JP4539412B2 - ドア駆動制御装置及びドア駆動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、列車車両のドアや駅ホームの安全柵用のドア等のように、電動機で開閉が行われるドアの開閉駆動を制御するドア駆動制御装置及びドア駆動制御方法に関する。

従来、電車車両のドア駆動制御装置は、下記の特許文献１に記載されているように、１車両中の複数のドア毎に配設され、この配設された各ドア駆動制御装置がシリアル通信により接続され、運転席の指令を受けて一斉にドアを開閉する制御を行う。
通常、ドアの開閉は、左側及び右側（海側及び山側とも称す）の何れかの側のドアが運転台の指令によって一斉に開閉を行う。保守などの目的で、ドア駆動制御装置に電源が供給されていない状態で且つドアが全開状態にある場合に、再度ドアの制御電源が投入されると、全ての左右のドアが一斉に閉動作を行うようになっている。

更に、ドア駆動制御装置は、インバータ制御装置のような電力変換装置で各ドアの開閉駆動を行っており、全てのドアを開又は閉駆動する際の始動時には、始動トルクを得るために、通常時よりも２００％程度大きい始動電流が流れるようになっている。
特開平１１−１８０３０４号公報

ところで、従来のドア駆動制御装置は、図５に示すように、同一車両に配置されたバッテリ等の電源１０２に同車両の複数のドア駆動制御装置１００−１〜１００−８が接続されているが、その電源１０２には、空調装置１０４や蛍光灯用インバータ装置１０６等の他の機器も接続されている。
このため、同一車両中の全てのドアを一斉に閉駆動させた場合、大きな始動電流により電源電圧が大きく低下するので、蛍光灯がちらついたりするなど同一車両内の他の機器の動作に悪影響を及ぼすという問題がある。

更に、全てのドアが一斉に閉じた際に電源１０２の容量を越えると、車両の電気回路保護用のサーキットブレーカが動作して回路が遮断されるという問題がある。
このようにサーキットブレーカが遮断すると通常運転時であれば係員が手動でサーキットブレーカを投入しなければならないので、その間電車が運行できず乗客に迷惑がかかったりする等の不都合が生じる。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、同一車両中の全ドアを閉駆動する際に、電源電圧低下によって同一車両に配置された他の機器の動作に悪影響を及ぼさず、また、電源容量を超えてサーキットブレーカが遮断動作しないようにすることができるドア駆動制御装置及びドア駆動制御方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１によるドア駆動制御装置は、同一の電源にドア開閉駆動用の複数の電動機が接続された全ドアを閉動作するための閉指令信号を、ネットワークを介して受信した際に、各々のドアを閉動作する制御を行うドア駆動制御装置において、個々のドアの開閉及び開閉動作状態を示すステータスデータを、前記ネットワークを介して他ドア駆動制御装置との間で送受信する送受信手段と、前記送受信手段で受信された他ドア駆動制御装置からのステータスデータ及び自ドア駆動制御装置のステータスデータを記憶する記憶手段と、前記電源の容量を超えずに同時動作可能なドア数が設定された設定手段と、前記閉指令信号の受信時に前記記憶手段に記憶されたステータスデータを参照し、自ドアが開状態であって閉動作中の他ドアが前記設定手段の設定ドア数未満の場合に、自ドアを閉動作する制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、全ドアの閉指令信号を受信した際に、全ドアが一斉に閉動作するのでなく、常に電源容量を超えない数のドアが同時に閉動作するので、従来のように、全ドアが一斉に閉駆動して大始動電流が流れ、電源電圧が大きく低下し、同一電源に接続されている他機器の動作に悪影響を及ぼすということが無くなる。更に、車両の電気回路保護用のサーキットブレーカが動作して回路が遮断されるということも無くなる。

