(57)【要約】【課題】鉄道車両の車体の上下方向、左右方向及びロール方向の振動抑制と、鉄道車両に搭載される力発生器の本数の低減との両方を実現する。【解決手段】推力又は減衰力を発生する少なくとも１つの力発生器が車体と台車との間に介設された鉄道車両の振動制御装置であって、車両長手方向から見て力発生方向が上下方向及び水平方向に対して傾斜するように斜め配置された前記力発生器の力発生角度を取得する力発生角度取得器と、前記車体の上下速度、左右速度及びロール角速度を含む速度情報を算出する速度演算器と、前記速度情報及び前記力発生角度に基づいて、前記車体の振動を抑制するように前記力発生器に対する動作指令値を算出する動作指令値演算器と、を備える。【選択図】図１
2019001340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推力又は減衰力を発生する少なくとも１つの力発生器が車体と台車との間に介設された鉄道車両の振動制御装置であって、
車両長手方向から見て力発生方向が上下方向及び水平方向に対して傾斜するように斜め配置された前記力発生器の力発生角度を取得する力発生角度取得器と、
前記車体の上下速度、左右速度、及びロール角速度を含む速度情報を算出する速度演算器と、
前記速度情報及び前記力発生角度に基づいて、前記車体の振動を抑制するように前記力発生器に対する動作指令値を算出する動作指令値演算器と、を備える、鉄道車両の振動制御装置。
【請求項２】
前記速度情報から前記力発生器の車体接続位置における車体速度ベクトルを算出する速度ベクトル演算器を更に備え、
前記動作指令値演算器は、
前記車体速度ベクトル及び前記力発生角度に基づいて、車体振動を低減させる前記力発生器の第１力指令値を算出する第１力指令演算器と、
前記上下速度及び前記力発生角度に基づいて、車体振動を低減させる前記力発生器の第２力指令値を算出する第２力指令演算器と、
前記第１力指令値及び前記第２力指令値に基づいて、前記動作指令値を算出する統合力指令演算器と、を有する、請求項１に記載の鉄道車両の振動制御装置。
【請求項３】
前記車体速度ベクトルの角度と前記力発生角度との間の角度差の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを判定する判定器を更に備え、
前記第１力指令演算器は、
前記角度差の絶対値が前記閾値未満であると判定されると、前記車体速度ベクトルの長さを低減させる前記第１力指令値を前記統合力指令演算器に出力し、
前記角度差の絶対値が前記閾値未満ではないと判定されると、前記閾値未満であると判定される場合よりも前記第１力指令値を小さくする又はゼロにする、請求項２に記載の鉄道車両の振動制御装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの力発生器は、車両長手方向から見て互いの力発生方向が交差する向きに配置された一対の力発生器を含み、
前記第２力指令演算器は、前記一対の力発生器の合力の左右方向成分がゼロになるように前記一対の力発生器の前記第１力指令値を算出する、請求項２又は３に記載の鉄道車両の振動制御装置。
【請求項５】
車体と台車との間に介設されて推力又は減衰力を発生する力発生器であって、車両長手方向から見て力発生方向が上下方向及び水平方向に対して傾斜するように斜め配置された少なくとも１つの力発生器と、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動制御装置と、を備える、振動制御機能付き鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推力又は減衰力を発生する少なくとも１つの力発生器が車体と台車との間に介設された鉄道車両の振動制御装置及び鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両の振動制御方法として、車体と台車との間にアクチュエータを介設するとともに車体に加速度センサを取り付け、加速度センサで検出された加速度を積分して振動速度を求め、振動速度と比例した推力をアクチュエータで発生させ車体振動を抑制するスカイフック制御が知られている。特許文献１には、上下方向に推力を発生するアクチュエータを１台車あたり左右に２本設けた上下系のアクティブサスペンションが開示されている。特許文献２には、左右方向に推力を発生するアクチュエータを１台車あたり１本設けた左右系のアクティブサスペンションが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７６４００号公報
