特開 2024-64145 車両用制振装置および鉄道車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024064145

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】車両用制振装置および鉄道車両

(51)【国際特許分類】

   B61F 5/24 20060101AFI20240507BHJP

【ＦＩ】

B61F5/24 C

B61F5/24 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022172515

(22)【出願日】2022-10-27

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002457

【氏名又は名称】弁理士法人広和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】保坂 栄寿

(57)【要約】

【課題】第１加速度センサまたは第２加速度センサに異常が発生しても、第１減衰力可変ダンパと第２減衰力可変ダンパの制御を継続できる車両用制振装置を提供する。
【解決手段】制御装置２１は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとに接続されている。制御装置２１は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとからの加速度情報に基づいて、第１ダンパ９Ａ－９Ｈと第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄとの減衰力を可変する。また、制御装置２１は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの異常を検出する。制御装置２１は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの一方の加速度センサに異常を検出したとき、他方の加速度センサからの加速度情報により、一方の加速度センサの加速度情報を補完する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の車軸と台車との間に設けられる第１減衰力可変ダンパと、
前記台車と車体との間に設けられる第２減衰力可変ダンパと、
前記台車に設けられ、前記台車の加速度を検出する第１加速度センサと、
前記車体に設けられ、前記車体の加速度を検出する第２加速度センサと、
前記第１加速度センサと前記第２加速度センサとに接続され、該第１加速度センサと該第２加速度センサとからの加速度情報に基づいて前記第１減衰力可変ダンパと前記第２減衰力可変ダンパとの減衰力を可変するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記第１加速度センサまたは前記第２加速度センサの異常検出手段を有し、該第１加速度センサまたは該第２加速度センサの一方の加速度センサに異常を検出したとき、他方の加速度センサからの加速度情報により、一方の加速度センサの加速度情報を補完することを特徴とする車両用制振装置。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用制振装置であって、
前記車両の走行区間に応じた前記第１加速度センサと前記第２加速度センサとの加速度情報の差分値を記録するメモリを備え、
前記コントローラは、異常を検出した前記一方の加速度センサの加速度情報を、前記他方の加速度センサの加速度情報と前記メモリに記録された前記加速度情報の差分値とから求めることを特徴とする車両用制振装置。

【請求項3】

請求項２に記載の車両用制振装置であって、
前記メモリに記録される前記加速度情報の差分値は、前記第１加速度センサと前記第２加速度センサとが正常に動作している状態で自動的に蓄積されることを特徴とする車両用制振装置。

【請求項4】

請求項１に記載の車両用制振装置であって、
前記第１加速度センサは、前記台車の進行方向前側に配置される前側第１加速度センサと、前記台車の進行方向後側に配置される後側第１加速度センサと、を有し、
前記第２加速度センサは、前記車体の進行方向前側に配置される前側第２加速度センサと、前記車体の進行方向後側に配置される後側第２加速度センサと、を有することを特徴とする車両用制振装置。

【請求項5】

請求項２に記載の車両用制振装置であって、
前記第１加速度センサは、前記台車の進行方向前側に配置される前側第１加速度センサと、前記台車の進行方向後側に配置される後側第１加速度センサと、を有し、
前記第２加速度センサは、前記車体の進行方向前側に配置される前側第２加速度センサと、前記車体の進行方向後側に配置される後側第２加速度センサと、を有することを特徴とする車両用制振装置。

【請求項6】

請求項５に記載の車両用制振装置であって、
前記メモリに記録される前記加速度情報の差分値は、前記前側第１加速度センサの加速度情報と前記前側第２加速度センサの加速度情報との差分値と、前記後側第１加速度センサの加速度情報と前記後側第２加速度センサの加速度情報との差分値と、であることを特徴とする車両用制振装置。

【請求項7】

車両の車軸と台車との間に設けられる第１減衰力可変ダンパと、
前記台車と車体との間に設けられる第２減衰力可変ダンパと、
前記台車に設けられ、前記台車の加速度を検出する第１加速度センサと、
前記車体に設けられ、前記車体の加速度を検出する第２加速度センサと、
前記第１加速度センサと前記第２加速度センサとに接続され、該第１加速度センサと該第２加速度センサとからの加速度情報に基づいて前記第１減衰力可変ダンパと前記第２減衰力可変ダンパとの減衰力を可変すると共に、前記第１加速度センサまたは前記第２加速度センサの異常検出手段を有し、該第１加速度センサまたは該第２加速度センサの一方の加速度センサに異常を検出したとき、他方の加速度センサからの加速度情報により、一方の加速度センサの加速度情報を補完するコントローラと、を備える鉄道車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、例えば、車両の振動を低減する車両用制振装置および鉄道車両に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の乗り心地向上のため、車軸と台車との間または台車と車体との間に減衰力調整式緩衝器を配置した車両（鉄道車両）が知られている。例えば、特許文献１には、車軸と台車との間に減衰力調整式緩衝器（可変減衰ダンパ）を配置した制振装置が記載されている。特許文献２には、台車と車体との間に減衰力調整式緩衝器（減衰力調整式ダンパ）を配置した鉄道車両用振動制御装置が記載されている。減衰力調整式緩衝器は、車両に搭載された加速度センサの検出値（計測値）に基づいて制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１４５３１２号公報

【特許文献2】特開２０００－０７１９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車軸と台車との間に減衰力調整式緩衝器（例えば、第１減衰力可変ダンパ）を設けると共に、台車と車体との間に減衰力調整式緩衝器（例えば、第２減衰力可変ダンパ）を設け、これら両緩衝器、即ち、第１減衰力可変ダンパと第２減衰力可変ダンパとの両方を制御する場合を考える。この場合、例えば、台車の加速度を検出する第１加速度センサに異常が発生したときに、第１減衰力可変ダンパの制御を停止すると、乗り心地が低下する可能性がある。また、例えば、車体の加速度を検出する第２加速度センサに異常が発生したときに、第２減衰力可変ダンパの制御を停止すると、乗り心地が低下するおそれがある。

【0005】

本発明の目的の一つは、第１加速度センサまたは第２加速度センサに異常が発生しても、第１減衰力可変ダンパと第２減衰力可変ダンパの制御を継続できる車両用制振装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、好ましくは、車両の車軸と台車との間に設けられる第１減衰力可変ダンパと、前記台車と車体との間に設けられる第２減衰力可変ダンパと、前記台車に設けられ、前記台車の加速度を検出する第１加速度センサと、前記車体に設けられ、前記車体の加速度を検出する第２加速度センサと、前記第１加速度センサと前記第２加速度センサとに接続され、該第１加速度センサと該第２加速度センサとからの加速度情報に基づいて前記第１減衰力可変ダンパと前記第２減衰力可変ダンパとの減衰力を可変するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記第１加速度センサまたは前記第２加速度センサの異常検出手段を有し、該第１加速度センサまたは該第２加速度センサの一方の加速度センサに異常を検出したとき、他方の加速度センサからの加速度情報により、一方の加速度センサの加速度情報を補完する車両用制振装置である。

