JP2016056548A - 自動ドア装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
コントローラがドアの開閉を制御する自動ドア装置であって、コントローラは、型式の異なる2種類以上の駆動機構のそれぞれに対応する型式毎の制御パラメータを格納するメモリ手段と、2種類以上の駆動機構の内で、当該自動ドア装置に設置される型式の駆動機構を選択するための選択手段と、選択手段により選択された選択値に基づいて、メモリ手段から対応する制御パラメータを読み出し、該読み出した制御パラメータに基づいてドアの開閉速度とドアの開閉幅とを演算する制御演算手段とを備え、制御演算部からの演算されたドアの開閉速度と開閉幅に基づいて、モータへの電力供給を制御しドアの開閉が制御される自動ドア装置である。
【選択図】 図1
Description
前述する構成からなる自動ドア装置としては、例えば、特許文献1に記載の発明がある。
前記コントローラは、
型式の異なる2種類以上の前記駆動機構のそれぞれに対応する制御パラメータを格納するメモリ手段と、
前記2種類以上の駆動機構の内で、当該自動ドア装置に設置される型式の駆動機構を選択するための選択手段と、
前記選択手段により選択された選択値に基づいて、前記メモリ手段から対応する制御パラメータを読み出し、該読み出した制御パラメータに基づいて前記ドアの開閉速度と前記ドアの開閉幅とを演算する制御演算手段とを備え、
前記制御演算手段からの前記演算された前記ドアの開閉速度と開閉幅に基づいて、前記モータへの電力供給を制御し、前記ドアの開閉が制御されることを特徴とする。
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
図1は本発明の実施形態1の自動ドア装置の全体構成を説明するための図であり、以下、図1に基づいて、実施形態1の自動ドア装置の全体構成を説明する。
実施形態1の自動ドア装置は、ドア1と、このドア1を開閉駆動するための駆動機構である駆動部2と、駆動部2を制御するコントローラ(ドアコントローラ)3と、ドア1の内部及び外部に配置されて人や物体を検知するセンサである内外センサ14とを備えて構成されている。駆動部2は、モータ4及びモータ4の回転量に比例したパルス信号(以下、パルスと略記する。)を発生する磁気位置センサ(図中に『HIC』と記す。)5と、モータ4の回転を減速する減速機6を有している。減速機6の出力軸には駆動用の歯付主動プーリ(駆動プーリ)が配置されており、この駆動プーリと歯付従動プーリ7とこれらに巻き付くように架け渡される歯付のベルト(歯付ベルト)8とにより、ベルト機構が構成されている。また、歯付ベルト8には周知の連結具を介してドア1が取り付けられ、モータ4の駆動力が減速機6及び駆動プーリ並びにベルト8を介してドア1に伝達され、ドア1が開閉動するようになっている。
次に、制御演算部10は読み込んだ制御パラメータ(駆動部Bに対応する制御パラメータB)に基づいて、前述するドア1の開閉動作を行う(ステップS3)。
制御パラメータは2つの駆動部A,B(2)に固有の位置・速度、モータ電流などであり、このうちの位置・速度のパラメータは、モータ4のロータ1回転当たりのパルス数S(パルス/回転)と、1パルス当たりのドア移動量L(mm/パルス)であり、以下のように計算される。
S=3(3相ブラシレスモータに内蔵されているホールICの個数)×(モータロータの磁極数M)
=3×M(パルス/回転) ・・・(1)式
L=(駆動プーリが1回転した時のドア移動距離)÷(駆動プーリが1回転した時のパルス発生数)=πD÷(S×G)(mm/パルス) ・・・(2)式
1)駆動部Aの位置・速度パラメータ
Sa=3×Ma=3×16=48(パルス/回転)
La=πDa÷(Sa×Ga)
=(3.14×56mm)÷(48パルス×10)
≒0.366(mm/パルス)
2)駆動部Bの位置・速度パラメータ
Sb=3×Mb=3×8=24(パルス/回転)
Lb=πDb÷(Sb×Gb)
=(3.14×50mm)÷(24パルス×8)
≒0.818(mm/パルス)
自動ドア装置の電源が投入され、コントローラ3に電源が供給されると、前述するように、制御演算部10は駆動部選択手段13の設定を読み込み、駆動部A,B(2)の何れが選択されているかを判定する。選択された駆動部2が駆動部A(2)と判定されると、制御演算部10は、判定結果に対応する駆動部A(2)に対応する制御パラメータとして、位置・速度パラメータS,LはSa,La、モータ電流パラメータIはIa、減速比GはGa、駆動プーリ有効直径DはDaを、モータを制御するための実行パラメータとしてそれぞれ選択する。一方、選択された駆動部2が駆動部B(2)と判定されると、制御演算部10は、判定結果に対応する駆動部B(2)に対応する制御パラメータとして、位置・速度パラメータS,LはSb,Lb、モータ電流パラメータIはIb、減速比GはGb、駆動プーリ有効直径DはDbを、モータを制御するための実行パラメータとしてそれぞれ選択する。
