JP6999076B2 - Railroad vehicle body control device - Google Patents

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本発明は、台車に対して車体の高さを調整可能な車高調整装置を備えた鉄道車両の地震による脱線を防止する車体制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle body control device for preventing derailment due to an earthquake of a railway vehicle provided with a vehicle height adjusting device capable of adjusting the height of the vehicle body with respect to a bogie.

鉄道車両には、図4に示すように、台車に対して車体が左右方向に過剰に変位するのを規制する左右動ストッパが設けられると共に、台車に対する車体の異常上昇を規制する上下動ストッパSTが設けられる。非特許文献1及び2によると、鉄道車両の走行中に地震が発生すると、図5(A)に示すように、地震の高周波(1.4~3.0Hz)の振動成分により台車が左右方向に振動し、左右動ストッパにて衝突が発生することで、輪軸とレールとの間に大きな横圧が発生し、脱線係数が増加する。また、図5(B)に示すように、地震の低周波(0.3~0.8Hz)の振動成分により車体がロール方向に大きく振動し、車体側の上下動ストッパSTと台車枠との間のギャップが縮まって上下動ストッパが台車枠に干渉することで台車がロール方向に持ち上げられて輪重抜けが生じ、脱線の可能性が高まることが示されている。さらに上下動ストッパまでのギャップを拡げることで脱線の可能性を低減できることが示されている。 As shown in FIG. 4, the railroad vehicle is provided with a left-right movement stopper that regulates excessive displacement of the vehicle body in the left-right direction with respect to the bogie, and a vertical movement stopper ST that regulates an abnormal rise of the vehicle body with respect to the bogie. Is provided. According to Non-Patent Documents 1 and 2, when an earthquake occurs while a railroad vehicle is running, as shown in FIG. 5A, the trolley moves in the left-right direction due to the high-frequency (1.4 to 3.0 Hz) vibration component of the earthquake. When the left and right movement stoppers vibrate and a collision occurs, a large lateral pressure is generated between the wheelset and the rail, and the derailment coefficient increases. Further, as shown in FIG. 5B, the vehicle body vibrates greatly in the roll direction due to the vibration component of the low frequency (0.3 to 0.8 Hz) of the earthquake, and the vertical movement stopper ST on the vehicle body side and the bogie frame It has been shown that the gap between them shrinks and the vertical movement stopper interferes with the bogie frame, causing the bogie to be lifted in the roll direction, causing wheel load loss and increasing the possibility of derailment. Furthermore, it has been shown that the possibility of derailment can be reduced by widening the gap to the vertical movement stopper.

特許文献1には、鉄道車両の脱線・転覆を防止する手段として、電磁石を利用して車輪がレールから離れないように制御する構成が開示されている。 Patent Document 1 discloses a configuration in which an electromagnet is used to control wheels so as not to separate from the rail as a means for preventing derailment and overturning of a railway vehicle.

特開2012-201179号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-201179

鉄道総研報告Vol.21,No.12(2007年)「台車改良による地震時走行安全性の向上に関する解析」Railway Technical Research Institute Report Vol.21, No.12 (2007) "Analysis on Improvement of Driving Safety during Earthquakes by Improving Bogies" 第27回鉄道総研講演会(2014年)「脱線しにくい車両技術」27th Railway Technical Research Institute Lecture (2014) "Vehicle technology that is difficult to derail"

しかし、特許文献1の構成では、電磁石等の特別な装置を設ける必要があり、重量増やコスト増を招く。 However, in the configuration of Patent Document 1, it is necessary to provide a special device such as an electromagnet, which causes an increase in weight and cost.

そこで本発明は、追加のコスト増や重量増を抑制しつつ地震による脱線の可能性を低減することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the possibility of derailment due to an earthquake while suppressing an additional cost increase and weight increase.

本発明の一態様に係る鉄道車両の車体制御装置は、台車に対して車体高さを調整可能な車高調整装置を備えた鉄道車両の地震による脱線を防止する車体制御装置であって、地震発生情報が検知されると、前記車体の重心位置の高さを下げるように前記車高調整装置を制御する脱線防止制御を実行する車体重心位置制御部と、を備える。 The vehicle body control device for a railway vehicle according to one aspect of the present invention is a vehicle body control device for preventing derailment due to an earthquake of a railway vehicle provided with a vehicle height adjusting device capable of adjusting the vehicle body height with respect to the trolley. When the generation information is detected, the vehicle weight center position control unit that executes derailment prevention control that controls the vehicle height adjusting device so as to lower the height of the center of gravity position of the vehicle body is provided.

前記構成によれば、地震発生時には車体の重心位置の高さが下げられることで、台車に対する車体の異常上昇を規制する上下動ストッパのギャップが拡がるため、地震の低周波振動成分により車体がロール方向に大きく振動しても、車体側の上下動ストッパが台車枠に干渉し難くなり、ストッパ干渉による輪重抜けの発生が抑制される。よって、車高調整装置を備えた鉄道車両において、追加のコスト増や重量増を抑制しつつ地震による脱線の可能性を低減できる。 According to the above configuration, when an earthquake occurs, the height of the center of gravity of the vehicle body is lowered, so that the gap of the vertical movement stopper that regulates the abnormal rise of the vehicle body with respect to the trolley is widened, so that the vehicle body rolls due to the low frequency vibration component of the earthquake. Even if it vibrates greatly in the direction, the vertical movement stopper on the vehicle body side is less likely to interfere with the carriage frame, and the occurrence of wheel load loss due to stopper interference is suppressed. Therefore, in a railroad vehicle equipped with a vehicle height adjusting device, the possibility of derailment due to an earthquake can be reduced while suppressing additional cost and weight increases.

前記車高調整装置は、前記車体と前記台車との間に介設された左右一対の空気バネ及び前記空気バネの給排気を調節する弁装置を有する第1車高調整装置と、前記車体と前記台車との間に介設されたアクチュエータ及び前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置を有する第2車高調整装置と、の少なくとも一方を含み、前記車体重心位置制御部は、前記脱線防止制御において、前記空気バネの高さが減少するように前記弁装置を制御する、及び/又は、前記車体を下方変位させる向きに前記アクチュエータが推力を発生するように前記アクチュエータ駆動装置を制御する構成としてもよい。 The vehicle height adjusting device includes a first vehicle height adjusting device having a pair of left and right air springs interposed between the vehicle body and the trolley and a valve device for adjusting the supply and exhaust of the air springs, and the vehicle body. The vehicle weight center position control unit includes at least one of an actuator interposed between the carriage and a second vehicle height adjusting device having an actuator driving device for driving the actuator, and the vehicle weight center position control unit is used in the derailment prevention control. The valve device may be controlled so that the height of the air spring is reduced, and / or the actuator drive device may be controlled so that the actuator generates a thrust in a direction that causes the vehicle body to be displaced downward. ..

前記構成によれば、車高調整装置として空気バネ装置を利用した場合には、サスペンションとして車両に搭載される空気バネの車高調整機能を利用して、地震による脱線を防止できる。また、車高調整装置としてアクチュエータ装置を利用した場合には、応答性良く車体重心を速やかに下げることができる。 According to the above configuration, when the air spring device is used as the vehicle height adjustment device, the vehicle height adjustment function of the air spring mounted on the vehicle as the suspension can be used to prevent derailment due to an earthquake. Further, when the actuator device is used as the vehicle height adjusting device, the center of gravity of the vehicle can be quickly lowered with good responsiveness.

