JP3940470B2

JP3940470B2 - Vibration control device

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Publication number: JP3940470B2
Application number: JP18270397A
Authority: JP
Inventors: 寛司牧; 洋一生沼; 靖彦原
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JPH1120691A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両等に採用される振動制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両では、車体と台車との左右振動を抑制するために、車体と台車の間に振動制御装置が介装されることがある。
【０００３】
このような振動制御装置を備えた鉄道車両の一例を、図４に示す。
【０００４】
図示されるように、車輪１が軸支される台車２の上には、エアばね３を介して車体４が支持される。さらに、この台車２と車体４の間には、振動制御装置であるセミアクティブダンパ５が介装される。このセミアクティブダンパ５は、ほぼ水平方向に配置されるもので、両端をそれぞれ台車２側と車体４側に左右方向に位置をずらして支持されることにより、台車２と車体４との間の左右振動に応じて伸縮するようになっている。
【０００５】
また、セミアクティブダンパ５は、制御信号により減衰力を可変でき、図４に矢印Ｆとして示すような横方向からの外力（例えばトンネル内ですれちがった対向車両からの風圧）などが作用したときには、この外力またはこの外力による車体４の左右振動の加速度の方向と大きさを検出し、外力が加わり車体が加速される方向には強い減衰力を与える一方で、外力とは反対方向には弱い減衰力を与えるようにセミアクティブダンパ５の減衰力を制御することにより、車体振動を有効に抑制するようになっている。
【０００６】
図５にはこのようなセミアクティブダンパ５の内部構成を示す。
【０００７】
図示されるように、セミアクティブダンパ５は、シリンダ１１と、このシリンダ１１の外周に設けられた油溜室１２とを備えている。シリンダ１１内にはピストン１３が摺動自在に収容され、このピストン１３に基端を固定されたロッド１４が、シリンダ１１先端側から伸縮自在に突出している。シリンダ１１の基端とロッド１４の先端には、それぞれ連結部材１５、１６が固設され、これらの連結部材１５、１６の一方が台車２側に、他方が車体４側に連結される。
【０００８】
シリンダ１１内は、このピストン１３により、ロッド側油室１７とピストン側油室１８に画成され、これらの油室１７、１８内には、作動油が充填されている。また、ピストン１３にはチェック弁１９が内蔵され、このチェック弁１９は、ピストン側油室１８からロッド側油室１７への作動油の流れのみを許容するようになっている。
【０００９】
油溜室１２内には、規定位置まで作動油が入れられており、この規定位置の上部は空気室となっている。この規定位置は、注油プラグ２０から油溜室１２内に作動油を補給することにより調整できる。
【００１０】
さらに、この油溜室１２とピストン側油室１８との間には、チェック弁２１が介装される。このチェック弁２１は、油溜室１２からピストン側油室１８への作動油の流れのみを許容する。
【００１１】
一方、ロッド側油室１７と油溜室１２の間には減衰力発生回路３６が設けられる。この減衰力発生回路３６には、３個のオリフィス２２、２３、２４が直列に介装されるとともに、これらのオリフィス２２、２３、２４と並列に、ソレノイドバルブ２５、２６、２７が設けられる。これらのソレノイドバルブ２５、２６、２７は、図示されないコントローラからの制御信号により高速切り換えがなされるもので、後述するように、このソレノイドバルブ２５、２６、２７の選択的なＯＮ／ＯＦＦによって、各オリフィス２２、２３、２４を流通すべき作動油をソレノイドバルブ２５、２６、２７側に選択的に迂回させることができる。これにより、減衰力発生回路３６には、オリフィス２２、２３、２４の組み合わせによる６段階の減衰力が発生するようになっている。
【００１２】
なお、ロッド側油室１７と油溜室１２には、このオリフィス２２、２３、２４側の油路とは独立に、オリフィス２８が介装される。このオリフィス２８は、油溜室１２内の空気がシリンダ１１側に入り込んだときに、この空気をロッド１４のストローク中に油溜室１２側に抜くエア抜き用のオリフィスとして作用する。
【００１３】
また、ロッド側油室１７とピストン側油室１８との間には伸長側アンロード回路３７が設けられ、この伸長側アンロード回路３７には、ＯＮ／ＯＦＦのポジションで切換可能な伸長側アンロードバルブ３１が介装される。この伸長側アンロードバルブ３１は、ＯＮのポジションにおいては、減衰力を与えることなく作動油を自由に流通させ、ロッド１４の伸長時に発生する伸長側減衰力をゼロとする。一方、ＯＦＦのポジションにおいては、伸長側アンロード回路３７を介してのロッド側油室１７からピストン側油室１８への作動油の流通を禁止する結果、減衰力発生回路３６によって所定の伸長側減衰力が発生するようになっている。
【００１４】
さらに、ピストン側油室１８と油溜室１２との間には収縮側アンロード回路３８が設けられ、この収縮側アンロード回路３８には、伸長側アンロードバルブ３１と同様にＯＮ／ＯＦＦのポジションで切換可能な収縮側アンロードバルブ３２が介装される。この収縮側アンロードバルブ３２は、ＯＮのポジションにおいて、減衰力を与えることなく作動油を自由に流通させ、ロッド１４の収縮時に発生する収縮側減衰力を略ゼロにする一方、ＯＦＦのポジションにおいて、収縮側アンロード回路３８を介してのピストン側油室１８から油溜室１２への作動油の流れを禁止することにより、減衰力発生回路３６により収縮側減衰力を発生させるようになっている。
【００１５】
なお、これら伸長側アンロードバルブ３１および収縮側アンロードバルブ３２のポジション切り換えは、図示されないコントローラからの制御信号により実行される。
【００１６】
また、このセミアクティブダンパ５には、ロッド１４に隣接してストロークセンサ３３が備えられる。このストロークセンサ３３がロッド１４に設けられた検出目盛３４を読み込むことにより、ロッド１４のストローク状態が検出され、図示されないコントローラは、このストロークセンサ３３からの検出信号に基づいて、セミアクティブダンパ５に発生している減衰力を算出することができる。
【００１７】
このように構成される減衰力制御装置による減衰力制御はつぎのように行われる。
【００１８】
まず、外力がロッド１４を収縮させる方向に作用しているときには、図６に示すように、伸長側アンロードバルブ３１をＯＮ、収縮側アンロードバルブ３２はＯＦＦにする。
【００１９】
これにより、ロッド１４が伸び出すときには、ピストン１３により圧縮されるロッド側油室１７から流れ出した作動油は、図に太い実線と矢印で示したように、伸長側アンロード回路３７を通って、拡大するピストン側油室１８に流れ込むので、この作動油の流通には伸長側減衰力が与えられることはない。なお、シリンダ１１からのロッド１４の退出体積分の作動油は、油溜室１２からピストン側油室１８に補填される。
【００２０】
これに対して、ロッド１４が収縮するときには、圧縮されるピストン側油室１８からの作動油がチェック弁１９を介してロッド側油室１７に流れ込むが、さらにシリンダ１１からはロッド１４の侵入体積分の作動油が流れ出す必要がある。この場合、シリンダ１１から油溜室１２への作動油の流れはチェック弁２１により禁止され、また、収縮側アンロードバルブ３２はＯＦＦであり、作動油は収縮側アンロード回路３８を通って油溜室１２に抜けることもできない。したがって、結局、シリンダ１１からのロッド１４侵入体積分の作動油は、減衰力発生回路３６に流通し、検出された外力（または外力により与えられた加速度）の大きさに対応したオリフィス２２、２３、２４の適当な組み合わせにより、適切な収縮側減衰力が発生することになる。
