(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の台車と車体の一方に連結されるシリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンと上記台車と車体の他方に連結されるロッドと、上記シリンダ内に上記ピストンで区画したロッド側室とピストン側室と、タンクと、上記ロッド側室と上記ピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、上記ピストン側室と上記タンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、上記ロッド側室へ作動油を供給可能なポンプとを有するアクチュエータと、
上記第一開閉弁および上記第二開閉弁が閉じた状態で上記アクチュエータをダンパとして機能させるダンパ回路とを備え、
上記車体の進行方向に対して水平横方向の横方向加速度から推力を指示する制御力指令値を求めて上記推力を上記アクチュエータに発生させるフィードバック制御によって、上記車体の振動を抑制する鉄道車両用制振装置において、
上記作動油は、温度が２０度以上６０度以下の範囲で、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持ち、
上記ポンプは、予め決められた通常回転速度にて回転駆動され、上記アクチュエータにおける上記作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えると、上記ポンプの回転速度を上記通常回転速度よりも低下させる
ことを特徴とする鉄道車両用制振装置。
【請求項２】
上記ポンプの回転速度を決定する回転速度決定手段を備え、
上記回転速度決定手段は、上記アクチュエータの油温を推定し、上記作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓとなる基準温度と推定油温とを比較し、上記ポンプの回転速度を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項３】
上記ポンプの回転速度を決定する回転速度決定手段を備え、
上記回転速度決定手段は、日付情報、上記鉄道車両の走行位置、上記鉄道車両の走行地域の気温情報、時刻情報、上記アクチュエータの運転時間のいずれか一つまたはこれらの任意の組み合わせに基づいて上記アクチュエータの油温を推定し、上記作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓとなる基準温度と推定油温とを比較し、上記ポンプの回転速度を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項４】
上記ポンプの回転速度を決定する回転速度決定手段を備え、
上記回転速度決定手段は、上記鉄道車両の走行位置、上記鉄道車両の走行地域の気温情報、時刻情報、上記アクチュエータの運転時間のいずれか一つまたはこれらの任意の組み合わせと、日付情報とに基づいて上記アクチュエータの油温を推定し、上記作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓとなる基準温度と推定油温とを比較し、上記ポンプの回転速度を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項５】
上記作動油の油温を検出するための温度センサと、
上記ポンプの回転速度を決定する回転速度決定手段を備え、
上記回転速度決定手段は、上記温度センサから検出された油温に基づいて上記作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えているか否かを判断し、上記作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えていると、上記ポンプの回転速度を上記通常回転速度よりも低下させる
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項６】
上記回転速度決定手段は、上記作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えていると判断すると、上記ポンプの回転速度を上記通常回転速度の二分の一に低下させる
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の鉄道車両用制御装置。
【請求項７】
上記作動油は、鉱物油である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項８】
上記アクチュエータは、上記ロッド側室を上記タンクへ接続する排出通路と、上記排出通路の途中に設けられ開弁圧を変更可能な可変リリーフ弁とを有する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項９】
上記ダンパ回路は、上記タンクから上記ピストン側室へ向かう上記作動油の流れのみを許容する吸込通路と、上記ピストン側室から上記ロッド側室へ向かう上記作動油の流れのみを許容する整流通路とを有する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の鉄道車両用制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用制振装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の鉄道車両用制振装置にあっては、たとえば、鉄道車両に車体の進行方向に対して左右方向の振動を抑制すべく、車体と台車との間に介装されて使用されるものが知られている。
【０００３】
より詳しくは、この鉄道車両用制振装置は、鉄道車両の台車と車体の一方に連結されるシリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に挿入されてピストンと台車と車体の他方に連結されるロッドと、シリンダ内にピストンで区画したロッド側室とピストン側室と、タンクと、ロッド側室とピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、ピストン側室とタンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、ロッド側室へ作動油を供給するポンプと、ロッド側室を上記タンクへ接続する排出通路と、当該排出通路の途中に設けられ開弁圧を変更可能な可変リリーフ弁とを備えており、上記したポンプ、第一開閉弁、第二開閉弁および可変リリーフ弁を駆動することで、伸縮双方へ推力を発揮することができ、この推力で車体の振動を抑制するようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、この鉄道車両用制振装置は、第一開閉弁と第二開閉弁とを閉じた状態でパッシブなダンパとして機能することができるよう、ダンパ回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、鉄道車両用制振装置は、アクチュエータとして機能する場合、ポンプを一定の回転速度（単位時間当たりの回転数）で駆動し、車体の振動状況に応じて第一開閉弁、第二開閉弁をおよび可変リリーフ弁を適宜駆動し、油圧を利用して車体の振動を抑制する推力を得て鉄道車両の振動を抑制する。が、回路内の作動油の温度が低いと、作動油の動粘度が高くなり、特に、アクチュエータに比較的小さな推力を発揮させる場合、可変リリーフ弁や管路抵抗等で圧力損失が大きくなってシリンダ内の圧力が高くなりすぎて、推力過剰となってしまう。
