CN102009880A - 电梯 - Google Patents

Abstract

一种电梯，其包括：速度指令装置(1)；轿厢位置检测装置(11)；轿厢速度目标值生成装置(16)，生成所述轿厢位置检测装置所检测出的现在位置到达与目的层的停止预定位置相对应的规定位置并开始为停止而减速之后的、与该现在位置到目的层停止预定位置的剩余距离相对应的所述乘用轿厢的速度目标值；控制延迟距离计算装置(14)，基于速度检测值与所述速度指令装置的输出值的偏差，计算控制延迟距离；距离校正值计算装置(17、18)，基于所述速度目标值与所述速度检测值的偏差，计算所述剩余距离的校正值；基于距离的速度目标值生成装置(15)，基于所述剩余距离、所述校正值以及所述控制延迟距离，生成基于距离的速度目标值作为所述速度指令装置的指令值。

Description

电梯

技术领域

本发明涉及一种具有速度控制功能的电梯，该速度控制功能使得乘用轿厢在保持良好的乘坐舒适度的状态下进行升降。

背景技术

为了在乘用轿厢运行开始后对其进行加速及减速以使其停靠在规定的位置，如日本特公平3-80712号公报所公开的，以往的电梯基于由轿厢位置检测装置所检测的轿厢位置信息，计算轿厢离目的层的停止预定位置的剩余距离。该电梯根据距离的速度目标值，以基于距离的运行模式进行速度控制。基于距离的速度目标值是以所述的剩余距离和预先设定的减速度为参数所计算出的速度目标值。基于距离的运行模式是使轿厢速度减速并停靠在停止预定位置的速度指令。

图4是对以往的电梯的基于距离的速度控制的步骤进行说明的图。

如图4所示，设从乘用轿厢的运行开始所经过的时间为t，则以往的基于距离的速度目标值V_d按照下式(1)来计算。

…式(1)

式(1)中的β是乘用轿厢的减速度。L是乘用轿厢的出发层距目的层的停止预定位置的距离。x是乘用轿厢的出发层距现在位置的运行距离。X_d是基于距离的速度目标值V_d的反馈值在从乘用轿厢的运行开始时所经过的时间内的积分值。式(1)的*是乘法符号。

以往的电梯根据基于距离的速度目标值对乘用轿厢进行减速时，虽然速度目标值基于规定的减速度在减小，但作为乘用轿厢的检测速度的反馈速度有时会因为缆索伸长、外部干扰的影响而不按照减速度来减速。

此时，作为从乘用轿厢开始减速到检测到停靠检测板之前的速度模式的基于距离的速度模式的减速度，和作为停靠检测板检测后的速度模式的停靠模式的减速度之间变得不具有连续性，可能会使乘坐舒适度变得不稳定。

以往解决该问题的方法是，通过操作员的操作来适当地变更停靠检测板检测时的输出速度的增益值。该电梯通过这种方式进行调整，使得检测停靠检测板之前的速度指令和检测停靠检测板之后的速度指令以加速度的层面连续地连接，即停靠检测板的检测的前后的速度指令被平滑的切换。但是这种方法需要很多的劳力和时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电梯，其能够使乘用轿厢开始减速到检测出停靠检测板为止的速度模式、即基于距离的速度模式的减速度，与检测出停靠检测板之后的速度模式、即停靠模式的减速度保持良好的连续性。

本发明的电梯，包括：马达，其使槽轮转动；速度指令装置，其对乘用轿厢的运行速度的指令值进行设定；速度检测装置，其对所述马达的转动速度进行检测；速度控制装置，其基于所述速度指令装置设定了的速度指令值与所述速度检测装置检测出的速度检测值的偏差，输出用于所述马达的转动速度控制的转矩指令值信号；电流控制装置，其基于所述速度控制装置所输出的信号所示的转矩指令值，对提供给所述马达的供给电流进行控制；轿厢位置检测装置，其对所述乘用轿厢的现在位置进行检测；轿厢速度目标值生成装置，在所述轿厢位置检测装置所检测出的现在位置到达与目的层的停止预定位置相对应的规定位置并开始为停止而减速之时，开始生成与该现在位置到目的层停止预定位置的剩余距离相对应的所述乘用轿厢的速度目标值；控制延迟距离计算装置，其基于所述速度检测装置检测出的速度检测值与所述速度指令装置的输出值的偏差，计算控制延迟距离；距离校正值计算装置，其基于所述轿厢速度目标值生成装置所生成的速度目标值与所述速度检测装置所检测出的速度检测值的偏差，计算所述剩余距离的校正值；基于距离的速度目标值生成装置，其基于所述轿厢位置检测装置所检测出的现在位置距目的层停止预定位置的剩余距离、所述距离校正值计算装置所计算出的所述剩余距离的校正值以及所述控制延迟距离计算装置所计算出的控制延迟距离，生成基于距离的速度目标值作为所述速度指令装置的指令值。

