JP3779378B2 - 鉄道車両用側扉制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両の側扉を開閉制御するための鉄道車両用側扉制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の側面に形成された乗客乗降口は、鉄道車両用側扉装置である側引戸装置によって開閉される。従来から広く用いられてきた側引戸装置は、空気圧によって側引戸の作動力を得る空気式のものがほとんどであったが、最近では、低コスト、メンテナンスフリーおよび艤装の簡素化等のメリットから、電気式ドアエンジンを用いたものが注目され始めている。たとえば、空気式の装置では、数年毎にＯリングなどゴム製品の交換が必要であるが、電気式にはこのようなメンテナンスは不要である。また、空気式の装置は艤装に際して空気配管および電気配線の両方が必要であるのに対して、電気式のものでは電気配線のみを行えば足りる。
【０００３】
電気式のドアエンジンを用いた側引戸装置の先行技術は、たとえば、特公昭５７−５０９１４号公報に開示されている。この先行技術では、一対の側引戸を乗降口の上方に設けたレールに対してスライド自在に吊設し、レールに平行に配置されたねじシャフトに螺合するナットと側引戸とをブラケットを介して結合するとともに、ねじシャフトを電動モータで正転／逆転することによって、側引戸の開閉が達成されている。
【０００４】
鉄道車両用側引戸装置においては、乗客の安全を確保するための構成が必須である。そのため、上記公告公報に開示されている先行技術においては、リミットスイッチなどで側引戸の位置や障害物の有無などを検知し、その検知結果に基づいて、モータ駆動用のリレーを作動させるようにしている。これにより、側引戸がぴしゃりと閉まるのを防ぐように、閉成サイクルの最終部分において側引戸のスライド速度を低速にするためのクッション動作を行わせたりするようにしている。
【０００５】
車両の走行中における乗客の安全を確保するための他の装置は、特公昭５２−３１６４号公報に開示されている。この公告公報に記載の装置では、車両の走行速度が速度検出器によって設定値以上であることが検知されたことに応答して、速度検出リレーを作動させ、扉の開閉を制御するための電磁弁の作動を禁止するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の２つの先行技術では、いずれも、アナログ電気回路によって側引戸の制御装置が構成されているため、高機能化には限界がある。たとえば、故障状態のモニタリングや故障個所の自動検診のような高度な機能を付与することができない。そのため、従来から、側引戸制御装置のマイコン化により、側引戸制御装置の機能を高度化することが要望されていた。
【０００７】
マイクロコンピュータを制御装置として用いた扉開閉装置は、たとえば、建築用自動扉装置において用いられている例がある。しかし、建築用等における扉開閉装置と鉄道車両用側扉装置とでは、要求される信頼性のレベルが全く異なり、建築用等の装置を鉄道車両用側引戸装置にそのまま転用しても、所要の安全性を確保することは到底できない。
具体的には、車両走行中や側引戸の開閉時における乗客の安全は上述の先行技術の適用によって確保できるとしても、たとえば、ノイズによるマイクロコンピュータの誤動作に起因して、上記先行技術が予期していない不具合が生じるおそれがある。たとえば、駅停車中に、プラットフォームとは反対側の側引戸が開成動作したり、乗客が乗降口を通過している間に突然側引戸が閉成動作したりすれば、乗客の安全を確保できないおそれがある。
したがって、鉄道車両用側扉装置の制御をマイコン化してその高機能化を図るためには、マイクロコンピュータの誤動作対策に万全を期する必要がある。特に、乗務員の指令無しに側引戸が開成されることは、絶対にあってはならない。
【０００８】
なお、マイクロコンピュータの誤動作を監視するために、１つの入力信号に対する処理を２系列のプログラムで行い、その結果を比較することが考えられる。しかし、たとえば、電動モータを駆動する駆動回路に故障が生じる場合も考えられるから、プログラムを二重化するだけでは必ずしも充分とは言えない。
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、マイクロコンピュータによる制御によって高機能化を図ることができるとともに、従来と同等以上の安全性を確保することができる鉄道車両用側扉制御装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、故障時であっても安全に側扉を開閉駆動することが可能な鉄道車両用側扉制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１記載の鉄道車両用側扉制御装置は、鉄道車両の側扉の開閉を制御するための装置であって、
側扉を作動させるための側扉動作指令が入力され、この側扉動作指令を複数の側扉動作指令信号に多重化して出力する複数の入力部を有する入力回路と、
側扉を駆動するための電動モータに駆動電流を供給するための駆動回路と、
上記入力回路の上記複数の入力部からの複数の側扉動作指令信号が入力され、この複数の側扉動作指令信号に基づいて上記駆動回路に駆動指令信号を供給するマイコン制御型の制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記多重化された側扉動作指令信号のそれぞれに対応して設けられ、各側扉動作指令信号に対応する駆動指令信号をそれぞれ出力する複数の判断手段を有しており、
上記判断手段は、当該判断手段に入力された側扉動作指令信号と、他の少なくとも１つの判断手段に入力された側扉動作指令信号とが一致しているか否かを判別し、判別の結果、一致している場合は上記駆動指令信号を供給し、一致していない場合は供給しないことを特徴とするものである。
【００１０】
上記の構成の鉄道車両用側扉制御装置によれば、多重化された複数の側扉動作指令信号はそれぞれ判断手段において独立に処理される。そして、判断手段は一の側扉動作指令信号と他の側扉動作指令信号が一致している場合は駆動指令信号を駆動回路に供給し、一致していない場合は供給しない。これにより、マイコン制御によって側扉の動作を制御しつつ、側扉の誤動作を確実に防止できる。
【００１１】
また、複数の判断手段に入力される側扉駆動指令は入力回路において多重化されているだけであるから、本来は一致しているはずである。不一致であれば、それは、入力回路の故障やノイズの影響などによる誤入力である。したがって、複数の判断手段の間で入力指令の一致／不一致を監視する構成を採用することによって、故障等を確実に検知できるから、装置の信頼性を一層向上することができる。
【００１２】
請求項２記載の鉄道車両用側扉制御装置は、上記判断手段は、この判断手段が出力した駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれているか否かを監視する作動状態監視手段と、この作動状態監視手段によって上記駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれていないことが検知されたことに応答して、上記駆動指令信号の出力を禁止する手段とを含むものであることを特徴とする。
この構成では、判断手段が出力した駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合がとれているかを監視することにより、駆動回路の異常を検知することができる。そして、駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合性がなければ、駆動指令信号の出力が禁止されるので、駆動回路が故障している場合には、電動モータへの給電が禁止されることになる。これにより、側扉装置の安全性を高めることができる。
【００１３】
請求項３記載の鉄道車両用側扉装置は、鉄道車両の側扉の開閉を制御するための装置であって、
側扉を作動させるための側扉動作指令が入力され、この側扉動作指令を複数の側扉動作指令信号に多重化して出力する複数の入力部を有する入力回路と、
側扉を駆動するための電動モータに駆動電流を供給するための駆動回路と、
上記入力回路の上記複数の入力部からの複数の側扉動作指令信号が入力され、この複数の側扉動作指令信号に基づいて上記駆動回路に駆動指令信号を供給するマイコン制御型の制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記多重化された側扉動作指令信号のそれぞれに対応して設けられ、各側扉動作指令信号に対応する駆動指令信号をそれぞれ出力する複数の判断手段を有しており、
上記判断手段は、当該判断手段に入力された側扉動作指令信号と、他の少なくとも１つの判断手段に入力された側扉動作指令信号とが一致しているか否かを判別する指令監視手段を有しており、
さらに、上記指令監視手段が側扉動作指令信号の不一致を検知したときに、他の側扉に設けられた制御手段に故障信号を出力するとともに、上記駆動回路と上記電動モータとの間の接続を遮断する故障制御回路を備えており、
この故障制御回路は、上記他の側扉の制御手段から駆動指令信号を供給される他の側扉の駆動回路と上記電動モータとの間を接続する切換手段を有するものであることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、複数の判断手段に入力される側扉動作指令信号の不一致が検知されると、故障が生じているものとされて、他の側扉に対応した側扉制御装置の制御手段に故障信号が与えられる。そして、その後は、故障制御装置の働きによって、当該故障が生じている側扉制御装置からの電動モータへの給電が禁止され、代わって、上記他の側扉に対応した側扉制御装置の駆動回路からの電流が電動モータに供給される。
これにより、側扉制御装置に異常が生じたときには、他の正常な側扉制御装置によって電動モータが制御されることになるから、故障が生じた場合であっても、安全性を確保しつつ、側扉の開閉動作を行わせることができる。
【００１５】
請求項４記載の鉄道車両用側扉制御装置は、上記判断手段は、この判断手段が出力した駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれているか否かを監視する作動状態監視手段を含み、この作動状態監視手段によって上記駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれていないことが検知されたときにも故障信号を出力するものであることを特徴とする。
この構成によれば、判断手段が出力する駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合性がとれていないときにも故障信号が出力されるので、故障検知の精度が向上し、より安全なシステムを構築できる。
【００１６】
請求項５記載の鉄道車両用側扉制御装置は、上記切換手段によって上記他の側扉の駆動回路と上記電動モータとの間が接続されている状態のときに、この電動モータで駆動される側扉の閉成状態検知信号を、上記他の側扉を制御するための側扉制御装置が有する制御手段に向けて送出する手段をさらに含むことを特徴とする。
この構成によれば、当該側扉制御装置に異常が発生し、他の正常な側扉制御装置から電動モータへの給電が行われている状態では、側扉の閉成状態検知信号が上記他の正常な側扉制御装置に送出される。これにより、上記他の正常な側扉制御装置は、側扉の閉成状態を知ることができるので、長時間に亘る不必要なモータ駆動を防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、この発明の実施の一形態に係る鉄道車両用側扉制御装置が適用されたドアシステムの全体の構成を示す概念図である。互いに連結された複数の車両１，２，・・・・・・のうちの先頭の車両の最前部には、各種の情報を表示するための表示装置を含む運転台３が備えられている。各車両１，２には、それぞれ、たとえば６個の乗降口Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ１５，Ｅ１６；Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ２３，Ｅ２４，Ｅ２５，Ｅ２６（以下、総称するときには「乗降口Ｅ」という。）が側面に形成されている。各乗降口Ｅに関連して、乗降口を開閉するための側引戸装置Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ１６；Ｆ２１，Ｆ２２，Ｆ２３，Ｆ２４，Ｆ２５，Ｆ２６（以下、総称するときには「側扉装置Ｆ」という。）が設けられている。
【００１８】
各側扉装置Ｆは、それぞれに対応する乗降口Ｅに沿ってスライド可能に設けられた側引戸Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６；Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６（以下、総称するときには「側引戸Ｓ」という。）と、この側引戸Ｓを駆動して乗降口Ｅを開閉するための電動モータＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４，Ｍ１５，Ｍ１６；Ｍ２１，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ２４，Ｍ２５，Ｍ２６（以下、総称するときには「モータＭ」という。）とを備えている。各モータＭは、側扉制御装置としてのローカルコントロールユニット（ＬＣＵ：Local Control Unit）Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｄ１６；Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４，Ｄ２５，Ｄ２６（以下、総称するときには「ローカルコントロールユニットＤ」という。）によってそれぞれ駆動制御される。
【００１９】
各ローカルコントロールユニットＤには、ＬＥＤディスプレイのような表示器Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１６；Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５，Ｐ２６（以下、総称するときには「表示器Ｐ」という。）が接続されている。各ローカルコントロールユニットＤは、それぞれの車両に１つずつ設けられたメインコントロールユニット（ＭＣＵ：Main Control Unit ）５１，５２（以下、総称するときには「メインコントロールユニット５」という。）に、通信線４１，４２（以下、総称するときには「通信線４」という。）を介して接続されている。つまり、各ローカルコントロールユニットＤからの情報がメインコントロールユニット５に集められるようになっている。
