(57)【要約】  車両のドアを所望の速度パターンに沿って動作させる。  ドア５１を開閉するための電動モータ１３の電源電圧の検出値を出力する電源電圧検出部２と、検出値が所定の範囲内のときの電動モータ１３の制御パターンであって、電動モータ１３への電圧指令値又は速度指令値を示す基準制御パターンを記憶する基準制御パターン記憶部３と、検出値に基づいて補正後制御パターンを生成する制御パターン生成部４ａと、補正後制御パターンに基づいて電動モータ１３を制御するＰＷＭ制御部４と、を備えた車両用ドア開閉制御装置１を構成する。
2015045953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられたドアを電動モータで開閉制御するための車両用ドア開閉制御装置であって、
前記電動モータの電源電圧の検出値を出力する電源電圧検出部と、
前記検出値が所定の範囲内のときの前記電動モータの制御パターンであって、前記電動モータへの電圧指令値又は速度指令値を示す基準制御パターンを記憶する基準制御パターン記憶部と、
前記検出値に基づいて前記基準制御パターンが補正された補正後制御パターンを生成する制御パターン生成部と、
前記補正後制御パターンに基づいて、前記電動モータを制御するＰＷＭ制御部と、
を備えていることを特徴とする、車両用ドア開閉制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用ドア開閉制御装置において、
前記電源電圧検出部は、複数の電圧閾値のうち互いに隣接する電圧閾値の間の電源領域のそれぞれに対応して設定された設定電圧値を前記検出値として出力し、
前記制御パターン生成部は、前記検出値が前記電源電圧の基準電圧値よりも大きい場合、前記基準制御パターンの値が小さくなるように補正する一方、前記検出値が前記基準電圧値よりも小さい場合、前記基準制御パターンの値が大きくなるように補正することを特徴とする、車両用ドア開閉制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用ドア開閉制御装置において、
少なくとも前記電圧閾値から該電圧閾値以下の値までの幅であるヒステリシス幅が設定され、
前記電源電圧検出部は、検出した電圧値が前記ヒステリシス幅に含まれる場合、該ヒステリシス幅の範囲外である電圧値のうち直近で検出した電圧値が含まれる前記電源領域に対応して設定された前記設定電圧値を、前記検出値として出力することを特徴とする、車両用ドア開閉制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用ドア開閉制御装置において、
前記制御パターン生成部は、前記基準制御パターンに対して、前記基準電圧値を前記検出値で除算した値を乗算することにより、前記基準制御パターンを補正することを特徴とする、車両用ドア開閉制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用ドア開閉制御装置において、
前記電源電圧検出部は、移動平均によって算出された電圧値に基づく値を前記検出値として出力することを特徴とする、車両用ドア開閉制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のドアの開閉を行うための車両ドア用開閉制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両のドアの開閉を行う車両ドア開閉制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のドア駆動制御装置では、各ドアの実装位置が識別された状態で、複数のドアが個々に駆動される。具体的には、ドアの駆動速度が所定速度以下となった場合、ドアの開閉駆動用のトルクを高出力トルクに切り替えてドアの開閉駆動を行う。この際、ドア駆動制御装置では、高出力トルクでのドアの開駆動の時間が各ドア又は予め定められた駆動組のドアで重ならないようにドア毎にドア高出力設定時間が設定され、この設定時間にのみ高出力トルクでドアの閉駆動を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６２７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、車両のドアを所望の速度パターンに沿って動作させるためには、電動モータの動作中に該電動モータの回転数をフィードバックして、電動モータに印加される電圧のデューティー比を制御することが考えられる。