前記鉄道車両の曲線区間の通過時における前記車体の目標傾斜角を演算する目標車体傾斜角演算部と、前記車体が前記目標傾斜角なるように前記空気バネの高さを検出しながら前記弁装置を制御する空気バネ高さ制御部と、を更に備え、前記車体重心位置制御部は、前記脱線防止制御において、前記目標傾斜角を維持した状態で前記車体の高さを下げるように前記空気バネ高さ制御部の給排気指令値を補正することで前記弁装置を制御する構成としてもよい。 The target vehicle body tilt angle calculation unit that calculates the target tilt angle of the vehicle body when passing through the curved section of the railway vehicle, and the valve device while detecting the height of the air spring so that the vehicle body has the target tilt angle. The vehicle weight center position control unit is further provided with an air spring height control unit for controlling the air spring, and the vehicle weight center position control unit is provided with the air spring so as to lower the height of the vehicle body while maintaining the target inclination angle in the derailment prevention control. The valve device may be controlled by correcting the supply / exhaust command value of the height control unit.

前記構成によれば、地震発生情報の検知後も脱線防止制御と並行して車体傾斜制御を実行するため、曲線通過中に地震が発生しても車体重心が外輪側に移動することがなく内輪の輪重抜けが生じることを防止できる。 According to the above configuration, since the vehicle body tilt control is executed in parallel with the derailment prevention control even after the detection of the earthquake occurrence information, the center of gravity of the vehicle does not move to the outer ring side even if an earthquake occurs while passing the curve, and the inner ring does not move. It is possible to prevent the wheel weight from coming off.

前記車体の鉛直方向の振動速度に比例した力を前記車体に与えるように前記アクチュエータを制御する動揺防止制御部を更に備え、前記車体重心位置制御部は、前記動揺防止制御部の動揺防止推力指令値に前記脱線防止制御の推力指令値を加算する構成としてもよい。 A sway prevention control unit that controls the actuator so as to apply a force proportional to the vibration speed in the vertical direction of the vehicle body is further provided, and the vehicle weight center position control unit is a sway prevention thrust command of the sway prevention control unit. The thrust command value of the derailment prevention control may be added to the value.

前記構成によれば、動揺防止制御用に車搭されるアクチュエータの車高調整機能を利用して、地震による脱線を防止できる。 According to the above configuration, derailment due to an earthquake can be prevented by utilizing the vehicle height adjusting function of the actuator mounted on the vehicle for anti-sway control.

前記車体重心位置制御部は、前記地震発生情報が検知されると、前記空気バネが排気モードとなるように前記弁装置を制御し、かつ、前記空気バネの高さを所定の緊急目標値まで下げるように前記アクチュエータに推力を発生させるべく前記アクチュエータ駆動装置を制御し、前記空気バネの高さが前記緊急目標値に到達した後に前記アクチュエータの推力が所定値未満まで減少すると、前記排気モードから通常モードに戻すように前記弁装置を制御する構成としてもよい。 When the earthquake occurrence information is detected, the vehicle weight center position control unit controls the valve device so that the air spring is in the exhaust mode, and the height of the air spring is set to a predetermined emergency target value. When the actuator drive device is controlled to generate a thrust in the actuator so as to be lowered and the thrust of the actuator decreases to less than a predetermined value after the height of the air spring reaches the urgent target value, the exhaust mode is released. The valve device may be controlled so as to return to the normal mode.

前記構成によれば、脱線防止制御の初期段階では、アクチュエータによって車体が緊急目標値に向けて下方変位させられると共に空気バネは排気モードになるので、空気バネに比べて応答性の良いアクチュエータが空気バネの内圧による抵抗を受けずに車体を迅速に下げることができ、車体の高さの緊急目標値への到達を早めることができる。また、空気バネは排気モードとなるため、空気バネの高さが緊急目標値への到達した後は、車体の高さを緊急目標値に維持するためにアクチュエータの推力が減少していき、アクチュエータの温度が上限値を超えてフェールセーフ機能が働いてしまうことを防止できる。 According to the above configuration, in the initial stage of the derailment prevention control, the actuator causes the vehicle body to be displaced downward toward the urgent target value and the air spring is in the exhaust mode, so that the actuator having better responsiveness than the air spring is air. The vehicle body can be quickly lowered without receiving resistance due to the internal pressure of the spring, and the height of the vehicle body can be reached to the urgent target value earlier. In addition, since the air spring is in the exhaust mode, after the height of the air spring reaches the urgent target value, the thrust of the actuator decreases in order to maintain the height of the vehicle body at the urgent target value, and the actuator It is possible to prevent the fail-safe function from working when the temperature exceeds the upper limit.

なお、車体制御装置が車体傾斜制御機能を有する場合には、「排気モード」は弁装置を排気状態に維持する状態であり、「通常モード」は車体傾斜制御が実行された状態である。車体制御装置が車体傾斜制御機能を有さず空気バネがレベリングバルブ機構により機械的に給排される場合には、「排気モード」はレベリングバルブ機構の動力伝達経路を遮断した状態であり、「通常モード」はレベリングバルブ機構の動力伝達経路を接続した状態である。 When the vehicle body control device has the vehicle body tilt control function, the "exhaust mode" is a state in which the valve device is maintained in the exhaust state, and the "normal mode" is a state in which the vehicle body tilt control is executed. When the vehicle body control device does not have the vehicle body tilt control function and the air spring is mechanically supplied and discharged by the leveling valve mechanism, the "exhaust mode" is a state in which the power transmission path of the leveling valve mechanism is cut off. The "normal mode" is a state in which the power transmission path of the leveling valve mechanism is connected.

前記車体重心位置制御部は、前記地震発生情報が検知されると、前記空気バネの排気モード中において、前記車体が前記目標傾斜角なるように前記空気バネの高さを検出しながら前記アクチュエータ駆動装置を制御する構成としてもよい。 When the earthquake occurrence information is detected, the vehicle weight center position control unit drives the actuator while detecting the height of the air spring so that the vehicle body has the target inclination angle in the exhaust mode of the air spring. It may be configured to control the device.

前記構成によれば、車体傾斜制御が空気バネに代わってアクチュエータにより行われるので、曲線走行時における内軌側の輪重抜けが防止され、地震による脱線の可能性を更に低減できる。 According to the above configuration, since the vehicle body tilt control is performed by the actuator instead of the air spring, it is possible to prevent the wheel load from coming off on the inner rail side when traveling on a curve, and it is possible to further reduce the possibility of derailment due to an earthquake.

本発明の一態様に係る鉄道車両は、車体と台車との間に介設されたアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置と、前記アクチュエータ駆動装置を制御する制御装置と、バックアップ用蓄電池と、地上設備から供給される電力を前記アクチュエータに供給する状態と、前記蓄電池からの電力を前記アクチュエータに供給する状態とを互いに切替可能な電源切替装置と、を備え、前記制御装置は、前記地上設備からの電力供給の停止を地震発生情報として検知し、前記電源切替装置は、前記地上設備からの電力供給が停止されると、前記アクチュエータに前記蓄電池からの電力を供給する状態に切り替える。 The railroad vehicle according to one aspect of the present invention includes an actuator interposed between the vehicle body and the carriage, an actuator drive device for driving the actuator, a control device for controlling the actuator drive device, and a backup storage battery. The control device includes a power supply switching device capable of switching between a state in which power supplied from the ground equipment is supplied to the actuator and a state in which power supplied from the storage battery is supplied to the actuator. The stop of the power supply from the equipment is detected as the earthquake occurrence information, and when the power supply from the ground equipment is stopped, the power switching device switches to the state of supplying the power from the storage battery to the actuator.

