(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後の台車直上における車体床面に設置されて車体横揺れ速度或いは加速度を検知する検出器と、検出器からの信号から車体横揺れ速度を得て車体制御力信号に処理する処理ユニットを含むコントローラと、車体制御力信号に基いて車体の横揺れを抑制する車体と台車との間に横方向へと向けて介装したセミアクティブダンパとからなる鉄道車両の横揺れ抑制装置において、コントローラへと次々に読み込んだ車体横揺れ速度の正負をその都度判別して前回処理した車体横揺れ速度の処理結果の符号と比較し、同一符号であればカウントアップを行い、異なる符号であった場合にはリセットし、しかも、上記したカウントアップが予め設定した時間を越えて行われた場合においてのみ、車体横揺れ速度の検出にドリフトが発生したと判断して車体と台車間に介装したセミアクティブダンパを本来の機能で働かせることなく、伸縮両方向の減衰力が同一となる通常のパッシブダンパとして機能させることを特徴とする鉄道車両の横揺れ抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車体の台車に対する左右方向への変位である横揺れを抑制して乗心地の向上を図る鉄道車両の横揺れ抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の鉄道車両の横揺れ抑制装置としては、例えば、本願特許出願人が平成７年３月３日付で財団法人鉄道総合技術研究所と共同で特許出願し、平成８年９月１７日付で特許出願公開された特開平８−２３９０４０号公報に開示されたようなものが知られている。
【０００３】
すなわち、このものは、図３にみられるように、車体１に設置した検出器２で得た車体横揺れ速度または加速度を入力信号として処理ユニット３を通しコントローラ４に入力する。
【０００４】
しかも、この場合において、上記した鉄道車両の横揺れ抑制装置は、一台の車両を前後二分割して前または後側の台車６の直上にある車体１の床面部分に設置した各検出器２と、車体１および前後各台車６間に介装したそれぞれのセミアクティブダンパ７とで構成している。
【０００５】
その結果、当該システムは、車体１の前部若しくは後部でそれぞれ完結しており、車体１を前後独立と考えて構成している。ただし、コントローラ４だけは車体１の前後で共通使用としている。
【０００６】
このようにして、車体横揺れ速度または加速度を前後別々にそれぞれ二つの検出器２で検知し、それぞれの処理ユニット３を通してコントローラ４に入力すると共に、バルブドライバ５を介して車体１と前後各台車６の間に横方向へと向けて介装したそれぞれのセミアクティブダンパ７のソレノイドバルブ８に指令を与え、これらセミアクティブダンパ７を個々に効かせて車体１の全体としての横揺れを抑制するようにしている。
【０００７】
なお、上記コントローラ４での制御則としては、本願特許出願人が平成９年４月２８日付で特許出願し、平成１０年１１月１０日付で特許出願公開された特開平１０−２９７４８５号公報で開示されているように、前台車上若しくは後台車上の車体の絶対速度にスカイフックゲインを乗じたものを車体制御力として用いている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来のこの種の鉄道車両の横揺れ抑制装置にあっては、制御に用いる車体横揺れ速度を検出器２で検知した車体横揺れ加速度を積分し、当該車体横揺れ加速度を車体横揺れ速度に換算して用いるなり、或いは、検出器２にで直に車体横揺れ速度として検出するようにしている。
【０００９】
その結果、例えば、緩和曲線走行中などの走行状態によっては、検出器２で検知した図４（ａ）の車体横揺れ加速度を積分して図４（ｂ）の実線のような車体横揺れ速度を算出するなり、或いは、検出器２で直に図４（ｂ）の実線のような車体横揺れ速度を検出しようとしても、例えばカーブの入口や出口の部分で加わる横加速度の影響を受けて車体横揺れ加速度から算出した車体横揺れ速度の演算誤差、または、検出器２で直に検出した車体横揺れ速度の検出誤差により車体横揺れ速度が図４（ｂ）の破線のようにドリフトしてしまうことになる。
【００１０】
