CN107002462B - 住宅自动化控制设备的电动驱动装置的运行控制方法及据该方法运行的电动驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于控制闭合或者遮阳用住宅自动化控制设备的电动驱动装置运行的运行控制方法，所述住宅自动化控制设备包括遮屏、卷绕管、机电致动器，机电致动器用于使遮屏移动并包括输出轴，所述方法包括以下步骤：获得遮屏移动命令；根据获得的遮屏移动命令选择遮屏的止动位置；确定遮屏的当前位置；当确定的遮屏当前位置在接近选择的止动位置的接近区域的开端位置的上游时，根据机电致动器的输出轴的第一转速设定值使遮屏移动；反之，根据机电致动器的输出轴的第二转速设定值使遮屏移动，第二转速设定值小于第一转速设定值。

Description

住宅自动化控制设备的电动驱动装置的运行控制方法及据该 方法运行的电动驱动装置

技术领域

本发明涉及驱动装置的领域，驱动装置允许电动操纵装配于建筑物的用于闭合、遮光、遮阳或屏挡的活动元件如卷帘窗、百叶窗、门。特别是，本发明涉及用于控制这种驱动装置运行的运行控制方法。本发明还涉及包括这种驱动装置的住宅自动化控制设备。

背景技术

已知在用于驱动装配于建筑物的闭合、遮光、遮阳或屏挡用的活动元件的电动驱动装置上实现的软止动和软起动功能。这种功能可避免噪音，限制向活动元件传输运动的传动链中的机械应力。在这种功能中，活动元件行程范围的广度或幅度由驱动活动元件的致动器的输出轴或者活动元件的移动持续时间或移动幅度限定。

不管这些功能怎样，向活动元件传输运动的传动链在活动元件的不可避免的加速和减速阶段时都保持受到应力。

发明内容

本发明旨在提供一种改进现有技术中已知方法的运行控制方法。特别是，本发明提出一种简单的运行控制方法，其可限制向活动元件传输运动的传动链的应力。

根据本发明，一种控制方法管控闭合或者遮阳用住宅自动化控制设备的电动驱动装置的运行，闭合或者遮阳用住宅自动化控制设备包括遮蔽装置，遮蔽装置至少包括遮屏和卷绕管，住宅自动化控制设备还包括所述电动驱动装置，电动驱动装置至少包括机电致动器，机电致动器能使遮屏在卷绕位置与展开位置之间卷绕在卷绕管上和从卷绕管展开，

机电致动器至少包括：

－电动机，以及

－输出轴，其连接于遮蔽装置的卷绕管。

所述方法至少包括以下步骤：

－获得遮屏移动命令；

－根据获得的遮屏移动命令来选择遮屏的止动位置；

－确定遮屏的当前位置；

－当沿遮屏的移动方向，确定的遮屏的当前位置在接近选择的止动位置的接近区域的开端位置的上游时，根据机电致动器的输出轴的第一转速设定值移动遮屏；

－当确定的遮屏的当前位置位于接近区域的开端位置与选择的止动位置之间时，根据机电致动器的输出轴的第二转速设定值移动遮屏，第二转速设定值小于第一转速设定值。

接近区域可限定在接近区域的开端位置与选择的止动位置之间。

接近区域的开端位置可通过基于选择的止动位置进行计算来确定，尤其是通过增或减这样一数值来确定：所述数值表示卷绕管或机电致动器的输出轴从接近区域的开端位置到选择的止动位置的位移。

在安装和/或配置电动驱动装置时可使与确定的遮屏止动位置相关联的接近区域的开端位置的确定步骤先于遮屏移动命令的获得步骤。

在安装和/或配置电动驱动装置时可使至少一个遮屏止动位置的确定步骤先于接近区域的开端位置的确定步骤。

选择的止动位置可以是预定的行程终点位置或者预定的中间位置。

根据本发明，用于电动驱动闭合或者遮阳用的能卷绕活动的遮屏的卷绕管的电动驱动装置包括执行前述运行控制方法的硬件和/或软件构件。因此，用于电动驱动闭合或者遮阳用的能卷绕活动的遮屏的卷绕管的电动驱动装置包括控制器，控制器配置成执行前述运行控制方法。

