IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 富士電機株式会社の特許一覧

特開2024-95435診断装置、診断システム、診断方法、プログラム
<>
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図1
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図2
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図3
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図4
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図5
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図6
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図7
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図8
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図9
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図10
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図11
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図12
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図13
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図14
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図15
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図16
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図17
  • 特開-診断装置、診断システム、診断方法、プログラム 図18
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024095435
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】診断装置、診断システム、診断方法、プログラム
(51)【国際特許分類】
   B61D 19/02 20060101AFI20240703BHJP
   B61L 25/04 20060101ALI20240703BHJP
   E05F 15/48 20150101ALI20240703BHJP
   E05F 15/41 20150101ALI20240703BHJP
   E05F 15/73 20150101ALI20240703BHJP
【FI】
B61D19/02 A
B61L25/04
E05F15/48
E05F15/41
E05F15/73
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022212720
(22)【出願日】2022-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】湯川 真次
【テーマコード(参考)】
2E052
【Fターム(参考)】
2E052AA09
2E052CA06
2E052DA08
2E052DB08
2E052EA15
2E052EB01
2E052EC03
2E052GA02
2E052GA05
2E052GA08
2E052GA09
2E052GB06
2E052GB15
2E052LA09
(57)【要約】
【課題】鉄道車両のドアの開閉動作時の抵抗に関する異常の診断をより適切に行うことが可能な技術を提供する。
【解決手段】一実施形態に係るドア制御装置100は、鉄道車両1における乗客の乗降時の速度V1よりも遅い速度V2で鉄道車両1のドア80が開動作を行ったとき、及び速度V2でドア80が閉動作を行ったときの少なくとも一方でのドア80を駆動するモータ30の電流のデータを取得し、取得したデータに基づき、ドア80の走行抵抗に関する異常の診断を行う。
【選択図】図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で前記鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び前記第2の速度で前記ドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方での前記ドアを駆動する電動機の、前記ドアの駆動に関するデータを取得し、
取得した前記データに基づき、前記ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う、
診断装置。
【請求項2】
前記第2の速度は、一定の速度である、
請求項1に記載の診断装置。
【請求項3】
取得した、前記第2の速度での前記ドアの開動作の開始から停止までの間の定常状態の期間における時系列の前記データ、及び前記第2の速度での前記ドアの閉動作の開始から停止までの間の前記定常状態の期間における時系列の前記データの少なくとも一方の前記データと、前記定常状態の期間における時系列の基準データとの比較により、前記異常の診断を行う、
請求項1又は2に記載の診断装置。
【請求項4】
前記少なくとも一方の前記データと前記基準データとの差異が所定基準に対して相対的に大きい場合に、前記異常があると診断する、
請求項3に記載の診断装置。
【請求項5】
前記差異が前記所定基準に対して相対的に大きい状態の発生パターンに応じて、前記異常の原因を推定する、
請求項4に記載の診断装置。
【請求項6】
前記定常状態の期間の全体に亘って前記差異が前記所定基準に対して相対的に大きい場合に、前記異常の原因がドアレールのグリス枯れ又は汚損であると推定する、
請求項5に記載の診断装置。
【請求項7】
前記定常状態に対応する前記ドアの動作区間の始端から終端に向けて前記差異が増大することにより前記差異が前記所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している場合、前記異常の原因がドアレールの前後方向での傾斜状態の変化であると推定する、
請求項5に記載の診断装置。
【請求項8】
前記定常状態の区間の一部で局所的に前記差異が前記所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している場合に、前記異常の原因がドアレールへの異物の混入、又はドアレールの変形であると推定する、
請求項5に記載の診断装置。
【請求項9】
前記ドアの開動作及び閉動作の少なくとも一方の動作が複数回行われたときのそれぞれの前記データについて、局所的に前記差異が前記所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している箇所に対応する前記ドアの位置が相対的に狭い範囲に集約されている場合、前記異常の原因がドアレールの変形であると推定し、局所的に前記差異が前記所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している箇所に対応する前記ドアの位置が相対的に広い範囲に分散している場合、前記異常の原因がドアレールへの異物の混入であると推定する、
請求項8に記載の診断装置。
【請求項10】
取得した、前記第2の速度での前記ドアの開動作の開始から停止までの間の定常状態の期間における時系列の前記データ、及び前記第2の速度での前記ドアの閉動作の開始から停止までの間の前記定常状態の期間における時系列の前記データの比較により、前記異常の診断を行う、
請求項1又は2に記載の診断装置。
【請求項11】
取得した、前記第2の速度での前記ドアの開動作の開始から停止までの間の前記定常状態に対応する前記ドアの動作区間における前記データ、及び前記第2の速度での前記ドアの閉動作の開始から停止までの間の前記定常状態に対応する前記ドアの動作区間における前記データを前記ドアの同じ位置で比較したときの差が所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している場合、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化によって前記異常が発生していると診断する、
請求項10に記載の診断装置。
【請求項12】
鉄道車両の乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で前記鉄道車両のドアに開動作及び閉動作の少なくとも一方を行わせ、
前記第2の速度で前記鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び前記第2の速度で前記閉動作を行ったときの少なくとも一方での前記ドアを駆動する電動機の、前記ドアの駆動に関するデータを取得し、
取得した前記データに基づき、前記ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う、
診断システム。
【請求項13】
情報処理装置が、
鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で前記鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び前記第2の速度で前記ドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方での前記ドアを駆動する電動機の、前記ドアの駆動に関するデータを取得し、
取得した前記データに基づき、前記ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う、
診断方法。
【請求項14】
情報処理装置に、
鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で前記鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び前記第2の速度で前記ドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方での前記ドアを駆動する電動機の、前記ドアの駆動に関するデータを取得させ、
取得させた前記データに基づき、前記ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行わせる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、診断装置等に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、鉄道車両のドアの開閉動作時の動作抵抗(以下、「走行抵抗」)に関する異常を診断する技術が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1では、ドアの一定速度の区間の電流の測定値を用いて、ドアの走行抵抗に関する異常(ドアのスライドレール動作抵抗の増大)の診断を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2020-82993号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1の方法では、ドアの開閉動作の定常状態の区間(一定速度の区間)に相当する位置でのドアの走行抵抗に関する異常を診断することができるものの、ドアの開閉動作の過渡状態の区間に相当する位置での異常を診断できない。そのため、例えば、ドアの全開位置や全閉位置に比較的近い位置でのドアの走行抵抗に関する異常を診断することができない可能性がある。
【0006】
そこで、上記課題に鑑み、ドアの走行抵抗に関する異常をより適切に診断することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で前記鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び前記第2の速度で前記ドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方での前記ドアを駆動する電動機の、前記ドアの駆動に関するデータを取得し、
取得した前記データに基づき、前記ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う、
診断装置が提供される。
【0008】
また、本開示の他の実施形態では、
鉄道車両の乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で前記鉄道車両のドアに開動作及び閉動作の少なくとも一方を行わせ、
前記第2の速度で前記鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び前記第2の速度で前記閉動作を行ったときの少なくとも一方での前記ドアを駆動する電動機の、前記ドアの駆動に関するデータを取得し、
取得した前記データに基づき、前記ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う、
診断システムが提供される。
【0009】
また、本開示の更に他の実施形態では、
