JPH0737230B2 - 鉄道車両用空気ばねの応荷重型電子制御方法 - Google Patents
鉄道車両用空気ばねの応荷重型電子制御方法Info
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- JPH0737230B2 JPH0737230B2 JP2097210A JP9721090A JPH0737230B2 JP H0737230 B2 JPH0737230 B2 JP H0737230B2 JP 2097210 A JP2097210 A JP 2097210A JP 9721090 A JP9721090 A JP 9721090A JP H0737230 B2 JPH0737230 B2 JP H0737230B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、空気ばね付き台車を有する鉄道車両の軌道
ねじれ部で発生する輪重変動を小さくした空気ばねの電
子制御方法に関する。
ねじれ部で発生する輪重変動を小さくした空気ばねの電
子制御方法に関する。
従来の技術 空気ばね付き台車を有する鉄道車両は、個々の空気ばね
高さを連結棒を用いて機械的に検知し、その動きを高さ
調整弁の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。
高さを連結棒を用いて機械的に検知し、その動きを高さ
調整弁の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。
しかし、鉄道車両が緩和曲線、すなわちカント逓減区間
で停車した場合は、高さ調整機構が自動的に働き、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。
で停車した場合は、高さ調整機構が自動的に働き、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。
すなわち、鉄道車両がカント逓減区間で停車すると、一
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９図に示すように全台車（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。
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９図に示すように全台車（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。
この状態では、前台車（９）と後台車（10）の空気ばね
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内圧に不均一
が生じる。
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内圧に不均一
が生じる。
この内圧の不均一により、各車輪の負担する荷重に不均
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起動時
に脱線する危険性がある。
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起動時
に脱線する危険性がある。
従来の空気ばね制御系においても、この輪重変動を少し
でも小さくするため、左右空気ばねの間を差圧弁で接続
している。この差圧弁は、設定差圧を超える左右空気ば
ね間の内圧差が生じた場合に連通するように設けられて
いる。したがって、この設定差圧は小さいことが望まし
い。しかし、曲線路におけるカント負けを防止する観点
から、この設定差圧はあまり小さくできず、一方、前後
台車それぞれの設定差圧の合計が一車両内の最大内圧差
となるので、輪重変動に対しては設定差圧を大きくとる
ことは不利となる。
でも小さくするため、左右空気ばねの間を差圧弁で接続
している。この差圧弁は、設定差圧を超える左右空気ば
ね間の内圧差が生じた場合に連通するように設けられて
いる。したがって、この設定差圧は小さいことが望まし
い。しかし、曲線路におけるカント負けを防止する観点
から、この設定差圧はあまり小さくできず、一方、前後
台車それぞれの設定差圧の合計が一車両内の最大内圧差
となるので、輪重変動に対しては設定差圧を大きくとる
ことは不利となる。
発明が解決しようとする課題 上記のごとく、従来の空気ばね付き台車を有する鉄道車
両は、各空気ばねに高さ調整機構があり、各空気ばねご
とに高さ調整が行なわれている。また、前後台車のそれ
ぞれに左右空気ばね間を差圧弁で接続し、左右空気ばね
間の空気圧の調整が行なわれている。
両は、各空気ばねに高さ調整機構があり、各空気ばねご