附图说明

图1是示出本发明的实施形态的电梯的速度控制的构成例的框图。

图2是对本发明的实施形态的电梯的基于距离的速度控制的步骤进行说明的图。

图3是示出本发明的实施形态的电梯的速度控制的处理动作的一个实例的流程图。

图4是对以往的电梯的基于距离的速度控制的步骤进行说明的图。

具体实施方式

下面，通过附图对本发明的实施形态进行说明。

首先，对本实施形态的电梯的乘用轿厢在减速时的速度控制的概要进行说明。开始减速之后为了使乘用轿厢以基于距离的运行模式中的基于距离的速度目标值V_d的规定的減速度β减速，乘用轿厢的反馈速度v必须与对应于乘用轿厢的现在位置距目的层的停止预定位置的剩余距离L_d的轿厢速度目标值V_r一致。轿厢速度目标值V_r如下式(2)所示。

$V_r=\sqrt{2\mathrm{\β}{L}_d}=\sqrt{2\mathrm{\β}(L_c-x_c)}$ …式(2)

式(2)中的L_c是在乘用轿厢的减速开始时刻、即基于距离的运行模式的运行开始时刻，乘用轿厢的现在位置距目的层的停止预定位置的距离。式(2)中的x_c是从乘用轿厢减速开始时的位置到乘用轿厢的现在位置的以反馈速度v所运行的距离。

如果反馈速度v与轿厢速度目标值V_r一致，那么由上述的式(2)可以推出下式(3)成立。

$v=\sqrt{2\mathrm{\β}(L_c-x_c)}$ …式(3)

此时乘用轿厢的减速度β如下式(4)所示，是反馈速度v的时间微分值。

dv/dt＝β                …式(4)

即，如果反馈速度v与轿厢速度目标值V_r一致，则乘用轿厢以减速度β减速。

因此，在本实施形态中，为了使反馈速度v与轿厢速度目标值V_r一致，将反馈速度v和轿厢速度目标值V_r的偏差通过规定的计算反馈给基于距离的速度目标值V_d。

如果使反馈速度v与轿厢速度目标值V_r一致，就可以使停靠检测板的检测前后的乘用轿厢的减速度连续地连接，因此没有必要像以往那样对停靠检测板检测时的输出速度的增益值进行调整，即可保持良好的乘坐舒适性。

下面，对本实施形态的具体的构成进行说明。图1是示出本发明的实施形态的电梯的速度控制的构成例的框图。图2是对本发明的实施形态的电梯的基于距离的速度控制的步骤进行说明的图。图2中虚线圈出的部分是与图4不同的部分。

如图1所示，本实施形态的电梯包括：速度指令装置1、速度控制装置2、电流控制装置3、电流检测装置4、马达5、速度检测装置6、槽轮(sheave)7、乘用轿厢8、平衡锤(counter weight)9、调节器10、轿厢位置检测装置11、基于时间的速度生成装置12、停靠时速度生成装置13、作为控制延迟距离计算装置的基于距离的速度生成积分器14、作为基于距离的速度目标值生成装置的基于距离的速度生成装置15以及速度指令校正装置30。

马达5设于该电梯的机械室。乘用轿厢8通过主缆索(main rope)与平衡锤9连接，该主缆索卷绕在设于马达5的旋转轴的槽轮7以及偏导槽轮上。乘用轿厢8随着由马达5的驱动而引起的槽轮7的转动，通过槽轮7与主缆索之间的摩擦力的作用与平衡锤9一起在升降通道内以互相上下相反的方向做升降运动。

