JP2006151077A

JP2006151077A - Vibration control device for railway vehicle

Info

Publication number: JP2006151077A
Application number: JP2004341689A
Authority: JP
Inventors: Michio Sehata; 美智夫瀬畑; Kazuhiro Makino; 和宏牧野; Motosane Hiraishi; 元実平石; Katsuyuki Iwasaki; 克行岩▲崎▼
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration control device for a railway vehicle capable of detecting yaw damper fail at a low speed of the railway vehicle. <P>SOLUTION: The vibration control device for the railway vehicle is constituted by a wheel 4 fixed to an axle 5; a shaft box body 6 mounted to both ends of the axle; a truck 1 mounted onto the shaft box body through a shaft spring; yaw dampers 8a, 8b arranged in a longitudinal direction between both sides of the truck and a vehicle body; actuators 9a, 9b provided together with an air spring between the vehicle body supported on the truck through the air spring and the truck; and a control unit 11 for controlling the actuator. A communication valve and a cut-off valve capable of reducing left/right attenuation between the truck and the vehicle body are provided on a hydraulic circuit of the actuators 9a, 9b. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、鉄道車両の振動制御装置に関する。 The present invention relates to a railroad vehicle vibration control apparatus.

従来の鉄道車両のヨーダンパの異常動揺検知方法は、下記特許文献１，２に記載のように、台車あるいは車体の前後方向の振動加速度と振動数、または左右方向の振動加速度と振動数、あるいは両方の振動加速度と振動数を測定して、ヨーダンパの異常を検知し、車両の異常動揺を検知するものである。
特開平６−７２３２７号公報特開平６−７２３２８号公報 As described in Patent Documents 1 and 2 below, a conventional method for detecting abnormal vibration of a railway vehicle's yaw damper is based on vibration acceleration and vibration frequency in the longitudinal direction of the carriage or vehicle body, vibration acceleration and vibration frequency in the horizontal direction, or both. The vibration acceleration and the vibration frequency of the vehicle are measured to detect the abnormality of the yaw damper, and the abnormal shaking of the vehicle is detected.
JP-A-6-72327 JP-A-6-72328

上記の従来技術においては、走行中に発生する台車の前後加速度あるいは左右加速度と振動数を測定して、その値によりヨーダンパのフェイルを検知するものである。この振動加速度と振動数の発生は、速度がある程度高くなった場合に生じるため、低速でのヨーダンパフェイルの検知が困難であった。 In the above prior art, the longitudinal acceleration or the lateral acceleration and the vibration frequency of the carriage generated during traveling are measured, and the failure of the yaw damper is detected based on the measured values. Since the vibration acceleration and the frequency are generated when the speed is increased to some extent, it is difficult to detect the yaw damper failure at a low speed.

本発明の目的は、鉄道車両の低速帯域においてヨーダンパフェイルを検知できる鉄道車両の振動制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a railway vehicle vibration control device capable of detecting a yaw damper failure in a low-speed band of the railway vehicle.

上記目的は、車軸に固定された車輪と、該車軸の両端に取付けられた軸箱体と、該軸箱体上に軸ばねを介してなる台車と、台車の両側と車体との間の前後方向に配置されたヨーダンパと、該台車上に空気ばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して左右方向に設けられたアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御機構と、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、該制御機構により該アクチュエータを制御する制御器とから構成した鉄道車両の振動制御装置において、前記アクチュエータの両室を連通させる連通弁と締切弁を設けてたことである。また、前記制御器からの信号により前記アクチュエータを動作させたことである。さらに、車両の前位と後位のどちらか一方の振動制御装置に加振を加え、もう一方のヨーダンパフェイルを検知することである。また、車両の低速走行時にヨーダンパの異常を検知することである。さらに、前記アクチュエータに減衰機構を有したことである。また、ヨーダンパの振動加速度及び振動数を測定する、鉄道車両の振動制御装置を構成することによって達成できる。 The object is to provide a wheel fixed to the axle, a axle box attached to both ends of the axle, a carriage via an axle spring on the axle box, and a front and rear between both sides of the carriage and the vehicle body. A yaw damper disposed in a direction, an actuator provided in the left-right direction adjacent to the air spring between the vehicle body and the carriage supported on the carriage via an air spring, and a control for controlling the actuator A mechanism for detecting vibration acceleration of the vehicle body, and a controller for compensating the control input so as to suppress the vibration of the vehicle body using the detection result of the acceleration detection means as a control input and controlling the actuator by the control mechanism In the railroad vehicle vibration control apparatus constituted by the above, a communication valve and a shut-off valve for communicating both chambers of the actuator are provided. Further, the actuator is operated by a signal from the controller. Furthermore, vibration is applied to one of the front and rear vibration control devices of the vehicle, and the other yaw damper failure is detected. In addition, the abnormality of the yaw damper is detected when the vehicle travels at a low speed. Furthermore, the actuator has a damping mechanism. It can also be achieved by configuring a railway vehicle vibration control device that measures the vibration acceleration and frequency of the yaw damper.

