(57)【要約】【課題】車両の走行中に使用されている状況においても加速度センサの異常を正確に検知できる加速度センサの異常検知装置を提供する。【解決手段】本発明の加速度センサＡの異常検知装置１は、錘１０ａを有する振り子１０と、錘１０ａの変位を検出する変位検知器１１と、錘１０ａに取り付けられて通電時に錘１０ａを静止させる力を作用させ得るコイル１２と、変位検知器１１からの信号に応じて錘１０ａを静止させ得る電流をコイル１２へ出力するサーボアンプ１３と、コイル１２に並列に接続される第一抵抗Ｒ１と、コイル１２と第一抵抗Ｒ１と直列に接続される第二抵抗Ｒ２とを備えた加速度センサＡの異常を、第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２との間の電圧である第一出力Ｓ１と、第一抵抗Ｒ１よりもサーボアンプ１３側の電圧である第二出力Ｓ２と基づいて検知する。【選択図】図１
2019168234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を検知する加速度センサの異常検知装置であって、
前記加速度センサは、
錘を有する振り子と、
前記錘の変位を検出する変位検知器と、
前記錘に取り付けられて通電時に前記錘を静止させる力を作用させ得るコイルと、
前記変位検知器からの信号に応じて前記錘を静止させ得る電流を前記コイルへ出力するサーボアンプと、
前記サーボアンプとグランドとの間で前記コイルに並列に接続される第一抵抗と、
前記サーボアンプと前記グランドとの間で前記コイルと前記第一抵抗のグランド側に直列に接続される第二抵抗と、
前記第一抵抗と前記第二抵抗との間の電圧を加速度信号とし、前記加速度信号を第一出力として取り出し可能な第一出力端と、
前記第一抵抗の前記サーボアンプ側の電圧を第二出力として取り出し可能な第二出力端とを有し、
前記第一出力と前記第二出力とに基づいて前記加速度センサの異常を検知する
ことを特徴とする加速度センサの異常検知装置。
【請求項２】
前記第二出力の所定時間毎に取得される波高値の最大値が波高値閾値を所定回数連続して超過する場合、前記コイルの断線と判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の加速度センサの異常検知装置。
【請求項３】
前記加速度センサは、車両の振動を検知し、
前記車両の走行速度が速度閾値以上であって、前記第一出力が第一故障判定時間継続して０近傍の値に設定される第一故障閾値以下である場合、前記サーボアンプの故障と判断する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加速度センサの異常検知装置。
【請求項４】
前記第一出力および前記第二出力が第二故障判定時間継続して同符号で第二故障閾値を超過する場合、前記サーボアンプの故障と判断する
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加速度センサの異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサの異常検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両には、車体と前後の台車との間に介装された複動型のアクチュエータと、車体の前後の加速度を検知する加速度センサと、アクチュエータを制御するコントローラを備えて、車体の進行方向に対して左右方向の振動を抑制する鉄道車両用制振装置が設けられる場合がある。
【０００３】
このような鉄道車両用制振装置では、車体や台車に設置された加速度センサから得られた加速度に基づいて、アクチュエータが発生すべき制御力を求め、アクチュエータに車体の振動を抑制する推力を発揮させて車体の振動を抑制する。
【０００４】
