JP3698817B2 - Automatic door device open / close end detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば引き戸(スライドドア)式や開き戸(スイングドア)式等の各種自動ドア装置において、ドアの開閉時に、ドアがその開閉端に到達したことを検出する開閉端検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動ドア装置には、モータの駆動力によりドアを開閉移動させるものがある。このような自動ドア装置では、近年、モータの回転数、即ちドアの移動速度(移動量)に比例した周波数(数)のパルスを発生する手段を設け、このパルスからドア位置等を割り出し、これに基づいてモータを制御するものが主流となっている。
【0003】
例えば、予め、ドアを一旦低速度にて自動的に開閉移動させて、ドアの全移動範囲(ストローク)における上記パルスの発生数をカウントし、これによりドアの全ストロークを自動測定する。そして、ドアの全ストロークの一端、即ち開端又は閉端を基点として、そこから上記パルスの発生数をカウントすることによりドア位置を割り出し、この割り出したドア位置が上記全ストロークのどこに位置するのかに応じて、モータの回転、即ちドア速度を制御している。
【0004】
このような制御を実現するには、ドアの全ストロークを測定する際、及び上記基点を設定する際に、ドアが開端及び閉端に到達したことを検出する必要がある。また、このような制御においては、上記パルスに外部からノイズが影響したり、また引き戸式の自動ドア装置においてはモータとドアとを結ぶベルトがスリップする等により、上記パルスの発生数が変化することがあり、これにより上記パルス数から割り出した全ストロークの両端位置と、実際の開閉端との間に差異が生じてしまうことがある。よって、上記全ストロークを測定するときや上記基点を設定するとき以外の通常動作においても、ドアを完全に開端及び閉端まで移動させるために、上記パルス数によりドアの開閉位置を割り出すのとは別の手段によって、ドアが開閉端に到達したことを検出する必要がある。
【0005】
そこで、ドアの開閉端を検出する装置として、従来、例えば特公平2−28670号公報に開示されたものがある。この装置は、ドアの移動量に比例した計測用パルスを検出し、この計測用パルスの1サイクル(周期)中に基準発振器から発振される基準パルス数N1 と、ドアが使用最低速度よりも遅く略停止したと見なされるときの計測用パルスの1サイクル中に基準発振器から発振される基準パルス数N2 とを、比較している。そして、上記各基準パルス数N1 、N2 の関係が、N1 >N2 となったときに、ドアが開閉端(ストロークエンド)に到達したことを検出するものである。
【0006】
即ち、ドアが開端又は閉端に到達してドアが停止すると、計測用パルスが出力されなくなり、見かけ上、計測用パルスの周期が永遠に長くなるのと等価な状態になる。これにより、上記基準発振器から発振される基準パルス数N1 が無限大(∞)となって、ドアが略停止したと見なされるときの上記基準パルス数N2 よりも大きくなる(N1 >N2 )。よって、ドアが開閉端に到達したことを検出することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにドアの全ストロークを測定する際、及び上記基点を設定する際には、ドアが開閉端に到達(衝突)するときの衝撃を極力抑えるために、通常、ドアは低速度で移動させられる。ところが、このようにドアが低速度で移動しているときは、例えばドアに向かって吹く風の風圧や、ドアの移動を案内するガイドローラやレール等の磨耗、及びレールに溜まったゴミ等によるドア抵抗の影響を受け易く、これによりドアが開閉端に到達する以前にドアが停止する場合がある。この場合、上記従来技術によれば、ドアの開閉端を誤って検出してしまうことになるので、正確なドアの全ストロークを測定することができない、或いは上記基点を正確に設定できないという問題がある。このように、ドアの全ストロークを正確に測定できないままの状態、或いは上記基点を正確に設定できないままの状態で通常動作を行うと、ドアが開閉端まで完全に到達しなかったり(ドアが完全に開き切らない、又は閉じ切らない)、ドアが高速で開閉端に衝突してドアを破損したりする等の不具合を生じ、ドアを快適かつ安全にコントロールできなくなってしまう。この問題は、ドアが開き戸式の場合に、特に上記風圧の影響を非常に受け易いので、より顕著となる。
【0008】
また、上記従来技術によれば、上記全ストロークの測定時及び上記基点の設定時以外の通常動作においても、例えば次のような問題を生じる。即ち、ドアは、通常、開動作時においては、開端付近で上記全ストロークの測定時及び上記基点の設定時と同程度の速度で低速移動し、閉動作時においては、閉端付近で上記全ストロークの測定時及び上記基点の設定時と同程度の速度で低速移動させられることが知られている。よって、この低速移動時においても、上記と同様にドア抵抗の影響を受けてドアが開閉端に到達する以前にドアが停止してしまうことがあり、この場合も、上記と同様にドアが開閉端に到達したと誤検出してしまう。
【0009】
そこで、本発明は、ドアを快適かつ安全にコントロールするために、ドアが開端又は閉端に到達したことを確実に検出することのできる開閉端検出装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項1に記載の発明は、ドアを開閉駆動するモータと、上記ドアの移動量に比例したパルスを出力するパルス出力部と、該パルス出力部から出力されるパルスに基づいて上記ドアの位置と速度とを算出し、上記モータを制御する制御部とを、備えた自動ドア装置において、上記制御部は、所定のドアの位置に設けられた低速域における目標ドア速度と、上記ドアの速度とを、一致させるために必要な上記モータへの印加電圧を算出するモータ電圧制御手段を有し、このモータ電圧制御手段により算出された印加電圧が所定の電圧値を越えたと判断されたときに、上記ドアが開端または閉端に到達したことを検出するものである。
【0011】
即ち、ドアが開閉端に到達して停止すると、モータに掛かる負荷が増大するので、モータ電圧制御手段によるモータへの印加電圧が上昇する。そして、このモータの印加電圧が、所定の電圧値を越えたと判断されたときに、ドアが開閉端に到達したことを検出する。なお、ここでいう所定の電圧値とは、例えば上述した風圧や、ドアの移動を案内するガイドローラやレール等の磨耗、及びレールに溜まったゴミ等によりドア抵抗が増加したり、或いは上記レール上に小石等の比較的に小さい障害物が存在する等により、モータに掛かる負荷が増大しても、これらの負荷を十分に駆動し得る程度(即ち、ドアを開閉端まで確実に移動させ得る程度)の電圧値とする。
【0012】
従って、本請求項1に記載の発明によれば、モータ電圧制御手段が、上記所定の電圧値を越えるまでドアの速度を目標速度に一致させるための印加電圧をモータに供給しているので、ドアは、上記ドア抵抗や小さい障害物等により停止すること無く、開閉端まで到達できる。よって、上述した従来技術よりも、正確にドアの開閉端を検出できる。この技術は、例えばドアの全ストロークを自動測定するときや、上記基点を自動設定する際に、特に有効である。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の自動ドア装置の開閉端検出装置であって、上記制御部は、上記パルスをカウントすることによって求められる現在のドア位置が予め記憶したドアの開位置または閉位置と一致したことを判断する位置判断手段を有し、上記モータ電圧制御手段により算出された印加電圧が所定の電圧値を超えたと判断され、かつ、上記位置判断手段により上記ドア位置が開位置または閉位置と一致したと判断されたときに、上記ドアが開端または閉端に到達したことを検出するものである。
【0014】
即ち、上記請求項1に記載の発明と同様に、モータ電圧制御手段によるモータへの印加電圧が、所定の電圧値を越えたか否かを判断する。これに加えて、位置判断手段により、上記パルスをカウントして求められる現在のドア位置が予め記憶したドアの開位置又は閉位置と一致しているか否かを判断する。そして、上記モータの印加電圧が所定の電圧値を越えたと判断され、かつドア位置が上記開位置又は閉位置と一致したと判断されたときに初めて、ドアが開端又は閉端に到達したことを検出する。
【0015】
従って、本請求項2に記載の発明によれば、モータ電圧制御手段が、上記所定の電圧値を越えるまでドアの速度を目標速度に一致させるための印加電圧をモータに供給しているので、ドアは、上記ドア抵抗や小さい障害物等により停止すること無く、開閉端まで到達できる。また、例えばドアの移動経路上に比較的に大きい障害物が存在し、これによりドアの移動が妨げられて、ドアが開閉端に到達する以前に停止しても、位置判断手段により、ドア位置が開位置又は閉位置と一致したと判断されない限り、ドアが開端又は閉端に到達したと見なされないので、より正確にドアの開端及び閉端を検出できる。
【0016】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の自動ドア装置の開閉端検出装置であって、上記制御部は、上記パルスの周期が所定の周期よりも長くなったときに上記ドアが停止したと判断する停止判断手段を有し、上記モータ電圧制御手段により算出された印加電圧が所定の電圧値を超えたと判断され、かつ、上記停止判断手段により上記ドアが停止したと判断されたときに、上記ドアが開端または閉端に到達したことを検出するものである。
【0017】
即ち、ドアが移動している状態においては、上記パルス出力部から上記パルスが出力されるが、ドアが開閉端に到達してドアが停止すると、上記パルスは出力されなくなり、見かけ上、上記パルスの周期が永遠に長くなるのと等価な状態になる。停止判断手段は、このパルスの周期が、上記所定の周期よりも長くなった時点で、ドアが停止したと判断する。これに加えて、上記請求項1に記載の発明と同様に、モータ電圧制御手段によるモータへの印加電圧が、所定の電圧値を越えたか否かを判断しており、このモータの印加電圧が所定の電圧値を越えたと判断され、かつ上記停止判断手段によりドアが停止したと判断されたときに初めて、ドアが開端又は閉端に到達したことを検出する。なお、上記所定の周期とは、例えばドアが瞬間的に停止するのではなく、完全に停止したと見なされる程度の比較的に長い時間である。
