特許 7491799 扉駆動装置、扉駆動方法、扉駆動プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】扉駆動装置、扉駆動方法、扉駆動プログラム

(51)【国際特許分類】

   B61D 19/02 20060101AFI20240521BHJP

   E05F 15/643 20150101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

B61D19/02 V

E05F15/643

B61D19/02 R

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020161175

(22)【出願日】2020-09-25

(65)【公開番号】P2022054143

(43)【公開日】2022-04-06

【審査請求日】2023-08-25

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】宇野 博生

【審査官】諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／００１６０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０５－２０８７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０９５０５４８１（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００１－３０１６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１９３７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４４９１９１７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｄ １９／０２

Ｅ０５Ｆ １５／００－１５／７９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多相のコイルに流される駆動電流により回転動力を発生させるモータと、当該回転動力に基づき開閉駆動される扉とを有する車両の扉駆動装置であって、
前記モータの回転子の回転位置データに応じて、前記扉の開駆動時と閉駆動時で異なる相の前記コイルに前記駆動電流を流す駆動電流生成部と、
前記車両が所定の走行状態にあることを示す移動状態データと前記回転位置データとに基づき、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに、当該駆動電流が流れないように規制する規制回路と
を備え、
前記駆動電流生成部は、前記扉の開閉駆動指令を生成するコントローラと、当該開閉駆動指令に基づき前記駆動電流を前記モータに印加するドライバとを備え、
前記規制回路は、前記コントローラと前記モータとの間に設けられ、
前記車両が前記走行状態にあることを前記移動状態データが示す場合、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加しないように遮断し、
前記車両が前記走行状態にあることを前記移動状態データが示す場合、前記閉駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加するように透過し、
前記車両が前記走行状態にないことを前記移動状態データが示す場合、前記開駆動時および前記閉駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加するように透過する
扉駆動装置。

【請求項2】

前記規制回路は、前記コイルの全ての相に設けられ、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき各相の前記コイルに、当該駆動電流が流れないように規制する
請求項１に記載の扉駆動装置。

【請求項3】

前記規制回路は、前記開駆動時に、前記移動状態データに基づき前記車両が前記所定の走行状態にあることを検知し、かつ、前記回転位置データに基づき前記モータの回転子が前記各相のコイルに前記駆動電流を流すべき回転位置に来たことを検知した際、当該駆動電流が当該各相のコイルに流れないように規制する
請求項１または２に記載の扉駆動装置。

【請求項4】

前記規制回路は、前記移動状態データと前記回転位置データとに基づく論理演算を行う規制素子を備え、その論理演算結果に基づき前記開駆動時の前記駆動電流を規制する
請求項１から３のいずれかに記載の扉駆動装置。

【請求項5】

前記規制回路は、前記規制素子の入力と出力とを比較し、その論理演算結果が正しくないとき、前記閉駆動時の前記駆動電流も規制する入出力比較素子を備える
請求項４に記載の扉駆動装置。

【請求項6】

前記移動状態データは、一端が電源に接続され前記車両が前記所定の走行状態にあるときに開状態となる継電器の他端から供給される
請求項１から５のいずれかに記載の扉駆動装置。

【請求項7】

前記移動状態データは、前記継電器が閉状態のときに前記他端に現れる前記電源の電位と、前記継電器が開状態のときに前記他端に現れる前記電源の電位よりも低い電位とによるデジタルデータである
請求項６に記載の扉駆動装置。

【請求項8】

前記規制回路は、前記コントローラと前記ドライバとの間に設けられ、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記開閉駆動指令を規制する
請求項１から７のいずれかに記載の扉駆動装置。

【請求項9】

前記駆動電流生成部は、前記コイルの各相について、一端が高電位点に接続された高電位側トランジスタと、一端が低電位点に接続され他端が前記高電位側トランジスタの他端と接続された低電位側トランジスタとを備え、
前記高電位側トランジスタの導通時に、その他端から前記各相のコイルに正方向の前記駆動電流を流し、
前記低電位側トランジスタの導通時に、その他端から前記各相のコイルに負方向の前記駆動電流を流し、
前記規制回路は、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記高電位側トランジスタおよび前記低電位側トランジスタの少なくとも一つを非導通状態に規制する
請求項１から８のいずれかに記載の扉駆動装置。

【請求項10】

過大な前記駆動電流を検知した際に前記駆動電流生成部への電力供給を遮断する過電流検知部を備える
請求項１から９のいずれかに記載の扉駆動装置。

【請求項11】

前記駆動電流生成部は、前記扉の開駆動時には、前記モータの回転子を一方向に回転させる前記駆動電流を流し、前記扉の閉駆動時には、前記モータの回転子を前記一方向と逆方向に回転させる前記駆動電流を流す
請求項１から１０のいずれかに記載の扉駆動装置。

【請求項12】

前記車両は鉄道車両であり、
前記所定の走行状態は、前記鉄道車両の走行速度が所定値以上の状態である
請求項１から１１のいずれかに記載の扉駆動装置。

【請求項13】

多相のコイルに流される駆動電流により回転動力を発生させるモータと、当該回転動力に基づき開閉駆動される扉とを有する車両の扉駆動方法であって、
前記モータの回転子の回転位置データに応じて、前記扉の開駆動時と閉駆動時で異なる相の前記コイルに前記駆動電流を流す駆動電流生成ステップと、
前記車両が所定の走行状態にあることを示す移動状態データと前記回転位置データとに基づき、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに、当該駆動電流が流れないように規制する規制ステップと
を備え、
前記駆動電流生成ステップは、前記扉の開閉駆動指令を生成するコントローラと、当該開閉駆動指令に基づき前記駆動電流を前記モータに印加するドライバとによって実行され、
前記規制ステップは、前記コントローラと前記モータとの間で実行され、
前記車両が前記走行状態にあることを前記移動状態データが示す場合、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加しないように遮断し、
前記車両が前記走行状態にあることを前記移動状態データが示す場合、前記閉駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加するように透過し、
前記車両が前記走行状態にないことを前記移動状態データが示す場合、前記開駆動時および前記閉駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加するように透過する
扉駆動方法。

