(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、
上記２室を連通する上記流路の流路抵抗を変化させることにより上記左右動ダンパのダンパ定数を変化させるダンパ定数変更手段と、
上記左右動ダンパのシリンダに対するピストンの速度を検出する速度検出手段と、
上記車体の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
上記車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、
上記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて上記車体の左右方向の速度を求め、該求めた速度と上記ゲイン設定手段により設定された制御ゲインとの積に応じた値を、上記左右動ダンパが発生すべき減衰力の目標値を示す制御信号として出力する制御手段と、
少なくとも上記制御手段の出力した制御信号、及び上記速度検出手段の検出結果に基づいて、上記左右動ダンパの減衰力が上記目標値になるような上記ダンパ定数を求め、該ダンパ定数に基づいて上記ダンパ定数変更手段に対して指令信号を発生するダンパ定数設定手段と、を備え、
上記ゲイン設定手段は、
上記左右動ダンパのダンパ定数が最大となっている継続時間を算出する継続時間算出手段と、
上記継続時間が予め設定された時間を超えたとき、上記ダンパ定数を減少させるために上記制御ゲインを小さくするゲイン調整手段と、
を備えたことを特徴とする振動抑制装置。
【請求項２】
車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、
上記２室を連通する上記流路の流路抵抗を変化させることにより上記左右動ダンパのダンパ定数を変化させるダンパ定数変更手段と、
上記左右動ダンパのシリンダに対するピストンの速度を検出する速度検出手段と、
上記車体の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
上記車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、
上記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて上記車体の左右方向の速度を求め、該求めた速度と上記ゲイン設定手段により設定された制御ゲインとの積に応じた値を、上記左右動ダンパが発生すべき減衰力の目標値を示す制御信号として出力する制御手段と、
少なくとも上記制御手段の出力した制御信号、及び上記速度検出手段の検出結果に基づいて、上記左右動ダンパの減衰力が上記目標値になるような上記ダンパ定数を求め、該ダンパ定数に基づいて上記ダンパ定数変更手段に対して指令信号を発生するダンパ定数設定手段と、を備え、
上記ゲイン設定手段は、
上記左右動ダンパのダンパ定数が最小となっている継続時間を算出する継続時間算出手段と、
上記継続時間が予め設定された時間を超えたとき、上記ダンパ定数を増加させるために上記制御ゲインを大きくするゲイン調整手段と、
を備えたことを特徴とする振動抑制装置。
【請求項３】
車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、
上記２室を連通する上記流路の流路抵抗を変化させることにより上記左右動ダンパのダンパ定数を変化させるダンパ定数変更手段と、
上記左右動ダンパのシリンダに対するピストンの速度を検出する速度検出手段と、
上記車体の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
上記車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、
上記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて上記車体の左右方向の速度を求め、該求めた速度と上記ゲイン設定手段により設定された制御ゲインとの積に応じた値を、上記左右動ダンパが発生すべき減衰力の目標値を示す制御信号として出力する制御手段と、
少なくとも上記制御手段の出力した制御信号、及び上記速度検出手段の検出結果に基づいて、上記左右動ダンパの減衰力が上記目標値になるような上記ダンパ定数を求め、該ダンパ定数に基づいて上記ダンパ定数変更手段に対して指令信号を発生するダンパ定数設定手段と、を備え、
上記ゲイン設定手段は、
上記左右動ダンパのピストンの中立位置からの変位を求める変位検出手段と、
上記左右動ダンパのピストンの移動方向を求める移動方向判定手段と、
上記変位検出手段により検出された上記変位の方向と上記移動方向判定手段により検出された上記移動方向とが、同じである場合は上記減衰力が大きくなるよう上記制御ゲインを大きくし、異なる場合は上記減衰力が小さくなるよう上記制御ゲインを小さくするゲイン修正手段と、
を備えたことを特徴とする振動制御装置。
【請求項４】
車輪を軸支する２台の台車と、該台車に前後２ヶ所を支持される車体と、を有する車両の各台車に対応して、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を当該台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパを各１体設け、更に、
該左右動ダンパ毎に請求項１〜３いずれかに記載の振動抑制装置を設け、しかも、
進行方向に対して後方の台車の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段は、上記制御ゲインとして、他方の台車の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段により設定された上記制御ゲインよりも小さな値を設定する
ことを特徴とする振動抑制装置。
【請求項５】
車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、を備え、且つ、該車体の前記台車による支持位置の前後に各一体、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を前記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパ、を備えた車両の、
該左右動ダンパ毎に、請求項１〜３いずれかに記載の振動抑制装置を設け、しかも、
進行方向に対して後方の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段は、上記制御ゲインとして、他方の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段により設定された上記制御ゲインよりも小さな値を設定する