【特許文献２】特開２００８−２４７２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上下系（上下、ロール及びピッチ）及び左右系（左右及びヨー）の車体振動を抑制するためには、１台車あたり３本のアクチュエータが必要になり、１車体あたりでは６本のアクチュエータが必要になる。仮に、上下方向に推力を発生するアクチュエータを台車中心に配置して１台車あたり１本設けるようにすれば、アクチュエータの数を減らすことができるが、その場合にはロール方向の振動抑制が不可能となる。
【０００５】
そこで本発明は、鉄道車両の車体の上下方向、左右方向及びロール方向の振動抑制と、鉄道車両に搭載される力発生器の本数の低減との両方を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る鉄道車両の振動制御装置は、推力又は減衰力を発生する少なくとも１つの力発生器が車体と台車との間に介設された鉄道車両の振動制御装置であって、車両長手方向から見て力発生方向が上下方向及び水平方向に対して傾斜するように斜め配置された前記力発生器の力発生角度を取得する力発生角度取得器と、前記車体の上下速度、左右速度及びロール角速度を含む速度情報を算出する速度演算器と、前記速度情報及び前記力発生角度に基づいて、前記車体の振動を抑制するように前記力発生器に対する動作指令値を算出する動作指令値演算器と、を備える。
【０００７】
前記構成によれば、車体と台車との間に介設されて推力又は減衰力を発生する力発生器（例えば、アクチュエータ又は可変ダンパ）を斜め配置し、車体の速度情報（上下速度、左右速度及びロール角速度）と力発生器の力発生角度とを参照することで、１つの力発生器に上下方向、左右方向及びロール方向の振動を抑制させることができる。よって、鉄道車両の車体の上下方向、左右方向及びロール方向の振動抑制と、鉄道車両に搭載される力発生器の数の低減との両方を実現できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鉄道車両の車体の上下方向、左右方向及びロール方向の振動抑制と、鉄道車両に搭載される力発生器の数の低減との両方を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る振動制御装置を備えた鉄道車両の車両長手方向から見た断面図である。
【図２】図１に示す鉄道車両の制御システム構成図である。
【図３】図２に示す鉄道車両の車体に対して第１及び第２アクチュエータ５，６から加わる力を説明する模式図である。
【図４】図２に示す振動制御装置の演算処理を説明するブロック図である。
【図５】図５に示す上下・ロール角加速度演算部のブロック図である。
【図６】図５に示す速度演算部のブロック図である。
【図７】図５に示す車体速度ベクトル演算部のブロック図である。
【図８】図５に示す左右・ロール制御判定部のブロック図である。
【図９】図５に示す左右・ロール推力指令演算部のブロック図である。
【図１０】図５に示す上下推力指令演算部のブロック図である。
【図１１】図５に示す統合推力指令演算部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向が車両長手方向（前後方向）であり、それに直交する横方向が車幅方向（左右方向）である。
【００１１】
図１は、実施形態に係る振動制御機能付き鉄道車両１の模式図である。図１に示すように、鉄道車両１は、客室Ｓを有する車体２と、車体２を支持する台車３と、車体２と台車３との間に介設された二次サスペンション４（例えば、空気バネ）とを備える。台車３は、台車枠３ａと、輪軸３ｂと、輪軸３ｂを回転自在に支持する軸箱３ｃと、台車枠３ａと軸箱３ｃとの間に介設された一次サスペンション３ｄ（例えば、コイルバネ）とを有する。車体２は、走行条件等により上下、左右、ロール、ピッチ及びヨーの各方向に変位し得る。
【００１２】
