JPH09286331A - 鉄道車両用振動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で、自転運動、上、下中心ロール
運動により発生する横方向絶対速度成分を分離、検出し
て、台車上部車体重心における純粋な絶対横速度を求め
ることにより、良好な振動抑制制御を行う。 【解決手段】 前側上部絶対横加速度センサ８_FU及び前
側底部絶対横加速度センサ８_FLの検出データをコントロ
ーラ９が積分処理して上部、底部絶対横速度を求める。
上部、底部絶対横速度に基づいて、自転速度成分、上中
心ロール速度成分、下中心ロール速度成分を求め、その
各速度成分を考慮して車体の純粋絶対横速度（横推移）
を検出し、この純粋絶対横速度に基づいて前側のダンパ
の減衰力を調整するので、横運動の低減を確実に果たす
ことができる。また、上部、底部絶対横速度に基づい
て、自転速度成分、上中心ロール運動、下中心ロール運
動を検出することにより、自転速度成分、上中心ロール
運動、下中心ロール運動の低減が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用振動制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両では揺れを抑え、快適な乗り心
地を確保することが望まれており、この要望に応えるた
めに振動制御装置が用いられている。このような振動制
御装置を用いた鉄道車両の一例を図１０に示す。

【０００３】この鉄道車両１は、モノレール２を用いて
走行されるようになっている。図において、鉄道車両１
は、タイヤ３を介してモノレール２に案内される、前
（図１０紙面裏面側）、後（図１０紙面表面側）、２台
の台車４_F ，４_R と、前、後台車４_F ，４_R に金属スプ
リングまたはエアスプリング等のばね部材５を介して上
下方向及び水平方向に揺動可能に支持される車体６と、
前、後台車４_F ，４_R と車体６との間に、車体６の前、
後台車４_F ，４_R に対する左右方向の移動に対して減衰
力を発生するようにそれぞれ介装された減衰力可変型の
前、後側のダンパ７_F ，７_R と、前、後台車４_F ，４_R
に対応して車体６の底部にそれぞれ設けられて車体６の
絶対横加速度を検出する前側、後側底部絶対横加速度セ
ンサ８_FU，８_RUと、前側、後側底部絶対横加速度センサ
８_FU，８_RUの検出データに基づいて前、後側のダンパ７
_F ，７_R の減衰力を調整するコントローラ９とから大略
構成されている。

【０００４】この鉄道車両１では、前側、後側底部絶対
横加速度センサ８_FU，８_RUが検出した絶対横加速度デー
タから前側、後側横速度を求め、コントローラ９がここ
で求めた前側、後側それぞれの速度データに応じて前、
後側のダンパ７_F ，７_R の減衰力を調整し、横方向の揺
れを抑え、快適な乗り心地を確保するようにしている。

【０００５】しかし、この従来技術では、後述するよう
にレールの軌道狂い等により車体に作用する複雑なロー
ル速度成分等を考慮せずに、このロール速度成分等をも
含めて絶対横加速度として検出し減衰力調整を行うた
め、台車の鉛直線上にある台車上部車体重心（後述する
水平軸（Ｘ）と台車の鉛直線との交点）における車体の
純粋な絶対横速度（車体６の左右方向推移に伴う絶対横
速度）に基づいた減衰力調整を行えず、乗員が位置する
台車上部車体重心における振動抑制制御が良好なものに
なっていないというのが実情であった。すなわち、鉄道
車両１において、実際には、車体６領域内の進行方向の
水平軸（Ｘ）を中心とする回動（以下、自転運動とい
う。）、車体６上方の水平軸（Ｕ）を中心とする回動
（以下、上中心ロール運動という。）、車体６下方の水
平軸（Ｌ）を中心とする回動（以下、下中心ロール運
動）が発生する。そして、前側、後側底部絶対横加速度
センサ８_FL，８_RLは、前記純粋な絶対横速度のみなら
ず、自転運動、上中心ロール運動および下中心ロール運
動による横方向速度成分を含めて検出してしまうことに
なる。

