JP7360897B2 - ドアロック装置の状態判定装置、ドアロック装置の状態判定方法、及びドアロック装置の状態判定プログラム - Google Patents

Description

この発明は、ドアロック装置の状態判定装置、ドアロック装置の状態判定方法、及びドアロック装置の状態判定プログラムに関する。

特許文献１には、鉄道車両のドアを施錠するドアロック装置が開示されている。ドアロック装置は、往復動作するロックピンを有する。ロックピンはソレノイドで駆動される。ロックピンの動作に応じて、ドアが施錠又は解錠される。

実公平７－２１７７７号公報

特許文献１のようなドアロック装置は、動作遅れ等の異常が生じることがある。したがって、ドアロック装置の異常を把握することが好ましい。しかし、特許文献１に記載の技術では、ドアロック装置の異常の有無を判定することに関して何ら検討されておらず、この点について改善の余地がある。

この発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドアロック装置の異常の有無を判定することにある。

上記課題を解決するためのドアロック装置の状態判定装置は、ドアロック装置を駆動させるための駆動信号が出力されてから前記ドアロック装置の施錠動作又は解錠動作が完了するまでの経過時間を算出する算出部と、前記経過時間に基づいて前記ドアロック装置の異常の有無を判定する判定部とを備える。上記構成において、ドアロック装置に動作遅れ等の異常が生じると、上記経過時間が長くなる。そのため、上記経過時間に基づいてドアロック装置の異常の有無を判定できる。

ドアロック装置の状態判定装置において、前記算出部は、前記駆動信号が出力された後、前記ドアロック装置がドアを施錠した状態と前記ドアを解錠した状態とでドアロックスイッチの出力信号が切り替わるタイミングを前記ドアロック装置の動作が完了するタイミングとして前記経過時間を算出してもよい。

上記構成では、ドアロックスイッチという鉄道車両において一般的に搭載されている構成を利用してドアロック装置の動作の完了を判定する。したがって、ドアロック装置の動作の完了を判定する上で特殊な追加部品は不要であり、部品点数の増加を避けることができる。

ドアロック装置の状態判定装置において、前記算出部は、前記ドアロック装置による解錠時の前記経過時間を算出してもよい。
ドアを解錠する場合、ドアロック装置の駆動信号が出力されると、ドアの動作を含むことなく、ドアロック装置が動作する。つまり、ドアロック装置の駆動信号が出力されてから、ドアロック装置による解錠の動作が完了するまでの経過時間を的確に把握できる。そのため、ドアロック装置の状態を把握する上で好適である。

ドアロック装置の状態判定装置において、前記判定部は、前記経過時間が規定時間よりも長いときに前記ドアロック装置に異常が生じていると判定してもよい。上記構成のように、経過時間が規定時間よりも長いときにドアロック装置に異常が生じていると判定することで、ドアロック装置の異常を容易に把握できる。

ドアロック装置の状態判定装置において、前記ドアロック装置は、鉄道車両に複数搭載されるものであり、前記判定部は、同一の前記鉄道車両における複数の前記ドアロック装置に関する前記経過時間に基づいて前記規定時間を算出してもよい。

同一車両に搭載される複数のドアロック装置は、新品状態からの劣化度合いが同程度であると想定される。このような、劣化度合いの似た物同士を比較すべくこれらに基づいて規定時間を算出すれば、劣化度合いと切り分けてドアロック装置の異常の有無を判定できる。また、同一車両のドアロック装置から規定時間を算出すれば、規定時間を算出するための実験やシミュレーションを予め行うことを必要としない。

上記課題を解決するためのドアロック装置の状態判定方法は、ドアロック装置を駆動させるための駆動信号が出力されてから前記ドアロック装置の動作が完了するまでの経過時間を算出する算出ステップと、前記経過時間に基づいて前記ドアロック装置の異常の有無を判定する判定ステップとを有する。上記構成において、ドアロック装置に動作遅れ等の異常が生じると、上記経過時間が長くなる。そのため、上記経過時間に基づいてドアロック装置の異常の有無を判定できる。

上記課題を解決するためのドアロック装置の状態判定プログラムは、コンピュータに、ドアロック装置を駆動させるための駆動信号が出力されてから前記ドアロック装置の動作が完了するまでの経過時間を算出する算出処理と、前記経過時間に基づいて前記ドアロック装置の異常の有無を判定する判定処理とを実行させる。上記構成において、ドアロック装置に動作遅れ等の異常が生じると、上記経過時間が長くなる。そのため、上記経過時間に基づいてドアロック装置の異常の有無を判定できる。

本発明によれば、ドアロック装置の異常の有無を判定できる。

鉄道車両におけるドアの開閉に係る機構の概略図。 ドアロック装置の概略構成図。 状態判定処理の処理手順を表したフローチャート。

以下、図１～図３を参照して、ドアロック装置の状態判定装置をドア制御ユニットに具体化した一実施形態を説明する。
先ず、鉄道車両のドア、ドア開閉装置、及びドアロック装置の概略構成を説明する。