また、本発明の請求項２によるドア駆動制御装置は、前記制御手段は、自ドアの開閉及び開閉動作状態が変化する毎に、その変化内容を前記記憶手段に記憶されたステータスデータに上書きし、前記送受信手段は、その上書きされたステータスデータを他ドア駆動制御装置へ送信することを特徴とする。
この構成によれば、自ドアの開閉及び開閉動作状態が変化する毎に、その変化内容が他ドア駆動制御装置へ送信されるので、全てのドア駆動制御装置が常時最新の他ドアの状態を把握することができる。従って、常時適正に、電源容量を超えないように複数のドアを閉動作させることができる。

また、本発明の請求項３によるドア駆動制御方法は、同一の電源にドア開閉駆動用の複数の電動機が接続された全ドアを閉動作するための閉指令信号を、ネットワークを介して受信した際に、各々のドアを閉動作する制御を行うドア駆動制御方法において、自ドアの開閉及び開閉動作状態が変化する毎に、その変化内容をステータスデータに上書きし、この上書きされたステータスデータをネットワークを介して他ドア駆動制御装置へ送信する第１のステップと、前記第１のステップで受信された他ドア駆動制御装置からのステータスデータを自ドア駆動制御装置のステータスデータと共に記憶手段に記憶する第２のステップと、前記電源の容量を超えずに同時動作可能なドア数を設定する第３のステップと、前記閉指令信号の受信時に前記記憶手段に記憶されたステータスデータを参照し、自ドアが開状態であって閉動作中の他ドアが前記第３のステップで設定した設定ドア数未満の場合に、自ドアを閉動作する制御を行う第４のステップとを含むことを特徴とする。

この方法によれば、全ドアの閉指令信号を受信した際に、全ドアが一斉に閉動作するのでなく、常に電源容量を超えない数のドアを同時に閉動作させることができるので、従来のように、全ドアが一斉に閉駆動して大始動電流が流れ、電源電圧が大きく低下し、同一電源に接続されている他機器の動作に悪影響を及ぼすということが無くなる。更に、車両の電気回路保護用のサーキットブレーカが動作して回路が遮断されるということも無くなる。

以上説明したように本発明によれば、同一車両中の全ドアを閉駆動する際に、電源電圧低下によって同一車両に配置された他の機器の動作に悪影響を及ぼさず、また、電源容量を超えてサーキットブレーカが遮断動作しないようにすることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るドア駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、各ドア駆動制御装置２０−１〜２０−８は何れも同構成であり、１車両の車体上部に複数台（例えば８台）設置されており、車両の状態を管理する列車制御装置２２に、シリアル伝送線及びディスクリートワイヤによってシリアルにネットワーク接続されており、第１のドア駆動制御装置２０−１を代表して示すように、位置演算器６と、速度演算器７と、異常検出器８と、駆動指令演算器９と、電力変換器１０と、通信インタフェース部１１とを備えて構成されている。

また、ドア駆動制御装置２０−１は、ドア１を開閉駆動するリニアモータ２と、このリニアモータ２の可動部の位置を検出する位置検出器５とに、電気配線１２，１３によって接続されている。ドア１は、リニアモータ２の可動部と連結部３によって連結され、更にドア１を機械的に固定する施錠装置４が組み合わされている。このドア１の開閉駆動機構は、他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８においても同様であるが、図では省略する。なお、各ドア駆動制御装置２０−１〜２０−８は、図５に示した各ドア駆動制御装置１００−１〜１００−８と同様に接続される。

位置検出器５は、リニアモータ２の可動部の位置及び速度を検出し、この検出信号を、電気配線１３を介して位置演算器６、速度演算器７及び異常検出器８へ出力する。位置演算器６は、位置検出器５から出力される検出信号からドア１の位置を演算する。速度演算器７は、位置検出器５から出力される検出信号からドア１の開閉速度を演算する。
異常検出器８は、位置検出器５から出力される位置及び速度の何れか一方又は双方の検出信号が、その位置や速度の制御に対応する値から所定幅ずれた値となる異常を検出した場合に、異常検出信号を駆動指令演算器９へ出力する。