【０００７】
また、アクチュエータの推力をフィードバック制御しようとする場合、推力過剰となると、制御指令と推力との偏差が大きくなり、アクチュエータの推力が振動的となるハンチングが生じて、車体振動を悪化させてしまう可能性もある。
【０００８】
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、油温が低くとも推力のハンチングを阻止でき、安定した推力を発揮して車体振動を効果的に抑制することが可能な鉄道車両用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】
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、鉄道車両の台車と車体の一方に連結されるシリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンと上記台車と車体の他方に連結されるロッドと、上記シリンダ内に上記ピストンで区画したロッド側室とピストン側室と、タンクと、上記ロッド側室と上記ピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、上記ピストン側室と上記タンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、上記ロッド側室へ作動油を供給可能なポンプとを有するアクチュエータと、上記第一開閉弁および上記第二開閉弁が閉じた状態で上記アクチュエータをダンパとして機能させるダンパ回路とを備え、上記車体の進行方向に対して水平横方向の横方向加速度から推力を指示する制御力指令値を求めて上記推力を上記アクチュエータに発生させるフィードバック制御によって、上記車体の振動を抑制する鉄道車両用制振装置において、上記作動油は、温度が２０度以上６０度以下の範囲で、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持ち、上記ポンプは、予め決められた通常回転速度にて回転駆動され、上記アクチュエータにおける上記作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えると、上記ポンプの回転速度を上記通常回転速度よりも低下させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の鉄道車両用制振装置によれば、油温が低くとも推力のハンチングを阻止でき、安定した推力を発揮して車体振動を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態における鉄道車両用制振装置を搭載した鉄道車両の概略平面図である。
【図２】一実施の形態の鉄道車両用制振装置におけるアクチュエータの回路図である。
【図３】鉱物油の動粘度温度特性を説明する図である。
【図４】一実施の形態の鉄道車両用制振装置におけるコントローラの制御ブロック図である。
【図５】一実施の形態の鉄道車両用制振装置におけるコントローラの指令演算部の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における鉄道車両用制振装置１は、鉄道車両の車体Ｂの制振装置として使用され、図１に示すように、前後の台車Ｔｆ，Ｔｒと車体Ｂとの間に対として介装されるアクチュエータＡと、当該アクチュエータＡをダンパとして機能させるダンパ回路Ｄとを備えており、このアクチュエータＡをコントローラＣで制御して車体Ｂの振動を抑制するようになっている。
【００１３】
アクチュエータＡは、詳細には、鉄道車両の場合、車体Ｂの下方に垂下されるピンＰに連結され、車体Ｂと前側の台車Ｔｆとの間と、車体Ｂと後側の台車Ｔｒとの間に対を成して並列に介装されている。
【００１４】
そして、これら四つのアクチュエータＡは、基本的には、アクティブ制御で車体Ｂの車両進行方向に対して水平横方向の振動を抑制するようになっており、この実施の形態の場合、コントローラＣは、四つ全てのアクチュエータＡを制御して上記車体Ｂの横方向の振動を抑制するようになっている。
【００１５】
コントローラＣは、本実施の形態にあっては、車体Ｂの振動を抑制する制御を行う際に、車体Ｂの前部Ｂｆの車両進行方向に対して水平横方向の横方向加速度αｆと、車体Ｂの後部Ｂｒの車両進行方向に対して水平横方向の横方向加速度αｒとを検知し、これらの横方向加速度αｆと横方向加速度αｒに基づいて車体中心Ｇ周りの角加速度であるヨー加速度ωを求めるとともに、横方向加速度αｆと横方向加速度αｒに基づいて車体Ｂの中心Ｇの水平横方向の加速度であるスエー加速度βを求め、ヨー加速度ωとスエー加速度βに基づいて、各アクチュエータＡで個々に発生すべき推力を指示する制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒを求め、当該制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒ通りの推力をアクチュエータＡに発生させるべくフィードバック制御することで車体Ｂの上記横方向の振動を抑制するようになっている。なお、制御力指令値Ｆｆは、車両前側に配置されたアクチュエータＡが発生すべき推力に対応しており、制御力指令値Ｆｒは、車両後側に配置されたアクチュエータＡが発生すべき推力に対応している。
【００１６】
つづいて、アクチュエータＡの具体的な構成について説明する。なお、この例では、一つのコントローラＣで四つのアクチュエータＡを制御しているが、各アクチュエータＡにそれぞれコントローラＣを設けることも可能である。
【００１７】
アクチュエータＡは、図２に示すように、鉄道車両の前後の台車Ｔｆ，Ｔｒと車体Ｂの一方に連結されるシリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されるピストン３と、シリンダ２内に挿入されてピストン３と台車Ｔｆ，Ｔｒと車体Ｂの他方に連結されるロッド４と、シリンダ２内にピストン３で区画したロッド側室５とピストン側室６と、タンク７と、ロッド側室５とピストン側室６とを連通する第一通路８の途中に設けた第一開閉弁９と、ピストン側室６とタンク７とを連通する第二通路１０の途中に設けた第二開閉弁１１と、ロッド側室５へ作動油を供給するポンプ１２とを備えており、片ロッド型のアクチュエータとして構成されている。また、上記ロッド側室５とピストン側室６には作動油が充填されるとともに、タンク７には、作動油のほかに気体が充填されている。なお、タンク７内は、特に、気体を圧縮して充填することによって加圧状態とする必要は無い。
【００１８】
そして、基本的には、第一開閉弁９で第一通路８を連通状態とするとともに第二開閉弁１１を閉じた状態でポンプ１２を駆動することで、このアクチュエータＡを伸長作動させることができ、第二開閉弁１１で第二通路１０を連通状態とするとともに第一開閉弁９を閉じた状態でポンプ１２を駆動することで、アクチュエータＡを収縮作動させることができるようになっている。
