DE69721105T2

DE69721105T2 - Automatische Türsteuerung

Info

Publication number: DE69721105T2
Application number: DE69721105T
Authority: DE
Inventors: Hisayuki Kanki; Naoki Taguchi; Shinji Michimoto; Kazuhiro Oba
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: CN1167199A; CN1090773C; EP0793157A3; JP3299135B2; US5831403A; JPH09291753A; CA2198688C; EP0793157B1; DE69721105D1; EP0793157A2; CA2198688A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Türsteuerung für eine Tür eines automatischen Türsystems.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Anmeldung bezieht sich auf eine japanische Patentanmeldung Nr. HEI 8-69153, die am 28. Februar 1996 eingereicht wurde, und auf die japanische Patentanmeldung Nr. HEI 9-19716, die am 17. Januar 1997 mit Priorität der erstgenannten Anmeldung eingereicht worden ist.
Ein Beispiel für ein automatisches Türsystem ist ein automatisches Schiebetürsystem. Wenn eine Schiebetür aus ihrer voll geschlossenen Position in die voll geöffnete Position bewegt wird, wird die Geschwindigkeit so gesteuert, dass sie sich beispielsweise in folgender Weise ändert. Zuerst nimmt die Türgeschwindigkeit allmählich zu, und wenn sie eine relativ hohe konstante Geschwindigkeit erreicht, wird diese Geschwindigkeit beibehalten. Wenn sich die Tür dann in eine Position nahe der voll geöffneten Position bewegt, wird die Türgeschwindigkeit so gesteuert, dass sie von der konstanten Geschwindigkeit allmählich abnimmt, bis sie eine relativ niedrige Geschwindigkeit erreicht. Dann bewegt sich die Tür mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit in die voll geöffnete Position. Eine ähnliche Steuerung erfolgt, wenn sich die Tür von der voll geöffneten Position in die voll geschlossene Position bewegt.
Es sind verschiedene Arten von Türgeschwindigkeitssteuerungen vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. HEI 6-52026, die am 6. Juli 1994 veröffentlicht worden ist, eine Tür beschrieben, die von einem Motor gesteuert wird. Der Motor erzeugt ein Türantriebsdrehmoment, dessen Größe vom Tastverhältnis eines dem Motor zugeführten PWM-Signals bestimmt wird. Ein optimaler Beschleunigungs-Entfernungsbereich, über den die Tür beim Beschleunigen wandern kann, und ein optimaler Verzögerungs-Entfernungsbereich, über den die Tür beim Verzögern laufen kann, werden vorbestimmt. Wird die Tür geöffnet oder geschlossen, dann erfolgt eine Messung der tatsächlichen Beschleunigungs-Wanderungsdistanz, welche diejenige Distanz ist, über die die Tür beim Beschleunigen tatsächlich gewandert ist, und einer tatsächlichen Verzögerungs-Wanderungsdistanz, welche eine Distanz ist, über welche die Tür beim Verzögern tatsächlich gelaufen ist. Nach dem Türöffnungs- oder Schließvorgang wird bestimmt, ob die tatsächliche Beschleunigungs-Wanderungsdistanz innerhalb des optimalen Beschleunigungs-Distanzbereichs liegt oder nicht. Ist dies nicht der Fall, dann wird das Tastverhältnis des PWM-Signals um einen Schritt vergrößert oder verringert, um das Drehmoment zu verändern. Ähnlich wird bestimmt, ob die tatsächliche Verzögerungs-Wanderungsdistanz innerhalb des optimalen Verzögerungs-Distanzbereichs liegt oder nicht. Ist dies nicht der Fall, dann wird das Tastverhältnis des PWM-Signals um einen Schritt erhöht oder erniedrigt, um das Drehmoment zu ändern.
Bei dieser Steuerungstechnik muss die Tür jedoch mindestens einmal von ihrer voll geschlossenen in die voll geöffnete Position oder von der voll geöffneten in die voll geschlossene Position bewegt worden sein, damit das Drehmoment zum Antrieb der Tür während des Öffnungs- oder Schließvorgangs geändert werden kann. Wenn also beispielsweise ein Mensch, der durch die Türöffnung geht, die Tür in der Richtung anstößt, in der sie sich bewegt, so dass die Türgeschwindigkeit eine angestrebte oder gewünschte Geschwindigkeit überschreitet, dann kann die Türgeschwindigkeit nicht in Realzeit auf die Sollgeschwindigkeit zurückgebracht werden. Insbesondere, wenn die Türgeschwindigkeit sich beim Verzögern der Tür erhöht, kann die Tür an den Türpfosten oder die Türumrahmung anstoßen. Wenn der Wind auf die Türoberfläche bläst, dann kann sich der Schiebewiderstand der Tür verändern, so dass die Tür nicht auf eine Sollgeschwindigkeit bewegt werden kann. Selbst in einem solchen Fall kann die Türgeschwindigkeit nicht in Realzeit korrigiert werden.
Außerdem muss bei dieser Technik die Tür, um innerhalb eines optimalen Verzögerungs-Distanzbereichs verzögert zu werden, mehrmals geöffnet und geschlossen werden. Daher dauert es eine Zeit, bis die Tür innerhalb des optimalen Verzögerungsdistanzbereichs arbeitet. Wenn also dieselbe Person mehrmals durch die Tür geht, wird sie irritiert, weil die Türgeschwindigkeit beim Hindurchgehen jedes Mal anders ist.
Ein weiteres Beispiel für eine Türsteuertechnik ist in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. HEI 2-28669 beschrieben, die am 26. Juni 1990 veröffentlicht ist. Nach dieser Technik wird eine Verzögerungsendposition in einem Speicher abgespeichert. Die Verzögerungsendposition ist diejenige Position, wo die Türverzögerung aufhört und die Tür sich mit einer konstanten niedrigen Geschwindigkeit zu bewegen beginnt. Wenn die Tür betätigt wird, wird die Distanz gemessen, über welche die Tür sich mit der konstanten niedrigen Geschwindigkeit bewegt hat. Entsprechend dem Unterschied zwischen der gemessenen Distanz und der optimalen Distanz, über welche sich die Tür mit konstanter niedriger Geschwindigkeit bewegen soll, wird die Verzögerungsendposition verändert. Bei dieser Technik ergeben sich ähnliche Probleme wie bei der Technik nach der oben erwähnten japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. HEI 6-52026.
Die japanische geprüfte Patentveröffentlichung HEI 7-8159, die am 30. Januar 1995 veröffentlicht worden ist, beschreibt einen anderen Typ eines Türsteuerungssystems. Bei dieser Technik wird ein Impulssignal benutzt, dessen Impulse zu Zeitintervalen erzeugt werden, die im umgekehrten Verhältnis zur Geschwindigkeit einer Tür stehen. Die Anzahl von innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums während eines Schließ- und Öffnungsvorgangs erzeugten Impulse wird gezählt, und nachdem der Schließ- oder Öffnungsvorgang beendet ist, wird die gezählte Impulsanzahl mit einem voreingestellten Wert verglichen. Entsprechend dem Vergleichsergebnis wird das Tastverhältnis eines Impulssignals zur Steuerung einer Türbremsvorrichtung verändert. Die Türbremsvorrichtung wird intermittierend beim nächsten Schließ- oder Öffnungsvorgang entsprechend der Änderung des Tastverhältnisses betätigt. Auch bei dieser Technik wird das Tastverhältnis des Impulssignals graduell über eine Anzahl von Schließ- oder Öffnungsvorgängen eingestellt, und daher ergeben sich ähnliche Probleme wie bei den beiden vorerwähnten Patentveröffentlichungen.
In dem US-Patent Nr. 4,563,625 vom 7. Januar 1986 ist ein automatisches Türsteuersystem beschrieben, bei welchem eine Tür von einem Motor betätigt wird, dessen Drehmoment über eine Steuerung des Tastverhältnisses eines PWM-Signals bestimmt wird. Zur Erhöhung der Türgeschwindigkeit wird das Tastverhältnis des PWM-Signals vergrößert. Mit dem Motor ist ein Bremswiderstand verbunden, mit Hilfe dessen sich durch dynamisches Abbremsen des Motors die Türgeschwindigkeit verringern lässt.
Nach dieser Technik wird die Bremskraft durch den Widerstandswert des Bremswiderstandes und die Drehgeschwindigkeit des Motors zum Zeitpunkt unmittelbar vor dem Anschließen des Bremswiderstandes an den Motor bestimmt. Wenn also die Motorgeschwindigkeit unmittelbar vor dem Anschließen des Bremswiderstandes an den Motor, beispielsweise durch Änderung des Schiebewiderstands der Tür, von einem Sollwert abweicht, dann ändert sich auch die Bremsdistanz, über welche sich die Tür mit abnehmender Geschwindigkeit bis zum Erreichen einer vorbestimmten niedrigen Geschwindigkeit bewegt, von einem Nominalwert. Dies kann zu einer Änderung der Distanz zum Türpfosten, über welche die Tür sich mit langsamer Geschwindigkeit bewegen soll, führen, und damit kann die Tür am Türpfosten anstoßen. Wenn sich weiterhin die Bremskraft beispielsweise durch Änderung des Schiebewiderstands der Tür jedes Mal ändert, wenn ein Mensch durch die Tür hindurchgeht, dann ändert sich auch der Türbetrieb, und dies kann irritierend sein.
Wird das System so ausgelegt, dass keine Schiebewiderstandsänderungen auftreten, dann ist es immer noch notwendig, dass der Wert des Bremswiderstandes in Abhängigkeit vom Gewicht und der Größe der Tür einstellbar ist. Ohne eine solche Einstellung des Bremswiderstandes kann eine gewünschte Bremsdistanz nicht sichergestellt werden. Dann wird die bei der Installation der Tür erforderliche Einstellung des automatischen Türsystems kompliziert. Der Schiebewiderstand der Tür kann sich mit der Zeit ändern, und damit muss der Wert des Bremswiderstandes nachjustiert werden, um eine gewünschte Bremsdistanz sicherzustellen. Die Steuereinrichtung nach der US-Patentschrift 4,563,625 erfordert also eine Wartung zum Kompensieren von Al-terungserscheinungen der Tür.
In der EP 0 665 182 A1 ist ein automatisches Türsteuersystem beschrieben, bei welchem die Türbewegung mit Hilfe eines Algorithmus gesteuert wird, der in einem Wanderungswegcomputer implementiert ist, der seinerseits die gewünschten tatsächlichen Türpositionswerte an ein Steuergerät weitergibt, welches eine Leistungseinheit für die Türbewegung steuert. Der Wanderungsweg der Türen ist in Segmente unterteilt, die aus einem Speicher ausgelesen werden, während die Tür wandert, um ihre Bewegung zu steuern. Der Wanderungsweg umfasst Daten bezüglich der gewünschten Geschwindigkeiten für die Positionen des Türweges, welche mit den tatsächlichen Geschwindigkeitswerten verglichen werden, wobei der Unterschied dazwischen zur Kompensation von Geschwindigkeitsabweichungen benutzt wird.
Gemäß der EP 0 451 570 A2 umfasst der Türbewegungsantrieb eine Steuereinrichtung mit einer programmierbaren elektronischen Logikschaltung, die als Matrix von Schaltelementen aufgebaut ist, welche entsprechend den tatsächlichen Steuerungserfordernissen miteinander verbunden werden können.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Türsteuerung für verschiedene Türtypen, beispielsweise für eine Schwingtür oder eine Schiebetür, unabhängig von deren Gewicht und Größe in sicherer und bequemer Weise, so dass u. a. verhindert wird, dass die Tür in den Türpfosten kracht, selbst wenn externe Kräfte auf die Tür ausgeübt werden, und zwar durch Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit einer Tür auf einen gewünschten Wert, ohne Beeinflussung durch Störungen, wie etwa wenn Wind auf die Tür bläst, und ohne das Erfordernis spezieller Wartung einer Tür, um die Tür jederzeit mit gewünschten Geschwindigkeiten zu bewegen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der im Anspruch 1 definierten Weise gelöst. Spezielle Ausführungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung ist eine Türsteuerungsvorrichtung für ein automatisches Türsystem vorgesehen, die sich zur Steuerung eines Motors eignet, welcher die Tür beim Öffnen und Schließen antreibt. Die Vorrichtung enthält eine Positionsdetektoreinheit, welche die Position einer Tür sowohl beim Öffnungs- wie auch beim Schließbetrieb steuert und ein Türpositionssignal erzeugt, ferner eine Motorantriebseinheit, welche den Motor antreibt, und eine Steuereinheit, welche ein Steuersignal für die Motorantriebseinheit entsprechend dem Türpositionssignal liefert.
Die Steuereinheit enthält eine Ausgangsschaltung, welche ein Steuersignal erzeugt, mit dem die Türgeschwindigkeit bei einer durch das Türpositionssignal dargestellten Position auf eine Sollgeschwindigkeit für diese Türposition gebracht wird.
Da die erfindungsgemäße Türsteuervorrichtung die Tür in Übereinstimmung mit einer Sollgeschwindigkeit für eine bestimmte Türposition betätigt, brauchen keine anderen Bedingungen als die Türgeschwindigkeit berücksichtigt werden, wie etwa Gewicht und Gleitwiderstand der Tür. Daher kann die Türsteuervorrichtung gemäß der Erfindung bei jeglichen Arten von Türen benutzt werden, wie Einzelschiebetüren, Doppelschiebetüren, Einzelschwingtüren und Doppelschwingtüren, und sie lässt sich bei Türen unterschiedlichen Gewichts anwenden.
Außerdem kann gemäß der Erfindung die Türgeschwindigkeit augenblicklich auf eine Sollgeschwindigkeit für eine gegebene Türposition gebracht werden. Selbst wenn der Gleitwiderstand der Tür sich infolge externer auf die Tür einwirkender Kräfte oder infolge von auf die Tür blasendem Wind ändert, kann die Türgeschwindigkeit auf der Sollgeschwindigkeit gehalten werden.
Weil die Türbetätigung immer gleich ist, werden auch Passanten nicht durch den Betrieb der Tür irritiert, der sich andernfalls bei jeder Türbetätigung ändern kann.
Selbst wenn das Türsystem altert, was zu Abweichungen der Türgeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit führen kann, wird der Motor so gesteuert, dass die Differenz zu Null wird, und damit ist keine spezielle Wartung der Tür zum Kompensieren der Alterung erforderlich.
