JPH0674042B2 - 鉄道車両の車体制御方法 - Google Patents
鉄道車両の車体制御方法Info
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- JPH0674042B2 JPH0674042B2 JP1308584A JP30858489A JPH0674042B2 JP H0674042 B2 JPH0674042 B2 JP H0674042B2 JP 1308584 A JP1308584 A JP 1308584A JP 30858489 A JP30858489 A JP 30858489A JP H0674042 B2 JPH0674042 B2 JP H0674042B2
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Description
路における車体の無傾斜化を図った鉄道車両の車体制御
方法に関する。
高さを連結棒を用いて機械的に検知し、その動きを高さ
調整弁レバーに伝えて弁の開閉を行ない、高さの修正、
内圧の調整を行なっていた。
であり、車両がカント逓減区間で停車した場合、高さ調
整弁が自動的に働き、各空気ばね高さを一定に保とうと
するため、次のようなメカニズムにより内圧の低下が生
じ、輪重抜けが発生することがあった。
車両の前後台車の間で内軌側と外軌側のレール高さが異
なり軌道ねじれが生じているため、前後台車は異なる傾
斜角で傾むく。そのため、各空気ばねに付属している高
さ調整弁の働きにより、第11図に示すように前台車
(9)と後台車(10)には互いに逆向きのモーメントが
働き、そのモーメントがつり合う角度に車体(15)は傾
斜して静止する。
高さは必ずしも目標高さにはなっていないため、自動高
さ調整機構の高さ調整弁の給排気は継続する。そのた
め、車両の対角方向に位置する空気ばねの圧力に不均一
が生じる。
一が生じる。その結果、輪重変動が大きく、荷重分担の
少ない車輪は、いわゆる輪重抜けを生じ車両の再軌道時
に脱線する危険性がある。
走行時のカント負け防止および曲線高速通過時の外軌側
倒れ防止などを目的として、従来の空気ばねの高さ調整
弁を改良して車体の傾斜制御を行う試みがある。
大径のものを用意して、不感帯外れが小さいときは従来
どおり小径ポートを、外れが大きいときは大径ポートを
開き、カント負けなどを防止し、車体を不感帯内の姿勢
に復元しやすくした機構の空気ばね自動高さ調整弁(特
開昭49-62865号公報、同49-62866号公報、同49-96177号
公報)を使って行う方法である。
両は、曲線上を低速で通過する場合あるいは停車してい
る場合には、カントの影響を受けて車体は内軌側へ傾斜
するが、低速通過の際は乗心地が悪く、また停車の際に
乗客が満員の場合には、カント負けを生じ、乗客は大き
く内軌側へ傾いた車体のドアに押し付けられ、乗客の体
重がドアに負荷してドアが開閉できなくなることがあ
る。また、駅の乗降ホームが外軌側にある場合は、内軌
側に傾斜した車体床面と水平なホームとの間に違和感が
あり、乗降の安全上好ましくない。
る輪重抜けが発生するので、車両の脱線を防止し、安全
を確保するため空気ばねの内圧変動を小さく押える必要
がある。
に車体の無傾斜化を図り、スムーズな乗降ができる鉄道
車両の車体制御方法を提供するものである。
御方法は、前後台車の各空気ばねに、連続的に計測する
高さ検出器、圧力計および給気弁と排気弁を設け、各高
さ検出器および圧力計の検出信号を、他に設置した傾斜
角センサーからの車体傾斜角信号および速度計からの速
度信号とともに制御器に入力し、空気ばね内圧の設定差
圧、左右空気ばねの設定平均高さおよび設定車体傾斜角
と比較演算して、制御器からの制御信号により各給気弁
および排気弁を開閉操作するように構成し、車両が低速
で走行中あるいは停車しているとき、 まず、前台車と後台車の対角線上にある空気ばねの内圧
の和の差の絶対値が設定値内に納まるように内圧制御を
行ない、 引続き、車体傾斜角が設定された許容傾斜角内に納まる
ようにする傾斜角制御と左右空気ばねの平均高さが設定
された許容平均高さ内に納まるようにする空気ばね高さ
制御を同時に行い、 曲線路において車体の左右傾斜角を水平に保持する、あ
るいは空気ばね高さの変化しうる範囲で水平に近づける
ことを特徴とするのである。
(2)と後台車(10)の空気ばね(3)(4)のそれぞ
れの内圧をP1、P2、P3、P4とし、またばね高さをh1、
h2、h3、h4としたとき、第11図に示すようにカント逓減
区間において、前台車(9)と後台車(10)に互いに逆
向きのモーメントが働けば、その際の各空気ばねの内圧
は、例えば第7図に示すようにP1とP4が低く、P2と3が
高い。
絶対値が設定差圧ΔPeより小さい、すなわち |(P1+P4)−(P2+P3)|<ΔPe を満足するように空気ばねの内圧制御を行なえば、空気
ばねの内圧変動を小さく押えることができる。
がなければ、第9図に示すように、前台車(9)、後台
車(10)とともに内軌側に向けてモーメントが発生しカ
ント負けが起る。
軌側の空気ばね(2)(4)の内圧P2、P4が低く、内軌
側の空気ばね(1)(3)の内圧P1、P3が高いカント区
間では |(P1+P4)−(P2+P3)| の値はあまり変化せず、十分に左右空気ばね内圧の間に
