JP7079642B2 - Railroad vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、鉄道車両に関する。 The present invention relates to a railroad vehicle.

鉄道車両の走行時の安全性などを確保するため、車体或いは走行装置にセンサを設置し、走行状態の異常の有無や台車部品などの劣化を監視する装置が開発されている(例えば、特許文献1)。例えば特許文献1に記載の装置は、鉄道車両に設置された加速度センサを備えており、加速度センサで検出される加速度の特定周波数帯の信号を所定時間毎に積分することで、得られた積分値と所定時間前の積分値との差に基づいて車両の状態を判定している。 In order to ensure the safety of railway vehicles when traveling, a device has been developed in which sensors are installed on the vehicle body or traveling device to monitor the presence or absence of abnormalities in the traveling state and deterioration of bogie parts (for example, patent documents). 1). For example, the device described in Patent Document 1 includes an acceleration sensor installed in a railroad vehicle, and the integration obtained by integrating signals in a specific frequency band of acceleration detected by the acceleration sensor at predetermined time intervals. The state of the vehicle is determined based on the difference between the value and the integrated value before a predetermined time.

特開2002-211400号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-211,400

特許文献1に記載の装置は、加速度センサによって鉄道車両に生じた振動を検出している。このように、加速度センサによって振動を検出することで、加速度センサからの検出信号データから各車両の乗り心地を判定する手法が考えられる。しかしながら、このような手法によって、鉄道車両に生じた振動に基づく乗り心地の悪化が検知できたとしても、悪化した乗り心地を改善するのは容易ではない。また、鉄道車両の乗り心地は、部品の経年劣化及び車体に乗車した乗客の状況など様々な原因によって刻々と変化する。また、鉄道車両の乗り心地の要求レベルは、車両の走行形態によっても異なってくる。 The device described in Patent Document 1 detects vibration generated in a railway vehicle by an acceleration sensor. In this way, a method of determining the riding comfort of each vehicle from the detection signal data from the acceleration sensor by detecting the vibration with the acceleration sensor can be considered. However, even if the deterioration of the ride quality due to the vibration generated in the railway vehicle can be detected by such a method, it is not easy to improve the deteriorated ride quality. In addition, the ride quality of railway vehicles changes from moment to moment due to various causes such as deterioration of parts over time and the situation of passengers on the vehicle body. In addition, the required level of ride quality of a railroad vehicle also differs depending on the traveling mode of the vehicle.

本発明は、様々な状況に応じて所望の乗り心地を提供できる鉄道車両を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a railway vehicle capable of providing a desired ride quality according to various situations.

本発明の一側面に係る鉄道車両は、車両の車体と台車枠との間、及び、台車枠と車輪との間の少なくとも一方に設けられ、印加される電圧に応じて粘性が変化する粘性ダンパと、粘性ダンパに印加する電圧を制御する制御手段と、を備える。 The railroad vehicle according to one aspect of the present invention is a viscous damper provided between the vehicle body and the bogie frame and at least one between the bogie frame and the wheels, and the viscosity changes according to the applied voltage. And a control means for controlling the voltage applied to the viscous damper.

この鉄道車両では、印加される電圧に応じて粘性が変化する粘性ダンパが設けられており、制御手段によって当該粘性ダンパに印加する電圧が制御される。このため、部品の経年劣化、乗客の増減、及び鉄道車両の走行形態の変更といった状況に応じて、ダンパ特性を制御することができる。したがって、この鉄道車両では、様々な状況に応じて所望の乗り心地を提供できる。 This railroad vehicle is provided with a viscous damper whose viscosity changes according to the applied voltage, and the voltage applied to the viscous damper is controlled by the control means. Therefore, it is possible to control the damper characteristics according to the aged deterioration of parts, the increase / decrease of passengers, and the change of the traveling form of the railway vehicle. Therefore, this railroad vehicle can provide a desired ride quality according to various situations.

粘性ダンパは、磁気粘性流体を用いたダンパ又は電気粘性流体を用いたダンパであってもよい。磁気粘性流体又は電気粘性流体を用いた粘性ダンパは、電界又は磁界が印加された場合に粒子鎖が形成されるという特有の性質を利用して減衰力を発生させる。このため、磁気粘性流体又は電気粘性流体を用いた粘性ダンパは、一般的なダンパに比べて寿命が長い。したがって、当該鉄道車両は、長期間に渡って所望の乗り心地を提供できる。 The viscous damper may be a damper using a magnetic viscous fluid or a damper using an electrorheological fluid. Viscous dampers using ferrofluids or electrorheological fluids generate damping forces by taking advantage of the unique property of forming particle chains when an electric or magnetic field is applied. Therefore, a viscous damper using a magnetic viscous fluid or an electrorheological fluid has a longer life than a general damper. Therefore, the railroad vehicle can provide a desired ride quality over a long period of time.

車体の重さを検出する重量検出手段を更に備えていてもよく、制御手段は、重量検出手段によって検出される車体の重さの増加量に基づいて、粘性ダンパに印加する電圧を制御してもよい。車両の振動は車体の重さによって変化する。このため、例えば、乗客が多い場合と少ない場合とで、車両に生じる振動が異なるおそれがある。上記鉄道車両は、重量検出手段によって検出された検出結果によって粘性ダンパに印加する電圧を制御するため、車体の重さによらずに、所望の乗り心地を提供できる。 A weight detecting means for detecting the weight of the vehicle body may be further provided, and the control means controls the voltage applied to the viscous damper based on the amount of increase in the weight of the vehicle body detected by the weight detecting means. May be good. The vibration of the vehicle changes depending on the weight of the vehicle body. Therefore, for example, the vibration generated in the vehicle may differ depending on whether the number of passengers is large or small. Since the railroad vehicle controls the voltage applied to the viscous damper based on the detection result detected by the weight detecting means, it is possible to provide a desired ride comfort regardless of the weight of the vehicle body.

車両の車両種別又は当該車両が走行する走行区間の種別の少なくとも1つを取得する取得手段を更に備えてもよく、制御手段は、車両種別又は走行区間の種別に応じて粘性ダンパで異なる減衰力が発生するように、粘性ダンパに印加する電圧を制御してもよい。この場合、上記鉄道車両は、車両種別又は走行区間の種別に応じて、粘性ダンパに適確な減衰力を発生させることができる。 Further, an acquisition means for acquiring at least one of the vehicle type of the vehicle or the type of the traveling section in which the vehicle travels may be further provided, and the control means has a different damping force with a viscous damper depending on the vehicle type or the traveling section type. The voltage applied to the viscous damper may be controlled so that In this case, the railway vehicle can generate an appropriate damping force on the viscous damper according to the vehicle type or the traveling section type.

車両に設けられた加速度センサを更に備えてもよく、制御手段は、車両に設けられた加速度センサからの検出信号データに基づいて、当該車両に設けられた粘性ダンパに印加する電圧を制御してもよい。この場合、上記鉄道車両は、加速度センサによって検出された鉄道車両の振動に応じて粘性ダンパに適確な減衰力を発生させて、乗り心地を改善することができる。 An acceleration sensor provided in the vehicle may be further provided, and the control means controls the voltage applied to the viscous damper provided in the vehicle based on the detection signal data from the acceleration sensor provided in the vehicle. May be good. In this case, the railroad vehicle can improve the riding comfort by generating an appropriate damping force in the viscous damper in response to the vibration of the railroad vehicle detected by the acceleration sensor.

加速度センサは、車両の心皿の直上に配置されていてもよい。この場合、加速度センサによって、鉄道車両に生じる振動の正確性を向上することができる。 The accelerometer may be located directly above the center plate of the vehicle. In this case, the accelerometer can improve the accuracy of the vibrations that occur in the railcar.

粘性ダンパ及び加速度センサは、複数の車両において台車毎に設けられており、制御手段は、複数の車両に設けられた加速度センサからの検出信号データに基づいて、各台車に設けられた粘性ダンパに印加する電圧を制御してもよい。この場合、上記鉄道車両は、複数の車両の各々において、他の車両で生じる振動を考慮して所望の乗り心地を提供することができる。例えば、複数の車両の乗り心地レベルを均一にすることができる。 The viscous damper and the acceleration sensor are provided for each trolley in a plurality of vehicles, and the control means is provided in the viscous damper provided in each trolley based on the detection signal data from the acceleration sensors provided in the plurality of vehicles. The applied voltage may be controlled. In this case, the railroad vehicle can provide a desired ride quality in each of the plurality of rolling stocks in consideration of the vibration generated by the other rolling stock. For example, the ride quality levels of a plurality of vehicles can be made uniform.

加速度センサからの検出信号データをフーリエ変換し、周波数毎の加速度に関する特性データを算出する第1の算出手段と、第1の算出手段によって算出された特性データと予め取得された単位データとの間のマハラノビスの距離を算出する第2の算出手段と、マハラノビスの距離を予め設定された閾値と比較する比較手段と、比較手段における比較結果に応じて、車両の乗り心地レベルを判定する判定手段と、を更に備えてもよい。制御手段は、判定手段によって判定された乗り心地レベルに基づいて、粘性ダンパに印加する電圧を制御してもよい。鉄道車両の振動には、乗客が心地よいと感じる周波数と不快と感じる周波数とが含まれている。上記鉄道車両では、鉄道車両が走行している状態で、周波数毎の乗り心地に対する寄与度の違いを考慮した乗り心地レベルの判定が容易かつ適確に実行され得る。このため、上記鉄道車両は、部品の経年劣化などによって乗り心地レベルが悪化した場合にも、容易かつ適確に所望の乗り心地を確保できる。 Between the first calculation means that Fourier-converts the detection signal data from the acceleration sensor and calculates the characteristic data related to the acceleration for each frequency, and the characteristic data calculated by the first calculation means and the unit data acquired in advance. A second calculation means for calculating the Mahalanobis distance, a comparison means for comparing the Mahalanobis distance with a preset threshold value, and a determination means for determining the ride comfort level of the vehicle according to the comparison result in the comparison means. , May be further provided. The control means may control the voltage applied to the viscous damper based on the ride quality level determined by the determination means. The vibration of a railroad vehicle includes frequencies that passengers find comfortable and frequencies that passengers find unpleasant. In the above-mentioned railroad vehicle, the ride quality level can be easily and accurately determined in consideration of the difference in the degree of contribution to the ride quality for each frequency while the railroad vehicle is running. Therefore, the above-mentioned railway vehicle can easily and accurately secure a desired ride quality even when the ride quality level deteriorates due to deterioration of parts over time.

