JPWO2019065434A1 - 鉄道車両用振動制御装置 - Google Patents

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Abstract

制御装置は、１軸〜４軸ダンパの発生減衰力を可変に制御するダンパ制御装置と、１軸〜４軸ダンパの異常を検出し推定する異常検出推定部とを含んで構成されている。異常検出推定部は、車体のロール（左，右方向の揺れ）によって変化するロールデータを出力するロールデータ算出部（ロールデータ出力装置）と、このロールデータ算出部から出力されたロールデータを、所定の走行条件における故障判断値と比較して１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄが故障であるか否かを判断する故障判断装置１４と、を備えている。

Description

本発明は、例えば鉄道車両の振動等を低減するのに好適に用いられる鉄道車両用振動制御装置に関する。
一般に、車体の全長寸法が長い鉄道車両には、車体の前，後方向と左，右方向に離間した４隅側の位置に、夫々の位置で車体のばね上加速度を検出する合計４個の加速度センサと、発生減衰力が可変に調整される複数の減衰力可変ダンパとが設けられている。制御装置は、各ダンパの発生減衰力を前記各加速度センサで検出した検出信号に基づいて可変に制御する（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２０００−６８０７号公報 特許第５６５０４８３号公報
特許文献１に記載の技術においては、複数の台車上に加速度センサをそれぞれ設け、これらのセンサからの加速度検出信号を比較しセンサ異常の有無を判定している。特許文献２に記載の技術においては、３軸の加速度センサの出力符号をもとに、センサ異常を判定している。即ち、これらの従来技術は、加速度センサの異常、故障を判定しているだけであり、複数の減衰力可変ダンパ（力発生機構）についての故障診断（正常か否かの判断）を行っていない。
本発明の目的は、力発生機構の故障診断を行い、迅速な対策を施すことができるようにした鉄道車両用振動制御装置を提供することにある。
本発明の一実施形態に係る鉄道車両用振動制御装置は、車輪が装着された台車と車体との間に設けられ、上下方向に調整可能な力を発生する力発生機構と、該力発生機構の発生力を制御する制御部と、前記力発生機構の異常を検出し推定する異常検出推定部と、を備える鉄道車両用振動制御装置であって、前記異常検出推定部は、前記車体のロールによって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置と、前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータと、所定の走行条件における故障判断値とを比較して前記力発生機構が故障であるか否かを判断する故障判断装置と、を備えることを特徴としている。
本発明の一実施形態によれば、力発生機構の異常を検出し、この異常に伴う乗り心地の低下を最小限に抑えることができる。
本発明の実施の形態による鉄道車両用振動制御装置が適用された鉄道車両を示す正面図である。 図１中の各減衰力可変ダンパおよび各加速度センサの配置関係を説明するために鉄道車両の内部を上側からみた平面図である。 図２中の制御装置を示す制御ブロック図である。 第１の実施の形態による可変ダンパの故障診断処理を示す流れ図である。 第２の実施の形態による可変ダンパの故障診断処理を示す流れ図である。 第３の実施の形態による可変ダンパの故障診断処理を示す流れ図である。 図６に続く可変ダンパの故障診断処理を示す流れ図である。 第４の実施の形態による可変ダンパの故障診断処理を示す流れ図である。 図８に続く可変ダンパの故障診断処理を示す流れ図である。 図９に続く可変ダンパの故障診断処理を示す流れ図である。
以下、本発明の実施の形態による鉄道車両用振動制御装置を、電車等の鉄道車両に搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
ここで、図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、鉄道車両１は、例えば乗客、乗員等が乗車する車体２と、該車体２の下側に設けられた前側，後側の台車３とを備えている。これらの台車３は、車体２の前部側と後部側とに離間して配置され、各台車３にはそれぞれ４個の車輪４が設けられている。鉄道車両１は、各車輪４が左，右のレール５（一方のみ図示）上を転動（回転）することによりレール５に沿って、例えば前進時に矢示Ａ方向に走行駆動される。
車体２と各台車３との間には、それぞれの台車３上で車体２を弾性的に支持する複数の懸架ばね６と、該各懸架ばね６と並列関係をなすように配置された複数の減衰力可変ダンパ７（以下、可変ダンパ７という）とが設けられている。これらの可変ダンパ７は、台車３と車体２との間に設けられ、上下方向に調整可能な力を発生する力発生機構を構成している。
可変ダンパ７は、１つの台車３に対して２軸、即ち１台の車両に４軸配置される。図２中では、これらの可変ダンパ７を、車体２の前部側に位置する前側の台車３の左，右両側（ＦＬ，ＦＲ側）にそれぞれ配置された１軸ダンパ７Ａ，２軸ダンパ７Ｂと、後部側に位置する後側の台車３の左，右両側（ＲＬ，ＲＲ側）にそれぞれ配置された３軸ダンパ７Ｃ，４軸ダンパ７Ｄとして例示している。
これらの可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は、それぞれの減衰力を個別に調整可能なシリンダ装置（例えば、セミアクティブダンパと呼ばれる減衰力調整式の油圧緩衝器）を用いて構成されている。各可変ダンパ７は、例えば比例ソレノイド等からなる減衰力調整バルブ（図示せず）を備え、この減衰力調整バルブは、車体２の振動を低減するため減衰力特性をハードな特性とソフトな特性との間で任意な特性に調整する構成となっている。
即ち、各可変ダンパ７は、前，後の台車３に対する車体２の振動を左，右方向でそれぞれ個別に緩衝して低減させるように、後述の制御装置９から個別に出力される制御信号に従って減衰力が可変に制御されるものである。この場合、可変ダンパ７は、ハードな特性とソフトな特性との間で減衰力特性を連続的に調整する構成でもよく、２段階または複数段階で調整可能な構成であってもよい。
可変ダンパ７の減衰力特性は、制御装置９から各可変ダンパ７のソレノイド（図示せず）へと供給（通電）される電流値に応じてソフトからハードまで可変に調整される。可変ダンパ７は、前記ソレノイドへの通電電流を遮断し、電流値が０Ａ（零アンペア）の状態で後述の如くミドル相当（可変ダンパ７の発生減衰力がハードとソフトとの中間程度）の減衰力となるように構成されている。このために、故障時の可変ダンパ７は、制御装置９からの通電電流がオフ（遮断）されることによりミドル相当の減衰力特性に固定される。
図２に示すように、車体２には、前，後方向と左，右方向に離間した４隅側の位置に、夫々の位置で車体２の上，下方向の加速度をばね上加速度として検出する合計４個の加速度センサ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄが設けられている。これらの加速度センサ８Ａ〜８Ｄは、鉄道車両１の異なる複数個所にそれぞれ搭載されて該鉄道車両１の挙動を検出する複数のセンサ（挙動センサ）を構成している。加速度センサ８Ａ〜８Ｄとしては、例えば圧電式、ピエゾ抵抗式等のアナログ式加速度センサが用いられ、特に、耐水性、耐熱性に優れた加速度センサを用いるのがよい。
ここで、加速度センサ８Ａは、車体２の前部左側でＦＬの１軸ダンパ７Ａに近い位置に配置され、加速度センサ８Ｂは、車体２の前部右側でＦＲの２軸ダンパ７Ｂに近い位置に配置されている。加速度センサ８Ｃは、車体２の後部左側でＲＬの３軸ダンパ７Ｃに近い位置に配置され、加速度センサ８Ｄは、車体２の後部右側でＲＲの４軸ダンパ７Ｄに近い位置に配置されている。加速度センサ８Ａ〜８Ｄは、それぞれの位置で検出した加速度の検出信号を後述の制御装置９に互いに異なる検出信号として出力する。