図１に示すように、鉄道車両には、当該鉄道車両の出入口である開口部を開閉するドア１０が設けられている。ドア１０は、両開きドアである。一対のドア１０は、戸吊部材４２で上側から吊られている。戸吊部材４２は、ドア１０毎に２つずつ設けられている。戸吊部材４２は、車両の前後方向に延びているレール４７に沿ってスライドする。すなわち、一対のドア１０は、車両の前後方向にスライド移動するスライドドアである。また、一対のドア１０は、出入口を開放する開状態となる際には、互いに離間する方向にスライド動作し、出入口を閉じる閉状態となる際には、互いに近接する方向にスライド動作する。なお、鉄道車両には複数の出入口が設けられ、それら出入口に対応する一対のドア１０がそれぞれ設けられている。なお、図１では、複数の一対のドア１０のうちの１つのみを図示している。

鉄道車両の出入口の周囲、具体的には、当該出入口よりも上側には、上記ドア１０を駆動するためのドア開閉装置２０が配置されている。ドア開閉装置２０は、駆動源となる電動モータ２２を備えている。電動モータ２２は、例えばラック＆ピニオン等で構成されるドア駆動機構２４を介して２つのドア１０と連結されている。詳細には、ドア駆動機構２４は、ドア１０毎の２つの戸吊部材４２のうち、ドア１０のスライド方向において出入口の外側に位置する外側戸吊部材４２Ａに連結されている。電動モータ２２の出力軸が一方向に回転すると各ドア１０が開状態とされ、電動モータ２２の出力軸が他方向に回転すると各ドア１０が閉状態とされる。

また、鉄道車両の出入口よりも上側には、全閉状態にある一対のドア１０をロックするドアロック装置３０が配置されている。ドアロック装置３０は、一対のドア１０につき１つのみ設けられている。ドアロック装置３０は、ドア１０のスライド方向に関して出入口の中央近傍に位置している。

図２に示すように、ドアロック装置３０は、駆動源となるソレノイド３２を備えている。ソレノイド３２のコイル３３は円筒状になっている。コイル３３には、電源３１から電圧が印加される。コイル３３の内部からは、棒状のロックピン３４が突出している。ロックピン３４は、圧縮ばね３６によってコイル３３から突出する方向に付勢されている。また、ソレノイド３２には、コイル３３に流れる電流Ａを測定する電流計測器３９Ａが内蔵されている。電源３１とコイル３３とを接続する配線には、電源３１の電圧Ｖを測定する電圧計測器３９Ｂが取り付けられている。

ドアロック装置３０において、電源３１からソレノイド３２のコイル３３に電圧が印加されて当該コイル３３が励磁されている場合、ロックピン３４は圧縮ばね３６の弾性力に抗してコイル３３の内部に引き戻される。一方、電源３１からコイル３３に電圧が印加されておらず当該コイル３３が消磁されている場合、ロックピン３４は、圧縮ばね３６の弾性力を受けてコイル３３から突出する。

図１に示すように、ドアロック装置３０において、ロックピン３４は、図示しない連結機構を介して突出棒３７に連結されている。突出棒３７は、ロックピン３４の動作に応じて動作する。ここで、一対のドア１０のうち、一方のドア１０の戸吊部材４２には、ドア１０が全閉状態にあるときに上記の突出棒３７と係合する固定部材４５が取り付けられている。固定部材４５は、一方のドア１０における２つの戸吊部材４２のうち、ドア１０のスライド方向において出入口の中央寄りに位置する中央戸吊部材４２Ｂに取り付けられている。

ドア１０が全閉状態にあるときに、ソレノイド３２のコイル３３が消磁されることに応じてロックピン３４がコイル３３から突出すると、突出棒３７が動作して当該突出棒３７が固定部材４５に係合する。この結果として、一方のドア１０はスライド移動不能な施錠状態になる。一方のドア１０がスライド移動不能になると、ドア駆動機構２４を介して他方のドア１０もスライド移動不能になる。また、ソレノイド３２のコイル３３が励磁されることに応じてロックピン３４がコイル３３内に引き戻されると、突出棒３７と固定部材４５との係合が解除される。そして、ドア１０は解錠状態になる。

ロックピン３４の動作は、図示しない伝達機構を介してドアロックスイッチ（ＤＬＳ）３８に伝達される。図２に示すように、ドアロックスイッチ３８は、ロックピン３４がコイル３３から突出したロック位置にあるときは出力信号としてロック信号ＬＳを出力する。ドアロックスイッチ３８は、ロックピン３４がコイル３３の内部に引き戻されたロック解除位置にあるときは、出力信号であるロック信号ＬＳの出力を停止する。このように、ドアロックスイッチ３８は、ドアロック装置３０がドア１０を施錠した状態と解錠した状態とでロック信号ＬＳの出力のオンオフを切り替える。

次に、ドア開閉装置２０及びドアロック装置３０の電気的構成について説明する。
図１に示すように、ドア開閉装置２０及びドアロック装置３０は、ドア制御ユニット５０で制御される。ドア制御ユニット５０は、一対のドア１０毎に、鉄道車両の出入口の近傍に搭載されている。ドア制御ユニット５０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、ドア制御ユニット５０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行するマイクロコンピュータ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。また、ドア制御ユニット５０は、不揮発性の記憶部を備えている。ドア制御ユニット５０には、ドアロックスイッチ３８からのロック信号ＬＳが入力される。また、ドア制御ユニット５０には、電流計測器３９Ａからの電流Ａ及び電圧計測器３９Ｂからの電圧Ｖが入力される。