【請求項14】

多相のコイルに流される駆動電流により回転動力を発生させるモータと、当該回転動力に基づき開閉駆動される扉とを有する車両の扉駆動プログラムであって、
前記モータの回転子の回転位置データに応じて、前記扉の開駆動時と閉駆動時で異なる相の前記コイルに前記駆動電流を流す駆動電流生成ステップと、
前記車両が所定の走行状態にあることを示す移動状態データと前記回転位置データとに基づき、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに、当該駆動電流が流れないように規制する規制ステップと
をコンピュータに実行させ、
前記駆動電流生成ステップは、前記扉の開閉駆動指令を生成するコントローラと、当該開閉駆動指令に基づき前記駆動電流を前記モータに印加するドライバとによって実行され、
前記規制ステップは、前記コントローラと前記モータとの間で実行され、
前記車両が前記走行状態にあることを前記移動状態データが示す場合、前記開駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加しないように遮断し、
前記車両が前記走行状態にあることを前記移動状態データが示す場合、前記閉駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加するように透過し、
前記車両が前記走行状態にないことを前記移動状態データが示す場合、前記開駆動時および前記閉駆動時に前記駆動電流を流すべき相の前記コイルに対する前記コントローラからの前記開閉駆動指令に応じた駆動電流を、前記ドライバが前記モータに印加するように透過する
扉駆動プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両の扉駆動技術に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両等の車両で人や物を安全に輸送する上で、出入りのための扉を適切に駆動することは極めて重要である。車両の走行時は安全のために扉は閉められ、車両の停止時は出入りのために扉は開けられる。

【0003】

特許文献１に開示される鉄道車両用ドア開閉制御装置では、ドア電磁弁によりドアが開閉駆動される。このドア電磁弁は、いわゆる常時閉タイプの弁であり、非通電時は閉状態を保ち、通電時のみに開く。そして、通電が解除されると閉状態に自動的に復帰する。特許文献１では、電源とドア電磁弁の間にドア開リレーが設けられ、そのＯＮとＯＦＦを切り替えると、ドア電磁弁の通電状態が切り替わり、ドアが開閉する。具体的には、鉄道車両の停止時に乗務員がドア開操作を行うと、ドア開リレーがＯＮとなり、ドア電磁弁が通電してドアが開く。一方、鉄道車両の走行時は、ドア開リレーがＯＦＦとなり、ドア電磁弁が通電せずドアが閉状態に保たれる。

【0004】

鉄道車両用ドア開閉制御装置としては、特許文献１の電磁弁の代わりにモータでドアを開閉駆動するものも知られている。この場合、モータの回転方向を切り替えることで開駆動と閉駆動を実現する。つまり、開駆動を実現する回転（以下、正回転という）と、閉駆動を実現する回転（以下、逆回転という）は、互いに逆方向である。特許文献１の電磁弁では通電を解除すると自動でドアが閉まるのに対し、モータでは逆回転させてドアを閉める必要がある。一方で、モータを使えば、電磁弁よりもきめ細かい開閉制御が可能となる。

【0005】

このようにモータを用いる鉄道車両用ドアでも、特許文献１のドア開リレーと同様のリレーを用いた開閉駆動が可能である。まず、鉄道車両の停止時に乗務員がドア開操作を行うと、リレーがＯＮとなり、モータが通電してドアの開閉駆動が可能になる。モータを正回転させてドアを開けた後、鉄道車両を再び走行させる前にモータを逆回転させてドアを閉める。鉄道車両の走行時は、リレーがＯＦＦとなり、モータが通電せず正回転／逆回転ともに禁止されるため、ドアが閉状態に保たれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００５－１９３７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

このように、鉄道車両の走行時はドアが閉状態に保たれるようになっているが、何らかの理由で走行中にドアが開いている場合、その閉駆動（逆回転駆動）のために鉄道車両を停止させ、リレーをＯＮにし、モータに通電する必要があり、煩雑である。

【0008】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両が走行中であっても車両を停止させることなく扉を閉駆動できる扉駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の扉駆動装置は、多相のコイルに流される駆動電流により回転動力を発生させるモータと、当該回転動力に基づき開閉駆動される扉とを有する車両の扉駆動装置であって、モータの回転子の回転位置データに応じて、扉の開駆動時と閉駆動時で異なる相のコイルに駆動電流を流す駆動電流生成部と、車両が所定の走行状態にあることを示す移動状態データと回転位置データとに基づき、開駆動時に駆動電流を流すべき相のコイルに、当該駆動電流が流れないように規制する規制回路とを備える。

【0010】

この態様では、モータの回転子の回転位置に応じた駆動電流が生成されるが、その駆動電流が流されるコイルの相は扉の開駆動時（モータ正回転時）と閉駆動時（モータ逆回転時）で異なる。つまり、回転位置データが同一でも、開駆動時と閉駆動時では異なる相のコイルに駆動電流が流される。規制回路は、この違いを利用して開駆動時の駆動電流を選択的に規制する。これにより、車両の走行中は開駆動が禁止されるので従来と同様の安全性を確保できる。一方、規制回路は閉駆動時の駆動電流を規制しないため、車両が走行中であっても扉を閉駆動でき、上記のように閉駆動のために車両を停止させる必要がなくなる。

【0011】

本発明の別の態様は、扉駆動方法である。この方法は、多相のコイルに流される駆動電流により回転動力を発生させるモータと、当該回転動力に基づき開閉駆動される扉とを有する車両の扉駆動方法であって、モータの回転子の回転位置データに応じて、扉の開駆動時と閉駆動時で異なる相のコイルに駆動電流を流す駆動電流生成ステップと、車両が所定の走行状態にあることを示す移動状態データと回転位置データとに基づき、開駆動時に駆動電流を流すべき相のコイルに、当該駆動電流が流れないように規制する規制ステップとを備える。

【0012】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、車両が走行中であっても車両を停止させることなく扉を閉駆動できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る扉駆動装置が適用される鉄道車両用のドアを概略的に示す正面図である。

【図2】実施形態の扉駆動装置の詳細な構成を示す図である。

【図3】入出力比較素子（ＮＡＮＤ回路）の入力および出力の取りうるデジタル値の一覧表である。

【図4】モータの各相のコイルの状態、ドライバへの入力信号、駆動電流印加部のプラス側およびマイナス側のトランジスタの状態を示す一覧表である。

【図5】実施形態の扉駆動装置がモータを開閉駆動する際のホール素子信号と各相の駆動電流の関係を示す図である。

【図6】鉄道車両の走行時に開駆動をしようとする場合の各種信号とモータの各相の通電状態を示す図である。

【図7】鉄道車両の走行時に閉駆動をしようとする場合の各種信号とモータの各相の通電状態を示す図である。

【図8】規制回路の一部をドライバの後段に設ける構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

初めに実施形態の概要を説明する。本実施形態の扉駆動装置は、３相ブラシレスモータを回転駆動して、鉄道車両の扉を開閉駆動する。鉄道車両の停車時は開駆動と閉駆動の両方を許容するが、走行時は開駆動を規制し、閉駆動のみを許容することで、走行中の安全を確保する。走行時の開駆動の規制は、マイコンとドライバの間に設けられる論理回路群が行う。

