JP4502482B2 - Control device for opening and closing body - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は開閉体の制御装置に関し、例えば、シャッター、ドア、窓、オーバーヘッドドア、門扉、ゲート(駐車場などのゲート)、ロールスクリーン(例えば遮光幕)、ブラインド、オーニング装置などの開閉体の動作を制御する場合に適用し得るものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、シャッターの用途は種々に渡り、開動作や閉動作が実行されることが極めて少ない防災用シャッターもあれば、開動作および/または閉動作が1日のうちでも複数回おこなわれ得るガレージ用や店舗用のシャッターもある。
【0003】
シャッターの場合、一般に、軽量化シャッターでも開閉体(シャッタースラットやシャッターパネルなど)がかなりの重量を持っている。
【0004】
シャッターを閉動作させるということは、完全開放状態では巻取りシャフトに複数回(例えば4回程度)巻き付けられて完全に収納されている開閉体が、展開されて巻取りシャフトを離れ、通常は垂直方向下方に移動することを意味する。一連の開閉体のうち、当該巻取りシャフトを離れる部分(これはシャッター収納ボックスからの引出し量に対応する)が増加すればその重量が巻取りシャフトに対してトルク(開閉体トルク)として作用する。しかもこの開閉体トルクは、1回の開動作または閉動作が行われているあいだでも、かなり大幅に変動するという特徴がある。
【0005】
シャッターの開閉を制御するモータにとって、この巻取りシャフトや開閉体は、駆動対象となる対象負荷である。
【0006】
シャッターの場合、モータは、連続駆動時間の短い間欠的な駆動を行い、しかも当該駆動によって、駆動対象をほぼ一定速度で安定的に駆動することができなければならない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シャッターの開閉動作を繰り返し行っていると、シャッターの閉動作が行われている途中で、人間、動物、自動車などの障害物がシャッターに挟まれることも起こり得る。障害物を挟んだ状態でさらに閉動作を強行すると、障害物が破損し損傷するだけでなくシャッターやモータ自体も、機械的、電気的に破損する可能性がまったく無いとはいえない。
【0008】
これを回避するため、シャッターシステムのなかには、予めしきい値となる固定トルク値を設定しておき、閉動作中に障害物が挟まれて、負荷トルクの値が当該固定トルク値以上に高まると、閉動作のためのトルクの出力をモータに停止させたり、緊急に開動作を開始させたりして所定の障害物感知動作を行う障害対応装置を装備したものがある。
【0009】
ところが、前記開閉体トルクの大きさは、一連の開閉体のうち主として前記巻取りシャフトを離れた部分の重量に対応しているため、前述のように1回の開動作または閉動作が行われているあいだでも大幅に変動するほか、対象負荷である開閉体自体の重量、機械的なサイズ、駆動抵抗(摩擦力も含む)の大きさ等に応じて変動する。
【0010】
したがって、前記固定トルク値の大きさが異なる場合に対応するためには、異なる値の固定トルク値を備えた複数機種の障害対応装置を用意する必要があった。
【0011】
また、1つの障害対応装置が大きさの異なる複数の固定トルク値を備え、切替スイッチ等を操作することによっていずれか1つの固定トルク値を有効化する構成の装置もあった。
【0012】
しかしながら、複数機種の障害対応装置を用意しておくことは、在庫管理が複雑化し、機種の選定作業が必要になる点などで不利であり、1つの障害対応装置が大きさの異なる複数の固定トルク値を備えた場合は、前記切替スイッチ等の誤操作により前記障害物感知動作が正常に行えなくなる懸念がある。
【0013】
一方、上述したように、開閉体を駆動するモータからみた場合の対象負荷は、開閉体自体の重量、機械的なサイズ、駆動抵抗の大きさ等に応じて変動するが、摩擦力などの駆動抵抗力は、開閉動作を行っているときの周辺環境(風圧、温度、湿度など)やシャッターシステムの経年変化に依存して変動することも考えられる。
【0014】
このうち一時的な環境条件(例えば一時的にかかる風圧など)については無視して、できるだけ影響を受けないようにしたほうがよいが、比較的安定している環境条件についてはその変動に追随して固定トルク値の値も変化させた方が障害物感知動作の信頼性が高まって好ましいと考えられる。
【0015】
例えば、温度や湿度などの季節変化やシャッターシステム自体の経年変化に応じて、前記駆動抵抗力が変動する場合には、その変動に追随して固定トルク値の値も変化させなければ最適なしきい値(固定トルク値)とはならない。当該しきい値の値が最適でないと、障害物感知の感度が高すぎるために単なる風圧などに過敏に反応して不必要な前記障害物感知動作を行ってしまったり、反対に、感度が低すぎるために障害物が実際に挟まっているのに、ある程度まで閉動作を強行してしまう可能性がある。機械的な強度が脆弱な障害物の場合にはこのときに破損し得、シャッターやモータ自体も、機械的、電気的に破損する可能性がある。
【0016】
なお、以上の説明では、モータが直接的に、シャッターの開動作と閉動作の双方を行うモータ単独駆動システムとして説明したが、シャッターシステムのうち比較的小型のシステムでは、巻取りバネの弾性力を利用したバネ併用システムが用いられることが多い。
【0017】
モータ単独駆動システムでは、前記開閉体トルクに抗しながら安定的に閉動作を行うため、モータは、少なくとも過渡的には、負のトルク(モータの出力軸の回転方向と反対方向のトルク)を発生して回生制動を行うことを求められる可能性がある。これはクレーンなどの巻上機において巻き下ろしを行うときのモータ動作と同様で、少なくとも一時的には、モータが発電機として機能することを意味する。
【0018】
このような負のトルクを発生する方法としては、回生制動のほか、単相・不平衡制動を行うことも考えられる。単相・不平衡制動を行うには、モータとして誘導電動機を用いることになる。
【0019】
一方、前記バネ併用システムでは、巻取りバネの弾性力を前記開閉体トルクと反対方向(開動作方向)に作用させることで、シャッターが完全に開放されている完全開放状態と完全に閉鎖されている完全閉鎖状態の中間のすべての動作状態において、当該弾性力と開閉体トルクとをほぼ完全にバランスさせ、モータがわずかのトルクを出力するだけで、開動作を行うことも閉動作を行うことも、比較的簡単、かつ安定的に行うことができる。
【0020】
したがって、バネ併用システムでは、前記負のトルクの発生が不要となり、モータ単独駆動システムに比べてモータの制御が簡単になる。
【0021】
このバネ併用システムの場合も、シャッター動作を支配しているのがモータの出力トルクである点で前記モータ単独駆動システムの場合と同様であり、上述した各問題点は共通である。
【0022】
なお、シャッターの形態やシャッターと障害物の関係などによっては、開動作が問題で、開動作によって障害物、シャッターシステム、モータなどが破損する可能性がある場合も考えられる。
【0023】
また、以上のような課題は、シャッター用だけでなく、ドア、窓、オーバーヘッドドアなどの他の開閉体の制御装置にもほぼ共通している。
【0024】
本発明は、開閉体の動作に関する信頼性を向上することができる開閉体の制御装置を提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明では、モータによって駆動される開閉体の開閉動作のうち、開放方向または閉鎖方向のうち少なくとも一方向の開閉動作で障害物を検知したとき障害物感知動作を実行する開閉体の制御装置において、(1)前記開閉体が前記開閉動作を正常に実行したときに許容できる、前記モータから見た負荷トルクの変動許容範囲につき、その上限または下限の少なくとも一方を学習する変動許容範囲学習手段と、(2)前記開閉体の前記開閉動作中に前記負荷トルクの値を順次検出し、検出した実際の負荷トルクが当該変動許容範囲を超えた場合には、自動的に前記障害物感知動作を実行させる制御手段と、(3)前記開閉体の前記開閉動作の開始から終了までに要した時間を計測してその動作時間を得る動作時間計測手段と、(4)動作時間の正常範囲である正常動作時間範囲を記憶する正常動作時間記憶手段と、(5)前記動作時間計測手段が得た動作時間が前記正常動作時間範囲内にあるか否かを判定する時間正常性判定手段とを備え、(6)前記変動許容範囲学習手段は、(6−1)前記開閉体の前記開閉動作が行われるたびに、当該開閉動作の時間内において検出された最大の負荷トルクの値を基準負荷値候補として記憶する基準負荷値候補記憶部と、(6−2)所定のマージン値を付与すると前記変動許容範囲の上限または下限となる、基準負荷値を記憶している基準負荷値記憶部と、(6−3)当該開閉動作の動作時間が前記正常動作時間範囲内にあることを条件として、前記基準負荷値候補記憶部が記憶している基準負荷値候補の値と、前記基準負荷値記憶部が記憶している基準負荷値とを比較して、いずれか大きい方を最新の基準負荷値として、当該基準負荷値記憶部に書き込む基準負荷値選定部とを備えることを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】
(A)実施形態
以下、本発明にかかる開閉体の制御装置を、雨戸シャッターのための制御処理装置に適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【0027】
雨戸シャッターは雨戸代わりに使用される比較的軽量のシャッターで、そのシャッターシステムは上述した巻取りバネ併用システムに該当するものとする。
【0028】
また、本実施形態では、完全開放状態から完全閉鎖状態に移行する際に、上述した障害物感知動作を行い得るものとする。
【0029】
本実施形態における閉動作には、完全開放状態から完全閉鎖状態に移行する全閉動作と、完全開放状態から一部開放状態に移行する上部閉動作と、一部開放状態から完全閉鎖状態に移行する下部閉動作とがある。これらを特に区別する必要がないときには、単に、「閉動作」と記述する。
【0030】
ある一部開放状態から別な一部開放状態に移行する閉動作もあり得るが、説明の簡単のために、ここでは考えないものとする。
【0031】
また、本実施形態における開動作には、完全閉鎖状態から完全開放状態に移行する全開動作と、完全閉鎖状態から一部開放状態に移行する下部開動作と、一部開放状態から完全開放状態に移行する上部開動作とがある。これらを特に区別する必要がないときには、単に、「開動作」と記述する。
【0032】
閉動作の場合と同様、ある一部開放状態から別な一部開放状態に移行する開動作もあり得るが、説明の簡単のために、ここでは考えないものとする。
【0033】
(A−1)第1の実施形態の構成
本実施形態の雨戸シャッターシステム29の全体構成を図6に示す。
【0034】
図6において、雨戸シャッターシステム29は、制御処理装置10と、固定操作部40と、モータ50と、伝達機構(ギアやチェーンなど)51と、シャッター機構60を備えている。
【0035】
このうちシャッター機構60は、S1、S2、S3など多数のスラットから構成された開閉体としてのスラットカーテン62と、巻取り部材(巻取りカゴ)61から構成されている。通常、当該巻取り部材61は、シャッター収納ボックス(図示せず)のなかに収納されており、カーテン62の完全開放状態では当該カーテン62は少なくともその大部分が、当該巻取り部材61に完全に巻き取られ、カーテン62はシャッター収納ボックスのなかにほぼ完全に収納された状態である。完全開放状態は、図6に示す一部開放状態から、矢印D2方向に巻取り部材61が回転することによって実現される。
【0036】
完全開放状態から完全閉鎖状態や一部開放状態に移行するには、巻取り部材61が矢印D1方向に回転してスラットカーテン62が下方へ移動する。このとき、スラット(S1など)の全部または一部が巻取り部材61から離れてシャッター収納ボックスから引き出される。最下端のスラットS1に取り付けられた座板B0がストップ位置63に到達することによって、当該スラットカーテン62は完全閉鎖状態となる。したがって、図6に示した状態は、カーテン62の一部開放状態の一例である。
【0037】
前記巻取り部材61の内部構成例は、図4に示すようなものであってよい。
【0038】
(A−1−1)巻取り部材の内部構成
図4において、巻取り部材61は、固定シャフト30と、補助パイプ31と、ホイール32と、巻取りスプリング33と、締結部材34と、締結部材35、スプロケット36とを備えている。
【0039】
巻取り部材61全体は固定シャフト30に沿った軸を回転軸として双方向に回転可能である。ただし固定シャフト35自体は、シャッター収納ボックスのブラケットに固定されていて回転しない。
【0040】
ホイール32は固定シャフト30に沿った前記回転軸を中心として双方向に回転可能な部分で、少なくとも固定シャフト30上で両端に位置するホイールには、つるまきばね状の巻取りスプリング33の一端が締結部材34によって固着されている。当該巻取りスプリング33の他端は、締結部材35によって固定シャフト30に固着されている。固定シャフト30は各巻取りスプリング33の中空部分を非接触に貫通している。
【0041】
すなわち、ホイール32は固定シャフト30の周囲を固定シャフト30を軸とする回転方向に回転自在であるが、その回転はカーテン62の引出し量を増加する閉動作方向の回転の場合、巻取りスプリング33の弾性力に抗しながら行われる。
【0042】
ホイール32は完全開放状態などにおいて巻き上げたカーテン62を巻き付けておくための部材なので、固定シャフト30に沿って複数設けられており、当該ホイール32の数は、一般に、カーテン62の矢印W方向の幅が大きいほど多くなる。
【0043】
また、補助パイプ31およびホイール32に対しては、図示しないつり元部材によって、前記スラット(S1〜S11など)のうち最上端のスラット(図示せず)が固着されている。
【0044】
なお、スプロケット36は、前記伝達機構51の一部をなすものであってよい。
【0045】
図4上において、矢印D1方向にスラットカーテン62の引出し量に応じて、スラット重量に起因する開閉体トルクSLが発生するものとすると、当該開閉体トルクSLは巻取りスプリング33の弾性力に起因する矢印D2方向のスプリングトルクSPによって、ほぼ相殺され、バランスが取られる。
【0046】
すなわち、図5(A1)に示すように、完全開放状態と完全閉鎖状態、およびその中間のすべての一部開放状態において、前記開閉体トルクSLとスプリングトルクSPの大きさは、ほぼ等しい。
【0047】
図5(A1)では縦軸にトルクの大きさだけを示しその方向は考慮しなかったが、縦軸を上昇方向(閉動作方向)のトルクとして、開閉体トルクSLとスプリングトルクSPの合成トルクTS1を示すと図5(A2)のようになる。この合成トルクTS1が、基本的に、モータ50からみた負荷トルクとなる。したがってこの場合、モータ50は、最大で開動作方向にUT0程度、最小で開動作方向にUTM(ここでMは自然数)程度のトルクを出力すればよいことになり、わずかの出力トルクを発生すればよいことになる。もしも前記モータ単独駆動システムであれば、モータ50は、最大で図5(A1)に示す開閉体トルクUTX程度のトルクを出力する必要がある。
【0048】
ただしモータ50からみた実際の負荷トルクは、厳密には、この合成トルクTS1の値に対して駆動抵抗力などを各方向に加算した値となる。
【0049】
なお、図5(A1)および(A2)に示したトルク特性は、もともと図5(B1)および(B2)に示す通りであった従来のバネ併用システムのトルク特性を改良して得られたものである。すなわち、前記負荷トルクTS1は、図5(B2)に示す負荷トルク(合成トルク)TS2を上昇方向に平行移動した形状となっている。
【0050】
巻取りスプリングの弾性力を従来よりも強めることによって、従来の図5(B1)の特性を図5(A1)の特性に変更し、従来の図5(B2)の特性を図5(A2)の特性に変更することが可能となる。
【0051】
この改良によって、シャッターの開動作の速度を速めるとともに閉動作の速度を遅くすることができるので、シャッターを開くまでの時間を短縮してユーザの要望に即応することができるとともに、シャッターを閉じる時間は遅らせて、閉鎖速度の速いシャッターに人などの障害物が挟まれる事故が発生する可能性を低減することが可能となり、シャッターの使い勝手と信頼性を向上することができる。
【0052】