前記構成によれば、地上設備から鉄道車両への電力供給の停止を地震発生情報とするシステムにおいて、地震発生情報の検知後にも電源切替装置により蓄電池からの電力がアクチュエータに供給されてアクチュエータが動作可能になるため、地上設備からの電力供給が停止された地震中にもアクチュエータを動作させて車体を制御できる。 According to the above configuration, in a system in which the stop of power supply from the ground equipment to the railway vehicle is used as the earthquake occurrence information, the power from the storage battery is supplied to the actuator by the power switching device even after the detection of the earthquake occurrence information, and the actuator operates. Since it becomes possible, the actuator can be operated to control the vehicle body even during an earthquake in which the power supply from the ground equipment is stopped.

本発明によれば、追加のコスト増や重量増を抑制しつつ地震による脱線の可能性を低減する装置を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a device that reduces the possibility of derailment due to an earthquake while suppressing an additional cost increase and weight increase.

実施形態に係る車体制御装置を備えた鉄道車両のブロック図である。It is a block diagram of the railroad vehicle provided with the vehicle body control device which concerns on embodiment. 図1に示す車体制御装置の脱線防止制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the derailment prevention control of the vehicle body control device shown in FIG. 図2に示す脱線防止制御による空気バネ高さ及びその他の経時的変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the air spring height and other changes with time by the derailment prevention control shown in FIG. 鉄道車両のストッパを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the stopper of a railroad vehicle. (A)は地震の高周波振動による横圧増加を説明する模式図、(B)は地震の低周波振動による輪重抜けを説明する模式図である。(A) is a schematic diagram for explaining an increase in lateral pressure due to high-frequency vibration of an earthquake, and (B) is a schematic diagram for explaining wheel load loss due to low-frequency vibration of an earthquake.

以下、図面を参照して実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1は、実施形態に係る車体制御装置を備えた鉄道車両のブロック図である。図1に示すように、鉄道車両1は、客室を有する車体2と、車体2を支持する台車3と、車体2と台車3との間に介設された一対の第1空気バネ4及び第2空気バネ5(二次サスペンション)とを備える。第1空気バネ4は車体2の右側に配置され、第2空気バネ5は車体2の左側に配置されている。台車3は、台車枠3aと、輪軸3bと、台車枠3aと輪軸3bとの間に介設された一次サスペンション3c(例えば、コイルバネ又は板バネ)とを有する。なお、図1には図示されていないが、台車3には、図4(B)に示す構成と同様に、車体2に接続されて台車枠3a(又は台車枠3aに一体化された部材)と鉛直方向にギャップをあけて対向する上下動ストッパST(図4(B)参照)が配置され、上下動ストッパSTにより台車3に対する車体2の異常上昇が規制されている。 FIG. 1 is a block diagram of a railroad vehicle provided with a vehicle body control device according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the railroad vehicle 1 includes a vehicle body 2 having a passenger compartment, a bogie 3 that supports the vehicle body 2, a pair of first air springs 4 and a first air spring 4 interposed between the vehicle body 2 and the bogie 3. 2 Air spring 5 (secondary suspension) is provided. The first air spring 4 is arranged on the right side of the vehicle body 2, and the second air spring 5 is arranged on the left side of the vehicle body 2. The bogie 3 has a bogie frame 3a, a wheel set 3b, and a primary suspension 3c (for example, a coil spring or a leaf spring) interposed between the bogie frame 3a and the wheel set 3b. Although not shown in FIG. 1, the bogie 3 has a bogie frame 3a (or a member integrated with the bogie frame 3a) connected to the vehicle body 2 and connected to the vehicle body 2 in the same manner as in the configuration shown in FIG. 4 (B). A vertical movement stopper ST (see FIG. 4B) is arranged so as to face each other with a gap in the vertical direction, and the vertical movement stopper ST regulates an abnormal rise of the vehicle body 2 with respect to the bogie 3.

第1及び第2空気バネ4,5には、空気配管6及び電磁弁装置7を介して空気タンク8が接続されている。空気タンク8は、コンプレッサ(図示せず)から供給される圧縮空気を貯留する。電磁弁装置7により第1及び第2空気バネ4,5に対する給排気がそれぞれ調節される。即ち、電磁弁装置7の制御により、第1空気バネ4の内部圧力と第2空気バネ5の内部圧力とを異ならせることで、第1空気バネ4の高さと第2空気バネ5の高さとを異ならせることができる。即ち、空気バネ4,5及び電磁弁装置7が第1車高調整装置として機能する。 An air tank 8 is connected to the first and second air springs 4 and 5 via an air pipe 6 and a solenoid valve device 7. The air tank 8 stores compressed air supplied from a compressor (not shown). The solenoid valve device 7 adjusts the air supply and exhaust to the first and second air springs 4 and 5, respectively. That is, by controlling the solenoid valve device 7, the internal pressure of the first air spring 4 and the internal pressure of the second air spring 5 are made different, so that the height of the first air spring 4 and the height of the second air spring 5 are increased. Can be different. That is, the air springs 4 and 5 and the solenoid valve device 7 function as the first vehicle height adjusting device.

車体2と台車3との間には、直動式で推力を発生する一対の第1アクチュエータ11及び第2アクチュエータ12が介設されている。第1アクチュエータ11は車体2の右側に配置され、第2アクチュエータ12は車体2の左側に配置されている。第1及び第2アクチュエータ11,12の推力によって車体2が台車3に対して鉛直方向に相対変位可能である。第1及び第2アクチュエータ11,12には、例えば、電磁式アクチュエータが用いられるが、他の方式(例えば、油圧式又は空気圧式)のアクチュエータが用いられてもよい。第1及び第2アクチュエータ11,12は、アクチュエータ駆動装置9により駆動される。即ち、アクチュエータ11,12及びアクチュエータ駆動装置9が第2車高調整装置として機能する。 A pair of first actuators 11 and second actuators 12 that generate thrust by a direct motion type are interposed between the vehicle body 2 and the bogie 3. The first actuator 11 is arranged on the right side of the vehicle body 2, and the second actuator 12 is arranged on the left side of the vehicle body 2. The vehicle body 2 can be displaced relative to the bogie 3 in the vertical direction by the thrusts of the first and second actuators 11 and 12. For the first and second actuators 11 and 12, for example, an electromagnetic actuator is used, but an actuator of another type (for example, a hydraulic type or a pneumatic type) may be used. The first and second actuators 11 and 12 are driven by the actuator drive device 9. That is, the actuators 11 and 12 and the actuator drive device 9 function as the second vehicle height adjusting device.