【0007】

また、本発明は、好ましくは、車両の車軸と台車との間に設けられる第１減衰力可変ダンパと、前記台車と車体との間に設けられる第２減衰力可変ダンパと、前記台車に設けられ、前記台車の加速度を検出する第１加速度センサと、前記車体に設けられ、前記車体の加速度を検出する第２加速度センサと、前記第１加速度センサと前記第２加速度センサとに接続され、該第１加速度センサと該第２加速度センサとからの加速度情報に基づいて前記第１減衰力可変ダンパと前記第２減衰力可変ダンパとの減衰力を可変すると共に、前記第１加速度センサまたは前記第２加速度センサの異常検出手段を有し、該第１加速度センサまたは該第２加速度センサの一方の加速度センサに異常を検出したとき、他方の加速度センサからの加速度情報により、一方の加速度センサの加速度情報を補完するコントローラと、を備える鉄道車両である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、台車に設けられる第１加速度センサまたは車体に設けられる第２加速度センサの異常が検出されても、第１減衰力可変ダンパと第２減衰力可変ダンパの制御を継続できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態による車両用制振装置が搭載された鉄道車両を概略的に示す側面図である。

【図2】図１中の台車、車輪、第１減衰力可変ダンパ、第１加速度センサ等の位置関係を概略的に示す平面図である。

【図3】図１中の車体、空気ばね、第２減衰力可変ダンパ、第２加速度センサ等の位置関係を概略的に示す平面図である。

【図4】図１中の制御装置による加速度情報の処理を示すブロック図である。

【図5】第２加速度センサの異常が検出されたときの加速度情報の処理を示す図４と同様のブロック図である。

【図6】（Ａ）第２加速度センサの検出値、（Ｂ）第１加速度センサの検出値、および、（Ｃ）補完された第２加速度センサの推定値（補完値）の時間変化の一例を示す特性線図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態による車両用制振装置を、電車、気動車、客車等の鉄道車両に搭載した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ説明する。なお、図１－３では、図面の左側（車両の長さ方向の一側）を鉄道車両の進行方向の前側とし、図面の右側（車両の長さ方向の他側）を鉄道車両の進行方向の後側として説明するが、図面の右側を前側とし、図面の左側を後側としてもよい。

【0011】

図１において、鉄道車両１（以下、車両１という）は、例えば乗客、乗務員等の乗員が乗車する車体２と、車体２の下側に設けられた前側の台車３Ａおよび後側の台車３Ｂとを備えている。これら２つの台車３Ａ，３Ｂは、車体２の前側（車体２の長さ方向の一側で図１ないし図３の左側）と後側（車体２の長さ方向の他側で図１ないし図３の右側）とに離間して配置されている。これにより、車両１の車体２は、一対の台車３Ａ，３Ｂ上に設置されている。なお、図１ないし図３では、図面が複雑になることを避けるため、１両の車両１、即ち、１両編成の列車を示している。しかし、実際に運行される列車は、複数の車両１を連結した列車、即ち、複数の車両１により編成された列車が多い。

【0012】

台車３Ａ，３Ｂは、台車枠４Ａ，４Ｂと、複数の車輪５Ａ－５Ｈと、複数の軸ばね８，８（図１）と、複数の第１減衰力調整式油圧緩衝器９Ａ－９Ｈ（以下、第１ダンパ９Ａ－９Ｈという）と、を備えている。各車輪５Ａ－５Ｈは、台車３Ａ，３Ｂの支持構造体となる台車枠４Ａ，４Ｂに回転可能に支持されることにより、台車３Ａ，３Ｂに取り付けられている。即ち、各台車３Ａ，３Ｂ（台車枠４Ａ，４Ｂ）には、車軸６Ａ－６Ｄ（図２）の長さ方向の両端側（即ち、車体２の幅方向の両端側）にそれぞれ車輪５Ａ－５Ｈを設けてなる輪軸７Ａ－７Ｄが、前後方向に離間してそれぞれ２個ずつ取付けられている。

【0013】

これにより、各台車３Ａ，３Ｂには、それぞれ４個の車輪５Ａ－５Ｄ，５Ｅ－５Ｈが設けられている。即ち、車輪５Ａ－５Ｈは、１台車につき４個、１車両につき８個設けられている。車両１は、各車輪５Ａ－５Ｈが左右のレールＲ（図１に一方のみ図示）上を回転することにより、レールＲに沿って走行する。なお、車体２の幅方向となる左右方向は、進行方向に対面した状態を基準としている。即ち、左右方向は、車体２の幅方向（車軸６Ａ－６Ｄの軸方向）に対応し、例えば、図１では紙面に直交する表裏方向の表側を左とし、裏側を右としている。

【0014】

台車３Ａ，３Ｂの台車枠４Ａ，４Ｂと各車軸６Ａ－６Ｄ（より具体的には、車軸６Ａ－６Ｄを回転可能に支持する軸受箱）との間には、複数の軸ばね８，８と、複数の第１ダンパ９Ａ－９Ｈと、が設けられている。軸ばね８，８は、車輪５Ａ－５Ｈからの振動や衝撃を緩和する。軸ばね８，８は、「ばね下質量」となる車輪５Ａ－５Ｈ等と「ばね間質量」となる台車枠４Ａ，４Ｂ等との間に設けられる「１次ばね」に対応する。軸ばね８，８は、例えば、コイルばねにより構成されており、車軸６Ａ－６Ｄの両側にそれぞれ２個ずつ設けられている。即ち、軸ばね８，８は、１台車につき８個、１車両につき１６個設けられている。

【0015】

第１減衰力可変ダンパとしての第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、軸ばね８，８に対して並列に配置されている。第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、例えば、各台車３Ａ，３Ｂの左右両側にそれぞれ２個ずつ（車軸６Ａ－６Ｄの軸方向両側にそれぞれ１個ずつ）設けられている。即ち、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、１台車につき４個、１車両につき８個設けられている。第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、台車３Ａ，３Ｂ（より具体的には、台車枠４Ａ，４Ｂ）と各車輪５Ａ－５Ｈ（より具体的には、軸受箱）との間に設けられている。即ち、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、「ばね間質量」となる台車枠４Ａ，４Ｂ等と「ばね下質量」となる車輪５Ａ－５Ｈ等との間に介装（配置）されている。

【0016】

第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、台車３Ａ，３Ｂの振動を低減させる力を発生する。即ち、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、車輪５Ａ－５Ｈ（より具体的には、車軸６Ａ－６Ｄ）に対する台車枠４Ａ，４Ｂの上下方向の振動（車輪５Ａ－５Ｈと台車枠４Ａ，４Ｂとの相対変位）に対して、振動（相対変位）を低減させるような力（即ち、減衰力）を発生する。これにより、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、台車３Ａ，３Ｂの上下方向の振動を抑制（低減）する。この場合、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、減衰力の調整が可能なダンパ、例えば、減衰力を調整可能な減衰力調整式油圧緩衝器により構成されている。即ち、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、それぞれの減衰力を個別に調整可能な減衰力調整式緩衝器（減衰力を可変に制御可能な減衰力可変ダンパ）として構成されている。

【0017】

第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、後述の制御装置２１等と共に車両用制振装置（鉄道車両用振動制御装置）を構成している。第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、セミアクティブダンパとも呼ばれており、軸ばね８，８と共に、車輪５Ａ－５Ｈと台車３Ａ，３Ｂとの間で上下方向の振動を緩衝（減衰）するサスペンション（セミアクティブサスペンション）を構成している。第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、例えば、制御装置２１から電力（駆動電流）が供給されることにより、ソレノイドバルブ等の制御バルブ１０Ａ－１０Ｈの開弁圧が調整される。これにより、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、減衰特性をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）へと連続的に調整することができる。

