JPH1129039A

JPH1129039A - 振子式鉄道車両の制御装置

Info

Publication number: JPH1129039A
Application number: JP18837397A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tanaka; 敬田中; Minoru Aoki; 稔青木
Original assignee: T R W S S J KK
Current assignee: T R W S S J KK
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 1999-02-02
Also published as: DE19831592A1

Abstract

(57)【要約】【課題】原点の設定が容易にできる振子式鉄道車両の制
御装置を得る。【解決手段】アクチュエータ２２を駆動して、所定の条
件に基づいて車体１を左右に傾斜させ、そのときの位置
センサ２４により検出される駆動量に応じて算出した位
置を原点として設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体を台車枠に傾
斜可能に支持すると共に、アクチュエータを制御して車
体を傾斜させる振子式鉄道車両の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、振子機構を備えた鉄道車両で
は、図１３に示すように、車体１側に設けられた振子梁
２の転動面４を、台車枠６に回転可能に設けられたコロ
８，１０上に載置し、車体１を傾斜可能に支持するよう
にしている。転動面４は半径ｒの円弧状に形成されてお
り、その中心Ｏの位置は、車体重心Ｇの位置よりも上側
となるように構成されている。そして、曲線路通過時に
は、車体１への遠心力により、更には図示しないアクチ
ュエータによる駆動力により、車体１を曲線路の内側に
傾斜させて、曲線路を高速で通過できると共に、乗心地
の向上等をも図るようにしている。

【０００３】尚、振子梁２から突出されたストッパ部材
１２が設けられており、台車枠６にはストッパ部材１２
に対向して一対の規制部材１４，１６が設けられてい
る。車体１は、ストッパ部材１２が一方の規制部材１
４，１６に接触する範囲で傾斜が許容されている。

【０００４】また、最近では、より高速で曲線路を通過
できるようにするために、図１４に示すように、転動面
４の中心Ｏの位置を車体重心Ｇよりも下げ、曲線路を走
行中に図示しないアクチュエータにより車体１を傾斜さ
せ、できるだけ車体重心Ｇが曲線路の内側に来るように
構成したものも用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】こうした従来の前者の
ものでは、平坦な軌道上にある場合、車体１の自重によ
り車体１は水平に保たれる。従って、車体１の傾斜位置
を位置センサにより検出して、アクチュエータにより車
体を傾斜させる制御をする装置であっても、平坦な軌道
上にあるときに制御の原点を設定することができる。

【０００６】しかし、転動面４の中心Ｏが車体重心Ｇよ
りも下にある後者のものでは、車体１の自重が車体１を
より傾斜させるように作用するので、平坦な軌道上に停
車させて車体１の自重により原点を設定させることがで
きず、原点の設定が容易でないという問題があった。

【０００７】本発明の課題は、原点の設定が容易にでき
る振子式鉄道車両の制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共に、前記車
体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子機構と、前
記アクチュエータによる前記車体の駆動量を検出する位
置センサと、前記位置センサにより検出される前記駆動
量に基づいて原点からの前記車体の変位量を算出する位
置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前記アクチュ
エータを制御し、前記車体を傾斜させる振子式鉄道車両
の制御装置において、前記原点に対して絶対的な姿勢位
置を検出する姿勢センサと、前記姿勢センサにより検出
される姿勢位置に基づいて、前記アクチュエータを制御
し前記車体を駆動制御する初期駆動手段と、前記初期駆
動手段による駆動制御を複数回繰り返す繰り返し手段
と、前記繰り返し後の位置を前記原点として設定する原
点設定手段とを備えたことを特徴とする振子式鉄道車両
の制御装置がそれである。前記姿勢センサは、前記原点
に対して前記車体の絶対的なストローク位置を検出する
ストロークセンサであってもよい。

【０００９】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、前記アクチュエータを
駆動して、前記車体を左右傾斜端に傾斜させる初期傾斜
手段と、前記初期傾斜手段により前記左右傾斜端に傾斜
させたときの前記位置センサにより検出される全駆動量
に応じて算出した位置を前記原点として設定する原点設
定手段とを備えたことを特徴とする振子式鉄道車両の制
御装置がそれである。

【００１０】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、前記アクチュエータを
駆動して、前記車体を一方の傾斜端に傾斜させる初期傾
斜手段と、前記初期傾斜手段により前記一方の傾斜端に
傾斜させたときに、予め設定された変位量に応じて算出
した位置を前記原点として設定する原点設定手段とを備
えたことを特徴とする振子式鉄道車両の制御装置がそれ
である。

【００１１】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、重力による前記車体の
傾斜推力が左右で同じとなる傾斜位置に、前記アクチュ
エータを駆動して傾斜させる初期傾斜手段と、前記初期
傾斜手段により左右に傾斜させたときの前記位置センサ
により検出される全駆動量に応じて算出した位置を前記
原点として設定する原点設定手段とを備えたことを特徴
とする振子式鉄道車両の制御装置がそれである。

【００１２】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、重力による前記車体の
傾斜推力が予め設定された推力となる傾斜位置に、前記
アクチュエータを駆動して前記車体を傾斜させる初期傾
斜手段と、前記初期傾斜手段により前記傾斜位置に傾斜
させたときに、予め設定された変位量に応じて算出した
位置を前記原点として設定する原点設定手段とを備えた
ことを特徴とする振子式鉄道車両の制御装置がそれであ
る。

