KR20090012376A - Vibration restraint apparatus for railroad car - Google Patents

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KR20090012376A
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Abstract

A device for restraining a vibration of traverse direction in a railway vehicle is provided to enhance running stability of the railway vehicle and prevent a vibration by using a skyhook semi active control law. A device for restraining a vibration of traverse direction in a railway vehicle(1) comprises the followings: a damper(9); an acceleration detection unit(15) detecting the acceleration of a traverse direction and up and down direction; a fist control mode controlling the damper by using a skyhook semi active control law; a second control operation the damper to suppress the vibration; a unit determining the time generating the vibration; and a changing unit changing the first control mode to the second control mode.

Description

철도 차량의 진동 억제 장치{VIBRATION RESTRAINT APPARATUS FOR RAILROAD CAR}Vibration suppressor of railroad car {VIBRATION RESTRAINT APPARATUS FOR RAILROAD CAR}

본 발명은 차체의 횡방향 요동을 억제하는 세미 액티브 서스펜션을 탑재한 철도 차량의 진동 억제 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration suppression apparatus for a railway vehicle equipped with a semi-active suspension for suppressing lateral fluctuations of the vehicle body.

철도 차량은, 주행시에 받는 횡풍(橫風)이나 궤도 외란 등에 의해 차체가 횡방향으로 흔들린다.In a railroad car, the vehicle body is shaken in the lateral direction due to a cross wind, a track disturbance, or the like received during traveling.

차체의 횡방향 요동을 억제하기 위해, 진동 억제를 위한 동력원을 필요로 하지 않는 세미 액티브 서스펜션을 탑재한 것이 있다.In order to suppress the lateral fluctuation of the vehicle body, there are some equipped with a semi-active suspension that does not require a power source for vibration suppression.

이 종류의 세미 액티브 서스펜션은, 예를 들어 일본 특허 공개 평10-297485호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 차체가 대차로부터 받는 충격을 흡수하는 에어 스프링과, 대차에 대한 차체의 횡방향 요동에 의해 신축하는 댐퍼와, 차체의 횡방향의 가속도를 검출하는 가속도 센서와, 가속도 센서의 검출 신호에 따라서 댐퍼의 작동을 제어하는 컨트롤러 등에 의해 구성된다.This type of semi-active suspension is, for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-297485, by an air spring that absorbs a shock that the body receives from a bogie and a lateral fluctuation of the body of the bogie. It is comprised by the expansion damper, the acceleration sensor which detects the acceleration of the lateral direction of a vehicle body, the controller which controls the operation of a damper according to the detection signal of an acceleration sensor.

컨트롤러가 댐퍼의 작동을 스카이훅 세미 액티브 제어칙을 이용하여 제어함으로써, 댐퍼의 진동 에너지를 활용하여 차체의 횡방향 요동이 유효하게 억제된다.The controller controls the operation of the damper using the Skyhook semi-active control principle, so that the lateral fluctuation of the vehicle body is effectively suppressed by utilizing the vibration energy of the damper.

철도 차량은, 레일에 구름 접촉하는 차륜의 답면(踏面)에 구배가 마련되어 있고, 이 구배에 의해 좌우의 차륜이 각각 좌우의 레일의 내측을 향하도록 구성되어 있기 때문에, 직선 구간 주행시 등에 대차가 사행하는 경향이 있다.In railroad cars, a slope is provided on the tread face of the wheel in rolling contact with the rail, and the left and right wheels are respectively configured to face the inside of the left and right rails by this gradient, so that the bogie is meandered at the time of traveling in a straight section. Tend to.

이 대차의 사행은, 차륜의 답면에 마련되는 구배를 적정하게 설정하는 동시에, 서스펜션에 마련되는 부시류의 경도를 적정하게 설정하는 것 등에 의해 억제되고 있다.The meandering of this trolley | bogie is suppressed by setting the gradient provided in the tread of the wheel appropriately, and setting the hardness of the bushes provided in the suspension suitably.

그러나, 차륜의 답면의 마모가 진행되거나, 부시류의 경시 열화가 진행된 경우, 혹은 궤도 조건이 나쁜 곳을 주행하는 경우에, 대차의 사행을 억제할 수 없어, 대차에 고주파의 횡방향 요동 진동이 발생하는 일이 있었다.However, the meandering of the bogie cannot be suppressed when the wear of the tread of the wheel progresses, the deterioration of the bushings over time, or when the vehicle travels in a bad track condition, and the bogie cannot suppress the high frequency lateral oscillation vibration. Something happened.

세미 액티브 서스펜션을 탑재하는 철도 차량에 있어서는, 대차에 고주파의 횡방향 요동 진동이 발생한 경우에, 스카이훅 세미 액티브 제어가 행해지면, 차체의 횡방향 요동 진동은 억제되지만, 댐퍼의 감쇠력이 부족하여 대차의 횡방향 요동 진동을 충분히 억제할 수 없는 일이 있었다.In a railway vehicle equipped with a semi-active suspension, when the high-frequency lateral oscillation vibration occurs in the bogie, when the sky hook semi-active control is performed, the lateral oscillation oscillation of the vehicle body is suppressed, but the damper lacks the damping force and the bogie It was not possible to sufficiently suppress the lateral oscillation vibration of.

본 발명은 상기한 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 대차의 횡방향 요동 진동을 억제할 수 있는 철도 차량의 진동 억제 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vibration suppression apparatus for a railway vehicle capable of suppressing lateral oscillation vibration of a trolley.

본 발명은, 대차에 대한 차체의 횡방향 요동을 억제하는 철도 차량의 진동 억제 장치이며, 대차에 대한 차체의 횡방향 요동에 의해 신축하는 감쇠력이 가변인 댐퍼와, 차체의 횡방향의 가속도와 상하 방향의 가속도를 검출하는 가속도 검출 수단을 구비하고, 차체의 횡방향의 가속도 검출 신호에 따라서 차체의 횡방향 요동을 억제하도록 댐퍼의 감쇠력을 스카이훅 세미 액티브 제어칙을 이용하여 제어하는 제1 제어 모드와, 대차의 횡방향 요동 진동을 억제하도록 댐퍼를 작동시키는 제2 제어 모드와, 차체의 횡방향의 가속도 검출 신호와 상하 방향의 가속도 검출 신호에 따라서 대차의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 수단과, 대차의 횡방향 요동 진동 발생시에 제1 제어 모드로부터 제2 제어 모드로 절환하는 수단을 구비하는 구성으로 했다.The present invention is a vibration suppression apparatus for a railway vehicle that suppresses lateral fluctuations of a vehicle body with respect to a bogie, a damper having a variable damping force stretched by lateral fluctuations of the vehicle body with respect to a bogie, an acceleration and a vertical acceleration in the lateral direction of the vehicle body. A first control mode including acceleration detection means for detecting acceleration in the direction and controlling the damping force of the damper using the skyhook semi-active control principle to suppress the lateral fluctuation of the vehicle body in accordance with the acceleration detection signal of the vehicle body in the lateral direction. And a second control mode in which the damper is operated to suppress the lateral oscillation vibration of the bogie, and means for determining when the lateral oscillation vibration of the bogie occurs in accordance with the lateral acceleration detection signal of the vehicle body and the up and down acceleration detection signal; And a means for switching from the first control mode to the second control mode when the lateral oscillation vibration of the trolley is generated.

본 발명에 따르면, 통상 주행시에는, 댐퍼의 감쇠력이 스카이훅 세미 액티브 제어됨으로써 차체의 횡방향 요동이 억제되어, 승차감이 양호하게 유지된다.According to the present invention, during normal driving, the damping force of the damper is controlled by the sky hook semi-active, so that the lateral fluctuation of the vehicle body is suppressed, and the riding comfort is maintained well.