【００１９】
以下、アクチュエータＡの各部について詳細に説明する。シリンダ２は筒状であって、その図２中右端は蓋１３によって閉塞され、図２中左端には環状のロッドガイド１４が取り付けられている。また、上記ロッドガイド１４内には、シリンダ２内に移動自在に挿入されるロッド４が摺動自在に挿入されている。このロッド４は、一端をシリンダ２外へ突出させており、シリンダ２内の他端を同じくシリンダ２内に摺動自在に挿入されているピストン３に連結してある。
【００２０】
なお、ロッド４の外周とシリンダ２との間は図示を省略したシール部材によってシールされており、これによりシリンダ２内は密閉状態に維持されている。そして、シリンダ２内にピストン３によって区画されるロッド側室５とピストン側室６には、上述のように作動油が充填されている。
【００２１】
また、このアクチュエータＡの場合、ロッド４の断面積をピストン３の断面積の二分の一にして、ピストン３のロッド側室５側の受圧面積がピストン側室６側の受圧面積の二分の一となるようになっており、伸長作動時と収縮作動時とでロッド側室５の圧力を同じくすると、伸縮の双方で発生される推力が等しくなるようになっており、アクチュエータＡの変位量に対する作動油量も伸縮両側で同じとなる。
【００２２】
詳しくは、アクチュエータＡを伸長作動させる場合、ロッド側室５とピストン側室６を連通させた状態となってロッド側室５内とピストン側室６内の圧力が等しくなって、ピストン３におけるロッド側室５側とピストン側室６側の受圧面積差に上記圧力を乗じた推力を発生し、反対に、アクチュエータＡを収縮作動させる場合、ロッド側室５とピストン側室６との連通が断たれてピストン側室６をタンク７に連通させた状態となるので、ロッド側室５内の圧力とピストン３におけるロッド側室５側の受圧面積を乗じた推力を発生することになり、アクチュエータＡの発生推力は伸縮の双方でピストン３の断面積の二分の一にロッド側室５の圧力を乗じた値となるのである。したがって、このアクチュエータＡの推力を制御する場合、伸長作動、収縮作動共に、ロッド側室５の圧力を制御すればよいが、ピストン３のロッド側室５側の受圧面積をピストン側室６側の受圧面積の二分の一に設定しているので、伸縮両側で同じ推力を発生する場合に伸長側と収縮側でロッド側室５の圧力が同じとなるので制御が簡素となり、加えて変位量に対する作動油量も同じとなるので伸縮両側で応答性が同じとなる利点がある。なお、ピストン３のロッド側室５側の受圧面積をピストン側室６側の受圧面積の二分の一に設定しない場合にあっても、ロッド側室５の圧力でアクチュエータＡの伸縮両側の推力の制御をすることができる点は変わらない。
【００２３】
戻って、ロッド４の図２中左端とシリンダ２の右端を閉塞する蓋１３には、図示しない取付部を備えており、このアクチュエータＡを鉄道車両における車体Ｂと台車Ｔｆ，Ｔｒとの間に介装することができるようになっている。
【００２４】
そして、ロッド側室５とピストン側室６とは、第一通路８によって連通されており、この第一通路８の途中には、第一開閉弁９が設けられている。この第一通路８は、シリンダ２外でロッド側室５とピストン側室６とを連通しているが、ピストン３に設けられてもよい。
【００２５】
第一開閉弁９は、この実施の形態の場合、電磁開閉弁とされており、第一通路８を開放してロッド側室５とピストン側室６とを連通する連通ポジション９ｂと、ロッド側室５とピストン側室６との連通を遮断する遮断ポジション９ｃとを備えたバルブ９ａと、遮断ポジション９ｃを採るようにバルブ９ａを附勢するバネ９ｄと、通電時にバルブ９ａをバネ９ｄに対抗して連通ポジション９ｂに切換えるソレノイド９ｅとを備えて構成されている。
【００２６】
つづいて、ピストン側室６とタンク７とは、第二通路１０によって連通されており、この第二通路１０の途中には、第二開閉弁１１が設けられている。第二開閉弁１１は、この実施の形態の場合、電磁開閉弁とされており、第二通路１０を開放してピストン側室６とタンク７とを連通する連通ポジション１１ｂと、ピストン側室６とタンク７との連通を遮断する遮断ポジション１１ｃとを備えたバルブ１１ａと、遮断ポジション１１ｃを採るようにバルブ１１ａを附勢するバネ１１ｄと、通電時にバルブ１１ａをバネ１１ｄに対抗して連通ポジション１１ｂに切換えるソレノイド１１ｅとを備えて構成されている。
【００２７】
ポンプ１２は、モータ１５によって駆動されるようになっており、ポンプ１２は、一方向のみに作動油を吐出するポンプとされており、その吐出口は供給通路１６によってロッド側室５へ連通され、吸込口はタンク７に通じ、モータ１５によって駆動されると、タンク７に貯留された作動油を吸込んでロッド側室５へ作動油を供給する。モータ１５は、基本的には、予め決められた通常回転速度にてポンプ１２を一定の回転速度で回転駆動する。通常回転速度は、アクチュエータＡに要求される最大推力を発揮する上で必要となる圧力と、第一開閉弁９、第二開閉弁１１および後述の可変リリーフ弁２２の駆動に対して推力を発揮するために要求される応答速度の双方を満足させるように決定される。
【００２８】
上述のようにポンプ１２は、一方向のみに作動油を吐出するのみで回転方向の切換動作がないので、回転切換時に吐出量が変化するといった問題は皆無であり、安価なギアポンプ等を使用することができる。さらに、ポンプ１２の回転方向が常に同一方向であるので、ポンプ１２を駆動する駆動源であるモータ１５にあっても回転切換に対する高い応答性が要求されず、その分、モータ１５も安価なものを使用することができる。なお、供給通路１６の途中には、ロッド側室５からポンプ１２への作動油の逆流を阻止する逆止弁１７を設けてある。
【００２９】
このアクチュエータＡにあっては、ポンプ１２から所定の吐出流量をロッド側室５へ供給するようにして、伸長作動させる際には、第一開閉弁９を開きつつ第二開閉弁１１を開閉させることによってロッド側室５内の圧力を調節し、逆に収縮作動させる際には第二開閉弁１１を開きつつ第一開閉弁９を開閉させることによってロッド側室５内の圧力を調節することで、上記した制御力指令値Ｆｆ（Ｆｒ）が指示する通りの推力を得ることが可能である。伸長作動時には、ロッド側室５とピストン側室６とが連通状態におかれ、ピストン側室６内の圧力はロッド側室５の圧力と同じとなるため、このアクチュエータＡにあっては、伸長作動時も収縮作動時もロッド側室５の圧力をコントロールすることで推力をコントロールすることができる。なお、第一開閉弁９および第二開閉弁１１は、開弁圧を調節可能であって開閉機能を備えた可変リリーフ弁とされてもよい。この場合には、第一開閉弁９或いは第二開閉弁１１を伸縮作動時に開閉作動させるのではなく、開弁圧を調節することでアクチュエータＡの推力を調節することも可能である。
【００３０】
また、ポンプ１２の吐出流量を調節することによっても同様に、制御力指令値Ｆｆ（Ｆｒ）が指示する通りの推力を得ることができる。この場合、ロッド側室５の圧力を検出するための圧力センサを設けるか、モータ１５或いはポンプ１２の回転軸に作用するトルクを検出するセンサを設けるか、或いは、ロッド４に作用する荷重を得るロードセンサや歪を検出する歪センサを設けておけば、アクチュエータＡが出力する推力を計測することができる。
【００３１】
