JP3299135B2 - 自動ドア装置の制御装置 - Google Patents

自動ドア装置の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動ドア装置にお
いてドアを制御する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】自動ドア装置には、例え
ばドア開口をドアが開閉する開き戸型のものがある。こ
の開き戸型の自動ドア装置では、例えばドアを完全に閉
じた閉位置から完全に開いた開位置まで移動させる場
合、ドアの速度を次のように変化させることがある。即
ち、当初、ドアの速度が徐々に増加させられる。ドアの
速度が比較的高速の一定速度となると、その速度を維持
する。開位置の近傍までドアが移動すると、ドアの速度
を徐々に減速させる。ドアの速度が比較的低速度になる
と、その低速度を維持して、開位置まで移動させる。ド
アを閉位置から開位置に移動させる場合も、同様な速度
制御が行われる。
【0003】ドアの速度の制御技術として種々のものが
提案されている。例えば、特公平6−52026号公報
には、次のような技術が示されている。モータによって
ドアが駆動される。モータは、入力されるPWM信号の
デュティ比に応じた回転トルクを発生する。ドアが増速
された状態で走行する距離の最適の範囲である最適増速
距離範囲と、ドアが減速されつつ走行する距離の最適の
範囲である最適減速距離範囲とが、それぞれ設定されて
いる。実際にドアが開閉動作しているとき、ドアが実際
に増速された距離である増速距離と、ドアが実際に減速
された距離である減速距離とが測定され、実際の増速走
行距離が最適増速距離範囲内に存在しないと、PWM信
号デュティ比を1段階増加または減少させる。実際の減
速走行距離が最適減速距離範囲内に存在しないと、デュ
ティ比を1段階増加または減少させる。
【0004】しかし、この制御技術では、少なくともド
アが閉位置から開位置まで移動した後、或いはドアが開
位置から閉位置まで移動した後にしか、ドアを駆動する
ための回転トルクの変更は行われない。従って、例えば
通行者がドアの移動中にドアの移動方向にドアを押した
結果、ドア速度が予定の速度よりも上昇しても、これを
予定の速度に戻すことができない。特に、ドアが減速し
ている場合に、その速度が上記のような理由で上昇する
と、ドアがドア開口に衝突する可能性がある。同様に、
ドアが移動中に、風がドアに向かって吹いた結果、摺動
抵抗が変化し、目標速度でドアを移動できなくなって
も、直ちにこれに対応することができない。
【0005】また、この制御技術の場合、最適減速距離
範囲内でドアが減速されるようになるまでには、何度も
ドアが開閉動作しなければならない。従って、最適の減
速距離範囲で動作するようになるまでに時間がかかる。
この調整が行われている間に、ドアを何度か通行した者
は、通行する度にドアの速度が異なっているので、違和
感を覚える。
【0006】特公平2−28669号公報には、次のよ
うな技術が開示されている。ドアの速度を徐々に減速さ
せた状態から一定の低速でドアを移動させる状態に切り
換えるドアの位置を、減速点として記憶させる。実際の
ドアの開閉動作において、一定の低速でドアが移動した
低速距離を測定する。この実際の低速距離と最適の低速
距離との過不足に応じて、減速点を修正する。この技術
でも、上述したのと同様な問題が生じる。
【0007】また、特公平7−8159号公報には、次
のような技術が開示されている。ドア速度に反比例した
間隔で発生するパルスの数を、ドアの1回の閉動作また
は開動作の所定期間中に、検出し、上記閉動作または開
動作のを終了するごと、上記パルス信号の数と、目標と
なる設定値とを比較する。この比較結果に応じて、両者
の偏差が減少する方向にデュティ比を変化させる。この
デュティ比の変化に応じて次回のドアの開動作又閉動作
において、ドアのブレーキ装置を断続作動させる。
【0008】この技術でも、ドアが1回の閉動作または
開動作を終了するごとに、デュティ比を徐々に調整する
ものであるので、上述したのと同様な問題が生じる。
【0009】また、米国特許第4,563,625号の
明細書には、次のような技術が開示されている。PWM
信号のデュティ比によって回転トルクが制御されるモー
タによってドアを開閉する。ドアの速度を増速させる場
合には、PWM信号のデュティ比を増加させる。モータ
に制動抵抗器が接続されている。制動抵抗器を利用し
て、発電制動させることによって、ドアの速度を減速さ
せる。
【0010】この技術では、制動力は、制動抵抗器の値
及び制動抵抗器を接続する直前のモータの回転数の影響
を受ける。従って、制動抵抗器を接続する直前のモータ
の回転数が、ドアの摺動抵抗等の影響で通常の状態から
変化していると、ドアの速度が所定の低速度になるまで
ドアが移動する制動距離が変化する。従って、低速度で
ドア開口の縁まで移動する距離も変化し、ドア開口にド
アが衝突する可能性がある。また、人が通行する度に、
摺動抵抗の変化等に起因して、制動力の値が変化する
と、ドアの移動状態が通行の度に異なるので、通行者に
違和感を与える。また、上記のような摺動抵抗の変化が
ないとしても、ドアの重量や大きさに応じた値に制動抵
抗器を調整しないと、所要の制動距離を確保することが
できず、この調整作業が面倒である。さらに、経年変化
によって、ドアの摺動抵抗が変化した場合には、制動抵
抗器の値を調整しないと、所要の制動距離を確保するこ
とができない。従って、経年変化に応じて保守点検を行
わなければならない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、あらゆるド
アを安全かつ快適に制御する制御装置を提供することを
目的とする。より具体的には、外力を受けてもドアがド
ア開口に衝突することを防止できる制御装置を提供する
ことを目的とする。また、本発明は、ドアの重量や大き
さに無関係にドアを制御できる制御装置を提供すること
を目的とする。本発明は、通行者がドア開口を通過する
際に、違和感を感じずに通過することができるようにド
アを制御する制御装置を提供することを目的とする。本
発明は、ドアの取付位置においてドアが受ける風等の外
乱の影響を受けずにドアを制御することができる制御装
置を提供することを目的とする。さらに本発明は、メン
テナンスが不要にドアを制御することができる制御装置
を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様は、ドア
を開閉するモータを制御する自動ドアの制御装置を有し
ている。この制御装置が、ドアの位置を表す位置信号を
出力する位置検出部と、前記モータに駆動力と制動力と
を与えるモータ駆動部と、前記位置信号に基づいて前記
モータ駆動部に制御信号を与える制御部とを、備えてい
る。前記制御部は、前記位置信号が表す前記ドアの位置
におけるドア速度を、そのドア位置に対応した目標速度
に一致させる前記制御信号を出力する出力手段を有し、
前記モータ駆動部は、前記ドアの位置のそれぞれにおい
て出力される前記制御信号によって決まる前記駆動力と
前記制動力とを前記モータに交互に付与させる。
【0013】本発明の一態様によれば、制御信号によっ
て決まる駆動力と制御力とを交互にドアに与えることが
できるので、ドアを安定して動作させることができる。
これは、例えばドアが移動している方向に外力が加えら
れた結果、ドアの速度が速くなった場合を考えると明ら
かである。この場合、単に駆動力のみを調整できるよう
に構成していると、外力が加えられたことによりドアの
速度が速くなっても駆動力を小さくすることができるだ
けであり、目標速度にドアの速度を一致させることがで
きるとは限らない。しかし、本発明では、駆動力のみで
はなく、制動力も付与しているので、目標速度にドアの
速度を一致させることができる。また、例えば、ドアの
速度が目標速度よりも速くなると、目標速度に等しくな
るまで駆動力の付与を中止し、その代わりに制動力を付
与することも考えられる。しかし、制動力を付与しただ
けでは、急速にドアが減速されるので、円滑にドアが移
動しない。これに対し、本発明では、駆動力と制動力と
が交互に付与され、しかも交互の付与は、目標速度に一
致するようにドアの速度を制御するために行われている
ので、ドアを円滑に移動させることができる。
【0014】また、本発明の一態様では、前記制御部が
前記モータ駆動部に与える前記制御信号を、PWM信号
とすることができる。この場合、前記モータ駆動部は、
前記PWM信号に応じて前記モータに前記駆動力と前記
制動力とを交互に付与させる。
【0015】また、本発明の一態様では、前記出力手段
は、前記ドアが高速で移動する高速領域と、この高速領
域に続いて前記ドアを減速させるブレーキ領域と、この
ブレーキ領域に続いて前記ドアを停止させるためのクッ
ション領域とにおいて、前記位置検出部からの前記位置
信号を表す前記ドアの位置における前記ドアの速度を、
前記高速領域、ブレーキ領域及びクッション領域にそれ
