JPH10315965A

JPH10315965A - 鉄道車両用振動制御装置

Info

Publication number: JPH10315965A
Application number: JP9143360A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Uchiyama; 正明内山; Takao Obara; 隆夫小原
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】カント路走行時にも車体の左右横方向の変位
を良好に制御できる鉄道車両用振動制御装置を提供す
る。【解決手段】地点情報信号Ａｄを入力するブロックＢ
４で鉄道車両がカント路を走行していると判定すると、
ブロックＢ６が、スカイフック制御用の変数Ｊ_aを０と
する一方、カント制御用の変数Ｊ_b を１とし、横方向加
速度αの積分処理を含むスカイフック制御を禁止する一
方、車体がカント路の外側、内側に振れない減衰力とな
るように目標減衰力を算出するブロックＢ５Ａ，Ｂ５Ｂ
を含むカント制御が採用されてカント路（傾斜角度
等）に応じた所望の減衰力が求められる。カント路を走
行している際、横方向加速度αの積分処理を含むスカイ
フック制御が禁止されるので、従来技術で発生するカン
ト路走行時の超過遠心加速度に伴う積分精度の低下を招
くことがなく、その分、振動抑制制御の向上を図ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両に用いら
れる振動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の鉄道車両用振動制御装置の一例と
して、図１０に示すものがある。図において、鉄道車両
の台車１には、車輪２が回動可能に支持されており、鉄
道車両は車輪２を介しコンクリート軌道の１本のレール
３に沿って走行するようになっている。

【０００３】台車１には、車体４がエアばね等のばね部
材５を介して水平方向及び上下方向に揺動可能に支持さ
れている。台車１及び車体４には、車両横方向で相対向
するように台車側、車体側ブラケット６，７が取り付け
られている。台車側、車体側ブラケット６，７の間に
は、図示しないピストン及び減衰力調整機構を有した、
減衰係数調整可能のダンパ８が介装されており、進行方
向に対して水平横方向の車体４の運動を規制するように
なっている。車体４には、車体４の水平横方向加速度を
検出する加速度センサ９が設けられている。加速度セン
サ９及びダンパ８のアクチュエータ１０に接続してコン
トローラ１１が設けられている。

【０００４】コントローラ１１は、あらかじめダンパ８
の電流・減衰力特性データを格納し、加速度センサ９が
検出した水平横方向加速度を積分して車体４の水平横方
向速度を算出し、この車体４の水平横方向速度から目標
減衰係数を求め、この目標減衰係数に対応する電流を図
示しない比例ソレノイド等のアクチュエータ１０に出力
してダンパ８に所望の減衰係数を設定して減衰力を発生
させ車体４の揺動を抑制するようにしている。

【０００５】ここで、発生する減衰力Ｆ_saは、車体４
（ばね上）の水平横方向（図１０左方向）の速度Ｖ₂ 、
台車１の水平横方向（同図右方向）の速度Ｖ₁ とし、設
定された減衰係数をＣ_saとすると、次式で求められる。Ｆ_sa＝Ｖ₂₁×Ｃ_sa … … （１）（但し、Ｖ₂₁はダンパ速度で、Ｖ₂₁＝Ｖ₂ −Ｖ₁ ）

【０００６】この鉄道車両用振動制御装置では、制振性
能の向上を図ることが望まれており、この要望に応える
ために、図９に示すようにスカイフックダンパ８を用い
た制御装置を設定し、現実のデータをこの制御装置のデ
ータに置き換えて振動抑制制御（以下、適宜、スカイフ
ック理論による制御という。）を行うことがある。図９
に示す装置は、図１０の装置が台車１と車体４との間に
ダンパ８を介装したのに代えて、ダンパ８を、車体４
と、この車体４の右側に仮想的に設けた固定部との間に
介装したことが異なっている。以下、適宜、図９のダン
パ８をスカイフックダンパ８ｋ、図１０のダンパ８をセ
ミアクティブダンパ８ａという。

【０００７】図９に示す装置では、スカイフックダンパ
８ｋの減衰係数がＣ_sky に設定されている際に、車体４
ひいてはスカイフックダンパ８ｋが速度（左右絶対速度
＝ダンパ速度）Ｖ₂ で揺動する際に、スカイフックダン
パ８ｋは例えば大きさＦ_skyの減衰力を発生する。この
ことは次式（２）で表せられる。Ｆ_sky ＝Ｖ₂ ×Ｃ_sky … … （２）

