(57)【要約】【課題】  車体上下の剛体モードの振動と弾性モードの振動とを有効に抑制することができる車両制振装置を提供する。【解決手段】  車体振動検出部６が車体１の上下方向の振動を検出して振動検出信号を信号分離部９ａに出力し、台車振動検出部７が台車２の上下方向の振動を検出して振動検出信号を信号分離部９ａに出力する。車体振動検出部６及び台車振動検出部７が出力する振動検出信号を、1Hz付近の低周波信号と8〜15Hz付近の高周波信号とに信号分離部９ａが分離して制御部９ｂに出力し、軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御部９ｂが制御する。その結果、軸ダンパ４を制御することによって主に車体１の8〜15Hz付近の上下振動が低減され、空気ばね５を制御することによって主に車体１の1Hz付近の低い周波数の上下振動が低減される。【選択図】      図１
2006281963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の上下方向の振動を抑制する車両制振装置であって、
前記車両の車体の振動を検出する車体振動検出部と、
前記車両の台車の台車枠とこの台車の軸箱との間の振動を減衰させる第１の減衰部と、
前記台車枠と前記車体との間の振動を減衰させる第２の減衰部と、
前記車体の振動を抑制するために、前記車体振動検出部が出力する振動検出信号に基づいて、前記第１及び前記第２の減衰部の減衰力を制御する制御部と、
を備える車両制振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制振装置において、
前記台車の振動を検出する台車振動検出部を備え、
前記制御部は、前記車体振動検出部及び前記台車振動検出部が出力する振動検出信号に基づいて、前記第１及び前記第２の減衰部の減衰力を制御すること、
を特徴とする車両制振装置。
【請求項３】
車両の上下方向の振動を抑制する車両制振装置であって、
前記車両の台車の振動を検出する台車振動検出部と、
前記台車の台車枠とこの台車の軸箱との間の振動を減衰させる第１の減衰部と、
前記台車枠と前記車両の車体との間の振動を減衰させる第２の減衰部と、
前記車体の振動を抑制するために、前記台車振動検出部が出力する振動検出信号に基づいて、前記第１及び前記第２の減衰部の減衰力を制御する制御部と、
を備える車両制振装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、
前記振動検出信号を高周波信号と低周波信号とに分離する信号分離部を備え、
前記制御部は、前記高周波信号に基づいて前記第１の減衰部の減衰力を制御し、前記低周波信号に基づいて前記第２の減衰部の減衰力を制御すること、
を特徴とする車両制振装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、
前記振動検出信号に基づいて前記車体の振動を弾性モードの振動と剛体モードの振動とにモード分離する振動モード展開部を備え、
前記制御部は、前記弾性モードの共振周波数帯域の振動を抑制するように前記第１の減衰部の減衰力を制御し、前記剛体モードの振動を抑制するように前記第２の減衰部の減衰力を制御すること、
を特徴とする車両制振装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、
前記台車枠と前記軸箱との間の変位を検出する第１の変位検出部を備えること、
を特徴とする車両制振装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、
前記車体と前記台車枠との間の変位を検出する第２の変位検出部を備えること、
を特徴とする車両制振装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、
前記制御部は、前記第１の変位検出部が出力する変位検出信号、前記第２の変位検出部が出力する変位検出信号、前記車体振動検出部が出力する振動検出信号、又は前記台車振動検出部が出力する振動検出信号の少なくとも一つに基づいて、前記第１及び／又は第２の減衰部の減衰力を制御すること、