しかし、こうすると、以下のような問題点が生じる。具体的には、例えば鉄道の車両等では、架線から電動モータへ供給される電力の変動が発生しやすく、また、架線から電動モータへの電力供給の不具合に伴う電力供給源の変更（バッテリー等への切り替え）が行われる。そのような電力変動又は電力供給源の変更があると、ドアの開閉速度を保とうとするために急峻な立ち上がり制御となり、オーバーシュートが発生する。そうなると、ドアの開閉速度が所望の速度パターンから大きく外れてしまう。また、鉄道車両以外の車両の場合であっても、モータに供給される電力の変動又は電力供給源の変更に起因して、ドアの開閉速度が所望の速度パターンから大きく外れてしまうことがある。【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、車両のドアを所望の速度パターンに沿って動作させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る車両用ドア開閉制御装置は、車両に設けられたドアを電動モータで開閉制御するための車両用ドア開閉制御装置であって、前記電動モータの電源電圧の検出値を出力する電源電圧検出部と、前記検出値が所定の範囲内のときの前記電動モータの制御パターンであって、前記電動モータへの電圧指令値又は速度指令値を示す基準制御パターンを記憶する基準制御パターン記憶部と、前記検出値に基づいて前記基準制御パターンが補正された補正後制御パターンを生成する制御パターン生成部と、前記補正後制御パターンに基づいて、前記電動モータを制御するＰＷＭ制御部と、を備えている。【０００７】
この構成によると、ＰＷＭ制御部は、電動モータを制御する。具体的には、ＰＷＭ制御部は、電動モータに入力される電力を調整することで、該電動モータの挙動を制御する。【０００８】
そして、この構成によると、電動モータを制御するために用いられる制御パターンとして、以下の制御パターンが用いられる。具体的には、前記制御パターンとして、検出値が所定の範囲内のときの制御パターンである基準制御パターンを電源電圧検出部によって検出される電圧値に応じた検出値に基づいて補正した制御パターン（補正後制御パターン）、が用いられる。こうすると、電圧変動に起因して発生する電動モータの速度ずれが大きくなる前に、当該速度ずれが低減されるように電動モータが制御される。これにより、ドアの開閉速度を所望の速度パターンに近づけることができる。【０００９】
従って、この構成によると、車両のドアを所望の速度パターンに沿って動作させることができる。【００１０】
（２）好ましくは、前記電源電圧検出部は、複数の電圧閾値のうち互いに隣接する電圧閾値の間の電源領域のそれぞれに対応して設定された設定電圧値を前記検出値として出力し、前記制御パターン生成部は、前記検出値が前記電源電圧の基準電圧値よりも大きい場合、前記基準制御パターンの値が小さくなるように補正する一方、前記検出値が前記基準電圧値よりも小さい場合、前記基準制御パターンの値が大きくなるように補正する。【００１１】
この構成によると、電源電圧検出部から出力される検出値が、離散的な値である設定電圧値のいずれかに決定される。この設定電圧値の互いに対する間隔を適切に設定することで、電動モータの速度に大きく影響しない程度の電源電圧の変動に対しては従来通りの制御を行うことができるため、制御パターン生成部にかかる負担を軽減できる。一方、電源電圧が大きく変動した場合には、当該変動量に応じて電動モータを制御することにより、所望のモータ速度パターンに対する実際のモータ速度の追従性を高めることができる。【００１２】
（３）更に好ましくは、少なくとも前記電圧閾値から該電圧閾値以下の値までの幅であるヒステリシス幅が設定され、前記電源電圧検出部は、検出した電圧値が前記ヒステリシス幅に含まれる場合、該ヒステリシス幅の範囲外である電圧値のうち直近で検出した電圧値が含まれる前記電源領域に対応して設定された前記設定電圧値を、前記検出値として出力する。【００１３】
この構成によると、電源電圧検出部で検出された電圧値が電圧閾値付近で上下動する場合に発生する検出値の変動を低減できる。これにより、この構成における制御系の安定性を高めることができる。【００１４】
（４）好ましくは、前記制御パターン生成部は、前記基準制御パターンに対して、前記基準電圧値を前記検出値で除算した値を乗算することにより、前記基準制御パターンを補正する。【００１５】
