DE69918750T2

DE69918750T2 - Steuervorrichtung eines Rolladen antreibenden Motors

Info

Publication number: DE69918750T2
Application number: DE69918750T
Authority: DE
Inventors: Jean-Michel Orsat
Original assignee: Somfy SA
Current assignee: Somfy SA
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: DE69918750D1; ES2141074T3; ES2141074T1; ATE271645T1; EP0967360B1; JP2000037086A; FR2780089B1; FR2780089A1; US6465980B1; EP0967360A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Antriebsmotors eines motorisierten Rolladens, der aus stapelbaren Lamellen besteht, wobei die Vorrichtung eine Automatik aufweist, die auf eine Änderung des Motormoments anspricht.
Es ist aus einer relativ grossen Anzahl von Dokumenten und in Betrieb befindlichen Einrichtungen bekannt, das Motormoment zu messen und das Anhalten des Motors durch Vergleich des gemessenen Momentes mit einem Bezugswert zu steuern.
Die Vorrichtung, welche in der Patentanmeldung DE-A-196 10 877 beschrieben ist, verwendet einen Drehstab, der auf zwei Dehnungsmessstreifen einwirkt, beispielsweise piezo-elektrische Fühler. Die Vorrichtung, welche in der Patentanmeldung EP-A-0'822'316 beschrieben ist, benutzt eine Feder, die einer Drehung des Motorgehäuses entgegenwirkt, wobei diese Drehung durch optische Fühler oder einen optischen Winkelmesser abgefühlt wird. Bei der Vorrichtung nach der Patentschrift EP-A-0'703'344 werden die Schwellenwerte des Momentes von zwei Federn bestimmt, die einer Drehung des Motorgehäuses entgegenwirken, wobei die Drehung unmittelbar auf zwei Schalter einwirkt, die die Speisung des Motors steuern. Beim Aufwickeln wird der Motor angehalten, nachdem der Rolladen eine bestimmte Wegstrecke ausgehend von dem Moment zurückgelegt hat, bei dem das Motormoment den Schwellenwert erreicht hat, der von der entsprechenden Feder bestimmt wird.
Im Falle eines einphasigen Asynchronmotors mit Phasenschieberkondensator ist es bekannt, einen oder zwei Betriebsparameter des Motors zur Bestimmung des Schwellenwertes des Momentes zu benutzen. Es ist beispielsweise vorgeschlagen worden, die Spannung zu benutzen, die an den Anschlüssen des Phasenschieberkondensators anliegt (DE-A-27 26 696, DE-C- 31 30 035), oder aber die Anlaufspannung an der Motorwicklung, welche man mit der Speisespannung vergleicht (US-A-4'196'462), oder die Spannung an den Anschlüssen der Hilfswicklung des Motors oder schliesslich den Strom in der Hauptwicklung und in der Hilfswicklung.
Sämtliche bekannten Vorrichtungen benötigen eine Regelung, die von den Dimensionen und vom Gewicht des Rolladens, seiner Befestigungsart auf dem Aufwickelrohr und den Einbaubedingungen abhängt, insbesondere der Amplitude des Abwickelns. Was die Art der Befestigung des Rolladens an seinem Aufwickelrohr betrifft, so kann diese Befestigung insbesondere mittels eines Befestigungsbleches bzw. einer Federklemme, eines Riemens oder eines Riegels. Je nach Montage und der Befestigungsart des Rolladens auf seinem Aufwickelrohr sind die Einstellungen unterschiedlich. Wenn insbesondere die Befestigung des Rolladens auf seinem Aufwickelrohr mittels einer Federklemme stattfindet, nämlich einer federnden Stahlklinge, weist das Aufwickelrohr beim vollständigen Aufwickeln der Lamellen des Rolladens ein elastisches Spiel auf, das sich durch eine relativ langsame Änderung des Motormomentes manifestiert. Wenn andererseits die Befestigung mittels eines Gurtes erfolgt, bleibt das Moment zeitweilig Null bis zum erneuten Aufwickeln des Rolladens im Gegensinn, und wenn schliesslich die Befestigung mittels eines Riegels erfolgt, d.h. starr ist, steigt das Moment unter den genannten Bedingungen schlagartig an.
Es ist bekannt, diese Regelungen zu umgehen, indem man die Steuerautomatik dazu bringt, ein Abtasten und Aufzeichnen der Kurve des Motormomentes nach dem Einbau vorzunehmen. In diesem Falle ist beim Demontieren des Motors zwecks Installierung in einem anderen Aufwickelrohr eine neue Lernprozedur notwendig. Ein Altern der Einrichtung und eine Änderung der Reibungskräfte können ebenfalls eine neue Lernprozedur notwendig machen, um wieder ein vollständiges Schliessen oder Öffnen des Rolladens zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Vorgänge der Einstellung und der Lernprozedur zu umgehen.
Die erfindungsgemässe Steuervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ihre Automatik Mittel zur Identifizierung der Art der Endstellung des Rolladens aufweist, die mittels Analyse der Änderung des Motormomentes arbeiten, sowie Mittel zum Anpassen des Befehls zum Abschalten des Motors an die Art der erkannten Endstellung.
Ausgehend von der Analyse der Veränderung des Motormomentes, nämlich der Kennlinie dieser Veränderung, ist die Automatik in der Lage zu erkennen, ob der Rolladen gerade aufgewickelt wird oder im Gegensatz dazu die Lamellen dabei sind, sich zu stapeln. Wenn sich der Rolladen aufrollt, kann die Steuervorrichtung einfach den Motor anhalten, wenn die Änderung des Motormomentes einen bestimmten Wert überschreitet, der dem Anlegen der letzten Lamelle des Rolladens an einen oberen Anschlag entspricht. Demgegenüber kann, wenn die Automatik festgestellt hat, dass die Lamellen dabei sind, sich aufzustapeln, eine besondere Prozedur zur Analyse des Verlaufes des Motormomentes eingeleitet werden, um die Art der Befestigung der Grundleiste des Rolladens an seinem Befestigungsrohr festzustellen und das An halten des Motors je nach den besonderen Kriterien zu steuern, die an jede Art der Befestigung angepasst sind.