を特徴とする車両制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の上下方向の振動を抑制する車両制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、鉄道車両の車体の上下方向の振動モードを説明するための模式図である。
鉄道車両の車体の上下方向の振動モードは、剛体モードの振動と弾性モードの振動とに大きく分けられる。剛体モードの振動は、車体を一つの完全な剛体とみなしたときの振動である。剛体モードの振動には、図５（Ａ）に示すように、車体全体が上下方向に平行に動く上下並進（バウシング）振動と、図５（Ｂ）に示すように車体の中央部を節として車体の前後が上下に逆相で動くピッチング振動と、図５（Ｃ）に示すように車体の回転変位であるローリング振動などが存在する。一方、弾性モードの振動は、実際には車体が一つの弾性体であるために走行中にこの車体に発生する曲げ振動やねじり振動である。弾性モードの振動には、いわゆるびびり振動が存在し、最も代表的なものとして、図５（Ｄ）に示すように車体の中央を腹とする一次曲げ振動が存在する。
【０００３】
従来の車両制振装置は、車体と台車枠とを結合し車体の垂直方向の荷重を弾性的に支持する空気ばねと、この空気ばねと直列に接続される補助空気室と、空気ばねと補助空気室との間の絞りの大きさを連続的に変化させる可変絞り機構と、車体の上下振動を検出する加速度センサと、車体と台車枠との間の変位を検出する変位センサと、車体の上下振動を低減するために加速度センサ及び変位センサの出力信号に基づいて可変絞り機構を制御する制御器とを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の車両制振装置では、加速度センサ及び変位センサの出力信号に基づいて空気ばねの絞りの大きさを演算し、この空気ばねの絞りを制御することによってこの空気ばねに最適な減衰力を発生させている。
【０００４】
また、従来の車体制振方法は、台車枠と軸箱との間の振動を減衰させる軸ダンパの減衰力を制御して車体上下の一次曲げ振動を低減させている（例えば、非特許文献１参照）。この従来の車体制振方法では、軸ダンパとして電磁比例リリーフ弁を用いた可変減衰ダンパを想定し、この可変減衰ダンパの減衰力を車体の上下振動加速度などの信号をもとに制御することによって、車体上下の一次曲げ振動の低減が可能であることをシミュレーションによって予測している。
【０００５】
【特許文献１】特開平6-239230号公報
【０００６】
【非特許文献１】「上下セミアクティブサスペンションが鉄道車両の走行安定性に与える影響」、菅原  能生  他、日本機械学会[No.03-7]、Dynamics and Design Conference 2003 CD-ROM論文集［2003.9.16-20,長崎］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、鉄道の高速化とそれに伴う車両の軽量化などにより、剛性の低下が原因と見られる車体上下の弾性モードの振動が問題となっている。この弾性モードの振動のうち特に一次曲げ振動は、8〜15Hzの周波数帯域付近に位置することが多く、この周波数帯域は人間が最も敏感に上下振動を感じる周波数帯域である4〜8Hzに近いため、乗り心地を悪化させる要因となっている。
【０００８】
従来の車両制振装置では、空気ばねの共振周波数帯域である1Hz付近の車体上下の剛体モードの振動を、空気ばねの減衰力を制御することによって抑えることができる。しかし、従来の車両制振装置では、8〜15Hzの周波数帯域付近の車体上下の弾性モードの振動（一次曲げ振動）を効果的に抑えることができない問題点がある。一方、従来の車体制振方法では、軸ダンパの減衰力を制御することによって、8〜15Hzの周波数帯域付近の車体上下の弾性モードの振動（一次曲げ振動）を抑えることができるが、1Hz付近の車体上下の剛体モードの振動を効果的に抑えることが困難であった。
【０００９】