上記のように、アクチュエータＡの推力調節が可能ではあるが、より簡単に推力調節が可能なように、本実施の形態の鉄道車両用制振装置１にあっては、ロッド側室５とタンク７とを接続する排出通路２１と、この排出通路２１の途中に設けた開弁圧を変更可能な可変リリーフ弁２２とを設けている。
【００３２】
可変リリーフ弁２２は、この実施の形態では、比例電磁リリーフ弁とされており、排出通路２１の途中に設けた弁体２２ａと、排出通路２１を遮断するように弁体２２ａを附勢するバネ２２ｂと、通電時にバネ２２ｂに対抗する推力を発生する比例ソレノイド２２ｃとを備えて構成され、比例ソレノイド２２ｃに流れる電流量を調節することで開弁圧を調節することができるようになっている。
【００３３】
この可変リリーフ弁２２は、弁体２２ａに作用させる排出通路２１の上流となるロッド側室５の圧力がリリーフ圧（開弁圧）を超えると、当該排出通路２１を開放させる方向に弁体２２ａを推す上記圧力に起因する推力と比例ソレノイド２２ｃによる推力との合力が、排出通路２１を遮断させる方向へ弁体２２ａを附勢するバネ２２ｂの附勢力に打ち勝つようになって、弁体２２ａを後退させて排出通路２１を開放するようになっている。
【００３４】
また、この可変リリーフ弁２２にあっては、比例ソレノイド２２ｃに供給する電流量を増大させると、比例ソレノイド２２ｃが発生する推力を増大させることができるようになっており、比例ソレノイド２２ｃに供給する電流量を最大とすると開弁圧が最小となり、反対に、比例ソレノイド２２ｃに全く電流を供給しないと開弁圧が最大となる。
【００３５】
したがって、排出通路２１と可変リリーフ弁２２とを設けることで、アクチュエータＡを伸縮作動させる際に、ロッド側室５内の圧力は可変リリーフ弁２２の開弁圧に調節され、ロッド側室５の圧力は可変リリーフ弁２２の開弁圧を調節することで容易に調節することができる。このように排出通路２１と可変リリーフ弁２２とを設けることで、アクチュエータＡの推力を調節するために必要なセンサ類が不要となり、第一開閉弁９と第二開閉弁１１の高速で開閉させたり、第一開閉弁９および第二開閉弁１１を開閉機能付きの可変リリーフ弁としたり、ポンプ１２の吐出流量の調節のために高度にモータ１５を制御したりする必要もなくなるので、鉄道車両用制振装置１が安価となり、ハードウェア的にもソフトウェア的にも堅牢なシステムを構築することができる。
【００３６】
なお、可変リリーフ弁２２は、与える電流量で開弁圧を比例的に変化させることができる比例電磁リリーフ弁を用いることで開弁圧の制御が簡単となるが、開弁圧を調節できるリリーフ弁であれば比例電磁リリーフ弁に限定されるものではない。
【００３７】
そして、可変リリーフ弁２２は、第一開閉弁９および第二開閉弁１１の開閉状態に関わらず、アクチュエータＡに伸縮方向の過大な入力があって、ロッド側室５の圧力が開弁圧を超える状態となると、排出通路２１を開放してロッド側室５をタンク７へ連通し、ロッド側室５内の圧力をタンク７へ逃がして、アクチュエータＡのシステム全体を保護するようになっている。このように、排出通路２１と可変リリーフ弁２２を設けることでシステムの保護も可能となる。
【００３８】
さらに、この実施の形態のアクチュエータＡには、ダンパ回路Ｄが設けられており、このダンパ回路Ｄは、第一開閉弁９および第二開閉弁１１が閉弁している場合に、アクチュエータＡをダンパとして機能させる。ダンパ回路Ｄは、ピストン側室６からロッド側室５へ向かう作動油の流れのみを許容する整流通路１８と、タンク７からピストン側室６へ向かう作動油の流れのみを許容する吸込通路１９を備えている。また、この実施の形態の場合には、アクチュエータＡが、排出通路２１と可変リリーフ弁２２とを備えているので、可変リリーフ弁２２が減衰弁として機能するようになっている。
【００３９】
より詳細には、整流通路１８は、ピストン側室６とロッド側室５とを連通しており、途中に逆止弁１８ａが設けられ、この整流通路１８は、ピストン側室６からロッド側室５へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。さらに、吸込通路１９は、タンク７とピストン側室６とを連通しており、途中に逆止弁１９ａが設けられ、この吸込通路１９は、タンク７からピストン側室６へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。なお、整流通路１８は、第一開閉弁９の遮断ポジション９ｃを逆止弁とすることで第一通路８に集約することができ、吸込通路１９についても、第二開閉弁１１の遮断ポジション１１ｃを逆止弁とすることで第二通路１０に集約することができる。
【００４０】
このように構成されたダンパ回路Ｄは、アクチュエータＡにおける第一開閉弁９と第二開閉弁１１がともに遮断ポジション９ｃ，１１ｃを採ると、整流通路１８および吸込通路１９と排出通路２１で、ロッド側室５、ピストン側室６およびタンク７が数珠繋ぎに連通させる。そして、整流通路１８、吸込通路１９および排出通路２１は、一方通行の通路に設定されているので、アクチュエータＡが外力によって伸縮させられると、必ずシリンダ２から作動油が排出されて排出通路２１を介してタンク７へ戻され、シリンダ２で足りなくなる作動油は吸込通路１９を介してタンク７からシリンダ２内へ供給される。この作動油の流れに対して上記可変リリーフ弁２２が抵抗となってシリンダ２内の圧力を開弁圧に調節する圧力制御弁として機能するので、アクチュエータＡは、パッシブなユニフロー型のダンパとして機能することになる。なお、可変リリーフ弁２２と排出通路２１とを設けない場合には、別途、ロッド側室５とタンク７とを接続する通路と、この通路の途中に減衰弁とを設けてダンパ回路Ｄを構成するようにしてもよい。また、アクチュエータＡの各機器への通電が不能となるようなフェール時には、第一開閉弁９と第二開閉弁１１のバルブ９ａ，１１ａがバネ９ｄ，１１ｄに押圧されて、それぞれ遮断ポジション９ｃ，１１ｃを採り、可変リリーフ弁２２は、開弁圧が最大に固定された圧力制御弁として機能するので、アクチュエータＡは、自動的に、パッシブダンパとして機能することができる。
【００４１】
つづいて、上記のように構成されたアクチュエータＡに所望の伸長方向の推力を発揮させる場合、たとえば、コントローラＣは、モータ１５を回転させてポンプ１２からシリンダ２内へ作動油を供給しつつ、アクチュエータＡの第一開閉弁９を連通ポジション９ｂとし第二開閉弁１１を遮断ポジション１１ｃとする。このようにすることで、ロッド側室５とピストン側室６とが連通状態におかれて両者にポンプ１２から作動油が供給され、ピストン３が図２中左方へ押されアクチュエータＡは伸長方向の推力を発揮する。ロッド側室５内およびピストン側室６内の圧力が可変リリーフ弁２２の開弁圧を上回ると、可変リリーフ弁２２が開弁して作動油が排出通路２１を介してタンク７へ逃げるので、ロッド側室５内およびピストン側室６内の圧力は、可変リリーフ弁２２に与える電流量で決まる可変リリーフ弁２２の開弁圧にコントロールされる。そして、アクチュエータＡは、ピストン３におけるピストン側室６側とロッド側室５側の受圧面積差に上記した可変リリーフ弁２２によってコントロールされるロッド側室５内およびピストン側室６内の圧力を乗じた値の伸長方向の推力を発揮する。
【００４２】
