专利名称：控制门驱动装置的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制门驱动装置的一种方法及装置。
这种方法已由DE 196 28 238 A1公开。通过该方法，作为安全功能，为门驱动装置提供了所谓的力切断。这意味着门驱动装置在出现更高的力需求时被停止，以避免人员受伤或者物体损坏，所述更高的力需求尤其出现在当一个物体或者人员阻塞了通过门驱动装置所驱动的门时。
根据该方法，在门驱动装置首次投入运行之前进行检测运转，在该检测运转中求得门驱动装置在运行路程上实际的力需求。在此，该检测运转包括门驱动装置的至少各一个完整的打开及关闭循环。
门驱动装置具有一个电机，通过该电机驱动一个门、特别是一个车库门。门驱动装置的力需求通过确定电机的转矩求得。检测运转以恒定的最大速度进行，不包括在门运动路径端部上的减速。
门驱动装置的打开过程及关闭过程分别划分成预先给定数量的一些区段，其中每个区段的持续时间可根据一些所确定的转矩确定。在每个区段内确定一个允许的最大转矩。这些最大转矩对于各个区段这样确定允许的最大转矩至少等于检测运转中在当时的区段内所出现的最大的转矩。
在门驱动装置接下来的运行期间，当前记录的转矩与对应区段的对应的最大转矩进行比较。如果该当前的转矩超过了该对应区段的最大转矩，则门驱动装置紧急停止。
关于本方法有利的是以相对低的控制费用为门驱动装置提供安全功能。
特别有利的是通过将门驱动装置的打开及关闭过程划分为几个区段，只需要很低的控制费用来提供安全功能。
通过打开及关闭过程的区段划分实现了对这些运动过程的粗的网格划分(Rastereinteilung)。在此情况下，为每个区段只配置一个允许的最大转矩形式的测量值作为用于门驱动装置的切断判据。
因此，为了控制门驱动装置只需要少量的测量点，由此能够以低的耗费且相应快速地实施控制。
不过，这里的缺点是控制的响应时间不期望地大。视当前所求得的一个转矩在一个区段内的及相对允许的最大转矩的位置而定，在障碍物干涉门时，直到该当前的转矩超过该允许的最大转矩，可能历经很长的持续时间。由此，在触发紧急停止时产生可能导致人员遭受伤害的、不期望地大的延迟时间。此外，在安装门驱动装置时应注意标准规范，这些标准规范规定了这些延迟时间的界限值。遵守这些标准规范在根据DE 196 28 238 A1的方法中存在困难。
本发明的任务是构造开始所述类型的方法及装置，它以尽可能低的费用保证门驱动装置的可靠的控制。
为了解决该任务，设置了权利要求1及12所述的特征。在从属权利要求中描述了本发明的一些有利实施形式及符合目的的进一步构型。
在本发明的用于控制电动的门驱动装置的方法中，首先在一个记忆过程期间为各至少一个打开及关闭过程确定门驱动装置的转矩在时间上的变化。然后从所求得的转矩中为打开及关闭过程内的一些预先给定的区段导出允许的最大转矩。在门驱动装置的接下来的运行期间，对门驱动装置的当前的转矩与最大转矩进行比较并且将门驱动装置的当前的速度与预先给定的额定速度进行比较。在此情况下，门驱动装置的当前的速度在低于所配置的额定速度时就被提高，并且如果当前的转矩超过了所配置的最大转矩，门驱动装置被切断。
因此，在根据本发明的方法中，作为切断判据为门驱动装置在打开及关闭过程的各个区段内规定一些最大转矩，其中，门驱动装置的紧急停止发生在门驱动装置的当前转矩超过了对应的最大转矩时。
根据本发明，这种切断控制与对门驱动装置的速度的控制相结合。它在此特别有利的是门驱动装置的速度被调节到额定速度分布上。
通过这种组合，门驱动装置的控制保证了力切断的响应不仅可靠而且足够快。
如果存在障碍物干涉待控制的门内的情况，则不仅门驱动装置的力需求提高，它对应转矩增大。更确切地说是门驱动装置的转速与此同时也降低，这对应速度的降低，因此当前的速度降低到各预先给定的额定速度以下。
于是根据本发明提高当前的速度，其中将该当前的速度优选调节到额定速度。由此，不仅提高了门驱动装置的转速，而且通过门驱动装置的电压提高了电流强度并因此提高了门驱动装置的转矩。
由此，在仍有障碍物干涉的情况下实现当前的转矩被迅速提高并相应迅速地超过允许的最大转矩。因此获得了力切断的非常短的响应时间，从而一方面可避免人员及物体遭受伤害，而且还可遵守关于力切断的现行的标准规范。
