DE112014002813B4

DE112014002813B4 - Türeinrichtung und Türsteuerverfahren

Info

Publication number: DE112014002813B4
Application number: DE112014002813.4T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Sugahara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: CN105283402B; JP5985057B2; JPWO2014199688A1; DE112014002813T5; CN105283402A; WO2014199688A1

Abstract

Türeinrichtung, die Folgendes aufweist:- eine Türplatte (1A, 1B), die eine Tür bildet, die eine Eingangs-/Ausgangsöffnung öffnet und schließt;- einen Riemen (7), an dem die Türplatte (1A, 1B) angebracht ist;- einen Motor (9), der durch Antreiben des Riemens (7) eine Öffnungs- und Schließ-Bewegung der Tür durchführt; und- eine Türsteuereinrichtung (10), die den Motor steuert (9), wobei die Türsteuereinrichtung (10) Folgendes aufweist:- eine Geschwindigkeits-Befehlseinheit (11), die einen Öffnungs- und Schließ-Geschwindigkeitsbefehl für die Tür erzeugt;- eine Parameter-Speichereinheit (21), die einen Parameter in Bezug auf die Tür speichert;- eine Rotations-Detektionseinheit (15), die eine Rotation des Motors (9) detektiert;- eine Riemenvibrations-Detektionseinheit (18), die Vibrationen des Riemens (7) auf der Basis eines Signals der Rotations-Detektionseinheit (15) detektiert und eine Position der Türplatte (1A, 1B) sowie eine Antriebskraft des Motors (9) zum Zeitpunkt der Detektion einer Vibration abgibt; und- eine Riemenspannungs-Messeinheit (19), die die Spannung des Riemens (7) auf der Basis der Position der Türplatte (1A, 1B) und der Antriebskraft des Motors (9) misst, die von der Riemenvibrations-Detektionseinheit (18) abgegeben werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Türeinrichtung sowie ein Türsteuerverfahren und insbesondere auf eine Türeinrichtung, die als Fahrstuhltür oder automatische Tür geeignet ist, sowie auf ein Türsteuerverfahren.
STAND DER TECHNIK
Eine Türeinrichtung eines Fahrstuhls ist typischerweise mit einer Türplatte, zwei Riemenscheiben, die oberhalb der Türplatte angeordnet sind, einem Endlosriemen, der um die Riemenscheiben herum geschlungen ist, sowie einem Motor ausgestattet, der eine der Riemenscheiben rotierend antreibt. Wenn der Motor die Riemenscheibe rotierend antreibt, wird das Drehmoment des Motors durch den Riemen in eine antreibende Kraft in der horizontalen Richtung umgewandelt, und die an dem Riemen angebrachte Türplatte wird geöffnet oder geschlossen.
Die Patentliteratur 1 beschreibt eine Türeinrichtung der vorstehend beschriebenen Konfiguration, bei der eine Störung, wie beispielsweise ein Schlupf oder ein Reißen des Riemens, der die antreibende Kraft des Türmotors auf die Türplatte überträgt, detektiert wird, indem die Rotationsgeschwindigkeit des Türmotors, die mit einer Codiereinrichtung detektiert wird, mit einer Geschwindigkeit verglichen wird, die unter Verwendung von Informationen hinsichtlich Spannung und Strom berechnet wird, welche die Fahrstuhltür antreiben.
Des Weiteren wird in der Patentliteratur 2 eine Drehmomentvibrations-Komponente gewonnen, indem die tatsächlichen Drehmomentdaten zum Zeitpunkt eines Öffnens und Schließens der Tür und optimale Drehmomentdaten verglichen werden, die im Voraus gespeichert worden sind, und die gewonnene Drehmomentvibrations-Komponente wird mit einem Schwellenwert verglichen, um eine Störung der Riemenspannung zu detektieren.
Patentliteratur 3 betrifft eine Türeinrichtung mit Riemenantrieb, bei der über die Riemenspannung die genaue Position der Tür bestimmt wird und über eine Vorspannung des Riemens die Türen gleichmäßig angetrieben werden.
LITERATURLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2010 - 173 849 A
Patentliteratur 2: JP 2011 - 63 405 A
Patentliteratur 3: DE 10 2011 003 399 A1

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG TECHNISCHES PROBLEM
Bei den Türeinrichtungen von Fahrstühlen der vorstehend beschriebenen Konfigurationen, bei denen die Riemenspannung aufgrund eines Spiels bei Befestigungen oder einer Änderung der Riemeneigenschaften, die durch eine Änderung der Umgebung oder Alterung verursacht werden, kleiner als die ursprüngliche Spannung wird, tritt ein Überspringen von Zähnen in dem Riemen oder ein Riemenschlupf auf, wenn der Motor angetrieben wird.
In der Patentliteratur 1 wird jedoch die Geschwindigkeit verwendet, die unter Verwendung der Informationen hinsichtlich Spannung und Strom beim Antreiben abgeschätzt wird. Daher wird die Detektion einer Störung durch eine Schwankung bei der Abschätzgenauigkeit aufgrund von Fluktuationen in der Energieversorgungsspannung oder Rauschen beeinflusst. Des Weiteren kann eine Riemenstörung nur zum Zeitpunkt des Auftretens derselben detektiert werden.
In der Patentliteratur 2 werden optimale Drehmomentdaten benötigt, die im Voraus aufgezeichnet worden sind. Daher ist ein vorausgehendes Training in Bezug auf Laufverluste notwendig, wie beispielsweise Zusetzen mit Schmutz, und es ist schwierig, die Auswirkung von menschlichem Fehlverhalten zu eliminieren. Darüber hinaus wird in der Patentliteratur 2 eine Riemenstörung nur zum Zeitpunkt des Auftretens derselben detektiert.
Somit wird in den Einrichtungen, die in der Patentliteratur 1 und 2 beschrieben sind, das Auftreten einer Riemenstörung durch einen Vergleich mit der berechneten Geschwindigkeit oder dem gespeicherten optimalen Drehmoment detektiert. Das daraus resultierende Problem besteht darin, dass der Riemenspannungszustand nicht über die Zeit hinweg diagnostiziert werden kann, auch wenn eine Störung detektiert werden kann, die auftritt, wenn Fremdstoffe in dem Riemen mit enthalten sind oder die Spannung in hohem Maße verringert ist.
Die vorliegende Erfindung wurde realisiert, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Türeinrichtung anzugeben, die es ermöglicht, die Riemenspannung aus dem Rotations-Detektionswert des Motors zu messen und den Riemenspannungszustand über die Zeit hinweg zu diagnostizieren.
LÖSUNG FÜR DAS PROBLEM
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Türeinrichtung gemäß dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 angegeben. Ferner wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Steuerverfahren gemäß dem Gegenstand des nebengeordneten Anspruch 6 gelöst.
Insbesondere gibt die vorliegende Erfindung eine Türeinrichtung an, die Folgendes aufweist:

eine Türplatte, die eine Tür bildet, die eine Eingangs-/Ausgangsöffnung öffnet und schließt;
einen Riemen, an dem die Türplatte angebracht ist;
einen Motor, der durch Antreiben des Riemens eine Öffnungs- und Schließ-Bewegung der Tür durchführt; und
eine Türsteuereinrichtung, die den Motor steuert, wobei die Türsteuereinrichtung Folgendes aufweist:
eine Geschwindigkeits-Befehlseinheit, die einen Öffnungs- und Schließ-Geschwindigkeitsbefehl für die Tür erzeugt;
eine Parameter-Speichereinheit, die einen Parameter in Bezug auf die Tür speichert;
eine Rotations-Detektionseinheit, die eine Rotation des Motors detektiert;
eine Riemenvibrations-Detektionseinheit, die Vibrationen des Riemens auf der Basis eines Signals der Rotations-Detektionseinheit detektiert und eine Position der Türplatte sowie eine Antriebskraft des Motors zum Zeitpunkt der Detektion einer Vibration abgibt; und
eine Riemenspannungs-Messeinheit, die die Spannung des Riemens auf der Basis der Position der Türplatte und der Antriebskraft des Motors misst, die von der Riemenvibrations-Detektionseinheit abgegeben werden.

VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es die vorstehend beschriebene Konfiguration, die Riemenspannung aus dem Rotations-Detektionswert des Motors zu messen und den Riemenspannungszustand über die Zeit hinweg zu diagnostizieren.
Figurenliste

1 ist eine konzeptionelle Zeichnung, welche die gesamte Konfiguration der Türeinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Steuerblockdiagramm der Türsteuereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Türmodelldiagramm eines Doppeltür-Mechanismus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Türmodelldiagramm eines Einzeltür-Mechanismus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
5A bis 5C stellt die Riemenvibrationsdetektion und die Spannungsmessung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung dar.
