(57)【要約】【課題】軌道の異常を検出することができるだけでなく、軌道の状態に拘わらず、台車の異常までをも高精度に検出することができる車両の異常検出方法及びその実施に使用する装置、並びに該装置を搭載した車両を提供する。【解決手段】車両の振動を検出し、検出した振動に基づいて車両及び該車両の軌道の異常を検出する車両の異常検出方法であって、車両の台車及び輪軸の両方の振動を検出し（ステップＳ１００及びＳ１０４）、検出した台車の振動値と検出した輪軸の振動値とに基づいて、振動の原因が台車にあるか又は軌道にあるかを特定する（ステップＳ１０２，Ｓ１０６，及びＳ１０８）。【選択図】  図２
2004170080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の振動を検出し、検出した振動に基づいて車両及び該車両の軌道の異常を検出する車両の異常検出方法であって、
車両の台車及び輪軸の振動を検出し、
検出した台車の振動値と検出した輪軸の振動値とに基づいて、振動の原因が台車にあるか又は軌道にあるかを特定する
ことを特徴とする車両の異常検出方法。
【請求項２】
車両の振動を検出し、検出した振動に基づいて車両及び該車両の軌道の異常を検出する車両の異常検出装置であって、
車両の台車の振動を検出する台車振動検出手段と、
車両の輪軸の振動を検出する輪軸振動検出手段と、
前記台車振動検出手段により検出された台車の振動値と前記輪軸振動検出手段により検出された輪軸の振動値とに基づいて、振動の原因が台車にあるか又は軌道にあるかを特定する特定手段と
を備えることを特徴とする車両の異常検出装置。
【請求項３】
前記特定手段は、各検出手段により検出された振動値がそれぞれ所定の閾値を超えるか否かを判定し、輪軸の振動値が所定の閾値を超える場合に、振動の原因が軌道にあると特定する一方、輪軸の振動値が所定を閾値を超えず、且つ、台車の振動値が所定の閾値を超える場合に、振動の原因が台車にあると特定すべくなしてあることを特徴とする請求項２記載の車両の異常検出装置。
【請求項４】
前記特定手段は、前記輪軸振動検出手段により検出された振動値が所定の閾値を超えるか否かを判定し、輪軸の振動値が所定の閾値を超える場合に、振動の原因が軌道にあると特定する一方、輪軸の振動値を入力とし、正常時の台車の振動値を出力とする物理モデルに基づいて、輪軸の振動値から正常時の台車の振動値を推定し、前記台車振動検出手段により検出された振動値が推定した振動値と近似しているか否かを判定し、近似していない場合に、振動の原因が台車にあると特定すべくなしてあることを特徴とする請求項２記載の車両の異常検出装置。
【請求項５】
前記特定手段は、前記輪軸振動検出手段により検出された振動値が所定の閾値を超えるか否かを判定し、輪軸の振動値が所定の閾値を超える場合に、振動の原因が軌道にあると特定する一方、輪軸の振動値を入力とし、台車の振動値を出力とする同定用の物理モデルの所定のパラメータを、前記台車振動検出手段により検出された振動値に基づいてオンライン同定し、同定したパラメータが正常時のパラメータと近似しているか否かを判定し、近似していない場合に、振動の原因が台車にあると特定すべくなしてあることを特徴とする請求項２又は４記載の車両の異常検出装置。
【請求項６】
前記特定手段は、同定したパラメータが正常時のパラメータと近似しているか否かを判定する際に、近似していないパラメータの種類に基づいて、台車の異常箇所を特定すべくなしてあることを特徴とする請求項５記載の車両の異常検出装置。
【請求項７】
前記特定手段は、オンライン同定する際に、同定が収束したか否かを判定し、同定が収束しない場合に、振動の原因が台車にあると特定し、同定が収束した場合に、近似していないパラメータの種類に基づいて、台車の異常箇所を特定すべくなしてあることを特徴とする請求項５又は６記載の車両の異常検出装置。
【請求項８】
前記特定手段で用いられる各振動値は、それぞれ、各検出手段により検出された後で、フィルタを通したものであることを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の車両の異常検出装置。
【請求項９】
前記特定手段で用いられる各振動値は、それぞれ、各検出手段により検出された後で、高速フーリエ変換したものであることを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の車両の異常検出装置。
【請求項１０】
前記請求項２乃至９の何れかに記載の車両の異常検出装置を備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、鉄道車両等のように軌道上を走行するものに関し、特に、車体の台車部分が輪軸とバネ系で接続された振動系を有する車両において、軌道の異常を検出することができるだけでなく、軌道の状態に拘わらず、台車の異常までをも高精度に検出することができる車両の異常検出方法及びその実施に使用する装置、並びに該装置を搭載した車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、走行中の鉄道車両の振動に基づいて、軌道異常及び台車異常をオンラインで検出する技術が種々開発されている。
【０００３】