とに高さ調整が行なわれている。また、前後台車のそれ
ぞれに左右空気ばね間を差圧弁で接続し、左右空気ばね
間の空気圧の調整が行なわれている。
しかし、このような制御方法では、カント逓減区間の起
動ねじれ部で停車した場合、空気ばねが設定高さと設定
差圧を満足して輪重変動を防止することはできなかっ
た。
動ねじれ部で停車した場合、空気ばねが設定高さと設定
差圧を満足して輪重変動を防止することはできなかっ
た。
この発明は、カント逓減区間における輪重変動を防止
し、カント逓減区間に停車した車両が再起動する際の脱
線防止を目的とした鉄道車両用空気ばねの電子制御方法
を提供するものである。そして、特に車両重量あるいは
乗客の多少に応じて、制御のパラメータを変化させ、よ
り合理的な制御方法とすることにより、弁の開閉頻度の
減少や制御の安定度を向上させ、弁の寿命の増大や空気
消費量の減少を図ることを目的とする。
し、カント逓減区間に停車した車両が再起動する際の脱
線防止を目的とした鉄道車両用空気ばねの電子制御方法
を提供するものである。そして、特に車両重量あるいは
乗客の多少に応じて、制御のパラメータを変化させ、よ
り合理的な制御方法とすることにより、弁の開閉頻度の
減少や制御の安定度を向上させ、弁の寿命の増大や空気
消費量の減少を図ることを目的とする。
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用空気ば
ねの電子制御方法は、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、圧力計および空気流量を低くした給気弁と排
気弁を設け、各高さ検出器および圧力計の検出信号を制
御器に入力し、設定差圧および設定高さと比較演算して
制御器からの制御信号により各弁を開閉操作するように
構成し、 前後台車の各空気ばねの内圧と高さを検出して、前
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、または前後台車の同じ側にある前後空気ばねの内圧
の差の絶対値が左右側ともに、前後台車の全空気ばねの
平均内圧に比例して設定した目標内圧差内に納まるよう
に各弁の給排気を制御する、 上記の制御方法により空気ばねの内圧制御を行な
い、引続き空気ばね高さ制御や車体の傾斜角制御を行な
う、 上記の制御方法において、全空気ばねの平均内圧
測定値が設定平均内圧下限値よりも小さいときは各排気
弁を開いて排気のみを行ない、逆に平均内圧測定値が設
定平均内圧上限値より大きいときは各給気弁を開いて給
気のみを行ない、平均内圧測定値が設定平均内圧下限値
と設定平均内圧上限値の間にあるときは各給気弁と各排
気弁を開いて給気と排気を同時に行なう、 のである。
ねの電子制御方法は、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、圧力計および空気流量を低くした給気弁と排
気弁を設け、各高さ検出器および圧力計の検出信号を制
御器に入力し、設定差圧および設定高さと比較演算して
制御器からの制御信号により各弁を開閉操作するように
構成し、 前後台車の各空気ばねの内圧と高さを検出して、前
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、または前後台車の同じ側にある前後空気ばねの内圧
の差の絶対値が左右側ともに、前後台車の全空気ばねの
平均内圧に比例して設定した目標内圧差内に納まるよう
に各弁の給排気を制御する、 上記の制御方法により空気ばねの内圧制御を行な
い、引続き空気ばね高さ制御や車体の傾斜角制御を行な
う、 上記の制御方法において、全空気ばねの平均内圧
測定値が設定平均内圧下限値よりも小さいときは各排気
弁を開いて排気のみを行ない、逆に平均内圧測定値が設
定平均内圧上限値より大きいときは各給気弁を開いて給
気のみを行ない、平均内圧測定値が設定平均内圧下限値
と設定平均内圧上限値の間にあるときは各給気弁と各排
気弁を開いて給気と排気を同時に行なう、 のである。
作用 第４図に示すように、前台車の空気ばね（１）（２）と
後台車の空気ばね（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９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）がたがいに逆向きのモーケン
トが働けば、その際の各空気ばねの内圧は、例えば第６
図に示すように、P1とP4が低く、P2とP3が高い。したが
って、対角線上の空気ばねの内圧の和の差の絶対値、す
なわち｜（P1＋P4）−（P2＋P3）｜の値により内圧の変
動を最も顕著に表わすことができる。そのため、設定差