【００２０】
メインコントロールユニット５１，５２は、それぞれ、各車両に１つずつ設けられたモニタ端末６１，６２（以下、総称するときには「モニタ端末６」という。）に接続されている。モニタ端末６１，６２は、全ての車両１，２，・・・・・・を通って引き回されている通信線７に接続されており、この通信線７を介して運転台３との間の双方向通信を行うことができる。
運転台３には、側引戸Ｓを開閉させるための開閉指令信号が導出される車両引通し線８Ｒ，８Ｌ（以下、総称するときには「車両引通し線８」という。）が接続されている。この車両引通し線８は、全ての車両１，２，・・・・・・を通って引き回されており、全てのローカルコントロールユニットＤと接続されている。これにより、全ての側引戸Ｓを一斉に開閉できるようになっている。
【００２１】
図２は、ローカルコントロールユニットＤの詳しい構成を説明するための図である。ローカルコントロールユニットＤには、側引戸Ｓを乗降口Ｅに沿ってスライドさせるための駆動力を発生するモータＭと、このモータＭの回転情報を検出するためのエンコーダＥＮとが接続されている。ローカルコントロールユニットＤは、運転台３からの指令や各種の検出信号に基づいて、モータＭの駆動制御を行う。
【００２２】
ローカルコントロールユニットＤは、マイコン制御方式のものであって、所定のプログラムに従って動作する制御手段としてのＣＰＵ１１と、各種の指令および検出信号をＣＰＵ１１に入力するための入力回路１２と、モータＭに駆動電力を供給するためのモータ駆動回路１５と、メインコントロールユニット５とのデータ通信のためのインタフェースＩＦ１と、表示器Ｐに表示情報を与えるためのインタフェースＩＦ２と、各部に供給すべき電源電圧を発生するための電源部１４とを備えている。 入力回路１２は、複数のフォトカプラＰＣを有しており、電気的絶縁状態を保ちつつ、入力信号をＣＰＵ１１に入力できる構成になっている。入力回路１２に入力される入力信号には、たとえば、側引戸Ｓの開成指令および閉成指令（側扉動作指令）、全閉していない側引戸Ｓのみを再度開閉動作させるための再開閉指令、非常時に側引戸Ｓをわずかに開くための電気式一斉開放指令、車両の内部において各側引戸Ｓの手動開放を許容するための内部手動開放指令、車両の外部において各側引戸Ｓの手動開放を許容するための外部手動開放指令、側引戸Ｓが全閉状態でロックされたことを表すロック検知信号、ならびに車両の走行速度が所定速度（たとえば、５km/h）に達したことを表す所定速検知信号が含まれている。
【００２３】
これらの信号のうち、各指令および所定速検知信号は、運転台３から車両引通し線８を介して与えられる。ロック検知信号は、側引戸Ｓに関連して設けられた図示しない検知手段からの信号である。側引戸Ｓには、側引戸が全閉状態になったときに作動し、その全閉状態を保持するためのロック機構が設けられており、このロック機構が施錠状態になると、検知手段からロック検知信号が出力される。検知手段としては、たとえば、ロック機構が施錠状態になったときにアクチュエータが駆動されるように配置されたリミットスイッチ（ドアロックスイッチ）を適用することができる。上記のロック機構は、側引戸Ｓを開成する方向にモータＭを駆動することによって解錠されるように構成されている。
【００２４】
入力回路１２には、各指令または信号に対応して各一対のフォトカプラＰＣが設けられている。すなわち、全ての入力信号が入力回路１２において二重化されることになる。ただし、必ずしも全ての入力信号が二重化される必要はなく、重要性の高い一部の信号のみを二重化するようにしても勿論よい。
【００２５】
モータ駆動回路１５は、ＤＣ１００Ｖの直流電圧が供給される電源ライン１６，１７の間においてブリッジ接続された４個のパワートランジスタ（ＦＥＴ：電界効果トランジスタ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４と、このパワートランジスタＱ１〜Ｑ４をそれぞれオン／オフ駆動するためのＦＥＴドライバ２０とを有している。トランジスタＱ１およびＱ２、ならびにトランジスタＱ３およびＱ４は、電源ライン１６，１７の間にそれぞれ直列に接続されている。そして、トランジスタＱ１およびＱ２の接続点と、トランジスタＱ３およびＱ４の接続点との間に、電流センサ１８および速度検知リレー接点２３ａを介してモータＭが接続されている。
【００２６】
ＦＥＴドライバ２０には、正転用アンドゲート２１および逆転用アンドゲート２２を介して、ＣＰＵ１１からの駆動指令信号が与えられている。ＣＰＵ１１は、側引戸Ｓを開成するときには、モータＭを正転させるために、正転用アンドゲート２１に駆動指令信号を与える。側引戸Ｓを閉成するときには、モータＭを逆転させるために、逆転用アンドゲート２２に駆動指令信号が与えられる。アンドゲート２１および２２には、入力回路１２からの所定速検知信号が与えられており、車両の速度が上記所定速以上であるときには、アンドゲート２１，２２からの駆動指令信号の出力が禁止されるようになっている。
【００２７】
ＦＥＴドライバ２０は、正転用アンドゲート２１から駆動指令信号が与えられると、一対のパワートランジスタＱ１およびＱ４をオン／オフ制御するとともに、他の一対のパワートランジスタＱ３およびＱ２をオフ状態に保持する。これにより、モータＭが正転する。一方、逆転用アンドゲート２２から駆動指令信号がＦＥＴドライバ２０に入力されると、正転の場合とは逆に、トランジスタＱ３およびＱ２の対がオン／オフ駆動され、トランジスタＱ１およびＱ４の対はオフ状態に保持されることにより、モータＭが逆転方向に付勢される。
【００２８】
モータＭに流れる電流の方向および大きさは、上記の電流センサ１８によって検出され、その検出信号は、ライン２４を介して、ＣＰＵ１１のアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換入力端子にフィードバックされている。このフィードバック信号に基づいて、ＣＰＵ１１は、駆動指令信号のパルス幅またはデューティ比を所望のモータ回転速度に対応するように制御する。また、側引戸Ｓに乗客や乗客の持ち物などの障害物が挟まったときに、過大な力で押しつけることないように、電流センサ１８の出力を監視し、所定のリミット値以上の電流がモータＭに流れないようにしている。
【００２９】
モータＭの回転位置および回転速度のような回転情報は、エンコーダＥＮによって検出される。このエンコーダＥＮのＡ相およびＢ相の各出力信号は、フォトカプラを含む絶縁入力回路２６を介してＣＰＵ１１に入力されている。モータＭの回転位置に基づいて側引戸Ｓの位置および速度を知ることができるから、たとえば、側引戸Ｓの位置に応じてモータＭの回転速度を変化させ、側引戸Ｓの閉成直前にその移動速度を緩めたりする制御を実現できる。
【００３０】
モータＭと電流センサ１８との間に接続されている上記の速度検知リレー接点２３ａは、所定速検知信号によって励磁される速度検知リレーコイル２３ｃの働きにより、モータ駆動回路１５からの電流をモータＭに供給する通電位置と、モータＭを短絡してその動作を禁止するとともにブレーキをかける短絡位置とをとることができる。つまり、車両の速度が所定速度以上になると、リレー接点２３ａは短絡位置に制御され、モータＭの回転を禁止する。したがって、車両が所定速度以上で走行している期間に側引戸Ｓが開成されることはない。また、所定速検知信号は、上述のアンドゲート２１および２２からの駆動指令信号の出力を禁止するから、所定速度以上での走行中には、ＦＥＴドライバ２０に駆動指令信号が入力されることもない。
【００３１】
速度検知リレー接点２３ａの動作を検出するために、リレー動作検出部２７が備えられている。このリレー動作検出部２７は、速度検知リレーコイル２３ｃが励磁されたときに閉成するリレー接点２３ｂを含む。リレー動作検出部２７は、さらに、リレー接点２３ｂが閉成したときに発光する発光ダイオードと、この発光ダイオードからの光を受光するフォトトランジスタとの対から成るフォトカプラ２８を有している。車両の速度が所定速度以上となると、リレー接点２３ｂが閉じられ、このことが、フォトカプラ２８からライン２９を介してＣＰＵ１１に通知される。これにより、ＣＰＵ１１は、リレー接点２３ｂとともに速度検知リレーコイル２３ｃによって共通に作動される速度検知リレー接点２３ａの状態に関する情報を得ることができる。
【００３２】
モータ駆動回路１５の電源ライン１６には、リレー接点２５ａおよびリレーコイル２５ｃを有するフェイルセーフリレー（ＦＳＲ）２５が介装されている。つまり、ＦＥＴドライバ２０と直列にフェイルセーフリレー２５が接続されている。このフェイルセーフリレー２５は、ＣＰＵ１１によって制御されるフェイルセーフリレー駆動回路３０によって開閉駆動される。フェイルセーフリレー２５の動作状態を検知するために、リレーコイル２５ｃによって作動される接点２５ｂを含む接点検知回路３１が設けられており、その出力は、ＣＰＵ１１にフィードバックされている。
【００３３】
図３は、図２に示された構成のうち、この実施の形態における特徴的な構成部分を抽出して表したブロック図であり、運転台３から車両引通し線８を介して与えられる開閉指令に関連する構成が示されている。開閉指令は、入力回路１２内の一対のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２に共通に入力される。フォトカプラＰＣ１の出力信号は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムによって実現される第１制御部１１１に与えられ、同様に、フォトカプラＰＣ２の出力信号は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムによって実現される第２制御部１１２にそれぞれ入力される。これらの第１制制御部１１１および第２制御部１１２は、それぞれ判断手段に相当する。
【００３４】
第１制御部１１１は、モータ駆動回路１５において直列に接続された第１出力部１５１および第２出力部１５２のうちの第１出力部１５１を制御する。第２制御部１１２は、第２出力部１５２を制御する。図２と図３との比較から明らかなように、第１出力部１５１は、モータ駆動回路１５において電源ライン１６に介装されたフェイルセーフリレー２５に相当し、第２出力部１５２は、ＦＥＴドライバ２０に相当する。すなわち、第１出力部１５１および第２出力部１５２は、電源に対して直列に接続されており、両方が動作状態となって初めてモータＭへの給電が達成される。
【００３５】
第１制御部１１１と第２制御部１１２とは、互いに連携しており、両制御部１１１および１１２による判断結果が一致するかどうかを確認したうえで、第１出力部１５１および第２出力部１５２をそれぞれ駆動する。すなわち、第１制御部１１１および第２制御部１１２は、入力回路１２において二重化された指令または検知信号についての処理を独立に行い、両制御部１１１，１１２が同一の指令を受けたと判断した場合にのみ、第１出力部１５１および第２出力部１５２を駆動して、モータＭを付勢する。
【００３６】
図４は、第１制御部１１１および第２制御部１１２の動作を説明するためのフローチャートであり、図４(a) は第１制御部１１１の動作を表し、図４(b) は第２制御部１１２の動作を表す。実際には、ＣＰＵ１１が図４(a) および図４(b) のアルゴリズムに従うプログラムを交互に実行することによって、第１および第２制御部１１１，１１２の各機能が実現される。
第１制御部１１１は、フォトカプラＰＣ１から与えられる第１の入力信号を監視している（ステップＡ１）。同様に、第２制御部１１２は、フォトカプラＰＣ２からの第２の入力信号を監視している（ステップＢ１）。そして、第１の入力信号が開閉指令（開成指令または閉成指令）を表すものである場合には、開閉指令フラグｆ１が立てられて「１」とされ（ステップＡ２）、第２の入力信号が開閉指令を表すものである場合には、開閉指令フラグｆ２が立てられて「１」とされる（ステップＢ２）。
【００３７】
第１および第２の入力信号に対応した開閉指令フラグｆ１およびｆ２がいずれも「１」で一致している場合には（ステップＡ３，Ｂ３）、開閉指令が間違いなく与えられたものであると解釈され、第１制御部１１１は、フェイルセーフリレー２５を駆動して閉成させ（ステップＡ４）、第２制御部１１２は、ＦＥＴドライバ２０に対する駆動指令を発生する（ステップＢ４）。これにより、モータＭが駆動される。このように、上記ステップＡ３，Ｂ３などの処理が、指令監視手段の機能に相当している。
第１および第２の入力信号に対応した開閉指令フラグｆ１およびｆ２の少なくともいずれか一方が「０」である場合には（ステップＡ３，Ｂ３）、開指令または閉指令がなかったものとして処理される。つまり、たとえ片方の入力信号が開閉指令信号を表すものであったとしても、他方の入力信号が開閉指令信号を表すものでない場合には、ノイズ等の影響による誤入力であるものとして、そのような入力信号を無視することとしている。
【００３８】
その後は、接点検知回路３１の出力に基づいて、フェイルセーフリレー２５が正常に動作しているか否かが調べられ（ステップＡ５，Ｂ５）、電流センサ１８の出力に基づいて、ＦＥＴドライバ２０が正常に動作しているか否かが調べられる（ステップＡ７，Ｂ７）。具体的には、開閉指令フラグｆ１およびｆ２がいずれも「１」であると判断された場合であれば、フェイルセーフリレー２５は、閉成していれば正常であり、開成していれば異常である。また、この場合に、ＦＥＴドライバ２０は、動作していれば正常であり、動作していなければ異常である。一方、開閉フラグｆ１およびｆ２のうちの少なくともいずれか一方が「０」である場合であれば、フェイルセーフリレー２５は、開成していれば正常であり、閉成していれば異常である。また、この場合に、ＦＥＴドライバ２０は、動作していなければ正常であるが、動作しているとすれば、それは異常である。このように、ステップＡ５，Ｂ５，Ａ７，Ｂ７の処理、ならびに電流センサ１８および接点検知回路３１などにより、作動状態監視手段の機能が実現されている。
いずれかの異常が生じていると判断されたときには、不一致フラグが立てられる（ステップＡ６，Ｂ６，Ａ８，Ｂ８）。不一致フラグが立てられた場合には（ステップＡ９，Ｂ９）、側引戸Ｓの動作を停止してそれ以降は開閉を行わず（ステップＡ１０，Ｂ１０）、さもなければ引き続き入力信号を監視する。
【００３９】
このようにこの実施の形態においては、開閉指令を含む各種の指令および検知信号に関する入力回路１２が二重化されており、一対の入力信号に対する処理が第１制御部１１１および第２制御部１１２において独立に行われる。すなわち、ＣＰＵ１１が実行する開閉制御プログラムもまた、二重化されている。そして、第１制御部１１１および第２制御部１１２は、入力信号が開閉指令であるか否かについての判断結果（開閉指令フラグｆ１およびｆ２）を互いに参照し、２つの制御部１１１および１１２における判断結果が一致した場合にのみ、有効な開閉指令であるものと解釈するようにしている。