ことを特徴とする振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両において車体の台車に対する左右方向の変位、ヨーイングといった横方向の挙動を抑制し、乗り心地を向上させるための振動抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両において、車体は台車によって支持されており、この両者間には、空気ばね（若しくはコイルばね）が介装され、車体が台車から受ける衝撃を吸収していた。すなわち、路線の不整による振動や、曲線区間を走行する際に受ける遠心力による外周方向への移動を、空気ばねによって防いでいる。こうすることにより衝撃は吸収され、乗り心地は向上するが、空気ばね自体の振動が発生して車体が振動し、乗客に不快感を与えてしまう。この空気ばねの横方向振動を減衰させるのが左右動ダンパである。
【０００３】
左右動ダンパは通常、オイルを充満させたシリンダ内にてピストンを摺動可能に配置したもので、オイルがシリンダに設けられた流路を介してシリンダ内を移動することにより、シリンダに対するピストンの移動速度に略比例した減衰力を発生させるものである。この比例定数は、減衰係数あるいはダンパ定数と呼ばれる。
【０００４】
近年、ダンパ定数を変動可能にしたダンパ（いわゆるセミアクティブダンパ）を用いて、更に車両の乗り心地を向上させることが試みられている。この一例の概要を図１１に示す。
図１１は、車体の左右の挙動に基づき、セミアクティブダンパ（以下、左右動ダンパともいう）のダンパ定数を変化させる制御系を表すブロック図である。左右動ダンパは、台車と車体との間に介装され、左右動ダンパの備えるシリンダ内に充満された流体の流動抵抗を利用して、台車の車両に対する横方向振動を減衰させる。この流動抵抗を変化させるのがダンパ定数変更手段で、これはシリンダと連通する油圧回路と、この油圧回路の所定箇所を外部信号に応じて閉塞する複数の電磁弁とを主として構成されている。これら電磁弁を適宜開閉させることにより、油圧回路の流路抵抗を変更する訳である。どの電磁弁を開閉させるか、すなわちダンパ定数を如何程にするかを決定するのがダンパ定数設定部である。目標となるダンパ定数は、ピストンのシリンダに対する速度（以下、ピストン速度ともいう）と、目標減衰力とに基づいて設定される。ピストン速度は、速度検出手段によって検出され、目標減衰力は、加速度検出手段によって検出された車体の横方向加速度に基づいて制御手段が発生させる。
【０００５】
こうすることにより、左右動ダンパは、そのときに車体に掛かっている横方向加速度に基づき適切な減衰力を発生することができ、ひいては横方向振動の抑制が期待できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようにセミアクティブダンパを用いる際には、様々に変化する走行線区の状態にどのように対応するかが課題となる。すなわち、ダンパ定数を例えば４段階に変更可能にしておいても、車体の横方向の速度が大きくなる走行線区を基準にして制御系を設計すると、横方向の速度の小さな線区では常に最低のダンパ定数になってしまう。逆に横方向の速度の小さな線区にて４段階のダンパ定数を有効に選択するように設計すると、横速度が大きくなる線区では、最大のダンパ定数しか選ばない。
【０００７】
また、走行線区の曲率だけでなく、トンネルを通過する際、天候、乗客数、乗客が着席した位置によっても車体の挙動が変化し、適切に振動が抑制できない場合がある。
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、左右動ダンパを用いて鉄道車両の横方向の振動抑制を行なう装置において、走行線区、天候等の条件に左右されることなく適切に振動を抑制して乗り心地を向上させることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた本発明の請求項１に記載の振動抑制装置は、図１に例示するように、車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、上記２室を連通する上記流路の流路抵抗を変化させることにより上記左右動ダンパのダンパ定数を変化させるダンパ定数変更手段と、上記左右動ダンパのシリンダに対するピストンの速度を検出する速度検出手段と、上記車体の左右方向の加速度を検出する加速度検出手段と、上記車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、上記加速度検出手段により検出された加速度に基づいて上記車体の左右方向の速度を求め、該求めた速度と上記ゲイン設定手段により設定された制御ゲインとの積に応じた値を、上記左右動ダンパが発生すべき減衰力の目標値を示す制御信号として出力する制御手段と、少なくとも上記制御手段の出力した制御信号、及び上記速度検出手段の検出結果に基づいて、上記左右動ダンパの減衰力が上記目標値になるような上記ダンパ定数を求め、該ダンパ定数に基づいて上記ダンパ定数変更手段に対して指令信号を発生するダンパ定数設定手段と、を備え、上記ゲイン設定手段は、上記左右動ダンパのダンパ定数が最大となっている継続時間を算出する継続時間算出手段と、上記継続時間が予め設定された時間を超えたとき、上記ダンパ定数を減少させるために上記制御ゲインを小さくするゲイン調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の本発明は、車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、ダンパ定数変更手段、速度検出手段、加速度検出手段、制御手段、ゲイン設定手段、及びダンパ定数設定手段、を備えている点では上記請求項１と同じである。
そして、本発明（請求項２）が備える上記ゲイン設定手段は、継続時間算出手段が、上記左右動ダンパのダンパ定数が最小となっている継続時間を算出し、ゲイン調整手段が、上記継続時間が予め設定された時間を超えたとき、上記ダンパ定数を増加させるために上記制御ゲインを大きくすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、図２に例示するように、車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を上記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパとを有する車両に用いられる振動抑制装置において、ダンパ定数変更手段、速度検出手段、加速度検出手段、制御手段、ゲイン設定手段、及びダンパ定数設定手段、を備えている点では上記請求項１と同じである。
そして、本発明（請求項３）が備える上記ゲイン設定手段は、上記左右動ダンパのピストンの中立位置からの変位を求める変位検出手段と、上記左右動ダンパのピストンの移動方向を求める移動方向判定手段と、上記変位検出手段により検出された上記変位の方向と上記移動方向判定手段により検出された上記移動方向とが、同じである場合は上記減衰力が大きくなるよう上記制御ゲインを大きくし、異なる場合は上記減衰力が小さくなるよう上記制御ゲインを小さくするゲイン修正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