単位データは、正常な鉄道車両が正常な線路を走行した際の特性データであり、異なる時間又は異なる走行区間で加速度センサから出力された複数の検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した周波数毎の加速度に関するデータを含んでもよい。この場合、鉄道車両と線路との双方の劣化、及び、時間の違い又は走行区間の違いによる加速度センサの検出結果のばらつきを考慮して、乗り心地レベルを判定することができる。 The unit data is characteristic data when a normal railroad vehicle travels on a normal railroad track, and is the acceleration for each frequency obtained by Fourier-converting each of a plurality of detection signal data output from the acceleration sensor at different times or different traveling sections. May include data about. In this case, the ride comfort level can be determined in consideration of the deterioration of both the railroad vehicle and the railroad track, and the variation in the detection result of the acceleration sensor due to the difference in time or the difference in the traveling section.

本発明によれば、様々な状況に応じて所望の乗り心地を提供できる鉄道車両を提供する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a railway vehicle capable of providing a desired ride quality according to various situations is provided.

本発明の実施形態に係る鉄道車両の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the railroad vehicle which concerns on embodiment of this invention. 図1に示した台車の周辺部分の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the peripheral part of the bogie shown in FIG. 図1に示した鉄道車両の一部のブロック図である。It is a block diagram of a part of the railroad vehicle shown in FIG. 図1に示した鉄道車両の一部のブロック図である。It is a block diagram of a part of the railroad vehicle shown in FIG. 加速度センサからの検出信号データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detection signal data from an acceleration sensor. 加速度センサからの検出信号データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detection signal data from an acceleration sensor. 周波数毎の加速度に関する特性データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of characteristic data about acceleration for every frequency. 周波数毎の加速度に関する特性データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of characteristic data about acceleration for every frequency. 図1に示した鉄道車両の一部のブロック図である。It is a block diagram of a part of the railroad vehicle shown in FIG. 乗り心地レベルの判定の比較例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the comparative example of the determination of the ride quality level. 乗り心地レベルの判定の比較例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the comparative example of the determination of the ride quality level.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and duplicate explanations will be omitted.

まず、図1を参照して、鉄道車両の物理的構成について説明する。図1は、鉄道車両の全体構成を説明するための図である。鉄道車両1は、図1に示されているように、複数の車両20によって構成されている。鉄道車両1は、車両20に設けられた各種機器によって、各車両20に加わる振動を検出し、乗り心地を制御する。鉄道車両1は、各車両20に、台車21と、加速度センサ23と、演算ユニット24と、中継ユニット25と、統括ユニット26とを有する。 First, the physical configuration of a railroad vehicle will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of a railroad vehicle. As shown in FIG. 1, the railroad vehicle 1 is composed of a plurality of vehicles 20. The railway vehicle 1 detects the vibration applied to each vehicle 20 by various devices provided on the vehicle 20 and controls the riding comfort. The railroad vehicle 1 has a bogie 21, an acceleration sensor 23, a calculation unit 24, a relay unit 25, and a control unit 26 in each vehicle 20.

加速度センサ23は、各車両20の振動を検出する部分である。演算ユニット24は、主として車両20の乗り心地レベルを判定する部分である。ここで、「乗り心地レベル」とは、乗り心地の良し悪しを示す度合いである。中継ユニット25は、各演算ユニット24の判定結果を中継して、統括ユニット26に向けて送信する部分である。統括ユニット26は、各演算ユニット24から受信した判定結果の報知や記録を行う部分である。 The acceleration sensor 23 is a part that detects the vibration of each vehicle 20. The calculation unit 24 is a part that mainly determines the ride quality level of the vehicle 20. Here, the "ride quality level" is a degree indicating whether the ride quality is good or bad. The relay unit 25 is a part that relays the determination result of each arithmetic unit 24 and transmits it to the control unit 26. The control unit 26 is a part that notifies and records the determination result received from each calculation unit 24.

台車21は、各車両20に2つ配置されている。各台車21は、車両20の車体31に設けられており、台車枠32と4つの車輪33を有している。1つの台車枠32に、左右対称に2つずつ車輪33が設けられている。 Two carriages 21 are arranged in each vehicle 20. Each bogie 21 is provided on the vehicle body 31 of the vehicle 20 and has a bogie frame 32 and four wheels 33. Two wheels 33 are provided symmetrically on one bogie frame 32.

加速度センサ23は、図1に示されているように、鉄道車両1の台車21の直上に配置されている。本実施形態では、加速度センサ23は、複数の車両20において台車21毎に設けられている。具体的には、加速度センサ23は、心皿の直上(車両20の床上、床中、又は床下における台車21の回転中心に対応する位置)に配置されている。加速度センサ23は、車両20の妻部27,28(車両20の長手方向の端部を構成する妻構体によって構成される部分)に配置されていてもよいし、妻近傍の側壁(例えば側構体)又は、妻近傍の天井(例えば屋根構体)に配置されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the acceleration sensor 23 is arranged directly above the bogie 21 of the railroad vehicle 1. In the present embodiment, the acceleration sensor 23 is provided for each carriage 21 in the plurality of vehicles 20. Specifically, the acceleration sensor 23 is arranged directly above the center plate (position corresponding to the rotation center of the carriage 21 on the floor, in the floor, or under the floor of the vehicle 20). The accelerometer 23 may be arranged on the end parts 27, 28 of the vehicle 20 (a portion formed by the end part of the vehicle 20 in the longitudinal direction), or may be arranged on a side wall near the end part (for example, a side structure). ) Or, it may be arranged on the ceiling (for example, a roof structure) near the wife.

演算ユニット24は、車両20の一方の妻部27に配置されている。演算ユニット24は、運転台などを有する乗務員室を備えた車両20の少なくとも1つ(例えば、先頭車両20及び後尾車両20)のみに設けられていてもよい。中継ユニット25は、例えば車両20の他方の妻部28に配置されている。統括ユニット26は、例えば鉄道車両1の先頭車両20及び後尾車両20にそれぞれ配置されている。統括ユニット26は、運転台などを有する乗務員室を備えた車両20の少なくとも1つのみに設けられていてもよい。演算ユニット24、中継ユニット25、及び統括ユニット26は、車内と車外のいずれに配置されてもよい。 The arithmetic unit 24 is arranged on one end 27 of the vehicle 20. The arithmetic unit 24 may be provided only in at least one of the vehicles 20 having a crew room having a driver's cab or the like (for example, the leading vehicle 20 and the trailing vehicle 20). The relay unit 25 is arranged, for example, on the other wife portion 28 of the vehicle 20. The control unit 26 is arranged, for example, in the leading car 20 and the trailing car 20 of the railroad car 1, respectively. The control unit 26 may be provided in only one of the vehicles 20 having a crew room having a driver's cab or the like. The arithmetic unit 24, the relay unit 25, and the control unit 26 may be arranged inside or outside the vehicle.

次に、図2を参照して、台車21の周辺部分の構造について説明する。各台車21は、振動抑制機構35,36と、振動抑制機構35,36を制御する制御手段37とを有している。 Next, with reference to FIG. 2, the structure of the peripheral portion of the carriage 21 will be described. Each carriage 21 has a vibration suppressing mechanism 35, 36 and a control means 37 for controlling the vibration suppressing mechanism 35, 36.

図2では、振動抑制機構35が車輪33と台車枠32との間に設けられており、振動抑制機構36が車体31と台車枠32との間に設けられている。振動抑制機構35は、1つの車輪33と台車枠32とを連結しており、車輪33から台車枠32に伝達される振動を抑制する。振動抑制機構36は、台車枠32と車体31とを連結しており、台車枠32から車体31に伝達される振動を抑制する。制御手段37は、車体31の床下に設けられており、振動抑制機構35,36と電気的に接続されている。制御手段37は、演算ユニット24又は中継ユニット25と共に、各車両20毎に妻部27,28に設けられていてもよいし、統括ユニット26と共に先頭車両20及び後尾車両20に設けられていてもよい。 In FIG. 2, the vibration suppression mechanism 35 is provided between the wheel 33 and the bogie frame 32, and the vibration suppression mechanism 36 is provided between the vehicle body 31 and the bogie frame 32. The vibration suppressing mechanism 35 connects one wheel 33 and the bogie frame 32, and suppresses the vibration transmitted from the wheel 33 to the bogie frame 32. The vibration suppressing mechanism 36 connects the bogie frame 32 and the vehicle body 31, and suppresses the vibration transmitted from the bogie frame 32 to the vehicle body 31. The control means 37 is provided under the floor of the vehicle body 31, and is electrically connected to the vibration suppression mechanisms 35 and 36. The control means 37 may be provided in the wife units 27 and 28 for each vehicle 20 together with the arithmetic unit 24 or the relay unit 25, or may be provided in the leading vehicle 20 and the tail vehicle 20 together with the controlling unit 26. good.

図2には、振動抑制機構35及び振動抑制機構36のモデルが示されている。振動抑制機構35は、1つのバネ41(軸バネ)と1つの粘性ダンパ42(軸ダンパ)とを有している。バネ41と粘性ダンパ42とは、互いに並列に構成されている。すなわち、バネ41及び粘性ダンパ42は、それぞれ車輪33と台車枠32とに接続されている。 FIG. 2 shows a model of the vibration suppression mechanism 35 and the vibration suppression mechanism 36. The vibration suppression mechanism 35 has one spring 41 (shaft spring) and one viscous damper 42 (shaft damper). The spring 41 and the viscous damper 42 are configured in parallel with each other. That is, the spring 41 and the viscous damper 42 are connected to the wheel 33 and the bogie frame 32, respectively.

