本發(fā)明涉及適合用來(lái)減少鐵道車輛的振動(dòng)等的車輛減振裝置。

背景技術(shù)：

一般來(lái)說(shuō)，在汽車等車輛中，作為根據(jù)來(lái)自外部的指令使振動(dòng)減少的力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，例如設(shè)有衰減特性發(fā)生變化的衰減力調(diào)整式緩沖器。該衰減力調(diào)整式緩沖器基于安裝于車輛的加速度傳感器的測(cè)量值而被控制(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平9－216508號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明將要解決的課題

然而，在上述專利文獻(xiàn)1中，為了檢測(cè)出各種振動(dòng)模式而設(shè)有多個(gè)加速度傳感器，因此擔(dān)心成本增大。因此，使用能夠檢測(cè)3軸加速度與3軸角速度的6軸傳感器，并研究了對(duì)多個(gè)振動(dòng)模式的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在使用6軸傳感器的情況下，即使安裝有該傳感器的位置不是車身的重心位置(橫擺中心位置)，也能夠根據(jù)6軸傳感器的安裝位置與橫擺中心位置等的距離校正測(cè)量值，從而與將6軸傳感器安裝于車身的重心位置的情況等效。

但是，在鐵道車輛的情況下，由于車輛的行駛速度以及行進(jìn)方向，橫擺中心位置發(fā)生變化。即，車輛的速度越快，相對(duì)于行進(jìn)方向車身后側(cè)的振動(dòng)越大，伴隨于此，橫擺中心位置也從車身的重心位置向車身的前側(cè)移動(dòng)。因此，發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題：6軸傳感器的位置與橫擺中心位置之間的距離對(duì)應(yīng)于行駛速度以及行進(jìn)方向地變化，因此在基于車身的重心位置校正由6軸傳感器檢測(cè)出的測(cè)量值的情況下，不能獲得正確的校正值，不能適當(dāng)?shù)乜刂屏Ξa(chǎn)生機(jī)構(gòu)的衰減特性。

本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而完成，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠適當(dāng)?shù)乜刂屏Ξa(chǎn)生機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生力的車輛減振裝置。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明的車輛減振裝置由如下部分構(gòu)成：力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，其設(shè)于具有車身與轉(zhuǎn)向架的車輛，并根據(jù)來(lái)自外部的指令使產(chǎn)生力變化；控制裝置，對(duì)上述產(chǎn)生力進(jìn)行控制；其中，上述車輛減振裝置還具備能夠檢測(cè)或者計(jì)算上述車輛的行駛速度的行駛速度檢測(cè)單元，上述控制裝置具有：車身動(dòng)作檢測(cè)單元，其安裝于上述車身的任意位置，由此能夠檢測(cè)橫擺和/或俯仰；校正單元，其根據(jù)上述行駛速度檢測(cè)單元的檢測(cè)或者計(jì)算結(jié)果，對(duì)上述車身的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的中心位置進(jìn)行校正，并基于上述中心位置對(duì)由上述車身動(dòng)作檢測(cè)單元檢測(cè)出的值進(jìn)行校正。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠適當(dāng)?shù)乜刂屏Ξa(chǎn)生機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生力。

附圖說(shuō)明

圖1是表示應(yīng)用了第一實(shí)施方式的車輛減振裝置的鐵道車輛的主視圖。

圖2是表示圖1中的控制裝置的框圖。

圖3是表示第二實(shí)施方式的控制裝置的框圖。

圖4是表示設(shè)計(jì)增益調(diào)度h∞控制器的一般化設(shè)備的框圖。

圖5是表示第三實(shí)施方式的控制裝置的框圖。

圖6是表示第四實(shí)施方式的控制裝置的框圖。

圖7是表示應(yīng)用了變形例的車輛減振裝置的鐵道車輛的主視圖。

具體實(shí)施方式

以下，列舉將本發(fā)明的實(shí)施方式的車輛減振裝置安裝于鐵道車輛的情況為例，根據(jù)添附附圖詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。此外，在圖1中，將箭頭a所示的方向設(shè)為鐵道車輛的行進(jìn)方向前側(cè)、將箭頭b所示的方向設(shè)為鐵道車輛的行進(jìn)方向后側(cè)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

圖1、圖2示出了本發(fā)明的第一實(shí)施方式。在圖1中，鐵道車輛1(車輛)具備供例如乘客、乘員等乘車的車身2、和設(shè)于車身2的下側(cè)的前側(cè)及后側(cè)的轉(zhuǎn)向架3。這些轉(zhuǎn)向架3分離地配置于車身2的前部側(cè)與后部側(cè)，在各轉(zhuǎn)向架3分別設(shè)有四個(gè)車輪4(僅圖示左側(cè))。鐵道車輛1通過(guò)使各車輪4在左右的導(dǎo)軌5(僅圖示一方)上旋轉(zhuǎn)，而沿著導(dǎo)軌5、例如在前進(jìn)時(shí)向箭頭a方向行駛驅(qū)動(dòng)。

在各轉(zhuǎn)向架3與各車輪4之間設(shè)有使來(lái)自車輪4(輪軸)的振動(dòng)、沖擊緩和的軸彈簧6。另外，在車身2與各轉(zhuǎn)向架3之間設(shè)有作為枕簧的空氣彈簧7，并且與空氣彈簧7并列地設(shè)有衰減力調(diào)整式緩沖器8(以下，稱作緩沖器8)。空氣彈簧7以及緩沖器8在各轉(zhuǎn)向架3的左右兩側(cè)分別設(shè)有2個(gè)，鐵道車輛1整體合計(jì)設(shè)有四個(gè)。