例えば、特開昭６３−１９２６５３号公報に開示された異常検出装置は、主として、制御装置と台車加速度センサとからなり、制御装置は、或る車両に搭載され、この車両の台車に、該台車の加速度を検出する台車加速度センサが設けられている（特許文献１参照）。
【０００４】
この異常検出装置の制御装置は、図８に示す如く、台車加速度センサが検出した台車の加速度を取得し（ステップＳ１１）、取得した台車の加速度を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）又はフィルタでノイズ除去する（ステップＳ１２）。次いで、制御装置は、ノイズ除去後の台車の加速度が所定の閾値を超えるか否かを判定し（ステップＳ１３）、台車の加速度が所定の閾値を超える場合（ステップＳ１３で“Ｙｅｓ”）に、「台車異常」であると判定し（ステップＳ１４）、一方、所定の閾値を超えない場合（ステップＳ１３で“Ｎｏ”）には、「台車異常なし」であると判定する（ステップＳ１５）。
【０００５】
しかし、上述した異常検出装置は、台車の加速度の閾値判定で台車異常を検出する単純なものであるため、ロングレール溶接部及びポイント通過等で大なる加速度外乱が輪軸に入力された場合には、これを台車異常と誤検出する場合があった。
【０００６】
このようなことから、特開２０００−６８０７号公報に開示された異常検出装置は、複数の台車加速度センサを備えており、これらの台車加速度センサは、各車両の台車にそれぞれ設けられている。各台車加速度センサは、連結された一連の車両のうちの１つの車両に搭載された制御装置と、車両間に敷設された引き通し線で接続されている（特許文献２参照）。
【０００７】
この異常検出装置の制御装置は、図９に示す如く、各台車加速度センサ（ここでは、台車は３両であるものとしている）が検出した台車の加速度を取得し（ステップＳ２１，Ｓ２２，及びＳ２３）、各台車が軌道から同程度に受ける振動を抽出すべく、基準となる台車と各台車との間の距離と、走行速度とによって定まる振動の位相を補正する（ステップＳ２４，Ｓ２５，及びＳ２６）。次いで、制御装置は、これらの位相補正後の台車の加速度の平均値を求め（ステップＳ２７）、この平均値とそれぞれの台車の加速度とを比較し（ステップＳ２８，Ｓ３１，及びＳ３４）、両者の値が近似している場合（ステップＳ２８，Ｓ３１，及びＳ３４で“Ｙｅｓ”）には、その該当する台車が「異常なし」であると判定し（ステップＳ３０，Ｓ３３，及びＳ３６）、両者の値が近似していない場合（ステップＳ２８，Ｓ３１，及びＳ３４で“Ｎｏ”）には、該当する台車が「異常あり」であると判定する（ステップＳ２９，Ｓ３２，及びＳ３５）。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−１９２６５３号公報（第２頁上段左欄）
【特許文献２】
特開２０００−６８０７号公報（第２−３頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者の特開２０００−６８０７号公報に開示された異常検出装置にあっては、複数の台車にそれぞれ設けられた台車加速度センサの検出値をこれらの平均値と比較することによって異常を検出するため、前者の特開昭６３−１９２６５３号公報のような問題はなく、しかも特定の台車又は軌道に発生している異常を検出することができるという利点があるが、複数の台車加速度センサと制御装置とを接続する引き通し線が必要であり、異常検出装置全体が煩雑及びコスト高となる不都合があった。
【００１０】
本願発明は、上記状況に鑑みて行なわれたものであり、車両の台車及び輪軸の両方の振動を検出し、検出した台車及び輪軸の振動値に基づいて振動の原因が台車にあるか又は軌道にあるかを特定することにより、軌道の異常を検出することができるだけでなく、軌道の状態に拘わらず、台車の異常までをも高精度に検出することができる車両の異常検出方法及びその実施に使用する装置、並びに該装置を搭載した車両を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係る車両の異常検出方法は、車両の振動を検出し、検出した振動に基づいて車両及び該車両の軌道の異常を検出する車両の異常検出方法であって、車両の台車及び輪軸の両方の振動を検出し、検出した台車の振動値と検出した輪軸の振動値とに基づいて、振動の原因が台車にあるか又は軌道にあるかを特定することを特徴とする。
【００１２】
また、本願発明に係る車両の異常検出装置は、車両の振動を検出し、検出した振動に基づいて車両及び該車両の軌道の異常を検出する車両の異常検出装置であって、車両の台車の振動を検出する台車振動検出手段と、車両の輪軸の振動を検出する輪軸振動検出手段と、前記台車振動検出手段により検出された台車の振動値と前記輪軸振動検出手段により検出された輪軸の振動値とに基づいて、振動の原因が台車にあるか又は軌道にあるかを特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記発明によれば、車両の台車及び輪軸の両方の振動を検出し、検出した台車及び輪軸の振動値に基づいて振動の原因が台車にあるか又は軌道にあるかを特定することにより、軌道の異常を検出することができるだけでなく、軌道の状態に拘わらず、台車の異常までをも高精度に検出することができる。また、この発明によれば、軌道の異常を認識するために、複数の車両間に亘る引き通し線等の通信線が不要である等、異常検出装置全体を簡易にでき、低コストにすることが可能である。
