DE3736218A1

DE3736218A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung des drehmomentes eines tueroeffnungs- und -schliessmotors fuer eine automatische tuer

Info

Publication number: DE3736218A1
Application number: DE19873736218
Authority: DE
Inventors: Yukio Yoshida; Akiyoshi Takimoto; Shigenobu Murai
Original assignee: Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1988-05-05
Also published as: FR2607604B1; FR2607604A1; KR880005499A; JPH0652026B2; GB8725169D0; GB2198602A; DE3736218C2; GB2198602B; US4959598A; KR910001853B1; JPS63110380A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines von einer sich öffnenden und schließenden Tür eines automatischen Türsystems während der Zeitspanne, in der die Tür ausgehend von ihrem Stoppzustand ihre höch ste Geschwindigkeit erreicht, zurückgelegten Türbewegungs abstandes eines von der Tür während der Zeitspanne, in der die Tür ausgehend von ihrem mit der höchsten Geschwindig keit erfolgenden Öffnungs- oder Schließvorgang gebremst und gestoppt wird, zurückgelegten Türbewegungsabstandes, oder eines von der Tür während der Zeitspanne, in der die Tür aus gehend von ihrem mit der höchsten Geschwindigkeit erfolgenden Öffnungs- oder Schließvorgang abgebremst und in die Gegen richtung umgekehrt wird und anschließend ihre Höchstgeschwin digkeit erreicht, zurückgelegten totalen Türbewegungsab standes durch Regelung des Drehmomentes des Türöffnungs- und Schließmotors und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einer automatischen Tür steht ein Treibriemen mit einer von einem Motor angetriebenen Antriebsriemen scheibe und einer angetriebenen Riemenscheibe in Eingriff, wobei mit diesem Antriebsriemen eine Tür verbunden ist, die einen Öffnungs- oder Schließbetrieb ausführt, indem der Motor in einer Normaldrehung oder Gegendrehung angetrie ben wird. Wenn beispielsweise gemäß der Darstellung von Fig. 8 an einem Schließstoppunkt ein Erfassungssignal für die Annäherung eines menschlichen Körpers in eine Steuerein heit der automatischen Tür eingegeben wird, wird die Tür von einem Stoppzustand bis auf ihre höchste Geschwindig keit beschleunigt und anschließend unter Beibehaltung die ser Geschwindigkeit ein Öffnungsbetrieb der Tür mit der höchsten Geschwindigkeit bis zu einem Öffnungsverzögerungs punkt ausgeführt, worauf die Tür bei Erreichung des Öffnungs verzögerungspunktes bis zum Anhalten verzögert wird und an schließend wieder einen Öffnungsbetrieb mit einer niedrigen Geschwindigkeit solange ausführt, bis sie einen Öffnungs stoppunkt erreicht.

Nachdem die Tür sodann an dem Öffnungsstoppunkt für eine vorbestimmte Zeitspanne im Stillstand gehalten wird, beginnt sie sich in der Schließrichtung zu bewegen und wird bis auf ihre höchste Geschwindigkeit beschleunigt, worauf die unter Beibehaltung dieser Geschwindigkeit ihren Schließ betrieb mit der höchsten Geschwindigkeit bis zu einem Schließverzögerungspunkt ausführt bei dessen Erreichung sie bis zum Anhalten verzögert wird und anschließend einen Schließbetrieb mit einer niedrigen Geschwindigkeit bis zu einem Schließstoppunkt ausführt.

Andererseits ist das automatische Türsystem derart ausgelegt, daß die Tür wenn sie während ihres mit der höchsten Geschwindigkeit erfolgenden Schließbetriebs einen in ihren Weg gelangenden Körper, wie einen menschlichen Körper, erfaßt oder mit einem in ihren Weg gelangenden Körper zusammenstößt, sofort in ihren Öffnungsbetrieb mit der höchsten Geschwindigkeit gelangt, oder in anderen Wor ten einen Umkehrvorgang ausführt.