更に、請求項４に記載の発明は、図３に例示するように、車輪を軸支する２台の台車と、該台車に前後２ヶ所を支持される車体と、を有する車両の各台車に対応して、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を当該台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパを各１体設け、更に、該左右動ダンパ毎に請求項１〜３いずれかに記載の振動抑制装置を設け、しかも、進行方向に対して後方の台車の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段は、上記制御ゲインとして、他方の台車の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段により設定された上記制御ゲイン、よりも小さな値を設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、車輪を軸支する台車と、該台車に支持される車体と、を備え、且つ、該車体の前記台車による支持位置の前後に各一体、シリンダ内にピストンを摺動可能に配置し且つ該ピストン及び該シリンダの内の一方を前記台車に、他方を上記車体に支持され、該ピストンによって上記シリンダ内を分割してなる２室に充満された流体を上記２室を連通する流路を介してやりとりすることにより上記車体の上記台車に対する左右振動を減衰させる左右動ダンパ、を備えた車両の、該左右動ダンパ毎に、請求項１〜３いずれかに記載の振動抑制装置を設け、しかも、進行方向に対して後方の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段は、上記制御ゲインとして、他方の左右動ダンパに対応する上記ゲイン設定手段により設定された上記制御ゲイン、よりも小さな値を設定することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の振動抑制装置は、車体が台車に支持された鉄道車両に用いられるもので、車体と台車との間に介装されて両者の左右方向の相対振動を減衰させるダンパの、減衰係数（いわゆるダンパ定数）を制御することにより、車体の左右方向の挙動（台車に対する左右のずれ、ヨーイング等）を抑制するものである。その基本構成は、［従来の技術］の欄に記載したものと変わらない。この構成により、制御手段からは、ゲイン設定手段により設定された制御ゲインが大きいほど、また上記加速度検出手段により検出された左右方向の加速度が大きいほど、大きな減衰力を上記左右動ダンパに発生させる制御信号が出力される。
【００１５】
しかし、この基本構成のみでは、必ずしも有効にダンパ定数を設定することができない。例えばダンパ定数を４段階に変更可能にしておいても、走行線区の状態等により、専ら激しい振動を引き起こすような外力が加わり、最大のダンパ定数しか選ばない、という場合がある。これでは、この激しい振動が一時的におさまって発生する比較的ゆるやかな振動に対し、適切なダンパ定数にならない場合がある。また乗客に不快感を与えるような、ゆったりとした振動が発生しても、ダンパ定数が大きすぎるために、車体が台車とほぼ一体となって揺れてしまうということも起こりうる。
【００１６】
そこで請求項１に記載の振動抑制装置においては、ゲイン設定手段を設けており、このゲイン設定手段が、車体の左右方向の挙動に基づき、制御ゲインを設定する。車体の左右方向の挙動とは、車体の左右方向の加速度でも良いし、また挙動の結果、生じる左右動ダンパのピストン速度でも良い。車体の横方向加速度ならば加速度検出手段の検出結果を用いればよく、また、左右動ダンパのピストン速度ならば、速度検出手段の検出結果を用いればよい。
更に、このゲイン設定手段は継続時間算出手段とゲイン調整手段とを備えており、最大のダンパ定数が継続して選択される時間を継続時間算出手段が算出し、その算出結果が予め設定された時間を超えたときは、ゲイン調整手段が、上記ダンパ定数を減少させるために上記制御ゲインを小さくする。
【００１７】
こうして、車体の左右方向の挙動に基づいて制御ゲインを設定するのに加え、ダンパ定数が最大である継続時間が予め設定された時間を超えたときは制御ゲインを小さくするので、走行線区の違い等によって生じる横方向の挙動の変化を、ダンパ定数の変化に反映させることができ、ひいては良好な乗り心地を得ることができる。また、制御ゲインが大きくなり過ぎ、最大のダンパ定数ばかり選ばれる、という事態が避けられ、走行線区、天候、乗客数等の影響を受けず、適切に振動抑制を行なうことができる。
【００１８】
このように請求項１の振動抑制装置では、ゲイン設定手段において制御ゲインを下げる処理を行なうようにしたのに対し、請求項２に記載の発明においては、逆に制御ゲインを上げる手段として、継続時間算出手段とゲイン調整手段とを備えている。本発明（請求項２）における継続時間算出手段は、ダンパ定数が最小になっている継続時間を算出するものであり、その算出結果が予め設定された時間を超えたときには、ゲイン調整手段が制御ゲインを大きくする。
【００１９】
もし設定された制御ゲインが小さ過ぎると、最小のダンパ定数が選ばれるケースが大きくなる。この状態では、突発的に起こる車体の激しい振動を効果的に減衰させることができない。上記のように、継続時間算出手段による算出結果に基づき、継続時間が所定時間よりも長いときには、ゲイン調整手段がゲインを上げることにより、他のダンパ定数も選ばれるようになる。
【００２０】
従い、請求項２に記載の振動抑制装置によれば、制御ゲインが小さくなり過ぎるのを防止でき、走行線区、天候、乗客数等の影響を受けず、適切に振動抑制を行なうことができる。
また、請求項３に記載の発明においては、請求項２の発明では最小のダンパ定数の継続時間に基づいて行なった制御ゲインの調整を、ピストンの挙動に基づいて行なう。このためにゲイン設定手段は、変位検出手段と、移動方向判定手段と、ゲイン修正手段とを備えている。
【００２１】
変位検出手段は、左右動ダンパにおけるピストンの中立位置からの変位を求め、移動方向判定手段は、ピストンの移動方向を求める。そしてゲイン修正手段が、変位検出手段により検出されたピストン変位の方向と移動方向判定手段により検出されたピストンの移動方向とが同じである場合に制御ゲインを大きくして減衰力が大きくなるようにし、異なる場合に上記制御ゲインを小さくして減衰力が小さくなるようにする。
【００２２】
例えば、ピストンがシリンダに対して中立位置から左方向にずれている場合には、ピストンが左に移動しているときに制御ゲインが大きく、右に移動しているときに制御ゲインが小さくなる。つまり、中立からのずれが大きくなるときにはダンパ定数が大きくなり、中立位置へ戻ろうとするときにはダンパ定数が小さくなる。これにより、ピストンは右方向に移動されて中立位置に戻る。ひいては車体と台車との相対位置も、ピストンが中立位置にあるときに対応する所定位置に維持される。
【００２３】
従い請求項３に記載の振動抑制装置によれば、車体変位補正用のアクチュエータを用いることなく、車体を上記所定位置に保つことができる。
請求項４に記載の本発明においては、２台の台車が車体をその前後位置にて支持し、その各台車に夫々左右動ダンパが設けられている。この各左右動ダンパに請求項１〜３いずれかに記載の振動抑制装置を設けている。そしてゲイン設定手段によって、車両の進行方向に対して後方の台車のダンパに対応する制御ゲインの方が、前方の台車のダンパに対応する制御ゲインよりも小さく設定される。
