本发明涉及铁路车辆用减震装置的改良。
背景技术:
铁路车辆上有时设置有铁路车辆用减震装置,该铁路车辆用减震装置具备安装于车身与前后的台车之间的双动式的致动器、检测车身前后的加速度的加速度传感器、以及控制致动器的控制器,并相对于车身的前进方向抑制左右方向的振动。
在这样的铁路车辆用减震装置中,例如如JP-1304A所公开那样,控制器根据加速度传感器检测出的加速度求出致动器应产生的控制力,并使致动器发挥抑制车身振动的推力从而抑制车身的振动。
技术实现要素:
上述铁路车辆用减震装置中的致动器为电动液压缸,通过从由电动机驱动的泵供给至缸体的压力油而进行伸缩动作。
在这样的致动器上搭载有用于驱动电动机的逆变器,在由于电动机驱动时流经逆变器的电流而产生的电磁波等的影响下,在加速度传感器的输出中重叠有噪声而产生漂移。
由在加速度传感器的输出中重叠的噪声所造成的漂移分量为低频,因此,通常采用对加速度传感器的输出进行高通滤波处理来除去漂移分量的方法。
然而,在进行高通滤波处理的情况下,利用加速度传感器检测的加速度与实际的加速度相比相位超前,并且,直到漂移分量被完全除去而输出稳定为止需要时间。因此,在电动机启动时执行减震控制的情况下,尽管实际上未对车身施加加速度,控制器也根据上述漂移分量求出控制力并驱动致动器,因而存在减震效果变差的问题。
相对于此,由于电动机启动时的加速度传感器的漂移量可以预先测量,因此,也尝试将其设定为偏移值,在电动机启动时利用偏移值消除在加速度传感器的输出中包含的漂移分量。
只要漂移量始终固定即可,但是,漂移量有时会因为加速度传感器的老化等而变化,即使使用预先固定了的偏移值对加速度传感器的输出进行校正,也依然存在与实际的加速度产生偏离而导致减震效果变差的问题。
因此,本发明的目的在于提供能够无损于减震效果地从加速度传感器的输出中除去漂移分量的铁路车辆用减震装置。
本发明的铁路车辆用减震装置具备:能够在利用电动机驱动泵的期间卸荷的致动器、设置于车身上且检测车身的左右方向的加速度的加速度传感器、以及根据加速度控制致动器的控制器,在使电动机进行驱动且使致动器进行卸荷期间,测量消除在加速度传感器的输出值中所含的漂移分量的偏移值。
附图说明
图1是搭载了一个实施方式中的铁路车辆用减震装置的铁路车辆的剖面。
图2是致动器的一例的详图。
图3是一个实施方式的铁路车辆用减震装置中的控制器的控制框图。
图4是表示偏移值的测量和确定步骤的流程图。
具体实施方式
以下,根据附图所示的实施方式对本发明进行说明。一个实施方式中的铁路车辆用减震装置V被用作铁路车辆的车身B的减震装置,如图1所示,其构成包括:成对安装于车身B与台车T之间的致动器A、设置于车身B上且检测车身B的左右方向的加速度α的加速度传感器40、以及控制致动器A的控制器C。详细而言,在铁路车辆的情况下,致动器A连接于朝向车身B的下方垂下的插销P上,且成对排列安装于车身B与台车T之间。
台车T旋转自如地保持车轮W,在车身B与台车T之间安装有称为枕簧的悬架弹簧S,从而弹性支撑车身B,由此,允许车身B相对于台车T横向移动。
而且,这些致动器A基本上通过由控制器C进行的主动控制来抑制车身B相对于车辆前进方向在水平横向上的振动。
控制器C根据由加速度传感器40检测出的车身B相对于车辆前进方向的水平横向的加速度α,求出致动器A应产生的控制力F,并对各致动器A发出产生与控制力F对应的推力的指令。这样,铁路车辆用减震装置V使致动器A发挥控制力F,从而抑制车身B的所述横向的振动。
