JP5162996B2

JP5162996B2 - 車両用ドア駆動制御装置

Info

Publication number: JP5162996B2
Application number: JP2007198663A
Authority: JP
Inventors: 孝行長倉
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: JP2009038852A

Description

本発明は車両用ドア駆動制御装置に関し、特に、ドアの位置検出を行うことなく、車両用ドアを安全かつ確実に閉動作させる方法に適用して好適なものである。

鉄道車両においては、安全性を確保するために、編成中の全てのドアが閉まった状態を検知しないと、列車の運行ができないインターロックが組み込まれている。
ここで、ドアを駆動する同期モータの制御に、位置検出器にて検出された位置信号を用いている場合、ドアの開閉動作中に位置検出器が故障すると、ドアが自動的に閉まらなくなるので、車掌が手動でドアを閉めることが行われている。このため、ドアの開閉動作中に位置検出器が故障すると、車掌が手動でドアを閉めるまで列車が発車できなくなり、列車の運行に遅延が生じる。

このような対策として、例えば、特許文献１には、位置センサの異常検出後も、継続してドアを開閉制御できるようにするために、位置センサが異常を検出した時は、速度指令値に応じた大きさ、位相を有する電圧指令値を、速度指令値に応じた周波数を積分して得た磁極位置を用いてｆ／Ｖ演算器にて生成する方法が開示されている。
ここで、モータを駆動すると、速度に比例する誘起電圧がモータにかかるため、特許文献１に開示されたｆ／Ｖ駆動では、速度指令値に応じた誘起電圧分の電圧指令値と、ドアの駆動に必要な推力分の電圧指令値とを加えた値が電力変換器に与えられる。

図６は、従来の車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、鉄道車両には、乗降客の乗降時に開閉するドア１、ドア１を駆動するリニアモータ２、ドア１とリニアモータ２とを連結する連結部３、ドア１の位置を検出する位置検出部５、乗務員が車両の運転操作を行う運転台３０、ドア１の駆動制御を行うドア駆動制御装置１０が設けられている。なお、リニアモータ２としては、同期モータを用いることができる。

ここで、ドア駆動制御装置１０には、運転指令演算器１１、速度演算器１２、速度制御器１３、３相２相変換器１４、電流制御器１５、２相３相変換器１６、電力変換器１７、位置検出異常判断器１８、制御切替判断器１９、ｆ／Ｖ演算器２０、積分器２１、切替器２２が設けられ、電力変換器１５の出力側には、リニアモータ２に供給されるモータＵ相電流Ｐ４ａおよびモータＷ相電流Ｐ４ｂを検出する出力電流検出部４ａ、４ｂが設けられている。
そして、運転指令演算器１１は、運転台３０から出力される開指令や閉指令などの信号と位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７などに基づいて、速度指令値Ｐ１を算出することができる。

速度演算器１２は、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７に基づいて、速度検出値Ｐ５を算出することができる。
速度制御器１３は、運転指令演算器１１から出力される速度指令値Ｐ１および速度演算器１２から出力される速度検出値Ｐ５に基づいてドア１の開閉速度のフィードバック制御を行うことで、電流指令値Ｐ２を算出することができる。
３相２相変換器１４は、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７に基づいて、モータＵ相電流Ｐ４ａおよびモータＷ相電流Ｐ４ｂをｄ（磁束成分）軸電流検出値およびｑ（トルク成分）軸電流検出値に変換することができる。

電流制御器１５は、速度制御器１３から出力される電流指令値Ｐ２、３相２相変換器１４から出力されるｄ軸電流検出値およびｑ軸電流検出値に基づいて電流のフィードバック制御を行うことで、ｄ軸電圧指令値Ｐ３ａおよびｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂを算出することができる。
２相３相変換器１６は、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７に基づいて、電流制御器１５から出力されるｄ軸電圧指令値Ｐ３ａおよびｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂをＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に変換することができる。