したがって、フォトカプラＰＣの故障のような入力系の異常やノイズの影響のために一方の入力信号が開閉指令を表すものであると判断された場合であっても、他方の入力信号についての判断結果を参照することにより、そのような入力信号を無視することができる。これにより、入力系の故障やノイズの影響による誤動作の可能性を排除できる。
【００４０】
また、モータ駆動回路１５は、フェイルセーフリレー２５に相当する第１出力部１５１と、ＦＥＴ駆動回路２０に相当する第２出力部１５２との直列回路を、電源とモータＭとの間に介装した構成となっており、第１出力部１５１は第１制御部１１１によって制御され、第２出力部１５２は第２制御部１１２によって制御されるように構成されている。そのため、モータＭが駆動されるためには、第１出力部１５１および第２出力部１５２の両方が動作することが必要であり、したがって、第１制御部１１１および第２制御部１１２における処理に整合性がとれていなければ、モータＭが付勢されることがない。そのため、ノイズの影響でＣＰＵ１１が暴走したとしても、モータＭが駆動されることはなく、ＣＰＵ１１の誤動作によって不用意に側引戸Ｓが開成されたり閉成されたりすることはない。
しかも、フェイルセーフリレー２５の状態およびＦＥＴドライバ２０の作動状態と、これらの回路部品に対してＣＰＵ１１が発行した駆動指令とが一致しない場合には、側引戸Ｓの開閉動作を中止することにしている。これより、モータ駆動回路１５の故障に関連する安全対策も万全である。
【００４１】
以上のように、この実施の形態によれば、入力部の二重化、制御プログラムの二重化、モータ駆動回路における第１および第２の出力部の直列接続、ならびに各出力部の動作の監視によって、入力系の異常、ノイズの影響、ＣＰＵの暴走、およびモータ駆動回路の異常に起因する誤動作の可能性が排除される。したがって、乗務員が開閉指令を出さなければ側引戸が不意に開閉されることはないので、乗客の安全が確保される。
走行中については、所定速検知信号に応じて切り換え制御される所定速検知リレー接点２３ａと、その動作を監視するリレー動作検出部２７とによって、さらに万全が期されることになる。
【００４２】
このようにマイコン制御のローカルコントロールユニットＤを用いつつ、きわめて安全性の高い側引戸装置を実現できる。その結果、マイクロコンピュータの機能の活用によって、鉄道車両用側扉装置の高機能化を図ることが可能になる。たとえば、ローカルコントロールユニットＤにおいて各側引戸Ｓの開閉状態に異常がないか否かを監視しておき、その監視情報をメインコントロールユニット５に伝送しておくことができる。これにより、モニタ端末６を介する運転台３とメインコントロールユニット５との間の通信により、運転台３において各側引戸装置Ｆの動作状態を集中にモニタできる。また、運転台３に伝送された情報を適当な記憶媒体に蓄えておくようにすれば、故障に対する処置を効率的に行える。さらには、故障発生時に、それに対する対処法を運転台３に併せて表示するようにしておけば、さらに効率的な対処が可能になる。
【００４３】
さらに、側引戸Ｓの動作試験を行う場合にも、同様にして、試験結果を運転台３において集中的にモニタできるから、側引戸Ｓの動作を直接確認する必要がなく、点検時の省力化を図ることができる。
また、運転台３からモニタ端末６を介して、表示器Ｐにおいて表示させるべき情報をメインコントロールユニット５に伝送することもできる。この場合、各車両のメインコントロールユニット５は、ローカルコントロールユニットＤに表示情報を配信し、これを受けたローカルコントロールユニットＤは、対応する表示器Ｐに当該情報を画像表示させる。こうして、側引戸装置Ｆの情報通信経路を利用して、運転台３から、各表示器Ｐに、行き先情報や次の駅名などのような各種の案内情報を与えることができる。
なお、上記の説明では、開閉指令のみについて詳細に説明したが、他の指令または検知信号についても、開閉指令の場合と同じく、ＣＰＵ１１内の制御プログラムが二重化されており、あらゆる誤動作の可能性を排除するようになっている。
【００４４】
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。
上述の第１の実施の形態においては、故障が生じた場合、すなわち、図４のフローチャートにおいて不一致フラグが立てられた場合には、側引戸の動作を停止することとして、それ以後は、当該故障が生じた側引戸装置に対応する側引戸の開閉が行われないようにされている。これにより、乗客の安全は確保されるが、乗客は、正常な他の乗降口への迂回を余儀なくされる。
そこで、この第２の実施の形態においては、車両の進行方向に向かって同じ側の側面の乗降口Ｅに対応して配置された側引戸装置ＦのローカルコントロールユニットＤは、隣接するものが２つずつ相互に信号線および給電線によって結合され、一方に異常が発生した場合には、他方の正常なローカルコントロールユニットＤによって、異常が生じたローカルコントロールユニットＤの制御機能を代替するようにしている。すなわち、正常な箇所によって異常が生じた箇所の機能を代替するという、冗長性の考えが取り入れられている。
【００４５】
図５は、この実施の形態の１つの具体的な構成例を示すブロック図である。この図５において上述の図２に示された各部に相当する部分には同一の参照符号を付して示す。なお、図５に示されたローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢは、図２に示されている構成を全て含むものであるが、簡単のために一部の構成の図示を省略してある。
【００４６】
車両の進行方向に向かって同じ側に位置する一対の側引戸装置Ｆにそれぞれ備えられたローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢは、信号線３１，３２，３３を介して互いに信号をやりとりする。信号線３１は、ローカルコントロールユニットＤＡ側で故障が生じたときに、ローカルコントロールユニットＤＡ側の側引戸が完全に閉成されたことを表す戸閉め確認信号をローカルコントロールユニットＤＢに伝送するためのものである。また、信号線３２は、ローカルコントロールユニットＤＢ側で故障が生じたときに、ローカルコントロールユニットＤＢ側の側引戸が完全に閉成されたことを表す戸閉め確認信号をローカルコントロールユニットＤＡに伝送するためのものである。さらに、信号線３３は、いずれか一方のローカルコントロールユニットＤに故障が生じたときに、他方のローカルコントロールユニットＤに故障発生を表す故障信号を伝送するためのものである。ローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢの間には、故障が生じたユニットＤに他方の正常なユニットＤからのモータ駆動電流を供給するための給電線３４が設けられている。
【００４７】
各側引戸装置は、一対の側引戸を有しており、さらに、各側引戸が完全に閉成された後に動作するロック機構（図示せず）による当該側引戸のロックが完了したことを検知するドアロックスイッチＤＬＳ１，ＤＬＳ２を有している。ドアロックスイッチＤＬＳ１の一端には直流１００Ｖの電圧が印加されており、その他端は、ライン３５を介し、さらに、二重化されている上述の入力回路１２を介して、ＣＰＵ１１に結合されている。もう１つのドアロックスイッチＤＬＳ２の一端には、故障検知リレー接点Ｒ１ａを介して直流１００Ｖの電圧が印加されており、その他端は、ライン３６を介し、さらに、二重化されている上記の入力回路１２を介して、ＣＰＵ１１に結合されている。
つまり、ドアロックスイッチＤＬＳ１，ＤＬＳ２が閉成されたときには、ライン３５，３６から直流１００Ｖの電圧が入力回路１２に入力され、この入力回路１２内のフォトカプラＰＣの出力信号がＣＰＵ１１に入力される。これにより、ＣＰＵ１１は、一対の側引戸がそれぞれ完全に閉成されているか否かを判断することができる。
【００４８】
故障検知リレー接点Ｒ１ａは、故障検知リレー回路３８によって励磁／消磁されるリレーコイルＲ１ｃにより駆動される。リレーコイルＲ１ｃは、通常時、励磁されている。ＣＰＵ１１は、入力系の異常やモータ駆動回路１５の異常などの何らかの故障が検知されたときに、リレーコイルＲ１ｃを消磁させるための指令を故障検知リレー回路３８に与える。
リレーコイルＲ１ｃが励磁されているときには、故障検知リレー接点Ｒ１ａは、直流１００ＶをドアロックスイッチＤＳＬ２に供給する状態にあり、リレーコイルＲ１ｃが消磁されると、ドアロックスイッチＤＬＳ１の出力が導出されるライン３５をドアロックスイッチＤＬＳ２に接続する。つまり、故障が生じたときには、一対のドアロックスイッチＤＬＳ１およびＤＬＳ２は、直列に接続される。
【００４９】
一方のローカルコントロールユニットＤにおけるドアロックスイッチＤＬＳ２の出力が導出されるライン３６は、信号線３１または信号線３２を介して他方のローカルコントロールユニットＤのＣＰＵ１１と結合されている。ただし、信号線３１または３２を介してＣＰＵ１１に入力される信号は、先ず、入力回路１２に入力されて二重化され、かつ、フォトカプラＰＣによってＣＰＵ１１との電気的絶縁状態を保持した状態で、ＣＰＵ１１に入力されている。
【００５０】
故障発生時には、ドアロックスイッチＤＬＳ１およびＤＬＳ２が直列に接続されるから、ドアロックスイッチＤＬＳ１およびＤＬＳ２の両方が、それぞれに対応する側引戸の閉状態を検知して閉成されたときにのみ、故障の生じていない他方のローカルコントロールユニットＤのＣＰＵ１１は、故障が生じている側の側引戸の閉状態を認識することになる。
故障信号が伝送される信号線３３は、ローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢのそれぞれにおいて、故障検知リレー接点Ｒ１ｂを介して接地されている。故障発生時には、故障検知リレーコイルＲ１ｃが消磁されることにより、故障検知リレー接点Ｒ１ｂが閉成され、信号線３３の電位が接地レベルになる。これにより、一方のローカルコントロールユニットＤで故障が生じれば、他方のローカルコントロールユニットＤにそのことが通知される。信号線３３から各ローカルコントロールユニットＤに入力される信号は、入力回路１２において二重化されており、さらに、信号線３３は、フォトカプラＰＣによって、電気的にはＣＰＵ１１から絶縁されている。
【００５１】
モータＭとＦＥＴドライバ２０との間には、一対の故障検知リレー接点Ｒ１ｄが介装されている。このリレー接点Ｒ１ｄは、通常は閉成しているが、故障発生のために故障検知リレーコイルＲ１ｃが消磁されると、開成される。これにより、故障発生時には、当該故障が生じたローカルコントロールユニットＤ内のＣＰＵ１１によるモータＭの駆動制御が禁止される。
リレー接点Ｒ１ｄとモータＭとの間の給電ライン８１，８２には、一対の切換リレー接点Ｒ２ａを介して、給電線３４が接続されている。切換リレー接点Ｒ２ａは、切換リレー回路３９によって励磁／消磁される切換リレーコイルＲ２ｃによって開閉される。なお、この切換リレーコイルＲ２ｃは、通常時、励磁されている。
【００５２】
ＣＰＵ１１は、自己のローカルコントロールユニットＤのいずれかの部分に故障が生じたときには、故障検知リレー回路３８に消磁指令を与えた後に、切換リレー回路３９に消磁指令を与えて、切換リレーコイルＲ２ｃを消磁させる。切換リレー接点Ｒ２ａは、常時は開成されており、リレーコイルＲ２ｃが消磁されると閉成される。また、ＣＰＵ１１は、他方のローカルコントロールユニットＤに故障が生じたことが信号線３３を介して通知されたときには、故障検知リレーコイルＲ１ｃは消磁させずに、切換リレーコイルＲ２ｃのみを消磁させる。こうして、いずれかのローカルコントロールユニットＤに故障が発生すると、正常なローカルコントロールユニットＤから、給電線３４を介して、故障中のローカルコントロールユニットＤに対応付けられているモータＭに、モータ駆動電流が供給されることになる。
ただし、モータＭの回転情報を検出するエンコーダＥＮの出力信号は、ローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢの間では授受されないから、安全性を確保するために、故障発生時におけるモータＭの駆動は、正常時よりも低速にするようにしている。つまり、ＣＰＵ１１は、モータＭを低速に駆動するための駆動指令信号をＦＥＴドライバ２０に与える。
【００５３】
図６は、故障処理に関連するＣＰＵ１１の動作を説明するためのフローチャートである。先ず、故障検知処理が行われ（ステップＱ１）、その結果、故障が生じているか否かが判断される（ステップＱ２）。故障が生じていなければ、信号線３３からの信号が参照され、他のローカルコントロールユニットＤからの故障通知があるか否かが判断される（ステップＱ３）。故障通知がなければ、正常であるものとして処理を継続する。
【００５４】
ステップＱ２において、自己のローカルコントロールユニットＤに故障が生じていると判断されると、故障検知リレー回路３８に、消磁指令が出力される（ステップＱ４）。これにより、故障検知リレー接点Ｒ１ａはライン３５側に接続され、ドアロックスイッチＤＳＬ１およびＤＬＳ２が直列接続された状態になる。また、リレー接点Ｒ１ｄが開成され、ＦＥＴドライバ２０とモータＭとの間が開かれる。さらに、リレー接点Ｒ１ｄが閉成されて、信号線３３が接地レベルとなり、他方のローカルコントロールユニットＤに、故障の発生が通知される。
さらに、ＣＰＵ１１は、切換リレー回路３９に消磁指令を与える（ステップＱ５）。これにより、給電線３４を介する他方のローカルコントロールユニットＤからのモータ駆動電流がモータＭに供給される状態となる。
その後、ＣＰＵ１１は、インタフェース回路ＩＦ１を介して、マスタコントロールユニット５に、故障発生および故障個所などの故障情報を伝送し（ステップＱ６）、制御動作を停止する。
【００５５】
一方、他方のローカルコントロールユニットＤからの故障通知があった場合には（ステップＱ３）、モータＭを低速で駆動するための低速制御に切り換えられる（ステップＱ７）。次いで、切換リレー回路３８に消磁指令が与えられる。これにより、ＦＥＴドライバ２０からのモータ駆動電流が、給電線３４を介して他方のローカルコントロールユニットＤに供給される状態となる。
【００５６】
図７は、ステップＱ１において実行される故障検知処理の一例を説明するためのフローチャートである。故障検知処理においては、二重化されて入力される指令または検知信号を処理する各プログラムの判断が一致するか否かが判断される。すなわち、開閉指令に関して言えば、上述の第１の実施の形態において用いられているフラグｆ１とｆ２とが一致するか否かが判断される（ステップＱ１１）。さらに、接点検知回路３１の出力に基づいてフェイルセーフリレー２５の動作に異常はないかが調べられ（ステップＱ１２）、電流センサ１８の出力に基づいてＦＥＴドライバ２０の動作に異常がないかが調べられる（ステップＱ１３）。フェイルセーフリレー２５およびＦＥＴドライバ２０の異常の有無の判断には、上述の第１の実施形態において用いられている不一致フラグが活用されてもよい。