情報処理装置が、
鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で前記鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び前記第2の速度で前記ドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方での前記ドアを駆動する電動機の、前記ドアの駆動に関するデータを取得し、
取得した前記データに基づき、前記ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う、
診断方法が提供される。
【0010】
また、本開示の更に他の実施形態では、
情報処理装置に、
鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で前記鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び前記第2の速度で前記ドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方での前記ドアを駆動する電動機の、前記ドアの駆動に関するデータを取得させ、
取得させた前記データに基づき、前記ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行わせる、
プログラムが提供される。
【発明の効果】
【0011】
上述の実施形態によれば、ドアの走行抵抗に関する異常をより適切に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】鉄道車両のドアの開閉動作に関連する構成の一例を示すブロック図である。
図2】鉄道車両のドア及びドア駆動機構の配置構造の一例を示す概略図である。
図3】鉄道車両のドア及びドア駆動機構の配置構造の一例を示す概略図である。
図4】鉄道車両のドア及びドア駆動機構の配置構造の一例を示す概略図である。
図5】鉄道車両のドア及びドア駆動機構の配置構造の一例を示す概略図である。
図6】鉄道車両のドア及びドア駆動機構の配置構造の一例を示す概略図である。
図7】通常モードでのドアの開閉動作時におけるモータの電流、ドアの速度、及びドアの位置の時間変化の一例及び他の例を表す図である。
図8】診断モードでのドアの開閉動作時におけるモータの電流、ドアの速度、及びドアの位置の時間変化の一例を表す図である。
図9】ドアの走行抵抗に関する異常発生時におけるドアの開動作時や閉動作時のモータの電流の第1例を模式的に表す図である。
図10】ドアの走行抵抗に関する異常発生時におけるドアの開動作時や閉動作時のモータの電流の第2例を模式的に表す図である。
図11】ドアの走行抵抗に関する異常発生時におけるドアの開動作時や閉動作時のモータの電流の第3例を模式的に表す図である。
図12】ドアの走行抵抗に関する異常発生時におけるドアの開動作時や閉動作時のモータの電流の第3例を模式的に表す図である。
図13】ドアに関する異常診断の処理の第1例を示すシーケンス図である。
図14】ドアに関する異常診断の処理の第2例を示すシーケンス図である。
図15】診断システムの他の例を示す図である。
図16】ドアに関する異常診断の処理の第3例を示すシーケンス図である。
図17】診断システムの更に他の例を示す図である。
図18】ドアに関する異常診断の処理の第4例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
【0014】
[ドアの開閉動作に関する構成]
図1図6を参照して、鉄道車両1のドア80の開閉動作に関する構成の一例について説明する。
【0015】
図1は、鉄道車両1のドア80の開閉動作に関する構成の一例を示すブロック図である。図2図6は、鉄道車両1のドア80及びドア駆動機構200の配置構造の一例を示す概略図である。具体的には、図2は、ドア80の全閉且つ施錠状態におけるドア80及びドア駆動機構200を示す概略図である。図3は、全閉且つ解錠状態におけるドア80及びドア駆動機構200を示す概略図である。図4は、開動作中(開動作開始直後)或いは閉動作中(閉動作完了直前)におけるドア80及びドア駆動機構200を示す概略図である。図5は、開動作中(開動作完了直前)或いは閉動作中(閉動作開始直後)におけるドア80及びドア駆動機構200を示す概略図である。図6は、全開状態におけるドア80及びドア駆動機構200を示す概略図である。
【0016】
鉄道車両1は、1つの車両で構成される1両編成であってもよいし、複数の車両が数珠つなぎで連結される複数両編成であってもよい。
【0017】
図1図6に示すように、鉄道車両1は、上位装置10と、モータ30と、エンコーダ31と、電流センサ32と、施錠装置50と、DCS(Door Close Switch)60と、DLS(Door Lock Switch)70と、ドア80と、を含む。また、鉄道車両1は、ドア制御装置100と、電源150と、入力コンタクタ151と、ドア駆動機構200とを含む。
【0018】
上位装置10は、車両制御装置12と、ドア開閉操作装置14と、伝送装置16とを含む。
【0019】
車両制御装置12は、鉄道車両1の運行に関する制御を行う。例えば、鉄道車両1が複数両編成の場合、車両制御装置12は、先頭の車両の運転室と最後尾の車両の車掌室とに1つずつ設けられる。また、例えば、鉄道車両が1両編成の場合、車両制御装置12は、鉄道車両1(車両)の前端及び後端の運転室と車掌室とに1つずつ設けられる。
【0020】
車両制御装置12の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。車両制御装置12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、メモリ装置、補助記憶装置、及び外部との入出力用のインタフェース装置を含むコンピュータを中心に構成される。メモリ装置は、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)である。補助記憶装置は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)やフラッシュメモリである。インタフェース装置は、例えば、鉄道車両1の内部の通信回線や鉄道車両1の外部の通信回線に接続するための通信インタフェースを含む。また、インタフェース装置は、外部の記録媒体に接続するための外部インタフェースを含んでもよい。これにより、例えば、製造工程において、作業者は、鉄道車両1の運行の制御に関する処理に利用するプログラムや各種のデータを外部の記録媒体から車両制御装置12の補助記憶装置等にインストールすることができる。また、鉄道車両1の運行の制御に関する処理に利用するプログラムや各種のデータは、通信インタフェースを通じて、鉄道車両1の外部からダウンロードされてもよい。また、インタフェース装置は、接続する通信回線の種類に合わせて、複数の異なる種類のインタフェース装置を含んでよい。
【0021】
車両制御装置12は、鉄道車両1が駅等に停車しているときに、停車中であることを表す停車信号をドア制御装置100に出力する。また、車両制御装置12は、ドア開閉操作装置14から入力される、ドア80の開動作を指示する開指令或いはドア80の閉動作を指示する閉指令をドア制御装置100に向けて出力する。
【0022】
車両制御装置12は、インタロック信号を伝送する配線13が接続される。配線13は、その両端部が車両制御装置12に接続されると共に、配線13には、DCS60及びDLS70が設けられる。DCS60及びDLS70の少なくとも一方がオフ状態の場合、配線13が非導通状態であり、この場合、車両制御装置12に入力されるインタロック信号は、L(Low)レベルとなる。一方、DCS60及びDLS70が共にオン状態の場合、配線13が導通状態であり、この場合、車両制御装置12に入力されるインタロック信号は、H(High)レベルになる。車両制御装置12は、インタロック信号がHレベルの場合に、鉄道車両1を走行可能状態と判断する。そのため、インタロック信号がLレベルからHレベルに移行すると、鉄道車両1は、走行可能になる。
【0023】
ドア開閉操作装置14は、鉄道車両1の乗務員(例えば、車掌)がドア80の開閉操作を行うために用いられる。ドア開閉操作装置14は、開スイッチ14Aと、閉スイッチ14Bとを含む。例えば、鉄道車両1の停車中に開スイッチ14Aが操作されると、ドア開閉操作装置14は、LレベルからHレベルに立ち上がる開指令を車両制御装置12に出力する。また、例えば、鉄道車両1の停車中に閉スイッチ14Bが操作されると、ドア開閉操作装置14は、HレベルからLレベルに立ち下がる閉指令を車両制御装置12に出力する。
【0024】
伝送装置16は、鉄道車両1の複数のドア80ごとのドア制御装置100と車両制御装置12との間で信号の中継を行う。
【0025】
具体的には、伝送装置16は、車両制御装置12からドア制御装置100に向けて送信される各種信号を受信し、対象の一部或いは全部のドア制御装置100に伝送してよい(入力信号SDR)。また、伝送装置16は、それぞれのドア制御装置100から車両制御装置12に向けて送信される各種信号(出力信号SD)を受信し、車両制御装置12に伝送してよい。
【0026】
モータ30は、ドア80を開閉駆動する。モータ30は、例えば、三相交流の駆動電力で駆動される回転機である。モータ30は、三相交流の駆動電力で駆動されるリニアモータであってもよい。また、モータ30は、直流で駆動される直流モータであってもよい。
【0027】
エンコーダ31は、モータ30の回転位置や変位位置を検出する。例えば、モータ30が回転機の場合、エンコーダ31は、モータ30の回転軸の回転位置(回転角度)を検出する。エンコーダ31は、例えば、モータ30の回転軸の一回転中の回転位置(回転角度)、及び回転数を検出する。エンコーダ31は、モータ30の回転軸の回転位置に関する情報を含む検出信号を出力し、検出信号は、ドア制御装置100に取り込まれる。これにより、ドア制御装置100は、エンコーダ31の信号に基づき、ドア80の開閉方向での位置情報を取得することができる。つまり、エンコーダ31の信号に含まれる情報は、ドア80の位置情報に相当する。
【0028】
電流センサ32は、ドア制御装置100からモータ30に供給される三相交流の駆動電力の電流を検出する。電流センサ32は、ドア制御装置100とモータ30との間を接続するU相、V相、及びW相の3本の電力線のうちの2本の電力線の電流を検出する電流センサ32A,32Bを含む。例えば、電流センサ32Aは、U相の電力線の電流を検出し、電流センサ32Bは、W相の電力線の電流を検出する。また、電流センサ32は、残り1本の電力線の電流を検出する電流センサを含んでもよい。例えば、図1に示すように、電流センサ32は、ドア制御装置100に内蔵されてもよいし、ドア制御装置100の外部に設けられてもよい。電流センサ32(電流センサ32A,32B)の検出信号は、後述の常用系制御部110及び待機系制御部120に取り込まれる。
【0029】
施錠装置50は、ドア80の施錠及び解錠を行う。施錠装置50は、例えば、ピン51と、コイル52,53とを含み、双方向自己保持型ソレノイドによって実現される。コイル52,53は、それぞれ、ドア制御装置100と接続される。
【0030】
施錠装置50は、ドア制御装置100によってコイル52が通電されると、ピン51が施錠装置50の筐体から突出する。これにより、後述のロックピン230が解錠方向に移動し、ドア80が解錠される。また、施錠装置50は、自己保持型であることから、コイル52の通電が解除された後もその筐体から突出した状態を維持する。これにより、ドア80の解錠状態を維持することができる。
【0031】
施錠装置50は、ドア制御装置100によってコイル53が通電されると、ピン51が施錠装置50の筐体に引き込まれる。これにより、後述のロックピン230が施錠方向に移動し、ドア80が施錠される。また、施錠装置50は、自己保持型であることから、コイル53の通電が解除された後もその筐体に引き込まれた状態を維持する。これにより、ドア80の施錠状態を維持することができる。
【0032】
DCS60は、鉄道車両1のドア80の開閉状態に関する検知を行う。具体的には、DCS60は、鉄道車両1のドア80の完全に閉じられた全閉状態を検知する。DCS60は、例えば、ドア80が全閉位置まで移動すると、ドア80の作用によって押圧されるリミットスイッチによって実現される。
【0033】
DCS60は、固定接点61A1,61A2と、固定接点61B1,61B2と、可動接点62とを含む。
【0034】
固定接点61A1,61A2は、配線13を分断する態様で、配線13に直列に配置される。以下、固定接点61A1,61A2を便宜的にDCS60の「A接点」と称する場合がある。
【0035】
固定接点61B1,61B2は、両端がドア制御装置100に接続される配線101を分断する態様で、配線101に直列に配置される。これにより、ドア制御装置100は、固定接点61B1,61B2の導通状態及び非導通状態のそれぞれを示すHレベルの信号及びLレベルの信号によって、DCS60のオン・オフの状態を把握することができる。以下、固定接点61B1,61B2を便宜的にDCS60の「B接点」と称する場合がある。
【0036】
可動接点62は、軸方向(図1中の上下方向)に沿って移動することによって、DCS60のA接点(固定接点61A1,61A2)及びB接点(固定接点61B1,61B2)の何れか一方を導通させる。DCS60は、外力が作用しない状態では、可動接点62がB接点を導通させる状態、即ち、B接点がオン、及びA接点がオフの状態にある。一方、DCS60は、後述の如く、可動接点62がドア80の作用によって押圧されると、A接点が可動接点62によって導通された状態でA接点がオンされ、B接点がオフされる。そして、DCS60は、可動接点62がドア80の作用によって押圧されない状態に戻ると、B接点が可動接点62によって導通された状態でB接点がオンされ、A接点がオフされる状態に戻る。
