤに対応して上述したように算出される補正後目標減衰力Ｄを、あらかじめ設定した補償最低減衰力（所定の減衰力）Ｄmin と比較し、補正後目標減衰力Ｄが補償最低減衰力Ｄmin より小さい場合、補正後目標減衰力Ｄとして補償最低減衰力Ｄmin （またはＤmin ×〔−１〕）の値を選択して出力する（ステップS16 ，S13 ）。なお、ここでは、補償最低減衰力（所定の減衰力）Ｄmin を目標減衰力基準値（基準減衰力）と同じ値で示しているが、補償最低減衰力Ｄmin は目標減衰力基準値以下の値であっても車両の振動を好適に抑えることができる値であればよい。
【００２５】
また、補正前目標減衰力ＰＤの値が目標減衰力基準領域Ｇ内で、かつゼロに近い領域（以下、不感帯という。）Ｑに入っている場合（第２の基準減衰力以下となっている場合）、補正後目標減衰力Ｄを「０」（最小値）に設定する（ステップS18 ）。
なお、後側台車４Ｒに対しても上述したのと同様に演算処理が行われる。
【００２６】
上述した図９の制御内容をフローチャート（目標減衰力決定サブルーチン）で示したのが図８である。
図８において、図９のブロックＢ５で補正前目標減衰力ＰＤより得た目標減衰力の絶対値が目標減衰力基準値（基準減衰力）より小さいか否かを判定し（ステップS10 ）、NOと判定すると目標減衰力が負であるか（０より小さいか）否かを判定する（ステップS11 ）。ステップS11 でYES と判定すると目標減衰力の絶対値が補償最低減衰力Ｄmin より小さいか否かを判定する（ステップS12 ）。
【００２７】
ステップS12 でYES と判定すると、補償最低減衰力Ｄmin に（−１）をかけた値を補正後目標減衰力Ｄの値とし（ステップS13 ）、メインルーチンに戻る。ステップS12 でNOと判定すると、目標減衰力を補正後目標減衰力Ｄの値とし（ステップS14 ）、メインルーチンに戻る（縮み側減衰力補正処理）。
ステップS11 でNOと判定すると、目標減衰力が補償最低減衰力Ｄmin より小さいか否かを判定する（ステップS15 ）。ステップS15 でYES と判定すると、補償最低減衰力Ｄmin を補正後目標減衰力Ｄの値とし（ステップS16 ）、メインルーチンに戻る。ステップS15 でNOと判定すると、目標減衰力を補正後目標減衰力Ｄの値とし（ステップS17 ）、メインルーチンに戻る（伸び側減衰力補正処理）。
ステップS10 でYES と判定すると、補正後目標減衰力Ｄの値を「０」に設定する（ステップS18 ）（不感帯処理）。
ここで、ステップS10 ，S11 ，S12 ，S13 ，S14 ，S15 ，S16 及びS17 の処理が減衰力補正手段を構成し、ステップS10 及びS18 の処理が第２の減衰力補正手段を構成している。
【００２８】
上述したように構成した車両用振動制御装置では、横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒ及びブロックＢ１で得られる車体６の横速度Ｖ1 に基づいて補正前目標減衰力ＰＤ及びこの補正前目標減衰力ＰＤに対応する補正後目標減衰力Ｄを求め、この補正後目標減衰力Ｄが補償最低減衰力Ｄmin より小さい場合、補正後目標減衰力Ｄを補償最低減衰力Ｄmin （またはＤmin ×〔−１〕）にする（ステップS16 ，S13 ）。このため、車体６の横方向の速度が小さくても、補正後目標減衰力Ｄとして所望の大きさ（補償最低減衰力Ｄmin ）が得られ、ひいてはダンパ７Ｆ，７Ｒが所望の大きさの減衰力を発生し制振力の向上が図れる。
【００２９】
すなわち、補償最低減衰力Ｄmin を設けなければ、目標減衰力は、図１０に点線Ｒで示すように算出されることになり、斜線部分（同図中三角形部分）の減衰力が不足し、制振効果が得にくいものになるが、これに比して、補償最低減衰力Ｄmin を設けたことにより良好な制振効果を発揮できることになる。さらに、このように良好な制振効果を発揮できることにより、自動車走行路におけるうねりに相当する横方向の凹凸によって車体６に加わる小さな振動（低周波数）を良好に抑えることができる。
【００３０】
また、補正前目標減衰力ＰＤの値が不感帯Ｑに入っている場合、補正後目標減衰力Ｄを「０」に設定する（ステップS18 ）ので、高周波数側での乗り心地の向上が図れる。
【００３１】
上述した減衰力補償処理及び不感帯処理は、車体６のヨー、スエー（ロール）運動を抑制する場合にも、用いることができる。このことを、図１１に基づいて、説明する。図１１は、コントローラ１１が、車体６のヨー、スエー（ロール）運動に対して分離制御を行う車両用振動制御装置のコントローラ１１の制御内容を示すブロック図である。
【００３２】
図１１において、まず、前側の絶対横加速度センサ１０Ｆで検出された前側横加速度α1 はブロックＢ９で積分処理され、これにより前側横速度Ｖ1 が得られ、この前側横速度Ｖ1 がブロックＢ１０に送られる。ブロックＢ１０ではハイパスフィルタ処理を実行しブロックＢ９の積分誤差を除去する。同様にして、後側の横加速度信号α2 についてブロックＢ１５で積分処理されて後側横速度Ｖ2 が得られこの後側横速度Ｖ2 は、ブロックＢ１６でハイパスフィルタ処理されてブロックＢ１５の積分誤差が除去される。
【００３３】
ブロックＢ９，Ｂ１５にて算出された前、後側横速度Ｖ1 ，Ｖ2 は合成部Ｂ３１にて加算され、車体６全体が横方向に推移するスエー状態を検出し、このことを示すスエー信号ＴW を出力する。前記スエー信号ＴW はブロックＢ１１でスエー低減に最適な値になるようにゲインＫ3 が乗算されてブロックＢ１２に出力され、ブロックＢ１２でローパスフィルタ処理が行われ、スエー分補正前減衰力ＰＤが求められ、スエー分補正前減衰力ＰＤが前記ブロックＢ５に相当するブロックＢ５１に入力される。
【００３４】
