JP5662298B2 - Anomaly detection method and anomaly detection apparatus for pillow spring system - Google Patents

Anomaly detection method and anomaly detection apparatus for pillow spring system Download PDF

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Description

本発明は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられるまくらばね系の異常検出方法及び異常検出装置に関するものである。   The present invention relates to an abnormality detection method and an abnormality detection apparatus for a pillow spring system provided between a vehicle body and a carriage of a railway vehicle.

一般的な鉄道車両は、輪軸を支持する軸箱と台車枠との間に設けられる1次ばね系、及び、台車枠と車体との間に設けられる2次ばね系を備えている。
2次ばね系は、空気ばね等のばね要素であるまくらばね、及び、まくらばねの伸縮に応じて減衰力を発生するまくらばねダンパを備えている。
また、例えば空気ばね等からなるまくらばね自体が減衰要素を兼ねている場合もある。
A general railway vehicle includes a primary spring system provided between a axle box supporting a wheel shaft and a carriage frame, and a secondary spring system provided between the carriage frame and the vehicle body.
The secondary spring system includes a pillow spring that is a spring element such as an air spring, and a pillow spring damper that generates a damping force in accordance with the expansion and contraction of the pillow spring.
In addition, a pillow spring itself made of, for example, an air spring may also serve as a damping element.

鉄道車両の安全性や乗り心地を確保するため、上述したようなまくらばね系の減衰要素が減衰力を発生しなくなったり、空気ばねの圧力低下等のまくらばね系の異常を適切に検出することが要望されている。
鉄道車両の台車の異常検出に関する従来技術として、例えば特許文献1には、台車に設けた加速度検出手段の出力が所定の閾値以上となった場合に異常を判定することが記載されている。
また、特許文献2には、台車等の振動加速度を等距離間隔でサンプリングし、バンドパスフィルタ処理後2乗した平均加速度パワーの変化に基づいて異常を判定することが記載されている。
In order to ensure the safety and riding comfort of railway vehicles, it is possible to properly detect pillow spring system abnormalities such as the above-mentioned pillow spring system damping elements that do not generate damping force or air spring pressure drop. It is requested.
For example, Patent Document 1 discloses a technique for determining an abnormality when an output of acceleration detection means provided on a carriage exceeds a predetermined threshold as a conventional technique related to an abnormality detection of a railway carriage.
Further, Patent Document 2 describes that abnormality is determined based on a change in average acceleration power obtained by sampling vibration acceleration of a carriage or the like at equidistant intervals and squared after bandpass filter processing.

特開2000−6807号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-6807 特許第4252271号公報Japanese Patent No. 4252271

例えば、上述したような台車の異常検出に関する従来技術をまくらばね系に適用して、車体の振動加速度の変化に基づいてまくらばね系の減衰要素及びばね要素の異常検出を行なうことも考えられる。
しかし、減衰要素やばね要素が故障したとしてもそれによる車体の加速度変化自体は微小である場合が多く、このような手法において適切な検出を行うためには閾値を相当に小さくする必要があるものと考えられる。しかし、このように閾値を小さくすると、例えば軌道不整の大きい箇所を通過する場合などに、減衰要素やばね要素が正常であるにも関わらず異常であると誤判定されることが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、車両の運行中に適切に異常を検出可能なまくらばね系の異常検出方法及び異常検出装置を提供することである。
For example, it is also conceivable to apply the conventional technology relating to the detection of an abnormality of the carriage as described above to the pillow spring system, and to detect the abnormality of the damping element and the spring element of the pillow spring system based on the change in the vibration acceleration of the vehicle body.
However, even if the damping element or the spring element fails, the acceleration change of the vehicle body itself is often very small, and in order to perform appropriate detection in such a method, the threshold value needs to be considerably reduced. it is conceivable that. However, if the threshold value is reduced in this way, for example, when passing through a portion having a large orbital irregularity, there is a concern that it may be erroneously determined to be abnormal although the damping element and the spring element are normal.
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an abnormality detection method and an abnormality detection device for a pillow spring system that can appropriately detect an abnormality during operation of a vehicle.

上述した問題を解決する本発明のまくらばね系の異常検出方法は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられるまくらばね系の異常検出方法であって、車体の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出し、前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することを特徴とする。
ここで、まくらばね系はばね要素及び減衰要素を含み、減衰要素とは、ばね要素とは別に設けられた油圧緩衝器などのダンパに限らず、例えば空気ばねであるばね要素自体が減衰要素を兼ねたものも含むものとする。
これによれば、まくらばね系の正常、異常に応じて、車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差は変化することから、この位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、車両の運行中に適切にまくらばね系の異常を検出することができる。
本発明において、前記位相差が前記許容範囲を外れた方向に基づいて、異常が発生したまくらばね系の部位を特定する構成とすることができる。
A pillow spring system abnormality detection method of the present invention that solves the above-described problem is a pillow spring system abnormality detection method provided between a vehicle body and a carriage of a railway vehicle, wherein the vertical acceleration and pitching of the vehicle body are detected. A direction acceleration is detected, and when the phase difference between the vertical direction acceleration and the pitching direction acceleration is out of a predetermined allowable range, it is determined as abnormal.
Here, the pillow spring system includes a spring element and a damping element. The damping element is not limited to a damper such as a hydraulic shock absorber provided separately from the spring element, and the spring element itself, for example, an air spring, serves as the damping element. Including those that also served.
According to this, the phase difference between the vertical acceleration of the vehicle body and the acceleration in the pitching direction changes depending on whether the pillow spring system is normal or abnormal, so that the abnormality is detected when this phase difference is outside a predetermined allowable range. By determining, abnormality of the pillow spring system can be detected appropriately during operation of the vehicle.
In this invention, it can be set as the structure which specifies the site | part of the pillow spring type | system | group in which abnormality generate | occur | produced based on the direction where the said phase difference was outside the said tolerance | permissible_range.

本発明において、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度から予め設定された所定の周波数帯域の成分を抽出し、抽出後の前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する構成とすることができる。
これによれば、正常時と異常時とで位相差が大きくなりやすい周波数帯域を抽出することによって、より適切にまくらばね系の異常を検出することができる。
この場合において、前記所定の周波数帯域は、車体の上下並進モードの振動の固有振動数を含むように設定される構成とすることができる。
これによれば、車体の上下並進モードの固有振動数は、まくらばね系が正常時と異常時とで位相差に違いが生じやすいため、異常検出をより確実に行なうことができる。
この場合において、前記所定の周波数帯域を、走行速度の増加に応じて高周波数側へ推移させる構成とすることができる。
これによれば、走行速度が変化して、まくらばね系が正常時と異常時とで位相差に違いが生じやすい周波数帯域が変化した場合であっても、適切に異常検出を行うことができる。
In the present invention, a predetermined frequency band component set in advance is extracted from the vertical acceleration and the pitching acceleration, and the phase difference between the vertical acceleration and the pitching acceleration after the extraction is within a predetermined allowable range. It can be set as the structure judged to be abnormal when it comes off.
According to this, it is possible to detect the abnormality of the pillow spring system more appropriately by extracting the frequency band in which the phase difference tends to increase between the normal time and the abnormal time.
In this case, the predetermined frequency band may be set to include the natural frequency of the vibration in the vertical translation mode of the vehicle body.
According to this, since the natural frequency of the vertical translation mode of the vehicle body is likely to be different in phase difference between when the pillow spring system is normal and when it is abnormal, abnormality detection can be performed more reliably.
In this case, the predetermined frequency band can be shifted to the high frequency side in accordance with an increase in travel speed.
According to this, even when the traveling speed changes and the frequency band in which the difference in phase difference is likely to occur between when the pillow spring system is normal and when it is abnormal, abnormality detection can be performed appropriately. .

本発明において、予め求められた正常時の走行速度と前記位相差との相関を用いて、前記位相差と前記許容範囲の少なくとも一方を走行速度に応じて補正する構成とすることができる。
これによれば、位相差は正常時であっても走行速度に依存する傾向があるが、このような影響を低減して適切に異常検出を行なうことができる。
In this invention, it can be set as the structure which correct | amends at least one of the said phase difference and the said tolerance | permissible_range according to driving | running | working speed using the correlation of the driving speed in the normal time calculated | required previously, and the said phase difference.
According to this, the phase difference tends to depend on the traveling speed even when it is normal, but such an influence can be reduced to appropriately detect an abnormality.