Die Steuereinheit liefert ein PWM-Signal an die Motorantriebseinheit als deren Steuersignal. Die Motorantriebseinheit ist so gebaut, dass sie den Motor abwechselnd antreibt und bremst. In diesem Fall kann der Motor unmittelbar nach dem Ende des Antriebs gebremst werden und nach dem Ende des Bremsens angetrieben werden. Dies wiederholt sich. Alternativ kann der Motor angetrieben werden und für einen bestimmten Zeitraum freilaufen und dann gebremst werden. Am Ende jedes Bremszeitraums wird der Motor wieder angetrieben. Dies wiederholt sich.
Die Motorantriebseinheit kann eine einzige Vorrichtung zum Antreiben und Bremsen des Motors enthalten, oder sie kann getrennte Vorrichtungen zum Antreiben des Motors und zum Bremsen des Motors enthalten.
Auf die Tür wirken abwechselnd eine Antriebskraft und eine Bremskraft. Die Antriebs- und Bremskräfte werden durch das PWM-Signal bestimmt. Weil sich der Antrieb und das Bremsen abwechseln, ist ein stabiler Betrieb der Tür sichergestellt. Dies lässt sich leicht verstehen durch Betrachten der Türbetätigung, wenn eine externe Kraft in Richtung der Türbewegung auf die Tür ausgeübt wird, während sich diese bewegt, es sei angenommen, dass nur die Türantriebskraft einstellbar sei. Wenn in diesem Fall die Türgeschwindigkeit größer wird, dann kann nur die aufgebrachte Antriebskraft verringert werden, jedoch ist es nicht immer möglich, die Türgeschwindigkeit auf eine Sollgeschwindigkeit zu verringern. Andererseits wird nicht nur die Antriebskraft, sondern auch die Bremskraft auf die Tür ausgeübt, und daher ist es immer möglich, die Türgeschwindigkeit auf eine Sollgeschwindigkeit zu verringern. Man kann daran denken, die Zuführung der Antriebskraft zur Tür zu unterbrechen und eine Bremskraft zuzuführen, so dass die Türgeschwindigkeit auf eine Sollgeschwindigkeit verringert wird. Jedoch kann die Anwendung der Bremskraft nur auf die Tür diese abrupt verzögern, so dass die Türbewegung ruckartig wird. Weil jedoch die Antriebskraft und die Bremskraft abwechselnd auf die Tür einwirken, kann die Türgeschwindigkeit sanft auf eine Sollgeschwindigkeit reduziert werden.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform liefert die Ausgangsschaltung ein Steuersignal zur Steuerung der Türgeschwindigkeit auf eine Sollgeschwindigkeit für einen Hochgeschwindigkeitsbereich, in welchem sich die Tür mit hoher Geschwindigkeit bewegt, für einen Bremsbereich, der dem Hochgeschwindigkeitsbereich folgt und in dem die Tür abgebremst wird, und für einen Abfangbereich, der dem Bremsbereich folgt und in dem sich die Tür mit niedriger Geschwindigkeit bewegt und somit ohne an einem Türpfosten anzustoßen anhalten kann. Das Türpositions signal gibt den Bereich an, in welchem sich die Tür momentan bewegt.
Würde die Türgeschwindigkeit im Hochgeschwindigkeitsbereich nicht kontrolliert und wäre damit zufällig, dann wäre es schwierig, die Türgeschwindigkeit im Bremsbereich auf eine Sollgeschwindigkeit für den Bremsbereich zu steuern. Weil die Tür sich dann im Bremsbereich nicht mit der Sollgeschwindigkeit bewegen würde, wäre es schwierig, ihre Geschwindigkeit im folgenden Abfangbereich auf eine Sollgeschwindigkeit für diesen zu steuern. Wenn die Türgeschwindigkeit zusätzlich zum Hochgeschwindigkeitsbereich auch im Bremsbereich willkürlich wäre, dann wäre es schwierig, sie im Abfangbereich auf eine Sollgeschwindigkeit zu bringen. In solchen Fällen würde die Tür an den Türpfosten oder eine Rahmenstruktur, wo die Tür installiert ist, anstoßen.
Um dies zu vermeiden, wird die Türgeschwindigkeit sowohl für den Hochgeschwindigkeitsbereich, als auch für den Bremsbereich und für den Abfangbereich so gesteuert, dass sie in jedem dieser Bereiche eine Sollgeschwindigkeit erreicht, und damit wird verhindert, dass die Tür an den Türpfosten anstößt.
Ein Steuergerät kann für die Steuerung eines Motors eingerichtet werden, welcher eine Tür zum Öffnen und Schließen antreibt. Die Steuervorrichtung enthält eine Motorantriebseinheit zum Antreiben des Motors und eine Steuereinheit, welche ein PWM-Signal an die Motorantriebseinheit liefert. Das PWM-Signal veranlasst den Motor, die Tür zu bewegen, wobei sie in einem Beschleunigungsbereich auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt wird, und es bewirkt, dass die Tür sich in einem auf den Beschleunigungsbereich folgenden Hochgeschwindigkeitsbereich mit der höheren Geschwindigkeit bewegt. Die Steuerein heit enthält eine Annäherungsschaltung, welche das PWM-Signal am Übergangspunkt vom Beschleunigungsbereich zum Hochgeschwindigkeitsbereich sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen der Tür an das stabilisierte PWM-Signal annähert, welches während des Hochgeschwindigkeitsbereichs bei der unmittelbar vorangehenden entsprechenden (also beim Öffnen oder Schließen) Türbetätigung erzeugt worden ist. Das stabilisierte PWM-Signal während des Hochgeschwindigkeitsbereichs kann ein durch Rückkopplung praktisch konstant gehaltenes PWM-Signal oder ein gemitteltes PWM-Signal sein, wie noch beschrieben wird.
Das PWM-Signal am Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Hochgeschwindigkeitsbereich bei einer momentanen Türbetätigung wird an das stabilisierte PWM-Signal angenähert, welches im Hochgeschwindigkeitsbereich bei der unmittelbar vorangehenden Türbetätigung vorgelegen hat, so dass die Tür sich gleichmäßig vom Beschleunigungsbereich in den Hochgeschwindigkeitsbereich bewegt.
Der Gleitwiderstand einer Tür kann sich infolge einer langen Benutzung verändern. Wenn also das PWM-Signal am Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Hochgeschwindigkeitsbereich auf einen Wert festgelegt wird, der entsprechend dem anfänglichen Gleitwiderstand bestimmt wird, dann wird der Unterschied zwischen dem festgelegten PWM-Signalwert und dem zum Erreichen einer Sollgeschwindigkeit erforderlichen PWM-Signalwert wegen der Änderung des Gleitwiderstandes mit zunehmendem Alter der Tür größer. Daher kann es schwierig sein, die Türgeschwindigkeit im Hochgeschwindigkeitsbereich gleich einer Sollgeschwindigkeit zu machen, und damit kann der Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Hochgeschwindigkeitsbereich unsanft erfolgen.
Weiterhin wird das PWM-Signal am Übergangspunkt vom Beschleunigungsbereich in den Hochgeschwindigkeitsbereich sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen der Tür an das stabilisierte PWM-Signal angenähert, welches im Hochgeschwindigkeitsbereich bei der vorangehenden entsprechenden Türbetätigung vorgelegen hat, so dass die Tür weich vom Beschleunigungsbereich in den Hochgeschwindigkeitsbereich übergehen kann.
Gegen die Tür blasender Wind kann die Türgeschwindigkeit im Hochgeschwindigkeitsbereich beeinflussen. Wenn das PWM-Signal für den Übergang fixiert ist, dann unterscheidet sich das PWM-Signal, um die Tür auf die Sollgeschwindigkeit zu bringen, stark von dem festgelegten PWM-Signal. Dieses Problem lässt sich durch das zweite Merkmal der Erfindung vermeiden.
Die Steuerungseinheit kann eine Schaltung zur graduellen Erhöhung des Wertes des PWM-Signals bei jedem Öffnen und Schließen der Tür auf den stabilisierten PWM-Signalwert enthalten, der bei der entsprechenden vorangehenden Türbetätigung im Hochgeschwindigkeitsbereich vorgelegen hat. Diese graduelle Erhöhung beginnt am Anfangspunkt des Beschleunigungsbereiches und setzt sich bis zum Übergangspunkt zwischen Beschleunigungsbereich und Hochgeschwindigkeitsbereich fort.
Das stabilisierte PWM-Signal während des Hochgeschwindigkeitsbereichs kann ein durch Rückkopplung praktisch konstant gehaltenes PWM-Signal oder ein gemitteltes PWM-Signal sein.
Das graduelle Anwachsen des PWM-Signalwertes kann beispielsweise mittels einer variablen Anzahl fester Erhöhungsschritte erfolgen. Alternativ kann der PWM-Signalwert mit einer festen Anzahl variabler Inkrementschritte erhöht werden oder mit einem festen Inkrement, wobei der erhöhte Wert anschließend für eine gegebene Periode festgehalten wird und danach der erhöhte Wert durch das feste Inkrement wiederum erhöht wird und dies wiederholt wird.
Der PWM-Signalwert im Beschleunigungsbereich sowohl beim Öffnen wie auch beim Schließen der Tür kann allmählich auf den stabilisierten Wert im Hochgeschwindigkeitsbereich während der vorangehenden entsprechenden Türbetätigung erhöht werden und damit erhält die Tür praktisch keinen Stoss, wenn sie sich im Beschleunigungsbereich bewegt. Weil die Türbewegung vom Beschleunigungsbereich in den Hochgeschwindigkeitsbereich sanft erfolgt, lässt sich eine weiche Türbewegung realisieren.
Die Steuereinheit kann eine Schaltung enthalten, welche ein PWM-Signal am Ende des Beschleunigungsbereichs für einen Zeitraum festhält, der sich zwischen Beschleunigungsbereich und Hochgeschwindigkeitsbereich erstreckt.
Die Aufrechterhaltungsschaltung kann zwischen Beschleunigungsbereich und Hochgeschwindigkeitsbereich einen Stabilisierungsbereich vorsehen, in welchem der PWM-Signalwert am Ende des Beschleunigungsbereiches festgehalten wird. In diesem Stabilisierungsbereich erreicht die Tür eine Geschwindigkeit, welche sich der dem beibehaltenen PWM-Signalwert entsprechenden Geschwindigkeit annähert. So wird die Türbewegung im Hochgeschwindigkeitsbereich weich.
Wegen der Trägheit der Tür dauert es einige Zeit, bis die Tür die dem PWM-Signal entsprechende Geschwindigkeit annimmt. In diesem Stabilisierungsbereich kann die Tür die dem PWM-Signal entsprechende Geschwindigkeit annehmen. Der Übergang vom Stabilisierungsbereich in den Hochgeschwindigkeitsbereich kann um eine vorbestimmte Zeit nach dem Anfang des Stabilisierungsbe reichs erfolgen. Alternativ kann der Hochgeschwindigkeitsbereich dann beginnen, wenn die Beschleunigung der Tür Null wird, d. h. wenn die Tür die Geschwindigkeit annimmt, die dem beibehaltenen PWM-Signalwert entspricht und die Türgeschwindigkeit sich nicht mehr erhöht.
Sowohl beim Öffnen wie auch beim Schließen der Tür kann die Steuereinheit die Zeitdauer des Stabilisierungsbereichs entsprechend dem bei dem entsprechenden vorangehenden Türbetrieb erhaltenen Ergebnis des Vergleichs der Türgeschwindigkeit am Ende des Stabilisierungsbereichs mit der für den Hochgeschwindigkeitsbereich angestrebten Geschwindigkeit bestimmen.
Die Zeitdauer des Stabilisierungsbereichs, der benötigt wird, damit die Tür die angestrebte Geschwindigkeit für den Hochgeschwindigkeitsbereich annimmt, hängt von verschiedenen Bedingungen der Tür ab. Die Türgeschwindigkeit am Ende des Stabilitätsbereichs wird mit der angestrebten Geschwindigkeit für den Hochgeschwindigkeitsbereich verglichen, und die Länge des Stabilisierungsbereichs wird entsprechend dem Vergleichsergebnis eingestellt. Während eines Übergangs vom Beschleunigungsbereich zum Hochgeschwindigkeitsbereich hält die erwähnte Einrichtung den PWM-Signalwert für die eingestellte Länge des Stabilisierungsbereichs fest. Diese Einstellung der Länge der Dauer des Stabilisierungsbereichs wird jedes Mal bei Betätigung der Tür wiederholt. Durch diese Einstellung kann die Tür den angestrebten Wert schnell erreichen, so dass sie im Hochgeschwindigkeitsbereich weicher arbeitet.
Die Annäherungsschaltung kann den PWM-Signalwert am Punkt des Übergangs vom Beschleunigungsbereich in den Hochgeschwindigkeitsbereich auf den mittleren PWM-Signalwert im Hochgeschwin digkeitsbereich bei der unmittelbar vorangehenden entsprechenden Türbetätigung annähern.
Der Einfluss von Änderungen des Werts des PWM-Signals im Hochgeschwindigkeitsbereich auf den Übergang der Tür vom Beschleunigungsbereich in den Hochgeschwindigkeitsbereich ist gering. Es lässt sich daher eine stabile Türsteuerung erreichen, und die Tür kann sich weich bewegen.
Die Steuereinheit kann Mittel zur Bestimmung des PWM-Signalwertes am Übergangspunkt vom Beschleunigungsbereich zum Hochgeschwindigkeitsbereich aufgrund eines Anfangswertes enthalten, der entsprechend den verschiedenen Türabmessungen bestimmt wird, wenn kein stabilisierter PWM-Signalwert für den Hochgeschwindigkeitsbereich verfügbar ist.