【００１３】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、前記アクチュエータを
駆動して前記車体の傾斜推力の方向が反転する傾斜位置
を通過させる初期傾斜手段と、前記初期傾斜手段により
左右に傾斜された際の前記傾斜推力が零となる前記傾斜
位置での前記位置センサにより検出される全駆動量に応
じて算出した位置を前記原点として設定する原点設定手
段とを備えたことを特徴とする振子式鉄道車両の制御装
置がそれである。

【００１４】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段と、前記車両の傾斜を予め設定さ
れた位置で規制するセーフティロック機構とを有し、前
記変位量に応じて前記アクチュエータを制御し、前記車
体を傾斜させる振子式鉄道車両の制御装置において、前
記セーフティロック機構により前記車両の傾斜を規制し
たときの位置を前記原点として設定する原点設定手段を
備えたことを特徴とする振子式鉄道車両の制御装置がそ
れである。また、前記初期傾斜手段及び前記原点設定手
段を複数組備え、該複数組を選択的に切り換える選択手
段を備えるようにしてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。尚、本実施形態では、振子機
構は前述した構成とほぼ同じであり、同じ部材について
は同一番号を付して詳細な説明を省略する。

【００１６】図１に示すように、振子梁２と台車枠６と
の間にはアクチュエータ２２が取り付けられている。ア
クチュエータ２２は、図１５に示すように、一端が台車
枠６にピン連結されたロッド３０を備え、ロッド３０に
はボールねじ部３２が形成されている。

【００１７】ボールねじ部３２には本体ケース３４に回
転可能に支持されたボールナット３６が螺合されてお
り、ボールナット３６は本体ケース３４に内蔵された電
動モータ３８により回転駆動されるように構成されてい
る。本体ケース３４内には電動モータ３８の回転角度を
検出する位置センサ２４が設けられており、位置センサ
２４にはレゾルバタイプのものが用いられている。

【００１８】本体ケース３４は振子梁２にピン連結され
ており、また、その外周には姿勢センサ２８が取り付け
られている。姿勢センサ２８には、作動トランス型スト
ロークセンサを用いており、姿勢センサ２８のロッド４
０の先端とアクチュエータ２２のロッド３０の先端とは
連結部材４２により連結されている。

【００１９】姿勢センサ２８は絶対的なロッド４０の位
置を検出することができる構成のもので、ロッド４０に
は所定位置に予め０点マークが記されており、姿勢セン
サ２８はロッド４０がこの０点マークよりも突き出され
ているのか、あるいは、引き込まれているのかに応じた
信号を出力する。

【００２０】アクチュエータ２２、位置センサ２４、姿
勢センサ２８は、電子制御回路５０に接続されており、
電子制御回路５０は、周知のＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、
ＲＡＭ５６等を中心に論理演算回路として構成され、外
部と入出力を行う入出力回路５８がコモンバス６０を介
して相互に接続されている。

【００２１】ＣＰＵ５２は、位置センサ２４、姿勢セン
サ２８からの信号を入出力回路５８を介して入力し、こ
れらの信号及びＲＯＭ５４、ＲＡＭ５６内のデータや予
め記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵ５２は、
入出力回路５８を介してアクチュエータ２２に駆動信号
を出力する。

【００２２】次に、前述した本実施形態の振子式鉄道車
両の制御装置の作動について、図２に示すフローチャー
トと共に説明する。まず、運転開始時には、各種の初期
値の設定を行ってから（ステップ１００）、位置センサ
２４等からの入力データを取得する（ステップ１１
０）。そして、位置センサ２４により検出された駆動量
を、変位量に変換する（ステップ１２０）。本実施形態
では、図１４に示すように、車体１が水平な状態にある
ときを原点としている。変位量は、この原点からのずれ
量である。但し、原点設定完了までは、実際の原点がわ
からないため、運転開始時の位置を仮の原点とみなし、
アクチュエータの駆動を行う。

【００２３】次に、後述する処理により設定される原点
設定種別フラグが何であるかを判断する（ステップ１３
０）。そして、原点設定種別フラグは初期値に０が設定
されるので、ステップ１４０の処理に進み、原点設定開
始か否かを判断する。原点設定開始か否かの判断は、外
部からの原点設定開始信号により判断する。

【００２４】開始すると判断したときには、原点設定種
別フラグをセットすると共に、原点設定状態フラグを０
にし、また、原点設定回数をセットする（ステップ１５
０）。原点設定種別フラグや原点設定回数は、通常デフ
ォルト値としてメモリに記録されている値を使用し、外
部からその値を書き換えることで変更する。尚、ステッ
プ１３０〜１５０の処理の実行が、請求項９の発明にお
ける選択手段として働く。

【００２５】原点設定種別フラグが１にセットされてい
るときには、絶対姿勢による原点設定処理（ステップ２
００）を実行する。絶対姿勢による原点設定処理を、図
３に示すフローチャートによって説明する。尚、この処
理が請求項１の発明に対応する。

