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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Bewegung einer automatischen Tür entlang eines vorgegebenen Weges.
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Zum Öffnen und Schließen einer automatischen Tür, beispielsweise einer Aufzugstur, Gebäudetür, einer Tür in einem Bahnbereich oder in einem industriellen Umfeld, müssen die Tür und erforderlichenfalls mit der Tür verbundene Komponenten zunächst beschleunigt und danach wieder abgebremst werden. Dabei können die Verhältnisse im System das Erreichen eines Sollwertes einer Beschleunigung oder Geschwindigkeit verhindern. Beispielsweise kann ein Beschleunigungssollwert aufgrund normativer Vorgaben, die eine beschleunigende oder abbremsende Kraft begrenzen, oder aufgrund eines Erreichens von Systemgrenzen nicht erreicht werden. Zu Beginn eines Verfahrweges der Tür, also beim Beschleunigen der Tür, ist dies relativ unproblematisch, da die Auswirkung lediglich ein Nichterreichen oder ein verspätetes Erreichen einer Sollgeschwindigkeit ist. Gegen Ende des Verfahrweges, also bei dem Abbremsen der Tür, können die Auswirkungen jedoch schwerwiegender sein. Wird beim Abbremsen der Wert einer (negativen) Sollbeschleunigung nämlich nicht erreicht, so kann die Tür mit einer Restenergie in einen Anschlag schlagen. Diese Restenergie kann so erheblich sein, dass das Türsystem massiv beschädigt wird, beispielsweise durch ein Verbiegen von mechanischen Komponenten oder ein Zerbersten einer Glastür.
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Um ein verspätetes oder unzureichendes Abbremsen einer automatischen Tür zu verhindern, können verschiedene Verfahren eingesetzt werden.
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Beispielsweise kann die Abbremsung so ausgelegt werden, dass auch die schwerste zulässige Tür immer sicher abgebremst wird, ohne dass eine eingestellte Kraftgrenze überschritten wird. Bei leichteren Türen wird dadurch aber Optimierungspotential verschenkt, da keine Anpassung an deren wirklich zu bewegende Masse erfolgt.
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Die Sollbeschleunigung wird und muss auf der Bremsrampe hart ausgeregelt werden, um die Zielposition ohne Überschwingen zu erreichen. Dabei wird der Kraft, die daraus resultiert sich frei entfalten gelassen. Nachteilig ist dabei, dass das gesamte System einschließlich der Mechanik, Riemen, etc. auf die höheren Kräfte ausgelegt sein muss.
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Des Weiteren kann im Rahmen einer Lernfahrt eine zu beschleunigende Masse ermittelt werden und damit können anschließend Beschleunigungs- und Abbremswerte berechnet werden. Die Lernfahrt wird dabei mit der schwersten zu bewegenden Tür durchgeführt. Auch dabei findet keine Anpassung an verschiedene zu beschleunigende Massen statt.
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Die Masse wird auf der Beschleunigungsrampe bestimmt, indem der Quotient aus angelegter Kraft und erzielter Beschleunigung berechnet wird. Nachteilig ist dabei, dass es weitere Kräfte gibt, die auf die Tür wirken (z.B. Feder, Gegengewicht und / oder Reibung) und es speichernde Elemente (z.B. die Federkonstante eines Treibriemens oder andere elastische Übertragungsglieder) gibt, so dass das Ergebnis einer derartigen Berechnung häufig nicht verwendbar ist.