差を発生させ、カント負け現象の発生を防止することが
できる。
する傾きθmを検知し、許容値Δθe内に押える制御を
行う。なお、制御信号は、定量的に許容値からのずれ量
に比例して計算し、高さ制御からの制御信号と乗除加算
の演算ができるようにする。
均高さを許容値Δhe内に納める制御を行い、上記傾斜角
制御と整合性が保てるようにする。
のは、両者の信号が給気と排気で相反する場合、相殺し
て微小な空気の給排気で調整可能とするためであり、ま
た目標値に達するまでの時間を短縮できるからである。
器、例えば第6図に示すロータリエンコーダ(5)を車
体側に取付け、そのロータリエンコーダの回転角を計る
レバー(16)を台車側に取付けた装置により、高さを角
度に変換しデジタル信号として制御器に入力することに
より、ばね高さを連続的に検知し、左右空気ばねの平均
高さが設定値より高い時は、高さが高い方の空気ばねを
排気し、高さが左右同じのときは両方を排気する。ま
た、左右空気ばねの平均高さが設定値より低いときは、
高さが低い方の空気ばねを給気し、高さが左右同じのと
きは両方を給気する。
いは停車しているときとしたのは、高速走行時において
は曲線部において車体を無傾斜化することは遠心力の関
係より必ずしも乗心地を良くしないためである。
ことは可能である。そのとき、車体の修正された傾斜角
は、空気ばね高さの変化しうる範囲のハード的制約から
必ずしも水平にできない場合があるが、従来の傾斜角を
緩和して水平に近づけることができ、相当乗心地を向上
させることが期待できる。
き車体の傾斜角制御と左右空気ばねの平均高さ制御を行
うことにより、車体の無傾斜化を図ることができる。
(10)の左右側に設けた空気ばね(1)(2)および
(3)(4)のそれぞれに、高さ検出器としてロータリ
エンコーダ(5)を第6図に示す要領で設置する。ま
た、元空気溜(6)と各空気ばね(1)〜(4)の間を
接続した配管(7)の途中に、各空気ばねに対する給気
弁(11)(12)(13)(14)を設けるとともに、他に設
けた排気管に排気弁(21)(22)(23)(24)を設け、
さらに圧力計(18)を設ける。そして、各ロータリエン
コーダ(5)、圧力計(18)の検出信号とともに、傾斜
角センサー(17)の車体傾斜角検出信号を制御器(8)
に入力するように設け、また各給気弁および排気弁を開
閉する制御器(8)からの出力を伝えるための配線をす
る。
おり、前台車と後台車の対角線上にある空気ばねの内圧
の和の差の絶対値が、 |(P1+P4)−(P2+P3)|>ΔPe ……(1)式 のとき、制御器(8)から各弁へ制御信号を流し、給気
弁、排気弁を開閉し、各空気ばねの内圧が設定された目
標値に納まるように制御する。
まっているときは、内圧調整を行うことなく、次の傾斜
角制御と高さ制御に移行する。
空気ばね(2)(3)を排気する。またYESのときは、
逆に空気ばね(2)(3)を給気し、空気ばね(1)
(4)を排気して内圧が目標値内に納まるように制御す
る。
の傾斜角が設定値より大きいかどうかを判断し、設定値
内に納まっているときは空気ばねの給排気を行うことな
く次の段階へ移行する。また、設定値を外れているとき
は、図示のように空気ばねの給排気の制御信号を出す。
4図に示すように演算して空気ばねの給排気制御信号が
出される。
れぞれについて、給気弁、排気弁への制御信号を線形に
結合して、第4図に示すように最終的な結果のみを弁へ
の出力信号とする。
斜角と高さを同時に制御する。
実施し、カント105mmを有する曲率半径150mの曲線路で
試験を行った。なお、比較のため、個々に空気ばね高さ
を調整する従来法でも試験をした。その結果を第10図に
示す。第10図bに示すように、車体傾斜角をθm、レー
ル傾斜角をθrとして、両者の関係を第10図aのグラフ
に示す。この結果より、この発明の実施例によれば、い
かなるカントの曲線路でも車体はほぼ水平に制御されて
いることがわかる。
下の速度で走行、または停車しているとき、空気ばねの
内圧変動を調べた。その結果を第1表に示す。なお、試
験の際に用いたパラメータの値は、 Δhe=5.6mm、Δpe=0.4Kg/cm2、Δθe=0.15°、ξ1
=ξ3=1、ξ2=ξ4=1、ξ5=ξ6=1、α1=
α2=0.1、α3=10、α4=α5=1とした。
は著しく低減でき、また制御の収束が速く安定した制御
ができることがわかる。
いるとき、前台車と後台車の対角線上にある空気ばねの
内圧の和の差の絶対値が設定値内に納まるように内圧制
御を行い、引続き車体傾斜角が許容傾斜角内に納まるよ
うにする傾斜角制御と左右空気ばねの平均高さが許容平
均高さ内に納まるようにする高さ制御を同時に行ない、
車体が水平を保つように制御されるから、曲線路徐行に
おける乗心地を向上できる。
車体の傾きによるカント負けを生じることがなく、安全
な乗降が確保できる。
に制御されるから、カント逓減区間における輪重抜けが
防止され安全走行が確保される。
を設けた鉄道車両用空気ばね装置を示す説明図、第2
図、第3図および第4図はこの発明の実施により車体制
御をする際のフローチャート、第5図はこの発明の実施
において各空気ばねの内圧(P1〜P4)および高さ(h1〜
h4)を示した説明図、第6図はロータリエンコーダの説
明図、第7図は車両がカント逓減区間にある際の空気ば