【0018】
従って、本請求項3に記載の発明によれば、モータ電圧制御手段が、上記所定の電圧値を越えるまでドアの速度を目標速度に一致させるための印加電圧をモータに供給しているので、ドアは、上記ドア抵抗や小さい障害物等により停止すること無く、開閉端まで到達できる。また、何らかの原因により、モータの印加電圧が上記所定の電圧値を越えたとしても、停止判断手段によりドアが完全に停止したと判断されない限り、ドアが開閉端に到達したと見なされないので、より正確にドアの開閉端を検出できる。この技術は、例えばドアの全ストロークを自動測定するときや、上記基点を自動設定する際に、特に有効である。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明に係る開閉端検出装置の実施の形態を、例えば引き戸式の自動ドア装置に応用したものについて、図1から図22を参照して説明する。なお、本発明は、引き戸式の自動ドア装置に限らず、例えば開き戸式等の引き戸式以外の自動ドア装置にも適用できる。
【0025】
自動ドア装置の概略説明
まず、本発明に係る開閉端検出装置を応用した引き戸式の自動ドア装置について、その概略を説明する。図2に、自動ドア装置全体の概略構成図を示す。同図において、2a、2bは、ドア本体で、これらドア2a、2bは、同図に示すようにドア開口を完全に閉じた閉端と、ドア2a、2bが両側に開いてドア開口を通行者が通行できるように完全に開いた開端との間を、図示しない例えば直線状のガイドレールに沿ってスライディング運動する。ドア2aは、例えばベルト3の上部に結合されており、ドア2bは、ベルト3の下部に結合されている。ベルト3は、上記ガイドレールと平行を成して、従動プーリ5aと駆動プーリとの間に掛けられており、駆動プーリ5bは、モータ、例えば直流モータ4によって回転駆動される。この回転駆動によって、ドア2a、2bが、閉位置と開位置との間を互いに反対方向へ直線的に移動させられる。
【0026】
上記モータ4の制御は、制御部1によって行われる。制御部1は、例えば中央演算処理装置(以下、CPUと称す。)14を内蔵している。このCPU14には、制御部1の外部、例えばドア開口の無目(図示せず)等に設けられたセンサ12から、このセンサ12がドア2a、2bの近辺に通行人等の物体が近づいたことを検知したときに出力する物体検知信号が、入出力インターフェースユニット(以下、I/Oユニットと称す。)13を介して供給されている。また、CPU14には、モータ4に取り付けられたエンコーダ6から出力されるエンコーダパルス(以下、単にパルスと称す。)も、I/Oユニット7を介して供給されている。このエンコーダ6から出力されるパルスは、モータ4の回転数、即ちドア2a、2bの移動速度(移動量)に比例した周波数(数)のパルスで、本実施の形態においては、A相及びB相という互いに90度位相の異なる2つのパルスが出力されている。CPU14は、上記物体検知信号により、ドア2a、2b近辺における通行人等の存在を検知すると共に、上記パルスにより、ドア2a、2bの移動速度や移動方向、及び位置等を割り出し、これらの情報に基づいて、I/Oユニット11を介してモータドライブユニット10を制御している。そして、モータドライブユニット10が、CPU14による制御に応じて、上記モータ4を回転させている。
【0027】
本実施の形態においては、モータ4は、例えばパルス幅変調(PWM)制御されている。即ち、上記モータドライブユニット10には、CPU14からI/Oユニット11を介して、例えば図3に示すようなPWM制御信号が供給されている。モータドライブユニット10は、上記PWM制御信号に応じて、モータ4を駆動する状態と、制動する状態とに、交互に切り換えている。例えば、PWM制御信号がHレベルのとき、モータ4は駆動され、PWM制御信号がLレベルのとき、モータ4は制動される。従って、PWM制御信号の1周期WにおけるHレベル(またはLレベル)の期間を調整することによって、モータ4を駆動する期間と制動する期間とが調整され、これによりモータ4の回転数、ひいてはドア2a、2bの移動速度が調整される。なお、PWM制御信号の1周期Wに対するHレベルの期間の比率をデューティDU という。
【0028】
また、モータドライブユニット10には、上記PWM制御信号の他に、方向信号が、I/Oユニット11を介してCPU14から供給されている。この方向信号には、正方向信号と逆方向信号とがある。モータドライブユニット10は、正方向信号がHレベルのとき、例えばドア2a、2bを開く方向に移動(開動作)させるようにモータ4を回転させる。また、モータドライブユニット10は、逆方向信号がHレベルのとき、ドア2a、2bを閉じる方向に移動(閉動作)させるようにモータ4を回転させる。
【0029】
上記モータ4の制御により、ドア2a、2bは、ドア位置(ストローク)に対して、例えば図4(a)に示すような関係で速度を変化させながら閉位置CPと開位置OPとの間を移動する。即ち、ドア2a、2bは、閉位置CPから開動作するとき、まず所定の速度vOHに達するまで加速された後、この速度vOHで一定に移動する。そして、ドア2a、2bが、所定のブレーキ・ポイント(OBP)に到達すると、ここから予め定めたクッション・スタート・ポイント(OCS)までの間に、上記速度vOHよりもかなり遅い速度vOCにまで減速され、その後、この速度vOCで開位置OPまで移動する。閉動作のときも同様に、図4(b)に示すように、ドア2a、2bは、開位置OPから所定の速度vCHに達するまで加速された後、この速度vCHで一定に移動する。そして、ドア2a、2bが、所定のブレーキ・ポイント(CBP)に到達すると、ここから予め定めたクッション・スタート・ポイント(CCS)までの間に、上記速度vCHよりもかなり遅い速度vCCにまで減速され、その後、この速度vCCで閉位置CPまで移動する。
【0030】
なお、ここでは、閉位置CPから開位置OPまでの間で、ドア2a、2bが加速される領域を加速域(SA)、一定の高速度vOH、vCHで移動する領域を高速域(HA)、減速される領域を減速域(BA)、及び一定の低速度vOC、vCCで移動する領域を低速域(CA)と、それぞれ定義している。また、高速域におけるドア速度vOH、vCHについては、開動作時の速度vOHよりも閉動作時の速度vCHが遅くなるように設定されている。
【0031】
ところで、CPU14は、上記のようなドア位置に対するドア速度の制御(モータ4の制御)を、エンコーダ6から出力されるパルスに基づいてフィードバック制御している。即ち、予め、ドア2a、2bを閉位置CPと開位置OPとの間を移動させて、このときエンコーダ6から出力されるパルス数をカウントし、これによりドア2a、2bの全移動範囲(全ストローク)に対応するパルス数Nを測定する。また、この全ストロークに対応するパルス数Nに応じて、上記ブレーキ・ポイントとクッション・スタート・ポイントを設定しておく(詳しくは、開位置OP又は閉位置CPからクッション・スタート・ポイントまでの距離に対応するパルス数NC と、このクッション・スタート・ポイントからブレーキ・ポイントまでの距離に対応するパルス数NB と、を設定する)。そして、開位置OP及び閉位置CPの一方、例えば閉位置CPを基点として、そこから上記パルスの発生数NX をカウントすることによりドア位置を割り出し、この割り出したドア位置NX が全ストロークNのどこに位置するのかに応じて、ドア速度を制御している。
【0032】
なお、上記全ストロークに対応するパルス数Nの測定は、未だドア2a、2bの開閉端が未知の状態にあるとき、例えばこの自動ドア装置の施工時に行う。即ち、まず、ドア2a、2bを例えば手動により開端まで移動させる。次に、後述するハンディターミナル(設定装置)16により、制御部1のCPU14に対して、上記パルス数Nを測定する旨の指令を与える。これにより、CPU14は、現在のドア位置、即ち上記開端を開位置OPとして認識する。そして、ドア2a、2bを、例えば図5に示すように、自動的に低速で、例えば上述した閉動作時の低速域におけるドア速度vCCと同じ速度で、閉端まで移動させると共に、エンコーダ6から出力されるパルスのカウントを開始する。そして、ドア2a、2bが閉端に到達した時点で、ドア2a、2bの移動を停止させて、この位置を閉位置CPであると認識すると共に、このときまでカウントしたパルス数を上記パルス数Nとして、例えばEEPROMにより形成されたメモリユニット18に記憶する。
【0033】
このパルス数Nを測定した後は、CPU14は、上述したように閉位置CPを基点としてパルスをカウントするが、この基点は、自動ドア装置に電源が投入される毎に設定しなおされる。これは、例えば自動ドア装置の電源がOFF状態にあるとき、ドア2a、2bが不意に移動したり、或いは手動で動かされたりすることにより、上記基点が移動してしまうからである。この基点の設定は、次のように行われる。即ち、例えば図6に示すように、電源投入時に、ドア2a、2bが、閉位置CP及び開位置OPのいずれにも位置せず、例えばこれらの間に位置しているとする。そこで、電源投入直後に、ドア2a、2bは、閉端及び開端のいずれか、例えば閉端まで、自動的に低速で、例えば上述した閉動作時の低速域におけるドア速度vCCと同じ速度で、移動される。そして、ドア2a、2bが閉端に到達した時点で、ドア2a、2bの移動を停止させて、この位置を閉位置CPであると認識すると共に、この閉位置CPを上記基点としてメモリユニット18に記憶する。なお、ここで、閉位置CPを基点とするのは、この基点を設定した後、直ぐに自動ドア装置の通常動作を開始できるからである。
【0034】
上記CPU14の一連の動作は、メモリユニット18に記憶されたプログラムに従って実行され、CPU14は、基準パルス発振器20から出力される基準パルスに従って動作する。また、上述したハンディターミナル16は、I/Oユニット17を介して、CPU14に接続されている。そして、このハンディターミナル16により、上述した全ストロークの測定開始指令の他に、上記基点を開位置OP及び閉位置CPのどちらにするのか、自動ドア装置の通常動作時におけるドア速度vOH、vOC、vCH及びv CC や、ブレーキ・ポイント及びクッション・スタート・ポイント等、ドア2a、2bを動作させる際に必要な種々のパラメータ(条件)をCPU14に設定する。なお、ハンディターミナル16は、制御部1の外部に設けられ、自動ドア装置の施工時や上記各パラメータの設定時以外の通常動作中には、制御部1から外される。