【００２４】
こうすることにより、車体は、その前方に配設された左右動ダンパのダンパ定数の方が後方のものよりも大きくされることが多くなり、この結果、車体は台車に対して自己操舵性を発揮することとなる。しかも、制御ゲインには車両の進行方向が反映されるため、車両が前後どちらに進行しても同様の状態を維持する。
【００２５】
従って、請求項４に記載の振動抑制装置によれば、車体は台車に対して自己操舵性を有することになり、車体が台車に対してヨーイングを起こしても特別な制御入力をしたり補償動作を行なったりすることなく、正常な姿勢に戻すことができる。また、車両の進行方向に関わらず、この効果を奏することができる。
【００２６】
請求項５に記載の本発明においては、台車が車体を支持する位置の前後に各１体、計２体左右動ダンパが設けられている。そしてゲイン設定手段によって、車両の進行方向に対して後方のダンパに対応する制御ゲインの方が、前方のダンパに対応する制御ゲインよりも小さく設定される。これは、ダンパが、台車の前方にずらされたのと同じ様な効果を奏する。また、制御ゲインには車両の進行方向が反映されるため、車両が前後どちらに進行しても同様の状態を維持する。
【００２７】
従って、請求項５に記載の振動抑制装置によれば、台車は自己操舵性を有することになり、台車が車体に対してヨーイングを起こしても特別な制御入力をしたり補償動作を行なったりすることなく、正常な姿勢に戻る。また、車両の進行方向に関わらず、この効果を奏することができる。
【００２８】
そして請求項１から請求項５に記載の振動抑制装置は、次のような共通の特徴を有している。例えば、車体を台車に対して能動的に移動させるアクチュエータを設け、これを制御対象にした場合に、ノイズ等の予期せぬ外乱によって制御不能に陥ると、安定した走行が得られない場合がある。この点、請求項１から請求項５に記載の振動抑制装置が夫々備える制御手段は、いずれも、制御対象がダンパ定数変更手段であるために、制御手段が誤動作を起こしても、左右動ダンパのダンパ定数が不適切な値になるのみであり、振動抑制の性能が劣化するだけで済む。
【００２９】
【実施例】
以下に本発明に関する３種類の実施例を図面と共に説明する。
（第１実施例）
まず、図４は本発明の振動抑制装置が適用される車両２を示す概略図であり、図４（ａ）が側面図、図４（ｂ）が図４（ａ）の下平面図である。
【００３０】
本図に示すように、車両２は、車体４と、車体４の前後を支持する台車６ａ，６ｂと、各台車６ａ，６ｂに懸架された車輪１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとを主に構成されている。車体４と台車６ａ，６ｂとは、台車６ａ，６ｂの略中央位置１２ａ，１２ｂにて前後左右方向には所定量、相対移動可能に支持されており、また同じく中央位置１２ａ，１２ｂにて矢印Ｂ方向（図４（ｂ）参照）に互いに回動可能にされている。
【００３１】
そして更に、進行方向Ａに関して中央位置１２ａ，１２ｂの前後には、左右動ダンパ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。これら左右動ダンパ（以下、単にダンパともいう）１４ａ〜１４ｄは、シリンダ内にて摺動可能に配置されたピストンにてシリンダ内を２室に分割し、その２室に充満されたオイルを、ピストンに設けられた流路を介してやりとりすることにより、ピストンのシリンダに対する振動を減衰させるもので、ピストンの摺動方向を車体の左右方向に平行にしてシリンダは車体４側に、ピストンはロッドを介して台車６ａ，６ｂに夫々固定されている。すなわち、ダンパ１４ａ〜１４ｄは、車体４と台車６ａ，６ｂとの左右方向の相対振動を減衰させるものである。
【００３２】
なお各左右動ダンパ１４ａ〜１４ｄには、上記２室を連絡する油圧回路が外部に設けられており、この油圧回路の有する複数のソレノイドバルブ（後述）をＯＮ／ＯＦＦすることにより、減衰性能を変化可能にされている。
振動抑制装置１６ａ〜１６ｄは、上記ソレノイドバルブに指令信号を発するもので、ダンパ１４ａ〜１４ｄ毎に設けられている。つまり、振動抑制装置１６ａ〜１６ｄからの指令信号に基づいた減衰性能を、ダンパ１４ａ〜１４ｄは発揮することになる。なお、図４（ａ）において振動抑制装置１６ａ〜１６ｄは、対応する左右動ダンパ１４ａ〜１４ｄの上方に配置されているが、これは図示の便宜上、この位置に示したものであり、実際には車体４の端部に集中配置されている。
【００３３】
車体４において、左右動ダンパ１４ａ，１４ｂの間及び左右動ダンパ１４ｃ，１４ｄの間に対応する箇所には、夫々の位置における車体４の左右方向の加速度を検知するＧセンサ１８ａ及びＧセンサ１８ｂが設けられている。
次に、振動抑制装置１６ａ〜１６ｄの構成について、図５を用いて説明する。なお、４体の振動抑制装置１６ａ〜１６ｄは、互いに同じ構成からなり、同じ作用をするため、振動抑制装置１６ａにて代表させて説明する。
【００３４】
図５は、振動抑制装置１６ａの構成をブロック線図にて表したものである。すなわち、振動抑制装置１６ａは、Ｇセンサ１８ａから出力された加速度信号を増幅して所定の電圧値として出力するＧアンプ２０と、Ｇアンプ２０の出力した電圧値（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、Ａ／Ｄ変換器２２の出力したデジタル信号の高周波成分をカットする波形フィルタ処理部２４と、波形フィルタ処理部２４が出力した信号に重力加速度ｇを乗して実加速度にする補正部２６と、この実加速度を積分して車体４の左右方向の速度を算出する積分部２８と、積分部２８により算出された速度に所定の制御ゲインＫＡ（負符号付き）を乗して制御入力信号ｕを発生させる制御部３０と、制御部３０にて用いられる制御ゲインＫＡを設定するゲイン設定部３２と、ダンパ１４ａのシリンダに対するピストンの速度Ｖｂｔｆに対応する信号を発生させる速度検出部３４と、制御入力信号ｕとピストン速度Ｖｂｔｆとからダンパ１４ａの発生すべきダンパ定数を設定するダンパ定数設定部３６と、ダンパ１４ａをアンロードにすべきかオンロードにすべきかを制御入力信号ｕ及びピストン速度Ｖｂｔｆから判定するアンロード・オンロード判定部３８と、ダンパ定数設定部３６及びアンロード・オンロード判定部３８からの信号入力に基づいて、ダンパ１４ａに設けられた油圧回路（図示せず）の有する複数のソレノイドバルブ４０を駆動するソレノイドドライバ４２と、から構成されている。
【００３５】
なお、本図において２点鎖線にて囲まれた各構成の行なう処理はソフトウェアにて実現されている。すなわち、２点鎖線にて囲まれた部分は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、水晶発振子、及びこれらを連絡するバスライン（何れも図示せず）とからなる周知のコンピュータシステムとして構成されている。そして、上記作用を実現する処理がプログラムとしてＲＯＭ内に予め格納されており、ＣＰＵが、このプログラムに従って、演算処理を行なったり、Ｇセンサ１８ａからの出力信号をＲＡＭに格納したりすることにより、ソレノイドドライバ４２に出力する指令信号を発生させる。
