CN110225842A - 致动装置 - Google Patents

Abstract

在车身(2)与各转向架(3)之间配置有减振器(8)。减振器(8)是能够利用从作为电力源的架空线(9)经由电池(12)供给来的电力对所产生的力(衰减力)进行控制的衰减力调整式减振器。控制装置(21)根据铁道车辆(1)的行驶状态控制向减振器(8)供给的供给电力。在经由降压电路(24)取得的电压检测值低于第一阈值(Vb)时，控制装置(21)(的微计算机(22))进行使对减振器(8)的供给电力比电压检测值不低于第一阈值(Vb)时的供给电力低的限制控制。

Description

致动装置

技术领域

本发明涉及例如减少铁道车辆的振动的致动装置。

背景技术

作为铁道车辆用的控制悬架***的一个例子，例如，已知一种在车辆的转向架与车身之间配置有作为致动器的衰减力调整式减振器的半主动悬架***。半主动悬架***能够与车身的振动状态相匹配地实时地控制(变更)衰减力，能够提高车辆的乘坐舒适性。

在此，铁道车辆的控制悬架***被从架空线或者搭载于铁道车辆的发电机供给电力。在该情况下，可考虑构成为通过监视向控制悬架***供给的电源的电压值来保护***免受不稳定的电源状态的影响。

另一方面，在铁道车辆中，存在电源电压在特定的状况、场所、时机下降低的情况。例如，在车辆上的设备(例如内燃机车的发动机)一齐起动时、在伴随变电站切换的分段绝缘区(架空线未通电区间、死区)中行驶时、以及在受电弓(集电器)的滑板暂时(瞬间)从架空线上脱线时等，存在电源电压降低的情况。在这样的情况下，如果仅以电源电压的降低为条件使***停止动作，则有可能导致乘坐舒适性不必要地降低。

相对于此，专利文献1～3中记载了在搭载有电池的汽车和电器中，基于电池电压低于阈值的时间和内部电阻值来推测电池状态的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－112917号公报

专利文献2：日本特表2009－519697号公报

专利文献3：日本特开2013－210205号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

例如，在将专利文献1的技术应用于铁道车辆的情况下，存在尽管车辆正常，但却判定为电源异常的可能性。在该情况下，若基于该判定使***停止(即，停止衰减力调整式减振器的衰减力控制)，则存在乘坐舒适性不必要地降低的可能性。

本发明的目的在于提供一种能够抑制乘坐舒适性不必要地降低的致动装置。

用于解决技术问题的手段

本发明一实施方式的致动装置构成为具有致动器，该致动器配置于铁道车辆的具有车轮的转向架与所述铁道车辆的设置在所述转向架上的车身之间、所述转向架与所述车轮之间、或者将多个所述车身连结在一起的铁道车辆中的一个所述车身与另一个所述车身之间，能够利用从架空线与所述铁道车辆的发电机中的至少一方的电力源经由电池供给来的电力对所产生的力进行控制，所述致动装置还具有：检测单元，其检测所述电池的电压；控制装置，其根据所述铁道车辆的行驶状态控制向所述致动器供给的供给电力；在由于通过所述架空线的分段绝缘区或者所述发电机的电压降低而导致所述检测单元的电压检测值低于第一阈值时，所述控制装置进行使所述供给电力比所述电压检测值不低于所述第一阈值时的供给电力低的限制控制。

本发明一实施方式的致动装置能够抑制乘坐舒适性不必要地降低。

附图说明

图1是表示搭载有第一实施方式的致动装置的铁道车辆的侧视图。

图2是将图1中的控制装置与电池、加速度传感器、减振器一起示出的框图。

图3是表示图2中的控制装置(的微型计算机)的控制处理的流程图。

图4是表示电压、电流、控制模式的时间变化的第一例的特性线图。

图5是表示电压、电流、控制模式的时间变化的第二例的特性线图。

图6是表示电压、电流、控制模式的时间变化的第三例的特性线图。

图7是表示第二实施方式的电压、电流、控制模式的时间变化的一个例子的特性线图。

图8是表示第三实施方式的电压、电流、控制模式的时间变化的一个例子的特性线图。

图9是表示第四实施方式的控制装置(的微型计算机)的控制处理的流程图。

具体实施方式

以下，对于实施方式的致动装置，列举将其搭载于铁道车辆的情况为例，根据附图对其进行说明。注意，图3以及图9所示的流程图的各步骤分别使用“S”这一标记(例如，步骤1＝“S1”)。

图1至图6示出了第一实施方式。在图1中，铁道车辆1例如具备供乘客、乘务员等乘员乘坐(或装载货物)的车身2和设于车身2的下侧的前侧的转向架3及后侧的转向架3。这些转向架3分离地配置于车身2的前部侧与后部侧。由此，铁道车辆1的车身2设置于转向架3上。

各转向架3具有车轮4。即，在各转向架3上，各安装有两个在车轴的两端设有车轮4的轮轴。因此，各转向架3分别设有四个车轮4。铁道车辆1通过各车轮4在左右的铁轨5(仅图示一方)上旋转而沿铁轨5行驶。

在各转向架3与各车轮4之间设有缓和来自车轮4(轮轴)的振动、冲击的轴簧6。另一方面，在车身2与各转向架3之间，设有在各个转向架3上弹性地支承车身2的多个枕簧7以及与各枕簧7成并列关系配置的多个衰减力调整式减振器8(以下称为减振器8)。减振器8例如在各转向架3的左右两侧分别各设置一个，每一车辆(每一车身)合计设有四个。

各减振器8夹装(配置)在处于弹簧上侧的车身2与处于弹簧下侧的转向架3之间。针对车身2相对于转向架3的上下方向的振动(车身2与转向架3的相对位移)，各减振器8产生使振动(相对位移)减少的力、即衰减力。由此，各减振器8减少车身2的上下方向的振动。

在该情况下，减振器8与枕簧7一起构成了控制悬架。即，各减振器8的衰减特性根据来自后述的控制装置21的指令(指令值)而变化。为此，例如使用被称作半主动减振器的衰减力调整式的液压缓冲器(即，能够控制衰减力的衰减力调整式减振器)作为能够单独调整各自的衰减力的缸装置来构成各减振器8。