速度指令装置1输出示出符合乘用轿厢8的预先规定的运行模式的速度指令值的信号。速度检测装置6检测马达5的转动速度。

速度控制装置2输出用于马达5的转动速度控制的转矩指令值的信号，以使速度指令装置1的速度指令值和速度检测装置6所检测出的速度值没有偏差。

电流控制装置3基于速度控制装置2的输出值来决定提供给马达5的供给电流值的目标值。电流检测装置4对马达5的供给电流值进行检测，并将表示该值的信号输出到电流控制装置3。电流控制装置3对向马达5提供的供给电流的控制值进行控制，使得电流检测装置4所检测出的供给电流值达到电流值的目标值。

轿厢位置检测装置11基于安装于调节器10的脉冲编码器的脉冲信息对乘用轿厢8的现在位置进行检测，并输出该现在位置距目的层的停止预定位置的剩余距离。

基于时间的速度生成装置12基于乘用轿厢8的加速度值和急动(jerk)设定值即规定的加加速度值沿着时间轴的积分，生成作为从乘用轿厢8的加速开始时到减速开始时的速度指令的基于时间的运行模式。

停靠时速度生成装置13基于从检测到乘用轿厢8与停靠检测板接触开始的、乘用轿厢8的现在位置距目的层的停止预定位置的剩余距离，生成作为直到乘用轿厢8的停靠为止的速度指令的停靠模式。

速度指令校正装置30是将乘用轿厢8从减速开始之后到停靠检测板检测时的速度指令的值校正为适当的值的装置。速度指令校正装置30包括：轿厢速度目标值生成装置16、校正用乘法器17、校正用积分器18、距离偏差用低通滤波器频率设定部19、距离偏差用低通滤波器20、校正用界限值设定部21以及校正距离限制器22。校正用乘法器17及校正用积分器18是距离校正值计算装置。

速度指令校正装置30的轿厢速度目标值生成装置16基于轿厢位置检测装置11的检测结果、即开始减速之后的乘用轿厢8的现在位置，生成轿厢速度目标值V_r。

基于距离的速度生成装置15，以开始减速之后的乘用轿厢8的现在位置距目的层的停止预定位置的剩余距离为参数，生成作为从乘用轿厢8的减速开始时到检测停靠检测板为止的速度指令的基于距离的运行模式，并计算基于距离的速度目标值V_d。速度指令装置1从乘用轿厢8减速开始时到检测停靠检测板为止都根据该基于距离的速度目标值V_d输出速度指令。

基于距离的速度生成装置15为了生成上述的基于距离的运行模式，要得到基于轿厢位置检测装置11所检测出的现在位置而生成的距离、即距目的层的停止预定位置的剩余距离。基于距离的速度生成装置15还要得到控制延迟距离，该控制延迟距离是将速度指令装置1的速度指令值和速度检测装置6的反馈速度的偏差经过基于距离的速度生成积分器14的处理而得到的结果。

使轿厢速度目标值生成装置16生成的轿厢速度目标值V_r和速度检测装置6检测到的反馈速度v的偏差依次通过校正用乘法器17、距离偏差用低通滤波器20及校正用积分器18，其输出作为乘用轿厢8的现在位置距目的层的停靠预定位置的剩余距离的校正距离。

基于距离的速度生成装置15通过将剩余距离、控制延迟距离、及校正距离的加减运算的结果与减速度β进行规定的计算，计算出基于距离的速度目标值V_d输出到速度指令装置1。

速度指令校正装置30的校正用乘法器17对轿厢速度目标值生成装置生成的轿厢速度目标值V_r和速度检测装置检测的反馈速度v的偏差进行规定的乘法运算，并输出到距离偏差用低通滤波器20。

速度指令校正装置30的距离偏差用低通滤波器20对校正用乘法器17的计算结果进行滤波的。距离偏差用低通滤波器频率设定部19用于设定对距离偏差用低通滤波器20进行滤波的频率。

校正用积分器18将距离偏差用低通滤波器20的输出值，对距离的速度生成装置15、轿厢速度目标值生成装置16的各处理周期进行积分，由此计算出剩余距离的校正距离。

在校正用积分器18的输出值、即校正距离值超过规定的上限值时，校正距离限制器22将该校正距离值限制为该上限值。校正用界限值设定部21对利用校正距离限制器22进行限制的上限值进行设定。

下面，对具有图1所示构成的电梯的速度控制的动作进行说明。图3是示出本发明的实施形态的电梯的速度控制的处理动作的一个实例的流程图。

在本实施形态中，速度指令装置1与基于时间的速度生成装置12、停靠时速度生成装置13及基于距离的速度生成装置15之中的任意一个连接。在乘用轿厢8开始运行时，速度指令装置1与基于时间的速度生成装置12连接。