【0018】

なお、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、減衰特性を連続的に調整するものに限らず、２段階または複数段階に調整可能なものであってもよい。また、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、電圧や電流に応じて減衰力を調整する減衰力調整式緩衝器であってもよい。さらに、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、外部動力により能動的に力（減衰力）を発生するアクチュエータ等のアクティブダンパでもよい。アクチュエータ（アクティブダンパ）は、例えば、三相リニアモータ等の電力の供給により伸長、縮小する電動リニアモータ（電動アクチュエータ）、または、圧油の供給により伸長、縮小する油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）により構成することができる。

【0019】

いずれにしても、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、車両電力源（例えば、架線、発電機等からの電力を貯えるバッテリ）から供給される電力により、発生する力（減衰力）を制御可能な台車車輪間アクチュエータとなるものである。この場合、第１ダンパ９Ａ－９Ｈ（制御バルブ１０Ａ－１０Ｈ）は、制御装置２１に接続されており、制御装置２１を介して電力が供給されることにより、発生減衰力が可変に調整される。

【0020】

一方、車両１の車体２と各台車３Ａ，３Ｂとの間には、複数の空気ばね１１Ａ－１１Ｄと、複数の第２減衰力調整式油圧緩衝器１２Ａ－１２Ｄ（以下、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄという）と、が設けられている。空気ばね１１Ａ－１１Ｄは、それぞれの台車３Ａ，３Ｂ上で車体２を弾性的に支持する。空気ばね１１Ａ－１１Ｄは、「枕ばね」または「懸架ばね」とも呼ばれ、「ばね上質量」となる車体２等と「ばね間質量」となる台車枠４Ａ，４Ｂ等との間に設けられる「２次ばね」に対応する。空気ばね１１Ａ－１１Ｄは、各台車３Ａ，３Ｂの左右両側にそれぞれ１個ずつ設けられている。即ち、空気ばね１１Ａ－１１Ｄは、１台車につき２個、１車両につき４個設けられている。

【0021】

第２減衰力可変ダンパとしての第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、空気ばね１１Ａ－１１Ｄに対して並列に配置されている。第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、例えば、１つの台車３Ａ，３Ｂ毎に左右方向に離間して２個ずつ設けられている。即ち、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、１台車につき２個、１車両につき４個設けられている。第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、車体２と台車３Ａ，３Ｂ（より具体的には、台車枠４Ａ，４Ｂ）との間に設けられている。即ち、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、「ばね上質量」となる車体２等と「ばね間質量」となる台車枠４Ａ，４Ｂ等との間に介装（配置）されている。

【0022】

第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、車体２の振動を低減させる力を発生する。即ち、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、台車３Ａ，３Ｂ（より具体的には、台車枠４Ａ，４Ｂ）に対する車体２の上下方向の振動（台車枠４Ａ，４Ｂと車体２との相対変位）に対して、振動（相対変位）を低減させるような力（即ち、減衰力）を発生する。これにより、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、車体２の上下方向の振動を抑制（低減）する。この場合、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、第１ダンパ９Ａ－９Ｈと同様に、減衰力の調整が可能なダンパ、例えば、減衰力を調整可能な減衰力調整式油圧緩衝器により構成されている。即ち、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄも、それぞれの減衰力を個別に調整可能な減衰力調整式緩衝器（減衰力を可変に制御可能な減衰力可変ダンパ）として構成されている。

【0023】

第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、後述の制御装置２１等と共に車両用制振装置（鉄道車両用振動制御装置）を構成している。第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、セミアクティブダンパとも呼ばれており、空気ばね１１Ａ－１１Ｄと共に、台車３Ａ，３Ｂと車体２との間で上下方向の振動を緩衝（減衰）するサスペンション（セミアクティブサスペンション）を構成している。第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、例えば、制御装置２１から電力（駆動電流）が供給されることにより、ソレノイドバルブ等の制御バルブ１３Ａ－１３Ｄの開弁圧が調整される。これにより、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、減衰特性をハードな特性（硬特性）からソフトな特性（軟特性）へと連続的に調整することができる。

【0024】

なお、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄも、減衰特性を連続的に調整するものに限らず、２段階または複数段階に調整可能なものであってもよい。また、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、電圧や電流に応じて減衰力を調整する減衰力調整式緩衝器であってもよい。さらに、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、外部動力により能動的に力（減衰力）を発生するアクチュエータ等のアクティブダンパでもよい。アクチュエータ（アクティブダンパ）は、三相リニアモータ等の電力の供給により伸長、縮小する電動リニアモータ（電動アクチュエータ）、または、圧油の供給により伸長、縮小する油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）により構成することができる。

【0025】

いずれにしても、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、車両電力源（例えば、架線、発電機等からの電力を貯えるバッテリ）から供給される電力により、発生する力（減衰力）を制御可能な車体台車間アクチュエータとなるものである。この場合、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄ（制御バルブ１３Ａ－１３Ｄ）は、制御装置２１に接続されており、制御装置２１を介して電力が供給されることにより、発生減衰力が可変に調整される。

【0026】

図２に示すように、台車３Ａ，３Ｂには、前後方向に離間した２個所位置に、それぞれの位置で台車３Ａ，３Ｂの上下方向の加速度を検出する合計２個（１車両につき４個）の台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄが設けられている。第１加速度センサとしての台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、車両１の異なる複数個所にそれぞれ搭載されて車両１の挙動（より具体的には、台車３Ａ，３Ｂの振動状態）を検出するセンサ（挙動センサ）である。台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄとしては、例えば圧電式、サーボ式、ピエゾ抵抗式等のアナログ式加速度センサ等、各種の加速度センサを用いることができ、特に、耐水性、耐熱性に優れた加速度センサを用いることが好ましい。

【0027】

ここで、第１台車側加速度センサ１４Ａと第２台車側加速度センサ１４Ｂは、前側の台車３Ａに配置されている。この場合、第１台車側加速度センサ１４Ａは、前側の車軸６Ａに近い位置に配置されており、第２台車側加速度センサ１４Ｂは、後側の車軸６Ｂに近い位置に配置されている。第１台車側加速度センサ１４Ａは、進行方向前側の台車３Ａの前側に配置される前側第１加速度センサに対応する。第３台車側加速度センサ１４Ｃと第４台車側加速度センサ１４Ｄは、後側の台車３Ｂに配置されている。この場合、第３台車側加速度センサ１４Ｃは、前側の車軸６Ｃに近い位置に配置されており、第４台車側加速度センサ１４Ｄは、後側の車軸６Ｄに近い位置に配置されている。第４台車側加速度センサ１４Ｄは、進行方向後側の台車３Ｂの後側に配置される後側第１加速度センサに対応する。

【0028】

台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、制御装置２１に接続されている。台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、それぞれの位置で検出した台車３Ａ，３Ｂの上下方向の加速度の検出信号（車両挙動である台車３Ａ，３Ｂの振動の検出信号）を制御装置２１に出力する。なお、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、台車３Ａ，３Ｂの前側と後側とに限らず、例えば台車３Ａ，３Ｂの左側と右側とに配置する等、台車３Ａ，３Ｂ上のセンサ配置はいかなる形をとってもよい。また、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄの個数も１台車毎に２個に限らず、測定・制御の目的に合わせて自由に選んでよい。例えば、台車３Ａ，３Ｂ毎に１個ずつ設けてもよいし、３個以上ずつ設けてもよい。さらに、前側の台車３Ａと後側の台車３Ｂとでセンサの数を異ならせてもよい。