更具体而言，通过从控制装置21供给电力(驱动电流)，减振器8调整电磁阀等控制阀(未图示)的开阀压。由此，减振器8能够将衰减特性从硬性特性(硬特性)向软性特性(软特性)连续地调整。注意，减振器8并不限定于连续地调整衰减特性的减振器，也可以是能够分两级或者分多级进行调整的减振器。另外，减振器8并不局限于半主动减振器，也可以使用通过外部动力调整衰减特性的全主动减振器来构成。

即，在实施方式中，减振器8由主动地产生力(衰减力)的主动减振器、更具体而言是衰减力调整式液压缓冲器等能够进行半主动控制的半主动减振器构成。但是，并不局限于此，也可以代替半主动减振器，而由液压致动器、电动致动器等能够进行全主动控制的全主动减振器来构成减振器8。

总之，减振器8是能够利用从成为电力源的架空线9经由电池12供给来的电力对所产生的力(衰减力)进行控制的致动器。在该情况下，架空线9是向铁道车辆1供给电力的电线，经由架空线9向铁道车辆1供给交流或者直流的电力。例如，从架空线9经由成为集电器的受电弓10、逆变器或者转换器等变换器11、电池12、控制装置21向减振器8供给电力。

注意，虽然省略图示，但例如如果铁道车辆是内燃机车，则可以采用从搭载于铁道车辆的成为电源的发电机经由电池向致动器供给电力的结构。另外，在实施方式中，将作为致动器的减振器8设为上下动作减振器。即，实施方式例示了如下情况：将作为致动器的减振器8沿上下方向配置于车身2与转向架3之间，通过在车身2与转向架3之间产生力，来减少车身2相对于转向架3的上下方向的振动。

相对于此，虽然省略图示，但例如也可以将作为致动器的减振器设为左右动作减振器。即，也可以采用将致动器沿左右方向配置于车身与转向架之间，通过在车身与转向架之间产生力来减少车身相对于转向架的左右方向的振动的结构。另外，致动器也可以配置于转向架与车轮之间，在转向架与车轮之间产生力。而且，致动器也可以配置于将多个车身连结在一起的铁道车辆的车身与车身之间(相邻的车身间)，在车身与车身之间产生力。

在车身2上设有检测车身2的上下方向的振动加速度作为车身加速度的加速度传感器13。加速度传感器13成为检测铁道车辆1的行驶状态的状态检测传感器。加速度传感器13在与各减振器8对应的位置检测车身加速度，并将其检测信号向后述的控制装置21输出。因此，加速度传感器13例如在车身2的下部、即车身2的下表面侧安装于各减振器8附近的位置。注意，由于加速度传感器13分别与设于车辆的前后方向两侧的各减振器8对应地设置，因此每一车辆(每一车身)具有共计四个加速度传感器13。

接下来，除了参照图1还参照图2对控制装置21进行说明。

控制装置21是控制各减振器8的衰减特性的装置(车身振动抑制用控制装置、减振器用控制装置、控制悬架***用控制装置)。即，控制装置21根据铁道车辆1的行驶状态控制向减振器8供给的供给电力。为此，控制装置21的输入侧与电池12以及加速度传感器13连接，控制装置21的输出侧与减振器8的控制阀(例如电磁阀的螺线管)连接。控制装置21具有微型计算机22(以下称为微计算机22)。微计算机22例如具备由ROM、RAM、EEPROM、闪存等构成的存储器、作为运算处理装置的CPU、将模拟信号转换为数字信号的A/D转换器等。如图2所示，加速度传感器13连接于微计算机22。

微计算机22的存储器例如储存有基于天棚控制、H∞控制、LQG控制等各种控制规则而决定的运算式和用于执行该运算式的控制增益等预先设定的参数。另外，在微计算机22的存储器中还储存有用于执行后述的图3所示的处理流程的处理程序。

微计算机22(的CPU)基于由加速度传感器13检测的加速度与运算式以及参数，计算用于抑制车身2的振动的控制指令。例如，在减振器8是螺线管式的控制减振器的情况下，微计算机22计算与减振器8所应产生的衰减力对应的目标电流值作为控制指令。微计算机22将计算出的控制指令(目标电流值)输出到作为电流输出电路的输出电路23。由此，经由输出电路23向减振器8(的螺线管)供给与控制指令相应的电流。即，减振器8能够产生与经由输出电路23供给来的电流相应的力(衰减力)，抑制车身2的振动。

这样，在实施方式中，通过加速度传感器13检测车身2的加速度。控制装置21(的微计算机22)按照检测出的加速度与特定的控制规则，运算出最适于车辆的乘坐舒适性控制的衰减力，并经由输出电路23控制减振器8。注意，在实施方式中，减振器8具有如下特征：在电流为0A时(包含故障时(控制停止时))，变为与中间电流值相当的衰减力。另外，虽然在实施方式中使用了螺线管式的控制减振器，但也可以使用螺线管式以外的控制减振器。另外，虽然作为检测铁道车辆1的行驶状态的状态检测传感器，使用了检测上下方向的振动加速度的加速度传感器13，但例如可以使用车高传感器、速度传感器、倾斜传感器、角速度传感器、检测3轴加速度与3轴角速度的复合传感器等各种行驶状态检测传感器来作为状态检测传感器。

铁道车辆的控制悬架***被从架空线或者搭载于铁道车辆的发电机供给电力。在该情况下，可考虑构成为通过监视向控制悬架***供给的电源的电压值来保护***免受不稳定的电源状态的影响。例如，可考虑利用电压降低检测IC检测电源的电压值，在检测到电压降低时，通过使***停止动作来抑制低电压状态下的不稳定动作。

但是，在铁道车辆中，存在电源电压在特定的状况、场所、时机下降低的情况。具体而言，在车辆上的设备(例如内燃机车的发动机)一齐起动时、在伴随变电站切换的分段绝缘区(架空线未通电区间、死区)中行驶时、以及在受电弓(集电器)的滑板暂时(瞬间)从架空线上脱线时等，存在电源电压降低的情况。在这样的情况下，如果电压降低检测IC仅以电源电压的降低为条件使***停止动作，则有可能导致乘坐舒适性不必要地降低。