6A bis 6C stellt den Effekt dar, der durch die Einstellung des Geschwindigkeits-Befehlswerts gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN AUSFÜHRUNGSFORM 1
1 ist eine konzeptionelle Zeichnung, welche die gesamte Konfiguration der Türeinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in 1 abgebildete Türeinrichtung wird beispielhaft als geeignet zur Verwendung als Türeinrichtung zum Beispiel für einen Fahrstuhls beschrieben. Wie in 1 dargestellt, weist die Türeinrichtung gemäß Ausführungsform 1 Folgendes auf: eine Mehrzahl von Türplatten 1A und 1B, die eine Eingangs-/Ausgangsöffnung öffnen und schließen, eine Türantriebseinrichtung, die durch Verwenden eines Motors eine Öffnungs- und Schließbewegung der Türplatten 1A und 1B durchführt, sowie eine Türsteuereinrichtung 10, welche die Türantriebseinrichtung steuert.
Im Folgenden wird die Konfiguration der Türantriebseinrichtung erläutert. Wie in 1 dargestellt, sind an den oberen Enden der Türplatten 1A und 1B Aufhängungen 2 angeordnet, welche die Eingangs-/Ausgangsöffnung einer Fahrstuhlkabine öffnen und schließen. Des Weiteren ist an dem oberen Randbereich der Eingangs-/Ausgangsöffnung ein Träger 3 vorgesehen, der so angeordnet ist, dass er sich in der horizontalen Richtung erstreckt. An dem Träger 3 ist eine Führungsschiene 4 so angeordnet, dass sie sich in der horizontalen Richtung erstreckt.
An den Aufhängungen 2 ist eine Mehrzahl von Laufrollen 5 angeordnet. Die horizontale Bewegung der Aufhängungen 2, und zwar die Öffnungs- und Schließbewegung der Türplatten 1A und 1B, wird von den Laufrollen 5 geführt, die sich entlang der Führungsschiene 4 bewegen. An dem Träger 3 sind in einem vorgegebenen Abstand (der im Folgenden als „Riemenscheibenabstand“ bezeichnet wird) zueinander Riemenscheiben 6A und 6B angeordnet. Ein Endlosriemen (ringförmiger Riemen) 7 ist um die beiden Riemenscheiben 6A und 6B herum geschlungen und dadurch gespannt.
Kopplungseinrichtungen 8A und 8B sind jeweils an dem einen Ende mit einer Türplatte 1 und an dem anderen Ende mit dem Riemen 7 gekoppelt. Der Motor 9 treibt die Riemenscheibe 6A an. Der Riemen 7 ist ein leitfähiger Riemen und überträgt die Antriebskraft von dem Motor 9 auf die Türplatten 1A und 1B. Als Riemen 7 kann zum Beispiel ein Zahnriemen oder ein V-Riemen verwendet werden. Die Riemenscheiben 6A und 6B sind mit Vertiefungen oder Nuten versehen, die der Form des Riemens entsprechen. Der Riemenscheibenabstand zwischen den Riemenscheiben 6A und 6B kann verändert werden.
Durch Verändern des Riemenscheibenabstands zwischen den Riemenscheiben 6A und 6B ist es möglich, die Anfangsspannung des Endlosriemens 7 einzustellen. Wenn der Motor 9 aktiviert wird, rotiert die Riemenscheibe 6A, und der Riemen 7 wird angetrieben. Da die Türplatten 1A und 1B auf beiden Seiten durch die Kopplungseinrichtungen 8A und 8B mit dem Riemen 7 gekoppelt sind, sind die Türplatten 1A und 1B durch die Bewegung des Riemens 7 in wechselseitig entgegengesetzter Richtung so in Betrieb, dass sie die Eingangs-/Ausgangsöffnung öffnen und schließen.
Dies ist ein Türmechanismus eines Typs mit Doppeltüren, es kann jedoch durch Anordnen der Kopplungseinrichtung 8 lediglich an dem oberen Bereich oder dem unteren Bereich des Riemens 7 ein Mechanismus eines Typs mit einer einzelnen Tür realisiert werden, bei dem die Türplatte 1 durch Bewegen lediglich in einer Richtung die Eingangs-/Ausgangsöffnung öffnet und schließt. Des Weiteren zeigt 1 die Türplatten 1A und 1B auf der Seite der Fahrstuhlkabine, welche die Türeinrichtung eines Fahrstuhls bilden, es sind jedoch faktisch auch auf der Stockwerkseite ähnliche Türplatten angeordnet, die den Türplatten 1A und 1B auf der Seite der Fahrstuhlkabine entsprechen.
Des Weiteren sind auch auf der Stockwerkseite die Aufhängungen 2, der Träger 3, die Führungsschiene 4, die Laufrollen 5, die Riemenscheiben 6A und 6B, der Riemen 7 sowie die Kopplungseinrichtungen 8A und 8B angeordnet, welche die gleichen wie jene in 1 abgebildeten sind. Da diese Komponenten die gleichen wie jene in 1 abgebildeten sind, werden sie hier nicht im Detail erläutert. Die Stockwerkseite unterscheidet sich von der Seite der Fahrstuhlkabine dahingehend, dass der Motor 9 dort nicht vorgesehen ist.
Die Türplatten auf der Seite der Fahrstuhlkabine und die Türplatten auf der Stockwerkseite sind jeweils mit einer Eingriffseinrichtung (in der Figur nicht dargestellt) versehen, und die Antriebskraft in der Öffnungs-Schließ-Richtung, die durch den auf der Seite der Fahrstuhlkabine angeordneten Motor 9 erzeugt wird, wird durch wechselseitiges Eingreifen der Eingriffseinrichtungen an den Türplatten der Tür auf der Stockwerkseite übertragen. Im Ergebnis werden Türen auf der Stockwerkseite, die nicht mit dem Motor 9 versehen sind, gleichzeitig mit den Türen auf der Seite der Fahrstuhlkabine geöffnet und geschlossen.
Somit weist die Türantriebseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 Folgendes auf: die Aufhängungen 2, den Träger 3, die Führungsschiene 4, die Laufrollen 5, die Riemenscheiben 6A,6B, den Riemen 7, die Kopplungseinrichtungen 8A und 8B, die Eingriffseinrichtung und den Motor 9, die auf der der Seite der Fahrstuhlkabine angeordnet sind, sowie die Aufhängungen, den Träger, die Schiene, die Laufrollen, die Riemenscheiben, den Riemen und die Kopplungseinrichtungen, die auf der Stockwerkseite angeordnet sind.
2 stellt einen Steuerblock der Türsteuereinrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 2 dargestellt, ist die Türsteuereinrichtung 10 im Allgemeinen mit einer Steuereinheit 30 und einer Messeinheit 31 aufgebaut.
In der Steuereinheit 30 sind eine Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11, eine Geschwindigkeits-Steuereinheit 12, eine Stromsteuereinheit 13, ein Stromdetektor 14, ein Sensor 15 (Rotations-Detektionseinheit), eine Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16 sowie eine Tiefpassfilter-Einheit 17 (im Folgenden als „LPF-Einheit 17“ bezeichnet) angeordnet.
Die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 erzeugt auf der Basis eines Parameterwerts in Bezug auf die Tür, der von einer Parameter-Speichereinheit 21 eingegeben wird, einen Geschwindigkeits-Befehlswert für das Öffnen und Schließen einer Tür (im Folgenden als „Geschwindigkeits-Befehlswert“ bezeichnet).
Die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 gibt einen Geschwindigkeits-Befehlswert, der auf einem vorgegebenen Geschwindigkeitsparameter beruht, oder einen sequentiell berechneten Geschwindigkeits-Befehlswert auf der Basis der Zeit von dem Startzeitpunkt des Öffnens und Schließens der Türplatte an oder einer Rotationsposition des Motors ab. Die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 erzeugt einen normalen Geschwindigkeits-Befehlswert für den normalen Fahrstuhlnutzer sowie einen Überprüfungs-Geschwindigkeits-Befehlswert für ein Überprüfen der Riemenspannung.
Die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 stellt den Geschwindigkeits-Befehlswert auf der Basis der maximalen Geschwindigkeit oder der Beschleunigung/Abbremsung (Beschleunigung und Abbremsung), die von der nachstehend beschriebenen Parameter-Speichereinheit 21 eingegeben werden, sowie von Faktorparametern zum Ermitteln derselben ein. Wenn eine Riemenstörung in der nachstehend beschriebenen Störungs-Warneinheit 20 detektiert wird, so wird ein Riemenspannungsstörungs-Flag von der Störungs-Warneinheit 20 in die Parameter-Speichereinheit 21 eingegeben.