当出现短暂的转矩增大时，它例如可能通过由于污染物或类似物在门的导轨上造成的附加摩擦而出现，通过短暂的速度提高来克服障碍物，而不必激活力切断。由些提高了门驱动装置的可用性。
以下借助一些附图对本发明进行说明。附图表示
图1用于控制门驱动装置的装置的示意图。
图2根据图1的门驱动装置对于打开过程在时间上的转矩变化的示意图。
图3根据图1的门驱动装置对于关闭过程在时间上的转矩变化的示意图。
图4根据图1的门驱动装置对于打开过程的速度分布的示意图。
图1示出了用于控制门驱动装置1的一个装置的组成。该门驱动装置1主要由一个电机构成，该电机驱动一个门2。该门2在所述情况下由一个车库门构成。
为了控制门驱动装置1设置有一个计算单元3，该计算单元通常由一个微处理器系统构成。在计算单元3中设置有一个存储单元4，用于存储一些数据及参数。此外，计算单元3具有一个调节单元5，借助该调节单元对门驱动装置1的速度进行调节。最后，计算单元3还具有一个时间测量单元6，该时间测量单元主要具有一个用于预给定时钟脉冲的时钟振荡器。
在计算单元3上连接有一个测量单元7。在该测量单元7中设置有用于确定门驱动装置1的转矩的单元以及用于确定门驱动装置1的速度的单元。
这些用于确定门驱动装置1的转矩的单元，主要由一个测量电路构成，借助该测量电路来测量输送给电机的电流强度，该电流强度构成门驱动装置1的转矩的量度。转矩确定一般解释为力需求的确定，其中，转矩确定这个概念通常被用来确定用于这种力需求的特征参数。
这些用于确定门驱动装置1的速度的单元主要由一个测量电路构成，借助该测量电路来检测电机的转速。
计算单元3中组合了时间测量单元6，借助测量单元7不仅可确定门驱动装置1的速度在时间上的变化，而且可确定门驱动装置1的转矩在时间上的变化。
门2可在一个上端部位置与一个下端部位置之间运动，其中为了控制端部位置而设置有一个终端开关8，它的一些信号输送给门驱动装置1。
图2示意性地示出了在打开过程期间，即在门2从下端部位置到上端部位置运动期间，门驱动装置1的在时间上的转矩变化。相应地，图3中示出了在关闭过程期间，即在门2从上端部位置到下端部位置运动期间，门驱动装置1的在时间上的转矩变化。
如由图2及图3可见，门驱动装置1的转矩在打开及关闭过程开始时的起动阶段很强地升高。在图2中所示的打开过程中，转矩在起动阶段之后很强地下降，并随后基本上连续地上升。由于门驱动装置1在其上端部位置中借助于终端开关8被切断，在打开过程的端部避免了如在起动阶段出现的转矩变化的峰值。在图3中所示的关闭过程中，转矩在起动阶段之后基本上连续地下降。在这种情况下，在门驱动装置1移入下端部位置时也通过终端开关8抑制了高的转矩峰值。
在门驱动装置1首次投入运行之前实施记忆过程。在该记忆过程内从打开及关闭过程的一些转矩变化确定允许的最大转矩，这些最大转矩用作在门驱动装置1运行期间力切断的判据。力切断预先规定门驱动装置1在门2遇到障碍物时紧急停止。
在记忆过程期间，借助于测量单元7不仅为一个完整的打开过程而且为一个完整的关闭过程求得在时间上的转矩变化。原则上也可以对一些转矩变化实施多次确定。
这些转矩变化各划分成具有预先给定的持续时间的多个区段。这些区段的数量以及这些区段历经的时间间隔，可以根据当时的门驱动装置1的具体应用情况且与当时的转矩变化相匹配地进行选择。
在所述情况下，在区段划分时，带有转矩峰值的起动阶段在打开及关闭过程期间被略掉。剩余的转矩变化被划分成多个区段。
对于打开过程，如图2中所示只确定一个区段，其持续时间T＝t2-t1历经紧接起动阶段的整个转矩变化。
在所述情况中，对于关闭过程确定了持续时间相等的三个区段。第一区段的持续时间为T1＝t2-t1。第二区段的持续时间为T2＝t3-t2。第三区段的持续时间为T3＝t4-t3。
在每个区段i内，在计算单元3中确定对应的最大的转矩Dimax。由该最大值为所对应的区段i确定一个阈值Si，该阈值构成该区段内的允许的最大转矩。在本实施例中，为这些区段i这样地确定这些阈值Si为这些区段的最大的转矩Dimax各加上一个相同的正常数Δ。这样，这些阈值Si根据下面的关系式计算Si＝Dimax+Δ。
原则上也可以为各个区段确定不同的数值Δi，这些数值被加到所对应的最大值Dimax上。
