JP6876137B2 - Vibration control device for railway vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、例えば鉄道車両の振動等を低減するのに好適に用いられる鉄道車両用振動制御装置に関する。 The present invention relates to a vibration control device for a railway vehicle, which is suitably used for reducing vibration of a railway vehicle, for example.
一般に、車体の全長寸法が長い鉄道車両には、車体の前,後方向と左,右方向に離間した4隅側の位置に、夫々の位置で車体のばね上加速度を検出する合計4個の加速度センサと、発生減衰力が可変に調整される複数の減衰力可変ダンパとが設けられている。制御装置は、各ダンパの発生減衰力を前記各加速度センサで検出した検出信号に基づいて可変に制御する(例えば、特許文献1,2参照)。
Generally, for a railroad vehicle having a long overall body size, a total of four spring accelerations of the vehicle body are detected at each position at four corners separated from each other in the front and rear directions and the left and right directions of the vehicle body. An acceleration sensor and a plurality of variable damping force dampers for which the generated damping force is variably adjusted are provided. The control device variably controls the generated damping force of each damper based on the detection signal detected by each of the acceleration sensors (see, for example,
特許文献1に記載の技術においては、複数の台車上に加速度センサをそれぞれ設け、これらのセンサからの加速度検出信号を比較しセンサ異常の有無を判定している。特許文献2に記載の技術においては、3軸の加速度センサの出力符号をもとに、センサ異常を判定している。即ち、これらの従来技術は、加速度センサの異常、故障を判定しているだけであり、複数の減衰力可変ダンパ(力発生機構)についての故障診断(正常か否かの判断)を行っていない。
In the technique described in
本発明の目的は、力発生機構の故障診断を行い、迅速な対策を施すことができるようにした鉄道車両用振動制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vibration control device for a railway vehicle capable of performing a failure diagnosis of a force generating mechanism and taking prompt countermeasures.
本発明の一実施形態に係る鉄道車両用振動制御装置は、車輪が装着された台車と車体との間に設けられ、上下方向に調整可能な力を発生する複数の力発生機構と、該力発生機構の発生力を制御する制御装置と、前記力発生機構の異常を検出し推定する異常検出推定部と、を備え、前記異常検出推定部は、前記車体のロールによって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置と、前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータと所定の走行条件における故障判断値とを比較して複数ある前記力発生機構の中から特定の力発生機構が故障であるか否かを判断する故障判断装置と、を備えることを特徴としている。 The vibration control device for a railroad vehicle according to an embodiment of the present invention includes a plurality of force generating mechanisms provided between a carriage on which wheels are mounted and a vehicle body and generating a force that can be adjusted in the vertical direction, and the force. a control device for controlling the force generated by the generating mechanism, said force abnormality detection estimator for abnormality detection estimates of the generating mechanism, Bei example, said abnormality detecting estimating unit roll data in accordance with said vehicle body roll a roll data output device for outputting, specific force generating mechanism from a certain plurality by comparing the failure determination value in the roll data and Jo Tokoro driving conditions outputted from the roll data output device the force generating mechanism It is characterized by being provided with a failure determination device for determining whether or not it is a failure.
本発明の一実施形態によれば、力発生機構の異常を検出し、この異常に伴う乗り心地の低下を最小限に抑えることができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to detect an abnormality in the force generating mechanism and minimize a decrease in riding comfort due to this abnormality.
以下、本発明の実施の形態による鉄道車両用振動制御装置を、電車等の鉄道車両に搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, a case where the vibration control device for a railway vehicle according to the embodiment of the present invention is mounted on a railway vehicle such as a train will be taken as an example, and the details will be described with reference to the accompanying drawings.
ここで、図1ないし図4は本発明の第1の実施の形態を示している。図1において、鉄道車両1は、例えば乗客、乗員等が乗車する車体2と、該車体2の下側に設けられた前側,後側の台車3とを備えている。これらの台車3は、車体2の前部側と後部側とに離間して配置され、各台車3にはそれぞれ4個の車輪4が設けられている。鉄道車両1は、各車輪4が左,右のレール5(一方のみ図示)上を転動(回転)することによりレール5に沿って、例えば前進時に矢示A方向に走行駆動される。
Here, FIGS. 1 to 4 show the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the
車体2と各台車3との間には、それぞれの台車3上で車体2を弾性的に支持する複数の懸架ばね6と、該各懸架ばね6と並列関係をなすように配置された複数の減衰力可変ダンパ7(以下、可変ダンパ7という)とが設けられている。これらの可変ダンパ7は、台車3と車体2との間に設けられ、上下方向に調整可能な力を発生する力発生機構を構成している。
Between the
可変ダンパ7は、1つの台車3に対して2軸、即ち1台の車両に4軸配置される。図2中では、これらの可変ダンパ7を、車体2の前部側に位置する前側の台車3の左,右両側(FL,FR側)にそれぞれ配置された1軸ダンパ7A,2軸ダンパ7Bと、後部側に位置する後側の台車3の左,右両側(RL,RR側)にそれぞれ配置された3軸ダンパ7C,4軸ダンパ7Dとして例示している。
The
これらの可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は、それぞれの減衰力を個別に調整可能なシリンダ装置(例えば、セミアクティブダンパと呼ばれる減衰力調整式の油圧緩衝器)を用いて構成されている。各可変ダンパ7は、例えば比例ソレノイド等からなる減衰力調整バルブ(図示せず)を備え、この減衰力調整バルブは、車体2の振動を低減するため減衰力特性をハードな特性とソフトな特性との間で任意な特性に調整する構成となっている。
These variable dampers 7 (1-axis to 4-
即ち、各可変ダンパ7は、前,後の台車3に対する車体2の振動を左,右方向でそれぞれ個別に緩衝して低減させるように、後述の制御装置9から個別に出力される制御信号に従って減衰力が可変に制御されるものである。この場合、可変ダンパ7は、ハードな特性とソフトな特性との間で減衰力特性を連続的に調整する構成でもよく、2段階または複数段階で調整可能な構成であってもよい。
That is, each
可変ダンパ7の減衰力特性は、制御装置9から各可変ダンパ7のソレノイド(図示せず)へと供給(通電)される電流値に応じてソフトからハードまで可変に調整される。可変ダンパ7は、前記ソレノイドへの通電電流を遮断し、電流値が0A(零アンペア)の状態で後述の如くミドル相当(可変ダンパ7の発生減衰力がハードとソフトとの中間程度)の減衰力となるように構成されている。このために、故障時の可変ダンパ7は、制御装置9からの通電電流がオフ(遮断)されることによりミドル相当の減衰力特性に固定される。
The damping force characteristic of the
図2に示すように、車体2には、前,後方向と左,右方向に離間した4隅側の位置に、夫々の位置で車体2の上,下方向の加速度をばね上加速度として検出する合計4個の加速度センサ8A,8B,8C,8Dが設けられている。これらの加速度センサ8A〜8Dは、鉄道車両1の異なる複数個所にそれぞれ搭載されて該鉄道車両1の挙動を検出する複数のセンサ(挙動センサ)を構成している。加速度センサ8A〜8Dとしては、例えば圧電式、ピエゾ抵抗式等のアナログ式加速度センサが用いられ、特に、耐水性、耐熱性に優れた加速度センサを用いるのがよい。