本発明において、前記所定の周波数帯域の成分を抽出後の前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度を符号に変換し、前記上下方向加速度の符号と前記ピッチング方向加速度の符号との不一致率に基づいて前記位相差を検出する構成とすることができる。
これによれば、上下方向加速度及びピッチング方向加速度の符号の不一致率を、位相差の大きさを示すパラメータ(近似的位相差)として利用することによって、演算負荷を軽減し、比較的簡素な機器によって演算したり、高速に演算することが可能となる。
この場合において、前記符号の不一致率が許容範囲を外れた場合に異常と判断するとともに、予め求められた正常時の走行速度と前記不一致率との相関を用いて、前記不一致率と前記許容範囲の少なくとも一方を走行速度に応じて補正する構成とすることができる。
これによれば、符号の不一致率の走行速度への依存の影響を低減して適切に異常検出を行なうことができる。
In the present invention, the vertical acceleration and the pitching direction acceleration after extracting the components of the predetermined frequency band are converted into codes, and based on a mismatch rate between the code of the vertical acceleration and the code of the pitching direction acceleration. The phase difference can be detected.
According to this, by using the mismatch rate of the signs of vertical acceleration and pitching direction acceleration as a parameter (approximate phase difference) indicating the magnitude of the phase difference, the calculation load is reduced, and a relatively simple device It is possible to perform computations at high speeds or at high speeds.
In this case, when the mismatch rate of the code is out of the allowable range, it is determined that there is an abnormality, and the mismatch rate and the allowable range are determined using the correlation between the normal travel speed obtained in advance and the mismatch rate. It can be set as the structure which correct | amends at least one of these according to traveling speed.
According to this, it is possible to appropriately detect an abnormality while reducing the influence of the dependency of the code mismatch rate on the traveling speed.

本発明において、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて前記位相差を求める構成とすることができる。
これによれば、演算負荷は符号不一致率を求める場合に対して増大するものの、異常の検出精度を高めることができる。
In this invention, it can be set as the structure which calculates | requires the said phase difference based on the cross spectrum which carried out the Fourier transformation of the cross correlation function of the said vertical direction acceleration and the said pitching direction acceleration.
According to this, although the calculation load increases as compared with the case of obtaining the code mismatch rate, the abnormality detection accuracy can be increased.

本発明において、走行速度が予め設定された異常検出速度範囲に含まれる場合に異常検出を行うとともに、走行速度が前記異常検出速度範囲から外れた場合に異常検出を停止する構成とすることができる。
これによれば、例えば低速走行時などの本発明の手法による異常検出が困難な場合に、誤検出などがなされることを防止できる。
In the present invention, the abnormality detection can be performed when the traveling speed is included in the preset abnormality detection speed range, and the abnormality detection can be stopped when the traveling speed is out of the abnormality detection speed range. .
According to this, for example, when it is difficult to detect an abnormality by the method of the present invention such as when traveling at low speed, it is possible to prevent erroneous detection.

また、上述した問題を解決する本発明のまくらばね系の異常検出装置は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられるまくらばね系の異常検出装置であって、車体の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出する車体挙動検出手段と、前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する異常検出手段とを備えることを特徴とする。
本発明において、前記異常検出手段は、前記位相差が前記許容範囲を外れた方向に基づいて、異常が発生したまくらばね系の部位を特定する構成とすることができる。
A pillow spring system abnormality detection device of the present invention that solves the above-described problem is a pillow spring system abnormality detection device provided between a vehicle body and a carriage of a railway vehicle, wherein the vertical acceleration of the vehicle body, and Vehicle body behavior detecting means for detecting the acceleration in the pitching direction, and an abnormality detecting means for determining that the phase difference between the vertical acceleration and the pitching direction acceleration is out of a predetermined allowable range. To do.
In the present invention, the abnormality detection means may be configured to identify a part of a pillow spring system in which an abnormality has occurred based on a direction in which the phase difference is outside the allowable range.

本発明において、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度から予め設定された所定の周波数帯域の成分を抽出する周波数帯域抽出手段を備え、前記異常検出手段は、前記抽出後の前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する構成とすることができる。
この場合において、前記所定の周波数帯域は、車体の上下並進モードの振動の固有振動数を含むように設定される構成とすることができる。
この場合において、前記周波数帯域抽出手段は、前記所定の周波数帯域を、走行速度の増加に応じて高周波数側へ推移させる構成とすることができる。
In the present invention, a frequency band extracting unit that extracts a predetermined frequency band component set in advance from the vertical direction acceleration and the pitching direction acceleration is provided, and the abnormality detection unit includes the vertical direction acceleration after the extraction and the When the phase difference from the acceleration in the pitching direction is out of a predetermined allowable range, it can be determined as abnormal.
In this case, the predetermined frequency band may be set to include the natural frequency of the vibration in the vertical translation mode of the vehicle body.
In this case, the frequency band extracting means can be configured to shift the predetermined frequency band to a higher frequency side in accordance with an increase in travel speed.

本発明において、前記異常検出手段は、予め求められた正常時の走行速度と前記位相差との相関を用いて、前記位相差と前記許容範囲の少なくとも一方を走行速度に応じて補正する構成とすることができる。   In the present invention, the abnormality detection means corrects at least one of the phase difference and the allowable range according to the traveling speed using a correlation between a normal traveling speed obtained in advance and the phase difference. can do.

本発明において、前記所定の周波数帯域の成分を抽出後の前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度を符号に変換する変換手段を備え、前記異常検出手段は、前記上下方向加速度の符号と前記ピッチング方向加速度の符号との不一致率に基づいて前記位相差を検出する構成とすることができる。
この場合において、前記異常検出手段は、前記符号の不一致率が許容範囲を外れた場合に異常と判断するとともに、予め求められた正常時の走行速度と前記不一致率との相関を用いて、前記不一致率と前記許容範囲の少なくとも一方を走行速度に応じて補正する構成とすることができる。
In the present invention, there is provided conversion means for converting the vertical direction acceleration and the pitching direction acceleration after extracting the component of the predetermined frequency band into a sign, and the abnormality detecting means includes the sign of the vertical direction acceleration and the pitching direction. The phase difference can be detected based on a mismatch rate with the sign of acceleration.
In this case, the abnormality detection means determines that an abnormality occurs when the code mismatch rate is out of an allowable range, and uses the correlation between the normal travel speed obtained in advance and the mismatch rate, It can be set as the structure which correct | amends at least one of a mismatch rate and the said tolerance | permissible_range according to driving speed.

本発明において、前記異常検出手段は、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて前記位相差を求める構成とすることができる。   In the present invention, the abnormality detection means may be configured to obtain the phase difference based on a cross spectrum obtained by Fourier transforming the cross-correlation function of the vertical acceleration and the pitching acceleration.

本発明において、前記異常検出手段は、走行速度が予め設定された異常検出速度範囲に含まれる場合に異常検出を行うとともに、走行速度が前記異常検出速度範囲から外れた場合に異常検出を停止する構成とすることができる。   In the present invention, the abnormality detection means detects abnormality when the traveling speed is included in a preset abnormality detection speed range, and stops abnormality detection when the traveling speed is out of the abnormality detection speed range. It can be configured.

本発明において、前記車体挙動検出手段は、車両の進行方向に離間して配置され前記車体の上下方向加速度を検出する複数の加速度センサ、及び、前記複数の加速度センサの出力に基づいて前記車体のピッチング方向加速度を演算するピッチング方向加速度演算手段を備える構成とすることができる。   In the present invention, the vehicle body behavior detecting means is arranged apart from the traveling direction of the vehicle, detects a vertical acceleration of the vehicle body, and outputs the vehicle body based on the outputs of the plurality of acceleration sensors. It can be set as the structure provided with the pitching direction acceleration calculating means which calculates a pitching direction acceleration.

本発明において、前記車体挙動検出手段は、前記車体の上下方向加速度を検出する加速度センサと、前記車体のピッチング方向加速度を検出する角速度センサとを有する構成とすることができる。   In this invention, the said vehicle body behavior detection means can be set as the structure which has an acceleration sensor which detects the vertical direction acceleration of the said vehicle body, and an angular velocity sensor which detects the pitching direction acceleration of the said vehicle body.

以上説明したように、本発明によれば、車両の運行中に適切に異常を検出可能なまくらばね系の異常検出方法及び異常検出装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an abnormality detection method and an abnormality detection device for a pillow spring system that can appropriately detect an abnormality during operation of a vehicle.