【0035】
上記のように全ストロークに対応するパルス数Nを測定する際、及び閉位置CPを上記基点として設定するには、ドア2a、2bが開端及び閉端に到達したことを検出する必要がある。また、エンコーダ6のパルスは、一般に、外部ノイズの影響を受け易いことが知られている。従って、自動ドア装置の通常動作中においても、上記外部ノイズの影響によりパルスのカウント数が増減し、これによりCPU14が認識しているドア位置と実際のドア位置との間に、差異が生じることがある。また、本実施の形態のような引き戸式の自動ドア装置においては、プーリ5a、5b間に掛けられたベルト3がスリップする(通常は、ベルト3として歯付きベルトを用いるので、歯飛びすることを意味する。)等によっても、上記パルス数が変化することがある。よって、自動ドア装置の通常動作においても、ドア2a、2bを完全に開端及び閉端まで移動させるために、上記パルス数によりドア2a、2bの開閉位置を割り出すのとは別の手段によって、ドア2a、2bが開閉端に到達したことを検出する必要がある。そこで、ドア2a、2bが開閉端に到達したことを確実に検出することのできる本実施の形態について、以下に説明する。
【0036】
開閉端検出装置の概念説明
まず、本発明に係る開閉端検出装置による開閉端検出技術の概念について説明する。この開閉端検出装置は、上述した制御部1により構成されている。そして、ドア2a、2bが開閉端に到達したことを、例えばモータ4の駆動電圧を監視することにより検出したり(モータ電圧リミット判断)、或いは、このモータ4の駆動電圧と、エンコーダ6から出力されるパルス(停止判断)、及びCPU14が認識しているドア位置(位置判断)を、それぞれ監視し、これらを組み合わせることにより上記開閉端を検出するものである。以下、各検出技術について、その概念を説明する。
【0037】
モータ電圧リミット判断について
ドア2a、2bが開閉端に到達すると、ドア2a、2bが停止し、これによりモータ4に掛かる負荷が増大し、モータ4の駆動電圧が上昇する。このモータ4の駆動電圧が、所定の電圧値を越えたと判断したときに、ドア2a、2bが開閉端に到達したことを検出するのが、本モータ電圧値判断である。なお、ここでは、モータ4をPWM制御しているので、駆動電圧値を監視するのではなくて、上述したデューティDU を監視する。
【0038】
図1に、ドア速度とモータ4のデューティDU との関係を示す。なお、上述したように、開閉端を検出する際は、ドア2a、2bは、通常動作時における低速域のドア速度vOC、vCCと同じ速度で移動する。即ち、図1に示すように、ドア2a、2bが上記速度vOC又はvCC一定で移動しているとき、ドア2a、2bが開端又は閉端に到達すると、ドア2a、2bは停止し、その時点からモータ4のデューティDU が上昇する。このデューティDU が、所定の上限値DL よりも大きくったときに、ドア2a、2bが開端又は閉端に到達したことを検出する。
【0039】
なお、ここでいうデューティDU の上限値DL とは、例えば上述した風圧や、ドア2a、2bの移動を案内するガイドローラやレール等の磨耗、及びレールに溜まったゴミ等によりドア抵抗が増加したり、或いは上記レール上に小石等の比較的に小さい障害物が存在する等により、モータ4に掛かる負荷が増大しても、これらの負荷を十分に駆動し得る程度(即ち、ドア2a、2bを開閉端まで確実に移動させ得る程度)のデューティDU とする。
【0040】
また、上記デューティ比Duが上限値DLよりも大きくなったと言うことについては、後述の図16に示すモータ電圧制御プログラムに従って、CPU14が判断する。そして、上記上限値DLについては、上述したハンディターミナル16により設定される。また、このモータ電圧リミット判断は、PWM制御以外の制御方法により駆動されるモータについても適用できる。
【0041】
停止判断について
ドア2a、2bが開端又は閉端に到達すると、ドア2a、2bは停止し、エンコーダ6からパルスが出力されなくなる。これにより、上記パルスは、見かけ上、周期が永遠に長くなるのと等価な状態になる。このパルスの周期が、所定の周期よりも長くなった時点で、ドア2a、2bが停止したと判断するのが、本停止判断である。なお、本実施の形態においては、上記パルスのエッジ(立ち上がり、立ち下がり)間を計時して、その計時時間が所定の規定時間よりも長くなったときに、ドア2a、2bが停止したと判断する。なお、上記所定の規定時間とは、例えばドア2a、2bが瞬間的に停止するのではなく、完全に停止したと見なされる程度の比較的に長い時間である。
【0042】
即ち、上述したように、エンコーダ6からはA相及びB相という互いに90°位相のずれた2つのパルスが出力されている。よって、A相及びB相の各パルスのエッジ間(周期)を計時するのではなく、図7に示すように、双方のエッジのうち、互いに隣接するエッジ間を計時する。このエッジ間隔の計時については、基準パルス発振器20から出力される基準パルスが、上記エッジ間に何個出力されるかをカウントすることにより行っている。従って、上記エッジ間隔中にカウントした基準パルス数nが、予め定めた基準パルス数ntよりも大きくなったとき(n>nt)に、ドア2a、2bが停止したと判断している。
【0043】
なお、この停止判断は、後述の図18に示す停止判断プログラムに従って、CPU14が判断する。また、ドア2a、2bが停止したと見なされる基準となる上記基準パルス数nt は、上述したハンディターミナル16により設定される。なお、エンコーダ6から出力されるA相及びB相のそれぞれのパルスのエッジ間隔を別々に計時することによっても、本停止判断を実現できるが、上記のようにA相及びB相の双方のエッジのうち、互いに隣接するエッジ間を計時することにより、A相及びB相それぞれの各エッジ間を計時するよりも速く停止判断を実現することができる。
【0044】
位置判断について
上述したように、CPU14は、エンコーダ6から出力されるパルス数をカウントすることにより、ドア位置を認識している。よって、このパルス数から得られるドア位置により、ドア2a、2bが開端又は閉端に位置することを、若しくは開端及び閉端近辺に位置することを確認することができる。なお、この開端及び閉端近辺という許容範囲があるのは、上述したように、エンコーダ6が外部ノイズの影響を受け易いこと、及びベルト3がスリップする等により、上記パルス数が変化し、これによりCPU14が認識しているドア位置と実際のドア位置との間に、差異が生じる場合があることによる。よって、この差異を吸収する(影響を受けないようにする)ためには、ドア2a、2bが開端又は閉端に位置すると見なされる許容範囲を設定する必要がある。
【0045】
即ち、図8に示すように、CPU14が認識している開位置OPに対して、所定の許容範囲±αを設定する。そして、ドア2a、2bが開動作する場合、ドア2a、2bが開端に到達するまでの間にカウントされたパルス数NX と、予め測定した全ストロークに対応するパルス数Nとの間に、差異が生じても、実際にカウントした上記パルス数NX が、全ストロークに対応するパルス数Nに対して上記許容範囲±α内であれば(〔N−α〕≦NX ≦〔N+α〕)、ドア2a、2bは、開端に位置すると見なされる。これと同様に、図9に示すように、CPU14が認識している閉位置CPに対しても、上記許容範囲±αを設定する。そして、ドア2a、2bが閉動作する場合、ドア2a、2bが閉端に到達するまでの間にカウントされたパルス数NX と、全ストロークに対応するパルス数Nとの間に、差異が生じても、実際にカウントした上記パルス数NX が、全ストロークに対応するパルス数Nに対して上記許容範囲±α内であれば(〔N−α〕≦NX ≦〔N+α〕)、ドア2a、2bは、閉端に位置すると見なされる。
【0046】
なお、上記許容範囲±αについては、エンコーダ6のパルスが若干の外部ノイズの影響を受けたり、またベルト3が若干スリップした程度に相当する例えば数mm程度に相当する値(数パルス程度)とし、例えばα=8パルス程度とする。また、本実施の形態においては、上記パルス数NX のカウントは、ドア2a、2bの開動作時に加算され、閉動作時には減算される。そして、上記のように実際にカウントしたパルス数NX と全ストロークに対応するパルス数Nとの間に差異が生じても、本実施の形態においては、ドア2a、2bが閉端に到達する毎に、上記パルス数NX をリセットしている(例えばNX =0にする)。これにより、上記差異が蓄積されるのを防止している。
【0047】
ところで、上記のようにパルス数NX とパルスNとの間に差異が生じる原因として、次のようなものが考えられる。
【0048】
例えば、ドア2a、2bが開動作の状態にあるとき、図10に示すように、ガイドレール40上に小石50が存在し、これによりドア2a、2bが開端、例えばストッパ30までに到達しない場合である。この場合、実際にカウントしたパルス数NX は、全ストロークに対応するパルス数Nよりも小さい値となる(パルス数NX が、外部ノイズの影響やベルト3のスリップ等により増減していない場合。)。但し、上記パルス数NX が、パルス数Nの許容範囲−α内の値であれば、ドア2a、2bは、開端に到達したと見なされる。
【0049】
また、実際のパルス数NX が、外部ノイズの影響やベルト3のスリップ等により増加したときは、例えば図11に示すようになる。即ち、ドア2a、2bが、ストッパ30に到達した時点でのパルス数NX は、全ストロークに対応するパルス数Nよりも大きい値となる。但し、上記パルス数NX が、パルス数Nの許容範囲+α内の値であれば、ドア2a、2bは、開端に到達したと見なされる。
【0050】
更に、例えば図12に示すように、ドア2a、2bの衝突により、ストッパ30がずれた場合、実際のパルス数NX は、全ストロークに対応するパルス数Nよりも大きい値となる(パルス数NX が、外部ノイズの影響やベルト3のスリップ等により増減していない場合。)。但し、この場合も、上記パルス数NX が、パルス数Nの許容範囲+α内の値であれば、ドア2a、2bは、開端に到達したと見なされる。
【0051】