振動抑制機構36は、空気バネであり、3つのバネ43,44,45と1つの粘性ダンパ46とを有している。バネ43と粘性ダンパ46とは、互いに並列に構成されており、いずれもバネ44に直列に接続されている。バネ43と,粘性ダンパ46と,バネ44とは、バネ45に対して並列に構成されている。すなわち、バネ43及び粘性ダンパ46は、台車枠32及びバネ44に接続されている。バネ44は、バネ43、粘性ダンパ46、及び車体31に接続されている。バネ45は、台車枠32と車体31に接続されている。 The vibration suppression mechanism 36 is an air spring and has three springs 43, 44, 45 and one viscous damper 46. The spring 43 and the viscous damper 46 are configured in parallel with each other, and both are connected in series with the spring 44. The spring 43, the viscous damper 46, and the spring 44 are configured in parallel with the spring 45. That is, the spring 43 and the viscous damper 46 are connected to the bogie frame 32 and the spring 44. The spring 44 is connected to the spring 43, the viscous damper 46, and the vehicle body 31. The spring 45 is connected to the bogie frame 32 and the vehicle body 31.

このように、振動抑制機構35,36は、バネと粘性ダンパとを直列又は並列に接続することで構成されている。これにより、振動抑制機構35,36は鉄道車両1に外力が加わった際に所望の減衰振動を行う。この結果、乗り心地を損なうことなく、車体31に生じる振動が抑制される。 As described above, the vibration suppression mechanisms 35 and 36 are configured by connecting the spring and the viscous damper in series or in parallel. As a result, the vibration suppression mechanisms 35 and 36 perform desired damped vibration when an external force is applied to the railway vehicle 1. As a result, the vibration generated in the vehicle body 31 is suppressed without impairing the riding comfort.

粘性ダンパ42,46は、いずれも電気粘性流体(ER流体)を用いた粘性ダンパ、所謂、ERダンパである。電気粘性流体は、電界が印加されると粒子鎖を形成し、粘性が増加する。ERダンパは、この電気粘性流体の作用によって、印加される電圧が増加するほど減衰力が増加し、印加される電圧が減少するほど減衰力が減少する。換言すれば、粘性ダンパ42,46は、印加される電圧に応じて粘性が変化する。本実施形態では、粘性ダンパ42及び粘性ダンパ46は、それぞれ制御手段37に電気的に接続されている。制御手段37は、粘性ダンパ42及び粘性ダンパ46に印加する電圧を制御する。 The viscous dampers 42 and 46 are all viscous dampers using an electrorheological fluid (ER fluid), so-called ER dampers. The electrorheological fluid forms a particle chain when an electric field is applied, and its viscosity increases. Due to the action of this electrorheological fluid, the damping force of the ER damper increases as the applied voltage increases, and decreases as the applied voltage decreases. In other words, the viscosity of the viscous dampers 42 and 46 changes according to the applied voltage. In the present embodiment, the viscous damper 42 and the viscous damper 46 are electrically connected to the control means 37, respectively. The control means 37 controls the voltage applied to the viscous damper 42 and the viscous damper 46.

粘性ダンパ42,46は、磁気粘性流体(MR流体)を用いた粘性ダンパ、所謂、MRダンパであってもよい。MR流体は、磁界が印加されると粘性が増加する。MRダンパも、ERダンパと同様に、印加される電圧が増加するほど減衰力が増加し、印加される電圧が減少するほど減衰力が減少する。 The viscous dampers 42 and 46 may be viscous dampers using a magnetic viscous fluid (MR fluid), so-called MR dampers. The viscosity of MR fluid increases when a magnetic field is applied. Similar to the ER damper, the damping force of the MR damper increases as the applied voltage increases, and the damping force decreases as the applied voltage decreases.

本実施形態では、粘性ダンパ42,46は、複数の車両20において台車21毎に設けられている。粘性ダンパ42,46は、振動抑制機構35,36のいずれか一方に設けられていてもよい。すなわち、電気粘性流体又は磁気粘性流体を用いた粘性ダンパ42,46は、車体31と台車枠32との間、及び、台車枠32と車輪33との間の少なくとも一方に設けられていればよい。 In the present embodiment, the viscous dampers 42 and 46 are provided for each carriage 21 in the plurality of vehicles 20. The viscous dampers 42 and 46 may be provided on either one of the vibration suppressing mechanisms 35 and 36. That is, the viscous dampers 42 and 46 using the electrorheological fluid or the ferrofluid may be provided at least one between the vehicle body 31 and the bogie frame 32 and between the bogie frame 32 and the wheels 33. ..

次に、図3を参照して、加速度センサ23、演算ユニット24、及び中継ユニット25の機能的構成について説明する。図3は、鉄道車両1の一部である加速度センサ23、演算ユニット24及び中継ユニット25を示している。 Next, with reference to FIG. 3, the functional configuration of the acceleration sensor 23, the calculation unit 24, and the relay unit 25 will be described. FIG. 3 shows an acceleration sensor 23, a calculation unit 24, and a relay unit 25, which are a part of the railway vehicle 1.

加速度センサ23は、車両20の振動に応じて生ずる車両20の上下方向、左右方向及び前後方向の加速度をそれぞれ検出する。加速度センサ23で検出された加速度は、逐次、演算ユニット24へ送信される。 The acceleration sensor 23 detects the acceleration in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction of the vehicle 20 generated in response to the vibration of the vehicle 20. The acceleration detected by the acceleration sensor 23 is sequentially transmitted to the calculation unit 24.

演算ユニット24は、図3に示されているように、受信部51と、状態演算部52と、単位空間データベース53と、通信部54とを有している。受信部51は、同一車両20に設けられた少なくとも1つの加速度センサ23からの検出信号データを受信する。受信部51は、例えばBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。 As shown in FIG. 3, the calculation unit 24 has a reception unit 51, a state calculation unit 52, a unit space database 53, and a communication unit 54. The receiving unit 51 receives the detection signal data from at least one acceleration sensor 23 provided in the same vehicle 20. The receiving units 51 are connected to each other so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark). The connection is not limited to wireless, but may be wired.

状態演算部52は、受信部51で受信された加速度センサ23からの検出信号データに基づいて、車両20の状態を判定する。本実施形態では、状態演算部52は、MTS(Mahalanobis-Taguchi System)によって、車両20の乗り心地レベルを判定する。具体的には、状態演算部52は、単位空間データベース53を参照してマハラノビスの距離を算出し、算出されたマハラノビスの距離と閾値とを比較することで車両20の乗り心地レベルを判定する。状態演算部52は、乗り心地レベルの判定結果を通信部54へ出力する。 The state calculation unit 52 determines the state of the vehicle 20 based on the detection signal data from the acceleration sensor 23 received by the reception unit 51. In the present embodiment, the state calculation unit 52 determines the ride quality level of the vehicle 20 by the MTS (Mahalanobis-Taguchi System). Specifically, the state calculation unit 52 calculates the Mahalanobis distance with reference to the unit space database 53, and determines the ride comfort level of the vehicle 20 by comparing the calculated Mahalanobis distance with the threshold value. The state calculation unit 52 outputs the determination result of the ride quality level to the communication unit 54.

単位空間データベース53は、MTSに用いられる予め取得された単位データ(単位空間データ)を格納している。単位データは、正常な鉄道車両1が正常な線路を走行した際の特性データである。単位データは、加速度センサ23から出力されたn個の検出信号データのそれぞれを高速フーリエ変換したものであり、周波数毎の加速度に関するn個のデータである。換言すれば、単位データは、加速度に関する情報を周波数毎に示すデータである。 The unit space database 53 stores the unit data (unit space data) acquired in advance used for the MTS. The unit data is characteristic data when a normal railroad vehicle 1 travels on a normal railroad track. The unit data is obtained by fast Fourier transforming each of the n detection signal data output from the acceleration sensor 23, and is n data related to the acceleration for each frequency. In other words, the unit data is data showing information on acceleration for each frequency.

単位データは、例えば、m個の鉄道車両IDと単位データとが路線ID毎及び時刻毎に予め格納されている。ここで、鉄道車両ID及び路線IDは、それぞれ、鉄道車両の車両種別と路線の種別を示す。物理的に同一の鉄道車両1が異なる時間に別の用途で使われる場合があるため、このような場合を考慮して、異なる鉄道車両IDが物理的に同一の鉄道車両1に付されてもよい。例えば、朝は特急快速として利用されていた鉄道車両1が昼は普通列車として利用される場合や乗客を乗せていた鉄道車両1が回送列車として走行する場合がある。鉄道車両IDは、回送列車、普通列車、快速列車、及び特急列車などの鉄道車両1の走行形態を示すものであってもよいし、普通車及びグリーン車などの各車両20の等級を示すものであってもよい。 As the unit data, for example, m railroad vehicle IDs and unit data are stored in advance for each line ID and each time. Here, the railroad vehicle ID and the line ID indicate the vehicle type and the line type of the railroad vehicle, respectively. Since the physically same railroad vehicle 1 may be used for different purposes at different times, even if different railroad vehicle IDs are attached to the physically same railroad vehicle 1 in consideration of such a case. good. For example, a railroad vehicle 1 used as a limited express train in the morning may be used as a regular train in the daytime, or a railroad vehicle 1 carrying passengers may travel as a forwarding train. The railway vehicle ID may indicate the traveling mode of the railway vehicle 1 such as a forwarding train, an ordinary train, a rapid train, and a limited express train, or indicates the grade of each vehicle 20 such as an ordinary vehicle and a green vehicle. May be.