Zu diesem Zweck weist die Automatik eine Verarbeitungslogik (ULT) auf, die ein Programm der Analyse einer Veränderung des Motormomentes enthält, und das Programm bestimmt, ob der Rolladen sich gerade aufrollt oder abrollt oder sich die Lamellen stapeln oder der Stapel abgetragen wird, der ermittelte Zustand wird gespeichert, die Ermittlung eines Zustandes, der vom gespeicherten Zustand abweicht, wird abgewartet, dieser unterschiedliche Zustand wird gespeichert, und es wird die Art der Endabschaltung durch die Analyse der Aufeinanderfolge der zwei gespeicherten Zustände bestimmt.
Wenn die Automatik erfasst hat, dass der Rolladen sich in der Stapelphase befindet, analysiert die ULT nach Bestimmung einer Annullierung des Motormomentes, welches dem Ende der Stapelung der Lamellen entspricht, mittels eines Unterprogrammes den Verlauf des Motormomentes beginnend mit Null: wenn das Moment über eine vorbestimmte Dauer auf Null verharrt, was einer Befestigung durch einen Gurt entspricht, oder wenn das Moment von Null ausgehend relativ langsam ansteigt, was einer Befestigung mittels einer Federklemme entspricht, unterbricht die Automatik sofort die Speisung des Motors. Falls jedoch im Gegensatz dazu das Moment schnell ansteigt, was bedeutet, dass der Rolladen mit einem Riegel starr fixiert ist, unterbricht die Automatik die Speisung des Motors, wenn die Änderung des Motormomentes einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wie dies im allgemeinen der Fall ist, wenn der Rolladen an seinem oberen Anschlag angekommen ist.
Falls das ULT eine Sequenz "Entstapeln-Aufrollen" identifiziert hat, wird ein schneller und stetiger Anstieg des Mo ments ermittelt, und der Motor wird angehalten, wenn die Änderung des Momentes einen vorbestimmten Wert überschritten hat. Die Steuerung des Anhaltens kann ebenfalls zeitlich verschoben stattfinden, wie es in der Patentschrift EP-A-0'703'344 beschrieben ist.
Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert werden, worin darstellen:
1 das Schema einer Vorrichtung zum Steuern eines Rolladens,
2 die Kurve des Motormomentes in Abhängigkeit von der Zeit,
3 den grundsätzlichen Algorithmus des Programmes der ULT (Verarbeitungslogik),
4 den Algorithmus der Befestigungsart des Rolladens, und
5 den Algorithmus einer Schnellabschaltung am Anschlag.
Die in 1 schematisch dargestellte Steuervorrichtung weist einen Momentfühler 1, beispielsweise einen Mikrobewegungsfühler auf, wie er in der europäischen Patentschrift EP-A-0 665 416 beschrieben ist und der die Verdrehung eines Verdrehungselementes misst, welches den Motor trägt, einen Analog-Digital-Wandler (CAN 2), der das vom Fühler 1 gelieferte Signal in ein Digitalsignal umwandelt, welches dann in ein ULT 3 eingespeist wird, das mit einem Mikroprozessor und einer Schnittstelle 4, versehen ist, die ebenfalls grundsätzlich als Analog-Digital-Wandler aufgebaut ist und zur Einführung eines am Motor gemessenen Betriebsparameters des Motors und dessen Einspeisung in das ULT 3 vorgesehen ist. Die Steuervorrichtung besitzt weiterhin eine von Hand betätigte Steuerung 5 für das Aufziehen und Ablassen des Rolladens.
2 zeigt den Verlauf des Momentes C in Abhängigkeit von der Zeit t. Die Zeit t0 entspricht der vollständig aufgerollten Stellung. Wenn man von dieser Stellung ausgeht, stellt man fest, dass das Drehmoment zunächst schlagartig abfällt, was einer Freigabe des aufgewickelten Rolladens entspricht, bei dem die letzte Lamelle sich an einem Anschlag abstützt, beispielsweise einen Rolladenkasten, wobei das Auflaufen der Lamelle auf den Anschlag eine bestimmte Spannung im Rolladen hervorgerufen hat, d.h. ein Moment am Motor. Es kann weiterhin festgestellt werden, dass in einem Bereich A das Moment gemäss einer Wellenkurve zunimmt, wobei diese Wellenform auf den gleichzeitigen Veränderungen des Aufrolldurchmessers und der Anzahl der Lamellen des Rolladens beruht, die aufgerollt sind. Anschliessend beginnt eine Stapelphase, welche sich durch eine schnelle Abnahme des Momentes manifestiert, was dem Bereich B der Kurve entspricht. Wenn sämtliche Lamellen aufgestapelt sind, erreicht das Moment einen Wert C, an dem es sich nicht weiter verändert. Ab diesem Niveau C kann sich das Moment auf drei verschiedene Arten weiter entwickeln, was davon abhängt, wie der Rolladen befestigt ist, nämlich starr durch einen Riegel, durch einen Gurt oder durch eine Federklemme. Wenn er mit einem Riegel befestigt ist, trifft der Motor unmittelbar auf einen starken Widerstand, und die Kurve des Momentes steigt sehr schnell an, wie es durch die Linie D angezeigt ist. Wenn andererseits der Rolladen mittels Gurten befestigt ist, geben diese Gurte vollständig nach, die Änderung des Momentes bleibt auf Null, bis der Rolladen beginnt, sich nach der anderen Richtung auf dem Wickelrohr aufzurollen, was selbstverständlich zu vermeiden ist. Wenn der Rolladen mittels einer Klemmfeder befestigt ist, bewirkt deren Elastizität, dass sich das Moment relativ langsam und auf unregelmässige Weise verändert, wie es durch den Bereich F der Kurve angezeigt ist.
Die Analyse der Kurve des Motormomentes geschieht nach den in 3 bis 5 wiedergegebenen Algorithmen. Die Zonen 1 und 0 entsprechen jeweils den Bereichen A und B der Kurve.
Das Analysenverfahren der Kurve des Motormomentes und der Anpassung des Verhaltens der Abschaltvorrichtung werden in Schritten ausgeführt, die nachstehend beschrieben sind, wobei die Bezifferung den Bezugszeichen in 3 entspricht:

