特許 6530329 ２次ばね系の異常検出方法及び異常検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6530329

(24)【登録日】2019年5月24日

(45)【発行日】2019年6月12日

(54)【発明の名称】２次ばね系の異常検出方法及び異常検出装置

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/24 20060101AFI20190531BHJP

   G01M 17/10 20060101ALI20190531BHJP

【ＦＩ】

   B61F5/24 C

   B61F5/24 B

   G01M17/10

【請求項の数】12

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-28741(P2016-28741)

(22)【出願日】2016年2月18日

(65)【公開番号】特開2017-144909(P2017-144909A)

(43)【公開日】2017年8月24日

【審査請求日】2018年6月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100100413

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 温

(74)【代理人】

【識別番号】100123696

【弁理士】

【氏名又は名称】稲田 弘明

(72)【発明者】

【氏名】小島 崇

【審査官】 志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５６６２２９８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第４２５２２７１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０００−００６８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０２６０７８６７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｆ ５／２４

Ｇ０１Ｍ １７／０８ − １７／１０

Ｂ６１Ｋ １３／００ − １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出方法であって、
車体の並進方向加速度及び回転方向加速度を検出し、
前記並進方向加速度及び前記回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された所定の周波数帯域の成分を抽出し、抽出された前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断するとともに、
抽出する前記周波数帯域を、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定するとともに、走行速度が予め設定された抽出周波数変更速度を超過した際に、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数を超えるよう低周波数側に段階的に推移させること
を特徴とする２次ばね系の異常検出方法。

【請求項2】

抽出する前記周波数帯域を、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能範囲内となるように設定すること
を特徴とする請求項１に記載の２次ばね系の異常検出方法。

【請求項3】

鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出方法であって、
車体の並進方向加速度及び回転方向加速度を検出し、
前記並進方向加速度及び前記回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された複数の所定の周波数帯域の成分を抽出し、少なくとも一つの周波数帯域から抽出された前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断するとともに、
抽出する複数の前記周波数帯域を、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定すること
を特徴とする２次ばね系の異常検出方法。

【請求項4】

抽出する複数の前記周波数帯域の少なくとも１つを、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能範囲内となるように設定すること
を特徴とする請求項３に記載の２次ばね系の異常検出方法。

【請求項5】

前記並進方向加速度は、前記車体の上下方向加速度であり、
前記回転方向加速度は、前記車体のピッチング方向加速度であること
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の２次ばね系の異常検出方法。

【請求項6】

前記並進方向加速度は、前記車体の左右方向加速度であり、
前記回転方向加速度は、前記車体のヨーイング方向加速度であること
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の２次ばね系の異常検出方法。

【請求項7】

鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出装置であって、
車体の並進方向加速度、及び、回転方向加速度を検出する車体挙動検出手段と、
前記並進方向加速度及び前記回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された所定の周波数帯域の成分を抽出する周波数帯域抽出手段と、
前記周波数帯域抽出手段が抽出した前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する異常検出手段とを備え、
前記周波数帯域抽出手段は、抽出する前記周波数帯域を、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定するとともに、走行速度が予め設定された抽出周波数変更速度を超過した際に、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数を超えるよう低周波数側に段階的に推移させること
を特徴とする２次ばね系の異常検出装置。

【請求項8】

前記周波数帯域抽出手段は、抽出する前記周波数帯域を、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能範囲内となるように設定すること
を特徴とする請求項７に記載の２次ばね系の異常検出装置。

【請求項9】

鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出装置であって、
車体の並進方向加速度、及び、回転方向加速度を検出する車体挙動検出手段と、
前記並進方向加速度及び前記回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された所定の周波数帯域の成分を抽出する周波数帯域抽出手段と、
前記周波数帯域抽出手段が抽出した前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する異常検出手段とを備え、
前記周波数帯域抽出手段は、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定された複数の周波数帯域の成分を抽出し、
前記異常検出手段は、少なくとも一つの周波数帯域から抽出された前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断すること
を特徴とする２次ばね系の異常検出装置。

【請求項10】

前記周波数帯域抽出手段は、抽出する複数の前記周波数帯域の少なくとも１つを、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能範囲内となるように設定すること
を特徴とする請求項９に記載の２次ばね系の異常検出装置。

【請求項11】

前記車体挙動検出手段は、前記並進方向加速度として前記車体の上下方向加速度を検出するとともに、前記回転方向加速度として前記車体のピッチング方向加速度を検出すること
を特徴とする請求項７から請求項１０までのいずれか１項に記載の２次ばね系の異常検出装置。

【請求項12】

前記車体挙動検出手段は、前記並進方向加速度として前記車体の左右方向加速度を検出するとともに、前記回転方向加速度として前記車体のヨーイング方向加速度を検出すること
を特徴とする請求項７から請求項１０までのいずれか１項に記載の２次ばね系の異常検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出方法及び異常検出装置に関し、特に、走行速度が変化した場合であっても適切に異常検出が可能なものに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な鉄道車両は、輪軸を支持する軸箱と台車枠との間に設けられる１次ばね系、及び、台車枠と車体との間に設けられる２次ばね系を備えている。
２次ばね系は、空気ばね等のばね要素であるまくらばね、及び、まくらばねの鉛直方向及び左右方向の変形に応じてそれぞれ減衰力を発生する上下動ダンパ、左右動ダンパ等を備えている。
また、例えば空気ばね等からなるまくらばねの伸縮に応じて空気が通過する流路に減衰力を発生する絞りを設けることによって、まくらばね自体が減衰要素を兼ねている場合もある。

