EP3643865A1 - Verfahren zur steuerung eines türsystems, sowie türsystem - Google Patents

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EP3643865A1
EP3643865A1 EP19204126.7A EP19204126A EP3643865A1 EP 3643865 A1 EP3643865 A1 EP 3643865A1 EP 19204126 A EP19204126 A EP 19204126A EP 3643865 A1 EP3643865 A1 EP 3643865A1
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EP
European Patent Office
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door leaf
door
movement
acceleration
acceleration sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19204126.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Bachmann
Gerd Gläsel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebrueder Bode GmbH and Co KG
Original Assignee
Gebrueder Bode GmbH and Co KG
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Publication date
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    • E05Y2900/51—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles for railway cars or mass transit vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a door system, preferably a sliding door system for a rail or motor vehicle, the door system comprising: a door leaf which can be moved by movement along at least one movement axis in the direction of an opening and closing position, a drive unit for Drive of the door leaf when it is moving, an acceleration sensor for detecting the acceleration of the door leaf, and a control unit for controlling the drive unit, which is signal-technically connected to the drive unit and the acceleration sensor, the acceleration sensor recording the acceleration of the door leaf during its movement along the at least one movement axis , and wherein the detected acceleration is compared with reference values using a data processing unit connected to the control unit or integrated therein.
  • the invention relates to a door system, preferably a sliding door system for a rail or motor vehicle, which is suitable for carrying out the method mentioned at the beginning.
  • Door systems in particular door systems with an automatically operated opening and closing mechanism, are generally known. Such door systems can be designed as sliding door systems, swing door systems or as swing sliding door systems.
  • the door systems mentioned are usually composed of one or two movable door leaves.
  • the door leaf can also be referred to as a door leaf.
  • the present subject matter of the invention that is to say the method for controlling a door system and also the door system which is also claimed, is not limited to door systems with only one door leaf.
  • Multi-leaf door systems in particular those door systems consisting of two door leaves, are also covered by the invention.
  • the door leaves move in opposite directions when the door is opened and closed.
  • the door wing or doors are guided or suspended in a corresponding guide rail fixed to the vehicle via a running rail or running rollers.
  • the running rail or the running rollers can be provided at the upper and lower ends of the door leaf.
  • the door leaves are generally fastened to a door frame, also called a door frame, the frame or the door wing being at least partially pivotably mounted via swivel bearings, rotating columns, hinge systems or swivel arms.
  • the door leaves are subject to a superimposed swing and slide movement when opening and closing, so the movement process is subject to a (partial) rotation and linear movement.
  • the force required to move the door leaves when opening or closing is usually provided by a drive unit and transmitted to the door leaves.
  • a drive unit can be assigned to each of the door leaves.
  • the drive unit can comprise a drive motor and a transmission. Both electrical and pneumatic drive systems are used to drive door systems.
  • a number of different forces can act on the door systems or door leaves integrated into the respective vehicle - interior doors and exterior doors alike, for example induced by vehicle acceleration. These forces can change the driving force required to open and close the door leaves. At the same time, a change in the required driving force can result from an inclination of the vehicle, for example on a slope, at an incline or when cornering. In such situations, it may be necessary to open and close the door leaves to provide an increased or decreased driving force in line with the situation. A braking force can also be introduced into the door leaf in response to the driving situation. For this purpose, it is known from the prior art to provide door systems with acceleration sensors and / or inclination sensors.
  • a sliding door system which is equipped with such a sensor system comprising an acceleration sensor and an inclination sensor.
  • movements of the vehicle or movements of the sliding door leaves caused by vehicle movements can be detected.
  • the inclination of the sliding door system can also be determined.
  • the sliding door leaves are driven by a drive device, which in turn is controlled by a control device.
  • the control device calculates the force required to operate the drive device or, alternatively, a braking force.
  • the sensor system there can be arranged on the sliding door system, but an arrangement on sliding door leaves is not provided.
  • Door leaf movements can also be monitored without acceleration and tilt sensors.
  • Systems are generally known in which the door leaf movement or the door movement is controlled and regulated by a control unit.
  • the control unit receives position or movement information of the door leaves via incremental encoders, potentiometers or other sensors integrated in a drive unit.
  • the drive unit is connected to the control unit for signaling purposes. Movement and position information can also be determined purely mechanically from the number of revolutions or the motor currents of the drive motor. Obstacles can be detected using differential pressure switches, sensing edges, light barriers or foot contacts. Obstacles can also be detected with such sensors. Basically, it is advantageous in system development to integrate as many functions as possible in one and the same system to reduce the number of components - also for cost reasons. This is difficult to achieve with the known systems.
  • the object of the present invention is to provide a method for controlling a door system and a door system, by means of which a simplified, situation-appropriate control of a door system with simultaneous continuous operation or status control of the door system is made possible.
  • a method for controlling a door system preferably a sliding door system for a rail or motor vehicle, is proposed.
  • the method or the door system also proposed with the invention is particularly suitable for use in rail vehicles and motor vehicles, but is not limited to these modes of transport.
  • Use in aircraft such as B. aircraft is conceivable.
  • motor vehicles are meant all types of (electro) motor-operated passenger cars (cars), buses, trucks (trucks) and even agricultural vehicles.
  • Rail vehicles are understood to mean, for example, high-speed trains, regional trains, railways, trams, S-Bru, U-Bahn or other vehicles guided on rails.
  • Use in building door systems or elevator door systems is also conceivable.
  • a sliding door means a door which is suitable for separating or connecting two separate areas - for example the interior and exterior of a vehicle, or alternatively two separate interior areas (for example compartments) of a vehicle.
  • a sliding door preferably comprises at least one movable door leaf which is held in a guide at the top or bottom by a running rail.
  • special door shapes for example vertically can be moved up or folded away, or folding doors are included in the invention.
  • the door system likewise proposed with the invention comprises a door leaf which can be moved in the direction of an opening and closing position by moving along at least one movement axis.
  • Open position means that a passenger can pass through the door portal in this door leaf position
  • the closed position means each door leaf position in which it is not possible to pass through.
  • the door system can be a sliding door system, swing door system or swing sliding door system.
  • the door system can have one door leaf (single-leaf door system) or two door leaves (double-leaf door system).
  • double-leaf door systems the opening and closing movement takes place in opposite directions, i.e. the door leaves move uniformly in different directions.
  • sliding doors When opening or closing, sliding doors are moved in the direction of their open or closed position along a first, second and / or third movement axis.
  • the axes of movement are aligned orthogonally to one another.
  • the door leaves When opening, the door leaves can be pushed in the direction of a door pocket.
  • the leaves In the case of a double-leaf sliding door, the leaves are moved away from one another as they move into the open position along the first movement axis, although they move on one and the same movement axis, they are moved in the opposite direction. Conversely, the door leaves move towards each other when they move in the direction of the closed position, but also in the opposite direction.
  • Swing door systems or swing doors can be moved by rotating a door leaf around a swivel axis in the direction of its open or closed position.
  • the pivot axis can be designed as a rotating column.
  • the pivot axis preferably runs along a vertical longitudinal axis of the door leaf or a door leaf frame.
  • the pivoting movement of the door leaf - be it in the direction of the open or closed position - is a movement with movement components in the direction of the first movement axis and a second movement axis, the second movement axis being oriented perpendicular to the first movement axis.
  • a speed vector or acceleration vector assigned to the pivoted door leaf has components both along the first and the second axis of movement.
  • the movement into the open or closed position is a superimposed linear movement along the first movement axis and a rotational movement with movement, speed and acceleration components in the direction of the first and second movement axes.
  • the door system on which the invention is based is a door arrangement parallel to the longitudinal axis of the vehicle
  • the first axis of movement runs parallel to the longitudinal axis of the vehicle.
  • the second movement axis runs parallel to the transverse axis of the vehicle
  • the third movement axis runs perpendicular to the first and second movement axes.
  • the door arrangement is arranged transversely to the vehicle longitudinal axis, then the first movement axis runs parallel to the vehicle transverse axis and the second Movement axis parallel to the vehicle's longitudinal axis. The above applies to the third axis of movement.
  • the door system further comprises a drive unit for driving the door leaf when it is moving.
  • the drive unit preferably comprises a drive motor and optionally also a drive gear.
  • the drive motor can be operated electrically, pneumatically, hydraulically or magnetically.
  • the drive motor can be a brushless motor. Any common and suitable transmission for motion transmission can be considered as a transmission.
  • the gear selection is made taking into account the existing door system. A different gearbox may be required for a pure sliding door system than for a swing door system or a swing sliding door system.
  • the drive can be connected to the respective door leaf via a drive belt or toothed belt.
  • the door system also includes an acceleration sensor for detecting the acceleration of the door leaf. If it is a two-leaf door system, an acceleration sensor can be arranged in each of the door leaves. Several acceleration sensors can also be provided for a door leaf. In particular, two- or three-axis acceleration sensors come into consideration as acceleration sensors. So-called MEMS sensors are particularly suitable for this. The acronym MEMS stands for a micro-electro-mechanical system. However, the method or door system according to the invention is not limited to the use of MEMS sensors. At the same time, for example, piezoelectric acceleration sensors can be used.
  • the acceleration components of the door leaf can be determined along the first, second and third movement axes. Since the acceleration of gravity acts on the sensor at all times - even when it is stationary, the inclination of the sensor or the door leaf and thus the door system can also be calculated with the help of the acceleration sensor. Knowing the inclination of the door leaf is advantageous for an economical and reliable execution of the door leaf movement. Because in an inclined state, an additional one can be used to open or close the door leaf Depending on the position of the door leaf, drive energy is also required, a reduced drive energy or even a braking force.
  • the door system on which the invention is based comprises a control unit connected to the drive unit and the acceleration sensor in terms of signal technology.
  • the control unit can be a microcontroller that is combined with the acceleration sensor in a system unit, for example on a circuit board.
  • the control unit can also be designed separately from the acceleration sensor.
  • the control unit is then connected to the acceleration sensor in a wireless or cable-switched data signal connection.
  • a separate control unit can be assigned to each door leaf.
  • a data processing unit can be connected to the control unit, as it were integrated into the control unit.
  • the data processing unit can have a data memory.
  • the data processing unit preferably stores the detected acceleration and / or the reference values in the data memory.
  • the acceleration sensor detects the acceleration of the door leaf during its movement along at least one of the movement axes.
  • the method on which the invention is based enables permanent monitoring of the functionality and the operating state of the door leaf.
  • changes in acceleration induced by changes in mechanical components can be recorded directly.