同様にして、ブロックＢ９，Ｂ１５から出力される前、後側横速度Ｖ1 ，Ｖ2 は減算処理部Ｂ３２にてその差が取られ、車体６の鉛直軸（図示省略）周りの回転運動状態を検出し、そのことを示すヨー信号ＴY を出力する。ヨー信号ＴY は、ブロックＢ１７でゲインＫ4 を乗算されヨー低減に最適な値にされた後に、ブロックＢ１８でローパスフィルタ処理され、ヨー分補正前減衰力ＰＤが求められ、ヨー分補正前減衰力ＰＤが前記ブロックＢ５に相当するブロックＢ５２に入力される。
【００３５】
ブロックＢ５１ではスエー分補正前減衰力ＰＤに対応するスエー分補正後減衰力Ｄを算出し、ブロックＢ５２ではヨー分補正前減衰力ＰＤに対応するヨー分補正後減衰力Ｄを算出する。
【００３６】
合成部Ｂ３３では、ブロックＢ５１からのスエー分補正後減衰力Ｄ及びブロックＢ５２からのヨー分補正後減衰力Ｄを加算して前側の目標減衰力として前側の減衰力可変型ダンパ７Ｆに出力する。
合成部Ｂ３４では、ブロックＢ５１からのスエー分補正後減衰力ＤからブロックＢ５２からのヨー分補正後減衰力Ｄを減算して後側の目標減衰力として後側の減衰力可変型ダンパ７Ｒに出力する。
【００３７】
このように構成した車両用振動制御装置では、上述した図１ないし図１０に示すものと同様に、補正後目標減衰力Ｄを「０」に設定する（不感帯処理を行う）ので、ヨー、スエーの各モードに対して高周波数側での乗り心地の向上が図れる。また、補償最低減衰力Ｄmin を設けており、補正前目標減衰力ＰＤの値が小さくても、補正後目標減衰力Ｄが所望の大きさ（補償最低減衰力Ｄmin ）とされるので、減衰力が確保され、車体の小さな振動（低い周波数）に対する制振効果の向上を図ることができる。
【００３８】
上述した実施の形態では、ブロックＢ４で算出した補正前目標減衰力ＰＤと補正後目標減衰力Ｄとを対応させて、減衰力補償処理及び不感帯処理を行う場合を例にしたが、これに代えて、図１２及び図１３に示すように制御ゲインを非線形に設定して減衰力補償処理及び不感帯処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
すなわち、図１２のブロックＢ４は、あらかじめ図１３のデータ（フィルタ処理後絶対速度信号Ｅ−制御ゲインＫ5 ）を格納し、この格納データに基づいて演算処理を行って制御ゲインＫ5 を設定する。
【００４０】
ここで、フィルタ処理速度信号ＥはブロックＢ２でハイパスフィルタをかけ、また、ブロックＢ３でローパスフィルタをかけて得られるデータである。図１３のデータでは、信号Ｅが正の領域（図中右側）、すなわち、伸び側減衰力可変領域でその大きさがあらかじめ設定したゲイン選択用基準値Ｊａ（伸び側の基準減衰力が得られるゲインを選択する値）よりも小さいときは、信号Ｅが小さくなるに従って制御ゲインＫ5 の値は大きな値に選択される。ここで選択された制御ゲインＫ5 によって伸び側の減衰力が所定値に設定される。また、信号が負の領域（図中左側）、すなわち、縮み側減衰力可変領域でその大きさがあらかじめ設定したゲイン選択用基準値−Ｊａ（縮み側の基準減衰力が得られるゲインを選択する値）よりも大きいときは、信号Ｅが大きくなるに従って制御ゲインＫ5 の値は大きな値に選択される。ここで選択された制御ゲインＫ5 によって縮み側の減衰力が所定値に設定される。
【００４１】
さらに、信号Ｅの大きさがゲイン選択用基準値Ｊａよりも小さく（または、ゲイン選択用基準値−Ｊａよりも大きく）ゼロに近い領域（以下、不感帯Ｑという。）内にある場合（第２の基準減衰力以下となっている場合）、制御ゲインＫ5 は「０」に設定され、これにより、伸び側及び縮み側の減衰力がともに最小値となる。
【００４２】
このように構成することにより、信号Ｅの大きさがゲイン選択用基準値Ｊａよりも小さいとき（または、ゲイン選択用基準値−Ｊａよりも大きいとき）は、大きい値の制御ゲインＫ5 を選択し、これに伴い、補正後目標減衰力Ｄが大きい値となって所望の大きさの減衰力が確保され、横振動が小さい低周波数振動の場合に車体６に加わる振動を最低限に抑えることができる（減衰力補正手段）。
また、信号Ｅが不感帯Ｑに入っている場合、すなわち、振動変化が極めて小さい場合には、制御ゲインＫ5 が「０」に設定され、これに伴い、補正前目標減衰力ＰＤが「０」、ひいては補正後目標減衰力Ｄが「０」になる。このため、高周波数側での乗り心地の向上が図れる（第２の減衰力補正手段）。
【００４３】
図１３に代えて、信号Ｅと制御ゲインＫ5 との対応関係が図１４に示すように示されるものであってもよい。すなわち、図１４では、信号Ｅの大きさがゲイン選択用基準値Ｊａよりも大きいとき（または、ゲイン選択用基準値−Ｊａよりも小さいとき）は、信号Ｅの大きさが大きくなるに従って制御ゲインＫ5 の値が逓減する。
なお、図１２に示す減衰力補償処理（減衰力補正手段）及び不感帯処理（第２の補正手段）を含む演算処理（ブロックＢ４）は、ローパスフィルタ処理後の信号Ｅ（ブロックＢ３処理後の信号）に基づき制御ゲインＫ5 を選択するようにしているが、ハイパスフィルタ処理後の信号（ブロックＢ２処理後）、積分処理後の速度Ｖ1 （ブロックＢ１処理後）または、横加速度α1 に基づき制御ゲインＫ5 を選択するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、２本のレール３上を走行するタイプの鉄道車両１を例にしたが、これに代えて図１５に示すようにモノレールタイプの鉄道車両１に本発明の車両用振動制御装置を適用してもよい。なお、図１５に示す鉄道車両１は、図１に示すものに比して、２本のレール３に代えてコンクリートの軌道からなるモノレール２０を設け、車輪２に代えてタイヤ２１を介して前、後台車４Ｆ，４Ｒをモノレール２０に支持させることが異なっている。
【００４５】
