JPH04194184A

JPH04194184A - 車両用扉の再開閉制御装置

Info

Publication number: JPH04194184A
Application number: JP2324118A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Oiwa; 大岩　義行; Kenji Kawato; 川戸　健司; Shigeaki Tsuchito; 土塔　重明; Shigenobu Matsumoto; 松本　茂伸
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd; Nabco Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd; Nabco Ltd
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-14
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JP2587723B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車両用扉の扉閉動作時に、人や物が挟まった
ことを検知して扉を再開閉させる戸挾み防止機能を備え
た車両用扉の再開閉制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

鉄道車両用扉の開閉制御装置においては、扉が閉じる際
に、扉と扉の間あるいは扉と扉枠との間に人や物が挟ま
った場合には、これを検知すると共に、扉を一旦開放し
て戸挟み状態を解消した後、再び閉止する、所謂戸挟み
防止機構の設置が不可欠となっている。

かかる扉開閉制御装置における戸挟み防止機構としては
、例えば特開昭５８−２１０２６６号公報に示されるよ
うに、扉の開閉をモータで行う車両側扉の戸挟み防止機
構を提示することができる。ここに開示されるドア開閉
制御装置では、第９図に示されるように、電源１と協働
するモータ制御リレー２の動作によってモータ３を回転
させて車両用ドア４を開放又は閉鎖すると共に、光源５
とセン号６の間に破断ディスク７を介設してなるタコメ
ータ８を、上記モータ３の軸に取付け、且つタコメータ
８をドア制御装置９に接続し、入力１０上のタコメータ
出力信号をドア制御装置９へ送っている。

タコメータ８は、モータ３の速度の減少を感知してドア
制御リレー１１を作動させ、リミットスイッチ１２を介
してモータ制御リレー２の動作を決定する。車両制御装
置１３は、モータ制御リレー２へドア開放コマンド信号
及びドア閉鎖コマンド信号のいずれかを発生するもので
、ドア開放コマンド信号によりモータ制御リレー２を励
磁して車両ドア４を開放し、ドア閉鎖コマンド信号によ
りモータ制御リレー２を消値して車両ドア４を閉鎖せし
める。モータ制御リレー２は、接地人力１４をドア制御
装置９へ供給しており、ドア閉鎖コマンド信号が車両制
御装置１３により与えられると、モータ制御リレー２は
その接地人力１４を取り去ってドア制御装置９の動作を
開始させる。

上記において、車両ドア４の移動経路に障害物があリモ
ータ３の速度が所定のしきい値以下に低下すると、ドア
制御装置９はドア制御リレー１１を介してモータ３を制
御し、車両ドア４は所定時間、再開放された後、再び閉
方向に移動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、このドア開閉制御装置は、モータ回転数に対
してしきい値を設けて戸挾み検知を行うもので耐久性や
理論的な信頼性等の点で前者の戸挟み防止機構より優れ
ているが、モータの場合、回転数と回転トルク即ち閉動
速度と閉動トルクの間に反比例の関係があり、閉動速度
が大きい領域では閉動トルクが小さくなるので風圧等に
よって扉に摩擦抵抗が働くと、閉動速度が大きく変化す
る。この結果、戸挟み検知の為のしきい値を高く設定し
ていると、閉動速度がすぐにしきい値を下回って戸挟み
検知機構が誤動作する。

そこで、閉動速度の高速域ではしきい値を低く設定せざ
るを得す、戸挟みによって閉動速度がかなり低下しない
限り戸挟み防止機構が働かないという点で安全性に欠け
る面がある。

本発明は上記事情に着目してなされたものであって、扉
閉動作の全行程において、戸挾みを高精度に検知して扉
を自動的に再開閉させ得るような、安全性の高い車両側
扉の再開閉制御装置の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