  • Such an acceleration change can be an indication of an impending failure or an impairment of the door leaf or the door system.
  • a "jerk" during the door movement should be mentioned, which can indicate, for example, a stiff door bearing.
  • the method according to the invention thus ensures predictive maintenance of the door leaf or door system. This is of particular importance when the door leaf is used in public transport vehicles - for example in buses or trains - in which the door leaves are exposed to high loads due to permanent opening and closing processes.
  • the detected acceleration is compared with reference values using the data processing unit.
  • the reference values can represent an obstacle-free movement of the door leaf - an ideal value, so to speak. Tolerance ranges can be taken into account when determining the reference values, upper and lower limits can be specified.
  • the reference values u can be determined experimentally or mathematically.
  • a system evaluation is carried out in accordance with the method on which this is based, as to whether there is an obstacle which interferes with the movement of the door leaf or any other system impairment.
  • the system evaluation can be carried out by the control unit or the data processing unit. If no impairing obstacle and no other system impairment can be determined in the way of system evaluation, the process or the recording of the acceleration is continued continuously.
  • an undisturbed movement of a door leaf has an acceleration phase until a target speed is reached.
  • the target speed is maintained until shortly before reaching the end position (this can be the open or closed position).
  • the acceleration takes on negative values. If there is an obstacle that interferes with the movement of the door leaf, the acceleration of the door leaf changes. This can be detected directly via the acceleration sensor.
  • a large obstacle creates a stronger reversal of acceleration than a small obstacle. This can be detected directly by the acceleration sensor and determined by the control unit or data processing unit connected to it. The type of obstacle can thus be identified on a case-by-case basis and an appropriate system sequence can be initiated.
  • a system sequence in the presence of a large obstacle can be the complete braking of the door leaves or the ordering of a backward movement into the starting position.
  • the inclination of the door leaf with respect to at least one of the axes of movement in the idle state can be detected with the acceleration sensor.
  • the position or position of the door leaf can also be located and ascertained, in particular when using three-axis acceleration sensors.
  • the door system or the door leaf can be controlled and regulated in adaptation to the present inclination. This guarantees a clean, situation-adapted and optimized movement of the door leaf or door system.
  • knowledge of the inclination acting on the respective door leaf is known or slope downforce of great importance. Because, depending on the inclination, the door leaves are accelerated or decelerated by the slope downforce acting on the door leaves when opening or closing.
  • the separately driven door leaves can be acted upon with a different driving force adapted to the inclination and, despite the influence of the downhill driving force, run into their end position at the same time - the open position or closed position. Ultimately, this guarantees an optimization of the door leaf movement and the door movement.
  • an acceleration change occurring during the movement of the door leaf is detected with the acceleration sensor and used to monitor the functionality and the operating state of the door leaf by means of predictive maintenance. It is further preferred here that the acceleration change occurring is stored.
  • the acceleration sensor is arranged in the interior of the door leaf or on an outside of the door leaf, preferably behind a maintenance flap provided in the upper region of the door leaf.
  • the arrangement of the acceleration sensor directly on the door leaf or in the interior of the door leaf enables the detection of obstacles. Impairments to the door leaf movement, for example a blocking of the door leaf due to an obstacle in the way, have a direct effect on the continuously measured acceleration value. In this way, a system assessment can be carried out immediately in line with the situation and a corresponding system sequence can be initiated, for example stopping the movement or initiating a reversal of the direction of the door leaf.
  • An arrangement in the upper area of the door leaf is advantageous since a number of electrical connections are often provided at this point anyway. In this way, existing electrical connections can be used for the electrical supply of the acceleration sensor.
  • the acceleration sensor can be arranged on a cover of the maintenance flap.
  • An arrangement directly on the cover of the maintenance flap can increase the accessibility of the sensor e.g. for maintenance or replacement.
  • the acceleration sensor can be arranged flat on a cover plate or fitting on the door leaf.
  • a flat sensor design can be space-saving and offer advantages insofar as the door leaf does not offer the possibility of arranging the sensor in a door leaf interior.
  • the acceleration sensor can be integrated in an operating element of the door leaf or another component of the door leaf.
  • Such an embodiment also serves to save space and uses existing installation spaces.
  • the control element usually already has an electrical supply line. If the acceleration sensor is arranged in the control element, this can be used or contacted.
  • the acceleration sensor is coupled to the door leaf.
  • the coupling between the sensor and the door leaf is a decisive factor for an exact recording of the acceleration and inclination values.
  • the accelerations acting on the door leaf must also act on the acceleration sensor for correct detection.
  • an effective (mechanical) coupling must be provided.
  • the coupling can be damped by inserting an elastic coupling element. A type of mechanical low-pass filter is thereby inserted, as a result of which unwanted high-frequency vibrations - for example due to cables or sensors located in the vicinity - are decoupled from the sensor.
  • the door leaf can be part of a single or double-leaf sliding door and the door leaf can be Movement in the direction of the opening and closing position are moved along the first axis of movement, for example via slide or roller bearings.
  • the sliding door can be an interior vehicle door or an exterior vehicle door.
  • the bearings or the rails associated with the bearings can be operatively connected to the transmission or the drive unit, for example via a drive belt.
  • the door leaf can be part of a pivoting or pivoting sliding door. Furthermore, the door leaf can be moved along the first movement axis and the second or third movement axis during its movement in the direction of the opening and closing position by means of an at least partially superimposed pivoting and linear movement.
  • the acceleration sensor can be a three-axis acceleration sensor, by virtue of which the acceleration of the door leaf along the first, second and third movement axis is detected.
  • Three-axis acceleration sensors are advantageous because they can be used regardless of the type of door system. They are suitable for use with sliding door systems, swing door systems as well as swing sliding door systems.
  • the system evaluation is carried out by an integrated data processing unit in the control unit or an external data processing unit that is connected to the control unit for signaling purposes.
  • a data processing unit integrated in the control unit can be advantageous since the provision of a data transfer line can be dispensed with.
  • the data processing unit is then directly connected to the control unit for signaling purposes, for example on one and the same board.
  • An external arrangement of the data processing unit can be advantageous in order to better distribute the computing load, as a result of which the acceleration sensors can be operated at a maximized data rate.
  • An external data processing unit can offer advantages, particularly for use in continuous operation.
  • the continuously recorded acceleration data are stored at least temporarily in the form of time-resolved data curves or data tables.
  • the storage can be carried out, for example, in a storage unit integrated in the data processing unit.
  • An external storage unit on an external server or a data cloud can also offer advantages, in particular with regard to a larger storage capacity.
  • the storage in the form of data curves or data tables is particularly suitable for recording time-resolved acceleration values.
  • the reference values in the form of a reference data curve or reference data table in the control unit or data processing unit, the reference values corresponding to an ideal, unobstructed movement of the door leaf.
  • the reference data curve or the reference data table can be time-resolved and / or position-resolved.
  • An obstacle-free ideal movement means a movement of the door leaf without impairments. This can mean, on the one hand, an obstacle-free door leaf run and, on the other hand, a door leaf run without system errors or impairments due to the failure or damage to mechanical components.
  • the reference data are preferably determined by calibrating or in test runs of the door leaf under predefinable conditions.
  • the reference values may also be possible for the reference values to be acceleration values which are determined by means of a calculation based on characteristic values of the drive unit and which correspond to an ideal, unobstructed movement of the door leaf.
  • a computational determination of target acceleration values can supplement the experimental values or those determined by calibration or during test runs and / or can be used to check them.
  • characteristic values of the drive unit for example the motor voltage, the motor current, the motor revolution, can compensate for possible errors in the measurement value determination via the acceleration sensor system.
  • the above-mentioned position resolution of the above reference data curve or the reference data table is particularly useful if, for example, a current setpoint curve for the drive unit is also resolved. Such a position resolution corresponds to the resolution after pulses from an incremental encoder.
  • At least one control signal is passed on from the control unit to the drive unit, the control signal comprising a change in an instantaneous operating parameter of the drive unit, and as a result of the Parameter change the movement of the door leaf is at least temporarily interrupted, braked, amplified or reversed in its direction.
  • a reaction mediated by the drive unit takes place in the movement sequence of the door leaf. If the direction is reversed in response to the detection of an obstacle by means of the system evaluation, the drive motor is first stopped and then driven in the opposite direction. This can automatically clear any obstacles that may have become stuck.
  • the mentioned operating parameters can include the following parameters: the voltage, the current, the speed, the direction of rotation and / or the power of the drive motor.
  • the operating parameters can also be the following parameters: the speed, the acceleration or the braking force of an engine and / or transmission brake.
  • the parameters of speed and acceleration refer to the door leaf.
  • the control unit forwards an optical or acoustic warning signal to a display element provided in the area of the door system or in the cockpit of the rail or motor vehicle.
  • Any other system impairment can be a failure or damage to a mechanical component of the door system.
  • a display in the form of an optical or acoustic warning signal is helpful so that the vehicle driver can become aware of this damage or the failure and possibly replace the component.
  • that optical warning signal can be realized in a flashing of a warning light.
  • the playing of a warning tone can serve as an acoustic warning signal.
  • Figure 1 is a perspective view of a two-leaf sliding door, which, like that in the Figure 2
  • the two-leaf pivoting sliding door shown can be part of the door system or method on which the invention is based.
  • the door system can comprise a pure swing door system and / or be single-leaf.
  • the sliding door 1 has two door leaves 2.
  • the door leaves 2 can also be referred to synonymously as door leaves.
  • the door leaves can be arranged within a corresponding door portal (not shown) of a vehicle.
  • a viewing window 10 can be integrated in the door leaf.
  • the door leaves 2 are displaceably arranged on a guide element 4, for example a guide tube or a guide rail, which runs along a first movement axis X, via a guide carriage 3, which can be designed, for example, as a roller carriage or sliding carriage.
  • the guide carriage 3 is connected to the respective door leaf 2 via a connecting element 5.
  • the connecting element 5 is preferably firmly connected to the door leaf 2, for example via a screw connection.
  • a separate guide carriage 3 is assigned to each of the two door leaves 2.
  • the guide carriage is operatively connected to a drive unit (not shown), for example via a drive belt.
  • a drive unit not shown
  • the door leaves 2 are in their closed position.
  • the door leaves 2 mediated by the respective guide carriages 3 and the drive unit, are moved along the first movement axis X in the opposite direction, that is to say away from one another.
  • the method according to the invention comes into play.
  • the acceleration a and speed v of the door leaf 2 change immediately.