该电梯在开始乘用轿厢8的运行后(步骤S1)，基于时间的速度生成装置12生成从乘用轿厢8加速达到额定速度为止的、与运行距离无关的、依据从开始加速所经过的时间的速度指令，即生成基于时间的运行模式。速度指令装置1发出基于该基于时间的运行模式的速度指令(步骤S2)。

然后，电梯加速结束之后，如果轿厢位置检测装置11所显示的乘用轿厢8的现在位置距目的层的停止预定位置仅有规定的距离，则乘用轿厢8开始减速。电梯在开始此次减速的同时，切换连接状态，使得由基于距离的速度生成装置15代替基于时间的速度生成装置12来与速度指令装置1连接(步骤S3)。

在该切换时刻，基于距离的速度生成装置15按照式(1)计算基于距离的速度目标值V_d。

在该切换的时刻，从轿厢位置检测装置11将剩余距离输入到速度指令校正装置30的轿厢速度目标值生成装置16中。速度目标值生成装置16按照下式(5)基于该剩余距离生成轿厢速度目标值V_r。

$V_r=\sqrt{2\mathrm{\β}(L-x)}$ …式(5)

在本实施形态中，电梯在下式(6)成立时对基于距离的速度目标值进行校正。

v-V_r≥V_r-V_d(t_dis)                …式(6)

式(6)的t_dis是乘用轿厢8的速度目标值从基于时间的速度目标值过渡到基于距离的速度目标值V_d的时刻。

如果式(6)成立，向基于距离的速度生成积分器14输入作为速度检测装置6的速度检测值的反馈速度v与基于距离的速度目标值V_d的差值、即偏差(步骤S4)。该基于距离的速度目标值V_d是由距离的速度生成装置15生成、从速度指令装置1输出的值。

基于距离的速度生成积分器14将该输入的值在从乘用轿厢8的运行开始所经过的时间内进行积分，由此计算控制延迟距离(步骤S5)。

轿厢位置检测装置11检测乘用轿厢8的现在位置，并输出乘用轿厢8的目的层的停止预定位置距现在位置的剩余距离。该剩余距离作为与通过步骤S5所计算出的控制延迟距离的加算值输出(步骤S6)，并输出到速度指令校正装置30的轿厢速度目标值生成装置16。

然后，速度指令校正装置30的轿厢速度目标值生成装置16基于轿厢位置检测装置11的剩余距离，生成轿厢速度目标值V_r(步骤S7)。

然后，按照下式(7)，将速度检测装置6检测的反馈速度v与轿厢速度目标值生成装置16所生成的轿厢速度目标值V_r的差值、即偏差输入到校正用乘法器17(步骤S8)。校正用乘法器17通过将该偏差乘以轿厢速度目标值生成装置16的轿厢速度目标值V_r(步骤S9)，计算出距离偏差y(步骤S10)。

y＝-(v-V_r)V_r/β        …式(7)

下面对式(7)的导出进行说明。乘用轿厢8的减速开始后的反馈速度v可以按照轿厢速度目标值生成装置16的轿厢速度目标值V_r的计算式、即式(5)来计算，即如下式(8)所示。

$v=\sqrt{2\mathrm{\β}(L-(x+y))}$ …式(8)

如式(8)所示，距离偏差y是乘用轿厢8以反馈速度v运行时的从出发层开始的乘用轿厢8的运行距离的校正值。

该式(8)对距离偏差y的偏微分而求得的差分，即反馈速度v对距离偏差y的一阶差分Δv，如下式(9)所示。

$\mathrm{\Δv}={\left(\frac{\∂v}{\∂y}\right)}_{y=0}\mathrm{\Δy}=\frac{-\mathrm{\β}}{\sqrt{2\mathrm{\β}(L-x)}}\mathrm{\Δy}=\frac{-\mathrm{\β}}{V_r}\mathrm{\Δy}$ …式(9)

另一方面，上述的差分Δv是反馈速度v与轿厢速度目标值V_r的差值、即偏差“v-V_r”，因此上式(9)可以变换为下式(10)。

v-V_r＝-(β/V_r)Δy    …式(10)

