(57)【要約】 【課題】  システム構成の簡略化を図る。【解決手段】  連結された各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎに１つずつ車体傾斜制御のためのコントローラを設け、それぞれで地点情報及び速度情報を得る。これらそれぞれのコントローラで得た前記情報をもとに、曲線通過時、車体傾斜の判断指標を求める。判断指標を求めた後、求めた各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎの前記判断指標を、複数車両で比較することで車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎの異常の有無を判断し、異常と判断した場合には、比較した車両全ての傾斜制御を停止させる。【効果】  異常が発生した場合には、他の車両が対象車両の制御を停止させるので、コントローラは各車両に１つずつで良くなり、簡易なシステム構成で、しかも高い信頼性で車体傾斜制御が行える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の傾斜制御を行う方法であって、
連結された各車両に１つずつ設けた車体傾斜制御のためのコントローラそれぞれで地点情報及び速度情報を得るか、或いは、軌道の傾斜情報を求め、
これらそれぞれのコントローラで得た、或いは、求めた前記情報をもとに、曲線通過時、車体傾斜の判断指標を求めた後、求めた各車両の前記判断指標を、複数車両で比較することで車両における傾斜制御の異常の有無を判断し、
異常と判断した場合には、比較した車両全ての傾斜制御を停止させることを特徴とする車体傾斜制御方法。
【請求項２】
前記異常の有無の判断は、車両ごとに求めた車体傾斜の判断指標のうちの、任意の２つの車両の前記判断指標の差が、予め定めた値より大きいときに異常ありと判断することを特徴とする請求項１記載の車体傾斜制御方法。
【請求項３】
前記異常の有無の判断は、車両ごとに求めた車体傾斜の判断指標のうちの、任意の２つの車両のうちの一方の車両が、他方の車両における車体傾斜の判断指標と予め定めた閾値とを比較し、当該閾値を外れたときに異常ありと判断することを特徴とする請求項１記載の車体傾斜制御方法。
【請求項４】
前記異常の有無の判断は、車両ごとに求めた車体傾斜の判断指標の全てが、予め定めた閾値内でないときは異常ありと判断することを特徴とする請求項１記載の車体傾斜制御方法。
【請求項５】
車体の傾斜制御を行う方法であって、
連結された各車両に１つずつ設けた車体傾斜制御のためのコントローラそれぞれで地点情報及び速度情報を得るか、或いは、軌道の傾斜情報を求め、
これらそれぞれのコントローラで得た、或いは、求めた前記情報をもとに、曲線通過時、車体傾斜の判断指標を求めた後、車両ごとに求めた前記判断指標のうちの、任意の２つの車両の判断指標の差が、予め定めた値より小さいときにこれらの値は正常と判断し、この任意の２つの車両の内の何れかの前記判断指標と他の車両の前記判断指標の差が、予め定めた値より大きいときに異常ありと判断し、異常ありと判断した車両の傾斜制御を停止させることを特徴とする車体傾斜制御方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の車体の傾斜制御方法を実施する装置であって、
連結された各車両に１つずつ設けられ、地点情報及び速度情報を得るか、或いは、軌道の傾斜情報を求める車体傾斜制御のためのコントローラと、
これらそれぞれのコントローラで得た、或いは、求めた前記情報をもとに、曲線通過時、車体傾斜の判断指標を求めた後、求めた各車両の前記判断指標を、複数車両で比較することで車両の異常の有無を判断する判定器を備え、
これらコントローラと判定器を備えた各車両の傾斜制御装置は、判定器で異常と判断した場合には、比較した車両の傾斜制御を停止可能なような回路で接続されていることを特徴とする車体傾斜制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転走行中の、特に曲線通過走行時における車体の傾斜制御方法、及び、この傾斜制御方法を実施する傾斜制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両では、曲線通過時、超過遠心力によって乗心地が悪くなる場合がある。特に曲線通過時の速度が高速の場合には、超過遠心力が増大してさらなる乗心地の悪化を招く。そこで、曲線通過時、車体を傾斜させることにより超過遠心力を抑制して乗心地の悪化を防ごうとした車体の傾斜制御が各種開発されている。
【０００３】
この車体の傾斜方式としては、空気ばねの高さを制御することで傾斜させる方式や、空気ばねと並列状に配置された油圧シリンダによって傾斜させる方式などがあるが、いずれの傾斜方式であっても、地点情報を得るために、図３に示したように、特定車両、例えば先頭車両Ｓ１の車体傾斜制御装置１ａでのみ、地点検知を行うようにしていた。
【０００４】
そして、この地点情報及び速度情報をもとに、目標とする車体傾斜角を求めて先頭車両Ｓ１の車体傾斜を行い、他の車両Ｓ２…Ｓｎの車体傾斜装置１ｂにはこの先頭車両Ｓ１の演算値を送信することで、各車両Ｓ２…Ｓｎの車体傾斜を行っていた。
【０００５】
