JPH07267083A - 鉄道車両の車体傾斜制御方法 - Google Patents
鉄道車両の車体傾斜制御方法Info
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- JPH07267083A JPH07267083A JP8542394A JP8542394A JPH07267083A JP H07267083 A JPH07267083 A JP H07267083A JP 8542394 A JP8542394 A JP 8542394A JP 8542394 A JP8542394 A JP 8542394A JP H07267083 A JPH07267083 A JP H07267083A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 空気ばね付き鉄道車両の車体高さを車体傾斜
角に合わせて傾斜制御する際、急激な空気流量の変更に
より発生する振動や目標高さに対する行き過ぎ等の問題
点を解消した車体傾斜制御方法を提供する。 【構成】 鉄道車両の各空気ばねに高さ検出器と空気ば
ねの空気量を調整するために絞り径の異なる複数個の電
磁弁を並列・接続して構成した給気弁群及び排気弁群を
設け、高さ検出器の検出信号を入力し給気弁・排気弁へ
制御信号を出力する制御器からなる装置により、高さ検
出器の検出値と目標値との偏差の大きさに段階的に対応
した弁開口面積になるように給気弁・排気弁への制御信
号を出力する方法において、制御信号の変化時に前記給
気弁群及び前記排気弁群の中から使用する弁の組合せ
を、それぞれ逐次変えて弁の開口面積を徐々に変化さ
せ、最終的に偏差の大きさに対応した開口面積となるよ
うに弁の組合せを複数回変えて制御信号を出力する。
角に合わせて傾斜制御する際、急激な空気流量の変更に
より発生する振動や目標高さに対する行き過ぎ等の問題
点を解消した車体傾斜制御方法を提供する。 【構成】 鉄道車両の各空気ばねに高さ検出器と空気ば
ねの空気量を調整するために絞り径の異なる複数個の電
磁弁を並列・接続して構成した給気弁群及び排気弁群を
設け、高さ検出器の検出信号を入力し給気弁・排気弁へ
制御信号を出力する制御器からなる装置により、高さ検
出器の検出値と目標値との偏差の大きさに段階的に対応
した弁開口面積になるように給気弁・排気弁への制御信
号を出力する方法において、制御信号の変化時に前記給
気弁群及び前記排気弁群の中から使用する弁の組合せ
を、それぞれ逐次変えて弁の開口面積を徐々に変化さ
せ、最終的に偏差の大きさに対応した開口面積となるよ
うに弁の組合せを複数回変えて制御信号を出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、空気ばね付き鉄道車
両の車体高さを車体傾斜角に合わせて傾斜制御する際、
急激な空気流量の変更により発生する振動や目標高さに
対する行き過ぎ等の問題点を解消した車体傾斜制御方法
に関する。
両の車体高さを車体傾斜角に合わせて傾斜制御する際、
急激な空気流量の変更により発生する振動や目標高さに
対する行き過ぎ等の問題点を解消した車体傾斜制御方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道の線路は、直線路と曲線路及び勾配
部分から構成されている。その曲線路では列車が通過す
るとき遠心力により外側へ倒れようとする力が作用する
ので、これを防ぐために、あらかじめ曲線路の外側レー
ルを内側より高く敷設し、いわゆるカントが付けられて
いる。
部分から構成されている。その曲線路では列車が通過す
るとき遠心力により外側へ倒れようとする力が作用する
ので、これを防ぐために、あらかじめ曲線路の外側レー
ルを内側より高く敷設し、いわゆるカントが付けられて
いる。
【０００３】曲線路を通過する鉄道車両は、そのカント
量に釣り合う速度で走行しなければ、乗客に横方向加速
度が作用して乗り心地を悪くする。曲線路での乗り心地
を向上させ、かつ走行速度をあげるには、この横方向加
速度を相殺するように車体を曲線の内側へ傾斜させれば
良い。
量に釣り合う速度で走行しなければ、乗客に横方向加速
度が作用して乗り心地を悪くする。曲線路での乗り心地
を向上させ、かつ走行速度をあげるには、この横方向加
速度を相殺するように車体を曲線の内側へ傾斜させれば
良い。
【０００４】その車体傾斜方法としては、数種の方法が
あるが、その一つの方法として車体を支持している空気
ばねを強制的に給排気して内軌側空気ばねを圧縮し、外
軌側空気ばねを伸長させて車体を傾斜させる方法があ
る。
あるが、その一つの方法として車体を支持している空気
ばねを強制的に給排気して内軌側空気ばねを圧縮し、外
軌側空気ばねを伸長させて車体を傾斜させる方法があ
る。
【０００５】前記制御方法は、車体に設けた横方向加速
度計により車体の横方向加速度を検出し、これをフィー
ドバックして空気ばねの空気量を電磁弁の開閉により調