相对于此，在前述的专利文献1～3中，记载了在搭载有电池的汽车和电器中，基于电池的电压低于阈值的时间和内部电阻值来推测电池的状态的结构。例如，专利文献1的交流发电机控制装置推断电池的放电电流，并基于该放电电流设定最佳的电压降低检测阈值，在电池电压在一定时间内低于该设定的阈值的情况下，判定为低充电状态。

在此，考虑将该技术应用于铁道车辆的情况。在该情况下，例如可考虑在电源为正常状态下进行防摇摆控制(衰减力调整式减振器的衰减力控制)而在异常状态(例如，电源电压降低的状态)下停止防摇摆控制的***。但是，在铁道车辆的情况下，混杂有例如分段绝缘区行驶时的电压降低、行驶中的受电弓(的滑板)脱线引起的暂时的(瞬间的)电压降低、伴随着车辆发动机起动的电压降低等很多电压降低因素。

例如，在考虑分段绝缘区的情况下，根据每个分段绝缘区的长度的不同、通过分段绝缘区时的行驶速度，通过所需要的时间有所不同。因此，如果仅设定一个阈值，则不能完全应对这些情况，例如，存在尽管车辆正常，但却判定为电源异常的可能性。在该情况下，若基于该判定使***停止(即，停止衰减力调整式减振器的衰减力控制)，则存在乘坐舒适性不必要地降低的可能性。另一方面，与此相反，还存在尽管产生了电源异常，但却判定为未产生电源异常的可能性。在这种情况下，存在不再进行在电源异常时所应进行的处理(例如，故障安全处理)的可能性。

因此，在实施方式中，构成为能够针对铁道车辆1特有的电压降低，尽可能地确保优异的乘坐舒适性。为此，在实施方式中，具备检测电池12的电压的检测单元。更具体而言，控制装置21具有作为检测电池12的电压的检测单元的降压电路24。降压电路24例如由运算放大器等构成，从电池12向控制装置21供给的电源被输入到降压电路24。降压电路24生成与电源电压成比例的模拟信号，并将该信号向微计算机22的A/D转换器输入。由此，微计算机22能够实时监视从电池12供给来的电源电压。

在此，在一般的铁道车辆1的情况下，从辅助电源向控制悬架供给DC100V(在内燃机车的情况下是DC24V)。该电源由于被电池12进行电池备份，因此是不间断电压，即使在由于通过死区或一般的受电弓脱线而导致主电源的电压降低时，基本上电压变动也被控制为较小。但是，伴随着车辆规格、经年恶化等，存在产生较大的电压降低的情况。

相对于此，在实施方式中，控制装置21监视从电池12供给来的电源电压，在低于阈值(例如，第一阈值Vb)时，不立即设为控制中止，而是进行限制输出的限制控制。在限制控制中，如果电源电压恢复，则缓慢地解除限制，但如果在一定时间内(例如，即使经过规定时间tb)不恢复，则考虑电源异常的可能性而设为控制中止。在控制中止中，如果电源电压恢复，则缓慢地解除限制，但在控制中止后经过一定时间(例如，规定时间tc)也没有恢复的情况下，判断为电源产生了异常，停止控制。

由此，在以各种条件产生电压降低的铁道车辆1中，即使在电源电压降低时也能够确保一定的防摇摆性能(振动抑制性能)。另外，在电源电压的降低不是暂时性的降低，而是电源产生了异常的情况下，能够在减少对电源的负荷的同时，为了确保安全性(例如，确保行驶稳定性)而停止控制。由此，能够构建一种与以往相比可在更广泛的状况下维持较高的乘坐舒适性并且安全性更高的控制悬架***。

图3示出了由控制装置21(的微计算机22)进行的控制处理。控制装置21的微计算机22利用从降压电路24取得的模拟信号(电压信号)监视电源电压(电池12的电压)，在电压脱离了正常范围的情况下，进入限制控制模式。如果电压在一定时间以内恢复，则从恢复控制模式返回到通常控制模式，否则进入控制中止模式。如果在此之后电压也没有恢复，则判断为电源异常，进入电源异常模式(停止动作)。

即，若通过对控制装置21(的微计算机22)接通电源(开始通电)而开始了图3的控制处理，则在S1中，监视电源电压。即，在S1中，基于从降压电路24输出的信号(模拟信号)，读取电池12的电压(电源电压)、换言之是从电池12向控制装置21的输出电路23供给的电力的电压。在接下来的S2中，判定在S1中读取的电压是否在正常范围内。即，判定电压是否为第一阈值Vb以上。在S2中判定为“是”、即电压在正常范围内(在第一阈值Vb以上)的情况下，返回S1之前，重复S1以后的处理。

另一方面，在S2中判定为“否”、即电压不在正常范围内(低于第一阈值Vb)的情况下，进入S3。在S3中，进入限制控制模式。在限制控制模式中，开始降低对减振器8的供给电力的控制、即与电压为正常范围时相比降低供给电力的限制控制。具体而言，若低于第一阈值Vb，则将对减振器8的最大电流值(输出电流极限值)Imax限制为最大电流值Imax2，最大电流值Imax2是比不低于第一阈值Vb时的最大电流值Imax1低的值。在该情况下，最大电流值Imax不是瞬间从最大电流值Imax1降低到最大电流值Imax2，而是例如随着时间经过而逐渐(例如，以预先设定的规定的变化率)降低。使最大电流值降低的变化率(变化量)例如能够预先基于实验、计算、模拟等进行设定，以使减振器8的衰减力的变化不会变得过度(使乘坐舒适性不会急剧变化)。例如，最大电流值Imax可以在从低于第一阈值Vb起经过了第一规定时间tb时，降低为与中间电流值相当的Imax2。

在S3中开始限制控制(＝低于第一阈值Vb)后，即在开始使最大电流值Imax向最大电流值Imax2降低后，则进入S4。在S4中，判定是否达到了限制控制模式的阈值。具体而言，判定从开始限制控制起(从第一阈值Vb起)是否经过了第一规定时间tb。第一规定时间tb为是否进入限制断开模式、即是否使对减振器8的供给电力为0A的判定值。第一规定时间tb例如能够预先基于实验、计算、模拟等进行设定，以便能够考虑电源的异常的可能性而在适当的时机使对减振器8的供给电力为0A。