圧をΔPeとしたとき、｜（P1＋P4）−（P2＋P3）｜＜Δ
Peを満足するように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。
後台車の空気ばね（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９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）がたがいに逆向きのモーケン
トが働けば、その際の各空気ばねの内圧は、例えば第６
図に示すように、P1とP4が低く、P2とP3が高い。したが
って、対角線上の空気ばねの内圧の和の差の絶対値、す
なわち｜（P1＋P4）−（P2＋P3）｜の値により内圧の変
動を最も顕著に表わすことができる。そのため、設定差
圧をΔPeとしたとき、｜（P1＋P4）−（P2＋P3）｜＜Δ
Peを満足するように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。
また、カント区間においては、左右空気ばねの内圧に差
がなければ第８図に示すように前台車（９）と後台車
（10）は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。しかし、例えば第８図の状態で第７図に
示すように片側の空気ばね（２）（４）の内圧P2、P4が
低く、他側の空気ばね（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、十分に左右内圧間に差を発生させ、カント
負け現象の発生を防止できる。
がなければ第８図に示すように前台車（９）と後台車
（10）は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。しかし、例えば第８図の状態で第７図に
示すように片側の空気ばね（２）（４）の内圧P2、P4が
低く、他側の空気ばね（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、十分に左右内圧間に差を発生させ、カント
負け現象の発生を防止できる。
前後空気ばねの内圧の差圧|P1−P3|、|P2−P4|について
も、上記対角線上の空気ばねの内圧の和の差の絶対値と
同様の性質を有し、制御上の効果が認められており、 |P1−P3|＜ΔPe かつ、 |P2−P4|＜ΔPe を満足するように制御を行なえばよい。
も、上記対角線上の空気ばねの内圧の和の差の絶対値と
同様の性質を有し、制御上の効果が認められており、 |P1−P3|＜ΔPe かつ、 |P2−P4|＜ΔPe を満足するように制御を行なえばよい。
しかし、上記制御において、設定差圧ΔPeを常に一定値
に固定しておくのは、制御の安定度からみて得策ではな
い。
に固定しておくのは、制御の安定度からみて得策ではな
い。
すなわち、空車時（平均内圧約２気圧）と満車時（平均
内圧約６気圧）の各空気ばねの圧力偏差は平均内圧にほ
ぼ比例して大きくなっている。
内圧約６気圧）の各空気ばねの圧力偏差は平均内圧にほ
ぼ比例して大きくなっている。
例えば、空車時の圧力がP1＝2.1気圧、P2＝1.9気圧、P3
＝2.1気圧、P4＝2.0気圧のとき、対角線上の差圧は｜
（2.1＋2.0）−（1.9＋2.1）｜＝0.1気圧となり、ΔPe
＝0.2気圧を設定しても、不感帯へ入れることは困難で
なく、比較的迅速に実施できる。しかし、満車時におい
ては、各空気ばねの圧力は、例えば空車時と同じ圧力変
動率（全空気ばね４個の内圧平均値を100としたとき、
最小内圧を示す空気ばねの内圧値を100から引いたも
の）を示す場合、すなわちP1＝6.3気圧、P2＝5.7気圧、
P3＝6.3気圧、P4＝6.0気圧のとき、対角線上の差圧は｜
（6.3＋6.0）−（5.7＋6.3）｜＝0.3気圧となり、ΔPe
内に納まらず、さらに弁の開閉動作を継続することにな
る。この場合は、過剰に小さな変動率内に納めようとし
不必要に弁の開閉を行なうことになる。
＝2.1気圧、P4＝2.0気圧のとき、対角線上の差圧は｜
（2.1＋2.0）−（1.9＋2.1）｜＝0.1気圧となり、ΔPe
＝0.2気圧を設定しても、不感帯へ入れることは困難で
なく、比較的迅速に実施できる。しかし、満車時におい
ては、各空気ばねの圧力は、例えば空車時と同じ圧力変
動率（全空気ばね４個の内圧平均値を100としたとき、
最小内圧を示す空気ばねの内圧値を100から引いたも
の）を示す場合、すなわちP1＝6.3気圧、P2＝5.7気圧、
P3＝6.3気圧、P4＝6.0気圧のとき、対角線上の差圧は｜
（6.3＋6.0）−（5.7＋6.3）｜＝0.3気圧となり、ΔPe
内に納まらず、さらに弁の開閉動作を継続することにな
る。この場合は、過剰に小さな変動率内に納めようとし