節し、車体の傾斜角をフィードバック制御するもので、
空気ばねへの給排気は段階的に変化して行なわれる。こ
の段階的に変化した給排気を行なうため、また特に短時
間に多量の空気を給排気する必要のある空気ばねを用い
た車体制御では、絞り量の異なる複数個の電磁弁から構
成した電磁弁群が採用され、空気ばね高さの制御演算の
目標値に対し実際の値との偏差に応じて空気流量を変え
るように、前記電磁弁群の中から任意に組合せることに
より空気量の変化に対応している（特開平３−１４８３
７０号）。
度計により車体の横方向加速度を検出し、これをフィー
ドバックして空気ばねの空気量を電磁弁の開閉により調
節し、車体の傾斜角をフィードバック制御するもので、
空気ばねへの給排気は段階的に変化して行なわれる。こ
の段階的に変化した給排気を行なうため、また特に短時
間に多量の空気を給排気する必要のある空気ばねを用い
た車体制御では、絞り量の異なる複数個の電磁弁から構
成した電磁弁群が採用され、空気ばね高さの制御演算の
目標値に対し実際の値との偏差に応じて空気流量を変え
るように、前記電磁弁群の中から任意に組合せることに
より空気量の変化に対応している（特開平３−１４８３
７０号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記制御方法では、空
気ばね高さの目標値と実際の値との偏差が急激に変化し
た場合、今までの偏差に対応した空気流量の段階位置か
ら途中の空気流量段階を飛び越えて新たに対応した空気
流量の段階位置まで進んでしまう。このため、目標高さ
を行き過ぎたり、給排気後に振動が残るなどして乗客の
乗り心地を悪化させることがある。
気ばね高さの目標値と実際の値との偏差が急激に変化し
た場合、今までの偏差に対応した空気流量の段階位置か
ら途中の空気流量段階を飛び越えて新たに対応した空気
流量の段階位置まで進んでしまう。このため、目標高さ
を行き過ぎたり、給排気後に振動が残るなどして乗客の
乗り心地を悪化させることがある。
【０００７】この発明は、前記空気ばねに対する空気流
量を段階的に制御する方式の車体傾斜制御における、偏
差に対応した空気流量を与える給気弁または排気弁の開
口面積の急激な変化に伴う目標高さに対する行き過ぎや
振動の残存等の問題点を解消して、曲線路での乗客の乗
り心地を向上し得る鉄道車両の車体傾斜制御方法を提供
するものである。
量を段階的に制御する方式の車体傾斜制御における、偏
差に対応した空気流量を与える給気弁または排気弁の開
口面積の急激な変化に伴う目標高さに対する行き過ぎや
振動の残存等の問題点を解消して、曲線路での乗客の乗
り心地を向上し得る鉄道車両の車体傾斜制御方法を提供
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の鉄道車両の車体傾斜制御方法は、空気ば
ね付き鉄道車両の各空気ばねに高さ検出器と空気ばねの
空気量を調整するために絞り径の異なる複数個の電磁弁
を並列・接続して構成した給気弁群及び排気弁群を設
け、高さ検出器の検出信号を入力し給気弁・排気弁へ制
御信号を出力する制御器からなる装置により、高さ検出
器の検出値と目標値との偏差の大きさに段階的に対応し
た弁開口面積になるように給気弁・排気弁への制御信号
を出力する方法において、制御信号の変化時に前記給気
弁群及び前記排気弁群の中から使用する弁の組合せを、
それぞれ逐次変えて弁の開口面積を徐々に変化させ、最
終的に偏差の大きさに対応した開口面積となるように弁
の組合せを複数回変えて制御信号を出力するものであ
る。
め、この発明の鉄道車両の車体傾斜制御方法は、空気ば
ね付き鉄道車両の各空気ばねに高さ検出器と空気ばねの
空気量を調整するために絞り径の異なる複数個の電磁弁
を並列・接続して構成した給気弁群及び排気弁群を設
け、高さ検出器の検出信号を入力し給気弁・排気弁へ制
御信号を出力する制御器からなる装置により、高さ検出
器の検出値と目標値との偏差の大きさに段階的に対応し
た弁開口面積になるように給気弁・排気弁への制御信号
を出力する方法において、制御信号の変化時に前記給気
弁群及び前記排気弁群の中から使用する弁の組合せを、
それぞれ逐次変えて弁の開口面積を徐々に変化させ、最
終的に偏差の大きさに対応した開口面積となるように弁
の組合せを複数回変えて制御信号を出力するものであ
る。
【０００９】
【作用】この発明の鉄道車両の車体傾斜制御方法を図１
のフローチャート及び図３の制御装置に基づいて説明す
る。制御器１に空気ばね４の目標高さｈａが設定されて
おり、空気ばねの高さ検出器５の検出値ｈを制御器１に
入力して演算し、偏差ｈａ−ｈに段階的に対応する給排
気制御出力信号Ｙnを算出する。この制御信号Ｙnと前回
の制御出力信号Ｙn-1を比較し、｜ＹnーＹn-1｜＞１の
場合に給排気制御出力信号Ｙnの値を補正する。この補
正は、前回の制御出力信号Ｙn-1との中間値とする。こ
の補正したＹnの値を給排気制御出力信号として、給気
