JP6231965B2 - シャッター制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャッター制御装置に関する。

一般的に、シャッター制御装置は、シャッターカーテンの閉動作時に、シャッターカーテンによる人や搬入物等の障害物の挟み込みによる事故を防止するために、シャッターカーテンが障害物に接触したことを検知する障害物検知システムを備えている。

例えば、特許文献１に記載のシャッター制御装置では、シャッターカーテンを開閉駆動するモータ（以下、「モータ」という。）にかかる負荷を検出する。そして、シャッター制御装置は、シャッターカーテンが全閉状態になっていないにもかかわらず、モータにかかる負荷が閾値を超えたときにシャッターカーテンの移動経路上に障害物があることを検知する。この特許文献１に記載のシャッター制御装置では、モータにかかる負荷に対する周囲温度やモータの経年劣化等によるノイズの影響を考慮して、シャッターカーテンが障害物に接触した際のモータにかかる負荷に対して十分なマージンを有した閾値を用いる。そのため、シャッターカーテンが障害物に接触した時点ではすぐに検出することができない。

上記問題を解決するために、特許文献２に記載のシャッター制御装置では、モータにかかる負荷の変化率を算出し、その算出した変化率に対する閾値を設定する。したがって、特許文献２に記載のシャッター制御装置は、特許文献１と比較して、精度よく障害物を検知することができる。

特開２００６−３０７４７１号公報 特開２０１１−２１４２９２号公報

しかしながら、特許文献２に記載のシャッター制御装置では、モータにかかる負荷の変化率を算出し、その算出した変化率に対する閾値を設定する。したがって、シャッター制御装置は、風等の突発的な外力がシャッターカーテンにかかり、モータにかかる負荷が急激に増加して、モータにかかる負荷の変化率が閾値を超える場合がある。この場合、障害物がないにもかかわらず、障害物を検知したと判定する誤検知が発生する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、風等の突発的な外力によるモータの負荷の急激な増加による誤検知を防止することができるシャッター制御装置を提供することである。

本発明の一態様は、シャッターカーテンの開閉位置を検出する検出部と前記シャッターカーテンを開閉駆動するモータにかかる負荷の移動平均値と前記開閉位置に対応する前記負荷の基準値の移動平均値とを算出する移動平均算出部と、前記負荷と前記負荷の移動平均値との差及び前記基準値と前記基準値の移動平均値との差に基づいて負荷評価値を算出する積算部と、前記負荷評価値が予め設定された閾値を超える場合、前記シャッターカーテンが障害物に接触したと判定する判定部と、を有するシャッター制御装置である。

また、本発明の一態様は、上述のシャッター制御装置であって、前記負荷と前記負荷の移動平均値との差から前記基準値と前記基準値の移動平均値との差を減算することで負荷差分値を算出する差分値算出部をさらに有し、前記積算部は、前記負荷差分値を前記開閉位置毎に積算することで前記負荷評価値として前記負荷積算値を算出する。

また、本発明の一態様は、上述のシャッター制御装置であって、前記基準値は、過去に測定された前記開閉位置に対応する複数の前記負荷から算出される。

また、本発明の一態様は、上述のシャッター制御装置であって、前記シャッターカーテンは、開口を設けた固定羽と前記開口を開閉可能な可動羽とを備えたスラットを有する。

以上説明したように、本発明によれば、風等の突発的な外力によるモータの負荷の急激な増加による誤検知を防止することができる。

本実施形態のシャッター制御装置を有するシャッター装置の外観を示す概略図である。 本実施形態の採風シャッターの一例を示す図である。 本実施形態のシャッター制御装置４３の障害物検知システムを表す機能ブロック図である。 本実施形態の移動平均算出部４１６の動作を説明する図である。 本実施形態の負荷差分値Ｃ_ｎを示す図である。 本実施形態の積算部４１８の動作を説明する図である。 本実施形態の判定部４１９の動作を説明する図である。 本実施形態のシャッター制御装置４３における障害物検知のフローチャートである。 本実施形態のシャッター制御装置の障害物検知を評価した結果を示す図である。

以下、本実施形態のシャッター制御装置を、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のシャッター制御装置を有するシャッター装置の外観を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態におけるシャッター装置１は、シャッターカーテン２０、シャッターボックス４０、ガイドレール５０及びガイドレール６０を備えている。