机电致动器的电动机可包括至少一个传感器，传感器可确定机电致动器的输出轴的位置，以确定遮屏的当前位置。

机电致动器的控制器能以伺服开环方式控制电动机。

根据本发明，住宅自动化控制设备包括闭合或者遮阳用的能卷绕活动的遮屏、遮屏的卷绕管、以及前述电动驱动装置。

本发明还涉及一种计算机可读的数据记录载体，数据记录载体上存储有计算机程序，计算机程序包括用于实施前述运行控制方法的阶段和/或步骤的计算机程序代码。

本发明还涉及计算机程序，其包括适于当程序由计算机运行时实施前述运行控制方法的阶段和/或步骤的计算机程序代码。

附图说明

通过阅读下面仅作为例子给出的并参照附图所作的说明，本发明将得到更好理解，附图中：

图1以运行示意图的形式示出配有根据本发明的驱动装置的住宅自动化控制设备；

图2以流程图的形式示出按根据本发明的运行控制方法的一实施方式的一种算法；

图3是致动器的转速随处于遮屏第一初始位置的遮屏位置而变化的一实施例的示意图，遮屏位置P以横坐标示出，致动器速度V以纵坐标示出；以及

图4是致动器的速度随处于遮屏第二初始位置的遮屏位置而变化的一实施例的示意图，遮屏位置P以横坐标示出，致动器速度V以纵坐标示出。

具体实施方式

根据本发明的住宅自动化控制设备1的一种实施方式在后面参照图1予以说明。住宅自动化控制设备1是用于闭合或者遮阳的住宅自动化控制设备。住宅自动化控制设备1包括遮蔽装置7、遥控器6和电动驱动装置2，所述遥控器例如是便携式遥控器，发送电磁信号形式命令，尤其是红外信号命令或者无线电信号命令。遥控器6可控制电动驱动装置2。

遮蔽装置7例如配有用于闭合、遮阳的电动驱动装置，尤其是卷帘窗、百叶窗或者卷帘门的电动装置。遮蔽装置7包括卷绕管8和又可称为活动元件的遮屏3。

电动驱动装置2包括机电致动器4，其能够尤其通过使卷绕管8运动或操纵该卷绕管，使遮屏3运动或操纵遮屏。

遮蔽装置7例如配备于建筑物的开口，用以确保对该开口进行闭合，在该开口处遮光，或者在开口处遮阳。活动遮屏3是用于闭合、遮阳的能卷绕活动的元件，如尤其是卷帘窗、百叶窗、卷门架或者卷帘门。卷绕管8布置成使得遮屏3在卷绕于卷绕管8上时打开，而在从卷绕管8展开时关闭。因此，机电致动器4通过机电致动器4的输出轴421机械连接、尤其是转动连接于卷绕管8，卷绕管8机械连接于遮屏3。

电动驱动装置2主要包括机电致动器4和用于控制机电致动器4的控制器5。机电致动器4包括电动机41，电动机联接于减速器42。优选地，电动机41是电子换向式无刷直流电动机，或称“BLDC”(英文术语BrushLess Direct Current的首字母缩略词)，又或者称为永磁同步电动机。控制器5可控制或管理对电动机41的供电，特别是对电动机41的绕组的相继供电。控制器5包括存储器51、逻辑处理单元52如计算器、指令接收器53尤其是电磁信号接收器。

控制器5可根据其通过接收器53或者通过其他未示出的元件例如传感器接收到的不同信息，来管理或操控对电动机41的供电。因此，控制器5可根据不同的参数如特别是通过机电致动器4的指令接收器53从控制点、尤其是从遥控器6接收到的命令，和如遮屏3的位置或者其位置变化，来控制机电致动器4。逻辑处理单元52可管理控制器5的不同元件的共同运行。逻辑处理单元52可应用操控电动机41的操控逻辑，更一般来说，是机电致动器4或者电动驱动装置2的操控逻辑。

遮屏3的位置尤其可根据卷绕管8或者机电致动器4的输出轴421的旋转角度加以确定，特别是由允许确定电动机转子的旋转角度的电动机41的一个或多个传感器进行确定。

电动驱动装置2、特别是控制器5，包括允许执行作为本发明目标的运行控制方法的所有硬件和/或软件构件。因此，控制器5配置成执行作为本发明目标的运行控制方法。特别是，一些元件可包括计算机程序模块。硬件和/或软件部件包括位置比较元件。