【0029】

図３に示すように、車体２には、前後方向に離間した２個所位置と左右方向に離間した２個所位置との４個所位置に、それぞれの位置で車体２の上下方向の加速度を検出する合計４個の車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄが設けられている。第２加速度センサとしての車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、車両１の異なる複数個所にそれぞれ搭載されて車両１の挙動（より具体的には、車体２の振動状態）を検出するセンサ（挙動センサ）である。車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄも、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと同様に、例えば圧電式、サーボ式、ピエゾ抵抗式等のアナログ式加速度センサ等、各種の加速度センサを用いることができる。

【0030】

ここで、第１車体側加速度センサ１５Ａは、車体２の前側、より具体的には、前側の台車３Ａよりも前側となる最前側に配置されている。第１車体側加速度センサ１５Ａは、車体２の進行方向前側に配置される前側第２加速度センサに対応する。第２車体側加速度センサ１５Ｂは、車体２の後側、より具体的には、後側の台車３Ｂよりも後側となる最後側に配置されている。第２車体側加速度センサ１５Ｂは、車体２の進行方向後側に配置される後側第２加速度センサに対応する。第３車体側加速度センサ１５Ｃは、車体２の前後方向の中央の左側に配置されている。第４車体側加速度センサ１５Ｄは、車体２の前後方向の中央の右側に配置されている。

【0031】

車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、制御装置２１に接続されている。車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、それぞれの位置で検出した車体２の上下方向の加速度の検出信号（車両挙動である車体２の振動の検出信号）を制御装置２１に出力する。なお、車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、車体２の前部中央、後部中央、中央左側、中央右側に限らず、例えば車体２の前部左側、前部右側、後部左側、後部右側に配置する等、車体２上のセンサ配置はいかなる形をとってもよい。また、車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの個数も１車両（１車体）毎に４個に限らず、測定・制御の目的に合わせて自由に選んでよい。例えば、車体２に２個、３個、または５個以上設けてもよい。

【0032】

制御装置２１は、第１ダンパ９Ａ－９Ｈ（制御バルブ１０Ａ－１０Ｈ）および第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄ（制御バルブ１３Ａ－１３Ｄ）を制御するコントローラである。制御装置２１は、車両１の予め決められた位置（例えば、車体２のほぼ中央となる位置等）に設置されている。制御装置２１は、例えばマイクロコンピュータ、駆動回路等を含んで構成されている。制御装置２１は、加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄと接続されている。また、制御装置２１は、ダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄの制御バルブ１０Ａ－１０Ｈ，１３Ａ－１３Ｄと接続されている。

【0033】

制御装置２１は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる記憶部としてのメモリ２１Ａを有している。メモリ２１Ａには、例えば、ダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄの制御処理を行うためのプログラム、加速度センサ１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂの故障（異常）を判定するプログラム、加速度センサ１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂが故障したときの加速度を推定するプログラム等が記憶されている。また、メモリ２１Ａには、加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄの加速度情報が記憶（記録）される。また、後述するように、メモリ２１Ａには、加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄの加速度情報の差分値、例えば、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとの加速度情報の差分値（位相差Δμs、波高値Δ比率等）が記憶（記録）される。メモリ２１Ａに記憶される「加速度情報」および／または「加速度情報の差分値」は、例えば、いずれかの加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄが故障したときに、この故障した加速度センサで検出されると想定される加速度の推定（算出）に用いられる。

【0034】

なお、「加速度情報」および／または「加速度情報の差分値」が記憶（記録）されるメモリは、制御装置２１のメモリ２１Ａとは別のメモリとしてもよい。即ち、加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄの加速度情報および／またはその差分値が記憶（記録）されるメモリは、例えばＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の記憶装置としてもよい。換言すれば、ダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄを制御するコントローラと加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄの加速度情報および／またはその差分値が記憶（記録）されるメモリは、制御装置２１として一体に構成してもよいし、制御装置（コントローラ）と記憶装置（メモリ）とによりそれぞれ別々に構成してもよい。

【0035】

制御装置２１は、例えば通信回線３１を介して別の制御装置、例えば、上位の制御装置（図示せず）と接続されている。制御装置２１には、上位の制御装置から通信回線３１を介して車両１の車両情報（例えば、車両の走行位置、走行区間、走行速度等）が上位信号として入力される。制御装置２１からは、例えば、車両１の挙動情報（車体２の振動情報、台車３Ａ，３Ｂの振動情報）が上位の制御装置に出力される。制御装置２１は、例えば、１台の車体２に１個配置されている。

【0036】

制御装置２１は、例えば、加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄから得られるセンサ信号（加速度）と通信回線３１を介して得られる信号（車両情報）とに基づいて内部で演算を行い、ダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄに指令信号（駆動電流）を出力する。制御装置２１は、第１ダンパ９Ａ－９Ｈおよび第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄの減衰力を制御する減衰力制御手段としての減衰力制御部を備えている。減衰力制御部は、車体２の振動を低減し乗り心地を向上すべく、例えば、サンプリング時間毎に加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄからの検出信号、通信回線３１からの上位信号等を読み込みつつ、所定の制御則に従ってそれぞれのダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄで発生すべき減衰力に対応する駆動電流を演算する。

【0037】

例えば、減衰力制御部は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄの検出信号に基づいて、第１ダンパ９Ａ－９Ｈで発生すべき減衰力に対応する駆動電流を演算する。また、例えば、減衰力制御部は、車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの検出信号に基づいて、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄで発生すべき減衰力に対応する駆動電流を演算する。この上で、減衰力制御部は、駆動電流をダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄの制御バルブ１０Ａ－１０Ｈ，１３Ａ－１３Ｄ（ソレノイド）に個別に出力し、ダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄ毎の発生力（減衰力）を可変に制御する。ダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄの制御則としては、例えば、スカイフック制御則、ＬＱＧ制御則またはＨ∞制御則等を用いることができる。

【0038】

ところで、鉄道車両用の制御サスペンションシステムとして、鉄道車両の車軸―台車間の１次ばね（軸ばね８，８）と並列に減衰力可変ダンパ（第１ダンパ９Ａ－９Ｈ）を設置する軸セミアクティブシステムと、鉄道車両の車体―台車間の２次ばね（空気ばね１１Ａ－１１Ｄ）と並列に減衰力可変ダンパ（第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄ）を設置する上下セミアクティブシステムがある。各システムには、上下振動を検出するための加速度センサ（加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄ）が台車の前後と車体の前後とに設置されている。このシステムを同時に使用する場合を考える。この場合に、例えば、軸セミアクティブシステムの加速度センサ（例えば、台車の加速度センサ）が故障したときに、軸セミアクティブシステムの制御を停止すると、乗り心地が低下する可能性がある。また、例えば、上下セミアクティブシステムの加速度センサ（例えば、車体の加速度センサ）が故障したときに、上下セミアクティブシステムの制御を停止すると、乗り心地が低下する可能性がある。

