JPS6234579B2 - - Google Patents
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- JPS6234579B2 JPS6234579B2 JP8401080A JP8401080A JPS6234579B2 JP S6234579 B2 JPS6234579 B2 JP S6234579B2 JP 8401080 A JP8401080 A JP 8401080A JP 8401080 A JP8401080 A JP 8401080A JP S6234579 B2 JPS6234579 B2 JP S6234579B2
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- vehicle
- compensation circuit
- vibration
- centrifugal force
- acceleration detector
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
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Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は車体傾斜装置および振動抑制のための
制御装置に係り、直線および曲線通過時の乗心地
を良好にする車両の振動制御装置に関するもので
ある。 曲線通過時の遠心力による乗心地悪化を防止し
て高速走行するために、振り子電車や車体傾斜制
御車両が実用に供されている。乗心地の向上の面
では、最近の軌道の悪化傾向に伴つて動揺として
の振動を抑制することも大きな課題となつてい
る。このように、曲線通過時の遠心力制御と動揺
としての振動制御の両面で乗心地を評価する場
合、振り子電車ではころの摩擦の影響で、曲線の
緩和区間に入つても摩擦に打勝つまで車体は傾斜
せず、摩擦に打勝つと急速に傾斜するという不快
感を乗客に与えており、車体を支持するばねによ
る揺り返し作用のため、幾何学的に必要な位置ま
で傾斜させ得ないという問題点を有している。さ
らに、ころの摩擦の存在は直線および曲線での動
揺に対しても悪影響を及ぼし、振動による乗心地
の悪化を来たしている。一方、油圧シリンダ等の
流体作動機構を車体と台車間に設け、車体の横加
速度を検出してこれを制御する車体傾斜制御車両
においては、曲線通過時の遠心力に対しては十分
な乗心地を与えるが、動揺としての振動に対して
は従来車両と変りなく、最近の軌道悪化傾向に伴
い大きな課題となつている。 本発明の目的は、車体の横方向加速度ならびに
車両の上下方向加速度を検出して車体と台車間に
設けた流体作動機構を積極的に制御し、曲線通過
性ならびに動揺としての振動に対する乗心地を著
しく向上させた車両の振動制御装置を提案するこ
とにある。 本発明は車両に上下方向加速度検出器、車体に
横方向加速度検出器、車体と台車間に流体作動機
構を設け、横方向加速度は遠心力に対応する低周
波数成分（0.3Hz以下）、上下方向加速度は動揺と
しての振動に対応する周波数成分の補償回路に導
いた後、それぞれの出力をサーボアンプで加算フ
イードバツクした後にサーボ弁を介して前記流体
作動機構を制御し、曲線通過時および動揺として
の振動に対する乗心地向上を図るものであり、特
に遠心力に対しては0.3Hz以下の低周波成分の位
相遅れをなくすように配慮し、動揺に対しては
0.8〜２Hzの周波数成分の位相進み制御を効かし
たことを特徴とするものである。 以下、本発明を実施例により詳細に述べる。第
１図は本発明の車両の振動制御装置の一実施例の
正面図、第２図は車体の上下運動、ピツチングお
よびローリングに対する制御ブロツク図を示して
いる。１は車体、２は台車で、車体１は二つの空
気ばね３Ａ，３Ｂで支えられ、それに併設して流
体作動機構としての油圧シリンダ４Ａ，４Ｂが設
置されている。５は横方向の流体作動機構で、こ
の実施例ではダンパである。６Ａ，６Ｂおよび７
は車体に取付けられた上下方向加速度検出器およ
び横方向加速度検出器である。 第２図において、１および４Ａ，４Ｂ，６Ａ，
６Ｂ，７は上記した車体および油圧シリンダ、上
下方向および横方向加速度検出器であり、８は曲
線通過時に車体に加わる遠心力、９は車体の動揺
を引き起こす軌道からの外乱、１０Ａ，１０Ｂは
動揺補償回路であり、この実施例では積分回路１
２Ａ，１２Ｂ、位相進み回路１３Ａ，１３Ｂ、ゲ
イン調整器１４Ａ，１４Ｂから成つている。１１
は横方向加速度検出器７の出力を取込む遠心力補
償回路で、この実施例ではローパスフイルタ１