【００１４】
上記発明の具体的な構成の一例としては、検出された輪軸の振動値を閾値判定することによって軌道の異常を検出すると共に、軌道が異常でない場合であって、且つ、同様にして検出された台車の振動値を閾値判定して、該台車の振動値が閾値を超える場合に、台車の異常を検出するものである（図２参照）。
【００１５】
なお、本発明において、台車及び輪軸のそれぞれの振動を検出する手段は、該手段による検出結果に基づいた特定手段（例えば、制御装置）の処理を容易にすべく、台車及び輪軸のそれぞれの車両の上下方向及び／又は左右方向の振動を検出するように配置又は構成されることが望ましい。上記の振動を検出する手段としては、例えば、加速度センサを利用することが可能である。
【００１６】
上記発明の別の具体例としては、検出された輪軸の振動値を閾値判定することによって軌道の異常を検出すると共に、検出された輪軸の振動値から、物理モデルを用いて推定した正常な台車の振動値と、検出された台車の振動値との比較によって、台車の異常を検出するものである（図３参照）。
【００１７】
この具体例によれば、軌道外乱によって軌道の異常な振動値を検出した場合であっても、物理モデルによって正常な台車の振動値を得ることができるので、これとの比較によって、検出された台車の振動値の異常を検出し易く、台車異常を誤検出する虞が少ない。
【００１８】
なお、ここで用いられる正常時の物理モデルのパラメータは、予め実験等を通じて設定される。
【００１９】
上記発明の更に別の具体例としては、検出された輪軸の振動値を閾値判定することによって軌道の異常を検出すると共に、検出された輪軸の振動値と、同定用の物理モデルを用いて台車の振動値を推定するものである。この推定値と、検出された台車の振動値とに基づいて、上記物理モデルのパラメータがオンライン同定され、更新される。このパラメータに対応する正常時のパラメータが予め用意されており、更新されたパラメータと、正常時のパラメータとの比較によって、台車の異常が検出される（図４−図７参照）。
【００２０】
このとき、同定用の物理モデルのパラメータは、異常を検出したい対象部位に相当する値であって、初期値が予め設定される。
【００２１】
この具体例によれば、パラメータ単位で台車の異常を把握することができるため、台車異常の認識だけではなく、パラメータに応じて台車の異常箇所を特定することができる。
【００２２】
また、オンライン同定の際に、同定が収束したか否かを判定し、同定が収束しない場合には、台車異常であるとだけ認識し、同定が収束した場合には、更に、台車の異常箇所を特定するように構成することも可能である（図５及び図７）。
【００２３】
このように構成することにより、物理モデルの設計によっては、この物理モデルで考慮していない箇所で発生した異常により、推定値と、検出された台車の振動値とが大きく異なって同定が失敗した場合であっても、少なくとも台車の異常だけは検出することが可能となる。
【００２４】
このため、同定が収束したときにだけ、パラメータの比較をして台車の異常箇所の特定をすることも可能である。
【００２５】
また、上記の各発明において、検出された台車及び輪軸の各振動値は、前述した各処理に先立って、前処理としてフィルタを通すか、又は高速フーリエ変換することによって、ノイズ除去を施しておくことが望ましい。
【００２６】
さらに、上記発明に係る装置は、鉄道車両等のように軌道上を走行するものに適用可能であり、特に、車体の台車部分が輪軸とバネ系で接続された振動系を有する車両に適用することが望ましい。本願発明に係る装置は、一連の車両の１つに搭載してもよいし、また、複数の車両に搭載することも可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明に係る車両の異常検出方法を実施するための装置について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、本願発明の第１の実施の形態に係る車両の異常検出装置のハードウェア構成を示す図である。図１においては、本実施の形態に係る異常検出装置が適用される車両をその前後方向から見た態様で示してある。この車両は、一般的な鉄道車両であり、車体５下側の前後２箇所に台車２，２（一方のみを図示）が取り付けられている。車体５と各台車２との間には、空気バネ４，４が車体５の左右両側にそれぞれ配されている。また、車体５と各台車２との間には、台車２に対する車体５の左右方向への振動を減衰させるための油圧ダンパ６が設けられている。各台車２下側の前後２箇所には、左右方向に延び、その両端に車輪１ａ，１ａを有する輪軸１，１がそれぞれ左右２つのバネ３，３を介して取り付けられている。
【００２９】
本実施の形態に係る異常検出装置は、図１に示す如く、主として、輪軸１に取り付けられ、輪軸１の上下方向及び／又は左右方向の振動を加速度で検出する輪軸加速度センサ７と、台車２に取り付けられ、台車２の上下方向及び／又は左右方向の振動を加速度で検出する台車加速度センサ８と、車体５の内部に取り付けられ、輪軸加速度センサ７及び台車加速度センサ８に接続された制御装置９とを備えている。