【0039】

そこで、実施形態では、加速度センサが故障しても、制御を停止せずに乗り心地を持続できるように、次の構成を採用している。即ち、実施形態では、軸セミアクティブシステムを構成する第１ダンパ９Ａ－９Ｈ（第１減衰力可変ダンパ）、および、上下セミアクティブシステムを構成する第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄ（第２減衰力可変ダンパ）を、同一の制御装置２１（コントローラ）で協調制御するシステムとしている。この場合に、制御装置２１は、「第１ダンパ９Ａ－９Ｈの制御に使用する台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ（第１加速度センサ）の加速度情報」と「第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄの制御で使用する車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄ（第２加速度センサ）の加速度情報」との差分（差分値）を、メモリ２１Ａに記憶（記録、保存）する。差分（差分値）は、車両１の走行区間と対応させて連続して記憶する。これにより、メモリ２１Ａに差分（差分値）を蓄積する。

【0040】

そして、制御装置２１は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとのうちのいずれかの加速度センサが故障した場合に、「メモリ２１Ａに記憶（蓄積）した差分値」と「故障してない加速度センサの検出値」とに基づいて、故障した加速度センサの検出値を推定（算出）し、この推定（算出）された値を「故障した加速度センサ」の出力値として補完（補間）する。これにより、実施形態では、加速度センサが故障しても、制御が停止することを抑制でき、乗り心地を維持することができる。以下、これらの点について、詳しく説明する。

【0041】

図１ないし図３に示すように、実施形態では、第１ダンパ９Ａ－９Ｈと第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄの協調制御を行う仕様とすることにより、コントローラとなる制御装置２１の共有化を図っている。即ち、実施形態では、１つの制御装置２１に「台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄの検出信号（加速度信号）」と「車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの検出信号（加速度信号）」とが入力される構成（システム）としている。４つの台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、第１ダンパ９Ａ－９Ｈの制御用センサに対応する。４つの車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄの制御用センサに対応する。

【0042】

そして、４つの車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄのうち前側のセンサとなる第１車体側加速度センサ１５Ａまたは後側のセンサとなる第２車体側加速度センサ１５Ｂが故障した場合は、代わりとして、４つの台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄのうち、前側のセンサとなる第１台車側加速度センサ１４Ａまたは後側のセンサとなる第４台車側加速度センサ１４Ｄを用いて制御を継続する。例えば、第１車体側加速度センサ１５Ａが故障した場合は、第１台車側加速度センサ１４Ａを用いて制御を継続する。第２車体側加速度センサ１５Ｂが故障した場合は、第４台車側加速度センサ１４Ｄを用いて制御を継続する。

【0043】

ここで、第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、「第１減衰力可変ダンパ９Ａ－９Ｈ」とする。第１台車側加速度センサ１４Ａまたは第４台車側加速度センサ１４Ｄは、第１減衰力可変ダンパ９Ａ－９Ｈ用の加速度センサ、即ち、「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄ」とする。また、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、「第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄ」とする。第１車体側加速度センサ１５Ａまたは第２車体側加速度センサ１５Ｂは、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄ用の加速度センサ、即ち、「第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂ」とする。図４は、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄおよび第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが正常なときの制御装置２１の加速度情報の処理を示すブロック図である。図５は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの異常（故障）が検出されたときの制御装置２１の加速度情報の処理を示すブロック図である。

【0044】

図４に示すように、制御装置２１は、ローパスフィルタ部２２と、ＦＦＴ位相差確認部２３と、信号比較部２４と、データ蓄積部２５と、出力部２６と、を備えている。ローパスフィルタ部２２には、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄから加速度情報（第１加速度情報）が入力される。第１加速度情報は、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄから制御装置２１に入力される加速度信号（第１加速度信号）に対応する。ローパスフィルタ部２２は、入力された第１加速度信号をローパスフィルタ処理し、高周波成分を除去する。例えば、第１加速度信号に対して、７～９Ｈｚの周波数帯をカットオフ周波数として３Ｈｚ以下の周波数成分を通過させるローパスフィルタ処理をする。これにより、第１加速度信号から第１減衰力可変ダンパ９Ａ－９Ｈの制御帯の信号をカットし、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄの制御帯付近の信号を抽出する。ローパスフィルタ部２２は、「ローパスフィルタ処理した第１加速度信号」をＦＦＴ位相差確認部２３および信号比較部２４に出力する。

【0045】

ＦＦＴ位相差確認部２３には、ローパスフィルタ部２２から「ローパスフィルタ処理した第１加速度信号（第１加速度情報）」が入力される。また、ＦＦＴ位相差確認部２３には、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂから加速度情報（第２加速度情報）が入力される。第２加速度情報は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂから制御装置２１に入力される加速度信号（第２加速度信号）に対応する。ＦＦＴ位相差確認部２３では、「ローパスフィルタ処理した第１加速度信号（第１加速度情報）」をＦＦＴ処理する。また、ＦＦＴ位相差確認部２３では、第２加速度信号（第２加速度情報）をＦＦＴ処理する。そして、ＦＦＴ位相差確認部２３では、ＦＦＴ処理した両者の結果から各周波数のピーク値の位相差Δμsを確認する。例えば、ＦＦＴ位相差確認部２３では、「第１台車側加速度センサ１４Ａのローパスフィルタ処理後の加速度情報（第１加速度情報）」と「第１車体側加速度センサ１５Ａの加速度情報（第２加速度情報）」とのＦＦＴ処理後の位相差Δμs、および、「第４台車側加速度センサ１４Ｄのローパスフィルタ処理後の加速度情報（第１加速度情報）」と「第２車体側加速度センサ１５Ｂの加速度情報（第２加速度情報）」とのＦＦＴ処理後の位相差Δμs、を確認（算出）する。ＦＦＴ位相差確認部２３は、確認（算出）した位相差Δμs、即ち、「ローパスフィルタ処理後の第１加速度情報のＦＦＴ処理結果」と「第２加速度情報のＦＦＴ処理結果」とから得られる両者の各周波数のピーク値の位相差Δμsを、信号比較部２４に出力する。

【0046】

信号比較部２４には、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂから「第２加速度情報」が入力される。また、信号比較部２４には、ローパスフィルタ部２２から「ローパスフィルタ処理後の第１加速度情報」が入力される。さらに、信号比較部２４には、ＦＦＴ位相差確認部２３から「位相差Δμs」が入力される。信号比較部２４は、第２加速度情報を出力部２６に出力する。また、信号比較部２４は、「ローパスフィルタ処理後の第１加速度情報」と「第２加速度情報」とから、これらの波高値Δ比率を算出する。例えば、信号比較部２４は、「第１台車側加速度センサ１４Ａのローパスフィルタ処理後の加速度情報（第１加速度情報）」と「第１車体側加速度センサ１５Ａの加速度情報（第２加速度情報）」との波高値Δ比率、および、「第４台車側加速度センサ１４Ｄのローパスフィルタ処理後の加速度情報（第１加速度情報）」と「第２車体側加速度センサ１５Ｂの加速度情報（第２加速度情報）」との波高値Δ比率、を算出する。

【0047】

そして、信号比較部２４は、位相差Δμsと波高値Δ比率とを所定間隔で移動平均させ平滑化させる。即ち、信号比較部２４は、第１台車側加速度センサ１４Ａと第１車体側加速度センサ１５Ａとに関する位相差Δμsと波高値Δ比率とを移動平均させる。これと共に、信号比較部２４は、第４台車側加速度センサ１４Ｄと第２車体側加速度センサ１５Ｂとに関する位相差Δμsと波高値Δ比率とを移動平均させる。信号比較部２４は、「位相差Δμsと波高値Δ比率とを移動平均させたデータ」をデータ蓄積部２５に出力する。