  • an acceleration sensor 6 arranged in the door leaf 2 or on the door leaf 2. This is because the acceleration sensor 6 continuously records the movement data of the door leaf 2 assigned to it. Accordingly, a change in acceleration a is immediately recognized.
  • the obstacle detection by the acceleration sensor 6 is carried out by a control unit or a data processing unit connected to the acceleration sensor 6.
  • the recorded acceleration values are compared with predetermined reference values.
  • a system evaluation is carried out as to whether an obstacle which interferes with the movement of the door leaves 2 or another system impairment, e.g. a defective component of the door system is present.
  • the acceleration sensor 6 can be arranged at any position of the door leaf 2. However, the acceleration sensor 6 is preferably arranged in the upper region of the door leaf 2. Possible positions 7 for the arrangement of the acceleration sensor 6 are shown in FIGS 1 and 2 featured. Like especially that Figure 3 reveals, the acceleration sensor 6 can be arranged in a door leaf 2 formed from a plurality of material layers inside the door leaf 2, preferably on an aluminum frame 8.
  • Exploded two-leaf swivel sliding door system also comprises two door leaves 2.
  • Each of the door leaves 2 is slidably suspended on a guide element designed as a roller carriage or sliding carriage via a guide and drive unit 9 (not further differentiated here) on a guide element running in the direction of the first movement axis X.
  • Frame elements 12 and rotating columns 13 are provided along the longitudinal axis of the door leaves 2 for at least partially pivoting mounting of the door leaves 2.
  • the door wings 2 are prevented from striking a vehicle outer skin by guiding the door wings 2 via rollers which are integrated in the rotating columns 13, but are not shown separately here.
  • a rail 11, which serves as a counter-bearing for the rotating columns 13, is arranged essentially below the door leaf 2.
  • the door leaves 2 move in a superimposed partial rotation and linear movement (in Fig. 2 represented by arrow 14) at least partially in the direction of the movement axis Y, before they are fanned out in opposite directions along the movement axis X.
  • Acceleration sensors 6 can also be arranged at different positions 7 in the door leaves 2 of the pivoting-sliding door system shown. In the event of a two-axis movement of the door leaves 2, the acceleration sensors 6 detect the acceleration components along both axes X, Y. If there is no movement along the Z axis, the acceleration sensor 6 senses the effect of the acceleration of fall in this direction. Taking this key figure into account, the inclination of the door system can be calculated. This can be advantageous for an effective control of the door leaf 2.
  • the drive unit can react adequately to the necessary circumstances (for example, a necessary additional driving force when the vehicle is tilted) and enable operation adapted to the situation by changing the engine parameters.
  • FIG. 3 In an exploded view, an exemplary structure of a door leaf together with a possible installation position of the acceleration sensor 6 is shown.
  • a door leaf 2 is composed of several layers of material or components.
  • the door leaf 2 has external fittings in the form of aluminum sheets 15, 16.
  • the acceleration sensor can be fastened to an aluminum frame 8 in the interior of the door leaf 2.
  • At least one insulating wall 17 for heat and noise insulation can be provided between the outer aluminum sheets 15, 16 and the aluminum frame 8.
  • Further elements can be a finger protection strip 18 and a glass pane forming the viewing window 10.
  • the acceleration of acceleration sensors 6 provided on the door leaves 2 is recorded continuously over time.
  • Figures 4 and 5 are exemplary time profiles of speed profiles (v (t)) and acceleration profiles (a (t)) for the case of a ideal ( Fig. 4 ) Opening or closing process and one that is impaired by an obstacle ( Fig. 5 ) Opening or closing process of a sliding door shown.
  • the movement sequence in this case consists of an acceleration phase 19 which lasts until a desired, constant displacement speed v (constant displacement phase 20) is reached.
  • the constant speed v is maintained until the end position is approached (this can be the open position or the closed position) and is reduced to zero in a braking phase 21.
  • a decisive advantage of the detection of the acceleration values via an acceleration sensor 6 arranged on the door leaf 2 or in the interior of the door leaf 2 lies in the direct detection of the acceleration a at the point of action. This eliminates the need to calculate indirectly and delayed using auxiliary values from drive key figures.
  • the Figure 6 shows an exemplary sequence of the method underlying the invention for controlling a door system.
  • the acceleration a and or inclination of the door system is detected via one or more acceleration sensors 6 provided on a door leaf 2, method step 100.
  • the acceleration a is continuously detected or sensed.
  • the detected acceleration values a and / or inclination values are compared with reference values in a further method step 110. This can be done using one in one the drive unit and the acceleration sensors 6 connected control unit or a data processing unit connected to or integrated in this.
  • the control unit or data processing unit then carries out a system evaluation 120.
  • the comparison with reference values determines whether there are deviations from the reference values beyond a certain tolerance or not.
  • the reference values can be predefined acceleration curves that correspond to an ideal, obstacle-free movement (see e.g. Fig. 4 ).
  • the size of the obstacle can be derived from the magnitude of the acceleration or speed drop or another system impairment (e.g. a failure of components of the drive unit) can be determined.
  • Operating parameters from the drive unit can also be used to carry out the system evaluation.
  • the change in certain operating parameters is initiated in a method step 150. For example, the direction of movement of the door leaf 2 can be changed, as a result of which the door leaf 2 moves back into its open position and releases any jammed obstacle.
  • step 140 If no obstacle or system impairment is determined (step 140), there is no change in operating parameters and the sensation of the acceleration is continued. Sensing the acceleration values is continued continuously when the illustrated method scheme is run through.
  • the driver can e.g. be displayed in the form of a warning signal.
  • the system can be evaluated directly from the acceleration data recorded over time as well as from speed data.
  • the parameters can be converted into one another by differentiating / integrating or deriving / deriving.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Türsystems, vorzugsweise eines Schiebetürsystems für ein Schienen- oder Kraftfahrzeug, wobei das Türsystem umfasst: einen Türflügel (2), der durch eine Bewegung entlang zumindest einer Bewegungsachse (X, Y, Z) in Richtung einer Öffnungs- und Verschlussstellung bewegbar ist, eine Antriebseinheit zum Antrieb des Türflügels (2) bei dessen Bewegung, einen Beschleunigungssensor (6) zum Erfassen der Beschleunigung (a) und/oder Neigung des Türflügels (2), und eine mit der Antriebseinheit und dem Beschleunigungssensor (6) signaltechnisch verbundenen Steuereinheit zur Ansteuerung der Antriebseinheit, wobei mit dem Beschleunigungssensor (6) die Beschleunigung (a) des Türflügels (2) während seiner Bewegung entlang der zumindest einen Bewegungsachse (X, Y, Z) erfasst wird, und wobei die erfasste Beschleunigung (a) unter Einsatz einer mit der Steuereinheit verbundenen oder in diese integrierten Datenverarbeitungseinheit mit Referenzwerten abgeglichen wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in Folge des Abgleichens eine Systembewertung vorgenommen wird. Ebenso betrifft die Erfindung ein entsprechendes Türsystem.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Türsystems, vorzugsweise eines Schiebetürsystems für ein Schienen- oder Kraftfahrzeug, wobei das Türsystem umfasst: einen Türflügel, der durch eine Bewegung entlang zumindest einer Bewegungsachse in Richtung einer Öffnungs- und Verschlussstellung bewegbar ist, eine Antriebseinheit zum Antrieb des Türflügels bei dessen Bewegung, einen Beschleunigungssensor zum Erfassen der Beschleunigung des Türflügels, und eine mit der Antriebseinheit und dem Beschleunigungssensor signaltechnisch verbundenen Steuereinheit zur Ansteuerung der Antriebseinheit, wobei mit dem Beschleunigungssensor die Beschleunigung des Türflügels während seiner Bewegung entlang der zumindest einen Bewegungsachse erfasst wird, und wobei die erfasste Beschleunigung unter Einsatz einer mit der Steuereinheit verbundenen oder in diese integrierten Datenverarbeitungseinheit mit Referenzwerten abgeglichen wird.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Türsystem, vorzugsweise ein Schiebetürsystem für ein Schienen- oder Kraftfahrzeug, das zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens geeignet ist.
  • Türsysteme, insbesondere Türsysteme mit automatisch betriebenem Öffnungs- und Schließmechanismus sind allgemein bekannt. Solche Türsysteme können als Schiebetürsysteme, Schwenktürsysteme oder als Schwenkschiebetürsysteme ausgebildet sein. Die genannten Türsysteme setzen sich in der Regel aus einem oder zwei beweglichen Türflügeln zusammen. Synonym kann der Türflügel auch als Türblatt bezeichnet werden. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der vorliegende Erfindungsgegenstand, also das Verfahren zur Steuerung eines Türsystems wie auch das ebenfalls beanspruchte Türsystem, nicht auf Türsysteme mit nur einem Türflügel begrenzt ist. Gleichsam sind mehrflügelige Türsysteme, insbesondere jene aus zwei Türflügeln bestehende Türsysteme von der Erfindung erfasst.
  • Im Falle eines zweiflügeligen Türsystems sind die Türflügel in ihrer Bewegungsrichtung beim Öffnen- und Schließen der Türe gegenläufig. Der oder die Türflügel sind im Falle der Ausbildung des Türsystems als Schiebetürsystem über eine an dem Türflügel montierte Laufschiene oder Laufrollen in einer dazu korrespondierenden fahrzeugfesten Führungsschiene geführt bzw. aufgehangen. Die Laufschiene bzw. die Laufrollen können am oberen und unteren Ende des Türflügels vorgesehen sein. Bei Schwenktürsystemen oder Schwenkschiebetürsystemen sind die Türflügel in der Regel an einem Türrahmen, auch Türzarge genannt, befestigt, wobei der Rahmen oder der Türflügel zumindest teilweise über Schwenklager, Drehsäulen, Scharniersysteme oder Schwenkarme schwenkbar gelagert ist. Bei Schwenkschiebetürsystemen unterliegen die Türflügel beim Öffnen und Schließen einer überlagerten Schwenk- und Schiebebewegung, der Bewegungsprozess unterliegt also einer (teilweisen) Rotations- und Linearbewegung.
  • Die zur Bewegung der Türflügel beim Öffnen bzw. Schließen benötigte Kraft wird in der Regel durch eine Antriebseinheit bereitgestellt und auf die Türflügel übertragen. Im Falle einer zweiflügeligen Türe können kann jedem der Türflügel eine separate Antriebseinheit zugeordnet sein. Die Antriebseinheit kann einen Antriebsmotor und ein Getriebe umfassen. Sowohl elektrische als auch pneumatische Antriebssysteme werden zum Antrieb von Türsystemen eingesetzt.
