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JP2011025750A - Actuator - Google Patents

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JP2011025750A
JP2011025750A JP2009171186A JP2009171186A JP2011025750A JP 2011025750 A JP2011025750 A JP 2011025750A JP 2009171186 A JP2009171186 A JP 2009171186A JP 2009171186 A JP2009171186 A JP 2009171186A JP 2011025750 A JP2011025750 A JP 2011025750A
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JP
Japan
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actuator
cylinder
traveling
motor
damper
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009171186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Ito
達夫 伊藤
Hiroshi Sugawara
寛 菅原
Toshihiro Kishi
俊宏 岸
Atsushi Aoki
淳 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYB Corp
Original Assignee
KYB Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KYB Corp filed Critical KYB Corp
Priority to JP2009171186A priority Critical patent/JP2011025750A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator even with a hydraulic type capable of enhancing the ride quality in a vehicle. <P>SOLUTION: The actuator A includes a cylinder C to be interposed between a railroad vehicle body B and a bogie W, and a hydraulic pump 1 to be driven by a motor M for supplying the hydraulic pressure to the cylinder C. The actuator A inclines the railroad vehicle body B to the bogie W, and has a damper circuit 13 for functioning the cylinder C as a damper, and allows the damper circuit 13 available when the railroad vehicle runs straight. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、鉄道車両の車体と台車との間に介装されて車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータの改良に関する。   The present invention relates to an improvement of an actuator that is interposed between a vehicle body and a carriage of a railway vehicle and tilts the vehicle body with respect to the carriage.

鉄道車両が曲線区間を走行する場合、車体には曲線区間の曲率中心とは反対側に向く遠心力が作用する。この遠心力は、車両の走行速度が高くなればなるほど大きくなる。そこで、鉄道車両の軌道では、曲率中心側の内側レールと反対側の外側レールにカントと呼ばれる高低差を設けて、上記遠心力を緩和し、曲線走行時の鉄道車両の速度向上を図っている。   When the railway vehicle travels in a curved section, a centrifugal force directed to the side opposite to the curvature center of the curved section acts on the vehicle body. This centrifugal force increases as the traveling speed of the vehicle increases. Therefore, in the railroad track, a height difference called Kant is provided on the inner rail on the opposite side of the center of curvature and the outer rail on the opposite side to alleviate the centrifugal force, thereby improving the speed of the railcar during curve driving. .

しかしながら、カント量(各レールの高低差量)は一端設定されると変更することができず、走行速度が異なる鉄道車両が走行する線区では、高速走行する鉄道車両になればなるほど、カント量が不足して超過遠心力が鉄道車両に作用して、乗心地が悪化してしまうといった問題がある。   However, the cant amount (the difference in height between the rails) cannot be changed once it is set. In a line area where a railway vehicle with a different traveling speed travels, the higher the railway vehicle travels, the greater the cant amount. There is a problem that the excessive centrifugal force acts on the railway vehicle and the ride comfort deteriorates.

そこで、近年では、振子式の車体傾斜装置や台車と車体との間に設けた気体バネを用いて車体を台車に対して傾斜させる車体傾斜装置を搭載するようにし、上記カント量不足による超過遠心力を緩和するため、鉄道車両が曲線区間を走行する際に、台車に対して車体を曲率中心側に傾けるようにして乗り心地の悪化を抑制することで、曲線区間での高速走行を実現している。   Therefore, in recent years, a pendulum type vehicle body tilting device or a vehicle body tilting device that tilts the vehicle body with respect to the cart using a gas spring provided between the cart and the vehicle body is mounted. In order to reduce the force, when the railway vehicle travels in a curved section, the body is tilted toward the center of curvature with respect to the carriage to suppress the deterioration of ride comfort, thereby realizing high-speed traveling in the curved section. ing.

このような車体傾斜装置にあっては、具体的にはたとえば、車体と台車との間に空気圧で駆動される直動型のアクチュエータを介装し、このアクチュエータを伸縮させることで車体を台車に対して傾斜させるようになっている(たとえば、特許文献1参照)。   In such a vehicle body tilting device, specifically, for example, a direct acting actuator driven by air pressure is interposed between the vehicle body and the carriage, and the actuator is extended and contracted to make the vehicle body a carriage. It is made to incline with respect to (for example, refer patent document 1).

特開2002−154432号公報JP 2002-154432 A

しかしながら、上記アクチュエータは、その駆動を大きな圧縮性を持つ圧縮空気を利用して行うため、推力と応答性が不十分となって狙った車体傾斜角の確保が難しく、乗り心地を充分に向上することが難しいという問題があり、これを解消するには、アクチュエータには、空気圧ではなく、液圧で駆動するものを採用することが考えられる。   However, since the actuator is driven by using compressed air having a large compressibility, the thrust and the response are insufficient, and it is difficult to secure the target vehicle body inclination angle, and the riding comfort is sufficiently improved. In order to solve this problem, it is conceivable to employ an actuator that is driven not by air pressure but by hydraulic pressure.

ところが、アクチュエータの作動流体を液体とする場合、今度は、液体の圧縮性の小ささ故にアクチュエータの見掛け上の剛性が高くなって、この車体傾斜用に供されるアクチュエータを介して台車における車体進行方向に対する左右方向の振動が車体に伝達されてしまい、車両における乗り心地を悪化させてしまう虞がある。なお、アクチュエータの見掛け上の剛性とは、作動流体を含めたアクチュエータ全体の伸縮方向の剛性であり、作動流体の圧縮性が小さくなればなるほど上記の見掛け上の剛性は高くなる傾向を示すことになる。   However, when the working fluid of the actuator is a liquid, the apparent rigidity of the actuator is increased due to the low compressibility of the liquid, and the vehicle body travels in the carriage via the actuator provided for this body tilting. There is a risk that the vibration in the left-right direction with respect to the direction is transmitted to the vehicle body and the ride comfort in the vehicle is deteriorated. The apparent rigidity of the actuator is the rigidity in the expansion / contraction direction of the entire actuator including the working fluid, and the above-mentioned apparent rigidity tends to increase as the compressibility of the working fluid decreases. Become.

そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、液圧式であっても車両における乗り心地を向上することが可能なアクチュエータを提供することである。   Therefore, the present invention was devised in order to improve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an actuator that can improve riding comfort in a vehicle even if it is hydraulic. is there.

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段におけるアクチュエータは、鉄道車両の車体と台車との間に介装されるシリンダとシリンダに液圧を供給するモータで駆動される液圧ポンプとを備え、車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータにおいて、シリンダをダンパとして機能させるダンパ回路を設け、鉄道車両が直線走行中にはダンパ回路を有効とすることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, an actuator in the problem solving means of the present invention includes a cylinder interposed between a vehicle body and a carriage of a railway vehicle, and a hydraulic pump driven by a motor that supplies hydraulic pressure to the cylinder. The actuator for tilting the vehicle body with respect to the carriage is provided with a damper circuit that causes the cylinder to function as a damper, and the damper circuit is made effective when the railway vehicle is traveling in a straight line.

本発明のアクチュエータによれば、鉄道車両における車体を積極的に傾斜させる必要のない状況においては、アクチュエータの見掛け上の剛性を低くするので、台車に入力された振動に対してアクチュエータが伸縮しやすくなり、車体側への振動伝播を抑制することができるようになる。   According to the actuator of the present invention, the apparent rigidity of the actuator is reduced in a situation where it is not necessary to positively tilt the vehicle body in the railway vehicle, so that the actuator can easily expand and contract with respect to vibration input to the carriage. Thus, vibration propagation to the vehicle body side can be suppressed.

それゆえ、液圧式のアクチュエータを車体傾斜に用いても車両における乗り心地を向上することができるのであり、また、換言すれば、車両における乗り心地を向上することができるので、アクチュエータの作動流体を液体とすることができ、乗り心地を損なうことなく推進力不足を解消し、車体傾斜の応答性を向上させることができるのである。   Therefore, even if a hydraulic actuator is used for tilting the vehicle body, the ride comfort in the vehicle can be improved. In other words, the ride comfort in the vehicle can be improved. The liquid can be made liquid, the lack of propulsive force can be resolved without impairing the ride comfort, and the response of the vehicle body tilt can be improved.

一実施の形態におけるアクチュエータの液圧回路を示す図である。It is a figure which shows the hydraulic circuit of the actuator in one embodiment. 一実施の形態におけるアクチュエータを鉄道車両の車体と台車との間に介装した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which interposed the actuator in one Embodiment between the vehicle body of a railway vehicle, and the trolley | bogie. 一実施の形態のアクチュエータにおける制御ブロック図である。It is a control block diagram in the actuator of one embodiment. 一実施の形態におけるアクチュエータの制御におけるフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart in control of the actuator in one Embodiment. 他の実施の形態におけるアクチュエータの制御ブロック図である。It is a control block diagram of an actuator in other embodiments. 他の実施の形態におけるアクチュエータの制御部の一部における制御ブロック図である。It is a control block diagram in a part of control part of an actuator in other embodiments. 他の実施の形態におけるアクチュエータの制御におけるフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart in control of the actuator in other embodiment. 他の実施の形態の一変形例におけるアクチュエータの制御部の一部における制御ブロック図である。It is a control block diagram in a part of control part of an actuator in one modification of other embodiments.

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態におけるアクチュエータAは、図1および図2に示すように、鉄道車両の車体Bと台車Wとの間に介装されるシリンダCと、シリンダCに液圧を供給するモータMで駆動される液圧ポンプ1と、シリンダCをダンパとして機能させるダンパ回路13と、モータMを制御する制御部20とを備えて構成されている。   The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the actuator A in one embodiment includes a cylinder C interposed between a vehicle body B and a carriage W of a railway vehicle, and a motor M that supplies hydraulic pressure to the cylinder C. The hydraulic pump 1 to be driven, a damper circuit 13 that causes the cylinder C to function as a damper, and a control unit 20 that controls the motor M are configured.

なお、このアクチュエータAにあっては、シリンダCを液圧ポンプ1から供給する液圧で駆動することができるように、本実施の形態では、具体的には、液圧でシリンダCを駆動するためのアクチュエータ回路5を備えている。   In this actuator A, specifically, in the present embodiment, the cylinder C is driven by the hydraulic pressure so that the cylinder C can be driven by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump 1. The actuator circuit 5 is provided.

以下、各部について詳細に説明すると、シリンダCは、容器2と、容器2内に摺動自在に挿入されて容器2内に一方室R1および他方室R2の二つの圧力室を区画するピストン3と、ピストン3に連結されて容器2内に移動自在に挿入されるロッド4とを備えて構成され、一方室R1および他方室R2内には作動油などの液体が充填され、この実施の形態の場合、いわゆる両ロッド型の液圧シリンダとされている。なお、本実施の形態にあっては、シリンダCの作動に使用される液体は、作動油のほかアクチュエータAの作動に適するものであればよい。   Hereinafter, each part will be described in detail. The cylinder C includes a container 2 and a piston 3 that is slidably inserted into the container 2 and divides the two pressure chambers of the one chamber R1 and the other chamber R2 into the container 2. The rod 4 is connected to the piston 3 and is movably inserted into the container 2, and the one chamber R1 and the other chamber R2 are filled with a liquid such as hydraulic oil. In this case, a so-called double rod type hydraulic cylinder is used. In the present embodiment, the liquid used for the operation of the cylinder C only needs to be suitable for the operation of the actuator A in addition to the hydraulic oil.