そのために、車体横揺れの絶対速度をもとに車体１の制御力を演算するスカイフック制御にあっては、正常な制御が行えない事態が発生して鉄道車両としての乗心地を却って悪くしてしまうという不都合を生じることになる。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、車体横揺れ速度の演算誤差または検出誤差に基づくドリフト時の車体制御力を良好に確保することで、当該ドリフト時における車両の乗心地を改善することのできる鉄道車両の横揺れ抑制装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記したこの発明の目的は、前後の台車直上における車体床面に設置されて車体横揺れ速度或いは加速度を検知する検出器と、検出器からの信号から車体横揺れ速度を得て車体制御力信号に処理する処理ユニットを含むコントローラと、車体制御力信号に基いて車体の横揺れを抑制する車体と台車との間に横方向へと向けて介装したセミアクティブダンパとからなる鉄道車両の横揺れ抑制装置において、コントローラへと次々に読み込んだ車体横揺れ速度の正負をその都度判別して前回処理した車体横揺れ速度の処理結果の符号と比較し、同一符号であればカウントアップを行い、異なる符号であった場合にはリセットし、しかも、上記したカウントアップが予め設定した時間を越えて行われた場合においてのみ、車体横揺れ速度の検出にドリフトが発生したと判断して車体と台車間に介装したセミアクティブダンパを本来の機能で働かせることなく、伸縮両方向の減衰力が同一となる通常のパッシブダンパとして機能させることにより達成される。
【００１３】
すなわち、車体横揺れ速度の演算誤差または検出誤差に基づくドリフトの発生時にあっては車体横揺れ速度が全体的に同一領域内で大きく変化し、かつ、ドリフトの消滅と共に変化しなくなる。
【００１４】
したがって、コントローラへと次々に読み込んだ車体横揺れ速度の正負をその都度判別し、前回処理した車体横揺れ速度の処理結果の符号と比較して同一符号であればカウントアップを行い、異なる符号であった場合にはリセットする。
【００１５】
そして、このカウントアップの状態が予め設定した時間を越えて行われたことで車体横揺れ速度の検出にドリフトが発生していることを検知し、当該検知に基づきコントローラからの信号でセミアクティブダンパを本来の機能で働かせることなく、伸縮両方向の減衰力が同一となる通常のパッシブダンパとして機能させる。
【００１６】
また、リセットが予め設定した時間を越えないうちに行われた場合には、車体横揺れ速度の検出にドリフトが発生してないと判断してコントローラからセミアクティブダンパに対し、通常のセミアクティブ制御が実現されるような制御信号を制御指令として出力する。
【００１７】
このようにして、車体横揺れ速度の演算誤差または検出誤差に基づくドリフト時の車体制御力を良好に確保することで、当該ドリフト時における車両の乗心地を改善することができることになるのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を添付図面に示す実施の形態に基いて説明するに当り、図１には、鉄道車両の横揺れ抑制装置１０のシステムの構成を、また、図２には、車体横揺れ速度のドリフト補償処理の制御則２０をフローチャートで示す。
【００１９】
図１に示す当該実施の形態による鉄道車両の横揺れ抑制装置１０は、車体１の前後の台車６ａ，６ｂの直上にある車体１の床面に設けた検出器２ａ，２ｂからの車体横揺れ速度信号に基づき、コントローラ４ａで車体制御力を演算して車体１と前後台車６ａ，６ｂとの間に横方向へと向けて介装したセミアクティブダンパ７ａ，７ｂのソレノイドバルブ８ａ，８ｂに減衰力を制御する指令を送り、これらセミアクティブダンパ７ａ，７ｂを個々に効かせて車体１の全体としての横揺れを抑制する。
【００２０】
そうとは言っても、この場合において、検出器２ａ，２ｂからの車体横揺れ速度信号は、例えば、緩和曲線部分の走行中において図４（ｂ）に破線で示したようなドリフトを起こし、正常な制御が行えないことになって鉄道車両としての乗心地を却って悪くしてしまうという事態が生じる。
【００２１】
そこで、当該実施の形態にあっては、検出器２ａ，２ｂからの車体横揺れ速度信号に基いて直ちにセミアクティブダンパ７ａ，７ｂの減衰力を制御することなく、フローチャートで示す図２の制御則２０にみられるように、最初のＦ１で前側の車体横揺れ速度を「ｄｙｂｆ」と後側の車体横揺れ速度「ｄｙｂｒ」を読み込む。