【００３６】
次に、以上の振動抑制装置１６ａを構成する各部の内、特に重要な構成について補足説明を行なう。まず、制御部３０は、上記したように積分部２８により算出された速度に、所定の制御ゲインＫＡを乗した結果を制御入力信号ｕとして発生させるものである。制御入力信号ｕは、ダンパ１４ａが発生すべき減衰力の目標値に相当するもので、制御部３０において制御ゲインＫＡに負符号を付けた上で、車体４の横方向速度ｖに乗されるので、制御入力信号ｕは横方向速度ｖと逆方向を向いた力を表す信号となる。つまり、振動抑制装置１６ａは所謂スカイフック制御を行なうようにされている。なお、この制御部３０に、波形フィルタ処理部２４、補正部２６、及び積分部２８を加えたものが本発明の制御手段に相当する。
【００３７】
アンロード・オンロード判定部３８は、制御入力信号ｕの方向とダンパ１４ａのピストン速度Ｖｂｔｆの方向とから、ダンパ１４ａに減衰力を発生させるか否かを判断する部分である。制御部３０は、車体４の横方向速度に抗する方向の減衰力をダンパ１４ａに発生させる指令を出すものであるが、ダンパ１４ａはその性質上、ピストンの移動方向と同じ方向には減衰力を発生できない。このため、制御入力信号ｕの方向（符号）とピストン速度Ｖｂｔｆの方向（符号）が等しい場合には、ダンパ１４ａに減衰力を発生させない（アンロード）ようにソレノイドドライバ４２に指令信号を発生する。一方、符号が異なる場合には、制御入力信号ｕに基づき、ダンパ定数設定部３６の発生するソレノイドバルブ４０のＯＮ／ＯＦＦパターンに従って、減衰力を発生する（オンロード）ようにする。なお、実際にはアンロード状態においても、ダンパ１４ａはわずかな減衰力を発生させる。
【００３８】
ダンパ定数設定部３６は、ソレノイドドライバ４２に対してどのソレノイドバルブ４０をＯＮし、どのソレノイドバルブ４０をＯＦＦするかを、指令するものであるが、実際にダンパ定数設定部３６からの指令によりＯＮ／ＯＦＦされるのは、ダンパ１４ａの油圧回路が有する複数のソレノイドバルブ４０の内、２つのみである（以下、この２つのソレノイドバルブ４０をＳＯＬ１、ＳＯＬ３という）。これらＳＯＬ１、ＳＯＬ３をＯＮ／ＯＦＦすることにより、ダンパ１４ａは以下の［表１］に示すような減衰係数、所謂ダンパ定数を発生させる。
【００３９】
【表１】
0003828198.tif 000002
【００４０】
このダンパ定数に、ピストン速度Ｖｂｔｆを乗したものが減衰力となるが、減衰力はピストン速度Ｖｂｔｆに比例せず、図６に示したような曲線となる。図６は、ダンパ定数がＰ１〜Ｐ４である各場合においてピストン速度Ｖｂｔｆに応じて発揮される減衰力Ｆを一点鎖線にて表し、更にこれら各１点鎖線を略中心として全量域をダンパ定数Ｐ１〜Ｐ４に対応する４つの領域に区分したものであり、バルブパターンＭＡＰと呼ばれる。
【００４１】
このバルブパターンＭＡＰは、テーブル化されて上記コンピュータシステムのＲＯＭ内に予め格納されており、ダンパ定数設定部３６は、バルブパターンＭＡＰを参照し、制御入力信号ｕとピストン速度Ｖｂｔｆとからダンパ定数を設定し、ソレノイドドライバ４２に対して信号を出力する。例えば、ダンパ定数設定部３６が、減衰力として４００ｋｇｆを発生させる旨の制御入力信号ｕを制御部３０から受け取り、またそのときのピストン速度Ｖｂｔｆが１０ｃｍ／ｓｅｃである旨の信号を速度検出部３４から受け取った場合には、ダンパ定数をＰ２にするために、ソレノイドドライバ４２に対してＳＯＬ１をＯＦＦ、ＳＯＬ３をＯＮするような指令を出力する。
【００４２】
ここで、ＳＯＬ１、ＳＯＬ３を有する油圧回路、速度検出部３４、及びダンパ１４ａについて図７を用いて説明する。図７は、これら三者が一体に構成されたセミアクティブダンパ装置５０の概略構成図である。
まず、ダンパ１４ａは上記したように、シリンダ５２と、シリンダ５２内にて摺動可能に配置されたピストン５４と、ピストン５４に固定されたロッド５６とを主に構成され、ロッド５６の末端５６ａは台車６ａに固定され、シリンダ５２のヘッド５２ａは、車体４に固定されている。そしてピストン５４によって２室５８，６０に分割されたシリンダ５２内部にはオイルが充満されている。また、この２室５８，６０（以下、５８をロッド側、６０をヘッド側という）は、ピストンに設けられたチェック弁６２を介して連通されている。
【００４３】
油圧回路は、ヘッド側６０に接続されたヘッド経路６４と、ロッド側５８に接続されたロッド経路６６と、ロッド経路６６に接続され主オリフィス６８を介してヘッド経路６４へとオイルを還流させる主流路７０と、主流路７０に並列に配置された支流路でありＳＯＬ１及び第１オリフィス７２を介してヘッド経路６４へとオイルを還流させる第１支流路７４と、同じく主流路７０に並列に配置された支流路でありＳＯＬ３及び第２オリフィス７６を介してヘッド経路６４へとオイルを還流させる第２支流路７８とを備えている。また、ヘッド経路６４にはベースチェック弁７９が介装されており、オイルの逆流を防いでいる。なお、第２オリフィス７６の流路径は、第１オリフィス７２の流路径よりも大きくされている。
【００４４】
また、この油圧回路は、上記の主流路７０、第１支流路７４、第２支流路７８の他にも、ＳＯＬ２を介してヘッド経路６４へとオイルを還流させるアンロード用経路８０や、無通電状態（フェイル時ともいう）において三方弁ＳＯＬ４及び第３オリフィス８２を介してヘッド経路６４へとオイルを還流させるフェイル用経路８４を備えている。なお、三方弁ＳＯＬ４は、オンロード状態においてＯＮされ、第３オリフィス８２側にオイルが流れこまないようにされる。
【００４５】
この油圧回路において、ＳＯＬ１，ＳＯＬ３を共にＯＦＦにしておくと、オイルはロッド経路６６から主流路７０の主オリフィス６８のみを通ってヘッド経路６４へと還流するため、流路抵抗が大きく、ダンパ１４ａのダンパ定数も大きくなる。これがＰ４の状態である。また、ＳＯＬ１をＯＮ、ＳＯＬ３をＯＦＦにしておくとオイルは、ロッド経路６６から主流路７０の主オリフィス６８及び第１支流路７４の第１オリフィス７２を通ってヘッド経路６４へと還流するため、ダンパ定数はＰ４よりもやや小さくなる。これがＰ３の状態である。これとは逆に、ＳＯＬ１をＯＦＦ、ＳＯＬ３をＯＮにすると、オイルは、ロッド経路６６から主流路７０の主オリフィス６８及び第２支流路７８の第２オリフィス７６を通ってヘッド経路６４へと還流する。第２オリフィス７６の流路径は第１オリフィス７２の流路径よりも大きくされているため、ダンパ定数はＰ３よりもやや小さくなる。これがＰ２の状態である。そして、ＳＯＬ１，ＳＯＬ３を共にＯＮにしておくと、オイルは、ロッド経路６６から主流路７０の主オリフィス６８、第１支流路７４の第１オリフィス７２、及び第２支流路７８の第２オリフィス７６の計３個のオリフィスを通ってヘッド経路６４へと還流するため、ダンパ定数はＰ２よりも更に小さくなる。これがＰ１の状態である。なお、当該第１実施例においては、これら４つのダンパ定数Ｐ１〜Ｐ４の内、Ｐ４のみ、上記コンピュータシステムの有する水晶発振子の発生するクロックに基づいて、選択された期間が測定されているものとする。
