(57)【要約】【課題】伸縮体を構成する機器を保護しつつも制振効果の低下を抑制できる振動抑制装置の提供である。【解決手段】振動抑制装置１は、制振対象Ｂに入力される振動検知部２と、制振対象Ｂの振動αを抑制する力を発生可能な伸縮体Ａと、振動検知部２が検知した振動αに基づいて伸縮体Ａが発生する力を制御する制御部Ｃと、伸縮体Ａを構成する機器の温度ｔ１，ｔ２を検知する温度検知部３とを備え、制御部Ｃは、振動αを濾波するローパスフィルタ４と、ローパスフィルタ４で処理した振動αに基づいて伸縮体Ａに発生させる力を求めて伸縮体に力を発生させる指令を生成する指令生成部６と、温度検知部３で検知した温度に基づいてローパスフィルタ４のカットオフ周波数を変更する周波数変更部７とを有する。【選択図】図２
2020026832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象の振動を検知する振動検知部と、
前記制振対象の振動を抑制する力を発生可能な伸縮体と、
前記振動検知部が検知した前記振動に基づいて前記伸縮体が発生する力を制御する制御部と、
前記伸縮体を構成する機器の温度を検知する温度検知部とを備え、
前記制御部は、
前記振動を濾波するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタで処理した振動に基づいて前記伸縮体に発生させる力を求めて前記伸縮体に前記力を発生させる指令を生成する指令生成部と、
前記温度検知部で検知した温度に基づいて前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を変更する周波数変更部とを有する
ことを特徴とする振動抑制装置。
【請求項２】
前記伸縮体は、
作動流体の供給により伸縮するシリンダ本体と、
前記シリンダ本体へ前記作動流体を供給するポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
前記モータを駆動する駆動装置とを有し、
前記温度検知部は、
前記シリンダ本体、前記モータおよび前記駆動装置のいずれか一つまたはこれらの任意の組み合わせを前記機器として温度を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動抑制装置。
【請求項３】
前記温度検知部は、前記モータ或いは前記駆動装置の使用状況から前記温度を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の振動抑制装置。
【請求項４】
前記周波数変更部は、
前記温度が上昇すると前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させ、前記温度が低下すると前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を上昇させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の振動抑制装置。
【請求項５】
前記ローパスフィルタは、二次以上の高次の極を有し、
前記周波数変更部は、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を前記高次の極の周波数の三分の一未満にクランプする
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の振動抑制装置。
【請求項６】
前記制御部は、
カットオフ周波数が前記ローパスフィルタのカットオフ周波数よりも低く設定されて前記振動を濾波するハイパスフィルタを有する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の振動抑制装置。
【請求項７】
前記周波数変更部は、
前記温度が上昇すると前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を上昇させ、前記温度が低下すると前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を低下させる
ことを特徴とする請求項６に記載の振動抑制装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記周波数変更部が前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させると外部機器へカットオフ周波数低下信号を出力する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の振動抑制装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数が前記制振対象の振動抑制に支障を来す可能性がある周波数まで低下すると前記外部機器へ高温信号を出力する
ことを特徴とする請求項８に記載の振動抑制装置。
【請求項１０】
前記周波数変更部は、
前記制御部が外部機器から省電力指令を受け取ると、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させる
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の振動抑制装置。
【請求項１１】
前記制御部の各部は、同一基板上に設けられる
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動抑制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の振動抑制装置にあっては、たとえば、制振対象を鉄道車両に車体として、鉄道車両の車体と台車との間に開口されて車体の進行方向に対して左右方向の振動を抑制するものがある。
【０００３】
より詳しくは、振動抑制装置は、車体と台車との間に介装される伸縮体と、コントローラと、車体の加速度を検知する加速度センサとを備えている。伸縮体は、伸縮体の伸長と収縮を切換える第一開閉弁および第二開閉弁と、伸縮体へ作動油を供給するポンプと、ポンプを駆動するモータと、伸縮体が発生する力を調節する可変リリーフ弁といった機器で構成されている。そして、振動抑制装置は、車体の加速度に応じてコントローラで前記したモータ、第一開閉弁、第二開閉弁および可変リリーフ弁へ与える指令を生成して伸縮体が発生する力を制御し、車体の振動を抑制する（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の振動抑制装置は、モータでポンプを一定の回転速度（単位時間当たりの回転数）で駆動し、車体の振動状況に応じて第一開閉弁、第二開閉弁および可変リリーフ弁を適宜駆動し、油圧を利用して車体の振動を抑制する力を得て車体を制振する。
【０００６】
このような従来の振動抑制装置では、鉄道車両がポイントを通過する際等、車体が高速で振動する状況では、伸縮体の伸縮速度も速くなる。伸縮体が高速で伸縮すると伸縮体内の圧力が一時的に過大となる場合がある。このような場合にもポンプを等速回転させるためにはモータに定格トルク以上のトルクを発生させる必要がある。
【０００７】
モータは、一般的には、起動時等では定格トルクを超えるトルク（以下、「過トルク」という）を出力する必要があるので、過トルクの出力が可能となっているが、モータが過トルクを出力し続けるとモータが発熱して焼付いて、所謂、焼損する恐れがある。
【０００８】
そのため、従来の振動抑制装置では、モータが過トルクを出力する時間が予め決められた所定時間に到達すると、モータの焼損を防ぐためにモータを停止させて伸縮体をパッシブダンパとして機能させていた。また、従来の振動抑制装置では、モータを一度停止するとコントローラがリセットされるまではモータの駆動を復帰させないため、鉄道車両の走行中はモータが停止したままとなり、車体制振効果が低減してしまう問題があった。
【０００９】
また、モータや電磁リリーフ弁を駆動するためのパワー素子も発熱して焼損する可能性があるほか、伸縮体の温度が高温となってしまうとシール性が低下してしまう恐れもある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、伸縮体を構成する機器を保護しつつも制振効果の低下を抑制できる振動抑制装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の振動抑制装置は、制振対象に入力される振動を検知する振動検知部と、制振対象の振動を抑制する力を発生可能な伸縮体と、振動検知部が検知した振動に基づいて伸縮体が発生する力を制御する制御部と、伸縮体を構成する機器の温度を検知する温度検知部とを備え、制御部は、振動を濾波するローパスフィルタと、ローパスフィルタで処理した振動に基づいて伸縮体に発生させる力を求めて伸縮体に前記力を発生させる指令を生成する指令生成部と、温度検知部で検知した温度に基づいてローパスフィルタのカットオフ周波数を変更する周波数変更部とを有する。このように構成された振動抑制装置は、伸縮体の機器の温度を監視し、機器の温度が高くなると、ローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させ得る。