ぞれ対応した目標速度に一致させる前記制御信号を出力
するように構成することができる。
【0016】この場合、高速領域からブレーキ領域、ま
たはブレーキ領域からクッション領域にドアが移動する
際に、ドアの速度を各領域における目標速度に一致させ
ることができる。もし、高速領域においてドアの速度を
任意の速度としていると、ブレーキ領域において、この
領域の目標速度にドアの速度を一致させようと制御を行
っても、容易に目標速度に一致させることができない。
この場合、ブレーキ制御領域で目標速度にドアの速度を
調整できていない影響によって、次のクッション領域に
おいてドアの速度を、この領域での目標速度に容易に一
致させられない可能性がある。また、もし高速領域及び
ブレーキ領域のドアの速度を任意として、クッション領
域において、この領域の目標速度にドアの速度を一致さ
せようとした場合にも、容易に一致しない可能性があ
る。この場合、ドアが移動可能に取り付けられている構
造物にドアが衝突する可能性がある。これに対し、この
態様では、高速領域、ブレーキ領域及びクッション領域
それぞれにおいて、各領域での目標速度にドアの速度が
一致するように制御を行っているので、ドアが移動可能
に取り付けられている構造物にドアが衝突することがな
い。
【0017】本発明の他の態様は、ドアを繰り返し開閉
するモータを制御する自動ドア装置の制御装置を有して
いる。この制御装置が、前記モータを駆動するモータ駆
動部と、前記モータにPWM信号を与える制御部とを、
備えている。前記制御部は、加速領域において前記ドア
をその速度を増加させながら移動させ、前記加速領域に
続く高速領域において前記ドアを高速で移動させるよう
に前記PWM信号を発生する。前回のドアの開時及び閉
時のそれぞれにおける前記高速領域の安定した前記PW
M信号のデュティ比に基づいて、今回の前記ドアの開時
及び閉時のそれぞれにおける前記加速領域から前記高速
領域への移行時の前記PWM信号のデュティ比を、前記
高速領域の安定した前記PWM信号のデュティ比に近似
させる近似手段も、制御部は備えている。前記高速領域
における安定したPWM信号は、フィードバック制御に
よってほぼ一定値にされたPWM信号や、後述する平均
されたPWM信号であればよい。
【0018】この態様によれば、今回の加速領域から高
速領域への移行時のPWM信号のデュティ比を、前回の
高速領域の安定したPWM信号のデュティ比に近似した
値としているので、今回には、加速領域から高速領域へ
の円滑な移行を図ることができ、ドアの移動を円滑にす
ることができる。ドアの摺動抵抗等は、ドアを長年にわ
たって使用すると変化する。例えば、加速領域から高速
領域への移行時のPWM信号のデュティ比を初期状態で
のドアの摺動抵抗等を考慮して定めた固定値としておく
と、摺動抵抗等の変化に起因して、固定値のPWM信号
のデュティ比と目標速度にするためのPWM信号のデュ
ティ比との乖離が大きくなる。その結果、高速領域のド
アの速度が高速領域での目標速度になかなか一致しにく
くなる。従って、加速領域から高速領域に移行したと
き、ドアの移動が円滑に行われない可能性がある。しか
し、この態様によれば、その時々の高速領域の安定した
PWM信号のデュティ比に、加速領域から高速領域への
移行時のPWM信号のデュティ比を近似させているの
で、このような問題は生じない。或いは、風がドアに向
かって吹くことがあり、これがドアの高速領域での速度
に影響を与えていることがある。このような場合、上記
と同様に移行時のPWM信号のデュティ比を固定値とし
ておくと、上述したのと同様に固定値のPWM信号のデ
ュティ比と目標速度にするためのPWM信号のデュティ
比との乖離が大きくなり、上記と同様な問題が生じる。
しかし、この態様によれば、このような問題も生じな
い。
【0019】また、前記制御部は、前回のドアの開時及
び閉時のそれぞれにおける前記高速領域の安定したPW
M信号のデュティ比に基づいて、今回のドアの開時及び
閉時のそれぞれにおける前記加速領域の開始点から前記
加速領域と前記高速領域との移行点までの領域において
前記PWM信号のデュティ比を漸増させる手段を、備え
たものとできる。高速領域の安定したPWM信号は、上
述した態様に関連して記載したものと同様である。ま
た、PWM信号のデュティ比の漸増の方法は、例えば増
分を一定とし、その増加回数を変化させるものや、増加
回数を一定として、増分を変化させるものや、或いはP
WM信号のデュティ比を増分だけ増加させて、次に増加
させるまでの時間を変化させるものがある。
【0020】また、前記制御部は、前記加速領域と前記
高速領域との間の領域において、前記加速領域の最終時
点における前記PWM信号のデュティ比を保持する手段
を備えたものとできる。
【0021】このように構成した場合、加速領域と高速
領域との間に、加速領域から高速領域への移行時のPW
M信号を保持する安定領域が、保持手段によって形成さ
れるので、保持されているPWM信号のデュティ比に近
似した値に、この安定領域の間に、ドアの速度がなる。
従って、高速領域においてドアの移動がより円滑にな
る。ドアには慣性があるので、ドアの速度がPWM信号
のデュティ比に対応した値に完全に追従するまでには、
或る程度の時間が必要である。この安定領域は、そのた
めに設けられている。なお、安定領域から高速領域への
移行は、例えば予め定めた時間が経過した後に行うこと
もできるし、或いはドアの加速度が0となった場合(P
WM信号のデュティ比に対応した速度にドアの速度がな
ってドアが増速を中止した場合)に行うこともできる。
【0022】或いは、前記制御部は、前記高速領域の目
標速度と、前記PWM信号の保持終了時点の速度とを比
較し、その比較結果に基づいて次回の加速領域から前記
高速領域への移行時の前記PWM信号の保持時間を調整
するものとできる。
【0023】高速領域の目標速度にPWM信号の保持終
了時点の速度が到達するのに必要な時間は、ドアの状況
によって異なる。従って、PWM信号の保持終了時点に
おけるドアの速度と目標速度とが比較される。その比較
結果に応じて、PWM信号の保持時間が変更される。次
回の加速領域から高速領域への移行時には、保持手段
は、この変更された保持時間にわたってPWM信号を保
持する。そして、再び、保持時間の調整が同様に行われ
る。このように、次回に行われる加速領域から高速領域
への移行時における保持時間が今回の加速領域から高速
領域への移行時の最終ドア速度に基づいて調整されるの
で、ドアの速度を目標速度にいち早く近づけることがで
き、高速領域におけるドアの作動がより一層円滑とな
る。
【0024】また、前記近似手段が、今回のドア開時及
び閉時のそれぞれにおける前記加速領域から前記高速領
域への移行時の前記PWM信号のデュティ比を、前回の
ドア開時及び閉時のそれぞれにおける前記高速領域での
前記PWM信号のデュティ比の平均値に近似させるもの
とできる。
【0025】このように構成すると、前回の高速領域に
おけるPWM信号の平均値に、今回の前記加速領域から
前記高速領域への移行時のPWM信号を近似させるの
で、今回の加速領域から高速領域への移行に対する、高
速領域でのPWM信号のバラツキによる影響を小さくし
ている。従って、ドアの制御系が安定し、ドアの移動が
より円滑になる。
【0026】また、前記制御部は、前記ドアの諸元に対
応した初期値に基づいて初回のドア作動時における前記
加速領域から前記高速領域への移行点での前記PWM信
号のデュティ比を決定する手段を備えたものとできる。
【0027】このように構成すると、高速領域の安定し
たPWM信号が存在しない状態、例えば、自動ドア装置
への電源投入直後の、初回のドア作動時における加速領
域から高速領域への移行時のPWM信号の値は、ドアの
諸元に基づいた値であるので、電源投入直後のドアの作
動状況によって、ドアの経年変化の度合いを知ることが
できる。例えば、電源を遮断する前には、加速領域から
高速領域への移行時のPWM信号は、その前に行われた
高速領域での安定したPWM信号の値に基づいて行われ
ている。これに対し、電源投入直後には、高速領域の安
定したPWM信号が存在しない状態であるので、加速領
域から高速領域への移行時のPWM信号の値は、ドアの
諸元に基づいた値である。従って、このとき、経年変化
があれば、その影響等は安定したPWM信号によって補
償されないので、電源遮断時とは異なったものとなる。
従って、上述したようにドアの経年変化の程度を知るこ
とができる。
【0028】本発明の別の態様は、ドアを開閉するモー
タを制御する自動ドア装置の制御装置を有している。こ
の制御装置は、前記モータを駆動するモータ駆動部と、
このモータ駆動部に制御信号を与える制御部とを、備え
ている。前記制御部は、前記ドアを減速させるブレーキ
領域において、その減速勾配をほぼ一定とし、かつ前記
ブレーキ領域に続く前記ドアを停止させるためのクッシ
ョン領域における前記ドアの速度を予め定めたクッショ
ン領域速度に維持する前記制御信号を生成する制御信号