【0016】

図１は、本発明の実施形態に係る扉駆動装置１が適用される鉄道車両用のドア１００を概略的に示す正面図である。ドア１００は、開閉駆動される扉部１１０と、ドア１００全体を制御するコントローラ１２０と、動力を発生させるドアエンジン１３０と、動力を扉部１１０に伝達する動力伝達部１４０とを主に備える。なお、以下の説明では、図１における左右方向を水平方向とし、図１における上下方向を鉛直方向とするが、ドア１００は任意の姿勢で設置することができ、その設置方向が以下の例に限定されるものではない。また、図示されるドア１００は左右に開閉する引き戸式だが、開き戸式や折り戸式といった他の形式のドアにも本実施形態の扉駆動装置１は適用できる。本実施形態では、人や物を輸送する車両として鉄道車両を例に取って説明するが、自動車等の他の車両にも本実施形態の扉駆動装置１は適用できる。

【0017】

扉部１１０は、それぞれ水平方向に可動に設けられる第１の可動扉１１１Ｌと第２の可動扉１１１Ｒと、第１の可動扉１１１Ｌおよび第２の可動扉１１１Ｒが開状態のときにそれぞれを収容する扉収容部１１２Ｌ、１１２Ｒと、第１の可動扉１１１Ｌと第２の可動扉１１１Ｒの水平方向の動作をガイドするガイド機構１１３を備える。第１の可動扉１１１Ｌ、第２の可動扉１１１Ｒは、鉛直方向の寸法が水平方向の寸法よりも大きい縦長の矩形状に構成される。扉部１１０の開駆動時には、図１で左側に示される第１の可動扉１１１Ｌが左方向に駆動され、図１で右側に示される第２の可動扉１１１Ｒが右側に駆動される。また、扉部１１０の閉駆動時には、開駆動時とは逆に、第１の可動扉１１１Ｌが右方向に駆動され、第２の可動扉１１１Ｒが左方向に駆動される。なお、扉部１１０を構成する扉の数や形状は上記に限られず、設置場所のニーズに合わせて適宜設計可能である。また、同様に、扉部１１０の可動方向も水平方向に限られず、水平方向から傾斜した方向としてもよい。

【0018】

ガイド機構１１３は、走行レール１１３１と、戸車１１３２と、ガイドレール１１３３と、振れ止め部１１３４を備える。走行レール１１３１は、可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒの上方において、その可動域の全体に亘って水平方向に延伸する柱状のレール部材である。戸車１１３２は、可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒの上部にそれぞれ二つずつ設けられ、各可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒを走行レール１１３１に懸架する。各可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒが水平方向に開閉駆動される際、戸車１１３２が走行レール１１３１を転動するため、円滑な開閉動作が可能となる。ガイドレール１１３３は、可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒの下方において、その可動域の全体に亘って水平方向に延伸する溝状のレール部材である。振れ止め部１１３４は、可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒの下部から張り出して溝状のガイドレール１１３３に収まる。各可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒが水平方向に開閉駆動される際、振れ止め部１１３４がガイドレール１１３３に沿って動くため、各可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒの見込み方向（図１の紙面に垂直な方向）の振動を抑制できる。

【0019】

コントローラ１２０は、ドア１００における各種の情報処理と制御を司る。後述するように本実施形態の扉駆動装置１は、コントローラ１２０内に実装される。

【0020】

ドアエンジン１３０は、モータ１３１と、駆動プーリ１３２を備える。モータ１３１は、コントローラ１２０内の扉駆動装置１で生成される駆動電流が流される多相のコイルを有するブラシレスモータである。詳細は後述するが、ホール素子等の磁気センサで検出される回転子の回転位置に応じて各相のコイルの駆動電流を変化させることで、正回転（扉部１１０の開駆動に対応）または逆回転（扉部１１０の閉駆動に対応）の回転磁界を発生させ、回転子を回転させて回転動力を得る。本実施形態では、多相ブラシレスモータとして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相のコイルを持つ３相ブラシレスモータを例に取って説明する。モータ１３１によって回転駆動される駆動プーリ１３２は、図示しない歯車機構等を介してモータ１３１の回転子と連結され、連動して回転する。

【0021】

動力伝達部１４０は、ドアエンジン１３０で発生された動力を扉部１１０に伝達し、可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒを開閉駆動する。動力伝達部１４０は、動力伝達ベルト１４１、従動プーリ１４２、連結部材１４３を備える。動力伝達ベルト１４１は、内周面に多数の歯が形成された環状のタイミングベルトであり、図１の右側において駆動プーリ１３２に巻き付けられ、図１の左側において従動プーリ１４２に巻き付けられる。この状態において動力伝達ベルト１４１の水平方向の寸法は、駆動プーリ１３２と従動プーリ１４２の水平方向の距離に等しく、また可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒの可動域の水平方向の寸法と同程度である。モータ１３１により駆動プーリ１３２が回転すると、動力伝達ベルト１４１を介して従動プーリ１４２が連動して回転する。

【0022】

連結部材１４３は、可動扉１１１Ｌ、１１１Ｒをそれぞれ動力伝達ベルト１４１に連結して、開閉駆動する。ここで、一方の可動扉は動力伝達ベルト１４１の上側に連結され、他方の可動扉は動力伝達ベルト１４１の下側に連結される。図１の例では、動力伝達ベルト１４１が時計回りに回転（正回転）すると、第１の可動扉１１１Ｌが左側に移動し第２の可動扉１１１Ｒが右側に移動する開動作となり、動力伝達ベルト１４１が反時計回りに回転（逆回転）すると、第１の可動扉１１１Ｌが右側に移動し第２の可動扉１１１Ｒが左側に移動する閉動作となる。

【0023】

図２は、本実施形態の扉駆動装置１の詳細な構成を示す。扉駆動装置１は、図の左から右に向かって、制御情報処理部２と、マイコン３と、規制回路４と、ドライバ５と、駆動電流印加部６とを備える。

【0024】

制御情報処理部２は、主に鉄道車両が駅等で停車する際に、各種の制御情報を処理して扉駆動装置１の状態を制御する。制御情報としては、車速検知データ２１１、テスト指令２１２、一斉解錠指令２１３、開許可指令２１４、再開閉指令２１５、リレー閉信号２１６が例示され、制御情報取得部２１の各端子から取得できる。