本実施形態では、単位データは、周波数毎の加速度を示すデータ、すなわち、加速度の周波数特性(加速度の周波数スペクトル)を示すデータである。単位データは、加速度に関する情報を示すデータであればこれに限定されない。単位データは、例えば、周波数毎のPSD(Power Spectral Density、パワースペクトル密度関数)を示すデータ、すなわち、PSDの周波数特性(PSDの周波数スペクトル)であってもよい。 In the present embodiment, the unit data is data showing acceleration for each frequency, that is, data showing frequency characteristics of acceleration (frequency spectrum of acceleration). The unit data is not limited to this as long as it is data indicating information on acceleration. The unit data may be, for example, data showing PSD (Power Spectral Density, power spectral density function) for each frequency, that is, PSD frequency characteristics (PSD frequency spectrum).

通信部54は、隣接する中継ユニット25との間で、状態演算部52で判定された車両20の状態(乗り心地レベルの判定結果)などの情報について送受信を行う部分である。通信部54は、隣接する車両20及び同一車両20に配置されている中継ユニット25と、例えばBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。通信部54は、隣接する中継ユニット25を介して統括ユニット26から鉄道車両ID及び路線IDの少なくとも1つを受信(取得)した場合には、受信した鉄道車両ID及び路線IDの少なくとも1つを状態演算部52に出力する。通信部54で受信される路線IDは、鉄道車両1が現在走行している路線のIDであってもよいし、今後走行する予定の路線のIDであってもよい。 The communication unit 54 is a unit that transmits / receives information such as the state of the vehicle 20 (determination result of the ride quality level) determined by the state calculation unit 52 to and from the adjacent relay unit 25. The communication unit 54 is connected to the adjacent vehicle 20 and the relay unit 25 arranged in the same vehicle 20 so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark). The connection is not limited to wireless, but may be wired. When the communication unit 54 receives (acquires) at least one of the railroad vehicle ID and the line ID from the control unit 26 via the adjacent relay unit 25, the communication unit 54 receives at least one of the received railroad vehicle ID and line ID. Output to the state calculation unit 52. The route ID received by the communication unit 54 may be the ID of the route on which the railway vehicle 1 is currently traveling, or may be the ID of the route to be traveled in the future.

中継ユニット25は、機能的な構成要素として、例えば通信部61を有している。通信部61は、隣接する演算ユニット24、又は統括ユニット26との間の送受信を中継する部分である。通信部61は、隣接する車両20及び同一車両20に配置されている演算ユニット24又は統括ユニット26と、例えばBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。 The relay unit 25 has, for example, a communication unit 61 as a functional component. The communication unit 61 is a part that relays transmission / reception with the adjacent arithmetic unit 24 or the control unit 26. The communication unit 61 is connected to the arithmetic unit 24 or the control unit 26 arranged in the adjacent vehicle 20 and the same vehicle 20 so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark). The connection is not limited to wireless, but may be wired.

次に、図4を参照して、統括ユニット26の機能的構成について詳細に説明する。図4は、鉄道車両1の一部である統括ユニット26を示している。 Next, with reference to FIG. 4, the functional configuration of the control unit 26 will be described in detail. FIG. 4 shows a control unit 26 that is a part of the railway vehicle 1.

統括ユニット26は、通信部71と、報知部72と、判定結果格納部73とを有している。通信部71は、鉄道車両1の外部に位置する車両基地3及び隣接する中継ユニット25との間で情報の送受信(通信)を行う部分である。通信部71は、車両20に配置された中継ユニット25に対して、例えばBluetoothなどの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。 The control unit 26 has a communication unit 71, a notification unit 72, and a determination result storage unit 73. The communication unit 71 is a part that transmits / receives (communicates) information between the depot 3 located outside the railroad vehicle 1 and the adjacent relay unit 25. The communication unit 71 is connected to the relay unit 25 arranged in the vehicle 20 so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth. The connection is not limited to wireless, but may be wired.

通信部71は、例えば判定結果受信部74と、ID受信部75とを含んでいる。判定結果受信部74は、隣接する中継ユニット25から受け取った判定結果を報知部72と判定結果格納部73とにそれぞれ出力する。また、ID受信部75は、鉄道車両ID及び路線IDの少なくとも1つを車両基地3から受信し、中継ユニット25を介して各演算ユニット24にそれぞれ送信する。鉄道車両ID及び路線IDの少なくとも1つを送信する車両基地3は、例えば駅構内や各電車区内に位置している。車両基地3から送信される路線IDは、現在走行している路線のIDであってもよいし、今後走行する予定の路線のIDであってもよい。 The communication unit 71 includes, for example, a determination result receiving unit 74 and an ID receiving unit 75. The determination result receiving unit 74 outputs the determination result received from the adjacent relay unit 25 to the notification unit 72 and the determination result storage unit 73, respectively. Further, the ID receiving unit 75 receives at least one of the railroad vehicle ID and the line ID from the depot 3 and transmits them to each arithmetic unit 24 via the relay unit 25. The vehicle base 3 that transmits at least one of the railway vehicle ID and the line ID is located, for example, in a station yard or each train ward. The route ID transmitted from the depot 3 may be the ID of the route currently traveling or the ID of the route scheduled to be traveled in the future.

報知部72は、通信部71から受け取った判定結果を報知する部分である。報知部72は、例えばディスプレイを備え、鉄道車両1の走行時に車両20毎の判定結果を表示する。判定結果格納部73は、判定結果を格納する部分である。判定結果格納部73には、例えば通信部71が判定結果を受け取った時刻と判定結果とが関連付けられて格納される。 The notification unit 72 is a unit that notifies the determination result received from the communication unit 71. The notification unit 72 is provided with, for example, a display, and displays a determination result for each vehicle 20 when the railway vehicle 1 is traveling. The determination result storage unit 73 is a unit for storing the determination result. In the determination result storage unit 73, for example, the time when the communication unit 71 receives the determination result and the determination result are stored in association with each other.

次に、演算ユニット24における鉄道車両1の状態を判定する手法について詳細に説明する。状態演算部52は、図3に示されているように、第1の算出部56(第1の算出手段)と、第2の算出部57(第2の算出手段)と、比較部58(比較手段)と、判定部59(判定手段)とを有する。 Next, a method for determining the state of the railway vehicle 1 in the arithmetic unit 24 will be described in detail. As shown in FIG. 3, the state calculation unit 52 includes a first calculation unit 56 (first calculation means), a second calculation unit 57 (second calculation means), and a comparison unit 58 (the second calculation means). It has a comparison means) and a determination unit 59 (determination means).

第1の算出部56は、受信部51で受信された加速度センサ23からの検出信号データを高速フーリエ変換することで、周波数毎の加速度に関する特性データを算出する。本実施形態では、第1の算出部56は、加速度センサ23によって異なる時間に(異なる走行区間で)加速度センサ23から出力された複数の検出信号データをそれぞれ高速フーリエ変換した後に平均することで上記特性データを算出する。 The first calculation unit 56 calculates characteristic data related to acceleration for each frequency by performing a fast Fourier transform on the detection signal data from the acceleration sensor 23 received by the reception unit 51. In the present embodiment, the first calculation unit 56 averages the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor 23 at different times (in different traveling sections) by the acceleration sensor 23 after performing a fast Fourier transform. Calculate characteristic data.

例えば、第1の算出部56は、8つの異なる走行区間毎に加速度センサ23から8つの検出信号データを取得し、8つの検出信号データをそれぞれ高速フーリエ変換する。第1の算出部56は、高速フーリエ変換された8つのデータを平均することで特性データを算出する。第1の算出部56は、加速度センサから出力された、上下方向、左右方向、及び前後方向の検出信号データから、それぞれ上記特性データを算出する。 For example, the first calculation unit 56 acquires eight detection signal data from the acceleration sensor 23 for each of eight different traveling sections, and fast Fourier transforms each of the eight detection signal data. The first calculation unit 56 calculates the characteristic data by averaging the eight data obtained by the fast Fourier transform. The first calculation unit 56 calculates the above-mentioned characteristic data from the detection signal data in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-back direction output from the acceleration sensor.

本実施形態では、第1の算出部56は、周波数毎の加速度を示す特性データ、すなわち、加速度の周波数特性を算出する。第1の算出部56によって算出される特性データは、加速度に関する情報を示すデータであればこれに限定されない。例えば、第1の算出部56は、単位空間データベース53に格納されている単位データが周波数毎のPSDのデータである場合に、周波数毎のPSDを示す特性データ、すなわち、PSDの周波数特性を算出してもよい。 In the present embodiment, the first calculation unit 56 calculates characteristic data indicating acceleration for each frequency, that is, the frequency characteristic of acceleration. The characteristic data calculated by the first calculation unit 56 is not limited to this as long as it is data indicating information on acceleration. For example, the first calculation unit 56 calculates characteristic data indicating PSD for each frequency, that is, the frequency characteristic of PSD when the unit data stored in the unit space database 53 is PSD data for each frequency. You may.

図5及び図6は、加速度センサ23からの検出信号データの一例として、上下方向の加速度の時間特性を示している。縦軸は加速度を示しており、横軸は時間を示している。図7及び図8は、第1の算出部56によって算出された特性データの一例として、上下方向の加速度に関する特性データを示している。縦軸は加速度を対数で示しており、横軸は周波数を対数で示している。図5及び図7は、乗り心地が正常な状態の検出信号データ、及び当該検出信号データに基づいて算出された特性データを示している。図6及び図8は、乗り心地が異常な状態の検出信号データ、及び当該検出信号データに基づいて算出された特性データを示している。 5 and 6 show the time characteristics of acceleration in the vertical direction as an example of the detection signal data from the acceleration sensor 23. The vertical axis shows acceleration and the horizontal axis shows time. 7 and 8 show characteristic data relating to acceleration in the vertical direction as an example of characteristic data calculated by the first calculation unit 56. The vertical axis shows the acceleration in logarithm, and the horizontal axis shows the frequency in logarithm. 5 and 7 show detection signal data in a state where the ride quality is normal, and characteristic data calculated based on the detection signal data. 6 and 8 show the detection signal data in a state where the ride quality is abnormal, and the characteristic data calculated based on the detection signal data.