【００１２】
また、振動抑制装置における伸縮体は、作動流体の供給により伸縮するシリンダ本体と、シリンダ本体へ作動流体を供給するポンプと、ポンプを駆動するモータと、モータを駆動する駆動装置とを有し、温度検知部は、シリンダ本体、モータおよび駆動装置のいずれか一つまたはこれらの任意の組み合わせを機器として温度を検知してもよい。このように構成された振動抑制装置によれば、温度検知部が伸縮体を構成する主要な機器の温度を検知するので、伸縮体を構成する主要な機器を保護できる。
【００１３】
さらに、振動抑制装置における温度検知部は、モータ或いは駆動装置の使用状況から前記温度を推定してもよい。このように構成された振動抑制装置によれば、機器の使用状況から機器の温度を推定するので温度センサが不要となって振動抑制装置が安価となるのである。
【００１４】
また、振動抑制装置における周波数変更部は、温度が上昇するとローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させ、温度が低下すると前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を上昇させるようにしてもよい。このように構成された振動抑制装置によれば、機器の温度が上昇するとローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させて機器を保護でき、ローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させた後に機器の温度が低下するとカットオフ周波数を上昇させて制振対象の制振効果が高い元の状態に復帰できる。
【００１５】
さらに、振動抑制装置は、ローパスフィルタが二次以上の高次の極を有し、周波数変更部がローパスフィルタのカットオフ周波数を高次の極の周波数の三分の一未満にクランプするようにしてもよく、このようにすると、制御部における負帰還の安定性が維持される。
【００１６】
さらに、振動抑制装置における制御部は、カットオフ周波数がローパスフィルタのカットオフ周波数よりも低く設定されて振動を濾波するハイパスフィルタを有してもよい。このようにハイパスフィルタを備えた振動抑制装置よれば、制振対象の制振に必要となる周波数帯の成分のみを抽出できるので、制振効果を高め得るとともに伸縮体の機器の温度上昇をより一層抑制できる。
【００１７】
また、振動抑制装置における周波数変更部は、温度が上昇するとハイパスフィルタのカットオフ周波数を上昇させ、温度が低下するとハイパスフィルタのカットオフ周波数を低下させてもよい。このように構成された振動抑制装置によれば、伸縮体における機器の温度が上昇すると低周波の振動には応答しなくなって、伸縮体の仕事量が減少し、伸縮体の機器へ与える電流量が減少するので、機器の温度上昇が抑制される。
【００１８】
さらに、振動抑制装置における制御部は、周波数変更部がローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させると外部機器へカットオフ周波数低下信号を出力してもよい。このように構成された振動抑制装置によれば、外部機器のオペレータに振動抑制装置の制振能力の低下と伸縮体の機器の温度上昇を認知させ得る。
【００１９】
また、振動抑制装置における制御部は、ローパスフィルタのカットオフ周波数が制振対象の振動抑制に支障を来す可能性がある周波数まで低下すると外部機器へ高温信号を出力してもよい。このように構成された振動抑制装置１によれば、外部機器のオペレータは、外部機器を通じて伸縮体の温度が上昇して振動抑制装置の制振能力が著しく低下したことを認識できる。
【００２０】
また、振動抑制装置における周波数変更部は、制御部が外部機器から省電力指令を受け取ると、ローパスフィルタのカットオフ周波数を低下させてもよい。このようにすれば、振動抑制装置が高周波の振動には応答しなくなり、アクチュエータの仕事量が減少し、アクチュエータの機器へ与える電流量が減少するので、振動抑制装置の消費電力が低下する。
【００２１】
そして、振動抑制装置における制御部の各部は、同一基板上に設けられてもよく、このようにすれば、制御部を同一基板上に実装できモジュール化できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の振動抑制装置によれば、伸縮体を構成する機器を保護しつつも制振効果の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施の形態における振動抑制装置を搭載した鉄道車両の断面図である。
【図２】一実施の形態の振動抑制装置におけるアクチュエータの回路図である。
【図３】一実施の形態の振動抑制装置における制御部の制御ブロック図である。
【図４】周波数変更部がローパスフィルタのカットオフ周波数を変更する処理手順の一例を示したフローチャートである。
【図５】ローパスフィルタの周波数特性図である。
【図６】周波数変更部がハイパスフィルタのカットオフ周波数を変更する処理手順の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における振動抑制装置１は、本例では、制振対象を鉄道車両の車体Ｂとして、車体Ｂの振動抑制に使用され、図１に示すように、制振対象としての車体Ｂの振動を検知する振動検知部２と、車体Ｂの振動を抑制する力を発生可能な伸縮体としてのアクチュエータＡと、振動検知部２が検知した振動に基づいてアクチュエータＡが発生する力を制御する制御部Ｃと、アクチュエータＡを構成する機器の温度を検知する温度検知部３とを備えている。そして、本実施の形態の振動抑制装置１は、車体Ｂと台車Ｔとの間に横置きに介装されたアクチュエータＡが発生する力で車体Ｂの車両進行方向に対して水平横方向の振動を抑制する
伸縮体としてのアクチュエータＡは、本例では図２に示すように、鉄道車両の車体Ｂに連結されるシリンダ１１と、シリンダ１１内に摺動自在に挿入されるピストン１２と、シリンダ１１内に挿入されて一端がピストン１２に連結されるとともに他端が台車Ｔに連結されるロッド１３と、シリンダ１１内にピストン１２で区画したロッド側室１４とピストン側室１５とを備えるシリンダ本体Ｃｙと、作動油を貯留するタンク１６と、タンク１６から作動油を吸い上げてロッド側室１４へ作動油を供給するポンプ１７と、ポンプ１７を駆動するモータ１８と、モータ１８を駆動する駆動装置１９と、シリンダ本体Ｃｙの伸縮の切換と力の大きさを調節するための流体圧回路ＨＣとを備えており、片ロッド型のアクチュエータとして構成されている。なお、本実施の形態では、アクチュエータＡは、シリンダ１１を車体Ｂに、ロッド１３を台車Ｔに連結して車体Ｂと台車Ｔとの間に介装されているが、逆に、シリンダ１１を台車Ｔに、ロッド１３を車体Ｂに連結して車体Ｂと台車Ｔとの間に介装されてもよい。
【００２５】
また、前記ロッド側室１４とピストン側室１５には、本例では、作動流体として作動油が充填されるとともに、タンク１６には、作動油の他に気体が充填されている。また、作動流体は、作動油以外にも他の液体や気体を利用してもよい。
【００２６】
流体圧回路ＨＣは、ロッド側室１４とピストン側室１５とを連通する第一通路２０と、第一通路２０の途中に設けた第一開閉弁２１と、ピストン側室１５とタンク１６とを連通する第二通路２２と、第二通路２２の途中に設けた第二開閉弁２３と、ロッド側室１４とタンク１６とを接続する排出通路２４と、排出通路２４の途中に設けた開弁圧を変更可能な可変リリーフ弁２５とを備えている。
【００２７】
そして、基本的には、第一開閉弁２１で第一通路２０を連通状態とし、第二開閉弁２３を閉じてポンプ１７を駆動すると、シリンダ本体Ｃｙは伸長し、第二開閉弁２３で第二通路２２を連通状態とし、第一開閉弁２１を閉じてポンプ１７を駆動すると、シリンダ本体Ｃｙは収縮する。
【００２８】
以下、アクチュエータＡの各部について詳細に説明する。シリンダ１１は筒状であって、その図２中右端は蓋２６によって閉塞され、図２中左端には環状のロッドガイド２７が取り付けられている。また、前記ロッドガイド２７内には、シリンダ１１内に移動自在に挿入されるロッド１３が摺動自在に挿入されている。このロッド１３は、一端がシリンダ１１外へ突出されており、シリンダ１１内の他端がシリンダ１１内に摺動自在に挿入されるピストン１２に連結されている。
【００２９】
なお、ロッドガイド２７の外周とシリンダ１１との間は図示を省略したシール部材によってシールされており、これによりシリンダ１１内は密閉状態に維持されている。そして、シリンダ１１内にピストン１２によって区画されるロッド側室１４とピストン側室１５には、前述のように作動油が充填されている。
【００３０】
また、このシリンダ本体Ｃｙの場合、ロッド１３の断面積をピストン１２の断面積の二分の一にして、ピストン１２のロッド側室１４側の受圧面積がピストン側室１５側の受圧面積の二分の一となるようになっている。よって、伸長作動時と収縮作動時とでロッド側室１４の圧力を同じくすると、伸縮の双方で発生される力が等しくなり、シリンダ本体Ｃｙの変位量に対する作動油量も伸縮両側で同じとなる。
【００３１】