車体２と台車３との間には、直動式で推力を発生する第１アクチュエータ５及び第２アクチュエータ６（力発生器）が介設されており、第１及び第２アクチュエータ５，６の推力によって車体２が台車３に対して相対変位可能である。第１及び第２アクチュエータ５，６には、例えば、電磁式アクチュエータが用いられるが、他の方式（例えば、油圧式又は空気圧式）のアクチュエータが用いられてもよい。第１及び第２アクチュエータ５，６は、車両長手方向から見て推力発生方向が上下方向及び水平方向に対して傾斜しており、車両長手方向から見て互いの推力発生方向が交差する向きに斜め配置されている。具体的には、第１及び第２アクチュエータ５，６は、その一端部５ａ，６ａ同士がその他端部５ｂ，６ｂに対して近接する向きに傾斜しており、一端部５ａ，６ａが車体２（又は台車３）に連結され且つ他端部５ｂ，６ｂが台車３（又は車体２）に連結されている。
【００１３】
第１及び第２アクチュエータ５，６には、それぞれ第１及び第２ストロークセンサ７，８が設けられている。第１及び第２ストロークセンサ７，８は、後述する第１及び第２アクチュエータ５，６の傾斜角度を求めるためのものである。車体２には、車体２の上下加速度を検出する第１及び第２上下加速度センサ９Ａ，９Ｂと、車体２の左右加速度を検出する左右加速度センサ９Ｃとが搭載されている。例えば、第１及び第２上下加速度センサ９Ａ，９Ｂは、車体２の台枠２ａの左右方向両側部に設けられ、左右加速度センサ９Ｃは、車体２の台枠２ａの左右方向中心に設けられている。車体２には、各加速度センサ９Ａ〜Ｃで検出される各加速度に基づいて演算処理を行い、第１及び第２アクチュエータ５，６を制御する振動制御装置１０が搭載されている。
【００１４】
図２は、図１に示す振動制御装置１０の制御システム構成図である。なお、本実施形態では、説明簡素化のために、１つの台車３のみを考えて車体２の上下、左右及びロール方向の振動制御に絞って説明するが、１つの車体に対して前後一対の台車を有する実車両における車体のピッチの振動も、各台車に設けたアクチュエータの上下推力により制御可能である。
【００１５】
図２に示すように、第１上下加速度センサ９Ａ、第２上下加速度センサ９Ｂ及び左右加速度センサ９Ｃの信号は振動制御装置１０に入力され、振動制御装置１０は車体２の振動を抑制するための第１及び第２アクチュエータ５，６の動作指令値を演算し、その動作指令値を第１及び第２アクチュエータ５，６に出力する。振動制御装置１０は、基本的には、車体２の加速度情報から車体速度を推定し、その車体速度に車体振動抑制の制御ゲインをかけて第１及び第２アクチュエータ５，６に推力を発生させるスカイフック制御を実行する。なお、図２に示された諸元記号の定義は、以下の通りである。
ACCVER1：第１上下加速度［m/s2］（第１上下加速度センサ９Ａの検出値）
ACCVER2：第２上下加速度［m/s2］（第２上下加速度センサ９Ｂの検出値）
ACCLAT：左右加速度［m/s2］（左右加速度センサ９Ｃの検出値）
LS1：第１上下加速度センサ９Ａの車体取付位置［m］（車体重心からの左右方向距離）
LS2：第２上下加速度センサ９Ｂの車体取付位置［m］（車体重心からの左右方向距離）
θ1：第１推力発生角度［rad］（第１アクチュエータ５の水平に対する角度）
θ2：第２推力発生角度［rad］（第２アクチュエータ６の水平に対する角度）
LA1：第１アクチュエータ５の車体接続位置［m］（車体重心からの左右方向距離）
LA2：第２アクチュエータ６の車体接続位置［m］（車体重心からの左右方向距離）
LA3：第１アクチュエータ５の台車接続位置［m］（台車重心からの左右方向距離）
LA4：第２アクチュエータ６の台車接続位置［m］（台車重心からの左右方向距離）
ST1：第１アクチュエータ５の長さ［m］（第１ストロークセンサ７の検出値）
ST2：第２アクチュエータ６の長さ［m］（第２ストロークセンサ８の検出値）
F1：第１アクチュエータ５の推力［N］
F2：第２アクチュエータ６の推力［N］
【００１６】
図３は、図２に示す鉄道車両１の車体２に対して第１及び第２アクチュエータ５，６から加わる力を説明する模式図である。図３に示すように、第１及び第２アクチュエータ５，６が斜め配置されているため、第１及び第２アクチュエータ５，６から車体２に伝達される推力は、上下方向成分と左右方向成分とに分解される。左右推力FLAT、上下推力FVER及びロールトルクTROLは、以下の数式（１）〜（３）で求められる。
左右推力：FLAT＝F1cosθ1−F2cosθ2  ・・・・（１）