【０００６】そこで、上中心ロール運動および下中心ロ
ール運動による横方向速度成分を検出し、各速度成分に
対応した振動制御を行うために、例えば図１１に示すよ
うに、前、後台車４_F ，４_R に対応して車体６の左右に
それぞれ、上下方向の加速度を検出する４つ（前左、前
右、後左、後右側）の上下方向加速度センサ１０_FS，１
０_FR，１０_RS，１０_RRを付加することや、ロール角を検
出するセンサ（ジャイロセンサ）を設けることが考えら
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように４つ（前左、前右、後左、後右側）の上下方向
加速度センサ１０_FS，１０_FR，１０_RS，１０_RRを付加す
ることは、部品数の増加となり、信頼性低下、保守性低
下を招きやすく望ましくなかった。また、ジャイロセン
サを設けることについては、ジャイロセンサが精密な機
構を要求されて高価なものとなっており、コストアップ
を抑制する上で望ましくなかった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、簡易な構成で、自転運動及び上、下中心ロール運動
からそれぞれの運動により発生する横方向絶対速度成分
を分離、検出して、前記台車上部車体重心における純粋
な絶対横速度を求めることにより、良好な振動抑制制御
を行える鉄道車両用振動制御装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車体の前後それぞれに設けられた前後一対の台車と、前
記車体と前記一対の台車との間に設けられ、車体の台車
に対する左右方向の移動に対して減衰力を発生し、縮み
側の減衰力が小さい値のとき、伸び側の減衰力を大きい
値とし、伸び側の減衰力が小さい値のとき、縮み側の減
衰力を大きい値とする減衰力可変型ダンパと、前記台車
の鉛直線上にある台車上部車体重心における絶対横速度
を検出する絶対横速度検出手段と、該絶対横速度検出手
段の検出結果に基づいて、前記車体が左右方向一側へ移
動しているときに前記車体が前記台車に対する一側への
相対移動に対して減衰力を大きい値とするように調整す
るコントローラと、を備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成において、絶対横速度検出手段は、前後一対の台車に
それぞれ対応して車体の底部に設けられ、該車体の底部
における左右方向の絶対横速度を検出する底部絶対横速
度検出手段と、前後一対の台車にそれぞれ対応して車体
の上部に設けられ、該車体の上部における左右方向の絶
対横速度を検出する上部絶対横速度検出手段とを有し、
さらに、前記底部絶対横速度検出手段および前記上部絶
対横速度検出手段の検出結果から、前記台車上部車体重
心を中心とする車体の自転速度成分、前記車体の上方を
中心とする上中心ロール速度成分および前記車体の下方
を中心とする下中心ロール速度成分を求め、この各速度
成分を前記底部絶対横速度検出手段または前記上部絶対
横速度検出手段のいずれか一方の検出結果から除いた値
を前記絶対横速度とするようにしたことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の鉄
道車両用振動制御装置を図１ないし図８に基づいて説明
する。なお、図１０、図１１に示す部分、部材と同等の
部分、部材についての図示、記載は適宜省略する。

【００１２】図１、図２において、鉄道車両１は、車輪
１１を介して２本のレール１２に案内される、前（図１
紙面裏面側）、後（図１紙面表面側）一対の台車４_F ，
４_Rと、この前、後台車４_F ，４_R にばね部材５を介し
て上下方向及び水平方向に揺動可能に支持される車体６
と、前、後台車４_F ，４_R と車体６との間に、車体６の
前、後台車４_F ，４_R に対する左右方向の移動に対して
減衰力を発生するようにそれぞれ介装された減衰力可変
型の前、後側のセミアクティブダンパ（以下、減衰力可
変型ダンパという。）７_F ，７_R と、前、後台車４_F ，
４_R に対応して車体６の底部にそれぞれ設けられて車体
６の底部における絶対横加速度を検出する前側、後側の
底部絶対横加速度センサ（底部絶対横速度検出手段）８
_FL，８_RLと、前、後台車４_F ，４_R に対応して車体６の
上部にそれぞれ設けられて車体６の上部における絶対横
加速度を検出する前側、後側の上部絶対横加速度センサ
（上部絶対横速度検出手段）８_FU，８_RUと、底部絶対横
加速度センサ８_FL，８_RLの検出データ及び上部絶対横加
速度センサ８_FU，８_RUの検出データに基づいて減衰力可
変型ダンパ７_F ，７_R の減衰力を調整するコントローラ
９とから大略構成されている。

