JP3694721B2 - 自動ドア制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動ドア制御装置の改良に関し、特に扉を開閉制御している途中において、停電などで電源が遮断された場合にも対応できる自動ドア制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時においては、ビルや住宅内の扉を電動機を用いて開閉させる自動ドア制御装置が広く使用されている。
この種の自動ドア制御装置は、図１２に示す構成となっている。
すなわち、左右の支柱１１１，１１１間にレール１０７を橋渡し、そのレール１０７には扉１００が滑車１１０で支持されて移動可能になっており、この扉１００はベルト１０６に連結されている。
【０００３】
ここに、ベルト１０６は、左右で一組のプーリ１０５，１０５に掛け渡しされており、その一方には電動機１０１の回転軸がチェーン１１２で連結されている。電動機１０１は、制御ユニット１０２によって正、逆転可能に回転駆動され、制御ユニット１０２には、人の通行を検出する人体検知器１０３が接続されている。扉１００の開閉時の終端位置は、ストッパ１０８，１０９によって規制され、扉１００がこの位置に来ると、戸端部に衝突せずに停止するようになっている。
【０００４】
図１３は、このような自動ドア制御装置の制御ユニット１０２の基本構成を示したブロック図である。
制御ユニット１０２は、レール１０７に対する扉１００の現在位置と、扉１００の移動速度を検知しながら、速度制御回路５で電力変換回路１をＰＷＭ制御することによって、電動機Ｍを正、逆転可能に回転制御する構成となっており、電動機Ｍの回転力は減速機１２を通じて扉１００のスライド動作に変換されている。電動機Ｍの回転軸にはロータリエンコーダなどから構成される位置検出器６を取り付け、この位置検出器６には速度検出回路７と、開閉位置検出回路８を設けて、それぞれ回転周波数、パルス数を計測することによって扉の移動速度と、レールに対する扉の現在位置を検出している。全体制御回路４は、電源回路１０からの電源を受けて作動し、制御の中枢をなすＣＰＵ、減速位置Ｘｂなどの制御に必要なデータを一時的に記憶させたＲＡＭ、制御プログラムなどを固定的に保存したＲＯＭなどを備えており、人体検知器Ｓから人体検知信号を受けたときに、速度制御回路５に移動速度指令Ｖ＊を送出し、速度制御回路５では、速度検出回路７によって検出された移動速度Ｖが移動速度指令Ｖ＊に等しくなるように電動機Ｍを電力変換回路１を通じて正、逆転可能に回転制御させる。
【０００５】
このような制御ユニット１０２によれば、扉に人が接近したことを人体検知器Ｓが検知すると、全体制御回路４は速度制御回路５に開または閉指令信号を送出するので、速度制御回路５は、この開または閉指令信号と、速度検出回路７から送出されて来る扉の移動速度とに基づいて、電力変換回路１のスイッチング素子をオン、オフさせて電動機Ｍを正、逆転方向に速度制御する。
図１４には、この場合における電動機の速度制御の基本動作をタイムチャートで示している。扉１００の開閉制御が開始されると、開閉速度制御区間Ｔｖの間は、全体制御回路４から速度制御回路５には速度指令信号が送出されるので、扉の速度は、ゼロから特定速度まで立ち上がり、その後は特定速度で移動する。
そして、位置検出器６が減速位置Ｘｂを検知した後は、全体制御回路４は速度指令信号を減少させ、扉の速度は急速に低下させる（制動制御区間Ｔｂ）。
そして、徐行位置Ｘｃに達すると、今度は全体制御回路４は再び速度指令信号を増加させるので、扉１００は徐行速度制御区間Ｔｖ’の間徐行し、最後には戸端部に当接して停止される。図１５のステップ２００〜２０９に、制御ユニット１０２に於ける以上の基本動作をフローチャートで示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような基本構成をなす従来の自動ドア制御装置においては、扉の開閉動作中に、電源供給が停止すると、全体制御回路もリセット状態になり、電動機への印加電圧も遮断される。
そのため、扉は慣性力で移動し、制御できない状態となって、摩擦等の機械的損失で徐々に減速して停止する。
【０００７】
しかし、高速で開閉動作中に全体制御回路への電源供給が停止した場合、扉の慣性力が大きいために、扉が減速するまでに時間がかかり、戸端部に高速で衝突しまう。また、減速機、滑車での機械的損失が小さい場合には、同様に扉が減速するまでに時間がかかり、戸端部に高速で衝突するという問題点もあり、この点については何等具体的な解決策はなされていない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、開閉動作中に全体制御回路への電源供給が停止した場合も、全体制御回路によって電動機の制御可能な時間を出来る限り長くして、扉が慣性力で動作して戸端部に衝突したり、制御の不能な時間を短くすることができる自動ドア制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため提案される請求項１の本発明は、レールに対する扉の現在位置と、扉の移動速度を検知しながら、電動機を制御して、扉を開閉させる自動ドア制御装置において、昇圧コンデンサを有した電源回路を備え、電動機を回転制御するための電動機制御回路と、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