注意，限制控制模式的阈值除了可以设定为从低于第一阈值Vb起的经过时间(第一规定时间tb)以外，例如也可以设定为作为电压检测值的判定值的第二阈值。在将能够进行***动作的最低电压值(例如，能够进行减振器8的衰减力控制的最低电压值)设为Vc的情况下，第二阈值可以设定为最低电压值Vc与第一阈值Vb之间的电压值(比最低电压值Vc高且比第一阈值Vb低的电压值)。在该情况下，作为第二阈值的电压值(电压判定值)例如也能够预先基于实验、计算、模拟等进行设定，以便能够考虑电源的异常的可能性而在适当的时机使对减振器8的供给电力为0A。

在S4中判定为“否”、即尚未达到限制控制模式的阈值(从开始进入限制控制模式起尚未经过第一规定时间tb)的情况下，进入S5。在S5中，判定电压是否恢复到了正常范围内。即，在S5中，基于来自降压电路24的模拟信号，判定所取得的电压是否在正常范围内。即，判定电压是否恢复到了第一阈值Vb以上。注意，在S4与S5之间，进行电压读取处理(与S1相同的读取电压的处理)的，但在图3中省略表示了该处理。

在S5中判定为“否”、即电压尚未恢复到第一阈值Vb以上的情况下，返回到S4之前，重复S4以后的处理。另一方面，在S5中判定为“是”、即电压恢复到了第一阈值Vb以上的情况下，进入S6。在S6中，进入恢复控制模式。在恢复控制模式中，开始使对减振器8的供给电力接近正常范围时(电压检测值不低于第一阈值Vb时)的供给电力的恢复控制。具体而言，若电压恢复到了第一阈值Vb以上，则将对减振器8的最大电流值Imax提高到最大电流值Imax1。在该情况下，最大电流值Imax并不是瞬间上升到最大电流值Imax1，而是例如随着时间经过而逐渐(以预先设定的规定的变化率)上升。使最大电流值提高的变化率(变化量)例如能够预先基于实验、计算、模拟等进行设定，以使减振器8的衰减力的变化不会变得过度(使乘坐舒适性不会急剧变化)。例如，最大电流值Imax可以在从电压达到第一阈值Vb以上起经过了第二规定时间ta时，提高到Imax1。

在接着S6的S7中，进入通常控制模式(正常控制模式)。通常控制模式将对减振器8的最大电流值Imax设为电压为正常范围内时的最大电流值Imax1。然后，返回到S1之前，重复S1以后的处理。

另一方面，在S4中判定为“是”、即达到了限制控制模式的阈值(从进入限制控制模式起经过了第一规定时间tb)的情况下，进入S8。在S8中，进入控制中止模式。在控制中止模式中，使对减振器8的供给电力为0。具体而言，若从开始进入限制控制模式起经过了第一规定时间tb，则将对减振器8的最大电流值Imax由Imax2设为0A。此时，减振器8变为与中间电流值相当的衰减力特性(即，与被动式减振器相当的性能)。注意，在进入控制中止模式时，能够将最大电流值Imax从Imax2立即降低到0A。在该情况下，Imax2能够设为与中间电流值相当。

在S8中进入控制中止模式后(在使最大电流值Imax为0A后)，进入S9。在S9中，判定是否达到了控制中止模式的阈值。具体而言，判定是否从进入控制中止模式起(从使最大电流值Imax为0A起)经过了第三规定时间tc。第三规定时间tc为是否从控制中止模式进入电源异常模式、即是否停止减振器8的控制的判定值。注意，在控制中止模式中，若电压恢复到第一阈值Vb以上，则经由恢复控制模式返回通常控制模式，而在电源异常模式(停止减振器8的控制)中，即使电压恢复到第一阈值Vb以上，也不返回通常控制模式。第三规定时间tc例如能够预先基于实验、计算、模拟等进行设定，以便能够高精度地判定电源异常、即能够在适当的时机停止减振器8的控制。

在S9中判定为“否”、即尚未达到控制中止模式的阈值(从进入控制中止模式起尚未经过第三规定时间tc)的情况下，进入S10。在S10中，判定电压是否恢复到了正常范围内。即，在S10中，基于来自降压电路24的模拟信号，判定所取得的电压是否在正常范围内。即，判定电压是否恢复到了第一阈值Vb以上。注意，在S9与S10的之间，进行电压读取处理(与S1相同的读取电压的处理)，但图3中省略表示了该处理。

在S10中判定为“否”、即电压尚未恢复到第一阈值Vb以上的情况下，返回S9之前，重复S9以后的处理。另一方面，在S10中判定为“是”、即电压恢复到了第一阈值Vb以上的情况下，进入S6。即，在S6中，进入恢复控制模式，在S7中，进入通常控制模式(正常控制模式)，并重复S1以后的处理。

另一方面，在S9中判定为“是”、即达到了控制中止模式的阈值(从进入控制中止模式起经过了第三规定时间tc)的情况下，进入S11。在S11中，进入电源异常模式。在电源异常模式中，停止减振器8的控制。在该电源异常模式中，即使之后电压恢复到第一阈值Vb以上，也不返回通常控制模式。即，一旦在S11中进入到了电源异常模式，就进入“结束”。在该情况下，不进行控制，直到致动装置(控制悬架***)再起动为止。例如，若控制装置21再起动，则从“开始”开始S1的处理。

这样，在控制装置21(的微计算机22)中，通过S1以及S2的处理，在经由作为检测单元的降压电路24取得的电压检测值低于第一阈值Vb时，通过S3的处理，进行使对减振器8的供给电力比电压检测值不低于第一阈值Vb时的供给电力低的限制控制。即，在控制装置21的微计算机22中，在针对控制装置21的来自电池12的电压低于第一阈值Vb时，进入将对减振器8的最大电流值Imax限制为最大电流值Imax2的限制控制模式，最大电流值Imax2是比不低于第一阈值Vb时的最大电流值Imax1低的值。

注意，所谓电压降低、即电压检测值低于第一阈值Vb的情况，例如可举出通过架空线9的分段绝缘区(通过死区)引起的电压降低、铁道车辆1为内燃机车的情况下的发电机的电压降低。另外，在限制控制(限制控制模式)中，使对减振器8的供给电力逐渐降低。即，在低于第一阈值Vb时，控制装置21的微计算机22使对减振器8的最大电流值Imax从最大电流值Imax1逐渐(以预先设定的规定的变化率)降低。