シャッターカーテン２０は、上下方向に連結された長尺な複数のスラット１０及び最下端に設けられた巾木部７０を有する。
巾木部７０は、複数のスラット１０が連結された最下端のスラット１０に接続された矩形断面を有する長尺部材である。巾木部７０は、シャッターカーテン２０の全閉状態時には床面に接触する。また、シャッターカーテン２０の閉動作時において、シャッターカーテン２０の移動経路に障害物がある場合、巾木部７０はその障害物に接触する。

なお、シャッターカーテン２０は、採風シャッターのシャッターカーテンでもよい。例えば、採風シャッターのシャッターカーテン（以下、単に「採風シャッター」という。）は、その上端部と下端部の巾木部７０との間に複数のスラット１０Ａが互いに回動可能に上下方向に連結されている。図２は、採風シャッターの一例を示す図であり、可動羽１６が開いている状態における採風シャッターの断面図である。図２に示すように、各スラット１０Ａは開口１４を備えた固定羽１５と、固定羽１５に対して回動可能な可動羽１６とを備え、上側のスラット１０Ａの固定羽１５の下端部と下側のスラット１０Ａの可動羽１６の上端部とが回動可能に連結されて上下方向に連なっている。図２において、採風シャッターは、採風シャッターが閉状態（採風シャッターの巾木部７０が床面に接触している状態）である場合において、上側のスラット１０Ａと下側のスラット１０Ａとの相対移動に基づいて、可動羽１６が開状態となる。この相対移動は、例えば、上側のスラット１０Ａによって下側のスラット１０が押圧することで、行うことができる。

シャッターボックス４０は、シャッター装置１の上部に設けられている。シャッターボックス４０は、シャフト４１、モータ４２及びシャッター制御装置４３を有している。シャフト４１は、シャッターカーテン２０の上端部とモータ４２とに連結されている。シャフト４１は、モータ４２によって正逆方向に回転駆動される。このシャフト４１の回転に応じて、スラット１０（シャッターカーテン２０）の巻き戻し（シャッターカーテン２０の閉動作時）、又は、巻き取り（シャッターカーテン２０の開動作時）が行われる。シャフト４１に巻き取られたスラット１０は、シャッターボックス４０内に収容されるようになっている。
モータ４２は、シャフト４１を回転駆動させる駆動部であり、例えば直流モータから構成されている。モータ４２は、シャッター制御装置４３からの駆動信号に基づいて正回転、逆回転、又は回転停止する。

シャッター制御装置４３は、リモコン等の操作部２００（後述する）からシャッターカーテン２０の巻き取り、巻き戻し、又は停止を指示する操作信号を受信する。シャッター制御装置４３は、操作信号に基づいてモータ４２に正転、逆転、又は回転停止の制御に対応した指令を出力する。シャッター制御装置４３は、シャッターカーテン２０を全閉状態にする閉動作中に、以下に示す障害物検知システムを実行する。すなわち、シャッター制御装置４３は、モータ４２に対して逆転の制御に対応した指令を出力してシャッターカーテン２０を降下させる。そして、シャッター制御装置４３は、障害物検知システムを動作させ、モータ４２の負荷を測定する。そして、シャッター制御装置４３は、測定した負荷に対して、モータ４２の経年劣化や風等の外力によるノイズを除去する。シャッター制御装置４３は、ノイズを除去したモータ４２の負荷が閾値を超えた場合、障害物が接触したと判定し、シャッターカーテンの降下を停止する。

ガイドレール５０及びガイドレール６０は、シャッターカーテン２０の幅方向の両端に設けられ、床面から天井部分にかけて底面に対して垂直に立設されている。ガイドレール５０及びガイドレール６０は、シャッターカーテン２０を構成する各スラット１０の横ずれを規制する。

図３は、シャッター制御装置４３の障害物検知システムを表す機能ブロック図である。この図において、シャッター装置１は、操作部２００、シャッター制御装置４３、出力部１００及びモータ４２を備えている。

操作部２００は、シャッター制御装置４３に接続され、シャッター制御装置４３に対して制御指令（操作信号）を入力する手段を有している。例えば、操作部２００は、開スイッチ、閉スイッチ及び停止スイッチが設けられている。ユーザは、これらのスイッチを押下することで、シャッターカーテン２０の巻き取り、巻き戻し、又は停止を行うことができる。操作部２００は、ユーザによっていずれかのスイッチが押下されると、シャッター制御装置４３にスイッチに応じた信号である操作信号を出力する。この操作部２００とシャッター制御装置４３との通信は、有線でもよいし、無線によって行ってもよい。