【００１３】ここで、本発明では、底部絶対横加速度セ
ンサ８_FL，８_RLの検出データに対応する前側、後側の底
部絶対横速度（後述するブロックＢ１２で得られる。）
と、上部絶対横加速度センサ８_FU，８_RUの検出データに
対応する前側、後側の上部絶対横速度（後述するブロッ
クＢ１０で得られる。）とに基づいて、車体６の前側、
後側における前記自転運動、上中心ロール運動、下中心
ロール運動が検出され、この各運動により検出された各
速度成分を、前記前側、後側の底部絶対横速度または前
記前側、後側の上部絶対横速度のいずれか一方から除い
た値を前述の台車上部車体重心（後述する水平軸（Ｘ）
と台車の鉛直線との交点）における車体の純粋な絶対横
速度（車体６の左右方向推移に伴う絶対横速度）として
いる。つぎに上記各速度成分の検出方法について、車体
６の前側を対象にし（すなわち、前側の底部絶対横加速
度センサ８_FLの検出データに対応する前側底部横速度Ｖ
_lと、前側の上部絶対横加速度センサ８_FUの検出データ
に対応する前側上部横速度Ｖ_u とを用い）、図１を参照
して以下に説明する。

【００１４】前側底部横速度（前側の底部絶対横加速度
センサ８_FLの検出データα_l に対応する。）Ｖ_l 、前側
上部横速度（前側の上部絶対横加速度センサ８_FUの検出
データα_u に対応する。）Ｖ_u は式１、式２で求められ
る。以下、前側底部横速度Ｖ_l 、前側上部横速度Ｖ_u を
簡略して、適宜、底部横速度Ｖ_l 、上部横速度Ｖ_u とい
う。

【００１５】 Ｖ_u ＝Ｖ_g ＋ω_l （ｒ_l ＋２ｈ）＋ω_u ｒ_u −ω₀ ｈ （式１） Ｖ_l ＝Ｖ_g ＋ω_l ｒ_l ＋ω_u （ｒ_u ＋２ｈ）＋ω₀ ｈ （式２） ここで、 Ｖ_g ：車体６の台車上部車体重心における絶
対横速度（純粋絶対横速度） ω_u ：車体６上方の水平軸Ｕ回りのモーメント ω_l ：車体６下方の水平軸Ｌ回りのモーメント ω₀ ：車体６領域内の進行方向の水平軸Ｘ回りのモーメ
ント ｒ_u ：水平軸Ｕから前側上部絶対横加速度センサ８_FUま
での距離 ｒ_l ：水平軸Ｌから前側底部絶対横加速度センサ８_FLま
での距離 ｈ ：水平軸Ｘから前側上部絶対横加速度センサ８_FUま
での距離（＝軸Ｉから前側底部絶対横加速度センサ８_FL
までの距離）を表しており、ｒ_u ，ｒ_l およびｈは各種
車体に応じて設定される定数である。

【００１６】前記台車上部車体重心（図１上水平軸Ｘと
一致）を中心とする車体６の自転運動による速度成分
（以下、自転速度成分という。）を除いた上部横速度Ｖ
_u ′および底部横速度Ｖ_l ′は式３、式４で求められ
る。

【００１７】 Ｖ_u ′＝Ｖ_u ＋ω₀ ｈ＝Ｖ_g ＋ω_l （ｒ_l ＋２ｈ）＋ω_u ｒ_u （式３） Ｖ_l ′＝Ｖ_l −ω₀ ｈ＝Ｖ_g ＋ω_l ｒ_l ＋ω_u （ｒ_u ＋２ｈ） （式４）

【００１８】ここで、水平軸Ｕを中心とする上中心ロー
ル運動による速度成分（以下、上中心ロール速度成分と
いう。）と下中心ロール運動による速度成分（以下、下
中心ロール速度成分という。）は同時に得られないとす
ると、上中心ロール運動が発生する時（｜Ｖ_u ′｜＜｜
Ｖ_l ′｜）の自転速度成分を除いた上部横速度Ｖ_u ′、
底部横速度Ｖ_l ′は、式５、式６で求められる。

