KR100383071B1 - 자동문의 정지 제어 장치 - Google Patents

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KR100383071B1
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Abstract

본 발명은 자동문의 정지 제어 장치에 관한 것으로서, 자동문의 작동구간중의 감속구간이나 특히 자동문이 닫히는 도중에 사람 등의 진입이 센서에 의해 감지될 때의 반전시에 자동 엔진에 부설된 도어에 가해지는 충격을 최소화하면서 신속하고도 정확한 위치에 정지할 수 있도록 하는 자동문의 정지 제어 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 자동문의 전진 운행중에 사람등이 접근할 때 사람등의 접근을 감지하여 감지 신호를 생성하여 출력하기 위한 센서; 소정 주기를 갖는 구형파를 연속적으로 발생시키는 발진부; 정지 신호가 입력되면, 상기 발진부로부터 구형파를 입력받아 입력된 구형파와 동일한 주기를 갖고 점진적으로 증가하는 펄스폭을 갖는 소프트 정지 제어 신호를 생성하여 출력하는 소프트 정지 제어 신호 발생부; 모터의 속도에 역비례하는 펄스폭과 주기를 갖는 펄스파를 생성하여 출력하는 제1 펄스 발생부; 상기 제1 펄스 발생부로부터 발생되는 펄스파와 위상차를 갖고 상기 모터의 속도에 역비례하는 주기를 갖는 펄스파를 생성하여 출력하는 제2 펄스 발생부; 상기 제1 및 제2 펄스 발생부로부터 발생된 신호를 입력받아 입력된 두 펄스 신호를 비교하여 신호 레벨이 동일하면 로레벨 신호를 출력하고, 신호 레벨이 상이하면 하이레벨 신호를 출력하는 논리회로부; 상기 논리회로부로부터 입력되는 신호를 미분하여 출력하는 미분회로부; 상기 미분회로부의 미분 신호를 입력받아 여러 주기에 해당하는 일정 기간 동안 적분하여 입력 주파수에 비례하는 출력 전압을 생성하는 주파수-전압 변환부; 상기 주파수-전압 변환부로부터 출력전압을 입력받아 디지털화하여 출력하는 아날로그-디지털 변환부; 상기 자동문의 전진 운행중에 상기 센서로부터 감지 신호가 입력되면 소프트 정지 신호를 생성하여 상기 소프트 정지 제어 신호 발생부로 출력하고, 상기 자동문의 작동구간중의 감속구간에는 상기 아날로그 디지털 변환부로부터 입력된 디지털화된 신호로부터 순간순간 변화되는 실질적인 자동문의 속도를 구하고, 구해진 속도 값에 해당되는 제동 거리를 디지털 연산하여 구한 후에, 입력된 위치 신호로부터 자동문이 외부로부터 주어진 정지 완료되는 위치값에서 상기에서 구해진 제동거리 값을 연산처리한 제동 거리에 해당하는 위치에 이르렀을 때 정지 신호를 출력하는 정지 신호 발생부; 상기 소프트 정지 제어 신호 발생부로부터 소프트 정지 제어 신호가 입력되면 소프트 정지 제어 신호의 하이레벨 신호 구간에 구동모터가 정지되도록 하는 제어 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.을 포함하여 이루어진 자동문의 정지 제어 장치가 제공된다.

Description

자동문의 정지 제어 장치{Brake controller of automatic door}
본 발명은 자동문의 정지 제어 장치에 관한 것으로서, 자동문의 작동구간중의 감속구간이나 특히 자동문이 닫히는 도중에 사람 등의 진입이 센서에 의해 감지될 때의 반전시에 자동 엔진에 부설된 도어에 가해지는 충격을 최소화하면서 신속하고도 정확한 위치에 정지할 수 있도록 하는 자동문의 정지 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동문은 출입구에 사람이 접근하면, 이를 자동으로 감지하여 개방되고, 사람이 없으면 닫히는 문으로, 많은 사람들이 이용하는 건물에 많이 설치되어 운용되고 있다.
자동으로 여닫도록 설계된 자동문은 도 1에 도시된 바와 같이 아이들 풀리 블럭(idle pulley block)(10), 도어 행거(door hanger)(20), 상단 벨트 고정부(upper belt fix hardware)(30), 하단 벨트 고정부(low belt fix hardware)(40), 엔진 블럭(engine block)(50), 컨트롤러(controller)(60), 좌우도어(70, 80) 등을 구비하고 있다.
그리고, 상기 엔진 블럭(50)은 설치판 일측에 설치되고, 감속기(52)를 통해 그 작용 조건이 변화되는 상태로 정,역회전 가능한 구동모터(51)가 구비된 구조로 이루어진다.
또, 상기 감속기(52)의 출력축으로 인출되는 구동모터(51)의 구동력은 타임 벨트(time belt)에 의해 좌, 우측도어(70)(80)가 여닫힐 수 있도록 하고 있다.