Um keine Riemenvibrationen oder eine Riemenverschiebung zu verursachen, erzeugt die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 einen Geschwindigkeits-Befehlswert, der sich von dem normalen Geschwindigkeits-Befehlswert unterscheidet, indem die maximale Geschwindigkeit oder Beschleunigung/Abbremsung oder Faktorparameter zum Ermitteln derselben verwendet werden, die gemäß der Störung und der Eingabe von der Parameter-Speichereinheit 21 eingestellt worden sind, und gibt den erzeugten Geschwindigkeits-Befehlswert an die Geschwindigkeits-Steuereinheit 12 ab. Wenn zum Beispiel die gemessene Spannung geringer als ein Referenzwert (oder ein Referenzbereich) ist, verringert die Parameter-Speichereinheit 21 die maximale Geschwindigkeit oder Beschleunigung/Abbremsung.
Im Ergebnis gibt die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11, basierend auf der verringerten maximalen Geschwindigkeit oder Beschleunigung/Abbremsung, einen Geschwindigkeits-Befehlswert ab. Wenn indessen die gemessene Spannung höher als der Referenzwert (oder der Referenzbereich) ist, erhöht die Parameter-Speichereinheit 21 die maximale Geschwindigkeit oder Beschleunigung/Abbremsung. Im Ergebnis gibt die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11, basierend auf der erhöhten maximalen Geschwindigkeit oder Beschleunigung/Abbremsung, einen Geschwindigkeits-Befehlswert ab.
Die Geschwindigkeits-Steuereinheit 12 korrigiert einen momentanen Befehlswert auf der Basis einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit des Motors und dem Geschwindigkeits-Befehlswert. Die Geschwindigkeits-Steuereinheit 12 gibt eine Differenz zwischen dem Geschwindigkeits-Befehlswert, der von der Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 abgegeben wird, und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Motors 9 ein, die mit der nachstehend beschriebenen Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16 und der LPF-Einheit 17 erhalten wird.
Die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 gibt einen Geschwindigkeits-Befehlswert ab, der die Zielgeschwindigkeit für den Vorgang des Öffnens und Schließens der Tür ist. Da jedoch bei einer realen Türantriebseinrichtung während des Antriebs Störungen auftreten, wie beispielsweise ein Laufwiderstand aufgrund von Zusetzen durch Schmutz, ein Reibungsverlust, der durch eine Deformation der Türplatte verursacht wird, sowie ein Kontakt mit einem Gegenstand, gibt es einen Unterschied zu der tatsächlichen Geschwindigkeit. Aus diesem Grund muss ein derartiger Geschwindigkeitsfehler durch die Geschwindigkeits-Steuereinheit 12 korrigiert werden.
Dementsprechend gibt die Geschwindigkeits-Steuereinheit 12 die Differenz zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit V und dem Geschwindigkeits-Befehlswert V* ein und steuert den Strom-Befehlswert derart, dass die tatsächliche Geschwindigkeit V dem Geschwindigkeits-Befehlswert V*, der die Zielgeschwindigkeit ist, in einem festen Zeitintervall folgt. Die Geschwindigkeits-Steuereinheit 12 wird zum Beispiel durch einen Feedback-Regler gebildet, der durch eine Transfer-Funktion C_b(s) = K_sp + K_si/s dargestellt wird. Hierbei ist K_sp ein proportionaler Verstärkungsfaktor, K_si ist ein integraler Verstärkungsfaktor, und s ist ein Laplace-Operator.
Der proportionale Verstärkungsfaktor K_sp wird im Allgemeinen auf der Basis eines neu berechneten Motorwellen-Trägheitswerts J einer Türplatte, die einer Motorantriebslast entspricht, einer Drehmomentkonstanten K_T des Motors 9 und einer Steuerungs-Übergangsfrequenz ω_c, welche die Leistungsfähigkeit einer Fehlerkorrektur der Ausgabe in Bezug auf den Zielwert spezifiziert, als K_sp = J × ω_c/K_T angegeben. Der integrale Verstärkungsfaktor K_si ist so ausgelegt, dass er die Bedingung K_si ≤ K_sp × ω_c/5 erfüllt.
Die Stromsteuereinheit 13 steuert den Stromwert, der dem Motor 9 zugeführt wird, auf der Basis des Strom-Befehlswerts, der von der Geschwindigkeits-Steuereinheit 12 abgegeben wird. In diesem Fall steuert die Stromsteuereinheit 13 den Stromwert, der dem Motor 9 zugeführt wird, durch Rückkopplung des detektierten Stromwerts, der von dem Stromdetektor 14 erhalten wird, der zwischen der Stromsteuereinheit 13 und dem Motor 9 angeordnet ist. Der Strom-Befehlswert, der von der Stromsteuereinheit 13 abgegeben wird, wird durch einen PWM-Inverter (in der Figur nicht dargestellt) in den Motor 9 eingegeben, und der Motor 9 erzeugt in Abhängigkeit von dem Strom-Befehlswert eine Antriebskraft zum Öffnen und Schließen der Türplatten 1A und 1B.
Der Sensor 15 ist eine Rotations-Detektionseinheit, die bei dem Motor 9 angeordnet ist und die Rotation des Motors 9 detektiert. Der Sensor 15 gibt die Rotationsposition des Motors 9 ab. In 2 wird die Rotationsposition durch das Verwenden des Sensors 15 detektiert, der von einer Codiereinrichtung oder einem Drehmelder als Rotations-Detektionseinheit gebildet wird. Eine derartige Konfiguration ist jedoch nicht beschränkend, und die Rotationsposition oder die Rotationsgeschwindigkeit des Motors können mit dem detektierten Stromwert bestimmt werden, der mit dem Stromdetektor 14 anstelle des Sensors 15 erhalten wird.
Die Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16 berechnet die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 9 durch Abfragen der Rotationsposition, die von dem Sensor 15 eingegeben wird, in einem festen Intervall und gibt die berechnete Rotationsgeschwindigkeit ab. In der LPF-Einheit 17 wird die Oszillationskomponente eines Bereiches mit hoher Frequenz aus der Rotationsgeschwindigkeit entfernt, die in der Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16 berechnet wird. Die LPF-Einheit 17 realisiert einen Tiefpassfilter-Prozessablauf, bei dem ein Bereich mit niedriger Frequenz extrahiert wird, der für die Geschwindigkeits-Steuerung notwendig ist. Die LPF-Einheit 17 gibt die Rotationsgeschwindigkeit, die einem Filter-Prozessablauf unterworfen worden ist, als die tatsächliche Geschwindigkeit V des Motors ab.
Wenn der Motor 9 von der Steuereinheit 30 einer derartigen Konfiguration angetrieben wird, werden die Türplatten 1A und 1B als Ergebnis der Antriebskraft geöffnet und geschlossen, die in jedem Bereich des Riemens 7 eine Spannungsdifferenz erzeugt. 3 bildet ein Türmodell ab, das die Riemenspannung in einem Doppeltür-Mechanismus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die Antriebskraft für das Öffnen und Schließen der Türplatten 1A und 1B wird durch die Spannungsdifferenz in dem Riemen 7 erzeugt, mit dem die Kopplungseinrichtungen 8A und 8B der Türplatten gekoppelt sind. Eine Kraft F0 zum Öffnen und Schließen einer Tür ist eine Kraft, die durch Umwandeln der Antriebskraft τ des Motors 9 von der Rotationsrichtung in die horizontale Richtung mit der Riemenscheibe 6A erhalten wird, und das Auftreten der Spannungsdifferenz basiert auf der Kraft F0 zum Öffnen und Schließen. In 3 ist ki (i = 1 bis 4) eine Festigkeit des Riemens, die von der Länge des Riemens in jedem Bereich abhängig ist.
Die Differenz zwischen der Riemenspannung T1 zwischen der Kopplungseinrichtung 8A und der Riemenscheibe 6A und der Riemenspannung T2 zwischen der Kopplungseinrichtung 8B und der Riemenscheibe 6A entspricht der Kraft F0 zum Öffnen und Schließen, die von dem Motor 9 erzeugt wird, das heißt T2 - T1 = F0. Die Differenz zwischen der Riemenspannung T4 zwischen der Kopplungseinrichtung 8A und der Riemenscheibe 6B und der Riemenspannung T1 entspricht einer Kraft für ein Bewegen der Gesamtmasse MA der Kopplungseinrichtung 8A und von damit verbundenen Einrichtungen, das heißt, der Kopplungseinrichtung 8A, der Türplatte 1A und der Aufhängung 2, bei einer Beschleunigung (a), das heißt T1 - T4 = MA x (a).