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Die Nachteile derartiger Verfahren werden am Beispiel eines Aufzugssystems mit zehn Wohnetagen und einer Tiefgarage deutlich, wobei die Gesamtmasse der Schachttür und Kabinentür des Aufzugssystems in jeder Etage z.B. 180 kg und in der Tiefgarage z.B. 320 kg beträgt, da in der Tiefgarage eine Brandschutztür eingesetzt wird. Hier muss man entweder das System kräftemäßig auf die 320 kg auslegen und damit überdimensionieren oder man verschenkt auf allen 10 Etagen Performance, weil die Bremsrampe so flach eingestellt ist, dass auch bei 320 kg die Kräfte auf dem geringeren Wert verbleiben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer Bewegung einer automatischen Tür anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Bewegung einer automatischen Tür entlang eines vorgegebenen Weges gesteuert. Dabei wird für die Bewegung eine Sollfahrkurve mit wenigstens einem ersten Fahrkurvenabschnitt zum Beschleunigen der Tür von einer Anfangsgeschwindigkeit auf eine Zielgeschwindigkeit des ersten Fahrkurvenabschnitts und wenigstens einem dritten Fahrkurvenabschnitt zum Abbremsen der Tür von einer Zielgeschwindigkeit auf eine Endgeschwindigkeit des dritten Fahrkurvenabschnitts vorgegeben. Die Tür wird in wenigstens einer einem ersten Fahrkurvenabschnitt entsprechenden Phase der Bewegung mittels einer diesem ersten Fahrkurvenabschnitt der Sollfahrkurve entsprechenden oder durch eine Kraftgrenze vorgegebenen Kraft von der Anfangsgeschwindigkeit auf die Zielgeschwindigkeit beschleunigt, wobei eine tatsächlich erreichte Beschleunigung der Tür erfasst wird. Die Sollfahrkurve wird einer erfassten tatsächlich erreichten Beschleunigung der Tür derart angepasst, dass die angepasste Sollfahrkurve in jedem dritten Fahrkurvenabschnitt ein Abbremsen der Tür von der Zielgeschwindigkeit auf die Endgeschwindigkeit mit einer Beschleunigung vorsieht, deren Betrag durch den Betrag einer erfassten tatsächlich erreichten Beschleunigung begrenzt ist. Die Tür wird in jeder einem dritten Fahrkurvenabschnitt entsprechenden Phase der Bewegung entsprechend der angepassten Sollfahrkurve auf die Endgeschwindigkeit des dritten Fahrkurvenabschnitts abgebremst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Tür also in einer Anfangsphase der Bewegung mit einer Kraft beschleunigt, die sich aus der vorgegebenen Sollfahrkurve ergibt oder durch eine Kraftgrenze vorgegeben wird. Die in einer einem ersten Fahrkurvenabschnitt entsprechenden Phase der Bewegung tatsächlich erreichte Beschleunigung der Tür wird dann zur Steuerung einer Phase der Bewegung, in der die Tür abgebremst wird, verwendet, indem das Abbremsen der Tür auf den erfassten tatsächlich erreichten Beschleunigungsbetrag begrenzt wird. Dazu wird die Sollfahrkurve in ihren dritten Fahrkurvenabschnitten der erfassten tatsächlich erreichten Beschleunigung der Tür entsprechend angepasst und zur Steuerung des Abbremsens der Tür verwendet.
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Die Erfindung sieht damit eine Steuerung des Abbremsens der Tür in Abhängigkeit von einer tatsächlich erreichten Beschleunigung der Tür vor.
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Das Verfahren erfordert keine Kenntnis oder direkte Bestimmung einer tatsächlich zu beschleunigenden bzw. abzubremsenden Masse, um das Abbremsen der Tür zu steuern. Dennoch wird die tatsächlich zu beschleunigende bzw. abzubremsende Masse bei der Steuerung des Abbremsens der Tür berücksichtigt, da von dieser Masse die während der einem ersten Fahrkurvenabschnitt entsprechenden Phase der Bewegung tatsächlich erreichte Beschleunigung der Tür abhängt, die erfindungsgemäß zur Steuerung des Abbremsens der Tür erfasst und verwendet wird.
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Insbesondere wird dadurch auch die jeweils tatsächlich zu beschleunigende bzw. abzubremsende Masse zur Steuerung der Türbewegung verwendet und eben nicht eine vorgegebene oder ermittelte Referenzmasse (z.B. eine größte zu beschleunigende bzw. abzubremsende Masse). Dadurch kann die Steuerung der Türbewegung flexibel und optimal an die jeweils zu bewegende Tür bzw. die damit verbundene zu beschleunigende Masse angepasst werden, ohne diese Masse direkt ermitteln zu müssen. Insbesondere können in einem mehrere Stockwerke verbindenden Aufzug die Bewegungen von Aufzugstüren stockwerkabhängig optimal gesteuert werden, auch wenn in verschiedenen Stockwerken verschiedene Massen zum Bewegen der Aufzugstüren zu beschleunigen bzw. abzubremsen sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt dabei verfahrensinhärent nicht nur die Masse einer zu bewegenden Tür, sondern die gesamte bei der Bewegung der Tür zu beschleunigende bzw. abzubremsende Masse.