不必要に弁の開閉を行なうことになる。
一方、逆に満車時を対象としてΔPeを大きく設定する
と、空車時には大きな圧力変動率を許容してしまうこと
になり、本来の目的が失われる。
と、空車時には大きな圧力変動率を許容してしまうこと
になり、本来の目的が失われる。
したがって、応荷重型の目標値を設定することが効率的
で、安定かつ精度の良い制御を行なう上で必要となる。
つまり、 ΔPe＝β・ ただし、β：一定の係数 ：全空気ばね４個の平均内圧とすることが望ましい。
で、安定かつ精度の良い制御を行なう上で必要となる。
つまり、 ΔPe＝β・ ただし、β：一定の係数 ：全空気ばね４個の平均内圧とすることが望ましい。
上記応荷重型の差圧目標値を設定して圧力制御を行なう
場合、一定締りの弁を用いると、空気元溜め圧（６〜８
気圧）と空気ばね内圧および大気圧の圧力差の関係から
同一時間給気弁あるいは排気弁を開閉しても給気量が多
くなる場合と、排気量が多くなる場合がある。
場合、一定締りの弁を用いると、空気元溜め圧（６〜８
気圧）と空気ばね内圧および大気圧の圧力差の関係から
同一時間給気弁あるいは排気弁を開閉しても給気量が多
くなる場合と、排気量が多くなる場合がある。
2mmφのオリフィスを用いた弁において１秒間に通過す
る空気流量（ノーマル状態、１気圧、14℃）を給気側と
排気側について調べた。その結果を第１表に示す。この
表からわかるように、空車では給気が強く、満車では排
気が強いので、圧力は不感帯内に入れてバランスを保持
する立場から、この傾向を相殺する方向の制御を積極的
に取り入れることが望ましい。
る空気流量（ノーマル状態、１気圧、14℃）を給気側と
排気側について調べた。その結果を第１表に示す。この
表からわかるように、空車では給気が強く、満車では排
気が強いので、圧力は不感帯内に入れてバランスを保持
する立場から、この傾向を相殺する方向の制御を積極的
に取り入れることが望ましい。
この点について、対角線上の差圧制御と前後の差圧制御
に分けて具体的に説明する。
に分けて具体的に説明する。
対角線上の差圧制御の場合 ｜（P1＋P4）−（P2＋P3）｜＞ΔPeにおいて、（P1＋
P4）＞（P2＋P3）のときは第２表の１に示すように、ま
た（P1＋P4）＜（P2＋P3）のときは第２表の２に示すよ
うに、弁の開閉を応荷重型にして、不感帯内に早く入る
ように制御する。このようにすることによって、第１表
に示した給気と排気のアンバランスを打ち消す方向の安
定性の高い制御が得られる。
P4）＞（P2＋P3）のときは第２表の１に示すように、ま
た（P1＋P4）＜（P2＋P3）のときは第２表の２に示すよ
うに、弁の開閉を応荷重型にして、不感帯内に早く入る
ように制御する。このようにすることによって、第１表
に示した給気と排気のアンバランスを打ち消す方向の安
定性の高い制御が得られる。
（備考） なお、PEは設定平均内圧下限値、PFは設定平
均内圧上限値であり、例えばPE＝2.5kg/cm2、PF＝4.5kg
/cm2とする。また、空気元圧、オリフィス径などの選択
に応じてPE、PFを変化させても良い。表中の「−」は弁
を閉じたままを意味する。
均内圧上限値であり、例えばPE＝2.5kg/cm2、PF＝4.5kg
/cm2とする。また、空気元圧、オリフィス径などの選択
に応じてPE、PFを変化させても良い。表中の「−」は弁
を閉じたままを意味する。
前後の差圧制御の場合 |P1−P3|＞ΔPeの場合は第３表の１に示すように、また
|P2−P4|＞ΔPeの場合は第３表の２に示すように、弁の
開閉を応荷重型にして、不感帯内に早く入るように制御
する。
|P2−P4|＞ΔPeの場合は第３表の２に示すように、弁の
開閉を応荷重型にして、不感帯内に早く入るように制御
する。
（備考） なお、備考条件は第２表の１を参照。
上記のごとく、応荷重型制御により空気ばねの圧力制御
を行なうとともに、他の制御アルゴリズムにより空気ば
ねの高さ制御や車体の傾斜角制御を行なえば、車体のス
トッパー当りの防止あるいは車体の望ましい姿勢制御を
行なうことができる。
を行なうとともに、他の制御アルゴリズムにより空気ば
ねの高さ制御や車体の傾斜角制御を行なえば、車体のス
トッパー当りの防止あるいは車体の望ましい姿勢制御を
行なうことができる。
実 施 例 この発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図に示すように、鉄道車両の前台車（９）と後台車
（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、圧力計（17）と高さ検出器
として第５図に示す要領でロータリエンコーダ（５）を