５、位相進み回路１６、ゲイン調整器１７から成
つている。１８Ａ，１８Ｂはこれら２種類の補償
回路１０Ａ，１０Ｂと１１の出力を加算し増巾す
るサーボアンプ、１９Ａ，１９Ｂは油圧シリンダ
４Ａ，４Ｂを制御するサーボ弁、２０は油圧源で
ある。 第３図は遠心力補償回路１１の周波数特性を示
すボード線図、第４図は動揺補償回路１０Ａ，１
０Ｂの周波数特性を示すボード線図である。遠心
力補償回路１１においては、ローパスフイルタ１
５で通常0.3Hz以下、最大0.1ｇ（ｇは重力加速
度）という曲線通過時の遠心加速度のみをピツク
アツプし、ローパスフイルタ１５で遅れた位相分
だけ位相進み回路１６で補償し、ゲイン調整器１
７で動揺補償回路１０Ａ，１０Ｂとのゲインのマ
ツチングを図つてサーボアンプ１８Ａ，１８Ｂに
出力している。一方の動揺補償回路１０Ａ，１０
Ｂでは、0.8Hz〜２Hzにある動揺の固有振動数に
注目するので、１Hz以下の周波数成分について
は、ほぼ積分回路１２Ａ，１２Ｂによる90゜遅
れ、周波数の増加に伴いゲインが20dB／dcで低
下し、１Hz以上では、ゲインアツプ、位相も０〜
30゜と逆に進ませ、さらに高周波成分に対しては
急激にゲインが低下するよう構成され、動揺に対
して乗心地の良い振動制御を行う。 このように構成された車両の振動制御装置を用
いれば、サーボアンプ１８Ａ，１８Ｂ、サーボ弁
１９Ａ，１９Ｂ、油圧シリンダ４Ａ，４Ｂの一式
の制御装置で従来通りの車体傾斜制御ができ、し
かも動揺に対する振動制御により車体の加速度を
従来の1/2以下にできるので、安価でしかも曲線
通過ならびに動揺としての振動に対する乗心地の
優れた車両を構成できるという著しい効果を有す
るものである。 本実施例においては、0.3Hz以下の動揺成分に
対して遠心力補償回路１１も働くので、その分だ
け振動制御能力が低下する。しかし、この周波数
成分の動揺における車体横加速度は0.005ｇ以下
であり、遠心力補償回路１１のゲイン調整器１７
に0.005ｇ以下に対して不感帯を持たせておけ
ば、このような悪影響を除去することは容易であ
る。また、本実施例では車体１を空気ばね３Ａ，
３Ｂで支持し、油圧シリンダ４Ａ，４Ｂを流体作
動機構として制御しているが、油圧シリンダ４
Ａ，４Ｂを使用せず空気ばね３Ａ，３Ｂを流体作
動機構として制御しても良い。さらに、本実施例
では車両の上下方向加速度として車体の加速度を
検出しているが台車の加速度を検出しても良く、
台車と車体間の相対速度、相対変位を検出しても
良い。 第５図は本発明による車両の振動制御装置の他
の実施例を示し、第６図は車体のヨーイングまで
含めた運動に対する制御ブロツク図を示してい
る。これらの図中で、前記実施例と同じ内容の機
器に対しては同じ番号で示している。図におい
て、２１は横方向の流体作動機構としての油圧シ
リンダであり、ダンパはついていない。車体１の
横方向加速度検出器７の出力は前記実施例と同様
に遠心力補償回路１１に導かれると同時に横方向
の動揺補償回路２２にも導かれ、サーボアンプ２
６、サーボ弁２７を介して横方向の油圧シリンダ
２１を制御する。ここで、横方向の動揺補償回路
２２は上下方向と同様に積分回路２３、位相進み
回路２４、ゲイン調整器２５で構成されている。 このように構成された車両の振動制御装置を用
いれば、横方向加速度検出器７を遠心力制御と車
体の横方向の動揺としての振動制御の両方に共通
して使用できるので、経済的でしかも曲線通過な
らびにヨーイング振動を含めた動揺に対する乗心
地の優れた車両を構成できるという著しい効果を
有するものである。 本実施例では水平方向の油圧シリンダ２１は動
揺としての振動の制御のみに用いられているが、
遠心力補償回路１１の出力をゲイン調整器を介し
て水平方向のサーボアンプ２６にも伝達させ、遠
心力制御に対して水平方向の油圧シリンダ２１も
動作させることにより、より優れた制御が可能と
なる。 以上述べたように本発明によれば、曲線通過性
ならびに動揺としての振動に対する乗心地を著し
く向上させた車両の振動制御装置を得ることがで
きる効果がある。
制御装置に係り、直線および曲線通過時の乗心地
を良好にする車両の振動制御装置に関するもので
ある。 曲線通過時の遠心力による乗心地悪化を防止し
て高速走行するために、振り子電車や車体傾斜制
御車両が実用に供されている。乗心地の向上の面
では、最近の軌道の悪化傾向に伴つて動揺として
の振動を抑制することも大きな課題となつてい
る。このように、曲線通過時の遠心力制御と動揺
としての振動制御の両面で乗心地を評価する場
合、振り子電車ではころの摩擦の影響で、曲線の
緩和区間に入つても摩擦に打勝つまで車体は傾斜
せず、摩擦に打勝つと急速に傾斜するという不快