出力部１００は、モータ４２の駆動状況を出力する機能を有する。出力部１００は、例えばモータ４２に内蔵されたエンコーダである。出力部１００は、モータ４２の回転に応じた位置パルスを出力する。出力部１００は、モータ４２が１回転すると１つの位置パルスをシャッター制御装置４３に出力する。なお、出力部１００は、エンコーダに限らず、例えばモータ４２の回転角量を計測する等、巻取り軸やモータ４２の回転量を把握できる構成であれば任意に選択できる。

シャッター制御装置４３は、制御部４００及び駆動部４０１を備えている。
制御部４００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶装置などから構成され、操作部２００のスイッチの操作に応じてモータ４２の駆動を制御する。
制御部４００は、駆動制御部４１１、検出部４１２、測定部４１３、基準値記憶部４１４、学習機能部４１５、移動平均算出部４１６、差分値算出部４１７、積算部４１８、判定部４１９及び閾値記憶部４２０を備えている。

駆動制御部４１１は、操作部２００から開スイッチに対応する操作信号が供給された場合、モータ４２の駆動によりシャッターカーテン２０をシャフト４１に巻き取らせて上昇させる指令（以下、「開指令」という。）を駆動部４０１に対して出力する。
駆動制御部４１１は、操作部２００から閉スイッチに対応する操作信号が供給された場合、モータ４２の駆動によりシャッターカーテン２０をシャフト４１から巻き出させて下降させる指令（以下、「閉指令」という。）を駆動部４０１に対して出力する。
駆動制御部４１１は、操作部２００から停止スイッチに対応する操作信号が供給された場合、モータ４２の駆動を停止することでシャッターカーテン２０の動作を停止させる指令（以下、「停止指令」という。）を駆動部４０１に対して出力する。また、駆動制御部４１１は、判定部４１９から制御信号が供給された場合、停止指令を駆動部４０１に出力する。

検出部４１２は、出力部１００から供給された位置パルスを検出し、位置情報ｎを１インクリメントする。ここで、位置情報ｎは、出力部１００から供給された位置パルスの数であり、シャッターカーテン２０の現在の開閉位置を示す値である。すなわち、シャッターカーテン２０が全開状態から全閉状態になるまでに必要なモータ４２を回転させる回数（以下、「全閉回数」という。）を予め記憶部（不図示）に記憶されている。したがって、モータ４２が１回転したことを示す位置パルスの数からシャッターカーテン２０の現在の開閉位置を特定することができる。検出部４１２は、位置パルス及び位置情報ｎを測定部４１３に出力する。

測定部４１３は、モータ４２の負荷を測定する。例えば、測定部４１３は、検出部４１２から位置パルス及び位置情報ｎを取得する。そして、測定部４１３は、位置パルスのパルス幅を位置情報ｎ毎に測定する。位置パルスは、モータ４２の回転速度が遅くなるにつれてそのパルス幅が大きくなり、一方、モータ４２の回転速度が速くなるにつれてそのパルス幅が小さくなる。すなわち、巾木部７０が障害物に接触すると、モータ４２に負荷がかかる。そのため、モータ４２の回転速度が遅くなり、位置パルスのパルス幅が大きくなる。したがって、測定部４１３は、検出部４１２から供給される位置パルス毎（カウント値毎）に、その位置パルスのパルス幅を測定することにより、モータ４２のパルス幅を負荷として算出する。測定部４１３は、位置情報ｎと、その位置情報ｎに対応する位置パルスのパルス幅Ａ_ｎとを移動平均算出部４１６に出力する。また、測定部４１３は、位置情報ｎと、その位置情報ｎに対応する位置パルスのパルス幅とを関連付けて基準値記憶部４１４に記憶する。

基準値記憶部４１４には、シャッターカーテン２０が全閉状態から全開状態に移行する全開動作、又は全開状態から全閉状態に移行する閉動作毎に算出した位置情報ｎ及び位置パルスのパルス幅が記憶されている。すなわち、基準値記憶部４１４には、過去の位置情報ｎ及び位置パルスのパルス幅（以下、「過去データ」という。）が記憶されている。なお、過去データが基準値記憶部４１４に記憶される場合は、全開動作、又は全閉動作時において障害物を検知しなかった場合のみである。また、基準値記憶部４１４に記憶される過去データは、例えば、現在を基準として過去４回分の全開動作、又は全閉動作時の過去の位置情報ｎ及び位置パルスのパルス幅である。