Wenn kein stabilisierter PWM-Signalbereich für den Hochgeschwindigkeitsbereich vorliegt, beispielsweise wenn die Stromversorgung des Türsystems erstmalig eingeschaltet wird, dann wird der Wert des PWM-Signals am Übergangspunkt zwischen dem Beschleunigungsbereich und dem Hochgeschwindigkeitsbereich auf Grundlage verschiedener Türabmessungen bestimmt. Es ist daher möglich, die Alterung der Tür auf Grundlage des Türbetriebs unmittelbar vor dem Einschalten der Stromversorgung zu kennen. Beispielsweise wird vor dem Abschalten der Stromversorgung für die Tür der Wert des PWM-Signals am Übergangspunkt zwischen dem Beschleunigungsbereich und dem Hochgeschwindigkeitsbereich bei jedem Öffnen und Schließen der Tür auf Grundlage des stabilisierten PWM-Signalwertes bestimmt, der im Hochgeschwindigkeitsbereich bei der unmittelbar vorangehenden entsprechenden Türbetätigung vorhanden war. Im Gegensatz dazu ist unmittelbar nach dem Einschalten der Stromversorgung kein stabilisiertes PWM-Signal verfügbar, und daher hat das PWM-Signal am Über gangspunkt einen Wert, der im Hinblick auf verschiedene Türabmessungen bestimmt wird. Haben sich die Eigenschaften der Tür infolge langer Benutzung verändert, dann können durch solche Änderungen bedingte Einflüsse nicht durch den PWM-Signalwert kompensiert werden, und daher unterscheidet sich die Türbewegung von der Bewegung vor dem Abschalten der Stromversorgung. Solche Unterschiede der Türbewegung sind ein Maß für die Alterung der Tür.
Es kann eine Steuerung für einen Motor vorgesehen werden, welcher die Tür zum Öffnen und Schließen antreibt. Die Steuerung enthält eine den Motor antreibende Motorantriebsschaltung und eine Steuereinheit zur Lieferung eines Steuersignals an die Motorantriebseinheit. Die Steuereinheit enthält einen Steuersignalgenerator, der ein Steuersignal zum Verzögern der Tür um eine im Wesentlichen konstante Rate im Bremsbereich verzögert, dem ein Abfangbereich folgt, und zur Aufrechterhaltung der Türgeschwindigkeit in dem auf den Bremsbereich folgenden Abfangbereich auf einen Wert, welchen die Tür am Übergangspunkt zwischen dem Bremsbereich und dem Abfangbereich erreicht. Der Steuersignalgenerator kann mit einer Rückkopplung unter Verwendung von zu der Türgeschwindigkeit gehörigen Daten arbeiten.
Die Türbewegung sowohl im Bremsbereich wie auch im Abfangbereich ist immer dieselbe, so dass Passanten nicht durch die Türbewegung irritiert werden, die sich andernfalls jedes Mal beim Durchschreiten der Tür ändern würde.
Es können Mittel vorgesehen werden, um die Bremssteuerung (-Bereich) an irgendeinem Punkt in einer Mehrzahl von Bereichen einschließlich des Beschleunigungsbereichs und des diesem folgenden Hochgeschwindigkeitsbereichs beginnen zu lassen. Die Mehrzahl von Bereichen kann einen Stabilisierungsabwartebereich enthalten, was im Folgenden noch beschrieben wird.
Die Tür wird im Bremsbereich mit einer konstanten Rate verzögert unabhängig von dem Punkt, wo die Bremssteuerung beginnt, und die Türgeschwindigkeit am Übergangspunkt zwischen dem Bremsbereich und den Abfangbereichen wird im Abfangbereich beibehalten. Dementsprechend kann sich die Tür bewegen, ohne Passanten zu irritieren.
Die Bremsbereichstartanordnung kann den Startpunkt des Bremsbereichs entsprechend der Türgeschwindigkeit bestimmen.
Der Zustand, in dem sich die Tür befindet, wird bestimmt aufgrund der momentanen Türgeschwindigkeit unabhängig davon, ob der Abstand der momentanen Türposition von der voll geöffneten oder voll geschlossenen Position gleich oder größer ist als die Summe aus dem Bremsweg (Länge des Bremsbereiches), der notwendig ist, um die Tür mit konstanter Rate von der momentanen Geschwindigkeit auf die für den Abfangbereich erforderliche Geschwindigkeit zu verzögern, und aus der Länge des Abfangbereichs.
Wenn also der Bremsbereich beginnt, kann die Summe der Längen des Bremsbereichs und des Abfangbereichs festgelegt werden, so dass ein Anstoßen der Tür an ihrer Montagestruktur verhindert wird, und die Sicherheit des Passanten gewährleistet ist.
Der Steuersignalgenerator kann eine Mehrzahl angestrebter Werte einstellen, auf welche die Tür sukzessive verzögert werden soll. Die angestrebten Werte liegen auf einer konstanten Neigung zwischen der Türgeschwindigkeit zu Beginn des Bremsberei ches und der für den Abfangbereich angestrebten Geschwindigkeit.
Eine Mehrzahl angestrebter Bereiche, auf welche die Türgeschwindigkeit sukzessive verzögert werden sollen, wird längs der konstanten Neigung eingestellt. Daher kann die Türbewegung an Positionen nahe der voll geschlossenen oder voll geöffneten Position immer die gleiche sein, so dass Passanten nicht irritiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines automatischen Türsystems, bei welcher eine Türsteuerung gemäß einer Ausführung der Erfindung benutzt werden kann;
2 ist ein elektrisches Schaltbild einer Motorantriebseinheit, welche bei der Steuerung nach 1 benutzt wird;
3 zeigt Signalformen an verschiedenen Punkten der Schaltung der Motorantriebseinheit gemäß 2;
4 zeigt einen idealen Türöffnungs- und -schließbetrieb des automatischen Türsystems nach 1;
5 zeigt verschiedene Positionen, welche die Tür-des automatischen Türsystems nach 1 einnehmen kann;
6a zeigt ein Beispiel eines tatsächlichen Öffnungsund Schließbetriebs der Tür des automatischen Türsystems nach 1;
6b zeigt ein Beispiel von tatsächlichen Geschwindigkeitsänderungen der Tür des automatischen Türsystems nach 1;
6c zeigt wie die Haltezeit bei der Stabilisierungsabwartesteuerung für die Tür nach 1 eingestellt wird;
7 zeigt eine Geschwindigkeitsänderung der Tür im Bremsbereich und eine sukzessive geänderte angestrebte Geschwindigkeit bei dem automatischen Türsystem nach 1;
8 veranschaulicht eine Türgeschwindigkeitsänderung die sich ergibt, wenn die Tür den Bremsbereich er- reicht, nachdem die Weichstartsteuerung in dem automatischen Türsystem nach 1 beginnt;
9 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Hauptprogramms der Steuereinheit des automatischen Türsystems nach 1;
10 ist ein Flussdiagramm des CP-Steuer-Unterprogramms aus 9;
11 ist ein Flussdiagramm des SA-Steuer-Unterprogramms aus 9;
12 ist ein Flussdiagramm des WA-Steuer-Unterprogramms aus 9;
13 ist ein Flussdiagramm des HA-Steuer-Unterprogramms aus 9;
14 ist ein Flussdiagramm des BA-Steuer-Unterprogramms aus 9;
15 ist ein Flussdiagramm des CA-Steuer-Unterprogramms aus 9;
16 ist ein Flussdiagramm des OP-Steuer-Unterprogramms aus 9.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Allgemeine Beschreibung des automatischen Türsystems
Ein automatisches Türsystem nach einer Ausführungsform der Erfindung enthält Türen 2a und 2b, wie es in 1 gezeigt ist. Die Türen 2a und 2b gleiten in entgegengesetzter Richtung längs geradliniger Wege zwischen Positionen, wo sie einen Durchgang völlig verschließen (nachfolgend als voll geschlossene Positionen bezeichnet) und Positionen, wo sie einen Durchgang völlig freigeben (anschließend als voll geöffnete Positionen bezeichnet). Die Tür 2a ist mit dem oberen Trumm einer Schleife eines Antriebsriemen 3 gekoppelt, während die Tür 2b mit dem unteren Trumm der Riemenschleife 3 gekoppelt ist. Der Riemen 3 verläuft in einer Schleife um ein leerlaufendes Rad 5a und ein Antriebsrad 5b. Letzteres wird von einem Motor, beispielsweise einem Gleichstrommotor 4, in Drehung versetzt. Die Drehung des Motors 4 bewegt die Türen 2a und 2b längs jeweils geradliniger Wege in entgegengesetzter Richtung zwischen der voll geschlossenen und der voll geöffneten Position.
Das in 1 gezeigte Türsystem ist ein Schiebetürsystem. Eine Steuerung gemäß der Erfindung kann aber nicht nur bei Schiebetürsystemen, sondern auch bei anderen Arten von Türsystemen verwendet werden. Außerdem kann die Steuerung bei Türsystemen desselben Typs, jedoch mit Türen unterschiedlichen Gewichts verwendet werden.
Allgemeine Beschreibung der Steuerung für ein automatisches System
Eine Steuerung 1 für ein automatisches Türsystem steuert den Öffnungs- und Schließvorgang der Türen 2a und 2b. Die Steuerung 1 enthält eine CPU 14. Ein Codierer 6 ist mit dem Motor 4 gekoppelt, um die Bewegungsrichtungen der Türen 2a und 2b und ihre jeweiligen Positionen zu bestimmen. Vom Codierer 6 wird ein Signal über eine I/O-Einheit 7 an die CPU 14 geliefert. Ein Sensor 12 fühlt ein Objekt, beispielsweise einen Menschen, welcher sich den Türen 2a und 2b nähert, und erzeugt ein Türbetätigungssignal. Das Türbetätigungssignal wird über eine I/O-Einheit 13 ebenfalls an die CPU 14 gegeben. Ein tragbarer Computer (Handyterminal) 16 liefert verschiedene Parameter, die zur Betätigung der Türen 2a und 2b benutzt werden, über eine I/O-Einheit 17 an die CPU 14.
Die an die CPU 14 gelieferten Daten werden in einer Speichereinheit 18 gespeichert. Die CPU 14 führt arithmetische Operationen mit den in der Speichereinheit 18 enthaltenen Daten durch zur Erzeugung und Zuführung von Richtungssignalen, sowie eines PWM-Signals über eine I/O-Einheit 11 an eine Motorantriebseinheit 10.
Die Richtungssignale umfassen ein Vorwärtsrichtungssignal und ein Rückwärtsrichtungssignal. Wenn das Vorwärtsrichtungssignal einen hohen Wert (H), treibt die Motorantriebseinheit 10 den Motor 4 in einer solchen Drehrichtung an, dass sich die Türen 2a und 2b in die voll geöffneten Positionen bewegen. Wenn das Rückwärtsrichtungssignal einen hohen Wert (H) hat, treibt die Motorantriebseinheit 10 den Motor 4 in einer solchen Drehrichtung an, dass die Türen 2a und 2b in die voll geschlossenen Positionen bewegt werden.
Die Motorantriebseinheit 10 treibt und bremst alternativ den Motor 4 entsprechend dem PWM-Signal. Wie im Einzelnen noch beschrieben wird, wird der Motor dann, wenn das PWM-Signal einen hohen Pegel (H) hat, angetrieben, so dass er sich dreht, während dann, wenn das PWM-Signal einen niedrigen Pegel (L) hat, der Motor 4 gebremst wird. Das Verhältnis der Periode des H-Pegels zu einer vollständigen Periode des PWM-Signals ist das Tastverhältnis des PWM-Signals. Das Tastverhältnis wird so eingestellt, dass die Antriebs- und Bremsperioden des Motors 4 gesteuert werden. Über die Periodensteuerung lassen sich die Antriebskraft und die Bremskraft für die Türen 2a und 2b einstellen.
Struktur der Motorantriebseinheit 10
Wie 2 zeigt, enthält die Motorantriebseinheit 10 eine Brückenschaltung aus Halbleiterschaltern, z. B. FET's, T1 bis T4. Mit den jeweiligen FET's T1 bis T4 sind Dioden Dl bis D4 gegenpolig verbunden. Eine von einer Gleichspannungsquelle 22 gelieferte Gleichspannung wird am Verbindungspunkt der FET's T1 und T4 sowie am Verbindungspunkt der FET's T3 und T4 angeschlossen. Ein Anschluss M1 des Motors 4 ist mit dem Verbindungspunkt der FET's T1 und T3 verbunden, der andere Motoranschluss M2 ist mit dem Verbindungspunkt der FET's T2 und T4 verbunden.
Wenn die FET's T1 und T4 eingeschaltet sind und die FET's T2 und T3 gesperrt sind, dann fließt Strom von der Gleichstromquelle 22 durch den FET T1, den Motor 4 und den FET T4, so dass der Motor in Vorwärtsrichtung angetrieben wird und die Türen 2a und 2b öffnet. Danach werden die FET's T1 und T2 gesperrt und die FET's T3 und T4 eingeschaltet, so dass im Motor 4 eine elektromotorische Gegenkraft erzeugt wird, welche einen Strom durch den FET T3, die Diode D4 und den Motor 4 fließen lässt, der den Motor 4 dynamisch abbremst.
Wenn die FET's T2 und T3 eingeschaltet sind und die FET's T1 und T4 gesperrt sind, fließt Strom von der Gleichstromquelle 22 durch den FET T2, den Motor 4 und den FET T3, so dass der Motor sich in Gegenrichtung dreht und die Türen 2a und 2b schließt. Danach werden die FET's T1 und T2 gesperrt und die FET's T3 und T4 eingeschaltet, so dass eine elektromotorische Gegenkraft im Motor 4 erzeugt wird, infolge derer Strom durch den FET T4, die Diode D3 und den Motor T4 fließt und den Motor 4 dynamisch abbremst.
Die Dioden D3 und D4 dienen nicht nur der Leitung des zirkulierenden Stroms während des Bremsens, sondern verhindern auch, dass die FET's T3 und T4 von der elektromotorischen Gegenkraft zum Durchbrechen gebracht werden, welche durch das Schalten zwischen Antrieb und Bremsen des Motors 4 entsteht. Die Dioden Dl und D2 verhindern ein Durchbrechen der FET's T1 und T2 infolge der beim Schalten zwischen dem Antrieb und dem Bremsen des Motors 4 erzeugten elektromotorischen Gegenkraft.
Betrieb der Motorantriebseinheit 10
Die FET's T1 bis T4 werden in folgender Weise gesteuert, um den Motor 4 anzutreiben und zu bremsen. Das Vorwärtsrichtungssignal und das PWM-Signal werden von der CPU 14 einer NAND-Schaltung 24 zugeführt, deren Ausgang mit dem Gate des FET T3 gekoppelt ist. Der Ausgang der NAND-Schaltung 24 wird ferner von einem Inverter 19 invertiert und dann dem Gate des FET T1 zugeführt. Das Rückwärtsrichtungssignal und das PWM-Signal werden von der CPU 14 einer NAND-Schaltung 21 zugeführt, deren Ausgang mit dem Gate des FET T4 verbunden ist. Ferner wird das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 21 durch einen Inverter 23 invertiert, ehe es dem Gate des FET T2 zugeführt wird. Die FET's T1 bis T4 werden leitend, wenn ihren Gates ein Signal vom H-Pegel zugeführt wird.