そして、実際のパルス数NX が、何らかの影響により減少したときは、例えば図13に示すようになる。即ち、ドア2a、2bが、ストッパ30に到達した時点でのパルス数NX は、全ストロークに対応するパルス数Nよりも小さい値となる。但し、この場合も、上記パルス数NX が、パルス数Nの許容範囲−α内の値であれば、ドア2a、2bは、開端に到達したと見なされる。
【0052】
一方、ドア2a、2bが閉動作の状態にあるときも、上記開動作時と同様である。例えば、実際のパルス数NX が、外部ノイズの影響やベルト3のスリップ等により増加したときは、図14に示すようになる。即ち、ドア2a、2bが、閉端、例えば立枠60に到達した時点でのパルス数NX は、全ストロークに対応するパルス数Nよりも大きい値となる。但し、上記パルス数NX が、パルス数Nの許容範囲+α内の値であれば、ドア2a、2bは、閉端に到達したと見なされる。
【0053】
また、実際のパルス数NX が、何らかの影響により減少したときは、例えば図15に示すようになる。即ち、ドア2a、2bが、立枠60に到達した時点でのパルス数NX は、全ストロークに対応するパルス数Nよりも小さい値となる。但し、この場合も、上記パルス数NX が、パルス数Nの許容範囲−α内の値であれば、ドア2a、2bは、閉端に到達したと見なされる。
【0054】
プログラムについて
次に、上記開閉端検出を実現するために、CPU14が実行するプログラムについて説明する。なお、CPU14は、例えば図16に示すモータ電圧制御プログラム、及び図17、図19、図20にそれぞれ示すドア開閉端検出プログラム(1)、(2)、(3)のうちのいずれかにより、ドア2a、2bが開端又は閉端に到達したことを検出する。なお、図19及び図20に示すドア開閉端検出プログラムにおいては、図18に示す停止判断プログラムをサブルーチンとして使用している。また、CPU14は、これらのプログラムを、自動ドア装置を制御するための他のプログラムと同時に実行する。以下、各プログラムについて、各図を参照して個々に説明する。
【0055】
モータ電圧制御プログラムについて
このプログラムは、モータ4に印加する駆動電圧の制御するためのもので、CPU14は、図16に示すフローチャートに従って動作する。
【0056】
即ち、CPU14は、まず、ドア2a、2bが、低速動作中か否かを判断する(ステップS2)。ここで、低速動作中でない(No)場合は、本開閉端検出装置(自動ドア装置)が開閉端を検出する状態に無い、例えばドア2a、2bが停止状態にあるか、若しくは上述した加速域、高速域、減速域のいずれかに位置していると判断し、このモータ電圧制御プログラムを抜けて、他のプログラムの処理を実行する。
【0057】
上記ステップS2において、低速動作中である(Yes)と判断された場合は、次に、エンコーダ6のパルスから現在のドア速度を算出し(ステップS4)、この算出したドア速度と目標とする速度(即ち、vOC又はvCC)とを比較する(ステップS6)。そして、このステップS6において、現在のドア速度が目標とする速度(即ち、vOC又はvCC)と略等しいと判断した場合、CPU14は、ドア2a、2bが目標速度で正常に移動しているものと見なし、このモータ電圧制御プログラムを抜けて、他のプログラムの処理を実行する。また、上記ステップS6において、現在のドア速度が目標とする速度よりも大きいと判断した場合、CPU14は、ドア速度が現在の速度よりも遅くなるように、モータ4を制御するPWM制御信号のデューティDU を下げた後(ステップS8)、このモータ電圧制御プログラムを抜ける。更に、ステップS6において、現在のドア速度が目標とする速度よりも小さいと判断した場合、CPU14は、ドア速度が目標速度に近づくように、PWM制御信号のデューティDU を上げた後(ステップS10)、ステップS12へと進む。
【0058】
ステップS12においては、上記デューティDU が、上述した上限値DL よりも大きいか否かを判断する。ここで、現在のデューティDU が上限値DL 以下の場合(No)には、このモータ電圧制御プログラムを抜ける。一方、デューティDU が、上限値DL を越えると(Yes)、モータ4に印加する駆動電圧が、ドア2a、2bを十分に移動させ得る限界値を越えたと判断し(ステップS14)、これによりドア2a、2bが開閉端に到達したことを検出する。
【0059】
このように、本プログラムによれば、CPU14は、デューティDU の上限値DL を越えるまでドア速度を目標速度に一致させるための印加電圧をモータ4に供給し続ける。従って、ドア2a、2bは、上述した風圧やゴミ等によるドア抵抗や小さい障害物等によって停止すること無く、開閉端まで到達できる。よって、上述した従来技術よりも、正確にドア2a、2bの開閉端を検出できる。なお、本プログラムによる開閉端検出は、例えばドア2a、2bの全ストロークを自動測定するときや、上述した基点(閉位置CP)を自動設定する際に、特に有効である。
【0060】
開閉端検出プログラム(1)について
本プログラムは、上記モータ電圧制御プログラムに加えて、エンコーダ6のパルスから得られるドア位置を確認することにより、ドア2a、2bが開端又は閉端に到達したことを検出するものである。
【0061】
即ち、CPU14は、エンコーダ6のパルスにより、現在のドア位置NX を計算する(ステップS22)。そして、この計算により得た現在のドア位置NX が、CPU14自体が認識している開位置OP及び閉位置CPのいずれかの一致したか否かを判断する(ステップS24、S26)。ここで、ドア位置NX が、開位置OP及び閉位置CPのいずれとも一致していない場合(No)は、CPU14は、ドア2a、2bが開端及び閉端のいずれにも到達していないものと見なし、この開閉端検出プログラムを抜けて、他のプログラムの処理を実行する。
【0062】
一方、上記ステップS24において、現在のドア位置NXが、開位置OPと一致したと判断された場合(Yes)は、次に、上述したモータ電圧リミット判断があったか否かを確認する(ステップS28)。このステップS28において、モータ電圧リミット判断が無いと判断された場合(No)は、ドア2a、2bが開端に到達していないと見なされるので、CPU14は、この開閉端検出プログラムを抜ける。これとは反対に、モータ電圧リミット判断があったと判断された場合(Yes)は、CPU14は、ドア2a、2bが開端に到達したと判断し、即ち開端を検出する(ステップS30)。
【0063】
また、上記ステップS24において、現在のドア位置NXが、開位置OPと一致したと判断されなくても、次のステップS26において、ドア位置NXが閉位置CPと一致したと判断された場合(Yes)は、ステップS32へと進む。そして、このステップS32において、上述したモータ電圧リミット判断があったか否かを確認し、モータ電圧リミット判断が無いと判断された場合(No)は、ドア2a、2bが閉端に到達していないと見なされるので、CPU14は、この開閉端検出プログラムを抜ける。これとは反対に、モータ電圧リミット判断があったと判断された場合(Yes)は、CPU14は、ドア2a、2bが閉端に到達したと判断し、即ち閉端を検出する(ステップS34)。
【0064】
上記のように、本プログラムよれば、モータ電圧リミット判断が成され、かつドア位置が開位置OP又は閉位置CPと一致したと判断されたときに初めて、ドア2a、2bが開端又は閉端に到達したことを検出する。従って、上述したモータ電圧制御プログラムを実行した場合と同様に、ドア2a、2bは、上述した風圧やゴミ等によるドア抵抗や小さい障害物等によって停止すること無く、開閉端まで到達できる。また、例えばドア2a、2bの移動経路上に比較的に大きい障害物が存在し、これによりドア2a、2bが開閉端に到達する以前に停止しても、ドア位置が開位置OP又は閉位置CPと一致したと判断されない限り、ドアが開端又は閉端に到達したと見なされないので、より正確にドア2a、2bの開端及び閉端を検出できる。
【0065】
なお、本プログラムによる開閉端検出は、例えば通常動作時に、特に有効である。また、ステップS24、S26において、開位置OP及び閉位置CPに、それぞれ所定の許容範囲±αを持たせてもよい。即ち、ステップS24、S26を、「現在のドア位置NXが、開位置OP、閉位置CPと一致したか」ではなく、「現在のドア位置NXが開位置OPの許容範囲±α内、閉位置CPの許容範囲±α内に位置するか」としてもよい。
【0066】
開閉端検出プログラム(2)について
本プログラムは、上記モータ電圧制御プログラムに加えて、例えば図18に示すような停止判断プログラムも同時に実行し、これら2つのプログラムによりドア2a、2bが略完全に停止したことを確認することにより、開閉端を検出するものである。
【0067】
まず、上記停止判断プログラムについて、図18を参照して説明する。例えば、今、ドア2a、2bが或る領域を移動中であるとする。この状態で、この停止判断プログラムが実行されると、まず、CPU14は、A相またはB相が立ち上がったか立ち下がったかを判断することにより、A相及びB相に関係なく、またパルスの立ち上がり及び立ち下がりに関係なく、エンコーダ6からのパルスのエッジが入力されたか否かを判断する(ステップS42)。ここで、上記パルスのエッジが入力された場合(Yes)、現在カウントしている基準パルス数nをリセットした後(ステップS44)、この基準パルスnのカウントを再び開始して、この停止判断プログラムを抜ける。
【0068】
一方、上記ステップS42において、エンコーダ6からのパルスのエッジが入力されていないと判断された場合は(No)、ステップS48に進み、ここで、現在カウントされている基準パルス数nが、上述した所定値nt よりも大きいか否かを判断する。このステップS48において、上記基準パルス数nが、所定値nt よりも小さい場合は(No)、この停止判断プログラムを抜けて次の処理へと進む。一方、上記基準パルス数nが、上記所定値nt よりも大きいとされた場合は(Yes)、CPU14は、ドア2a、2bが略停止したと見なし、停止判断を下す(ステップS50)。
【0069】
上記のように構成された停止判断プログラムをサブルーチンとして、本開閉端検出プログラムは、図19に示すように構成されている。
【0070】
即ち、CPU14は、まず、ドア2a、2bが、低速動作中か否かを判断する(ステップS62)。ここで、低速動作中でない(No)場合は、本開閉端検出装置(自動ドア装置)が開閉端を検出する状態に無い、例えばドア2a、2bが停止状態にあるか、若しくは上述した加速域、高速域、減速域のいずれかに位置していると判断し、この開閉端検出プログラムを抜けて、他のプログラムの処理を実行する。
