JP5181326B2 - Railway vehicle suspension system - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両に用いられて振動抑制を図る鉄道車両用サスペンション装置に関する。 The present invention relates to a railway vehicle suspension device that is used in a railway vehicle to suppress vibration.
従来の鉄道車両用サスペンション装置の一例として、車体と台車との間にダンパを介在し、走行時に起こり得る台車の蛇行動などの台車異常動揺を、ダンパの減衰力により抑制するように構成した装置がある(特許文献1参照)。特許文献1の装置では、ダンパとして台車乗り心地を向上させ蛇行動を抑制するヨーダンパ及び左右動揺を低減する左右動ダンパを用いている。 As an example of a conventional railway vehicle suspension device, a damper is interposed between the vehicle body and the carriage, and the apparatus is configured to suppress the abnormal movement of the carriage such as the snake behavior of the carriage that may occur during traveling by the damping force of the damper. (See Patent Document 1). In the apparatus of Patent Document 1, a yaw damper that improves the riding comfort of the carriage and suppresses the snake behavior and a left and right movement damper that reduces left and right shaking are used as the damper.
また、従来の鉄道車両用サスペンション装置の他の例として、車体と台車との間に減衰係数切替式の左右動油圧ダンパ(液体ダンパ)を介在し、この液体ダンパと並列に、電磁力を用いた所謂電磁式アクチュエータ、油圧、空気圧を用いた流体アクチュエータ等のアクチュエータを設置して構成される鉄道車両用サスペンション装置も知られている。このようにアクチュエータを設置した鉄道車両用サスペンション装置では、振動抑制制御を、アクチュエータに、車体又は台車に作用する推力を発生させて行う制御〔アクティブ制御という。〕とし、制御を実施しない場合は前記推力を発生させないで〔パッシブという。〕実施するようにしている。そして、アクティブ制御時には、減衰係数切替式油圧ダンパの減衰係数Cを「低」として振動低減に最低限必要な減衰力を油圧ダンパに発生させ、前記アクチュエータの推力負担を低減させるとともに、パッシブ時には、減衰係数Cを「高」に切り替え、車両の走行安全性、安定性を確保するようにしている。
ところで、鉄道車両では、ヨーダンパが油漏れ等により減衰力を発生できなくなったり、あるいは脱落する等の異常が生じた場合、ヨーダンパの蛇行動抑制機能が実質的になくなることになる。
この対策として、ヨーダンパ及び左右動ダンパを用いた鉄道車両用サスペンション装置では、ヨーダンパの故障を検出し、その検出結果に基づいて左右動ダンパの減衰係数を高くするように制御して台車異常動揺の抑制を図ることが考えられている。
一方、近時、鉄道車両の高速走行化が図られており、これに伴い、ポイント箇所の走行や曲線区間の走行時にも、台車異常動揺が起こりやすくなってきている。このため、上述したヨーダンパの故障検出結果に基づいた台車異常動揺の抑制方法では、近時の鉄道車両高速走行化の状況に対して適切には対処し得ず、改善が求められているというのが実情であった。
By the way, in a railway vehicle, when the yaw damper cannot generate a damping force due to oil leakage or an abnormality such as dropping occurs, the function of suppressing the snake behavior of the yaw damper is substantially lost.
As a countermeasure, in a railway vehicle suspension system using a yaw damper and a left-right motion damper, a failure of the yaw damper is detected, and control is performed to increase the damping coefficient of the left-right motion damper based on the detection result, thereby preventing abnormal bogies of the carriage. It is considered to try to suppress it.
On the other hand, in recent years, high-speed travel of railway vehicles has been achieved, and accordingly, bogie abnormal shaking is likely to occur even when traveling at point locations or traveling in curved sections. For this reason, the above-described method for suppressing abnormal bogie swaying based on the result of detecting the failure of the yaw damper cannot properly deal with the recent situation of high-speed running of railway vehicles, and needs to be improved. Was the actual situation.
