JPH06199236A - 鉄道車両台車の蛇行動制御装置 - Google Patents
鉄道車両台車の蛇行動制御装置Info
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- JPH06199236A JPH06199236A JP1793493A JP1793493A JPH06199236A JP H06199236 A JPH06199236 A JP H06199236A JP 1793493 A JP1793493 A JP 1793493A JP 1793493 A JP1793493 A JP 1793493A JP H06199236 A JPH06199236 A JP H06199236A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 通常走行時の乗り心地を悪化せずに、高速走
行時に発生する蛇行動を抑制し、安定限界速度を向上さ
せ得る鉄道車両台車の蛇行動制御装置を提供する。 【構成】 台車枠１と輪軸７との間に設置した流体アク
チュエータ１０、該輪軸７の振動を検知するセンサ１
３、該センサ１３からの検知信号に基づいて前記流体ア
クチュエータ１０を前後軸で個別に制御する二つの安定
化制御器１４からなり、高速走行時の鉄道車両台車に特
有の不安定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両の安定
限界速度を向上させる機能を有するように構成される。
行時に発生する蛇行動を抑制し、安定限界速度を向上さ
せ得る鉄道車両台車の蛇行動制御装置を提供する。 【構成】 台車枠１と輪軸７との間に設置した流体アク
チュエータ１０、該輪軸７の振動を検知するセンサ１
３、該センサ１３からの検知信号に基づいて前記流体ア
クチュエータ１０を前後軸で個別に制御する二つの安定
化制御器１４からなり、高速走行時の鉄道車両台車に特
有の不安定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両の安定
限界速度を向上させる機能を有するように構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄道車両台車に特有
の不安定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両の安定限
界速度を飛躍的に向上させることのできる鉄道車両台車
の蛇行動制御装置に関する。
の不安定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両の安定限
界速度を飛躍的に向上させることのできる鉄道車両台車
の蛇行動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現用されている鉄道車両台車は、ほとん
どが２軸ボギーを採用しており、それぞれの形式や各部
の構造には数多くの種類があるが、台車としての基本構
造や構成はほぼ同じであり、一般に台車枠、揺れ枕装
置、ばね装置、軸受軸箱、軸箱支持装置、輪軸、基礎ブ
レーキ装置等によって構成される。その台車としての基
本構造は図１０Ａ、Ｂに示すように、台車枠１、車軸
２、車輪３、軸箱４、一次ばね５および二次ばね６より
構成される。そして、車輪３には曲線路の通過を容易に
するために、踏面勾配θが付けられた円錐輪が用いられ
ている。
どが２軸ボギーを採用しており、それぞれの形式や各部
の構造には数多くの種類があるが、台車としての基本構
造や構成はほぼ同じであり、一般に台車枠、揺れ枕装
置、ばね装置、軸受軸箱、軸箱支持装置、輪軸、基礎ブ
レーキ装置等によって構成される。その台車としての基
本構造は図１０Ａ、Ｂに示すように、台車枠１、車軸
２、車輪３、軸箱４、一次ばね５および二次ばね６より
構成される。そして、車輪３には曲線路の通過を容易に
するために、踏面勾配θが付けられた円錐輪が用いられ
ている。
【０００３】そのため、レールに接する踏面位置によっ
て踏面半径が異なり、更に車輪は使用摩耗により不正斉
となる。また、２本のレールは施設上からも、保守上か