In ähnlicher Weise entspricht die Kraft MB x (a) für ein Bewegen der Gesamtmasse MB der Kopplungseinrichtung 8B und von damit verbundenen Einrichtungen, das heißt der Kopplungseinrichtung 8B, der Türplatte 1B und der Aufhängung 2, bei der Beschleunigung (a) der Differenz zwischen der Riemenspannung T2 zwischen der Kopplungseinrichtung 8B und der Riemenscheibe 6A und der Riemenspannung T3 zwischen der Kopplungseinrichtung 8B und der Riemenscheibe 6B, das heißt T3 - T2 = MB x (a).
Wenn in der Riemenscheibe 6B keine Antriebskraft in Erscheinung tritt, das heißt, wenn an der Riemenscheibe 6B kein Motor angebracht ist, sind die Spannungen T3 = T4. Die Konfiguration, bei der ein Motor lediglich mit einer Riemenscheibe von den Riemenscheiben 6A und 6B verbunden ist, wie in 2 dargestellt, ist jedoch nicht beschränkend, und es ist auch möglich, Motoren sowohl mit der Riemenscheibe 6A als auch mit der Riemenscheibe 6B zu verbinden. In diesem Fall wird eine Spannungsdifferenz erzeugt, die den Antriebskräften entspricht, die von den zwei Motoren erzeugt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Riemenspannung zu den Spannungen T1, T2, T3 und T4, die in 3 abgebildet sind, zwischen den Kopplungseinrichtungen 8A und 8B und den Riemenscheiben 6A und 6B. In diesem Fall bedeutet, wenn die Riemenspannungen T1, T2, T3, T4 gleich Null oder kleiner sind, dass der Riemen 7 nicht mit der Riemenscheibe 6A oder 6B ineinandergreift und ein Riemenschlupf oder ein Überspringen von Zähnen auftritt. Eine bestimmte Anfangsspannung T0 wird im Voraus, wenn in dem Motor 9 keine Antriebskraft erzeugt wird, in Bezug auf die Riemenspannungen T1, T2, T3, T4 in jedem Bereich des Riemens angelegt, so dass die Riemenspannungen T1, T2, T3, T4 auch dann nicht gleich Null oder kleiner werden, wenn sich die Riemenspannungen T1, T2, T3, T4 ändern.
Wenn die Antriebskraft des Motors 9 in diesem Zustand erzeugt wird, so wird eine Spannungsschwankung Δ zu der Anfangsspannung T0 hinzuaddiert, und die Riemenspannungen T1, T2, T3, T4 werden zu T1 = T0 + ΔT1, T2 = T0 + ΔT2, T3 = T0 + ΔT3 und T4 = T0 + ΔT4. Da die Kraft, die erforderlich ist, um die mit den Kopplungseinrichtungen 8A und 8B verbundenen Einrichtungen zu bewegen, von der Spannungsdifferenz des Riemens abhängig ist, wird in diesem Fall durch die Hinzufügung der Anfangsspannung T0 zu sämtlichen Bereichen des Riemens 7 kein Effekt auf die Differenz hervorgerufen. Geeignete Referenzwerte für die Anfangsspannung T0 werden typischerweise von den Herstellern gemäß der Form und dem Material oder dem Leitungsvermögen des Riemens festgelegt.
Ist die Anfangsspannung T0 kleiner als der Referenzwert, verursacht dies den vorstehend erwähnten Riemenschlupf, Riemenvibrationen, die aus der Verschiebung des Ineinandergreifens der Riemenscheibe und des Riemens resultieren, was eine Vorstufe für den Riemenschlupf ist, sowie Vibrationen oder eine Interferenz mit anderen Einrichtungen, die von einer Riemenauslenkung induziert wird. Ist die Anfangsspannung indessen größer als der Referenzwert, verursacht dies eine Riemendegradation, und die daraus resultierenden Probleme schließen Riemenvibrationen, eine Verkürzung der Betriebsdauer sowie ein Reißen ein.
Die Riemeneigenschaften verändern sich daher unter der Einwirkung von Umgebungsfaktoren, wie beispielsweise von Temperatur und Feuchtigkeit, sowie von der Alterung, wenngleich eine geeignete Anfangsspannung T0 des Riemens zum Zeitpunkt der Installation festgelegt werden kann. Des Weiteren gibt es Anlagefaktoren, wie beispielsweise das Auftreten eines Spiels in einer Befestigung zwischen den Riemenscheiben 6A und 6B, die sämtlich zu Änderungen der Anfangsspannung T0 führen.
4 ist ein Türmodell, das die Riemenspannung in dem Einzeltür-Mechanismus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Es ist lediglich eine Kopplungseinrichtung vorhanden, die mit dem Riemen 7 verbunden ist, und zwar die Kopplungseinrichtung 8A oder 8B. Wenn zum Beispiel lediglich die Kopplungseinrichtung 8A vorhanden ist, wie in dem in 4 abgebildeten Türmodell, entspricht die Differenz zwischen der Riemenspannung T1 zwischen der Kopplungseinrichtung 8A und der Riemenscheibe 6A und der Riemenspannung T2 zwischen der Riemenscheibe 6A und der Riemenscheibe 6B der Kraft F0 zum Öffnen und Schließen, die durch den Motor erzeugt wird, das heißt T2 - T1 = F0.
Des Weiteren entspricht die Differenz zwischen der Riemenspannung T4 zwischen der Kopplungseinrichtung 8A und der Riemenscheibe 6B und der Riemenspannung T1 einer Kraft für ein Bewegen der Gesamtmasse MA der Kopplungseinrichtung 8A und den mit dieser verbundenen Einrichtungen, das heißt der Kopplungseinrichtung 8A, der Türplatte 1A und der Aufhängung 2, mit der Beschleunigung (a), und T1 - T4 = MA x (a). Wenn in ähnlicher Weise wie bei dem in 3 abgebildeten Modell kein Motor vorhanden ist und in der Riemenscheibe 6B keine Antriebskraft erzeugt wird, gilt für die Riemenspannung in der Riemenscheibe 6B die Bezeichnung T2 = T4.
In diesem Fall wird die Dehnung xi (i = 1 bis 4) in jedem Bereich des Riemens 7 gleich der Differenz zwischen dem Rotationswert der Riemenscheiben 6A und 6B und dem Bewegungswert der Kopplungseinrichtungen 8A und 8B, und die Relation Ti = ki x xi wird basierend auf Ti und ki erhalten, wobei Ti die Spannung und ki die Festigkeit des Riemens ist.
Wenn sich der Riemenscheibenabstand zwischen den Riemenscheiben 6A und 6B, die an dem Träger 3 angebracht sind, nicht ändert, wenn die Tür geöffnet und geschlossen wird, befindet sich die Riemenspannung in dem vorstehend beschriebenen Gleichgewicht, und der Bewegungswert der Türplatten 1A und 1B ist durch die Spannungsdifferenz in dem Riemen 7 festgelegt.
Wenn die Türplatten 1A und 1B somit von der Spannungsdifferenz in dem Riemen 7 angetrieben werden, misst die in 2 abgebildete Messeinheit 31 die Riemenspannung mit der folgenden Vorgehensweise.
Die in 2 abgebildete Messeinheit 31 wird im Folgenden erläutert. Die Messeinheit 31 ist mit einer Riemenvibrations-Detektionseinheit 18, einer Riemenspannungs-Messeinheit 19, der Störungs-Warneinheit 20 und der Parameter-Speichereinheit 21 versehen.
Die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 gibt die Rotationsgeschwindigkeit ein, die von der Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16 der Steuereinheit 30 abgegeben wird. Die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 detektiert das Vorhandensein von Vibrationen des Riemens 7 auf der Basis der Rotationsgeschwindigkeit. Die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 verwendet die Rotationsgeschwindigkeit von der Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16 und gewinnt eine Vibrationskomponente in einem bestimmten Frequenzbereich, die größer als die Rotationsgeschwindigkeit ist, oder eine Vibrationskomponente in einem spezifischen Frequenzbereich.
Wenn die gewonnene Vibrationskomponente einen vorgegebenen Referenzwert übersteigt, stellt die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 fest, dass Riemenvibrationen detektiert worden sind, und gibt eine Türposition und ein Motordrehmoment, das aus dem Strom-Befehlswert oder dem tatsächlichen Stromwert erhalten wird, zum Detektionszeitpunkt ab. Wenn die gewonnene Vibrationskomponente indessen den vorgegebenen Referenzwert nicht übersteigt, stellt die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 fest, dass Riemenvibrationen nicht vorhanden sind.