1. Identifizierung des Bereiches der Kurve mittels eines Zählers zur Angabe der Zone, der aufsteigend zählt, wenn der Verlauf des Momentes positiv ist, und der absteigend zählt, wenn der Verlauf des Momentes negativ ist: wenn der Zonenindikator die Tendenz hat, mit den gezählten Absolutwerten unterhalb eines ziemlich niedrigen Schwellenwertes zu bleiben, so bedeutet dies, dass der Zähler nacheinander nach oben und nach unten zählt und dass sich der Rolladen folglich in der Phase des Aufrollens oder Abrollens befindet, wobei diese Zone 1 durch die Aktivierung einer Anzeigevorrichtung "Zone 1" angegeben wird; wenn der Zonenindikator die Neigung hat, seine Absolutwerte zu erhöhen und einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, so bedeutet dies, dass der Rolladen sich in der Stapelphase oder der Endstapelung befindet, und diese Zone wird durch die Aktivierung einer Anzeigevorrichtung "Zone 0" angezeigt.
2. Die identifizierte Zone wird in einem Erstwertspeicher abgespeichert.
3. Ein Wechsel der Zonen wird bestimmt.
4. Die zweite identifizierte Zone wird in einem Zweitwertspeicher abgespeichert.
5. Die erhaltene Abfolge wird überprüft: wenn die Abfolge "Zone 1-Zone 0" ist, so bedeutet dies, dass der Rolladen sich in der Aufstapelphase befindet, und es wird somit der Algorithmus "Befestigungsart" (4) aktiviert; wenn die Abfolge "Zone 0-Zone 1" ist, so bedeutet dies, dass der Rolladen sich beim Aufrollen befindet, und der Algorithmus "Anschlagabschaltung" wird aktiviert.
7. Der Inhalt des Zweitwertspeichers (Schritt 4) wird im Erstwertspeicher (Schritt 2) abgespeichert.
8. Zurück zu Schritt 3.