【００２６】まず、後述する設定回数カウンタの値が０
か否かを判断し（ステップ２０５）、０でないときには
後述する処理によりセットされるディレイタイマが０か
否かを判断する（ステップ２１０）。当初は０であるこ
とから、姿勢センサ２８により検出される絶対的な姿勢
を読み込む（ステップ２１５）。そして、この読み込ん
だ姿勢に基づいて、車体１が水平となる方向にアクチュ
エータ２２を駆動する信号を算出する（ステップ２２
０）。これによって駆動されることにより、車体１は原
点に向かって移動する。

【００２７】次に、ディレイタイマに予め設定された所
定の値をセットし（ステップ２２５）、設定回数カウン
タの設定回数をカウントダウンする（ステップ２３
０）。そして、前記ステップ２２０の処理により設定さ
れた変位量に応じてアクチュエータ２２を駆動制御する
（ステップ１６０）。

【００２８】本制御処理を繰り返し実行し、ステップ２
１０の処理により０でないと判断されると、ディレイタ
イマをカウントダウンする（ステップ２３５）。これに
より、ディレイタイマが０となるまで、ステップ２１
０，２３５の処理を繰り返し、０となったときには、ス
テップ２１５以下の処理を繰り返して、姿勢センサ２８
により検出される絶対的な姿勢を再び読み込み、車体１
が水平となる方向に制御する。

【００２９】また、前述した処理をステップ２３０によ
り設定された設定回数だけ繰り返して実行し、繰り返し
実行して設定回数が０となったときには、ディレイタイ
マが０であるか否かを判断する（ステップ２４０）。設
定回数が０となった当初は、ディレイタイマが０でない
ことから、ディレイタイマをカウントダウンする（ステ
ップ２４５）。

【００３０】本制御処理を繰り返し実行し、ディレイタ
イマが０となったときには、位置データを更新する（ス
テップ２５０）。即ち、姿勢センサ２８により検出され
る絶対的な姿勢が水平となったときにアクチュエータ２
２の駆動が停止されて、車体１はその位置で停止する。
この位置を、位置センサ２４から出力される信号の原点
として設定し、以後は、この原点を基準として変位量を
検出する。次に、原点設定種別フラグを０として、本原
点設定処理を終了する。

【００３１】尚、原点は、車体１が水平である状態に限
らず、所定角度で傾斜した状態を原点としてもよい。ま
た、ステップ１２０の処理の実行が位置算出手段として
働き、ステップ２１０〜２２５の処理の実行が初期駆動
手段として働き、ステップ２０５，２３０の処理の実行
が繰り返し手段として働き、ステップ２５０の処理の実
行が原点設定手段として働く。

【００３２】姿勢センサ２８は、姿勢の検出に遅れが生
じるので、ディレイタイマを設けて、遅延時間経過後に
姿勢センサ２８により検出される絶対的な姿勢が水平と
なるように制御する。また、遅延時間経過毎に、設定回
数に応じて繰り返すことにより、原点の検出精度が向上
する。

【００３３】この絶対姿勢による原点設定処理による
と、姿勢センサ２８により絶対的な姿勢を検出して、そ
の姿勢に応じて原点の設定を容易に行うことができる。
また、車体重心Ｇが転動面４の中心Ｏの上にある場合で
も、下にある場合でも同様に原点を設定できる。

【００３４】一方、原点設定種別フラグに２がセットさ
れているときには、図２に示すように、全駆動量による
原点設定処理（ステップ３００）を実行する。全駆動量
による原点設定処理を、図４に示すフローチャートによ
って説明する。尚、この処理が請求項３の発明に対応す
る。

【００３５】この処理では、まず、原点設定状態フラグ
の状態を判断する（ステップ３０５）。原点設定状態フ
ラグは後述する処理によりセットされ、０であるときに
は左方向に傾斜させる処理を、１であるときには右方向
に傾斜させる処理を、２であるときには原点の設定処理
を示す。

【００３６】最初は０にセットされているので、アクチ
ュエータ２２を駆動して車体１を左方向に傾斜させる信
号をセットする（ステップ３１０）。これにより、本制
御処理を繰り返し、ステップ１６０の処理によりアクチ
ュエータ２２が駆動されて、車体１が左方向に傾斜さ
れ、ストッパ部材１２が規制部材１６に突き当ると、そ
れ以上の傾斜は規制される。

【００３７】この左端にまで達した状態となったか否か
を判断し（ステップ３１５）、左端となるまでステップ
３０５〜３１５の処理を繰り返す。左端となったか否か
は、例えば、位置センサ２４からの信号の変化がなくな
ったか否かにより、あるいは、図示しないリミットスイ
ッチがオンとなったか否かにより判断するようにすれば
よい。

【００３８】左端に達したときには、そのときまでに位
置センサ２４から出力された信号から算出した駆動量を
記憶する（ステップ３２０）。この駆動量は運転を開始
したときの状態を基準として算出された値であり、運転
を開始したときの車体１の傾斜状態は毎回異なる。従っ
て、この駆動量は、単に運転を開始したときの傾斜状態
から左端に突き当たるまでの距離に過ぎない。