この構成によると、基準制御パターンの各時刻における電圧指令値又は速度指令値に対して、基準電圧値を検出値で除算した値が乗算される。これにより、補正後制御パターンを適切に生成することができる。【００１６】
（５）好ましくは、前記電源電圧検出部は、移動平均によって算出された電圧値に基づく値を前記検出値として出力する。【００１７】
この構成によると、電動モータの速度に大きく影響しない瞬間的な電源電圧値の変動、に起因する検出値の変動を低減できる。従って、電動モータを所望の速度パターンに沿って安定的に動作させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、ドアを所望の速度パターンに沿って動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】鉄道車両のドア及びドア開閉駆動機構の構造を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るドア開閉制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】電源電圧検出部において、センサによって検出された電圧値と、出力部から出力される検出値との関係を示すグラフである。
【図４】（Ａ）は、電圧指令パターンの一例を示すグラフであり、（Ｂ）は、ドア開閉速度パターンの一例を示すグラフである。
【図５】電圧指令パターン生成部によって生成された補正後電圧指令パターンについて説明するための図である。
【図６】モータ駆動部の構成を、電動モータの模式図とともに示す回路図である。
【図７】図２に示すドア開閉制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る車両用ドア開閉制御装置としてのドア開閉制御部は、以下の実施形態で例示した形態に限らず、車両のドアを開閉制御するための車両用ドア開閉制御装置に広く適用できる。なお、本明細書中における鉄道とは、広義の鉄道であり、２本の鉄製のレールに沿って移動するように構成されたいわゆる鉄道だけでなく、以下のものも含まれる。具体的には、本明細書中に含まれる鉄道には、架線から電力が供給されるとともに、２本の鉄製のレール以外のレール、案内軌条などの案内路に誘導されて走行する車両を用いた交通機関（モノレール等）も含まれる。
【００２１】
［ドア及びドア開閉駆動機構の構成］
本発明の実施形態に係るドア開閉制御部１（車両用ドア開閉制御装置）の構成について説明する前に、まず、ドア開閉制御部１で駆動されるドア開閉駆動機構１０、及びドア開閉駆動機構１０によって開閉されるドア５１の構成について説明する。図１は、ドア５１及びドア開閉駆動機構１０の構造を示す模式図である。なお、図１においては、便宜上、ドア開閉制御部１を、車両５０の外部に図示しているが、実際には、車両５０におけるいずれかの位置に配置されている。
【００２２】
図１に示すドア５１は、鉄道の車両５０の側壁に形成された乗降口を開閉可能な扉として構成されており、両引きの引分け式の左右一対の引戸５１ａ，５１ｂを備えている。ドア５１には、ドア開閉駆動機構１０が取り付けられている。ドア開閉駆動機構１０は、図１に示すように、一対のラック１１ａ，１１ｂ、ピニオン１２、及び電動モータ１３を有している。
【００２３】
一対のラック１１ａ，１１ｂは、それぞれ、水平方向に延びて互いに対して上下方向に間隔をあけた状態で、各引戸５１ａ，５１ｂの上方に設けられている。一方のラック１１ａは、連結体１４ａを介して引戸５１ａにおける上側の部分に固定されている。他方のラック１１ｂは、連結体１４ｂを介して引戸５１ｂにおける上側の部分に固定されている。
【００２４】
ピニオン１２は、一対のラック１１ａ，１１ｂの上下方向における間の空間に設けられている。ピニオン１２は、一対のラック１１ａ，１１ｂの歯部に噛み合っている。
【００２５】
電動モータ１３は、ドア５１の上方に設けられている。本実施形態では、電動モータ１３は、いわゆる直流ブラシレスモータによって構成されている。電動モータ１３は、その出力軸（図示省略）がピニオン１２の中心部に固定されている。これにより、電動モータ１３は、ピニオン１２を回転可能である。
【００２６】
上述のような構成のドア開閉駆動機構１０では、電動モータ１３が、電源部２０（図１では図示省略）を電圧源として詳しくは後述するドア開閉制御部１によって駆動される。図１において、電動モータ１３の出力軸が時計回り方向に回転駆動すると、ピニオン１２も時計回り方向に回転する。これにより、一対のラック１１ａ，１１ｂが、水平方向において互いに離れる方向へ移動するため、引戸５１ａ，５１ｂが開く。一方、電動モータ１３の出力軸が反時計回り方向に回転駆動すると、ピニオン１２も反時計回り方向に回転する。これにより、一対のラック１１ａ，１１ｂが、水平方向において互いに近づく方向へ移動するため、引戸５１ａ，５１ｂが閉じる。