【0037】
例えば、ドア制御装置100は、配線101を通じて入力される信号に基づき、DCS60のB接点のオン・オフ状態を把握することができる。また、例えば、ドア制御装置100は、配線101を通じて入力される信号を反転させることにより、DCS60のA接点のオン・オフ状態を把握することができる。
【0038】
DLS70は、ドア80の施錠の有無の検知を行う。具体的には、ドア80の施錠されている状態を検知する。DLS70は、例えば、ドア80のロックピン230が施錠位置に移動すると、ロックピン230の作用によって押圧されるリミットスイッチによって実現される。
【0039】
DLS70は、固定接点71A1,71A2と、固定接点71B1,71B2と、可動接点72とを含む。
【0040】
固定接点71A1,71A2は、配線13を分断する態様で、配線13に直列に配置される。以下、固定接点71A1,71A2を便宜的にDLS70の「A接点」と称する場合がある。
【0041】
固定接点71B1,71B2は、両端がドア制御装置100に接続される配線102を分断する態様で、配線102に直列に配置される。これにより、ドア制御装置100は、固定接点71B1,71B2の導通状態及び非導通状態のそれぞれを示すHレベルの信号及びLレベルの信号によって、DLS70のオン・オフの状態を把握することができる。以下、固定接点71B1,71B2を便宜的にDLS70の「B接点」と称する場合がある。
【0042】
可動接点72は、軸方向(図1中の上下方向)に沿って移動することによって、DLS70のA接点(固定接点71A1,71A2)及びB接点(固定接点71B1,71B2)の何れか一方を導通させる。DLS70は、外力が作用しない状態では、可動接点72がB接点を導通する状態、即ち、B接点がオンされ、A接点がオフされる状態にある。一方、DLS70は、可動接点72がロックピン230の作用によって押圧されると、A接点がオンされB接点がオフされる。そして、DLS70は、可動接点72がロックピン230の作用によって押圧されない状態に戻ると、B接点がオンされA接点がオフされる状態に戻る。
【0043】
例えば、ドア制御装置100は、配線102を通じて入力される信号に基づき、DLS70のB接点のオン・オフ状態を把握することができる。また、例えば、ドア制御装置100は、配線102を通じて入力される信号を反転させることにより、DLS70のA接点のオン・オフ状態を把握することができる。
【0044】
配線13は、ドア80が全閉し且つ施錠されることにより、DCS60のA接点及びDLS70のA接点が共にオンされると、導通状態となり、インタロック信号がHレベルになる。
【0045】
ドア80は、鉄道車両1の車体の左右の側面の開口部(以下、「ドア開口」)に設けられる両開き式の引戸である。ドア80は、ドアパネル80A,80Bを含む。
【0046】
ドアパネル80A,80Bは、モータ30の動力によって、ドア駆動機構200を介してドア80(車体のドア開口)の開閉動作を行う。具体的には、ドアパネル80A,80Bは、車体のドア開口の前後方向の中央を中心として前後方向で対称の動作を行うことにより、車体のドア開口を閉じたり開いたりすることができる。
【0047】
ドア80の全閉状態において、ドアパネル80A,80Bの互いに当接する部分には、それぞれ、戸先ゴム81A,81Bが設けられる。戸先ゴム81A,81Bは、それぞれ、ドアパネル80A,80Bの合わせ目の部分において、上端から下端に亘る範囲に設けられる。
【0048】
ドア制御装置100は、ドア80の開閉動作に関する制御を行う。ドア制御装置100は、鉄道車両1に設けられる複数のドア80ごとに設けられる。
【0049】
ドア制御装置100の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。ドア制御装置100は、例えば、CPU、メモリ装置、補助記憶装置、及び外部との入出力用のインタフェース装置を含むコンピュータを中心に構成される。メモリ装置は、例えば、SRAMである。補助記憶装置は、例えば、EEPROMやフラッシュメモリである。インタフェース装置は、例えば、鉄道車両1の内部の通信回線に接続するための通信インタフェースを含む。また、インタフェース装置は、外部の記録媒体に接続するための外部インタフェースを含んでもよい。これにより、例えば、製造工程において、作業者は、ドア80の制御に関する処理に利用するプログラムや各種のデータを外部の記録媒体からドア制御装置100の補助記憶装置等にインストールすることができる。また、ドア80の制御に関する処理に利用するプログラムや各種のデータは、通信インタフェースを通じて、上位装置10からダウンロードされてもよい。また、インタフェース装置は、接続する通信回線の種類に合わせて、複数の異なる種類のインタフェース装置を含んでよい。
【0050】
ドア制御装置100は、常用系制御部110と、待機系制御部120と、切換回路部130と、切換回路部140と、を含む。
【0051】
常用系制御部110は、ドア80の開閉動作に関する制御を行う。常用系制御部110は、電源回路111と、通信部112と、入力信号検出部113と、シーケンス部114と、モータ制御部115と、モータ駆動部116と、施錠・解錠駆動部117とを含む。
【0052】
電源回路111は、常用系制御部110の各種機器の駆動電源として機能する。電源回路111は、電源150からドア制御装置100に供給される、相対的に高い電圧(例えば、100V)の電力を用いて、常用系制御部110の機器を駆動するための相対的に低い電圧(例えば、5V以下)の電力を生成する。
【0053】
通信部112は、ドア制御装置100の外部の伝送装置16と双方向の通信を行う。
【0054】
入力信号検出部113は、ドア制御装置100の外部から入力される各種信号を検出する。
【0055】
また、入力信号検出部113は、検出した信号に基づき、各種処理を行ってもよい。
【0056】
例えば、入力信号検出部113は、入力された信号の中から所定の信号を検出すると、所定の信号をシーケンス部114やモータ制御部115に送る。即ち、入力信号検出部113は、入力される複数の種類の信号の中からシーケンス部114やモータ制御部115の制御で必要な信号を抽出(選択)し、シーケンス部114やモータ制御部115に送る。これにより、シーケンス部114及びモータ制御部115は、入力信号検出部113から入力される信号に基づき、後述のシーケンス制御やモータ30の駆動制御を適切に実行することができる。
【0057】
シーケンス部114は、入力信号検出部113から入力される信号に基づき、ドア80の開閉動作に関するシーケンス制御を行う。具体的には、シーケンス部114は、車両制御装置12からの停車信号、開指令、及び閉指令等に応じて、ドア80の開閉動作に関するシーケンス制御を行う。また、シーケンス部114は、エンコーダ31、DCS60、及びDLS70等の信号を用いて、ドア80の開閉状態、ドア80の開閉方向の位置、ドア80の施錠の有無等を把握しながら、ドア80の開閉動作に関するシーケンス制御を行う。
【0058】
モータ制御部115は、シーケンス部114からのドア80の開閉動作に関する制御指令に応じて、制御指令に対応するドア80の開閉動作を実現するように、モータ30の駆動制御を行う。モータ制御部115は、例えば、シーケンス部114から入力されるモータ30の速度指令及び推力指令に基づき、モータ30を駆動するPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、モータ駆動部116に出力する。具体的には、モータ制御部115は、入力信号検出部113から入力される、エンコーダ31及び電流センサ32等の検出信号を用いて、モータ30の電流及び回転軸の回転位置等を把握しながら、速度指令及び推力指令に適合するPWM信号を生成してよい。
【0059】
モータ駆動部116は、電源150から入力される直流電源を用いて、モータ30を駆動する三相交流電力を生成し出力する。モータ駆動部116は、例えば、直流を所定の電圧及び所定の周波数の三相交流に変換するインバータ回路を含む。モータ駆動部116は、その入力側の2本の直流電力線が入力コンタクタ151を通じて電源150に接続され、その出力側の3本の電力線が切換回路部130を通じてモータ30に接続される。
【0060】
施錠・解錠駆動部117は、シーケンス部114から入力される施錠指令や解錠指令に応じて、施錠装置50のコイル52,53を通電させ、ドア80の施錠方向或いは解錠方向に施錠装置50(ピン51)を駆動する。施錠・解錠駆動部117は、その入力側の正ライン及び負ラインの直流電力線が入力コンタクタ151を通じて電源150に接続される。そして、施錠・解錠駆動部117は、その出力側の正ライン及び負ラインの直流電力線の二組のうちの一方の組が切換回路部140を通じてコイル52に接続され、他方の組が切換回路部140を通じてコイル53に接続される。例えば、施錠・解錠駆動部117は、入力側の直流電力線と、出力側の一方の組の直流電力線、及び他方の組の直流電力線のそれぞれとの間の導通・非導通を切り換え可能な半導体スイッチを有し、半導体スイッチのオン・オフを切り換える。具体的には、施錠・解錠駆動部117は、シーケンス部114から解錠指令が入力されると、入力側の直流電力線と、出力側の一方の組の直流電力線との間を導通状態に移行させ、切換回路部140を通じて施錠装置50のコイル52を通電させてよい。また、施錠・解錠駆動部117は、シーケンス部114から施錠指令が入力されると、入力側の直流電力線と、他方の一組の直流電力線との間を導通状態に移行させ、切換回路部140を通じて施錠装置50のコイル53を通電させてよい。
【0061】
待機系制御部120は、ドア80の開閉動作に関する制御を実行可能に構成され、常用系制御部110のバックアップ機能を果たす。これにより、ドア制御装置100は、常用系制御部110に加えて、待機系制御部120が設けられることで、ドア80の開閉動作に関する制御系の冗長化を図ることができる。具体的には、待機系制御部120は、常用系制御部110に異常が発生した場合に、常用系制御部110に代わり、ドア80の開閉動作に関する制御を行う。
【0062】
待機系制御部120は、常用系制御部110と同様の構成要素を含む。具体的には、待機系制御部120は、電源回路121と、通信部122と、入力信号検出部123と、シーケンス部124と、モータ制御部125と、モータ駆動部126と、施錠・解錠駆動部127とを含む。
【0063】
電源回路121は、常用系制御部110の電源回路111と同様のハードウェア構成及び機能を有する。また、通信部122は、常用系制御部110の通信部112と同様のハードウェア構成及び機能を有する。また、入力信号検出部123は、常用系制御部110の入力信号検出部113と同様のハードウェア構成及び機能を有する。また、シーケンス部124は、常用系制御部110のシーケンス部114と同様のハードウェア構成及び機能を有する。また、モータ制御部125は、常用系制御部110のモータ制御部115と同様のハードウェア構成及び機能を有する。また、モータ駆動部126は、常用系制御部110のモータ駆動部116と同様のハードウェア構成及び機能を有する。また、施錠・解錠駆動部127は、常用系制御部110の施錠・解錠駆動部117と同様のハードウェア構成及び機能を有する。そのため、詳細な説明を省略する。
【0064】
切換回路部130は、モータ駆動部116とモータ30とを電気的に接続する状態と、モータ駆動部126とモータ30とを電気的に接続する状態とを切り換える。具体的には、切換回路部130は、その入力側に、モータ駆動部116及びモータ駆動部126のそれぞれの三相交流の出力電力線が接続され、その出力側に、モータ30から延びる三相交流の入力電力線が接続される。そして、切換回路部130は、モータ駆動部116の出力電力線とモータ30の入力電力線とを導通させる状態と、モータ駆動部126の出力電力線とモータ30の入力電力線とを導通させる状態とを切り換える。
【0065】
切換回路部130は、常用系制御部110によりドア80の開閉動作に関する制御が行われる場合、モータ駆動部116とモータ30とを電気的に接続する状態を維持する。一方、切換回路部130は、常用系制御部110に異常が生じ、待機系制御部120によりドア80の開閉動作に関する制御が行われる状態に移行する場合、モータ駆動部126とモータ30とを電気的に接続する状態に切り換える。
【0066】
切換回路部140は、施錠・解錠駆動部117と施錠装置50(コイル52,53)とを接続する状態と、施錠・解錠駆動部127と施錠装置50(コイル52,53)とを接続する状態とを切り換える。具体的には、切換回路部140は、その入力側に施錠・解錠駆動部117及び施錠・解錠駆動部127のそれぞれの二組の出力電力線が接続され、その出力側に、施錠装置50(コイル52,53)から延びる二組の入力電力線が接続される。そして、切換回路部140は、施錠・解錠駆動部117の二組の出力電力線と、施錠装置50の二組の入力電力線との間を接続する状態と、施錠・解錠駆動部127の二組の出力電力線と、施錠装置50の二組の入力電力線との間を接続する状態とを切り換える。
【0067】
切換回路部140は、常用系制御部110によりドア80の開閉動作に関する制御が行われる場合、施錠・解錠駆動部117と施錠装置50(コイル52,53)とを電気的に接続する状態を維持する。一方、切換回路部140は、常用系制御部110に異常が生じ、待機系制御部120によりドア80の開閉動作に関する制御が行われる状態に移行する場合、施錠・解錠駆動部127と施錠装置50(コイル52,53)とを電気的に接続する状態に切り換える。