【００２１】
一方、外力がロッド１４を伸長させる方向に作用しているときには、図７に示すように、収縮側アンロードバルブ３２をＯＮ、伸長側アンロードバルブ３１をＯＦＦにする。
【００２２】
これにより、ロッド１４の収縮時にシリンダ１１へ侵入したロッド１４の体積分の作動油は、図に太い実線と矢印で示したように、収縮側アンロード回路３８を通ってピストン側油室１８から収縮側アンロードバルブ３２へと抜け、油溜室１２へと流れ込むので、この作動油の流通には収縮側減衰力が与えられることはない。
【００２３】
これに対して、ロッド１４の伸長時にロッド側油室１７から流れ出した作動油は、ＯＦＦ状態の伸長側アンロードバルブ３２を流通することはできないので、減衰力発生回路３６を流通し、オリフィス２２、２３、２４の適切な組み合わせにより、外力の大きさに対応した適切な伸長側減衰力が発生することになる。
【００２４】
図８には、この振動制御装置のコントローラ４０の概略構成を示す。
【００２５】
図示されるように、コントローラ４０は、主要な構成部として、制御ＣＰＵ４１と、ＭＳＳＣ４２と、ＳＡＤＤ４３と、シグナルコンディショナ４４の各種ボードと、電源ボード４５とを備えている。
【００２６】
このうち、シグナルコンディショナ４４には車体４に与えられた左右加速度の方向および大きさに関する信号が、また、ＭＳＳＣ４２にはセミアクティブダンパ４２のピストン１３（ロッド１４）のストローク変位から演算したストローク速度に関する信号が、それぞれ入力され、処理される。制御ＣＰＵ４１は、これらのシグナルコンディショナ４４およびＭＳＳＣ４２からの信号に基づいて、車体４の加速状態（車体４に作用する外力の方向および大きさ）に対応した適切な伸長側減衰力がセミアクティブダンパ５に発生するように、ＳＡＤＤ４３に伸長側アンロードバルブ３１、収縮側アンロードバルブ３２、およびソレノイドバルブ２５、２６、２７についての適切なバルブパターンを入力する。ＳＡＤＤ４３は、このバルブパターンに基づいて、セミアクティブダンパ５の伸長側アンロードバルブ３１、収縮側アンロードバルブ３２、およびソレノイドバルブ２５、２６、２７へ制御信号を出力し、各バルブはこの制御信号によって開閉状態を制御される。
【００２７】
図９には、この制御ＣＰＵ４１による制御手順をフローチャートで示す。図示されるように、このフローチャートの制御ルーチンは、制御ＣＰＵ４１に、例えば１０ｍｓｅｃ毎の周期的な割り込み信号が入力されることによりスタートし、周期的に繰り返される。
【００２８】
そして、ステップ１０１においてシグナルコンディショナ４４からの車体４の左右加速度信号を、ステップ１０２においてＭＳＳＣ４２からのピストン１３のストローク速度信号を、それぞれ読み込む。
【００２９】
続いて、ステップ１０３において、ステップ１０１において読み込まれた左右加速度から車体４の左右速度を演算し、ステップ１０４において、この車体４の左右速度に基づいてセミアクティブダンパ５に付与すべき減衰力を演算する。
【００３０】
さらに、ステップ１０５では、ステップ１０２において読み込まれたセミアクティブダンパ５のピストン１３のストローク速度をチェックし、ステップ１０６において、ステップ１０４で演算された必要な減衰力とステップ１０５でチェックされたセミアクティブダンパ５のストローク速度から、セミアクティブダンパ５の各種バルブ（（伸長側アンロードバルブ３１、収縮側アンロードバルブ３２、およびソレノイドバルブ２５、２６、２７）の開閉の組み合わせ（バルブパターン）を演算する。
【００３１】
最後に、ステップ１０７で、このバルブパターンをＳＡＤＤに出力してルーチンを終了する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
さて、振動制御装置は以上のようなものであるが、この振動制御装置には、以下に述べるような問題点がある。
【００３３】
すなわち、振動制御装置では、検出装置により検出された車体４の左右振動の方向と大きさに合わせてセミアクティブダンパ５の減衰力が選択されるようになっているので、減衰力制御が実際に行われるまでには、どうしてもセミアクティブダンパ５の応答時間分の遅れが生じてしまう。
【００３４】
また、鉄道車両は複数の車両が連結された状態で走行するのが通常であり、この場合、振動制御は後続の車両ごとに設けられた振動制御装置によって行われることになるが、鉄道車両の後方の車両には前方の車両の揺れが伝達して来ることから、後方の車両であればあるほど振動が生じやすく、上述のような振動制御の遅れが問題となる。
【００３５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、複数の車両が連結された状態で走行する連結車両において、特に後方の車両の振動を適切に制御し、乗り心地を改善し得るものを提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、先頭車両およびその後方に連結して走行する後続車両に装備され、前記車両の台車上に車体を弾性的に支持するバネ部材と、前記台車と前記車体間の左右方向の振動を吸収するセミアクティブダンパと、前記台車と前記車体間の左右振動の状態を検出する検出手段と、この検出手段により検出された左右振動の状態に基づいて前記セミアクティブダンパに付与する減衰力を変化させるコントローラとを備えた振動制御装置において、前記先頭車両のコントローラから先頭車両に所定値を超える大きな左右振動があったことに関する情報を受信する受信手段と、前記先頭車両からの左右振動に関する情報にしたがって、前記後続車両が情報を受信した時刻からこの後続車両が前記先頭車両が大きな左右振動を受けた地点に到達するまでの時刻にわたる時間からセミアクティブダンパの応答遅れ時間を差し引いた時間経過後に、前記先頭車両に与えられた大きな左右振動の１振動分の時間にわたってセミアクティブダンパに強制的に所定の高減衰力を発生させる制御手段とを備える。
【００３７】
第２の発明では、前記セミアクティブダンパに強制的に発生させられる所定の減衰力は、セミアクティブダンパの最大の減衰力である。
【００４０】
【作用】
第１の発明では、通常走行においては、車両に設けられた振動制御装置のセミアクティブダンパの減衰力を、検出手段により検出されたその車両の左右振動にしたがって変更することにより、各車両の左右振動を適切に抑制する。これに対して、例えば車両がトンネルの出入り口にさしかかり、先頭車両に所定値を超えた大きな振動があった場合には、この先頭車両の左右振動に関する情報が後続車両のコントローラに通信されるので、後続車両は、先頭車両に引き続いておこる大きな左右振動にあらかじめ備え、セミアクティブダンパの減衰力を強制的に所定の減衰力に切り換えておくことができ、セミアクティブダンパは応答遅れなく、この大きな振動に適切に対応することができる。したがって、一般に乗り心地の悪い後続車両においても、乗り心地が改善される。
また、セミアクティブダンパに強制的に所定の高減衰力を発生させるのは、後続車両が通信を受けた後、先頭車両が大きな左右振動を受けた地点に到達するまでの時間から、セミアクティブダンパの応答遅れ時間を差し引いた時間経過後であるので、後続車両に大きな左右振動が発生するまでは、通常どおり後続車両の左右振動に基づく減衰力制御によってセミアクティブダンパの減衰力は適切に制御され続ける一方で、ちょうど後続車両に大きな左右振動が発生する瞬間に、セミアクティブダンパの減衰力が切り換えられ、先頭車両に引き続いて発生する大きな振動にも対応できる。
また、セミアクティブダンパに強制的に所定の高減衰力を発生させる継続時間は、先頭車両に与えられた大きな左右振動の１振動分の時間であるので、後続車両のセミアクティブダンパの減衰力を固定してしまうのは、後続車両に急激に大きな振動が入力されたときのセミアクティブダンパの応答遅れを解消するために必要十分の時間に限られ、その後は、セミアクティブダンパには、通常どおり後続車両の左右振動に基づいた適切な減衰力が与えられる。