另外，控制装置21(的微计算机22)在限制控制中、即电压检测值低于第一阈值Vb之后，通过S5的处理检测出超过第一阈值Vb的值时，通过S6的处理进行使对减振器8的供给电力接近电压检测值不低于第一阈值Vb时的供给电力的恢复控制。即，在针对控制装置21的来自电池12的电压从低于第一阈值Vb的状态超过第一阈值Vb时，控制装置21的微计算机22进入使对减振器8的最大电流值Imax接近不低于第一阈值Vb时的最大电流值Imax1的恢复控制模式。在该情况下、即恢复控制(恢复控制模式)中，使对减振器8的供给电力逐渐接近电压检测值不低于第一阈值Vb时的供给电力。即，在超过第一阈值Vb时，控制装置21的微计算机22将对减振器8的最大电流值Imax逐渐(以预先设定的规定的变化率)提高到最大电流值Imax1。

另外，在控制装置21(的微计算机22)中，通过S4的处理，在限制控制中，在从经由降压电路24取得的电压检测值低于第一阈值Vb起经过了规定时间(第一规定时间tb)时，通过S8的处理使对减振器8的供给电力为0。即，在从针对控制装置21的来自电池12的电压低于第一阈值Vb起经过第一规定时间tb时，控制装置21的微计算机22进入使对减振器8的最大电流值Imax为0A的控制中止模式。注意，也能够基于电压检测值来判定进入控制中止模式(判定使最大电流值Imax为0A)。即，控制装置21(的微计算机22)也可以在经由降压电路24取得的电压检测值低于比第一阈值Vb低的第二阈值时，使对减振器8的供给电力为0(使最大电流值Imax为0A)。

第一实施方式的致动装置具有如上所述的结构，接下来，参照图4至图6对其动作进行说明。在此，图4至图6分别示出了电压、电流(输出电流极限值、最大电流值)、控制模式的时间变化的例子。另外，图4至图6中，Va与通常时的电源电压(例如100V左右)对应，Vb与作为电压降低检测阈值的第一阈值(例如70V左右)对应，Vc与***能够动作的最低电压值(例如55V左右)对应，Ta与电压恢复时解除限制所需的时间即第二规定时间(例如3sec左右)对应，Imax1与通常时的电流上限值(例如1.6A左右)对应，Imax2与达到与0A同等的衰减力的电流值(例如0.9A左右)对应。另外，图5中，tb与在开始限制控制后进入控制中止模式的时间即第一规定时间(1～2sec左右)对应。另外，图6中，tc与在进入控制中止模式后进入电源异常模式的时间即第三规定时间(1～2sec左右)对应。

首先，图4示出了由于电压降低而进入限制控制模式、但没有达到控制中止模式的情况下的动作。通过降压电路24将电源电压(来自电池12的电压)转换为模拟信号，并利用微计算机22监视。在作为通常Va的电源电压由于通过死区、电源异常等而变为阈值Vb即第一阈值Vb以下的情况下，进入限制控制模式。在限制控制模式中，为了减少对车辆的电池12的负荷、确保电压降低状态下的安全性，对向减振器8的输出电流设置极限值Imax，进行限定性控制，并且随着时间经过而降低极限值。即，使作为最大电流值的极限值Imax从Imax1逐渐降低到Imax2。并且，在极限值达到Imax2之前(＝经过作为一定时间的第一规定时间tb之前)，电源电压恢复到Vb以上的情况下，进入恢复控制模式，在作为一定时间的第二规定时间ta内使输出电流极限值Imax恢复到通常时的Imax1，之后返回通常控制模式。

接下来，图5示出了在由于电压降低而进入限制控制模式之后又进入控制中止模式、但尚未达到电源异常模式的情况下的动作。在进入限制控制模式后，如果在经过作为一定时间的第一规定时间tb，电流极限值达到Imax2之前，电源电压值没有恢复到Vb以上，则进入控制中止模式。在控制中止模式中，更重视安全，将输出电流固定为0A。在进入控制中止模式后，在经过作为一定时间的第三规定时间tc之前电源电压恢复到Vb以上的情况下，进入恢复控制模式。即，在使输出电流极限从相当于0A的Imax2经过一定时间ta恢复到通常时的Imax1之后，返回通常控制模式。注意，阈值Imax2下的控制减振器的衰减力特性与0A时的衰减力特性大致同等。

接下来，图6示出了由于电压降低而从限制控制模式经由控制中止模式进入电源异常模式的情况下的动作。在进入控制中止模式后，如果即使经过作为一定时间的第三规定时间tc，电源电压值也没有恢复到Vb以上，则判断为发生了电源异常，进入电源异常模式。在电源异常模式中，认为电源发生了较大的问题，保持控制中止，例如，即使电源电压恢复到Vb以上，也不开始控制，在致动装置(控制悬架***)再起动之前不进行控制。

这样，在第一实施方式中，针对由于通过分段绝缘区或受电弓脱线等而导致的短时间～中时间的电源电压的降低，为了重视安全性而进行限定性控制(降低输出电流极限的控制以及设为0A的控制)，并且在电压恢复后随即返回正常控制。因此，能够提高乘坐舒适性和行驶稳定性。另一方面，在真的发生电源异常的情况下，在进行了一定时间的限定性控制(降低输出电流极限的控制以及设为0A的控制)之后，为了确保安全性(为了抑制电源异常因继续控制而发展)而停止动作。在此，在输出电流为0时以及在停止动作时，减振器8变为与被动式减振器相当的性能。由此，能够构建一种可针对各种电源状态同时实现彼时最佳的乘坐舒适性与安全性(抑制异常的发展)的控制悬架***。

这样，在第一实施方式中，若由于电压检测值低于第一阈值Vb而在S2中判定为“是”，则通过S3的处理，进行使向减振器8的供给电力比电压检测值不低于第一阈值Vb时的供给电力低的限制控制。此时，通过使向减振器8的供给电力降低而不是设为0，能够不停止减振器8的控制(振动抑制控制)而是继续减振器8的控制(振动抑制控制)。换言之，通过将第一阈值Vb设定为用于判断应当使向减振器8的供给电力降低但不是达到0的程度的判定值，即使电压检测值降低，也能够继续向减振器8供给电力。由此，与电压检测值一降低就使向减振器的供给电力为0的结构相比，能够继续减振器8的控制。其结果，能够抑制乘坐舒适性不必要地降低。