従来車両における蛇行動は、台車と車体の左右方向に配置された左右動ダンパの減衰が小さくなると、蛇行動が発生しやすいことが公知である。また、左右動ダンパに加え、ヨーダンパもフェイルすると、さらに走行安定性における限界速度が低下し、低速域から蛇行動が発生しやすくなる。 It is known that the snake behavior in the conventional vehicle is likely to occur when the left and right motion dampers arranged in the left and right directions of the carriage and the vehicle body are less attenuated. Further, if the yaw damper fails in addition to the left and right motion damper, the limit speed in running stability is further reduced, and a snake action is likely to occur from a low speed range.

このため、前述の前記締切弁１２ｃを開放状態にすると、左右方向の減衰が小さくなり、ヨーダンパが共にフェイルしていると蛇行動が発生しやすくなる。また、振動制御装置の制御器からの信号で、車体の前後方向のどちらか片側を振らせることで、振動を助長させて蛇行動を発生しやすくできる。さらに、低速域での振動発生で車両の動揺を励起できるため、ヨーダンパフェイルを検知可能しやすくなる。また、ヨーダンパ本体の振動加速度及び振動数を測定することにより、微小な振動を検知しやすくなる。 For this reason, when the above-described shut-off valve 12c is opened, the attenuation in the left-right direction is reduced, and if the yaw dampers fail together, a snake action is likely to occur. Further, by shaking one of the front and rear directions of the vehicle body with a signal from the controller of the vibration control device, vibration can be promoted and snake behavior can be easily generated. Furthermore, the vibration of the vehicle can be excited by the occurrence of vibrations in the low speed range, so that it is easy to detect the yaw damper failure. Further, by measuring the vibration acceleration and frequency of the yaw damper main body, it becomes easy to detect minute vibrations.

本発明によれば、台車と車体間の左右減衰を小さくでき、振動制御装置の制御からの信号により、蛇行動を発生しやすい状態にできるため、ヨーダンパフェイルの検知が容易になる。また、停止時や低速域でのヨーダンパフェイルが検知可能となるので、安全性が高くなる。また、ヨーダンパ本体の振動加速度及び振動数を測定するため、微小な振動を検知し易く、ヨーダンパフェイル検知の精度向上が得られるものである。 According to the present invention, the left-right damping between the carriage and the vehicle body can be reduced, and a snake behavior can be easily generated by a signal from the control of the vibration control device, so that the detection of the yaw damper failure is facilitated. In addition, the safety can be improved because the yaw damper failure can be detected when the vehicle is stopped or in a low speed range. Further, since the vibration acceleration and vibration frequency of the yaw damper main body are measured, it is easy to detect minute vibrations, and the accuracy of yaw damper fail detection can be improved.

本発明による車両用振動制御装置の一実施例を図１から図３によって説明する。 An embodiment of a vehicle vibration control apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