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Durch die an die zu beschleunigende bzw. abzubremsende Masse angepasste Steuerung der Türbewegungen können ferner vorteilhaft Überlastungen von Antriebssystemen von Türen vermieden, die Auslegung der Mechanik für eine Türsteuerung reduziert und deren Haltbarkeit erhöht, sowie die Türsteuerung kosten- und energieverbrauchsoptimiert betrieben werden. Außerdem können sogar Türbewegungen mit einer zu beschleunigenden bzw. abzubremsenden Masse, die einen vorgesehenen Maximalwert dieser Masse überschreitet, derart gesteuert werden, dass bei einem Abbremsen der Tür kein schädigendes Anschlagen der Tür an einem Anschlag auftritt.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Sollbremsbeschleunigung vorgegeben wird und die angepasste Sollfahrkurve in jedem dritten Fahrkurvenabschnitt ein Abbremsen der Tür auf die Endgeschwindigkeit des dritten Fahrkurvenabschnitts mit einer Beschleunigung vorsieht, deren Betrag das Minimum der Beträge einer erfassten tatsächlich erreichten Beschleunigung und der Sollbremsbeschleunigung ist.
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Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft, das Abbremsen der Tür auf eine Sollbremsbeschleunigung einzustellen, sofern dadurch der Betrag der erfassten tatsächlich erreichten Beschleunigung nicht überschritten wird.
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Dabei kann für eine öffnende Bewegung der Tür eine andere Sollbremsbeschleunigung als für eine schließende Bewegung der Tür vorgegeben werden.
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Diese Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt vorteilhaft, dass für öffnende und schließende Bewegungen einer Tür oft jeweils verschiedene Kräfte erforderlich sind (z.B. aufgrund von dem Öffnen oder Schließen aus sicherheitstechnischen Gründen entgegenwirkenden Gegenkräften), und dass möglicherweise gesetzliche oder normative Vorschriften für die Beschleunigung oder das Abbremsen der Tür beim Öffnen oder Schließen vorgegeben sind.
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Eine Weitergestaltung der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Betrag der für eine öffnende Bewegung der Tür vorgegebenen Sollbremsbeschleunigung größer als der Betrag der für eine schließende Bewegung der Tür vorgegebenen Sollbremsbeschleunigung ist.
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Diese Weitergestaltung berücksichtigt vorteilhaft, dass eine Öffnungsbewegung einer Tür häufig schneller erfolgen kann oder soll als eine Schließbewegung, beispielsweise aufgrund gesetzlicher oder normativer Vorschriften, oder aus sicherheitstechnischen oder vermarktungsrelevanten Gründen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine während einer aktuellen Bewegung der Tür zur Anpassung der Sollfahrkurve verwendete tatsächlich erreichte Beschleunigung der Tür eine während der aktuellen Bewegung oder während wenigstens einer früheren Bewegung der Tür erfasste Beschleunigung der Tür ist.
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Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann das Abbremsen der Tür also anhand einer während einer aktuellen Fahrt der Tür erfassten tatsächlich erreichten Beschleunigung gesteuert werden. Es können alternativ jedoch auch Messwerte von bei wenigstens einer früheren Fahrt der Tür tatsächlich erreichten Beschleunigungen zur Steuerung des Abbremsens der Tür genutzt werden.
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Die Erfindung sieht die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere zur Steuerung einer Bewegung einer automatischen Tür eines Aufzuges oder eines Gebäudes oder eines Fahrzeuges oder einer Industrieanlage vor.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen:
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1 ein Zeit-Geschwindigkeit-Diagramm einer Sollfahrkurve einer Bewegung einer automatischen Tür, und
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2 ein Zeit-Geschwindigkeit-Diagramm einer angepassten Sollfahrkurve zur Steuerung der Bewegung einer automatischen Tür.