また、上記実施の形態では、車両が鉄道車両１である場合を例にしたが、これに代えて、図１６に示すように、車両が自動車３０（一輪分のみを示している。）で、車体用の支持部が、台車に代えて車軸３１であり、絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒに代えて上下方向の車体６の絶対速度を検出する上下方向絶対加速度センサ３２を設け、前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒに代えて車体６と車軸３１との間に減衰力可変型ショックアブソーバ３３を介装し、図９に代わる図１７の制御内容を有するコントローラ１１を備えて車両用振動制御装置を構成してもよい。この場合、鉄道車両１の絶対横加速度α（横速度Ｖ1 ）に代えて自動車３０の上下方向絶対加速度β（上下方向速度Ｖ′）が対象とされ、上述した実施の形態と同様にして、不感帯を設けることで高周波数側での乗り心地の向上が図れ、かつ上下振動が小さい場合にも所望の大きさの減衰力の発生を可能とし、良好な制振性を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本願の請求項１に係る発明によれば、速度検出手段の検出結果に基づいて減衰力可変型ダンパを制御するための目標減衰力指示値を求め、この目標減衰力指示値が前記伸び側減衰力可変領域内にあるときは伸び側減衰力指示値が、また、前記縮み側減衰力可変領域内にあるときは縮み側減衰力指示値が、あらかじめ設定された基準減衰力よりも小さくなるときは、前記減衰力指示値を所定の補償最低減衰力に補正する減衰力補正手段を設けたので、車体の所定方向の速度が小さくても、減衰力可変型ダンパが発生する伸び側及び縮み側の減衰力を所定の値の大きさの減衰力に調整することができるので、車体が低周波数で振動するような場合における制振効果の向上を図ることができる。
【００４７】
また、前記減衰力指示値が前記基準減衰力よりも小さいあらかじめ設定された第２の基準減衰力以下となるときは、前記減衰力指示値を、伸び側および縮み側ともに前記小さい値の減衰力を発生する減衰力指示値に補正する第２の減衰力補正手段を設けたので、振動遮断性を向上し高周波数側の乗り心地の向上を図り、うねり路面の乗り越し初期時のばね下入力の吸収性を向上し、車体加振を最低限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の車両用振動制御装置を模式的に示す図である。
【図２】同車両用振動制御装置を用いる鉄道車両を模式的に示す側面図である。
【図３】図１の車両用振動制御装置のダンパを模式的に示す図である。
【図４】同ダンパの比例ソレノイドの供給電流−減衰力特性を示す図である。
【図５】同ダンパのピストンのスピード−減衰力特性を示す図である。
【図６】同車両用振動制御装置のコントローラの制御内容の一部を示すフローチャートである。
【図７】図４を逆変換した目標減衰力指示値−供給電流特性を示す図である。
【図８】同コントローラにおける図６のステップS7のサブルーチンの制御内容を示すフローチャートである。
【図９】同ステップS7の処理内容を模式的に示すブロック線図である。
【図１０】図９のブロックＢ５の処理内容を示す図である。
【図１１】スエー、ヨー運動制御を行うコントローラの他の処理内容を模式的に示すブロック線図である。
【図１２】図９に代わるコントローラの他の処理内容を模式的に示すブロック線図である。
【図１３】図１２のブロックＢ５の処理内容を示すフィルタ処理速度信号−制御ゲイン特性図である。
【図１４】図１３に代わる他のフィルタ処理速度信号−制御ゲイン特性図である。
【図１５】図１の鉄道車両用の振動制御装置に代わるモノレールタイプの鉄道車両用の振動制御装置の一例を示す図である。
【図１６】本発明の自動車用の振動制御装置の一例を示す模式図である。
【図１７】同振動制御装置のコントローラの制御内容を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 鉄道車両
４Ｆ，４Ｒ 前、後台車（支持部）
６ 車体
７Ｆ，７Ｒ 前、後側の減衰力可変型ダンパ
９ 比例ソレノイド（アクチュエータ）
１０Ｆ，１０Ｒ 前側、後側の絶対横加速度センサ
１１ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両及び自動車等に用いられる車両用振動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両及び自動車では、左右方向の揺れや上下振動を抑え、快適な乗り心地を確保する等のために、車両用振動制御装置が用いられている。そこで、本出願人は、自動車に用いられる車両用振動制御装置の一例として特開平５−３３０３２５号公報に示された自動車用振動制御装置を、また、鉄道車両に用いられる車両用振動制御装置の一例として特願平７−３４７９１１号に示された鉄道車両用振動制御装置等を出願している。
【０００３】
前記自動車用振動制御装置及び鉄道車両用振動制御装置は、アクチュエータの作動により減衰力調整可能な、いわゆるセミアクティブダンパと、車体の絶対座標に対する速度（以下、適宜、絶対速度という。）を検出する速度検出手段と、この速度検出手段の検出結果に基づいてアクチュエータを駆動するコントローラとを有し、速度検出手段が検出する速度に比例して目標とする減衰力または減衰係数を決定し、この決定したデータ（減衰力または減衰係数）に基づいてアクチュエータを作動することにより、減衰力が、例えば、伸びソフト／縮みソフト（以下、Ｓ／Ｓという。図４の電流Ｉ2 近傍部分）、伸びハード／縮みソフト（以下、Ｈ／Ｓという。図４の電流Ｉ1 側部分）、伸びソフト／縮みハード（以下、Ｓ／Ｈという。図４の電流Ｉ3 側部分）の状態となるようにセミアクティブダンパを制御し、車体の絶対速度に応じて精度の高い振動制御を行えるようにしている。
【０００４】