電させて昇圧させるための昇圧制御回路と、上記電源回路の電圧低下を検知し、電源遮断を判別する電源電圧検出手段と、全体制御回路とを備えてなり、上記昇圧制御回路は、電源電圧が所定より小さければ、上記昇圧コンデンサを充電する際の昇圧率をより大きくする構成とされ、上記全体制御回路は、上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知しない通電時には、扉の開閉制御に必要な速度指令信号を上記電動機制御回路に送出する一方、上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知したときには、上記昇圧制御回路を作動させ、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電しながら、電動機を制動させる構成としている。
【００１０】
また、請求項２において提案される自動ドア制御装置は、レールに対する扉の現在位置と、扉の移動速度を検知しながら、電動機を制御して、扉を開閉させる自動ドア制御装置において、昇圧コンデンサを有した電源回路を備え、電動機を速度制御する電動機制御回路と、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電させて昇圧させるための昇圧制御回路と、電源回路の電圧低下と、上昇を検知し、電源遮断と電源復帰を判別する電源電圧検出手段と、全体制御回路とを備えて構成されている。この昇圧制御回路は、電源電圧が所定より小さければ、上記昇圧コンデンサを充電する際の昇圧率をより大きくする構成とされている。
【００１１】
そして、この全体制御回路は、電源電圧検出手段が電源遮断を検知しない通常の通電時には、上記速度制御回路に、扉の開閉制御に必要な速度指令信号を送出するが、電源電圧検出手段が電源遮断を検知したときには、電源電圧検出手段による電源復帰を判別しながら、電動機制御回路に制動指令信号を送出して電動機を制動する動作と、昇圧制御回路を作動させて電動機の逆起電力を昇圧コンデンサに充電する昇圧制動する動作とを繰り返す。そして、制動制御の動作中に、電源電圧検出手段が電源復帰を判別したときには、制動指令信号を解除させ、速度制御回路に、扉の開閉制御に応じた速度指令信号を送出させ、通常の開閉制御に復帰させる構成となっている。
【００１２】
請求項３において提案された本発明は、レールに対する扉の現在位置と、扉の移動速度を検知しながら、電動機を制御して、扉を開閉させる自動ドア制御装置において、昇圧コンデンサを有した電源回路を備え、電動機を速度制御する電動機制御回路と、上記昇圧コンデンサに電動機の逆起電力を充電させて昇圧させるための昇圧制御回路と、電源回路の電圧低下と上昇を検知し、電源遮断と電源復帰を判別する電源電圧検出手段と、電源が遮断されたときに、電動機の逆起電力を昇圧し、電源回路に回生させて扉を制動させた場合には、扉が戸端部に衝突してしまう第１のエリア、扉が戸端部に衝突せずに停止できる第２のエリアのそれぞれを規定する制動基準位置を予め記憶させたメモリ部と、全体制御回路とを備えてなり、この全体制御回路は、上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知しない通常の通電時には、上記電動機制御回路に、扉の現在位置に応じた速度指令信号を送出する一方、上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知したときには、扉の現在位置に基づき上記メモリを参照して、上記第１、第２のエリアを判別し、扉の現在位置が第１のエリア内である場合には、上記電動機制御回路に、制動指令信号を送出して、扉を瞬時に制動する急速制動を行う一方、扉の現在位置が第２のエリア内である場合には、上記昇圧制御回路を作動して、電動機の逆起電力を昇圧させ、上記電動機制御回路に回生させる昇圧制動を行う構成としている。
【００１３】
更に、請求項４において提案された本発明は、請求項３において、メモリ部には、上記第１、第２の基準位置エリアに加えて、扉の現在位置で扉を瞬時に制動させた場合には、扉を戸端部から十分余裕のある位置で停止させることのできる第３のエリアを規定する基準位置エリアを更に記憶させている。
このような構成の本発明では、全体制御回路は、前記電源電圧検出手段が電源遮断を検知しない通常の通電時には、上記電動機制御回路に、扉の現在位置に応じた速度指令信号を送出する一方、上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知したときには、扉の現在位置に基づき上記メモリを参照して、上記第１、第２、第３のエリアを判別する。そして、扉の現在位置が第１のエリア内である場合には、上記電動機制御回路に、制動指令信号を送出して、扉を瞬時に制動する急速制動を行い、扉の現在位置が第２のエリア内である場合には、上記昇圧制御回路を作動して、電動機の逆起電力を昇圧させ、上記電動機制御回路に回生させる昇圧制動を行い、扉の現在位置が第３のエリア内である場合には、上記電動機制御回路に、制動指令信号を送出して扉を瞬時に制動する急速制動と、上記昇圧制御回路を作動し、電源回路の昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電し昇圧させて、電源回路に回生させる昇圧制動とを繰り返して行い、その制動制御中において、上記電源電圧検出手段が復電を検出したときには、上記電動機制御回路に、扉の現在位置に応じた速度指令信号を送出して、通常の開閉制御に復帰させる構成としている。