また、車体及び台車間に液体ダンパ及びアクチュエータを並列に介在させた上記鉄道車両用サスペンション装置では、台車異常動揺を示す異常動揺検知信号の入力を受けると、緊急事態であるとして、オペレータのリセット操作が行われるまで振動抑制制御(アクティブ制御)を停止する処理(以下、フェール処理という。)を行うようにしている。そして、このサスペンション装置では、一旦、異常動揺検知信号の入力を受けると、液体ダンパ及びアクチュエータによる振動抑制制御を、オペレータのリセット操作等が行われるまで行うことができない上、前記振動抑制制御を復帰させるための取扱いが煩雑となり不便であった。特に、上述したように、近時、鉄道車両の高速走行化が進んだことなどに伴い異常動揺検知信号の入力を受ける機会が多くなっており、上記不便さの改善が求められているのが実情であった。 Further, in the above railway vehicle suspension apparatus in which the liquid damper and the actuator are interposed in parallel between the vehicle body and the carriage, when an abnormal shake detection signal indicating the abnormal movement of the carriage is received, an operator reset operation is performed. A process of stopping the vibration suppression control (active control) (hereinafter referred to as a fail process) is performed until the above is performed. In this suspension device, once an abnormal vibration detection signal is received, the vibration suppression control by the liquid damper and the actuator cannot be performed until an operator reset operation is performed, and the vibration suppression control is restored. It was inconvenient and complicated to handle. In particular, as described above, with the recent progress of high-speed railway vehicles, there are increasing opportunities to receive abnormal motion detection signals, and there is a need to improve the inconvenience. It was a fact.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、台車異常動揺に際してその異常動揺を適切に抑制することができる鉄道車両用サスペンション装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、振動抑制制御の復帰作動を良好に実行できて利便性の向上を図ることができる鉄道車両用サスペンション装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a railroad vehicle suspension device that can appropriately suppress abnormal vibration when a bogie is abnormally rocked.
Another object of the present invention is to provide a railroad vehicle suspension apparatus that can perform a return operation of vibration suppression control satisfactorily and improve convenience.
本発明は、車体及び台車間に介在されて前記車体又は台車に作用する推力を発生可能で通常時には所定の大きさの通常時推力を発生するアクチュエータと、該アクチュエータと並列に設けられ減衰係数を調整可能な液体ダンパと、前記アクチュエータ及び前記液体ダンパの作動を制御して前記車体及び台車に対する振動抑制制御を行うコントローラとを備えた鉄道車両用サスペンション装置において、
前記台車の異常動揺に対応してこのことを示す異常動揺検知信号が入力される入力手段を備え、前記コントローラは、前記入力手段へ前記異常動揺検知信号が入力されない場合、前記液体ダンパの減衰係数を小さくしておき、前記入力手段へ前記異常動揺検知信号が入力された場合に、前記液体ダンパの減衰係数を大きくすると同時に、前記アクチュエータを、その発生推力が停止ではなく前記通常時推力より小さい推力となるように制御することを特徴とする。
また、車体及び台車間に介在されて前記車体又は台車に作用する推力を発生可能で通常時には所定の大きさの通常時推力を発生するアクチュエータと、該アクチュエータと並列に設けられ減衰係数を調整可能な液体ダンパと、前記アクチュエータ及び前記液体ダンパの作動を制御して前記車体及び台車に対する振動抑制制御を行うコントローラとを備えた鉄道車両用サスペンション装置において、
前記台車の異常動揺に対応してこのことを示す異常動揺検知信号が入力される入力手段を備え、前記入力手段へ前記異常動揺検知信号が入力された場合に、前記コントローラは、前記液体ダンパの減衰係数を大きくし、同時に、車体と台車の結合剛性が向上するように前記アクチュエータが発生する推力を制御することを特徴とする。
The present invention includes an actuator that can generate a thrust acting on the vehicle body or the carriage interposed between the vehicle body and the carriage and that normally generates a normal thrust of a predetermined magnitude, and a damping coefficient that is provided in parallel with the actuator. In a railway vehicle suspension apparatus comprising: an adjustable liquid damper; and a controller that controls an operation of the actuator and the liquid damper to perform vibration suppression control on the vehicle body and the carriage.
Corresponding to the abnormal shaking of the carriage, the controller has an input means for inputting an abnormal shaking detection signal indicating this, and when the abnormal shaking detection signal is not inputted to the input means, the controller has a damping coefficient of the liquid damper. the leave small, when the abnormality upset detection signal to said input means is inputted, at the same time increase the damping coefficient of the liquid damper, the actuator, from the generated thrust is the normal thrust, not stopped Control is performed so that the thrust is small .
In addition, an actuator that is interposed between the vehicle body and the carriage and can generate a thrust acting on the vehicle body or the carriage, and normally generates a normal thrust of a predetermined magnitude, and a damping coefficient that is provided in parallel with the actuator can be adjusted. A railway vehicle suspension apparatus comprising: a liquid damper, and a controller for controlling vibration of the vehicle body and the carriage by controlling the operation of the actuator and the liquid damper.
Corresponding to the abnormal shaking of the carriage, an input means for inputting an abnormal shaking detection signal indicating this is provided, and when the abnormal shaking detection signal is inputted to the input means, the controller The damping coefficient is increased, and at the same time, the thrust generated by the actuator is controlled so that the coupling rigidity between the vehicle body and the carriage is improved.