  • Während der Bewegung eines Fahrzeugs können auf die in das jeweilige Fahrzeug integrierten Türsysteme bzw. Türflügel - Innentüren und Außentüren gleichermaßen - eine Reihe unterschiedlicher Kräfte einwirken, beispielweise induziert durch die Fahrzeugbeschleunigung. Diese Kräfte können die für das Öffnen und Schließen der Türflügel erforderliche Antriebskraft verändern. Gleichsam kann eine Änderung der erforderlichen Antriebskraft aus einer Neigung des Fahrzeugs, beispielsweise in Hanglage, Schräglage oder bei der Kurvenfahrt, resultieren. In derartigen Situationen kann es zum Öffnen und Schließen der Türflügel erforderlich sein, eine gesteigerte oder verminderte Antriebskraft situationsadäquat bereitzustellen. Auch kann in Reaktion auf die Fahrtsituation eine Bremskraft in den Türflügel eingeleitet werden. Dazu ist es aus dem Stand der Technik bekannt Türsysteme mit Beschleunigungssensoren und/oder Neigungssensoren zu versehen.
  • So offenbart die DE 10 2005 029 630 A1 eine Schiebetüranlage, die mit einem solchen einen Beschleunigungssensor und einen Neigungssensor umfassenden Sensorsystem ausgestattet ist. Mit den dort beschriebenen Sensoren können Bewegungen des Fahrzeugs oder von durch Fahrzeugbewegungen bewirkte Bewegungen der Schiebetürflügel erfasst werden. Ferner kann die Neigung der Schiebetüranlage bestimmt werden. Die Schiebetürflügel werden über eine Antriebseinrichtung angetrieben, die wiederrum von einer Steuerungseinrichtung gesteuert wird. In Abhängigkeit der mit den Sensoren aufgenommenen Messsignale, wird von der Steuerungseinrichtung die zum Betrieb der Antriebseinrichtung erforderliche Kraft oder alternativ eine Bremskraft berechnet. Das dortige Sensorsystem kann zwar an der Schiebetüranlage angeordnet sein, eine Anordnung an Schiebetürflügeln ist jedoch nicht vorgesehen. Zwar lassen sich mit einer solchen Anordnung Längs- und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe zur Schiebetüranlage erfassen, woraufhin eine Anpassung der Antriebsparameter an die jeweilige Fahrtsituation erfolgen kann. Eine die Schiebetürflügel beeinträchtigende Situation, beispielsweise ein defektes Lager oder ein eine freie Bewegung der Türflügel beeinträchtigendes Hindernis, lässt sich damit nicht erfassen. Ein Hindernis könnte beispielsweise eine den Türflügel beim Verschließen blockierende Person, oder ein Gepäckstück sein.
  • Die Überwachung von Türflügelbewegungen kann auch ohne Beschleunigungs- und Neigungssensoren erfolgen. Allgemein bekannt sind Systeme, bei denen die Türflügelbewegung bzw. der Türlauf über eine Steuereinheit gesteuert und geregelt wird. Die Steuereinheit erhält dabei Positions- bzw. Bewegungsinformationen der Türflügel über in eine Antriebseinheit integrierte Inkrementalgeber, Potentiometer oder anderweitige Sensoren. Die Antriebseinheit ist signaltechnisch mit der Steuereinheit verbunden. Auch können Bewegungs- und Positionsinformationen rein mechanisch aus der Umdrehungszahl oder den Motorströmen des Antriebsmotors bestimmt werden. Die Erkennung von Hindernissen kann über Differenzdruckschalter, Fühlkanten, Lichtschranken oder Trittkontakte verwirklicht werden. Zwar lassen sich auch mit solchen Sensoren Hindernisse erkennen. Grundsätzlich ist es aber bei der Systementwicklung vorteilhaft, möglichst viele Funktionen in ein und demselben System zu integrieren und die Bauteilanzahl - auch aus Kostengründen - zu reduzieren. Dies ist mit den bekannten Systemen nur schwer zu verwirklichen.
  • Entsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Türsystems sowie ein Türsystem bereitzustellen, vermöge dessen eine vereinfachte, situationsadäquate Steuerung eines Türsystems bei gleichzeitiger kontinuierlicher Betriebs- bzw. Zustandskontrolle des Türsystems ermöglicht wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 und ein Türsystem gemäß dem Patentanspruch 16 vorgeschlagen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Steuerung eines Türsystems, vorzugsweise eines Schiebetürsystems für ein Schienen- oder Kraftfahrzeug vorgeschlagen.
  • Das Verfahren beziehungsweise das ebenfalls mit der Erfindung vorgeschlagene Türsystem eignet sich insbesondere zur Verwendung in Schienenfahrzeugen und Kraftfahrzeugen, ist aber nicht auf diese Verkehrsmittel begrenzt. Auch ein Einsatz in Luftfahrzeugen wie z. B. Flugzeugen ist denkbar. Mit Kraftfahrzeugen sind jegliche Arten von (elektro)-motorisch betriebenen Personenkraftwagen (PKWs), Bussen, Lastkraftwagen (LKWs) und sogar Agrarfahrzeugen gemeint. Unter Schienenfahrzeugen sind beispielsweise Hochgeschwindigkeitszüge, Regionalzüge, Eisenbahnen, Straßenbahnen, S-Bahnen, U-Bahnen oder andere auf Schienen geführten Fahrzeuge zu verstehen. Auch ein Einsatz in Gebäudetürsystemen oder Aufzugstürsystemen ist denkbar.
  • Mit Schiebetüre ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Türe gemeint, die geeignet ist, zwei voneinander getrennte Bereiche - z.B. den Innen- und Außenbereich eines Fahrzeugs, oder alternativ zwei separierte Innenbereiche (z.B. Abteile) eines Fahrzeugs - voneinander zu trennen oder zu verbinden. Eine solche Schiebetüre umfasst vorzugsweise zumindest einen beweglichen Türflügel, der durch eine Laufschiene oben oder unten in einer Führung gehalten wird. Auch Türsonderformen, die z.B. nach vertikal nach oben wegfahr- oder wegklappbar sind, oder Falttüren sind von der Erfindung umfasst.
  • Das mit der Erfindung ebenfalls vorgeschlagene Türsystem umfasst einen Türflügel, der durch eine Bewegung entlang zumindest einer Bewegungsachse in Richtung einer Öffnungs- und Verschlussstellung bewegbar ist. Öffnungsstellung meint, dass ein Fahrgast in dieser Türflügelstellung durch das Türportal hindurchtreten kann, während mit Verschlussstellung je Türflügelstellung gemeint ist, bei der ein Hindurchtreten nicht möglich ist.
  • Bei dem Türsystem kann es sich um ein Schiebetürsystem, Schwenktürsystem oder Schwenkschiebetürsystem handeln. Gleichermaßen kann das Türsystem einen Türflügel (einflügeliges Türsystem) oder zwei Türflügel (zweiflügeliges Türsystem) aufweisen. Bei zweiflügeligen Türsystemen erfolgt die Öffnungs- und Verschlussbewegung gegenläufig, d.h. die Türflügel bewegen sich gleichförmig in unterschiedliche Richtungen.
  • Je nach Ausbildung des Türsystems (Schiebetürsystem, Schwenktürsystem oder Schwenkschiebetürsystem) erfolgt die Bewegung der Türflügel - unerheblich ob ein- oder zweiflügelig ausgebildet - beim Öffnen und Schließen in einem unterschiedlichen Bewegungsschema.
  • Schiebetüren werden beim Öffnen oder Verschließen in Richtung ihrer Öffnungs- oder Verschlussstellung entlang einer ersten, zweiten und/oder dritten Bewegungsachse bewegt. Die Bewegungsachsen sind orthogonal zueinander ausgerichtet. Beim Öffnen können die Türflügel dabei in Richtung einer Türtasche eingeschoben werden. Im Falle einer zweiflügeligen Schiebetüre werden die Flügel bei ihrer Bewegung in die Öffnungsstellung entlang der ersten Bewegungsachse voneinander wegbewegt, sie bewegen sich zwar auf ein und derselben Bewegungsachse, werden aber in entgegengesetzter Richtung verschoben. Umgekehrt bewegen sich die Türflügel beim ihrer Bewegung in Richtung der Verschlussstellung aufeinander zu, jedoch ebenfalls in entgegengesetzter Richtung.
  • Schwenktürsysteme bzw. Schwenktüren lassen sich durch Rotation eines Türflügels um eine Schwenkachse in Richtung ihrer Öffnungs- oder Verschlussstellung bewegen. Die Schwenkachse kann als Drehsäule ausgebildet sein. Vorzugsweise verläuft die Schwenkachse entlang einer vertikalen Längsachse des Türflügels oder eines Türflügelrahmens.
  • Bei der Schwenkbewegung des Türflügels - sei es in Richtung der Öffnungs- oder Verschlussstellung - handelt es sich um eine Bewegung mit Bewegungskomponenten in Richtung der ersten Bewegungsachse und einer zweiten Bewegungsachse, wobei die zweite Bewegungsachse senkrecht zu der ersten Bewegungsachse ausgerichtet ist. Beim Verschwenken weist ein dem verschwenkten Türflügel zugeordneter Geschwindigkeitsvektor oder Beschleunigungsvektor Komponenten sowohl entlang der ersten als auch der zweiten Bewegungsachse auf.
  • Bei Schwenkschiebetürsystemen handelt es sich bei der Bewegung in die Öffnungs- bzw. Verschlussstellung um eine überlagerte Linearbewegung entlang der ersten Bewegungsachse sowie einer Rotationsbewegung mit Bewegungs-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungskomponenten in Richtung der ersten und zweiten Bewegungsachse.
  • Bei sich vertikal öffnenden Türflügeln treten Bewegungs-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungskomponenten entlang einer dritten Bewegungsachse an die Stelle der zweiten Bewegungsachse.