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、オン・オフ
制御の電磁弁からなる給気弁（11）、（12）、（13）、
（14）を設けるとともに、他に設けた排気管にオン・オ
フ制御の電磁弁からなる排気弁（21）、（22）、（2
3）、（24）を設ける。そして、各ロータリエンコーダ
（５）および圧力計（17）の検出信号を制御器（８）に
入力するように配線し、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。
（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、圧力計（17）と高さ検出器
として第５図に示す要領でロータリエンコーダ（５）を
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、オン・オフ
制御の電磁弁からなる給気弁（11）、（12）、（13）、
（14）を設けるとともに、他に設けた排気管にオン・オ
フ制御の電磁弁からなる排気弁（21）、（22）、（2
3）、（24）を設ける。そして、各ロータリエンコーダ
（５）および圧力計（17）の検出信号を制御器（８）に
入力するように配線し、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。
この発明による空気ばね内圧の応荷重型電子制御は、先
に記載したとおり、前台車（９）と後台車（10）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 のとき、制御器（８）から各弁へ制御信号を流し、電磁
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、また、対角線上の差圧制御の場合
と同様に、前台車（９）と後台車（10）の同じ側にある
前後の空気ばねの内圧の差の絶対値が、 |P1−P3|＞ΔPe あるいは、 |P2−P4|＞ΔPe のとき制御器（８）から各弁へ制御信号を流し、電磁弁
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、前後の差圧制御がある。
に記載したとおり、前台車（９）と後台車（10）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 のとき、制御器（８）から各弁へ制御信号を流し、電磁
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、また、対角線上の差圧制御の場合
と同様に、前台車（９）と後台車（10）の同じ側にある
前後の空気ばねの内圧の差の絶対値が、 |P1−P3|＞ΔPe あるいは、 |P2−P4|＞ΔPe のとき制御器（８）から各弁へ制御信号を流し、電磁弁
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、前後の差圧制御がある。
上記対角線上の内圧制御のフローチャートを第２図に示
す。
す。
対角線上の内圧の和の差の絶対値が設定差圧値ΔPeより
大きい場合は、この発明の内圧制御により、第２表の１
および第２表の２に示す手段で給気弁および排気弁の給
排気が制御され、設定差圧内に納められる。そして、引
き続き他の制御系による空気ばねの高さ制御や車体の傾
斜角制御が行なわれる。また、対角線上の内圧の和の差
の絶対値が設定差圧値ΔPe内に納まっているときは、内
圧制御を行なうことなく、次の他の制御アルゴリズムに
よる空気ばねの高さ制御や車体の傾斜角制御に移行して
空気ばねの制御が行なわれる。
大きい場合は、この発明の内圧制御により、第２表の１
および第２表の２に示す手段で給気弁および排気弁の給
排気が制御され、設定差圧内に納められる。そして、引
き続き他の制御系による空気ばねの高さ制御や車体の傾
斜角制御が行なわれる。また、対角線上の内圧の和の差
の絶対値が設定差圧値ΔPe内に納まっているときは、内
圧制御を行なうことなく、次の他の制御アルゴリズムに
よる空気ばねの高さ制御や車体の傾斜角制御に移行して
空気ばねの制御が行なわれる。
また、上記の前後の内圧制御の場合のフローチャートを
第３図に示す。
第３図に示す。
この場合は、まず|P1−P3|とΔPeを比較し、差圧が設定
差圧値を超えているときは、第３表の１に示す要領で空
気ばね（１）と（３）の給排気を制御して設定差圧内に
納め、また最初から設定差圧内に納まっているときはそ
のままで、次の|P2−P4|とΔPeを比較する。そして、こ
こで設定差圧値を超えているときは、第３表の２に示す
要領で空気ばぬ（２）と（４）の給排気を制御して設定
差圧内に納める。以上により、この発明の実施による内
圧制御を終ったのち、次に他の制御アルゴリズムにより