【0003】

鉄道車両の安全性や乗り心地を確保するため、上述したような２次ばね系の減衰要素が減衰力を正常に発生しなくなる故障や、空気ばねの圧力低下等の２次ばね系の異常を適切に検出することが要望されている。
鉄道車両の台車の異常検出に関する従来技術として、例えば特許文献１には、台車に設けた加速度検出手段の出力が所定の閾値以上となった場合に異常を判定することが記載されている。
また、特許文献２には、台車等の振動加速度を等距離間隔でサンプリングし、バンドパスフィルタ処理後２乗した平均加速度パワーの変化に基づいて異常を判定することが記載されている。
また、特許文献３には、まくらばね系の正常、異常に応じて、車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差は変化する特性を利用し、車体の固有振動数を含みかつ位相差が反転する周波数と異ならせて設定された所定の周波数帯域を抽出し、抽出された上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、車両の運行中に適切にまくらばね系の異常を検出することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−６８０７号公報

【特許文献2】特許第４２５２２７１号

【特許文献3】特許第５６６２２９８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献３に記載されたまくらばね系の異常検出方法においては、抽出される周波数帯域が、上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差が反転する周波数とは異なり、かつ車体の固有振動数を含む異常検出可能周波数の範囲に含まれない限り、適切な異常検出は困難であるため、異常検出が可能な車両の走行速度範囲が狭いという問題があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、走行速度が変化した場合であっても適切に異常検出が可能な２次ばね系の異常検出方法及び異常検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した問題を解決する本発明の２次ばね系の異常検出方法は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出方法であって、車体の並進方向加速度及び回転方向加速度を検出し、前記並進方向加速度及び前記回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された所定の周波数帯域の成分を抽出し、抽出された前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断するとともに、抽出する前記周波数帯域を、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定するとともに、走行速度が予め設定された抽出周波数変更速度を超過した際に、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数を超えるよう低周波数側に段階的に推移させることを特徴とする。
ここで２次ばね系は、まくらばね等のばね要素、及び、減衰要素を含み、減衰要素とは、ばね要素とは別に設けられた油圧緩衝器などのダンパに限らず、例えば空気ばねであるばね要素自体が減衰要素を兼ねたものも含むものとする。
これによれば、２次ばね系の正常、異常に応じて、車体の並進方向加速度と回転方向加速度との位相差は変化することから、この位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、車両の運行中に適切に２次ばね系の異常を検出することができる。
また、並進方向加速度及び回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された所定の周波数帯域の成分を抽出し、抽出する周波数帯域を、並進方向加速度と回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定することによって、正常時と異常時とで位相差に違いが生じやすい周波数帯域を抽出することができ、より適切に異常を検出することができる。
また、走行速度が予め設定された抽出周波数変更速度を超過した際に、抽出される周波数帯域を、並進方向加速度と回転方向加速度との位相差が反転する周波数を超えるよう低周波数側に段階的に推移させることによって、車両の走行速度が変化した場合であっても異常検出に適した周波数帯域を抽出することが可能となり、異常検出を適切に行うことができる。

【0007】

本発明において、抽出する前記周波数帯域を、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能範囲内となるように設定する構成とすることができる。
これによれば、車体の並進モードの固有振動数近傍の周波数においては、２次ばね系が正常である場合と異常である場合とで、並進方向加速度と回転方向加速度との位相差に違いが生じやすいため、異常検出をより確実に行なうことができる。

【0008】

また、本発明の他の２次ばね系の異常検出方法は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出方法であって、車体の並進方向加速度及び回転方向加速度を検出し、前記並進方向加速度及び前記回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された複数の所定の周波数帯域の成分を抽出し、少なくとも一つの周波数帯域から抽出された前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断するとともに、抽出する複数の前記周波数帯域を、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定することを特徴とする。
これによれば、並進方向加速度及び回転方向加速度から複数の周波数帯域を抽出し、少なくとも一つの周波数帯域から抽出された並進方向加速度と回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、上述した発明の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
本発明において、抽出する複数の前記周波数帯域の少なくとも１つを、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能範囲内となるように設定する構成とすることができる。

【0009】

上記各発明において、前記並進方向加速度は、前記車体の上下方向加速度であり、前記回転方向加速度は、前記車体のピッチング方向加速度である構成とすることができる。
また、上記各発明において、前記並進方向加速度は、前記車体の左右方向加速度であり、前記回転方向加速度は、前記車体のヨーイング方向加速度である構成とすることができる。

【0010】

また、上述した問題を解決する本発明の２次ばね系の異常検出装置は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出装置であって、車体の並進方向加速度、及び、回転方向加速度を検出する車体挙動検出手段と、前記並進方向加速度及び前記回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された所定の周波数帯域の成分を抽出する周波数帯域抽出手段と、前記周波数帯域抽出手段が抽出した前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する異常検出手段とを備え、前記周波数帯域抽出手段は、抽出する前記周波数帯域を、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定するとともに、走行速度が予め設定された抽出周波数変更速度を超過した際に、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数を超えるよう低周波数側に段階的に推移させることを特徴とする。
本発明において、前記周波数帯域抽出手段は、抽出する前記周波数帯域を、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能範囲内となるように設定する構成とすることができる。

【0011】

また、本発明の他の２次ばね系の異常検出方法は、鉄道車両の車体と台車との間に設けられる２次ばね系の異常検出装置であって、車体の並進方向加速度、及び、回転方向加速度を検出する車体挙動検出手段と、前記並進方向加速度及び前記回転方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された所定の周波数帯域の成分を抽出する周波数帯域抽出手段と、前記周波数帯域抽出手段が抽出した前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断する異常検出手段とを備え、前記周波数帯域抽出手段は、前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定された複数の周波数帯域の成分を抽出し、前記異常検出手段は、少なくとも一つの周波数帯域から抽出された前記並進方向加速度と前記回転方向加速度との位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することを特徴とする。
本発明において、抽出する複数の前記周波数帯域の少なくとも１つを、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能範囲内となるように設定する構成とすることができる。