  • Sofern es sich bei dem der Erfindung zugrunde liegenden Türsystem um eine zur Fahrzeuglängsachse parallele Türanordnung handelt, so verläuft die erste Bewegungsachse parallel zur Fahrzeuglängsachse. In diesem Fall verläuft die zweite Bewegungsachse parallel zur Querachse des Fahrzeugs, während die dritte Bewegungsachse senkrecht zur ersten und zweiten Bewegungsachse verläuft. Handelt es sich um eine quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnete Türanordnung, so sind verläuft die erste Bewegungsachse parallel zur Fahrzeugquerachse und die zweite Bewegungsachse parallel zur Fahrzeuglängsachse. Für die dritte Bewegungsachse gilt vorstehendes.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Türsystem ferner eine Antriebseinheit zum Antrieb des Türflügels bei dessen Bewegung. Die Antriebseinheit umfasst vorzugsweise einen Antriebsmotor und wahlweise auch ein Antriebsgetriebe. Der Antriebsmotor kann elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder magnetisch betrieben sein. Insbesondere kann der Antriebsmotor ein Brushless-Motor sein. Als Getriebe kommt jedwedes gängige und geeignete Getriebe zur Bewegungsübertragung in Betracht. Die Getriebeauswahl erfolgt unter Berücksichtigung des vorliegenden Türsystems. So kann für eine reines Schiebetürsystem ein anderes Getriebe erforderlich sein als für ein Schwenktürsystem oder ein Schwenkschiebetürsystem. Der Antrieb kann über einen Treibriemen bzw. Zahnriemen mit dem jeweiligen Türflügel verbunden sein.
  • Zudem umfasst das Türsystem einen Beschleunigungssensor zum Erfassen der Beschleunigung des Türflügels. Sofern es sich um ein zweiflügeliges Türsystem handelt, kann in jedem der Türflügel ein Beschleunigungssensor angeordnet sein. Auch können mehrere Beschleunigungssensoren für einen Türflügel vorgesehen sein. Als Beschleunigungssensoren kommen insbesondere zwei- oder drei-achsige Beschleunigungssensoren in Betracht. Insbesondere eignen sich dazu sogenannte MEMS-Sensoren. Das Akronym MEMS steht für ein mikro-elektro-mechanisches System. Jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren bzw. Türsystem nicht auf die Verwendung von MEMS-Sensoren beschränkt. Gleichsam können beispielsweise piezoelektrische Beschleunigungssensoren verwendet werden. Mit einem drei-achsigen Beschleunigungssensor können - die Anordnung des Sensors im Türflügel vorausgesetzt - die Beschleunigungskomponenten des Türflügels entlang der ersten, zweiten und dritten Bewegungsachse ermittelt werden. Da zu jedem Zeitpunkt - auch im unbewegten Ruhezustand - auf den Sensor die Fallbeschleunigung einwirkt, kann mit Hilfe des Beschleunigungssensors auch die Neigung des Sensors bzw. des Türflügels und damit des Türsystems berechnet werden. Die Kenntnis der Neigung des Türflügels ist vorteilhaft für eine ökonomische und zuverlässige Durchführung der Türflügelbewegung. Denn in einem geneigten Zustand kann zum Öffnen oder Schließen der Türflügel eine zusätzliche Antriebsenergie benötigt werden, je nach Lage der des Türflügels auch eine verringerte Antriebsenergie oder sogar eine Bremskraft.
  • Weiterhin umfasst das der Erfindung zugrunde liegende Türsystem eine mit der Antriebseinheit und dem Beschleunigungssensor signaltechnisch verbundene Steuereinheit. Bei der Steuereinheit kann es sich um eine Mikrosteuereinheit handeln, die mit dem Beschleunigungssensor in einer Systemeinheit zusammengefasst ist, beispielsweise auf einer Platine. Die Steuereinheit kann auch separat zum Beschleunigungssensor ausgeführt sein. Sodann steht die Steuereinheit mit dem Beschleunigungssensor in einer kabellosen oder kabelvermittelten datentechnischen Signalverbindung. Gleiches gilt für die Verbindung der Steuereinheit zu der Antriebseinheit, auch diese kann kabellos oder kabelgebunden erfolgen. Je nach Anzahl der Türflügel kann jedem Türflügel eine separate Steuereinheit zugeordnet sein. Mit der Steuereinheit kann eine Datenverarbeitungseinheit verbunden sein, gleichsam kann diese in die Steuereinheit integriert sein. Die Datenverarbeitungseinheit kann einen Datenspeicher aufweisen. Vorzugsweise speichert die Datenverarbeitungseinheit die erfasste Beschleunigung und/oder die Referenzwerte in dem Datenspeicher.
  • Gemäß dem der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren wird mit dem Beschleunigungssensor die Beschleunigung des Türflügels während seiner Bewegung entlang zumindest einer der Bewegungsachsen erfasst.
  • Mit dem der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren ist eine dauerhafte Überwachung der Funktionalität und des Betriebszustandes des Türflügels ermöglicht. Durch die Erfassung der bei den Bewegungen des Türflügels auftretenden Beschleunigungen mit dem Beschleunigungssensor können durch Veränderungen an mechanischen Komponenten induzierte Beschleunigungsveränderungen unmittelbar erfasst werden. Eine solche Beschleunigungsveränderung kann ein Hinweis auf einen bevorstehenden Ausfall oder eine Beeinträchtigung des Türflügels bzw. des Türsystems sein. Als Beispiel für eine derartige Beschleunigungsveränderung sei ein "Rucken" während der Türbewegung erwähnt, was beispielsweise auf ein schwergängiges Türlager hinweisen kann. Durch die gleichzeitige Kenntnis der Position des Türflügels (diese ist ebenfalls über geeignete Sensoren erfassbar) kann das die Beeinträchtigung oder den Ausfall des Türflügels bzw. Türsystems verursachende Bauteil lokalisiert werden. Durch einen Abgleich mit bekannten Beschleunigungsmustern können sich andeutende Beeinträchtigungen oder Ausfälle des Türflügels bzw. Türsystems oder einzelner Komponenten nach ihrer Instandsetzungsdringlichkeit klassifiziert werden. Die Kombination der durch den Beschleunigungssensor erfassten Daten mit weiteren bekannten oder erfassten Daten des Türsystems, beispielsweise der Motorspannung, des Motorstroms, der Umdrehungen des Antriebsmotors, kann ein vollständiges die Funktionalität des Türsystems wiedergebendes Bild erzielt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist damit eine vorausschauende Instandhaltung des Türflügels bzw. Türsystems gewährleistet. Eine solche ist gerade bei Verwendung des Türflügels in Fahrzeugen des öffentlichen Personenverkehrs - beispielsweise in Bussen oder Zügen - bei denen die Türflügel durch permanente Öffnungs- und Schließvorgänge hohen Belastungen ausgesetzt sind, von eminenter Bedeutung.
  • Die erfasste Beschleunigung wird unter Einsatz der Datenverarbeitungseinheit mit Referenzwerten abgeglichen. Die Referenzwerte können eine hindernisfreie Bewegung des Türflügels - sozusagen einen Idealwert - repräsentieren. Toleranzbereiche können bei der Festlegung der Referenzwerte berücksichtigt werden, dabei können obere und untere Grenzen festgelegt werden. Die Referenzwerte u können experimentell oder rechnerisch ermittelt werden.
  • In Folge des Abgleichens wird gemäß dem hier zugrunde gelegten Verfahren eine Systembewertung dahingehend vorgenommen, ob ein die Bewegung des Türflügels beeinträchtigendes Hindernis oder eine anderweitige Systembeeinträchtigung vorliegt. Die Systembewertung kann von der Steuereinheit oder der Datenverarbeitungseinheit vorgenommen werden. Sofern im Wege Systembewertung kein beeinträchtigendes Hindernis und keine anderweitige Systembeeinträchtigung festgestellt werden kann, wird das Verfahren bzw. die Erfassung der Beschleunigung kontinuierlich fortgesetzt.
  • Grundsätzlich weist eine ungestörte Bewegung eines Türflügels eine Beschleunigungsphase bis zum Erreichen einer Soll-Geschwindigkeit auf. Die Soll-Geschwindigkeit wird bis kurz vor dem Erreichen der Endposition (dies kann die Öffnungs- oder Verschlussstellung sein) beibehalten. Um in die Endposition zu gelangen, wird die Geschwindigkeit reduziert, dabei nimmt die Beschleunigung Negativwerte an. Bei Vorliegen eines die Bewegung des Türflügels beeinträchtigenden Hindernisses ändert sich die Beschleunigung des Türflügels. Dies kann über den Beschleunigungssensor unmittelbar detektiert werden.
  • Mit dem vorliegenden Verfahren bzw. Türsystem ist gar eine Differenzierung unterschiedlicher Hindernisse ermöglicht. Denn ein großes Hindernis erzeugt eine stärkere Beschleunigungsumkehr als ein geringes Hindernis. Dies kann durch den Beschleunigungssensor unmittelbar erfasst und von der damit verbundenen Steuereinheit bzw. Datenverarbeitungseinheit festgestellt werden. Fallbezogen kann also die Art des Hindernisses erkannt und eine entsprechende Systemfolge eingeleitet werden. Eine Systemfolge bei Vorliegen eines großen Hindernisses kann das vollständige Abbremsen der Türflügel oder die Anordnung einer Rückwärtsbewegung in die Ausgangsposition sein.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann mit dem Beschleunigungssensor die Neigung des Türflügels in Bezug auf zumindest eine der Bewegungsachsen im Ruhezustand erfasst werden. Auch die Lage bzw. Position des Türflügels kann, insbesondere bei Verwendung von dreiachsigen Beschleunigungssensoren, lokalisiert und festgestellt werden.
  • Ist die Neigung bzw. die Lage des Türflügels bzw. Türsystems vor dem Beginn der Bewegung in die Öffnungs- oder Verschlussstellung bekannt, so kann das Türsystem bzw. der Türflügel in Anpassung an die vorliegende Neigung gesteuert und geregelt werden. Damit ist ein sauberer, situationsangepasster und optimierter Bewegungsablauf des Türflügels oder Türsystems gewährleistet. Insbesondere bei sich aus zwei Türflügeln zusammensetzenden Türsystemen, die für den jeweiligen Türflügel einen separaten Antrieb aufweisen, ist die Kenntnis der auf den jeweiligen Türflügel wirkenden Neigung bzw. Hangabtriebskraft von großer Bedeutung. Denn je nach Neigung, werden die Türflügel beim Öffnen bzw. Schließen von der auf die Türflügel wirkenden Hangabtriebskraft beschleunigt oder verzögert. Als Gegenmaßnahme können die separat angetriebenen Türflügel mit einer unterschiedlichen, an die Neigung angepassten Antriebskraft beaufschlagt werden und laufen trotz des Einflusses der Hangabtriebskraft gleichzeitig in ihre Endposition - die Öffnungsstellung bzw. Verschlussstellung ein. Letztlich ist dadurch eine Optimierung der Türflügelbewegung bzw. des Türlaufs gewährleistet.
