铁道车辆用门控制系统 【技术领域】
本发明涉及用来控制铁道车辆用的门的开闭的铁道车辆用门控制系统。背景技术 以往， 作为用来控制铁道车辆用的门的开闭的门控制装置， 已知有专利文献 1 所 述的结构。
该门控制装置是根据输入的两个门动作指令信号对门的开闭进行控制的装置。 具 体而言， 在两个门动作指令信号中一方的门动作指令信号变化为要求门的开动作的信号状 态后、 在设定时间内另一方门动作指令信号没有变化为要求开动作的信号状态时， 判断为 开动作指令的异常， 进行控制而使得不进行门的开动作。
根据该结构， 在门动作指令信号因噪声等的不良影响而不适当地变化的情况下也 能够确保安全性以使门不打开。
专利文献 1 ： 日本特开 2007-1346 号公报发明内容 但是， 在如专利文献 1 的门控制装置那样地、 通过双路化的信号线输入的门动作 指令信号相互一致时停止门的开动作的结构时， 如果因故障等而不能接收两个门动作指令 信号的一个， 则以后不再能够进行门的开动作。 在此情况下， 乘客不再能利用该控制对象的 门进行乘降、 不方便， 并且由于该控制对象的门的开动作被停止， 所以阻碍车辆的运行。
本发明鉴于上述情况而提出， 目的是提供一种能够在确保安全性的同时继续进行 门的开闭的铁道车辆用门控制系统。
本发明的铁道车辆用门控制系统为了达到上述目的而具有以下这样的一些特征。 即， 本发明的铁道车辆用门控制系统单独或适当组合地具备以下的特征。
用来达到上述目的的本发明的铁道车辆用门控制系统的第一特征为一种铁道车 辆用门控制系统， 具备分别设于铁道车辆的多个门而控制该门的开闭的多个门控制装置、 和与上述多个门控制装置连接的通信线， 基于从驾驶台向上述多个门控制装置一起发送的 指令对门进行开闭， 其中， 上述门控制装置具备 ： 用来使门开闭的一个马达 ； 能够基于来自 上述驾驶台的指令控制上述马达的第一控制器及第二控制器， 上述第二控制器为， 当上述 第一控制器进行上述马达的控制时， 从上述通信线取得从上述第一控制器及其他门控制装 置发送的控制信息， 在上述第一控制器的控制信息与自身的控制信息及其他门控制装置的 控制信息都不同时， 将上述马达的控制从上述第一控制器的控制切换为该第二控制器的控 制。
这里所谓的 “控制信息” ， 是控制器为了控制设在车辆中的设备 ( 包括马达 ) 而从 外部输入并存储在该控制器内的信息。即， 控制器基于该控制信息控制马达。
根据该结构， 例如在第一控制器故障、 该第一控制器的控制信息为不适当的信息 的情况下， 停止由故障的第一控制器进行的马达的控制。 由此， 能够防止基于不适当的控制
信息驱动马达， 能够确保安全性。
此外， 在第一控制器的控制信息不适当时， 将马达的控制从第一控制器立即切换 为第二控制器的控制， 所以能够进行门的继续使用。
此外， 本发明的铁道车辆用门控制系统的第二特征具备上述第一特征， 并且， 上述 第一控制器构成为能够检测自身的故障， 如果检测到自身的故障则中止自身进行的上述马 达的控制、 并将故障信息向上述通信线输出 ； 上述第二控制器在从上述通信线取得了从上 述第一控制器输出的故障信息时， 将上述马达的控制从上述第一控制器的控制切换为该第 二控制器的控制。
根据该结构， 第一控制器对自身的故障进行检测， 将故障信息向通信线输出， 所以 对于能够由第一控制器自身进行检测的故障， 第二控制器不需要对有关第一控制器的信息 进行分析并判断。由此， 第二控制器能够检测第一控制器的故障而不会过度增加从第一控 制器发送的控制信息的内容。
此外， 本发明的铁道车辆用门控制系统的第三特征具备上述第一或第二特征， 并 且， 上述第二控制器能够检测自身的故障， 如果检测到自身的故障， 则将故障信息向上述第 一控制器通知 ； 上述第一控制器构成为如果从上述第二控制器接到故障信息的通知， 则将 该故障信息向上述通信线输出。
根据该结构， 在第二控制器故障的情况下由第一控制器继续进行马达的控制、 并 对通信线输出不再有冗余度的状况。 由此， 能够进行门的继续的运行， 并对与通信线连接的 上位系统等通知不再有冗余度的状况。
此外， 本发明的铁道车辆用门控制系统的第四特征具备上述第一～三的任一项特 征， 并且， 上述门控制装置具备 ： 第一输出线继电器， 设于从上述第一控制器向上述马达的 输出线 ； 第二输出线继电器， 设于从上述第二控制器向上述马达的输出线 ； 供电线继电器， 设于对上述第一控制器供给来自电源的电力的供电线 ； 上述第二控制器在取得了从上述第 一控制器输出的故障信息时， 将上述供电线继电器及上述第一输出线继电器打开， 并将上 述第二输出线继电器关闭。
这里， 所谓 “将继电器打开” ， 是指将设有继电器的电线中的电流切断。此外， 所谓 “将继电器关闭” ， 是指在设有继电器中的电线中有电流流过的状态。
根据该结构， 即使第一控制器的微型计算机失控等而变得不能控制， 也能够可靠 地将第一控制器切断以便不给第二控制器进行的门的控制带来不良影响。
此外， 本发明的铁道车辆用门控制系统的第五特征具备上述第一～四的任一项特 征， 并且， 在上述马达中设有对上述第一控制器输出检测结果的第一编码器、 和对上述第 二控制器输出检测结果的第二编码器 ； 上述第一控制器及上述第二控制器双方具备 ： 具有 CPU 的控制部、 能够对上述通信线输出来自上述控制部的信息并能够将来自上述通信线的 信息输入至上述控制部的信息输入输出用电路、 和用来对上述马达供给电力的马达输出用 电路。
根据该结构， 通过共用故障的可能性比较低的零件 ( 马达 )， 能够实现节省空间 化， 能够抑制成本的增加。