らも幾何学的に誤差を免れない。これらが原因となり、
車輪の左右中心は線路中心に対し偏位した位置で転走す
る。その上、転走時に受ける抵抗は、左右車輪で異なり
踏面においてすべりを生じ、一方の車輪は他方の車輪よ
り多く進むか、あるいは遅く進むため、車輪には遅れま
たは進みの走行角が生じ最大値に達した後は、逆に進み
または遅れの走行角の最大値に達して１サイクル（図１
１に蛇行の波長Ｌで示す）を終わる。このサイクルを繰
り返したときの輪軸中心の転送軌跡は、一定の波長並び
に振幅をもった曲線を描き、いわゆる蛇行軌道曲線とな
る。よって、鉄道車両の走行速度が高くなるにつれて、
輪軸の蛇行の振動数は大きくなり、ある速度で一次ばね
の固有振動数と一致する。その結果、台車全体が大きく
蛇行するようになり、鉄道車両の安定走行が維持できな
くなる。この現象は、蛇行動と呼ばれており、また蛇行
動の発生する走行速度を安定限界速度と呼ぶ。
て踏面半径が異なり、更に車輪は使用摩耗により不正斉
となる。また、２本のレールは施設上からも、保守上か
らも幾何学的に誤差を免れない。これらが原因となり、
車輪の左右中心は線路中心に対し偏位した位置で転走す
る。その上、転走時に受ける抵抗は、左右車輪で異なり
踏面においてすべりを生じ、一方の車輪は他方の車輪よ
り多く進むか、あるいは遅く進むため、車輪には遅れま
たは進みの走行角が生じ最大値に達した後は、逆に進み
または遅れの走行角の最大値に達して１サイクル（図１
１に蛇行の波長Ｌで示す）を終わる。このサイクルを繰
り返したときの輪軸中心の転送軌跡は、一定の波長並び
に振幅をもった曲線を描き、いわゆる蛇行軌道曲線とな
る。よって、鉄道車両の走行速度が高くなるにつれて、
輪軸の蛇行の振動数は大きくなり、ある速度で一次ばね
の固有振動数と一致する。その結果、台車全体が大きく
蛇行するようになり、鉄道車両の安定走行が維持できな
くなる。この現象は、蛇行動と呼ばれており、また蛇行
動の発生する走行速度を安定限界速度と呼ぶ。
【０００４】上記のごとく、蛇行動は本質的には避けら
れない現象であるが、安定限界速度を向上させることは
可能である。その、安定限界速度を向上させるための従
来方法としては、一次ばね（軸ばね）のばね定数を大き
くして固有振動数を大きくする方法や、図１２に示すよ
うに、車体８と台車枠１との間にヨーダンパ９を設置
し、蛇行動を減衰させる方法がある。
れない現象であるが、安定限界速度を向上させることは
可能である。その、安定限界速度を向上させるための従
来方法としては、一次ばね（軸ばね）のばね定数を大き
くして固有振動数を大きくする方法や、図１２に示すよ
うに、車体８と台車枠１との間にヨーダンパ９を設置
し、蛇行動を減衰させる方法がある。
【０００５】また、鉄道車両の乗り心地の向上を目的に
なされた発明に輪軸ヨー角制御装置付鉄道用車両（特開
平３−２５８６５５号公報）がある。これは図１３に示
すように、台車枠１と輪軸との間に流体アクチュエータ
１０を設置し、記憶装置１１に予め蓄積しておいた軌道
不整等に関する情報を外部からの信号（速度信号、ＡＴ
Ｓ信号、異常信号、非常停止信号等）に従い随時読み出
し、制御器１２で制御入力を計算し、前記流体アクチュ
エータ１０に入力する構成となっている。
なされた発明に輪軸ヨー角制御装置付鉄道用車両（特開
平３−２５８６５５号公報）がある。これは図１３に示
すように、台車枠１と輪軸との間に流体アクチュエータ
１０を設置し、記憶装置１１に予め蓄積しておいた軌道
不整等に関する情報を外部からの信号（速度信号、ＡＴ
Ｓ信号、異常信号、非常停止信号等）に従い随時読み出
し、制御器１２で制御入力を計算し、前記流体アクチュ
エータ１０に入力する構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の内、一
次ばねのばね定数を大きくして固有振動数を大きくする
方法やヨーダンパを用いる方法は、容易に実現でき蛇行
動の抑制効果もあるが、軌道不整を台車枠や車体に振動
として伝えやすくなり、通常走行時の乗り心地が悪化す
る。一方、特開平３−２５８６５５号公報の「輪軸ヨー
角制御装置付鉄道用車両」は、通常走行時の乗り心地の
向上には効果があるが、不安定現象である蛇行動の抑制
