專利名稱：控制門驅(qū)動(dòng)器的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制門驅(qū)動(dòng)器的方法和系統(tǒng)，尤其是涉;5i控制高速門 的門驅(qū)動(dòng)器的方法和系統(tǒng)，其中，使用電容式傳感器自動(dòng)識(shí)別門關(guān)閉^ 附近的障礙物。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公知一些方法，其中自動(dòng)識(shí)別障礙物，并 且由此門自動(dòng)停止，從而實(shí)現(xiàn)了防止卡夾。用于檢測(cè)門關(guān)閉區(qū)域中是否有人的擋光板和光幕常常安M例如自關(guān)閉電梯門、旋轉(zhuǎn)門或扇葉門的門關(guān)閉區(qū)域中，并且擋it^L和光幕的輸出信號(hào)影響關(guān)閉過程的中斷和再次打開。擋iyi和光幕安裝在例如門面中，其 中設(shè)置在門邊緣區(qū)域中的光釋放口和反射棱鏡受到高機(jī)械應(yīng)力。機(jī)械損壞、調(diào)節(jié)不善和污染風(fēng)險(xiǎn)限制了擋i^l和光幕的可靠性。在專利DE4424510的說明書中，描述了用于可移動(dòng)關(guān)閉裝置的安全邊 緣組件。在力的作用下，電導(dǎo)安裝軌接觸可變形構(gòu)件并且將可變形構(gòu)件擠 壓入第二位置。在該技術(shù)中，力的作用必然具有關(guān)閉^;ML時(shí)反應(yīng)的風(fēng) 險(xiǎn)，這是不利的。安裝的高難度和永久^損壞的風(fēng)險(xiǎn)限制了其可靠性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種改善的控制門驅(qū)動(dòng)器的方法和系統(tǒng)，其能 夠獲得高感測(cè)靈敏度和可靠的卡夾防護(hù)，而且其能夠最大程度地消除干擾 的影響。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的目的通過如下方法得以解決。在根據(jù)本發(fā)明的控制門驅(qū)動(dòng)器的方法中，4吏用電容式傳感器自動(dòng)識(shí)別門關(guān)閉路徑附近的障 礙物。根據(jù)本發(fā)明的這一方面，在關(guān)門過程中識(shí)別障礙物是通過將電容傳 感器電容量當(dāng)前變化與參考值或參考曲線的變量進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)的。由于使用相對(duì)于變量的電容量變化來識(shí)別障礙物，因此可以根據(jù)本發(fā)明來消除靜態(tài)電容量CQ的影響，相當(dāng)于補(bǔ)償貼片電容量(post capacity) 和接地電容量的影響，所述靜態(tài)電容量C。因濕度、溫度或污染物以及環(huán)境 因素改變而發(fā)生變化。由此可以獲得對(duì)于障礙物的高感測(cè)靈敏度或大檢測(cè) 間距。由此可以實(shí)施更快的關(guān)門速度，并附帶改善了防卡夾人身的保護(hù)。 與之相關(guān)的，更短的關(guān)門時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)快速的通過量，并減小因冬季或夏 季開門產(chǎn)生的門廳中的溫度變化。


下面將參考圖中所示的實(shí)施方式更詳細(xì)地示出本發(fā)明。圖中示出圖l是關(guān)閉過程的示意圖，其中障礙物位于門關(guān)閉路徑附近；以及 圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的流程圖。 圖2中的圖例Ca(t)門關(guān)閉期間接地電容量程CV(t)相對(duì)于時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)(計(jì)算)CV(t)用作參考曲線的一階導(dǎo)數(shù)(可以更新)t。 -開始時(shí)間 tmax-門關(guān)閉時(shí)間 t-從to到tmax的時(shí)間進(jìn)程具體實(shí)施方式
圖l示出了巻門10的關(guān)閉過程的示意圖，其中障礙物位于門關(guān)閉# 2附近。在本實(shí)施方式中，門IO憑借門驅(qū)動(dòng)器可以向上和向下移動(dòng)。門驅(qū) 動(dòng)器由根據(jù)本發(fā)明的控制器控制。根據(jù)本發(fā)明，傳感器表面1以絕緣方式設(shè)置在門扇的iJ^層門板ll處， 并且在關(guān)閉過程中，檢測(cè)所述傳感器表面的相對(duì)于地電位的傳感器電容 量。在附圖中，電容式傳感器的場(chǎng)力線以實(shí)線示出。 一方面，朝向接地門 板的靜態(tài)場(chǎng)力線6導(dǎo)致在門運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)電容量產(chǎn)生恒定的影響。此外， 靜態(tài)干擾電容量受到環(huán)境、濕度、污染物和i^巨離處物體的其它^^:的影響。在本實(shí)施方式中，繪出的g一作為示例的卡車9的后側(cè)，卡車9的后側(cè) 緊鄰接著門停放，并以靜態(tài)部件的方式同樣影響到場(chǎng)力線的路線。示意圖 中在其右側(cè)繪出的是作為恒定電容器的靜態(tài)干擾電容量C。 = Cstat。