【０００８】一方、セミアクティブダンパ８ａでは、車
体４が速度（左右絶対速度）Ｖ₂ で揺動する際に、セミ
アクティブダンパ８ａの減衰係数がＣ_saに設定されてい
ると、セミアクティブダンパ８ａのダンパ速度（ピスト
ン速度）は前述のようにＶ₂₁＝Ｖ₂ −Ｖ₁ となり、セミ
アクティブダンパ８ａは例えば大きさＦ_saの減衰力を発
生する。このことは前記式（１）と同様に次式で表せら
れる。Ｆ_sa＝Ｖ₂₁×Ｃ_sa … … （１）

【０００９】ここで、セミアクティブダンパ８ａの減衰
力Ｆ_saは前記式（１）で求められ、この値とスカイフッ
クダンパ８ｋの減衰力Ｆ_sky とが同等（Ｆ_sky ＝Ｆ_sa）
になるようにする。このときの変換式は次式（３）で示
される。Ｆ_sa＝Ｖ₂ ×Ｃ_sky … … （３）（但し、Ｖ₂ ×Ｖ₂₁＜０のとき、Ｃ_sa＝最小値）なお、式（３）中、但し書きは、スカイフックダンパ８
ｋとセミアクティブダンパ８ａとは、発生する力の方向
が常には同じにならないので、異なる方向の力を発生す
るときはセミアクティブダンパ８ａを最小減衰力を発生
する指示値（減衰係数）に設定することを示している。

【００１０】式（３）から明らかなように、車体４（ば
ね上）の速度Ｖ₂ に比例した減衰力をセミアクティブダ
ンパ８ａで発生させることによりスカイフックダンパ８
ｋを用いた振動抑制制御を行って（すなわち、スカイフ
ックダンパ８ｋを構成できて）、制振性能の向上を図る
ことが可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、鉄道車両が例えば図１１に示すように曲線
路３ｃ（カント路：進行方向に対して左・右側で高低差
のある線路）を走行している（図１１の曲線路３ｃは左
カーブを示す。）際、加速度センサ９が検出する加速度
信号には超過遠心加速度が重畳することになり、この超
過遠心加速度が含まれた加速度信号を積分することに伴
い、積分誤差が増大することになる。このため、コント
ローラ１１が求める車体４の水平横方向速度は、適正な
値を示さないことになる。

【００１２】ここで、超過遠心加速度は、次式（４）の
超過遠心加速度ｆ_OV（図１１参照）を言う。ｆ_OV＝ｆ cosθ−ｆｇ sinθ … （４）ただし、θ：曲線路の傾斜角度ｆ：車両にかかる遠心力ｆ cosθ：車両にかかる遠心力の横方向成分ｆｇ：車両の重力ｆｇ sinθ：車両の重力の横方向成分

【００１３】上述したように目標減衰力を定めるための
横方向速度に誤差が含まれることに対処するために、加
速度センサ９が検出する加速度信号に対する積分処理の
後に、ハイパスフィルタにより積分誤差を除去すること
が考えられる。しかしながら、鉄道車両が所定速度で曲
線路（カント路）を走行する場合、左・右側の傾きが例
えば０．５Ｈｚ程度の低周波数で発生する（左・右側の
高低（カント）が０．５Ｈｚ程度の低周波数で切り替わ
る）ことが多く、この場合には、車体の左右方向に生じ
る超過遠心加速度も同様の低周波数で発生する。このよ
うに、曲線路のカントによる周波数と車体の低周波数側
の共振周波数とが略同等であるため、この方策で積分誤
差の除去を行うと、車体の低周波数振動（左右方向の振
動）に対して制御できないものになり、適切な改善策に
なり得なかった。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、カント路走行時にも車体の左右横方向の変位を良好
に制御できる鉄道車両用振動制御装置を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
鉄道車両の台車と該台車に水平方向に揺動可能に支持さ
れた車体との間に介装されて、減衰力を発生することに
より進行方向に対して水平横方向の車体の運動を規制す
る減衰力可変ダンパと、車体の水平横方向加速度を検出
する加速度検出手段と、該加速度検出手段が検出した水
平横方向加速度から車体の横方向速度を求め、該横方向
速度に応じて前記減衰力可変ダンパの減衰力を設定する
コントローラと、を設けた鉄道車両用振動制御装置にお
いて、鉄道車両がカント路を走行しているか否かを判断
するカント路走行判断手段と、該カント路走行判断手段
が鉄道車両がカント路を走行していると判断した場合、
前記振動制御に代えてカント路のカント量に応じた振動
制御を行うカント時振動制御手段と、を備えたことを特
徴とする。

