(57)【要約】【課題】台車Ｂと車体フレームＦ間に空気バネ５が介在していて、空気バネの給排気を制御して、車体高さを制御し、車体傾斜角度を制御する鉄道車両の車体傾斜制御装置について、その製作コストを低減するために、空気バネと制御装置との間の配線が単純化されるとともに、その機器について汎用性のあるものを使用できるように、車体傾斜制御装置を工夫すること。【解決手段】台車と車体フレーム間に空気バネが介在していて、制御装置で空気バネの給排気を制御して、車体高さ、車体傾斜角度を制御する鉄道車両の車体傾斜制御装置を前提として、前後左右の各空気バネの給排気装置に端末制御装置を組み付け、端末制御装置を中央制御装置に接続し、上記中央制御装置は列車制御装置Ｓから送信される情報を受信し、当該情報に基づいて、前後左右の空気バネのバネ高さの制御目標値を演算し、当該演算値を各空気バネの端末制御装置に指令する機能を備えており、上記端末制御装置は空気バネ高さを検出し、与えられた指令値に基づいて空気バネ高さを制御するフィードバック制御機能を備えていること。   【選択図】  図１
2006027444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車と車体フレーム間に空気バネが介在していて、制御装置で空気バネの給排気を制御して車体高さ、車体傾斜角度を制御する鉄道車両の車体傾斜制御装置において、前後左右の各空気バネの給排気装置に端末制御装置を組み付け、端末制御装置を中央制御装置に接続してあり、
上記中央制御装置が、走行位置情報、走行速度情報、経路情報を受信や保有し、当該情報に基づいて、前後左右の空気バネのバネ高さの制御目標値を演算し、当該演算値を各空気バネの端末制御装置に指令する機能を備えており、
上記端末制御装置は空気バネ高さを検出し、与えられた指令値に基づいて空気バネ高さを制御するフィードバック制御機能を備えていることを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御装置。
【請求項２】
請求項１における中央制御装置が、走行位置情報、走行速度情報、経路情報を受信や保有し、上記情報に基づいて、前後左右の空気バネの制御目標高さを演算するものであることを特徴とする請求項１の鉄道車両の車体傾斜制御装置。
【請求項３】
請求項１における前後左右の各空気バネの給排気装置に組み付けられた端末制御装置を、ネットワークによって中央制御装置に接続していることを特徴とする請求項１の鉄道車両の車体傾斜制御装置。
【請求項４】
上記給排気装置に上記端末制御装置を組み込んでユニット化した、請求項１の鉄道車両の車体傾斜制御装置用の給排気制御ユニット。
【請求項５】
送受信部、バネ高さ検出回路、比較回路、演算回路、出力部を有し、制御目標値の指令を受けて、空気バネの給排気を行って空気バネ高さを自己完結的に自動制御する請求項１の鉄道車両の車体傾斜制御装置用の端末制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気バネによって車体高さを制御し、傾斜角度を制御する鉄道車両の車体傾斜制御装置に関するものであり、各車両の空気バネの制御装置と各空気バネの給排気制御装置との間の配線を単純化し、空気バネの給排気制御装置を多くの共通機器を用いて構成するようにして、その製作コストを低減できるものである。
【背景技術】
【０００２】
前後左右の４つの空気バネを台車と車体フレーム間に介在させてあって、この空気バネの給気、排気を制御して車体の高さを調整し、一定高さに保持し、あるいは、車体傾斜角度を最適に調整する車体傾斜装置が鉄道車両で多用されている。
そして、空気バネの高さを車両の左右で違えることによって車体を傾斜させるもので、線路（軌道）の曲線情報と車両速度によって車両の傾斜角度を制御する車体傾斜装置の一例が特開平９−４８３４５号公報に記載されており、また、編成車両（列車）が線路のカーブ部分に入る場合において、各車両毎に最適傾斜角度に個別制御する車体傾斜制御装置の一例が特開２００２−３６２３６１号公報に記載されている。
車体傾斜制御は、前後左右の空気バネ（台車Ｂと車体フレームＦの間に介在しているもの）の空気圧を加減して、所要の高さ、傾斜角度になるように各空気バネのバネ高さｈを制御することであり、中央制御装置が、走行位置情報、走行速度情報、経路情報を受信や保有し、当該情報に基づいて、制御装置１が作動し、所定の車体高さ、傾斜角度になるように、前後左右の空気バネ５のバネ高さを演算して制御目標値を算定し、この目標値に基づいて空気バネ５の給排気を自動制御することによって、車体Ｆの高さの制御、傾斜角度の制御がなされる。
【０００３】
鉄道車両の車体傾斜制御装置の従来例は図１に示すとおりである。
全車両に指令を発信する列車制御装置Ｓと各車両の制御装置１との間が通信幹線２で結ばれおり、この通信幹線２によって列車制御装置Ｓと制御装置１との間の通信が行われる。
