(57)【要約】【課題】狙い通りの車体傾斜制御が可能な鉄道車両の車体傾斜制御方法を提供する。【解決手段】本発明に係る車体傾斜制御方法は、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに共通する、前方台車及び後方台車に対する車体１の初期目標傾斜角φｒｅｆを設定する第１手順と、鉄道車両が曲線軌道を走行する際に空気ばね３に対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定した場合における車体、前方台車及び後方台車の各重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いに基づき、非制御状態における前方台車及び後方台車に対する車体の傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓをそれぞれ算出する第２手順と、算出した各傾斜角差を初期目標傾斜角に加算することで、目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂを前方台車及び後方台車毎に算出し、車体が前方台車及び後方台車に対して算出した各目標傾斜角に傾斜するように空気ばねに対する給排気を制御する第３手順と、を含む。【選択図】 図３
2018039286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体、該車体の前後に配置された前方台車及び後方台車、並びに前記前方台車及び前記後方台車それぞれの左右に配置され前記車体を支持する空気ばねを有する鉄道車両において、前記車体が前記前方台車及び前記後方台車に対して目標傾斜角に傾斜するように前記空気ばねに対する給排気を制御する鉄道車両の車体傾斜制御方法であって、
前記前方台車及び前記後方台車に共通する、前記前方台車及び前記後方台車に対する前記車体の初期目標傾斜角を設定する第１手順と、
前記鉄道車両が曲線軌道を走行する際に前記空気ばねに対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定した場合における前記車体、前記前方台車及び前記後方台車の各重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いに基づき、前記非制御状態における前記前方台車及び前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差をそれぞれ算出する第２手順と、
前記算出した各傾斜角差を前記初期目標傾斜角に加算することで、前記目標傾斜角を前記前方台車及び前記後方台車毎に算出し、前記鉄道車両が曲線軌道を走行する際、前記車体が前記前方台車及び前記後方台車に対して前記算出した各目標傾斜角に傾斜するように前記空気ばねに対する給排気を制御する第３手順と、を含み、
前記第２手順で算出する前記前方台車に対する前記車体の傾斜角差は、前記前方台車に対する前記車体の傾斜角と、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記前方台車に対する前記車体の傾斜角との差を意味し、
前記第２手順で算出する前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差は、前記後方台車に対する前記車体の傾斜角と、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記後方台車に対する前記車体の傾斜角との差を意味する、
ことを特徴とする鉄道車両の車体傾斜制御方法。
【請求項２】
前記第２手順で算出する前記前方台車に対する前記車体の傾斜角差をφ２ｆｓとし、前記第２手順で算出する前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差をφ２ｂｓとすると、各傾斜角差は以下の式（１５）及び（１６）で表わされることを特徴とする請求項１の車体傾斜制御方法。
φ２ｆｓ＝Ｋ・（φ０ｂ−φ０ｆ）  ・・・（１５）
φ２ｂｓ＝−Ｋ・（φ０ｂ−φ０ｆ）・・・（１６）
ただし、上記式（１５）及び式（１６）において、Ｋは、前記空気ばねの上下剛性並びに前記前方台車及び前記後方台車に配置された軸ばねの上下剛性によって決まる定数であり、φ０ｆは、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角であり、φ０ｂは、前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両が曲線軌道を走行する際、鉄道車両の車体が前方台車及び後方台車に対して目標傾斜角に傾斜するように空気ばねに対する給排気を制御する鉄道車両の車体傾斜制御方法に関する。特に、本発明は、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角に車体を傾斜させることが可能な鉄道車両の車体傾斜制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
曲線軌道を走行中の鉄道車両の乗り心地を改善するため、鉄道車両が有する車体と該車体の前後に配置された一対の台車（前方台車及び後方台車）との間に配置された計４つの空気ばねに対する圧縮空気の給排気を台車毎に制御することで、各台車に対して車体を傾斜させる車体傾斜制御方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
具体的には、この種の車体傾斜制御方法は、鉄道車両が曲線軌道を走行中、外軌側に配置された空気ばねに給気して該空気ばねの高さを高くし、内軌側に配置された空気ばねを排気して該空気ばねの高さを低くすることで、車体を曲線軌道の内側に向けて各台車に対して目標傾斜角まで傾斜させようとする方法である。
【０００３】
鉄道車両の乗り心地を改善するために必要となる車体の目標傾斜角は、鉄道車両の走行速度や曲線軌道のカント量等に応じて決められる。従来の車体傾斜制御方法では、車体の目標傾斜角を前方台車と後方台車とで区別することなく、何れの台車についても共通する目標傾斜角に設定するのが一般的である。
共通する目標傾斜角に設定する従来の車体傾斜制御方法でも、鉄道車両が曲線軌道のうち円曲線区間を走行する際には、特に問題無く車体を各台車に対して目標傾斜角に傾斜させることができ、鉄道車両の乗り心地を改善することが可能である。
【０００４】
しかしながら、従来の車体傾斜制御方法では、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角と後方台車に対する車体の傾斜角とに差が生じる。特に、前方台車に対する車体の傾斜角が目標傾斜角を超えて傾斜するオーバーシュートが生じる一方、後方台車に対する車体の傾斜角が目標傾斜角に到達しないアンダーシュートが生じる傾向がある。オーバーシュートが生じると、外軌側に配置された空気ばねに過度に給気を行うことになる他、前方台車に対する車体の傾斜角をオーバーシュート状態から目標傾斜角に修正するために、内軌側に配置された空気ばねに給気を行う必要が生じるなど、圧縮空気の消費量増大を引き起こすという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１２６２５４号公報