本発明を適用したまくらばね系の異常検出装置の第1実施形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the abnormality detection apparatus of the pillow spring system to which this invention is applied. まくらばねダンパが正常又は異常である場合の車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the phase difference of the vertical direction acceleration of a vehicle body, and a pitching direction acceleration when a pillow spring damper is normal or abnormal. 上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度履歴の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the acceleration log | history of the vehicle body of a vertical translation mode and a pitching mode. バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度履歴の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the acceleration history of the body of the up-and-down translation mode and pitching mode after passing a band pass filter. バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度の符号の履歴の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the log | history of the code | symbol of the acceleration of the vehicle body of the up-down translation mode and pitching mode after passing a band pass filter. バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度の符号の排他的論理和(XOR)の履歴の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the log | history of the exclusive OR (XOR) of the code | symbol of the acceleration of the vehicle body of the up-down translation mode after a band pass filter, and a pitching mode. 上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度の符号の排他的論理和(XOR)をローパスフィルタに通して平均化した値(符号不一致率)の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the value (code mismatch rate) which averaged the exclusive OR (XOR) of the code | symbol of the acceleration of the vehicle body of a vertical translation mode and a pitching mode through a low-pass filter. 正常時及び異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフであって、まくらばねダンパがセミアクティブダンパである場合を示すものである。It is a graph which shows an example of transition of the code mismatch rate at the time of normal time and abnormal time, Comprising: The pillow spring damper shows the case where it is a semi-active damper. 正常時及び異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフであって、まくらばねダンパがパッシブダンパである場合を示すものである。It is a graph which shows an example of transition of the code mismatch rate at the time of normal and abnormal time, Comprising: The pillow spring damper shows the case where it is a passive damper. 本発明を適用したまくらばね系の異常検出装置の第2実施形態の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of the pillow spring type abnormality detection apparatus to which this invention is applied. 車両の走行速度に応じた車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the change of the phase difference of the up-down direction acceleration and pitching direction acceleration of the vehicle body according to the running speed of the vehicle. まくらばねダンパ正常時における符号不一致率と走行速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the code | symbol mismatch rate at the time of a pillow spring damper normal, and driving speed. 正常時、第1台車右異常時、第2台車右異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of transition of the code mismatch rate at the time of normal time, the time of the 1st truck right abnormality, and the time of the 2nd truck right abnormality. 図13のデータを、図12に示す近似関数を基準とした相対値としたものを示すグラフである。It is a graph which shows what made the data of FIG. 13 the relative value on the basis of the approximate function shown in FIG. 符号不一致率の変動に応じて閾値を変化させる場合の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example in the case of changing a threshold value according to the fluctuation | variation of a code mismatch rate.

<第1実施形態>
以下、本発明を適用したまくらばね系の異常検出方法、及び、この異常検出方法に用いられる異常検出装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、異常検出装置100が設けられる鉄道車両1は、車体10の前後に一対のボギー台車である第1台車20、第2台車30を備えたボギー車である。
車体10は、床部に設けられる台枠の上部に側構、妻構、屋根構などを設けてほぼ六面体状に構成されている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a pillow spring system abnormality detection method to which the present invention is applied and a first embodiment of an abnormality detection apparatus used in the abnormality detection method will be described.
As shown in FIG. 1, the railway vehicle 1 provided with the abnormality detection device 100 is a bogie vehicle including a first bogie 20 and a second bogie 30 that are a pair of bogies before and after a vehicle body 10.
The vehicle body 10 is formed in a substantially hexahedron shape by providing a side frame, a wife frame, a roof frame, and the like on the upper part of a frame provided on the floor.

第1台車20及び第2台車30は、車両1の進行方向前方側から順次配置されている。
第1台車20は、台車枠21、第1輪軸22、第2輪軸23、2次ばね系24等を備えて構成されている。
台車枠21は、第1輪軸22及び第2輪軸23が軸箱及び軸箱支持装置を介して取り付けられる枠状の構造部材である。
第1輪軸22、第2輪軸23は、車軸の両端部に、一対の車輪を固定したものである。
第1輪軸22、第2輪軸23は、車両1の進行方向前方側から順次配置されている。
第1輪軸22、第2輪軸23は、車軸の両端部を図示しない軸箱によって支持されている。軸箱は、軸受及び潤滑装置などを備えている。
軸箱は、図示しない軸箱支持装置を介して、台車枠21に対して上下方向等に相対変位可能に支持されている。
軸箱支持装置には、台車枠21に対する軸箱の上下方向変位に応じたばね反力を発生する軸ばね、及び、軸ばねの伸縮速度に応じた減衰力を発生する軸ダンパからなる1次ばね系が設けられる。
The first carriage 20 and the second carriage 30 are sequentially arranged from the front side in the traveling direction of the vehicle 1.
The first bogie 20 includes a bogie frame 21, a first wheel shaft 22, a second wheel shaft 23, a secondary spring system 24, and the like.
The bogie frame 21 is a frame-like structural member to which the first wheel shaft 22 and the second wheel shaft 23 are attached via a shaft box and a shaft box support device.
The first wheel shaft 22 and the second wheel shaft 23 are obtained by fixing a pair of wheels to both ends of an axle.
The first wheel shaft 22 and the second wheel shaft 23 are sequentially arranged from the front side in the traveling direction of the vehicle 1.
The first wheel shaft 22 and the second wheel shaft 23 are supported by shaft boxes (not shown) at both ends of the axle. The axle box includes a bearing and a lubrication device.
The axle box is supported via an axle box support device (not shown) so as to be relatively displaceable in the vertical direction with respect to the carriage frame 21.
The shaft box support device includes a shaft spring that generates a spring reaction force according to the vertical displacement of the shaft box relative to the carriage frame 21 and a primary spring that includes a shaft damper that generates a damping force according to the expansion and contraction speed of the shaft spring. A system is provided.

第2台車30は、台車枠31、第3輪軸32、第4輪軸33、2次ばね系34等を備えて構成されている。
台車枠31は、第3輪軸32及び第4輪軸33が軸箱及び軸箱支持装置を介して取り付けられる枠状の構造部材である。
第3輪軸32、第4輪軸33は、車軸の両端部に、一対の車輪を固定したものである。
第3輪軸32、第4輪軸33は、車両1の進行方向前方側から順次配置されている。
第3輪軸32、第4輪軸33は、車軸の両端部を図示しない軸箱によって支持されている。軸箱は、軸受及び潤滑装置などを備えている。
軸箱は、図示しない軸箱支持装置を介して、台車枠31に対して上下方向等に相対変位可能に支持されている。
軸箱支持装置には、台車枠31に対する軸箱の上下方向変位に応じたばね反力を発生する軸ばね、及び、軸ばねの伸縮速度に応じた減衰力を発生する軸ダンパからなる1次ばね系が設けられる。
The second bogie 30 includes a bogie frame 31, a third wheel shaft 32, a fourth wheel shaft 33, a secondary spring system 34, and the like.
The cart frame 31 is a frame-like structural member to which the third wheel shaft 32 and the fourth wheel shaft 33 are attached via a shaft box and a shaft box support device.
The third wheel shaft 32 and the fourth wheel shaft 33 are obtained by fixing a pair of wheels to both ends of the axle.
The third wheel shaft 32 and the fourth wheel shaft 33 are sequentially arranged from the front side in the traveling direction of the vehicle 1.
The third wheel shaft 32 and the fourth wheel shaft 33 are supported by shaft boxes (not shown) at both ends of the axle. The axle box includes a bearing and a lubrication device.
The axle box is supported via an axle box support device (not shown) so as to be relatively displaceable in the vertical direction with respect to the carriage frame 31.
The axle box support device includes an axial spring that generates a spring reaction force corresponding to the vertical displacement of the axle box relative to the carriage frame 31, and a primary spring that includes an axial damper that generates a damping force corresponding to the expansion and contraction speed of the axle spring. A system is provided.

第1台車20及び第2台車30の台車枠21,31は、2次ばね系24,34を介して、車体10の下部に取り付けられている。
2次ばね系24,34は、図示しないまくらばね及びこのまくらばねと並行に設けられたまくらばねダンパ24a,34aを備えている。
まくらばねは、車体10に対する台車枠21,31の上下方向相対変位に応じたばね反力を発生する例えば空気ばね等のばね要素である。
まくらばねダンパ24a,34aは、車体10に対する台車枠21,31の上下方向相対速度に応じた減衰力を発生する例えば油圧式緩衝器等の減衰要素である。
また、まくらばねダンパ24a,34aは、図示しない上下制振システムからの指令に応じて、減衰力特性を走行中に随時変更可能なセミアクティブダンパとなっている。
まくらばね及びまくらばねダンパ24a,34aは、各台車枠21,31において、枕木方向に離間して例えば一対が設けられている。
The carriage frames 21 and 31 of the first carriage 20 and the second carriage 30 are attached to the lower part of the vehicle body 10 via secondary spring systems 24 and 34.
The secondary spring systems 24 and 34 include a pillow spring (not shown) and pillow spring dampers 24a and 34a provided in parallel with the pillow spring.
The pillow spring is a spring element such as an air spring that generates a spring reaction force corresponding to the vertical displacement of the carriage frames 21 and 31 relative to the vehicle body 10.
The pillow spring dampers 24 a and 34 a are damping elements such as hydraulic shock absorbers that generate a damping force corresponding to the vertical relative speed of the carriage frames 21 and 31 with respect to the vehicle body 10.
The pillow spring dampers 24a and 34a are semi-active dampers that can change the damping force characteristics at any time during traveling in accordance with a command from a vertical vibration control system (not shown).
For example, a pair of pillow springs and pillow spring dampers 24a and 34a are provided in the bogie frames 21 and 31 so as to be separated from each other in the sleeper direction.