【００４６】
アンロード用経路８０は、既述したアンロード・オンロード判定部３８によって、アンロード状態にすべきであるという信号が発せられたときに、ＳＯＬ２がＯＮされることによりオイルが流れる経路である。このアンロード用経路８０にはオリフィスがないため、流路抵抗は極めて小さく、ＳＯＬ２がＯＮされるとＳＯＬ１、ＳＯＬ３の状態に関わらず、ダンパ１４ａは極めて小さなダンパ定数を呈する。一方、フェイル用経路８４には、第３オリフィス８２があるので、アンロード状態におけるダンパ定数よりも大きくなる。これらアンロード状態及びフェイル時における減衰力とピストン速度Ｖｂｔｆとの関係は、図６のバルブパターンＭＡＰに併記したようになる。
【００４７】
以上のように、油圧回路は、ＳＯＬ１、ＳＯＬ３がＯＮ／ＯＦＦされることにより、ダンパ１４ａのダンパ定数を４段階に切り替える他、アンロード状態、フェイル時におけるダンパ定数を図６に示した所定値に保つようにしている。
速度検出部３４は、ロッド５６の側面に、軸方向に等間隔にて埋めこまれた磁性体ビット９０と、磁性体ビット９０に対向して配置された磁気センサ９２と、磁気センサ９２からの電気信号を増幅する増幅装置９４とを備えている。
【００４８】
そしてピストン５４（ひいてはロッド５６）がシリンダ５２に対して移動すると、磁気センサ９２が磁性体ビット９０をカウントし、所定サンプリング時間内のカウント値からピストン速度Ｖｂｔｆを出力するようにされている。なお、速度検出部３４は、ピストン速度Ｖｂｔｆだけでなく、ピストン５４の中立位置からの変位Ｙｂｔｆも出力する。
【００４９】
ここで図５に戻り、ゲイン設定部３２について説明する。既に説明したようにゲイン設定部３２は、制御部３０にて用いられる制御ゲインＫＡを設定するものである。そして、当該第１実施例においては、本図において１点鎖線の矢印にて示したように、ダンパ定数設定部３６によるダンパ定数の設定結果、より詳しくは最大のダンパ定数Ｐ４が選択された継続時間に応じて制御ゲインＫＡを設定する。このゲイン設定部３２の処理内容について図８を用いて説明する。
【００５０】
図８は、ゲイン設定部３２にて行なわれるゲイン調整処理を表すフローチャートである。
まず、ステップ（以下、単にＳと記す）１００にて、その時点において設定されているダンパ定数がＰ４か否かを判定する。Ｐ４でなければ、Ｐ４になるまで待機し、Ｐ４であれば、Ｓ１１０に進んでＰ４になった時間ＰT4を積算する。この時間ＰT4は、起動時においてはゼロであり、この後、説明する処理の結果、継続的にダンパ定数がＰ４になっている時間を積算していく。続いてＳ１２０では時間ＰT4が所定時間（ここでは０．２ｓｅｃ）より長いか否かを判定する。もし長ければ、Ｓ１３０に進み、制御ゲインＫＡを小さく（ここではそれまでの値を０．９倍した値に更新する）し、Ｓ１４０に移行する。長くなければＳ１３０を跳ばしてそのままＳ１４０に進む。
【００５１】
Ｓ１４０では、再度、ダンパ定数がＰ４でなくなったか否かを判定し、Ｐ１〜Ｐ３になっていれば、Ｓ１５０に進んで、時間ＰT4をリセットし、Ｓ１００に戻る。一方、Ｐ４のままであれば、Ｓ１１０に進み、時間ＰT4を更に積算する。Ｓ１１０〜Ｓ１４０の処理により、ダンパ定数が継続的にＰ４になっていた時間ＰT4が求められ、この時間ＰT4が０．２ｓｅｃを越えると、制御ゲインＫＡが下げられ、以降、ダンパ定数が下がるまで、制御ゲインＫＡは下げられる。つまり、当該処理は、本発明の継続時間算出手段とゲイン調整手段とを兼ねた処理を行なう。
【００５２】
ダンパ定数は、図６から判るように制御部３０からの制御入力信号ｕが大きいほど大きくなり易く、制御入力信号ｕは制御ゲインＫＡが大きいほど、また車体４の横方向速度が大きくなるほど大きくなる。図７に示したセミアクティブダンパ装置５０は、Ｐ１〜Ｐ４の４つのダンパ定数を、ダンパ定数設定部３６からの指令によって発揮できるが、車体４の横方向速度が大きすぎる場合にはＰ４しか選ばれないという事態が起こる。こうした事態においてはＰT4が大きくなり、Ｓ１３０にて制御ゲインＫＡの値が小さくされ、Ｐ４以外のダンパ定数も使用されるようになる。
【００５３】
以上により、最大のダンパ定数Ｐ４が継続的に選ばれた時間ＰT4は、ほぼ０．２ｓｅｃ以内に保たれ、適切にダンパ定数を切り換えることができる。なお本処理は、ダンパ定数がＰ４に設定されたことに対する割り込みにて起動し、以下、一定時間毎にＳ１２０〜Ｓ１５０の処理を行なうようにしても良い。
【００５４】
以上説明してきた第１実施例の振動抑制装置１６ａによれば、車体４に大きな横速度が掛かる走行区間では、制御ゲインを小さくするので、ダンパ定数を４段階に切り替えられるセミアクティブダンパ装置５０の性能を十分にいかし、走行区間の状態、天候等に適応したきめ細かな減衰力の切り替えを行なうことができる。
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例の振動抑制装置について説明する。なお、第２実施例の振動抑制装置は、第１実施例の振動抑制装置に比べて、ゲイン設定部３２において行なわれる処理が異なる点と、これに対応してダンパ定数としてＰ４が設定された期間を測定しない点のみに差があり、他の構成・作用についてはまったく同じであるため、これらについての説明は省略し、ゲイン設定部３２の行なう処理のみについて図９を用いて説明する。なお、この違いを図５において表すと、第１実施例は、一点鎖線の矢印のようにゲイン設定部３２がダンパ定数設定部３６による設定結果を用いるのに対し、当該第２実施例は破線の矢印のように、速度検出部３４による検出結果を用いる。そして各構成要素の名称及び符号は、第１実施例のものを流用する。
【００５５】
図９は、ゲイン設定部３２にて行なわれるゲイン修正処理を表すフローチャートである。本処理は、ピストン５４の挙動に応じて、制御ゲインＫＡの値を大小２種類の値の内の何れかに設定する処理であり、ゲイン調整処理と同様、制御部３０が制御入力信号ｕを発生させるタイミング毎に起動されるものとする。
まず、Ｓ２００にて、速度検出部３４から出力されるピストン変位Ｙｂｔｆのうち低周波の成分Ｙｌを算出する。ここで低周波の成分とは、ピストン振動の内の２Ｈｚ以下の成分とする。続くＳ２１０では、速度検出部３４から出力されるピストン速度Ｖｂｔｆのうち高周波の成分Ｖｈを算出する。ここで高周波の成分とは、ピストン速度Ｖｂｔｆの振動成分の内、２Ｈｚを越える成分とする。そしてＳ２２０にてＹｌの符号を判定し、Ｙｌがプラスであれば、Ｓ２４０に進み、Ｖｈの符号を判定する。そしてＶｈがプラスであれば、Ｓ２５０に進んで制御ゲインＫＡを大きい方の値（例としてここでは３．０）に設定し、Ｖｈがマイナスであれば、Ｓ２６０に進んで制御ゲインＫＡを小さい方の値（例としてここでは２．７）に設定して、本処理を終了する。一方、Ｓ２２０における判定においてＹｌがゼロ若しくはマイナスと判定されれば、Ｓ２７０に進み、Ｖｈの符号を判定する。そしてＶｈがプラスであれば、Ｓ２６０に進んで制御ゲインＫＡを２．７に設定し、Ｖｈがマイナスであれば、Ｓ２５０に進んで制御ゲインＫＡを３．０に設定して、本処理を終了する。
【００５６】