すなわち、パッシブダンパ（例えばオリフィス通路面積を変更して減衰力を調整するような減衰力調整機構を有していないタイプのダンパ）を用いた車両用振動制御装置では、速度検出手段で検出される速度に応じた振動制御を行えないが、これに比して、セミアクティブダンパを用いた上述した車両用振動制御装置では、車体の絶対速度に応じて精度の高い振動制御を行えることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記自動車用振動制御装置では、（１）振動遮断性を向上し高周波数側（２〜３Ｈｚ以上）の乗り心地の向上を図り、（２）うねり路面の乗り越し初期時のばね下入力の吸収性を向上し、車体加振を最低限に抑える等の機能を発揮させるために、前記Ｓ／Ｓの減衰力を、パッシブダンパに比して小さい値に設定し、上記（１）、（２）に対する乗り心地の向上を図っている。しかしながら、セミアクティブダンパのＳ／Ｓの減衰力は、パッシブダンパに比して小さい値に設定されていることから、車体が低周波数で振動するような場合には、制振効果がパッシブダンパに比して劣ったものになっていた。
【０００６】
なお、前記鉄道車両用振動制御装置においても、上記自動車用振動制御装置と同様に、車体が低周波数で振動するような場合には、制振効果がパッシブダンパに比して劣ったものになっている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車体が低周波数で振動するような場合においても、制振効果を損ねることなく、かつ、上記（１）、（２）に対する乗り心地の向上を図ることができる車両用振動制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車両用振動制御装置に係る発明は、車両の車体と該車体用の支持部との間に介装され、縮み側の減衰力が小さい値のとき、伸び側の減衰力を小さい値と大きい値の間で可変とする伸び側減衰力可変領域と、伸び側の減衰力が小さい値のとき、縮み側の減衰力を小さい値と大きい値の間で可変とする縮み側減衰力可変領域と、を有する減衰力可変型ダンパと、減衰力可変型ダンパの減衰力を調整するアクチュエータと、前記車体の所定方向の絶対速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段の検出結果に基づいて目標減衰力指示値を求め、該目標減衰力指示値に応じて前記アクチュエータを制御して前記減衰力可変型ダンパの減衰力を制御するコントローラと、からなる車両用振動制御装置において、前記速度検出手段の検出結果に基づいて求めた目標減衰力指示値が前記伸び側減衰力可変領域内にあるときは伸び側減衰力指示値が、また、前記縮み側減衰力可変領域内にあるときは縮み側減衰力指示値が、あらかじめ設定された基準減衰力よりも小さくなるときは、前記減衰力指示値を所定の補償最低減衰力に補正する減衰力補正手段と、前記減衰力指示値が前記基準減衰力よりも小さいあらかじめ設定された第２の基準減衰力以下となるときは、前記減衰力指示値を、伸び側および縮み側ともに前記小さい値の減衰力を発生する減衰力指示値に補正する第２の減衰力補正手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の車両用振動制御装置を図１ないし図１０に基づいて説明する。
【００１１】
図１、図２において、鉄道車両１は、車輪２を介して２本のレール３，３に案内される、前（図１紙面裏面側）、後（図１紙面表面側）一対の台車（支持部）４Ｆ，４Ｒと、この前、後台車４Ｆ，４Ｒにばね部材５を介して上下方向及び水平方向に揺動可能に支持される車体６と、前、後台車４Ｆ，４Ｒと車体６との間に、車体６の前、後台車４Ｆ，４Ｒに対する左右方向（横方向）の移動に対して減衰力を発生するようにそれぞれ介装された減衰力可変型の前、後側のセミアクティブダンパ（減衰力可変型ダンパ）７Ｆ，７Ｒと、減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒのバルブ機構８を、後述する目標減衰力指示値Ｄに応じて駆動し減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒの減衰力を調整する比例ソレノイド（アクチュエータ）９と、前、後台車４Ｆ，４Ｒに対応して車体６にそれぞれ設けられて車体６の絶対横加速度αを検出する前側、後側の絶対横加速度センサ（速度検出手段）１０Ｆ，１０Ｒと、絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒの検出結果に基づいて減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒの減衰力を調整するコントローラ１１とから大略構成されている。
【００１２】
ここで、本実施の形態では、絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒの検出結果に対応する前側、後側の絶対横加速度α1 ，α2 に基づいて比例ソレノイド９の制御を行うが、比例ソレノイド９の制御について、主に、車体６の前側を対象にし（すなわち、前側の絶対横加速度センサ１０Ｆの絶対横加速度信号α1 に対応する前側横速度Ｖ1 を用い）、図１を参照して以下に説明する。
【００１３】
前記前、後台車４Ｆ，４Ｒの進行方向に対して右側（図１右側）には、前、後側の台車側ブラケット１２Ｆ，１２Ｒがそれぞれ取り付けられている。前、後側の台車側ブラケット１２Ｆ，１２Ｒに対向するように車体６の進行方向左側部分には、前、後側の車体側ブラケット１３Ｆ，１３Ｒが取り付けられている。
【００１４】
前側の台車側ブラケット１２Ｆと前側の車体側ブラケット１３Ｆとの間、後側の台車側ブラケット１２Ｒと後側の車体側ブラケット１３Ｒとの間に、車体６の前、後台車４Ｆ，４Ｒに対する左右方向の移動に対して減衰力を発生する前記前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒがそれぞれ介装されている。ここで、前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒは、図３に示すように、油液が封入された筒状のダンパ本体１４と、ダンパ本体１４内に変位可能に収納されたピストン（図示省略）と、ピストンに固定され一端部がダンパ本体１４から突出するシャフト１５と、ピストンを含むダンパ本体１４内に設けられ、油液流路（図示省略）の調整により減衰力を発生する減衰力発生機構（図示省略）と、この減衰力発生機構を作動して減衰力を調整するバルブ機構８とからなり、バルブ機構８が比例ソレノイド９に駆動されて目標減衰力指示値Ｄに応じた大きさの減衰力を発生するようになっている。