本発明によれば、台車異常動揺に際してその異常動揺を適切に抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormal fluctuation can be suppressed appropriately at the time of the abnormal movement of the carriage.
本発明の第1実施形態に係る鉄道車両用サスペンション装置を、図面に基づいて説明する。
図1及び図2において、本発明の第1実施形態に係る鉄道車両用サスペンション装置1が用いられる鉄道車両(以下、単に車両ともいう。)の車体3は、前側、後側の台車4f、4r(以下、適宜、台車4と総称する。)に空気ばね5を介して載置されている。
A railcar suspension apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2, a
車体3と前、後台車4f、4rの夫々との間には、左右方向の前、後アクチュエータ7f、7r(以下、適宜、アクチュエータ7と総称する。)と左右方向の前側、後側の減衰切替式油圧ダンパ8f、8r(以下、適宜、油圧ダンパ8と総称する。液体ダンパ)とが介在されている。
車体3の下部における前、後台車4f、4rの夫々の中央部分に対応した部分には前、後中心ピン6f、6r(以下、適宜、中心ピン6と総称する。)が突設されている。
アクチュエータ7と油圧ダンパ8は、中心ピン6(前中心ピン6f、後中心ピン6r)と台車4の枠4aに立設した支柱4bとの間に相互に並列となるように配置されている。
Between the
Front and
The
アクチュエータ7は、直動式モータからなり、後述するコントローラ10に内蔵されたモータドライバ(モータの駆動回路)で駆動されることにより長手方向の力(以下、適宜、推力という。)を発生し得るようになっている。また、アクチュエータ7(前、後アクチュエータ7f、7r)には、それぞれストロークセンサ(図示省略)が備えられており、車体3と前、後台車4f、4rとの相対変位を検出するようにしている。また、アクチュエータには油圧、空気圧等の流体アクチュエータを用いてもよいのはもちろんである。
The
車体3における前、後台車4f、4rに対応した部分には、車体3に作用する左右方向の加速度を検出する前、後位加速度センサ9f、9r(以下、適宜、加速度センサ9という。)が配置されている。
鉄道車両用サスペンション装置1は、さらに、前記コントローラ10(入力手段)を備えている。コントローラ10には、加速度センサ9から加速度信号が入力され、前記ストロークセンサから変位信号がそれぞれ入力されるようになっている。コントローラ10には、さらに、台車4が異常動揺を発生した際に、図示しない異常動揺検知手段や上位情報制御装置13から送出される異常動揺信号(異常動揺検知信号)が入力されるようになっている。
コントローラ10は、通常走行時、アクチュエータ7に対して所定の大きさの推力(通常時推力)を発生させるようにしている。また、異常動揺信号の入力を受けることにより、図3、図4、図5の信号波形に沿うように振動抑制制御を行う。
The railway vehicle suspension apparatus 1 further includes the controller 10 (input means). The
The
すなわち、コントローラ10は、図3に示すように、異常動揺信号(台車異常動揺信号)の入力を受けると、直ちに油圧ダンパ8の減衰係数Cを「高」に切り替え台車4ひいては鉄道車両2の走行安定性を確保する。減衰係数Cを「高」に切り替えるのは異常動揺の発生した台車4のみで良いが、油圧ダンパ8の減衰係数を前、後台車4f、4rとも同時に切り替える場合は、前、後台車4f、4rとも同時に減衰係数Cを「高」に切り替える。
That is, as shown in FIG. 3, when the
次いで、異常動揺信号の入力が一定時間(例えば2秒)以上継続するかを監視し、一定時間以上継続しなかった場合は、図3に示すように、異常動揺信号の入力時点から一定時間(例えば2秒)経過すると復帰動作(復帰動作区間)に入る。復帰動作のための時間は例えば2秒などとし、この間は油圧ダンパ8の減衰係数Cを「高」のまま保つ。ここではアクチュエータ7の推力は低下させず、通常時推力に対する発生推力の比率(以下、制御力比率という。)を1.0に維持し、通常通り車体3の振動を低減させるよう推力を発生させる。
復帰動作区間を過ぎると、油圧ダンパ8の減衰係数Cを「低」に切り替える。
信号監視区間+復帰動作区間の間はアクチュエータ7の推力は低下させないことで、この間の乗り心地の悪化をできるだけ抑制する。
Next, it is monitored whether or not the input of the abnormal shaking signal continues for a certain time (for example, 2 seconds), and when it does not continue for the certain time or longer, as shown in FIG. For example, a return operation (return operation section) starts after 2 seconds). The time for the return operation is, for example, 2 seconds, and the damping coefficient C of the
After the return operation section, the damping coefficient C of the
The thrust of the
また、図4に示すように、異常動揺信号が一定時間(例えば2秒)以上継続するような場合、上述したように異常動揺信号の入力時点で設定された油圧ダンパ8の減衰係数Cの「高」レベル状態を維持しつつ、異常動揺信号が一定時間経過した時点で、緊急事態が発生したとして、システムをフェール状態に遷移させ、アクチュエータ7の推力をゼロ(即ち、制御力比率をゼロ)とし、同時に上位の情報制御装置13等にシステムのフェールを通知する。この場合には、異常動揺信号が一定時間以上経過した後も、図6に示すように油圧ダンパ8の減衰係数Cの「高」レベル状態を維持し、かつ、アクチュエータ7の発生推力をゼロとするようにしている。