如圖1所示，各緩沖器8夾裝于成為被安裝側(cè)的車身2與成為路面?zhèn)鹊霓D(zhuǎn)向架3之間。各緩沖器8對(duì)于車身2相對(duì)于轉(zhuǎn)向架3的上下方向的振動(dòng)，產(chǎn)生使振動(dòng)減少的衰減力。由此，緩沖器8減少車身2的上下方向的振動(dòng)。

在該情況下，各緩沖器8根據(jù)來(lái)自后述的運(yùn)算裝置12的指令(指令值)而使衰減特性變化。即，各緩沖器8例如使用被稱作半主動(dòng)緩沖器的衰減力調(diào)整式的液壓緩沖器作為能夠分別調(diào)整各自的衰減力的缸體裝置而構(gòu)成。具體而言，緩沖器8被從后述的運(yùn)算裝置12供給驅(qū)動(dòng)電流，從而調(diào)整控制閥(未圖示)的開閥壓。由此，緩沖器8能夠從剛性特性(硬特性)向柔性特性(軟特性)地連續(xù)調(diào)整衰減特性。

此外，緩沖器8并不局限于連續(xù)地調(diào)整衰減特性，也可以被設(shè)為能夠以兩個(gè)階段或者多個(gè)階段進(jìn)行調(diào)整。另外，緩沖器8并不局限于半主動(dòng)緩沖器，也可以使用能夠通過(guò)外部動(dòng)力調(diào)整產(chǎn)生力的全主動(dòng)緩沖器構(gòu)成。詳細(xì)敘述的話，也可以使用通過(guò)從外部供給電力而驅(qū)動(dòng)線性馬達(dá)并產(chǎn)生力的電磁懸掛，或從封入有工作流體的罐朝向緩沖器強(qiáng)制地供給工作流體或者從緩沖器排出該工作流體、從而能夠調(diào)整產(chǎn)生力的流體壓主動(dòng)緩沖器而構(gòu)成。

控制裝置9控制各緩沖器8的衰減特性。即，控制裝置9控制車身2的振動(dòng)，與各緩沖器8一起構(gòu)成了車輛減振裝置。而且，控制裝置9由復(fù)合傳感器10與運(yùn)算裝置12構(gòu)成。

復(fù)合傳感器10安裝于在車身2的任意位置設(shè)定的第一點(diǎn)，構(gòu)成了對(duì)車身2的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)的車身動(dòng)作檢測(cè)單元。該復(fù)合傳感器10構(gòu)成為例如能夠檢測(cè)出3軸加速度與3軸角速度的6軸傳感器。因此，復(fù)合傳感器10對(duì)每一車輛(每一車身)設(shè)有一個(gè)，能夠檢測(cè)出車身2的第一點(diǎn)處的橫擺(偏擺)、即橫擺角速度ωy1。另外，復(fù)合傳感器10能夠檢測(cè)出車身2的第一點(diǎn)處的左右加速度al1。此外，車身2的第一點(diǎn)并不局限于例如車身2的重心位置，可以設(shè)定于除重心以外的任意的位置。另外，復(fù)合傳感器10也可以設(shè)于后述的運(yùn)算裝置12。而且，由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的值被輸出到后述的運(yùn)算裝置12。這里，在圖1所示的緩沖器8、即上下移動(dòng)緩沖器的情況下，俯仰中心從車身的重心位置移動(dòng)，在左右動(dòng)緩沖器的情況下，橫擺中心從車身的重心位置移動(dòng)。此外，在本實(shí)施方式中，示出了使用復(fù)合傳感器10安裝于在車身2的任意位置設(shè)定的第一點(diǎn)的例子，但也可以使用例如2個(gè)、3個(gè)傳感器或復(fù)合傳感器。

速度傳感器11構(gòu)成能夠?qū)嚿?(鐵道車輛1)的行駛速度v1進(jìn)行檢測(cè)或者計(jì)算的行駛速度檢測(cè)單元。該速度傳感器11并不局限于例如直接地檢測(cè)鐵道車輛1的行駛速度，也可以根據(jù)由車輪速傳感器測(cè)量的車輪4的旋轉(zhuǎn)速度等間接地檢測(cè)。另外，在編組車輛中，被連結(jié)的各鐵道車輛1的行駛速度幾乎沒(méi)有差異。因此，速度傳感器11也可以不必設(shè)于全部的車輛(每一車輛設(shè)有一個(gè))，此時(shí)，也可以使用由設(shè)于連結(jié)的其他車輛的速度傳感器檢測(cè)出的值。

另外，速度傳感器11檢測(cè)出鐵道車輛1的行進(jìn)方向(f或者r)。在該情況下，在例如鐵道車輛1向圖1中的箭頭a方向行進(jìn)時(shí)，速度傳感器11能夠設(shè)為鐵道車輛1的行進(jìn)方向f而輸出，在鐵道車輛1向箭頭b方向行進(jìn)時(shí)，速度傳感器11能夠設(shè)為鐵道車輛1的行進(jìn)方向r而輸出。

此外，鐵道車輛1的行進(jìn)方向也可以包含在由速度傳感器11檢測(cè)或者計(jì)算出的行駛速度v1中。即，行駛速度v1例如在向圖1中的箭頭a方向行進(jìn)的情況下設(shè)為正數(shù)，在下箭頭b方向行進(jìn)的情況下設(shè)為負(fù)數(shù)，從而能夠確定出鐵道車輛1的行進(jìn)方向。而且，利用速度傳感器11檢測(cè)出的值被向后述的運(yùn)算裝置12輸出。此外，在本實(shí)施方式中，控制裝置9與速度傳感器11配置于不同的位置，但也可以配置成在控制裝置9內(nèi)收納速度傳感器11。