学習機能部４１５は、基準値記憶部４１４に記憶されている過去のデータに基づいて基準値負荷Ｂ_ｎを決定する機能を有する。具体的には、例えば学習機能部４１５は、過去４回分の過去データに基づいて、位置情報ｎに対応する位置パルスのパルス幅を決定する学習機能を有する。学習機能部４１５は、位置情報ｎに対応する位置パルスのパルス幅を過去４回分の過去データから取得する。学習機能部４１５は、４つのデータ郡の中から標準偏差が最小から２番目のデータ郡を選択する。学習機能部４１５は、データ郡から選択した位置情報ｎに対応する位置パルスのパルス幅を基準値負荷Ｂ_ｎとして格納する。

図４は、移動平均算出部４１６の動作を説明する図である。図４（ａ）は、移動平均算出部４１６が取得する位置情報ｎに対応するパルス幅Ａ_ｎ、及び基準値負荷Ｂ_ｎを示す図である。なお、縦軸がパルス幅を示し、横軸が位置情報ｎを示す。
移動平均算出部４１６は、測定部４１３から位置情報ｎと、その位置情報ｎに対応する位置パルスのパルス幅Ａ_ｎとを取得する。移動平均算出部４１６は、取得した位置情報ｎに対応する基準値負荷Ｂ_ｎを学習機能部４１５から取得する。
移動平均算出部４１６は、パルス幅Ａ_ｎ及び基準値負荷Ｂ_ｎの各々の移動平均値を位置情報ｎ毎に算出する。なお、位置情報ｎに対するパルス幅Ａ_ｎに対する移動平均値を移動平均値ａｖｅ＿Ａ_ｎ、位置情報ｎに対する基準値負荷Ｂ_ｎに対する移動平均値を移動平均値ａｖｅ＿Ｂ_ｎとして表す。なお、移動平均には、位置情報の所定の間隔（例えば、位置情報ｎ−３００から位置情報ｎまでの間）に対応するモータ４２の負荷を用いる。

次に、移動平均算出部４１６は、以下に示す（１）式を用いてパルス幅Ａ_ｎ及び基準値負荷Ｂ_ｎを補正（正規化）する。これは、図４（ａ）に示すパルス幅Ａ_ｎと基準値負荷Ｂ_ｎとの差Δｄを最小限にし、パルス幅Ａ_ｎ及び基準値負荷Ｂ_ｎを略同一の基準で比較する（振幅の基準値をそろえる）ためである。これにより、周囲環境や測定環境等によるパルス幅Ａ_ｎ及び基準値負荷Ｂ_ｎの振幅の基準の変動、いわゆるオフセットを除去する。
α_ｎ＝Ａ_ｎ−ａｖｅ＿Ａ_ｎ
β_ｎ＝Ｂ_ｎ−ａｖｅ＿Ｂ_ｎ …（１）

なお、補正値α_ｎは、位置情報ｎに対応するパルス幅Ａ_ｎの補正値である。補正値β_ｎは、位置情報ｎに対応する基準値負荷Ｂ_ｎの補正値である。図４（ｂ）は、移動平均算出部４１６が算出した位置情報ｎに対応する補正値α_ｎ及び補正値β_ｎを示す図である。これにより、パルス幅Ａ_ｎ及び基準値負荷Ｂ_ｎは、略同一基準、すなわち０を基準として比較される。移動平均算出部４１６は、算出した補正値α_ｎ及び補正値β_ｎを差分値算出部４１７に出力する。

差分値算出部４１７は、移動平均算出部４１６から補正値α_ｎ及び補正値β_ｎを取得する。差分値算出部４１７は、以下に示す（２）式を用いて負荷差分値Ｃ_ｎを算出する。
Ｃ_ｎ＝α_ｎ−β_ｎ …（２）

すなわち、差分値算出部４１７は、補正値α_ｎから補正値β_ｎを差し引くことで負荷差分値Ｃ_ｎを算出する。図５は、算出した負荷差分値Ｃ_ｎを示す図である。なお、縦軸がパルス幅を示し、横軸が位置情報ｎを示す。図５の領域Ｙに示すように、差分値算出部４１７は、モータ４２の負荷に対して再現性の高いノイズを除去することができる。すなわち、負荷差分値Ｃ_ｎは、再現性の高いノイズを除去したモータ４２の負荷とみなすことができる。差分値算出部４１７は、算出した負荷差分値Ｃ_ｎを積算部４１８に出力する。