Further, as shown in FIG. 4, when the abnormal vibration signal continues for a certain time (for example, 2 seconds) or longer, as described above, the damping coefficient C of the
なお、図5に示すように、異常動揺信号が入力された場合には常に信号の監視時間をリセットして信号監視を開始し、次いで復帰動作(復帰動作区間)に入る。そして、図5に示すように、信号監視区間+復帰動作区間の間に再度、異常動揺信号が入力された場合には信号監視の初期状態に戻り、始めに異常動揺信号が入力された時点から継続して油圧ダンパ8の減衰係数Cは「高」の状態が維持される。
As shown in FIG. 5, when an abnormal shaking signal is input, the signal monitoring time is always reset and signal monitoring is started, and then a return operation (recovery operation section) is entered. Then, as shown in FIG. 5, when an abnormal shaking signal is input again during the signal monitoring period + recovery operation period, the signal monitoring returns to the initial state, and from the time when the abnormal shaking signal is first input. Continuously, the damping coefficient C of the
上述したように構成される鉄道車両用サスペンション制御装置の作用を、図6に示す制御フローチャートに基づいて説明する。コントローラ10は、所定のサンプリング時間毎に図6に示される処理を繰返し行うようにしている。そして、コントローラ10は、まず、異常動揺信号がONかどうか(異常動揺信号の入力を受けたか否か)を判断する(ステップS1)。ステップS1でYESと判定すると、1サンプリング前の異常動揺信号がONか否かを判断する(ステップS2)。
ステップS2でNO(即ち、1サンプリング前の異常動揺信号がOFFである)と判定すると、図3、図4、図5の異常動揺信号の波形で示すように、信号監視動作(信号監視区間)に入り、信号監視動作状態に設定する(ステップS3)。ステップS3に続いて、図3、図4、図5の油圧ダンパの減衰係数を示す信号波形で示すように、油圧ダンパ8の減衰係数Cを「高」に切替え(ステップS4)、監視動作時間のカウント(計時)をゼロクリアする(ステップS5)。
The operation of the railway vehicle suspension control apparatus configured as described above will be described based on the control flowchart shown in FIG. The
If NO is determined in step S2 (that is, the abnormal shaking signal before one sampling is OFF), the signal monitoring operation (signal monitoring section) is performed as shown by the abnormal shaking signal waveforms in FIG. 3, FIG. 4, and FIG. The signal monitoring operation state is set (step S3). Subsequent to step S3, the damping coefficient C of the
ステップS1でNO(即ち、異常動揺信号がOFFである)と判定すると、信号監視動作状態に設定されているかを判断する(ステップS6)。
ステップS5の処理を終了するか、ステップS2でYES〔即ち、ステップS1でYES(異常動揺信号がON)の状態で、かつ信号監視動作中である〕と判定するか又はステップS6でYES〔即ち、異常動揺信号がONでなく、かつ信号監視動作中である〕と判定すると、監視動作時間のカウントアップ(計時)を行う(ステップS7)。
If NO is determined in step S1 (that is, the abnormal shaking signal is OFF), it is determined whether the signal monitoring operation state is set (step S6).
Either the process of step S5 is terminated, or YES is determined in step S2 (that is, YES in step S1 (the abnormal shaking signal is ON) and the signal monitoring operation is in progress) or YES in step S6 [that is, If it is determined that the abnormal oscillation signal is not ON and the signal monitoring operation is in progress], the monitoring operation time is counted up (timed) (step S7).