【0071】
上記ステップS62において、低速動作中である(Yes)と判断された場合は、次に、現在のドア2a、2bの移動方向を記憶する(ステップS64)。なお、このドア2a、2bの移動方向については、上述したCPU14からモータドライブユニット10に供給される方向信号に基づいて判断される。そして、エンコーダ6のパルスから現在のドア速度を算出し(ステップS66)、この算出したドア速度と目標とする速度(即ち、vOC又はvCC)とを比較する(ステップS68)。
【0072】
このステップS68において、現在のドア速度が目標とする速度(即ち、vOC又はvCC)と略等しいと判断した場合、CPU14は、ドア2a、2bが目標速度で正常に移動しているものと見なし、このモータ電圧制御プログラムを抜けて、他のプログラムの処理を実行する。また、上記ステップS68において、現在のドア速度が目標とする速度よりも大きいと判断した場合、CPU14は、ドア速度が現在の速度よりも遅くなるように、モータ4を制御するPWM制御信号のデューティDU を下げた後(ステップS70)、このモータ電圧制御プログラムを抜ける。更に、ステップS68において、現在のドア速度が目標とする速度よりも小さいと判断した場合、CPU14は、ドア速度が目標速度に近づくように、PWM制御信号のデューティDU を上げた後(ステップS72)、ステップS74へと進む。
【0073】
ステップS74においては、上記デューティDU が、上述した上限値DL よりも大きいか否かを判断する。ここで、現在のデューティDU が上限値DL 以下の場合(No)には、このモータ電圧制御プログラムを抜ける。一方、デューティDU が、上限値DL を越えると(Yes)、モータ4に印加する駆動電圧が、ドア2a、2bを十分に移動させ得る限界値を越えたと判断し(ステップS76)、次のステップS78へと進む。
【0074】
ステップS78においては、上述の停止判断プログラムにより、停止判断が成されたか否かを判断する。ここで、停止判断が成されていないと判断された場合は(No)、CPU14は、ドア2a、2bが完全に停止した状態ではないと見なし、この開閉端検出プログラムを抜ける。一方、停止判断が成されたと判断された場合には(Yes)、CPU14は、ドア2a、2bが完全に停止したと見なし、上記ステップS64で記憶したドア2a、2bの移動方向を確認する(ステップS80)。ここで、ドア2a、2bが、開動作中であると判断されることにより、ドア2a、2bが開端に到達したことを検出し、閉動作中であると判断されることにより、ドア2a、2bが閉端に到達したことを検出する。
【0075】
上記のように、本プログラムによれば、モータ電圧リミット判断が成され、かつ停止判断が成されたときに初めて、ドア2a、2bが開端又は閉端に到達したことを検出する。従って、ドア2a、2bは、上述した風圧やゴミ等によるドア抵抗や小さい障害物等によって停止すること無く、開閉端まで確実に到達でき、即ちより確実な開閉端検出を実現できる。
【0076】
開閉端検出プログラム(3)について
本プログラムは、上記停止判断プログラムに加えて、上述したエンコーダ6のパルスから得られるドア位置を確認することにより、ドア2a、2bが開端又は閉端に到達したことを検出するものである。
【0077】
即ち、CPU14は、エンコーダ6のパルスにより、現在のドア位置NX を計算する(ステップS92)。そして、この計算により得た現在のドア位置NX が、CPU14自体が認識している開位置OP及び閉位置CPのいずれかの許容範囲(N±α)にあるか否かを判断する(ステップS94、S96)。ここで、ドア位置NX が、開位置OP及び閉位置CPのいずれの許容範囲内に位置しない場合(No)は、CPU14は、ドア2a、2bが開端及び閉端のいずれにも到達していないものと見なし、この開閉端検出プログラムを抜けて、他のプログラムの処理を実行する。
【0078】
一方、上記ステップS94において、現在のドア位置NXが、開位置OPの許容範囲内にあると判断された場合は、上述した停止判断があったか否かを確認する(ステップS98)。このステップS98において、停止判断が無いと判断された場合(No)は、ドア2a、2bが停止していない、即ち開端に到達していないと見なされるので、CPU14は、この開閉端検出プログラムを抜ける。これとは反対に、停止判断があったと判断された場合(Yes)は、CPU14は、ドア2a、2bが開端に到達したと判断し、即ち開端を検出する(ステップS100)。
【0079】
また、上記ステップS94において、現在のドア位置NXが、開位置OPの許容範囲内にあると判断されなくても、次のステップS96において、ドア位置NXが閉位置CPの許容範囲内にあるされた場合は、ステップS102へと進む。そして、このステップS102において、上述した停止判断があったか否かを確認し、停止判断が無いと判断された場合(No)は、ドア2a、2bが停止していない、即ち閉端に到達していないと見なされるので、CPU14は、この開閉端検出プログラムを抜ける。これとは反対に、停止判断があったと判断された場合(Yes)は、CPU14は、ドア2a、2bが閉端に到達したと判断し、即ち閉端を検出する(ステップS104)。
【0080】
上記のように、本プログラムよれば、停止判断が成され、かつドア位置が開位置OP又は閉位置CPと一致したと判断されたときに初めて、ドア2a、2bが開端又は閉端に到達したことを検出する。従って、例えばドア2a、2bの移動経路上に比較的に大きい障害物が存在し、これによりドア2a、2bが開閉端に到達する以前に停止しても、ドア位置が開位置OP又は閉位置CPと一致したと判断されない限り、ドアが開端又は閉端に到達したと見なされないので、より正確にドア2a、2bの開端及び閉端を検出できる。
【0081】
なお、ステップS94、S96において、開位置OP及び閉位置CPに、それぞれ所定の許容範囲±αを持たせない場合は、各ステップS94、S96を、例えば「現在のドア位置NX が開位置OPの許容範囲±α内、閉位置CPの許容範囲±α内か」ではなく、「現在のドア位置NX が、開位置OP、閉位置CPと一致したか」とする。
【0082】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、上述した従来技術よりも、ドアが開閉端に到達したことを確実に検出することができるという効果がある。従って、ドアの全ストロークを正確に測定でき、またパルスをカウントする基点についても正確に設定でき、更にドアを開閉端まで確実に到達させる(ドアを完全に開き切り、完全に閉じ切る)ことができる。よって、ドアを高速で開閉端に衝突させ、これによりドアを破損してしまうというような事故も防止できる。即ち、本発明の開閉端検出装置を自動ドア装置に適用することによって、ドアを快適かつ安全にコントロールすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る開閉端検出装置の一実施の形態の示す図で、モータ電圧によりドアの開閉端を検出するという概念を説明するための図である。
【図2】同実施の形態の開閉端検出装置を応用した自動ドア装置の全体の概略構成を示す図である。
【図3】同実施の形態において、モータを制御するためのPWM制御信号のタイミングチャートである。
【図4】同実施の形態の開閉端検出装置を応用した自動ドア装置において、ドアのストロークに対するドア速度の関係を示すストローク線図、及びストロークに対するエンコーダパルスのカウント数の関係を示す図で、(a)は、開動作時、(b)は、閉動作時の図である。
【図5】同実施の形態の開閉端検出装置を応用した自動ドア装置において、本自動ドア装置の施工直時にストロークを自動計測する際のストローク線図である。
【図6】同実施の形態の開閉端検出装置を応用した自動ドア装置において、本自動ドア装置に電源を投入した直後のドアの動作を示すストローク線図である。
【図7】同実施の形態における停止判断の概略を説明するための基準パルスとエンコーダパルスとのタイミングチャートである。
【図8】同実施の形態において、ドアの全ストロークに対する開位置の許容範囲を示す図である。
【図9】同実施の形態において、ドアの全ストロークに対する閉位置の許容範囲を示す図である。
【図10】同実施の形態において、実際のドア位置と、制御部が認識している開位置とが、一致していない状態を示す図である。
【図11】図10と同様の状態を示す図である。
【図12】図10及び図11と同様の状態を示す図である。
【図13】図10乃至図12と同様の状態を示す図である。
【図14】同実施の形態において、実際のドア位置と、制御部が認識している閉位置とが、一致していない状態を示す図である。
【図15】図14と同様の状態を示す図である。
【図16】同実施の形態におけるモータ電圧制御プログラムのフローチャートである。
【図17】同実施の形態において、ドア位置とモータ電圧とによりドアの開閉端を検出するプログラムのフローチャートである。
【図18】同実施の形態における停止判断プログラムのフローチャートである。
【図19】同実施の形態において、モータ電圧とドアの停止判断とによりドアの開閉端を検出するプログラムのフローチャートである。
【図20】同実施の形態において、ドア位置とドアの停止判断とによりドアの開閉端を検出するプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
1 制御部
2a、2b ドア
4 直流モータ
6 エンコーダ(パルス出力手段)
10 モータドライブユニット
12 センサ
14 中央演算処理装置(CPU)
16 ハンディターミナル
20 基準パルス発生器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