另一方面， 通过在各控制器中设置故障的可能性比较高的零件 ( 编码器、 控制部、 信息输入输出用电路、 马达输出用电路 )， 能够提高冗余度。此外， 本发明的铁道车辆用门控制系统的第六特征具备上述第五特征， 并且， 在上 述第一控制器进行上述马达的控制的情况下， 停止向上述第二控制器中的上述马达输出用 电路的供电。
根据该结构， 由于停止向在第一控制器的监视中不需要的马达输出用电路的供 电， 所以较节能， 此外能够抑制向该马达输出用电路持续通电导致的劣化， 所以能够减轻故 障发生。
此外， 本发明的铁道车辆用门控制系统的第七特征为一种铁道车辆用门控制系 统， 具备分别设于铁道车辆的多个门而控制该门的开闭的多个门控制装置、 和与上述多个 门控制装置连接的通信线， 其中， 上述门控制装置具备 ： 用来使门开闭的一个马达 ； 和第一 控制器及第二控制器， 其能够基于从驾驶台经由上述通信线向上述多个门控制装置一起发 送的指令来控制上述马达， 上述第二控制器为， 当上述第一控制器进行上述马达的控制时， 从上述通信线取得从上述第一控制器及其他多个门控制装置发送的控制信息， 基于该第一 控制器的控制信息、 上述第二控制器的控制信息、 及上述其他多个门控制装置的控制信息， 将上述马达的控制从上述第一控制器的控制切换为该第二控制器的控制。
根据该结构， 不另外追加装置， 能够更正确地进行第一控制器的控制信息是否适 当的判断。 由此， 能够在确保安全性的同时继续进行门的开闭。
此外， 本发明的铁道车辆用门控制系统的第八特征具备上述第七特征， 并且， 上述 第二控制器为， 当上述第一控制器进行上述马达的控制时， 从上述通信线取得从上述第一 控制器及上述其他多个门控制装置发送的控制信息 ； 在下述情况下将上述马达的控制从上 述第一控制器的控制切换为该第二控制器的控制 ： (a) 上述第一控制器的控制信息、 上述 第二控制器的控制信息、 及上述其他多个门控制装置的控制信息中的至少半数一致、 并且 (b) 该一致的控制信息与上述第一控制器的控制信息不同、 并且 (c) 该一致的控制信息与 上述第二控制器的控制信息一致。
根据该结构， 利用控制信息的简单的比较， 能够更正确地判断第一控制器故障、 并 且第二控制器没有故障的情况。因此， 能够防止马达的控制被切换给故障的第二控制器。
根据本发明， 能够在确保安全性的同时继续进行门的开闭。
附图说明
图 1 是示意地表示设有本发明的实施方式的铁道车辆用门控制系统的铁道车辆 图 2 是表示图 1 所示的铁道车辆用门控制系统的框图。 图 3 是表示图 2 所示的门控制装置的详细情况的框图。 图 4 是表示用来说明第一控制器的动作的流程的图。 图 5 是表示用来说明第二控制器的动作的流程 (1) 的图。 图 6 是表示用来说明第二控制器的动作的流程 (2) 的图。的图。
具体实施方式
以下， 参照附图对用来实施本发明的优选的方式进行说明。< 具有门控制系统的铁道车辆的概况 >
图 1 是示意地表示设有本发明的实施方式的铁道车辆用门控制系统的铁道车辆 100 的图。
如图 1 所示， 在铁道车辆 100 中， 在其侧面上每一个车辆设有八个的门 101。 并且， 对于各门 101， 设有用来对该门 101 进行开闭的门控制装置 10。此外， 在先头车辆的顶端位 置处设有列车信息控制装置 20( 驾驶台 )。 从列车信息控制装置 20 延伸出通过全部车辆的 指令通信线 30。指令通信线 30 例如使用 RS485 的串行通信线。该指令通信线 30 在各车辆 内分支， 在分支后的通信线的端部处设有通信终端 31。从通信终端 31 延伸出本地通信线 32， 该本地通信线 32 在八处分支， 分支后的八个通信线分别与配置在车辆内的八个门控制 装置 10 连接。另外， 本地通信线 32 与指令通信线 30 同样， 使用例如 RS485 的串行通信线。
此外， 从列车信息控制装置 20 延伸出通过全部车辆的信号线 40。该信号线 40 在 各车辆内在八处分支， 分支后的八个信号线分别与门控制装置 10 连接。该信号线 40 存在 多根， 但在图 1 中仅表示一根而省略了其他信号线。
驾驶员通过操作该列车信息控制装置 20， 能够将以下所示那样的各种信息向门控 制装置 10 发送。 具体而言， 通过操作列车信息控制装置 20， 经由指令通信线 30、 通信终端 31 及本 地通信线 32 将下述指令等的信息发送给全部的门控制装置 10 ： (1) 使门 101 向开方向动作 的指令即开指令、 (2) 使门 101 向开方向动作的指令即闭指令、 (3) 仅使没有全开的门 101 再次开闭动作的指令即再开闭指令。
另外， 与该指令通信线 30 及本地通信线 32 连接的设备 ( 列车信息控制装置 20、 通 信终端 31、 门控制装置 10) 构成为可通过所谓的广播方式相互通信， 在从该设备经由这些 通信线发送的信息中， 附加确定其发信源的信息。
此外， 通过列车信息控制装置 20 的操作， 经由多个信号线 40， 将下述信号向全部 的门控制装置 10 发送 ： (1) 容许门 101 的开动作的开许可信号、 (2) 在门 101 不能全闭的情 况下容许再次开闭动作的再开闭信号、 (3) 在紧急时容许将门 101 用手动打开的一齐解锁 信号等的信号。
另外， 这些信号是在容许门 101 的开动作的情况下为 ON( 在对应于各信号的信号 线 40 中发生了既定的电压的状态 ) 的触点信号， 在该信号为 OFF 的情况下禁止门 101 的开 动作。