电动驱动装置2能使遮屏3在第一位置P1与第二位置P2之间运动。第一和第二位置P1、P2相应于遮屏3的移动行程终点限位器。第一和第二位置P1、P2对应于遮屏3的卷绕和展开位置，如图3和4所示。第一和第二位置P1、P2是遮屏3所处的极限位置。可以在安装和/或配置电动驱动装置2时由机电致动器4自动定义、或者由使用者手动定义所述第一和第二位置P1、P2。

遥控器6包括指令发生器61、逻辑处理单元62和人机界面63。人机界面63包括向使用者通告信息的元件631如屏幕、以及信息录入或输入元件632如键盘。信息通告元件631和录入元件632可集合在触控屏中。遥控器6可以是平板电脑或者电话。

根据本发明的电动驱动装置2的运行控制方法的一种实施方式在后面参照图2予以说明。

在第一步骤100中，电动驱动装置2、尤其是指令接收器53接收遮屏3移动命令。解读该命令。电动驱动装置2于是获得该命令。所述命令尤其可由遥控器6进行传输。假定机电致动器4在接收该命令时处于停止运行状态，或者假定机电致动器4以小于机电致动器4的输出轴421的第一转速设定值的机电致动器4的输出轴421的转速设定值处在运转中。优选地，以下步骤在这一假定中进行。

电动驱动装置2接收到的命令可对应于遮屏3移动方向命令，例如遮屏3上行或下行，又或者达到一个确定位置，例如上部或下部行程终点位置、又或者一个中间位置。电动驱动装置2接收到的该命令可由控制点发出，例如由遥控器6又或者中央控制单元9发出。该中央控制单元9包括类似于遥控器6的部件，用于连通和控制电动驱动装置2。在另一实施方式中，电动驱动装置2接收到的命令可由住宅自动化控制设备的自动化元件发出，自动化元件尤其可以是传感器又或者是定时器，传感器特别是存在、温度、亮度、风力和/或湿度传感器。

在第二步骤110中，电动驱动装置2确定或选择遮屏3将停止的遮屏3位置P4。自然，这随前面在第一步骤100获得的遮屏3移动命令而变化。这涉及遮屏3将自动停止的位置，即在不存在电动驱动装置2后来接收的新命令的情况下，尤其是在不存在电动驱动装置2后来接收的新命令而机电致动器4工作的情况下，遮屏3将自动停止。自动止动位置P4可以是在两个行程终点位置P1和P2之间的预定的中间止动位置。自动止动位置P4也可以是一个预定的行程终点位置。在该情况下，位置P1和P4则重合，或者位置P2和P4则重合。该自动止动位置P4，如同该文献中所述的其他位置那样，可以由数值、尤其是角度值或者时间值加以限定。该值储存在控制器5的存储器51中。

在第三步骤120中，电动驱动装置2确定遮屏3的当前位置P3。该值同样储存在控制器5的存储器51中。在机电致动器4的输出轴421移动时，该存储器51经常性更新。该存储器51可包括计算器存储区域。当机电致动器4的输出轴421朝第一转动方向移动时，计算器可增量，当机电致动器4的输出轴421朝第二转动方向移动时，计算器可减量。当前位置P3示于图3和4中。确定的当前位置P3对应于在获得指令接收器53在第一步骤100已经接收到的遮屏3移动命令时的遮屏3的位置。

第二和第三步骤的进行时序不重要。它们也可同时进行。

在第四步骤130中，电动驱动装置2确定自动止动位置P4的接近区域ZA。例如，该接近区域ZA从自动止动位置P4、朝与第一步骤100中接收到的移动命令所定义的移动方向相反的方向延伸。该接近区域ZA的延伸范围由数值、尤其是角度值或者时间值限定。因此，电动驱动装置2还确定在图3和4所示的接近区域ZA的开端位置P5。