鉄道車両に利用される加速度センサは、たとえば、以下のように構成されるものがある。具体的には、加速度センサは、ばねで弾性支持される質量体と、質量体の変位を検出する変位検知器と、磁気回路と、質量体に取り付けられて磁気回路の空隙に配置されるコイルと、変位検知器の出力信号と基準電圧との差分を増幅してコイルに電流を与えるサーボアンプと、コイルに直列に接続されるサーボ抵抗とを備えている。
【０００５】
また、変位検知器は、レーザダイオードと、レーザダイオードが発する光を受光するフォトダイオードと、質量体に設けられて質量体の変位に応じて光の焦点位置を変化させるレンズとを備えており、質量体の変位量に応じて変位信号をサーボアンプへ出力する。
【０００６】
そして、加速度センサに加速度の作用によって質量体が変位すると、変位検知器で変位量を検出してサーボアンプへ入力され、サーボアンプは、質量体を静止させるようにコイルへ電流を供給する。すると、コイルへの通電による電磁力と加速度による力とが拮抗して質量体が静止するが、この状態でコイルに流れる電流は加速度の大きさに比例するため、サーボ抵抗の両端電圧も加速度に比例する。このようにして、この加速度センサは、振動入力時に質量体を静止させた際のサーボ抵抗の両端電圧を加速度信号として出力する（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−５１９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
加速度センサが故障すると鉄道車両用制振装置によるアクチュエータの制御が正常に行われず、車両における乗心地を阻害してしまう。また、加速度のモニタのために鉄道車両へ設定される加速度センサにあっても故障してしまうと、正確な加速度の取得ができなくなってしまう。
【０００９】
起動時に自己診断によって自己の故障をチェックする機能が備わる加速度センサもあるが、鉄道車両の走行中に使用されている状況下で加速度センサの故障を正しく検知するのは難しい。
【００１０】
そこで、本発明は、鉄道車両の走行中に使用されている状況においても加速度センサの異常を正確に検知できる加速度センサの異常検知装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の加速度センサの異常検知装置は、振動を検知する加速度センサが、錘を有する振り子と、錘の変位を検出する変位検知器と、錘に取り付けられて通電時に錘を静止させる力を作用させ得るコイルと、変位検知器からの信号に応じて錘を静止させ得る電流をコイルへ出力するサーボアンプと、サーボアンプとグランドとの間でコイルに並列に接続される第一抵抗と、サーボアンプとグランドとの間でコイルと第一抵抗のグランド側に直列に接続される第二抵抗と、第一抵抗と第二抵抗との間の電圧を加速度信号とし、加速度信号を第一出力として取り出し可能な第一出力端と、第一抵抗のサーボアンプ側の電圧を第二出力として取り出し可能な第二出力端とを有し、第一出力と第二出力とに基づいて加速度センサの異常を検知する。
【００１２】
このように構成された加速度センサの異常検知装置は、たとえば、車両に適用した場合に第一出力と第二出力とが車両の走行中に正常な加速度センサが車両の振動では出力し得ない異常値を示すと、加速度センサの異常を検知できる。
【００１３】
また、加速度センサの異常検知装置は、第二出力の所定時間毎に取得される波高値の最大値が波高値閾値を所定回数連続して超過する場合、コイルの断線と判断してもよい。このように構成された加速度センサの異常検知装置によれば、突発的な外乱やノイズによって加速度センサの第二出力が異常値を示しても、直ちにこれをコイルの断線であるとは判断しないので、コイルの断線を正確に検知できる。
【００１４】
さらに、加速度センサの異常検知装置は、車両の走行速度が速度閾値以上であって、第一出力が第一故障判定時間継続して０近傍の値に設定される第一故障閾値以下である場合、サーボアンプの故障と判断してもよい。このように構成された加速度センサの異常検知装置では、車両が低速走行時に加速度センサのサーボアンプの故障を誤検知してしまう心配がなく、短時間の間、車両の走行中の振動が小さい場合に加速度センサを異常と誤検知してしまう恐れもない。よって、このように構成された加速度センサの異常検知装置によれば、車両の走行中に使用中である加速度センサのサーボアンプの故障を正確に検知できる。