进而， 经由多个信号线 40 中的一信号线从列车信息控制装置 20 自动地发送表示 铁道车辆 100 的行驶速度达到了既定的速度 ( 例如 5km/h) 的 5K 信号。另外， 5K 信号是在 行驶速度为 5km/h 以下时为 ON( 在 5K 信号用的信号线 40 中发生了既定的电压的状态 )、 在 超过 5km/h 时为 OFF( 在 5K 信号用的信号线 40 中没有发生既定的电压的状态 ) 的触点信 号， 在该 5K 信号是 OFF 的情况下禁止门 101 的开动作。
并且， 门控制装置 10 基于 (1) 来自本地通信线 32 的信息、 (2) 来自信号线 40 的 触点信号、 (3) 来自检测门 101 的状态的检测机构的检测结果、 (4) 来自检测马达 50 的驱动 状态的检测机构的检测结果等对门进行开闭控制。
作为上述 (3) 的检测门 101 的状态的检测机构有 ： (a) 设于将门 101 在全闭位置 锁定的锁定装置而检测该锁定装置是否是锁定状态的限位开关 ( 图 3 中的锁定检测机构
61)、 (b) 检测门 101 是否处于全闭位置的限位开关 ( 图 3 中的全闭位置检测机构 62)、 (c) 检测是否是能够将门 101 的锁定以手动解锁的状态的限位开关 ( 图 3 中的手动解锁检测机 构 63) 等。
此外， 作为上述 (4) 的检测马达 50 的驱动状态的检测机构， 有用来检测马达 50 的 旋转信息的编码器 ( 图 3 所示的使用霍尔元件 54、 55 的编码器 ) 等。
如上述那样， 本实施方式的铁道车辆用门控制系统是下述系统 ： 具有上述八个门 控制装置 10、 和与这些门控制装置 10 连接的本地通信线 32， 基于经由该本地通信线 32 从 列车信息控制装置 20 一起发送的信息对门 101 进行开闭。
图 2 是表示图 1 所示的铁道车辆用门控制系统 1 的框图。另外， 经由本地通信线 32 连接的八个门控制装置 10 及门 101 的结构全部是相同的， 所以仅说明一个门控制装置 10 及门 101 的结构， 关于其他门控制装置 10 及门 101 的结构的说明省略。
门 101 是通过齿轮齿条机构沿开闭方向移动的对开式的门， 具备设于马达 50 的驱 动轴的齿轮 51、 以啮合于该齿轮 51 的方式上下配置的一对齿条 52、 和经由挂钩分别悬挂于 该一对齿条 52 的一对门扇 53。并且， 通过使该马达 50 正反旋转而对门 101 进行开闭。
门控制装置 10 具备与本地通信线 32 连接的两个控制器 ( 第一控制器 11 及第二控 制器 12)。另外， 该两个控制器 11、 12 分别经由继电器 ( 第一继电器 13 及第二继电器 14) 与马达 50 连接， 在继电器关闭的状态 ( 即， 控制器与马达 50 电气连接的状态 ) 下能够控制 该马达 50。 另外， 该两个继电器 13、 14 与第二控制器 12 连接， 根据来自该第二控制器 12 的指 令而被开闭控制。
两个控制器 11、 12 与本地通信线 32 及信号线 40 连接， 构成为基于经由该本地通 信线 32 及信号线 40 输入的信息及信号等控制马达 50。即， 如果两个控制器 11、 12 都正常 ( 不故障 )、 来自本地通信线 32 及信号线 40 等的输入相同， 则这两个控制器 11、 12 进行相 同的动作 ( 向外部进行相同的输出 )。并且， 基于与关闭的状态的继电器 ( 第一继电器 13 或第二继电器 14) 连接的控制器的输出来驱动马达 50。在本实施方式中， 通常第一继电器 13 为闭、 第二继电器 14 为开， 主要用第一控制器 11 控制马达 50。
< 门控制装置 10 的详细结构 >
图 3 是表示图 2 所示的门控制装置的详细情况的框图。
门控制装置 10 中的第一控制器 11 及第二控制器 12 分别为微型计算机控制方式， 具备 ： 具有按照既定的程序进行动作的 CPU 及保存有该既定的程序的 RAM(Random Access Memory) 的控制部 11a、 12a、 由用来将来自信号线 40 的信号输入到控制部 11a、 12a 中的信 号输入电路构成的信号输入部 11b、 12b、 作为用来进行与本地通信线 32 之间的数据通信 ( 收发 ) 的接口的传送部 11c、 12c、 由用来对马达 50 供给驱动电力的马达驱动电路构成的 驱动部 11d、 12d、 和用来将从供电线 21 供给的电力 ( 电压 ) 变换而产生应向各部供给的电 压的电源部 11e、 12e。
传送部 11c、 12c 接收从列车信息控制装置 20 朝向本地通信线 32 发送 ( 广播 ) 的 指令信息， 并将其输入到控制部 11a、 12a 中。
马达 50 构成为无刷马达， 将流到马达线圈 56 中的电流的朝向不使用整流子地电 气地切换。 另外， 旋转方向及速度的控制由驱动部 11d、 12d 进行。 在该马达 50 中， 设有两个
用来检测马达 50 的旋转信息的霍尔元件。并且， 构成为向第一控制器 11 的控制部 11a( 以 下称作第一控制部 11a) 输入来自一方的霍尔元件 54 的输出、 向第二控制器 12 的控制部 12a( 以下称作第二控制部 12a) 输入来自另一方的霍尔元件 55 的输出。
此外， 构成为对控制部 11a、 12a 双方输入来自上述的检测门 101 的状态的检测机 构 ((a) 锁定检测机构 61、 (b) 全闭位置检测机构 62、 (c) 手动解锁检测机构 63) 的输出。
此外， 在车辆中设有用来通知门 101 的开或闭动作的乐钟 71、 显示灯 72 等。该乐 钟 71 及显示灯 72 与控制部 11a、 12a 双方连接， 构成为从两个控制部 11a、 12a 中的哪个控 制部都能够控制。
