JP4604555B2 - ドア駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電車等において電動機で開閉が行われる車両ドアの開閉駆動を制御するドア駆動制御装置に関する。

従来、ドア駆動制御装置は、下記の特許文献１に記載されているように、最初にドアを開又は閉駆動した際の電動機の移動距離又は回転角度を記憶してドアの開閉動作を行っている。この時に、電動機を駆動制御するために必要な位置検出器から出力される位置情報が不正確になると、ドアが正しい停止位置に停止せずオーバランして電動機等の機器を損傷する恐れがある。なお、位置検出器は、電動機の可動部の位置又は角度を検出することによってドアの位置を検出するようになっている。

上記の恐れを無くすため、位置検出器から出力される位置情報が不正確になった場合には、位置検出器を交換又は取り付け直す必要がある。この交換を行った場合、位置検出器の取り付け位置の誤差等により位置検出器から出力される位置情報が不正確にならないようにするため、確認作業が必要となっている。
更に、ドアを駆動する電動機として永久磁石型同期電動機を用いる場合には位置検出器の取り付け位置に誤差があると、電力変換器で電動機を駆動する際にトルク誤差が発生し、最悪の場合にはトルク指令とは逆方向にトルクを出力して機器を損傷する可能性がある。

そこで、特許文献２においては、電機子巻線の各相にそれぞれ一定比率の電流を流して電動機の界磁の磁極と電機子に形成される磁極とが引き合う位置に来たときに初期値を設定し、この初期値に位置検出器から出力される位置情報を加算又は減算して電動機の駆動を行うことで、位置検出器の取付位置誤差を許容して電動機を駆動することが提案されている。
特公昭６３−６６９９１号公報 特公昭６３−１０７４８５号公報

しかし、上記特許文献１においては、機器の損傷を防止するために位置検出器の取付位置誤差が無いように正しく取り付けなければならないが、このための調整作業に時間とコストがかかるという問題がある。
また、特許文献２においては、位置検出器の取り付けを正しく行うための調整作業は不要であるが、電動機の制御装置の電源を再投入した際に、再度、電機子巻線の各相に電流を流して初期位置を設定し直さなくてはならないので、ドアの駆動までに時間がかかるという問題が生じる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ドアの位置検出器の交換時に位置検出器を適正な位置に容易に取り付けることができ、電動機が永久磁石型同期電動機等の同期式の電動機の場合は、ドア駆動への悪影響に繋がる位置再設定等の不要な処理が発生しないように位置検出器を適正な位置に容易に取り付けることができるドア駆動制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１によるドア駆動制御装置は、ドアを開閉駆動する電動機と、この電動機の可動部の角度及び位置の何れか一方の情報を検出する位置検出器と、この位置検出器の検出情報に応じて電動機を駆動してドアを開閉駆動する電力変換器とを有するドア駆動制御装置において、前記検出情報を記憶する記憶手段と、前記位置検出器の交換及び取付け直しの何れかの後にドアが閉状態にあるときの当該位置検出器によって検出された検出情報と、前記位置検出器の交換及び取付け直しの何れかの前に前記ドアが閉状態にあるときの当該位置検出器によって検出されたのち前記記憶手段に記憶された検出情報との差が所定値以内であれば位置検出器の交換が正常に行われたと判断し、所定値を超えていれば交換が異常と判断する判断手段と、前記判断手段で前記正常と判断された際に前記位置検出器の交換及び取付け直しの何れかの後の検出情報をその都度前記記憶手段に記憶する記憶制御手段とを備えたことを特徴としている。

この構成によれば、位置検出器を交換し、ドアを閉めた時の可動部の角度又は位置と、位置検出器を交換又は取付け直し前に予め記憶していたドアを閉めた時の電動機の角度又は位置とを比較することで、位置検出器が正しく交換又は取付け直しできたか判断することができる。
また、本発明の請求項２によるドア駆動制御装置は、請求項１において、前記電動機が同期式の電動機の場合に、当該電動機の可動部の角度を検出する位置検出器の交換及び取付け直しの何れかの後に所定位相の電流を流した際の可動部の角度と、前記所定位相の場合の本来の角度との偏差を求め、この偏差を前記記憶手段に記憶し、この記憶された偏差で前記位置検出器から出力される角度を補正する演算手段を備え、前記電力変換器は、前記演算手段によって補正された角度に応じて前記電動機へ電流を供給することを特徴としている。