運(yùn)算裝置12例如由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，構(gòu)成了對(duì)橫擺中心位置進(jìn)行校正、或?qū)τ蓮?fù)合傳感器10檢測(cè)出的值進(jìn)行校正的校正單元。在運(yùn)算裝置12的輸入側(cè)連接有復(fù)合傳感器10與速度傳感器11。另外，在運(yùn)算裝置12的輸出側(cè)連接有夾裝于車身2與轉(zhuǎn)向架3之間的緩沖器8。運(yùn)算裝置12基于來(lái)自速度傳感器11的檢測(cè)信號(hào)、來(lái)自復(fù)合傳感器10的檢測(cè)信號(hào)，按照每個(gè)采樣時(shí)間，例如通過(guò)空鉤理論(skyhook，空鉤控制規(guī)則)生成緩沖器8的衰減力指令信號(hào)。然后，運(yùn)算裝置12為了減少車身2的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)而對(duì)各緩沖器8的衰減力可變地控制。而且，運(yùn)算裝置12具有橫擺中心位置校正部13和測(cè)量值校正部14。

橫擺中心位置校正部13利用速度傳感器11的檢測(cè)或者計(jì)算結(jié)果，校正車身2的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的中心位置、即橫擺中心位置。橫擺中心位置校正部13在其輸入側(cè)連接有速度傳感器11，在輸出側(cè)連接有后述的測(cè)量值校正部14。這里，鐵道車輛1例如行駛速度越快，相對(duì)于行進(jìn)方向車身2后側(cè)的振動(dòng)越大。在該情況下，鐵道車輛1(一車輛)的全長(zhǎng)比汽車等的全長(zhǎng)更長(zhǎng)，因此行駛速度越快橫擺振動(dòng)的中心點(diǎn)越是比車身2的中心位置(重心位置)更向車身2的前側(cè)移動(dòng)。

因此，橫擺中心位置校正部13基于由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v1與行進(jìn)方向f(或者r)的值，計(jì)算出橫擺中心位置從車身2的重心位置偏離了什么程度，進(jìn)行橫擺中心位置的校正。具體而言，例如在運(yùn)算裝置12的存儲(chǔ)部(未圖示)中，能夠?qū)⒒陬A(yù)先(實(shí)驗(yàn)性地)求出的鐵道車輛1的行駛速度與行進(jìn)方向的橫擺中心位置的關(guān)系性映射化并儲(chǔ)存。而且，橫擺中心位置校正部13通過(guò)基于由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v1以及行進(jìn)方向f等值而參照該映射，能夠計(jì)算出橫擺中心位置。

另外，作為其他方法，也可以在運(yùn)算裝置12的存儲(chǔ)部中儲(chǔ)存對(duì)實(shí)驗(yàn)性地求出的橫擺中心位置進(jìn)行計(jì)算的運(yùn)算式。在該情況下，橫擺中心位置校正部13通過(guò)將由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v1與行進(jìn)方向f等值代入該運(yùn)算式，能夠計(jì)算出橫擺中心位置。而且，被橫擺中心位置校正部13校正后的橫擺中心位置ox1被向測(cè)量值校正部14輸出。

作為左右加速度檢測(cè)值校正部的測(cè)量值校正部14基于橫擺中心位置，對(duì)由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的值進(jìn)行校正。在測(cè)量值校正部14的輸入側(cè)連接有復(fù)合傳感器10與橫擺中心位置校正部13。而且，測(cè)量值校正部14基于被橫擺中心位置校正部13校正后的橫擺中心位置ox1，將由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的左右加速度al1校正成橫擺中心位置左右加速度al2。具體而言，測(cè)量值校正部14以橫擺中心位置ox1與安裝有復(fù)合傳感器10的第一點(diǎn)之間的位置關(guān)系，例如根據(jù)橫擺中心位置ox1與安裝有復(fù)合傳感器10的第一點(diǎn)之間的距離，將第一點(diǎn)處的左右加速度al1校正成橫擺中心位置ox1處的左右加速度al2。

然后，被測(cè)量值校正部14校正后的橫擺中心位置左右加速度al2、以及由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的傳感器位置橫擺角速度ωy1被向衰減特性控制部15輸出。在衰減特性控制部15中，基于左右加速度al2與橫擺角速度ωy1，計(jì)算出各緩沖器8的目標(biāo)衰減力而輸出指令值。然后，運(yùn)算裝置12基于計(jì)算出的各緩沖器8的目標(biāo)衰減力，分別向各緩沖器8供給驅(qū)動(dòng)電流而調(diào)整各緩沖器8的衰減力。由此，控制裝置9能夠減少車身2相對(duì)于左右方向的振動(dòng)(擺動(dòng))。

本實(shí)施方式的車輛減振裝置具有如上所述的結(jié)構(gòu)，接下來(lái)，對(duì)鐵道車輛1的控制裝置9所進(jìn)行的減振控制進(jìn)行說(shuō)明。

在鐵道車輛1以低速向圖1中的箭頭a方向行駛的情況下，橫擺中心位置成為車身2的重心位置。在該情況下，能夠根據(jù)復(fù)合傳感器10的安裝位置(第一點(diǎn))與橫擺中心位置的距離，將復(fù)合傳感器10的測(cè)量值校正成車身2的重心位置(橫擺中心位置)處的值。

然而，在鐵道車輛的情況下，由于行駛速度越快、相對(duì)于行進(jìn)方向車身后側(cè)的振動(dòng)越大，因此伴隨于此，橫擺中心位置也從車身的重心位置向車身2的前側(cè)移動(dòng)。因此，復(fù)合傳感器10的位置與橫擺中心位置之間的距離根據(jù)行駛速度而變化，存在不能正確地校正由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的測(cè)量值的問(wèn)題。