Wenn das Vorwärtsrichtungssignal mit dem Pegel H und das PWM-Signal der NAND-Schaltung 24 zugeführt werden, dann nimmt das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 24, welches dem Gate des FET T3 zugeführt wird, einen niedrigen Pegel (N) an, wie in 3 in der Kurvenform für die Gatespannung von T3 zu entnehmen ist. Dadurch wird der FET T3 gesperrt. Zu diesem Zeitpunkt hat das Ausgangssignal des Inverters 19, welches die invertierte Version des Ausgangssignals der NAND-Schaltung 24 ist, den Pegel H. Dieses Ausgangssignal des Inverters 19 mit dem Pegel H wird dem Gate des FET T1 zugeführt, so dass dieser leitend wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Rückwärtsrichtungssignal mit dem Pegel L und das PWM-Signal der NAND-Schaltung 21 zugeführt werden, dann nimmt deren Ausgangssignal den Pegel H an, wenn das PWM-Signal den Pegel H hat, und damit wird der FET T4 leitend. Zur gleichen Zeit hat das Ausgangssignal des Inverters 23 den Pegel L und wird dem FET T2 zugeführt, um ihn zu sperren. Wenn also das Vorwärtsrichtungssignal den Pegel H und das Rückwärtsrichtungssignal den Pegel L und das PWM-Signal den Pegel H hat, dann leiten die FET's T1 und T4, und die FET's T2 und T3 sind gesperrt, so dass der Motor 4 in Vorwärtsrichtung angetrieben wird.
Wenn das PWM-Signal den Pegel L annimmt, während das Vorwärtsrichtungssignal den Pegel H und das Rückwärtsrichtungssignal den Pegel L haben, dann hat das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 24 den Pegel H und das Ausgangssignal des Inverters 19 den Pegel L. Dadurch werden die FET's T3 und T4 leitend beziehungsweise gesperrt. Das Ausgangssignal der NAND-Schaltung 21 bleibt auf dem Pegel H, und damit bleibt das Ausgangssignal des Inverters 23 auf dem Pegel L, selbst wenn das PWM-Signal den Pegel L annimmt. Demzufolge bleiben die FET's T4 und T2 im Leitungszustand beziehungsweise im gesperrten Zustand. Wenn das Vorwärtsrichtungssignal nun den Pegel H und das Rückwärtsrichtungssignal den Pegel L und das PWM-Signal den Pegel L hat, dann leiten die FET's T3 und T4 und die FET's T1 und T2 sind gesperrt, so dass der Motor 4 gebremst wird.
Gleichermaßen werden die FET's T2 und T3 leitend und die FET's T1 und T4 gesperrt, wenn das Vorwärtsrichtungssignal und das Rückwärtsrichtungssignal den Pegel L beziehungsweise H einnehmen und das PWM-Signal den Pegel H hat. Dies führt dazu, dass sich der Motor 4 in Gegenrichtung dreht. Haben das Vorwärts richtungssignal und das Rückwärtsrichtungssignal die Pegel L beziehungsweise H und das PWM-Signal den Pegel L, dann werden die FET's T3 und T4 leitend und die FET's T1 und T2 gesperrt. Dies führt zum Abbremsen des Motors 4.
Da das PWM-Signal die Pegel H und L abwechselnd annimmt, wird der Motor 4 abwechselnd angetrieben und gebremst, in welcher Richtung, vorwärts oder rückwärts, er sich auch drehen mag. Das Tastverhältnis des PWM-Signals wird verändert, um die Periode, wo der Motor angetrieben wird (H-Pegelperiode des PWM Signals) zu verändern, so dass die Antriebskraft des Motors 4 eingestellt wird. In diesem Falle wird auch die Periode, während derer der Motor 4 dynamisch gebremst wird, (L-Pegelperiode des PWM-Signals) entsprechend verändert, und damit wird die auf den Motor 4 wirkende Bremskraft ebenfalls geändert. Die Steuerung, bei welcher der Motor abwechselnd angetrieben und gebremst wird, wird in dieser Beschreibung als Antriebs- und Brems-Steuerung bezeichnet.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird der Antrieb und das Bremsen des Motors 4 durch die Motorantriebseinheit 10 gesteuert, aber für die Antriebs- und Brems-Steuerung des Motors können auch separate Einheiten benutzt werden. In einem solchen Fall müssen die Antriebseinheit und die Bremseinheit derart gesteuert werden, dass Antrieb und Bremsen des Motors 4 abwechseln.
Grundsätzlicher Betrieb der Türen 2a und 2b
Die Türen 2a und 2b können sich symmetrisch zur Vertikalachse durch die Mitte der Türdurchgangsbreite bewegen. Daher wird im Folgenden der Betrieb nur einer, 2a, der beiden Türen 2a und 2b beschrieben.
4 zeigt die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Tür 2a und den Türpositionen beim Öffnen und Schließen dieser Tür, wenn sie in idealer Weise zwischen der voll geöffneten Position OP und der voll geschlossenen Position CP hin- und her läuft. Wie aus 4 hervorgeht, bewegt sich die Tür 2a beim Öffnen aus der voll geschlossenen Position CP durch einen Sanftstart-Steuerbereich SA, einen Stabilisierungsabwarte-Steuerbereich WA, einen Hochgeschwindigkeits-Steuerbereich HA, einen Brems-Steuerbereich BA und einen Dämpfungs-Steuerbereich CA in die voll geöffnete Position O. Beim Schließen bewegt sich die Tür 2a aus der voll geöffneten Position OP durch einen Sanftstart-Steuerbereich SA, einen Stabilisierungsabwarte-Steuerbereich WA, einen Hochgeschwindigkeits-Steuerbereich HA, einen Bremssteuerbereich BA und einen Dämpfungs-Steuerbereich CA in die voll geschlossene Position CP.
Die CPU 14 vergleicht die Geschwindigkeit der Tür 2a mit der angestrebten Geschwindigkeit für eine momentane Position der Tür in jedem der folgenden Bereiche: Hochgeschwindigkeitsbereich HA, Bremssteuerbereich BA und Dämpfungssteuerbereich CA, und stellt das Tastverhältnis des PWM-Signals so ein, dass der Unterschied zwischen der momentanen Geschwindigkeit und der angestrebten Geschwindigkeit durch Rückkopplung gesteuert zu Null wird. Durch diese Rückkopplungssteuerung kann die Türgeschwindigkeit in Realzeit gesteuert werden. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die erfindungsgemäße Rückkopplungssteuerung von einer Steuerung zum Einstellen der Antriebskraft für den Motor 4 auf Grundlage des Unterschiedes zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit der Tür 2a und der angestrebten Geschwindigkeit, nachdem sich die Tür 2a aus der voll geöffneten Position OP in die voll geschlossene Position CP bewegt hat oder nachdem die Tür 2a sich aus der voll geschlossenen Position CP in die voll geöffnete Position OP bewegt hat.
Weil die CPU 14 sowohl eine Antriebs- und Bremssteuerung wie auch eine Rückkopplungssteuerung für die Tür vorsieht, kann sich außerdem die Tür sanft bewegen.
Es sei angenommen, dass im Fall, dass nur die Antriebskraft für den Motor durch Rückkopplung gesteuert sei, die Geschwindigkeit der Tür 2a aus irgendeinem Grund die angestrebte Geschwindigkeit überschreitet. Wenn in einem solchen Fall nur die Antriebskraft für die Tür 2a verringert wird, kann deren Geschwindigkeit wegen der Trägheit nicht unmittelbar auf die angestrebte Geschwindigkeit herabgesetzt werden. Daher muss die Antriebskraft weiter verringert werden. Dann wird aber die Rückkopplungssteuerung instabil.
Wenn die Tür die angestrebte Geschwindigkeit überschreitet, dann kann der Antrieb des Motors 4 unterbrochen werden, und er wird gesteuert abgebremst. Wird dem Motor 4 allerdings eine große Bremskraft erteilt, um die Geschwindigkeit der Tür gegen die Trägheit zu verringern, dann erhält die Tür 2a einen Stoß und bewegt sich nicht sanft.
Im Gegensatz dazu erhält der Motor 4 bei der Erfindung infolge der Anwendung sowohl einer Antriebs- und Brems-Steuerung als auch einer Rückkopplungs-Steuerung abwechselnd eine Antriebsund eine Bremskraft und bringt daher die Tür auf die angestrebte Geschwindigkeit, ohne dass die oben genannten Probleme auftreten und die Tür sich demzufolge sanft bewegen kann.
Steuerung seitens der CPU 14 beim Installieren der Türen 2a und 2b

A. Nachdem das automatische Türsystem installiert ist, werden die Türen 2a und 2b von Hand durch einen Monteur in die voll geöffneten Positionen gebracht. Anschließend wird mit Hilfe eines tragbaren Computers 14 ein Befehl an die CPU 14 gegeben, dass sich die Türen 2a und 2b in Richtung der voll geschlossenen Position CP bewegen sollen. Die CPU 14 beginnt die Länge des Hubs N der Türen aus der voll geöffneten Position OP in die voll geschlossene Position CP aufgrund eines Signals zu messen, das von dem Codierer 6 an die CPU 14 gegeben wird. Siehe 5.

Der Codierer 6 erzeugt jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen des Motors 4 einen Impuls. Der Abstand, den jede der Türen 2a und 2b bei einer gegebenen Anzahl von Motorumdrehungen durchläuft, ist bekannt. Daher kann die CPU 14 die Position der Türen 2a und 2b durch Abzählen der Impulse vom Codierer 6 bestimmen.

B. Mit der Verwendung des Handcomputers 16 werden verschiedene Parameter für den Betrieb der Türen 2a und 2b eingestellt. Es handelt sich um die folgenden Parameter:

P_oh: Öffnungsgeschwindigkeitsparameter
Dieser Parameter entspricht der angestrebten Geschwindigkeit V_oh im Hochgeschwindigkeitsbereich HA beim Öffnen der Türen 2a und 2b. (Im Folgenden wird die angestrebte Geschwindigkeit V_oh als Öffnungs-Soll-Hochgeschwindigkeit V_oh bezeichnet). Für den Öffnungsgeschwindigkeitsparameter P_oh wird eine der Zahlen von 0 bis 7 ausgewählt. Entsprechend der gewählten Zahl stellt der Computer 14 einen Wert für die Öffnungs-Soll-Hochgeschwindigkeit V_oh ein.
P_ch: Schließgeschwindigkeitsparameter
Dieser Parameter entspricht der angestrebten Geschwindigkeit V_ch im Hochgeschwindigkeitsbereich HA beim Schließen der Türen 2a und 2b. (Im Folgenden wird die angestrebte Geschwindigkeit V_chh als Schließ-Soll-Hochgeschwindigkeit V_ch bezeichnet). Für den Schließgeschwindigkeitsparameter P_ch wird eine der Zahlen von 0 bis 7 ausgewählt. Entsprechend der ausgewählten Zahl stellt die CPU 14 einen Wert für die Schließ-Soll-Hochgeschwindigkeit V_ch ein.
P_oc: Öffnungs-Dämpfungs-Geschwindigkeitsparameter
Dieser Parameter entspricht einer Sollgeschwindigkeit V_oc im Dämpfungssteuerbereich CA beim Öffnen der Türen 2a und 2b. (Im Folgenden wird die Sollgeschwindigkeit V_oc als Öffnungs-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_oc bezeichnet). Für die Öffnungs-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_ocwird eine der Zahlen von 0 bis 3 gewählt. Entsprechend der gewählten Zahl stellt die CPU 14 einen Wert für die Öffnungs-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_oc ein.
P_cc: Schließ-Dämpfungs-Geschwindigkeitsparameter
Dieser Parameter entspricht einer Sollgeschwindigkeit V_oc im Dämpfungssteuerbereich CA beim Schließen der Türen 2a und 2b. (im Folgenden wird die Sollgeschwindigkeit V_oc als Schließ-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_oc bezeichnet.) Für die Schließ-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_cc wird eine der Zahlen 0 bis 3 gewählt. Entsprechend der gewählten Zahl stellt die CPU 14 einen Wert für die Schließ-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_cc ein.
PT; Öffnungszeitparameter
Wenn das Betriebssignal verschwindet, weil der Sensor 12 keinen Gegenstand mehr fühlt, dann beginnt ein Öffnungstimer der CPU 14 von einem Taktgenerator 20 gelieferte Taktimpulse zu zählen (1). Wenn der Zählwert einen Wert erreicht, der einer Offenzeit-Periode entspricht, für welche die Türen offen gehalten werden sollen, dann veranlasst die CPU 14 ein Schlie ßen der Türen 2a und 2b. Die Offenzeit-Periode wird von einem Offenzeit-Parameter P_T eingestellt. Es wird eine der Zahlen von 0 bis 7 ausgewählt und die CPU 14 verwendet die gewählte Zahl als Offenzeit-Periode P_T (Sekunden).
P_S: Startdrehmomentparameter
Die CPU 14 erhöht sukzessive das Tastverhältnis des PWM-Signals in mehreren Schritten, wenn die Türen 2a, 2b sich im Sanftstart-Steuerbereich SA befinden, wie später noch beschrieben wird. Jedes Tastverhältnis wird für eine feste Tastverhältnis-Haltezeit-Periode ts festgehalten, welcher ein Startdrehmomentparameter P_S entspricht. Für den Startdrehmomentparameter Ps wird eine der Zahlen von 0 bis 7 gewählt, und entsprechend der gewählten Zahl bestimmt die CPU einen Wert für die Tastverhältnis-Haltezeit-Periode t_s.
P_B: Bremsdrehmomentparameter
Wie noch beschrieben wird, verzögert die CPU 14 die Türen 2a, 2b in mehreren Schritten im Bremssteuerbereich BA. Für jeden der Schritte wird eine Sollgeschwindigkeit eingestellt, die über eine vorbestimmte Sollgeschwindigkeitshaltedistanz d_B aufrechterhalten wird. Dieser Sollgeschwindigkeits-Haltedistanz d_B entspricht ein Bremsdrehmomentparameter P_B, für den eine der Zahlen von 1 bis 7 ausgewählt werden, und entsprechend der ausgewählten Zahl bestimmt die CPU 14 die Sollgeschwindigkeits-Haltedistanz d_B.