この構成によれば、電動機として永久磁石型同期電動機を用いた場合に位置検出器を交換した際の検出角度と本来の角度との偏差を記憶し、この偏差で位置検出器の通常時の検出角度を補正し、この補正角度となるように永久磁石型同期電動機へ電流を供給するので、永久磁石型同期電動機２を駆動する時の位置検出器の取付位置誤差の影響を無くして、永久磁石型同期電動機を駆動させることができる。

以上説明したように本発明によれば、ドアの位置検出器の交換時に位置検出器を適正な位置に容易に取り付けることができ、電動機が永久磁石型同期電動機等の同期式の電動機の場合は、ドア駆動への悪影響に繋がる位置再設定等の不要な処理が発生しないように位置検出器を適正な位置に容易に取り付けることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るドア駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すドア駆動制御装置は、ドア１を開閉駆動するリニアモータ等による電動機２と、電動機２の可動部の角度（又は位置）を検出する位置検出器３と、位置検出器３で検出された角度に応じて電動機２を駆動することによってドア１を開閉駆動する電力変換器４と、電動機２の可動部の位置情報を記憶する記憶装置５と、比較判断部６と、記憶制御部７とを備えて構成されている。

比較判断部６は、位置検出器３を交換（又は取付け直し）後にドア１が閉状態で位置検出器３によって検出された角度と、位置検出器３の交換前にドア１が閉状態で位置検出器３によって検出されて記憶装置５に記憶された電動機２の可動部の角度との差が、所定値以内かどうかを判断し、所定値以内であれば位置検出器３の交換作業が正常に行われたと判断し、所定値を超えていれば異常と判断する。
記憶制御部７は、比較判断部６で正常と判断された際に位置検出器３の交換後に検出された角度を記憶装置５に記憶するように制御する。

このような構成のドア駆動制御装置によるドア駆動制御装置の位置検出器交換処理の動作を、図２を参照して説明する。
まず、ステップＳ１において、作業者によって位置検出器３が交換されたとする。ステップＳ２において、電力変換器４から電動機２へ所定の電流を供給することによってドア１を閉じる。
ステップＳ３において、比較判断部６によって、位置検出器３を交換（又は取付け直し）後にドア１が閉状態で位置検出器３によって検出された角度と、位置検出器３の交換前にドア１が閉状態で位置検出器３によって検出されて記憶装置５に記憶された電動機２の可動部の角度との差が、所定値以内かどうかを判断する。
この結果、所定値以内の場合は、ステップＳ４において、比較判断部６が位置検出器３の交換作業が正常に行われたと判断し、ステップＳ５において、記憶制御部７が、位置検出器３の交換後に検出された角度を記憶装置５に記憶させる。

このように第１の実施の形態のドア駆動制御装置によれば、位置検出器３を交換し、ドア１を閉めた時の電動機２の可動部の角度（又は位置）と、位置検出器３を交換する前に予め記憶装置５に記憶していたドア１を閉めた時の電動機２の角度（又は位置）とを比較することで、位置検出器３が正しく交換できたか判断することができる。
従って、ドア１の位置検出器３の交換時に位置検出器３を適正な位置に容易に取り付けることができる。言い換えれば、従来において位置検出器３の取付位置を誤差が無いように取り付けるための調整作業に掛かっていた時間とコストを低減させることができる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るドア駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
図３に示すドア駆動制御装置では、図１に示した電動機２に代え、同期式の電動機の１つである永久磁石型同期電動機２ａを用い、図４（ａ）に示すように、電力変換器４が、永久磁石型同期電動機２ａの磁束の角度変化に合わせて電力の供給を行うことで、永久磁石型同期電動機２ａのトルク制御を行なっている。
ここで、図５のフローチャートに示すステップＳ２１において、正弦波状の検出情報である出力信号を出す位置検出器３ａを、交換（又は取付け直し）して取り付けた場合を考える。