この発明の課題は、車体上下の剛体モードの振動と弾性モードの振動とを同時に有効に抑制することができる車両制振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、車両（Ｔ）の上下方向の振動を抑制する車両制振装置であって、前記車両の車体（１）の振動を検出する車体振動検出部（６）と、前記車両の台車（２）の台車枠（２ｄ）とこの台車の軸箱（２ｃ）との間の振動を減衰させる第１の減衰部（４）と、前記台車枠と前記車体との間の振動を減衰させる第２の減衰部（５）と、前記車体の振動を抑制するために、前記車体振動検出部が出力する振動検出信号に基づいて、前記第１及び前記第２の減衰部の減衰力を制御する制御部（９）とを備える車両制振装置（３）である。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両制振装置において、前記台車の振動を検出する台車振動検出部（７）を備え、前記制御部は、前記車体振動検出部及び前記台車振動検出部が出力する振動検出信号に基づいて、前記第１及び前記第２の減衰部の減衰力を制御することを特徴とする車両制振装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、車両（Ｔ）の上下方向の振動を抑制する車両制振装置であって、前記車両の台車（２）の振動を検出する台車振動検出部（７）と、前記台車の台車枠（２ｄ）とこの台車の軸箱（２ｃ）との間の振動を減衰させる第１の減衰部（４）と、前記台車枠と前記車両の車体（１）との間の振動を減衰させる第２の減衰部（５）と、前記車体の振動を抑制するために、前記台車振動検出部が出力する振動検出信号に基づいて、前記第１及び前記第２の減衰部の減衰力を制御する制御部（９）とを備える車両制振装置（３）である。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、前記振動検出信号を高周波信号と低周波信号とに分離する信号分離部（９ａ）を備え、前記制御部は、前記高周波信号に基づいて前記第１の減衰部の減衰力を制御し、前記低周波信号に基づいて前記第２の減衰部の減衰力を制御することを特徴とする車両制振装置である。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、前記振動検出信号に基づいて前記車体の振動を弾性モードの振動と剛体モードの振動とにモード分離する振動モード展開部（９ｃ）を備え、前記制御部は、前記弾性モードの共振周波数帯域の振動を抑制するように前記第１の減衰部の減衰力を制御し、前記剛体モードの振動を抑制するように前記第２の減衰部の減衰力を制御することを特徴としている車両制振装置である。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、前記台車枠と前記軸箱との間の変位を検出する第１の変位検出部（１０）を備えることを特徴とする車両制振装置である。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、前記車体と前記台車枠との間の変位を検出する第２の変位検出部（８）を備えることを特徴とする車両制振装置である。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の車両制振装置において、前記制御部は、前記第１の変位検出部が出力する変位検出信号、前記第２の変位検出部が出力する変位検出信号、前記車体振動検出部が出力する振動検出信号、又は前記台車振動検出部が出力する振動検出信号の少なくとも一つに基づいて、前記第１及び／又は第２の減衰部の減衰力を制御することを特徴とする車両制振装置である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によると、車体の上下方向の剛体モードの振動と弾性モードの振動とを有効に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る車両制振装置を備える車両を概略的に示す側面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る車両制振装置を備える車両を概略的に示す平面図である。以下では、振動及び変位は、これまで説明したように全て車両Ｔの上下方向として説明する。
【００２０】
図１に示す軌道Ｒは、車両Ｔが走行する通路（線路）である。軌道Ｒは、車両Ｔの車輪２ａを支持し案内してこの車両Ｔを走行させるレールＲ1などから構成されている。車両Ｔは、軌道Ｒに沿って走行する鉄道車両である。車両Ｔは、例えば、電車又は気動車などである。車両Ｔは、図１に示すように、車体１と、台車２と、車両制振装置３などを備えている。