詳しくは、シリンダ本体Ｃｙを伸長作動させる場合、ロッド側室１４とピストン側室１５を連通させた状態とする。すると、ロッド側室１４内とピストン側室１５内の圧力が等しくなり、アクチュエータＡは、ピストン１２におけるロッド側室１４側とピストン側室１５側の受圧面積差に前記圧力を乗じた力を発生する。反対に、シリンダ本体Ｃｙを収縮作動させる場合、ロッド側室１４とピストン側室１５との連通を断ちピストン側室１５をタンク１６に連通させた状態とする。すると、アクチュエータＡは、ロッド側室１４内の圧力とピストン１２におけるロッド側室１４側の受圧面積を乗じた力を発生する。
【００３２】
要するに、アクチュエータＡが発生する力は伸縮の双方でピストン１２の断面積の二分の一にロッド側室１４の圧力を乗じた値となるのである。したがって、このアクチュエータＡの力を制御する場合、伸長作動、収縮作動共に、ロッド側室１４の圧力を制御すればよい。また、本例のアクチュエータＡでは、ピストン１２のロッド側室１４側の受圧面積をピストン側室１５側の受圧面積の二分の一に設定しているので、伸縮両側で同じ力を発生する場合に伸長側と収縮側でロッド側室１４の圧力が同じとなるので制御が簡素となる。加えて、変位量に対する作動油量も同じとなるので伸縮両側で応答性が同じとなる利点がある。なお、ピストン１２のロッド側室１４側の受圧面積をピストン側室１５側の受圧面積の二分の一に設定しない場合にあっても、ロッド側室１４の圧力でアクチュエータＡの伸縮両側の力を制御できる点は変わらない。
【００３３】
戻って、ロッド１３の図２中左端とシリンダ１１の右端を閉塞する蓋２６とには、図示しない取付部を備えており、このアクチュエータＡを鉄道車両における台車Ｔと車体Ｂとの間に介装できるようになっている。
【００３４】
そして、ロッド側室１４とピストン側室１５とは、第一通路２０によって連通されており、この第一通路２０の途中には、第一開閉弁２１が設けられている。この第一通路２０は、シリンダ１１外でロッド側室１４とピストン側室１５とを連通しているが、ピストン１２に設けられてもよい。
【００３５】
第一開閉弁２１は、電磁開閉弁とされており、第一通路２０を開放してロッド側室１４とピストン側室１５とを連通する連通ポジションと、第一通路２０を遮断してロッド側室１４とピストン側室１５との連通を断つ遮断ポジションとを備えている。そして、この第一開閉弁２１は、通電時に連通ポジションを採り、非通電時に遮断ポジションを採るようになっている。
【００３６】
つづいて、ピストン側室１５とタンク１６とは、第二通路２２によって連通されており、この第二通路２２の途中には、第二開閉弁２３が設けられている。第二開閉弁２３は、電磁開閉弁とされており、第二通路２２を開放してピストン側室１５とタンク１６とを連通する連通ポジションと、第二通路２２を遮断してピストン側室１５とタンク１６との連通を断つ遮断ポジションとを備えている。そして、この第二開閉弁２３は、通電時に連通ポジションを採り、非通電時に遮断ポジションを採るようになっている。
【００３７】
ポンプ１７は、モータ１８によって駆動され、一方向のみに作動油を吐出するポンプとされている。そして、ポンプ１７の吐出口は供給通路２８によってロッド側室１４へ連通されるとともに吸込口はタンク１６に通じていて、ポンプ１７は、モータ１８によって駆動されるとタンク１６から作動油を吸込んでロッド側室１４へ作動油を供給する。
【００３８】
前述のようにポンプ１７は、一方向のみに作動油を吐出するのみで回転方向の切換動作がないので、回転切換時に吐出量が変化するといった問題は皆無であり、安価なギアポンプ等を使用できる。さらに、ポンプ１７の回転方向が常に同一方向であるので、ポンプ１７を駆動する駆動源であるモータ１８にあっても回転切換に対する高い応答性が要求されず、その分、モータ１８も安価なものを使用できる。なお、供給通路２８の途中には、ロッド側室１４からポンプ１７への作動油の逆流を阻止する逆止弁２９が設けられている。
【００３９】
さらに、本例の流体圧回路ＨＣは、前述の構成に加えて、ロッド側室１４とタンク１６とを接続する排出通路２４と、排出通路２４の途中に設けた開弁圧を変更可能な可変リリーフ弁２５を備えている。
【００４０】
可変リリーフ弁２５は、本例では、比例電磁リリーフ弁とされており、供給する電流量に応じて開弁圧を調節でき、電流量を最大とすると開弁圧を最小とし、電流を供給しないと開弁圧を最大とするようになっている。
【００４１】
このように、排出通路２４と可変リリーフ弁２５とを設けると、シリンダ本体Ｃｙを伸縮作動させる際に、ロッド側室１４内の圧力を可変リリーフ弁２５の開弁圧に調節でき、アクチュエータＡの力を可変リリーフ弁２５へ供給する電流量で制御できる。排出通路２４と可変リリーフ弁２５とを設けると、アクチュエータＡの力をセンシングする必要が無くなり、ポンプ１７の吐出流量の調節のためにモータ１８を高度に制御する必要もなくなる。よって、アクチュエータＡが安価となり、ハードウェア的にもソフトウェア的にも堅牢なシステムを構築できる。
【００４２】
モータ１８を駆動する駆動装置１９は、図示はしないが、モータ１８を駆動するドライバ回路を備える他、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３および可変リリーフ弁２５に設けられているソレノイドを駆動するための駆動回路を備えている。駆動装置１９は、制御部Ｃから入力される指令に応じて、モータ１８、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３および可変リリーフ弁２５に与える電流を調節してアクチュエータＡが発生する力と力の方向が前記指令通りとなるようにアクチュエータＡを駆動する。
【００４３】
なお、第一開閉弁２１を連通ポジションとし第二開閉弁２３を遮断ポジションとする場合或いは第一開閉弁２１を遮断ポジションとし第二開閉弁２３を連通ポジションとする場合、アクチュエータＡは、ポンプ１７の駆動状況に関わらず、伸長或いは収縮のいずれか一方に対してのみ力を発生する。よって、たとえば、アクチュエータＡが力を発生する方向が鉄道車両の台車Ｔの振動により車体Ｂを加振する方向である場合、そのような方向には力を出さないようにアクチュエータＡを片効きのダンパとして機能させ得る。よって、このアクチュエータＡは、カルノップ理論に基づくセミアクティブ制御を容易に実現できるため、セミアクティブダンパとしても機能できる。
【００４４】
なお、可変リリーフ弁２５に与える電流量で開弁圧を比例的に変化させる比例電磁リリーフ弁を用いると開弁圧の制御が簡単となるが、開弁圧を調節できる可変リリーフ弁であれば比例電磁リリーフ弁に限定されない。
【００４５】
そして、可変リリーフ弁２５は、第一開閉弁２１および第二開閉弁２３の開閉状態に関わらず、シリンダ本体Ｃｙに伸縮方向の過大な入力があって、ロッド側室１４の圧力が開弁圧を超える状態となると、排出通路２４を開放する。このように、可変リリーフ弁２５は、ロッド側室１４の圧力が開弁圧以上となると、ロッド側室１４内の圧力をタンク１６へ排出するので、シリンダ１１内の圧力が過大となるのを防止してアクチュエータＡのシステム全体を保護する。よって、排出通路２４と可変リリーフ弁２５とを設けると、システムの保護も可能となる。
【００４６】
また、本実施の形態のアクチュエータＡにおける流体圧回路ＨＣは、ピストン側室１５からロッド側室１４へ向かう作動油の流れのみを許容する整流通路３０と、タンク１６からピストン側室１５へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込通路３１を備えている。よって、本実施の形態のアクチュエータＡでは、第一開閉弁２１および第二開閉弁２３が閉弁する状態でシリンダ本体Ｃｙが伸縮すると、シリンダ１１内から作動油が押し出される。シリンダ１１内から排出された作動油の流れに対して可変リリーフ弁２５が抵抗を与えるので、第一開閉弁２１および第二開閉弁２３が閉弁する状態では、本実施の形態のアクチュエータＡはユニフロー型のダンパとして機能できる。
【００４７】
このように構成されたアクチュエータＡでは、第一開閉弁２１と第二開閉弁２３がともに遮断ポジションを採っても、整流通路３０、吸込通路３１および排出通路２４で、ロッド側室１４、ピストン側室１５およびタンク１６を数珠繋ぎに連通させる。また、整流通路３０、吸込通路３１および排出通路２４は、一方通行の通路に設定されている。よって、シリンダ本体Ｃｙが外力によって伸縮すると、シリンダ１１から必ず作動油が排出されて排出通路２４を介してタンク１６へ戻され、シリンダ１１内で足りなくなる作動油は吸込通路３１を介してタンク１６からシリンダ１１内へ供給される。この作動油の流れに対して前記可変リリーフ弁２５が抵抗となってシリンダ１１内の圧力を開弁圧に調節するので、アクチュエータＡは、パッシブなユニフロー型のダンパとして機能する。
【００４８】
また、アクチュエータＡへの通電が不能となるようなフェール時には、第一開閉弁２１と第二開閉弁２３のそれぞれが遮断ポジションを採り、可変リリーフ弁２５は、開弁圧が最大に固定された圧力制御弁として機能する。よって、このようなフェール時には、アクチュエータＡは、自動的に、パッシブダンパとして機能する。
【００４９】