As shown in FIG. 2, the
ここで、加速度センサ8Aは、車体2の前部左側でFLの1軸ダンパ7Aに近い位置に配置され、加速度センサ8Bは、車体2の前部右側でFRの2軸ダンパ7Bに近い位置に配置されている。加速度センサ8Cは、車体2の後部左側でRLの3軸ダンパ7Cに近い位置に配置され、加速度センサ8Dは、車体2の後部右側でRRの4軸ダンパ7Dに近い位置に配置されている。加速度センサ8A〜8Dは、それぞれの位置で検出した加速度の検出信号を後述の制御装置9に互いに異なる検出信号として出力する。
Here, the
なお、加速度センサ8A〜8D(全体として加速度センサ8という)は、車体2の前部左側、前部右側、後部左側、後部右側に限らず、例えば車体2の前部中央、中央部左側、中央部右側、後部中央に配置する等、車体2上のセンサ配置はいかなる形をとっても良い。また、加速度センサ8の個数も4個に限らず、測定・制御の目的に合わせて自由に選んでよい。但し、少なくとも2個配置することが望ましい。
The
次に、各可変ダンパ7の発生減衰力を可変に制御する制御部としての制御装置9について説明する。この制御装置9は、鉄道車両1の予め決められた位置(例えば、図2に示すように車体2のほぼ中央となる位置等)に設置されるものである。制御装置9は、例えばマイクロコンピュータ等により構成され、その入力側には加速度センサ8A〜8Dが後述のケーブル15A〜15D(全体としてをケーブル15という)を介して接続されている。制御装置9の出力側には、車体2の前部左側(FL)の1軸ダンパ7A、前部右側(FR)の2軸ダンパ7B、後部左側(RL)の3軸ダンパ7C、後部右側(RR)の4軸ダンパ7Dがそれぞれケーブル16A〜16D(全体としてをケーブル16という)を介して接続されている。
Next, a control device 9 as a control unit that variably controls the generated damping force of each
また、制御装置9は、例えば通信回線10を介して図1に示す車体2に連接(連結)された他の車体の制御装置(図示せず)に接続されると共に、鉄道車両1の車両情報(例えば、車両の走行位置、走行速度等)が通信回線10を介して入出力される。制御装置9は、1台の車体2に1個配置され、通信回線10を介した車両の上位部との通信や、センサ信号を元に内部で演算を行い、各可変ダンパ7に減衰力指令に基づいた電流を通電すると共に、例えば各可変ダンパ7の故障診断、異常検知等を行う。
Further, the control device 9 is connected to another vehicle body control device (not shown) connected (connected) to the
ここで、制御装置9は、例えばROM,RAM,不揮発性メモリ等からなる記憶部としてのメモリ9Aを有し、このメモリ9A内には、例えば図4に示す可変ダンパ7の故障診断処理用のプログラムと故障判断値等とが格納されている。この故障判断値は、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)の動作状態が正常範囲か否かを判定するときの閾値である。具体的には、メモリ9Aの一部をなすロールデータ記憶部14C(図3参照)に、可変ダンパ7の正常判断または故障判断を行うための判断値(即ち、故障判断値)は更新可能に格納される。制御装置9は、車体2に取付けた加速度センサ8やジャイロセンサ、車高センサ(図示せず)等を含むロールデータ出力装置から得られたロールデータが正常範囲か否かを判定し、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)の故障診断を行うことができる。
Here, the control device 9 has a
図3に示すように、制御装置9は、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dの発生減衰力を可変に制御する制御部としてのダンパ制御装置11と、力発生機構(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)の異常を検出し推定する異常検出推定部12とを含んで構成されている。異常検出推定部12は、車体2のロール(左,右方向の揺れ)によって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置としてのロールデータ算出部13と、このロールデータ算出部13(ロールデータ出力装置)から出力されたロールデータを、所定の走行条件における前記故障判断値(メモリ9Aに格納)と比較して1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dが故障であるか否かを判断する故障判断装置14と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the control device 9 includes a
制御装置9のダンパ制御装置11は、車体2のロール(横揺れ)、ピッチ(前,後方向の揺れ)等の振動を低減すべく、サンプリング時間毎に加速度センサ8A〜8Dからの検出信号等を読込みつつ、例えばスカイフック理論(スカイフック制御則)に従って制御信号(制御指令の電流値)を演算により求めると共に、このときの制御信号を可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)に個別に出力し、可変ダンパ7毎の減衰力特性を可変に制御するものである。なお、可変ダンパ7の制御則としては、スカイフック制御則に限るものではなく、例えばLQG制御則またはH∞制御則等を用いる構成でもよい。
The
制御装置9の故障判断装置14は、鉄道車両1の走行位置を検出する車両位置検出部14Aと、鉄道車両1の走行速度を検出する車両速度検出部14Bと、前記所定の走行条件においてロールデータ算出部13から出力された前記ロールデータを記憶するロールデータ記憶部14Cと、前記走行位置、前記走行速度および前記ロールデータから前記閾値としての故障判断値を算出する故障判断値算出部14Dとを含んで構成されている。
The
車両位置検出部14Aと車両速度検出部14Bとは、前記通信回線10を介した車両情報により、軌道(レール5)に沿って移動する鉄道車両1の走行位置と走行速度とを検出することができる。ロールデータ記憶部14Cは、例えば制御装置9のメモリ9Aにより構成されている。故障判断値算出部14Dで算出される故障判断値とは、故障判断装置14が、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)が正常に動作しているか否かを判定(判断)する判断値でもあり、ロールデータ記憶部14Cに更新可能に記憶される。
The vehicle
正常,異常の閾値でもある故障判断値は、例えば可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)の正常時に鉄道車両1の走行試験を繰返すことにより、ロールデータ算出部13から逐次出力されるロールデータをロールデータ記憶部14Cで蓄積し、これらの正常時のロールデータに基づいて決められる。故障判断値算出部14Dは、所定の走行条件(例えば、所定の走行位置と走行速度)においてロールデータ算出部13から出力されるロールデータが、前述した正常なロールデータの範囲内にあるか否かにより閾値としての故障判断値を算出する。このとき、車両位置検出部14Aからの信号と車両速度検出部14Bからの信号とにより、適切な評価区間と評価速度を予め決めておくのがよい。
The failure judgment value, which is also the threshold value of normal and abnormal, is sequentially output from the roll
具体的には、鉄道車両1が予め定められた評価区間を走行しているときに、鉄道車両1の走行速度が規定の評価速度の範囲内において、車体2のロールデータが正常時のロールデータの範囲内であるか否かを判定することにより、故障判断装置14は各可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)の作動が正常であるか、異常であるかを正しく判断することができる。故障判断値算出部14Dは、ロールデータ記憶部14Cに記憶されるロールデータと、車両位置検出部14Aおよび車両速度検出部14Bからの信号とを統合して関連付けして、このときのロールデータから正常範囲か否かの閾値としての故障判断値を算出する。
Specifically, when the
また、故障判断装置14による各可変ダンパ7の故障診断は、互いに連結された複数台の車体2のうち一の車体2と他の車体2とのロールデータを比較して行ってもよい。比較する際は、リアルタイムで比較した場合、曲線区間を走行中の車体2はロールデータが大きくなるが、曲線区間の入口側または出口側を走行中の車体2はロールデータが低く、誤検知する虞れがある。そこで、予め決められた軌道(レール5)上を走行する鉄道車両1の位置情報を基準に比較を行うのが好ましい。さらには、車体2毎に車体2の重量や乗車人員が異なるため、それらを考慮した異常判定の閾値とするのが好ましい。
Further, the failure diagnosis of each
前記ロールデータ出力装置は、車体2に設けられた車体挙動を検出する複数のセンサ(加速度センサ8)と、該加速度センサ8により導出された値から前記ロールデータを算出するロールデータ算出部13と、を含んで構成されている。しかし、ロールデータ出力装置はこれに限るものではなく、例えばジャイロセンサ等からロール検出器によりロールデータ出力装置を構成してもよい。また、車体挙動を検出する複数のセンサとして、例えば車高センサ等を用いてもよい。
The roll data output device includes a plurality of sensors (accelerometer 8) provided on the
図2に示すように、制御装置9は、その入力側が配線としての長尺なケーブル15A〜15D(全体としてケーブル15という)を介して加速度センサ8A〜8Dに接続されている。制御装置9の出力側は、ケーブル16A〜16D(全体としてケーブル16という)を介して可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)等に接続されている。
As shown in FIG. 2, the input side of the control device 9 is connected to the
第1の実施の形態による鉄道車両用振動制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。 The vibration control device for a railway vehicle according to the first embodiment has the above-described configuration, and its operation will be described next.
