(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車と車体との間に介装されたセミアクティブ制御用ダンパと、このセミアクティブ制御用ダンパに搭載されて車体の横振れに応じて減衰力を調整する減衰力調整バルブと、同じく上記のセミアクティブ制御用ダンパに搭載されてこのセミアクティブ制御用ダンパの変位を検出する変位センサと、車体に搭載されて車体左右振動の加速度を検出する加速度センサと、この加速度センサが検出した加速度に基づいて求めた車体速度信号と、上記の変位センサの検出信号に基づいて求めたダンパ速度信号からセミアクティブ制御用ダンパに発生させるべき減衰力を計算し上記減衰力調整バルブを駆動制御する制御手段とを備えた鉄道車両の横振れ制振システムにおいて、上記変位センサの検出信号に基づいて求めたダンパ速度が過大であることを検出するダンパ過大速度監視部と、上記加速度センサから得た車体左右振動の加速度がしきい値に達したことを検出する加速度オーバレンジ監視部とを有し、上記ダンパ過大速度監視部で検出したダンパ速度が過大であっても、上記加速度オーバレンジ監視部で検出した車体左右振動の加速度がしきい値に達してしなければ上記減衰力調整バルブに減衰力制御を継続させ、一方、しきい値に達していれば減衰力調整バルブにパッシブへの制御を行わせることを特徴とする鉄道車両の横振れ制振システム。
【請求項２】
少なくとも車体左右振動の加速度がしきい値に達することにより、減衰力調整バルブが減衰力調整状態からパッシブ状態に入った場合に、そのパッシブ制御を設定時間継続した後に、減衰力制御を再開させることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の横振れ制振システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の車体に発生する横振れを制振する鉄道車両の横振れ制振システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄道車両の横振れ制振システムとしては、例えば、特願平６−２６１１７３号に記載のものがあるが、これは、図２に示すように、台車１と車体２との間に設置されたセミアクティブ制御用ダンパ３、４と、車体２に設置された左右振動検出用の加速度センサ５と、制御装置６およびコンピュータ７とにより構成されている。
【０００３】
このとき、上記セミアクティブ制御用ダンパ３、４には、減衰力の大きさを切り換えるための高速切換弁、減衰力の発生方向（伸／圧）を切り換えるためのアンロードバルブおよびダンパストロークを検出する変位センサなどが搭載されている。
【０００４】
そして、この横振れ制振システムでは、加速度センサ５からの加速度信号Ｇに基づいて算出した車体速度Ｕ１、Ｕ２および変位センサからのセンサ信号Ｓから算出したダンパ速度信号Ｖ１、Ｖ２に基づいて、ダンパに発生させるべき減衰力を計算によって求め、この計算結果に従って高速切換弁を駆動している。
【０００５】
また、車体速度信号Ｕ１、Ｕ２の符号、すなわち車体の振動方向に応じて上記アンロードバルブを駆動している。これにより、セミアクティブ制御用ダンパは、車体の振動を抑制するために最適な大きさの減衰力を最適な方向に発生することができる。
【０００６】
一方、この従来の横振れ制振システムは、種々の故障を検知する機能を持ち、故障を検知すると減衰力制御を禁止して、通常の左右動ダンパと同特性のパッシブ特性による制振を行って、安全性を確保している。
【０００７】
例えば、上記加速度センサ５による検出信号をしきい値と比較して、加速度信号がしきい値を超えた場合には、システムが異常であると判断して、減衰力制御を禁止するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の鉄道車両の横振れ制振システムにあっては、車体２の左右振動の異常検知を、車体２の左右振動の加速度とダンパ速度をそれぞれ監視することにより行っているため、台車１が振れ出しても車体２が振れていない状態、つまりダンパ速度があるしきい値を超えて過大と判断された場合でも、車体左右振動の加速度がしきい値を超えていない状態（乗心地が良い）があり、このような状態でも能動的な減衰力調整が直ちに中止されて、パッシブ特性に入ってしまい、却って車体２の左右振動の加速度を増長させて、乗り心地を悪くしてしまうという問題があった。
【０００９】