【００１４】
請求項５〜７は、昇圧制御回路の構成に特徴を有したもので、いずれも電動機の回転制御に使用される電力変換回路をそのまま使用し、電動機によって発生する逆起電力で電源回路に設けた昇圧コンデンサを充電させて、昇圧動作を行うものである。
【００１５】
また、請求項８において提案された本発明は、請求項１〜７で言及した自動ドア制御装置において、扉の近くに人体が接近して来たときに、扉の開閉制御を自動的に行う一方、電源が遮断された状態で、扉が昇圧動作を行っている最中において、人を検知すれば、扉を急速制動して、扉が人に衝突しないようにしたもので、扉の開閉時における動作の安全性を確保したものである。
【００１６】
【作用】
以下では、本発明の自動ドア制御装置に固有な機能、動作について説明する。［請求項１の自動ドア制御装置の基本動作］
電源回路の電源電圧が所定レベルを保持している通常時は、全体制御回路は電動機制御回路に速度指令信号を送出して、扉を開閉制御する（通常の電動機の回転制御）。
【００１７】
ところが一方、電源回路の電圧が所定レベルまで低下し、電源電圧検出手段が電源遮断と判断すると、全体制御回路は昇圧制御回路を作動し、電源回路の昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電する動作を開始する。
その結果、電動機の逆起電力は、昇圧されて電源回路に回生されることになるので、電源供給は維持されるが、このとき電動機は発電機として機能し制動を受ける。そのため、電動機の速度も次第に低下し、それに伴って電動機制御回路に回生される逆起電力も次第に低下するので、最後に扉は慣性力で移動した後、停止することになる。
【００１８】
このような本発明によれば、開閉制御の途中で停電などの理由によって電源が遮断されても、電動機は適度の制動を受けるので、扉が慣性力によってそのまま戸端部に衝突してしまうようなことはない。
［請求項２の自動ドア制御装置の基本動作］
電源回路の電源電圧が所定レベルを保持している通常時は、全体制御回路は電動機制御回路に速度指令信号を送出するので、扉を開閉制御する（通常の電動機の回転制御）。
【００１９】
ところが一方、電源回路の電圧が所定レベルまで低下し、電源電圧検出手段が電源遮断と判断すると、全体制御回路は電源電圧検出手段による電源復帰を判別しながら、電動機制御回路に制動指令信号を送出して電動機を瞬時に制動する急速制動動作と、上記昇圧制御回路を作動させ、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電し昇圧させる昇圧制動動作とを適宜、繰り返す。
そして、急速制動制御の動作中に、電源電圧検出手段が電源復帰を判別したときには、速度制御回路への制動指令信号を解除させ、再び扉の開閉制御に応じた速度指令信号を送出して、通常の速度制御に復帰させる。
［請求項３，４の自動ドア制御装置の基本動作］
電源回路の電源電圧が所定レベルを保持している通常時は、全体制御回路は電動機制御回路に速度指令信号を送出するので、扉は開閉制御される。
【００２０】
ところが一方、電源回路の電圧が所定レベルまで低下し、電源電圧検出手段が電源遮断と判断すると、全体制御回路は、メモリ部を参照して、制動基準位置と扉の現在位置とを比較し、扉の現在位置が第１、第２、第３のエリアのいずれの範囲内に含まれるかどうかを判別する。
そして、この判別の結果、全体制御回路は、扉の現在位置が第１のエリア内であると判断した場合には、電動機制御回路に、制動指令信号を送出して、扉を瞬時に制動する急速制動を行う一方、扉の現在位置が第２のエリア内であると判断した場合には、昇圧制御回路を作動して、昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電し昇圧させながら、電動機を制動させ、また扉の現在位置が第３のエリア内であると判断した場合には、電源電圧検出手段による電源復帰を判別しながら、電動機制御回路に制動指令信号を送出して電動機を瞬時に制動する急速制動動作と、昇圧制御回路を作動させ、昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電しながら制動させる昇圧制動動作とを適宜行う。
そして、急速制動制御の動作中に、電源電圧検出手段が電源復帰を判別したときには、速度制御回路への制動指令信号を解除させ、再び扉の開閉制御に応じた速度指令信号を送出して、通常の速度制御に復帰させる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る自動ドア制御装置についての実施の形態を説明する。
図１は、自動ドア制御装置の制御ユニットＡの構成を示すブロック図である。
１は、速度制御回路５、全体制御回路４の各々からの速度制御電圧指令信号Ｅｖ、制動電圧指令信号Ｅｂを受けて電動機Ｍを正逆転回転制御するとともに昇圧制御回路３からのキャリアｆｅ、昇圧電圧指令信号Ｅｅを受けて電動機Ｍの逆起電力で電源回路１０の昇圧コンデンサＣを充電して昇圧動作をなす電力変換回路、２は全体制御回路４からの切替信号Ｓ’によって、速度制御電圧指令Ｅｖ、制動電圧指令信号Ｅｂ、昇圧電圧指令信号Ｅｅを電力変換回路１に選択的に出力させる切替回路、４は後述する第１、第２、第３のエリアを規定する基準位置情報Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を記憶させたメモリ部４１を有した全体制御回路、９は電源回路１０の電圧の低下、上昇を検知し、電源の遮断、復帰を判別する電源電圧検出回路、Ｓは人体検知器であり、扉に人が接近した場合に扉を自動的に開閉制御させる場合に使用する。なお、この例では、電動機制御回路は、電力変換回路１、電源回路１０、速度制御回路５、切替回路２を含んで構成されている。