【特許文献２】特開平９−１４２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角に車体を傾斜させることが可能な鉄道車両の車体傾斜制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートが生じるのは、以下の原因であることを知見した。
曲線軌道において、レール面は曲線軌道の内側に向けて傾斜している。以下、曲線軌道の入口側緩和曲線区間を例に挙げて説明する。入口側緩和曲線区間において、前方台車が位置するレール面の地平面に対する傾斜角（レール面角）は、後方台車が位置するレール面のレール面角よりも、曲線軌道の内側に向けて大きい。一方、地平面に対する車体の傾斜角（車体ロール角）は、車体のねじれ弾性変形を無視すれば、前方台車及び後方台車の何れの位置においても同じである。このため、前方台車に対する車体の傾斜角は、後方台車に対する車体の傾斜角よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。
前述のように、従来の車体傾斜制御方法では、前方台車及び後方台車の何れの台車についても、台車に対する車体の目標傾斜角を共通する目標傾斜角に設定しており、この目標傾斜角は曲線軌道の内側に向いた角度である。また、一般的に、入口側緩和曲線区間において、目標傾斜角の絶対値は、前方台車に対する車体の傾斜角の絶対値や、後方台車に対する車体の傾斜角の絶対値よりも大きい。そして、従来の車体傾斜制御方法では、目標傾斜角と、各台車に対する車体の傾斜角（傾斜角測定値）との偏差に応じて、各台車に対する給排気制御指令を送信している。前述のように、入口側緩和曲線区間において、前方台車に対する車体の傾斜角は、後方台車に対する車体の傾斜角よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。また、前述のように、目標傾斜角は曲線軌道の内側に向いた角度であり、入口緩和曲線区間において、目標傾斜角の絶対値は、前方台車に対する車体の傾斜角の絶対値や、後方台車に対する車体の傾斜角の絶対値よりも大きい。したがい、入口側緩和曲線区間において、目標傾斜角と前方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値は、目標傾斜角と後方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値よりも大きくなる。これに伴い、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値は、後方台車に対する給排気制御指令の絶対値よりも大きくなる。
そして、鉄道車両が入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入し、前方台車が位置するレール面のレール面角と後方台車が位置するレール面のレール面角とが同一になると、前述のように、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値が後方台車に対する給排気制御指令の絶対値よりも大きい場合には、前方台車に対する車体の傾斜角の絶対値は、後方台車に対する車体の傾斜角の絶対値よりも大きくなる。すなわち、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートが生じ易くなる。鉄道車両が曲線軌道の出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。
以上に説明した原因により、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートが生じることを本発明者らは知見した。
【０００８】
そこで、本発明者らは、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際に、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値と、後方台車に対する給排気制御指令の絶対値との差の絶対値が小さくなるように、前方台車に対する車体の目標傾斜角と後方台車に対する車体の目標傾斜角とを異なる設定にすることに着眼し、如何に異なる設定にするのが適切であるかについて更に鋭意検討した。
その結果、鉄道車両が曲線軌道を走行する際に空気ばねに対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定し、この仮定した非制御状態における前方台車及び後方台車に対する車体の傾斜角差（各台車に対する車体の傾斜角と、前方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と後方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における各台車に対する車体の傾斜角との差）を算出することを考えた。
非制御状態において、曲線軌道を走行する鉄道車両の車体には、遠心力によるロール方向のモーメントが作用し、これにより各台車に対して車体が曲線軌道の外側に向けて傾斜する。この際、例えば、入口側緩和曲線区間では、前方台車が位置するレール面の地平面に対する傾斜角（レール面角）は、後方台車が位置するレール面のレール面角よりも、曲線軌道の内側に向けて大きい。一方、地平面に対する車体の傾斜角（車体ロール角）は、車体のねじれ弾性変形を無視すれば、前方台車及び後方台車の何れの位置においても同じである。このため、前方台車に対する車体の傾斜角は、後方台車に対する車体の傾斜角よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。したがい、前方台車に対する車体の傾斜角差（前方台車に対する車体の傾斜角と、前方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と後方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前方台車に対する車体の傾斜角との差）は、後方台車に対する車体の傾斜角差（後方台車に対する車体の傾斜角と、前方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と後方台車が位置する曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における後方台車に対する車体の傾斜角との差）よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。