なお、図5(A2)の場合、完全閉鎖状態である位置PNにおいても上昇方向のトルクが存在するので、完全閉鎖状態が継続される間、当該モータ50に電力を供給しつづけるのを避けたければ、この負荷トルクを打ち消すためのブレーキなどの閉鎖状態維持手段が必要になる。ただし当該位置PNにおける負荷トルクがシャッター機構60の駆動抵抗力(当該合成トルク以外の機械的な摩擦力などに起因する抵抗力)未満である場合には、放置しても、当該合成トルクだけではカーテン62が開動作を開始することはできないので、前記閉鎖状態維持手段を省略することができる可能性がある。
【0053】
このような負荷トルクに対応した出力トルクを発生する能力を持つ図6に示したモータ50は、伝達機構51を介し巻取り部材61を矢印D1方向またはD2方向に回転するため、正反転可能なモータである。
【0054】
また、当該モータ50は、少なくとも前記合成トルクUT0〜UTMの範囲程度の出力トルクを発生する機能を備える必要があるが、この機能は、当該UT0やUTMに前記駆動抵抗力を加えた値がモータ50の全負荷トルク以内となるようにモータを選定すれば、モータの自己平衡性によって容易に達成することができる。
【0055】
ここで、自己平衡性とは、モータに対する要求トルク(負荷トルク)が変化すればそれと等しい出力トルクを発生するように電流が変化(これが、開閉体の電気的仕様に対応)し、それぞれの特性に応じて速度が変化するモータの性質である。
【0056】
誘導モータであっても、直流モータであっても、一般にモータはこの自己平衡性を備えているので、当該モータ50としては、前記全負荷トルクの条件が許容する限りどのようなモータを選定してもかまわないが、ここでは直流モータを用いるものとする。
【0057】
直流モータは、一般的に、家庭用の電灯線から得られる交流を直流に変換するための変換器を備える必要がある点などでは誘導モータなどに比べて不利な面があるが、極数などに関係なく、効率的に任意の速度とトルクのモータを製作することが容易で、負荷に対する適応性が大きく、広範囲の速度制御が容易に行える点で、有利である。
【0058】
当該モータ50は長時間連続的に定速運転するものではなく広範囲に速度制御を行う必要もないので、界磁巻線との接続方式に関しては直巻式直流モータ、または複巻式直流モータが適していると考えられる。
【0059】
図5(B)から、起動時の負荷が比較的大きく、カーテン62の開動作、閉動作に応じて起動、停止の繰り返しが多い点などを考慮すると、このモータ50としては、直巻式直流モータが適しているものと考えられる。
【0060】
一般的に直巻式直流モータは、起動、停止を繰り返し、起動時に重負荷を負う場合に適するので、モータ50としては、前記負荷トルクUT0程度のトルクが重負荷として作用する程度の小容量の直巻式直流モータを用いたときにもっとも効率的である。
【0061】
また、一般的に複巻式直流モータは、トルク変動の激しい負荷に適しているので、複巻式直流モータを前記モータ50として用いる場合、前記UT0、UTM間で発生する程度のトルク変動が激しいトルク変動として作用する程度の小容量の複巻式直流モータを利用することが効率的である。
【0062】
もちろん、モータの容量が必要最低限以上に大きくなってもかまわない場合などには、分巻式の直流モータを当該モータ50として用いてもよいし、負荷に対する適応性が大きくなくてもよい場合などには、誘導モータ、同期モータ、交流整流子モータなどを利用してもよい。
【0063】
また、前記負荷トルクの検出機構は、モータの種類や検出場所に応じて異なったものとなる。
【0064】
例えば、交流モータの場合にはモータ軸(減速後のものでもよい)の回転数変動を検出することによって負荷トルクを検出することができ、同様に巻取り部材61の場合も、回転数変動を検出することで負荷トルクを検出することができる。回転数変動の検出は、タコジェネレータやホールIC等を用いて回転数に対応したパルス信号を発生させることで実行可能である。
【0065】
また、スラットカーテン62の位置で検出するには、開閉動作時におけるスラットカーテン62の移動速度の変動(移動速度が各開閉位置に応じて異なる場合には、各開閉位置における移動速度の変動)を検出することにより、負荷トルクを検出することができる。移動速度の変動の検出は、例えば、光を照射しておき、スラットの他の部分よりも突出しているスラット係合部で当該光が遮られることを検出することで実行することができる。あるいは、開閉体とガイドレールに所定間隔で磁気感知センサを設けておき、感知時間間隔を検出することによって、実行することも可能である。
【0066】
さらに、本実施形態でモータ50として採用する直流モータの場合には、供給電圧値の変動を検出することによって簡単に負荷トルクを検出することができる。
【0067】
このようなモータ50の動作を制御する機能を持つ図6に示した制御処理装置10は、固定操作部40から供給される信号に応じて、自身の内部状態を変更したり、モータ50の動作状態を変更する部分である。
【0068】
固定操作部40には操作スイッチ41〜43が設けられている。雨戸シャッターシステム29の場合、通常は、開動作、閉動作、停止動作の3通り程度の動作を指定できれば十分なので、ここでは、開動作指定用の操作スイッチ41、閉動作指定用の操作スイッチ42、停止動作指定用の操作スイッチ43の合計3つの操作スイッチが設けられているものとする。
【0069】
なお、必要に応じてこの操作スイッチ41〜43の数は、3つより多くしてもよいし、少なくしてもよい。
【0070】
また、上述した一部開放状態は、開動作または閉動作の途中で停止動作を行うことによって実現することが可能である。
【0071】
当該固定操作部40から供給される信号に応じて内部状態を変更したり、モータ50の動作状態を変更したりする前記制御処理装置10の内部構成は、図1に示す。
【0072】
(A−1−2)制御処理装置の内部構成
図1において、制御処理装置10は、負荷検出部11と、負荷値メモリ12と、比較器13と、極大負荷値メモリ14と、比較器15と、最大負荷値メモリ16と、加算部17と、マージン値メモリ18と、マージナル負荷値メモリ19と、マージン値変更部20と、動作完遂検出部21と、動作タイマ22と、動作時間正常性判定部23と、障害検出部24と、動作基準時間算出部25と、リセット処理部26と、モータ制御回路27とを備えている。
【0073】
このうち負荷検出部11は、前記スラットカーテン62が開閉動作を行っているとき、負荷トルクの値(負荷値)LSを検出(サンプリング)して検出結果に応じた負荷値信号LSを出力する部分である。
【0074】
前記スラットカーテン62が例えば完全開放状態から完全閉鎖状態に移行する前記全閉動作を行っている期間ならば、当該負荷値検出部11は、負荷値LSとして、UT0、UT1、…、UTM、…などの合成トルクに駆動抵抗力を加えた負荷トルク値を順次に検出し、検出結果に応じた負荷値信号LSを出力する。
【0075】
すなわち、上述した図5(A2)のケースにおいて、前記座板B0の位置がもっとも高い位置P0の完全開放状態では前記合成トルクUT0に駆動抵抗力を加算した値を負荷トルクとして検出し、位置P1では合成トルクUT1に駆動抵抗力を加算した値を負荷トルクとして検出し、…、位置PMでは前記合成トルクUTMに駆動抵抗力を加算した値を負荷トルクとして検出し、…、座板B0の位置がもっとも低い位置PNの完全閉鎖状態まで、例えば20msのサンプリング周期、10ビット程度の量子化精度で、負荷トルクの値を検出しつづける。
【0076】
ただしこの負荷トルクは、モータ50からみた場合の上述した対象負荷に相当するので、開閉動作にともなって変動するだけでなくカーテン62自体の重量、機械的なサイズ、駆動抵抗の大きさ等に応じても、変動し得る。
【0077】
また、摩擦力などの駆動抵抗力は、開閉動作にともなって変動することもあり得る(例えば前記位置P1とPMとで駆動抵抗力が変動することもあり得る)が、開閉動作を行っているときの周辺環境(風圧、温度、湿度などの気象変動)やシャッターシステム29の経年変化(あるいは経年劣化)などの不確定要素(これらに対応して発生する負荷変動の特性が時間的負荷変動特性)に依存して変動する可能性もある。
【0078】
負荷検出部11はまた、必要に応じて、前記上部閉動作、下部閉動作、全開動作、下部開動作、上部開動作が行われている場合にも、リアルタイムで、負荷トルクの変化を検出して検出結果に応じた負荷値信号LSを出力するものとする。これら各種の開閉動作が行われている途中にも、障害物が挟まれること等の事故が起こり得るからである。
【0079】
ただし、負荷検出部11による負荷トルクの検出開始は、各種の開閉動作を開始してからガード時間GT(図10参照)の経過後として、起動時に発生する衝撃トルクや極端に高い負荷トルクを無視するものとする。モータ50の起動時には電気的な過渡現象と機械的な過渡現象が同時に発生するため、一時的に極めて複雑な現象が起きる可能性が高く、当該起動時の衝撃トルクもその1つであると考えられる。このような複雑な現象の影響はできるだけ排除して制御系を構成した方が効率的なので、負荷検出部11は当該ガード時間GT後に検出を開始する。ガード時間GTの値としては、例えば数十ミリ秒程度であってよい。同様の理由から、モータ50の各種の開閉動作の停止直前のトルクも無視するようにするとよい。
【0080】
負荷値検出部11の検出結果に応じて出力される負荷値信号LSを受け取った負荷値メモリ12は、当該負荷値信号LSを一時的に記憶する部分である。後段の処理速度にもよるが、通常、当該負荷値メモリ12は、1サンプル分の負荷値信号LSを記憶しておけばよいので、前記量子化精度に応じて例えば10ビット程度のレジスタで構成することができる。
【0081】
負荷値メモリ12から読み出された負荷値信号LSは、前記障害検出部24と比較器13に供給される。
【0082】
比較器13は当該負荷値LSのほかに、極大負荷値メモリ14から読み出した極大負荷値LMの供給を受け、これらLSとLMの大小関係を調べ、大きい方を選択値信号(新たな極大負荷値信号)E1として出力して、当該選択値信号E1の値を前記極大負荷値メモリ14に書き込む。
【0083】
このような機能により、極大負荷値メモリ14には、1回の全閉動作(または前記各種の開閉動作)の期間中における、その時点までの負荷トルクの最大値(すなわち極大値)が格納されることになる。
【0084】
極大負荷値メモリ14もハードウエア的には、前記負荷値メモリ12と同じビット数のレジスタであってよい。
【0085】
全閉動作をはじめ前記各種の開閉動作が開始された直後であって負荷値LSの出力が行われるまえの時点に、初期値として当該極大負荷値メモリ14に書き込まれる値は、十分に小さい値であればどのような値であってもよいが、本実施形態では、リセット処理部26から、リセット信号RS2として初期値0が書き込まれるものとする。当該リセット処理部26からリセット信号RS2(および後述するリセット信号RS1)を出力するための操作信号MNは、例えば、3つの操作スイッチ41〜43を同時に押すことによって固定操作部40から発生するものであってよい。
【0086】
なお、負荷値メモリ12などにも、当該リセット信号RS1によって0などの初期値を書き込むようにするとよい。このような初期値の書き込みを行わないと、各メモリ(12、14など)の内部に予期せぬ値が残っていて、制御処理装置10の動作が期待通りに行われない可能性がある。
【0087】
前記負荷検出部11が行うサンプリングのサンプリング周波数は、構成要素11〜14の動作速度に応じて制限されるが、当該サンプリング周波数が図10の負荷トルク(Tm)の変化速度(最高周波数に大きく依存)に比べて十分に高くない場合には、いわゆるサンプリング定理によって、連続時間信号である本来の負荷トルク(Tm)波形に良好に対応した離散時間信号(負荷値LSなど)が得られない可能性がある。
【0088】
換言すると、第1の実施形態において十分に精度の高い離散時間信号(負荷値LSなど)を得るためには、構成要素11〜14の動作速度を、負荷トルク波形の変化速度に比べて十分に速くする必要がある。
【0089】
一方、動作完遂検出部21は、全閉動作などの各種の開閉動作につき、その開始と終了を検出する部分である。開始の検出は開始信号STを受け取ることによって行い、終了の検出は終了信号SPを受け取ることによって行う。
【0090】
各種の開閉動作の開始は、例えばモータ50に対する閉動作方向の回転のための電力供給の開始を検出することによって検出することができる。また、各種の開閉動作の終了は、所定の位置に配置されたリミットスイッチによって検出したり、停止動作を指定する操作スイッチ43が押されたことを示す操作信号MNの検出によって行うことができる。
【0091】
例えば、全閉動作や下部閉動作の場合、下限のリミットスイッチを設けておき、座板B0が前記完全閉鎖位置PNに到達したことを当該下限リミットスイッチで検出することによって、その終了を検出することができる。当該下限リミットスイッチは、当該座板B0が位置PNに到達したことを直接的または間接的に検出することができる機器であればどのようなものでもかまわない。
【0092】
また、前記ストップ位置63の近傍に配置した光センサや圧力センサなどを当該下限リミットスイッチとして用いてもよいし、例えば座板B0の移動距離をモータ50の回転数などをもとに内部的に計測することで、当該下限リミットスイッチに替えてもよい。
【0093】
当該下限リミットスイッチと同様なリミットスイッチを上限に配置することによって、全開動作や上部開動作の終了を検出することが可能である。
【0094】
さらに、停止動作を指定する操作スイッチ43が押されたことを示す操作信号MNの検出によって終了を検出する方法は、全閉動作、全開動作、上部開動作、下部閉動作だけでなく、上部閉動作や下部開動作の終了を検出するのにも有用である。
【0095】
いずれにしても当該動作完遂検出部21は、カーテン62の各種開閉動作の開始時に、当該開始を示す開始信号STを受け取ると、開始検出信号ST1を動作タイマ22に出力し、各種開閉動作の終了時に、当該終了を示す終了信号SPを受け取ると、終了検出信号SP1を出力する。
【0096】
そして動作タイマ22は、開始検出信号ST1を受け取ると時間の計測を開始し、終了検出信号SP1を受け取ると当該時間の計測を終了するとともに、計測結果として、当該時間(動作時間)の値TVを動作時間正常性判定部23に供給する。
【0097】
動作時間正常性判定部23は、基本的に、動作基準時間算出部25が算出した動作基準時間SVと当該動作時間TVを比較して、各種の開閉動作が時間的に正常に行われたか否かを判定し、判定結果に応じた時間正常性判定信号TDを出力する部分である。
【0098】
動作基準時間算出部25には、カーテン62の標準的な移動速度に関する標準移動速度データが格納されていて、例えばモータ50の出力トルクの方向(あるいは値)が変化したタイミングを契機とすることで、カーテン62の移動距離(例えば座板B0の移動距離)を検出し、標準的な移動速度で当該移動距離を移動した場合の標準的な移動時間である動作基準時間SVを算出する部分である。
【0099】
動作基準時間算出部25が記憶している標準移動速度データは、半永久的に保存されるべきものなので、後述する最大負荷値メモリ16と同様の保存手段を用いて構成してもよい。ただし、標準移動速度データの内容を最大負荷値TMのように変更しない限りは、この動作基準時間算出部25としてEEPROM(フラッシュメモリ)を使用する利点はそれほど大きくない。したがって標準移動速度データの内容を変更する必要がないのであれば、記憶手段として、例えば、紫外線消去式のUV−EPROMなどを利用することもできる。
【0100】
また、動作基準時間算出部25が出力する各動作基準時間SVは、最大値SV1と最小値SV2の2通りの時間値を持っており、動作時間正常性判定部23では、計測結果としての前記動作時間TVが当該SV1以下で、なおかつ当該SV2以上である場合に、正常と判定して正常状態の時間正常性判定信号TDを出力し、SV1より大きい場合またはSV2より小さい場合には正常でないと判定して、非正常状態の時間正常性判定信号TDを出力する。
【0101】
正常な各種の開閉動作が行われる場合、カーテン62は各種開閉動作における座板B0の移動距離に応じたほぼ一定の動作時間で動作を完了するが、前記駆動抵抗力の変動などの要因で、一時的、または安定的に発生し得る環境条件の比較的小さな変動のために、当該動作時間には、正常時でもある程度のバラツキがあるものと考えられる。
【0102】
このバラツキを吸収するために、一定である前記動作時間に第1のマージン時間を加えて前記最大値SV1とし、当該動作時間から第2のマージン時間を減じて前記最小値SV2とする。この第1のマージン時間と第2のマージン時間は同じ時間であってもよく、異なる時間であってもよい。
