JP2009120056A - 車両用ドア安全支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用ドアに挟まれた当事者自身が身の回りに危険が迫っていることを知らせることが可能な車両用ドア安全支援装置を提供する。
【解決手段】車両状態監視装置３１は、閉状態検出信号が閉状態信号検出部１３から出力されている状態で、非常スイッチ５０の操作信号が出力された場合、異常信号を運転指令演算器１１に出力し、運転指令演算器１１は、車両状態監視装置３１から異常信号を受け取ると、車両用ドア１が開くように指令する。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両用ドア安全支援装置に関し、特に、車両用ドアに異物が挟まった時の非常事態を通知する方法に適用して好適なものである。

鉄道車両においては、乗客の安全性を確保するため、編成中の車両の全ての車両用ドアが閉じた状態を検出しないと、列車の運行ができないインターロックが組み込まれている。
ここで、車両用ドアが閉じた状態かどうかの確認には、安全性の確保に万全を期すため、車両用ドアの施錠装置にて施錠されていることを検出する施錠センサの出力と、車両用ドアが全閉位置にあることをリミットスイッチにて検出する全閉位置センサの出力との双方の信号が用いられる。
また、車両用ドアには、異物と衝突した時の衝撃の吸収をさせたり、降雨時に雨が車内に入り込むのを防止したりするため、車両用ドアが閉じる側の先端に戸先ゴムが取り付けられている。

図６は、従来の車両用ドア安全支援装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、鉄道車両の車体には、乗降客が乗降に使用する車両用ドア１が設けられ、車両用ドア１の閉じる側の先端には戸先ゴム２が取り付けられている。また、鉄道車両には、車両用ドア１を駆動するリニアモータ３、車両用ドア１とリニアモータ３とを連結する連結部４、車両用ドア１の位置を検出する位置検出部６、車両用ドア１が閉じている状態を検出し、全閉位置検出信号を出力する全閉位置検出センサ７、車両用ドア１を施錠する施錠装置８、車両用ドア１が施錠された状態を検出し、施錠検出信号を出力する施錠検出センサ９、乗務員が車両の運転操作を行う運転台３０、車両用ドア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。

ここで、ドア駆動制御装置１０には、運転指令演算器１１、電力変換器１２、閉状態信号検出部１３および車両内ネットワーク１４が設けられ、電力変換器１２の出力側には、リニアモータ３に供給されるモータＵ相電流およびモータＷ相電流を検出する入力電流検出部５が設けられている。
また、鉄道車両には、非常ハンドル２１が設けられている。この非常ハンドル２１が操作されると、電源２０と電力変換器１２との間の通電を停止し、リニアモータ３の動作が停止される。また、電源２０と電力変換器１２との間の通電の停止に連動して、施錠装置８による車両用ドア１のロックを解除し、車両用ドア１を手動で開閉可能な状態とすることができる。

そして、運転指令演算器１１は、運転台３０から出力されるドア動作指令、位置検出部６から出力される位置検出値、入力電流検出部５から出力されるモータＵ相電流検出値およびモータＷ相電流検出値などに基づいて、運転指令値を算出することができる。
電力変換器１２は、電源２０に接続され、運転指令演算器１１から出力される運転指令値に基づいて、リニアモータ３を駆動制御することができる。

閉状態信号検出部１３は、全閉位置検出センサ７から全閉位置検出信号が出力されるとともに、施錠検出信号から施錠検出センサ９が出力された場合に、車両用ドア１の閉状態を示すドア閉状態検出信号を出力することができる。
通信インターフェース１４は、車両内ネットワークを介して車両用ドア１の制御状態を上位装置に伝送することができる。
また、運転台３０には、車両状態監視装置３１が設けられ、車両状態監視装置３１は、通信インターフェース１４を介して閉状態信号検出部１３から送られたドア閉状態検出信号に基づいて、車両用ドア１の閉状態を監視することができる。