さらに、上記継続時間経過後は、振動制御装置は再び通常の減衰力制御に戻るので、セミアクティブダンパの減衰力がいつまでも固定され、かえって乗り心地を悪化させてしまうことはない。
【００４１】
第２の発明では、セミアクティブダンパに強制的に発生させる減衰力は、セミアクティブダンパの最大減衰力であるので、先頭車両に引き続いて後続車両に大きな振動が生じたときには、車体は固いセミアクティブダンパにより台車上に安定に支持される。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００４５】
なお、本発明は、複数の車両が連結して走行する鉄道車両に適用されるものであるが、本発明の振動制御装置は各車両ごとに設けられ、各振動制御装置の基本的構造は、例えば、図４〜図８に示したものと略同様である。そして、本願の特徴となる構成は、先頭車両（車両番号で言えば１号車）に連なる後続車両（車両番号で言えば２号車〜Ｎ号車）のコントローラ４０における制御手段である。したがって、以下の説明では、各車両間の通信システムを示す図１および図２、図３のフローチャートにしたがって、後続車両の制御ＣＰＵ４１における制御手順を中心に説明する。
【００４６】
図１は、各車両（１号車〜Ｎ号車）間の通信システムを示す図である。
【００４７】
図示されるように、各車両ごとに設置された振動制御装置のコントローラ４０は、伝送端末装置５１を介して、光ケーブル５２で接続される。また、先頭車両（１号車）と最終車両（Ｎ号車）には、それぞれ情報制御中央装置５３が設けられ、先頭車両の左右振動の大きさに関する通信データは、この情報制御中央装置５３から各車両に発信されるようになっている。
【００４８】
図２は、後続車両（例えばｎ号車）の制御ＣＰＵ４１における通信タスクの手順を示すフローチャートである。
【００４９】
この通信タスクでは、まずステップ１において、制御ＣＰＵ４１は、先頭車両の左右振動の大きさに関する通信データを、情報制御中央装置５３から伝送端末装置５２を介して受信し、ステップ２において、この通信データについての判断がなされる。
【００５０】
このステップ２において、先頭車両の左右振動（揺れ）の大きさが所定値以上であると判断されたならば、ステップ３に進み、後述する図３の減衰力制御タスクにおいて用いられるフラグをセット状態にする。その後、ステップ４において、先頭車両に備えられている情報制御装置５３にアンサーバックしてルーチンを終了する。
【００５１】
なお、ステップ３のフラグのセットと同時に、後述の減衰力制御タスクにおいては、各車両の車両番号（例えばｎ）ごとに設定された所定の待機時間Ｔのカウントが開始される。この待機時間Ｔのカウントは、図３の減衰力制御タスクが所定の割り込み時間（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに繰り返されることから、減衰力制御タスクの制御サイクルをカウントすることで実行できる。
【００５２】
一方、ステップ２において、先頭車両の左右振動の大きさが所定値以下である（大きな揺れがない）と判断されたならば、そのままステップ４に進み、情報制御装置５３にアンサーバックしてルーチンを終了する。
【００５３】
なお、ステップ３と同時にカウントが開始される待機時間Ｔは、先頭車両に所定値を超える大きな揺れがあった場合に、後続車両がこの先頭車両の揺れに引き続いて起こる大きな揺れに対応するために、減衰力制御方法を切り換えるまでの猶予時間である。
【００５４】
したがって、この待機時間Ｔは、先頭車両に所定値を超える大きな揺れがあった時刻（ほぼ後続車両が通信を受けた時刻）から実際に減衰力制御方法の切り換えに至る時刻までの時間より、セミアクティブダンパ５の応答遅れ時間を差し引いた時間となる。すなわち、この待機時間Ｔは、例えばｎ号車については、１車両の長さをｘ、車両の走行速度をｙ、セミアクティブダンパ５の応答遅れ時間をｔとすると、
Ｔ＝［（ｎ−１）×ｘ／ｙ］−ｔ …（１）
で求められる。これにより、後続車両が、先頭車両に大きな揺れが起こったのと同じ状況（例えばトンネルの出入り口など）に直面すると同時に、減衰力制御方法が切り換わり、後続車両に与えられる大きな揺れに対応できるようになっている。
【００５５】
なお、式（１）では車両の走行速度ｙを一定として計算しているが、車両の走行速度が変化するときには、この変化分を考慮して所定時間Ｔの演算をすることは当然である。
【００５６】
図３は、後続車両（例えばｎ号車）の制御ＣＰＵ４１における減衰力制御タスクの手順を示すフローチャートである。
【００５７】
図示されるように、この減衰力制御タスクのフローチャートは、例えば１０ｍｓｅｃごとの割り込み信号を受けてスタートし、周期的に繰り返されるようになっている。
【００５８】
この減衰力制御タスクでは、まず、ステップ１１において、シグナルコンディショナ４４から、後続車両自身についての車体４の左右振動の加速度信号が読み込まれる。続いて、ステップ１２においては、ＭＳＳＣ４２から、後続車両自身のセミアクティブダンパ５のピストン１３のストローク速度が読み込まれる。
【００５９】
さらに、ステップ１３においては、後続車両自身の車体４の左右振動の加速度を積分し、車体４の左右振動速度を演算する。そして、ステップ１４においては、この後続車両自身の車体４の左右振動速度の基づいて、セミアクティブダンパ５に付与すべき減衰力を演算する。
【００６０】
続いて、ステップ１５において、セミアクティブダンパ５のピストン１３のストローク速度を確認した後、ステップ１６に進み、フラグがセットされているか否かを判断する。
【００６１】
このステップ１６においてフラグがセットされていないと判断されたならば、ステップ２１に進み、ステップ１４において演算された必要な減衰力と、ステップ１５においてチェックされたピストン１３のストローク速度から、セミアクティブダンパ５の各種バルブ（伸長側アンロードバルブ３１、収縮側アンロードバルブ３２、およびソレノイドバルブ２５、２６、２７）の開閉の組み合わせ（バルブパターン）を割り出す。そして、ステップ２２においてＳＡＤＤ４３に、このバルブパターンを出力して、制御ルーチンを終了する。
【００６２】
すなわち、フラグがセットされていない場合には、先頭車両が所定値を超えて左右振動してはいないのであるから、この場合には、通常どおり、後続車両自身の左右振動に基づいて、後続車両のセミアクティブダンパ５の減衰力制御が行われる。
【００６３】
一方、ステップ１６においてフラグがセットされていると判断されたならば、ステップ１７に進み、図２の通信タスクのステップ３においてカウント開始された待機時間Ｔが経過しているか否かが判断される。そして、このステップ１７において、待機時間Ｔ経過以前であると判断されたならば、そのままステップ２２、２３に進み、通常どおりの後続車両自身の左右振動に基づく減衰力制御を続行する。
【００６４】
すなわち、待機時間Ｔに至るまでの間は、先頭車両に大きな揺れを生じさせた場所まで、まだ後続車両が到達していないので、通常どおり、後続車両自身の左右振動に基づく減衰力制御が行われる。
【００６５】
これに対して、ステップ１７において待機時間Ｔが経過したと判断されたならば、ステップ１８に進む。
【００６６】
このステップ１８においては、待機時間Ｔの経過後、さらに先頭車両に与えられた所定値を超える大きな振動の１波（１振動）分の時間である継続時間τが経過したか否かが判断される。そして、この継続時間τ経過以前と判断されたならば、ステップ１９に進み、減衰力制御方法を切り換え、最大減衰力のバルブパターンをＳＡＤＤに出力してルーチンを終了する。
【００６７】
一方、このステップ１８において、継続時間τが経過したと判断されたならば、ステップ２０に進んでフラグをリセットし、ステップ２１、２２の通常の減衰力制御に移行してルーチンを終了する。
【００６８】