【００３０】
なお、本実施の形態において、輪軸加速度センサ７及び台車加速度センサ８は、それぞれ、一連の車両のうちの１つの車両に取り付けられているが、本願発明においては、１つの車両に複数の輪軸加速度センサ７及び／又は台車加速度センサ８を取り付けてもよいし、また、引き通し線等が必要となるが、複数の車両に亘って取り付けることも可能である。
【００３１】
本実施の形態に係る異常検出装置は、以上の如きハードウェア構成を有し、その制御装置９は、図２のフローチャートを用いて次に説明するような手順で、本願発明に係る異常検出処理を実行するようになっている。
【００３２】
図２に示す如く、制御装置９は、輪軸加速度センサ７により検出された輪軸１の加速度を取得し（ステップＳ１００）、取得した輪軸１の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１０１）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００３３】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１０２）、超えている場合（ステップＳ１０２で“Ｙｅｓ”）には、車両が走行している軌道に異常があると判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１０３）。一方、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１０２で“Ｎｏ”）には、制御装置９は、車両が走行している軌道に異常がないと判断する。
【００３４】
また、ステップＳ１００〜Ｓ１０３の処理に並行して、制御装置９は、台車加速度センサ８により検出された台車２の加速度を取得し（ステップＳ１０４）、取得した台車２の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１０５）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００３５】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の台車２の加速度が所定の閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１０６）、超えていない場合（ステップＳ１０６で“Ｎｏ”）には、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１０９）。
【００３６】
一方、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えておらず（ステップＳ１０２で“Ｎｏ”）、且つ、ノイズ除去後の台車２の加速度が所定の閾値を超えている（ステップＳ１０６で“Ｙｅｓ”）という条件を満たしているか否かを判定し（ステップＳ１０７）、満たしている場合にのみ、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２に異常があると判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１０８）。
【００３７】
なお、上記の各閾値は、制御装置９が備えるメモリに予め記憶しておく。また、上記ステップＳ１０３，Ｓ１０８，及びＳ１０９における出力は、例えば、制御装置９に、表示装置，印字装置，及び／又はランプ類，ブザー類等の警報装置を備えさせ、これらの装置によりユーザへ報知することによって実施することが可能である。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本実施の形態に係る車両の異常検出装置は、上記第１の実施の形態と同様のハードウェア構成を有し、その制御装置９は、図３のフローチャートを用いて次に説明するような手順で、本願発明に係る異常検出処理を実行するようになっている。
【００３９】
図３に示す如く、制御装置９は、輪軸加速度センサ７により検出された輪軸１の加速度を取得し（ステップＳ１２０）、取得した輪軸１の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１２１）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００４０】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１２２）、超えている場合（ステップＳ１２２で“Ｙｅｓ”）には、車両が走行している軌道に異常があると判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１２３）。一方、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１２２で“Ｎｏ”）には、制御装置９は、車両が走行している軌道に異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１２４）。
【００４１】