【００１５】
また、加速度センサの異常検知装置は、第一出力および第二出力が第二故障判定時間継続して同符号で第二故障閾値を超過する場合、サーボアンプの故障と判断してもよい。このように構成された加速度センサの異常検知装置では、突発的な外乱やノイズによって加速度センサの第一出力および第二出力が異常値を示しても、直ちにこれをサーボアンプの故障であるとは判断しない。よって、このように構成された加速度センサの異常検知装置によれば、車両の走行中に使用中である加速度センサの異常を正確に検知できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の加速度センサの異常検知装置によれば、車両の走行中に使用されている状況においても加速度センサの異常を正確に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施の形態における加速度センサの異常検知装置を示した図である。
【図２】一実施の形態における加速度センサの異常検知装置のコイルの断線を検知する処理手順の一例を示したフローチャートである。
【図３】一実施の形態における加速度センサの異常検知装置のサーボアンプの断線を検知する処理手順の第一例を示したフローチャートある。
【図４】一実施の形態における加速度センサの異常検知装置のサーボアンプの断線を検知する処理手順の第二例を示したフローチャートある。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
一実施の形態の加速度センサＡの異常検知装置１は、図１に示すように、加速度センサＡが出力する第一出力Ｓ１と第二出力Ｓ２に基づいて加速度センサＡの異常を検知する検知部２を備えている。
【００１９】
以下、各部について詳細に説明する。まず、加速度センサＡの構成について説明する。加速度センサＡは、図１に示すように、錘１０ａを有する振り子１０と、錘１０ａの変位を検出する変位検知器１１と、錘１０ａに取り付けられて通電時に錘１０ａを静止させる力を作用させ得るコイル１２と、変位検知器１１からの信号に応じて錘１０ａを静止させ得る電流をコイル１２へ出力するサーボアンプ１３と、サーボアンプ１３とグランドＧＮＤとの間でコイル１２に並列に接続される第一抵抗Ｒ１と、サーボアンプ１３とグランドＧＮＤとの間でコイル１２と第一抵抗Ｒ１のグランドＧＮＤ側に直列に接続される第二抵抗Ｒ２と、第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２との間の電圧を加速度信号として前記加速度信号を第一出力Ｓ１として取り出し可能な第一出力端１４と、第一抵抗Ｒ１のサーボアンプ１３側の電圧を第二出力Ｓ２として取り出し可能な第二出力端１５と、これらを収容する筐体１６とを備えている。
【００２０】
振り子１０は、錘１０ａと錘１０ａを弾性支持するばね１０ｂとを備えている。ばね１０ｂは、一端が筐体１６に取り付けられており、他端には錘１０ａが取り付けられている。よって、錘１０ａは、ばね１０ｂの撓みが許容される方向へ往復動可能となっており、筐体１６に振動が作用するとばね１０ｂが撓んで振動するようになっている。また、錘１０ａには、コイル１２が取り付けられている。このコイル１２は、軸線が錘１０ａの移動方向に沿うように錘１０ａに取り付けられている。さらに、筐体１６内に収容されてコイル１２が移動自在に挿入される空隙と磁石とを有する磁気回路１７が設けられており、コイル１２に通電するとコイル１２と磁気回路１７との相互作用で電磁力が発生して錘１０ａに電磁力が作用する。
【００２１】