한편, 대차가 사행하는 것에 의해 대차에 고주파의 횡방향 요동 진동이 발생했을 때에는, 댐퍼의 작동이 절환됨으로써, 대차의 고주파의 횡방향 요동 진동이 억제되어, 철도 차량의 주행 안정성을 높일 수 있다.On the other hand, when a high frequency lateral oscillation vibration is generated in the bogie by the meandering of the bogie, the damper is switched, whereby the high frequency lateral oscillation oscillation of the bogie is suppressed, so that the running stability of the railway vehicle can be improved.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 기초로 하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described based on an accompanying drawing.

도1은 철도 차량의 진동 억제 장치의 시스템도이다. 도1에 도시하는 바와 같이, 철도 차량(1)은 레일(2) 위를 주행하는 대차(3)와, 사람이나 짐을 적재하는 차체(10)를 구비한다. 철도 차량(1)의 전방부과 후방부에 대차(3)가 1대씩 설치된다.1 is a system diagram of a vibration suppressing apparatus for a railway vehicle. As shown in FIG. 1, the railroad car 1 is equipped with the trolley | bogie 3 which runs on the rail 2, and the vehicle body 10 which loads a person or baggage. The trolley | bogie 3 is provided in the front part and the rear part of the railway vehicle 1 one by one.

대차(3)는, 좌우의 레일(2) 위를 구름 이동하는 좌우의 차륜(4)과, 각 차륜(4)을 회전 가능하게 지지하는 차축(5)과, 차축(5)과 대차 프레임(6)과의 사이에 설치되는 좌우의 현가 스프링(7)을 구비한다. 각 현가 스프링(7)은 대차 프레임(6)에 대해 차축(5)을 지지하고, 차축(5)의 상하 방향의 움직임을 흡수한다.The trolley | bogie 3 has the left and right wheel 4 which rolls on the left and right rails 2, the axle 5 which supports each wheel 4 rotatably, the axle 5, and the bogie frame ( 6 and left and right suspension springs 7 provided therebetween. Each suspension spring 7 supports the axle 5 with respect to the bogie frame 6 and absorbs the movement of the axle 5 in the up-down direction.

차륜(4)은 레일(2)에 구름 접촉하는 답면(4a)을 갖는다. 답면(4a)에는 차륜(4)의 회전 중심선에 대해 경사지는 구배가 마련된다. 좌우의 차륜(4)에 마련되는 답면(4a)의 구배는, 서로 배반하도록 레일(2)의 외측을 향하고 있고, 중력에 의해 좌우의 차륜(4)이 좌우의 레일(2)의 내측을 향하도록 되어 있다.The wheel 4 has a tread 4a in rolling contact with the rail 2. A slope inclined with respect to the center of rotation of the wheel 4 is provided on the answer surface 4a. The gradient of the step surface 4a provided in the left and right wheels 4 faces the outer side of the rail 2 so that mutually betrayed, and the left and right wheels 4 face the inner side of the left and right rails 2 by gravity. It is supposed to.

대차(3)와 차체(10)와의 사이에 좌우의 에어 스프링(8)이 설치된다. 각 에어 스프링(8)은 대차(3)에 대해 차체(10)를 지지하고, 대차(3)의 상하 방향의 움직임을 흡수한다.Left and right air springs 8 are provided between the truck 3 and the vehicle body 10. Each air spring 8 supports the vehicle body 10 with respect to the trolley | bogie 3, and absorbs the movement of the trolley | bogie 3 in the up-down direction.

대차(3)와 차체(10)와의 사이에 댐퍼(9)가 설치된다. 댐퍼(9)는 차량(1)의 진행 방향에 대해 수평 횡방향(이하, 간단히 횡방향이라 함)에 대해 신축하고, 차체(10)의 횡방향의 진동을 억제한다.A damper 9 is provided between the cart 3 and the vehicle body 10. The damper 9 expands and contracts with respect to the advancing direction of the vehicle 1 in a horizontal transverse direction (hereinafter, simply referred to as a transverse direction), and suppresses vibration in the transverse direction of the vehicle body 10.

댐퍼(9)는, 그 신축에 수반하여 흐르는 작동유(작동 유체)에 부여하는 저항을 가변으로 하는, 감쇠력 가변 댐퍼이고, 세미 액티브 서스펜션을 구성한다. 컨트롤러(20)로부터 보내지는 신호에 의해 댐퍼(9)의 감쇠력이 무단계로 절환된다.The damper 9 is a damping force variable damper which makes the resistance given to the hydraulic fluid (working fluid) which flows with expansion and contraction variable, and comprises a semi active suspension. The damping force of the damper 9 is switched steplessly by the signal sent from the controller 20.

도2는 감쇠력 가변 댐퍼의 구성도이다. 도2에 도시하는 바와 같이, 댐퍼(9)는, 실린더(32) 내에 미끄럼 이동 가능하게 수납되는 피스톤(34)과, 피스톤(34)에 결합되는 피스톤 로드(33)를 구비한다. 대차(3)와 차체(10) 중 한쪽에 실린더(32) 가 연결되고, 다른 쪽에 피스톤 로드(33)가 연결되고, 대차(3)에 대해 차체(10)가 횡방향으로 상대 변위함으로써, 실린더(32)에 대해 피스톤(34)과 피스톤 로드(33)가 미끄럼 이동한다.2 is a configuration diagram of a damping force variable damper. As shown in FIG. 2, the damper 9 includes a piston 34 that is slidably accommodated in the cylinder 32 and a piston rod 33 that is coupled to the piston 34. The cylinder 32 is connected to one of the trolley | bogie 3 and the vehicle body 10, the piston rod 33 is connected to the other, and the cylinder body 10 is transversely displaced with respect to the trolley | bogie 3, and a cylinder The piston 34 and the piston rod 33 slide with respect to 32.

실린더(32) 내는 피스톤(34)에 의해 로드측 압력실(35)과 엔드측 압력실(36)로 구획된다. 실린더(32)의 외측에 탱크실(37)이 마련된다.The cylinder 32 is partitioned into a rod side pressure chamber 35 and an end side pressure chamber 36 by a piston 34. The tank chamber 37 is provided outside the cylinder 32.

댐퍼(9)는, 작동유를 로드측 압력실(35)로부터 탱크실(37)로 유도하는 유니 플로우 통로(41)와, 탱크실(37)로부터 엔드측 압력실(36)을 향하는 작동유의 흐름에 대해 밸브 개방하는 압축측 체크 밸브(51)와, 엔드측 압력실(36)로부터 로드측 압력실(35)을 향하는 작동유의 흐름에 대해 밸브 개방하는 신장측 체크 밸브(52)를 구비한다.The damper 9 has a uniflow passage 41 for guiding hydraulic oil from the rod side pressure chamber 35 to the tank chamber 37 and a flow of hydraulic oil from the tank chamber 37 toward the end side pressure chamber 36. The compression side check valve 51 which opens the valve with respect to the valve | bulb, and the expansion side check valve 52 which valve opens with respect to the flow of the hydraulic fluid from the end side pressure chamber 36 toward the rod side pressure chamber 35 are provided.

댐퍼(9)가 수축 작동하는 압축측 행정에서, 압축측 체크 밸브(51)가 폐쇄되고, 신장측 체크 밸브(52)가 개방되어, 피스톤 로드(33)의 침입 체적분의 작동유가 오리피스(53)와 유니 플로우 통로(41)를 통해 로드측 압력실(35)로부터 탱크실(37)로 흐른다.In the compression-side stroke in which the damper 9 contracts and acts, the compression-side check valve 51 is closed, the expansion-side check valve 52 is opened, and the hydraulic oil of the intrusion volume of the piston rod 33 is orifice 53. And the uniflow passage 41 flow from the rod side pressure chamber 35 to the tank chamber 37.