【0012】

上記各発明において、前記車体挙動検出手段は、前記並進方向加速度として前記車体の上下方向加速度を検出するとともに、前記回転方向加速度として前記車体のピッチング方向加速度を検出する構成とすることができる。
また、上記各発明において、前記車体挙動検出手段は、前記並進方向加速度として前記車体の左右方向加速度を検出するとともに、前記回転方向加速度として前記車体のヨーイング方向加速度を検出する構成とすることができる。

【発明の効果】

【0013】

以上説明したように、本発明によれば、走行速度が変化した場合であっても適切に異常検出が可能な２次ばね系の異常検出方法及び異常検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の参考例である２次ばね系の異常検出装置の構成を示す模式図である。

【図2】鉄道車両の上下並進モード及びピッチングモードの振動形態を示す模式図である。

【図3】まくらばねダンパが正常又は異常である場合の車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の一例を示すグラフである。

【図4】上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度履歴の一例を示すグラフである。

【図5】バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度履歴の一例を示すグラフである。

【図6】バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度の符号の履歴の一例を示すグラフである。

【図7】バンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度の符号の排他的論理和（ＸＯＲ）の履歴の一例を示すグラフである。

【図8】上下並進モード及びピッチングモードの車体の加速度の符号の排他的論理和（ＸＯＲ）をローパスフィルタに通して平均化した値（符号不一致率）の一例を示すグラフである。

【図9】正常時及び異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフであって、まくらばねダンパがセミアクティブダンパである場合を示すものである。

【図10】正常時及び異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフであって、まくらばねダンパがパッシブダンパである場合を示すものである。

【図11】車両の走行速度に応じた車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の変化の一例を示すグラフである。

【図12】まくらばねダンパが正常又は異常である場合の車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の一例を示すグラフであって、走行速度が５０ｋｍ／ｈであるときの位相差を示すものである。

【図13】まくらばねダンパが正常又は異常である場合の車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の一例を示すグラフであって、走行速度が６０ｋｍ／ｈであるときの位相差を示すものである。

【図14】まくらばねダンパが正常又は異常である場合の車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の一例を示すグラフであって、走行速度が７５ｋｍ／ｈであるときの位相差を示すものである。

【図15】本発明を適用した２次ばね系の異常検出装置の第１実施形態における異常検出手段の構成を示す図である。

【図16】第１実施形態の位相差検出装置における抽出周波数帯域を示すグラフである。

【図17】まくらばねダンパ正常時における符号不一致率と走行速度との関係を示すグラフである。

【図18】正常時、第１台車右異常時、第２台車右異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフである。

【図19】図１８のデータを、図１２に示す近似関数を基準とした相対値としたものを示すグラフである。

【図20】符号不一致率の変動に応じて閾値を変化させる場合の一例を示すグラフである。

【図21】本発明を適用した２次ばね系の異常検出装置の第２実施形態における異常検出手段の構成を示す図である。

【図22】第２実施形態の位相差検出装置における抽出周波数帯域を示すグラフである。

【図23】本発明を適用した２次ばね系の異常検出装置の第２実施形態の構成を示す図である。

【図24】本発明を適用した２次ばね系の異常検出装置の第４実施形態の構成、及び、鉄道車両の左右並進モード及びヨーイングモードの振動形態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を適用した２次ばね系の異常検出方法、及び、この異常検出方法に用いられる異常検出装置の第１乃至第４実施形態について説明する。
各実施形態の説明に先立ち、先ず、本発明の参考例である２次ばね系の異常検出方法、及び、異常検出装置について説明する。

【0016】

図１は、参考例の２次ばね系の異常検出装置の構成を示す模式図である。
図１に示すように、異常検出装置１００が設けられる鉄道車両１は、車体１０の前後に一対のボギー台車である第１台車２０、第２台車３０を備えたボギー車である。
車体１０は、床部に設けられる台枠の上部に側構、妻構、屋根構などを設けてほぼ六面体状に構成されている。

【0017】

第１台車２０及び第２台車３０は、車両１の進行方向前方側から順次配置されている。
第１台車２０は、台車枠２１、第１輪軸２２、第２輪軸２３、２次ばね系２４等を備えて構成されている。
台車枠２１は、第１輪軸２２及び第２輪軸２３が軸箱及び軸箱支持装置を介して取り付けられる枠状の構造部材である。
第１輪軸２２、第２輪軸２３は、車軸の両端部に、一対の車輪を固定したものである。
第１輪軸２２、第２輪軸２３は、車両１の進行方向前方側から順次配置されている。
第１輪軸２２、第２輪軸２３は、車軸の両端部を図示しない軸箱によって支持されている。軸箱は、軸受及び潤滑装置などを備えている。
軸箱は、図示しない軸箱支持装置を介して、台車枠２１に対して上下方向等に相対変位可能に支持されている。
軸箱支持装置には、台車枠２１に対する軸箱の上下方向変位に応じたばね反力を発生する軸ばね、及び、軸ばねの伸縮速度に応じた減衰力を発生する軸ダンパからなる１次ばね系が設けられる。

【0018】

第２台車３０は、台車枠３１、第３輪軸３２、第４輪軸３３、２次ばね系３４等を備えて構成されている。
台車枠３１は、第３輪軸３２及び第４輪軸３３が軸箱及び軸箱支持装置を介して取り付けられる枠状の構造部材である。
第３輪軸３２、第４輪軸３３は、車軸の両端部に、一対の車輪を固定したものである。
第３輪軸３２、第４輪軸３３は、車両１の進行方向前方側から順次配置されている。
第３輪軸３２、第４輪軸３３は、車軸の両端部を図示しない軸箱によって支持されている。軸箱は、軸受及び潤滑装置などを備えている。
軸箱は、図示しない軸箱支持装置を介して、台車枠３１に対して上下方向等に相対変位可能に支持されている。
軸箱支持装置には、台車枠３１に対する軸箱の上下方向変位に応じたばね反力を発生する軸ばね、及び、軸ばねの伸縮速度に応じた減衰力を発生する軸ダンパからなる１次ばね系が設けられる。