接着,对致动器A的具体结构进行说明。需要说明的是,在图示情况下,对台车T各设置有两个致动器A,但也可以仅设置一个。另外,也可以对各致动器A各设置一个控制器C。
在本例中,如图2所示,致动器A具备:与铁路车辆的车身B和台车T的一方连接的缸体2;滑动自如地插入缸体2内的活塞3;插入缸体2内且与车身B和台车T的另一方以及活塞3连接的杆4;储存工作液体的箱体7;能够从箱体7吸出工作液体并向杆侧室5供给工作液体的泵12;驱动泵12的电动机15;以及控制致动器A的伸缩的切换和推力的液压回路HC,并构成为单杆式的致动器。
另外,在本例中,在上述杆侧室5和活塞侧室6内填充有工作油作为工作液体,并且,在箱体7中除了工作油之外还填充有气体。此外,在箱体7内并不需要特别将气体压缩后填充而成为加压状态。另外,工作液体除了工作油以外还可以利用其它的液体。
液压回路HC具备:设置于连通杆侧室5和活塞侧室6的第一通道8中的第一开关阀9;设置于连通活塞侧室6与箱体7的第二通道10中的第二开关阀11;以及设置于连接杆侧室5与箱体7的排出通道21中且开阀压力可变的可变溢流阀22。
而且,基本而言,当利用第一开关阀9使第一通道8变为连通状态,将第二开关阀11关闭并驱动泵12时,致动器A伸长,当利用第二开关阀11使第二通道10变为连通状态,将第一开关阀9关闭并驱动泵12时,致动器A进行收缩。
以下,对致动器A的各部分详细进行说明。缸体2呈筒状,其图2中的右端被盖13封闭,图2中的左端安装有环状的杆引导件14。另外,移动自如地插入缸体2内的杆4滑动自如地插入上述杆引导件14内。该杆4的一端朝向缸体2外部突出,缸体2内的另一端连接于滑动自如地插入缸体2内的活塞3上。
此外,杆14的外周与缸体2之间通过省略图示的密封部件而被密封,由此,使缸体2内维持为密封状态。而且,在缸体2内通过活塞3划分出的杆侧室5和活塞侧室6内,如上所述那样填充有工作油。
另外,在该致动器A的情况下,将杆4的截面积设为活塞3的截面积的二分之一,从而使活塞3的杆侧室5侧的受压面积为活塞侧室6侧的受压面积的二分之一。因此,若在伸长动作时和收缩动作时使杆侧室5的压力相同,则在伸缩这两者中产生的推力相等,相对于致动器A的位移量的工作油量在伸缩两侧也相同。
详而言之,在使致动器A进行伸长动作时,变为使杆侧室5与活塞侧室6连通的状态。于是,杆侧室5内和活塞侧室6内的压力相等,致动器A产生活塞3的杆侧室5侧与活塞侧室6侧的受压面积差乘以上述压力而得到的推力。反之,在使致动器A进行收缩动作时,将杆侧室5与活塞侧室6的连通断开,变为活塞侧室6与箱体7连通的状态。于是,致动器A产生杆侧室5内的压力乘以活塞3的杆侧室5侧的受压面积而得到的推力。
总之,致动器A所产生的推力在伸缩这二者中均为活塞3的截面积的二分之一乘以杆侧室5的压力而得到的值。因此,在控制该致动器A的推力的情况下,在伸长动作和收缩动作中均只要对杆侧室5的压力进行控制即可。另外,在本例的致动器A中,由于将活塞3的杆侧室5侧的受压面积设定为活塞侧室6侧的受压面积的二分之一,因此,在伸缩两侧产生相同推力时杆侧室5的压力在伸长侧和收缩侧相同,因而控制变得简单。此外,由于相对于位移量的工作油量也相同,因此,具有响应性在伸缩两侧都相同这一优点。此外,即使在未将活塞3的杆侧室5侧的受压面积设定为活塞侧室6侧的受压面积的二分之一的情况下,能够利用杆侧室5的压力控制致动器A的伸缩两侧的推力这一点也不变。