Indem die automatische Tür den Beschleunigungsvorgang von einem Stoppzustand bis zur Erreichung der höchsten Ge schwindigkeit, einen Verzögerungsvorgang durch Bremsen und einen Umkehrvorgang zum Bewegen der Tür in der entgegenge setzten Richtung nach einer Bremsung in der vorbeschriebenen Weise ausführt, tritt die Schwierigkeit auf daß im Falle einer zu kurzen Länge eines von der Tür während der Be schleunigung zurückgelegten Türbewegungsabstandes L ₁ die Tür ruckartig die Höchstgeschwindigkeit erreicht und daher eine "Stottererscheinung" (ungleichmäßige Bewegungen) beim Start der Tür auftritt, wogegen im Falle einer zu großen Länge des Türbewegungsabstandes L ₁ der Betrieb der Tür lang sam und träge wird, weshalb es notwendig ist den mit der Beschleunigung verbundenen Türbewegungsabstand L ₁ durch Ein stellung des Türgewichts, des Laufwiderstandes u.dgl. gemäß einem optimalen Abstand einzustellen.

Ebenso würde wenn der von der Tür während der Ver zögerung zurückgelegte Türbewegungsabstand L ₂ zu kurz ist, die Tür ruckartig abgebremst werden und daher eine "Stotter erscheinung" (ungleichmäßige Bewegungen) auftreten oder auf die verschiedenen Teile der Tür abnorme Kräfte einwir ken, was zu Beschädigungen führen würde, wogegen bei einer zu großen Länge des Türbewegungsabstandes L ₂ der Betrieb der Tür langsam und träge würde, so daß es notwendig ist, den mit der Verzögerung verbundenen Türbewegungsabstand L ₂ durch Einstellung des Türgewichts, des Laufwiderstandes u.dgl. gemäß einem optimalen Türbewegungsabstand zu wählen.

Ferner ist es während eines Umkehrvorgangs, bei dem die Tür auf einen in ihren Weg gelangenden Körper aufge prallt, ist notwendig, die Tür rasch zu verzögern und an zuhalten sowie anschließend sofort auf ihre höchste Öff nungsgeschwindigkeit zu beschleunigen.

Wie vorstehend beschrieben, ist es notwendig, das Dreh moment des Türöffnungs/Schließmotors derart zu steuern, daß der von der Tür bei ihrer Beschleunigung oder Verzögerung während des Beschleunigungsvorgangs, Verzögerungsvorgangs oder Umkehrvorgangs zurückgelegte Türbewegungsabstand ein optimaler Abstand wird.

Die Erfindung berücksichtigt die vorstehend erwähnten Umstände und zielt darauf ab, ein Verfahren zur Steuerung des Drehmomentes eines Türöffnungs- und Schließmotors für ein automatisches Türsystem zu schaffen, bei dem ein von der Tür bei ihrer Beschleunigung oder Verzögerung während des Beschleunigungsvorgangs, Verzögerungsvorgangs oder Umkehr vorgangs zurückgelegter Türbewegungsabstand leicht gesteuert werden kann.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist in dem Ver fahren zur Steuerung des Drehmoments eines Türöffnungs/ Schließmotors für eine automatische Tür der Motor derart aufgebaut, daß das von ihm hervorgerufene Drehmoment auf der Grundlage von Steuerimpulsen erzeugt wird, die an den Motor von einer Steuereinheit angelegt werden, das Dreh moment durch eine Änderung einer totalen Impulsbreite der in einem Wiederholungszyklus ansteigenden Steuerimpulse geregelt wird wodurch eine Beschleunigung oder Verzögerung während des Beschleunigungsvorgangs, Verzögerungsvorgangs oder Umkehrvorgangs auf einfache Weise gesteuert werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hat in dem vorstehend erläuterten Verfahren jeder der Steuerim pulse eine feste Impulsbreite, während die totale Impuls breite durch eine Änderung der Anzahl der in einem Wieder holungszyklus ansteigenden Steuerimpulse verändert wird.

