JP2008230482A - 車両用ドア駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドアの半自動開閉操作を可能としつつ、ドアが開いたままになる時間を短縮できるようにする。
【解決手段】運転指令演算器１１は、ドア開閉動作スイッチ６ａまたはドア開動作スイッチ６ｂから出力された半自動開指令Ｐ１０を受け取ると、半自動開タイマ２１を起動すし、半自動開タイマ２１がタイムアップすると、ドア１を自動的に閉じるように速度指令値Ｐ４を算出し、速度制御器１３に出力することで、半自動状態で開動作が行われたドア１を設定時間の経過後に自動的に閉じさせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両用ドア駆動制御装置に関し、特に、開閉動作が半自動化された車両用ドアの駆動制御方法に適用して好適なものである。

鉄道車両においては、乗務員の操作により編成中の全てのドアが一斉に開閉されることが通常行なわれている。一方、乗降客の少ない路線や寒冷地では、ドアの開閉動作が半自動化されることがある。
ドアの開閉動作が半自動化されると、乗降客がドアを手動で開放するか、あるいはドアの付近に設置された開動作スイッチを操作することで、個別のドアのみを開放することができる。

この場合、列車が停車駅に着くと、乗務員はドアの半自動開操作を行い、ドアのロックを解除することで、乗降客は個別にドアを任意に開放することができる。また、発車の際には、乗務員がドアの閉操作を行うことで、開いているドアを一斉に閉じることができる。
このため、列車の停車時間に関わらず、乗降客の操作によりいつでもドアを閉めることができる上に、乗降客のいないドアは開放されないことから、車内の冷暖房効率を向上させたり、不要なドアの開閉によるエネルギー消費を抑制したりすることができる。

乗降客によるドアの開閉操作を可能とするために、通常は、ドア開動作スイッチが車両の外部に設置され、ドア開動作スイッチおよびドア閉動作スイッチが車両の内部に設置されている。
そして、半自動ドアの操作に慣れた乗客の中には、乗車する時には、乗車後に車内の閉動作スイッチを操作してドアを閉め、降車する時にも、降車前に車内の閉動作スイッチを操作しながら降車することで、降車後に自動的にドアが閉まるようにして、車内の冷暖房効率の向上を心がけている者も見受けられる。

一方、半自動ドアの操作に慣れていない乗客や急いでいる乗客などは、閉操作を行わない場合もあるが、そのような場合にはドアの付近にいる乗客がドアを閉めている。
また、例えば、特許文献１には、乗務員により開指令が出されても、半自動回路にて乗降者のある扉のみを開き、また、必要に応じて乗務員の閉操作によることなく、乗降者のスイッチ操作により各扉ごとに閉操作を行う開閉装置が開示されている。
特公平１−３３３７９号公報

しかしながら、従来のドアの開閉動作の半自動化方法では、乗客によって常にドアが閉められるというわけではなく、乗務員がドアの一斉閉操作を行うまで、ドアが開いていることも多い。このため、車内の冷暖房効率が劣化し、降雨時などには車内に雨が吹き込むこともあり、車内環境は著しく悪化するという問題があった。
また、車両の外部にはドア閉動作スイッチが設けられていないため、降車する乗客が、車内にいる乗客のためにドアを閉めて降りる場合には、車内のドア閉動作スイッチを操作しながら降車することから、閉まるドアに挟まれる危険性があった。
そこで、本発明の目的は、ドアの半自動開閉操作を可能としつつ、ドアが開いたままになる時間を短縮することが可能な車両用ドア駆動制御装置を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１記載の車両用ドア駆動制御装置によれば、車両のドアの開閉操作に基づいて前記ドアを個別に開閉させる半自動ドア開閉操作手段と、前記半自動ドア開閉操作手段にて開動作が行われたドアを設定時間の経過後に自動的に閉じる自動ドア閉動作手段とを備えることを特徴とする。
これにより、乗降客にて個別に開操作が行われたドアを設定時間の経過後に自動的に閉じることができ、ドアの半自動開閉操作を可能としつつ、ドアが開いたままになるのを防止することが可能となることから、乗降客の安全性を確保しつつ、車内環境を良好に保つことができる。

また、請求項２記載の車両用ドア駆動制御装置によれば、車両のドアの開閉操作に基づいて前記ドアを個別に開閉させる半自動ドア開閉操作手段と、前記ドアの周辺の人物の存在の有無を検知する人物検知手段と、前記人物検知手段にて人物の存在が検知されない場合、前記半自動ドア開閉操作手段にて開動作が行われたドアを設定時間の経過後に自動的に閉じる自動ドア閉動作手段とを備えることを特徴とする。
これにより、乗降客がドアに挟まれることがないことを確認した上で、乗降客にて個別に開操作が行われたドアを設定時間の経過後に自動的に閉じることができ、列車の停車時間が短い場合においても、乗降客の安全性を確保しつつ、車内環境を良好に保つことができる。