通信インタフェース部１１は、列車制御装置２２及び他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８と、駆動指令演算器９との間の情報信号の通信インタフェース処理を行う。
駆動指令演算器９は、データ記憶部（記憶手段）９ａと、同時動作可能ドア数設定部（設定手段）９ｂと、データ読書確認制御部９ｃと、ステータス送受信部（送受信手段）９ｄと、駆動制御部９ｅとを備え、列車制御装置２２からのドア開閉指令信号が通信インタフェース部を介して入力された際に、位置演算器６で演算されるドア位置情報と、速度演算器７で演算されるドア速度情報と、異常検出器８で検出される検出信号の異常情報とに応じて、リニアモータ２へ供給する電力供給指令を演算し、この電力供給指令によってドアの開閉駆動の制御を行う。

但し、データ読書確認制御部９ｃ及び駆動制御部９ｅで制御手段を構成している。
また、ドア開閉指令信号は、列車制御装置２２又は車両に設けられている図示せぬドア開閉用のスイッチから各ドア駆動制御装置２０−１〜２０−８へ一斉に送信されるようになっている。そのドア開閉指令信号は、車両に設けられている図示せぬドア開閉用のスイッチのオン／オフに応じて一斉に送信されるようになっている。

データ記憶部９ａは、図２に示すように、同一車両中の全てである第１〜第８のドア駆動制御装置２０−１〜２０−８のステータスデータＤ１〜Ｄ８をアドレスＡ１〜Ａ８の記憶領域に記憶するものである。なお、第１〜第８のドア駆動制御装置２０−１〜２０−８のステータスデータＤ１〜Ｄ８を、以降、第１〜第８のステータスデータＤ１〜Ｄ８と略す場合もある。

各ステータスデータＤ１〜Ｄ８は、該当するドア駆動制御装置２０−１〜２０−８で制御されるドアの状態を１Ｂｙｔｅ（バイト）の情報で示すものである。全てのドア駆動制御装置２０−１〜２０−８が、全てのステータスデータＤ１〜Ｄ８を共通に保持している。なお、各ステータスデータＤ１〜Ｄ８は列車制御装置２２にも保持される。
これらステータスデータＤ１〜Ｄ８は同一データ構成であり、図３に示すように、０ｂｉｔ〜７ｂｉｔまでの８ｂｉｔ（１Ｂｙｔｅ）構成となっている。なお、０ｂｉｔ目がＬＳＢ(Least Significant Bit)で、７ｂｉｔ目がＭＳＢ(Most Significant Bit)である。

７ｂｉｔ目のデータＢ７は、「１」の時にドア開のための動作中であることを示し、「０」の時にドア開動作を行っていないことを示す。
６ｂｉｔ目のデータＢ６は、「１」の時にドア閉のための動作中であることを示し、「０」の時にドア閉動作をしていないことを示す。
５ｂｉｔ目のデータＢ５は、「１」の時に非常ハンドル操作されていることを示し、「０」の時に通常状態であることを示す。

４ｂｉｔ目のデータＢ４は、「１」の時に第１のドアエラーが発生していることを示し、「０」の時に通常状態であることを示す。
３ｂｉｔ目のデータＢ３は、「１」の時に第２のドアエラーが発生していることを示し、「０」の時に通常状態であることを示す。なお、第１及び第２のドアエラーは予め規定される各々異なるドアの不具合を表すものである。

２ｂｉｔ目のデータＢ２は、「１」の時にドアが動作可能な状態であることを示し、「０」の時にドアが動作不可能な状態であることを示す。
１ｂｉｔ目のデータＢ１は、「１」の時にドアが全開状態で停止していることを示し、「０」の時にそれ以外の状態であることを示す。
０ｂｉｔ目のデータＢ０は、「１」の時にドアが完全に閉じて施錠されている状態であることを示し、０の時にそれ以外の状態であることを示す。

図１に戻って、データ読書確認制御部９ｃは、データ記憶部９ａに記憶された全てのステータスデータＤ１〜Ｄ８を読み出して全ドア１の状態を確認し、また、自ドアのステータスデータ（例えばＤ１）を他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８へ送信するためにステータス送受信部９ｄへ出力し、更に、ステータス送受信部９ｄで受信された他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８からのステータスデータＤ２〜Ｄ８をデータ記憶部９ａに上書きするものである。