そして、液圧ポンプ1は、シリンダCをアクチュエータとして動作させるアクチュエータ回路5中に組み込まれ、アクチュエータ回路5は、ループ通路6と、ループ通路6中に設けた二つのソレノイド切換弁7,8と、ループ通路6から分岐する二つの分岐通路9,10と、分岐通路9,10のうち低圧側をアキュムレータ11に連通する低圧選択弁12とを備えて構成されている。   The hydraulic pump 1 is incorporated in an actuator circuit 5 that operates the cylinder C as an actuator. The actuator circuit 5 includes a loop passage 6 and two solenoid switching valves 7 and 8 provided in the loop passage 6. Two branch passages 9 and 10 branched from the loop passage 6 and a low pressure selection valve 12 communicating the low pressure side of the branch passages 9 and 10 to the accumulator 11 are provided.

詳細には、液圧ポンプ1は、シリンダCの一方室R1と他方室R2とを連通するループ通路6の途中に設けられ、この場合、モータMによって駆動される双方向吐出型のポンプとして構成されている。なお、液圧ポンプ1で生じる漏れ液圧はアキュムレータ11で回収されるようになっている。   Specifically, the hydraulic pump 1 is provided in the middle of a loop passage 6 that connects the one chamber R1 and the other chamber R2 of the cylinder C. In this case, the hydraulic pump 1 is configured as a bidirectional discharge pump that is driven by the motor M. Has been. The leakage liquid pressure generated by the hydraulic pump 1 is collected by the accumulator 11.

また、ループ通路6の途中であって、液圧ポンプ1と一方室R1との間には、ノーマルクローズのソレノイド切換弁7が介装され、さらに、液圧ポンプ1と他方室R2との間にも、ノーマルクローズのソレノイド切換弁8が介装されている。   A normally closed solenoid switching valve 7 is interposed in the middle of the loop passage 6 between the hydraulic pump 1 and the one chamber R1, and further between the hydraulic pump 1 and the other chamber R2. In addition, a normally closed solenoid switching valve 8 is interposed.

ソレノイド切換弁7は、液圧ポンプ1と一方室R1とを連通する連通ポジションと、液圧ポンプ1から一方室R1への流れのみを許容する遮断ポジションとを備えたバルブ7aと、遮断ポジションを採るようにバルブ7aを附勢するバネ7bと、通電時にバルブ7aをバネ7bに対向して連通ポジションに切換えるソレノイド7cとを備えて構成され、他方のソレノイド切換弁8は、液圧ポンプ1と他方室R2とを連通する連通ポジションと、液圧ポンプ1から他方室R2への流れのみを許容する遮断ポジションとを備えたバルブ8aと、遮断ポジションを採るようにバルブ8aを附勢するバネ8bと、通電時にバルブ8aをバネ8bに対向して連通ポジションに切換えるソレノイド8cとを備えて構成されている。   The solenoid switching valve 7 includes a valve 7a having a communication position that allows the fluid pressure pump 1 and the one chamber R1 to communicate with each other, and a shut-off position that allows only the flow from the fluid pressure pump 1 to the one chamber R1. A spring 7b for energizing the valve 7a and a solenoid 7c for switching the valve 7a to the communication position opposite to the spring 7b when energized, and the other solenoid switching valve 8 is connected to the hydraulic pump 1 A valve 8a having a communication position that communicates with the other chamber R2, a shut-off position that allows only the flow from the hydraulic pump 1 to the other chamber R2, and a spring 8b that biases the valve 8a to take the shut-off position And a solenoid 8c that switches the valve 8a to the communication position opposite to the spring 8b when energized.

さらに、分岐通路9は、ループ通路6の途中であってソレノイド切換弁7と液圧ポンプ1との間から分岐し、他方の分岐通路10は、ループ通路6の途中であってソレノイド切換弁8と液圧ポンプ1との間から分岐しており、これら分岐通路9,10のうち、低圧側が低圧選択弁12によってアキュムレータ11へ連通される。   Further, the branch passage 9 branches from the solenoid switching valve 7 and the hydraulic pump 1 in the middle of the loop passage 6, and the other branch passage 10 is in the middle of the loop passage 6 and the solenoid switching valve 8. And the hydraulic pump 1 are branched from each other, and the low pressure side of these branch passages 9 and 10 is communicated to the accumulator 11 by the low pressure selection valve 12.

低圧選択弁12は、分岐流路9をアキュムレータ11に連通する一方側連通ポジションと、分岐流路10をアキュムレータ11に連通する他方側連通ポジションと、分岐流路9,10の双方をアキュムレータ11に連通する双方連通ポジションとを備えたバルブ12aと、バルブ12aを他方側連通ポジションに切換えるように分岐流路9の圧力を作用させるパイロット通路12bと、バルブ12aを一方側連通ポジションに切換えるように分岐流路10の圧力を作用させるパイロット通路12cとを備え、中立位置では双方連通ポジションを採るように構成されている。   The low-pressure selection valve 12 has one side communication position for communicating the branch flow path 9 to the accumulator 11, the other side communication position for communicating the branch flow path 10 to the accumulator 11, and both the branch flow paths 9 and 10 to the accumulator 11. A valve 12a having a both-side communication position that communicates, a pilot passage 12b that applies the pressure of the branch passage 9 so as to switch the valve 12a to the other-side communication position, and a branch that switches the valve 12a to the one-side communication position A pilot passage 12c that applies the pressure of the flow path 10 and is configured to take a two-way communication position in the neutral position.

したがって、分岐流路9側の圧力が分岐流路10側の圧力を上回ると、低圧選択弁12は、他方側連通ポジションを採って分岐流路10をアキュムレータ11に連通し、反対に、分岐流路10側の圧力が分岐流路9側の圧力を上回ると、低圧選択弁12は、一方側連通ポジションを採って分岐流路9をアキュムレータ11に連通する。   Therefore, when the pressure on the branch flow path 9 side exceeds the pressure on the branch flow path 10 side, the low pressure selection valve 12 takes the other side communication position and communicates the branch flow path 10 with the accumulator 11. When the pressure on the path 10 side exceeds the pressure on the branch flow path 9 side, the low pressure selection valve 12 takes the one-side communication position and connects the branch flow path 9 to the accumulator 11.

すなわち、ソレノイド切換弁7,8をそれぞれ連通ポジションとして、液圧ポンプ1を一方室R1へ液圧を供給するように駆動すると、一方室R1内に液圧が供給されてシリンダCにおけるロッド4が、図1および図2中、右方へ推進され、車体Bを反時計周りに傾斜させることができ、反対に、ソレノイド切換弁7,8をそれぞれ連通ポジションとして、液圧ポンプ1を他方室R2へ液圧を供給するように駆動すると、他方室R2内に液圧が供給されてシリンダCにおけるロッド4が、図1および図2中、左方へ推進され、車体Bを時計周りに傾斜させることができる。つまり、当該アクチュエータAを、車体を傾斜させるアクチュエータとして機能させることができる。   That is, when the solenoid switching valves 7 and 8 are respectively set to the communication positions and the hydraulic pump 1 is driven so as to supply the hydraulic pressure to the one chamber R1, the hydraulic pressure is supplied into the one chamber R1 and the rod 4 in the cylinder C is moved. 1 and 2, the vehicle body B can be tilted counterclockwise while being propelled to the right, and conversely, the solenoid switch valves 7 and 8 are set to the communication positions, and the hydraulic pump 1 is connected to the other chamber R2. When the hydraulic pressure is driven, the hydraulic pressure is supplied into the other chamber R2 and the rod 4 in the cylinder C is propelled to the left in FIGS. 1 and 2 to tilt the vehicle body B clockwise. be able to. That is, the actuator A can function as an actuator that tilts the vehicle body.

そして、液圧ポンプ1を一方室R1へ液圧を供給するように駆動する場合、液圧ポンプ1は、低圧側となる他方室R2から、あるいは、低圧選択弁12によって選択される分岐流路10を介してアキュムレータ11から、あるいは、その両方から液体を吸い込んで、一方室R1側へ液体を吐出する。反対に、液圧ポンプ1を他方室R2へ液圧を供給するように駆動する場合、液圧ポンプ1は、低圧側となる一方室R1から、あるいは、低圧選択弁12によって選択される分岐流路9を介してアキュムレータ11から、あるいは、その両方から液体を吸い込んで、他方室R2側へ液体を吐出する。   When the hydraulic pump 1 is driven so as to supply the hydraulic pressure to the one chamber R1, the hydraulic pump 1 is branched from the other chamber R2 on the low pressure side or selected by the low pressure selection valve 12. The liquid is sucked from the accumulator 11 or both through 10 and discharged to the one chamber R1 side. On the contrary, when the hydraulic pump 1 is driven so as to supply the hydraulic pressure to the other chamber R2, the hydraulic pump 1 is branched from the one chamber R1 on the low pressure side or by the low pressure selection valve 12. The liquid is sucked from the accumulator 11 or both through the path 9 and discharged to the other chamber R2 side.

したがって、液圧ポンプ1は、液体の圧縮等による体積減少が生じても、アキュムレータ11から液体の供給を受け、問題なく一方室R1および他方室R2のうち希望する圧力室へ液圧を供給することができる。   Therefore, the hydraulic pump 1 receives the supply of the liquid from the accumulator 11 even if the volume is reduced due to the compression of the liquid, and supplies the hydraulic pressure to the desired pressure chamber of the one chamber R1 and the other chamber R2 without any problem. be able to.

また、シリンダCの推力発生方向が逆転する折には、一方室R1の圧力と他方室R2の圧力の高低が逆転するので、低圧選択弁12は、一端中立位置の双方連通ポジションを経由して切換わり、分岐流路9,10を一度アキュムレータ11に連通して一方室R1および他方室R2内の蓄圧を防止することができる。   Further, when the thrust generation direction of the cylinder C is reversed, the pressure in the one chamber R1 and the pressure in the other chamber R2 are reversed, so that the low pressure selection valve 12 passes through both communication positions at one end neutral position. By switching, the branch passages 9 and 10 can be once communicated with the accumulator 11 to prevent pressure accumulation in the one chamber R1 and the other chamber R2.

なお、低圧選択弁12は、液体の温度上昇による内圧増大の防止、液体の温度低下による負圧の防止、およびシリンダCの製作加工誤差による一方室R1と他方室R2の容積差によるアキュムレータからの液体の供給等のために設けられている。   Note that the low pressure selection valve 12 prevents an increase in the internal pressure due to a rise in the temperature of the liquid, a negative pressure due to a drop in the temperature of the liquid, and a pressure difference from the accumulator due to a volume difference between the one chamber R1 and the other chamber R2 due to a manufacturing process error of the cylinder C. It is provided for liquid supply and the like.

また、この実施の形態の場合、シリンダCの変位(シリンダCにおける容器2に対するロッド4の変位)をセンシングするストロークセンサ30を備えており、ストロークセンサ30で検知するシリンダCの変位に基づいて、後述の制御部20によって、液圧ポンプ1を駆動するモータMが制御されるようになっている。   Further, in the case of this embodiment, a stroke sensor 30 for sensing displacement of the cylinder C (displacement of the rod 4 with respect to the container 2 in the cylinder C) is provided, and based on the displacement of the cylinder C detected by the stroke sensor 30, A motor M that drives the hydraulic pump 1 is controlled by a control unit 20 described later.