駆動部選択手段13がA設定時(駆動部Aを選択時):制御演算部10ではDS≒2459パルスが計数されて、ドアストローク値DSとしてメモリ15に記憶される。(900mm÷Laで計算確認)
駆動部選択手段13がB設定時(駆動部Bを選択時):制御演算部10ではDS≒1101パルスが計数されて、ドアストローク値DSとしてメモリ15に記憶される。(900mm÷Lbで計算確認)
内外センサ14から開指令信号が入力された時に、ドア1を開放速度500mm/秒で開放させるための速度指令値(OP SP)である開き速度指令値として、制御演算部10は速度500mm/秒時の0.1秒当たりに発生するパルス数を計算し、該計算値に基づいて制御演算部10は速度制御部11を制御してモータ4を駆動制御する。
速度指令値(OP SP)は、OP SP=500(mm/秒)÷πD(mm)×(S×G)×0.1(秒)で計算できるので、駆動部選択手段13がA設定時は、制御演算部10は開き速度指令値を次式により計算される。
OP SP=500(mm/秒)÷πDa(mm)×(Sa×Ga)×0.1(秒)
=500(mm/秒)÷(3.14×56mm)×(48パルス×10)×0.1(秒)
=136.4(パルス)
なお、モータ4を駆動する時のモータ電流指令値は、制御プログラム上で有効になっているモータ電流パラメータIa=1000(mA)の範囲内で駆動制御される。
OP SP=500(mm/秒)÷πDb(mm)×(Sb×Gb)×0.1(秒)
=500(mm/秒)÷(3.14×50mm)×(24パルス×8)×0.1(秒)
=61.1(パルス)
なお、モータを駆動する時のモータ電流指令値は、制御プログラム上で有効になっているモータ電流パラメータIb=2000(mA)の範囲内で駆動制御される。
全開点から300mm手前に設定されている開動作時の減速開始位置を、制御演算部10がパルス数に変換計算し、ドア1の開動作時の減速開始点(OP BP)への到達を検出すると、減速制御を開始する。
OP BP=300mm÷La(mm/パルス)
=300mm÷0.366(mm/パルス)
=819(パルス)
よって、制御演算部10は開動作時にパルスが計数される毎に、パルス合成・計数部9からの実際に計数されるパルス数とドアストローク値2459パルスを比較し、全開点から300mm手前、即ち、(ドアストローク値)−(実際に計数したパルス数)=819パルスになった位置で、制御演算部10は速度制御部11に減速指令を出して所定の低速度まで減速させ、更にドアストローク値と実際に計数したパルス数との差が0(ゼロ)パルスとなった全開位置で停止させる。
OP BP=300mm÷Lb(mm/パルス)
=300mm÷0.818(mm/パルス)
=366(パルス)
開動作時にパルスが計数される毎に、制御演算部10は実際に計数されるパルス数とドアストローク値1101パルスを比較し、全開点から300mm手前、即ち、(ドアストローク値)−(実際に計数したパルス数)=366パルスになった位置で、制御演算部10は速度制御部11に減速指令を出して所定の低速度まで減速させ、更にドアストローク値と実際に計数したパルス数との差が0(ゼロ)パルスとなった全開位置で停止させる。
全開位置で設定された時間が経過した後に、ドアを200mm/秒の速度で閉じさせるための速度指令値(CLS SP)である閉じ速度指令値として、制御演算部10は速度200mm/秒時の0.1秒当たりに発生するパルス数を計算し、該計算値に基づいて制御演算部10は速度制御部11を制御してモータ4を駆動制御する。
CLS SP=200(mm/秒)÷πD(mm)×(S×G)×0.1(秒)
CLS SP=200(mm/秒)÷πDa(mm)×(Sa×Ga)×0.1(秒)
=200(mm/秒)÷(3.14×56mm)×(48パルス×10)×0.1(秒)
=54.5(パルス)
CLS SP=200(mm/秒)÷πDb(mm)×(Sb×Gb)×0.1(秒)
=200(mm/秒)÷(3.14×50mm)×(24パルス×8)×0.1(秒)
=24.4(パルス)
全閉点から100mm手前に設定されている閉じ動作時の減速開始位置を、制御演算部10でパルス数に変換計算し、ドア1が閉じ動作時の減速開始点(CLS BP)に到達すると、減速制御を開始する。
CLS BP=100(mm)÷La(mm/パルス)
=100(mm)÷0.366(mm/パルス)
=273(パルス)
CLS BP=100mm÷Lb(mm/パルス)
=100mm÷0.818(mm/パルス)
=122(パルス)
図4は本発明の実施形態2の自動ドア装置の全体構成を説明するための図であり、実施形態2の自動ドア装置はモータ抵抗検出手段20の構成を除く他の基本的な構成は、実施形態1の自動ドア装置と同様の構成である。従って、以下の説明では、モータ抵抗検出手段20について詳細に説明する。ただし、実施形態2の自動ドア装置においては、3つの駆動部2(図3(a)〜(c)に示す駆動部A,B,C)が対応可能な構成の場合を示し、後述するように、メモリ15には3つの駆動部2である駆動部A,B,Cに対応する制御パラメータを格納している。