電力変換器１７は、２相３相変換器１６から出力されるＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に基づいて、リニアモータ２を駆動制御することができる。
位置検出異常判断器１８は、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７に基づいて、ドア１の位置の異常を判断することができる。
制御切替判断器１９は、位置検出異常判断器１８にてドア１の位置が異常と判断された場合、ドア１の通常駆動を異常時駆動に切り替えるための異常時駆動指令を運転指令演算器１１に出力することができる。

ｆ／Ｖ演算器２０は、異常時における速度指令値（Ｖ／ｆ）に基づいて、速度指令値（Ｖ／ｆ）に対応するｄ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）およびｑ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）を算出することができる。
積分器２１は、異常時における速度指令値（Ｖ／ｆ）を積分することにより、位置指令値Ｐ６を算出することができる。

切替器２２にはスイッチＳ１〜Ｓ６が設けられ、切替器２２は、ドア１の通常駆動時には、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ６をオンすることにより、電流制御器１５から出力されるｄ軸電圧指令値Ｐ３ａ、ｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂおよび位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７を２相３相変換器１６に入力し、ドア１の異常時駆動時には、スイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５をオンすることにより、ｆ／Ｖ演算器２０から出力されるｄ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）、ｑ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）および積分器２１から出力される位置指令値Ｐ６を２相３相変換器１６に入力することができる。

そして、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７は位置検出異常判断器１８に送られ、ドア１の位置が異常かどうかが位置検出異常判断器１８にて判断され、その判断結果が制御切替判断器１９に送られる。そして、制御切替判断器１９は、ドア１の位置が正常であると位置検出異常判断器１８にて判断された場合、切替器２２のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ６をオンするとともに、正常時駆動指令を運転指令演算器１１に出力する。

そして、乗務員が運転台３０を操作することにより、開指令または閉指令が運転指令演算器１１に出力される。そして、運転指令演算器１１は、正常時駆動指令を制御切替判断器１９から受け取った上で、開指令または閉指令を運転台３０から受け取ると、開指令または閉指令に基づいて速度指令値Ｐ１を算出し、速度制御器１３に出力する。また、位置検出部５にて検出されたドア１の位置検出値Ｐ７は、速度演算器１２および３相２相変換器１４に出力されるとともに、スイッチＳ６を介して２相３相変換器１６に出力され、速度演算器１２にて速度検出値Ｐ５に変換された後、速度制御器１３に出力される。

そして、速度制御器１３は、運転指令演算器１１から出力される速度指令値Ｐ１および速度演算器１２から出力される速度検出値Ｐ５に基づいて電流指令値Ｐ２を算出し、電流制御器１５に出力する。また、出力電流検出部４ａ、４ｂにて検出されたモータＵ相電流Ｐ４ａおよびモータＷ相電流Ｐ４ｂは３相２相変換器１４に出力される。そして、３相２相変換器１４は、位置検出部５にて検出された位置検出値Ｐ７、出力電流検出部４ａ、４ｂにて検出されたモータＵ相電流Ｐ４ａおよびモータＷ相電流Ｐ４ｂを受け取ると、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７に基づいて、モータＵ相電流Ｐ４ａおよびモータＷ相電流Ｐ４ｂをｄ軸電流検出値およびｑ軸電流検出値に変換し、電流制御器１５に出力する。

そして、電流制御器１５は、速度制御器１３から出力される電流指令値Ｐ２、３相２相変換器１４から出力されるｄ軸電流検出値およびｑ軸電流検出値に基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｐ３ａおよびｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂを算出し、スイッチＳ１、Ｓ２を介して２相３相変換器１６に出力する
そして、２相３相変換器１６は、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７に基づいて、電流制御器１５から出力されるｄ軸電圧指令値Ｐ３ａおよびｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂをＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に変換し、電力変換器１７に出力する。そして、電力変換器１７は、２相３相変換器１６から出力されるＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に基づいて、リニアモータ２を駆動制御することにより、車両に設置された全てのドア１を一斉に開動作させたり、閉動作させたりすることができる。