鉄道車両1がレール5に沿って図1、図2中の矢示A方向に走行しているときに、例えばロール(横揺れ)またはピッチ(前,後方向の揺れ)等の振動が発生すると、このときの上,下方向の振動を加速度センサ8A〜8Dによって検出する。即ち、加速度センサ8Aは車体2の前部左側(FL)の振動を検出し、加速度センサ8Bは車体2の前部右側(FR)の振動を検出する。加速度センサ8Cは車体2の後部左側(RL)の振動を検出し、加速度センサ8Dは車体2の後部右側(RR)の振動を検出する。
When the
制御装置9のダンパ制御装置11は、加速度センサ8A〜8Dで検出した信号をそれぞれ個別な加速度の検出信号として判別しつつ、鉄道車両1の振動を抑えるために、例えばFL,FR,RL,RR側の各可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)で発生すべき目標減衰力を演算する。そして、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dは、ダンパ制御装置11から個別に出力される制御信号に従って、それぞれの発生減衰力が目標減衰力に沿った特性となるように可変に制御される。
The
ところで、鉄道車両1においては、加速度センサ8A〜8D等の故障診断は知られているが、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)の故障診断、異常検知については、必ずしも有効な手段が提供されていない。そこで、第1の実施の形態では、例えば図3に示す制御装置9の故障判断装置14において各可変ダンパ7の故障診断を、図4に示す処理手順に沿って行うようにしている。
By the way, in the
図4の処理が開始されると、ステップ1ではロールデータ算出部13から出力されるロールデータを読込む。次のステップ2では、所定の走行条件における故障判断値(例えば、図3に示すロールデータ記憶部14Cに予め格納)と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。
When the process of FIG. 4 is started, in
ステップ2で「YES」と判定される間は、ロールデータが正常範囲内であり、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は正常に動作している。これにより、鉄道車両1のロール制御は安定していると判断できるので、ステップ1の処理に戻って、これ以降の処理を実行する。しかし、ステップ2で「NO」と判定したときには、ロールデータが正常範囲から外れて異常値となっている。
While the result of "YES" in
そこで、次のステップ3では、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)が動作異常であり、故障していると判断することができる。ステップ3で異常と判断した後は、例えば1台の車体2(即ち、制御装置9)毎に制振制御を中止し、フェールモードとしてもよい。また、1台の車体2のみ異常としたことにより、他の車両(車体2)との乗り心地に大きな差が発生するような場合は、互いに連結された鉄道車両1(複数の車体2)の制御を停止してもよい。この場合、鉄道車両1の各可変ダンパ7は故障と判断されることにより、通電電流が遮断されてミドル相当の減衰力特性に固定されるので、これによるミドル相当の制振作用を確保することができる。
Therefore, in the
また、この場合には、本制振システムにおいて可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのいずれか)が故障して異常が発生していることを、運転席(例えば、制御装置9から通信回線10)を経由して上位部の鉄道管理システムに通知してもよい。このように上位部に通知することにより、迅速に修理対応を行うことが可能となる。従って、本実施の形態によれば、可変ダンパ7の異常を適切に判定することができる。可変ダンパ7の異常検知後は、例えば可変ダンパ7の制御をオフとし、フェールモードに(即ち、可変ダンパ7をミドル相当の減衰力特性に固定)する等の適切な対応をとることができる。
Further, in this case, the driver's seat (for example, the control device 9) indicates that the variable damper 7 (any of the 1-axis to 4-
なお、ロールデータの異常判定に関しては、車両の走行区間及び走行速度、軌道の条件から適切な評価区間を抽出してもよい。本実施の形態では、例えばロールデータの故障判断値(閾値)を故障判断値算出部14Dで求めるため、評価区間を高速走行する大きな曲線区間とし、故障判断装置14は該当する曲線区間内でのみ故障診断、異常検知を行うようにする。このとき、走行区間及び、走行速度も併せた方がよい。鉄道車両1においては、基本的に走行場所と走行速度はおよそ定められており、走行区間と走行速度が規定値に入っている場合にのみ異常判定をした方が、より効果的な故障診断、異常検知を実現することができる。
Regarding the abnormality determination of the roll data, an appropriate evaluation section may be extracted from the traveling section, traveling speed, and track condition of the vehicle. In the present embodiment, for example, since the failure judgment value (threshold) of the roll data is obtained by the failure judgment
故障判断装置14は、例えば複数回の走行試験により評価区間、走行速度を定めておき、各異常を模擬した場合の走行データを解析し、これを故障判断値(閾値)として制御装置9のメモリ9A(ロールデータ記憶部14C)に更新可能に記憶させる。これにより、該当する異常が発生した場合、評価区間及び該当速度においては適切な閾値が設定されているため、誤検知なく異常検知(即ち、可変ダンパ7の故障診断)が可能となる。ここで、同じ評価区間内においても、走行速度が異なる場合は異常を検知しないようにする設定も可能である。1つの例として、走行条件が異なることは、運行遅延や車両の故障等、運行そのものが適切に行われていない場合もあり、異常検知よりも車両の運行を優先する必要があることもある。
The
ロールデータの異常判定(即ち、可変ダンパ7の故障診断)に関する別の態様として、一の車体2と他の車体2とのロールデータを比較してもよい。例えば、対象とする車体2の異常判定の閾値は、隣接する車体2間のロールデータを比較し、判定対象の車体2におけるロールデータが規定値以上に大きい場合、異常と判定する。但し、リアルタイム上で比較した場合、例えば曲線区間に入ったロール中の車体2と、曲線区間入口にいる他の車体2との間で比較してしまうとロールデータの差分が大きくなり異常と判定される可能性があるので、例えば車両位置データ等による走行位置を基準としてから比較するのが好ましい。
As another aspect regarding the abnormality determination of the roll data (that is, the failure diagnosis of the variable damper 7), the roll data of one
次に、図5は本発明の第2の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第2の実施の形態の特徴は、可変ダンパ7が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、その原因が誤配線、即ち可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)を制御装置9に接続する配線(例えば、ケーブル16A〜16D)の入れ違いによる誤配線であった否かを判別する構成としたことにある。
Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. However, the feature of the second embodiment is that when the
図5の処理が開始されると、前記第1の実施の形態による図4のステップ1と同様に、ステップ11ではロールデータを読込み、次のステップ12では、所定の走行条件における故障判断値(例えば、図3に示すロールデータ記憶部14Cに格納)と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ12で「YES」と判定される間は、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は正常に動作していると判断できるので、ステップ11の処理に戻って、これ以降の処理を実行する。
When the process of FIG. 5 is started, the roll data is read in
しかし、ステップ12で「NO」と判定したときには、ロールデータが正常範囲から外れて異常値となっているので、次のステップ13で「異常診断モード」に移行する。この「異常診断モード」においては、まず、可変ダンパ7の誤配線の有無を検査するため、同じ台車3の左,右(FL,FR)に配置された1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御を入れ替える(ステップ14)。これにより、制御装置9から1軸ダンパ7Aに出力していた減衰力指令または電流を2軸ダンパ7Bへと入れ替えて出力することができる。同じく、制御装置9から2軸ダンパ7Bに出力していた減衰力指令または電流を1軸ダンパ7Aへと入れ替えて出力することができる。
However, when it is determined as "NO" in
換言すると、制御装置9は、故障判断装置14により力発生機構(可変ダンパ7)が故障であると判断された際に、ステップ14において、前記力発生機構としての1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの制御入れ替えを、正常時(実際は故障時)とは逆向きに作動させる反転作動制御として行う構成としている。
In other words, when the
次のステップ15では、1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御を入れ替えた状態でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。次のステップ16では、所定の走行条件における故障判断値(ロールデータ記憶部14Cに予め格納)と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ16で「YES」と判定される間は、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は正常に動作している。
In the next step 15, the roll data in a state where the controls of the 1-axis and 2-
そこで、次のステップ17では、1軸,2軸ダンパ7A,7Bの配線(ケーブル16A,16B)が入れ替っていたと判断する。そして、次のステップ18においては、1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御を入れ替えた状態で保存する。これにより、これ以降の1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御は、ケーブル16A,16Bの誤配線を修復(修正)した状態で、車体2の制振制御を続けることができる。