【0019】

第１台車２０及び第２台車３０の台車枠２１，３１は、２次ばね系２４，３４を介して、車体１０の下部に取り付けられている。
２次ばね系２４，３４は、図示しないまくらばね及びこのまくらばねと並行に設けられたまくらばねダンパ２４ａ，３４ａを備えている。
まくらばねは、車体１０に対する台車枠２１，３１の上下方向及び左右方向の相対変位に応じたばね反力を発生する例えば空気ばね等のばね要素である。
まくらばねダンパ２４ａ，３４ａは、車体１０に対する台車枠２１，３１の上下方向相対速度に応じた減衰力を発生する例えば油圧式緩衝器等の減衰要素である。
また、まくらばねダンパ２４ａ，３４ａは、図示しない上下制振システムからの指令に応じて、減衰力特性を走行中に随時変更可能なセミアクティブダンパとなっている。
まくらばね及びまくらばねダンパ２４ａ，３４ａは、各台車枠２１，３１において、枕木方向（左右方向）に離間して例えば一対が設けられている。

【0020】

参考例の異常検出装置１００は、例えば、上述したまくらばねダンパ２４ａ，３４ａが正常に減衰力を発生しなくなる異常を検出するものである。
図２は、鉄道車両の上下並進モード及びピッチングモードの振動形態を示す模式図である。
図２に示すように、上下並進モードは、第１台車２０の２次ばね系２４と、第２台車３０の２次ばね系３４とが、同相で伸縮することによって、車体１０が上下に並進方向に振動するものである。
また、ピッチングモードは、第１台車２０の２次ばね系２４と、第２台車３０の２次ばね系３４とが、逆相で伸縮することによって、車体１０が枕木方向に沿った軸回りに回動（揺動）するものである。

【0021】

異常検出装置１００は、処理装置１１０、加速度センサ１２１，１２２等を備えて構成されている。
処理装置１１０は、例えば情報処理装置であるＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、磁気ディスク装置や光学ディスク装置などの記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバスなどを備えている。
処理装置１１０は、各センサからの信号を後述するように処理し、異常の検出を行う異常検出手段である。
加速度センサ１２１，１２２は、車体１０の左右中心線上において前後方向に離間して配置され、車体１０の上下方向の加速度を検出する加速度ピックアップを備えている。
加速度センサ１２１，１２２は、例えば、車体１０の床下に吊下げられて配置されている。
加速度センサ１２１は、第１台車２０の近傍に配置されている。
加速度センサ１２２は、第２台車３０の近傍に配置されている。
加速度センサ１２１，１２２の出力信号は、処理装置１１０に伝達される。

【0022】

以下、参考例におけるまくらばねダンパの異常検出方法について説明する。
この異常検出方法は、車両１の走行速度が予め設定された異常検出可能範囲に含まれる場合に、以下の手順を行う。
（１）加速度センサ１２１，１２２で、車体１０における進行方向に離間した２点の上下加速度を測定する。
（２）加速度センサ１２１，１２２がそれぞれ検出した上下加速度を、上下並進モードの加速度とピッチングモードの加速度とに分離する。
（３）車両の進行方向に合わせて、ピッチングモードの加速度の符号を変える。
（４）後述する特定の周波数における、上下並進モードの加速度とピッチングモードの加速度との位相差を検出する。この特定の周波数とは、正常時と異常時とで位相差に大きな違いが生じる周波数であり、予め実験等によって得ておく。
（５）位相差が予め設定した許容範囲を外れた場合、まくらばねダンパ２４ａ，３４ａに異常があると判断する。
このとき、許容範囲をプラス側、マイナス側のどちらに超えたかによって、第１台車２０、第２台車３０のいずれかのまくらばねダンパ２４ａ，３４ａに異常が発生したかを判断する。

【0023】

また、上述した位相差の演算は、例えば、上下方向加速度及びピッチング方向加速度の相互相関関数をフーリエ変換したクロススペクトルに基づいて行うことも可能であるが、参考例においては、計算処理の負荷を小さくするために、以下の方向によって近似的に位相差を求めている。
（１）上下方向加速度とピッチング方向加速度をそれぞれバンドパスフィルタに通すことで、特定の周波数の成分を抽出する。
（２）バンドパスフィルタ通過後の上下方向加速度とピッチング方向加速度を、０を閾値として二値化する。例えば、符号が正であれば１、負であれば０とする。
（３）二値化された上下方向加速度とピッチング方向加速度との排他的論理和（ＸＯＲ）をとる。これによって、各タイミングにおいて、上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号が一致するか否かが求まる。
（４）上述した排他的論理和について、所定の一定時間内における平均値を求めるか、あるいは、ローパスフィルタを通して平滑化することによって、上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号不一致率が求まる。
ここで、上下方向加速度とピッチング方向加速度が周期信号である場合、両者の位相差が０°であれば、符号不一致率は０となる。また、位相差が±１８０°であれば、符号不一致率は１となる。実際には上下方向加速度とピッチング方向加速度は完全な周期信号にはならないが、この符号不一致率は、位相差を近似的に表現するパラメータとして用いることができる。

【0024】

以下、１車両モデルによる数値シミュレーション結果について説明する。
このシミュレーションにおいては、例えば７５ｋｍ／ｈ走行時の軸箱における上下加速度の実測波形を、車両モデルに入力した。この車両モデルにおいて、まくらばねダンパ２４ａ，３４ａは、走行中に減衰特性を変更可能な可変減衰ダンパとし、公知の上下制振システムによる制御状態を模擬した。また、まくらばねダンパ２４ａ，３４ａの異常状態は、可変減衰ダンパが最小減衰に固定された状態とした。