生成手段と、前記ドアの現在速度から前記クッション領
域速度まで減速させるのに必要なステップ数と1ステッ
プ当たりの継続距離とに基づいて前記ブレーキ領域の距
離を演算する演算手段とを、有している。前記制御信号
生成手段は、前記ブレーキ領域の距離と、前記クッショ
ン領域の距離とによって決定されるブレーキ開始位置に
前記ドアが到達したとき、前記ドアを減速させる前記制
御信号を生成する。
【0029】この態様によれば、どのような状態にドア
があっても、現在のドアの速度から上記一定の減速勾配
に従ってドアを減速した場合に必要とする制動距離(ブ
レーキ制御領域の距離)とクッション領域の距離とを合
わせた距離とを、現在のドアの位置からドアを完全に閉
じる位置までは完全に開く位置までにとることができる
か、現在のドアの速度から定めている。従って、ブレー
キ領域の開始点では、上記両距離を確保することができ
るので、ドアが移動する構造物にドアが急激に衝突する
ことを防止でき、通行者の安全を確保することができ
る。
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【発明の実施の形態】
自動ドア装置の概略説明 図1は、本発明による自動ドア装置の制御装置を使用し
た自動ドア装置の1実施の形態を示すブロック図であ
る。この自動ドア装置は、ドア2a、2bを有してい
る。ドア2a、2bは、図1に示すようにドア開口を完
全に閉じた閉位置と、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位置
との間を、直線路に沿ってスライディング運動する。ド
ア2aはベルト3の上部に結合されている。ドア2bは
ベルト3の下部に結合されている。ベルト3は、従動プ
ーリ5aと、駆動プーリ5bとの間に掛けられている。
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が閉位置から開位置に互いに反対方向へ直線的に移
動させられる。
【0039】この自動ドア装置は、いわゆるスライディ
ングドア装置である。しかし、本発明による自動ドア装
置の制御装置は、他の型の自動ドア装置と共に使用させ
ることができる。また、同じ型の自動ドア装置であって
も、この自動ドア装置は、ドアの重さの異なるものとも
一緒に使用できる。
【0040】自動ドア装置の制御装置の概略説明 自動ドア装置の制御装置(以下、制御装置と称する。)
1は、ドア2a、2bを開閉制御する。制御装置1は、
CPU14を有している。ドア2a、2bの移動方向と
ドア2a、2bの位置を検出するために、モータ4に取
り付けられたエンコーダ6からの信号が、CPU14に
I/0ユニット7を介して供給されている。また、ドア
2a、2bの近辺に人等の物体が近づいたことをセンサ
12が検知したときに、センサ12が発生する操作信号
も、CPU14にI/Oユニット13を介して供給され
ている。
【0041】ハンディターミナル16から、ドア2a、
2bを動作させる際に必要な種々のパラメータも、CP
U14にI/Oユニット17を介して供給されている。
これらデータはメモリユニット18に記憶される。これ
らデータに基づいて、CPU14が演算を行い、方向信
号とPWM信号とを、I/Oユニット11を介してモー
タドライブユニット10に供給する。
【0042】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
高(H)レベルのとき、ドア2a、2bを開く方向に移
動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させるようにモータ
4を回転させる。
【0043】また、モータドライブユニット10は、モ
ータ4を回転させるとき、PWM信号に応じて、駆動す
る状態と、制動する状態とにモータ4を交互にする。後
述するようにPWM信号がHレベルのとき、モータ4
駆動され、PWM信号がLレベルのとき、モータ4が制
動される。PWM信号の1周期に対するHレベルの期間
の比率をデュティ比というが、このデュティ比の調整に
よって、モータ4を駆動する期間と制動する期間の長さ
が調整される。これら期間の調整によって、ドア2a、
2bに対する駆動力と制動力とが調整できる。
【0044】モータドライブユニット10の構成 モータドライブユニット10は、図2に示すように、半
導体スイッチング素子、例えばFETT1乃至T4によって
構成されたブリッジ回路を有している。FETT1乃至T4
に逆並列にダイオードD1乃至D4が接続されている。FE
TT1とT2との接続点と、FETT3とT4との接続点との間
に、直流電源22から直流電圧が印加されている。FE
TT1とT3との接続点にモータ4の一端M1が接続され、F
ETT2とT4との接続点にモータ4の他端M2が接続されて
いる。
【0045】FETT1、T4がオンとされ、FETT2、T3
がオフとされると、直流電源22からFETT1、モータ
4、FETT4に電流が流れる。これによって、モータ4
が正転し、ドア2が開かれる。このとき、モータ4には
M1側を正、M2側を負とする電圧が発生する。これに続い
てFETT1、T2をオフに、FETT3、T4をオンにする
と、モータ4にはM2側を正、M1側を負とする逆起電力が
発生する。この逆起電力による電流が、FETT3、ダイ
オードD4、モータ4を環流する。これによってモータ4
がダイナミック制動される。
【0046】FETT2、T3がオンとされ、FETT1、T4
がオフとされると、直流電源22から、FETT2、モー
タ4、FETT3に電流が流れる。これによって、モータ
4が逆転し、ドア2が閉じられる。これに続いて、FE
TT1、T2がオフに、FETT3、T4がオンになると、モー
タ4にはM1側を正、M2側を負とする逆起電力が発生
する。この逆起電力に基づく電流が、FETT4、ダイオ
ードD3、モータ4を環流し、これによってモータ4がダ
イナミック制動される。
【0047】ダイオードD3、D4は、制動時に電流を環流
させる他に、駆動と制動との切換時にFETT3、T4が破
壊されるのを防止する。ダイオードD1、D2は、駆動と制
動との切換時にFETT1、T2が破壊されるのを防止す
る。
【0048】モータドライブユニット10の動作 モータ4を駆動及び制動するために、次のようにFET
T1乃至T4は制御される。CPU14から正方向信号とP
WM信号とが、NAND回路17に供給される。NAN
D回路17の出力はFETT3に供給される。NAND回
路17の出力は、インバータ19によって反転されて、
FETT1にも供給される。CPU14からの逆方向信号
とPWM信号とがNAND回路21に供給される。NA
ND回路21の出力はFETT4に供給される。また、N
AND回路21の出力はインバータ23によって反転さ
れて、FETT2に供給される。FETT1乃至T4は、Hレ
ベルの信号が供給されたとき、オンとなる。
【0049】図3に示すように、NAND回路17に、
Hレベルの正方向信号とPWM信号とが供給されると、
PWM信号がHレベルのとき、NAND回路17の出力
は低(L)レベルとなる。このLレベルの出力がFET
T3に供給されるので、FETT3はオフとなる。NAND
回路17の出力を反転させたインバータ19の出力はH
レベルである。これが、FETT1に供給されるので、F
ETT1はオンとなる。同時にNAND回路21にLレベ
ルの逆方向信号と上記PWM信号が供給されていると、
PWM信号がHレベルのとき、NAND回路21の出力
がHレベルとなり、FETT4がオンとなる。インバータ
23の出力は、Lレベルであり、これがFETT2に供給
されるので、FETT2がオフとなる。即ち、正方向信号
がHレベルで、逆方向信号がLレベルで、PWM信号が
Hレベルのとき、FETT1、T4がオンとなり、FETT
2、T3がオフとなるので、上述したようにモータ4が正
転方向に駆動される。
【0050】正方向信号及び逆方向信号が上述したのと
同じ条件で、PWM信号がLレベルとなると、NAND
回路17の出力はHレベルとなり、インバータ19の出
力はLレベルとなる。従って、FETT3がオンとなり、
FETT1はオフとなる。NAND回路21の出力は、P
WM信号がLレベルとなっても、Hレベルを維持し、イ
ンバータ23もLレベルを維持するので、FETT4はオ
ン、FETT2はオフの状態を維持する。従って、正方向
信号がHレベルで、逆方向信号がLレベルで、PWM信
号がLレベルのとき、FETT3、T4がオンとなり、FE
TT1、T2がオフとなるので、上述したようにモータ4が
制動される。
【0051】同様に、正方向信号がLレベルで、逆方向
信号がHレベルで、PWM信号がHレベルのとき、FE
TT2、T3がオンで、FETT1、T4がオフとなり、モータ
4が逆転する。正方向信号がLレベルで、逆方向信号が
Hレベルで、PWM信号がLレベルのとき、FETT3、
T4がオンで、FETT1、T2がオフとなり、モータ4が制
動される。