【0068】
電源150は、モータ30、施錠装置50、及びドア制御装置100を含む、鉄道車両1の各種機器に所定の電圧(例えば、100ボルト)の直流電力を供給する。電源150は、例えば、バッテリや補助電源装置を含む。バッテリは、鉄道車両1のパンタグラフが架線に接続されていない状態で、鉄道車両1の各種機器に直流電力を供給する。補助電源装置は、鉄道車両1のパンタグラフが架線に接続されている状態で、パンタグラフを通じて架線から供給される電力に基づき、直流電力を生成し、鉄道車両1の各種機器に直流電力を供給する。
【0069】
入力コンタクタ151は、電源150とドア制御装置100を含む各種機器との間の電力回路に設けられ、電力回路の開閉を行うことにより、鉄道車両1の各種機器への電力供給のオン・オフを切り換える。入力コンタクタ151は、例えば、鉄道車両1の運転室における電源オンに相当する所定の操作に応じて、閉じられる。これにより、ドア制御装置100を含む鉄道車両1の各種機器への電力供給が開始され、鉄道車両1が起動する。また、入力コンタクタ151は、例えば、鉄道車両1の運転室における電源オフに相当する所定の操作に応じて、開かれる。これにより、ドア制御装置100を含む鉄道車両1の各種機器への電力供給が停止(遮断)され、鉄道車両1が停止する。
【0070】
ドア駆動機構200は、モータ30の動力をドア80に伝達し、ドア80の開閉動作を行わせる。また、ドア駆動機構200は、施錠装置50(ピン51)の動作に合わせて、ドア80の施錠状態及び解錠状態を実現する。
【0071】
ドア駆動機構200は、ラック210,220と、ロックピン230とを含む。
【0072】
ラック210は、ドアパネル80Aの上端部に取り付けられる。ラック210は、ラック部211と、連結部212とを含む。
【0073】
ラック部211は、鉄道車両1の前後方向に延びる部材である。ラック部211の下面には、ラックギヤ211Aが設けられる。ラック部211は、鉄道車両1(車体)のドア開口の上方において、回転軸が鉄道車両1の幅方向(左右方向)に沿うように配置されるモータ30の回転軸よりも若干上方に配置される。これにより、モータ30の回転軸と同軸で配置されるピニオンギヤとラック部211の下面のラックギヤ211Aとを係合させることができる。そのため、モータ30の回転に合わせて、ラック部211を鉄道車両1の前後方向に移動させることができる。
【0074】
連結部212は、ドアパネル80Aとラック部211とを連結する。連結部212は、ドアパネル80Aの上端部から上向きに延び出すように設けられ、その上端部にラック部211が連結される。これにより、ドアパネル80Aは、モータ30の回転に合わせたラック部211の移動に連動して、鉄道車両1の前後方向に移動し、ドア80の開閉動作を実現することができる。この際、ドアパネル80Aは、スライドレール(以下、「ドアレール」)によって前後方向への移動が案内される。
【0075】
連結部212には、DCS当接部213が設けられる。
【0076】
図2図3に示すように、DCS当接部213は、ドアパネル80A,80Bが完全に閉じた全閉状態に移行すると、DCS60の可動接点62に当接し、可動接点62が押圧される。これにより、可動接点が押し込まれて、DCS60がオンされる。一方、図4図6に示すように、DCS当接部213は、ドアパネル80Aが完全に閉じた全閉状態以外の状態に移行すると、DCS60の可動接点62と当接しない状態に移行し、DCS60がオフされる。
【0077】
ラック220は、ドアパネル80Bの上端部に取り付けられる。ラック220は、ラック部221と、連結部212と、ロックピン当接部223とを含む。
【0078】
ラック部221は、鉄道車両1の前後方向に延びる部材である。ラック部221の上面には、ラックギヤ221Aが設けられる。ラック部221は、鉄道車両1のドア開口の上方において、モータ30の回転軸よりも若干下方に配置される。これにより、モータ30の回転軸と同軸で配置されるピニオンギヤとラック部221の上面のラックギヤ211Aとを係合させることができる。そのため、モータ30の回転に合わせて、ラック部221を鉄道車両1の前後方向に移動させることができる。
【0079】
連結部222は、ドアパネル80Bとラック部221とを連結する。連結部222は、ドアパネル80Bの上端部から上向きに延び出すように設けられ、その上端部にラック部221が連結される。これにより、ドアパネル80Bは、モータ30の回転に合わせたラック部221の移動に連動して、鉄道車両1の前後方向に移動し、ドア80の開閉動作を実現することができる。この際、ドアパネル80Bは、スライドレール(ドアレール)によって前後方向への移動が案内される。
【0080】
ここで、モータ30と同軸のピニオンギヤに対して、ラックギヤ211Aが上から係合し、ラックギヤ221Aが下から係合することにより、モータ30の回転に応じて、ラック210,220を反対向きに移動させることができる。そのため、1つのモータ30で2枚のドアパネル80A,80Bの開動作及び閉動作を実現することができる。
【0081】
連結部222の上端部には、鉄道車両1の前後方向におけるドア開口の中央側に向かって下り傾斜する傾斜部222Aが設けられる。
【0082】
ロックピン当接部223は、ドア80の施錠状態において、ロックピン230が当接する。ロックピン当接部223は、連結部222に対して、ラック部221の延び出す方向とは反対側に突出するように設けられる。ロックピン当接部223には、ロックホール223Aが設けられる。
【0083】
ロックホール223Aは、ロックピン当接部223の上面に設けられる凹部である。ロックホール223Aには、ドア80が施錠される際に、ロックピン230(後述のピン部231)の下端が挿入される。
【0084】
ロックピン230は、ラック220のロックピン当接部223の上方に設けられる。ロックピン230は、ピン部231と、施錠装置当接部232とを含む。
【0085】
ピン部231は、上下方向に延びるように設けられる。
【0086】
施錠装置当接部232は、ピン部231の上端部に取り付けられ、ピン部231との連結部から水平方向、具体的には、鉄道車両1の前後方向におけるドア開口とは反対向きに延び出すように設けられる。施錠装置当接部232の下方には、施錠装置50が固定して配置され、施錠装置50のピン51の上端部と施錠装置当接部232の下面とが当接している。これにより、施錠装置50のピン51が上方向に突出すると、施錠装置当接部232が上方向に持ち上げられ、施錠装置50のピン51が下方向に引き込まれると、ロックピン230の自重で、施錠装置当接部232が下方向に下がる。
【0087】
図3図6に示すように、施錠装置50のピン51が突出した状態では、施錠装置当接部232と連結されるピン部231の下端は、ラック220の傾斜部222Aよりも上方に位置し、ピン部231は、ロックホール223Aに係合しない。そのため、ロックピン230の配置による影響を受けることなく、ラック220が移行可能なことから、ドア80(ドアパネル80A,80B)は、開閉方向に移動可能な状態にある。
【0088】
一方、図2に示すように、施錠装置50のピン51が引き込まれた状態では、ピン部231の下端がラック220の傾斜部222Aよりも下方に位置する。また、ドア80の全閉状態では、ピン部231は、鉄道車両1の前後方向において、傾斜部222Aよりもロックピン当接部223側に位置する。そのため、ドア80の全閉状態で、施錠装置50のピン51が引き込まれると、施錠装置当接部232が下向きに移動し、ピン部231がラック220のロックホール223A(凹部)に係合する。これにより、ラック220の移動が規制されると共に、ラック220のラックギヤに係合するピニオンギヤの回転が規制され、その結果、ピニオンギヤに係合するラックギヤ211Aを有するラック210の移動が規制される。そのため、ラック210,220と連結されるドアパネル80A,80Bの移動が規制され、ドアパネル80A,80Bの施錠状態が実現される。
【0089】
[ドアの走行抵抗に関する異常診断]
次に、図7図8を参照して、ドア80の走行抵抗に関する異常診断について説明する。以下、本項目では、ドア80の走行抵抗に関する異常診断を行う主体を便宜的に診断システムSYSとして説明を行う。
【0090】
図7は、通常モードでのドア80の開閉動作時におけるモータ30の電流、ドア80の速度、及びドア80の位置の時間変化の一例及び他の例を表す図である。具体的には、図7は、ドア80の正常時(細い実線)及び異常時(太い実線)のそれぞれについて、通常モードでのドア80の開閉動作時におけるモータ30の電流、ドア80の速度、及びドア80の位置の時間変化の具体例を表す。本例では、ドア80の異常は、ドア80の全閉位置及び全開位置の間の全区間に亘って走行抵抗が正常時によりも大きい異常状態である。図8は、診断モードでのドア80の開閉動作時におけるモータ30の電流、ドア80の速度、及びドア80の位置の時間変化の一例を表す図である。具体的には、図8は、ドア80の正常状態について、診断モードでのドア80の開閉動作時におけるモータ30の電流、ドア80の速度、及びドア80の位置の時間変化の具体例を表す。
【0091】
ドア制御装置100(モータ制御部115或いはモータ制御部125)は、ドア80の開閉動作に関する制御モードとして、通常モードと診断モードとを有する。
【0092】
通常モードは、ドア開口から鉄道車両1の乗客が乗降する際に使用される、ドア80の開閉動作に関する制御モードである。通常モードでは、ドア制御装置100は、ドア80を一定の速度V1で動作(走行)させる。
【0093】
診断モードは、ドア80に関する異常の診断(以下、単に「異常診断」)を行うためのデータを測定(取得)する際に使用される、ドア80の開閉動作に関する制御モードである。ドア80の診断モードでは、ドア制御装置100は、ドア80を一定の速度V2で動作(走行)させる。速度V2は、速度V1よりも小さい(V2<V1)。
【0094】
尚、速度V2は、一定の速度でなくてもよい。
【0095】
異常診断には、例えば、異常の有無の診断や異常の程度の診断等が含まれる。ドア80に関する異常診断には、例えば、ドア80の走行抵抗に関する異常の診断が含まれる。ドア80の走行抵抗に関する異常は、ドア80の開閉動作時にドア80に作用する動作抵抗(走行抵抗)の大きさが基準となる正常な状態から相対的に大きく乖離している状態を意味する。基準となる正常な状態から相対的に大きく乖離している状態とは、ドア80に実際に作用する走行抵抗の大きさと正常な状態に対応する基準値との差異が所定の閾値以上であることであってもよいし、その閾値を超えることであってもよい。
【0096】
ドア80の走行抵抗に関する異常には、例えば、ドアレールのグリス枯れや汚損が含まれる。また、ドア80の走行抵抗に関する異常には、ドアレールへの異物の混入やドアレールの歪(変形)が含まれてもよい。また、ドア80の走行抵抗に関する異常には、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化が含まれてもよい。
【0097】
ドア80は、動作(開動作或いは閉動作)の開始時に、速度ゼロから加速し、定常状態に到達する必要がある。ドア80の定常状態は、ドア80の速度の目標値(通常モードの速度V1或いは診断モードの速度V2に対応する値)に沿って動作する走行状態に相当する。そのため、ドア80の全閉位置と全開位置との間の全動作区間のうち、ドア80の動作開始の位置(開動作時の全閉位置或いは閉動作時の全開位置)を含む一端部の区間は、ドア80の速度の制御目標値まで加速するためのドア80の過渡状態に対応する動作区間である。
【0098】
同様に、ドア80は、動作の停止時に、定常状態から減速する必要がある。そのため、ドア80の全閉位置と全開位置との間の全動作区間のうち、ドア80の動作停止の位置(開動作時の全開位置或いは閉動作時の全閉位置)を含む他端部の区間は、ドア80が速度ゼロまで減速するためのドア80の過渡状態に対応する動作区間である。
【0099】
例えば、図7に示すように、通常モードでは、定常状態の速度V1が相対的に大きい。そのため、ドア80の動作開始(時刻t10)から動作停止(時刻t13)までの全期間の中で、ドア80の速度V1への到達(時刻t11)のための加速に要する時間(時刻t10~時刻t11)が占める比率が相対的に大きくなる。また、ドア80の動作開始から速度V1への到達までの期間(時刻t10~時刻t11)の平均速度も必然的に大きくなる。そのため、ドア80の動作開始の位置P10から動作停止の位置P13までの全動作区間のうち、ドア80の動作開始の位置P10からドア80が速度V1に到達する位置P11までのドア80の過渡状態の対応する区間の比率が相対的に大きくなる。
【0100】
同様に、ドア80の動作開始から動作停止までの全期間の中で、ドア80の動作停止のための減速開始(時刻t12)から動作停止までの減速に要する時間(時刻t12~時刻t13)が占める比率が相対的に大きくなる。また、ドア80の減速開始から動作停止までの期間(時刻t12~時刻t13)の平均速度も必然的に大きくなる。その結果、ドア80の減速開始の位置P12からドア80の動作停止の位置P13までのドア80の過渡状態に対応する区間の比率が相対的に大きくなる。
【0101】
よって、ドア80の動作開始の位置P10から動作停止の位置P13までの全動作区間のうち、ドア80の定常状態に対応する区間、即ち、位置P11から位置P12の区間の占める比率が小さくなる。
【0102】