他方、前後左右の空気バネ５に給排気装置６が設けられており、各空気バネ５に付設されている高さセンサ７からのバネ高さ信号が制御装置１に送信され、制御装置１が上記空気バネ高さ信号に基づいて空気バネ高さを検出する。また、給排気装置の駆動信号が制御装置１から送信されるようになっており、４つの空気バネ５のバネ高さｈが一つの制御装置１によって制御される。
【０００４】
上記制御装置１の主な機能は次のとおりである。
（ａ）走行位置情報、走行速度情報、経路情報の受信や保有
（ｂ）給排気装置６に対する指令値の演算、
（ｃ）空気バネ５のバネ高さの検出、
（ｄ）空気バネの高さ調整（フィードバック制御）、
（ｅ）給排気装置６との通信、
上記のとおり、従来の制御装置１は上記機能（ａ）〜（ｅ）を備えており、給排気装置と制御装置１との間を多数の信号線で接続する必要がある。
また、上記（ａ）（ｂ）の機能は、列車の種類、路線によって異なるので、従来の制御装置１は汎用性が少ない。
車体傾斜制御装置における配線を単純化するため、また、車体傾斜制御装置の製作コストを低減するには、給排気装置６と制御装置１との間の信号線を少なくし、また、その機器について汎用性のあるものを使用できるようにして共用化を図ることが望ましい。
【特許文献１】特開平９−４８３４５号公報
【特許文献２】特開２００２−３６２３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、台車Ｂと車体フレームＦ間に空気バネ５が介在していて、空気バネの給排気を制御して、車体高さを制御し、車体傾斜角度を制御する鉄道車両の車体傾斜制御装置について、その製作コストを低減するために、空気バネと制御装置との間の配線が単純化されるとともに、その機器について汎用性のあるものを使用できるように、車体傾斜制御装置を工夫することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための手段は、台車と車体フレーム間に空気バネが介在していて、制御装置で空気バネの給排気を制御して、車体高さ、車体傾斜角度を制御する鉄道車両の車体傾斜制御装置を前提として、次の（イ）〜（ハ）によるものである。
（イ）前後左右の各空気バネの給排気装置に端末制御装置を組み付け、端末制御装置を中央制御装置に接続したこと、
（ロ）上記中央制御装置は走行位置情報、走行速度情報、経路情報を受信や保有し、当該情報に基づいて、前後左右の空気バネのバネ高さの制御目標値を演算し、当該演算値を各空気バネの端末制御装置に指令する機能を備えていること、
（ハ）上記端末制御装置は空気バネ高さを検出し、与えられた指令値に基づいて空気バネ高さを制御するフィードバック制御機能を備えていること。
【０００７】
〔作用〕
上記中央制御装置と端末制御装置との通信は、中央制御装置で演算したバネ高さの制御目標値を前後左右の端末制御装置に指令することであり、４つの空気バネの端末制御装置と個々になされる。
そして、端末制御装置が制御目標値の指令を受けて、空気バネの給排気を行って空気バネ高さを自己完結的に自動制御する。
したがって、中央制御装置と端末制御装置間の通信は簡略化され、その間の配線は極めて単純化される。
空気バネの端末制御装置を空気バネの給排気装置に組み付けるのであるから、これらの間に配線は不要である。
それゆえ、車体傾斜制御装置の通信回線は簡略化される。
そしてまた、列車制御装置と中央制御装置のインターフェイスで中央制御装置が受信や保有する情報、当該情報に基づく、前後左右の空気バネのバネ高さの制御目標値の演算は、列車の種類、鉄道路線によって異なるから、この部分を共通化することはできないが、空気バネ高さを検出し、制御目標値に基づいて制御量を演算し、給排気を制御してバネ高さを調整する自動制御は車両の種類の如何に関わりのない制御であるから、これは共通化できることである。
したがって、給排気装置に端末制御装置を組み込んだ給排気制御ユニットを汎用機器にすることができるので、大幅なコスト低減が図られる。
【０００８】
〔実施態様１〕
実施態様１は、上記解決手段の車体傾斜制御装置について、その中央制御装置が、走行位置情報、走行速度情報、経路情報を受信や保有する機能を有し、上記受信情報と保有情報とに基づいて、前後左右の空気バネの制御目標高さ（バネ高さの制御目標値）を演算するものである。
〔作用〕
上記の線路情報は、路線上の個々の位置における線路のカーブを含む情報である。
走行中に走行速度情報を受信する。受信した走行速度を、保有する走行位置情報と照合させて、線路のカーブの有無を認識して、所定の演算を行って前後左右の空気バネのバネ高さの制御目標値を演算する。
【０００９】
〔実施態様２〕
実施態様２は、上記解決手段の車体傾斜制御装置について、その前後左右の給排気装置に組み付けられた端末制御装置を、ネットワークによって中央制御装置に接続したことである。
〔作用〕