Therefore, in the next step 17, it is determined that the wirings (
また、ステップ16で「NO」と判定するときには、ロールデータが正常範囲に戻らなかったと判定し、次のステップ19で1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御を元に戻す。これにより、制御装置9から1軸ダンパ7Aに出力していた減衰力指令または電流を通常のときのように出力し、制御する。同じく、制御装置9から2軸ダンパ7Bに出力していた減衰力指令または電流を通常のときのように出力し、制御する。そして、次のステップ20では、同じ台車3の左,右(RL,RR)に配置された3軸,4軸ダンパ7C,7Dの制御を入れ替える。これにより、制御装置9から3軸ダンパ7Cに出力していた減衰力指令または電流を4軸ダンパ7Dへと入れ替えて出力することができる。同じく、制御装置9から4軸ダンパ7Dに出力していた減衰力指令または電流を3軸ダンパ7Cへと入れ替えて出力することができる。なお、3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの間で誤配線がないと判断された場合は、3軸,4軸ダンパ7C,7D間の制御の入れ替えを元に戻すようにするのがよい。
Further, when it is determined as "NO" in step 16, it is determined that the roll data has not returned to the normal range, and in the next step 19, the control of the 1-axis and 2-
換言すると、制御装置9は、故障判断装置14により力発生機構(可変ダンパ7)が故障であると判断された際に、ステップ20において、前記力発生機構としての3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの制御入れ替えを、正常時(実際は故障時)とは逆向きに作動させる反転作動制御として行う構成としている。
In other words, when the
次のステップ21では、3軸,4軸ダンパ7C,7Dの制御を入れ替えた状態でのロールデータを、ロールデータ算出部13から読込む。次のステップ22では、所定の走行条件における故障判断値(ロールデータ記憶部14Cに予め格納)と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ22で「YES」と判定される間は、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は正常に動作している。
In the next step 21, the roll data in a state where the controls of the 3-axis and 4-
そこで、次のステップ23では、3軸,4軸ダンパ7C,7Dの配線(ケーブル16C,16D)が入れ替っていたと判断する。そして、次のステップ24では、3軸,4軸ダンパ7C,7Dの制御を入れ替えた状態で保存する。これにより、これ以降の3軸,4軸ダンパ7C,7Dの制御は、ケーブル16C,16Dの誤配線を修復(修正)した状態で、車体2の制振制御を続けることができる。
Therefore, in the next step 23, it is determined that the wirings (
次のステップ25では、1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの間または3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの間で「配線の入れ替わり」は発生していたか否かを判定する。ステップ25で「YES」と判定したときには、1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの間または3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの間で制御を入れ替えているので、本来あるべき状態に戻ったと判断して次のステップ26で「通常制御モード」に移行し、ステップ11以降の処理を続ける。
In the next step 25, it is determined whether or not "wiring replacement" has occurred between the 1-
一方、ステップ25で「NO」と判定するときには、次のステップ27で可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)が動作異常であり、故障していると判断する。即ち、可変ダンパ7の動作異常の原因が誤配線、即ち可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)を制御装置9に接続する配線(例えば、ケーブル16A〜16D)の入れ違いによる誤配線ではないと判断し、例えば1台の車体2(即ち、制御装置9)毎に制振制御を中止し、フェールモードとする。この場合、鉄道車両1の各可変ダンパ7は故障と判断されることにより、通電電流が遮断されてミドル相当の減衰力特性に固定し、これによる制振作用を確保することができる。
On the other hand, when it is determined as "NO" in step 25, it is determined that the variable dampers 7 (1-axis to 4-
かくして、このように構成される第2の実施の形態によれば、1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの間、または3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの間での誤配線を検知し、配線の入れ替わりがあった場合は、1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの間、または3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの間で制御を入れ替えている。これにより、各可変ダンパ7の誤配線を検出でき、異常検知時は制御的に出力を正しい軸に変えることで、鉄道車両1における適切な乗り心地を確保することができる。
Thus, according to the second embodiment configured as described above, erroneous wiring between the 1-
従って、第2の実施の形態によれば、各可変ダンパ7間の誤配線検知が可能となる。そして、誤配線と検知(判断)した場合には、左,右ダンパの制御入れ替えを、正常時(実際は故障時)とは逆向きに作動させる反転作動制御として行ったり、制御的に誤配線を修正したりすることにより、車体2の制振制御を続けることができ、鉄道車両1の運行を安全に信頼性を高めて維持することができる。
Therefore, according to the second embodiment, it is possible to detect erroneous wiring between the
なお、前記第2の実施の形態では、図5に示す処理手順に従って、先に1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの誤配線の有無を判定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、先に3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの誤配線の有無を判定し、その後に1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの誤配線の有無を判定する構成としてもよい。
In the second embodiment, a case where it is first determined whether or not there is erroneous wiring between the 1-
次に、図6および図7は本発明の第3の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第3の実施の形態の特徴は、可変ダンパ7が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのうちいずれの可変ダンパ7がダンパ異常であるかを故障診断して特定する構成としたことにある。
Next, FIGS. 6 and 7 show a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. However, a feature of the third embodiment is that when the
図6の処理が開始されると、前記第1の実施の形態による図4のステップ1と同様に、ステップ31ではロールデータを読込み、次のステップ32では、所定の走行条件における故障判断値(例えば、図3に示すロールデータ記憶部14Cに格納)と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ32で「YES」と判定される間は、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は正常に動作していると判断できるので、ステップ31の処理に戻って、これ以降の処理を実行する。
When the process of FIG. 6 is started, the roll data is read in step 31 as in
しかし、ステップ32で「NO」と判定したときには、ロールデータが正常範囲から外れて異常値となっているので、次のステップ33で「異常診断モード」に移行する。この「異常診断モード」においては、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのうちいずれの可変ダンパ7がダンパ異常であるかを特定する。このために、まずはステップ34において、制御装置9のダンパ制御装置11から可変ダンパ7の全軸(1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dの全て)に対して、ミドル(中間)特性に固定する減衰力指令(即ち、電流値零)を出力する。
However, when it is determined as "NO" in step 32, the roll data is out of the normal range and becomes an abnormal value, so that the mode shifts to the "abnormal diagnosis mode" in the next step 33. In this "abnormality diagnosis mode", it is specified which of the 1-axis to 4-
これにより、1車両の全ての可変ダンパ7は制御装置9からの通電電流が遮断され、ミドル相当の減衰力特性に固定される。この場合、ミドル相当の減衰力指令は、例えば1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのソレノイドに供給する電流値をある規定の中間値になるように固定してもよい。ここで、ミドルの減衰力指令とする区間は、予め決められた特定の評価区間内およびその前,後に限ってもよい。
As a result, all the