第一控制器 11 和第二控制器 12 在以下的点中不同。
(1) 供电结构
第一控制器 11 的电源部 11e 经由第三继电器 15 与用来对各车辆供给电力的供电 线 21 连接。因而， 在第三继电器 15 为开状态的情况下， 不对电源部 11e 供给电力， 对第一 控制器 11 的各部也不供给电力。
另一方面， 第二控制器 12 的电源部 12e 总是与供电线 21 连接。
(2) 继电器驱动部
第二控制器 12 还具备由用来驱动第一继电器 13、 第二继电器 14、 及第三继电器 15 的继电器驱动电路构成的继电器驱动部 12f。
继电器驱动部 12f 基于来自第二控制部 12a 的指令， 将继电器 13、 14、 15 切换为第 一继电器 13 及第三继电器 15 为闭、 第二继电器 14 为开的第一状态、 和第一继电器 13 及第 三继电器 15 为开、 第二继电器 14 为闭的第二状态。
(3) 第二系统正常信号
这里， 第一控制器 11 的第一控制部 11a 具有能够基于输入到该第一控制部 11a 中 的信息判别第一控制器 11 故障、 以及具有霍尔元件 54 而构成的编码器故障的自我故障判 别功能。
同样， 第二控制器 12 的第二控制部 12a 具有能够基于输入到该第二控制部 12a 中 的信息判别第二控制器 12 故障、 以及具有霍尔元件 55 而构成的编码器故障的自身故障判 别功能。
并且， 第二控制器 12 基于该功能， 在自身 ( 包括霍尔元件 55) 中没有故障的情况 下， 总是对第一控制器 11 的第一控制部 11a 输出表示第二控制器 12 正常的信号 ( 第二系 统正常信号 )。
另外， 该正常信号的从第二控制部 12a 向第一控制部 11a 的输出经由与本地通信 线 32 不同的路径 33 进行。
以下， 对第一控制器 11 及第二控制器 12 的动作进行说明。
< 第一控制器 11 的动作 >
首先， 对第一控制器 11 的动作进行说明。另外， 后述的第二控制器 12 的动作与该 第一控制器 11 的动作并行进行。
图 4 是表示用来说明第一控制器的动作的流程的图。
如图 4 所示， 如果从列车信息控制装置 20 对本地通信线 32 发送 ( 广播 ) 开指令 信息或闭指令信息 ( 开闭指令信息 )， 则传送部 11c 接收开闭指令信息， 从该传送部 11c 向第一控制部 11a 输入该开闭指令信息 ( 步骤 101)。
第一控制部 11a 监视来自传送部 11c 的输入， 如果从该传送部 11c 接收到该开闭 指令信息， 则接收来自信号输入部 11b 的信号 ( 步骤 102)。即， 信号输入部 11b 将表示来自 多个信号线 40 的触点信号 ( 开许可信号、 再开闭信号、 一齐解锁指令信号、 5k 信号等 ) 分别 是 ON 还是 OFF 的信息输入到第一控制部 11a 中。
此外， 第一控制部 11a 接收表示来自锁定检测机构 61、 全闭位置检测机构 62、 手动 解锁检测机构 63 等的、 检测门 101 的状态的检测机构的检测结果的触点信号 ( 步骤 103)。
第一控制部 11a 基于由步骤 101、 102、 103 得到的信息将存储在存储器 (RAM 等 ) 中的控制信息更新 ( 步骤 104)。
另外， “控制信息” 是控制器为了控制设在车辆中的设备 ( 马达 50、 乐钟 71、 显示 灯 72 等 ) 而从外部输入并存储在该控制器内的信息， 包括 (1) 开闭控制信息、 和 (2) 控制 参数信息。
(1) 开闭控制信息
“开闭控制信息” 是表示之后使门 101 怎样动作的信息 ( 例如 “开动作” 、 “闭动作” 等 )， 基于下述控制参数信息更新。 (2) 控制参数信息
“控制参数信息” 是包括 (a) 从列车信息控制装置 20 发出的表示门开闭的指令的 传送指令识别信息、 (b) 表示是否许可门的开动作的开许可信息、 (c) 表示设在车辆中的各 种检测机构的检测结果的检测信息的信息。
(a) 基于从传送部 11c 输入的信息更新传送指令识别信息。
(b) 基于从信号输入部 11b 输入的信息更新开许可信息。
(c) 基于从各种限位开关 ( 锁定检测机构 61、 全闭位置检测机构 62、 手动解锁检测 机构 63 等 ) 输入的触点信号更新检测信息。
并且， 将更新后的控制信息经由传送部 11c 向本地通信线 32 发送 ( 步骤 105)。 即， 对第二控制器 12 及车辆内的其他全部的门控制装置 10 发送第一控制器 11 的控制信息。 另外， 此时， 在控制信息中添加自身的 ID 信息并发送。 “ID 信息” 是用来将自身的门控制装 置 10 与设置在车辆中的其他门控制装置 10 进行区别的信息 ( 例如 “门 No.1” 、 “门 No.2” 等 )。
此外， 第一控制部 11a 基于该第一控制部 11a 的更新后的控制信息， 开始门 101 的开闭动作， 即开始马达 50 的驱动。同时， 开始向显示灯 72、 乐钟 71 等的触点输出 ( 步骤 106)。
在开始马达 50 的驱动后， 判断由第一控制器 11 及与其连接的既定的检测机构 ( 霍尔元件 54) 等构成的控制系统 ( 以下称作第一系统 ) 的故障的有无 ( 步骤 107)。该判 断如以下这样进行。
(1) 在步骤 106 中， 开始马达 50 的驱动， 在马达 50 驱动的状态下， 从霍尔元件 54 将马达 50 的旋转信息反馈给第一控制部 11a。在该旋转信息 ( 例如转速等 ) 与第一控制部 11a 想要使马达 50 旋转的旋转状态不同的情况下， 看作第一系统的故障。
