JP5057375B2 - Railway vehicle vibration control device - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両の制振装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a railcar vibration damping device.
鉄道車両の走行時には、レール設置面の傾斜、横風、旋回走行時に車両に負荷される遠心力等を原因として車体に車両の進行方向に対して水平横方向(以下、単に「横方向」という)への振動が作用する。この横方向の振動は、鉄道車両における乗り心地を悪化させる原因となるため、この振動を抑制するために、従来の制振装置では、車体と台車の間に空気バネやコイルバネ等を介装して車体が台車から受ける衝撃を吸収すると共に、該バネの振動を抑制するべくダンパを配在させている。 When traveling on a rail vehicle, the horizontal direction of the vehicle relative to the direction of travel of the vehicle (hereinafter simply referred to as “lateral direction”) due to the inclination of the rail installation surface, crosswind, centrifugal force applied to the vehicle during turning, etc. The vibration to act. Since this lateral vibration causes the ride comfort of the railway vehicle to deteriorate, in order to suppress this vibration, the conventional vibration damping device has an air spring or a coil spring interposed between the vehicle body and the carriage. A damper is arranged to absorb the impact received by the vehicle body from the carriage and to suppress the vibration of the spring.
そして、この制振装置では、上記振動をより一層効果的に抑制するために、ダンパの減衰力を可変とし、このダンパに出力させる制御力を制御するコントローラをも備えており、スカイフック制御則に則ってダンパが出力する制御力を制御するようにしている(たとえば、特許文献1参照)。 In order to further effectively suppress the vibration, the vibration damping device also includes a controller that makes the damping force of the damper variable and controls the control force to be output to the damper. The control force output by the damper is controlled in accordance with (see, for example, Patent Document 1).
また、他の鉄道車両の制振装置ではあるが、車体と台車との間に介装され車体の上下振動を抑制する減衰ダンパと、同じく車体と台車との間に介装され前記減衰ダンパと並列に配置される流体アクチュエータと、該流体アクチュエータを制御する制御手段とを備え、制御手段は、予め鉄道車両の軌道上の走行位置と軌道の凹凸不正量情報とを直接関連付けたデータを保有し、鉄道車両の走行位置に基づいて該データを参照して軌道の凹凸不正量を得て、フィードフォワード制御することによって鉄道車両の上下振動を抑制しようとする試みもある(たとえば、特許文献2参照)。 Further, although it is a vibration control device for other railway vehicles, a damping damper that is interposed between the vehicle body and the carriage and suppresses vertical vibration of the vehicle body, and a damping damper that is also interposed between the vehicle body and the carriage, A fluid actuator arranged in parallel; and a control means for controlling the fluid actuator. The control means has data that directly associates the travel position on the track of the railway vehicle with the irregular irregularity information of the track. There is also an attempt to suppress the vertical vibration of the railway vehicle by obtaining an irregular amount of irregularities on the track by referring to the data based on the traveling position of the railway vehicle and performing feedforward control (see, for example, Patent Document 2) ).
さらに、別の鉄道車両の制振装置の提案がなされており、この提案では、車体と台車との間に介装され車体の横方向の振動を抑制する減衰ダンパと、同じく車体と台車との間に介装され前記減衰ダンパと並列に配置される空圧アクチュエータと、該空圧アクチュエータを制御する制御手段とを備え、制御手段は、鉄道車両の走行位置から鉄道車両がトンネル内にあるか否かを判断し、車両がトンネル内にある場合、特にパンタグラフ付き車両と最後尾車両について他の車両とは異なる制御ゲインを設定して、リアルタイムにアクティブ制御するものである(たとえば、特許文献3参照)。
ここで、鉄道車両は、1車両で走行することは稀であって複数連結して編成列車として運行され、また、編成列車中の鉄道車両には架線から電力を得るために集電器が設置される車両(本稿では「パンタグラフ付車両」という)と集電器を持たない車両とが混在している。 Here, a rail vehicle rarely travels by one vehicle, and a plurality of trains are connected and operated as a train train, and a current collector is installed in the train vehicle in the train to obtain power from an overhead line. Vehicles (referred to as “vehicles with pantographs” in this paper) and vehicles without current collectors are mixed.
特に、高速走行を目的とした編成列車中のパンタグラフ付車両にあっては、パンタグラフに当たる流速を低減して編成列車回りの圧力変動を抑制するためパンタグラフの周囲にパンタカバーと言われる覆いを取り付けてあり、トンネル内走行時や編成列車のすれ違い時等では、パンタグラフ付車両以外の鉄道車両に比較してパンタカバーが受ける風圧の影響によって横方向の振動が大きくなる傾向があり、また、最後尾車両も後方に鉄道車両が連結されていないので、他の鉄道車両に比較して横方向に振動が大きくなる傾向がある。 In particular, for vehicles with a pantograph in a train train for high-speed travel, a cover called a pantograph cover is attached around the pantograph to reduce the flow velocity hitting the pantograph and suppress pressure fluctuations around the train. Yes, when traveling in tunnels or passing trains, the lateral vibration tends to be larger due to the effect of wind pressure on the panta cover compared to railway vehicles other than those with pantographs. However, since the railway vehicle is not connected to the rear, vibration tends to increase in the lateral direction as compared with other railway vehicles.
さらに、編成列車にあっては、トンネル内を走行中には、進行方向に対し先頭側の鉄道車両の動揺が後方に続く鉄道車両に伝播して振動が大きくなるとともに、車体とトンネル内壁との間の空気の流れによって車体に脈動する圧力が作用して鉄道車両が振動するが、特に最後尾側における該振動が顕著となる傾向となる。すなわち、編成列車の各鉄道車両のうち最後尾側へ行けば行くほど乗り心地が悪化し、パンタグラフ付車両では乗り心地が特に悪化することになる。 Furthermore, in a train train, while traveling in a tunnel, the vibration of the leading railway vehicle in the direction of travel propagates to the railway vehicle that continues to the rear, increasing vibration, and the vehicle body and the inner wall of the tunnel. The pulsating pressure acts on the vehicle body due to the air flow between them, and the railway vehicle vibrates, but the vibration on the rearmost side tends to become remarkable. That is, the ride quality deteriorates as the train goes to the last of the trains of the train train, and the ride comfort particularly deteriorates in the pantograph-equipped vehicle.
これに対し、特開平10−297485号公報の鉄道車両の制振装置にあっては、編成列車中の各鉄道車両を区別せず同一のスカイフック減衰係数を用いてセミアクティブ制御しており、鉄道車両が複数連結される編成列車における振動を最適に制御できず、編成列車中の各鉄道車両における横方向の振動を充分に抑制できないので、乗り心地が悪くなる可能性がある。 On the other hand, in the vibration damping device for a railway vehicle disclosed in JP-A-10-297485, semi-active control is performed using the same skyhook damping coefficient without distinguishing each railway vehicle in the train set, The vibrations in the train train to which a plurality of railway vehicles are connected cannot be optimally controlled, and the lateral vibration in each rail vehicle in the train train cannot be sufficiently suppressed, so that ride comfort may be deteriorated.
また、特公平5−80385号公報の鉄道車両の制振装置にあっては、上下振動のみを対象とした制御であり横方向の振動を抑制できないので、編成列車中の各鉄道車両における横方向の振動を充分抑制できず、乗り心地を向上することができない可能性がある。 Further, in the railcar vibration damping device disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-80385, the control is intended only for the vertical vibration and the lateral vibration cannot be suppressed. There is a possibility that the vibration of the vehicle cannot be sufficiently suppressed and the ride comfort cannot be improved.
そして、特許第3107133号公報の鉄道車両の制振装置にあっては、トンネル内とトンネル外との切り分けとパンタグラフ付車両および最後尾車両とそれ以外の車両との切り分けで制御ゲインを変更するようにしているが、編成列車中の鉄道車両の振動の伝播については何ら考慮されていないので、編成列車中の各鉄道車両における横方向の振動を充分抑制できず、乗り心地を向上することができない可能性がある。 In the railway vehicle vibration damping device disclosed in Japanese Patent No. 3107133, the control gain is changed by separating the inside of the tunnel from the outside of the tunnel and the vehicle with the pantograph and the rearmost vehicle and the other vehicles. However, since no consideration is given to the propagation of vibrations of railway vehicles in trains, lateral vibrations in trains in trains cannot be sufficiently suppressed and riding comfort cannot be improved. there is a possibility.