に効果的であるとはいえない。
次ばねのばね定数を大きくして固有振動数を大きくする
方法やヨーダンパを用いる方法は、容易に実現でき蛇行
動の抑制効果もあるが、軌道不整を台車枠や車体に振動
として伝えやすくなり、通常走行時の乗り心地が悪化す
る。一方、特開平３−２５８６５５号公報の「輪軸ヨー
角制御装置付鉄道用車両」は、通常走行時の乗り心地の
向上には効果があるが、不安定現象である蛇行動の抑制
に効果的であるとはいえない。
【０００７】この発明は、上記のごとく従来技術には乗
り心地を維持したまま蛇行動を抑制し得る制御装置は出
現していない現状に鑑みて、通常走行時の乗り心地を悪
化させずに、高速走行時に発生する蛇行動を抑制し、安
定限界速度を向上させることのできる鉄道車両台車の蛇
行動制御装置を提供するものである。
り心地を維持したまま蛇行動を抑制し得る制御装置は出
現していない現状に鑑みて、通常走行時の乗り心地を悪
化させずに、高速走行時に発生する蛇行動を抑制し、安
定限界速度を向上させることのできる鉄道車両台車の蛇
行動制御装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の鉄道車両台車の蛇行動制御装置は台車枠
と輪軸との間に設置した流体アクチュエータ、該輪軸の
振動を検知するセンサ、該センサからの検知信号に基づ
いて前記流体アクチュエータを前後軸で個別に制御する
二つの安定化制御器からなり、高速走行時の鉄道車両台
車に特有の不安定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両
の安定限界速度を向上させる機能を有するように構成さ
れる。
め、この発明の鉄道車両台車の蛇行動制御装置は台車枠
と輪軸との間に設置した流体アクチュエータ、該輪軸の
振動を検知するセンサ、該センサからの検知信号に基づ
いて前記流体アクチュエータを前後軸で個別に制御する
二つの安定化制御器からなり、高速走行時の鉄道車両台
車に特有の不安定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両
の安定限界速度を向上させる機能を有するように構成さ
れる。
【０００９】また、台車枠と輪軸との間に設置した流体
アクチュエータ、該輪軸および台車枠の振動を検知する
センサ、該センサからの検知信号に基づいて前記流体ア
クチュエータを前後軸で同時に制御する一つの安定化制
御器からなり、高速走行時の鉄道車両台車に特有の不安
定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両の安定限界速度
を向上させる機能を有するように構成される。
アクチュエータ、該輪軸および台車枠の振動を検知する
センサ、該センサからの検知信号に基づいて前記流体ア
クチュエータを前後軸で同時に制御する一つの安定化制
御器からなり、高速走行時の鉄道車両台車に特有の不安
定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両の安定限界速度
を向上させる機能を有するように構成される。
【００１０】
【作用】図１は、請求項１の発明により、前後輪軸を個
別に制御する蛇行動制御装置の構成を示したものであ
る。流体アクチュエータ１０は、台車枠１と軸箱４との
間に車軸２に対し垂直方向に設置され、輪軸７にヨー方
向の制御力を発生させる。軸箱４にはセンサ１３が取付
けられ、輪軸７の左右方向およびヨー方向の振動を検知
する。上記センサからの信号は安定化制御器１４に入力
され、輪軸７の運動を安定化させるための制御信号ｕF
および制御信号ｕRを計算する。これらの制御信号は、
制御弁１５に入力され、上記流体アクチュエータ１０を
ヨー方向に駆動する。
別に制御する蛇行動制御装置の構成を示したものであ
る。流体アクチュエータ１０は、台車枠１と軸箱４との
間に車軸２に対し垂直方向に設置され、輪軸７にヨー方
向の制御力を発生させる。軸箱４にはセンサ１３が取付
けられ、輪軸７の左右方向およびヨー方向の振動を検知
する。上記センサからの信号は安定化制御器１４に入力
され、輪軸７の運動を安定化させるための制御信号ｕF