転じて、本実施の形態におけるアクチュエータAは、ダンパ回路13を備えており、このダンパ回路13について説明する。ダンパ回路13は、制御部20によって死活が選択され、鉄道車両が直線走行中に有効とされるが、その他にも失陥時のほか鉄道車両の走行速度が低速である際にも有効とされてシリンダCをダンパとして機能させるようになっている。なお、ダンパ回路13が有効とされる低速の範囲は、任意に設定することができるが、たとえば、50km/h程度以下の範囲に設定される。また、実際には、図示しない抑止シリンダがアクチュエータAと併設されて鉄道車両の台車Wに設けられていて、鉄道車両の走行速度が低速である際には当該抑止シリンダが車体Bの傾斜を抑止するので、この車体傾斜抑止を邪魔しないようにシリンダCをダンパとして機能させる。   In turn, the actuator A in the present embodiment includes a damper circuit 13, and the damper circuit 13 will be described. The damper circuit 13 is activated when the control unit 20 selects life and death, and is effective when the railway vehicle is traveling straight. However, the damper circuit 13 is also effective when the traveling speed of the railway vehicle is low in addition to a failure. The cylinder C functions as a damper. The low speed range in which the damper circuit 13 is effective can be set arbitrarily, but is set to a range of about 50 km / h or less, for example. In practice, a deterrence cylinder (not shown) is provided alongside the actuator A and provided in the railway vehicle carriage W. When the travel speed of the railway vehicle is low, the deterrence cylinder deters the inclination of the vehicle body B. Therefore, the cylinder C is made to function as a damper so as not to disturb the vehicle body tilt suppression.

そして、ダンパ回路13は、シリンダC内の二つの圧力室R1,R2を連通する流路14を備えており、この流路14は、減衰力発生要素15とソレノイド切換弁16とが設けられるメイン流路14aと、一方室R1からメイン流路14aに向かう流れのみを許容する一方側上流路14bと、他方室R2からメイン流路14aに向かう流れのみを許容する他方側上流路14cと、メイン流路14aから一方室R1へ向かう流れのみを許容する一方側下流路14dと、メイン流路14aから他方室R2へ向かう流れのみを許容する他方側下流路14eとを備えて構成されている。   The damper circuit 13 includes a flow path 14 that communicates the two pressure chambers R1 and R2 in the cylinder C. The flow path 14 is provided with a damping force generating element 15 and a solenoid switching valve 16. A flow path 14a, an upper flow path 14b that allows only a flow from one chamber R1 to the main flow path 14a, an upper flow path 14c that allows only a flow from the other chamber R2 to the main flow path 14a, One side lower flow path 14d allowing only the flow from the flow path 14a toward the one chamber R1 and the other side lower flow path 14e allowing only the flow from the main flow path 14a toward the other chamber R2 are provided.

一方側上流路14bは、途中に一方室R1からメイン流路14aへ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁17aを備え、この逆止弁17aによって一方側上流路14bを一方室R1からメイン流路14aへ向かう一方通行の通路としている。他の他方側上流路14c、一方側下流路14d、他方側下流路14eの途中にも同様に、それぞれ逆止弁17b,17c,17dが設けられ、それぞれ上記した通りの一方通行の通路となるように設定されている。   The one-side upper flow path 14b includes a check valve 17a that allows only a liquid flow from the one chamber R1 to the main flow path 14a in the middle, and the check valve 17a causes the one-side upper flow path 14b to be connected to the main chamber R1 from the main chamber R1. This is a one-way passage toward the flow path 14a. Similarly, check valves 17b, 17c, and 17d are respectively provided in the middle of the other upper flow path 14c, the one lower flow path 14d, and the other lower flow path 14e, and serve as one-way paths as described above. Is set to

本実施の形態にあっては、このように流路14が構成されることで、液体は、メイン流路14aを一方側上流路14bおよび他方側上流路14cに接続されている方を上流として、一方側下流路14dおよび他方側下流路14eに接続されている下流側へ流れることになり、メイン流路14aも一方通行とされている。   In the present embodiment, the flow path 14 is configured in this way, so that the liquid has the main flow path 14a as the upstream connected to the one-side upper flow path 14b and the other-side upper flow path 14c. , It flows to the downstream side connected to the one side lower flow path 14d and the other side lower flow path 14e, and the main flow path 14a is also one-way.

また、メイン流路14aの下流は、接続通路14fを介して上述のアキュムレータ11に接続され、メイン流路14aの下流の圧力はアキュムレータ11と同圧となるように設定されている。   The downstream of the main flow path 14a is connected to the accumulator 11 via the connection passage 14f, and the pressure downstream of the main flow path 14a is set to be the same as that of the accumulator 11.

そして、メイン流路14aの途中に設けられる減衰力発生要素15は、自身の上流側の圧力に応じて流路面積を調節する減衰バルブ15aと、当該減衰バルブ15aに並列配置される固定絞り15bとで構成され、メイン流路14aの上流側の圧力が低いときには、減衰バルブ15aが開かず、液体に固定絞り15bを通過させ、流量が増加して固定絞り15bによる圧力損失が大きくなり上流側の圧力が減衰バルブ15aのクラッキング圧を上回るようになると、減衰バルブ15aが開いて液体は減衰バルブ15aをも介してメイン流路14aの下流側へ流れるようになる。   The damping force generating element 15 provided in the middle of the main channel 14a includes a damping valve 15a that adjusts the channel area according to its upstream pressure, and a fixed throttle 15b that is arranged in parallel with the damping valve 15a. When the pressure on the upstream side of the main flow path 14a is low, the damping valve 15a is not opened, the liquid is allowed to pass through the fixed throttle 15b, the flow rate is increased, and the pressure loss due to the fixed throttle 15b increases, and the upstream side When the pressure exceeds the cracking pressure of the damping valve 15a, the damping valve 15a opens and the liquid flows to the downstream side of the main flow path 14a also through the damping valve 15a.

このように、減衰力発生要素15は、液体がメイン流路14aを流れる際に、この流れに減衰バルブ15aと固定絞り15bとで抵抗を与えて、シリンダCの伸縮を抑制する減衰力を発揮させる発生源として機能する。   Thus, when the liquid flows through the main flow path 14a, the damping force generating element 15 exerts a damping force that suppresses expansion and contraction of the cylinder C by applying resistance to the flow by the damping valve 15a and the fixed throttle 15b. Function as a source of

さらに、ソレノイド切換弁16は、ノーマルオープンの切換弁とされ、メイン流路14aを開放する連通ポジションと、メイン流路14aを遮断する遮断ポジションとを備えたバルブ16aと、連通ポジションを採るようにバルブ16aを附勢するバネ16bと、通電時にバルブ16aをバネ16bに対向して遮断ポジションに切換えるソレノイド16cとを備えて構成されている。   Further, the solenoid switching valve 16 is a normally open switching valve, and adopts a communication position with a valve 16a having a communication position for opening the main flow path 14a and a blocking position for blocking the main flow path 14a. A spring 16b that biases the valve 16a and a solenoid 16c that switches the valve 16a to the cut-off position opposite to the spring 16b when energized are provided.

ここで、ソレノイド切換弁7,8が遮断ポジションであってアクチュエータ回路5側でシリンダCを駆動しない状態を考えると、ソレノイド切換弁16が遮断ポジションを採ると、メイン流路14aが遮断状態に維持されてダンパ回路13は機能せず、シリンダCの一方室R1と他方室R2との連通が断たれた状態となるので、シリンダCは伸縮不能なロック状態とされる。   Here, considering that the solenoid switching valves 7 and 8 are in the cutoff position and the cylinder C is not driven on the actuator circuit 5 side, the main flow path 14a is maintained in the cutoff state when the solenoid switching valve 16 takes the cutoff position. Thus, the damper circuit 13 does not function and the communication between the one chamber R1 and the other chamber R2 of the cylinder C is cut off, so that the cylinder C is locked so as not to expand and contract.

他方、シリンダCをダンパとして機能させる場合、ソレノイド切換弁16を連通ポジションに切換えてメイン流路14aを開放状態としてダンパ回路13が有効となる。この状態でシリンダCに外力が作用すると、液体は流路14を介して、一方室R1から他方室R2へ、あるいは、他方室R2から一方室R1へと移動可能となり、また、上記移動に際して必ずメイン流路14aの減衰力発生要素15を通過するので、シリンダCは外力による強制伸縮に対して伸縮を抑制する減衰力を発揮し、シリンダCをダンパとして機能させることができるようになる。なお、ソレノイド切換弁16が連通ポジションを採る場合、ダンパ回路13は、アクチュエータ回路5の状態に関わらず有効となるが、ソレノイド切換弁7,8を遮断ポジションとするとアクチュエータ回路5が機能せずダンパ回路13のみが有効となり、ソレノイド切換弁7,8を連通ポジションとするとアクチュエータ回路5とダンパ回路13の双方が有効となる。   On the other hand, when the cylinder C is caused to function as a damper, the solenoid switching valve 16 is switched to the communication position, the main flow path 14a is opened, and the damper circuit 13 becomes effective. When an external force is applied to the cylinder C in this state, the liquid can move from the one chamber R1 to the other chamber R2 or from the other chamber R2 to the one chamber R1 via the flow path 14. Since it passes through the damping force generation element 15 of the main flow path 14a, the cylinder C exhibits a damping force that suppresses expansion and contraction against forced expansion and contraction due to external force, and the cylinder C can function as a damper. When the solenoid switching valve 16 takes the communication position, the damper circuit 13 is effective regardless of the state of the actuator circuit 5. However, when the solenoid switching valves 7 and 8 are set to the cutoff position, the actuator circuit 5 does not function and the damper circuit 13 does not function. When only the circuit 13 is effective and the solenoid switching valves 7 and 8 are set to the communication position, both the actuator circuit 5 and the damper circuit 13 are effective.

すなわち、ソレノイド切換弁16によって、ダンパ回路13を有効と無効のいずれかの状態に選択的に切換えることができる。   That is, the solenoid switching valve 16 can selectively switch the damper circuit 13 between the valid state and the invalid state.

また、いわゆる失陥時にあってアクチュエータAへの電流供給が断たれると、バネ7b,8bによってソレノイド切換弁7,8が遮断ポジションとなり、ソレノイド切換弁16がバネ16bによって連通ポジションとなって、アクチュエータ回路5は機能せずにダンパ回路13のみが有効となって、シリンダCはダンパとして機能することになる。   Further, when the current supply to the actuator A is cut off at the time of so-called failure, the solenoid switching valves 7 and 8 are set to the cutoff position by the springs 7b and 8b, and the solenoid switching valve 16 is set to the communication position by the spring 16b. The actuator circuit 5 does not function and only the damper circuit 13 is effective, and the cylinder C functions as a damper.

戻って、このダンパ回路13では、一方室R1と他方室R2とを連通するリリーフ流路18と、リリーフ流路18の途中に設けたリリーフ弁19とを備えている。   Returning, the damper circuit 13 includes a relief flow path 18 that communicates the one chamber R1 and the other chamber R2, and a relief valve 19 provided in the middle of the relief flow path 18.

リリーフ流路18は、具体的には、減衰力発生要素15およびソレノイド切換弁16を迂回してメイン流路14aの上流と下流を連通することによって、一方室R1と他方室R2とを連通している。   Specifically, the relief flow path 18 bypasses the damping force generation element 15 and the solenoid switching valve 16, and communicates the one chamber R1 and the other chamber R2 by communicating the upstream and downstream of the main flow path 14a. ing.