次のステップ35では、この状態でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。次のステップ36では、この状態でのロールデータを一時的な「記憶値」として、故障判断装置14のロールデータ記憶部14Cにおいて記憶させる。
In the next step 35, the roll data in this state is read from the roll
次のステップ37では、例えば1軸ダンパ7Aを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定するように、制御装置9のダンパ制御装置11から1軸ダンパ7Aに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ7(2軸〜4軸ダンパ7B〜7D)は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ38では、ステップ37の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13(ロールデータ出力装置)から読込む。
In the next step 37, for example, the
次のステップ39では、ステップ38で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ39で「YES」と判定したときには、全軸ミドル固定(ステップ34〜36参照)の「記憶値」と同等であり、1軸ダンパ7Aは、制御装置9からの減衰力指令通りにソフト相当の減衰力特性に調整されていない。このため、次のステップ40では、1軸ダンパ7Aが故障していると診断する。
In the next step 39, it is determined whether or not the roll data read in step 38 has a roll value equivalent to the temporary “stored value” described above. When "YES" is determined in step 39, it is equivalent to the "stored value" of all-axis middle fixed (see steps 34 to 36), and the 1-
一方、ステップ39で「NO」と判定するときには、次のステップ41において、例えば2軸ダンパ7Bを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定すべく、制御装置9のダンパ制御装置11から2軸ダンパ7Bに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ7(1軸,3軸,4軸ダンパ7A,7C,7D)は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ42では、ステップ41の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。
On the other hand, when it is determined as "NO" in step 39, in the next step 41, for example, in order to temporarily fix the 2-
次のステップ43では、ステップ42で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ43で「YES」と判定したときには、全軸ミドル固定(ステップ34〜36参照)の「記憶値」と同等であり、2軸ダンパ7Bは、制御装置9からの減衰力指令通りにソフト相当の減衰力特性に調整されていない。このため、次のステップ44では、2軸ダンパ7Bが故障していると診断する。
In the next step 43, it is determined whether or not the roll data read in step 42 has a roll value equivalent to the temporary “stored value” described above. When "YES" is determined in step 43, it is equivalent to the "memory value" of all-axis middle fixed (see steps 34 to 36), and the 2-
ステップ43で「NO」と判定するときには、図7に示す次のステップ45において、例えば3軸ダンパ7Cを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定するように、制御装置9のダンパ制御装置11から3軸ダンパ7Cに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ7(1軸,2軸,4軸ダンパ7A,7B,7D)は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ46では、ステップ45の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。
When a determination of "NO" is made in step 43, in the next step 45 shown in FIG. 7, for example, the
次のステップ47では、ステップ46で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ47で「YES」と判定したときには、全軸ミドル固定(ステップ34〜36参照)の「記憶値」と同等であり、3軸ダンパ7Cは、制御装置9からの減衰力指令通りにソフト相当の減衰力特性に調整されていない。このため、次のステップ48では、3軸ダンパ7Cが故障していると診断する。
In the next step 47, it is determined whether or not the roll data read in step 46 has a roll value equivalent to the temporary “stored value” described above. When "YES" is determined in step 47, it is equivalent to the "memory value" of all-axis middle fixed (see steps 34 to 36), and the 3-
一方、ステップ47で「NO」と判定するときには、次のステップ49において、例えば4軸ダンパ7Dを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定すべく、制御装置9のダンパ制御装置11から4軸ダンパ7Dに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ7(1軸〜3軸ダンパ7A〜7C)は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ50では、ステップ49の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。
On the other hand, when it is determined as "NO" in step 47, in the next step 49, for example, in order to temporarily fix the 4-
次のステップ51では、ステップ50で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ51で「YES」と判定したときには、全軸ミドル固定(ステップ34〜36参照)の「記憶値」と同等であり、4軸ダンパ7Dは、制御装置9からの減衰力指令通りにソフト相当の減衰力特性に調整されていない。このため、次のステップ52では、4軸ダンパ7Dが故障していると診断する。
In the next step 51, it is determined whether or not the roll data read in step 50 has a roll value equivalent to the temporary “stored value” described above. When "YES" is determined in step 51, it is equivalent to the "stored value" of all-axis middle fixed (see steps 34 to 36), and the 4-
一方、ステップ51で「NO」と判定したときは、次のステップ53に移り、ステップ33以降の「異常診断モード」において、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのうち故障している軸はあったか否かを判定する。ステップ53で「YES」と判定するときには、次のステップ54で可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)のうち少なくとも1つは動作異常であり、故障していると判断し、故障が特定されたダンパの取外し、交換を早期に行うように報知する。一方、ステップ53で「NO」と判定したときには、故障している異常軸は特定されていないので、次のステップ55で「通常制御モード」に移行し、ステップ31以降の処理を続ける。
On the other hand, when it is determined as "NO" in step 51, the process proceeds to the next step 53, and in the "abnormality diagnosis mode" after step 33, is there any of the 1-axis to 4-
かくして、このように構成される第3の実施の形態によれば、可変ダンパ7が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのうちいずれの可変ダンパ7がダンパ異常であるかを故障診断して特定することができる。このため、これまでは異常軸特定のためにダンパを取外し、減衰力特性の確認等といった異常軸の特定作業を簡略化することができ、異常発生時は速やかなダンパ交換が可能となる。
Thus, according to the third embodiment configured as described above, when the
次に、図8ないし図10は本発明の第4の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第4の実施の形態の特徴は、可変ダンパ7が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、まず、左,右のダンパの誤配線異常がないかを確認し、異常が確認されなかった場合は、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのうちいずれの可変ダンパ7がダンパ異常であるかを特定する構成としたことにある。
Next, FIGS. 8 to 10 show a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. However, the feature of the fourth embodiment is that when the