上下推力：FVER＝F1sinθ1＋F2sinθ2  ・・・・（２）
ロールトルク：TROL＝−F1sinθ1×LA1＋F2sinθ2×LA2  ・・・・（３）
【００１７】
第１アクチュエータ５と第２アクチュエータ６の左右方向の推力を合計したものを0になるように制御すればF1sinθ1+F2sinθ2の上下方向の推力を車体に加えることができる。その際に−F1sinθ1×LA1＋F2sinθ2×LA2のロールトルクが発生するが、LA1とLA2が等しく、θ1とθ2がほぼ等しい場合にはロールトルクはほぼ無視できる値となる。よって上下推力は左右推力とロールトルクは、ほぼ独立の関係となる。一方、左右推力を発生させようとするとロールトルクが必ず発生してしまい、独立の関係とはならない。
【００１８】
そこで本実施形態では、上下振動の制御では、上下速度に比例した上下推力指令が行われ、左右・ロール振動の制御とは独立して上下振動の制御が行われる。他方、左右振動及びロール振動の制御では、各アクチュエータ５，６の車体接続位置における各車体速度ベクトルが各アクチュエータ５，６の推力を出せる方向を向いているタイミングで車体速度ベクトルに比例した推力指令が行われる。これにより、左右推力とロールトルクとが独立関係になくても直接速度フィードバック（DVFB）により振動を制御できる。
【００１９】
図４は、図２に示す振動制御装置１０の演算処理を説明するブロック図である。図４に示すように、振動制御装置１０は、ソフトウェア面において、上下・ロール角加速度演算部１１、速度演算部１２（速度演算器）、車体速度ベクトル演算部１３、及び、推力発生角度演算部１４（力発生角度取得器）、動作指令演算部１５（動作指令演算器）を備える。動作指令演算部１５は、左右・ロール制御判定部２１（判定器）、左右・ロール推力指令演算部２２（第１力指令演算器）、上下推力指令演算部２３（第２力指令演算器）、及び、統合推力指令演算部２４（統合力指令演算器）を有する。振動制御装置１０は、ハードウェア面において、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏインターフェース等を備える。振動制御装置１０の各演算部１１〜１５は、不揮発性メモリに保存されたプログラムに基づいてプロセッサが揮発性メモリを用いて演算処理することで実現される。
【００２０】
以下の説明では、図４の信号の流れに沿って図５〜１１を適宜参照しながら振動制御装置１０の演算処理について説明する。まず、図４及び５に示すように、上下・ロール角速度演算部１１は、図５に記載の数式により、第１上下加速度センサ９Ａで検出された第１上下加速度ACCVER1と、第２上下加速度センサ９Ｂで検出された第２上下加速度ACCVER2と、第１及び第２上下加速度センサ９Ａ，９Ｂの車体取付位置LS1，LS2とに基づいて、車体２の台枠２ａの左右方向中心における上下加速度ACCVER及びロール角加速度ACCROLを算出する。
【００２１】
次いで、図４及び６に示すように、速度演算部１２は、左右加速度センサ９Ｃで検出された左右加速度ACCLATと、上下・ロール角速度演算部１１で算出された上下加速度ACCVER及びロール角加速度ACCROLとに基づいて、車体２の台枠２ａの左右方向中心における左右速度VELLAT、上下速度VELVER及びロール角速度VELROL（速度情報）を算出する。具体的には、速度演算部１２は、各加速度を積分することで速度を求めるが、曲線通過やセンサのオフセットによる定常的なセンサ値の影響を排除するためにハイパスフィルタが挿入されると共に、ハイパスフィルタ通過後の信号からノイズや車体の高周波振動の影響を排除するためにローパスフィルタも挿入されている。
【００２２】
次いで、図４及び７に示すように、速度ベクトル演算部１３は、左右・ロール振動に対する直接速度フィードバックを実現させるべく、速度演算部１２で算出された左右速度VELLATと、上下速度VELVERと、ロール角速度VELROLと、第１アクチュエータ５の車体接続位置LA1と、第２アクチュエータ６の車体接続位置LA2とから、第１及び第２アクチュエータ５，６の車体接続位置における車体速度ベクトルを算出する。即ち、速度ベクトル演算部１３は、図７に記載の数式により、第１アクチュエータ５の車体速度ベクトルの長さVEL1と、第１アクチュエータ５の車体速度ベクトルの角度ANG1と、第２アクチュエータ６の車体速度ベクトルの長さVEL2と、第２アクチュエータ６の車体速度ベクトルの角度ANG2とを算出する。