なお、加速度センサ８Ａ〜８Ｄ（全体として加速度センサ８という）は、車体２の前部左側、前部右側、後部左側、後部右側に限らず、例えば車体２の前部中央、中央部左側、中央部右側、後部中央に配置する等、車体２上のセンサ配置はいかなる形をとっても良い。また、加速度センサ８の個数も４個に限らず、測定・制御の目的に合わせて自由に選んでよい。但し、少なくとも２個配置することが望ましい。
次に、各可変ダンパ７の発生減衰力を可変に制御する制御部としての制御装置９について説明する。この制御装置９は、鉄道車両１の予め決められた位置（例えば、図２に示すように車体２のほぼ中央となる位置等）に設置されるものである。制御装置９は、例えばマイクロコンピュータ等により構成され、その入力側には加速度センサ８Ａ〜８Ｄが後述のケーブル１５Ａ〜１５Ｄ（全体としてをケーブル１５という）を介して接続されている。制御装置９の出力側には、車体２の前部左側（ＦＬ）の１軸ダンパ７Ａ、前部右側（ＦＲ）の２軸ダンパ７Ｂ、後部左側（ＲＬ）の３軸ダンパ７Ｃ、後部右側（ＲＲ）の４軸ダンパ７Ｄがそれぞれケーブル１６Ａ〜１６Ｄ（全体としてをケーブル１６という）を介して接続されている。
また、制御装置９は、例えば通信回線１０を介して図１に示す車体２に連接（連結）された他の車体の制御装置（図示せず）に接続されると共に、鉄道車両１の車両情報（例えば、車両の走行位置、走行速度等）が通信回線１０を介して入出力される。制御装置９は、１台の車体２に１個配置され、通信回線１０を介した車両の上位部との通信や、センサ信号を元に内部で演算を行い、各可変ダンパ７に減衰力指令に基づいた電流を通電すると共に、例えば各可変ダンパ７の故障診断、異常検知等を行う。
ここで、制御装置９は、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ等からなる記憶部としてのメモリ９Ａを有し、このメモリ９Ａ内には、例えば図４に示す可変ダンパ７の故障診断処理用のプログラムと故障判断値等とが格納されている。この故障判断値は、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）の動作状態が正常範囲か否かを判定するときの閾値である。具体的には、メモリ９Ａの一部をなすロールデータ記憶部１４Ｃ（図３参照）に、可変ダンパ７の正常判断または故障判断を行うための判断値（即ち、故障判断値）は更新可能に格納される。制御装置９は、車体２に取付けた加速度センサ８やジャイロセンサ、車高センサ（図示せず）等を含むロールデータ出力装置から得られたロールデータが正常範囲か否かを判定し、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）の故障診断を行うことができる。
図３に示すように、制御装置９は、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄの発生減衰力を可変に制御する制御部としてのダンパ制御装置１１と、力発生機構（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）の異常を検出し推定する異常検出推定部１２とを含んで構成されている。異常検出推定部１２は、車体２のロール（左，右方向の揺れ）によって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置としてのロールデータ算出部１３と、このロールデータ算出部１３（ロールデータ出力装置）から出力されたロールデータを、所定の走行条件における前記故障判断値（メモリ９Ａに格納）と比較して１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄが故障であるか否かを判断する故障判断装置１４と、を備えている。
制御装置９のダンパ制御装置１１は、車体２のロール（横揺れ）、ピッチ（前，後方向の揺れ）等の振動を低減すべく、サンプリング時間毎に加速度センサ８Ａ〜８Ｄからの検出信号等を読込みつつ、例えばスカイフック理論（スカイフック制御則）に従って制御信号（制御指令の電流値）を演算により求めると共に、このときの制御信号を可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）に個別に出力し、可変ダンパ７毎の減衰力特性を可変に制御するものである。なお、可変ダンパ７の制御則としては、スカイフック制御則に限るものではなく、例えばＬＱＧ制御則またはＨ∞制御則等を用いる構成でもよい。
制御装置９の故障判断装置１４は、鉄道車両１の走行位置を検出する車両位置検出部１４Ａと、鉄道車両１の走行速度を検出する車両速度検出部１４Ｂと、前記所定の走行条件においてロールデータ算出部１３から出力された前記ロールデータを記憶するロールデータ記憶部１４Ｃと、前記走行位置、前記走行速度および前記ロールデータから前記閾値としての故障判断値を算出する故障判断値算出部１４Ｄとを含んで構成されている。
車両位置検出部１４Ａと車両速度検出部１４Ｂとは、前記通信回線１０を介した車両情報により、軌道（レール５）に沿って移動する鉄道車両１の走行位置と走行速度とを検出することができる。ロールデータ記憶部１４Ｃは、例えば制御装置９のメモリ９Ａにより構成されている。故障判断値算出部１４Ｄで算出される故障判断値とは、故障判断装置１４が、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）が正常に動作しているか否かを判定（判断）する判断値でもあり、ロールデータ記憶部１４Ｃに更新可能に記憶される。
正常，異常の閾値でもある故障判断値は、例えば可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）の正常時に鉄道車両１の走行試験を繰返すことにより、ロールデータ算出部１３から逐次出力されるロールデータをロールデータ記憶部１４Ｃで蓄積し、これらの正常時のロールデータに基づいて決められる。故障判断値算出部１４Ｄは、所定の走行条件（例えば、所定の走行位置と走行速度）においてロールデータ算出部１３から出力されるロールデータが、前述した正常なロールデータの範囲内にあるか否かにより閾値としての故障判断値を算出する。このとき、車両位置検出部１４Ａからの信号と車両速度検出部１４Ｂからの信号とにより、適切な評価区間と評価速度を予め決めておくのがよい。
具体的には、鉄道車両１が予め定められた評価区間を走行しているときに、鉄道車両１の走行速度が規定の評価速度の範囲内において、車体２のロールデータが正常時のロールデータの範囲内であるか否かを判定することにより、故障判断装置１４は各可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）の作動が正常であるか、異常であるかを正しく判断することができる。故障判断値算出部１４Ｄは、ロールデータ記憶部１４Ｃに記憶されるロールデータと、車両位置検出部１４Ａおよび車両速度検出部１４Ｂからの信号とを統合して関連付けして、このときのロールデータから正常範囲か否かの閾値としての故障判断値を算出する。
また、故障判断装置１４による各可変ダンパ７の故障診断は、互いに連結された複数台の車体２のうち一の車体２と他の車体２とのロールデータを比較して行ってもよい。比較する際は、リアルタイムで比較した場合、曲線区間を走行中の車体２はロールデータが大きくなるが、曲線区間の入口側または出口側を走行中の車体２はロールデータが低く、誤検知する虞れがある。そこで、予め決められた軌道（レール５）上を走行する鉄道車両１の位置情報を基準に比較を行うのが好ましい。さらには、車体２毎に車体２の重量や乗車人員が異なるため、それらを考慮した異常判定の閾値とするのが好ましい。
前記ロールデータ出力装置は、車体２に設けられた車体挙動を検出する複数のセンサ（加速度センサ８）と、該加速度センサ８により導出された値から前記ロールデータを算出するロールデータ算出部１３と、を含んで構成されている。しかし、ロールデータ出力装置はこれに限るものではなく、例えばジャイロセンサ等からロール検出器によりロールデータ出力装置を構成してもよい。また、車体挙動を検出する複数のセンサとして、例えば車高センサ等を用いてもよい。
図２に示すように、制御装置９は、その入力側が配線としての長尺なケーブル１５Ａ〜１５Ｄ（全体としてケーブル１５という）を介して加速度センサ８Ａ〜８Ｄに接続されている。制御装置９の出力側は、ケーブル１６Ａ〜１６Ｄ（全体としてケーブル１６という）を介して可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）等に接続されている。