【００１６】請求項２記載の発明は、鉄道車両の台車と
該台車に水平方向に揺動可能に支持された車体との間に
介装されて、減衰力を発生することにより進行方向に対
して水平横方向の車体の運動を規制する減衰力可変ダン
パと、車体の水平横方向加速度を検出する加速度検出手
段と、該加速度検出手段が検出した水平横方向加速度か
ら車体の横方向速度を求め、該横方向速度に応じて前記
減衰力可変ダンパの減衰力を設定するコントローラと、
を設けた鉄道車両用振動制御装置において、鉄道車両が
カント路を走行しているか否かを判断するカント路走行
判断手段と、該カント路走行判断手段が鉄道車両がカン
ト路を走行していると判断した場合、カント路のカント
量に応じて前記振動制御を補正するカント時補正手段
と、を備えたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
の鉄道車両用振動制御装置を図１ないし図６に基づいて
説明する。なお、上述した従来技術と同一部材には、同
一の符号を付し、その説明は、適宜省略する。図１にお
いて、鉄道車両の台車１はばね部材１２を介して車軸１
３に支持されている。車軸１３には、車輪２が回動可能
に支持されており、鉄道車両は車輪２を介して２本のレ
ール３に沿って走行するようになっている。この場合、
レール３は平坦な直線路を含むと共に、例えば図１１に
示すように曲線路（カント路）３ｃを備えている。曲線
路３ｃでは、レール３は所定の傾斜角度θ、また所定の
曲率半径ｒとなるように設定されている。レール３に沿
うようにして、地点情報Ａを有する地上子１４が複数個
配置されている。そして、鉄道車両がこの地上子１４を
設置した部分を走行した際、台車１に設けた後述する地
上子検出器１５が地上子１４の地点情報Ａを検出し得る
ようになっている。地上子検出器１５は、地点情報Ａか
ら地点情報信号Ａｄを演算し、レール３が直線路または
曲線路３ｃのいずれであるかを示すと共に、地点情報信
号Ａｄが曲線路３ｃを示す信号である場合には、その曲
線路３ｃにおける傾斜角θ及び曲率半径ｒ（ここで、傾
斜角θ及び曲率半径ｒはカント量を構成する。）の情報
を含むものになっている。

【００１８】前記台車１及び車体４には、鉄道車両の横
方向で相対向するように台車側、車体側ブラケット６，
７が取り付けられている。台車側、車体側ブラケット
６，７の間にはダンパ８が介装されており、進行方向に
対して車体４の水平横方向の運動を規制するようになっ
ている。車体４には、車体４の進行方向に対して水平横
方向の加速度αを検出する横加速度センサ（加速度検出
手段）９が設けられている。台車１の側面部には、地上
子検出器１５が設けられており、鉄道車両が走行してい
る際、走行位置に対応する地上子１４の地点情報Ａを検
出すると共に、地点情報信号Ａｄを演算するようになっ
ている。本実施の形態では、地上子１４及び地上子検出
器１５からカント路走行判断手段が構成されている。

【００１９】図１、図２において、ダンパ８は、油液が
封入されたダンパ本体１６と、ダンパ本体１６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１６から突出するシャフト１
７と、ピストンを含むダンパ本体１６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、後述するアク
チュエータ駆動電流を入力してバルブ機構１８を駆動す
るアクチュエータ１０（比例ソレノイド）とから、なっ
ており、ダンパ本体１６が車体側ブラケット７に固定さ
れ、シャフト１７が台車側ブラケット６に固定されてい
る。

【００２０】ダンパ８は、図３、図４に示す減衰力特性
を有している。ここで、図３は、アクチュエータ１０に
供給される電流（アクチュエータ駆動電流）Ｉに対する
ピストン速度（ダンパ速度）１０cm／s のときの減衰力
を示したものである。ダンパ８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。電流ＩをＩ₂ からＩ₁ へと小さくすると、減衰
力特性は、縮み側減衰力が小さい（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
衰力が小さい（ソフト）状態で縮み側の減衰力が大きく
（ハードに）なる。