すなわち、本発明の減衰力制御は、後続車両に急激に大きな振動が入力されたときのセミアクティブダンパ５の応答遅れを解消することを目的としているので、先頭車両に加えられた大きな振動の１波分の時間（継続時間τ）が経過するまで最大減衰力のバルブパターンによってセミアクティブダンパ５を固くしておいて大きな揺れに対応しておいて、その後は、再び後続車両自身の左右振動に基づいて通常の減衰力制御を行うようにする。
【００６９】
なお、セミアクティブダンパ５に与えられる最大減衰力のバルブパターンとは、車体４の左右振動の大きさに関係なく、セミアクティブダンパ５に最大減衰力を持たせる制御である。すなわち、最大減衰力のバルブパターンにおいては、セミアクティブダンパ５はロック状態（最も固い状態）となる。
【００７０】
つぎに全体の作用について説明する。
【００７１】
鉄道車両は複数の車両を連結して走行するが、通常走行においては、鉄道車両の各車両は、車両ごとに設けられた振動制御装置のセミアクティブダンパ５には、検出手段により検出された各車両自身の左右振動にしたがった減衰力が付与される。これにより、各車両の左右振動は車両ごとに抑制される。
【００７２】
これに対して、例えば鉄道車両がトンネルに出入りするときなど、鉄道車両に大きな揺れが与えられることがある。この場合には、まず先頭車両（１号車）が大きく揺れた後、後続車両（１号車〜Ｎ号車）が先頭車両が揺れた位置に到達するにしたがって、順次、大きく揺れることになる。
【００７３】
そこで本発明では、先頭車両が所定値を超えて大きく振動した場合には、この先頭車両に大きな振動を与えた場所（例えばトンネルの出入り口）に後続車両が到達した瞬間に、後続車両のセミアクティブダンパ５の減衰力制御方法を切り換えて、この大きな揺れに対応するようにしている。
【００７４】
すなわち、後続車両のコントローラ４０の制御ＣＰＵ４１は、図２に示したような通信タスクにおいて、先頭車両に所定値を超えた大きな振動があったことを確認する。そして、この確認から、車両番号ごとに設定された待機時間Ｔが経過したところで、セミアクティブダンパ５のバルブパターンを、最大減衰力のバルブパターンに切り換え、ダンパを固くすることによって、先頭車両に引き続いて後続車両に発生する大きな振動に対応する。
【００７５】
なお、このような最大減衰力のバルブパターンによる減衰力制御は、先頭車両（したがって後続車両）に与えられる大きな揺れの１波（１振動）分の時間である継続時間τだけ継続され、その後は、通常どおり後続車両の左右振動に基づく減衰力制御が実行される。
【００７６】
また、先頭車両の振動制御装置のコントローラにおける減衰力制御は、従来と同じく図９のフローチャートに示したような手順で行われる。
【００７７】
このように本発明によれば、後続車両は、大きな揺れがちょうど自分自身に与えられるタイミングで減衰力制御方法を切り換え、大きな揺れに対応できるので、一般に乗り心地の悪い後方の車両においても、トンネルの出入り口など大きな振動が与えられるところでの乗り心地が改善される。
【００７８】
また、本発明によれば、このような減衰力制御の切り換えのために、特別の設備を要すことはなく、コントローラ４０（制御ＣＰＵ４１）同士の通信のための配線があれば、各後続車両のコントローラ４０のソフトウエアを変更するのみで対応でき、鉄道車両に低コストかつ容易に適用することができる。
【００７９】
なお、上記の実施の形態では、先頭車両に所定値以上の揺れがあったときには、後続車両の減衰力制御の切り換えは自動的に最大減衰力が与えられる、最も単純化されたパターンを示したが、本発明はこのようなパターンに限られない。すなわち、例えば、先頭車両の揺れの大きさをグループ分けしておいて、先頭車両に所定値を超える大きな揺れがあったときには、この揺れの大きさがどのグループに属するかの情報を後続車両に通信して、後続車両は揺れの大きさのグループにしたがって、セミアクティブダンパ５の減衰力のパターンを選択するようにすることも可能である。
【００８０】
また、このような減衰力制御の切り換えは、総ての後続車両で行う必要はなく、特に振動制御の質を高めたい後続車両において行うようにしても構わない。
【００８１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、通常走行においては、車両に設けられた振動制御装置のセミアクティブダンパの減衰力を、検出手段により検出されたその車両の左右振動にしたがって変更することにより、各車両の左右振動を適切に抑制する。これに対して、例えば車両がトンネルの出入り口にさしかかり、先頭車両に所定値を超えた大きな振動があった場合には、この先頭車両の左右振動に関する情報が後続車両のコントローラに通信されるので、後続車両は、先頭車両に引き続いておこる大きな左右振動にあらかじめ備え、セミアクティブダンパの減衰力を強制的に所定の減衰力に切り換えておくことができ、セミアクティブダンパは応答遅れなく、この大きな振動に適切に対応することができる。したがって、一般に乗り心地の悪い後続車両においても、乗り心地が改善される。
また、セミアクティブダンパに強制的に所定の高減衰力を発生させるのは、後続車両が通信を受けた後、先頭車両が大きな左右振動を受けた地点に到達するまでの時間から、セミアクティブダンパの応答遅れ時間を差し引いた時間経過後であるので、後続車両に大きな左右振動が発生するまでは、通常どおり後続車両の左右振動に基づく減衰力制御によってセミアクティブダンパの減衰力は適切に制御され続ける一方で、ちょうど後続車両に大きな左右振動が発生する瞬間に、セミアクティブダンパの減衰力が切り換えられ、先頭車両に引き続いて発生する大きな振動にも対応できる。
また、セミアクティブダンパに強制的に所定の高減衰力を発生させる継続時間は、先頭車両に与えられた大きな左右振動の１振動分の時間であるので、後続車両のセミアクティブダンパの減衰力を固定してしまうのは、後続車両に急激に大きな振動が入力されたときのセミアクティブダンパの応答遅れを解消するために必要十分の時間に限られ、その後は、セミアクティブダンパには、通常どおり後続車両の左右振動に基づいた適切な減衰力が与えられる。
さらに、上記継続時間経過後は、振動制御装置は再び通常の減衰力制御に戻るので、セミアクティブダンパの減衰力がいつまでも固定され、かえって乗り心地を悪化させてしまうことはない。
【００８２】
第２の発明によれば、セミアクティブダンパに強制的に発生させる減衰力は、セミアクティブダンパの最大減衰力であるので、先頭車両に引き続いて後続車両に大きな振動が生じたときには、車体は固いセミアクティブダンパにより台車上に安定に支持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の各車両間の通信システムを示す構成図である。
【図２】同じく後続車両の振動制御装置のコントローラにおける通信タスクの手順を示すフローチャートである。
【図３】同じく減衰力制御タスクの手順を示すフローチャートである。
【図４】振動制御装置を備えた鉄道車両を示す断面図である。
【図５】振動制御装置のセミアクティブダンパを示す構成図である。
【図６】伸長側アンロードにおけるセミアクティブダンパ内の作動油の流れを示す断面図である。
【図７】収縮側アンロードにおけるセミアクティブダンパ内の作動油の流れを示す断面図である。
【図８】振動制御装置のコントローラの構成を示す構成図である。
【図９】従来の振動制御装置のコントローラのにおけるセミアクティブダンパの減衰力制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２台車
３エアばね
４車体
５セミアクティブダンパ
３１伸長側アンロードバルブ
３２収縮側アンロードバルブ
３３ストロークセンサ
３６減衰力発生回路
３７伸長側アンロード回路
３８収縮側アンロード回路
４０コントローラ
４１制御ＣＰＵ
４２ＭＳＳＣ
４３ＳＡＤＤ
４４シグナルコンディショナ
４５電源ボード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a vibration control device employed in a railway vehicle or the like.