【００１５】
そして、この場合、前、後側の車体側ブラケット１３Ｆ，１３Ｒにダンパ本体１４が保持され前、後側の台車側ブラケット１２Ｆ，１２Ｒにシャフト１５の一端側（ダンパ本体１４の外側部分）が保持されており、車体６の進行方向に対して左右方向の運動を規制するようになっている。
【００１６】
前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒは、図４、図５に示す減衰力特性を有している。ここで、図４は、比例ソレノイド９に供給される供給電流Ｉに対するピストンスピードが一定（例えば１０cm／s ）のときの減衰力を示したものである。前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒは、供給電流ＩがＩ2 のときでは減衰力は、伸び側、縮み側共に小さい値（ソフト）になっている。ここで、減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒは、車体６が前、後台車４Ｆ，４Ｒに対して相対的に左方へ移動したときに伸び、右方へ移動したときに縮むようになっている。そして、供給電流ＩをＩ2 からＩ1 へと徐々に小さくすると、減衰力特性は、縮み側減衰力を小さい（ソフト）状態のままで伸び側の減衰力が徐々に大きく（ハードに）なる（伸び側減衰力可変領域）。これに対して、供給電流ＩをＩ2 からＩ3 へと徐々に大きくしていくと、伸び側減衰力を小さい（ソフト）状態のままで縮み側の減衰力が徐々に大きく（ハードに）なる（縮み側減衰力可変領域）。
【００１７】
また、図５は、ピストンのスピードに対する減衰力を示している。供給電流ＩがＩ1 からＩ2 の間では、縮み側は実線Ａに示すように略一定値の状態で、伸び側が実線Ｂから点線Ｃの間の減衰力を得ることになる。また、供給電流ＩがＩ2 からＩ3 の間では、伸び側減衰力は点線Ｃに示すように略一定の状態で、縮み側減衰力が実線Ａから点線Ｄの間で可変になる。
【００１８】
前側、後側の絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒ及び前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒの各比例ソレノイド９に接続してコントローラ１１が車体６に設けられている。
【００１９】
コントローラ１１は、図６に示すように電力供給を受ける（ステップS1）と、まず初期設定を行なって（ステップS2）制御周期に達したか否かを判定する（ステップS3）。ステップS3では、制御周期に達したと判定するまで繰り返して制御周期に達したか否かを判定する。
【００２０】
ステップS3で制御周期に達したと判定すると、前制御周期の目標減衰力指示値Ｄから得られる供給電流Ｉに基づいて比例ソレノイド９（アクチュエータ）を駆動し、目標減衰力指示値Ｄに対応した減衰力を得る（ステップS4）。ここで、比例ソレノイド９に供給される供給電流Ｉは、前制御周期の目標減衰力指示値Ｄを図４に示す「供給電流−減衰力特性図」を用いて逆変換することにより得られる。すなわち、図４（Ｆ＝ｆ（Ｉ））を逆変換したものが図７（Ｉ＝ｆ（Ｆ））であり、この図７により、目標減衰力指示値Ｄに基づく供給電流Ｉが求められる。続いてステップS5で比例ソレノイド９以外の機器（例えばＬＥＤ）に信号を出力して制御する。次に絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒから絶対横加速度信号αを読み込む（ステップS6）。続いて、ステップS7の目標減衰力決定サブルーチンで、絶対横加速度信号αに基づいて図９に示す演算処理を行って、補正後目標減衰力指示値（以下、補正後目標減衰力という。）Ｄを決定し（ステップS7）、次の制御周期のステップS4で補正後目標減衰力Ｄに基づいて供給電流Ｉを決定し、比例ソレノイド９を駆動して所望の減衰力を得る。
【００２１】
ここで、上記ステップS7の演算処理内容を図９に基づいて説明する。
ブロックＢ１で前側の絶対横加速度センサ１０Ｆが検出した前台車側車体６の横加速度α1 を積分して速度Ｖ1 を求め、この速度Ｖ1 に対してブロックＢ２でハイパスフィルタをかけ、ブロックＢ３でローパスフィルタをかけ、続くブロックＢ４で制御ゲインＫ1 を乗算し、補正前目標減衰力指示値（以下、補正前目標減衰力という。）ＰＤを算出する。
【００２２】
ここで、便宜上、図１０に示すように、補正前及び補正後の目標減衰力指示値（以下、目標減衰力という。）ＰＤ，Ｄは縮み側の場合に負の値で、伸び側の場合には正の値で示す。
ブロックＢ４で算出した補正前目標減衰力ＰＤに対して、ブロックＢ５で、減衰力補償処理（減衰力補正手段）及び不感帯処理（第２の補正手段）を含む演算処理を行って補正後目標減衰力指示値（以下、補正後目標減衰力という。）Ｄを算出する。
ブロックＢ５は、図１０に示す、補正前目標減衰力ＰＤと補正後目標減衰力Ｄとの対応データを格納しており、この格納データを用いて次のような演算処理を行う。このブロックＢ５の演算処理内容を、図１０に基づいて説明する。なお、図９のブロックＢ５内に示す図は図１０を簡略して示したものである。
【００２３】
ここで、補正後目標減衰力Ｄと補正前目標減衰力ＰＤとは全体として比例関係にあり、（正）の領域（図中右側）、すなわち伸び側（伸び側減衰力可変領域）の補正前目標減衰力ＰＤに対して略同等値（または所定倍の大きさ）の伸び側（正）の補正後目標減衰力Ｄを算出し、負の領域（図中左側）、すなわち縮み側（縮み側減衰力可変領域）の補正前目標減衰力ＰＤに対して略同等（または所定倍）の大きさの縮み側（負）の補正後目標減衰力Ｄを算出する一方、補正前目標減衰力ＰＤの値が小さい領域（値Ｍ，−Ｍの間の領域、以下、目標減衰力基準領域という。）Ｇに入っている場合、以下の演算を行う。