ドア制御ユニット５０は、鉄道車両の走行やドア１０の開閉を制御する上位装置としての車両制御装置１２と接続されている。図２に示すように、ドア制御ユニット５０は、車両制御装置１２からの指令信号Ｗに基づいて動作する。なお、車両制御装置１２は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、車両制御装置１２は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行するマイクロコンピュータ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。また、車両制御装置１２は、不揮発性のデータベース１４を備えている。このデータベース１４は、ドア制御ユニット５０から入力される情報を集約して記憶する。

図２に示すように、ドア制御ユニット５０は、車両制御装置１２からの指令信号Ｗに応じてドア開閉装置２０及びドアロック装置３０を駆動する駆動制御部５２を備えている。駆動制御部５２は、ドア開閉装置２０及びドアロック装置３０を駆動させるための駆動信号を出力する。駆動制御部５２は、ドアロック装置３０の解錠動作を駆動させるための駆動信号として、ソレノイド３２を励磁させる励磁信号ＥＭ１を電源３１に出力する。励磁信号ＥＭ１が出力された場合、電源３１からソレノイド３２に電圧が印加される。そして、ソレノイド３２が励磁状態となる。また、駆動制御部５２は、ドアロック装置３０の施錠動作を駆動させるための駆動信号として、ソレノイド３２を消磁させる消磁信号ＥＭ２を電源３１に出力する。消磁信号ＥＭ２が出力された場合、電源３１からソレノイド３２への電圧の印加が停止される。そして、ソレノイド３２は消磁状態となる。

ドアロック装置３０においては、異物の詰りや偏摩耗によって、ロックピン３４が動作する際の摺動抵抗が大きくなることがある。また、ドアロック装置３０が取り付けられている車体側の変形に応じて、摺動抵抗が大きくなることもある。ロックピン３４が動作する際の摺動抵抗が大きくなると、ソレノイド３２に励磁信号ＥＭ１や消磁信号ＥＭ２が出力されたときに、ロックピン３４が動作し始めるタイミングが遅くなったり、ロックピン３４が動き出した後の当該ロックピン３４の動作速度が遅くなったりする。そこで、ドア制御ユニット５０は、ドアロック装置３０の異常の有無を判定する状態判定装置６０を備えている。

また、ドアロック装置３０においては、上記のような摺動抵抗の増加に加え、ソレノイド３２及びそれに繋がる電気系統に断線や短絡等の不具合が生じて、ソレノイド３２に流れる電流が小さくなってしまうこともある。この場合も、ロックピン３４が動作し始めるタイミングが遅くなったり、ロックピン３４が動作を開始した後における当該ロックピン３４の動作速度が遅くなったりする。状態判定装置６０は、こういった異常の有無も判定する。

ドア制御ユニット５０の状態判定装置６０は、ドアロック装置３０を駆動させるための駆動信号が出力されてから、その駆動信号に応じたドアロック装置３０の動作が完了するまで経過時間を算出する算出部６１を備えている。算出部６１は、ドアロック装置３０の解錠動作に係る経過時間を算出する。すなわち、算出部６１は、ソレノイド３２への励磁信号ＥＭ１が出力されてから、コイル３３内へのロックピン３４の引き戻しが完了して突出棒３７と固定部材４５との係合が解除されるまでの経過時間である解錠経過時間Ｈを算出する。算出部６１は、ドアロックスイッチ３８が出力するロック信号ＬＳがオンからオフに切り替わるタイミングを、コイル３３内へのロックピン３４の引き戻しが完了したタイミングとして解錠経過時間Ｈを算出する。

ドア制御ユニット５０の状態判定装置６０は、解錠経過時間Ｈに基づいてドアロック装置３０の異常の有無を判定する判定部６２を備えている。判定部６２は、解錠経過時間Ｈが、予め定められた規定時間Ｈ１よりも長いときに、ロックピン３４の動作に遅れが生じている、すなわちドアロック装置３０に異常が生じていると判定する。また、判定部６２は、コイル３３に流れる電流Ａで電源３１の電圧Ｖを除した値である抵抗値Ｒが、予め定められた規定抵抗ＲＱとは異なっているときに、ソレノイド３２及びそれに繋がる電気系統に不具合が生じている、すなわちドアロック装置３０に異常が生じていると判定する。このように、判定部６２は、電流Ａと電圧Ｖとの関係性に基づいて、電気系統の不具合を判定する。なお、上記の規定抵抗ＲＱは、ソレノイド３２に電圧を印加したときの電圧と電流との関係性を実験やシミュレーションによって予め調べることによって算出されている。

判定部６２は、ドアロック装置３０の異常の有無を判定するための基準の値として、規定時間Ｈ１を算出する。判定部６２は、１編成を構成する複数の車両のうち、同一の車両に搭載されている複数のドアロック装置３０に関する解錠経過時間Ｈに基づいて規定時間Ｈ１を算出する。ここで、算出部６１は、解錠経過時間Ｈを算出した場合、当該解錠経過時間Ｈを車両制御装置１２に送信する。車両制御装置１２は、この解錠経過時間Ｈをデータベース１４に記憶する。車両制御装置１２には、鉄道車両に搭載されている複数のドア制御ユニット５０から解錠経過時間Ｈが送信される。そして、データベース１４には、鉄道車両に搭載されている複数のドアロック装置３０に係る解錠経過時間Ｈに関して、過去の所定期間に亘るデータが記憶されている。判定部６２は、規定時間Ｈ１を算出するのに際し、車両制御装置１２のデータベース１４にアクセスし、同一の車両に搭載されている複数のドアロック装置３０に関する解錠経過時間Ｈについて、過去の所定期間分のデータを取得する。そして、判定部６２は、取得したデータの平均時間を算出するとともに、この平均時間よりも長い時間を規定時間Ｈ１として算出する。