次に、制御演算部10は読み込んだ制御パラメータ(駆動部Bに対応する制御パラメータA)に基づいて、ドア1の開閉動作を実行する(ステップS4)。
次に、制御演算部10は読み込んだ制御パラメータ(駆動部Cに対応する制御パラメータA)に基づいて、ドア1の開閉動作を実行する(ステップS4)。
2……駆動部
3……コントローラ
4……モータ
5……磁気位置センサ(ホールIC)
6……減速機
7……歯付従動プーリ
8……歯付のベルト(歯付ベルト)
9……パルス合成・計数部
10……制御演算部
11……速度制御部
12……モータ電流検出部
13……駆動部選択手段
14……内外センサ
15……メモリ
16,18……歯付プーリ
17……歯付ベルト
19……駆動プーリ(歯付主動プーリ)
20……モータ抵抗検出手段
前記コントローラは、
前記モータに配置される磁気位置センサから出力されるパルスを合成し生成するパルスの合成部を備え、合成したパルスを制御演算部に出力するパルス合成・計数部と、
前記モータと前記減速機を含む前記駆動部に該モータと該減速機を制御する固有のモータ制御パラメータであり、複数の前記駆動部に対応する設定情報を格納するメモリを有し、内外センサからの開指令信号と、ドアの開放速度及び閉じ速度並びに減速開始位置の各設定値と、前記パルス合成・計数部からのパルス及び位置・速度信号がそれぞれ入力され、速度制御部に速度指令及び回転方向指令並びにモータ電流指令をそれぞれ出力し、速度制御部からモータへの駆動電流の供給を制御する制御演算部と、
前記パルス合成・計数部からの位置・速度信号と、前記制御演算部からの速度指令(速度指令値)及び回転方向指令(回転方向指令値)とが入力され、前記モータと前記減速機とを制御する制御パラメータの1つであるモータ電流指令値が入力されるモータ速度制御部と、
前記モータに供給されているモータ電流を検出するモータ電流検出部と、
前記制御演算部に設けられている前記メモリに格納されている複数の制御パラメータの中から前記歯付ベルトに取り付けられた前記ドアに対応する制御パラメータを選定する駆動部選択手段と、
からなり、
前記駆動部選択手段によって選択された制御パラメータに基づいて、前記メモリから対応する制御パラメータを読み出し、該読み出した制御パラメータに基づいて前記ドアの開閉速度と前記ドアの開閉幅とを演算する制御演算部の該演算された前記ドアの開閉速度と開閉幅に基づいて、前記モータへの電力供給を制御し、前記ドアの開閉を制御するようにしたことを特徴としている。
全閉点から100mm手前に設定されている閉じ動作時の減速開始位置を、制御演算部10でパルス数に変換計算し、ドア1が閉じ動作時の減速開始点(CLS BP)に到達すると、減速制御を開始する。
Claims (4)
- ドアと、モータを駆動源とし前記ドアを開閉する駆動機構と、物体を検知するセンサと、前記モータに配置される磁気位置センサからのパルス信号を計数し、前記モータへの電力供給を制御し前記ドアの開閉を制御するコントローラとを備え、前記センサからの検知情報に基づいて、前記コントローラが前記ドアの開閉を制御する自動ドア装置であって、
前記コントローラは、
型式の異なる2種類以上の前記駆動機構のそれぞれに対応する制御パラメータを格納するメモリ手段と、
前記2種類以上の駆動機構の内で、当該自動ドア装置に設置される型式の駆動機構を選択するための選択手段と、
前記選択手段により選択された選択値に基づいて、前記メモリ手段から対応する制御パラメータを読み出し、該読み出した制御パラメータに基づいて前記ドアの開閉速度と前記ドアの開閉幅とを演算する制御演算手段とを備え、
前記制御演算手段からの前記演算された前記ドアの開閉速度と開閉幅に基づいて、前記モータへの電力供給を制御し、前記ドアの開閉が制御されることを特徴とする自動ドア装置。 - 前記選択手段は、前記コントローラに設置される選択スイッチからなることを特徴とする請求項1に記載の自動ドア装置。
- 前記選択手段は、前記モータのコイル抵抗を検出するモータ抵抗検出手段と、前記検出された前記コイル抵抗から当該自動ドア装置に設置される前記駆動機構の型式を判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の自動ドア装置。
- 前記選択手段は、前記モータと前記コントローラとを電気的に接続するケーブルの端部に配置されるコネクタに設けた、前記駆動機構の型式に対応した接続端子と、前記接続端子の電圧から当該自動ドア装置に設置される前記駆動機構の型式を判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の自動ドア装置。
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JP2009155826A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 自動ドア装置 |
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