【００２４】
すなわち、補正前目標減衰力ＰＤの値が目標減衰力基準領域Ｇに入っている際、補正後目標減衰力Ｄの大きさがあらかじめ設定した目標減衰力基準値（基準減衰力）の大きさに比して小さい場合、補正前目標減衰力ＰＤに対応して上述したように算出される補正後目標減衰力Ｄを、あらかじめ設定した補償最低減衰力（所定の減衰力）Ｄmin と比較し、補正後目標減衰力Ｄが補償最低減衰力Ｄmin より小さい場合、補正後目標減衰力Ｄとして補償最低減衰力Ｄmin （またはＤmin ×〔−１〕）の値を選択して出力する（ステップS16 ，S13 ）。なお、ここでは、補償最低減衰力（所定の減衰力）Ｄmin を目標減衰力基準値（基準減衰力）と同じ値で示しているが、補償最低減衰力Ｄmin は目標減衰力基準値以下の値であっても車両の振動を好適に抑えることができる値であればよい。
【００２５】
また、補正前目標減衰力ＰＤの値が目標減衰力基準領域Ｇ内で、かつゼロに近い領域（以下、不感帯という。）Ｑに入っている場合（第２の基準減衰力以下となっている場合）、補正後目標減衰力Ｄを「０」（最小値）に設定する（ステップS18 ）。
なお、後側台車４Ｒに対しても上述したのと同様に演算処理が行われる。
【００２６】
上述した図９の制御内容をフローチャート（目標減衰力決定サブルーチン）で示したのが図８である。
図８において、図９のブロックＢ５で補正前目標減衰力ＰＤより得た目標減衰力の絶対値が目標減衰力基準値（基準減衰力）より小さいか否かを判定し（ステップS10 ）、NOと判定すると目標減衰力が負であるか（０より小さいか）否かを判定する（ステップS11 ）。ステップS11 でYES と判定すると目標減衰力の絶対値が補償最低減衰力Ｄmin より小さいか否かを判定する（ステップS12 ）。
【００２７】
ステップS12 でYES と判定すると、補償最低減衰力Ｄmin に（−１）をかけた値を補正後目標減衰力Ｄの値とし（ステップS13 ）、メインルーチンに戻る。ステップS12 でNOと判定すると、目標減衰力を補正後目標減衰力Ｄの値とし（ステップS14 ）、メインルーチンに戻る（縮み側減衰力補正処理）。
ステップS11 でNOと判定すると、目標減衰力が補償最低減衰力Ｄmin より小さいか否かを判定する（ステップS15 ）。ステップS15 でYES と判定すると、補償最低減衰力Ｄmin を補正後目標減衰力Ｄの値とし（ステップS16 ）、メインルーチンに戻る。ステップS15 でNOと判定すると、目標減衰力を補正後目標減衰力Ｄの値とし（ステップS17 ）、メインルーチンに戻る（伸び側減衰力補正処理）。
ステップS10 でYES と判定すると、補正後目標減衰力Ｄの値を「０」に設定する（ステップS18 ）（不感帯処理）。
ここで、ステップS10 ，S11 ，S12 ，S13 ，S14 ，S15 ，S16 及びS17 の処理が減衰力補正手段を構成し、ステップS10 及びS18 の処理が第２の減衰力補正手段を構成している。
【００２８】
上述したように構成した車両用振動制御装置では、横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒ及びブロックＢ１で得られる車体６の横速度Ｖ1 に基づいて補正前目標減衰力ＰＤ及びこの補正前目標減衰力ＰＤに対応する補正後目標減衰力Ｄを求め、この補正後目標減衰力Ｄが補償最低減衰力Ｄmin より小さい場合、補正後目標減衰力Ｄを補償最低減衰力Ｄmin （またはＤmin ×〔−１〕）にする（ステップS16 ，S13 ）。このため、車体６の横方向の速度が小さくても、補正後目標減衰力Ｄとして所望の大きさ（補償最低減衰力Ｄmin ）が得られ、ひいてはダンパ７Ｆ，７Ｒが所望の大きさの減衰力を発生し制振力の向上が図れる。
【００２９】
すなわち、補償最低減衰力Ｄmin を設けなければ、目標減衰力は、図１０に点線Ｒで示すように算出されることになり、斜線部分（同図中三角形部分）の減衰力が不足し、制振効果が得にくいものになるが、これに比して、補償最低減衰力Ｄmin を設けたことにより良好な制振効果を発揮できることになる。さらに、このように良好な制振効果を発揮できることにより、自動車走行路におけるうねりに相当する横方向の凹凸によって車体６に加わる小さな振動（低周波数）を良好に抑えることができる。
【００３０】
また、補正前目標減衰力ＰＤの値が不感帯Ｑに入っている場合、補正後目標減衰力Ｄを「０」に設定する（ステップS18 ）ので、高周波数側での乗り心地の向上が図れる。
【００３１】
上述した減衰力補償処理及び不感帯処理は、車体６のヨー、スエー（ロール）運動を抑制する場合にも、用いることができる。このことを、図１１に基づいて、説明する。図１１は、コントローラ１１が、車体６のヨー、スエー（ロール）運動に対して分離制御を行う車両用振動制御装置のコントローラ１１の制御内容を示すブロック図である。
【００３２】
図１１において、まず、前側の絶対横加速度センサ１０Ｆで検出された前側横加速度α1 はブロックＢ９で積分処理され、これにより前側横速度Ｖ1 が得られ、この前側横速度Ｖ1 がブロックＢ１０に送られる。ブロックＢ１０ではハイパスフィルタ処理を実行しブロックＢ９の積分誤差を除去する。同様にして、後側の横加速度信号α2 についてブロックＢ１５で積分処理されて後側横速度Ｖ2 が得られこの後側横速度Ｖ2 は、ブロックＢ１６でハイパスフィルタ処理されてブロックＢ１５の積分誤差が除去される。
【００３３】
ブロックＢ９，Ｂ１５にて算出された前、後側横速度Ｖ1 ，Ｖ2 は合成部Ｂ３１にて加算され、車体６全体が横方向に推移するスエー状態を検出し、このことを示すスエー信号ＴW を出力する。前記スエー信号ＴW はブロックＢ１１でスエー低減に最適な値になるようにゲインＫ3 が乗算されてブロックＢ１２に出力され、ブロックＢ１２でローパスフィルタ処理が行われ、スエー分補正前減衰力ＰＤが求められ、スエー分補正前減衰力ＰＤが前記ブロックＢ５に相当するブロックＢ５１に入力される。