이렇게 구성된 종래의 자동문 개폐장치는 사람이 접근하면 감지 센서로부터 신호가 출력되어 컨트롤러(60)로 입력된다. 이 신호를 입력받은 컨트롤러(60)는 모터 드라이버에 제어 신호를 출력하여 모터(51)를 회전시켜 문이 개방되도록 한다.
이때, 문이 완전하게 개방되어 소정 위치에 도달하게 되면 모터(51)의 회전을 정지시켜 문을 정지시킨다. 그리고, 반대로 문을 닫을 때에는 모터(51)의 회전 상태를 반대로 하여 문을 닫는다. 마찬가지로, 문이 완전하게 닫혀 소정 위치에 이르게 되면 모터(51)의 회전을 정지시켜 문을 정지시켜 준다.
한편, 운행중에 있는 자동문은 사람 등이 접근할 때에 빠르게 정지한 후에 후진할 필요가 있으며, 더욱이 사람이 끼게 될 때에는 급제동이 필요하다. 그러나 급작스러운 정지는 자동 엔진에 부설된 도어의 파손을 가져올 수 있다.
따라서, 도어 파손을 가져오지 않으면서도 빠르게 정지할 수 있도록 자동문을 제어할 필요가 있으며, 특히 교류 모터, 직류 모터 및 브러쉬리스 모터를 제어함으로써 자동문을 소프트하게 정지할 수 있도록 하는 제어 회로의 개발이 요청되어 왔다.
도면에서, 도 2는 종래 기술에 따른 자동문 개폐 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
문을 통과하고자 하는 사람이 문 앞에 접근하면 인체에서 발생하는 적외선을 감지하여 사람의 접근을 감지하는 적외선 센서(70)와, 그리고 문이 완전하게 닫힌 상태를 감지하는 폐쇄 센서(72)와, 문이 완전하게 개방되었을 때의 문의 위치를 감지하는 개방센서(74), 문을 개폐시켜 주는 동력을 발생하는 모터(90), 닫힘 정지 센서(76), 열림 정지 센서(78), 상기한 모터(90)에 동작 전원을 공급하는 모터 드라이버(80), 상기한 적외선 센서(70)를 통하여 문을 통과하고자 하는 사람이 접근하면 이를 감지하여 상기한 모터 드라이버(80)에 제어 신호를 출력하여 모터를 구동시켜 문이 개방 센서가 설치된 위치까지 개방시켜 주고, 문을 닫을 때에 모터(90)의 회전 상태를 역방향으로 하여 문이 폐쇄 센서(72)가 설치된 위치까지 이동시켜 문을 닫아 주는 제어를 수행하는 컨트롤러(60)로 이루어진다.
이렇게 구성된 종래의 자동문 제어 장치는 사람이 접근하면 적외선 센서(70)로부터 신호가 출력되어 컨트롤러(60)로 입력된다. 이 신호를 입력받은 컨트롤러(60)는 모터 드라이버(80)에 제어 신호를 출력하여 모터(90)를 회전시켜 문이 개방되도록 한다.
이 때, 문이 열림 정지 센서(78)에 도달하면 컨트롤러(60)는 정지신호를 발생하여 도어를 감속시키게 되며, 감속이 완료된 후에는 다시 저속으로 도어를 오픈시켜주므로 도어가 완전하게 개방되어 개방 센서(74) 즉, 문이 완전하게 개방되었을 때의 위치에 설치된 위치 감지센서에 이르게 되면 모터(90)의 회전을 정지시켜 문을 정지시킨다.
그리고, 반대로 문을 닫을 때에는 모터(90)의 회전 상태를 반대로 하여 문을 닫는다. 마찬가지로, 문이 닫힘 정지 센서(76)에 도달하면 컨트롤러(60)는 정지신호를 발생하여 도어를 감속시키게 되고 감속 완료된 후 다시 저속으로 도어를 close 시켜주므로 도어가 완전하게 닫혀, 폐쇄 센서(72)가 설치된 위치에 이르게 되면 모터의회전을 정지시켜 문을 정지시켜 준다.
그리고, 상기한 폐쇄 개방 센서(72, 74)는 일반적으로 리드 스위치를 채용하고 있다. 경우에 따라 광 센서를 채용한 경우도 있다.
이렇게 구성되어 작용하는 종래의 자동문 제어 장치는 다음과 같은 문제점을 안고 있다.
도어의 감속시 정지 거리는 도어의 속도 및 도어의 중량에 따라 변경되는데 주변환경의 변화(전원전압 변화(중부하시, 경부하시), 속도 조정 레버의 변경, 정지 강도 레버의 변경, 반전작동시 등등)로 도어의 속도가 변화되면 도어의 정지 거리가 변화되는데 그 결과, 도어가 완전히 개방ㆍ폐쇄되기전에 미리 정지하거나 혹은 완전히 정지되지 않은채 도어가 벽을 들이 받는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
그리고, 이러한 사고를 방지하기 위해서는 그때 그때 열림 정지 센서를 맞추어 재설치해야 한다는 문제점이 있었다.