  • Wie bereits erwähnt, kann es vorteilhaft sein, dass eine bei der Bewegung des Türflügels auftretende Beschleunigungsveränderung mit dem Beschleunigungssensor erfasst und zur Überwachung der Funktionalität und des Betriebszustandes des Türflügels im Wege einer vorausschauenden Instandhaltung herangezogen wird. Hier ist es weiter bevorzugt, dass die auftretende Beschleunigungsveränderung gespeichert wird.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrens bzw. des Türsystems ist der Beschleunigungssensor im Innenraum des Türflügels oder an einer Außenseite des Türflügels angeordnet, vorzugsweise hinter einer im oberen Bereich des Türflügels vorgesehenen Wartungsklappe. Die Anordnung des Beschleunigungssensors unmittelbar am Türflügel bzw. im Inneren des Türflügels ermöglicht erst die Erkennung von Hindernissen. Beeinträchtigungen der Türflügelbewegung, beispielsweise ein Blockieren des Türflügels aufgrund eines im Weg stehenden Hindernisses, wirkt sich unmittelbar auf den kontinuierlich erfassten Beschleunigungswert aus. Somit kann situationsangepasst unmittelbar eine Systembewertung erfolgen und eine entsprechende Systemfolge eingeleitet werden, beispielsweise ein Stoppen der Bewegung oder das Einleiten einer Richtungsumkehr des Türflügels. Eine Anordnung im oberen Bereich des Türflügels ist von Vorteil, da an dieser Stelle häufig ohnehin eine Reihe von elektrischen Verbindungen vorgesehen ist. Somit können ohnehin vorhandene elektrische Verbindungen zur elektrischen Versorgung des Beschleunigungssensors eingesetzt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Beschleunigungssensor auf einem Deckel der Wartungsklappe angeordnet sein. Eine Anordnung unmittelbar auf dem Deckel der Wartungsklappe kann die Zugänglichkeit des Sensors z.B. zur Wartung oder zum Austausch, vereinfachen.
  • Alternativ kann der Beschleunigungssensor flächig auf einem Deckblech bzw. Beschlag des Türflügels angeordnet sein. Eine flächige Sensorausbildung kann platzsparend sein und Vorteile bieten, soweit der Türflügel keine Möglichkeit zur Anordnung des Sensors in einem Türflügelinnenraum bietet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Beschleunigungssensor in ein Bedienelement des Türflügels oder ein anderes Bauteil des Türflügels integriert sein. Auch eine solche Ausgestaltung dient der Platzeinsparung und nutzt bereits vorhandene Bauräume aus. Bei einer Anordnung in einem Bedienelement des Türflügels kommt ein weiterer Vorteil hinzu. Denn das Bedienelement verfügt in der Regel bereits über eine elektrische Versorgungsleitung. Diese kann bei einer Anordnung des Beschleunigungssensors im Bedienelement genutzt bzw. kontaktiert werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Beschleunigungssensor mit dem Türflügel gekoppelt. Die Kopplung zwischen Sensor und Türflügel ist ein entscheidender Faktor für eine exakte Erfassung der Beschleunigungs- und Neigungswerte. Die auf den Türflügel einwirkenden Beschleunigungen müssen für eine korrekte Erfassung auch auf den Beschleunigungssensor einwirken. Dazu muss eine effektive (mechanische) Kopplung bereitgestellt werden. Die Kopplung kann durch Einfügen eines elastischen Koppelelements gedämpft werden. Dadurch wird eine Art eines mechanischen Tiefpassfilters eingefügt, wodurch unerwünschte hochfrequente Vibrationen - beispielsweise durch in der Nähe befindliche Kabel oder Sensoren - vom Sensor entkoppelt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Türflügel Bestandteil einer ein- oder zweiflügligen Schiebetüre sein und der Türflügel bei seiner Bewegung in Richtung der Öffnungs- und Verschlussstellung entlang der ersten Bewegungsachse bewegt werden, beispielsweise über Gleit- oder Rollenlager. Bei der Schiebetüre kann es sich um eine Fahrzeuginnentüre oder eine Fahrzeugaußentüre handeln. Die Lager bzw. den Lagern zugeordnete Schienen können mit dem Getriebe bzw. der Antriebseinheit wirkverbunden sein, beispielsweise über einen Treibriemen.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Türflügel Bestandteil einer Schwenk- oder Schwenkschiebetüre sein. Ferner kann der Türflügel bei seiner Bewegung in Richtung der Öffnungs- und Verschlussstellung im Wege einer zumindest teilweise überlagerten Schwenk- und Linearbewegung entlang der ersten Bewegungsachse und der zweiten oder dritten Bewegungsachse bewegt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Beschleunigungssensor ein drei-achsiger Beschleunigungssensor sein, vermöge dessen die Beschleunigung des Türflügels entlang der ersten, zweiten und dritten Bewegungsachse erfasst wird. Drei-achsige Beschleunigungssensoren sind vorteilhaft, da sie unabhängig vom Türsystem-Typ verwendet werden können. Sie eignen sich sowohl zur Verwendung für Schiebetürsysteme, für Schwenktürsysteme als auch für Schwenkschiebetürsysteme.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Systembewertung von einer in die Steuereinheit integrierten oder einer externen, mit der Steuereinheit signaltechnisch verbundenen Datenverarbeitungseinheit vorgenommen wird. Eine in die Steuereinheit integrierte Datenverarbeitungseinheit kann vorteilhaft sein, da auf die Bereitstellung einer Datentransferlinie verzichtet werden kann. Die Datenverarbeitungseinheit ist dann unmittelbar mit der Steuereinheit signaltechnisch verbunden, beispielsweise auf ein und derselben Platine. Eine externe Anordnung der Datenverarbeitungseinheit kann vorteilhaft sein, um die Rechenlast besser verteilen, wodurch die Beschleunigungssensoren mit maximierter Datenrate betrieben werden können. Gerade für den Einsatz im kontinuierlichen Betrieb kann eine externe Datenverarbeitungseinheit Vorteile bieten.
  • Weiterhin kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass die kontinuierlich erfassten Beschleunigungsdaten in Form von zeitaufgelösten Datenkurven oder Datentabellen zumindest temporär gespeichert werden. Die Speicherung kann beispielsweise in einer der Datenverarbeitungseinheit integrierten Speichereinheit vollzogen werden. Auch eine externe Speichereinheit auf einem externen Server oder einer Datencloud kann Vorteile bieten, insbesondere hinsichtlich einer größeren Speicherkapazität. Die Ablage in Form von Datenkurven oder Datentabellen eignet sich insbesondere zur Erfassung von zeitaufgelösten Beschleunigungswerten.
  • In diesem Zusammenhang kann es sich anbieten, die Referenzwerte in Form einer Referenzdatenkurve oder Referenzdatentabelle in der Steuereinheit oder Datenverarbeitungseinheit abzulegen, wobei die Referenzwerte zu einer hindernisfreien Idealbewegung des Türflügels korrespondieren. Die Referenzdatenkurve bzw. die Referenzdatentabelle kann dabei zeitaufgelöst und/oder positionsaufgelöst sein. Mit hindernisfreier Idealbewegung ist eine Bewegung des Türflügels ohne Beeinträchtigungen gemeint. Damit kann einerseits ein hindernisfreier Türflügellauf und andererseits ein Türflügellauf ohne Systemfehler oder Beeinträchtigungen durch den Ausfall oder die Beschädigung mechanischer Komponenten gemeint sein. Die Referenzdaten werden vorzugsweise durch Kalibrieren oder in Testläufen des Türflügels unter vorgebbaren Bedingungen ermittelt.
  • Auch kann es sich anbieten, dass es sich bei den Referenzwerten um Beschleunigungswerte handelt, die im Wege einer auf Kennwerten der Antriebseinheit basierenden Berechnung ermittelt werden und zu einer hindernisfreien Idealbewegung des Türflügels korrespondieren. Eine rechnerische Bestimmung von Soll-Beschleunigungswerten kann die experimentelle bzw. im Wege einer Kalibration oder bei Testläufen ermittelten Werte ergänzen und/oder zu deren Überprüfung dienen. Die Berücksichtigung von Kennwerten der Antriebseinheit, beispielsweise der Motorspannung, dem Motorstrom, der Motorumdrehung kann mögliche Fehler in der Messwertbestimmung über die Beschleunigungssensorik kompensieren. Die oben genannte Positionsauflösung der obigen Referenzdatenkurve oder der Referenzdatentabelle bietet sich vor allem dann, wenn etwa eine Stromsollwertkurve für die Antriebseinheit ebenfalls positionsaufgelöst ist. Einer solchen Positionsauflösung entspricht die Auflösung nach Pulsen eines Inkrementalgebers.
  • Weiterhin kann es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft sein, dass nach Feststellung des Vorliegens eines Hindernisses im Wege der Systembewertung von der Steuereinheit zumindest ein Steuersignal an die Antriebseinheit weitergegeben wird, wobei das Steuersignal eine Änderung eines momentanen Betriebsparameters der Antriebseinheit umfasst, und wobei in Folge der Parameteränderung die Bewegung des Türflügels zumindest zeitweise unterbrochen, gebremst, verstärkt oder in ihrer Richtung umgekehrt wird. Auf die vorgenommene Systembewertung erfolgt also eine über die Antriebseinheit vermittelte Reaktion im Bewegungsablauf des Türflügels. Bei einer durchzuführenden Richtungsumkehr als Reaktion auf die Feststellung eines Hindernisses im Wege der Systembewertung wird der Antriebsmotor zunächst gestoppt und anschließend in die Gegenrichtung angesteuert. Dadurch können möglicherweise eingeklemmte Hindernisse automatisch wieder freigegeben werden.
  • Vorzugsweise jedoch nicht ausschließlich können die erwähnten Betriebsparameter folgende Parameter umfassen: die Spannung, den Strom, die Drehzahl, die Drehrichtung und/oder die Leistung des Antriebsmotors. Auch können die Betriebsparameter folgende Parameter sein: die Geschwindigkeit, die Beschleunigung oder die Bremskraft einer Motor- und/oder Getriebebremse. Die Parameter der Geschwindigkeit und Beschleunigung beziehen sich auf den Türflügel.