フラグｆ１とｆ２とが一致しない場合およびフェイルセーフリレー２５またはＦＥＴドライバ２０に異常が生じている場合には、故障発生を表すために、故障フラグが立てられる（ステップＱ１４）。
なお、故障フラグをオンさせる条件としては、上記のものに限られるものではなく、ＣＰＵ１１の電源異常等の故障全般を対象とするのが好ましい。
【００５７】
以上のように、この実施の形態においては、車両の進行方向に向かって同じ側にある側引戸のローカルコントロールユニットＤを一対ずつ信号線３１，３２，３３および給電線３４によって結合し、戸締め確認信号および故障信号を授受することができるとともに、一方のローカルコントロールユニットＤから他方のローカルコントロールユニットＤへモータ駆動電流の給電を行えるようにしている。これにより、相互に接続された一対のローカルコントロールユニットＤのうちのいずれか一方に故障が生じた場合には、他方の正常なローカルコントロールユニットＤによって、当該故障が生じたローカルコントロールユニットＤ側のモータＭの駆動制御を行うことができる。すなわち、故障箇所の機能を別の正常な箇所の機能で代替するという、いわゆる冗長性を有するシステムを構築することができる。
これにより、いずれかのローカルコントロールユニットＤに故障が生じた場合でも、側引戸の開閉動作ができないという事態を回避することができる。その結果、マイコン制御による側引戸装置の信頼性をさらに高めることができる。
【００５８】
しかも、この実施の形態においては、一対の側引戸にそれぞれ対応したドアロックスイッチＤＬＳ１，ＤＬＳ２の各出力信号を並列にやりとりするのではなく、故障発生時には両スイッチを直列接続し、この直列回路の出力を正常なローカルコントロールユニットＤに伝送するようにしている。そのため、少ない数（３本）の信号線で、必要な情報をやりとりすることができる。
また、故障検知リレーコイルＲ１ｃは、正常時には、励磁されているので、たとえば、一方のローカルコントローラへの電源の供給が断たれた場合には、リレーコイルＲ１ｃが消磁され、故障検知リレー接点Ｒ１ｂが閉成される。その結果、信号線３３は接地電位となる。このため、この実施の形態によれば、一方のコントローラへの電源の供給が断たれたときに、このような故障の発生を他方のコントローラへ通知することができる。
【００５９】
図８は、この発明の第３の実施の形態を説明するための図である。この実施の形態は、図５に示された構成とは別の構成によってシステムに冗長性を持たせるためのものである。この図８において、図５に示された各部に対応する部分には同一の参照符号を付して示す。
図５に示された上述の実施の形態と図８に示された本実施の形態との差異は、故障発生時における側引戸の駆動の仕方にある。すなわち、図５の実施の形態の場合には、故障が発生したローカルコントロールユニットＤと正常なローカルコントロールユニットＤとにそれぞれ対応する側引戸を、同時に、かつ、低速に駆動するようにしている。それに対して、図８に示されたこの実施の形態においては、一方の側引戸を通常の速度で先に開閉させ、他方の側引戸をその後に低速に開閉させるようにしている。
【００６０】
具体的に説明すると、ＦＥＴドライバ２０とモータＭとの間の給電ライン８１，８２には、一対の故障検知リレー接点Ｒ１ｄおよび一対の切換リレー接点Ｒ２ｄが直列に接続されて介装されている。故障検知リレー接点Ｒ１ｄは、ＦＥＴドライバ２０から切換リレー接点Ｒ２ｄを介したモータ駆動電流と、給電線３４を介する他方のローカルコントロールユニットＤからのモータ駆動電流とのいずれかをモータＭに供給することができるように接続されている。また、切換リレー接点Ｒ２ｄは、ＦＥＴドライバ２０からのモータ駆動電流を故障検知リレー接点Ｒ１ｄを介してモータＭに供給する状態と、上記モータ駆動電流を給電線３４を介して他方のローカルコントロールユニットＤ側に供給する状態との間で切り換えることができるように接続されている。
【００６１】
故障検知リレー接点Ｒ１ｄは、故障検知リレーコイルＲ１ｃの励磁／消磁に応じて切り換わる。故障検知リレーコイルＲ１ｃが励磁されているとき、すなわち、正常時には、リレー接点Ｒ１ｄは、切換リレー接点Ｒ２ｄ側に接続されている。故障が発生して、故障検知リレーコイルＲ１ｃが消磁されると、リレー接点Ｒ１ｄは、給電線３４側に接続される。
一方、切換リレー接点Ｒ２ｄは、正常時には、切換リレーコイルＲ２ｃを消磁するものであり、この状態のときには、当該ローカルコントロールユニットＤのＦＥＴドライバ２０とリレー接点Ｒ１ｄとの間を接続する。一方、リレーコイルＲ２ｃが励磁されると、給電線３４側に切り換えられる。
【００６２】
ＣＰＵ１１は、正常時および自己のローカルコントロールユニットＤに故障が生じたときには、リレーコイルＲ２ｃを消磁状態に保持すべく、切換リレー回路３９を制御する。一方、他方のローカルコントロールユニットＤに故障が生じたことを表す故障信号が信号線３３から入力されると、ＣＰＵ１１は、先ず、自己のローカルコントロールユニットＤに関連付けられている側引戸を通常の速度で開閉するために、リレーコイルＲ２ｃの消磁状態を保持する。そして、その開閉動作の完了の後に、リレーコイルＲ２ｃを励磁するための指令を切換リレー回路３９に入力する。これにより、リレー接点Ｒ２ｄは、給電線３４側に接続されることになる。その後に、ＣＰＵ１１は、故障が生じているローカルコントロールユニットＤ側のモータＭを低速駆動するための駆動信号をＦＥＴドライバ２０に与える。
【００６３】
こうして、信号線３１，３２および３３を介して接続された一対のローカルコントロールユニットＤのうちのいずれか一方に故障が生じたときには、正常なローカルコントロールユニットＤ側の側引戸は通常の場合と同じ速さで開閉され、次いで、異常が生じているローカルコントロールユニットＤ側の側引戸が低速に開閉される。これにより、異常が生じている側の側引戸はゆっくりと開閉されるので、たとえその移動速度を検知できなくとも、安全性が損なわれることもない。
【００６４】
ドアロックスイッチＤＬＳ１およびＤＬＳ２に関連する制御内容など、上述の点以外は、図５等を参照して説明した第２の実施の形態の場合と同様であるので、説明を省略する。
このように、この実施の形態においても、第２の実施形態の場合と同じく、システムに冗長性を持たせることができるから、マイコン制御による鉄道車両用側引戸装置の信頼性を高めることができる。
第２の実施形態と第３の実施形態とのうちのいずれを採用するかは、側引戸の同時開閉を重要視するか、それとも正常な側の側引戸だけでも通常の速さで開閉することを重要視するのか、という観点から決定すればよい。
【００６５】
なお、上述の構成では、隣接する一対のローカルコントロールユニットＤ間で信号およびモータ駆動電流の授受が可能であるように構成しているが、隣接していない一対の装置の間を信号線および給電線で接続するようにしてもよい。また、３個以上のローカルコントロールユニットＤを結合し、いずれかのローカルコントロールユニットＤに故障が生じた場合には、正常な１つのローカルコントロールユニットＤによって、故障が生じている１個または複数個のローカルコントロールユニットＤの制御動作を代替できるようにしてもよい。
【００６６】
また、車両の進行方向に対して同じ側にある一対のローカルコントロールユニットＤを互いに接続する際に、この一対のローカルコントロールユニットＤがそれぞれ別の車両に備えられたものであってもよいが、信号線および給電線の接続を容易にするためには、同じ車両内の一対のローカルコントロールユニットＤを相互接続するようにすることが好ましい。
【００６７】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は上述の実施の形態以外にも種々の形態で実施することができる。たとえば、上述の実施の形態においては、指令または検知信号を二重化してＣＰＵ１１に入力するようにしているが、３重化以上の多重化が行われてもよい。この場合には、ＣＰＵ１１が実行するプログラムを、１つの指令または検知信号に対して、その指令または検知信号を多重化することによって作成された信号の数だけ用意し、各プログラムが少なくとも１つの他のプログラムの処理結果と一致するか否かを監視するようにしておけばよい。
【００６８】
また、上記の実施形態においては、側引戸の開閉指令のみならず、他の指令または入力信号についても入力を二重化しているが、少なくとも側引戸の開閉指令のみを二重化しておけば、他の信号等を二重化しなくとも、所要の安全性は確保される。
さらに、上述の実施の形態の説明では、側引戸装置を例にとったが、この発明は、たとえばヒンジ結合された２枚のドアパネルを折り畳むことによって乗降口を開成し、また、それらを展開することによって乗降口を閉成する形態の側扉装置等、他の形態の側扉装置の制御にも適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、マイコン制御によって側扉の動作を制御しつつ、側扉の誤動作を確実に防止できる。したがって、従来の装置と同等以上の安全性を確保できるから、マイコン制御による装置の利点を生かして、側扉制御装置の高機能化を図ることができる。
【００７０】
また、複数の判断手段の間で入力指令の一致／不一致を監視する構成を採用することによって、故障等を確実に検知でき、装置の信頼性を一層向上することができる。
【００７１】
請求項２記載の発明によれば、駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合性がなければ、駆動指令信号の出力が禁止されるので、駆動回路が故障している場合には、電動モータへの給電が禁止される。これにより、側扉装置の安全性をさらに高めることができる。
【００７２】
請求項３記載の発明によれば、側扉制御装置に異常が生じたときには、他の正常な側扉制御装置によって電動モータが制御されることになるから、故障が生じた場合であっても、安全性を確保しつつ、側扉の開閉動作を行わせることができる。
【００７３】
請求項４記載の発明によれば、判断手段が出力する駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合性がとれていないときにも故障信号が出力され、他の正常な側扉制御装置による制御に切り換えられるので、より安全なシステムを構築できる。
【００７４】
請求項５記載の発明によれば、側扉の閉成状態検知信号が、故障が生じた側扉制御装置から他の正常な側扉制御装置に送出されるので、電動モータの駆動が長時間に亘って無用に行われることを防止できる。また、側扉の閉成状態を自動検知できるので、故障が生じた場合であっても、鉄道車両の乗務員や駅係員などが側扉の閉成の確認を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態に係る鉄道車両用側扉制御装置が適用されたドアシステムの全体の構成を示す概念図である。
【図２】ローカルコントロールユニットの詳しい構成を説明するための図である。
【図３】図２に示された構成のうち、第１の実施の形態における特徴的な構成部分を抽出して表したブロック図である。
【図４】図３に示された第１制御部および第２制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の第２の実施の形態の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図６】故障処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】故障検知処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の第３の実施の形態の具体的な構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 車両
２ 車両
３ 運転台
５１，５２ メインコントロールユニット
６１，６２ モニタ端末
７ 通信線
８Ｒ，８Ｌ 車両引通し線
Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ ローカルコントロールユニット
ＤＡ，ＤＢ ローカルコントロールユニット
Ｍ，Ｍ１１〜Ｍ２６，Ｍ２１〜Ｍ２６ 電動モータ
１１ ＣＰＵ
１２ 入力回路
１５ モータ駆動回路
１８ 電流センサ
２０ ＦＥＴドライバ
２５ フェイルセーフリレー
３０ フェイルセーフリレー駆動回路
３１ 接点検知回路
ＰＣ，ＰＣ１，ＰＣ２ フォトカプラ
１１１ 第１制御部
１１２ 第２制御部
１５１ 第１出力部（フェイルセーフリレー２５）
１５２ 第２出力部（ＦＥＴドライバ２０）
３１，３２，３３ 信号線
３４ 給電線
３８ 故障検知リレー回路
Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｄ 故障検知リレー接点
Ｒ１ｃ 故障検知リレーコイル
３９ 切換リレー回路
Ｒ２ａ，Ｒ２ｄ 切換リレー接点
Ｒ２ｃ 切換リレーコイル
ＤＬＳ１，ＤＬＳ２ ドアロックスイッチ
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両の側扉を開閉制御するための鉄道車両用側扉制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の側面に形成された乗客乗降口は、鉄道車両用側扉装置である側引戸装置によって開閉される。従来から広く用いられてきた側引戸装置は、空気圧によって側引戸の作動力を得る空気式のものがほとんどであったが、最近では、低コスト、メンテナンスフリーおよび艤装の簡素化等のメリットから、電気式ドアエンジンを用いたものが注目され始めている。たとえば、空気式の装置では、数年毎にＯリングなどゴム製品の交換が必要であるが、電気式にはこのようなメンテナンスは不要である。また、空気式の装置は艤装に際して空気配管および電気配線の両方が必要であるのに対して、電気式のものでは電気配線のみを行えば足りる。
【０００３】
電気式のドアエンジンを用いた側引戸装置の先行技術は、たとえば、特公昭５７−５０９１４号公報に開示されている。この先行技術では、一対の側引戸を乗降口の上方に設けたレールに対してスライド自在に吊設し、レールに平行に配置されたねじシャフトに螺合するナットと側引戸とをブラケットを介して結合するとともに、ねじシャフトを電動モータで正転／逆転することによって、側引戸の開閉が達成されている。
【０００４】
鉄道車両用側引戸装置においては、乗客の安全を確保するための構成が必須である。そのため、上記公告公報に開示されている先行技術においては、リミットスイッチなどで側引戸の位置や障害物の有無などを検知し、その検知結果に基づいて、モータ駆動用のリレーを作動させるようにしている。これにより、側引戸がぴしゃりと閉まるのを防ぐように、閉成サイクルの最終部分において側引戸のスライド速度を低速にするためのクッション動作を行わせたりするようにしている。
【０００５】
