JP4647466B2 - 車両試験装置 - Google Patents
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Description
そのため、通り不整のある軌道上での鉄道車両の走行状態、具体的には左右方向の振動を定置で模擬的に試験する車両試験装置がある。
それゆえ、軌条輪上を模擬走行した鉄道車両の左右方向の振動加速度と、実際に軌道上を走行した鉄道車両の左右方向の振動加速度と、は高周波数領域(10Hz程度の領域)で振幅が異なり易くなるという問題があった。
さらに、検測車によって軌道不整データを測定する場合、軌道の通り不整の長波長狂いを測定することができず、このような長波長狂いに対応することができないという問題があった。
駆動装置により回転されつつ車両の車輪を支持する軌条輪と、
前記軌条輪の上方で前記車輪の回転軸方向における振動の加速度を測定する加速度計と、
回転中の前記軌条輪を回転軸方向に加振させる加振装置と、
予め測定した軌道不整データから作成される軌条輪変位データと、当該軌条輪変位データを用いて前記軌条輪を加振させた際に前記加速度計により測定した加速度と、から逆フィルタを設計する逆フィルタ設計手段と、
前記逆フィルタと、試験区間の軌道を走行した車両に備えられた車輪の回転軸方向における振動の加速度を測定した加速度データと、から前記試験区間の軌道上での車輪の回転軸方向の振動が再現されるような推定軌条輪変位データを作成する作成手段と、
前記推定軌条輪変位データを用いて前記加振装置を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする。
設計された逆フィルタと、試験区間の軌道を走行して測定された加速度データと、は作成手段に出力される。作成手段はこれらから推定軌条輪変位データを作成し、制御装置に推定軌条輪変位データを送信する。制御装置は推定軌条輪変位データを用いて軌条輪を加振させ、試験区間の軌道上での車輪の回転軸方向の振動を模擬させて車両の試験を行わせる。
前記加速度データは、試験区間を走行する一般の車両によって測定されることを特徴とする。
前記車両は、鉄道車両であることを特徴とする。
前記軌条輪変位データと、当該軌条輪変位データを用いて前記軌条輪を加振させた際に前記加速度計の測定した加速度と、を関係付ける伝達関数は、線形関数であることを特徴とする。
車両試験装置1は、鉄道車両2を試験する場合には、軌条輪4と車輪3の接触状態によって決定される逆フィルタHを設計する逆フィルタ設計実験を行わせてから、逆フィルタHを用いて試験区間を走行する際の車輪の回転軸方向の振動を模擬する本試験を行うようになっている。なお、本実施形態における本試験とは、軌条輪4を軸方向に加振させることにより軌道上での車輪の振動を模擬するものであり、鉄道車両2の乗心地を試験するものの一つである。
Y(z)=G(z)・X(z)
であるから、
X(z)=Y(z)/G(z)
となり、逆フィルタHは原理的にはG(z)の逆数で表すことができる。しかしながら、一般にはこのような逆フィルタHは安定ではない。そこで、安定な逆フィルタの設計法の一例として、以下のような簡易な設計法が挙げられる。
まず、車両試験装置1は、軌条輪4と車輪3の接触状態によって決定される逆フィルタHを設計するための逆フィルタ設計実験を行う。
図5に示すように、まず、試験区間を走行する一般の車両に備えられた加速度計15が収集した軸箱加速度データが入力装置18を介して入力される(ステップS5)。そして、入力された軸箱加速度データと設計された逆フィルタHとが作成手段19に送信され、作成手段19により軸箱加速度データが逆フィルタHに通されて、軸箱加速度データと軌条輪4上の軸箱加速度とが一致するような推定軌条輪変位データが作成される(ステップS6)。
また、一度逆フィルタ設計実験を行って逆フィルタHを求めると、未来永劫において逆フィルタHを求める必要がなく、軸箱加速度データが得られる任意の試験区間における鉄道車両2の乗心地試験を行うことができる。
また、軸箱加速度データは試験区間を走行する一般の車両によって容易に測定されるので、検測車の他に営業車による測定も可能であり、試験区間の軌道不整データを測定するためだけに検測車を別途走行させる必要がなく、試験を効率的に行うことが可能である。また、軸箱加速度は絶対値で表されるものであり、軌道不整データなどの相対的なものより正確かつ容易に測定できる。本実施形態においては加速度計15は軸箱14に備えられており、軸ばね13や空気ばね11の弾性影響を受けることなく車輪3の左右方向の振動を正確に測定することが可能である。
さらに、逆フィルタ設計実験において、軌条輪変位データδ(n)と、軌条輪変位データδ(n)を用いて軌条輪4を加振させた際に測定された軸箱加速度と、を関係付ける伝達関数G(z)は、多少の条件変動下では線形関数により予測することができ、当該範囲内においては伝達関数Gから逆フィルタHを迅速に算出することが可能であり、逆フィルタ設計実験に要する時間の短縮化が可能である。
2 鉄道車両
3 車輪
4 軌条輪
5 駆動軸
8 駆動装置
9 加振装置
10 車体
14 軸箱
15 加速度計
16 車軸
17 制御装置
18 入力装置
19 作成手段
20 逆フィルタ設計手段
Claims (4)
- 駆動装置により回転されつつ車両の車輪を支持する軌条輪と、
前記軌条輪の上方で前記車輪の回転軸方向における振動の加速度を測定する加速度計と、
回転中の前記軌条輪を回転軸方向に加振させる加振装置と、
予め測定した軌道不整データから作成される軌条輪変位データと、当該軌条輪変位データを用いて前記軌条輪を加振させた際に前記加速度計により測定した加速度と、から逆フィルタを設計する逆フィルタ設計手段と、
前記逆フィルタと、試験区間の軌道を走行した車両に備えられた車輪の回転軸方向における振動の加速度を測定した加速度データと、から前記試験区間の軌道上での車輪の回転軸方向の振動が再現されるような推定軌条輪変位データを作成する作成手段と、
前記推定軌条輪変位データを用いて前記加振装置を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする車両試験装置。 - 前記加速度データは、試験区間を走行する一般の車両によって測定されることを特徴とする請求項1に記載の車両試験装置。
- 前記車両は、鉄道車両であることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両試験装置。
- 前記軌条輪変位データと、当該軌条輪変位データを用いて前記軌条輪を加振させた際に前記加速度計の測定した加速度と、を関係付ける伝達関数は、線形関数であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両試験装置。
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