JP2003239628A

JP2003239628A - 自動ドア用制御装置

Info

Publication number: JP2003239628A
Application number: JP2002045347A
Authority: JP
Inventors: Makoto Konishi; 誠小西
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】速やかに障害物の衝突を検出する。【解決手段】ドア２を駆動するブラシレス直流モータ
１０の回転をロータリエンコーダ２０が検出し、このロ
ータリエンコーダ２０からのパルス信号に基づいてＣＰ
Ｕ１６がモータ１０の回転を制御する。モータ１０の回
転を検出して、ロータリエンコーダ２０よりも高分解能
のパルス信号をロータリエンコーダ２８が生成する。Ｃ
ＰＵ１６が、ロータリエンコーダ２８からのパルス信号
に基づいてドア２の速度が所定速度よりも低下したと
き、停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動ドア用制御装
置に関し、特に、ドアに障害物が衝突したときの制御に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動ドアにおいて、ドアが移動中に人体
等に衝突した場合、ドアをそのまま移動させることは、
人体等に危害を与えることになり、好ましくない。その
ため、例えば特公平２−２８６７２号公報には、次のよ
うな衝突検出装置が提案されている。この衝突検出装置
では、ドアが所定量移動するごとに１サイクルのパルス
信号を発生するパルス発生回路を設け、このパルス信号
の１サイクル中に発生した基準発振器からの基準パルス
の数をカウンタでカウントし、このカウント値に予め定
めた数を加算した値よりも、次の１サイクル中に発生し
た基準パルスの数が多い場合、ドアに障害物が衝突した
と検出する。

【０００３】この衝突検出装置では、ドアに障害物が衝
突していない状態において、パルス発生回路からのパル
ス信号の１サイクルの期間は概ね判明している。一方、
ドアに障害物が衝突した状態では、ドアの移動速度が遅
くなり、パルス発生回路からのパルス信号の１サイクル
期間は、ドアに障害物が衝突していない状態のときより
も長くなる。従って、ドアに障害物が衝突した状態にお
いてカウントされる基準パルスの数は、ドアに障害物が
衝突していない状態での基準パルスの数よりも多くな
る。この原理に基づいて、パルス発生回路からのパルス
信号の１サイクル期間中にカウントされたカウント値に
許容値を見込んだ値を加算した値よりも、次の１サイク
ルにおいてカウントされる基準パルスの数が多くなる
と、ドアの速度が低下して、ドアが障害物に衝突してい
ると判断できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に、上記
パルス発生回路は、ドアの位置を検出し、その位置に応
じてドアの速度を制御するためにも、使用されている。
そのため、余り分解能の高いものが使用されていないの
で、障害物がドアに衝突しても、直ちにドアの速度の低
下が検出されず、衝突検出後の処理に、例えばドアの停
止や反転処理に速やかに移行することができず、人体等
の障害物に衝撃が加わった状態が長く継続する。

【０００５】本発明は、速やかに障害物の衝突を検出す
ることができる自動ドアの制御装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による自動ドア用
制御装置は、ドアを駆動するブラシレス直流モータと、
このブラシレス直流モータの回転を検出する位置検出器
と、この位置検出器のパルス信号に基づいて前記モータ
を回転制御する制御部とを、備えている。位置検出器と
しては、ロータリエンコーダやタコジェネレータ等を使
用することができる。モータの回転を検出して、前記位
置検出器のパルス信号よりも高分解能のパルス信号を生
成するパルス発生手段が設けられている。このパルス発
生手段も、ロータリエンコーダやタコジェネレータを使
用することができる。制御部は、前記パルス発生手段の
パルス信号に基づいて前記ドアの停止若しくは反転を制
御する。

【０００７】このように構成した自動ドア用制御装置で
は、位置検出器とは別個にパルス発生手段を設けて、こ
のパルス発生手段のパルス信号に基づいてドアの停止若
しくは反転の制御を行っている。しかも、パルス発生手
段のパルス信号の分解能は、位置検出器のパルス信号よ
りも分解能が高い。従って、短時間でドアへの障害物の
衝突を検出することができる。

【０００８】制御部は、前記パルス発生手段のパルス信
号に基づいて、前記ドアの速度の低下を検出したとき、
前記ドアを停止若しくは反転させることができる。この
ように構成した場合、ドアに障害物が衝突して、ドアの
速度が低下したことを即座に検出することができ、これ
に基づいてドアを停止若しくは反転させることができ
る。よって、障害物、例えば人体への衝撃が加わった状
態を円滑に解消できる。

【０００９】また、モータは、三相ブラシレスモータと
することもできる。この場合、位置検出器は、前記各モ
ータの相ごとにパルス信号を発生する。この各パルス信
号において、異なる相に対応するものの隣接する立ち上
がり及び立下り期間よりも短い立ち上がり及び立下り期
間を持つ単相のパルス信号を、パルス発生手段が発生す
る。