また、請求項３記載の車両用ドア駆動制御装置によれば、前記自動ドア閉動作手段によるドア閉動作は、前記半自動ドア開閉操作手段によるドア閉動作よりもドア推力が低いことを特徴とする。
これにより、ドアが閉まる時に乗降客がドアに挟まれた場合においても、乗降客が負傷する危険性を回避するとともに、乗降客が自力でドアを開くことが可能となり、乗降客が列車に乗降することが可能となる。

また、請求項４記載の車両用ドア駆動制御装置によれば、前記自動ドア閉動作手段によるドア閉動作は、前記半自動ドア開閉操作手段によるドア閉動作よりもドア速度が低いことを特徴とする。
これにより、乗降客がドアに挟まれる前にドア１が閉まり始めたことを認識することができ、開閉動作スイッチまたは開動作スイッチを操作する時間を確保することが可能となることから、乗降客がドアに挟まれるのを事前に回避することが可能となる。

また、請求項５記載の車両用ドア駆動制御装置によれば、ドア閉動作中における前記ドアと障害物との衝突を検出する障害物検出手段と、前記障害物検出手段による前記ドアと障害物との衝突の検出結果に基づいて、前記ドアを開動作させて全開位置で停止させる自動ドア開動作手段とをさらに備えることを特徴とする。
これにより、乗降客がドアに挟まれた場合には、乗降客や乗務員がドアの開操作を行うことなく、ドアを全開状態にすることができ、乗降客の安全性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、乗降客にて個別に開操作が行われたドアを設定時間の経過後に自動的に閉じることができ、ドアの半自動開閉操作を可能としつつ、ドアが開いたままになるのを防止することが可能となることから、乗降客の安全性を確保しつつ、車内環境を良好に保つことができる。

以下、本発明の実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、鉄道車両には、乗降客が乗降に使用するドア１、ドア１を駆動するリニアモータ２、ドア１とリニアモータ２とを連結する連結部３、ドア１の位置を検出する位置検出部５、乗務員が車両の運転操作を行う運転台２０、ドア１の駆動制御を行うドア駆動制御装置１０が設けられている。そして、乗降客がドア１の開閉操作を行う開閉動作スイッチ６ａが車両の内部に設置され、乗降客がドア１の開操作を行うドア開動作スイッチ６ｂが車両の外部に設置されている。

ここで、ドア駆動制御装置１０には、運転指令演算器１１、速度演算器１２、速度制御器１３、電流制御器１４および電力変換器１５が設けられ、電力変換器１５の出力側には、リニアモータ２に供給されるモータＵ相電流およびモータＷ相電流を検出する出力電流検出部４が設けられている。
そして、運転指令演算器１１は、運転台２０から出力される開指令Ｐ１、閉指令Ｐ２または半自動指令Ｐ３、ドア開閉動作スイッチ６ａあるいはドア開動作スイッチ６ｂによる操作に基づいて出力される半自動開指令Ｐ１０または半自動閉指令Ｐ１１、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ９などに基づいて、速度指令値Ｐ４を算出することができる。

速度演算器１２は、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ９に基づいて、速度検出値Ｐ８を算出することができる。
速度制御器１３は、運転指令演算器１１から出力される速度指令値Ｐ４および速度演算器１２から出力される速度検出値Ｐ８に基づいてドア１の開閉速度のフィードバック制御を行うことで、電流指令値Ｐ５を算出することができる。

電流制御器１４は、速度制御器１３から出力される電流指令値Ｐ５、出力電流検出部４から出力されるモータＵＷ相電流値Ｐ７、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ９に基づいて、電圧指令値Ｐ６を算出することができる。
電力変換器１５は、電流制御器１４から出力される電圧指令値Ｐ６に基づいて、リニアモータ２を駆動制御することができる。
また、運転指令演算器１１には、ドア開閉動作スイッチ６ａまたはドア開動作スイッチ６ｂによる開操作に基づいて開動作が行われたドア１の開時間を計測する半自動開タイマ２１が設けられている。