これに対して、アクチュエータＡに所望の収縮方向の推力を発揮させる場合、コントローラＣは、モータ１５を回転させてポンプ１２からロッド側室５内へ作動油を供給しつつ、アクチュエータＡの第一開閉弁９を遮断ポジション９ｃとし第二開閉弁１１を連通ポジション１１ｂとする。このようにすることで、ピストン側室６とタンク７が連通状態におかれるとともにロッド側室５にポンプ１２から作動油が供給されるので、ピストン３が図２中右方へ押されアクチュエータＡは収縮の推力を発揮する。上記したところと同様に、可変リリーフ弁２２の電流量を調節することで、アクチュエータＡは、ピストン３におけるロッド側室５側の受圧面積と可変リリーフ弁２２にコントロールされるロッド側室５内の圧力を乗じた収縮方向の推力を発揮する。
【００４３】
また、このアクチュエータＡにあっては、アクチュエータとして機能するのみならず、モータ１５の駆動状況に関わらず、第一開閉弁９と第二開閉弁１１の開閉のみでダンパとしても機能させることができるので、面倒かつ急峻な弁の切換動作を伴うことが無いので、応答性および信頼性が高いシステムを提供することができる。
【００４４】
なお、このアクチュエータＡにあっては、片ロッド型に設定されているので、両ロッド型のアクチュエータに比較してストローク長を確保しやすく、アクチュエータの全長が短くなって、鉄道車両への搭載性が向上する。
【００４５】
また、このアクチュエータＡにおけるポンプ１２からの作動油供給および伸縮作動による作動油の流れは、ロッド側室５、ピストン側室６を順に通過して最終的にタンク７へ還流するようになっており、ロッド側室５あるいはピストン側室６内に気体が混入しても、アクチュエータＡの伸縮作動によって自立的にタンク７へ排出されるので、推進力発生の応答性の悪化を阻止できる。
【００４６】
したがって、アクチュエータＡの製造にあたって、面倒な油中での組立や真空環境下での組立を強いられることが無く、作動油の高度な脱気も不要となるので、生産性が向上するとともに製造コストを低減することができる。
【００４７】
さらに、ロッド側室５あるいはピストン側室６内に気体が混入しても、気体は、アクチュエータＡの伸縮作動によって自立的にタンク７へ排出されるので、性能回復のためのメンテナンスを頻繁に行う必要もなくなり、保守面における労力とコスト負担を軽減することができる。
【００４８】
そして、このアクチュエータＡには、図３に示すように、温度が２０度以上温度６０度以下の範囲で、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を使用する。具体的には、たとえば、作動油に鉱物油を使用する場合、ＩＳＯ（国際標準化機構）により制定された工業用潤滑油の粘度区分でＶＧ１０（図３中線Ｘ）或いはＶＧ１５(図３中線Ｙ)がこの条件に合致する。
【００４９】
ここで、鉄道車両用制振装置１におけるアクチュエータＡは、鉄道車両の車体Ｂと台車Ｔｆ，Ｔｒとの間に介装されて、風通しがよく外気に曝されている。また、アクチュエータＡに能動的に推力を発生させる必要がないとき、たとえば、鉄道車両が高速未満の速度で走行する場合等では、ポンプ１２を駆動せずにダンパ回路Ｄを機能させてアクチュエータＡをパッシブダンパとさせるので、常にポンプ１２を駆動してアクチュエータＡに能動的に推力を発揮させる必要がなく、アクチュエータＡ内の作動油の温度は、ポンプ１２の駆動によっては然程上昇せず、アクチュエータＡを取り巻く外気の温度に左右される。そして、鉄道車両の使用温度環境は、概ねマイナス２０度から６０度の範囲である。それゆえ、アクチュエータＡ内の作動油の温度は、概ねマイナス２０度から６０度の範囲内に収まることになる。
【００５０】
他方、ポンプ１２の駆動に適する作動油の動粘度は、７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲内（図３中斜線で示す範囲）となる。というのは、作動油の動粘度が７ｍｍ２／ｓ未満となると、ポンプ１２の焼き付きが懸念される。そして、作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えると、ポンプ１２を予め決められた通常回転速度にて回転させた場合、動粘度が高すぎてアクチュエータＡの油圧回路における基礎圧力損失も大きくなって、シリンダ２内の圧力も高くなる。すると、アクチュエータＡが発生する推力の下限も高くなり、アクチュエータＡに作動油の動粘度による推力下限より小さな推力を発揮させようとしてもできずに推力過剰となって、特にフィードバック制御を用いて推力を制御する場合、高周波でアクチュエータＡの推力がハンチングする事態が生じることになる。
【００５１】
図３を参照すると、ＶＧ１０の作動油を用いる場合、温度が５度前後で動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超え、また、ＶＧ１５の作動油を用いる場合、温度が１２度前後で５０ｍｍ２／ｓを超える。しかしながら、発明者らは、温度が２０度以上温度６０度以下の範囲で、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を用いる場合、作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えるような状況となっても、ポンプ１２を予め決められた通常回転速度よりも低い回転速度にて駆動して基礎圧力損失を低減することで、推力過剰を抑制してハンチングを阻止できることを知見するに至った。具体的には、たとえば、作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超える場合、ポンプ１２の回転速度を通常回転速度の二分の一程度に低下させることで基礎圧力損失を低減でき、実用上、アクチュータＡの発生可能な推力の下限値を充分低くすることができ、ハンチングを阻止することができる。つまり、個体差はあるが、アクチュエータＡに使用するＶＧ１０の作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超える温度が５度である場合、作動油温度が５度以下となる場合にポンプ１２の回転速度を通常回転速度よりも低くすればよく、アクチュエータＡに使用するＶＧ１５の作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超える温度が１２度である場合、作動油温度が１２度以下となる場合にポンプ１２の回転速度を通常回転速度よりも低くすればよい。
【００５２】
また、発明者らは、温度が２０度以上温度６０度以下の範囲で、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲に収まらない作動油ついて、温度２０度で動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超える作動油を使用する場合、ポンプ１２の回転速度を低下させても推力下限が大きすぎ、ハンチングをうまく抑制することができないことを知見した。具体的には、たとえば、鉱物油を作動油として使用する場合、図３に示す通り、ＶＧ２２（図３中破線Ｖ）やＶＧ３２（図３中破線Ｗ）では、５０ｍｍ２／ｓとなる温度が高すぎて、ポンプ１２の回転速度を低下させても推力下限が大きすぎ、ハンチングをうまく抑制することができない。さらに、温度６０度で動粘度が７ｍｍ２／ｓを下回る作動油を使用する場合、ポンプ１２の焼き付きが懸念されアクチュエータＡへの使用に耐えない。
