JP3941892B2 - 一または複数の作動可能なドア本体の運動を監視する方法および手段 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に記載された一または複数の作動可能なドア本体の運動を監視するための方法、および請求項１４の前文に記載された方法を実施する手段に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
このような方法および手段は、欧州特許Ｂ１−００８３９４７号によって知られている。これに開示されている監視ユニットは、ドア本体を運動経路上を駆動させる所要の力の実際の進路を公称進路と連続的に比較するという基本的な考えに基づいている。実際の進路と公称進路との差が予め定めた量を超えた場合には、中断信号を出して、ドア本体の駆動装置を停止させ或いはドア本体の運動方向を逆にする。ドアを運動経路に沿って障害物の無い通常の作動状態に置く前に、少なくとも一度、公称進路を記録し記憶させる。
このような監視システムは、降伏バルジの下に位置決めされた電気接点のような他の公知の監視システムよりも改良された故障防護装置を有している。それにもかかわらず、このような監視手段では、中断信号を発生させる判定基準が十分に敏感ではない場合が依然として生ずることがあった。たとえば、ドア本体の縁部が柔らかい障害物に接触した場合には、ドア本体を運動させる運動力は、硬い障害物の場合よりも緩慢に増加し、中断信号が出されるのに長い時間を要する。したがって、たとえば、ドア本体の運動の際にドア本体の縁部が運動経路を横断した人に側方に接触する場合には、監視装置の中断信号が十分早くに出されない可能性がある。
【０００３】
したがって、本発明の目的は、通常の作動から偏りがないかどうか、当該型式のドアの開放位置と閉鎖位置との間の運動を出来るだけ感度良く監視することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１の特徴部分に記載された方法によって解決される。本発明の解決策は、公知の方法に加えて、運動経路に従った各走査箇所でドアの運動の物理的な作動値の実際の進路を形成し、かつ、判定基準が決定した微分値に一致しなくとも中断信号を発生させるという事実によって構成されている。ドアを運動経路に沿って障害物の無い通常の作動状態に置く前に、対応する物理的作動値の公称進路が少なくとも一度記録され記憶される。
本発明によって達成される利点は、ドアが硬い目的物および／又は柔らかい目的物に接触するとき、監視ユニットが同程度に感度良く反応することを含む。この改良は、一般的な型式の監視ユニットよりも比較的容易に達成される。
【０００５】
好ましくは、実際の進路変化および／又は公称進路変化の形成について、運動経路又は時間に従って１次微分値が形成されるが、高次微分値を使用してもよい。
障害物に対して信号を出すために実際の進路変化が公称進路変化と相違する、所定の相違値は、一方では風の影響や僅かな着氷等のような外部要因で決まり、他方では走行抵抗の僅かな変化を考慮する。好ましい実施の形態によれば、予め運動全体にわたって一定の相違値が定められるが、相違値は原則的には、既に通過した運動経路に応じて種々の風の影響を補整するために、運動経路にわたって別々に測定される。
原則的には、公称進路と実際の進路は、前方運動の異なる物理的作動値から得られるが、好ましくは、両方の値に対して同じ物理的始動値が評価される。
【０００６】
好ましい実施の形態によれば、現場でのドアの据え付け後、公称進路のみが記録され記憶され、公称進路変化も測定され記憶される。このようにして、実際に卓越する環境要因を含む現実的な方法で通常の条件の下で、実際に生ずる作動関係を考慮することができる。時間の経過とともに作動関係が磨耗などのため変化することがあるので、ドアの一定の作動期間の後に再び公称進路を記録し記憶させ、これから新しい公称進路変化を測定する。しかしながら、ドアの型式次第では、製造時に公称進路を記録し記憶させることも可能である。公称進路変化も一度記録し記憶させるが、公称進路に基づくドア本体の各運動に対する作動の際、公称進路変化を再び測定することも可能である。
ドア本体の運動に関する物理的作動値の経路に応じた測定は、種々の方法で行うことができる。好ましくは、力の直接測定又はトルクの測定によって測定することができることを基礎として、ドア本体の駆動力が使用される。トルクを測定する好ましい方法は、互いに弾性的に連結され駆動力の経路の一部として前後に位置決めされた２つのカップリング要素間のねじれ角の測定によって構成される。しかしながら、駆動モータの性能又は一定電圧で供給される電流を公知の方法で監視することも可能である。
【０００７】
運動経路に応じてドア本体の運動に関する物理的作動値の上述の測定値を記録した場合には、適当な測定装置によって運動経路自体を測定することが必要である。この目的のため、好ましくは、駆動モータによって駆動されるパルス発生器が使用される。ドア本体の開放位置と閉鎖位置を検出する２つのスイッチ要素に関連して、パルス発生器によって、放出されるパルスの分解精度の範囲内で運動経路上の現在位置を測定することができる。