【００３９】次に、原点設定状態フラグに１をセットし
て、再び、本原点設定処理を繰り返す。そして、原点設
定状態フラグは１であることから（ステップ３０５）、
アクチュエータ２２を駆動して車体１を右方向に傾斜さ
せる信号をセットする（ステップ３３０）。これによ
り、本制御処理を繰り返し、ステップ１６０の処理によ
りアクチュエータ２２が駆動されて、車体１が右方向に
傾斜され、ストッパ部材１２が規制部材１４に突き当る
と、それ以上の傾斜は規制される。

【００４０】この右端にまで達した状態となったか否か
を判断し（ステップ３３５）、右端に達したときには、
そのときまでに位置センサ２４から出力された信号から
算出した駆動量を記憶する（ステップ３４０）。そし
て、これらの駆動量から、左端から右端に至るまでの距
離である全駆動量を算出する。

【００４１】そして、全駆動量の半分の値が右端から原
点までの距離であるので、その値を算出し、原点を割り
出す（ステップ３４５）。次に、原点設定状態フラグに
２をセットして（ステップ３５０）、本原点設定処理を
繰り返し実行する。ステップ３０５の処理により、原点
設定状態フラグが２であると判断されると、アクチュエ
ータ２２を駆動して、右端から中央に向かって、全駆動
量の半分だけ移動する信号をセットする（ステップ３５
５）。そして、ステップ１６０の処理により、車体１を
原点に向かって移動する。

【００４２】全駆動量の半分だけ車体が移動されて、原
点への移動が完了したか否かを判断し（ステップ３６
０）、移動が完了したときには、位置センサ２４からの
信号から算出した駆動量をリセットする等により、その
位置でのデータを更新して原点とする（ステップ３６
５）。次に、原点設定種別フラグに０をセットして原点
設定処理を終了する（ステップ３７０）。尚、ステップ
３０５〜３５０の処理の実行が初期駆動手段として働
き、ステップ３５５〜３７０の処理の実行が原点設定手
段として働く。

【００４３】この駆動量による原点設定処理によると、
姿勢センサ２８を設けなくても、原点の設定を容易に行
うことができ、構造が簡単になる。また、車体重心Ｇが
転動面４の中心Ｏの上にある場合でも、下にある場合で
も同様に原点を設定できる。更に、車体１が水平な軌道
上にない場合でも原点の設定ができる。

【００４４】次に、原点設定状態フラグに３がセットさ
れている場合について説明する。３がセットされている
ときには、図２に示すように、半駆動量による原点設定
処理（ステップ４００）を実行する。半駆動量による原
点設定処理を、図５に示すフローチャートによって説明
する。尚、この処理が請求項４の発明に対応する。

【００４５】まず、原点設定状態フラグの状態を判断す
る（ステップ４０５）。原点設定状態フラグは後述する
処理の実行によりセットされ、０であるときには左方向
に傾斜させる処理を、１であるときには原点の設定処理
を示す。最初は０にセットされているので、アクチュエ
ータ２２を駆動して車体１を左方向に傾斜させる信号を
セットする（ステップ４１０）。

【００４６】これにより、本制御処理を繰り返し、ステ
ップ１６０の処理によりアクチュエータ２２が駆動され
て、車体１が左方向に傾斜され、ストッパ部材１２が規
制部材１６に突き当ると、それ以上の傾斜は規制され
る。この左端にまで達した状態となったか否かを判断し
（ステップ４１５）、左端に達したときには、原点を割
り出す処理を行う（ステップ４２０）。

【００４７】原点を両規制部材１４，１６の中間に設定
すると、その位置が左端からどれだけの距離にあるか
は、その構造により予め分かり、左端から全駆動量の半
分の位置を原点として設定できる。次に、原点設定状態
フラグに１をセットして（ステップ４２５）、本原点設
定処理を繰り返し実行する。

【００４８】ステップ４０５の処理により、原点設定状
態フラグが１であると判断されると、アクチュエータ２
２を駆動して、左端から中央に向かって、全駆動量の半
分だけ移動する信号をセットする（ステップ４３０）。
そして、ステップ１６０の処理により、車体１を原点に
向かって移動する。

【００４９】全駆動量の半分だけ車体が移動されて、原
点への移動が完了したか否かを判断し（ステップ４３
５）、移動が完了したときには、位置センサ２４からの
信号から算出した駆動量をリセットする等により、その
位置でのデータを更新する（ステップ４４０）。次に、
原点設定種別フラグに０をセットして原点設定処理を終
了する（ステップ４４５）。尚、ステップ４０５〜４２
５の処理の実行が初期駆動手段として働き、ステップ４
３０〜４４５の実行が原点設定手段として働く。

【００５０】この半駆動量による原点設定処理による
と、姿勢センサ２８を設けなくても、原点の設定を容易
に行うことができ、装置の構造が簡単になる。また、車
体重心Ｇが転動面４の中心Ｏの上にある場合でも、下に
ある場合でも同様に原点を設定できる。更に、車体１が
水平な軌道上にない場合でも原点の設定ができる。

【００５１】次に、原点設定状態フラグに４がセットさ
れている場合について説明する。４がセットされている
ときには、図２に示すように、推力バランスによる原点
設定処理（ステップ５００）を実行する。推力バランス
による原点設定処理を、図６に示すフローチャートによ
って説明する。尚、この処理が請求項５の発明に対応す
る。