【００２３】
また、図４に示すように、推力発生角度演算部１４は、第１ストロークセンサ７で検出される第１アクチュエータ５の長さST1と、第２ストロークセンサ８で検出される第２アクチュエータ６の長さST2と、第１アクチュエータ５の車体接続位置LA1と、第２アクチュエータ６の車体接続位置LA2と、第１アクチュエータ５の台車接続位置LA3と、第２アクチュエータ６の台車接続位置LA4とに基づいて、第１アクチュエータ５の第１推力発生角度θ1と、第２アクチュエータ６の第２推力発生角度θ2とを算出する。即ち、第１及び第２アクチュエータ５，６と、車体２と、台車３とは、四角形の閉リンクを形成するため、当該閉リンクの４辺の長さから幾何学的に第１及び第２アクチュエータ５，６の角度θ1，θ2が導出される。なお、第１及び第２推力発生角度θ1，θ2は、第１及び第２アクチュエータ５，６の角度を検出する角度センサにより求めてもよい。
【００２４】
動作指令演算部１５は、各車体速度ベクトルの長さVEL1，VEL2と、各車体速度ベクトルの角度ANG1，ANG2と、第１及び第２推力発生角度θ1，θ2とに基づいて、車体２の振動を抑制するように第１及び第２アクチュエータ５，６に対する動作指令値F1，F2を算出する。以下、動作指令演算部１５の詳細について説明する。
【００２５】
図４及び８に示すように、左右・ロール制御判定部２１は、第１アクチュエータ５側の車体速度ベクトルの角度ANG1と第１推力発生角度θ1との間の角度差の絶対値が所定の閾値α１未満であるとの条件を満たすか否か判定し、当該条件を満たす場合には、第１制御判定フラグFLAG1を「１」とし、当該条件を満たさない場合には、第１制御判定フラグFLAG1を「０」とする。また、左右・ロール制御判定部２１は、第２アクチュエータ６側の車体速度ベクトルの角度ANG2と第２推力発生角度θ2との間の角度差の絶対値が所定の閾値α２未満であるとの条件を満たすか否か判定し、当該条件を満たす場合には、第２制御判定フラグFLAG2を「１」とし、当該条件を満たさない場合には、第２制御判定フラグFLAG2を「０」とする。なお、閾値α１，α２は、例えば１０°〜３０°の範囲から選ばれる値とし得る。
【００２６】
即ち、左右・ロール制御判定部２１は、アクチュエータ５，６の推力が適切に作用する方向に車体２が移動しているタイミングで制御判定フラグFLAG1，FLAG2を「１」にし、それ以外は左右・ロール振動に対する直接速度フィードバックが実施できないと判断して制御判定フラグFLAG1，FLAG2を「０」にする。
【００２７】
図４及び９に示すように、左右・ロール推力指令演算部２２（第１力指令演算器）は、速度ベクトル演算部１３で算出された各車体速度ベクトルの長さVEL1，VEL2と、左右・ロール制御判定部２１で決定された第１及び第２制御判定フラグFLAG1，FLAG2とに基づいて、車体速度ベクトルの長さを低減させる第１及び第２アクチュエータ５，６の左右・ロール推力指令値（第１力指令値）を算出する。具体的には、左右・ロール推力指令演算部２２は、第１制御判定フラグFLAG1が「１」の場合には、車体振動を低減させるように第１アクチュエータ５側の車体速度ベクトルの長さVEL1に制御ゲインを乗じることで、第１アクチュエータ５のための第１左右・ロール推力指令値F1LRを算出して統合推力指令演算部２４に出力する。即ち、当該制御ゲインは、スカイフック制御として直接速度フィードバックを行うためのゲインであり、第１左右・ロール推力指令値F1LRは、第１アクチュエータ５側の車体速度ベクトルの長さVEL１に比例する。
【００２８】
同様に、左右・ロール推力指令演算部２２は、第２制御判定フラグFLAG2が「１」の場合には、車体振動を低減させるように第２アクチュエータ６側の車体速度ベクトルの長さVEL2に制御ゲインを乗じることで、第２アクチュエータ６のための第２左右・ロール推力指令値F2LRを算出して統合推力指令演算部２４に出力する。
【００２９】
そして、左右・ロール推力指令演算部２２は、第１及び第２制御判定フラグFLAG1，FLAG2が「０」の場合には、第１及び第２左右・ロール推力指令値F1LR，F2LRとして「０」を統合推力指令演算部２４に出力する。なお、本例では、左右・ロール推力指令演算部２２は、車体速度ベクトルの長さVEL1，VEL2に制御判定フラグFLAG1，FLAG2の値を乗じたもの出力しているが、制御判定フラグFLAG1，FLAG2により推力指令を出力するか否かを場合分けしてもよい。