【００２１】また、図４は、ピストン速度に対する減衰
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Ｅ₁ に示すように略一定値の状態で伸び側が
実線Ｅ₂ から実線Ｅ₃ の間の減衰力を得ることになる。
また、電流ＩがＩ₂ からＩ₃の間では、伸び側減衰力は
実線Ｅ₃ に示すように略一定の状態で、縮み側減衰力が
実線Ｅ₁ から実線Ｅ₄ の間で可変になる。

【００２２】加速度センサ９、地上子検出器１５及びア
クチュエータ１０に接続してコントローラ（減衰力調整
手段）１１が設けられている。

【００２３】上述したように構成した鉄道車両用振動制
御装置の作用を、コントローラ１１の演算処理内容と共
に、図５のフローチャート及び図６の機能ブロック図に
基づいて説明する。コントローラ１１は、図５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。

【００２４】ステップS3で制御周期に達したと判定（YE
S ）すると、前制御周期の目標電流（目標減衰係数）に
基づいてアクチュエータ１０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
でアクチュエータ１０以外の機器（例えばＬＥＤ）に信
号を出力して制御する。次に加速度センサ９から絶対横
加速度αを読み込む（ステップS6）。続いて、絶対横加
速度信号αに基づいて水平横方向速度Ｖを算出し、水平
横方向速度Ｖに基づいて目標減衰係数Ｃを求め、これに
対応する目標減衰力を決定し（ステップS7）、次のステ
ップS8で、後述するように目標減衰力の調整（補正）を
行い、調整結果に応じて目標電流Ｉを決定し（ステップ
S8）、次の制御周期のステップS4で目標電流Ｉに基づ
き、アクチュエータ１０を駆動して所望の減衰力を得
る。

【００２５】コントローラ１１は、ステップS7及びステ
ップS8で、図６に示すように演算処理を行う。加速度セ
ンサ９から横方向加速度αを入力すると、ブロックＢ１
で積分処理を行って横方向速度Ｖを算出する。ブロック
Ｂ２では、横方向速度ＶにゲインＫ（定数）を乗算して
目標減衰力を求め、この目標減衰力をブロックＢ３に入
力する。ここで、ブロックＢ１及びＢ２により求めた目
標減衰力を便宜上、スカイフック制御の目標減衰力と言
い、また、加速度センサ９のデータ検出、ブロックＢ１
及びＢ２の処理内容を、以下、適宜、スカイフック制御
という。

【００２６】一方、地上子検出器１５は、地上子１４か
らの地点情報Ａを検出すると共に、地点情報信号Ａｄを
演算し、この地点情報信号ＡｄがブロックＢ４に入力さ
れる。ブロックＢ４は、地点情報信号Ａｄに基づき鉄道
車両が曲線路３ｃ（カント路）を走行している（カント
時）か否か（非カント時）を判定し、判定結果をブロッ
クＢ５Ａ，Ｂ６に入力する。鉄道車両が曲線路３ｃを走
行しているという判定結果の場合には、曲線路３ｃの傾
斜角度θ及び曲率半径ｒ（カント量）を含む地点情報信
号ＡｄがブロックＢ５Ａ，Ｂ６に入力される。

【００２７】ブロックＢ５Ａでは、まず、図示しない車
速と地上子検出器１５からの情報である曲線路３ｃの曲
率半径ｒ（カント量）から車両にかかる遠心力ｆ（図１
２参照）を計算する。つぎに、地上子検出器１５からの
情報である曲線路３ｃの傾斜角度θ（カント量）から車
両にかかる遠心力の横方向成分ｆ cosθと、車両の重力
の横方向成分ｆｇ sinθを計算する。そして、前述の式
（４）から超過遠心加速度ｆ_0Vを算出する。ここで算出
した超過遠心加速度ｆ_0Vにより、曲線路３ｃで車両が内
側／外側のいずれに移動するのか判定する。ブロックＢ
５Ａで算出した超過遠心加速度ｆ_0Vは、ブロックＢ５Ｂ
に入力され、ブロックＢ５Ｂでは超過遠心加速度ｆ_0Vに
比例するように所定の大きさのゲインＫ１（定数）を乗
算することで目標減衰力が算出され、この目標減衰力を
ブロックＢ７に入力する。ここで、ブロックＢ４、Ｂ５
Ａ、Ｂ５Ｂ及びＢ７により求めた目標減衰力を便宜上、
カント制御の目標減衰力と言い、また、地上子検出器１
５の地点情報信号Ａｄ算出、ブロックＢ４、Ｂ５Ａ、Ｂ
５Ｂ及びＢ７の処理内容を、以下、適宜、カント制御と
いう。なお、ブロックＢ４、Ｂ５Ａ、Ｂ５Ｂ及びＢ７で
カント時振動制御手段を構成している。

