JP2000280901A - 車両用減衰特性可変式ダンパーの制御装置 - Google Patents
車両用減衰特性可変式ダンパーの制御装置Info
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- JP2000280901A JP2000280901A JP11093028A JP9302899A JP2000280901A JP 2000280901 A JP2000280901 A JP 2000280901A JP 11093028 A JP11093028 A JP 11093028A JP 9302899 A JP9302899 A JP 9302899A JP 2000280901 A JP2000280901 A JP 2000280901A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 同一軌道を走行する車両において、走行性能
と乗心地を両立させる減衰特性可変式ダンパーの制御装
置を提供する。 【解決手段】 減衰特性可変式ダンパーが具備される同
一軌道を走行する車両において、車両走行時の車両位置
を検出する車両位置検出手段２１と、車両走行時の車体
の振動加速度を検出する加速度検出手段２４と、前記車
両位置に基づいて減衰特性の基準値を演算する減衰特性
演算手段２２と、前記基準値に基づいてダンパーの減衰
特性を制御する減衰特性制御手段２３と、前記検出した
加速度に基づいて減衰特性を算出し、この算出値と基準
値を比較し、比較結果に基づき算出した減衰特性を新た
な基準値として更新する減衰特性学習手段２５とを備え
た。
と乗心地を両立させる減衰特性可変式ダンパーの制御装
置を提供する。 【解決手段】 減衰特性可変式ダンパーが具備される同
一軌道を走行する車両において、車両走行時の車両位置
を検出する車両位置検出手段２１と、車両走行時の車体
の振動加速度を検出する加速度検出手段２４と、前記車
両位置に基づいて減衰特性の基準値を演算する減衰特性
演算手段２２と、前記基準値に基づいてダンパーの減衰
特性を制御する減衰特性制御手段２３と、前記検出した
加速度に基づいて減衰特性を算出し、この算出値と基準
値を比較し、比較結果に基づき算出した減衰特性を新た
な基準値として更新する減衰特性学習手段２５とを備え
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用減衰特性可
変式ダンパーの制御装置に関するものである。
変式ダンパーの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、鉄道車両等の同一軌道
を走行する車両の懸架装置に用いられるダンパーは、所
定条件下で乗員の乗心地と車両の走行安定性を最大限に
両立する減衰特性を有するダンパーが用いられるのが通
常である。
を走行する車両の懸架装置に用いられるダンパーは、所
定条件下で乗員の乗心地と車両の走行安定性を最大限に
両立する減衰特性を有するダンパーが用いられるのが通
常である。
【０００３】つまりダンパーの内部に組み込まれた減衰
特性を決定するオリフィスは上記所定条件下での乗心地
と走行安定性の両立を考慮した最大公約数的な特性を有
する、一種類のオリフィスですべての走行条件に対応す
ることになる。
特性を決定するオリフィスは上記所定条件下での乗心地
と走行安定性の両立を考慮した最大公約数的な特性を有
する、一種類のオリフィスですべての走行条件に対応す
ることになる。
【０００４】したがって、走行位置、走行条件（例え
ば、直線かコーナーか）あるいは走行時の走行速度によ
って要求減衰特性は変えることが望ましいにもかかわら
ず、減衰特性が一種類に固定されるために、乗心地や走
行安定性は必ずしも最善ではないという問題が考えられ
る。
ば、直線かコーナーか）あるいは走行時の走行速度によ
って要求減衰特性は変えることが望ましいにもかかわら
ず、減衰特性が一種類に固定されるために、乗心地や走
行安定性は必ずしも最善ではないという問題が考えられ
る。
【０００５】本発明は、これらの問題を解決する車両用
減衰特性可変式ダンパーの制御装置を提供することを目
的とする。
減衰特性可変式ダンパーの制御装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、減衰特性
可変式ダンパーが具備される同一軌道を走行する車両に
おいて、車両走行時の車両位置を検出する車両位置検出
手段と、車両走行時の車体の振動加速度を検出する加速
度検出手段と、前記車両位置に基づいて減衰特性の基準
値を演算する減衰特性演算手段と、前記基準値に基づい
てダンパーの減衰特性を制御する減衰特性制御手段と、
前記検出した加速度に基づいて減衰特性を算出し、この
算出値と基準値を比較し、比較結果に基づき算出した減
衰特性を新たな基準値として更新する減衰特性学習手段
とを備えた。
