JP6130632B2 - 自動ドアの開閉制御装置および開閉制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば建物の出入り口に設置される自動ドアの減速機構を持たないＤＣブラシレスモータ駆動制御装置を用いた自動ドアの開閉制御装置および開閉制御方法に関する。

自動ドア据付時のドア開閉動作の設定では、予めドア質量毎に最適な開閉動作となるようなモータ制御パターンが割り当てられたドア質量選択スイッチの設定を行う。なお、ドアの質量が正確に判らない場合には、ドア質量を予測してドア質量選択スイッチを仮設定する。

何れの場合も、ドア質量選択スイッチを設定した後、実際にドアを開閉し、ドア開放端停止動作におけるドア振込み量の良否、ドア閉鎖端到達時の微速から閉鎖端に到達したときの閉鎖音の良否、開放側の開放速度設定、閉鎖側の閉鎖速度設定後、開閉動作時の走行音、または周辺から異常な音が発生していないかの確認を含めて、最適な開閉動作となっているかどうかを目視および音で判断している。

最適な開閉動作となっていない場合には、ドア質量選択スイッチを変更してドアを開閉することを繰り返し、最適な開閉動作となるよう設定変更を実施する。しかしながら、自動ドアによっては、ドア対応質量の拡大、ドア運転パターン選択の簡素化、ドア吊下げ戸車やドア摺動面の隙間材の多様化、ドア設置取付け台の無目材用竪枠の強度有無の多様化、ドア構造筐体の強度や剛性変化への対応等の要求があり、ドア質量選択スイッチによる設定変更だけで最適な開閉動作を得ることは困難である。

最適な開閉動作が得られない場合には、制御装置の内部設定変更が必要となる。すなわち、制御装置にパソコン等の設定器を接続し、モータ制御ゲイン、開放速度、開放加速時定数、開放減速時定数、閉鎖速度、閉鎖加速時定数、閉鎖減速時定数、挟み込み感度等の設定値を変更しながら、最適な開閉動作を得ることになるので、複雑で調整時間が長くなるという問題があった。

そこで、ドアを所定速度で開放または閉鎖させ、モータの負荷電流を取得し、その負荷電流の平均値を用いて、所定演算式によりドアの質量を算出し、算出したドアの質量に基づいて所定パラメータを算出する自動ドアの開閉制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、この自動ドアの開閉制御装置において、負荷電流値が所定の数値範囲外である場合には、ドアの質量を算出せずに所定の警告を出力するようになっている。

具体的には、この自動ドアの開閉制御装置では、ドアが開放または閉鎖を開始し、２ｍｓ経過したか否かを判定し、２ｍｓ経過したと判定された場合に、モータの負荷電流を取込み、所定時間（例えば、１ｓ）内に取込んだ負荷電流の平均値に基づいてドアの質量パラメータが算出される。

また、特許文献１には、負荷電流が一定となるようにモータを駆動させた場合のドアの加速度を取込み、取込んだドアの速度を用いてドアの質量を算出する方法や、ドアを所定速度で開放または閉鎖させている場合のモータの負荷電流値を取込み、取込んだ負荷電流値に基づいてドアの質量パラメータを算出する方法、ドアを所定速度で開放または閉鎖させている場合のモータの負荷を測定し、測定した負荷に基づいてドアの質量パラメータを算出する方法等も示されている。

また、減速機構を持たないＤＣブラシレスモータ駆動制御装置を用いた自動ドアの開閉制御装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この自動ドアの開閉制御装置では、ドア開閉特性の設定は、ドア質量選択スイッチにより実施する。すなわち、ドア質量選択スイッチを変更した後、ドアを開閉駆動し、開閉動作および動作時の開閉音または周辺から異常な音が発生していないかを目視および音で確認判断し、最適な開閉動作となっていれば設定終了である。

特許第３５４５２４４号公報 特許第３９５３４９１号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に記載のドア質量の検出方式では、ドアを吊下げる戸車の転がり抵抗や、ドア摺動面の摩擦等の抗力のばらつきが、負荷電流のばらつきとなり、算出するドア質量への誤差となるが、減速機なしのモータを使用した場合、これらの抗力は減速機によって低減されないまま直接モータへ伝達するために、加速中のモータ回転に影響を及ぼしやすく、減速機付きのモータよりドア質量の誤差が比較的大きくなるという問題がある。

特許文献２に記載の自動ドアの開閉制御装置では、ドアの質量により、モータ制御パターンを選択するが、ドア設置取付け台の無目材用竪枠や構造筐体の強度や剛性変化への対応、ドア吊下げ戸車の転がり抵抗や、ドア摺動面の摩擦抵抗の強弱への対応するためには、ドア質量選択スイッチの選択肢を細分化せざるを得ない。しかしながら、ドア開閉動作確認の良否は目視および音で判定しており、ドア質量選択スイッチの選択肢の大部分を総当たり的に試行してドア開閉動作を確認する必要があるため、ドア据え付け時の作業量が増加するという問題がある。