P_R: Drehumkehr-Drehmomentparameter
Dieser Parameter ist für die Erfindung nicht relevant und wird. daher nur kurz beschrieben. Wenn der Sensor 12 während des Schließens der Türen 2a und 2b einen Gegenstand fühlt, dann veranlasst die CPU 14, dass die Türen 2a und 2b sich öffnen.
Zu diesem Zweck muss die Bewegungsrichtung der Türen 2a und 2b umgekehrt werden, und dazu müssen sie verzögert werden. Diese Verzögerung erfolgt schrittweise, wobei für die einzelnen Schritte Sollgeschwindigkeiten eingestellt werden. In jedem Schritt wird die Sollgeschwindigkeit über eine vorbestimmte Distanz d_R aufrechterhalten, welcher der Parameter P_R entspricht. Für P_R wird eine der Zahlen von 0 bis 7 gewählt, und die CPU 14 bestimmt entsprechend der gewählten Zahl die Aufrechterhaltungsdistanz d_R.
Diese Parameter werden von einem Monteur entsprechend den verschiedenen Abmessungen der Tür wie Gewicht und Größte eingestellt.
Steuerung, welche vom Steuergerät 1 jeden Tag beim Einschalten der Stromversorgung zu Beginn der Benutzung des automatischen Türsystems durchgeführt wird.
Jedes mal, wenn Strom an das Steuergerät 1 gelegt wird, bewegt es die Tür 2a, 2b von der voll geöffneten Position OP in die voll geschlossene Position CP, und zwar aus folgendem Grund.
Wenn dem Steuergerät 1 erstmalig Strom zugeführt wird, dann kann die CPU 14 die genaue Position der Türen 2a, 2b nicht bestimmen. Obwohl die Positionen der Türen 2a und 2b von der CPU 14 in der Speichereinheit 18 gespeichert worden sind, besteht die Möglichkeit, dass irgendjemand die Türen nach dem Abschalten des Stromes vom Steuergerät 1 bewegt haben könnte. Daher stellen die im Speicher gespeicherten Positionen der Türen 2a und 2b nicht immer die Positionen der Türen beim Einschalten des Stromes dar.
Weiterhin können die Türen 2a und 2b nicht immer richtig gesteuert werden, wenn die Steuerung beim Einschalten des Steuergerätes 1 auf den im Speicher 8 gespeicherten Türpositionen beruht. Um die Türen richtig zu steuern, muss jede Tür nach Einschalten des Steuergerätes 1 in die voll geschlossenen Position CP bewegt werden. Diese Schließposition CP wird als eine Referenzschließposition RCP benutzt, welche einen Wegdistanzwert von Null (0) hat. Alternativ können die Türen 2a, 2b statt in die voll geschlossenen Position CP auch in die voll geöffnete Position OP bewegt werden. In diesem Fall wird die voll geöffnete Position OP als Referenz-Offenposition ROP benutzt, welcher einen Wegdistanzwert von N hat. Dies wird bewirkt, indem der Zählwert des Zählers in der CPU zum Feststellen der Türposition 0 oder N eingestellt wird. Damit sind die Positionen der Türen 2a und 2b zu Beginn der Steuerung festgelegt.
Ob die Türen 2a und 2b beim ersten Einschalten des Steuergerätes zu Tagesbeginn in die voll geschlossene Position CP oder die voll geöffnete Position OP bewegt werden, kann festgelegt werden, wenn das Türsystem installiert ist.
Die CPU 14 führt verschiedene Steuerungen durch, einschließlich der folgenden beiden, welche für die Erfindung von Bedeutung sind. (1) Steuerung zum Öffnen der Türen 2a und 2b auf ein Türbetätigungssignal hin, welches vom Sensor 12 erzeugt wird, wenn er einen Gegenstand feststellt, und nachfolgendes Schließen der Türen. (2) Steuerung zur Verzögerung der Türen 2a und 2b, wenn sie einen Öffnungsbremsbeginnpunkt OBP oder einen Schließbremsbeginnpunkt CBP erreichen, was noch später beschrieben wird, wobei die CPU 14 eine Sanftstartsteuerung oder eine Stabilisierungs-Abwartesteuerung bewirkt.
Detaillierte Beschreibung der Steuerung (1)
Die CPU 14 steuert das Tastverhältnis des PWM-Signals für jeden der 5 Steuerbereiche, sowohl beim Öffnungs- wie auch beim Schließvorgang der Türen, wie es 4 zeigt, auf folgende Weise. Die fünf Steuerbereiche sind der Sanftstart-Steuerbereich SA, der Stabilisierungsabwarte-Steuerbereich WA, der Hochgeschwindigkeits-Steuerbereich HA, der Brems-Steuerbereich BA und der Dämpfungs-Steuerbereich CA.
i. Sanftstartsteuerung beim Türöffnungsvorgang
Die Sanftstartsteuerung erfolgt, wenn der Sensor 12 beim Türöffnungsvorgang ein Türbetätigungssignal an die CPU liefert. Die Sanftstartsteuerung besteht darin, dass das Tastverhältnis des PWM-Signals schrittweise um ein vorbestimmtes Inkrement D_UC erhöht wird, was zu einer Erhöhung der Türgeschwindigkeit führt: Die Türen werden also beschleunigt. Beispielsweise beträgt das Tastverhältnis für den ersten Schritt D_UC. Dieses Tastverhältnis wird für eine Tastverhältnis-Haltezeitperiode ts aufrechterhalten, welche von der CPU 14 entsprechend dem Startdrehmomentparameter P_S bestimmt wird. Das Tastverhältnis für den zweiten Schritt ist 2·D_uc, welches ebenfalls für die Zeitperiode ts aufrechterhalten wird. In gleicher Weise wird das Tastverhältnis in einer vorbestimmten Anzahl von Schritten S um das Inkrement D_UC vergrößert.
Wenn der Sensor 12 erstmalig ein Türöffnungssignal erzeugt, nachdem das Steuergerät 1 eingeschaltet worden ist, dann wird die Gesamtanzahl von Schritten S von der CPU 14 auf den Öffnungsgeschwindigkeitsparameter P_oh, multipliziert beispielsweise mit 2, eingestellt. Dann ist die Sollgeschwindigkeit für den Übergangspunkt zwischen dem Sanftstart-Steuerbereich und dem Stabilisierungs-Steuerbereich ein vorbestimmter Wert von D_UC·2·P_oh·2.
Danach wird jedes Mal, wenn der Sensor 12 ein zweites und nachfolgende Türöffnungssignale erzeugt, die Gesamtschrittanzahl S bestimmt, indem das mittlere Tastverhältnis D_ua(X) am Ende der Hochgeschwindigkeitssteuerung durch D_UC geteilt wird, wie später noch beschrieben wird. Damit hat die Sollgeschwindigkeit am Übergangspunkt zwischen dem Sanftstart-Steuerbereich SA und dem Stabilisierungsabwarte-Steuerbereich WA einen stabilen Wert D_ua(X).
6a zeigt, wie das Tastverhältnis des PWM-Signals im Sanftstart-Steuerbereich SA anwächst. Mit der Vergrößerung des Tastverhältnisses des PWM-Signals nimmt die Türgeschwindigkeit entsprechend zu, wie 6b zeigt. Wenn das PWM-Signal den Pegel H hat, dann wird wie gesagt auf die Türen 2a und 2b eine Antriebskraft ausgeübt, und wenn das PWM-Signal den Wert L annimmt, dann werden die Türen 2a und 2b abgebremst. Die Türgeschwindigkeit wird allmählich erhöht, weil, selbst wenn dem Motor 4 ein PWM-Signal mit großen Tastverhältnis zugeführt wird, die Türgeschwindigkeit wegen der Trägheit der Türen nicht plötzlich zunimmt und diese einen unerwünschten Stoß erhielten.
ii. Stabilisierungsabwarte-Steuerung
Die Stabilisierungsabwarte-Steuerung folgt der Sanftstart-Steuerung. Sie ist eine Steuerung, um das Tastverhältnis des PWM-Signals beim letzten Schritt des Sanftstart-Steuerbereichs SA für eine vorbestimmte Haltezeitperiode aufrechtzuerhalten. Wie 6(b) zeigt, besteht eine Möglichkeit, dass die Türgeschwindigkeit v_x selbst beim letzten Schritt der Sanftstart-Steuerung nicht die Sollgeschwindigkeit annehmen kann. Die Stabilisierungsabwarte-Steuerung ist eine Steuerung zur Aufrechterhaltung des zuletzt aufgetretenen Tastverhältnisses der Sanftstart-Steuerung für eine Wartezeitperiode, bis die Türgeschwindigkeit v_x die Sollgeschwindigkeit VA annimmt.
Die Haltezeitperiode ist vorher eingestellt worden. Jedoch kann in Abhängigkeit von den Verhältnissen, unter welchen ein Türsystem installiert ist, die voreingestellte Haltezeitperiode zu kurz sein, um die Tür die Sollgeschwindigkeit am Ende des Stabilsierungsabwarte-Steuerbereichs WA annehmen zu lassen. Daher wird jedes Mal am Ende der Stabilisierungsabwarte-Steuerung die Türgeschwindigkeit mit der Sollgeschwindigkeit verglichen. Beispielsweise wird der absolute Wert der Differenz zwischen den beiden Geschwindigkeiten berechnet, und es wird festgestellt, ob der absolute Wert größer als ein vorbestimmter Wert vd ist oder nicht. Mit anderen Worten erfolgt eine Bestimmung, ob die Türgeschwindigkeit am Ende des Stabilisierungsabwarte-Steuerbereichs WA innerhalb eines zulässigen Bereichs von [(der Sollgeschwindigkeit)± vd] ist, wie dies in 6(c) gezeigt ist.
Wenn der absolute Wert des Differenzsignals gleich oder kleiner als vd ist, dann bedeutet dies, dass die Türgeschwindigkeit innerhalb des Bereichs von [(Sollgeschwindigkeit) ± vd] liegt, und daher beim Abkürzen der Haltezeitperiode die Türgeschwindigkeit innerhalb des zulässigen Bereichs gehalten würde. Somit wird die Haltezeitperiode um einen vorbestimmten Betrag verkürzt, und die nächste Stabilisierungsabwarte-Steuerung erfolgt auf Grundlage der verkürzten Haltezeitperiode. Wenn mehrmals eine Stabilisierungsabwarte-Steuerung erfolgt ist, kann dann die Haltezeitperiode einen minimalen Wert annehmen, der erforderlich ist, um die Türgeschwindigkeit praktisch gleich der Sollgeschwindigkeit zu machen.
Ist der Absolutwert der Differenz größer als vd, dann bedeutet dies, dass die Türgeschwindigkeit außerhalb des zulässigen Bereichs liegt und ein Über- oder Unterschießen auftreten kann. In diesem Fall wird die Haltezeitperiode um einen vorbestimmten Betrag vergrößert. Die nächste Stabilisierungsabwarte-Steuerung wird auf Grundlage der vergrößerten Haltezeitperiode durchgeführt. Nachdem die Stabilisierungs-Steuerung mehrmals durchgeführt worden ist, nimmt die Haltezeitperiode den kleinsten Wert an, der notwendig ist, um die Türgeschwindigkeit im Wesentlichen gleich der Sollgeschwindigkeit werden zu lassen. Dann kann die Stabilisierungsabwarte-Steuerung entfallen, und der Sanftstartsteuerung kann unmittelbar die Hochgeschwindigkeits-Steuerung folgen.
iii. Hochgeschwindigkeits-Steuerung
Die Hochgeschwindigkeits-Steuerung folgt der Stabilisierungsabwarte-Steuerung. Im Hochgeschwindigkeits-Steuerbereich HA wird die Türgeschwindigkeit v_x jedes Mal, wenn sie bestimmt wird, rückkopplungsgesteuert, so dass sie eine Öffnungs-Soll-Hochgeschwindigkeit erreicht, welche von der CPU 14 entsprechend dem Öffnungs-Geschwindigkeitsparameter P_oh bestimmt wird. Speziell wird das Tastverhältnis D_u(x) des der Motorantriebseinheit 10 zuzuführenden PWM-Signals mit der folgenden Gleichung (1) berechnet, auf Grundlage des Tastverhältnisses D_u(x-1) beim unmittelbar vorangehenden Türöffnungsvorgang, der momentanen Geschwindigkeit v_x der Tür 2a, 2b, der Öffnungs-Soll-Hochgeschwindigkeit P_oh und eines Faktors K.
Du(X) = Du(X – 1) – K(vx – voh) (1)
Der Faktor K ist ein Faktor zur Umwandlung der Geschwindigkeit in ein Tastverhältnis. Die Drehzahl des Motors 4 wird entsprechend dem berechneten Tastverhältnis D_u(x) gesteuert.
Parallel zu dieser Berechnung berechnet die CPU 14 den Mittelwert des Tastverhältnisses D_ua (x) nach der folgenden Gleichung (2).
Dua(X) = [Du(x) + Dua(X –1)]/2 (2)
Der Ausdruck D_ua(x – 1) stellt das mittlere Tastverhältnis beim unmittelbar vorangehenden Türöffnungsvorgang dar. Für die anfängliche Hochgeschwindigkeits-Steuerung steht der Mittelwert des Tastverhältnisses D_ua(x – 1) des vorangehenden Öffnungsvorgangs nicht zur Verfügung, und daher wird das Tastverhältnis Du (x) als D_u(ax – 1) benutzt. Das mittlere Tastverhältnis D_ua(x) wird bei der Berechnung der gesamten Schritte für die Sanftstart-Steuerung beim nächsten Türöffnungsvorgang benutzt. Das mittlere Tastverhältnis D_ua(x) kann durch irgendeine andere bekannte Technik als durch Benutzung der Gleichung (2) berechnet werden.
Die Türgeschwindigkeit v_x wird aus dem vom Codierer 6 gelieferten Signal berechnet. Speziell zählt die CPU 14 die Anzahl der vom Taktgenerator 20 erzeugten Taktimpulse in einem Zeitraum von der Vorderflanke eines Impulses vom Codierer 6 bis zur Vorderflanke des nächsten Impulses, also innerhalb einer Periode des Impulssignals des Codierers 6. Wie zuvor beschrieben ist die Distanz, welche die Türen 2a, 2b in einem Zeitraum von einem vom Codierer 6 erzeugten Impuls bis zum nächsten wandern, bekannt und daher kann die Geschwindigkeit der Türen 2a und 2b durch Zählen der Anzahl von Taktimpulsen berechnet werden, welche innerhalb dieser einen Periode auftreten.