第2の算出部57は、第1の算出部56によって算出された特性データと単位空間データベース53に格納されている単位データとの間のマハラノビスの距離を算出する。本実施形態では、第1の算出部56が、上下方向、左右方向、及び前後方向の検出信号データからそれぞれ特性データを算出している。このため、第2の算出部57は、上下方向、左右方向、及び前後方向の特性データに基づいて、それぞれマハラノビスの距離を算出する。 The second calculation unit 57 calculates the Mahalanobis distance between the characteristic data calculated by the first calculation unit 56 and the unit data stored in the unit space database 53. In the present embodiment, the first calculation unit 56 calculates characteristic data from the detection signal data in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-back direction, respectively. Therefore, the second calculation unit 57 calculates the Mahalanobis distance based on the characteristic data in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-back direction, respectively.

本実施形態では、第2の算出部57は、演算ユニット24が設けられている鉄道車両1の鉄道車両ID、及び当該鉄道車両1が走行する路線IDの少なくとも1つを取得し、これらに基づいて、単位空間データベース53から、マハラノビスの距離を算出するための単位データを抽出する。第2の算出部57は、通信部54から鉄道車両1の鉄道車両ID及び当該鉄道車両1が走行する路線IDの少なくとも1つを取得する。この場合、第2の算出部57は、抽出された単位データと、第1の算出部56によって算出された特性データとを用いてマハラノビスの距離を算出する。すなわち、第2の算出部57は、通信部54で取得された情報に応じた単位データに基づいてマハラノビスの距離を算出する。第2の算出部57によって抽出される単位データは、ユーザによって設定されていてもよい。マハラノビスの距離は、各車両20に設けられた演算ユニット24の第2の算出部57によって車両20毎に算出されてもよいし、1つの第2の算出部57によって、先頭車両20から後尾車両20までの全ての車両20についてまとめて算出されてもよい。 In the present embodiment, the second calculation unit 57 acquires at least one of the railroad vehicle ID of the railroad vehicle 1 provided with the calculation unit 24 and the line ID on which the railroad vehicle 1 travels, and is based on these. Then, the unit data for calculating the distance of Maharanobis is extracted from the unit space database 53. The second calculation unit 57 acquires at least one of the railroad vehicle ID of the railroad vehicle 1 and the route ID on which the railroad vehicle 1 travels from the communication unit 54. In this case, the second calculation unit 57 calculates the Mahalanobis distance using the extracted unit data and the characteristic data calculated by the first calculation unit 56. That is, the second calculation unit 57 calculates the Mahalanobis distance based on the unit data corresponding to the information acquired by the communication unit 54. The unit data extracted by the second calculation unit 57 may be set by the user. The Mahalanobis distance may be calculated for each vehicle 20 by the second calculation unit 57 of the calculation unit 24 provided in each vehicle 20, or by one second calculation unit 57, the leading vehicle 20 to the tail vehicle. It may be calculated collectively for all the vehicles 20 up to 20.

第2の算出部57は、例えば、鉄道車両IDから普通車両かグリーン車両かを判定する。第2の算出部57は、普通車両であると判定した場合には、普通車両に対応する単位データを単位空間データベース53から抽出し、普通車両に対応する単位データを用いてマハラノビスの距離を算出する。第2の算出部57は、グリーン車両であると判定した場合には、グリーン車両に対応する単位データを単位空間データベース53から抽出し、グリーン車両に対応する単位データを用いてマハラノビスの距離を算出する。第2の算出部57は、普通列車、快速列車、及び特急列車などの走行形態に応じて、異なる単位データを抽出して、走行形態に応じたマハラノビスの距離を算出してもよい。 The second calculation unit 57 determines, for example, whether it is a normal vehicle or a green vehicle from the railway vehicle ID. When the second calculation unit 57 determines that the vehicle is an ordinary vehicle, the unit data corresponding to the ordinary vehicle is extracted from the unit space database 53, and the Mahalanobis distance is calculated using the unit data corresponding to the ordinary vehicle. do. When the second calculation unit 57 determines that the vehicle is a green vehicle, the unit data corresponding to the green vehicle is extracted from the unit space database 53, and the Mahalanobis distance is calculated using the unit data corresponding to the green vehicle. do. The second calculation unit 57 may extract different unit data according to the traveling mode of a normal train, a rapid train, a limited express train, or the like, and calculate the Mahalanobis distance according to the traveling mode.

比較部58は、第2の算出部57によって算出されたマハラノビスの距離を、予め設定された閾値と比較する。具体的には、比較部58は、第2の算出部57によって算出されたマハラノビスの距離が閾値以上であるか否か判定する。本実施形態では、比較部58は、上下方向、左右方向、及び前後方向のマハラノビスの距離について、それぞれ比較を行う。 The comparison unit 58 compares the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 57 with a preset threshold value. Specifically, the comparison unit 58 determines whether or not the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 57 is equal to or greater than the threshold value. In the present embodiment, the comparison unit 58 compares the distances of the Mahalanobis in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction, respectively.

本実施形態では、比較部58が用いる閾値は「4」であり、比較部58は、算出されたマハラノビスの距離が「4」以上であるか否かを判定する。判定部59は、比較部58における比較結果に応じて車両20の乗り心地レベルを判定する。本実施形態では、比較部58は、演算ユニット24が設けられている鉄道車両1の鉄道車両ID及び当該鉄道車両1が走行する路線IDの少なくとも1つを取得し、これらに基づいて上記閾値を決定する。比較部58は、通信部54から鉄道車両1の鉄道車両ID及び当該鉄道車両1の路線IDの少なくとも1つを取得する。すなわち、比較部58は、通信部54で取得された情報に応じて閾値を決定する。上記閾値は、ユーザによって設定されてもよい。 In the present embodiment, the threshold value used by the comparison unit 58 is "4", and the comparison unit 58 determines whether or not the calculated Mahalanobis distance is "4" or more. The determination unit 59 determines the ride quality level of the vehicle 20 according to the comparison result in the comparison unit 58. In the present embodiment, the comparison unit 58 acquires at least one of the railroad vehicle ID of the railroad vehicle 1 provided with the calculation unit 24 and the line ID on which the railroad vehicle 1 travels, and sets the above threshold value based on these. decide. The comparison unit 58 acquires at least one of the railway vehicle ID of the railway vehicle 1 and the line ID of the railway vehicle 1 from the communication unit 54. That is, the comparison unit 58 determines the threshold value according to the information acquired by the communication unit 54. The threshold may be set by the user.

判定部59は、比較部58における比較結果に応じて、鉄道車両1の乗り心地レベルを判定する。本実施形態では、判定部59は、上下方向、左右方向、及び前後方向についてそれぞれ乗り心地レベルを判定する。判定部59は、例えば、比較部58においてマハラノビスの距離が「4」以上であると判定された場合に、乗り心地レベルが不良であると判定する。例えば、図7に示した特性データでは、第2の算出部57によって、「4」未満のマハラノビスの距離が導出される。この場合、判定部59は、乗り心地レベルは良好であると判定する。図8に示した特性データでは、第2の算出部57によって、「4」以上のマハラノビスの距離が導出される。この場合、判定部59は、乗り心地レベルが不良であると判定する。鉄道車両1の乗り心地レベルの判定は、各車両20に設けられた演算ユニット24の判定部59によって車両20毎に算出されてもよいし、1つの判定部59によって、先頭車両20から後尾車両20までの全ての車両20についてまとめて判定されてもよい。 The determination unit 59 determines the ride quality level of the railway vehicle 1 according to the comparison result in the comparison unit 58. In the present embodiment, the determination unit 59 determines the ride quality level in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-rear direction, respectively. For example, when the comparison unit 58 determines that the Mahalanobis distance is "4" or more, the determination unit 59 determines that the ride quality level is poor. For example, in the characteristic data shown in FIG. 7, the distance of Mahalanobis less than "4" is derived by the second calculation unit 57. In this case, the determination unit 59 determines that the ride quality level is good. In the characteristic data shown in FIG. 8, the distance of Mahalanobis of "4" or more is derived by the second calculation unit 57. In this case, the determination unit 59 determines that the ride quality level is poor. The determination of the ride quality level of the railroad vehicle 1 may be calculated for each vehicle 20 by the determination unit 59 of the calculation unit 24 provided in each vehicle 20, or by one determination unit 59, the leading vehicle 20 to the tail vehicle. All vehicles 20 up to 20 may be collectively determined.

通信部54は、判定部59で乗り心地レベルが不良と判定された場合(比較部58が第2の算出部57によって算出されたマハラノビスの距離が閾値以上であると判断した場合)に、その判定結果と第1の算出部56で算出された特性データとを、隣接する中継ユニット25を介して統括ユニット26に送信する。この場合、統括ユニット26の通信部71は、鉄道車両1の外部に位置する車両基地3に判定部59で乗り心地レベルが不良であることを示すデータを送信(通知)する。通信部54は、直接、統括ユニット26との間、又は、車両基地3との間で情報の送受信を行ってもよい。例えば、通信部54は、判定部59で乗り心地レベルが不良と判定された場合に、その判定結果と第1の算出部56で算出された特性データとを、直接、統括ユニット26又は車両基地3に送信してもよい。 When the determination unit 59 determines that the ride quality level is poor (when the comparison unit 58 determines that the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 57 is equal to or greater than the threshold value), the communication unit 54 determines that the ride quality level is poor. The determination result and the characteristic data calculated by the first calculation unit 56 are transmitted to the control unit 26 via the adjacent relay unit 25. In this case, the communication unit 71 of the control unit 26 transmits (notifies) data indicating that the ride quality level is poor at the determination unit 59 to the depot 3 located outside the railway vehicle 1. The communication unit 54 may directly send and receive information to and from the control unit 26 or the depot 3. For example, when the determination unit 59 determines that the ride quality level is poor, the communication unit 54 directly transfers the determination result and the characteristic data calculated by the first calculation unit 56 to the control unit 26 or the depot. It may be transmitted to 3.