在第一实施方式中，若由于电压检测值从低于第一阈值Vb的状态超过第一阈值Vb而在S5或者S10中判定为“是”，则通过S6的处理，进行使向减振器8的供给电力接近电压检测值不低于第一阈值Vb时的供给电力的恢复控制。由此，减振器8的控制恢复到不低于第一阈值Vb时的控制。因此，与电压检测值一降低就将向减振器的供给电力设为0并且持续维持0的状态的结构相比，能够提高乘坐舒适性。

在第一实施方式中，由于通过S6的处理使向减振器8的供给电力逐渐接近不低于第一阈值Vb时的供给电力，因此能够逐渐恢复减振器8的控制。因此，能够抑制乘坐舒适性急剧变化，从这方面来看也能够提高乘坐舒适性。

在第一实施方式中，若由于从电压检测值低于第一阈值Vb起经过了第一规定时间tb而在S4中判定为“是”，则通过S8的处理，使向减振器8的供给电力为0。由此，在应当使向减振器8的供给电力为0时，能够使向减振器8的供给电力为0。换言之，通过将第一规定时间tb设定为用于判断应当使供给电力为0的判定值，能够在必要时使向减振器8的供给电力为0。

在第一实施方式中，由于作为致动器的减振器8是衰减力调整式减振器，因此能够根据供给电力调整衰减力。

这样，在第一实施方式中，能够在广泛的电源状态下提高乘坐舒适性与行驶安全性。另外，能够抑制电源电压降低时乘坐舒适性急剧变差。另外，能够与每个车辆的电源规格相匹配地而灵活地应用。而且，能够提高***(控制悬架***)的耐噪性。

接下来，图7示出了第二实施方式。第二实施方式的特征在于采用了如下结构：根据电源电压值的变化而降低输出电流极限值Imax，并且若电源电压值低于第二阈值则使供给电力为0。注意，在第二实施方式中，对于与第一实施方式相同的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。

在前述的第一实施方式的限制控制模式中，采用了随着时间经过而降低输出电流极限值即最大电流值Imax的结构。即，在第一实施方式中，若电压低于第一阈值Vb，则使最大电流值Imax以规定的变化率(变化量)降低(具体而言，使最大电流值Imax在经过了第一规定时间t2时降低为Imax2)。另外，在第一实施方式的限制控制模式中，在从低于第一阈值Vb起经过了第一规定时间tb时，将电流值设为0A。

与此相对，在第二实施方式的限制控制模式中，如图7所示，使对减振器8的供给电力根据经由降压电路24取得的电压检测值而变化。即，在第二实施方式的限制控制模式中，最大电流值Imax与电源电压值一起降低。另外，若电源电压值低于第二阈值Vd，则将供给电力设为0。总之，在第二实施方式中，若电压低于第一阈值Vb，则在电压低于第二阈值Vd之前，使最大电流值Imax伴随着电源电压值的变化而变化。此时，若电源电压值降低则最大电流值Imax也降低，若电源电压值上升则最大电流值Imax也上升。

图7示出了在由于电压降低而进入限制控制模式之后又进入控制中止模式、但尚未达到电源异常模式的情况下的动作。图7中，Vd与进入控制中止的阈值即第二阈值对应。在作为通常Va的电源电压由于通过死区、电源异常等而变为阈值Vb即第一阈值Vb以下的情况下，进入限制控制模式。在限制控制模式中，电流极限值Imax与电源电压值一起变动，在电源电压低于第二阈值Vd的情况下，进入控制中止模式。因此，在电源电压值长时间停滞在第一阈值Vb以下的情况等电压值影响小的情况下，能够避免进入控制中止。

第二实施方式通过如上所述的限制控制来降低向减振器8的供给电力，其基本作用与第一实施方式没有特别差异。特别是，在第二实施方式中，使对减振器8的供给电力与电源电压值的变化相匹配地变化，并且在电压检测值低于比第一阈值Vb低的第二阈值Vd时将供给电力设为0。即，使对减振器8的输出电流极限值Imax与电源电压值的变化相匹配地降低，并且在电源电压值低于第二阈值Vb时将供给电力设为0。因此，在电源电压值长时间停滞在第一阈值Vb与第二阈值Vd之间的情况下，能够不将供给电力设为0而继续减振器8的控制。由此，能够维持优异的乘坐舒适性。

接下来，图8示出了第三实施方式。第三实施方式的特征在于采用了如下结构：若电压检测值低于第一阈值，则降低控制增益。注意，在第三实施方式中，对于与第一实施方式相同的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。

在前述的第一实施方式中，若电压检测值低于第一阈值Vb，则降低输出电流极限值(最大电流值Imax)。与此相对，在第三实施方式中，若电压检测值低于第一阈值Vb，则降低控制增益。即，将限制控制模式中的限制对象设为控制增益。

图8示出了在由于电压降低而进入限制控制模式之后又进入控制中止模式、但尚未达到电源异常模式的情况下的动作。图8中，增益1与通常时的控制增益(例如1.0倍)对应，增益2与相当于0A的控制增益(例如0.5倍)对应。

第三实施方式通过如上所述的限制控制(即，通过使控制增益变化)，降低向减振器8的供给电力，其基本作用与第一实施方式没有特别差异。特别是，在第二实施方式中，将限制控制模式下的限制对象(控制对象)设为控制增益。换言之，作为限制控制，采用了降低控制增益的结构。因此，与降低输出电流极限值(最大电流值Imax)的情况相比，由于即使在电流输出值没有达到极限的状态下也减小输出电流，因此能够实现电池负荷的进一步降低，能够构成更加重视安全性的***。

接下来，图9示出了第四实施方式。第四实施方式的特征在于采用了如下结构：作为行驶状态，使用铁道车辆的速度与当前行驶的地点的信息(公里数信息)，并且基于该信息预先预测电源降低(即，调整限制控制的阈值)。注意，在第四实施方式中，对于与第一实施方式相同的构成要素，标注相同的附图标记并省略其说明。