Die Hochgeschwindigkeitssteuerung dauert an, bis eine durch die folgende Gleichung (3) bestimmte Endbedingung erfüllt ist. NX ≥ N – N4 – SB· dB. (3)
Hierbei ist es S_B = (D_u(x)/D_UC) und stellt die Gesamtanzahl von Schritten dar, in denen das momentane Tastverhältnis D_ux um den Betrag D_UC zu verringern ist, bis es D_UC wird. Das momentane Tastverhältnis D_U(x) entspricht der momentanen Türgeschwindigkeit v_x. Demgemäß wird die Türgeschwindigkeit von der momentanen Geschwindigkeit um einen Betrag herabgesetzt, der D_UC entspricht, und S_B stellt die Anzahl von Schritten dar, welche benötigt werden, um die Türgeschwindigkeit auf die D_UC entsprechende Geschwindigkeit herabzusetzen. In Gleichung (3) bedeutet d_B eine vorbestimmte Aufrechterhaltungsdistanz, die auf Grundlage des Bremsdrehmomentparameters P_B bestimmt wird. Das Tastverhältnis wird in jedem Schritt für diese Aufrechterhaltungsdistanz beibehalten. Damit stellt (S_B·d_B) die Länge N_B des Bremssteuerbereichs BA dar, welche erforderlich ist, damit die Türgeschwindigkeit v_x abnimmt.
Der Term N₄ in Gleichung (3) bedeutet die Länge des Dämpfungs-Steuerbereichs CA.
Die rechte Seite der Gleichung 3 stellt somit den Öffnungs-Brems-Steuerstartpunkt OBP für die momentane Türgeschwindigkeit dar v_x dar, bei welcher die Bremssteuerung falls notwendig beginnen sollte (siehe 5). Der Term N_x auf der linken Seite der Gleichung 3 stellt die momentane Türposition dar, welche durch Zählen der Ausgangsimpulse des Codierers 6 von dem Zähler in der CPU 14 bestimmt wird. Somit lässt sich mit Gleichung 3 beurteilen, ob die momentane Türposition N_x der Bremsstartpunkt OBP ist oder nicht, bei welchem die Bremssteuerung für die momentane Türgeschwindigkeit v_x beginnen muss.
Der Öffnungs-Bremssteuerstartpunkt OBP ist nicht vorbestimmt, sondern wird entsprechend dem Tastverhältnis des PWM-Signals, welches der momentanen Geschwindigkeit der Tür 2 entspricht, bestimmt.
iv. Bremssteuerung
Die Bremssteuerung beginnt, wenn Gleichung 3 erfüllt ist. Bei der Bremssteuerung wird eine Sollgeschwindigkeit Vb(S) für jeden Schritt S (S sei gleich einem Wert von 0 bis S_B) der Gesamtzahl von Schritten S_B, die für die Erfüllung der Endbedingung (3) nötig ist, bestimmt. Die Türgeschwindigkeit wird so rückkopplungsgesteuert, dass die aktuelle Türgeschwindigkeit v_x gleich der Sollgeschwindigkeit V_b(S) wird. Speziell wird die Sollgeschwindigkeit V_b(S) für jeden Schritt nach Gleichung 4 bestimmt,
Vb (S) = Vbp – [(Vbp – Voc)/SB]·S (4)
wobei V_bp die Türgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt ist, wo die Bremssteuerung beginnt, wie 6(b) zeigt, Vor die Öffnungs-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit, welche durch den Öffnungs-Dämpfungsgeschwindigkeitsparameter P_oc bestimmt wird, und S ein Wert ist, welcher die Schrittanzahl darstellt, die Schritt für Schritt von 1 bis S_B wächst. S wird sukzessive um 1 erhöht, wenn die Türen 2a und 2b durch die Aufrechterhaltungsdistanz d_B wandern. Wenn die Türen 2a und 2b die Distanz d_B durchlaufen, sinkt somit die Soll-Verzögerungs-Geschwindigkeit um (V_bp – V_oc), und damit bleibt die Neigung oder Verzögerungsrate konstant. Die Geschwindigkeitssteuerung erfolgt entsprechend der folgenden Gleichung 5,
DU(X) = (Du(x–1) – K(vX – Vb(S)) (5)

wobei K ein Faktor zur Umwandlung von (V_x – V_b(S)) in ein Tastverhältnis ist. Die Bremssteuerung dauert an, bis Vb(S) gleich V_oc wird. Infolge der Bremssteuerung werden die Türen 2a und 2b sanft mit einer im Wesentlichen konstanten Rate, d.h. mit im Wesentlichen konstanten Abfall verzögert. Daher kann die Türgeschwindigkeit auf die Öffnungs-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_oc bei einer Öffnungs-Dämpfungssteuer-Startposition OCS verringert werden, bei der die Dämpfungssteuerung beim Öffnen der Tür beginnt. 7 zeigt Änderungen V_b und V_X im Bremssteuerbereich BA.
v. Dämpfungssteuerung
Die Dämpfungssteuerung beginnt, nachdem V_B(S) gleich Voc geworden ist. Die Dämpfungssteuerung ist eine Rückkopplungssteuerung, um die Türgeschwindigkeit gleich der Sollgeschwindigkeit V_oc werden zu lassen, welche für den Übergangspunkt zwischen dem Bremssteuerbereich BA und dem Dämpfungssteuerbereich CA eingestellt ist. Diese Steuerung erfolgt nach der Gleichung (6) jedes Mal, wenn die Türgeschwindigkeit V_x gemessen wird.
DU(x) = DU(x – 1) – K(VX – Voc) (6)
Die Dämpfungssteuerung hört auf, wenn v_x gleich 0 und N_x gleich N wird. Mit dieser Dämpfungssteuerung kann die Türgeschwindigkeit gleich der Öffnungs-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_oc gehalten werden, selbst wenn der Schiebewiderstand der Tür sich während ihrer Bewegung von der vorbestimmten Dämpfungssteuerstartposition OCS in die voll geöffnete Position OP ändert.
vi. Schließvorgang der Türen 2a, 2b
Wenn beim Schließen der Türen 2a und 2b kein Türbetätigungssignal für die Offenzeitperiode T_T vorhanden ist, solange die Türen 2a und 2b sich in der voll geöffneten Position OP befinden, dann erfolgt die Sanftstartsteuerung, die Stabilisierungsabwarte-Steuerung, die Hochgeschwindigkeits-Steuerung, die Bremssteuerung und die Dämpfungssteuerung in dieser Reihenfolge in ähnlicher Weise, wie es im Zusammenhang mit dem Türöffnungsbetrieb beschrieben wurde. Jedoch wird der Parameter P_ch für die Sanftstartsteuerung anstelle von für den Öffnungsbetrieb verwendeten P_oh benutzt. Weiterhin wird anstelle von V_oh V_ch für die Hochgeschwindigkeits-Steuerung benutzt. V_ch wird entsprechend dem Schließ-Hochgeschwindigkeitsparameter P_ch gebildet. Bei der Hochgeschwindigkeits-Steuerung wird ferner Gleichung 7 anstelle der Gleichung 3 benutzt.
Nx ≦ N2 + SB · dB (7)
wobei N2 eine vorbestimmte Schließdämpfungswegdistanz der Schließdämpfungs-Steuerstartposition CCS von der voll geschlossenen Position CP ist. Die Schließdämpfungs-Steuerstartposition CCS ist eine Position, bei welcher die Dämpfungssteuerung für die Bewegung der Tür mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit beginnt, sodass sie beim Schließen nicht an den Türpfosten anstößt.
Beim Schließvorgang wird anstelle von V_oc in den Gleichungen (4) und (6) V_cc benutzt. V_cc wird entsprechend dem Schließdämpfungsgeschwindigkeits-Parameter P_cc bestimmt. Bei der Dämpfungssteuerung wird V_cc anstelle von V_oc benutzt.
Erläuterung des Steuergeräts (2)
Wenn sich die Türen 2a und 2b schließen, kann ein Objekt die Türöffnung passiert haben, so dass das Türbetriebssignal verschwindet, ehe die Türen die voll geöffnete Position OP erreicht haben, und die Türen 2a und 2b beginnen sich um eine vorbestimmte Zeit nach dem Verschwinden des Betriebssignals zu schließen. In diesem Fall werden die Türen 2a und 2b auf die Öffnungsdämpfungsgeschwindigkeit V_oc verzögert und dann beginnt die Schließsanftstartsteuerung die Türen 2a und 2b zu schließen. Fühlt der Sensor 12 ein anderes Objekt, während die Türen 2a und 2b auf die Öffnungsdämpfungsgeschwindigkeit Vor verzögert werden, dann müssen die Türen 2a und 2b geöffnet werden, und zu diesem Zweck werden die Öffnungssanftstartsteuerung, die Stabilisierungsabwarte-Steuerung, die Hochgeschwindigkeits-Steuerung, die Bremsgeschwindigkeits-Steuerung und die Dämpfungssteuerung durchgeführt. Es kann vorkommen, dass der durch Gleichung (3) definierte Endzustand während einer der Öffnungssanftstart-Steuerung der Öffnungsstabilisierungsabwarte-Steuerung oder der Öffnungshochgeschwindigkeits-Steuerung erreicht wird. In diesem Fall wird unmittelbar die Bremssteuerung gestartet. Als Beispiel zeigt 8 den Türbetrieb, wie er dann startet, wenn die in 3 definierte Bedingung erfüllt ist, solange die Öffnungssanftstart-Steuerung durchgeführt wird.
Nachdem ein Mensch die Tür durchschritten hat, werden die Türen 2a und 2b geschlossen. Während des Schließvorgangs kann der Sensor 12 ein anderes sich der Tür näherndes Objekt fühlen. Bei der Vorbereitung des Wiederöffnens der Türen 2a und 2b werden diese verzögert. Es sei nun angenommen, dass der Betreffende seine Meinung ändert und von den Türen wieder weggeht. Dann müssen die Türen wieder geschlossen werden. In diesem Fall wird die Türsteuerung durchgeführt, wobei sie mit der Sanftstartsteuerung beginnt. Wenn die Türen 2a und 2b die Schließbrems-Steuerung-Startposition CBP während des zweiten Schließvorgangs erreichen, findet die Bremssteuerung sofort statt.
Beschreibung der Software
Es seien nun anhand der Flussdiagramme der 9 bis 16 die Programme beschrieben, welche die CPU für den Betrieb der Steuergeräte 1 und 2 ausführt.
Wie 9 zeigt, werden die folgenden sieben Unterprogramme benutzt.
CP-Steuer-Unterprogramm: Die Steuerung wird durchgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich in der voll geschlossenen Position CP befinden (Schritt S2).
SA-Steuerungs-Unterprogramm: Die Steuerung wird durchgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich im Sanftstart-Steuerbereich SA befinden (Schritt 4).
WA-Steuer-Unterprogramm: Die Steuerung wird durchgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich im Stabilisierungsabwarte-Steuerbereich WA befinden (Schritt S6).
HA-Steuerungs-Unterprogramm: Die Steuerung wird durchgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich im Hochgeschwindigkeitsbereich HA befinden (Schritt S8).
BA-Steuerungs-Unterprogramm: Die Steuerung wird durchgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich im Bremssteuerbereich BA befinden (Schritt SC).
CA-Steuerungs-Unterprogramm: Die Steuerung wird durchgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich im Dämpfungssteuerbereich CA befinden (Schritt S12).
OP-Steuerungs-Unterprogramm: Die Steuerung wird durchgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich in der voll geöffneten Position OP befinden (Schritt S14).
Welches der sieben Steuerungs-Unterprogramme ausgeführt wird, bestimmt sich nach einem den Bereich darstellenden Wert in einen Bereichsspeicher, welcher in der CPU 14 oder in der Speichereinheit 18 vorgesehen ist, (Schritt 16). Der den Bereich darstellende Wert gibt den momentanen Bereich an, in welchem sich die Türen 2a und 2b befinden.
Das Programm beginnt bei Stromzuführung zum Steuergerät 1, und die Türen 2a und 2b befinden sich in der voll geschlossenen Position CP (Schritt S18). Nach dem Schritt S18 wird der Schritt S16 ausgeführt. Wenn der Wert im Bereichsspeicher anzeigt, dass die Türen 2a und 2b sich in der voll geschlossenen Position CP befinden, dann wird das CP Steuer-Unterprogramm von Schritt S2 ausgeführt.
Das CP Steuer-Unterprogramm ist in 10 gezeigt, wo entschieden wird, ob vom Sensor 12 ein Türbetätigungssignal geliefert wird oder nicht. Liegt noch kein Türbetätigungssignal vor, dann wird Schritt S20 solange wiederholt, bis die CPU 14 es erhält. In diesem Zustand bleiben die Türen 2a und 2b in der voll geschlossenen Position CP. Erhält die CPU 14 ein Türbetätigungssignal, dann wird der den Bereich angebende Wert im Bereichsspeicher auf einen Wert geändert, der den Sanftstart-Steuerbereich SA angibt (Schritt S22), und das CP Steuer-Unterprogramm ist zu Ende.
Wenn das CP Steuerungs-Unterprogramm beendet ist, wird Schritt S16 ausgeführt. Da der den Bereich angebende Wert im Bereichsspeicher den Sanftstart-Steuerbereich SA angibt, wird das SA- Steuerungs-Unterprogramm von Schritt 4 ausgeführt. Wie 11 zeigt, wird in dem SA-Steuerungs-Unterprogramm entschieden (Schritt S4), ob die Türen 2a und 2b sich in der Bremssteuerungsstartposition OBP befinden, bei welcher die Bremssteuerung gestartet wird. Diese Entscheidung erfolgt durch die Bestimmung, ob die durch Gleichung 3 angegebene Endbedingung erfüllt ist. Schritt S24 dient der Bestimmung, ob die Steuerung (2) erfolgen soll oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Endbedingung oder Gleichung 3 in Schritt S4 erfüllt ist, was bedeutet, dass sich die Türen 2a und 2b in der Brems-Steuer-Startposition OBP befinden, dann wird im Bereichsspeicher ein Wert, welcher den Bremssteuerbereich BA angibt, eingestellt (Schritt S26), und das SA-Steuerungs-Unterprogramm endet (Schritt S4). Dann wird das später erwähnte BA-Steuerungs-Unterprogramm ausgeführt.