【００２１】
車体１は、乗客等を積載し輸送するための構造物である。台車２は、車体１を支持して走行する装置であり、図１及び図２に示すように、車輪２ａと、車軸２ｂと、軸箱２ｃと、台車枠２ｄと、軸ばね２ｅなどを備えている。車輪２ａは、レールＲ1と転がり接触する部材であり、車軸２ｂは車輪２ａと一体となって回転する部材である。軸箱２ｃは、車軸２ｂを回転自在に支持する部材であり、図示しない軸箱支持装置によって台車枠２ｄの所定の位置に保持されている。台車枠２ｄは、台車２の主要構成部であり、左右の側梁とこれらをつなぐ横梁などによって構成されている。台車枠２ｄは、図示しないけん引装置によって車体１との間で前後方向の力が伝達される。軸ばね２ｅは、軸箱２ｃと台車枠２ｄとを結合し垂直方向の荷重を弾性的に支持する装置であり、これらの間の衝撃を緩和する一次ばねとして機能する。
【００２２】
車両制振装置３は、車両Ｔの振動を抑制する装置である。車両制振装置３は、軸ダンパ４の減衰力を制御して車体１の一次曲げ振動などの弾性モードの振動を抑制するとともに、空気ばね５の減衰力を制御して車体１の上下並進振動などの剛体モードの振動を抑制する。車両制振装置３は、図１に示すように、軸ダンパ４と、空気ばね５と、車体振動検出部６と、台車振動検出部７と、変位検出部８と、制御装置９などを備えている。
【００２３】
軸ダンパ４は、軸箱２ｃと台車枠２ｄとの間の振動を減衰させる手段である。軸ダンパ４は、例えば、減衰力を制御可能な可変減衰軸ダンパなどであり、軸ばね２ｅとともに軸箱２ｃと台車枠２ｄとの間の衝撃を緩和する一次ばね系を構成する。軸ダンパ４を用いて車体１の弾性モードの振動のうち主として一次曲げ振動を抑制する。軸ダンパ４は、軸箱２ｃと台車枠２ｄとの間に連結される油圧ダンパと、この油圧ダンパを作動させる油圧回路などを備えている。軸ダンパ４の減衰力制御に電磁比例リリーフ弁を使用する場合は、油圧回路内を流れる油に流動抵抗を与える絞り弁の前後の圧力差を、制御部９ｂからの指令に応じてこの電磁比例リリーフ弁のリリーフ圧を変化させて減衰力を制御する。軸ダンパ４の減衰力制御に高速切替電磁弁を使用する場合は、制御部９ｂからの指令に応じてこの高速切替電磁弁によって複数の絞り弁の組み合わせを任意に切り替えて減衰力を制御する。軸ダンパ４は、非制御時には通常の軸ダンパと同様の減衰特性になる。例えば、軸ダンパ４の電磁比例リリーフ弁を、非給電時に通常の軸ダンパと同様の減衰を与えるようにしておけば、電磁比例リリーフ弁への電源供給を停止することで軸ダンパ４を通常の軸ダンパと同等の減衰特性に切替ることができる。これにより、制御部９ｂが故障して軸ダンパ４への電源供給が停止した場合などでも、軸ダンパ４は通常の軸ダンパと同様の特性となるため、通常の軸ダンパ使用時と同等の乗り心地が確保できる。
【００２４】
空気ばね５は、車体１と台車枠２ｄとの間を結合し、車体１の垂直方向の荷重を支持しつつ台車枠２から車体１に伝わる振動を低減する手段である。空気ばね５は、例えば、減衰力を制御可能な制御絞り内蔵型空気ばねなどであり、車体１と台車枠２ｄとの間の衝撃を緩和する二次ばねとして機能する。空気ばね５を用いて図５に示すような車体の剛体モードの振動のうち主として上下並進振動及びピッチング振動を抑制する。空気ばね５は、この空気ばね５に直列に接続されて圧力空気室として機能する補助空気室と、空気ばね５に内蔵されこの空気ばね５と補助空気室との間の空気通路の有効面積を指令値に応じて変化させることができる絞り制御弁などを備えている。空気ばね５は、例えば、制御部９ｂからの指令に応じて絞り弁の絞り径（開度）を変化させて減衰力を制御できる。空気ばね５は、非制御時には通常の空気ばねと同様の減衰特性になる。例えば、空気ばね５の絞り制御弁を、非給電時に通常の空気ばねと同様の減衰を与えるようにしておけば、制御弁への電源供給を停止することで空気ばね５を通常の空気ばねと同等の減衰特性に切替ることができる。これにより、制御部９ｂが故障して空気ばね５への電源供給が停止した場合などでも、空気ばね５は通常の空気ばねと同様の特性となるため、通常の空気ばね使用時と同等の乗り心地が確保できる。
【００２５】