(2) 在驱动部 11d 设置电流传感器， 在由该电流传感器检测到过电流的情况下， 看 作驱动部 11d 的故障、 即第一系统的故障。
另外， 并不限定于此， 也可以基于其他故障检测机构的检测结果判断第一系统的故障。 例如， 也可以构成为检测第一控制部 11a 中的 RAM 的异常， 在检测到该 RAM 的异常 的情况下看作第一系统的故障。
在如上述那样地判断而看作第一系统故障的情况下 ( 步骤 107 ： YES)， 第一控制部 11a 将马达 50 的驱动停止， 并且将向乐钟 71、 显示灯 72 等的触点输出停止 ( 步骤 110)。
并且， 第一控制部 11a 将第一系统故障的第一系统故障信息经由传送部 11c 向本 地通信线 32 发送 ( 步骤 111)。
在没有检测到第一系统的故障的情况下 ( 步骤 107 ： NO)， 第一控制部 11a 一边继 续进行马达 50 的控制及触点输出， 一边判断来自第二控制部 12a 的第二系统正常信号是否 是 ON( 步骤 108)。
如果第二系统正常信号是 ON( 步骤 108 ： YES)， 则回到步骤 101， 等待来自传送部 11c 的新的指令。
另一方面， 在第二系统正常信号为 OFF 的情况下 ( 步骤 108 ： NO)， 第一控制部 11a 将第二系统故障的第二系统故障信息经由传送部 11c 向本地通信线 32 发送 ( 步骤 109)。 然后， 回到步骤 101， 等待来自传送部 11c 的新的指令。
< 第二控制器 12 的动作 >
接着， 对第二控制器 12 的动作进行说明。
图 5 及图 6 是表示用来说明第二控制器的动作的流程的图。
步骤 201 ～ 204 之前与第一控制器 11 的动作 ( 图 4 参照 ) 中的步骤 101 ～ 104 是同样的， 所以省略说明。
在步骤 204 中， 在将存储在第二控制部 12a 的存储器中的控制信息更新后， 判断当 前是否是后备动作中 ( 步骤 205)。
所谓 “后备动作中” ， 是指由第二控制器 12 进行向马达 50、 乐钟 71 及显示灯 72 等 的电力供给的状态。是否是该后备动作中基于第一继电器 13 及第二继电器 14 的开闭状况 判断。具体而言， 在第一继电器 13 为开、 第二继电器 14 为闭的情况下， 判断是后备动作中。
◆不是后备动作中时 ( 步骤 205 ： NO)
在不是后备动作中时 ( 步骤 205 ： NO)， 判断由第二控制器 12 及与其连接的既定的 检测机构 ( 霍尔元件 55) 等构成的控制系统 ( 以下称作第二系统 ) 的故障的有无 ( 步骤 206)。该判断如以下这样进行。
(1) 如果是马达 50 驱动的状态， 则将马达 50 的旋转信息从霍尔元件 55 反馈给第 二控制部 12a， 在发现不能接收来自该霍尔元件 55 的旋转脉冲等、 霍尔元件 55 的异常的情 况下， 看作第二系统的故障。
(2) 在驱动部 12d 中设置电流传感器， 在该电流传感器中检测到过电流的情况下， 看作驱动部 12d 的故障、 即第二系统的故障。
另外， 并不限定于此， 也可以基于其他故障检测机构的检测结果判断第二系统的 故障。
在如上述那样看作第二系统故障的情况下 ( 步骤 206 ： YES)， 第二控制部 12a 将向 第一控制部 11a 的第二系统正常信号设为 OFF( 步骤 214)。
在没有检测到第二系统的故障的情况下 ( 步骤 206 ： NO)， 从传送部 12c 接收其他 门的控制信息 ( 从其他门控制装置 10 发送的控制信息 )( 步骤 207)。
此外， 从传送部 12c 接收第一系统的控制信息 ( 从第一控制器 11 发送的控制信 息 )( 步骤 208)。
在步骤 208 中， 在未从第一控制器 11 发送控制信息而不能接收该控制信息并经过 了既定时间时 ( 步骤 209 ： NO)， 判断为第一系统故障， 由继电器驱动部 12f 将继电器 13、 14、 15 切换为第二状态 ( 使第一继电器 13 及第三继电器 15 为开、 使第二继电器 14 为闭 )( 步 骤 213)。由此， 马达 50 的控制被从第一控制器 11 的控制切换为第二控制器 12 的控制。此 外， 第二控制部 12a 将第一系统故障的第一系统故障信息经由传送部 12c 向本地通信线 32 发送 ( 步骤 213)。
在能从第一控制器 11 在既定时间内接收到控制信息时 ( 步骤 209 ： YES)， 判断是 否从第一控制器 11 发送了第一系统的故障信息 ( 参照图 4 的步骤 111)( 步骤 210)。
如果第二控制部 12a 经由传送部 12c 接收到第一系统的故障信息 ( 步骤 210 ： YES)， 则第二控制部 12a 借助继电器驱动部 12f 将继电器 13、 14、 15 切换为第二状态 ( 使第 一继电器 13 及第三继电器为开、 使第二继电器 14 为闭 )， 将第一系统故障信息经由传送部 12c 向本地通信线 32 发送 ( 步骤 213)。 在没有从第一控制器 11 发送第一系统的故障信息的情况下 ( 步骤 210 ： NO)， 判断 在步骤 208 中接收到的第一控制器 11 的控制信息 ( 第一系统的控制信息 ) 与第二控制器 12 自身的控制信息 ( 第二系统的控制信息 ) 是否一致 ( 步骤 211)。具体而言， 判断 (1) 开 闭控制信息、 (2) 控制参数信息 ((a) 传送指令识别信息、 (b) 开许可信息、 (c) 检测信息 ) 在第一系统和第二系统中是否相互一致。
在第一系统和第二系统中控制信息一致的情况下 ( 步骤 211 ： YES)， 回到步骤 201， 等待来自传送部 11c 的新的指令。