そこで、本発明は、上記不具合を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、編成列車にあっても乗り心地を向上することが可能なセミアクティブ制御を行う鉄道車両の制振装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to control railcars that perform semi-active control that can improve riding comfort even in trains. It is to provide a vibration device.
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、編成列車の各車両における車体と車体を支持する台車との間に介装され車両の進行方向に対し水平横方向の車体の振動を抑制する減衰力可変ダンパと、該減衰力可変ダンパが発生する上記車体振動を抑制する制御力をスカイフックセミアクティブ制御する制御手段を備えた鉄道車両の制振装置において、編成列車をパンタグラフ付車両とパンタグラフ付車両の次車両との間で区切り、区切られた範囲内にある任意の車両におけるスカイフック減衰係数が区切られた範囲内において任意車両の直前車両におけるスカイフック減衰係数より大きくなるように設定されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the problem solving means of the present invention is provided between a vehicle body and a carriage supporting the vehicle body in each vehicle of a train train, and generates vibrations of the vehicle body in a horizontal and horizontal direction with respect to the traveling direction of the vehicle. A railway vehicle with a pantograph in a damping device for a railway vehicle, comprising: a damping force variable damper that suppresses; and a control unit that performs skyhook semi-active control of a control force that suppresses the vehicle body vibration generated by the damping force variable damper. to be larger than the skyhook damping coefficient in the immediately preceding vehicle any vehicle within a delimited skyhook damping coefficient in any vehicle within delimited range delimited that between the next vehicle of the vehicle with pantograph and It is characterized by being set.
この鉄道車両の制振装置によれば、編成列車が、編成列車におけるパンタグラフ付車両や最後尾車両で特に振動が大きくなるような区間を走行しても、各車両における振動抑制に最適となるようにパンタグラフ付車両と最後尾車両におけるスカイフック減衰係数が大きくなるように設定されることから、パンタグラフ付車両と最後尾車両およびそれらの近傍における車両の車体の振動が充分に抑制され、編成列車の各車両の乗り心地を向上することができるのである。 According to the railcar vibration damping device, even if the train train travels in a section where the vibration is particularly large in the train with a pantograph or the last vehicle in the train train, it is optimal for vibration suppression in each vehicle. Therefore, the vibration of the vehicle body of the vehicle with the pantograph and the last vehicle and in the vicinity thereof is sufficiently suppressed. The riding comfort of each vehicle can be improved.
また、車両のスカイフック減衰係数を一律に大きくするような制御の場合には、各車両に最適となるスカイフック減衰係数とはならずに、編成列車中の全ての車両における乗り心地を向上することが難しく、各車両の乗り心地にばらつきが生じてしまうが、この鉄道車両の制振装置によれば、各車両間で乗り心地を均一にすることができるとともに、全ての車両における乗り心地を向上することができる。 In addition, in the case of control that uniformly increases the skyhook attenuation coefficient of the vehicle, the ride quality of all the vehicles in the train train is improved without being the optimal skyhook attenuation coefficient for each vehicle. However, this railcar vibration control device can make the riding comfort uniform among the vehicles, and can improve the riding comfort of all vehicles. Can be improved.
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図1は、一実施の形態における鉄道車両の制振装置を搭載した編成列車を示した図である。図2は、一実施の形態における鉄道車両の制振装置のシステムにおける一例を示す図である。図3は、一実施の形態における鉄道車両の制振装置を搭載した車両の平面図である。図4は、一実施の形態の鉄道車両の制振装置における編成列車中の車両の順番に関連付けられるスカイフック減衰係数マップの一例を示す図である。図5は、具体的な編成列車がトンネル内を走行するときの各鉄道車両における横方向の振動の大きさを示す図である。図6は、一実施の形態の鉄道車両の制振装置における編成列車中の車両の順番に関連付けられるスカイフック減衰係数マップの他の例を示す図である。図7は、一実施の形態におけるスカイフック減衰係数の変更処理手順を示すフローチャートである。図8は、一実施の形態における鉄道車両の制振装置におけるスカイフックセミアクティブ制御手順を示すフローチャートである。図9は、一実施の形態の一変形例の鉄道車両の制振装置における編成列車中の車両の順番に関連付けられるスカイフック減衰係数マップの一例を示す図である。図10は、一実施の形態の一変形例の鉄道車両の制振装置における編成列車中の車両の順番に関連付けられるスカイフック減衰係数マップの他の例を示す図である。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a train set equipped with a railcar damping device according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a system of a railcar damping device according to an embodiment. FIG. 3 is a plan view of a vehicle equipped with a railcar vibration damping device according to one embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a skyhook attenuation coefficient map associated with the order of vehicles in a train train in the railcar vibration damping device according to the embodiment. FIG. 5 is a diagram showing the magnitude of lateral vibration in each railway vehicle when a specific train train travels in a tunnel. FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the skyhook attenuation coefficient map associated with the order of the vehicles in the train train in the railcar vibration damping device according to the embodiment. FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure for changing the skyhook attenuation coefficient according to an embodiment. FIG. 8 is a flowchart showing a skyhook semi-active control procedure in the railcar damping device according to the embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a skyhook attenuation coefficient map associated with the order of vehicles in the train set in the railcar vibration damping device according to the modified example of the embodiment. FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the skyhook attenuation coefficient map associated with the order of the vehicles in the train set in the railcar vibration damping device according to the modification of the embodiment.
一実施の形態における鉄道車両の制振装置は、基本的には、図1に示すように、鉄道車両(以下、単に「車両」という)Vn(n=1,2,3・・・N)を複数連結してなる編成列車Tに搭載されており、個々の車両Vnにおいて、図2および図3に示すように、横方向の車体1の振動を抑制するように車体1と前後の台車2との間に介装される減衰力可変ダンパ3と、各減衰力可変ダンパ3をスカイフックセミアクティブ制御する制御部4とを備えて構成されている。なお、車体1は、車体1と台車2との間に介装されるエアバネA等によって弾性支持されている。
As shown in FIG. 1, the vibration damping device for a railway vehicle in one embodiment basically has a railway vehicle (hereinafter simply referred to as “vehicle”) V n (n = 1, 2, 3... N ) Are connected to a train train T formed by connecting a plurality of vehicles, and in each vehicle V n , as shown in FIG. 2 and FIG. A variable
以下、各部について詳細に説明すると、減衰力可変ダンパ3は、減衰力可変の流体圧ダンパであって、制御部4からの制御指令を受けると、たとえば、図示しないソレノイドバルブ等の制御弁が流体に与える抵抗を制御指令どおりに変更することによって減衰特性を変更することが可能なようになっている。
Hereinafter, each part will be described in detail. The damping
また、車体1の横方向の振動加速度を検出する検出手段5が車体1の前後の台車2付近に一つずつ設置されており、制御部4は、スカイフックセミアクティブ制御を行う際に、この検知手段5で検出する振動加速度を積分して横方向の速度に変換して得られる横方向の速度に基づいて上記制御を実行する。なお、車体1の横方向の速度を得る際に、制御部4で積分演算せずに、別途、制御部4の外方に設けられる加速度から速度を演算する演算手段で横方向の速度に変換して制御部4に入力するようにしてもよい。また、検出手段5としては、加速度センサとされてもよいし、速度センサとされてもよい。
Further, detection means 5 for detecting the vibration acceleration in the lateral direction of the
そして、制御部4は、減衰力可変ダンパ3をスカイフックセミアクティブ制御するために、検知手段5の出力するアナログ電圧でなる振動加速度信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、検知手段5から車体1の横方向の振動加速度の情報を得て制御力を演算するCPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置と、上記演算処理装置に記憶領域を提供するRAM(Random Access Memory)等の主記憶装置部と、上記制御力演算処理およびスカイフック減衰係数を変更する際に使用されるプログラム等が格納されるHD(Hard Disk)等の副記憶装置とを備えており、この演算された制御力を上記減衰力可変ダンパ3に発生させるための制御指令を該減衰力可変ダンパ3に出力できるようになっている。
The
なお、上記スカイフックセミアクティブ制御の演算に必要な処理手順等のプログラムについては、記憶媒体に記憶させておき、これを逐次読み出すことができるドライブを設けておくようにしてもよい。 Note that a program such as a processing procedure necessary for the calculation of the skyhook semi-active control may be stored in a storage medium, and a drive that can sequentially read the program may be provided.