回到之前,在杆4的图2中的左端和将缸体2的右端封闭的盖13具备未图示的安装部,能够将该致动器A安装于铁路车辆的车身B与台车T之间。
而且,杆侧室5与活塞侧室6通过第一通道8而被连通,且在该第一通道8的中途设有第一开关阀9。该第一通道8在缸体2外部将杆侧室5与活塞侧室6连通,但也可以设置于活塞3。
第一开关阀9为电磁开关阀,其具备将第一通道8打开而使杆侧室5与活塞侧室6连通的连通位置、和将第一通道8切断而使杆侧室5与活塞侧室6的连通断开的切断位置。而且,该第一开关阀9在通电时位于连通位置,不通电时位于切断位置。
接着,活塞侧室6与箱体7通过第二通道10而被连通,且在该第二通道10的中途设有第二开关阀11。第二开关阀11为电磁开关阀,其具备将第二通道10打开而使活塞侧室6与箱体7连通的连通位置、和将第二通道10切断而使活塞侧室6与箱体7的连通断开的切断位置。而且,该第二开关阀11在通电时位于连通位置,不通电时位于切断位置。
泵12是通过在控制器C的控制下以规定的转速旋转的电动机15进行驱动,仅朝向一个方向喷出工作油的泵。而且,泵12的喷出口通过供给通道16与杆侧室5连通,而且吸入口与箱体7连通,从而在通过电动机15进行驱动时,泵12从箱体7吸出工作油并向杆侧室5供给工作油。
如上所述,泵12仅向一个方向喷出工作油,不存在旋转方向的切换动作,因此,不存在旋转切换时喷出量变化这一问题,能够使用廉价的齿轮泵等。进而,由于泵12的旋转方向始终为同一方向,因此,不要求作为驱动泵12的驱动源的电动机15具有针对旋转切换的高响应性,与此相应地,电动机15也可以使用廉价的电动机。此外,在供给通道16的中途,设有阻止工作油从杆侧室5朝向泵12倒流的止回阀17。此外,电动机15从由控制器C控制的未图示的逆变电路接受电力供给而被驱动。
进而,如上所述,本例的液压回路HC具备连接杆侧室5与箱体7的排出通道21、和设置于排出通道21的中途且开阀压力可变的可变溢流阀22。
在本例中,可变溢流阀22为比例电磁溢流阀,可以根据被供给的电流量调节开阀压力,当所述电流量最大时将开阀压力设为最小,当未供给电流时将开阀压力设为最大。
这样,在设置排出通道21和可变溢流阀22的情况下,当使致动器A进行伸缩动作时,可以将杆侧室5内的压力调节为可变溢流阀22的开阀压力,从而可以根据向可变溢流阀22供给的电流量控制致动器A的推力。在设置排出通道21和可变溢流阀22的情况下,不需要调节致动器A的推力所需的传感器之类,也无需为了调节泵12的喷出流量而高度控制电动机15。因此,铁路车辆用减震装置V变得廉价,无论是硬件方面还是软件方面均可构建牢固的系统。
此外,在将第一开关阀9打开而将第二开关阀11关闭的情况下,或者将第一开关阀9关闭而将第二开关阀11打开的情况下,无关于泵12的驱动状况,可以对于来自外力的振动输入仅在伸长或收缩的任一方由致动器A发挥阻尼力。因此,例如发挥阻尼力的方向为通过铁路车辆的台车T的振动而使车身B振动的方向的情况下,能够使致动器A作为单向作用的阻尼器发挥作用,以使不向该方向输出阻尼力。因此,该致动器A能够容易地实现基于Karnopp的天棚理论的半主动控制,因而也可以作为半主动阻尼器发挥作用。
此外,在可变溢流阀22使用能够根据所施加的电流量使开阀压力成比例地变化的比例电磁溢流阀时,开阀压力的控制变得简单,但只要是能够调节开阀压力的可变溢流阀,便不限定于比例电磁溢流阀。