そして、乗務員がドア１を開く場合、乗務員が運転台２０を操作することにより、開指令Ｐ１が運転指令演算器１１に出力され、乗務員がドア１を閉じる場合、乗務員が運転台２０を操作することにより、閉指令Ｐ２が運転指令演算器１１に出力される。そして、運転指令演算器１１は、開指令Ｐ１または閉指令Ｐ２を受け取ると、開指令Ｐ１または閉指令Ｐ２に基づいて速度指令値Ｐ４を算出し、速度制御器１３に出力する。また、位置検出部５にて検出されたドア１の位置検出値Ｐ９は速度演算器１２および電流制御器１４に出力され、速度演算器１２にて速度検出値Ｐ８に変換された後、速度制御器１３に出力される。

そして、速度制御器１３は、運転指令演算器１１から出力される速度指令値Ｐ４および速度演算器１２から出力される速度検出値Ｐ８に基づいて電流指令値Ｐ５を算出し、電流制御器１４に出力する。また、出力電流検出部４にて検出されたモータＵＷ相電流値Ｐ７は電流制御器１４に出力される。そして、電流制御器１４は、電流指令値Ｐ５、位置検出値Ｐ９およびモータＵＷ相電流値Ｐ７を受け取ると、これらの値に基づいて電圧指令値Ｐ６を算出し、電力変換器１５に出力する。そして、電力変換器１５は、電流制御器１４から出力される電圧指令値Ｐ６に基づいて、リニアモータ２を駆動制御することにより、車両に設置された全てのドア１を一斉に開動作させたり、閉動作させたりすることができる。

また、乗客が半自動でドア１を開くことができるようにする場合、乗務員が運転台２０を操作することにより、半自動指令Ｐ３が出力されると、運転指令演算器１１は、車両のドア１は開かないが、ドア１のロックが解除された状態（半自動状態）にすることができる。
そして、ドア１が半自動状態になると、乗降客がドア開閉動作スイッチ６ａまたはドア開動作スイッチ６ｂにて開操作することにより、半自動開指令Ｐ１０が運転指令演算器１１に出力され、乗降客がドア開閉動作スイッチ６ａにて閉操作することにより、半自動閉指令Ｐ１１が運転指令演算器１１に出力される。そして、運転指令演算器１１は、半自動開指令Ｐ１０または半自動閉指令Ｐ１１を受け取ると、半自動開指令Ｐ１０または半自動閉指令Ｐ１１に基づいて速度指令値Ｐ４を算出し、速度制御器１３に出力する。

そして、速度制御器１３は、運転指令演算器１１から出力される速度指令値Ｐ４および速度演算器１２から出力される速度検出値Ｐ８に基づいて電流指令値Ｐ５を算出し、電流制御器１４に出力する。そして、電流制御器１４は、電流指令値Ｐ５、位置検出値Ｐ９およびモータＵＷ相電流値Ｐ７を受け取ると、これらの値に基づいて電圧指令値Ｐ６を算出し、電力変換器１５に出力する。そして、電力変換器１５は、電流制御器１４から出力される電圧指令値Ｐ６に基づいて、リニアモータ２を駆動制御することにより、車両に設置されたドア１を個別に開動作させたり、閉動作させたりすることができる。

ここで、運転指令演算器１１は、ドア開閉動作スイッチ６ａまたはドア開動作スイッチ６ｂから出力された半自動開指令Ｐ１０を受け取ると、半自動開タイマ２１を起動することができる。そして、半自動開タイマ２１がタイムアップすると、ドア１を自動的に閉じるように速度指令値Ｐ４を算出し、速度制御器１３に出力することで、半自動状態で開動作が行われたドア１を設定時間の経過後に自動的に閉じさせることができる。

そして、列車の発車時には、乗務員が運転台２０を操作することで、閉指令Ｐ２が運転指令演算器１１に出力されると、ドア１の半自動状態が解除され、開いている全てのドア１が一斉に閉動作され、ドア１がロックされる。そして、ドア１の半自動状態が解除されると、ドア開閉動作スイッチ６ａまたはドア開動作スイッチ６ｂによる操作が無効化され、乗客がドア１を開くことができなくなることから、列車の走行中にドア１が開くのを防止することができる。

図２は、図１の車両用ドア駆動制御装置の半自動状態における動作を示すフローチャートである。
図２において、運転指令演算器１１は、ドア１が半自動状態になっているかどうかを判断し（ステップＳ１）、ドア１が半自動状態になっていない場合は、処理を終了する。一方、ドア１が半自動状態になっている場合、運転指令演算器１１は、ドア１が全開しているかどうかを判断する（ステップＳ２）。そして、ドア１が全開していない場合は、運転指令演算器１１は、半自動開タイマ２１の値を０に設定してから（ステップＳ３）、処理を終了する。