つづいて、アクチュエータＡに所望の伸長方向の力を発生させる場合、制御部Ｃは、基本的には、モータ１８を回転させてポンプ１７からシリンダ１１内へ作動油を供給しつつ、第一開閉弁２１を連通ポジションとし、第二開閉弁２３を遮断ポジションとするように駆動装置１９へ指令する。このようにすると、ロッド側室１４とピストン側室１５とが連通状態におかれて両者にポンプ１７から作動油が供給され、ピストン１２が図２中左方へ押されアクチュエータＡは伸長方向の力を発生する。ロッド側室１４内およびピストン側室１５内の圧力が可変リリーフ弁２５の開弁圧を上回ると、可変リリーフ弁２５が開弁して作動油が排出通路２４を介してタンク１６へ排出される。よって、ロッド側室１４内およびピストン側室１５内の圧力は、可変リリーフ弁２５に与える電流量で決まる可変リリーフ弁２５の開弁圧にコントロールされる。そして、アクチュエータＡは、ピストン１２におけるピストン側室１５側とロッド側室１４側の受圧面積差に可変リリーフ弁２５によってコントロールされるロッド側室１４内およびピストン側室１５内の圧力を乗じた値の伸長方向の力を発生する。
【００５０】
これに対して、アクチュエータＡに所望の収縮方向の力を発生させる場合、制御部Ｃは、モータ１８を回転させてポンプ１７からロッド側室１４内へ作動油を供給しつつ、第一開閉弁２１を遮断ポジションとし、第二開閉弁２３を連通ポジションとするように駆動装置１９へ指令する。このようにすると、ピストン側室１５とタンク１６が連通状態におかれるとともにロッド側室１４にポンプ１７から作動油が供給されるので、ピストン１２が図２中右方へ押されアクチュエータＡは収縮方向の力を発生する。そして、前述と同様に、可変リリーフ弁２５の電流量を調節すると、アクチュエータＡは、ピストン１２におけるロッド側室１４側の受圧面積と可変リリーフ弁２５にコントロールされるロッド側室１４内の圧力を乗じた収縮方向の力を発生する。
【００５１】
また、アクチュエータＡにあっては、アクチュエータとして機能するのみならず、モータ１８の駆動状況に関わらず、第一開閉弁２１と第二開閉弁２３の開閉のみでダンパとしても機能できる。また、アクチュエータＡをアクチュエータからダンパへ切換る際に、面倒かつ急峻な第一開閉弁２１と第二開閉弁２３の切換動作を伴わないので、応答性および信頼性が高いシステムを提供できる。
【００５２】
なお、本例のアクチュエータＡにあっては、片ロッド型に設定されているので、両ロッド型のアクチュエータと比較してストローク長を確保しやすく、アクチュエータの全長が短くなって、鉄道車両への搭載性が向上する。
【００５３】
つづいて、振動検知部２は、本実施の形態では、制振対象である車体Ｂの振動として、車体Ｂの車両進行方向に対する水平横方向の加速度αを検出する加速度センサとされていて、検出した加速度αを制御部Ｃに出力する。振動検知部２は、車体Ｂの振動に関する情報を検知できればよく、制御部Ｃで利用できれば車体Ｂの変位や速度を検知するものでもよい。
【００５４】
また、温度検知部３は、図３に示すように、本実施の形態では、伸縮体としてのアクチュエータＡを構成する機器としてモータ１８と駆動装置１９の温度をそれぞれ検知する温度センサ３ａ，３ｂを備えて構成されている。温度検知部３は、温度センサ３ａ，３ｂで検知したモータ１８および駆動装置１９の温度ｔ１，ｔ２を制御部Ｃに出力する。
【００５５】
制御部Ｃは、図３に示すように、加速度αを濾波して加速度αの低周波成分を抽出するローパスフィルタ４と、ローパスフィルタ４で濾波した加速度αからローパスフィルタ４のカットオフ周波数よりも低いカットオフ周波数未満の低周波成分を取り除くハイパスフィルタ５と、フィルタ処理後の加速度を処理してアクチュエータＡのモータ１８、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３、可変リリーフ弁２５を駆動するための制御指令を生成して駆動装置１９へ出力する指令生成部６と、温度検知部３で検知した温度に基づいてローパスフィルタ４のカットオフ周波数を変更する周波数変更部７とを備えている。
【００５６】
ローパスフィルタ４は、加速度αを濾波して加速度αに含まれる高周波成分を取り除いて、カットオフ周波数以下の低周波成分を抽出する。ローパスフィルタ４のカットオフ周波数は、本実施の形態では、車体Ｂと台車Ｔの共振周波数帯の周波数成分を抽出できるように設定されている。本実施の形態では、車体Ｂの共振周波数体が１から２Ｈｚ程度で、台車Ｔの共振周波数が１０Ｈｚ程度の鉄道車両における車体Ｂの制振に向くように、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数の初期値を１５Ｈｚ程度に設定してある。本実施の形態では、振動抑制装置１の制振対象を車体Ｂとしており、台車Ｔの振動も車体Ｂに影響するため、指令生成部６が車体Ｂと共振周波数帯および台車Ｔの共振周波数帯の振動の抑制に適した制御指令を求めて、制御部Ｃが車体Ｂの振動を効率よく抑制できるようローパスフィルタ４のカットオフ周波数が設定されている。
【００５７】
ハイパスフィルタ５は、ローパスフィルタ４で濾波した加速度αから加速度αに含まれる低周波成分を取り除いて、カットオフ周波数以上の高周波成分を抽出する。ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数は、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数よりも低く、かつ、車体Ｂの共振周波数帯よりも低い周波数に設定されている。本実施の形態では、振動抑制装置１の制振対象を車体Ｂとしており、ハイパスフィルタ５は、加速度αに含まれる周波数成分のうち、車体Ｂの共振周波数帯よりも低い周波数帯の成分を取り除く。ハイパスフィルタ５を設けると振動検知部２としての加速度センサが出力する加速度αに含まれるドリフト成分が取り除かれるので、指令生成部６が車体Ｂの共振周波数帯の振動の抑制に適した制御指令を求め得る。
【００５８】
指令生成部６は、図３に示すように、ローパスフィルタ４およびハイパスフィルタ５で処理した加速度αに基づいてアクチュエータＡが発生すべき力である目標力Ｆを求める目標力演算部６１と、モータ１８の回転速度を監視してモータ１８を所定の回転速度で回転駆動するためにモータ１８に与えるべき電流を指示する制御指令Ｉｍを生成して駆動装置１９へ制御指令Ｉｍを出力するモータ制御指令演算部６２と、目標力Ｆに基づいて可変リリーフ弁２５へ与える電流を指示する制御指令Ｉｒを生成して駆動装置１９へ制御指令Ｉｒを出力するリリーフ弁制御指令演算部６３と、目標力Ｆに基づいて第一開閉弁２１および第二開閉弁２３を切換駆動する制御指令Ｉｏを生成して駆動装置１９へ制御指令Ｉｏを出力する開閉弁制御指令演算部６４とを備えて構成されている。
【００５９】
本実施の形態では、目標力演算部６１は、Ｈ∞制御器とされており、加速度αから車体Ｂの振動を抑制するためにアクチュエータＡが出力すべき力を指示する目標力Ｆを求める。なお、目標力Ｆは、方向により正負の符号が付されており、符号はアクチュエータＡに出力させるべき力の方向を示す。開閉弁制御指令演算部６４は、目標力Ｆの入力を受けると、目標力Ｆの符号に応じて第一開閉弁２１と第二開閉弁２３へ通電するか否かを指示する制御指令Ｉｏを生成して駆動装置１９へ出力して、第一開閉弁２１と第二開閉弁２３との開閉を制御する。
【００６０】
より詳細には、アクチュエータＡの伸長方向を正とし、収縮方向を負とする場合、開閉弁制御指令演算部６４は、第一開閉弁２１と第二開閉弁２３を以下のように動作させる。目標力Ｆの符号が正である場合、アクチュエータＡの力の方向が伸長方向であるので、開閉弁制御指令演算部６４は、第一開閉弁２１を連通ポジションとしつつ第二開閉弁２３を遮断ポジションとする指示でなる制御指令Ｉｏを駆動装置１９へ出力する。駆動装置１９は、制御指令Ｉｏが指示する通りに、第一開閉弁２１へ電流供給しつつ第二開閉弁２３への電流供給を行わず、第一開閉弁２１を連通ポジションとしつつ第二開閉弁２３を遮断ポジションとする。すると、ポンプ１７からロッド側室１４とピストン側室１５の双方に作動油が供給されてアクチュエータＡは伸長方向の力を発生する。
【００６１】
他方、目標力Ｆの符号が負である場合、アクチュエータＡの力の方向が収縮方向であるので、開閉弁制御指令演算部６４は、第一開閉弁２１を遮断ポジションとしつつ第二開閉弁２３を連通ポジションとする指示でなる制御指令Ｉｏを駆動装置１９へ出力する。駆動装置１９は、制御指令Ｉｏが指示する通りに、第一開閉弁２１への電流供給を行わず第二開閉弁２３へ電流供給し、第一開閉弁２１を遮断ポジションとしつつ第二開閉弁２３を連通ポジションとする。すると、ポンプ１７からロッド側室１４のみに作動油が供給されてピストン側室１５とタンク１６とが連通されるので、アクチュエータＡは収縮方向の力を発生する。
【００６２】
なお、目標力演算部６１は、本実施の形態では、加速度αのみから目標力Ｆを求めているが、車体Ｂのスエー加速度とヨー加速度とに基づいて、車体Ｂのスエーを抑制する制御力とヨーを抑制する制御力を別々に求め、これらを加算して目標力Ｆを求めてもよい。また、目標力演算部６１は、加速度αから車体Ｂの速度を求めてスカイフックゲインを乗じて目標力Ｆを求めるスカイフック制御を行う制御器であってもよい。