別の好ましい実施の形態によれば、ドア本体の運動速度が、運動の物理的作動値の測定値として得られる。運動速度は、運動経路ではなく時間で記録される。時間で記録された障害物の無い通常の作動に関する速度の経過が、公称進路として役立つ。運動速度を測定するために、ドア駆動装置によって駆動されるタコメータ発生器又はパルス発生器が使用される。パルス発生器によって発せられるパルスは、速度に比例する周波数に由来しているが、タコメータ発生器は、ドアの運動速度に比例した電圧を供給する。
【０００８】
本発明による上述の課題の別の解決策は、請求項１４に記載された特徴を備えた、本発明による方法を実施する装置によって構成されている。
その基本的な設計によれば、装置は、ドア駆動装置と、運動経路を測定する測定要素と、ドアの運動の物理的作動値を測定する測定要素と、測定値のメモリを有する制御ユニットと、微分要素とを備えている。
本発明の好ましい実施の形態によれば、制御ユニットは、対応するメモリとＡ／Ｄコンバータが既に組み込まれているマイクロコントローラを備えている。好ましくは、マイクロコントローラには、ソフトウェアの形態で微分要素が組み込まれている。しかしながら、微分要素は、信号もＡ／Ｄコンバータに供給されるアナログ微分器を備えていてもよい。いずれにしても、微分要素は、雑音の妨害とは無関係に、当該入力信号の現時点の微分値を確実に測定することができるように、設計されなければならない。
【０００９】
本発明の別の好ましい実施の形態によれば、ドア駆動装置は、モータを備えている。モータの供給動力は、ドアの運動の物理的作動値の尺度として直接採用される。一定の供給電圧については、モータに供給される電流は、モータによって得られるモーメントの尺度に接近して電流を測定した場合、物理的作動値の基準としても役立つ。
本発明のさらに別の好ましい実施の形態によれば、制御ユニットによって中断信号が出されると、モータが停止することとなる。しかしながら、中断信号により、ドア駆動装置の駆動方向を逆にすることも可能であり、これは、適当なモータにおいて適当な歯車により供給電圧の極性を逆にすることによって行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に示されるガレージのドアは、２つの垂直ブレース１を有しており、垂直ブレース１には、ドア本体３を案内する２つの頂端レール２が連結されている。ドア本体３は、ドア本体を頭上に移動させて開閉することができるように、連結ロッド（図示せず）によってブレース１にヒンジ止めされている。さらに、運動の際に主としてドア本体の自重を補整する平衡ばねが設けられており、平衡ばねは、ドア本体を定められた端部位置に保持する。参照符号４で示される駆動システムは、ドア本体３がヒンジ止めされたドラッグチェーン５を備えたドラッグチェーン駆動装置によって構成されており、ドアチェーン５は、被動プーリ６と駆動プーリ（図示せず）に掛けられている。駆動プーリは、駆動ユニット７内に配置されており、歯車を介してモータ９によって駆動される。弾性カップリングに取付けられ、一定角度の回転毎にパルスを発するパルス発生器８も、モータ９によって駆動される。
【００１１】
駆動システム全体は、集積メモリとＡ／Ｄコンバータを備えたマイクロコントローラによって構成される制御ユニット１０によって制御される。制御ユニット１０の出力信号は、増幅器１１に供給され、増幅器１１は、電流測定要素１２を介してモータ９に所要電力を供給する。制御ユニットの入力値には、測定値８ａ、１２ａ、開閉信号１３ａ、１４ａおよび入力信号１５（これらについては詳細には規定しない）が含まれており、これらの信号には、作動ユニット又は電圧供給源の信号が含まれてもよい。
パルス発生器の信号８ａは、スイッチ要素１３、１４からの信号と接続して制御ユニットによって評価される。スイッチ要素は、垂直位置と水平位置であるドア本体３の端部位置においてドア本体３によって作動される。したがって、信号１３ａ、１４ａは、信号８ａの確実な上方調整を確保するために、始動／停止信号として各々役立つ。
【００１２】
図２は、パルス発生器８の１つの実施の形態を示している。ドラッグチェーン５の駆動輪と駆動モータ９の出力部との間に設けられているカップリングが、軸線方向断面および半径方向断面で示されている。被動カップリング半部２０が、回転する弾性カップリング要素として示されており、弾性カップリング要素には、歯とハブとの間に、例えばゴムリング２１の形態の中間層が設けられている。出力カップリング半部２２の半径方向周囲には、誘導発電器２４によって検出される歯２３が設けられている。カップリングが回転すると、誘導発電器２４は、インダクタンスの周期的変化のため、対応するパルスを発する。
このような弾性カップリングでは、被動カップリング半部２０と出力カップリング半部２２とのねじれ角を測定することによって、モータ９によるトルクを測定することも可能である。しかしながら、この実施の形態では、これは、モータによって供給される電流を測定する電流測定要素１２によって行われる。
【００１３】