댐퍼(9)가 신장 작동하는 신장측 행정에서, 신장측 체크 밸브(52)가 폐쇄되고, 압축측 체크 밸브(51)가 개방되어, 작동유가 오리피스(53)와 유니 플로우 통로(41)를 통해 로드측 압력실(35)로부터 탱크실(37)로 흐른다.In the expansion-side stroke in which the damper 9 extends, the expansion-side check valve 52 is closed, and the compression-side check valve 51 is opened, so that the hydraulic oil passes through the orifice 53 and the uniflow passage 41. It flows from the rod side pressure chamber 35 to the tank chamber 37.

피스톤(34)과 피스톤 로드(33)는 그 단면적비가 2 : 1로 되어 있고, 댐퍼(9)의 압축측 행정과 신장측 행정에서, 오리피스(53)와 유니 플로우 통로(41)를 흐르는 작동유의 유량이 동등하고, 동일한 감쇠 특성이 얻어진다.The piston 34 and the piston rod 33 have a cross-sectional area ratio of 2: 1, and the flow rate of the hydraulic oil flowing through the orifice 53 and the uniflow passage 41 in the compression-side stroke and the extension-side stroke of the damper 9. This equivalent and identical attenuation characteristic is obtained.

유니 플로우 통로(41)에는 비례 전자기 릴리프 밸브(42)와 감쇠 밸브(43)가 병렬로 개재 장착되는 동시에, 비례 전자기 릴리프 밸브(42) 또는 감쇠 밸브(43)에 작동유를 선택적으로 유도하는 전자기 절환 밸브(44)가 개재 장착된다. 비례 전자기 릴리프 밸브(42)는 컨트롤러(20)로부터의 신호에 의해 밸브 개방압을 바꿀 수 있다. 감쇠 밸브(43)는 댐퍼(9)의 속도에 비례하여 감쇠력을 높이는 것이다. 컨트롤러(20)의 이상시 등에 전자기 절환 밸브(44)가 작동유를 감쇠 밸브(43)로 유도하는 위치로 절환되면, 댐퍼(9)가 감쇠 계수를 일정하게 하는 패시브 댐퍼로서 기능한다.In the uniflow passage 41, a proportional electromagnetic relief valve 42 and a damping valve 43 are interposed in parallel, and at the same time, electromagnetic switching for selectively inducing hydraulic oil to the proportional electromagnetic relief valve 42 or the damping valve 43. The valve 44 is interposed. The proportional electromagnetic relief valve 42 may change the valve opening pressure in response to a signal from the controller 20. The damping valve 43 increases the damping force in proportion to the speed of the damper 9. If the electromagnetic switching valve 44 is switched to a position at which the hydraulic fluid is led to the damping valve 43 at the time of abnormality of the controller 20, the damper 9 functions as a passive damper for keeping the damping coefficient constant.

댐퍼(9)는, 로드측 압력실(35)과 엔드측 압력실(36)을 연통하는 연통로(45)를 구비하고, 이 연통로(45)에 신장측 언로드 밸브(46)가 개재 장착된다.The damper 9 has a communication path 45 for communicating the rod side pressure chamber 35 and the end side pressure chamber 36, and the expansion side unload valve 46 is interposed in the communication path 45. do.

댐퍼(9)는, 엔드측 압력실(36)과 탱크실(37)을 연통하는 연통로(47)를 구비하고, 이 연통로(47)에 압축측 언로드 밸브(48)가 개재 장착된다.The damper 9 is provided with the communication path 47 which communicates the end side pressure chamber 36 and the tank chamber 37, and the compression side unload valve 48 is interposed in this communication path 47.

전자기 절환 밸브(44), 비례 전자기 릴리프 밸브(42), 신장측 언로드 밸브(46), 압축측 언로드 밸브(48)는, 컨트롤러(20)로부터의 신호에 의해 개폐 작동한다.The electromagnetic switching valve 44, the proportional electromagnetic relief valve 42, the expansion side unload valve 46, and the compression side unload valve 48 open and close by a signal from the controller 20.

컨트롤러(20)는 스카이훅 세미 액티브 제어시에 신장측 언로드 밸브(46)와 압축측 언로드 밸브(48)의 한쪽을 온(ON)으로 하여 밸브 개방시키고, 다른 쪽을 오프(OFF)로 하여 밸브 폐쇄시키고, 전자기 절환 밸브(44)를 비례 전자기 릴리프 밸브(42)로 작동유를 유도하는 위치로 절환하는 동시에, 비례 전자기 릴리프 밸브(42)의 밸브 개방압을 제어한다.The controller 20 opens the valve by turning one side of the expansion-side unload valve 46 and the compression-side unload valve 48 ON while the skyhook semi-active control is turned on, and the other valve is turned OFF. It closes and switches the electromagnetic switching valve 44 to the position which guides hydraulic fluid to the proportional electromagnetic relief valve 42, and controls the valve opening pressure of the proportional electromagnetic relief valve 42. FIG.

신장측 언로드 밸브(46)를 온으로 하여 밸브 개방시키고, 압축측 언로드 밸브(48)를 오프로 하여 밸브 폐쇄시키는 스카이훅 세미 액티브 제어시, 댐퍼(9)가 신장 작동하는 신장측 행정에서는, 로드측 압력실(35)로부터 엔드측 압력실(36)을 향하는 작동유가 신장측 언로드 밸브(46)를 통해 흘러 통로 압력 손실에 의한 매우 낮은 감쇠력이 발생한다. 한편, 댐퍼(9)가 수축 작동하는 압축측 행정에서는, 로드측 압력실(35)로부터 탱크실(37)을 향하는 작동유가 유니 플로우 통로(41)를 통해 흐르고, 제어 지령을 기초로 한 감쇠력이 비례 전자기 릴리프 밸브(42)에 의해 발생한다.In the sky hook semi-active control in which the expansion-side unload valve 46 is turned on to open the valve, and the compression-side unload valve 48 is turned off to close the valve, the expansion-side stroke in which the damper 9 expands and operates is loaded. The hydraulic oil from the side pressure chamber 35 toward the end side pressure chamber 36 flows through the expansion-side unload valve 46 to generate a very low damping force due to passage pressure loss. On the other hand, in the compression side stroke in which the damper 9 contracts and operates, the hydraulic oil which flows from the rod side pressure chamber 35 toward the tank chamber 37 flows through the uniflow passage 41, and the damping force based on the control command is Generated by the proportional electromagnetic relief valve 42.

신장측 언로드 밸브(46)를 오프로 하여 밸브 폐쇄시키고, 압축측 언로드 밸브(48)를 온으로 하여 밸브 개방시키는 스카이훅 세미 액티브 제어시, 댐퍼(9)가 신장 작동하는 신장측 행정에서는, 로드측 압력실(35)로부터 엔드측 압력실(36)을 향하는 작동유가 유니 플로우 통로(41)를 통해 흐르고, 비례 전자기 릴리프 밸브(42)에 의해 제어 지령을 기초로 한 감쇠력이 발생한다. 한편, 댐퍼(9)가 수축 작동하는 압축측 행정에서는, 엔드측 압력실(36)로부터 탱크실(37)을 향하는 작동유가, 압축측 언로드 밸브(48)를 통해 흘러 통로 압력 손실에 의한 매우 낮은 감쇠력이 발생한다.During the skyhook semi-active control in which the expansion-side unload valve 46 is turned off and the valve is closed, and the compression-side unload valve 48 is turned on to open the valve, the expansion-side stroke in which the damper 9 expands and operates is loaded. Hydraulic oil from the side pressure chamber 35 toward the end side pressure chamber 36 flows through the uniflow passage 41, and a damping force based on the control command is generated by the proportional electromagnetic relief valve 42. On the other hand, in the compression side stroke in which the damper 9 contracts and operates, the hydraulic oil which flows from the end side pressure chamber 36 toward the tank chamber 37 flows through the compression side unload valve 48 and is very low due to passage pressure loss. Damping force occurs.