而且,与第一开关阀9和第二开关阀11的开关状态无关,在致动器A中存在伸缩方向的过大输入,变为杆侧室5的压力超过开阀压力的状态时,可变溢流阀22将排出通道21打开。这样,可变溢流阀22在杆侧室5的压力达到开阀压力以上时将杆侧室5内的压力朝向箱体7排出,因而能够防止缸体2内的压力变得过大,从而保护致动器A的系统整体。因此,在设置排出通道21和可变溢流阀22的情况下,也能够保护系统。
此外,除了上述构成之外,本例的致动器A中的液压回路HC还具备:仅允许工作油从活塞侧室6朝向杆侧室5流动的整流通道18、和仅允许工作油从箱体7朝向活塞侧室6流动的吸入通道19。因此,在以第一开关阀9及第二开关阀11闭阀的状态使致动器A进行伸缩时,工作油从缸体2内被挤出。而且,由于可变溢流阀22对于从缸体2内排出的工作油的流动施加阻力,因此,在第一开关阀9及第二开关阀11闭阀的状态下,本例的致动器A作为单向流动型的阻尼器发挥作用。
更为详细而言,整流通道18将活塞侧室6与杆侧室5连通,且在中途设置有止回阀18a,从而被设定为仅允许工作油从活塞侧室6向杆侧室5流动的单向通道。进而,吸入通道19将箱体7与活塞侧室6连通,且在中途设置有止回阀19a,从而被设定为仅允许工作油从箱体7向活塞侧室6流动的单向通道。此外,整流通道18在将第一开关阀9的切断位置设为止回阀时可以与第一通道8合并,吸入通道19也可以在将第二开关阀11的切断位置设为止回阀时与第二通道10合并。
在如此构成的致动器A中,即使第一开关阀9和第二开关阀11均位于切断位置,也通过整流通道18、吸入通道19以及排出通道21将杆侧室5、活塞侧室6以及箱体7成串连通。另外,整流通道18、吸入通道19以及排出通道21被设定为单向的通道。因此,当致动器A在外力的作用下伸缩时,工作油必然从缸体2排出并经由排出通路21返回箱体7,缸体2中缺少的工作油经由吸入通道19从箱体7向缸体2内进行供给。上述可变溢流阀22相对于该工作油的流动变为阻力,而将缸体2内的压力调节为开阀压力,因此,致动器A作为被动的单向流动型阻尼器发挥作用。
另外,在无法向致动器A的各设备通电这样的故障时,第一开关阀9和第二开关阀11分别位于切断位置,可变溢流阀22作为开阀压力固定为最大的压力控制阀发挥作用。因此,在这样的故障时,致动器A自动作为被动阻尼器发挥作用。
接着,在使致动器A发挥所希望的伸长方向的推力时,控制器C基本上使电动机15旋转而从泵12向缸体2内供给工作油,并使第一开关阀9位于连通位置,使第二开关阀11位于切断位置。由此,杆侧室5和活塞侧室6变为连通状态,从泵12向两者供给工作油,从而朝向图2中的左侧推动活塞3,使致动器A发挥伸长方向的推力。当杆侧室5内和活塞侧室6内的压力超过可变溢流阀22的开阀压力时,可变溢流阀22打开,工作油经由排出通路21朝向箱体7被排出。因此,杆侧室5内和活塞侧室6内的压力,被控制为根据施加于可变溢流阀22的电流量所确定的可变溢流阀22的开阀压力。而且,致动器A发挥活塞3的活塞侧室6侧与杆侧室5侧的受压面积差乘以通过可变溢流阀22控制的杆侧室5内和活塞侧室6内的压力而得到的值的伸长方向的推力。
相对于此,在使致动器A发挥所希望的收缩方向的推力时,控制器C使电动机15旋转而从泵12向杆侧室5内供给工作油,并使第一开关阀9位于切断位置,使第二开关阀11位于连通位置。由此,活塞侧室6和箱体7变为连通状态,且从泵12向杆侧室5供给工作油,因此,朝向图2中的右侧推动活塞3,由此使致动器A发挥收缩方向的推力。而且,与上述同样地,当调节可变溢流阀22的电流量时,致动器A发挥活塞3的杆侧室5侧的受压面积乘以被可变溢流阀22控制的杆侧室5内的压力而得到的收缩方向的推力。