在本實(shí) 施方式中，這種電容量是靜態(tài)的，因?yàn)樵陉P(guān)門過程中電容量基本不變，尤 其是不與門的位置相關(guān)。然而，這種靜態(tài)電容量會(huì)因變化的環(huán)境狀況而隨 時(shí)間改變。除了這種靜態(tài)電容量之外，整個(gè)電容量還包括由門扇處的傳感 器表面1位于接地地面7上方的位置所決定的電容量，并且該電容量因而 在門移動(dòng)的過程中發(fā)生變化。為了使靜態(tài)電容量的影響盡可能地低，本發(fā)明根據(jù)的不是由靜態(tài)部分 和隨著所用門的運(yùn)動(dòng)而變的可變部分組成的傳感器電容量絕對(duì)值，而是使 用在門運(yùn)動(dòng)的過程中，相對(duì)于例如時(shí)間或門的行J^徑等變量的電容量的 改變。在這本實(shí)施方式中，特別^JI相對(duì)于例如時(shí)間或行ii^徑的電容量 的導(dǎo)數(shù)來消1^#態(tài)電容量的影響。由于消除了這種靜態(tài)電容量的影響，因 環(huán)境狀況改變而引起的靜態(tài)干擾電容量的變化不再對(duì)障礙物識(shí)別產(chǎn)生負(fù) 面影響，從而根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)使得障礙物識(shí)別大為改善。在本實(shí)施方式中，首先計(jì)算電容量函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)并將其存儲(chǔ)為參考 曲線，此后把所述參考曲線用作對(duì)后面發(fā)生的所有關(guān)閉過程的比較值，其 中電容量函數(shù)的最新一階導(dǎo)數(shù)以相同的方法計(jì)算并且與參考曲線進(jìn)行比 較。在門關(guān)閉路徑2附近沒有障礙物時(shí)第一次產(chǎn)生參考曲線，使得參考曲 線對(duì)應(yīng)于無障礙關(guān)閉過程。如果現(xiàn)在有例如人4或障礙體3等障礙物位于門的門關(guān)閉路徑附近， 則與存儲(chǔ)的參考曲線相比，當(dāng)前計(jì)算出的電容量函數(shù)的導(dǎo)數(shù)因而發(fā)生變 化。就此而論，通過可選公差范圍可以確定允許偏離度。如果當(dāng)前所確定 的電容量函數(shù)的導(dǎo)lt^過這個(gè)公差范圍，則產(chǎn)生第一種超過信號(hào)，從而關(guān) 閉過程停止，并在可選的停止時(shí)間過后倒退或以緩慢運(yùn)動(dòng)的方式繼續(xù)。在 本實(shí)施方式中，人具有高介電常數(shù)并且對(duì)傳感器表面1和地面7之間的場(chǎng) 影響很大，從而就可以非常容易地將其檢測(cè)到。當(dāng)產(chǎn)生超過信號(hào)之后關(guān)閉過程以緩慢的運(yùn)動(dòng)繼續(xù)，直到障礙物接近傳 感器表面至最小間距，由此觸發(fā)第二種超過信號(hào)，從而門驅(qū)動(dòng)器倒退并且 門全部打開，或者如果障礙物與傳感器表面的間距沒有下降到最小距離，直到門以緩慢的運(yùn)動(dòng)完全關(guān)閉。如^f目反，則不產(chǎn)生第二種停止信號(hào)，這意味著障礙物不是過分靠近門扇面2，而是位于門的安全距離處。這是圖 中人4的情況，盡管已經(jīng)由第一種停止信號(hào)檢測(cè)到人4，但是他并沒有站 在門關(guān)閉路徑中。在這種情況下門可以關(guān)閉。如果產(chǎn)生了第一種或第二種超過信號(hào)或停止信號(hào)，則在l^緩慢運(yùn)動(dòng) 地關(guān)閉過程中控制器繪出最新的參考曲線。如果門可以緩慢運(yùn)動(dòng)地關(guān)閉而 不產(chǎn)生第二種超過信號(hào)或停止信號(hào)，則所述最新的參考曲線可以被存儲(chǔ)。 沒有位于門的門關(guān)閉路徑附近的障礙物的影響由此存儲(chǔ)作為參考并且在 下一次關(guān)閉過程中加以考慮。圖中所示停在門附近的卡車9的影響由此可 以在傳感器的電容量可變部分中加以考慮。同樣可以想到提供若干公差閾值，這樣根據(jù)本發(fā)明的門控制器可以以 步進(jìn)的方式作出iMl。當(dāng)超it^目應(yīng)的公差閾值時(shí)，可以產(chǎn)生不同類型的超 過信號(hào)，由此門控制器以不同的方式相應(yīng)地作出反應(yīng)。因此，門可以例如 在超過第一閾值時(shí)，先繼續(xù)更緩慢地行進(jìn)，在超過第二閾值時(shí)，開始停止 并可選擇更緩慢地繼續(xù)行進(jìn)，以及僅僅在超過第三閾值時(shí)產(chǎn)生第二種超過 信號(hào)，從而門驅(qū)動(dòng)器完全退回。下面參考圖2中流程圖再次對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行更詳細(xì)地說明。 如果相對(duì)于時(shí)間的當(dāng)前電容量計(jì)算一階導(dǎo)數(shù)超過相對(duì)于可以更新的參考 曲線的預(yù)設(shè)公差范圍，則在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生第一種停止信號(hào)或超過信號(hào)。 當(dāng)關(guān)閉邊緣更靠近物體時(shí)，在緩慢運(yùn)動(dòng)下產(chǎn)生第二種停止信號(hào)或超過信 號(hào)。在這種連續(xù)情況下的公差范圍比第一種停止信號(hào)情況下的公差范圍 大?