ちなみに、スカイフックセミアクティブ制御にあたり、制御部4は、(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}≧0のときには、制御力FをF=Cs×(dX/dt)によって演算し、また、(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}<0のときには、制御力FをF=0とする。なお、ここで、dX/dtは車体1の横方向速度であり、d(X−Y)/dtは、車体1と台車2の横方向の相対速度であり、Csはスカイフック減衰係数である。
Incidentally, in the skyhook semi-active control, the
そして、制御部4によって演算された制御力Fは、制御指令として減衰力可変ダンパ3に送信され、これにより、減衰力可変ダンパ3は該制御力Fを発生することになる。また、制御部4は、上記スカイフックセミアクティブ制御に使用されるスカイフック減衰係数Csを変更することが可能なようになっている。
Then, the control force F calculated by the
ここで、スカイフックセミアクティブ制御を行うに際し、車体1と台車2との相対速度の情報が必要となるが、この鉄道車両における制振装置にあっては、減衰力可変ダンパ3を伸び効き(伸長行程時のみに制御力を発生する)、圧効き(圧縮行程時にのみ制御力を発生する)の特性となるように制御弁によって切り変えられる構成としてあり、上記スカイフック制御則に則って制御する場合には、減衰力可変ダンパ3の伸長側における相対速度d(X−Y)/dtを正と定め、dX/dt>0の場合、減衰力可変ダンパ3を伸び効きに切換えておくことにより、d(X−Y)/dt>0であれば(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}≧0が満たされ、制御力F=Cs×(dX/dt)をダンパ伸長側で発生させ、他方、d(X−Y)/dt<0であれば(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}<0となって制御力F=0となるので、減衰力可変ダンパ3は制御力を発生しないように制御する必要があるが、この場合、減衰力可変ダンパ3は圧縮行程となって制御力を発生しない状態となるので、特別な制御をする必要がない。
Here, when the skyhook semi-active control is performed, information on the relative speed between the
反対に、dX/dt<0の場合、減衰力可変ダンパ3を圧効きに切換えておくことにより、d(X−Y)/dt<0であれば(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}≧0が満たされ、制御力F=Cs×(dX/dt)をダンパ圧縮側で発生させ、他方、d(X−Y)/dt>0であれば(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}<0となって制御力F=0となるので、減衰力可変ダンパ3は制御力を発生しないように制御する必要があるが、この場合にも、減衰力可変ダンパ3は伸長行程となって制御力を発生しない状態となるので、特別な制御をする必要がない。
On the other hand, when dX / dt <0, by switching the damping force
なお、伸び効きと圧効きの切換えについてはdX/dtの正負の符号により行えばよい。 It should be noted that switching between the elongation effect and the pressure effect may be performed by the sign of dX / dt.
したがって、上記したように減衰力可変ダンパ3を設定しておくことによって、簡単な構成によってスカイフックセミアクティブ制御の実現が可能であるとともに、制御力F=0となる場合に特別な制御が必要なくなり制御応答遅れによる不具合もない。また、減衰力可変ダンパ3をこのような構成とし、伸び効きと圧効きの切換えをdX/dtの正負の符合により行うようにしておくことで、車体1と台車2との相対速度d(X−Y)/dtの検出が不要となるので、検出手段5以外に車体1と台車2との相対速度を検出する検出器を別途設ける必要が無く、車両の制振装置を一層安価で軽量なものとすることができる。
Therefore, by setting the damping force
なお、上記のように減衰力可変ダンパ3を伸び効きと圧効きの切換えを行えるような構成としない場合には、車体1と台車2との横方向の相対速度を検出する検知器を別途設けて、車体1と台車2との横方向の相対速度情報をも用いて制御力Fを演算するようにしてもよい。この場合、車体1と台車2の横方向の相対速度を検出する検出器としては、たとえば、減衰力可変ダンパ3のストロークを検出するストロークセンサや減衰力可変ダンパ3内の圧力を検出する圧力センサを用いることができ、ストロークセンサを用いる場合には、検出されたダンパ変位を制御部4で微分して相対速度を得てもよく、さらに、圧力センサを用いる場合には、該圧力を制御部4で相対速度に変換する演算をさせてもよい。
In addition, when the damping force
したがって、この鉄道車両の制振装置による上記スカイフックセミアクティブ制御によれば、たとえば、車体1が図2中左方に振れたとすると、検知手段5から車体1の振動加速度情報が制御部4に送られて、台車2が車体1よりも遅い速度で左方に振れているか、或いは、車体2とは逆に右方に振れている場合には、(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}≧0の条件を満たすので、減衰力可変ダンパ3は、F=Cs×(dX/dt)で演算される制御力Fを制御部4からの制御指令に従って出力し、車体1の振動を抑制する。反対に、台車2がレールの狂い等により車体1の左方への振れ速度よりも速い速度で左方に振れたとすると、(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}<0条件を満たすことになり、減衰力可変ダンパ3は、制御力F=0となり、制御部4からの制御指令に従って発生する制御力を0とし、減衰力可変ダンパ3は、その発生する制御力で車体1を加振することがないように制御される。
Therefore, according to the skyhook semi-active control by the railcar damping device, for example, if the
戻って、図1に示すように、編成列車Tは、車両V x がN両連結されて構成され、そのうち任意の車両Vx(xは、1からNのうちの任意の整数)には、当該車両Vx自身の路線上の走行位置を検出する走行位置検知器10が設けられている。
Returning to FIG. 1, the train T is configured by connecting N vehicles V x , of which any vehicle V x (x is an arbitrary integer from 1 to N)
この走行位置検知器10で検知される車両Vxの走行位置は、編成列車T中のある車両V x に設置される中央車両モニタ11aとこれに接続される各車両Vnごとに設置される車両モニタ端末11bとで構成される車両モニタ装置11を介してリアルタイムに送られ、この車両モニタ装置11を介して、車両Vxの走行位置が編成列車Tを構成する各車両Vnの制御部4に伝達されるようになっており、編成列車Tがトンネル内区間を走行中であるか否かを把握することができるようになっている。
Running position of the vehicle V x detected by the this
なお、上記したように車両モニタ装置11を介して走行位置情報を各制御部4に伝達するのではなく、車両Vxの走行位置検出器10から当該車両Vxに搭載される制御部4に直接走行位置情報を伝達するとともに、該車両Vxの制御部4から車両Vxを除く他の車両Vnに搭載される各制御部4に走行位置情報を伝達するようにしてもよい。
Instead of transmitting the running position information to the
また、各車両Vnにそれぞれ走行位置検出10を搭載して、各車両Vn毎の制御部4に走行位置情報を伝達するようにしても差し支えはないが、上記のような構成を採用することで走行位置検出器10を編成列車T中に1つ設ければよいので、編成列車Tを安価にすることができる。
Further, by mounting the respective
さらに、各車両Vnの制御部4は自車両Vnが編成列車T中の何両目にあるかを認識できるようになっており、自車両Vnが編成列車T中の何両目にあるかについての認識の方法は、具体的に例えば、各車両Vnに搭載される制御部4同士をノードとしてカスケード接続されるように設定し、これら制御部4同士を繋ぐネットワークケーブルをリレー回路によって順番に開閉することや、他の自動認識が可能な方法で認識させてもよいし、また、他の車両位置検出装置からの編成列車Tにおける車両位置の入力を受けるようにしてもよく、さらには、直接手動で各制御部4に何両目を入力するようにしてもよい。
Further, the
またさらには、各車両Vnの制御部4は自車両Vnがパンタグラフ付車両であることを認識できるようになっているとともに、パンタグラフ付車両が先頭車両から何番目に位置しているかをも認識することができる。自車両Vnがパンタグラフ付車両であるか否かの認識については、具体的には、たとえば、自車両Vnがパンタグラフ付車両であることを予め当該車両V n に搭載される制御部4に入力しておき、パンタグラフ付車両が先頭車両から何番目に位置しているか認識するには、具体的には、たとえば、上述の自車両Vnが先頭車両から何番目に位置しているか、すなわち、先頭車両からの順番を認識するときに、パンタグラフ付車両の制御部4からは特別な識別データを出力させるようにしておけばよく、このようにすることで各車両Vnにおける制御部4は、パンタグラフ付車両の先頭車両からの順番を把握することが可能である。
Still further, the
つづいて、編成列車Tがトンネル区間等といった先頭側車両より最後尾側車両における振動の方が大きくなる任意の区間を走行する時の各車両Vnの制御部4のスカイフック減衰係数Csの変更処理について説明する。
Then, change the skyhook damping coefficient Cs in the
このスカイフック減衰係数Csの変更処理は、各制御部4の演算処理装置が上述の副記憶装置に格納されている変更処置プログラムを実行することで行われる。
The change process of the skyhook attenuation coefficient Cs is performed by the arithmetic processing unit of each
また、このスカイフック減衰係数Csの変更処理に際しては、図4に示す別途副記憶装置に格納されている車両Vnの編成列車T中の先頭車両V 1 からの順番に予め関連付けられるスカイフック減衰係数マップを参照することによって行われる。 Further, when processing of changing the skyhook damping coefficient Cs is previously associated skyhook damping in order from the leading vehicle V 1 of the in a train T of a vehicle V n stored separately in the secondary storage device shown in FIG. 4 This is done by referring to the coefficient map.