【００２８】前記ブロックＢ６では、鉄道車両が曲線路
３ｃ（カント路）を走行しているという判定結果（カン
ト時）の場合には、変数Ｊ_a ＝０、Ｊ_b ＝１を設定し、
変数Ｊ_a （＝０）をブロックＢ３に入力し、変数Ｊ_b
（＝１）をブロックＢ７に入力する。また、鉄道車両が
曲線路３ｃ（カント路）を走行していないという判定結
果（非カント時）の場合には、変数Ｊ_a ＝１、Ｊ_b ＝０
を設定し、変数Ｊ_a （＝１）をブロックＢ３に入力し、
変数Ｊ_b （＝０）をブロックＢ７に入力する。

【００２９】ブロックＢ３ではブロックＢ２からの目標
減衰力に変数Ｊ_a を乗算し、乗算結果をブロックＢ８
（加算ブロック）に入力する。ブロックＢ３では、カン
ト時には、変数Ｊ_a が「０」とされることにより、ブロ
ックＢ８に入力されるデータが「０」とされる一方、非
カント時には、変数Ｊ_a が「１」とされることにより、
ブロックＢ２からの目標減衰力がその値の状態でブロッ
クＢ８に入力される。ブロックＢ７ではブロックＢ５か
らの目標減衰力に変数Ｊ_b を乗算し、乗算結果をブロッ
クＢ８に入力する。ブロックＢ７では、非カント時に
は、変数Ｊ_b が「０」とされることにより、ブロックＢ
８に入力されるデータが「０」とされる一方、カント時
には、変数Ｊ_b が「１」とされることにより、ブロック
Ｂ５からの目標減衰力がその値の状態でブロックＢ８に
入力される。

【００３０】ブロックＢ８では、ブロックＢ３からの目
標減衰力及びブロックＢ７からの目標減衰力を加え合わ
せて、得られたデータ（最終目標減衰力）をブロックＢ
９に入力する。そして、ブロックＢ８では、上述したよ
うに加算処理を行うことにより、非カント時には、ブロ
ックＢ７からのデータが「０」となる（ひいてはカント
制御が禁止される）と共に、ブロックＢ２からの目標減
衰力をその値の状態でブロックＢ９に入力する（ひいて
はスカイフック制御を行う）。また、ブロックＢ８で
は、上述したように加算処理を行うことにより、カント
時には、ブロックＢ２からのデータが「０」となる（ひ
いてはスカイフック制御が禁止される）と共に、ブロッ
クＢ７からの目標減衰力をその値の状態でブロックＢ９
に入力する（ひいてはカント制御を行えるようにす
る）。すなわち、カント時には、水平横方向の加速度α
から車体の横方向速度Ｖを求め、横方向速度Ｖに応じて
目標減衰力を設定するスカイフック制御に代えて、曲線
路３ｃ（カント路）の傾斜角度θ及び曲率半径ｒ（カン
ト量）に応じて目標減衰力を設定するカント制御を行
う。

【００３１】ブロックＢ９では、コントローラ１１に予
め格納されている減衰力−電流データに対して、ブロッ
クＢ８から入力される目標減衰力をアドレス指定し、こ
のアドレスに対応する電流Ｉをアクチュエータ１０に通
電させて、所望の減衰力を発生させるようにする。