第1実施形態の異常検出装置100は、上述したまくらばねダンパ24a,34aが正常に減衰力を発生しなくなる異常を検出するものである。
異常検出装置100は、処理装置110、加速度センサ121,122等を備えて構成されている。
処理装置110は、例えば情報処理装置であるCPU、RAM、ROM、磁気ディスク装置や光学ディスク装置などの記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバスなどを備えている。
処理装置110は、各センサからの信号を後述するように処理し、異常の検出を行う異常検出手段である。
加速度センサ121,122は、車体10の左右中心線上において前後方向に離間して配置され、車体10の上下方向の加速度を検出する加速度ピックアップを備えている。
加速度センサ121,122は、例えば、車体10の床下に吊下げられて配置されている。
加速度センサ121は、第1台車20の近傍に配置されている。
加速度センサ122は、第2台車30の近傍に配置されている。
加速度センサ121,122の出力信号は、処理装置110に伝達される。
The abnormality detection apparatus 100 according to the first embodiment detects an abnormality in which the pillow spring dampers 24a and 34a described above do not normally generate a damping force.
The abnormality detection device 100 includes a processing device 110, acceleration sensors 121 and 122, and the like.
The processing device 110 includes, for example, an information processing device such as a CPU, RAM, ROM, storage means such as a magnetic disk device or an optical disk device, an input / output interface, and a bus connecting them.
The processing device 110 is an abnormality detection unit that processes a signal from each sensor as described later and detects an abnormality.
The acceleration sensors 121 and 122 are arranged on the left-right center line of the vehicle body 10 so as to be separated from each other in the front-rear direction, and include an acceleration pickup that detects the vertical acceleration of the vehicle body 10.
For example, the acceleration sensors 121 and 122 are suspended from the floor of the vehicle body 10.
The acceleration sensor 121 is disposed in the vicinity of the first carriage 20.
The acceleration sensor 122 is disposed in the vicinity of the second carriage 30.
Output signals of the acceleration sensors 121 and 122 are transmitted to the processing device 110.

以下、第1実施形態におけるまくらばねダンパの異常検出方法について説明する。
この異常検出方法は、車両1の走行速度が予め設定された異常検出可能範囲に含まれる場合に、以下の手順を行う。
(1)加速度センサ121,122で、車体10における進行方向に離間した2点の上下加速度を測定する。
(2)加速度センサ121,122がそれぞれ検出した上下加速度を、上下並進モードの加速度とピッチングモードの加速度とに分離する。
(3)車両の進行方向に合わせて、ピッチングモードの加速度の符号を変える。
(4)後述する特定の周波数における、上下並進モードの加速度とピッチングモードの加速度との位相差を検出する。この特定の周波数とは、正常時と異常時とで位相差に大きな違いが生じる周波数であり、予め実験等によって得ておく。
(5)位相差が予め設定した許容範囲を外れた場合、まくらばねダンパ24a,34aに異常があると判断する。
このとき、許容範囲をプラス側、マイナス側のどちらに超えたかによって、第1台車20、第2台車30のいずれかのまくらばねダンパ24a,34aに異常が発生したかを判断する。
Hereinafter, the abnormality detection method for the pillow spring damper according to the first embodiment will be described.
In this abnormality detection method, the following procedure is performed when the traveling speed of the vehicle 1 is included in a preset abnormality detectable range.
(1) The acceleration sensors 121 and 122 measure vertical accelerations at two points separated in the traveling direction in the vehicle body 10.
(2) The vertical acceleration detected by the acceleration sensors 121 and 122 is separated into the vertical translation mode acceleration and the pitching mode acceleration.
(3) The sign of the acceleration in the pitching mode is changed according to the traveling direction of the vehicle.
(4) The phase difference between the acceleration in the vertical translation mode and the acceleration in the pitching mode at a specific frequency described later is detected. This specific frequency is a frequency at which a large difference in phase difference occurs between the normal time and the abnormal time, and is obtained in advance through experiments or the like.
(5) When the phase difference is outside the preset allowable range, it is determined that the pillow spring dampers 24a and 34a are abnormal.
At this time, it is determined whether an abnormality has occurred in the pillow spring dampers 24a, 34a of the first carriage 20 or the second carriage 30 depending on whether the allowable range is exceeded on the plus side or the minus side.

また、上述した位相差の演算は、例えば、上下方向加速度及びピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて行うことも可能であるが、第1実施形態においては、計算処理の負荷を小さくするために、以下の方向によって近似的に位相差を求めている。
(1)上下方向加速度とピッチング方向加速度をそれぞれバンドパスフィルタに通すことで、特定の周波数の成分を抽出する。
(2)バンドパスフィルタ通過後の上下方向加速度とピッチング方向加速度を、0を閾値として二値化する。例えば、符号が正であれば1、負であれば0とする。
(3)二値化された上下方向加速度とピッチング方向加速度との排他的論理和(XOR)をとる。これによって、各タイミングにおいて、上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号が一致するか否かが求まる。
(4)上述した排他的論理和について、所定の一定時間内における平均値を求めるか、あるいは、ローパスフィルタを通して平滑化することによって、上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号不一致率が求まる。
ここで、上下方向加速度とピッチング方向加速度が周期信号である場合、両者の位相差が0°であれば、符号不一致率は0となる。また、位相差が±180°であれば、符号不一致率は1となる。実際には上下方向加速度とピッチング方向加速度は完全な周期信号にはならないが、この符号不一致率は、位相差を近似的に表現するパラメータとして用いることができる。
In addition, the above-described calculation of the phase difference can be performed based on, for example, a cross spectrum obtained by Fourier-transforming the cross-correlation function of the vertical direction acceleration and the pitching direction acceleration. In order to reduce the load, the phase difference is approximately obtained in the following directions.
(1) A specific frequency component is extracted by passing the vertical acceleration and the pitching acceleration through band-pass filters.
(2) The vertical acceleration and the pitching acceleration after passing through the band pass filter are binarized with 0 as a threshold value. For example, it is 1 if the sign is positive, and 0 if the sign is negative.
(3) An exclusive OR (XOR) of the binarized vertical acceleration and the pitching direction acceleration is taken. Thereby, at each timing, it is determined whether or not the signs of the vertical acceleration and the pitching direction acceleration match.
(4) With respect to the exclusive OR described above, an average value within a predetermined time period is obtained or smoothed through a low-pass filter to obtain a sign mismatch rate between the vertical acceleration and the pitching acceleration.
Here, when the vertical acceleration and the pitching acceleration are periodic signals, if the phase difference between the two is 0 °, the sign mismatch rate is zero. If the phase difference is ± 180 °, the code mismatch rate is 1. Actually, the vertical acceleration and the pitching acceleration are not completely periodic signals, but the sign mismatch rate can be used as a parameter that approximately represents the phase difference.

以下、1車両モデルによる数値シミュレーション結果について説明する。
このシミュレーションにおいては、例えば75km/h走行時の軸箱における上下加速度の実測波形を、車両モデルに入力した。この車両モデルにおいて、まくらばねダンパ24a,34aは、走行中に減衰特性を変更可能な可変減衰ダンパとし、公知の上下制振システムによる制御状態を模擬した。また、まくらばねダンパ24a,34aの異常状態は、可変減衰ダンパが最小減衰に固定された状態とした。
Hereinafter, the numerical simulation result by one vehicle model is demonstrated.
In this simulation, for example, the measured waveform of the vertical acceleration in the axle box during traveling at 75 km / h was input to the vehicle model. In this vehicle model, the pillow spring dampers 24a and 34a are variable damping dampers whose damping characteristics can be changed during traveling, and simulate the control state by a known vertical vibration damping system. Further, the abnormal state of the pillow spring dampers 24a and 34a is a state in which the variable damping damper is fixed to the minimum damping.

先ず、正常時と異常時とで位相差に大きな違いの生じる周波数を調べ、異常検出において注目する周波数帯域を決定する。
図2は、車体の上下並進モードとピッチングモードの振動の位相差をクロススペクトルから求めた結果を示すグラフであって、横軸は周波数を示し、縦軸は位相差を示している。また、図2において、正常時、第1台車20の右のまくらばねダンパ24a故障時、第2台車30の右のまくらばねダンパ34a故障時のデータを、それぞれ実線、点線、一転鎖線によって図示している。
図2に示すように、車体10の固有振動数付近でもある1.5Hz付近において、正常と異常とで位相差が顕著に異なっている。
そこで、第1実施形態においては、この1.5Hz近傍の周波数成分を用いて異常を検出することにする。
First, the frequency at which a large difference in the phase difference between normal and abnormal is examined, and the frequency band to be noticed in abnormality detection is determined.
FIG. 2 is a graph showing the result of obtaining the phase difference between vibrations in the vertical translation mode and the pitching mode of the vehicle body from the cross spectrum, where the horizontal axis indicates the frequency and the vertical axis indicates the phase difference. Further, in FIG. 2, the data when the right pillow spring damper 24a of the first carriage 20 fails and when the right pillow spring damper 34a of the second carriage 30 fails are shown by a solid line, a dotted line, and a one-dot chain line, respectively. ing.
As shown in FIG. 2, the phase difference is significantly different between normal and abnormal in the vicinity of 1.5 Hz, which is also near the natural frequency of the vehicle body 10.
Therefore, in the first embodiment, an abnormality is detected using the frequency component in the vicinity of 1.5 Hz.