また、戸車や走行レール接触面の歪み、または埃等による接触抵抗の変化、ドア設置取付け台の無目材用竪枠における、建屋の傾きにより発生する開放側と閉鎖側との負荷バランスの変動、ドア摺動面の摩擦抵抗の変化等による経年変化で、ドア駆動条件が変化した場合にも、最適なドア開閉動作ではなくなるという問題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、自動ドアの最適な開閉動作を簡単な設定で自動的に得られるようにし、ドアの据え付け時、最適なドア開閉動作が得られるまでドア質量選択スイッチを設定変更する動作確認または、経年変化により最適な開閉動作が得られなくなった後のドア質量選択スイッチの設定変更に要する作業量を削減することができる自動ドアの開閉制御装置および開閉制御方法を得ることを目的とする。

この発明に係る自動ドアの開閉制御装置は、自動ドアを、減速機構を持たないＤＣブラシレスモータにより開閉駆動する自動ドアの開閉制御装置であって、ＤＣブラシレスモータのモータ電流を検出する電流検出部と、ＤＣブラシレスモータの速度を検出する速度検出部と、自動ドアの電源投入時において、一定速度で自動ドアをモータ駆動している場合におけるモータ負荷電流値を検索キーとして、予めモータ制御パターンが記録されているデータベースから、検索キーに該当するモータ制御パターンを選択するとともに、選択したモータ制御パターンで自動ドアを開閉駆動する制御部とを備えたものである。

この発明に係る自動ドアの開閉制御方法は、自動ドアを、減速機構を持たないＤＣブラシレスモータにより開閉駆動する開閉制御装置によって実行される自動ドアの開閉制御方法であって、ＤＣブラシレスモータのモータ電流を検出する電流検出ステップと、ＤＣブラシレスモータの速度を検出する速度検出ステップと、自動ドアの電源投入時において、一定速度で自動ドアをモータ駆動している場合におけるモータ負荷電流値を検索キーとして、予めモータ制御パターンが記録されているデータベースから、検索キーに該当するモータ制御パターンを選択する選択ステップと、選択したモータ制御パターンで自動ドアを開閉駆動する制御ステップとを備えたものである。

この発明に係る自動ドアの開閉制御装置および開閉制御方法によれば、制御部（ステップ）は、一定速度で自動ドアをモータ駆動している場合におけるモータ負荷電流値を検索キーとして、予めモータ制御パターンが記録されているデータベースから、検索キーに該当するモータ制御パターンを選択するとともに、選択したモータ制御パターンで自動ドアを開閉駆動する。
そのため、自動ドアの最適な開閉動作を得られるモータ制御パターンを簡単な設定で自動的に選択設定し、自動ドアを開閉動作することが可能となり、ドアの据え付け時、またはマニュアルスイッチの設定変更による作業量を大幅に削減することができ、さらに、特別な調整を行わなくても経年変化に対応して安定した信頼性の高い開閉動作を得ることができる。

（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係る自動ドアの開閉制御装置とＤＣブラシレスモータとを、ドア機構に組み込んだ平面図および正面図である。 この発明の実施の形態１に係る自動ドア開閉用ＤＣブラシレスモータを駆動制御するための自動ドアの開閉制御装置のブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る自動ドアの開閉制御装置の動作を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、この発明の実施の形態１に係る自動ドアの開閉制御装置において、判定値を得る方法を具体的に示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る自動ドアの開閉制御装置におけるモータ制御パターンの設定値をデータベース化して示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係る自動ドアの開閉制御装置において、ドア質量等とドア開閉一定速度時の平均負荷電流との関係を示した平均負荷電流特性図である。

まず、この発明に係る自動ドアの開閉制御装置の概要について説明する。
この発明に係る自動ドアの開閉制御装置は、所定の一定速度でドアをモータで駆動している場合の負荷電流を検出し、データベースから、最適な開閉動作のモータ制御パターンを得ることを特徴としている。

ここで、所定の一定速度でドアをモータ駆動している場合とは、例えば、電源投入直後の動作であるドア開閉ストローク読取り動作において、ドアが開放もしくは閉鎖、またはその両方のドア駆動動作区間にある場合のことである。