【００１０】このように構成すると、位置検出器によっ
て検出可能な最も短い期間である異なる相の隣接する立
ち上がり及び立下りの期間よりも短い立ち上がり及び立
下り期間を持つパルス信号を、パルス発生手段が発生す
るので、ドアの速度の低下を即座に検出することが可能
となり、衝撃が人体等の障害物に加わっているのを円滑
に解消することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の１実施形態の自動ドア
は、例えば駅のプラットホームに設けられている可動柵
に設けられている。この自動ドアは、図１に示すよう
に、ドア２を有している。このドア２は、２つのプーリ
４ａ、４ｂ間に張架されたベルト６に吊り下げられてい
る。プーリ４ｂは、ドアエンジン８内に設けられている
ブラシレスモータ、例えば三相ブラシレスモータ１０に
よって回転させられる。このモータ１０の回転に従っ
て、ドア２が開閉駆動される。

【００１２】モータ１０は、制御部、例えば制御盤１２
内に設けられているモータドライブ１４からの駆動信号
に基づいて駆動される。モータドライブ１４は、制御盤
１２内のＣＰＵ１６からの制御信号に基づいて駆動信号
を生成する。ＣＰＵ１６は、外部からＩ／Ｏ回路１８を
介して開指令が与えられたとき、記憶手段、例えばメモ
リ２０に記憶されているプログラムに従って、制御信
号、例えば開用制御信号を、モータドライブ１４に供給
する。この開用制御信号に従って、閉位置にあるドア２
が開位置に向かって移動するようにモータ１０を制御す
る駆動信号をモータドライブ１４が発生する。同様に、
ＣＰＵ１６は、外部からＩ／Ｏ回路２２を介して閉指令
が与えられたとき、メモリ２０に記憶されているプログ
ラムに従って、閉用制御信号を、モータドライブ１４に
供給する。

【００１３】これらの制御では、ドア２の速度を、当初
には加速し、所定の高速度になると、その速度を維持
し、その後に減速し、所定の低速度に低下すると、その
低速度でドア２を移動させる。これら制御に使用するた
めに、ドア２の位置やドア２の速度を検出する必要があ
る。

【００１４】そのため、ドアエンジン８内には、位置検
出器、例えばロータリエンコーダ２０が設けられてい
る。このロータリエンコーダ２０は、例えばモータ１０
の各相に対応して、図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示
すように、Ａ、Ｂ、Ｃの３相のパルス信号を発生する。
ロータリエンコーダ２０には、例えばモータ１０の３つ
のロータそれぞれにホール素子を設けたものを使用する
ことができる。これら３つのパルス信号は、互いに１２
０度の位相差を持っている。

【００１５】これらパルス信号は、Ｉ／Ｏ回路２４を介
してＣＰＵ１６に供給される。例えば各パルス信号が立
ち上がったとき、及びたち下がったときに、ＣＰＵ１６
には割り込みが掛けられ、ＣＰＵ１６は、基準信号発生
手段、例えばクロック発生器２６からの基準信号、例え
ばクロック信号に基づいて、各パルス信号の隣接する立
ち上がり及び立下りの期間を計測し、これに基づいてモ
ータ１０、ひいてはドア２の速度を検出している。無
論、クロック信号の発生周期は、各パルス信号の隣接す
る立ち上がり及び立下りの期間よりも短く設定されてい
る。また、特定のパルス信号の発生数を、例えば開位置
または閉位置にドア２が位置する状態からカウントする
ことによって、ドア２の位置を検出することができる。

【００１６】例えば、ドア２が一定速度で走行するよう
に、ＣＰＵ１６によって開用制御信号または閉用制御信
号がモータドライブ１４に供給されているときに、ドア
２の速度が上記一定速度よりも低下していると、ドア２
に障害物が接触していると判断することができる。しか
し、上記のＡ乃至Ｃ相のパルス信号によって、ドア２の
速度を測定しようとすると、例えば図２で言えば、Ｃ相
のパルス信号が立ち下がってから、Ｂ相のパルス信号が
立ち上がるまでの期間Ｔが必要である。この期間中に計
測されたクロック信号の数を、予め定めた数Ｔｃ（一定
速度でドア２が走行している際に採りうるクロック信号
の数）と比較する必要がある。

【００１７】しかし、このように期間Ｔの経過を待って
いると、障害物にドア２が衝突したことを円滑に検出す
ることができない。そこで、この実施の形態では、ドア
エンジン８内に、パルス発生手段、例えばロータリエン
コーダ２０よりも分解能が高い別のロータリエンコーダ
２８を設け、このロータリエンコーダ２８が発生するパ
ルス信号をＩ／Ｏ回路３０を介してＣＰＵ１６に供給し
ている。このロータリエンコーダ２８は、図２（ｄ）に
示すように、単相のパルス信号を発生する。

【００１８】この単相のパルス信号の立ち上がりから立
下りまでの期間ｔは、図２（ｃ）、（ｄ）の比較から明
らかなように、ロータリエンコーダ２０からの３相のパ
ルス信号における隣接する立ち上がり及び立下りの期間
Ｔよりも短く、例えば１／２に設定されている。即ち、
ロータリエンコーダ２８のパルス信号は、ロータリエン
コーダ２０のパルス信号の２倍の分解能を有している。
従って、例えば期間ｔの間にカウントされるクロックの
数が、予め定めた数ｔｃ（一定速度でドア２が走行して
いる際に採りうるクロック信号の数（ｔｃ＜Ｔｃ））よ
りも大きいとき、ドア２に障害物が衝突していると検出
することができる。しかも、その検出に要する時間は、
ロータリエンコーダ２０のパルス信号を用いていた場合
よりも格段に短くなる。