【００２２】
上記した図２の制御則２０は、Ｆ２からＦ１１までが車両前側の台車６ａにおける処理を、また、Ｆ１２からＦ２０までが車両後側の台車６ｂにおける処理をそれぞれ示している。
【００２３】
そこで、先づ、Ｆ１で読み込んだ前側の車体横揺れ速度「ｄｙｂｆ」の正負をＦ２で判断し、正の場合にはＦ４に示すようにフラグ「ｐｓｉｎ」を１とし、負の場合にはＦ３のように「ｐｓｉｎ」を０とする。
【００２４】
このＦ４とＦ３におけるフラグ「ｐｓｉｎ」は、今回において検出した車体横揺れ速度のデータが正の値なのか、或いは、負の値なのかを認識するためのフラグである。
【００２５】
次に、フラグ「ｐｓｉｎ」の値と前回の車体横揺れ速度のデータの正負を認識したフラグ「ｓｉｇｎｆｄａｔ」の値とを比較し、Ｆ７に示すように前回のフラグ「ｓｉｇｎｆｄａｔ」と今回のフラグ「ｐｓｉｎ」の値とが同一であればカウント値「ｃｏｕｎｔｆ」をアップし、同一でなかった場合にはＦ６のようにカウント値「ｃｏｕｎｔｆ」を０とする。
【００２６】
続いて、Ｆ８にあっては、カウント値「ｃｏｕｎｔｆ」と予め設定された設定値「ｓｔｉｍｅ」とを比較し、カウント値「ｃｏｕｎｔｆ」が当該設定された設定値「ｓｔｉｍｅ」よりも大きかったら、Ｆ１０のようにセミアクティブダンパ７ａを予め設定した制御力に固定して伸縮方向の減衰力が同一となる通常のパッシブダンパとして働かせる。
【００２７】
また、反対にカウント値「ｃｏｕｎｔｆ」が設定値「ｓｔｉｍｅ」よりも小さかった場合には、Ｆ９のようにセミアクティブダンパ７ａに対してセミアクティブ制御を継続させる。
【００２８】
すなわち、カウント値「ｃｏｕｎｔｆ」がカウントされ続けて予め設定した設定値「ｓｔｉｍｅ」以上になるということは、一定時間継続して車体横揺れ速度データが正方向または負方向に出力され続けているということになり、加速度等の影響によるドリフトが発生してると判断できることから、これによってセミアクティブダンパ７ａの制御を切り換えるようにしたのである。
【００２９】
また、Ｆ１１では、今回のフラグ「ｐｓｉｎ」を次の処理のＦ５において前回のフラグ「ｓｉｇｎｆｄａｔ」の値として使用するために格納しておく。
【００３０】
なお、Ｆ１２からＦ２０は、車両後側の台車６ｂにおける制御フローを示すもので、Ｆ２からＦ１１と全く同じ制御を行うことになるので、ここではその説明を省略する。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、車体横揺れ速度のドリフト時における補償処理を可能としたことにより、当該車体横揺れ速度のドリフト時に横揺れ防止用のセミアクティブダンパを本来のセミアクティブ制御で用いることなく、伸縮両方向の減衰力が同一となる通常のパッシブダンパとして働かせ、正常に車体横揺れ阻止の制御が行えない状態の回避が可能になる。
【００３２】
また、この発明によるドリフト補償処理を採用することにより、車体の横揺れが殆ど起らない車両停止時には車体横揺れ速度の符号が一定であり、停車時間が予め設定した時間を越えるとドリフト補償処理が働くことになるが、当該ドリフト補償処理は、セミアクティブダンパのソレノイドバルブに対する電源供給の停止によっても実現させることもできることから、当該電源供給の停止によって省エネルギ化と高価なソレノイドバルブの延命とを果すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態である鉄道車両の横揺れ抑制装置をシステムとして示した平面図である。
【図２】同上、車体横揺れ速度のドリフト時の補償制御手順を示すフローチャートである。
【図３】従来から知られている鉄道車両の横揺れ抑制装置をシステムとして示した正面図である。
【図４】演算誤差や検出誤差で車体横揺れ速度にドリフトが発生する場合の状態を示した説明図である。
【符号の説明】
１  車体
２ａ，２ｂ  車体横揺れ検出器
４ａ  コントローラ
６ａ，６ｂ  台車
７ａ，７ｂ  セミアクティブダンパ
１０  鉄道車両の横揺れ制御装置
２０  車体横揺れ速度のドリフト補償処理の制御則
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004053174.tif 000005