可変式ダンパーが具備される同一軌道を走行する車両に
おいて、車両走行時の車両位置を検出する車両位置検出
手段と、車両走行時の車体の振動加速度を検出する加速
度検出手段と、前記車両位置に基づいて減衰特性の基準
値を演算する減衰特性演算手段と、前記基準値に基づい
てダンパーの減衰特性を制御する減衰特性制御手段と、
前記検出した加速度に基づいて減衰特性を算出し、この
算出値と基準値を比較し、比較結果に基づき算出した減
衰特性を新たな基準値として更新する減衰特性学習手段
とを備えた。
【０００７】第２の発明は、第１の発明において、前記
車両位置検出手段は、出発地点からの距離から求めるこ
ととした。
車両位置検出手段は、出発地点からの距離から求めるこ
ととした。
【０００８】第３の発明は、第１の発明において、前記
車両位置検出手段は、車両位置をＧＰＳ（グローバルポ
ジショニングシステム）から求めることとした。
車両位置検出手段は、車両位置をＧＰＳ（グローバルポ
ジショニングシステム）から求めることとした。
【０００９】第４の発明は、第１から３のいずれか一つ
に記載の発明において、前記減衰特性演算手段は、前記
車両位置と基準減衰特性と車両速度との関係に基づいて
減衰特性を演算することとした。
に記載の発明において、前記減衰特性演算手段は、前記
車両位置と基準減衰特性と車両速度との関係に基づいて
減衰特性を演算することとした。
【００１０】第５の発明は、第１から４のいずれか一つ
に記載の発明において、前記減衰特性演算手段は、前記
車両位置と基準減衰特性と車両重量との関係に基づいて
減衰特性を演算することとした。
に記載の発明において、前記減衰特性演算手段は、前記
車両位置と基準減衰特性と車両重量との関係に基づいて
減衰特性を演算することとした。
【００１１】
【発明の作用および効果】第１から３の発明では、車両
位置検出手段によって車両の走行位置を検出し、その走
行位置での基準減衰特性と車両速度を読込み、減衰特性
を演算する。減衰特性は車両が曲線軌道走行時と直線軌
道走行時とでは要求減衰特性は異なり、一般に曲線軌道
走行時の方が要求減衰特性は高くする必要がある。
位置検出手段によって車両の走行位置を検出し、その走
行位置での基準減衰特性と車両速度を読込み、減衰特性
を演算する。減衰特性は車両が曲線軌道走行時と直線軌
道走行時とでは要求減衰特性は異なり、一般に曲線軌道
走行時の方が要求減衰特性は高くする必要がある。
【００１２】鉄道車両では、走行位置が分かればカー
ブ、直線路走行などの判別ができ、したがって車両の走
行位置に対応して要求される減衰特性を演算して、減衰
特性可変式ダンパーにフィードバックすることにより、
走行条件に適した減衰特性によって車両が走行すること
ができ、走行安定性と乗心地を高次元で両立することが
できる。
ブ、直線路走行などの判別ができ、したがって車両の走
行位置に対応して要求される減衰特性を演算して、減衰
特性可変式ダンパーにフィードバックすることにより、
走行条件に適した減衰特性によって車両が走行すること
ができ、走行安定性と乗心地を高次元で両立することが
できる。
【００１３】また本発明では、車両走行時の加速度を検
出し、そのときの減衰特性と基準減衰特性を比較し、そ
の比較結果に基づき演算した減衰特性を基準減衰特性と
して更新する学習機能を備えている。このため演算した
減衰特性は実際に要求される減衰特性に近づき、より一
層性能を向上することが可能となる。
出し、そのときの減衰特性と基準減衰特性を比較し、そ
の比較結果に基づき演算した減衰特性を基準減衰特性と
して更新する学習機能を備えている。このため演算した
減衰特性は実際に要求される減衰特性に近づき、より一
層性能を向上することが可能となる。
【００１４】第４と５の発明では、車両走行時の走行速
度と車両重量で減衰特性を補正するすることとしたの
で、車速や車重に応じてより一層精度よく減衰特性を制
御できる。
度と車両重量で減衰特性を補正するすることとしたの
で、車速や車重に応じてより一層精度よく減衰特性を制
御できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１６】図１には本発明の構成を示している。これ
について説明すると、車両は乗員が乗車する車体１と、
レール上を回転移動する車輪２と路面等からの振動、衝
撃を吸収する懸架装置３から構成される台車４と、車体
１と台車４との間に配置される空気ばね５とから構成さ
れる。
について説明すると、車両は乗員が乗車する車体１と、
レール上を回転移動する車輪２と路面等からの振動、衝
撃を吸収する懸架装置３から構成される台車４と、車体
１と台車４との間に配置される空気ばね５とから構成さ
れる。
【００１７】懸架装置３は、各車輪２毎に、減衰特性可
変式ダンパー６とばね７が並列に設けられ、４つの懸架
装置と４つの車輪２を１組として台車４が構成される。
変式ダンパー６とばね７が並列に設けられ、４つの懸架
装置と４つの車輪２を１組として台車４が構成される。