또한, 자동문을 설치할 때, 문의 개방 및 폐쇄 위치를 측정하여 위치 센서를 설치해야 하기 때문에 설치 비용 시간이 많이 걸리는 문제점도 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 자동문의 작동구간중의 감속구간이나 특히 자동문이 닫히는 도중에 사람 등의 진입이 센서에 의해 감지될 때의 반전시에 자동 엔진에 부설된 도어에 가해지는 충격을 최소화하면서 신속하고도 정확한 위치에 정지할 수 있도록 하는 자동문의 정지 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 자동문의 운행 속도에 따른 제동 거리를 자동으로 연산처리하여 해당지점에서 정지 제어 신호를 출력할 수 있도록 하는 자동문의 정지 제어 신호를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 일반적인 자동문용 자동개폐장치를 나타내기 위한 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 자동문 개폐 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동문의 정지 제어 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3의 발진부의 회로도이다.
도 5는 도 4의 마이크로칩의 내부 회로도이다.
도 6는 도 3의 소프트 정지 제어 신호 발생부의 내부 구성도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 이용되는 파형을 도시한 파형도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
210 : 펄스 발생부 220 : 논리회로부
230 : 미분회로부 240 : 주파수-전압 발생부
250 : 아날로그 디지털 변환부 260 : 정지 신호 발생부
270 : 센서 280 : 발진부
290 : 소프트 정지 제어 신호 발생부
300 : 제어부 310 : 모터 드라이버
320 : 모터
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 자동문의 전진 운행중에 사람등이 접근할 때 사람등의 접근을 감지하여 감지 신호를 생성하여 출력하기 위한 센서; 소정 주기를 갖는 구형파를 연속적으로 발생시키는 발진부; 정지 신호가 입력되면, 상기 발진부로부터 구형파를 입력받아 입력된 구형파와 동일한 주기를 갖고 점진적으로 증가하는 펄스폭을 갖는 소프트 정지 제어 신호를 생성하여 출력하는 소프트 정지 제어 신호 발생부; 모터의 속도에 역비례하는 펄스폭과 주기를 갖는 펄스파를 생성하여 출력하는 제1 펄스 발생부; 상기 제1 펄스 발생부로부터 발생되는 펄스파와 위상차를 갖고 상기 모터의 속도에 역비례하는 주기를 갖는 펄스파를 생성하여 출력하는 제2 펄스 발생부; 상기 제1 및 제2 펄스 발생부로부터발생된 신호를 입력받아 입력된 두 펄스 신호를 비교하여 신호 레벨이 동일하면 로레벨 신호를 출력하고, 신호 레벨이 상이하면 하이레벨 신호를 출력하는 논리회로부; 상기 논리회로부로부터 입력되는 신호를 미분하여 출력하는 미분회로부; 상기 미분회로부의 미분 신호를 입력받아 여러 주기에 해당하는 일정 기간 동안 적분하여 입력 주파수에 비례하는 출력 전압을 생성하는 주파수-전압 변환부; 상기 주파수-전압 변환부로부터 출력전압을 입력받아 디지털화하여 출력하는 아날로그-디지털 변환부; 상기 자동문의 전진 운행중에 상기 센서로부터 감지 신호가 입력되면 소프트 정지 신호를 생성하여 상기 소프트 정지 제어 신호 발생부로 출력하고, 상기 자동문의 작동구간중의 감속구간에는 상기 아날로그 디지털 변환부로부터 입력된 디지털화된 신호로부터 순간순간 변화되는 실질적인 자동문의 속도를 구하고, 구해진 속도 값에 해당되는 제동 거리를 디지털 연산하여 구한 후에, 입력된 위치 신호로부터 자동문이 외부로부터 주어진 정지 완료되는 위치값에서 상기에서 구해진 제동거리 값을 연산처리한 제동 거리에 해당하는 위치에 이르렀을 때 정지 신호를 출력하는 정지 신호 발생부; 상기 소프트 정지 제어 신호 발생부로부터 소프트 정지 제어 신호가 입력되면 소프트 정지 제어 신호의 하이레벨 신호 구간에 구동모터가 정지되도록 하는 제어 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이제, 도 3 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동문의 정지 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동문의 정지 제어 장치는, 펄스 발생부(210), 논리 회로부(220), 미분 회로부(230), 주파수-전압 변환부(240), 아날로그 디지털 컨버터(250), 정지 신호 발생부(260), 센서(270), 발진부(280), 소프트 정지 제어 신호 발생부(290), 제어부(300), 모터 드라이버(310), 모터(320)를 구비하고 있다.
