Türsysteme, die mittels elektrischer Antriebsvorrichtungen und insbesondere automatisch bewegt werden, also beispiels- weise automatische Schiebetüren bzw. Aufzugstüren, unterlie- gen internationalen Normen wie z. B. der CSA B44-M94, CEN EN81 : 1 : 1985, ASME A17.1-1996 bzw. der ASME A17.1-2000, in de- nen unter anderem die maximal zulässige kinetische Energie für derartige Türsysteme festgelegt wird.

Die EP 0 848 309 AI beschreibt eine Vorrichtung zur Überwa- chung und Begrenzung der statischen Schließkraft einer Tür, die mittels eines Antriebsmotors bewegt wird. Eine Steuervor- richtung wie sie in der EP 0 848 309 AI beschrieben wird, verursacht nicht nur einen hohen Wartungsaufwand und damit verbundene Kosten, sondern auch die Installation und Anpas- sung der Steuereinrichtung an ein Türsystem, z. B. an ein Auf- zugssystem, hat sich als äußerst zeitraubend und kostenin- tensiv erwiesen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart be- reitzustellen, dass die zuvor beschriebenen Nachteile vermie- den werden und gegenwärtige Vorrichtungen bzw. Verfahren ins- besondere hinsichtlich des zur Installation bzw. zur Wartung des Türsystems benötigten Zeitaufwands und der damit verbun- denen Kosten optimiert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Konfiguration der Türsteuereinheit die Masse des Türsystems automatisch ermittelt wird, wobei das Türsystem während min- destens einer kontrollierten Fahrt geregelt beschleunigt und anschließend wieder angehalten wird, wobei die Motorspannung der Antriebsvorrichtung vorgegeben wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass für jedwedes mit einer erfindungsgemäßen Steuereinheit ausgerüstete Türsystem gewährleistet ist, dass es nur dann betrieben wird, wenn insbesondere durch interna- tionale Normen vorgeschriebene maximal zulässige Schließge- schwindigkeiten und die maximal zulässige kinetische Energie des Türsystems nicht überschritten werden. Durch die selb- ständige Masseermittlung verringert sich der Installations- aufwand des Türsystems erheblich und auch die Sicherheit des Türsystems wird verbessert, da bereits vor Aufnahme des nor- malen Betriebsmodus automatisch sichergestellt wird, dass si- cherheitsrelevante Grenzwerte nicht überschritten werden.

Kosten werden insbesondere auch dadurch eingespart, dass der Aufwand zur Anpassung der Türsteuereinheit an unterschiedli- che Motoren und Türmechaniken durch die Erfindung erheblich gesenkt wird.

Vorteilhafterweise wird die Motorspannung der Antriebsvor- richtung mittels Puls-Weiten-Modulation vorgegeben. Auf diese Weise lässt sich die Systembeschleunigung sehr präzise er- mitteln.

Vorteilhafterweise werden die Reibung im System, ein oder mehrere Gegengewichte und die elektrische Spannung der An- triebsvorrichtung als Eingangsparameter für die automatische Massenermittlung verwendet. Zur Kalibrierung soll die Reibung jedoch möglichst vernachlässigbar sein. Gegebenenfalls werden als weitere Eingangsgrößen die Zeit, Momentangeschwindigkeit und Startgeschwindigkeit einer mit Vorteil durch die Puls- Weiten-Modulation vorgegebenen Beschleunigungsrampe verwen- det. Auf diese Weise ist es möglich, die effektive, träge

Masse des Systems zu jedem Zeitpunkt der Beschleunigungsrampe zu berechnen.

Vorteilhafterweise wird zur Massenermittlung eine Schließ- und eine Öffnungsfahrt durchgeführt. Indem auf diese Weise zwei Masseermittlungen realisiert werden, können Gegenge- wichte bei der Berechnung kompensiert werden.

Die Masseermittlungsfahrten beginnen und enden mit Vorteil in einer ruhenden Position. Eine ruhende Positionen ist jedoch nicht nur die (nahezu) vollständig geöffnete bzw. die (nahe- zu) vollständig geschlossene Türposition des Aufzugssystems.

Beliebig andere Positionen des Aufzugssystems sind ebenfalls als ruhende Position anzusehen, sofern das Türsystem in der entsprechenden Position weitestgehend nicht bewegt wird.

Damit Reibungskomponenten des Türsystems bei der Kalibrierung weitestgehend vernachlässigbar sind, ist es besonders zweck- mäßig, die Masseermittlungsfahrten mit einer Schleichge- schwindigkeit, also einer äußerst geringen Geschwindigkeit, zu beginnen und zu beenden.

Vorteilhafterweise weist die kontrollierte Fahrt des Türsys- tems mindestens zwei Phasen auf, wobei während einer ersten Phase bei konstanter Geschwindigkeit die Reibung des Systems bestimmt wird und dann während einer zweiten Phase bei kon- stanter Beschleunigung mittels einer Momentangeschwindigkeit des Systems die Systemmasse bestimmt wird. So kann bei der Masseermittlung eine angestrebte Toleranz von 20% oder weni- ger eingehalten werden.

Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vor allem dann äußerst vorteilhaft, wenn das zu steuernde Türsystem mindestens zwei Türkomponenten aufweist, die mittels einer mechanischen Einrichtung zur Kraftübertragung, beispielsweise einem Zahnriemen, mit der Antriebsvorrichtung verbunden sind.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei- spiels, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Un- teransprüchen.

Dabei zeigen FIG 1 ein Blockschaltbild der Aufzugssteuerung und FIG 2 ein Aufzugssystem.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Aufzugssteuerung, wobei die Türsteuereinheit 1 mit der Antriebsvorrichtung 2 verbun- den ist. Die Antriebsvorrichtung 2, vorzugsweise ein Elektro- motor, ist mit dem Türsystem 3 verbunden. Mittels einer vor- zugsweise formschlüssigen Verbindung der Komponenten 2 und 3 wird es möglich, die Türbewegung beispielsweise durch Messung der Motorumdrehungen zu ermitteln. Diese Verbindung ist bei- spielsweise derart gestaltet, dass zwei, wie in Figur 2 dar- gestellte Türbestandteile 5, die Bestandteile des Türsystems 3 sind, mittels eines Zahnriemens mit dem Motorritzel der An- triebsvorrichtung 2 verbunden sind. Ein Handterminal 4 ist mit der Türsteuereinheit 1 verbunden. Die Komponenten 1, 2 und 4 können aneinander Mess-bzw. Steuersignale versenden.

Mittels des Handterminals 4 können gegebenenfalls unter Ver- wendung eines Servicetools an der Türsteuereinheit 1 Vorein- stellungen beispielsweise durch Eingabe von Parametern getä- tigt werden bzw. Werte aus der Türsteuereinheit 1 ausgelesen werden. Mögliche Motordaten der Antriebsvorrichtung 2 sind vorteilhafterweise in einer Speichereinheit der Türsteuerein- heit 1 abgelegt.

Figur 2 zeigt eine Aufzugsvorrichtung in der eine erfindungs- gemäße Türsteuerung eingesetzt wird. Die lediglich schema- tisch dargestellte Türsteuereinheit 1 ist wiederum mit der Antriebsvorrichtung 2 und dem Handterminal 4 verbunden. So- wohl die Antriebsvorrichtung als auch die Türsteuereinheit 1

ist mit dem Türsystem 3 verbunden, dass sich hier aus einer zweiteiligen Kabinentür 5 und den Gegengewichten 7 zusammen- setzt. Eine oder mehrere beispielsweise zweiteilig ausgeführ- te Schachttüren 6, die in verschiedenen Stockwerken ange- bracht sind, sind beispielsweise in Abhängigkeit von der Po- sition der Aufzugskabine 8 zumindest temporäre Bestandteile des Türsystems 3 und insbesondere mechanisch mit der Kabinen- tür 5 verbunden. Neben der Kabinentür 5 und den Gegengewich- ten 7 ist mit Vorteil auch die Antriebsvorrichtung 2 mit der Aufzugskabine 8 fest verbunden. Auch die Türsteuereinheit 1 ist mit Vorteil mit der Aufzugskabine 8 verbunden.

An den jeweils aus zwei Komponenten bestehenden Türen 5 und 6 sind beispielsweise Melder oder Lichtschranken zum Öffnen der Türen vorgesehen. Die maximal zulässige kinetische Energie des Türsystems soll vorzugsweise zwischen 9,49 Joule und 10 Joule liegen, wenn die Tür einen Melder oder eine Licht- schranke zum Öffnen der Tür enthält. Sind keine Öffnungsvor- richtungen aktiv, soll die maximal zulässige kinetische Ener- gie zwischen 3,39 Joule und 4 Joule liegen. Die maximal zu- lässige Geschwindigkeit des Türsystems ist von der Systemmas- se und der kinetischen Energie abhängig.

Insbesondere wird die Masseermittlung durch die Reibung im System 3, das oder die Gegengewichte 7, die beispielsweise zum Schließen der Aufzugstür 5 eingesetzt werden, und die Mo- torspannung an der Antriebsvorrichtung 2 beeinflusst.

Zur Masseermittlung wird der Antriebsvorrichtung 2 von der Türsteuereinheit 1 eine Spannungsrampe vorgegeben. Für den mit Gleichspannung betriebenen Motor 2 gilt dabei die fol- gende Spannungsgleichung für einen Gleichstrommotor : (1) UM : = UEMK + iM RM Für die elektromotorische Kraft EMK des Motors gilt die fol- gende Gleichung :

(2) := K1 # v mit v := vo + vPWM Dabei ist K1 ein Umrechnungsfaktor, vo entspricht der Startge- schwindigkeit des Türsystems 3 und VPWM entspricht dem Ge- schwindigkeitsanteil aufgrund der Puls-Weiten-Modulation. Für die Antriebskraft des Motors muss gelten : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> K2'1rt<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> (4) FM FR + FT FR entspricht dabei der Reibungskraft des Systems und FT der Trägheitskraft für eine beschleunigte Masse, hier also der Masse des Türsystems 1.