【0048】

データ蓄積部２５には、信号比較部２４から「位相差Δμsと波高値Δ比率とを移動平均させたデータ」が入力される。データ蓄積部２５は、例えばメモリ２１Ａに対応する。データ蓄積部２５は、「位相差Δμsと波高値Δ比率とを移動平均させたデータ」を蓄積（記録、記憶、保存）する。この場合、これらの情報は、車両１の走行区間と対応させて蓄積させる。走行区間は、例えば、通信回線３１を介して上位の制御装置から取得することができる。このように、データ蓄積部２５には、車両１の走行区間に応じた第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄと第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報の差分値（位相差Δμs、波高値Δ比率）が蓄積される。この場合、データ蓄積部２５には、第１台車側加速度センサ１４Ａの加速度情報と第１車体側加速度センサ１５Ａの加速度情報との差分値（位相差Δμs、波高値Δ比率）と、第４台車側加速度センサ１４Ｄの加速度情報と第２車体側加速度センサ１５Ｂとの差分値（位相差Δμs、波高値Δ比率）とが蓄積される。

【0049】

出力部２６には、信号比較部２４から第２加速度情報が入力される。出力部２６は、信号比較部２４から入力された第２加速度情報を出力する。即ち、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが正常の場合、出力部２６は、正常な第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの第２加速度情報を出力する。制御装置２１は、正常な第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの第２加速度情報を用いて第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄを制御する。

【0050】

次に、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの異常（故障）が検出されたときの制御装置２１の加速度情報の処理について、図５を参照しつつ説明する。図５では、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの異常（故障）によって機能しなくなった部分に「×」を付している。制御装置２１は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの異常を検出する異常検出手段（異常検出部）を有している。異常検出手段（異常検出部）は、例えば、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂからの信号が通常の出力範囲から外れたか否かを判定することにより、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの異常を検出する。制御装置２１は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂからの信号が通常の出力範囲から外れたことにより、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの異常を検出すると、「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの第１加速度情報」と「メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に蓄積された情報（差分値）」とから、「第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの第２加速度情報」を推定する。

【0051】

即ち、メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）には、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの第１加速度情報から第２加速度情報を推定する情報（差分値）として、「位相差Δμs」と「波高値Δ比率」とが蓄積（記録、記憶、保存）されている。制御装置２１は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが故障した場合、「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの第１加速度情報」と「メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に蓄積されている情報（差分値）」とから、そのときの第１加速度情報に応じた第２加速度情報を推定する。図５に示すように、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが故障した場合、制御装置２１は、データ蓄積部２５から推定された第２加速度情報（仮想第２加速度情報）を出力部２６に出力する。出力部２６は、データ蓄積部２５から入力された仮想第２加速度情報を出力する。即ち、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが故障している場合は、出力部２６は、仮想第２加速度情報を出力する。制御装置２１は、仮想第２加速度情報を用いて第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄを制御する。

【0052】

図６は、「第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの検出値（第２加速度情報）」と「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの検出値（第１加速度情報）」と「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの検出値から推定された第２加速度情報（仮想第２加速度情報）」との関係の一例を示すタイムチャートである。即ち、図６の（Ａ）は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの検出値（第２加速度情報）の時間変化の一例を示している。図６の（Ｂ）は、図６の（Ａ）と同じ時間の第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの検出値（第１加速度情報）の時間変化の一例を示している。図６の（Ｃ）は、図６の（Ａ）および（Ｂ）と同じ時間の第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの検出値から推定された第２加速度情報（推定第２加速度検出値、仮想第２加速度情報）の時間変化の一例を示している。図６（Ｃ）に示すように、制御装置２１は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが故障しても、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの第１加速度情報から第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの第２加速度情報を補完することができる。

【0053】

このように、制御装置２１は、図４に示すように、第１減衰力可変ダンパ９Ａ－９Ｈ用の第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの加速度情報（第１加速度情報）を、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄ用の第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報（第２加速度情報）に換算し、この換算した加速度情報（換算第２加速度情報）を換算データとしてメモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に蓄積（記録、記憶、保存）する。換算データ（換算第２加速度情報）は、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄと第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報の差分値（位相差Δμs、波高値Δ比率）に対応する。制御装置２１は、換算データ（換算第２加速度情報）の蓄積を、加速度センサ１５Ａ，１５Ｂ，１４Ａ，１４Ｄが正常に動作しているときに、手動ではなく、自動的に行う。換算データ（換算第２加速度情報）の蓄積は、常時行ってもよいし、定期的に行ってもよい。メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）には、例えば、「車両１の走行区間」と「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの加速度情報」と「換算データ（換算第２加速度情報）」とを対応させて蓄積させることができる。

【0054】

ここで、加速度情報の換算は、例えば、第１加速度情報の７～９Ｈｚ周波数帯をカットオフする３Ｈｚのローパスフィルタ処理を行い、この処理後のデータをさらに正常な第２加速度情報と比較し、ＰＥＡＫ値は比率から、位相差はＦＦＴを用いて時差を算出することにより行う。即ち、制御装置２１は、加速度情報の換算の処理として、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄと第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂとが正常に動作しているときに、次の（１）～（５）の処理を行い、その結果をメモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に蓄積（記録、記憶、保存）する。
（１）第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの第１加速度情報をローパスフィルタ処理する。例えば、ローパスフィルタ処理により、７～９Ｈｚの周波数帯を除去して３Ｈｚ以下の周波数帯を通過させる。これにより、第１加速度情報から第１減衰力可変ダンパ９Ａ－９Ｈの制御帯の信号をカットし、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄの制御帯付近の信号を抽出する。
（２）ローパスフィルタ処理後の第１加速度情報をＦＦＴ処理する。また、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの第２加速度情報をＦＦＴ処理する。そして、各周波数のピーク値の位相差を確認（算出）する。
（３）ＦＦＴ結果の第１加速度情報と第２加速度情報との位相差Δμsを格納する。
（４）ローパスフィルタ処理後の第１加速度情報と第２加速度情報との波高値Δ比率を格納する。
（５）上記（１）から（４）を所定間隔で移動平均させ平滑化させる。

【0055】

そして、制御装置２１は、図５に示すように、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄ用の第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが故障した場合、第１減衰力可変ダンパ９Ａ－９Ｈ用の第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの加速度情報（第１加速度情報）とメモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に蓄積された換算データ（換算第２加速度情報）とから、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄ用の第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報（第２加速度情報）を推定する。このとき、制御装置２１は、車両１が現在走行している走行区間に対応した換算データ（換算第２加速度情報）を用いて第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報（第２加速度情報）を推定する。制御装置２１は、推定した加速度情報（仮想第２加速度情報）を用いて、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄの制振制御を継続する。即ち、制御装置２１は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが故障した場合、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの「第１加速度情報」とメモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）の「換算データ（換算第２加速度情報）」とから推定される加速度情報（仮想第２加速度情報）を用いて、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄを制御する。

【0056】

このように、実施形態では、「第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄ用の第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂ」が故障したときに、「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの加速度情報」から「第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの仮想加速度情報」を生成する。このため、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂが故障しても、「第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの仮想加速度情報」を用いて第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄの制御を継続することができる。これにより、第２減衰力可変ダンパ１２Ａ－１２Ｄの制御が停止することを抑制できる。また、実施形態では、車両１の走行区間に応じた第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄと第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報の差分値（位相差Δμs、波高値Δ比率）をメモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に蓄積する。このため、特別なチューニングを必要とすることなく、故障した第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの仮想加速度情報（仮想第２加速度情報）を生成することができる。