【0025】

車速検知データ２１１は、鉄道車両の走行速度が所定値（例えば時速５ｋｍ）以上のときに低レベル、所定値未満のときに高レベルとなる信号である。したがって、鉄道車両の停止時に車速検知データ２１１は高レベルとなる。以降の説明では、便宜上、車速検知データ２１１が高レベルのときを「停車時」といい、車速検知データ２１１が低レベルのときを「走行時」という。ここで、本実施形態における「鉄道車両の走行時」が、本発明における「車両が所定の走行状態にあるとき」に対応する。

【0026】

テスト指令２１２は、メンテナンス作業員等がテストを行う際に扉駆動装置１を起動する指令である。一斉解錠指令２１３は、鉄道車両の指定されたドア１００を一斉に解錠する指令である（例えば、一両の車両の片側の全ドア、一編成中の全車両の片側の全ドアを一斉に解錠できる）。開許可指令２１４は、鉄道車両の指定されたドア１００の開閉駆動を許可する指令である。再開閉指令２１５は、鉄道車両の全てのドア１００の閉操作後に、未だ閉まっていないドア１００のみを再び開閉する指令である。リレー閉信号２１６は、後述するように、停車時に閉じるＦＳＲ接点４１から供給される信号である。テスト指令２１２、一斉解錠指令２１３、開許可指令２１４、再開閉指令２１５は、乗務員等の操作によりそれぞれの指令が発令されているときに高レベルの信号となる。リレー閉信号２１６は、停車時にＦＳＲ接点４１が閉じているときに高レベルの信号となる。

【0027】

トランジスタ２２は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、上記の制御情報のうち、車速検知データ２１１を除く、テスト指令２１２、一斉解錠指令２１３、開許可指令２１４、再開閉指令２１５、リレー閉信号２１６をベースで受ける。このうち少なくとも一つの制御情報が高レベルとなることでトランジスタ２２はＯＮになり、エミッタとコレクタが導通する。エミッタが接地されているため、トランジスタ２２がＯＮのときは、コレクタが低レベルになる。

【0028】

トランジスタ２３は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタであり、エミッタで車速検知データ２１１を受け、ベースにトランジスタ２２のコレクタが接続される。車速検知データ２１１が高レベルとなる停車時に、制御情報２１２～２１６の少なくとも一つが高レベルとなってトランジスタ２２がＯＮになると、ベースが低レベルとなったトランジスタ２３もＯＮになり、高レベルの車速検知データ２１１が後段のマイコン３に供給される。このようにして、マイコン３は、鉄道車両が停車状態にあり、かつ制御情報２１２～２１６の少なくとも一つがアクティブ（高レベル）であることを認識する。

【0029】

トランジスタ２４は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、高レベルの車速検知データ２１１を受けたマイコン３が生成する高レベルの信号をベースで受けてＯＮになり、接地されたエミッタとコレクタが導通する。

【0030】

トランジスタ２３のコレクタとトランジスタ２４のコレクタの間には、継電器ないしリレーを構成するＦＳＲコイル２５が直列に接続される。上記のようにトランジスタ２３とトランジスタ２４が同時にＯＮになると、高レベルになっている車速検知データ２１１のラインからトランジスタ２４のエミッタが繋がる接地のラインまで導通し、その経路上にあるＦＳＲコイル２５に電流が流れて励磁される。後述するように、ＦＳＲコイル２５に電流が流れている励磁状態ではＦＳＲ接点４１が閉じ、ＦＳＲコイル２５に電流が流れていない消磁状態ではＦＳＲ接点４１が開く。なお、ＦＳＲとはFail Safe Relayの略であり、次に述べるように、停車時かつ制御情報アクティブ時のみに励磁状態を許容し、誤動作の防止や安全性の確保を行うことに由来する。

【0031】

以上の制御情報処理部２の処理は次の通り小括される。
・車速検知データ２１１が低レベルとなる走行時は、その他の制御情報２１２～２１６によらずＦＳＲコイル２５は常に消磁状態であり、ＦＳＲ接点４１は開いている。
・車速検知データ２１１が高レベルとなる停車時に、その他の制御情報２１２～２１６の少なくとも一つが高レベル（アクティブ）になれば、ＦＳＲコイル２５は励磁状態となり、ＦＳＲ接点４１が閉じる。
・車速検知データ２１１が高レベルとなる停車時であっても、その他の制御情報２１２～２１６の全てが低レベル（非アクティブ）であれば、ＦＳＲコイル２５は消磁状態のままで、ＦＳＲ接点４１は開いている。

【0032】

マイコン３は、扉駆動装置１の各種の情報処理と制御を司るマイクロコントローラＩＣであり、ドア１００の開閉駆動のための開閉駆動指令を後段の規制回路４、ドライバ５、駆動電流印加部６に供給する。また、上記の通り、マイコン３は、制御情報処理部２のトランジスタ２４のＯＮ／ＯＦＦ制御も行う。なお、以下で詳しく説明するように、マイコン３、ドライバ５、駆動電流印加部６は、モータ１３１の回転子の回転位置データに応じてドア１００の開閉駆動電流を生成する駆動電流生成部を構成する。

【0033】

規制回路４、ドライバ５、駆動電流印加部６は、３相ブラシレスモータであるモータ１３１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに対応して、ほぼ同様の構成のものが設けられる。そこで、以下ではＵ相について詳しく説明し、Ｖ相およびＷ相についてはＵ相と差異がある場合に適宜言及するに留める。

【0034】

規制回路４は、マイコン３とドライバ５との間に設けられて各相のコイルに対する開閉駆動指令を規制するもので、その最前段には、ＦＳＲコイル２５とともに継電器を構成し、ＦＳＲコイル２５により開閉制御されるＦＳＲ接点４１が設けられる。ＦＳＲ接点４１は一端が５Ｖの電源に接続され、他端の信号が前述のリレー閉信号２１６となる。したがって、ＦＳＲ接点４１が閉状態のとき、リレー閉信号２１６は高レベル（５Ｖ）となり、ＦＳＲ接点４１が開状態のとき、リレー閉信号２１６は低レベルとなる。

【0035】

また、ＦＳＲ接点４１の他端側は分岐しており、ＮＯＴ回路４２が接続される。ＮＯＴ回路４２が出力するデジタル信号は、リレー閉信号２１６を反転したものであり、以下これを「ＦＳＲ信号」または単純に「ＦＳＲ」と表す。ＦＳＲ信号のデジタル値は、ＦＳＲ接点４１が閉状態のとき０であり、ＦＳＲ接点４１が開状態のとき１である。上記の通り、鉄道車両の走行時は、ＦＳＲ接点４１が常に開いているため、ＦＳＲ信号は常に１である。このようにＦＳＲ信号は鉄道車両が走行状態にあることを示すデータであり、本発明における移動状態データに相当する。このＦＳＲ信号はマイコン３に供給され、駆動信号の生成に利用される。