次に、ドア制御ユニット５０が実行する状態判定処理について説明する。
ドア制御ユニット５０は、車両制御装置１２からドア１０を開く指令信号Ｗを受信すると、一連の状態判定処理を開始する。なお、ドア制御ユニット５０が車両制御装置１２からドア１０を開く指令信号Ｗを受信する状態では、ドア１０が全閉状態になっていて、ロックピン３４がコイル３３から突出したロック位置にある。そして、ドアロックスイッチ３８からはロック信号ＬＳが出力されている。

図３に示すように、ドア制御ユニット５０は、状態判定処理を開始すると、ステップＳ１０の処理を実行する。ステップＳ１０において、ドア制御ユニット５０の算出部６１は、駆動制御部５２によってソレノイド３２に励磁信号ＥＭ１が出力されたか否かを判定する。算出部６１は、励磁信号ＥＭ１が出力されていない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、再度ステップＳ１０の処理を実行する。すなわち、算出部６１は、励磁信号ＥＭ１が出力されるまでステップＳ１０の処理を繰り返す。そして、算出部６１は、励磁信号ＥＭ１が出力されると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２０に進める。

ステップＳ２０において、算出部６１は、解錠経過時間Ｈのカウントを開始する。そして、算出部６１は処理をステップＳ３０に進める。ステップＳ３０において、判定部６２は、電流計測器３９Ａと電圧計測器３９Ｂの検出結果を参照する。そして、判定部６２は、電流Ａで電圧Ｖを除した値である抵抗値Ｒが規定抵抗ＲＱに等しいか否かを判定する。判定部６２は、抵抗値Ｒが規定抵抗ＲＱとは異なっている（Ｒ≠ＲＱ）場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、処理をステップＳ１００に進める。

ステップＳ１００において、判定部６２は、ソレノイド３２に係る電気系統に不具合が生じていると判定する。そして、判定部６２は、ソレノイド３２に係る電気系統に不具合が生じている旨を示す第１情報Ｊ１を車両制御装置１２に出力する。車両制御装置１２は、第１情報Ｊ１を受信すると、ソレノイド３２に係る電気系統に不具合が生じていることをデータベース１４に記憶する。ステップＳ１００の処理を実行すると、判定部６２は状態判定処理の一連の処理を一旦終了する。

さて、ステップＳ３０において、判定部６２は抵抗値Ｒが規定抵抗ＲＱと等しい（Ｒ＝ＲＱ）場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ４０に進める。ステップＳ４０において、算出部６１は、ロック信号ＬＳの出力がオフに切り替わったか否かを判定する。算出部６１は、ロック信号ＬＳの出力が継続されている場合（ステップＳ４０：ＮＯ）、ステップＳ３０の処理に戻る。この場合、判定部６２がステップＳ３０の処理を実行する。算出部６１及び判定部６２は、ロック信号ＬＳの出力がオフに切り替わるまでステップＳ３０及びステップＳ４０の処理を繰り返す。そして、算出部６１は、ロック信号ＬＳの出力がオフに切り替わると（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ５０に進める。

ステップＳ５０において、算出部６１は、ステップＳ２０で開始した解錠経過時間Ｈのカウントを終了する。そして、算出部６１は、ステップＳ５０に至った時点での解錠経過時間Ｈを最終的な解錠経過時間Ｈとして算出する。なお、算出部６１は、算出した解錠経過時間Ｈを車両制御装置１２に送信する。この後、算出部６１は、処理をステップＳ６０に進める。

ステップＳ６０において、ドア制御ユニット５０の判定部６２は、規定時間Ｈ１を算出する。既に説明したとおり、判定部６２は、同一の車両に搭載されている複数のドアロック装置３０に関する解錠経過時間Ｈに基づいて、規定時間Ｈ１を算出する。この後、判定部６２は、処理をステップＳ７０に進める。なお、ステップＳ６０が算出ステップ及び算出処理に相当する。

ステップＳ７０において、判定部６２は、解錠経過時間Ｈが規定時間Ｈ１以下であるか否かを判定する。判定部６２は、解錠経過時間Ｈが規定時間Ｈ１よりも長い（Ｈ＞Ｈ１）場合（ステップＳ７０：ＮＯ）、処理をステップＳ１１０に進める。

ステップＳ１１０において、判定部６２は、ロックピン３４の動作に遅れが生じていると判定する。そして、判定部６２は、ロックピン３４の動作に遅れが生じている旨を示す第２情報Ｊ２を車両制御装置１２に出力する。車両制御装置１２は、第２情報Ｊ２を受信すると、ロックピン３４の動作に遅れが生じていることをデータベースに１４に記憶する。ステップＳ１１０の処理を実行すると、判定部６２は状態判定処理の一連の処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ７０において、判定部６２は、解錠経過時間Ｈが規定時間Ｈ１以下である（Ｈ≦Ｈ１）場合、ステップＳ８０に処理を進める。ステップＳ８０において、判定部６２は、ドアロック装置３０が正常であると判定する。ステップＳ８０の処理を実行すると、判定部６２は、状態判定処理の一連の処理を一旦終了する。なお、ステップＳ７０，Ｓ８０，Ｓ１１０が判定処理及び判定ステップに相当する。