第１の実施の形態による鉄道車両用振動制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
鉄道車両１がレール５に沿って図１、図２中の矢示Ａ方向に走行しているときに、例えばロール（横揺れ）またはピッチ（前，後方向の揺れ）等の振動が発生すると、このときの上，下方向の振動を加速度センサ８Ａ〜８Ｄによって検出する。即ち、加速度センサ８Ａは車体２の前部左側（ＦＬ）の振動を検出し、加速度センサ８Ｂは車体２の前部右側（ＦＲ）の振動を検出する。加速度センサ８Ｃは車体２の後部左側（ＲＬ）の振動を検出し、加速度センサ８Ｄは車体２の後部右側（ＲＲ）の振動を検出する。
制御装置９のダンパ制御装置１１は、加速度センサ８Ａ〜８Ｄで検出した信号をそれぞれ個別な加速度の検出信号として判別しつつ、鉄道車両１の振動を抑えるために、例えばＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ側の各可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）で発生すべき目標減衰力を演算する。そして、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄは、ダンパ制御装置１１から個別に出力される制御信号に従って、それぞれの発生減衰力が目標減衰力に沿った特性となるように可変に制御される。
ところで、鉄道車両１においては、加速度センサ８Ａ〜８Ｄ等の故障診断は知られているが、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）の故障診断、異常検知については、必ずしも有効な手段が提供されていない。そこで、第１の実施の形態では、例えば図３に示す制御装置９の故障判断装置１４において各可変ダンパ７の故障診断を、図４に示す処理手順に沿って行うようにしている。
図４の処理が開始されると、ステップ１ではロールデータ算出部１３から出力されるロールデータを読込む。次のステップ２では、所定の走行条件における故障判断値（例えば、図３に示すロールデータ記憶部１４Ｃに予め格納）と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。
ステップ２で「ＹＥＳ」と判定される間は、ロールデータが正常範囲内であり、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は正常に動作している。これにより、鉄道車両１のロール制御は安定していると判断できるので、ステップ１の処理に戻って、これ以降の処理を実行する。しかし、ステップ２で「ＮＯ」と判定したときには、ロールデータが正常範囲から外れて異常値となっている。
そこで、次のステップ３では、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）が動作異常であり、故障していると判断することができる。ステップ３で異常と判断した後は、例えば１台の車体２（即ち、制御装置９）毎に制振制御を中止し、フェールモードとしてもよい。また、１台の車体２のみ異常としたことにより、他の車両（車体２）との乗り心地に大きな差が発生するような場合は、互いに連結された鉄道車両１（複数の車体２）の制御を停止してもよい。この場合、鉄道車両１の各可変ダンパ７は故障と判断されることにより、通電電流が遮断されてミドル相当の減衰力特性に固定されるので、これによるミドル相当の制振作用を確保することができる。
また、この場合には、本制振システムにおいて可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのいずれか）が故障して異常が発生していることを、運転席（例えば、制御装置９から通信回線１０）を経由して上位部の鉄道管理システムに通知してもよい。このように上位部に通知することにより、迅速に修理対応を行うことが可能となる。従って、本実施の形態によれば、可変ダンパ７の異常を適切に判定することができる。可変ダンパ７の異常検知後は、例えば可変ダンパ７の制御をオフとし、フェールモードに（即ち、可変ダンパ７をミドル相当の減衰力特性に固定）する等の適切な対応をとることができる。
なお、ロールデータの異常判定に関しては、車両の走行区間及び走行速度、軌道の条件から適切な評価区間を抽出してもよい。本実施の形態では、例えばロールデータの故障判断値（閾値）を故障判断値算出部１４Ｄで求めるため、評価区間を高速走行する大きな曲線区間とし、故障判断装置１４は該当する曲線区間内でのみ故障診断、異常検知を行うようにする。このとき、走行区間及び、走行速度も併せた方がよい。鉄道車両１においては、基本的に走行場所と走行速度はおよそ定められており、走行区間と走行速度が規定値に入っている場合にのみ異常判定をした方が、より効果的な故障診断、異常検知を実現することができる。
故障判断装置１４は、例えば複数回の走行試験により評価区間、走行速度を定めておき、各異常を模擬した場合の走行データを解析し、これを故障判断値（閾値）として制御装置９のメモリ９Ａ（ロールデータ記憶部１４Ｃ）に更新可能に記憶させる。これにより、該当する異常が発生した場合、評価区間及び該当速度においては適切な閾値が設定されているため、誤検知なく異常検知（即ち、可変ダンパ７の故障診断）が可能となる。ここで、同じ評価区間内においても、走行速度が異なる場合は異常を検知しないようにする設定も可能である。１つの例として、走行条件が異なることは、運行遅延や車両の故障等、運行そのものが適切に行われていない場合もあり、異常検知よりも車両の運行を優先する必要があることもある。
ロールデータの異常判定（即ち、可変ダンパ７の故障診断）に関する別の態様として、一の車体２と他の車体２とのロールデータを比較してもよい。例えば、対象とする車体２の異常判定の閾値は、隣接する車体２間のロールデータを比較し、判定対象の車体２におけるロールデータが規定値以上に大きい場合、異常と判定する。但し、リアルタイム上で比較した場合、例えば曲線区間に入ったロール中の車体２と、曲線区間入口にいる他の車体２との間で比較してしまうとロールデータの差分が大きくなり異常と判定される可能性があるので、例えば車両位置データ等による走行位置を基準としてから比較するのが好ましい。
次に、図５は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第２の実施の形態の特徴は、可変ダンパ７が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、その原因が誤配線、即ち可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）を制御装置９に接続する配線（例えば、ケーブル１６Ａ〜１６Ｄ）の入れ違いによる誤配線であった否かを判別する構成としたことにある。
図５の処理が開始されると、前記第１の実施の形態による図４のステップ１と同様に、ステップ１１ではロールデータを読込み、次のステップ１２では、所定の走行条件における故障判断値（例えば、図３に示すロールデータ記憶部１４Ｃに格納）と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ１２で「ＹＥＳ」と判定される間は、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は正常に動作していると判断できるので、ステップ１１の処理に戻って、これ以降の処理を実行する。
しかし、ステップ１２で「ＮＯ」と判定したときには、ロールデータが正常範囲から外れて異常値となっているので、次のステップ１３で「異常診断モード」に移行する。この「異常診断モード」においては、まず、可変ダンパ７の誤配線の有無を検査するため、同じ台車３の左，右（ＦＬ，ＦＲ）に配置された１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御を入れ替える（ステップ１４）。これにより、制御装置９から１軸ダンパ７Ａに出力していた減衰力指令または電流を２軸ダンパ７Ｂへと入れ替えて出力することができる。同じく、制御装置９から２軸ダンパ７Ｂに出力していた減衰力指令または電流を１軸ダンパ７Ａへと入れ替えて出力することができる。