第1空気バネ4には、第1空気バネ4の高さH1を検出する第1空気バネ高さセンサ13が設けられている。第2空気バネ5には、第2空気バネ5の高さH2を検出する第2空気バネ高さセンサ14が設けられている。車両1には、車両1の走行位置Dを検出する走行位置センサ15が設けられている。走行位置センサ15は、例えばGPSセンサである。車両1には、車両1の走行速度Vを検出する走行速度センサ16が設けられている。走行速度センサ16は、例えば車輪回転数センサである。車体2の右側部分には、車体2の右側部分の上下加速度A1を検出する第1加速度センサ17が設けられている。車体2の左側部分には、車体2の左側部分の上下加速度A2を検出する第2加速度センサ18が設けられている。 The first air spring 4 is provided with a first air spring height sensor 13 that detects the height H1 of the first air spring 4. The second air spring 5 is provided with a second air spring height sensor 14 that detects the height H2 of the second air spring 5. The vehicle 1 is provided with a traveling position sensor 15 that detects the traveling position D of the vehicle 1. The traveling position sensor 15 is, for example, a GPS sensor. The vehicle 1 is provided with a traveling speed sensor 16 that detects the traveling speed V of the vehicle 1. The traveling speed sensor 16 is, for example, a wheel rotation speed sensor. A first acceleration sensor 17 for detecting the vertical acceleration A1 of the right side portion of the vehicle body 2 is provided on the right side portion of the vehicle body 2. A second acceleration sensor 18 for detecting the vertical acceleration A2 of the left side portion of the vehicle body 2 is provided on the left side portion of the vehicle body 2.

車両1には、第1及び第2空気バネ4,5用の電磁弁装置7と第1及び第2アクチュエータ11,12用のアクチュエータ駆動装置9とを制御する車体制御装置20が搭載されている。車体制御装置20は、ハードウェア面において、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びI/Oインターフェース等を備える。車体制御装置20は、車体傾斜制御機能、動揺防止制御機能及び脱線防止制御機能を備える。 The vehicle 1 is equipped with a vehicle body control device 20 that controls a solenoid valve device 7 for the first and second air springs 4 and 5 and an actuator drive device 9 for the first and second actuators 11 and 12. .. In terms of hardware, the vehicle body control device 20 includes a processor, a volatile memory, a non-volatile memory, an I / O interface, and the like. The vehicle body control device 20 includes a vehicle body tilt control function, a sway prevention control function, and a derailment prevention control function.

車体制御装置20は、車体傾斜制御機能として軌道情報記憶部21、目標車体傾斜角演算部22、空気バネ高さ制御部23を備え、動揺防止制御機能(振動防止制御機能)として動揺防止制御部24を備え、脱線防止制御機能として車体重心位置制御部25を備える。車体制御装置20の軌道情報記憶部21は、不揮発性メモリ等の記憶装置により実現され、車体制御装置20の他の各部22~25は、前記不揮発性メモリに保存されたプログラムに基づいて前記プロセッサが前記揮発性メモリを用いて演算処理することで実現される。 The vehicle body control device 20 includes a track information storage unit 21, a target vehicle body tilt angle calculation unit 22, and an air spring height control unit 23 as vehicle body tilt control functions, and a vibration prevention control unit as a vibration prevention control function (vibration prevention control function). 24 is provided, and a vehicle weight center position control unit 25 is provided as a derailment prevention control function. The track information storage unit 21 of the vehicle body control device 20 is realized by a storage device such as a non-volatile memory, and the other units 22 to 25 of the vehicle body control device 20 are the processors based on a program stored in the non-volatile memory. Is realized by performing arithmetic processing using the volatile memory.

軌道情報記憶部21は、軌道情報を記憶している。当該軌道情報は、軌道の曲線区間のロケーション、曲線区間の曲率及びカント等の情報を含む。目標車体傾斜角演算部22は、走行位置センサ15で検出される車両1の走行位置Dと、走行速度センサ16で検出される車両1の走行速度Vと、軌道情報記憶部21から読み出される軌道情報とに基づいて車体2の目標車体傾斜角θTを演算する。即ち、目標車体傾斜角演算部22は、走行位置D及び軌道情報により現在位置における曲線情報(曲率及びカント)を把握し、その曲線情報及び走行速度Vにより車体2に生じる超過遠心力を抑制するのに必要な車体傾斜角(目標車体傾斜角θT)を算出する。 The orbit information storage unit 21 stores the orbit information. The track information includes information such as the location of the curved section of the track, the curvature of the curved section, and the cant. The target vehicle body tilt angle calculation unit 22 has a traveling position D of the vehicle 1 detected by the traveling position sensor 15, a traveling speed V of the vehicle 1 detected by the traveling speed sensor 16, and a track read from the track information storage unit 21. The target vehicle body tilt angle θ T of the vehicle body 2 is calculated based on the information. That is, the target vehicle body tilt angle calculation unit 22 grasps the curve information (curvature and cant) at the current position from the traveling position D and the track information, and suppresses the excess centrifugal force generated in the vehicle body 2 by the curve information and the traveling speed V. Calculate the vehicle body tilt angle (target vehicle body tilt angle θ T ) required for.

空気バネ制御部23は、車両1の曲線区間の通過時に車体2が目標車体傾斜角θTとなるように、第1及び第2空気バネ4,5の高さH1,H2を検出しながら第1及び第2空気バネ4,5の電磁弁装置7を制御する車体傾斜制御を実行する。即ち、空気バネ制御部23は、車両1の曲線通過時において、第1空気バネ高さセンサ13で検出された第1空気バネ4の高さH1と第2空気バネ高さセンサ14で検出された第2空気バネ5の高さH2とから車体2の現在の車体傾斜角θを算出し、目標車体傾斜角演算部22で算出された目標車体傾斜角θTと現在の車体傾斜角θとの偏差Δθを減らすように空気バネ給排気指令値を求めて電磁弁装置7に指令する。 The air spring control unit 23 detects the heights H1 and H2 of the first and second air springs 4 and 5 so that the vehicle body 2 has the target vehicle body inclination angle θ T when passing through the curved section of the vehicle 1. Vehicle body tilt control for controlling the solenoid valve devices 7 of the first and second air springs 4 and 5 is executed. That is, the air spring control unit 23 is detected by the height H1 of the first air spring 4 and the second air spring height sensor 14 detected by the first air spring height sensor 13 when the vehicle 1 passes through the curve. The current vehicle body tilt angle θ of the vehicle body 2 is calculated from the height H2 of the second air spring 5, and the target vehicle body tilt angle θ T calculated by the target vehicle body tilt angle calculation unit 22 and the current vehicle body tilt angle θ The air spring supply / exhaust command value is obtained and commanded to the solenoid valve device 7 so as to reduce the deviation Δθ of.

動揺防止制御部24は、第1加速度センサ17で検出される上下加速度A1と第2加速度センサ18で検出される上下加速度とを参照し、公知のスカイフック制御によって車体2の上下振動及びロール振動を防止するように第1及び第2アクチュエータ11,12に指令する動揺防止推力を演算する。具体的には、動揺防止制御部24は、上下加速度A1,A2から車体2の鉛直方向の振動速度を算出し、その振動速度に比例した力を車体2に与えるように前記アクチュエータ11,12を制御する。 The sway prevention control unit 24 refers to the vertical acceleration A1 detected by the first acceleration sensor 17 and the vertical acceleration detected by the second acceleration sensor 18, and the vertical vibration and roll vibration of the vehicle body 2 are controlled by a known skyhook. The anti-sway thrust commanded to the first and second actuators 11 and 12 is calculated so as to prevent. Specifically, the anti-sway control unit 24 calculates the vibration velocity of the vehicle body 2 in the vertical direction from the vertical accelerations A1 and A2, and causes the actuators 11 and 12 to apply a force proportional to the vibration velocity to the vehicle body 2. Control.