【0052】PWM信号が、交互にHレベルとLレベル
となるので、正転の場合も、逆転の場合も、モータ4が
駆動と制動とを交互に受ける。また、PWM信号のデュ
ティ比を変更することによって、モータ4が駆動される
期間(PWM信号のHレベルの期間)が変更され、その
駆動力が調整される。同時に、モータ4がダイナミック
制動される期間(PWM信号のLレベルの期間)も変更
されるので、モータ4に印加される制動力も変更され
る。このようにモータ4に駆動力と制動力とを交互に付
与する制御をドライブアンドブレーキ制御と称する。
【0053】なお、この実施の形態では、モータドライ
ブユニット10によって、モータ4の駆動と制動とを制
御しているが、モータ4の駆動用のユニットと、モータ
4の制動用のユニットを、別個に設けてもよい。その場
合でも、駆動力と制動力とが交互にモータ4に付与され
るようにする必要がある。
【0054】ドア2a、2bの基本動作 ドア2aと2bとは、ドア開口の中心の垂直軸に対して
対称に移動するので、ドア2a、2bのうち一方のドア
2aの基本動作のみ説明する。図4は、ドア2aが、開
位置OPと閉位置CPとを理想的に往復した場合のドア
速度とドアのストロークとの関係を示している。この図
から明らかなように、ドア2aは、開動作のとき、ソフ
トスタート制御領域SA、安定待ち制御領域WA、高速
制御領域HA、ブレーキ制御領域BA、クッション制御
領域CAを経て、閉位置CPから開位置OPへ移動す
る。閉動作のときも、同様に、ソフトスタート制御領域
SA、安定待ち制御領域WA、高速制御領域HA、ブレ
ーキ制御領域BA、クッション制御領域CAを経て、開
位置OPから閉位置CPへ移動する。
【0055】CPU14は、高速制御領域HA、ブレー
キ制御領域BA及びクッション制御領域CAにおいて、
ドア2aの速度と、ドア2aの位置に応じて定められる
各目標速度とを比較し、両者の差が0になるようにPW
M信号のデューティ比を調整して、フィードバック制御
を行う。このフィードバック制御は、ドア2aの速度を
リアルタイムで制御している。このフィードバック制御
は、ドア2aが開位置OPから閉位置CPまで移動完了
した後、或いは閉位置CPから開位置OPに移動完了し
た後に、ドア2aの移動の際に得られた速度と目標速度
との差に応じて、モータ4の駆動力を調整するものとは
異なる。
【0056】しかも、CPU14は、ドライブアンドブ
レーキ制御とフィードバック制御とを併用しているの
で、ドア2aを円滑に移動させることができる。例え
ば、フィードバック制御によって、モータ4の駆動力の
みを制御する場合を考える。何らかの原因でドア2aの
速度が目標速度よりも速くなった場合、駆動力のみを減
少させても、ドア2aには慣性があるので、目標速度ま
でドア2aの速度を減速させることができない。目標速
度まで減少させようとすると、さらに駆動力を小さくし
なければならない。従って、フィードバック制御が安定
せず、このフィードバック制御が発散する可能性があ
る。
【0057】また、ドア2aの速度が目標速度よりも速
くなった場合に、モータ4への駆動力の供給を停止し、
次にモータ4へ制動力を供給し、この制動力を制御する
ことを考える。ドア2aには慣性があるので、目標速度
までドア2aの速度を減少させようと大きな制動力をモ
ータ4に与えると、ドア2aに衝撃が生じ、ドア2aが
円滑に動作しない。
【0058】これに対し、ドライブアンドブレーキ制御
とフィードバック制御とを併用すると、モータ4に駆動
力と制動力とを交互に付与しながら、ドア2aの速度を
目標速度に一致させることが容易にでき、上述したよう
なことが生じず、円滑にドア2aを移動させることがで
きる。
【0059】ドア2a、2bをドア開口に取り付けた際
のCPU14の制御内容 A ドア2a、2bが手動で開位置OPまで開かれる。
その後、ハンディターミナル16からの指令によって、
ドア2a、2bを閉位置CPに向かってCPU14が移
動させる。この移動が開始されたときから、CPU14
がエンコーダ6からの信号を基にして、開位置OPから
閉位置CPまでのストローク値Nの計測を開始する(図
5参照)。
【0060】エンコーダ6は、モータ4が所定数回転す
るごとにパルス信号を発生する。モータ4の所定回転数
によってドア2a、2bが移動する距離は予め判明して
いる。従って、エンコーダ6から発生するパルスの数を
CPU14がカウントすることによって、ドア2a、2
bの位置が判明する。
【0061】B ハンディターミナル16を操作するこ
とによって、ドア2a、2bの作動に必要な種々のパラ
メータを設定する。設定されるパラメータは、以下のも
のである。
【0062】Poh:開速度パラメータ これは、ドア2a、2bが開方向に移動する際の高速制
御領域HAでの開高速目標速度vohに対応する。Poh
して0乃至7の数のうち1つが選択される。CPU14
は、選択された数に応じて開高速目標速度vohを決定す
る。
【0063】Pch:閉速度パラメータ これは、ドア2a、2bが閉方向に移動する際の高速制
御領域HAでの閉高速目標速度vchに対応する。Pch
して0乃至7の数のうち1つが選択される。CPU14
は、選択された数に応じて閉高速目標速度vchを決定す
る。
【0064】Poc:開クッション速度パラメータ これは、ドア2a、2bが開方向に移動する際のクッシ
ョン制御領域CAでの開クッション目標速度vocに対応
する。Pocとして0乃至3の数値のうち1つが選択され
る。CPU14は、選択された数に応じて開クッション
目標速度vocを決定する。
【0065】Pcc:閉クッション速度パラメータ これは、ドア2a、2bが閉方向に移動する際のクッシ
ョン制御領域CAでの閉クッション目標速度vccに対応
する。Pccとして0乃至3の数のうち1つが選択され
る。CPU14は、選択された数に応じて閉クッション
目標速度vccを決定する。
【0066】PT :オープンタイマパラメータ センサ12が物体を検知しなくなった結果として、操作
信号が消失したとき、CPU14によって構成されたオ
ープンタイマが、クロック発生器20からのクロック信
号のカウントを開始する。このカウント値が、オープン
タイマ時間に対応する値になると、CPU14は、ドア
2a、2bを閉じるように制御を行う。このオープンタ
イマ時間を定めるのが、PT である。PT として0乃至
7の数のうち1つが選択される。CPU14は、選択さ
れた数をオープンタイマ時間TT (秒)として使用す
る。
【0067】Ps :スタートトルクパラメータ CPU14は、後述するように、ソフトスタート制御領
域SAにおいて、PWM信号のデュティ比を複数のステ
ップにわたって順次増加させる。各ステップでのデュテ
ィ比は、一定のデュティ比継続時間ts にわたって継続
される。このデュティ比継続時間ts にPs が対応す
る。Ps として0乃至7の数のうち1つが選択される。
CPU14は、選択された数に応じてデュティ比継続時
間ts を決定する。
【0068】PB :ブレーキトルクパラメータ CPU14は、後述するようにブレーキ制御領域BAに
おいて、複数のステップに分けてドア2a、2bを減速
する。これらステップごとに目標速度がそれぞれ設定さ
れる。これら目標速度は、予め定めた継続距離dB にわ
たって維持される。この継続距離dB に対応するパラメ
ータがPB である。PB として0乃至7の数のいずれか
が選択される。CPU14は、選択された数に応じて継
続距離dB を決定する。
【0069】PR :反転トルクパラメータ 本願発明の要旨と直接に関連しないので、詳細な説明は
省略するが、CPU14は、例えばドア2a、2bが閉
じつつあるとき、センサ12によって物体が検知される
と、ドア2a、2bを開く。ドア2a、2bを開くため
にはドア2a、2bを反転させる必要がある。この反転
が可能な速度までドア2a、2bを減速させる。この減
速も、複数のステップにわけて行われる。各ステップご
とに目標速度が設定される。これら目標速度は、予め定
めた継続距離dR にわたって維持される。この継続距離
R に対応するパラメータがPR である。PR として0
乃至7の数のいずれかが選択される。CPU14は、選
択された数に応じて継続距離dR を決定する。
【0070】これら各パラメータは、ドアの諸元、例え
ばドアの重さや大きさを考慮して、使用者が選択する。
【0071】毎日の自動ドア装置の使用開始時における
制御装置1への電源供給に基づく制御 制御装置1に電源が供給されるごとに、制御装置1は、
ドア2a、2bを開位置OPまた閉位置CPに移動させ
る。制御装置1に電源が供給されたとき、ドア2a、2
bが存在している位置をCPU14は正確に判断できな
い。たとえ電源が絶たれたとき、ドア2a、2bの位置
をCPU14がメモリユニット18に記憶させていて
も、電源が絶たれた後、ドア2a、2bを誰かが移動さ
せている可能性がある。メモリユニット18に記憶され
ているドア2a、2bの位置が正確であるという保証は
ない。
【0072】従って、再び電源を供給されたときに、メ