另外，例如在車身的前側(cè)與后側(cè)設(shè)置加速度傳感器，由此能夠測(cè)定車身的橫擺振動(dòng)。但是，此時(shí)，例如像將加速度傳感器分離地安裝于車身的前側(cè)與后側(cè)等那樣，加速度傳感器的安裝位置受到限制，除此之外，必須將多個(gè)加速度傳感器安裝于車身。另外，也必須設(shè)置將加速度傳感器與運(yùn)算裝置連結(jié)的配線等，因此存在成本增大的問(wèn)題。

因此，在本實(shí)施方式中，安裝于鐵道車輛1的運(yùn)算裝置12采用了根據(jù)鐵道車輛1的行駛速度以及行進(jìn)方向?qū)M擺中心位置進(jìn)行校正(計(jì)算)的結(jié)構(gòu)。此外，運(yùn)算裝置12以每個(gè)規(guī)定的控制周期執(zhí)行控制程序，從而控制各緩沖器8并減少車身2的振動(dòng)(擺動(dòng))。以下，具體地進(jìn)行說(shuō)明。

首先，安裝于鐵道車輛1的速度傳感器11將鐵道車輛1的行駛速度v1以及行進(jìn)方向f向運(yùn)算裝置12輸出。另外，安裝于鐵道車輛1的復(fù)合傳感器10將安裝有該復(fù)合傳感器10的第一點(diǎn)處的左右加速度al1以及橫擺角速度ωy1向運(yùn)算裝置12輸出。

接下來(lái)，運(yùn)算裝置12的橫擺中心位置校正部13基于鐵道車輛1的行駛速度v1以及行進(jìn)方向f，對(duì)橫擺中心位置進(jìn)行校正(計(jì)算)。具體而言，橫擺中心位置校正部13參照儲(chǔ)存于運(yùn)算裝置12的存儲(chǔ)部的橫擺中心位置的一覽表(映射)，基于鐵道車輛1的行駛速度v1以及行進(jìn)方向f，對(duì)橫擺中心位置進(jìn)行校正。

由橫擺中心位置校正部13校正后的橫擺中心位置ox1被向測(cè)量值校正部14輸出。然后，測(cè)量值校正部14根據(jù)橫擺中心位置ox1與安裝有復(fù)合傳感器10的第一點(diǎn)之間的距離，將第一點(diǎn)處的左右加速度al1校正成橫擺中心位置ox1處的左右加速度al2。

然后，運(yùn)算裝置12基于由測(cè)量值校正部14計(jì)算出的左右加速度al2與橫擺角速度ωy1，為了減少車身2的左右方向的振動(dòng)(擺動(dòng))而分別計(jì)算車身2的四個(gè)的緩沖器8的目標(biāo)衰減力。然后，運(yùn)算裝置12基于計(jì)算出的各緩沖器8的目標(biāo)衰減力，分別向各緩沖器8供給驅(qū)動(dòng)電流，從而調(diào)整各緩沖器8的衰減力。由此，減少了車身2的左右方向的振動(dòng)(擺動(dòng))。

如此，根據(jù)第一實(shí)施方式，安裝于車身2的運(yùn)算裝置12能夠基于鐵道車輛1的行駛速度v1以及行進(jìn)方向f、r，計(jì)算出橫擺中心位置ox1。然后，運(yùn)算裝置12能夠基于車身2的任意的第一點(diǎn)處安裝的復(fù)合傳感器10與橫擺中心位置ox1之間的距離，將第一點(diǎn)處的左右加速度al1校正成橫擺中心位置ox1處的左右加速度al2。

由此，即使鐵道車輛1的行駛速度v1增加，橫擺中心位置從車身2的重心位置變化，也與將復(fù)合傳感器10安裝于變化的橫擺中心位置ox1的情況等效。因此，能夠利用一個(gè)復(fù)合傳感器10高精度地檢測(cè)出車身2的左右方向的動(dòng)作，因此能夠使用少數(shù)(例如一個(gè))的復(fù)合傳感器10適當(dāng)?shù)乜刂凭彌_器8的衰減特性。

另外，由于能夠?qū)?fù)合傳感器10安裝于任意的位置，因此能夠提高車身2中的復(fù)合傳感器10的安裝自由度。而且，在車身2安裝有能夠檢測(cè)多個(gè)振動(dòng)模式的一個(gè)復(fù)合傳感器10。因此，無(wú)需在車身2安裝多個(gè)用于檢測(cè)各種振動(dòng)模式的加速度傳感器，能夠減少成本。

接下來(lái)，圖3以及圖4示出了本發(fā)明的第二實(shí)施方式。第二實(shí)施方式的特征在于，使用增益調(diào)度h∞控制器來(lái)控制緩沖器。此外，在第二實(shí)施方式中，對(duì)與上述第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

控制裝置21控制各緩沖器8的衰減特性。即，控制裝置21控制車身2的振動(dòng)，與各緩沖器8一起構(gòu)成了車輛減振裝置。而且，控制裝置21由復(fù)合傳感器10與運(yùn)算裝置22構(gòu)成。