次に、図9を参照して、振動抑制機構35,36を制御する制御手段37について詳細に説明する。制御手段37は、機能的な構成要素として、例えば、通信部81(取得手段)と、重量検出部82(重量検出手段)と、電圧演算部83とを有している。 Next, with reference to FIG. 9, the control means 37 for controlling the vibration suppression mechanisms 35 and 36 will be described in detail. The control means 37 has, for example, a communication unit 81 (acquisition means), a weight detection unit 82 (weight detection means), and a voltage calculation unit 83 as functional components.

通信部81は、演算ユニット24の通信部54との間で情報の送受信を行う部分である。通信部81は、同一車両20に配置されている演算ユニット24と、例えばBluetooth(登録商標)などの近距離無線通信によって互いに情報通信可能に接続されている。当該接続は、無線に限らず、有線であってもよい。通信部81は、直接、統括ユニット26又は車両基地3との間で情報の送受信を行ってもよい。 The communication unit 81 is a part that transmits / receives information to / from the communication unit 54 of the arithmetic unit 24. The communication unit 81 is connected to the arithmetic unit 24 arranged in the same vehicle 20 so as to be able to communicate with each other by short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark). The connection is not limited to wireless, but may be wired. The communication unit 81 may directly transmit / receive information to / from the control unit 26 or the depot 3.

通信部81は、演算ユニット24から各種情報、例えば、鉄道車両ID、路線ID、及び、判定部59で判定された乗り心地レベルの判定結果などを受信(取得)する。通信部81は、受信した各種情報を電圧演算部83に出力する。 The communication unit 81 receives (acquires) various information from the calculation unit 24, for example, a railway vehicle ID, a route ID, and a determination result of a ride quality level determined by the determination unit 59. The communication unit 81 outputs various received information to the voltage calculation unit 83.

重量検出部82は、車体31の重さを検出する部分である。例えば、重量検出部82は、バネ41,43,44,45及び粘性ダンパ42,46が車体31から受けている力を振動抑制機構35,36から取得して、車体31の重さを算出する。重量検出部82は、検出された車体31の重さを電圧演算部83に出力する。 The weight detecting unit 82 is a part that detects the weight of the vehicle body 31. For example, the weight detecting unit 82 acquires the force received from the vehicle body 31 by the springs 41, 43, 44, 45 and the viscous dampers 42, 46 from the vibration suppressing mechanisms 35, 36, and calculates the weight of the vehicle body 31. .. The weight detection unit 82 outputs the detected weight of the vehicle body 31 to the voltage calculation unit 83.

電圧演算部83は、重量検出部82で検出された車体31の重さの増加量、通信部81から取得された車両種別(鉄道車両ID)、走行区間の種別(路線ID)、及び乗り心地レベルの判定結果に基づいて、粘性ダンパ42,46の各々に印加する電圧を演算する。制御手段37は、電圧演算部83で演算された電圧を粘性ダンパ42,46の各々に印加する。電圧演算部83は、車体31の重さの増加量、車両種別、走行区間の種別、及び、乗り心地レベルの判定結果などの情報のうちいずれか1つから粘性ダンパ42,46に印加する電圧を演算してもよいし、それらの複数の情報を考慮して粘性ダンパ42,46に印加する電圧を演算してもよい。 The voltage calculation unit 83 includes an increase in the weight of the vehicle body 31 detected by the weight detection unit 82, a vehicle type (railway vehicle ID) acquired from the communication unit 81, a travel section type (route ID), and a riding comfort. Based on the level determination result, the voltage applied to each of the viscous dampers 42 and 46 is calculated. The control means 37 applies the voltage calculated by the voltage calculation unit 83 to each of the viscous dampers 42 and 46. The voltage calculation unit 83 applies a voltage to the viscous dampers 42 and 46 from any one of information such as an increase in the weight of the vehicle body 31, a vehicle type, a traveling section type, and a determination result of a riding comfort level. May be calculated, or the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 may be calculated in consideration of the plurality of information.

電圧演算部83は、重量検出部82から車体31の重さを取得すると、車体31の重さの増加量を算出する。例えば、電圧演算部83は、取得された車体31の重さと予め設定された車体31の基準重量との差分を算出することで、車体31の重さの増加量を算出する。電圧演算部83は、車体31の重さの増加量に応じて粘性ダンパ42,46で異なる減衰力が発生するように、粘性ダンパ42,46の各々に印加する電圧を演算する。例えば、電圧演算部83は、車体31の重さが増加したと判定した場合、粘性ダンパ42,46による減衰力が増加するように、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を演算する。 When the voltage calculation unit 83 acquires the weight of the vehicle body 31 from the weight detection unit 82, the voltage calculation unit 83 calculates the amount of increase in the weight of the vehicle body 31. For example, the voltage calculation unit 83 calculates the amount of increase in the weight of the vehicle body 31 by calculating the difference between the acquired weight of the vehicle body 31 and the preset reference weight of the vehicle body 31. The voltage calculation unit 83 calculates the voltage applied to each of the viscous dampers 42 and 46 so that different damping forces are generated in the viscous dampers 42 and 46 according to the amount of increase in the weight of the vehicle body 31. For example, when the voltage calculation unit 83 determines that the weight of the vehicle body 31 has increased, the voltage calculation unit 83 calculates the voltage applied to the viscous dampers 42, 46 so that the damping force due to the viscous dampers 42, 46 increases.

電圧演算部83は、通信部81から車両種別(鉄道車両ID)及び走行区間の種別(路線ID)を取得すると、取得された車両種別又は走行区間の種別に応じて粘性ダンパ42,46で異なる減衰力が発生するように、粘性ダンパ42,46の各々に印加する電圧を演算する。例えば、電圧演算部83は、鉄道車両IDから回送列車か乗客が乗車する列車か否かを判定する。電圧演算部83は、乗客が乗車する列車であると判定された場合には、回送列車であると判定された場合よりも粘性ダンパ42,46による減衰力が増加するように、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を演算する。電圧演算部83は、鉄道車両IDに基づいて、各車両20毎の粘性ダンパ42,46で異なる減衰力が生じるように、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を演算してもよい。 When the voltage calculation unit 83 acquires the vehicle type (railroad vehicle ID) and the travel section type (route ID) from the communication unit 81, the viscous dampers 42 and 46 differ depending on the acquired vehicle type or the travel section type. The voltage applied to each of the viscous dampers 42 and 46 is calculated so that the damping force is generated. For example, the voltage calculation unit 83 determines from the railroad vehicle ID whether it is a deadhead train or a train on which passengers board. When the voltage calculation unit 83 determines that the train is a passenger, the viscous damper 42, Calculate the voltage applied to 46. The voltage calculation unit 83 may calculate the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 so that different damping forces are generated in the viscous dampers 42 and 46 for each vehicle 20 based on the railway vehicle ID.

電圧演算部83は、通信部81から乗り心地レベルの判定結果を取得すると、取得された乗り心地レベルに応じて粘性ダンパ42,46で異なる減衰力が発生するように、粘性ダンパ42,46の各々に印加する電圧を演算する。すなわち、電圧演算部83は、車両20に設けられた加速度センサ23からの検出信号データに基づいて、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を演算する。例えば、電圧演算部83は、複数の車両20に設けられた加速度センサ23からの検出信号データから判定された各車両20の乗り心地レベルに基づいて、当該複数の車両20の乗り心地レベルが均一になるように、各台車21に設けられた粘性ダンパ42,46に印加する電圧を演算する。 When the voltage calculation unit 83 acquires the determination result of the ride quality level from the communication unit 81, the viscous dampers 42 and 46 generate different damping forces depending on the acquired ride quality level. Calculate the voltage applied to each. That is, the voltage calculation unit 83 calculates the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 based on the detection signal data from the acceleration sensor 23 provided in the vehicle 20. For example, the voltage calculation unit 83 has a uniform ride quality level of the plurality of vehicles 20 based on the ride quality level of each vehicle 20 determined from the detection signal data from the acceleration sensors 23 provided in the plurality of vehicles 20. The voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 provided on each carriage 21 is calculated so as to be.

次に、鉄道車両1の作用効果について説明する。鉄道車両1では、制御手段37が電圧演算部83で演算された電圧を粘性ダンパ42,46に印加する。粘性ダンパ42,46は、印加される電圧に応じて粘性が変化する。このため、鉄道車両1は、乗客の増減、及び鉄道車両の走行形態の変更といった状況に応じて、ダンパ特性を制御することができる。例えば、部品が経年劣化していること又は乗客が少ないことなどが判定された場合、車体31が安定せずに車両20の振動が増加するおそれがある。この場合、制御手段37は、粘性ダンパ42,46による減衰力が増加するように、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を制御することができる。したがって、鉄道車両1では、様々な状況に応じて所望の乗り心地を提供できる。 Next, the action and effect of the railway vehicle 1 will be described. In the railroad vehicle 1, the control means 37 applies the voltage calculated by the voltage calculation unit 83 to the viscous dampers 42 and 46. The viscosity of the viscous dampers 42 and 46 changes according to the applied voltage. Therefore, the railroad vehicle 1 can control the damper characteristics according to situations such as an increase or decrease in passengers and a change in the traveling mode of the railroad vehicle. For example, if it is determined that the parts have deteriorated over time or the number of passengers is small, the vehicle body 31 may not be stable and the vibration of the vehicle 20 may increase. In this case, the control means 37 can control the voltage applied to the viscous dampers 42, 46 so that the damping force due to the viscous dampers 42, 46 increases. Therefore, the railroad vehicle 1 can provide a desired ride quality according to various situations.

