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公開番号2024176002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094177
出願日2023-06-07
発明の名称鉄道車両用制振装置
出願人カヤバ株式会社
代理人個人
主分類B61F 5/24 20060101AFI20241212BHJP(鉄道)
要約【課題】正確に制御健全性の判断を行える鉄道車両用制振装置を提供する。
【解決手段】鉄道車両用制振装置1は、鉄道車両Vにおける車体Bと台車Tf,Trとの間に介装されて車体Bの横方向の振動を抑制する推力を発生可能なアクチュエータAf,Arと、車体Bの横方向の振動を検知するセンサ2f,2rと、センサ2f,2rが検知した振動に基づいて少なくとも車体Bの振動を抑制するヨー制御力fyを求めてアクチュエータAf,Arを制御するコントローラCとを備え、コントローラCは、ヨー制御力fyが所定回数以上連続して飽和するとアクチュエータAf,Arの制御が不健全であると判断する判断部12を備えている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
鉄道車両における車体と台車との間に介装されて前記車体の横方向の振動を抑制する推力を発生可能なアクチュエータと、
前記車体の横方向の振動を検知するセンサと、
前記センサが検知した振動に基づいて少なくとも前記車体の振動を抑制するヨー制御力を求めて前記アクチュエータを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記ヨー制御力が所定回数以上連続して飽和すると前記アクチュエータの制御が不健全であると判断する判断部を有する
ことを特徴とする鉄道車両用制振装置。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
鉄道車両における車体と台車との間に介装されて前記車体の横方向の振動を抑制する推力を発生可能なアクチュエータと、
前記車体の横方向の加速度を検知するセンサと、
前記センサが検知した横方向の加速度に基づいて前記車体のヨー方向の加速度であるヨー加速度を求めて前記アクチュエータを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記ヨー加速度が所定回数以上連続して所定の閾値に到達すると前記アクチュエータの制御が不健全であると判断する判断部を有する
ことを特徴とする鉄道車両用制振装置。
【請求項３】
前記判断部は、前記ヨー制御力が交互に所定時間ヨー上限値に達するとともに所定時間ヨー下限値に達すると前記ヨー制御力が飽和すると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記ヨー制御力がヨー上限値以上およびヨー下限値以上になると前記ヨー制御力を前記ヨー上限値と前記ヨー下限値とにクランプするヨー制御力リミッタを有する
ことを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両用制振装置。
【請求項５】
前記判断部は、前記ヨー加速度がプラス側閾値とマイナス側閾値とに交互に所定回数以上連続して到達すると前記アクチュエータの制御が不健全であると判断する
ことを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両用制振装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用制振装置の改良に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の鉄道車両用制振装置にあっては、たとえば、鉄道車両に車体の進行方向に対して左右方向の振動を抑制するアクチュエータと、車体の横方向の加速度を検知する加速度センサと、加速度センサが検知した加速度から車体のスエー方向とヨー方向の振動を抑制する制御力を求めて、求めた制御力通りに推力を発揮させるようにアクチュエータを制御するコントローラとを備えるものがある。
【０００３】
このように構成された鉄道車両用制振装置では、車体の振動を抑制するようにアクチュエータを制御しているにもかかわらず、車体の振動が発振する傾向にあると、制御健全性が損なわれていると判断して制御を停止して、振動の発振を防止する（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０１８－０２６０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の鉄道車両用制振装置では、アクチュエータへの制御入力と車体の加速度の微分値とを乗じて得た健全性指標を用いて制御健全性を判断しているので、制御健全性が損なわれるとこれを速やかに判断できるのであるが、鉄道車両の走行中にランダムに入力される振動によってアクチュエータへの制御入力と加速度の微分値とが偶然大きな値を採ることがあって、そのような場合、アクチュエータの制御が健全に行われているにもかかわらず異常と判断されてしまう可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、正確に制御健全性の判断を行える鉄道車両用制振装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明の鉄道車両用制振装置は、鉄道車両における車体と台車との間に介装されて車体の横方向の振動を抑制する推力を発生可能なアクチュエータと、車体の横方向の振動を検知するセンサと、センサが検知した振動に基づいて少なくとも車体の振動を抑制するヨー制御力を求めてアクチュエータを制御するコントローラとを備え、コントローラは、ヨー制御力が所定回数以上連続して飽和するとアクチュエータの制御が不健全であると判断する判断部を備えている。
【０００７】
また、本発明の他の鉄道車両用制振装置は、鉄道車両における車体と台車との間に介装されて車体の横方向の振動を抑制する推力を発生可能なアクチュエータと、車体の横方向の加速度を検知するセンサと、センサが検知した横方向の加速度に基づいて車体のヨー方向の加速度であるヨー加速度を求めてアクチュエータを制御するコントローラとを備え、コントローラは、車体のヨー加速度が所定回数以上連続して所定の閾値に到達するとアクチュエータの制御が不健全であると判断する判断部を備えている。
【０００８】
このように構成された鉄道車両用制振装置によれば、アクチュエータが発振すると波形の振幅が大きくなるという特徴が現れるヨー制御力或いはヨー加速度を用い、ヨー制御力が所定回数以上連続して飽和するか或いはヨー加速度が所定の閾値に所定回数以上連続して到達するとアクチュエータの制御が不健全であると判断するので、振動の入力で偶発的にヨー制御力或いはヨー加速度が大きくなるような状況を除外しつつ、正確にアクチュエータの発振を検知できる。
【０００９】
また、鉄道車両用制振装置における判断部は、ヨー制御力が交互に所定時間ヨー上限値に達するとともに所定時間ヨー下限値に達するとヨー制御力が飽和すると判断してもよい。このように構成された鉄道車両用制振装置によれば、鉄道車両に入力される振動によってヨー制御力がヨー上限値或いはヨー下限値のいずれか一方のみを偶発的に跨ぐような波形を呈した場合や極短い時間ヨー上限値或いはヨー下限値となる場合などを除外できるので、より正確にアクチュエータの発振を検知でき、制御の健全性の判断結果の正確性を向上できる。
【００１０】
そして、鉄道車両用制振装置におけるコントローラは、ヨー制御力がヨー上限値以上およびヨー下限値を以上になるとヨー制御力をヨー上限値とヨー下限値とにクランプするヨー制御力リミッタを有してもよい。このように構成された鉄道車両用制振装置によれば、鉄道車両に入力される振動によってヨー制御力がヨー上限値或いはヨー下限値のいずれか一方のみを偶発的に跨ぐような波形を呈した場合や極短い時間ヨー上限値或いはヨー下限値となる場合などを除外できるとともに、ヨー制御力の飽和時の波形がヨー上限値或いはヨー下限値のまま変化しないフラットな波形となるので、より正確かつ容易にアクチュエータの発振を検知でき、制御の健全性の判断結果の正確性を向上できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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