【0036】

規制回路４は、マイコン３からの駆動信号と、ＦＳＲ信号と、モータ１３１の回転子の回転位置データとに基づく所定の論理演算を行う論理回路群を有する。なお、図２に示すのは論理回路群の一つの構成例に過ぎず、同じ論理演算を実現するために他の構成を採用できるのは周知の通りである。図示の論理回路群の例は、二つのＮＡＮＤ回路４３、４４と、二つのＡＮＤ回路４５、４６とを含む。

【0037】

ＮＡＮＤ回路４３には、ＦＳＲ信号と、モータ１３１の回転子の回転位置データが入力される。ここで、回転位置データとは、図２のモータ１３１において模式的に示されるホール素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の検出データである。周知の通り、３相ブラシレスモータでは、互いに１２０度の機械角をなす位置に三つのホール素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が設けられ、回転する回転子の磁気を検出することで、その回転位置（角度）を検出する。Ｕ相のＮＡＮＤ回路４３にはホール素子Ｈ１の検出データが入力され、Ｖ相のＮＡＮＤ回路４３にはホール素子Ｈ２の検出データが入力され、Ｗ相のＮＡＮＤ回路４３にはホール素子Ｈ３の検出データが入力される。これは、後述するように、鉄道車両の走行時の開駆動を規制するためである。なお、本実施形態のドア１００は、図１に示されるように、モータ１３１が時計回りに回転すると扉部１１０が開き、モータ１３１が反時計回りに回転すると扉部１１０が閉まるが、これとは逆勝手すなわち時計回りで閉まり反時計回りで開くドア１００の場合は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各ＮＡＮＤ回路４３に入力するホール素子をそれぞれＨ２、Ｈ３、Ｈ１に切り替えることで、走行時の開駆動を規制できる。

【0038】

なお、３相ブラシレスモータにおいて、後述する図５で示される位相差１２０度のホール素子信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を生成する手法は上記に限られず、磁石である回転子のＮ極およびＳ極の数に応じて、適切な機械角にホール素子を設ければよい。例えば、Ｎ極およびＳ極がそれぞれ１０個ずつの１０極の磁石を回転子として用いる場合、三つのホール素子を互いに機械角６０度をなす位置に設ければよい。１０極の場合、６０度の機械角は６０×１０＝６００度の電気角に相当するが、これを３６０度の倍数である７２０度から減算すると所望の１２０度の位相差が得られるためである。この場合、三つのホール素子を１２０度の機械角の範囲に固めて実装できるため、その配線の引き回しを低減できる。

【0039】

ＡＮＤ回路４５には、ＮＡＮＤ回路４３の出力信号ＩＮＥと、マイコン３からのパルス幅変調信号ＰＷＭが入力される。ここで、パルス幅変調信号ＰＷＭは、モータ１３１を回転駆動するために、各相のドライバ５にずれたタイミングで供給される。詳細は後述するが、モータ１３１を正回転（開駆動）させる場合は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順にパルス幅変調信号ＰＷＭがドライバ５に供給され、モータ１３１を逆回転（閉駆動）させる場合は、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順にパルス幅変調信号ＰＷＭがドライバ５に供給される。

【0040】

以上の構成において、ＮＡＮＤ回路４３は、移動状態データとしてのＦＳＲ信号と、回転位置データとしてのホール素子信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３とに基づき、鉄道車両が走行状態にあるときの開駆動を規制する規制素子を構成する。より具体的には、ＮＡＮＤ回路４３は、開駆動時に、ＦＳＲ信号に基づき鉄道車両が走行状態にあることを検知し、かつ、ホール素子信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３に基づきモータ１３１の回転子が各相のコイルに駆動電流を流すべき回転位置に来たことを検知した際、その駆動電流が各相のコイルに流れないように規制する。上記の通り、鉄道車両の走行時は、ＦＳＲ信号は常に１である。そのため、ＮＡＮＤ回路４３の出力信号ＩＮＥは、ホール素子信号が１であれば０となり、ホール素子信号が０であれば１となる。したがって、ＡＮＤ回路４５は、ホール素子信号が１（ＩＮＥが０）のときは０を出力し、ホール素子信号が０（ＩＮＥが１）のときはマイコン３のＰＷＭ出力をそのまま出力する。

【0041】

詳細は後述するが、例えばＵ相で開駆動を行うためには、対応するホール素子信号Ｈ１が１のときにパルス幅変調信号ＰＷＭをドライバ５に供給する必要がある。しかし、上記の通り、ホール素子信号が１のときはＩＮＥが０となってＡＮＤ回路４５の出力が０に規制されるため、パルス幅変調信号ＰＷＭが遮断されてドライバ５に供給されない。したがって、鉄道車両の走行時の開駆動が禁止される。一方、Ｕ相で閉駆動を行うときは、開駆動時とは逆に、ホール素子信号Ｈ１が０のときにパルス幅変調信号ＰＷＭをドライバ５に供給すればよいが、今度はＩＮＥが１となるためパルス幅変調信号ＰＷＭはＡＮＤ回路４５で遮断されない。したがって、鉄道車両の走行時の閉駆動は許容される。なお、鉄道車両の停車時にＦＳＲ信号が０となっているときは、ＮＡＮＤ回路４３の出力ＩＮＥはホール素子信号によらず常に１となるため、ＡＮＤ回路４５はマイコン３からのパルス幅変調信号ＰＷＭを常に透過させる。したがって、停車時は開駆動と閉駆動の両方が許容される。

【0042】

ＮＡＮＤ回路４４は、規制素子としてのＮＡＮＤ回路４３の入力と出力とを比較し、その論理演算結果が正しくないとき、閉駆動時の駆動電流も規制する入出力比較素子を構成する。具体的には、ＮＡＮＤ回路４４には、ＮＡＮＤ回路４３の入力であるＦＳＲ信号およびホール素子信号と、ＮＡＮＤ回路４３の出力信号ＩＮＥの三つの信号が入力され、そのＮＡＮＤ演算結果ＣＩＮＥに基づきＮＡＮＤ回路４３の故障が検知される。図３は、ＮＡＮＤ回路４４の三つの入力ＦＳＲ、Ｈ、ＩＮＥと、その出力ＣＩＮＥの取りうるデジタル値の一覧表である。ここで、ＮＡＮＤ回路４３が故障している場合は、ＩＮＥの列において三角形で囲まれた不正な演算結果が生じる。ＮＡＮＤ回路４４の出力ＣＩＮＥはほとんどの場合で１になるが、唯一、ＦＳＲとＨがともに１でＩＮＥが不正値１を取る場合にＣＩＮＥが０になる。換言すれば、ＣＩＮＥが０を示すときは、ＮＡＮＤ回路４３が故障している。