および制御信号ｕRを計算する。これらの制御信号は、
制御弁１５に入力され、上記流体アクチュエータ１０を
ヨー方向に駆動する。
【００１１】図２は、請求項２の発明により、前後輪軸
を一体に制御する蛇行動制御装置の構成を示したもので
ある。この場合には、台車枠１を介して生じる前後輪軸
間の干渉を考慮するために、台車枠１にもセンサ１３を
設置し、台車枠１の運動も考慮して設計した一つの安定
化制御器１４を用いている。
を一体に制御する蛇行動制御装置の構成を示したもので
ある。この場合には、台車枠１を介して生じる前後輪軸
間の干渉を考慮するために、台車枠１にもセンサ１３を
設置し、台車枠１の運動も考慮して設計した一つの安定
化制御器１４を用いている。
【００１２】図１あるいは図２における安定化制御器１
４の構成図を図３に示す。制御対象（図１の場合には輪
軸７の運動、図２の場合には輪軸７および台車枠１の運
動）の内部状態に注目して１式のようなモデルを作成す
る。
４の構成図を図３に示す。制御対象（図１の場合には輪
軸７の運動、図２の場合には輪軸７および台車枠１の運
動）の内部状態に注目して１式のようなモデルを作成す
る。
【００１３】
【数１】
【００１４】ここで、ｔは時間、ｘ（ｔ）は内部状態の
ベクトル、ｕ（ｔ）は制御信号のベクトル、ｙ（ｔ）は
センサ出力のベクトルである。
ベクトル、ｕ（ｔ）は制御信号のベクトル、ｙ（ｔ）は
センサ出力のベクトルである。
【００１５】上記モデルを基にして、安定化制御器１４
は２式に示すオブザーバ１６と３式に示す状態フィード
バック１７から構成される。
は２式に示すオブザーバ１６と３式に示す状態フィード
バック１７から構成される。
【００１６】
【数２】
【００１７】３式 ｕ（ｔ）＝ＦｘE（ｔ）
【００１８】オブザーバ１６は、センサ出力ｙ（ｔ）か
ら内部状態の推定値ｘE（ｔ）を求めるものであり、行
列Ｋは推定速度を決定するパラメータである。状態フィ
ードバック１７は上記オブザーバで得られた内部状態を
用いて、制御対象を安定化させる制御信号ｕ（ｔ）を計
算する。フィードバックゲインＦは、公知の制御理論で
ある最適レギュレータ理論により得られる。すなわち、
３式の状態フィードバックを行ったとき、内部状態ｘ
（ｔ）と制御信号ｕ（ｔ）に関する下記４式の評価関数
Ｊを最小にするフィードバックゲインＦを採用する。
ら内部状態の推定値ｘE（ｔ）を求めるものであり、行
列Ｋは推定速度を決定するパラメータである。状態フィ
ードバック１７は上記オブザーバで得られた内部状態を
用いて、制御対象を安定化させる制御信号ｕ（ｔ）を計
算する。フィードバックゲインＦは、公知の制御理論で
ある最適レギュレータ理論により得られる。すなわち、
３式の状態フィードバックを行ったとき、内部状態ｘ
（ｔ）と制御信号ｕ（ｔ）に関する下記４式の評価関数
Ｊを最小にするフィードバックゲインＦを採用する。
【００１９】
【数３】
【００２０】
実施例１ 請求項１の発明の実施による図１に示した前後輪軸を個
別に制御する蛇行動制御装置に基づいて説明する。輪軸
７の振動を検知するセンサとして、図４に示すように加
速度計１８を設置し、軸箱４の左右および前後方向の振
動加速度ａF1、ａF2、ａF3、ａF4、ａR1、ａR2、ａR3、
ａR4を検知する。
別に制御する蛇行動制御装置に基づいて説明する。輪軸
７の振動を検知するセンサとして、図４に示すように加
速度計１８を設置し、軸箱４の左右および前後方向の振
動加速度ａF1、ａF2、ａF3、ａF4、ａR1、ａR2、ａR3、
ａR4を検知する。
【００２１】上記センサ出力は、図５に示すようにＡ／
Ｄ変換装置１９でディジタル値に変換され、制御用コン
ピュータ２０に入力される。この制御用コンピュータ２
０内では、先ずセンサ出力変換部２１で下記５式に示す
演算を行い、輪軸左右振動加速度ａFL、ａRLおよび輪軸
ヨー角加速度ａFY、ａRYを計算する。
Ｄ変換装置１９でディジタル値に変換され、制御用コン
ピュータ２０に入力される。この制御用コンピュータ２
０内では、先ずセンサ出力変換部２１で下記５式に示す
演算を行い、輪軸左右振動加速度ａFL、ａRLおよび輪軸
ヨー角加速度ａFY、ａRYを計算する。