【００１９】 Ｖ_u ′＝Ｖ_g ＋ω_u ｒ_u （式５） Ｖ_l ′＝Ｖ_g ＋ω_u （ｒ_u ＋２ｈ） （式６）

【００２０】そして、水平軸Ｕ回りのモーメントω_u と
車体６の純粋絶対横速度Ｖ_g は、式７、式８のようにな
る。

【００２１】 ω_u ＝（Ｖ_l ′−Ｖ_u ′）／（２ｈ） （式７） Ｖ_g ＝Ｖ_l ′−（Ｖ_l ′−Ｖ_u ′）（ｒ_u ＋２ｈ）／（２ｈ） （式８）

【００２２】ここで、自転運動のみ（ロール運動は同時
に発生しないとしたとき）の水平軸Ｘ回りのモーメント
（角速度）ω₀ は、次式で示される。

【００２３】ω₀ ＝Ｖ_l −Ｖ_u （式８Ａ）

【００２４】この式８Ａを式３、式４に代入してＶ
_l ′、Ｖ_u ′をＶ_l 、Ｖ_u で表現し、このＶ_l ′、Ｖ
_u ′の式を、式７、式８に代入することで、ω_u 、Ｖ_g
は式７ａ，式８ａのようにＶ_l ，Ｖ_u で示されることに
なる。すなわち、Ｖ_l ，Ｖ_u からω _u 、Ｖ_g が得られる
ことになる。

【００２５】 ω_u ＝（１−２ｈ）（Ｖ_l −Ｖ_u ）／（２ｈ） （式７ａ） Ｖ_g ＝｛（１−ｈ）Ｖ_l ＋Ｖ_u ｈ｝−（１−２ｈ）（Ｖ_l −Ｖ_u ）（ｒ_u ＋２ ｈ）／（２ｈ） （式８ａ）

【００２６】同様に、下中心ロール運動が発生する時
（｜Ｖ_u ′｜＞｜Ｖ_l ′｜）の水平軸Ｌ回りのモーメン
トω_l と車体６の純粋絶対横速度Ｖ_g は、前記式３、式
４にω_u ＝０を代入して得られる式に基づいて求めら
れ、式９、式１０のようになる。

【００２７】 ω_l ＝−（Ｖ_l ′−Ｖ_u ′）／（２ｈ） （式９） Ｖ_g ＝Ｖ_l ′＋（Ｖ_l ′−Ｖ_u ′）ｒ_l ／（２ｈ） （式１０）

【００２８】上記ω_l ，Ｖ_g の式は、式９ａ、式１０ａ
のようにＶ_l 、Ｖ_u で示される。すなわち、Ｖ_l ，Ｖ_u
からω_u 、Ｖ_g が得られることになる。

【００２９】 ω_l ＝−（１−２ｈ）（Ｖ_l −Ｖ_u ）／（２ｈ） （式９ａ） Ｖ_g ＝｛（１−ｈ）Ｖ_l ＋Ｖ_u ｈ｝＋（１−２ｈ）（Ｖ_l −Ｖ_u ）（ｒ_l ）／ （２ｈ） （式１０ａ） よって、前側の上部絶対横加速度センサ８_FU及び底部絶
対横加速度センサ８_FLの検出データに基づいて自転速度
成分、上中心ロール速度成分、下中心ロール速度成分を
検出することができ、ひいては車体６の台車上部車体重
心における純粋な絶対横速度を求めることができる。

【００３０】前記前、後台車４_F ，４_R の進行方向に対
して右側（図１右側）には、前、後側の台車側ブラケッ
ト１３_F ，１３_R がそれぞれ取り付けられている。前、
後側の台車側ブラケット１３_F ，１３_R に対向するよう
に車体６の進行方向左側部分には、前、後側の車体側ブ
ラケット１４_F ，１４_R が取り付けられている。

【００３１】前側の台車側ブラケット１３_F と前側の車
体側ブラケット１４_F との間、後側の台車側ブラケット
１３_R と後側の車体側ブラケット１４_R との間に、車体
６の前、後台車４_F ，４_R に対する左右方向の移動に対
して減衰力を発生する前記前、後側の減衰力可変型ダン
パ７_F ，７_R がそれぞれ介装されている。ここで、前、
後側の減衰力可変型ダンパ７_F ，７_R は、図３に示すよ
うに、油液が封入された筒状のダンパ本体１５と、ダン
パ本体１５内に変位可能に収納されたピストン（図示省
略）と、ピストンに固定され一端部がダンパ本体１５か
ら突出するシャフト１７と、ピストンを含むダンパ本体
１５内に設けられ、油液流路（図示省略）の調整により
減衰力を発生する減衰力発生機構（図示省略）と、この
減衰力発生機構を作動して減衰力を調整するバルブ機構
１８と、後述する目標減衰係数Ｃに応じてバルブ機構１
８を駆動する比例ソレノイド１９とからなっている。