また、データベースのモータ制御パターンは、自動ドアの設置内容に類似したドア実験機を作り、その実験機により得られた所定の一定速度時のモータ負荷電流値を検索キーとし、最適な開閉動作が得られるモータ制御に必要なパラメータの集合である。パラメータとしては、例えば、モータ制御ゲイン、開放速度、開放加速時定数、開放減速時定数、閉鎖速度、閉鎖加速時定数、閉鎖減速時定数、挟み込み感度等がある。

データベース内を、所定の一定速度でドアをモータ駆動した場合に検出した負荷電流値で検索することにより、最適なドア開閉動作となるモータ制御パターンを得ることができる。

また、この発明を電源投入時の所定の一定速度時に適用すれば、経年変化等によりドア駆動条件が変化した場合でも、特別なドア質量選択スイッチの設定変更や制御パラメータ値等の調整作業なしで、最適なドア開閉動作を得ることができる。

さらに、動作中であるモータ制御パターンを制御装置の外部から判断する方法として、該当レコードの一意番号もしくはそれに類する識別子、もしくは該当レコードが見つからなかったことを示す番号もしくは識別子の信号を出力する信号出力部、もしくはそれらを表示する表示部、またはその両方を有し、現在動作中のモータ制御パターンを確認可能とする。

また、予め最適なドア開閉動作の得られるモータ制御パターンがわかっている場合や、負荷電流によるモータ制御パターンの自動選択時の自動ドア設置環境で、例えば電源投入時のドアストローク読込み動作時に強風が長時間ドア面に当たり、ドアが室内側に傾いた状態で開閉されることにより、床レール面とドア触れ止めとの間が異常負荷として検出されることで、最適なドア開閉動作が得られないとき等のために、従来通り、手動でモータ制御パターンを選択する手段を備える。

なお、電源投入時のドアストローク読込み動作時に強風が長時間ドア面に当たるような状況として、例えば高層ビルの谷間の建屋に設置してある自動ドア、山間の谷間の建屋に設置してある自動ドア、海岸沿いの建屋に設置してある自動ドア、または風を直接影響する場所に設置してある自動ドア等が挙げられる。

すなわち、予め設けられているドア質量選択スイッチにより、従来通り、手動でモータ制御パターンを選択することを可能とする。また、自動的にモータ制御パターンが選択されるモードと、従来通り手動でモータ制御パターンを選択するモードとを、ドア質量選択スイッチで選択することを可能とする。

以下、この発明に係る自動ドアの開閉制御装置および開閉制御方法の最適な実施の形態につきブロック図を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
図１（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係る減速（ギア）機構を持たない自動ドア開閉用ＤＣブラシレスモータを制御するための自動ドアの開閉制御装置とＤＣブラシレスモータとを、ドア機構に組み込んだ自動ドア構成図である。

図１において、建物の出入り口の上方に配設された取付け台１１９と無目１２０の内部に自動ドアの開閉制御装置（制御部）１を格納している。取付け台１１９には、ＤＣブラシレスモータ５のシャフトに取付けられた駆動プーリ１２１と、自動ドアの開閉制御装置１と、従動プーリ１２３と、スライドレール１２７とが取付けられている。

駆動プーリ１２１と従動プーリ１２３との間には、無端のドア開閉用の駆動タイミングベルト１２４が掛け回されている。図示の例では、自動ドアは、２枚のドア１１７および１１８を備えており、これらのドア１１７および１１８は、それぞれ一対の戸車１２２によってスライドレール１２７から吊下げられていて、スライドレール１２７上を走行して建物の出入り口を開閉できるようになっている。

また、ドア１１７および１１８の周辺には、ドアが閉鎖状態の場合に、建屋とドアとの閉鎖面の隙間をなくすことのできる隙間防止材１１７ａおよび１１８ａが、ドア全周枠に取付けられている。

戸車１２２によって吊下げられたドア１１７および１１８のうち、図で左側のドア１１７は、連結金具１２５によって駆動タイミングベルト１２４の上部走行部に連結され、図で右側のドア１１８は、連結金具１２６によって駆動タイミングベルト１２４の下部走行部に連結されている。

ＤＣブラシレスモータ５が駆動されて駆動プーリ１２１が駆動タイミングベルト１２４を図で反時計方向（矢印Ａ方向）に駆動させると、左側のドア１１７は左方向に移動し、右側のドア１１８は右方向に移動して出入り口が開放される。

また、駆動タイミングベルト１２４を時計方向に駆動させると、左側ドア１１７は右方向に移動し、右側のドア１１８は左方向に移動して出入り口が閉鎖される。ドア開放時は、開放端手前の位置で停止し、閉鎖時は、左右２枚のドアに隙間が開かない位置で停止させている。