在所述情况中，作为记忆过程的结果，为打开过程的区段获得一个阈值S1作为允许的最大转矩。为关闭过程的所述三个区段i＝1、2、3获得阈值S1、S2及S3作为允许的最大转矩。
在接记忆过程之后的、门驱动装置1的运行期间，不仅对于打开过程而且对于关闭过程都连续地确定当前的转矩，并将这些转矩与允许的最大转矩进行比较。这样，在打开过程期间将当前的转矩与根据图2的阈值S1相比较。而在关闭过程期间，根据当前转矩所处的区段i，将该当前的转矩与属于该区段的阈值S1、S2或S3进行比较。
一旦当前的转矩超过了各自当前的阈值Si就进行力切断，其中，门驱动装置1通过一个由计算单元3产生的开关指令被切断。在该计算单元3内可以集成一个开关输出端，该开关输出端构成一个开关单元，通过该开关单元可以触发所述开关指令。原则上也可以设置一些外部开关单元，如继电器或类似物。
以此方式达到了对进入到门驱动装置1中并将其阻塞的人员及物体的有效保护。
在门驱动装置1正常运行时，当前的转矩一直都低于阈值Si，因为这些阈值在记忆过程期间由门驱动装置1的实际条件导出，而且还这样地选择，以使得一个区段的阈值Si处于在该区段i中出现的最大转矩值之上。
如果一个障碍物将门2阻塞，门驱动装置1的力需求以及由此其转矩升高，因此，转矩的值位于对应的阈值Si之上，由此触发力切断。
视当前转矩在对应区段内的位置而定，直到由于障碍物干涉而发生的转矩升高导致力切断的触发，历经过一个时间间隔。
为了使延迟时间保持尽可能地短，在门驱动装置1中另外还对门驱动装置1的当前的速度进行检测，并与预先给定的额定值相比较。如果该当前的速度低于该额定值，则进一步提高该当前的转速。
在一个障碍物干涉门2时，除了转矩升高外，还获得了门驱动装置1的转速降低及由此速度降低。通过接着提高门驱动装置1的速度，增大了电流强度并因此提高了门驱动装置1的转矩。通过这种效应，转矩上升在障碍物干涉时被加速，并因此显著地缩短了障碍物干涉开始与力切断之间的延迟时间。当发生转矩短暂升高时，例如由于摩擦效应造成，尽管有短时间的速度升高，但当前的转矩仍保持在对应的阈值之下，因此避免了不必要的力切断。
在一个有利的实施形式中，门驱动装置1的速度受到调节。为打开过程及关闭过程都预先给定了额定速度分布作为额定值。图4示出了用于门驱动装置1的打开过程的这样的额定速度分布在时间上的变化。在门2离开了其下端部位置后，门驱动装置1在t1与t2之间的时间间隔中的加速阶段期间，以恒定的加速度从速度vmin1加速到速度vmax。接下来是一个门驱动装置1的速度在vmax保持恒定的阶段。这个阶段位于t2与t3、之间的时间间隔中。与该阶段相连接的是一个延迟阶段，它处于t3与t4之间的时间间隔中，在该时间间隔中，门驱动装置1以恒定的速度梯度从速度vmax减速到速度vmin2。接下来，门驱动装置1在其上端部位置中通过一个终端开关8被切断。在所述情况中，速度vmin1及vmin2选择相同大小。用于关闭过程的额定速度分布对应根据图4的速度分布的形式。仅仅额定速度值的绝对值以及确定各阶段的时间t1-t4的长度可以在量值上变化。
在此，速度vmin1、vmin2及vmax作为用于预先给定额定速度分布的速度参数被存储在计算单元3的存储单元4中。优选也将在加速及延迟阶段期间的速度梯度存储在存储单元4中。
精确地预先给定额定速度分布发生在学习过程中。在该学习过程中，不仅在打开过程期间而且在关闭过程期间，门驱动装置1在预先给定的加速阶段内，例如图4所示的那样，由速度vmin1加速到速度vmax。然后，门驱动装置1以恒定的速度运行一直到其端部位置中，其中门驱动装置1的运行时间在此被检测。然后在计算单元3中由这个运行时间计算出时刻t3，延迟阶段在该时刻被导入。以这种方式不仅为打开过程而且为关闭过程确定了额定速度分布。
于是在门驱动装置1运行期间，门驱动装置1的速度借助于调节单元5被调节到预先给定的额定速度分布上。
参考标号清单(1)门驱动装置(2)门(3)计算单元(4)存储单元(5)调节单元(6)时间测量单元
(7)测量单元(8)终端开关
权利要求