【００５３】
以上より、実用上、アクチュエータＡの推力のハンチングを阻止することができるのは、温度が２０度以上温度６０度以下の範囲で、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を使用する場合であることが理解できよう。
【００５４】
他方、アクチュエータＡをダンパ回路Ｄによってパッシブなダンパとして機能させる場合、ダンパに最適な作動油の動粘度は、３ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲であるが、動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えてもダンパとしての機能は失われないが、あまり高くなりすぎると減衰力過多となって車両における乗り心地を損なう場合がある。そして、温度２０度で動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超える作動油を使用する場合、基礎圧力損失が大きくなり、ポンプ１２の回転速度を低下させても推力下限が大きすぎ、このような観点からも、温度が２０度以上温度６０度以下の範囲で、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲に収まる作動油をアクチュエータＡに使用することで、鉄道車両の使用温度環境（概ねマイナス２０度から６０度の範囲）下でアクチュエータとしての機能とダンパとして機能とを両立させることができるのである。
【００５５】
このように、本発明の鉄道車両用制振装置１によれば、温度が２０度以上温度６０度以下の範囲で、動粘度が７ｍｍ２／ｓ以上５０ｍｍ２／ｓ以下の範囲に収まる動粘度温度特性を持つ作動油を使用することで、鉄道車両の使用温度環境（概ねマイナス２０度から６０度の範囲）でハンチングを防止する。また、鉄道車両用制振装置１をアクチュエータＡ内の作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超える温度帯で使用する場合にあっても、ポンプ１２の回転速度を通常回転速度よりも低下させることで基礎圧力損失を低減でき、実用上、アクチュータＡの発生可能な推力の下限値を充分低くすることができ、ハンチングを阻止することができる。これにより、本発明の鉄道車両用制振装置１によれば、油温が低くとも推力のハンチングを阻止でき、安定した推力を発揮して車体振動を効果的に抑制することができる。
【００５６】
上記したところから、アクチュエータＡ内の作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超える場合に、ポンプ１２の回転速度を通常回転速度よりも低くするようにすればよいが、作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えているか否かについては、油温が低くなればなるほど作動油の動粘度が高くなることから、作動油の油温によって判断できる。具体的にはたとえば、作動油の油温を計測して計測結果からコントローラＣで動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えているか否かを判断でき、動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超えていると判断される場合に、モータ１５の回転速度を調節してポンプ１２の回転速度を通常回転速度よりも低下させるようにすればよい。また、作動油の油温は、上記したように鉄道車両用制振装置１を取り巻く外気温度に近い温度となることから、外気温を計測して上記判断を行ってもよい。また、日付から冬季であるか否かが分かり、時刻から早朝や夜間であるか否かが分かり、走行区間から寒冷地を通過するか否かが分かるので、日付、時刻、地点情報から作動油の油温を推定して、ポンプ１２の回転速度を通常回転速度よりも低下させるようにしてもよい。
【００５７】
つづいて、コントローラＣは、図１、図２および図４に示すように、車体前側としての車体前部Ｂｆの車両進行方向に対して水平横方向の前側横方向加速度αｆを検出する前側加速度センサ４０と、車体後側としての車体後部Ｂｒの車両進行方向に対して水平横方向の横方向加速度αｒを検出する後側加速度センサ４１と、横方向加速度αｆと横方向加速度αｒに含まれる曲線走行時の定常加速度、ドリフト成分やノイズを除去するバンドパスフィルタ４２，４３と、バンドパスフィルタ４２，４３で濾過した横方向加速度αｆと横方向加速度αｒを処理して、各アクチュエータＡのモータ１５、第一開閉弁９のソレノイド９ｅ、第二開閉弁１１のソレノイド１１ｅ、可変リリーフ弁２２の比例ソレノイド２２ｃへ制御指令を出力する制御部４４と、アクチュエータＡ内の作動油の温度を検出する温度センサ４５とを備えて構成されていて、各アクチュエータＡの推力を制御するようになっている。なお、バンドパスフィルタ４２，４３で横方向加速度αｆと横方向加速度αｒに含まれる曲線走行時の定常加速度が除去されるので、乗り心地を悪化させる振動のみを抑制することができる。
【００５８】
制御部４４は、前側加速度センサ４０で検知した前側の横方向加速度αｆと後側加速度センサ４１で検知した後側の横方向加速度αｒに基づいて台車Ｔｆ，Ｔｒの直上における車体中心Ｇ周りのヨー加速度ωを求めるヨー加速度演算部４４ａと、横方向加速度αｆと横方向加速度αｒに基づいて車体Ｂの中心Ｇのスエー加速度βを求めるスエー加速度演算部４４ｂと、温度センサ４５から得た油温に基づいてポンプ１２の回転速度を決定する回転速度決定手段としての回転速度決定部４４ｃと、ヨー加速度ωとスエー加速度βとに基づいて前後のアクチュエータＡで個々に発生すべき推力である制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒを求める指令演算部４４ｄと、温度センサ４５から得た油温に基づいてポンプ１２の回転速度を決定する回転速度決定部４４ｃの決定と制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒに基づいてモータ１５、第一開閉弁９のソレノイド９ｅ、第二開閉弁１１のソレノイド１１ｅ、可変リリーフ弁２２の比例ソレノイド２２ｃを駆動する駆動部４４ｅとを備えて構成されている。
【００５９】
駆動部４４ｅは、モータ１５の駆動に関しては、回転速度決定部４４ｃの決定にしたがい、モータ１５を駆動する。回転速度決定部４４ｃは、アクチュエータＡに使用される作動油の動粘度が５０ｍｍ２／ｓを超える温度を基準温度として予め与えられており、温度センサ４５が検出した油温と基準温度とを比較し、油温が基準温度以上である場合、アクチュエータＡのポンプ１２を予め決められた通常回転速度にて回転させるよう駆動部４４ｅへ指令し、反対に、油温が基準温度よりも低い場合、アクチュエータＡのポンプ１２を通常回転速度より低い回転速度にて回転させるよう駆動部４４ｅへ指令する。この場合、回転速度を低くする場合、油温に応じて回転速度を低下させてもよいし、予め決めておいた通常回転速度よりも低い回転速度へ低下させるようにしてもよい。基準温度は、使用する作動油の特性に応じて決定される。温度センサ４５は、アクチュエータＡのシリンダ２、タンク７や各通路に設置して油温を検出するようにすればよい。なお、回転速度決定部４４ｃにて油温が基準温度より低いと判断された場合であって、ポンプ１２を予め決められた通常回転速度より低く一定の回転速度にて回転させるようモータ１５を駆動する場合、この回転速度は、アクチュエータＡに要求されている下限推力を出力できるような回転速度に設定される。なお、駆動部４４ｅにおけるモータ１５の回転速度の制御は、一般的な速度ループのフィードバック制御を使用することができるが、他の制御手法を用いてもよい。