運(yùn)算裝置22例如由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，構(gòu)成了對(duì)橫擺中心位置進(jìn)行校正、或?qū)τ蓮?fù)合傳感器10檢測(cè)出的值進(jìn)行校正的校正單元。在運(yùn)算裝置22的輸入側(cè)連接有復(fù)合傳感器10與速度傳感器11。另外，在運(yùn)算裝置22的輸出側(cè)連接有夾裝于車身2與轉(zhuǎn)向架3之間的緩沖器8。而且，運(yùn)算裝置22具有后述的調(diào)度參數(shù)運(yùn)算器23(以下，稱作sp運(yùn)算器23)和增益調(diào)度h∞控制器24(gainscheduledh-infinitycontrol24；以下，稱作gsh∞控制器24)。

sp運(yùn)算器23基于由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v2以及行進(jìn)方向f(或者r)，設(shè)定調(diào)度參數(shù)θ(以下，稱作參數(shù)θ)，運(yùn)算出與行駛速度v2等相應(yīng)的橫擺中心位置。因此，sp運(yùn)算器23與例如第一實(shí)施方式的橫擺中心位置校正部13相同地構(gòu)成。

gsh∞控制器24基于圖4所示的一般化設(shè)備而設(shè)計(jì)，基于從復(fù)合傳感器10輸出的左右加速度al3以及橫擺角速度ωy2、從sp運(yùn)算器23輸出的參數(shù)θ，對(duì)成為目標(biāo)衰減力的控制器輸出進(jìn)行運(yùn)算。

這里，一般化設(shè)備具有考慮到橫擺中心位置根據(jù)行駛速度v2等變化這一點(diǎn)而使鐵道車輛1模型化的設(shè)備模型25。該設(shè)備模型25基于根據(jù)行駛速度v2以及行進(jìn)方向f、r計(jì)算出的參數(shù)θ構(gòu)建，由gsh∞控制器24進(jìn)行反饋控制。而且，一般化設(shè)備具有與控制器輸出對(duì)應(yīng)的控制輸入、與軌道不平順以及空氣動(dòng)力干擾對(duì)應(yīng)的干擾輸入、從設(shè)備模型25輸出的控制量、觀測(cè)量(例如左右加速度al3以及橫擺角速度ωy2)。通過(guò)對(duì)以上那種一般化設(shè)備求解h∞控制問(wèn)題，而求得gsh∞控制器24。

其結(jié)果，gsh∞控制器24基于從復(fù)合傳感器10輸出的左右加速度al3以及橫擺角速度ωy2、從sp運(yùn)算器23輸出的參數(shù)θ，運(yùn)算出例如使設(shè)備模型25的控制量變小的目標(biāo)衰減力。然后，運(yùn)算裝置22基于計(jì)算出的各緩沖器8的目標(biāo)衰減力分別向各緩沖器8供給驅(qū)動(dòng)電流，由此調(diào)整各緩沖器8的衰減力。由此，減少了車身2的左右方向的振動(dòng)(擺動(dòng))。

此時(shí)，gsh∞控制器24通過(guò)參數(shù)θ而時(shí)常更新。因此，利用更新后的gsh∞控制器24，控制與設(shè)備模型25對(duì)應(yīng)的鐵道車輛1。

如此，在第二實(shí)施方式中，也與上述第一實(shí)施方式相同，能夠使用少數(shù)(例如一個(gè))的復(fù)合傳感器10適當(dāng)?shù)乜刂凭彌_器8的衰減特性。即，在第二實(shí)施方式中，在鐵道車輛1的行駛速度v2增加而橫擺中心位置從車身2的重心位置變化時(shí)，基于與這樣的橫擺中心位置對(duì)應(yīng)的參數(shù)θ構(gòu)建了設(shè)備模型25。因此，通過(guò)使用包含設(shè)備模型25的一般化設(shè)備而設(shè)計(jì)gsh∞控制器24，gsh∞控制器24能夠進(jìn)行與根據(jù)鐵道車輛1的行駛速度v2校正車身2的橫擺中心位置、并基于校正后的橫擺中心位置校正左右加速度al3同等的運(yùn)算。

除此之外，gsh∞控制器24能夠基于參數(shù)θ變更增益。因此，gsh∞控制器24能夠基于作為參數(shù)θ的橫擺中心位置，控制緩沖器8的衰減特性以使車身2成為希望的動(dòng)作。

另外，在第二實(shí)施方式中，也能夠?qū)?fù)合傳感器10安裝于車身2的任意的位置，因此能夠提高復(fù)合傳感器10的安裝自由度。并且，無(wú)需在車身2安裝多個(gè)用于檢測(cè)各種振動(dòng)模式的加速度傳感器，能夠減少成本。

此外，在第二實(shí)施方式中，以gsh∞控制器24為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不局限于此，例如可以應(yīng)用于最佳控制、h∞控制等的各種模型庫(kù)控制。

接下來(lái)，圖5示出了本發(fā)明的第三實(shí)施方式。第三實(shí)施方式的特征在于，除了鐵道車輛的行駛速度與行進(jìn)方向之外，還基于連結(jié)有多個(gè)車輛的編組車輛中的車廂信息對(duì)橫擺中心位置進(jìn)行校正。此外，在第三實(shí)施方式中，對(duì)與上述第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

控制裝置31控制各緩沖器8的衰減特性。即，控制裝置31控制車身2的振動(dòng)，與各緩沖器8一起構(gòu)成了車輛減振裝置。而且，控制裝置31由復(fù)合傳感器10與運(yùn)算裝置33構(gòu)成。

車廂信息取得部32構(gòu)成了能夠在連結(jié)有多個(gè)車輛的編組車輛中取得表示車身2例如是從前起第幾號(hào)車的車廂信息的車廂信息取得單元。該車廂信息取得部32例如由非易失性存儲(chǔ)器等那樣的各種存儲(chǔ)裝置構(gòu)成，在構(gòu)成編組車輛時(shí)，將每個(gè)車輛的車廂信息進(jìn)行存儲(chǔ)。而且，車廂信息取得部32將成為控制對(duì)象的車身2的車廂信息c(例如，從前起第10號(hào)車)向后述的運(yùn)算裝置33輸出。此外，車廂信息取得部32并不局限于上述的結(jié)構(gòu)，也可以從例如其他車輛等外部取得車廂信息。