另一方面， 在第一系统和第二系统中控制信息不一致的情况下 ( 步骤 211 ： NO)， 判 断该第一系统的控制信息与从其他门控制装置 10 发送的控制信息是否一致 ( 步骤 212)。
在本实施方式中， 第二控制部 12a 将该第一系统的控制信息与从连接于与具有该 第二控制部 12a 的门控制装置 10 相同的本地通信线 32 的其他七个门控制装置 10 中的一 个门控制装置 10 发送的控制信息进行比较。
具体而言， 在本地通信线 32 上， 如果从接近于通信终端 31 的门控制装置 10 起依 次设为门控制装置 10-1、 门控制装置 10-2、 ...、 门控制装置 10-8， 则门控制装置 10-1 的第 二控制部将该门控制装置 10-1 中的第一系统的控制信息与门控制装置 10-2 的控制信息进 行比较。
同样， 门控制装置 10-2、 10-3、 ...、 10-7 的第二控制部分别将自身的第一系统的 控制信息与门控制装置 10-3、 10-4、 ...、 10-8 的控制信息进行比较。门控制装置 10-8 的第 二控制部将自身的第一系统的控制信息与门控制装置 10-1 的控制信息进行比较。
另外， 在该步骤中， 与步骤 211 同样， 判断 (1) 开闭控制信息、 (2) 控制参数信息 ((a) 传送指令识别信息、 (b) 开许可信息、 (c) 检测信息 ) 是否相互一致。
在第一系统的控制信息与其他门控制装置 10 的控制信息一致的情况下 ( 步骤 212 ： YES)， 判断为第二系统故障， 将第二系统正常信号设为 OFF( 步骤 214)。即， 由于第一
系统的控制信息与其他门控制装置 10 的控制信息一致、 仅第二系统的控制信息不同， 所以 判断为第二系统的故障。
在第一系统的控制信息与其他门控制装置 10 的控制信息不一致的情况下 ( 步骤 212 ： NO)， 判断为第一系统故障， 通过继电器驱动部 12f 将继电器 13、 14、 15 切换为第二状态 ( 使第一继电器 13 及第三继电器开、 使第二继电器 14 闭 )， 将第一系统故障信息经由传送 部 12c 向本地通信线 32 发送 ( 步骤 213)。即， 由于第一系统的控制信息与其他门控制装 置 10 的控制信息、 以及第二控制部 12a 的控制信息的哪个都不同， 所以判断为第一系统的 故障。
在步骤 213 中， 将继电器 13、 14、 15 切换为第二状态、 将第一系统故障信息经由传 送部 12c 向本地通信线 32 发送后， 如图 6 所示， 与在步骤 105 中进行的动作同样， 通过第二 控制部 12a 将更新后的该第二控制部 12a 的控制信息经由传送部 12c 向本地通信线 32 发 送 ( 步骤 215)。
此外， 第二控制部 12a 基于该第二控制部 12a 的更新后的控制信息， 开始门 101 的开闭动作、 即开始马达 50 的驱动。同时， 开始向显示灯 72、 乐钟 71 等的触点输出 ( 步骤 216)。
在开始马达 50 的驱动后， 判断由第二控制器 12 及与其连接的既定的检测机构 ( 霍尔元件 55) 等构成的控制系统的故障的有无 ( 步骤 217)。该判断与第一控制器 11 的 步骤 107 同样， 基于 (1) 从霍尔元件 55 向第二控制部 12a 反馈的旋转信息是否与第二控制 部 12a 要使马达 50 旋转的旋转状态一致的检测结果、 (2) 设于驱动部 12d 的电流传感器中 的过电流的检测结果等进行。
另外， 并不限定于此， 也可以基于其他故障检测机构的检测结果判断第二系统的 故障。
例如， 也可以由传送部 12c 接收其他门控制装置 10 的控制信息、 将该控制信息与 自身 ( 第二系统 ) 的控制信息比较， 来判断第二系统的故障的有无。
在如上述那样看作第二系统故障的情况下 ( 步骤 217 ： YES)， 第二控制部 12a 将马 达 50 的驱动停止， 并且停止向乐钟 71、 显示灯 72 等的触点输出 ( 步骤 218)。并且， 第二控 制部 12a 将第二系统故障的第二系统故障信息经由传送部 12c 向本地通信线 32 发送。( 步 骤 219)。
另一方面， 在没有检测到第二系统的故障的情况下 ( 步骤 217 ： NO)， 第二控制部 12a 一边继续进行马达 50 的控制及触点输出， 一边回到步骤 201 而等待来自传送部 12c 的 新的指令。
◆是后备动作中的情况下 ( 步骤 205 ： YES)
在是后备动作中的情况下 ( 步骤 205 ： YES)， 第二控制部 12a 按照图 6 所示的步骤 215 ～步骤 219 动作。另外， 关于该步骤 215 ～步骤 219， 作为步骤 213 的后工序在上面叙 述了， 所以这里的说明省略。
< 本实施方式的效果 >
如以上说明， 本实施方式的铁道车辆用门控制系统 1 起到以下的效果。
(1)
铁道车辆用门控制系统 1 是下述系统 ： 具备分别设在铁道车辆 100 的多个门 101上而控制该门 101 的开闭的多个门控制装置 10、 和与多个门控制装置 10 连接的本地通信线 32， 基于从驾驶台的列车信息控制装置 20 经由指令通信线 30 及信号线 40 向多个门控制装 置 10 一起发送的指令而将门 101 开闭。
并且， 多个门控制装置 10 的各门控制装置 10 具备用来使门 101 开闭的一个的马 达 50、 和能够基于来自列车信息控制装置 20 的指令控制马达 50 的第一控制器 11 及第二控 制器 12。