ステップS7に続いて、監視動作時間が一定時間Td(例えばTd=2秒)経過したかを否かを判定(監視)する(ステップS8)。ステップS8でYES(即ち、監視動作時間が一定時間Td経過した)と判定すると、異常動揺信号がOFFかどうかを判断する(ステップS9)。ステップS9でNOと判定すると、即ち、異常動揺信号がONのまま継続している場合には、異常動揺フェール処理(図4参照)を行い、図示しないメインルーチンに戻る。異常動揺フェール処理では、フェール処理〔油圧ダンパ8の減衰係数Cの「高」レベル状態の維持及びアクチュエータ7の制御力比率のゼロ設定(発生推力をゼロにする)〕を行い(ステップS10)、次に、フェールが発生したことを上位情報制御装置13へ通知する(ステップS11)。
Subsequent to step S7, it is determined (monitored) whether or not the monitoring operation time has passed a fixed time Td (for example, Td = 2 seconds) (step S8). If YES is determined in step S8 (that is, the monitoring operation time has passed for a certain time Td), it is determined whether or not the abnormal shaking signal is OFF (step S9). If NO is determined in step S9, that is, if the abnormal shaking signal continues to be ON, abnormal shaking failure processing (see FIG. 4) is performed, and the process returns to the main routine (not shown). In the abnormal shaking fail process, a fail process (maintaining the “high” level state of the damping coefficient C of the
ステップS9でYESと判定する(即ち、異常動揺信号がOFFである)と、監視動作時間が一定時間Td及び復帰動作時間(本実施形態では、2秒)を加えた時間〔「一定時間Td」+「復帰動作時間」〕が経過したか否かを判定する(ステップS12)。ステップS12でYESと判定する(即ち、監視動作時間が「Td+復帰動作時間」に達する)と、図3の油圧ダンパの減衰係数を示す信号波形で示すように、油圧ダンパ8の減衰係数Cを「低」に切替える(ステップS13)。ステップS13に続いて信号監視状態を終了し(ステップS14)、制御演算を実行する(ステップS15)。
If YES is determined in step S9 (that is, the abnormal shaking signal is OFF), the monitoring operation time is a time obtained by adding the fixed time Td and the return operation time (2 seconds in the present embodiment) [“fixed time Td”. + "Returning operation time"] is determined (step S12). If YES is determined in step S12 (that is, the monitoring operation time reaches “Td + reset operation time”), the damping coefficient C of the
ステップS6でNO〔異常動揺信号がOFF状態で、かつ信号監視動作中でない〕と判定すると、監視動作時間のカウント(計時)をゼロクリアし(ステップS16)、図示しないメインルーチンに戻る。ステップS8でNOと判定すると、ステップS12に進む。また、ステップS12でNOと判定すると、ステップS15に進む。 If it is determined NO in step S6 (the abnormal shaking signal is OFF and the signal monitoring operation is not in progress), the monitoring operation time count (time measurement) is cleared to zero (step S16), and the process returns to the main routine (not shown). If NO is determined in step S8, the process proceeds to step S12. Moreover, if it determines with NO by step S12, it will progress to step S15.
上述した実施形態によれば、コントローラ10が異常動揺信号の入力を受けると、コントローラ10は、油圧ダンパ8の減衰係数Cを大きくするので、仮に鉄道車両2がポイントや曲線路走行等に伴って異常動揺を生じた場合にも、その異常動揺信号の入力を受けることにより、その異常動揺を抑制し、良好な走行安定性、走行安全性を確保することができる。さらに、ヨーダンパの故障時に、ヨーダンパの故障検出を行って、他のダンパの減衰係数を大きくするように設定される従来技術に比して、ヨーダンパの故障に制約されず、種々の要因で生じる異常動揺に対して、その異常動揺を抑制することができる。
また、コントローラ10へ前記異常動揺信号が入力された場合に、コントローラ10は、油圧ダンパ8の減衰係数Cを大きくし、異常動揺信号の入力が、所定時間(信号監視区間)、継続する場合には、油圧ダンパ8の減衰係数Cを大きくした状態を維持し、アクチュエータ7が発生する推力をゼロとする(図4参照)ので、異常動揺を抑制し、台車の走行安定性を確保する。
According to the above-described embodiment, when the
Further, when the abnormal shaking signal is input to the