Die „Türposition“, wie sie hier bezeichnet ist, kann durch die Position der Türplatten 1A und 1B zum Zeitpunkt des Öffnungs- und Schließ-Vorgangs in eine vollständig offene Position, eine vollständig geschlossene Position und Positionen zwischen der vollständig offenen Position und der vollständig geschlossenen Position klassifiziert werden. Die „Positionen zwischen der vollständig offenen Position und der vollständig geschlossenen Position“ kann weiter unterteilt werden, und das Unterteilungsverfahren kann konstante oder variable Intervalle verwenden.
Die Länge der Intervalle kann so festgelegt werden, wie es zweckmäßig ist. Wenn der Dehnungswert des Riemens 7 klein ist und vernachlässigt werden kann, ist die Türposition gleich dem Schwankungswert des Rotations-Detektionswerts, der von der Rotations-Detektionseinheit 15 des Motors 9 erhalten wird. Wenn der Dehnungswert des Riemens 7 indessen groß ist, kann die Türposition durch Ermitteln des Dehnungswerts des Riemens 7 aus dem Drehmoment des Motors 9 und Hinzufügen des ermittelten Dehnungswerts zu dem Rotations-Detektionswert berechnet werden. Gemäß der vorstehenden Erläuterung verwendet die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 die Rotationsgeschwindigkeit von der Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16.
Der Grund dafür wird im Folgenden erläutert. Die Aufgabe der Geschwindigkeits-Steuerung besteht darin, die Türplatten gemäß dem Geschwindigkeits-Befehlswert gleichmäßig zu öffnen und zu schließen. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit in die Geschwindigkeits-Steuereinheit 12 eingegeben wird, werden daher Riemenvibrationen in einem Bereich mit hoher Frequenz durch die LPF-Einheit 17 aus der Rotationsgeschwindigkeit entfernt, die von der Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16 abgegeben wird.
Indessen wird eine Rotationsgeschwindigkeit, die von der Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 16 abgegeben worden ist und dem Filter-Prozessablauf mit der LPF-Einheit 17 nicht unterworfen worden ist, in die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 eingegeben, und in der Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 wird eine äußerst präzise Detektion durchgeführt. Eine derartige Vorgehensweise ist jedoch nicht beschränkend, und in Abhängigkeit von der Festlegung der Grenzfrequenz der LPF-Einheit 17 können auch die Riemenvibrationen entfernt werden oder nicht. Daher kann das Ausgangssignal der LPF-Einheit 17 in der Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 verwendet werden.
Der vorstehend erwähnte „spezifische Frequenzbereich“ der Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 wird durch die Verschiebung des Ineinandergreifens des Riemens 7 und der Riemenscheibe 6A verursacht und kann daher aus dem Zählwert pro Zeiteinheit mit der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 9, das heißt der Geschwindigkeit des Riemens 7, und dem Zahnabstand in der Riemenscheibe 6A berechnet werden. Indessen kann der Referenzwert der Vibrationskomponente üblicherweise aus der Rotationsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Öffnens und des Schließens berechnet werden und kann im Voraus als ein fester Wert festgelegt werden.
Einer der Gründe für Riemenvibrationen besteht darin, dass sich der Riemen 7, wenn eine geeignete Spannung an den Riemen 7 angelegt wird, in Kontakt mit der Riemenscheibe 6A befindet, wobei der Winkel des Kontaktbereichs einem 180°-Bereich der Riemenscheibe 6A entspricht und die Zähne des Riemens 7 und die Vertiefungen der Riemenscheibe 6A ineinandergreifen, während der Kontaktbereich weniger als 180 Grad beträgt, wenn die Riemenspannung gleich Null ist. Riemenvibrationen treten aufgrund der Verschiebung des Ineinandergreifens des Riemens 7 und der Riemenscheibe 6A auf, und die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 gibt die Türposition und das Motordrehmoment zum Zeitpunkt der Detektion einer Vibration ab.
Die Riemenspannungs-Messeinheit 19 gibt die Türposition und das Motordrehmoment zum Zeitpunkt der Detektion einer Vibration von der Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 sowie die Information hinsichtlich der Riemenlänge von der nachstehend beschriebenen Parameter-Speichereinheit 21 ein und misst daraus die Anfangsspannung T0 des Riemens. Der momentane Zustand der Detektion einer Riemen Vibration bedeutet, dass die Riemenspannung T1 (= T0 + ΔT1) oder T2 (= T0 + ΔT2) um die Riemenscheibe 6A herum aufgrund von Änderungen in der Spannung, die von dem Antrieb des Motors verursacht werden, gleich Null wird.
Das Vorzeichen des Änderungswerts ΔT1, ΔT2 der Riemenspannung in Bezug auf die Anfangsspannung T0 ist in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Türplatte, das heißt der Rotationsrichtung des Motordrehmoments, unterschiedlich. Aus den vorstehend beschriebenen Gründen ist der Betrag jedes Änderungswerts in Abhängigkeit von der Position der Türplatte (Türposition) unterschiedlich, kann jedoch aus der Information hinsichtlich der Türposition und der Information hinsichtlich der Riemenlänge berechnet werden.
Die Spannungsänderungswerte, die durch das Motordrehmoment erzeugt werden, sind die vorstehend erwähnten Änderungen bei der Spannung ΔT1, ΔT2, ΔT3 und ΔT4 in Bezug auf die Anfangsspannung T0. Die Kraft MA x (a), die durch die Beschleunigung (a) der Gesamtmasse MA der Einrichtungen festgelegt ist, wie beispielsweise der mit der Kopplungseinrichtung 8A verbundenen Türplatte 1A, ist aufgrund des Gleichgewichts der in den 3 und 4 abgebildeten Riemenspannungen gleich der Spannungsdifferenz ΔT1 - ΔT4. In diesem Fall ist die Größe jeder Spannungsdifferenz ΔT1 und ΔT4 nicht willkürlich festgelegt. Wenn das Material in jedem Bereich des Endlosriemens 7 das gleiche ist, sind die Änderungen von der Festigkeit des Riemens in jedem Bereich abhängig, das heißt der Position XA der Türplatte.
Wenn der Riemenscheibenabstand L konstant ist und an der Riemenscheibe 6B kein Motor angebracht ist, nimmt die Festigkeit K1 des Riemens mit abnehmendem Abstand X zwischen der Kopplungseinrichtung 8A und der Riemenscheibe 6A zu. Im Ergebnis beträgt das Verhältnis von ΔT1 und ΔT4 (= ΔT2) in der in 4 abgebildeten Konfiguration (2L - X)/X. Der Abstand X zwischen der Kopplungseinrichtung 8A und der Riemenscheibe 6A kann aus der Türposition berechnet werden. Der Riemenscheibenabstand L kann aus der Information hinsichtlich der Riemenlänge berechnet werden.
Wenn ein hin- und hergehender Betrieb durchgeführt wird, wie in dem Fall, in dem die Türplatte geöffnet und geschlossen wird, können die Berechnungen des Riemenscheibenabstands L auf der Abstandsinformation der Riemenlänge von dem Zeitpunkt an, wenn die Türplatte vollständig geschlossen ist, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Türplatte vollständig offen ist, oder des Weiteren auf der Information hinsichtlich des Abstands zwischen der Kopplungseinrichtung und der Riemenscheibe beruhen, wenn die Türplatte vollständig geschlossen oder vollständig offen ist.
Die 5A bis 5C stellen die Riemenspannung zum Zeitpunkt des Antreibens gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung dar. In dem Beispiel eines Einzeltür-Mechanismus, der in 4 dargestellt ist, sind Zeitreihen-Änderungen in der Motorgeschwindigkeit, dem Motordrehmoment und der Riemenspannung jeweils in den 5A, 5B und 5C für den Fall gezeigt, in dem der Türöffnungsvorgang bei einem Zeitpunkt t0 gestartet wird und ein vollständig offener Zustand bei einem Zeitpunkt tc erreicht wird.
Wenn die Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 zu einem Zeitpunkt t1 in den 5A bis 5C Vibrationen detektiert, kann zum gleichen Zeitpunkt ein Motordrehmoment τ gewonnen werden. In der Antriebskraft F0 in der horizontalen Richtung des Motordrehmoments τ ändert sich die in 4 abgebildete Riemenspannung T1 wie in 5C gezeigt. Zum Zeitpunkt t1, an dem Riemenvibrationen detektiert werden, ist die Riemenspannung T1 gleich Null, und die Breite der Spannungsänderung ΔT1 ist gleich der Anfangsspannung T0.