車体重心位置制御部25は、地震発生情報を検知すると、車体2の重心位置を下げるように電磁弁装置7及びアクチュエータ駆動装置9を制御する脱線防止制御を実行する。即ち、車体重心位置制御部25は、第1及び第2空気バネ4,5の高さが減少するように電磁弁装置7を制御し、かつ、車体2を下方変位させる向きに第1及び第2アクチュエータ11,12が推力を発生するようにアクチュエータ駆動装置9を制御する。車体重心位置制御部25は、地上設備である架線(又は第三軌条)からの電力供給の停止を地震発生情報として検知してもよいし、地震発生情報を別途通信手段を用いて検知してもよい。 When the vehicle weight center position control unit 25 detects the earthquake occurrence information, it executes derailment prevention control that controls the solenoid valve device 7 and the actuator drive device 9 so as to lower the center of gravity position of the vehicle body 2. That is, the vehicle weight center position control unit 25 controls the solenoid valve device 7 so that the heights of the first and second air springs 4 and 5 are reduced, and the first and first directions are such that the vehicle body 2 is displaced downward. 2 The actuator drive device 9 is controlled so that the actuators 11 and 12 generate thrust. The vehicle center of gravity position control unit 25 may detect the stoppage of power supply from the overhead wire (or the third rail), which is a ground facility, as earthquake occurrence information, or detect the earthquake occurrence information separately by using a communication means. May be good.

具体的には、車体重心位置制御部25は、脱線防止制御において、目標車体傾斜角演算部22で算出された目標車体傾斜角θTと現在の車体傾斜角θとの偏差Δθを減らしながら車体重心を下げる目標値制御を行うための重心位置制御推力の指令値を求めて、アクチュエータ駆動装置9に指令する。当該目標値制御では、第1及び第2空気バネ4,5のうち低い方の空気バネの高さが緊急目標値となるように重心位置制御推力の指令値が求められる。緊急目標値は、例えば、上側部材と下側部材とをゴム体で繋いでなる空気バネの上側部材が下側部材に当接するまで降下した状態の空気バネ高さ又はその近傍値である。車体重心位置制御部25から出力された重心位置制御推力指令値は、動揺防止制御部24から出力される動揺防止推力の指令値に加算されてアクチュエータ推力指令値としてアクチュエータ駆動装置9に送信される。 Specifically, the vehicle center of gravity position control unit 25 reduces the deviation Δθ between the target vehicle body tilt angle θ T calculated by the target vehicle body tilt angle calculation unit 22 and the current vehicle body tilt angle θ in the derailment prevention control. The command value of the center of gravity position control thrust for controlling the target value for lowering the center of gravity is obtained and commanded to the actuator drive device 9. In the target value control, the command value of the center of gravity position control thrust is obtained so that the height of the lower air spring of the first and second air springs 4 and 5 becomes the urgent target value. The urgent target value is, for example, the height of the air spring in a state where the upper member of the air spring connecting the upper member and the lower member with a rubber body is lowered until it comes into contact with the lower member, or a value in the vicinity thereof. The center of gravity position control thrust command value output from the vehicle weight center position control unit 25 is added to the anti-sway thrust command value output from the anti-sway control unit 24 and transmitted to the actuator drive device 9 as an actuator thrust command value. ..

また、車体重心位置制御部25は、脱線防止制御の初期段階では、第1及び第2空気バネ4,5が排気モードになるように空気バネ高さ制御部23を介して電磁弁装置7に排気指令を行う。車体重心位置制御部25は、脱線防止制御の初期段階後は、目標車体傾斜角演算部22で算出された目標車体傾斜角θTと現在の車体傾斜角θとの偏差Δθを減しながら車体重心を下げる目標値制御を行うための空気バネ高さ補正指令値を求めて、空気バネ高さ制御部23に指令する。即ち、空気バネ高さ制御部23は、車体傾斜角θを目標車体傾斜角θTにするための第1及び第2空気バネ4,5の高さの各指令値を算出しつつ、当該算出された各指令値から空気バネ高さ補正指令値を夫々減算することで、空気バネ給排気指令値を求める。空気バネ高さ補正指令値は、第1及び第2空気バネ4,5のうち低い方の空気バネの高さが前記した緊急目標値となるように算出される。 Further, in the initial stage of the derailment prevention control, the vehicle weight center position control unit 25 informs the solenoid valve device 7 via the air spring height control unit 23 so that the first and second air springs 4 and 5 are in the exhaust mode. Issue an exhaust command. After the initial stage of derailment prevention control, the vehicle weight center position control unit 25 reduces the deviation Δθ between the target vehicle body tilt angle θ T calculated by the target vehicle body tilt angle calculation unit 22 and the current vehicle body tilt angle θ. The air spring height correction command value for controlling the target value for lowering the center of gravity is obtained, and the command is given to the air spring height control unit 23. That is, the air spring height control unit 23 calculates the command values of the heights of the first and second air springs 4 and 5 for setting the vehicle body tilt angle θ to the target vehicle body tilt angle θ T. The air spring supply / exhaust command value is obtained by subtracting the air spring height correction command value from each command value. The air spring height correction command value is calculated so that the height of the lower air spring of the first and second air springs 4 and 5 becomes the above-mentioned urgent target value.

アクチュエータ駆動装置9には、電源切替装置10を介して電力が供給される。車両1には、バックアップ用の蓄電池Bが搭載されている。電源切替装置10は、地上設備(例えば、架線)から供給される電力をアクチュエータ駆動装置9に供給する状態と、蓄電池Bからの電力をアクチュエータ駆動装置9に供給する状態とを互いに切替可能なスイッチを有する。電源切替装置10は、架線からの電力供給が停止される地震発生情報が検知されると、アクチュエータ駆動装置9に蓄電池Bからの電力を供給する状態に切り替える。 Electric power is supplied to the actuator drive device 9 via the power supply switching device 10. The vehicle 1 is equipped with a storage battery B for backup. The power switching device 10 is a switch capable of switching between a state in which power supplied from ground equipment (for example, an overhead wire) is supplied to the actuator drive device 9 and a state in which power from the storage battery B is supplied to the actuator drive device 9. Has. When the earthquake occurrence information that the power supply from the overhead wire is stopped is detected, the power switching device 10 switches to the state of supplying the power from the storage battery B to the actuator driving device 9.

なお、アクチュエータ駆動装置9は、第1及び第2アクチュエータ11,12の何れかの温度が上限値を超えると、フェールセーフ制御に移行する。例えば、フェールセーフ制御は、第1及び第2アクチュエータ11,12の推力を強制的に定格推力未満に低減する制御とし得る。 The actuator drive device 9 shifts to fail-safe control when the temperature of any of the first and second actuators 11 and 12 exceeds the upper limit value. For example, the fail-safe control may be a control that forcibly reduces the thrust of the first and second actuators 11 and 12 to less than the rated thrust.