そして、運転指令演算器１１は、運転台３０からドア動作指令が出力されると、入力電流検出部５にて検出されたモータＵ相電流検出値およびモータＷ相電流検出値、位置検出部６にて検出された位置検出値に基づいて、速度のフィードバック制御を行い、運転指令値を電力変換器１２に出力する。そして、電力変換器１２は、運転指令演算器１１から出力された運転指令値に基づいて、リニアモータ３を駆動制御することにより、車両に設置された全ての車両用ドア１を開動作させたり、閉動作させたりすることができる。

そして、車両用ドア１の開動作が行われ、車両用ドア１が車体に接触すると、車両用ドア１が閉じた状態にあると判断され、全閉位置検出センサ７から全閉位置検出信号が閉状態信号検出部１３に出力される。また、車両用ドア１が閉じると、車両用ドア１が施錠装置８にて施錠され、施錠検出センサ９から施錠検出信号が閉状態信号検出部１３に出力される。

そして、閉状態信号検出部１３は、全閉位置検出信号および施錠検出信号を全閉位置検出センサ７および施錠検出センサ９からそれぞれ受け取ると、ドア閉状態検出信号を運転指令演算器１１に出力するとともに、通信インターフェース１４を介してドア閉状態検出信号を車両状態監視装置３１に出力する。
そして、運転指令演算器１１は、ドア閉状態検出信号を閉状態信号検出部１３から受け取ると、一定時間後に電力変換器１２の通電を停止する。また、車両状態監視装置３１は、ドア閉状態検出信号を閉状態信号検出部１３から受け取ると、車両走行のインターロックを解除するとともに、モニタ画面上にドア閉状態を表示する。そして、乗務員は、車両状態監視装置３１のモニタ画面上でドア閉状態を確認した後に、列車を運行させることができる。

ここで、戸先ゴム２が硬い場合、剛体の異物が車両用ドア１に挟まると、車両用ドア１は全閉位置まで移動することができず、車両用ドア１を施錠することができなくなるため、異物検知の感度が上がり、安全性が高まるが、車内の乗客の衣服などが車両用ドア１に挟まっただけでも車両用ドア１が閉まらなくなるので、混雑時などでは列車の運行に遅延が発生する。

一方、戸先ゴム２が柔らかい場合、車両用ドア１に細かな異物が挟まっても戸先ゴム２が変形することで異物が吸収され、車両用ドア１を施錠することができるようになるため、列車を運行させることができ、混雑時などでも列車の定時運行を確保することができるが、乗客の安全性を確保するためには、車両用ドア１に異物が挟まっていることを検出し、例えば、かばんや衣服がホーム側から挟まったような危険な状態にあるかどうかを判断する必要がある。

ここで、車両等の自動開閉ドアにドア閉止時に異物が挟まったことを検出する方法として、特許文献１には、中空部を内部に備えた弾性軟質の筒体を有する緩衝部材を開閉ドアの端縁に取着し、発光部からの光を該中空部に、閉鎖時に異物が緩衝部材の挟まったときに光の一部若しくは全部を遮断可能に、通過させて光検出部に受光させ、光検出部からの検出信号により緩衝部材に挟まれた異物を検出する方法が開示されている。

また、特許文献２には、左右に開閉する電車等車輌の一方のドア側に人体に影響のない微弱な直流または交流若しくは高周波電圧または電流をかけ、その電流または電圧の変化を検知する方法が開示されている。
この特許文献１、２に開示された方法では、車両用ドアに異物が挟まっているかどうかを検出することはできるが、その異物が挟まっている状態が危険な状態であるかどうかを検出することはできない。

このため、車両用ドアの安全確認の方法として、異物が挟まっている状態を駅員が確認して乗務員に伝える方法が有効な方法として取られていたが、近年では、人件費を削減するため、駅員をホームに配置することなく、監視カメラをホームに設置し、乗務員が監視カメラを見ることで、異物が挟まっている状態を確認することが行われている。
この監視カメラを用いて異物が挟まっている状態を確認する方法では、全ての車両用ドアを確実に監視できるようにすると、その情報量が多くなるため、乗務員が危険な状態を見落とす可能性があり、乗客の安全性の低下が懸念される。