【0103】
当該最大値SV1は、例えば、カーテン62とガイドレール(図示せず)のあいだに何かが挟まった状態で全閉動作が行われた場合などに、前記動作時間TVが異常に長くなってしまうことを検出するために設けており、最小値SV2は機械的または電気的な異常(例えば、巻取りスプリング33が締結部材35から外れた場合など)のために、異常に速い速度で閉動作が行われた場合などに、当該異常を検出するために設けている。
【0104】
必要に応じて、これらSV1とSV2は、いずれか一方だけを用いるようにしてもよい。例えば、異常に速い速度で閉動作が行われることを検出する必要がない場合には、前記最大値SV1だけを用いてもよい。
【0105】
なお、障害物が全閉動作中のカーテン62に挟まれた場合などには、前記障害物感知動作(例えば、障害物感知動作が単なる停止動作である場合)が行われるため終了検出信号SP1が動作タイマ22に供給されることはないから、動作タイマ22は、計測時間が前記最大値SV1を超えた時点で計測を停止し、最大値SV1を超えた動作時間TVを動作時間正常性判定部23に供給するようにしてもよい。これを受けて、動作時間正常性判定部23は、非正常状態の時間正常性判定信号TDを出力することになる。
【0106】
ところで、当該動作時間正常性判定部23は、前記各種の開閉動作を実行している途中で異なる開閉動作を指定する操作信号MNが固定操作部40から供給された場合(すなわち割込み操作が行われた場合)、たとえ動作時間TVが正常であっても、設定に応じて、時間正常性判定信号TDを非正常状態とする割込み時更新禁止機能を装備することができる。
【0107】
この割込み時更新禁止機能を装備したケースでは、前記動作タイマ22および動作時間正常性判定部23、ならびに後述する比較器15の動作は、最大負荷値TMの更新を許可しない点で、前記割込み操作が行われた場合と障害物感知動作が行われた場合とで同じである。
【0108】
障害物感知動作の内容は、例えば、障害物を感知した時点でそれまでの動作を停止し、そのあと直ちにそれまでと反対方向の動作を開始して当該反対方向の動作は一定時間後に停止することとすることができる。この場合、例えば、全閉動作の途中で障害物感知動作が行われると、障害物感知の時点で当該全閉動作が停止し、そのあと前記上部開動作が行われることになる。
【0109】
なお、必要に応じて、この上部開動作の途中でも、別の障害物感知動作が行われるように構成することもできる。すなわち、入れ子構造的に、第1の障害物感知動作が行われている途中で第2の障害物感知動作が行われ得るようにしてもよい。この場合、第2の障害物感知動作の内容は第1の障害物感知動作の内容と相違してもよい。
【0110】
前記動作時間正常性判定部23から時間正常性判定信号TDを受け取る比較器15は、当該時間正常性判定信号TDが正常状態の場合だけ、前記極大負荷値メモリ14から極大負荷値LMを読み出し、当該極大負荷値LMと、最大負荷値メモリ16から読み出した最大負荷値TMとを比較して大小関係を調べ、大きい方の信号を選択値信号(新たな最大負荷値)E2として、当該選択値信号E2の値を最大負荷値メモリ16に書き込む。
【0111】
最大負荷値メモリ16は、最大負荷値を格納しているメモリである。最大負荷値とは、これまでに何度も繰り返された正常な例えば全閉動作において検出された最大の負荷値信号LSの値である。
【0112】
上述した各種の開閉動作ごとに異なる最大負荷値を用いる必要がある場合には、前記負荷値メモリ12と同じ10ビット程度のレジスタ(メモリ領域)を、起こり得る各種開閉動作の種数だけ用意して当該最大負荷値メモリを構成する必要があるが、それほどの厳密さを要求しない場合にはもっと少ない数のレジスタでよい。もっとも簡単な構成では、当該最大負荷値メモリ16として、前記負荷値メモリ12と同じ10ビット程度のレジスタを1つだけ有していればよい。
【0113】
ただしこの最大負荷値メモリ16の記憶内容は、上述した負荷値メモリ12や極大負荷値メモリ14と異り、学習の連続性を担保するために各種の開閉動作が行われていない期間でも保持する必要がある。このため、最大負荷値メモリ16には記憶内容を半永久的に保存可能とする保存手段が必要である。
【0114】
保存手段としては、例えば、当該最大負荷値メモリ16をRAM(ランダムアクセスメモリ)で構成した場合はバックアップ電源を用いることができ、EEPROM(フラッシュメモリ)で構成した場合はそれ自体が当該保存手段もかねることになる。EEPROMはROMでありながら記憶内容を比較的簡単に電気的に消去(書き込み)することができるので、適宜に記憶内容を変更する必要がある当該最大負荷値メモリ16のためのROMとして適している。
【0115】
なお、受け取った時間正常性判定信号TDが非正常状態の場合には比較器15はこのような処理を一切おこなわないため、最大負荷値メモリ16の記憶内容は従前のものが維持される。
【0116】
また、前述の負荷値メモリ12および極大負荷値メモリ14と比べた場合、この最大負荷値メモリ16は、読み書きのタイミングの点でも相違する。すなわち、負荷値メモリ12や極大負荷値メモリ14に対する読み書きが行われ得るタイミングは、各種開閉動作のうちの1つの開閉動作が行われている途中であるのに対し、最大負荷値メモリ16に対する新たな最大負荷値TMの書き込み(すなわち最大負荷値TMの更新)が行われ得るタイミングは、各種開閉動作のうちの1つの開閉動作が終了した後である。
【0117】
当該最大負荷値メモリ16に接続されていて当該最大負荷値メモリ16から最大負荷値TMを読み出す加算部17は、マージン値メモリ18からマージン値MVを読み出し、読み出したTMとMVの値を加算して加算結果SUを出力する部分である。
【0118】
ここで、マージン値MVは、供給されたマージン値信号MSに応じてマージン値変更部20からマージン値メモリ18に書き込まれる値である。本実施形態では、マージン値変更部20は大きさの異なる複数のマージン値MVを格納しているメモリで、カーテン62の重量(これが、開閉体の機械的な仕様の一例)が大きくなるほど大きなマージン値MVを指定するマージン値信号MSを受け取り、指定されたマージン値MVをマージン値メモリ18に書き込むものとする。マージン値メモリ18に書き込んだマージン値MVだけが実際に使用されるマージン値である。
【0119】
マージン値信号MSは、当該制御処理装置10をモータ50やシャッター機構60に接続する接続作業を行う際に、固定操作部40の操作に応じて固定操作部40から供給するようにしてもよいが、それでは発明が解決しようとする課題の項で述べた前記切替スイッチ等と同様な問題が発生し得るので、信頼性を高めるためには、接続作業時に制御処理装置10がシャッター機構60やモータ50の仕様を検出して自動的に決定するようにしたほうがよい。
【0120】
接続作業時にはマージン値変更部20に対するアドレス指定だけを行っておき、指定されたメモリアドレスからのマージン値MVの読み出しと読み出したマージン値MVのマージン値メモリ18への書き込みは、リセット処理時に行うようにするとよい。
【0121】
このような処理を行うために、マージン値変更部20(およびマージン値メモリ18)も、前記最大負荷値メモリ16と同様な半永久的に記憶内容を保存することのできる保存手段を備える必要がある。したがって、単一のメモリのある領域を前記最大負荷値メモリ16として使用し、別な領域をマージン値変更部20(、マージン値メモリ18)として使用するようにしてもよい。
【0122】
ここで、カーテン62の重量に応じてマージン値MVの大きさを変更するものとした理由は、上述したようにモータ50からみた場合の対象負荷(負荷トルク)は、カーテン62自体の重量のほかにも、機械的なサイズ、駆動抵抗の大きさ等に応じて変動するが、そのなかでもっとも支配的な負荷トルク変動要因であり、なおかつ事前に簡明に把握し得る要因は、重量であると考えられるためである。重量が大きくなるほど負荷トルクの絶対値が大きくなるから、重量が変動した場合でも障害物感知の感度を保つためには、マージン幅も大きく取るのが適切と考えられるためである。
【0123】
なお、必要に応じて、重量以外の要因(機械的なサイズ、駆動抵抗の大きさ等)も加味して、使用するマージン値MVの大きさを変更してもよく、重量を除外して機械的なサイズ等だけに応じて、使用するマージン値MVの大きさを変更するようにしてもよい。
【0124】
しかしながらこのように、使用するマージン値MVを変更するのは、障害物感知感度をかなり厳密に維持するために行うものであり、それほどの厳密さを求めない場合には、重量などの負荷トルク変動要因にかかわりなく、常に単一のマージン値MVだけを使用するようにしてもよい。
【0125】
その場合、マージン値変更部20およびマージン値信号MSは省略することができる。
【0126】
前記加算部17が出力した加算結果SUを受け取るマージナル負荷値メモリ19は、記憶している当該加算結果SUを、マージナル負荷値MLとして障害検出部24に供給する部分である。
【0127】
当該マージナル負荷値MLは、図5(A2)に示した負荷感知レベルLTに対応する値である。MLの値が大きくなるほど負荷感知レベルLTが高くなるので、障害物がシャッター62に挟まれたことを検出しにくくなる。この検出は、障害物がカーテン62に挟まれることによって前記負荷トルク(合成トルク)TS1の値が上昇し、その値が負荷感知レベルを超えたときに行われるからである。
【0128】
反対に、MLの値が小さくなると、負荷感知レベルLTが低くなり、障害物がカーテン62に挟まれたことを検出しやすくなるが、LTが低すぎると、実際には障害物が挟まれていないのに、挟まれたものと誤検出する可能性が高まる。
【0129】
図5(A2)をもう少し詳しく描くと、図10に示すように負荷トルクTS1に対応する開閉体トルクTmは、ある程度のゆらぎを持っているため、そのゆらぎを誤検出してしまう可能性があるからである。図10において、横軸は、シャッター収納ボックスから引き出されているスラットの枚数を示しているが、このスラット枚数は、実質的に、前記座板B0の位置(P1など)と同じで、時間に応じて変化する変数である。
【0130】
なお、当該マージナル負荷値メモリ19の記憶内容の初期値は、最大負荷値メモリ16の内部に有効な記憶内容がある場合には当該記憶内容とマージン値メモリ18から供給されるマージン値MVの加算結果SUとして得ることができるが、工場出荷時などに最大負荷値メモリ16に有効な記憶内容を書き込まないケースでは、この方法は使用できず、当該初期値をリセット処理部26が出力するリセット信号RS1によって得る必要がある。
【0131】
そうしなければ、前記各種開閉動作に関する少なくとも最初の1回の動作では、障害物感知動作を行うことができなくなってしまう。
【0132】
なお、各種開閉動作の最初の1回だけは、最大負荷値メモリ16内に最大負荷値TMの初期値を格納することを目的として、障害物が挟まれ得ないようにした状態でユーザや設置工事者等に開閉動作を行ってもらい、2回目から通常の障害物感知動作を行うようにしてもよい。
【0133】
この場合には、工場出荷時などに最大負荷値メモリ16に有効な記憶内容を書き込んでおく必要はなく、最大負荷値メモリ16の記憶内容の初期値としてはリセット信号RS2で十分に小さな値(例えば0)を書き込むようにするとよい。
【0134】
当該リセット信号RS2などを出力するリセット処理部26は、固定操作部40からリセット処理を指定する操作信号MNが供給された場合に、所定のリセット処理を実行する部分である。
【0135】
ここで、リセット処理とは、初回の動作時に行う初期設定(各メモリに対して該当する初期値を書き込む処理を含む)や、各メモリの記憶内容が異常値になった場合の再設定などを行う処理である。
【0136】
このリセット処理では、例えば磁気的記憶手段に記憶された各メモリの初期値を、電気的な記憶手段である各メモリに書き込むようにしてもよい。
【0137】
当該リセット処理は、少なくとも負荷値メモリ12と極大負荷値メモリ14と動作基準時間算出部25とマージン値メモリ18と最大負荷値メモリ16に対して行い、必要に応じてマージン負荷値メモリ19に対しても行うようにするとよい。
【0138】
これらの各メモリのいずれか又はすべてについてリセット処理を省略することは可能であるが、その場合、ノイズ等のために、いずれかのメモリの記憶内容が異常値になっただけで、メンテナンスが必要になる可能性がある。
【0139】
本実施形態では、前記メモリ14,16,18,19、25のすべてについてリセット処理を行うものとする。ノイズなどのために、もしも負荷値メモリ12の記憶内容が異常に大きな値となった場合、その影響は極大負荷値メモリ14、最大負荷値メモリ16、マージナル負荷値メモリ19に波及し、その値がいったん最大負荷値メモリ16に書き込まれてしまうと以降の障害物感知動作が正常に行われない可能性が高いので、構成要素11〜19の縦続部分においては、いずれのメモリに対するリセット処理も重要性が高い。
【0140】
例えば、負荷値メモリ12の記憶内容が異常に大きな値となった場合、その影響は、構成要素13,14,15を介して最大負荷値メモリ16にも波及し、結局、マージナル負荷値MLまで影響を受けてしまう。しかも最大負荷値メモリ16中に記憶された異常に大きな値はその値を上回る負荷値LSが検出されないために制御処理装置10の通常の動作では更新され得ないから、リセット処理を行うことができなければその影響はいつまでも残留する可能性がある。
【0141】
構成要素11〜19の縦続部分の各メモリでは、その初期値が、もしも白色雑音的にランダムな値であったとしても異常に大きな値さえ存在しなければ、各種の開閉動作を繰り返し行うことによってある程度正常化して行くことが可能なので、工場出荷時や接続作業時に、マージン値メモリ18、マージン値変更部20、動作基準時間算出部25の記憶内容を書き込んでおくようにすれば、リセット処理部26を省略したとしても、かなり信頼性の高い運用が可能である。
【0142】
マージナル負荷値メモリ19からマージナル負荷値MLを受け取り、負荷値メモリ12から負荷値LSを受け取る障害検出部24は一種の比較器を主体とする構成要素で、前記負荷値メモリ12から読み出した負荷値LSと、当該マージナル負荷値メモリ19から読み出したマージナル負荷値MLとの大小関係を調べて、MLの方がLSよりも大きい場合には正常状態の障害物検出信号LDを出力し、MLがLS以下の場合には非正常状態の障害物検出信号LDを出力する。
【0143】
非正常状態の障害物検出信号LDは、単純に2値的に、前記正常状態とは異なる非正常状態を示すだけでなく、必要に応じてモータ50に上述した障害物感知動作に対応した動作内容を指示する信号にする必要がある。例えば、障害物感知動作の内容が単なる停止動作である場合には、2値的な正常状態と非正常状態を指示する信号でよいが、障害物感知動作の内容が例えば上述したように、障害物を感知した時点でそれまでの動作を停止し、そのあと直ちにそれまでと反対方向の動作を開始して当該反対方向の動作は一定時間後に停止するものである場合には、非正常状態の障害物検出信号LDのなかにはこの内容に応じたシャッター動作制御情報が含まれることになる。
【0144】
したがってこの場合、障害検出部24は、このような非正常状態の障害物検出信号LDを出力して当該障害物感知動作を実行するための障害物感知動作実行機能を装備していることになる。障害物感知動作実行機能の内容は、実行する障害物感知動作に応じて変化する。
【0145】
当該障害物検出信号LDの供給を受けるモータ制御回路27は、モータ50に対する電力供給を制御する回路で、通常は固定操作部40から供給される操作信号MNに応じて動作する。
【0146】
例えば、前記操作スイッチ41を押した場合には巻取り部材61を矢印D2方向に回転させる方向にモータ50を回転させるための電力PWを供給し、前記操作スイッチ42を押した場合には巻取り部材61を矢印D1方向に回転させる方向にモータ50を回転させるための電力PWを供給し、前記操作スイッチ43を押した場合には巻取り部材61の回転を停止させるためにモータ50に対する電力PWの供給を停止する処理等を行う。
【0147】
モータ制御回路27がこのような通常の動作を行うのは、基本的に、前記障害物検出信号LDが正常状態の場合である。
【0148】
前記障害物検出信号LDが非正常状態となると、モータ制御回路27は、固定操作部40から供給される操作信号MNの内容に関わらず障害物検出信号LDにしたがって動作するようになり、モータ50を介して前記障害物感知動作を実行させる。
【0149】