上記実施の形態では、例えば図3及び図5に示されるように信号監視区間及び復帰動作区間においてアクチュエータ7が発生する推力を通常時推力の大きさ(制御力比率1.0)とした場合を例にしたが、当該区間において、アクチュエータの発生推力を低下させることも可能である。この例(第2実施形態)を図7及び図8に基づき、図1〜図6を参照して説明する。
この第2実施形態に係る鉄道車両用サスペンション装置〔請求項2、4、7に対応する。〕では、図7において、コントローラ10(図1参照)に台車の異常動揺検知を知らせる異常動揺信号が入力されると、コントローラ10は直ちに油圧ダンパ8の減衰係数Cを「高」に切り替え台車4の走行安定性を確保する。同時に、アクチュエータ7の推力を一定の比率で低下させる。ここでは、例えばアクチュエータへの推力指令に0.2倍のゲインを乗じることによりアクチュエータの推力を低下させる。
In the above embodiment, for example, as shown in FIGS. 3 and 5, the thrust generated by the
Railway vehicle suspension apparatus according to the second embodiment (corresponding to
復帰動作区間では徐々にアクチュエータ7が発生する推力指令を上昇させ、復帰動作区間を過ぎると油圧ダンパ8の減衰係数Cを「低」に切り替えるとともに、アクチュエータ7の推力を通常の推力とする。
信号監視区間+復帰動作区間の間はアクチュエータ7の推力を低下させることで台車異常動揺を助長するような推力の発生も抑制し、台車4の走行安定性を確保するとともに、乗り心地を最低限確保するようにしている。
In the return operation section, the thrust command generated by the
During the signal monitoring section + return operation section, the thrust of the
図8に、この第2実施形態に係る制御フローを示す。第2実施形態の制御フローは、第1実施形態の図6に比して、ステップS21〜S24を備えたことが、主に異なっており、ステップS1〜S16については、同等の処理を行うようにしている。なお、第1実施形態(図6)では、ステップS12でNOと判定した場合に、ステップS15に処理が進むのに対して、この第2実施形態では、ステップS21に進むようになっている。また、第1実施形態(図6)では、ステップS16の処理が終了すると、メインルーチンに戻るのに対して、この第2実施形態では、ステップS24に進むようになっている。
図8において、コントローラ10は、信号監視状態を終了する(ステップS14)か、又はステップS12でNOと判定した場合、監視動作時間が一定時間Tdを超えたか否かを判定する(ステップS21)。
FIG. 8 shows a control flow according to the second embodiment. The control flow of the second embodiment is mainly different from that of FIG. 6 of the first embodiment in that it includes steps S21 to S24, and the same processing is performed for steps S1 to S16. I have to. In the first embodiment (FIG. 6), when NO is determined in step S12, the process proceeds to step S15, whereas in the second embodiment, the process proceeds to step S21. In the first embodiment (FIG. 6), when the process of step S16 ends, the process returns to the main routine, whereas in the second embodiment, the process proceeds to step S24.
In FIG. 8, the
ステップS21でYESと判定すると、図7の復帰動作区間に示されるように、アクチュエータ7の推力が時間経過に伴なって徐々に増加する制御を行う(ステップS15)ように、制御力比率を式(1)により計算し、ステップS15に進む。
制御力比率=g1+((1−g1)×(監視動作時間−Td)/2) … (1)
ただし、g1=推力低下ゲイン(この実施形態では0.2)
If YES is determined in step S21, the control force ratio is expressed by an equation so that the thrust of the
Control force ratio = g1 + ((1-g1) × (monitoring operation time−Td) / 2) (1)
However, g1 = thrust reduction gain (0.2 in this embodiment)
ステップS21でNO〔監視動作時間が一定時間Td経過していない〕と判定すると、ステップS15の処理で、図7の信号監視区間に示すように、アクチュエータ7の制御力比率が所定の大きさ(この実施形態では0.2)になるように、アクチュエータ7の推力低下ゲインg1(この実施形態では0.2)を設定(計算)し(ステップS23)、ステップS15に進む。
また、ステップS6でNOと判定された〔即ち、信号監視動作状態に設定されていない〕場合に行われる監視動作時間のゼロクリア処理(ステップS16)を終了すると、推力低下ゲインg1を1とし、ステップS15に進む。
If NO is determined in step S21 (the monitoring operation time has not passed the fixed time Td), the control force ratio of the
Further, when the zero clear process (step S16) of the monitoring operation time performed when NO is determined in step S6 (that is, the signal monitoring operation state is not set), the thrust reduction gain g1 is set to 1, and the step Proceed to S15.