したがい、上記のようにして算出した各傾斜角差を、前方台車及び後方台車に共通する目標傾斜角（初期目標傾斜角）に加算したものを新たな目標傾斜角として前方台車及び後方台車毎に設定すれば、入口側緩和曲線区間において、前方台車に対する車体の目標傾斜角は、後方台車に対する車体の目標傾斜角よりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。このため、前方台車に対する車体の目標傾斜角と前方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値と、後方台車に対する車体の目標傾斜角と後方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値との差の絶対値は、従来の車体傾斜制御方法における、目標傾斜角と前方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値と、目標傾斜角と後方台車に対する車体の傾斜角との偏差の絶対値との差の絶対値よりも小さくなる。これにより、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値と、後方台車に対する給排気制御指令の絶対値との差の絶対値も、従来の車体傾斜制御方法よりも小さくなる結果、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュート（初期目標傾斜角に対するオーバーシュート）や、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを抑制可能であることを知見した。鉄道車両が曲線軌道の出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。
【０００９】
本発明は、上記本発明者らの知見に基づき完成したものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、車体、該車体の前後に配置された前方台車及び後方台車、並びに前記前方台車及び前記後方台車それぞれの左右に配置され前記車体を支持する空気ばねを有する鉄道車両において、前記車体が前記前方台車及び前記後方台車に対して目標傾斜角に傾斜するように前記空気ばねに対する給排気を制御する鉄道車両の車体傾斜制御方法であって、以下の第１手順〜第３手順を含むことを特徴とする。
（１）第１手順：前記前方台車及び前記後方台車に共通する、前記前方台車及び前記後方台車に対する前記車体の初期目標傾斜角を設定する。
（２）第２手順：前記鉄道車両が曲線軌道を走行する際に前記空気ばねに対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定した場合における前記車体、前記前方台車及び前記後方台車の各重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いに基づき、前記非制御状態における前記前方台車及び前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差をそれぞれ算出する。
（３）第３手順：前記算出した各傾斜角差を前記初期目標傾斜角に加算することで、前記目標傾斜角を前記前方台車及び前記後方台車毎に算出し、前記鉄道車両が曲線軌道を走行する際、前記車体が前記前方台車及び前記後方台車に対して前記算出した各目標傾斜角に傾斜するように前記空気ばねに対する給排気を制御する。
なお、前記第２手順で算出する前記前方台車に対する前記車体の傾斜角差は、前記前方台車に対する前記車体の傾斜角と、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記前方台車に対する前記車体の傾斜角との差を意味し、前記第２手順で算出する前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差は、前記後方台車に対する前記車体の傾斜角と、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記後方台車に対する前記車体の傾斜角との差を意味する。
【００１０】
本発明によれば、第１手順で初期目標傾斜角（従来の前方台車及び後方台車に共通する目標傾斜角に相当）を設定し、第２手順で非制御状態における前方台車及び後方台車に対する車体の傾斜角差をそれぞれ算出する。そして、第３手順において、第２手順で算出した各傾斜角差を第１手順で設定した共通する初期目標傾斜角に加算することで、目標傾斜角を前方台車及び後方台車毎に算出し（緩和曲線区間においては、前方台車及び後方台車で異なる目標傾斜角を設定し）、鉄道車両が曲線軌道を走行する際、車体が前方台車及び後方台車に対して各目標傾斜角に傾斜するように空気ばねに対する給排気を制御する。
このため、前述のように本発明者らが知見した通り、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際に、前方台車に対する給排気制御指令の絶対値と、後方台車に対する給排気制御指令の絶対値との差の絶対値を小さくすることができ、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角（初期目標傾斜角）に車体を傾斜させることが可能である。
【００１１】
なお、本発明において、「前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記前方台車に対する前記車体の傾斜角」（以下、適宜これを「第１傾斜角」という）としては、鉄道車両が曲線軌道の緩和曲線区間を走行する際には、前方台車及び後方台車の双方が、前方台車が位置するレール面のレール面角と後方台車が位置するレール面のレール面角との平均値であるレール面角を有するレール面を走行すると仮定した場合における前方台車に対する車体の傾斜角を例示できる。同様に、「前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角と前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角とに差が無いと仮定した場合における前記後方台車に対する前記車体の傾斜角」（以下、適宜これを「第２傾斜角」という）としては、鉄道車両が曲線軌道の緩和曲線区間を走行する際には、前方台車及び後方台車の双方が、前方台車が位置するレール面のレール面角と後方台車が位置するレール面のレール面角との平均値であるレール面角を有するレール面を走行すると仮定した場合における後方台車に対する車体の傾斜角を例示できる。第１傾斜角と第２傾斜角とは同じ値になる。
また、本発明において、鉄道車両が曲線軌道の円曲線区間を走行する際には、前方台車が位置する円曲線区間のレール面の地平面に対する傾斜角と、後方台車が位置する円曲線区間のレール面の地平面に対する傾斜角とに実際に差が無いため、非制御状態において、前方台車に対する車体の傾斜角と第１傾斜角とは等しくなり、後方台車に対する車体の傾斜角と第２傾斜角とは等しくなる。このため、第２手順で算出する非制御状態における前方台車及び後方台車に対する車体の傾斜角差はいずれもゼロになる。したがい、第３手順で前方台車及び後方台車毎に算出する各目標傾斜角は、いずれも第１手順で設定した初期目標傾斜角に等しくなって、従来の車体傾斜制御方法と同様の制御が行われることになる。