Some automatic door devices open and close the door by a driving force of a motor. In such an automatic door device, in recent years, means for generating a pulse having a frequency (number) proportional to the rotational speed of the motor, that is, the moving speed (moving amount) of the door, is provided, and the door position and the like are determined from this pulse. Those that control the motor based on the above are the mainstream.
[0003]
For example, the door is automatically opened and closed once at a low speed, and the number of pulses generated in the entire range of movement (stroke) of the door is counted, thereby automatically measuring the total stroke of the door. Then, one end of the full stroke of the door, that is, the open end or the closed end is used as a base point, and the door position is determined by counting the number of occurrences of the pulse from there, and where the calculated door position is located in the full stroke. Accordingly, the rotation of the motor, that is, the door speed is controlled.
[0004]
In order to realize such control, it is necessary to detect that the door has reached the open end and the closed end when measuring the full stroke of the door and when setting the base point. Also, in such control, the number of generated pulses changes due to external influence of noise on the pulses, or slipping of the belt connecting the motor and the door in a sliding door type automatic door device. In some cases, this may cause a difference between the positions of both ends of the entire stroke calculated from the number of pulses and the actual open / close end. Therefore, in the normal operation other than when measuring the full stroke or setting the base point, in order to move the door completely to the open end and the closed end, the door opening / closing position is determined by the number of pulses. It is necessary to detect that the door has reached the open / close end by another means.
[0005]
Thus, as a device for detecting the open / close end of a door, there has been conventionally disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 2-28670. This device detects a measurement pulse proportional to the amount of movement of the door, and the reference pulse number N oscillated from the reference oscillator during one cycle (period) of this measurement pulse.1And the reference pulse number N oscillated from the reference oscillator during one cycle of the measurement pulse when the door is considered to have stopped substantially later than the minimum speed used.2And compare. And each reference pulse number N1, N2Relationship is N1> N2When this happens, it is detected that the door has reached the open / close end (stroke end).
[0006]
That is, when the door reaches the open end or the closed end and the door stops, the measurement pulse is not output, and apparently, the measurement pulse is in an equivalent state where the period of the measurement pulse becomes forever longer. Thus, the reference pulse number N oscillated from the reference oscillator1Is the infinite (∞) and the reference pulse number N when the door is considered to have stopped substantially2Larger than (N1> N2). Therefore, it can be detected that the door has reached the open / close end.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when measuring the full stroke of the door as described above, and when setting the base point, the door is usually low speed in order to minimize the impact when the door reaches (opens / closes) the opening / closing end. It is moved with. However, when the door is moving at a low speed in this way, for example, the wind pressure blowing toward the door, the wear of guide rollers and rails that guide the movement of the door, and dust accumulated on the rail, etc. It is susceptible to door resistance, which may cause the door to stop before it reaches the open / close end. In this case, according to the above prior art, the open / close end of the door is erroneously detected, and therefore, there is a problem that it is impossible to accurately measure the full stroke of the door or to accurately set the base point. is there. As described above, when the normal operation is performed in a state where the full stroke of the door cannot be accurately measured or the base point cannot be accurately set, the door may not reach the open / close end completely (the door is not completely The door does not fully open or close), the door collides with the open / close end at a high speed and the door is damaged, and the door cannot be controlled comfortably and safely. This problem becomes more conspicuous when the door is a hinged door type because it is very susceptible to the wind pressure.