図2は、図1に示す車体制御装置20の脱線防止制御を説明するフローチャートである。図3は、図2に示す脱線防止制御による空気バネ高さ及びその他の経時的変化を示すタイミングチャートである。なお、図3の空気バネ高さは、直線走行時では、第1及び第2空気バネ4,5の各々の高さを示し、曲線走行時では、第1及び第2空気バネ4,5の曲線内軌側の空気バネの高さを示す。また、図3の重心位置制御推力は、直線走行時及び曲線走行時において、第1及び第2アクチュエータ11,12の各々の推力を示す。 FIG. 2 is a flowchart illustrating derailment prevention control of the vehicle body control device 20 shown in FIG. FIG. 3 is a timing chart showing the air spring height and other changes over time due to the derailment prevention control shown in FIG. The air spring heights in FIG. 3 indicate the heights of the first and second air springs 4 and 5 when traveling in a straight line, and the heights of the first and second air springs 4 and 5 when traveling in a curved line. Indicates the height of the air spring on the inner track side of the curve. Further, the center of gravity position control thrust in FIG. 3 indicates the thrusts of the first and second actuators 11 and 12 in the straight line traveling and the curved traveling.

以下、図1及び3を適宜参照しながら図2の流れに沿って制御内容を説明する。車体制御装置20は、先ず、前述した車体傾斜制御及び動揺防止制御を実行開始する(ステップS1)。車体制御装置20は、車両走行中に架線からの電力供給が停止される地震発生情報が検知されたか否かを判定する(ステップS3)。地震発生情報が検知されると、車体制御装置20とは別の制御装置が非常ブレーキ装置(図示せず)を作動させ、(ステップS4)、車体制御装置20は電源切替装置10をアクチュエータ駆動装置9に蓄電池Bからの電力を供給する状態に切り替える(ステップS5)。 Hereinafter, the control contents will be described along the flow of FIG. 2 with reference to FIGS. 1 and 3 as appropriate. The vehicle body control device 20 first starts executing the vehicle body tilt control and the sway prevention control described above (step S1). The vehicle body control device 20 determines whether or not the earthquake occurrence information in which the power supply from the overhead wire is stopped is detected while the vehicle is running (step S3). When the earthquake occurrence information is detected, a control device other than the vehicle body control device 20 activates an emergency brake device (not shown) (step S4), and the vehicle body control device 20 sets the power supply switching device 10 into an actuator drive device. Switch to the state of supplying power from the storage battery B to 9 (step S5).

また、車体重心位置制御部25は、地震発生情報が検知されると(時刻t1)、第1及び第2空気バネ4,5が排気モードになるように空気バネ高さ制御部23を介して電磁弁装置7に排気指令を行う(ステップS6)。それと同時に、車体重心位置制御部25は、第1及び第2空気バネ4,5のうち低い方の空気バネの高さが緊急目標値(最低高さ又はその近傍値)となるように重心位置制御推力の指令値を求め、アクチュエータ駆動装置9に指令する目標値制御を行う(ステップS7)。その際、車体重心位置制御部25は、目標車体傾斜角演算部22で算出された目標車体傾斜角θTと現在の車体傾斜角θとの偏差Δθを減らす車体傾斜制御を第1及び第2空気バネ4,5に代わって第1及び第2アクチュエータ11,12が行うように第1及び第2空気バネ4,5の高さH1,H2を検出しながら重心位置制御推力の指令値を決定する。 Further, when the vehicle weight center position control unit 25 detects the earthquake occurrence information (time t1), the vehicle weight center position control unit 25 passes through the air spring height control unit 23 so that the first and second air springs 4 and 5 are in the exhaust mode. An exhaust command is given to the solenoid valve device 7 (step S6). At the same time, the vehicle weight center position control unit 25 positions the center of gravity so that the height of the lower air spring of the first and second air springs 4 and 5 becomes the urgent target value (minimum height or a value close thereto). The command value of the control thrust is obtained, and the target value control commanded to the actuator drive device 9 is performed (step S7). At that time, the vehicle weight center position control unit 25 performs first and second vehicle body tilt control to reduce the deviation Δθ between the target vehicle body tilt angle θ T calculated by the target vehicle body tilt angle calculation unit 22 and the current vehicle body tilt angle θ. The command value of the center of gravity position control thrust is determined while detecting the heights H1 and H2 of the first and second air springs 4 and 5 as performed by the first and second actuators 11 and 12 instead of the air springs 4 and 5. do.

車体重心位置制御部25からの重心位置制御推力の指令値の絶対値は、前記空気バネの高さが緊急目標値に到達すると(時刻t2)、前記空気バネ高さを緊急目標値に維持すべく徐々に減少していく。そして、重心位置制御推力の絶対値が所定値未満(例えば、ゼロ又はゼロ近傍値)になると(時刻t3,ステップS8:YES)、車体重心位置制御部25は、第1及び第2空気バネ4,5を排気モードから通常モードに戻して車体傾斜制御を行いながら内軌側の空気バネの高さが緊急目標値に維持されるように空気バネ高さ補正指令値を求め、空気バネ高さ制御部23に指令する(ステップS9)。 The absolute value of the command value of the center of gravity position control thrust from the vehicle weight center position control unit 25 maintains the air spring height at the urgent target value when the height of the air spring reaches the urgent target value (time t2). It will gradually decrease as much as possible. Then, when the absolute value of the center of gravity position control thrust becomes less than a predetermined value (for example, zero or a value near zero) (time t3, step S8: YES), the vehicle weight center position control unit 25 uses the first and second air springs 4. , 5 is returned from the exhaust mode to the normal mode, and the air spring height correction command value is obtained so that the height of the air spring on the inner rail side is maintained at the urgent target value while controlling the tilt of the vehicle body, and the air spring height is obtained. A command is given to the control unit 23 (step S9).

以上に説明した構成によれば、地震発生時には車体2の重心位置の高さが下げられることで、台車3に対する車体2の異常上昇を規制する上下動ストッパSTのギャップが拡がるため、地震の低周波振動成分により車体2がロール方向に大きく振動しても、車体2側の上下動ストッパSTが台車枠3aに干渉し難くなり、ストッパ干渉による輪重抜けの発生が抑制される。よって、車高調整装置を備えた鉄道車両1において、追加のコスト増や重量増を抑制しつつ地震による脱線の可能性を低減できる。 According to the configuration described above, when an earthquake occurs, the height of the center of gravity of the vehicle body 2 is lowered, so that the gap of the vertical movement stopper ST that regulates the abnormal rise of the vehicle body 2 with respect to the trolley 3 is widened, so that the earthquake is low. Even if the vehicle body 2 vibrates significantly in the roll direction due to the frequency vibration component, the vertical movement stopper ST on the vehicle body 2 side is less likely to interfere with the carriage frame 3a, and the occurrence of wheel load loss due to stopper interference is suppressed. Therefore, in the railway vehicle 1 provided with the vehicle height adjusting device, the possibility of derailment due to an earthquake can be reduced while suppressing additional cost increase and weight increase.