여기에서 펄스 발생부(210)는 둘레에 요철부가 형성된 원판의 중심을 모터 등의 회전축에 고정시키고 원판의 일측에는 광원을 설치하고, 타측에는 cds 소자등의 광도전 소자로 구성되어 있으며, 모터의 속도에 역비례하는 주기를 갖는 신호를 생성하여 출력한다.
그리고, 논리 회로부(220)는 두개의 컨버터와 배터적 논리합 회로로 구성되어 있으며, 펄스 발생부(210)로부터 시차를 두고 입력되는 신호의 전압 레벨이 서로 상이할 때에는 하이레벨 신호를 서로 동일할 때에는 로레벨 신호를 생성하여 출력한다.
미분 회로부(230)는 커패시터와 저항이 직렬로 연결되어 있는 구성을 취하고 있으며, 상기 논리 회로부(220)의 출력 신호의 레벨이 변하는 순간에 변화량에 비례하는 신호를 생성하여 출력한다.
주파수-전압 변환부(240)는 일반적으로 개개의 입력 주파수마다 폭과 크기가 일정한 전압 펄스를 얻은 후 여러 주기에 걸쳐 이것을 평균하여 입력 주파수에 비례하는 출력 전압을 얻는 방식과, 각 입력 주파수마다 폭과 크기가 일정한 전류 펄스를 얻은 후 여러 주기에 해당하는 일정 기간 동안 적분하여 그의 적분치를 취하여 입력 주파수에 비례하는 출력전압을 얻는 방식이 있는데 여기에서는 후자의 방식에 따른 장치가 사용된다.
아날로그 디지털 변환부(250)은 주파수-전압 변환부(240)의 출력전압의 크기를 디지털화시켜 출력하는 기능을 수행한다.
센서(270)는 자동문이 전진하고 있을 때 사람의 진입등을 감지하여 그에 따른 감지 신호를 상기 정지 신호 발생부(260)로 출력하도록 한다.
그리고, 정지 신호 발생부(260)는 자동문이 작동구간중에 감속구간에서 아날로그 디지털 변환부(250)로부터 디지털화된 전압 크기를 입력받아 순간순간 변화되는 실질적인 자동문의 속도를 구하고, 구해진 속도 값에 해당되는 제동 거리를 디지털 연산하여 구한 후에, 입력된 위치 신호로부터 자동문이 외부로부터 주어진 정지 완료되는 위치값에서 상기에서 구해진 제동거리 값을 연산처리한 제동 거리에 해당하는 위치에 이르렀을 때 정지 신호를 출력하며, 전진하고 있는 동안에 상기 센서(270)로부터 사람등의 진입에 의한 감지 신호가 입력되면, 정지 신호를 생성하여 생성된 정지 신호를 상기 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)로 출력한다.
발진부(280)는 일정 주기를 갖는 구형파를 생성하여 출력하고, 소프트 정지 신호 발생부(290)는 상기 정지 신호 발생부(260)로부터 정지 신호가 입력되면 소프트 정지 제어 신호를 생성하여 출력한다.
그리고, 상기 제어부(300)는 상기 정지 신호 발생부(260)로 후진 정지 제어 신호가 입력되면 자동문을 정지하도록 하는 정지 신호를 모터 드라이버(310)에 출력하고, 상기 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)로부터 소프트 정지 제어 신호가입력되면 입력되는 신호의 하이레벨 구간에 정지 신호를 모터 드라이버(310)로 출력한다.
이제, 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모터가 정회전을 하다가 사람등이 자동문에 접근하면 센서(270)가 사람 등의 접근을 감지하여 감지 신호를 정지 신호 발생부(260)로 출력한다.
정지 신호 발생부(260)는 센서(270)로부터 감지 신호가 입력되면 정지 신호를 생성하여 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)로 출력한다.
정지 신호가 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)로 입력되면, 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)는 발진부(280)로부터 입력된 구형파와 동일한 주기를 갖고 펄스폭이 점진적으로 증가되는 정지 제어 신호(도 7의 (g) 참조)를 생성하여 출력한다.
그러면, 제어부(300)는 소프트 정지 제어 신호의 하이레벨 구간동안에 모터 드라이브(310)에 정지 신호를 출력하여 모터(320)가 정지되도록 한다.
도 4 는 도 3의 발진부의 회로도로서, 마이크로칩(110)과, 마이크로칩(110)의 기준전압 입력단자(8번핀)와 방전단자(7번핀)사이에 연결되어 있는 저항 R11, 방전단자(7번핀)와 문턱전압입력단자(6번핀) 사이에 연결되어 있는 저항 R12, 제어 전압 입력단자(5번핀)와 접지사이에 연결되어 있는 커패시터 C1, 문턱전압 입력단자(6번핀)와 접지사이에 연결되어 있는 커패시터 C2를 구비하고 있다.