モリユニット18に記憶されているドア2a、2bの位
置を用いてドア2a、2bの制御を開始しても、正確に
ドア2a、2bを制御できない可能性がある。そこで、
電源供給後に、ドア2a、2bを閉位置CPまで移動さ
せる。この閉位置CPを基準閉位置RCP、即ちストロ
ーク値0の位置とする。或いは、ドア2a、2bを開位
置OPまで移動させる。この開位置OPを基準開位置R
OP、即ちストローク値Nの位置とする。この処理は、
ドア2a、2bが開位置OPまたは閉位置CPまで移動
したとき、ドア2の位置をカウントするCPU14のカ
ウンタの値を0またはNとすることによって行われる。
これによって、ドア2a、2bの制御開始時の位置を確
定できる。
【0073】ドア2a、2bの使用時に行われるドア2
a、2bの制御 制御の種類 CPU14が行う制御には、種々のものがあるが、本願
発明の要旨に関連するものとして、次の2つの種類があ
る。
【0074】(1)ドア2がセンサ12の操作信号に発
生に応じて開かれ、その後に閉じられる制御
【0075】(2)ソフトスタート制御中に、或いは安
定待ち制御中に、ドア2a、2bが後述する開ブレーキ
開始点OBPまたは閉ブレーキ開始点CBPに到達した
ときに、ドア2a、2bを減速させる制御。
【0076】(1)の制御の詳細 CPU14は、図4に示す5つの制御領域(ソフトスタ
ート制御領域SA、安定待ち制御領域WA、高速制御領
域HA、ブレーキ制御領域BA及びクッション制御領域
CA)においてPWM信号のデュティ比を以下のように
調整する。
【0077】i ソフトスタート制御 ソフトスタート制御は、ドア2a、2bを開く場合に
は、センサ12の操作信号がCPU14に供給されたと
きに開始される。ソフトスタート制御は、PWM信号の
デュティ比を予め定めた増分DUCずつ増加させる。その
結果、ドア2の速度が増加する。即ち、加速制御が行わ
れている。例えば第1回目のステップでは、デュティ比
はDUCとされる。このデュティ比は、スタートトルクパ
ラメータPs に基づいてCPU14が決定したデュティ
比継続時間ts にわたって継続される。第2回目のステ
ップでは、デュティ比は2・DUCとされ、デュティ比継
続時間tS 継続される。以下、同様にして予め定めた全
ステップ数Sに達するまでデュティ比はDUCずつ増加さ
せられる。
【0078】制御装置1に電源が供給された後、始めて
センサ12が操作信号を発生した場合、この全ステップ
数Sは、開速度パラメータPoh・2にCPU14によ
って定められる。従って、ソフトスタート制御から安定
待ち制御への移行点のデュティ比は、Duc・Poh
2という予め定めた値である。その後、2番目及びそれ
以降の操作信号をセンサ12が発生する毎に、後述する
高速制御の最終点における平均デュティ比Dua(x)
をDucで除算することによって全ステップ数Sが求め
られる。従って、ソフトスタート制御から安定待ち制御
への移行点の目標速度は、Dua(x)という安定した
値である。図6(a)のソフトスタート制御領域SAに
デュティ比が増加していく状態を示す。
【0079】このデュティ比の増加に従って、図6
(b)に示すように、ドア2a、2bの速度は増加して
いく。この際、上述したようにPWM信号のHレベル期
間にドア2a、2bの駆動が行われ、Lレベルの期間に
ブレーキがドア2a、2bにかけられる。徐々にドア2
a、2bの速度を上昇させるのは、モータ4に大きなデ
ュティ比のPWM信号を供給しても、ドア2の慣性の影
響で、速やかにドア2の速度が上昇せず、かえってドア
2a、2bに衝撃が生じるからである。
【0080】ii 安定待ち制御 安定待ち制御は、ソフトスタート制御の次に行われる制
御である。安定待ち制御では、ソフトスタート制御にお
ける最終デュティ比を予め定めた保持時間にわたって保
持する。図6(b)に示すように、ソフトスタート制御
の最終段階においても、目標速度にドア2の速度が到達
していない可能性がある。安定待ち制御は、保持時間に
わたってソフトスタート制御の最終段階のデュティ比を
維持して、目標速度にドア2の速度が追従するのを待つ
制御である。
【0081】この保持時間は、予め設定されている。し
かし、ドア2a、2bの動作環境によっては、予め設定
された保持時間では、安定待ち制御の終了時点でのドア
2a、2bのドア速度が目標速度に実質的に等しい速度
にならないことがある。そこで、安定待ち制御が終了し
た時点で、ドア速度と目標速度との比較が行われる。例
えば、ドア速度と目標速度の差の絶対値が求められ、こ
の絶対値が予め定めた値vd 以下であるかの判断が行わ
れる。即ち、ドア速度が図6(c)に示す目標速度±v
d の範囲内にあるか判断される。
【0082】この絶対値の差がvd 以下であると、ドア
速度は目標速度±vd の範囲内にあるので、保持時間を
短くしても、ドア速度は上記許容範囲内に維持できる可
能性がある。よって予め定めた時間だけ保持時間を短く
する。これによって、次回の安定待ち制御が、短くされ
た保持時間で行われる。従って、何度か安定待ち制御が
繰り返されると、保持時間は、ドア速度を目標速度にほ
ぼ等しくするために必要な最小時間となる。
【0083】上記絶対値の差が、vdよりも大きいと、
ドア速度は上記許容範囲外である。そこで、保持時間を
予め定めた時間だけ長くする。これによって、次回の安
定待ち制御は、長くされた保持時間で行われる。従っ
て、何度かにわたって安定待ち制御が実行されると、保
持時間は、ドア速度が目標速度に実質的に等しくなるの
に要する最短時間となる。
【0084】なお、この安定待ち制御は、省略すること
もでき、ソフトスタート制御から直ちに高速制御に移行
してもよい。
【0085】iii 高速制御 高速制御は、安定待ち制御の次に行われる。高速制御で
は、ドア2a、2bの速度vx が求められるごとに、開
速度パラメータPohに基づいてCPU14が決定した開
高速目標速度vohに、ドア2a、2bの速度vx が一致
するように、フィードバック制御が行われる。即ち、モ
ータドライブユニット10に与えるPWM信号のデュテ
ィ比DU (x) は、前回のデュティ比DU (x-1) と、ドア
2の現在の速度vx と、開高速目標速度vohと、係数K
とに基づいて、数1に基づいて算出される。
【0086】
【数1】DU (x) =DU (x-1) −K(vx −voh
【0087】係数Kは、速度をデュティ比に換算するた
めの係数である。算出されたデュティ比DU (x) に基づ
いてモータ4の速度が制御される。
【0088】これと並行して、CPU14は、平均デュ
ティ比DUa(x) を数2によって算出する。
【0089】
【数2】DUa(x) =〔DU (x) +DUa(x-1) 〕/2
【0090】但し、高速制御の開始時点では、DUa(x-
1) に相当するデュティ比は存在していないので、D
Ua(x) としてDU (x) を使用する。この平均デュティ比
Ua(x)は、上述した次回のソフトスタート制御におい
て、全ステップ数を算出するために使用される。なお、
この平均を求める方法には、数2に限らず、公知の種々
の平均を求める方法を使用できる。
【0091】なお、速度vx は、エンコーダ6からの信
号に基づいて決定される。即ち、エンコーダ6が発生し
た1つのパルス信号が立ち上がってから、次のパルス信
号が立ち上がるまでの間、即ちパルス信号の1周期の間
に、クロック発生器20が発生したクロックの数をCP
U14によってカウントすることによって求められる。
上述したようにエンコーダ6がパルス信号を発生してか
ら次のパルス信号が発生するまでの間にドア2a、2b
が移動する距離は判明しているので、この1周期間のク
ロック数をカウントすることによってドア2a、2bの
速度は計測できる。
【0092】この高速制御は、数3に示す終了条件が満
たされるまで継続される。
【0093】
【数3】Nx ≧N−N4 −SB ・dB
【0094】SB は、(DU (x) /DUC)である。これ
は、もし、現在のデュティ比DU (x) から、上記変化分
UCずつデュティ比を減少させたなら、デュティ比が上
記変化分DUCに等しくなるまでに必要とされるであろう
全ステップ数を表している。デュティ比DU (x) は、現
在の速度vx に対応しているので、もし現在の速度から
UCに対応する速度づつ減速していくなら、SB はDUC
に対応する速度に減速するまで必要なステップ数を表し
ている。dB は、ブレーキトルクパラメータPB によっ
て定めた各ステップの継続距離を表している。従って、
B ・dB は、現在の速度vx から減速する際に必要な
後述するブレーキ制御領域のストロークNB を表してい
る。
【0095】N4 は、上記クッションストローク制御を
行った場合のクッションストローク制御のCAのストロ
ークである。従って、数3の右辺は、現在の速度vx
よってブレーキ制御を開始するなら、ブレーキ制御を開
始しなければならない開ブレーキ開始位置OBPを表し
ている(図5参照)。数3の左辺のNx はエンコーダ6