このため、特許文献３には、車両用ドアの戸先ゴムの中に信号を通すことで戸先ゴムの弾性変化を検出し、異物が挟まっている状態が危険な状態であるかどうかを判断する方法が開示されている。すなわち、特許文献３に開示された方法では、同じ厚さの衣服が車両用ドアに挟まったとしても、その挟まった衣服を車内から抜き出す場合には、戸先ゴムが変形しないので、異物が挟まっているとして検出されることがなく、その挟まった衣服を車外から抜き出す場合には、列車が動くと、戸先ゴムには列車の進行方向に力がかかるため、戸先ゴムが変形し、異物が挟まっているとして検出されることで、列車を自動的に停止させ、安全性を確保することができる。

また、特許文献４には、車両用ドアの上部に設置された監視カメラにて車両用ドアの開放前と施錠後の状態を撮像し、その撮像された画像の比較を行うことで、それらの画像の差異を検出し、異物が挟まっていると判断された場合にのみ、乗務員用モニタに監視カメラの画像を表示させることで、膨大な画像を確認することなく、乗務員が安全に運行できるかどうかを判断できるようにする方法が開示されている。

また、ホーム上に設置された非常停止ボタンを乗降客が操作することで、列車の運行に危険があることを乗務員や駅員に知らせ、列車を非常停止させることができ、乗務員や駅員が直接気付かない場合においても、危険回避を図ることができる。
特開２０００−２５６１０号公報 特開２０００−２８０８９５号公報 特開２００６−３１３１３６号公報 特開２００５−３４９９９７号公報

しかしながら、車両用ドアに挟まれた時に身の回りに危険が迫っていることを乗務員や駅員に知らせる従来の方法では、挟まれた当事者以外の物または手段によって安全策が講じられることから、車両用ドアに挟まれた当事者は、そのことを誰かが気付き、かつ適切な装置が施されるのを期待するしかなく、生命の危険を感じているにもかかわらず自分ではどうすることもできないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、車両用ドアに挟まれた当事者自身が身の回りに危険が迫っていることを知らせることが可能な車両用ドア安全支援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記載の車両用ドア安全支援装置によれば、車両用ドアが閉じている状態を検出する戸閉検知手段と、前記車両用ドアに挟まった人間が操作可能な位置に取り付けられた非常スイッチと、前記戸閉検知手段にて前記車両用ドアが閉じている状態が検出されるとともに、前記非常スイッチが操作された場合、異常信号を出力する車両状態監視手段とを備えることを特徴とする。

また、請求項２記載の車両用ドア安全支援装置によれば、車両用ドアが閉じている状態を検出する戸閉検知手段と、前記車両用ドアにて異物が挟まれている状態を検出する異物検知手段と、前記車両用ドアに挟まった人間が操作可能な位置に取り付けられた非常スイッチと、前記戸閉検知手段にて前記車両用ドアが閉じている状態が検出されるとともに、前記異物検知手段にて前記車両用ドアに異物が挟まれている状態が検出された状態で前記非常スイッチが操作された場合、異常信号を出力する車両状態監視手段とを備えることを特徴とする。

また、請求項３記載の車両用ドア安全支援装置によれば、前記非常スイッチの操作を案内する表示器を備え、前記非常スイッチの操作が有効になった場合、前記非常スイッチの操作が許容されることを前記表示器に表示することを特徴とする。
また、請求項４記載の車両用ドア安全支援装置によれば、前記異常信号が出力された場合、前記車両用ドアが開くように指令することを特徴とする。
また、請求項５記載の車両用ドア安全支援装置によれば、前記異常信号が出力された場合、列車を非常停止させるように指令することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、車両用ドアに挟まった乗客が自ら非常スイッチを操作することが可能となり、その車両用ドアを開かせたり、列車を非常停止させたりすることができる。このため、その乗客が車両用ドアに挟まった状態を誰も気付かない場合においても、その乗客は自ら自分の身の安全策を講じることができ、車両用ドアに挟まった乗客が危険にさらされるのを回避することができる。