そして、ソレノイド切換弁16の開閉に関わらず、シリンダCに伸縮方向の過大な入力があって、一方室R1あるいは他方室R2内の圧力が所定圧を超える異常高圧となると、リリーフ弁19が開放動作して、異常高圧となった一方室R1あるいは他方室R2の一方の圧力を低圧側の他方へ逃がして、アクチュエータAのシステム全体を保護するようになっている。また、液体の体積が減少する場合には、ソレノイド切換弁7,8が連通ポジション、遮断ポジションを問わずに一方室R1および他方室R2とアキュムレータ11との連通を許容するのでアキュムレータ11から一方室R1および他方室R2に液体が供給されることになる。このように、この実施の形態のアクチュエータAでは、上記回路構成を採用することで、温度変化による液体の体積補償される。このように、ソレノイド切換弁7,8における遮断ポジションにおいて、ループ通路6を遮断していても温度低下に伴う体積補償を行うことを可能とするためアキュムレータ11から一方室R1および他方室R2へ向かう流れを許容するようにしているが、当該体積補償をアクチュエータ回路5において行わない場合には、遮断ポジションにおいてループ通路6における双方向の流れを遮断するようにしてもよい。   Regardless of whether the solenoid switching valve 16 is opened or closed, if the cylinder C has an excessive input in the expansion / contraction direction and the pressure in the one chamber R1 or the other chamber R2 becomes an abnormally high pressure exceeding a predetermined pressure, the relief valve 19 is opened. In operation, the pressure of one of the one chamber R1 or the other chamber R2 that has become an abnormally high pressure is released to the other of the low pressure side to protect the entire system of the actuator A. When the volume of the liquid decreases, the solenoid switching valves 7 and 8 allow the one chamber R1 and the other chamber R2 and the accumulator 11 to communicate with each other regardless of the communication position or the shut-off position. The liquid is supplied to R1 and the other chamber R2. As described above, in the actuator A of this embodiment, the volume of the liquid due to the temperature change is compensated by adopting the above circuit configuration. In this way, at the shut-off position of the solenoid switching valves 7 and 8, the accumulator 11 goes to the one chamber R1 and the other chamber R2 in order to enable volume compensation accompanying a temperature drop even when the loop passage 6 is shut off. Although the flow is allowed, when the volume compensation is not performed in the actuator circuit 5, the bidirectional flow in the loop passage 6 may be blocked at the blocking position.

つづいて、アクチュエータAにおけるモータMを制御する制御部20は、図3に示すように、鉄道車両が走行中の区間が直線区間であるか曲線区間であるかを示す区間種別信号と、鉄道車両の走行速度を示す速度信号とを受け取ってシリンダCをアクチュエータとして機能させるかダンパとして機能させるかを判断する判断部21と、判断部21にてシリンダCをアクチュエータとして機能させる場合に、鉄道車両の走行状態から車体傾斜角度の目標値を決定する図外の上位装置から入力されるシリンダCの目標変位Xとストロークセンサ30が出力する実際の変位Xとに基づいてモータドライバ23へ与える速度指令Vを生成する速度指令生成部22と、速度指令生成部22から出力される速度指令Vを受け取ってアクチュエータAにおける液圧ポンプ1のモータMを駆動するモータドライバ23と、アクチュエータ回路5に設けたソレノイド切換弁7,8およびダンパ回路13に設けたソレノイド切換弁16を駆動するソレノイド駆動部24とを備えて構成されている。 Subsequently, as shown in FIG. 3, the control unit 20 that controls the motor M in the actuator A includes a section type signal indicating whether the section in which the railway vehicle is traveling is a straight section or a curved section, and the railway vehicle. A determination unit 21 that receives a speed signal indicating the traveling speed of the vehicle and determines whether the cylinder C functions as an actuator or a damper, and when the determination unit 21 causes the cylinder C to function as an actuator, A speed command to be given to the motor driver 23 based on the target displacement X * of the cylinder C input from a host device (not shown) that determines the target value of the vehicle body inclination angle from the running state and the actual displacement X output from the stroke sensor 30. a speed command generator 22 for generating a V *, the actuator receives the speed command V * outputted from the speed command generating section 22 A motor driver 23 for driving the motor M of the hydraulic pump 1, a solenoid switching valve 7, 8 provided in the actuator circuit 5, and a solenoid driving unit 24 for driving the solenoid switching valve 16 provided in the damper circuit 13. It is configured.

以下、各部について詳細に説明すると判断部21は、区間種別信号と速度信号から、鉄道車両が現在走行中の区間が直線区間であるか曲線区間であるかを把握し、鉄道車両の走行速度を把握する。この区間種別信号と速度信号は、たとえば、鉄道車両の走行状態を監視する図外の車両モニタから得ることができる。なお、区間種別と速度の情報を車両モニタ以外の装置から得てもよい。   Hereinafter, each part will be described in detail. The determination unit 21 grasps from the section type signal and the speed signal whether the section on which the railway vehicle is currently traveling is a straight section or a curved section, and determines the traveling speed of the railway vehicle. To grasp. The section type signal and the speed signal can be obtained from a vehicle monitor (not shown) that monitors the running state of the railway vehicle, for example. The section type and speed information may be obtained from a device other than the vehicle monitor.

そして、判断部21は、鉄道車両の走行速度が50km/h未満である場合、上述した図外の抑止シリンダの車体傾斜抑止を阻害しないようにシリンダCをダンパとして機能させる判断を行い、鉄道車両の走行速度が50km/h以上である場合には、鉄道車両が直線区間を走行中であるか曲線区間を走行中であるかによって、以下のように判断する。なお、上記したところでは、50km/hを判断基準としてシリンダCをダンパとして機能させるか否かを判断するようになっているが、判断基準における走行速度は、50km/h以外の速度を基準としてもよい。   Then, when the traveling speed of the railway vehicle is less than 50 km / h, the determination unit 21 determines that the cylinder C functions as a damper so as not to inhibit the vehicle body inclination inhibition of the inhibition cylinder (not shown) described above. When the traveling speed is 50 km / h or more, the following determination is made depending on whether the railway vehicle is traveling in a straight section or a curved section. In the above, it is determined whether or not the cylinder C functions as a damper using 50 km / h as a determination criterion, but the traveling speed in the determination criterion is based on a speed other than 50 km / h. Also good.

戻って、判断部21は、鉄道車両の走行速度が50km/h以上であって、鉄道車両が直線区間を走行中である場合には、アクチュエータAの見かけ上の剛性が高いと乗り心地を損なう可能性があるのでシリンダCをダンパとして機能させる判断を行い、逆に、鉄道車両が曲線区間を走行中である場合には、車体Bを傾斜させて超過遠心力を緩和させる必要があるのでシリンダCをアクチュエータとして機能させる判断を行う。   Returning, the determination unit 21 impairs riding comfort when the apparent rigidity of the actuator A is high when the traveling speed of the railway vehicle is 50 km / h or more and the railway vehicle is traveling in a straight section. Since there is a possibility, it is determined that the cylinder C functions as a damper. Conversely, when the railway vehicle is traveling in a curved section, it is necessary to incline the vehicle body B to reduce excess centrifugal force. A determination is made to make C function as an actuator.

判断部21は、判断した結果をダンパ/アクチュエータ切換信号として速度指令生成部22と、ソレノイド駆動部24とに送る。そして、シリンダCをダンパとして機能させる場合、速度指令生成部22は速度指令Vを生成せずに処理を停止し、ソレノイド駆動部24はシリンダCをダンパとして機能させるために、ソレノイド切換弁7,8への電流供給を停止してアクチュエータ回路5におけるループ通路6を遮断し、ソレノイド切換弁16にも電流供給せずダンパ回路13を有効とする。 The determination unit 21 sends the determination result to the speed command generation unit 22 and the solenoid drive unit 24 as a damper / actuator switching signal. When the cylinder C functions as a damper, the speed command generation unit 22 stops the process without generating the speed command V * , and the solenoid drive unit 24 causes the solenoid switching valve 7 to function as the cylinder C as a damper. , 8 is stopped, the loop passage 6 in the actuator circuit 5 is shut off, and no current is supplied to the solenoid switching valve 16 so that the damper circuit 13 is enabled.

他方、この判断部21の判断結果が、シリンダCをアクチュエータとして機能させる場合、速度指令生成部22は、速度指令Vを生成してモータ駆動部23へ入力する。ソレノイド駆動部24はシリンダCをアクチュエータとして機能させるために、ソレノイド切換弁7,8へ電流供給してアクチュエータ回路5におけるループ通路6を開放し、ソレノイド切換弁16へ通電して流路14を遮断しダンパ回路13を無効とする。モータ駆動部23は、モータMを速度指令V通りに駆動する。 On the other hand, when the determination result of the determination unit 21 causes the cylinder C to function as an actuator, the speed command generation unit 22 generates a speed command V * and inputs it to the motor drive unit 23. In order to make the cylinder C function as an actuator, the solenoid drive unit 24 supplies current to the solenoid switching valves 7 and 8 to open the loop passage 6 in the actuator circuit 5 and energizes the solenoid switching valve 16 to shut off the flow path 14. The damper circuit 13 is invalidated. The motor drive unit 23 drives the motor M according to the speed command V * .

速度指令生成部22は、ストロークセンサ30が出力する実際の変位Xをフィードバックとして当該変位XとシリンダCの目標変位Xの偏差を採り、当該偏差に基づいてシリンダCを制御する速度指令Vを生成する。 The speed command generation unit 22 takes the deviation between the displacement X and the target displacement X * of the cylinder C using the actual displacement X output from the stroke sensor 30 as feedback, and controls the cylinder C based on the deviation . Is generated.

また、変位フィードバック制御おいて実際の制御対象となるのは、モータMとなるので、速度指令生成部22は、具体的には、目標変位Xと実際の変位Xの偏差をとった後、この偏差に基づいて比例動作、比例積分動作あるいは比例積分微分動作によって速度指令Vを生成し、速度指令Vをモータドライバ23へ入力する。 In addition, since the actual control target in the displacement feedback control is the motor M, the speed command generator 22 specifically takes the deviation between the target displacement X * and the actual displacement X, proportional action on the basis of the deviation, and generates a speed command V * by a proportional integral operation or proportional integral derivative action, inputs the velocity command V * to the motor driver 23.

そして、モータドライバ23は、図示はしないが、速度ループと電流ループとモータMを駆動する駆動回路とを備え、上記の速度指令Vを受け取ると速度ループ処理および電流ループ処理を行って、モータMを実際に駆動するため駆動電流を示す制御指令を生成し、制御指令通りの電流量をモータMへ駆動回路を介して供給する。駆動回路は、たとえば、モータMをPWM駆動する場合には、図示しないPWM信号生成器と、PWM信号に対応したデューティ比および電圧方向でモータMのコイルへ通電する図示しないインバータ回路と備えて構成される。 Although not shown, the motor driver 23 includes a speed loop, a current loop, and a drive circuit that drives the motor M. Upon receiving the speed command V * , the motor driver 23 performs a speed loop process and a current loop process. In order to actually drive M, a control command indicating a drive current is generated, and a current amount according to the control command is supplied to the motor M via a drive circuit. For example, when the motor M is PWM driven, the drive circuit includes a PWM signal generator (not shown) and an inverter circuit (not shown) that energizes the coil of the motor M with a duty ratio and a voltage direction corresponding to the PWM signal. Is done.