しかして上記目的を達成した第一発明に係る車両側扉の
再開閉制御装置は、第１図に示すように、空気圧シリン
ダ１５によって扉を開閉駆動する車両側扉の再開閉制御
装置であって、前記空気圧シリンダ１５に設置されて扉
の移動に応じてパルス信号を発生するエンコーダ１６と
、前記エンコーダ１６からのパルス信号により扉の移動
位置を検出する位置検出手段１７と、前記エンコーダか
らのパルス信号発信間隔により扉の移動速度を検出する
速度検出手段１８と、扉の移動領域に応じた基準速度を
有し、前記位置検出手段１７からの位置信号に応じて前
記基準速度を設定する基準速度設定部１９と、前記速度
検出手段１８からの速度データと基準速度設定部１９か
らの設定基準速度データを比較し、扉開閉制御部２０に
開閉信号を出力する比較部２１とを備えたものであり、
第二発明に係る車両側扉の再開閉制御装置は、第２図に
示すように、上記基本構成に加えて、扉閉動作時の扉ス
トローク量が一定以上の時、補正信号を出力すると共に
、補正回数をカウントする判定部２２と、実際に扉を駆
動した時の移動速度を演算して実移動速度を得ると共に
、該実移動速度を前記任意の回数付記憶する演算記憶部
２３と、各回の扉閉動作の終了時に前記演算記憶部２３
に保持された各回の実移動速度と予め記憶された基準速
度とを演算して新たな基準速度を出力する補正演算部２
４とを有する補正手段２５を付加したものである。

〔作用〕

上記第一発明の構成によれば、扉は空気圧シリンダ１５
によって開閉駆動されると共に、位置検出手段１７並び
に速度検出手段１８においては、前記空気圧シリンダ１
５に設置されたエンコーダ１６からのパルス信号によっ
て扉の位置及び移動速度を検出することができる。そし
て、基準速度設定部１９で戸挟み検知の判定基準となる
基準速度を、位置検出手段１７からの位置信号に応して
設定することにより、比較部２１では、速度検出手段１
８からの速度データと基準速度設定部１９からの設定基
準速度データが対比され、対比結果に基いて戸挾みの有
無を判定し、扉開閉制御部２０に開閉信号を出力するこ
とができる。

上記戸挟み防止機構において、本発明は、扉開閉駆動手
段として空気圧シリンダ１５を使用しているが、空気圧
シリンダ１５における駆動トルクは、ピストンの面積と
そこに加わる面圧の積に対応するので、モータ駆動式の
車両用扉と違って、駆動トルクは駆動速度の影響を受け
ることがない。従って、閉動速度が高い領域でも高いト
ルクで扉を駆動させることができ、外乱によって閉動速
度が大きく低下することがないので、戸挟み検知の判定
基準となる基準速度を高く設定することができる。かく
して、戸挾みの発生を精度良く検知して扉を再開閉する
ことができ、過度の戸挟みによる危険から乗客を保護す
ることができる。

又、第二発明では、前記構成に加えて、基準速度をより
適確に設定する為に、判定部２２．演算記憶部２３．補
正演算部２４等からなる補正手段２５を設けており、判
定部２２では、エンコーダ１６からのパルス量が一定以
上の時、補正可能の信号を発すると共に、補正回数をカ
ウントする。一方、演算記憶部２３は、速度検出手段１
８からの速度データにより扉閉動作における実際の扉の
移動速度を演算して実移動速度を得ると共に、該実移動
速度を任意の回数分記憶しておく。そして、補正演算部
２４では、各回毎の扉閉動作において演算記憶部２３に
保持された各回の実移動速度と予め記憶された基準速度
とを演算して新たな基準速度を出力する。上記補正操作
を所定回数繰返すことにより、当該車両用扉の標準的な
閉動状態に適合した基準速度を設定することができ、戸
挟み検知による再開閉動作をより的確に実施することが
できる。

〔実施例〕

本発明に係る再開閉制御装置の説明に先立って、本発明
が通用される車両用扉の開閉装置の一般的構成について
説明する。

扉開閉装置は、第３図に示すように、扉を駆動させる空
気圧シリンダ１５、速度調整部２６、開閉制御部２７等
からなり、空気圧シリンダ１５と圧力空気源２８を結ぶ
空気通路２９に減圧弁３０．ドアコック３１゜フィルタ
３２等が介設されている。

速度調整部２６は、空気圧シリンダ１５の通路３３゜３
４に、夫々クツション調整絞り部３５，３５ａと、逆止
弁３６，３６ａと、速度調整絞り部３７．３７ａとを接
続してなる。

上記扉開閉装置において、ソレノイドバルブ３８により
切換弁３９を切り換えることにより空気圧シ　、リンダ
１５の中空ピストン４０及び小ピストン４１が移動して
扉の開閉が行われる。そして、開閉速度の調整は、速度
調整絞り部３７．３７ａによって行われ、又、クツショ
ン調整絞り部３５．３５ａによって開閉動作停止直前の
移動速度調整が行われる。