積算部４１８は、差分値算出部４１７から負荷差分値Ｃ_ｎを取得する。積算部４１８は、負荷差分値Ｃ_ｎが積算閾値Ｐを超える場合、以下に（３）式を用いて負荷積算値（負荷評価値）Ｄ_ｎを算出する。
Ｄ_ｎ＝Ｄ_ｎ−１＋Ｃ_ｎ …（３）

積算部４１８は、負荷差分値Ｃ_ｎが積算閾値Ｐ以下である場合、以下に（４）式に示しように負荷積算値Ｄ_ｎを０とする。
Ｄ_ｎ＝０ …（４）

なお、積算閾値Ｐは、予め設定される値であり、負荷差分値Ｃ_ｎを積算するか否かを判定する閾値である。また、負荷積算値Ｄ_ｎ−１は、位置情報ｎ−１に対応する負荷積算値である。上述したように、負荷差分値Ｃ_ｎが積算閾値Ｐを超える場合、積算部４１８は、現在の位置情報ｎの１つ前の位置情報であるｎ−１に対応する負荷積算値Ｄ_ｎ−１に対して、負荷差分値Ｃ_ｎを加算することで負荷積算値Ｄ_ｎを算出し、新たな負荷積算値に更新する。一方、Ｃ_ｎが積算閾値Ｐ以下である場合、積算部４１８は、負荷積算値Ｄ_ｎ−１に対して、負荷差分値Ｃ_ｎを加算せず、負荷積算値Ｄ_ｎを０とする。

図６は、積算部４１８の動作を説明する図である。図６（ａ）は、積算部４１８が差分値算出部４１７から取得する負荷差分値Ｃ_ｎを示す図である。図６（ｂ）は、積算部４１８が算出する負荷積算値Ｄ_ｎを示す図である。例えば、図６（ａ）に示すように、負荷差分値Ｃ_１＝１２_、Ｃ_２＝１２_、Ｃ_３＝−１３_、Ｃ_４＝６_、Ｃ_５＝１０であり、かつ積算閾値Ｐが０である場合の負荷積算値Ｄ_ｎを説明する。積算部４１８は、位置情報ｎ＝１である場合、１２を負荷積算値Ｄ_１とする。次に、位置情報ｎ＝２である場合、積算部４１８は、Ｄ_１に負荷差分値Ｃ_２を加算した値である２４をＤ_２とする。位置情報ｎ＝３である場合、積算部４１８は、Ｃ_３が０以下であるため、Ｄ_３を０（ゼロ）とする。位置情報ｎ＝４である場合、積算部４１８は、Ｄ_３に負荷差分値Ｃ_４を加算した値である６をＤ_４とする。位置情報ｎ＝５である場合、積算部４１８は、Ｄ_４に負荷差分値Ｃ_５を加算した値である１６をＤ_５とする。

次に積算閾値Ｐについて説明する。上述したように、巾木部７０が障害物に接触すると、モータ４２にかかる負荷は増大する。したがって、補正値α_ｎ＞補正値β_ｎとなり、負荷差分値Ｃ_ｎは正の値となる。そのため、巾木部７０が障害物に接触したことを検知する場合には、積算部４１８は、０以上の負荷差分値Ｃ_ｎを積算することで、モータ４２にかかる負荷を増幅することができる。よって、一般的には、積算閾値Ｐは０に設定される。ただし、０以上の負荷差分値Ｃ_ｎに対してノイズがある場合には、積算閾値Ｐを０より大きい値に調整する。これにより、積算部４１８は、ノイズ以上の負荷差分値Ｃ_ｎを積算することで、負荷差分値Ｃ_ｎのノイズを除去し、モータ４２にかかる負荷を増幅することができる。積算部４１８は、積算した負荷積算値Ｄ_ｎを判定部４１９に出力する。

図７は、移動平均算出部４１６が取得する位置情報ｎに対応する負荷積算値Ｄ_ｎを示す図である。なお、縦軸がパルス幅を示し、横軸が位置情報ｎを示す。
判定部４１９は、積算部４１８から供給された負荷積算値Ｄ_ｎを取得する。判定部４１９は、閾値記憶部４２０から判定閾値Ｑを取得する。そして、判定部４１９は、図７に示すように、取得した負荷積算値Ｄ_ｎが判定閾値Ｑを超えるか否かを判定することで、シャッターカーテン２０の巾木部７０が障害物に接触したか否かを検出する。判定閾値Ｑは、巾木部７０が障害物に接触したことを判定する値であり、例えばモータ４２に４ｋｇの負荷が加わった際の負荷積算値である。なお、図７に示すｎｘは、巾木部７０が障害物に接触した際の位置情報である。