【００６０】
また、コントローラＣは、ハードウェア資源としては、図示はしないが具体的にはたとえば、前側加速度センサ４０と後側加速度センサ４１が出力する信号を取り込むためのＡ／Ｄ変換器と、バンドパスフィルタ４２，４３と、バンドパスフィルタ４２，４３で濾過した横方向加速度αｆと横方向加速度αｒを取り込んでアクチュエータＡを制御するのに必要な処理に使用されるプログラムが格納されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、上記プログラムに基づいた処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの演算装置と、上記ＣＰＵに記憶領域を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置とを備えて構成されればよく、コントローラＣの制御部４４における各部は、ＣＰＵが上記処理を行うためのプログラムを実行することで実現することができる。また、バンドパスフィルタ４２，４３は、上記ＣＰＵがプログラムを実行することで実現されてもよい。
【００６１】
つづいて、横方向加速度αｆ，αｒは、たとえば、図１中車体Ｂの中央を左右に通る軸を基準として上方側へ向く方向となる場合に、正の符号を採り、反対に、図１中車体Ｂの中央を左右に通る軸を基準として下方側へ向く方向となる場合に、負の符号を採るように設定され、ヨー加速度演算部４４ａは、前側の横方向加速度αｆと後側の横方向加速度αｒの差を２で割ることで前側の台車Ｔｆと後側の台車Ｔｒの直上における車体中心Ｇ周りのヨー加速度ωを求め、スエー加速度演算部４４ｂは、横方向加速度αｆと横方向加速度αｒの和を２で割って車体Ｂの中心Ｇのスエー加速度βを求める。前側加速度センサ４０と後側加速度センサ４１の設置箇所は、ヨー角加速度ωを求める都合上、前側加速度センサ４０にあっては車体Ｂの中心Ｇを含む前後方向または対角方向に沿う線上であって前側アクチュエータＡの近傍に配置されるとよく、後側加速度センサ４１にあっても車体Ｂの中心Ｇを含む前後方向または対角方向に沿う線上であって後側アクチュエータＡの近傍に配置されるとよいが、中心Ｇと前側加速度センサ４０と後側加速度センサ４１の距離と位置関係と横方向加速度αｆ，αｒとからヨー角加速度ωを求めることができるので前側加速度センサ４０と後側加速度センサ４１を任意に設定することも可能である。その場合、ヨー角加速度ωは、横方向加速度αｆと横方向加速度αｒの差を２で割って求めるのではなく、上記横方向加速度αｆと横方向速度αｒの差と、車体Ｂの中心Ｇと各加速度センサ４０，４１との距離、位置関係からヨー角加速度ωを得るようにすればよい。具体的には、前側加速度センサ４０と車体Ｂの中心Ｇとの前後方向距離Ｌｆと、前側加速度センサ４１と車体Ｂの中心Ｇとの前後方向距離Ｌｒとすると、ヨー角加速度ωは、ω＝（αｆ−αｒ）／（Ｌｆ＋Ｌｒ）で計算できる。本実施の形態では、ヨー角加速度ωを前側加速度センサ４０と前側加速度センサ４１で加速度を検知して求めているが、ヨー角加速度センサを用いて検知するようにしてもよい。
【００６２】
なお、回転速度決定手段としての回転速度決定部４４ｃは、上述のように、アクチュエータＡ内の作動油の油温と基準温度とを比較してポンプ１２の回転速度を決定する以外にも、油温を温度センサ４５で直接に得るのではなく、油温を温度以外の情報から推定し、推定した油温を基にしてポンプ１２の回転速度を決定するようにしてもよい。たとえば、日付情報に基づいて油温を推定して、推定した油温が基準温度より低いか否かを判断し、ポンプ１２の回転速度を決定することができる。具体的には、回転速度決定部４４ｃは、得た日付が冬季期間に属している場合に、油温が基準温度より低いと判断し、ポンプ１２の回転速度を決定してもよい。冬季期間には、油温が低くなるので、上記のように日付情報から油温を推定することができる。冬季期間は、たとえば、１１月から２月というように日付の月だけでその期間を指定することもできるが、１１月１６日から２月２０日までというように日にちでその期間を指定することもできる。日付情報は、制御部４４のハードウェアであるＣＰＵが備えるクロックカレンダから得ることができるが、コントローラＣ外に設けた外部機器から得てもよく、その場合、たとえば、鉄道車両の各種情報をモニタする車両モニタから日付情報を得るようにしてもよい。外部機器から日付情報を得る場合、外部機器から有線無線を問わず通信によって日付情報を得ればよい。
【００６３】
また、油温の推定には、日付情報以外にも、鉄道車両の走行地域の気温情報を用いることができ、推定した油温が基準温度より低いか否かを判断することもできる。つまり、走行地域が寒冷地であれば、アクチュエータＡ内の作動油の推定油温が基準温度より低いと判断でき、当該判断に基づいてポンプ１２の回転速度を決定することが可能である。具体的にはたとえば、気温情報は、油温が基準温度よりも低くなる可能性がある場合とない場合とが回転速度決定部４４ｃで見分けができる情報であればよい。このように、回転速度決定手段で必要なのは、厳密に油温を推定することではなく、推定される油温が基準温度より低いか高いかであるため、回転速度決定手段では、推定油温が基準温度より低いか高いかを判断できる情報を得られればよい。よって、たとえば、気温情報であれば、走行地域における平均気温や最低気温によって決定することができる。この気温情報は、同じ地域でも日付によって異なるように設定されてもよい。つまり、気温情報と日付情報とを関連付けたマップやテーブルを用いて油温を推定し、油温が基準温度よりも低いか否かを判断するようにしてもよい。
【００６４】
さらに、回転速度決定部４４ｃの判断において、鉄道車両の走行位置に基づいて油温が基準温度より低いか否かを判断するようにしてもよい。具体的には、回転速度決定部４４ｃは、車両モニタから、或いは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）から、或いは、他の走行位置をモニタ可能な装置を用いて、走行位置をモニタし、当該走行位置における地域の気温情報を参照し、油温を推定し、油温が基準温度より低いか否かを判断する。このように判断することで、鉄道車両が温暖な地域から寒冷地域に跨るような路線を走行する場合に、油温を走行位置に応じて推定することができる。また、この場合の判断において、日付を加味し、走行位置が属する地域の気温情報が日付によって異なるようにしてもよく、この場合も、気温情報と日付情報とを関連付けたマップやテーブルを用意しておき、走行位置に属する地域におけるマップ或いはテーブルを参照して、油温の推定を行うことができる。
【００６５】