【００２７】
なお、本発明は、上述した一対のラック１１ａ，１１ｂ及びピニオン１２で構成されたいわゆるラックアンドピニオンを有するドア開閉駆動機構１０だけでなく、その他の構成のドア開閉駆動機構に適用することもできる。具体的には、例えば一例として、プーリ及びベルトを有するドア開閉駆動機構にも適用できる。
【００２８】
［ドア開閉制御部の構成］
図２は、本発明の実施形態に係るドア開閉制御部１の構成を示すブロック図である。ドア開閉制御部１は、ドア５１の開閉を指令するコントローラ２５からの指令に基づいて電動モータ１３の回転位置を制御することにより、ドア５１の開閉位置を制御するように構成されている。ドア開閉制御部１は、電源電圧検出部２と、基準電圧指令パターン記憶部３（基準制御パターン記憶部）と、ＰＷＭ制御部４と、ホール信号検出部５と、モータ駆動部６と、を備えている。
【００２９】
電源電圧検出部２は、電源部２０の電圧値を検出するとともに、検出した該電圧値に応じた電圧値を検出値として出力するように構成されている。電源電圧検出部２は、センサ２ａと、設定電圧値記憶部２ｂと、出力部２ｃと、を有している。なお、電源部２０は、架線から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換する電源装置（図示省略）と、バッテリー（図示省略）とを有している。通常は、電源装置が電源部２０として用いられ、架線からの電力供給に不具合が発生した際には、バッテリーが電源部２０として用いられる。
【００３０】
センサ２ａは、電源部２０の電圧値を検出する。本実施形態では、センサ２ａは、移動平均によって電源部２０の平均値を算出し、当該平均値を電源部２０の電圧値として検出する。
【００３１】
設定電圧値記憶部２ｂは、センサ２ａによって検出された値に対応付けされる離散的な電圧値である複数の設定電圧値、を記憶している。本実施形態では、設定電圧値は、例えば一例として、８０Ｖ、９０Ｖ、１００Ｖ…というように、１０Ｖ刻みに設定されている。
【００３２】
出力部２ｃは、センサ２ａが検出した電圧値に応じた値（設定電圧値）を出力する。図３は、電源電圧検出部２において、センサ２ａによって検出された電圧値と、出力部２ｃから出力される検出値との関係を示すグラフである。
【００３３】
図３に示すグラフでは、複数の電圧閾値（図３では、７５Ｖ，８５Ｖ，…）が設定されている。また、図３に示すグラフにおいて、複数の電圧閾値のうち互いに隣接する２つの電圧閾値（７５Ｖと８５Ｖ、８５Ｖと９５Ｖ、…）の間の領域は、電源領域（７５Ｖ以上８５Ｖ未満の領域、８５Ｖ以上９５Ｖ未満の領域、…）として定義される。上記複数の設定電圧値のそれぞれは、上記複数の電源領域のそれぞれに対して設定されている。具体的には、８０Ｖの設定電圧値は、７５Ｖ以上８５Ｖ未満の電源領域に対して設定され、９０Ｖの設定電圧値は、８５Ｖ以上９５Ｖ未満の電源領域に対して設定されている。
【００３４】
図３に示すグラフでは、各電圧閾値に対して、該電圧閾値以下の値である下側閾値、及び、該電圧閾値以上の値である上側閾値、が設定されている。本実施形態では、下側閾値は、各電圧閾値よりも２Ｖ低い値に設定され、上側閾値は、各電圧閾値と同じ値に設定されている。これにより、各電圧閾値に対して設定される、各電圧閾値から下側閾値までの電圧幅であるヒステリシス幅が、２Ｖに設定される。
【００３５】
出力部２ｃは、検出した電圧値が上述したヒステリシス幅に含まれる場合、該ヒステリシス幅の範囲外である電圧値のうち直近で検出した電圧値が含まれる前記電源領域に対して設定された前記設定電圧値を、前記検出値として出力する。
【００３６】
具体的には、電源部２０の電圧値が上昇してヒステリシス幅に含まれた場合、例えば、電圧値が図３に示す点Ａ（１０２Ｖ）から点Ｂ（１０４Ｖ）に上昇した場合、電源電圧検出部２は、１００Ｖを検出値として出力する。そして、電圧値が更に上昇し、上限値（１０５Ｖ）以上になると、電源電圧検出部２は、１１０Ｖを検出値として出力する。
【００３７】
一方、電源部２０の電圧値が下降してヒステリシス幅に含まれた場合、例えば、電圧値が、図３に示す点Ｃ（１０６Ｖ）から点Ｄ（１０４Ｖ）に下降した場合、電源電圧検出部２は、１１０Ｖを検出値として出力する。そして、電圧値が更に下降し、下限値（１０３Ｖ）未満になると、電源電圧検出部２は、１００Ｖを検出値として出力する。