また、ステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理に並行して、制御装置９は、台車加速度センサ８により検出された台車２の加速度を取得し（ステップＳ１２５）、取得した台車２の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１２６）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００４２】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度を入力とし、正常時の台車２の加速度を出力とする物理モデルを用いて、台車２の加速度を推定し（ステップＳ１２７）、この推定値と、ノイズ除去後の台車２の加速度とが近似しているか否かを判定する（ステップＳ１２８）。
【００４３】
推定した台車２の加速度と、ノイズ除去後の台車２の加速度とが近似していない場合（ステップＳ１２８で“Ｎｏ”）には、制御装置９は、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２に異常があると判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１２９）。一方、近似している場合（ステップＳ１２８で“Ｙｅｓ”）には、制御装置９は、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１３０）。
【００４４】
本実施の形態のその他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４５】
（第３の実施の形態）
本実施の形態に係る車両の異常検出装置は、上記第１の実施の形態と同様のハードウェア構成を有し、その制御装置９は、図４のフローチャートを用いて次に説明するような手順で、本願発明に係る異常検出処理を実行するようになっている。
【００４６】
図４に示す如く、制御装置９は、輪軸加速度センサ７により検出された輪軸１の加速度を取得し（ステップＳ１５０）、取得した輪軸１の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１５１）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００４７】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１５２）、超えている場合（ステップＳ１５２で“Ｙｅｓ”）には、車両が走行している軌道に異常があると判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１５３）。一方、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１５２で“Ｎｏ”）には、車両が走行している軌道には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１５４）。
【００４８】
また、ステップＳ１５０〜Ｓ１５４の処理に並行して、制御装置９は、台車加速度センサ８により検出された台車２の加速度を取得し（ステップＳ１５５）、取得した台車２の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１５６）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００４９】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度を入力とし、台車２の加速度を出力とする同定用の物理モデルを用い、同定用のパラメータに基づいて、台車２の加速度を推定する（ステップＳ１５７）。そして、制御装置９は、この推定値と、ノイズ除去後の台車２の加速度とに基づいて、パラメータのオンライン同定を行ない（ステップＳ１５８）、パラメータを更新する（ステップＳ１５９）。なお、同定用のパラメータには、全体の処理の起動に先立って、適当な初期値が予め設定される。
【００５０】
パラメータが更新されると、制御装置９は、正常時のパラメータを読み込み（ステップＳ１６０）、同定用のパラメータを、対応する正常時のパラメータとそれぞれ比較し（ステップＳ１６１）、一致しないものがある場合（ステップＳ１６１で“不一致”）には、一致しないパラメータに対応する台車２の部分に異常があると判断（即ち、台車２を構成するどの部品に異常があるかを判別）し、異常箇所を特定しつつその旨の情報を出力する（ステップＳ１６２）。一方、すべてのパラメータが一致している場合（ステップＳ１６１で“一致”）には、制御装置９は、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１６３）。なお、正常時のパラメータは、予め実験等を通じて設定される。
【００５１】
本実施の形態のその他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５２】
（第４の実施の形態）