【００３０】
図４及び１０に示すように、上下推力指令演算部２３は、速度演算部１２で算出された上下加速度VELVERと、推力発生角度演算部１４で算出された第１及び第２推力発生角度θ1，θ2とに基づいて、上下速度VELVERを低減するために第１及び第２アクチュエータ５，６の上下推力指令値（第２力指令値）を算出する。具体的には、上下推力指令演算部２３は、まず、上下速度VELVERを低減させるように上下速度VELVERに制御ゲインを乗じることで、上下推力指令値FVERを算出する。当該制御ゲインは、スカイフック制御として直接速度フィードバックを行うためのゲインであり、上下推力指令値FVERは、車体２の上下速度VELVERに比例する。
【００３１】
そして、上下推力指令演算部２３は、図１０に記載の数式により、上下推力指令値FVERと第１及び第２推力発生角度θ1，θ2とに基づいて、第１アクチュエータ５のための第１上下推力指令値F1VERと、第２アクチュエータ６のための第２上下推力指令値F2VERとを算出し、それらを統合推力指令演算部２４に出力する。なお、図１０に記載の数式は、以下の２つの数式（４）（５）の連立方程式を解いたものであり、第１及び第２アクチュエータ５，６の各推力の合力の左右方向成分がゼロになるように各上下推力指令値F1VER，F2VERを算出するものである。
F1VER・cosθ1−F2VER・cosθ2＝０      ・・・・（４）
F1VER・sinθ1＋F2VER・sinθ2＝FVER  ・・・・（５）
【００３２】
最後に、図４及び１１に示すように、統合推力指令演算部２４は、第１左右・ロール推力指令値F1LRと第１上下推力指令値F1VERとを足し合わせることで、第１アクチュエータ５に出力する第１動作指令値F1を算出し、第２左右・ロール推力指令値F2LRと第２上下推力指令値F2VERとを足し合わせることで、第２アクチュエータ６に出力する第２動作指令値F2を算出する。
【００３３】
なお、１つの車体２に対して前後一対の台車３を有する車両における車体２のピッチ方向の振動も、各台車３に設けた第１及び第２アクチュエータ５，６の推力により制御可能である。即ち、ピッチ振動を抑制する場合には、一方の台車３のアクチュエータ５，６で発生する推力の上下方向成分と他方の台車３のアクチュエータ５，６で発生する推力の上下方向成分とを逆向きにすればよい。
【００３４】
以上に説明した構成によれば、車体２と台車３との間に介設されて推力を発生する第１及び第２アクチュエータ５，６を斜め配置し、車体２の速度情報（上下速度VELVER、左右速度及VELLAT及びロール角速度VELROL）と第１及び第２アクチュエータ５，６の力発生角度θ1，θ2とを参照することで、第１及び第２アクチュエータ５，６に上下方向、左右方向及びロール方向の振動を抑制させることができる。よって、鉄道車両１の車体２の上下方向、左右方向及びロール方向の振動抑制と、鉄道車両１に搭載されるアクチュエータ５，６の数の低減との両方を実現できる。
【００３５】
例えば、１車体あたりに、左右振動用にアクチュエータを２本、上下振動用にアクチュエータを４本（１台車あたりに、左右振動用にアクチュエータを１本、上下振動用にアクチュエータを２本）設けた従来の車両では、制御可能な振動は左右・上下・ロール・ヨー・ピッチであり良好な乗り心地が実現可能であるが、１車両あたり合計６本のアクチュエータが必要でコスト高となる。仮に、上下方向のアクチュエータを４本から２本に減らして低コスト化を図ると、ロール振動の制御が不可能となってしまう。それに対し、本実施形態では、アクチュエータの数を減らして低コスト化を図りながらも、ロール振動を抑制する制御も実現できることになる。
【００３６】
また、左右・ロール推力指令演算部２２及び上下推力指令演算部２３により左右・ロール振動抑制の演算と上下振動抑制の演算とを切り分けて、第１及び第２左右・ロール推力指令値F1LR，F2LRと第１及び第２上下推力指令値F1VER，F2VERとを算出し、それらから第１及び第２アクチュエータ５，６に夫々出力する第１及び第２動作指令値F1，F2を算出するので、演算の簡素化を図ることができる。