Wird festgestellt, dass sich die Türen 2a und 2b nicht in der Bremssteuerstartposition OBP befinden, dann wird die SA-Steuerung ausgeführt (Schritt S28). Bei dieser Steuerung wird das Tastverhältnis D_u(x) des der Motorantriebseinheit 10 zuzuführenden PWM-Signals auf das Tastverhältnis D_uc, wie es entsprechend dem Startdrehmomentparameter P_S bestimmt worden ist, multipliziert mit einem momentanen Schritt S, eingestellt.
Als Nächstes wird beurteilt, ob die Bedingung zum Beenden der SA-Steuerung erfüllt ist oder nicht (Schritt S30). Die Bedingung zum Beenden der SA-Steuerung ist Folgende. Die SA-Steuerung kann beendet werden, wenn der momentane Schritt S der Öffnungsgeschwindigkeitsparameter P_oh multipliziert mit 2 ist, wenn die Türen an jedem Tag nach dem Einschalten des Steuergerätes 1 zum ersten Mal geöffnet werden. Werden die Türen zum zweiten Mal oder einem folgenden Mal nach der anfänglichen Stromzuführung zum Steuergerät 1 geöffnet, dann kann die SA-Steuerung beendet werden, wenn die momentane Schrittanzahl S gleich dem mittleren Tastverhältnis D_u am Ende des Hochgeschwindigkeits-Steuerbereichs HA dividiert durch D_uc ist. Ist die SA-Steuerbeendigungsbedingung jedoch nicht erfüllt, dann kehrt der Prozess zu Schritt S24 zurück. Ist die Endbedingung erfüllt, dann wird der den Bereich angebende Wert im Bereichs-Speicher auf einen Wert geändert, welcher den Stabilisierungsabwartebereich WA darstellt (Schritt 32), und das SA-Steuerungs-Unterprogramm ist beendet.
Wenn der den Bereich angebende Wert im Bereichsspeicher ein Wert ist, der den Stabilisierungsabwartebereich WA darstellt, dann geht das Verfahren über Schritt S16 weiter zu Schritt S6, wo das WA-Steuerungs-Unterprogramm durchgeführt wird.
Wie 12 zeigt, beurteilt das WA-Steuerungs-Unterprogramm, ob die Türen 2a und 2b sich in der Bremssteuerstartposition OBP (Schritt S33) wie in Schritt S24 befinden. Sind sie nicht in der Position OBP, dann wird der Wert im Bereichsspeicher auf einen Wert geändert, der den Bremssteuerbereich BA darstellt (Schritt S34), und das WA-Steuerungs-Unterprogramm ist zu ende. Falls in Schritt S33 festgestellt wird, dass die Türen 2a und 2b sich nicht in der Bremssteuerstartposition OBP befinden, dann wird die WA-Steuerung gestartet (Schritt S35). Bei der WA-Steuerung wird der Motorantriebseinheit 10 kontinuierlich das PWM-Signal mit dem Tastverhältnis vom Ende der SA-Steuerung zugeführt, und dann wird entschieden (Schritt S38), ob die WA-Steuerungsendbedingung erfüllt ist oder nicht. Diese Entscheidung erfolgt, indem bestimmt wird, ob eine vorbestimmte Tastverhältnis-Haltezeitperiode seit dem Beginn des WA-Steuerungs-Unterprogramms verstrichen ist. Ist die Steuerungsendbedingung jedoch nicht erfüllt, dann kehrt der Prozess zu Schritt S33 zurück. Ist die Steuerungsendbedingung erfüllt, dann wird der Absolutwert der Differenz zwischen der momentanen Türgeschwindigkeit V_x und der Sollgeschwindigkeit V_a berechnet, und es wird bestimmt, ob der absolute Wert nicht größer als ein vorbestimmter Wert V_d ist (Schritt S37). Ist der Absolutwert gleich oder kleiner als V_d, dann wird die Haltezeitperiode um einen vorbestimmten Betrag verringert (Schritt S 38). Ist der Absolutwert größer als V_d, dann wird die Haltezeitperiode um einen vorbestimmten Betrag erhöht (Schritt S 39). Nach Schritt S 38 oder S 39 wird der Wert im Bereichsspeicher auf einen Wert geändert, welcher den Hochgeschwindigkeits-Steuerbereich HA darstellt (Schritt S 40), und das WA-Steuerungs-Unterprogramm ist abgeschlossen.
Wenn der Wert im Bereichsspeicher ein Wert ist, der den Hochgeschwindigkeits-Steuerbereich HA darstellt, dann geht das Programm über Schritt S16 weiter zu Schritt S8, und das HA-Steuerungs-Unterprogramm wird ausgeführt. Wie 13 zeigt, wird im HA-Steuerungs-Unterprogramm entschieden, ob die Türen 2a und 2b sich in der Brems-Steuerstartposition OBP befinden oder nicht (Schritt S42). Befinden sich die Türen 2a und 2b in der Position OBP, dann wird der Wert im Bereichsspeicher auf einen Wert geändert, welcher den Bremssteuerbereich BA darstellt (Schritt S44), und das Unterprogramm ist zu Ende.
Befinden sich die Türen 2a und 2b nicht in der Brems-Steuerstartposition, dann wird die HA-Steuerung ausgeführt (Schritt S45). Bei der HA-Steuerung wird jedes Mal die momentane Türgeschwindigkeit V_x bestimmt, und das Tastverhältnis des der Motorantriebseinheit 10 zuzuführenden PWM-Signals wird nach Gleichung (1) berechnet. Danach hat die CPU 14 für die Sanftstart-Steuerung der nächsten Türbetätigung gelernt. Mit anderen Worten wird das mittlere Tastverhältnis D_ua(x), welches zur Bestimmung der Türgeschwindigkeit am Ende des Sanft start-Steuerbereichs SA beim nächsten Türöffnungsbetrieb zu verwenden ist, nach Gleichung (2) berechnet (Schritt S46). Jedoch wird als mittleres D_ua(x) unmittelbar nach dem Start der HA-Steuerung das derzeitige Tastverhältnis D_u(x) verwendet. Vom Schritt S46 kehrt das Programm zu Schritt S42 zurück. Wenn in Schritt S42 bestimmt wird, dass die Türen 2a und 2b die Brems-Steuerstartposition OBP erreicht haben, dann wird Schritt S44 durchgeführt, und der Wert im Bereichsspeicher wird auf einen Wert geändert, der den Bremssteuerbereich BA angibt. Dann ist das HA-Steuerungs-Unterprogramm beendet.
Wenn der Wert im Bereichsspeicher der den Bremssteuerbereich BA darstellende Wert ist, dann geht die Ausführung des Programms über Schritt S16 zu Schritt S10 weiter, und das BA-Steuerungs-Unterprogramm wird durchgeführt. Mit anderen Worten wird das BA-Steuerungs-Unterprogramm immer dann ausgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich in der Brems-Steuer-Startposition OBP befinden und zwar unabhängig davon, ob eine der Sanftstartsteuerung, Stabilisierungsabwarte-Steuerung oder Hochgeschwindigkeits-Steuerung durchgeführt wird.
Wie 14 zeigt, wird bei dem BA-Steuerungs-Unterprogramm die Bremssteuerung (BA-Steuerung) durchgeführt (Schritt S47). Bei der BA-Steuerung wird die Sollgeschwindigkeit VB (S) nach Gleichung (4) jedes mal dann berechnet, wenn die Türen 2a und 2b die Aufrechterhaltungsdistanz DB durchlaufen und das PWM-Signal mit dem nach Gleichung (5) berechneten Tastverhältnis D_u (x) der Motorantriebseinheit 10 zugeführt wird. Das Tastverhältnis wird jedes Mal geändert, wenn die Geschwindigkeit V_X der Türen 2a und 2b berechnet wird.
Nach dem Schritt S47 wird festgestellt (Schritt S48), ob die BA-Steuerung beendet werden soll oder nicht. Diese Entschei dung erfolgt durch Bestimmung, wann die Sollgeschwindigkeit V_b (S) gleich der Öffnungs-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_OC(S) wird. Ist die Bedingung zum Beenden der BA-Steuerung nicht erfüllt, dann kehrt der Prozess zu Schritt 47 zurück. Wird festgestellt, dass die BA-Steuerung beendet werden soll, dann wird der Wert im Bereichsspeicher durch einen Wert ersetzt, welcher den Dämpfungssteuerbereich CA darstellt (Schritt S50), und das BA-Steuerungs-Unterprogramm endet.
Da der Wert im Bereichsspeicher den Dämpfungssteuerbereich CA darstellt, geht das Programm über Schritt S16 weiter zu Schritt 512, und das CA-Steuerungs-Unterprogramm wird durchgeführt. Wie 15 zeigt, wird bei diesem Unterprogramm zuerst die Dämpfungssteuerung (CA-Steuerung) durchgeführt (Schritt S52). Bei der CA-Steuerung wird jedes Mal, wenn die Türgeschwindigkeit V_x bestimmt wird, der Motorantriebseinheit 10 das PWM-Signal mit einem Tastverhältnis D_u(x) zugeführt, das nach Gleichung (6) berechnet ist.
Danach wird entschieden, ob die Türen 2a und 2b aufgehört haben sich zu bewegen (Schritt S54). Mit anderen Worten, wird festgestellt, ob die Geschwindigkeit V_x der Türen 2a und 2b Null (0) ist. Ist die Geschwindigkeit V_x nicht 0, dann kehrt der Prozess zu Schritt S52 zurück. Ist die Geschwindigkeit V_x 0, dann wird entschieden, ob die Türen 2a und 2b sich im Öffnungs- oder im Schließbetrieb befinden.
Weil sich die Tür öffnet, wird entschieden, ob die Türen 2a und 2b sich in der voll geöffneten Position OP befinden oder nicht (Schritt S58), indem bestimmt wird, ob der Zählwert N_X des Türpositionszählers gleich N ist oder nicht. Befinden sich die Türen nicht in der voll geöffneten Position OP, dann kehrt der Prozess zurück zu Schritt 552. Sind die Türen aber in der voll geöffneten Position OP, dann wird der Bereichswert im Bereichsspeicher auf einen Wert eingestellt, der die voll geöffnete Position OP angibt (Schritt S60), und das CA-Steuerungs-Unterprogramm endet.
Da der Wert im Bereichsspeicher der die voll geöffnete Position OP angebende Wert ist, geht das Verfahren über Schritt S16 weiter zu Schritt 514, und das in 16 gezeigte OP-Steuerungs-Unterprogramm wird ausgeführt. Wie 16 zeigt, wird in dem OP-Steuerungs-Unterprogramm entschieden, ob der CPU 14 ein Türbetätigungssignal zugeführt wird oder nicht. Lautet die Antwort nein, dann beginnt der Offen-Timer die Offenzeitperiode der Türen zu zählen (Schritt S62). Ob die Offenzeitperiode T_T abgelaufen ist oder nicht, wird in Schritt S64 entschieden. Wenn in Schritt 61 entschieden worden ist, dass der CPU 14 ein Türbetätigungssignal zugeführt wird, dann wird der Offentimer zurückgesetzt (Schritt 563) und Schritt S61 wird wieder ausgeführt. Solange also der CPU 14 ein Türbetätigungssignal zugeführt wird, wird der Offentimer im Rücksetzzustand gehalten. Wird der CPU 14 ein Türbetätigungssignal zugeführt, solange der Offentimer zählt, dann wird er auch zurückgesetzt.
Wird in Schritt S64 entschieden, dass die Offenzeitperiode T_T noch nicht abgelaufen ist, dann kehrt der Prozess zurück zu Schritt 561. Wenn andererseits die Offenzeitperiode abgelaufen ist, wird der Bereichsspeicher auf einen Wert gesetzt, welcher die SA-Steuerung angibt (Schritt S66), und das OP-Steuerungs-Unterprogramm endet. Wenn während der Offenzeitperiode T_T, nachdem die Türen 2a und 2b die voll geöffnete Position OP erreicht haben, der CPU 14 kein Türbetätigungssignal zugeführt wird, also kein Objekt gefühlt wird, dann wird der Schließbetrieb der Türen 2a und 2b gestartet.
Für den Schließbetrieb werden das SA-Steuerungs-Unterprogramm S4, das WA-Steuerungs-Unterprogramm S6, das HA-Steuerungs-Unterprogramm S8, das BA-Steuerungs-Unterprogramm S10 und das CA-Steuerungs-Unterprogramm S12 nacheinander in dieser Reihenfolge in gleicher Weise wie beim dem oben beschriebenen Türöffnungsvorgang durchgeführt. Für den Schließvorgang wird jedoch P_ch im SA-Steuerungs-Unterprogramm anstelle von P_oh verwendet, und V_ch wird im CH-Steuerungs-Unterprogramm anstelle von V_oh verwendet. V_oh wird entsprechend dem Öffnungsgeschwindigkeitsparameter P_ch bestimmt. Um weiterhin zu bestimmen, ob die Türen sich in der Bremssteuerstartposition CBP befinden, wird Gleichung (7) anstelle von Gleichung (3) benutzt. In dem in 15 gezeigten CA-Steuerungs-Unterprogramm lautet die Antwort auf die Frage in Schritt S56 während des Schließvorgangs nein, und daher wird bestimmt, ob die Türen 2a und 2b sich in der voll geschlossenen Position CP befinden oder nicht (Schritt S68).
Befinden sie sich nicht in der voll geschlossenen Position CP, dann wird Schritt 52 nochmals ausgeführt. Befinden sie sich andererseits in der voll geschlossenen Position CP, dann wird der Bereichsspeicher auf einen Wert gesetzt, welcher der voll geschlossenen Position CP entspricht (Schritt S70), und das CA-Unterprogramm während des Schließvorgangs endet. Dann geht der Prozess über Schritt 16 weiter zu Schritt S2, und das CP-Steuerungs-Unterprogramm wird durchgeführt.
Vom Schritt S46 kehrt das Programm zu Schritt S42 zurück. Wenn in Schritt S42 bestimmt wird, dass die Türen 2a und 2b die Brems-Steuerstartposition OBP erreicht haben, dann wird Schritt S44 durchgeführt, und der Wert im Bereichsspeicher wird auf einen Wert geändert, der den Bremssteuerbereich BA ngibt. Dann ist das HA-Steuerungs-Unterprogramm beendet.