【００１２】
本発明において、前記第２手順で算出する前記前方台車に対する前記車体の傾斜角差をφ２ｆｓとし、前記第２手順で算出する前記後方台車に対する前記車体の傾斜角差をφ２ｂｓとすると、各傾斜角差は以下の式（１５）及び式（１６）で表わすことができる。
φ２ｆｓ＝Ｋ・（φ０ｂ−φ０ｆ）  ・・・（１５）
φ２ｂｓ＝−Ｋ・（φ０ｂ−φ０ｆ）・・・（１６）
ただし、上記式（１５）及び式（１６）において、Ｋは、前記空気ばねの上下剛性並びに前記前方台車及び前記後方台車に配置された軸ばねの上下剛性によって決まる定数であり、φ０ｆは、前記前方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角であり、φ０ｂは、前記後方台車が位置する前記曲線軌道のレール面の地平面に対する傾斜角である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角に車体を傾斜させることが可能である。このため、圧縮空気の消費量を低減することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の車体傾斜制御方法を説明する説明図である。
【図２】鉄道車両が緩和曲線区間（入口側緩和曲線区間）を走行する際の状態を鉄道車両の進行方向から見て模式的に説明する説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車体傾斜制御方法を説明する説明図である。
【図４】鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際の非制御状態を鉄道車両の進行方向から見て模式的に説明する説明図である。
【図５】数値シミュレーションで得られた各台車に対する車体の傾斜角を示すグラフである。
【図６】数値シミュレーションで得られた圧縮空気の消費量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係る鉄道車両の車体傾斜制御方法について説明する。
最初に、従来の車体傾斜制御方法と、従来の車体傾斜制御方法で前方台車のオーバーシュートや後方台車のアンダーシュートが生じる原因について本発明者らの得た知見とに関して詳しく説明する。
【００１６】
＜従来の車体傾斜制御方法＞
図１は、従来の車体傾斜制御方法を説明する説明図である。
図１に示すように、従来の車体傾斜制御方法は、車体１、車体１の前後（鉄道車両の進行方向の前後）に配置された一対の台車２（前方台車２ｆ及び後方台車２ｂ）、並びに前方台車２ｆ及び後方台車２ｂそれぞれの左右に配置され車体１を支持する空気ばね３を有する鉄道車両において、車体１が前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対して目標傾斜角に傾斜（ロール方向に傾斜）するように空気ばね３に対する給排気を制御する方法である。なお、各台車２の前後には、一対の輪軸４が配置されている。また、各台車２の前後左右には、計４つの軸ばね５（図１には図示せず）が配置されている。
図１に示すように、従来の車体傾斜制御方法では、車体１の目標傾斜角を前方台車２ｆと後方台車２ｂとで区別することなく、何れの台車２についても共通する目標傾斜角に設定している。そして、前方台車２ｆ用の制御器１０ｆは、目標傾斜角と、公知の傾斜角測定センサ（図示せず）で測定した前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角測定値との偏差に応じて、この偏差が小さくなるように前方台車２ｆに対する給排気制御指令を送信する。一方、後方台車２ｂ用の制御器１０ｂは、目標傾斜角と、公知の傾斜角測定センサ（図示せず）で測定した後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角測定値との偏差に応じて、この偏差が小さくなるように後方台車２ｂに対する給排気制御指令を送信する。
【００１７】
図２は、鉄道車両が緩和曲線区間（入口側緩和曲線区間）を走行する際の状態を鉄道車両の進行方向から見て模式的に説明する説明図である。図２（ａ）は車体ロール角及びレール面角の説明図であり、図２（ｂ）は前方台車２ｆの状態を示す図であり、図２（ｃ）は後方台車２ｂの状態を示す図である。
図２（ａ）において、φ０は、地平面に対するレール面の傾斜角度であるレール面角を意味する。θｃは、地平面に対する車体１の傾斜角度である車体ロール角を意味する。後述のように、車体１のねじれ弾性変形を無視すれば、車体ロール角θｃは、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂの何れの位置においても同じである。
図２（ｂ）において、φ０ｆは、前方台車２ｆが位置するレール面のレール面角を意味する。φ１ｆは、レール面に対する前方台車２ｆの傾斜角を意味し、φ２ｆは、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角を意味する。
図２（ｃ）において、φ０ｂは、後方台車２ｂが位置するレール面のレール面角を意味する。φ１ｂは、レール面に対する後方台車２ｂの傾斜角を意味し、φ２ｂは、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角を意味する。
なお、本実施形態においては、基準に対して曲線軌道の内側に向いた角度（図２において反時計回り方向の角度）を負の値とし、基準に対して曲線軌道の外側に向いた角度（図２において時計回り方向の角度）を正の値とする。曲線軌道においては、基準である地平面に対してレール面が常に曲線軌道の内側に向けて傾斜しているため、レール面角φ０（φ０ｆ、φ０ｂ）は常に負の値となる。
【００１８】
曲線軌道の入口側緩和曲線区間において、前方台車２ｆが位置するレール面のレール面角φ０ｆは、後方台車２ｂが位置するレール面のレール面角φ０ｂよりも、曲線軌道の内側に向けて大きい。すなわち、以下の式（１）が成立する。
φ０ｆ＜φ０ｂ・・・（１）
一方、車体ロール角θｃは、車体１のねじれ弾性変形を無視すれば、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂの何れの位置においても同じである。すなわち、以下の式（２）が成立する。
θｃ＝φ０ｆ＋φ１ｆ＋φ２ｆ＝φ０ｂ＋φ１ｂ＋φ２ｂ  ・・・（２）
このため、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆは、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。また、レール面に対する前方台車２ｆの傾斜角φ１ｆも、レール面に対する後方台車２ｂの傾斜角φ１ｂよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。すなわち、以下の式（３）及び式（４）が成立する。