【0043】

ＮＡＮＤ回路４４の後段に設けられるＡＮＤ回路４６には、マイコン３からのシャットダウン信号ＳＤとＣＩＮＥが入力される。シャットダウン信号ＳＤは、それが０のときに各相のコイルへのプラス通電およびマイナス通電を禁止するものである。後述するように、モータ１３１を駆動する際、各相のコイルは、プラス通電状態、マイナス通電状態、非通電のオープン状態を周期的に繰り返すが、シャットダウン信号ＳＤはオープン状態を実現するために利用される。ここで、ＮＡＮＤ回路４３に故障がない正常時はＣＩＮＥが常に１であるため、ＡＮＤ回路４６の出力はマイコン３からのシャットダウン信号ＳＤと等しくなる。一方、ＮＡＮＤ回路４３に故障がある異常時はＣＩＮＥが０になるため、ＡＮＤ回路４６の出力はシャットダウン信号ＳＤに関わらず０となり、対応する相のコイルが強制的にオープン状態に切り替えられる。こうして通常の駆動シーケンスから逸脱したモータ１３１は自動的に駆動不可の状態となり、安全に停止する。

【0044】

ドライバ５は、マイコン３からの開閉駆動指令に基づき駆動電流をモータ１３１に印加するもので、マイコン３からのパルス幅変調信号ＰＷＭが入力される信号入力端子ＩＮと、マイコン３からのシャットダウン信号ＳＤが入力されるシャットダウン端子ＳＤを有する。図４は、各相のコイルの状態、信号ＩＮおよびＳＤ、後述する駆動電流印加部６のプラス側のトランジスタＦＥＴ＋およびマイナス側のトランジスタＦＥＴ－の状態を示す一覧表である。プラス通電時は、ＩＮにパルス幅変調信号ＰＷＭが入力され、ＳＤに１が入力される。このとき、ＦＥＴ＋がＯＮとなって電源電圧と導通し、コイルに正方向の電流が流れる。マイナス通電時は、ＩＮに０が入力され、ＳＤに１が入力される。このとき、ＦＥＴ－がＯＮとなって接地電圧と導通し、コイルに負方向の電流が流れる。オープン時は、ＳＤに０が入力される（ＩＮには影響されない）。このとき、ＦＥＴ＋とＦＥＴ－がともにＯＦＦとなって、コイルに電流が流れない。

【0045】

駆動電流印加部６は、各相のコイルにプラス通電するプラス側の高電位側トランジスタとしてのＦＥＴ６１と、マイナス通電するマイナス側の低電位側トランジスタとしてのＦＥＴ６２を有する。ＦＥＴ６１とＦＥＴ６２は、高電位点である１１０Ｖの電源と低電位点である接地の間で直列に接続され、その接続点から対応する相のコイル１３１Ｕ、１３１Ｖ、１３１Ｗに駆動電流を流す。ＦＥＴ６１とＦＥＴ６２は、ともにｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であり、ドライバ５から正のゲート電圧が印加されることで導通状態（ＯＮ状態）になる。

【0046】

ここで、プラス側のＦＥＴ６１については、ＯＮのための十分なゲート電圧を得るため、いわゆるブートストラップ回路が用いられる。ブートストラップ回路は、１２Ｖの電源に順方向に接続されたブートストラップダイオード６３と、電荷を蓄積してＦＥＴ６１のＯＮのためのゲート電圧を得るブートストラップコンデンサ６４で構成される。各相のコイルのマイナス通電時にＦＥＴ６２がＯＮとなっている間、ブートストラップコンデンサ６４の負極は接地電位となり、正極の電源電位１２Ｖとの差でブートストラップコンデンサ６４に電荷が蓄積される。各相のコイルのプラス通電時には、この蓄積電荷による電圧をＦＥＴ６１のゲートに印加することで、ＦＥＴ６１をＯＮにできる。なお、ＦＥＴ６１をｐ型のＭＯＳＦＥＴで構成する場合は、負のゲート電圧でＯＮにできるため、ブートストラップ回路は不要である。

【0047】

１１０Ｖの電源とプラス側のＦＥＴ６１の間には、過電流検知部としての過電流継電器６５（ＯＣＲ（Over Current Relay）とも呼ばれる）が設けられる。過電流継電器６５は、ＦＥＴ６１やＦＥＴ６２の短絡等が原因で発生する過大な駆動電流を検知すると、直ちに電力供給を遮断して扉駆動装置１を安全に停止させる。

【0048】

以上のような構成の扉駆動装置１がモータ１３１を開閉駆動する際のホール素子信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３と各相の駆動電流の関係を図５に示す。本図の上段には、モータ１３１の回転子の電気角に応じた各ホール素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の検出値が１と０の二値で示される。本図の中段には、モータ１３１を時計回り方向に回転駆動する際に各相のコイルに流す駆動電流が「プラス」「オープン（０）」「マイナス」の三値で示される。本図の下段には、モータ１３１を反時計回り方向に回転駆動する際に各相のコイルに流す駆動電流が「プラス」「オープン（０）」「マイナス」の三値で示される。なお、図示されるように、中段の時計回り方向の回転駆動の際は、図の左から右に向かって各相の駆動電流が制御され、下段の反時計回り方向の回転駆動の際は、図の右から左に向かって各相の駆動電流が制御される。

【0049】

このような３相ブラシレスモータの駆動方法は周知なので詳しい説明は省略するが、例えば、電気角１５０°と９０°の間では、Ｈ１とＨ３が１、Ｈ２が０であり、時計回り方向駆動のときはＵ相をプラス通電、Ｖ相をマイナス通電、Ｗ相をオープンとして、Ｕ相からＶ相に向けて駆動電流を流し、反時計回り方向駆動のときはＵ相をマイナス通電、Ｖ相をプラス通電、Ｗ相をオープンとして、Ｖ相からＵ相に向けて駆動電流を流す。同様に、電気角９０°と３０°の間では、Ｈ１が１、Ｈ２とＨ３が０であり、時計回り方向駆動のときはＵ相をプラス通電、Ｖ相をオープン、Ｗ相をマイナス通電として、Ｕ相からＷ相に向けて駆動電流を流し、反時計回り方向駆動のときはＵ相をマイナス通電、Ｖ相をオープン、Ｗ相をプラス通電として、Ｗ相からＵ相に向けて駆動電流を流す。以下、同様である。