また、データ読書確認制御部９ｃは、閉指令信号の受信時に自ステータスデータＤ１から自ドア１が開状態であるか否かを判断し、開状態の場合に他のステータスデータＤ２〜Ｄ８から閉動作中の他ドアが、同時動作可能ドア数設定部９ｂに設定された同時動作可能なドア数未満であるか否かを判断する。この判断の結果、同時動作可能ドア数未満であれば、自ステータスデータＤ１に自ドアを閉動作することを書き込んだ後に、この自ステータスデータＤ１を他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８及び列車制御装置２２へ送信するためにステータス送受信部９ｄへ出力する。更に、ドア閉動作指令を駆動制御部９ｅへ出力する。

更に、データ読書確認制御部９ｃは、駆動制御部９ｅによるドア閉動作制御が完了した際に、この完了の情報を自ステータスデータＤ１に書き込んだ後に、この自ステータスデータＤ１を他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８及び列車制御装置２２へ送信するためにステータス送受信部９ｄへ出力すると共に駆動制御部９ｅへ出力するものである。
同時動作可能ドア数設定部９ｂは、同一車両中において同時動作可能なドア数を予め設定保持するものである。この設定は、複数のドアが一斉に閉じた際に電源１０２の容量を越え、車両の電気回路保護用のサーキットブレーカが動作して回路が遮断されることのないドア数が設定されるようになっている。

この設定ドア数に応じて自ドアを閉動作させる場合は、現在閉動作中のドアに加え新たに閉動作するドアが同時に複数閉動作を行うことによって、閉動作中のドア数が設定ドア数を超えないようにしてある。例えば、データ読書確認制御部９ｃがステータスデータＤ１〜Ｄ８を読み込んだ順に行ったり、予めドア毎又はグループ分けした複数ドア毎に予め優先順位を付けて行ったりする。これをデータ読書確認制御部９ｃに予め行っておく。

ステータス送受信部９ｄは、自ステータスデータＤ１を通信インタフェース部１１を介して他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８及び列車制御装置２２へ送信すると共に、他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８の他ステータスデータＤ２〜Ｄ８を通信インタフェース部１１を介して受信するものである。
また、ステータス送受信部９ｄは、第１〜第８のステータスデータＤ１〜Ｄ８の状態が変化する毎に、データ読書確認制御部９ｃとの連携によって、全てのドア駆動制御装置２０−１〜２０−８において、互いに全ステータスデータＤ１〜Ｄ８が交換（ピア・ツー・ピア方式で交換）されるように制御する。

駆動制御部９ｅは、データ読書確認制御部９ｃから入力された自ステータスデータＤ１の内容に応じてドアの開閉駆動を行う。この開閉駆動は、電力供給指令を電力変換器１０へ出力して行われる。
電力変換器１０は、駆動指令演算器９で演算された電力供給指令通りにリニアモータ２に電力を供給することによって、ドア１の開閉駆動が行われるようになっている。

次に、このような構成の各ドア駆動制御装置２０−１〜２０−８によるドアの閉駆動制御の動作を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。但し、同時動作可能ドア数設定部９ｂに、同時動作可能なドア数が４台に設定されているとする。第１〜第４のドア駆動制御装置２０−１〜２０−４が第１の優先グループ、第５〜第８のドア駆動制御装置２０−５〜２０−８が第２の優先グループとされているとする。

まず、車体の電源が投入されたとすると、当該車体の全てのドア駆動制御装置２０−１〜２０−８が通電されるので、ステップＳ１では、電源投入時の最初の状態であると判断される。
この時、閉指令信号がステータス送受信部９ｄを介して受信されると、ステップＳ２において、例えば第１のドア駆動制御装置２０−１のデータ読書確認制御部９ｃで、データ記憶部９ａから自ステータスデータＤ１が読み込まれ、自ドア１が開状態であるか否かが判断される。