図3は、加速度センサ121,122が検出した車体10の2点の上下加速度を、モード分離して求めた加速度の推移の一例を示すグラフである。
図3(a)は上下並進モードの加速度を示し、図3(b)は、ピッチングモードの加速度を示している。
図3(a)、図3(b)は、いずれも縦軸が加速度を示し、横軸が時間を示している。
FIG. 3 is a graph showing an example of the transition of acceleration obtained by mode separation of the vertical acceleration at two points of the vehicle body 10 detected by the acceleration sensors 121 and 122.
FIG. 3A shows the acceleration in the up / down translation mode, and FIG. 3B shows the acceleration in the pitching mode.
In both FIG. 3A and FIG. 3B, the vertical axis indicates acceleration, and the horizontal axis indicates time.

図4は、図3に示す加速度を、1.5Hz近傍を通過させるバンドパスフィルタに通過させた結果を示すグラフである。
図4(a)は上下並進モードの加速度を示し、図4(b)は、ピッチングモードの加速度を示している。
図4(a)、図4(b)は、いずれも縦軸が加速度を示し、横軸が時間を示している。
FIG. 4 is a graph showing a result of passing the acceleration shown in FIG. 3 through a band-pass filter that passes the vicinity of 1.5 Hz.
FIG. 4A shows the acceleration in the up / down translation mode, and FIG. 4B shows the acceleration in the pitching mode.
In both FIG. 4A and FIG. 4B, the vertical axis indicates acceleration, and the horizontal axis indicates time.

図5は、図4(a)、図4(b)に示すバンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの加速度を、上述したように0を閾値として2値化した加速度符号の履歴を示すグラフである。
図5(a)は、上下並進モードの加速度符号を示し、図5(b)はピッチングモードの加速度符号を示している。
図5(a)、図5(b)は、いずれも縦軸が加速度符号を示し、横軸が時間を示している。
FIG. 5 shows a history of acceleration codes obtained by binarizing the acceleration in the vertical translation mode and the pitching mode after passing through the bandpass filter shown in FIGS. 4A and 4B, with 0 as a threshold value as described above. It is a graph to show.
5A shows the acceleration code in the up / down translation mode, and FIG. 5B shows the acceleration code in the pitching mode.
In both FIG. 5A and FIG. 5B, the vertical axis indicates the acceleration code, and the horizontal axis indicates time.

図6は、図5に示す上下並進モードの加速度符号と、ピッチングモードの加速度符号との排他的論理和(XOR)の履歴を示すグラフである。
図6において、縦軸は加速度符号の排他的論理和(1:異符号、0:同符号)を示し、横軸は時間を示している。
FIG. 6 is a graph showing an exclusive OR (XOR) history of the acceleration code in the up / down translation mode and the acceleration code in the pitching mode shown in FIG.
In FIG. 6, the vertical axis represents the exclusive OR of acceleration codes (1: different code, 0: same code), and the horizontal axis represents time.

図7は、図6に示す排他的論理和をローパスフィルタに通して、所定期間内の平均値とした結果(符号不一致率)の履歴を示すグラフである。
図7は、縦軸が符号不一致率を示し、横軸が時間を示している。
この符号不一致率は、上下並進モードとピッチングモードの加速度の近似的な位相差を表すものである。
FIG. 7 is a graph showing a history of results (sign mismatch rate) obtained by passing the exclusive OR shown in FIG. 6 through a low-pass filter to obtain an average value within a predetermined period.
In FIG. 7, the vertical axis indicates the code mismatch rate and the horizontal axis indicates time.
This code mismatch rate represents an approximate phase difference between accelerations in the vertical translation mode and the pitching mode.

上述した車両モデルを用いて、正常時と異常時との符号不一致率の計算を行った結果を図8に示す。
図8は、縦軸が符号不一致率を示し、横軸が時間を示し、正常状態、第1台車20の右まくらばねダンパ24a異常状態、第1台車20の左まくらばねダンパ24a異常状態、第2台車30の右まくらばねダンパ34a異常状態、第2台車30の左まくらばねダンパ34a異常状態を、それぞれ実線、点線、一点鎖線、二点鎖線、三点鎖線で図示している(後述する図9において同様)。
FIG. 8 shows the result of calculating the code mismatch rate between the normal time and the abnormal time using the vehicle model described above.
In FIG. 8, the vertical axis indicates the sign mismatch rate, the horizontal axis indicates time, the normal state, the abnormal state of the right pillow spring damper 24a of the first cart 20, the abnormal state of the left pillow spring damper 24a of the first cart 20, The abnormal state of the right pillow spring damper 34a of the two carriages 30 and the abnormal state of the left pillow spring damper 34a of the second carriage 30 are respectively illustrated by a solid line, a dotted line, a one-dot chain line, a two-dot chain line, and a three-dot chain line (a figure to be described later). 9).

図8に示すように、符号不一致率は正常時には0.55近傍で安定しているが、第1台車20のまくらばねダンパ24aが異常の場合、符号不一致率(近似位相差)が正常より大きく、また、第2台車30のまくらばねダンパ34aが異常の場合、符号不一致率が正常より小さくなっていることがわかる。
この場合、例えば、0.5から0.6を許容範囲と設定すれば、これを外れた場合に異常と判断し、さらに許容範囲のどちら側に外れたかによって、まくらばねダンパ24a,34aのどちらの異常かを特定することができる。
なお、ここではフィルタの初期値を0.55としたため、計算開始(0秒)はいずれも0.55になっている。
As shown in FIG. 8, the sign mismatch rate is stable in the vicinity of 0.55 when normal, but when the pillow spring damper 24a of the first carriage 20 is abnormal, the sign mismatch rate (approximate phase difference) is larger than normal. In addition, when the pillow spring damper 34a of the second carriage 30 is abnormal, it is understood that the sign mismatch rate is smaller than normal.
In this case, for example, if 0.5 to 0.6 is set as the permissible range, it is determined that there is an abnormality when the permissible range is deviated. Can be identified.
Here, since the initial value of the filter is set to 0.55, the calculation start (0 seconds) is 0.55 in all cases.

また、図9は、まくらばねダンパを減衰力特性固定式のパッシブダンパとした場合の計算結果を示すグラフである。
図9に示すように、図8に示す上下制振制御状態に対して、正常時と異常時との差は縮小するものの、傾向としては共通しており、閾値を適切に設定することによって、まくらばねダンパの異常を台車単位で検出することが可能である。
FIG. 9 is a graph showing calculation results when the pillow spring damper is a passive damper having a fixed damping force characteristic.
As shown in FIG. 9, the difference between the normal time and the abnormal time is reduced with respect to the vertical vibration suppression control state shown in FIG. 8, but the tendency is common, and by appropriately setting the threshold value, It is possible to detect an abnormality of the pillow spring damper in units of carts.

以上説明したように、第1実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)まくらばねダンパ24a,34aの正常、異常に応じて、車体10の上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差は変化することから、この位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、車両1の運行中に適切にまくらばねダンパ24a、34aの異常を検出することができる。
さらに、位相差が許容範囲のどちら側に外れたかによって、まくらばねダンパ24a、34aのいずれの異常かを判別することができる。
(2)上下方向加速度とピッチング方向加速度を、正常時と異常時との差が大きい1.5Hz近傍のバンドパスフィルタを通過させてから異常検出に用いることによって、より適切にまくらばねダンパ24a,34aの異常を検出することができる。
(3)バンドパスフィルタ通過後の上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号不一致率を、位相差の大きさを示すパラメータ(近似的位相差)として利用することによって、演算負荷を軽減し、比較的簡素な機器によって演算したり、高速に演算することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The phase difference between the vertical acceleration and the pitching direction acceleration of the vehicle body 10 changes depending on whether the pillow spring dampers 24a and 34a are normal or abnormal. Therefore, when this phase difference is outside a predetermined allowable range. By determining the abnormality, it is possible to appropriately detect the abnormality of the pillow spring dampers 24a and 34a during the operation of the vehicle 1.
Furthermore, it is possible to determine which of the pillow spring dampers 24a and 34a is abnormal depending on which side of the phase difference is outside the allowable range.
(2) By using the vertical direction acceleration and the pitching direction acceleration through a band-pass filter in the vicinity of 1.5 Hz where the difference between normal and abnormal is large and then using it for abnormality detection, the pillow spring damper 24a, The abnormality 34a can be detected.
(3) By using the sign mismatch rate between the vertical acceleration and the pitching direction acceleration after passing through the bandpass filter as a parameter (approximate phase difference) indicating the magnitude of the phase difference, the calculation load is reduced. It is possible to calculate with a simple device or to calculate at high speed.

<第2実施形態>
次に、本発明を適用したまくらばね系の異常検出装置の第2実施形態について説明する。
なお、以下説明する各実施形態の説明において、従前の実施形態と実質的に共通する箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
第2実施形態の異常検出装置100Aは、第1実施形態の加速度センサ121,122に代えて、車体10床下中央部に配置された加速度センサ123及びジャイロセンサ130を備えたものである。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the pillow spring system abnormality detection apparatus to which the present invention is applied will be described.
In the description of each embodiment described below, portions that are substantially the same as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences are mainly described.
The abnormality detection device 100A according to the second embodiment includes an acceleration sensor 123 and a gyro sensor 130 that are arranged at the center under the floor of the vehicle body 10 instead of the acceleration sensors 121 and 122 according to the first embodiment.