換言すると、制御装置９は、故障判断装置１４により力発生機構（可変ダンパ７）が故障であると判断された際に、ステップ１４において、前記力発生機構としての１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの制御入れ替えを、正常時（実際は故障時）とは逆向きに作動させる反転作動制御として行う構成としている。
次のステップ１５では、１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御を入れ替えた状態でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。次のステップ１６では、所定の走行条件における故障判断値（ロールデータ記憶部１４Ｃに予め格納）と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ１６で「ＹＥＳ」と判定される間は、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は正常に動作している。
そこで、次のステップ１７では、１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの配線（ケーブル１６Ａ，１６Ｂ）が入れ替っていたと判断する。そして、次のステップ１８においては、１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御を入れ替えた状態で保存する。これにより、これ以降の１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御は、ケーブル１６Ａ，１６Ｂの誤配線を修復（修正）した状態で、車体２の制振制御を続けることができる。
また、ステップ１６で「ＮＯ」と判定するときには、ロールデータが正常範囲に戻らなかったと判定し、次のステップ１９で１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御を元に戻す。これにより、制御装置９から１軸ダンパ７Ａに出力していた減衰力指令または電流を通常のときのように出力し、制御する。同じく、制御装置９から２軸ダンパ７Ｂに出力していた減衰力指令または電流を通常のときのように出力し、制御する。そして、次のステップ２０では、同じ台車３の左，右（ＲＬ，ＲＲ）に配置された３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの制御を入れ替える。これにより、制御装置９から３軸ダンパ７Ｃに出力していた減衰力指令または電流を４軸ダンパ７Ｄへと入れ替えて出力することができる。同じく、制御装置９から４軸ダンパ７Ｄに出力していた減衰力指令または電流を３軸ダンパ７Ｃへと入れ替えて出力することができる。なお、３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの間で誤配線がないと判断された場合は、３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄ間の制御の入れ替えを元に戻すようにするのがよい。
換言すると、制御装置９は、故障判断装置１４により力発生機構（可変ダンパ７）が故障であると判断された際に、ステップ２０において、前記力発生機構としての３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの制御入れ替えを、正常時（実際は故障時）とは逆向きに作動させる反転作動制御として行う構成としている。
次のステップ２１では、３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの制御を入れ替えた状態でのロールデータを、ロールデータ算出部１３から読込む。次のステップ２２では、所定の走行条件における故障判断値（ロールデータ記憶部１４Ｃに予め格納）と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ２２で「ＹＥＳ」と判定される間は、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は正常に動作している。
そこで、次のステップ２３では、３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの配線（ケーブル１６Ｃ，１６Ｄ）が入れ替っていたと判断する。そして、次のステップ２４では、３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの制御を入れ替えた状態で保存する。これにより、これ以降の３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの制御は、ケーブル１６Ｃ，１６Ｄの誤配線を修復（修正）した状態で、車体２の制振制御を続けることができる。
次のステップ２５では、１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの間または３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの間で「配線の入れ替わり」は発生していたか否かを判定する。ステップ２５で「ＹＥＳ」と判定したときには、１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの間または３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの間で制御を入れ替えているので、本来あるべき状態に戻ったと判断して次のステップ２６で「通常制御モード」に移行し、ステップ１１以降の処理を続ける。
一方、ステップ２５で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ２７で可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）が動作異常であり、故障していると判断する。即ち、可変ダンパ７の動作異常の原因が誤配線、即ち可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）を制御装置９に接続する配線（例えば、ケーブル１６Ａ〜１６Ｄ）の入れ違いによる誤配線ではないと判断し、例えば１台の車体２（即ち、制御装置９）毎に制振制御を中止し、フェールモードとする。この場合、鉄道車両１の各可変ダンパ７は故障と判断されることにより、通電電流が遮断されてミドル相当の減衰力特性に固定し、これによる制振作用を確保することができる。
かくして、このように構成される第２の実施の形態によれば、１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの間、または３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの間での誤配線を検知し、配線の入れ替わりがあった場合は、１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの間、または３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの間で制御を入れ替えている。これにより、各可変ダンパ７の誤配線を検出でき、異常検知時は制御的に出力を正しい軸に変えることで、鉄道車両１における適切な乗り心地を確保することができる。
従って、第２の実施の形態によれば、各可変ダンパ７間の誤配線検知が可能となる。そして、誤配線と検知（判断）した場合には、左，右ダンパの制御入れ替えを、正常時（実際は故障時）とは逆向きに作動させる反転作動制御として行ったり、制御的に誤配線を修正したりすることにより、車体２の制振制御を続けることができ、鉄道車両１の運行を安全に信頼性を高めて維持することができる。