また、脱線防止制御の初期段階では、アクチュエータ11,12によって車体2が緊急目標値に向けて下方変位させられると共に空気バネ4,5は排気モードになるので、空気バネ4,5に比べて応答性の良いアクチュエータ11,12が空気バネ4,5の内圧による抵抗を受けずに車体2を迅速に下げることができ、空気バネ高さの緊急目標値への到達を早めることができる。また、空気バネ4,5は排気モードとなるため、空気バネ高さが緊急目標値へ到達した後は、車体2の高さを緊急目標値に維持するためにアクチュエータ11,12の推力が減少していき、アクチュエータ11,12の温度が上限値を超えてフェールセーフ機能が働いてしまうことを防止できる。 Further, in the initial stage of the derailment prevention control, the actuators 11 and 12 displace the vehicle body 2 downward toward the urgent target value, and the air springs 4 and 5 are in the exhaust mode, so that the response is higher than that of the air springs 4 and 5. The actuators 11 and 12 having good properties can quickly lower the vehicle body 2 without receiving resistance due to the internal pressure of the air springs 4 and 5, and can accelerate the arrival of the air spring height at the urgent target value. Further, since the air springs 4 and 5 are in the exhaust mode, after the air spring height reaches the urgent target value, the thrust of the actuators 11 and 12 is reduced in order to maintain the height of the vehicle body 2 at the urgent target value. Therefore, it is possible to prevent the fail-safe function from operating when the temperature of the actuators 11 and 12 exceeds the upper limit value.

また、車体重心位置制御部25は、地震発生情報が検知されると、空気バネ4,5の排気モード中において、車体2が目標傾斜角θTなるように空気バネ4,5の代わりにアクチュエータ11,12により車体傾斜制御が行われるので、曲線走行時における内軌側の輪重抜けが防止され、地震による脱線の可能性を更に低減できる。 Further, when the earthquake occurrence information is detected, the vehicle weight center position control unit 25 is an actuator instead of the air springs 4 and 5 so that the vehicle body 2 has a target inclination angle θ T in the exhaust mode of the air springs 4 and 5. Since the vehicle body tilt control is performed by 11 and 12, it is possible to prevent the wheel load from coming off on the inner rail side when traveling on a curve, and further reduce the possibility of derailment due to an earthquake.

また、地上設備から鉄道車両1への電力供給の停止を地震発生情報とするシステムにおいて、地震発生情報の検知後にも電源切替装置10により蓄電池Bからの電力がアクチュエータ11,12に供給されてアクチュエータ11,12が動作可能になるため、地上設備からの電力供給が停止された地震中にもアクチュエータ11,12により車体2を制御できる。 Further, in a system in which the stop of power supply from the ground equipment to the railway vehicle 1 is used as the earthquake occurrence information, the power from the storage battery B is supplied to the actuators 11 and 12 by the power switching device 10 even after the detection of the earthquake occurrence information. Since the 11 and 12 can be operated, the vehicle body 2 can be controlled by the actuators 11 and 12 even during an earthquake in which the power supply from the ground equipment is stopped.

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、前記した実施形態では、空気バネ4,5は電磁弁装置7により給排気される構成であったが、空気バネ4,5は、公知のレベリングバルブ機構により機械的に給排される構成としてもよい。レベリングバルブは、車体と台車枠とが連結リンクで接続され、車体と台車枠との上下相対変位に応じた連結リンクの動作に連動して空気バネの給排バルブが開閉して、車体と台車枠との上下位置関係が一定になるようにする機構であるため、車体重心位置制御部25により空気バネを強制的に排気モードにするために、連結リンクと給排バルブとの間の動力伝達を遮断/接続可能なクラッチを設け、クラッチによる動力伝達遮断時に給排バルブが排気状態になるように付勢された構成にするとよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration thereof can be changed, added, or deleted. For example, in the above-described embodiment, the air springs 4 and 5 are supplied and exhausted by the solenoid valve device 7, but the air springs 4 and 5 are mechanically supplied and exhausted by a known leveling valve mechanism. May be. In the leveling valve, the vehicle body and the trolley frame are connected by a connecting link, and the air spring supply / discharge valve opens and closes in conjunction with the operation of the connecting link according to the vertical relative displacement between the vehicle body and the trolley frame, and the vehicle body and the trolley. Since it is a mechanism that makes the vertical positional relationship with the frame constant, power transmission between the connecting link and the supply / exhaust valve is performed in order to forcibly put the air spring into the exhaust mode by the vehicle weight center position control unit 25. It is advisable to provide a clutch that can be disconnected / connected so that the supply / exhaust valve is urged to be in the exhaust state when the power transmission is cut off by the clutch.

また、前記した実施形態では、車体傾斜制御機能と動揺防止制御機能との両方を備えた車両1に脱線防止制御を適用したが、動揺防止制御機能を有さずアクチュエータ11,12の搭載されていない車両に適用してもよい。その場合、車体重心位置制御部25は、地震発生情報が検知されると、空気バネの目標値制御のみによって空気バネ高さを緊急目標値に制御すればよい。 Further, in the above-described embodiment, the derailment prevention control is applied to the vehicle 1 having both the vehicle body tilt control function and the sway prevention control function, but the actuators 11 and 12 are mounted without the sway prevention control function. It may be applied to vehicles that do not have it. In that case, when the earthquake occurrence information is detected, the vehicle weight center position control unit 25 may control the air spring height to the urgent target value only by controlling the target value of the air spring.

また、車体重心位置制御部25は、空気バネ高さセンサ14,15で検出される生値を用いて、上下動ストッパSTと台車枠3aとの間のギャップが所定値未満になって互いに接触しそうになったら、当該ギャップを拡げる向きにアクチュエータ11,12の推力が発生するようにアクチュエータ駆動装置9を制御してもよい。 Further, the vehicle weight center position control unit 25 uses the raw values detected by the air spring height sensors 14 and 15 so that the gap between the vertical movement stopper ST and the carriage frame 3a becomes less than a predetermined value and comes into contact with each other. If this happens, the actuator drive device 9 may be controlled so that the thrusts of the actuators 11 and 12 are generated in the direction of widening the gap.

1 鉄道車両
2 車体
3 台車
4 第1空気バネ
5 第2空気バネ
7 電磁弁装置
9 アクチュエータ駆動装置
10 電源切替装置
11 第1アクチュエータ
12 第2アクチュエータ
20 車体制御装置
22 目標車体傾斜角演算部
23 空気バネ高さ制御部
24 動揺防止制御部
25 車体重心位置制御部
B 蓄電池
1 Railroad vehicle 2 Body 3 trolley 4 1st air spring 5 2nd air spring 7 Solenoid valve device 9 Actuator drive device 10 Power supply switching device 11 1st actuator 12 2nd actuator 20 Body control device 22 Target vehicle body tilt angle calculation unit 23 Air Spring height control unit 24 Anti-sway control unit 25 Vehicle weight center position control unit B Storage battery

Claims (5)