【００３４】
同様にして、ブロックＢ９，Ｂ１５から出力される前、後側横速度Ｖ1 ，Ｖ2 は減算処理部Ｂ３２にてその差が取られ、車体６の鉛直軸（図示省略）周りの回転運動状態を検出し、そのことを示すヨー信号ＴY を出力する。ヨー信号ＴY は、ブロックＢ１７でゲインＫ4 を乗算されヨー低減に最適な値にされた後に、ブロックＢ１８でローパスフィルタ処理され、ヨー分補正前減衰力ＰＤが求められ、ヨー分補正前減衰力ＰＤが前記ブロックＢ５に相当するブロックＢ５２に入力される。
【００３５】
ブロックＢ５１ではスエー分補正前減衰力ＰＤに対応するスエー分補正後減衰力Ｄを算出し、ブロックＢ５２ではヨー分補正前減衰力ＰＤに対応するヨー分補正後減衰力Ｄを算出する。
【００３６】
合成部Ｂ３３では、ブロックＢ５１からのスエー分補正後減衰力Ｄ及びブロックＢ５２からのヨー分補正後減衰力Ｄを加算して前側の目標減衰力として前側の減衰力可変型ダンパ７Ｆに出力する。
合成部Ｂ３４では、ブロックＢ５１からのスエー分補正後減衰力ＤからブロックＢ５２からのヨー分補正後減衰力Ｄを減算して後側の目標減衰力として後側の減衰力可変型ダンパ７Ｒに出力する。
【００３７】
このように構成した車両用振動制御装置では、上述した図１ないし図１０に示すものと同様に、補正後目標減衰力Ｄを「０」に設定する（不感帯処理を行う）ので、ヨー、スエーの各モードに対して高周波数側での乗り心地の向上が図れる。また、補償最低減衰力Ｄmin を設けており、補正前目標減衰力ＰＤの値が小さくても、補正後目標減衰力Ｄが所望の大きさ（補償最低減衰力Ｄmin ）とされるので、減衰力が確保され、車体の小さな振動（低い周波数）に対する制振効果の向上を図ることができる。
【００３８】
上述した実施の形態では、ブロックＢ４で算出した補正前目標減衰力ＰＤと補正後目標減衰力Ｄとを対応させて、減衰力補償処理及び不感帯処理を行う場合を例にしたが、これに代えて、図１２及び図１３に示すように制御ゲインを非線形に設定して減衰力補償処理及び不感帯処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
すなわち、図１２のブロックＢ４は、あらかじめ図１３のデータ（フィルタ処理後絶対速度信号Ｅ−制御ゲインＫ5 ）を格納し、この格納データに基づいて演算処理を行って制御ゲインＫ5 を設定する。
【００４０】
ここで、フィルタ処理速度信号ＥはブロックＢ２でハイパスフィルタをかけ、また、ブロックＢ３でローパスフィルタをかけて得られるデータである。図１３のデータでは、信号Ｅが正の領域（図中右側）、すなわち、伸び側減衰力可変領域でその大きさがあらかじめ設定したゲイン選択用基準値Ｊａ（伸び側の基準減衰力が得られるゲインを選択する値）よりも小さいときは、信号Ｅが小さくなるに従って制御ゲインＫ5 の値は大きな値に選択される。ここで選択された制御ゲインＫ5 によって伸び側の減衰力が所定値に設定される。また、信号が負の領域（図中左側）、すなわち、縮み側減衰力可変領域でその大きさがあらかじめ設定したゲイン選択用基準値−Ｊａ（縮み側の基準減衰力が得られるゲインを選択する値）よりも大きいときは、信号Ｅが大きくなるに従って制御ゲインＫ5 の値は大きな値に選択される。ここで選択された制御ゲインＫ5 によって縮み側の減衰力が所定値に設定される。
【００４１】
さらに、信号Ｅの大きさがゲイン選択用基準値Ｊａよりも小さく（または、ゲイン選択用基準値−Ｊａよりも大きく）ゼロに近い領域（以下、不感帯Ｑという。）内にある場合（第２の基準減衰力以下となっている場合）、制御ゲインＫ5 は「０」に設定され、これにより、伸び側及び縮み側の減衰力がともに最小値となる。
【００４２】
このように構成することにより、信号Ｅの大きさがゲイン選択用基準値Ｊａよりも小さいとき（または、ゲイン選択用基準値−Ｊａよりも大きいとき）は、大きい値の制御ゲインＫ5 を選択し、これに伴い、補正後目標減衰力Ｄが大きい値となって所望の大きさの減衰力が確保され、横振動が小さい低周波数振動の場合に車体６に加わる振動を最低限に抑えることができる（減衰力補正手段）。
また、信号Ｅが不感帯Ｑに入っている場合、すなわち、振動変化が極めて小さい場合には、制御ゲインＫ5 が「０」に設定され、これに伴い、補正前目標減衰力ＰＤが「０」、ひいては補正後目標減衰力Ｄが「０」になる。このため、高周波数側での乗り心地の向上が図れる（第２の減衰力補正手段）。
【００４３】
図１３に代えて、信号Ｅと制御ゲインＫ5 との対応関係が図１４に示すように示されるものであってもよい。すなわち、図１４では、信号Ｅの大きさがゲイン選択用基準値Ｊａよりも大きいとき（または、ゲイン選択用基準値−Ｊａよりも小さいとき）は、信号Ｅの大きさが大きくなるに従って制御ゲインＫ5 の値が逓減する。
なお、図１２に示す減衰力補償処理（減衰力補正手段）及び不感帯処理（第２の補正手段）を含む演算処理（ブロックＢ４）は、ローパスフィルタ処理後の信号Ｅ（ブロックＢ３処理後の信号）に基づき制御ゲインＫ5 を選択するようにしているが、ハイパスフィルタ処理後の信号（ブロックＢ２処理後）、積分処理後の速度Ｖ1 （ブロックＢ１処理後）または、横加速度α1 に基づき制御ゲインＫ5 を選択するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、２本のレール３上を走行するタイプの鉄道車両１を例にしたが、これに代えて図１５に示すようにモノレールタイプの鉄道車両１に本発明の車両用振動制御装置を適用してもよい。なお、図１５に示す鉄道車両１は、図１に示すものに比して、２本のレール３に代えてコンクリートの軌道からなるモノレール２０を設け、車輪２に代えてタイヤ２１を介して前、後台車４Ｆ，４Ｒをモノレール２０に支持させることが異なっている。
【００４５】