感を乗客に与えており、車体を支持するばねによ
る揺り返し作用のため、幾何学的に必要な位置ま
で傾斜させ得ないという問題点を有している。さ
らに、ころの摩擦の存在は直線および曲線での動
揺に対しても悪影響を及ぼし、振動による乗心地
の悪化を来たしている。一方、油圧シリンダ等の
流体作動機構を車体と台車間に設け、車体の横加
速度を検出してこれを制御する車体傾斜制御車両
においては、曲線通過時の遠心力に対しては十分
な乗心地を与えるが、動揺としての振動に対して
は従来車両と変りなく、最近の軌道悪化傾向に伴
い大きな課題となつている。 本発明の目的は、車体の横方向加速度ならびに
車両の上下方向加速度を検出して車体と台車間に
設けた流体作動機構を積極的に制御し、曲線通過
性ならびに動揺としての振動に対する乗心地を著
しく向上させた車両の振動制御装置を提案するこ
とにある。 本発明は車両に上下方向加速度検出器、車体に
横方向加速度検出器、車体と台車間に流体作動機
構を設け、横方向加速度は遠心力に対応する低周
波数成分（0.3Hz以下）、上下方向加速度は動揺と
しての振動に対応する周波数成分の補償回路に導
いた後、それぞれの出力をサーボアンプで加算フ
イードバツクした後にサーボ弁を介して前記流体
作動機構を制御し、曲線通過時および動揺として
の振動に対する乗心地向上を図るものであり、特
に遠心力に対しては0.3Hz以下の低周波成分の位
相遅れをなくすように配慮し、動揺に対しては
0.8〜２Hzの周波数成分の位相進み制御を効かし
たことを特徴とするものである。 以下、本発明を実施例により詳細に述べる。第
１図は本発明の車両の振動制御装置の一実施例の
正面図、第２図は車体の上下運動、ピツチングお
よびローリングに対する制御ブロツク図を示して
いる。１は車体、２は台車で、車体１は二つの空
気ばね３Ａ，３Ｂで支えられ、それに併設して流
体作動機構としての油圧シリンダ４Ａ，４Ｂが設
置されている。５は横方向の流体作動機構で、こ
の実施例ではダンパである。６Ａ，６Ｂおよび７
は車体に取付けられた上下方向加速度検出器およ
び横方向加速度検出器である。 第２図において、１および４Ａ，４Ｂ，６Ａ，
６Ｂ，７は上記した車体および油圧シリンダ、上
下方向および横方向加速度検出器であり、８は曲
線通過時に車体に加わる遠心力、９は車体の動揺
を引き起こす軌道からの外乱、１０Ａ，１０Ｂは
動揺補償回路であり、この実施例では積分回路１
２Ａ，１２Ｂ、位相進み回路１３Ａ，１３Ｂ、ゲ
イン調整器１４Ａ，１４Ｂから成つている。１１
は横方向加速度検出器７の出力を取込む遠心力補
償回路で、この実施例ではローパスフイルタ１
５、位相進み回路１６、ゲイン調整器１７から成
つている。１８Ａ，１８Ｂはこれら２種類の補償
回路１０Ａ，１０Ｂと１１の出力を加算し増巾す
るサーボアンプ、１９Ａ，１９Ｂは油圧シリンダ
４Ａ，４Ｂを制御するサーボ弁、２０は油圧源で
ある。 第３図は遠心力補償回路１１の周波数特性を示
すボード線図、第４図は動揺補償回路１０Ａ，１
０Ｂの周波数特性を示すボード線図である。遠心
力補償回路１１においては、ローパスフイルタ１
５で通常0.3Hz以下、最大0.1ｇ（ｇは重力加速
度）という曲線通過時の遠心加速度のみをピツク
アツプし、ローパスフイルタ１５で遅れた位相分
だけ位相進み回路１６で補償し、ゲイン調整器１
７で動揺補償回路１０Ａ，１０Ｂとのゲインのマ
ツチングを図つてサーボアンプ１８Ａ，１８Ｂに
出力している。一方の動揺補償回路１０Ａ，１０
Ｂでは、0.8Hz〜２Hzにある動揺の固有振動数に
注目するので、１Hz以下の周波数成分について
は、ほぼ積分回路１２Ａ，１２Ｂによる90゜遅
れ、周波数の増加に伴いゲインが20dB／dcで低
下し、１Hz以上では、ゲインアツプ、位相も０〜
30゜と逆に進ませ、さらに高周波成分に対しては
急激にゲインが低下するよう構成され、動揺に対
して乗心地の良い振動制御を行う。 このように構成された車両の振動制御装置を用
いれば、サーボアンプ１８Ａ，１８Ｂ、サーボ弁
１９Ａ，１９Ｂ、油圧シリンダ４Ａ，４Ｂの一式
の制御装置で従来通りの車体傾斜制御ができ、し
かも動揺に対する振動制御により車体の加速度を
従来の1/2以下にできるので、安価でしかも曲線
通過ならびに動揺としての振動に対する乗心地の
優れた車両を構成できるという著しい効果を有す
るものである。 本実施例においては、0.3Hz以下の動揺成分に
対して遠心力補償回路１１も働くので、その分だ
け振動制御能力が低下する。しかし、この周波数
成分の動揺における車体横加速度は0.005ｇ以下
であり、遠心力補償回路１１のゲイン調整器１７
に0.005ｇ以下に対して不感帯を持たせておけ