Wenn sich die Türplatte 1A von der Seite der Riemenscheibe 6A zu der Seite der Riemenscheibe 6B mit der Türposition XA = X bewegt, ist die Antriebskraft, die durch das Motordrehmoment τ erzeugt wird, in diesem Fall gleich F0 = |ΔT1 - ΔT4|, und daher ist die Anfangsspannung T0 = F0 × (|ΔT1|/(|ΔT1 - ΔT4|)) = F0 × (2L - X)/2L. So kann die Anfangsspannung T0 des Riemens durch Verwenden der Gleichung gemessen werden.
Wenn bei dem in 3 abgebildeten Doppeltür-Mechanismus die Gesamtmasse MA der Kopplungseinrichtung 8A und der mit dieser verbundenen Einrichtungen, das heißt der Kopplungseinrichtung 8A, der Türplatte 1A sowie der Aufhängung 2, und die Gesamtmasse MB der Kopplungseinrichtung 8B und der mit dieser verbunden Einrichtungen, das heißt der Kopplungseinrichtung 8A, der Türplatte 1B sowie der Aufhängung 2, identifiziert sind oder das Verhältnis der Gesamtmassen MA und MB identifiziert ist, kann die Anfangsspannung T0 aus der Information hinsichtlich der Türposition und der Information hinsichtlich der Riemenlänge in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Einzeltür-Mechanismus berechnet werden.
In diesem Fall ist es nicht immer notwendig, die Gesamtmassen MA und MB zu identifizieren, und basierend auf einem vorgegebenen Wert, der von der nächstehend beschriebenen Parameter-Speichereinheit eingegeben wird, kann ein ungefährer Wert berechnet werden.
Bei einer typischen automatischen Tür gleichen die Gesamtmassen MA und MB einander im Wesentlichen, im Fall von solchen Fahrstuhltüren jedoch, bei denen die Tür auf der Seite der Fahrstuhlkabine durch Ergreifen der Tür auf der Stockwerkseite auf jeder Etage geöffnet und geschlossen wird, wird die Tür auf der Stockwerkseite manchmal lediglich durch eine Türplatte der Tür auf der Seite der Fahrstuhlkabine ergriffen, und in diesem Fall unterscheiden sich die Gesamtmassen voneinander, und daher ist der vorstehend erwähnte Wert erforderlich.
Der Anfangswert T0 der Spannung des Riemens 7, der in der Riemenspannungs-Messeinheit 19 gemessen worden ist, wird in die Störungs-Warneinheit 20 eingegeben. In der Störungs-Warneinheit 20 wird ermittelt, ob der Anfangswert T0 der Spannung innerhalb eines Referenzbereichs liegt, der als die Spezifikation des Riemens 7 vorgegeben ist, oder nicht. Wenn der Anfangswert T0 der Spannung außerhalb des Referenzbereichs liegt, gibt die Störungs-Warneinheit 20 ein Riemenspannungs-Störungsflag in die Parameter-Speichereinheit 21 ein.
Im Ergebnis gibt die Parameter-Speichereinheit 21 einen Koeffizientenparameter zum Einstellen der maximalen Geschwindigkeit oder Beschleunigung und Abbremsung an die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 ab, um Riemenvibrationen oder einen Riemenschlupf zu verhindern. Wenn indessen der Spannungswert innerhalb des Referenzbereichs liegt, führt die Störungs-Warneinheit 20 keinen Prozessablauf durch.
Der Messwert der Anfangsspannung T0 des Riemens, der die Ausgabe der Riemenspannungs-Messeinheit 19 ist, oder das Riemenspannungs-Störungsflag von der Störungs-Warneinheit 20 kann von der in den 1 und 2 abgebildeten Türsteuereinrichtung 10 an eine externe Einrichtung abgegeben werden und kann von dem Wartungspersonal für eine Überprüfung oder eine Fernwartung über eine große Entfernung hinweg als Messinformation verwendet werden.
In diesem Fall kann das Wartungspersonal, das die Überprüfung durchführt, die Anfangsspannung durch Ändern der Anbringungspositionen der Riemenscheiben 6A und 6B erhöhen, wenn die gemessene Anfangsspannung T0 des Riemens unterhalb des Referenzwerts liegt, und die Anfangsspannung durch Ändern der Anbringungspositionen der Riemenscheiben 6A und 6B verringern, wenn der Referenzwert überschritten wird. Da zugleich die Möglichkeit besteht, dass Vibrationen auftreten, die durch eine Degradation des Riemens verursacht werden, ist es notwendig, dass das Wartungspersonal das Vorliegen einer Riemendegradation überprüft und den Riemen ersetzt, wenn er degradiert ist.
Das Riemenspannungs-Störungsflag, welches das Ausgangssignal der Störungs-Warneinheit 20 ist, wird in die Parameter-Speichereinheit 21 eingegeben. Die Parameter-Speichereinheit 21 speichert die maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung/Abbremsung oder Koeffizientenparameter (für den normalen Betrieb, für den Fall einer Störung und für eine Überprüfung) für die Ermittlung derselben, die von der Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 verwendet werden, wenn der Geschwindigkeits-Befehlswert erzeugt wird, und außerdem die Länge des Riemens 7 (im Folgenden als „Riemenlänge“ bezeichnet), die von der Riemenspannungs-Messeinheit 19 verwendet wird, wenn Riemenspannungsmessungen durchgeführt werden. Die Riemenlänge wird im Voraus auf der Basis der Breite der Eingangs-/Ausgangsöffnung der Tür festgelegt oder im Voraus bestimmt.
Die Parameter-Speichereinheit 21 gibt die maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung/Abbremsung für den normalen Betrieb oder die Koeffizientenparameter für die Ermittlung derselben während des normalen Betriebs an die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 ab und gibt die maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung/Abbremsung für die Überprüfung oder die Koeffizientenparameter für die Ermittlung derselben ab, wenn die Riemenspannung überprüft wird.
Wenn des Weiteren das Riemenspannungs-Störungsflag von der Störungs-Warneinheit 20 eingegeben worden ist, wenn die Spannung, die in der Riemenspannungs-Messeinheit 19 gemessen worden ist, unterhalb des Referenzbereichs liegt, wird eine verringerte maximale Geschwindigkeit oder Beschleunigung/Abbremsung abgegeben oder es werden Koeffizientenparameter für eine Verringerung derselben abgegeben.
Wenn indessen die gemessene Spannung oberhalb des Referenzbereichs liegt, wird eine erhöhte maximale Geschwindigkeit oder Beschleunigung/Abbremsung abgegeben, oder es werden Koeffizientenparameter für eine Erhöhung derselben abgegeben. Die Parameter-Speichereinheit 21 speichert außerdem die Masse der Einrichtungen, welche die Motorlast für die Türlast auf jeder Etage beeinflusst, das heißt die Masse von jeder der Türplatten 1A und 1B oder die Gesamtmasse derselben, als den Massenparameter.
Da die Masse der Tür auf der Stockwerkseite für jede Etage in einem Fahrstuhl unterschiedlich ist, können auch die Masse der Tür auf der Seite der Fahrstuhlkabine und der Tür auf der Stockwerkseite, die Masse von Sensoren, die auf der Türplatte montiert sind, sowie die Masse von Türeinrichtungen, die das Rotationssystem, wie beispielsweise eine Abbremsvorrichtung und Riemenscheiben, einschließen, für jede Etage gespeichert werden. Jene Massenparameter können identifizierte Werte, die mit Einrichtungen zum Identifizieren der Gesamtmasse erhalten werden, oder Anfangswerte sein, die im Voraus auf der Basis der Anlagenabmessungen der Fahrstuhltür ungefähr festgelegt werden.
Die Parameter-Speichereinheit 21 gibt die Information hinsichtlich der Riemenlänge oder die Information hinsichtlich der Riemenlänge zusammen mit der Information hinsichtlich der Masse an die Riemenspannungs-Messeinheit 19 ab und gibt die maximale Geschwindigkeit oder die Beschleunigung/Abbremsung oder die Koeffizientenparameter für die Ermittlung derselben an die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 ab. Es ist ausreichend, die Beschleunigung und Abbremsung derart zu verringern, dass die Riemenspannung zu jeder Zeit über Null liegt. Da der Wert der Antriebskraft des Motors verringert ist, kann der Änderungswert der Riemenspannung in diesem Fall unterdrückt werden.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Messeinheit 31 die Riemenspannung automatisch und zu jeder Zeit nicht nur zum Zeitpunkt einer Überprüfung, sondern auch während eines normalen Betriebs und zum Zeitpunkt einer Störung messen. Daher kann die Riemenspannung überprüft werden, und Änderungen der Riemenspannung im Lauf der Zeit können zu jeder Zeit diagnostiziert werden. Der Grad an Automatisierung und die Arbeitseinsparung bei der Wartung und der Steuerung werden verbessert.