変位検知器１１は、レーザダイオード１１ａと、レーザダイオード１１ａが発する光を受光するフォトダイオード１１ｂと、錘１０ａに設けられて錘１０ａの変位に応じて光の焦点位置を変化させるレンズ１１ｃとを備えている。振動の入力によって錘１０ａが変位するとレンズ１１ｃも移動するので、レーザダイオード１１ａが発する光のフォトダイオード１１ｂへ到達する光量が変化するので、変位検知器１１は、錘１０ａの変位量に応じた電圧信号をサーボアンプ１３へ出力する。
【００２２】
サーボアンプ１３は、図示しない電源から電力供給を受けて、変位検知器１１から入力される電圧信号と基準電圧との差分を増幅してコイル１２へ電流を供給する。つまり、サーボアンプ１３は、コイル１２に錘１０ａを中立位置側へ復帰させる方向へ力を発揮させるように、錘１０ａの変位量に比例した電流をコイル１２へ与える。このようにしてコイル１２から錘１０ａに与えられる力と錘１０ａに作用する加速度による力とが拮抗して錘１０ａが静止するようになると、この時のコイル１２に流れる電流が加速度センサＡに作用する加速度に比例するようになる。
【００２３】
また、サーボアンプ１３とグランドＧＮＤを結ぶ電線Ｌには、コイル１２の他に、コイル１２に並列に接続される第一抵抗Ｒ１と、コイル１２および第一抵抗Ｒ１のグランドＧＮＤ側に直列に接続される第二抵抗Ｒ２とが設けられている。
【００２４】
そして、電線Ｌの途中であって第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２との間の電圧を第一出力Ｓ１として取り出し可能な第一出力端１４が設けられている。第一出力Ｓ１は、加速度センサＡが検知する加速度信号であって、鉄道車両用制振装置や鉄道車両に設置される他の機器やモニタに取り込まれて使用される他、加速度センサＡの異常を検知する検知部２に入力される。
【００２５】
また、電線Ｌの途中であって第一抵抗Ｒ１のサーボアンプ１３側の電圧を第二出力Ｓ２として取り出し可能な第二出力端１５が設けられている。第二出力Ｓ２は、加速度センサＡが検知した加速度を示す信号ではないが、加速度センサＡが正常であれば第一出力Ｓ１の１．１倍の電圧となるように第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２とが設定されていて、検知部２へ入力される。なお、第二出力Ｓ２が第一出力Ｓ１の何倍になるかは、第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２の抵抗値によって決まり、任意に設定できる。
【００２６】
検知部２は、第一出力Ｓ１と第二出力Ｓ２の入力を受けて加速度センサＡの異常を検知する。加速度センサＡは、鉄道車両の走行中に絶えず、検知部２へ第一出力Ｓ１と第二出力Ｓ２を入力し、検知部２は、加速度センサＡの出力を監視して異常を検知する。
【００２７】
具体的には、検知部２は、以下のようにして加速度センサＡの異常を検知する。まず、検知部２でコイル１２の断線を検知する場合について説明する。コイル１２が断線すると、サーボアンプ１３からコイル１２へ電流を供給しても錘１０ａに加速度による力に拮抗する力を作用させ得ない。他方、変位検知器１１は、錘１０ａの変位を検知してサーボアンプ１３へ錘１０ａの変位に応じた電圧信号を出力するため、サーボアンプ１３が出力する電流が非常に大きくなる。つまり、僅かな振動でもサーボアンプ１３が出力する電流は大電流となるので、第二出力Ｓ２が電源電圧に近い電圧となる。鉄道車両の場合、車体に作用する加速度の波高値の最大値は５ｍ／ｓ程度であり、加速度センサＡが検知可能な加速度は、少なくとも、１０ｍ／ｓ以上に設定されており、加速度センサＡが正常である場合には第二出力Ｓ２が電源電圧に近い電圧となることはない。
【００２８】