車両の走行中における乗客の安全を確保するための他の装置は、特公昭５２−３１６４号公報に開示されている。この公告公報に記載の装置では、車両の走行速度が速度検出器によって設定値以上であることが検知されたことに応答して、速度検出リレーを作動させ、扉の開閉を制御するための電磁弁の作動を禁止するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の２つの先行技術では、いずれも、アナログ電気回路によって側引戸の制御装置が構成されているため、高機能化には限界がある。たとえば、故障状態のモニタリングや故障個所の自動検診のような高度な機能を付与することができない。そのため、従来から、側引戸制御装置のマイコン化により、側引戸制御装置の機能を高度化することが要望されていた。
【０００７】
マイクロコンピュータを制御装置として用いた扉開閉装置は、たとえば、建築用自動扉装置において用いられている例がある。しかし、建築用等における扉開閉装置と鉄道車両用側扉装置とでは、要求される信頼性のレベルが全く異なり、建築用等の装置を鉄道車両用側引戸装置にそのまま転用しても、所要の安全性を確保することは到底できない。
具体的には、車両走行中や側引戸の開閉時における乗客の安全は上述の先行技術の適用によって確保できるとしても、たとえば、ノイズによるマイクロコンピュータの誤動作に起因して、上記先行技術が予期していない不具合が生じるおそれがある。たとえば、駅停車中に、プラットフォームとは反対側の側引戸が開成動作したり、乗客が乗降口を通過している間に突然側引戸が閉成動作したりすれば、乗客の安全を確保できないおそれがある。
したがって、鉄道車両用側扉装置の制御をマイコン化してその高機能化を図るためには、マイクロコンピュータの誤動作対策に万全を期する必要がある。特に、乗務員の指令無しに側引戸が開成されることは、絶対にあってはならない。
【０００８】
なお、マイクロコンピュータの誤動作を監視するために、１つの入力信号に対する処理を２系列のプログラムで行い、その結果を比較することが考えられる。しかし、たとえば、電動モータを駆動する駆動回路に故障が生じる場合も考えられるから、プログラムを二重化するだけでは必ずしも充分とは言えない。
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、マイクロコンピュータによる制御によって高機能化を図ることができるとともに、従来と同等以上の安全性を確保することができる鉄道車両用側扉制御装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、故障時であっても安全に側扉を開閉駆動することが可能な鉄道車両用側扉制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１記載の鉄道車両用側扉制御装置は、鉄道車両の側扉の開閉を制御するための装置であって、
側扉を作動させるための側扉動作指令が入力され、この側扉動作指令を複数の側扉動作指令信号に多重化して出力する複数の入力部を有する入力回路と、
側扉を駆動するための電動モータに駆動電流を供給するための駆動回路と、
上記入力回路の上記複数の入力部からの複数の側扉動作指令信号が入力され、この複数の側扉動作指令信号に基づいて上記駆動回路に駆動指令信号を供給するマイコン制御型の制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記多重化された側扉動作指令信号のそれぞれに対応して設けられ、各側扉動作指令信号に対応する駆動指令信号をそれぞれ出力する複数の判断手段を有しており、
上記判断手段は、当該判断手段に入力された側扉動作指令信号と、他の少なくとも１つの判断手段に入力された側扉動作指令信号とが一致しているか否かを判別し、判別の結果、一致している場合は上記駆動指令信号を供給し、一致していない場合は供給しないことを特徴とするものである。
【００１０】
上記の構成の鉄道車両用側扉制御装置によれば、多重化された複数の側扉動作指令信号はそれぞれ判断手段において独立に処理される。そして、判断手段は一の側扉動作指令信号と他の側扉動作指令信号が一致している場合は駆動指令信号を駆動回路に供給し、一致していない場合は供給しない。これにより、マイコン制御によって側扉の動作を制御しつつ、側扉の誤動作を確実に防止できる。
【００１１】
また、複数の判断手段に入力される側扉駆動指令は入力回路において多重化されているだけであるから、本来は一致しているはずである。不一致であれば、それは、入力回路の故障やノイズの影響などによる誤入力である。したがって、複数の判断手段の間で入力指令の一致／不一致を監視する構成を採用することによって、故障等を確実に検知できるから、装置の信頼性を一層向上することができる。
【００１２】
請求項２記載の鉄道車両用側扉制御装置は、上記判断手段は、この判断手段が出力した駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれているか否かを監視する作動状態監視手段と、この作動状態監視手段によって上記駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれていないことが検知されたことに応答して、上記駆動指令信号の出力を禁止する手段とを含むものであることを特徴とする。
この構成では、判断手段が出力した駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合がとれているかを監視することにより、駆動回路の異常を検知することができる。そして、駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合性がなければ、駆動指令信号の出力が禁止されるので、駆動回路が故障している場合には、電動モータへの給電が禁止されることになる。これにより、側扉装置の安全性を高めることができる。
【００１３】
請求項３記載の鉄道車両用側扉装置は、鉄道車両の側扉の開閉を制御するための装置であって、
側扉を作動させるための側扉動作指令が入力され、この側扉動作指令を複数の側扉動作指令信号に多重化して出力する複数の入力部を有する入力回路と、
側扉を駆動するための電動モータに駆動電流を供給するための駆動回路と、
上記入力回路の上記複数の入力部からの複数の側扉動作指令信号が入力され、この複数の側扉動作指令信号に基づいて上記駆動回路に駆動指令信号を供給するマイコン制御型の制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記多重化された側扉動作指令信号のそれぞれに対応して設けられ、各側扉動作指令信号に対応する駆動指令信号をそれぞれ出力する複数の判断手段を有しており、
上記判断手段は、当該判断手段に入力された側扉動作指令信号と、他の少なくとも１つの判断手段に入力された側扉動作指令信号とが一致しているか否かを判別する指令監視手段を有しており、
さらに、上記指令監視手段が側扉動作指令信号の不一致を検知したときに、他の側扉に設けられた制御手段に故障信号を出力するとともに、上記駆動回路と上記電動モータとの間の接続を遮断する故障制御回路を備えており、
この故障制御回路は、上記他の側扉の制御手段から駆動指令信号を供給される他の側扉の駆動回路と上記電動モータとの間を接続する切換手段を有するものであることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、複数の判断手段に入力される側扉動作指令信号の不一致が検知されると、故障が生じているものとされて、他の側扉に対応した側扉制御装置の制御手段に故障信号が与えられる。そして、その後は、故障制御装置の働きによって、当該故障が生じている側扉制御装置からの電動モータへの給電が禁止され、代わって、上記他の側扉に対応した側扉制御装置の駆動回路からの電流が電動モータに供給される。
これにより、側扉制御装置に異常が生じたときには、他の正常な側扉制御装置によって電動モータが制御されることになるから、故障が生じた場合であっても、安全性を確保しつつ、側扉の開閉動作を行わせることができる。
【００１５】
請求項４記載の鉄道車両用側扉制御装置は、上記判断手段は、この判断手段が出力した駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれているか否かを監視する作動状態監視手段を含み、この作動状態監視手段によって上記駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれていないことが検知されたときにも故障信号を出力するものであることを特徴とする。
この構成によれば、判断手段が出力する駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合性がとれていないときにも故障信号が出力されるので、故障検知の精度が向上し、より安全なシステムを構築できる。
【００１６】
請求項５記載の鉄道車両用側扉制御装置は、上記切換手段によって上記他の側扉の駆動回路と上記電動モータとの間が接続されている状態のときに、この電動モータで駆動される側扉の閉成状態検知信号を、上記他の側扉を制御するための側扉制御装置が有する制御手段に向けて送出する手段をさらに含むことを特徴とする。
この構成によれば、当該側扉制御装置に異常が発生し、他の正常な側扉制御装置から電動モータへの給電が行われている状態では、側扉の閉成状態検知信号が上記他の正常な側扉制御装置に送出される。これにより、上記他の正常な側扉制御装置は、側扉の閉成状態を知ることができるので、長時間に亘る不必要なモータ駆動を防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、この発明の実施の一形態に係る鉄道車両用側扉制御装置が適用されたドアシステムの全体の構成を示す概念図である。互いに連結された複数の車両１，２，・・・・・・のうちの先頭の車両の最前部には、各種の情報を表示するための表示装置を含む運転台３が備えられている。各車両１，２には、それぞれ、たとえば６個の乗降口Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ１５，Ｅ１６；Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ２３，Ｅ２４，Ｅ２５，Ｅ２６（以下、総称するときには「乗降口Ｅ」という。）が側面に形成されている。各乗降口Ｅに関連して、乗降口を開閉するための側引戸装置Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５，Ｆ１６；Ｆ２１，Ｆ２２，Ｆ２３，Ｆ２４，Ｆ２５，Ｆ２６（以下、総称するときには「側扉装置Ｆ」という。）が設けられている。
【００１８】
各側扉装置Ｆは、それぞれに対応する乗降口Ｅに沿ってスライド可能に設けられた側引戸Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６；Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６（以下、総称するときには「側引戸Ｓ」という。）と、この側引戸Ｓを駆動して乗降口Ｅを開閉するための電動モータＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４，Ｍ１５，Ｍ１６；Ｍ２１，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ２４，Ｍ２５，Ｍ２６（以下、総称するときには「モータＭ」という。）とを備えている。各モータＭは、側扉制御装置としてのローカルコントロールユニット（ＬＣＵ：Local Control Unit）Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｄ１６；Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４，Ｄ２５，Ｄ２６（以下、総称するときには「ローカルコントロールユニットＤ」という。）によってそれぞれ駆動制御される。
【００１９】
各ローカルコントロールユニットＤには、ＬＥＤディスプレイのような表示器Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１６；Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５，Ｐ２６（以下、総称するときには「表示器Ｐ」という。）が接続されている。各ローカルコントロールユニットＤは、それぞれの車両に１つずつ設けられたメインコントロールユニット（ＭＣＵ：Main Control Unit ）５１，５２（以下、総称するときには「メインコントロールユニット５」という。）に、通信線４１，４２（以下、総称するときには「通信線４」という。）を介して接続されている。つまり、各ローカルコントロールユニットＤからの情報がメインコントロールユニット５に集められるようになっている。
【００２０】
メインコントロールユニット５１，５２は、それぞれ、各車両に１つずつ設けられたモニタ端末６１，６２（以下、総称するときには「モニタ端末６」という。）に接続されている。モニタ端末６１，６２は、全ての車両１，２，・・・・・・を通って引き回されている通信線７に接続されており、この通信線７を介して運転台３との間の双方向通信を行うことができる。
運転台３には、側引戸Ｓを開閉させるための開閉指令信号が導出される車両引通し線８Ｒ，８Ｌ（以下、総称するときには「車両引通し線８」という。）が接続されている。この車両引通し線８は、全ての車両１，２，・・・・・・を通って引き回されており、全てのローカルコントロールユニットＤと接続されている。これにより、全ての側引戸Ｓを一斉に開閉できるようになっている。
【００２１】
図２は、ローカルコントロールユニットＤの詳しい構成を説明するための図である。ローカルコントロールユニットＤには、側引戸Ｓを乗降口Ｅに沿ってスライドさせるための駆動力を発生するモータＭと、このモータＭの回転情報を検出するためのエンコーダＥＮとが接続されている。ローカルコントロールユニットＤは、運転台３からの指令や各種の検出信号に基づいて、モータＭの駆動制御を行う。
【００２２】
ローカルコントロールユニットＤは、マイコン制御方式のものであって、所定のプログラムに従って動作する制御手段としてのＣＰＵ１１と、各種の指令および検出信号をＣＰＵ１１に入力するための入力回路１２と、モータＭに駆動電力を供給するためのモータ駆動回路１５と、メインコントロールユニット５とのデータ通信のためのインタフェースＩＦ１と、表示器Ｐに表示情報を与えるためのインタフェースＩＦ２と、各部に供給すべき電源電圧を発生するための電源部１４とを備えている。 入力回路１２は、複数のフォトカプラＰＣを有しており、電気的絶縁状態を保ちつつ、入力信号をＣＰＵ１１に入力できる構成になっている。入力回路１２に入力される入力信号には、たとえば、側引戸Ｓの開成指令および閉成指令（側扉動作指令）、全閉していない側引戸Ｓのみを再度開閉動作させるための再開閉指令、非常時に側引戸Ｓをわずかに開くための電気式一斉開放指令、車両の内部において各側引戸Ｓの手動開放を許容するための内部手動開放指令、車両の外部において各側引戸Ｓの手動開放を許容するための外部手動開放指令、側引戸Ｓが全閉状態でロックされたことを表すロック検知信号、ならびに車両の走行速度が所定速度（たとえば、５km/h）に達したことを表す所定速検知信号が含まれている。