かかる扉開閉装置による標準的な閉動速度変化は、例え
ば、第４図に実線で示す通りであり、移動領域は、加速
域、定（高）遠域、減速域、クツション域に分けること
ができる。尚、回倒では、全閉位置のストロークを”０
”とし、全開位置を”６５０　”としている。そして、
全開位置から扉は、加速されつつ閉動作を開始し、定速
（高速Ｖ）Ｉ）域に達すると、該速度を維持しながら扉
は急速に閉止されてい（。そして、減速域に達すると、
所定の減速率で所定の低速度νＬに達するまで速度を低
下させ、クツション域では、低速度を維持しながら扉を
緩やかに閉動させて全閉位置に到達する。

本発明は、上記扉閉動作時の閉動速度変化に対応して戸
挟み検知を行うものであり、扉を開閉駆動させる空気圧
シリンダ１５にエンコーダ１６を設置し、エンコーダ１
６からのパルス信号で扉の位置及び扉の実移動速度を検
知し、各移動領域に応じて、第４図に破線で示す如く、
戸挟み検知の為の基準速度を設定して、実移動速度が基
準速度より低下すると、戸挾みが発生したと判断して扉
の再開閉を行うものである。尚、ここでは、基準速度Ｖ
ＬＶ２を標準閉動速度（ＶＨ，ＶＬ　）の８０％となる
ように設定することを目安としている。又、加速域の基
準速度は、高速域の基準速度の１／２に設定され、減速
域ではｖｌからｖ２まで一定の減速率で基準速度を低減
させている。さらに、全開位置から５０ｍ＋＋＋のスト
ロークの間と、全閉位置の手前には不感部を夫々設けて
いる。上記閉動速度の比較制御に加えて、減速域を除（
移動領域では、各領域毎に基準減速度を設定し、実減速
度が基準減速度より大きくなると戸挾みが発生したこと
を検知する減速度比較制御を行うことができる。

次に、上記再開閉制御を行う為の実施例に係る再開閉制
御装置について説明すると、該再開閉制御装置は、第５
図に示すように、両開き式の車両用扉４ａ、４ｂに設置
された空気圧シリンダ１５、扉４ａ＋４ｂを両方向に開
閉させるランクピニオン機構におけるとニオンに同軸的
に取付けられた回転式のエンコーダ１６及びマイコン内
に組込まれた再開閉制御部４３、扉開閉リレー（扉開閉
制御部）４４からなり、再開閉制御部４３は、エンコー
ダ１６からのパルス信号を受けて速度を検出する速度検
出手段１８、エンコーダ１６からのパルス信号により位
置を検出する位置検出手段１７、移動速度比較部２１ａ
　、減速度比較部４５、再開閉タイマ４６及び判定部２
２、演算記憶部２３、補正演算部２４からなる補正手段
２５等を備えてなり、該再開閉制御部４３には、戸閉ス
イッチ４７、自動・手動切換スイッチ４８、開閉指令ス
イッチ４９からの信号が入力されている。又、タイマ４
６にはタイマ調整つまみ５０、補正手段２５には高速領
域基準速度調整つまみ５１、クツション領域基準速度調
整つまみ５２が夫々設置されている。尚、本実施例では
、基準速度設定部及び基準減速度設定部を、夫々移動速
度比較部２１ａ及び減速度比較部４５に組込んでいる。

次いで、上記再開閉制御装置４３の動作を、第６゜７図
のマイコンプログラムを示すフローチャートに従って説
明すると、まず始めに、ステップＳ１で電源を投入した
後、ステップＳ２で扉が閉位置にあることを検知してス
トロークを”０”に設定すると共に、マイコンから周波
数Ｉ　ＫＨ２でフリッカの出力を開始する。次いで、ス
テップＳ３で調整つまみ５０，５１．５２により仮設定
した基準速度値及びタイマー値を初期設定値としてイン
プットした後、ステップＳ４乃至５１６で示される補正
ループに入る。

補正ループでは、先ずステップＳ４で扉の動作が閉行程
と閉行程のいずれに有るかを判定する。ここで閉行程に
あると判定された場合には、ステップＳ５で開設定を行
うと共に、ステップＳ４ヘリターンする。一方、閉行程
にあると判定された場合には、ステップＳ６で閉設定を
行うと共に、ステップ５７．Ｓ８の判定を行う。即ち、
ステップＳ７では補正回数が１０回であるか否かを判定
し、判定がＮＯである場合には、今回の扉開閉動作で扉
が十分ム二開いたかどうかを知る為にステップＳ８に進
み、ここで最大ストロークが６００以上であったか否か
を判定する。