그리고, 상기 마이크로칩(110)의 단자사이의 연결관계를 살펴보면 트리거 단자(2번핀)는 문턱전압입력단자(6번핀)에 연결되어 있으며, 리셋단자(4번핀)는 기준전압입력단자(8번핀)에 연결되어 있고, 1번핀은 접지되어 있다.
한편, 도 5는 도 4의 마이크로칩의 내부 회로도로서, 마이크로칩은 내부에 두개의 비교기(1, 2)와, 리셋 플립플롭(3)과, 트랜지스터(4)를 구비하고 있음을 알 수 있다.
다음으로, 단자 사이의 연결 관계를 살펴보면, 상기 제1 비교기(1)의 비반전단자에는 문턱전압 입력단자(6번핀)가 연결되어 있고 반전단자에는 제어 전압 입력단자(5번핀)와 기준전압 입력단자(8번핀)가 연결되어 있으며, 상기 제2 비교기(2)의 비반전단자에는 제어전압입력단자(5번핀)가 연결되어 있고 반전단자에는 트리거단자(2번핀)가 연결되어 있다.
한편, 리셋 플립플롭(3)의 리셋 단자에는 제1 비교기(1)의 출력단자가 연결되어 있고, 세트 단자에는 제2 비교기(2)의 출력단자가 연결되어 있으며, 트랜지스터(4)의 베이스 단자에는 리셋 플립플롭(3)의 출력단자가 연결되어 있고 컬렉터에는 방전단자(7번핀)가 연결되어 있으며 에미터는 접지되어 있다.
이하에서는, 도 4와 도 5를 참조하여 상기 발진부(280)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기준전압이 기준전압입력단자(8번핀)에 인가되면 인가된 기준전압은 마이크로칩(110)의 내부에 직렬로 연결된 저항 R1, R2, R3를 통하여 분배되고, 분배된 전압은 제1 비교기(1)의 반전단자와 제2 비교기(2)의 비반전단자에 인가된다.
또한, 기준전압은 저항 R11, R12를 통하여 커패시터 C2에도 인가되는데 이에 따라 커패시터 C2는 서서히 충전되고(도 7의 (a) 참조), 커패시터 C2에 연결된 제1비교기(1)의 비반전단자 전압이 순간적으로 반전단자 전압보다 크게 되어 제1 비교기(1)의 출력전압의 극성을 변화시킨다.
그리고, 제1 비교기(1)의 변화된 출력전압은 리셋 플립플롭(3)을 리셋 단자에 인가되게 되며, 그 결과 리셋 플립플롭(3)의 출력전압이 로레벨에서 하이레벨로 변하게 된다(도 7의 (b) 참조).
다음으로, 리셋 플립플롭(3)의 출력전압이 로레벨에서 하이레벨로 변하게 되면, 트랜지스터(4)는 온되고 트랜지스터(4)가 온되면 방전단자(7번핀)에 연결되어 있는 커패시터 C2는 방전하게 된다.
이때, 커패시터 C2가 방전됨에 따라 커패시터 C2에 연결된 트리거 단자(2번핀)의 전압도 서서히 감소하게 되는데, 일정 시간이 경과하면 제2 비교기(2)의 반전단자 전압이 비반전단자전압보다 작아지게 되고, 그에 따라 제2 비교기(2)의 출력전압의 극성이 바뀌게 되며, 극성이 바뀐 출력전압이 리셋 플립플롭(3)의 세트 단자에 인가되어 리셋 플립플롭(3)을 세트시켜 리셋 플립플롭(3)의 출력전압을 하이레벨에서 로레벨로 변하도록 한다.
이에 따라 트랜지스터(4)는 오프되어 커패시터 C2는 다시 충전되게 되고, 그 결과 상기의 과정을 반복하여 일정한 주기를 갖는 구형파를 출력하게 된다(도 7의 (b)의 구형파 참조).
도면에서, 도 6는 도 3의 소프트 정지 제어 신호 발생부의 내부 구성도이다.
도면을 참조하면, 소프트 정지 제어 신호 발생부는 마이크로칩(610)과, 정지신호입력단자에 베이스가 연결되고, 전원공급단에 컬렉터가 연결되며, 에미터가 마이크로칩(610)의 기준전압입력단자(8번핀)에 연결되어 있는 트랜지스터 Q1, 트랜지스터의 에미터단과 마이크로칩의 방전단자(7번핀) 사이에 연결되어 있는 저항 R21와 가변저항 VR, 제어 전압 입력단자(5번핀)와 접지 사이에 연결되어 있는 커패시터 C3, C3에 병렬로 연결되어 있는 커패시터 C4, 마이크로 칩의 문턱전압 입력단자(6번핀)와 접지사이에 연결되어 있는 커패시터 C5를 구비하고 있다.