なお、前記第２の実施の形態では、図５に示す処理手順に従って、先に１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの誤配線の有無を判定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、先に３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの誤配線の有無を判定し、その後に１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの誤配線の有無を判定する構成としてもよい。
次に、図６および図７は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第３の実施の形態の特徴は、可変ダンパ７が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのうちいずれの可変ダンパ７がダンパ異常であるかを故障診断して特定する構成としたことにある。
図６の処理が開始されると、前記第１の実施の形態による図４のステップ１と同様に、ステップ３１ではロールデータを読込み、次のステップ３２では、所定の走行条件における故障判断値（例えば、図３に示すロールデータ記憶部１４Ｃに格納）と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ３２で「ＹＥＳ」と判定される間は、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は正常に動作していると判断できるので、ステップ３１の処理に戻って、これ以降の処理を実行する。
しかし、ステップ３２で「ＮＯ」と判定したときには、ロールデータが正常範囲から外れて異常値となっているので、次のステップ３３で「異常診断モード」に移行する。この「異常診断モード」においては、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのうちいずれの可変ダンパ７がダンパ異常であるかを特定する。このために、まずはステップ３４において、制御装置９のダンパ制御装置１１から可変ダンパ７の全軸（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄの全て）に対して、ミドル(中間)特性に固定する減衰力指令（即ち、電流値零）を出力する。
これにより、１車両の全ての可変ダンパ７は制御装置９からの通電電流が遮断され、ミドル相当の減衰力特性に固定される。この場合、ミドル相当の減衰力指令は、例えば１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのソレノイドに供給する電流値をある規定の中間値になるように固定してもよい。ここで、ミドルの減衰力指令とする区間は、予め決められた特定の評価区間内およびその前，後に限ってもよい。
次のステップ３５では、この状態でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。次のステップ３６では、この状態でのロールデータを一時的な「記憶値」として、故障判断装置１４のロールデータ記憶部１４Ｃにおいて記憶させる。
次のステップ３７では、例えば１軸ダンパ７Ａを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定するように、制御装置９のダンパ制御装置１１から１軸ダンパ７Ａに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ７（２軸〜４軸ダンパ７Ｂ〜７Ｄ）は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ３８では、ステップ３７の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３（ロールデータ出力装置）から読込む。
次のステップ３９では、ステップ３８で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ３９で「ＹＥＳ」と判定したときには、全軸ミドル固定（ステップ３４〜３６参照）の「記憶値」と同等であり、１軸ダンパ７Ａは、制御装置９からの減衰力指令通りにソフト相当の減衰力特性に調整されていない。このため、次のステップ４０では、１軸ダンパ７Ａが故障していると診断する。
一方、ステップ３９で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ４１において、例えば２軸ダンパ７Ｂを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定すべく、制御装置９のダンパ制御装置１１から２軸ダンパ７Ｂに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ７（１軸，３軸，４軸ダンパ７Ａ，７Ｃ，７Ｄ）は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ４２では、ステップ４１の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。
次のステップ４３では、ステップ４２で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ４３で「ＹＥＳ」と判定したときには、全軸ミドル固定（ステップ３４〜３６参照）の「記憶値」と同等であり、２軸ダンパ７Ｂは、制御装置９からの減衰力指令通りにソフト相当の減衰力特性に調整されていない。このため、次のステップ４４では、２軸ダンパ７Ｂが故障していると診断する。
ステップ４３で「ＮＯ」と判定するときには、図７に示す次のステップ４５において、例えば３軸ダンパ７Ｃを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定するように、制御装置９のダンパ制御装置１１から３軸ダンパ７Ｃに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ７（１軸，２軸，４軸ダンパ７Ａ，７Ｂ，７Ｄ）は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ４６では、ステップ４５の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。
次のステップ４７では、ステップ４６で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ４７で「ＹＥＳ」と判定したときには、全軸ミドル固定（ステップ３４〜３６参照）の「記憶値」と同等であり、３軸ダンパ７Ｃは、制御装置９からの減衰力指令通りにソフト相当の減衰力特性に調整されていない。このため、次のステップ４８では、３軸ダンパ７Ｃが故障していると診断する。
一方、ステップ４７で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ４９において、例えば４軸ダンパ７Ｄを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定すべく、制御装置９のダンパ制御装置１１から４軸ダンパ７Ｄに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ７（１軸〜３軸ダンパ７Ａ〜７Ｃ）は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ５０では、ステップ４９の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。
次のステップ５１では、ステップ５０で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ５１で「ＹＥＳ」と判定したときには、全軸ミドル固定（ステップ３４〜３６参照）の「記憶値」と同等であり、４軸ダンパ７Ｄは、制御装置９からの減衰力指令通りにソフト相当の減衰力特性に調整されていない。このため、次のステップ５２では、４軸ダンパ７Ｄが故障していると診断する。