도1에 도시하는 바와 같이, 차체(10)의 가속도를 검출하는 수단으로서, 차체(10)에 가속도 센서(15)가 대차(6)의 바로 위쪽 대략 중앙부에 위치하여 설치된다. 가속도 센서(15)는 2축의 가속도를 검출하는 것으로, 차체(10)의 횡방향의 가속도(ax)를 검출하는 동시에, 차체(10)의 상하 방향의 가속도(az)를 검출한다.As shown in FIG. 1, as an means for detecting the acceleration of the vehicle body 10, the acceleration sensor 15 is provided in the vehicle body 10 at a substantially center portion immediately above the cart 6. The acceleration sensor 15 detects acceleration in two axes, detects acceleration ax in the lateral direction of the vehicle body 10, and detects acceleration az in the vertical direction of the vehicle body 10.

또한, 차체(10)의 가속도를 검출하는 수단으로서, 1축의 가속도를 검출하는 가속도 센서를 2개 설치해도 좋다.In addition, you may provide two acceleration sensors which detect the acceleration of one axis as a means of detecting the acceleration of the vehicle body 10.

컨트롤러(20)는 가속도 센서(15)의 검출 신호를 입력하고, 댐퍼(9)가 발생하는 감쇠력을 스카이훅 세미 액티브 제어칙의 원리를 이용하여 제어한다.The controller 20 inputs the detection signal of the acceleration sensor 15, and controls the damping force generated by the damper 9 using the principle of the skyhook semi-active control principle.

이 스카이훅 세미 액티브 제어칙은, 움직이지 않는 벽과 차체(10)와의 사이에 가상 댐퍼를 설치한 것으로 하고, 가상 댐퍼가 발생하는 감쇠력의 방향과 댐퍼(9)가 발생하는 감쇠력의 방향이 동일한 경우에, 이 가상 댐퍼가 발생하는 감쇠력을 댐퍼(9)의 감쇠력으로서 발생시키고, 가상 댐퍼가 발생하는 감쇠력의 방향과 댐퍼(9)가 발생하는 감쇠력의 방향이 반대인 경우에는, 댐퍼(9)의 감쇠력을 통로 압력 손실에 의한 매우 낮은 감쇠력으로 하는 것이다.This Skyhook semi-active control principle assumes that a virtual damper is provided between the stationary wall and the vehicle body 10, and that the direction of the damping force generated by the virtual damper and the damping force generated by the damper 9 are the same. In this case, the damping force generated by the virtual damper is generated as the damping force of the damper 9, and when the direction of the damping force generated by the virtual damper and the direction of the damping force generated by the damper 9 are opposite, the damper 9 This damping force is to be a very low damping force due to passage pressure loss.

스카이훅 세미 액티브 제어의 일례로서, X를 차체(10)의 횡방향의 변위로 하고, Y를 대차(3)의 횡방향의 변위로 하고, dX/dt를 차체(10)의 횡방향의 절대 속도로 하고, d(X - Y)/dt를 차체(10)에 대한 대차(3)의 횡방향의 상대 속도로 하고, Cs를 스카이훅 감쇠 계수로 하고, 감쇠력(F)을 이하와 같이 하여 연산한다.As an example of the skyhook semi-active control, X is the horizontal displacement of the vehicle body 10, Y is the horizontal displacement of the bogie 3, and dX / dt is the absolute of the horizontal direction of the vehicle body 10. It is set as speed, d (X-Y) / dt is the relative speed of the trolley | bogie 3 with respect to the vehicle body 10, Cs is a sky hook damping coefficient, and damping force F is as follows. Calculate

(dX/dt) × {d(X - Y)/dt} ≥ 0일 때에는, 감쇠력(F)을 다음 식으로 연산한다.When (dX / dt) x {d (X-Y) / dt}> 0, the damping force F is calculated by the following equation.

F = Cs × (dX/dt) … (1)F = Cs × (dX / dt)... (One)

(dX/dt) × {d(X - Y)/dt} < 0일 때에는, 감쇠력(F)을 F ≒ 0으로 한다.When (dX / dt) x {d (X-Y) / dt} <0, the damping force F is set to F ≒ 0.

컨트롤러(20)는 감쇠력(F)에 따른 지령 신호를 댐퍼(9)에 출력하고, 댐퍼(9)가 감쇠력(F)을 발생한다.The controller 20 outputs a command signal corresponding to the damping force F to the damper 9, and the damper 9 generates the damping force F.

그런데, 차륜(4)의 답면(4a)의 마모가 진행되거나, 도시하지 않은 부시류의 경시 열화가 진행된 경우에, 대차(3)가 사행하여, 대차(3)의 횡방향 요동 진동이 발생한다.By the way, when the abrasion of the answering surface 4a of the wheel 4 advances or time-lapse deterioration of the bushes which are not shown in figure, the trolley | bogie 3 meanders and the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 arises. .

대차(3)의 횡방향 요동 진동이 발생한 경우에, 통상 주행시와 마찬가지로 스카이훅 세미 액티브 제어가 행해지면, 댐퍼(9)가 대차(3)의 움직임을 차체(10)에 전달하지 않도록 대차(3)의 진동을 절연하기 때문에, 대차(3)가 사행하는 움직임을 조장하는 경우가 있고, 댐퍼(9)가 대차(3)의 횡방향 요동을 억제할 수 없어, 철도 차량(1)의 고속 주행을 방해할 가능성이 있다.When the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces, when the sky hook semi-active control is performed similarly to the case of normal running, the damper 9 will not transmit the movement of the trolley | bogie 3 to the vehicle body 10, and the trolley | bogie 3 To insulate the vibration of the trolley 3, the damper 9 cannot suppress the lateral fluctuation of the trolley 3, so that the high-speed traveling of the railway vehicle 1 There is a possibility to disturb.

이것에 대처하여, 컨트롤러(20)는, 차체(10)의 가속도 검출 신호에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하고, 횡방향 요동 진동 발생시에는 대차(3)의 진동을 억제하도록 댐퍼(9)의 제어 모드를 변경한다.In response to this, the controller 20 determines when the lateral oscillation vibration of the trolley 3 occurs in accordance with the acceleration detection signal of the vehicle body 10, and suppresses the vibration of the trolley 3 when the lateral oscillation vibration occurs. The control mode of the damper 9 is changed.