このマップは、車両Vnの編成列車T中の位置、すなわち、先頭車両V 1 からの順番とその位置に適したスカイフック減衰係数Csとの関係を示しており、編成列車T中の各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csn(n=1,2,3・・・N、編成列車T中のn両目のスカイフック減衰係数)は、図4に示すように、編成列車Tをパンタグラフ付車両とパンタグラフ付車両の次車両との間で区切り、区切られた範囲内では、任意の車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnをその車両Vnの直前の車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1以上となるように設定されており、この実施の形態の場合にあっては、区切られた範囲内の任意の車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnが先頭側から最後尾側に向けて段階的に大きくなるように設定されており、その区切りの範囲内においては、パンタグラフ付車両および最後尾車両にて特にスカイフック減衰係数Csnが大きくなるように設定されている。 This map is located in a train T of the vehicle V n, i.e., shows the relationship between the order from the leading vehicle V 1 and the skyhook damping coefficient Cs appropriate to that position, each vehicle in the train set T Skyhook damping coefficient Cs n (n = 1, 2, 3... N, n- th skyhook damping coefficient in train train T ) at V n indicates that train train T has a pantograph as shown in FIG. separated between the following vehicle of the vehicle and the vehicle with pantograph, within delimited range skyhook damping the skyhook damping coefficient Cs n in any vehicle V n of the vehicle V n-1 immediately before the vehicle V n The coefficient is set to be equal to or greater than the coefficient Cs n−1. In the case of this embodiment, the skyhook attenuation coefficient Cs n in an arbitrary vehicle V n within the delimited range is from the head to the tail. On the side Only and is set to be stepwise increased, within the scope of the separator, which is set in particular as skyhook damping coefficient Cs n increases by pantograph with the vehicle and the end vehicle.
また、各区切られた範囲の各先頭車両におけるスカイフック減衰係数Csnは、先頭側より最後尾側に向けて大きくなるように設定されている。 Further, the skyhook damping coefficient Cs n in each lead vehicle of each separated range is set to be larger toward from the head side to the end side.
具体的には、先頭から4番目および7番目の車両V 4 ,V 7 がパンタグラフ付車両である10両編成の編成列車を例にとって説明すると、図4に示すように、パンタグラフ付車両V4,V7とパンタグラフ付車両の次車両V5,V8との間で区切り、区切られた範囲a1,a2,a3にある各車両V n におけるスカイフック減衰係数Csnが直前車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1 より大きくなるように設定され、さらには、各区切られた範囲a1,a2,a3の先頭の各車両V1,V5,V8におけるスカイフック減衰係数Csnは、先頭側より最後尾側に向けて大きくなるように設定されている。
Specifically, a description will be given by taking as an example a 10-car train train in which the fourth and seventh vehicles V 4 and V 7 from the head are vehicles with pantographs. As shown in FIG. 4, vehicles with pantographs V 4 , Separate between V 7 and the vehicle with
すなわち、各車両Vnの制御部4は、編成列車Tがトンネル区間内を走行する時には、上記のように、区切られた範囲a1(a2,a3)にある各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnが区切られた範囲a1(a2,a3)内において直前車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1以上となるように設定されるので、各範囲a1,a2,a3内では最後尾側となるパンタグラフ付車両V4,V7および最後尾車両V 10 側へ行けば行くほど車体1の振動に対して減衰力可変ダンパ3が出力する制御力Fが大きくなることになり、パンタグラフ付車両V4,V7と最後尾車両V10における制御力Fはその区切りの範囲内で最大となるようになっている。また、最後尾側へ行けば行くほど車体1の振動に対して減衰力可変ダンパ3が出力する制御力Fが大きくなることになる。
That is, the
したがって、この編成列車Tが先頭側から最後尾側への動揺の伝播および車体1とトンネル内壁との間の空気の流れにより脈動する圧力の車両Vnへの作用によって、鉄道車両の最後尾側における該振動が顕著となるトンネル内を走行しても、区切り範囲a1,a2,a3内でスカイフック減衰係数Cs n が段階的に大きくなるように設定されることによってパンタグラフ付車両V4,V7と最後尾車両V10におけるスカイフック減衰係数Cs n が大きくなるように設定されることから、パンタグラフ付車両V4,V7と最後尾車両V10およびそれらの近傍における車両V n の車体1の振動が充分に抑制され、編成列車Tの各車両Vnの乗り心地を向上することができるのである。
Thus, by the action of the vehicle V n of the pressure to more pulsating the flow of air between the propagation and the
ここで、トンネル内にあっては、上述したように、進行方向に対し先頭側の車両V n の動揺が後方の車両V n に伝播して振動が大きくなるとともに、車体1とトンネル内壁との間の空気の流れによって車体1に脈動する圧力が作用し車両Vnが振動するので、図5に示すように、特にパンタグラフ付車両V4,V7と最後尾車両V 10 の振動が大きくなるとともにと最後尾側へ行けば行くほど振動が大きくなる傾向となるが、区切られた範囲a1,a2,a3にある各車両V n におけるスカイフック減衰係数Csnが直前車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1以上となるように設定されることに加えて、各区切りの範囲の先頭車両におけるスカイフック減衰係数Cs n を先頭側から最後尾側へ向けて段階的に大きくなるように設定することで、各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnが編成列車Tの各車両Vnにおける振動抑制により一層最適となり、各車両Vnにおける制振効果をさらに高めることができるので、編成列車Tの各車両Vnの乗り心地をより一層向上することができるのである。なお、図5において、n両目の車両Vnに着目すると、該n両目の車両Vnの前側と後側で振動の大きさが異なっており、同一車両V n 内でも前方と後方で乗り心地が異なることが理解できる。 Here, in the tunnel, as described above, the upset of the vehicle V n of the head-side vibration propagates to the rear of the vehicle V n is increased to the traveling direction, the vehicle body 1 and the tunnel inner wall since the vehicle V n acts pressure pulsation in the vehicle body 1 by the flow of air between vibrates, as shown in FIG. 5, in particular vibration of the pantograph with the vehicle V 4, V 7 and end vehicle V 10 increases When the vibration as you go to both the end side has a larger tendency delimited range a1, a2, Sky skyhook damping coefficient Cs n is immediately before the vehicle V n-1 in each vehicle V n in a3 in addition to being set so that the hook damping coefficient Cs n-1 or more, stepwise increases toward the skyhook damping coefficient Cs n in the leading vehicle in the range of the separator from the top side to the end side By setting the so that, even be optimal by the vibration suppression in each vehicle V n of the skyhook damping coefficient Cs n is a train T on each vehicle V n, it is possible to further increase the damping effect in each vehicle V n since, it is possible to further improve the riding comfort of the vehicle V n of the train set T. In FIG. 5, when focusing on the vehicle V n of the n eyes, the size of the vibration at the front and rear sides of the vehicle V n of the n eyes is different, the same vehicle V n in even ride in the front and rear Can be understood to be different.