Weitere Merkmale Einzelheiten und Vorteile der Er findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich einer erfindungswesent lichen Offenbarung alle im Text nicht erwähnten Einzel heiten ausdrücklich hingewiesen wird. Hierin zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer auto matischen Tür,

Fig. 2A ein Blockschaltbild eines Steuerschaltkreises der automatischen Tür gemäß Fig. 1,

Fig. 2B ein Flußdiagramm des Steuervorganges in dem Steuerschaltkreis von Fig. 2A,

Fig. 3 eine schematische Darstellung von Steuerimpul sen,

Fig. 4A, 4B und 4C schematische Darstellungen von Steuerimpulsen in verschiedenen Steuerzustän den,

Fig. 5 ein Betriebsablaufdiagramm während des Be schleunigungsvorgangs,

Fig. 6 ein Betriebsablaufdiagramm während des Verzö gerungsvorgangs,

Fig. 7 ein Betriebsablaufdiagramm während des Umkehr vorgangs und

Fig. 8 ein Betriebsablaufdiagramm der allgemeinen Tür öffnungs/Schließvorgänge bei einer automati schen Tür.

Wie aus einer in Fig. 1 dargestellten schematischen Gesamtansicht eines automatischen Türsystems hervorgeht, ist eine Tür 4 mit einem Treibriemen 3 verbunden, der mit einer durch einen Motor M angetriebenen Antriebsriemen scheibe 1 und einer angetriebenen Riemenscheibe 2 in Eingriff steht, wobei die Tür 4 durch einen drehenden Antrieb des Motors M in einer normalen Richtung sowie in einer umgekehr ten Richtung derart zu einem Öffnungs- und Schließvorgang veranlaßt wird, daß sie zwischen einem Öffnungsstoppunkt "A", an dem die in Fig. 1 gesehen rechte Kante der Tür 4 an hält, und einem Schließstoppunkt "B", an dem eine linke Kante der Tür 4 in Berührung gelangt und anhält, hin- und herpendelt. Zusätzlich sind ein Öffnungsverzögerungspunkt C und ein Schließverzögerungspunkt D auf der Grundlage des Abstandes L zwischen den Stoppunkten A und B voreinge stellt, wobei in einem Öffnungs- (oder Schließ)-Vorgang die Tür 4 solange einen Hochgeschwindigkeitsöffnungs (oder Schließ)-Vorgang ausführt, bis die rechte (oder linke) Kante der Tür 4 den Öffnungs- (oder Schließ)-Verzögerungs punkt C (oder D) erreicht und anschließend einen Niedrig geschwindigkeitsöffnungs- (oder Schließ)-Vorgang ausführt.

Der vorerwähnte Motor M besteht aus einem Motor hauptblock M 1 und einer Motorregeleinrichtung M 2 zur Steue rung der Bewegung des Motorhauptblocks, wobei der Motor M durch eine Steuereinheit 5 gesteuert ist. Diese Steuerein heit 5 weist einen Hauptsteuerschaltkreis 7 zur Ausgabe eines Ein/Aussignals O für den Motor eines Drehmomentsteuer signals T, eines Normaldreh/Gegendrehsignals R und eines Bremssignals B für die in dem Motor M vorgesehene Motor regeleinrichtung M 2 auf, sowie einen Detektor 8 zur Aus gabe von in ihrer Anzahl zu einem von der Tür 4 zurückge legten Bewegungsabstand proportionalen Taktzählimpulsen P ₁ und eines Öffnungssignals r und eines Schließsignals 1 zur Unterscheidung zwischen einem Öffnungsvorgang oder einem Schließvorgang, wobei dieser Detektor 8 aus Fühlern und einem Richtungsdiskriminator besteht, wie es beispiels weise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 58- 2 10 270 (1983) beschrieben ist.

Der vorerwähnte Motorhauptblock M 1 ist entweder durch einen Wechselstrommotor oder einen Gleichstrommotor gebildet, der durch die von der vorerwähnten Steuereinheit 5 ausgegebe nen Signale O, T, R und B derart gesteuert ist, daß er ein- oder ausgeschaltet wird, in einer Normalrichtung oder in einer Gegenrichtung gedreht wird oder gebremst wird, wobei ein in dem Motor erzeugtes Drehmoment durch Impulsbreiten modulation gesteuert ist.