在此,在致动器A自动伸缩而非因为外力进行收缩时,杆侧室5的压力的上限被限制为由电动机15驱动的泵12的喷出压力。即,在致动器A自动伸缩而非因为外力进行收缩时,杆侧室5的压力的上限被限制为电动机15能够输出的最大扭矩。
另外,致动器A不仅仅作为致动器发挥作用,而且也可以与电动机15的驱动状况无关地仅通过第一开关阀9和第二开关阀11的开关而作为阻尼器发挥作用。另外,在将致动器A从致动器切换为阻尼器时,无需进行复杂且剧烈的第一开关阀9和第二开关阀11的切换动作,因而能够提供响应性和可靠性高的系统。
进而,在第一开关阀9和第二开关阀11位于连通位置时,通过第一通道8和第二通道10而使杆侧室5和活塞侧室6连通于箱体7。在该状态下,致动器A变为卸荷状态,即使通过电动机15驱动泵12,杆侧室5和活塞侧室6的压力也始终为箱体压力,从而致动器A不会伸缩,不会发挥推力。另外,在卸荷状态下,致动器A在与泵12的驱动和不驱动无关而通过外力强制伸缩时,几乎无阻力地伸缩。
此外,在本例的致动器A中,由于被设定为单杆型,因此,与双杆型的致动器相比较,容易确保冲程长度,致动器的全长变短,针对铁路车辆的搭载性提高。
另外,来自本例的致动器A中的泵12的工作油供给以及基于伸缩动作的工作油的流动,依次通过杆侧室5、活塞侧室6最后返回箱体7。因此,即使杆侧室5或活塞侧室6内混入气体,也通过致动器A的伸缩动作自动排出至箱体7,因而能够阻止产生推力的响应性变差。因此,在制造致动器A时,不会强制在油中进行复杂的组装、或者在真空环境下进行组装,也不需要工作油的高度脱气,因而能够提高生产率且降低制造成本。进而,即使杆侧室5或活塞侧室6内混入气体,气体也通过致动器A的伸缩动作自动排出至箱体7,因而不需要频繁进行用于恢复性能的维护,能够减轻保养方面的劳力和成本负担。
接着,如图3所示,本例的控制器C具备:校正部41,其对加速度传感器40输出的输出值进行校正,求出作用于车身B上的相对于车身B的车辆前进方向的水平横向的加速度α;控制运算部42,其根据加速度α求出致动器A应输出的控制力F;以及驱动部43,根据控制力F来驱动电动机15、第一开关阀9、第二开关阀11、可变溢流阀22。
加速度传感器40设置于车身B上,检测相对于车身B的车辆前进方向的水平横向加速度并输出至控制器C。此外,加速度传感器40在朝向图1中右侧的方向时将加速度检测为正值,反之在朝向图1中左侧的方向时检测为负值。
校正部41在电动机15驱动时,从加速度传感器40输出的输出值减去偏移值,从而求出作用于车身B上的相对于车身B的车辆前进方向的水平横向的加速度α。另一方面,校正部41在电动机15不驱动时不进行基于偏移值的校正,将加速度传感器40输出的输出值直接作为加速度α输出。
如图4所示,偏移值通过测量而确定。偏移值的测量在将铁路车辆配置在平坦的轨道上进行。控制器C通过电动机15驱动泵12,并使第一开关阀9及第二开关阀11位于连通位置,从而使致动器A变为卸荷状态(步骤ST1)。当致动器A呈卸荷状态时,致动器A不发挥推力,车身B未被振动,因此,应该不会对车身B施加相对于车辆前进方向的水平横向的加速度。但是,当在该状态下,利用加速度传感器40检测车身B的加速度时,加速度传感器40的输出值中重叠有驱动电动机15的逆变电路中产生的电磁噪声等引起的漂移分量。即,在该状态下,加速度传感器40的输出值并非表示作用于车身B的加速度为0的值,而检测到朝向左右任一方向推动车身B的值的加速度,该值为上述电磁噪声等引起的漂流分量。因此,控制器C通过电动机15驱动泵12,并使第一开关阀9及第二开关阀11位于连通位置,使致动器A变为卸荷状态,获取加速度传感器40的输出值(步骤ST2),将加速度传感器40的输出值确定为新的偏移值(步骤ST3),并将偏移值更新为新确定的偏移值(步骤ST4)。