【0057】

以上のように、実施形態では、鉄道車両としての車両１は、車両１の振動を抑制するための車両用制振装置を備えている。車両用制振装置は、第１減衰力可変ダンパとしての第１ダンパ９Ａ－９Ｈと、第２減衰力可変ダンパとしての第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄと、第１加速度センサとしての台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと、第２加速度センサとしての車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄと、コントローラとしての制御装置２１と、を備えている。また、車両用制振装置は、メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）を備えている。第１ダンパ９Ａ－９Ｈは、車両１の車軸６Ａ－６Ｄと台車３Ａ，３Ｂ（より具体的には、台車枠４Ａ，４Ｂ）との間に設けられている。第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄは、台車３Ａ，３Ｂ（より具体的には、台車枠４Ａ，４Ｂ）と車体２との間に設けられている。

【0058】

台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、台車３Ａ，３Ｂに設けられている。台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、台車３Ａ，３Ｂの加速度（例えば、上下加速度）を検出する。車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、車体２に設けられている。車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、車体２の加速度（例えば、上下加速度）を検出する。メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ、車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの加速度情報を記録する。制御装置２１は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとに接続されている。制御装置２１は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとからの加速度情報に基づいて、第１ダンパ９Ａ－９Ｈと第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄとの減衰力を可変する減衰力制御手段（減衰力制御部）を有している。これと共に、制御装置２１は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの異常（故障）を検出する異常検出手段（異常検出部）を有している。

【0059】

異常検出手段（異常検出部）は、例えば、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄおよび車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄからの信号が通常の出力範囲から外れたか否かを判定することにより構成することができる。即ち、異常検出手段（異常検出部）は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄまたは車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄのいずれかの信号が通常の出力範囲から外れたときに、当該加速度センサに異常が発生したと判定する。これにより、異常検出手段（異常検出部）は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄおよび車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの異常を検出する。

【0060】

この上で、制御装置２１は、図４および図５に示すように、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄの一方の加速度センサ（例えば、第２加速度センサ：第１車体側加速度センサ１５Ａまたは第２車体側加速度センサ１５Ｂ）に異常を検出したとき、この一方の加速度センサの加速度情報を補完する。この場合、制御装置２１は、他方の加速度センサ（例えば、第１加速度センサ：第１台車側加速度センサ１４Ａまたは第４台車側加速度センサ１４Ｄ）からの加速度情報により、一方の加速度センサの加速度情報を補完する。

【0061】

ここで、制御装置２１のメモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）は、車両１の走行区間に応じた台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとの加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）を記録する。即ち、メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄおよび車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄが正常なときに、これらの加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）を記録する。また、制御装置２１には、上位の制御装置から通信回線３１を介して車両１の車両情報となる走行区間が入力される。メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとの加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）を、車両１の走行区間と対応して記録する。メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に記録される加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）は、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄと車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄとが正常に動作している状態で、運転士による手動の操作を必要とすることなく、自動的に蓄積（記録、記憶、保存）される。

【0062】

制御装置２１は、異常を検出した一方の加速度センサ（例えば、第２加速度センサ：第１車体側加速度センサ１５Ａまたは第２車体側加速度センサ１５Ｂ）の加速度情報を、次の（Ａ）と（Ｂ）とから求める。
（Ａ）他方の加速度センサ（例えば、第１加速度センサ：第１台車側加速度センサ１４Ａまたは第４台車側加速度センサ１４Ｄ）の加速度情報。
（Ｂ）メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に記録された加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）。

【0063】

ここで、実施形態では、第１加速度センサとしての台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、台車３Ａの進行方向前側に配置される前側第１加速度センサとしての第１台車側加速度センサ１４Ａと、台車３Ｂの進行方向後側に配置される後側第１加速度センサとしての第４台車側加速度センサ１４Ｄと、を有している。また、第２加速度センサとしての車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、車体２の進行方向前側に配置される前側第２加速度センサとしての第１車体側加速度センサ１５Ａと、車体の進行方向後側に配置される後側第２加速度センサとしての第２車体側加速度センサ１５Ｂと、を有している。そして、メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に記録される加速度情報の差分値は、「第１台車側加速度センサ１４Ａの加速度情報と第１車体側加速度センサ１５Ａの加速度情報との差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）」と、「第４台車側加速度センサ１４Ｄの加速度情報と第２車体側加速度センサ１５Ｂの加速度情報との差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）」と、である。

【0064】

実施形態による車両用制振装置および鉄道車両は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。

【0065】

車両１は、レールＲに沿って、例えば図１ないし図３中の左側に向けて走行する。車両１が走行しているときに、車両１（車体２、台車３Ａ，３Ｂ）が振動すると、このときの上下方向の振動が各加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄによって検出される。制御装置２１は、加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄで検出されたそれぞれの加速度の信号に基づいて、車両１の振動を抑えるために、それぞれのダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄで発生すべき目標減衰力を演算する。そして、ダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄは、制御装置２１から出力される指令信号（駆動電流）に従って、それぞれの発生減衰力が目標減衰力に沿った特性となるように可変に制御される。

【0066】

ここで、実施形態によれば、制御装置２１は、図４および図５に示すように、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂに異常を検出したとき、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄからの加速度情報により、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報を補完する。このため、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂに異常が発生しても、ダンパ９Ａ－９Ｈ，１２Ａ－１２Ｄの制御を継続できる。

【0067】

実施形態によれば、メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）には、車両１の走行区間に応じた第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄと第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂとの加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）が記録される。この上で、制御装置２１は、異常を検出した第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報を、「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの加速度情報」と「車両１の走行区間に応じた第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄと第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂとの加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）」とから求める。このため、異常を検出した第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報を、「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの加速度情報」と「メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に記録された加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）」とに基づいて求めることができる。

【0068】

実施形態によれば、メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に記録される走行区間に応じた加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）は、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄと第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂとが正常に動作している状態で自動的に蓄積される。このため、異常を検出した第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報を、「第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの加速度情報」と「自動的に蓄積される走行区間に応じた加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）」とに基づいて求めることができる。

【0069】

実施形態によれば、台車側加速度センサ１４Ａ－１４Ｄは、第１台車側加速度センサ１４Ａと第４台車側加速度センサ１４Ｄとを有し、車体側加速度センサ１５Ａ－１５Ｄは、第１車体側加速度センサ１５Ａと第２車体側加速度センサ１５Ｂとを有している。このため、第１車体側加速度センサ１５Ａまたは第２車体側加速度センサ１５Ｂに異常を検出したとき、第１台車側加速度センサ１４Ａまたは第４台車側加速度センサ１４Ｄからの加速度情報により、第１車体側加速度センサ１５Ａまたは第２車体側加速度センサ１５Ｂの加速度情報を補完できる。また、図示は省略するが、これとは逆に、第１台車側加速度センサ１４Ａまたは第４台車側加速度センサ１４Ｄに異常を検出したとき、第１車体側加速度センサ１５Ａまたは第２車体側加速度センサ１５Ｂからの加速度情報により、第１台車側加速度センサ１４Ａまたは第４台車側加速度センサ１４Ｄの加速度情報を補完できる。