【００３８】
上述のようなヒステリシス幅を設定することで、電源部２０の電圧値が同じ値であっても、当該電圧値の方向性（上昇又は下降）によって、検出値が異なってくる。これにより、電圧値が電圧閾値付近で上下動する場合に発生する検出値の変動（いわゆるハンチング）を低減できる。これにより、ドア開閉制御部１における制御系の安定性を高めることができる。
【００３９】
基準電圧指令パターン記憶部３は、例えば、マイコン回路のメモリ（図示省略）内に設けられている。基準電圧指令パターン記憶部３は、ドア５１の開閉速度を予め設定された速度パターンで開閉させるための基準電圧指令パターン（基準制御パターン）を記憶するためのものである。
【００４０】
図４（Ａ）は、基準電圧指令パターン記憶部３で記憶される基準電圧指令パターンの一例を示すグラフである。また、図４（Ｂ）は、本実施形態に係るドア開閉制御部１で開閉されるドア５１の開閉速度パターンを示すグラフである。本実施形態では、基準電圧指令パターン記憶部３には、電源電圧が所定の基準電圧値（本実施形態では、１００Ｖ）を含む所定の範囲内に収まっている場合における電圧指令パターンである基準電圧指令パターンが記憶されている。基準電圧指令パターンは、電源電圧が上記所定の範囲内に収まっている場合にドアの開閉速度が図４（Ｂ）に示す所望の速度パターンとなるように、実験等により予め設定されている。
【００４１】
ＰＷＭ制御部４は、例えば、マイコン回路のＣＰＵ（図示省略）内に設けられている。ＰＷＭ制御部４は、基準電圧指令パターン記憶部３で記憶されている基準電圧指令パターン、及び電源電圧検出部２で検出された検出値に基づいて、電動モータ１３に印加される電圧のデューティー比を制御するように構成されている。ＰＷＭ制御部４は、電圧指令パターン生成部４ａ（制御パターン生成部）を有している。なお、電圧のデューティー比とは、周期Ｔのパルス波で表される電圧において、当該パルス波のパルス幅τを周期Ｔで除算した値である。
【００４２】
図５は、電圧指令パターン生成部４ａによって生成された補正後電圧指令パターンについて説明するための図である。電圧指令パターン生成部４ａは、電源電圧検出部２で検出された検出値に基づいて基準電圧指令パターンを補正することにより補正後電圧指令パターン（補正後制御パターン）を生成する。具体的には、電圧指令パターン生成部４ａは、基準電圧指令パターンの各時刻における電圧指令値に、基準電圧値Ｖｓｔｄ（１００Ｖ）を検出値Ｖｏｕｔで除算した値（＝Ｖｓｔｄ／Ｖｏｕｔ）を乗算することにより、補正後電圧指令パターンを生成する。電圧指令パターン生成部４ａは、生成した補正後電圧指令パターンを記憶する。例えば、検出値Ｖｏｕｔが基準電圧値Ｖｓｔｄよりも大きい場合、補正後電圧指令パターンは、図５の破線で示すようなパターンになる。一方、検出値Ｖｏｕｔが基準電圧値Ｖｓｔｄよりも小さい場合、補正後電圧指令パターンは、図５の一点鎖線で示すようなパターンになる。
【００４３】
また、電圧指令パターン生成部４ａは、電源電圧検出部２から検出値が出力される毎に、当該検出値に基づいて補正後電圧指令パターンを生成する。電圧指令パターン生成部４ａは、記憶している補正後電圧指令パターンを、新たに生成された補正後電圧指令パターンに置き換えて記憶する。
【００４４】
ＰＷＭ制御部４は、電圧指令パターン生成部４ａで生成された補正後電圧指令パターンに基づいて電圧のデューティー比を制御する。具体的には、ＰＷＭ制御部４は、補正後電圧指令パターンにおいて、時間経過に伴って電圧指令値が上昇している時間帯については、デューティー比を徐々に大きくする。一方、時間経過に伴って電圧指令値が減少している時間帯については、デューティー比を徐々に小さくする。また、電圧指令値が一定の時間帯については、当該時間帯の開始時刻におけるデューティー比を維持する。
【００４５】
ホール信号検出部５は、電動モータ１３に設けられたホール素子１３ａにより、電動モータ１３の回転位置を検出する。
【００４６】
図６は、モータ駆動部６の構成を示す回路図である。モータ駆動部６は、図６に示すように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６が互いに接続されることにより構成されている。モータ駆動部６では、コントローラ２５からの指令、ＰＷＭ制御部４で設定されたデューティー比、及びホール信号検出部５によって検出された電動モータ１３の回転位置等に基づいて、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のスイッチングが適宜、行われる。これにより、電動モータ１３の回転駆動が適切に行われ、ドア５１が、図４（Ｂ）に示すような所望のドア開閉速度パターンに沿って開閉される。