【0050】

なお、図５に示されるように、モータ１３１の回転子の回転位置データであるホール素子信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３あるいは電気角が同じであっても、ドア１００の開駆動時（時計回り方向駆動時）と閉駆動時（反時計回り方向駆動時）では異なる相のコイルに
駆動電流が流される。

【0051】

続いて、以上のような構成の扉駆動装置１の停車時と走行時の動作を説明する。

【0052】

扉駆動装置１の停車時とは、上記の通り、鉄道車両の走行速度が所定値（例えば時速５ｋｍ）未満のときであり、車速検知データ２１１が高レベルとなる。この状態で、制御情報２１２～２１６のいずれかが高レベルになると、トランジスタ２２およびトランジスタ２３がＯＮとなり、高レベルの車速検知データ２１１がマイコン３に供給される。高レベルの車速検知データ２１１を受けたマイコン３は、高レベルのベース駆動信号を生成しトランジスタ２４をＯＮにする。こうしてトランジスタ２３およびトランジスタ２４がともにＯＮになると、その間のＦＳＲコイル２５に電流が流れて励磁される。励磁状態のＦＳＲコイル２５はＦＳＲ接点４１を閉じ、その出力であるリレー閉信号２１６が高レベルになる。高レベルのリレー閉信号２１６はトランジスタ２２およびトランジスタ２３のＯＮ状態を維持するため、ＦＳＲコイル２５の励磁状態も維持される。換言すれば、ＦＳＲ接点４１が閉じたことで、ＦＳＲコイル２５の励磁状態が自己保持される。リレー閉信号２１６以外の制御情報２１２～２１５でもＦＳＲコイル２５は励磁できるが、例えば開許可指令２１４は乗務員が発令操作を行った際に一時的に高レベルになるだけなので、開許可指令２１４が低レベルに戻った後もＦＳＲコイル２５の励磁状態を自己保持するリレー閉信号２１６が必要となる。

【0053】

マイコン３の後段の規制回路４では、ＦＳＲ接点４１が閉じているため、ＮＯＴ回路４２の出力であるＦＳＲ信号は０になる。このため、規制素子であるＮＡＮＤ回路４３の出力ＩＮＥは常に１になり、その後段のＡＮＤ回路４５は、マイコン３からのパルス幅変調信号ＰＷＭを常に透過させる。したがって、図５に示される駆動シーケンスに基づいてモータ１３１を駆動することでドア１００を開閉できる。鉄道車両が駅に停車し、乗客が乗降する際は、プラットホームに面するドア１００のモータ１３１が時計回り方向に駆動され、ドア１００が開駆動される。乗降が完了した後は、逆にモータ１３１が反時計回り方向に駆動され、ドア１００が閉駆動される。マイコン３は、全てのドア１００が完全に閉まったことを確認すると、トランジスタ２４へのベース駆動信号を停止する。こうしてトランジスタ２４がＯＦＦになると、ＦＳＲコイル２５が消磁状態となり、ＦＳＲ接点４１が開く。これに伴ってＦＳＲコイル２５の励磁状態を自己保持していたリレー閉信号２１６が低レベルになり、トランジスタ２２およびトランジスタ２３がＯＦＦになる。以上で停車時の動作は終了し、鉄道車両は走行を開始できる。

【0054】

続いて、扉駆動装置１の走行時の動作を説明する。走行時は、鉄道車両の走行速度が所定値（例えば時速５ｋｍ）以上であり、車速検知データ２１１が低レベルとなる。停車時と異なり、高レベルの車速検知データ２１１がマイコン３に供給されることがないため、トランジスタ２４へのベース駆動信号が生成されない。したがって、トランジスタ２４は常にＯＦＦであり、ＦＳＲコイル２５に電流が流れないため、ＦＳＲ接点４１は常に開いている。

【0055】

マイコン３の後段の規制回路４では、ＦＳＲ接点４１が開いているため、ＮＯＴ回路４２の出力であるＦＳＲ信号は１になる。このとき、図６および図７に示すように、規制回路４の作用により、ドア１００の開駆動は禁止され、ドア１００の閉駆動のみが許容される。

【0056】

図６は、走行時に開駆動をしようとする場合の各種信号とモータ１３１の各相の通電状態を示す。この図において、ホール素子信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３とマイコン指令ＰＷＭ＿Ｕ、ＰＷＭ＿Ｖ、ＰＷＭ＿Ｗは、図５に示される開駆動シーケンスそのものである。ＩＮＥ＿Ｕ、ＩＮＥ＿Ｖ、ＩＮＥ＿Ｗは、各相の規制素子であるＮＡＮＤ回路４３の出力である。ここで、マイコン指令がプラス通電を行う「ＰＷＭ」となっている相のＩＮＥに着目すると、Ｕ相のＰＷＭ＿Ｕが「ＰＷＭ」のときは、対応するＩＮＥ＿Ｕが０となっており、Ｖ相のＰＷＭ＿Ｖが「ＰＷＭ」のときは、対応するＩＮＥ＿Ｖが０となっており、Ｗ相のＰＷＭ＿Ｗが「ＰＷＭ」のときは、対応するＩＮＥ＿Ｗが０となっていることが分かる。上述の通り、ＩＮＥが０となっている相のパルス幅変調信号ＰＷＭはＡＮＤ回路４５により遮断されるため、全ての相へのプラス通電「ＰＷＭ」が規制されることを意味する。したがって、走行時は、コイル１３１Ｕ、１３１Ｖ、１３１Ｗに駆動電流が流れずモータ１３１の時計回り方向の駆動が禁止され、ドア１００の開駆動が禁止される。換言すると、規制回路４は、開駆動時に駆動電流を流すべき相の高電位側トランジスタＦＥＴ６１を非導通状態に規制している。なお、規制回路４の構成を適宜
調整し、低電位側トランジスタＦＥＴ６２を非導通状態に規制することもできる。