なお、車両制御装置１２のデータベース１４に記憶された、電気系統の不具合や、ロックピン３４の動作の遅れに関する情報は、例えば鉄道車両の点検時に作業員によって読み出され、ドアロック装置３０の交換や修理に活用される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
ドア１０が施錠されている状態では、ロックピン３４がコイル３３から突出しているとともに突出棒３７が固定部材４５に係合している。そして、ドアロックスイッチ３８からのロック信号ＬＳの出力がオンになっている。この状態でドアを開く指令信号Ｗをドア制御ユニット５０が受信すると、ドア制御ユニット５０の駆動制御部５２は、ソレノイド３２への励磁信号ＥＭ１を出力する。そして、この励磁信号ＥＭ１に応じてソレノイド３２が励磁され、ロックピン３４がコイル３３内に引き戻される。ロックピン３４が引き戻されると、ドアロックスイッチ３８からのロック信号ＬＳの出力がオフに切り替わる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）状態判定処理では、ドアロック装置３０が解錠動作に要する解錠経過時間Ｈが規定時間Ｈ１以内であるか否かを判定している。そして、解錠経過時間Ｈが規定時間Ｈ１よりも長い場合には、ロックピン３４の動作に遅れが生じていると判定する。こうした判定により、ドアロック装置３０の異常を把握することができる。

（２）ドアロック装置３０の異常を引き起こす要因は、摺動抵抗の増加に加え、電気系統の不具合も考えられる。このことを考慮して、状態判定処理では２段階の判定を行っている。先ず、電源３１の電圧Ｖとコイル３３に流れる電流Ａとの関係が適切であるか否かを判定している。これにより、ソレノイド３２に係る電気系統の不具合の有無を把握する。そして、電気系統に不具合が生じていなければ、ドアロック装置３０が解錠動作に要する解錠経過時間Ｈが規定時間Ｈ１以内であるか否かを判定している。これにより、電気系統に不具合が生じていないことを前提として、ロックピン３４の動作に遅れが生じているか否かを判定できる。したがって、仮にロックピン３４の動作に遅れが生じていると判定される場合には、その要因が摺動抵抗の増加に起因するものであると推定できる。このように、状態判定処理によれば、単にドアロック装置３０の異常を把握できるというだけでなく、ドアロック装置３０の異常の要因を切り分けることができる。

（３）ロックピン３４の解錠動作の完了を把握する上で、ドアロックスイッチ３８という既存の部品を利用することから、ロックピン３４の解錠動作の完了を把握するために例えばロックピン３４の動作を監視するカメラを設置する等、新たな特殊部品を追加する必要がない。したがって、ドアロック装置３０の異常の把握のために、部品点数が増加することを抑制できる。

（４）ソレノイド３２及びそれに繋がる電気系統の不具合は、ロックピン３４の動作に遅れが生じる要因になる。そのため、この電気系統の状態を把握することは、ドアロック装置３０の状態を把握する上で重要である。ロックピン３４の解錠動作を行う場合には、ソレノイド３２を励磁することから、ソレノイド３２のコイル３３に流れる電流Ａについて情報を得ることができる。したがって、ソレノイド３２及びそれに繋がる電気系統の不具合を把握できる。

（５）判定部６２は、同一車両における複数のドアロック装置３０に関する解錠経過時間Ｈに基づいて規定時間Ｈ１を算出している。ここで、同一車両に搭載される複数のドアロック装置３０は、それぞれにかかる負荷に応じて劣化度合いがやや異なるものの、全体としては新品状態からの劣化度合いが同程度であると想定される。このような、劣化度合いの似た物同士を比較すべくこれらに基づいて規定時間Ｈ１を算出すれば、劣化度合いと切り分けてドアロック装置３０の異常の有無を判定できる。また、同一車両のドアロック装置３０から規定時間Ｈ１を算出すれば、規定時間Ｈ１を算出するための実験やシミュレーションを予め行うことが不要であり、これら実験やシミュレーションを行う手間を省くことができる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・規定時間Ｈ１の算出方法は上記実施形態の例に限定されない。規定時間Ｈ１は、ロックピン３４の動作の遅れを判定できる長さであって、鉄道車両が安全に運行する上で支障がない程度の比較的軽微な動作の遅れを判定できる長さであればよい。

・規定時間Ｈ１の算出に関して、１編成のうちの複数車両や、１編成のうちの全車両のドアロック装置の解錠経過時間Ｈを基にして当該規定時間Ｈ１を定めてもよい。
・規定時間Ｈ１の算出に関して、同一車両や１編成の複数車両に搭載されるドアロック装置のうち、全てのドアロック装置の解錠経過時間Ｈを規定時間Ｈ１の算出に利用するのではなく、条件を満たすもののみを選択して規定時間Ｈ１を算出してもよい。例えば、複数のドアロック装置の解錠経過時間Ｈを最短のものから順に並べて上位の複数個を選択し、これら複数個の平均値として規定時間Ｈ１を定めてもよい。