の出力をCPU14内のカウンタによってカウントする
ことによって求めた現在のドア2a、2bの位置を表し
ている。従って、数3は、現在のドア2a、2bの位置
x が、現在の速度vx でブレーキ制御を開始する必要
のあるブレーキ開始位置OBPであるかを判断してい
る。
【0096】開ブレーキ制御開始位置OBPは予め定め
られていない。そのときどきのドア2の速度に比例した
デュティ比DU (x) に基づいて、開ブレーキ制御開始位
置OBPは決定されている。
【0097】iv ブレーキ制御 ブレーキ制御は、数3の終了条件が満たされたときに開
始される。ブレーキ制御では、数3の終了条件が満たさ
れたときの全ステップ数SB における各ステップS(S
=1乃至SB )ごとの目標速度vb (S) を求める。そし
て、実際の速度vx が目標速度vb (S) に等しくなるよ
うにフィードバック制御が行われている。
【0098】即ち、各ステップごとの目標速度vb (S)
は、数4によって求められる。
【0099】
【数4】 vb (S) =v bp−〔(v bp−voc)/SB 〕・S
【0100】但し、v bpは、図6(b)に示すようにブ
レーキ制御が開始された時のドア2a、2bの速度であ
る。vocは、開クッション速度パラメータPocによって
定められた開クッション目標速度である。Sは、1から
B までの値を1つずつ増加させる。この増加は、ドア
2a、2bが継続距離dB だけ移動するごとに行われ
る。従って、各減速目標速度が、ドア2a、2bが継続
距離dB だけ移動するごとに、(v bp−voc)/SB
つ減少していくので、減速勾配は一定値である。速度制
御は、数5により行われる。
【0101】
【数5】DU (x) =DU (x-1) −K(vx −vb (S))
【0102】但し、Kは(vx −vb (S))をデュティ比
に換算する係数である。このブレーキ制御は、vb (S)
が、vocになるまで継続される。このブレーキ制御を行
うことにより、ドア2a、2bの速度がほぼ一定の減速
勾配を保持しながら、滑らかに減少する。従って、開ク
ッション開始点OCPにおいてドア2a、2bの速度
は、開クッション速度vocに減速させることができる。
図7にvb (S) 、vx のブレーキ制御領域BAにおける
変化を示す。
【0103】V クッション制御 クッション制御は、vb (S) がvocになった後に開始さ
れる。クッション制御では、ドア2a、2bの速度が、
ブレーキ制御とクッション制御との移行点での目標速度
であるvocに等しくなるようにフィードバック制御が行
われている。この制御は、速度vx が求められるごとに
数6に基づいて行われる。
【0104】
【数6】DU (x) =DU (x-1) −K(vx −voc)
【0105】また、この制御の終了条件は、vx が0に
なり、かつNx がNになったときである。このクッショ
ン制御では、予め定められた開クッションストローク開
始点OCSからドア2a、2bの開位置OPまでの間で
走行抵抗が変化してもドア2a、2bの速度を開クッシ
ョン目標速度vocに一致させることができる。
【0106】vi ドア2a、2bの閉動作 ドア2a、2bの閉動作の場合、ドア2a、2bが開位
置OPに存在する状態で、操作信号が入力されない状態
が、オープンタイマ時間TT 継続すると、上記と同様
に、ソフトスタート制御、安定待ち制御、高速制御、ブ
レーキ制御、クッション制御が行われる。但し、ソフト
スタートにおいて、Pohに代えてPchが使用される。ま
た、高速制御では、vohに代えて、vchが使用される。
chは、閉速度パラメータPchに基づいて定められてい
る。同じく高速制御において、数3に代えて、数7が使
用される。
【0107】
【数7】Nx ≦N2 +SB ・dB
【0108】N2 は閉位置RCPから閉クッションスト
ローク開始点CCSまでの距離として予め定められた閉
クッションストローク値である。数4、6のvocに代え
て、vccが使用される。vccは、閉クッション速度パラ
メータPccによって定められる。また、クッション制御
では、vocにかえて、vccが使用される。
【0109】(2)の制御 本願発明の要旨とは直接に関連しないので、説明を省略
したが、ドア2a、2bが、例えば開動作中に物体がド
ア開口の通過を完了した場合、ドア2a、2bを閉じる
ことがある。この場合、ドア2a、2bを開クッション
速度vocまで減速させた後、ドア2a、2bを閉じるた
め、閉動作でのソフトスタート制御を行う。ところで、
ドア2a、2bを開クッション速度vocまで減速させて
いる際に、再び新たな物体をセンサ12が検知した結
果、操作信号が発生した場合、ドア2a、2bを開くた
めに、再び開動作でのソフトスタート制御、安定待ち制
御、高速制御、ブレーキ制御、クッション制御を行う。
このソフトスタート制御、安定待ち制御、高速制御中
に、数3の終了条件が満足されることがある。このよう
な場合には、直ちにブレーキ制御が行われる。開動作中
のソフトスタート中に数3の条件が満たされた場合のド
アの動作状態を図8に示す。
【0110】例えば通行者がドア開口を通過したので、
ドア2a、2bが閉動作中に、新たにドア開口を通行し
ようとする通行者がセンサ6によって検出されることが
ある。この場合、ドア2a、2bを再び開くための準備
段階として、ドア2a、2bの速度が減速させられる。
しかし、その通行者が、ドア開口を通過するのを中止し
た場合、ドア2a、2bを開く必要がなくなり、再び閉
動作を行う必要が生じる。このとき、再びソフトスター
トから閉動作用の制御が開始される。この2度目の閉動
作中に、ドア2a、2bがブレーキ位置に到達した場合
には、直ちにブレーキ制御が行われる。
【0111】ソフトウエアの説明 上述した(1)、(2)の制御を行うためにCPU14
が実行するプログラムを図9乃至図16に示すフローチ
ャートを参照して説明する。図9に示すように、この制
御では、以下に示す7つのサブルーチンが使用されてい
る。
【0112】ドア2a、2bが閉位置CPに存在すると
きに行う閉位置制御サブルーチン(ステップS2)。以
下、CP制御サブルーチンと称する。
【0113】ドア2a、2bがソフトスタート制御領域
SAに存在するときに行うソフトスタート制御サブルー
チン(ステップS4)。以下、SA制御サブルーチンと
称する。
【0114】ドア2a、2bが安定待ち制御領域WAに
存在するときに行う安定待ち制御サブルーチン(ステッ
プS6)。以下、WA制御サブルーチンと称する。
【0115】ドア2a、2bが高速制御領域HAに存在
するときに行う高速制御制御サブルーチン(ステップS
8)。以下、HA制御サブルーチンと称する。
【0116】ドア2a、2bがブレーキ制御領域BAに
存在するときに行うブレーキ制御サブルーチン(ステッ
プS10)。以下、BA制御サブルーチンと称する。
【0117】ドア2a、2bがクッション制御領域CA
に存在するときに行うクッション制御サブルーチン(ス
テップS12)。以下、CA制御サブルーチンと称す
る。
【0118】ドア2a、2bが開位置OPに存在すると
きに行う開位置制御サブルーチン(ステップS14)。
以下、OP制御サブルーチンと称する。
【0119】これら各サブルーチンのいずれを実行する
かは、領域メモリの値がいずれの領域を指定しているか
を判断することによって行う(ステップS16)。この
プログラムは、制御装置1に電源が供給され、かつドア
2a、2bが閉位置CPに位置する状態から作動を開始
する。そして、まず、領域メモリの値を閉位置CPを表
す値とする(ステップS18)。これに続いてステップ
S16が実行され、領域メモリの値が閉位置CPを表し
ているので、ステップS2のCP制御サブルーチンが実
行される。
【0120】図10に示すように、このCP制御サブル
ーチンでは、センサ12から操作信号が入力されている
か判断する(ステップS20)。操作信号が入力されて
いないと、入力されるまでステップS20を繰り返す。
従って、ドア2a、2bが閉じた状態を維持する。操作
信号が入力されると、領域メモリの値をソフトスタート
制御領域SAを表す値とし(ステップS22)、このサ
ブルーチンを終了する。
【0121】このサブルーチンの終了後、領域メモリの
値がソフトスタート制御領域SAを表す値であるので、
ステップS16が実行された結果、ステップS4のSA
制御サブルーチンが実行される。このサブルーチンで
は、図11に示すように、ドア2a、2bの位置がブレ
ーキ位置であるかの判断が行われる(ステップS2
4)。この判断は、数3の終了条件が満たされているか
判断することによって行われる。ステップS24は、
(2)の制御を行うか否かを判断するためのものであ
る。ステップS24において、数3の終了条件が満たさ
れていると判断されると、即ちブレーキ位置にドア2
a、2bが位置していると判断されると、領域メモリの
値をブレーキ領域BAを表す値として(ステップS2
6)、このサブルーチンを終了する。これによって、後