具体的には、モータドライバ23は、速度指令Vを速度ループへ入力し、この速度ループにて速度指令VとモータMの実際の速度との偏差である速度偏差を演算し、この速度偏差から電流指令を生成し、電流指令を電流ループに入力して最終的にはモータMを駆動する駆動電流としての制御指令を生成し、この制御指令にしたがって駆動電流をモータMへ出力することになる。 Specifically, the motor driver 23 inputs the speed command V * to the speed loop, and calculates a speed deviation which is a deviation between the speed command V * and the actual speed of the motor M in this speed loop. A current command is generated from the deviation, the current command is input to the current loop, and finally a control command as a drive current for driving the motor M is generated, and the drive current is output to the motor M according to the control command. become.

このように速度指令生成部22とモータドライバ23が上記処理を実行することで、アクチュエータAの実際の変位Xを目標変位Xに精度よく追随させることができるが、目標変位Xと実際の変位Xの偏差εから比例動作、比例積分動作あるいは比例積分微分動作によって直接的に駆動電流でなる制御指令を生成することも可能である。 Thus the speed command generating section 22 and the motor driver 23 by executing the above process, but the actual displacement X of the actuator A can follow precisely the target displacement X *, and the actual target displacement X * It is also possible to generate a control command including a drive current directly from the deviation ε of the displacement X by a proportional operation, a proportional integral operation, or a proportional integral differential operation.

また、ソレノイド駆動部24は、各ソレノイド切換弁7,8,16を駆動する図示しないソレノイドドライバを備えており、判断部21からダンパ/アクチュエータ切換信号を受け取ると、判断部21の判断どおりにシリンダCを機能させるべく、ソレノイド7c,8c,16cへ電流供給し或いは電流供給を停止して各ソレノイド切換弁7,8,16を駆動する。   The solenoid drive unit 24 includes a solenoid driver (not shown) that drives the solenoid switching valves 7, 8, and 16. When a damper / actuator switching signal is received from the determination unit 21, the cylinder is determined according to the determination of the determination unit 21. In order to make C function, current is supplied to the solenoids 7c, 8c, 16c or the current supply is stopped, and the solenoid switching valves 7, 8, 16 are driven.

なお、本実施の形態の制御部20は、ハードウェア資源としては、図示はしないが、ストロークセンサ30が出力するアナログの電圧でなる変位信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、変位信号と上位装置からの目標変位Xと、図外の車両モニタ等から区間種別信号および速度信号とを取り込み、上記各部の処理を実行するCPU(Central Processing Unit)と、上記CPUに記憶領域を提供するRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)と、上記各部の処理を行うためCPUが実行するアプリケーションやオペレーティングシステム等のプログラムを格納するROM(Read Only Memory)と、モータドライバ23における図外の駆動回路と、ソレノイド駆動部24とを備えて構成されており、制御部20における判断部21と速度指令生成部22およびモータドライバ23における駆動回路以外の構成は、CPUが各部の処理を行うためアプリケーションプログラムを実行することで実現することが可能である。 The control unit 20 according to the present embodiment is not illustrated as a hardware resource, but an A / D converter that converts a displacement signal that is an analog voltage output from the stroke sensor 30 into a digital signal, and a displacement A CPU (Central Processing Unit) that captures the signal, the target displacement X * from the host device, the section type signal and the speed signal from a vehicle monitor, etc., not shown, and executes the processing of each part described above, and a storage area in the CPU Provided RAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), ROM (Read Only Memory) for storing programs such as an application and operating system executed by the CPU to perform the processing of each unit, and a drive circuit (not shown) in the motor driver 23 The solenoid drive unit 24 includes a determination unit 21 in the control unit 20, a speed command generation unit 22, and a configuration other than the drive circuit in the motor driver 23. It can be realized by executing.

つづいて、上述の制御部20における処理を図4に示したフローチャートの一例に即して説明すると、ステップS1では、制御部20は、鉄道車両の走行速度が50km/h以上であるか否かを判断し、走行速度が50km/h以上である場合にはステップS2へ移行し、走行速度が50km/h未満である場合には、ステップS4へ移行する。   Next, the processing in the above-described control unit 20 will be described with reference to the example of the flowchart shown in FIG. 4. In step S1, the control unit 20 determines whether or not the traveling speed of the railway vehicle is 50 km / h or higher. When the traveling speed is 50 km / h or more, the process proceeds to step S2, and when the traveling speed is less than 50 km / h, the process proceeds to step S4.

つづいて、ステップS2では、制御部20は、鉄道車両の走行区間が曲線区間であるか否か判断し、走行区間が曲線区間である場合にはステップS3へ移行し、走行区間が曲線区間でない場合にはステップS4へ移行する。   Subsequently, in step S2, the control unit 20 determines whether or not the traveling section of the railway vehicle is a curved section. If the traveling section is a curved section, the control unit 20 proceeds to step S3, and the traveling section is not a curved section. If so, the process proceeds to step S4.

ステップS3では、鉄道車両は50km/h以上の走行速度で曲線区間を走行中であるので、制御部20は、シリンダCをアクチュエータとして機能させるべく、ソレノイド切換弁7,8,16にそれぞれ通電し、実際の変位Xを目標変位Xに追随させるようモータMを制御して車体Bを傾斜させて超過遠心力を緩和する。 In step S3, since the railway vehicle is traveling in a curved section at a traveling speed of 50 km / h or more, the control unit 20 energizes the solenoid switching valves 7, 8, and 16 to cause the cylinder C to function as an actuator. Then, the motor M is controlled so as to cause the actual displacement X to follow the target displacement X * to incline the vehicle body B, thereby relaxing the excess centrifugal force.

他方、ステップS4では、鉄道車両は50km/h未満の走行速度で走行中であって上述の抑止シリンダが車体傾斜抑止を実行しているか、50km/h以上の走行速度で走行中であっても直線区間を走行中であり、この場合は、ソレノイド切換弁7,8,16への通電とモータMの制御とを停止して、シリンダCをダンパとして機能させるようにする。   On the other hand, in step S4, even if the railway vehicle is traveling at a traveling speed of less than 50 km / h and the above-described deterrence cylinder is executing the vehicle body tilt restraint or traveling at a traveling speed of 50 km / h or more. In this case, the energization of the solenoid switching valves 7, 8, and 16 and the control of the motor M are stopped, and the cylinder C functions as a damper.

以上、一連の判断処理が終了すると、引き続き、同じ処理を繰り返して実行し、このようにして、制御部20による処理が継続して実施される。   As described above, when the series of determination processes is completed, the same process is continuously repeated, and thus the process by the control unit 20 is continuously performed.

そして、シリンダCをダンパとして機能させる場合、シリンダCに外力が入力された場合に、当該外力によって伸縮せしめられ易くなるので、これにより、アクチュエータAの見掛け上の剛性を低くすることができる。   When the cylinder C functions as a damper, when an external force is input to the cylinder C, the cylinder C is easily expanded and contracted by the external force, so that the apparent rigidity of the actuator A can be reduced.

このように、本実施の形態のアクチュエータAによれば、50km/h以上の走行速度で走行中であっても直線区間を走行中であって、車体Bを積極的に傾斜させる必要のない状況においては、シリンダCをダンパとして機能させてアクチュエータAの見掛け上の剛性を低くするので、台車Wに入力された振動に対してアクチュエータAが伸縮しやすくなり、車体B側への振動伝播を抑制することができるようになる。また、車両鉄道が50km/h未満の走行速度で走行中であって上述の抑止シリンダが車体傾斜抑止を実行している場合には、シリンダCをダンパとして機能させるので、抑止シリンダによる車体傾斜の抑止を阻害することもない。   As described above, according to the actuator A of the present embodiment, even if the vehicle is traveling at a traveling speed of 50 km / h or more, the vehicle is traveling in a straight section and does not require the vehicle body B to be actively inclined. Since the apparent rigidity of the actuator A is lowered by functioning the cylinder C as a damper, the actuator A is easily expanded and contracted with respect to the vibration input to the carriage W, and vibration propagation to the vehicle body B side is suppressed. Will be able to. Further, when the vehicle railway is traveling at a traveling speed of less than 50 km / h and the above-described deterrence cylinder is executing the body tilt restraint, the cylinder C functions as a damper. It does not hinder deterrence.

それゆえ、液圧式のアクチュエータAを車体傾斜に用いても車両における乗り心地を向上することができるのであり、また、換言すれば、車両における乗り心地を向上することができるので、アクチュエータAの作動流体を液体、たとえば、作動油とすることができ、乗り心地を損なうことなく推進力不足を解消し、車体傾斜の応答性を向上させることができるのである。   Therefore, even when the hydraulic actuator A is used for tilting the vehicle body, the ride comfort in the vehicle can be improved. In other words, the ride comfort in the vehicle can be improved. The fluid can be a liquid, for example, hydraulic oil, so that the lack of propulsive force can be solved without impairing the ride comfort, and the response of the vehicle body tilt can be improved.

つづいて、他の実施の形態のアクチュエータについて説明する。この他の実施の形態のアクチュエータは、ハードウェアとしては、上記した一実施の形態のアクチュエータAと同様の構成を採用しており、シリンダCと、シリンダCに液圧を供給するモータMで駆動される液圧ポンプ1と、シリンダCをダンパとして機能させるダンパ回路13と、シリンダCをアクチュエータとして機能させるアクチュエータ回路5とを備えている。   Next, actuators according to other embodiments will be described. The actuator of the other embodiment adopts the same configuration as the actuator A of the above-described embodiment as hardware, and is driven by a cylinder C and a motor M that supplies hydraulic pressure to the cylinder C. The hydraulic pump 1, the damper circuit 13 that functions the cylinder C as a damper, and the actuator circuit 5 that functions the cylinder C as an actuator are provided.

そして、この他の実施の形態におけるアクチュエータにあっては、シリンダCをダンパとして機能させるダンパ回路13におけるソレノイド切換弁16と、アクチュエータ回路5におけるソレノイド切換弁7,8と、モータMを制御する制御部40における制御が上述のアクチュエータAと異なるのみであり、説明が重複するので、アクチュエータAと同様の部材については同じ符号を付するのみとしてその詳しい説明は省略することとする。   In the actuator according to another embodiment, the solenoid switching valve 16 in the damper circuit 13 that causes the cylinder C to function as a damper, the solenoid switching valves 7 and 8 in the actuator circuit 5, and the control for controlling the motor M. Since the control in the unit 40 is only different from the above-described actuator A and the description thereof is duplicated, the same members as those of the actuator A are simply denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

つづいて、アクチュエータAにおけるモータMを制御する制御部40は、図5および図6に示すように、鉄道車両が走行中の区間が直線区間であるか曲線区間であるかを示す区間種別信号と、鉄道車両の走行速度を示す速度信号とを受け取ってシリンダCをアクチュエータのみとして機能させるか、シリンダCをダンパとしてのみ機能させるか、シリンダCをダンパとして機能させつつモータMを制御するかを判断する判断部41と、鉄道車両の走行状態から車体傾斜角度の目標値を決定する図外の上位装置から入力されるシリンダCの目標変位X’とストロークセンサ30が出力する実際の変位Xとに基づいてモータドライバ43へ与える速度指令V’を生成する速度指令生成部42と、速度指令生成部42から出力される速度指令V’を受け取るとともに判断部41の判断結果に応じて内部で生成する電流指令I’をリミット値にクランプするリミッタ48におけるリミット値を変更しつつアクチュエータAにおける液圧ポンプ1のモータMを駆動するモータドライバ43と、アクチュエータ回路5に設けたソレノイド切換弁7,8およびダンパ回路13に設けたソレノイド切換弁16を駆動するソレノイド駆動部44とを備えて構成されている。 Subsequently, as shown in FIGS. 5 and 6, the control unit 40 that controls the motor M in the actuator A includes a section type signal that indicates whether the section in which the railway vehicle is traveling is a straight section or a curved section. And receiving a speed signal indicating the traveling speed of the railway vehicle and determining whether the cylinder C functions only as an actuator, the cylinder C functions only as a damper, or the motor M is controlled while the cylinder C functions as a damper. The target displacement X * ′ of the cylinder C and the actual displacement X output from the stroke sensor 30, which are input from the determination unit 41, the host device (not shown) that determines the target value of the vehicle body tilt angle from the running state of the railway vehicle. A speed command generator 42 that generates a speed command V * ′ to be given to the motor driver 43 based on the speed command V, and a speed command V output from the speed command generator 42 * 'Is received and the motor M of the hydraulic pump 1 in the actuator A is driven while changing the limit value in the limiter 48 that clamps the current command I * ' generated internally according to the determination result of the determination unit 41 to the limit value. And a solenoid drive unit 44 that drives the solenoid switching valves 7 and 8 provided in the actuator circuit 5 and the solenoid switching valve 16 provided in the damper circuit 13.