第1実施形態においては、一対の加速度センサ121,122が検出する上下加速度のモード分離によって上下並進モード及びピッチングモードの加速度を検出しているが、第2実施形態においては、加速度センサ123によって上下並進モードの加速度を検出し、ジャイロセンサ130によってピッチング方向の角加速度を検出する構成としている。
以上説明した第2実施形態においても、上述した第1実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the acceleration in the vertical translation mode and the pitching mode is detected by the mode separation of the vertical acceleration detected by the pair of acceleration sensors 121 and 122. In the second embodiment, the acceleration sensor 123 detects the vertical motion. The acceleration in the translation mode is detected, and the angular acceleration in the pitching direction is detected by the gyro sensor 130.
Also in the second embodiment described above, substantially the same effect as the effect of the first embodiment described above can be obtained.

<第3実施形態>
次に、本発明を適用したまくらばね系の異常検出装置の第3実施形態について説明する。
第3実施形態においては、まくらばね系の正常時と異常時とで位相差に違いが生じやすい周波数帯域は、車体の上下並進モードの振動の固有振動数前後であることに鑑み、この固有振動数前後の周波数帯域をバンドパスフィルタで抽出し、異常検出を行なう構成とした。この場合、上述した各実施形態のように、クロススペクトルの位相差を求めてカットオフ周波数を決定することは、必ずしも必要ではなくなる。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of a pillow spring type abnormality detection apparatus to which the present invention is applied will be described.
In the third embodiment, in view of the fact that the frequency band in which the phase difference is likely to be different between the normal state and the abnormal state of the pillow spring system is around the natural frequency of the vibration in the vertical translation mode of the vehicle body. A frequency band around several times is extracted by a band pass filter to detect anomalies. In this case, as in each of the embodiments described above, it is not always necessary to determine the cut-off frequency by obtaining the phase difference of the cross spectrum.

図11は、車両の走行速度に応じた車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の変化の一例を示すグラフである。
図11に示すように、位相差は、ある周波数を境に180°反転し、その周波数は走行速度に比例することがわかっている。
このため、バンドパスフィルタで抽出する周波数帯域が一定である場合、走行速度によっては反転した両方の位相差が混在し、安定した符号不一致率が得られない。
FIG. 11 is a graph showing an example of a change in the phase difference between the vertical acceleration of the vehicle body and the acceleration in the pitching direction according to the traveling speed of the vehicle.
As shown in FIG. 11, it is known that the phase difference is inverted by 180 ° with a certain frequency as a boundary, and the frequency is proportional to the traveling speed.
For this reason, when the frequency band extracted by the bandpass filter is constant, both reversed phase differences are mixed depending on the traveling speed, and a stable code mismatch rate cannot be obtained.

そこで、第3実施形態においては、バンドパスフィルタのカットオフ周波数を走行速度に比例して変化させるようにしている。
このように、走行速度に応じてカットオフ周波数が推移するフィルタは、例えば、カットオフ周波数が異なる2つのバンドパスフィルタを設計し、これらのフィルタ係数の間を線形補間することによって、近似的に実現することが可能である。このような手法を用いると、例えばフィルタ係数を毎回計算するよりも演算負荷を軽減することができる。
このようなフィルタの構成の一例を、式1乃至式3に示す。

Figure 0005662298

ここで、xはフィルタ通過前の信号、yはフィルタ通過後の信号、a及びbは低速度用フィルタの係数、a及びbは高速度用フィルタの係数、ζは補間係数である。
なお、このように走行速度に応じて抽出する周波数帯域を変化させる場合であっても、例えば走行速度が極低速の場合等には、本手法による異常検出は困難である。
そこで、第3実施形態においては、走行速度が所定値以上の場合にのみ異常検出を行なうとともに、所定値未満の場合には異常検出を停止するようにしている。 Therefore, in the third embodiment, the cut-off frequency of the bandpass filter is changed in proportion to the traveling speed.
In this way, the filter whose cutoff frequency changes according to the traveling speed can be approximated by, for example, designing two bandpass filters having different cutoff frequencies and linearly interpolating between these filter coefficients. It is possible to realize. If such a method is used, the calculation load can be reduced, for example, compared to calculating the filter coefficient every time.
An example of the configuration of such a filter is shown in Equations 1 to 3.
Figure 0005662298

Where x is the signal before passing through the filter, y is the signal after passing through the filter, a 1 and b 1 are the coefficients of the low speed filter, a 2 and b 2 are the coefficients of the high speed filter, and ζ is the interpolation coefficient is there.
Even when the frequency band to be extracted is changed according to the traveling speed in this way, for example, when the traveling speed is extremely low, it is difficult to detect an abnormality by this method.
Therefore, in the third embodiment, abnormality detection is performed only when the traveling speed is equal to or higher than a predetermined value, and abnormality detection is stopped when the traveling speed is lower than the predetermined value.

また、符号並びに符号不一致率は、正常時であっても走行速度に依存して変動する傾向があり、この変動が異常の判別を困難にする場合があった。
そこで、第3実施形態においては、走行速度と符号不一致率との関係を予め取得した走行データに基づいて関数で近似し、この近似関数を基準として相対化した符号不一致率を評価値とすることによって、走行速度による影響を低減し、異常検出精度を高めている。
Further, the code and the code mismatch rate tend to vary depending on the traveling speed even at normal time, and this variation sometimes makes it difficult to determine abnormality.
Therefore, in the third embodiment, the relationship between the traveling speed and the code mismatch rate is approximated by a function based on the travel data acquired in advance, and the code mismatch rate relative to this approximate function is used as an evaluation value. Therefore, the influence of the traveling speed is reduced and the abnormality detection accuracy is increased.

図12は、走行試験で取得したダンパ正常時の符号不一致率と走行速度との関係を示すグラフである。平均的な傾向を把握するために、符号不一致率、走行速度ともに移動平均化処理を施している。
図12からは、符号不一致率が走行速度に依存し、低速になるほど大きくなる傾向がみられる。
ここで、走行速度v(t)と符号不一致率y(t)の関係を、式4のように2次関数で近似する。

=av(t)+bv(t)+c ・・(式4)

図12の場合には、図12に太実線にて示す近似関数(式5)が得られた。

=0.0020797v2−0.0359v+1.8268 ・・(式5)
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the sign mismatch rate and the traveling speed when the damper is normal, acquired in the traveling test. In order to grasp the average tendency, moving average processing is performed for both the code mismatch rate and the traveling speed.
From FIG. 12, the sign mismatch rate depends on the traveling speed, and tends to increase as the speed decreases.
Here, the relationship between the traveling speed v (t) and the sign mismatch rate y (t) is approximated by a quadratic function as shown in Equation 4.

y o = av (t) 2 + bv (t) + c (Expression 4)

In the case of FIG. 12, the approximate function (Formula 5) shown by the thick solid line in FIG. 12 was obtained.

y o = 0.0020797v 2 −0.0359v + 1.8268 (Equation 5)

図13は、正常時、第1台車右異常時、第2台車右異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフである。
図14は、図13のデータを、図12に示す近似関数を基準とした相対値としたものを示すグラフである。
図14のように、近似関数y(t)からの相対符号不一致率y(t)を用いて異常検出を行なうことによって、走行速度への符号不一致率の依存の影響を抑制し、異常検出精度を向上することが可能である。
この相対符号不一致率y(t)を式6に示す。

(t)=y(t)−y(t)
=y(y)−(av(t)+bv(t)+c) ・・(式6)
FIG. 13 is a graph showing an example of the transition of the code mismatch rate during normal operation, when the first vehicle right is abnormal, and when the second vehicle right is abnormal.
FIG. 14 is a graph showing the data in FIG. 13 as relative values based on the approximate function shown in FIG.
As shown in FIG. 14, by detecting the abnormality using the relative code mismatch rate y r (t) from the approximate function y 0 (t), the influence of the dependency of the code mismatch rate on the traveling speed is suppressed, and the abnormality is detected. It is possible to improve detection accuracy.
This relative code mismatch rate y r (t) is shown in Equation 6.

y r (t) = y (t) −y o (t)
= Y (y)-(av (t) 2 + bv (t) + c) (Equation 6)

また、符号不一致率を相対値とすることに代えて、異常検出に用いられる閾値(許容範囲)を走行速度に応じて変動させてもよい。
図15は、符号不一致率の変動に応じて閾値を変化させる場合の一例を示すグラフである。
図15に示す例においては、閾値を正常時の符号不一致率の近似関数yからの相対値としている。
これによって、閾値は走行速度に応じて変化し、符号不一致率の変動に沿うように閾値を変化させることができる。
Further, instead of using the sign mismatch rate as a relative value, a threshold value (allowable range) used for detecting an abnormality may be varied according to the traveling speed.
FIG. 15 is a graph illustrating an example in which the threshold value is changed in accordance with a change in the code mismatch rate.
In the example shown in FIG. 15, and the relative value of the approximate function y 0 code mismatch ratio of the normal threshold.
As a result, the threshold value changes according to the traveling speed, and the threshold value can be changed to follow the fluctuation of the code mismatch rate.