  • Weiterhin kann es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft sein, dass nach Feststellung einer anderweitigen Systembeeinträchtigung von der Steuereinheit ein optisches oder akustisches Warnsignal an ein im Bereich des Türsystems oder im Cockpit des Schienen- oder Kraftfahrzeugs vorgesehenes Anzeigeelement weitergeleitet wird. Bei einer anderweitigen Systembeeinträchtigung kann es sich um einen Ausfall oder eine Beschädigung einer mechanischen Komponente des Türsystems handeln. Damit der Fahrzeugführer von dieser Beschädigung oder dem Ausfall Kenntnis erlangen und gegebenenfalls einen Austausch der Komponente durchführen kann, ist eine Anzeige in Form eines optischen oder akustischen Warnsignals hilfreich. Beispielsweise kann das optische Warnsignal in einem Aufblinken einer Warnleuchte verwirklicht sein. Als akustisches Warnsignal kann ein das Abspielen eines Warntons dienen.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren wie auch das der Erfindung zugrunde liegende Türsystem kann mit sämtlichen vorangehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen verwendet werden, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe, wie "umfassend" "aufweisen" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe "ein" oder "das", die auf einer Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus und umgekehrt.
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind anhand mehrerer einzelner Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Türsystems anhand entsprechender Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht eines zweiflügeligen Schiebetürsystems;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht eines zweiflügeligen Schwenkschiebetürsystems;
    Figur 3
    eine Explosionsdarstellung eines Türflügels;
    Figur 4
    exemplarische Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsprofile für einen hindernisfreien Türlauf;
    Figur 5
    exemplarische Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsprofile für einen einem Hindernis ausgesetzten Türlauf;
    Figur 6
    exemplarisches Ablaufdiagramm zum erfindungsgemäßen Verfahren.
  • In Figur 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine zweiflügelige Schiebetür dargestellt, die wie auch die in der Figur 2 dargestellte zweiflügelige Schwenkschiebetür Bestandteil des der Erfindung zugrunde liegenden Türsystems bzw. Verfahrens sein kann. Ebenso kann das Türsystem ein reines Schwenktürsystem umfassen, und/oder einflügelig ausgebildet sein.
  • Wie die Figur 1 zu erkennen gibt, weist die Schiebetür 1 zwei Türflügel 2 auf. Die Türflügel 2 können synonym auch als Türblätter bezeichnet werden. Die Türflügel können innerhalb eines entsprechenden Türportals (nicht dargestellt) eines Fahrzeugs angeordnet werden. Je nach Anforderung können kann in die Türflügel ein Sichtfenster 10 integriert sein. Die Türflügel 2 sind über einen Führungsschlitten 3, der beispielsweise als Rollenwagen oder Gleitschlitten ausgebildet sein kann, an einem entlang einer ersten Bewegungsachse X verlaufenden Führungselement 4, beispielsweise einem Führungsrohr oder einer Führungsschiene, verschiebbar angeordnet. Der Führungsschlitten 3 ist über ein Verbindungselement 5 mit dem jeweiligen Türflügel 2 verbunden. Das Verbindungselement 5 ist vorzugsweise fest mit dem Türflügel 2 verbunden, beispielsweise über eine Schraubverbindung. Jedem der zwei Türflügel 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein separater Führungsschlitten 3 zugeordnet. Der Führungsschlitten steht in Wirkverbindung mit einer (nicht dargestellten) Antriebseinheit, beispielsweise über einen Treibriemen. In der Fig. 1 befinden sich die Türflügel 2 in ihrer Verschlussstellung. Zur Bewegung in ihre Öffnungsstellung werden die Türflügel 2, mediiert über die jeweiligen Führungsschlitten 3 und die Antriebseinheit, entlang der ersten Bewegungsachse X in entgegengesetzter Richtung, also voneinander weg, bewegt.
  • Sofern der Türflügel 2 bei der Bewegung von ihrer (nicht dargestellten) Öffnungsstellung in Richtung der Verschlussstellung durch ein Hindernis, beispielsweise eine zwischen den Türflügeln 3 befindliche Person, an ihrer Bewegung gehindert werden, kommt das erfindungsgemäße Verfahren zum Tragen. Bei Auftreffen bzw. Anschlagen eines Türflügels 2 auf dem Hindernis ändert sich unmittelbar die Beschleunigung a und Geschwindigkeit v des Türflügels 2.
  • Dies wird durch einen in dem Türflügel 2 oder an dem Türflügel 2 angeordneten Beschleunigungssensor 6 erfasst. Denn der Beschleunigungssensor 6 zeichnet kontinuierlich die Bewegungsdaten des ihm zugeordneten Türflügels 2 auf. Entsprechend wird eine Änderung der Beschleunigung a unmittelbar erkannt. Die Hinderniserfassung durch den Beschleunigungssensor 6 wird von einer mit dem Beschleunigungssensor 6 verbundenen Steuereinheit bzw. einer Datenverarbeitungseinheit vorgenommen. Insbesondere werden in Folge der Erkennung einer sich abrupt ändernden Beschleunigung a, die aufgenommenen Beschleunigungswerte mit vorgegebenen Referenzwerten verglichen. Bei einer Abweichung, die über mögliche Toleranzgrenzen hinausgeht, erfolgt eine Systembewertung dahingehend, ob ein die Bewegung der Türflügel 2 beeinträchtigendes Hindernis oder eine anderweitige Systembeeinträchtigung, z.B. ein defektes Bauteil des Türsystems, vorliegt.
  • Grundsätzlich kann der Beschleunigungssensor 6 an einer beliebigen Position des Türflügels 2 angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor 6 jedoch im oberen Bereich des Türflügels 2 angeordnet. Mögliche Positionen 7 zur Anordnung des Beschleunigungssensors 6 sind in den Fig. 1 und 2 gekennzeichnet. Wie insbesondere die Figur 3 zu erkennen gibt, kann der Beschleunigungssensor 6 bei einem aus mehreren Materiallagen ausgebildeten Türflügel 2 im Inneren des Türflügels 2, vorzugsweise an einem Aluminium-Rahmen 8 angeordnet werden.
  • Das in der Figur 2 explosionsartig dargestellte zweiflüglige Schwenkschiebetürsystem umfasst ebenfalls zwei Türflügel 2. Jeder der Türflügel 2 ist über eine (hier nicht weiter differenzierte) Führungs- und Antriebseinheit 9, beispielsweise als Rollenwagen oder Gleitschlitten ausgebildeten Führungsschlitten an einem in Richtung der ersten Bewegungsachse X verlaufenden Führungselement verschiebbar aufgehangen. Entlang der Längsachse der Türflügel 2 sind Rahmenelemente 12 sowie Drehsäulen 13 zur zumindest teilweise schwenkbaren Lagerung der Türflügel 2 vorgesehen. Ein Anschlagen der Türflügel 2 an eine Fahrzeugaußenhaut wird über eine Führung der Türflügel 2 über in die Drehsäulen 13 integrierte, hier aber nicht gesondert dargestellte, Laufrollen verhindert. Im Wesentlichen unterhalb der Türflügel 2 ist eine Schiene 11 angeordnet, welche als Gegenlager für die Drehsäulen 13 dient.
  • Beim Öffnen eines Schwenkschiebetürsystems bewegen sich die Türflügel 2 in einer überlagerten Teilrotations- und Linearbewegung (in Fig. 2 anhand des Pfeils 14 dargestellt) zumindest teilweise in Richtung der Bewegungsachse Y, bevor sie in entlang der Bewegungsachse X gegenläufig aufgefächert werden. Auch bei den Türflügeln 2 des dargestellten Schwenkschiebetürsystems können Beschleunigungssensoren 6 an verschiedenen Positionen 7 angeordnet werden. Im Falle einer zwei-achsigen Bewegung der Türflügel 2 erfassen die Beschleunigungssensoren 6 die Beschleunigungskomponenten entlang beider Achsen X, Y. Sofern keine Bewegung entlang der Z-Achse erfolgt, sensiert der Beschleunigungssensor 6 in dieser Richtung die Einwirkung der Fallbeschleunigung. Unter Berücksichtigung dieser Kennzahl kann daraus die Neigungslage des Türsystems berechnet werden. Dies kann vorteilhaft sein für eine effektive Ansteuerung der Türflügel 2. Beispielsweise kann die Antriebseinheit auf die erforderlichen Gegebenheiten (z.B. eine notwendige zusätzliche Antriebskraft bei geneigtem Fahrzeug) adäquat reagieren und über eine Änderung der Motorkennwerte einen situationsangepassten Betrieb ermöglichen.
  • In der Figur 3 ist in einer Explosionsansicht ein beispielhafter Aufbau eines Türflügels samt einer möglichen Einbauposition des Beschleunigungssensors 6 dargestellt. Wie die Figur 3 zu erkennen gibt, setzt sich ein Türflügel 2 aus mehreren Materiallagen bzw. Komponenten zusammen. In seinem grundsätzlichen Aufbau weist der Türflügel 2 äußere Beschläge in Form von Aluminium-Blechen 15, 16 auf. Der Beschleunigungssensor kann im Innenraum des Türflügels 2 an einem Aluminium-Rahmen 8 befestigt sein. Zwischen dem äußeren Aluminium-Blechen 15, 16 und dem Aluminium-Rahmen 8 kann zumindest eine Dämmwand 17 zur Wärme- und Geräuschisolation vorgesehen sein. Weitere Elemente können eine Fingerschutzleiste 18 sowie eine das Sichtfenster 10 ausbildende Glasscheibe sein.
  • Gemäß dem der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren bzw. dem Türsystem wird die Beschleunigung von an den Türflügeln 2 vorgesehenen Beschleunigungssensoren 6 kontinuierlich über die Zeit erfasst. In den Figuren 4 und 5 sind beispielhafte Zeitverläufe von Geschwindigkeitsprofilen (v(t)) und Beschleunigungsprofilen (a(t)) für den Fall eines idealen (Fig. 4) Öffnungs- bzw. Schließvorgangs und eines durch ein Hindernis beeinträchtigten (Fig. 5) Öffnungs- bzw. Schließvorgangs einer Schiebetüre dargestellt.
  • Wie in Fig. 4 für den Fall eines ungestörten (idealen) Bewegungsablaufs eines Türflügels 2 gezeigt, besteht der Bewegungsablauf in diesem Fall aus einer Beschleunigungsphase 19, die bis zum Erreichen einer gewünschten, konstanten Verschiebegeschwindigkeit v (konstante Verschiebephase 20) andauert. Bis zur Annäherung an die Endlage (dies kann die Öffnungsstellung oder Verschlussstellung sein) wird die konstante Geschwindigkeit v beibehalten und in einer Abbremsphase 21 auf Null abgesenkt.