也可以通过一次输出值的抽样来确定偏移值,但加速度传感器40的输出值中有可能还包含其他的噪声分量,因此,在本例中,如以下那样确定偏移值。控制器C以预先确定的规定的抽样周期对加速度传感器40的输出值进行规定次数的抽样,并将得到的输出值的总和除以所述规定次数所得的输出值的平均值设为偏移值。此外,在每次抽样得到输出值便依次进行相加,并在规定次数的抽样结束后除以规定次数的情况下,始终只要保持抽样后的输出值的总和的值即可,从而不会压迫控制器C内的未图示的存储资源。即,在将抽样出的全部输出值加以存储再运算输出值的总和的情况下,需要将规定次数的输出值存储在存储器中,但每次将输出值进行相加的情况下,只需将一个抽样出的输出值的和存储在存储器中即可。这样,由于是将输出值的平均值设为偏移值,因而能够高精度地得到可以仅将电动机15驱动时的噪声等引起的漂移分量除去的偏移值。
此外,在确定偏移值时,也可以求出加速度传感器40的输出值的移动平均,并且偏移值采用该值。如此得到的偏移值被存储保存在控制器C内的存储器中,每次测量、确定偏移值时便进行更新。
然后,校正部41始终使用最新的偏移值对电动机15驱动时的加速度传感器40的输出值进行校正,从而得到加速度α。偏移值是除去电动机15驱动时的漂移分量的值,因此,在电动机15不驱动时,加速度传感器40的输出值中不会重叠有偏移值。因此,校正部41在电动机15不驱动时不进行基于偏移值的校正,将加速度传感器40输出的输出值直接作为加速度α输出。由于电动机15驱动时的加速度传感器40的输出值中重叠的漂移分量的值会因为加速度传感器40的老化等而随着时间缓慢变化,因此,只要通过常规检查等的定期检查进行偏移值的测量和更新即可,但也可以在每次日常检查或运行前检查时进行偏移值的测量和更新。
控制运算部42利用将通过校正部41求出的加速度α所包含的曲线行驶时的稳定加速度、漂移分量或者噪声除去的带通滤波器进行处理,从而求出致动器A应发挥的控制力F。在本例中,控制运算部42为H∞控制器,根据加速度α求出指示为了抑制车身B的振动而应由致动器A输出的推力的控制力F。此外,控制力F根据方向而被赋予正负的符号,符号表示致动器A应输出的推力的方向。控制运算部42在求出控制力F之后,向驱动部43输出与控制力F相对应的控制指令,以使致动器A输出控制力F。
驱动部43在接收到控制指令之后,根据控制指令所指示的控制力F的符号向第一开关阀9和第二开关阀11供给电流或者停止供给电流,从而驱动第一开关阀9和第二开关阀11打开或关闭。更为详细而言,在将致动器A的伸长方向设为正、收缩方向设为负的情况下,驱动部43如以下这样进行动作。在控制力F的符号为正的情况下,致动器A的推力发挥方向为伸长方向,因此,驱动部43使第一开关阀9位于连通位置,且使第二开关阀11位于切断位置。于是,从泵12向杆侧室5和活塞侧室6这两者供给工作油,从而使致动器A发挥伸长方向的推力。另一方面,在控制力F的符号为负的情况下,致动器A的推力发挥方向为收缩方向,因此,驱动部43使第一开关阀9位于切断位置,且使第二开关阀11位于连通位置。于是,从泵12仅向杆侧室5供给工作油而使杆侧室5与箱体7连通,因而使致动器A发挥收缩方向的推力。