運(yùn)算裝置33例如由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，構(gòu)成了對(duì)橫擺中心位置進(jìn)行校正、或?qū)τ蓮?fù)合傳感器10檢測(cè)出的值進(jìn)行校正的校正單元。在運(yùn)算裝置33的輸入側(cè)連接有復(fù)合傳感器10、速度傳感器11、車廂信息取得部32。另外，在運(yùn)算裝置33的輸出側(cè)連接有夾裝于車身2與轉(zhuǎn)向架3之間的緩沖器8。而且，運(yùn)算裝置33具有橫擺中心位置校正部34和測(cè)量值校正部35。

橫擺中心位置校正部34根據(jù)從速度傳感器11輸出的行駛速度v3、行進(jìn)方向f、r、以及從車廂信息取得部32輸出的車廂信息c，對(duì)車身2的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的中心位置、即橫擺中心位置進(jìn)行校正。橫擺中心位置校正部34在其輸入側(cè)連接有速度傳感器11與車廂信息取得部32，在輸出側(cè)連接有后述的測(cè)量值校正部35。這里，在連結(jié)有多個(gè)車輛的編組車輛中，越是從行進(jìn)方向后向方車輛去，橫擺振動(dòng)越大，車身2的后側(cè)的振動(dòng)更大。

因此，橫擺中心位置校正部34基于由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v3與行進(jìn)方向f(或者r)的值、以及從車廂信息取得部32取得的車廂信息c，計(jì)算出橫擺中心位置從車身2的重心位置偏離了什么程度，并進(jìn)行橫擺中心位置的校正。具體而言，例如在運(yùn)算裝置33的存儲(chǔ)部(未圖示)中，能夠?qū)⒒陬A(yù)先(實(shí)驗(yàn)性地)求出的鐵道車輛1的行駛速度與行進(jìn)方向、以及車廂信息的橫擺中心位置的關(guān)系性映射化并儲(chǔ)存。而且，橫擺中心位置校正部34通過(guò)基于由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v3與行進(jìn)方向f等值、以及車廂信息c而參照該映射，能夠計(jì)算出校正后的橫擺中心位置ox2。

另外，作為其他方法，也可以在運(yùn)算裝置33的存儲(chǔ)部中儲(chǔ)存對(duì)實(shí)驗(yàn)性地求出的各車廂的每一個(gè)的橫擺中心位置進(jìn)行計(jì)算的運(yùn)算式。在該情況下，橫擺中心位置校正部34通過(guò)將由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v3與行進(jìn)方向f等值代入與由車廂信息取得部32檢測(cè)出的車廂信息c對(duì)應(yīng)的運(yùn)算式，能夠計(jì)算出橫擺中心位置。而且，被橫擺中心位置校正部34校正后的橫擺中心位置ox2被向測(cè)量值校正部35輸出。

作為左右加速度檢測(cè)值校正部的測(cè)量值校正部35基于橫擺中心位置ox2，對(duì)由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的值進(jìn)行校正。在測(cè)量值校正部35的輸入側(cè)連接有復(fù)合傳感器10與橫擺中心位置校正部34。而且，測(cè)量值校正部35基于被橫擺中心位置校正部34校正后的橫擺中心位置ox2，將由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的左右加速度al4校正成橫擺中心位置左右加速度al5。具體而言，測(cè)量值校正部35根據(jù)橫擺中心位置ox2與安裝有復(fù)合傳感器10的第一點(diǎn)之間的距離，將第一點(diǎn)處的左右加速度al4校正成橫擺中心位置ox2處的左右加速度al5。

然后，被測(cè)量值校正部35校正后的橫擺中心位置左右加速度al5、以及由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的傳感器位置橫擺角速度ωy3被向衰減特性控制部36輸出。在衰減特性控制部36中，基于左右加速度al5與橫擺角速度ωy3，計(jì)算出各緩沖器8的目標(biāo)衰減力并輸出指令值。然后，運(yùn)算裝置33基于計(jì)算出的各緩沖器8的目標(biāo)衰減力，分別向各緩沖器8供給驅(qū)動(dòng)電流，從而調(diào)整各緩沖器8的衰減力。由此，車身2能夠減少左右方向的振動(dòng)(擺動(dòng))。

如此，在第三實(shí)施方式中，也能夠獲得與上述第一實(shí)施方式相同的作用、效果。特別是，在第三實(shí)施方式中，基于鐵道車輛1的行駛速度v3、行進(jìn)方向f、r、以及車廂信息c進(jìn)行了橫擺中心位置ox2的校正(計(jì)算)。由此，即使變更編組也無(wú)需變更橫擺中心位置校正部34的映射，因此無(wú)需每次變更編組時(shí)對(duì)左右加速度al4等校正值進(jìn)行變更，能夠減少伴隨著編組變更的校正值變更的工時(shí)。

接下來(lái)，圖6示出了本發(fā)明的第四實(shí)施方式。第四實(shí)施方式的特征在于，除了鐵道車輛的行駛速度與行進(jìn)方向之外，還基于車身的平衡校正了俯仰中心位置。此外，在第四實(shí)施方式中，對(duì)與上述第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同附圖標(biāo)記，并省略其說(shuō)明。