車体振動検出部６は、車体１の振動を検出する手段である。車体振動検出部６は、例えば、車体１の上下方向の加速度を検出する加速度センサなどである。車体振動検出部６は、図２に示すように、車体１の中心線上の中央床面に１台設置され、車体１の中心線上の台車２の直上（台車２の回転軸線上）の床面にそれぞれ１台設置されており、車体１に合計３台設置されている。車体振動検出部６は、車体１の振動に応じた振動検出信号（加速度信号）を信号分離部９ａに出力する。
【００２６】
台車振動検出部７は、台車２の振動を検出する手段である。台車振動検出部７は、例えば、台車２の上下方向の加速度を検出する加速度センサなどである。台車振動検出部７は、台車２の中心線上の中央（台車２の回転軸線上）の上面にそれぞれ１台設置されている。台車振動検出部７は、台車２の振動に応じた振動検出信号（加速度信号）を信号分離部９ａに出力する。
【００２７】
変位検出部８は、車体１と台車枠２ｄとの間の変位を検出する手段である。変位検出部８は、空気ばね５の変位（ストローク）を検出するセンサなどである。変位検出部８は、図２に示すように、それぞれの空気ばね５と対応して合計４台設置されている。変位検出部８は、空気ばね５の変位に応じた変位検出信号を制御部９ｂに出力する。
【００２８】
制御装置９は、車両制振装置３の種々の動作を制御する装置である。制御装置９は、車両Ｔの振動を抑制するための車両制振プログラムに基づいて種々の処理を実行するコントローラである。制御装置９は、車体振動検出部６、台車振動検出部７及び変位検出部８が出力する振動検出信号及び変位検出信号を所定の処理をして、車体１の振動を抑制するように軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御する。制御装置９は、図２に示すように、信号分離部９ａと制御部９ｂなどを備えている。
【００２９】
信号分離部９ａは、車体振動検出部６及び台車振動検出部７が出力する振動検出信号を高周波信号と低周波信号とに分離する手段である。信号分離部９ａは、例えば、車体振動検出部６及び／又は台車振動検出部７が出力する振動検出信号のうち高周波数成分(例えば、8〜15Hz付近)と低周波数成分(例えば、1Hz付近)とを分離するアナログフィルタ又はディジタルフィルタなどである。信号分離部９ａは、分離後の振動検出信号を制御部９ｂに出力する。
【００３０】
制御部９ｂは、軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御する手段である。制御部９ｂは、車体１の振動を抑制するために、車体振動検出部６、台車振動検出部７及び変位検出部８が出力する振動検出信号及び変位検出信号に基づいて、軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御する。制御部９ｂは、信号分離部９ａ及び変位検出部８が出力する振動検出信号及び変位検出信号に基づいて、所定の制御則に従って演算処理を実行し、軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御する。制御部９ｂは、例えば、振動検出信号を積分して車体１及び台車２の振動速度を演算するとともに、変位検出信号を微分して車体１と台車２との間の相対振動速度を演算する。制御部９ｂは、これらの演算結果に基づいて軸ダンパ４の電磁比例リリーフ弁のリリーフ圧力又は高速切替弁の切替パターン、及び空気ばね５の絞りの大きさを演算して、最適な減衰力を発生するように軸ダンパ４及び空気ばね５を制御する。制御部９ｂは、軸ダンパ４に最適な減衰力を発生させるための減衰力指令信号（駆動電流）をこの軸ダンパ４の電磁比例リリーフ弁又は高速切替電磁弁に出力するとともに、空気ばね５に最適な減衰力を発生させるための減衰力指令信号（駆動電流）をこの空気ばね５の絞り制御弁に出力する。
【００３１】
次に、この発明の第１実施形態に係る車両制振装置の動作を説明する。