図２は、この発明の実施の形態１に係る減速（ギア）機構を持たない自動ドア開閉用ＤＣブラシレスモータを駆動制御するための自動ドアの開閉制御装置のブロック図である。図２において、制御装置１は、コンバータ回路２の出力に電解コンデンサ３を設置し、直流電源を形成している。その直流電源を使用し、ソフトウェア制御部１０により出力された電圧指令１２１と、インバータ回路４とにより、ＰＷＭ制御し、ＤＣブラシレスモータ５に出力し、その出力とＤＣブラシレスモータ５に組み込んであるパルス発生器６の信号により、ＤＣブラシレスモータ５が速度制御されて回転するように形成されている。

ＤＣブラシレスモータ５は、回転子永久磁石（図示せず）と、固定子３相巻線（図示せず）と、パルス発生器６とから形成されている。制御装置内部マイクロコンピュータによるソフトウエア制御部１０は、設定部３９からの設定信号６６と、表示部３９ａへの表示信号６６ａと、インバータ回路４への電圧指令１２と、パルス発生器６からのパルス信号１９と、電流検出器３４からのモータ電流検出信号７と、センサまたはスイッチ６５からのドア開閉信号１４とを使ってコンピュータにより制御している。

ソフトウエア制御部１０内には、指令作成部１５と、速度制御部１６と、電力変換司令部１７と、負荷検出部１３と、速度位置管理部１８と、モータ制御パターン選択部２９と、データ記憶部３０と、パソコン２８を接続する通信ドライバ部２７が設けられている。

指令作成部１５は、ドア開閉信号１４、モータ制御パラメータ６２、現在位置６４に基づいて、指令速度２０を出力する。
速度制御部１６は、指令速度２０と、実速度フィードバック２１とにより速度を制御するための電圧指令６０を出力する。
電力変換指令部１７は、電圧指令６０を１回転内位置６１により、ＵＶＷ各相の電圧指令１２に変換し、出力する。
負荷検出部１３は、Ｕ相、Ｖ相の各電流検出器３４で検出される２相のモータ電流検出信号７により、負荷電流２５を算出する。

速度位置管理部１８は、パルス信号１９を入力し、積算して得られる現在位置６４と、１回転内位置６１と、単位時間あたりのパルス信号により得られる実速度フィードバック２１とを出力する。
モータ制御パターン選択部２９は負荷電流２５と、設定信号６６とにより、データ記憶部３０に内包するデータベースより検索されたモータ制御パターン６７のデータを得、モータ制御パラメータ６２と、表示信号６６ａとを出力する。
データ記憶部３０はモータ制御パターンを記憶したデータベースを内包し、モータ制御パターン選択部２９により、モータ制御パターン６７が検索される。
通信ドライバ部２７は、パソコン２８とのインタフェース処理を行う。
設定部３９は、オペレータにより、ドアの種類や種別、ドア吊下げ戸車の材質設定、ドア隙間防止材有無設定、開閉速度運転パターン設定を選択して設定する。
表示部３９ａには、ＬＥＤ表示器が設けられている。

図３は、この発明の実施の形態１に係る自動ドアの開閉制御装置の動作を示すフローチャートである。図３では、制御装置１の電源を投入し、ドアを一定速度で開閉させた場合の負荷電流の平均値を判定値として、モータ制御パターンを自動で選択設定するまでの動作を例示している。

図３において、まず、制御装置１に電源を投入し（ステップＳ１）、設定モードが自動モードに設定され（ステップＳ２で自動）、ドア開閉端ストローク読取り動作である（ステップＳ３でＹｅｓ）場合には、ドアを開放端位置まで一定速度で開放動作させる（ステップＳ４）。

続いて、その一定速度時の負荷電流を検出する（ステップＳ５）。開放端に到達しない場合（ステップＳ７）は再びステップＳ４を実施する。開放端に到達した場合（ステップＳ７）はステップＳ５で検出した負荷電流の平均値をＩｌとして記憶する（ステップＳ６）。

次に、ドア一定速度で閉鎖動作を開始する（ステップＳ８）。続いて、その一定速時の負荷電流を電流検出部により検出する（ステップＳ９）。閉鎖端に到達しない場合（ステップＳ１１）は再びステップＳ８を実施する。閉鎖端に到達した場合（ステップＳ１１）はステップＳ９で検出した負荷電流の平均値をＩ２として記憶する（ステップＳ１０）。

次に、ステップＳ６およびステップＳ１０で記憶したＩ１、および、Ｉ２の平均値Ｉ３＝（Ｉｌ＋１２）／２を計算し記憶する（ステップＳ１２）。続いて、平均電流Ｉ３に戸車の材質と、ドア隙間防止材とによる係数を乗じた値を判定値とする（ステップＳ１３）。