上記したように、回転速度決定部４４ｃは、日付情報、気温情報、走行位置のいずれか或いはこれらの任意の組み合わせに基づいて油温が基準温度より低いか否かを判断することができるが、さらに、時刻情報を加味して油温の推定を行うようにしてもよい。この場合は、たとえば、日付情報から得た日付において時刻によって回転速度決定部４４ｃが異なる判断をすることが可能となり、同じ日付でも昼間では油温が基準温度より低くないと判断することや、早朝や夜間では油温が基準温度よりも低いと判断することが可能となって、より精緻に油温を推定でき、アクチュエータＡに適したポンプ１２の回転速度の決定が可能となる。また、気温情報についても時刻に関連付けすることで、気温情報や走行位置に基づいて油温を推定する場合にも、同様に、より精緻な回転速度の決定が可能となる。
【００６６】
さらに、回転速度決定部４４ｃの判断において、アクチュエータＡの始動からの運転時間に基づいて油温を推定し、油温が基準温度より低いか否かを判断するようにしてもよい。アクチュエータＡを始動してから間もない場合、アクチュエータＡ内の作動油の油温が低いため、油温上昇するまでは、油温が基準温度よりも低いと推定することができる。そのため、運転時間が短いと油温が基準温度よりも低いと推定するようにすればよく、運転時間は、アクチュエータＡ内の作動油の油温が充分に温められて作動油の粘度が充分に小さくなる程度に設定すればよい。なお、この運転時間に基づく油温の推定は、上記した日付情報、気温情報、走行位置、時刻情報に基づく油温推定と併用することもできる。このように、日付情報、時刻情報、気温情報を用いることで温度センサを用いずに油温を推定する場合には、鉄道車両用制振装置１のコストを低減することができる。
【００６７】
次に、指令演算部４４ｄは、この実施の形態では、図５に示すように、Ｈ∞制御器４４ｄ１，４４ｄ２を含んで構成されており、ヨー加速度演算部４４ａが演算したヨー加速度ωから車体Ｂのヨーを抑制する制御力Ｆωを演算するＨ∞制御器４４ｄ１と、スエー加速度演算部４４ｂが演算したスエー加速度βから車体Ｂのスエーを抑制する制御力Ｆβを演算するＨ∞制御器４４ｄ２と、制御力Ｆωと制御力Ｆβとを加算して前側のアクチュエータＡが出力すべき推力を指示する制御力指令値Ｆｆを求める加算器４４ｄ３と、制御力Ｆβから制御力Ｆωを減算して後側のアクチュエータＡが出力すべき推力を指示する制御力指令値Ｆｒを求める減算器４４ｄ４とを備えて構成されている。そして、駆動部４４ｅでは、制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒ通りに各アクチュエータＡに推力を発揮させるべく、これらアクチュエータＡへ制御指令を与える。具体的には、駆動部４４ｅは、制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒから各アクチュエータＡの第一開閉弁９のソレノイド９ｅ、第二開閉弁１１のソレノイド１１ｅ、可変リリーフ弁２２の比例ソレノイド２２ｃへ与えるべき制御指令を求めて当該制御指令を出力することになる。また、制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒから制御指令を求める際、現在アクチュエータＡが出力している推力をフィードバックして制御指令を求めてもよい。
【００６８】
上記した指令演算部４４ｄでは、Ｈ∞制御を行うようになっているので、車体Ｂに入力される振動の周波数によらず高い制振効果を得ることができ、高いロバスト性を得ることができる。なお、このことは、Ｈ∞制御以外の制御を用いることを否定するものではない。したがって、たとえば、横方向加速度αｆ，αｒから横方向速度を得て、横方向速度にスカイフック減衰係数を乗じて制御力指令値を求めるスカイフック制御を用いて前後のアクチュエータＡを制御することもできる。また、制御にあたって、ヨー角加速度ωとスエー加速度βから、前側のアクチュエータＡと後側のアクチュエータＡとを関連させてその推力を制御するようにしているが、前側のアクチュエータＡと後側のアクチュエータＡの制御を独立させて制御することも可能である。
【００６９】
そして、駆動部４４ｅは、上記のように、制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒから各アクチュエータＡの第一開閉弁９のソレノイド９ｅ、第二開閉弁１１のソレノイド１１ｅ、可変リリーフ弁２２の比例ソレノイド２２ｃへ与えるべき制御指令を求めて当該制御指令を出力することに加えて、回転速度決定部４４ｃの決定結果によって、ポンプ１２の回転速度を制御する。
【００７０】
具体的には、駆動部４４ｅは、回転速度決定部４４ｃの決定結果にしたがって、ポンプ１２を回転させるようモータ１５を駆動する。本実施の形態では、油温が基準温度以上である場合、ポンプ１２を予め決められた通常回転速度にて回転させ、可変リリーフ弁２２でアクチュエータＡの推力調節を行うことができるので、ポンプ１２の回転速度を変化させずに済み、ポンプ１２の回転速度変動に伴う騒音の発生を防止でき、アクチュエータＡの制御応答性をも良好なものとなる。なお、可変リリーフ弁２２による圧力調節にモータ１５の回転速度の変更を加味してアクチュエータＡの発生推力を調節することも可能である。
【００７１】
上述のように構成された鉄道車両用制振装置１によれば、鉄道車両の使用温度環境下で、アクチュエータＡに比較的小さな推力を発揮させる場合にあっても、推力が過剰となることがない。
【００７２】
よって、この鉄道車両用制振装置１によれば、アクチュエータＡの推力をフィードバック制御しようとする場合でも、作動油の油温が低く粘度が高くとも推力過剰とならないから、制御力指令値Ｆｆ，Ｆｒと実際に出力される推力との偏差が大きくならないので、アクチュエータＡの推力が振動的となるハンチングが生じることがなく、鉄道車両の車体Ｂを加振して振動状況を悪化させてしまうこともない。
【００７３】
したがって、この鉄道車両用制振装置１によれば、油温が低くとも安定した推力を発揮して車体振動を効果的に抑制することが可能となる。
【００７４】
さらに、上記の如く、ハンチングが生じることがないので、第一開閉弁９および第二開閉弁１１の切換動作が頻繁することもなく、これらの寿命を短くして経済性が損なわれるといった問題も生じない。
【００７５】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、鉄道車両等の制振に利用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  鉄道車両用制振装置
２  シリンダ
３  ピストン
４  ロッド
５  ロッド側室
６  ピストン側室
７  タンク
８  第一通路
９  第一開閉弁
１０  第二通路
１１  第二開閉弁
１２  ポンプ
１６  供給通路
１８  整流通路
１９  吸込通路
２１  排出通路
２２  可変リリーフ弁
Ａ  アクチュエータ
Ｂ  車体
Ｄ  ダンパ回路
Ｔｆ，Ｔｒ  台車
【図１】
0005831830.tif 000002
【図２】
0005831830.tif 000003
【図３】
0005831830.tif 000004
【図４】
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【図５】
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