ば、このような悪影響を除去することは容易であ
る。また、本実施例では車体１を空気ばね３Ａ，
３Ｂで支持し、油圧シリンダ４Ａ，４Ｂを流体作
動機構として制御しているが、油圧シリンダ４
Ａ，４Ｂを使用せず空気ばね３Ａ，３Ｂを流体作
動機構として制御しても良い。さらに、本実施例
では車両の上下方向加速度として車体の加速度を
検出しているが台車の加速度を検出しても良く、
台車と車体間の相対速度、相対変位を検出しても
良い。 第５図は本発明による車両の振動制御装置の他
の実施例を示し、第６図は車体のヨーイングまで
含めた運動に対する制御ブロツク図を示してい
る。これらの図中で、前記実施例と同じ内容の機
器に対しては同じ番号で示している。図におい
て、２１は横方向の流体作動機構としての油圧シ
リンダであり、ダンパはついていない。車体１の
横方向加速度検出器７の出力は前記実施例と同様
に遠心力補償回路１１に導かれると同時に横方向
の動揺補償回路２２にも導かれ、サーボアンプ２
６、サーボ弁２７を介して横方向の油圧シリンダ
２１を制御する。ここで、横方向の動揺補償回路
２２は上下方向と同様に積分回路２３、位相進み
回路２４、ゲイン調整器２５で構成されている。 このように構成された車両の振動制御装置を用
いれば、横方向加速度検出器７を遠心力制御と車
体の横方向の動揺としての振動制御の両方に共通
して使用できるので、経済的でしかも曲線通過な
らびにヨーイング振動を含めた動揺に対する乗心
地の優れた車両を構成できるという著しい効果を
有するものである。 本実施例では水平方向の油圧シリンダ２１は動
揺としての振動の制御のみに用いられているが、
遠心力補償回路１１の出力をゲイン調整器を介し
て水平方向のサーボアンプ２６にも伝達させ、遠
心力制御に対して水平方向の油圧シリンダ２１も
動作させることにより、より優れた制御が可能と
なる。 以上述べたように本発明によれば、曲線通過性
ならびに動揺としての振動に対する乗心地を著し
く向上させた車両の振動制御装置を得ることがで
きる効果がある。
第１図および第２図は本発明による車両の振動
制御装置の一実施例を示す正面図および制御ブロ
ツク図、第３図および第４図は第２図における補
償回路の周波数特性を示すボード線図、第５図お
よび第６図は本発明による車両の振動制御装置の
他の実施例を示す正面図および制御ブロツク図で
ある。 １……車体、２……台車、３Ａ，３Ｂ……空気
ばね、４Ａ，４Ｂ，２１……流体作動機構、６
Ａ，６Ｂ……車体の上下方向加速度検出器、７…
…車体の横方向加速度検出器、１０Ａ，１０Ｂ，
２２……動揺補償回路、１１……遠心力補償回
路、１８Ａ，１８Ｂ，２６……サーボアンプ、１
９Ａ，１９Ｂ，２７……サーボ弁、１２Ａ，１２
Ｂ，２３……積分回路、１３Ａ，１３Ｂ，２４…
…位相進み回路、１４Ａ，１４Ｂ，２５……ゲイ
ン調整器、１５……ローパスフイルタ、１６……
位相進み回路、１７……ゲイン調整器。
制御装置の一実施例を示す正面図および制御ブロ
ツク図、第３図および第４図は第２図における補
償回路の周波数特性を示すボード線図、第５図お
よび第６図は本発明による車両の振動制御装置の
他の実施例を示す正面図および制御ブロツク図で
ある。 １……車体、２……台車、３Ａ，３Ｂ……空気
ばね、４Ａ，４Ｂ，２１……流体作動機構、６
Ａ，６Ｂ……車体の上下方向加速度検出器、７…
…車体の横方向加速度検出器、１０Ａ，１０Ｂ，
２２……動揺補償回路、１１……遠心力補償回
路、１８Ａ，１８Ｂ，２６……サーボアンプ、１
９Ａ，１９Ｂ，２７……サーボ弁、１２Ａ，１２
Ｂ，２３……積分回路、１３Ａ，１３Ｂ，２４…
…位相進み回路、１４Ａ，１４Ｂ，２５……ゲイ
ン調整器、１５……ローパスフイルタ、１６……
位相進み回路、１７……ゲイン調整器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 車体と台車間に流体作動機構を設けた振動制
御車両において、車両に上下方向加速度検出器、
車体に横方向加速度検出器を設け、上記した上下
方向加速度検出器の出力信号を動揺補償回路に入
力するようにし、上記した横方向加速度検出器の
出力信号を遠心力補償回路に入力するようにし、
それぞれの補償回路の出力をサーボアンプで加算
した後それによりサーボ弁を介して上下方向の前
記流体作動機構を制御するようにしたことを特徴
とする車両の振動制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、車体と台車
間にその横断面に１台車あたり２個のばねおよび
流体作動機構を設け、それぞれの流体作動機構を
制御する上下方向加速度検出器、動揺補償回路、
サーボアンプ、サーボ弁をそれぞれ有し、横方向