また、上記実施の形態では、車両が鉄道車両１である場合を例にしたが、これに代えて、図１６に示すように、車両が自動車３０（一輪分のみを示している。）で、車体用の支持部が、台車に代えて車軸３１であり、絶対横加速度センサ１０Ｆ，１０Ｒに代えて上下方向の車体６の絶対速度を検出する上下方向絶対加速度センサ３２を設け、前、後側の減衰力可変型ダンパ７Ｆ，７Ｒに代えて車体６と車軸３１との間に減衰力可変型ショックアブソーバ３３を介装し、図９に代わる図１７の制御内容を有するコントローラ１１を備えて車両用振動制御装置を構成してもよい。この場合、鉄道車両１の絶対横加速度α（横速度Ｖ1 ）に代えて自動車３０の上下方向絶対加速度β（上下方向速度Ｖ′）が対象とされ、上述した実施の形態と同様にして、不感帯を設けることで高周波数側での乗り心地の向上が図れ、かつ上下振動が小さい場合にも所望の大きさの減衰力の発生を可能とし、良好な制振性を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本願の請求項１に係る発明によれば、速度検出手段の検出結果に基づいて減衰力可変型ダンパを制御するための目標減衰力指示値を求め、この目標減衰力指示値が前記伸び側減衰力可変領域内にあるときは伸び側減衰力指示値が、また、前記縮み側減衰力可変領域内にあるときは縮み側減衰力指示値が、あらかじめ設定された基準減衰力よりも小さくなるときは、前記減衰力指示値を所定の補償最低減衰力に補正する減衰力補正手段を設けたので、車体の所定方向の速度が小さくても、減衰力可変型ダンパが発生する伸び側及び縮み側の減衰力を所定の値の大きさの減衰力に調整することができるので、車体が低周波数で振動するような場合における制振効果の向上を図ることができる。
【００４７】
また、前記減衰力指示値が前記基準減衰力よりも小さいあらかじめ設定された第２の基準減衰力以下となるときは、前記減衰力指示値を、伸び側および縮み側ともに前記小さい値の減衰力を発生する減衰力指示値に補正する第２の減衰力補正手段を設けたので、振動遮断性を向上し高周波数側の乗り心地の向上を図り、うねり路面の乗り越し初期時のばね下入力の吸収性を向上し、車体加振を最低限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の車両用振動制御装置を模式的に示す図である。
【図２】同車両用振動制御装置を用いる鉄道車両を模式的に示す側面図である。
【図３】図１の車両用振動制御装置のダンパを模式的に示す図である。
【図４】同ダンパの比例ソレノイドの供給電流−減衰力特性を示す図である。
【図５】同ダンパのピストンのスピード−減衰力特性を示す図である。
【図６】同車両用振動制御装置のコントローラの制御内容の一部を示すフローチャートである。
【図７】図４を逆変換した目標減衰力指示値−供給電流特性を示す図である。
【図８】同コントローラにおける図６のステップS7のサブルーチンの制御内容を示すフローチャートである。
【図９】同ステップS7の処理内容を模式的に示すブロック線図である。
【図１０】図９のブロックＢ５の処理内容を示す図である。
【図１１】スエー、ヨー運動制御を行うコントローラの他の処理内容を模式的に示すブロック線図である。
【図１２】図９に代わるコントローラの他の処理内容を模式的に示すブロック線図である。
【図１３】図１２のブロックＢ５の処理内容を示すフィルタ処理速度信号−制御ゲイン特性図である。
【図１４】図１３に代わる他のフィルタ処理速度信号−制御ゲイン特性図である。
【図１５】図１の鉄道車両用の振動制御装置に代わるモノレールタイプの鉄道車両用の振動制御装置の一例を示す図である。
【図１６】本発明の自動車用の振動制御装置の一例を示す模式図である。
【図１７】同振動制御装置のコントローラの制御内容を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 鉄道車両
４Ｆ，４Ｒ 前、後台車（支持部）
６ 車体
７Ｆ，７Ｒ 前、後側の減衰力可変型ダンパ
９ 比例ソレノイド（アクチュエータ）
１０Ｆ，１０Ｒ 前側、後側の絶対横加速度センサ
１１ コントローラ
Claims (1)
- 車両の車体と該車体用の支持部との間に介装され、縮み側の減衰力が小さい値のとき、伸び側の減衰力を小さい値と大きい値の間で可変とする伸び側減衰力可変領域と、伸び側の減衰力が小さい値のとき、縮み側の減衰力を小さい値と大きい値の間で可変とする縮み側減衰力可変領域と、を有する減衰力可変型ダンパと、減衰力可変型ダンパの減衰力を調整するアクチュエータと、前記車体の所定方向の絶対速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段の検出結果に基づいて目標減衰力指示値を求め、該目標減衰力指示値に応じて前記アクチュエータを制御して前記減衰力可変型ダンパの減衰力を制御するコントローラと、からなる車両用振動制御装置において、
前記速度検出手段の検出結果に基づいて求めた目標減衰力指示値が前記伸び側減衰力可変領域内にあるときは伸び側減衰力指示値が、また、前記縮み側減衰力可変領域内にあるときは縮み側減衰力指示値が、あらかじめ設定された基準減衰力よりも小さくなるときは、前記減衰力指示値を所定の補償最低減衰力に補正する減衰力補正手段と、
前記減衰力指示値が前記基準減衰力よりも小さいあらかじめ設定された第２の基準減衰力以下となるときは、前記減衰力指示値を、伸び側および縮み側ともに前記小さい値の減衰力を発生する減衰力指示値に補正する第２の減衰力補正手段と、
を設けたことを特徴とする車両用振動制御装置。
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-
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Cited By (2)
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