一方、図8に示すように、診断モードでは、定常状態の速度V2が相対的に小さい。そのため、ドア80の動作開始(時刻t20)から動作停止(時刻t23)までの全期間の中で、ドア80の速度V2への到達(時刻t21)のための加速に要する時間(時刻t20~時刻t21)が占める比率が相対的に小さくなる。また、ドア80の動作開始から速度V2への到達までの期間(時刻t20~時刻t21)の平均速度も必然的に小さくなる。そのため、ドア80の動作開始の位置P20から動作停止の位置P23までの全動作区間のうち、ドア80の動作開始の位置P20からドア80が速度V2に到達する位置P21までのドア80の過渡状態の対応する区間の比率が相対的に小さくなる。
【0103】
同様に、ドア80の動作開始から動作停止までの全期間の中で、ドア80の動作停止のための減速開始(時刻t22)から動作停止までの減速に要する時間(時刻t22~時刻t23)が占める比率が相対的に小さくなる。また、ドア80の減速開始から動作停止までの期間(時刻t22~時刻t23)の平均速度も必然的に小さくなる。その結果、ドア80の減速開始の位置P22からドア80の動作停止の位置P23までのドア80の過渡状態に対応する区間の比率が相対的に小さくなる。
【0104】
よって、ドア80の動作開始の位置P20から動作停止の位置P23までの全動作区間のうち、ドア80の定常状態に対応する区間、即ち、位置P21から位置P22の区間の占める比率が大きくなる。
【0105】
ここで、仮に、通常モードに対応するドア80の開閉動作時のモータ30のq軸電流の測定データを用いて、ドア80の走行抵抗に関する異常診断を行う場合を考える。
【0106】
図7に示すように、ドア80の定常状態に対応する、時刻t11~時刻t12の期間では、ドア80の正常時と、ドア80の走行抵抗が相対的に大きい異常時との間で、モータ30のq軸電流に大きな差異を容易に見出すことが可能である。一方、ドア80の過渡状態に対応する、時刻t10~時刻t11及び時刻t12~時刻t13のそれぞれの区間では、モータ30のq軸電流の変動が非常に大きくなる。その結果、ドア80の過渡状態に対応する区間では、ドア80の正常時とドア80の走行抵抗が相対的に大きい異常時との間でモータ30のq軸電流に生じる差異がモータ30のq軸電流自体の変動の中に埋もれてしまう可能性がある。そのため、ドア80の全閉位置と全開位置との間の全動作区間のうちのドア80の定常状態に対応する区間のみで、モータ30のq軸電流を用いて、ドア80の走行抵抗に関する異常診断を適切に行うことができる。その結果、ドア80の全閉位置と全開位置との間の全動作区間の中で、ドア80の全閉位置及び全開位置のそれぞれを含む両端部の相対的に広い範囲で、ドア80の走行抵抗に関する異常の診断を行うことができなくなる可能性がある。
【0107】
これに対して、本実施形態では、診断システムSYSは、診断モードにおけるドア80の開動作及び閉動作の少なくとも一方でのモータ30の電流(例えば、q軸電流)の測定データに基づき、ドア80の走行抵抗に関する異常診断を行う。この場合、ドア80の全閉位置と全開位置との間の全動作区間の中で、ドア80の走行抵抗に関する異常診断を行うことが可能な区間が相対的に大きくなる。そのため、診断モードを利用することで、ドア80の全閉位置と全開位置との間の全動作区間の中で、ドア80の全閉位置及び全開位置付近の範囲を含む相対的に広い動作区間で、ドア80の走行抵抗に関する異常の診断を行うことができる。
【0108】
また、本実施形態では、ドア制御装置100は、上述の如く、診断モードにおいて、通常モード時の速度V1よりも小さい速度V2で電流等の測定を行う。そのため、ドア制御装置100は、ドア80に関する異常診断のためのデータの測定時のドア80での電力消費量を抑制することができる。よって、例えば、電力消費量の関係で、通常モードでは、鉄道車両1の左右のドア80を一斉に開閉させることができない場合でも、診断モードでは、鉄道車両1の左右のドア80に一斉に開閉動作を行わせ、データの測定を行うことができる。
【0109】
例えば、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開閉動作時の定常状態に対応する期間のモータ30の時系列の測定データと基準データとの間の乖離度合いにより、ドア80の走行抵抗に関する異常の診断を行う。具体的には、診断システムSYSは、その乖離度合いが所定基準に対して相対的に大きい場合に、ドア80の走行抵抗に関する異常があると診断してよい。乖離度合いが所定基準に対して相対的に大きいことは、乖離度合いが所定基準以上であることであってもよいし、所定基準を超えることであってもよい。基準データは、診断モードでの正常状態のドア80の開閉動作時のモータ30の電流の時系列を代表的に表すデータである。異常診断に利用されるドア80の開閉動作時のモータ30の電流の測定データは、ドア80の開動作時のモータ30の電流の測定データであってもよいし、ドア80の閉動作時のモータ30の電流の測定データであってもよいし、その双方であってもよい。ドア80の走行抵抗に関する異常診断において、ドア80の開動作時のモータ30の電流の時系列の測定データが用いられる場合、基準データとして、正常状態のドア80の開動作時のモータ30の電流の時系列を代表的に表すデータが用いられる。同様に、ドア80の走行抵抗に関する異常診断において、ドア80の閉動作時のモータ30の電流の時系列の測定データが用いられる場合、基準データとして、正常状態のドア80の閉動作時のモータ30の電流の時系列を代表的に表すデータが用いられる。
【0110】
診断システムSYSは、任意の方法を用いて、診断モードでのドア80の開閉動作時の定常状態に対応する期間のモータ30の電流の時系列の測定データと基準データとの間の乖離度合いが所定基準に対して相対的に大きいか否かを判断してよい。
【0111】
例えば、基準データのモータ30の電流のレベルよりも高い閾値Th01、及び基準データのモータ30の電流のレベルよりも低い閾値Th02が設けられる。これにより、診断システムSYSは、診断モードでのモータ30の電流の時系列の測定データが閾値Th01より相対的に大きい場合、或いは、閾値Th02より相対的に小さい場合に、上記の乖離度合いが所定基準に対して相対的に大きいと判断することができる。測定データが閾値Th01より相対的に大きいことは、測定データが閾値Th01以上であることであってもよいし、閾値Th01より大きいことであってもよい。同様に、測定データが閾値Th02より相対的に小さいことは、測定データが閾値Th02以下であることであってもよいし、閾値Th02より小さいことであってもよい。
【0112】
また、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開閉動作時の定常状態に対応する期間のモータ30の電流の測定データと基準データとのパターンマッチング等に基づき、乖離度合いを評価してもよい。そして、診断システムSYSは、その乖離度合いが所定基準に対して相対的に大きいか否かを判断してもよい。
【0113】
また、後述の如く、ビッグデータに相当する、多数のドア80の開閉動作時のモータ30の電流の測定データを利用可能な場合がありうる(図15図18参照)。この場合、診断システムSYSは、多数のドア80の開閉動作時のモータ30の電流の測定データに基づき、クラスタリング等の機械学習(教師なし学習)を適用し、対象のドア80の異常の有無や異常の兆候の有無等を診断してもよい。
【0114】
尚、診断システムSYSは、モータ30の電流の測定データに代えて、或いは、加えて、回転機としてのモータ30の駆動トルクに関するデータを用いて、ドア80に関する異常診断を行ってもよい。モータ30の駆動トルクに関するデータは、例えば、ドア制御装置100の内部で生成されるトルク指令値のデータである。また、モータ30の駆動トルクに関するデータは、トルクメータ等によって得られたデータである。また、モータ30がリニアモータである場合、診断システムSYSは、モータ30の電流の測定データに代えて、或いは、加えて、モータ30の駆動推力に関するデータを用いて、ドア80に関する異常の診断を行ってもよい。また、診断システムSYSは、モータ30の電流の測定データに代えて、或いは、加えて、モータ30の速度に関するデータを用いてドア80に関する異常診断を行ってもよい。モータ30の速度は、回転機としてのモータ30の回転速度やリニアモータとしてのモータ30(可動子)の移動速度である。モータ30の速度に関するデータは、例えば、エンコーダ31から出力されるモータ30の位置に関する情報から算出される速度検出値のデータ、即ち、モータ30の速度の測定データである。また、モータ30の速度に関するデータは、ドア制御装置100の内部で生成される速度指令値とエンコーダ31から出力されるモータ30の位置に関する情報から算出される速度検出値との差分のデータであってもよい。このように、診断システムSYSは、モータ30の駆動トルク或いは駆動推力やモータ30の速度に関するデータ等の他の種類のドア80の駆動に関するデータを用いて、モータ30の電流の測定データの場合と同様に、ドア80に関する異常診断を行うことができる。
【0115】
[ドアの走行抵抗に関する異常の原因の推定]
次に、図9図12を参照して、ドア80の走行抵抗に関する異常の原因の推定方法について説明する。
【0116】
診断システムSYSは、ドア80の走行抵抗に関する異常の有無等を診断するだけでなく、異常や異常の兆候が生じている場合の原因を推定してもよい。
【0117】
<第1例>
図9は、ドア80の走行抵抗に関する異常発生時におけるドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流の第1例を模式的に表す図である。具体的には、図9は、ドアレールのグリス枯れや汚損によって、ドア80の走行抵抗に関する異常が生じているときのドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流の時系列の具体例(破線)を模式的に表す図である。図9には、加えて、ドア80の正常時におけるドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流を模式的に表す時系列データ(実線)が示される。
【0118】
図9に示すように、ドアレールのグリス枯れや汚損が生じると、ドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流は、ドア80の定常状態に対応する期間の全体に亘って、正常時の電流との間に大きな乖離が生じる傾向にある。そのため、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流の測定データと基準データとの乖離(差異)が、ドア80の定常状態に対応する動作区間の全体に亘って、所定基準に対して相対的に大きい場合、ドアレールのグリス枯れや汚損の発生を推定することができる。
【0119】
例えば、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時や閉動作時の定常状態に対応する期間の電流の平均値が閾値Th1より大きい場合、ドアレールのグリス枯れや汚損の発生を推定する。閾値Th1は、0(ゼロ)より大きい値であり、基準データの同区間の平均値よりもある程度大きい値として設定される。
【0120】
<第2例>
図10は、ドア80の走行抵抗に関する異常発生時におけるドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流の第2例を模式的に表す図である。具体的には、図10は、ドアレールへの異物の混入やドアレールの変形(歪)によって、ドア80の走行抵抗に関する異常が生じているときのドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流の時系列の具体例(破線)を模式的に表す図である。図10には、加えて、ドア80の正常時におけるドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流を模式的に表す時系列データ(実線)が示される。
【0121】
図10に示すように、ドアレールへの異物の混入やドアレールの歪(変形)が生じると、ドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流は、ドア80の定常状態に対応する期間の中で、正常時との差異が局所的に相対的に大きく傾向にある。ドアレールへの異物の混入やドアレールの歪(変形)は、ドアレールの一部に局所的に生じる場合が多いからである。そのため、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時及び閉動作時の少なくとも一方のモータ30の電流の測定データと基準データとの乖離(差異)が所定基準に対して相対的に大きい状態が、ドア80の定常状態に対応する期間の一部で局所的に生じている場合、ドアレールへの異物の混入やドアレールの歪み(変形)が生じていると推定することができる。また、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時や閉動作時の電流の測定データと、ドア80の位置の測定データとを比較することで、ドアレールへの異物の混入やドアレールの歪(変形)が生じている箇所を推定することができる。ドア80の位置の測定データは、エンコーダ31の出力に基づき取得される。
【0122】
例えば、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時や閉動作時の定常状態に対応する期間のモータ30の電流が局所的に閾値Th2より大きくなっている場合、ドアレールへの異物の混入やドアレールの歪み(変形)が生じていると推定する。閾値Th2は、0(ゼロ)より大きい値であり、例えば、閾値Th1より大きい値に設定される。ドアレールのグリス枯れや汚損により生じるドアレールの全体で走行抵抗が増大よりも、ドアレールへの異物の混入やドアレールの歪で生じる局所的な走行抵抗の増大の方が大きいと想定されるからである。