本実施の形態に係る車両の異常検出装置は、上記第１の実施の形態と同様のハードウェア構成を有し、その制御装置９は、図５のフローチャートを用いて次に説明するような手順で、本願発明に係る異常検出処理を実行するようになっている。なお、本実施の形態に係る異常検出処理は、上記第３の実施の形態に係る異常検出処理に対して、パラメータ比較を、同定が収束したときに行なうところが異なるものである。
【００５３】
図５に示す如く、制御装置９は、輪軸加速度センサ７により検出された輪軸１の加速度を取得し（ステップＳ１７０）、取得した輪軸１の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１７１）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００５４】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１７２）、超えている場合（ステップＳ１７２で“Ｙｅｓ”）には、車両が走行している軌道に異常があると判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１７３）。一方、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１７２で“Ｎｏ”）には、車両が走行している軌道には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１７４）。
【００５５】
また、ステップＳ１７０〜Ｓ１７４の処理に並行して、制御装置９は、台車加速度センサ８により検出された台車２の加速度を取得し（ステップＳ１７５）、取得した台車２の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１７６）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００５６】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度を入力とし、台車２の加速度を出力とする同定用の物理モデルを用い、同定用のパラメータに基づいて、台車２の加速度を推定する（ステップＳ１７７）。そして、制御装置９は、この推定値と、ノイズ除去後の台車２の加速度とに基づいて、パラメータのオンライン同定を行ない（ステップＳ１７８）、パラメータを更新する（ステップＳ１７９）。なお、同定用のパラメータには、全体の処理の起動に先立って、適当な初期値が予め設定される。
【００５７】
また、制御装置９は、ステップＳ１７８におけるオンライン同定の際に、同定が収束したか否かも判定し（ステップＳ１８１）、同定が収束していない場合（ステップＳ１８１で“Ｎｏ”）には、パラメータの更新が正常に行なえず、従って後述する異常箇所の特定も正常に行なえないため、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２に異常があるとだけ判断し、その旨の情報のみを出力する（ステップＳ１８２）。
【００５８】
一方、同定が収束した場合（ステップＳ１８１で“Ｙｅｓ”）には、制御装置９は、正常時のパラメータを読み込み（ステップＳ１８０）、同定用のパラメータを、対応する正常時のパラメータとそれぞれ比較し（ステップＳ１８３）、一致しないものがある場合（ステップＳ１８３で“不一致”）には、一致しないパラメータに対応する台車２の部分に異常があると判断（即ち、台車２を構成するどの部品に異常があるかを判別）し、異常箇所を特定しつつその旨の情報を出力する（ステップＳ１８４）。一方、すべてのパラメータが一致している場合（ステップＳ１８３で“一致”）には、制御装置９は、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１８５）。
【００５９】
本実施の形態のその他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６０】
（第５の実施の形態）
本実施の形態に係る車両の異常検出装置は、上記第１の実施の形態と同様のハードウェア構成を有し、その制御装置９は、図６のフローチャートを用いて次に説明するような手順で、本願発明に係る異常検出処理を実行するようになっている。
【００６１】
図６に示す如く、制御装置９は、輪軸加速度センサ７により検出された輪軸１の加速度を取得し（ステップＳ１９０）、取得した輪軸１の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１９１）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００６２】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ１９２）、超えている場合（ステップＳ１９２で“Ｙｅｓ”）には、車両が走行している軌道に異常があると判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１９３）。一方、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１９２で“Ｎｏ”）には、車両が走行している軌道には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ１９４）。