Im einzelnen bildet eine Anzahl von (beispielsweise acht) Impulsen, die von einem in dem in Fig. 2A dargestell ten Hauptsteuerschaltkreis 7 vorgesehenen Zeitgeber 29 aus gegeben werden einen Wiederholungszyklus, wobei die totale Impulsbreite der während des einen Wiederholungszyklus an steigenden und von dem Hauptsteuerschaltkreis 7 an die in dem Motor M vorgesehene Motorregeleinrichtung M 2 gesendeten Impulse dadurch geregelt wird, daß die Anzahl der während dieses einen Wiederholungszyklus ansteigenden Impulse in einer in dem Hauptsteuerschaltkreis 7 vorgesehenen Impuls breitenänderungseinrichtung 20 auf irgendeine beliebige Zahl voreingestellt wird, wodurch das in dem Motorhaupt block erzeugte Drehmoment gesteuert werden kann.

Beispielsweise ist zur Einteilung des in dem Motor hauptblock M 1 erzeugten Drehmoments in acht Stufen von "0" bis "8" die Schaltung derart ausgelegt, daß acht von dem Zeitgeber 29 ausgegebene, aufeinanderfolgende Impulse gemäß Fig. 3 einen Wiederholungszyklus bilden, wobei in der Praxis der Zeitgeber 29 die Impulse auf der Grundlage eines in der Impulsbreitenänderungseinrichtung 20 voreingestellten Musters erzeugt. Folglich kann die totale Impulsbreite der während eines Wiederholungszyklus ansteigenden und in den Motor M eingegebenen Impulse beispielsweise gemäß der Dar stellung von Fig. 4A, 4B und 4C verändert werden. Wenn die totale Impulsbreite der während eines Wiederholungszyklus ansteigenden Impulse erhöht wird, erhöht sich das in dem Motor M erzeugte Drehmoment, so daß die bei einer Erhöhung der Motorgeschwindigkeit herrschende Beschleunigung er höht werden kann, wogegen sich bei einer Erniedrigung der totalen Impulsbreite das Drehmoment erniedrigt und daher die bei einer Erhöhung der Motorgeschwindigkeit herrschen de Beschleunigung vermindert werden kann. Ebenso ist es auf die gleiche Weise im Falle der Verzögerung lediglich notwendig, ein Bremsdrehmoment zu erzeugen, das ansprechend auf das Bremssignal in die umgekehrte Gegenrichtung wirkt.

Wie aus Fig. 2A und 2B hervorgeht, sind in dem vor stehend beschriebenen Hauptsteuerschaltkreis 7 ein Beschleu nigungsabstand-Meßschaltkreis 22 zur Messung eines von der Tür 4 während der Zeitspanne beginnend von einem Stoppzu stand bis zur Erreichung der höchsten Geschwindigkeit der Tür 4 zurückgelegten Türbewegungsabstandes L ₁ auf der Grund lage der von dem Detektor 8 ausgesendeten Taktzählimpulse P ₁ und ein Verzögerungsabstand-Meßschaltkreis 23 zur Messung eines von der Tür 4 während der Zeitspanne, in der die Tür ausgehend von dem Zustand höchster Geschwindigkeit anhält, zurückgelegten Türbewegungsabstandes L ₂ vorgesehen. Diese Türbewegungsabstände L ₁ und L ₂ werden jeweils mit einem in einem ersten Einsteller 24 eingestellten optimalen Verzö gerungsabstandsbereich L ₁₁ ≈ L ₁₂ und einem in einem zweiten Einsteller 25 eingestellten optimalen Verzögerungsabstands bereich L ₂₁ ≈ L ₂₂ verglichen, was durch einen Vergleichsbe trieb in einem ersten Vergleicherbetriebsschaltkreis 26 bzw. in einem zweiten Vergleicherbetriebsschaltkreis 27 ausge führt wird, wobei erforderlichenfalls gemäß den Ergebnissen des Vergleicherbetriebs ein Einstufen-Erhöhungssignal oder ein Einstufen-Erniedrigungssignal von den Vergleicherbe triebsschaltkreisen 26 und/oder 27 an die Impulsbreiten änderungseinrichtung 20 ausgegeben wird, um automatisch die totale Impulsbreite der ansteigenden Impulse um eine Stufe zu erhöhen oder zu vermindern. Das geänderte Drehmoment steuersignal wird mit Hilfe des Zeitgebers 29 in der Form von Impulsen an die Motorregeleinrichtung M 2 angelegt, wo durch das in dem Motorhauptblock M 1 erzeugte Drehmoment er höht oder vermindert wird und die Beschleunigung der Tür 4 geregelt werden kann.