【００２３】
これらの信号のうち、各指令および所定速検知信号は、運転台３から車両引通し線８を介して与えられる。ロック検知信号は、側引戸Ｓに関連して設けられた図示しない検知手段からの信号である。側引戸Ｓには、側引戸が全閉状態になったときに作動し、その全閉状態を保持するためのロック機構が設けられており、このロック機構が施錠状態になると、検知手段からロック検知信号が出力される。検知手段としては、たとえば、ロック機構が施錠状態になったときにアクチュエータが駆動されるように配置されたリミットスイッチ（ドアロックスイッチ）を適用することができる。上記のロック機構は、側引戸Ｓを開成する方向にモータＭを駆動することによって解錠されるように構成されている。
【００２４】
入力回路１２には、各指令または信号に対応して各一対のフォトカプラＰＣが設けられている。すなわち、全ての入力信号が入力回路１２において二重化されることになる。ただし、必ずしも全ての入力信号が二重化される必要はなく、重要性の高い一部の信号のみを二重化するようにしても勿論よい。
【００２５】
モータ駆動回路１５は、ＤＣ１００Ｖの直流電圧が供給される電源ライン１６，１７の間においてブリッジ接続された４個のパワートランジスタ（ＦＥＴ：電界効果トランジスタ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４と、このパワートランジスタＱ１〜Ｑ４をそれぞれオン／オフ駆動するためのＦＥＴドライバ２０とを有している。トランジスタＱ１およびＱ２、ならびにトランジスタＱ３およびＱ４は、電源ライン１６，１７の間にそれぞれ直列に接続されている。そして、トランジスタＱ１およびＱ２の接続点と、トランジスタＱ３およびＱ４の接続点との間に、電流センサ１８および速度検知リレー接点２３ａを介してモータＭが接続されている。
【００２６】
ＦＥＴドライバ２０には、正転用アンドゲート２１および逆転用アンドゲート２２を介して、ＣＰＵ１１からの駆動指令信号が与えられている。ＣＰＵ１１は、側引戸Ｓを開成するときには、モータＭを正転させるために、正転用アンドゲート２１に駆動指令信号を与える。側引戸Ｓを閉成するときには、モータＭを逆転させるために、逆転用アンドゲート２２に駆動指令信号が与えられる。アンドゲート２１および２２には、入力回路１２からの所定速検知信号が与えられており、車両の速度が上記所定速以上であるときには、アンドゲート２１，２２からの駆動指令信号の出力が禁止されるようになっている。
【００２７】
ＦＥＴドライバ２０は、正転用アンドゲート２１から駆動指令信号が与えられると、一対のパワートランジスタＱ１およびＱ４をオン／オフ制御するとともに、他の一対のパワートランジスタＱ３およびＱ２をオフ状態に保持する。これにより、モータＭが正転する。一方、逆転用アンドゲート２２から駆動指令信号がＦＥＴドライバ２０に入力されると、正転の場合とは逆に、トランジスタＱ３およびＱ２の対がオン／オフ駆動され、トランジスタＱ１およびＱ４の対はオフ状態に保持されることにより、モータＭが逆転方向に付勢される。
【００２８】
モータＭに流れる電流の方向および大きさは、上記の電流センサ１８によって検出され、その検出信号は、ライン２４を介して、ＣＰＵ１１のアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換入力端子にフィードバックされている。このフィードバック信号に基づいて、ＣＰＵ１１は、駆動指令信号のパルス幅またはデューティ比を所望のモータ回転速度に対応するように制御する。また、側引戸Ｓに乗客や乗客の持ち物などの障害物が挟まったときに、過大な力で押しつけることないように、電流センサ１８の出力を監視し、所定のリミット値以上の電流がモータＭに流れないようにしている。
【００２９】
モータＭの回転位置および回転速度のような回転情報は、エンコーダＥＮによって検出される。このエンコーダＥＮのＡ相およびＢ相の各出力信号は、フォトカプラを含む絶縁入力回路２６を介してＣＰＵ１１に入力されている。モータＭの回転位置に基づいて側引戸Ｓの位置および速度を知ることができるから、たとえば、側引戸Ｓの位置に応じてモータＭの回転速度を変化させ、側引戸Ｓの閉成直前にその移動速度を緩めたりする制御を実現できる。
【００３０】
モータＭと電流センサ１８との間に接続されている上記の速度検知リレー接点２３ａは、所定速検知信号によって励磁される速度検知リレーコイル２３ｃの働きにより、モータ駆動回路１５からの電流をモータＭに供給する通電位置と、モータＭを短絡してその動作を禁止するとともにブレーキをかける短絡位置とをとることができる。つまり、車両の速度が所定速度以上になると、リレー接点２３ａは短絡位置に制御され、モータＭの回転を禁止する。したがって、車両が所定速度以上で走行している期間に側引戸Ｓが開成されることはない。また、所定速検知信号は、上述のアンドゲート２１および２２からの駆動指令信号の出力を禁止するから、所定速度以上での走行中には、ＦＥＴドライバ２０に駆動指令信号が入力されることもない。
【００３１】
速度検知リレー接点２３ａの動作を検出するために、リレー動作検出部２７が備えられている。このリレー動作検出部２７は、速度検知リレーコイル２３ｃが励磁されたときに閉成するリレー接点２３ｂを含む。リレー動作検出部２７は、さらに、リレー接点２３ｂが閉成したときに発光する発光ダイオードと、この発光ダイオードからの光を受光するフォトトランジスタとの対から成るフォトカプラ２８を有している。車両の速度が所定速度以上となると、リレー接点２３ｂが閉じられ、このことが、フォトカプラ２８からライン２９を介してＣＰＵ１１に通知される。これにより、ＣＰＵ１１は、リレー接点２３ｂとともに速度検知リレーコイル２３ｃによって共通に作動される速度検知リレー接点２３ａの状態に関する情報を得ることができる。
【００３２】
モータ駆動回路１５の電源ライン１６には、リレー接点２５ａおよびリレーコイル２５ｃを有するフェイルセーフリレー（ＦＳＲ）２５が介装されている。つまり、ＦＥＴドライバ２０と直列にフェイルセーフリレー２５が接続されている。このフェイルセーフリレー２５は、ＣＰＵ１１によって制御されるフェイルセーフリレー駆動回路３０によって開閉駆動される。フェイルセーフリレー２５の動作状態を検知するために、リレーコイル２５ｃによって作動される接点２５ｂを含む接点検知回路３１が設けられており、その出力は、ＣＰＵ１１にフィードバックされている。
【００３３】
図３は、図２に示された構成のうち、この実施の形態における特徴的な構成部分を抽出して表したブロック図であり、運転台３から車両引通し線８を介して与えられる開閉指令に関連する構成が示されている。開閉指令は、入力回路１２内の一対のフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２に共通に入力される。フォトカプラＰＣ１の出力信号は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムによって実現される第１制御部１１１に与えられ、同様に、フォトカプラＰＣ２の出力信号は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムによって実現される第２制御部１１２にそれぞれ入力される。これらの第１制制御部１１１および第２制御部１１２は、それぞれ判断手段に相当する。
【００３４】
第１制御部１１１は、モータ駆動回路１５において直列に接続された第１出力部１５１および第２出力部１５２のうちの第１出力部１５１を制御する。第２制御部１１２は、第２出力部１５２を制御する。図２と図３との比較から明らかなように、第１出力部１５１は、モータ駆動回路１５において電源ライン１６に介装されたフェイルセーフリレー２５に相当し、第２出力部１５２は、ＦＥＴドライバ２０に相当する。すなわち、第１出力部１５１および第２出力部１５２は、電源に対して直列に接続されており、両方が動作状態となって初めてモータＭへの給電が達成される。
【００３５】
第１制御部１１１と第２制御部１１２とは、互いに連携しており、両制御部１１１および１１２による判断結果が一致するかどうかを確認したうえで、第１出力部１５１および第２出力部１５２をそれぞれ駆動する。すなわち、第１制御部１１１および第２制御部１１２は、入力回路１２において二重化された指令または検知信号についての処理を独立に行い、両制御部１１１，１１２が同一の指令を受けたと判断した場合にのみ、第１出力部１５１および第２出力部１５２を駆動して、モータＭを付勢する。
【００３６】
図４は、第１制御部１１１および第２制御部１１２の動作を説明するためのフローチャートであり、図４(a) は第１制御部１１１の動作を表し、図４(b) は第２制御部１１２の動作を表す。実際には、ＣＰＵ１１が図４(a) および図４(b) のアルゴリズムに従うプログラムを交互に実行することによって、第１および第２制御部１１１，１１２の各機能が実現される。
第１制御部１１１は、フォトカプラＰＣ１から与えられる第１の入力信号を監視している（ステップＡ１）。同様に、第２制御部１１２は、フォトカプラＰＣ２からの第２の入力信号を監視している（ステップＢ１）。そして、第１の入力信号が開閉指令（開成指令または閉成指令）を表すものである場合には、開閉指令フラグｆ１が立てられて「１」とされ（ステップＡ２）、第２の入力信号が開閉指令を表すものである場合には、開閉指令フラグｆ２が立てられて「１」とされる（ステップＢ２）。
【００３７】
第１および第２の入力信号に対応した開閉指令フラグｆ１およびｆ２がいずれも「１」で一致している場合には（ステップＡ３，Ｂ３）、開閉指令が間違いなく与えられたものであると解釈され、第１制御部１１１は、フェイルセーフリレー２５を駆動して閉成させ（ステップＡ４）、第２制御部１１２は、ＦＥＴドライバ２０に対する駆動指令を発生する（ステップＢ４）。これにより、モータＭが駆動される。このように、上記ステップＡ３，Ｂ３などの処理が、指令監視手段の機能に相当している。
第１および第２の入力信号に対応した開閉指令フラグｆ１およびｆ２の少なくともいずれか一方が「０」である場合には（ステップＡ３，Ｂ３）、開指令または閉指令がなかったものとして処理される。つまり、たとえ片方の入力信号が開閉指令信号を表すものであったとしても、他方の入力信号が開閉指令信号を表すものでない場合には、ノイズ等の影響による誤入力であるものとして、そのような入力信号を無視することとしている。
【００３８】
その後は、接点検知回路３１の出力に基づいて、フェイルセーフリレー２５が正常に動作しているか否かが調べられ（ステップＡ５，Ｂ５）、電流センサ１８の出力に基づいて、ＦＥＴドライバ２０が正常に動作しているか否かが調べられる（ステップＡ７，Ｂ７）。具体的には、開閉指令フラグｆ１およびｆ２がいずれも「１」であると判断された場合であれば、フェイルセーフリレー２５は、閉成していれば正常であり、開成していれば異常である。また、この場合に、ＦＥＴドライバ２０は、動作していれば正常であり、動作していなければ異常である。一方、開閉フラグｆ１およびｆ２のうちの少なくともいずれか一方が「０」である場合であれば、フェイルセーフリレー２５は、開成していれば正常であり、閉成していれば異常である。また、この場合に、ＦＥＴドライバ２０は、動作していなければ正常であるが、動作しているとすれば、それは異常である。このように、ステップＡ５，Ｂ５，Ａ７，Ｂ７の処理、ならびに電流センサ１８および接点検知回路３１などにより、作動状態監視手段の機能が実現されている。
いずれかの異常が生じていると判断されたときには、不一致フラグが立てられる（ステップＡ６，Ｂ６，Ａ８，Ｂ８）。不一致フラグが立てられた場合には（ステップＡ９，Ｂ９）、側引戸Ｓの動作を停止してそれ以降は開閉を行わず（ステップＡ１０，Ｂ１０）、さもなければ引き続き入力信号を監視する。
【００３９】
このようにこの実施の形態においては、開閉指令を含む各種の指令および検知信号に関する入力回路１２が二重化されており、一対の入力信号に対する処理が第１制御部１１１および第２制御部１１２において独立に行われる。すなわち、ＣＰＵ１１が実行する開閉制御プログラムもまた、二重化されている。そして、第１制御部１１１および第２制御部１１２は、入力信号が開閉指令であるか否かについての判断結果（開閉指令フラグｆ１およびｆ２）を互いに参照し、２つの制御部１１１および１１２における判断結果が一致した場合にのみ、有効な開閉指令であるものと解釈するようにしている。
したがって、フォトカプラＰＣの故障のような入力系の異常やノイズの影響のために一方の入力信号が開閉指令を表すものであると判断された場合であっても、他方の入力信号についての判断結果を参照することにより、そのような入力信号を無視することができる。これにより、入力系の故障やノイズの影響による誤動作の可能性を排除できる。
【００４０】
また、モータ駆動回路１５は、フェイルセーフリレー２５に相当する第１出力部１５１と、ＦＥＴ駆動回路２０に相当する第２出力部１５２との直列回路を、電源とモータＭとの間に介装した構成となっており、第１出力部１５１は第１制御部１１１によって制御され、第２出力部１５２は第２制御部１１２によって制御されるように構成されている。そのため、モータＭが駆動されるためには、第１出力部１５１および第２出力部１５２の両方が動作することが必要であり、したがって、第１制御部１１１および第２制御部１１２における処理に整合性がとれていなければ、モータＭが付勢されることがない。そのため、ノイズの影響でＣＰＵ１１が暴走したとしても、モータＭが駆動されることはなく、ＣＰＵ１１の誤動作によって不用意に側引戸Ｓが開成されたり閉成されたりすることはない。
しかも、フェイルセーフリレー２５の状態およびＦＥＴドライバ２０の作動状態と、これらの回路部品に対してＣＰＵ１１が発行した駆動指令とが一致しない場合には、側引戸Ｓの開閉動作を中止することにしている。これより、モータ駆動回路１５の故障に関連する安全対策も万全である。
【００４１】
以上のように、この実施の形態によれば、入力部の二重化、制御プログラムの二重化、モータ駆動回路における第１および第２の出力部の直列接続、ならびに各出力部の動作の監視によって、入力系の異常、ノイズの影響、ＣＰＵの暴走、およびモータ駆動回路の異常に起因する誤動作の可能性が排除される。したがって、乗務員が開閉指令を出さなければ側引戸が不意に開閉されることはないので、乗客の安全が確保される。