この判断結果、開状態と判断されると、ステップＳ３において、データ読書確認制御部９ｃで他ドアのステータスデータＤ２〜Ｄ８が読み出される。
そして、ステップＳ４において、データ読書確認制御部９ｃにて、他のステータスデータＤ２〜Ｄ８から閉動作中の他ドアが、同時動作可能ドア数設定部９ｂに設定された同時動作可能なドア数未満であるか否かが判断される。つまり、設定ドア数の４台以上であればステップＳ３及びＳ４の処理が繰り返される。

ここで、閉動作中の他ドアが第２，第３，第４の３台であったとする。この場合、ステップＳ４にて設定ドア数の４台未満であると判断されるので、ステップＳ５において、データ読書確認制御部９ｃの書込み制御によって自ステータスデータＤ１のＢ６に自ドアを閉動作することを示す「１」が書き込まれる。そして、その書込み後の自ステータスデータＤ１が読み出されてステータス送受信部９ｄへ出力され、このステータス送受信部９ｄから通信インタフェース部１１を介して他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８及び列車制御装置２２へ送信される。

また、その書込み後の自ステータスデータＤ１は、駆動制御部９ｅにも出力され、ステップＳ６において、そのステータスデータＤ１のＢ６の「１」に応じた駆動制御部９ｅの制御によってドア１が閉動作される。
ステップＳ７において、データ読書確認制御部９ｃで、駆動制御部９ｅによるドア閉動作制御が完了したか否かが判断される。この結果、ドア閉動作制御が完了していない場合は、駆動制御部９ｅによるドア閉動作が継続される。

一方、ドア閉動作が完了したと判断された場合は、ステップＳ８において、データ読書確認制御部９ｃの書込み制御によって、そのドア閉動作完了の情報が自ステータスデータＤ１に書き込まれる。つまり、自ステータスデータＤ１のＢ６が「０」とされ、Ｂ０が「１」とされる。そして、この書込み後の自ステータスデータＤ１がステータス送受信部９ｄを介して他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８及び列車制御装置２２へ送信されると共に、駆動制御部９ｅへ出力される。

このように、本実施の形態のドア駆動制御装置によれば、駆動制御部９ｅの制御に応じて自ドア１の開閉及び開閉動作状態が変化する毎に、データ読書確認制御部９ｃが、その変化内容をデータ記憶部９ａのステータスデータＤ１に上書きする。更に、ステータス送受信部９ｄが、その上書きされたステータスデータＤ１を、通信インタフェース部１１を介してネットワークを経由させ、他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８へ送信する。

このように送信される他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８からのステータスデータＤ２〜Ｄ８をデータ読書確認制御部９ｃの制御によって、自ドア駆動制御装置２０−１のステータスデータＤ１と共にデータ記憶部９ａに記憶する。また、同時動作可能ドア数設定部９ｂに、電源の容量を超えずに同時動作可能なドア数を設定する。
そして、自ドア駆動制御装置２０−１が、閉指令信号の受信時にデータ記憶部９ａに記憶されたステータスデータＤ１〜Ｄ８を参照し、自ドアが開状態であって閉動作中の他ドアが設定ドア数未満の場合に、自ドアを閉動作する制御を行うようにした。

これによって、ドア駆動制御装置２０−１〜２０−８は、全ドアの閉指令信号を受信した際に、全ドアが一斉に閉動作するのでなく、常に電源容量を超えない数のドアを同時に閉動作させることができる。
従って、従来のように、全ドアが一斉に閉駆動して大始動電流が流れ、電源電圧が大きく低下し、同一電源に接続されている他機器の動作に悪影響を及ぼすということが無くなる。更に、車両の電気回路保護用のサーキットブレーカが動作して回路が遮断されるということも無くなる。