図8の処理が開始されると、前記第1の実施の形態による図4のステップ1と同様に、ステップ61ではロールデータを読込み、次のステップ62では、所定の走行条件における故障判断値(例えば、図3に示すロールデータ記憶部14Cに格納)と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ62で「YES」と判定される間は、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は正常に動作していると判断できるので、ステップ61の処理に戻って、これ以降の処理を実行する。
When the process of FIG. 8 is started, the roll data is read in step 61 in the same manner as in
しかし、ステップ62で「NO」と判定したときには、次のステップ63で「異常診断モード」に移行する。この「異常診断モード」においては、まずステップ64で、可変ダンパ7の誤配線の有無を検査するため、同じ台車3の左,右(FL,FR)に配置された1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御を入れ替える。これにより、制御装置9から1軸ダンパ7Aに出力していた減衰力指令または電流を2軸ダンパ7Bへと入れ替えて出力することができる。同じく、制御装置9から2軸ダンパ7Bに出力していた減衰力指令または電流を1軸ダンパ7Aへと入れ替えて出力することができる。
However, when it is determined as "NO" in step 62, the mode shifts to the "abnormality diagnosis mode" in the next step 63. In this "abnormality diagnosis mode", first, in step 64, the 1-axis and 2-
換言すると、制御装置9は、故障判断装置14により力発生機構(可変ダンパ7)が故障であると判断された際に、ステップ64において、前記力発生機構としての1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの制御入れ替えを、正常時(実際は故障時)とは逆向きに作動させる反転作動制御として行う構成としている。
In other words, when the
次のステップ65では、1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御を入れ替えた状態でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。次のステップ66では、所定の走行条件における故障判断値(ロールデータ記憶部14Cに予め格納)と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ66で「YES」と判定される間は、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は正常に動作している。
In the next step 65, the roll data in a state where the controls of the 1-axis and 2-
そこで、次のステップ67では、1軸,2軸ダンパ7A,7Bの配線(ケーブル16A,16B)が入れ替っていたと判断する。そして、次のステップ68においては、1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御を入れ替えた状態で保存する。これにより、これ以降の1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御は、ケーブル16A,16Bの誤配線を修復(修正)した状態で、車体2の制振制御を続けることができる。
Therefore, in the next step 67, it is determined that the wirings (
また、ステップ66で「NO」と判定するときには、ロールデータが正常範囲に戻らなかったと判定し、次のステップ69で1軸,2軸ダンパ7A,7Bの制御を元に戻す。そして、次のステップ70では、同じ台車3の左,右(RL,RR)に配置された3軸,4軸ダンパ7C,7Dの制御を入れ替える。これにより、制御装置9から3軸ダンパ7Cに出力していた減衰力指令または電流を4軸ダンパ7Dへと入れ替えて出力することができる。同じく、制御装置9から4軸ダンパ7Dに出力していた減衰力指令または電流を3軸ダンパ7Cへと入れ替えて出力することができる。
Further, when it is determined as "NO" in step 66, it is determined that the roll data has not returned to the normal range, and in the next step 69, the control of the 1-axis and 2-
換言すると、制御装置9は、故障判断装置14により力発生機構(可変ダンパ7)が故障であると判断された際に、ステップ70において、前記力発生機構としての3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの制御入れ替えを、正常時(実際は故障時)とは逆向きに作動させる反転作動制御として行う構成としている。
In other words, when the
次のステップ71では、3軸,4軸ダンパ7C,7Dの制御を入れ替えた状態でのロールデータを、ロールデータ算出部13から読込む。次のステップ72では、所定の走行条件における故障判断値(ロールデータ記憶部14Cに予め格納)と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ72で「YES」と判定される間は、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)は正常に動作している。
In the next step 71, the roll data in a state where the controls of the 3-axis and 4-
そこで、次のステップ73では、3軸,4軸ダンパ7C,7Dの配線(ケーブル16C,16D)が入れ替っていたと判断する。そして、次のステップ74では、3軸,4軸ダンパ7C,7Dの制御を入れ替えた状態で保存する。これにより、これ以降の3軸,4軸ダンパ7C,7Dの制御は、ケーブル16C,16Dの誤配線を修復(修正)した状態で、車体2の制振制御を続けることができる。
Therefore, in the next step 73, it is determined that the wirings (
次のステップ75では、1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの間または3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの間で「配線の入れ替わり」は発生していたか否かを判定する。ステップ75で「YES」と判定したときには、1軸ダンパ7Aと2軸ダンパ7Bとの間または3軸ダンパ7Cと4軸ダンパ7Dとの間で制御を入れ替えているので、本来あるべき状態に戻ったと判断し、次のステップ76で「通常制御モード」に移行し、ステップ61以降の処理を続ける。
In the next step 75, it is determined whether or not "wiring replacement" has occurred between the 1-
一方、ステップ75で「NO」と判定するときには、可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)が動作異常であり、故障していると判断される。この上で、図9に示すステップ77に移って、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのうちいずれの可変ダンパ7がダンパ異常であるかを特定する。即ち、まず、ステップ77において、制御装置9のダンパ制御装置11から可変ダンパ7の全軸(1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dの全て)に対して、ミドル(中間)特性に固定する減衰力指令(即ち、電流値零)を出力する。
On the other hand, when it is determined as "NO" in step 75, it is determined that the variable dampers 7 (1-axis to 4-
これにより、1車両の全ての可変ダンパ7は制御装置9からの通電電流が遮断され、ミドル相当の減衰力特性に固定される。この場合、ミドル相当の減衰力指令は、例えば1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのソレノイドに供給する電流値をある規定の中間値に固定してもよい。ここで、ミドルの減衰力指令とする区間は、予め決められた特定の評価区間内およびその前,後に限ってもよい。
As a result, all the
次のステップ78では、この状態でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。次のステップ79では、この状態でのロールデータを一時的な「記憶値」として、故障判断装置14のロールデータ記憶部14Cにおいて記憶させる。
In the next step 78, the roll data in this state is read from the roll
次のステップ80では、例えば1軸ダンパ7Aを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定するように、制御装置9のダンパ制御装置11から1軸ダンパ7Aに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ7(2軸〜4軸ダンパ7B〜7D)は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ81では、ステップ80の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。
In the next step 80, for example, the
次のステップ82では、ステップ81で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ82で「YES」と判定したときには、全軸ミドル固定(ステップ77〜79参照)の「記憶値」と同等であり、1軸ダンパ7Aは、ソフト相当の減衰力特性に調整されてはいない。このため、次のステップ83では、1軸ダンパ7Aが故障していると診断する。
In the next step 82, it is determined whether or not the roll data read in step 81 has a roll value equivalent to the temporary “stored value” described above. When "YES" is determined in step 82, it is equivalent to the "memory value" of all-axis middle fixed (see steps 77 to 79), and the 1-
一方、ステップ82で「NO」と判定するときには、次のステップ84において、例えば2軸ダンパ7Bを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定すべく、制御装置9のダンパ制御装置11から2軸ダンパ7Bに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ7(1軸,3軸,4軸ダンパ7A,7C,7D)は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ85では、ステップ84の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。