[0002]
[Prior art]
In a railway vehicle, a vibration control device may be interposed between the vehicle body and the carriage in order to suppress left-right vibration between the vehicle body and the carriage.
[0003]
An example of a railway vehicle provided with such a vibration control device is shown in FIG.
[0004]
As shown in the figure, a vehicle body 4 is supported on a carriage 2 on which a wheel 1 is pivotally supported via an air spring 3. Further, a semi-active damper 5 that is a vibration control device is interposed between the carriage 2 and the vehicle body 4. The semi-active damper 5 is disposed in a substantially horizontal direction, and is supported between the both ends of the semi-active damper 5 on the cart 2 side and the vehicle body 4 side by side by shifting the position in the left-right direction. It expands and contracts in response to left and right vibration.
[0005]
Further, the semi-active damper 5 can vary the damping force by a control signal, and when an external force from the lateral direction as shown by an arrow F in FIG. This external force or the direction and magnitude of acceleration of the lateral vibration of the vehicle body 4 due to this external force is detected, and a strong damping force is applied in the direction in which the external force is applied and the vehicle body is accelerated, while weak damping is applied in the opposite direction to the external force. By controlling the damping force of the semi-active damper 5 so as to give a force, the vehicle body vibration is effectively suppressed.
[0006]
FIG. 5 shows the internal configuration of such a semi-active damper 5.
[0007]
As illustrated, the semi-active damper 5 includes a cylinder 11 and an oil reservoir chamber 12 provided on the outer periphery of the cylinder 11. A piston 13 is slidably accommodated in the cylinder 11, and a rod 14 whose base end is fixed to the piston 13 projects from the distal end side of the cylinder 11 so as to be extendable and contractible. Connecting members 15 and 16 are fixed to the proximal end of the cylinder 11 and the distal end of the rod 14, respectively, and one of these connecting members 15 and 16 is connected to the carriage 2 side and the other is connected to the vehicle body 4 side.
[0008]
The inside of the cylinder 11 is defined by the piston 13 into a rod-side oil chamber 17 and a piston-side oil chamber 18, and the oil chambers 17 and 18 are filled with hydraulic oil. The piston 13 has a built-in check valve 19 that allows only the flow of hydraulic oil from the piston-side oil chamber 18 to the rod-side oil chamber 17.
[0009]
The oil reservoir 12 contains hydraulic oil up to a specified position, and an upper portion of the specified position is an air chamber. This specified position can be adjusted by supplying hydraulic oil from the oil plug 20 into the oil reservoir chamber 12.
[0010]
Further, a check valve 21 is interposed between the oil reservoir 12 and the piston-side oil chamber 18. This check valve 21 allows only the flow of hydraulic oil from the oil reservoir chamber 12 to the piston-side oil chamber 18.
[0011]
On the other hand, a damping force generation circuit 36 is provided between the rod side oil chamber 17 and the oil reservoir chamber 12. In the damping force generation circuit 36, three orifices 22, 23, 24 are interposed in series, and solenoid valves 25, 26, 27 are provided in parallel with these orifices 22, 23, 24. These solenoid valves 25, 26, and 27 are switched at high speed by a control signal from a controller (not shown). As will be described later, each solenoid valve 25, 26, and 27 is selectively turned on / off, The hydraulic fluid that should flow through the orifices 22, 23, and 24 can be selectively bypassed to the solenoid valves 25, 26, and 27 side. As a result, the damping force generation circuit 36 generates six levels of damping force due to the combination of the orifices 22, 23, and 24.
[0012]
The rod-side oil chamber 17 and the oil reservoir chamber 12 are provided with an orifice 28 independently of the oil passages on the orifices 22, 23, 24 side. The orifice 28 functions as an air vent orifice that draws the air to the oil reservoir 12 side during the stroke of the rod 14 when the air in the oil reservoir 12 enters the cylinder 11 side.
[0013]
Further, an extension side unload circuit 37 is provided between the rod side oil chamber 17 and the piston side oil chamber 18, and this extension side unload circuit 37 has an extension side unloader that can be switched at the ON / OFF position. A load valve 31 is interposed. When the extension side unload valve 31 is in the ON position, the hydraulic oil flows freely without giving a damping force, and the extension side damping force generated when the rod 14 is extended becomes zero. On the other hand, in the OFF position, the flow of hydraulic oil from the rod side oil chamber 17 to the piston side oil chamber 18 via the extension side unload circuit 37 is prohibited, and as a result, the damping force generation circuit 36 causes the predetermined extension side. A damping force is generated.
[0014]
Further, a contraction-side unload circuit 38 is provided between the piston-side oil chamber 18 and the oil reservoir 12, and the contraction-side unload circuit 38 is turned ON / OFF similarly to the extension-side unload valve 31. A contraction-side unload valve 32 that can be switched in position is interposed. The contraction-side unload valve 32 allows the hydraulic oil to freely flow without giving a damping force in the ON position, and makes the contraction-side damping force generated when the rod 14 contracts substantially zero, while in the OFF position. By inhibiting the flow of hydraulic oil from the piston side oil chamber 18 to the oil reservoir chamber 12 via the contraction side unload circuit 38, the contraction side damping force is generated by the damping force generation circuit 36. Yes.
[0015]
The positions of the extension side unload valve 31 and the contraction side unload valve 32 are switched by a control signal from a controller (not shown).
[0016]
The semi-active damper 5 is provided with a stroke sensor 33 adjacent to the rod 14. When the stroke sensor 33 reads the detection scale 34 provided on the rod 14, the stroke state of the rod 14 is detected. Based on the detection signal from the stroke sensor 33, the controller (not shown) controls the semi-active damper 5. The generated damping force can be calculated.
[0017]
The damping force control by the damping force control device configured as described above is performed as follows.
[0018]
First, when an external force is acting in the direction in which the rod 14 is contracted, as shown in FIG. 6, the extension-side unload valve 31 is turned on and the contraction-side unload valve 32 is turned off.
[0019]
Thereby, when the rod 14 extends, the hydraulic oil flowing out from the rod side oil chamber 17 compressed by the piston 13 passes through the extension side unload circuit 37 as shown by a thick solid line and an arrow in the figure, Since the fluid flows into the expanding piston side oil chamber 18, no extension side damping force is given to the circulation of the hydraulic oil. The hydraulic oil corresponding to the retraction volume of the rod 14 from the cylinder 11 is supplemented from the oil reservoir 12 to the piston-side oil chamber 18.