【００２２】５式 ａFL＝（ａF1＋ａF2）／２ ａRL＝（ａR1＋ａR2）／２ ａFY＝（ａF3−ａF4）／２ｂ1 ａRY＝（ａR3−ａR4）／２ｂ1 ただし、ｂ１は輪軸７の中心から加速度計１８までの距
離である。上記の結果を用いて、安定化制御計算部２２
で輪軸７に発生させるヨー方向の制御力に相当する制御
信号ｕFおよびｕRを計算する。上記安定化制御計算部は
２式および３式に示した安定化制御器１４を下記６式お
よび７式に示すようにディジタル化し、さらにソフトウ
ェア化したものである。
離である。上記の結果を用いて、安定化制御計算部２２
で輪軸７に発生させるヨー方向の制御力に相当する制御
信号ｕFおよびｕRを計算する。上記安定化制御計算部は
２式および３式に示した安定化制御器１４を下記６式お
よび７式に示すようにディジタル化し、さらにソフトウ
ェア化したものである。
【００２３】６式 ｘE（ｋ＋１）＝ＤDｘE（ｋ）＋ＢDｕ（ｋ）＋ＫDｙ
（ｋ） ７式 ｕ（ｋ）＝ＦDｘE（ｋ） ただし、ｋ＝０、１、２、…はディジタル化された時間
を表す。上記により求められた制御信号は、Ｄ／Ａ変換
装置２３でアナログ値に変換された後、制御弁１５に入
力される。
（ｋ） ７式 ｕ（ｋ）＝ＦDｘE（ｋ） ただし、ｋ＝０、１、２、…はディジタル化された時間
を表す。上記により求められた制御信号は、Ｄ／Ａ変換
装置２３でアナログ値に変換された後、制御弁１５に入
力される。
【００２４】実施例２ 請求項２の発明の実施による図２に示した前後輪軸を同
時に制御する蛇行動制御装置に基づいて説明する。輪軸
７および台車枠１の振動を検知するセンサとして、図６
に示すように加速度計１８を設置し、軸箱４の左右およ
び前後方向の振動加速度ａF1、ａF2、ａF3、ａF4、
ａR1、ａR2、ａR3、ａR4、更に、輪軸中心上における台
車枠１の左右方向の振動加速度ａF5、ａR5を検知する。
時に制御する蛇行動制御装置に基づいて説明する。輪軸
７および台車枠１の振動を検知するセンサとして、図６
に示すように加速度計１８を設置し、軸箱４の左右およ
び前後方向の振動加速度ａF1、ａF2、ａF3、ａF4、
ａR1、ａR2、ａR3、ａR4、更に、輪軸中心上における台
車枠１の左右方向の振動加速度ａF5、ａR5を検知する。
【００２５】実施例１と同様に、上記センサ出力は、図
７に示すようにＡ／Ｄ変換装置１９でディジタル値に変
換され、制御用コンピュータ２０に入力される。この制
御用コンピュータ２０内では、先ずセンサ出力変換部２
１で下記８式に示す演算を行い、輪軸左右振動加速度ａ
FL、ａRLおよび輪軸ヨー角加速度ａFY、ａRY、更に台車
中心上における台車左右振動加速度ａTL、台車ヨー角加
速度ａTYを計算する。
７に示すようにＡ／Ｄ変換装置１９でディジタル値に変
換され、制御用コンピュータ２０に入力される。この制
御用コンピュータ２０内では、先ずセンサ出力変換部２
１で下記８式に示す演算を行い、輪軸左右振動加速度ａ
FL、ａRLおよび輪軸ヨー角加速度ａFY、ａRY、更に台車
中心上における台車左右振動加速度ａTL、台車ヨー角加
速度ａTYを計算する。
【００２６】８式 ａFL＝（ａF1＋ａF2）／２ ａRL＝（ａR1＋ａR2）／２ ａFY＝（ａF3−ａF4）／２ｂ1 ａRY＝（ａR3−ａR4）／２ｂ1 ａTL=（ａF5＋ａF6）／２ ａTY=（ａF5−ａF6）／２ｂ2
【００２７】ただし、ｂ2は台車中心から加速度計１８
までの距離である。上記の結果を用いて、安定化制御計
算部２２で輪軸７および台車枠１を安定化させるために
発生させるヨー方向の制御力に相当する制御信号ｕFお
よびｕRを計算する。そして、上記で求めた制御信号
は、Ｄ／Ａ変換装置２３でアナログ値に変換され、制御
弁１５に入力される。
までの距離である。上記の結果を用いて、安定化制御計
算部２２で輪軸７および台車枠１を安定化させるために
発生させるヨー方向の制御力に相当する制御信号ｕFお
よびｕRを計算する。そして、上記で求めた制御信号
は、Ｄ／Ａ変換装置２３でアナログ値に変換され、制御
弁１５に入力される。
【００２８】実施例３ 請求項２の発明の実施による図２に示した前後輪軸を同
時に制御する蛇行動制御装置に基づいた他の実施例につ