控制裝置41控制各緩沖器8的衰減特性。即，控制裝置41控制車身2的振動(dòng)，與各緩沖器8一起構(gòu)成了車輛減振裝置。而且，控制裝置41由復(fù)合傳感器10與運(yùn)算裝置43構(gòu)成。

空氣彈簧壓力傳感器42對(duì)設(shè)于車身2與轉(zhuǎn)向架3之間的空氣彈簧7的壓力進(jìn)行檢測(cè)，構(gòu)成了彈簧壓力檢測(cè)單元?？諝鈴椈?在各轉(zhuǎn)向架3的左右兩側(cè)分別各設(shè)有2個(gè)，在鐵道車輛1整體中共計(jì)設(shè)有四個(gè)。而且，空氣彈簧壓力傳感器42分別對(duì)這四個(gè)空氣彈簧7的壓力(p1～p4)進(jìn)行檢測(cè)。

在該情況下，根據(jù)空氣彈簧壓力傳感器42的檢測(cè)值，能夠得知各車身2中的乘客分布(乘車狀態(tài))。即，例如位于車身2的行進(jìn)方向前側(cè)的2個(gè)空氣彈簧7的壓力(p1、p2)的值大的話，則能夠判斷為乘客以偏向車身2的行進(jìn)方向前側(cè)的方式乘車。然后，由空氣彈簧壓力傳感器42檢測(cè)出的空氣彈簧壓力(p1～p4)被向后述的運(yùn)算裝置43輸出。

運(yùn)算裝置43例如由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，構(gòu)成了對(duì)俯仰中心位置進(jìn)行校正、或?qū)τ蓮?fù)合傳感器10檢測(cè)出的值進(jìn)行校正的校正單元。在運(yùn)算裝置43的輸入側(cè)連接有復(fù)合傳感器10、速度傳感器11、空氣彈簧壓力傳感器42。另外，在運(yùn)算裝置43的輸出側(cè)連接有夾裝于車身2與轉(zhuǎn)向架3之間的緩沖器8。而且，運(yùn)算裝置43具有俯仰中心位置校正部44和測(cè)量值校正部45。

俯仰中心位置校正部44根據(jù)速度傳感器11與空氣彈簧壓力傳感器42的檢測(cè)或者計(jì)算結(jié)果，對(duì)車身2的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的中心位置、即俯仰中心位置進(jìn)行校正。俯仰中心位置校正部44在其輸入側(cè)連接有速度傳感器11與空氣彈簧壓力傳感器42，在輸出側(cè)連接有后述的測(cè)量值校正部45。這里，例如在乘客偏向車身2的行進(jìn)方向前側(cè)的情況下，車身2的前側(cè)的重量增加。因此，車身2的前側(cè)比車身2的后側(cè)更難擺動(dòng)。即，車身2的前側(cè)的重量越是增加，俯仰中心位置越是比車身2的重心位置向前側(cè)變化。

因此，俯仰中心位置校正部44基于由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v4與行進(jìn)方向f(或者r)的值、以及由空氣彈簧壓力傳感器42檢測(cè)出的空氣彈簧壓力(p1～p4)，計(jì)算出俯仰中心位置從車身2的重心位置偏離了什么程度，進(jìn)行俯仰中心位置的校正。具體而言，例如在運(yùn)算裝置43的存儲(chǔ)部(未圖示)中，能夠?qū)⒒陬A(yù)先(實(shí)驗(yàn)性地)求出的鐵道車輛1的行駛速度與行進(jìn)方向、以及各空氣彈簧7的壓力的俯仰中心位置的關(guān)系性映射化并儲(chǔ)存。而且，俯仰中心位置校正部44通過(guò)基于由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v4與行進(jìn)方向f等值、以及空氣彈簧壓力(p1～p4)而參照該映射，能夠計(jì)算出俯仰中心位置ox3。

另外，作為其他方法，也可以在運(yùn)算裝置43的存儲(chǔ)部中儲(chǔ)存能夠?qū)?shí)驗(yàn)性地求出的俯仰中心位置進(jìn)行計(jì)算的運(yùn)算式。在該情況下，俯仰中心位置校正部44通過(guò)將由速度傳感器11檢測(cè)出的行駛速度v4與行進(jìn)方向f等值、以及空氣彈簧壓力(p1～p4)代入該運(yùn)算式，能夠計(jì)算出俯仰中心位置。而且，被俯仰中心位置校正部44校正后的俯仰中心位置ox3被向測(cè)量值校正部45輸出。

作為上下加速度檢測(cè)值校正部的測(cè)量值校正部45基于俯仰中心位置ox3，對(duì)由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的值進(jìn)行校正。在測(cè)量值校正部45的輸入側(cè)連接有復(fù)合傳感器10與俯仰中心位置校正部44。而且，測(cè)量值校正部45基于被俯仰中心位置校正部44校正后的俯仰中心位置ox3，將由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的上下加速度av1校正成俯仰中心位置上下加速度av2。具體而言，測(cè)量值校正部45根據(jù)俯仰中心位置ox3與安裝有復(fù)合傳感器10的第一點(diǎn)之間的距離，將第一點(diǎn)處的上下加速度av1校正成俯仰中心位置ox3處的上下加速度av2。

然后，被測(cè)量值校正部45校正后的俯仰中心位置上下加速度av2、以及由復(fù)合傳感器10檢測(cè)出的傳感器位置俯仰角速度ωp1被向衰減特性控制部46輸出。在衰減特性控制部46中，基于上下加速度av2與俯仰角速度ωp1，計(jì)算出各緩沖器8的目標(biāo)衰減力并輸出指令值。然后，運(yùn)算裝置43基于計(jì)算出的各緩沖器8的目標(biāo)衰減力，分別向各緩沖器8供給驅(qū)動(dòng)電流，從而調(diào)整各緩沖器8的衰減力。由此，減少車身2的上下方向的振動(dòng)(擺動(dòng))。