[0020]
In contrast, when the rod 14 contracts, the hydraulic oil from the piston side oil chamber 18 to be compressed flows into the rod side oil chamber 17 through the check valve 19, but further enters the rod 14 from the cylinder 11. The minute amount of hydraulic oil needs to flow out. In this case, the flow of hydraulic oil from the cylinder 11 to the oil reservoir 12 is prohibited by the check valve 21, the contraction-side unload valve 32 is OFF, and the hydraulic oil passes through the contraction-side unload circuit 38 and is oiled. It is impossible to escape into the reservoir 12. Accordingly, the hydraulic oil corresponding to the volume of the rod 14 entering from the cylinder 11 eventually flows to the damping force generation circuit 36, and the orifices 22, 23 corresponding to the magnitude of the detected external force (or acceleration given by the external force). , 24, an appropriate contraction-side damping force is generated.
[0021]
On the other hand, when the external force is acting in the direction in which the rod 14 is extended, the contraction side unload valve 32 is turned on and the extension side unload valve 31 is turned off as shown in FIG.
[0022]
As a result, the hydraulic oil corresponding to the volume of the rod 14 that has entered the cylinder 11 when the rod 14 is contracted passes from the piston-side oil chamber 18 through the contraction-side unload circuit 38 as indicated by a thick solid line and an arrow in the figure. Since it escapes to the contraction-side unload valve 32 and flows into the oil reservoir chamber 12, no contraction-side damping force is applied to the circulation of the hydraulic oil.
[0023]
On the other hand, since the hydraulic oil flowing out from the rod side oil chamber 17 when the rod 14 is extended cannot flow through the extension side unload valve 32 in the OFF state, it flows through the damping force generation circuit 36 and the orifice 22. , 23, and 24 generate an appropriate extension side damping force corresponding to the magnitude of the external force.
[0024]
FIG. 8 shows a schematic configuration of the controller 40 of the vibration control device.
[0025]
As illustrated, the controller 40 includes a control CPU 41, an MSSC 42, a SADD 43, various boards of the signal conditioner 44, and a power supply board 45 as main components.
[0026]
Of these signals, the signal conditioner 44 has a signal regarding the direction and magnitude of the lateral acceleration applied to the vehicle body 4, and the MSSC 42 has a stroke speed calculated from the stroke displacement of the piston 13 (rod 14) of the semi-active damper 42. Are respectively input and processed. Based on the signals from the signal conditioner 44 and the MSSC 42, the control CPU 41 generates an appropriate extension side damping force corresponding to the acceleration state of the vehicle body 4 (the direction and magnitude of the external force acting on the vehicle body 4). 5, appropriate valve patterns for the extension side unload valve 31, the contraction side unload valve 32, and the solenoid valves 25, 26, 27 are input to the SADD 43. Based on this valve pattern, the SADD 43 outputs control signals to the expansion side unload valve 31, the contraction side unload valve 32, and the solenoid valves 25, 26, and 27 of the semi-active damper 5, and each valve outputs this control signal. The open / close state is controlled by.
[0027]
FIG. 9 is a flowchart showing the control procedure by the control CPU 41. As shown in the figure, the control routine of this flowchart starts when a periodic interrupt signal is input to the control CPU 41, for example, every 10 msec, and is repeated periodically.
[0028]
Then, in step 101, the lateral acceleration signal of the vehicle body 4 from the signal conditioner 44 is read, and in step 102, the stroke speed signal of the piston 13 from the MSSC 42 is read.
[0029]
Subsequently, in step 103, the lateral velocity of the vehicle body 4 is calculated from the lateral acceleration read in step 101, and in step 104, the damping force to be applied to the semi-active damper 5 is calculated based on the lateral velocity of the vehicle body 4. To do.
[0030]
Further, in step 105, the stroke speed of the piston 13 of the semi-active damper 5 read in step 102 is checked. In step 106, the necessary damping force calculated in step 104 and the semi-active damper checked in step 105 are checked. From the stroke speed of 5, the various combinations (valve patterns) of the valves of the semi-active damper 5 ((extension-side unload valve 31, contraction-side unload valve 32, and solenoid valves 25, 26, 27) are calculated.
[0031]
Finally, in step 107, this valve pattern is output to SADD and the routine is terminated.
[0032]
[Problems to be solved by the invention]
Now, the vibration control apparatus is as described above, but this vibration control apparatus has the following problems.
[0033]
That is, in the vibration control device, the damping force of the semi-active damper 5 is selected in accordance with the direction and magnitude of the left-right vibration of the vehicle body 4 detected by the detection device. Until this is done, a delay corresponding to the response time of the semi-active damper 5 will inevitably occur.
[0034]
In addition, a railway vehicle usually travels in a state where a plurality of vehicles are connected. In this case, vibration control is performed by a vibration control device provided for each subsequent vehicle. Since the vibration of the front vehicle is transmitted to the rear vehicle, the more the rear vehicle is, the more easily vibration is generated, and the delay in vibration control as described above becomes a problem.
[0035]
The present invention has been made paying attention to such problems, and in a connected vehicle that travels in a state where a plurality of vehicles are connected to each other, in particular, the vibration of the rear vehicle is appropriately controlled to improve riding comfort. The aim is to provide what you get.
[0036]
[Means for Solving the Problems]
  1st invention travels connected with the head vehicle and its back.FollowingA spring member that is mounted on the vehicle and elastically supports the vehicle body on the vehicle carriage, a semi-active damper that absorbs vibration in the horizontal direction between the vehicle and the vehicle body, and a left-right vibration between the vehicle and the vehicle body. In a vibration control device comprising: a detecting means for detecting the state of the controller; and a controller for changing a damping force applied to the semi-active damper based on a state of left-right vibration detected by the detecting means.The leading vehicleReceiving means for receiving information on the fact that there is a large lateral vibration exceeding a predetermined value from the controller of the leading vehicle, and the subsequent time from the time the succeeding vehicle received the information according to the information on the lateral vibration from the leading vehicle. After a lapse of time after the vehicle has reached the point where the leading vehicle has received a large lateral vibration, the response delay time of the semi-active damper is subtracted, one large lateral vibration applied to the leading vehicle Control means for forcibly generating a predetermined high damping force in the semi-active damper over a period of time.
[0037]
In the second invention, the predetermined damping force forcibly generated in the semi-active damper is the maximum damping force of the semi-active damper.
[0040]
[Action]
  In the first invention, in normal running, the damping force of the semi-active damper of the vibration control device provided in the vehicle is changed according to the left-right vibration of the vehicle detected by the detecting means, thereby Reduce vibrations appropriately. On the other hand, for example, when the vehicle approaches the entrance of the tunnel and the leading vehicle has a large vibration exceeding a predetermined value, information on the left and right vibration of the leading vehicle is communicated to the controller of the succeeding vehicle. The following vehicle is prepared in advance for the large left-right vibration that follows the leading vehicle, and the damping force of the semi-active damper can be forcibly switched to the predetermined damping force. Can respond appropriately. Therefore, the ride comfort is improved even in the following vehicle, which is generally poor in ride comfort.
  In addition, the semi-active damper is forced to generate a predetermined high damping force from the time it takes for the leading vehicle to reach the point where the left and right vibrations are received after the following vehicle receives communication. Since the time after the response delay time has elapsed is subtracted, the damping force of the semi-active damper is appropriately controlled by the damping force control based on the lateral vibration of the following vehicle as usual until a large lateral vibration occurs in the following vehicle. On the other hand, the damping force of the semi-active damper is switched just at the moment when a large lateral vibration is generated in the following vehicle, so that it is possible to cope with the large vibration generated following the leading vehicle.