φ２ｆ＞φ２ｂ・・・（３）
φ１ｆ＞φ１ｂ・・・（４）
【００１９】
前述のように、従来の車体傾斜制御方法では、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂの何れの台車２についても、台車２に対する車体１の目標傾斜角を共通する目標傾斜角に設定しており、この目標傾斜角は曲線軌道の内側に向いた角度である。また、一般的に、入口側緩和曲線区間において、目標傾斜角の絶対値は、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆの絶対値や、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂの絶対値よりも大きい。すなわち、共通する目標傾斜角をφｒｅｆとすれば、以下の式（５）及び式（６）が成立する。
φｒｅｆ＜０  ・・・（５）
φｒｅｆの絶対値＞φ２ｆの絶対値、φ２ｂの絶対値  ・・・（６）
そして、前述のように、従来の車体傾斜制御方法では、目標傾斜角φｒｅｆと、各台車２に対する車体１の傾斜角測定値との偏差に応じて、各台車２に対する給排気制御指令を送信している。
【００２０】
前述のように、入口側緩和曲線区間において、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆは、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる（式（３）が成立する）。また、前述のように、目標傾斜角φｒｅｆは曲線軌道の内側に向いた角度であり（式（５）が成立する）、入口緩和曲線区間において、目標傾斜角φｒｅｆの絶対値は、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆの絶対値や、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角の絶対値φ２ｂよりも大きい（式（６）が成立する）。したがい、式（３）、式（５）及び式（６）より、入口側緩和曲線区間において、目標傾斜角φｒｅｆと前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆとの偏差であるφｒｅｆ−φ２ｆの絶対値は、目標傾斜角φｒｅｆと後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂとの偏差であるφｒｅｆ−φ２ｂの絶対値よりも大きくなる。これに伴い、前方台車２ｆに対する給排気制御指令の絶対値は、後方台車２ｂに対する給排気制御指令の絶対値よりも大きくなる。
【００２１】
そして、鉄道車両が入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入し、前方台車２ｆが位置するレール面のレール面角φ０ｆと後方台車２ｂが位置するレール面のレール面角φ０ｂとが同一になると、前述のように、前方台車２ｆに対する給排気制御指令の絶対値が後方台車２ｂに対する給排気制御指令の絶対値よりも大きい場合には、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆの絶対値は、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂの絶対値よりも大きくなる。すなわち、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆのオーバーシュートや、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂのアンダーシュートが生じ易くなる。鉄道車両が曲線軌道の出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。
以上に説明した原因により、前方台車に対する車体の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車に対する車体の傾斜角のアンダーシュートが生じることを本発明者らは知見した。上記では、鉄道車両が入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際を例に挙げて説明したが、鉄道車両が出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。また、上記に説明した原因は、後述する図５（ａ）に示すグラフを参照することによっても理解できる。
【００２２】
＜本実施形態に係る車体傾斜制御方法＞
本実施形態に係る車体傾斜制御方法は、上記の原因分析に基づいて案出されたものである。
図３は、本実施形態に係る車体傾斜制御方法を説明する説明図である。
図３に示すように、本実施形態に係る車体傾斜制御方法は、従来の車体傾斜制御方法と同様に、車体１、車体１の前後に配置された一対の台車２（前方台車２ｆ及び後方台車２ｂ）、並びに前方台車２ｆ及び後方台車２ｂそれぞれの左右に配置され車体１を支持する空気ばね３を有する鉄道車両において、車体１が前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対して目標傾斜角に傾斜（ロール方向に傾斜）するように空気ばね３に対する給排気を制御する方法である。
ただし、本実施形態に係る車体傾斜制御方法は、以下の第１手順〜第３手順を含む点が従来とは異なる。
【００２３】
（１）第１手順：前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに共通する、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対する車体１の初期目標傾斜角φｒｅｆを設定する。この初期目標傾斜角φｒｅｆが従来の目標傾斜角に相当する。
【００２４】
（２）第２手順：鉄道車両が曲線軌道を走行する際に空気ばね３に対する給排気制御を行わない非制御状態を仮定した場合における車体１、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂの各重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いに基づき、非制御状態における前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓをそれぞれ算出する。