判定部４１９は、取得した負荷積算値Ｄ_ｎが判定閾値Ｑを超えた回数（以下、「判定回数」という。）ｘが規定回数に達した場合、巾木部７０が障害物に接触したと判定する。判定部４１９は、巾木部７０が障害物に接触したと判定した場合、駆動制御部４１１に制御信号を出力する。判定回数ｘは、負荷積算値Ｄ_ｎに対するノイズの影響を低減するたけに用いられる値である。したがって、判定部４１９は、ｘ回（例えば２回以上）連続で負荷積算値Ｄ_ｎが判定閾値Ｑを越えた場合に、巾木部７０が障害物に接触したと判定する。

駆動部４０１は、制御部４００からの指令に基づいて、モータ４２の駆動信号を生成しモータ４２に出力することでモータ４２の制御を行っている。

次に、本実施形態のシャッター制御装置４３における障害物検知システムについて、図８のフローチャートに基づいて説明する。図８は、本実施形態のシャッター制御装置４３における障害物検知システムのフローチャートである。ここでは、シャッターカーテン２０の全開状態を初期状態として説明する。なお、シャッター制御装置４３は、所定の周期で以下に示す障害物検知システムを実行する。

ステップＳ１０１において、制御部４００は、閉スイッチに対する操作信号を操作部２００から受信したか否かを判定する。制御部４００は、閉スイッチに対する操作信号を受信した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２の処理を実行する。一方、制御部４００は、閉スイッチに対する操作信号を受信しない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、障害物検知システムを実行しない。

ステップＳ１０２において、検出部４１２は、出力部１００から供給された位置パルスを検出し、位置パルスを取得する毎に位置情報ｎを１インクリメントする。なお、位置情報ｎの初期値は、０（ゼロ）である。検出部４１２は、位置パルス及び位置情報ｎを測定部４１３に出力する。

ステップＳ１０３において、測定部４１３は、検出部４１２から位置パルス及び位置情報ｎを取得する。そして、測定部４１３は、位置パルスのパルス幅Ａ_ｎを位置情報ｎ毎に測定する。測定部４１３は、位置情報ｎと、その位置情報ｎに対応する位置パルスのパルス幅Ａ_ｎとを移動平均算出部４１６に出力する。

ステップＳ１０４において、移動平均算出部４１６は、測定部４１３から位置情報ｎと、その位置情報ｎに対応する位置パルスのパルス幅Ａ_ｎとを取得する。移動平均算出部４１６は、学習機能部４１５が学習機能により選択した位置情報ｎに対応する基準値負荷Ｂ_ｎを学習機能部４１５から取得する。

ステップＳ１０５において、移動平均算出部４１６は、パルス幅Ａ_ｎの移動平均値ａｖｅ＿Ａ_ｎ及び基準値負荷Ｂ_ｎの移動平均値ａｖｅ＿Ｂ_ｎを算出する。そして、移動平均算出部４１６は、（１）式を用いて、パルス幅Ａ_ｎから移動平均値ａｖｅ＿Ａ_ｎを減算することで補正値α_ｎを算出する。また、移動平均算出部４１６は、（１）式を用いて、基準値負荷Ｂ_ｎから移動平均値ａｖｅ＿Ｂ_ｎを減算することで補正値β_ｎを算出する。移動平均算出部４１６は、算出した補正値α_ｎ及び補正値β_ｎを差分値算出部４１７に出力する。

ステップＳ１０６において、差分値算出部４１７は、移動平均算出部４１６から補正値α_ｎ及び補正値β_ｎを取得する。差分値算出部４１７は、（２）式を用いて、補正値α_ｎから補正値β_ｎを差し引くことで負荷差分値Ｃ_ｎを算出する。差分値算出部４１７は、算出した負荷差分値Ｃ_ｎを積算部４１８に出力する。