【００４７】
［ドア開閉制御部の動作］
図７は、ドア開閉制御部１の動作を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、ドア５１の閉動作について説明する。なお、ドア５１の開動作については、以下で説明するステップＳ３のドア閉指令がドア開指令に置き換わり、ステップＳ６のドア閉動作がドア開動作に置き換わったものであり、その他の動作については図７と同じであるため、説明を省略する。
【００４８】
電源電圧検出部２は、随時、電源部２０の電圧の検出を行い（ステップＳ１）、検出値をＰＷＭ制御部４へ順次、出力する。ＰＷＭ制御部４では、電圧指令パターン生成部４ａが、電源電圧検出部２から出力される検出値に基づいて、補正後電圧指令パターンを生成する。電圧指令パターン生成部４ａは、生成した補正後電圧指令パターンのうち直近の補正後電圧指令パターンを記憶する（ステップＳ２）。
【００４９】
次に、ＰＷＭ制御部４は、コントローラ２５からドア５１の閉指令を受けると（ステップＳ３のＹｅｓ）、その時点で電圧指令パターン生成部４ａに記憶されている補正後電圧指令パターンに基づいて、モータ駆動部６に印加される電圧のデューティー比を制御する（ステップＳ４）。モータ駆動部６は、ＰＷＭ制御部４によって制御される電圧のデューティー比、ホール信号検出部５で検出される電動モータ１３の回転位置、等に基づいて、電動モータを適宜、回転駆動させる（ステップＳ５）。これにより、ドア５１が、所望の速度パターンに沿って閉動作を行う（ステップＳ６）。なお、ステップＳ３において、ＰＷＭ制御部４がコントローラ２５からのドア５１の閉指令を受けない場合（ステップＳ３のＮｏ）、上述したステップＳ４からステップＳ６までの処理は行われずに本フローは終了し、再びステップＳ１からのフローが開始される。
【００５０】
［効果］
以上のように、本実施形態に係るドア開閉制御部１では、ＰＷＭ制御部４は、電動モータを制御する。具体的には、ＰＷＭ制御部４は、電動モータ１３に印加される電圧のデューティー比を電圧指令パターンに基づいて制御する。そして、モータ駆動部６は、ＰＷＭ制御部４によって制御されるデューティー比に基づいて、電動モータ１３を駆動する。このように、電動モータ１３に入力される電力を調整することで、該電動モータ１３の挙動を制御することができる。
【００５１】
そして、ドア開閉制御部１では、電圧のデューティー比を制御するために用いられる電圧指令パターンとして、以下の電圧指令パターンが用いられる。具体的には、基準電圧値を含む所定の電圧範囲内のときの電圧指令パターンである基準電圧指令パターンを、電源電圧検出部２によって検出される電圧値に応じた検出値に基づいて補正したパターン（補正後電圧指令パターン）が用いられる。
【００５２】
一般的に、鉄道車両では、ドア開閉制御部１への電力は、架線を介して供給される。よって、ドア開閉制御部１に印加される電圧は、比較的変動しやすい傾向にある。また、鉄道車両では、架線からドア開閉制御部１に対する電力供給に不具合が発生した場合、バッテリーから電力が供給される。このような電力源の切り替えが行われる際にも、電圧変動が大きくなる場合がある。
【００５３】
一方、従来では、電動モータの回転速度を検出し、当該速度に応じてデューティー比を制御していた。しかし、この場合、ドア開閉制御部に印加される電圧が上述のように大きく変動した場合、ドアの開閉速度を保とうとすると急峻な立ち上がり制御となってオーバーシュートが発生し、ドアの開閉速度が所望の速度パターンから大きく外れてしまう。
【００５４】
これに対して、ドア開閉制御部１では、上述のように、補正後電圧指令パターンに基づいて、電圧のデューティー比が制御されている。こうすると、電源部２０の電圧変動に起因して発生する電動モータ１３の速度ずれが大きくなる前に、当該速度ずれが低減されるように電圧のデューティー比が制御される。これにより、ドア５１の開閉速度を所望の速度パターンに近づけることができる。
【００５５】
従って、ドア開閉制御部１では、車両のドアを所望の速度パターンに沿って動作させることができる。
【００５６】