以上より、検知部２は、鉄道車両が走行中に通常では検知し得ないような加速度を加速度センサＡが出力し続ける状況となるとコイル１２の断線を検知し得るのである。よって、検知部２は、第二出力Ｓ２の所定時間毎に取得される波高値の最大値が波高値閾値Ｈを所定回数連続して超過する場合、コイル１２の断線と判断している。所定時間は、任意に設定できるが、本実施の形態では１秒に設定している。また、波高値閾値Ｈは、第二出力Ｓ２の波高値が５ｍ／ｓの加速度相当の出力となるように設定されている。つまり、波高値閾値Ｈは、正常な加速度センサＡが通常出力し得ない値の第二出力Ｓ２を出力しているのを認識する閾値となり、任意に設定できる。また、所定回数は、本実施の形態では３回としているが、３回に限られず適切にコイル１２の断線を検知できるような値に設定されればよい。
【００２９】
このように検知部２は、図２に示すように、１秒間毎に第二出力Ｓ２の波高値の最大値Ｈｍａｘを求める（ステップＦ１）。この最大値Ｈｍａｘが波高値閾値Ｈを超える否かを判断し（ステップＦ２）、超えていると検知部２は、カウントする（ステップＦ３）。超えていない場合は、検知部２は、カウントをリセットして（ステップＦ４）、ステップＦ１の処理へ戻る。鉄道車両の走行中は、僅かな加速度の作用で加速度センサＡが出力する第二出力Ｓ２が大きな振幅で振動的に推移するので、検知部２は、１秒間に取得される波高値の最大値を求める。
【００３０】
また、検知部２は、ステップＦ３の処理後のカウント数Ｎが３以上であるか否かを判断する（ステップＦ５）。そして、カウント数が３である場合には、検知部２は、コイル１２が断線したと判断する（ステップＦ６）。カウント数が３未満である場合、検知部２は、ステップＦ１の処理に戻る。また、検知部２は、コイル１２の断線を検知した場合、加速度センサＡが検知する加速度を利用する鉄道車両用制振装置のコントローラやモニタ装置等へ異常信号を出力する（ステップＦ７）。異常信号を受け取った鉄道車両用制振装置のコントローラは、アクチュエータの制御を中止する。アクチュエータがフェール状態ではパッシブダンパとして機能できる場合、コントローラは、フェールモードへ移行してアクチュエータをパッシブダンパとして機能させる。なお、検知部２は、コントローラやモニタ装置に組み込まれていてもよい。
【００３１】
検知部２は、このようにコイル１２の断線を検知するので、突発的な外乱やノイズによって加速度センサＡの第二出力Ｓ２が異常値を示しても、直ちにこれをコイル１２の断線であるとは判断しない。よって、異常検知装置１は、鉄道車両の走行中に使用中である加速度センサＡのコイル１２の断線を正確に検知できる。
【００３２】
つづいて、サーボアンプ１３が故障してサーボアンプ１３の出力が０となる故障を検知部２で検知する場合について説明する。サーボアンプ１３が故障してサーボアンプ１３の出力がグランドＧＮＤに落ちると、第一出力Ｓ１が０となり、第二出力Ｓ２がノイズ的な信号となる。この場合、第一出力Ｓ１は、コイル１２のグランドＧＮＤ側の電圧であるので０となる。他方、第二出力Ｓ２は、コイル１２が断線しておらず、加速度センサＡに振動が入力されると錘１０ａとともに振動して磁気回路１７に遠近するためにコイル１２に誘導起電力が発生して第二出力Ｓ２はノイズ的な信号となる。
【００３３】
以上より、検知部２は、鉄道車両の走行速度Ｖが速度閾値Ｖ１以上であって、第一出力Ｓ１が第一故障判定時間Ｔ１中、継続して０近傍の値に設定される第一故障閾値α以下である場合、サーボアンプ１３の故障と判断する。
【００３４】
第一故障閾値αは、前述の通り０近傍に設定されるが、ノイズによって加速度センサＡの異常の誤検知を回避できるような値に設定されるとよい。また、第一出力Ｓ１が第一故障判定時間Ｔ１中、継続して第一故障閾値α以下である場合をサーボアンプ１３の故障としているのは、短時間の間、鉄道車両の走行中の振動が小さい場合があって、加速度センサＡが正常作動しているのにも拘わらず、検知部２が異常を誤検知するのを防止している。また、このモードでのサーボアンプ１３の故障は、加速度センサＡの第一出力Ｓ１が極小さな加速度を示すので、加速度センサＡが鉄道車両用制振装置に利用される場合でも、鉄道車両用制振装置のアクチュエータは極小さな推力しか発揮しない。よって、加速度センサＡが異常であっても、車体や台車をアクチュエータが加振するような状況にならないので、第一故障判定時間Ｔ１を長く設定しても問題は少ない。そこで、第一故障判定時間Ｔ１は、本実施の形態では、６０秒に設定されているが、誤検知を避けるうえで鉄道車両の仕様や走行路線に適するように設定されればよい。