【００３２】そして、この場合、前、後側の車体側ブラ
ケット１４_F ，１４_R にダンパ本体１５が保持され、
前、後側の台車側ブラケット１３_F ，１３_R にシャフト
１７の一端側（ダンパ本体１５の外側部分）が保持され
ており、車体６の進行方向に対して左右方向の運動を規
制するようになっている。

【００３３】前、後側の減衰力可変型ダンパ７_F ，７_R
は、図４、図５に示す減衰力特性を有している。ここ
で、図４は、比例ソレノイド１９に供給される電流Ｉに
対するピストンスピードが１０cm／s のときの減衰力を
示したものである。前、後側の減衰力可変型ダンパ７
_F ，７_R は、通常電流Ｉ₂ では減衰力は、伸び側、縮み
側共に小さい値（ソフト）になっている。ここで、減衰
力可変型ダンパ７_F ，７_Rは、車体６が前、後台車４
_F ，４_R に対して相対的に左方へ移動したときに伸び、
右方へ移動したときに縮むようになっている。そして、
電流ＩをＩ₂ からＩ₁へと小さくすると、減衰力特性
は、縮み側減衰力を小さい（ソフト）状態で伸び側の減
衰力が大きく（ハードに）なる。これに対して、電流Ｉ
をＩ₂ からＩ₃ へと大きくしていくと、伸び側減衰力を
小さい（ソフト）状態で縮み側の減衰力が大きく（ハー
ドに）なる。

【００３４】また、図５は、ピストンのスピードに対す
る減衰力を示している。電流ＩがＩ₁ からＩ₂ の間で
は、縮み側は、実線２１に示すように略一定値の状態で
伸び側が実線２２から実線２３の間の減衰力を得ること
になる。また、電流がＩ₂ からＩ₃ の間では、伸び側減
衰力は実線２３に示すように略一定の状態で、縮み側減
衰力が実線２１から実線２４の間で可変になる。

【００３５】前側、後側の底部絶対横加速度センサ
８_FL，８_RL、前側、後側の上部絶対横加速度センサ
８_FU，８_RU及び前、後側の減衰力可変型ダンパ７_F ，７
_R の各比例ソレノイド１９に接続してコントローラ９が
車体６に設けられている。

【００３６】コントローラ９は、図６に示すように電力
供給を受ける（ステップS1）と、まず初期設定を行なっ
て（ステップS2）制御周期に達したか否かを判定する
（ステップS3）。ステップS3では、制御周期に達したと
判定するまで繰り返して制御周期に達したか否かを判定
する。

【００３７】ステップS3で制御周期に達したと判定する
と、前制御周期の目標電流（目標減衰係数）に基づいて
比例ソレノイド１９（アクチュエータ）を駆動し、目標
減衰力に対応した減衰力を得る（ステップS4）。続いて
ステップS5で比例ソレノイド１９以外の機器（例えばＬ
ＥＤ）に信号を出力して制御する。次に前上部、前底
部、後上部、後底部絶対横加速度センサ８_FU，８_FL，８
_RU，８_RLから絶対横加速度信号（前上部、前底部、後上
部、後底部絶対横加速度信号）αを読み込む（ステップ
S6）。続いて各絶対横加速度信号αに基づいて後述する
演算処理を行って、目標減衰係数Ｃを求め、これに対応
する目標電流Ｉの決定を行い（ステップS7）、次の制御
周期のステップS4で目標電流Ｉに基づいて比例ソレノイ
ド１９を駆動して所望の減衰力を得る。

【００３８】ここで、上記ステップS7の演算処理内容を
説明する。コントローラ９はステップS7において、図７
に示すように前側の底部絶対横加速度センサ８_FLからの
前側底部絶対横加速度α_l 、前側の上部絶対横加速度セ
ンサ８_FUからの前側上部絶対横加速度α_u に基づいて、
ブロックＢ１０〜Ｂ２５の演算処理を行うと共に、後側
の底部絶対横加速度センサ８_RL、後側の上部絶対横加速
度センサ８_RUの後側底部、後側上部絶対横加速度データ
に基づいて、ブロックＢ１０〜Ｂ２５と同等の演算処理
（図示省略）を行う。ここでは、前側を対象として説明
する。