また、トンネル内で全ての車両Vnのスカイフック減衰係数Csnを一律に大きくするような制御の場合には、各車両Vnに最適となるスカイフック減衰係数Cs n とはならずに、編成列車T中の全ての車両Vnにおける乗り心地を向上することが難しく、各車両Vnの乗り心地にばらつきが生じてしまうが、本発明では、各車両Vn間で乗り心地を均一にすることができるとともに、全ての車両Vnにおける乗り心地を向上することができる。 Further, not in the case of control to increase the skyhook damping coefficient Cs n of all vehicles V n uniformly in the tunnel, the skyhook damping coefficient Cs n to be optimal for each vehicle V n, it is difficult to improve the ride comfort in all vehicles V n in a train T, although variations in ride comfort of each vehicle V n occurs, in the present invention, the ride comfort evenly among the vehicles V n it is possible to, it is possible to improve the ride comfort in all vehicles V n.
なお、上述したところでは、編成列車Tがトンネル内を走行するときについて説明したが、パンタグラフ付車両や最後尾車両の振動が大きくなるような任意の区間(以下、単に「任意区間」という)、たとえば、編成列車Tが反対方向から進行してくる別の編成列車とすれ違う場合や横風の発生が頻繁に起こる区間を走行するとき等には、区切られた範囲にある各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnが直前車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1以上となるように設定されることで、トンネル内走行時と同様に車両Vnの乗り心地を向上することができる。 In the above description, the train train T travels in the tunnel. However, any section (hereinafter simply referred to as “arbitrary section”) in which the vibration of the pantograph-equipped vehicle or the last vehicle increases. For example, when the train T is passing another train traveling in the opposite direction, or when traveling in a section where crosswinds frequently occur, the skyhook in each vehicle V n within the delimited range damping coefficient Cs n that is set to be the skyhook damping coefficient Cs n-1 or more in the immediately preceding vehicle V n-1, it is possible to improve the riding comfort of the vehicle similarly to V n and at tunnel running .
また、この上述の制御、すなわち、区切られた範囲にある各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnを直前車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1以上となるように設定して行う制御は、トンネル区間以外にもすれ違う場合や横風の発生が頻繁する区間を走行する場合のようにパンタグラフ付車両や最後尾車両V N の振動が特に大きくなるような区間、すなわち、任意区間を編成列車Tが走行するときに行うようにしておいてもよい。つまり、編成列車Tが走行する全区間で上記の如く設定されるスカイフック減衰係数Csnを用いてスカイフックセミアクティブ制御を行うのではなく、上記した任意区間のみに上記制御を適用し、他の区間では、たとえば、編成列車T中の全車両V1,V2・・・VNのスカイフック減衰係数Cs n を一律として行う制御とを切換えるようにしてもよい。 Further, the above control, i.e., by setting so that the skyhook damping coefficient Cs n-1 or the skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n in the delimited range just before the vehicle V n-1 the control performed, particularly larger such an interval in the vibration of the pantograph with the vehicle and the end vehicle V N is as in the case of traveling a section occurrence or when crosswind pass each other in addition to the tunnel section is frequently, i.e., any interval It may be performed when the train T travels. That is, a train T is not performed the skyhook semiactive control using the skyhook damping coefficient Cs n is set as described above in all sections running, it applied only to the control arbitrary section described above, other in the interval, for example, it may be switched to the control for skyhook damping coefficient Cs n of all vehicles V 1, V 2 ··· V n in a train T as uniform.
なお、上記したように、任意区間と、他の区間でスカイフック減衰係数Csnを変更して制御を行うような場合であって、編成列車Tの反対方向から進行してくる別の編成列車Tとのすれ違い時に、区切られた範囲にある各車両V n におけるスカイフック減衰係数Csnを上記の如く設定して制御を行う場合には、たとえば、編成列車同士の通信を可能として相手方の位置を把握できるようにしておき、すれ違うタイミングで設定どおりのスカイフック減衰係数Csnに変更するようにすればよい。 Incidentally, as described above, any section and, in the case that the control is performed to change the skyhook damping coefficient Cs n in other sections, another train set traveling from the opposite direction of the train set T when passing the as T, if the skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n in the delimited range performs control by setting as described above, for example, the position of the other party enabling communication train set between the advance to be able to grasp, it is sufficient to change the skyhook damping coefficient Cs n of as configured in pass each other timing.
また、任意区間と、他の区間でスカイフック減衰係数Csnを変更して制御を行うような場合にあっても、その制御には、軌道凹凸不正量のデータや各車両V n の振動データを保有しておく必要が無く、各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnのデータを使用すればよいので、データ量が膨大となって制御が煩雑となることがない。 Also, any section and, even when such the control is performed to change the skyhook damping coefficient Cs n in another section, to its control, track irregularities incorrect amount of data and vibration data of each vehicle V n it is not necessary to possess, it is sufficient to use the data of the skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n, control the amount of data becomes enormous does not become complicated.
さらに、上述した実施の形態では、スカイフック減衰係数Csnは、区切られた範囲内における先頭車両V 1 からその範囲内での最も後方に位置するパンタグラフ付車両あるいは最後尾車両V N まで段階的に大きくなるように設定されており、かつ、各車両Vnで全て異なるように設定されているが、たとえば、図6に示すように、複数両毎にスカイフック減衰係数Csnを段階的に大きくするように設定するようにしてもよい。 Furthermore, in the embodiment described above, the skyhook damping coefficient Cs n, from the beginning vehicles both V 1 in the range delimited to the most pantograph with the vehicle positioned behind or end vehicle V N within its scope is set to be stepwise increased, and have been set to all different on each vehicle V n, for example, as shown in FIG. 6, step a skyhook damping coefficient Cs n for each of a plurality car Alternatively, it may be set to be larger.