【００３５】
さらに、鉄道車両の走行速度Ｖが速度閾値Ｖ１以上であるのを条件としているのは、鉄道車両が低速で走行していると鉄道車両に入力される振動が極小さい場合があるので、これを加速度センサＡの異常であると判断するのを防止するためである。なお、速度閾値Ｖ１は、本実施の形態では、３０ｋｍ／ｈに設定されているが、これも誤検知を避けるうえで鉄道車両の仕様や走行路線に適するように設定されればよい。
【００３６】
このように検知部２は、図３に示すように、鉄道車両の走行速度Ｖが速度閾値Ｖ１以上であるか否かを判断する（ステップＦ１１）。走行速度Ｖが速度閾値Ｖ１以上であると、検知部２は、第一出力Ｓ１が第一故障判定閾値α以下であるかを判断する（ステップＦ１２）。第一出力Ｓ１が第一故障判定閾値α以下である場合、検知部２は、カウントする（ステップＦ１３）。第一出力Ｓ１が第一故障判定閾値αを超えている場合、検知部２は、カウントをリセットして（ステップＦ１４）、ステップＦ１１の処理へ戻る。また、検知部２は、ステップＦ１３の処理後のカウント数が第一故障判定時間Ｔ１に相当する数ＣＮ１以上であるか否かを判断する（ステップＦ１５）。この処理は、制御周期毎に行われるので、第一故障判定時間Ｔ１を制御周期で割った値を前記相当する数ＣＮ１に設定すればよい。そして、カウント数が第一故障判定時間Ｔ１に相当する数ＣＮ１以上である場合には、検知部２は、サーボアンプ１３が故障したと判断する（ステップＦ１６）。カウント数が第一故障判定時間Ｔ１に相当する数ＣＮ１未満である場合、検知部２は、ステップＦ１１の処理に戻る。また、検知部２は、サーボアンプ１３の故障を検知した場合、加速度センサＡが検知する加速度を利用する鉄道車両用制振装置のコントローラやモニタ装置等へ異常信号を出力する（ステップＦ１７）。異常信号を受け取った鉄道車両用制振装置のコントローラの処理は前述と同様とすればよい。
【００３７】
検知部２は、このようにサーボアンプ１３の故障を検知するので、鉄道車両が低速走行時に加速度センサＡのサーボアンプ１３の故障を誤検知してしまう心配がない。さらに、検知部２は、一定時間、継続的に第一出力Ｓ１が第一故障判定閾値α以下となると故障と判断するので、短時間の間、鉄道車両の走行中の振動が小さい場合に加速度センサＡを異常と誤検知してしまう恐れもない。よって、異常検知装置１は、鉄道車両の走行中に使用中である加速度センサＡのサーボアンプ１３の故障を正確に検知できる。
【００３８】
さらに、検知部２でサーボアンプ１３が故障してサーボアンプ１３の出力が電源電圧となる故障を検知する場合について説明する。サーボアンプ１３が故障してサーボアンプ１３の出力が電源電圧となると、第一出力Ｓ１も第二出力Ｓ２も共に電源電圧に近い電圧となる。
【００３９】
以上より、検知部２は、第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が第二故障判定時間Ｔ２中、継続して同符号で第二故障閾値βを超過する場合、サーボアンプ１３の故障と判断する。
【００４０】
第二故障閾値βは、電源電圧近傍に設定されるが、ノイズによって加速度センサＡの異常の誤検知を回避できるように、鉄道車両の振動では正常な加速度センサＡが出力しない電圧に設定されるとよい。なお、サーボアンプ１３は、コイル１２にプラスとマイナスで電圧を印加できるので、このモードでの故障の場合、プラス電圧を出力するか、マイナス電圧を出力するが、第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２はともに同符号の電圧となる。
【００４１】