[0008]
Further, according to the above-described prior art, for example, the following problem occurs in normal operation other than when measuring the full stroke and when setting the base point. That is, the door normally moves at a speed similar to that at the time of measuring the full stroke and at the time of setting the base point in the vicinity of the open end during the opening operation, and in the vicinity of the closed end during the closing operation. It is known that it can be moved at a low speed at the same speed as when measuring the stroke and when setting the base point. Therefore, even during this low speed movement, the door may stop before the door reaches the open / close end due to the influence of the door resistance in the same manner as described above. If it reaches the end, it will be falsely detected.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide an open / close end detection device that can reliably detect that a door has reached an open end or a closed end in order to control the door comfortably and safely.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the invention according to
[0011]
That is, when the door reaches the open / close end and stops, the load applied to the motor increases, so that the voltage applied to the motor by the motor voltage control means increases. When it is determined that the applied voltage of the motor has exceeded a predetermined voltage value, it is detected that the door has reached the open / close end. Here, the predetermined voltage value means that the door resistance increases due to, for example, the wind pressure described above, wear of guide rollers and rails that guide the movement of the door, and dust accumulated on the rails, or the rails described above. Even if the load on the motor increases due to the presence of relatively small obstacles such as pebbles, the load can be driven sufficiently (that is, the door can be reliably moved to the open / close end). Voltage).
[0012]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the motor voltage control means supplies the motor with the applied voltage for matching the door speed to the target speed until the predetermined voltage value is exceeded. The door can reach the open / close end without being stopped by the door resistance or a small obstacle. Therefore, the open / close end of the door can be detected more accurately than in the conventional technique described above. This technique is particularly effective when, for example, the full stroke of the door is automatically measured or when the base point is automatically set.
[0013]
The invention described in claim 2An opening / closing end detection device for an automatic door device according to
[0014]
That is, as in the first aspect of the invention, it is determined whether or not the voltage applied to the motor by the motor voltage control means exceeds a predetermined voltage value. In addition, the position determination means determines whether or not the current door position obtained by counting the pulses is coincident with a previously stored door open position or closed position. Only when it is determined that the applied voltage of the motor has exceeded a predetermined voltage value and the door position is coincident with the open position or the closed position, the door has reached the open end or the closed end. To detect.
[0015]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, the motor voltage control means supplies the motor with an applied voltage for making the door speed coincide with the target speed until the predetermined voltage value is exceeded. The door can reach the open / close end without being stopped by the door resistance or a small obstacle. Further, for example, even if there is a relatively large obstacle on the movement path of the door, which prevents the movement of the door and stops before the door reaches the open / close end, the position determination means Since it is not considered that the door has reached the open end or the closed end, it is possible to detect the open end and the closed end of the door more accurately..
[0016]
The invention according to claim 3An opening / closing end detection device for an automatic door device according to
[0017]
That is, when the door is moving, the pulse is output from the pulse output unit. However, when the door reaches the open / close end and the door stops, the pulse is not output. It becomes equivalent to the period of forever becoming longer. The stop determination means determines that the door has stopped when the period of this pulse becomes longer than the predetermined period. In addition to this, as in the first aspect of the present invention, it is determined whether or not the voltage applied to the motor by the motor voltage control means exceeds a predetermined voltage value. Only when it is determined that a predetermined voltage value has been exceeded and the stop determination means determines that the door has stopped, it is detected that the door has reached the open end or the closed end. Note that the predetermined cycle is a relatively long time such that, for example, the door does not stop instantaneously but is considered to have stopped completely.
[0018]
Therefore, according to the third aspect of the present invention, the motor voltage control means supplies the motor with the applied voltage for making the door speed coincide with the target speed until the predetermined voltage value is exceeded. The door can reach the open / close end without being stopped by the door resistance or a small obstacle. In addition, even if the applied voltage of the motor exceeds the predetermined voltage value for some reason, it is not considered that the door has reached the open / close end unless it is determined by the stop determination means that the door has completely stopped. The door open / close end can be detected more accurately. This technique is particularly effective when, for example, the full stroke of the door is automatically measured or when the base point is automatically set.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of an open / close end detection device according to the present invention applied to, for example, a sliding door type automatic door device will be described with reference to FIGS. In addition, this invention is applicable not only to a sliding door type automatic door apparatus but automatic door apparatuses other than sliding door types, such as a hinged door type, for example.
[0025]
Outline of automatic door device
First, an outline of a sliding door type automatic door device to which the open / close end detection device according to the present invention is applied will be described. In FIG. 2, the schematic block diagram of the whole automatic door apparatus is shown. In the figure,
[0026]
The control of the
[0027]
In the present embodiment, the
[0028]
In addition to the PWM control signal, a direction signal is supplied to the motor drive unit 10 from the
[0029]
Under the control of the
[0030]
Here, the region in which the
[0031]
By the way, the
[0032]
The number of pulses N corresponding to the entire stroke is measured when the open / close ends of the
[0033]
After measuring the number N of pulses, the
[0034]
A series of operations of the
[0035]
When measuring the pulse number N corresponding to the entire stroke as described above and setting the closed position CP as the base point, it is necessary to detect that the
[0036]
Conceptual description of open / close end detection device
First, the concept of the open / close end detection technique by the open / close end detection device according to the present invention will be described. This open / close end detection device is configured by the
[0037]
About motor voltage limit judgment
When the
[0038]
FIG. 1 shows the door speed and the duty D of the
[0039]
The duty D hereUUpper limit value DLFor example, the door resistance increases due to the above-described wind pressure, wear of guide rollers and rails that guide the movement of the
[0040]
The duty ratio DuIs the upper limit DLIs determined by the
[0041]
About stop judgment
When the
[0042]
That is, as described above, the
[0043]
This stop determination is determined by the
[0044]
About position judgment
As described above, the
[0045]
That is, as shown in FIG. 8, a predetermined allowable range ± α is set for the open position OP recognized by the
[0046]
The allowable range ± α is a value corresponding to, for example, about several millimeters (about several pulses) corresponding to the degree that the pulse of the
[0047]
By the way, as described above, the number of pulses NXAs a cause of the difference between the pulse N and the pulse N, the following may be considered.
[0048]
For example, when the
[0049]
Also, the actual number of pulses NXHowever, when it increases due to the influence of external noise, slip of the
[0050]
Further, for example, as shown in FIG. 12, when the
[0051]
And the actual number of pulses NXHowever, when it decreases by some influence, it will become as shown, for example in FIG. That is, the number of pulses N when the
[0052]
On the other hand, when the
[0053]
Also, the actual number of pulses NXHowever, when it decreases due to some influence, for example, as shown in FIG. That is, the number of pulses N when the
[0054]
About the program
Next, a program executed by the
[0055]
About motor voltage control program
This program is for controlling the drive voltage applied to the
[0056]
That is, the
[0057]
If it is determined in step S2 that the vehicle is operating at a low speed (Yes), then the current door speed is calculated from the pulse of the encoder 6 (step S4), and the calculated door speed and the target speed are calculated. (Ie vOCOr vCC) Is compared (step S6). In step S6, the current door speed is the target speed (i.e., vOCOr vCCWhen the
[0058]
In step S12, the duty DUIs the above-mentioned upper limit value DLIt is judged whether it is larger than. Where the current duty DUIs the upper limit DLIn the following case (No), the motor voltage control program is exited. On the other hand, duty DUIs the upper limit DLIf it exceeds (Yes), it is determined that the drive voltage applied to the
[0059]
Thus, according to this program, the
[0060]
About open / close end detection program (1)
In this program, in addition to the motor voltage control program, the door position obtained from the pulse of the
[0061]
That is, the
[0062]
On the other hand, in step S24, the current door position NXHowever, if it is determined that it coincides with the open position OP (Yes), it is next checked whether or not the above-described motor voltage limit determination has been made (step S28). In step S28, when it is determined that there is no motor voltage limit determination (No), the doors 2a, 2bOpenSince it is considered that the end has not been reached, the
[0063]
In step S24, the current door position NXIs not determined to coincide with the open position OP, in the next step S26, the door position NXButClosed position CPIf it is determined that they match (Yes), the process proceeds to step S32. In step S32, it is confirmed whether or not the above-described motor voltage limit determination is made. If it is determined that there is no motor voltage limit determination (No), the
[0064]
As described above, according to the present program, the
[0065]
In addition, open / close end detection by this program is, for example,During normal operation,It is particularly effective. In steps S24 and S26, the open position OP and the close position CP may each have a predetermined allowable range ± α. That is, the steps S24 and S26 are performed with the “current door position NXIs not coincident with the open position OP or the closed position CP ”, but“ current door position NXMay be within the allowable range ± α of the open position OP and within the allowable range ± α of the closed position CP.