Algorithmus der Befestigungart
Es wird festgestellt, ob das Motormoment Null ist, während der Motor unter Strom steht, was bedeutet, dass sich die Lamellen des Rolladens aufstapeln. Es werden dann die folgenden drei Untersuchungen ausgeführt:
Es wird geprüft, ob das Moment während einer bestimmten Zeit auf Null verbleibt. Wenn dies der Fall ist, so bedeutet dies, dass sich die Vorrichtung in der Zone E be findet, und die Automatik unterbricht unmittelbar die Speisung des Motors.
Es wird untersucht, ob der Anstieg des Momentes das Vorzeichen ändert. Wenn dies der Fall ist, so bedeutet das, dass sich die Vorrichtung in der Zone D befindet, und die Automatik hält dann den Motor an, wenn das Moment einen bestimmten hohen Schwellenwert erreicht hat.
Weiterhin wird untersucht, ob sich das Moment von neuem, aber langsam verändert, was bedeutet, dass sich die Vorrichtung in der Zone F befindet. Die Automatik unterbricht dann sofort die Speisung des Motors.
Algorithmus der Anschlagsabschaltung
Es wird untersucht, ob sich das Motormoment stark und monoton ändert. Wenn dies der Fall ist, so bedeutet das, dass der Rolladen in der oberen Endstellung angekommen ist, und die Automatik unterbricht demgemäss sofort die Speisung des Motors.

Claims

Steuervorrichtung für einen Motor, der einen motorisierten Rolladen antreibt, welcher aus stapelbaren Lamellen besteht, mit einer Automatik, die auf eine Änderung des Motormoments reagiert, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Automatik Identifizierungsmittel, welche die Art der Endstellung des Rolladens auf Grund einer Analyse der Änderung des Motormoments erkennen, und Mittel zum Anpassen der Steuerung der Motorabschaltung an die Art der erkannten Endstellung aufweist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Automatik eine logische Verarbeitungseinheit (ULT) aufweist, welche folgendes Programm zur Analyse der Änderung des Motormoments enthält: – Man bestimmt, ob sich der Rolladen in der Aufroll- oder in der Abroll- oder in der Stapelungs- oder in der Entstapelungsphase (in der die gestapelten Lamellen beim Hochziehen voneinander getrennt werden) befindet, – man registriert den erfassten Zustand, – man wartet auf das Erfassen eines vom registrierten Zustand unterschiedlichen Zustands, – man registriert diesen unterschiedlichen Zustand und – man bestimmt die Art der Endstellung durch die Analyse der Aufeinanderfolge der beiden registrierten Zustände.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Automatik ausserdem derart programmiert ist, dass sie im Falle, in welchem eine Abroll-Stapelungs-Folge bestimmt worden ist, das Verschwinden des Motormoments erfasst, welches dem Ende des Stapelns der Lamellen entspricht, und die Entwicklung des Motormoments von null aus analysiert, um die Art der Befestigung des Rolladens an seinem Aufrollrohr zu bestimmen und das Anhalten des Motors als Funktion der erfassten Entwicklung zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Automatik ausserdem derart programmiert ist, dass sie die Speisung des Motors sofort unterbricht, wenn das Moment eine vorbestimmte Zeitlang null bleibt oder wenn das Moment sich langsam von null aus entwickelt, und, wenn dieses Moment rasch ansteigt, die Motorspeisung unterbricht, sobald die Änderung des Motormoments einen vorbestimmten Wert erreicht.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Automatik ausserdem derart programmiert ist, dass sie im Falle, in welchem eine Entstapelungs-Aufroll-Phase bestimmt worden ist, das Anhalten des Motors steuert, sobald die Änderung des Motormoments einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Analyse der Änderung des Motormoments einen Zähler aufweisen, welcher aufwärts schaltet, wenn das Moment zunimmt, und abwärts schaltet, wenn das Moment abnimmt, und dass die Automatik folgert, dass sich der Rolladen in der Abroll- oder in der Aufrollphase befindet, wenn der Zählerstand unter einem bestimmten Schwelllwert bleibt, und folgert, dass sich der Rolladen in der Stapelungs- oder in der Entstapelungsphase befindet, wenn der Zählerstand einen bestimmten Schwellwert überschreitet bzw. einen bestimmten Schwellwert unterschreitet.