【００６３】
モータ制御指令演算部６２は、モータ１８の回転速度を検知するセンサ６２１とモータ１８に流れる電流量を検知するセンサ６２２から回転速度と電流量の入力を受け、モータ１８の回転速度とモータ１８に流れる電流量を監視する。そして、モータ制御指令演算部６２は、速度ループと電流ループを備えており、モータ１８の回転速度と電流量をフィードバックして、モータ１８を所定の回転速度で駆動させるためにモータ１８に与えるべき電流量を求める。モータ１８の回転速度は、モータ１８がブラシレスモータである場合、通常、モータ１８に備えられる電気角を検知するためのレゾルバやホール素子等をセンサ６２１として利用すればよい。また、モータ１８の電流量は、モータ１８が通常備えている電流センサをセンサ６２２として用いればよい。所定の回転速度については、振動抑制装置１を適用する鉄道車両の車体Ｂの制振に最適な値に予め決めればよい。つまり、モータ制御指令演算部６２は、所定の回転速度を目標回転速度として、モータ１８の回転速度と目標回転速度の偏差に基づいて目標電流値を求め、目標電流値とモータ１８に実際に流れている電流量との偏差に基づいてモータ１８へ与えるべき電流量を求める。そして、モータ制御指令演算部６２は、求めた電流量をモータ１８へ与えるよう指示する制御指令Ｉｍを生成して駆動装置１９へ出力する。
【００６４】
つづいて、リリーフ弁制御指令演算部６３は、前述のように求められた目標力Ｆに基づいて可変リリーフ弁２５へ供給する電流量を求める。そして、リリーフ弁制御指令演算部６３は、求めた電流量を可変リリーフ弁２５へ与えるよう指示する制御指令Ｉｒを生成して駆動装置１９へ出力する。
【００６５】
このように指令生成部６は、加速度αから目標力Ｆを求めて、アクチュエータＡに目標力Ｆ通りの力を発生させるべく、モータ１８、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３および可変リリーフ弁２５を駆動する駆動装置１９へ制御指令Ｉｍ，Ｉｏ，Ｉｒを出力する。駆動装置１９は、与えられた制御指令Ｉｍ，Ｉｏ，Ｉｒが指示する通りにモータ１８、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３および可変リリーフ弁２５に電流を供給し、アクチュエータＡに目標力Ｆを発生させる。よって、振動抑制装置１は、車体Ｂの振動を検知して、車体Ｂの振動を抑制させる力を伸縮体としてのアクチュエータＡに発生させて、車体Ｂの振動を抑制できる。
【００６６】
つづいて、周波数変更部７は、温度検知部３で検知した温度ｔ１，ｔ２に基づいてローパスフィルタ４のカットオフ周波数を変更する。周波数変更部７は、温度検知部３で検知した温度ｔ１，ｔ２がそれぞれに設定される温度閾値Ｔ１，Ｔ２を超えると、カットオフ周波数を低下させるように変更する。
【００６７】
具体的には、周波数変更部７は、モータ１８の温度ｔ１が温度ｔ１に対して設定される温度閾値Ｔ１を超えると、温度ｔ１と温度閾値Ｔ１の差分に係数を乗じた値だけローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させる。また、周波数変更部７は、駆動装置１９の温度ｔ２が温度ｔ２に対して設定される温度閾値Ｔ２を超えると、温度ｔ２と温度閾値Ｔ２の差分に係数を乗じた値だけローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させる。温度閾値Ｔ１，Ｔ２は、それぞれモータ１８が焼損する温度、駆動装置１９におけるパワー素子に悪影響を与える温度に対して、充分に低い温度に設定されている。
【００６８】
より詳細には、周波数変更部７は、たとえば、図４に示すように、温度検知部３で検知した温度ｔ１，ｔ２を取り込んで（ステップＳ１）、温度ｔ１が温度閾値Ｔ１を超えているか否かを判断する（ステップＳ２）。周波数変更部７は、温度ｔ１が温度閾値Ｔ１を超えている場合、モータ１８の温度ｔ１に起因してローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させる周波数値ｆ１をｆ１＝（ｔ１−Ｔ１）×β１を演算して求める（ステップＳ３）。他方、ステップＳ２の判断で温度ｔ１が温度閾値Ｔ１以下である場合、周波数変更部７は、ｆ１＝０とする（ステップＳ４）。
【００６９】
つづいて、周波数変更部７は、温度ｔ２が温度閾値Ｔ２を超えているか否かを判断する（ステップＳ５）。そして、周波数変更部７は、温度ｔ２が温度閾値Ｔ２を超えている場合、駆動装置１９の温度ｔ２に起因してローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させる周波数値ｆ２をｆ２＝（ｔ２−Ｔ２）×β２を演算して求める（ステップＳ６）。これに対して、ステップＳ５の判断で温度ｔ２が温度閾値Ｔ２以下である場合、周波数変更部７は、ｆ２＝０とする（ステップＳ７）。なお、β１、β２は、任意に設定される係数である。
【００７０】
そして、周波数変更部７は、周波数値ｆ１が周波数値ｆ２を比較して大きい方を採用して、大きな周波数値だけローパスフィルタ４のカットオフ周波数を初期値から低下させる。具体的には、周波数変更部７は、周波数値ｆ１が周波数値ｆ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ８）。そして、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数の初期値をｆｃとし、変更後のカットオフ周波数をｆａとし、周波数値ｆ１が周波数値ｆ２以上である場合には、周波数変更部７は、ｆａ＝ｆｃ−ｆ１を演算してカットオフ周波数ｆａを求める（ステップＳ９）。他方、周波数値ｆ２が周波数値ｆ１を超えている場合には、周波数変更部７は、ｆａ＝ｆｃ−ｆ２を演算してカットオフ周波数ｆａを求める（ステップＳ１０）。こうしてカットオフ周波数ｆａが得られたら、周波数変更部７は、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を演算して得られたカットオフ周波数ｆａに設定する（ステップＳ１１）。この処理を繰り返し行って、周波数変更部７は、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を順次変更する。そして、再度、温度ｔ１，ｔ２がそれぞれに対して設定される温度閾値Ｔ１，Ｔ２以下になると、演算される周波数値ｆ１，ｆ２は０となるので、周波数変更部７は、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を初期値ｆｃとする。
【００７１】
なお、周波数変更部７は、温度閾値Ｔ１，Ｔ２よりも低い温度に設定される温度閾値Ｔ３，Ｔ４より温度ｔ１，ｔ２が低くなった場合にローパスフィルタ４のカットオフ周波数を初期値へ戻すようにしてもよい。このように周波数変更部７は、温度ｔ１，ｔ２に応じてローパスフィルタ４のカットオフ周波数を高低変更するのである。
【００７２】
また、周波数変更部７は、温度ｔ１，ｔ２が温度閾値Ｔ１，Ｔ２以下の場合に、周波数値ｆ１，ｆ２を０とするようにしているが、温度ｔ１，ｔ２が温度閾値Ｔ１，Ｔ２以下の場合にもステップＳ３，Ｓ６の演算を行って、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を初期値ｆｃよりも高くするように変更してもよい。このようにする場合、ローパスフィルタ４が二次以上の高次の極を持つフィルタであれば、変更後のカットオフ周波数が高次の極の周波数の三分の一未満になるようにカットオフ周波数の上限値にクランプするようにするとよい。たとえば、図５に示すように、ローパスフィルタ４が三次のフィルタであって、一次極であるカットオフ周波数ｆａの他に二次極ｆＨ２と三次極ｆＨ３を備えている場合、周波数変更部７は、ｆａ≧ｆＨ２／３とならないように上限値ｆｌｉｍ＝ｆＨ２／ｂ（ただし、ｂは３を超える値）を超えないようにカットオフ周波数ｆａの値をクランプすればよい。ローパスフィルタ４が二次以上の高次の極を持つフィルタである場合、変更後のカットオフ周波数を上昇させてもカットオフ周波数が高次の極の周波数の三分の一未満となるようにクランプする、つまり、リミットをかければ、制御部Ｃにおける負帰還の安定性が維持される。
【００７３】
なお、本実施の形態では、温度ｔ１と温度閾値Ｔ１との差分或いは温度ｔ２と温度閾値Ｔ２との差分に比例させて、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を高低させるようにしているが、これ以外にも差分をパラメータとする他の関数を利用してカットオフ周波数の増減量を求めてもよい。また、温度ｔ１，ｔ２が対応する温度閾値Ｔ１，Ｔ２を超えた時間をそれぞれカウントして、カウントして得た時間の長い方の時間に比例してローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させてもよい。さらには、温度ｔ１，ｔ２が対応する温度閾値Ｔ１，Ｔ２を超えた温度と時間との積算値をそれぞれ求めて、各積算値のうち大きな値に比例してローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させてもよい。このようにカウントした時間を用いるか、積算値を用いる場合、温度ｔ１，ｔ２が対応する温度閾値Ｔ１，Ｔ２以下になり、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を初期値ｆｃに戻したら、前記時間や積算値をリセットすればよい。