弁または排気弁に出力する。この補正は図２（Ａ）に示
すように制御周期ごとに（図には第１周期〜第３周期の
場合を示す）繰り返し、最終的にＹnに対応する弁の組
合せを選択する。
のフローチャート及び図３の制御装置に基づいて説明す
る。制御器１に空気ばね４の目標高さｈａが設定されて
おり、空気ばねの高さ検出器５の検出値ｈを制御器１に
入力して演算し、偏差ｈａ−ｈに段階的に対応する給排
気制御出力信号Ｙnを算出する。この制御信号Ｙnと前回
の制御出力信号Ｙn-1を比較し、｜ＹnーＹn-1｜＞１の
場合に給排気制御出力信号Ｙnの値を補正する。この補
正は、前回の制御出力信号Ｙn-1との中間値とする。こ
の補正したＹnの値を給排気制御出力信号として、給気
弁または排気弁に出力する。この補正は図２（Ａ）に示
すように制御周期ごとに（図には第１周期〜第３周期の
場合を示す）繰り返し、最終的にＹnに対応する弁の組
合せを選択する。
【００１０】前記制御周期ごとの弁の組合せは、例えば
図３において給気弁２1、２2、２3の絞りは２1＞２2＞
２3とし、排気弁３1、３2、３3の絞りは３1＞３2＞３3
とすれば、図７に示す弁の組合せと流量の関係をもたせ
ることが可能となり、図２（Ａ）における第１周期では
給気弁２2と２3を組み合せて、第２周期では給気弁２1
と２3を組み合せて、第３周期では給気弁２1と２2を組
み合せて、それぞれ給気し、最終的に制御出力信号Ｙn
とする。
図３において給気弁２1、２2、２3の絞りは２1＞２2＞
２3とし、排気弁３1、３2、３3の絞りは３1＞３2＞３3
とすれば、図７に示す弁の組合せと流量の関係をもたせ
ることが可能となり、図２（Ａ）における第１周期では
給気弁２2と２3を組み合せて、第２周期では給気弁２1
と２3を組み合せて、第３周期では給気弁２1と２2を組
み合せて、それぞれ給気し、最終的に制御出力信号Ｙn
とする。
【００１１】また、図２（Ａ）における第４周期以降で
は、それまでの空気の給入により偏差ｈａ−ｈが小さく
なったことを示している。この時、第４周期では給気弁
２1と２3を組み合せて、第５周期では給気弁２1単独
に、第６周期では２2と２3を組み合せてそれぞれ給気
し、最終的に制御出力信号Ｙnとする。
は、それまでの空気の給入により偏差ｈａ−ｈが小さく
なったことを示している。この時、第４周期では給気弁
２1と２3を組み合せて、第５周期では給気弁２1単独
に、第６周期では２2と２3を組み合せてそれぞれ給気
し、最終的に制御出力信号Ｙnとする。
【００１２】給気弁群及び排気弁群は、前記の各３個に
限ることなく２個以上いくらでもよい。なお、その数は
多いほど微細な段階調整が可能となり好ましい。
限ることなく２個以上いくらでもよい。なお、その数は
多いほど微細な段階調整が可能となり好ましい。
【００１３】前記のごとく、空気ばね付き鉄道車両の車
体高さを車体傾斜角に合わせて傾斜制御する際、空気流
量の変更を段階調整で行なうことにより、空気流量の変
更時に発生する振動や目標高さに対する行き過ぎ等の問
題点を解消し乗客の乗り心地を向上できる。
体高さを車体傾斜角に合わせて傾斜制御する際、空気流
量の変更を段階調整で行なうことにより、空気流量の変
更時に発生する振動や目標高さに対する行き過ぎ等の問
題点を解消し乗客の乗り心地を向上できる。
【００１４】
【実施例】空気ばね台車を有する車両に、この発明の実
施による車体傾斜制御を行なったときのブロック図を図
４に示す。車輪回転数計により車輪回転数を検知して制
御器１に入力し、車両の走行速度Ｖと走行位置Ｌを求
め、曲線データから走行位置Ｌに対応する曲線半径Ｒ及
びカントＣが得られる。これらのデータを用いて台車と
車体間の目標相対角度と目標平均高さを算出する。一
方、図５に示す車体９と台車１０の間に設けた高さ検出
器５から出力される空気ばね高さｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4の
値から相対角度と平均高さを求める。この目標値と測定
値の偏差が制御量となる。図４に示す場合は、前記二つ
の制御量のほかに、各空気ばね４の補助空気室１２に設
けた圧力センサ１１により検出した各空気ばね４の内圧
Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4を制御器１に入力し、求めた左右空
気ばねの内圧差も制御量とし、三つの制御量を合算した
値Ｙｉを給気弁群７及び排気弁群８の制御信号として出
力している。
施による車体傾斜制御を行なったときのブロック図を図
４に示す。車輪回転数計により車輪回転数を検知して制
御器１に入力し、車両の走行速度Ｖと走行位置Ｌを求
め、曲線データから走行位置Ｌに対応する曲線半径Ｒ及
びカントＣが得られる。これらのデータを用いて台車と
車体間の目標相対角度と目標平均高さを算出する。一
方、図５に示す車体９と台車１０の間に設けた高さ検出
器５から出力される空気ばね高さｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4の