いて説明する。輪軸７と台車枠１の振動を検知するセン
サとして、図６に示す加速度計１８に図８に示す変位計
２４を追加し、軸箱４の左右および前後方向の振動加速
度および輪軸中心上における台車枠１の左右方向の振動
加速度ａF1、ａF2、ａF3、ａF4、ａF5、ａR1、ａR2、ａ
R3、ａR4、ａR5に加えて、軸箱４と台車枠１との間の左
右および前後方向の相対変位ｄF1、ｄF2、ｄF3、ｄF4、
ｄR1、ｄR2、ｄR3、ｄR4を検知する。
時に制御する蛇行動制御装置に基づいた他の実施例につ
いて説明する。輪軸７と台車枠１の振動を検知するセン
サとして、図６に示す加速度計１８に図８に示す変位計
２４を追加し、軸箱４の左右および前後方向の振動加速
度および輪軸中心上における台車枠１の左右方向の振動
加速度ａF1、ａF2、ａF3、ａF4、ａF5、ａR1、ａR2、ａ
R3、ａR4、ａR5に加えて、軸箱４と台車枠１との間の左
右および前後方向の相対変位ｄF1、ｄF2、ｄF3、ｄF4、
ｄR1、ｄR2、ｄR3、ｄR4を検知する。
【００２９】実施例２と同様に、上記センサ出力は、図
９に示すようにＡ／Ｄ変換装置１９でディジタル値に変
換され、制御用コンピュータ２０に入力される。この制
御用コンピュータ２０内では、先ずセンサ出力変換部２
１で上記８式に加え、下記９式を使って左右相対変位ｄ
FL、ｄRLおよびヨー相対角度ｄFY、ｄRYを計算する。
９に示すようにＡ／Ｄ変換装置１９でディジタル値に変
換され、制御用コンピュータ２０に入力される。この制
御用コンピュータ２０内では、先ずセンサ出力変換部２
１で上記８式に加え、下記９式を使って左右相対変位ｄ
FL、ｄRLおよびヨー相対角度ｄFY、ｄRYを計算する。
【００３０】９式 ｄFL＝（ｄF1＋ｄF2）／２ ｄRL＝（ｄR1＋ｄR2）／２ ｄFY＝（ｄF3−ｄF4）／２ｂ3 ｄRY＝（ｄR3−ｄR4）／２ｂ3
【００３１】ただし、ｂ3は台車中心から変位計２４ま
での距離である。上記の結果を用いて、安定化制御計算
部２２で輪軸７および台車枠１を安定化させるために発
生させるヨー方向の制御力に相当する制御信号ｕFおよ
びｕRを計算する。この実施例では、上記安定化制御計
算部において２式のオブザーバの代わりに下記１０式に
示す最小次元オブザーバを用いた。
での距離である。上記の結果を用いて、安定化制御計算
部２２で輪軸７および台車枠１を安定化させるために発
生させるヨー方向の制御力に相当する制御信号ｕFおよ
びｕRを計算する。この実施例では、上記安定化制御計
算部において２式のオブザーバの代わりに下記１０式に
示す最小次元オブザーバを用いた。
【００３２】
【数４】
【００３３】最小次元オブザーバの特徴は、センサ出力
の利用により状態推定の冗長度を減らせることであり、
内部状態の数をｎ、センサ出力の数をｍとすると、２式
のオブザーバは（ｎ−ｍ）次元となる。したがって、制
御計算量を減らすことができる。そして、上記で求めた
制御信号は、Ｄ／Ａ変換装置２３でアナログ値に変換さ
れ、制御弁１５に入力される。
の利用により状態推定の冗長度を減らせることであり、
内部状態の数をｎ、センサ出力の数をｍとすると、２式
のオブザーバは（ｎ−ｍ）次元となる。したがって、制
御計算量を減らすことができる。そして、上記で求めた
制御信号は、Ｄ／Ａ変換装置２３でアナログ値に変換さ
れ、制御弁１５に入力される。
【００３４】
【発明の効果】この発明は、通常走行時の乗り心地を悪
化せずに、高速走行時に発生する蛇行動を抑制し、安定
限界速度を向上させることができる。
化せずに、高速走行時に発生する蛇行動を抑制し、安定
限界速度を向上させることができる。
【図１】請求項１の発明により、前後輪軸を個別に制御
する蛇行動制御装置の構成を示す説明図である。
する蛇行動制御装置の構成を示す説明図である。
【図２】請求項２の発明により、前後輪軸を同時に制御
する蛇行動制御装置の構成を示す説明図である。
する蛇行動制御装置の構成を示す説明図である。