図１に示す車両Ｔが走行すると、図５に示すような車体の剛体モードの振動と弾性モードの振動とが発生する。このとき、車体振動検出部６が車体１の振動を検出して振動検出信号を信号分離部９ａに出力し、台車振動検出部７が台車２の振動を検出して振動検出信号を信号分離部９ａに出力する。また、変位検出部８が空気ばね５の変位を検出して変位検出信号を制御部９ｂに出力する。一般に、車体の上下方向の剛体モードの振動は1Hz付近に存在することが多く、車体上下の弾性振動モードのうち特に一次曲げ振動は8〜15Hz付近の周波数帯域に存在することが多い。このため、車体振動検出部６及び台車振動検出部７が出力する振動検出信号を、1Hz付近の低周波信号と8〜15Hz付近の高周波信号とに信号分離部９ａが分離して制御部９ｂに出力し、軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御部９ｂが制御する。その結果、軸ダンパ４を制御することによって主に車体１の8〜15Hz付近の振動が低減され、空気ばね５を制御することによって主に車体１の1Hz付近の低い周波数の振動が低減される。
【００３２】
この発明の第１実施形態に係る車両制振装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、車体１の振動を低減するために、車体振動検出部６及び／又は台車振動検出部７が出力する振動検出信号に基づいて、軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御部９ｂが制御する。このため、軸ダンパ４および空気ばね５が車体１の振動を低減する。その結果、車体１の振動を低減して車両Ｔの乗り心地を向上させることができる。
【００３３】
(2) この第１実施形態では、振動検出信号を高周波信号と低周波信号とに信号分離部９ａが分離し、高周波信号に基づいて軸ダンパ４の減衰力を制御部９ｂが制御し、低周波信号に基づいて空気ばね５の減衰力を制御部９ｂが制御する。このため、単純な周波数重みをかけることによって、高い周波数の車体振動を軸ダンパ４が低減し、低い周波数の車体振動を空気ばねが低減するため、高い周波数が主体である車体弾性モードの振動と、低い周波数が主体であるの車体剛体モードの振動を効率的に低減することができる。
【００３４】
(3) この第１実施形態では、空気ばね５の変位を変位検出部８が検出し、この変位検出部８が出力する変位検出信号及び振動検出信号に基づいて、軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御部９ｂが制御する。このため、空気ばね５の減衰力を精度よく制御することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
図３は、この発明の第２実施形態に係る車両制振装置を備える車両を概略的に示す平面図である。以下では、図１及び図２に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図３に示す制御装置９は、制御部９ｂと振動モード展開部９ｃとを備えている。振動モード展開部９ｃは、車体振動検出部６及び台車振動検出部７が出力する振動検出信号に基づいて、車体１の振動を弾性モードの振動と剛体モードの振動とに振動モード展開部９ｃがモード分離する。振動モード展開部９ｃは、例えば、振動検出信号に基づいて上下並進振動などの剛体モードの振動と、一次曲げなどの弾性モードの振動とを所定の演算式（例えば、特開2003-72544号公報参照）に基づいて分離する演算器などである。振動モード展開部９ｃは、分離後の振動検出信号を制御部９ｂに出力する。制御部９ｂは、弾性モードの共振周波数帯域の振動を抑制するように軸ダンパ４の減衰力を制御し、剛体モードの振動を抑制するように空気ばね５の減衰力を制御する。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００３６】
（第３実施形態）
図４は、この発明の第３実施形態に係る車両制振装置を備える車両を概略的に示す側面図である。
図４に示す車両制振装置３は、軸ダンパ４と、空気ばね５と、車体振動検出部６と、台車振動検出部７と、変位検出部８と、制御装置９と、変位検出部１０などを備えている。変位検出部１０は、軸箱２ｃと台車枠２ｄとの間の変位を検出する手段である。変位検出部１０は、例えば、可変減衰軸ダンパのピストン変位（ストローク）を検出するセンサなどである。変位検出部１０は、それぞれの軸ダンパ４と対応して合計８台設置されている。変位検出部１０は、軸ダンパ４の変位（伸縮量）に応じた変位検出信号を制御部９ｂに出力する。この第３実施形態には、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、変位検出部１０が出力する変位検出信号に基づいて軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御するため制御の精度をより一層向上させることが期待できる。