以下、各部について詳細に説明すると判断部41は、区間種別信号と速度信号から、鉄道車両が現在走行中の区間が直線区間であるか曲線区間であるかを把握し、鉄道車両の走行速度を把握して、シリンダCをダンパとしてのみ機能させるか、アクチュエータとして機能させるか、あるいは、シリンダCをダンパとして機能させつつ、モータドライバ43におけるリミッタ値を低くしてモータMを制御するかを判断し、速度指令生成部42、モータドライバ43およびソレノイド駆動部44の各部に当該判断に応じた動作を行わせるべく、上記判断結果をダンパ/アクチュエータ切換信号として速度指令生成部42、モータドライバ43およびソレノイド駆動部44とに送るとともに、モータドライバ43のリミッタ48におけるリミット値の変更を指示するリミット値変更信号をモータドライバ43へ送る。   Hereinafter, each part will be described in detail. The determination unit 41 grasps whether the section in which the railway vehicle is currently traveling is a straight section or a curved section from the section type signal and the speed signal, and determines the traveling speed of the railway vehicle. It is determined whether to make the cylinder C function only as a damper, to function as an actuator, or to control the motor M by lowering the limiter value in the motor driver 43 while functioning the cylinder C as a damper. The speed command generator 42, the motor driver 43, and the solenoid are used as the damper / actuator switching signal in order to cause the speed command generator 42, the motor driver 43, and the solenoid driver 44 to perform operations corresponding to the determination. The limit value in the limiter 48 of the motor driver 43 while being sent to the drive unit 44 Send a limit value changing signal instructing the change to the motor driver 43.

速度指令生成部42は、ストロークセンサ30が出力する実際の変位Xをフィードバックとして当該変位XとシリンダCの目標変位X’の偏差を採り、当該偏差に基づいてシリンダCを制御する速度指令V’を生成する。 The speed command generator 42 takes the deviation between the displacement X and the target displacement X * ′ of the cylinder C using the actual displacement X output from the stroke sensor 30 as feedback, and controls the cylinder C based on the deviation. * Generate '.

そして、モータドライバ43は、図6に示すように、速度ループ46、電流ループ47、リミッタ48およびモータMを駆動する駆動回路49とを備え、上記の速度指令V’を受け取ると速度ループ処理および電流ループ処理を行って、モータMを実際に駆動するため駆動電流を示す制御指令E’を生成し、制御指令E’通りの電流量をモータMへ駆動回路を介して供給する。 Then, as shown in FIG. 6, the motor driver 43 includes a speed loop 46, a current loop 47, a limiter 48, and a drive circuit 49 for driving the motor M. Upon receiving the speed command V * ′, a speed loop process is performed. Then, a current loop process is performed to generate a control command E * ′ indicating a drive current for actually driving the motor M, and a current amount according to the control command E * ′ is supplied to the motor M via a drive circuit.

より詳細に各部の動作について説明すると、判断部41は、鉄道車両の走行速度が50km/h未満である場合、シリンダCをダンパとしてのみ機能させる判断を行い、鉄道車両の走行速度が50km/h以上である場合には、鉄道車両が直線区間を走行中であるか曲線区間を走行中であるかによって、以下のように判断する。なお、50km/hを判断基準としてシリンダCをダンパとして機能させるか否かを判断するようになっているが、一実施の形態の判断部21と同様に、判断基準における走行速度は、50km/h以外の速度を基準としてもよい。   The operation of each part will be described in more detail. When the traveling speed of the railway vehicle is less than 50 km / h, the determination unit 41 determines that the cylinder C functions only as a damper, and the traveling speed of the railway vehicle is 50 km / h. In the above case, the following determination is made depending on whether the railway vehicle is traveling in a straight section or a curved section. Note that whether or not the cylinder C is to function as a damper is determined based on 50 km / h as a determination criterion, but, similarly to the determination unit 21 of the embodiment, the traveling speed based on the determination criterion is 50 km / h. A speed other than h may be used as a reference.

戻って、判断部41は、鉄道車両の走行速度が50km/h以上であって、鉄道車両が曲線区間を走行中である場合には、車体Bを傾斜させて超過遠心力を緩和させる必要があるのでシリンダCをアクチュエータとしてのみ機能させる判断を行い、他方、鉄道車両が直線区間を走行中である場合には、シリンダCの見かけ上の剛性が高いと乗り心地を損なう可能性があるのでシリンダCをダンパとして機能させつつ、電流指令I’を制限するリミッタ48におけるリミット値を曲線区間走行時におけるリミット値より低くしてモータMを制御させる判断を行う。 Returning, when the traveling speed of the railway vehicle is 50 km / h or more and the railway vehicle is traveling in a curved section, the determination unit 41 needs to incline the vehicle body B to alleviate excess centrifugal force. Therefore, it is determined that the cylinder C functions only as an actuator. On the other hand, when the railway vehicle is traveling in a straight section, if the apparent rigidity of the cylinder C is high, the ride comfort may be impaired. A determination is made to control the motor M by making the limit value in the limiter 48 that limits the current command I * ′ lower than the limit value at the time of traveling in the curve section while causing C to function as a damper.

判断部41は、判断した結果をダンパ/アクチュエータ切換信号として速度指令生成部42、モータドライバ43およびソレノイド駆動部44とに送るとともに、モータドライバ43のリミッタ48におけるリミット値の変更を指示するリミット値変更信号をモータドライバ43へ送る。   The determination unit 41 sends the determined result as a damper / actuator switching signal to the speed command generation unit 42, the motor driver 43, and the solenoid drive unit 44, and limits the limit value in the limiter 48 of the motor driver 43. A change signal is sent to the motor driver 43.

そして、シリンダCをダンパとしてのみ機能させる場合、速度指令生成部42は速度指令V’を生成せずに処理を停止し、モータドライバ43にあっても処理を停止してモータMへの電流供給を停止し、ソレノイド駆動部44は、シリンダCをダンパとしてのみ機能させるために、ソレノイド切換弁7,8への電流供給を停止してアクチュエータ回路5におけるループ通路6を遮断し、ソレノイド切換弁16にも電流供給せずダンパ回路13を有効とする。 When the cylinder C is caused to function only as a damper, the speed command generator 42 stops the process without generating the speed command V * ′, stops the process even in the motor driver 43, and supplies the current to the motor M. The supply is stopped, and the solenoid drive unit 44 stops the current supply to the solenoid switching valves 7 and 8 and shuts off the loop passage 6 in the actuator circuit 5 so that the cylinder C functions only as a damper. No current is supplied to 16 and the damper circuit 13 is enabled.

また、鉄道車両が50km/h以上の走行速度で曲線区間を走行中であって、上記判断部41の判断結果が、シリンダCをアクチュエータとしてのみ機能させる場合、モータドライバ43は、通常のリミット値を用いて電流指令I’を制限しつつ、制御指令E’を内部生成して、モータ駆動回路を介して制御指令E’通りにモータMへ通電してこれを駆動する。ソレノイド駆動部44は、シリンダCをアクチュエータとしてのみ機能させるために、ソレノイド切換弁7,8へ電流供給してアクチュエータ回路5におけるループ通路6を開放し、ソレノイド切換弁16へ通電して流路14を遮断しダンパ回路13を無効とする。 In addition, when the railway vehicle is traveling in a curved section at a traveling speed of 50 km / h or more and the determination result of the determination unit 41 causes the cylinder C to function only as an actuator, the motor driver 43 determines the normal limit value. 'while limiting the control command E *' current command I * with the internally generated, to drive this by energizing the motor M to the control command E * 'passes through the motor drive circuit. In order to make the cylinder C function only as an actuator, the solenoid drive unit 44 supplies current to the solenoid switching valves 7 and 8 to open the loop passage 6 in the actuator circuit 5 and energizes the solenoid switching valve 16 to supply the flow path 14. And the damper circuit 13 is disabled.

この場合、速度指令生成部42は、ストロークセンサ30が出力する実際の変位Xをフィードバックとして当該変位XとシリンダCの目標変位X’の偏差を採り、当該偏差に基づいてシリンダCを制御する速度指令V’を生成する。 In this case, the speed command generation unit 42 takes the deviation between the displacement X and the target displacement X * ′ of the cylinder C using the actual displacement X output from the stroke sensor 30 as feedback, and controls the cylinder C based on the deviation. A speed command V * 'is generated.

さらに、鉄道車両が50km/h以上の走行速度で直線区間を走行中であって、上記判断部41の判断結果が、シリンダCをダンパとしても機能させつつ、モータMを制御することを要するとなった場合、制御指令生成部42は、通常通りに速度指令V’を生成するが、モータドライバ43は、リミッタ48におけるリミッタ値を曲線区間走行時に使用される通常のリミッタ値よりも低い値に変更して内部生成される電流指令I*’を制限して制御指令E’を生成し、駆動回路49を通じて制御指令E’通りにモータMを駆動する。ソレノイド駆動部44はシリンダCをアクチュエータとしてもダンパとしても機能させるために、ソレノイド切換弁7,8へ電流供給してアクチュエータ回路5におけるループ通路6を開放してアクチュエータ回路5を有効とするとともに、ソレノイド切換弁16へは通電せずに流路14を開放してダンパ回路13を有効とする。 Furthermore, when the railway vehicle is traveling in a straight section at a traveling speed of 50 km / h or higher, the determination result of the determination unit 41 requires that the motor M be controlled while the cylinder C functions as a damper. In this case, the control command generation unit 42 generates the speed command V * ′ as usual, but the motor driver 43 sets the limiter value in the limiter 48 to a value lower than the normal limiter value used during curve section travel. And the control command E * ′ is generated by limiting the current command I * ′ generated internally, and the motor M is driven in accordance with the control command E * ′ through the drive circuit 49. In order to make the cylinder C function as both an actuator and a damper, the solenoid driving unit 44 supplies current to the solenoid switching valves 7 and 8 to open the loop passage 6 in the actuator circuit 5 to make the actuator circuit 5 effective. The solenoid switching valve 16 is not energized, and the flow path 14 is opened to make the damper circuit 13 effective.