また、ドア開閉制御部１では、電源電圧検出部２から出力される検出値が、離散的な値である設定電圧値のいずれかに決定される。この設定電圧値の互いに対する間隔を適切に設定することで、電動モータ１３の速度に大きく影響しない程度の電源電圧の変動に対しては従来通りの制御を行うことができるため、電圧指令パターン生成部４ａにかかる負担を軽減できる。一方、電源部２０電源電圧が大きく変動した場合には、当該変動量に応じてデューティー比を変更することにより、所望のモータ速度パターンに対する実際のモータ速度の追従性を高めることができる。
【００５７】
また、ドア開閉制御部１では、電源電圧検出部２で検出された電圧値が電圧閾値付近で上下動する場合に発生する検出値の変動を低減できる。これにより、この構成における制御系の安定性を高めることができる。
【００５８】
また、ドア開閉制御部１では、基準電圧指令パターンの各時刻における電圧指令値に対して、基準電圧値を検出値で除算した値が乗算される。これにより、補正後電圧指令パターンを適切に求めることができる。
【００５９】
また、ドア開閉制御部１では、移動平均によって電源部２０の電圧値を検出している。こうすると、電動モータ１３の速度に大きく影響しない瞬間的な電源電圧値の変動、に起因する検出値の変動を低減できる。従って、電動モータ１３を所望の速度パターンに沿って安定的に動作させることができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。
【００６１】
（１）上記実施形態では、各電圧閾値に対して設定される上限値及び下限値を、それぞれ、各電圧閾値以上の値と、各電圧閾値未満の値に設定している。しかし、これに限らず、上限値及び下限値を、それぞれ、各電圧閾値を超える値と、各電圧閾値以下の値に設定してもよい。更には、上限値及び下限値を、対応する電圧閾値と同じ値に設定することにより、ヒステリシス幅を０に設定してもよい。
【００６２】
（２）上記実施形態では、基準制御パターンとしての基準電圧指令パターンを記憶する基準電圧指令パターン記憶部３と、電圧指令パターン生成部４ａとを設けたが、これに限らない。具体的には、基準制御パターンとしてのモータ速度指令パターンを記憶するモータ速度指令パターン記憶部と、モータ速度指令パターン生成部とを設けてもよい。こうしても、上記実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（３）上記実施形態では、コントローラ２５からドア５１の閉指令を受けた時点での補正後電圧指令パターンに基づいて電圧のデューティー比が制御されているが、これに限らない。具体的には、ドア５１の開動作の途中又は閉動作の途中であっても、検出値が変動すれば当該変動後の検出値に基づいて補正後電圧指令パターンを生成し、当該補正後電圧指令パターン基づいて電圧のデューティー比を制御してもよい。
【００６４】
（４）上記実施形態では、図３に示すように、電源電圧検出部２から出力される検出値（設定電圧値）を１０Ｖ刻みで設定したが、これに限らず、その他の値であってもよい。更には、上記実施形態では、設定電圧値を離散的な値として設定したが、これに限らず、連続的な値として設定してもよい。具体的には、電源電圧検出部２を、検出した電圧値をそのまま検出値として出力するように構成してもよい。
【００６５】
（５）上記実施形態では、ドア開閉制御部１を、直流ブラシレスモータで構成された電動モータ１３を有するドア開閉駆動機構１０に適用したが、これに限らず、その他の種類のモータ（例えば、同期モータ、誘導モータ等）を有するドア開閉駆動機構１０に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、車両のドアの開閉を行うための車両用ドア開閉制御装置として広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１            ドア開閉制御部（車両用ドア開閉制御装置）
２            電源電圧検出部
３            基準電圧指令パターン記憶部（基準制御パターン記憶部）
４            ＰＷＭ制御部
４ａ          電圧指令パターン生成部（制御パターン生成部）
６            モータ駆動部
１３          電動モータ
５０          車両
５１          ドア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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