つまり、ゲイン修正処理においては、制御ゲインＫＡを３．０若しくは２．７に設定する。そしてどちらの値にするかの判定は、ピストン５４の中立位置からの変位方向と、同じくピストン５４の速度の方向とを用いて次のように行なう。すなわち、変位方向と速度の方向とが同じである場合には制御ゲインＫＡを３．０と設定し、異なる場合には制御ゲインＫＡを２．７と設定する。
【００５７】
上記のような処理を行なうと、ピストン５４はその中立位置に近付く様な挙動を示す。つまり、制御ゲインＫＡを大きくすると、第１実施例にて述べたようにダンパ１４ａのダンパ定数はＰ４が選ばれる割合が増加し、発生する減衰力も制御ゲインＫＡが小さい場合に比べて大きくなる（一定のピストン速度Ｖｂｔｆにて比較した場合）。また、ダンパ１４ａの振動は通常のダンパにおける振動と同様に、振幅の大きな低周波振動成分に、振幅の小さな高周波振動成分が重畳された波形をしている。なお、周知のように速度の符号は、ピストン５４の移動方向を表す。
【００５８】
このような条件下にて本図のゲイン修正処理をおこなうと、例えば、ピストン５４がプラス側に変位している（高周波成分を除く）ときには、移動方向がプラス方向であるときには減衰力が大きくなり、逆に移動方向がマイナス方向であるときには減衰力が小さくなる。これを換言すると、ダンパ１４ａにて発生される減衰力は、ピストン５４が中立位置から遠ざかろうとしているときには大きくなって移動をはばみ、一方、ピストン５４が中立位置へ接近しようとしているときには小さくなってその接近を妨害しないようにする。
【００５９】
よって本第２実施例の振動抑制装置によれば、ピストン５４は、上記のゲイン修正処理を行なわない場合に比べ、中立位置の近傍にて振動するようになる。台車６ａの車体４に対する左右方向の相対位置が車体４の中央（以下、正規の位置という）になったときにピストン５４がシリンダ５２に対して中立の位置になるようにしておけば、車体４と台車６ａもゲイン修正処理によって正規の位置の近傍に維持される。通常、台車６ａには車体４の左右方向の相対移動量を規制するためのストッパが設けられており、車体４が左右に大きく移動すると、車体４側に設けられたストッパ受けが当接して、不快な振動が発生することがある。しかし、ゲイン修正処理を行なうことによって車体４は台車６ａに対して正規の位置の近傍に維持されるので、ストッパにストッパ受けが当接することがなく、乗り心地が向上する。
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例の振動抑制装置について説明する。上記第１実施例の振動抑制装置及び第２実施例の振動抑制装置が、図４に示した振動抑制装置１６ａ〜１６ｄについて各々独立に行なわれるものであったのに対し、第３実施例の振動抑制装置は、振動抑制装置１６ａと振動抑制装置１６ｃとの２つの振動抑制装置間の相互作用がある点が大きく異なる。但し、この相互作用の部分を除くと、第２実施例の振動抑制装置に比べて、ゲイン設定部３２において行なわれる処理が異なるのみであり、他の構成・作用についてはまったく同じであるため、他の構成については説明及び図示を省略し、ゲイン設定部３２の行なう処理について図１０を用いて説明する。なお、この違いを図５において表すと、第２実施例は破線の矢印のように、ゲイン設定部３２が速度検出部３４による検出結果を用いるのに対し、当該第３実施例は二重線の矢印のように、他のゲイン設定部３２’（ここでは振動抑制装置１６ｃのゲイン設定部）により設定された制御ゲインＫＡを用いることを示す。また、各構成要素の名称及び符号は、第１実施例のものを流用する。
【００６０】
図１０は、ゲイン設定部３２にて行なわれる後方ゲイン設定処理を表すフローチャートである。本処理は、第２実施例におけるゲイン修正処理と同様、制御部３０が制御入力信号ｕを発生させるタイミング毎に起動されるものとする。そして振動抑制装置１６ｃにおいても対応する箇所を補正したのみ（すなわち、添字ａと添字ｃとを入れ換えたのみ）の同様の処理が行なわれる。
【００６１】
まず、Ｓ３００にて、進行方向に対して後方にあるかどうかを判定する。ここで、車両を前進させるか後退させるかの設定は、車両の運転席にある主幹制御器と呼ばれる操作器に備えられている前後進ハンドルを操作することによりすることができる。そのため、進行方向に対して後方にあるかどうかは前後進ハンドルの設定状態に基づいて判定できる。
【００６２】
進行方向に対して後方にある（前後進ハンドルが後退側に設定されており、図４で言うと矢印Ａの逆方向に進んでいる）と判定されたときには、Ｓ３１０に進み、振動抑制装置１６ｃの制御ゲインＫＡｃを受け取る。そしてＳ３２０にて制御ゲインＫＡａを制御ゲインＫＡｃよりも小さな値に設定する。例としてここでは制御ゲインＫＡｃに０．７を乗した値を、当該振動抑制装置１６ａの制御ゲインＫＡａとして設定する。こうして制御ゲインＫＡａが設定されると当該処理を終了する。
【００６３】
一方、Ｓ３００にて、進行方向に対して後方にない（前後進ハンドルが前進側に設定されている）と判定されたときには、Ｓ３３０に進み、制御ゲインＫＡａを設定する。この設定は、予め実験走行にて定められた適切な一定値（以下、規定値という）が設定されるものとする。こうして制御ゲインＫＡａが設定されると当該処理を終了する。
なお、既述の通り、図１０のフローチャートにおいて添字ａを添字ｃに入れ換えると、振動抑制装置１６ｃのゲイン設定部３２’が実行する後方ゲイン設定処理となる。
【００６４】
つまり、後方ゲイン設定処理においては、振動抑制装置１６ａによってダンパ定数が切り替えられるダンパ１４ａと、振動抑制装置１６ｃに対応するダンパ１４ｃとの内、進行方向に対して後方にあるダンパに対応する制御ゲインの方が小さくされる。
【００６５】
一般に鉄道車両について、進行方向に対して後方にある左右動ダンパの減衰力を、前方にある左右動ダンパの減衰力に対して小さくすると、車体の台車に対するヨーイングを抑える効果があることが知られている。しかし、周知のように、鉄道車両は前後両方向に走行されるため、進行方向が変わる都度、後方のダンパの方が、減衰力が小さくなるよう制御ゲイン等を設定し直す必要があり、実用化されていなかった。
【００６６】
後方ゲイン設定処理のように、後方のダンパに対応する制御ゲインＫＡを小さくすると、後方のダンパから発生される減衰力が、前方のダンパから発生される減衰力に比べて小さくなるという現象が発生し、車体４の台車６ａ，６ｂに対するヨーイングを抑える。しかも、後方ゲイン調整処理においては、Ｓ３００にて車両２の進行方向を判定して、後方にあるときのみ、制御ゲインを小さくするので、車両２の進行方向によらず、車体４のヨーイングを抑える。
【００６７】
従い、第３実施例の振動抑制装置１６ａ、１６ｃによれば、車体４の台車６ａ，６ｂに対するヨーイングを抑えることができ、しかも車両２の進行方向が変わる都度、設定値を修正する必要がない。これにより、車両２の乗り心地を向上させることができ、車両２自体の長寿命化も期待できる。
【００６８】