すなわち、モータ制御回路27内における優先度は、基本的に、非正常状態の障害物検出信号LDのほうが操作信号MNよりも高い。ただし、障害物感知動作の一部(例えば、後半部分)については、その優先度が(一部の)操作信号MNの優先度よりも低くなるようにしてもよい。これにより、障害物感知動作の実行中に新たな操作信号MNが供給された場合には、それに対応したモータ50の動作を行うことが可能になる。
【0150】
なお、図11は、図5(A1)(図5(B1))をもう少し詳細に示した図である。この点、図11と図5(A1)の関係は、前述の図5(A2)と図10の関係とほぼ同等である。
【0151】
ただし、図11では、横軸に、前記巻取り部材61へのスラット巻付け枚数を示しているため、全体の傾斜の方向が図5(A1)と反対になっている。
【0152】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作を、図7、図8のフローチャートを参照しながら説明する。
【0153】
図7のフローチャートは、P1〜P12の各ステップから構成されており、図8のフローチャートは、P20〜P32の各ステップから構成されている。
【0154】
(A−2)第1の実施形態の動作
図6において、いま、雨戸シャッターシステム29のユーザが当該雨戸シャッターシステム29をはじめて使用するために、3つの操作スイッチ41〜43を同時に押して前記リセット処理を行い、各メモリ12,14,16,18,19,25には、それぞれにつき予め決められた値が格納されたものとする。
【0155】
また、このときカーテン62は完全開放状態にあるものとする。
【0156】
ここで、ユーザが全閉動作を行うために操作スイッチ42を押すと(P1)、モータ50が出力トルクを発生して巻取り部材61を矢印D1方向に回転させ、カーテン62の座板B0は下降し始める。
【0157】
動作完遂検出部21から開始検出信号ST1を受け取った動作タイマ22は時間計測を開始し、負荷検出部11は負荷トルクの検出(計測)を開始する(P2)。
【0158】
当該全閉動作が終了するまえに、操作スイッチ43が押された場合には処理は開動作(P4)を開始し(ステップP3のY(Yes)側の分岐)、操作スイッチ43が押された場合には処理はステップP10に進み(ステップP5のY側の分岐)、前記負荷値LSによってレベル負荷を感知した場合(例えば、図10の障害物検出トルクBDのように、負荷感知レベルLTを超える負荷トルクを感知した場合)には処理は図8のステップP20に進む(ステップP6のY側の分岐)。
【0159】
ステップP3、P5、P6の分岐がいずれもN(No)側であった場合、ステップP7において、例えば、前記下限リミットスイッチによって下限検出が行われたかどうか検査される。
【0160】
下限検出がまだ行われていない場合、処理はふたたびステップP3に戻り、ステップP3、P5、P6、P7から構成されるループが繰り返される。なお、このループ中のステップP3、P5、P6の順番は必ずしも図示の順番でなくてもよい。例えば、ステップP6の方がステップP3より先に処理されてもよい。
【0161】
下限検出が行われてステップP7がY側に分岐すると、前記動作時間正常性判定部23によって、下降時間(当該全閉動作に要した時間)が正常であったか否かが検査される(P8)。
【0162】
下降時間が正常であった場合、前記時間正常性判定信号TDは正常状態となるので、下降動作の監視動作(すなわち、前記動作完遂検出部21、動作タイマ22および動作基準時間算出部25が行っていた動作)を停止するとともに、前記比較器15が最大負荷値メモリ16に格納されている最大負荷値TMの書き換え(すなわちデータ更新)を実行して(P9)、処理を停止し(P11)、終了処理を行う(P12)。
【0163】
このような下降時間が正常であった場合には、ステップP9のデータ更新によって最大負荷値メモリ16が記憶する最大負荷値TMの内容が更新され、反対に、下降時間が非正常であった場合には、前記時間正常性判定信号TDは非正常状態となるので、下降動作の監視動作は停止するものの、前記比較器15が動作せず、最大負荷値TMの書き換え(すなわちデータ更新)は行わない(P10)。
【0164】
上述した風圧などの一時的な環境条件の変動は、突発的かつ急激に現れる傾向があるので、ステップP8の下降時間が正常でなくなる可能性が高く、そのような一時的な環境条件の変動によって最大負荷値TMが影響を受けることを抑制することができる。
【0165】
しかしながらシャッターシステム29の経年変化などの比較的安定している環境条件の変動は徐々に現れる傾向があるので、ステップP8の下降時間は正常であり、当該安定的な環境条件の変動に適合するように、最大負荷値TMを更新することが可能となる。
【0166】
換言するなら、この意味で、前記動作時間正常性判定部23は、一時的な環境条件の変動と安定的な環境条件の変動を識別して、環境条件の一時的な変動に対してはマージナル負荷値MLを変動させず、環境条件の安定的な変動に対しては当該マージナル負荷値MLを変動させる環境条件選択機能を持っているものとみることができる。
【0167】
なお、最大負荷値TMを更新した場合には、それに合わせて動作基準時間算出部25が出力する動作基準時間SV(SV1、SV2)を変化させる動作基準時間変更機能を、前記動作時間正常性判定部23に装備するようにしてもよい。
【0168】
これにより、前記経年変化などが、徐々に蓄積して、長い時間に大幅な変動をもたらした場合でも、制御処理装置10を正常に機能させつづけることが可能になる。
【0169】
当該動作基準時間変更機能によれば、環境条件の一時的な変動があって負荷値LSが一時的に急激に高まったとしても、当該変動に応じて動作基準時間が変動することはないので、当該負荷値LSに対しては時間正常性判定信号TDは非正常状態となる可能性が高く、最大負荷値TMが当該LSに更新されることは起こりにくい。
【0170】
反対に、環境条件の安定的な変動があって負荷値LSが少しずつ安定的に高まったとすると、当初の高まりの影響は、その時点の動作基準時間SVの範囲内で発生する可能性が高いため、漸増する負荷値LSによって次々と最大負荷値TMが更新され、最大負荷値TMの更新にともなって動作基準時間SVのほうも次々と変更され得るので、長い年月にわたって当該制御処理装置10を正常に動作させることができる。
【0171】
図7のフローチャートにおいて、前記ステップP10につづいては、処理の停止(P11)と、終了処理(P12)が行われる。
【0172】
なお、ステップP7がY側に分岐したあとに行われるステップP9やP10の下降動作の監視停止は、図7のようにステップP9やP10のなかで行うのではなく、ステップP8よりも早い段階、すなわちステップP7がY側に分岐した直後に実行するようにしてもよい。
【0173】
図7では、動作時間正常性判定部23の故障などによって、ステップP8の処理が終了できない場合、前記動作完遂検出部21、動作タイマ22および動作基準時間算出部25等がいつまでも動作して下降動作の監視を行うことになる可能性があるが、下降動作の監視停止をステップP8よりも早い段階に実行することでこれを防止することができる。
【0174】
また、図7のフローチャートは、動作時間正常性判定部23が上述した割込み時更新禁止機能を装備したケースに対応するものであり、全閉動作の途中で操作スイッチ41や43を押すと、最大負荷値TMのデータ更新を行わないものとした。
【0175】
しかしながら前記動作基準時間算出部25では、全閉動作以外の上述した上部閉動作、下部閉動作、全開動作、上部開動作、下部開動作においても正確な動作基準時間SVを出力することが可能なので、動作時間正常性判定部23に前記割込み時更新禁止機能を装備しないことによって、この点は変更することが可能である。
【0176】
動作時間正常性判定部23に前記割込み時更新禁止機能を装備しなければ、時間正常性判定信号TDの状態は、前記SVとTVの関係だけで決定されるため、動作時間さえ正常であれば、全閉動作だけでなく、上部閉動作、下部閉動作、全開動作、上部開動作、下部開動作のすべてにおいて、最大負荷値メモリ16のデータ更新が行われ得る。
【0177】
例えば、図7のフローチャートでステップP3がY側に分岐するケースでは、分岐までは上部閉動作が行われていたことになり、分岐後は上部開動作が行われていたことになるので、各動作時間さえ正常であれば最大負荷値メモリ16中のそれぞれのメモリ領域において、各最大負荷値TMのデータ更新が行われ得る。
【0178】
次に、図7のフローチャート中のステップP6がY側に分岐した場合に実行される図8のフローチャートについて説明する。
【0179】
図7のフローチャートでは、全閉動作を行うために、当初、モータ50は巻取り部材61を矢印D1方向に回転させるトルクを出力していた。このときのモータ50の出力軸の回転方向を正転方向とすると、図8のステップP20では、モータ50の出力軸は反転方向に回転しようとする。
【0180】
これにより、前述の下降動作の監視停止が行われるとともに、前記割込み時更新禁止機能がはたらいて時間正常性判定信号TDが非正常状態となるので、最大負荷値メモリ14のデータ更新が禁止される(P21)。
【0181】
次に、前記障害検出部24の障害物感知動作実行機能が障害物検出信号LDを用いてモータ制御回路27を制御することで、前記正転を行っていたモータ50をT1秒間停止した(P22)あとで反転タイマとしての前記動作タイマ22が動作開始し(P23)、モータ50が実際に反転を開始してカーテン62の開動作が始まる(P24)。
【0182】
ここで、当該T1秒は例えば0.1秒程度であってよく、当該T2秒は例えば5秒程度であってよい。
【0183】
ステップP24につづくステップP25では、反転タイマとしての動作タイマ22が計測する時間が前記T2秒間に達したかどうかが、障害物検出部24に搭載された障害物感知動作実行機能によって検査される。
【0184】
達していない場合、ステップP25はN側に分岐して操作スイッチ42が押されたかどうかが検査され、押されていない場合には(P26のN側の分岐)、操作スイッチ41が押されたかどうかが検査され、押されていない場合には(P27のN側の分岐)、操作スイッチ43が押されたかどうかが検査され、押されていない場合には(P29のN側の分岐)、処理はステップ30に進む。
【0185】
一方、動作タイマ22が計測する時間が前記T2秒間に達していない場合に、操作スイッチ42が押されたとしても処理は前記ステップP20にもどり閉動作の実行は阻止され(ステップP26のY側の分岐)、操作スイッチ41が押された場合には当該操作にしたがって開動作が実行され(ステップP27のY側の分岐とステップP28)、操作スイッチ43が押された場合には当該操作にしたがって停止される(P29のY側の分岐とステップP31)。
【0186】
これらのステップP26〜P29およびP31の処理は、上述したように、障害物感知動作の後半部分についての優先度を、開動作と停止動作に関してだけ、操作信号MNの優先度よりも低くしたことに相当する処理である。
【0187】
障害物感知動作を実行しているあいだにも、負荷検出部11による負荷トルク(すなわち負荷値LS)の検出は行われ、前記ステップP29のN側の分岐につづいて実行されるステップP30では、負荷値LSが負荷感知レベルLTを超えたか否かが再び検査される。
【0188】
ここで、負荷値LSが負荷感知レベルLTよりも低い場合には、ステップP30はN側に分岐して、ステップP25〜P27およびP29、P30によって構成されるループの実行が繰り返され得る。負荷値LSが負荷感知レベルLTよりも低くなったということは、当該障害物感知動作の実行または当該ループの実行が、負荷トルクLSを下げる方向に作用していて好ましい状況とみることができるケースだからである。
【0189】
反対に、負荷値LSが負荷感知レベルLTよりも高い場合には、ステップP30はY側に分岐して、障害物感知動作が中断され、カーテン62は停止される(P31)。
【0190】
負荷値LSが負荷感知レベルLTよりも高いということは、障害物感知動作の実行または当該ループの実行が、負荷トルクLSを下げる方向に作用しておらず、好ましくないとみることができるケースだからである。
【0191】
なお、このステップP30で使用される最大負荷感知レベルとしては、前記負荷感知レベルLTと高さのことなる負荷感知レベルを使用してもよい。例えば、前記LTよりも高い負荷感知レベルLT1を使用することも可能である。
【0192】
LT1を使用した場合、負荷値LSが負荷感知レベルLT1よりも高くなるということは、障害物感知動作の実行または当該ループの実行によって、負荷トルクLSはむしろ上昇し、状況は悪化している可能性が高く、ただちにその実行を中断する必要があるケースということになる。
【0193】
また、前記ステップP25がY側に分岐する場合は、前記障害物感知動作の所定の内容が最後まで実行された上で、ステップP31の停止動作が行われるケースである。
【0194】
ステップP31の停止動作につづいて、図8のフローチャートは終了する(P32)。
【0195】
なお、図8のフローチャートにおいて、ステップP26、P27およびP29の順番は、図示のものに限らない。例えば、ステップP27の処理をステップP26より先に実行してもよい。
【0196】
ところで、以上の動作説明では、リセット処理の直後に障害物感知動作が行われ得る初期の動作を例に取ったが、リセット処理につづいて2回以上各種の開閉動作を繰り返したあとの安定期の動作において行われ得る障害物感知動作についても同様である。
【0197】
ただし、安定期の場合、最大負荷値メモリ16が格納している最大負荷値TMは、カーテン62自体の重量、機械的なサイズなどに応じて、すでに最適化されている点が初期の動作と異なる。このような最適化は、前記ステップP9の処理を少なくとも1回実行することによって行われ得るものである。
【0198】
また、当該最適化は、上述した各種の開閉動作ごとに異なる最大負荷値を用いる場合では、各最大負荷値TMごとに行われることになる。例えば、上部開動作や上部閉動作は、図10中の区間UPに対応する動作なので負荷トルクLL1程度が最大負荷値TMとなり得るのに対し、区間DPに対応する下部開動作や下部閉動作では負荷トルクLL2程度が最大負荷値TMとなり得、各種開閉動作のうちどの開閉動作を行うかによって、最大負荷値TMはかなり大きく異なることも多いと考えられる。
【0199】
最大負荷値TMが異なるということは、マージナル負荷値MLが異なり、負荷感知レベルLTが異なることを意味する。
【0200】
前記負荷感知レベルLTを区間DPに対する負荷感知レベルとすると、区間UP(あるいは区間UP+DP)に対する負荷感知レベルは、例えばLT2程度であってよい。
【0201】
このように区間に応じて負荷感知レベルを変化させることにより、各区間の障害物感知の感度を一定化し、かなり厳密に維持することができる。
【0202】
なお、図10の例では、全閉動作を行う場合に対応してガード時間GTは左端部に配置しているが、ガード時間GTはモータ50の起動時に合わせて配置するものなので、例えば上部開動作を行う場合ならば、スラット枚数30の付近に配置することになる。
【0203】
(A−3)第1の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、重量やサイズなどの機械的な仕様が異なるシャッターシステムに対し、同一の制御処理装置(10)を適用することができるので、在庫管理が容易で、信頼性が高い。
【0204】
また、本実施形態では、1回の開閉動作が行われているあいだに、(例えば図10に示すように)負荷トルクが大きく変動する場合でも、障害物感知の感度をかなり厳密に維持することが可能なので、その点でも信頼性が高い。
【0205】
さらに本実施形態では、最大負荷値(TM)について一時的な環境条件の変動が影響することを防止できるとともに、安定的な環境条件については有効に反映させることができるので、シャッターシステムが経年変化を起こした場合などでも、高い信頼性を維持することが可能である。
【0206】
(B)第2の実施形態
以下では、本実施形態が第1の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【0207】
第1の実施形態では、負荷検出部11がサンプリングして得た例えば10ビット程度のデータ(サンプル単位データ)を、以降の構成要素12〜14でもサンプル単位データごとに処理するようにしたので、必要な全メモリ容量は少なく、ハードウエア規模を小規模化できる利点がある反面、各サンプル単位データの前後のデータは当該制御処理装置10内に存在せず、制御処理装置10内部で行うことのできる処理が限られていた。
【0208】