【００２２】
電動機Ｍの回転力は、減速機１２を通じてレール上を移動可能な滑車に伝達され、扉が開閉されるが、扉が全開あるいは全閉状態となる位置には、扉が戸端部に衝突しないようにストッパを設けている。
全体制御回路４は、電源回路１０からの電源を受けて作動し、人の通行を検出する人体検知器Ｓからの人体検知信号を受けると、電動機Ｍの回転位置を検出する位置検出器６の信号を基に、電動機の起動、停止、回転方向、回転速度及びトルクを制御する。
【００２３】
位置検出器６は電動機Ｍの回転位置の変化に対応したパルスを出力するインクリメンタルエンコーダで構成され、速度検出回路７はタイマ及び乗除算回路等で構成されている。扉の移動速度Ｖは、位置検出器６の出力パルスの周波数を計測して換算され、全体制御回路４に送出される。
開閉位置検出回路８はカウンタ等で構成され、位置検出器６の出力パルスの変化した回数を積算し、例えば減速位置Ｘｂや徐行位置Ｘｃ、後述する第１、第２、第３エリアを規定する基準位置情報Ｘ１〜Ｘ３、全閉鎖状態等の基準開閉位置からの扉の移動距離、開閉位置などを検出して全体制御回路４に送出される。
【００２４】
電源回路１０は、昇圧コンデンサＣを有しており、商用電源等の電源から駆動用電源Ｅｍ及び全体制御回路４用の制御電源Ｅｃを出力する。
電源電圧検出回路９は、駆動用電源Ｅｍの電圧を降圧して電圧検出信号Ｅｄに変換して全体制御回路４と昇圧制御回路３へ出力する。
全体制御回路４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される演算機能を有するもので、人体検知器Ｓの人の扉への接近を検出した信号、扉の移動速度Ｖ、開閉位置Ｘ及び検出電圧Ｅｄを入力として、移動速度指令Ｖ*を速度制御回路５へ、昇圧指令Ｖａを昇圧制御回路３へ出力し、制御電圧指令Ｅｂと切替信号Ｓ’を切替回路２へ出力する。
【００２５】
また、全体制御回路４は、後述するように、昇圧制動中や急速制動中に定期的に動作を停止し、その時の駆動用電源Ｅｍから電源の復帰を検知する。
速度制御回路５は全体制御回路４からの移動速度指令Ｖ*と、速度検出回路７で検出した移動速度Ｖが等しくなるように切替回路２へ速度制御用電圧指令Ｅｖを出力する。
【００２６】
昇圧制御回路３は、全体制御回路４からの昇圧指令Ｖａを受けて動作し、駆動用電源Ｅｍが所定値を越えないように昇圧指令電圧Ｅｅ、キャリア周波数ｆｅを出力する。
切替回路２は全体制御回路４からの切替信号Ｓ’を受けると、電力変換回路１へは昇圧指令Ｅｅ、制動指令Ｅｂ、速度指令Ｅｖの何れか一方に切替えて速度電圧指令Ｅ＊として出力する。
【００２７】
電力変換回路１はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式により、全体制御回路４からの速度電圧指令Ｅ＊に基づき、駆動用電圧Ｅｍの電動機へ印加する割合を制御し、電動機Ｍへ印加する電圧を制御する。
図２は電力変換回路のブロック図、第３図（ａ）〜（ｃ）は、その基本動作をタイムチャートをもって示す。
【００２８】
昇圧コンデンサＣを有した電源回路１０は制御電源回路１０ａを有しており、商用電源を整流、平滑して駆動用電圧Ｅｍを生成し、電力変換回路１に出力するとともに、制御電源回路１０ａでは駆動用電源Ｅｍを降圧して制御用電源Ｅｃを生成する。制御ブロック１１は、電力変換回路１のスイッチング素子をオン、オフ制御する。
【００２９】
電力変換回路１は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相３組の直列に接続されたスイッチング素子Ｑｕ１とＱｕ２、Ｑｖ１とＱｖ２、Ｑｗ１とＱｗ２が駆動用電源Ｅｍに並列に接続され、これらのスイッチング素子は電動機Ｍのコイルに接続されており、各スイッチング素子Ｑｕ１とＱｕ２、Ｑｖ１とＱｖ２、Ｑｗ１とＱＷ２には、並列にダイオードＤが接続されている。
【００３０】
このような電力変換回路１を用いて、Ｕ−Ｖ相間に電圧が印加されている場合を例にとって、昇圧動作を以下説明する。
電圧指令Ｅ*は各相の電圧指令Ｅｕ*、Ｅｖ*、Ｅｗ*に変換され、制御ブロック１１では、図３（ａ）に示すように、振幅方向にオフセットした２つの基準となる三角波のキャリアｆ１，ｆ２と比較して、その大小関係から、図３の（ｂ），（ｃ）に示したようにスイッチング素子Ｑｕ１とＱｕ２、Ｑｖ１とＱｖ２、Ｑｗ１とＱｗ２をオン、オフ制御する。なお、（ｃ）においてｔは、すべてのスイッチング素子をオフにするデッドタイムである。また、三角波キャリアｆ１，ｆ２は、スイッチング素子のスイッチング周波数を決定する。
【００３１】
図４は、電源が遮断され、扉の慣性力によって電動機が回転し、Ｕ−Ｖ間に発生する逆起電圧Ｅｅｍｆで電源回路１０の昇圧コンデンサＣを充電させて昇圧させる場合のスイッチング状態Ａ〜Ｅにおける電流経路を示している。