台車１上に空気ばね２を介して支持された車体３と台車１との間に、前記空気ばね２に併設して設けられたアクチュエータ９ａ、９ｂと、アクチュエータ９ａ、９ｂを動作させる液圧媒体を供給する液圧源あるいは電気源（図示せず）と、液圧源からアクチュエータ９ａ、９ｂへ供給される液圧媒体と、液圧媒体を制御する制御機構１４と、車体３の振動加速度を検知する加速度検知手段１０と、加速度検知手段１０の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、制御機構１４によりアクチュエータ９ａ、９ｂを制御する制御器１１から構成している。制御機構１４は制御弁や電動モータなどでも良い。アクチュエータ９ａ、９ｂは台車１と車体３の間の左右に併設されている。アクチュエータ９ａ、９ｂの各液圧室は、絞り弁１５を介して連通している。該アクチュエータ９ａ、９ｂの両室への液圧の供給は配管１３で供給されて、異常時には締切弁１２ａ、１２ｂで締切られる。さらに、前記アクチュエータ９ａ、９ｂの各液圧室は配管１６で連通され、また連通を締切る締切弁１２ｃが設けられている。配管１６には絞り機構１７を有しているが、該絞り機構１７の絞り径は可変でも固定でもよく、さらには無くても良いが前記アクチュエータ９ａ、９ｂの絞り弁１５と合わせて左右方向の減衰値を設定しても良い。通常、振動制御時には前記締切弁１２ｃは締め切った状態である。ヨーダンパ８ａ、８ｂは台車１と車体２との間の両側で、車両の前後位置に配置されている。４は車輪、５は車軸、６は軸箱、７は軸ばねである。 Actuators 9a and 9b provided alongside the air spring 2 between the vehicle body 3 supported on the carriage 1 via the air spring 2 and the carriage 1, and a hydraulic medium for operating the actuators 9a and 9b A hydraulic pressure source or an electric source (not shown) for supplying the hydraulic pressure, a hydraulic pressure medium supplied from the hydraulic pressure source to the actuators 9a and 9b, a control mechanism 14 for controlling the hydraulic pressure medium, and a vibration acceleration of the vehicle body 3. It comprises an acceleration detection means 10 for detecting, and a controller 11 for controlling the actuators 9a and 9b by the control mechanism 14 by compensating the control input so as to suppress the vibration of the vehicle body using the detection result of the acceleration detection means 10 as a control input. ing. The control mechanism 14 may be a control valve or an electric motor. Actuators 9 a and 9 b are provided on the left and right between the carriage 1 and the vehicle body 3. The hydraulic chambers of the actuators 9a and 9b communicate with each other through a throttle valve 15. The hydraulic pressure is supplied to both chambers of the actuators 9a and 9b through a pipe 13, and is shut off by shut-off valves 12a and 12b when an abnormality occurs. Further, the hydraulic chambers of the actuators 9a and 9b are communicated with each other by a pipe 16, and a shutoff valve 12c for shutting off the communication is provided. The pipe 16 has a throttle mechanism 17. The throttle diameter of the throttle mechanism 17 may be variable, fixed, or may be omitted, but it is not limited to the left and right direction together with the throttle valve 15 of the actuators 9 a and 9 b. An attenuation value may be set. Normally, the cutoff valve 12c is closed during vibration control. The yaw dampers 8a and 8b are disposed at the front and rear positions of the vehicle on both sides between the carriage 1 and the vehicle body 2. Reference numeral 4 denotes a wheel, 5 denotes an axle, 6 denotes an axle box, and 7 denotes an axle spring.

このような構成において、ヨーダンパ８ａ、８ｂの異常検知方法について説明する。
まず、車両の停止状態において、アクチュエータ９ａ、９ｂの両室を連通する締切弁１２ｃを開放状態にすると、車両の左右方向の減衰がゼロに近づき非常に小さな値となる。この状態で、振動制御装置の制御器１１からの信号で、車体３の前後方向のどちらか片側のアクチュエータ９ａ、９ｂを振らせることで、車体３の振動を助長させて蛇行動を発生しやすくできる。このため、ヨーダンパ８ａ、８ｂ等に設置された振動センサ２０によりヨーダンパ８ａ、８ｂの異常を検知できる。 In such a configuration, an abnormality detection method of the yaw dampers 8a and 8b will be described.
First, when the shutoff valve 12c communicating with both chambers of the actuators 9a and 9b is opened while the vehicle is stopped, the lateral damping of the vehicle approaches zero and becomes a very small value. In this state, a signal from the controller 11 of the vibration control device causes the actuator 9a, 9b on either side of the vehicle body 3 in the front-rear direction to vibrate, thereby facilitating vibration of the vehicle body 3 and generating snake behavior. it can. For this reason, the abnormality of the yaw dampers 8a and 8b can be detected by the vibration sensor 20 installed in the yaw dampers 8a and 8b.

さらに、低速域走行した場合では、微小な振動発生により車両動揺を励起できるため、ヨーダンパフェイルを容易に検知できる。例えば、発前の庫から本線への引き込み線において、前記締切弁１２ｃを開放状態にし、ヨーダンパの異常の有無を検知しても良い。さらに、上記同様に振動制御装置を動作させ、ヨーダンパの異常の有無を検知しても良い。 Furthermore, when the vehicle travels at a low speed, the vehicle shake can be excited by the generation of minute vibrations, so that the yaw damper failure can be easily detected. For example, in the lead-in line from the warehouse before departure to the main line, the shutoff valve 12c may be opened to detect the presence or absence of an abnormality in the yaw damper. Further, the vibration control device may be operated in the same manner as described above to detect whether or not the yaw damper is abnormal.