一方、制御切替判断器１９は、ドア１の位置が異常であると位置検出異常判断器１８にて判断された場合、切替器２２のスイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５をオンするとともに、異常時駆動指令を運転指令演算器１１に出力する。
そして、乗務員が運転台３０を操作することにより、開指令または閉指令が運転指令演算器１１に出力される。そして、運転指令演算器１１は、異常時駆動指令を制御切替判断器１９から受け取った上で、開指令または閉指令を運転台３０から受け取ると、開指令または閉指令に基づいて異常時における速度指令値（Ｖ／ｆ）を算出し、ｆ／Ｖ演算器２０および積分器２１に速度指令値Ｐ１として出力する。

そして、ｆ／Ｖ演算器２０は、異常時における速度指令値（Ｖ／ｆ）に基づいて、速度指令値（Ｖ／ｆ）に対応するｄ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）およびｑ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）を算出し、スイッチＳ３、Ｓ４を介して２相３相変換器１６にｄ軸電圧指令値Ｐ３ａおよびｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂとして出力するとともに、積分器２１は、異常時における速度指令値（Ｖ／ｆ）を積分することにより、位置指令値Ｐ６を算出し、スイッチＳ５を介して２相３相変換器１６に出力する。

そして、２相３相変換器１６は、積分器２１から出力される位置指令値Ｐ６に基づいて、ｆ／Ｖ演算器２０から出力されるｄ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）およびｑ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）をＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に変換し、電力変換器１７に出力する。そして、電力変換器１７は、２相３相変換器１６から出力されるＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に基づいて、リニアモータ２を駆動制御することにより、位置の異常が検出されたドア１を開動作させたり、閉動作させたりすることができる。

このように、積分器２１から出力される位置指令値Ｐ６に基づいて、ｆ／Ｖ演算器２０から出力されるｄ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）およびｑ軸電圧指令値（Ｖ／ｆ）をＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に変換することにより、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７を用いることなく、位置の異常が検出されたドア１を開動作させたり、閉動作させたりすることができる
なお、電圧指令値は、ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値から以下の式で求めることができる。
電圧指令値＝√（（ｄ軸電圧指令値）²＋（ｑ軸電圧指令値）²）

図７は、従来の車両用ドア駆動制御装置における速度指令値と電圧指令値との関係を示す図である。
図７において、ドア１の位置の異常が検出された場合、速度指令値（Ｖ／ｆ）に応じた誘起電圧補償分の電圧指令値（Ｖ／ｆ）と、ドアの駆動に必要な推力分の電圧指令値（Ｖ／ｆ）とを加えた値が、電圧指令値として電力変換器１７に与えられる。
ここで、ドア１を駆動する場合、走行時には走行抵抗よりも大きな推力が必要になり、施錠時には施錠部位にあるバネの力よりも大きな推力が必要になる。一般には、施錠時に必要な推力の方が走行時に必要な推力よりも大きいため、ドアの駆動に必要な推力は施錠時に必要な推力である。このため、施錠時に必要な推力に対して余裕を持った一定の推力がドア１に常時出力される。
特開２００５−１３０６７３号公報