ここに、スイッチング状態Ｅは、スイッチング素子のスイッチング応答時間から決まるアーム短絡防止期間で、直列接続されたスイッチング素子が共にオフしている時間であり、図３（ｃ）のｔに相当する。
【００３２】
図５は、回路の構成要素の接続関係を保持したまま図４を変形して示したものであり、Ｖｉは電動機のコイルに発生する逆起電力、Ｒは電源回路１０に接続された制御回路部を負荷として示すものである。
一石式の昇圧回路の構成となり、スイッチング状態Ｂ、Ｄで昇圧動作はオンし、その他の状態でオフした状態となっている。
【００３３】
ここに、１石式昇圧回路の昇圧率Ｍは（１）式で決まる。
Ｍ＝（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）／Ｔｏｆｆ ・・・（１）
Ｔｏｎ：オン時間
Ｔｏｆｆ：オフ時間
したがって、昇圧回路のスイッチング素子がオンしている割合が大きいほど昇圧率Ｍは大きくなり、駆動用電源として回生される昇圧電圧も大きくなる。
すなわち、電圧指令Ｅｕ*、Ｅｖ*を零電圧指令に近づけれは、スイッチング状態Ｂ、Ｄの期間が長くなって、昇圧率Ｍが大きくなる。また、キャリア周波数ｆ１，ｆ２が遅くなれば、スイッチング状態ＡからＤまでの同じ割合で長くなるが、アーム短絡防止期間（デッドタイム）は一定なのでスイッチング状態Ｂ、Ｄの期間割合も長くなり、昇圧率Ｍは大きくなる。
【００３４】
昇圧制御回路３は、駆動用電源Ｅｍが所定より小さければ電圧指令を零電圧に近づけ、電圧指令が零電圧であっても駆動用電源Ｅｍが所定より小さければキャリア周波数ｆ１，ｆ２を小さくするよう電力変換回路１へ指令を与える。
制動力を得る場合には、電圧指令Ｅｕ*、Ｅｖ*を入れ替えれば、昇圧率が小さくなるが、Ｕ−Ｖ間の逆起電力Ｅｅｍｆが急激に消費されて大きな制動力が発生する。
【００３５】
ついで、本発明の自動ドア制御装置の電源遮断時における基本動作を説明する。
図６のステップ３００〜３０９は、制御装置が電源遮断を受けた場合の基本動作をフローチャートをもって示しており、停電などによって、電源電圧検出回路９が電源遮断を判別したときには、全体制御回路４は、開閉位置検出回路８から扉のレールに対する現在位置を読み取り、メモリ部４１を参照し、そこに記憶された基準位置情報から扉が第１〜第３エリアのいずれに存在するかどうかを判別する。
【００３６】
ここに、第１のエリアは、扉をその位置から昇圧制動させた場合に、扉が戸端部に衝突してしまうエリア、第２のエリアはその位置から扉を昇圧制動させて停止させた場合にも、扉が戸端部に衝突せずに停止できるエリア、第３のエリアは、その位置から扉を瞬時に制動させた場合には、戸端部からは十分に余裕のある位置で停止できるために、再度昇圧制動させることも可能なエリアを、それぞれ規定している。
【００３７】
全体制御回路４は、以上の判別の結果、次のような制御を行う。
すなわち、電源遮断時における扉の現在位置が第１のエリア内であると判断した場合には、切替回路２に切替信号Ｓ’を送出し、電力変換回路１には制動電圧指令Ｅｂを出力して、扉を瞬時に制動させる（急速制動）。
この場合の基本動作を図７にタイムチャートをもって示す。
【００３８】
電源電圧検出回路９は駆動電圧Ｅｍの低下を検知し、電源遮断と判断すると、全体制御回路４は、電力変換回路１への電圧指令が制動電圧指令Ｅｂとなるように切替信号Ｓ’を出力する。この結果、開閉速度は急速に減速し、駆動電源Ｅｍも急速に減少する。駆動電源Ｅｍが低下して全体制御回路をリセット状態にすると、扉は慣性力に従い機械的損失のみで緩やかに移動し、最後に停止する。
なお、ｔｄは制御の遅れ時間を示す。
【００３９】
また、電源遮断時における扉の現在位置が第２のエリア内であると判断した場合には、切替回路２に切替信号Ｓ’を送出し、電力変換回路１には昇圧制御回路３から出力される昇圧電圧指令Ｅｅを出力して、扉を昇圧制動させる。
この場合、電力変換回路１のスイッチング素子がスイッチングされ、電動機Ｍのコイルから電源回路１０の昇圧コンデンサＣには発生した逆起電力が充電される。この充電は図３に示したように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に設けたスイチング素子Ｑｕ１，Ｑｕ２、Ｑｖ１，Ｑｖ２、Ｑｗ１，Ｑｗ２を選択的にオン、オフさせて行われるが、このとき電動機Ｍは、電源回路１０を含む全体制御回路４を負荷とする発電機として動作するため、電動機Ｍは制動を受け、逆起電力が低下するにつれて電源回路１０の電源も低下し、最後には慣性力によって移動した後に停止する。
【００４０】
この場合の基本動作を、図８にタイムチャートをもって示す。
電源電圧検出回路９は駆動電圧Ｅｍの低下を検知し、電源遮断と判断すると、全体制御回路４は、電力変換回路１への電圧指令が昇圧電圧指令Ｅｅとなるように切替信号Ｓ’を出力する。この結果、開閉速度は緩やかに減速するが、電動機Ｍの逆起電力で電源回路１０の昇圧コンデンサＣを充電するので、昇圧されて駆動電源に回生される。そのため駆動電源Ｅｍは一時的に上昇するが、電動機Ｍの回転速度が低下するにつれ、低下する。そして全体制御回路がリセット状態になると、扉は慣性力に従い機械的損失のみで緩やかに移動し、最後に停止する。
【００４１】