Aus den Gleichungen (3) und (4) und der Trägheitskraft für eine beschleunigte Masse ergibt sich folgende Gleichung für den Motorstrom in : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> FR mges d<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> (5) iM := + # v K2 k2 dt Zusammen mit den Beziehungen (1) und (2) ergibt sich daraus für die Motorspannung Un : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> (6) UM(t) := K1 # v + FR # RM + mges # d v#RM<BR> <BR> <BR> <BR> K2 K2 dt Erfindungsgemäß wird nun für die Motorspannung Un eine Span- nungsrampe mittels Puls-Weiten-Modulation vorgegeben : (7) UM : =K3 # t Setzt man die Beziehungen (6) und (7) gleich, löst nach Kit auf und integriert schließlich über t, so ergibt sich die nachfolgende Gleichung :

Nach Bestimmen der Integrationskonstanten Ci erhält man die nachfolgende Beziehung für die Systemmasse mges : Anhand der voranstehenden Beziehungen wird die effektive trä- ge Masse des Systems während der Beschleunigungsrampe ermit- telt. Als Eingangsgrößen dienen die Zeit t, die Momentange- schwindigkeit v und die Startgeschwindigkeit vo der Beschleu- nigungsrampe.

Da die Türsteuereinheit 1 in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein zeitkritisches Betriebssystem aufweist, z. B. einen 8-Bit-Mikrokontroller, wird zunächst zur Ermitt- lung von Kalibrierwerten der Geschwindigkeit ein nahezu rei- bungsfreies Türsystem 1 mit möglichst geringer Türmasse ge- wählt.

So können Kalibrierwerte zunächst unabhängig von der System- reibung und dem Gegengewicht 7 in Abhängigkeit von der Puls- Weiten-Modulation bestimmt werden. Es ist beispielsweise mög- lich ermittelte Geschwindigkeitswerte für verschiedene Massen in eine Tabelle abzulegen, um die Prozessorauslastung der Türsteuereinheit 1 nicht unnötig zu erhöhen. Eine derartige Tabelle enthält Werte für die Puls-Weiten-Modulation bei Start der Masseermittlung und für die Türgeschwindigkeit am Ende der Messfahrten des Türsystems 3.

Zur Masseermittlung selbst wird das Türsystem 3 vorzugsweise aus geschlossener Ruheposition beschleunigt und über eine

kurze Strecke, beispielsweise 10 cm in Öffnungsrichtung gere- gelt gefahren. Dies erfolgt vorzugsweise bei einer Geschwin- digkeit von 9 cm/sek um Überschwingen und das Auftreten von Haftreibungskomponenten weitestgehend zu vermeiden.

In einem darauffolgenden Streckenabschnitt wird in einem Ab- stand von jeweils 10 msek der Puls-Weiten-Modulationswert um vorzugsweise jeweils 3 Inkremente erhöht, bis der Endwert er- reicht wird. So wird eine nahezu konstante Beschleunigung er- reicht. Beispielsweise wird hierbei ein Vier-Quadranten- Regler eingesetzt und es werden bis zu insgesamt 128 Inkre- mente durchlaufen.

Im gleichen Verfahren wird der Puls-Weiten-Modulations-Wert wieder bis zu einer konstanten Geschwindigkeit, beispiels- weise von 9 cm/sek verringert und die Tür schließlich bis in eine geöffnete Ruheposition gefahren. Der Vorgang lässt sich dann analog in Schließrichtung wiederholen.

Da am Ende der durch die Puls-Weiten-Modulation vorgegebenen Beschleunigungsrampe die Geschwindigkeitsänderung nahezu kon- stant ist, lässt sich insbesondere zu diesem Zeitpunkt die Systemmasse mit Hilfe der Beziehung (9) ermitteln.

Die Reibung wird vorzugsweise in einem ersten Bewegungsab- schnitt, also beispielsweise während den ersten 10 cm Türbe- wegung mit 9 cm/sek anhand des aktuellen Puls-Weiten-Modu- lations-Wertes berechnet. Der Puls-Weiten-Modulations-Wert steigt mit zunehmender Reibung an.

Die Gegengewichte 7 werden durch zwei Masseermittlungen, also durch aufeinanderfolgende Öffnungs-bzw. Schließfahrten kom- pensiert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Masse mit ausreichender Toleranz bestimmt werden und normbedingte Grenzwerte für den Betrieb des Türsystems 3 werden zuverläs- sig eingehalten.