On the other hand, when it is determined as "NO" in step 82, in the next step 84, for example, in order to temporarily fix the 2-
次のステップ86では、ステップ85で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ86で「YES」と判定したときには、全軸ミドル固定(ステップ77〜79参照)の「記憶値」と同等であり、2軸ダンパ7Bは、ソフト相当の減衰力特性に調整されてはいない。このため、次のステップ87では、2軸ダンパ7Bが故障していると診断する。
In the next step 86, it is determined whether or not the roll data read in step 85 has a roll value equivalent to the temporary “stored value” described above. When "YES" is determined in step 86, it is equivalent to the "memory value" of all-axis middle fixed (see steps 77 to 79), and the 2-
ステップ86で「NO」と判定するときには、図10に示す次のステップ88において、例えば3軸ダンパ7Cを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定するように、制御装置9のダンパ制御装置11から3軸ダンパ7Cに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ7(1軸,2軸,4軸ダンパ7A,7B,7D)は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ89では、ロールデータ算出部13からステップ88の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内において読込む。
When a determination of "NO" is made in step 86, in the next step 88 shown in FIG. 10, for example, the
次のステップ90では、ステップ89で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ90で「YES」と判定したときには、全軸ミドル固定(ステップ77〜79参照)の「記憶値」と同等であり、3軸ダンパ7Cは、ソフト相当の減衰力特性に調整されてはいない。このため、次のステップ91では、3軸ダンパ7Cが故障していると診断する。
In the next step 90, it is determined whether or not the roll data read in step 89 has a roll value equivalent to the temporary “stored value” described above. When "YES" is determined in step 90, it is equivalent to the "memory value" of all-axis middle fixed (see steps 77 to 79), and the 3-
一方、ステップ90で「NO」と判定するときには、次のステップ92において、例えば4軸ダンパ7Dを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定すべく、制御装置9のダンパ制御装置11から4軸ダンパ7Dに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ7(1軸〜3軸ダンパ7A〜7C)は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ93では、ステップ92の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間(車両の走行区間)内においてロールデータ算出部13から読込む。
On the other hand, when it is determined as "NO" in step 90, in the next step 92, for example, in order to temporarily fix the 4-
次のステップ94では、ステップ93で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ94で「YES」と判定したときには、全軸ミドル固定(ステップ77〜79参照)の「記憶値」と同等であり、4軸ダンパ7Dは、ソフト相当の減衰力特性に調整されてはいない。このため、次のステップ95では、4軸ダンパ7Dが故障していると診断する。
In the next step 94, it is determined whether or not the roll data read in step 93 has a roll value equivalent to the temporary “stored value” described above. When "YES" is determined in step 94, it is equivalent to the "memory value" of all-axis middle fixed (see steps 77 to 79), and the 4-
ステップ94で「NO」と判定したときには、次のステップ96で、ステップ33以降の「異常診断モード」において、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのうち故障している軸はあったか否かを判定する。ステップ96で「YES」と判定するときには、次のステップ97で可変ダンパ7(1軸〜4軸ダンパ7A〜7D)のうち少なくとも1つは動作異常であり、故障していると判断し、故障が特定されたダンパの取外し、交換を早期に行うように報知する。一方、ステップ96で「NO」と判定したときには、故障している異常軸は特定されていないので、次のステップ98で「通常制御モード」に移行し、ステップ61以降の処理を再び続けるようにする。
When it is determined as "NO" in step 94, it is determined in the next step 96 whether or not any of the 1-axis to 4-
かくして、このように構成される第4の実施の形態によれば、可変ダンパ7が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、まず、左,右のダンパの誤配線異常がないかを確認し、異常が確認されなかった場合は、1軸〜4軸ダンパ7A〜7Dのうちいずれの可変ダンパ7がダンパ異常であるかを故障診断して特定することができる。このため、左,右のダンパの誤配線異常、異常軸の特定を網羅的に行うことができ、異常発生時は速やかなダンパ交換が可能となる。
Thus, according to the fourth embodiment configured in this way, when the
なお、前記第1の実施の形態では、車体2と各台車3との間に設けられた減衰力調整式の油圧緩衝器からなる可変ダンパ7によって、力発生機構を構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば電磁式のリニアアクチュエータ、電磁ダンパまたはエアサスペンション等により、台車と車体との間に設けられ上下方向に調整可能な力を発生する力発生機構を構成してもよい。この点は、第2〜第4の実施の形態においても同様である。
In the first embodiment, a case where the force generation mechanism is configured by a
以上説明した実施形態に基づく鉄道車両用振動制御装置として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。第1の態様としては、車輪が装着された台車と車体との間に設けられ、上下方向に調整可能な力を発生する力発生機構と、該力発生機構の発生力を制御する制御部と、前記力発生機構の異常を検出し推定する異常検出推定部と、を備える鉄道車両用振動制御装置であって、前記異常検出推定部は、前記車体のロールによって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置と、前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータと、所定の走行条件における故障判断値とを比較して前記力発生機構が故障であるか否かを判断する故障判断装置と、を備えることを特徴としている。これにより、力発生機構の故障を判断することができる。 As the vibration control device for a railway vehicle based on the embodiment described above, for example, the one described below can be considered. As a first aspect, a force generating mechanism provided between a carriage on which wheels are mounted and a vehicle body and generating a force that can be adjusted in the vertical direction, and a control unit that controls the generated force of the force generating mechanism. A vibration control device for railway vehicles including an abnormality detection and estimation unit that detects and estimates an abnormality of the force generation mechanism, and the abnormality detection and estimation unit is a roll that outputs roll data that changes depending on the roll of the vehicle body. A failure determination device that determines whether or not the force generating mechanism is a failure by comparing the data output device, the roll data output from the roll data output device, and a failure determination value under a predetermined running condition. It is characterized by having. Thereby, it is possible to determine the failure of the force generating mechanism.