【００１８】前記ダンパー６は制御信号に応じて発生減
衰特性を任意に調整できる構成を有している。
衰特性を任意に調整できる構成を有している。
【００１９】車体１の中央部には加速度センサ１２が配
置され車両の上下加速度（振動加速度）を検出し、コン
トローラー２０に出力する。
置され車両の上下加速度（振動加速度）を検出し、コン
トローラー２０に出力する。
【００２０】また車体１内には、車両の走行速度を検出
する速度センサ１３、車両が出発してからの走行距離を
検出する走行距離検出装置１４、車両の進行方向が上り
方向か下り方向かを検出する進行方向判断手段１５が設
けられており、これらもコントローラー２０に接続され
ており、これらの検出値を用いて車両の走行位置を判断
する。
する速度センサ１３、車両が出発してからの走行距離を
検出する走行距離検出装置１４、車両の進行方向が上り
方向か下り方向かを検出する進行方向判断手段１５が設
けられており、これらもコントローラー２０に接続され
ており、これらの検出値を用いて車両の走行位置を判断
する。
【００２１】なお車両の走行位置を検出するにあたって
は、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）から
車両の位置情報を得ることで、より精度よく車両の走行
位置を検出することも可能である。
は、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）から
車両の位置情報を得ることで、より精度よく車両の走行
位置を検出することも可能である。
【００２２】鉄道車両は目的地まで同一軌道を通り、そ
の走行位置により途中のカーブか直線路走行かなどの走
行条件が分かり、さらに走行位置が分かればそのときの
車速等も予め設定されているので把握できる。要求され
る減衰特性はカーブ走行や直線路走行などで変化し、し
たがって予め走行位置からこれらの判別を行い、減衰特
性を変化させることで、最適な減衰特性に設定できる。
の走行位置により途中のカーブか直線路走行かなどの走
行条件が分かり、さらに走行位置が分かればそのときの
車速等も予め設定されているので把握できる。要求され
る減衰特性はカーブ走行や直線路走行などで変化し、し
たがって予め走行位置からこれらの判別を行い、減衰特
性を変化させることで、最適な減衰特性に設定できる。
【００２３】コントローラ２０は走行位置に応じて基準
の減衰特性を記憶しており、車両の位置が変化するのに
応じて、この記憶した基準減衰特性と一致するように減
衰特性を設定する。ただし、同一のカーブ走行時でもそ
のときの車速によって要求特性は異なり、カーブ走行時
に車速が高ければ減衰特性も高い特性が必要となり、し
たがって、演算された減衰特性は車速によって補正され
る。
の減衰特性を記憶しており、車両の位置が変化するのに
応じて、この記憶した基準減衰特性と一致するように減
衰特性を設定する。ただし、同一のカーブ走行時でもそ
のときの車速によって要求特性は異なり、カーブ走行時
に車速が高ければ減衰特性も高い特性が必要となり、し
たがって、演算された減衰特性は車速によって補正され
る。
【００２４】一方、実際の車両の減衰特性は要求減衰特
性とは一致せず、個々にバラツキがある。そこでコント
ローラー２０は車体振動の基準加速度とそれに対応する
基準減衰特性を記憶しており、これら基準値と走行位置
に基づき、車両の加速度が所定の加速度範囲内になるよ
うに減衰特性を演算する。その結果は、減衰特性を決定
するオリフィスの形状を指示するオリフィス信号として
ダンパー６に出力され、オリフィス信号を入力したダン
パー６はオリフィスを切換え、減衰特性を変更する。
性とは一致せず、個々にバラツキがある。そこでコント
ローラー２０は車体振動の基準加速度とそれに対応する
基準減衰特性を記憶しており、これら基準値と走行位置
に基づき、車両の加速度が所定の加速度範囲内になるよ
うに減衰特性を演算する。その結果は、減衰特性を決定
するオリフィスの形状を指示するオリフィス信号として
ダンパー６に出力され、オリフィス信号を入力したダン
パー６はオリフィスを切換え、減衰特性を変更する。
【００２５】コントローラー２０は減衰特性変更後の減
衰特性を学習し、記憶する。
衰特性を学習し、記憶する。
【００２６】以上のような構成で次に減衰特性の制御内
容について図２の制御構成図および図３のフローチャー
トを用いて説明する。
容について図２の制御構成図および図３のフローチャー
トを用いて説明する。
【００２７】図２はコントローラー２０で行われる制御
内容についての構成図である。
内容についての構成図である。
【００２８】２１は車両に備えられた各検出装置１３〜
１５より出力された検出値に基づき車両の位置を判断す
る車両位置検出手段２１でこれによって演算された車両
位置が減衰特性演算手段２２に出力される。
１５より出力された検出値に基づき車両の位置を判断す