以下、本発明の実施形態に係る車両用ドア安全支援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安全支援装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、車両用ドア安全支援装置には、図６の構成に加え、車両用ドア１に挟まった人間が操作可能な位置に取り付けられた非常スイッチ５０が設けられている。なお、非常スイッチ５０は、例えば、車両用ドア１に挟まった人間の手が届くように車両用ドア１に取り付けることができる。そして、閉状態信号検出部１３および非常スイッチ５０は、通信インターフェース１４を介して車両状態監視装置３１に接続されている。

そして、車両用ドア１の開動作が行われ、車両用ドア１が車体に接触すると、車両用ドア１が閉じた状態にあると判断され、全閉位置検出センサ７から全閉位置検出信号が閉状態信号検出部１３に出力される。また、車両用ドア１が閉じると、車両用ドア１が施錠装置８にて施錠され、施錠検出センサ９から施錠検出信号が閉状態信号検出部１３に出力される。

そして、閉状態信号検出部１３は、全閉位置検出信号および施錠検出信号を全閉位置検出センサ７および施錠検出センサ９からそれぞれ受け取ると、ドア閉状態検出信号を運転指令演算器１１に出力するとともに、通信インターフェース１４を介してドア閉状態検出信号を車両状態監視装置３１に出力する。
そして、ドア閉状態検出信号が車両状態監視装置３１に出力されている状態で、車両用ドア１に乗客が挟まり、非常スイッチ５０が乗客にて操作されると、その操作を示す信号が通信インターフェース１４を介して車両状態監視装置３１に出力される。

そして、車両状態監視装置３１は、ドア閉状態検出信号を閉状態信号検出部１３から受け取るとともに、非常スイッチ５０の操作を示す信号を受け取ると、異常信号を運転指令演算器１１に出力する。そして、運転指令演算器１１は、車両状態監視装置３１から異常信号を受け取ると、車両用ドア１を開かせる運転指令値を電力変換器１２に出力する。そして、電力変換器１２は、運転指令演算器１１から出力された運転指令値に基づいて、リニアモータ３を駆動制御することにより、車両用ドア１を開動作させる。そして、車両用ドア１が開くと、列車のインターロックが働き、列車を停止させることができる。

これにより、車両用ドア１に挟まった乗客が自ら非常スイッチ５０を操作することが可能となり、その車両用ドア１を開かせたり、列車を非常停止させたりすることができる。このため、その乗客が車両用ドア１に挟まった状態を誰も気付かない場合においても、その乗客は自ら自分の身の安全策を講じることができ、車両用ドア１に挟まった乗客が危険にさらされるのを回避することができる。

図２は、本発明の第１実施形態に係る車両用ドア安全支援装置の動作を示すフローチャートである。
図２において、図１の車両状態監視装置３１は、閉状態検出信号が閉状態信号検出部１３から出力されている状態で（ステップＳ１１）、非常スイッチ５０の操作信号が出力されたかどうかを判断する（ステップＳ１２）。そして、閉状態検出信号が出力されている状態で、非常スイッチ５０の操作信号が出力された場合、車両状態監視装置３１は、異常信号を運転指令演算器１１に出力する（ステップＳ１３）。そして、運転指令演算器１１は、車両状態監視装置３１から異常信号を受け取ると、車両用ドア１が開くように指令する（ステップＳ１４）。
一方、閉状態検出信号が閉状態信号検出部１３から出力されていない場合、または非常スイッチ５０の操作信号が出力されていない場合、異常信号をクリアする（ステップＳ１５、１６）。

なお、上述した実施形態では、車両状態監視装置３１から異常信号が出力されると、運転指令演算器１１にドア開信号を出力し、リニアモータ３を駆動制御することにより、車両用ドア１を開動作させる方法について説明したが、車両状態監視装置３１から異常信号が出力されると、非常ハンドル２１を操作し、電源２０と電力変換器１２との間の通電を停止するとともに、施錠装置８による車両用ドア１のロックを解除することで、車両用ドア１を手動で開閉可能な状態とするようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、車両状態監視装置３１から異常信号が出力されると、車両用ドア１を即座に開動作させる方法について説明したが、車両状態監視装置３１から異常信号が出力されると、最初に列車を停止させ、その後に乗務員の判断に従って車両用ドア１が開くようにしてもよい。
また、非常スイッチ５０は、近郊区間を走行する列車などで車両用ドア１の脇に設置されている半自動スイッチで代用するようにしてもよいが、車両用ドア１に挟まれた時に即座に対応できるようにするために、戸先ゴム２の近くに別途設けることが好ましい。