また、第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が第二故障判定時間Ｔ２中、継続して同符号で第二故障閾値βを超過する場合をサーボアンプ１３の故障としているのは、突発的な外乱やノイズによって加速度センサＡの第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が異常値を示しても、これを異常として誤検知しないためである。ただし、このモードでのサーボアンプ１３の故障は、加速度センサＡの第一出力Ｓ１が大きな加速度を示している。この加速度センサＡが鉄道車両用制振装置に利用される場合、鉄道車両用制振装置のアクチュエータが大きな推力を発揮して車体や台車の振動を防止しようとする。そのため、加速度センサＡが異常である場合、第二故障判定時間Ｔ２をあまり長く設定すると、車両における乗心地が悪化してしまう。そこで、第二故障判定時間Ｔ２は、本実施の形態では、３秒に設定されているが、誤検知の回避と車両の乗心地の悪化の防止との両立を図れるように設定されればよい。
【００４２】
このように検知部２は、図４に示すように、第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が同符号で第二故障閾値βを超過しているか否かを判断し（ステップＦ２１）、第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が同符号で第二故障閾値βを超過している場合はカウントし（ステップＦ２２）、第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が同符号で第二故障閾値βを超過していない場合はカウントをリセットして（ステップＦ２３）、ステップＦ２１の処理へ戻る。また、検知部２は、ステップＦ２２の処理後のカウント数が第二故障判定時間Ｔ２に相当する数ＣＮ２以上であるか否かを判断する（ステップＦ２４）。この処理は、制御周期毎に行われるで、第二故障判定時間Ｔ２を制御周期で割った値を前記相当する数ＣＮ２に設定すればよい。そして、カウント数が第二故障判定時間Ｔ２に相当する数ＣＮ２である場合には、検知部２は、サーボアンプ１３が故障したと判断する（ステップＦ２５）。カウント数が第二故障判定時間Ｔ２に相当する数ＣＮ２未満である場合、検知部２は、ステップＦ２１の処理に戻る。また、検知部２は、サーボアンプ１３の故障を検知した場合、加速度センサＡが検知する加速度を利用する鉄道車両用制振装置のコントローラやモニタ装置等へ異常信号を出力する（ステップＦ２６）。異常信号を受け取った鉄道車両用制振装置のコントローラの処理は前述と同様とすればよい。
【００４３】
検知部２は、このようにサーボアンプ１３の故障を検知するので、突発的な外乱やノイズによって加速度センサＡの第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が異常値を示しても、直ちにこれをサーボアンプ１３の故障であるとは判断しない。よって、異常検知装置１は、鉄道車両の走行中に使用中である加速度センサＡの異常を正確に検知できる。
【００４４】
以上、本発明の加速度センサＡの異常検知装置１は、鉄道車両の振動を検知する加速度センサＡが、錘１０ａを有する振り子１０と、錘１０ａの変位を検出する変位検知器１１と、錘１０ａに取り付けられて通電時に錘１０ａを静止させる力を作用させ得るコイル１２と、変位検知器１１からの信号に応じて錘１０ａを静止させ得る電流をコイル１２へ出力するサーボアンプ１３と、サーボアンプ１３とグランドＧＮＤとの間でコイル１２に並列に接続される第一抵抗Ｒ１と、サーボアンプ１３とグランドＧＮＤとの間でコイル１２と第一抵抗Ｒ１のグランドＧＮＤ側に直列に設けられる第二抵抗Ｒ２と、第一抵抗Ｒ１と第二抵抗Ｒ２との間の電圧を加速度信号とし前記加速度信号を第一出力Ｓ１として取り出し可能な第一出力端１４と、第一抵抗Ｒ１のサーボアンプ１３側の電圧を第二出力Ｓ２として取り出し可能な第二出力端１５とを有し、第一出力Ｓ１と第二出力Ｓ２とに基づいて加速度センサＡの異常を検知する。
【００４５】