【００１９】このような障害物との衝突及びこの衝突に
伴う処理を行うために、例えばＣＰＵ１６は、図３に示
すような処理を行う。即ち、エンコーダ２８からのパル
ス信号が立ち上がるか、または立ち下がったときに、即
ち、このパルス信号のエッジ変化が生じると、クロック
発生器２６からのクロック信号のカウントを開始する
（ステップＳ２）。そして、再びパルス信号のエッジが
変化したとき、カウントを終了して、そのときのカウン
ト値Ｃに基づいてエッジが変化してから次に変化するま
での時間、即ちエッジ変化の時間を決定する（ステップ
Ｓ４）。

【００２０】このパルス信号のエッジの変化は、モータ
１０が所定の角度回転したことによって発生しているの
で、この所定角度回転するために要した時間に比例して
いるカウント値Ｃに基づいてドア２の速度を決定するこ
とができる。このドア２の速度が予め定めた基準速度
（ドア２が障害物に衝突せずに移動していると看做せる
速度で、風圧等によってドア速度が低下した程度の速度
ではない。）よりも遅いか判断する（ステップＳ６）。
実際には、基準速度でドア２が移動しているときに、上
記所定の角度だけ回転する間にカウントされるカウント
値ＣＲと、カウント値Ｃとを比較する。

【００２１】このドア２の速度が基準速度よりも遅いと
判断されると（カウント値Ｃがカウント値ＣＲよりも大
きいとき）、ドア２が障害物に衝突していると判断す
る。即ち、ステップＳ６の判断の答えがイエスとなる。
この判断の結果に従って、モータ２を停止させるよう
に、制御信号をモータドライブ１４にＣＰＵ１６が供給
する（ステップＳ８）。

【００２２】一方、ステップＳ６において、ドア２の速
度が基準速度よりも遅くないと判断されると、即ちステ
ップＳ６の判断の答えがノーの場合、そのまま通常の処
理が継続される（ステップＳ１０）。

【００２３】上記の実施の形態では、ドア２が障害物に
衝突した際に、ドア２を停止させるように構成したが、
ドア２を停止させずに、反転させることもできる。ま
た、上記の実施の形態では、障害物として人体を主に想
定しているが、これに限ったものではなく、例えばドア
２が走行するガイドレール内に混入した異物も障害物と
なりうる。上記の実施の形態では、ドア２は、片引きタ
イプのものを示したが両開きタイプのものを使用するこ
ともできる。上記の実施の形態では、位置検出器やパル
ス発生手段として、ロータリエンコーダを使用したが、
これに限ったものではなく、モータの回転に従ってパル
ス信号を発生する機器、例えばタコジェネレータを使用
することもできる。また、上記の実施の形態では、基準
速度は、一種類のみ示したが、例えばドア２が状況に応
じて異なる速度で移動する場合、各速度に対応して基準
速度が設定される。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、位置検
出手段とは別個に、これよりも分解能が高いパルス発生
手段を設け、このパルス発生手段のパルス信号に基づい
て障害物の有無を検出するように構成したので、速やか
に障害物のドアへの衝突を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態の自動ドア装置の概略構成
図である。

【図２】図１の自動ドア装置の２つのエンコーダが発生
するパルス信号の波形図である。

【図３】図１の自動ドア装置の動作フローチャートであ
る。

【符号の説明】

２ドア１０モータ１６ＣＰＵ（制御部）２０ロータリエンコーダ（位置検出器）２８ロータリエンコーダ（パルス発生手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドアを駆動するブラシレス直流モータ
と、このブラシレス直流モータの回転を検出する位置検
出器と、この位置検出器のパルス信号に基づいて前記モ
ータを回転制御する制御部とを、備えた自動ドア用制御
装置であって、前記モータの回転を検出して、前記位置検出器のパルス
信号よりも高分解能のパルス信号を生成するパルス発生
手段を、有し、前記制御部が、前記パルス発生手段のパルス信号に基づ
いて前記ドアの停止若しくは反転を制御することを、特
徴とする自動ドア用制御装置。
【請求項２】請求項１記載の自動ドア用制御装置にお
いて、前記制御部は、前記パルス発生手段のパルス信号
に基づいて、前記ドアの速度の低下を検出したとき、前
記ドアを停止若しくは反転させる自動ドア用制御装置。
【請求項３】請求項１若しくは２記載の自動ドア用制
御装置において、前記モータは、三相ブラシレスモータ
であって、前記位置検出器は、前記各モータの相ごとに
パルス信号を発生し、異なる相に対応するパルス信号間
の隣接する立ち上がり及び立下り期間よりも短い立ち上
がり及び立下り期間を持つ単相のパルス信号を、前記パ
ルス発生手段が発生する自動ドア用制御装置。