ね内圧の高低を示す説明図、第8図は鉄道車両がカント
区間にある際の空気ばね内圧の高低を示す説明図、第9
図は車両がカント区間にある際の前台車(a図)および
後台車(b図)に作用するモーメントを示す説明図、第
10図はこの発明の実施による車体姿勢の制御の結果を示
すもので、a図はレール傾斜角θrと車体傾斜角θmと
の関係を示すグラフ、b図は車体傾斜角θmとレール傾
斜角θrの説明図、第11図は車両がカント逓減区間にあ
る際、車体の前部と後部に発生するモーメントを示す説
明図であり、a図はカント逓減区間と車体との関係を、
b図は車体前部のモーメントを、c図は車体後部のモー
メントを、それぞれ示す。 1〜4……空気ばね 5……ロータリーエンコーダ 6……元空気溜、7……配管 8……制御器、9……前台車 10……後台車、11〜14……給気弁 7……傾斜角センサー、18……圧力計 21〜24……排気弁
Claims (1)
- 【請求項1】空気ばね台車を有する鉄道車両において、
前後台車の各空気ばねに、連続的に計測する高さ検出
器、圧力計および給気弁と排気弁を設け、各高さ検出器
および圧力計の検出信号を、他に設置した傾斜角センサ
ーからの車体傾斜角信号および速度計からの速度信号と
ともに制御器に入力し、空気ばね内圧の設定差圧、左右
空気ばねの設定平均高さおよび設定車体傾斜角と比較演
算して、制御器からの制御信号により各給気弁および排
気弁を開閉操作するように構成し、車両が低速で走行中
あるいは停車しているとき、前台車と後台車の対角線上
にある空気ばねの内圧の和の差の絶対値、左右空気ばね
の平均高さおよび車体傾斜角がそれぞれ設定値内に納ま
るように各弁の給排気を行ない、曲線路において車体の
左右傾斜角を水平に保持する、あるいは空気ばね高さの
変化しうる範囲内で水平に近づけることを特徴とする鉄
道車両の車体制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1308584A JPH0674042B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 鉄道車両の車体制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1308584A JPH0674042B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 鉄道車両の車体制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03167071A JPH03167071A (ja) | 1991-07-18 |
JPH0674042B2 true JPH0674042B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=17982792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1308584A Expired - Lifetime JPH0674042B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 鉄道車両の車体制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0674042B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2832329B2 (ja) * | 1993-02-01 | 1998-12-09 | 住友金属工業株式会社 | 鉄道車両の車体傾斜制御方法 |
CN113211359B (zh) * | 2021-06-24 | 2022-07-26 | 方盛车桥(柳州)有限公司 | 一种桥壳零件通用自动扶平的方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5576754A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-10 | Hitachi Ltd | Controller for air spring for railroad vehicle |
JPS56108346A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-27 | Tokyo Shibaura Electric Co | Controller for tilt of car body for superhigh speed car |
JPS63242769A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | 株式会社日立製作所 | 車体傾斜装置の異常検知方法 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1308584A patent/JPH0674042B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03167071A (ja) | 1991-07-18 |
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