【００３２】上述したように、鉄道車両が曲線路３ｃを
走行している場合には、曲線路３ｃを走行していること
を地上子検出器１５が検出し、この検出結果に基づいて
変数Ｊ_a を「０」とし、ブロックＢ３から目標電流算出
のためのブロックＢ９への目標減衰力の入力（スカイフ
ック制御）が禁止されてブロックＢ１の積分処理を行わ
ないので、従来技術で発生する曲線路走行時の超過遠心
加速度に伴う積分精度の低下を招くことがなく、その
分、振動抑制制御の向上を図ることができる。

【００３３】上述した実施の形態ではブロックＢ３に入
力される変数Ｊ_a を「１」または「０」に設定すると共
に、ブロックＢ７に入力される変数Ｊ_b を「１」または
「０」に設定する場合を例にしたが、これに代えて、図
７に示すように構成（本発明の第２の実施の形態）して
もよい。すなわち、図６のブロックＢ３に代えて変数Ｊ
_s を入力するブロックＢ３ａを設け、図６のブロックＢ
７に代えて変数Ｊ_c を入力するブロックＢ７ａを設け、
図６のブロックＢ６に代えて次の設定を行うブロックＢ
６ａを設けている。ブロックＢ６ａでは、鉄道車両が曲
線路３ｃ（カント路）を走行しているという判定結果
（カント時）の場合には、変数Ｊ_s ＝０．１、Ｊ_c ＝５
を設定し、変数Ｊ_s （＝０．１）をブロックＢ３ａに入
力し、変数Ｊ_c （＝５）をブロックＢ７ａに入力する。
また、鉄道車両が曲線路３ｃ（カント路）を走行してい
ないという判定結果（非カント時）の場合には、変数Ｊ
_s ＝１、Ｊ_c ＝０を設定し、変数Ｊ_s （＝１）をブロッ
クＢ３ａに入力し、変数Ｊ_c（＝０）をブロックＢ７ａ
に入力する。ここで、ブロックＢ４、Ｂ５Ａ、Ｂ５Ｂ、
Ｂ６ａ及びＢ７ａでカント時補正手段を構成している。

【００３４】この第２の実施の形態では、非カント時に
は上述図６の場合と同様に変数Ｊ_s＝１、Ｊ_c ＝０（図
６では変数Ｊ_a ＝１、Ｊ_b ＝０）が設定されることによ
り、図６と同様にスカイフック制御が行われる一方、カ
ント時には、Ｊ_s ＝０．１とされることによりスカイフ
ック制御の全面的な禁止が避けられると共に、Ｊ_c ＝５
とされることにより図６に比してカント制御の重み付け
がされて制御されることになる。すなわち、カント時に
は、水平横方向の加速度αから車体の横方向速度Ｖを求
め、横方向速度Ｖに応じて目標減衰力を設定するスカイ
フック制御により得られた目標減衰力を、曲線路３ｃ
（カント路）の傾斜角度θ及び曲率半径ｒ（カント量）
に応じて補正して制御する。なお、カント時における変
数Ｊ_s ＝０．１、Ｊ_c ＝５は、「０．１」「５」に限る
ものでなく、「０．１」に代えて「０．２」、「０．
３」、 … 、「５」に代えて「２」、「３」、
「４」、「６」など他の数としてもよい。

【００３５】上述した実施の形態では、レール３が２本
であるタイプの鉄道車両に用いられる場合を例にした
が、本発明はこれに限らず、図８に示すモノレールタイ
プの鉄道車両に用いてもよい。図８に示す装置は、図１
の装置に比して、２本のレール３に代えて、コンクリー
ト軌道の１本のレール３を有したものになっているこ
と、図１の装置で用いた車軸１３と台車１との間に介装
したばね部材１２を用いないことが異なっている。

【００３６】上記実施の形態では、カント路走行判断手
段を、地上子１４と地上子検出器１５から構成した場合
を例にしたが、本発明は、これに限らず、次の（１）、
（２）または（３）のように構成してもよい。（１）加速度センサ９が検出する横方向加速度αがコン
トローラ１１に格納されている基準加速度を上回ったこ
とにより、曲線路３ｃ（カント路）を走行していると判
断するように構成してもよい。（２）前後に配置した台車１，１のなす角度（角度差）
を検出し、この角度差が予め設定される基準角度差を越
えた場合に曲線路３ｃ（カント路）を走行していると判
断するように構成してもよい。（３）ＧＰＳ（Grobal Positioning System 、全地球測
位システム）を利用し、車両の位置を監視して曲線路３
ｃ（カント路）を走行している情報が得られた場合に、
曲線路３ｃ（カント路）を走行していると判断するよう
に構成してもよい。