更に、電源遮断時における扉の現在位置が第３のエリア内であると判断した場合には、切替回路２に切替信号Ｓ’を送出することによって、制動電圧指令Ｅｂを電力変換回路１に出力させて扉を瞬時に制動させる急速制動と、昇圧制御回路３から出力される昇圧電圧指令Ｅｅを電力変換回路１に出力して電源回路１０の昇圧コンデンサＣを昇圧させながら、扉を制動させる昇圧制動とを繰り返し行い（混合制御）、その急速制動あるいは昇圧制動の制御動作中において、電源電圧検出手段９が電源復帰を判別したときには、切替回路２に切替信号Ｓ’を送出して、再び速度制御回路５から出力される速度制御電圧指令Ｅｖを電力変換回路１に出力する。
そして、電源遮断後は、このような方法で、急速制動をさせながら、電源電圧検出回路９を監視し、全体制御回路４がリセット状態になる直前に達すれば、昇圧制動動作に切替える動作を繰り返し、電源回路１０を昇圧させながら、その間に電源電圧検出回路９の状態を監視する。そして、このような方法で電源電圧の電圧上昇を監視し、制動動作時に電圧レベルが上昇すれば、電源は復帰したものと判断して、切替回路２に切替信号Ｓ’を送出して、通常の速度制御に復帰させる。
【００４２】
図９は、電源遮断時に急速制動と昇圧制動を繰り返し行う場合の例をタイムチャートをもって示している。
電源電圧検出回路９は駆動電圧Ｅｍの低下を検知し、電源遮断と判断すると、全体制御回路４は、電力変換回路１への電圧指令が制動電圧指令Ｅｂとなるように切替信号Ｓ’を出力する。この結果、開閉速度は急速に減速し、駆動電源Ｅｍも急速に減少するが、この時点で扉の位置が戸端部に対して所定の距離以上であるならば、電力変換回路１への電圧指令が昇圧電圧指令Ｅｅとなるように切替信号Ｓ’を出力する。すると、開閉速度は緩やかに減速するが、電動機Ｍの逆起電力で電源回路１０の昇圧コンデンサＣを充電するので、昇圧されて駆動電源に回生される。そのため駆動電源Ｅｍは一時は上昇するが、電動機Ｍの回転速度が低下するにつれ、低下する。このような制御を繰り返し行って行く途中で、駆動電源Ｅｍも低下し、全体制御回路はリセット状態になると、扉は慣性力に従い機械的損失のみで緩やかに移動し、最後に停止する。
この場合における制御パターンは種々の態様ものが考えられるが、図９は扉の開閉動作中に電源遮断が生じたため、一度急速制動を行った後に、昇圧制動を行って、電源電圧を一時的に回生させてから、再び急速制動させて、停止させた場合の制御例を示しており、図１０は扉の開閉動作中に電源遮断が生じたため、最初は昇圧制動を行ってから、急速制動に切替え、その急速制動中に、電源電圧が上昇したため、復電と判断して、通常の開閉速度制御に切替えた例を示している。
【００４３】
このような方法によれば、電源遮断が比較的早い時期に復帰するような場合には、全体制御回路がリセット状態になってしまうのを時間延ばしすることもでき、救済することができるので利便である。
また、図１１は、制御ユニットＡに人体検知器Ｓを接続して使用する場合の基本動作を示している。
【００４４】
制御ユニットＡは、人体検知器Ｓから人体検知信号を受けない場合には、扉の開閉動作中に電源遮断を生じれば、電源遮断時における扉の位置が第１、第２、第３のエリアのいずれに存在するかを判別して、前述したような急速制動、昇圧制御、その他をなすが、この例では、全体制御回路４が昇圧制動動作中に人体検知信号を受けたときには、直ちに急速制動を実行して扉を停止させ、これによって人が扉に衝突するような事態を未然に防止し、安全化を図っている。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の自動ドア制御装置によれば、次のような効果がある。
請求項１〜４のいずれにおいても、扉の開閉制御中に電源が遮断されても、制御回路によって制御されるので、扉が、そのときの慣性力によって、そのまま戸端部に衝突し、衝撃を与えるなどの問題が解消される。
【００４６】
また、電源の遮断により、制御回路による制御動作が不能になる時間を短くでき、また制御回路がリセットされるに至るまでの時間を長くとることができる。したがって、電源の瞬時遮断などによって制御回路がリセットされることが少なくなり、制御回路がリセットされた場合の不具合をなくすことが出来る。
更に、扉の慣性力で回転する電動機の電気エネルギー（逆起電圧）を、電源回路の昇圧コンデンサに充電させ昇圧させるので、制御回路の残留電圧値が逆起電圧値より高い場合でも回生が可能となる。
【００４７】
また、特に、請求項２によれば、扉の開閉制御の途中で電源が遮断されたときに、電源復帰を監視しながら、昇圧制動動作と急速制動動作を適宜切替えて行い、電源が復帰すれば、速やかに通常の速度制御に復帰させることができる。
そのため、制御回路の電源が遮断された時に、扉が制御不能になる時間を短くするとともに、扉が慣性力で戸端部へ衝突するのが防止できる。
【００４８】
更に、請求項３，４によれば、扉の開閉制御の途中で電源が遮断されたときに、扉の戸端部からの距離に応じて実行すべき制御モードを選択し、急速制動動作、昇圧制動動作、急速制動動作と昇圧制動動作の切替制御を行うので、制御回路の電源が遮断された時に、扉の戸端部からの位置に応じて、扉が慣性力で戸端部へ衝突するのを防止するともに、制御不能になる時間を短くして、最適な制御ができる。
【００４９】
請求項５〜７によれば、電動機の逆起電力の電源回路への昇圧回生を、電動機を回転制御する電力変換回路のスイッチング素子のオン、オフ制御によって容易に実現できるので、昇圧のために遠く別な回路を設ける必要がなく、回路構成を簡易にできる。
【００５０】