述するBA制御サブルーチンが次に実行される。
【0122】ステップS24において、ドア2a、2b
がブレーキ位置に存在していないと判断されると、SA
制御が実行される(ステップS28)。この制御では、
モータドライブユニット10に与えるPWM信号のデュ
ティ比DU (x) を現在のステップSと、スタートトルク
パラメータPs に基づいて定めたデュティ比DUCとを乗
算した値とする。
【0123】次に、SA制御終了条件が満たされている
か判断する(ステップS30)。SA制御終了条件は、
ドア2a、2bが電源が供給されてから始めて開くとき
には、現在のステップ数Sが開速度パラメータPoh×2
となっていることであり、2度目以降に開くときには、
現在のステップ数Sが、高速制御の最終点における平均
デュティ比Dua(x) をDucで除算した値になっているか
である。この終了条件が満たされていないときには、ス
テップS24に戻る。終了条件が満たされたときには、
領域メモリの値を安定領域WAを表す値とし(ステップ
S32)、このサブルーチンを終了する。
【0124】領域メモリの値を安定領域WAを表す値と
していると、ステップS16を経て、ステップS6のW
A制御サブルーチンが実行される。図12に示すよう
に、WA制御サブルーチンでは、ステップS24と同様
にしてドア2a、2bがブレーキ位置に存在するかの判
断を行う(ステップS33)。ドア2a、2bがブレー
キ位置に存在する場合、領域メモリの値をブレーキ制御
領域BAを表す値とし(ステップS34)、このサブル
ーチンを終了する。
【0125】ステップS33において、ドア2a、2b
がブレーキ位置に存在していないと判断されると、WA
制御を行う(ステップS35)。このWA制御では、S
A制御における最終デュティ比をそのまま維持して、モ
ータドライブユニット10に供給する。次に、WA制御
終了条件が満たされているか判断する(ステップS
)。これは、このサブルーチンの実行を開始してか
ら、予め定めた保持時間が経過したか否か判断すること
によって行う。終了条件が満たされていない場合、ステ
ップS33に戻る。終了条件が満たされていると、この
ときのドア速度と目標速度との差の絶対値が算出され、
この絶対値が所定値vd以下である判断される(ステッ
プS37)。この判断の答えがイエスの場合、保持時間
が予め定められた時間だけ短くされる(ステップS3
8)。この判断の結果がノーの場合、保持時間は予め定
められた時間だけ長くされる(ステップ39)。ステッ
プS38またはS39に続いて、領域メモリの値を高速
制御領域HAを表す値として(ステップS40)、この
サブルーチンを終了する。
【0126】領域メモリの値を高速制御領域HAを表す
値としていると、ステップS16を経て、ステップS8
のHA制御サブルーチンが実行される。図13に示すよ
うに、HA制御サブルーチンでは、ステップS24と同
様に、ドア2a、2bがブレーキ位置に存在するかの判
断を行う(ステップS42)。ドア2a、2bがブレー
キ位置に存在する場合、領域メモリの値をブレーキ制御
領域BAを表す値とし(ステップS44)、このサブル
ーチンを終了する。
【0127】ドア2a、2bがブレーキ位置に存在しな
い場合、HA制御が行われる(ステップS45)。この
HA制御では、速度vx が求められるごとに、数1に基
づいて、モータドライブユニット10に供給するPWM
信号のデュティ比を決定する。これに続いて、ソフトス
タート用の学習を行う(ステップS46)。これは、数
2に基づく平均デュティ比DUa(x) の演算である。但
し、HA制御を開始した直後には、DUa(x) は、そのと
きのDU (x) とする。ステップS46に続いて、ステッ
プS42に戻る。そして、ステップS42において、ド
ア2a、2bがブレーキ位置に到達したと判断される
と、ステップS44を実行して、領域メモリの値をブレ
ーキ制御領域BAを表す値とし、このサブルーチンを終
了する。
【0128】領域メモリの値がブレーキ制御領域BAを
表す値であると、ステップS16を経て、ステップS1
0のBA制御サブルーチンが実行される。即ち、ソフト
スタート制御領域、安定待ち制御領域及び高速制御領域
のいずれの制御を行っている場合であっても、ドア2
a、2bが、ブレーキ位置に存在すると、このBA制御
サブルーチンが実行される。
【0129】BA制御サブルーチンでは、図14に示す
ようにBA制御を行う(ステップS47)。このBA制
御では、数4に基づいて、継続距離dB だけドア2a、
2bが移動するごとに、目標速度vb (S) を算出する。
さらに、数5に基づいて算出したデュティ比DU (x) の
PWM信号を、モータドライブユニット10に供給す
る。このデュティ比の変更は、ドア2a、2bの速度v
x が算出されるごとに行われる。
【0130】ステップS47に続いて、BA制御終了か
の判断を行う(ステップS48)。これは、目標速度v
(S)が、開クッション速度vocに一致したかどう
か判断することによって行う。BA制御が終了でないと
判断されると、ステップS47に戻る。BA制御が終了
であると判断されると、領域メモリの値を、クッション
制御領域CAを表す値とし(ステップS50)、このサ
ブルーチンを終了する。
【0131】このサブルーチンを終了すると、領域メモ
リの値がクッション制御領域CAを表す値であるので、
ステップS16を経て、ステップS12のCA制御サブ
ルーチンが実行される。このサブルーチンでは、まずC
A制御が行われる(ステップS52)。このCA制御で
は、速度vx が求められるごとに、数6に基づいて演算
したデュティ比DU (x) を持つPWM信号が、モータド
ライブユニット10に供給される。
【0132】これに続いてドアが停止したかの判断が行
われる(ステップS54)。即ち、ドア2a、2bの速
度vx が0であるか判断する。ドア2a、2bの速度v
x が0でないと、ステップS52に戻る。ドア2a、2
bの速度vx が0であると、ドア2a、2bが開動作で
あるか否かを判断する(ステップS56)。
【0133】開動作であると判断されると、ドア2a、
2bが開位置OPにあるか判断する(ステップS5
8)。これは、ドアの位置をカウントしているカウンタ
の値NxがNであるか判断することによって行う。開位
置でないと、ステップS52に戻る。開位置であると、
領域メモリの値が開位置OPを表す値とされ(ステップ
S60)、このサブルーチンを終了する。
【0134】今、領域メモリの値が開位置OPを表す値
であると、ステップS16を経て、ステップS14のO
P制御サブルーチンが実行される。図16に示すよう
に、このサブルーチンでは、操作信号が入力されている
か否かの判断が行われる(ステップS61)。この判断
の結果がノーであると、オープンタイマがカウントを開
始する(ステップS62)。そして、オープンタイマが
終了か判断される(ステップS64)。即ち、オープン
タイマ時間Tが経過したか否かを判断している。ステ
ップS61において、操作信号が入力されている判断
されると、オープンタイマがリセットされ、ステップS
61が再び実行される。従って、操作信号が入力されて
いる限り、オープンタイマはリセット状態が維持され
る。またオープンタイマがカウントしている間に操作信
号が入力された場合もリセットされる。
【0135】オープンタイマ時間Tが経過していない
と、ステップS61に戻る。オープンタイマ時間T
経過すると、領域メモリの値が、SA制御を表す値とさ
れ(ステップS66)、このサブルーチンを終了する。
従って、ドア2a、2bが開位置に到達した後であっ
て、操作信号が入力されていない、即ち物体が検知され
ていない状態がオープンタイマ時間T継続した後に、
ドア2a、2bの閉動作が開始される。
【0136】この閉動作も、上述したのと同様に、SA
制御サブルーチンS4、WA制御サブルーチンS6、H
A制御サブルーチンS8、BA制御サブルーチンS1
0、CA制御サブルーチンS12が順に行われる。但
し、SA制御サブルーチンにおいて、Pohに代えてPch
が使用される。また、HA制御サブルーチンでは、voh
に代えて、vchが使用される。vchは、閉速度パラメー
タPchに基づいて定められている。同じく各ブレーキ位
置かの判断には、数3に代えて数7が使用される。
【0137】そして、図15に示したCA制御サブルー
チンでは、ステップS56の開動作かの判断が行われた
とき、開動作ではないので、ドア2a、2bが閉位置に
存在するか判断され(ステップS68)、閉位置CPに
ドア2a、2bが存在していないと、ステップS52に
戻る。また、閉位置CPにドア2a、2bが存在する
と、領域メモリの値が、閉位置CPを表す値とされ(ス
テップS70)、このサブルーチンが終了する。そし
て、ステップS16を経て、ステップS2のCP制御サ
ブルーチンが実行される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自動ドア装置の制御装置の1実施
の形態を使用した自動ドア装置のブロック図である。