また、各車両Vnで、その前後に減衰力可変ダンパ3が設けられているので、1つの車両Vn中の前後の減衰力可変ダンパ3毎にスカイフック減衰係数Cs n を異なるようにしてもよい。そうすることで、同一車両V n 内における前方と後方とで乗り心地を向上でき、また、同一車両V n 内における乗り心地が均一となる。
Further, since the variable damping
以下、任意区間、たとえば、トンネル区間と、他の区間、たとえば、トンネル区間以外の区間とで異なるスカイフック減衰係数Cs n で制御を行う場合における各車両Vnのスカイフック減衰係数Csnの変更処理を図7に示したフローチャートに基づいて説明すると、ステップF1では、制御部4は、自身が搭載された車両Vnが先頭車両V 1 から何両目であるかということとパンタグラフ付車両は何両目であるか、すなわち、順番を認識する。この認識は、編成列車Tが編成されるときに行えばよく、この編成が変更されなければ、都度、この認識を行う必要は無い。また、この認識によって編成車両Tが何両の車両V n で編成されているかについても認識を行う。
Hereinafter, arbitrary section, for example, a tunnel section, other sections, for example, change the skyhook damping coefficient Cs n of each vehicle V n in the case of performing control in different skyhook damping coefficient Cs n in the non-tunnel section section explaining with reference to the flow chart showing the processing in FIG. 7, in step F1, the
そして、ステップF2に移行し、制御部4は、車両モニタ装置11から受信するか走行位置検知器10から直接受信して主記憶装置内に一時格納しておいた任意車両Vxの走行位置情報を読み込む。
Then, the process proceeds to step F2, the
つづいて、ステップF3では、制御部4は、車両V n の走行位置情報を補正するために、予め認識しておいた車両V n の走行位置を検出する任意車両Vxから自車両Vnの走行位置との距離分を車両V n の走行位置から補正して、自車両Vnの正確な走行位置を演算する。
Subsequently, in step F3, the
さらに、ステップF4に移行して、制御部4は、自車両Vnの走行位置情報から上記した車両Vnがトンネル内を走行中であるか否かを判断する。この判断では、予めトンネル区間の始点となる位置と終点となる位置を用意しておき、これら情報と自車両Vnの現時点での走行位置とを比較することで行われる。
Further, the process proceeds to step F4, the
そして、自車両Vnがトンネル内を走行中であると判断する場合、ステップF5に移行して、制御部4は、図4に示すマップを参照し、このマップと自車両Vnが先頭車両からの順番の情報から、自車両Vnで採用すべきスカイフック減衰係数Csnを選択し、これをスカイフックセミアクティブ制御に使用するスカイフック減衰係数Csnとする。
If it is determined that the host vehicle V n is traveling in the tunnel, the process proceeds to step F5, where the
このマップは、あらかじめ、編成列車Tの編成車両数毎であってパンタグラフ付車両の順番毎に用意されており、上記マップの参照にあたり、編成列車Tの編成車両数およびパンタグラフ付車両の順番に合致したものが選択される。なお、編成車両Tの編成車両数およびパンタグラフ付車両の順番が不変である場合には、編成車両数およびパンタグラフ付車両の順番に依存するマップを用意しておく必要はなく、上記ステップF1で行われる編成車両数およびパンタグラフ付車両の順番の認識についても省略してもよい。またさらに、ステップF1における自車両Vnの編成列車T内での順番、パンタグラフ付車両の順番等の認識は、編成列車Tが編成されるときに行えばよいので、編成列車Tが走行中においてはステップF2からステップF6までの処理を繰り返し実行すればよいことになる。 This map is prepared in advance for each train of trains of train train T and for each order of vehicles with pantographs. When referring to the map, this map matches the number of trains of trains of trains T and the order of vehicles with pantographs. Is selected. If the number of organized vehicles T and the order of pantograph-equipped vehicles are unchanged, it is not necessary to prepare a map that depends on the number of organized vehicles and the order of pantograph-equipped vehicles. You may abbreviate | omit also about the recognition of the order of the number of formation vehicles and the vehicle with a pantograph. Furthermore, the order within the train set T of the vehicle V n at step F1, the recognition sequence of the vehicle with pantograph, since it is sufficient when a train T is knitted, a train T is during running Therefore, the processing from step F2 to step F6 may be repeatedly executed.
他方、自車両Vnがトンネル内等を走行中ではないと判断される場合、ステップF6に移行して、制御部4は、他の区間で使用されるマップを参照するなどして、スカイフック減衰係数Csnをその他の区間に最適となるように設定する。
On the other hand, when the vehicle V n is determined not to be traveling on a tunnel like, the process proceeds to step F6, the
次に、スカイフックセミアクティブ制御に移る。このスカイフックセミアクティブ制御は、上記スカイフック減衰係数Csnの変更処理によって決定されるスカイフック減衰係数Csnを利用して、制御部4の演算処理装置によって実行される。このスカイフックセミアクティブ制御の演算処理について、図8に示したフローチャートに基づいて説明すると、ステップF11では、制御部4は、決定されたスカイフック減衰係数Csnを読み込む。
Next , it moves to Skyhook semi-active control. The skyhook semiactive control, using the skyhook damping coefficient Cs n, which is determined by the change processing of the skyhook damping coefficient Cs n, executed by the processing unit of the
つづいて、ステップF12に移行して、制御部4は、(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}を演算し、これが(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}≧0を満たすか否かを判断する。
Subsequently, the process proceeds to step F12, where the
そして、ステップF12の判断で、(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}≧0を満たしている場合は、ステップF13に移行して、制御部4は、上記決定されたスカイフック減衰係数Csを利用して制御力FをF=Csn×(dX/dt)の式にて演算する。他方、(dX/dt)×{d(X−Y)/dt}≧0を満たしていない場合は、ステップF14に移行し、制御部4は、制御力Fを0とする。
If it is determined in step F12 that (dX / dt) × {d (XY) / dt} ≧ 0, the process proceeds to step F13, and the
さらに、ステップF15に移行して、制御部4は、上記ステップF13あるいはステップF14で演算した制御力Fを減衰力可変ダンパ3の制御弁を駆動するドライバ等に制御信号を出力する。
In step F15, the
このようにして制御部4によってスカイフック減衰係数Csnの変更処理およびスカイフックセミアクティブ制御の一連の制御が実施され、減衰力可変ダンパ3に最適な制御力を発生させて車体1の振動を抑制する。
Such a series of control process of changing and skyhook semiactive control skyhook damping coefficient Cs n may be implemented by to the
したがって、この鉄道車両の制振装置によれば、各車両Vnの走行位置に最適となるスカイフック減衰係数Csnに変更することが可能であるので、トンネル内等のような任意の区間を走行している各車両Vnに最適なスカイフック減衰係数Csnでスカイフックセミアクティブ制御を実施でき、車体1の振動を効果的に抑制することができ、これによって、車両V n における乗り心地が飛躍的に向上することになる。
Therefore, this according to the vibration damping device of the railway vehicle, it is possible to change the skyhook damping coefficient Cs n to be optimal for the running position of the vehicle V n, the arbitrary section such as a tunnel in optimal skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n that traveling can be carried skyhook semiactive control, it is possible to effectively suppress the vibration of the
また、上記スカイフック減衰係数Csnの変更に際して、膨大なデータを予め取得しておく必要もなく、制御処理も簡単であり、さらに、アクティブ制御装置に必要となる流体圧源等の搭載の必要がない装置自体が安価で重量も軽量なセミアクティブな制振装置で路線条件によらずに車体1の振動を効果的に抑制することができるので、経済性および実用性が向上する。
Further, when changing the skyhook damping coefficient Cs n, it is not necessary to previously obtain the massive data, control processing is simple, furthermore, the need for installation of a fluid pressure source such as required for the active control unit This is a semi-active damping device that is inexpensive and light in weight, and can effectively suppress the vibration of the
そしてさらに、この鉄道車両の制振装置にあっては、各車両Vnに搭載される制御部4において、任意の車両Vxの走行位置を補正して各車両Vnの走行位置を正確に把握することができるので、たとえば、先頭車両V 1 がトンネル内を走行中であって次車両V2がトンネル内にまだ侵入していない状況となっている場合には、車両V 1 のみの制御部4においてトンネル内走行に最適となるスカイフック減衰係数Cs1に変更され、車両V2以降の車両Vnの各制御部4におけるスカイフック減衰係数Csnは、トンネル区間直前の路線条件に最適となるスカイフック減衰係数Cs n に維持されたままであり、このような場合に、車両V2以降の車両Vnでのスカイフック減衰係数Cs n が路線条件にマッチしなくなってしまう事態が防止され、車両V2以降の車両Vnにおける乗り心地が悪化してしまうことがない。
And further, in the vibration damping device of the railway vehicle, the
すなわち、このように制御することによって、各制御部4におけるスカイフック減衰係数Csは、先頭車両V1における先頭車両V1のトンネル等のような任意区間への突入から最後尾車両VNの該任意区間へ突入するまで、先頭車両V1から経時的に順に徐々にスカイフック減衰係数Csnが変更されていくことになる。したがって、上記任意区間と他の区間との境を進行方向に長尺となる編成列車Tが走行中に先頭側と最後尾側で路線条件が異なってしまう状況下にあっても、各車両Vnが走行中である路線条件に最適なスカイフック減衰係数Csnで制御することができ、異なる路線条件の境を編成列車Tが走行中であっても各車両Vnにおける乗り心地を向上することが可能である。
In other words, by controlling in this way, the skyhook attenuation coefficient Cs in each
また、上記したステップF4で行う自車両Vnが任意区間内を走行中であるか否かの判断において、予め用意される任意区間の始点の位置を実際の位置より少し手前にずらして設定しておくようにする、たとえば、該区間が実路線において始点が10kmであるときに用意される区間の始点を9.99kmに設定するようにしておく。 Further, the vehicle V n performed in step F4 described above is in the determination whether the vehicle is traveling within any interval set by shifting slightly in front of the actual position of the position of the start point of any interval that is prepared in advance For example, the start point of the section prepared when the section is 10 km on the actual route is set to 9.99 km.