또한, 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)가 구비하고 있는 마이크로칩(610)에 있어서 트리거 단자(2번핀)와 리셋 단자(4번핀)는 발진부(280)의 출력단자에 연결되어 있다. 한편, 여기에 사용되는 마이크로칩(610)은 도 5에 도시된 마이크로칩이 사용될 수 있다.
따라서 이하 설명에서는 도 5를 참조하면서 도 6의 소프트 정지 제어 신호 발생부의 동작을 상세히 살펴보기로 한다.
정지 신호가 트랜지스터 Q1의 베이스에 인가됨에 따라 트랜지스터 Q1은 온되며, 이에 따라 기준전압은 기준전압 입력단자(8번핀)에 인가된다.
그리고, 기준전압 입력단자(8번핀)에 연결된-마이크로칩(610)의 내부를 통하여 연결된-커패시터 C3와 C4는 서서히 충전되게 되며, 이때 충전되는 전압의 파형이 도 7의 (d)에 도시되어 있다.
이후에, 발진부(280)에서 입력되는 구형파가 하이레벨에서 로레벨로 떨어진 다음 다시 하이레벨로 상승하게 되면 마이크로칩(610) 내부의 플립플롭(3)의 출력전압이 로레벨로 바뀌게 되어 트랜지스터 Q1의 에미터에 저항 R21, VR을 통하여 연결되어 있는 커패시터 C5도 충전되게 된다. 물론 이때 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)의 출력전압은 하이레벨을 유지하게 된다(도 7의 (g) 참조).
다음으로, 커패시터 C5가 충전되면 이에 따라 마이크로칩(610) 내부의 제1 비교기(1)는 제어전압 입력단자(5번핀)를 통하여 입력되는 신호(도 7의 파형 (d))와 커패시터 C5의 충전전압을 비교하여 충전전압이 더 크게되는 순간에 플립플롭(3)의 리셋 단자를 리셋시켜 플립플롭(3)의 출력전압을 로레벨에서 하이레벨로 변화시키고 이에 따라 플립플롭(3)의 출력단자에 연결된 트랜지스터(4)를 온시킨다. 이때, 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)의 출력전압은 하이레벨에서 로레벨로 떨어지게 된다(도 7의 (g) 참조).
트랜지스터(4)가 온되면, 트랜지스터(4)의 컬렉터 단자에 연결되어 있는 커패시터 C5는 급속히 방전하게 된다.
그리고, 발진부(280)로부터 입력되는 신호가 하이레벨에서 로레벨로 떨어진 다음 다시 로레벨에서 하이레벨로 상승하게 되면 플립플롭(3)의 출력전압은 로레벨로 변하게 된다.
이와 같이 플립플롭(3)의 출력전압이 하이레벨에서 로레벨로 바뀌게 되면 그에 따라 마이크로칩의 내부의 트랜지스터(4)는 오프되게 되며, 커패시터 C5는 재충전을 시작하여 상기의 과정을 반복하게 된다.
한편, 상기의 과정에 있어서 마이크로칩(610)의 커패시터 C5의 충전전압이 제어전압 입력단자(5번핀)의 충전전압까지 충전되지 않아더라도 발진부(280)의 출력이 로레벨이 되면 이에 연결된 마이크로칩(610)의 리셋단자(4번핀)가 로레벨이되어 마이크로칩(610) 내부의 플립플롭(3)이 하이레벨이 되고 이에 따라 커패시터 C5는 긴급히 방전되며 소프트 정지 제어 신호 발생부(290)의 출력전압은 로레벨이 된다.
그리고 단안정 제어인 마이크로칩(610)은 발진부(280)의 출력이 다시 하이레벨이 되면 커패시터 C5가 충전을 시작하면서 마이크로칩(610)의 출력은 하이레벨이 된다.
도 7은 본 발명의 이용되는 파형을 도시한 파형도로서, 도 7의 (a)는 발진부에 있어서 커패시터 C2의 출력파형을 보여주고 있고, 도 7의 (b)는 발진부의 출력 파형을 보여주고 있으며, 도 7의 (c)는 정지 신호의 파형을 보여주고 있고, 도 7의 (d)는 소프트 정지 제어 신호 발생부의 커패시터 C3, C4로 이루어진 입력단자(5번핀)의 파형을 보여주고 있으며, 도 7의 (e)는 커패시터 C5의 출력전압을 보여주고 있고, 도 7의 (f)는 소프트 정지 제어 신호 발생부의 커패시터 C3, C4로 이루어진 입력단자 파형에 커패시터 C5의 출력전압의 파형을 겹쳐서 표시한 파형도이며, 도 7의 (g)는 소프트 정지 제어 신호 발생부의 출력 전압의 파형도를 도시하고 있다.
도면에서 알 수 있는 바와 같이 소프트 정지 제어 신호 발생부의 출력 전압의 파형은 점진적으로 펄스폭이 증가되는 형태를 보여주고 있으며 이에 따라 모터가 정지하는 시간이 서서히 증가하게 되고 이에 따라 자동문의 운행 속도가 서서히 감소하게 되어 자동차등에 있어서 ABS 시스템과 같은 효과를 얻게 되어 자동문의 도어에 가해지는 충격을 최소화하면서 자동문을 정지시킬 수 있게 된다.