速度指令生成部42は、具体的には、図6に示すように、位置ループを備え、車体Bの走行状態から車体傾斜角度の目標値を決定する図外の上位装置から入力されるシリンダCの目標変位X’とストロークセンサ30が出力する実際のシリンダ位置信号Xとの偏差を演算し偏差εを生成する偏差演算部42aと、偏差εの入力を受けて比例動作、比例積分動作或いは比例積分微分動作によって速度指令V’を生成する速度指令演算部42bとを備えている。 Specifically, as shown in FIG. 6, the speed command generation unit 42 includes a position loop, and a cylinder C input from a host device (not shown) that determines a target value of the vehicle body tilt angle from the traveling state of the vehicle body B. a deviation calculating portion 42a target displacement X * 'and the stroke sensor 30 produces a deviation calculates a deviation epsilon X between the actual cylinder position signal X outputted from the proportional operation by receiving an input of the deviation epsilon X, proportional integral And a speed command calculation unit 42b that generates a speed command V * ′ by an operation or a proportional integral differential operation.

また、モータドライバ43は、具体的には、図6に示すように、速度指令生成部42が生成出力する速度指令V’が入力される速度ループ46と、速度ループ46が生成出力する電流指令I’が入力される電流ループ47と、リミッタ48と、駆動回路49を備えて構成され、電流ループ47が生成出力する駆動電流となる制御指令E’通りにアクチュエータAにおける液圧ポンプ1のモータMを駆動するようになっている。 Specifically, as shown in FIG. 6, the motor driver 43 includes a speed loop 46 to which a speed command V * ′ generated and output by the speed command generation unit 42 is input, and a current generated and output by the speed loop 46. A hydraulic pump in the actuator A according to a control command E * ′ that is configured to include a current loop 47 to which the command I * ′ is input, a limiter 48, and a drive circuit 49 and that is a drive current generated and output by the current loop 47. One motor M is driven.

また、速度ループ46は、位置ループ45から入力される速度指令V’とモータM内に設けたロータ位置を検出する図示しない回転位置センサから得られるモータMの実際の速度Vとの偏差を演算し偏差εを生成する偏差演算部46aと、偏差εの入力を受けて比例動作、比例積分動作或いは比例積分微分動作によって電流指令I’を生成する電流指令演算部46bとを備えている。 Further, the speed loop 46 calculates a deviation between the speed command V * ′ input from the position loop 45 and the actual speed V of the motor M obtained from a rotational position sensor (not shown) that detects a rotor position provided in the motor M. includes a deviation calculating unit 46a for generating the calculated deviation epsilon v, proportional operation receives an input of the deviation epsilon v, a current command calculation unit 46b for generating a current command I * 'by a proportional integral operation or proportional integral derivative action ing.

電流ループ47は、速度ループ47から入力される電流指令I’とモータM内に設けたコイルに流れる電流を検出する図示しない電流センサから得られるモータMに実際の電流Iとの偏差を演算し偏差εを生成する偏差演算部47aと、偏差εの入力を受けて、比例動作、或いは積分動作、或いは比例積分微分動作によってモータMを駆動する駆動電流を示す制御指令E’を生成する制御指令演算部47bとを備えている。 The current loop 47 calculates a deviation between the current command I * ′ input from the speed loop 47 and the actual current I in the motor M obtained from a current sensor (not shown) that detects a current flowing in a coil provided in the motor M. a deviation computing unit 47a for generating deviate epsilon I, receives the input of the deviation epsilon I, proportional operation, or integral action, or proportional-integral-derivative operation control command indicating a drive current for driving the motor M by E * 'a And a control command calculation unit 47b to be generated.

また、リミッタ48は、速度ループ46が生成する電流指令I’の絶対値を上限値であるリミッタ値に制限(クランプ)するようになっており、電流指令I’が無制限に大きくなることを防止している。 Further, the limiter 48 limits (clamps) the absolute value of the current command I * ′ generated by the speed loop 46 to the limiter value that is the upper limit value, and the current command I * ′ increases without limit. Is preventing.

そして、モータドライバ43は、リミッタ48のリミッタ値を変更するリミッタ値変更部45を備えており、このリミッタ値変更部45は、鉄道車両が50km/h以上の走行速度で曲線区間を走行中であるときに判断部41が出力するリミッタ値変更信号を受け取ると、リミッタ48におけるリミッタ値を曲線区間走行用のリミッタ値に設定し、対して鉄道車両が50km/h以上の走行速度で直線区間を走行中であるときに判断部41が出力するリミッタ値変更信号を受け取ると、上記リミッタ値を曲線区間走行用のリミッタ値より低い値に設定する。なお、リミッタ値を曲線区間走行用のリミッタ値より低い値に設定する際、リミッタ値をある一定の値に変更するようにしてもよいし、リミッタ値変更部45にて走行速度をモニタしてマップ演算を利用するなどして走行速度に応じてリミッタ値を変更するようにしてもよい。   The motor driver 43 includes a limiter value changing unit 45 that changes the limiter value of the limiter 48. The limiter value changing unit 45 is traveling on a curved section at a traveling speed of 50 km / h or higher. When a limiter value change signal output by the determination unit 41 is received at a certain time, the limiter value in the limiter 48 is set to a limiter value for traveling in a curved section, and the railway vehicle is set to travel at a speed of 50 km / h or higher. When the limiter value change signal output from the determination unit 41 when the vehicle is traveling is received, the limiter value is set to a value lower than the limiter value for traveling in the curve section. The limiter value may be changed to a certain value when the limiter value is set to a value lower than the limit value for traveling in the curve section, or the travel speed may be monitored by the limiter value changing unit 45. The limiter value may be changed according to the traveling speed by using a map calculation or the like.

また、ソレノイド駆動部44は、各ソレノイド切換弁7,8,16を駆動する図示しないソレノイドドライバを備えており、判断部41からダンパ/アクチュエータ切換信号を受け取ると、判断部41の判断どおりにシリンダCを機能させるべく、各ソレノイド切換弁7,8,16を駆動する。   The solenoid drive unit 44 includes a solenoid driver (not shown) that drives the solenoid switching valves 7, 8, and 16. When a damper / actuator switching signal is received from the determination unit 41, the cylinder is determined according to the determination of the determination unit 41. In order to make C function, each solenoid switching valve 7, 8, 16 is driven.

なお、本実施の形態の制御部40は、ハードウェア資源としては、図示はしないが、ストロークセンサ30が出力するアナログの電圧でなる変位信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、変位信号と上位装置からの目標変位X’と、図外の車両モニタ等から区間種別信号および速度信号とを取り込み、上記各部の処理を実行するCPU(Central Processing Unit)と、上記CPUに記憶領域を提供するRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)と、上記各部の処理を行うためCPUが実行するアプリケーションやオペレーティングシステム等のプログラムを格納するROM(Read Only Memory)と、モータドライバ43における駆動回路49と、ソレノイド駆動部44とを備えて構成されており、制御部40における判断部41、速度指令生成部42およびモータドライバ43における駆動回路49以外の構成は、CPUが各部の処理を行うためアプリケーションプログラムを実行することで実現することが可能である。 The control unit 40 according to the present embodiment is not illustrated as a hardware resource, but an A / D converter that converts a displacement signal that is an analog voltage output from the stroke sensor 30 into a digital signal, and a displacement A CPU (Central Processing Unit) that takes in the signal, the target displacement X * ′ from the host device, the section type signal and the speed signal from a vehicle monitor or the like not shown, and executes the processing of each part, and a storage area in the CPU A RAM (Synchronous Dynamic Access Memory), a ROM (Read Only Memory) that stores programs such as an application and an operating system that are executed by the CPU to perform the processing of each unit, and a drive circuit 49 in the motor driver 43 The solenoid drive unit 44 includes a determination unit 41 in the control unit 40, a speed command generation unit 42, and a drive circuit 49 in the motor driver 43. The application program is used because the CPU processes each unit. It is possible to realize by executing.

つづいて、上述の制御部40における処理を図7に示したフローチャートの一例に即して説明すると、ステップS5では、制御部40は、鉄道車両の走行速度が50km/h以上であるか否かを判断し、走行速度が50km/h以上である場合にはステップS6へ移行し、走行速度が50km/h未満である場合には、ステップS9へ移行する。   Next, the processing in the control unit 40 described above will be described with reference to the example of the flowchart shown in FIG. 7. In step S5, the control unit 40 determines whether or not the traveling speed of the railway vehicle is 50 km / h or more. When the traveling speed is 50 km / h or more, the process proceeds to step S6. When the traveling speed is less than 50 km / h, the process proceeds to step S9.

つづいて、ステップS6では、制御部40は、鉄道車両の走行区間が曲線区間であるか否か判断し、走行区間が曲線区間である場合にはステップS7へ移行し、走行区間が曲線区間でない場合にはステップS8へ移行する。   Subsequently, in step S6, the control unit 40 determines whether or not the traveling section of the railway vehicle is a curved section. If the traveling section is a curved section, the control section 40 proceeds to step S7, and the traveling section is not a curved section. If so, the process proceeds to step S8.

ステップS7では、鉄道車両は50km/h以上の走行速度で曲線区間を走行中であるので、制御部40は、シリンダCをアクチュエータとして機能させるべく、ソレノイド切換弁7,8,16にそれぞれ通電し、実際の変位Xを目標変位X’に追随させるようモータMを制御して車体Bを傾斜させて超過遠心力を緩和する。 In step S7, since the railway vehicle is traveling in a curved section at a traveling speed of 50 km / h or more, the control unit 40 energizes the solenoid switching valves 7, 8, and 16 to cause the cylinder C to function as an actuator. Then, the motor M is controlled so as to cause the actual displacement X to follow the target displacement X * ′, and the vehicle body B is tilted to reduce excess centrifugal force.

ステップS8では、鉄道車両は50km/h以上の走行速度で直線区間を走行中であるので、制御部40は、シリンダCをダンパとして機能させつつ電流指令I’を曲線区間走行時のリミッタ値よりも低いリミッタ値で制限しつつモータMを制御する。このため、制御部40は、アクチュエータ回路5とダンパ回路13をともに有効とするべく、ソレノイド切換弁7,8に通電し,ソレノイド切換弁16には電流供給せず、シリンダCの一方室R1および他方室R2をダンパ回路13にてどう通させつつ、電流指令I’を低いリミッタ値で制限することでモータMのトルクを弱めてアクチュエータAの見掛け上の剛性を低くする。 In step S8, since the railway vehicle is traveling in the straight section at a traveling speed of 50 km / h or more, the control unit 40 sets the current command I * ′ to the limit value for traveling in the curved section while functioning the cylinder C as a damper. The motor M is controlled while being limited by a lower limiter value. For this reason, the control unit 40 energizes the solenoid switching valves 7 and 8 so as to make both the actuator circuit 5 and the damper circuit 13 effective, and does not supply current to the solenoid switching valve 16. By restricting the current command I * ′ with a low limiter value while passing the other chamber R2 through the damper circuit 13, the torque of the motor M is weakened and the apparent rigidity of the actuator A is lowered.

また、ステップS9では、鉄道車両は50km/h未満の走行速度で走行中であって上述の抑止シリンダが車体傾斜抑止を実行しているので、この場合は、ソレノイド切換弁7,8,16への通電とモータMの制御とを停止して、シリンダCをダンパとしてのみ機能させるようにする。   In step S9, since the railway vehicle is traveling at a traveling speed of less than 50 km / h and the above-described suppression cylinder is executing the vehicle body tilt suppression, in this case, the solenoid switching valves 7, 8, and 16 are performed. And the control of the motor M are stopped so that the cylinder C functions only as a damper.

以上、一連の判断処理が終了すると、引き続き、同じ処理を繰り返して実行し、このようにして、制御部40による処理が継続して実施される。   As described above, when the series of determination processes is completed, the same process is continuously repeated, and thus the process by the control unit 40 is continuously performed.