値から相対角度と平均高さを求める。この目標値と測定
値の偏差が制御量となる。図４に示す場合は、前記二つ
の制御量のほかに、各空気ばね４の補助空気室１２に設
けた圧力センサ１１により検出した各空気ばね４の内圧
Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4を制御器１に入力し、求めた左右空
気ばねの内圧差も制御量とし、三つの制御量を合算した
値Ｙｉを給気弁群７及び排気弁群８の制御信号として出
力している。
【００１５】前記給気弁群７及び排気弁群８は、図５に
示すように、それぞれ４個の弁を並列・接続して構成さ
れ、それぞれの弁の絞り径は異なっており、弁の組合せ
を変えることにより、弁の総合した開口面積を変化さ
せ、空気流量を調整できる構造となっている。図中の６
は各給気弁群７に給気するための空気源である。
示すように、それぞれ４個の弁を並列・接続して構成さ
れ、それぞれの弁の絞り径は異なっており、弁の組合せ
を変えることにより、弁の総合した開口面積を変化さ
せ、空気流量を調整できる構造となっている。図中の６
は各給気弁群７に給気するための空気源である。
【００１６】前記の、この発明の車体傾斜制御方法を現
車で実施した結果を、従来法による場合と比較して図６
に、給排気流量及び車体傾斜角の時間経過に伴う変化を
示す。なお、試験は給排気以外の外乱を除くために定置
にて動作させた結果を示すもので、図６（Ａ）はこの発
明法の実施例、図６（Ｂ）は従来法による比較例であ
る。
車で実施した結果を、従来法による場合と比較して図６
に、給排気流量及び車体傾斜角の時間経過に伴う変化を
示す。なお、試験は給排気以外の外乱を除くために定置
にて動作させた結果を示すもので、図６（Ａ）はこの発
明法の実施例、図６（Ｂ）は従来法による比較例であ
る。
【００１７】図６の結果より、この発明法の実施による
場合は、給気流量及び排気流量の変化が細かな段階状と
なっていることがわかる。その結果、車体傾斜角の波形
に振動成分がほとんど見られず、給排気流量変化時の振
動発生を低減していることがわかる。
場合は、給気流量及び排気流量の変化が細かな段階状と
なっていることがわかる。その結果、車体傾斜角の波形
に振動成分がほとんど見られず、給排気流量変化時の振
動発生を低減していることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】空気ばね付き鉄道車両の車体高さを車体
傾斜角に合わせて傾斜制御する際、急激な空気流量の変
化を避けることにより、急激な空気流量の変更により発
生する振動や目標高さに対する行き過ぎを除き、滑らか
な車体傾斜制御により乗客の乗り心地を向上できる。
傾斜角に合わせて傾斜制御する際、急激な空気流量の変
化を避けることにより、急激な空気流量の変更により発
生する振動や目標高さに対する行き過ぎを除き、滑らか
な車体傾斜制御により乗客の乗り心地を向上できる。
【図１】この発明による車体傾斜制御方法のフローチャ
ートである。
ートである。
【図２】車体傾斜制御における制御信号の時間経過に伴
う出力変化の比較図で、（Ａ）はこの発明法による場
合、（Ｂ）は従来法による場合である。
う出力変化の比較図で、（Ａ）はこの発明法による場
合、（Ｂ）は従来法による場合である。
【図３】図２（Ａ）を実施するための制御装置の要部を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】この発明の実施による車体傾斜制御のブロック
図である。
図である。
【図５】この発明の車体傾斜制御方法を実施するための
制御装置例を示す説明図である。
制御装置例を示す説明図である。
【図６】車体傾斜制御における給排気流量及び車体傾斜
角の時間経過に伴う変化を示すグラフで、（Ａ）はこの
発明法の実施例、（Ｂ）は従来法による比較例である。
角の時間経過に伴う変化を示すグラフで、（Ａ）はこの
発明法の実施例、（Ｂ）は従来法による比較例である。
【図７】この発明を実施するための給気弁、排気弁の組
み合わせと空気流量の関係を示す一例を示す図である。
み合わせと空気流量の関係を示す一例を示す図である。
１ 制御器 ２1、２2、２3 給気弁 ３1、３2、３3 排気弁 ４ 空気ばね ５ 高さ検出器 ６ 空気溜 ７ 給気弁 ８ 排気弁 ９ 車体 １０ 台車 １１ 圧力センサ １２ 補助空気室
Claims (1)
- 【請求項１】 空気ばね付き鉄道車両の各空気ばねに高
さ検出器と空気ばねの空気量を調整するために絞り径の
異なる複数個の電磁弁を並列・接続して構成した給気弁
群及び排気弁群を設け、高さ検出器の検出信号を入力し
給気弁・排気弁へ制御信号を出力する制御器からなる装
置により、高さ検出器の検出値と目標値との偏差の大き
さに段階的に対応した弁開口面積になるように給気弁・
排気弁への制御信号を出力する方法において、制御信号
の変化時に前記給気弁群及び前記排気弁群の中から使用