【0025】

先ず、正常時と異常時とで位相差に大きな違いの生じる周波数を調べ、異常検出において注目する周波数帯域を決定する。
図３は、車体の上下並進モードとピッチングモードの振動の位相差をクロススペクトルから求めた結果を示すグラフであって、横軸は周波数を示し、縦軸は位相差を示している。また、図３において、正常時、第１台車２０の右のまくらばねダンパ２４ａ故障時、第２台車３０の右のまくらばねダンパ３４ａ故障時のデータを、それぞれ実線、点線、一転鎖線によって図示している。（後述する図１２乃至１４において同様）
図３に示すように、車体１０の固有振動数付近でもある１．５Ｈｚ付近において、正常と異常とで位相差が顕著に異なっている。
そこで、参考例においては、この１．５Ｈｚ近傍の周波数成分を用いて異常を検出することにする。

【0026】

図４は、加速度センサ１２１，１２２が検出した車体１０の２点の上下加速度を、モード分離して求めた加速度の推移の一例を示すグラフである。
図４（ａ）は上下並進モードの加速度を示し、図４（ｂ）は、ピッチングモードの加速度を示している。
図４（ａ）、図４（ｂ）は、いずれも縦軸が加速度を示し、横軸が時間を示している。

【0027】

図５は、図４に示す加速度を、１．５Ｈｚ近傍を通過させるバンドパスフィルタに通過させた結果を示すグラフである。
図５（ａ）は上下並進モードの加速度を示し、図５（ｂ）は、ピッチングモードの加速度を示している。
図５（ａ）、図５（ｂ）は、いずれも縦軸が加速度を示し、横軸が時間を示している。

【0028】

図６は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すバンドパスフィルタ通過後の上下並進モード及びピッチングモードの加速度を、上述したように０を閾値として２値化した加速度符号の履歴を示すグラフである。
図６（ａ）は、上下並進モードの加速度符号を示し、図６（ｂ）はピッチングモードの加速度符号を示している。
図６（ａ）、図６（ｂ）は、いずれも縦軸が加速度符号を示し、横軸が時間を示している。

【0029】

図７は、図６に示す上下並進モードの加速度符号と、ピッチングモードの加速度符号との排他的論理和（ＸＯＲ）の履歴を示すグラフである。
図７において、縦軸は加速度符号の排他的論理和（１：異符号、０：同符号）を示し、横軸は時間を示している。

【0030】

図８は、図７に示す排他的論理和をローパスフィルタに通して、所定期間内の平均値とした結果（符号不一致率）の履歴を示すグラフである。
図８は、縦軸が符号不一致率を示し、横軸が時間を示している。
この符号不一致率は、上下並進モードとピッチングモードの加速度の近似的な位相差を表すものである。

【0031】

上述した車両モデルを用いて、正常時と異常時との符号不一致率の計算を行った結果を図９に示す。
図９は、縦軸が符号不一致率を示し、横軸が時間を示し、正常状態、第１台車２０の右まくらばねダンパ２４ａ異常状態、第１台車２０の左まくらばねダンパ２４ａ異常状態、第２台車３０の右まくらばねダンパ３４ａ異常状態、第２台車３０の左まくらばねダンパ３４ａ異常状態を、それぞれ実線、点線、一点鎖線、二点鎖線、三点鎖線で図示している（後述する図１０において同様）。

【0032】

図９に示すように、符号不一致率は正常時には０．５５近傍で安定しているが、第１台車２０のまくらばねダンパ２４ａが異常の場合、符号不一致率（近似位相差）が正常より大きく、また、第２台車３０のまくらばねダンパ３４ａが異常の場合、符号不一致率が正常より小さくなっていることがわかる。
この場合、例えば、０．５から０．６を許容範囲と設定すれば、これを外れた場合に異常と判断し、さらに許容範囲のどちら側に外れたかによって、まくらばねダンパ２４ａ，３４ａのどちらの異常かを特定することができる。
なお、ここではフィルタの初期値を０．５５としたため、計算開始（０秒）はいずれも０．５５になっている。

【0033】

また、図１０は、まくらばねダンパを減衰力特性固定式のパッシブダンパとした場合の計算結果を示すグラフである。
図１０に示すように、図９に示す上下制振制御状態に対して、正常時と異常時との差は縮小するものの、傾向としては共通しており、閾値を適切に設定することによって、まくらばねダンパの異常を台車単位で検出することが可能である。

【0034】

以上説明した参考例によれば、まくらばねダンパ２４ａ，３４ａの正常、異常に応じて、車体１０の上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差は変化することから、この位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、車両１の運行中に適切にまくらばねダンパ２４ａ、３４ａの異常を検出することができる。
さらに、位相差が許容範囲のどちら側に外れたかによって、まくらばねダンパ２４ａ、３４ａのいずれの異常かを判別することができる。
また、上下方向加速度とピッチング方向加速度を、正常時と異常時との差が大きい１．５Ｈｚ近傍のバンドパスフィルタを通過させてから異常検出に用いることによって、より適切にまくらばねダンパ２４ａ，３４ａの異常を検出することができる。
さらに、バンドパスフィルタ通過後の上下方向加速度とピッチング方向加速度の符号不一致率を、位相差の大きさを示すパラメータ（近似的位相差）として利用することによって、演算負荷を軽減し、比較的簡素な機器によって演算したり、高速に演算することが可能となる。

【0035】

＜第１実施形態＞
次に、本発明を適用した２次ばね系の異常検出装置の第１実施形態について説明する。
第１実施形態においては、２次ばね系の正常時と異常時とで位相差に違いが生じやすい周波数帯域は、車体の上下並進モードの振動の固有振動数前後であることに鑑み、この固有振動数前後の周波数帯域をバンドパスフィルタで抽出し、異常検出を行なう構成とした。