Wenn des Weiteren durch die Störungs-Warneinheit 20 festgestellt wird, dass die gemessene Riemenspannung abnormal ist, kann das externe Wartungspersonal davon in Kenntnis gesetzt werden, und die Parameter-Speichereinheit 21 stellt die maximale Geschwindigkeit oder Beschleunigung und Abbremsung in Reaktion darauf ein. Daher können das Auftreten von Riemenvibrationen und eines Riemenschlupfs zuverlässig verhindert werden.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Türeinrichtung eines Fahrstuhls gemäß Ausführungsform 1 mit Folgendem versehen: der Tür (den Türplatten 1A und 1B), welche die Eingangs-/Ausgangsöffnung öffnet und schließt; dem Riemen 7, an dem die Tür angebracht ist; dem Motor 9, der eine Öffnungs- und Schließ-Bewegung der Tür durch Antreiben des Riemens 7 durchführt; und der Türsteuereinrichtung 10, die den Motor 9 steuert.
Die Türsteuereinrichtung 10 ist mit Folgendem ausgestattet: der Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11, die einen Öffnungs- und Schließ-Geschwindigkeitsbefehl für die Tür erzeugt; der Parameter-Speichereinheit 21, die einen Parameter in Bezug auf die Tür speichert; dem Sensor 15 als einer Rotations-Detektionseinheit, die eine Rotation des Motors detektiert; der Riemenvibrations-Detektionseinheit 18, die Vibrationen des Riemens 7 auf der Basis des Signals von dem Sensor 15 detektiert und eine Türposition und die Antriebskraft des Motors 9 zum Zeitpunkt der Detektion einer Vibration abgibt; sowie der Riemenspannungs-Messeinheit 19, welche die Spannung des Riemens 7 auf der Basis der Türposition und der Antriebskraft des Motors 9 misst, die von der Riemenvibrations-Detektionseinheit 18 abgegeben werden.
Daher kann die Riemenspannung der Türeinrichtung mit einer derartigen Konfiguration durch Erzeugen eines vorgegebenen Drehmoments in dem Motor 9 bei einer beliebigen Türposition gemessen werden. Da die Riemenspannung, die für ein Öffnen und Schließen der Fahrstuhltür notwendig ist, automatisch überprüft werden kann, können im Ergebnis Serviceleistungen in einem dysfunktionalen Zustand mit der Durchführung einer automatisierten Überprüfung zu jeder Zeit verhindert werden, und die Sicherheit kann zusätzlich zu einer verbesserten Arbeitsersparnis und Automatisierung des Überprüfungsbetriebs weiter erhöht werden.
Da die Riemenspannung bei der Ausführungsform 1 somit über die Zeit hinweg diagnostiziert werden kann, kann eine fehlerhafte Einstellung der Riemenspannung und ein Überspringen von Zähnen aufgrund eines Spiels des Riemens verhindert werden, das aus einer durch die Alterung induzierten Abnutzung resultiert, und der Riemenzustand kann mit der Motorsteuereinrichtung automatisch verifiziert werden, so dass es ermöglicht wird, die Wartungsbelastung zu reduzieren.
Da die Riemenspannungs-Messeinheit 19 die Messung der Riemenspannung auf der Basis einer Information hinsichtlich der Türlänge und einer Information hinsichtlich der Türmasse der Tür in der Parameter-Speichereinheit 21 realisiert, ermöglicht es eine derartige Konfiguration des Weiteren, die Riemenspannung in einer Serie von Türöffnungs- und Türschließ-Vorgängen zu messen, ohne ein Überspringen eines Zahns bei dem Riemen zu verursachen.
Da die Störungs-Warneinheit 20 vorgesehen ist, die eine Störung des Riemens detektiert, wenn der Spannungswert, der mit der Riemenspannungs-Messeinheit 19 gemessen wird, außerhalb eines vorgegebenen festen Referenzbereichs oder außerhalb eines Referenzbereichs liegt, der auf der Basis der Länge des Riemens 7 bestimmt wird, ermöglicht es eine derartige Konfiguration darüber hinaus, Störungen zu detektieren, wie beispielsweise ein Spiel oder eine Degradation der Riemenspannung und ein Spiel in den Befestigungen der Riemenscheiben, die den Riemen 7 tragen.
Da der Geschwindigkeits-Befehlswert der Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 eingestellt wird, wenn die Störungs-Warneinheit 20 eine Störung des Riemens 7 detektiert, kann des Weiteren eine Öffnungs- und Schließ-Geschwindigkeit ausgewählt werden, bei der die Riemenspannung erlaubt ist und die Serviceleistung für eine Sicherstellung der Sicherheit fortgesetzt werden kann, um so Riemenvibrationen, ein Überspringen eines Zahns sowie einen Riemenschlupf auch dann zu verhindern, wenn in dem Riemen 7 eine Störung auftritt.
Da der Parameter in der Parameter-Speichereinheit 21 ein Parameter für die Türmasse für jede Etage ist, ermöglicht es eine derartige Konfiguration des Weiteren, die Riemenspannung sogar in der Türeinrichtung eines Fahrstuhls zu messen, bei der in einer Mehrzahl von Türplatten, die an den Riemen angebracht sind, eine Verteilung bei der Masse vorliegt. Eine derartige Konfiguration verringert die periodische Wartungsbelastung.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform 1 ist ein Beispiel erläutert, bei dem die Beschleunigung und Abbremsung oder die maximale Geschwindigkeit in der Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 verringert werden, wenn die Messung der Anfangsspannung T0 des Riemens in der in 2 abgebildeten Riemenspannungs-Messeinheit 19 zeigt, dass die Anfangsspannung T0 des Riemens abgenommen hat. Es ist jedoch nicht immer notwendig, die Beschleunigung und Abbremsung oder die maximale Geschwindigkeit in der Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 zu verringern, selbst wenn die Anfangsspannung T0 des Riemens abgenommen hat, so dass die Zeit für das Öffnen und das Schließen (die Zeit, die für den Öffnungs- und Schließ-Vorgang erforderlich ist) verlängert wird.
Bei der Ausführungsform 2 wird das Auftreten einer Störung in der Riemenspannung vermieden, ohne die maximale Geschwindigkeit und die Zeit für das Öffnen und Schließen zu ändern, indem in der Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 die eine Komponente von Beschleunigung und Abbremsung verringert wird und die andere Komponente erhöht wird, so dass die Riemenspannung zu jeder Zeit während des Antriebs über Null liegt.
Die 6A bis 6C stellen die Riemenspannung während des Antriebs bei der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung dar.
Die Beschleunigung der Motorgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t1 ist in den 6A bis 6C in Bezug auf die Beschleunigung beim gleichen Zeitpunkt t1 in 5 verringert, an dem eine Riemenstörung aufgetreten ist. Wenn somit bei der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung die Anfangsspannung T0 des Riemens, die in der Riemenspannungs-Messeinheit 19 gemessen wird, unter den Referenzwert abnimmt, ist die Beschleunigung verringert, die von der Parameter-Speichereinheit 21 in die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 eingegeben wird.
In 6 ist die Beschleunigung in Bezug auf jene verringert, die in 5 dargestellt ist, ein derartiger Fall ist jedoch nicht beschränkend, und die Beschleunigung kann auch in Bezug auf jene während des normalen Betriebs verringert sein. Im Ergebnis ist das Motordrehmoment zum Zeitpunkt der Beschleunigung in Bezug auf jenes während des normalen Betriebs begrenzt. Des Weiteren ist die Riemenspannung T1 in 5C zum Zeitpunkt t1 gleich Null, während die Riemenspannung T1 in 6C zu jeder Zeit über Null liegt.
Wenn somit die gemessene Anfangsspannung T0 des Riemens bei der Ausführungsform 2 unter den Referenzwert abnimmt, wird die Beschleunigung verringert, so dass das Motordrehmoment zum Zeitpunkt der Beschleunigung niedrig gehalten wird und die Beschleunigung, die von der Parameter-Speichereinheit 21 in die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 einzugeben ist, derart festgelegt wird, dass die Riemenspannung T1 zu jeder Zeit über Null liegt.
Wenn des Weiteren die Zeit für das Öffnen und Schließen nicht verlängert werden soll, liegt die Änderungsbreite ΔT4 der Riemenspannung zum Zeitpunkt der Abbremsung um weniger als ΔT1 unter dem Effekt der Riemenlänge, und dies kann dazu verwendet werden, die Abbremsung über jene während des normalen Betriebs hinaus zu erhöhen. Im Ergebnis ist das Motordrehmoment zum Zeitpunkt der Abbremsung, das in 6 dargestellt ist, größer als jenes während des normalen Betriebs.