在铁道中，控制悬架***用(减振器8用)的控制装置21大多能够从车辆侧取得铁道车辆1的速度信息、公里数信息。在第四实施方式中，通过利用这些信息，构建精度更高且稳定的电压降低检测***。即，在第四实施方式中，追加了根据速度/公里数信息来设定第一阈值Vb、第一规定时间tb、第三规定时间tc这些参数的逻辑。具体而言，在电源电压监视的前段，确认有无速度/公里数信息，在取得了这些信息的情况下，基于所得的速度/公里数信息，判断铁道车辆1当前行驶的地点是否接近分段绝缘区(死区)。然后，根据其结果，选择(设定)“通常行驶参数”与“区段行驶参数”中的某一个作为用于判定的参数。

例如，在通常行驶参数中，与分段绝缘区行驶参数相比，可以将从限制控制模式进入控制中止模式的判定值(阈值)即第一规定时间tb以及从控制中止模式进入电源异常模式的判定值(阈值)即第三规定时间tc设定得更短。这是因为，由于知晓不通过分段绝缘区，因此在电压降低时，产生异常的可能性高。在该情况下，迅速判断为电源异常并停止控制(迅速进入控制中止模式、电源异常模式)。由此，能够实现安全性的进一步提高。

与此相对，在分段绝缘区行驶参数中，可以将从通常控制模式进入限制控制模式的判定值(阈值)、即作为电压降低检测判定值(阈值)的第一阈值Vb设定得较高。另外，除此之外，在分段绝缘区行驶参数中，能够基于所要通过的分段绝缘区的长度与当前的速度信息，设定从限制控制模式进入控制中止模式的判定值(阈值)即第一规定时间tb。例如，在以时速200km行驶的过程中，通过长度为100m的分段绝缘区需要约1.8秒。在该情况下，例如如果将第一规定时间tb设定为2.0秒，则只要没有电源异常，就能够做到不会由于与通过分段绝缘区相伴的电压降低而切换到控制中止。另外，在分段绝缘区行驶过程中产生了异常的情况下，能够在短时间内检测出该异常(能够进入控制中止模式、电源异常模式)。

图9示出了由控制装置21(的微计算机22)进行的第四实施方式的控制处理。注意，在图9中，相对于第一实施方式的图3所示的处理流程，追加了由双点划线包围的部分的处理。即，图9中的S1～S11的处理与第一实施方式的图3中的S1～S11的处理相同，因此省略详细的说明。

即，若通过对控制装置21(的微计算机22)接通电源(开始通电)而开始了图9的控制处理，则在S21中，判定是否取得了速度/公里数信息。在S21中判定为“否”、即尚未取得(不能取得)速度/公里数信息的情况下，进入S1。另一方面，在S21中判定为“是”、即取得了速度/公里数信息的情况下，进入S22。在S22中，判断铁道车辆1的行驶状态。即，S22取得速度/公里数信息，并且根据所取得的速度/公里数信息判定是否靠近了分段绝缘区(例如，是通常行驶过程中还是分段绝缘区行驶过程中)。在接下来的S23中，判定是否是通常行驶。即，S23基于在S22中判断的行驶状态，判定当前是否为通常行驶过程中(反过来讲，是否为分段绝缘区行驶过程中)。

在S23中判定为“是”、即为通常行驶的情况下，进入S24，选择通常行驶用参数。即，将第一规定时间tb以及第三规定时间tc设定得比选择分段绝缘区行驶参数时短。与此相对，在S23中判定为“否”、即不是通常行驶(是分段绝缘区行驶)的情况下，进入S25，选择分段绝缘区行驶用参数。即，将第一阈值Vb设定得较高，并且基于所要通过的分段绝缘区的长度与当前的速度信息设定第一规定时间tb。

在S24或者S25中设定(选择)参数后，进入S1。注意，在图9的S2中，若判定为“是”，则返回S21之前，重复S21以后的处理。另外，若在图9的S7中进入了通常控制模式，则返回S21之前，重复S21以后的处理。

第四实施方式通过如上所述的S21～S25的处理，根据行驶状态(是否正在通过分段绝缘区)调整参数(调整第一阈值Vb、第一规定时间tb、第三规定时间tc)，其基本作用与第一实施方式没有特别差异。特别是，在第四实施方式中，能够基于铁道车辆1的速度与当前行驶的地点的信息(公里数信息)，构建效果更高的电源异常检测逻辑。

即，根据公里数信息，判断分段绝缘区是否迫近，在接下来将要通过分段绝缘区的情况下，通过基于该分段绝缘区的长度与当前的速度设定参数(阈值、规定时间)，能够进行与彼时相匹配的最佳的电源降低异常检测(判定)。由此，能够进一步提高车辆的乘坐舒适性并确保***的安全性。即，在第四实施方式中，能够构建可进行与彼时的行驶状态、所通过的分段绝缘区相匹配的最佳的电源降低异常检测的***，能够进一步提高车辆的乘坐舒适性与***的安全性。

注意，在第一实施方式中，列举从架空线9经由电池12向减振器8供给电力的情况为例进行了说明。但是，并不局限于此，例如也可以从铁道车辆的发电机经由电池向减振器(致动器)供给电力。这一点对于第二实施方式至第四实施方式也是相同的。

在第一实施方式中，列举将作为致动器的减振器8配置于车身2与转向架3之间的情况为例进行了说明。但是，并不局限于此，例如也可以将致动器配置于转向架与车轮之间。另外，也可以配置在将多个车身连结在一起的铁道车辆的车身与车身之间。即，致动器能够在铁道车辆中配置于应该产生力的部位。换言之，控制装置也可以对设于转向架与车轮之间的轴减振器、设于车身与转向架之间的抗蛇行减振器、设于相邻的车身间的车身间抗蛇行减振器等设于铁道车辆的各种减振器进行控制。这一点对于第二实施方式至第四实施方式也是相同的。

在上述第一实施方式中，列举利用能够使衰减力特性连续地(无级地)变化的衰减力调整式液压缓冲器构成减振器8的情况为例进行了说明。但是，并不局限于此，例如也可以利用能够使衰减力特性分两级(例如开始与中止)或者分三级、乃至分更多级(四级以上)断续地(多级地)变化的衰减力调整式液压缓冲器构成减振器。这一点对于第二实施方式至第四实施方式也是相同的。