以上、走行前の停止状態や低速域でのヨーダンパフェイルを検知できるため、高速走行前に車両の安全性を確保できる。また、ヨーダンパ８ａ、８ｂ本体の振動加速度及び振動数を測定しているので、微小な振動を検知し易くなる。 As described above, since the stop state before traveling and the yaw damper failure in the low speed region can be detected, the safety of the vehicle can be ensured before traveling at high speed. Further, since the vibration acceleration and vibration frequency of the yaw dampers 8a and 8b are measured, it becomes easy to detect minute vibrations.

本発明の一実施例の鉄道車両の振動制御装置。1 is a railway vehicle vibration control apparatus according to an embodiment of the present invention; 図１の側面図。The side view of FIG. 図１のアクチュエータ部の拡大断面図。The expanded sectional view of the actuator part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１：台車、２：空気ばね、３：車体、４：車輪、５：車軸、６：軸箱、７：軸ばね、
８ａ、８ｂ：ヨーダンパ、９ａ、９ｂ：液圧式アクチュエータ、１０：加速度検知手段、
１１：制御器、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ：締切弁、１４：制御機構、１５：絞り弁、１７：絞り機構、１３、１６：配管、２０：振動センサ 1: bogie, 2: air spring, 3: vehicle body, 4: wheel, 5: axle, 6: axle box, 7: shaft spring,
8a, 8b: Yaw damper, 9a, 9b: Hydraulic actuator, 10: Acceleration detection means,
11: controller, 12a, 12b, 12c: shutoff valve, 14: control mechanism, 15: throttle valve, 17: throttle mechanism, 13, 16: piping, 20: vibration sensor

Claims

車軸に固定された車輪と、該車軸の両端に取付けられた軸箱体と、該軸箱体上に軸ばねを介してなる台車と、台車の両側と車体との間の前後方向に配置されたヨーダンパと、該台車上に空気ばねを介して支持された車体と台車との間に、前記空気ばねに併設して左右方向に設けられたアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御機構と、車体の振動加速度を検知する加速度検知手段と、加速度検知手段の検知結果を制御入力として車体の振動を抑制するよう制御入力を補償して、該制御機構により該アクチュエータを制御する制御器とから構成した鉄道車両の振動制御装置において、
前記アクチュエータの両室を連通させる連通弁と締切弁を設けて、前記ヨーダンパの異常を検知することを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。 Wheels fixed to the axles, axle box bodies attached to both ends of the axles, a carriage via an axle spring on the axle box bodies, and arranged in the front-rear direction between both sides of the carriage and the vehicle body A yaw damper, an actuator provided in the left-right direction adjacent to the air spring between the vehicle body and the carriage supported on the carriage via an air spring, a control mechanism for controlling the actuator, and a vehicle body And a controller for controlling the actuator by the control mechanism by compensating the control input so as to suppress the vibration of the vehicle body using the detection result of the acceleration detection means as a control input. In a railway vehicle vibration control device,
A vibration control device for a railway vehicle, wherein a communication valve and a shut-off valve for communicating both chambers of the actuator are provided to detect an abnormality of the yaw damper.

請求項１において、前記制御器からの信号により前記アクチュエータを動作させことを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。 The railway vehicle vibration control device according to claim 1, wherein the actuator is operated by a signal from the controller.

請求項２において、車両の前位と後位のどちらか一方の振動制御装置に加振を加え、もう一方のヨーダンパフェイルを検知することを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。 The railroad vehicle vibration control device according to claim 2, wherein vibration is applied to one of the front and rear vibration control devices of the vehicle to detect the other yaw damper failure.

請求項１において、車両の低速走行時にヨーダンパの異常を検知することを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。 The railroad vehicle vibration control device according to claim 1, wherein an abnormality of the yaw damper is detected when the vehicle travels at a low speed.

請求項１において、前記アクチュエータに減衰機構を有したことを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。 The railroad vehicle vibration control device according to claim 1, wherein the actuator includes a damping mechanism.

請求項１において、ヨーダンパの振動加速度及び振動数を測定することを特徴とする鉄道車両の振動制御装置。 The railroad vehicle vibration control device according to claim 1, wherein the vibration acceleration and frequency of the yaw damper are measured.