Wenn somit die Anfangsspannung T0 des Riemens bei der Ausführungsform 2, die in der Riemenspannungs-Messeinheit 19 gemessen worden ist, abgenommen hat, wird die eine Komponente von Beschleunigung und Abbremsung verringert und die andere Komponente wird erhöht, so dass die Riemenspannung zu jeder Zeit während des Antriebs über Null liegt.
Des Weiteren wird bei der Ausführungsform 1 gezeigt, dass die maximale Geschwindigkeit verringert ist, bei der Ausführungsform 2 ist jedoch die maximale Geschwindigkeit möglicherweise nicht verringert. Somit kann das Auftreten einer Störung der Riemenspannung bei der Ausführungsform 2 vermieden werden, ohne die maximale Geschwindigkeit und die Zeit für das Öffnen und Schließen zu ändern.
Um des Weiteren die Antriebskraft des Motors 9 niedrig zu halten und den Geschwindigkeits-Befehlswert geeignet einzustellen, der das Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 ist, ist es notwendig, den Geschwindigkeits-Befehlswert aus den Gesamtmassen MA und MB, welche die Lasten des Motors 9 sind, die in der Parameter-Speichereinheit 21 gespeichert sind, und der Beschleunigung (a) zu erzeugen, welche die Antriebskraft des Motors niedrig hält. Bei einer Türantriebseinrichtung, die für jede Etage eine andere Türmasse aufweist, wie bei einer Fahrstuhltür, kann ein Geschwindigkeits-Befehlswert erzeugt werden, der jeder Etage entspricht oder der auf der Türmasse beruht, die für die Etage mit der höchsten Türmasse angenommen wird.
Weitere Elemente und Betriebsweisen bei der Ausführungsform 2 sind die gleichen wie jene von Ausführungsform 1, und auf die erneute Erläuterung derselben wird hier verzichtet.
Wie vorstehend beschrieben, kann der gleiche Effekt wie mit der Ausführungsform 1 auch mit der Ausführungsform 2 erhalten werden. Da das Auftreten einer Störung der Riemenspannung vermieden wird, ohne die maximale Geschwindigkeit oder die Zeit für das Öffnen und Schließen zu ändern, indem die eine Komponente von Beschleunigung und Abbremsung verringert wird und die andere Komponente erhöht wird, so dass die Riemenspannung zu jeder Zeit während des Antriebs über Null liegt, wenn die Anfangsspannung T0 des Riemens abnimmt, die in der Riemenspannungs-Messeinheit 19 gemessen wird, kann der Vorgang des Öffnens/Schließens darüber hinaus bei der Ausführungsform 2 durchgeführt werden, ohne die Zeit für das Öffnen und Schließen zu ändern, selbst wenn in dem Riemen 7 eine Störung aufgetreten ist.
Bei der Ausführungsform 1 ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die Geschwindigkeits-Befehlseinheit 11 die maximale Geschwindigkeit oder die Beschleunigung und Abbremsung gemäß dem Wert der gemessenen Anfangsspannung T0 des Riemens verringert oder erhöht, und bei der Ausführungsform 2 ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die eine Komponente von Beschleunigung und Abbremsung verringert wird und die maximale Geschwindigkeit und die Zeit für das Öffnen und Schließen aufrechterhalten werden, derartige Beispiele sind jedoch nicht beschränkend.
Es kann zum Beispiel zumindest irgendeine von der maximalen Geschwindigkeit, der Beschleunigung und der Abbremsung gemäß dem Wert der gemessenen Anfangsspannung T0 des Riemens verringert oder erhöht werden. Es kann des Weiteren gemäß den Nutzungsbedingungen, der Nutzungsumgebung und den Fahrstuhlspezifikationen festgelegt werden, welche dieser Parameter zu verringern oder zu erhöhen sind, wie es zweckmäßig ist.
Des Weiteren sind bei den Ausführungsformen 1 und 2 die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen als Türeinrichtungen von Fahrstühlen beschrieben, eine derartige Anwendung ist jedoch nicht einschränkend, und die vorliegende Erfindung kann auch in anderen Einrichtungen verwendet werden, wie beispielsweise bei automatischen Türen, in denen das Antriebsobjekt an einem Riemen angebracht ist, wie in 1 dargestellt, und es ist selbstverständlich, dass bei derartigen Anwendungen der gleiche Effekt erzielt wird.

Claims

Türeinrichtung, die Folgendes aufweist: - eine Türplatte (1A, 1B), die eine Tür bildet, die eine Eingangs-/Ausgangsöffnung öffnet und schließt; - einen Riemen (7), an dem die Türplatte (1A, 1B) angebracht ist; - einen Motor (9), der durch Antreiben des Riemens (7) eine Öffnungs- und Schließ-Bewegung der Tür durchführt; und - eine Türsteuereinrichtung (10), die den Motor steuert (9), wobei die Türsteuereinrichtung (10) Folgendes aufweist: - eine Geschwindigkeits-Befehlseinheit (11), die einen Öffnungs- und Schließ-Geschwindigkeitsbefehl für die Tür erzeugt; - eine Parameter-Speichereinheit (21), die einen Parameter in Bezug auf die Tür speichert; - eine Rotations-Detektionseinheit (15), die eine Rotation des Motors (9) detektiert; - eine Riemenvibrations-Detektionseinheit (18), die Vibrationen des Riemens (7) auf der Basis eines Signals der Rotations-Detektionseinheit (15) detektiert und eine Position der Türplatte (1A, 1B) sowie eine Antriebskraft des Motors (9) zum Zeitpunkt der Detektion einer Vibration abgibt; und - eine Riemenspannungs-Messeinheit (19), die die Spannung des Riemens (7) auf der Basis der Position der Türplatte (1A, 1B) und der Antriebskraft des Motors (9) misst, die von der Riemenvibrations-Detektionseinheit (18) abgegeben werden.
Türeinrichtung nach Anspruch 1, wobei - der Parameter der Parameter-Speichereinheit (21) eine Information hinsichtlich einer Länge des Riemens (7) aufweist; und wobei die Riemenspannungs-Messeinheit (19) die Spannung des Riemens (7) auf der Basis der Information hinsichtlich der Länge des Riemens (7), die von der Parameter-Speichereinheit (21) erhalten wird, zusätzlich zu der Position der Türplatte (1A, 1B) und der Antriebskraft des Motors (9) misst, die von der Riemenvibrations-Detektionseinheit (18) abgegeben werden.
Türeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner Folgendes aufweist: - eine Störungs-Warneinheit (20), die eine Störung des Riemens (7) detektiert, wenn ein Wert der Spannung des Riemens (7), der von der Riemenspannungs-Messeinheit (19) gemessen wird, außerhalb eines vorgegebenen Referenzbereichs liegt.
Türeinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Geschwindigkeits-Befehlseinheit (11) den Öffnungs- und Schließ-Geschwindigkeitsbefehl einstellt, wenn die Störungs-Warneinheit (20) die Störung des Riemens (7) detektiert; und wobei die Geschwindigkeits-Befehlseinheit (11) zumindest eine von einer maximalen Geschwindigkeit, einer Beschleunigung und einer Abbremsung des Öffnungs- und Schließ-Geschwindigkeitsbefehls verringert, wenn der Wert der Spannung des Riemens (7), der von der Riemenspannungs-Messeinheit (19) gemessen wird, unterhalb des Referenzbereichs liegt.
Türeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Parameter der Parameter-Speichereinheit (21) ferner eine Information hinsichtlich der Masse einer Tür auf der Stockwerkseite für jede Etage beinhaltet.
Steuerverfahren für eine Tür, die an einem Riemen (7) angebracht ist und durch einen Motor (9), der den Riemen (7) antreibt, so angetrieben wird, dass sie geöffnet und geschlossen wird, wobei das Steuerverfahren Folgendes aufweist: - einen Schritt zum Erzeugen eines Öffnungs- und Schließ-Geschwindigkeitsbefehls für die Tür; - einen Schritt zum Detektieren einer Rotation des Motors (9); - einen Schritt zum Detektieren von Vibrationen des Riemens (7) auf der Basis eines Ergebnisses für die Detektion der Rotation des Motors (9) und für ein Abgeben einer Türposition und einer Antriebskraft des Motors (9) zum Zeitpunkt der Detektion einer Vibration; und - einen Schritt zum Messen einer Spannung des Riemens (7) auf der Basis der Türposition und der Antriebskraft des Motors (9).