ところで、上記３つの実施例のようにするのではなく、例えば、車体を台車に対して能動的に変位させて振動を抑制するアクチュエータを設け、これに対し所定の制御を行なうと、ノイズ等の予期せぬ外乱やその他の原因により制御不能に陥いった場合に、安定した走行が得られないことがある。この点、上記の振動抑制装置１６ａ〜１６ｄが誤動作を起こしても、左右動ダンパ１４ａ〜１４ｄのダンパ定数が不適切な値になるのみであり、振動抑制性能が劣化するだけで済む。
【００６９】
以上、本発明の第１実施例、第２実施例、及び第３実施例について説明してきたが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく様々な態様で実施しうる。
例えば、第１実施例のゲイン調整処理では、時間ＰT4の継続時間として０．２を用いたが、この値は制御装置の設計の仕方や、車両の動特性等により最適値が決定されるもので、０．２に限定されるものではない。同様のことは、第２実施例のゲイン修正処理にて設定される３．０及び２．７という制御ゲインの値や、第３実施例の後方ゲイン設定処理にて用いられる０．７という比率についても言え、上記の値に限定されるものではない。
【００７０】
同じく第１実施例において、ゲイン調整処理と逆方向にゲインを調整する処理を加えても良い。すなわち、ダンパ定数が最小つまりＰ１が継続的に選ばれる時間を測定し、この時間が例えば０．２ｓｅｃを超えている場合には、制御ゲインＫＡを上げる処理を加えても良い。こうすれば、制御ゲインＫＡが小さ過ぎてＰ１やＰ２ばかり選ばれる、という事態を回避できる。また同様のことを、他のダンパ定数においても行ない、全てのダンパ定数が均等に選ばれるようにしても良い。
【００７１】
また第１〜第３実施例において、ダンパ定数を段階的（ダンパ１４ａ〜１４ｄでは４段階）に変えられるダンパではなく、連続的にダンパ定数を変化可能なロータリーバルブを用いたものに替えても良い。こうすると、走行経路に応じたダンパ定数の設定を更にきめ細かく行なうことが可能となる。更にこれらの方法に限らず、所望のダンパ定数に設定可能なものであれば、どのような形式のダンパでも良い。
【００７２】
そのダンパが、セミアクティブダンパ装置５０のように、ピストンの変位量を出力可能なダンパでなければ、適宜、ポテンショメータ等の変位検出装置を設けて検出すれば良い。
第３実施例の振動抑制装置においては、振動抑制装置１６ａの有するゲイン設定部３２と振動抑制装置１６ｃの有するゲイン設定部３２とをペアにして、後方にあるダンパに対応する方の制御ゲインＫＡを小さくするようにしたが、同じことを振動抑制装置１６ｂの有するゲイン設定部３２と振動抑制装置１６ｄの有するゲイン設定部３２とをペアにして行なってもよい。このようにしても上記と同様の効果が得られることは、車両２が略前後対称の形状をしていることから明らかである。また、この双方のペアを用いた制御を同時に行なってもよい。
【００７３】
更に、ペアの組み方を変えてもよい。すなわち、振動抑制装置１６ａの有するゲイン設定部３２と振動抑制装置１６ｂの有するゲイン設定部３２とをペアにして、後方にあるダンパに対応する方の制御ゲインＫＡを小さくするようにする。こうすると、１台の台車６ａにおいて、前方のダンパの減衰力よりも後方のダンパの減衰力の方が小さくなるという事態が起こる。この場合には、第３実施例では車体４の台車６ａ，６ｂに対するヨーイングが抑えられたのに対して、台車６ａ自身の対地ヨーイングが抑えられる。これに加えて同じ制御を、振動抑制装置１６ｃの有するゲイン設定部３２と振動抑制装置１６ｄの有するゲイン設定部３２とをペアにして行なえば、台車６ｂの対地ヨーイングが抑えられ、この結果、車体４の対地ヨーイングも小さくなることが期待される。
【００７４】
また更に、第３実施例の後方ダンパ設定処理においてＳ３３０の制御ゲインＫＡａの設定の部分を、第１実施例のゲイン調整処理に代えても良い。こうすると、前方のダンパは、走行区間の状況等に応じ、減衰力をきめ細かく変化させることができ、また、後方のダンパも前方のダンパにほぼ同期して減衰力が変化され、しかも車体４の台車６ａ，６ｂに対するヨーイングを抑えることができるという、第１実施例による効果と、第３実施例による効果とを兼ね備えた振動抑制装置とすることができる。同様に、Ｓ３３０の制御ゲインＫＡａの設定の部分を、第２実施例のゲイン修正処理に代えても良い。こうすると、第２実施例による効果と、第３実施例による効果とを兼ね備えた振動抑制装置とすることができる。
【００７５】
また、第１実施例〜第３実施例では振動抑制装置を、セミアクティブダンパ装置５０に適用したが、アクティブダンパにおいて同様の制御を行なっても良い。アクティブダンパとは自ら油圧源を持ち、ここから発生される油圧により、積極的にピストンを駆動することができるダンパである。このダンパによれば、減衰力とは異なり、ピストンの移動方向と同じ方向の力が発揮できるため、更に効率よく、左右方向の振動を抑制したり、或は車体の台車に対する変位を防止したりできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の請求項１に記載の振動抑制装置を例示するブロック図である。
【図２】  本発明の請求項３に記載の振動抑制装置を例示するブロック図である。
【図３】  本発明の請求項４に記載の振動抑制装置を例示するブロック図である。
【図４】  本発明の振動抑制装置が適用される車両の概略説明図である。
【図５】  本発明の振動抑制装置の構成を示すブロック図である。
【図６】  左右動ダンパがピストン速度に応じて発生させる減衰力を、ダンパ定数毎に示したグラフである。
【図７】  外部からの指令を受けてダンパ定数を変更可能にされたセミアクティブダンパ装置の概略構成図である。
【図８】  本発明の第１実施例のゲイン設定部において行なわれるゲイン調整処理を示すフローチャートである。
【図９】  本発明の第２実施例のゲイン設定部において行なわれるゲイン修正処理を示すフローチャートである。
【図１０】  本発明の第３実施例のゲイン設定部にて行なわれる後方ゲイン設定処理を示すフローチャートである。
【図１１】  従来の振動抑制装置を例示するブロック図である。
【符号の説明】
２…車両      ４…車体      ６ａ，６ｂ…台車
１０ａ〜１０ｄ…車輪    １４ａ〜１４ｄ…左右動ダンパ
１６ａ〜１６ｄ…振動抑制装置    １８ａ，１８ｂ…Ｇセンサ
２８…積分部        ３０…制御部    ３２，３２’…ゲイン設定部
３４…速度検出部    ３６…ダンパ定数設定部
４０，ＳＯＬ１〜ＳＯＬ４…ソレノイドバルブ
４２…ソレノイドドライバ    ５０…セミアクティブダンパ装置
５２…シリンダ    ５４…ピストン    ５６…ロッド
６８…主オリフィス      ７０…主流路
７２…第１オリフィス    ７４…第１支流路
７６…第２オリフィス    ７８…第２支流路
８０…アンロード用経路
８２…第３オリフィス    ８４…フェイル用経路
９０…磁性体ビット    ９２…磁気センサ    ９４…増幅装置
Ｐ１〜Ｐ４…ダンパ定数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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