JPH05184002A - 鉄道車両の車体振動制御系の診断方法 - Google Patents

鉄道車両の車体振動制御系の診断方法

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JPH05184002A
JPH05184002A JP35917291A JP35917291A JPH05184002A JP H05184002 A JPH05184002 A JP H05184002A JP 35917291 A JP35917291 A JP 35917291A JP 35917291 A JP35917291 A JP 35917291A JP H05184002 A JPH05184002 A JP H05184002A
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龍太郎 石川
Tomoshi Koizumi
智志 小泉
Shuji Hamamoto
修二 浜本
Toshiaki Matsui
敏明 松井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄道車両の車体振動制御系に自己診断を組み
込み、車両の停止中に機器の作動状態をチェックする診
断方法を提供する。 【構成】 鉄道車両の制御アクチュエ−タを有する車体
振動制御系において、車両が停止している間に、制御ア
クチュエ−タを作動して車体にヨ−イング加振と左右動
加振を加えるか、または上下動加振とピッチング加振と
ロ−リング加振を加えるか、あるいは前記各加振の全て
を加え、制御系各機器の作動状態を調べ、センサ値の評
価やアクチュエ−タ作動を確認し、機器の異常を検知す
る。 【効果】 毎日営業運転に入る前に制御系の健全性を定
量的にチェックすることにより制御系の信頼性が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄道車両の電子式車
体振動制御系において、車両の停止中に自己診断ルーチ
ンにより機器の動作を点検することにより、振動抑制を
安定して行えるように車体振動制御系を診断する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道車両はレールの不整により上下動、
左右動、ローリングおよびヨーイングの振動加速度を受
ける。従来の振動制御は、ばねと減衰力発生機構とによ
り構成され、減衰力発生機構としては空気ばねやオイル
ダンパの絞りなどが用いられていた。また、改良された
振動制御装置として、駆動形空気圧シリンダを空気圧サ
ーボ弁で駆動する方式のものが知られている(特開昭5
6−17754号公報、特開昭59−156860号公
報)。
【0003】従来の振動制御装置において減衰力を大き
くすると、振動抑制は低周波域では改善されるものの、
高周波域では悪化し、逆に減衰力を小さくすると、振動
抑制は高周波域では改善されるものの、低周波域では悪
化してしまい、低周波域と高周波域とを同時に改善する
ことは困難であった。
【0004】したがって、鉄道車両の振動抑制において
は、アクティブ制御を取り入れることが乗り心地の飛躍
的な向上に不可欠である。そのため、本出願人は、先に
すべての周波数域で乗り心地の改善を図った鉄道車両の
振動制御装置(例えば特願平3−89644号等)を発
明した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記鉄道車両の振動抑
制のための車体振動制御系においては、車体と台車間の
左右変位計、上下変位計、車体の左右加速度計、上下加
速度計およびアクチュエータの圧力計等の各種センサお
よび各種弁が用いられている。この車体振動制御系は長
期の使用において各種センサは初期設定状態からのセン
サ値のずれが発生し、制御により収束すべき車体姿勢が
変化してしまうことが起こる。しかし、現状では鉄道車
両における車体運動制御系の各種機器の作動状態や故障
を検知するための診断方法は確立されていない。
【0006】この発明はかかる現状にかんがみ、従来の
問題点を解消するため、鉄道車両における車体振動制御
系における各種センサや弁およびアクチュエータ等の機
器の作動状態を診断し、かつ故障を検知する診断方法を
提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、鉄道車両の台車と車体間で左右方向に
動作する制御アクチュエータを有する車体振動制御系に
おいて、車両が停止している間に、制御アクチュエータ
を作動して車体にヨーイング加振および左右動加振を加
え、制御系各機器の作動状態を調べ、センサ値の評価や
アクチュエータ作動の確認を行うとともに機器の異常を
検知する鉄道車両の車体振動制御系の診断方法である。
【0008】また、鉄道車両の台車と車体間で上下方向
に動作する制御アクチュエータを有する車体振動制御系
において、車両が停止している間に、制御アクチュエー
タを作動して車体に上下動加振、ピッチング加振および
ローリング加振を加え、制御系各機器の作動状態を調