本実施形態では、各サンプル単位データを結合することによって得られる波形データ(例えば、図10に示す負荷トルクTmの形状のデータ)を保存し、必要に応じて、制御処理装置の内部処理に当該波形データを利用することを特徴とする。
【0209】
(B−1)第2の実施形態の構成および動作
本実施形態にかかる制御処理装置45の主要部の構成を図2に示す。
【0210】
図2において、当該制御処理装置45は、負荷検出部71と、波形処理部72と、波形メモリ73とを備えている。
【0211】
このうち負荷検出部71は前記負荷検出部11と同じ機能を装備していて、負荷値LSを波形処理部72に供給する。
【0212】
波形処理部72は、当該負荷値LSを障害検出部24に供給する点では前記負荷値メモリ12と同じ機能を備え、比較器15に極大負荷値LMXを供給する点では前記極大負荷値メモリ14と同じ機能を備えているということができる。
【0213】
しかしながら波形処理部72のもっとも重要な機能は、波形メモリ73とやり取りする波形データWDを加工し処理する波形処理機能である。
【0214】
この波形処理部72は、負荷検出部71から受け取った負荷値(すなわち、前記サンプル単位データ)LSを順番にリアルタイムで波形メモリ73に書き込んでいくので、例えば、1回の全閉動作が完全に行われたあとでは、図10の負荷トルクTmの波形を示すデータが当該波形メモリ73の内部に存在することになる。
【0215】
負荷トルクTmの波形をすべて記憶するため、当該波形メモリ73の容量は、第1の実施形態の全メモリ容量(すなわち、メモリ12,14,16,18,19,20、25の全てを合計したメモリ容量)よりもはるかに大きなものになると考えられる。
【0216】
しかしながら波形処理部72はその波形処理機能によって、複数のサンプル単位データにわたる波形データWDを利用しなければ行うことのできない処理を実行することが可能である。
【0217】
例えば、波形Tmのある部分の傾きを求めたり、障害検出トルクBDがどれほど他の部分の負荷値に比べて突出しているかを統計的な演算を行うことによって求めることなども可能になる。
【0218】
また、各種の開閉動作のうちのある動作(例えば全閉動作)について、N(Nは自然数)回目の全閉動作の負荷トルク波形とN+1回目の負荷トルク波形とを、波形全体の属性のうち任意の属性について比較することなども可能となり、制御処理装置45を制御処理装置10に比べていっそう高機能化し多機能化することも可能となる。
【0219】
したがって、波形処理部72からは、比較器15に供給するための極大負荷値LMXを出力するのではなく、マージナル負荷値MLや障害物検出信号LDを出力するようにしてもよい。
【0220】
(B−2)第2の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【0221】
加えて、本実施形態では、ハードウエア規模は増大し得るものの、第1の実施形態に比べていっそうの高機能化や多機能化が可能である。
【0222】
(C)第3の実施形態
以下では、本実施形態が第1の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【0223】
(C−1)第3の実施形態の構成および動作
本実施形態の制御処理装置46の主要部の構成を図3に示す。
【0224】
図3において、当該制御処理装置46は、2つの最大負荷値メモリ96A、96Bと、平均処理部91と、平均処理負荷値メモリ90とを備えている。
【0225】
このうち最大負荷値メモリ96A(または96B)の機能は基本的に前記最大負荷値メモリ16の機能と同じである。
【0226】
ただし最大負荷値メモリ96Aまたは96Bは、前記最大負荷値メモリ16のように最大負荷値TMを加算部17に供給する機能は持っていない替わりに、当該最大負荷値TMを平均処理部90に供給する機能を備えている。
【0227】
さらに、規模の点で、当該最大負荷値メモリ96Bはハードウエア的に前記最大負荷値メモリ16と同様なメモリであり、当該最大負荷値メモリ96Aもハードウエア的に前記最大負荷値メモリ16と同様なメモリであってよいが、最大負荷値メモリ96Aには、最大負荷値メモリ96Bに比べて1つ古い最大負荷値が記憶されている。
【0228】
すなわち、当該制御処理装置46の安定期における任意の動作時点では、最大負荷値メモリ96Bには更新後の新しい最大負荷値TM2が格納されており、最大負荷値メモリ96Aには、更新前の古い最大負荷値TM1が格納されている。
【0229】
したがって、本実施形態において加算部17は、前記最大負荷値TMの替わりに、平均処理負荷値メモリ91から平均値VAを受け取る。
【0230】
平均処理部90は、最大負荷値メモリ96Aから読み出した更新前の最大負荷値TM1と最大負荷値メモリ96Bから読み出した更新後の最大負荷値TM2とを用いて、所定の演算式により平均値VAを求め、当該VAを平均処理負荷値メモリ91に書き込む。
【0231】
ここでは、TM1とTM2の信頼性を同程度とみなして、次の式(1)をこの演算式とする。
【0232】
VA=(TM1+TM2)/2 …(1)
なお、必要に応じて、当該TM1やTM2の前に適当な重み係数を付与して加重平均を求めるようにしてもよい。
【0233】
例えば、常に、更新後の最大負荷値のほうが更新前の最大負荷値よりも信頼性が高いとみなすことができる場合には、平均値VAに対してTM2のほうが大きく反映されるように重み付けを行うようにするとよい。環境条件の変動に対する感度を高めるためにはこのような重み付けを行ったほうがよいと考えられる。
【0234】
反対に、環境条件の変動に対する感度を低下して、安定感を高めるためには、式(1)のように単純平均を求めたり、更新前の最大負荷値TM1の係数を大きくしたりするとよい。
【0235】
また、このように更新後と更新前で、新旧2つの最大負荷値を用いるのではなく、時系列に行われた2つ以上の更新につき、今回、前回、前々回の各更新によって得られた更新後の最大負荷値(時系列な3つ以上の最大負荷値TM1、TM2、TM3、…)を記憶しておいて、これらを用いた平均処理を行うようにしてもよく、前回の更新によって得られた更新後の最大負荷値を除いて、前々回と今回の更新によって得られた更新後の最大負荷値(TM1とTM3)などを用いた平均処理を実行するようにしてもよい。
【0236】
このように平均処理に用いる最大負荷値の数を増やすと、一般的に、環境条件の変動に対する即応性は低下するが、上述した単なる風圧などの一時的な環境条件の変動がマージナル負荷値MLに与える影響をいっそう抑制することができるとともに、安定的な環境条件の変動があれば、開閉動作を繰り返すうちに、当該変動に追従して時系列な最大負荷値(前記TM1、TM2、TM3など)がすべてほぼ同一の値を示すようになり、平均値VAは、最適な値に収斂していくものと考えられ、制御処理装置46にとって非常に好ましい。
【0237】
(C−2)第3の実施形態の効果
本実施形態によれば、第1の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【0238】
加えて、本実施形態では、一時的な環境条件の変動などが大きくマージナル負荷値(ML)に影響することを確実に防止することができるとともに、安定的な環境条件の変動には良好に追従することが可能なので、障害物感知の信頼性をいっそう高めることができる。
【0239】
(D)他の実施形態
上記の第1〜第3の実施形態において、前述の図5や図10などでは、負荷トルクを示す曲線は変動幅が小さく比較的平坦であったが、実際には、例えば、図9に示す負荷トルクTm1のように大きく変動する場合がある。
【0240】
この負荷トルクTm1を示す4つのピークPK1〜PK4を含んだ波形は、完全開放状態における前記巻取り部材61に対するスラットカーテン62の巻付け回数に依存していることが判明している。すなわち完全開放状態においてカーテン62を巻取り部材61に4周巻き付ける構成のシャッター機構60において、前記全閉動作を行うと、図9に示す波形が得られる。
【0241】
図9においては、もっとも高いPK1の負荷トルクLTPともっとも低いBT2の負荷トルクLTBとではトルクの値に大きな差があるため、負荷感知レベルLTとの差(この差が、障害物感知感度に対応する)も大きく異なり、障害物感知感度を維持することが困難となる。
【0242】
すなわち、P0〜PNの全区間にわたって一定の負荷感知レベルLTを使用した場合、PK1の付近などでは感度が高くなりすぎ、BT2の付近などでは感度が低くなりすぎる問題があって、全区間にわたって適度な障害物感知感度を維持することが困難となることも考えられる。
【0243】
このことについての対策が必要な場合、障害物感知感度を保つためには、全区間P0〜PNをほぼ4等分した分割区間を設定し、各分割区間につき異なる負荷感知レベルLT11〜LT14を設定することも有効である。この場合、最適化も、各負荷感知レベルLT11〜LT14ごとに行うようにするとよい。
【0244】
例えば、前記上部閉動作を行った場合には負荷感知レベルLT11とLT12の最適化のみを行い、LT13とLT14の最適化は行わない。
【0245】
これは、前記マージン値MVは共通でも、最大負荷値TMを各分割区間ごとに変更すれば実現することができるので、第1の実施形態を変形すれば容易に実現可能である。
【0246】
また、全区間P0〜PNの分割数をさらに増加して、負荷トルクTm1の波形に対し、より忠実に対応した負荷感知レベルを設定することも可能である。
【0247】
なお、上記第1〜第3の実施形態では、本発明を、バネ併用システムに適用した場合を例に説明したが、本発明は、前記モータ単独駆動システムにも適用することが可能である。
【0248】
ただし、モータ単独駆動システムの場合、例えば、前記全閉動作中に障害物が挟まれると、負荷トルクは急激に減少することになる点などがバネ併用システムと相違する。
【0249】
また、第1〜第3の実施形態では、固定操作部40を用いた場合を例に説明したが、本発明では、当該固定操作部を、無線信号を送信することによって各種の開閉動作を指示することのできるリモコン送信機と、当該無線信号を受信して制御処理装置10に当該無線信号に応じた操作信号MNを出力することのできるリモコン受信機に置換することができる。
【0250】
さらに、第1〜第3の実施形態では、開閉体(スラットカーテン62)は、下降方向に移動することで閉鎖し、上昇方向に移動することで開放したが、シャッターシステムによってはこれが逆転するケースも考えられる。すなわち本発明は、開閉体が下降方向に移動することで開放し、上昇方向に移動することで閉鎖するシステムにも適用することが可能である。
【0251】
また、開閉体の移動方向は、必ずしも、上昇方向または下降方向に限定する必要もない。
【0252】
なお、第1〜第3の実施形態では、制御処理装置(例えば10)は、正常な負荷の変動許容範囲を常時学習する構成であったが、この学習を行わない学習禁止状態を取ることがあり得る構成とすることも可能である。
【0253】
学習禁止状態を設けることによって、制御処理装置中の一時記憶メモリ(例えば12,14など)の使用を当該学習処理のために消費することがなくなれば、それらのメモリを他の目的のために転用したり、他の目的のためのソフトウエアやハードウエアと共用することも可能になる。これらの各メモリを、CPU(中央処理装置)のなかに搭載されているレジスタであるものとした場合などには、このような転用や共用を可能にする利点は、特に大きなものとなる可能性が高い。
【0254】
学習禁止状態を設ける場合には、学習処理を実行している学習遂行状態と、当該学習禁止状態とを、スイッチ操作などに応じて選択できるようにしたり、特定の事象発生やタイミングを検出した場合に限り、自動的に、学習禁止状態と学習遂行状態のあいだで状態切替えを行うようにすること等が考えられる。
【0255】
例えば、通常は学習禁止状態としておいて、特定のタイミングを検出すると学習遂行状態に切替えるようにするとよい。
【0256】
すなわち、長時間、開閉されることなく放置されたあとに行われる最初の開閉動作の際にのみ学習遂行状態としたり、開閉動作の回数をもとに所定回数置きに学習遂行状態としたり、月日などの時間経過をもとに一定時間間隔で定期的に学習遂行状態としたり、障害物感知動作の実行時点をもとに、一例として障害物感知動作の実行のあとに最初に実行される開閉動作の実行時に学習遂行状態としたり、前記負荷感知レベルと負荷トルクの実測値との差をもとに、当該差が所定値以上に小さくなった場合、または大きくなった場合に学習遂行状態とすることなどが考えられる。
【0257】
なお、第1〜第3の実施形態では、シャッターカーテンがスラットタイプである場合を例に説明したが、シャッターカーテンの種類はスラットタイプに限定する必要はない。
【0258】
例えば、シート(布や軟性樹脂製等で一枚物や複数枚を縫合したもの)、網、パネル、パイプ部材(リンク部材で互いに連結されている)などを使用するようにしてもよい。
【0259】
また、カーテンの収納方法についても、第1〜第3の実施形態で述べたような巻取り式に限定する必要はない。
【0260】
例えば、個々のパネルがヒンジ等で連結状態のまま折り畳まれるもの、シートや網で折り畳まれるもの、個々のパネルが分離されて(チェーン等で互いに緩く連結されているものも含む)重ねられるもの、オーバーヘッドドア等の送り込まれるものなどを使用するようにしてもよい。
【0261】
なお、第1〜第3の実施形態においては、雨戸シャッターについて本発明を適用したが、本発明は雨戸シャッター以外のシャッターに適用することも可能である。
【0262】
さらに本発明は、シャッター用としてだけでなく、ドア、窓、オーバーヘッドドア、ロールスクリーン(例えば遮光幕)、ブラインド、オーニング装置などの他の開閉装置にも適用することが可能である。
【0263】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、駆動する開閉体の機械的な仕様が異なる場合などでも、異常検出の信頼性を維持することができるので、開閉体の動作に関する信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る制御処理装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図2】第2の実施形態に係る制御処理装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図3】第3の実施形態に係る制御処理装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図4】第1〜第3の実施形態で使用する巻取り部材の内部構成を示す概略図である。
【図5】第1の実施形態の動作説明図である。
【図6】第1〜第3の実施形態の全体構成を示す概略図である。
【図7】第1の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図8】第1の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図9】他の実施形態の動作説明図である。
【図10】第1の実施形態の動作説明図である。
【図11】第1の実施形態の動作説明図である。
【符号の説明】
10、45,46…制御処理装置、11…負荷検出部、12…負荷値メモリ、13,15…比較器、14…極大負荷値メモリ、16、96A、96B…最大負荷値メモリ、17…加算部、18…マージン値メモリ、19…マージナル負荷値メモリ、20…マージン値変更部、21…動作完遂検出部、22…動作タイマ、23…動作時間正常性判定部、24…障害検出部、25…動作基準時間算出部、26…リセット処理部、27…モータ制御回路、29…雨戸シャッターシステム、40…固定操作部、50…モータ、61…巻取り部材、62…スラットカーテン(シャッター)、72…波形処理部、90…平均処理部、91…平均処理負荷値メモリ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
Currently, there are various uses for shutters, and there are shutters for disaster prevention where opening and closing operations are rarely performed. For garages where opening and / or closing operations can be performed multiple times within a day. There is also a shutter for stores.