【0036】

上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差は、ある周波数を境に１８０°反転し、その周波数は走行速度に比例することがわかっている。
図１１は、車両の走行速度に応じた車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の変化の一例を示すグラフである。
このため、バンドパスフィルタで抽出する周波数帯域が一定である場合、走行速度によっては反転した両方の位相差が混在し、安定した符号不一致率が得られない。

【0037】

そこで、第１実施形態においては、バンドパスフィルタのカットオフ周波数を走行速度に比例して変化させるようにしている。
このように、走行速度に応じてカットオフ周波数が推移するフィルタは、例えば、カットオフ周波数が異なる２つのバンドパスフィルタを設計し、これらのフィルタ係数の間を線形補間することによって、近似的に実現することが可能である。このような手法を用いると、例えばフィルタ係数を毎回計算するよりも演算負荷を軽減することができる。
このようなフィルタの構成の一例を、式１乃至式３に示す。

【数1】

ここで、ｘはフィルタ通過前の信号、ｙはフィルタ通過後の信号、ａ_１及びｂ_１は低速度用フィルタの係数、ａ_２及びｂ_２は高速度用フィルタの係数、ζは補間係数である。
なお、このように走行速度に応じて抽出する周波数帯域を変化させる場合であっても、例えば走行速度が極低速の場合等には、本手法による異常検出は困難である。
そこで、第１実施形態においては、走行速度が所定値以上の場合にのみ異常検出を行なうとともに、所定値未満の場合には異常検出を停止するようにしている。

【0038】

ここで、単純にバンドパスフィルタのカットオフ周波数を走行速度に比例して変化させると、走行速度変化に応じて抽出される周波数帯域が車体の上下並進モードの振動の固有振動数前後に設定される異常検出可能周波数の範囲から逸脱してしまう場合がある。
この場合、位相差は反転しないものの、正常時と異常時との差が小さくなるため、異常の検出は困難となる。
図１２乃至１４は、まくらばねダンパが正常又は異常である場合の車体の上下方向加速度とピッチング方向加速度の位相差の一例を示すグラフであって、走行速度がそれぞれ５０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ、７５ｋｍ／ｈであるときの位相差を示すものである。

【0039】

図１２乃至１４において、バンドパスフィルタによって抽出される周波数帯域を、破線の矩形によって図示する。
図１２乃至１４に示すように、バンドバスフィルタのカットオフ周波数を走行速度に比例するようにして、抽出される周波数帯域を速度向上に応じて高周波数側へ推移させた場合、抽出される周波数帯域に位相差の反転が生じて異常検出に支障をきたすことは防止できる。
しかし、図１４に示す７５ｋｍ／ｈの場合においては、図１２、１３に対して抽出される周波数帯域が高周波数側へ推移した結果、車体の上下並進モードの振動の固有振動数から乖離し、異常検出可能周波数の範囲を逸脱してしまい、正常時と異常時との差が小さくなって検出が困難となってしまう。

【0040】

そこで、第１実施形態においては、抽出される周波数帯域を車両の走行速度に比例して高周波数側へ推移させるとともに、抽出される周波数帯域が車体の上下並進モードの固有振動数から乖離した場合には、現在の周波数帯域よりも低い側における位相差が反転する周波数よりも低周波数側となるように（位相差が反転する周波数をまたぐように）、抽出される周波数帯域を段階的に変化させる構成としている。
例えば、図１４においては、破線の矩形で示す領域から、二点鎖線の矩形で示す領域に抽出される周波数帯域をシフトすることによって、位相差に基づいた２次ばね系の異常検出を適切に行えるようにしている。

【0041】

図１５は、第１実施形態の２次ばね系の異常検出装置における異常検出手段の構成を示す図である。
異常検出装置１００の処理装置１１０は、図１５に示すようなバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２１０，２２０、位相差検出手段２３０、閾値判定手段２４０を有する異常検出手段２００を備える。
ＢＰＦ２１０は、上下方向加速度（並進方向加速度）から、所定の周波数帯域の成分を抽出するものである。
ＢＰＦ２２０は、ピッチング方向加速度（回転方向加速度）から、所定の周波数帯域の成分を抽出するものである。
位相差検出手段２３０は、ＢＰＦ２１０，２２０の出力に基づいて、上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差を検出するものである。
閾値判定手段２４０は、位相差検出手段２３０が検出した位相差を、所定の閾値と比較し、位相差が閾値以上である場合に異常判定を成立させるものである。

【0042】

図１６は、第１実施形態の位相差検出装置における抽出周波数帯域を示すグラフである。
図１６において、縦軸は周波数を示し、横軸は車両の走行速度を示している。
また、図１６において、上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差が反転する周波数を破線で示し、ＢＰＦ２１０，２２０が抽出する周波数帯域（抽出周波数帯域）を網掛け太線で示している。（図２２において同じ）
図１６に示すように、位相差が反転する周波数は複数存在するが、いずれも走行速度と比例する関係にある。

【0043】

図１６に示すように、第１実施形態においては、抽出周波数帯域は、車速の増加に応じてリニアに増加するように設定されるとともに、抽出周波数帯域が異常検出可能周波数の範囲上限に近づいた場合には、その周波数の直下に存在する位相差反転周波数よりも低くかつ異常検出可能周波数の範囲内に含まれるように、段階的にシフトされる。
例えば、図１６に示す例においては、抽出周波数帯域は、走行速度が４５ｋｍ／ｈ未満ではＢ１に設定され、走行速度が４５ｋｍ／ｈ以上７０ｋｍ／ｈ未満ではＢ２に設定され、走行速度が７０ｋｍ／ｈ以上ではＢ３に設定されている。
４５ｋｍ／ｈ、７０ｋｍ／ｈは、本発明にいう抽出周波数変更速度となっている。
すなわち、ＢＰＦ２１０，２２０は、車両の走行速度に応じて、抽出周波数帯域Ｂ１乃至Ｂ３を順次切り替えることによって、現在の抽出周波数帯域が、車体の並進モードの固有振動数を含む異常検出可能周波数の範囲に含まれるよう維持する。
抽出周波数帯域Ｂ１乃至Ｂ３は、いずれも走行速度の増加に比例して増加するよう設定されている。
また、抽出周波数帯域Ｂ１とＢ２との間、抽出周波数帯域Ｂ２とＢ３との間には、位相差が反転する周波数がそれぞれ一つ存在する。