ステップＳ８でＹＥＳと判定された場合には、ステップ
Ｓ９へ進み、補正フラグを”１”にセントする。

一方、ステップＳ７でＹＥＳと判定された場合には、補
正回数が規定の１０回に到達したことを意味し、又、ス
テップＳ８でＮＯと判定された場合には途中の動作の反
転等により扉が十分に開放されなかったことを意味する
ので、これらの場合には、補正データを採用する必要が
ないかあるいは採用できず、ステップＳ１０に進み、補
正フラグは１０″にセントされる。

ステップＳ９あるいはＳＩＯで補正フラグがセントされ
ると、ステップＳｌｌに進み、全閉位置不感帯検知手段
として戸閉めスイッチを採用するかパルス信号によるス
トロークを採用するかを判定する。

ちなみに、全閉位置に到達したかどうかは、扉が全閉状
態になったとき作動する戸閉めスイッチでも検知するこ
とができる。ここで、戸閉めスイッチを採用した場合に
は、ステップＳ１２に進み、戸閉めスイッチがオンかオ
フかを判定し、戸閉めスイッチがオンであれば、ステッ
プＳ１４に進み、補正フラグが”ｌ”か”０″かを判定
する。一方、ステップＳｌｌでパルス信号によるストロ
ークを採用した場合には、ステップＳ１３へ進み、扉の
位置を示すストロークパルスが３以下であるか否かを判
定し、この判定がＹＥＳである場合（扉が全閉位置にあ
るとみなすことができる場合）には、ステップＳ１４へ
進む。そして、ステップＳ１４で補正フラグが１”と判
定された場合には、ステップＳ１５へ進み、基準速度値
の補正を行った後、ステップＳ４へリターンし、一方、
ステップＳ１４で補正フラグが”０″と判定された場合
には、そのままステップＳ４ヘリターンする。

ここで、ステップ５１５における補正の内容は、第８図
に示すように、ステップＳ３からの初期設定値の読み込
み値と、今回の補正ループにおける実移動速度の演算・
記憶値から下式に基いて新たな基準速度の演算を行い出
力するものである。

（計算式の一例）初期値　　　ａ・・・定（高）速領域、ｂ・・・クツシ
ョン領域実移動速度　静・・・定（高）速領域、Ｂｎ・・・クツ
ション領域（但し、ｎは補正回数を示し、ｌ≦ｎ≦１０）新たな基準速度の演算定（高）速領域八’−（ａ　＋（ＡＩ＋・・・＋Ａｎ）　）／（ｎ＋１
）クツション領域 ”＝〔ｂ　”　　（Ｂ１＋　・・・十Ｂｎ））／（ｎ＋
１）一方、扉が全閉位置に至らず、ステップＳ１２でオフと
判定された場合又はステップ５１３でＮＯと判定された
場合には、ステップＳ１６に進み、自動運転モードか手
動運転モードかを判定する。ここで、自動運転モードと
判定された場合には、ステップＳ１７から５２６で示さ
れる戸挟み検知ループに入る。

ステップＳ１７では、ストロークが戸挟み検知の不感帯
である扉全開位置よりストロークが５０ｍｍ少ない領域
にあるか否かを判定し、判定がＹＥＳである場合には、
ステップＳ１８からＳ２４でいずれの移動領域にあるか
を順次判定若しくは決定する。即ち、ステップＳ１Ｂで
加速域にあると判定された場合、ステップＳ１９で定（
高）速球にあると判定された場合あるいはステップＳ２
１でクツション域にあると決定された場合のいずれかの
場合には、ステップＳ２２に進み、減速度判定を行う。

ここで、戸挟みにより減速度が各領域の基準減速度設定
値■αより大きい場合、即ちＹＥＳと判定された場合に
は、ステップＳ２４へ進み、出カフリンカを停止すると
共に、扉開閉リレー（扉開閉制御部）４４に開指令が発
せられる。

一方、ステップＳ２２で減速度が小さくＮｏと判定され
た場合、並びにステップ３１８及びＳ１９でＮＯと判定
されると共にステップＳ２０で減速域にある（ＹＥＳ　
）と判定された場合には、ステップＳ２３へ進み、閉動
速度が前記補正ループで設定した各移動領域毎の基準速
度より小か否かを判定する。そして、判定がＹＥＳであ
る場合には、ステップＳ２４に進んで上記と同様の処理
が行われ、一方、ＮＯと判定された場合には、戸挟みは
起こらなかったのでステップＳ４へリターンする。