【図2】同制御装置に使用するモータドライブユニット
の回路図である。
【図3】図2のモータドライブユニットの各部の波形図
である。
【図4】図1の自動ドア装置のドアの理想的な開閉状態
を示す図である。
【図5】図1の自動ドア装置のドアの様々な動作位置を
示す図である。
【図6】(a)は図1の自動ドア装置のドアの実際の
ュティ比の変化を示す図、(b)は図1の自動ドア装置
のドアの実際の速度の変化を示す図、(c)は図1の自
動ドア装置における安定待ち制御における保持時間の調
整の説明図である
【図7】図1の自動ドア装置のブレーキ制御領域におけ
るドアの速度の変化と目標速度の変化とを示す図であ
る。
【図8】図1の自動ドア装置においてソフトスタート制
御後にブレーキ制御領域にドアが到達したときのドアの
速度の変化を示す図である。
【図9】この自動ドア装置の制御装置のメインプログラ
ムを示すフローチャートである。
【図10】図9のCP制御サブルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図11】図9のSA制御サブルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図12】図9のWA制御サブルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図13】図9のHA制御サブルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図14】図9のBA制御サブルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図15】図9のCA制御サブルーチンを示すフローチ
ャートである。
【図16】図9のCP制御サブルーチンを示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 自動ドア装置の制御装置 2a、2b ドア 4 モータ 6 エンコーダ 10 モータドライブユニット 14 CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 和博 兵庫県神戸市北区唐櫃台2丁目36番403 号 (56)参考文献 特開 昭59−195979(JP,A) 特開 昭58−80082(JP,A) 特開 昭62−50583(JP,A) 特開 平5−316780(JP,A) 特開 平9−215387(JP,A) 特開 平4−363489(JP,A) 特開 平7−127336(JP,A) 実開 平1−122175(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E05F 15/00 - 15/20 H02P 5/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドアを開閉するモータを制御する自動ド
    アの制御装置であって、 ドアの位置を表す位置信号を出力する位置検出部と、 前記モータに駆動力と制動力とを与えるモータ駆動部
    と、 前記位置信号に基づいて前記モータ駆動部に制御信号を
    与える制御部とを、 備え、前記制御部は、 前記位置信号が表す前記ドアの位置におけるドア速度
    を、そのドア位置に対応した目標速度に一致させる前記
    制御信号を出力する出力手段を有し、 前記モータ駆動部は、前記ドアの位置のそれぞれにおい
    て出力される前記制御信号によって決まる前記駆動力と
    前記制動力とを前記モータに交互に付与させる自動ドア
    装置の制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の自動ドア装置の制御装置
    において、 前記制御部が前記モータ駆動部に与える前記制御信号
    が、PWM信号であり、 前記モータ駆動部は、前記PWM信号に応じて前記モー
    タに前記駆動力と前記制動力とを交互に付与させる自動
    ドア装置の制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の自動ドア装置の
    制御装置において、 前記出力手段は、前記ドアが高速で移動する高速領域
    と、この高速領域に続いて前記ドアを減速させるブレー
    キ領域と、このブレーキ領域に続いて前記ドアを停止さ
    せるためのクッション領域とにおいて、前記位置検出部
    からの前記位置信号が表す前記ドアの位置における前記
    ドアの速度を、前記高速領域、ブレーキ領域及びクッシ
    ョン領域にそれぞれ対応した目標速度に一致させる前記
    制御信号を出力するように構成した自動ドア装置の制御
    装置。
  4. 【請求項4】 ドアを繰り返し開閉するモータを制御す
    る自動ドア装置の制御装置であって、 前記モータを駆動するモータ駆動部と、 前記モータにPWM信号を与える制御部とを、 備え、前記制御部は、加速領域において前記ドアをその
    速度を増加させながら移動させ、前記加速領域に続く高
    速領域において前記ドアを高速で移動させるように前記
    PWM信号を発生し、 前回のドアの開時及び閉時のそれぞれにおける前記高速
    領域の安定した前記PWM信号のデュティ比に基づい
    て、今回の前記ドアの開時及び閉時のそれぞれにおける
    前記加速領域から前記高速領域への移行時の前記PWM
    信号のデュティ比を、前記高速領域の安定した前記PW
    M信号のデュティ比に近似させる近似手段を備えた自動
    ドア装置の制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の自動ドア装置の制御装置
    において、 前記制御部は、前回のドアの開時及び閉時のそれぞれに
    おける前記高速領域の安定したPWM信号のデュティ比
    に基づいて、今回のドアの開時及び閉時のそれぞにおけ
    る前記加速領域の開始点から前記加速領域と前記高速領
    域との移行点までの領域において前記PWM信号のデュ
    ティ比を漸増させる手段を、備える自動ドア装置の制御
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の自動ドア装置の制御装置
    において、 前記制御部は、前記加速領域と前記高速領域との間の領
    域において、前記加速領域の最終時点における前記PW
    M信号のデュティ比を保持する手段を備えた自動ドア装
    置の制御装置。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の自動ドア装置の制御装置
    において、 前記制御部は、前記高速領域の目標速度と、前記PWM
    信号の保持終了時点の速度とを比較し、その比較結果に
    基づいて次回の加速領域から前記高速領域への移行時の
    前記PWM信号の保持時間を調整する自動ドア装置の制
    御装置。
  8. 【請求項8】 請求項4記載の自動ドア装置の制御装置
    において、 前記近似手段が、今回のドア開時及び閉時のそれぞれに
    おける前記加速領域から前記高速領域への移行時の前記
    PWM信号のデュティ比を、前回のドア開時及び閉時の
    それぞれにおける前記高速領域での前記PWM信号のデ
    ュティ比の平均値に近似させる自動ドア装置の制御装
    置。
  9. 【請求項9】 請求項4記載の自動ドアの制御装置にお
    いて、 前記制御部は、前記ドアの諸元に対応した初期値に基づ
    いて初回のドア作動時における前記加速領域から前記高
    速領域への移行点での前記PWM信号のデュティ比を決
    定する手段を備えた自動ドア装置の制御装置。
  10. 【請求項10】 ドアを開閉するモータを制御する自動
    ドア装置の制御装置であって、 前記モータを駆動するモータ駆動部と、このモータ駆動
    部に制御信号を与える制御部とを、備え、 前記制御部は、前記ドアを減速させるブレーキ領域にお
    いて、その減速勾配をほぼ一定とし、かつ前記ブレーキ
    領域に続く前記ドアを停止させるためのクッション領域
    における前記ドアの速度を予め定めたクッション領域速
    度に維持する前記制御信号を生成する制御信号生成手段
    と、 前記ドアの現在速度から前記クッション領域速度まで減
    速させるのに必要なステップ数と1ステップ当たりの継
    続距離とに基づいて前記ブレーキ領域の距離を演算する
    演算手段とを、 有し、前記制御信号生成手段は、前記ブレーキ領域の距
    離と、前記クッション領域の距離とによって決定される
    ブレーキ開始位置に前記ドアが到達したとき、前記ドア
    を減速させる前記制御信号を生成する自動ドア装置の制
    御装置。
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