一方、ステップ５１で「ＮＯ」と判定したときは、次のステップ５３に移り、ステップ３３以降の「異常診断モード」において、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのうち故障している軸はあったか否かを判定する。ステップ５３で「ＹＥＳ」と判定するときには、次のステップ５４で可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）のうち少なくとも１つは動作異常であり、故障していると判断し、故障が特定されたダンパの取外し、交換を早期に行うように報知する。一方、ステップ５３で「ＮＯ」と判定したときには、故障している異常軸は特定されていないので、次のステップ５５で「通常制御モード」に移行し、ステップ３１以降の処理を続ける。
かくして、このように構成される第３の実施の形態によれば、可変ダンパ７が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのうちいずれの可変ダンパ７がダンパ異常であるかを故障診断して特定することができる。このため、これまでは異常軸特定のためにダンパを取外し、減衰力特性の確認等といった異常軸の特定作業を簡略化することができ、異常発生時は速やかなダンパ交換が可能となる。
次に、図８ないし図１０は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第４の実施の形態の特徴は、可変ダンパ７が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、まず、左，右のダンパの誤配線異常がないかを確認し、異常が確認されなかった場合は、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのうちいずれの可変ダンパ７がダンパ異常であるかを特定する構成としたことにある。
図８の処理が開始されると、前記第１の実施の形態による図４のステップ１と同様に、ステップ６１ではロールデータを読込み、次のステップ６２では、所定の走行条件における故障判断値（例えば、図３に示すロールデータ記憶部１４Ｃに格納）と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ６２で「ＹＥＳ」と判定される間は、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は正常に動作していると判断できるので、ステップ６１の処理に戻って、これ以降の処理を実行する。
しかし、ステップ６２で「ＮＯ」と判定したときには、次のステップ６３で「異常診断モード」に移行する。この「異常診断モード」においては、まずステップ６４で、可変ダンパ７の誤配線の有無を検査するため、同じ台車３の左，右（ＦＬ，ＦＲ）に配置された１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御を入れ替える。これにより、制御装置９から１軸ダンパ７Ａに出力していた減衰力指令または電流を２軸ダンパ７Ｂへと入れ替えて出力することができる。同じく、制御装置９から２軸ダンパ７Ｂに出力していた減衰力指令または電流を１軸ダンパ７Ａへと入れ替えて出力することができる。
換言すると、制御装置９は、故障判断装置１４により力発生機構（可変ダンパ７）が故障であると判断された際に、ステップ６４において、前記力発生機構としての１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの制御入れ替えを、正常時（実際は故障時）とは逆向きに作動させる反転作動制御として行う構成としている。
次のステップ６５では、１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御を入れ替えた状態でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。次のステップ６６では、所定の走行条件における故障判断値（ロールデータ記憶部１４Ｃに予め格納）と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ６６で「ＹＥＳ」と判定される間は、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は正常に動作している。
そこで、次のステップ６７では、１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの配線（ケーブル１６Ａ，１６Ｂ）が入れ替っていたと判断する。そして、次のステップ６８においては、１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御を入れ替えた状態で保存する。これにより、これ以降の１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御は、ケーブル１６Ａ，１６Ｂの誤配線を修復（修正）した状態で、車体２の制振制御を続けることができる。
また、ステップ６６で「ＮＯ」と判定するときには、ロールデータが正常範囲に戻らなかったと判定し、次のステップ６９で１軸，２軸ダンパ７Ａ，７Ｂの制御を元に戻す。そして、次のステップ７０では、同じ台車３の左，右（ＲＬ，ＲＲ）に配置された３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの制御を入れ替える。これにより、制御装置９から３軸ダンパ７Ｃに出力していた減衰力指令または電流を４軸ダンパ７Ｄへと入れ替えて出力することができる。同じく、制御装置９から４軸ダンパ７Ｄに出力していた減衰力指令または電流を３軸ダンパ７Ｃへと入れ替えて出力することができる。
換言すると、制御装置９は、故障判断装置１４により力発生機構（可変ダンパ７）が故障であると判断された際に、ステップ７０において、前記力発生機構としての３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの制御入れ替えを、正常時（実際は故障時）とは逆向きに作動させる反転作動制御として行う構成としている。
次のステップ７１では、３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの制御を入れ替えた状態でのロールデータを、ロールデータ算出部１３から読込む。次のステップ７２では、所定の走行条件における故障判断値（ロールデータ記憶部１４Ｃに予め格納）と前記ロールデータとを比較し、このときのロールデータが正常範囲内にあるか否かを判定する。ステップ７２で「ＹＥＳ」と判定される間は、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）は正常に動作している。
そこで、次のステップ７３では、３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの配線（ケーブル１６Ｃ，１６Ｄ）が入れ替っていたと判断する。そして、次のステップ７４では、３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの制御を入れ替えた状態で保存する。これにより、これ以降の３軸，４軸ダンパ７Ｃ，７Ｄの制御は、ケーブル１６Ｃ，１６Ｄの誤配線を修復（修正）した状態で、車体２の制振制御を続けることができる。
次のステップ７５では、１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの間または３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの間で「配線の入れ替わり」は発生していたか否かを判定する。ステップ７５で「ＹＥＳ」と判定したときには、１軸ダンパ７Ａと２軸ダンパ７Ｂとの間または３軸ダンパ７Ｃと４軸ダンパ７Ｄとの間で制御を入れ替えているので、本来あるべき状態に戻ったと判断し、次のステップ７６で「通常制御モード」に移行し、ステップ６１以降の処理を続ける。
一方、ステップ７５で「ＮＯ」と判定するときには、可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）が動作異常であり、故障していると判断される。この上で、図９に示すステップ７７に移って、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのうちいずれの可変ダンパ７がダンパ異常であるかを特定する。即ち、まず、ステップ７７において、制御装置９のダンパ制御装置１１から可変ダンパ７の全軸（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄの全て）に対して、ミドル(中間)特性に固定する減衰力指令（即ち、電流値零）を出力する。