如此，根據(jù)第四實(shí)施方式，安裝于車身2的運(yùn)算裝置43基于鐵道車輛1的行駛速度v4與行進(jìn)方向f、r、以及空氣彈簧壓力(p1～p4)，能夠計(jì)算出俯仰中心位置ox3。然后，運(yùn)算裝置43基于在車身2的任意的第一點(diǎn)安裝的復(fù)合傳感器10與俯仰中心位置ox3之間的距離，能夠?qū)⒌谝稽c(diǎn)處的上下加速度av1以及俯仰角速度ωp1校正成俯仰中心位置ox3處的上下加速度av2。

由此，即使鐵道車輛1的行駛速度v4增加或車身2的乘客分布不同，導(dǎo)致俯仰中心位置從車身2的重心位置變化，也能夠與在變化的俯仰中心位置ox3安裝復(fù)合傳感器10的情況等效。因此，能夠利用一個(gè)復(fù)合傳感器10高精度地檢測(cè)出車身2的上下方向的動(dòng)作，因此能夠使用少數(shù)(例如一個(gè))的復(fù)合傳感器10適當(dāng)?shù)乜刂凭彌_器8的衰減特性，能夠減少成本。除此之外，能夠提高車身2中的復(fù)合傳感器10的安裝自由度。

此外，在上述第一實(shí)施方式中，以運(yùn)算裝置12對(duì)設(shè)于車身2與轉(zhuǎn)向架3之間并產(chǎn)生使上下方向的振動(dòng)減少的衰減力的緩沖器8進(jìn)行控制的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不局限于此，例如也可以如圖7所示的變形例那樣，運(yùn)算裝置51對(duì)設(shè)于轉(zhuǎn)向架3與車輪4之間的軸緩沖器52、設(shè)于車身2與轉(zhuǎn)向架3之間的橫擺緩沖器53，設(shè)于相鄰的車身2間的車身間橫擺緩沖器54等設(shè)于鐵道車輛1的各種緩沖器進(jìn)行控制。這對(duì)于第二～第四實(shí)施方式也是相同的。

另外，在上述第一實(shí)施方式中，以使用6軸傳感器作為復(fù)合傳感器106的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不局限于此，也可以使用例如能夠檢測(cè)出3軸加速度或3軸角速度的3軸傳感器作為復(fù)合傳感器。這對(duì)于第二～第四實(shí)施方式以及變形例也是相同的。

另外，在上述第一實(shí)施方式中，以運(yùn)算裝置12根據(jù)校正橫擺中心位置ox1與安裝有復(fù)合傳感器10的第一點(diǎn)之間的距離將第一點(diǎn)處的左右加速度al1校正成橫擺中心位置ox1處的左右加速度al2的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不局限于此，例如也可以基于校正了第一點(diǎn)處的左右加速度以及橫擺角速度的橫擺中心位置，校正成轉(zhuǎn)向架正上方位置、緩沖器安裝位置等任意位置處的左右加速度以及橫擺角速度。這對(duì)于第二～第四實(shí)施方式以及變形例也是相同的。

另外，在上述第一實(shí)施方式中，以運(yùn)算裝置12對(duì)橫擺中心位置進(jìn)行校正、并基于該校正后的值校正左右加速度al1的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不局限于此，例如也可以如第四實(shí)施方式所示，運(yùn)算裝置校正俯仰中心位置，并基于該校正后的值來(lái)校正上下加速度。另外，運(yùn)算裝置也可以校正橫擺中心位置與俯仰中心位置這兩方而控制緩沖器。這對(duì)于第二、第三實(shí)施方式以及變形例也是相同的。

另外，在上述第四實(shí)施方式中，以運(yùn)算裝置43對(duì)俯仰中心位置進(jìn)行校正、并基于該校正后的值校正上下加速度av1的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不局限于此，例如也可以如第一實(shí)施方式所示，由運(yùn)算裝置校正橫擺中心位置，并基于該校正后的值來(lái)校正左右加速度。另外，運(yùn)算裝置也可以校正橫擺中心位置與俯仰中心位置這兩方而控制緩沖器。

以上，僅說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能夠容易地理解為，在以不實(shí)質(zhì)脫離本發(fā)明的新的啟示及優(yōu)點(diǎn)為前提而例示的實(shí)施方式中，能夠加入多種變更或者改進(jìn)。因此，加入了這種變更或者改進(jìn)后的方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。也可以任意地組合上述實(shí)施方式。

本申請(qǐng)基于2015年1月30日提出申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)第2015－017902號(hào)主張優(yōu)先權(quán)。通過(guò)參照，將包含2015年1月30日提出申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)第2015－017902號(hào)的說(shuō)明書、權(quán)利要求書、附圖、以及摘要在內(nèi)的全部公開內(nèi)容，作為整體引入本申請(qǐng)中。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1鐵道車輛(車輛)

2車身

3轉(zhuǎn)向架

8、52、53、54緩沖器(力產(chǎn)生機(jī)構(gòu))

9、21、31、41控制裝置

10復(fù)合傳感器(車身動(dòng)作檢測(cè)單元)

11速度傳感器(行駛速度檢測(cè)單元)

12、22、33、43、51運(yùn)算裝置(校正單元)

13、34橫擺中心位置校正部

14、35測(cè)量值校正部(左右加速度檢測(cè)值校正部)

44俯仰中心位置校正部

45測(cè)量值校正部(上下加速度檢測(cè)值校正部)