Wegen der in der vorstehenden Weise bewirkten Drehmo mentsteuerung wird, wenn die Tür 4 zu einem Öffnungs- und Schließvorgang bei gleichzeitiger Änderung des Drehmoments des Motors durch eine Änderung der totalen Impulsbreite der in einem Wiederholungszyklus ansteigenden Impulse betätigt wird, die Beschleunigung dahingehend geregelt, daß die totale Impulsbreite jedesmal um eine Stufe auf der Grundlage eines tatsächlichen Beschleunigungstürbewegungsabstandes L ₁ und eines tatsächlichen Verzögerungstürbewegungsabstandes L ₂ geändert wird, und die Tür 4 erneut für den Öffnungs- und Schließvorgang betätigt wird, um dadurch die Beschleunigung erneut durch eine Änderung der totalen Impulsbreite zu regeln. Durch eine mehrmalige automatische Wiederholung dieser Vorgänge können jeweils der Beschleunigungstürbewegungs abstand L ₁ und der Verzögerungstürbewegungsabstand L ₂ in den optimalen Bereich L ₁₁ ≈ L ₁₂ bzw. L ₂₁ ≈ L ₂₂ gebracht werden.

Der Grund für die Festlegung einer gewissen Toleranz (eines Bereichs) für den optimalen Türbewegungsabstand be steht darin, daß sich die Beschleunigung infolge der stufen weisen diskreten Änderung der totalen Impulsbreite ebenfalls diskret Stufe um Stufe ändert, weswegen sich der praktische Beschleunigungstürbewegungsabstand mit einem vorgegebenen Inkrement diskret ändert, so daß deshalb die Befürchtung be steht, daß der praktische Beschleunigungstürbewegungsabstand nicht mit einem optimalen Türbewegungsabstand in Überein stimmung gelangt, sondern um den optimalen Türbewegungsab stand herum pendelt.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei einer Verzögerung die Impulssteuerung derart bewirkt wird, daß ein in einer zur Richtung der Beschleunigung entgegengesetzten Richtung gerichtetes Drehmoment erzeugt werden kann oder ein zum Abstoppen des Motors geeignetes Drehmoment erzeugt werden kann.

Zusätzlich ist in dem vorstehend beschriebenen Haupt steuerschaltkreis 7 ein Aufpralldetektorschaltkreis 28 vor gesehen, der aufgrund der von dem Detektor 8 ausgesendeten Taktzählimpulse P ₁ feststellt, daß die Tür 4 mit einem in ihrem Weg befindlichen Körper zusammengestoßen ist, wobei dieser Aufpralldetektor 28 bei Feststellung des Zusammen stoßes ein Beschleunigungserhöhungssignal an den vorstehend beschriebenen zweiten Vergleicherbetriebsschaltkreis 27 ausgibt, der sodann ein Signal zur Erhöhung der totalen Impulsbreite der ansteigenden Impulse um eine Stufe oder eine Anzahl von Stufen an die Impulsbreitenänderungsein richtung 20 ausgibt, wodurch ein in dem Motor M erzeugtes negatives Drehmoment erhöht wird, um bei Verzögerung einen Absolutwert einer negativen Beschleunigung derart zu er höhen, daß der Motor M schneller als bei einer normalen Verzögerung angehalten werden kann, wie es durch eine strich punktierte Linie in Fig. 7 dargestellt ist. Anschließend wird die Geschwindigkeit der Tür in der Gegenrichtung mit einer ähnlichen Beschleunigung wie bei einer normalen Be schleunigungsperiode bis zu der Höchstgeschwindigkeit er höht, so daß die Tür 4 eine Umkehrbewegung ausführt.