また、上記のように、データ読書確認制御部９ｃが、自ドアの開閉及び開閉動作状態が変化する毎に、その変化内容をデータ記憶部９ａに記憶されたステータスデータＤ１に上書きし、ステータス送受信部９ｄが、その上書きされたステータスデータＤ１を他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８へ送信するようになされている。
これによって、自ドアの開閉及び開閉動作状態が変化する毎に、その変化内容が他のドア駆動制御装置２０−２〜２０−８へ送信されるので、全てのドア駆動制御装置２０−１〜２０−８が常時最新の他ドアの状態を把握することができる。従って、常時適正に、電源容量を超えないように複数のドアを閉動作させることができる。

本発明の実施の形態に係るドア駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 上記実施の形態に係るドア駆動制御装置のデータ記憶部における各ドア駆動制御装置のステータスデータの記憶構成例を示す図である。 上記ステータスデータのデータ構成を示す図である。 上記実施の形態に係るドア駆動制御装置によるドアの閉駆動制御の動作を説明するためのフローチャートである。 同一車両における各ドア駆動制御装置、電源及び他の機器の接続構成例を示す図である。

符号の説明

１ ドア
２ リニアモータ
３ 連結部
４ 施錠装置
５ 位置検出器
６ 位置演算器
７ 速度演算器
８ 異常検出器
９ 駆動指令演算器
９ａ データ記憶部
９ｂ 同時動作可能ドア数設定部
９ｃ データ読書確認制御部
９ｄ ステータス送受信部
９ｅ 駆動制御部
１０ 電力変換器
１１ 通信インタフェース部
１２，１３ 電気配線
２０−１〜２０−８ ドア駆動制御装置
２２ 列車制御装置
Ｄ１〜Ｄ８ 第１〜第８のステータスデータ
Ｂ０〜Ｂ７ ステータスデータにおける０ｂｉｔ目〜７ｂｉｔ目のデータ

Claims (3)

1. 同一の電源にドア開閉駆動用の複数の電動機が接続された全ドアを閉動作するための閉指令信号を、ネットワークを介して受信した際に、各々のドアを閉動作する制御を行うドア駆動制御装置において、
   個々のドアの開閉及び開閉動作状態を示すステータスデータを、前記ネットワークを介して他ドア駆動制御装置との間で送受信する送受信手段と、
   前記送受信手段で受信された他ドア駆動制御装置からのステータスデータ及び自ドア駆動制御装置のステータスデータを記憶する記憶手段と、
   前記電源の容量を超えずに同時動作可能なドア数が設定された設定手段と、
   前記閉指令信号の受信時に前記記憶手段に記憶されたステータスデータを参照し、自ドアが開状態であって閉動作中の他ドアが前記設定手段の設定ドア数未満の場合に、自ドアを閉動作する制御を行う制御手段と
   を備えたことを特徴とするドア駆動制御装置。
2. 前記制御手段は、自ドアの開閉及び開閉動作状態が変化する毎に、その変化内容を前記記憶手段に記憶されたステータスデータに上書きし、前記送受信手段は、その上書きされたステータスデータを他ドア駆動制御装置へ送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載のドア駆動制御装置。
3. 同一の電源にドア開閉駆動用の複数の電動機が接続された全ドアを閉動作するための閉指令信号を、ネットワークを介して受信した際に、各々のドアを閉動作する制御を行うドア駆動制御方法において、
   自ドアの開閉及び開閉動作状態が変化する毎に、その変化内容をステータスデータに上書きし、この上書きされたステータスデータをネットワークを介して他ドア駆動制御装置へ送信する第１のステップと、
   前記第１のステップで受信された他ドア駆動制御装置からのステータスデータを自ドア駆動制御装置のステータスデータと共に記憶手段に記憶する第２のステップと、
   前記電源の容量を超えずに同時動作可能なドア数を設定する第３のステップと、
   前記閉指令信号の受信時に前記記憶手段に記憶されたステータスデータを参照し、自ドアが開状態であって閉動作中の他ドアが前記第３のステップで設定した設定ドア数未満の場合に、自ドアを閉動作する制御を行う第４のステップと
   を含むことを特徴とするドア駆動制御方法。

Images