【００６３】
また、ステップＳ１９０〜Ｓ１９４の処理に並行して、制御装置９は、台車加速度センサ８により検出された台車２の加速度を取得し（ステップＳ１９５）、取得した台車２の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ１９６）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００６４】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度を入力とし、台車２の加速度を出力とする同定用の物理モデルを用い、同定用のパラメータに基づいて、台車２の加速度を推定する（ステップＳ１９７）。そして、制御装置９は、この推定値と、ノイズ除去後の台車２の加速度とに基づいて、パラメータのオンライン同定を行ない（ステップＳ１９８）、パラメータを更新する（ステップＳ１９９）。なお、同定用のパラメータには、全体の処理の起動に先立って、適当な初期値が予め設定される。
【００６５】
また、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度を入力とし、正常時の台車２の加速度を出力とする物理モデルを用いて、台車２の加速度を推定し（ステップＳ２０１）、この推定値と、ノイズ除去後の台車２の加速度とが近似しているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００６６】
推定した正常時の台車２の加速度と、ノイズ除去後の台車２の加速度とが近似している場合（ステップＳ２０２で“Ｙｅｓ”）には、制御装置９は、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ２０５）。
【００６７】
一方、推定した正常時の台車２の加速度と、ノイズ除去後の台車２の加速度とが近似していない場合（ステップＳ２０２で“Ｎｏ”）には、制御装置９は、正常時のパラメータを読み込み（ステップＳ２００）、同定用のパラメータを、対応する正常時のパラメータとそれぞれ比較し（ステップＳ２０３）、一致しないものがある場合（ステップＳ２０３で“不一致”）には、一致しないパラメータに対応する台車２の部分に異常があると判断（即ち、台車２を構成するどの部品に異常があるかを判別）し、異常箇所を特定しつつその旨の情報を出力する（ステップＳ２０４）。一方、すべてのパラメータが一致している場合（ステップＳ２０３で“一致”）には、制御装置９は、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ２０５）。
【００６８】
本実施の形態のその他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６９】
（第６の実施の形態）
本実施の形態に係る車両の異常検出装置は、上記第１の実施の形態と同様のハードウェア構成を有し、その制御装置９は、図７のフローチャートを用いて次に説明するような手順で、本願発明に係る異常検出処理を実行するようになっている。なお、本実施の形態に係る異常検出処理は、上記第５の実施の形態に係る異常検出処理に対して、パラメータ比較を、同定が収束したときに行なうところが異なるものである。
【００７０】
図７に示す如く、制御装置９は、輪軸加速度センサ７により検出された輪軸１の加速度を取得し（ステップＳ２１０）、取得した輪軸１の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ２１１）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００７１】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えているか否かを判定し（ステップＳ２１２）、超えている場合（ステップＳ２１２で“Ｙｅｓ”）には、車両が走行している軌道に異常があると判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ２１３）。一方、ノイズ除去後の輪軸１の加速度が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ２１２で“Ｎｏ”）には、車両が走行している軌道には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ２１４）。
【００７２】
また、ステップＳ２１０〜Ｓ２１４の処理に並行して、制御装置９は、台車加速度センサ８により検出された台車２の加速度を取得し（ステップＳ２１５）、取得した台車２の加速度を高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ）又はフィルタ処理し（ステップＳ２１６）、取得した加速度のノイズ除去を行なう。
【００７３】