る車両位置検出手段２１でこれによって演算された車両
位置が減衰特性演算手段２２に出力される。
【００２９】減衰特性演算手段２２は走行位置とそのと
きの車速に応じて設定した基準減衰特性に基づき、検出
した振動加速度が基準加速度になるように減衰特性を演
算する。
きの車速に応じて設定した基準減衰特性に基づき、検出
した振動加速度が基準加速度になるように減衰特性を演
算する。
【００３０】この減衰特性に基づき、減衰特性制御手段
２３がダンパ−６の減衰特性を所定値に変更する。
２３がダンパ−６の減衰特性を所定値に変更する。
【００３１】次に減衰特性演算手段２２により算出され
た減衰特性での車両加速度を加速度検出手段２４により
検出する。
た減衰特性での車両加速度を加速度検出手段２４により
検出する。
【００３２】減衰特性学習手段２５が検出された車両加
速度と基準加速度を比較して、その結果に基づいて減衰
特性を修正し、これを更新する。
速度と基準加速度を比較して、その結果に基づいて減衰
特性を修正し、これを更新する。
【００３３】次に図３のフローチャートを用いて詳細を
説明する。
説明する。
【００３４】まずステップＳ１では車体１に取付けられ
た速度センサ１３、走行距離検出装置１４、進行方向判
断手段１５から出力された信号に基づいてコントローラ
ー２０が車両の走行位置を演算する。
た速度センサ１３、走行距離検出装置１４、進行方向判
断手段１５から出力された信号に基づいてコントローラ
ー２０が車両の走行位置を演算する。
【００３５】ステップＳ２ではステップＳ１で算出され
た車両の走行位置にしたがって、基準減衰特性を読込
み、これをそのときの車速に基づいて補正し、この補正
減衰特性に基づき、コントローラー２０によって減衰特
性を演算する。
た車両の走行位置にしたがって、基準減衰特性を読込
み、これをそのときの車速に基づいて補正し、この補正
減衰特性に基づき、コントローラー２０によって減衰特
性を演算する。
【００３６】ステップＳ３では算出された減衰特性に対
応するオリフィス形状を指示するオリフィス信号がコン
トローラー２０より可変式ダンパー６に出力され、ダン
パー６はオリフィス特性を変更し、減衰特性が変更され
る。
応するオリフィス形状を指示するオリフィス信号がコン
トローラー２０より可変式ダンパー６に出力され、ダン
パー６はオリフィス特性を変更し、減衰特性が変更され
る。
【００３７】ステップＳ４に進み、減衰特性変更後の可
変式ダンパー６を備えた車両の振動加速度を加速度セン
サ１３により検出する。
変式ダンパー６を備えた車両の振動加速度を加速度セン
サ１３により検出する。
【００３８】ステップＳ５ではステップＳ４で検出され
た減衰特性変更後の車体加速度検出値とコントローラー
２０に記憶された基準値との比較を行い、走行性能と乗
心地の両立の観点からより所定値に近い振動加速度を判
定する。
た減衰特性変更後の車体加速度検出値とコントローラー
２０に記憶された基準値との比較を行い、走行性能と乗
心地の両立の観点からより所定値に近い振動加速度を判
定する。
【００３９】このようにすることによって、次回走行時
に基準となる加速度はより所定値に近い加速度となり、
次回走行時の減衰特性はより加速度が所定値に近い特性
となることが可能となる。
に基準となる加速度はより所定値に近い加速度となり、
次回走行時の減衰特性はより加速度が所定値に近い特性
となることが可能となる。
【００４０】ステップＳ５での判定の結果、今回の加速
度が基準値に対し所定範囲内にない場合には、ステップ
Ｓ６に進み、範囲内の場合には、ステップＳ７に進む。
度が基準値に対し所定範囲内にない場合には、ステップ
Ｓ６に進み、範囲内の場合には、ステップＳ７に進む。
【００４１】ステップＳ６で、今回の加速度とその減衰
特性を新たな基準値としてコントローラー２０に読込ま
せる。
特性を新たな基準値としてコントローラー２０に読込ま
せる。
【００４２】今回の加速度が所定値内の場合にはステッ
プＳ７でコントローラー２０が今回の加速度と減衰特性
を削除し、基準値の変更を行わない。
プＳ７でコントローラー２０が今回の加速度と減衰特性
を削除し、基準値の変更を行わない。
【００４３】以上のような制御内容とすることで、車両
の走行位置によって可変式ダンパー６の減衰特性を変更
することが可能となり、走行性能と乗心地の両立が困難
であるという課題を解決することができる。
の走行位置によって可変式ダンパー６の減衰特性を変更
することが可能となり、走行性能と乗心地の両立が困難
であるという課題を解決することができる。
【００４４】また走行時の振動加速度を検出し、より加
速度が所定加速度に近い減衰特性を学習し、学習した減
衰特性に基づいて次回の走行時に減衰特性を演算するこ
とにより、さらに性能を向上することができる。
速度が所定加速度に近い減衰特性を学習し、学習した減
衰特性に基づいて次回の走行時に減衰特性を演算するこ
とにより、さらに性能を向上することができる。