Durch die Ausführung der Steuerung in der vorstehend beschriebenen Weise hält die Tür sofort nach ihrem Aufprall auf einen in ihrem Weg befindlichen Körper an und kann da her schnell in den Umkehrbetrieb gelangen.

Wie vorstehend im einzelnen beschrieben, kann, da die Beschleunigung eines Antriebsmotors durch einen ein fachen Änderungsvorgang einer totalen Impulsbreite von Steuerimpulsen in einem Wiederholungszyklus gesteuert wer den kann, die Beschleunigung einer Tür im Beschleunigungs betrieb, Verzögerungsbetrieb und bei Verzögerung und Be schleunigung im Umkehrbetrieb auf einfache Weise derart ge steuert werden, daß die Tür beschleunigt oder verzögert werden kann, während sie einen optimalen Türbewegungsab stand zurücklegt.

Verzeichnis der Bezugszeichen: 1 Antriebsmaschine
2 angetriebene Riemenscheibe
3 Treibriemen
4 Tür
M 1 Motorhauptblock
M 2 Motorregeleinrichtung
5 Steuereinheit
7 Hauptsteuerschaltkreis
8 Detektor
20 Impulsbreitenänderungseinrichtung
22 Beschleunigungsabstand-Meßschaltkreis
23 Verzögerungsabstand-Meßschaltkreis
24 erster Einsteller
25 zweiter Einsteller
26 erster Vergleichsbetriebsschaltkreis
27 zweiter Vergleichsbetriebsschaltkreis
28 Aufpralldetektorschaltkreis
29 Zeitgeber
A Öffnungsstoppunkt
B Schließstoppunkt
C Öffnungsverzögerungspunkt
D Schließverzögerungspunkt
O Ein/Aus-Signal
T Drehmomentsteuersignal
R Normaldreh/Gegendrehsignal
B Bremssignal
P₁ Taktzählimpulse
r Öffnungssignal
l Schließsignal
L₁ Türbewegungsabstand
L₂ Türbewegungsabstand

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Drehmoments eines Türöffnungs- und Schließmotors für eine automatische Tür, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Motor ein Drehmoment auf der Grundlage von einer Steuereinheit an den Motor angelegter Steuerimpulse erzeugbar ist das Drehmoment durch eine Änderung der totalen Impulsbreite der in einem Wiederholungszyklus ansteigenden Steuerimpulse geregelt wird wodurch die Beschleunigung des Motors gesteuert wird.

2. Verfahren zur Steuerung eines Drehmoments eines Türöffnungs- und Schließmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Steuerimpulse eine feste Impulsbreite aufweist und die totale Impulsbreite durch Verändern der Anzahl der in einem Wiederholungszyklus an steigenden Steuerimpulse geändert wird.

3. Vorrichtung zur Steuerung des Drehmoments eines Türöffnungs- und Schließmotors für eine automatische Tür dadurch gekennzeichnet, daß in dem Motor (M) das Drehmoment auf der Grundlage von einer Steuereinheit (5) an den Motor (M) angelegter Steuerimpulse (T) erzeugbar ist und eine Einrichtung (7) zur Regelung des Drehmoments durch Änderung der totalen Impulsbreite der in einem Wiederholungszyklus auftretenden Steuerimpulse (T) vorgesehen ist, wodurch die Beschleunigung des Motors (M) gesteuert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß jeder der Steuerimpulse (T) eine feste Impulsbreite aufweist und die totale Impulsbreite durch Verändern der Anzahl der in einem Wiederholungszyklus auftretenden Steuer impulse geändert wird.