走行中については、所定速検知信号に応じて切り換え制御される所定速検知リレー接点２３ａと、その動作を監視するリレー動作検出部２７とによって、さらに万全が期されることになる。
【００４２】
このようにマイコン制御のローカルコントロールユニットＤを用いつつ、きわめて安全性の高い側引戸装置を実現できる。その結果、マイクロコンピュータの機能の活用によって、鉄道車両用側扉装置の高機能化を図ることが可能になる。たとえば、ローカルコントロールユニットＤにおいて各側引戸Ｓの開閉状態に異常がないか否かを監視しておき、その監視情報をメインコントロールユニット５に伝送しておくことができる。これにより、モニタ端末６を介する運転台３とメインコントロールユニット５との間の通信により、運転台３において各側引戸装置Ｆの動作状態を集中にモニタできる。また、運転台３に伝送された情報を適当な記憶媒体に蓄えておくようにすれば、故障に対する処置を効率的に行える。さらには、故障発生時に、それに対する対処法を運転台３に併せて表示するようにしておけば、さらに効率的な対処が可能になる。
【００４３】
さらに、側引戸Ｓの動作試験を行う場合にも、同様にして、試験結果を運転台３において集中的にモニタできるから、側引戸Ｓの動作を直接確認する必要がなく、点検時の省力化を図ることができる。
また、運転台３からモニタ端末６を介して、表示器Ｐにおいて表示させるべき情報をメインコントロールユニット５に伝送することもできる。この場合、各車両のメインコントロールユニット５は、ローカルコントロールユニットＤに表示情報を配信し、これを受けたローカルコントロールユニットＤは、対応する表示器Ｐに当該情報を画像表示させる。こうして、側引戸装置Ｆの情報通信経路を利用して、運転台３から、各表示器Ｐに、行き先情報や次の駅名などのような各種の案内情報を与えることができる。
なお、上記の説明では、開閉指令のみについて詳細に説明したが、他の指令または検知信号についても、開閉指令の場合と同じく、ＣＰＵ１１内の制御プログラムが二重化されており、あらゆる誤動作の可能性を排除するようになっている。
【００４４】
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。
上述の第１の実施の形態においては、故障が生じた場合、すなわち、図４のフローチャートにおいて不一致フラグが立てられた場合には、側引戸の動作を停止することとして、それ以後は、当該故障が生じた側引戸装置に対応する側引戸の開閉が行われないようにされている。これにより、乗客の安全は確保されるが、乗客は、正常な他の乗降口への迂回を余儀なくされる。
そこで、この第２の実施の形態においては、車両の進行方向に向かって同じ側の側面の乗降口Ｅに対応して配置された側引戸装置ＦのローカルコントロールユニットＤは、隣接するものが２つずつ相互に信号線および給電線によって結合され、一方に異常が発生した場合には、他方の正常なローカルコントロールユニットＤによって、異常が生じたローカルコントロールユニットＤの制御機能を代替するようにしている。すなわち、正常な箇所によって異常が生じた箇所の機能を代替するという、冗長性の考えが取り入れられている。
【００４５】
図５は、この実施の形態の１つの具体的な構成例を示すブロック図である。この図５において上述の図２に示された各部に相当する部分には同一の参照符号を付して示す。なお、図５に示されたローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢは、図２に示されている構成を全て含むものであるが、簡単のために一部の構成の図示を省略してある。
【００４６】
車両の進行方向に向かって同じ側に位置する一対の側引戸装置Ｆにそれぞれ備えられたローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢは、信号線３１，３２，３３を介して互いに信号をやりとりする。信号線３１は、ローカルコントロールユニットＤＡ側で故障が生じたときに、ローカルコントロールユニットＤＡ側の側引戸が完全に閉成されたことを表す戸閉め確認信号をローカルコントロールユニットＤＢに伝送するためのものである。また、信号線３２は、ローカルコントロールユニットＤＢ側で故障が生じたときに、ローカルコントロールユニットＤＢ側の側引戸が完全に閉成されたことを表す戸閉め確認信号をローカルコントロールユニットＤＡに伝送するためのものである。さらに、信号線３３は、いずれか一方のローカルコントロールユニットＤに故障が生じたときに、他方のローカルコントロールユニットＤに故障発生を表す故障信号を伝送するためのものである。ローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢの間には、故障が生じたユニットＤに他方の正常なユニットＤからのモータ駆動電流を供給するための給電線３４が設けられている。
【００４７】
各側引戸装置は、一対の側引戸を有しており、さらに、各側引戸が完全に閉成された後に動作するロック機構（図示せず）による当該側引戸のロックが完了したことを検知するドアロックスイッチＤＬＳ１，ＤＬＳ２を有している。ドアロックスイッチＤＬＳ１の一端には直流１００Ｖの電圧が印加されており、その他端は、ライン３５を介し、さらに、二重化されている上述の入力回路１２を介して、ＣＰＵ１１に結合されている。もう１つのドアロックスイッチＤＬＳ２の一端には、故障検知リレー接点Ｒ１ａを介して直流１００Ｖの電圧が印加されており、その他端は、ライン３６を介し、さらに、二重化されている上記の入力回路１２を介して、ＣＰＵ１１に結合されている。
つまり、ドアロックスイッチＤＬＳ１，ＤＬＳ２が閉成されたときには、ライン３５，３６から直流１００Ｖの電圧が入力回路１２に入力され、この入力回路１２内のフォトカプラＰＣの出力信号がＣＰＵ１１に入力される。これにより、ＣＰＵ１１は、一対の側引戸がそれぞれ完全に閉成されているか否かを判断することができる。
【００４８】
故障検知リレー接点Ｒ１ａは、故障検知リレー回路３８によって励磁／消磁されるリレーコイルＲ１ｃにより駆動される。リレーコイルＲ１ｃは、通常時、励磁されている。ＣＰＵ１１は、入力系の異常やモータ駆動回路１５の異常などの何らかの故障が検知されたときに、リレーコイルＲ１ｃを消磁させるための指令を故障検知リレー回路３８に与える。
リレーコイルＲ１ｃが励磁されているときには、故障検知リレー接点Ｒ１ａは、直流１００ＶをドアロックスイッチＤＳＬ２に供給する状態にあり、リレーコイルＲ１ｃが消磁されると、ドアロックスイッチＤＬＳ１の出力が導出されるライン３５をドアロックスイッチＤＬＳ２に接続する。つまり、故障が生じたときには、一対のドアロックスイッチＤＬＳ１およびＤＬＳ２は、直列に接続される。
【００４９】
一方のローカルコントロールユニットＤにおけるドアロックスイッチＤＬＳ２の出力が導出されるライン３６は、信号線３１または信号線３２を介して他方のローカルコントロールユニットＤのＣＰＵ１１と結合されている。ただし、信号線３１または３２を介してＣＰＵ１１に入力される信号は、先ず、入力回路１２に入力されて二重化され、かつ、フォトカプラＰＣによってＣＰＵ１１との電気的絶縁状態を保持した状態で、ＣＰＵ１１に入力されている。
【００５０】
故障発生時には、ドアロックスイッチＤＬＳ１およびＤＬＳ２が直列に接続されるから、ドアロックスイッチＤＬＳ１およびＤＬＳ２の両方が、それぞれに対応する側引戸の閉状態を検知して閉成されたときにのみ、故障の生じていない他方のローカルコントロールユニットＤのＣＰＵ１１は、故障が生じている側の側引戸の閉状態を認識することになる。
故障信号が伝送される信号線３３は、ローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢのそれぞれにおいて、故障検知リレー接点Ｒ１ｂを介して接地されている。故障発生時には、故障検知リレーコイルＲ１ｃが消磁されることにより、故障検知リレー接点Ｒ１ｂが閉成され、信号線３３の電位が接地レベルになる。これにより、一方のローカルコントロールユニットＤで故障が生じれば、他方のローカルコントロールユニットＤにそのことが通知される。信号線３３から各ローカルコントロールユニットＤに入力される信号は、入力回路１２において二重化されており、さらに、信号線３３は、フォトカプラＰＣによって、電気的にはＣＰＵ１１から絶縁されている。
【００５１】
モータＭとＦＥＴドライバ２０との間には、一対の故障検知リレー接点Ｒ１ｄが介装されている。このリレー接点Ｒ１ｄは、通常は閉成しているが、故障発生のために故障検知リレーコイルＲ１ｃが消磁されると、開成される。これにより、故障発生時には、当該故障が生じたローカルコントロールユニットＤ内のＣＰＵ１１によるモータＭの駆動制御が禁止される。
リレー接点Ｒ１ｄとモータＭとの間の給電ライン８１，８２には、一対の切換リレー接点Ｒ２ａを介して、給電線３４が接続されている。切換リレー接点Ｒ２ａは、切換リレー回路３９によって励磁／消磁される切換リレーコイルＲ２ｃによって開閉される。なお、この切換リレーコイルＲ２ｃは、通常時、励磁されている。
【００５２】
ＣＰＵ１１は、自己のローカルコントロールユニットＤのいずれかの部分に故障が生じたときには、故障検知リレー回路３８に消磁指令を与えた後に、切換リレー回路３９に消磁指令を与えて、切換リレーコイルＲ２ｃを消磁させる。切換リレー接点Ｒ２ａは、常時は開成されており、リレーコイルＲ２ｃが消磁されると閉成される。また、ＣＰＵ１１は、他方のローカルコントロールユニットＤに故障が生じたことが信号線３３を介して通知されたときには、故障検知リレーコイルＲ１ｃは消磁させずに、切換リレーコイルＲ２ｃのみを消磁させる。こうして、いずれかのローカルコントロールユニットＤに故障が発生すると、正常なローカルコントロールユニットＤから、給電線３４を介して、故障中のローカルコントロールユニットＤに対応付けられているモータＭに、モータ駆動電流が供給されることになる。
ただし、モータＭの回転情報を検出するエンコーダＥＮの出力信号は、ローカルコントロールユニットＤＡおよびＤＢの間では授受されないから、安全性を確保するために、故障発生時におけるモータＭの駆動は、正常時よりも低速にするようにしている。つまり、ＣＰＵ１１は、モータＭを低速に駆動するための駆動指令信号をＦＥＴドライバ２０に与える。
【００５３】
図６は、故障処理に関連するＣＰＵ１１の動作を説明するためのフローチャートである。先ず、故障検知処理が行われ（ステップＱ１）、その結果、故障が生じているか否かが判断される（ステップＱ２）。故障が生じていなければ、信号線３３からの信号が参照され、他のローカルコントロールユニットＤからの故障通知があるか否かが判断される（ステップＱ３）。故障通知がなければ、正常であるものとして処理を継続する。
【００５４】
ステップＱ２において、自己のローカルコントロールユニットＤに故障が生じていると判断されると、故障検知リレー回路３８に、消磁指令が出力される（ステップＱ４）。これにより、故障検知リレー接点Ｒ１ａはライン３５側に接続され、ドアロックスイッチＤＳＬ１およびＤＬＳ２が直列接続された状態になる。また、リレー接点Ｒ１ｄが開成され、ＦＥＴドライバ２０とモータＭとの間が開かれる。さらに、リレー接点Ｒ１ｄが閉成されて、信号線３３が接地レベルとなり、他方のローカルコントロールユニットＤに、故障の発生が通知される。
さらに、ＣＰＵ１１は、切換リレー回路３９に消磁指令を与える（ステップＱ５）。これにより、給電線３４を介する他方のローカルコントロールユニットＤからのモータ駆動電流がモータＭに供給される状態となる。
その後、ＣＰＵ１１は、インタフェース回路ＩＦ１を介して、マスタコントロールユニット５に、故障発生および故障個所などの故障情報を伝送し（ステップＱ６）、制御動作を停止する。
【００５５】
一方、他方のローカルコントロールユニットＤからの故障通知があった場合には（ステップＱ３）、モータＭを低速で駆動するための低速制御に切り換えられる（ステップＱ７）。次いで、切換リレー回路３８に消磁指令が与えられる。これにより、ＦＥＴドライバ２０からのモータ駆動電流が、給電線３４を介して他方のローカルコントロールユニットＤに供給される状態となる。
【００５６】
図７は、ステップＱ１において実行される故障検知処理の一例を説明するためのフローチャートである。故障検知処理においては、二重化されて入力される指令または検知信号を処理する各プログラムの判断が一致するか否かが判断される。すなわち、開閉指令に関して言えば、上述の第１の実施の形態において用いられているフラグｆ１とｆ２とが一致するか否かが判断される（ステップＱ１１）。さらに、接点検知回路３１の出力に基づいてフェイルセーフリレー２５の動作に異常はないかが調べられ（ステップＱ１２）、電流センサ１８の出力に基づいてＦＥＴドライバ２０の動作に異常がないかが調べられる（ステップＱ１３）。フェイルセーフリレー２５およびＦＥＴドライバ２０の異常の有無の判断には、上述の第１の実施形態において用いられている不一致フラグが活用されてもよい。
フラグｆ１とｆ２とが一致しない場合およびフェイルセーフリレー２５またはＦＥＴドライバ２０に異常が生じている場合には、故障発生を表すために、故障フラグが立てられる（ステップＱ１４）。
なお、故障フラグをオンさせる条件としては、上記のものに限られるものではなく、ＣＰＵ１１の電源異常等の故障全般を対象とするのが好ましい。
【００５７】
以上のように、この実施の形態においては、車両の進行方向に向かって同じ側にある側引戸のローカルコントロールユニットＤを一対ずつ信号線３１，３２，３３および給電線３４によって結合し、戸締め確認信号および故障信号を授受することができるとともに、一方のローカルコントロールユニットＤから他方のローカルコントロールユニットＤへモータ駆動電流の給電を行えるようにしている。これにより、相互に接続された一対のローカルコントロールユニットＤのうちのいずれか一方に故障が生じた場合には、他方の正常なローカルコントロールユニットＤによって、当該故障が生じたローカルコントロールユニットＤ側のモータＭの駆動制御を行うことができる。すなわち、故障箇所の機能を別の正常な箇所の機能で代替するという、いわゆる冗長性を有するシステムを構築することができる。
これにより、いずれかのローカルコントロールユニットＤに故障が生じた場合でも、側引戸の開閉動作ができないという事態を回避することができる。その結果、マイコン制御による側引戸装置の信頼性をさらに高めることができる。
【００５８】
しかも、この実施の形態においては、一対の側引戸にそれぞれ対応したドアロックスイッチＤＬＳ１，ＤＬＳ２の各出力信号を並列にやりとりするのではなく、故障発生時には両スイッチを直列接続し、この直列回路の出力を正常なローカルコントロールユニットＤに伝送するようにしている。そのため、少ない数（３本）の信号線で、必要な情報をやりとりすることができる。