【図３】この発明の実施例で使用する安定化制御器の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施例１における加速度計の配置を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】この発明の実施例１における制御計算のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】この発明の実施例２における加速度計の配置を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図７】この発明の実施例２における制御計算のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図８】この発明の実施例３における変位計の配置を示
す説明図である。
す説明図である。
【図９】この発明の実施例３における制御計算のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１０】鉄道車両台車の基本構成を示す説明図で、Ａ
は平面図、Ｂは正面図ある。
は平面図、Ｂは正面図ある。
【図１１】鉄道車両における輪軸の蛇行動を示す説明図
である。
である。
【図１２】鉄道車両におけるヨーダンパの配置を示す説
明図である。
明図である。
【図１３】従来の輪軸ヨー角度制御装置を有する鉄道車
両台車の説明図である。
両台車の説明図である。
１ 台車枠 ２ 車軸 ３ 車輪 ４ 軸箱 ５ 一次ばね ６ 二次ばね ７ 輪軸 ８ 車体 ９ ヨーダンパ １０ 流体アクチュエータ １１ 記憶装置 １２ 制御器 １３ センサ １４ 安定化制御器 １５ 制御弁 １６ オブザーバ １７ 状態フィードバック １８ 加速度計 １９ Ａ／Ｄ変換装置 ２０ 制御用コンピュータ ２１ センサ出力変換部 ２２ 安定化制御計算部 ２３ Ｄ／Ａ変換装置 ２４ 変位計 Ｆ 状態フィードバックゲイン Ｋ オブザーバの推定速度を決定するパラメータ行列 ｋ ディジタル化した時間 ａF1、ａF2、ａR1、ａR2 軸箱の左右方向の振動加速度 ａF3、ａF4、ａR3、ａR4 軸箱の前後方向の振動加速度 ａF5、ａR5 輪軸中心上における台車枠の左右方向の振
動加速度 ａFL、ａRL 輪軸左右振動加速度 ａFY、ａRY 輪軸ヨー角加速度 ａTL 台車左右振動加速度 ａTY 台車ヨー角加速度 ｄF1、ｄF2、ｄR1、ｄR2 軸箱と台車枠との間の左右方
向の相対変位 ｄF3、ｄF4、ｄR3、ｄR4 軸箱と台車枠との間の前後方
向の相対変位 ｕF、ｕR 制御信号 ｄFL、ｄRL 左右相対変位 ｄFY、ｄRY ヨー相対角度
動加速度 ａFL、ａRL 輪軸左右振動加速度 ａFY、ａRY 輪軸ヨー角加速度 ａTL 台車左右振動加速度 ａTY 台車ヨー角加速度 ｄF1、ｄF2、ｄR1、ｄR2 軸箱と台車枠との間の左右方
向の相対変位 ｄF3、ｄF4、ｄR3、ｄR4 軸箱と台車枠との間の前後方
向の相対変位 ｕF、ｕR 制御信号 ｄFL、ｄRL 左右相対変位 ｄFY、ｄRY ヨー相対角度
Claims (2)
- 【請求項１】 鉄道車両台車の台車枠と輪軸との間に設
置した流体アクチュエータ、該輪軸の振動を検知するセ
ンサ、該センサからの検知信号に基づいて前記流体アク
チュエータを前後軸で個別に制御する二つの安定化制御
器から構成され、高速走行時の鉄道車両台車に特有の不
安定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両の安定限界速
度を向上させる機能を有する鉄道車両台車の蛇行動制御
装置。 - 【請求項２】 鉄道車両台車の台車枠と輪軸との間に設
置した流体アクチュエータ、該輪軸および台車枠の振動
を検知するセンサ、該センサからの検知信号に基づいて
前記流体アクチュエータを前後軸で同時に制御する一つ
の安定化制御器から構成され、高速走行時の鉄道車両台
車に特有の不安定現象である蛇行動を抑制し、鉄道車両
の安定限界速度を向上させる機能を有する鉄道車両台車