次に、データベースで判定値を検索し（ステップＳ１４）、判定値、もしくは判定値に近い値が見つかった場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）は、該当レコードデータにより、モータ制御パターンを設定する（ステップＳ１５）。続いて、ステップＳ１５で選択設定されたレコード番号の信号を出力し（ステップＳ１６）、一連の処理を終了し電源投入時動作完了となる（ステップＳ１７）。

一方、ステップＳ１４において、データベース内に該当するレコードがないと判定された場合は、該当データがない証の信号を信号出力部により出力する（ステップＳ２９）。オペレータは、該当データがない証の信号を確認した場合は、自動ドア設置環境による誤動作であるときには、誤動作しない設置環境の状態を確認後、電源を一旦オフした後再投入し、ステップＳ２〜ステップＳ１５と同様な動作を経て、判定値の照合を再度行う（ステップＳ３０）。

なお、ステップＳ１３の係数は、設定部で選択されたドア戸車材質、および、ドア隙間防止材による係数であり、一定速度の負荷電流の平均値に乗じることにより補正し、判定値とする。本補正により、常に用途に合わせた最適なドア開閉特性を、簡単な電源投入後の一定速度の負荷電流の平均値により判定することができる。

以下、図４（ａ）、（ｂ）を参照しながら、具体的に判定値を得る方法について説明する。制御装置１の電源投入時に行われる開閉端ストローク読取り動作時のドア開放一定速度時の所定区間において、開放側一定速時の負荷電流１３１の区間ｔ３は、開放加速時定数、開放減速時定数の設定領域ｔ２および開放端到達時の衝突時の衝突負荷が発生する時間ｔ４をトータル時間ｔｌから差し引いた時間である（ｔ３＝ｔ１−ｔ２−ｔ４）。

また、ドア閉鎖一定速度時の所定区間において、閉鎖側一定速時の負荷電流１３２の区間ｔ７は、閉鎖加速時定数、閉鎖減速時定数の設定領域ｔ８および閉鎖端到達時の衝突時の衝突負荷が発生する時間ｔ６をトータル時間ｔ５から差し引いた時間である（ｔ７＝ｔ５−ｔ６−ｔ８）。

ここで、区間ｔ３内単位時間Δｔ毎に読取った負荷電流の平均値Ｉ１と、区間ｔ７内単位時間Δｔ毎に読取った負荷電流の平均値Ｉ２とを算出し、Ｉ１、とＩ２の平均値を平均負荷電流値Ｉ３とする。

負荷電流の算出方法には、ＵＶＷ相毎の実効電流値から算出する方法、ＵＶＷ相毎の平均電流値から算出する方法、ＵＶＷ相の最大電流値の平均値から算出する方法等がある。なお、ここでは、負荷電流の判定値が最大となるため、精度が向上できる方法として、ＵＶＷ相の最大電流値の平均値から算出する方法とした。

算出された判定値を基に、予め負荷電流毎に調整された、最適開閉特性が得られる設定値のモータ制御パターンを自動で選択設定する。選択設定後は、停電等で電源がオフにならない限り、常に最適なドア開閉特性が得られる運転パターンのデータベースの該当したレコードの設定値で開閉する。また、電源を一旦オフし、その後投入または停電復電した後は、その都度ストローク読取り動作となり、最適開閉特性が得られるモータ制御パターンが記録されたレコードを自動で選択設定できる。

図３に戻って、ステップＳ３において、ドア開閉端ストローク読取り動作をしない（すなわち、Ｎｏ）設定では、ドア開閉ストローク長が予め設定記憶してあるので、電源投入時にドアの位置が開いた位置にあると、ドアは一定速度により閉鎖動作を開始する（ステップＳ１９）。

続いて、閉鎖端位置到達後閉鎖端位置を検出する（ステップＳ２０）。次に、ドア一定速度で短いストロークの開放動作をさせる（ステップＳ２１）。続いて、その一定速度時の負荷電流を検出する（ステップＳ２２）。次に、一定速時の負荷電流の平均値Ｉｌｌとして記憶する（ステップＳ２３）。

続いて、ドアを短いストロークで一定速度により閉鎖動作させる（ステップＳ２４）。次に、その一定速度時のモータに流れる負荷電流を検出する（ステップＳ２５）。次に、一定速度時の検出した負荷電流の平均値を計算１１２として記憶する（ステップＳ２６）。続いて、閉鎖端位置到達後、ステップＳ２３およびステップＳ２６で記憶した開放一定速度時の平均電流と閉鎖一定速度時の平均電流とを合わせた平均電流値（Ｉｌｌ＋１１２）／２＝Ｉ１３を計算し記憶する（ステップＳ２７）。