空気ばねの高さ制御や車体の傾斜角制御を引き続き行な
う。
差圧値を超えているときは、第３表の１に示す要領で空
気ばね（１）と（３）の給排気を制御して設定差圧内に
納め、また最初から設定差圧内に納まっているときはそ
のままで、次の|P2−P4|とΔPeを比較する。そして、こ
こで設定差圧値を超えているときは、第３表の２に示す
要領で空気ばぬ（２）と（４）の給排気を制御して設定
差圧内に納める。以上により、この発明の実施による内
圧制御を終ったのち、次に他の制御アルゴリズムにより
空気ばねの高さ制御や車体の傾斜角制御を引き続き行な
う。
上記のごとくしてある制御同期の空気ばねの制御が終れ
ば、次の制御周期において再び最初の圧力制御にもど
り、上記の制御を繰り返すのである。
ば、次の制御周期において再び最初の圧力制御にもど
り、上記の制御を繰り返すのである。
次に、この発明の応荷重型電子制御方法の試験を鉄道車
両（長さ20m）を用いて、最大カント87mmを有する曲率
半径205mの曲線路（カント逓減率γ＝1/405）を有する
片道30km、駅数20の路線で実施した。試験では各駅停車
試験と、カント逓減区間における代表地点に車両を停止
し、各空気ばねの内圧変動率および車両の安定性を測定
した。また、内圧制御によって車両が安定するまでの時
間も測定した。なお、比較のため空気ばねの電子制御で
ΔPeを一定（0.4kg/cm2）にし、圧力制御を給排気同時
に行なう方法に固定したものと、従来の高さ制御弁を用
いた方法（左右差圧弁の差圧設定値1.2kg/cm2）でも試
験した。その結果を第４表に示す。
両（長さ20m）を用いて、最大カント87mmを有する曲率
半径205mの曲線路（カント逓減率γ＝1/405）を有する
片道30km、駅数20の路線で実施した。試験では各駅停車
試験と、カント逓減区間における代表地点に車両を停止
し、各空気ばねの内圧変動率および車両の安定性を測定
した。また、内圧制御によって車両が安定するまでの時
間も測定した。なお、比較のため空気ばねの電子制御で
ΔPeを一定（0.4kg/cm2）にし、圧力制御を給排気同時
に行なう方法に固定したものと、従来の高さ制御弁を用
いた方法（左右差圧弁の差圧設定値1.2kg/cm2）でも試
験した。その結果を第４表に示す。
この結果より、この発明の実施によれば、空気ばねの内
圧変動を低く押えることができ、また比較法と比べても
制御の収束が速く安定した制御ができ、弁の開閉頻度も
少ない。したがって、弁の寿命の延長ができ、同時に空
気消費量が少なくなり小エネルギーで駆動できる制御系
にすることができ、ランニングコストを低減できる。
圧変動を低く押えることができ、また比較法と比べても
制御の収束が速く安定した制御ができ、弁の開閉頻度も
少ない。したがって、弁の寿命の延長ができ、同時に空
気消費量が少なくなり小エネルギーで駆動できる制御系
にすることができ、ランニングコストを低減できる。
発明の効果 この発明は、鉄道車両の空気ばね電子制御において、ば
ね上の荷重変動に応じた制御方法を取り入れることによ
り、内圧変動を低く押え、制御の収束が速く安定した制
御ができる。そのため、弁の寿命が延び、空気消費量が
少なくなり、効率のよい制御ができる。
ね上の荷重変動に応じた制御方法を取り入れることによ
り、内圧変動を低く押え、制御の収束が速く安定した制
御ができる。そのため、弁の寿命が延び、空気消費量が
少なくなり、効率のよい制御ができる。
第１図はこの発明の電子制御方法を実施するための装置
を設けた鉄道車両用空気ばね装置を示す説明図、第２図
および第３図はこの発明の実施により空気ばねの内圧制
御を行なう際のフローチャートで、第２図は対角線上の
内圧制御による場合、第３図は同じ側の前後内圧制御の
場合を示す、第４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５図はロータリエンコーダの説明図、第６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７図は車両がカント区間にある際の空気ば
ねの内圧の高低を示す説明図、第８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９図は車両がカント
逓減区間にある際、車体の全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 21〜24……排気弁、17……圧力計
を設けた鉄道車両用空気ばね装置を示す説明図、第２図
および第３図はこの発明の実施により空気ばねの内圧制
御を行なう際のフローチャートで、第２図は対角線上の
内圧制御による場合、第３図は同じ側の前後内圧制御の