컨트롤러(20)는, 대차(3)의 횡방향 요동 진동이 발생하지 않는 통상 주행시에 스카이훅 감쇠 계수(Cs)로 하여 (1)식을 기초로 하여 감쇠력(F)을 연산하고, 차체(10)의 진동을 억제하는 댐퍼(9)의 스카이훅 세미 액티브 제어를 행한다. 한편, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 감쇠력(F)을 차체(10)의 횡방향의 절대 속도(dX/dt)에 의존하지 않고, 감쇠력(F)을 일정하게 하여, 대차(3)의 횡방향 요동 진동을 억제한다. 구체적으로는, 비례 전자기 릴리프 밸브(42)에 부여하는 지령치를 일정하게 하고, 신장측 언로드 밸브(46)를 오프로 하고, 압축측 언로드 밸브(48)를 오프로 한다.The controller 20 calculates the damping force F on the basis of the formula (1) on the basis of the skyhook damping coefficient Cs at the time of normal driving in which the lateral oscillation vibration of the trolley 3 does not occur, and the vehicle body 10 The sky hook semi-active control of the damper 9 which suppresses the vibration of) is performed. On the other hand, when the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces, the damping force F does not depend on the absolute speed dX / dt of the lateral direction of the vehicle body 10, and the damping force F is made constant and the trolley | bogie 3 Suppresses the lateral oscillation vibration. Specifically, the command value given to the proportional electromagnetic relief valve 42 is made constant, the expansion side unload valve 46 is turned off, and the compression side unload valve 48 is turned off.

컨트롤러(20)는, 차체(10)의 가속도 검출 신호에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 수단으로서, 가속도 센서(15)에 의해 차체(10)의 횡방향의 가속도(ax)와 상하 방향의 가속도(az)에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정한다.The controller 20 is a means for determining the occurrence of the lateral oscillation vibration of the trolley 3 in accordance with the acceleration detection signal of the vehicle body 10. The acceleration sensor 15 causes the lateral acceleration of the vehicle body 10 to be ax. ) And when the transverse oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces according to the acceleration az of the up-down direction.

대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에는, 대차(3)가 사행하는 것에 의해, 차체(10)가 횡방향으로 흔들리는 동시에, 각 차륜(4)의 답면(4a)에 마련된 구배에 의해 대차(3)가 현가 스프링(7)을 통해 상하 방향으로 흔들리고, 차체(10)가 에어 스프링(8)을 통해 상하 방향으로 흔들린다. 댐퍼(9)의 스카이훅 세미 액티브 제어가 행해지고 있으면, 차체(10)의 횡방향의 가속도 진폭(가속도 변화량)(Ax)이 작게 억제되는 한편, 차체(10)의 상하 방향의 가속도 진폭(가속도 변화량)(Az)은 억제되지 않는다. 이로 인해, 차체(10)의 상하 방향의 가속도 진폭(Az)을 차체(10)의 횡방향의 가속도 진폭(Ax)과 아울러 검출함으로써 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하기 쉽게 할 수 있다.When the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces, when the trolley | bogie 3 meanders, the vehicle body 10 shakes laterally and the trolley | bogie is provided by the gradient provided in the step surface 4a of each wheel 4. 3) is shaken up and down through the suspension spring 7, the vehicle body 10 is shaken up and down through the air spring (8). When the sky hook semi-active control of the damper 9 is performed, the acceleration amplitude (acceleration change amount) Ax of the lateral direction of the vehicle body 10 is suppressed small, and the acceleration amplitude (acceleration change amount) of the up-down direction of the vehicle body 10 is suppressed. (Az) is not suppressed. Therefore, by detecting the acceleration amplitude Az in the up-down direction of the vehicle body 10 together with the acceleration amplitude Ax in the lateral direction of the vehicle body 10, it is easy to determine when the lateral oscillation vibration of the trolley 3 occurs. have.

다음에, 컨트롤러(20)에서 실행되는 차체(10)의 가속도 검출 신호에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 제어 동작을 도3의 흐름도에 따라서 설명한다.Next, a control operation for determining when the lateral oscillation vibration of the trolley 3 occurs in accordance with the acceleration detection signal of the vehicle body 10 executed by the controller 20 will be described according to the flowchart of FIG.

우선, 스텝 1에서, 가속도 센서(15)의 검출 신호를 필터 처리를 행하여, 차체(10)의 횡방향의 가속도(ax)와 상하 방향의 가속도(az)를 판독한다.First, in step 1, the detection signal of the acceleration sensor 15 is subjected to filter processing to read the acceleration ax in the lateral direction of the vehicle body 10 and the acceleration az in the vertical direction.

계속되는 스텝 2에서, 소정 시간(T)이 경과하는 동안에 판독된 가속도(ax)의 최대치[Max(ax)]와 최소치[Min(ax)]의 차를 가속도 진폭(Ax)으로 하고, 가속도(az)의 최대치[Max(az)]와 최소치[Min(az)]의 차를 가속도 진폭(Az)으로 하여 구한다.In the subsequent step 2, the difference between the maximum value Max (ax) and the minimum value Min (ax) of the acceleration ax read while the predetermined time T elapses is set as the acceleration amplitude Ax, and the acceleration az The difference between the maximum value Max (az) and the minimum value Min (az) is obtained as the acceleration amplitude Az.

계속되는 스텝 3에서, 횡방향의 가속도 진폭(Ax)에 횡방향 가속도 가중치 부여 계수(α)를 곱한 αㆍAx와, 상하 방향의 가속도 진폭(Az)에 상하 방향 가속도 가중치 부여 계수(β)를 곱한 βㆍAz와의 합(αㆍAx + βㆍAz)이 소정의 임계치(Max1) 이상인지 여부를 판정한다.In subsequent step 3, α · Ax obtained by multiplying the horizontal acceleration amplitude Ax by the lateral acceleration weighting coefficient α, and multiplying the vertical and vertical acceleration weighting coefficient β by the vertical and horizontal acceleration amplitude Az. It is determined whether or not the sum (? · Ax + β · Az) with β · Az is equal to or greater than the predetermined threshold Max1.

여기서, αㆍAx + βㆍAz가 소정의 임계치(Max1)보다 낮다고 판정된 경우, 스텝 8로 진행하고, 이상(異常) 카운트치(Cz)를 클리어한다.Here, when it is determined that α · Ax + β · Az is lower than the predetermined threshold value Max1, the process proceeds to step 8 to clear the abnormal count value Cz.

한편, αㆍAx + βㆍAz가 소정의 임계치(Max1) 이상으로 판정된 경우, 스텝 4로 진행하고, 이상 카운트치(Cz)를 카운트한다.On the other hand, when (alpha) * Ax + (beta) -Az is determined more than predetermined threshold Max1, it progresses to step 4 and the abnormal count value Cz is counted.

계속되는 스텝 5에서, 카운트치(Cz)가 판정치(Cza)에 도달했는지를 판정한다.In subsequent step 5, it is determined whether the count value Cz has reached the determination value Cza.

여기서, 카운트치(Cz)가 판정치(Cza)에 도달했다고 판정된 경우, 스텝 6으로 진행하여, 횡방향 요동 진동 발생시 판정 비트(B)를 적용한다.Here, when it is determined that the count value Cz has reached the determination value Cza, the flow advances to step 6 to apply the determination bit B when the lateral oscillation vibration occurs.

계속되는 스텝 7에서, 이상 카운트치(Cz)를 초기화하여, 본 루틴을 종료한다.In the subsequent step 7, the abnormal count value Cz is initialized to end the routine.

이와 같이 하여 횡방향 요동 진동 발생시 판정 비트(B)가 적용되면, 다른 루틴에서 제2 제어 모드인 차체(10)의 횡방향의 절대 속도(dX/dt)에 의존하지 않고, 감쇠력(F)을 일정하게 한다. 이것에 의해, 댐퍼(9)의 작동에 의해 대차(3)의 횡방향 요동이 억제되어, 철도 차량(1)의 주행 안정성을 높일 수 있다.In this way, when the judgment bit B is applied at the time of the lateral oscillation vibration, the damping force F is reduced without depending on the lateral absolute speed dX / dt of the vehicle body 10 which is the second control mode in another routine. Make it constant. Thereby, the lateral fluctuation of the trolley | bogie 3 is suppressed by the operation of the damper 9, and the running stability of the railway vehicle 1 can be improved.