[0003]
In the case of a shutter, the opening / closing body (shutter slat, shutter panel, etc.) generally has a considerable weight even with a lightweight shutter.
[0004]
Closing the shutter means that in the fully open state, the opening / closing body that is wound around the take-up shaft a plurality of times (for example, about 4 times) and fully accommodated is unfolded and leaves the take-up shaft. It means to move downward in the direction. If the portion of the series of opening / closing bodies that leaves the winding shaft (which corresponds to the amount of drawer from the shutter storage box) increases, the weight acts as torque (opening / closing body torque) on the winding shaft. . Moreover, the opening / closing body torque has a feature that it fluctuates considerably even during one opening operation or closing operation.
[0005]
For the motor that controls the opening and closing of the shutter, the winding shaft and the opening / closing body are the target loads to be driven.
[0006]
In the case of a shutter, the motor needs to perform intermittent driving with a short continuous driving time and to be able to stably drive the driven object at a substantially constant speed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the shutter opening / closing operation is repeatedly performed, an obstacle such as a human being, an animal, or an automobile may be caught between the shutters while the shutter closing operation is being performed. If the closing operation is further performed with the obstacle sandwiched, the obstacle is not only broken and damaged, but it cannot be said that there is no possibility that the shutter and the motor itself are mechanically and electrically damaged.
[0008]
In order to avoid this, if a fixed torque value serving as a threshold value is set in advance in the shutter system and an obstacle is caught during the closing operation, the value of the load torque becomes higher than the fixed torque value. Some of them are equipped with a failure handling device that performs a predetermined obstacle sensing operation by stopping the output of torque for the closing operation by the motor or urgently starting the opening operation.
[0009]
However, since the magnitude of the torque of the opening / closing body mainly corresponds to the weight of the part of the series of opening / closing bodies apart from the winding shaft, as described above, one opening operation or closing operation is performed. In addition, it fluctuates depending on the weight, mechanical size, driving resistance (including frictional force), etc. of the opening / closing body itself as the target load.
[0010]
Therefore, in order to cope with cases where the magnitudes of the fixed torque values are different, it is necessary to prepare a plurality of types of failure handling apparatuses having different values of fixed torque values.
[0011]
In addition, there is an apparatus configured such that one failure handling apparatus includes a plurality of fixed torque values having different sizes, and any one fixed torque value is validated by operating a changeover switch or the like.
[0012]
However, preparing multiple types of failure handling devices is disadvantageous in that inventory management becomes complicated and model selection work is required, and one failure handling device is fixed in multiple sizes. When the torque value is provided, there is a concern that the obstacle sensing operation cannot be normally performed due to an erroneous operation of the changeover switch or the like.
[0013]
On the other hand, as described above, the target load when viewed from the motor that drives the opening / closing body varies depending on the weight of the opening / closing body itself, the mechanical size, the size of the driving resistance, etc. It is conceivable that the resistance force varies depending on the surrounding environment (wind pressure, temperature, humidity, etc.) during the opening / closing operation and the secular change of the shutter system.
[0014]
Of these, temporary environmental conditions (such as temporarily applied wind pressure) should be ignored so that they are not affected as much as possible. However, relatively stable environmental conditions follow the fluctuations. It is considered preferable to change the value of the fixed torque value because the reliability of the obstacle sensing operation increases.
[0015]
For example, if the driving resistance varies in response to seasonal changes such as temperature and humidity, or secular changes in the shutter system itself, it is best to follow the changes without changing the fixed torque value. It is not a value (fixed torque value). If the threshold value is not optimal, the sensitivity of obstacle detection is too high, and it may react unnecessarily to mere wind pressure and perform unnecessary obstacle detection operations. Therefore, there is a possibility that the closing operation will be forced to some extent even though an obstacle is actually caught. In the case of an obstacle with weak mechanical strength, it may be damaged at this time, and the shutter and the motor itself may be mechanically and electrically damaged.
[0016]
In the above description, the motor is described as a single motor drive system in which the motor directly performs both the opening and closing operations of the shutter. However, in a relatively small system among the shutter systems, the elastic force of the winding spring is described. In many cases, a combined spring system using a slab is used.
[0017]
In the motor single drive system, since the closing operation is stably performed against the opening / closing body torque, the motor has negative torque (torque in the direction opposite to the rotation direction of the motor output shaft) at least transiently. There is a possibility that regenerative braking is required to occur. This is similar to the motor operation when unwinding in a hoisting machine such as a crane, and means that the motor functions as a generator at least temporarily.
[0018]
As a method for generating such negative torque, in addition to regenerative braking, single-phase / unbalanced braking may be performed. In order to perform single-phase / unbalanced braking, an induction motor is used as a motor.
[0019]
On the other hand, in the spring combined system, by applying the elastic force of the winding spring in the direction opposite to the opening / closing body torque (opening operation direction), the shutter is fully opened and completely closed. In all intermediate operating states of the fully closed state, the elastic force and the opening / closing body torque are almost perfectly balanced, and the motor can output only a small amount of torque, and the opening operation or the closing operation can be performed. Can be performed relatively easily and stably.
[0020]
Therefore, in the spring combined system, the generation of the negative torque is not necessary, and the control of the motor is simplified as compared with the motor single drive system.
[0021]
This spring combined system is the same as the case of the motor single drive system in that it is the motor output torque that dominates the shutter operation, and the above-mentioned problems are common.
[0022]
Depending on the form of the shutter and the relationship between the shutter and the obstacle, the opening operation may be a problem, and there may be a possibility that the opening, the obstacle, the shutter system, the motor, or the like may be damaged.
[0023]
The above-described problems are not only common to shutters but also to other open / close control devices such as doors, windows, and overhead doors.
[0024]
An object of this invention is to provide the control apparatus of the opening / closing body which can improve the reliability regarding operation | movement of an opening / closing body.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, among the opening and closing operations of the opening and closing body driven by the motor, the obstacle sensing operation is performed when the obstacle is detected by the opening and closing operation in at least one of the opening direction and the closing direction. In the control device for the opening / closing body to be executed, (1) at least one of an upper limit or a lower limit of a load torque variation allowable range viewed from the motor that is allowed when the opening / closing body normally executes the opening / closing operation. (2) The load torque value is sequentially detected during the opening / closing operation of the opening / closing body, and when the detected actual load torque exceeds the variation allowable range, automatic And a control means for executing the obstacle sensing operation, and (3) an operation time of measuring the time required from the start to the end of the opening / closing operation of the opening / closing body to obtain the operation time. Measuring means; (4) normal operating time storage means for storing a normal operating time range which is a normal range of operating time; and (5) operating time obtained by the operating time measuring means is within the normal operating time range. (6) The fluctuation allowable range learning means (6-1) each time the opening / closing operation of the opening / closing body is performed. This A reference load value candidate storage unit for storing a maximum load torque value detected within the time of the opening / closing operation as a reference load value candidate; and (6-2) if a predetermined margin value is given, an upper limit of the allowable fluctuation range Or a reference load value storage unit storing a reference load value, which is a lower limit, and (6-3) On condition that the operation time of the opening / closing operation is within the normal operation time range, The reference load value candidate value stored in the reference load value candidate storage unit is compared with the reference load value stored in the reference load value storage unit, and the larger one is the latest reference load value. And a reference load value selection unit for writing to the reference load value storage unit.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(A) Embodiment
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to an example in which the control device for an opening and closing body according to the present invention is applied to a control processing device for a shutter for a shutter.
[0027]
The shutter of the shutter is a relatively lightweight shutter that is used in place of the shutter, and the shutter system corresponds to the above-described winding spring combined system.
[0028]
In the present embodiment, it is assumed that the obstacle sensing operation described above can be performed when shifting from the fully open state to the fully closed state.
[0029]
The closing operation in the present embodiment includes a fully closing operation for shifting from a fully opened state to a fully closed state, an upper closing operation for shifting from a fully opened state to a partially opened state, and a transition from a partially opened state to a fully closed state. There is a lower closing operation. When it is not necessary to distinguish between them, it is simply described as “closing operation”.
[0030]
Although there may be a closing operation that shifts from one partially opened state to another partially opened state, it is not considered here for the sake of simplicity.
[0031]
Further, the opening operation in the present embodiment includes a fully opening operation for shifting from a fully closed state to a fully opened state, a lower opening operation for shifting from a fully closed state to a partially opened state, and a partially opened state to a fully opened state. There is a top-opening action to transition. When it is not necessary to distinguish between them, it is simply described as “opening operation”.
[0032]
As in the case of the closing operation, there may be an opening operation for shifting from one partially opened state to another partially opened state. However, for the sake of simplicity of explanation, it is not considered here.
[0033]
(A-1) Configuration of the first embodiment
FIG. 6 shows the overall configuration of the
[0034]
In FIG. 6, the
[0035]
Among these, the
[0036]
In order to shift from the fully open state to the fully closed state or the partially open state, the winding
[0037]
An example of the internal configuration of the winding
[0038]
(A-1-1) Internal configuration of winding member
In FIG. 4, the winding
[0039]
The entire winding
[0040]
The
[0041]
In other words, the
[0042]
Since the
[0043]
Further, the uppermost slat (not shown) of the slats (S1 to S11, etc.) is fixed to the
[0044]
The
[0045]
In FIG. 4, assuming that the opening / closing body torque SL caused by the slat weight is generated in the direction of the arrow D <b> 1 in the direction of the arrow D <b> 1, the opening / closing body torque SL is caused by the elastic force of the winding
[0046]
That is, as shown in FIG. 5 (A1), the magnitudes of the opening / closing body torque SL and the spring torque SP are substantially equal in the fully opened state, the completely closed state, and all the partially opened states in between.
[0047]
In FIG. 5 (A1), only the magnitude of the torque is shown on the vertical axis and the direction thereof is not taken into consideration, but the combined torque of the opening / closing body torque SL and the spring torque SP, where the vertical axis is the torque in the upward direction (closing operation direction) TS1 is shown in FIG. 5 (A2). This combined torque TS1 is basically the load torque viewed from the
[0048]
However, the actual load torque as viewed from the
[0049]
The torque characteristics shown in FIGS. 5 (A1) and (A2) are obtained by improving the torque characteristics of the conventional spring combination system as originally shown in FIGS. 5 (B1) and (B2). It is. That is, the load torque TS1 has a shape obtained by translating the load torque (synthetic torque) TS2 shown in FIG.
[0050]
By increasing the elastic force of the winding spring as compared with the conventional one, the characteristic shown in FIG. 5B1 is changed to the characteristic shown in FIG. 5A1, and the characteristic shown in FIG. 5B2 is changed to that shown in FIG. 5A2. It becomes possible to change to the characteristics of
[0051]
With this improvement, the shutter opening speed can be increased and the closing speed can be decreased, so that the time required to open the shutter can be shortened to meet the user's request and the time for closing the shutter. It is possible to reduce the possibility of an accident in which an obstacle such as a person gets caught in a shutter with a fast closing speed, and the usability and reliability of the shutter can be improved.
[0052]
In the case of FIG. 5 (A2), there is a torque in the upward direction even at the position PN that is in the fully closed state, so it is necessary to avoid continuously supplying power to the
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
Here, self-equilibrium means that if the required torque (load torque) for the motor changes, the current changes so as to generate the same output torque (this corresponds to the electrical specifications of the switching body), and each characteristic This is a property of a motor whose speed changes in accordance with.
[0056]
Regardless of whether the motor is an induction motor or a direct current motor, the motor generally has this self-balancing property. Therefore, any motor can be selected as the
[0057]
DC motors generally have disadvantages compared to induction motors in that they need to be equipped with a converter to convert AC from household power lines into DC, but the number of poles, etc. Regardless of the above, it is advantageous in that it is easy to efficiently manufacture a motor having an arbitrary speed and torque, has high adaptability to a load, and can easily perform a wide range of speed control.
[0058]
Since the
[0059]
From FIG. 5 (B), considering that the load at the time of start-up is relatively large and the start and stop operations are frequently repeated according to the opening and closing operations of the
[0060]
In general, a direct-winding DC motor is suitable for a case where the start and stop are repeated and a heavy load is applied at the time of start-up. Therefore, the
[0061]
In addition, since a multi-winding DC motor is generally suitable for a load with a large torque fluctuation, when a multi-winding DC motor is used as the
[0062]
Of course, when the motor capacity may be larger than the necessary minimum, a shunt-type DC motor may be used as the
[0063]
The load torque detection mechanism differs depending on the type of motor and the detection location.
[0064]
For example, in the case of an AC motor, the load torque can be detected by detecting the rotational speed fluctuation of the motor shaft (which may be after deceleration). Similarly, in the case of the winding
[0065]
Further, in order to detect the position of the
[0066]
Furthermore, in the case of a DC motor employed as the
[0067]
The
[0068]
The fixed
[0069]
Note that the number of the operation switches 41 to 43 may be more or less than three as necessary.