次に、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度を入力とし、台車２の加速度を出力とする同定用の物理モデルを用い、同定用のパラメータに基づいて、台車２の加速度を推定する（ステップＳ２１７）。そして、制御装置９は、この推定値と、ノイズ除去後の台車２の加速度とに基づいて、パラメータのオンライン同定を行ない（ステップＳ２１８）、パラメータを更新する（ステップＳ２１９）。なお、同定用のパラメータには、全体の処理の起動に先立って、適当な初期値が予め設定される。
【００７４】
また、制御装置９は、ノイズ除去後の輪軸１の加速度を入力とし、正常時の台車２の加速度を出力とする物理モデルを用いて、台車２の加速度を推定し（ステップＳ２２１）、この推定値と、ノイズ除去後の台車２の加速度とが近似しているか否かを判定する（ステップＳ２２２）。
【００７５】
推定した正常時の台車２の加速度と、ノイズ除去後の台車２の加速度とが近似している場合（ステップＳ２２２で“Ｙｅｓ”）には、制御装置９は、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ２２７）。
【００７６】
一方、推定した正常時の台車２の加速度と、ノイズ除去後の台車２の加速度とが近似していない場合（ステップＳ２２２で“Ｎｏ”）には、制御装置９は、ステップＳ２１８におけるオンライン同定の際に、同定が収束したか否かを判定し（ステップＳ２２３）、同定が収束していない場合（ステップＳ２２３で“Ｎｏ”）には、パラメータの更新が正常に行なえず、従って後述する異常箇所の特定も正常に行なえないため、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２に異常があるとだけ判断し、その旨の情報のみを出力する（ステップＳ２２６）。
【００７７】
一方、同定が収束した場合（ステップＳ２２３で“Ｙｅｓ”）には、制御装置９は、正常時のパラメータを読み込み（ステップＳ２２０）、同定用のパラメータを、対応する正常時のパラメータとそれぞれ比較し（ステップＳ２２４）、一致しないものがある場合（ステップＳ２２４で“不一致”）には、一致しないパラメータに対応する台車２の部分に異常があると判断（即ち、台車２を構成するどの部品に異常があるかを判別）し、異常箇所を特定しつつその旨の情報を出力する（ステップＳ２２５）。一方、すべてのパラメータが一致している場合（ステップＳ２２４で“一致”）には、制御装置９は、台車加速度センサ８が取り付けられている台車２には異常がないと判断し、その旨の情報を出力する（ステップＳ２２７）。
【００７８】
本実施の形態のその他の構成及び作用は、上記の第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７９】
【発明の効果】
本願発明に係る車両の異常検出方法及び装置、並びに車両によれば、車両の台車及び輪軸の両方の振動を検出し、検出した台車及び輪軸の両方の振動値に基づいて振動の原因が台車にあるか又は軌道にあるかを特定することにより、軌道の異常を検出することができるだけでなく、軌道の状態に拘わらず、台車の異常までをも高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態に係る異常検出装置が車両に適用された例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る車両の異常検出装置の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態に係る車両の異常検出装置の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図４】第３の実施の形態に係る車両の異常検出装置の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第４の実施の形態に係る車両の異常検出装置の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図６】第５の実施の形態に係る車両の異常検出装置の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第６の実施の形態に係る車両の異常検出装置の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図８】従来の車両の異常検出装置の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図９】従来の別の異常検出装置の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    輪軸
２    台車
３    バネ
５    車体
７    輪軸加速度センサ
８    台車加速度センサ
９    制御装置
【図１】
2004170080.tif 000003
【図２】
2004170080.tif 000004
【図３】
2004170080.tif 000005
【図４】
2004170080.tif 000006
【図５】
2004170080.tif 000007
【図６】
2004170080.tif 000008
【図７】
2004170080.tif 000009
【図８】
2004170080.tif 000010
【図９】
2004170080.tif 000011