다음에, 컨트롤러(20)에서 실행되는 차체(10)의 가속도 검출 신호에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동이 해소되는 횡방향 요동 진동 해소시를 판정하는 제어 동작을 도4의 흐름도에 따라서 설명한다.Next, a control operation for determining the lateral oscillation vibration cancellation time at which the lateral oscillation vibration of the trolley 3 is canceled in accordance with the acceleration detection signal of the vehicle body 10 executed by the controller 20 is shown in accordance with the flowchart of FIG. Explain.

우선, 스텝 11에서, 가속도 센서(15)의 검출 신호를 필터 처리를 행하고, 차체(10)의 횡방향의 가속도(ax)와 상하 방향의 가속도(az)를 판독한다.First, in step 11, the detection signal of the acceleration sensor 15 is filtered, and the acceleration ax in the lateral direction of the vehicle body 10 and the acceleration az in the vertical direction are read.

계속되는 스텝 12에서, 소정 시간(T)이 경과하는 동안에 판독된 가속도(ax)의 최대치[Max(ax)]와 최소치[Min(ax)]의 차를 가속도 진폭(Ax)으로 하고, 가속도(az)의 최대치[Max(az)]와 최소치[Min(az)]의 차를 가속도 진폭(Az)으로 하여 구한다.In the subsequent step 12, the difference between the maximum value Max (ax) and the minimum value Min (ax) of the acceleration ax read while the predetermined time T elapses is set as the acceleration amplitude Ax, and the acceleration az The difference between the maximum value Max (az) and the minimum value Min (az) is obtained as the acceleration amplitude Az.

계속되는 스텝 13에서, 횡방향의 가속도 진폭(Ax)에 횡방향 가속도 가중치 부여 계수(α)를 곱한 αㆍAx와, 상하 방향의 가속도 진폭(Az)에 상하 방향 가속도 가중치 부여 계수(β)를 곱한 βㆍAz와의 합(αㆍAx + βㆍAz)이 소정의 임계치(Min1) 이하인지 여부를 판정한다.In subsequent step 13, α · Ax obtained by multiplying the lateral acceleration amplitude Ax by the lateral acceleration weighting coefficient α and multiplying the up and down acceleration amplitude Az by the up and down acceleration weighting coefficient β It is determined whether or not the sum (α · Ax + β · Az) with β · Az is equal to or less than the predetermined threshold Min1.

여기서, αㆍAx + βㆍAz가 소정의 임계치(Min1)보다 높다고 판정된 경우, 스텝 18로 진행하고, 이상 카운트치(Rz)를 클리어한다.Here, if it is determined that α · Ax + β · Az is higher than the predetermined threshold Min1, the flow advances to step 18, and the abnormal count value Rz is cleared.

한편, αㆍAx + βㆍAz가 소정의 임계치(Max1) 이하라고 판정된 경우, 스텝 14로 진행하고, 이상 카운트치(Rz)를 카운트한다.On the other hand, when it determines with (alpha) Ax + (beta) Az being below a predetermined threshold value Max1, it progresses to step 14 and the abnormal count value Rz is counted.

계속되는 스텝 15에서, 카운트치(Rz)가 판정치(Rza)에 도달했는지를 판정한다.In a subsequent step 15, it is determined whether the count value Rz has reached the determination value Rza.

여기서, 카운트치(Rz)가 판정치(Rza)에 도달했다고 판정된 경우, 스텝 16으로 진행하여, 횡방향 요동 진동 발생시 판정 비트(B)를 클리어한다.Here, in the case where it is determined that the count value Rz has reached the determination value Rza, the flow advances to step 16 to clear the determination bit B when lateral oscillation vibration occurs.

계속되는 스텝 17에서, 복귀 카운트치(Rz)를 초기화하여, 본 루틴을 종료한 다.In the following step 17, the return count value Rz is initialized and the routine ends.

이와 같이 하여 횡방향 요동 진동 발생시 판정 비트(B)가 클리어되면, 다른 루틴에서 제1 제어 모드인 스카이훅 감쇠 계수(Cs)로 하여 (1)식을 기초로 하여 감쇠력(F)을 연산하고, 차체(10)의 진동을 억제하는 댐퍼(9)의 스카이훅 세미 액티브 제어를 행한다. 이것에 의해, 댐퍼(9)의 작동에 의해 차체(10)의 횡방향 요동이 억제되어, 승차감이 양호하게 유지된다.In this way, when the judgment bit B at the time of the lateral oscillation vibration is cleared, the damping force F is calculated in another routine based on the formula (1) as the skyhook damping coefficient Cs which is the first control mode, The sky hook semi-active control of the damper 9 which suppresses the vibration of the vehicle body 10 is performed. Thereby, the lateral fluctuation of the vehicle body 10 is suppressed by the operation of the damper 9, and the riding comfort is maintained satisfactorily.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 대차(3)에 대한 차체(10)의 횡방향 요동을 억제하는 철도 차량(1)의 진동 억제 장치이며, 대차(3)의 횡방향 요동에 의해 신축하는 감쇠력이 가변인 댐퍼(9)와, 차체(10)의 횡방향의 가속도와 상하 방향의 가속도를 검출하는 가속도 센서(가속도 검출 수단)(15)를 구비하고, 차체(10)의 횡방향의 가속도 검출 신호에 따라서 차체(10)의 횡방향 요동을 억제하도록 댐퍼(9)의 감쇠력을 스카이훅 세미 액티브 제어칙을 이용하여 제어하는 제1 제어 모드와, 대차(3)의 횡방향 요동 진동을 억제하도록 댐퍼(9)를 작동시키는 제2 제어 모드와, 차체(10)의 횡방향의 가속도 검출 신호와 상하 방향의 가속도 검출 신호에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 수단과, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 제1 제어 모드로부터 제2 제어 모드로 절환하는 수단을 구비하는 구성으로 했다.As mentioned above, in this embodiment, it is the vibration suppression apparatus of the railway vehicle 1 which suppresses the lateral fluctuation of the vehicle body 10 with respect to the trolley | bogie 3, and the damping force which expands and contracts by the lateral fluctuation of the trolley | bogie 3 is carried out. The variable damper 9 and an acceleration sensor (acceleration detection means) 15 for detecting the acceleration in the lateral direction of the vehicle body 10 and the acceleration in the vertical direction are provided, and the acceleration of the lateral direction of the vehicle body 10 is detected. A first control mode in which the damping force of the damper 9 is controlled by using the Skyhook semi-active control principle so as to suppress the lateral fluctuation of the vehicle body 10 according to the signal, and the lateral fluctuation vibration of the bogie 3. Means for determining when the lateral oscillation vibrations of the trolley 3 occur in accordance with a second control mode for operating the damper 9, the acceleration detection signal in the lateral direction of the vehicle body 10 and the acceleration detection signal in the up and down direction, From the first control mode at the time of generating the lateral oscillation vibration in (3). It was set as the structure provided with the means for switching to 2 control modes.

이로 인해, 통상 주행시에는 댐퍼(9)의 감쇠력이 스카이훅 세미 액티브 제어됨으로써 차체(10)의 횡방향 요동이 억제되어, 승차감이 양호하게 유지된다. 한편, 대차(3)가 사행하는 것에 의해 대차(3)에 고주파의 횡방향 요동 진동이 발생했 을 때에는 댐퍼(9)의 작동이 절환됨으로써, 대차(3)의 고주파의 횡방향 요동 진동이 억제되어, 철도 차량(1)의 주행 안정성을 높일 수 있다.For this reason, in normal driving, the damping force of the damper 9 is controlled by the sky hook semi-active, so that the lateral fluctuation of the vehicle body 10 is suppressed, and the riding comfort is maintained satisfactorily. On the other hand, when the trolley 3 meanders, when the high frequency lateral oscillation vibration occurs in the trolley 3, the operation of the damper 9 is switched, thereby suppressing the high frequency lateral oscillation vibration of the trolley 3. Thus, the running stability of the railway vehicle 1 can be improved.