【００３７】
そして、第１及び第２アクチュエータ５，６の車体接続位置における車体速度ベクトルと第１及び第２アクチュエータ５，６の第１及び第２推力発生角度θ1，θ2とを参照して第１及び第２左右・ロール推力指令値F1LR，F2LRを算出するので、車体２のうち第１及び第２アクチュエータ５，６が接続された部位の速度の向きと第１及び第２アクチュエータ５，６の向きに応じて当該速度を適切に低減させることができる。
【００３８】
また、第１アクチュエータ５側の車体速度ベクトルの角度ANG1と第１推力発生角度θ1との間の角度差の絶対値が閾値α１未満となるタイミングを利用することで、第１アクチュエータ５により車体速度ベクトルの長さVEL1を効果的に低減させて、左右方向及びロール方向の振動抑制を図ることができる。そして、当該角度差が閾値α１未満でないときには、第１左右・ロール推力指令値F1LRがゼロになるので、左右またはロール振動を制御により励振してしまうことを防止できる。なお、このことは、第２アクチュエータ６の制御も同様である。
【００３９】
また、上下推力指令演算部２３は、第１及び第２アクチュエータ５，６の合力の左右方向成分がゼロになるように第１及び第２上下推力指令値F1VER，F2VERを算出するので、第１及び第２アクチュエータ５，６が斜め配置されていても、左右方向の動きに影響を与えずに上下速度を低減するための第１及び第２上下推力指令値F1VER，F2VERを簡易な演算にて算出できる。
【００４０】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、前記実施形態では、車体２と台車３との間に介設された力発生器として、推力を発生するアクチュエータを例示したが、減衰力を発生する可変ダンパが用いられてもよい。左右・ロール推力指令演算部２２は、車体速度ベクトルの角度ANG1（ANG2）と推力発生角度θ1（θ2）との間の角度差の絶対値が閾値α１（α２）未満でないときは、閾値α１（α２）未満のときよりも左右・ロール推力指令値F1LR（F2LR）が小さければよく、必ずしも左右・ロール推力指令値F1LR（F2LR）をゼロにしなくてもよい。また、車体速度ベクトルの角度ANG1（ANG2）と推力発生角度θ1（θ2）との間の角度差の絶対値が閾値α１（α２）未満であるときも、当該角度差の絶対値が減少するにつれて左右・ロール推力指令値F1LR（F2LR）が大きくなるように重み付けしてもよい。第１及び第２アクチュエータ５，６は、車体接続側の間隔が台車接続側の間隔よりも狭くなるように斜め配置したが、車体接続側の間隔が台車接続側の間隔よりも広くなるように斜め配置してもよい。各加速度センサセンサ９Ａ〜Ｃの代わりに、車体の上下速度、左右速度及びロール角速度を算出可能にするデータを検出できる他のセンサを用いてもよく、例えば、ジャイロセンサを用いてもよいし速度センサを用いてもよい。各アクチュエータは、全体的に９０°回転させた向きに配置してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  鉄道車両
２  車体
３  台車
５  第１アクチュエータ（力発生器）
６  第２アクチュエータ（力発生器）
１０  振動制御装置
１１  上下・ロール角加速度演算部
１２  速度演算部（速度演算器）
１３  速度ベクトル演算部（速度ベクトル演算器）
１４  推力発生角度演算部（力発生角度取得器）
１５  動作指令演算部（動作指令演算器）
２１  左右・ロール制御判定部（判定器）
２２  左右・ロール推力指令演算部（第１力指令演算器）
２３  上下推力指令演算部（第２力指令演算器）
２４  統合推力指令演算部（統合力指令演算器）
【図１】
2019001340.tif 000003
【図２】
2019001340.tif 000004
【図３】
2019001340.tif 000005
【図４】
2019001340.tif 000006
【図５】
2019001340.tif 000007
【図６】
2019001340.tif 000008
【図７】
2019001340.tif 000009
【図８】
2019001340.tif 000010
【図９】
2019001340.tif 000011
【図１０】
2019001340.tif 000012
【図１１】
2019001340.tif 000013