ステップＳ２４で出力フリッカを停止した後は、ステッ
プＳ２５で戸挾みを解消すべく、タイマ４６によって設
定された設定時間、即ち開指令継続時間が完了したか否
かを判定し、開指令時間が設定時間に到達していない場
合即ちＮＯの場合には、ステップＳ２５をループして、
開状態が保持される。−方、ステップＳ２５で設定時間
が完了してＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ２
６で出力フリッカを再開すると共に、扉開閉リレー４４
に再び閉指令が送られ、再開閉制御行程はステップＳ４
へリターンする。

上記のように、扉閉動作の全行程において、閉動速度に
近い基準速度を設定して再開閉制御を行うことにより、
戸挾みを高精度に検知して扉を再開閉することができ、
安全性の高い車両側扉を提供することができる。

特に、上記実施例では、マイコンから常時ＩＫ）１２で
出カブリンカが発生し、該出カフリンカが停止すること
で開指令が発せられる。従って、マイコンの異常、マイ
コンの電源遮断、リレー電源の遮断、出力電気部品の故
障等が起こっても、これによって出力パルスがなくなり
、開指令が出力されることとなって戸挟み防止機構にお
けるフェイルセイフ機能を果たすことになる。尚、マイ
コン故障時には車両の再開閉機能を手動モードとし、再
開閉制御部の機能を停止させる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されており、空気圧シリンダ
に設置されたエンコーダからのパルス信号により位置検
出並びに速度検出を行うと共に、扉移動領域に応じて設
けられた基準速度を位置信号に基いて選択して速度検出
値と比較し、速度検出値が基準速度を下回ると、これを
もって戸挾みと判断し、扉を再開閉することができる。

特に、扉駆動手段として空気圧シリンダを用いているの
で高速域でも扉の駆動トルクを高く維持することができ
、外乱による閉動速度の変動を抑えることができる。従
って戸挟み検知の判定基準となる基準速度を標準的な閉
動速度に近接した値に設定することができ、戸挾みが起
こると閉動速度が直ちに基準速度を下回ることとなって
戸挾みを高精度に検知して扉を再開閉することができる
。

又、基準速度を設定するに当たり、判定部、演算記憶部
、補正演算部からなる補正手段を用いて任意回数の扉閉
動作を繰返すことにより扉の標準的な閉動状態に最も適
した基準速度を設定することができ、戸挾みの検知をよ
り的確に検知して再開閉制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の構成を示す機能ブロック図、第２図
は第２発明の構成を示す機能ブロック図、第３図は扉開
閉装置の空気回路図、第４図は閉動速度変化及び基準速
度変化を示すグラフ、第５図は実施例に係る再開閉制御
装置を示す説明図、第６．７図は再開閉制御装置に組込
まれるマイコンに記憶されたプログラムの一例を示すフ
ローチャート、第８図は補正プログラムの内容を示すフ
ローチャート、第９図は従来例を示すブロック図である
。１５・・・空気圧シリンダ１６・・・エンコーダＩ７・・・位置検出手段１８・・・速度検出手段１９・・・基準速度設定部２０・・・扉開閉制御部２１・・・比較部２２・・・判定部２３・・・演算記憶部２４・・・補正演算部２５・・・補正手段特許出願人　　日本エヤーブレーキ株式会社同　　　　
日本車輌製造株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空気圧シリンダによって扉を開閉駆動する車両用
扉の再開閉制御装置であって、前記空気圧シリンダに設
置されて扉の移動に応じてパルスを発生するエンコーダ
と、前記エンコーダからのパルスにより扉の移動位置を
検出する位置検出手段と、前記エンコーダからのパルス
により扉の移動速度を検出する速度検出手段と、扉の移
動領域に応じた基準速度を有し、前記位置検出手段から
の位置信号に応じて前記基準速度を設定する基準速度設
定部と、前記速度検出手段からの速度データと基準速度
設定部からの設定基準速度データを比較し、扉開閉制御
部に開閉信号を出力する比較部とを備えたことを特徴と
する車両用扉の再開閉制御装置。
（２）扉閉動作時の扉ストローク量が一定以上の時、補
正信号を出力すると共に、補正回数をカウントする判定
部と、実際に扉を駆動した時の移動速度を演算して実移
動速度を得ると共に、該実移動速度を前記任意の回数分
記憶する演算記憶部と、各回の扉閉動作の終了時に前記
演算記憶部に保持された各回の実移動速度と予め記憶さ
れた基準速度とを演算して新たな基準速度を出力する補
正演算部とを有する補正手段を付加してなる請求項１に
記載の車両用扉の再開閉制御装置。