  • Im Falle eines Auflaufens oder Anschlagens eines Türflügels 2 an ein Hindernis während der konstanten Verschiebephase 20 (Fig. 5), reduziert sich die Verfahrgeschwindigkeit v abrupt in einer Ereignisphase 22. Nach Entfernen des Hindernisses steigt die Geschwindigkeit v wieder auf das Niveau der konstanten Verfahrgeschwindigkeit an. Die weiteren Phasen Beschleunigungsphase 19 und Abbremsphase 21) sind äquivalent zum Ablaufdiagramm in Fig. 4. Solche Änderungen in der Beschleunigung a bzw. Geschwindigkeit v können auch durch andere Ereignisse entstehen, beispielsweise durch Beschädigungen oder den Ausfall von Antriebskomponenten.
  • Ein entscheidender Vorteil der Erfassung der Beschleunigungswerte über einen an dem Türflügel 2 oder im Inneren des Türflügels 2 angeordneten Beschleunigungssensor 6 liegt in der direkten Erfassbarkeit der Beschleunigung a am Wirkungsort. Damit entfällt die Notwendigkeit indirekt und verzögert über Hilfswerte aus Antriebskennzahlen zu berechnen.
  • Die Figur 6 zeigt einen beispielhaften Ablauf des der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrens zur Steuerung eines Türsystems. Wie bereits erwähnt wird über einen oder mehrere an einem Türflügel 2 vorgesehene Beschleunigungssensoren 6 die Beschleunigung a und oder Neigung des Türsystems erfasst, Verfahrensschritt 100. Insbesondere die Beschleunigung a wird dabei kontinuierlich erfasst bzw. sensiert. Die erfassten Beschleunigungswerte a und/oder Neigungswerte werden in einem weiteren Verfahrensschritt 110 mit Referenzwerten abgeglichen. Dies kann über eine in einer mit der Antriebseinheit und den Beschleunigungssensoren 6 verbundenen Steuereinheit bzw. einer mit dieser verbundenen oder in dieser integrierten Datenverarbeitungseinheit ausgeführt werden. Die Steuereinheit bzw. Datenverarbeitungseinheit führt sodann eine Systembewertung 120 durch. Dabei wird anhand des Abgleichs mit Referenzwerten festgestellt, ob über eine bestimmte Toleranz hinausgehende Abweichungen zu den Referenzwerten vorliegen oder nicht. Die Referenzwerte können dabei vorgegebene Beschleunigungskurven sein, die einer idealen, hindernisfreien Bewegung entsprechen (siehe z.B. Fig. 4).
  • Sollte eine solche Abweichung in einem Schritt 130 festgestellt werden, kann aus der Stärke des Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsabfalls die Größe des Hindernisses abgeleitet oder eine anderweitige Systembeeinträchtigung (z.B. einen Ausfall von Komponenten der Antriebseinheit) festgestellt werden. Zur Durchführung der Systembewertung können auch Betriebsparameter aus der Antriebseinheit hinzugezogen werden. In Folge der Feststellung eines Hindernisses oder einer Systembeeinträchtigung wird die Änderung bestimmter Betriebsparameter in einem Verfahrensschritt 150 eingeleitet. Beispielsweise kann die Bewegungsrichtung des Türflügels 2 geändert werden, wodurch sich der Türflügel 2 wieder in seine Öffnungsstellung bewegt und ein etwaiges eingeklemmtes Hindernis freigibt.
  • Sofern kein Hindernis oder Systembeeinträchtigung festgestellt wird (Schritt 140) erfolgt keine Änderung von Betriebsparametern und die Sensierung der Beschleunigung wird fortgesetzt. Die Sensierung der Beschleunigungswerte wird beim Durchlauf des dargestellten Verfahrensschemas kontinuierlich fortgesetzt.
  • Sofern ein Hindernis oder eine Systembeeinträchtigung festgestellt wurde, kann dies dem Fahrzeugführer z.B. in Form eines Warnsignals angezeigt werden. Die Systembewertung kann unmittelbar aus den über die Zeit aufgenommenen Beschleunigungsdaten wie auch aus Geschwindigkeitsdaten erfolgen. Die Parameter sind durch Differenzieren/Integrieren bzw. Ableiten/Aufleiten ineinander überführbar.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Türsystems, vorzugsweise eines Schiebetürsystems für ein Schienen- oder Kraftfahrzeug, wobei das Türsystem umfasst: einen Türflügel (2), der durch eine Bewegung entlang zumindest einer Bewegungsachse (X, Y, Z) in Richtung einer Öffnungs- und Verschlussstellung bewegbar ist, eine Antriebseinheit zum Antrieb des Türflügels (2) bei dessen Bewegung, einen Beschleunigungssensor (6) zum Erfassen der Beschleunigung (a) und/oder Neigung des Türflügels (2), und eine mit der Antriebseinheit und dem Beschleunigungssensor (6) signaltechnisch verbundenen Steuereinheit zur Ansteuerung der Antriebseinheit, wobei mit dem Beschleunigungssensor (6) die Beschleunigung (a) des Türflügels (2) während seiner Bewegung entlang der zumindest einen Bewegungsachse (X, Y, Z) erfasst wird, und wobei die erfasste Beschleunigung (a) unter Einsatz einer mit der Steuereinheit verbundenen oder in diese integrierten Datenverarbeitungseinheit mit Referenzwerten abgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Folge des Abgleichens eine Systembewertung vorgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Systembewertung dahingehend vorgenommen wird, ob ein die Bewegung des Türflügels (2) beeinträchtigendes Hindernis oder eine anderweitige Systembeeinträchtigung vorliegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Türflügel (2) durch eine Bewegung entlang zumindest einer ersten, zweiten und/oder dritten zueinander orthogonalen Bewegungsachse (X, Y, Z) in Richtung einer Öffnungs- und Verschlussstellung bewegbar ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Beschleunigungssensor (6) die Neigung und/oder Lage des Türflügels (2) in Bezug auf zumindest eine der Bewegungsachsen (X, Y, Z) im Ruhezustand erfasst wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Türsystem bzw. der Türflügel zur Optimierung der Bewegung des Türflügels (2) in Abhängigkeit der vor dem Beginn der Bewegung in die Öffnungs- oder Verschlussstellung bekannten Neigung bzw. Lage gesteuert und geregelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei der Bewegung des Türflügels (2) auftretende Beschleunigungsveränderung mit dem Beschleunigungssensor (6) erfasst, vorzugsweise auch gespeichert, und zur Überwachung der Funktionalität und des Betriebszustandes des Türflügels im Wege einer vorausschauenden Instandhaltung herangezogen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (6) im Innenraum des Türflügels (2) oder an einer Außenseite des Türflügels (2) angeordnet ist, vorzugsweise hinter einer im oberen Bereich des Türflügels (2) vorgesehenen Wartungsklappe.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (6) mit dem Türflügel (2) gekoppelt ist.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Türflügel (2) Bestandteil einer ein- oder zweiflügligen Schiebetüre ist und der Türflügel (2) bei seiner Bewegung in Richtung der Öffnungs- und Verschlussstellung entlang der ersten Bewegungsachse (X) bewegt wird, beispielsweise über Gleit- oder Rollenlager.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Türflügel (2) Bestandteil einer Schwenk- oder Schwenkschiebetüre ist, und dass der Türflügel (2) bei seiner Bewegung in Richtung der Öffnungs- und Verschlussstellung im Wege einer zumindest teilweise überlagerten Schwenk- und Linearbewegung entlang der ersten Bewegungsachse (X) und der zweiten oder dritten Bewegungsachse (Y, Z) bewegt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (6) ein drei-achsiger Beschleunigungssensor (6) ist, vermöge dessen die Beschleunigung (a) des Türflügels (2) entlang der ersten, zweiten und dritten Bewegungsachse (X, Y, Z) erfasst wird.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzwerte in Form einer, vorzugsweise zeitaufgelösten und/oder positionsaufgelösten, Referenzdatenkurve oder Referenzdatentabelle in der Steuereinheit oder Datenverarbeitungseinheit abgelegt sind, wobei die Referenzwerte zu einer hindernisfreien Idealbewegung des Türflügels (2) korrespondieren.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Referenzwerten um Beschleunigungswerte handelt, die im Wege einer auf Kennwerten der Antriebseinheit basierenden Berechnung ermittelt werden und zu einer hindernisfreien Idealbewegung des Türflügels (2) korrespondieren.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Feststellung des Vorliegens eines Hindernisses im Wege der Systembewertung von der Steuereinheit ein Steuersignal an die Antriebseinheit weitergegeben wird, wobei das Steuersignal eine Änderung eines momentanen Betriebsparameters der Antriebseinheit umfasst, und wobei in Folge der Parameteränderung die Bewegung des Türflügels (2) zumindest zeitweise unterbrochen, gebremst, verstärkt oder in ihrer Richtung umgekehrt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Feststellung einer anderweitigen Systembeeinträchtigung von der Steuereinheit ein optisches oder akustisches Warnsignal an ein im Bereich des Türsystems oder im Cockpit des Schienen- oder Kraftfahrzeugs vorgesehenes Anzeigeelement weitergeleitet wird.
  16. Türsystem, vorzugsweise ein Schiebetürsystem für ein Schienen- oder Kraftfahrzeug, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend einen Türflügel (2), der durch eine Bewegung entlang zumindest einer ersten, zweiten und/oder dritten zueinander orthogonalen Bewegungsachse (X, Y, Z) in Richtung einer Öffnungs- und Verschlussstellung bewegbar ist, eine Antriebseinheit zum Antrieb des Türflügels (2) bei dessen Bewegung, einen Beschleunigungssensor (6) zum Erfassen der Beschleunigung (a) des Türflügels (2), eine mit der Antriebseinheit und dem Beschleunigungssensor (6) signaltechnisch verbundene Steuereinheit zur Ansteuerung der Antriebseinheit, und eine mit der Steuereinheit verbundene oder in diese integrierte Datenverarbeitungseinheit, wobei der Beschleunigungssensor (6) dazu eingerichtet ist die Beschleunigung (a) des Türflügels während seiner Bewegung entlang zumindest einer der Bewegungsachsen (X, Y, Z) kontinuierlich zu erfassen und/oder die Neigung des Türflügels in Bezug auf zumindest eine der Bewegungsachsen (X, Y, Z) im Ruhezustand zu erfassen, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist die erfasste Beschleunigung (a) und/oder Neigung mit Referenzwerten abzugleichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist in Folge des Abgleichens eine Systembewertung vorzunehmen.
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