このように構成された加速度センサＡの異常検知装置１は、第一出力Ｓ１と第二出力Ｓ２とが鉄道車両の走行中に正常な加速度センサＡが鉄道車両の振動では出力し得ない異常値を示すと、加速度センサＡの異常を検知できる。よって、本発明の加速度センサＡの異常検知装置１によれば、鉄道車両の走行中に使用されている状況においても加速度センサの異常を正確に検知できる。
【００４６】
また、加速度センサＡの異常検知装置１は、第二出力Ｓ２の所定時間毎に取得される波高値の最大値Ｈｍａｘが波高値閾値Ｈを所定回数連続して超過する場合、コイル１２の断線と判断してもよい。このように構成された加速度センサＡの異常検知装置１によれば、突発的な外乱やノイズによって加速度センサＡの第二出力Ｓ２が異常値を示しても、直ちにこれをコイル１２の断線であるとは判断しないので、コイル１２の断線を正確に検知できる。
【００４７】
さらに、加速度センサＡの異常検知装置１は、鉄道車両の走行速度Ｖが速度閾値Ｖ１以上であって、第一出力Ｓ１が第一故障判定時間Ｔ１中、継続して０近傍の値に設定される第一故障閾値α以下である場合、サーボアンプ１３の故障と判断してもよい。このように構成された加速度センサＡの異常検知装置１では、鉄道車両が低速走行時に加速度センサＡのサーボアンプ１３の故障を誤検知してしまう心配がなく、短時間の間、鉄道車両の走行中の振動が小さい場合に加速度センサＡを異常と誤検知してしまう恐れもない。よって、このように構成された加速度センサＡの異常検知装置１によれば、鉄道車両の走行中に使用中である加速度センサＡのサーボアンプ１３の故障を正確に検知できる。
【００４８】
また、加速度センサＡの異常検知装置１は、第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が第二故障判定時間Ｔ２中、継続して同符号で第二故障閾値βを超過する場合、サーボアンプ１３の故障と判断してもよい。このように構成された加速度センサＡの異常検知装置１では、突発的な外乱やノイズによって加速度センサＡの第一出力Ｓ１および第二出力Ｓ２が異常値を示しても、直ちにこれをサーボアンプ１３の故障であるとは判断しない。よって、このように構成された加速度センサＡの異常検知装置１によれば、鉄道車両の走行中に使用中である加速度センサＡの異常を正確に検知できる。
【００４９】
なお、加速度センサＡは、前述したように、鉄道車両用制振装置に利用されてもよいし、車体や台車の振動をモニタして加速度データの取得を目的とする装置に利用されてもよい。
【００５０】
また、鉄道車両用制振装置は、たとえば、アクチュエータや減衰力可変ダンパと、加速度センサＡが出力する車体や台車の加速度に基づいてアクチュエータや減衰力可変ダンパを制御するコントローラとを備えるが、コントローラが検知部２として機能して異常検知装置１を兼ねていてもよい。なお、アクチュエータおよび減衰力可変ダンパは、たとえば、出願人が開発した特開２０１３−１３０４号公報に開示されたアクチュエータおよび減衰力可変ダンパを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００５１】
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】
【００５２】
１・・・異常検知装置、２・・・検知部、１０・・・振り子、１０ａ・・・錘、１１・・・変位検知器、１２・・・コイル、１３・・・サーボアンプ、１４・・・第一出力端、１５・・・第二出力端、Ａ・・・加速度センサ、ＧＮＤ・・・グランド、Ｈ・・・波高値閾値、Ｒ１・・・第一抵抗、Ｒ２・・・第二抵抗、Ｓ１・・・第一出力、Ｓ２・・・第二出力、Ｔ１・・・第一故障判定時間、Ｔ２・・・第二故障判定時間、Ｖ・・・走行速度、Ｖ１・・・速度閾値、α・・・第一故障閾値、β・・・第二故障閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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