JP6292237B2 - 鉄道車両の横圧低減方法 - Google Patents
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- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
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Description
発明者は、鉄道車両にセンサーを設置し、このセンサーの出力値を用いて算出した軌道狂いと相関を有する状態量に応じてアクチュエータの推力を制御することで、走行時に発生する横圧を低減することを考えた。
F=F1+F2=G1(u_st1,u_st2,…)+G2(u_fl1,u_fl2,…)
と表すことができる(図1参照)。
・1次ばねとして使用されるコイルばねの上下変位
・輪軸と台車枠間を前後方向に結合するリンクなどの結合部材に作用する前後方向荷重
・輪軸・台車・車体における各々のヨーイング角、ヨーイング角速度、ヨーイング角加速度、あるいは左右方向変位、左右方向速度、左右方向加速度
・車両の走行速度
・ロール角、ロール角速度
・2次ばねとして使用される空気ばねの高さ
このアクチュエータは、ボルスタレス台車を搭載した車両の場合は、車体と台車枠間に設置する。一方、ボルスタ付台車のうちダイレクトマウント式台車を搭載した車両の場合は、車体と台車枠間或いはボルスタと台車枠間に設置する。また、インダイレクトマウント式台車を搭載した車両の場合は、車体とボルスタ間に設置する。
走行中に測定する状態量は、横圧に強い影響を及ぼす因子である以下の何れかとする。
・2次ばねとして採用される空気ばねの内圧
・1次ばねとして使用されるコイルばねの上下変位
・輪軸と台車枠の間を前後方向に結合するリンクなどの結合部材に作用する前後方向荷重
・輪軸・台車・車体の各々のヨーイング角
・ヨーイング角速度
・ヨーイング角加速度
・左右方向変位
・左右方向速度
・左右方向加速度
・車両の走行速度
・ロール角
・ロール角速度
・空気ばねの高さ
軌道狂い:なし
定常横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G1=0
変動横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G2=0
軌道狂い:あり
定常横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G1=0
変動横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G2=0
軌道狂い:あり
定常横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G1>0
変動横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G2=0
軌道狂い:あり
定常横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G1=0
変動横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G2>0
軌道狂い:あり
定常横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G1>0
変動横圧を推定する状態量に乗ずる伝達関数:G2>0
アクチュエータによる付加トルクを与える推力指令値を出さない条件1(図5(a))と条件2(図5(b))を比較すると、軌道狂いを入力した条件2の場合は、図3(b)に示すように、図3(a)に示す定常横圧に加えて変動横圧が発生していることが分かる。
Claims (4)
- ボルスタレス台車を搭載した車両の場合は、車体と台車枠間に、
ボルスタ付台車のうち、ダイレクトマウント式台車を搭載した車両の場合は車体と台車枠間或いはボルスタと台車枠間に、インダイレクトマウント式台車を搭載した車両の場合は車体とボルスタ間に、アクチュエータを設置するとともに、
車体・台車・輪軸の少なくとも何れか一つにセンサーを設置し、
前記センサーを用いて走行中に取得した状態量に基づき、定常横圧と相関を有する一つ又は複数のパラメータを演算して、当該演算値に所定の伝達関数を適用してアクチュエータへの推力指令値を決定するのと同時に、変動横圧と相関を有する一つ又は複数のパラメータを演算して、当該演算値に所定の伝達関数を適用してアクチュエータへの推力指令値を決定した後、
これら2つの推力指令値を合成してアクチュエータに発生させる推力を決定する際、前記走行中に取得した状態量より推定した軌道曲率に応じて、定常横圧パラメータに対する伝達関数は軌道曲率が小さくなるほど推力指令値を小さく、変動横圧パラメータに対する伝達関数は軌道曲率が大きくなるほど推力指令値を小さくすることを特徴とする鉄道車両の横圧低減方法。 - 前記走行中に取得する状態量は、2次ばねとして使用される空気ばねの内圧、1次ばねとして使用されるコイルばねの上下変位、輪軸と台車枠の間を前後方向に結合する連結部材に作用する前後方向荷重、輪軸・台車・車体の各々のヨーイング角、ヨーイング角速度、ヨーイング角加速度、あるいは左右方向変位、左右方向速度、左右方向加速度、車両の走行速度、および、ロール角、ロール角速度、および空気ばね高さの何れかであることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両の横圧低減方法。
- 前記変動横圧パラメータの演算に際しては、車体において測定した状態量と、台車において測定した状態量の差分を取る過程を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の鉄道車両の横圧低減方法。
- 前記車体及び台車において測定した状態量は、左右方向及びヨーイング方向の状態量であることを特徴とする請求項3に記載の鉄道車両の横圧低減方法。
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