請求項８によれば、請求項１〜７のそれぞれの効果に加えて、人体検知器が扉に接近する人体を検知したときに、扉を自動的に開閉できるので、人が扉の開閉のために操作する必要のない自動ドア制御装置が提供できる。また、電源が遮断され、扉が昇圧制動動作している最中に人が扉に接近しても、即時に扉を停止させることができるので、扉が人に衝突したり、人の進路を妨害することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動ドア制御装置の要部をなす制御ユニットの基本構成を示すブロック図。
【図２】電動機を回転制御する電力変換回路と電源回路の関係を示すブロック図。
【図３】（ａ）は電力変換回路による電動機の回転制御に用いられるキャリアを示す図。
（ｂ），（ｃ）は電力変換回路によって、電動機の逆起電力を昇圧するためオン、オフ制御されるスイッチング素子の基本動作を示すタイムチャート。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は電力変換回路における逆起電力の昇圧動作を示す図。
【図５】図４に示す昇圧の基本動作を更に詳細に示す図。
【図６】本発明における停電制御時の基本動作を示すフローチャート。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、扉位置が第１のエリア内にあるときに電源遮断を生じた場合に実行される急速制動制御の基本動作を示すタイムチャート。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、扉位置が第２のエリア内にあるときに電源遮断を生じた場合に実行される昇圧制動制御の基本動作を示すタイムチャート。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、扉位置が第３のエリア内にあるときに電源遮断を生じた場合に実行される混合制動制御の基本動作を示すタイムチャート。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、混合制動制御における復電時の基本動作を示すタイムチャート。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、電源が遮断され、昇圧制動動作が実行されている途中で人体検知器が人体を検知した場合における基本動作を示すタイムチャート。
【図１２】自動ドア制御装置の基本構成を示す図。
【図１３】自動ドア制御装置に使用されている制御ユニットの基本構成を示すブロック図。
【図１４】自動ドア制御装置に使用されている制御ユニットの基本動作を示すタイムチャート。
【図１５】自動ドア制御装置の基本制御動作を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１・・・電力変換回路
２・・・切替回路
３・・・昇圧制御回路
４・・・全体制御回路
４１・・・メモリ部
９・・・電源電圧検出手段
Ｓ・・・人体検知器
Ｓ’・・・切替信号
Ｍ・・・電動機
Ｃ・・・昇圧コンデンサ
Ｔｖ・・・開閉速度制御
Ｔｖ’・・・徐行速度区間
Ｔｂ・・・急速制動制御区間
Ｔｐ・・・昇圧制動制御区間
ｆ１，ｆ２・・・キャリア
ｆ・・・キャリア周波数
Ｘａ・・・停電位置
Ｘｂ・・・減速位置

Claims (8)

1. レールに対する扉の現在位置と、扉の移動速度を検知しながら、電動機を制御して、扉を開閉させる自動ドア制御装置において、
   昇圧コンデンサを有した電源回路を備え、電動機を回転制御させるための電動機制御回路と、
   上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電させて昇圧させるための昇圧制御回路と、
   上記電源回路の電圧低下を検知し、電源遮断を判別する電源電圧検出手段と、
   全体制御回路とを備えてなり、
   上記昇圧制御回路は、電源電圧が所定より小さければ、上記昇圧コンデンサを充電する際の昇圧率をより大きくする構成とされ、
   上記全体制御回路は、上記電源電圧検出手段が電源遮断を判別しない通電時には、上記電動機制御回路に扉の開閉制御に必要な速度指令信号を送出する一方、
   上記電源電圧検出手段が電源遮断を判別したときには、上記昇圧制御回路を作動させ、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電しながら、電動機を制動させる構成としている自動ドア制御装置。
2. レールに対する扉の現在位置と、扉の移動速度を検知しながら、電動機を制御して、扉を開閉させる自動ドア制御装置において、
   昇圧コンデンサを有した電源回路を備え、電動機を回転制御させるための電動機制御回路と、
   上記昇圧コンデンサを、電動機の逆起電力で充電して昇圧するための昇圧制御回路と、
   上記電源回路の電圧低下と、上昇を検知し、電源遮断と電源復帰を判別する電源電圧検出手段と、
   全体制御回路とを備えてなり、
   上記昇圧制御回路は、電源電圧が所定より小さければ、上記昇圧コンデンサを充電する際の昇圧率をより大きくする構成とされ、
   上記全体制御回路は、
   上記電源電圧検出手段が電源遮断を判別しない通常の通電時には、上記速度制御回路に、扉の開閉制御に必要な速度指令信号を送出する一方、
   上記電源電圧検出手段が電源遮断を判別したときには、上記電源電圧検出手段による電源復帰を判別しながら、上記電動機制御回路に制動指令信号を送出して電動機を制動させる制動動作と、上記昇圧制御回路を作動させ、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電させながら電動機を制動させる昇圧制動動作とを適宜行い、