接近区域ZA的开端位置P5可通过基于所选择的自动止动位置P4进行计算来确定，尤其是通过增或减例如角度值或时间值的这样一数值进行确定：所述数值表示卷绕管8或机电致动器4的输出轴421从接近区域ZA的开端位置P5到选择的自动止动位置P4的位移。对于与预定的中间止动位置P4相关联的接近区域ZA来说，该数值例如可以是机电致动器4的输出轴421或卷绕管8的3/8转。对于与行程终点止动位置P1、P2相关联的接近区域ZA来说，接近区域ZA的延伸范围例如可以使得，开端位置P5和机电致动器4的输出轴421的转动设定值在泊靠(accostage)区域中减小的位置相隔机电致动器4的输出轴421或卷绕管8的1/8转。

该第四步骤130在该部位是非强制性的。实际上，确定接近区域ZA的步骤可在上述第一、第二和第三步骤100、110、120之前实施。尤其是，该第四步骤130可紧接在确定行程终点位置P1、P2和/或中间位置P4之后实施，特别是在电动驱动装置2安装和/或配置之后实施。在此意义上，可能存在与自动止动位置P4同样多数量的的接近区域ZA的开端位置P5、和同样多数量的接近区域ZA。

在第五步骤140中，电动驱动装置2比较当前位置P3与接近区域ZA的开端位置P5的相对位置。如果如图所示，当前位置P3是在接近区域ZA的开端位置P5的上游(沿着由第一步骤100中接收到的命令所限定的遮屏3移动方向)、即在接近区域ZA的开端位置P5的上游，那么，所述方法进入到第六步骤150。如果如图4所示，当前位置P3是在接近区域ZA(沿着第一步骤100中接收到的命令所限定的遮屏3移动方向)中、即在接近区域ZA的开端位置P5与选择的自动止动位置P4之间，那么，电动驱动装置2进入到第七步骤160。

在第六步骤150中，遮屏3根据机电致动器4的输出轴421的第一转速设定值V1被移动。该第一转速设定值V1的数值例如在12转/分钟至17转/分钟之间。例如，其为15转/分钟。于是，机电致动器4的输出轴421的转速在当前位置P3与自动止动位置P4之间变化，如图3所示。廓线分解为加速阶段、由第一转速设定值V1限定的恒定速度阶段、以及减速阶段。加速阶段和/或减速阶段的特征优选不加控制，或者换句话说，不进行调整，即以伺服开环的方式。优选地，所述特征源于机电致动器4、遮屏3和传动链的机械特征。

作为非限制性示例，第一和第二转速设定值V1和V2可分别在从12至17转/分钟和从6至10转/分钟的数值范围内。

在第七步骤160中，遮屏3根据机电致动器4的输出轴421的第二转速设定值V2进行移动。该第二转速设定值V2的数值例如在6转/分钟至10转/分钟之间。例如，其为8转/分钟。于是，机电致动器4的输出轴421的转速在当前位置P3与自动止动位置P4之间变化，如图4所示。廓线分解为加速阶段、由第二转速设定值V2限定的恒定速度阶段、以及减速阶段。加速阶段和/或减速阶段的特征优选不加控制，或者换句话说，不予调整，即以伺服开环的方式。优选地，所述特征源于机电致动器4、遮屏3和传动链的机械特征。

在加速阶段时，控制器5以第一或第二转速设定值V1、V2控制机电致动器4的电动机41，以力图达到转速设定值。但是，根据电动机41上施加的负载，所述第一和第二转速设定值V1、V2可能达不到。

在整个该文献中，遮屏3的位置对应于卷绕管8的位置，又或者对应于机电致动器4的输出轴421的位置。将卷绕管8围绕卷绕管8的旋转轴线或者机电致动器4的输出轴421围绕机电致动器4的输出轴421的旋转轴线的隔开360°角的两个位置视为遮屏3的两个不同位置。因此，遮屏3的任何给定位置相应于卷绕管8的唯一位置，又或者相应于机电致动器4的输出轴421的唯一位置。

在选择的自动止动位置P4是遮屏3的移动行程终点或者中间位置的情况下，沿着第一步骤100中接收到的命令所限定的遮屏3移动方向，接近区域ZA的开端位置P5则处于选择的自动止动位置P4的上游。

在选择的自动止动位置P4是遮屏3的移动行程终点P1或P2的情况下，在使遮屏3基于第一转速设定值V1起泊靠选择的自动止动位置P4时，沿着遮屏3移动方向，接近区域ZA的开端位置P5可处于遮屏3的减速位置的上游。