これにより、１車両の全ての可変ダンパ７は制御装置９からの通電電流が遮断され、ミドル相当の減衰力特性に固定される。この場合、ミドル相当の減衰力指令は、例えば１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのソレノイドに供給する電流値をある規定の中間値に固定してもよい。ここで、ミドルの減衰力指令とする区間は、予め決められた特定の評価区間内およびその前，後に限ってもよい。
次のステップ７８では、この状態でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。次のステップ７９では、この状態でのロールデータを一時的な「記憶値」として、故障判断装置１４のロールデータ記憶部１４Ｃにおいて記憶させる。
次のステップ８０では、例えば１軸ダンパ７Ａを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定するように、制御装置９のダンパ制御装置１１から１軸ダンパ７Ａに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ７（２軸〜４軸ダンパ７Ｂ〜７Ｄ）は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ８１では、ステップ８０の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。
次のステップ８２では、ステップ８１で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ８２で「ＹＥＳ」と判定したときには、全軸ミドル固定（ステップ７７〜７９参照）の「記憶値」と同等であり、１軸ダンパ７Ａは、ソフト相当の減衰力特性に調整されてはいない。このため、次のステップ８３では、１軸ダンパ７Ａが故障していると診断する。
一方、ステップ８２で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ８４において、例えば２軸ダンパ７Ｂを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定すべく、制御装置９のダンパ制御装置１１から２軸ダンパ７Ｂに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ７（１軸，３軸，４軸ダンパ７Ａ，７Ｃ，７Ｄ）は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ８５では、ステップ８４の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。
次のステップ８６では、ステップ８５で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ８６で「ＹＥＳ」と判定したときには、全軸ミドル固定（ステップ７７〜７９参照）の「記憶値」と同等であり、２軸ダンパ７Ｂは、ソフト相当の減衰力特性に調整されてはいない。このため、次のステップ８７では、２軸ダンパ７Ｂが故障していると診断する。
ステップ８６で「ＮＯ」と判定するときには、図１０に示す次のステップ８８において、例えば３軸ダンパ７Ｃを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定するように、制御装置９のダンパ制御装置１１から３軸ダンパ７Ｃに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ７（１軸，２軸，４軸ダンパ７Ａ，７Ｂ，７Ｄ）は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ８９では、ロールデータ算出部１３からステップ８８の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内において読込む。
次のステップ９０では、ステップ８９で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ９０で「ＹＥＳ」と判定したときには、全軸ミドル固定（ステップ７７〜７９参照）の「記憶値」と同等であり、３軸ダンパ７Ｃは、ソフト相当の減衰力特性に調整されてはいない。このため、次のステップ９１では、３軸ダンパ７Ｃが故障していると診断する。
一方、ステップ９０で「ＮＯ」と判定するときには、次のステップ９２において、例えば４軸ダンパ７Ｄを一時的にソフト相当の減衰力特性に固定すべく、制御装置９のダンパ制御装置１１から４軸ダンパ７Ｄに対して減衰力指令を出力する。このとき、他の可変ダンパ７（１軸〜３軸ダンパ７Ａ〜７Ｃ）は、前述したミドル相当の減衰力特性に固定したままとする。次のステップ９３では、ステップ９２の設定条件下でのロールデータを、予め決められた評価区間（車両の走行区間）内においてロールデータ算出部１３から読込む。
次のステップ９４では、ステップ９３で読込んだロールデータが前述した一時的な「記憶値」と同等なロール値であるか否かを判定する。ステップ９４で「ＹＥＳ」と判定したときには、全軸ミドル固定（ステップ７７〜７９参照）の「記憶値」と同等であり、４軸ダンパ７Ｄは、ソフト相当の減衰力特性に調整されてはいない。このため、次のステップ９５では、４軸ダンパ７Ｄが故障していると診断する。
ステップ９４で「ＮＯ」と判定したときには、次のステップ９６で、ステップ３３以降の「異常診断モード」において、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのうち故障している軸はあったか否かを判定する。ステップ９６で「ＹＥＳ」と判定するときには、次のステップ９７で可変ダンパ７（１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄ）のうち少なくとも１つは動作異常であり、故障していると判断し、故障が特定されたダンパの取外し、交換を早期に行うように報知する。一方、ステップ９６で「ＮＯ」と判定したときには、故障している異常軸は特定されていないので、次のステップ９８で「通常制御モード」に移行し、ステップ６１以降の処理を再び続けるようにする。
かくして、このように構成される第４の実施の形態によれば、可変ダンパ７が動作異常となってロールデータが正常範囲から外れた場合に、まず、左，右のダンパの誤配線異常がないかを確認し、異常が確認されなかった場合は、１軸〜４軸ダンパ７Ａ〜７Ｄのうちいずれの可変ダンパ７がダンパ異常であるかを故障診断して特定することができる。このため、左，右のダンパの誤配線異常、異常軸の特定を網羅的に行うことができ、異常発生時は速やかなダンパ交換が可能となる。
なお、前記第１の実施の形態では、車体２と各台車３との間に設けられた減衰力調整式の油圧緩衝器からなる可変ダンパ７によって、力発生機構を構成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば電磁式のリニアアクチュエータ、電磁ダンパまたはエアサスペンション等により、台車と車体との間に設けられ上下方向に調整可能な力を発生する力発生機構を構成してもよい。この点は、第２〜第４の実施の形態においても同様である。
以上説明した実施形態に基づく鉄道車両用振動制御装置として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。第１の態様としては、車輪が装着された台車と車体との間に設けられ、上下方向に調整可能な力を発生する力発生機構と、該力発生機構の発生力を制御する制御部と、前記力発生機構の異常を検出し推定する異常検出推定部と、を備える鉄道車両用振動制御装置であって、前記異常検出推定部は、前記車体のロールによって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置と、前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータと、所定の走行条件における故障判断値とを比較して前記力発生機構が故障であるか否かを判断する故障判断装置と、を備えることを特徴としている。これにより、力発生機構の故障を判断することができる。