この第2実施形態によれば、上述したように、信号監視区間+復帰動作区間の間はアクチュエータ7の推力を低下させるようにしており、台車異常動揺を助長するような推力の発生も抑制し、台車4の走行安定性を確保するとともに、乗り心地を最低限確保するようにしている。すなわち、アクチュエータ7は、振動抑制を行うように、通常時、通常時推力を発生するが、異常動揺時には、通常時と同等の通常時推力を発生するように制御すると、何らの対策も施さないと、そのアクチュエータ7の制御が前記異常動揺を助長することが起こり得る。これに対して、この第2実施形態では、異常動揺に際しては、上述したように、アクチュエータ7が発生する推力を低下させるので、台車異常動揺を助長するような推力の発生が抑制されることになる。
According to the second embodiment, as described above, the thrust of the
また、コントローラ10への異常動揺信号の入力が停止された場合には、コントローラ10は、アクチュエータ7が発生する推力を通常時推力(制御力比率1.0)へ徐々に復帰させ、所定時間〔信号監視区間+復帰動作区間に相当する時間〕にわたって異常動揺信号が再入力されないことを確認後に、油圧ダンパ8の減衰係数Cを小さくする。上述したようにコントローラ10への異常動揺信号の入力が停止された場合に、所定時間〔信号監視区間+復帰動作区間に相当する時間〕にわたって異常動揺信号が再入力されないことを確認後に、油圧ダンパ8の減衰係数Cを小さくして通常の制御状態に復帰するので、異常動揺が曲線走行時やポイント走行などに起因して発生した場合にも、アクティブ制御(通常の制御状態)へ適切に復帰できる。このため、アクティブ制御を復帰させるためのオペレータによる装置のリセット操作等が必要なくなり、取り扱いが簡便になる。
Further, when the input of the abnormal shaking signal to the
上記実施の形態では、図7に示すように、復帰動作区間では徐々にアクチュエータ7が発生する推力指令を上昇させるようにしているが、これに代えて復帰動作区間で段階的にアクチュエータ7が発生する推力指令を上昇させるように構成してもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 7, the thrust command generated by the
上記実施形態では、コントローラ10に台車の異常動揺検知を知らせる異常動揺信号が入力されると、コントローラ10は直ちに油圧ダンパ8の減衰係数Cを「高」に切り替えるが、アクチュエータ7をストローク速度に応じてストロークの向きと反対方向に抵抗力(減衰力に相当する推力)を発生するように制御し、油圧ダンパ8の減衰力にアクチュエータ7の減衰力を加え、ひいては車体と台車の結合剛性〔車体及び台車の一方が外力を受けて挙動した際における、他方の一方に対する挙動追従度合を示す〕を向上させるようにしてもよい(第3実施形態)。
In the above embodiment, when an abnormal shaking signal is input to the
台車が異常動揺を発生している場合に、車体−台車間の結合剛性を高めることができ、台車ひいては車両の走行安定性を確保できる。
また、第3実施形態の場合と同様に、図9の信号監視区間及び復帰動作区間に示すように、アクチュエータ7をストローク変位に応じてストロークの向きと反対方向に抵抗力(ばね力に相当する推力)を発生するよう制御し、油圧ダンパ8の減衰力にアクチュエータ7の抵抗力(ばね力に相当する推力)を加え、ひいては車体と台車の結合剛性が向上するようにしてもよい(第4実施形態)。この第4実施形態によれば、第3実施形態の場合と同様に、台車ひいては車両の走行安定性を確保できる。
When the bogie is abnormally shaken, the coupling rigidity between the vehicle body and the bogie can be increased, and the running stability of the bogie and thus the vehicle can be ensured.
Similarly to the case of the third embodiment, as shown in the signal monitoring section and the return operation section of FIG. 9, the
上記実施形態では、異常動揺信号が入力された場合には常に信号の監視時間をリセットして信号監視を開始し、次いで復帰動作に入るので、信号監視区間+復帰動作区間の間に再度異常動揺信号が入力された場合には信号監視の初期状態に戻り、始めに異常動揺信号が入力された時点から継続して油圧ダンパ8の減衰係数は「高」の状態が維持される。
しかし、異常動揺信号が頻繁に入力されるような場合は台車4や異常動揺を検出するセンサ等に何らかの不具合が発生している可能性が高いので、一定時間(例えば5分間)に一定回数(例えば3回)以上の異常動揺信号が入力された場合には、コントローラ10は直ちに油圧ダンパ8の減衰係数Cを「高」に切り替えるとともに、システムをフェール状態に遷移させ、アクチュエータ7の推力をゼロとするように構成してもよい(第5実施形態)。この第5実施形態では、同時に上位の情報制御装置13等にシステムのフェールを通知するようにしている。
In the above embodiment, when an abnormal shake signal is input, the signal monitoring time is always reset and signal monitoring is started, and then the return operation is started. Therefore, the abnormal shake is again performed between the signal monitoring period and the return operation period. When the signal is input, the initial state of the signal monitoring is returned, and the damping coefficient of the
However, when abnormal shaking signals are frequently input, there is a high possibility that some trouble has occurred in the
上記第1〜5実施形態では、台車の異常動揺を検知した際、直ちに減衰係数切替式の左右動油圧ダンパ8の減衰係数Cを「高」とするが、コントローラ10が減衰係数「高」の信号を電磁弁等に出力してから実際に油圧ダンパ8の減衰係数が「高」となるまでには時間差がある。これにより、減衰係数「高」信号の出力と同時にアクチュエータ推力を小さくすると、台車に異常動揺が発生しているにもかかわらず台車左右方向の減衰力が小さい時間が存在することになり、台車の安定性をより損なう虞があった。
In the first to fifth embodiments, when abnormal bouncing of the carriage is detected, the damping coefficient C of the left and right hydraulic
これに対して、第10図に示すように台車4の異常動揺が発生した際にはコントローラ10は直ちに油圧ダンパ8の減衰係数Cを「高」とし台車4の走行安定性を確保するとともに、ある一定の時間差を持って、アクチュエータ7が発生する推力を低下させるように構成してもよい(第6実施形態)。