【００３９】図７において、ブロックＢ１０〜Ｂ２５で
前側台車の台車上部車体重心における純粋絶対横速度Ｖ
g を求めている。ブロックＢ１０〜Ｂ２５ａにおいて、
まず前側の上部絶対横加速度センサ８_FUで検出された上
部絶対横加速度α_u はブロックＢ１０で積分処理され、
これにより前側上部横速度Ｖ_u が得られ、この前側上部
横速度Ｖ_u がブロックＢ１１でハイパスフィルタ処理さ
れてブロックＢ１０の積分誤差を除去して前側上部横速
度Ｖ_u を求める。同様にして、底部絶対横加速度センサ
８_FLで検出された底部絶対横加速度α_l に対してブロッ
クＢ１２、Ｂ１３の処理が行われ、底部横速度Ｖ_lが求
められる。

【００４０】次に、差分回路Ｄ１で底部横速度Ｖ_l と上
部横速度Ｖ_u との差分演算（Ｖ_l −Ｖ_u ）を行って自転
速度成分ω₀ を求め、ブロックＢ１４で自転速度成分用
ゲインＫ_i を乗算し、ブロックＢ１５でローパスフィル
タをかけ、さらに、ブロックＢ１５ａで高さｈを乗算し
てデータω₀ ｈを得、加え合わせ回路Ｄ２、差分回路Ｄ
３でそれぞれ、Ｖ_u ＋ω₀ ｈ、Ｖ_u −ω₀ ｈの演算を行
って、自転速度成分を除いた底部横速度Ｖ_l ′（＝Ｖ_u
＋ω₀ ｈ）、上部横速度Ｖ_u ′（＝Ｖ_u −ω₀ｈ）を求
める。続く差分回路Ｄ４で「Ｖ_l ′−Ｖ_u ′」の演算が
行われる。

【００４１】ブロックＢ１６〜Ｂ１８では、前記自転速
度成分を除いた底部横速度Ｖ_l ′、自転速度成分を除い
た上部横速度Ｖ_u ′から、前記式７に準じて水平軸Ｕ回
りのモーメントω_u を求め、ブロックＢ１９で上中心ロ
ール速度成分用ゲインＫ_u を乗算し、ブロックＢ２０で
ローパスフィルタをかけ、上中心ロール運動成分により
算出された横速度を求め、さらにブロック２０ａで前記
式８に準じて「ｒ_u ＋２ｈ」を乗算し、得られたデータ
を差分回路Ｄ６に出力する。また、ブロックＢ２１〜Ｂ
２３では、前記自転速度成分を除いた底部横速度Ｖ_l ′
および上部横速度Ｖ_u ′から、前記式９に準じて水平軸
Ｌ回りのモーメントω_l を求め、ブロックＢ２４で下中
心ロール速度成分用ゲインＫ_l を乗算し、ブロックＢ２
５でローパスフィルタをかけ、下中心ロール運動成分に
より算出された横速度を求め、さらにブロック２５ａで
「ｒ_l 」を乗算し、得られたデータを差分回路Ｄ５に出
力する。

【００４２】次に、差分回路Ｄ５，Ｄ６で自転速度成分
を除いた底部横速度Ｖ_l ′から、ブロック２５ａの出力
データ、ブロック２０ａの出力データを減算して純粋前
側絶対横速度Ｖ_g を求める。（よって、この図７は本発
明の絶対横速度検出手段を構成している。）なお、ここ
では、底部横速度Ｖ_l ′からブロックＢ２５ａの出力デ
ータ、ブロックＢ２０ａの出力データを減算している
が、上部横速度Ｖ_u ′から上記各データを減算して純粋
絶対横速度Ｖ_g （前側）を求めてもよいものである。

【００４３】上述した前側の信号処理と同様に後側の信
号処理が行われ、純粋絶対横速度Ｖ_g （後側）が求めら
れ、その後、純粋絶対横速度Ｖ_g （前側）および純粋絶
対横速度Ｖ_g （後側）は、図８に示す処理が行われる。
すなわち、純粋絶対横速度Ｖ_g （前側）は、ブロックＢ
３８において、前、後側独立である前側ゲインが乗算さ
れ、ブロックＢ３９でローパスフィルタがかけられ、加
え合わせ回路Ｄ７に出力される。一方、純粋絶対横速度
Ｖ_g （後側）も同様に、ブロックＢ４０において、前、
後側独立である後側ゲインが乗算され、ブロックＢ４１
でローパスフィルタがかけられ、加え合わせ回路Ｄ９に
出力される。