台車に対して車体の高さを調整可能で且つ前記車体と前記台車との間に介設された左右一対の空気バネ、及び、前記空気バネの給排気を調節する弁装置、を有する車高調整装置を備えた鉄道車両の地震による脱線を防止する車体制御装置であって、
前記鉄道車両の曲線通過時における前記車体の目標傾斜角を演算する目標車体傾斜角演算部と、前記車体が前記目標傾斜角なるように前記空気バネの高さを検出しながら前記弁装置を制御する空気バネ高さ制御部と、
地震発生情報が検知されると、前記車体の重心位置の高さを下げるように前記車高調整装置を制御する脱線防止制御を実行する車体重心位置制御部と、を備え、
前記車体重心位置制御部は、前記脱線防止制御において、前記目標傾斜角を維持した状態で前記車体の高さを下げるように前記空気バネ高さ制御部の給排気指令値を補正することで前記弁装置を制御する、鉄道車両の車体制御装置。
The height of the vehicle body is adjustable with respect to the bogie, and the vehicle height includes a pair of left and right air springs interposed between the vehicle body and the bogie, and a valve device for adjusting the supply and exhaust of the air springs. It is a vehicle body control device that prevents derailment of railway vehicles equipped with an adjustment device due to an earthquake.
The target vehicle body tilt angle calculation unit that calculates the target tilt angle of the vehicle body when the railroad vehicle passes the curve, and the valve device while detecting the height of the air spring so that the vehicle body has the target tilt angle . The air spring height control unit to control and
When the earthquake occurrence information is detected, it is provided with a vehicle weight center position control unit that executes derailment prevention control that controls the vehicle height adjusting device so as to lower the height of the center of gravity position of the vehicle body .
In the derailment prevention control, the vehicle weight center position control unit corrects the supply / exhaust command value of the air spring height control unit so as to lower the height of the vehicle body while maintaining the target inclination angle. A vehicle body control device for railway vehicles that controls valve devices.
台車に対して車体の高さを調整可能で且つ前記車体と前記台車との間に介設されたアクチュエータ、及び、前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置、を有する車高調整装置を備えた鉄道車両の地震による脱線を防止する車体制御装置であって、
前記車体の鉛直方向の振動速度に比例した力を前記車体に与えるように前記アクチュエータを制御する動揺防止制御部と、
地震発生情報が検知されると、前記車体の重心位置の高さを下げるように前記車高調整装置を制御する脱線防止制御を実行する車体重心位置制御部と、を備え、
前記車体重心位置制御部は、前記脱線防止制御において前記車体を下方変位させる向きに前記アクチュエータに推力を発生させるべく前記アクチュエータ駆動装置を制御するように、前記動揺防止制御部の動揺防止推力指令値に対して前記脱線防止制御の推力指令値を加算する、鉄道車両の車体制御装置。
A railroad vehicle having a vehicle height adjusting device capable of adjusting the height of the vehicle body with respect to the bogie and having an actuator interposed between the vehicle body and the bogie and an actuator driving device for driving the actuator. It is a car body control device that prevents derailment due to the earthquake.
An anti-sway control unit that controls the actuator so as to apply a force proportional to the vibration speed in the vertical direction of the vehicle body to the vehicle body.
When the earthquake occurrence information is detected, it is provided with a vehicle weight center position control unit that executes derailment prevention control that controls the vehicle height adjusting device so as to lower the height of the center of gravity position of the vehicle body .
The vehicle weight center position control unit controls the actuator drive device so as to generate a thrust in the actuator in a direction that causes the vehicle body to be displaced downward in the derailment prevention control. A body control device for a railroad vehicle that adds a thrust command value for the derailment prevention control to the above.
台車に対して車体の高さを調整可能な車高調整装置を備えた鉄道車両の地震による脱線を防止する車体制御装置であって、
地震発生情報が検知されると、前記車体の重心位置の高さを下げるように前記車高調整装置を制御する脱線防止制御を実行する車体重心位置制御部と、を備え、
前記車高調整装置は、
前記車体と前記台車との間に介設された左右一対の空気バネ、及び、前記空気バネの給排気を調節する弁装置、を有する第1車高調整装置と、
前記車体と前記台車との間に介設されたアクチュエータ、及び、前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置、を有する第2車高調整装置と、を含み、
前記車体重心位置制御部は、
前記地震発生情報が検知されると、前記空気バネが排気モードとなるように前記弁装置を制御し、かつ、前記空気バネの高さを所定の緊急目標値まで下げるように前記アクチュエータに推力を発生させるべく前記アクチュエータ駆動装置を制御し、
前記空気バネの高さが前記緊急目標値に到達した後に前記アクチュエータの推力が所定値未満まで減少すると、前記排気モードから通常モードに戻すように前記弁装置を制御する、鉄道車両の車体制御装置。
It is a vehicle body control device that prevents derailment of railway vehicles due to earthquakes equipped with a vehicle height adjustment device that can adjust the height of the vehicle body with respect to the bogie.
When the earthquake occurrence information is detected, it is provided with a vehicle weight center position control unit that executes derailment prevention control that controls the vehicle height adjusting device so as to lower the height of the center of gravity position of the vehicle body.
The vehicle height adjusting device is
A first vehicle height adjusting device having a pair of left and right air springs interposed between the vehicle body and the bogie, and a valve device for adjusting the supply and exhaust of the air springs.
A second vehicle height adjusting device having an actuator interposed between the vehicle body and the bogie and an actuator driving device for driving the actuator is included.
The vehicle weight center position control unit is
When the earthquake occurrence information is detected, the valve device is controlled so that the air spring is in the exhaust mode, and a thrust is applied to the actuator so that the height of the air spring is lowered to a predetermined emergency target value. Control the actuator drive device to generate
When the thrust of the actuator decreases to less than a predetermined value after the height of the air spring reaches the urgent target value, the vehicle body control of the railway vehicle controls the valve device so as to return from the exhaust mode to the normal mode. Device.
前記鉄道車両の曲線通過時における前記車体の目標傾斜角を演算する目標車体傾斜角演算部と、前記車体が前記目標傾斜角になるように前記空気バネの高さを検出しながら前記弁装置を制御する空気バネ高さ制御部を更に備え、
前記車体重心位置制御部は、前記地震発生情報が検知されると、前記空気バネの排気モード中において、前記車体が目標傾斜角になるように前記空気バネの高さを検出しながら前記アクチュエータ駆動装置を制御する、請求項に記載の鉄道車両の車体制御装置。
The target vehicle body tilt angle calculation unit that calculates the target tilt angle of the vehicle body when the railroad vehicle passes the curve, and the valve device while detecting the height of the air spring so that the vehicle body has the target tilt angle. Further equipped with an air spring height control unit to control
When the earthquake occurrence information is detected, the vehicle weight center position control unit drives the actuator while detecting the height of the air spring so that the vehicle body has a target inclination angle in the exhaust mode of the air spring. The vehicle body control device for a railroad vehicle according to claim 3 , which controls the device.
車体と台車との間に介設されたアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動装置と、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の車体制御装置であって、前記アクチュエータ駆動装置を制御する車体制御装置と、
バックアップ用蓄電池と、
地上設備から供給される電力を前記アクチュエータ駆動装置に供給する状態と、前記蓄電池からの電力を前記アクチュエータ駆動装置に供給する状態とを互いに切替可能な電源切替装置と、を備え、
前記制御装置は、前記地上設備からの電力供給の停止を地震発生情報として検知し、
前記電源切替装置は、前記地上設備からの電力供給が停止されると、前記アクチュエータに前記蓄電池からの電力を供給する状態に切り替える、鉄道車両。
The actuator installed between the car body and the bogie,
The actuator drive device that drives the actuator and
The vehicle body control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle body control device controls the actuator drive device.
Backup storage battery and
It is provided with a power supply switching device capable of switching between a state in which electric power supplied from ground equipment is supplied to the actuator drive device and a state in which electric power from the storage battery is supplied to the actuator drive device.
The control device detects the stoppage of power supply from the ground equipment as earthquake occurrence information, and receives it.
The power switching device is a railway vehicle that switches to a state in which power is supplied from the storage battery to the actuator when the power supply from the ground equipment is stopped.
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