  In addition, since the duration for which the predetermined high damping force is forcibly generated in the semi-active damper is a time corresponding to one large left-right vibration given to the leading vehicle, the damping force of the semi-active damper of the following vehicle is reduced. The fixed time is limited to the time required to eliminate the response delay of the semi-active damper when a sudden large vibration is input to the following vehicle. An appropriate damping force based on the left-right vibration of the following vehicle is provided.
  further,the aboveAfter the lapse of time, the vibration control device returns to normal damping force control again, so that the damping force of the semi-active damper is fixed indefinitely and does not deteriorate the riding comfort.
[0041]
In the second invention, since the damping force forcibly generated in the semi-active damper is the maximum damping force of the semi-active damper, the vehicle body is hard semi-active when a large vibration occurs in the following vehicle following the leading vehicle. The damper is stably supported on the carriage.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0045]
The present invention is applied to a railway vehicle in which a plurality of vehicles are connected and run. However, the vibration control device of the present invention is provided for each vehicle, and the basic structure of each vibration control device is as follows. For example, it is substantially the same as that shown in FIGS. And the structure which becomes the characteristic of this application is the control means in the controller 40 of the following vehicle (2nd car-Nth car in terms of vehicle number) which continues to the head vehicle (1st car in terms of vehicle number). Therefore, in the following description, it demonstrates centering on the control procedure in control CPU41 of a following vehicle according to the flowchart of FIG.1, FIG.2, FIG.3 which shows the communication system between each vehicle.
[0046]
FIG. 1 is a diagram showing a communication system between vehicles (No. 1 car to No. N car).
[0047]
As shown in the figure, the controller 40 of the vibration control device installed for each vehicle is connected by an optical cable 52 via a transmission terminal device 51. The leading vehicle (No. 1 car) and the last vehicle (No. N car) are each provided with an information control central device 53, and communication data relating to the magnitude of left-right vibration of the leading vehicle is transmitted from the information control central device 53 to each vehicle. It is supposed to be sent to.
[0048]
FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the communication task in the control CPU 41 of the following vehicle (for example, car n).
[0049]
In this communication task, first, in step 1, the control CPU 41 receives communication data relating to the magnitude of left-right vibration of the leading vehicle from the information control central device 53 via the transmission terminal device 52, and in step 2, this communication data Judgment about is made.
[0050]
If it is determined in step 2 that the left-right vibration (swing) of the leading vehicle is greater than or equal to a predetermined value, the process proceeds to step 3 to set a flag used in a damping force control task in FIG. To. Thereafter, in step 4, the information control device 53 provided in the leading vehicle is answered and the routine is terminated.
[0051]
Simultaneously with the setting of the flag in step 3, in a later-described damping force control task, counting of a predetermined waiting time T set for each vehicle number (for example, n) of each vehicle is started. The counting of the waiting time T can be executed by counting the control cycle of the damping force control task because the damping force control task of FIG. 3 is repeated every predetermined interruption time (for example, 10 msec).
[0052]
On the other hand, if it is determined in step 2 that the magnitude of the left-right vibration of the leading vehicle is equal to or less than a predetermined value (no significant shaking), the process proceeds directly to step 4 where the information control device 53 is answered and the routine is executed. finish.
[0053]
The waiting time T, which starts counting at the same time as step 3, is for the following vehicle to respond to the large shaking that occurs following the shaking of the leading vehicle when the leading vehicle has a large shaking exceeding a predetermined value. It is a grace time until the damping force control method is switched.
[0054]
Therefore, this waiting time T is semi-solid from the time from the time when the leading vehicle is shaken exceeding a predetermined value (almost when the following vehicle receives communication) to the time when the damping force control method is actually switched. This is the time obtained by subtracting the response delay time of the active damper 5. That is, the waiting time T is, for example, for car No. n, where x is the length of one vehicle, y is the traveling speed of the vehicle, and t is the response delay time of the semi-active damper 5.
T = [(n−1) × x / y] −t (1)
Is required. This makes it possible for the following vehicle to face the same situation as when the leading vehicle has shaken (for example, the entrance of a tunnel), and at the same time, the damping force control method is switched so that it can cope with the large shake given to the following vehicle. It has become.
[0055]
In the equation (1), the calculation is made with the vehicle traveling speed y being constant. However, when the vehicle traveling speed changes, it is natural to calculate the predetermined time T in consideration of this change.
[0056]
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the damping force control task in the control CPU 41 of the following vehicle (for example, the nth car).
[0057]
As shown in the figure, the flowchart of the damping force control task starts upon receiving an interrupt signal every 10 msec, for example, and is periodically repeated.
[0058]
In this damping force control task, first, in step 11, the acceleration signal of the left-right vibration of the vehicle body 4 for the following vehicle itself is read from the signal conditioner 44. Subsequently, in step 12, the stroke speed of the piston 13 of the semi-active damper 5 of the following vehicle itself is read from the MSSC 42.
[0059]
Furthermore, in step 13, the acceleration of the left-right vibration of the vehicle body 4 of the following vehicle itself is integrated, and the left-right vibration speed of the vehicle body 4 is calculated. In step 14, the damping force to be applied to the semi-active damper 5 is calculated based on the lateral vibration speed of the vehicle body 4 of the subsequent vehicle itself.
[0060]
Subsequently, in step 15, after confirming the stroke speed of the piston 13 of the semi-active damper 5, the process proceeds to step 16 to determine whether or not the flag is set.
[0061]
If it is determined in step 16 that the flag is not set, the process proceeds to step 21 where the semi-active damper is calculated from the necessary damping force calculated in step 14 and the stroke speed of the piston 13 checked in step 15. The combination (valve pattern) of opening and closing of the various valves (elongation side unload valve 31, contraction side unload valve 32, and solenoid valves 25, 26, 27) is determined. In step 22, this valve pattern is output to the SADD 43, and the control routine is terminated.
[0062]
That is, when the flag is not set, the leading vehicle does not vibrate left and right exceeding a predetermined value. In this case, the following vehicle is normally based on the lateral vibration of the following vehicle itself. The damping force of the semi-active damper 5 is controlled.
[0063]
On the other hand, if it is determined in step 16 that the flag is set, the process proceeds to step 17 to determine whether or not the waiting time T started counting in step 3 of the communication task in FIG. 2 has elapsed. . If it is determined in step 17 that the waiting time T has not elapsed, the process proceeds to steps 22 and 23 as it is, and the damping force control based on the left-right vibration of the following vehicle itself is continued as usual.
[0064]
In other words, until the standby time T, the subsequent vehicle has not yet reached the location where the leading vehicle has been shaken greatly, and therefore the damping force control based on the lateral vibration of the subsequent vehicle itself is performed as usual. Is called.
[0065]
On the other hand, if it is determined in step 17 that the standby time T has elapsed, the process proceeds to step 18.
[0066]
In this step 18, it is determined whether or not a duration τ, which is a time corresponding to one wave (one vibration) of a large vibration exceeding a predetermined value given to the leading vehicle, has elapsed after the waiting time T has elapsed. The If it is determined that the duration τ has not elapsed, the routine proceeds to step 19 where the damping force control method is switched, the valve pattern of the maximum damping force is output to SADD, and the routine is terminated.
[0067]
On the other hand, if it is determined in step 18 that the duration τ has elapsed, the routine proceeds to step 20 where the flag is reset, the routine proceeds to normal damping force control of steps 21 and 22, and the routine is terminated.
[0068]
That is, the damping force control of the present invention aims to eliminate the response delay of the semi-active damper 5 when a large vibration is suddenly input to the following vehicle. The semi-active damper 5 is hardened by the valve pattern of the maximum damping force until the time of wave minutes (duration τ) elapses, so as to cope with a large shake, and thereafter, the left and right vibrations of the following vehicle itself are again caused. Based on this, normal damping force control is performed.