以上説明した第3実施形態においては、上述した各実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
(1)車体の上下振動の固有振動数前後の周波数帯域を抽出して異常検出に用いることによって、異常検出を確実に行なうことができる。
(2)抽出する周波数帯域を走行速度に比例して高周波数側に推移させることによって、走行速度の変化に関わらず適切な異常検出を行なうことができる。
(3)このようなバンドパスフィルタを、カットオフ周波数が異なった複数のフィルタの係数を線形補間して構成することによって、演算負荷を低減することができる。
(4)走行速度が所定値以下では異常検出を停止することによって、例えば本手法による異常検出に適さない極低速時等に異常検出を行なって誤検出などが生じることを防止できる。
(5)走行速度に応じて、符号不一致率又は閾値を補正することによって、符号不一致率の走行速度への依存の影響を低減して異常検出精度を高めることができる。
In the third embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects substantially similar to the effects of the above-described embodiments.
(1) By detecting the frequency band around the natural frequency of the vertical vibration of the vehicle body and using it for abnormality detection, abnormality detection can be performed reliably.
(2) By shifting the frequency band to be extracted to the high frequency side in proportion to the traveling speed, appropriate abnormality detection can be performed regardless of the variation in the traveling speed.
(3) By configuring such a bandpass filter by linearly interpolating the coefficients of a plurality of filters having different cutoff frequencies, it is possible to reduce the calculation load.
(4) By stopping abnormality detection when the traveling speed is equal to or lower than a predetermined value, it is possible to prevent erroneous detection by performing abnormality detection, for example, at an extremely low speed that is not suitable for abnormality detection by this method.
(5) By correcting the code mismatch rate or the threshold according to the travel speed, it is possible to reduce the influence of the dependency of the code mismatch rate on the travel speed and increase the abnormality detection accuracy.

(他の実施形態)
なお、本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。
例えば、異常検出方法及び異常検出装置の詳細な構成は、上述した各実施形態のものに限らず、適宜変更することができる。
例えば、各実施形態では上下方向加速度とピッチング方向加速度を二値化した後、符号不一致率に基づいて異常の判定を行っているが、これに限らず、例えばクロススペクトルを用いて位相差を演算し、この位相差が許容範囲を外れた場合に異常を判定してもよい。
また、上下方向加速度及びピッチング方向加速度を検出する各センサの種類や配置なども特に限定されない。
また、本発明は、まくらばねと独立して設けられるまくらばねダンパの異常検出に限らず、まくらばねの異常検出や、例えば空気ばね等のまくらばね自体が減衰要素を兼ねる場合には、その異常検出にも用いることができる。
例えば、本発明を利用して、まくらばね用の空気ばねの圧力低下を検出することができる。
また、第3実施形態では、符号不一致率又は閾値を走行速度に応じて補正しているが、符号不一致率を用いずに位相差を用いて直接異常検出を行なう場合には、位相差又はこの位相差が比較される閾値を、予め取得した正常時の位相差と走行速度との相関を用いて、走行速度に応じて補正してもよい。
(Other embodiments)
In addition, this invention is not limited only to above-described embodiment, Various application and deformation | transformation can be considered.
For example, the detailed configurations of the abnormality detection method and the abnormality detection apparatus are not limited to those of the above-described embodiments, and can be changed as appropriate.
For example, in each embodiment, the vertical direction acceleration and the pitching direction acceleration are binarized, and then the abnormality is determined based on the sign mismatch rate. However, the present invention is not limited to this. For example, the phase difference is calculated using a cross spectrum. However, abnormality may be determined when the phase difference is outside the allowable range.
Also, the type and arrangement of each sensor for detecting the vertical acceleration and the pitching direction acceleration are not particularly limited.
Further, the present invention is not limited to the detection of an abnormality of the pillow spring damper provided independently of the pillow spring, but the detection of the abnormality of the pillow spring or when the pillow spring itself such as an air spring also serves as a damping element It can also be used for detection.
For example, the present invention can be used to detect a pressure drop in an air spring for a pillow spring.
In the third embodiment, the code mismatch rate or the threshold is corrected according to the traveling speed. However, when the abnormality detection is directly performed using the phase difference without using the code mismatch rate, the phase difference or this You may correct | amend the threshold value with which a phase difference is compared according to driving | running | working speed using the correlation of the phase difference in the normal time acquired beforehand, and driving | running | working speed.

1 車両 10 車体
20 第1台車 21 台車枠
22 第1輪軸 23 第2輪軸
24 2次ばね系 24a まくらばねダンパ
30 第2台車 31 台車枠
32 第3輪軸 33 第4輪軸
34 2次ばね系 34a まくらばねダンパ
100 異常検出装置(第1実施形態)
100A 異常検出装置(第2実施形態)
110 処理装置 121 加速度センサ
122 加速度センサ 123 加速度センサ
130 ジャイロセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 10 Car body 20 1st bogie 21 Bogie frame 22 1st wheel shaft 23 2nd wheel shaft 24 Secondary spring system 24a Pillow spring damper 30 2nd bogie 31 Bogie frame 32 3rd wheel shaft 33 4th wheel shaft 34 Secondary spring system 34a Pillow Spring damper 100 abnormality detection device (first embodiment)
100A Abnormality Detection Device (Second Embodiment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Processing apparatus 121 Acceleration sensor 122 Acceleration sensor 123 Acceleration sensor 130 Gyro sensor

Claims (22)