しかしながら、ドア１の位置の異常時にＶ／ｆ駆動などのオープンループ方式にてドア１を駆動すると、ドア１が走行中なのか停止中なのか判断できなくなる。ドア１には、乗客や荷物などが挟まることがあり、その場合には、ドア１の実際の走行速度は０になり誘起電圧がなくなる。このため、Ｖ／ｆ駆動時にドア１の実際の走行速度が判らないと、ドア１の速度指令値は設定値のまま維持されることから、誘起電圧補償分が上乗せされ、ドア１の推力が増加する。この結果、乗客の安全性を考慮して規定された推力の上限値を超える可能性があり、乗客が怪我をする恐れがあった。
一方、誘起電圧補償分を加えても推力の上限値を超えないように、ドア１に出力される一定の推力を低くすると、ドア１の艤装状態が悪いと、ドア１が閉まらなくなる恐れがあった。
そこで、本発明の目的は、ドアの位置検出を行うことなく、車両用ドアを安全かつ確実に閉動作させることが可能な車両用ドア駆動制御装置を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１記載の車両用ドア駆動制御装置によれば、車両用ドアを開閉する同期モータを駆動する電力変換器と、前記電力変換器から出力される電流を検出する電流検出部と、前記車両用ドアの位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部にて検出された位置検出値に基づいて速度検出値を算出する速度演算器と、前記車両用ドアの速度を指定する速度指令値を出力する運転指令演算器と、前記運転指令演算器から出力された速度指令値および前記速度演算器にて算出された速度検出値に基づいて、電流指令値を算出する速度制御器と、前記速度制御器から出力された電流指令値、前記位置検出部にて検出された位置検出値および前記電流検出部にて検出された電流に基づいて、第１の電圧指令値を算出する電流制御器と、前記電流検出部にて検出された電流に所定の推力定数を掛けて推力検出値を算出する推力演算器と、前記速度演算器にて算出された速度検出値および前記推力演算器で算出された推力検出値に基づいて、前記車両用ドアの正常時の駆動に必要な推力を算出する正常時推力演算器と、前記正常時推力演算器にて算出された推力に対応する第２の電圧指令値を算出する電圧指令演算器と、前記位置検出部にて検出された位置検出値に基づいて、前記車両用ドアの位置の異常を判断する位置検出異常判断器と、前記位置検出異常判断器にて前記車両用ドアの位置が正常であると判断された場合、前記第１の電圧指令値が前記電力変換器に与えられ、前記位置検出異常判断器にて前記車両用ドアの位置が異常であると判断された場合、前記第２の電圧指令値が前記電力変換器に与えられるように信号経路を切り替える切替器とを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、誘起電圧に依存することなく電圧指令値を設定することができ、車両用ドアの駆動に必要な推力に対応する電圧指令値を電力変換器に与えることができる。このため、ドアの位置検出を行うことなく、車両用ドアを安全かつ確実に閉動作させることが可能となり、ドアの位置に異常が発生した場合においても、乗客の安全性を確保しつつ、車両用ドアを閉じることができる。

以下、本発明の実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、車両用ドア駆動制御装置１０ａには、図６のｆ／Ｖ演算器２０の代わりに同期引込電圧指令演算器２３が設けられ、図６の車両用ドア駆動制御装置１０ではＶ／ｆ駆動されるのに対して、車両用ドア駆動制御装置１０ａでは同期引込方式にて駆動されるように構成されている。

ここで、同期引込電圧指令演算器２３には、車両用ドア１の駆動に必要な推力に対応する予め設定された電圧指令値（同期引込）が与えられる。そして、同期引込電圧指令演算器２３は、車両用ドア１の駆動に必要な推力に対応する電圧指令値（同期引込）と、運転指令演算器１１から出力される速度指令値（同期引込）とに基づいて、ｄ軸電圧指令値（同期引込）およびｑ軸電圧指令値（同期引込）を算出することができる。

そして、制御切替判断器１９は、ドア１の位置が異常であると位置検出異常判断器１８にて判断された場合、切替器２２のスイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５をオンするとともに、異常時駆動指令を運転指令演算器１１に出力する。
そして、乗務員が運転台３０を操作することにより、開指令または閉指令が運転指令演算器１１に出力される。そして、運転指令演算器１１は、異常時駆動指令を制御切替判断器１９から受け取った上で、開指令または閉指令を運転台３０から受け取ると、開指令または閉指令に基づいて異常時における速度指令値（同期引込）を算出し、同期引込電圧指令演算器２３および積分器２１に速度指令値Ｐ１として出力する。

そして、同期引込電圧指令演算器２３は、異常時における速度指令値（同期引込）および予め設定された電圧指令値（同期引込）に基づいて、ｄ軸電圧指令値（同期引込）およびｑ軸電圧指令値（同期引込）を算出し、スイッチＳ３、Ｓ４を介して２相３相変換器１６にｄ軸電圧指令値Ｐ３ａおよびｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂとして出力するとともに、積分器２１は、異常時における速度指令値（同期引込）を積分することにより、位置指令値Ｐ６を算出し、スイッチＳ５を介して２相３相変換器１６に出力する。