また、車体振動の加速度またはダンパ速度がそれぞれしきい値を超えると減衰力調整が上記のように中止されるが、振動制御を再立上げ（リセット）するか、またはコンピュータ７の再起動が行われるまでは、制御中止状態が継続する構成となっていたため、その後パッシブ状態が継続し、乗心地が良くない状態が続いてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するものであり、ダンパ速度が過大となっても左右振動の加速度がしきい値内である場合には、減衰力調整を継続して、良好な乗心地を確保するとともに、異常振動の検知により減衰力調整を中止してパッシブ状態に入った後は、自動的に減衰力調整のモードに復帰可能にして、良好な乗心地を速やかに確保できる鉄道車両の横振れ制振システムを得ることを目的とする。
【００１１】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明にかかる鉄道車両の横振れ制振システムは、台車と車体との間に介装されたセミアクティブ制御用ダンパと、このセミアクティブ制御用ダンパに搭載されて車体の横振れに応じて減衰力を調整する減衰力調整バルブと、同じく上記のセミアクティブ制御用ダンパに搭載されてこのセミアクティブ制御用ダンパの変位を検出する変位センサと、車体に搭載されて車体左右振動の加速度を検出する加速度センサと、この加速度センサが検出した加速度に基づいて求めた車体速度信号と、上記の変位センサの検出信号に基づいて求めたダンパ速度信号からセミアクティブ制御用ダンパに発生させるべき減衰力を計算し上記減衰力調整バルブを駆動制御する制御手段とを備えた鉄道車両の横振れ制振システムにおいて、上記変位センサの検出信号に基づいて求めたダンパ速度が過大であることを検出するダンパ過大速度監視部と、上記加速度センサから得た車体左右振動の加速度がしきい値に達したことを検出する加速度オーバレンジ監視部とを有し、上記ダンパ過大速度監視部で検出したダンパ速度が過大であっても、上記加速度オーバレンジ監視部で検出した車体左右振動の加速度がしきい値に達してしなければ上記減衰力調整バルブに減衰力制御を継続させ、一方、しきい値に達していれば減衰力調整バルブにパッシブへの制御を行わせるとしたものである。
【００１２】
この態様により、台車だけが振れ出して車体が振れていない場合には、この状態を引き続き継続させることができ、これにより強いてパッシブ制御することにより発生する左右振動の加速度における増長および乗心地の悪化を、確実に防止するようにしている。
【００１３】
また、請求項２の発明にかかる鉄道車両の横振れ制振システムは、少なくとも車体左右振動の加速度がしきい値に達することにより、減衰力調整バルブが減衰力調整状態からパッシブ状態に入った場合に、そのパッシブ制御を設定時間継続した後に、減衰力制御を再開させるようにしたものである。
【００１４】
この態様により、良好な乗心地を維持しながら、マニュアルで振動制御回路等のリセット操作をする煩わしさを回避可能にしている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図示した一実施の形態に基づいて、本発明を説明するが、図１は、本発明の鉄道車両の横振れ制振システムを示すブロック図であり、３、４は、ダンパ変位を検出する変位センサ８と、減衰力の大きさを切り換えるための減衰力調整バルブとしての高速切換弁及びアンロードバルブを含むバルブ９とを搭載したセミアクティブ制御用ダンパである。また、５は車体２に搭載されて、車体の左右振動の加速度を検出する上記同様の加速度センサである。
【００１６】
また、１０は、制御手段で、この制御手段１０において、１１は、車体の左右振動の加速度信号Ｇにもとづき、車体速度信号を演算する車体速度演算部、１２は、変位センサ８からのセンサ信号Ｓにもとづいてダンパ速度を演算によって求めるダンパ速度演算部、１３は、このダンパ速度演算部１２および車体速度演算部１１の各演算結果に基づいて各バルブに対する制御力を演算する制御力演算部である。
【００１７】
さらに、１４は、各制御力信号に対応するバルブのいずれかを選択する駆動バルブ選択部、１５は、加速度センサ５からの加速度信号Ｇを取り込み、加速度信号Ｇが予め設定されたしきい値を超えたか否かを判断する監視部としての加速度オーバレンジ監視部、１６は、ダンパ速度演算部１２で演算したダンパ速度信号を取り込み、このダンパ速度信号が予め設定されたしきい値を超えたか否かを判断する監視部としてのダンパ速度監視部である。
【００１８】
なお、これらの加速度オーバーレンジ監視部１５およびダンパ速度監視部１６は、信号のある設定時間毎の最大値を算出し、この最大値が連続してある設定回数を超えたか否かも判断する。
【００１９】
そして、この加速度オーバーレンジ監視部１５およびダンパ過大速度監視部１６には、パッシブ制限手段としてのアンドゲート１７が接続されており、このアンドゲート１７は、これが車体左右加速度およびダンパ速度がそれぞれの各しきい値を超えたか否かの信号を受け、ダンパ速度がしきい値を超えて過大となった場合でも直ちにパッシブに入る信号を出すのではなく、車体左右振動の加速度がしきい値内であれば、これまでの減衰力調整を引き続き継続させるように機能する。
【００２０】