Wenn der Wert im Bereichsspeicher der den Bremssteuerbereich BA darstellende Wert ist, dann geht die Ausführung des Programms über Schritt S16 zu Schritt S10 weiter, und das BA-Steuerungs-Unterprogramm wird durchgeführt. Mit anderen Worten wird das BA-Steuerungs-Unterprogramm immer dann ausgeführt, wenn die Türen 2a und 2b sich in der Brems-Steuer-Startposition OBP befinden und zwar unabhängig davon, ob eine der Sanftstartsteuerung, Stabilisierungsabwarte-Steuerung oder Hochgeschwindigkeits-Steuerung durchgeführt wird.
Wie 14 zeigt, wird bei dem BA-Steuerungs-Unterprogramm die Bremssteuerung (BA-Steuerung) durchgeführt (Schritt S47). Bei der BA-Steuerung wird die Sollgeschwindigkeit VB(S) nach Gleichung (4) jedes mal dann berechnet, wenn die Türen 2a und 2b die Aufrechterhaltungsdistanz DB durchlaufen und das PWM-Signal mit dem nach Gleichung (5) berechneten Tastverhältnis D_u (x) der Motorantriebseinheit 10 zugeführt wird. Das Tastverhältnis wird jedes Mal geändert, wenn die Geschwindigkeit V_X der Türen 2a und 2b berechnet wird.
Nach dem Schritt S47 wird festgestellt (Schritt S48), ob die BA-Steuerung beendet werden soll oder nicht. Diese Entscheidung erfolgt durch Bestimmung, wann die Sollgeschwindigkeit V_b (S) gleich der Öffnungs-Soll-Dämpfungsgeschwindigkeit V_oc(S) wird. Ist die Bedingung zum Beenden der BA-Steuerung nicht erfüllt, dann kehrt der Prozess zu Schritt 47 zurück. Wird festgestellt, dass die BA-Steuerung beendet werden soll, dann wird der Wert im Bereichsspeicher durch einen Wert ersetzt, welcher den Dämpfungssteuerbereich CA darstellt (Schritt S50), und das BA-Steuerungs-Unterprogramm endet.
Da der Wert im Bereichsspeicher den Dämpfungssteuerbereich CA darstellt, geht das Programm über Schritt S16 weiter zu Schritt S12, und das CA-Steuerungs-Unterprogramm wird durchgeführt. Wie 15 zeigt, wird bei diesem Unterprogramm zuerst die Dämpfungssteuerung (CA-Steuerung) durchgeführt (Schritt S52). Bei der CA-Steuerung wird jedes Mal, wenn die Türgeschwindigkeit V_x bestimmt wird, der Motorantriebseinheit 10 das PWM-Signal mit einem Tastverhältnis D_u(x) zugeführt, das nach Gleichung (6) berechnet ist.
Danach wird entschieden, ob die Türen 2a und 2b aufgehört haben sich zu bewegen (Schritt S54). Mit anderen Worten, wird festgestellt, ob die Geschwindigkeit V_x der Türen 2a und 2b Null (0) ist. Ist die Geschwindigkeit V_x nicht 0, dann kehrt der Prozess zu Schritt S52 zurück. Ist die Geschwindigkeit V_X 0, dann wird entschieden, ob die Türen 2a und 2b sich im Öffnungs- oder im Schließbetrieb befinden.
Weil sich die Tür öffnet, wird entschieden, ob die Türen 2a und 2b sich in der voll geöffneten Position OP befinden oder nicht (Schritt S58), indem bestimmt wird, ob der Zählwert N_x des Türpositionszählers gleich N ist oder nicht. Befinden sich die Türen nicht in der voll geöffneten Position OP, dann kehrt der Prozess zurück zu Schritt 552. Sind die Türen aber in der voll geöffneten Position OP, dann wird der Bereichswert im Bereichsspeicher auf einen Wert eingestellt, der die voll geöffnete Position OP angibt (Schritt S60), und das CA-Steuerungs-Unterprogramm endet.
Da der Wert im Bereichsspeicher der die voll geöffnete Position OP angebende Wert ist, geht das Verfahren über Schritt S16 weiter zu Schritt 514, und das in 16 gezeigte OP-Steuerungs-Unterprogramm wird ausgeführt. Wie 16 zeigt, wird in dem OP-Steuerungs-Unterprogramm entschieden, ob der CPU 14 ein Türbetätigungssignal zugeführt wird oder nicht.
Lautet die Antwort nein, dann beginnt der Offen-Timer die Offenzeitperiode der Türen zu zählen (Schritt S62). Ob die Offenzeitperiode T_T abgelaufen ist oder nicht, wird in Schritt S64 entschieden. Wenn in Schritt 61 entschieden worden ist, dass der CPU 14 ein Türbetätigungssignal zugeführt wird, dann wird der Offentimer zurückgesetzt (Schritt S63) und Schritt S61 wird wieder ausgeführt. Solange also der CPU 14 ein Türbetätigungssignal zugeführt wird, wird der Offentimer im Rücksetzzustand gehalten. Wird der CPU 14 ein Türbetätigungssignal zugeführt, solange der Offentimer zählt, dann wird er auch zurückgesetzt.
Wird in Schritt S64 entschieden, dass die Offenzeitperiode T_T noch nicht abgelaufen ist, dann kehrt der Prozess zurück zu Schritt 561. Wenn andererseits die Offenzeitperiode abgelaufen ist, wird der Bereichsspeicher auf einen Wert gesetzt, welcher die SA-Steuerung angibt (Schritt S66), und das OP-Steuerungs-Unterprogramm endet. Wenn während der Offenzeitperiode T_T, nachdem die Türen 2a und 2b die voll geöffnete Position OP erreicht haben, der CPU 14 kein Türbetätigungssignal zugeführt wird, also kein Objekt gefühlt wird, dann wird der Schließbetrieb der Türen 2a und 2b gestartet.
Für den Schließbetrieb werden das SA-Steuerungs-Unterprogramm S4, das WA-Steuerungs-Unterprogramm S6, das HA-Steuerungs-Unterprogramm S8, das BA-Steuerungs-Unterprogramm S10 und das CA-Steuerungs-Unterprogramm S12 nacheinander in dieser Reihenfolge in gleicher Weise wie beim dem oben beschriebenen Türöffnungsvorgang durchgeführt. Für den Schließvorgang wird jedoch P_ch im SA-Steuerungs-Unterprogramm anstelle von P_oh verwendet, und V_ch wird im CH-Steuerungs-Unterprogramm anstelle von V_oh verwendet . V_ch wird entsprechend dem Öffnungsgeschwindigkeitsparameter P_ch bestimmt. Um weiterhin zu bestimmen, ob die Türen sich in der Bremssteuerstartposition Türen sich in der Bremssteuerstartposition CBP befinden, wird Gleichung (7) anstelle von Gleichung (3) benutzt. In dem in 15 gezeigten CA-Steuerungs-Unterprogramm lautet die Antwort auf die Frage in Schritt S56 während des Schließvorgangs nein, und daher wird bestimmt, ob die Türen 2a und 2b sich in der voll geschlossenen Position CP befinden oder nicht (Schritt S68).
Befinden sie sich nicht in der voll geschlossenen Position CP, dann wird Schritt 52 nochmals ausgeführt. Befinden sie sich andererseits in der voll geschlossenen Position CP, dann wird der Bereichsspeicher auf einen Wert gesetzt, welcher der voll geschlossenen Position CP entspricht (Schritt S70), und das CA-Unterprogramm während des Schließvorgangs endet. Dann geht der Prozess über Schritt 16 weiter zu Schritt S2, und das CP-Steuerungs-Unterprogramm wird durchgeführt.

Claims

Steuerungsvorrichtung für ein Automatiktürsystem zum Steuern eines Motors (4) für das Öffnen und Schließen einer Tür (2a, 2b) mit: – einer Positionsdetektoreinheit (6) zum Feststellen der Position der Tür (2a, b) bei jeder Türbetätigung und Erzeugung eines Positionssignals, welches die Position der Tür darstellt; – einer Motorantriebseinheit (10), die den Motor (4) veranlasst, eine Antriebskraft und eine Bremskraft zu erzeugen; und – einer Steuereinheit (14), welche der Motorantriebseinheit (10) in Abhängigkeit von dem Positionssignal ein Steuersignal zuführt; wobei die Steuereinheit (14) eine Ausgangsschaltung (11) enthält, welche das Steuersignal erzeugt, um die Geschwindigkeit der Tür in jeder von dem Positionssignal angegebenen Position auf eine gewünschte Geschwindigkeit für diese Türposition einzustellen; und wobei die Motorantriebseinheit (10) den Motor (4) so antreibt, dass die Antriebskraft und die Bremskraft abwechselnd in Abhängigkeit vom Wert des Steuersignals bei jeder Türposition erzeugt werden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das von der Steuereinheit (14) an die Motorantriebseinheit (10) gelieferte Signal ein PWM-Signal ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Ausgangsschaltung (11) das Steuersignal in der Form liefert, dass es die Geschwindigkeit der Tür (2a, b) gleich einer für denjenigen Bereich aus einer Mehrzahl von Bereichen, welche die Tür bei jeder Türbetätigung durchläuft, angestrebten Türgeschwindigkeit macht, wobei die Mehrzahl von Bereichen einen Bereich hoher Geschwindigkeit, wo die Tür mit hoher Geschwindigkeit wandert, einen dem Bereich hoher Geschwindigkeit folgenden Bremsbereich, wo die Tür abgebremst wird, und einen dem Bremsbereich folgenden Dämpfungsbereich, wo die Tür sich vor dem Anhalten mit relativ langsamer Geschwindigkeit bewegt, enthalten.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher bei jeder Türbetätigung die Ausgangsschaltung (11) ein PWM-Signal als das Steuersignal liefert, um die Geschwindigkeit der Tür gleich einer für einen Bereich hoher Geschwindigkeit, in welchem sich die Tür mit hoher Geschwindigkeit bewegt, angestrebten Geschwindigkeit zu machen; und bei welcher die Steuereinheit (14) eine Näherungsschaltung enthält, welche an die Motorantriebseinheit ein zweites PWM-Signal liefert, das die Tür sich mit zunehmender Geschwindigkeit in einem Bereich bewegen lässt, der einen dem Bereich hoher Geschwindigkeit vorangehenden Beschleunigungsbereich enthält, und welche das zweite PWM-Signal am Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Bereich hoher Geschwindigkeit dem ersten PWM-Signal annähert, entsprechend dem stabilisierten ersten PWM-Signal im Bereich hoher Geschwindigkeit bei einer unmittelbar vorangehenden Türbetätigung.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Steuereinheit eine Anordnung zur allmählichen Erhöhung des zweiten PWM-Signals über einen Bereich enthält, der sich vom Beginn des Beschleunigungsbereichs zum Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Bereich hoher Geschwindigkeit erstreckt, entsprechend dem Wert des stabilisierten ersten PWM-Signals im Bereich hoher Geschwindigkeit bei einer unmittelbar vorangehenden Türbetätigung.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Steuereinheit eine Anordnung zum Aufrechterhalten des am Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Bereich hoher Geschwindigkeit auftretenden zweiten PWM-Signals über einen Bereich zwischen dem Beschleunigungsbereich und den Bereich hoher Geschwindigkeit enthält.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Steuereinheit (14) die Geschwindigkeit der Tür (2a, b) am Ende des Aufrechterhaltungszeitabschnitts, in welchem das am Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Bereich hoher Geschwindigkeit auftretende zweite PWM-Signal aufrechterhalten wird, mit einer für den Bereich hoher Geschwindigkeit angestrebten Geschwindigkeit vergleicht und eine Anordnung zum Einstellen des Aufrechterhaltungszeitraums entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs bei einer unmittelbar vorangehenden Türbetätigung einstellt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Näherungsschaltung das zweite PWM-Signal am Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Bereich hoher Geschwindigkeit an einen Mittelwert des ersten PWM-Signals im Bereich hoher Geschwindigkeit bei einer unmittelbar vorangehenden Türbetätigung annähert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Steuereinheit (14) eine Anordnung zur Bestimmung des zweiten PWM-Signals für den Übergang vom Beschleunigungsbereich zum Bereich hoher Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit Anfangs werten enthält, welche verschiedenen Dimensionen der Tür entsprechen, wenn das stabilisierte erste PWM-Signal im Bereich hoher Geschwindigkeit nicht verfügbar ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Ausgangsschaltung (11) das Steuersignal so erzeugt, dass die Steigung der Türabbremsung in einen Bremsbereich, in welchem die Tür abgebremst wird, im wesentlichen konstant wird, und dass die Geschwindigkeit der Tür am Übergang vom Bremsbereich zu einem auf diesen folgenden Dämpfungsbereich, wo sich die Tür mit relativ geringer Geschwindigkeit in einem Dämpfungsbereich bewegt, ehe sie anhält, konstant gehalten wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin enthaltend eine Anordnung, welche den Bremsbereich an einer gewünschten Position in einer Mehrzahl von Bereichen beginnen lässt, welche einen Beschleunigungsbereich, in welchem sich die Tür (2a, b) mit einer zunehmenden Geschwindigkeit bewegt, und einen dem Beschleunigungsbereich folgenden Bereich hoher Geschwindigkeit, in welchem sich die Tür mit hoher Geschwindigkeit bewegt, enthält.
Steuervorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher das von der Steuereinheit (14) erzeugte Steuersignal ein PWM-Signal ist, und wobei die Steuereinheit die Länge des Bremsbereiches in Übereinstimmung mit der Anzahl von Schritten berechnet, welche für den Wert des PWM-Signals erforderlich sind, der einer momentanen Türgeschwindigkeit entspricht, welche um ein vorbestimmtes Dekrement auf einen Wert verringert werden soll, der der vorbestimmten Geschwindigkeit zu Beginn des Dämpfungsbereichs entspricht.
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Steuereinheit (14) die Länge des Bremsbereiches entsprechend der Anzahl der Schritte für den Bremsbereich und einer wählbaren Länge für einen Schritt berechnet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Steuereinheit (14) eine angestrebte Türgeschwindigkeit für jeden Schritt des Bremsbereiches einstellt und eine Anordnung enthält, welche ein PWM-Signal erzeugt, um die Türgeschwindigkeit schrittweise auf die jeweiligen angestrebten Türgeschwindigkeiten zu verringern.