そして、２相３相変換器１６は、積分器２１から出力される位置指令値Ｐ６に基づいて、同期引込電圧指令演算器２３から出力されるｄ軸電圧指令値（同期引込）およびｑ軸電圧指令値（同期引込）をＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に変換し、電力変換器１７に出力する。そして、電力変換器１７は、２相３相変換器１６から出力されるＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値およびＷ相電圧指令値に基づいて、リニアモータ２を駆動制御することにより、位置の異常が検出されたドア１を開動作させたり、閉動作させたりすることができる。

なお、電圧指令値（同期引込）は、運転指令演算器１１から出力される速度指令値（同期引込）に寄らずに同期引込電圧指令演算器２３に与えることができる。
これにより、誘起電圧補償分を考慮することなく、ｄ軸電圧指令値（同期引込）およびｑ軸電圧指令値（同期引込）を算出することができる。このため、乗客や荷物などがドア１に挟まれ、ドア１の実際の走行速度が低下し、誘起電圧が低下した場合においても、誘起電圧補償分を推力として上乗せさせることなく、予め設定された推力でドア１を駆動することができ、ドア１に挟まれた乗客や荷物などに規定値以上の推力がかかるのを防止して、乗客の安全性を確保することができる。

図２は、図１の車両用ドア駆動制御装置における速度指令値と電圧指令値との関係を示す図である。
図２において、電圧指令値（同期引込）は、運転指令演算器１１から出力される速度指令値（同期引込）に寄らずに設定することができ、誘起電圧補償分を推力として上乗せさせることなく、予め設定された推力でドア１を駆動することができる。

図３は、本発明の第２実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図３において、車両用ドア駆動制御装置１０ｂには、図１の車両用ドア駆動制御装置１０ａの構成に加え、傾き調整器２４、２５が追加されている。
ここで、傾き調整器２４には、運転指令演算器１１から出力される速度指令値（同期引込）が入力され、傾き調整器２４は、ドア１が始動された後に設定値まで速度指令値（同期引込）を徐々に増加させることができる。また、傾き調整器２５には、予め設定された電圧指令値（同期引込）が入力され、傾き調整器２５は、ドア１が始動された後に設定値まで電圧指令値（同期引込）を徐々に増加させることができる。

図４は、図３の傾き調整器の入力信号と出力信号との関係を示すタイムチャートである。
図４において、傾き調整器２４、２５は、速度指令値（同期引込）および電圧指令値（同期引込）がそれぞれ入力信号として入力されると、入力信号の変化に対して速度指令値（同期引込）および電圧指令値（同期引込）を設定値に達するまで一定の傾きで変化させ、出力信号として出力することができる。
そして、図３において、制御切替判断器１９は、ドア１の位置が異常であると位置検出異常判断器１８にて判断された場合、切替器２２のスイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５をオンするとともに、異常時駆動指令を運転指令演算器１１に出力する。

そして、乗務員が運転台３０を操作することにより、開指令または閉指令が運転指令演算器１１に出力される。そして、運転指令演算器１１は、異常時駆動指令を制御切替判断器１９から受け取った上で、開指令または閉指令を運転台３０から受け取ると、開指令または閉指令に基づいて異常時における速度指令値（同期引込）を算出し、傾き調整器２４および積分器２１に速度指令値Ｐ１として出力する。
そして、傾き調整器２４は、運転指令演算器１１から出力された速度指令値（同期引込）を設定値まで徐々に増加させながら同期引込電圧指令演算器２３に入力するとともに、傾き調整器２５は、予め設定された電圧指令値（同期引込）を設定値まで徐々に増加させながら同期引込電圧指令演算器２３に入力する。

そして、同期引込電圧指令演算器２３は、傾き調整器２４、２５からそれぞれ出力された速度指令値（同期引込）および電圧指令値（同期引込）に基づいて、ｄ軸電圧指令値（同期引込）およびｑ軸電圧指令値（同期引込）を算出し、スイッチＳ３、Ｓ４を介して２相３相変換器１６にｄ軸電圧指令値Ｐ３ａおよびｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂとして出力するとともに、積分器２１は、異常時における速度指令値（同期引込）を積分することにより、位置指令値Ｐ６を算出し、スイッチＳ５を介して２相３相変換器１６に出力する。