鉄道車両の車体と台車との間に設けられるまくらばね系の異常検出方法であって、
車体の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出し、
前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断すること
を特徴とするまくらばね系の異常検出方法。
A method for detecting an abnormality of a pillow spring system provided between a body of a railway vehicle and a carriage,
Detect the vertical acceleration of the vehicle body and the acceleration in the pitching direction,
An abnormality detection method for a pillow spring system, wherein an abnormality is determined when a phase difference between the acceleration in the vertical direction and the acceleration in the pitching direction is out of a predetermined allowable range.
前記位相差が前記許容範囲を外れた方向に基づいて、異常が発生したまくらばね系の部位を特定すること
を特徴とする請求項1に記載のまくらばね系の異常検出方法。
The pillow spring system abnormality detection method according to claim 1, wherein a part of the pillow spring system in which an abnormality has occurred is specified based on a direction in which the phase difference is outside the allowable range.
前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度から予め設定された所定の周波数帯域の成分を抽出し、抽出後の前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のまくらばね系の異常検出方法。
A component in a predetermined frequency band set in advance is extracted from the vertical acceleration and the pitching acceleration, and the phase difference between the vertical acceleration and the pitching acceleration after the extraction is out of a predetermined allowable range. The abnormality detection method for a pillow spring system according to claim 1 or 2, wherein the abnormality is determined.
前記所定の周波数帯域は、車体の上下並進モードの振動の固有振動数を含むように設定されること
を特徴とする請求項3に記載のまくらばね系の異常検出方法。
The abnormality detection method for a pillow spring system according to claim 3, wherein the predetermined frequency band is set so as to include a natural frequency of vibration in a vertical translation mode of a vehicle body.
前記所定の周波数帯域を、走行速度の増加に応じて高周波数側へ推移させること
を特徴とする請求項3又は請求項4に記載のまくらばね系の異常検出方法。
The pillow spring system abnormality detection method according to claim 3 or 4, wherein the predetermined frequency band is shifted to a higher frequency side in accordance with an increase in traveling speed.
予め求められた正常時の走行速度と前記位相差との相関を用いて、前記位相差と前記許容範囲の少なくとも一方を走行速度に応じて補正すること
を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出方法。
6. The phase difference and at least one of the permissible range are corrected according to the traveling speed using a correlation between a normal traveling speed obtained in advance and the phase difference. The pillow spring system abnormality detection method according to any one of the preceding items.
前記所定の周波数帯域の成分を抽出後の前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度を符号に変換し、前記上下方向加速度の符号と前記ピッチング方向加速度の符号との不一致率に基づいて前記位相差を検出すること
を特徴とする請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出方法。
The vertical acceleration and the pitching direction acceleration after extracting the components of the predetermined frequency band are converted into codes, and the phase difference is calculated based on a mismatch rate between the vertical acceleration code and the pitching direction acceleration code. It detects. The abnormality detection method of the pillow spring system of any one of Claim 3 to 5 characterized by the above-mentioned.
前記符号の不一致率が許容範囲を外れた場合に異常と判断するとともに、予め求められた正常時の走行速度と前記不一致率との相関を用いて、前記不一致率と前記許容範囲の少なくとも一方を走行速度に応じて補正すること
を特徴とする請求項7に記載のまくらばね系の異常検出方法。
When the mismatch rate of the code is out of the allowable range, it is determined that there is an abnormality, and at least one of the mismatch rate and the allowable range is determined by using a correlation between a normal traveling speed and the mismatch rate obtained in advance. The pillow spring system abnormality detection method according to claim 7, wherein correction is performed according to a traveling speed.
前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて前記位相差を求めること
を特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出方法。
The pillow spring according to any one of claims 1 to 6, wherein the phase difference is obtained based on a cross spectrum obtained by performing a Fourier transform on a cross-correlation function between the vertical acceleration and the pitching acceleration. System abnormality detection method.
走行速度が予め設定された異常検出速度範囲に含まれる場合に異常検出を行うとともに、走行速度が前記異常検出速度範囲から外れた場合に異常検出を停止すること
を特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出方法。
The abnormality detection is performed when the traveling speed is included in a preset abnormality detection speed range, and the abnormality detection is stopped when the traveling speed is out of the abnormality detection speed range. The abnormality detection method for a pillow spring system according to any one of Items 9 to 9.
鉄道車両の車体と台車との間に設けられるまくらばね系の異常検出装置であって、
車体の上下方向加速度、及び、ピッチング方向加速度を検出する車体挙動検出手段と、
前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する異常検出手段と
を備えることを特徴とするまくらばね系の異常検出装置。
A pillow spring system abnormality detection device provided between the body of a railway vehicle and a carriage,
Vehicle body behavior detection means for detecting vertical acceleration of the vehicle body and acceleration in the pitching direction;
An abnormality detection device for a pillow spring system, comprising: an abnormality detection unit that determines an abnormality when a phase difference between the vertical acceleration and the pitching direction acceleration is out of a predetermined allowable range.
前記異常検出手段は、前記位相差が前記許容範囲を外れた方向に基づいて、異常が発生したまくらばね系の部位を特定すること
を特徴とする請求項11に記載のまくらばね系の異常検出装置。
12. The abnormality detection of a pillow spring system according to claim 11, wherein the abnormality detection unit identifies a part of the pillow spring system in which an abnormality has occurred based on a direction in which the phase difference is out of the allowable range. apparatus.
前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度から予め設定された所定の周波数帯域の成分を抽出する周波数帯域抽出手段を備え、
前記異常検出手段は、前記抽出後の前記上下方向加速度と前記ピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断すること
を特徴とする請求項11又は請求項12に記載のまくらばね系の異常検出装置。
A frequency band extracting means for extracting a predetermined frequency band component set in advance from the vertical acceleration and the pitching direction acceleration;
13. The abnormality detection unit according to claim 11 or 12, wherein the abnormality detection unit determines that an abnormality occurs when a phase difference between the vertical acceleration after the extraction and the pitching acceleration is out of a predetermined allowable range. The pillow spring system abnormality detection device described.
前記所定の周波数帯域は、車体の上下並進モードの振動の固有振動数を含むように設定されること
を特徴とする請求項13に記載のまくらばね系の異常検出装置。
The abnormality detection device for a pillow spring system according to claim 13, wherein the predetermined frequency band is set so as to include a natural frequency of vibration in a vertical translation mode of a vehicle body.
前記周波数帯域抽出手段は、前記所定の周波数帯域を、走行速度の増加に応じて高周波数側へ推移させること
を特徴とする請求項13又は請求項14に記載のまくらばね系の異常検出装置。
15. The pillow spring system abnormality detection device according to claim 13 or 14, wherein the frequency band extracting means shifts the predetermined frequency band to a higher frequency side in accordance with an increase in traveling speed.
前記異常検出手段は、予め求められた正常時の走行速度と前記位相差との相関を用いて、前記位相差と前記許容範囲の少なくとも一方を走行速度に応じて補正すること
を特徴とする請求項11から請求項15までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出装置。
The abnormality detecting means corrects at least one of the phase difference and the allowable range according to a traveling speed by using a correlation between a normal traveling speed and the phase difference obtained in advance. The pillow spring system abnormality detection device according to any one of claims 11 to 15.
前記所定の周波数帯域の成分を抽出後の前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度を符号に変換する変換手段を備え、
前記異常検出手段は、前記上下方向加速度の符号と前記ピッチング方向加速度の符号との不一致率に基づいて前記位相差を検出すること
を特徴とする請求項13から請求項15までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出装置。
Conversion means for converting the vertical direction acceleration and the pitching direction acceleration after extracting the components of the predetermined frequency band into codes;
The said abnormality detection means detects the said phase difference based on the mismatch rate of the code | symbol of the said up-down direction acceleration, and the code | symbol of the said pitching direction acceleration, The any one of Claim 13-15 characterized by the above-mentioned. The pillow spring system abnormality detection device according to claim 1.
前記異常検出手段は、前記符号の不一致率が許容範囲を外れた場合に異常と判断するとともに、予め求められた正常時の走行速度と前記不一致率との相関を用いて、前記不一致率と前記許容範囲の少なくとも一方を走行速度に応じて補正すること
を特徴とする請求項17に記載のまくらばね系の異常検出装置。
The abnormality detection means determines that an abnormality occurs when the mismatch rate of the code is out of an allowable range, and uses the correlation between the normal traveling speed obtained in advance and the mismatch rate to determine the mismatch rate and the 18. The pillow spring system abnormality detection device according to claim 17, wherein at least one of the allowable ranges is corrected in accordance with the traveling speed.
前記異常検出手段は、前記上下方向加速度及び前記ピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて前記位相差を求めること
を特徴とする請求項11から請求項16までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出装置。
The said abnormality detection means calculates | requires the said phase difference based on the cross spectrum which carried out the Fourier transform of the cross correlation function of the said vertical direction acceleration and the said pitching direction acceleration. The any one of Claim 11-16 characterized by the above-mentioned. The abnormality detection device for a pillow spring system according to the item.
前記異常検出手段は、走行速度が予め設定された異常検出速度範囲に含まれる場合に異常検出を行うとともに、走行速度が前記異常検出速度範囲から外れた場合に異常検出を停止すること
を特徴とする請求項11から請求項19までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出装置。
The abnormality detection means performs abnormality detection when the traveling speed is included in a preset abnormality detection speed range, and stops abnormality detection when the traveling speed is out of the abnormality detection speed range. The pillow spring system abnormality detection device according to any one of claims 11 to 19.
前記車体挙動検出手段は、車両の進行方向に離間して配置され前記車体の上下方向加速度を検出する複数の加速度センサ、及び、前記複数の加速度センサの出力に基づいて前記車体のピッチング方向加速度を演算するピッチング方向加速度演算手段を備えること
を特徴とする請求項11から請求項20までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出装置。
The vehicle body behavior detecting means is arranged apart from the traveling direction of the vehicle, detects a vertical acceleration of the vehicle body, and detects the acceleration in the pitching direction of the vehicle body based on the outputs of the plurality of acceleration sensors. The pillow spring direction abnormality detection device according to any one of claims 11 to 20, further comprising pitching direction acceleration calculation means for calculating.
前記車体挙動検出手段は、
前記車体の上下方向加速度を検出する加速度センサと、
前記車体のピッチング方向加速度を検出する角速度センサとを有すること
を特徴とする請求項11から請求項20までのいずれか1項に記載のまくらばね系の異常検出装置。
The vehicle body behavior detecting means includes
An acceleration sensor for detecting vertical acceleration of the vehicle body;
The pillow spring system abnormality detection device according to any one of claims 11 to 20, further comprising an angular velocity sensor that detects an acceleration in a pitching direction of the vehicle body.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017144909A (en) * 2016-02-18 2017-08-24 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Method and apparatus for detecting abnormality of secondary spring system

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5475623B2 (en) * 2010-11-24 2014-04-16 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Shaft spring system abnormality detection method and abnormality detection apparatus
JP2015209937A (en) * 2014-04-28 2015-11-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 Vehicle control device
WO2021014854A1 (en) * 2019-07-25 2021-01-28 日本製鉄株式会社 Inspection system, inspection method, and program
JP7274433B2 (en) * 2020-02-10 2023-05-16 日立Astemo株式会社 Operating state diagnosis device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19502670C2 (en) * 1995-01-20 1999-03-18 Mannesmann Ag Running gear for rail vehicles
JP2000006807A (en) * 1998-06-25 2000-01-11 Hitachi Ltd Railway rolling stock and abnormality detection method at time of its travelling
ATE285352T1 (en) * 1998-08-10 2005-01-15 Tokyu Car Corp METHOD AND DEVICE FOR DETECTING RAILWAY CAR DERAILINGS
JP4252271B2 (en) * 2002-09-03 2009-04-08 日本車輌製造株式会社 Railway vehicle abnormality detection device and abnormality detection method
JP4648693B2 (en) * 2004-12-09 2011-03-09 東日本旅客鉄道株式会社 Anomaly detection apparatus and anomaly detection method
JP4429955B2 (en) * 2005-03-31 2010-03-10 財団法人鉄道総合技術研究所 Vehicle vibration control device
JP2011213183A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Railway Technical Research Institute Device and method for detecting abnormality of variable damping shaft damper
JP5475623B2 (en) * 2010-11-24 2014-04-16 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Shaft spring system abnormality detection method and abnormality detection apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017144909A (en) * 2016-02-18 2017-08-24 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Method and apparatus for detecting abnormality of secondary spring system

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