한편, 자동문이 완전히 정지한 후에 후진을 하게 되면 모터가 역회전을 하게 되는데, 이때 자동문의 속도는 서서히 증가하여 일정 속도에 도달하게 된다.
이러한 속도 변화를 도 8의 파형이 보여주고 있으며, (a)는 설정된 속도의 최대치가 큰경우 또는 설정된 중량이 적은 경우를 나타내며, 장시간에 걸쳐 속도가 상승하고 있음을 보여준다.
그리고, 도 8의 (b)와 도 3의 (c)는 상대적으로 자동문의 속도의 최대치가 적은 경우를 도시하고 있다.
다음으로, 도 8의 (d)는 속도값에 따라 제동거리가 어떻게 변화되는지를 나타내고 있으며, 속도가 클수록 (VhVmVn) 제동거리가 길게 됨을(dhdmdn) 알 수 있다.
이와 같이 자동문의 동작이 시작되면 이에 따라 펄스 발생부(210)는 펄스를 발생하게 되는데 처음에는 펄스폭이 크고 주기가 긴 펄스파를 발생하게 되며 점점 시간이 지남에 따라 펄스폭이 줄어들고 주기도 짧은 신호를 발생하게 되는데, 이점을 도 9의 (a) 및 도 9의 (b) 파형도가 잘 보여주고 있다. 이때, 출력은 두개의 펄스파를 가지게 되는데 두개의 펄스파는 펄스폭과 주기는 동일하나 위상에 있어서 차이가 난다.
다음으로 미분회로부(230)는 논리회로부(220)로부터 입력되는 파형을 미분하여 출력하게 되는데, 신호 레벨이 변하는 구간에서 미분을 수행하여 하이레벨 신호를 출력하게 된다.
이때의 파형이 도 9의 (d)에 도시되어 있으며, 여기에서 양의 전압 레벨 신호만을 취하여 주파수-전압 변환부(240)는 주파수에 따른 전압 변환을 수행하게 된다.
이때의 파형이 도 9의 (e)에 도시되어 있으며, 속도가 증가함에 따라 출력 전압의 파형도 비례적으로 증가됨을 알 수 있다.
그리고, 아날로그 디지털 변환부(250)는 입력되는 아날로그 파형의 크기를 디지털화하여 출력하게 되며, 정지신호 발생부(260)는 아날로그 디지털 변환부(260)로부터 입력되는 디지털화된 출력전압의 크기를 입력받아 해당 속도를 추출한 후에, 추출된 속도에 따른 제동 거리를 계산한다.
이후에, 외부로부터 입력되는 위치 신호에 따라 외부로부터 주어진 도어의 완료 정지 위치값에서 상기의 제동 거리 값을 가감연산한 위치에 도어가 도달하였는지를 판단하여, 해당 위치에 도달하였으면 정시 신호를 발생하여 주변환경 변화에 무관하게 일정한 위치에 도어를 안전 정확하게 정지시킨다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 해석되어야 할 것이다.
상기 본 발명에 따르면, 자동문이 닫히는 도중에 사람 등의 진입이 센서에 의해 감지될 때에 자동 엔진에 부설된 도어에 가해지는 충격을 최소화하면서 신속하게 정지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 폐쇄 센서를 설치하지 않고도 자동문의 운행 속도에따른 제동 거리를 자동으로 검출하여 검출된 지점에서 정지 제어 신호를 출력할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 자동문의 전진 운행중에 사람등이 접근할 때 사람등의 접근을 감지하여 감지 신호를 생성하여 출력하기 위한 센서; 소정 주기를 갖는 구형파를 연속적으로 발생시키는 발진부; 정지 신호가 입력되면, 상기 발진부로부터 구형파를 입력받아 입력된 구형파와 동일한 주기를 갖고 점진적으로 증가하는 펄스폭을 갖는 소프트 정지 제어 신호를 생성하여 출력하는 소프트 정지 제어 신호 발생부; 모터의 속도에 역비례하는 펄스폭과 주기를 갖는 펄스파를 생성하여 출력하는 제1 펄스 발생부; 상기 제1 펄스 발생부로부터 발생되는 펄스파와 위상차를 갖고 상기 모터의 속도에 역비례하는 주기를 갖는 펄스파를 생성하여 출력하는 제2 펄스 발생부; 상기 제1 및 제2 펄스 발생부로부터 발생된 신호를 입력받아 입력된 두 펄스 신호를 비교하여 신호 레벨이 동일하면 로레벨 신호를 출력하고, 신호 레벨이 상이하면 하이레벨 신호를 출력하는 논리회로부; 상기 논리회로부로부터 입력되는 신호를 미분하여 출력하는 미분회로부; 상기 미분회로부의 미분 신호를 입력받아 여러 주기에 해당하는 일정 기간 동안 적분하여 입력 주파수에 비례하는 출력 전압을 