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Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Sollfahrkurve 1, die für eine Bewegung einer automatischen Tür entlang eines vorgegebenen Weges vorgegeben wird, in Form eines Zeit-Geschwindigkeit-Diagramms einer Geschwindigkeit v in Abhängigkeit von einer Zeit t.
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Die Sollfahrkurve 1 umfasst zwischen einem ersten Zeitpunkt t1 und einem zweiten Zeitpunkt t2 einen ersten Fahrkurvenabschnitt 11 zum Beschleunigen der Tür von einer Anfangsgeschwindigkeit v0 auf eine Zielgeschwindigkeit v1, zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und einem dritten Zeitpunkt t3 einen zweiten Fahrkurvenabschnitt 12 zum Bewegen der Tür mit der Zielgeschwindigkeit v1 und zwischen dem dritten Zeitpunkt t3 und einem vierten Zeitpunkt t4 einen dritten Fahrkurvenabschnitt 13 zum Abbremsen der Tür von der Zielgeschwindigkeit v1 auf eine Endgeschwindigkeit v2.
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2 zeigt ein Zeit-Geschwindigkeit-Diagramm einer angepassten Sollfahrkurve 2 zur Steuerung der Bewegung der automatischen Tür.
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In einer Anfangsphase der Bewegung wird die Tür mittels einer dem ersten Fahrkurvenabschnitt 11 der Sollfahrkurve 1 entsprechenden Kraft von der Anfangsgeschwindigkeit v0 auf die Zielgeschwindigkeit v1 beschleunigt. Die dabei tatsächlich erreichte Beschleunigung der Tür ist in dem in 2 dargestellten Beispiel jedoch kleiner als die im ersten Fahrkurvenabschnitt 11 der Sollfahrkurve 1 vorgesehene Sollbeschleunigung, beispielsweise weil die bei der Bewegung der Tür zu beschleunigende Masse diejenige Masse, die bei der Berechnung der Sollfahrkurve 1 angenommen wurde, übersteigt, oder weil bei der Berechnung der Sollfahrkurve 1 nicht berücksichtigte Reibungskräfte auftreten. Daher wird die Zielgeschwindigkeit v1 erst zu einem fünften Zeitpunkt t5 statt zu dem in der Sollfahrkurve 1 vorgesehenen zweiten Zeitpunkt t2 erreicht.
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Erfindungsgemäß wird die während der Anfangsphase der Bewegung tatsächlich erreichte Beschleunigung erfasst und dazu verwendet, die angepasste Sollfahrkurve 2 zu ermitteln, anhand derer die Bewegung der Tür in einer Endphase der Bewegung gesteuert wird. Die angepasste Sollfahrkurve 2 sieht ein Abbremsen der Tür von der Zielgeschwindigkeit v1 auf die Endgeschwindigkeit v2 mit einer Beschleunigung vor, deren Betrag durch den Betrag der in der Anfangsphase der Bewegung erfassten tatsächlich erreichten Beschleunigung begrenzt ist, so dass die Tür den Endpunkt des vorgegebenen Weges mit der Endgeschwindigkeit v2 erreicht.
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Aus der auf diese Weise ermittelten angepassten Sollfahrkurve 2 ergeben sich insbesondere ein sechster Zeitpunkt t6, zu dem mit dem Abbremsen der Tür begonnen wird, und ein siebter Zeitpunkt t7, zu dem die Tür ihre Endgeschwindigkeit v2 und den Endpunkt des vorgegebenen Weges erreicht. Der sechste Zeitpunkt t6 weicht dabei im Allgemeinen von dem dritten Zeitpunkt t3 der Sollfahrkurve 1 ab und der siebte Zeitpunkt t7 weicht im Allgemeinen von dem vierten Zeitpunkt t4 der Sollfahrkurve 1 ab. Das Abbremsen der Tür wird direkt und allein anhand der angepassten Sollfahrkurve 2 gesteuert, nicht etwa mittels einer daraus ermittelten Bremskraft.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch dieses Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