在上述第一实施方式中，列举利用液压缓冲器、更具体而言是能够进行半主动控制的半主动减振器构成减振器8的情况为例进行了说明。但是，并不局限于此，例如也可以利用诸如液压致动器、电动致动器等能够进行全主动控制的全主动减振器构成减振器。这一点对于第二实施方式至第四实施方式也是相同的。

而且，各实施方式都只是例示，不同实施方式所示结构的部分置换或者组合自然也是可以的。

作为基于以上说明的实施方式的致动装置，例如可考虑下述方式的致动装置。

作为第一方式，所述致动装置具备致动器，该致动器配置于铁道车辆的具有车轮的转向架与所述铁道车辆的设置在所述转向架上的车身之间、所述转向架与所述车轮之间、或者将多个所述车身连结在一起的铁道车辆中的一个所述车身与另一个所述车身之间，能够利用从架空线与所述铁道车辆的发电机中的至少一方的电力源经由电池供给来的电力对所产生的力进行控制，所述致动装置还具有：检测单元，其检测所述电池的电压；控制装置，其根据所述铁道车辆的行驶状态控制向所述致动器供给的供给电力；在由于通过所述架空线的分段绝缘区或者所述发电机的电压降低而导致所述检测单元的电压检测值低于第一阈值时，所述控制装置进行使所述供给电力比所述电压检测值不低于所述第一阈值时的供给电力低的限制控制。

根据该第一方式，若电压检测值低于第一阈值，则进行使向致动器的供给电力比电压检测值不低于第一阈值时的供给电力低的限制控制。此时，通过使向致动器的供给电力降低而不是设为0，能够不停止致动器的控制(振动抑制控制)而继续致动器的控制(振动抑制控制)。换言之，通过将第一阈值设定为用于判断应当使向致动器的供给电力降低但不是达到0的程度的判定值，即使电压检测值降低，也能够继续向致动器供给电力。由此，与电压检测值一降低就将向致动器的供给电力设为0的结构相比，能够继续致动器的控制。其结果，能够抑制乘坐舒适性不必要地降低。

作为第二方式，在第一方式中，在所述检测单元的电压检测值低于所述第一阈值之后检测出超过所述第一阈值的值时，所述限制控制进行使所述供给电力接近所述电压检测值不低于所述第一阈值时的供给电力的恢复控制。

根据该第二方式，若电压检测值从低于第一阈值的状态超过第一阈值，则进行使向致动器的供给电力接近电压检测值不低于第一阈值时的供给电力的恢复控制。由此，致动器的控制恢复到不低于第一阈值时的控制。因此，与电压检测值一降低就将向致动器的供给电力设为0并且持续维持0的状态的结构相比，能够提高乘坐舒适性。

作为第三方式，在第一或者第二方式中，在所述检测单元的电压检测值低于比所述第一阈值低的第二阈值时，或者在从所述检测单元的电压检测值低于所述第一阈值起经过了规定时间时，所述限制控制将所述供给电力设为0。

根据该第三方式，若电压检测值低于第二阈值、或者从低于第一阈值起经过了规定时间，则向致动器的供给电力变为0。由此，在应当使向致动器的供给电力为0时，能够使向致动器的供给电力为0。换言之，通过将第二阈值或者规定时间设定为用于判断应当使供给电力为0的判定值，能够在必要时使向致动器的供给电力为0。

作为第四方式，在第一、第二或者第三方式中，所述致动器是能够控制衰减力的衰减力调整式减振器。

根据该第四方式，能够根据供给电力调整减振器的衰减力。

作为第五方式，在第二方式中，所述恢复控制是使所述供给电力逐渐接近所述电压检测值不低于所述第一阈值时的供给电力的控制。

根据该第五方式，由于使向致动器的供给电力逐渐接近不低于第一阈值时的供给电力，因此能够逐渐恢复致动器的控制。因此，能够抑制乘坐舒适性急剧变化，从这方面来看也能够提高乘坐舒适性。

注意，本发明并不限定于上述实施例，其包含各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的实施例，不一定限定于具备所说明的全部结构。另外，能够将某一实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能够在某一实施例的结构中添加其他实施例的结构。另外，关于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

本申请主张基于2017年2月22日提出申请的日本专利申请第2017－031084号的优先权。2017年2月22日提出申请的日本专利申请第2017－031084号的包含说明书、权利要求书、说明书附图以及说明书摘要在内的全部公开内容被通过参照的方式作为整体整合于本申请。

附图标记说明

1 铁道车辆

2 车身

3 转向架

4 车轮

8 减振器(致动器)

12 电池

21 控制装置

22 微型计算机(微计算机)

24 降压电路(检测单元)

Claims (5)

1.一种致动装置，其为铁道车辆用的致动装置，其特征在于，

所述致动装置具有：

致动器，其配置于所述铁道车辆的具有车轮的转向架与所述铁道车辆的设置在所述转向架上的车身之间、所述转向架与所述车轮之间、或者将多个所述车身连结在一起的铁道车辆中的一个所述车身与另一个所述车身之间，能够利用从架空线与所述铁道车辆的发电机中的至少一方的电力源经由电池供给来的电力对所产生的力进行控制；

检测单元，其检测所述电池的电压；

控制装置，其根据所述铁道车辆的行驶状态控制向所述致动器供给的供给电力；

在由于通过所述架空线的分段绝缘区或者所述发电机的电压降低而导致所述检测单元的电压检测值低于第一阈值时，所述控制装置进行使所述供给电力比所述电压检测值不低于所述第一阈值时的供给电力低的限制控制。

2.根据权利要求1所述的致动装置，其特征在于，

在所述检测单元的电压检测值低于所述第一阈值之后检测出超过所述第一阈值的值时，所述限制控制进行将所述供给电力提高以接近所述电压检测值不低于所述第一阈值时的供给电力的恢复控制。

3.根据权利要求1或2所述的致动装置，其特征在于，

在所述检测单元的电压检测值低于比所述第一阈值低的第二阈值时，或者在从所述检测单元的电压检测值低于所述第一阈值起经过了规定时间时，所述限制控制将所述供给电力设为0。

4.根据权利要求1、2或3所述的致动装置，其特征在于，

所述致动器是能够控制衰减力的衰减力调整式减振器。

5.根据权利要求2所述的致动装置，其特征在于，

所述恢复控制是使所述供给电力逐渐接近所述电压检测值不低于所述第一阈值时的供给电力的控制。