以降のステップＳ１３〜ステップＳ１７およびステップＳ２９〜ステップＳ３０は、上述したものと同様な動作を経て、常に用途に合わせた最適なドア開閉特性を、簡単な電源投入後の短いストロークによる一定速度の負荷電流の平均値による判定値で得ることができる。

以下、図４（ｃ）、（ｄ）を参照しながら、具体的に判定値を得る方法について説明する。ここでは、予めドア開閉ストローク長が設定記憶してある制御なので、制御装置１の電源投入時に、閉鎖端位置確認動作を行う。ドアが閉鎖端位置にある場合は、その位置の状態で閉鎖端位置確認動作となり、閉鎖端位置がセットされる。

また、所定の移動量で安定した負荷検出可能な範囲のドア開放一定速度時の負荷電流１３４の区間ｔ１３（ｔ１３＝ｔ１１−ｔ１２−ｔ１４）の平均負荷電流と、所定の移動量で安定した負荷検出可能な範囲の閉鎖一定速度時の負荷電流１３５の区間ｔ１７（ｔ１７＝ｔ１５−ｔ１６−ｔ１８）の平均値を算出する。

ここで、区間ｔ１３内単位時間Δｔ毎に読取った負荷電流Ｉ１１の平均値と区間ｔ１７内単位時間Δｔ毎に読取った負荷電流Ｉ１２の平均値とを算出し、Ｉ１１、とＩ１２の平均値を平均負荷電流値Ｉ１３とする。

この判定値をデータベースで検索し、検索されたレコードに記録されているモータ制御パターンにより、ドア制御を実施する。

図５は、この発明の実施の形態１に係る自動ドアの開閉制御装置において、ドアを一定速度で開閉させた場合のモータに流れる負荷電流の平均値を判定値とし、予め一定速度の負荷電流の平均値毎にドア開閉特性が調整された最適開閉特性が得られるモータ制御パターンをレコードに記録したデータベースの説明図である。また、図６は、データベース作成に当たってのドアの質量、ドア吊下げ戸車の材質の違い、ドア全周枠に隙間防止材取付け有無による一定速度時の平均負荷電流を測定した平均負荷電流特性図である。

図６において、ドア一定速度時の平均負荷電流を縦軸とし、横軸を選択スイッチの番号とし、例えばドアの一定速度の負荷電流が一番小さいドアの最軽量質量の１番から、ドアの一定速度の負荷電流が一番大きいドアの最重量質量の１５番までに振り分けている。ドア吊下げ戸車の材質の違い、ドア枠に取付けられる隙間防止材取付け有無の組合せによるドア一定速度時の平均負荷電流の関係は、Ａ〜Ｈの関係になる。

Ａの負荷電流は、モータ一定速度時の無負荷電流で、駆動プーリ１２１と従動プーリ１２３との間にタイミングベルト１２４が掛けまわされ、ベルトが左右に動作する場合の負荷電流であり、ドア全質量に対し共通した負荷電流である。

また、Ｂの負荷電流は、タイミングベルトに左側ドアと連結する連結金具１２５および右側ドアと連結する連結金具１２６をそれぞれ連結し、ドア吊下げ戸車の材質をポリアセタール戸車として、ドアを一定速度で開閉した場合のドア質量毎の負荷電流である。

また、Ｃの負荷電流は、上記と同様にドア吊下げ戸車の材質をナイロン戸車として、ドアを一定速度で開閉した場合のドア質量毎の負荷電流である。Ｄの負荷電流は、上記と同様にドア吊下げ戸車の材質をウレタン戸車として、ドアを一定速度で開閉した場合のドア質量毎の負荷電流である。

Ｅの負荷電流は、ドアの全周枠に隙間防止材が取付けられている場合におけるモータ一定速度時の隙間防止材接触摩擦負荷電流であり、ドア全質量に対し共通した負荷電流となる。

また、Ｆの負荷電流は、Ｂのドア吊下げ戸車の材質をポリアセタール戸車とし、ドアの全周枠に隙間防止材が取付けられた状態でドアを一定速度で開閉した場合のドア質量毎の負荷電流特性である。

また、Ｇの負荷電流は、Ｃのドア吊下げ戸車の材質をナイロン戸車とし、ドアの全周枠に隙間防止材が取付けられた状態でドアを一定速度で開閉した場合のドア質量毎の負荷電流特性である。

また、Ｈの負荷電流は、Ｄのドア吊下げ戸車の材質をウレタン戸車とし、ドアの全周枠に隙間防止材が取付けられた状態でドアを一定速度で開閉した場合のドア質量毎の負荷電流特性である。

図６の特性により、吊下げ戸車の材質、隙間防止剤の有無によりデータベースを作成し、ドア質量毎のモータ制御パターンを一定速度時の平均負荷電流値をキーとしてレコードに記録する。