これにより、速度指令値（同期引込）および電圧指令値（同期引込）を徐々に増加させることができ、走行抵抗以上の推力を与えてドア１を駆動したために、ドア１の始動時にドア１の動作速度と速度指令値（同期引込）が一致せず、推力の有効分と走行抵抗が釣り合うまでドア１が加減速を繰り返す場合においても、ドア１をスムーズに始動させることができる。

なお、上述した第２実施形態では、速度指令値（同期引込）および電圧指令値（同期引込）を徐々に増加させるために、速度指令値（同期引込）および電圧指令値（同期引込）を一定の傾きで変化させる方法について説明したが、入力信号に対して出力信号を徐々に増加させるものならば、例えば、入力信号に対して出力信号をＳ字状に変化させるようにしてもよい。

図５は、本発明の第３実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図５において、車両用ドア駆動制御装置１０ｃには、図１の車両用ドア駆動制御装置１０ａの構成に加え、推力演算器２６および正常時推力演算器２７が追加されている。
ここで、推力演算器２６には、ｑ軸電流検出値が３相２相変換器１４から入力され、推力演算器２６は、ｑ軸電流検出値に所定の推力定数を掛けて推力検出値を算出することができる。また、正常時推力演算器２７には、推力検出値が推力演算器２６から入力されるとともに、速度演算器１２にて算出された速度検出値Ｐ５が入力され、正常時推力演算器２７は、推力検出値と速度検出値Ｐ５とに基づいて正常時のドア１の駆動に必要な推力を推定し、その推力に対する電圧指令値（同期引込）を算出することができる。

そして、速度制御器１３は、運転指令演算器１１から出力される速度指令値Ｐ１および速度演算器１２から出力される速度検出値Ｐ５に基づいて電流指令値Ｐ２を算出し、電流制御器１５に出力する。また、出力電流検出部４ａ、４ｂにて検出されたモータＵ相電流Ｐ４ａおよびモータＷ相電流Ｐ４ｂは３相２相変換器１４に出力される。そして、３相２相変換器１４は、位置検出部５にて検出された位置検出値Ｐ７、出力電流検出部４ａ、４ｂにて検出されたモータＵ相電流Ｐ４ａおよびモータＷ相電流Ｐ４ｂを受け取ると、位置検出部５から出力される位置検出値Ｐ７に基づいて、モータＵ相電流Ｐ４ａおよびモータＷ相電流Ｐ４ｂをｄ軸電流検出値およびｑ軸電流検出値に変換し、ｄ軸電流検出値およびｑ軸電流検出値を電流制御器１５に出力するとともに、ｑ軸電流検出値を推力演算器２６に出力する。

また、推力演算器２６は、３相２相変換器１４からｑ軸電流検出値を受け取ると、ｑ軸電流検出値に所定の推力定数を掛けることで推力検出値を算出し、正常時にドア１を駆動するのに必要な推力検出値として記憶する。
一方、制御切替判断器１９は、ドア１の位置が異常であると位置検出異常判断器１８にて判断された場合、切替器２２のスイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５をオンするとともに、異常時駆動指令を運転指令演算器１１に出力する。

そして、乗務員が運転台３０を操作することにより、開指令または閉指令が運転指令演算器１１に出力される。そして、運転指令演算器１１は、異常時駆動指令を制御切替判断器１９から受け取った上で、開指令または閉指令を運転台３０から受け取ると、開指令または閉指令に基づいて異常時における速度指令値（同期引込）を算出し、同期引込電圧指令演算器２３、積分器２１および正常時推力演算器２７に速度指令値Ｐ１として出力する。