する弁の組合せを、それぞれ逐次変えて弁の開口面積を
徐々に変化させ、最終的に偏差の大きさに対応した開口
面積となるように弁の組合せを複数回変えて制御信号を
出力することを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8542394A JPH07267083A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 鉄道車両の車体傾斜制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8542394A JPH07267083A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 鉄道車両の車体傾斜制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07267083A true JPH07267083A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13858421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8542394A Pending JPH07267083A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 鉄道車両の車体傾斜制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07267083A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000085577A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両における空気ばねによる車体傾斜制御時の給排気方法 |
| JP2006192942A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Toshiba Corp | 流体圧バネを利用した車体傾斜システム |
| JP2006193066A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Toshiba Corp | 車体傾斜システム及び空気バネ式車体傾斜システムにおける電磁弁制御方法 |
| JP2007331505A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Central Japan Railway Co | 鉄道車両の車体傾斜制御装置における車体姿勢復帰装置 |
| JP2011093500A (ja) * | 2009-11-02 | 2011-05-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両の車体傾斜制御方法 |
| JP2011183861A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 鉄道車両の車体傾斜装置 |
| JP2011184027A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両の車体傾斜制御方法 |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP8542394A patent/JPH07267083A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000085577A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両における空気ばねによる車体傾斜制御時の給排気方法 |
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| JP4594743B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2010-12-08 | 株式会社東芝 | 空気バネ式車体傾斜システムにおける電磁弁制御方法 |
| JP2007331505A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Central Japan Railway Co | 鉄道車両の車体傾斜制御装置における車体姿勢復帰装置 |
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| JP2011184027A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両の車体傾斜制御方法 |
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