【００７４】
このように、制御部Ｃは、伸縮体としてのアクチュエータＡの機器であるモータ１８と駆動装置１９の温度ｔ１，ｔ２を監視し、モータ１８と駆動装置１９の温度ｔ１，ｔ２が高くなると、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させる。
【００７５】
周波数変更部７がローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させると、加速度αに含まれる高周波成分を取り除く範囲が拡大し、指令生成部６の目標力Ｆの演算に際して加速度αの高周波成分が寄与しなくなって、振動抑制装置１は、高周波の振動には応答しなくなる。よって、アクチュエータＡの仕事量が減少し、アクチュエータＡの機器へ与える電流量が減少するので、モータ１８と駆動装置１９の温度ｔ１，ｔ２の上昇が抑制される。なお、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数の下限値を車体（制振対象）Ｂの共振周波数帯より高く設定すれば、車体Ｂが最も振動しやすい周波数成分は取り除かれないので、車体Ｂの制振効果が大きく低下することはない。
【００７６】
また、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数が周波数変更部７による変更によって低下した場合、制御部Ｃは、上位の制御装置である外部機器である車両モニタ装置１００へカットオフ周波数を変更した旨を通知すべくカットオフ周波数低下信号を出力する。このように振動抑制装置１は、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させると上位の車両モニタ装置（外部機器）１００へカットオフ周波数低下信号を出力するので、車両モニタ装置（外部機器）１００のオペレータに振動抑制装置１の制振能力の低下とアクチュエータ（伸縮体）Ａの機器の温度上昇を認知させ得る。
【００７７】
また、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数の下限値を設定せず、周波数変更部７がカットオフ周波数を車体Ｂの共振周波数帯にまで割り込んで低下させてしまう可能性がある場合、制御部Ｃは、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数が車体（制振対象）Ｂの振動抑制に支障を来す可能性がある周波数、つまり、車体Ｂの共振周波数帯の近傍の周波数まで低下すると外部機器である車両モニタ装置１００へ高温信号を出力してもよい。具体的には、カットオフ周波数に対して周波数閾値を設定して、周波数変更部７は、変更によって設定したカットオフ周波数が周波数閾値未満になると、高温信号を出力すればよい。高温信号は、振動抑制装置１による車体Ｂの振動抑制効果が著しく低下してしまう場合に制御部Ｃから車両モニタ装置１００へ出力されるので、鉄道車両のオペレータは、車両モニタ装置１００を通じてアクチュエータＡの温度が上昇して振動抑制装置１の制振能力が著しく低下したことを認識できる。また、本実施の形態の場合、制御部Ｃは、高温信号を車両モニタ装置１００に出力した場合、車両モニタ装置１００側からの指示でアクチュエータＡにおけるモータ１８の駆動を停止させてアクチュエータＡをパッシブダンパ或いはスカイフックセミアクティブダンパとして機能させて、モータ１８および駆動装置１９の温度上昇を抑制するようになっている。よって、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数が振動抑制装置１の制振能力が著しく低下するような周波数にまで低下すると、制御部Ｃは、車両モニタ装置（外部機器）１００からの指示を受け付ける状態となり、車両モニタ装置（外部機器）１００からの指示でアクチュエータ（伸縮体）Ａをパッシブダンパ或いはスカイフックセミアクティブダンパとして機能させる。車両モニタ装置１００の指示は、車両モニタ装置１００のオペレータの操作によって制御部Ｃに出力されてもよいし、車両モニタ装置１００が高温信号を受け取ると自動的に指示を制御部Ｃへ出力してもよい。なお、制御部Ｃは、高温信号の出力条件が整った場合、高温信号の車両モニタ装置１００への出力とともに、アクチュエータＡをパッシブダンパ或いはスカイフックセミアクティブダンパとして機能させる制御を行って、モータ１８および駆動装置１９の温度上昇を抑制するようにしてもよい。
【００７８】
また、これとは別に、外部機器としての車両モニタ装置１００から省電力モードでアクチュエータＡを制御せよとの指令が制御部Ｃに入力されると、周波数変更部７は、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させるようになっている。具体的には、車両モニタ装置１００は、鉄道車両の全体の消費電力を監視しており、振動抑制装置１を含めた車両全体の各種装置での消費電力が大きくなる場合に振動抑制装置１の消費電力を低く抑えるべく、省電力モードでの制御の実行を指示する省電力指令を制御部Ｃへ入力する。制御部Ｃは、省電力指令を受け取ると、周波数変更部７にてローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させる。このようにローパスフィルタ４のカットオフ周波数が低下すると、加速度αに含まれる高周波成分を取り除く範囲が拡大し、指令生成部６の目標力Ｆの演算に際して加速度αの高周波成分が寄与しなくなって、振動抑制装置１は、高周波の振動には応答しなくなり、アクチュエータＡの仕事量が減少し、アクチュエータＡの機器へ与える電流量が減少する。よって、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させる前と後では、低下後の方が振動抑制装置１の消費電力は少なくなる。なお、省電力モードにおけるローパスフィルタ４のカットオフ周波数を変更する際の低下量は、予め所定値に設定されていてもよいし、省電力指令の信号強度に応じて低下量を変化させてもよい。
【００７９】
なお、制御部Ｃは、ハードウェア資源としては、図示はしないが具体的にはたとえば、振動検知部２における加速度センサ、温度検知部３における温度センサ３ａ，３ｂが出力する信号を取り込むためのＡ／Ｄ変換器と、加速度αおよび温度ｔ１，ｔ２を取り込んでアクチュエータＡを制御するのに必要な制御指令を生成および出力する処理に使用されるプログラムが格納されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、前記プログラムに基づいた処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の演算装置と、前記ＣＰＵに記憶領域を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置とを備えて構成されればよく、制御部Ｃの各部は、ＣＰＵの前記プログラムの実行により実現できる。また、制御部Ｃは、このようにＣＰＵ等で構成されれば、構成部品を同一基板上に実装できモジュール化できる。また、アクチュエータＡにおける駆動装置１９は、制御部Ｃを構成するＣＰＵ等と同一基板上に構成されてもよく、このようにすれば、駆動装置１９の温度を検知する温度センサ３ｂについても同一基板上に設置でき、駆動装置１９を含めて制御部Ｃを小型化できる。
【００８０】
このように、本発明の振動抑制装置１は、車体（制振対象）Ｂに入力される振動検知部２と、車体（制振対象）Ｂの振動を抑制する力を発生可能なアクチュエータ（伸縮体）Ａと、振動検知部２が検知した振動に基づいてアクチュエータ（伸縮体）Ａが発生する力を制御する制御部Ｃと、アクチュエータ（伸縮体）Ａを構成するモータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９の温度ｔ１，ｔ２を検知する温度検知部３とを備え、制御部Ｃは、振動を濾波するローパスフィルタ４と、ローパスフィルタ４で処理した振動に基づいてアクチュエータ（伸縮体）Ａに発生させる力を求めてアクチュエータ（伸縮体）Ａに前記力を発生させる指令を生成する指令生成部６と、温度検知部３で検知した温度に基づいてローパスフィルタ４のカットオフ周波数を変更する周波数変更部７とを有している。
【００８１】
このように構成された振動抑制装置１では、アクチュエータ（伸縮体）Ａを構成するモータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９の温度ｔ１，ｔ２を監視し、モータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９の温度ｔ１，ｔ２が高くなると、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させて、車体（制振対象）Ｂの制振効果が大きく低下させずにモータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９の温度ｔ１，ｔ２の上昇を抑制する。