鉄道車両用振動制御装置の第2の態様としては、前記第1の態様において、前記ロールデータ出力装置は、前記車体に一または複数設けられた車体挙動を検出するセンサと、該センサにより導出された値から前記ロールデータを算出するロールデータ算出部と、を有することを特徴としている。これにより、より効果的な故障診断、異常検知を実現することができる。第3の態様としては、前記第1または第2の態様において、前記故障判断装置は、車両の走行位置を検出する車両位置検出部と、車両の走行速度を検出する車両速度検出部と、前記所定の走行条件において前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータを記憶するロールデータ記憶部と、前記走行位置と前記走行速度と前記ロールデータとから、前記故障判断値を算出する故障判断値算出部と、を有することを特徴としている。これにより、誤検知なく力発生機構の異常検知が可能となる。 As a second aspect of the vibration control device for a railroad vehicle, in the first aspect, the roll data output device is derived by a sensor for detecting one or a plurality of vehicle body behaviors provided on the vehicle body and the sensor. It is characterized by having a roll data calculation unit for calculating the roll data from the above values. As a result, more effective failure diagnosis and abnormality detection can be realized. As a third aspect, in the first or second aspect, the failure determination device includes a vehicle position detection unit that detects the traveling position of the vehicle, a vehicle speed detecting unit that detects the traveling speed of the vehicle, and the above. A failure judgment value that calculates the failure judgment value from the roll data storage unit that stores the roll data output from the roll data output device under predetermined running conditions, the running position, the running speed, and the roll data. It is characterized by having a calculation unit. This makes it possible to detect an abnormality in the force generating mechanism without erroneous detection.
第4の態様としては、前記第3の態様において、前記異常検出推定部は、前記車体に連接された一または複数の他の車体にそれぞれ設けられ、前記故障判断値算出部は、前記他の車体の前記ロールデータから前記故障判断値を算出することを特徴としている。これにより、より誤検知なく力発生機構の異常検知が可能となる。第5の態様としては、前記第1ないし第4の態様の何れかにおいて、前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構の制御をオフとすることを特徴としている。これにより、鉄道車両の運行を安全に信頼性を高めて維持することができる。
第6の態様としては、前記第1ないし第4の態様の何れかにおいて、前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構に正常時とは逆向きに作動させる反転作動制御とすることを特徴としている。この場合には、故障原因がダンパ誤配線とするならば、制御を入れ替えて反転作動制御とすることにより、異常に伴う乗り心地の悪化を最小限に抑えることができる。As a fourth aspect, in the third aspect, the abnormality detection estimation unit is provided on one or a plurality of other vehicle bodies connected to the vehicle body, and the failure determination value calculation unit is the other vehicle body. It is characterized in that the failure determination value is calculated from the roll data of the vehicle body. This makes it possible to detect an abnormality in the force generation mechanism without false detection. As a fifth aspect, in any of the first to fourth aspects, when the failure determining device determines that the force generating mechanism is out of order, the control unit uses the force generating mechanism of the force generating mechanism. It is characterized by turning off the control. As a result, the operation of the railway vehicle can be maintained safely and with high reliability.
As a sixth aspect, in any of the first to fourth aspects, when the failure determining device determines that the force generating mechanism is out of order, the control unit sends the force generating mechanism to the force generating mechanism. It is characterized by reverse operation control that operates in the opposite direction to the normal state. In this case, if the cause of the failure is incorrect wiring of the damper, the deterioration of the riding comfort due to the abnormality can be minimized by switching the control to the reverse operation control.
第7の態様としては、前記第1ないし第4の態様の何れかにおいて、前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構の発生力をミドル制御とすることを特徴としている。これにより、ダンパ故障発生時に、事前に異常軸を特定することができ、異常軸特定からダンパ交換までの合計時間を短縮することができる。 As a seventh aspect, in any of the first to fourth aspects, when the failure determining device determines that the force generating mechanism is out of order, the control unit uses the force generating mechanism of the force generating mechanism. It is characterized by controlling the generated force in the middle. As a result, when a damper failure occurs, the abnormal axis can be identified in advance, and the total time from the identification of the abnormal axis to the replacement of the damper can be shortened.
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.
本願は、2017年9月27日付出願の日本国特許出願第2017−186283号に基づく優先権を主張する。2017年9月27日付出願の日本国特許出願第2017−186283号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。 The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-186283 filed on September 27, 2017. The entire disclosure, including the specification, claims, drawings, and abstract of Japanese Patent Application No. 2017-186283 filed on September 27, 2017, is incorporated herein by reference in its entirety.
1 鉄道車両 2 車体 3 台車 4 車輪 5 レール 6 懸架ばね 7 減衰力可変ダンパ(力発生機構) 7A 1軸ダンパ 7B 2軸ダンパ 7C 3軸ダンパ 7D 4軸ダンパ 8A,8B,8C,8D 加速度センサ(車体挙動を検出するセンサ) 9 制御装置(制御回路) 11 ダンパ制御装置(制御部) 12 異常検出推定部 13 ロールデータ算出部(ロールデータ出力装置) 14 故障判断装置 14A 車両位置検出部 14B 車両速度検出部 14C ロールデータ記憶部 14D 故障判断値算出部
1
Claims (3)
該力発生機構の発生力を制御する制御装置と、
前記力発生機構の異常を検出し推定する異常検出推定部と、
を備え、
前記異常検出推定部は、前記車体のロールによって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置と、
前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータと所定の走行条件における故障判断値とを比較して複数ある前記力発生機構の中から特定の力発生機構が故障であるか否かを判断する故障判断装置と、
を備える鉄道車両用振動制御装置。 A plurality of force generation mechanisms installed between the bogie on which the wheels are mounted and the vehicle body to generate a force that can be adjusted in the vertical direction, and
A control device that controls the generated force of the force generating mechanism, and
An abnormality detection and estimation unit that detects and estimates an abnormality in the force generation mechanism,
With
The abnormality detection and estimation unit includes a roll data output device that outputs roll data that changes depending on the roll of the vehicle body, and a roll data output device.
The roll data output from the roll data output device is compared with a failure determination value under a predetermined running condition to determine whether or not a specific force generation mechanism is a failure from among a plurality of the force generation mechanisms. Failure judgment device and
Vibration control device for railway vehicles equipped with.
前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータと所定の走行条件における故障判断値とを比較して予め定めた前記ロールデータが正常範囲から外れた際に、前記制御装置は複数の前記力発生機構への制御を入れ替え動作させる反転作動制御と、
前記反転作動制御により誤配線であるか否かを判断する異常診断モードと、
を備える鉄道車両用振動制御装置。 The vibration control device for a railway vehicle according to claim 1.
When the roll data output from the roll data output device is compared with a failure determination value under a predetermined running condition and the predetermined roll data deviates from the normal range, the control device generates a plurality of the forces. Inversion operation control that switches the control to the mechanism and operates
An abnormality diagnosis mode for determining whether or not wiring is incorrect by the reverse operation control, and
Vibration control device for railway vehicles equipped with.
前記異常診断モードにより誤配線であると判断された際に、反転作動制御の状態を保存し、前記制御装置にて誤配線を修正する鉄道車両用振動制御装置。 The vibration control device for a railway vehicle according to claim 2.
A vibration control device for a railway vehicle that saves the state of reverse operation control and corrects the wrong wiring with the control device when it is determined by the abnormality diagnosis mode that the wiring is incorrect.
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