べ、センサ値の評価やアクチュエータ作動の確認を行う
とともに機器の異常を検知する鉄道車両の車体振動制御
系の診断方法である。
【0009】さらに、鉄道車両の台車と車体間で左右方
向に動作する制御アクチュエータおよび上下方向に動作
する制御アクチュエータを有する車体振動制御系におい
て、車両が停止している間に、各制御アクチュエータを
作動して車体にヨーイング加振と左右動加振および上下
動加振とピッチング加振とローリング加振を加え、セン
サ値の評価やアクチュエータ作動の確認を行うとともに
機器の異常を検知する車体振動制御系の診断方法であ
る。
【0010】
【作用】車体振動制御系において、車両の左右方向に動
作する制御アクチュエータは、主として車体のヨーイン
グ、左右動さらに左右動の際同時に生じやすいローリン
グを防止抑制することができる。また、車両の上下方向
に動作する制御アクチュエータは、主として上下動、ピ
ッチングおよびローリングを防止抑制することができ
る。
【0011】この発明による車体振動制御系の診断は、
車両が停止している間に、車両に電源が入れられると、
直ちに自己診断ルーチンに自動的に入るように構成され
ており、診断が開始される。
【0012】診断は、まずセンサの断線による故障を調
べた後アクチュエータを意図的に作動して、車体にヨー
イングと左右動あるいはピッチングとローリングおよび
上下動を起こすことにより、下記のセンサ値のチェック
やアクチュエータの正常動作が確認できる。
【0013】A:ヨーイング (1)左右加速度 (2)左右動アクチュエータの左右ストローク(変位) (3)左右動アクチュエータの動作(弁の健全性) (4)左右動アクチュエータの圧力
【0014】B:左右動 (1)上下加速度(併発するローリングに起因するも
の) (2)左右加速度 (3)左右動アクチュエータの左右ストローク (4)左右動アクチュエータの動作 (5)左右動アクチュエータの圧力
【0015】C:上下動 (1)上下加速度 (2)上下アクチュエータの上下ストローク (3)上下アクチュエータの動作 (4)上下アクチュエータの圧力
【0016】これらのセンサ値やダイナミックな応答
は、あらかじめ設計した基準値と照合し、基準値内に収
まっておれば機器は健全と判断する。そして、基準値か
ら外れている場合にはエラーコードをとおして表示警告
する。
【0017】上記におけるアクチュエータの動作による
加振は、車体が有するヨーイング、左右動、上心・下心
ローリングの共振周波数に一致させれば、より大きなセ
ンサ値や正確な値が得られるので好ましい。しかし、必
ずしもダイナミックに動作するだけでなく、準静的に作
動することを併用しても良い。
【0018】なお、診断を車両が停止している間に行う
のは、走行中であれば外乱がレールから車輪を経て伝わ
り、センサ値が示すべき基準範囲が不明確になるからで
ある。また、検車区で車両の走行直前に診断を行うよう
にすれば、毎日診断を実施することになり、診断間隔が
密になり信頼度が増し、営業運転に入る前に制御系の異
常を検出することができ、安全運転性が向上する。
【0019】
【実施例】この発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 実施例1 この発明による診断方法を実施するための車体振動制御
装置として、台車と車体間で左右方向に作動する制御ア
クチュエータを有する車体振動制御系の構成を図1およ
び図2に示す。車体1の前後台車のそれぞれに左右一対
の上下振動加速度計A1〜A4と中央に左右振動加速度計
5、A6を設ける。また台車3と車体1の間に左右動変
位計C1、C2および、左右動アクチュエータB1、B2
設ける。そして、空気元溜め2と左右動アクチュエータ
1、B2の左右室との間をそれぞれ吸気弁V1〜V4を有
する空気管で配管し、また左右室のそれぞれに排気弁V
5〜V8を有する排気管を設ける。なお、図には上下方向
の電子的制御手段は省略されているが、空気ばねやオイ
ルダンパの絞りなどを用いた減衰力発生機構とばねから
なる従来装置が用いられる。この車体振動制御系の診断
のフローチァートを図7、図8に示す。すなわち、車両
が停止している状態で、車両に電源を入れると、自己診
断ルーチンに入り順次ヨーイング、左右動における各種
目のチェックが行われる。なお、ヨーイング加振による
左右加速度、ストロークの診断中の車両状態を図5に示
す。また、左右動加振による下心ローリング時と上心ロ
ーリング時の上下加速度診断中の車両状態を図6
(a)、(b)に示す。
【0020】実施例2 また、台車と車体の間で上下方向に動作する制御アクチ
ュエータを有する車体振動制御系の構成を図3に示す。
車体1の前後台車のそれぞれに左右一対の左右一対の上
下振動加速度計A1〜A4と中央に左右振動加速度計
5、A6を設ける。そして、台車3と車体1の間の左右
側にそれぞれ上下動アクチュエータB3〜B6および上下
動変位計C3〜C6を設ける。なお、この場合は左右方向
の電子的制御手段は省略されているが、空気ばねやオイ