[0069]
Note that the valve pattern of the maximum damping force applied to the semi-active damper 5 is control for giving the semi-active damper 5 the maximum damping force regardless of the magnitude of the left-right vibration of the vehicle body 4. That is, in the valve pattern with the maximum damping force, the semi-active damper 5 is in a locked state (the hardest state).
[0070]
Next, the overall operation will be described.
[0071]
The railroad vehicle travels by connecting a plurality of vehicles. In normal traveling, each vehicle of the railroad vehicle is detected by the detecting means in the semi-active damper 5 of the vibration control device provided for each vehicle. A damping force according to the left and right vibration of the vehicle itself is applied. Thereby, the left-right vibration of each vehicle is suppressed for every vehicle.
[0072]
On the other hand, for example, when a railway vehicle enters or exits a tunnel, the railway vehicle may be greatly shaken. In this case, after the leading vehicle (No. 1 car) is greatly shaken, the following vehicles (No. 1 car to No. N car) are greatly shaken sequentially as the leading vehicle reaches the position where the leading vehicle is shaken.
[0073]
Therefore, in the present invention, when the leading vehicle vibrates greatly exceeding a predetermined value, the semi-active of the succeeding vehicle is instantly reached at the moment when the succeeding vehicle arrives at a place (for example, the entrance / exit of the tunnel) where the leading vehicle is greatly vibrated. The damping force control method of the damper 5 is switched to cope with this large shaking.
[0074]
That is, the control CPU 41 of the controller 40 of the following vehicle confirms that the leading vehicle has a large vibration exceeding a predetermined value in the communication task as shown in FIG. From this confirmation, when the standby time T set for each vehicle number has elapsed, the valve pattern of the semi-active damper 5 is switched to the valve pattern of the maximum damping force, and the damper is solidified to continue to the leading vehicle. To deal with large vibrations that occur in the following vehicle.
[0075]
It should be noted that such damping force control by the maximum damping force valve pattern is continued for a duration τ which is a time of one large wave (one vibration) given to the leading vehicle (and hence the following vehicle), and thereafter The damping force control based on the left-right vibration of the following vehicle is executed as usual.
[0076]
Further, the damping force control in the controller of the vibration control device for the leading vehicle is performed in the same procedure as shown in the flowchart of FIG.
[0077]
As described above, according to the present invention, the following vehicle can switch the damping force control method at the timing when a large shake is given to itself, and can cope with the large shake. Ride comfort is improved where large vibrations are applied, such as the doorway.
[0078]
Further, according to the present invention, no special equipment is required for such switching of damping force control, and if there is a wiring for communication between the controllers 40 (control CPU 41), each succeeding vehicle It is possible to cope with this by simply changing the software of the controller 40, and it can be easily applied to a railway vehicle at low cost.
[0079]
In the above-described embodiment, the most simplified pattern in which the maximum damping force is automatically applied when the leading vehicle is shaken by a predetermined value or more is automatically given the damping force control. However, the present invention is not limited to such a pattern. That is, for example, when the magnitude of the shaking of the leading vehicle is grouped, and the leading vehicle has a large shaking exceeding a predetermined value, information on which group the shaking magnitude belongs to the subsequent vehicle. It is possible to communicate so that the following vehicle selects the damping force pattern of the semi-active damper 5 according to the group of swing magnitudes.
[0080]
Further, the switching of the damping force control is not necessarily performed in all the following vehicles, and may be performed in the following vehicle that particularly wants to improve the quality of the vibration control.
[0081]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, in normal traveling, each vehicle is changed by changing the damping force of the semi-active damper of the vibration control device provided in the vehicle according to the left-right vibration of the vehicle detected by the detecting means. Properly suppress left and right vibrations. On the other hand, for example, when the vehicle approaches the entrance of the tunnel and the leading vehicle has a large vibration exceeding a predetermined value, information on the left and right vibration of the leading vehicle is communicated to the controller of the succeeding vehicle. The following vehicle is prepared in advance for the large left-right vibration that follows the leading vehicle, and the damping force of the semi-active damper can be forcibly switched to the predetermined damping force. Can respond appropriately. Therefore, the ride comfort is improved even in the following vehicle, which is generally poor in ride comfort.
  In addition, the semi-active damper is forced to generate a predetermined high damping force from the time it takes for the leading vehicle to reach the point where the left and right vibrations are received after the following vehicle receives communication. Since the time after the response delay time has elapsed is subtracted, the damping force of the semi-active damper is appropriately controlled by the damping force control based on the lateral vibration of the following vehicle as usual until a large lateral vibration occurs in the following vehicle. On the other hand, the damping force of the semi-active damper is switched just at the moment when a large lateral vibration is generated in the following vehicle, so that it is possible to cope with the large vibration generated following the leading vehicle.
  In addition, since the duration for which the predetermined high damping force is forcibly generated in the semi-active damper is a time corresponding to one large left-right vibration given to the leading vehicle, the damping force of the semi-active damper of the following vehicle is reduced. The fixed time is limited to the time required to eliminate the response delay of the semi-active damper when a sudden large vibration is input to the following vehicle. An appropriate damping force based on the left-right vibration of the following vehicle is provided.
  further,the aboveAfter the lapse of time, the vibration control device returns to normal damping force control again, so that the damping force of the semi-active damper is fixed indefinitely and does not deteriorate the riding comfort.
[0082]
According to the second invention, since the damping force forcibly generated in the semi-active damper is the maximum damping force of the semi-active damper, the vehicle body is hard when a large vibration occurs in the following vehicle following the leading vehicle. Stablely supported on the carriage by a semi-active damper.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a communication system between vehicles according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flow chart showing a communication task procedure in the controller of the vibration control device for the following vehicle.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of a damping force control task.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a railway vehicle equipped with a vibration control device.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a semi-active damper of the vibration control device.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the flow of hydraulic oil in the semi-active damper in the extension side unloading.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the flow of hydraulic oil in the semi-active damper during contraction-side unloading.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a controller of the vibration control device.
FIG. 9 is a flowchart showing a damping force control procedure of a semi-active damper in a controller of a conventional vibration control device.
[Explanation of symbols]
2 carts
3 Air spring
4 body
5 Semi-active damper
31 Extension side unloading valve
32 Contraction side unloading valve
33 Stroke sensor
36 Damping force generation circuit
37 Extension side unload circuit
38 Shrinkage side unload circuit
40 controller
41 Control CPU
42 MSSC
43 SADD
44 Signal conditioner
45 Power board

Claims

Equipped to the leading vehicle and the following vehicle that runs connected behind it,
A spring member that elastically supports the vehicle body on the bogie of the vehicle;
A semi-active damper that absorbs left-right vibration between the carriage and the vehicle body;
Detecting means for detecting a state of left-right vibration between the carriage and the vehicle body;
In a vibration control device including a controller that changes a damping force applied to the semi-active damper based on a state of left-right vibration detected by the detection unit,
Receiving means for receiving information about that there was a significant lateral vibration exceeding a predetermined value to the leading vehicle from a controller of the leading vehicle,
According to the information about the left and right vibration from the leading vehicle, the time from the time when the succeeding vehicle receives the information until the time when the following vehicle reaches the point where the leading vehicle has received a large left and right vibration And a control means for forcibly generating a predetermined high damping force in the semi-active damper over a period of time corresponding to one large left and right vibration given to the leading vehicle after a lapse of time after subtracting the response delay time. A characteristic vibration control device.

The vibration control apparatus according to claim 1, wherein the predetermined damping force forcibly generated in the semi-active damper is a maximum damping force of the semi-active damper.