沿着遮屏3移动方向，位于自动止动位置P4上游的接近区域ZA，还位于从遮屏3的减速位置起限定的泊靠区域的上游。在遮屏3在泊靠区域内移动的过程中，应用机电致动器4的输出轴421的减速廓线。机电致动器4的输出轴421的该减速廓线可包括一线性减速斜率，又或者包括切割成一个或多个转速平台的斜率。优选地，该减速廓线可限定泊靠区域中的转速设定值V1。因此，当选择的自动止动位置P4对应于一行程终点时，及当确定的当前位置P3位于接近区域ZA的开端位置P5的上游时，机电致动器4的输出轴421被控制在第一转速设定值V1直到减速位置，然后如前所述，速度设定值根据泊靠速度廓线减小直至在选择的自动止动位置P4停止。

例如，在泊靠区域中，在从转速设定值V1减速到为零的转速设定值之前，可以用约1秒的时间从转速设定值V1减速到转速设定值V2，然后在约1.5秒的期间实现在数值V2的一个转速设定值平台。

减速位置定义为转速设定值从数值V1开始减小的位置，该减速位置在止动位置是上部行程终点位置的情况下可以是固定的。对于相应于下部行程终点位置的止动位置来说，当上部行程终点止动位置尤其在安装时未被限定时，减速位置在数值上可与上部行程终点位置的数值相同。相反，当两个行程终点止动位置都限定了时，减速位置在数值上可不同。在这种情况下，对于相应于下部行程终点位置的止动位置来说，减速位置的数值可根据使用者参数进行调整。

在遮屏3的两个移动方向上都可以实施所述方法。可以在两个方向上使用相同的参数(转速设定值、接近区域的范围等)实施该方法。但是，也可以在两个方向上使用不同的参数实施该方法。

可以或者由使用者尤其是利用遥控器6或者中央控制单元9、或者由控制器5根据自动化元件之一发送的信号的接收，在选择电动驱动装置2的运行模式之后，从一个预定数值范围中选择出第一转速设定值V1的数值和/或第二转速设定值V2的数值。

在第一种情况下，第一转速设定值V1的数值和/或第二转速设定值V2的数值可以根据尤其是夜间使用的静音运行模式进行选择，在静音运行模式中，机电致动器4的输出轴421的转速设定值V1、V2中的至少一个相对于相关的额定转速设定值V1、V2被减小。减小的转速设定值V1、V2的选择在相关的转速设定值V1、V2的预定数值范围中进行。在另一种情况下，第一转速设定值V1的数值和/或第二转速设定值V2的数值可以根据所谓快速运行模式进行选择，在快速运行模式中，机电致动器4的输出轴421的转速设定值V1、V2中的至少一个相对于相关的额定转速设定值V1、V2是最大转速设定值。最大转速设定值V1、V2的选择在相关的转速设定值V1、V2的预定数值范围中进行。

Claims (11)

1.一种用于控制闭合或者遮阳用住宅自动化控制设备(1)的电动驱动装置(2)运行的运行控制方法，

闭合或者遮阳用住宅自动化控制设备(1)包括遮蔽装置(7)，

遮蔽装置(7)至少包括：

－遮屏(3)，以及

－卷绕管(8)，

闭合或者遮阳用住宅自动化控制设备还包括所述电动驱动装置(2)，电动驱动装置至少包括：

－机电致动器(4)，机电致动器能使遮屏(3)在卷绕位置(P1)与展开位置(P2)之间卷绕在卷绕管(8)上和从卷绕管展开，

机电致动器(4)至少包括：

－电动机(41)，以及

－输出轴(421)，输出轴连接于遮蔽装置(7)的卷绕管(8)，

所述运行控制方法至少包括以下步骤：

－获得(100)遮屏(3)移动命令；

－根据获得的遮屏(3)移动命令来选择(110)遮屏(3)的止动位置(P4)；

－确定(120)遮屏(3)的当前位置(P3)；

其特征在于，所述运行控制方法还至少包括以下步骤：

－当沿遮屏(3)的移动方向，确定的遮屏(3)的当前位置(P3)在接近选择的止动位置(P4)的接近区域(ZA)的开端位置(P5)的上游时，根据机电致动器(4)的输出轴(421)的第一转速设定值(V1)移动(150)遮屏(3)；