생성하는 주파수-전압 변환부; 상기 주파수-전압 변환부로부터 출력전압을 입력받아 디지털화하여 출력하는 아날로그-디지털 변환부; 상기 자동문의 전진 운행중에 상기 센서로부터 감지 신호가 입력되면 소프트 정지 신호를 생성하여 상기 소프트 정지 제어 신호 발생부로 출력하고, 상기 자동문의 작동구간중의 감속구간에는 상기 아날로그 디지털 변환부로부터 입력된 디지털화된 신호로부터 순간순간 변화되는 실질적인자동문의 속도를 구하고, 구해진 속도 값에 해당되는 제동 거리를 디지털 연산하여 구한 후에, 입력된 위치 신호로부터 자동문이 외부로부터 주어진 정지 완료되는 위치값에서 상기에서 구해진 제동거리 값을 연산처리한 제동 거리에 해당하는 위치에 이르렀을 때 정지 신호를 출력하는 정지 신호 발생부; 상기 소프트 정지 제어 신호 발생부로부터 소프트 정지 제어 신호가 입력되면 소프트 정지 제어 신호의 하이레벨 신호 구간에 구동모터가 정지되도록 하는 제어 수단을 포함하여 이루어진 자동문의 정지 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 논리회로부는,
    상기 제1 펄스 발생부로부터 입력된 신호를 반전시켜 출력하기 위한 제1 반전수단;
    상기 제2 펄스 발생부로부터 입력된 신호를 반전시켜 출력하기 위한 제2 반전수단; 및
    상기 제1 및 제2 반전수단의 출력을 입력받아 신호 레벨이 동일하면 로레벨 신호를 생성하여 출력하고, 신호 레벨이 상이하면 하이레벨 신호를 생성하여 출력하는 배타적 논리합 수단을 포함하여 이루어진 자동문의 정지 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소프트 정지 제어 신호 발생부는,
    외부의 정지 신호가 입력되면 온되어 기준전압을 제공하기 위한 스위칭 수단;
    상기 스위칭 수단을 통하여 기준전압을 입력받아 급격히 증가하는 충전 전압을 생성하기 위한 제1 충전 수단;
    상기 스위칭 수단이 스위칭되면 기준전압을 입력받아 서서히 증가하는 충전 전압을 생성하기 위한 제2 충전 수단; 및
    상기 스위칭 수단이 스위칭되면 기준전압을 인가받아 상기 발진부로부터 입력된 구형파의 하이레벨 신호구간동안 상기 제1 충전수단과 상기 제2 충전수단 사이의 충전전압을 비교하여 상기 제1 충전수단의 전압 레벨이 낮은 시간동안 하이레벨 신호를 출력하고, 상기 제1 충전수단의 충전전압값이 제2 충전전압의 충전전압값에 도달할 때에 상기 제1 충전수단을 방전시키며, 상기 발진부로부터 입력되는 구형파가 로레벨에서 하이레벨로 변화되는 순간에 제1 충전수단이 재충전을 시작하도록 하는 마이컴을 포함하여 이루어진 자동문의 정지 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 마이컴은,
    하나의 입력단자가 상기 제1 충전수단에 연결되어 있고, 타입력단자가 기준전압입력단자와 상기 제2 충전단자에 연결되어 있으며, 상기 제1 충전수단과 제2 충전수단의 충전전압을 비교하여 제1 충전전압이 제2 충전전압보다 크게되는 순간에 하이레벨신호를 출력하기 위한 제1 비교기;
    하나의 입력단자가 상기 제2 충전수단에 연결되어 있고 타입력단자가 상기 발진부에 연결되어 있으며 상기 발진부의 구형파가 하이레벨에서 로레벨로 변화되는 순간에 하이레벨 신호를 출력하기 위한 제2 비교기;
    상기 제1 비교기의 출력단자에 제1 리셋 단자가 연결되어 있고, 상기 제2 비교기의 출력단자에 세트 단자가 연결되어 있으며, 상기 발진부에 제2 리셋 단자가 연결되어 상기 발진부로부터 입력된 구형파의 하이레벨 신호구간동안 상기 제1 충전수단의 충전전압이 제2 충전전압보다 낮으면 로레벨 신호를 출력하기 위한 지연수단;
    상기 지연 수단의 출력을 반전시켜 출력하기 위한 반전수단; 및
    상기 제1 충전수단의 일측에 연결되고, 상기 지연수단의 출력단자에 연결되어 상기 지연수단의 출력이 하이레벨일 때 상기 제1 충전수단을 방전시키기 위한 방전 수단을 포함하여 이루어진 자동문의 정지 제어 장치.
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