【0123】
また、診断システムSYSは、ドアレールへの異物の混入と、ドアレールの歪(変形)とを更に区別して推定してもよい。この場合、診断モードでのドア80の開動作や閉動作が複数回実施され、それぞれのモータ30の電流及びドア80の位置の測定データが用いられる。この際、複数回の測定データは、全てが、ドア80の開動作時に対応する測定データであってもよいし、ドア80の閉動作時に対応する測定データであってもよい。また、複数回の測定データには、80の開動作時に対応する測定データ、及びドア80の閉動作時に対応する測定データが混ざっていてもよい。
【0124】
例えば、診断システムSYSは、複数回の測定データにおいて、ドアレールの異常が生じている箇所がドア80の全閉位置と全開位置との間の全動作区間で相対的に狭い所定範囲内に集約されている場合、ドアレールの歪が生じていると推定する。一方、診断システムSYSは、複数回の測定データにおいて、ドアレールの異常が生じている箇所がドア80の全閉位置と全開位置との間の全動作区間で相対的に狭い所定範囲を逸脱している場合、ドアレールへの異物の混入が生じていると推定してよい。ドアレールの歪みが生じている箇所は、固定されている一方、ドアレールに混入した異物が存在する箇所は、ドア80の開閉動作によって移動する可能性が高いからである。
【0125】
<第3例>
図11図12は、ドア80の走行抵抗に関する異常発生時におけるドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流の第3例を模式的に表す図である。具体的には、図11は、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化によって、ドア80の走行抵抗に関する異常が生じているときのドア80の開動作時(破線)及び閉動作時(点線)のモータ30の電流とドア80の位置との関係を表す図である。また、図12は、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化によって、ドア80の走行抵抗に関する異常が生じているときのドア80の開動作時(破線)及び閉動作時(点線)のモータ30の電流の時系列の具体例を模式的に表す図である。図11図12には、加えて、ドア80の正常時におけるドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流を模式的に表すデータ(実線)が示される。本例では、正常時において、ドアレールが鉄道車両の前後方向に沿って平行に延びるように設けられ、異常時において、ドアレールがドアパネル80A,80Bの開動作の方向に向かって上り傾斜になっている。
【0126】
図11図12に示すように、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化が生じると、ドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流は、ドア80の定常状態に対応するドア80の動作区間や期間の一端から他端に向かって、正常時の電流との間の乖離が増大するように変化する。そのため、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流の測定データと基準データとの乖離(差異)が、ドア80の定常状態に対応するドア80の動作区間や期間の一端(始端)から他端(終端)に向かって増大し、且つ、所定基準に対して相対的に大きい状態に至っている場合、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化が生じていると推定することができる。
【0127】
例えば、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時や閉動作時の定常状態に対応する動作区間や期間の一端及び他端のそれぞれの電流値の差が閾値Th31に対して相対的に大きい場合に、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化が生じていると推定する。閾値Th31は、0(ゼロ)より大きい値であり、ドア80の正常時に定常状態において生じうる変化の程度よりも十分に大きな値に設定される。
【0128】
また、図11に示すように、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化が生じると、ドア80の開動作時の電流は、ドア80の定常状態において、ドア80の動作区間の開方向に向かって正常時よりも増加する度合いが大きくなる。同様に、図12に示すように、ドア80の開動作時の電流は、ドア80の定常状態において、正常時よりも時系列で増加する度合いが大きくなる。ドア80の開動作時のドアレールの上り傾斜が正常時より大きくなっているからである。一方、図11に示すように、ドア80の閉動作時の電流は、ドア80の定常状態において、ドア80の動作区間の閉方向に向かって正常時よりも減少する度合いが大きくなる。同様に、図12に示すように、ドア80の閉動作時の電流は、ドア80の定常状態において、正常時よりも時系列で減少する度合いが大きくなる。ドア80の開動作時とは反対に、ドア80の閉動作時のドアレールの下り傾斜が正常時よりも大きくなっているからである。そのため、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時及び閉動作時のそれぞれのドア80の同じ位置での電流の差がドア80の定常状態において正常時よりも十分に大きくなっている場合、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化が生じていると推定することができる。また、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時及び閉動作時のそれぞれのモータ30の電流の時系列の測定データの差が、ドア80の定常状態において増大し、所定基準に対して相対的に大きい状態に至っている場合、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化が生じていると推定することができる。
【0129】
例えば、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時及び閉動作時のそれぞれの定常状態に対応するドア80の動作区間の全体或いは一部での電流の差が閾値Th32に対して相対的に大きい場合、ドアレールの前後方向の傾斜状態の変化が生じていると推定する。閾値Th32は、0(ゼロ)より大きい値であり、ドア80の正常時において、ドア80の開動作時及び閉動作時の間に生じうる、ドア80の定常状態に対応するドア80の動作区間でのモータ30の電流の差異の程度よりも十分に大きい値に設定される。また、診断システムSYSは、診断モードでのドア80の開動作時及び閉動作時のそれぞれの定常状態に対応する期間の電流値の差が時間経過で閾値Th33より大きい状態に至っている場合に、ドアレールの前後方向の傾斜状態の変化が生じていると推定する。閾値Th33は、0(ゼロ)より大きい値であり、ドア80の正常時にドア80の開動作時及び閉動作時の間で生じうる、ドア80の定常状態に対応する期間のモータ30の電流の差異の程度よりも十分に大きな値に設定される。
【0130】
[ドアの異常診断に関する処理の第1例]
次に、図13を参照して、ドア80の異常診断に関する処理の第1例について説明する。
【0131】
図13は、ドア80の異常診断に関する処理の第1例を示すシーケンス図である。
【0132】
本例では、診断システムSYSは、鉄道車両1に設けられ、上位装置10と、ドア制御装置100を含む。
【0133】
以下、本例では、ドア制御装置100において、常用系制御部110及び待機系制御部120のうちの常用系制御部110がドア80に関する制御を行う場合について説明する。
【0134】
図13に示すように、上位装置10の車両制御装置12は、運転室や車掌室の乗務員等のユーザからの所定の入力に応じて、ドア80の異常診断に関するアプリケーションプログラム(以下、「診断アプリ」)を起動させる(ステップS102)。
【0135】
ステップS102の処理の完了後、車両制御装置12は、ユーザからのドア80の異常診断の開始を要求する所定の入力に応じて、診断指令を、伝送装置16を介して、ドア制御装置100に送信する(ステップS104)。
【0136】
診断指令では、鉄道車両1の全てのドア80が異常診断の対象であってもよいし、鉄道車両1の全てのドア80のうちの一部のドア80のみが異常診断の対象であってもよい。後者の場合、鉄道車両1の全てのドア80のうちの異常診断対象のドア80は、ユーザからの入力により指定され、診断指令は、異常診断対象のドア80を制御対象とするドア制御装置100のみに送信される。
【0137】
ドア制御装置100の入力信号検出部113は、通信部112を通じて、ステップS104の処理で送信される診断指令を受信し、ドア制御装置100のモータ制御部115は、ドア80の制御モードを診断モードに移行させる(ステップS106)。
【0138】
ステップS106の処理が完了すると、モータ制御部115は、診断モードに対応するドア80の開閉動作を行わせ、入力信号検出部113は、ドア80の開閉動作時のデータを測定する(ステップS108)。診断モードに対応するドア80の開閉動作は、一定の速度V2でのドア80の開閉動作である。モータ制御部115は、上述の如く、ドア80の開動作のみを行わせてもよいし、ドア80の閉動作のみを行わせてもよいし、ドア80の開動作及び閉動作の双方を行わせてもよい。測定対象のデータは、上述の如く、ドア80の開動作時や閉動作時のモータ30の電流のデータやドア80の速度のデータやドア80の位置のデータである。
【0139】
ステップS108の処理が完了すると、入力信号検出部113は、ステップS108で取得した測定データに基づき、ドア80に関する異常診断を行う(ステップS110)。
【0140】
ステップS110の処理が完了すると、入力信号検出部113は、通信部112を通じて、ステップS110のドア80に関する異常診断の結果のデータを上位装置10に送信する(ステップS112)。
【0141】
上位装置10の車両制御装置12は、伝送装置16を通じて、ステップS112の処理で送信される、ドア80に関する異常診断の結果のデータを受信する。(ステップS114)。
【0142】
ステップS114の処理が完了すると、車両制御装置12は、例えば、運転室や車掌室の表示装置に、ドア80に関する異常診断の結果を表示させる(ステップS116)。
【0143】
これにより、運転室や車掌室の乗務員等のユーザは、ドア80に関する異常診断の結果を確認することができる。
【0144】
このように、本例では、診断システムSYSは、上位装置10を通じて入力されるユーザからの要求に応じて、ドア制御装置100にて、診断モードでのドア80の開閉動作時のデータを取得し、ドア80に関する異常診断を行う。そして、診断システムSYSは、ドア80に関する異常診断の結果のデータをドア制御装置100から上位装置10に送信させて、上位装置10を通じて、ドア80に関する異常診断の結果をユーザに提供する。
【0145】
これにより、運転室や車掌室において、ユーザは、鉄道車両1の全てのドア80に関する異常診断の結果を確認することができる。また、上位装置10とドア制御装置100との間でやり取りされるデータは、診断指令のデータや異常診断の結果のデータ等、ドア80の開閉動作時の測定データに比して相対的にデータ量が小さい。そのため、上位装置10とドア制御装置100との間でのデータの通信量を相対的に小さく抑制することができる。
【0146】
尚、鉄道車両1における異常診断の対象のドア80付近で、ユーザからの異常診断の要求の入力が行われ、且つ、異常診断の結果のユーザへの提供が行われてもよい。例えば、ドア80の上方の空間の車体に設置されるドア制御装置100には、ユーザからの異常診断の要求の入力を受け付ける入力装置とユーザに異常診断の結果を通知する通知装置(例えば、インジケータ等)が設けられてもよい。これにより、例えば、点検作業者等のユーザは、ドア80ごとに、異常診断を実施させて、ドア80が設置されるその場所でドア80に関する異常診断の結果を確認することができる。また、上位装置10とドア制御装置100との間でのドア80に関する異常診断に関するデータのやり取りを行う必要性がないことから、上位装置10とドア制御装置100との間でのデータの通信量をより小さく抑制することができる。
【0147】
[ドアに関する異常診断の処理の第2例]
次に、図14を参照して、ドア80に関する異常診断の処理の第2例について説明する。
【0148】
図14は、ドア80に関する異常診断の処理の第2例を示すシーケンス図である。
【0149】
本例では、上述の第1例と同様、診断システムSYSは、鉄道車両1に設けられ、上位装置10と、ドア制御装置100を含む。
【0150】
図14に示すように、ステップS202,S204,S206,S208は、上述の図13のステップS102,S104,S106,S108と同じであるため、説明を省略する。
【0151】
ステップS208の処理を完了すると、入力信号検出部113は、ステップS208で取得した測定データを、通信部112を通じて、上位装置10に送信する(ステップS210)。
【0152】
ステップS210にて、上位装置10の車両制御装置12は、伝送装置16を通じて、ステップS210でドア制御装置100から送信される測定データを受信する(ステップS212)。
【0153】
ステップS212の処理が完了すると、車両制御装置12は、ステップS212で受信した測定データに基づき、ドア80に関する異常診断を行う(ステップS214)。