【００８２】
よって、本発明の振動抑制装置１によれば、アクチュエータ（伸縮体）Ａを構成するモータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９を保護しつつも制振効果の低下を抑制できる。
【００８３】
また、本実施の形態の振動抑制装置１は、周波数変更部７が温度ｔ１，ｔ２が上昇するとローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させ、温度ｔ１，ｔ２２が低下するとローパスフィルタ４のカットオフ周波数を上昇させる。このように構成された振動抑制装置１によれば、モータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９の温度ｔ１，ｔ２が上昇するとローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させてモータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９を保護でき、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させた後にモータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９の温度ｔ１，ｔ２が低下すると前記カットオフ周波数を上昇させて車体（制振対象）Ｂの制振効果が高い元の状態に復帰できる。ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させている間も、制御部ＣにおけるアクチュエータＡの制御が継続されて、振動抑制装置１は車体Ｂの振動を抑制し続けるので、振動抑制効果が失われずに済む。なお、モータの過トルクによる停止が行われた後に、鉄道車両の走行中にモータのリセットが可能となったとしても、モータの停止中は振動抑制制御が不能となるので、これに対しても振動抑制御を継続できる振動抑制装置１は有用である。
【００８４】
なお、アクチュエータ（伸縮体）Ａを構成する機器は、モータ１８、駆動装置１９以外にもシリンダ本体Ｃｙやポンプ１７もあり、シリンダ本体Ｃｙの温度が高温となるとシリンダ本体Ｃｙやポンプ１７のシールに悪影響が出るので、温度検知部３でシリンダ本体Ｃｙやポンプ１７の温度を検知して、周波数変更部７におけるローパスフィルタ４のカットオフ周波数の変更の際の指標としてもよい。なお、シリンダ本体Ｃｙやポンプ１７の温度は、別々に検知してもよいが、作動油の温度はシリンダ本体Ｃｙおよびポンプ１７の温度と近似するので作動油の温度を検知して両者の温度としてもよい。また、シリンダ本体Ｃｙ、ポンプ１７、モータ１８および駆動装置１９の各機器のうち、いずれか一つ或いはこれら機器のうちに任意に選んだ機器の温度を検知してローパスフィルタ４のカットオフ周波数を変更してもよい。
【００８５】
そして、本実施の形態の振動抑制装置１は、アクチュエータ（伸縮体）Ａが、作動油（作動流体）の供給により伸縮するシリンダ本体Ｃｙと、シリンダ本体Ｃｙへ作動油（作動流体）を供給するポンプ１７と、ポンプ１７を駆動するモータ１８と、モータを１８駆動する駆動装置１９とを有し、温度検知部３がシリンダ本体Ｃｙ、モータ１８および駆動装置１９のいずれか一つまたはこれらの任意の組み合わせを機器として温度を検知してもよい。このように構成された振動抑制装置１では、温度検知部３がアクチュエータ（伸縮体）Ａを構成する主要な機器の温度を検知するので、アクチュエータ（伸縮体）Ａを構成する主要な機器を保護できる。
【００８６】
また、温度検知部３は、モータ１８の温度について温度センサ３ａを利用せずにモータ１８の使用状況からモータ１８の温度を推定してもよい。モータ１８は、電流が供給されると巻線が発熱して温度が上昇するので、モータ１８の使用状況によってどの程度温度上昇するかは予め把握できる。よって、モータ１８の使用状況を把握できる指標としてモータ１８に供給された電流が分かれば、モータ１８の温度を推定できる。モータ１８に供給された電流は、モータ１８の電流を監視して得てもよいし、モータ１８を駆動するための制御指令はモータ１８に与える電流を指示する指令であるから制御指令を監視していればモータ１８の温度を推定できる。モータ１８を制御するには、電流センサが必要とされる場合が多く、電流センサを利用すれば、別途温度センサを必要とせずにモータ１８の温度を推定できるので、振動抑制装置１が安価となる。また、温度検知部３は、モータ１８を駆動するための制御指令からモータ１８の温度を推定する場合には、モータ１８の温度検知に際して、温度センサも電流センサも不要となるので、振動抑制装置１が安価となる。このように、温度検知部３は、モータ１８の使用状況からモータ１８の温度を推定すれば、温度センサが不要となって振動抑制装置１が安価となるのである。
【００８７】
さらに、温度検知部３は、駆動装置１９の温度について温度センサ３ｂを使用せずに駆動装置１９の使用状況から駆動装置１９の温度を推定してもよい。駆動装置１９は、モータ１８、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３および可変リリーフ弁２５に通電するためのパワー素子を備えており、パワー素子がオンしてモータ１８、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３および可変リリーフ弁２５に電流を供給する際に発熱する。パワー素子がモータ１８、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３および可変リリーフ弁２５に与える電流によってどの程度パワー素子の温度が上昇するかは予め把握できる。モータ１８、第一開閉弁２１、第二開閉弁２３および可変リリーフ弁２５を駆動するための制御指令は、パワー素子のオンデューティを指示する指令であるから制御指令を監視していれば駆動装置１９の温度を推定できる。よって、駆動装置１９の使用状況を把握できる指標として、駆動装置１９に与える制御指令を用いればよい。温度検知部３が制御指令から駆動装置１９の温度を推定する場合、駆動装置１９の温度検知に際して温度センサが不要となるので、振動抑制装置１が安価となる。
【００８８】
また、本実施の形態の振動抑制装置１では、カットオフ周波数がローパスフィルタ４のカットオフ周波数よりも低く設定されて振動検知部２が検知した加速度（振動）αを濾波するハイパスフィルタ５を備えている。このようにハイパスフィルタ５を備えた振動抑制装置１では、振動検知部２が検知した加速度（振動）αに含まれるドリフト成分を取り除いて、車体（制振対象）Ｂの制振に必要となる周波数帯の成分のみを抽出できるので、車体（制振対象）Ｂの制振効果を高め得る。また、アクチュエータ（伸縮体）Ａのシリンダ本体Ｃｙが外力によって非常に低速で伸長し続けたり収縮し続けたりする場合に、アクチュエータ（伸縮体）Ａが力を発生し続けてアクチュエータ（伸縮体）Ａを構成する機器の温度が不必要に上昇してしまう事態が想定されるが、ハイパスフィルタ５を設けると、このようなアクチュエータ（伸縮体）Ａの伸縮に対して振動抑制装置１が反応しなくなり力を発生しなくなる。よって、このようにハイパスフィルタ５を備えた振動抑制装置１では、アクチュエータ（伸縮体）Ａの機器の温度上昇をより一層抑制できる。
【００８９】
さらに、周波数変更部７は、温度ｔ１，ｔ２に応じてハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を変更してもよい。具体的には、周波数変更部７は、モータ１８の温度ｔ１が温度ｔ１に対して設定される温度閾値Ｔ１を超えると、温度ｔ１と温度閾値Ｔ１の差分に係数を乗じた値だけハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させる。また、周波数変更部７は、駆動装置１９の温度ｔ２が温度ｔ２に対して設定される温度閾値Ｔ２を超えると、温度ｔ２と温度閾値Ｔ２の差分に係数を乗じた値だけハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させる。
【００９０】
より詳細には、周波数変更部７は、たとえば、図６に示すように、温度検知部３で検知した温度ｔ１，ｔ２を取り込んで（ステップＳ２１）、温度ｔ１が温度閾値Ｔ１を超えているか否かを判断する（ステップＳ２２）。周波数変更部７は、温度ｔ１が温度閾値Ｔ１を超えている場合、モータ１８の温度ｔ１に起因してハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させる周波数値ｆ３をｆ３＝（ｔ１−Ｔ１）×β３を演算して求める（ステップＳ２３）。他方、ステップＳ１２の判断で温度ｔ１が温度閾値Ｔ１以下である場合、周波数変更部７は、ｆ３＝０とする（ステップＳ２４）。
【００９１】