【００４５】なお車両走行条件のバラツキを考えると、
減衰特性演算時に車両の重量（すなわち乗員数）の差異
を考慮の上、減衰特性を演算すればより一層車両の加速
度を低減することが可能である。
減衰特性演算時に車両の重量（すなわち乗員数）の差異
を考慮の上、減衰特性を演算すればより一層車両の加速
度を低減することが可能である。
【００４６】上記実施形態では加速度センサを車体１に
設けたが、このほか台車４あるいは懸架装置３に直接設
けるとより精度の高い減衰特性の制御が行える。
設けたが、このほか台車４あるいは懸架装置３に直接設
けるとより精度の高い減衰特性の制御が行える。
【図１】本発明の実施形態の構成を示す正面図。
【図２】同じく制御内容構成図。
【図３】同じく制御内容を示すフローチャート。
１ 車体 ３ 懸架装置 ４ 台車 ５ 空気ばね ６ 減衰特性可変式ダンパー ７ ばね １２ 加速度センサ １３ 速度センサ １４ 走行距離検出装置 １５ 進行方向検出装置 ２０ コントローラー
Claims (5)
- 【請求項１】 減衰特性可変式ダンパーが具備される同
一軌道を走行する車両において、 車両走行時の車両位置を検出する車両位置検出手段と、 車両走行時の車体の振動加速度を検出する加速度検出手
段と、 前記車両位置に基づいて減衰特性の基準値を演算する減
衰特性演算手段と、 前記基準値に基づいてダンパーの減衰特性を制御する減
衰特性制御手段と、 前記検出した加速度に基づいて減衰特性を算出し、この
算出値と基準値を比較し、比較結果に基づき算出した減
衰特性を新たな基準値として更新する減衰特性学習手段
と、を備えたことを特徴とする車両用減衰特性可変式ダ
ンパーの制御装置。 - 【請求項２】 前記車両位置検出手段は、出発地点から
の距離から求めることを特徴とする請求項１に記載の車
両用減衰特性可変式ダンパーの制御装置。 - 【請求項３】 前記車両位置検出手段は、車両位置をＧ
ＰＳ（グローバルポジショニングシステム）から求める
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用減衰特性可変
式ダンパーの制御装置。 - 【請求項４】 前記減衰特性演算手段は、前記車両位置
と基準減衰特性と車両速度との関係に基づいて減衰特性
を演算することを特徴とする請求項１から３のいずれか
一つに記載の車両用減衰特性可変式ダンパーの制御装
置。 - 【請求項５】 前記減衰特性演算手段は、前記車両位置
と基準減衰特性と車両重量との関係に基づいて減衰特性
を演算することを特徴とする請求項１から４のいずれか
一つに記載の車両用減衰特性可変式ダンパーの制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9302899A JP4197794B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 車両用減衰特性可変式ダンパーの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9302899A JP4197794B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 車両用減衰特性可変式ダンパーの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000280901A true JP2000280901A (ja) | 2000-10-10 |
| JP4197794B2 JP4197794B2 (ja) | 2008-12-17 |
Family
ID=14071050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9302899A Expired - Fee Related JP4197794B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 車両用減衰特性可変式ダンパーの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4197794B2 (ja) |
Cited By (6)
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| JP2005343294A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Hitachi Ltd | 適応車両走行制御システム及び適応車両走行制御方法 |
| JP2006281969A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Railway Technical Res Inst | 輪重変動抑制装置 |
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