一方、ドア１が全開している場合は、半自動開タイマ２１の値が設定時間以上であるかどうかを判断する（ステップＳ４）。そして、半自動開タイマ２１の値が設定時間以上でない場合、半自動開タイマ２１の値を増加させ（ステップＳ５）、半自動開タイマ２１の値が設定時間以上である場合、ドア１を自動的に閉じるように速度指令値Ｐ４を算出し、半自動状態で開動作が行われたドア１を閉じさせる（ステップＳ６）。
なお、図２の処理において、乗務員が運転台２０を操作することにより閉指令Ｐ２が出力された場合や、乗降客がドア開閉動作スイッチ６ａまたはドア開動作スイッチ６ｂを操作することにより、半自動開指令Ｐ１０または半自動閉指令Ｐ１１が出力された場合、これらの操作による指令を優先させることができる。

これにより、乗降客にて個別に開操作が行われたドア１を設定時間の経過後に自動的に閉じることができ、ドア１の半自動開閉操作を可能としつつ、ドア１が開いたままになるのを防止することが可能となることから、乗降客の安全性を確保しつつ、車内環境を良好に保つことができる。
なお、上述した実施形態では、半自動状態でドア１が全開してから設定時間経過後にドア１が閉まるため、この設定時間を短くすると、乗降客がドア１に挟まれる危険性がある。このため、列車の行き違いや、始発駅などで長時間停車する場合を考慮して設定時間を決めることが好ましい。

図３は、本発明の第２実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図３において、ドア駆動制御装置１０には、図１の構成に加え、ドア１の周辺の乗降客の存在の有無を検知する乗降客検出装置７が設けられている。そして、乗降客検出装置７にて検出された乗降客検出信号Ｐ１２は、運転指令演算器１１に入力することができる。なお、乗降客検出装置７としては、例えば、赤外線センサを用いるようにしてもよいし、カメラによりドア１付近を撮影した画像から乗降客を判別する構成を用いるようにしてもよい。

そして、運転指令演算器１１は、半自動状態において、ドア開閉動作スイッチ６ａまたはドア開動作スイッチ６ｂから出力された半自動開指令Ｐ１０を受け取ると、半自動開タイマ２１を起動することができる。そして、半自動開タイマ２１がタイムアップすると、乗降客検出装置７から出力された乗降客検出信号Ｐ１２に基づいて、ドア１の周辺に乗降客がいるかどうかを確認することができる。
そして、運転指令演算器１１は、ドア１の周辺に乗降客がいない場合には、ドア１を自動的に閉じるように速度指令値Ｐ４を算出し、速度制御器１３に出力することにより、半自動状態で開動作が行われたドア１を設定時間の経過後に自動的に閉じさせることができる。

図４は、図３の車両用ドア駆動制御装置の半自動状態における動作を示すフローチャートである。
図４において、運転指令演算器１１は、ドア１が半自動状態になっているかどうかを判断し（ステップＳ１１）、ドア１が半自動状態になっていない場合は、処理を終了する。一方、ドア１が半自動状態になっている場合、運転指令演算器１１は、ドア１が全開しているかどうかを判断する（ステップＳ１２）。そして、ドア１が全開していない場合は、運転指令演算器１１は、半自動開タイマ２１の値を０に設定してから（ステップＳ１３）、処理を終了する。

一方、ドア１が全開している場合は、運転指令演算器１１は、半自動開タイマ２１の値が設定時間以上であるかどうかを判断する（ステップＳ１４）。そして、半自動開タイマ２１の値が設定時間以上でない場合、半自動開タイマ２１の値を増加させ（ステップＳ１５）、処理を終了する。
一方、半自動開タイマ２１の値が設定時間以上である場合、運転指令演算器１１は、乗降客検出装置７から出力された乗降客検出信号Ｐ１２に基づいて、ドア１の周辺に乗降客がいるかどうかを判断する（ステップＳ１６）。そして、ドア１の周辺に乗降客がいる場合、運転指令演算器１１は、半自動開指令Ｐ１０があるかどうかを判断し（ステップＳ１７）、半自動開指令Ｐ１０がある場合、ドア１を自動的に閉じるように速度指令値Ｐ４を算出し、半自動状態で開動作が行われたドア１を閉じさせる（ステップＳ１８）。

一方、ステップＳ１６においてドア１の周辺に乗降客がいないと判断した場合、運転指令演算器１１は、ドア１を自動的に閉じるように速度指令値Ｐ４を算出し、半自動状態で開動作が行われたドア１を閉じさせる（ステップＳ１９）。
なお、図２の処理において、乗務員が運転台２０を操作することにより閉指令Ｐ２が出力された場合や、乗降客がドア開閉動作スイッチ６ａまたはドア開動作スイッチ６ｂを操作することにより、半自動開指令Ｐ１０または半自動閉指令Ｐ１１が出力された場合、これらの操作による指令を優先させることができる。