すると、車両Vnが上記区間に突入する直前に、先頭側から最後尾側に向けて大きくなるように設定されるスカイフック減衰係数Csnへ変更することが可能となり、これによって減衰力可変ダンパ3等の制御応答遅れによる上記区間突入時の振動抑制が不十分となる事態が回避され、車両V n における乗り心地をより一層向上させることができる。 Then, immediately before the vehicle V n enters the section, it is possible to change to the skyhook damping coefficient Cs n which is set so as to increase from the head side toward the tail side. situation in which the third control response delay due to vibration suppression during the interval rush such becomes insufficient can be avoided, it is possible to further improve the riding quality in the vehicle V n.
なお、予め用意される任意区間の始点が実際の路線における始点より手前にずらすようにする代わりに、車両V n の速度を制御部4に入力してその速度に基づいて減衰力可変ダンパ3等の制御応答遅れを加味した制御を行うようにしてもよいが、上記したように始点を手前にずらしておくことで制御を簡易とすることができ、また、制御部4の演算処理装置の負担を軽減することができる。また、予め用意される任意区間の始点を実際の路線の位置より手前にずらす距離については、実際に車両V n が走行する速度によって任意に設定すればよい。
Incidentally, in advance instead of to shift in front of the start point in an arbitrary interval starting the actual routes to be prepared, the damping force
つづいて、一実施の形態における鉄道車両の制御装置の一変形例について説明する。この一変形例における制御装置におけるハードウェアは、上述の一実施の形態における鉄道車両の制御装置と同様であり、異なるのは、区切られた範囲内のスカイフック減衰係数Csnの設定である。 Next, a description will be given of a modification of the railway vehicle control device according to the embodiment. Hardware in the control unit in this modified example is similar to the control device for railway vehicle in the embodiment described above, different from a skyhook damping coefficient Cs n settings in delimited range.
この一変形例における制御装置の場合にあっても、編成列車Tがトンネル区間等といった先頭側車両より最後尾側車両における振動の方が大きくなる任意区間を走行する時の各車両Vnの制御部4のスカイフック減衰係数Cs n の変更処理は、各制御部4の演算処理装置が上述の副記憶装置に格納されている変更処置プログラムを実行することで行われ、図9に示す別途副記憶装置に格納されている車両Vnの編成列車T中の先頭車両V 1 からの順番に予め関連付けられるスカイフック減衰係数マップを参照することによって行われる。
Even in the case of the control device according to this modified example, the control of each vehicle V n when the train set T travels in an arbitrary section where the vibration in the rearmost vehicle is larger than the leading vehicle such as a tunnel section. changing process of skyhook damping coefficient Cs n parts 4 is carried out by the processing unit of the
すなわち、各車両Vnの制御部4は、編成列車Tがトンネル区間内を走行する時には、パンタグラフ付車両を境にして区切られた各範囲a1,a2,a3内にある各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnが直前車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1以上となるように設定されるとともに、編成列車Tの先頭車両V 1 から最後尾車両V N へ向かうほどスカイフック減衰係数Csnが徐々に大きくなるように設定されている。
That is, the
つまり、この変形例の場合、先頭から4番目および7番目の車両V 4 ,V 7 がパンタグラフ付車両である10両編成の編成列車Tを例にとって説明すると、編成列車T中の先頭車両V1から最後尾車両V10まで段階的にスカイフック減衰係数Csnが大きくなるように設定されるので、最後尾側へ行けば行くほど車体1の振動に対して減衰力可変ダンパ3が出力する制御力Fが大きくなることになる。
In other words, in the case of this modified example, a description will be given by taking as an example a 10-car train train T in which the 4th and 7th vehicles V 4 and V 7 from the top are vehicles with pantographs, and the top vehicle V 1 in the train T Finally since the tail vehicle V 10 stages skyhook damping coefficient Cs n until is set to be larger, the control output by the damping force
したがって、この編成列車Tが先頭側から最後尾側への動揺の伝播および車体1とトンネル内壁との間の空気の流れにより脈動する圧力の車両Vnへの作用によって、鉄道車両の最後尾側における該振動が顕著となるトンネル内を走行しても、各車両Vnにおける振動抑制に最適となるように先頭側より最後尾側へ段階的にスカイフック減衰係数Csnを大きくして各車両Vnにおける制振効果を高めることができるので、編成列車Tの各車両Vnの乗り心地を向上することができるのである。
Thus, by the action of the vehicle V n of the pressure to more pulsating the flow of air between the propagation and the
また、トンネル内で全ての車両Vnのスカイフック減衰係数Csnを一律に大きくするような制御の場合には、各車両Vnに最適となるスカイフック減衰係数Cs n とはならずに、編成列車T中の全ての車両Vnにおける乗り心地を向上することが難しく、各車両Vnの乗り心地にばらつきが生じてしまうが、この変形例の制御装置では、各車両Vn間で乗り心地を均一にすることができるとともに、全ての車両Vnにおける乗り心地を向上することができる。 Further, not in the case of control to increase the skyhook damping coefficient Cs n of all vehicles V n uniformly in the tunnel, the skyhook damping coefficient Cs n to be optimal for each vehicle V n, a train it is difficult to improve the ride comfort in all vehicles V n in T, although variations in ride comfort of each vehicle V n occurs, the control apparatus of this modification, ride between the vehicles V n it is possible to equalize the comfort can be improved ride comfort in all vehicles V n.
なお、上述したところでは、編成列車Tがトンネル内を走行するときについて説明したが、先頭側車両より最後尾側車両の方が振動が大きくなるような任意の区間、たとえば、編成列車Tが反対方向から進行してくる別の編成列車とすれ違う場合や、軌道狂い区間を走行するようなときには、先頭側車両から最後尾側車両に動揺が伝播することから、このような場合に、各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnを先頭側から最後尾側に向けて段階的に大きくするようにしておけば、同様に車両Vnの乗り心地を向上することができる。 In the above description, the case where the train set T travels in the tunnel has been described. However, any section in which the rear side vehicle has greater vibration than the head side vehicle, for example, the train set T is opposite. When passing by another train train traveling from the direction, or when traveling in a track misaligned section, the shaking propagates from the leading vehicle to the trailing vehicle. Once you have the skyhook damping coefficient Cs n from the top side to increase stepwise toward the end side of the n, it is possible to similarly improve the riding comfort of the vehicle V n.
また、この上述の制御、すなわち、先頭側から最後尾側に向けて段階的に大きくなるようなスカイフック減衰係数Csnを用いて行う制御は、トンネル区間以外にもすれ違う場合や、軌道狂い区間等のような先頭側車両よりも最後尾側車両の方が振動が大きくなるような任意の区間を編成列車Tが走行するときに行うようにしておいてもよい。つまり、一実施の形態と同様に、編成列車Tが走行する全区間で先頭側から最後尾側に向けて段階的に大きくなるようなスカイフック減衰係数Csnを用いてスカイフックセミアクティブ制御を行うのではなく、上記した任意の区間のみに上記制御を適用し、他の区間では、たとえば、編成列車T中の全車両V1,V2・・・VNのスカイフック減衰係数Cs n を一律として行う制御とを切換えるようにしてもよい。 Further, the above control, i.e., control performed from the head side with a tail such that stepwise increased toward the side skyhook damping coefficient Cs n may or if pass each other in addition to the tunnel section, track deviation interval For example, it may be performed when the train T travels in an arbitrary section in which vibration is greater in the rearmost vehicle than in the first vehicle. In other words, as with the embodiment, the skyhook semiactive control using the skyhook damping coefficient Cs n such that stepwise increased toward the end side from the head side in all sections a train T travels instead of performing, by applying the above control only the arbitrary section described above, in the other sections, for example, the skyhook damping coefficient Cs n of all vehicles V 1, V 2 ··· V n in a train T You may make it switch the control performed uniformly.