粘性ダンパ42,46は、磁気粘性流体を用いたダンパ又は電気粘性流体を用いたダンパである。磁気粘性流体又は電気粘性流体を用いた粘性ダンパは、電界又は磁界が印加された場合に粒子鎖が形成されるという特有の性質を利用して減衰力を発生させる。このため、磁気粘性流体又は電気粘性流体を用いた粘性ダンパは、一般的なダンパに比べて寿命が長い。したがって、当該鉄道車両1は、長期間に渡って所望の乗り心地を提供できる。 The viscous dampers 42 and 46 are dampers using a magnetic viscous fluid or dampers using an electrorheological fluid. Viscous dampers using ferrofluids or electrorheological fluids generate damping forces by taking advantage of the unique property of forming particle chains when an electric or magnetic field is applied. Therefore, a viscous damper using a magnetic viscous fluid or an electrorheological fluid has a longer life than a general damper. Therefore, the railroad vehicle 1 can provide a desired ride quality over a long period of time.

車体31の重さを検出する重量検出部82を備えている。制御手段37は、重量検出部82によって検出される車体31の重さの増加量に基づいて、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を制御する。車両20の振動は車体の重さによって変化する。このため、例えば、乗客が多い場合と少ない場合とで、車両20に生じる振動が異なるおそれがある。鉄道車両1は、重量検出部82によって検出された検出結果によって粘性ダンパ42,46に印加する電圧を制御するため、車体31の重さによらずに、所望の乗り心地を提供できる。 A weight detecting unit 82 for detecting the weight of the vehicle body 31 is provided. The control means 37 controls the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 based on the amount of increase in the weight of the vehicle body 31 detected by the weight detection unit 82. The vibration of the vehicle 20 changes depending on the weight of the vehicle body. Therefore, for example, the vibration generated in the vehicle 20 may differ depending on whether the number of passengers is large or small. Since the railroad vehicle 1 controls the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 based on the detection result detected by the weight detection unit 82, it is possible to provide a desired ride comfort regardless of the weight of the vehicle body 31.

車両20の車両種別又は当該車両20が走行する走行区間の種別の少なくとも1つを取得する通信部81を備えている。制御手段37は、車両種別又は走行区間の種別に応じて粘性ダンパ42,46で異なる減衰力が発生するように、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を制御する。この場合、上記鉄道車両1は、車両種別又は走行区間の種別に応じて、粘性ダンパ42,46に適確な減衰力を発生させることができる。例えば、回送列車であると判定された場合よりも乗客が乗車する車両であると判定された場合の方が粘性ダンパ42,46による減衰力が増加するように、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を制御することができる。 It is provided with a communication unit 81 that acquires at least one of the vehicle type of the vehicle 20 or the type of the traveling section in which the vehicle 20 travels. The control means 37 controls the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 so that different damping forces are generated by the viscous dampers 42 and 46 depending on the vehicle type or the traveling section type. In this case, the railway vehicle 1 can generate an appropriate damping force on the viscous dampers 42 and 46 according to the vehicle type or the traveling section type. For example, it is applied to the viscous dampers 42 and 46 so that the damping force due to the viscous dampers 42 and 46 increases when it is determined that the vehicle is a passenger on board than when it is determined to be a deadhead train. The voltage can be controlled.

車両20に設けられた加速度センサ23を備えている。制御手段37は、車両20に設けられた加速度センサ23からの検出信号データに基づいて、当該車両20に設けられた粘性ダンパ42,46に印加する電圧を制御する。このため、鉄道車両1は、加速度センサ23によって検出された鉄道車両1の振動に応じて粘性ダンパ42,46に適確な減衰力を発生させて、乗り心地を改善することができる。 The accelerometer 23 provided in the vehicle 20 is provided. The control means 37 controls the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 provided in the vehicle 20 based on the detection signal data from the acceleration sensor 23 provided in the vehicle 20. Therefore, the railroad vehicle 1 can improve the riding comfort by generating an appropriate damping force on the viscous dampers 42 and 46 in response to the vibration of the railroad vehicle 1 detected by the acceleration sensor 23.

加速度センサ23は、車両20の心皿の直上に配置されている。このため、加速度センサ23によって、鉄道車両1に生じる振動の正確性を向上することができる。 The acceleration sensor 23 is arranged directly above the center plate of the vehicle 20. Therefore, the acceleration sensor 23 can improve the accuracy of the vibration generated in the railway vehicle 1.

粘性ダンパ42,46及び加速度センサ23は、複数の車両20に設けられており、制御手段37は、複数の車両20に設けられた加速度センサ23からの検出信号データに基づいて、各車両20に設けられた粘性ダンパ42,46に印加する電圧を制御する。このため、鉄道車両1は、複数の車両20の各々において、他の車両20で生じる振動を考慮して所望の乗り心地を提供することができる。例えば、複数の車両20の乗り心地レベルを均一にすることができる。 The viscous dampers 42, 46 and the acceleration sensor 23 are provided in the plurality of vehicles 20, and the control means 37 is provided in each vehicle 20 based on the detection signal data from the acceleration sensors 23 provided in the plurality of vehicles 20. The voltage applied to the provided viscous dampers 42 and 46 is controlled. Therefore, the railroad vehicle 1 can provide a desired ride quality in each of the plurality of rolling stock 20 in consideration of the vibration generated by the other rolling stock 20. For example, the ride quality level of a plurality of vehicles 20 can be made uniform.

鉄道車両の振動には、乗客が心地よいと感じる周波数と不快と感じる周波数とが含まれている。すなわち、周波数によって乗り心地に対する寄与度が異なる。このため、例えば、図10及び図11で示されているように、鉄道車両に生じる振動の周波数成分の違いを考慮した乗り心地の基準線と特性データとを比較して、乗り心地レベルを判定することが考えられる。図10は、乗り心地の基準線(a),(b),(c),(d)と乗り心地が正常な状態の特性データ(e)とを示している。図11は、乗り心地の基準線(a),(b),(c),(d)と乗り心地が異常な状態の特性データ(f)とを示している。基準線(a),(b),(c),(d)は、(a),(b),(c),(d)の順で、より良い乗り心地に対応している。例えば、基準線(a)は普通車両の乗り心地の基準を示す基準線であり、基準線(b)はグリーン車両の乗り心地の基準を示す基準線である。 The vibration of a railroad vehicle includes frequencies that passengers find comfortable and frequencies that passengers find unpleasant. That is, the degree of contribution to ride comfort differs depending on the frequency. Therefore, for example, as shown in FIGS. 10 and 11, the ride quality level is determined by comparing the ride quality reference line and the characteristic data in consideration of the difference in the frequency component of the vibration generated in the railway vehicle. It is conceivable to do. FIG. 10 shows the reference lines (a), (b), (c), (d) of the ride quality and the characteristic data (e) in the state where the ride quality is normal. FIG. 11 shows the reference lines (a), (b), (c), (d) of the ride quality and the characteristic data (f) in the state where the ride quality is abnormal. The reference lines (a), (b), (c) and (d) correspond to better riding comfort in the order of (a), (b), (c) and (d). For example, the reference line (a) is a reference line indicating the standard of riding comfort of a normal vehicle, and the reference line (b) is a reference line indicating the standard of riding comfort of a green vehicle.

特性データが上述した基準線を上回るほど、当該特性データが得られた車両20の乗り心地が悪いことを示している。例えば、図10において、特性データ(e)は、乗り心地が正常な状態(乗り心地が良好な状態)の特性データであるため、基準線(a),(b),(c),(d)のいずれよりも下に位置している。一方、図11において、特性データ(f)の一部が(b)及び(c)の基準線よりも上に位置している。このため、特性データ(f)が取得された鉄道車両1は、特性データ(e)が取得された鉄道車両1よりも乗り心地が悪いことが分かる。しかしながら、この手法では、特性データがどの位置でどの程度だけ基準線を上回った場合に乗り心地が不良と判定するのが適切かを判断し難い。 The more the characteristic data exceeds the above-mentioned reference line, the worse the ride quality of the vehicle 20 from which the characteristic data is obtained. For example, in FIG. 10, since the characteristic data (e) is characteristic data in a state where the ride quality is normal (a state where the ride quality is good), the reference lines (a), (b), (c), (d). ) Is located below any of them. On the other hand, in FIG. 11, a part of the characteristic data (f) is located above the reference lines of (b) and (c). Therefore, it can be seen that the railroad vehicle 1 from which the characteristic data (f) has been acquired is less comfortable to ride than the railroad vehicle 1 from which the characteristic data (e) has been acquired. However, with this method, it is difficult to determine at what position and how much the characteristic data exceeds the reference line to determine whether it is appropriate to determine that the ride quality is poor.

本実施形態に係る鉄道車両1では、第1の算出部56によって算出された周波数毎の加速度に関する特性データと予め取得された単位データとの間のマハラノビスの距離が算出される。算出されたマハラノビスの距離は、所望の周波数範囲について単位データとの周波数毎の違いを考慮した単一のデータである。鉄道車両1では、このようにして算出されたマハラノビス距離と閾値とが比較されることで鉄道車両の乗り心地レベルが判定されている。このように、鉄道車両1では、マハラノビスの距離を用いて判定が行われることにより、鉄道車両1が走行している状態で、周波数毎の乗り心地に対する寄与度の違いを考慮した乗り心地レベルの判定を容易かつ適確に実行できる。 In the railroad vehicle 1 according to the present embodiment, the Mahalanobis distance between the characteristic data regarding the acceleration for each frequency calculated by the first calculation unit 56 and the unit data acquired in advance is calculated. The calculated Mahalanobis distance is a single piece of data that takes into account the frequency-by-frequency differences from the unit data for the desired frequency range. In the railroad vehicle 1, the ride quality level of the railroad vehicle is determined by comparing the Mahalanobis distance calculated in this way with the threshold value. In this way, in the railroad vehicle 1, the determination is made using the Mahalanobis distance, so that the ride comfort level is considered in consideration of the difference in the degree of contribution to the ride comfort for each frequency while the railroad vehicle 1 is running. Judgment can be performed easily and accurately.