【0044】

また、符号並びに符号不一致率は、正常時であっても走行速度に依存して変動する傾向があり、この変動が異常の判別を困難にする場合があった。
そこで、第１実施形態においては、走行速度と符号不一致率との関係を予め取得した走行データに基づいて関数で近似し、この近似関数を基準として相対化した符号不一致率を評価値とすることによって、走行速度による影響を低減し、異常検出精度を高めている。

【0045】

図１７は、走行試験で取得したダンパ正常時の符号不一致率と走行速度との関係を示すグラフである。平均的な傾向を把握するために、符号不一致率、走行速度ともに移動平均化処理を施している。
図１７からは、符号不一致率が走行速度に依存し、低速になるほど大きくなる傾向がみられる。
ここで、走行速度ｖ（ｔ）と符号不一致率ｙ（ｔ）の関係を、式４のように２次関数で近似する。

ｙ_ｏ＝ａｖ（ｔ）^２＋ｂｖ（ｔ）＋ｃ ・・（式４）

図１７の場合には、図２に太実線にて示す近似関数（式５）が得られた。

ｙ_ｏ＝0.0020797v²−0.0359v＋1.8268 ・・（式５）

【0046】

図１８は、正常時、第１台車右異常時、第２台車右異常時における符号不一致率の推移の一例を示すグラフである。
図１９は、図１８のデータを、図１７に示す近似関数を基準とした相対値としたものを示すグラフである。
図１９のように、近似関数ｙ_０（ｔ）からの相対符号不一致率ｙ_ｒ（ｔ）を用いて異常検出を行なうことによって、走行速度への符号不一致率の依存の影響を抑制し、異常検出精度を向上することが可能である。
この相対符号不一致率ｙ_ｒ（ｔ）を式６に示す。

ｙ_ｒ（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｙ_ｏ（ｔ）
＝ｙ（ｙ）−（ａｖ（ｔ）^２＋ｂｖ（ｔ）＋ｃ） ・・（式６）

【0047】

また、符号不一致率を相対値とすることに代えて、異常検出に用いられる閾値（許容範囲）を走行速度に応じて変動させてもよい。
図２０は、符号不一致率の変動に応じて閾値を変化させる場合の一例を示すグラフである。
図２０に示す例においては、閾値を正常時の符号不一致率の近似関数ｙ_０からの相対値としている。
これによって、閾値は走行速度に応じて変化し、符号不一致率の変動に沿うように閾値を変化させることができる。

【0048】

以上説明した第１実施形態によれば、２次ばね系の正常、異常に応じて、車体１０の上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差は変化することから、この位相差が所定の許容範囲を外れた場合に異常と判断することによって、車両の運行中に適切に２次ばね系の異常を検出することができる。
また、上下方向加速度及びピッチング方向加速度から、車両の走行速度に応じて実質的に比例して高周波数側へ推移するよう設定された所定の周波数帯域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の成分を抽出し、抽出する周波数帯域を、上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差が反転する周波数とは異ならせて設定することによって、正常時と異常時とで位相差に違いが生じやすい周波数帯域を抽出することができ、より適切に異常を検出することができる。
また、走行速度が予め設定された抽出周波数変更速度を超過した際に、抽出される周波数帯域を、上下方向加速度とピッチング方向加速度との位相差が反転する周波数を超えるよう低周波数側に段階的に推移させることによって、車両の走行速度が変化した場合であっても異常検出に適した周波数帯域を抽出することが可能となり、異常検出を適切に行うことができる。
また、抽出される周波数帯域が車体の上下並進モードの固有振動数を含む異常検出可能周波数の範囲内に設定されることによって、２次ばね系が正常であるときの位相差と異常であるときの位相差との差を拡大し、異常検出をより確実に行うことができる。

【0049】

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した２次ばね系の異常検出装置の第２実施形態について説明する。
なお、以下説明する各実施形態の説明において、従前の実施形態と実質的に共通する箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

【0050】

図２１は、第２実施形態の２次ばね系の異常検出装置における異常検出手段の構成を示す図である。
図２１に示すように、第２実施形態においては、複数の異常検出手段２００が設けられ、各異常検出手段２００の出力を、ＯＲ論理ゲート２５０に集約し、少なくとも一つの異常検出手段２００において異常が判定された場合には異常判定を成立させる構成としている。

【0051】

図２２は、第２実施形態の位相差検出装置における抽出周波数帯域を示すグラフである。
第２実施形態においては、複数の異常検出手段２００によって、複数の周波数帯域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３・・・について、それぞれ並行して同時に異常検出を行っている。
そして、いずれか１つの異常検出手段２００が異常を検出した場合には、異常判定を成立させている。
以上説明した第２実施形態においても、上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

【0052】

＜第３実施形態＞
次に、本発明を適用した２次ばね系の異常検出装置の第３実施形態について説明する。
図２３は、第３実施形態の２次ばね系の異常検出装置の構成を示す図である。
第３実施形態の異常検出装置１００Ａは、第１実施形態の加速度センサ１２１，１２２に代えて、車体１０床下中央部に配置された加速度センサ１２３及びジャイロセンサ１３０を備えたものである。