第２手順で算出する前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓは、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆと、前方台車２ｆが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ０ｆと後方台車２ｂが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ０ｂとに差が無いと仮定した場合における前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角（第１傾斜角）との差を意味する。また、第２手順で算出する後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｂｓは、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂと、前方台車２ｆが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ０ｆと後方台車２ｂが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ０ｂとに差が無いと仮定した場合における後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角（第２傾斜角）との差を意味する。
上記の第１傾斜角としては、鉄道車両が曲線軌道の緩和曲線区間を走行する際には、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂの双方が、前方台車２ｆが位置するレール面のレール面角φ０ｆと後方台車２ｂが位置するレール面のレール面角φ０ｂとの平均値であるレール面角を有するレール面を走行すると仮定した場合における前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角を例示できる。同様に、上記の第２傾斜角としては、鉄道車両が曲線軌道の緩和曲線区間を走行する際には、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂの双方が、前方台車２ｆが位置するレール面のレール面角φ０ｆと後方台車２ｂが位置するレール面のレール面角φ０ｂとの平均値であるレール面角を有するレール面を走行すると仮定した場合における後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角を例示できる。上記の第１傾斜角と第２傾斜角とは同じ値になるため、以下、同じ参照符号のφ２ｒを付けて説明する。
前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓの具体的な算出方法の例については後述する。
【００２５】
（３）第３手順：第２手順で算出した各傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓを初期目標傾斜角φｒｅｆに加算することで、目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂを前方台車２ｆ及び後方台車２ｂ毎に算出し、鉄道車両が曲線軌道を走行する際、車体１が前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対して算出した各目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂに傾斜するように空気ばね３に対する給排気を制御する。すなわち、前方台車２ｆ用の制御器１０ｆは、目標傾斜角φｒｅｆｆと、公知の傾斜角測定センサ（図示せず）で測定した前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角測定値との偏差に応じて、この偏差が小さくなるように前方台車２ｆに対する給排気制御指令を送信する。一方、後方台車２ｂ用の制御器１０ｂは、目標傾斜角φｒｅｆｆと、公知の傾斜角測定センサ（図示せず）で測定した後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角測定値との偏差に応じて、この偏差が小さくなるように後方台車２ｂに対する給排気制御指令を送信する。
【００２６】
以下、上記第２手順において非制御状態における前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓをそれぞれ算出する方法について、具体的に説明する。
図４は、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際の非制御状態を鉄道車両の進行方向から見て模式的に説明する説明図である。
図４において、ｂ１は、軸ばね５の取り付け位置の左右方向の間隔を意味する。ｂ２は、空気ばね３の取り付け位置の左右方向の間隔を意味する。ｋ１は、軸ばね５の各台車片側分（２つ分）を合成した上下剛性を意味する。ｋ２は、空気ばね３の各台車片側分（１つ分）の上下剛性を意味する。なお、図４では、前方台車２ｆと後方台車２ｂとを区別せずに、φ０、φ１、φ２と表記しているが、実際には、前方台車２ｆについては、φ０ｆ、φ１ｆ、φ２ｆとなり、後方台車２ｂについては、φ０ｂ、φ１ｂ、φ２ｂとなる。φ０ｆ、φ１ｆ、φ２ｆ、φ０ｂ、φ１ｂ、φ２ｂの意味は、図２を参照して前述したものと同じである。
【００２７】
前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓは、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆと、第１傾斜角φ２ｒとの差であるため、以下の式（７）が成立し、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｂｓは、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂと、第２傾斜角φ２ｒとの差であるため、以下の式（８）が成立する。
φ２ｆ＝φ２ｒ＋φ２ｆｓ  ・・・（７）
φ２ｂ＝φ２ｒ＋φ２ｂｓ  ・・・（８）
【００２８】
ここで、Ａ＝２・（ｂ１／２）２・ｋ１とし、Ｂ＝２・（ｂ２／２）２・ｋ２とすれば、前方台車２ｆの重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合い（ロール角加速度＝０、ロール角速度＝０）から、以下の式（９）が成立する。
Ｂ・（φ２ｒ＋φ２ｆｓ）−Ａ・φ１ｆ＝０  ・・・（９）
また、後方台車２ｂの重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いから、以下の式（１０）が成立する。
Ｂ・（φ２ｒ＋φ２ｂｓ）−Ａ・φ１ｂ＝０  ・・・（１０）
さらに、車体１の重心を基準にしたロール方向のモーメントの釣り合いから、以下の式（１１）が成立する。
Ｂ・（φ２ｒ＋φ２ｆｓ）＋Ｂ・（φ２ｒ＋φ２ｂｓ）＝Ｆ  ・・・（１１）