[0066]
About open / close end detection program (2)
In addition to the motor voltage control program, this program also executes a stop determination program as shown in FIG. 18, for example, and by confirming that the
[0067]
First, the stop determination program will be described with reference to FIG. For example, it is assumed that the
[0068]
On the other hand, if it is determined in step S42 that the pulse edge from the
[0069]
The open / close end detection program is configured as shown in FIG. 19 using the stop determination program configured as described above as a subroutine.
[0070]
That is, the
[0071]
If it is determined in step S62 that the vehicle is operating at a low speed (Yes), the current movement direction of the
[0072]
In this step S68, the current door speed is the target speed (ie, vOCOr vCCWhen the
[0073]
In step S74, the duty DUIs the above-mentioned upper limit value DLIt is judged whether it is larger than. Where the current duty DUIs the upper limit DLIn the following case (No), the motor voltage control program is exited. On the other hand, duty DUIs the upper limit DLIf it exceeds (Yes), it is determined that the drive voltage applied to the
[0074]
In step S78, it is determined whether or not a stop determination has been made by the above-described stop determination program. If it is determined that the stop determination has not been made (No), the
[0075]
As described above, according to the present program, it is detected that the
[0076]
Open / close end detection program (3)
This program detects that the
[0077]
That is, the
[0078]
On the other hand, the aboveStep S94At the current door position NXHowever, if it is determined that it is within the allowable range of the open position OP, it is confirmed whether or not the stop determination described above has been made (step S98). If it is determined in step S98 that there is no stop determination (No), the
[0079]
In step S94, the current door position NXIs not determined to be within the allowable range of the open position OP, the door position N is determined in the next step S96.XButClosed position CPIf it is within the allowable range, the process proceeds to step S102. In step S102, it is confirmed whether or not the stop determination described above has been made. If it is determined that there is no stop determination (No), the
[0080]
As described above, according to this program, the
[0081]
In Steps S94 and S96, when the predetermined open range ± α is not given to the open position OP and the close position CP, respectively, Steps S94 and S96 are performed, for example, “current door position NXIs not within the allowable range ± α of the open position OP and within the allowable range ± α of the closed position CP.XIs coincident with the open position OP and the closed position CP ”.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to reliably detect that the door has reached the open / close end, as compared with the conventional technique described above. Therefore, the total stroke of the door can be measured accurately, the reference point for counting pulses can be set accurately, and the door can be reliably reached to the open / close end (the door is fully opened and fully closed). it can. Therefore, it is possible to prevent an accident in which the door is collided with the opening / closing end at a high speed and the door is thereby damaged. That is, by applying the open / close end detection device of the present invention to an automatic door device, there is an effect that the door can be controlled comfortably and safely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of an open / close end detection device according to the present invention, and is a view for explaining the concept of detecting an open / close end of a door by a motor voltage.
FIG. 2 is a diagram showing an overall schematic configuration of an automatic door device to which the open / close end detection device of the embodiment is applied.
FIG. 3 is a timing chart of PWM control signals for controlling the motor in the embodiment.
FIG. 4 is a stroke diagram showing the relationship between the door speed and the door stroke, and the relationship between the encoder pulse count and the stroke in the automatic door device to which the open / close end detection device of the embodiment is applied; (A) is a figure at the time of opening operation, (b) is a figure at the time of closing operation.
FIG. 5 is a stroke diagram when the stroke is automatically measured immediately after the construction of the automatic door device in the automatic door device to which the open / close end detection device of the embodiment is applied.
FIG. 6 is a stroke diagram showing the operation of the door immediately after the automatic door device is turned on in the automatic door device to which the open / close end detection device of the embodiment is applied.
FIG. 7 is a timing chart of a reference pulse and an encoder pulse for explaining an outline of stop determination in the same embodiment;
FIG. 8 is a diagram showing an allowable range of the open position with respect to the full stroke of the door in the same embodiment;
FIG. 9 is a diagram showing an allowable range of the closed position with respect to the full stroke of the door in the same embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a state where the actual door position and the open position recognized by the control unit do not match in the embodiment;
FIG. 11 is a diagram showing a state similar to FIG.
12 is a diagram showing a state similar to that in FIGS. 10 and 11. FIG.
13 is a diagram illustrating a state similar to that of FIGS. 10 to 12. FIG.
FIG. 14 is a diagram illustrating a state where the actual door position and the closed position recognized by the control unit do not match in the embodiment;
FIG. 15 is a diagram showing a state similar to FIG.
FIG. 16 is a flowchart of a motor voltage control program according to the embodiment.
FIG. 17 is a flowchart of a program for detecting the open / close end of the door based on the door position and the motor voltage in the embodiment;
FIG. 18 is a flowchart of a stop determination program in the same embodiment;
FIG. 19 is a flowchart of a program for detecting a door open / close end based on a motor voltage and a door stop determination in the embodiment;
FIG. 20 is a flowchart of a program for detecting the open / close end of the door based on the door position and the door stop determination in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Control unit
2a, 2b door
4 DC motor
6 Encoder (pulse output means)
10 Motor drive unit
12 sensors
14 Central processing unit (CPU)
16 Handy terminal
20 Reference pulse generator
Claims (3)
上記ドアの移動量に比例したパルスを出力するパルス出力部と、
該パルス出力部から出力されるパルスに基づいて上記ドアの位置と速度とを算出し、上記モータを制御する制御部とを、
備えた自動ドア装置において、
上記制御部は、所定のドアの位置に設けられた低速域における目標ドア速度と、上記ドアの速度とを、一致させるために必要な上記モータへの印加電圧を算出するモータ電圧制御手段を有し、このモータ電圧制御手段により算出された印加電圧が所定の電圧値を越えたと判断されたときに、上記ドアが開端または閉端に到達したことを検出する自動ドア装置の開閉端検出装置。A motor that opens and closes the door;
A pulse output unit that outputs a pulse proportional to the amount of movement of the door;
A controller that calculates the position and speed of the door based on the pulse output from the pulse output unit and controls the motor;
In the equipped automatic door device,
The control unit includes motor voltage control means for calculating a voltage applied to the motor necessary for matching a target door speed in a low speed range provided at a predetermined door position with the door speed. An open / close end detection device for an automatic door device that detects that the door has reached an open end or a closed end when it is determined that the applied voltage calculated by the motor voltage control means exceeds a predetermined voltage value.
上記制御部は、上記パルスをカウントすることによって求められる現在のドア位置が予め記憶したドアの開位置または閉位置と一致したことを判断する位置判断手段を有し、
上記モータ電圧制御手段により算出された印加電圧が所定の電圧値を超えたと判断され、かつ、上記位置判断手段により上記ドア位置が開位置または閉位置と一致したと判断されたときに、上記ドアが開端または閉端に到達したことを検出する自動ドア装置の開閉端検出装置。 An opening / closing end detection device for an automatic door device according to claim 1,
The control unit includes position determination means for determining that the current door position obtained by counting the pulses matches the door open position or the closed position stored in advance,
When the applied voltage calculated by the motor voltage control means is determined to have exceeded a predetermined voltage value, and the position determination means determines that the door position matches the open position or the closed position, the door An open / close end detection device for an automatic door device that detects that the door has reached an open end or a closed end.
上記制御部は、上記パルスの周期が所定の周期よりも長くなったときに上記ドアが停止したと判断する停止判断手段を有し、
上記モータ電圧制御手段により算出された印加電圧が所定の電圧値を超えたと判断され、かつ、上記停止判断手段により上記ドアが停止したと判断されたときに、上記ドアが開端または閉端に到達したことを検出する自動ドア装置の開閉端検出装置。 An opening / closing end detection device for an automatic door device according to claim 1,
The control unit has a stop determination means for determining that the door is stopped when the cycle of the above SL pulses becomes longer than a predetermined period,
When it is determined that the applied voltage calculated by the motor voltage control means exceeds a predetermined voltage value, and the stop determination means determines that the door has stopped, the door reaches an open end or a closed end. An open / close end detection device for an automatic door device that detects the occurrence of the failure.
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