【0053】

第１実施形態においては、一対の加速度センサ１２１，１２２が検出する上下加速度のモード分離によって上下並進モード及びピッチングモードの加速度を検出しているが、第３実施形態においては、加速度センサ１２３によって上下並進モードの加速度を検出し、ジャイロセンサ１３０によってピッチング方向の角加速度を検出する構成としている。
以上説明した第３実施形態においても、上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

【0054】

＜第４実施形態＞
次に、本発明を適用した２次ばね系の異常検出装置の第４実施形態について説明する。
第４実施形態の２次ばね系の異常検出装置は、第１乃至第３実施形態とは異なり、車体の左右方向（方向・車幅方向）の加速度と、ヨーイング方向の加速度との位相差とに基づいて、２次ばね系における特に横ばね系の異常を検出するものである。
図２４は、第４実施形態の２次ばね系の異常検出装置の構成、及び、鉄道車両の左右並進モード及びヨーイングモードの振動形態を示す模式図である。

【0055】

第４実施形態の異常検出装置１００Ｂが設けられる車両には、第１実施形態の構成に加え、さらに２次ばね系２４，３４に、左右動ダンパ２４ｂ，３４ｂが設けられる。
左右動ダンパ２４ｂ，３４ｂは、第１台車２０及び第２台車３０の台車枠２１，３１と、車体１０の下部との間に設けられ、車体１０に対する台車枠２１，３１の左右方向相対速度に応じた減衰力を発生する例えば油圧式緩衝器等の減衰要素である。
また、左右動ダンパ２４ｂ，３４ｂは、図示しない左右制振システムからの指令に応じて、減衰力特性を走行中に随時変更可能なセミアクティブダンパとなっている。

【0056】

また、第４実施形態の異常検出装置１００Ｂは、加速度センサ１２３，１２４等を備えて構成されている。
加速度センサ１２３，１２４は、車体１０の左右中心線上において前後方向に離間して配置され、車体１０の左右方向（枕木方向）の加速度を検出する加速度ピックアップを備えている。
加速度センサ１２３，１２４は、例えば、車体１０の床下に吊下げられて配置されている。
加速度センサ１２３は、第１台車２０の近傍に配置されている。
加速度センサ１２４は、第２台車３０の近傍に配置されている。
加速度センサ１２３，１２４の出力信号は、処理装置１１０に伝達される。

【0057】

図２４に示すように、左右並進モードは、第１台車２０及び第２台車３０が、車体１０に対して同相で左右方向に相対変位することによって、車体１０が左右に並進方向に振動するものである。
また、ヨーイングモードは、第１台車２０及び第２台車３０が、車体１０に対して逆相で左右方向に相対変位することによって、車体１０が鉛直軸回りに回動（揺動）するものである。

【0058】

加速度センサ１２３，１２４が検出した車体１０の左右方向加速度、ヨーイング方向加速度は、第１実施形態又は第２実施形態と実質的に同様の異常検出手段によって、バンドパスフィルタ処理、位相差検出処理、閾値判定処理が行われ、２次ばね系の異常を検出可能となっている。
以上説明した第４実施形態においても、２次ばね系における特にまくらばねの横ばね系や左右動ダンパ２４ｂ，３４ｂ等の異常を、車体１０の左右挙動に基づいて適切に検出することができる。
なお、この場合においても、第３実施形態と実質的に同様に、ジャイロセンサを用いてヨーイング方向加速度を検出する構成とすることができる。
この場合、左右方向の並進加速度の検出は、例えば車体１０の中央部一か所で行えば足りる。

【0059】

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。
例えば、２次ばね系の異常検出方法及び異常検出装置の詳細な構成は、上述した各実施形態のものに限らず、適宜変更することができる。
例えば、各実施形態では上下方向加速度とピッチング方向加速度を二値化した後、符号不一致率に基づいて異常の判定を行っているが、これに限らず、例えばクロススペクトルを用いて位相差を演算し、この位相差が許容範囲を外れた場合に異常を判定してもよい。
また、上下方向加速度、ピッチング方向加速度、左右方向加速度、及び、ヨーイング方向加速度を検出する各センサの種類や配置なども特に限定されない。
また、本発明は、２次ばねと独立して設けられる上下動ダンパ、左右動ダンパの異常検出に限らず、まくらばね自体の異常検出や、例えば空気ばね等のまくらばね自体が減衰要素を兼ねる場合には、その異常検出にも用いることができる。
例えば、本発明を利用して、まくらばね用の空気ばねの圧力低下を検出することができる。
また、各実施形態では、符号不一致率又は閾値を走行速度に応じて補正しているが、符号不一致率を用いずに位相差を用いて直接異常検出を行なう場合には、位相差又はこの位相差が比較される閾値を、予め取得した正常時の位相差と走行速度との相関を用いて、走行速度に応じて補正してもよい。

【符号の説明】

【0060】

１ 車両 １０ 車体
２０ 第１台車 ２１ 台車枠
２２ 第１輪軸 ２３ 第２輪軸
２４ ２次ばね系 ２４ａ まくらばねダンパ
２４ｂ 左右動ダンパ
３０ 第２台車 ３１ 台車枠
３２ 第３輪軸 ３３ 第４輪軸
３４ ２次ばね系 ３４ａ まくらばねダンパ
３４ｂ 左右動ダンパ
１００ 異常検出装置（第１実施形態）
１００Ａ 異常検出装置（第３実施形態）
１００Ｂ 異常検出装置（第４実施形態）
１１０ 処理装置 １２１〜１２５ 加速度センサ
１３０ ジャイロセンサ
２００ 異常検出手段 ２１０ バンドパスフィルタ
２２０ バンドパスフィルタ ２３０ 位相差検出手段
２４０ 閾値判定手段 ２５０ ＯＲ論理ゲート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】