・規定時間Ｈ１の算出に関して、ドアに掛かる負荷の違いが予めわかっている場合には、同じくらいの負荷が掛かるドアのドアロック装置の解錠経過時間Ｈを基にして当該規定時間Ｈ１を定めてもよい。

・規定時間Ｈ１の算出に関して、実験やシミュレーションによって固定の規定時間Ｈ１を予め算出してもよい。

・ソレノイド３２に係る電気系統の不具合の判定に関して、電源３１の電圧Ｖ又はソレノイド３２に流れる電流Ａのいずれか一方のみを利用してもよい。例えば、ソレノイド３２に電圧が印加した状態においてソレノイド３２に流れる電流Ａの時系列を監視し、電流Ａの変動が過度に大きい場合、すなわち電流Ａが不安定な場合に、ソレノイド３２に係る電気系統に不具合があると判定してもよい。

・ドアロック装置３０の解錠動作に合わせてソレノイド３２に係る電気系統の不具合を判定することは必須ではない。つまり、ドアロック装置３０の解錠動作に合わせてロックピン３４の動作遅れだけを判定してもよい。

・ドアロック装置３０の施錠動作時に、ドアロック装置３０の異常の有無を判定してもよい。ここで、ドアロック装置３０を解錠動作させる場合とは異なり、ドアロック装置３０を施錠動作させる場合にはソレノイド３２が消磁される。つまり、ドアロック装置３０を施錠動作させる場合にはソレノイド３２に電圧が印加されないことから、ドアロック装置３０の施錠動作に際しては電圧Ｖ等の電気系統に係る情報は取得できない。したがって、ドアロック装置３０の施錠動作に合わせてソレノイド３２に係る電気系統の不具合を把握することはできない。しかし、ドアロック装置３０を施錠動作させる場合でも、ロックピン３４の動作の遅れについては把握することができる。具体的には、ドアロック装置３０の施錠動作に関して、当該施錠動作の前段階においてドア１０が開状態から閉状態へと動作する間、ソレノイド３２は励磁されていてロックピン３４はコイル３３内に引き戻されている。そして、ドア１０が全閉状態になると、ソレノイド３２が消磁されてロックピン３４が圧縮ばね３６の弾性力でコイル３３から突出するとともに突出棒３７と固定部材４５とが係合する。

上記の施錠動作を利用してドアロック装置３０の異常の有無を判定する場合、ソレノイド３２への消磁信号ＥＭ２が出力されてから、ロックピン３４のコイル３３からの突出が完了してドアロックスイッチ３８がオンに切り替わるまでの施錠経過時間を、施錠動作用の規定時間と比較すればよい。これによって、ロックピン３４の動作の遅れを判定することができる。例えば、ドアロック装置３０の施錠動作時と解錠動作時との双方に関して経過時間に係る判定を行えば、少なくともロックピン３４の動作の遅れについては、２重で監視することができる。

・ドアロック装置３０の構成は上記実施形態の例に限定されない。例えば、ロックピン３４の動作が、伝達機構を介することなくドアロックスイッチ３８に直接伝達される構成でもよい。また、ロックピン３４がドア１０に直接係合してドア１０を施錠するような構成でもよい。

・ドアロック装置３０の構成を変更することに関して、ソレノイド３２が消磁されたときに引っ張りばねによってロックピン３４がソレノイド３２の内部に引き戻され、ソレノイド３２を励磁したときにロックピン３４がソレノイド３２から突出する構成としてもよい。また、復帰用のばねを用いることなく、ソレノイド３２のみでロックピン３４の往復動作を駆動するようにしてもよい。

・ドアロック装置は、ドア１０の開閉を駆動する電動モータ２２によってドア１０の解錠状態と施錠状態とを制御する構成のものでもよい。こうした構成では、電動モータ２２の出力軸を一方向に回転させる駆動信号に応じて、ドアロック装置の解錠動作とドア１０の開動作とが一連の動作として行われる。つまり、ドア１０が全閉状態であるときに電動モータ２２の出力軸が一方向に回転すると、先ず、ドア１０が解錠状態となるようにドアロック装置が動作し、それに続いてドア１０が開状態とされる。また、電動モータ２２の出力軸を他方向に回転させる駆動信号に応じて、ドア１０の閉動作とドアロック装置の施錠動作とが一連の動作として行われる。つまり、ドア１０が開状態であるときに電動モータ２２の出力軸が他方向に回転すると、先ずドア１０が閉状態とされ、それに続いてドア１０が施錠状態となるようにドアロック装置が動作する。こうしたドアロック装置では、電動モータ２２の出力軸を一方向に回転させる駆動信号が、ドアロック装置の解錠動作を駆動させるための駆動信号と、ドア１０の開く駆動信号とを兼ねている。また、電動モータ２２の出力軸を他方向に回転させる駆動信号が、ドア１０を閉じる駆動信号と、ドアロック装置の施錠動作を駆動させるための駆動信号とを兼ねている。