例えば、データテーブル１は、吊下げ戸車の材質をポリアセタール戸車、データテーブル２は、吊下げ戸車の材質をナイロン戸車、データテーブル３は、吊下げ戸車の材質をウレタン戸車とし、戸車の材質毎にデータテーブルを作成、ドアの質量毎にレコードを記録し、それぞれの質量による一定速度時の負荷電流について、ドア開閉特性が最適になるように調整したモータ制御パターンを１〜１５に分けレコード化する。

また、ドア枠に隙間防止材が取付けられる場合も、接触摩擦負荷が加わるので、データテーブル４、５、６に、戸車の材質毎に接触摩擦負荷を加えた一定速度時の負荷電流について、ドア開閉特性が最適になるように調整したモータ制御パターンを１〜１５に分けレコード化する。

また、自動選択設定で得た判定値により、データベースを検索し、一致、もしくは最近接値の負荷電流値を持つレコードに記録されているモータ制御パターンでモータを制御する。

ここで、図３に示したフローチャートにおいて、ステップＳ５で開放側、ステップＳ９の閉鎖側の一定速度時の負荷電流を検出し、ステップＳ１３で判定値を算出し、データベースを検索する。該当レコードが見つかった場合は、ステップＳ１６で該当レコードの番号の信号を出力する。

この出力された信号に応じて、図２に示した表示部３９ａに設けられたＬＥＤ表示器を、自動で選択設定されたレコードの番号と同じ回数点灯させることにより、選択されたレコードを、ＬＥＤ表示器１個の点灯回数で確認できる。

また、ステップＳ１４で判定値と一致または、近接値の閾値以内のレコードが存在しない場合には、ステップＳ２９に移行して、データベース内のレコードの該当なしを選択設定し、レコードの該当がない証の信号を信号出力部により出力する。
このレコードの該当がない証の信号に応じて、ＬＥＤ表示器の点灯を連続点滅表示とすることにより、判定値と照合した運転パターンが選択設定されていない証の警告とすることができる。

なお、ここでは、安価なＬＥＤ１個の表示処理で説明しているが、７セグメントＬＥＤ表示で番号が確認できるようにするか、またはブザー等により音の回数で知らせるようにしてもよい。

また、ステップＳ１６の出力が選択設定されても、開閉特性が最適でない開閉動作、または判定値外である警告表示の発生頻度が多いと想定される設置場所では、予め設けられているステップＳ１８のマニュアル設定モードに切換え、モータ制御パターンの番号を選択設定する。

以上、図５のデータテーブル１〜６の表と、図６のドア質量とドア一定速度時の平均負荷電流とに関係した選択スイッチとを設け、選択条件に適合した、予め調整された運転パターンのレコードを自動で選択設定できるとともに、マニュアル設定においても選択条件に適合した選択設定をできる自動ドアの開閉制御装置について示した。

なお、ここでは、戸車の材質をナイロン戸車、ポリアセタール戸車、ウレタン戸車として説明しているが、これに限定されず、戸車の材質は、鉄材、炭素繊維材、メラミン樹脂等であってもよい。

以上のように、実施の形態１によれば、制御部は、一定速度で自動ドアをモータ駆動している場合におけるモータ負荷電流値を検索キーとして、予めモータ制御パターンが記録されているデータベースから、検索キーに該当するモータ制御パターンを選択するとともに、選択したモータ制御パターンで自動ドアを開閉駆動する。
そのため、自動ドアの最適な開閉動作を得られるモータ制御パターンを簡単な設定で自動的に選択設定し、自動ドアを開閉動作することが可能となり、ドアの据え付け時、またはマニュアルスイッチの設定変更による作業量を大幅に削減することができ、さらに、特別な調整を行わなくても経年変化に対応して安定した信頼性の高い開閉動作を得ることができる。

自動ドア据付け時のドア開閉特性の調整において、自動選択設定モード機能を付加することにより、電源投入時のドア開閉ストローク読取り動作時の一定速度による平均負荷電流を検出し判定値とする。この平均負荷電流の判定値と照合する判定値は、あらかじめ各種データ記憶部でドア吊り下げ戸車の材質設定、ドア隙間防止材有無の設定、各種運転パターンの設定と、それらの条件に適合したドア質量毎の最適調整された設定値をデータベース化し、レコードの番号毎に割り付けられている。また、自動選択設定モードで読取った平均負荷電流の判定値をキーとしデータベースを検索することにより、あらかじめ調整されたモータ制御パターンを得ることができ、複雑な調整設定作業がなくなり作業時間の短縮ができる。

また、電源投入時のストローク読取り動作時に、最適な開閉動作になる運転パターンをその都度自動選択設定するので、経年変化における負荷電流の変化にも対応した自動選択設定ができるので、常に最適な開閉動作が得られる。