ステップＳ１０７において、積算部４１８は、差分値算出部４１７から負荷差分値Ｃ_ｎを取得する。積算部４１８は、負荷差分値Ｃ_ｎが積算閾値Ｐを超える場合、（３）式を用いて、負荷積算値Ｄ_ｎ−１に負荷差分値Ｃ_ｎを加算することで負荷積算値Ｄ_ｎを算出する。一方、積算部４１８は、差分値算出部４１７から負荷差分値Ｃ_ｎを取得する。積算部４１８は、負荷差分値Ｃ_ｎが積算閾値Ｐ以下である場合、負荷積算値Ｄ_ｎを０とする。積算部４１８は、算出した負荷積算値Ｄ_ｎを判定部４１９に出力する。

ステップＳ１０８において、判定部４１９は、積算部４１８から供給された負荷積算値Ｄ_ｎを取得する。判定部４１９は、閾値記憶部４２０から判定閾値Ｑを取得する。判定部４１９は、取得した負荷積算値Ｄ_ｎが判定閾値Ｑを超える場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９の処理を実行する。判定部４１９は、取得した負荷積算値Ｄ_ｎが判定閾値Ｑ以下である場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１１３の処理を実行する。

ステップＳ１０９において、判定部４１９は、判定回数ｘを１インクリメントする。
ステップＳ１１０において、判定部４１９は、判定回数ｘが規定回数以上である場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１１の処理を実行する。一方、判定部４１９は、判定回数ｘが規定回数未満である場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１１４の処理を実行する。

ステップＳ１１１において、判定部４１９は、駆動制御部４１１に制御信号を出力する。駆動制御部４１１は、判定部４１９から制御信号を取得すると、駆動部４０１に停止指令を出力する。駆動部４０１は。制御部４００からの停止指令に基づいて、モータ４２に対する駆動信号の出力を停止する。これより、シャッターカーテン２０の閉動作が停止される。

ステップＳ１１２において、判定部４１９は、判定回数ｘを０（ゼロ）にリセットする。
ステップＳ１１３において、判定部４１９は、判定回数ｘを０（ゼロ）にリセットし、ステップＳ１０２の処理を実行する。

ステップＳ１１４において、制御部４００は、シャッターカーテン２０が全閉状態か否かを判定する。例えば、制御部４００は、位置情報ｎが全閉回数に達した場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、シャッターカーテン２０が全閉状態であると判定し、ステップＳ１１１の処理を実行する。一方、制御部４００は、位置情報ｎが全閉回数に達していない場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、シャッターカーテン２０が全閉状態ではないと判定し、ステップＳ１０２の処理を実行する。

図９は、本実施形態のシャッター制御装置の障害物検知システムを評価した結果を示す図である。従来の障害物検知システムと本実施形態の障害物検知システムとにおいて、シャッター制御装置が障害物を検知したときのシャッターカーテンが障害物に与える荷重（重量キログラム（ｋｇｆ））をそれぞれ測定することで、障害物に接触したことを検知する検知感度を比較して評価する。なお、シャッターカーテン２０に関しては、通常シャッター（採風シャッターではないシャッター）と採風シャッターとの場合について評価した。

図９に示すように、通常シャッターの場合、従来の障害物検知システムでは、シャッター制御装置は、シャッターカーテンにより与えられる荷重が６ｋｇｆの場合に、障害物が存在すると判定した。本実施形態の障害物検知システムでは、シャッター制御装置は、シャッターカーテンにより与えられる荷重が４ｋｇｆの場合に、障害物が存在すると判定した。これにより、通常シャッターの場合、本実施形態の障害物検知システムは、従来の障害物検知システムと比較してシャッターカーテンが障害物に接触したことを検知する検知感度が高い。

採風シャッターの場合、従来の障害物検知システムでは、シャッター制御装置は、シャッターカーテンにより与えられる荷重が８ｋｇｆの場合に、障害物が存在すると判定した。従来の障害物検知システムにおいて、通常のシャッターの場合と比較して採風シャッターを使用した場合の上記荷重が大きくなったのは、採風シャッターが障害物に接触した際に、上側のスラット１０Ａによって下側のスラット１０が押圧することで可動羽１６が回動するためである。したがって、従来の障害物検知システムは、採風シャッターを使用すると、通常のシャッターの場合と比較してシャッターカーテンが障害物に接触したことを検知する検知感度が低くなる。一方、本実施形態の障害物検知システムでは、採風シャッターの場合、シャッターカーテンにより与えられる荷重が４ｋｇｆの場合に、障害物が存在すると判定した。これにより、本実施形態の障害物検知システムは、採風シャッターを使用した場合においても、通常のシャッターの場合と同等の検知感度を有する。したがって、本実施形態の障害物検知システムは、採風シャッターを使用した場合においても、従来の障害物検知システムと比較してシャッターカーテンが障害物に接触したことを検知する検知感度が高い。