また、制御手段１０には、加速度オーバレンジ監視部１５の出力またはアンドゲート１７の出力に応じて、減衰力制御およびパッシブ制御のいずれを実行するかを判断する制御／パッシブ判断部１８が設けられており、１９は、その判断結果に従って切換制御される制御／パッシブスイッチである。
【００２１】
また、制御／パッシブ判断部１８によって制御／パッシブスイッチ１９をパッシブ状態のオフとした後、一定時間経過した後に制御状態のオンに切り換えるタイマ２０が設けられており、２１は、バルブドライバ部である。
【００２２】
従って、上記のような制御手段１０では、加速度センサ５が出力する車体左右加速度信号に基づいて、加速度オーバレンジ監視部１５が車体左右振動の加速度と予め設定されたしきい値とを比較し、車体左右振動の加速度がそのしきい値に達した場合には、車体振動が異常であると判断する。
【００２３】
この判断結果に従って、制御／パッシブ判断部１８はパッシブの判断を行って、制御／パッシブスイッチ１９を開き、バルブドライバ部２１によるバルブ９の駆動をも禁止する。
【００２４】
このため、セミアクティブ制御用ダンパは通常のパッシブ特性による動作を行い、動作の安全性を確保する。
【００２５】
また、上記アンドゲート１７において、ダンパ速度が過大で、しかも車体左右振動の加速度がしきい値を超えた場合にも、制御／パッシブ判断部１８は、パッシブの判断を行って、制御／パッシブスイッチ１９を開き、バルブドライバ部２１によるいずれのバルブ９の駆動をも禁止し、セミアクティブ制御用ダンパに、通常のパッシブ特性による動作を直ちに行わせる。
【００２６】
しかし、上記のようにダンパ速度が過大となっても車体左右振動の加速度がしきい値内であるときは、制御／パッシブ判断部１８は制御の判断を行って、制御／パッシブスイッチ１９を閉じ、バルブドライバ部２１により、バルブ９における減衰力調整バルブによる減衰力調整動作をそのまま継続させて、乗心地を引き続き安定に保つことができる。
【００２７】
また、少なくとも車体左右振動の加速度がしきい値に達したことにより、減衰力調整バルブによる減衰力調整が中止となりパッシブ状態に入ると、振動制御動作を再立上げするまで、その減衰力調整動作の中止状態が継続されてしまうが本発明では、この減衰力調整動作が中止になった後の時間をタイマ２０で計測し、この計測時間が予め定めた設定時間を経過したとき、減衰力調整バルブによる減衰力制御を自動的に再開させるようにしている。
【００２８】
こうすることで、車体２に引き続き作用している車体左右振動制御にスムースに移行でき、良好な乗心地を確保できるほか、マニュアルによる振動制御装置や列車運転システムなどの再立上げを行う煩わしさを回避できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば変位センサの検出信号に基づいて求めたダンパ速度が過大であることを検出するダンパ過大速度監視部と、上記加速度センサから得た車体左右振動の加速度がしきい値に達したことを検出する加速度オーバレンジ監視部とを設けて、上記ダンパ過大速度監視部で検出したダンパ速度が過大であっても、上記加速度オーバレンジ監視部で検出した車体左右振動の加速度がしきい値に達してしなければ、上記減衰力調整バルブに減衰力制御を継続させ、一方、しきい値に達していれば減衰力調整バルブにパッシブ状態への制御を行わせるようにしたので、車体が横振れしていないのに台車だけが横振れしているような場合には、直ちにパッシブ制御に入らないようにすることができ、従って、引き続き所定の減衰力調整の下で、良好な乗心地を維持できるという効果が得られる。
【００３０】
また、請求項２の発明によれば少なくとも車体左右振動の加速度がしきい値に達することにより、減衰力調整バルブが減衰力調整状態からパッシブ状態に入った場合に、そのパッシブ制御を設定時間継続した後に、減衰力制御を再開させるようにしたので、減衰力調整バルブによる減衰力調整が中止された後、マニュアルによるリセット操作によることなく、設定時間後に、車体左右振動の抑制制御を自動的に再開でき、引き続き乗心地の良い走行を実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による鉄道車両の横振れ制振システムを示す要部のブロック図である。
【図２】本発明の基礎となる従来の鉄道車両の横振れ制振システムの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１  台車
２  車体
３、４  セミアクティブ制御用ダンパ
５  加速度センサ
８  変位センサ
９  バルブ（減衰力調整バルブ）
１０  制御手段
１５  加速度オーバレンジ監視部
１６  ダンパ過大速度監視部
【図１】
0004204738.tif 000002
【図２】
0004204738.tif 000003