場合を示す、第４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５図はロータリエンコーダの説明図、第６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７図は車両がカント区間にある際の空気ば
ねの内圧の高低を示す説明図、第８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９図は車両がカント
逓減区間にある際、車体の全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 21〜24……排気弁、17……圧力計
Claims (3)
- 【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、圧力計および空気流量を低くした給気弁と排気弁を
設け、各高さ検出器および圧力計の検出信号を制御器に
入力し、設定差圧および設定高さと比較演算して制御器
からの制御信号により各弁を開閉操作するように構成
し、前後台車の各空気ばねの内圧と高さを検出して、前
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、または前後台車の同じ側にある前後空気ばねの内圧
の差の絶対値が左右側ともに、前後台車の全空気ばねの
平均内圧に比例して設定した目標内圧差内に納まるよう
に各弁の給排気を制御することを特徴とする鉄道車両用
空気ばねの応荷重型電子制御方法。 - 【請求項２】請求項１記載の制御方法により空気ばねの
内圧制御を行ない、引続き空気ばね高さ制御や車体傾斜
制御を行ない、空気ばね内圧変動、輪重変動を抑制した
ことを特徴とする鉄道車両用空気ばねの応荷重型電子制
御方法。 - 【請求項３】請求項１記載の内圧制御方法において、全
空気ばねの平均内圧測定値が設定平均内圧下限値より小
さいときは各排気弁を開いて排気のみを行ない、逆に平
均内圧測定値が設定平均内圧上限値より大きいときは各
給気弁を開いて給気のみを行ない、平均内圧測定値が設
定平均内圧下限値と設定平均内圧上限値との間にあると
きは各給気弁と各排気弁を開いて給気と排気を同時に行
ない、不感帯への収束を促進することを特徴とする鉄道
車両用空気ばねの応荷重型電子制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2097210A JPH0737230B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 鉄道車両用空気ばねの応荷重型電子制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2097210A JPH0737230B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 鉄道車両用空気ばねの応荷重型電子制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03295758A JPH03295758A (ja) | 1991-12-26 |
| JPH0737230B2 true JPH0737230B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=14186263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2097210A Expired - Lifetime JPH0737230B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 鉄道車両用空気ばねの応荷重型電子制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737230B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6650337B2 (ja) * | 2016-04-28 | 2020-02-19 | 川崎重工業株式会社 | 鉄道車両の輪重調整装置 |
| TWI786273B (zh) * | 2018-03-05 | 2022-12-11 | 日商東海旅客鐵道股份有限公司 | 用於鐵路車輛之監視系統 |
-
1990
- 1990-04-12 JP JP2097210A patent/JPH0737230B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03295758A (ja) | 1991-12-26 |
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