【００３７】なお、図６および図７のブロックＢ５Ｂで
は、超過遠心加速度ｆ_0Vに比例するように所定の大きさ
のゲインＫ１を乗算することで目標減衰力を算出してい
るが、本発明はこれに限らず、このブロックＢ５Ｂに代
えて、図８に示すブロックＢ５Ｃにより目標減衰力を算
出するようにしてもよい。すなわち、ブロックＢ５Ｃに
模式的に示した「超過遠心加速度ｆ_0V−減衰力」マップ
を予めコントローラ１１に格納させておき、該マップに
従い、超過遠心加速度ｆ_0Vの大きさに応じた減衰力（目
標減衰力）を選択するようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、鉄道車両
がカント路を走行している場合には、水平横方法の加速
度から車体の横方向速度を求め、横方向速度に応じて目
標減衰力を設定する振動制御に代えて、カント路のカン
ト量に応じて目標減衰力を設定する振動制御を行うの
で、従来技術で必要とされた横方向加速度の積分処理を
行わずに所望の減衰力を得ることが可能となり、カント
路走行時に発生する超過遠心加速度が含まれることに伴
う積分精度低下、ひいては振動抑制制御の精度低下を招
くことがなく、良好に振動抑制を行える。

【００３９】請求項２記載の発明によれば、鉄道車両が
カント路を走行している場合には、水平横方法の加速度
から車体の横方向速度を求め、横方向速度に応じて目標
減衰力を設定する振動制御により得られた目標減衰力
を、カント路のカント量に応じて補正して振動制御する
ので、横方向速度による振動制御を全面的に禁止するこ
とが避けられるので、更に振動抑制の精度の向上が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を模式的に示す図であ
る。

【図２】図１の鉄道車両用振動制御装置のダンパを示す
正面図である。

【図３】同ダンパのピストン速度・減衰力特性を示す図
ある。

【図４】同ダンパの電流・減衰力特性を示す図である。

【図５】図１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６】図５のステップS7及びS8の演算内容を示す機能
ブロック図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態を、図６と対比して
示す機能ブロック図である。

【図８】図６及び図７に示すブロックＢ５Ｂに代える変
形例を示すブロック図である。

【図９】モノレールタイプの鉄道車両を模式的に示す図
である。

【図１０】スカイフックダンパを説明するための模式図
である。

【図１１】従来の鉄道車両用振動制御装置の一例を模式
的に示す図である。

【図１２】鉄道車両の曲線路走行状態を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１台車４車体８ダンパ９加速度センサ１１コントローラ１４地上子１５地上子検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄道車両の台車と該台車に水平方向に揺
動可能に支持された車体との間に介装されて、減衰力を
発生することにより進行方向に対して水平横方向の車体
の運動を規制する減衰力可変ダンパと、車体の水平横方向加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検出手段が検出した水平横方向加速度から車体
の横方向速度を求め、該横方向速度に応じて前記減衰力
可変ダンパの減衰力を設定するコントローラと、を設け
た鉄道車両用振動制御装置において、鉄道車両がカント路を走行しているか否かを判断するカ
ント路走行判断手段と、該カント路走行判断手段が鉄道
車両がカント路を走行していると判断した場合、前記振
動制御に代えてカント路のカント量に応じた振動制御を
行うカント時振動制御手段と、を備えたことを特徴とす
る鉄道車両用振動制御装置。
【請求項２】鉄道車両の台車と該台車に水平方向に揺
動可能に支持された車体との間に介装されて、減衰力を
発生することにより進行方向に対して水平横方向の車体
の運動を規制する減衰力可変ダンパと、車体の水平横方向加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検出手段が検出した水平横方向加速度から車体
の横方向速度を求め、該横方向速度に応じて前記減衰力
可変ダンパの減衰力を設定するコントローラと、を設け
た鉄道車両用振動制御装置において、鉄道車両がカント路を走行しているか否かを判断するカ
ント路走行判断手段と、該カント路走行判断手段が鉄道
車両がカント路を走行していると判断した場合、カント
路のカント量に応じて前記振動制御を補正するカント時
補正手段と、を備えたことを特徴とする鉄道車両用振動
制御装置。