此外,在本例中,控制运算部42仅根据加速度α求出控制力F。相对于此,也可以在车身B的前后设置加速度传感器40,并根据车身B的前后的加速度α求出车身B的摇摆加速度(sway acceleration)和偏摆加速度(yaw acceleration),并根据摇摆加速度和偏摆加速度求出抑制车身B的摇摆的控制力和抑制偏摆的控制力。在如此构成的情况下,只要将抑制摇摆的控制力和抑制偏摆的控制力进行相加求出控制力F,并使设置于车身B与配置于车身B前后的台车T之间的致动器A分别输出控制力F即可。
此外,虽未图示,但控制器C作为硬件资源而具体包括如下构成即可,例如:用于获取加速度传感器40输出的信号的A/D转换器;存储获取加速度传感器40的输出值并控制致动器A所需的处理中使用的程序的ROM(Read Only Memory:只读存储器)等的存储装置;执行基于上述程序的处理的CPU(Central Processing Unit:中央处理器)等的运算装置;以及向上述CPU提供存储区域的RAM(Random Only Memory:随机存取存储器)等的存储装置,并且,通过由CPU执行上述程序而实现控制器C的控制运算部42中的各部。
这样,铁路车辆用减震装置V具备:能够通过从由电动机15驱动的泵12供给工作液体而进行伸缩且能够在利用电动机15驱动泵12的期间卸荷的致动器A、设置于车身B上且检测车身B的左右方向的加速度的加速度传感器40、以及根据加速度控制致动器A的控制器C,并且,在使电动机15驱动且使致动器A卸荷的期间,测量消除加速度传感器40的输出值中所含的漂移分量的偏移值。因此,铁路车辆用减震装置V在电动机15驱动时也能够使致动器A卸荷,从而能够以使电动机15进行驱动且不会使车身B振动而安全的状态下测量加速度传感器40的输出值中重叠的漂移分量。因此,铁路车辆用减震装置V无需对加速度传感器40的输出进行高通滤波处理,能够通过所述测量来更新偏移值。由此,根据铁路车辆用减震装置V,能够将偏移值维持为最佳的值,不需要执行除去因为电动机15的驱动的影响而在加速度传感器40的输出值中包含的漂移分量的高通滤波处理,也不需要等待检测出的加速度的相位偏移和稳定,因而能够良好地保持减震效果。因此,根据本发明的铁路车辆用减震装置V,能够无损于减震效果地从加速度传感器的输出除去漂移分量。
另外,在本例的铁路车辆用减震装置V中,仅在电动机15驱动时根据偏移值对输出值进行校正。这样,在电动机15从不驱动切换为驱动时、以及从驱动切换为不驱动时,不会发生控制中所使用的加速度α的值大幅变化这样的事态。因此,在本例的铁路车辆用减震装置V中,在电动机15从不驱动切换为驱动时、以及电动机15从驱动切换为不驱动时,也能够得到良好的减震效果。电动机15驱动时加速度传感器40的输出值中重叠的漂移分量通过电动机15的启动/关闭(驱动/不驱动)的切换而分步地与所述输出值相加或相减。因此,在通过电动机15的启动/关闭的切换而切换偏移值的相减的有效和无效时,从校正部41输出的加速度α的值连续且不会根据电动机15的启动/关闭变化。因此,即使进行电动机15的启动/关闭,减震性能也不会变差,从而可以在铁路车辆行驶期间不需要使电动机15驱动的状况下将电动机15关闭,由此能够抑制铁路车辆用减震装置V的能耗。