ここで、上記のようなドアロック装置における施錠動作では、電動モータ２２の出力軸を他方向に回転させる駆動信号が出力されると、先ず、ドア１０が閉動作する。このことから、電動モータ２２に対する上記の駆動信号が出力されてから、ドアロック装置の施錠動作が完了するまでの経過時間は、ドア１０が閉動作している間の経過時間を含んでいる。そこで、ドアロック装置の施錠動作に係る異常の有無を把握する上では、ドア１０が閉じたことを検出するドアクローズスイッチ（ＤＣＳ）の検出信号を利用してもよい。具体的には、駆動信号が出力されてから、ドアロック装置の施錠動作が完了するまでの経過時間とは別に、駆動信号が出力されてから、ドア１０が閉じたことをドアクローズスイッチが検出するまでのドア閉経過時間を算出する。そして、ドアロック装置の施錠動作に係る規定時間として実験等により予め定められた施錠用規定時間と、上記のドア閉経過時間とを加算した時間を規定時間として定める。そして、駆動信号が出力されてから、ドアロック装置の施錠動作が完了するまでの経過時間と、規定時間とを比較し、経過時間が規定時間よりも長い場合にドアロック装置に動作遅れがあると判定する。なお、上記経過時間からドア閉経過時間を減じた時間が施錠用規定時間よりも長い場合に、ドアロック装置に動作遅れがあると判定してもよい。
また、上記のようなドアロック装置における解錠動作では、電動モータ２２に対する駆動信号が出力されると、ドア１０の動作を含むことなくドアロック装置が先ず動作する。したがって、電動モータ２２に対する駆動信号が出力されてからドアロックスイッチがオフに切り替わるまでの経過時間を算出することにより、ドアロック装置の解錠動作に係る経過時間を的確に把握できる。したがって、この経過時間に基づいて、ドアロック装置の動作の遅れの有無を判定することができる。なお、ドアロック装置が施錠動作や解錠動作をしている間において電動モータ２２に印加される電圧や電動モータ２２に流れる電流を検出すれば、電動モータ及びそれに繋がる電気系統の不具合についても把握できる。

・ドアロック装置の施錠動作又は解錠動作が完了するタイミングを判別する方法は、ドアロックスイッチを利用したものに限定されない。例えば、カメラによってロックピンの動作を監視することで、ドアロック装置の施錠動作又は解錠動作が完了するタイミングを判別してもよい。

・ドアロック装置３０の異常を報知するための報知ランプやブザーを例えば運転台に設けてもよい。そして、ロックピン３４の動作遅れや、電気系統の不具合等が検出されたときに、報知ランプを点灯させたりブザーを鳴らしたりしてもよい。

・鉄道車両の外部に専用のサーバを設け、ドア制御ユニット５０から入力される情報を集約して記憶するデータベースとして機能させてもよい。そして、外部回線通信網によってドア制御ユニット５０をサーバと接続し、ドアロック装置３０の異常の有無や解錠経過時間Ｈ等、ドア制御ユニット５０からサーバに各種の情報を送るようにしてもよい。

・ドア制御ユニット５０の記憶部に、当該ドア制御ユニット５０が制御するドアロック装置３０の異常の有無や、解錠経過時間Ｈ等の情報を記憶してもよい。例えば、複数のドア制御ユニット５０を互いに情報を授受できるように接続しておけば、規定時間Ｈ１の算出に際してデータベース１４から情報を読み込む必要はなくなる。

・ドアロック装置の状態判定装置として機能させるコンピュータは、ドア制御ユニット５０に限定されない。例えば、車両制御装置１２や鉄道車両の外部のサーバをドアロック装置の状態判定装置として機能させてもよい。ドアロック装置を駆動させるための駆動信号が出力されるタイミングと、ドアロック装置の動作が完了するまでのタイミングとに関する情報を、状態判定装置として機能させる対象となるコンピュータで取得するようにすれば、当該コンピュータで解錠経過時間や施錠経過時間を算出することができる。そして、状態判定装置として機能させる対象となるコンピュータにおいて、これら解錠経過時間や施錠経過時間が規定時間より長いときに、ドアロック装置に異常が生じていると判定すればよい。すなわち、状態判定装置として機能させる対象となるコンピュータが、算出部及び判定部を有する構成となる。

・例えば車両制御装置１２を状態判定装置として利用する場合、車両制御装置１２が出力する指令信号Ｗを、ドアロック装置を駆動させるための駆動信号として扱ってもよい。ここで、ドアロック装置が、上記実施形態で示したソレノイドを利用したタイプのものであるとする。この場合、ドア１０が全閉状態であるときに車両制御装置１２がドア１０を開く指令信号Ｗを出力すると、その指令信号Ｗを受信したドア制御ユニット５０が励磁信号ＥＭ１を出力してドアロック装置３０を解錠動作させる。そして、ドアロックスイッチ３８からのロック信号ＬＳの出力がオフに切り替わり、その情報が車両制御装置１２に出力される。この一連の過程において、車両制御装置１２は、指令信号Ｗを出力してから、ロック信号ＬＳがオフに切り替わった情報を取得するまでの経過時間を算出し、その経過時間を規定時間と比較することによって、ドアロック装置３０の異常の有無を判定することができる。なお、この場合の規定時間は、車両制御装置１２が指令信号Ｗを出力してからその信号がドア制御ユニット５０で受信するまでの経過時間や、ロック信号ＬＳがオフに切り替わったことが車両制御装置１２に入力されるまでの経過時間等を考慮した値として設定される。