第二控制器 12 为， 在第一控制器 11 进行马达 50 的控制时 ( 即第一继电器 13 为 闭、 第二继电器 14 为开的状态时 )， 从本地通信线 32 取得从第一控制器 11 及其他门控制装 置 10 发送的控制信息， 在第一控制器 11 的控制信息与自身 ( 第二控制器 12) 的控制信息 及其他门控制装置 10 的控制信息的哪个都不同时， 将马达 50 的控制从第一控制器 11 的控 制切换为第二控制器 12 的控制 ( 即， 使第一继电器 13 为开、 使第二继电器 14 为闭 )。
根据该结构， 例如在第一控制器 11 故障、 该第一控制器 11 的控制信息变为不适当 的情况下， 将故障的第一控制器 11 进行的马达 50 的控制停止。由此， 能够防止基于不适当 的控制信息驱动马达 50， 能够确保安全性。
此外， 在第一控制器 11 的控制信息不适当的情况下， 将马达 50 的控制从第一控制 器 11 切换为第二控制器 12 的控制， 所以不会将控制对象的门 101 的动作长时间停止。由 此， 能够进行门 101 的继续使用。
此外， 由于各门控制装置 10 独立通过分散控制进行故障诊断及控制的切换， 所以 与经由列车信息控制装置 20 等的上位系统进行处理的情况相比， 可以不受连结上位系统 及车辆间的通信线的可靠性的影响。
另外， 在本实施方式中， 作为在第一系统、 第二系统、 其他门控制装置之间进行比 较的控制信息， 使用开闭控制信息及控制参数信息 ( 传送指令识别信息、 开许可信息、 及检 测信息 )， 但并不限定于该情况。例如， 也可以构成为仅将传送指令识别信息及开许可信息 在第一系统、 第二系统、 其他门之间进行比较。
此外， 也可以构成为在第二系统的控制信息与其他门控制装置的控制信息不一致 的情况下将马达 50 的控制从第一控制器 11 切换为第二控制器 12。在该结构中， 在第二系 统的故障的可能性较高的情况下， 防止向第二控制器 12 的切换。
(2)
第一控制器 11 能够检测自身 ( 第一控制器 11) 的故障， 构成为如果检测到自身的 故障， 则将自身进行的马达 50 的控制中止、 并将故障信息向本地通信线 32 输出。
第二控制器 12 在从本地通信线 32 取得从第一控制器 11 输出的故障信息的情况 下， 将马达 50 的控制从第一控制器 11 的控制切换为该第二控制器 12 的控制。
根据该结构， 第一控制器 11 检测自身的故障， 将故障信息向本地通信线 32 输出， 所以对于能够由第一控制器 11 自身进行检测的故障， 第二控制器 12 不需要对关于第一控 制器 11 的信息进行分析并判断。因此， 能够将从第一控制器 11 向本地通信线 32 输出的控 制信息减少为用于第二控制器 12 判断自身不能判断的故障而需要的信息。由此， 不会使从 第一控制器 11 发送的控制信息的内容过度增加， 第二控制器 12 能够检测第一控制器 11 的 故障。
(3)第二控制器 12 能够检测自身的故障， 如果检测到自身的故障， 则将故障信息向第 一控制器 11 通知。
第一控制器 11 构成为， 如果从第二控制器 12 接收到故障信息的通知， 则将该故障 信息向本地通信线 32 输出。
根据该结构， 在第二控制器 12 故障的情况下由第一控制器 11 继续马达 50 的控 制， 能够经由通信终端 31 向列车信息控制装置 20 通知不再有冗余度的状况。
(4)
门控制装置 10 具备设于从第一控制器 11 向马达 50 的输出线的第一继电器 13( 第 一输出线继电器 )、 设于从第二控制器 12 向马达 50 的输出线的第二继电器 14( 第二输出线 继电器 )、 和设于对第一控制器 11 供给来自电源的电力的供电线 21 的第三继电器 15( 供电 线继电器 )。
第二控制器 12 在取得了从第一控制器 11 输出的故障信息的情况下， 将第一继电 器 13 及第三继电器 15 打开， 并将第二继电器 14 关闭。
另外， 当没有从第一控制器 11 输出故障信息时， 使第一继电器 13 及第三继电器 15 为闭状态、 使第二继电器 14 为开状态。 根据该结构， 即使第一控制器 11 失控， 也能够可靠地将第一控制器 11 切断， 以便 不给第二控制器 12 带来不良影响。
(5)
在马达 50 中， 设有对第一控制器 11 输出检测结果的霍尔元件 54( 第一编码器 )、 和对第二控制器 12 输出检测结果的霍尔元件 55( 第二编码器 )。
此外， 第一控制器 11 及第二控制器 12 双方分别具备 ： 具有 CPU 的控制部 11a、 12a、 由用来将从列车信息控制装置 20 经由信号线 40 发送的信号输入给控制部 11a、 12a 的电路 构成的信号输入部 11b、 12b( 信号输入用电路 )、 由能够对本地通信线 32 输出来自控制部 11a、 12a 的信息并能够将对本地通信线 32 发送的信息向控制部 11a、 12a 输入的电路构成的 传送部 11c、 12c( 信息输入输出用电路 )、 和用来对马达 50 供给电力的由电路构成的驱动部 11d、 12d( 马达输出用电路 )。
根据该结构， 共用故障的可能性较低的零件 ( 马达 50、 锁定检测机构 61、 全闭位置 检测机构 62、 手动解锁检测机构 63、 乐钟 71、 显示灯 72)， 从而能够实现节省空间化、 抑制成 本的增加。
另一方面， 通过在各控制器 11、 12 中设置故障的可能性较高的零件 ( 霍尔元件 54、 55、 控制部 11a、 12a、 信号输入部 11b、 12b、 传送部 11c、 12c、 驱动部 11d、 12d)， 能够提高冗余 度。
(6)