なお、上記したように、任意区間と、他の区間でスカイフック減衰係数Cs n を変更して制御を行うような場合であって、編成列車Tの反対方向から進行してくる別の編成列車とのすれ違い時に、各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnを先頭側から最後尾側に向けて段階的に大きくなるように設定して制御を行う場合には、上述した一実施の形態と同様に、編成列車同士の通信を可能として相手方の位置を把握できるようにしておき、すれ違うタイミングで設定どおりのスカイフック減衰係数Csnに変更するようにすればよい。また、この変形例の制御装置にあっても、軌道凹凸不正量のデータや各車両V n の振動データを保有しておく必要が無く、各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnのデータを使用すればよいので、データ量が膨大となって制御が煩雑となることがない。 Incidentally, as described above, any section and, in the case that the control is performed to change the skyhook damping coefficient Cs n in other sections, another train set traveling from the opposite direction of the train set T when passing between the case of performing the control by setting the skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n such that stepwise increase from the top side to the end side, the embodiment described above Similarly, it leaves to grasp the position of the other party enabling communication train set each other may be to change the skyhook damping coefficient Cs n of as configured in pass each other timing. Further, even in the control system of this modification, there is no need to hold the vibration data of the data and each vehicle V n of the track irregularities incorrect amount, the data of the skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n Since it only has to be used, the amount of data does not become enormous and the control is not complicated.
さらに、上述したところでは、先頭車両V1から最後尾車両V10まで段階的に大きくなるように設定されるスカイフック減衰係数Csnは、各車両Vnで全て異なるようにしてあるが、区切られた各範囲a1,a2,a3内にある各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnが直前車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1以上となるように設定されればよいので、たとえば、図10に示すように、10両編成の編成列車Tを中間点(5両目と6両目との間)を境にして先頭側の各車両Vnのスカイフック減衰係数Csnを一定とし、最後尾側の各車両Vnのスカイフック減衰係数Csnを一定とし、先頭側のスカイフック減衰係数Csnより最後尾側のスカイフック減衰係数Csnを大きくするように設定する、すなわち、編成列車Tの前後で2段階となるように設定するようにしてもよく、このように設定しても、編成列車Tが最後尾側における該振動が顕著となるトンネル内等を走行しても、編成列車Tの後方側の各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnが大きくなっているため、各車両Vnにおける制振効果を高めることができるので、編成列車Tの各車両Vnの乗り心地を向上することができるのである。 Furthermore, in the place described above, the lead vehicle skyhook damping coefficient are set such from V 1 becomes gradually larger to the last vehicle V 10 Cs n is are to all different on each vehicle V n, separated each range is a1, a2, since skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n within a3 may be set such that the skyhook damping coefficient Cs n-1 or more in the immediately preceding vehicle V n-1 , for example, as shown in FIG. 10, the leading side and the train set T of 10-car train intermediate point (between 5 eyes and 6 eyes) bordering the skyhook damping coefficient Cs n of each vehicle V n constant and then, the skyhook damping coefficient Cs n of each vehicle V n of the rearmost side is constant, set from the skyhook damping coefficient of the top side Cs n so as to increase the skyhook damping coefficient Cs n of the last side to That is, it may be set so that there are two stages before and after the train set T. Even if this setting is made, the train set T travels in a tunnel or the like where the vibration is remarkable on the rearmost side. also, because the skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n of the rear side of a train T is large, it is possible to enhance the damping effect in each vehicle V n, each vehicle train set T it is possible to improve the ride comfort of the V n.
したがって、区切られた各範囲a1,a2,a3内にある各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnが直前車両Vn−1におけるスカイフック減衰係数Csn−1以上となるように設定されることには、区切られた各範囲内の車両V n を先頭車両側から適当な車両数でさらに区切って小区分として、小区分内に配置される車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnを一定としつつ、小区分毎にスカイフック減衰係数Csnが先頭側から最後尾側へ向かうほど大きくなるように設定することが含まれる。 Therefore, is set as the skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n in the delimited each range a1, a2, the a3 is skyhook damping coefficient Cs n-1 or more in the immediately preceding vehicle V n-1 In other words, the vehicle V n in each divided range is further divided from the leading vehicle side by an appropriate number of vehicles into small sections, and the skyhook attenuation coefficient Cs n in the vehicle V n arranged in the small section is constant. while a includes setting as skyhook damping coefficient Cs n for each subsection increases as going from the top side to the end side.
そして、図10に示した各車両Vnにおけるスカイフック減衰係数Csnを実現する変更処理は、図7に示した一実施の形態における変更処理と同様のフローチャートに基づいて行うことができる。 The changing process that realizes the skyhook damping coefficient Cs n in each vehicle V n of FIG. 10 may be performed based on the same flowchart as changing process in the embodiment shown in FIG.
また、スカイフックセミアクティブ制御についても、一実施の形態と同様に、上記スカイフック減衰係数Cs n の変更処理によって決定されるスカイフック減衰係数Cs n を利用して、制御部4の演算処理装置によって実行される。このスカイフックセミアクティブ制御の演算処理は、上述した一実施の形態と同様の図8に示したフローチャートに従って実行されることになる。
As for the skyhook semiactive control, as with the embodiment, by using the skyhook damping coefficient Cs n, which is determined by the change processing of the skyhook damping coefficient Cs n, the arithmetic processing unit of the
したがって、この一実施の形態の一変形例における鉄道車両の制振装置によっても、一実施の形態と同様に、各車両Vnの走行位置に最適となるスカイフック減衰係数Csnに変更することが可能であるので、トンネル内などの編成列車Tにおいて先頭側車両より最後尾側車両の方が振動が大きくなるような区間を走行している各車両Vnに最適なスカイフック減衰係数Csnでスカイフックセミアクティブ制御を実施でき、車体1の振動を効果的に抑制することができ、これによって、車両V n における乗り心地が飛躍的に向上することになる。
Accordingly, by the vibration damping device of the rail vehicle in one modified example of the one embodiment, as with the embodiment, to change the skyhook damping coefficient Cs n to be optimal for the running position of the vehicle V n Therefore, in the train set T such as in a tunnel, the skyhook damping coefficient Cs n that is optimal for each vehicle V n traveling in a section where the rear side vehicle is more vibrated than the first side vehicle. in can enforce skyhook semiactive control, it is possible to effectively suppress the vibration of the
また、上記スカイフック減衰係数Csnの変更に際して、膨大なデータを予め取得しておく必要もなく、制御処理も簡単であり、さらに、アクティブ制御装置に必要となる流体圧源等の搭載の必要がない装置自体が安価で重量も軽量なセミアクティブな制振装置で路線条件によらずに車体1の振動を効果的に抑制することができるので、経済性および実用性が向上する。
Further, when changing the skyhook damping coefficient Cs n, it is not necessary to previously obtain the massive data, control processing is simple, furthermore, the need for installation of a fluid pressure source such as required for the active control unit This is a semi-active damping device that is inexpensive and light in weight, and can effectively suppress the vibration of the
そしてさらに、この鉄道車両の制振装置にあっては、各車両Vnに搭載される制御部4において、任意の車両Vxの走行位置を補正して各車両Vnの走行位置を正確に把握することができるので、この変形例にあっても、各車両Vnが実際に走行している路線条件に適したスカイフック減衰係数Csn を選択して制御することができ、各車両Vnにおける乗り心地が悪化してしまうことがない。
And further, in the vibration damping device of the railway vehicle, the
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
1 車体
2 台車
3 減衰力可変ダンパ
4 制御部
5 検知手段
10 走行位置検知器
11 車両モニタ装置
A エアバネ
a1,a2,a3 区切られた範囲
V,Vn,Vx 車両
V4,V7 パンタグラフ付車両
V10 最後尾車両
T 編成列車
1
5 detecting
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