そして、正常時推力演算器２７は、運転指令演算器１１から出力された速度指令値（同期引込）および推力演算器２６に記憶された推力検出値に基づいて、正常時のドア１の駆動に必要な推力に対する電圧指令値（同期引込）を算出し、同期引込電圧指令演算器２３に出力する。
なお、車両用ドア駆動制御装置１０ｃでは、速度検出値Ｐ５が閾値以下になった場合、障害物がドア１に挟まった戸挟み状態として、規定の推力で障害物が押し付けられるようにされている。このため、正常時のドア１の駆動に必要な推力は、戸挟み状態以外すなわち速度検出値Ｐ５が閾値を越える状態における推力検出値の最大値に設定することができる。

そして、同期引込電圧指令演算器２３は、運転指令演算器１１から出力された速度指令値（同期引込）および正常時推力演算器２７から出力された電圧指令値（同期引込）に基づいて、ｄ軸電圧指令値（同期引込）およびｑ軸電圧指令値（同期引込）を算出し、スイッチＳ３、Ｓ４を介して２相３相変換器１６にｄ軸電圧指令値Ｐ３ａおよびｑ軸電圧指令値Ｐ３ｂとして出力するとともに、積分器２１は、異常時における速度指令値（同期引込）を積分することにより、位置指令値Ｐ６を算出し、スイッチＳ５を介して２相３相変換器１６に出力する。

これにより、ドア１の位置の異常が検出された場合においても、誘起電圧補償分を考慮することなく、正常時にドア１を駆動するのに必要な推力を電圧指令値として電力変換器１７に与えることができる。このため、ドア１の艤装状態が悪い場合においても、乗客の安全性を考慮して規定された推力の上限値を超えることなく、ドア１を確実に閉じることができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。図１の車両用ドア駆動制御装置における速度指令値と電圧指令値との関係を示す図である。本発明の第２実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。図３の傾き調整器の入力信号と出力信号との関係を示すタイムチャートである。本発明の第３実施形態に係る車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。従来の車両用ドア駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。従来の車両用ドア駆動制御装置における速度指令値と電圧指令値との関係を示す図である。

符号の説明

１ドア
２リニアモータ
３連結部
４ａ、４ｂ出力電流検出部
５位置検出部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃドア駆動制御装置
１１運転指令演算器
１２速度演算器
１３速度制御器
１４３相２相変換器
１５電流制御器
１６２相３相変換器
１７電力変換器
１８位置検出異常判断器
１９制御切替判断器
２１積分器
２２切替器
２３同期引込電圧指令演算器
２４、２５傾き調整器
２６推力演算器
２７正常時推力演算器
３０運転台
Ｓ１〜Ｓ６スイッチ

Claims

車両用ドアを開閉する同期モータを駆動する電力変換器と、
前記電力変換器から出力される電流を検出する電流検出部と、
前記車両用ドアの位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部にて検出された位置検出値に基づいて速度検出値を算出する速度演算器と、
前記車両用ドアの速度を指定する速度指令値を出力する運転指令演算器と、
前記運転指令演算器から出力された速度指令値および前記速度演算器にて算出された速度検出値に基づいて、電流指令値を算出する速度制御器と、
前記速度制御器から出力された電流指令値、前記位置検出部にて検出された位置検出値および前記電流検出部にて検出された電流に基づいて、第１の電圧指令値を算出する電流制御器と、
前記電流検出部にて検出された電流に所定の推力定数を掛けて推力検出値を算出する推力演算器と、
前記速度演算器にて算出された速度検出値および前記推力演算器で算出された推力検出値に基づいて、前記車両用ドアの正常時の駆動に必要な推力を算出する正常時推力演算器と、
前記正常時推力演算器にて算出された推力に対応する第２の電圧指令値を算出する電圧指令演算器と、
前記位置検出部にて検出された位置検出値に基づいて、前記車両用ドアの位置の異常を判断する位置検出異常判断器と、
前記位置検出異常判断器にて前記車両用ドアの位置が正常であると判断された場合、前記第１の電圧指令値が前記電力変換器に与えられ、前記位置検出異常判断器にて前記車両用ドアの位置が異常であると判断された場合、前記第２の電圧指令値が前記電力変換器に与えられるように信号経路を切り替える切替器とを備えることを特徴とする車両用ドア駆動制御装置。