これにより、乗降客がドア１に挟まれることがないことを確認した上で、乗降客にて個別に開操作が行われたドア１を設定時間の経過後に自動的に閉じることができ、列車の停車時間が短い場合においても、乗降客の安全性を確保しつつ、車内環境を良好に保つことができる。
なお、運転指令演算器１１は、半自動状態で開動作が行われたドア１を設定時間の経過後に自動的に閉じさせる場合、閉指令Ｐ２または半自動閉指令Ｐ１に基づいてドア１を閉じさせる場合に比べてドア推力の低くするようにしてもよい。

これにより、ドア１が閉まる時に乗降客がドア１に挟まれた場合においても、乗降客が負傷する危険性を回避するとともに、乗降客が自力でドア１を開くことが可能となり、乗降客が列車に乗降することが可能となる。
また、運転指令演算器１１は、半自動状態で開動作が行われたドア１を設定時間の経過後に自動的に閉じさせる場合、閉指令Ｐ２または半自動閉指令Ｐ１に基づいてドア１を閉じさせる場合に比べてドア速度の低くするようにしてもよい。

これにより、乗降客がドア１に挟まれる前にドア１が閉まり始めたことを認識することができ、開閉動作スイッチ６ａまたは開動作スイッチ６ｂを操作する時間を確保することが可能となることから、乗降客がドア１に挟まれるのを事前に回避することが可能となる。
また、ドア閉動作中において乗降客や荷物などの障害物とドア１との衝突を検出する障害物検出手段を設けるようにしてもよい。なお、障害物とドア１との衝突を検出する方法としては、例えば、速度検出値Ｐ８の値が一定値以下になった時に障害物とドア１との衝突があったと判断する方法を用いるようにしてもよいし、ドア１の戸先に圧力センサを設置し、その圧力センサによる計測値に基づいて障害物とドア１との衝突があったと判断する方法を用いるようにしてもよい。

そして、運転指令演算器１１は、障害物検出手段にてドア１と障害物との衝突が検出されると、ドア１を開動作させて全開位置で停止させることができる。
これにより、乗降客がドア１に挟まれた場合には、乗降客や乗務員がドア１の開操作を行うことなく、ドア１を全開状態にすることができ、乗降客の安全性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図１の車両用ドア駆動制御装置の半自動状態における動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図３の車両用ドア駆動制御装置の半自動状態における動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ドア
２ リニアモータ
３ 連結部
４ 出力電流検出部
５ 位置検出部
６ａ 開閉動作スイッチ
６ｂ 開動作スイッチ
７ 乗降客検出装置
１０ ドア駆動制御装置
１１ 運転指令演算器
１２ 速度演算器
１３ 速度制御器
１４ 電流制御器
１５ 電力変換器
２０ 運転台
２１ 半自動開タイマ

Claims (5)

1. 車両のドアの開閉操作に基づいて前記ドアを個別に開閉させる半自動ドア開閉操作手段と、
   前記半自動ドア開閉操作手段にて開動作が行われたドアを設定時間の経過後に自動的に閉じる自動ドア閉動作手段とを備えることを特徴とする車両用ドア駆動制御装置。
2. 車両のドアの開閉操作に基づいて前記ドアを個別に開閉させる半自動ドア開閉操作手段と、
   前記ドアの周辺の人物の存在の有無を検知する人物検知手段と、
   前記人物検知手段にて人物の存在が検知されない場合、前記半自動ドア開閉操作手段にて開動作が行われたドアを設定時間の経過後に自動的に閉じる自動ドア閉動作手段とを備えることを特徴とする車両用ドア駆動制御装置。
3. 前記自動ドア閉動作手段によるドア閉動作は、前記半自動ドア開閉操作手段によるドア閉動作よりもドア推力が低いことを特徴とする請求項１または２記載の車両用ドア駆動制御装置。
4. 前記自動ドア閉動作手段によるドア閉動作は、前記半自動ドア開閉操作手段によるドア閉動作よりもドア速度が低いことを特徴とする請求項１または２記載の車両用ドア駆動制御装置。
5. ドア閉動作中における前記ドアと障害物との衝突を検出する障害物検出手段と、
   前記障害物検出手段による前記ドアと障害物との衝突の検出結果に基づいて、前記ドアを開動作させて全開位置で停止させる自動ドア開動作手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の車両用ドア駆動制御装置。

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