また、引戸形自動ドア駆動装置の開閉機構に取り付けられる、ドア吊り下げ戸車の材質の違いによる転がり摩擦負荷に対応した運転パターンの選択設定、ドア閉鎖時にドア両サイドと上下との隙間をなくすために取り付けられるシーリングゴムや、隙間防止材の接触負荷に対応した運転パターンの選択設定、また色々な設置場所の環境や用途に合わせたドア開閉特性として標準開閉特性運転パターン、静音開閉特性運転パターン、安全重視開閉特性運転パターン等も自動選択設定できる。

１ 制御装置、２ コンバータ回路、３ 電解コンデンサ、４ インバータ回路、５ ＤＣブラシレスモータ、６ パルス発生器、７ モータ電流検出信号、１０ ソフトウエア制御部、１２ 電圧指令、１３ 負荷検出部、１４ ドア開閉信号、１５ 指令作成部、１６ 速度制御部、１７ 電力変換司令部、１８ 速度位置管理部、１９ パルス信号、２０ 指令速度、２１ 実速度フィードバック、２５ 負荷電流、２７ 通信ドライバ部、２８ パソコン、２９ モータ制御パターン選択部、３０ データ記憶部、３９ 設定部、３９ａ 表示部、３４ 電流検出器、６０ 電圧指令、６１ １回転内位置、６２ モータ制御パラメータ、６４ 現在位置、６５ センサまたはスイッチ、６６ 設定信号、６６ａ 表示信号、６７ モータ制御パターン、１１７、１１８ ドア、１１７ａ、１１８ａ 隙間防止材、１１９ 取付け台、１２０ 無目、１２１ 駆動プーリ、１２２ 戸車、１２３ 従動プーリ、１２４ タイミングベルト、１２５、１２６ 連結金具、１２７ スライドレール、１３１ 開放側一定速度時の負荷電流、１３２ 閉鎖側一定速度時の負荷電流、１３４、１３５ 所定区間のモータに流れる負荷電流、１４０ データベース。

Claims (6)

1. 自動ドアを、減速機構を持たないＤＣブラシレスモータにより開閉駆動する自動ドアの開閉制御装置であって、
   前記ＤＣブラシレスモータのモータ電流を検出する電流検出部と、
   前記ＤＣブラシレスモータの速度を検出する速度検出部と、
   前記自動ドアの電源投入時において、一定速度で前記自動ドアをモータ駆動している場合におけるモータ負荷電流値を検索キーとして、予めモータ制御パターンが記録されているデータベースから、前記検索キーに該当するモータ制御パターンを選択するとともに、選択した前記モータ制御パターンで前記自動ドアを開閉駆動する制御部と、
   を備えたことを特徴とする自動ドアの開閉制御装置。
2. 前記検索キーは、一定速度で前記自動ドアをモータ駆動している区間のうち、ドア開放動作中の一定速度区間、ドア閉鎖動作中の一定速度区間、およびその両方の一定速度区間の何れかのドア開閉一定速度区間において検出した前記モータ電流である
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動ドアの開閉制御装置。
3. 前記データベースは、予めドア開閉特性が複数のモータ制御パターンで最適な開閉動作になるように調整されたモータ制御パターンが、その場合における所定の一定速度時の前記モータ負荷電流値を前記検索キーとして記録されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動ドアの開閉制御装置。
4. 前記データベースで検索されたレコードの一意番号、もしくはそれに類する識別子、もしくは該当するレコードが見つからなかったことを示す信号を出力する信号出力部、もしくはこれらを表示する表示部、またはその両方を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の自動ドアの開閉制御装置。
5. 前記制御部により前記モータ制御パターンを選択する処理と、手動で前記モータ制御パターンを選択する処理とを切り換えるスイッチを備えたこと
   を特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の自動ドアの開閉制御装置。
6. 自動ドアを、減速機構を持たないＤＣブラシレスモータにより開閉駆動する開閉制御装置によって実行される自動ドアの開閉制御方法であって、
   前記ＤＣブラシレスモータのモータ電流を検出する電流検出ステップと、
   前記ＤＣブラシレスモータの速度を検出する速度検出ステップと、
   前記自動ドアの電源投入時において、一定速度で前記自動ドアをモータ駆動している場合におけるモータ負荷電流値を検索キーとして、予めモータ制御パターンが記録されているデータベースから、前記検索キーに該当するモータ制御パターンを選択する選択ステップと、
   選択した前記モータ制御パターンで前記自動ドアを開閉駆動する制御ステップと、
   を備えたことを特徴とする自動ドアの開閉制御方法。

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