また、上記の車体傾斜制御では、ＣＰＵの暴走等に起因するコントローラの異常を監視するために、各々の車両内に、主系となるメインコントローラと、従系となるサブコントローラを二重に設置し、メインコントローラが異常を検知した場合には、隣接車両のメインコントローラから傾斜目標角信号を当該車両のサブコントローラに送り、サブコントローラで制御を続行させるように構成していた。
【非特許文献１】坂上啓他３名「新幹線で初めての車体傾斜システムの実用化へ」ＪＲＥＡ  ２００３年  ＶＯＬ４６  Ｎｏ．１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のコントローラを二重に設置する構成は、ＣＰＵの暴走防止対策としての信頼性向上は図れるものの、コスト高になり、システムの構成も大変複雑になる。
【０００７】
解決しようとする問題点は、従来の車体傾斜制御におけるＣＰＵの暴走防止対策では、システムの構成が大変複雑になるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車体傾斜制御方法は、従来の複雑なシステム構成を簡略化するため、
連結された各車両に１つずつ設けた車体傾斜制御のためのコントローラそれぞれで地点情報及び速度情報を得るか、或いは、軌道の傾斜情報を求め、
これらそれぞれのコントローラで得た、或いは、求めた前記情報をもとに、曲線通過時、車体傾斜の判断指標を求めた後、
（１）求めた各車両の前記判断指標を、複数車両で比較することで車両における傾斜制御の異常の有無を判断し、異常と判断した場合には、比較した車両全ての傾斜制御を停止させる、
或いは、
（２）車両ごとに求めた前記判断指標のうちの、任意の２つの車両の判断指標の差が、予め定めた値より小さいときにこれらの値は正常と判断し、この任意の２つの車両の内の何れかの前記判断指標と他の車両の前記判断指標の差が、予め定めた値より大きいときに異常ありと判断し、異常ありと判断した車両の傾斜制御を停止させる、
ことを最も主要な特徴としている。
【０００９】
上記の（１）の本発明において、前記異常の有無の判断は、具体的には、
（ａ）車両ごとに求めた車体傾斜の判断指標のうちの、任意の２つの車両の前記判断指標の差が、予め定めた値より大きいときに異常ありと判断する、
（ｂ）車両ごとに求めた車体傾斜の判断指標のうちの、任意の２つの車両のうちの一方の車両が、他方の車両における車体傾斜の判断指標と予め定めた閾値とを比較し、当該閾値を外れたときに異常ありと判断する、
（ｃ）車両ごとに求めた車体傾斜の判断指標の全てが、予め定めた閾値内のとき以外は異常ありと判断する、
ことにより行う。
【００１０】
また、本発明の車体傾斜制御装置は、
連結された各車両に１つずつ設けられ、地点情報及び速度情報を得、或いは、軌道の傾斜情報を求める車体傾斜制御のためのコントローラと、
これらそれぞれのコントローラで得るか、或いは、求めた前記情報をもとに、曲線通過時、車体傾斜の判断指標を求めた後、求めた各車両の前記判断指標を、複数車両で比較することで車両の異常の有無を判断する判定器を備え、
これらコントローラと判定器を備えた各車両の傾斜制御装置は、判定器で異常と判断した場合には、比較した車両の傾斜制御を停止可能なような回路で接続されていることを最も主要な特徴としている。
【００１１】
上記の本発明において、車体傾斜の判断指標とは、車体の傾斜制御が正常か否かを判断できる指標であれば特に限定されるものではなく、例えば、車体の目標傾斜角や、この目標傾斜角の演算に必要となる曲線半径ＲやカントＣ、或いは、演算している現在位置などでも良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、異常が発生した場合には、他の車両が対象車両の制御を停止させることで、コントローラは各車両に１つずつ設置するだけで、各車両のコントローラがお互いに監視し合って擬似的に二重の形をとることになるので、簡易なシステム構成で、しかも高い信頼性で車体傾斜制御が行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図１及び図２を用いて説明する。
図１は本発明の一例を説明する図、図２は本発明に係る車体傾斜制御装置における動作のフロー図である。
【００１４】
図１において、１１は先頭車両Ｓ１を始めとする各車両Ｓ２…Ｓｎ−１，Ｓｎにそれぞれ設置された同一構成の車体傾斜制御装置であり、これら車体傾斜制御装置１１には、例えば地点情報及び速度情報を得るコントローラと、このコントローラで得た前記情報をもとに、曲線通過時、車両の異常の有無を判断する判定器をそれぞれ備えている。
【００１５】
そして、コントローラと判定器を備えた各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎのそれぞれの傾斜制御装置１１では、コントローラで、例えば車両情報を一括して制御する車両情報制御装置から地点情報や速度情報を得、判定器で、各傾斜制御器か、予め記憶している曲線情報（ある地点における曲線半径ＲやカントＣなどの情報）と照らし合わせながら、各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎの車体の、例えば目標傾斜角θ１…θｎ−１，θｎを演算する。これら各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎで演算した目標傾斜角θ１…θｎ−１，θｎは、前記車両情報制御装置などの伝送ラインに乗せて、各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎで情報が受け取れるように構成されている。