また、上記のように車両制御装置１２が出力する指令信号Ｗをドアロック装置を駆動させるための駆動信号として扱う場合において、ドアロック装置の施錠動作に合わせてドアロック装置の異常の有無を判定する。この場合、ドア１０の開状態において、車両制御装置１２がドア１０を閉じる指令信号Ｗを出力すると、その指令信号Ｗを受信したドア制御ユニット５０は、先ずドア１０を閉動作させる。そして、ドア１０が全閉状態になった後、ドア制御ユニット５０はドアロック装置３０を施錠動作させる。そして、ドアロックスイッチ３８からのロック信号ＬＳの出力がオンに切り替わり、その情報が車両制御装置１２に出力される。この場合、車両制御装置１２が指令信号Ｗを出力してから、ロック信号ＬＳがオンに切り替わった情報を当該車両制御装置１２が取得するまでの経過時間は、ドア１０が閉動作している間の経過時間を含んでいる。そこで、車両制御装置１２が出力する指令信号Ｗをドアロック装置の駆動信号として扱う場合においては、上記したドアクローズスイッチの検出信号を利用すればよい。すなわち、ドアクローズスイッチの検出信号を利用して、指令信号Ｗが出力されてからドアが閉じるまでのドア閉経過時間を算出しておけば、電動モータ２２の回転によってドア１０の閉鎖とドアロック装置の施錠動作とを駆動する変更例の場合と同様にして、ドアロック装置の施錠動作の遅れの有無を把握できる。

・上記変更例のように、車両制御装置１２が指令信号Ｗを出力してからドアロック装置の動作が完了するまでの経過時間に基づいて、ドアロック装置の異常の有無を判定する場合において、鉄道車両の外部のサーバで、上記の経過時間を算出してドアロック装置の異常の有無を判定するようにしてもよい。

・ドアは片開きであってもよい。すなわち、片開きのドアをロックするロック装置に関して、当該ドアロック装置の異常の有無を判定してもよい。

ドアロック装置の異常を判定する手法は、駆動信号が出力されてから、ドアロック装置の施錠動作又は解錠動作が完了するまでの経過時間に基づいた手法であればよく、経過時間と規定時間とを比較する手法に限定されない。例えば、ドアの開閉毎に取得される経過時間を順に並べていって経過時間の長さの推移（変化の傾向）を監視する。そして、変化の傾向が例えば一定の上昇率を越えたときにドアロック装置に異常が生じていると判定してもよい。また、一つ前のタイミングで取得した経過時間と次のタイミング経過時間との変化の割合が基準値以上であるときにドアロック装置に異常が生じていると判定してもよい。

１２…車両制御装置、３０…ドアロック装置、３２…ソレノイド、３４…ロックピン、３８…ドアロックスイッチ、５０…ドア制御ユニット、６０…状態判定装置、６１…算出部、６２…判定部。

Claims (5)

1. ドアロック装置を駆動させるための駆動信号が出力されてから前記ドアロック装置の施錠動作又は解錠動作が完了するまでの経過時間を算出する経過時間算出部と、
   前記経過時間算出部が算出した経過時間を記憶する記憶部と、
   同一の鉄道車両に複数搭載される前記ドアロック装置に関する前記経過時間を前記記憶部から取得して、取得した過去の所定期間の経過時間に基づいて前記ドアロック装置に異常が発生していると判定する規定時間を算出する規定時間算出部と、
   前記経過時間が前記規定時間よりも長いときに前記ドアロック装置に異常が生じていると判定する判定部と、を備える
   ドアロック装置の状態判定装置。
2. 前記経過時間算出部は、前記駆動信号が出力された後、前記ドアロック装置がドアを施錠した状態と前記ドアを解錠した状態とでドアロックスイッチの出力信号が切り替わるタイミングを前記ドアロック装置の動作が完了するタイミングとして前記経過時間を算出する
   請求項１に記載のドアロック装置の状態判定装置。
3. 前記経過時間算出部は、前記ドアロック装置による解錠時の前記経過時間を算出する
   請求項１又は２に記載のドアロック装置の状態判定装置。
4. ドアロック装置を駆動させるための駆動信号が出力されてから前記ドアロック装置の動作が完了するまでの経過時間を算出する経過時間算出ステップと、
   算出した経過時間を記憶する記憶ステップと、
   同一の鉄道車両に複数搭載される前記ドアロック装置に関する前記経過時間を取得して、取得した過去の所定期間の経過時間に基づいて前記ドアロック装置に異常が発生していると判定する規定時間を算出する規定時間算出ステップと、
   前記経過時間が前記規定時間よりも長いときに前記ドアロック装置に異常が生じていると判定する判定ステップと、を有する
   ドアロック装置の状態判定方法。
5. コンピュータに、
   ドアロック装置を駆動させるための駆動信号が出力されてから前記ドアロック装置の動作が完了するまでの経過時間を算出する経過時間算出処理と、
   算出した経過時間を記憶する記憶処理と、
   同一の鉄道車両に複数搭載される前記ドアロック装置に関する前記経過時間を取得して、取得した過去の所定期間の経過時間に基づいて前記ドアロック装置に異常が発生していると判定する規定時間を算出する規定時間算出処理と、
   前記経過時間が前記規定時間よりも長いときに前記ドアロック装置に異常が生じていると判定する判定処理と、を実行させる
   ドアロック装置の状態判定プログラム。