제2 제어 모드로서, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 댐퍼(9)를 감쇠력을 일정하게 하는 패시브 댐퍼로서 기능시킴으로써, 댐퍼(9)가 발생하는 감쇠력에 의해 대차(3)의 횡방향 요동이 억제되어, 철도 차량(1)의 주행 안정성을 높일 수 있다.As a second control mode, the damper 9 functions as a passive damper that makes the damping force constant when the lateral oscillation vibration of the trolley 3 occurs, whereby the damper 9 generates a lateral direction of the trolley 3 by the damping force generated. Oscillation is suppressed and the running stability of the railway vehicle 1 can be improved.

제2 제어 모드로서, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 신장측 언로드 밸브(46), 압축측 언로드 밸브(48)의 양방을 오프로 하여 밸브 폐쇄시키고, 댐퍼(9)의 신축 작동시에 언로드 상태로 되지 않도록 한 것에 의해, 댐퍼(9)가 압축측 행정과 신장측 행정의 양방에서 감쇠력을 발생함으로써 대차(3)의 횡방향 요동이 억제되어, 철도 차량(1)의 주행 안정성을 높일 수 있다.As the second control mode, both of the expansion-side unload valve 46 and the compression-side unload valve 48 are turned off to close the valve at the time of the lateral oscillation vibration of the trolley 3, and at the time of the telescopic operation of the damper 9. The damper 9 generates damping forces in both the compression-side stroke and the extension-side stroke so that the lateral fluctuation of the trolley 3 is suppressed, thereby increasing the running stability of the railway vehicle 1. Can be.

차체(10)의 가속도 검출 신호에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하기 때문에, 대차(3)에 가속도 센서 등을 설치할 필요가 없어, 장치의 비용 상승을 억제할 수 있다.Since the occurrence of the lateral oscillation vibration of the trolley 3 is determined in accordance with the acceleration detection signal of the vehicle body 10, it is not necessary to provide an acceleration sensor or the like on the trolley 3, so that the cost increase of the apparatus can be suppressed.

대차(3)가 사행하는 것에 의해 대차(3)가 횡방향 요동을 일으켜도, 차체(10)의 가속도 검출 신호에 따라서 차체(10)의 횡방향 요동을 억제하도록 댐퍼(9)의 작동을 스카이훅 세미 액티브 제어하고 있는 주행 상태에서는, 차체(10)의 횡방향 요동이 작게 억제됨으로써, 차체(10)의 횡방향의 가속도 진폭은 작다. 이로 인해, 차체(10)의 횡방향의 가속도 진폭에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 것은 어렵다.Even if the trolley 3 causes lateral oscillation by the meandering of the trolley 3, the operation of the damper 9 is suppressed so as to suppress the lateral oscillation of the vehicle body 10 in accordance with the acceleration detection signal of the vehicle body 10. In the traveling state under the hook semi-active control, the lateral fluctuation of the vehicle body 10 is suppressed small, whereby the acceleration amplitude in the lateral direction of the vehicle body 10 is small. For this reason, it is difficult to determine when the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces according to the acceleration amplitude of the lateral direction of the vehicle body 10.

그런데, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에는, 대차(3)가 사행하는 것에 의해, 각 차륜(4)의 답면(4a)에 마련된 구배에 의해 대차(3)가 현가 스프링(7)을 통해 상하 방향으로 흔들리고, 차체(10)가 에어 스프링(8)을 통해 상하 방향으로 흔들린다. 따라서, 차체(10)의 상하 방향의 가속도 진폭(Az)을 검출함으로써 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 확실하게 판정할 수 있다.By the way, when the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces, the trolley | bogie 3 meanders, and the trolley | bogie 3 raises the suspension spring 7 by the gradient provided in the tread surface 4a of each wheel 4; It shakes in the up and down direction, and the vehicle body 10 is shaken in the up and down direction through the air spring 8. Therefore, by detecting the acceleration amplitude Az in the vertical direction of the vehicle body 10, it is possible to reliably determine the occurrence of the lateral oscillation vibration of the trolley 3.

본 실시 형태에서는, 2축의 가속도 센서(15)에 의해 검출되는 차체(10)의 횡방향의 가속도 진폭(Ax)과 상하 방향의 가속도 진폭(Az)에 따라서 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하기 때문에, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 확실하게 판정할 수 있다.In this embodiment, when the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces according to the lateral acceleration amplitude Ax of the vehicle body 10 detected by the biaxial acceleration sensor 15, and the acceleration amplitude Az in the up-down direction. Therefore, when the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces can be determined reliably.

또한, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 파라미터로서, 차체(10)의 상하 방향의 가속도 진폭(Az)과 횡방향의 가속도 진폭(Ax) 중 어느 한쪽의 값이 임계치를 초과한 횟수를 카운트하고, 카운트치가 규정 횟수를 초과한 경우에 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시라고 판정해도 좋다.Moreover, as a parameter which determines when the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces, the value of either the acceleration amplitude Az of the up-down direction of the vehicle body 10, and the acceleration amplitude Ax of the lateral direction exceeded the threshold value. The number of times may be counted, and it may be determined that the lateral oscillation vibration of the trolley 3 occurs when the count value exceeds the prescribed number of times.

또한, 상하 방향의 가속도 진폭(Az)과 횡방향의 가속도 진폭(Ax)의 양방의 임계치를 초과한 횟수를 카운트하고, 카운트치가 규정 횟수를 초과한 경우에 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시라고 판정해도 좋다.In addition, when the number of times of exceeding the threshold of both the acceleration amplitude Az in the up-down direction and the acceleration amplitude Ax in the lateral direction is counted, and when the count value exceeds the prescribed number of times, the lateral oscillation vibration of the trolley 3 occurs. You may judge that.

또한, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 파라미터로서, 횡방향의 가속도(ax)와 상하 방향의 가속도(az)와의 합(ax + az)을 이용하여, 이 합(ax + az)이 임계치를 초과한 횟수를 카운트하고, 카운트치가 규정 횟수를 초과한 경우에 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시라고 판정해도 좋다.Moreover, as a parameter which determines when the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces, this sum (ax + az) is utilized using the sum (ax + az) of the horizontal acceleration (ax) and the vertical acceleration (az). Counts the number of times exceeding the threshold value, and may determine that the lateral oscillation vibration of the trolley 3 occurs when the count value exceeds the prescribed number of times.

본 실시 형태에서는, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 댐퍼(9)의 감쇠력을 일정하게 하기 때문에, 대차(3)의 횡방향 요동이 억제되어, 철도 차량(1)의 주행 안정성을 높일 수 있다.In this embodiment, since the damping force of the damper 9 is made constant at the time of the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3, the lateral oscillation of the trolley | bogie 3 is suppressed and the running stability of the railway vehicle 1 is improved. Can be.