【0057】

図７は、走行時に閉駆動をしようとする場合の各種信号とモータ１３１の各相の通電状態を示す。この図において、ホール素子信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３とマイコン指令ＰＷＭ＿Ｕ、ＰＷＭ＿Ｖ、ＰＷＭ＿Ｗは、図５に示される閉駆動シーケンスそのものである。図６と同様に、マイコン指令がプラス通電を行う「ＰＷＭ」となっている相のＩＮＥに着目すると、開駆動時とは逆に、Ｕ相のＰＷＭ＿Ｕが「ＰＷＭ」のときは、対応するＩＮＥ＿Ｕが１となっており、Ｖ相のＰＷＭ＿Ｖが「ＰＷＭ」のときは、対応するＩＮＥ＿Ｖが１となっており、Ｗ相のＰＷＭ＿Ｗが「ＰＷＭ」のときは、対応するＩＮＥ＿Ｗが１となっていることが分かる。上述の通り、ＩＮＥが１となっている相のパルス幅変調信号ＰＷＭはＡＮＤ回路４５をそのまま通過するため、全ての相に正常にプラス通電「ＰＷＭ」を行える。したがって、走行時は、モータ１３１の反時計回り方向の駆動が許容され、ドア１００の閉駆動が許容される。

【0058】

以上で説明した本実施形態の扉駆動装置１によれば、規制回路４が走行時のドア１００の開駆動を規制するため、鉄道車両の走行中の安全を確保できる。また、規制回路４は走行時のドア１００の閉駆動を許容するため、何らかの理由で走行中にドア１００が開いている場合、鉄道車両を停止させることなくドア１００を安全に閉めることができる。例えば、異物が挟まってドア１００が開いたまま発車してしまった場合、走行中に異物を取り除いた後そのままドア１００を閉めることができる。また、走行中に手動で解錠されドア１００が開けられた場合、安全確保のために直ちに閉駆動できる。さらに、ドア１００を通常通り閉めても隙間ができてしまう場合、走行中に常時閉駆動することで隙間を低減できる。

【0059】

以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0060】

実施形態では、規制回路４をマイコン３とドライバ５の間に設けていたが、規制回路４の全部または一部をドライバ５の後段に設けて、実施形態と同様の規制動作を実現してもよい。ただし、マイコン３とドライバ５の間に規制回路４が設けられる場合、ドライバ５の後段に比べて低電圧で動作できればよいので、安価に構成できる。

【0061】

図８は、規制回路４の一部をドライバ５の後段に設ける構成例を示す。ドライバ５の後段に設けられるＡＮＤ回路４７は、プラス通電のためにＦＥＴ６１に印加されるゲート電圧と、ＮＡＮＤ回路４３の出力ＩＮＥと、ＮＡＮＤ回路４４の出力ＣＩＮＥとの論理積を演算することで、開駆動のためのプラス通電を走行時に規制する。図６で説明したように、走行中の開駆動時のプラス通電（ＰＷＭ）相のＩＮＥは常に０となるため、ＡＮＤ回路４７の出力は０に規制される。したがって、走行時の開駆動が規制される。一方、図７で説明したように、走行中の閉駆動時のプラス通電（ＰＷＭ）相のＩＮＥは常に１となるため、ＡＮＤ回路４７はプラス通電のためのゲート電圧を透過させる。したがって、走行時の閉駆動が許容される。また、停車時にＦＳＲ接点４１が閉じているときのＩＮＥは常に１となるため、ＡＮＤ回路４７はプラス通電のためのゲート電圧を透過させる。したがって、停車時は開駆動、閉駆動ともに許容される。なお、図３で示されるように、ＮＡＮＤ回路４４の出力ＣＩＮＥは、ＮＡＮＤ回路４３に故障がなければ常に１であるため、上記の規制動作への影響はない。一方、ＮＡＮＤ回路４３に故障があり、ＣＩＮＥが０になる場合は、ＡＮＤ回路４７によりプラス通電が規制され、モータ１３１が安全に停止する。

【0062】

実施形態では、規制素子としてのＮＡＮＤ回路４３に入力されるＦＳＲ信号をＦＳＲ接点４１から得ていたが、車速検知データ２１１をＮＯＴ回路４２に通したものをＦＳＲ信号の代わりにＮＡＮＤ回路４３に入力してもよい。鉄道車両の走行時は車速検知データ２１１が低レベルなので、ＮＯＴ回路４２を通すと常に１のデジタル値になる。したがって、同じく走行時に常に１のデジタル値になるＦＳＲ信号の代わりに用いることができる。ただし、安全確保の観点からは、車速検知データ２１１と、制御情報２１２～２１６による二段階のアクティベートを要するＦＳＲ信号を用いることが好ましい。

【0063】

実施形態では、モータ１３１の全ての相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に同一の規制回路４を設けたが、一部の相に規制回路４を設けてもよい。実施形態で説明したように、規制回路４を設けた相の走行時かつ開駆動時のプラス通電が禁止され、図５に示される通常の開駆動のシーケンスが実行不可となるため、走行時の開駆動が規制される。例えば、Ｕ相のみに規制回路４を設ける場合、走行時の開駆動を示す図６において、規制回路４のないＶ相とＷ相のプラス通電（ＰＷＭ印加）は許容されるが、Ｕ相のプラス通電は規制回路４により規制される。そこで、走行前にドア１００を全閉する際に、モータ１３１の回転子の位置を、Ｕ相へのプラス通電を行うべき位置に調整すれば、その全閉位置からの開駆動を禁止できる。具体的には、図６において、Ｕ相へのプラス通電が試みられるのは（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）＝（１、０、１）（１、０、０）のときであり、図５の電気角１５０°～３０°に対応する。したがって、ドア１００の全閉時に、この電気角範囲内の任意の回転位置、例えば６０°の回転位置に回転子を移動させておけば、走行中に開駆動をするためのＵ相へのプラス通電が禁止されるので、ドア１００の全閉状態を保つことができる。このとき、回転子の回転位置は例えば６０°に保たれ、Ｖ相またはＷ相にプラス通電すべき電気角位置に回転子が来ることもないため、Ｖ相およびＷ相に規制回路４を設けなくても問題ない。ただし、走行時の開駆動を確実に禁止するためには、実施形態のように全相に駆動電流を規制する規制回路４を設けることが好ましい。

【0064】

なお、実施形態で説明した各装置の機能構成はハードウェア資源またはソフトウェア資源により、あるいはハードウェア資源とソフトウェア資源の協働により実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

【0065】

本明細書で開示した実施形態のうち、複数の機能が分散して設けられているものは、当該複数の機能の一部又は全部を集約して設けても良く、逆に複数の機能が集約して設けられているものを、当該複数の機能の一部又は全部が分散するように設けることができる。機能が集約されているか分散されているかにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。

【符号の説明】

【0066】

１ 扉駆動装置、２ 制御情報処理部、３ マイコン、４ 規制回路、５ ドライバ、６ 駆動電流印加部、２５ ＦＳＲコイル、４１ ＦＳＲ接点、６５ 過電流継電器、１００ ドア、１３１ モータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】