制御手段37は、判定された乗り心地レベルに基づいて、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を制御する。このため、部品の経年劣化などによって乗り心地レベルが悪化した場合にも、容易かつ適確に所望の乗り心地を確保できる。 The control means 37 controls the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 based on the determined ride quality level. Therefore, even if the ride quality level deteriorates due to deterioration of parts over time, the desired ride quality can be easily and accurately secured.

第1の算出部56は、異なる時間に加速度センサ23から出力された複数の検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した後に平均することで、特性データを算出する。このため、加速度センサ23による誤検出の影響を低減することができる。 The first calculation unit 56 calculates characteristic data by performing a Fourier transform on each of the plurality of detection signal data output from the acceleration sensor 23 at different times and then averaging them. Therefore, the influence of erroneous detection by the acceleration sensor 23 can be reduced.

単位データは、正常な鉄道車両1が正常な線路を走行した際の特性データであり、異なる時間又は異なる走行区間で加速度センサ23から出力された複数の検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した周波数毎の加速度に関するデータを含んでいる。このため、鉄道車両1と線路との双方の劣化、及び、時間の違い又は走行区間の違いによる加速度センサ23の検出結果のばらつきを考慮して、乗り心地レベルを判定することができる。 The unit data is characteristic data when a normal railroad vehicle 1 travels on a normal railroad track, and is for each frequency obtained by Fourier-converting each of a plurality of detection signal data output from the acceleration sensor 23 at different times or different traveling sections. Contains data on the acceleration of. Therefore, the ride comfort level can be determined in consideration of the deterioration of both the railroad vehicle 1 and the railroad track, and the variation in the detection result of the acceleration sensor 23 due to the difference in time or the difference in the traveling section.

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.

例えば、状態演算部52と、単位空間データベース53とを中継ユニット25にも配置し、車両20の状態に異常があるか否かの判定に関する処理を演算ユニット24と中継ユニット25とで分担させるようにしてもよい。 For example, the state calculation unit 52 and the unit space database 53 are also arranged in the relay unit 25, and the processing related to determining whether or not there is an abnormality in the state of the vehicle 20 is shared between the calculation unit 24 and the relay unit 25. You may do it.

本実施形態では、鉄道車両1に設けられた各種機器によって乗り心地レベルを判定したが、鉄道車両1の外部、例えば車両基地3において乗り心地レベルの判定を行ってもよい。この場合、各車両20に設けられた加速度センサ23からの検出信号データが鉄道車両1の外部へ送信される。 In the present embodiment, the ride quality level is determined by various devices provided in the railway vehicle 1, but the ride quality level may be determined outside the railway vehicle 1, for example, at the depot 3. In this case, the detection signal data from the acceleration sensor 23 provided in each vehicle 20 is transmitted to the outside of the railway vehicle 1.

本実施形態では、電圧演算部83は、ユーザが入力した情報に基づいて、粘性ダンパ42,46に印加する電圧を演算してもよい。例えば、電圧演算部83は、通信部81から取得された車両種別(鉄道車両ID)及び走行区間の種別(路線ID)を取得したが、ユーザが電圧演算部83に、直接、車両種別又は走行区間の種別を入力してもよい。 In the present embodiment, the voltage calculation unit 83 may calculate the voltage applied to the viscous dampers 42 and 46 based on the information input by the user. For example, the voltage calculation unit 83 has acquired the vehicle type (railway vehicle ID) and the travel section type (route ID) acquired from the communication unit 81, but the user directly informs the voltage calculation unit 83 of the vehicle type or travel. You may enter the type of the section.

1…鉄道車両、20…車両、23…加速度センサ、31…車体、32…台車枠、33…車輪、37…制御手段、42,46…粘性ダンパ、56…第1の算出部、57…第2の算出部、58…比較部、59…判定部、81…通信部、82…重量検出部。 1 ... Railway vehicle, 20 ... Vehicle, 23 ... Accelerometer, 31 ... Body, 32 ... Bogie frame, 33 ... Wheels, 37 ... Control means, 42, 46 ... Viscous damper, 56 ... First calculation unit, 57 ... 2 calculation unit, 58 ... comparison unit, 59 ... determination unit, 81 ... communication unit, 82 ... weight detection unit.

Claims (9)

車両の車体と台車枠との間、及び、前記台車枠と車輪との間の少なくとも一方に設けられ、印加される電圧に応じて粘性が変化する粘性ダンパと、
前記粘性ダンパに印加する電圧を制御する制御手段と、
前記車両の走行形態及び前記車両の等級の少なくとも一方を示す車両種別を取得する取得手段と、を備え、
前記制御手段は、前記取得手段によって取得された前記車両種別に応じて前記粘性ダンパで異なる減衰力が発生するように、前記粘性ダンパに印加する電圧を制御する、鉄道車両。
A viscous damper provided between the vehicle body and the bogie frame and at least one of the bogie frame and the wheels, whose viscosity changes according to the applied voltage.
A control means for controlling the voltage applied to the viscous damper,
It is provided with an acquisition means for acquiring a vehicle type indicating at least one of the traveling mode of the vehicle and the grade of the vehicle.
The control means is a railway vehicle that controls a voltage applied to the viscous damper so that different damping forces are generated by the viscous damper according to the vehicle type acquired by the acquisition means .
前記粘性ダンパは、磁気粘性流体を用いたダンパ又は電気粘性流体を用いたダンパである、請求項1に記載の鉄道車両。 The railway vehicle according to claim 1, wherein the viscous damper is a damper using a magnetic viscous fluid or a damper using an electrorheological fluid. 前記車体の重さを検出する重量検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記重量検出手段によって検出される前記車体の重さの増加量に基づいて、前記粘性ダンパに印加する電圧を制御する、請求項1又は2に記載の鉄道車両。
Further provided with a weight detecting means for detecting the weight of the vehicle body,
The railway vehicle according to claim 1 or 2, wherein the control means controls a voltage applied to the viscous damper based on an increase in the weight of the vehicle body detected by the weight detecting means.
前記取得手段は、記車両が走行する走行区間の種別を取得
前記制御手段は、前記取得手段によって取得された前記車両種別及び前記走行区間の種別に応じて前記粘性ダンパで異なる減衰力が発生するように、前記粘性ダンパに印加する電圧を制御する、請求項1~3のいずれか一項に記載の鉄道車両。
The acquisition means acquires the type of travel section in which the vehicle travels, and obtains the type of travel section.
The control means controls the voltage applied to the viscous damper so that different damping forces are generated in the viscous damper according to the vehicle type and the traveling section type acquired by the acquisition means. The railway vehicle according to any one of 1 to 3.
前記車両に設けられた加速度センサを更に備え、
前記制御手段は、前記車両に設けられた前記加速度センサからの検出信号データに基づいて、当該車両に設けられた前記粘性ダンパに印加する電圧を制御する、請求項1~4のいずれか一項に記載の鉄道車両。
Further equipped with an acceleration sensor provided in the vehicle,
One of claims 1 to 4, wherein the control means controls a voltage applied to the viscous damper provided in the vehicle based on detection signal data from the acceleration sensor provided in the vehicle. Railroad vehicle described in.
前記加速度センサは、前記車両の心皿の直上に配置されている、請求項5に記載の鉄道車両。 The railway vehicle according to claim 5, wherein the accelerometer is arranged directly above the center plate of the vehicle. 前記粘性ダンパ及び前記加速度センサは、複数の前記車両において台車毎に設けられており、
前記制御手段は、前記複数の車両に設けられた前記加速度センサからの検出信号データに基づいて、各前記台車に設けられた前記粘性ダンパに印加する電圧を制御する、請求項5又は6に記載の鉄道車両。
The viscous damper and the acceleration sensor are provided for each bogie in the plurality of vehicles.
The control means according to claim 5 or 6, wherein the control means controls a voltage applied to the viscous damper provided on each of the bogies based on detection signal data from the acceleration sensors provided on the plurality of vehicles. Railroad vehicle.
前記加速度センサからの検出信号データをフーリエ変換し、周波数毎の加速度に関する特性データを算出する第1の算出手段と、
前記第1の算出手段によって算出された前記特性データと予め取得された単位データとの間のマハラノビスの距離を算出する第2の算出手段と、
前記マハラノビスの距離を予め設定された閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段における比較結果に応じて、前記車両の乗り心地レベルを判定する判定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記判定手段によって判定された前記乗り心地レベルに基づいて、前記粘性ダンパに印加する電圧を制御する、請求項5~7のいずれか一項に記載の鉄道車両。
A first calculation means for Fourier transforming the detection signal data from the acceleration sensor and calculating characteristic data related to acceleration for each frequency.
A second calculation means for calculating the Mahalanobis distance between the characteristic data calculated by the first calculation means and the unit data acquired in advance, and a second calculation means.
A comparison means for comparing the Mahalanobis distance with a preset threshold, and
A determination means for determining the ride quality level of the vehicle according to the comparison result in the comparison means is provided.
The railway vehicle according to any one of claims 5 to 7, wherein the control means controls a voltage applied to the viscous damper based on the ride quality level determined by the determination means.
前記単位データは、正常な鉄道車両が正常な線路を走行した際の特性データであり、異なる時間又は異なる走行区間で前記加速度センサから出力された複数の前記検出信号データのそれぞれをフーリエ変換した周波数毎の加速度に関するデータを含む、請求項8に記載の鉄道車両。 The unit data is characteristic data when a normal railway vehicle travels on a normal railroad track, and is a frequency obtained by Fourier transforming each of a plurality of detection signal data output from the acceleration sensor at different times or different traveling sections. The railroad vehicle according to claim 8, which includes data on each acceleration.
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