【００５２】図１０に示すように、車体重心Ｇが転動面
４の中心Ｏよりも上にある場合、車体１の重量により、
車体１が傾斜したときに推力Ｆが作用する。この推力Ｆ
は、車体１の重量をｍｇ、傾斜角をθとすると、下記式
で表される。また、この推力Ｆと傾斜角θとの関係は、
図１１に示すグラフの関係にある。

【００５３】Ｆ＝ｍｇ・ｓｉｎθ傾斜角θが大きくなれ
ば、推力Ｆも大きくなり、また、推力Ｆの絶対値は、左
右で対象となる。従って、左右で同じ大きさの推力ｆ，
−ｆとなる位置Ｐ１，Ｐ２を求めれば、それらの中間点
は車体１が水平となる位置である。この中間点を求めて
原点として設定することができる。

【００５４】そこで、まず、原点設定状態フラグの状態
を判断する（ステップ５０５）。原点設定状態フラグは
後述する処理によりセットされ、０であるときには左方
向に傾斜させる処理を、１であるときには右方向に傾斜
させる処理を、２であるときには原点の設定処理を示
す。

【００５５】最初は０にセットされているので、アクチ
ュエータ２２を駆動して車体１を左方向に所定推力−ｆ
が作用する傾斜位置に移動する信号をセットする（ステ
ップ５１０）。例えば、推力Ｆにより車体１を傾斜させ
ようとする作用力に抗して、その傾斜位置を保持するよ
うにアクチュエータ２２を駆動する。その際、アクチュ
エータ２２には所定の駆動電流が供給され、駆動電流の
大きさを所定値に制御することにより、所定推力−ｆが
作用する傾斜位置に移動することができる。

【００５６】本制御処理を繰り返し、ステップ１６０の
処理によりアクチュエータ２２に所定の駆動電流を供給
して、車体１を左方向に傾斜させると共に、所定推力−
ｆが作用する傾斜位置に保持する。そして、所定推力−
ｆが作用している状態となったか否かを判断し（ステッ
プ５１５）、所定推力−ｆが作用する状態となるまでス
テップ５０５〜５１５の処理を繰り返す。所定推力−ｆ
となっているか否かは、図示しない荷重センサ等により
検出するようにしてもよく、あるいは、アクチュエータ
２２への供給電流により判断するようにしてもよい。

【００５７】所定推力−ｆが作用した状態となったとき
には、そのときまでに位置センサ２４から出力された信
号から算出した駆動量を記憶する（ステップ５２０）。
次に、原点設定状態フラグに１をセットして、再び、本
原点設定処理を繰り返す。そして、原点設定状態フラグ
は１であることから（ステップ５０５）、アクチュエー
タ２２を駆動して車体１を右方向に所定推力ｆが作用す
る傾斜位置に移動する信号をセットする（ステップ５３
０）。

【００５８】続いて、所定推力ｆが作用している状態と
なったか否かを判断し（ステップ５３５）、所定推力ｆ
が作用している状態となったときには、そのときまでに
位置センサ２４から出力された信号から算出した駆動量
を記憶する（ステップ５４０）。そして、これらの駆動
量から、左側から右側の傾斜位置に至るまでの距離であ
る全駆動量を算出する。

【００５９】そして、全駆動量の半分の値が原点の距離
であるので、その値を算出し、原点を割り出す（ステッ
プ５４５）。次に、原点設定状態フラグに２をセットし
て（ステップ５５０）、本原点設定処理を繰り返し実行
する。ステップ５０５の処理により、原点設定状態フラ
グが２であると判断されると、アクチュエータ２２を駆
動して、右側から中央に向かって、全駆動量の半分だけ
移動する信号をセットする（ステップ５５５）。そし
て、ステップ１６０の処理により、車体１を原点に向か
って移動する。

【００６０】全駆動量の半分だけ車体１が移動されて、
原点への移動が完了したか否かを判断し（ステップ５６
０）、移動が完了したときには、位置センサ２４からの
信号から算出した駆動量をリセットする等により、その
位置でのデータを更新する（ステップ５６５）。次に、
原点設定種別フラグに０をセットして原点設定処理を終
了する（ステップ５７０）。尚、ステップ５０５〜５５
０の処理の実行が初期駆動手段として働き、ステップ５
５５〜５７０の処理の実行が原点設定手段として働く。

【００６１】この推力バランスによる原点設定処理によ
ると、姿勢センサ２８を設けなくても、原点の設定を容
易に行うことができ、装置の構造が簡単になる。また、
車体重心Ｇが転動面４の中心Ｏの上にある場合でも、下
にある場合でも同様に原点を設定できる。尚、この場合
には、車体１は水平な軌道上にある必要がある。

【００６２】次に、原点設定状態フラグに５がセットさ
れている場合について説明する。５がセットされている
ときには、図２に示すように、所定位置推力による原点
設定処理（ステップ６００）を実行する。所定位置推力
による原点設定処理を、図７に示すフローチャートによ
って説明する。尚、この処理が請求項６の発明に対応す
る。