－当确定的遮屏(3)的当前位置(P3)位于接近区域(ZA)的开端位置(P5)与选择的止动位置(P4)之间时，根据机电致动器(4)的输出轴(421)的第二转速设定值(V2)移动(160)遮屏(3)，第二转速设定值(V2)小于第一转速设定值(V1)。

2.根据权利要求1所述的运行控制方法，其特征在于，接近区域(ZA)限定在接近区域(ZA)的开端位置(P5)与选择的止动位置(P4)之间。

3.根据权利要求1或2所述的运行控制方法，其特征在于，接近区域(ZA)的开端位置(P5)通过基于选择的止动位置(P4)进行计算来确定。

4.根据权利要求1或2所述的运行控制方法，其特征在于，在安装和/或配置电动驱动装置(2)时使与确定的遮屏(3)止动位置相关联的接近区域(ZA)的开端位置(P5)的确定步骤(130)先于遮屏(3)移动命令的获得步骤(100)。

5.根据权利要求4所述的运行控制方法，其特征在于，在安装和/或配置电动驱动装置(2)时使至少一个遮屏(3)止动位置的确定步骤先于接近区域(ZA)的开端位置(P5)的确定步骤。

6.根据权利要求1或2所述的运行控制方法，其特征在于，选择的止动位置(P4)是预定的行程终点位置或者预定的中间位置。

7.根据权利要求3所述的运行控制方法，其特征在于，接近区域(ZA)的开端位置(P5)通过基于选择的止动位置(P4)增或减这样一数值进行计算来确定：所述数值表示卷绕管(8)或机电致动器(4)的输出轴(421)从所述接近区域(ZA)的开端位置(P5)到选择的止动位置(P4)的位移。

8.一种电动驱动装置(2)，用于电动驱动闭合或者遮阳用的能卷绕活动的遮屏(3)的卷绕管(8)，电动驱动装置(2)包括机电致动器(4)，机电致动器能使遮屏(3)在卷绕位置(P1)与展开位置(P2)之间卷绕在卷绕管(8)上和从卷绕管展开，机电致动器(4)包括电动机(41)以及输出轴(421)，输出轴连接于卷绕管(8)，电动驱动装置(2)还包括控制器(5)，控制器(5)包括存储器(51)、逻辑处理单元(52)和指令接收器(53)，其中所述存储器(51)上存储有计算机程序，所述计算机程序在被逻辑处理单元(52)执行时能够实现运行控制方法的至少以下步骤：

－获得遮屏(3)移动命令；

－根据获得的遮屏(3)移动命令来选择遮屏(3)的止动位置(P4)；

－确定遮屏(3)的当前位置(P3)；

其特征在于，所述计算机程序在被逻辑处理单元(52)执行时还能够实现所述运行控制方法的至少如下步骤：

－当沿遮屏(3)的移动方向，确定的遮屏(3)的当前位置(P3)在接近选择的止动位置(P4)的接近区域(ZA)的开端位置(P5)的上游时，根据机电致动器(4)的输出轴(421)的第一转速设定值(V1)移动遮屏(3)；

－当确定的遮屏(3)的当前位置(P3)位于接近区域(ZA)的开端位置(P5)与选择的止动位置(P4)之间时，根据机电致动器(4)的输出轴(421)的小于第一转速设定值(V1)的第二转速设定值(V2)移动遮屏(3)。

9.根据权利要求8所述的电动驱动装置(2)，其特征在于，机电致动器(4)的电动机(41)包括至少一个传感器，传感器能确定机电致动器(4)的输出轴(421)的位置，以确定遮屏(3)的当前位置(P3)。

10.根据权利要求8或9所述的电动驱动装置(2)，其特征在于，机电致动器(4)的控制器(5)以伺服开环方式控制电动机(41)。

11.一种住宅自动化控制设备(7)，其特征在于，其包括闭合或者遮阳用的能卷绕活动的遮屏(3)、遮屏(3)的卷绕管(8)、以及根据权利要求8至10中任一项所述的电动驱动装置(2)。