ルダンパの絞りなどを用いた減衰力発生機構とばねから
なる従来装置が用いられる。この車体振動制御系の診断
のフローチァートを図9、図10に示す。この場合も実
施例1と同様にして上下動、ピッチング、ローリングニ
おける各種目のチェックが行われる。
【0021】実施例3 さらに、台車と車体の間で左右方向に動作する制御アク
チュエータと上下方向に動作する制御アクチュエータを
有する車体振動制御系の構成を図4に示す。その場合の
制御装置は上記実施例1と2を組み合わせた構成からな
り、その診断方法は図7と8および図9と10を合成し
たものとなる。
【0022】
【発明の効果】この発明は、上記のごとく、鉄道車両の
車体振動制御系に自己診断を組み込むことにより、毎日
営業運転に入る前に制御系の健全性を自動的に短時間
で、かつ定量的にチェックすることができ、制御系の信
頼性が大幅に向上し、安全走行に大きく寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】鉄道車両の台車と車体間で左右方向に動作する
制御アクチュエータを有する車体振動制御系に、この発
明の診断方法を実施するための車体振動制御装置の一例
における概略を平面的に示した説明図である。
【図2】図1の車体振動制御装置を正面的に示す説明図
である。
【図3】鉄道車両の台車と車体間で上下方向に動作する
制御アクチュエータを有する車体振動制御系に、この発
明の診断方法を実施するための車体振動制御装置の一例
における概略を示す説明図である。
【図4】鉄道車両の台車と車体間で左右方向および上下
方向に動作する制御アクチュエータを有する車体振動制
御系に、この発明の診断方法を実施するための車体振動
制御装置の一例における概略を示す説明図である。
【図5】ヨーイング加振による左右加速度、ストローク
の診断中の車両状態を示す説明図である。
【図6】左右動加振によるローリング発生時の上下加速
度診断中の車両状態を示す説明図で、(a)は下心ロー
リングの場合で、(b)は上心ローリングの場合であ
る。
【図7】鉄道車両の台車と車体間で左右方向に動作する
制御アクチュエータを有する車体振動制御系における診
断の前半を示すフローチャートである。
【図8】図7の診断前半に続く診断後半を示すフローチ
ャートである。
【図9】鉄道車両の台車と車体間で上下方向に動作する
制御アクチュエータを有する車体振動制御系における診
断の前半を示すフローチャートである。
【図10】図9の診断前半に続く診断後半を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
1 車体 2 空気元溜め 3 台車 A1〜A4 上下振動加速度計 A5、A6 左右振動加速度計 B1、B2 左右動アクチュエータ B3〜B6 上下動アクチュエータ C1、C2 左右動変位計 C3〜C6 上下動変位計 V1〜V4 吸気弁 V5〜V8 排気弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜本 修二 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 松井 敏明 大阪府大阪市此花区島屋5丁目1番109号 住金デザインアンドエンジニアリング株 式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄道車両の台車と車体間で左右方向に動
    作する制御アクチュエータを有する車体振動制御系にお
    いて、車両が停止している間に、制御アクチュエータを
    作動して車体にヨーイング加振および左右動加振を加
    え、制御系各機器の作動状態を調べ、センサ値の評価や
    アクチュエータ作動の確認を行うとともに機器の異常を
    検知することを特徴とする鉄道車両の車体振動制御系の
    診断方法。
  2. 【請求項2】 鉄道車両の台車と車体間で上下方向に動
    作する制御アクチュエータを有する車体振動制御系にお
    いて、車両が停止している間に、制御アクチュエータを
    作動して車体に上下動加振、ピッチング加振およびロー
    リング加振を加え、制御系各機器の作動状態を調べ、セ
    ンサ値の評価やアクチュエータ作動の確認を行うととも
    に機器の異常を検知することを特徴とする鉄道車両の車
    体振動制御系の診断方法。
  3. 【請求項3】 鉄道車両の車両の台車と車体間で左右方
    向に動作する制御アクチュエータおよび上下方向に動作
    する制御アクチュエータを有する車体振動制御系におい
    て、車両が停止している間に、各制御アクチュエータを
    作動して車体にヨーイング加振と左右動加振および上下
    動加振とピッチング加振とローリング加振を加え、セン
    サ値の評価やアクチュエータ作動の確認を行うとともに
    機器の異常を検知することを特徴とする鉄道車両の車体
    振動制御系の診断方法。
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