【００１６】
なお、前記目標傾斜角θは、車両の最大傾斜角までは、車両の速度Ｖ、曲線半径Ｒ、重力加速度ｇ、カントＣ、軌間Ｇから、θ＝（Ｖ2／ｇＲ）−（Ｃ／Ｇ）で得ることができる。
【００１７】
他の車両の前記目標傾斜角θを受け取った後は、各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎは、自車両の目標傾斜角θと他車両の目標傾斜角θを判定器で比較し、傾斜制御が正常か異常かの判断を行う。そして、異常と判定した場合は、自車両と他車両の傾斜制御を停止させるのである。以上の傾斜制御の流れを示したのが図２である。
【００１８】
以下、自車両の目標傾斜角θと他車両の目標傾斜角θの比較により、傾斜制御が正常か異常かの判断を行う場合について、さらに詳細に説明する。
例えば、各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎごとに求めた車体の目標傾斜角θ１…θｎ−１，θｎのうちの、任意の２つの車両Ｓ１，Ｓ２の前記目標傾斜角θ１，θ２の差、例えばθ１−θ２が、予め定めた値、例えば０．２度よりも大きければ、異常ありと判断する。この場合、どちらの車両が正しいという判断が困難であることから、本発明では、両車両Ｓ１，Ｓ２とも傾斜制御を停止する。
【００１９】
或いは、上記の判断に代えて、各車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎごとに求めた各車体の目標傾斜角θ１…θｎ−１，θｎのうちの、任意の２つの車両Ｓ１，Ｓ２のうちの一方の車両Ｓ１が、他方の車両Ｓ２における車体の目標傾斜角度θ２と予め定めた閾値β、例えば２．０度とを比較し、当該閾値よりも大きいときに異常ありと判断する。この場合も、上記と同様、両車両Ｓ１，Ｓ２とも傾斜制御を停止する。
【００２０】
以上は、任意の２つの車両の目標傾斜角を比較して判断した場合の例であるが、比較する車両は３つ以上であっても良いことは言うまでもない。
例えば、ｎ両の目標傾斜角θ１…θｎ−１，θｎを比較する場合は、nＣ2通りの結果が得られる。従って、この場合、全ての車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎについて求めた車体の目標傾斜角θ１…θｎ−１，θｎの全てが、予め定めた閾値αよりも小さいときのみ正常と判断し、傾斜制御を続行する。一方、一つでも予め定めた閾値αよりも大きい場合は、異常ありと判断し、全ての車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎの傾斜制御を停止させるのである。
【００２１】
或いは、上記に代えて、車両Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎごとに求めた車体の目標傾斜角度θ１…θｎ−１，θｎのうちの、任意の２つの車両Ｓ１，Ｓ２の前記目標傾斜角度θ１，θ２の差θ１−θ２が、予め定めた値γより小さいときにこれらの値は正常と判断する。
【００２２】
そして、前記正常と判断した任意の２つの車両Ｓ１，Ｓ２の内の何れかの前記目標傾斜角度θ１又はθ２と他の車両Ｓ３…Ｓｎ−１，Ｓｎの前記目標傾斜角度θ３…θｎ−１，θｎの差が、予め定めた値γより大きいときは異常ありと判断する。この場合は、上記と異なり、異常ありと判断した車両のみの傾斜制御を停止する。
【００２３】
以上の例では、車体傾斜の判断指標として目標傾斜角度を使用したものについて説明したが、前述のように、曲線半径ＲやカントＣなどを判断指標として用いても良いことは言うまでもない。
【００２４】
また、上記の例では、車両情報制御装置から地点情報や速度情報を得て、目標傾斜角を決定するものについて説明したが、各車両Ｓ２…Ｓｎ−１，Ｓｎに設置された例えばジャイロセンサーによって、車両進行方向に向かってヨー方向の速度値ωを測定し、走行速度Ｖを利用して求めた曲線半径Ｒ＝Ｖ／ωを用いて、目標傾斜角を決定しても良い。この場合、これらの値を、車両の伝送ライン、もしくは、車体傾斜装置同士の伝送等を利用して各車両で比較できるようにしておく。
【００２５】
本発明は上記の例に限らず、本発明の各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは、言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上の本発明は、空気ばねの高さを制御させることで、車体を傾斜させるものや、空気ばねと並列状に配置した油圧シリンダによって車体を傾斜させるものに限らず、各種の駆動源によって車体を傾斜させるものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の車体傾斜制御を説明する図である。
【図２】本発明の車体傾斜制御のフロー図である。
【図３】従来の車体傾斜制御を説明する図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｓ１…Ｓｎ−１，Ｓｎ    車両
１１    車体傾斜制御装置
【図１】
2005170334.tif 000003
【図２】
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【図３】
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