【0154】
ステップS214の処理が完了すると、車両制御装置12は、上述の図13のステップS116と同様、例えば、運転室や車掌室の表示装置に、ドア80に関する異常診断の結果を表示させる(ステップS216)。
【0155】
このように、本例では、診断システムSYSは、ドア制御装置100にて、診断モードでのドア80の開閉動作時のデータを取得し、取得したデータを上位装置10に送信する。そして、診断システムSYSは、上位装置10にて、ドア制御装置100から受信したデータに基づき、ドア80に関する異常診断を行う。
【0156】
これにより、本例では、診断システムSYSは、上位装置10にて、鉄道車両1の全てのドア80の測定データを取得することができると共に、ドア80に関する異常診断の処理ごとに、ドア80の測定データを履歴的に蓄積することができる。上位装置10の記憶リソースは、ドア制御装置100の記憶リソースよりも十分に大きく確保することが容易だからである。そのため、車両制御装置12は、上位装置10に蓄積される、鉄道車両1の全てのドア80の開閉動作時の測定データ群に基づき、ドア80の異常に関する解析を行うことができる。例えば、車両制御装置12は、特定のドア80について、開閉動作時の測定データの履歴を解析してもよい。これにより、診断システムSYSは、車両制御装置12での解析結果に基づき、ドア80の劣化状況(異常の兆候)を予測し、ドア80の異常の有無だけでなく、ドア80の異常の兆候の有無を診断することができる。よって、診断システムSYSは、ドア80に関する異常診断をより適切に行うことができる。
【0157】
[診断システムの他の例]
次に、図15を参照して、診断システムSYSの他の例について説明する。
【0158】
図15は、診断システムSYSの他の例を示す図である。
【0159】
図15に示すように、診断システムSYSは、鉄道車両1(上位装置10及びドア制御装置100)と、診断装置2とを含む。
【0160】
本例では、診断システムSYSに含まれる鉄道車両1は、1編成であってもよいし、複数編成であってもよい。以下、後述の第4例(図17)についても同様であってよい。
【0161】
診断装置2は、鉄道車両1のドア80に関する異常診断を行う。
【0162】
診断装置2は、鉄道車両1の外部に設けられる。診断装置2は、鉄道車両1と所定の通信回線を通じて通信可能に接続される。
【0163】
所定の通信回線は、例えば、基地局を末端とする移動体通信網や通信衛星を利用する衛星通信網等の広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)を含む。また、所定の通信回線は、例えば、駅や車両基地等に整備されるローカルネットワークを含んでもよい。また、所定の通信回線は、例えば、ブルートゥース(登録商標)やWiFi等の所定の通信規格に基づく近距離通信回線を含んでもよい。
【0164】
診断装置2は、相対的に処理能力が高いサーバ装置である。サーバ装置は、オンプレミスサーバやクラウドサーバであってもよいし、エッジサーバであってもよい。また、診断装置2は、サーバ装置よりも相対的に処理能力が低い端末装置であってもよい。端末装置は、例えば、デスクトップ型のPC(Personal Computer)等の定置型の端末装置であってもよいし、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型のコンピュータ等の可搬型の端末装置(携帯端末)であってもよい。
【0165】
診断装置2の機能は、任意のハードウェアや任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。例えば、診断装置2は、CPU、メモリ装置、補助記憶装置、及びインタフェース装置を含むコンピュータを中心に構成される。メモリ装置は、例えば、SRAMやDRAM(Dynamic Random Access Memory)である。補助記憶装置は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)やSSD(Solid State Drive)やEEPROMやフラッシュメモリ等である。インタフェース装置は、例えば、鉄道車両1(上位装置10)を含む外部装置と通信を行うための通信インタフェースを含む。また、インタフェース装置は、外部の記録媒体に接続するための外部インタフェースを含む。これにより、記録媒体から診断装置2の補助記憶装置等にドア80に関する異常診断の処理を行うためのプログラムや各種のデータをインストールすることができる。また、ドア80に関する異常診断の処理を行うためのプログラムや各種のデータは、通信インタフェースを通じて、診断装置2の外部からダウンロードされてもよい。また、インタフェース装置は、接続する通信回線の種類に合わせて、複数の異なる種類のインタフェース装置を含んでよい。また、診断装置2は、更に、ユーザからの各種の入力を受け付けるための入力装置やユーザに向けて情報を出力するための出力装置を含んでもよい。入力装置は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル等のユーザからの機械的な入力を受け付ける機械操作入力装置を含む。また、入力装置は、例えば、カメラやマイクロフォン等によって、ユーザからジェスチャや音声による入力を受け付け可能なジェスチャ入力装置や音声入力装置を含んでもよい。出力装置は、例えば、視覚的に情報を出力する表示装置や聴覚的に情報を出力する音出力装置を含む。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)である。音出力装置は、例えば、スピーカである。
【0166】
[ドアの異常診断に関する処理の第3例]
次に、図16を参照して、ドア80に関する異常診断の処理の第3例について説明する。
【0167】
図16は、ドア80に関する異常診断の処理の第3例を示すシーケンス図である。
【0168】
本例では、上述の図15の診断システムSYSを前提とする。
【0169】
図16に示すように、ステップS302,S304,S306,S308,S310,S312は、上述の図14のステップS202,S204,S206,S208,S210,S212の処理と同じであるため、説明を省略する。
【0170】
上位装置10の車両制御装置12は、ステップS312で受信した測定データを鉄道車両1の外部の診断装置2に送信する(ステップS314)。
【0171】
診断装置2は、ステップS314で鉄道車両1の上位装置10から送信される測定データを受信する(ステップS316)。
【0172】
診断装置2は、ステップS316で受信した測定データに基づき、ドア80に関する異常診断を行う(ステップS318)。
【0173】
ステップS318の処理が完了すると、診断装置2は、ドア80に関する異常診断の結果を鉄道車両1の上位装置10に送信する(ステップS320)。
【0174】
上位装置10の車両制御装置12は、ステップS320の処理で診断装置2から送信される、ドア80に関する異常診断の結果を受信する(ステップS322)。
【0175】
ステップS322の処理が完了すると、車両制御装置12は、上述の図13図14のステップS116,S216と同様、例えば、運転室や車掌室の表示装置に、ドア80に関する異常診断の結果を表示させる(ステップS324)。
【0176】
このように、本例では、診断システムSYSは、鉄道車両1の外部の診断装置2にて、ドア80に関する異常診断を行うことができる。そのため、通常、処理リソースが比較的小さい鉄道車両1(上位装置10及びドア制御装置100)での処理負荷を軽減することができる。
【0177】
また、本例では、診断システムSYSは、複数編成の鉄道車両1のドア80の測定データを取得することができると共に、ドア80に関する異常診断の処理ごとに、ドア80の測定データを蓄積することができる。これにより、診断装置2は、自身に蓄積される、複数編成に亘る鉄道車両1のドア80の開閉動作時の測定データ群に基づき、ドア80の異常に関する解析を行うことができる。そのため、診断装置2は、自身に蓄積される、対象の鉄道車両1の全てのドア80の開閉動作時の測定データ群に基づき、ドア80の異常に関する解析を行うことができる。例えば、診断装置2は、特定のドア80について、開閉動作時の測定データの履歴を解析してもよい。これにより、診断システムSYSは、診断装置2での解析結果に基づき、ドア80の劣化状況(異常の兆候)を予測し、ドア80の異常の有無だけでなく、ドア80の異常の兆候の有無を診断することができる。また、診断装置2は、全ての編成の鉄道車両1のドア80の測定データに基づき、クラスタリング等の機械学習を適用し、全ての編成の鉄道車両1のドア80の中から異常或いは異常の兆候のあるドア80を抽出してもよい。これにより、診断システムSYSは、上述の方法に代えて、或いは、加えて、機械学習を適用し、ドア80に関する異常診断を行うことができる。よって、診断システムSYSは、ドア80に関する異常診断を更に適切に行うことができる。
【0178】
尚、診断アプリは、診断装置2にインストールされていてもよく、診断装置2でのユーザからの所定の入力に応じて、診断装置2から鉄道車両1(上位装置10)に診断指令が送信されてもよい。また、診断システムSYSに複数編成の鉄道車両1が含まれる場合、診断指令は、ユーザからの所定の入力によって指定される特定の鉄道車両1に向けて送信される。
【0179】
[診断システムの更に他の例]
次に、図17を参照して、診断システムSYSの更に他の例について説明する。
【0180】
図17は、診断システムSYSの更に他の例を示す図である。
【0181】
図17に示すように、診断システムSYSは、上述の他の例(図15)と同様、鉄道車両1(上位装置10及びドア制御装置100)と、診断装置2とを含む。また、診断システムSYSは、上述の他の例(図15)と異なり、ユーザ端末3を含む。
【0182】
ユーザ端末3は、診断システムSYSのユーザが利用する端末装置である。
【0183】
ユーザ端末3は、例えば、ドア80の点検を行う点検者や鉄道車両1の保守・点検の責任者等が利用する端末装置である。また、ユーザ端末3は、例えば、診断装置2のユーザが利用する端末装置であってもよい。
【0184】
ユーザ端末3は、例えば、デスクトップ型のPC等の定置型の端末装置であってもよいし、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型のPC等の可搬型の端末装置(携帯端末)であってもよい。
【0185】
ユーザ端末3の機能は、任意のハードウェアや任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。例えば、ユーザ端末3は、CPU、メモリ装置、補助記憶装置、インタフェース装置、入力装置、及び出力装置を含むコンピュータを中心に構成される。メモリ装置は、例えば、SRAMやDRAM(Dynamic Random Access Memory)である。補助記憶装置は、例えば、HDDやSSDやEEPROMやフラッシュメモリ等である。インタフェース装置は、例えば、診断装置2を含む外部装置と通信を行うための通信インタフェースを含む。また、インタフェース装置は、外部の記録媒体に接続するための外部インタフェースを含む。これにより、記録媒体からユーザ端末3の補助記憶装置等にドア80に関する異常診断の処理を行うためのプログラムや各種のデータをインストールすることができる。また、ドア80に関する常診断の処理を行うためのプログラムや各種のデータは、通信インタフェースを通じて、ユーザ端末3の外部からダウンロードされてもよい。また、インタフェース装置は、接続する通信回線の種類に合わせて、複数の異なる種類のインタフェース装置を含んでよい。入力装置は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル等のユーザからの機械的な入力を受け付ける機械操作入力装置を含む。また、入力装置は、例えば、カメラやマイクロフォン等によって、ユーザからジェスチャや音声による入力を受け付け可能なジェスチャ入力装置や音声入力装置を含んでもよい。出力装置は、例えば、視覚的に情報を出力する表示装置や聴覚的に情報を出力する音出力装置を含む。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)である。音出力装置は、例えば、スピーカである。
【0186】
[ドアに関する異常診断の処理の第4例]
次に、図18を参照して、ドア80に関する異常診断の処理の第4例について説明する。
【0187】
図18は、ドア80に関する異常診断の処理の第4例を示すシーケンス図である。
【0188】
本例では、上述の図17の診断システムSYSを前提とする。
【0189】
図18に示すように、ユーザ端末3は、ユーザからの所定の入力に応じて、診断アプリを起動させる(ステップS402)。
【0190】
ステップS402の完了後、ユーザ端末3は、ユーザからのドア80に関する異常診断の開始を要求する所定の入力に応じて、診断指令を診断装置2に送信する(ステップS404)。
【0191】
複数編成の鉄道車両1のユーザ端末3から送信される診断指令には、ドア80に関する異常診断が実施される対象の鉄道車両1が指定される。対象の鉄道車両1は、ユーザからの所定の入力によって指定される。
【0192】
診断装置2は、ステップS404の処理でユーザ端末3から送信される診断指令を受信する(ステップS406)。
【0193】
ステップS406の処理が完了すると、診断装置2は、ユーザ端末3からの診断指令を中継する形で、対象の鉄道車両1(上位装置10)に診断指令を送信する(ステップS408)。
【0194】
対象の鉄道車両1の上位装置10(車両制御装置12)は、ステップS408で送信される診断指令を受信する(ステップS410)。