上述したように、本実施形態のシャッター制御装置４３は、位置情報ｎに対応するパルスＡ_ｎ及び基準値負荷Ｂ_ｎの移動平均値ａｖｅ＿Ａ_ｎ、ａｖｅ＿Ｂ_ｎに基づいて補正値α_ｎ及び補正値β_ｎを算出する。そして、シャッター制御装置４３は、補正値α_ｎから補正値β_ｎを差し引くことで負荷差分値Ｃ_ｎを算出し、その負荷差分値Ｃ_ｎに基づいて障害物（挟み込み）を検出する。これにより、シャッター制御装置４３は、モータ４２にかかる負荷の変化率を使用せずに、シャッターカーテンが障害物に接触したことを検知することができるため、風等の突発的な外力によるモータの負荷の急激な増加による誤検知を防止することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。

上述の実施形態において、シャッターカーテン２０の巾木部７０が底面に接触したことを検知する方法として、シャッター制御装置４３は、エンコーダの位置パルスが全閉回数以上か否かを判定することを説明したが、本実施形態は、これに限られるものではない。例えば、物体への接触を検出する接触センサや光学センサなどを用いても良い。センサを用いる場合、ガイドレール５０、６０の下端部のいずれかの位置にセンサを配置する。そして、シャッターカーテン２０の閉動作により、シャッターカーテン２０の下端部が床面に達すると、例えば、センサがオフ状態からオン状態に変化する。シャッター制御装置４３はこのオンオフ状態変化を検出することにより、モータ４２を停止させる。

また、上述の実施形態において、シャッター制御装置４３は、エンコーダから得られる位置パルスのパルス幅をモータ４２の負荷として測定したが、これに限定されない。例えば、シャッター制御装置４３は、エンコーダからの位置パルスのパルス幅から算出される回転速度をモータ４２の負荷としてもよい。また、シャッター制御装置４３は、モータ４２に流れる負荷電流をモータ４２の負荷としても算出してもよい。

また、上述の実施形態において、判定閾値Ｑは、補正値α_ｎに基づいて決定されてもよい。例えば、シャッター制御装置４３は、補正値α_ｎの絶対値を位置情報ｎ毎に積算していき、その補正値α_ｎの積算値を位置情報ｎ（データ数）で除算することで、平均絶対偏差値を算出する。そして、シャッター制御装置４３は、その平均絶対偏差値に対して予め設定されたシャッターカーテン２０の位置やシャッターカーテン２０の個体差等の係数を乗算することで、判定閾値Ｑを算出する。

１ シャッター装置
２０ シャッターカーテン
４０ シャッターボックス
４１ シャフト
４２ モータ
４３ シャッター制御装置
５０、６０ ガイドレール
７０ 巾木部
１００ 出力部
２００ 操作部
４００ 制御部
４０１ 駆動部
４１１ 駆動制御部
４１２ 検出部
４１３ 測定部
４１５ 学習機能部
４１６ 移動平均算出部
４１７ 差分値算出部
４１８ 積算部
４１９ 判定部
４２０ 閾値記憶部

Claims (4)

1. シャッターカーテンの開閉位置を検出する検出部と
   前記シャッターカーテンを開閉駆動するモータにかかる負荷の移動平均値と前記開閉位置に対応する前記負荷の基準値の移動平均値とを算出する移動平均算出部と、
   前記負荷と前記負荷の移動平均値との差及び前記基準値と前記基準値の移動平均値との差に基づいて負荷評価値を算出する積算部と、
   前記負荷評価値が予め設定された閾値を超える場合、前記シャッターカーテンが障害物に接触したと判定する判定部と、
   を有するシャッター制御装置。
2. 前記負荷と前記負荷の移動平均値との差から前記基準値と前記基準値の移動平均値との差を減算することで負荷差分値を算出する差分値算出部をさらに有し、
   前記積算部は、前記負荷差分値を前記開閉位置毎に積算することで、前記負荷評価値として前記負荷積算値を算出する請求項１に記載のシャッター制御装置。
3. 前記基準値は、過去に測定された前記開閉位置に対応する複数の前記負荷から算出される請求項１又は請求項２に記載のシャッター制御装置。
4. 前記シャッターカーテンは、開口を設けた固定羽と前記開口を開閉可能な可動羽とを備えたスラットを有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシャッター制御装置。

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