进而,在本例的铁路车辆用减震装置V中,测量规定次数的加速度传感器40的电动机15驱动时的输出值,并将得到的输出值依次相加后的值除以规定次数所得的平均值设为偏移值。这样,不会压迫控制器C的存储资源,能够利用容量小的存储器进行处理,因而铁路车辆用减震装置V变得廉价。
进而,本例的铁路车辆用减震装置V具备:缸体2;活塞3;杆4;箱体7;向杆侧室5供给工作油的泵12;驱动泵12的电动机15:设置于连通杆侧室5与活塞侧室6的第一通道8中的第一开关阀9;设置于连通活塞侧室6与箱体7的第二通道10中的第二开关阀11;设置于连接杆侧室5与箱体7的排出通道21中且开阀压力可变的可变溢流阀22;仅允许工作油从活塞侧室6向杆侧室5流动的整流通道18;以及仅允许工作油从箱体7向活塞侧室6流动的吸入通道19。在如此构成的铁路车辆用减震装置V中,即使泵12停止,致动器A也作为天棚半主动阻尼器发挥作用,因此,即使在泵12停止期间也不会失去减震效果。
此外,致动器A只要能够通过从由电动机驱动的泵供给工作液体而进行伸缩,且能够在利用电动机驱动泵期间卸荷即可,并不限定于上述具体结构。
以上,对于本发明的较佳实施方式详细进行了说明,但只要不脱离权利要求书的范围,便可进行改造、变形以及变更。
本申请要求基于1月30日向日本特许厅申请的特愿-014308的优先权,并通过参考将该申请的所有内容引入本说明书。
技术特征:
1.一种铁路车辆用减震装置,其特征在于,具备:
致动器,其安装于铁路车辆的车身与台车之间,并且能够通过从由电动机驱动的泵供给工作液体而进行伸缩,且能够在利用所述电动机驱动所述泵期间卸荷;
加速度传感器,其设置于所述车身上,且检测所述车身的左右方向的加速度;以及
控制器,其根据所述加速度控制所述致动器;
在利用所述电动机驱动所述泵且所述致动器卸荷的期间,测量消除所述加速度传感器的输出值中所包含的漂移分量的偏移值。
2.如权利要求1所述的铁路车辆用减震装置,其特征在于,
所述控制器仅在所述电动机驱动时利用所述偏移值对所述输出值进行校正。
3.如权利要求1所述的铁路车辆用减震装置,其特征在于,
在利用所述电动机驱动所述泵且所述致动器卸荷的期间,测量规定次数的所述加速度传感器的所述电动机驱动时的所述输出值,并将得到的所述输出值依次相加后的值除以所述规定次数所得的平均值设为所述偏移值。
4.如权利要求1所述的铁路车辆用减震装置,其特征在于,
所述致动器具备:
缸体;
活塞,其滑动自如地插入所述缸体内;
杆,其插入所述缸体内且与所述活塞连接;
杆侧室和活塞侧室,其在所述缸体内通过所述活塞进行划分;
箱体;
所述泵,其能够从所述箱体吸出工作液体并向所述杆侧室供给工作液体;
所述电动机,其驱动所述泵;
第一开关阀,其设置于将所述杆侧室与所述活塞侧室连通的第一通道中;
第二开关阀,其设置于将所述活塞侧室与所述箱体连通的第二通道中;
可变溢流阀,其设置于连接所述杆侧室与所述箱体的排出通道中;
整流通道,其仅允许工作油从所述活塞侧室向所述杆侧室流动;以及
吸入通道,其仅允许工作油从所述箱体向所述活塞侧室流动。
技术总结
本发明的铁路车辆用减震装置(V)具备:能够在利用电动机(15)驱动泵(12)的期间卸荷的致动器(A)、设置于车身(B)上且检测车身(B)的左右方向的加速度的加速度传感器(40)、以及根据加速度控制致动器(A)的控制器(C),在使电动机(15)进行驱动且使致动器(A)卸荷的期间,测量消除加速度传感器(40)的输出值中所含的漂移分量的偏移值。
技术研发人员:作田敦;小川贵之;青木淳
受保护的技术使用者:KYB株式会社
技术研发日:.01.15
技术公布日:.09.03