[0070]
Further, the partially opened state described above can be realized by performing a stopping operation during the opening operation or the closing operation.
[0071]
The internal configuration of the
[0072]
(A-1-2) Internal configuration of control processing device
In FIG. 1, the
[0073]
Among these, the
[0074]
If the
[0075]
That is, in the case of FIG. 5A2 described above, when the seat plate B0 is at the highest position P0, the value obtained by adding the driving resistance to the combined torque UT0 is detected as the load torque, and the position P1 Then, a value obtained by adding the driving resistance force to the combined torque UT1 is detected as a load torque, and at a position PM, a value obtained by adding the driving resistance force to the combined torque UTM is detected as a load torque, and the position of the seat plate B0 is detected. The load torque value is continuously detected with a sampling period of 20 ms, for example, with a quantization accuracy of about 10 bits, until the fully closed state of the position PN having the lowest value.
[0076]
However, since this load torque corresponds to the above-described target load when viewed from the
[0077]
In addition, the driving resistance force such as a frictional force may fluctuate with the opening / closing operation (for example, the driving resistance force may fluctuate between the positions P1 and PM), but the opening / closing operation is performed. Uncertain factors such as the surrounding environment (climate fluctuations such as wind pressure, temperature, and humidity) and the secular change (or aging degradation) of the shutter system 29 (the characteristic of the load fluctuation generated in response to these is the temporal load fluctuation characteristic) ) May vary depending on.
[0078]
The
[0079]
However, the detection of load torque by the
[0080]
The
[0081]
The load value signal LS read from the
[0082]
The
[0083]
With such a function, the maximum
[0084]
The maximum
[0085]
The value written in the maximum
[0086]
Note that an initial value such as 0 may be written in the
[0087]
The sampling frequency of the sampling performed by the
[0088]
In other words, in order to obtain a sufficiently accurate discrete time signal (load value LS or the like) in the first embodiment, the operation speed of the
[0089]
On the other hand, the operation
[0090]
The start of various opening / closing operations can be detected, for example, by detecting the start of power supply for rotation in the closing operation direction with respect to the
[0091]
For example, in the case of a fully closed operation or a lower closed operation, a lower limit switch is provided, and the end is detected by detecting that the seat plate B0 has reached the fully closed position PN with the lower limit switch. be able to. The lower limit switch may be any device that can directly or indirectly detect that the seat plate B0 has reached the position PN.
[0092]
Further, an optical sensor, a pressure sensor, or the like arranged in the vicinity of the
[0093]
By arranging a limit switch similar to the lower limit switch at the upper limit, it is possible to detect the end of the fully open operation or the upper open operation.
[0094]
Furthermore, the method of detecting the end by detecting the operation signal MN indicating that the
[0095]
In any case, when the operation
[0096]
When the
[0097]
The operation time
[0098]
The operation reference
[0099]
Since the standard moving speed data stored in the operation reference
[0100]
Each operation reference time SV output from the operation reference
[0101]
When various normal opening / closing operations are performed, the
[0102]
In order to absorb this variation, a first margin time is added to the constant operation time to obtain the maximum value SV1, and a second margin time is subtracted from the operation time to obtain the minimum value SV2. The first margin time and the second margin time may be the same time or different times.
[0103]
The maximum value SV1 is, for example, when the fully closed operation is performed with something sandwiched between the
[0104]
If necessary, only one of these SV1 and SV2 may be used. For example, when it is not necessary to detect that the closing operation is performed at an abnormally high speed, only the maximum value SV1 may be used.
[0105]
When an obstacle is sandwiched between
[0106]
By the way, the operation time
[0107]
In the case of being equipped with this interrupt update prohibition function, the operation of the
[0108]
The content of the obstacle detection operation is, for example, that when the obstacle is detected, the operation up to that point is stopped, and immediately thereafter, the operation in the opposite direction is started and the operation in the opposite direction is stopped after a certain time. Can be. In this case, for example, if an obstacle sensing operation is performed in the middle of the fully-closed operation, the fully-closed operation is stopped when the obstacle is sensed, and then the upper opening operation is performed.
[0109]
Note that, if necessary, another obstacle sensing operation can be performed even during the upper opening operation. In other words, the second obstacle sensing operation may be performed while the first obstacle sensing operation is being performed. In this case, the content of the second obstacle sensing operation may be different from the content of the first obstacle sensing operation.
[0110]
The
[0111]
The maximum
[0112]
When it is necessary to use a different maximum load value for each of the various opening / closing operations described above, the same number of registers (memory areas) of about 10 bits as the
[0113]
However, unlike the
[0114]
As the storage means, for example, when the maximum
[0115]
When the received time normality determination signal TD is in an abnormal state, the
[0116]
Further, when compared with the
[0117]
An
[0118]
Here, the margin value MV is a value written from the margin
[0119]
The margin value signal MS may be supplied from the fixed
[0120]
Only address designation to the margin
[0121]
In order to perform such processing, the margin value changing unit 20 (and the margin value memory 18) also needs to be provided with a storage unit capable of storing the storage contents semi-permanently like the maximum
[0122]
Here, the reason why the size of the margin value MV is changed in accordance with the weight of the
[0123]
If necessary, factors other than weight (mechanical size, size of drive resistance, etc.) may be taken into account, and the size of the margin value MV used may be changed. The size of the margin value MV to be used may be changed according to only the specific size.
[0124]
However, the margin value MV to be used is changed in order to maintain the obstacle detection sensitivity fairly strictly. If the strictness is not required, load torque fluctuation such as weight is changed. Regardless of the factor, only a single margin value MV may always be used.
[0125]
In that case, the margin
[0126]
The marginal
[0127]
The marginal load value ML is a value corresponding to the load sensing level LT shown in FIG. Since the load sensing level LT increases as the ML value increases, it becomes difficult to detect that an obstacle is sandwiched between the
[0128]
On the other hand, when the ML value is small, the load sensing level LT is low and it becomes easy to detect that an obstacle is caught in the
[0129]
If FIG. 5 (A2) is drawn in more detail, since the opening / closing body torque Tm corresponding to the load torque TS1 has some fluctuation as shown in FIG. 10, the fluctuation may be erroneously detected. Because. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the number of slats pulled out from the shutter storage box, but this number of slats is substantially the same as the position of the seat plate B0 (P1 etc.), and in time. It is a variable that changes accordingly.
[0130]
The initial value of the stored contents of the marginal
[0131]
Otherwise, the obstacle sensing operation cannot be performed in at least the first operation related to the various opening / closing operations.
[0132]
It should be noted that, for the first time of various opening / closing operations, the user or the installation is performed in a state in which an obstacle cannot be caught for the purpose of storing the initial value of the maximum load value TM in the maximum
[0133]
In this case, it is not necessary to write the effective stored contents in the maximum
[0134]
The
[0135]
Here, the reset processing includes initial setting performed at the time of the first operation (including processing for writing the corresponding initial value to each memory), resetting when the storage contents of each memory become abnormal values, and the like. This is the process to be performed.
[0136]
In this reset process, for example, the initial value of each memory stored in the magnetic storage means may be written in each memory which is an electrical storage means.
[0137]
The reset processing is performed on at least the
[0138]
It is possible to omit the reset process for any or all of these memories, but in that case, maintenance is necessary only because the stored contents of any memory become abnormal values due to noise, etc. There is a possibility.
[0139]
In this embodiment, it is assumed that the reset processing is performed for all of the
[0140]
For example, when the stored content of the
[0141]
In each memory of the cascaded parts of the
[0142]
The
[0143]
The obstacle detection signal LD in the abnormal state simply indicates not only an abnormal state different from the normal state in a binary manner, but also an operation corresponding to the obstacle detection operation described above for the
[0144]
Therefore, in this case, the
[0145]
The
[0146]
For example, when the
[0147]
The
[0148]
When the obstacle detection signal LD becomes an abnormal state, the
[0149]
That is, the priority in the
[0150]
FIG. 11 is a diagram showing FIG. 5A1 (FIG. 5B1) in more detail. In this regard, the relationship between FIG. 11 and FIG. 5 (A1) is substantially the same as the relationship between FIG. 5 (A2) and FIG.
[0151]
However, in FIG. 11, since the horizontal axis indicates the number of slats wound around the winding
[0152]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described below with reference to the flowcharts of FIGS.
[0153]
The flowchart of FIG. 7 is composed of the steps P1 to P12, and the flowchart of FIG. 8 is composed of the steps P20 to P32.
[0154]
(A-2) Operation of the first embodiment
In FIG. 6, in order for the user of the
[0155]
At this time, it is assumed that the
[0156]
Here, when the user presses the
[0157]
The
[0158]
If the
[0159]
When all of the branches of Steps P3, P5, and P6 are on the N (No) side, in Step P7, for example, it is checked whether or not the lower limit is detected by the lower limit switch.
[0160]
If the lower limit has not been detected yet, the process returns to step P3, and the loop composed of steps P3, P5, P6, and P7 is repeated. Note that the order of steps P3, P5, and P6 in this loop is not necessarily the order shown. For example, step P6 may be processed before step P3.
[0161]
When the lower limit is detected and step P7 branches to the Y side, the operation time
[0162]
When the descent time is normal, the time normality determination signal TD is in a normal state, so that the descent operation monitoring operation (ie, the operation
[0163]
When such a descent time is normal, the content of the maximum load value TM stored in the maximum
[0164]
Since the above-mentioned temporary environmental condition fluctuations such as wind pressure tend to appear suddenly and rapidly, there is a high possibility that the fall time of Step P8 will not be normal, and due to such temporary environmental condition fluctuations. It is possible to suppress the maximum load value TM from being affected.
[0165]
However, since relatively stable fluctuations in environmental conditions such as aging of the
[0166]
In other words, in this sense, the operating time
[0167]
When the maximum load value TM is updated, an operation reference time changing function for changing the operation reference time SV (SV1, SV2) output from the operation reference
[0168]
As a result, even when the secular change or the like accumulates gradually and causes a large fluctuation in a long time, the
[0169]
According to the operation reference time changing function, even if there is a temporary change in environmental conditions and the load value LS temporarily increases suddenly, the operation reference time does not change according to the change. For the load value LS, the temporal normality determination signal TD is likely to be in an abnormal state, and the maximum load value TM is unlikely to be updated to the LS.
[0170]
On the other hand, if there is a stable change in the environmental conditions and the load value LS increases steadily little by little, the influence of the initial increase is likely to occur within the range of the operation reference time SV at that time. Therefore, the maximum load value TM is updated one after another by the gradually increasing load value LS, and the operation reference time SV can be changed one after another as the maximum load value TM is updated. Can be operated normally.
[0171]
In the flowchart of FIG. 7, following step P10, a process stop (P11) and an end process (P12) are performed.
[0172]
Note that the monitoring stop of the downward movement of step P9 or P10 performed after step P7 branches to the Y side is not performed in step P9 or P10 as shown in FIG. 7, but at an earlier stage than step P8, That is, step P7 may be executed immediately after branching to the Y side.
[0173]
In FIG. 7, when the process of step P8 cannot be completed due to a failure of the operation time
[0174]
Further, the flowchart of FIG. 7 corresponds to the case where the operation time
[0175]
However, the operation reference
[0176]
If the operation time
[0177]
For example, in the case where step P3 branches to the Y side in the flowchart of FIG. 7, the upper closing operation was performed until the branching, and the upper opening operation was performed after the branching. If the operation time is normal, the data update of each maximum load value TM can be performed in each memory area in the maximum
[0178]
Next, the flowchart of FIG. 8 executed when step P6 in the flowchart of FIG. 7 branches to the Y side will be described.
[0179]
In the flowchart of FIG. 7, in order to perform the fully closed operation, the
[0180]
As a result, the monitoring of the descending operation described above is stopped, and the update update function at the time of interruption is activated and the time normality determination signal TD becomes in an abnormal state, so that the data update of the maximum
[0181]
Next, the obstacle detection operation execution function of the
[0182]
Here, the T1 seconds may be about 0.1 seconds, for example, and the T2 seconds may be about 5 seconds, for example.
[0183]
In Step P25 following Step P24, whether or not the time measured by the
[0184]
If not, step P25 is branched to the N side to check whether or not the
[0185]
On the other hand, when the time measured by the
[0186]
As described above, in the processing of these steps P26 to P29 and P31, the priority for the second half of the obstacle sensing operation is set lower than the priority of the operation signal MN only for the opening operation and the stopping operation. This is a corresponding process.
[0187]
Even while the obstacle sensing operation is being performed, the
[0188]
Here, when the load value LS is lower than the load sensing level LT, Step P30 branches to the N side, and the execution of the loop constituted by Steps P25 to P27 and P29 and P30 can be repeated. The fact that the load value LS is lower than the load sensing level LT is a case where the execution of the obstacle sensing operation or the execution of the loop acts in the direction of decreasing the load torque LS and can be regarded as a preferable situation. That's why.
[0189]
On the other hand, when the load value LS is higher than the load sensing level LT, the step P30 branches to the Y side, the obstacle sensing operation is interrupted, and the
[0190]
The fact that the load value LS is higher than the load detection level LT is a case where the execution of the obstacle detection operation or the execution of the loop does not act in the direction of decreasing the load torque LS and can be regarded as undesirable. It is.
[0191]
As the maximum load detection level used in step P30, a load detection level different from the load detection level LT may be used. For example, it is possible to use a load sensing level LT1 higher than the LT.
[0192]
When LT1 is used, the load value LS becomes higher than the load sensing level LT1, which means that the load torque LS rather increases due to the execution of the obstacle sensing operation or the execution of the loop, and the situation may deteriorate. This is a case that is highly likely to need to be interrupted immediately.
[0193]
Further, the case where the step P25 branches to the Y side is a case where the stop operation of the step P31 is performed after the predetermined contents of the obstacle sensing operation are executed to the end.
[0194]
Following the stop operation of step P31, the flowchart of FIG. 8 ends (P32).
[0195]
In the flowchart of FIG. 8, the order of steps P26, P27 and P29 is not limited to that shown in the figure. For example, the process of step P27 may be executed before step P26.
[0196]
By the way, in the above description of the operation, the initial operation in which the obstacle sensing operation can be performed immediately after the reset processing is taken as an example, but the stable period after various opening / closing operations are repeated twice or more following the reset processing. The same applies to the obstacle sensing operation that can be performed in the above operation.
[0197]
However, in the stable period, the maximum load value TM stored in the maximum
[0198]
In addition, the optimization is performed for each maximum load value TM when different maximum load values are used for each of the various opening / closing operations described above. For example, since the upper opening operation and the upper closing operation are operations corresponding to the section UP in FIG. 10, about the load torque LL1 can be the maximum load value TM, whereas in the lower opening operation and the lower closing operation corresponding to the section DP. The load torque LL2 can be about the maximum load value TM, and it is considered that the maximum load value TM often varies considerably depending on which opening / closing operation is performed among various opening / closing operations.
[0199]
That the maximum load value TM is different means that the marginal load value ML is different and the load sensing level LT is different.
[0200]
If the load sensing level LT is a load sensing level for the section DP, the load sensing level for the section UP (or section UP + DP) may be about LT2, for example.