ステップＳ２２において、制御部１３の制御によって電力変換器４から所定位相の電流を永久磁石型同期電動機２ａに流すことにより、その可動部が駆動し、所定位相と同じ角度となる。しかし、取り付け誤差がある場合は、図４（ｂ）に示すように、永久磁石型同期電動機２ａの可動部の実際の角度のθｒｅｆと、位置検出器３ａの出力信号のθｄｅｔとの間に偏差θｅｒｒが生じる。
この取り付け位置誤差による偏差θｅｒｒを、演算部１２が次式（１）から求める。
θｅｒｒ＝θｄｅｔ−θｒｅｆ …（１）
ステップＳ２３において、その偏差θｅｒｒを記憶装置５に記憶する。

次に、ステップＳ２４において、永久磁石型同期電動機２ａを通常駆動させ、この際、下式（２）で表すように、演算部１２によって、位置検出器３ａで検出される角度θｄｅｔから記憶装置５に記憶された偏差θｅｒｒを減算して補正角度θｃｏｍｐを求める。
θｃｏｍｐ＝θｄｅｔ−θｅｒｒ …（２）
ステップＳ２５において、永久磁石型同期電動機２ａの可動部の角度が補正角度θｃｏｍｐとなるように制御部１３で電力変換器４の電流供給を制御する。これによって、永久磁石型同期電動機２ａの可動部が本来定められている角度と偏差無く可動するように電力の供給を行うことが可能となる。

このように第２の実施の形態のドア駆動制御装置によれば、電動機として永久磁石型同期電動機２ａを用いた場合に位置検出器３ａを交換した際の検出角度と本来の角度との偏差を記憶装置５に記憶し、この偏差で位置検出器３ａの通常時の検出角度を補正し、この補正角度となるように永久磁石型同期電動機２ａへ電流を供給するようにしたので、永久磁石型同期電動機２ａを駆動する時の位置検出器３ａの取付位置誤差の影響を無くして、永久磁石型同期電動機２ａを駆動させることができる。
従って、ドア１駆動への悪影響に繋がる位置再設定等の不要な処理が発生しないように位置検出器３ａを適正な位置に容易に取り付けることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るドア駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るドア駆動制御装置によるドア駆動制御装置の位置検出器交換処理の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るドア駆動制御装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係るドア駆動制御装置において位置検出器の交換又は取付け直し時に取付位置誤差が無い場合と有る場合との位置検出器の検出角度を示す図である。 第２の実施の形態に係るドア駆動制御装置によるドア駆動制御装置の位置検出器交換処理の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ ドア
２ 電動機
２ａ 永久磁石型同期電動機
３，３ａ 位置検出器
４ 電力変換器
５ 記憶装置
６ 比較判断部
７ 記憶制御部
１２ 演算部
１３ 制御部

Claims (2)

1. ドアを開閉駆動する電動機と、この電動機の可動部の角度及び位置の何れか一方の情報を検出する位置検出器と、この位置検出器の検出情報に応じて電動機を駆動してドアを開閉駆動する電力変換器とを有するドア駆動制御装置において、
   前記検出情報を記憶する記憶手段と、
   前記位置検出器の交換及び取付け直しの何れかの後にドアが閉状態にあるときの当該位置検出器によって検出された検出情報と、前記位置検出器の交換及び取付け直しの何れかの前に前記ドアが閉状態にあるときの当該位置検出器によって検出されたのち前記記憶手段に記憶された検出情報との差が所定値以内であれば位置検出器の交換が正常に行われたと判断し、所定値を超えていれば交換が異常と判断する判断手段と、
   前記判断手段で前記正常と判断された際に前記位置検出器の交換及び取付け直しの何れかの後の検出情報をその都度前記記憶手段に記憶する記憶制御手段と
   を備えたことを特徴とするドア駆動制御装置。
2. 前記電動機が同期式の電動機の場合に、当該電動機の可動部の角度を検出する位置検出器の交換及び取付け直しの何れかの後に所定位相の電流を流した際の可動部の角度と、前記所定位相の場合の本来の角度との偏差を求め、この偏差を前記記憶手段に記憶し、この記憶された偏差で前記位置検出器から出力される角度を補正する演算手段を備え、
   前記電力変換器は、前記演算手段によって補正された角度に応じて前記電動機へ電流を供給する
   ことを特徴とする請求項１に記載のドア駆動制御装置。

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