【0070】

実施形態によれば、メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に記録される加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）は、「第１台車側加速度センサ１４Ａの加速度情報と第１車体側加速度センサ１５Ａの加速度情報との差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）」、および、「第４台車側加速度センサ１４Ｄの加速度情報と第２車体側加速度センサ１５Ｂとの差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）」である。このため、メモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に記録される加速度情報の差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）を用いて、異常を検出した第１車体側加速度センサ１５Ａ、第２車体側加速度センサ１５Ｂ、第１台車側加速度センサ１４Ａまたは第４台車側加速度センサ１４Ｄの加速度情報を補完できる。

【0071】

なお、実施形態では、制御装置２１は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの異常を検出する異常検出手段（異常検出部）を備える構成とした場合を例に挙げて説明した。即ち、実施形態では、制御装置２１は、第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの異常を検出したときに、第１加速度センサ１４Ａ，１４Ｄの加速度情報とメモリ２１Ａ（データ蓄積部２５）に蓄積（記録、記憶、保存）された差分値（例えば、位相差Δμs、波高値Δ比率）とにより第２加速度センサ１５Ａ，１５Ｂの加速度情報を補完する。しかし、これに限らず、例えば、制御装置は、第１加速度センサの異常を検出する異常検出手段（異常検出部）を備える構成としてもよい。即ち、制御装置は、第１加速度センサの異常を検出したときに、第２加速度センサの加速度情報とメモリに蓄積（記録、記憶、保存）された差分値とにより第１加速度センサの加速度情報を補完してもよい。

【0072】

実施形態では、第２減衰力可変ダンパである第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄを、車体２と台車３Ａ，３Ｂとの間に上下方向に延びて配置した場合、即ち、第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄにより車体２と台車３Ａ，３Ｂとの間で上下方向の振動を抑制する場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、第２減衰力可変ダンパは、車体と台車との間に左右方向に延びて配置し、車体と台車との間で左右方向の振動を抑制するように構成してもよい。

【0073】

実施形態では、減衰力制御手段（減衰力制御部）と異常検出手段（異常検出部）とを１つの制御装置２１に備える構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、減衰力制御手段（減衰力制御部）と異常検出手段（異常検出部）とをそれぞれ別々の制御装置に備える構成としてもよい。さらに、制御装置は、減衰力可変ダンパを制御するコントローラと加速度情報を記録するメモリとの両方を備える構成としてもよいし、コントローラに対応する制御装置とは別にメモリに対応する記憶装置を備える構成としてもよい。

【0074】

実施形態では、異常検出手段（異常検出部）は、加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄからの信号が通常の出力範囲から外れたか否かを判定することにより、加速度センサ１４Ａ－１４Ｄ，１５Ａ－１５Ｄの異常を検出する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、異常検出手段による異常の検出は、センサ値が通常の出力範囲から外れたか否かの判定の他、例えば、第１加速度センサのセンサ値と第２加速度センサのセンサ値とに整合性があるか否かの判定等、センサの異常を検出する各種の方法（異常判定方法、異常検出方法）を用いることができる。

【0075】

実施形態では、第１減衰力可変ダンパである第１ダンパ９Ａ－９Ｈおよび第２減衰力可変ダンパである第２ダンパ１２Ａ－１２Ｄを、減衰力特性を連続的（無段的）に変化させることが可能な減衰力調整式油圧緩衝器により構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、減衰力可変ダンパは、２段階（例えば、ＯＮとＯＦＦ）または３段階、さらには、それ以上（４段階以上）で断続的（多段的）に減衰力特性を変化させることが可能な減衰力調整式油圧緩衝器により構成してもよい。さらに、減衰力可変ダンパは、油圧式に限らず、各種の減衰力調整式ダンパを用いることができる。また、減衰力可変ダンパは、セミアクティブ制御が可能なダンパに限らず、フルアクティブ制御が可能なダンパとしてもよい。

【0076】

以上説明した実施形態によれば、コントローラは、第１加速度センサまたは第２加速度センサの一方の加速度センサに異常を検出したとき、他方の加速度センサからの加速度情報により、一方の加速度センサの加速度情報を補完する。このため、第１加速度センサまたは第２加速度センサの一方の加速度センサに異常が発生しても、第１減衰力可変ダンパの制御と第２減衰力可変ダンパの制御とを継続できる。

【0077】

実施形態によれば、メモリには、車両の走行区間に応じた第１加速度センサと第２加速度センサとの加速度情報の差分値が記録される。この上で、コントローラは、異常を検出した一方の加速度センサの加速度情報を、「他方の加速度センサの加速度情報」と「車両の走行区間に応じた第１加速度センサと第２加速度センサとの加速度情報の差分値」とから求める。このため、異常を検出した一方の加速度センサの加速度情報を、「他方の加速度センサの加速度情報」と「メモリに記録された加速度情報の差分値」とに基づいて求めることができる。

【0078】

実施形態によれば、メモリに記録される走行区間に応じた加速度情報の差分値は、第１加速度センサと第２加速度センサとが正常に動作している状態で自動的に蓄積される。このため、異常を検出した一方の加速度センサの加速度情報を、「他方の加速度センサの加速度情報」と「自動的に蓄積される走行区間に応じた加速度情報の差分値」とに基づいて求めることができる。

【0079】

実施形態によれば、第１加速度センサは、前側第１加速度センサと後側第１加速度センサとを有し、第２加速度センサは、前側第２加速度センサと後側第２加速度センサとを有している。このため、前側第１加速度センサまたは後側第１加速度センサに異常を検出したとき、前側第２加速度センサまたは後側第２加速度センサからの加速度情報により、前側第１加速度センサまたは後側第１加速度センサの加速度情報を補完できる。また、前側第２加速度センサまたは後側第２加速度センサに異常を検出したとき、前側第１加速度センサまたは後側第１加速度センサからの加速度情報により、前側第２加速度センサまたは後側第２加速度センサの加速度情報を補完できる。

【0080】

実施形態によれば、メモリに記録される加速度情報の差分値は、前側第１加速度センサの加速度情報と前側第２加速度センサの加速度情報との差分値と、後側第１加速度センサの加速度情報と後側第２加速度センサの加速度情報との差分値と、である。このため、メモリに記録される加速度情報の差分値を用いて、異常を検出した前側第１加速度センサ、前側第２加速度センサ、後側第１加速度センサ、または、後側第２加速度センサの加速度情報を補完できる。

【符号の説明】

【0081】

１ 車両（鉄道車両）
２ 車体
３Ａ，３Ｂ 台車
５Ａ－５Ｈ 車輪
６Ａ－６Ｄ 車軸
９Ａ－９Ｈ 第１ダンパ（第１減衰力可変ダンパ）
１２Ａ－１２Ｄ 第２ダンパ（第２減衰力可変ダンパ）
１４Ａ－１４Ｄ 台車側加速度センサ（第１加速度センサ）
１４Ａ 第１台車側加速度センサ（前側第１加速度センサ）
１４Ｄ 第４台車側加速度センサ（後側第１加速度センサ）
１５Ａ－１５Ｄ 車体側加速度センサ（第２加速度センサ）
１５Ａ 第１車体側加速度センサ（前側第２加速度センサ）
１５Ｂ 第２車体側加速度センサ（後側第２加速度センサ）
２１ 制御装置（コントローラ）
２１Ａ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】