，F(xiàn)在門的關(guān)閉過程通常由IMt者手動(dòng)地觸發(fā)，從而使門快速運(yùn)動(dòng)地關(guān) 閉。當(dāng)門向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，在超過可選水平標(biāo)記的情況下，首先將時(shí)間通過例 如機(jī)械方式、光學(xué)方式或感應(yīng)P艮值觸點(diǎn)方式設(shè)定為T。，并且開始檢測(cè)電容量C"t)，由Ca(t)計(jì)算出相對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)Ca (t)。如果這是第一次進(jìn)行， 則將由此產(chǎn)生的曲線存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中作為參考曲線Cr(t)，隨后可以作為在 后續(xù)的關(guān)閉過程中用于比較的參考曲線。在關(guān)閉過程中，對(duì)此刻的接地電容量Ca(t)進(jìn)行檢測(cè)、微分并且作為當(dāng) 前值表C:(t)與參考曲線C/(t)進(jìn)行比較。計(jì)算和比較實(shí)時(shí)進(jìn)行，并且檢查相對(duì)于時(shí)間的所檢測(cè)當(dāng)前電容量導(dǎo)數(shù)ca' (t)是否處于所存儲(chǔ)的參考曲線cV (t)的公差范圍內(nèi)。如果當(dāng)前值處于公差范圍內(nèi)，則門可以快速運(yùn)動(dòng)地完全關(guān)閉，并且保留所述存儲(chǔ)參考曲線。如^目反，所算出的相對(duì)于時(shí)間的當(dāng)前導(dǎo)數(shù)超過公差范圍，則產(chǎn)生第 一種停止信號(hào)或超過信號(hào)。由此門停止、向上行進(jìn)一定的距離，然后再次沿關(guān)閉方向自動(dòng)地緩慢 移動(dòng)。在此過程中記錄新的參考曲線。在這種情況下檢測(cè)門邊緣是否接近障礙物。由此，門再次完全向上行 進(jìn)并且下一個(gè)關(guān)閉過程以緩慢運(yùn)動(dòng)的方式自動(dòng)地進(jìn)行。在此刻發(fā)生的緩慢 運(yùn)動(dòng)的過程中，如果靠近體不再存在，則依次記錄新的參考曲線，該新的 參考曲線用于更新存儲(chǔ)的參考曲線。如^t目反，靠近體仍然存在，則依次 產(chǎn)生第二種停止信號(hào)并且門再次向上行進(jìn)。這種情形最多發(fā)生三次。如W目反，門邊緣未接近障礙物，則門可以緩慢運(yùn)動(dòng)地關(guān)閉并且存儲(chǔ) 的參考曲線由新記錄的參考曲線更新。在門邊緣未接近障礙物的情況下如果成功完成關(guān)門過程，則在下一次 關(guān)閉過程中門再次快速運(yùn)動(dòng)地關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明的方法，其中在將相對(duì)于時(shí)間的電容量導(dǎo)數(shù)用于與參考曲 線進(jìn)行比較的實(shí)施方式中，在這種情況下允許低得多的公差范圍，由此與 公知方法相比靈敏度得到了大大改善。因此穩(wěn)定性得以增加，同時(shí)可以佳: 得門的關(guān)閉過程更快。
權(quán)利要求
1.一種控制門驅(qū)動(dòng)器、尤其是卷門驅(qū)動(dòng)器的方法，其中，使用電容式傳感器對(duì)所述門關(guān)閉路徑附近的障礙物進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，其特征在于通過將所述電容式傳感器相對(duì)于變量的電容量當(dāng)前改變與參考值或參考曲線進(jìn)行比較來識(shí)別門關(guān)閉過程中的障礙物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電容式傳感器具有 設(shè)置在門扇的傳感器表面，所述門扇的相對(duì)于地的電容量被檢測(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)無障礙 的門關(guān)閉過程中所述電容式傳感器相對(duì)于變量的電容量改變進(jìn)行 檢測(cè)和存儲(chǔ)，以產(chǎn)生參考曲線。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述變量取 決于時(shí)間和/或所述門的行進(jìn)路徑。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述電容 式傳感器的電容量相對(duì)于變量、特別是相對(duì)于時(shí)間或門的行ii5MS 的導(dǎo)數(shù)用于識(shí)別障礙物。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述電容 式傳感器的電容量相對(duì)于變量、特別是相對(duì)于時(shí)間或門的行進(jìn)# 的二階導(dǎo)數(shù)用于識(shí)別障礙物。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)所述電容 式傳感器的電容量相對(duì)于變量的改變的當(dāng)前值偏離公差范圍時(shí)產(chǎn) 生超過信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，根據(jù)超過信號(hào)，所述門 驅(qū)動(dòng)器停止、移動(dòng)返回或更緩慢地繼續(xù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述門驅(qū)動(dòng)器首先返回 行進(jìn)一定的距離，隨后再次沿關(guān)閉方向移動(dòng)所述門。