另外， 也可以构成为当继电器 13、 14、 15 为第一状态 ( 第一继电器 13 及第三继电 器 15 为闭、 第二继电器 14 为开 ) 时 ( 即， 用第一控制器 11 控制马达 50 时 )， 停止向第二控 制器 12 的驱动部 12d 的供电， 当该继电器 13、 14、 15 切换为第二状态 ( 第一继电器 13 及第 三继电器 15 为开、 第二继电器 14 为闭 ) 时开始向驱动部 12d 的供电。
根据该结构， 当将马达 50 用第一控制器 11 控制时， 停止向第一控制器 11 的监视 所不需要的驱动部 12d 的供电， 所以能够减轻因该驱动部 12d 的劣化造成的故障发生。
(7) 此外， 铁道车辆用门控制系统 1 也可以如以下这样变形来实施。 即， 在上述铁道车辆用门控制系统 1 中， 也可以如以下这样变更第二控制器 12 的动作。 第二控制器 12 为， 在第一控制器 11 进行马达 50 的控制时， 从本地通信线 32 取得 从第一控制器 11 及连接于相同的本地通信线 32 的其他七个门控制装置 10 发送的控制信 息， 在 (a) 第一控制器 11 的控制信息、 第二控制器 12 的控制信息、 及其他七个门控制装置 10 的控制信息 ( 合计九个控制信息 ) 中的至少半数一致、 并且 (b) 该一致的控制信息与第 一控制器 11 的控制信息不同、 并且 (c) 该一致的控制信息与第二控制器 12 的控制信息一 致的情况下， 将马达 50 等的控制从第一控制器 11 的控制切换为第二控制器 12 的控制。
例如， 在第一控制器 11 的控制信息与第二控制器 12 的控制信息不同的情况下、 该 第二控制器 12 的控制信息及其他四个门控制装置 10 的控制信息一致的情况下， 马达 50 的 控制切换为第二控制器 12 的控制。
根据该结构， 由于基于第一控制器 11 的控制信息、 第二控制器 12 的控制信息、 及 其他七个门控制装置 10 的控制信息 ( 合计九个控制信息 ) 判断第一系统的故障的有无， 所 以能够不对铁道车辆用门控制系统 1 的结构另外追加装置而更正确地进行第一系统的故 障的有无的判断。即， 由于能够使用其他多个门控制装置 10 的控制信息和第二系统的控制 信息判断第一系统的故障的有无， 所以与使用其他一个门控制装置 10 的控制信息和第二 系统的控制信息判断第一系统的故障的有无的情况相比， 能够更正确地判断第一系统的故 障的有无。
此外， 通过控制信息的简单的比较， 能够更正确地判断第一控制器 11 故障、 并且 第二控制器 12 没有故障的情况。因此， 能够防止马达 50 的控制被切换至发生了故障的第 二控制器 12。
以上， 对本发明的实施方式进行说明， 但本发明并不限定于上述实施方式， 只要在 权利要求书中记载的， 就能够进行各种变更而实施。
(1) 门 101 并不限于用齿轮齿条方式驱动， 也可以是带型或滚珠丝杠型。
(2) 通信终端 31 并不限定于对连结着多个车辆的铁道车辆 100 的一个车辆设置一 台的情况， 也可以对多个车辆设置一台。即， 也可以是本地通信线 32 跨越多个车辆而延伸。
(3) 也可以令第二控制器 12 接受各种信号时的软过滤器 ( ソフトフイルタ ) 的时 间常数比第一控制器 11 长。由此， 不易从第一控制器 11 受到噪声等的影响。
(4) 第一控制器 11 为了检测自身的故障， 也可以如以下这样构成。 另外， 在第二控 制器 12 检测自身的故障的情况下也能够同样构成。
在第一控制器 11 在 (a1) 从锁定检测机构 61 取得表示是在全闭位置锁定状态的 信号、 并且从全闭位置检测机构 62 没有取得表示门 101 处于全闭位置的信号的情况下、 或 (a2) 没有从锁定检测机构 61 取得表示是在全闭位置锁定状态的信号、 并且从全闭位置检 测机构 62 取得表示门 101 处于全闭位置的信号的情况下， 如以下这样判断。
第一控制器 11 取得第二控制器 12 的控制信息， 基于该控制信息， 当在该第二控制 器 12 中从该锁定检测机构 61 及全闭位置检测机构 62 的信号的取得状态也与上述第一控 制器 11 一致的情况下， 考虑为锁定检测机构 61 或全闭位置检测机构 62 的故障 ( 限位开关
的故障 )， 并不是仅借助来自该锁定检测机构 61 及全闭位置检测机构 62 的信号就看作第一 控制器 11 的故障。
另一方面， 当在第二控制器 12 中， 在来自该锁定检测机构 61 及全闭位置检测机构 62 的信号的取得状态为以下的 (b1) 或 (b2) 的情况下， 看作在第一系统中的信号的取得路 径中发生了异常， 看作第一系统的故障。
(b1) 从锁定检测机构 61 取得表示是在全闭位置锁定状态的信号， 并且从全闭位 置检测机构 62 取得表示门 101 处于全闭位置的信号。
(b2) 没有从锁定检测机构 61 取得表示是在全闭位置锁定状态的信号、 并且从全 闭位置检测机构 62 没有取得表示门 101 处于全闭位置的信号。
根据该结构， 通过将来自锁定检测机构 61 及全闭位置检测机构 62 的信号在第一 系统和第二系统中比较， 能够容易地检测控制器 11、 12 的故障， 并且还能够检测锁定检测 机构 61 及全闭位置检测机构 62 的故障。
工业实用性
本发明能够为了控制铁道车辆用的门的开闭而使用。
附图标记说明
1 铁道车辆用门控制系统
10 门控制装置
11 第一控制器
12 第二控制器
13、 14、 15 继电器
20 列车信息控制装置
30 指令通信线
32 本地通信线
40 信号线
50 马达
54、 55 霍尔元件 ( 编码器 )
100 铁道车辆
101 门