【００６３】まず、原点設定状態フラグの状態を判断す
る（ステップ６０５）。原点設定状態フラグは後述する
処理の実行によりセットされ、０であるときには左方向
に傾斜させる処理を、１であるときには原点の設定処理
を示す。最初は０にセットされているので、アクチュエ
ータ２２を駆動して車体１を左方向に所定推力−ｆが作
用する傾斜位置に移動する信号をセットする（ステップ
６１０）。

【００６４】本制御処理を繰り返し、ステップ１６０の
処理によりアクチュエータ２２に所定の駆動電流を供給
して、車体１を左方向に傾斜させると共に、所定推力−
ｆが作用する傾斜位置に保持する。そして、所定推力−
ｆが作用している状態となったか否かを判断し（ステッ
プ６１５）、所定推力−ｆが作用する状態となるまでス
テップ６０５〜６１５の処理を繰り返す。

【００６５】所定推力−ｆとなっているか否かは、図示
しない荷重センサ等により検出するようにしてもよく、
あるいは、アクチュエータ２２への供給電流により判断
するようにしてもよい。所定推力−ｆが作用した状態と
なったときには、原点を割り出す処理を行う（ステップ
６２０）。図１１に示すように、所定推力−ｆが作用す
る傾斜位置は、予めその構造から分かるので、その関係
を実験等により求めておくことにより、所定推力−ｆが
作用する傾斜位置と原点との距離を予め設定することが
できる。これにより、所定推力−ｆが作用する傾斜位置
から原点を割り出すことができる。

【００６６】次に、原点設定状態フラグに１をセットし
て（ステップ６２５）、本原点設定処理を繰り返し実行
する。ステップ６０５の処理により、原点設定状態フラ
グが１であると判断されると、アクチュエータ２２を駆
動して、所定推力−ｆが作用する傾斜位置から予め設定
された原点までの駆動量を移動する信号をセットする
（ステップ６３０）。そして、ステップ１６０の処理に
より、車体１を原点に向かって移動する。

【００６７】車体１が移動されて、原点への移動が完了
したか否かを判断し（ステップ４３５）、移動が完了し
たときには、位置センサ２４からの信号から算出した駆
動量をリセットする等により、その位置でのデータを更
新する（ステップ６４０）。次に、原点設定種別フラグ
に０をセットして原点設定処理を終了する（ステップ６
４５）。尚、ステップ６０５〜６２５の処理の実行が初
期駆動手段として働き、ステップ６３０〜６４５の処理
の実行が原点設定手段として働く。

【００６８】この所定位置推力による原点設定処理によ
ると、姿勢センサ２８を設けなくても、原点の設定を容
易に行うことができ、装置の構造が簡単になる。また、
車体重心Ｇが転動面４の中心Ｏの上にある場合でも、下
にある場合でも同様に原点を設定できる。尚、この場合
も、車体１は水平な軌道上にある必要がある。

【００６９】次に、原点設定状態フラグに６がセットさ
れている場合について説明する。６がセットされている
ときには、図２に示すように、推力０位置による原点設
定処理（ステップ７００）を実行する。推力０位置によ
る原点設定処理を、図８に示すフローチャートによって
説明する。尚、この処理が請求項７の発明に対応する。

【００７０】車体１が水平状態にあるときを原点とした
ときに、原点付近で車体１をゆっくり一定速度で左右に
傾斜させると、摩擦によるヒステリシスにより、推力が
０となる位置は原点と一致しない。このときの位置Ｐと
推力Ｆの関係をグラフで示すと図１２のようになる。

【００７１】推力が０になる位置が移動方向によって変
わるので、これら推力が０となる位置Ｐ１，Ｐ２の幅は
摩擦係数等によっても変わるが、原点に対して対称とな
る。従って、位置Ｐ１，Ｐ２を検出すると、その中間点
が原点となり、推力が０となる位置Ｐ１，Ｐ２は、推力
の方向の反転により判断すると、検出が容易である。こ
れは、車体重心Ｇが転動面４の中心Ｏよりも上にある場
合でも、また、下にある場合でも同様である。

【００７２】そこで、まず、原点設定状態フラグの状態
を判断する（ステップ７０５）。原点設定状態フラグは
後述する処理によりセットされ、０であるときには推力
が０となる方向に傾斜させる処理を、１であるときには
逆方向に傾斜させる処理を、２であるときには原点の設
定処理を示す。

【００７３】最初は０にセットされているので、推力方
向のチェックを行う（ステップ７１０）。推力方向のチ
ェックは、例えば、一旦、アクチュエータ２２を駆動し
て、車体１を左右に傾斜させる。そのときに、推力が反
転するので、それによりどちらの方向に車体１を傾斜さ
せると、推力が反転する位置となるかが分かる。また、
推力の検出は、アクチュエータ２２への供給電流の大小
により判断する場合や、推力を検出する荷重センサ等に
より検出する場合でもよい。

【００７４】次に、推力が０となる方向へアクチュエー
タ２２を駆動する信号をセットする（ステップ７１
５）。本制御処理を繰り返し、ステップ１６０の処理に
よりアクチュエータ２２を駆動して、車体１を傾斜させ
る。そして、推力が反転したか否かを判断し（ステップ
７２０）、推力が反転するまでステップ７０５〜７２０
の処理を繰り返す。

