JP6833477B2 - 鉄道車両の高さ調整装置 - Google Patents
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Description
(1)台車と車体間の左右それぞれに設けた空気ばねと、前記空気ばねに供給する圧力気体を貯留する元空気ダメと、前記空気ばねと前記元空気ダメとの間に接続され前記台車に対する前記車体の高さである車高値を保持又は変更する左右の高さ調整弁と、前記車高値を検出する左右の車高値センサと、軌道の曲線情報及び前記車高値センサからの車高値データに基づいて前記高さ調整弁を制御する制御装置とを備えた鉄道車両の高さ調整装置であって、
前記車体には、前記制御装置に接続された振動センサを備え、前記制御装置は、前記振動センサの信号に基づいて前記車体が上昇中と判断した場合には、前記空気ばねが短縮するときにのみ、その空気ばねを制御する高さ調整弁に排気の制御指令を出し、前記振動センサの信号に基づいて前記車体が下降中と判断した場合には、前記空気ばねが伸長するときにのみ、その空気ばねを制御する高さ調整弁に給気の制御指令を出すことを特徴とする。
前記振動センサとして、前記車体の上下方向振動センサと前記車体のロール方向振動センサの内、いずれか一方又はその両方を備えたことを特徴とする。
前記制御装置は、前記上下方向振動センサの信号に基づく上下制御指令と、前記ロール方向振動センサの信号に基づくロール制御指令とを比較し、いずれか大きい方に基づいて前記高さ調整弁に給排気の制御指令を出すことを特徴とする。
前記高さ調整弁には、前記台車と連結された回動レバー部を備え、前記回動レバー部の弁本体に対する回動角度に基づいて前記車高値を検出する車高値センサを備えたことを特徴とする。
まず、本実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置の全体構成について、図1を用いて説明する。図1に、本発明の実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置の全体構成図を示す。
次に、本実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置による、曲線区間における傾斜動作の指令方法を、図2、図3を用いて説明する。図2に、図1に示す鉄道車両の曲線区間通過時の概略断面図を示す。図3に、図1に示す鉄道車両の曲線区間における傾斜動作のタイミング模式図を示す。図3(a)は曲線区間の経路を表す模式図を示し、図3(b)は実カーブ形状の曲率の大きさを表す模式図を示し、図3(c)は傾斜指令のタイミング図を示し、図3(d)は傾斜角度の大きさを表す模式図を示す。
次に、本実施形態に係る鉄道車両の高さ調整装置による振動抑制に関する制御指令の算出方法を、図4〜図6を用いて説明する。図4に、図1に示す高さ調整装置のセンサ出力説明用の模式的断面図を示す。図5に、図1に示す高さ調整装置の指令算出ブロック図を示す。図6に、図1に示す高さ調整装置の制御出力選択ブロック図を示す。
次に、本高さ調整装置10による車体の振動低減効果を、車体のロール角速度の例で、図7、図8を用いて説明する。図7に、実車走行試験において従来と本実施形態による車体のロール角速度の走行位置分布図を示す。図7(a)は従来構造の高さ調整装置による車体のロール角速度を示し、図7(b)は本実施形態の高さ調整装置によるロール角速度を示す。図8は、ロール角速度PSD(パワースペクトル密度)の周波数分布図を示す。
以上、詳細に説明した本実施形態に係る鉄道車両20の高さ調整装置10によれば、車体2には、制御装置6に接続された振動センサ7(71、72)を備え、制御装置6は、振動センサ7(71、72)の信号に基づいて車体2が上昇中と判断した場合には、空気ばね3が短縮するときにのみ、その空気ばね3を制御する高さ調整弁5に排気の制御指令を出し、振動センサ7(71、72)の信号に基づいて車体2が下降中と判断した場合には、空気ばね3が伸長するときにのみ、その空気ばね3を制御する高さ調整弁5に給気の制御指令を出すので、軌道8の曲線情報又は車高値センサ51、51からの車高値データに基づいて車高制御又は傾斜制御を行いつつ、カルノップ切替則を応用して、車体2の振動を効果的に減少させることができる。その結果、車高制御又は傾斜制御と同時に、車体2の振動制御を行い、車体2の振動に伴う加速度のピークも下げることによって、乗り心地を向上させることができる。
以上、本実施形態の鉄道車両の高さ調整装置10を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、本実施形態では、高さ調整弁5、5には、台車1と連結された回動レバー部512、512を有し、回動レバー部512、512の弁本体に対する回動角度に基づいて車高値を検出する車高値センサ51、51を備えたが、高さ調整弁5、5と、車高値センサ51、51とを別々に備えてもよい。
2 車体
3 空気ばね
4 元空気ダメ
5 高さ調整弁
6 制御装置
7 振動センサ
8 軌道
10 高さ調整装置
20 鉄道車両
51 車高値センサ
52 配管
53 ブースト装置
81 内軌
82 外軌
71 上下方向振動センサ
72 ロール方向振動センサ
512 回動レバー部
Claims (4)
- 台車と車体間の左右それぞれに設けた空気ばねと、前記空気ばねに供給する圧力気体を貯留する元空気ダメと、前記空気ばねと前記元空気ダメとの間に接続され前記台車に対する前記車体の高さである車高値を保持又は変更する左右の高さ調整弁と、前記車高値を検出する左右の車高値センサと、軌道の曲線情報及び前記車高値センサからの車高値データに基づいて前記高さ調整弁を制御する制御装置とを備えた鉄道車両の高さ調整装置であって、
前記車体には、前記制御装置に接続された振動センサを備え、前記制御装置は、前記振動センサの信号に基づいて前記車体が上昇中と判断した場合には、前記空気ばねが伸長する場合には指令無しで、前記空気ばねが短縮するときにのみ、その空気ばねを制御する高さ調整弁に排気の制御指令を出し、前記振動センサの信号に基づいて前記車体が下降中と判断した場合には、前記空気ばねが短縮する場合には指令無しで、前記空気ばねが伸長するときにのみ、その空気ばねを制御する高さ調整弁に給気の制御指令を出すことを特徴とする鉄道車両の高さ調整装置。 - 請求項1に記載された鉄道車両の高さ調整装置において、
前記振動センサとして、前記車体の上下方向振動センサと前記車体のロール方向振動センサの内、いずれか一方又はその両方を備えたことを特徴とする鉄道車両の高さ調整装置。 - 請求項2に記載された鉄道車両の高さ調整装置において、
前記制御装置は、前記上下方向振動センサの信号に基づく上下制御指令と、前記ロール方向振動センサの信号に基づくロール制御指令とを比較し、いずれか大きい方に基づいて前記高さ調整弁に給排気の制御指令を出すことを特徴とする鉄道車両の高さ調整装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載された鉄道車両の高さ調整装置において、
前記高さ調整弁には、前記台車と連結された回動レバー部を備え、前記回動レバー部の弁本体に対する回動角度に基づいて前記車高値を検出する車高値センサを備えたことを特徴とする鉄道車両の高さ調整装置。
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