の蛇行動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01793493A JP3778950B2 (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 鉄道車両台車の蛇行動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01793493A JP3778950B2 (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 鉄道車両台車の蛇行動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199236A true JPH06199236A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3778950B2 JP3778950B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=11957609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01793493A Expired - Lifetime JP3778950B2 (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 鉄道車両台車の蛇行動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3778950B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08253144A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-01 | Hitachi Ltd | 鉄道車両用高速台車 |
| DE10137443A1 (de) * | 2001-07-27 | 2003-03-06 | Bombardier Transp Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Radialsteuerung von Radpaaren oder Radsätzen von Fahrzeugen |
| JP2018179890A (ja) * | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 蛇行動収束方法及び台上試験装置 |
| CN110329297A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-10-15 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种抗蛇形减振系统、减振控制方法及车辆 |
| CN110341738A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-10-18 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种半主动抗蛇行减振系统中控制方法及控制器 |
-
1993
- 1993-01-07 JP JP01793493A patent/JP3778950B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
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| WO2020253440A1 (zh) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种抗蛇行减振系统、减振控制方法及车辆 |
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| CN110341738B (zh) * | 2019-07-01 | 2020-10-27 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种半主动抗蛇行减振系统中控制方法及控制器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3778950B2 (ja) | 2006-05-24 |
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