[0201]
In this way, by changing the load detection level according to the section, the sensitivity of obstacle detection in each section can be made constant and maintained fairly strictly.
[0202]
In the example of FIG. 10, the guard time GT is arranged at the left end corresponding to the case where the fully closed operation is performed. However, since the guard time GT is arranged in accordance with the start of the
[0203]
(A-3) Effects of the first embodiment
As described above, according to the present embodiment, since the same control processing device (10) can be applied to shutter systems having different mechanical specifications such as weight and size, inventory management is easy. High reliability.
[0204]
Further, in this embodiment, even when the load torque fluctuates greatly during one open / close operation (for example, as shown in FIG. 10), the sensitivity of obstacle detection is maintained fairly strictly. Is also reliable in that respect.
[0205]
Furthermore, in this embodiment, the temporary environmental condition can be prevented from affecting the maximum load value (TM), and the stable environmental condition can be effectively reflected, so that the shutter system changes over time. High reliability can be maintained even when a problem occurs.
[0206]
(B) Second embodiment
Below, only the point from which this embodiment is different from 1st Embodiment is demonstrated.
[0207]
In the first embodiment, for example, about 10-bit data (sample unit data) obtained by sampling by the
[0208]
In the present embodiment, waveform data (for example, data of the shape of the load torque Tm shown in FIG. 10) obtained by combining the sample unit data is saved, and the internal processing of the control processing device is performed as necessary. It is characterized by using waveform data.
[0209]
(B-1) Configuration and operation of the second embodiment
A configuration of a main part of the
[0210]
In FIG. 2, the
[0211]
Among these, the
[0212]
The
[0213]
However, the most important function of the
[0214]
Since the
[0215]
Since all the waveforms of the load torque Tm are stored, the capacity of the
[0216]
However, the
[0217]
For example, it is possible to obtain the slope of a certain part of the waveform Tm or to obtain how much the fault detection torque BD protrudes from the load value of the other part by performing a statistical calculation.
[0218]
In addition, with respect to an operation (for example, a fully closed operation) of various opening / closing operations, the load torque waveform of the N (N is a natural number) full close operation and the N + 1 load torque waveform are included in the attributes of the entire waveform. Arbitrary attributes can be compared, and the
[0219]
Accordingly, the
[0220]
(B-2) Effects of the second embodiment
As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment.
[0221]
In addition, in the present embodiment, although the hardware scale can be increased, it is possible to achieve higher functions and more functions than in the first embodiment.
[0222]
(C) Third embodiment
Below, only the point from which this embodiment is different from 1st Embodiment is demonstrated.
[0223]
(C-1) Configuration and operation of the third embodiment
The configuration of the main part of the
[0224]
In FIG. 3, the
[0225]
Among these, the function of the maximum
[0226]
However, the maximum
[0227]
Further, in terms of scale, the maximum
[0228]
That is, at an arbitrary operation point in the stable period of the
[0229]
Therefore, in the present embodiment, the adding
[0230]
The
[0231]
Here, the reliability of TM1 and TM2 is regarded as the same level, and the following expression (1) is used as this arithmetic expression.
[0232]
VA = (TM1 + TM2) / 2 (1)
If necessary, a weighted average may be obtained by assigning an appropriate weight coefficient before TM1 or TM2.
[0233]
For example, when the maximum load value after update can always be considered to be more reliable than the maximum load value before update, weighting is performed so that TM2 is more greatly reflected in the average value VA. You should do it. In order to increase the sensitivity to changes in environmental conditions, it is considered better to perform such weighting.
[0234]
On the other hand, in order to reduce the sensitivity to changes in environmental conditions and increase the sense of stability, it is preferable to obtain a simple average as in equation (1) or increase the coefficient of the maximum load value TM1 before update. .
[0235]
In addition, instead of using the new and old maximum load values before and after the update in this way, two or more updates performed in chronological order are updated by the current, previous, and previous updates. The subsequent maximum load values (three or more time-series maximum load values TM1, TM2, TM3,...) May be stored, and an average process using these may be performed. Except for the updated maximum load value, an average process using the updated maximum load values (TM1 and TM3) obtained by the previous and current updates may be executed.
[0236]
When the number of maximum load values used in the averaging process is increased in this way, generally, the responsiveness to changes in environmental conditions is reduced. However, the temporary change in environmental conditions such as the mere wind pressure described above is the marginal load value ML. If there is a stable change in environmental conditions, the time series maximum load value (TM1, TM2, TM3, etc., following the change is repeated as the switching operation is repeated. ) All show substantially the same value, and the average value VA is considered to converge to an optimum value, which is very preferable for the
[0237]
(C-2) Effects of the third embodiment
According to this embodiment, an effect equivalent to that of the first embodiment can be obtained.
[0238]
In addition, in the present embodiment, it is possible to reliably prevent temporary fluctuations in environmental conditions from affecting the marginal load value (ML), and to follow stable fluctuations in environmental conditions satisfactorily. Therefore, the reliability of obstacle detection can be further increased.
[0239]
(D) Other embodiments
In the first to third embodiments described above, in FIG. 5 and FIG. 10 described above, the curve indicating the load torque has a small fluctuation range and is relatively flat, but actually, for example, as shown in FIG. The load torque Tm1 may vary greatly as in the case of the load torque Tm1.
[0240]
It has been found that the waveform including the four peaks PK1 to PK4 indicating the load torque Tm1 depends on the number of windings of the
[0241]
In FIG. 9, there is a large difference in the torque value between the highest load torque LTP of PK1 and the lowest load torque LTB of BT2, so the difference from the load sensing level LT (this difference corresponds to the obstacle sensing sensitivity). Is greatly different, and it becomes difficult to maintain the obstacle detection sensitivity.
[0242]
That is, when a constant load sensing level LT is used over the entire interval from P0 to PN, there is a problem that the sensitivity is too high in the vicinity of PK1, etc., and the sensitivity is too low in the vicinity of BT2, etc. It may be difficult to maintain high obstacle detection sensitivity.
[0243]
When measures against this are required, in order to maintain the obstacle detection sensitivity, the divided sections obtained by dividing all the sections P0 to PN into approximately four equal parts are set, and different load sensing levels LT11 to LT14 are set for the respective divided parts. It is also effective to do. In this case, optimization may be performed for each load sensing level LT11 to LT14.
[0244]
For example, when the upper closing operation is performed, only the load sensing levels LT11 and LT12 are optimized, and LT13 and LT14 are not optimized.
[0245]
This can be realized by changing the maximum load value TM for each divided section even if the margin value MV is common, and can be easily realized by modifying the first embodiment.
[0246]
It is also possible to further increase the number of divisions of all the sections P0 to PN and set a load sensing level corresponding more faithfully to the waveform of the load torque Tm1.
[0247]
In the first to third embodiments, the case where the present invention is applied to a spring combined system has been described as an example. However, the present invention can also be applied to the motor single drive system.
[0248]
However, in the case of the motor single drive system, for example, when an obstacle is caught during the fully-closed operation, the load torque is drastically reduced, which is different from the spring combined system.
[0249]
In the first to third embodiments, the case where the fixed
[0250]
Furthermore, in the first to third embodiments, the opening / closing body (slat curtain 62) is closed by moving in the downward direction and opened by moving in the upward direction, but this may be reversed depending on the shutter system. Is also possible. That is, the present invention can also be applied to a system that opens when the opening / closing body moves in the downward direction and closes when the opening / closing body moves in the upward direction.
[0251]
Further, the moving direction of the opening / closing body is not necessarily limited to the ascending direction or the descending direction.
[0252]
In the first to third embodiments, the control processing device (for example, 10) is configured to constantly learn the normal load fluctuation allowable range, but may take a learning prohibited state in which this learning is not performed. Possible configurations are also possible.
[0253]
If the use of the temporary storage memory (for example, 12, 14) in the control processing device is not consumed for the learning process by providing the learning prohibition state, the memory is used for other purposes. Or shared with software or hardware for other purposes. When each of these memories is a register mounted in a CPU (central processing unit), the advantage of enabling such diversion and sharing may be particularly great. Is expensive.
[0254]
When the learning prohibition state is provided, the learning performance state in which the learning process is being executed and the learning prohibition state can be selected according to the switch operation or the occurrence of a specific event or timing is detected. For example, it is possible to automatically switch the state between the learning prohibited state and the learning performance state.
[0255]
For example, the learning prohibited state is usually set, and when a specific timing is detected, the learning execution state may be switched.
[0256]
That is, the learning performance state is set only at the first opening / closing operation performed after being left without being opened / closed for a long time, or the learning performance state is set every predetermined number of times based on the number of opening / closing operations. Based on the passage of time such as the day, the learning is performed regularly at regular time intervals, or as the first example after the obstacle detection operation is executed, based on the execution point of the obstacle detection operation. The learning performance state is entered when the opening / closing operation is performed, or when the difference becomes smaller than or greater than a predetermined value based on the difference between the load sensing level and the measured value of the load torque. And so on.
[0257]
In the first to third embodiments, the case where the shutter curtain is a slat type has been described as an example, but the type of the shutter curtain is not necessarily limited to the slat type.
[0258]
For example, you may make it use a sheet | seat (thing made from cloth, a soft resin, etc. which stitch | sutured the one piece or several sheets), a net | network, a panel, a pipe member (it mutually connects with the link member).
[0259]
Also, the curtain storage method need not be limited to the winding type as described in the first to third embodiments.
[0260]
For example, the individual panels are folded in a connected state with a hinge, etc., the sheets are folded with a net, the individual panels are separated (including those that are loosely connected to each other with a chain, etc.), You may make it use what is sent in, such as an overhead door.
[0261]
In the first to third embodiments, the present invention is applied to shutters of shutters. However, the present invention can also be applied to shutters other than shutters of shutters.
[0262]
Furthermore, the present invention can be applied not only to a shutter but also to other opening / closing devices such as doors, windows, overhead doors, roll screens (for example, light shielding curtains), blinds, and awning devices.
[0263]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the reliability of abnormality detection can be maintained even when the mechanical specifications of the opening / closing body to be driven are different, the reliability regarding the operation of the opening / closing body is improved. To do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a control processing device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of a control processing device according to a second embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a control processing device according to a third embodiment.
FIG. 4 is a schematic view showing an internal configuration of a winding member used in the first to third embodiments.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the overall configuration of the first to third embodiments.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
FIG. 9 is an operation explanatory diagram of another embodiment.
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.
FIG. 11 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記開閉体が前記開閉動作を正常に実行したときに許容できる、前記モータから見た負荷トルクの変動許容範囲につき、その上限または下限の少なくとも一方を学習する変動許容範囲学習手段と、
前記開閉体の前記開閉動作中に前記負荷トルクの値を順次検出し、検出した実際の負荷トルクが当該変動許容範囲を超えた場合には、自動的に前記障害物感知動作を実行させる制御手段と、
前記開閉体の前記開閉動作の開始から終了までに要した時間を計測してその動作時間を得る動作時間計測手段と、
動作時間の正常範囲である正常動作時間範囲を記憶する正常動作時間記憶手段と、
前記動作時間計測手段が得た動作時間が前記正常動作時間範囲内にあるか否かを判定する時間正常性判定手段とを備え、
前記変動許容範囲学習手段は、
前記開閉体の前記開閉動作が行われるたびに、当該開閉動作の時間内において検出された最大の負荷トルクの値を基準負荷値候補として記憶する基準負荷値候補記憶部と、
所定のマージン値を付与すると前記変動許容範囲の上限または下限となる、基準負荷値を記憶している基準負荷値記憶部と、
当該開閉動作の動作時間が前記正常動作時間範囲内にあることを条件として、前記基準負荷値候補記憶部が記憶している基準負荷値候補の値と、前記基準負荷値記憶部が記憶している基準負荷値とを比較して、いずれか大きい方を最新の基準負荷値として、当該基準負荷値記憶部に書き込む基準負荷値選定部とを備える
ことを特徴とする開閉体の制御装置。In an opening / closing body control device that executes an obstacle sensing operation when an obstacle is detected by an opening / closing operation in at least one of an opening direction or a closing direction among opening / closing operations of an opening / closing body driven by a motor,
Fluctuation tolerance range learning means for learning at least one of an upper limit or a lower limit of a fluctuation tolerance range of the load torque viewed from the motor, which is acceptable when the opening / closing body normally performs the opening / closing operation;
Control means for sequentially detecting the value of the load torque during the opening / closing operation of the opening / closing body, and automatically executing the obstacle sensing operation when the detected actual load torque exceeds the allowable fluctuation range. When,
An operation time measuring means for measuring the time required from the start to the end of the opening / closing operation of the opening / closing body to obtain the operation time;
Normal operation time storage means for storing a normal operation time range which is a normal range of operation time;
Time normality determining means for determining whether or not the operating time obtained by the operating time measuring means is within the normal operating time range;
The variation allowable range learning means includes:
Each time the said opening and closing operation of the closing body is performed, a reference load value candidate storage unit that stores the value of the detected maximum load torque within those the opening and closing of the operating time as a reference load value candidates,
A reference load value storage unit storing a reference load value, which becomes an upper limit or a lower limit of the fluctuation allowable range when a predetermined margin value is given;
On the condition that the operation time of the opening / closing operation is within the normal operation time range, the reference load value candidate value stored in the reference load value candidate storage unit and the reference load value storage unit store And a reference load value selection unit that compares the current reference load value and writes the larger one as the latest reference load value to the reference load value storage unit.
前記制御手段は、前記開閉体の前記開閉動作の開始時点から予め定められているガード時間を経過するまでは、負荷トルクの検出を実行しないことを特徴とする開閉体の制御装置。In the control device of the opening and closing body according to claim 1,
The control means for controlling an opening / closing body, wherein the control means does not detect a load torque until a predetermined guard time has elapsed from a start time of the opening / closing operation of the opening / closing body.
前記正常動作時間記憶手段が記憶している正常動作時間範囲は0以外の下限値及び上限値で規定され、
前記時間正常性判定手段は、前記動作時間計測手段が得た動作時間が前記正常動作時間範囲の下限値以上及び上限値以下である場合に、前記正常動作時間範囲内にあると判定する
ことを特徴とする開閉体の制御装置。In the control device of the opening and closing body according to claim 1,
The normal operation time range stored in the normal operation time storage means is defined by a lower limit value and an upper limit value other than 0,
The time normality determining means determines that the operating time obtained by the operating time measuring means is within the normal operating time range when the operating time is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value of the normal operating time range. A control device for the opening / closing body characterized.
前記開閉体の開閉動作を指示する操作入力を取り込む操作入力手段を備え、
前記時間正常性判定手段は、前記動作時間計測手段が得た動作時間が前記正常動作時間範囲内にあっても、その動作時間内に、前記操作入力手段に対する開閉動作の操作入力があった場合には、判定出力を、前記動作時間計測手段が得た動作時間が前記正常動作時間範囲内になかったとする
ことを特徴とする開閉体の制御装置。In the control device of the opening and closing body according to claim 1,
An operation input means for capturing an operation input for instructing an opening / closing operation of the opening / closing body;
The time normality determining means is configured such that even when the operation time obtained by the operation time measuring means is within the normal operation time range, there is an operation input of an opening / closing operation to the operation input means within the operation time. The control device for the opening / closing body according to claim 1, wherein the operation time obtained by the operation time measuring means is not within the normal operation time range.
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