鉄道車両用振動制御装置の第２の態様としては、前記第１の態様において、前記ロールデータ出力装置は、前記車体に一または複数設けられた車体挙動を検出するセンサと、該センサにより導出された値から前記ロールデータを算出するロールデータ算出部と、を有することを特徴としている。これにより、より効果的な故障診断、異常検知を実現することができる。第３の態様としては、前記第１または第２の態様において、前記故障判断装置は、車両の走行位置を検出する車両位置検出部と、車両の走行速度を検出する車両速度検出部と、前記所定の走行条件において前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータを記憶するロールデータ記憶部と、前記走行位置と前記走行速度と前記ロールデータとから、前記故障判断値を算出する故障判断値算出部と、を有することを特徴としている。これにより、誤検知なく力発生機構の異常検知が可能となる。
第４の態様としては、前記第３の態様において、前記異常検出推定部は、前記車体に連接された一または複数の他の車体にそれぞれ設けられ、前記故障判断値算出部は、前記他の車体の前記ロールデータから前記故障判断値を算出することを特徴としている。これにより、より誤検知なく力発生機構の異常検知が可能となる。第５の態様としては、前記第１ないし第４の態様の何れかにおいて、前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構の制御をオフとすることを特徴としている。これにより、鉄道車両の運行を安全に信頼性を高めて維持することができる。
第６の態様としては、前記第１ないし第４の態様の何れかにおいて、前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構に正常時とは逆向きに作動させる反転作動制御とすることを特徴としている。この場合には、故障原因がダンパ誤配線とするならば、制御を入れ替えて反転作動制御とすることにより、異常に伴う乗り心地の悪化を最小限に抑えることができる。
第７の態様としては、前記第１ないし第４の態様の何れかにおいて、前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構の発生力をミドル制御とすることを特徴としている。これにより、ダンパ故障発生時に、事前に異常軸を特定することができ、異常軸特定からダンパ交換までの合計時間を短縮することができる。
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
本願は、２０１７年９月２７日付出願の日本国特許出願第２０１７−１８６２８３号に基づく優先権を主張する。２０１７年９月２７日付出願の日本国特許出願第２０１７−１８６２８３号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
１ 鉄道車両 ２ 車体 ３ 台車 ４ 車輪 ５ レール ６ 懸架ばね ７ 減衰力可変ダンパ（力発生機構） ７Ａ １軸ダンパ ７Ｂ ２軸ダンパ ７Ｃ ３軸ダンパ ７Ｄ ４軸ダンパ ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ 加速度センサ（車体挙動を検出するセンサ） ９ 制御装置（制御回路） １１ ダンパ制御装置（制御部） １２ 異常検出推定部 １３ ロールデータ算出部（ロールデータ出力装置） １４ 故障判断装置 １４Ａ 車両位置検出部 １４Ｂ 車両速度検出部 １４Ｃ ロールデータ記憶部 １４Ｄ 故障判断値算出部
本発明の一実施形態に係る鉄道車両用振動制御装置は、車輪が装着された台車と車体との間に設けられ、上下方向に調整可能な力を発生する複数の力発生機構と、該力発生機構の発生力を制御する制御装置と、前記力発生機構の異常を検出し推定する異常検出推定部と、を備え、前記異常検出推定部は、前記車体のロールによって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置と、前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータと所定の走行条件における故障判断値とを比較して複数ある前記力発生機構の中から特定の力発生機構が故障であるか否かを判断する故障判断装置と、を備えることを特徴としている。

Claims (7)

  1. 鉄道車両用振動制御装置であって、該鉄道車両用振動制御装置は、
    車輪が装着された台車と車体との間に設けられ、上下方向に調整可能な力を発生する力発生機構と、
    該力発生機構の発生力を制御する制御部と、
    前記力発生機構の異常を検出し推定する異常検出推定部と、
    を備え、
    前記異常検出推定部は、前記車体のロールによって変化するロールデータを出力するロールデータ出力装置と、
    前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータと、所定の走行条件における故障判断値とを比較して前記力発生機構が故障であるか否かを判断する故障判断装置と、を備えることを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。
  2. 請求項１に記載の鉄道車両用振動制御装置において、
    前記ロールデータ出力装置は、前記車体に一または複数設けられた車体挙動を検出するセンサと、該センサにより導出された値から前記ロールデータを算出するロールデータ算出部と、を有することを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。
  3. 請求項１または２に記載の鉄道車両用振動制御装置において、
    前記故障判断装置は、
    車両の走行位置を検出する車両位置検出部と、
    車両の走行速度を検出する車両速度検出部と、
    前記所定の走行条件において前記ロールデータ出力装置から出力された前記ロールデータを記憶するロールデータ記憶部と、
    前記走行位置と前記走行速度と前記ロールデータとから、前記故障判断値を算出する故障判断値算出部と、
    を有することを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。
  4. 請求項３に記載の鉄道車両用振動制御装置において、
    前記異常検出推定部は、前記車体に連接された一または複数の他の車体にそれぞれ設けられ、前記故障判断値算出部は、前記他の車体の前記ロールデータから前記故障判断値を算出することを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。
  5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の鉄道車両用振動制御装置において、
    前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構の制御をオフとすることを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。
  6. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の鉄道車両用振動制御装置において、
    前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構に正常時とは逆向きに作動させる反転作動制御とすることを特徴とする鉄道車両用振動制御装置。
  7. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の鉄道車両用振動制御装置において、
    前記故障判断装置により前記力発生機構が故障であると判断された際に、前記制御部は、前記力発生機構の発生力をミドル制御とすることを特徴とするに記載の鉄道車両用振動制御装置。
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