【0195】
車両制御装置12は、ステップS408で受信した診断指令を中継する形で、伝送装置16を介して、ドア制御装置100に送信する(ステップS412)。
【0196】
ステップS414,S416,S418,S420,S422,S424,S426は、上述の第3例(図16)のステップS306,S308,S310,S312,S314,S316,S318の処理と同じであるための説明を省略する。
【0197】
ステップS426の処理が完了すると、診断装置2は、ステップS426でのドア80に関する異常診断の結果をユーザ端末3に送信する(ステップS428)。
【0198】
ユーザ端末3は、ステップS428で診断装置2から送信される異常診断の結果を受信する(ステップS430)。
【0199】
ステップS430の処理が完了すると、ユーザ端末3は、自身の出力装置(表示装置)にドア80に関する異常診断の結果を表示させる(ステップS432)。
【0200】
これにより、ユーザは、ユーザ端末3を用いて、ドア80に関する異常診断の結果を確認することができる。
【0201】
このように、本例では、診断システムSYSは、ユーザ端末3からドア80に関する異常診断の要求(診断指令)を、診断装置2を通じて鉄道車両1に送信し、ユーザ端末3にて、ドア80に関する異常診断の結果をユーザに通知する。
【0202】
これにより、診断システムSYSのユーザは、ユーザ端末3を用いて、ドア80に関する異常診断の結果を要求し、ドア80の異常診断の結果を確認することができる。そのため、例えば、鉄道車両1や診断装置2を直接利用可能なユーザ以外のユーザがユーザ端末3を用いて、異常診断の結果を確認することができる。例えば、ドア80の保守部品を取り扱うメーカの担当者は、鉄道車両1の編成ごとのドア80の異常の発生状況を把握し、保守部品の管理等の最適化を図ることができる。また、例えば、鉄道車両1の保守や点検の担当者は、ユーザ端末3を所持し、ドア80ごとの異常診断の結果を確認しながら、実際の鉄道車両1のドア80の保守・点検作業を行うことができる。よって、診断システムSYSのユーザの利便性を向上させることができる。
【0203】
[作用]
次に、本実施形態に係る診断装置の作用について説明する。
【0204】
本実施形態では、診断装置は、鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び第2の速度でドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方でのドアを駆動する電動機の、ドアの駆動に関するデータ(駆動データ)を取得する。診断装置は、例えば、上述のドア制御装置100や車両制御装置12や診断装置2である。鉄道車両は、例えば、上述の鉄道車両1である。第1の速度は、例えば、上述の速度V1である。第2の速度は、例えば、上述の速度V2である。ドアは、例えば、上述のドア80である。電動機は、例えば、上述のモータ30である。ドアの駆動に関するデータは、例えば、上述のモータ30の電流に関するデータや回転機としてのモータ30の駆動トルクに関するデータやリニアモータとしてのモータ30駆動推力に関するデータやモータ30の速度に関するデータである。そして、診断装置は、取得したデータに基づき、ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う。
【0205】
また、本実施形態では、診断システムは、鉄道車両の乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で鉄道車両のドアに開動作及び閉動作の少なくとも一方を行わせる。診断システムは、例えば、上述の診断システムSYSである。また、診断システムは、第2の速度で鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び第2の速度で閉動作を行ったときの少なくとも一方でのドアを駆動する電動機の、ドアの駆動に関するデータ(駆動データ)を取得する。そして、診断システムは、取得したデータに基づき、ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う。
【0206】
また、情報処理装置は、診断方法を実行してもよい。具体的には、診断方法では、情報処理装置が、鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び第2の速度でドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方でのドアを駆動する電動機の、ドアの駆動に関するデータ(駆動データ)を取得する。そして、診断方法では、情報処理装置が、取得したデータに基づき、ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行う。
【0207】
また、情報処理装置にプログラムを実行させてもよい。具体的には、プログラムは、情報処理装置に、鉄道車両における乗客の乗降時の第1の速度よりも遅い第2の速度で鉄道車両のドアが開動作を行ったとき、及び第2の速度でドアが閉動作を行ったときの少なくとも一方でのドアを駆動する電動機の、ドアの駆動に関するデータ(駆動データ)を取得させる。そして、プログラムは、情報処理装置に、取得させたデータに基づき、ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行わせる。
【0208】
これにより、相対的に遅い第2の速度でドアを開閉させる場合、通常の乗客の乗降時の第1の速度でドアを開閉させる場合より、ドアの定常状態の動作区間が相対的に長くなる。定常状態の速度域が低くなることで、動作開始時の加速及び動作停止時の減速に要する時間を相対的に短くできるからである。そのため、診断装置等は、ドアの定常状態の動作区間における電動機の駆動データに基づき、ドアの全開状態や全閉状態により近い位置でのドアの走行抵抗に関する異常の診断を行うことができる。よって、診断装置等は、鉄道車両のドアの開閉動作時の抵抗に関する異常の判断をより適切に行うことができる。
【0209】
また、本実施形態では、第2の速度は、一定の速度であってもよい。
【0210】
これにより、診断装置等は、一定の速度に対応する上記の電動機の駆動データを用いることができる。そのため、診断装置等は、一定の速度に対応する上記の電動機の駆動データに生じる異常の有無やその程度等を比較的容易且つ確実に判断することができる。よって、診断装置等は、鉄道車両のドアの走行抵抗に関する異常の診断をより適切に行うことができる。
【0211】
また、本実施形態では、診断装置は、取得した、第2の速度でのドアの開動作の開始から停止までの間の定常状態の期間における時系列の電動機の駆動データ、及び第2の速度でのドアの閉動作の開始から停止までの間の定常状態の期間における時系列の電動機の駆動データの少なくとも一方のデータと、定常状態の期間における時系列の、電動機の駆動データに関する基準データとの比較により、ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行ってもよい。所定基準は、例えば、上述の閾値Th1,Th2,Th31である。
【0212】
これにより、診断装置は、例えば、取得したデータと、正常な状態に対応する基準データとの比較により、ドアの走行抵抗に関する異常の診断を行うことができる。
【0213】
また、本実施形態では、診断装置は、取得したデータと基準データとの差異が所定基準に対して相対的に大きい場合に、ドアの走行抵抗に関する異常があると診断してもよい。
【0214】
これにより、診断装置は、例えば、取得したデータと、正常な状態に対応する基準データとの差異が相対的に大きくなっている状況を以て、ドアの走行抵抗に関する異常があると診断することができる。
【0215】
また、本実施形態では、診断装置は、取得したデータと基準データとの差異が所定基準に対して相対的に大きい状態の発生パターンに応じて、異常の原因を推定してもよい。
【0216】
これにより、診断装置は、異常の有無に加えて、異常の原因を推定することができる。
【0217】
また、本実施形態では、診断装置は、ドアの定常状態の期間の全体に亘って、取得したデータと基準データとの差異が所定基準に対して相対的に大きい場合に、ドアの走行抵抗に関する異常の原因がドアレールのグリス枯れ又は汚損であると推定してもよい。
【0218】
これにより、診断装置は、ドアレールのグリス枯れや汚損によりドアの走行抵抗に関する異常が生じている状態を推定することができる。
【0219】
また、本実施形態では、診断装置は、定常状態の期間に対応するドアの動作区間の始端から終端に向けて、取得したデータと基準データとの差異が増大することによりその差異が所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している場合、ドアの走行抵抗に関する異常の原因がドアレールの前後方向での傾斜状態の変化であると推定してもよい。
【0220】
これにより、診断装置は、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化によりドアの走行抵抗に関する異常が生じている状態を推定することができる。
【0221】
また、本実施形態では、定常状態の期間の一部で局所的に、取得したデータと基準データとの差異が所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している場合に、ドアの走行抵抗に関する異常の原因がドアレールへの異物の混入、又はドアレールの変形であると推定してもよい。
【0222】
これにより、診断装置は、ドアレールへの異物の混入やドアレールの変形によりドアの走行抵抗に関する異常が生じている状態を推定することができる。
【0223】
また、本実施形態では、ドアの開動作及び閉動作の少なくとも一方の動作が複数回行われたときのそれぞれのデータについて、取得したデータと基準データとの差異が局所的に所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している箇所に対応するドアの位置が相対的に狭い範囲に集約されている場合、異常の原因がドアレールの変形であると推定し、取得したデータと基準データとの差異が局所的に所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している箇所に対応するドアの位置が相対的に広い範囲に分散している場合、異常の原因がドアレールへの異物の混入であると推定してもよい。
【0224】
これにより、診断装置は、ドアレールへの異物の混入が生じている状態と、ドアレールの変形が生じている状態とを区別して、ドアの走行抵抗に関する異常の原因を推定することができる。
【0225】
また、本実施形態では、診断装置は、取得した、第2の速度でのドアの開動作の開始から停止までの間の定常状態の期間における時系列の電動機の駆動データ、及び第2の速度でのドアの閉動作の開始から停止までの間の定常状態の期間における時系列の電動機の駆動データの比較により、異常の診断を行ってもよい。
【0226】
これにより、診断装置は、例えば、ドアの開動作時及び閉動作時に取得したデータとの相違によって、ドアの開動作時と閉動作時との間でドアの走行抵抗に変化が生じるような異常の診断を行うことができる。
【0227】
また、本実施形態では、診断装置は、取得した、第2の速度でのドアの開動作の開始から停止までの間の定常状態に対応するドアの動作区間における電動機の駆動データ、及び第2の速度でのドアの閉動作の開始から停止までの間の定常状態に対応するドアの動作区間における電動機の駆動データをドアの同じ位置で比較したときの差が所定基準に対して相対的に大きい状態が発生している場合、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化によって異常が発生していると診断してもよい。所定基準は、例えば、上述の閾値Th32である。
【0228】
これにより、診断装置は、ドアレールの前後方向での傾斜状態の変化によって生じる、ドアの開動作時と閉動作時との間でドアの走行抵抗に変化が生じる形態の異常診断を行うことができる。
【0229】
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0230】
1 鉄道車両
2 診断装置
3 ユーザ端末
10 上位装置
12 車両制御装置
13 配線
14 ドア開閉操作装置
14A 開スイッチ
14B 閉スイッチ
16 伝送装置
30 モータ
31 エンコーダ
32 電流センサ
32A 電流センサ
32B 電流センサ
50 施錠装置
51 ピン
52 コイル
53 コイル
60 DCS
61A1 固定接点
61A2 固定接点
61B1 固定接点
61B2 固定接点
62 可動接点
70 DLS
71A1 固定接点
71A2 固定接点
71B1 固定接点
71B2 固定接点
72 可動接点
80 ドア
80A ドアパネル
80B ドアパネル
81A 戸先ゴム
81B 戸先ゴム
100 ドア制御装置
101 配線
102 配線
110 常用系制御部
111 電源回路
112 通信部
113 入力信号検出部
114 シーケンス部
115 モータ制御部
116 モータ駆動部
117 施錠・解錠駆動部
120 待機系制御部
121 電源回路
122 通信部
123 入力信号検出部
124 シーケンス部
125 モータ制御部
126 モータ駆動部
127 施錠・解錠駆動部
130 切換回路部
140 切換回路部
150 電源
151 入力コンタクタ
200 ドア駆動機構
SYS 診断システム
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18