【００７５】推力が反転したと判断されたときには、そ
のときまでに位置センサ２４から出力された信号から算
出した駆動量を記憶する（ステップ７２５）。次に、原
点設定状態フラグに１をセットして（ステップ７３
０）、再び、本原点設定処理を繰り返す。

【００７６】そして、原点設定状態フラグは１であるこ
とから（ステップ７０５）、アクチュエータ２２を駆動
して車体１を逆方向に傾斜する信号をセットする（ステ
ップ７３５）。続いて、推力が反転したか否かを判断し
（ステップ７４０）、反転したときには、そのときまで
に位置センサ２４から出力された信号から算出した駆動
量を記憶する（ステップ７４５）。そして、これらの駆
動量から、その間での全駆動量を算出する。そして、全
駆動量の半分の値が原点の距離であるので、その値を算
出し、原点を割り出す（ステップ７５０）。次に、原点
設定状態フラグに２をセットして（ステップ７５５）、
本原点設定処理を繰り返し実行する。

【００７７】ステップ７０５の処理により、原点設定状
態フラグが２であると判断されると、アクチュエータ２
２を駆動して、全駆動量の半分だけ移動する信号をセッ
トする（ステップ７６０）。そして、ステップ１６０の
処理により、車体１を原点に向かって移動する。

【００７８】全駆動量の半分だけ車体１が移動されて、
原点への移動が完了したか否かを判断し（ステップ７６
５）、移動が完了したときには、位置センサ２４からの
信号から算出した駆動量をリセットする等により、その
位置でのデータを更新する（ステップ７７０）。次に、
原点設定種別フラグに０をセットして原点設定処理を終
了する（ステップ７７５）。尚、ステップ７０５〜７５
５の処理の実行が初期駆動手段として働き、ステップ７
６０〜７７５の処理の実行が原点設定手段として働く。

【００７９】この推力０位置による原点設定処理による
と、姿勢センサ２８を設けなくても、原点の設定を容易
に行うことができ、装置の構造が簡単になる。また、車
体重心Ｇが転動面４の中心Ｏの上にある場合でも、下に
ある場合でも同様に原点を設定できる。尚、この場合に
は、車体１は水平な軌道上にある必要がある。

【００８０】次に、原点設定状態フラグに７がセットさ
れている場合について説明する。７がセットされている
ときには、図２に示すように、セーフティロックによる
原点設定処理（ステップ８００）を実行する。セーフテ
ィロックによる原点設定処理を、図９に示すフローチャ
ートによって説明する。尚、この処理が請求項８の発明
に対応する。

【００８１】例えば、ストッパ部材１２を図示しないシ
リンダにより両側から挟んで、車体１の傾斜を規制する
と共に、車体１を水平状態に保持するセーフティロック
機構を備えている鉄道車両もある。セーフティロック機
構を動作させることにより、原点で車体１を保持するこ
とができる。

【００８２】そこで、まず、セーフティロック機構を動
作させて、その動作が完了したか否かを判断する（ステ
ップ８０５）。動作が完了するまで待機し、動作が完了
したときには、位置センサ２４からの信号から算出した
駆動量をリセットする等により、その位置でのデータを
更新する（ステップ８１０）。次に、原点設定種別フラ
グに０をセットして原点設定処理を終了する（ステップ
８１５）。尚、ステップ８０５〜８１５の処理の実行が
原点設定手段として働く。

【００８３】このセーフティロックによる原点設定処理
によると、姿勢センサ２８を設けなくても、原点の設定
を容易に行うことができ、装置の構造が非常に簡単にな
る。また、車体重心Ｇが転動面４の中心Ｏの上にある場
合でも、下にある場合でも同様に原点を設定できる。更
に、車体１が水平な軌道上にない場合でも設定できる。

【００８４】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。

【００８５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の振子式鉄道
車両の制御装置は、原点の設定が容易にできるという効
果を奏する。また、車体重心が転動面の中心の上にある
場合でも、下にある場合でも同様に原点を設定できる。
更に、請求項１の発明によると、姿勢センサにより絶対
的な姿勢を検出して、その姿勢に応じて原点の設定を容
易に行うことができる。請求項３の発明によると、姿勢
センサを設けなくても、原点の設定を容易に行うことが
できるので構造が簡単になり、車体が水平な軌道上にな
い場合でも原点の設定ができる。請求項４の発明による
と、更に、原点の設定を短時間で行うことができる。

【００８６】請求項５，７の発明によると、姿勢センサ
を設けなくても、原点の設定を容易に行うことができる
ので構造が簡単になり、請求項６の発明によると、更
に、原点の設定を短時間で行うことができる。請求項８
の発明によると、姿勢センサを設けなくても、原点の設
定を容易に行うことができるので構造が簡単になり、車
体が水平な軌道上にない場合でも原点の設定ができ、更
に、原点の設定を短時間で行うことができる。

【００８７】請求項９の発明によると、原点の設定を選
択することができるので、そのときの状態に適した原点
の設定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての振子式鉄道車両の
制御装置の概略構成図である。