図３は、本発明の第２実施形態に係る車両用ドア安全支援装置の概略構成を示すブロック図である。
図３において、図１の構成に加え、車両用ドア１にて異物が挟まれている状態を検出する異物検出装置５１が設けられている。そして、異物検出装置５１は、通信インターフェース１４を介して車両状態監視装置３１に接続されている。
ここで、異物検出装置５１は、例えば、戸先ゴム２に取り付けることができ、車両用ドア１が施錠された時に異物が挟まっている状態を検出すると、異物検出信号を出力することができる。なお、異物検出装置５１は、例えば、光センサなどを用いることができる。

そして、車両用ドア１の開動作が行われ、車両用ドア１が車体に接触すると、車両用ドア１が閉じた状態にあると判断され、全閉位置検出センサ７から全閉位置検出信号が閉状態信号検出部１３に出力される。また、車両用ドア１が閉じると、車両用ドア１が施錠装置８にて施錠され、施錠検出センサ９から施錠検出信号が閉状態信号検出部１３に出力される。
そして、閉状態信号検出部１３は、全閉位置検出信号および施錠検出信号を全閉位置検出センサ７および施錠検出センサ９からそれぞれ受け取ると、ドア閉状態検出信号を運転指令演算器１１に出力するとともに、通信インターフェース１４を介してドア閉状態検出信号を車両状態監視装置３１に出力する。

また、車両用ドア１が施錠装置８にて施錠された時に異物が挟まっている状態が異物検出装置５１にて検出されると、通信インターフェース１４を介して異物検出信号が車両状態監視装置３１に出力される。
そして、ドア閉状態検出信号および異物検出信号が車両状態監視装置３１に出力されている状態で、車両用ドア１に乗客が挟まり、非常スイッチ５０が乗客にて操作されると、その操作を示す信号が通信インターフェース１４を介して車両状態監視装置３１に出力される。

そして、車両状態監視装置３１は、ドア閉状態検出信号および異物検出信号を受け取るとともに、非常スイッチ５０の操作を示す信号を受け取ると、異常信号を運転指令演算器１１に出力する。そして、運転指令演算器１１は、車両状態監視装置３１から異常信号を受け取ると、車両用ドア１を開かせる運転指令値を電力変換器１２に出力する。そして、電力変換器１２は、運転指令演算器１１から出力された運転指令値に基づいて、リニアモータ３を駆動制御することにより、車両用ドア１を開動作させる。そして、車両用ドア１が開くと、列車のインターロックが働き、列車を停止させることができる。

これにより、車両用ドア１に挟まった乗客が自ら非常スイッチ５０を操作することが可能となり、その車両用ドア１を開かせたり、列車を非常停止させたりすることが可能となるとともに、車両用ドア１に乗客が挟まれていない場合には、非常スイッチ５０の操作を無効にすることができる。このため、車両用ドア１が正常に閉じた時には列車の運行に支障をきたすことなく、車両用ドア１に挟まった乗客は自ら自分の身の安全策を講じることができ、車両用ドア１に挟まった乗客が危険にさらされるのを回避することができる。