   上記制動制御の動作中に、上記電源電圧検出手段が電源復帰を判別したときには、上記制動指令信号を解除させ、扉の開閉制御に応じた速度指令信号を再び上記速度制御回路に送出させる構成としている自動ドア制御装置。
3. レールに対する扉の現在位置と、扉の移動速度を検知しながら、電動機を制御して、扉を開閉制御させる自動ドア制御装置において、
   昇圧コンデンサを有した電源回路を備え、電動機を回転制御するための電動機制御回路と、
   上記昇圧コンデンサを、電動機の逆起電力で充電させ、昇圧させるための昇圧制御回路と、
   上記電源回路の電圧低下と上昇を検知し、電源遮断と電源復帰を判別する電源電圧検出手段と、
   メモリ部を有した全体制御回路とを備えてなり、
   上記メモリ部には電源が遮断されたときに、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電することによって電源回路を昇圧回生させて扉を制動させた場合には、扉が戸端部に衝突してしまう第１のエリア、扉が戸端部に衝突せずに停止できる第２のエリアのそれぞれを規定する制動基準位置情報が予め記憶されており、
   上記全体制御回路は、上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知しない通常の通電時には、上記電動機制御回路に、扉の現在位置に応じた速度指令信号を送出する一方、上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知したときには、扉の現在位置に基づき上記メモリ部を参照して、上記第１、第２のエリアを判別し、扉の現在位置が第１のエリア内である場合には、上記電動機制御回路に、制動指令信号を送出して、扉を瞬時に制動する急速制動を行う一方、扉の現在位置が第２のエリア内である場合には、上記昇圧制御回路を作動して、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電し昇圧させながら、上記電動機を制動させる昇圧制動を行う構成としている自動ドア制御装置。
4. 請求項３において、
   上記メモリ部は、上記第１、第２の基準位置エリアに加えて、扉の現在位置で扉を瞬時に制動させた場合には、戸端部からは十分に余裕のある位置で停止できる第３のエリアを規定する基準位置エリアを更に記憶させており、
   上記全体制御回路は、
   上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知しない通常の通電時には、上記電動機制御回路に、扉の現在位置に応じた速度指令信号を送出する一方、
   上記電源電圧検出手段が電源遮断を検知したときには、扉の現在位置に基づき上記メモリ部を参照して、上記第１、第２のエリアを判別し、
   扉の現在位置が第１のエリア内である場合には、上記電動機制御回路に、制動指令信号を送出して、扉を瞬時に制動する急速制動を行い、
   扉の現在位置が第２のエリア内である場合には、上記昇圧制御回路を作動して、上記昇圧コンデンサを電動機の逆起電力で充電し昇圧させながら、上記電動機を制動させる昇圧制動を行い、扉の現在位置が第３のエリア内である場合には、上記電動機制御回路に、制動指令信号を送出して扉を瞬時に制動させる急速制動と、上記昇圧制御回路を作動して、上記昇圧コンデンサに電動機の逆起電力を充電させて昇圧させながら、電動機を制動させる昇圧制動とを繰り返して行い、その急速制動の動作中において、上記電源電圧検出手段が電源復帰を判別したときには、上記電動機制御回路に、扉の現在位置に応じた速度指令信号を送出する構成としている自動ドア制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   上記昇圧制御回路は、ダイオードと、スイッチング素子のオン、オフ制御によって電動機のコイル巻線に供給する電圧を制御する電力変換回路を含み、
   上記スイッチング手段を高周波スイッチング制御することによって、上記電動機のコイル巻線に発生した起電力で上記電源回路の昇圧コンデンサを充電させる構成としている自動ドア制御装置。
6. 請求項５において、
   上記昇圧制御回路は、上記スイッチング素子の動作周波数と、オン期間の割合のいずれか一方を制御することによって、上記電源回路の昇圧コンデンサを昇圧制御する構成としている自動ドア制御装置。
7. 請求項５において、
   上記昇圧制御回路は、上記スイッチング素子の動作周波数と、オン期間の割合の双方を制御することによって、上記電源回路の昇圧コンデンサを昇圧制御する構成としている自動ドア制御装置。
8. 請求項１〜７において、
   人体検知器を更に備えており、上記全体制御回路は、人体検知器からの人体検知信号を受けたときに、扉を開閉させるため、上記電動機制御回路に開閉速度指令信号を送出する一方、
   上記電源電圧検出手段によって電源遮断が判別されたために昇圧制動動作を行っている最中に、人体検知器からの人体検知信号を受けたときには、上記電動機制御回路に制動指令信号を送出して、扉を瞬時に制動させる構成としている自動ドア制御装置。

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