【００３７】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、車体振動検出部６及び台車振動検出部７として加速度センサを合計５台設置した場合を例に挙げて説明したが、角速度センサや角加速度センサなどを使用したり車体及び台車の振動モード並びに制御したい振動モードに応じて設置個数を増減したりすることもできる。例えば、この実施形態において車体のローリングモードの振動も制御したい場合は、車体のローリング振動を検出できるようにセンサの台数を増やせば、このモードの制御が可能となる。また、この実施形態では、軸ダンパ４及び空気ばね５を例に挙げて説明したが、これら以外の他の構造の減衰部を使用することもできる。
【００３８】
(2) この実施形態では、車体振動検出部６、台車振動検出部７及び変位検出部８，１０が出力する振動検出信号及び変位検出信号に基づいて軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御する場合を例に挙げて説明したが、これらの振動検出信号又は変位検出信号の少なくとも一つに基づいて軸ダンパ４及び空気ばね５の減衰力を制御することもできる。例えば、車体１の振動及び空気ばね５の変位を検出したり、車体１の振動及び軸ダンパ４の変位を検出したり、車体１の振動及び台車２の振動を検出したり、車体１の振動、台車２の振動及び空気ばね５の変位を検出したり、車体１の振動、空気ばね５の変位及び軸ダンパ４の変位を検出したり、車体１の振動のみを検出したり、台車２の振動及び空気ばね５の変位を検出したり、台車２の振動及び軸ダンパ４の変位を検出したりすることもできる。この場合には、例えば、制御則の中に車体の力学モデル（運動方程式）を元に導出される状態推定器を制御部９ｂが備えるように構成し、車体１の振動又は空気ばね５の変位などから制御に必要となる車両各部の変位や速度などを推定して最適な減衰力を演算し、制御することもできる。さらに、この実施形態では、信号分離部９ａ又は振動モード展開部９ｃと制御部９ｂとが独立しているがこのような構成に限定するものではなく、現代制御論などを用いることによってこれらを一つにすることもできる。例えば、カルマンフィルタと最適制御則の組み合わせ又はＨ∞制御則などの現代制御論を用いる場合などは、信号分離部９ａ又は振動モード展開部９ｃと制御部９ｂ、そして直接センサで計測していないが制御に必要となる情報を推定する状態推定器を同時に設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の第１実施形態に係る車両制振装置を備える車両を概略的に示す側面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る車両制振装置を備える車両を概略的に示す平面図である。
【図３】この発明の第２実施形態に係る車両制振装置を備える車両を概略的に示す平面図である。
【図４】この発明の第３実施形態に係る車両制振装置を備える車両を概略的に示す側面図である。
【図５】鉄道車両の車体の上下方向の振動モードを説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  車体
２  台車
２ａ  車輪
２ｂ  車軸
２ｃ  軸箱
２ｄ  台車枠
２ｅ  軸ばね
３  車両制振装置
４  軸ダンパ（第１の減衰部）
５  空気ばね（第２の減衰部）
６  車体振動検出部
７  台車振動検出部
８  変位検出部（第２の変位検出部）
９  制御装置
９ａ  信号分離部
９ｂ  制御部
９ｃ  振動モード展開部
１０  変位検出部（第１の変位検出部）
Ｔ  車両
Ｒ  軌道
Ｒ1  レール
【図１】
2006281963.tif 000003
【図２】
2006281963.tif 000004
【図３】
2006281963.tif 000005
【図４】
2006281963.tif 000006
【図５】
2006281963.tif 000007