図４は、本発明の第２実施形態に係る車両用ドア安全支援装置の動作を示すフローチャートである。
図４において、図１の車両状態監視装置３１は、閉状態検出信号が閉状態信号検出部１３から出力されている状態で（ステップＳ２１）、異物検出信号が異物検出装置５１から出力されているかどうかを判断する（ステップＳ２２）。そして、閉状態検出信号および異物検出信号が出力されている場合、非常スイッチ５０の操作信号が出力されたかどうかを判断する（ステップＳ２３）。そして、閉状態検出信号および異物検出信号が出力されている状態で、非常スイッチ５０の操作信号が出力された場合、車両状態監視装置３１は、異常信号を運転指令演算器１１に出力する（ステップＳ２４）。そして、運転指令演算器１１は、車両状態監視装置３１から異常信号を受け取ると、車両用ドア１が開くように指令する（ステップＳ２５）。
一方、閉状態検出信号が閉状態信号検出部１３から出力されていない場合、あるいは異物検出信号が異物検出装置５１から出力されていない場合、あるいは非常スイッチ５０の操作信号が出力されていない場合、異常信号をクリアする（ステップＳ２６、Ｓ２７、Ｓ２８）。

図５は、本発明の第３実施形態に係る車両用ドア安全支援装置に適用される表示器の一例を示す図である。
図５において、車両用ドア１には、表示器５２が非常スイッチ５０の脇に設けられている。ここで、表示器５２は、非常スイッチ５０の操作が有効になった場合、非常スイッチ５０の操作が許容されることを表示することができる。例えば、図１の実施形態では、閉状態検出信号が車両状態監視装置３１に出力されている場合、表示器５２は、例えば、「←非常停止」と表示することができる。また、図３の実施形態では、閉状態検出信号が車両状態監視装置３１に出力されている状態で、異物検出信号が車両状態監視装置３１に出力されている場合、表示器５２は、例えば、「←非常停止」と表示することができる。

これにより、乗客が非常スイッチ５０の存在を知らない場合においても、非常スイッチ５０を操作することで車両用ドア１が開くことを認識することができ、非常スイッチ５０の有効活用を促進することができる。
なお、上述した実施形態では、非常スイッチ５０とは別個に表示器５２を設ける方法について説明したが、非常スイッチ５０自体に表示機能を設けるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る車両用ドア安全支援装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用ドア安全支援装置の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安全支援装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用ドア安全支援装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る車両用ドア安全支援装置に適用される表示器の一例を示す図である。 従来の車両用ドア安全支援装置の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ドア
２ 戸先ゴム
３ リニアモータ
４ 連結部
５ 入力電流検出部
６ 位置検出部
７ 全閉位置検出センサ
８ 施錠装置
９ 施錠検出センサ
１０ ドア駆動制御装置
１１ 運転指令演算器
１２ 電力変換器
１３ 閉状態信号検出部
１４ 通信インターフェース
２０ 電源
２１ 非常ハンドル
３０ 運転台
３１ 車両状態監視装置
５０ 非常スイッチ
５１ 異物検出装置
５２ 表示器

Claims (5)

1. 車両用ドアが閉じている状態を検出する戸閉検知手段と、
   前記車両用ドアに挟まった人間が操作可能な位置に取り付けられた非常スイッチと、
   前記戸閉検知手段にて前記車両用ドアが閉じている状態が検出されるとともに、前記非常スイッチが操作された場合、異常信号を出力する車両状態監視手段とを備えることを特徴とする車両用ドア安全支援装置。
2. 車両用ドアが閉じている状態を検出する戸閉検知手段と、
   前記車両用ドアにて異物が挟まれている状態を検出する異物検知手段と、
   前記車両用ドアに挟まった人間が操作可能な位置に取り付けられた非常スイッチと、
   前記戸閉検知手段にて前記車両用ドアが閉じている状態が検出されるとともに、前記異物検知手段にて前記車両用ドアに異物が挟まれている状態が検出された状態で前記非常スイッチが操作された場合、異常信号を出力する車両状態監視手段とを備えることを特徴とする車両用ドア安全支援装置。
3. 前記非常スイッチの操作を案内する表示器を備え、
   前記非常スイッチの操作が有効になった場合、前記非常スイッチの操作が許容されることを前記表示器に表示することを特徴とする請求項１または２記載の車両用ドア安全支援装置。
4. 前記異常信号が出力された場合、前記車両用ドアが開くように指令することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の車両用ドア安全支援装置。
5. 前記異常信号が出力された場合、列車を非常停止させるように指令することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の車両用ドア安全支援装置。

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