【図２】本実施形態の電子制御回路において行われるア
クチュエータ制御処理の一例を示すフローチャートであ
る。

【図３】本実施形態の電子制御回路において行われる絶
対姿勢による原点設定処理の一例を示すフローチャート
である。

【図４】本実施形態の電子制御回路において行われる駆
動量による原点設定処理の一例を示すフローチャートで
ある。

【図５】本実施形態の電子制御回路において行われる半
駆動量による原点設定処理の一例を示すフローチャート
である。

【図６】本実施形態の電子制御回路において行われる推
力バランスによる原点設定処理の一例を示すフローチャ
ートである。

【図７】本実施形態の電子制御回路において行われる所
定位置推力による原点設定処理の一例を示すフローチャ
ートである。

【図８】本実施形態の電子制御回路において行われる推
力０位置による原点設定処理の一例を示すフローチャー
トである。

【図９】本実施形態の電子制御回路において行われるセ
ーフティロックによる原点設定処理の一例を示すフロー
チャートである。

【図１０】本実施形態の車体に作用する推力を説明する
説明図である。

【図１１】本実施形態の車体の傾斜角と推力の関係を示
すグラフである。

【図１２】本実施形態の摩擦によるヒステリシスを示す
グラフである。

【図１３】車体の重心が転動面の中心より下にある鉄道
車両の概略構成図である。

【図１４】車体の重心が転動面の中心より上にある鉄道
車両の概略構成図である。

【図１５】本実施形態のアクチュエータの拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１…車体２…振子梁４…転動面６…台車枠１２…ストッパ部材１４，１６…規制部材８，１０…コロ２２…アクチュエータ２４…位置センサ２８…姿勢センサ５０…電子制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、前記原点に対して絶対的な姿勢位置を検出する姿勢セン
サと、前記姿勢センサにより検出される姿勢位置に基づいて、
前記アクチュエータを制御し前記車体を駆動制御する初
期駆動手段と、前記初期駆動手段による駆動制御を複数回繰り返す繰り
返し手段と、前記繰り返し後の位置を前記原点として設定する原点設
定手段とを備えたことを特徴とする振子式鉄道車両の制
御装置。
【請求項２】前記姿勢センサは、前記原点に対して前
記車体の絶対的なストローク位置を検出するストローク
センサであることを特徴とする請求項１記載の振子式鉄
道車両の制御装置。
【請求項３】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、前記アクチュエータを駆動して、前記車体を左右傾斜端
に傾斜させる初期傾斜手段と、前記初期傾斜手段により前記左右傾斜端に傾斜させたと
きの前記位置センサにより検出される全駆動量に応じて
算出した位置を前記原点として設定する原点設定手段と
を備えたことを特徴とする振子式鉄道車両の制御装置。
【請求項４】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、前記アクチュエータを駆動して、前記車体を一方の傾斜
端に傾斜させる初期傾斜手段と、前記初期傾斜手段により前記一方の傾斜端に傾斜させた
ときに、予め設定された変位量に応じて算出した位置を
前記原点として設定する原点設定手段とを備えたことを
特徴とする振子式鉄道車両の制御装置。
【請求項５】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、重力による前記車体の傾斜推力が左右で同じとなる傾斜
位置に、前記アクチュエータを駆動して傾斜させる初期
傾斜手段と、前記初期傾斜手段により左右に傾斜させたときの前記位
置センサにより検出される全駆動量に応じて算出した位
置を前記原点として設定する原点設定手段とを備えたこ
とを特徴とする振子式鉄道車両の制御装置。
【請求項６】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、重力による前記車体の傾斜推力が予め設定された推力と
なる傾斜位置に、前記アクチュエータを駆動して前記車
体を傾斜させる初期傾斜手段と、前記初期傾斜手段により前記傾斜位置に傾斜させたとき
に、予め設定された変位量に応じて算出した位置を前記
原点として設定する原点設定手段とを備えたことを特徴
とする振子式鉄道車両の制御装置。
【請求項７】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段とを有し、前記変位量に応じて前
記アクチュエータを制御し、前記車体を傾斜させる振子
式鉄道車両の制御装置において、前記アクチュエータを駆動して前記車体の傾斜推力の方
向が反転する傾斜位置を通過させる初期傾斜手段と、前記初期傾斜手段により左右に傾斜された際の前記傾斜
推力が零となる前記傾斜位置での前記位置センサにより
検出される全駆動量に応じて算出した位置を前記原点と
して設定する原点設定手段とを備えたことを特徴とする
振子式鉄道車両の制御装置。
【請求項８】車体を台車枠に傾斜可能に支持すると共
に、前記車体を傾斜させるアクチュエータを備えた振子
機構と、前記アクチュエータによる前記車体の駆動量を
検出する位置センサと、前記位置センサにより検出され
る前記駆動量に基づいて原点からの前記車体の変位量を
算出する位置算出手段と、前記車両の傾斜を予め設定さ
れた位置で規制するセーフティロック機構とを有し、前
記変位量に応じて前記アクチュエータを制御し、前記車
体を傾斜させる振子式鉄道車両の制御装置において、前記セーフティロック機構により前記車両の傾斜を規制
したときの位置を前記原点として設定する原点設定手段
を備えたことを特徴とする振子式鉄道車両の制御装置。
【請求項９】前記請求項１ないし前記請求項８に記載
の前記初期傾斜手段及び前記原点設定手段を複数組備
え、該複数組を選択的に切り換える選択手段を備えたこ
とを特徴とする振子式鉄道車両の制御装置。