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述再次關(guān)閉比先前的 關(guān)閉更為緩慢和/或所述門驅(qū)動(dòng)器在所述返回行進(jìn)和所述再次關(guān)閉 之間還停頓一定的時(shí)間。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，將在操作過程中當(dāng)前檢測(cè)到的所述電容式傳感器的電容量相對(duì)于變量的改 變用于更新所述參考值或所述參考曲線。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述門通 過快速運(yùn)動(dòng)關(guān)閉還是通過緩慢運(yùn)動(dòng)關(guān)閉取決于電容式傳感器的電 容量相對(duì)于變量的當(dāng)前改變與參考值或參考曲線的比較。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電容 式傳感器的電容量相對(duì)于變量的改變的檢測(cè)通過高度標(biāo)記而進(jìn)行。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述高度標(biāo)記通過機(jī) 械方式、光學(xué)方式或感應(yīng)限值觸點(diǎn)方式設(shè)定，或者所述高度標(biāo)記由 驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流導(dǎo)出。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電容 式傳感器具有沿所述門扇的整個(gè)下邊緣延伸的傳感器表面。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電容 式傳感器具有埋置在所述門下邊緣的密封唇緣中的傳感器表面。
17. —種控制門驅(qū)動(dòng)器、尤其是巻門驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用 于自動(dòng)識(shí)別所述門的門關(guān)閉路徑附近的障礙物，所述系統(tǒng)具有電容 式傳感器以及檢測(cè)和評(píng)估所述傳感器電容量的評(píng)估單元，其特征在于所述評(píng)估單元計(jì)算所述電容式傳感器的電容量相對(duì)于變量的 當(dāng)前改變，并且將其與參考值或參考曲線進(jìn)行比較，以在門關(guān)閉過 程中識(shí)別障礙物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述電容式傳感器具 有設(shè)置在門扇的傳感器表面，并且檢測(cè)所述門扇的對(duì)地電容量。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述 電容式傳感器具有沿所述門扇的整個(gè)下邊緣延伸的傳感器表面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17到19中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述 電容式傳感器具有埋置在所述門的下邊緣的密封唇緣中的傳感器 表面。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17到21中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)參 考值或參考曲線的存儲(chǔ)器，所述參考值或參考曲線由所述評(píng)估單元 計(jì)算出的所述電容傳感器的電容量相對(duì)于變量的改變來確定。
22.根據(jù)權(quán)利要求17到22中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)自 動(dòng)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到16的方法中的一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制門驅(qū)動(dòng)器的方法，尤其是涉及控制卷門的門驅(qū)動(dòng)器的方法，其中，使用電容式傳感器來自動(dòng)識(shí)別門關(guān)閉路徑的區(qū)域中的障礙物，其中，在門關(guān)閉過程中的障礙物識(shí)別通過將所述電容式傳感器相對(duì)于變量的電容量當(dāng)前變化與參考值或參考曲線進(jìn)行比較而取得。本發(fā)明還包括控制門驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)E06B9/56GK101403271SQ20081016826
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日
發(fā)明者米夏埃爾·赫爾曼 申請(qǐng)人:瑪瑯泰克驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)股份有限及兩合公司