1.用于控制电动的门驱动装置的一种方法，包括以下的方法步骤-在一个记忆过程期间为各至少一个打开及关闭过程确定门驱动装置的转矩在时间上的变化，-从所求得的转矩中为打开及关闭过程内的一些预先给定的区段导出允许的最大转矩，-在门驱动装置运行期间，将当前的转矩与最大转矩比较，并将门驱动装置的当前的速度与预先给定的额定速度相比较，-当低于所配置的额定速度时，提高门驱动装置的当前的速度，-如果当前的转矩超过了所配置的最大转矩时，切断门驱动装置。
2.根据权利要求1的方法，其特征是为打开过程及关闭过程各预先给定一个额定速度分布。
3.根据权利要求2的方法，其特征为当前的速度受调节，其中调节回路的额定值由一些额定速度分布构成。
4.根据权利要求2或3的方法，其特征为额定速度分布由速度参数定义。
5.根据权利要求4的方法，其特征为每个速度分布由以下构成一个具有恒定的速度梯度的加速阶段，用于将速度vmin1加速到最大速度vmax；一个紧接的具有恒定速度vmax的阶段；以及一个具有恒定的速度梯度的延迟阶段，用于将最大速度vmax减速到速度vmin2。
6.根据权利要求5的方法，其特征为这些速度vmin1、vmin2及vmax构成速度梯度以及每个阶段的持续时间构成所述速度参数。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征为为了确定一个速度分布实施一个学习过程，在该学习过程中，门驱动装置(1)在加速阶段期间由速度vmin1加速到最大速度vmax，其中门驱动装置(1)以该最大速度vmax运行到其端部位置中，并且由门驱动装置(1)的运行时间计算延迟阶段的开始。
8.根据权利要求1至7之一的方法，其特征为打开及关闭过程分别被划分成一些具有相同持续时间的区段。
9.根据权利要求8的方法，其特征为关闭过程被划分成多个区段。
10.根据权利要求8或9的方法，其特征为为打开过程分配一个区段。
11.根据权利要求8至10之一的方法，其特征为在记忆过程期间由所求得的转矩为每个区段i确定最大的转矩Dimax，并且为每个区段i根据Si＝Dimax+Δ计算阈值Si作为允许的最大转矩，其中Δ是一个正的常数。
12.根据权利要求1至11之一的方法对门驱动装置进行控制的装置，具有用于确定门驱动装置(1)的转矩的单元，具有用于确定门驱动装置(1)的当前的速度的单元，以及具有一个计算单元(3)，在该计算单元中，可在一个记忆过程期间为各至少一个打开及关闭过程确定门驱动装置(1)的转矩在时间上的变化，且在该计算单元中可由所求得的转矩为打开及关闭过程内的一些预先给定的区段导出一些允许的最大转矩，具有一个存储单元(4)，用于在门驱动装置(1)运行期间存储预先给定的额定速度，其中，如果门驱动装置(1)的当前速度在门驱动装置(1)运行期间低于所配置的额定速度可通过计算单元(3)产生一个用于提高该当前速度的控制指令，且具有由计算单元(3)控制的开关单元，其中，如果当前的转矩在门驱动装置(1)的运行期间超过所配置的最大转矩，可在所述开关单元中产生一个用于切断门驱动装置(1)的开关指令。
13.根据权利要求12的装置，其特征为门驱动装置(1)具有一个电机。
14.根据权利要求13的装置，其特征为用于确定转矩的单元具有一个用于确定电机的电流强度的检测电路。
15.根据权利要求13或14的装置，其特征为用于确定门驱动装置(1)的速度的单元具有一个用于确定电机的转速的检测电路。
16.根据权利要求12至15之一的装置，其特征为计算单元(3)具有一个用于调节门驱动装置(1)的速度的调节单元(5)。
17.根据权利要求12至16之一的装置，其特征为门驱动装置(1)具有用于将其在端部位置中进行切断的终端开关(8)。
全文摘要
本发明涉及一种控制电动的门驱动装置的方法及装置。在一个记忆过程期间，为各至少一个打开过程及一个关闭过程确定门驱动装置的转矩在时间上的变化。从所求得的转矩中为打开过程及关闭过程内的一些预先给定的区段导出允许的最大转矩。在门驱动装置的运行过程期间，将当前的转矩与最大转矩比较，并将门驱动装置的当前的速度与预先给定的额定速度相比较。门驱动装置的这些当前速度在低于其所配置的额定速度时被提高。此外，如果当前的转矩超过了所配置的最大转矩，进行门驱动装置的切断。
文档编号G05B19/23GK1759356SQ200480006661
公开日2006年4月12日 申请日期2004年2月20日 优先权日2003年3月11日
发明者夫朗克·佐默 申请人:佐默驱动及无线电技术有限公司