ドアの駆動装置が作動状態に置かれる前に、運動経路に応じて、障害物の無い通常の作動についてのモータ電流の公称進路が記録される。この目的のため、信号８ａ、１２ａは、Ａ／Ｄコンバータを介して同一の走査時間でマイクロコントローラに読み込まれ、同一の時間についての値の配置が可能となるように記憶される。このように記録された公称進路は、駆動制御の制御プログラムとともに、ＥＰＲＯＭに記憶され、マイクロコントローラのリセット毎に値をＲＡＭにロードすることができる。
ドア本体の開閉運動の際、公称進路によるモータ電流の実際の進路は、運動経路に従って記録される。記録された実際の値について、１つの走査期間内にある次の実際の値を記録する前に計算処理が行われ、計算処理では、公称進路からの許容されない差が存在するか否か、したがって中断信号を発生させなければならないか否かについてチェックされる。
【００１４】
この目的のため、記録された第１の実際の値は、運動経路の同じ値についての対応する公称値と比較される。実際の値が予め決定した値だけ公称値と相違している場合には、マイクロコントローラによって中断信号が出され、ドア本体の駆動方向が逆にされる。
これに対して、実際の進路が許容範囲内にある場合には、記録された実際の値についての次の工程では、運動経路に応じて微分値が形成される。この目的のため、種々の方法を実行することが可能であるが、最も簡単な方法は、或る時点で記録された実際の値と予め記録された実際の値との差の形成によって構成されている。特に実際の値に雑音が負荷されている場合には、差を形成する前に、前の値を平滑にすることが必要となる。これを行うために、一定数の予め記録された実際の値を所定の関数で補間するが、その前に、補間された関数から微分値を形成する。この段階で決定された微分値は、公称進路変化と比較した実際の進路変化に含まれる。既に記録された公称進路に基づいて作動状態に置かれる前に、この公称進路変化を、上述の方法に従って決定し記録する。実際の変化値が予め決定した量だけ公称値と相違する場合には、中断信号が出され、ドア本体の駆動方向が逆にされる。
【００１５】
上述の方法によれば、公称進路と実際の進路との公知の判定基準は、公称進路変化と実際の進路変化との付加的な判定基準によって補足され、中断信号の発生に関するより正確な評価を可能にする。もちろん、微分値の判定基準に加えて、他の判定基準も実行可能であり、特に、別の微分値を形成することによって、公称進路を実際の進路とより正確に比較することができる。限度は、２つの信号の上述の雑音挙動によって形成され、不要時に中断信号が出されないように、実際の進路と公称進路との間には最少の許容幅が必要とされる。
運動経路に応じた公称進路と実際の進路の記録について述べた方法に加えて、時間に応じて実際の進路と公称進路を記録することも可能である。これに関する要件は、ドア本体の運動進路が時間外に変化しないことである。この目的のため、摩擦や他の妨害の影響を無視することができなければならない。これは、定期的なメインテナンス後に公称進路を記録することによって限定的に考慮することができる。妨害の影響を無視することができない場合には、時間外にパルス発生器８の信号からドア本体の速度を決定することによって、電流センサ１２を不要にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】オーバーヘッド式のガレージドアの概略図と本発明による監視システムのブロック図である。
【図２】弾性カップリングに設けられたパルス発生器の概略図である。
【符号の説明】
１ 垂直ブレース
２ 頂端レール
３ ドア本体
４ 駆動システム
５ ドラッグチェーン
６ 被動プーリ
７ 駆動ユニット
８ パルス発生器
９ モータ
１０ 制御ユニット
１１ 増幅器
１２ 電流測定要素

Claims (21)

1. 作動可能なドア本体の開放位置と閉鎖位置との間の運動経路に沿った運動を監視し、運動経路にドア本体が遭遇する障害物がある場合に、ドア本体の駆動装置を停止させることによって、この運動を中断させるための方法であって、
   ドア本体の運動の公称物理的作動値を運動経路或いは時間の関数として記録し、記憶する段階と、
   該公称物理的作動値に基づいて、運動経路或いは時間に関する公称物理的作動値の変化を決定し、それにより公称変化を提供する段階と、
   ドア本体の運動の実際の物理的作動値を運動経路或いは時間の関数として記録する段階と、
   該実際の物理的作動値を公称物理的作動値と比較して、両物理的作動値の比較値が事前に決定した量以上相違する場合に、ドア本体の運動を中断するための中断信号を発生する段階と、
   前記実際の物理的作動値を運動経路或いは時間に関して微分することによって、前記実際の物理的作動値の変化を決定する段階と、
   該実際の物理的作動値の変化を公称物理的作動値の変化と比較して、両物理的作動値の変化の比較値が事前に決定した量以上相違する場合に、ドア本体の運動を中断するための中断信号を発生する段階と、
   を有することを特徴とする方法。
2. 一階微分を運動経路又は時間の微分値として形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 実際の物理的作動値の変化の公称物理的作動値の変化からの許容差を、運動経路又は時間に亘って一定値として決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 実際の物理的作動値の変化の公称物理的作動値の変化からの許容差を、風の影響要因に応じて運動経路又は時間の関数として決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