また、故障検知リレーコイルＲ１ｃは、正常時には、励磁されているので、たとえば、一方のローカルコントローラへの電源の供給が断たれた場合には、リレーコイルＲ１ｃが消磁され、故障検知リレー接点Ｒ１ｂが閉成される。その結果、信号線３３は接地電位となる。このため、この実施の形態によれば、一方のコントローラへの電源の供給が断たれたときに、このような故障の発生を他方のコントローラへ通知することができる。
【００５９】
図８は、この発明の第３の実施の形態を説明するための図である。この実施の形態は、図５に示された構成とは別の構成によってシステムに冗長性を持たせるためのものである。この図８において、図５に示された各部に対応する部分には同一の参照符号を付して示す。
図５に示された上述の実施の形態と図８に示された本実施の形態との差異は、故障発生時における側引戸の駆動の仕方にある。すなわち、図５の実施の形態の場合には、故障が発生したローカルコントロールユニットＤと正常なローカルコントロールユニットＤとにそれぞれ対応する側引戸を、同時に、かつ、低速に駆動するようにしている。それに対して、図８に示されたこの実施の形態においては、一方の側引戸を通常の速度で先に開閉させ、他方の側引戸をその後に低速に開閉させるようにしている。
【００６０】
具体的に説明すると、ＦＥＴドライバ２０とモータＭとの間の給電ライン８１，８２には、一対の故障検知リレー接点Ｒ１ｄおよび一対の切換リレー接点Ｒ２ｄが直列に接続されて介装されている。故障検知リレー接点Ｒ１ｄは、ＦＥＴドライバ２０から切換リレー接点Ｒ２ｄを介したモータ駆動電流と、給電線３４を介する他方のローカルコントロールユニットＤからのモータ駆動電流とのいずれかをモータＭに供給することができるように接続されている。また、切換リレー接点Ｒ２ｄは、ＦＥＴドライバ２０からのモータ駆動電流を故障検知リレー接点Ｒ１ｄを介してモータＭに供給する状態と、上記モータ駆動電流を給電線３４を介して他方のローカルコントロールユニットＤ側に供給する状態との間で切り換えることができるように接続されている。
【００６１】
故障検知リレー接点Ｒ１ｄは、故障検知リレーコイルＲ１ｃの励磁／消磁に応じて切り換わる。故障検知リレーコイルＲ１ｃが励磁されているとき、すなわち、正常時には、リレー接点Ｒ１ｄは、切換リレー接点Ｒ２ｄ側に接続されている。故障が発生して、故障検知リレーコイルＲ１ｃが消磁されると、リレー接点Ｒ１ｄは、給電線３４側に接続される。
一方、切換リレー接点Ｒ２ｄは、正常時には、切換リレーコイルＲ２ｃを消磁するものであり、この状態のときには、当該ローカルコントロールユニットＤのＦＥＴドライバ２０とリレー接点Ｒ１ｄとの間を接続する。一方、リレーコイルＲ２ｃが励磁されると、給電線３４側に切り換えられる。
【００６２】
ＣＰＵ１１は、正常時および自己のローカルコントロールユニットＤに故障が生じたときには、リレーコイルＲ２ｃを消磁状態に保持すべく、切換リレー回路３９を制御する。一方、他方のローカルコントロールユニットＤに故障が生じたことを表す故障信号が信号線３３から入力されると、ＣＰＵ１１は、先ず、自己のローカルコントロールユニットＤに関連付けられている側引戸を通常の速度で開閉するために、リレーコイルＲ２ｃの消磁状態を保持する。そして、その開閉動作の完了の後に、リレーコイルＲ２ｃを励磁するための指令を切換リレー回路３９に入力する。これにより、リレー接点Ｒ２ｄは、給電線３４側に接続されることになる。その後に、ＣＰＵ１１は、故障が生じているローカルコントロールユニットＤ側のモータＭを低速駆動するための駆動信号をＦＥＴドライバ２０に与える。
【００６３】
こうして、信号線３１，３２および３３を介して接続された一対のローカルコントロールユニットＤのうちのいずれか一方に故障が生じたときには、正常なローカルコントロールユニットＤ側の側引戸は通常の場合と同じ速さで開閉され、次いで、異常が生じているローカルコントロールユニットＤ側の側引戸が低速に開閉される。これにより、異常が生じている側の側引戸はゆっくりと開閉されるので、たとえその移動速度を検知できなくとも、安全性が損なわれることもない。
【００６４】
ドアロックスイッチＤＬＳ１およびＤＬＳ２に関連する制御内容など、上述の点以外は、図５等を参照して説明した第２の実施の形態の場合と同様であるので、説明を省略する。
このように、この実施の形態においても、第２の実施形態の場合と同じく、システムに冗長性を持たせることができるから、マイコン制御による鉄道車両用側引戸装置の信頼性を高めることができる。
第２の実施形態と第３の実施形態とのうちのいずれを採用するかは、側引戸の同時開閉を重要視するか、それとも正常な側の側引戸だけでも通常の速さで開閉することを重要視するのか、という観点から決定すればよい。
【００６５】
なお、上述の構成では、隣接する一対のローカルコントロールユニットＤ間で信号およびモータ駆動電流の授受が可能であるように構成しているが、隣接していない一対の装置の間を信号線および給電線で接続するようにしてもよい。また、３個以上のローカルコントロールユニットＤを結合し、いずれかのローカルコントロールユニットＤに故障が生じた場合には、正常な１つのローカルコントロールユニットＤによって、故障が生じている１個または複数個のローカルコントロールユニットＤの制御動作を代替できるようにしてもよい。
【００６６】
また、車両の進行方向に対して同じ側にある一対のローカルコントロールユニットＤを互いに接続する際に、この一対のローカルコントロールユニットＤがそれぞれ別の車両に備えられたものであってもよいが、信号線および給電線の接続を容易にするためには、同じ車両内の一対のローカルコントロールユニットＤを相互接続するようにすることが好ましい。
【００６７】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は上述の実施の形態以外にも種々の形態で実施することができる。たとえば、上述の実施の形態においては、指令または検知信号を二重化してＣＰＵ１１に入力するようにしているが、３重化以上の多重化が行われてもよい。この場合には、ＣＰＵ１１が実行するプログラムを、１つの指令または検知信号に対して、その指令または検知信号を多重化することによって作成された信号の数だけ用意し、各プログラムが少なくとも１つの他のプログラムの処理結果と一致するか否かを監視するようにしておけばよい。
【００６８】
また、上記の実施形態においては、側引戸の開閉指令のみならず、他の指令または入力信号についても入力を二重化しているが、少なくとも側引戸の開閉指令のみを二重化しておけば、他の信号等を二重化しなくとも、所要の安全性は確保される。
さらに、上述の実施の形態の説明では、側引戸装置を例にとったが、この発明は、たとえばヒンジ結合された２枚のドアパネルを折り畳むことによって乗降口を開成し、また、それらを展開することによって乗降口を閉成する形態の側扉装置等、他の形態の側扉装置の制御にも適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、マイコン制御によって側扉の動作を制御しつつ、側扉の誤動作を確実に防止できる。したがって、従来の装置と同等以上の安全性を確保できるから、マイコン制御による装置の利点を生かして、側扉制御装置の高機能化を図ることができる。
【００７０】
また、複数の判断手段の間で入力指令の一致／不一致を監視する構成を採用することによって、故障等を確実に検知でき、装置の信頼性を一層向上することができる。
【００７１】
請求項２記載の発明によれば、駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合性がなければ、駆動指令信号の出力が禁止されるので、駆動回路が故障している場合には、電動モータへの給電が禁止される。これにより、側扉装置の安全性をさらに高めることができる。
【００７２】
請求項３記載の発明によれば、側扉制御装置に異常が生じたときには、他の正常な側扉制御装置によって電動モータが制御されることになるから、故障が生じた場合であっても、安全性を確保しつつ、側扉の開閉動作を行わせることができる。
【００７３】
請求項４記載の発明によれば、判断手段が出力する駆動指令信号と駆動回路の作動状態とに整合性がとれていないときにも故障信号が出力され、他の正常な側扉制御装置による制御に切り換えられるので、より安全なシステムを構築できる。
【００７４】
請求項５記載の発明によれば、側扉の閉成状態検知信号が、故障が生じた側扉制御装置から他の正常な側扉制御装置に送出されるので、電動モータの駆動が長時間に亘って無用に行われることを防止できる。また、側扉の閉成状態を自動検知できるので、故障が生じた場合であっても、鉄道車両の乗務員や駅係員などが側扉の閉成の確認を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態に係る鉄道車両用側扉制御装置が適用されたドアシステムの全体の構成を示す概念図である。
【図２】ローカルコントロールユニットの詳しい構成を説明するための図である。
【図３】図２に示された構成のうち、第１の実施の形態における特徴的な構成部分を抽出して表したブロック図である。
【図４】図３に示された第１制御部および第２制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の第２の実施の形態の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図６】故障処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】故障検知処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８】この発明の第３の実施の形態の具体的な構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 車両
２ 車両
３ 運転台
５１，５２ メインコントロールユニット
６１，６２ モニタ端末
７ 通信線
８Ｒ，８Ｌ 車両引通し線
Ｄ１１〜Ｄ１６，Ｄ２１〜Ｄ２６ ローカルコントロールユニット
ＤＡ，ＤＢ ローカルコントロールユニット
Ｍ，Ｍ１１〜Ｍ２６，Ｍ２１〜Ｍ２６ 電動モータ
１１ ＣＰＵ
１２ 入力回路
１５ モータ駆動回路
１８ 電流センサ
２０ ＦＥＴドライバ
２５ フェイルセーフリレー
３０ フェイルセーフリレー駆動回路
３１ 接点検知回路
ＰＣ，ＰＣ１，ＰＣ２ フォトカプラ
１１１ 第１制御部
１１２ 第２制御部
１５１ 第１出力部（フェイルセーフリレー２５）
１５２ 第２出力部（ＦＥＴドライバ２０）
３１，３２，３３ 信号線
３４ 給電線
３８ 故障検知リレー回路
Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｄ 故障検知リレー接点
Ｒ１ｃ 故障検知リレーコイル
３９ 切換リレー回路
Ｒ２ａ，Ｒ２ｄ 切換リレー接点
Ｒ２ｃ 切換リレーコイル
ＤＬＳ１，ＤＬＳ２ ドアロックスイッチ
Claims (5)
- 鉄道車両の側扉の開閉を制御するための装置であって、
側扉を作動させるための側扉動作指令が入力され、この側扉動作指令を複数の側扉動作指令信号に多重化して出力する複数の入力部を有する入力回路と、
側扉を駆動するための電動モータに駆動電流を供給するための駆動回路と、
上記入力回路の上記複数の入力部からの複数の側扉動作指令信号が入力され、この複数の側扉動作指令信号に基づいて上記駆動回路に駆動指令信号を供給するマイコン制御型の制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記多重化された側扉動作指令信号のそれぞれに対応して設けられ、各側扉動作指令信号に対応する駆動指令信号をそれぞれ出力する複数の判断手段を有しており、
上記判断手段は、当該判断手段に入力された側扉動作指令信号と、他の少なくとも１つの判断手段に入力された側扉動作指令信号とが一致しているか否かを判別し、判別の結果、一致している場合は上記駆動指令信号を供給し、一致していない場合は供給しないことを特徴とする鉄道車両用側扉制御装置。 - 上記判断手段は、この判断手段が出力した駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれているか否かを監視する作動状態監視手段と、この作動状態監視手段によって上記駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれていないことが検知されたことに応答して、上記駆動指令信号の出力を禁止する手段とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用側扉制御装置。
- 鉄道車両の側扉の開閉を制御するための装置であって、
側扉を作動させるための側扉動作指令が入力され、この側扉動作指令を複数の側扉動作指令信号に多重化して出力する複数の入力部を有する入力回路と、
側扉を駆動するための電動モータに駆動電流を供給するための駆動回路と、
上記入力回路の上記複数の入力部からの複数の側扉動作指令信号が入力され、この複数の側扉動作指令信号に基づいて上記駆動回路に駆動指令信号を供給するマイコン制御型の制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記多重化された側扉動作指令信号のそれぞれに対応して設けられ、各側扉動作指令信号に対応する駆動指令信号をそれぞれ出力する複数の判断手段を有しており、
上記判断手段は、当該判断手段に入力された側扉動作指令信号と、他の少なくとも１つの判断手段に入力された側扉動作指令信号とが一致しているか否かを判別する指令監視手段を有しており、
さらに、上記指令監視手段が側扉動作指令信号の不一致を検知したときに、他の側扉に設けられた制御手段に故障信号を出力するとともに、上記駆動回路と上記電動モータとの間の接続を遮断する故障制御回路を備えており、
この故障制御回路は、上記他の側扉の制御手段から駆動指令信号を供給される他の側扉の駆動回路と上記電動モータとの間を接続する切換手段を有するものであることを特徴とする鉄道車両用側扉制御装置。 - 上記判断手段は、この判断手段が出力した駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれているか否かを監視する作動状態監視手段を含み、この作動状態監視手段によって上記駆動指令信号と上記駆動回路の作動状態とに整合がとれていないことが検知されたときにも故障信号を出力するものであることを特徴とする請求項３記載の鉄道車両用側扉制御装置。
- 上記切換手段によって上記他の側扉の駆動回路と上記電動モータとの間が接続されてい る状態のときに、この電動モータで駆動される側扉の閉成状態検知信号を、上記他の側扉を制御するための側扉制御装置が有する制御手段に向けて送出する手段をさらに含むことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の鉄道車両用側扉制御装置。
Priority Applications (1)
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