上記の式（１１）に示すＦは、鉄道車両が曲線軌道を走行する際に車体１に作用する遠心力によるロール方向のモーメントである。前方台車２ｆが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ０ｆと、後方台車２ｂが位置する曲線軌道のレール面のレール面角φ０ｂとに差があっても無くても車体１に作用する遠心力によるロール方向のモーメントは同一であるため、以下の式（１２）が成立する。
２・Ｂ・φ２ｒ＝Ｆ  ・・・（１２）
【００２９】
したがい、上記の式（７）〜式（１２）及び前述の式（２）より、非制御状態における前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓは、以下の式（１３）で表わされ、非制御状態における後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｂｓは、以下の式（１４）で表わされることになる。
φ２ｆｓ＝Ａ／｛２（Ａ＋Ｂ）｝・（φ０ｂ−φ０ｆ）  ・・・（１３）
φ２ｂｓ＝−Ａ／｛２（Ａ＋Ｂ）｝・（φ０ｂ−φ０ｆ）  ・・・（１４）
さらに、Ａ／｛２（Ａ＋Ｂ）｝＝Ｋとすると、上記の式（１３）、式（１４）は、それぞれ以下の式（１５）、式（１６）となる。
φ２ｆｓ＝Ｋ・（φ０ｂ−φ０ｆ）  ・・・（１５）
φ２ｂｓ＝−Ｋ・（φ０ｂ−φ０ｆ）  ・・・（１６）
ここで、前方台車２ｆが位置するレール面のレール面角φ０ｆ及び後方台車２ｂが位置するレール面のレール面角φ０ｂは、事前に構築した曲線軌道のデータベースと、鉄道車両の走行位置情報とに基づき把握可能である。また、上記のＫは鉄道車両の構造からその値を求めることが可能である。このため、上記の式（１５）及び式（１６）に基づき、非制御状態における前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓ及び非制御状態における後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｂｓを算出可能である。
以上のようにして、上記第２手順において非制御状態における前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓをそれぞれ算出可能である。
【００３０】
そして、前述のように、第３手順において、前方台車２ｆに対する車体１の目標傾斜角φｒｅｆｆは、上記のようにして算出した傾斜角差φ２ｆｓを初期目標傾斜角φｒｅｆに加算することで算出される。すなわち、以下の式（１７）によって算出される。また、後方台車２ｂに対する車体１の目標傾斜角φｒｅｆｂは、上記のようにして算出した傾斜角差φ２ｂｓを初期目標傾斜角φｒｅｆに加算することで算出される。すなわち、以下の式（１８）によって算出される。
φｒｅｆｆ＝φｒｅｆ＋φ２ｆｓ  ・・・（１７）
φｒｅｆｂ＝φｒｅｆ＋φ２ｂｓ  ・・・（１８）
なお、車体傾斜制御では、目標傾斜角に１．５ｓｅｃ程度の先行時間を付与することが一般的であるため、初期目標傾斜角φｒｅｆ、傾斜角差φ２ｆｓ及び傾斜角差φ２ｂｓについても同様の先行時間を付与することが好ましい。すなわち、現在の実際の鉄道車両の走行位置よりも先行時間分だけ時間が経過した後の走行位置における曲線軌道のデータベースに基づき、初期目標傾斜角φｒｅｆを設定したり、傾斜角差φ２ｆｓ及び傾斜角差φ２ｂｓを算出することが好ましい。
【００３１】
以上に説明したように、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、第１手順で初期目標傾斜角φｒｅｆ（従来の前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに共通する目標傾斜角に相当）を設定し、第２手順で非制御状態における前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓをそれぞれ算出する。そして、第３手順において、第２手順で算出した各傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓを第１手順で設定した共通する初期目標傾斜角φｒｅｆに加算することで、目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂを前方台車２ｆ及び後方台車２ｂ毎に算出し（緩和曲線区間においては、前方台車２ｆ及び後方台車２ｂで異なる目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂを設定し）、鉄道車両が曲線軌道を走行する際、車体１が前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対して各目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂに傾斜するように空気ばねに対する給排気を制御する。
【００３２】
非制御状態において、曲線軌道を走行する鉄道車両の車体１には、遠心力によるロール方向のモーメントが作用し、これにより各台車２に対して車体１が曲線軌道の外側に向けて傾斜する（後述の図５（ｂ）参照）。すなわち、以下の式（１９）が成立する。
φ２ｆ、φ２ｂ＞０  ・・・（１９）
この際、非制御状態においても、例えば、入口側緩和曲線区間では、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆは、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる（前述の式（３）が成立する。後述の図５（ｂ）参照）。
したがい、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓは、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｂｓよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。すなわち、以下の式（２０）が成立する。
φ２ｆｓ＞φ２ｂｓ  ・・・（２０）
【００３３】
したがい、第３手順において、第２手順で算出した各傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓを前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに共通する初期目標傾斜角φｒｅｆに加算したものを新たな目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂとして前方台車２ｆ及び後方台車２ｂ毎に設定すれば、入口側緩和曲線区間において、前方台車２ｆに対する車体１の目標傾斜角φｒｅｆｆは、後方台車２ｂに対する車体１の目標傾斜角φｒｅｆｂよりも、曲線軌道の外側に向けて大きくなる。すなわち、以下の式（２１）が成立する。
φｒｅｆｆ＞φｒｅｆｂ  ・・・（２１）