この第6実施形態によれば、台車の4異常動揺を検知した際にも、アクティブ制御動作は、一定の時間の間は、維持されるので、何らの処置も施さない場合に電磁弁などの作動遅れ等に起因して起こり得る左右動油圧ダンパ8の減衰係数Cが「低」で、かつアクチュエータ7の推力が小の状態を回避することができ、これに伴い台車の良好な安定性を確保することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, when an abnormal shaking of the
According to the sixth embodiment, the active control operation is maintained for a certain period of time even when four abnormal movements of the carriage are detected. It is possible to avoid a state in which the damping coefficient C of the left and right
1…鉄道車両用サスペンション装置、3…車体、4…台車、7f、7r(7)…前、後アクチュエータ(アクチュエータ)、8f、8r(8)…前側、後側の減衰切替式油圧ダンパ(液体ダンパ)、10…コントローラ(入力手段)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Railway vehicle suspension apparatus, 3 ... Vehicle body, 4 ... Bogie, 7f, 7r (7) ... Front and rear actuators (actuators), 8f, 8r (8) ... Front and rear damping switching hydraulic dampers (liquid Damper), 10... Controller (input means).
Claims (7)
前記台車の異常動揺に対応してこのことを示す異常動揺検知信号が入力される入力手段を備え、前記コントローラは、前記入力手段へ前記異常動揺検知信号が入力されない場合、前記液体ダンパの減衰係数を小さくしておき、前記入力手段へ前記異常動揺検知信号が入力された場合に、前記液体ダンパの減衰係数を大きくすると同時に、前記アクチュエータを、その発生推力が停止ではなく前記通常時推力より小さい推力となるように制御することを特徴とする鉄道車両用サスペンション装置。 An actuator that is interposed between the vehicle body and the carriage and can generate a thrust acting on the vehicle body or the carriage, and normally generates a normal thrust of a predetermined magnitude, and a liquid that is provided in parallel with the actuator and capable of adjusting a damping coefficient In a railway vehicle suspension apparatus comprising: a damper; and a controller for controlling vibration of the vehicle body and the carriage by controlling the operation of the actuator and the liquid damper.
Corresponding to the abnormal shaking of the carriage, the controller has an input means for inputting an abnormal shaking detection signal indicating this, and when the abnormal shaking detection signal is not inputted to the input means, the controller has a damping coefficient of the liquid damper. the leave small, when the abnormality upset detection signal to said input means is inputted, at the same time increase the damping coefficient of the liquid damper, the actuator, from the generated thrust is the normal thrust, not stopped A suspension device for a railway vehicle, wherein the suspension device is controlled to have a small thrust .
前記台車の異常動揺に対応してこのことを示す異常動揺検知信号が入力される入力手段を備え、前記入力手段へ前記異常動揺検知信号が入力された場合に、前記コントローラは、前記液体ダンパの減衰係数を大きくし、同時に、車体と台車の結合剛性が向上するように前記アクチュエータが発生する推力を制御することを特徴とする鉄道車両用サスペンション装置。 An actuator that is interposed between the vehicle body and the carriage and can generate a thrust acting on the vehicle body or the carriage, and normally generates a normal thrust of a predetermined magnitude, and a liquid that is provided in parallel with the actuator and capable of adjusting a damping coefficient In a railway vehicle suspension apparatus comprising: a damper; and a controller for controlling vibration of the vehicle body and the carriage by controlling the operation of the actuator and the liquid damper.
Corresponding to the abnormal shaking of the carriage, an input means for inputting an abnormal shaking detection signal indicating this is provided, and when the abnormal shaking detection signal is inputted to the input means, the controller A suspension device for a railway vehicle, wherein a damping coefficient is increased, and at the same time, a thrust generated by the actuator is controlled so that a coupling rigidity between a vehicle body and a carriage is improved.
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