端末制御装置と中央制御装置間の通信回線が簡略化され、４つの端末制御装置と中央制御装置とをネットワークによって、接続したことで、車体傾斜制御装置の通信回路が一層単純化され、汎用性に富んだ装置となる。
【００１０】
〔実施態様３〕
実施態様３は、解決手段における給排気装置に端末制御装置を組み込んで一体化して、給排気制御ユニットを構成したことである。
〔作用〕
給排気装置に端末制御装置を組み込んで一体化して、給排気制御ユニットを構成したことで、給排気装置と端末制御装置との間の配線作業を現車作業において行うことが少なくなり、給排気装置と端末制御装置とを一体で取り扱うことができるので、車体傾斜制御装置の付設作業を簡略化でき、作業能率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
従来の車体傾斜制御装置における制御装置の機能を共通機能と個別機能とに分け、これを端末制御装置と中央制御装置とにそれぞれ分けて分担させ、端末制御装置に自己完結的なフィードバック制御機能を持たせ、これを給排気装置と一体に組み込んでユニット化したことによって、個々の空気バネの給排気装置と中央制御装置との間の通信回線を簡略化することができ、しかも、給排気装置と端末制御装置とは一体化されるので、この間の配線作業は現車作業においては少なくなり、また、給排気装置が従来のものに比して特に大型化することはない。そしてまた、制御装置の多くの機能部を共通化し、汎用化することができるので、車体傾斜制御装置の製作コストを大幅に低減することができる。また、端末制御装置と中央制御装置との間の通信回線が簡略化され、単純化されるので、その分だけ、車両の床下空間の混雑が緩和される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次いで図面を参照して実施例を説明する。
列車制御装置Ｓに通信幹線２によって各車両Ｔの中央制御装置２１が接続されている。
前台車、後台車の左右にそれぞれ空気バネ５があり、前台車、後台車の左右の空気バネ５にＡ端末制御装置２７、Ｂ端末制御装置２８がそれぞれ設けられている。空気バネ５の給排気装置２６に端末制御装置２７，２８がそれぞれ組み込まれていて、給排気装置と端末制御装置とが予め組み立てられて給排気制御ユニットが構成されている。給排気装置２６は、Ａ，Ｂ端末制御装置２７，２８によってその給気、排気が選択的に制御される。この給排気装置２７が空気配管２９を介して空気バネ５に接続されている。
中央制御装置２１は、列車制御装置Ｓと信号を送受信する送受信部２１ａ、線路のカーブの曲率半径などの走行位置情報、経路情報を記憶している記憶部２１ｂ、演算部２１ｃ、出力部２１ｄ，受信部２１ｅによって構成されるものである。
【００１３】
前台車の空気バネのＡ端末制御装置２７は、中央制御装置２１と信号の送受信を行う送受信部２７ａ、空気バネの高さセンサ７の信号を受けてバネ高を検出するバネ高検出回路２７ｂ、比較回路２７ｃ、演算回路２７ｄ、出力部２７ｅによって構成されるものである。
Ａ，Ｂ制御装置２７，２８と中央制御装置２１とはネットワークで接続されている。
演算部２１ｃは中央制御装置が受信する位置情報や走行速度情報を経路情報と照合し、必要な車体傾斜角度を演算し、そのために必要な前後左右の空気バネのばね高さを演算し、制御目標値を算定して、これを出力部からＡ，Ｂ端末制御装置２７，２８に送信（指令）する。また、Ａ，Ｂ端末制御装置２７，２８からの情報を受信部２１ｅで受信し、送受信部２１ａから列車制御装置Ｓに送信する。
【００１４】
Ａ端末制御装置２７の送受信部２７ａは中央制御装置２１から制御目標値を受信し、また、バネ高検出回路２７ｂでバネ高さを検出する。検出値と指令値とを比較回路２７ｃで比較し、その比較結果に基づいて演算回路２７ｄで制御量を演算し、制御量に応じた制御信号を出力部２７ｅから出力される。
出力部２７ｅからの出力が給排気装置２６に直接送信され、給排気装置の給気又は排気を制御して、空気バネ５のバネ高さをフィードバック制御して制御目標値に近付ける。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】は、鉄道車両の車体傾斜制御装置の従来例の概念図である。
【図２】は、この発明の実施例の概念図である。
【図３】は、実施例における中央制御装置のブロック図である。
【図４】は、実施例におけるＡ端末制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００１６】
Ｓ：列車制御装置
Ｂ：台車
２：通信幹線
５：空気バネ
２１：中央制御装置
２６：給排気装置
２７，２８：端末制御装置
２９：空気配管
【図１】
2006027444.tif 000003
【図２】
2006027444.tif 000004
【図３】
2006027444.tif 000005
【図４】
2006027444.tif 000006