つづいて、周波数変更部７は、温度ｔ２が温度閾値Ｔ２を超えているか否かを判断する（ステップＳ２５）。そして、周波数変更部７は、温度ｔ２が温度閾値Ｔ２を超えている場合、駆動装置１９の温度ｔ２に起因してハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させる周波数値ｆ４をｆ４＝（ｔ２−Ｔ２）×β４を演算して求める（ステップＳ２６）。これに対して、ステップＳ１５の判断で温度ｔ２が温度閾値Ｔ２以下である場合、周波数変更部７は、ｆ４＝０とする（ステップＳ２７）。なお、β３、β４は、任意に設定される係数である。
【００９２】
そして、周波数変更部７は、周波数値ｆ３と周波数値ｆ４を比較して大きい方を採用して、大きな周波数値だけハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を初期値から上昇させる。具体的には、周波数変更部７は、周波数値ｆ３が周波数値ｆ４以上であるか否かを判断する（ステップＳ２８）。そして、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数の初期値をｆｄとし、変更後のカットオフ周波数をｆｂとし、周波数値ｆ３が周波数値ｆ４以上である場合には、周波数変更部７は、ｆｂ＝ｆｄ＋ｆ３を演算してカットオフ周波数ｆｂを求める（ステップＳ２９）。他方、周波数値ｆ４が周波数値ｆ３を超えている場合には、周波数変更部７は、ｆｂ＝ｆｄ＋ｆ４を演算してカットオフ周波数ｆｂを求める（ステップＳ３０）。こうしてカットオフ周波数ｆｂが得られたら、周波数変更部７は、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を演算して得られたカットオフ周波数ｆｂに設定する（ステップＳ２０）。この処理を繰り返し行って、周波数変更部７は、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を順次変更する。そして、再度、温度ｔ１，ｔ２がそれぞれに対して設定される温度閾値Ｔ１，Ｔ２以下になると、演算される周波数値ｆ３，ｆ４は０となるので、周波数変更部７は、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を初期値ｆｄとする。
【００９３】
なお、周波数変更部７は、温度閾値Ｔ１，Ｔ２よりも低い温度に設定される温度閾値Ｔ３，Ｔ４より温度ｔ１，ｔ２が低くなった場合にハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を初期値へ戻すようにしてもよい。このように周波数変更部７は、温度ｔ１，ｔ２に応じてハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を高低変更するのである。
【００９４】
また、周波数変更部７は、温度ｔ１，ｔ２が温度閾値Ｔ１，Ｔ２以下の場合に、周波数値ｆ３，ｆ４を０とするようにしているが、温度ｔ１，ｔ２が温度閾値Ｔ１，Ｔ２以下の場合にもステップＳ１３，Ｓ１６の演算を行って、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を初期値ｆｄよりも低くするように変更してもよい。なお、本実施の形態では、温度ｔ１と温度閾値Ｔ１との差分或いは温度ｔ２と温度閾値Ｔ２との差分に比例させて、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を高低させるようにしているが、これ以外にも差分をパラメータとする他の関数を利用してカットオフ周波数の増減量を求めてもよい。また、温度ｔ１，ｔ２が対応する温度閾値Ｔ１，Ｔ２を超えた時間をそれぞれカウントして、カウントして得た時間の長い方の時間に比例してハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させてもよい。さらには、温度ｔ１，ｔ２が対応する温度閾値Ｔ１，Ｔ２を超えた温度と時間との積算値をそれぞれ求めて、各積算値のうち大きな値に比例してハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を低下させてもよい。このようにカウントした時間を用いるか、積算値を用いる場合、温度ｔ１，ｔ２が対応する温度閾値Ｔ１，Ｔ２以下になり、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を初期値ｆｄに戻したら、前記時間や積算値をリセットすればよい。
【００９５】
なお、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を変更するトリガとなる温度閾値Ｔ１，Ｔ２と、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を変更するトリガとなる温度閾値Ｔ１，Ｔ２とを同じ値として説明しているが、ローパスフィルタ４用の温度閾値とハイパスフィルタ５用の温度閾値は、独立に設定可能であって、異なる値に設定されてもよい。
【００９６】
このように、制御部Ｃは、伸縮体としてのアクチュエータＡの機器であるモータ１８と駆動装置１９の温度ｔ１，ｔ２を監視し、モータ１８と駆動装置１９の温度ｔ１，ｔ２が高くなると、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を低下させる。このように、周波数変更部７がハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させると、加速度αに含まれる低周波成分を取り除く範囲が拡大し、指令生成部６の目標力Ｆの演算に際して加速度αの低周波成分が寄与しなくなって、振動抑制装置１は、低周波の振動には応答しなくなる。よって、アクチュエータＡの仕事量が減少し、アクチュエータ（伸縮体）Ａの機器へ与える電流量が減少するので、モータ（機器）１８と駆動装置（機器）１９の温度ｔ１，ｔ２の上昇が抑制される。なお、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数の上限値を車体（制振対象）Ｂの共振周波数帯未満に設定すれば、車体Ｂが最も振動しやすい周波数成分は取り除かれないので、車体Ｂの制振効果が大きく低下することはない。
【００９７】
なお、ハイパスフィルタ５は省略できるが、ローパスフィルタ４とハイパスフィルタ５を設ける場合いずれを前段に配置してもよく、ローパスフィルタ４とハイパスフィルタ５の特性を合成したバンドパスフィルタで両者を実現してもよい。
【００９８】
また、ハイパスフィルタ５を設ける場合には、外部機器としての車両モニタ装置１００から省電力モードでアクチュエータＡを制御せよとの省電力指令が制御部Ｃに入力されると、周波数変更部７は、ローパスフィルタ４のカットオフ周波数を低下させるだけでなく、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させるよう変更してもよい。ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させると、加速度αに含まれる低周波成分を取り除く範囲が拡大し、指令生成部６の目標力Ｆの演算に際して加速度αの低周波成分が寄与しなくなって、振動抑制装置１は、低周波の振動には応答しなくなり、アクチュエータＡの仕事量が減少し、アクチュエータＡの機器へ与える電流量が減少する。よって、ハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を上昇させる前と後では、上昇後の方が振動抑制装置１の消費電力は少なくなる。なお、省電力モードにおけるハイパスフィルタ５のカットオフ周波数を変更する際の上昇量は、予め所定値に設定されていてもよいし、省電力指令の信号強度に応じて上昇量を変化させてもよい。
【００９９】
また、本実施の形態では、伸縮体をアクチュエータＡとしていたが、伸縮体を前述のアクチュエータＡからポンプ１７、モータ１８および供給通路２８を廃止したスカイフックセミアクティブダンパとしてもよいし、可変減衰弁によって減衰力を調整可能な減衰力可変ダンパとしてもよい。このように、スカイフックセミアクティブダンパや減衰力可変ダンパにあっても電流供給で駆動される弁（機器）が設置されて電流供給によって発熱するので温度上昇を抑制して機器を保護しつつも制振対象の振動を抑制できる。また、制振対象は、鉄道車両に限られず、たとえば、自動車や自動二輪車のばね上部材やばね下部材とされもよい。
【０１００】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１・・・振動抑制装置、２・・・振動検知部、３・・・温度検知部、４・・・ローパスフィルタ、５・・・ハイパスフィルタ、６・・・指令生成部、７・・・周波数変更部、１７・・・ポンプ、１８・・・モータ（機器）、１９・・・駆動装置（機器）、１００・・・車両モニタ装置（外部機器）、Ａ・・・アクチュエータ（伸縮体）、Ｂ・・・車体（制振対象）、Ｃ・・・制御部、Ｃｙ・・・シリンダ本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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