このため、前方台車２ｆに対する車体１の目標傾斜角φｒｅｆｆと前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆとの偏差の絶対値と、後方台車２ｂに対する車体１の目標傾斜角φｒｅｆｂと後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂとの偏差の絶対値との差の絶対値は、従来の車体傾斜制御方法における、目標傾斜角φｒｅｆと前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆとの偏差の絶対値と、目標傾斜角φｒｅｆと後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂとの偏差の絶対値との差の絶対値よりも小さくなる（後述の図５（ａ）、（ｃ）参照）。これにより、前方台車２ｆに対する給排気制御指令の絶対値と、後方台車２ｂに対する給排気制御指令の絶対値との差の絶対値も、従来の車体傾斜制御方法よりも小さくなる。この結果、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆのオーバーシュート（初期目標傾斜角φｒｅｆに対するオーバーシュート）や、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂのアンダーシュート（初期目標傾斜角φｒｅｆに対するアンダーシュート）を低減し、狙い通りの傾斜角（初期目標傾斜角φｒｅｆ）に車体１を傾斜させることが可能である。鉄道車両が曲線軌道の出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際も同様である。
【００３４】
なお、鉄道車両が曲線軌道の円曲線区間を走行する際には、前方台車２ｆが位置する円曲線区間のレール面のレール面角φ０ｆと、後方台車２ｂが位置する円曲線区間のレール面のレール面角φ０ｂとに実際に差が無いため、非制御状態において、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆと第１傾斜角φ２ｒとは等しくなり、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂと第２傾斜角φ２ｒとは等しくなる。このため、第２手順で算出する非制御状態における前方台車２ｆ及び後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓはいずれもゼロになる。したがい、第３手順で前方台車２ｆ及び後方台車２ｂ毎に算出する各目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂは、いずれも第１手順で設定した初期目標傾斜角φｒｅｆに等しくなって、従来の車体傾斜制御方法と同様の制御が行われることになる。
【００３５】
以下、本実施形態に係る車体傾斜制御方法を数値シミュレーションで評価した結果の一例について説明する。数値シミュレーションの条件の概要は以下の通りである。
（１）鉄道車両：在来線車両、走行速度１００ｋｍ／ｈ
（２）円曲線区間の曲線半径：４００ｍ
（３）円曲線区間のカント量：１０５ｍｍ
（４）緩和曲線区間の曲線長：８０ｍ
（５）目標傾斜角の先行時間：１．５ｓｅｃ
【００３６】
図５は、本数値シミュレーションで得られた各台車に対する車体の傾斜角を示すグラフである。図５（ａ）は、従来の車体傾斜制御方法における目標傾斜角と、制御後の各台車２に対する車体１の傾斜角φ２ｆ、φ２ｂの時間変化を示す。図５（ｂ）は、非制御状態における各台車２に対する車体１の傾斜角φ２ｆ、φ２ｂの時間変化を示す。図５（ｃ）は、本実施形態に係る車体傾斜制御方法における目標傾斜角と、制御後の各台車２に対する車体１の傾斜角φ２ｆ、φ２ｂの時間変化を示す。なお、図５（ａ）、（ｃ）において「前方台車」と示されたグラフは、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆである。また、図５（ａ）、（ｃ）において「後方台車」と示されたグラフは、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆである。
本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際に、図５（ｂ）に示すように、非制御状態における各台車２に対する車体１の傾斜角φ２ｆ、φ２ｂが前方台車２ｆと後方台車２ｂとで異なることにより、各台車２に対する車体１の傾斜角差φ２ｆｓ、φ２ｂｓも前方台車２ｆと後方台車２ｂとで異なることになる。このため、図５（ｃ）に示すように、鉄道車両が緩和曲線区間を走行する際の車体１の目標傾斜角φｒｅｆｆ、φｒｅｆｂが、前方台車２ｆと後方台車２ｂとで異なることが分かる。
図５（ａ）と図５（ｃ）とを対比すれば分かるように、従来の車体傾斜制御方法では、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角φ２ｆが目標傾斜角（初期目標傾斜角）φｒｅｆを超えてオーバーシュートが生じている地点において、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、オーバーシュートが低減している。同様に、図５（ａ）と図５（ｃ）とを対比すれば分かるように、従来の車体傾斜制御方法では、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角φ２ｂが目標傾斜角（初期目標傾斜角）φｒｅｆに到達しないアンダーシュートが生じている地点において、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、アンダーシュートが低減している。
【００３７】
図６は、本数値シミュレーションで得られた圧縮空気の消費量を示すグラフである。
図６に示すように、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、前方台車２ｆのオーバーシュートが低減されることにより、従来の車体傾斜制御方法に比べて圧縮空気の消費量が７％低減できている。
【００３８】
以上に説明したように、本実施形態に係る車体傾斜制御方法によれば、鉄道車両が曲線軌道の入口側緩和曲線区間から円曲線区間に進入する際や、出口側緩和曲線区間から出口側直線区間に進入する際に、前方台車２ｆに対する車体１の傾斜角のオーバーシュートや、後方台車２ｂに対する車体１の傾斜角のアンダーシュートを低減し、狙い通りの傾斜角に車体１を傾斜させることが可能である。このため、圧縮空気の消費量を低減することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・車体
２・・・台車
２ｆ・・・前方台車
２ｂ・・・後方台車
３・・・空気ばね
４・・・輪軸
５・・・軸ばね
１０ｆ、１０ｂ・・・制御器
【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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