そして、シリンダCをダンパとして機能させる場合、シリンダCに外力が入力された場合に、当該外力によって伸縮せしめられ易くなるので、これにより、アクチュエータAの見掛け上の剛性を低くすることができる。また、この実施の形態では、50km/h以上の走行速度で直線区間を走行中には、シリンダCにおける一方室R1と他方室R2とをダンパ回路13で連通しつつ、電流指令I’を低いリミッタ値で制限することでモータMのトルクを低くするので、車体Bの姿勢を安定させつつもアクチュエータAの見掛け上の剛性を低くすることができる。 When the cylinder C functions as a damper, when an external force is input to the cylinder C, the cylinder C is easily expanded and contracted by the external force, so that the apparent rigidity of the actuator A can be reduced. Further, in this embodiment, while traveling in a straight section at a traveling speed of 50 km / h or more, the current command I * ′ is set while the one chamber R1 and the other chamber R2 in the cylinder C are communicated by the damper circuit 13. Since the torque of the motor M is lowered by limiting with a low limiter value, the apparent rigidity of the actuator A can be lowered while the posture of the vehicle body B is stabilized.

このように、本実施の形態のアクチュエータAによれば、50km/h以上の走行速度で走行中であっても直線区間を走行中であって、車体Bを積極的に傾斜させる必要のない状況においては、アクチュエータAの見掛け上の剛性を低くするので、台車Wに入力された振動に対してアクチュエータAが伸縮しやすくなり、車体B側への振動伝播を抑制することができるようになる。また、車両鉄道が50km/h未満の走行速度で走行中であって上述の抑止シリンダが車体傾斜抑止を実行している場合には、シリンダCをダンパとして機能させるので、抑止シリンダによる車体傾斜の抑止を阻害することもない。   As described above, according to the actuator A of the present embodiment, even if the vehicle is traveling at a traveling speed of 50 km / h or more, the vehicle is traveling in a straight section and does not require the vehicle body B to be actively inclined. Since the apparent rigidity of the actuator A is lowered, the actuator A is easily expanded and contracted with respect to the vibration input to the carriage W, and the vibration propagation to the vehicle body B side can be suppressed. Further, when the vehicle railway is traveling at a traveling speed of less than 50 km / h and the above-described deterrence cylinder is executing the body tilt restraint, the cylinder C functions as a damper. It does not hinder deterrence.

それゆえ、液圧式のアクチュエータAを車体傾斜に用いても車両における乗り心地を向上することができるのであり、また、換言すれば、車両における乗り心地を向上することができるので、アクチュエータAの作動流体を液体、たとえば、油とすることができ、乗り心地を損なうことなく推進力不足を解消し、車体傾斜の応答性を向上させることができるのである。   Therefore, even when the hydraulic actuator A is used for tilting the vehicle body, the ride comfort in the vehicle can be improved. In other words, the ride comfort in the vehicle can be improved. The fluid can be liquid, for example, oil, so that the lack of propulsive force can be solved without impairing the ride comfort, and the response of the vehicle body tilt can be improved.

さらに、鉄道車両の走行速度が高速となると、シリンダCをダンパとして機能させつつも、電流指令I’を低いリミッタ値で制限することでモータMのトルクを低く抑えつつ車体Bの姿勢を制御するアクチュエータとしても機能させることができ、車体姿勢を安定させつつも車両における乗り心地を向上させることができる。 Further, when the running speed of the railway vehicle becomes high, the posture of the vehicle body B is controlled while keeping the torque of the motor M low by limiting the current command I * ′ with a low limiter value while allowing the cylinder C to function as a damper. It is also possible to function as an actuator that can improve the riding comfort of the vehicle while stabilizing the vehicle body posture.

なお、上述したところでは、リミッタ48の上限値であるリミット値を曲線区間走行時より低く変更するようにしているが、リミット値を低くする代わりに、あるいは、リミット値を低くすることに加えて、図8に示すように、速度指令生成部42の速度指令演算部45b、電流指令演算部46bおよび制御指令演算部47bにおける制御ゲインのうち一部或いは全部を曲線区間走行時より低く変更するゲイン変更部50を設けて、制御ゲインを低くすることによってモータMのトルクを低くするようにしてもよく、このようにしても、上記した他の実施の形態におけるアクチュエータの作用効果と同様の作用効果を奏することができる。具体的には、ゲイン変更部50は、アクチュエータAをダンパとして機能させる際に制御ゲインを低くすればよいので、判断部41が出力するダンパ/アクチュエータ切換信号を受け取って制御ゲインを変更すればよい。   In the above description, the limit value, which is the upper limit value of the limiter 48, is changed to be lower than when traveling in a curved section, but instead of lowering the limit value or in addition to lowering the limit value. As shown in FIG. 8, a gain that changes a part or all of the control gains in the speed command calculation unit 45 b, current command calculation unit 46 b, and control command calculation unit 47 b of the speed command generation unit 42 to be lower than that during curve section travel. The change unit 50 may be provided to reduce the torque of the motor M by lowering the control gain. Even in this case, the same function and effect as those of the actuators in the other embodiments described above can be obtained. Can be played. Specifically, the gain changing unit 50 only needs to lower the control gain when the actuator A functions as a damper. Therefore, the gain changing unit 50 may receive the damper / actuator switching signal output from the determination unit 41 and change the control gain. .

なお、上記したところでは、車体傾斜の手法として、いわゆる振子式といわれる手法を採用する鉄道車両に、本実施の形態のアクチュエータAを適用しているが、車体Aと台車Wの間の左右のそれぞれに、二つのアクチュエータを縦置きに設置して、各アクチュエータを駆動して車体Bを傾斜させるような場合にも、本発明のアクチュエータAを適用することが可能であるのは当然である。   In the above description, the actuator A according to the present embodiment is applied to a railway vehicle that employs a so-called pendulum method as a vehicle body tilting method. Naturally, the actuator A of the present invention can also be applied to a case where two actuators are installed vertically and the body B is tilted by driving each actuator.

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。   This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.

1 液圧源たる液圧ポンプ
2 容器
3 ピストン
4 ロッド
5 アクチュエータ回路
6 ループ通路
7,8,16 ソレノイド切換弁
7a,8a,16a バルブ
7b,8b,16b バネ
7c,8c,16c ソレノイド
9,10 分岐通路
11 アキュムレータ
12 低圧選択弁
13 ダンパ回路
14 流路
14a メイン流路
14b 一方側上流路
14c 他方側上流路
14d 一方側下流路
14e 他方側下流路
14f 接続通路
15 減衰力発生要素
15a 減衰バルブ
15b 固定絞り
17a,17b,17c,17d 逆止弁
18 リリーフ流路
19 リリーフ弁
20,40 制御部
21,41 判断部
22,42 速度指令生成部
23,43 モータドライバ
24,44 ソレノイド駆動部
30 ストロークセンサ
42a 偏差演算部
42b 速度指令演算部
45 リミッタ値変更部
46 速度ループ
46a 偏差演算部
46b 電流指令演算部
47 電流ループ
47a 偏差演算部
47b 制御指令演算部
48 リミッタ
49 駆動回路
50 ゲイン変更部
A アクチュエータ
B 車体
C シリンダ
R1 圧力室たる一方室
R2 圧力室たる他方室
W 台車
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic pressure pump 2 container 3 Piston 4 Rod 5 Actuator circuit 6 Loop passage 7, 8, 16 Solenoid switching valve 7a, 8a, 16a Valve 7b, 8b, 16b Spring 7c, 8c, 16c Solenoid 9, 10 Branch Passage 11 Accumulator 12 Low pressure selection valve 13 Damper circuit 14 Flow path 14a Main flow path 14b One side upper flow path 14c The other side upper flow path 14d One side lower flow path 14e The other side lower flow path 14f Connection path 15 Damping force generating element 15a Damping valve 15b Fixed Restrictors 17a, 17b, 17c, 17d Check valve 18 Relief flow path 19 Relief valve 20, 40 Control unit 21, 41 Judgment unit 22, 42 Speed command generation unit 23, 43 Motor driver 24, 44 Solenoid drive unit 30 Stroke sensor 42a Deviation calculation unit 42b Speed command calculation unit 45 Limiter value Further section 46 Speed loop 46a Deviation calculation section 46b Current command calculation section 47 Current loop 47a Deviation calculation section 47b Control command calculation section 48 Limiter 49 Drive circuit 50 Gain changing section A Actuator B Car body C Cylinder R1 One chamber R2 as pressure chamber Pressure chamber The other room W cart

Claims (7)

鉄道車両の車体と台車との間に介装されるシリンダとシリンダに液圧を供給するモータで駆動される液圧ポンプとを備え、車体を台車に対して傾斜させるアクチュエータにおいて、シリンダをダンパとして機能させるダンパ回路を設け、鉄道車両が直線走行中にはダンパ回路を有効とすることを特徴とするアクチュエータ。 An actuator that includes a cylinder interposed between a vehicle body and a carriage of a railway vehicle and a hydraulic pump that is driven by a motor that supplies hydraulic pressure to the cylinder. In an actuator that tilts the vehicle body relative to the carriage, the cylinder serves as a damper. An actuator comprising a damper circuit for functioning, wherein the damper circuit is activated when the railway vehicle is traveling in a straight line. シリンダ変位に基づいてモータをフィードバック制御する制御部を備え、鉄道車両が直線走行中には、モータへ供給する電流量を制限する電流リミット値を曲線走行中の電流リミット値より低下させることを特徴とする請求項1に記載の記載のアクチュエータ。 A control unit that feedback-controls the motor based on cylinder displacement is provided, and the current limit value that limits the amount of current supplied to the motor is lowered from the current limit value during curve traveling when the railway vehicle is traveling straight. The actuator according to claim 1. シリンダ変位に基づいてモータをフィードバック制御する制御部を備え、鉄道車両が直線走行中には、フィードバック制御において曲線走行中の制御ゲインより低い制御ゲインを用いてモータを制御することを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ。 A control unit that feedback-controls the motor based on cylinder displacement is provided, and when the railway vehicle is traveling straight, the motor is controlled using a control gain lower than the control gain during curve traveling in the feedback control. Item 3. The actuator according to Item 1 or 2. 制御部は、位置ループを備え、鉄道車両が直線走行中には、位置ループにおける速度制御ゲインを曲線走行中の制御ゲインより低い速度制御ゲインを用いてモータを制御することを特徴とする請求項2または3に記載のアクチュエータ。 The control unit includes a position loop, and controls the motor by using a speed control gain that is lower than a control gain during curve traveling when the railway vehicle is traveling in a straight line. The actuator according to 2 or 3. 制御部は、速度ループを備え、鉄道車両が直線走行中には、速度ループにおける速度制御ゲインを曲線走行中の制御ゲインより低い速度制御ゲインを用いてモータを制御することを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のアクチュエータ。 The control unit includes a speed loop, and controls the motor using a speed control gain that is lower than a control gain during curve traveling when the railway vehicle is traveling in a straight line. The actuator according to any one of 2 to 4. 制御部は、電流ループを備え、鉄道車両が直線走行中には、電流ループにおける速度制御ゲインを曲線走行中の制御ゲインより低い速度制御ゲインを用いてモータを制御することを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載のアクチュエータ。 The control unit includes a current loop, and controls the motor by using a speed control gain that is lower than a control gain during curve traveling when the railway vehicle travels in a straight line. The actuator according to any one of 2 to 5. 直線走行中には、モータの制御を停止することを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。 2. The actuator according to claim 1, wherein control of the motor is stopped during linear running.
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