【００４４】また、純粋絶対横速度Ｖ_g （前側）および
純粋絶対横速度Ｖ_g （後側）は、それぞれ差分回路Ｄ１
１および加え合わせ回路Ｄ１２に出力される。そして、
差分回路Ｄ１１の差分演算処理によって車体６のヨー速
度成分と、加え合わせ回路Ｄ１２の加え合わせ演算処理
によって車体６のスエー速度成分とがそれぞれ求められ
る。求められたヨー速度成分に対しては、ブロックＢ３
３でヨー速度成分用ゲインを乗算し、ブロックＢ３４で
ローパスフィルタをかけ、ここで得たデータは加え合わ
せ回路Ｄ８および差分回路Ｄ１０に出力される。一方、
スエー速度成分に対しては、ブロックＢ３１でスエー速
度成分用ゲインを乗算し、ブロックＢ３２でローパスフ
ィルタをかけ、ここで得たデータは加え合わせ回路Ｄ
７，Ｄ９に出力される。

【００４５】そして、加え合わせ回路Ｄ７で得た純粋絶
対横速度Ｖ_g （前側）とスエー速度成分とを加えた速度
成分データは、加え合わせ回路Ｄ８でさらにヨー速度成
分が加えられ、ブロックＢ３６で目標減衰係数Ｃ（前
側）と、この目標減衰係数Ｃに対応した比例ソレノイド
１９に供給される目標電流Ｉ（前側）が求められる。一
方、加え合わせ回路Ｄ９で得た純粋絶対横速度Ｖ_g （後
側）とスエー速度成分とを加えた速度成分データは、差
分回路Ｄ１１でヨー速度成分が減算され、ブロックＢ３
７で目標減衰係数Ｃ（後側）と、この目標減衰係数Ｃに
対応した比例ソレノイド１９に供給される目標電流Ｉ
（後側）が求められる。ここで求められた前、後側それ
ぞれの目標電流Ｉを前、後側それぞれの減衰力可変型ダ
ンパ７_F ，７_R の比例ソレノイド１９に出力することに
より、減衰力を調整する。

【００４６】以上のようにして、図６のステップS7の処
理を終了する。ステップS7の処理を終了すると、ステッ
プS3に戻って上述したように処理が行われる。

【００４７】上記実施の形態では、上中心ロール運動と
下中心ロール運動が同時に発生しないとしており、上中
心ロール運動と下中心ロール運動が切り替わる時に急激
に制御力が変化しないようにブロックＢ１６、Ｂ２１に
おいて、Ｖの値が徐々に変化するようにしている。な
お、急激に変化させるようにしてもよい。この場合、応
答性は良くなるが、切換え時の衝撃が発生しやすくな
る。

【００４８】上述したように構成した鉄道車両用振動制
御装置では、上部、底部絶対横加速度センサ８_FU，８_FL
及びコントローラ９の積分処理ブロックＢ１０，Ｂ１２
が得る上部、底部絶対横速度Ｖ_u ，Ｖ_l に基づいて、自
転速度成分、上中心ロール速度成分、下中心ロール速度
成分を求め、その各速度成分を考慮して、台車上部車体
重心における純粋絶対横速度（車体６の左右方向推移に
伴う絶対横速度）を検出し、この純粋絶対横速度に基づ
いて比例ソレノイド１９を制御して前側、後側のダンパ
７_F ，７_R の減衰力を調整するので、車体６の横運動の
低減を確実に果たすことができる。また、図１１に示す
従来技術では、ロール運動の抑制を行うために前、後側
計６個のセンサが必要とされるが、これに比して本実施
の形態では、良好なロール制御を前、後側計４個のセン
サで行えるので、接続線が少なくて済む上、信号処理量
も少なくなって装置の構成を簡略化できる。

【００４９】なお、上記実施の形態では、図８のブロッ
ク図に示すようにスエー運動による成分、ヨー運動によ
る成分を分離して制御するようにしているので、このス
エー成分、ヨー成分算出結果に応じて前、後側の減衰力
可変型ダンパ７_F ，７_R の減衰力が調整され、ヨー運動
の低減を図ることができると共に、横方向の車体の推移
（スエー運動）の低減を図ることができ、さらに精度よ
く車体の振動抑制制御を行うことができる。