5. 公称物理的作動値および／又は公称物理的作動値の変化を記録するために予め求めたのと同種の物理的作動値から実際の物理的作動値および／又は実際の物理的作動値の変化を得ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 現場でのドアの据え付け後に、障害物の無い通常の作動についての公称物理的作動値を記録し記憶させ、公称物理的作動値から公称物理的作動値の変化を決定し記憶させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. ドアの一定の作動期間後に、公称物理的作動値を新たに記録し記憶させ、この公称物理的作動値から新たな公称物理的作動値の変化を決定し記憶させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 実際の物理的作動値および／又は公称物理的作動値を、駆動力の測定によって運動経路又は時間の関数として決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 実際の物理的作動値および／又は公称物理的作動値を、駆動トルクの測定によって運動経路又は時間の関数として決定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 実際の物理的作動値および／又は公称物理的作動値を、互いに弾性的に連結され、且つ後に位置決めされた２つのトルク要素間のねじれ角を駆動力の進路の一部として測定することによって、運動経路又は時間の関数として決定することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 実際の物理的作動値および／又は公称物理的作動値を、ドア本体の電気駆動ユニットの電気駆動回路を測定することによって、運動経路又は時間の関数として決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
12. 実際の物理的作動値および／又は公称物理的作動値を、ドア本体の運動速度を測定することによって、時間の関数として決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
13. 運動経路を、１以上のリミットスイッチと接続したパルス発生器によって決定することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. ドア駆動装置と、運動経路を測定する第１測定要素と、ドア運動の物理的作動値を測定する第２測定要素と、前記第１或いは第２測定要素のいずれか或いは両方によって運動経路又は時間の関数として決定される公称物理的作動値および／又は実際の物理的作動値を記憶するメモリと、公称物理的作動値と実際の物理的作動値とを比較することにより、中断信号を出す制御ユニットとを備えた、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法を実施する手段において、
    制御要素が、運動経路又は時間に関する公称物理的作動値からの公称物理的作動値の変化および／又は実際の物理的作動値からの実際の物理的作動値の変化を発生させる微分動作要素を有し、公称物理的作動値の変化および／又は実際の物理的作動値の変化がメモリに記憶され、公称物理的作動値の変化および実際の物理的作動値の変化を制御ユニットによって評価することができることを特徴とする手段。
15. 制御ユニットがマイクロコントローラを備えていることを特徴とする請求項１４に記載の手段。
16. 第１測定要素がパルス発生器を備えていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の手段。
17. ドア駆動装置がモータであることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の手段。
18. 第２測定要素が、一定電圧でモータに供給される電流の測定に基づいていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の手段。
19. 第１測定要素の信号が、対応するＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換されることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の手段。
20. 中断信号により、ドア駆動装置が停止されることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の手段。
21. 中断信号により、ドア駆動装置の駆動方向が逆にされることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の手段。

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