다른 실시 형태로서, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 스카이훅 세미 액티브 제어를 계속하여 행하여, 댐퍼(9)의 감쇠력(F)을 차체(10)의 횡방향의 절대 속도(dX/dt)와 스카이훅 감쇠 계수(Cs)와의 곱에 의해 구하고, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 스카이훅 감쇠 계수(Cs)를 높게 해도 좋다. 이 경우, 대차(3)가 사행하는 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 댐퍼(9)의 감쇠력(F)이 높아짐으로써 대차(3)의 횡방향 요동이 억제되어, 철도 차량(1)의 주행 안정성을 높일 수 있다.In another embodiment, the skyhook semi-active control is continuously performed at the time of the lateral oscillation vibration of the trolley 3, so that the damping force F of the damper 9 is in the transverse absolute speed dX / dt of the vehicle body 10. ) And the skyhook damping coefficient Cs may be used to increase the skyhook damping coefficient Cs at the time of generation of the lateral oscillation vibration of the truck 3. In this case, the damping force F of the damper 9 becomes high at the time of the lateral oscillation vibration of the trolley | bogie 3 which the trolley 3 meanders, and the lateral oscillation of the trolley | bogie 3 is suppressed, and the railway vehicle 1 Can increase the running stability.

다른 실시 형태로서, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에 도2에 도시하는 전자기 절환 밸브(44)를 작동유가 감쇠 밸브(43)로 유도되는 위치로 절환하고, 댐퍼(9)를 감쇠 계수를 일정하게 하는 패시브 댐퍼로서 기능시켜도 좋다.As another embodiment, when the lateral oscillation vibration of the trolley 3 occurs, the electromagnetic switching valve 44 shown in FIG. 2 is switched to the position at which the hydraulic oil is led to the damping valve 43, and the damper 9 is damped. It may function as a passive damper which makes it constant.

이 경우, 통상 주행시에는 유니 플로우 통로(41)를 흐르는 작동유가 비례 전자기 릴리프 밸브(42)로 유도되고, 컨트롤러(20)에 의해 비례 전자기 릴리프 밸브(42)의 밸브 개방압이 스카이훅 세미 액티브 제어된다. 이것에 의해, 차체(10)의 횡방향 요동이 억제되어, 승차감이 양호하게 유지된다.In this case, during normal driving, the hydraulic oil flowing through the uniflow passage 41 is guided to the proportional electromagnetic relief valve 42, and the valve opening pressure of the proportional electromagnetic relief valve 42 is controlled by the sky 20 semi-active control by the controller 20. do. Thereby, the lateral fluctuation of the vehicle body 10 is suppressed, and the riding comfort is maintained satisfactorily.

한편, 대차(3)의 횡방향 요동 진동 발생시에는 전자기 절환 밸브(44)의 위치가 절환되어, 유니 플로우 통로(41)를 흐르는 작동유가 감쇠 밸브(43)로 유도된다. 감쇠 밸브(43)는 댐퍼(9)의 속도에 비례하여 감쇠력을 높이는 특성이고, 댐퍼(9)가 발생하는 감쇠력에 의해 대차(3)의 횡방향 요동이 억제되어, 철도 차량(1)의 주행 안정성을 높일 수 있다.On the other hand, when the oscillation vibration of the trolley | bogie 3 generate | occur | produces, the position of the electromagnetic switching valve 44 is switched, and the hydraulic fluid which flows through the uniflow passage 41 is guide | induced to the damping valve 43. As shown in FIG. The damping valve 43 is a characteristic of increasing the damping force in proportion to the speed of the damper 9, and the lateral fluctuation of the trolley 3 is suppressed by the damping force generated by the damper 9, and the traveling of the railway vehicle 1 Stability can be improved.

본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적인 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변경을 할 수 있는 것은 명백하다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that various changes can be made within the scope of the technical idea.

도1은 본 발명의 실시 형태를 나타내는 철도 차량의 진동 억제 장치의 시스템도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The system diagram of the vibration suppression apparatus of the railway vehicle which shows embodiment of this invention.

도2는 감쇠력 가변 댐퍼의 구성도.2 is a configuration diagram of a damping force variable damper.

도3은 제어 변경 처리를 행하는 순서를 나타내는 흐름도.3 is a flowchart showing a procedure of performing control change processing;

도4는 통상 제어 복귀 처리를 행하는 순서를 나타내는 흐름도.4 is a flowchart showing a procedure for performing normal control return processing;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 철도 차량1: railway car

2 : 레일2: rail

3 : 대차3: bogie

4 : 차륜4: wheel

8 : 에어 스프링8: air spring

9 : 댐퍼9: damper

10 : 차체10: body

15 : 가속도 센서15: acceleration sensor

20 : 컨트롤러20: controller

Claims (5)

대차에 대한 차체의 횡방향 요동을 억제하는 철도 차량의 진동 억제 장치이며,It is a vibration suppression device of a railway vehicle that suppresses the lateral fluctuations of the vehicle body with respect to the bogie, 상기 대차에 대한 상기 차체의 횡방향 요동에 의해 신축하는 감쇠력이 가변인 댐퍼와,A damper having a variable damping force stretched by the lateral fluctuation of the vehicle body with respect to the bogie; 상기 차체의 횡방향의 가속도와 상하 방향의 가속도를 검출하는 가속도 검출 수단을 구비하고,An acceleration detecting means for detecting the acceleration in the lateral direction of the vehicle body and the acceleration in the vertical direction, 상기 차체의 횡방향의 가속도 검출 신호에 따라서 상기 차체의 횡방향 요동을 억제하도록 상기 댐퍼의 감쇠력을 스카이훅 세미 액티브 제어칙을 이용하여 제어하는 제1 제어 모드와,A first control mode for controlling the damping force of the damper using a skyhook semi-active control rule to suppress lateral fluctuation of the vehicle body in accordance with an acceleration detection signal in the lateral direction of the vehicle body; 상기 대차의 횡방향 요동 진동을 억제하도록 상기 댐퍼를 작동시키는 제2 제어 모드와,A second control mode for operating the damper to suppress lateral oscillation vibration of the bogie; 상기 차체의 상하 방향의 가속도 검출 신호에 따라서 상기 대차의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 수단과,Means for determining when the transverse oscillation vibration of the trolley is generated in accordance with an acceleration detection signal in the up and down direction of the vehicle body; 상기 대차의 횡방향 요동 진동 발생시에 상기 제1 제어 모드로부터 상기 제2 제어 모드로 절환하는 수단을 구비하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 철도 차량의 진동 억제 장치.And a means for switching from said first control mode to said second control mode when a lateral oscillation vibration of said trolley is generated. 제1항에 있어서, 상기 제2 제어 모드로서 상기 댐퍼의 감쇠력을 일정하게 하 는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 진동 억제 장치.The vibration suppression apparatus for a railway vehicle according to claim 1, wherein the damping force of said damper is made constant as said second control mode. 제1항에 있어서, 상기 제2 제어 모드로서 상기 댐퍼의 감쇠 계수를 일정하게 하는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 진동 억제 장치.The vibration suppression apparatus for a railway vehicle according to claim 1, wherein the damping coefficient of said damper is made constant as said second control mode. 제1항에 있어서, 상기 제2 제어 모드로서 상기 댐퍼의 신축 작동시에 언로드 상태로 되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 진동 억제 장치.2. The vibration suppression apparatus for a railway vehicle according to claim 1, wherein the second control mode prevents an unloading state during expansion and contraction of the damper. 제1항에 있어서, 상기 차체의 상하 방향의 가속도 검출 신호와 함께 차체의 횡방향의 가속도 검출 신호에 따라서 상기 대차의 횡방향 요동 진동 발생시를 판정하는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 진동 억제 장치.The vibration suppression apparatus of a railway vehicle according to claim 1, wherein the lateral oscillation vibration of the vehicle is determined in accordance with the acceleration detection signal in the lateral direction of the vehicle body along with the acceleration detection signal in the vertical direction of the vehicle body.
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