【００５０】また、上記実施の形態では、２本のレール
１２上を走行するタイプの鉄道車両１を例にしたが、こ
れに代えて図９に示すようにモノレールタイプの鉄道車
両１に本発明の鉄道車両用振動制御装置を適用してもよ
い。なお、図９に示す鉄道車両１は、図１に示すものに
比して、２本のレール１２に代えてコンクリートの軌道
からなるモノレール２を設け、車輪１１に代えてタイヤ
３を介して前、後台車４_F ，４_R をモノレール２に支持
させることが異なっている。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、前後一対の台車の鉛直線上に
ある台車上部車体重心における絶対横速度を検出し、車
体と各台車との間に設けられた減衰力可変型ダンパを制
御するようにしたので、乗員が位置する台車上部車体重
心における振動を効果的に抑制することができるので、
乗り心地の向上を図ることができる。さらに、車体の振
動要素（速度成分）として、自転速度成分、上中心ロー
ル速度成分および下中心ロール速度成分の台車上部車体
重心における絶対横速度を、車体の底部及び上部の各台
車に対応する部分に設けた底部、上部絶対横速度検出手
段により求め、この各速度成分を底部または上部絶対横
速度検出手段の検出結果から除くことで、車体の純粋な
絶対横速度を求めるようにしているので、底部絶対横速
度検出手段と上部絶対横速度検出手段のみで、純粋な絶
対横速度を得ることができ、簡易な装置構成とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の鉄道車両用振動制御装
置を模式的に示す図である。

【図２】同鉄道車両用振動制御装置を用いる鉄道車両を
模式的に示す側面図である。

【図３】図１の鉄道車両用振動制御装置のダンパを模式
的に示す図である。

【図４】同ダンパの比例ソレノイド供給電流−減衰力特
性を示す図である。

【図５】同ダンパのピストンのスピード−減衰力特性を
示す図である。

【図６】同鉄道車両用振動制御装置のコントローラの制
御内容を示すフローチャートである。

【図７】同コントローラのステップS7の処理内容を模式
的に示すブロック線図である。

【図８】同コントローラのステップS7の処理内容を模式
的に示すブロック線図である。

【図９】図１の鉄道車両に代えるモノレールタイプの鉄
道車両の一例を示す図である。

【図１０】従来技術の一例を模式的に示す図である。

【図１１】従来技術の他の例を模式的に示す図である。

【符号の説明】

４_F ，４_R 前、後台車 ６ 車体 ７_F ，７_R 前、後側の減衰力可変型ダンパ ８_FU，８_FL，８_RU，８_RL 前上部、前底部、後上部、後
底部絶対横加速度センサ ９ コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体の前後それぞれに設けられた前後一
   対の台車と、 前記車体と前記一対の台車との間に設けられ、車体の台
   車に対する左右方向の移動に対して減衰力を発生し、縮
   み側の減衰力が小さい値のとき、伸び側の減衰力を大き
   い値とし、伸び側の減衰力が小さい値のとき、縮み側の
   減衰力を大きい値とする減衰力可変型ダンパと、 前記台車の鉛直線上にある台車上部車体重心における絶
   対横速度を検出する絶対横速度検出手段と、 該絶対横速度検出手段の検出結果に基づいて、前記車体
   が左右方向一側へ移動しているときに前記車体が前記台
   車に対する一側への相対移動に対して減衰力を大きい値
   とするように調整するコントローラと、 を備えたことを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。
2. 【請求項２】 絶対横速度検出手段は、 前後一対の台車にそれぞれ対応して車体の底部に設けら
   れ、該車体の底部における左右方向の絶対横速度を検出
   する底部絶対横速度検出手段と、 前後一対の台車にそれぞれ対応して車体の上部に設けら
   れ、該車体の上部における左右方向の絶対横速度を検出
   する上部絶対横速度検出手段とを有し、 さらに、前記底部絶対横速度検出手段および前記上部絶
   対横速度検出手段の検出結果から、前記台車上部車体重
   心を中心とする車体の自転速度成分、前記車体の上方を
   中心とする上中心ロール速度成分および前記車体の下方
   を中心とする下中心ロール速度成分を求め、この各速度
   成分を前記底部絶対横速度検出手段または前記上部絶対
   横速度検出手段のいずれか一方の検出結果から除いた値
   を前記絶対横速度とするようにしたことを特徴とする請
   求項１に記載の鉄道車両用振動制御装置。