加速度検出器の出力信号を入力した遠心力補償回
路の出力を上記それぞれのサーボアンプに加算す
るようにした車両の振動制御装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、車体と台車
間の水平方向に流体作動機構ならびにそれを制御
する動揺補償回路、サーボアンプ、サーボ弁を設
け、横方向加速度検出器の出力信号を上記水平方
向の流体作動機構を制御する動揺補償回路に導く
ようにした車両の振動制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、遠心力補償
回路をローパスフイルタ、位相進み回路およびゲ
イン調整器で構成し、動揺補償回路を積分回路、
位相進み回路およびゲイン調整器で構成した車両
の振動制御装置。 ５ 特許請求の範囲第４項において、遠心力補償
回路のゲイン調整器に不感帯を設けた車両の振動
制御装置。 ６ 特許請求の範囲第３項において、遠心力補償
回路の出力を水平方向のサーボアンプに伝達する
ゲイン調整器を設けた車両の振動制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8401080A JPS5711163A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Controller for vibration of car |
| KR1019810002097A KR850000777B1 (ko) | 1980-06-23 | 1981-06-10 | 차량의 경사제어 장치 |
| GB8118632A GB2079701B (en) | 1980-06-23 | 1981-06-17 | Vehicle tilt control apparatus |
| US06/276,477 US4440093A (en) | 1980-06-23 | 1981-06-23 | Vehicle tilt control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8401080A JPS5711163A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Controller for vibration of car |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5711163A JPS5711163A (en) | 1982-01-20 |
| JPS6234579B2 true JPS6234579B2 (ja) | 1987-07-28 |
Family
ID=13818617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8401080A Granted JPS5711163A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Controller for vibration of car |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5711163A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5995173A (ja) * | 1982-11-20 | 1984-06-01 | Mitsubishi Electric Corp | サ−マルヘツド |
| JP3107133B2 (ja) * | 1995-02-06 | 2000-11-06 | 住友金属工業株式会社 | 鉄道車両の振動制御装置 |
| JP2008254577A (ja) * | 2007-04-04 | 2008-10-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 車体傾斜制御方法及び装置 |
| JP2009023475A (ja) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Kayaba Ind Co Ltd | 鉄道車両のサスペンション制御装置 |
-
1980
- 1980-06-23 JP JP8401080A patent/JPS5711163A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5711163A (en) | 1982-01-20 |
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