因此，如果上述式(8)的距离偏差y的1次近似成立，可应用上式(7)。

因此，将由式(7)求出的距离偏差y经由距离偏差用低通滤波器20由校正用积分器18积分，由此计算处剩余距离的校正距离。

距离偏差用低通滤波器频率设定部19设定不影响马达5的速度控制的、即可以防止脉动的滤波器频率。

距离偏差用低通滤波器20按照距离偏差用低通滤波器频率设定部19所设定的滤波器频率，将在步骤S10中通过校正用乘法器17所计算出的距离偏差y做平滑化处理(步骤S11)。由此，可以防止乘用轿厢8的速度控制不稳定。

校正用积分器18对由距离偏差用低通滤波器20平滑化的距离偏差y，通过基于距离的速度生成装置15、或轿厢速度目标值生成装置16在整个各处理周期中进行积分。校正用积分器18通过进行这样的积分，计算出乘用轿厢8的现在位置距目的层停止预定位置的剩余距离的校正距离(步骤S12)。

如果校正用积分器18计算出的校正距离超过由校正用界限值设定部21所设定的上限值(步骤S13为YES)，校正距离限制器22将上述校正距离限制为该上限值(步骤S14)。由此，可以事先防止异常的校正距离输入到基于距离的速度生成装置15中。

在步骤S14后，或者步骤S13判断为“NO”时，从校正距离限制器22将输出值输出。基于距离的速度生成积分器14和基于距离的速度装置15之间的运算器，将来自轿厢位置检测装置11的剩余距离减去步骤S15的处理中所输出的剩余距离校正值所得到的差值，加上作为基于距离的速度生成积分器14的输出值的控制延迟距离。该运算结果的值从运算器输入到基于距离的速度生成装置15中。

基于距离的速度生成装置15，基于输入的结果，生成与乘用轿厢8的减速开始后距目的层的停止预定位置的剩余距离相对应的速度指令、即生成基于距离的运行模式。基于距离的速度生成装置15将该基于距离的运行模式所示出的基于距离的速度目标值V_d输出到速度指令装置1。速度指令装置1发出基于该基于距离的速度目标值V_d的速度指令(步骤S15)。

轿厢位置检测装置11所示的乘用轿厢8的现在位置如果达到目的层的停止预定位置之前的该停止预定位置附近的规定位置(步骤S16)，则切换连接状态使得停靠时速度生成装置13代替基于距离的速度生成装置15与速度指令装置1连接(步骤S17)。

停靠时速度生成装置13生成如下速度指令作为停靠模式，该速度指令使得乘用轿厢8仅在上述停止预定位置附近的规定位置到停止预定位置之间的距离升降，以使其准确地停靠在停止预定位置。速度指令装置1执行该停靠模式的速度指令，直到乘用轿厢8准确地停靠在停止预定位置为止(步骤S18)。

综上所述，本发明的实施形态的电梯基于减速开始之后的乘用轿厢的反馈速度和与轿厢速度目标值的偏差，对至目的层的停止预定位置的剩余距离的校正距离进行计算，并基于该校正后的剩余距离计算出基于距离的运行模式下的基于距离的速度目标值。通过这样的计算，使得乘用轿厢的反馈速度与轿厢速度目标值一致，并乘用轿厢的反馈速度按照规定的减速度减速，使得停靠检测板的检测前后速度模式连续地连接。因此，不必像以往那样进行停靠检测版的检测时的速度增益值的调整，即可保持停靠时的良好的乘坐舒适性。

本发明的并不限定于所述实施形态本身，可以在实施阶段，在不脱离其要旨的范围内，变形其构成要素使其具体化。而且，可以通过所述各实施形态所公开的多个构成要素的适当的组合，形成各种发明。例如，可以从实施形态所示的所有构件中省略几个构件。进一步地，也可以跨越不同实施形态适当的组合构成要素。

Claims (4)

1.一种电梯，其特征在于，包括：

马达(5)，其使槽轮(7)转动；

速度指令装置(1)，其对乘用轿厢(8)的运行速度的指令值进行设定；

速度检测装置(6)，其对所述马达的转动速度进行检测；

速度控制装置(2)，其基于所述速度指令装置设定了的速度指令值与所述速度检测装置检测出的速度检测值的偏差，输出用于所述马达的转动速度控制的转矩指令值信号；

电流控制装置(3)，其基于所述速度控制装置所输出的信号所示的转矩指令值，对提供给所述马达的供给电流进行控制；

轿厢位置检测装置(11)，其对所述乘用轿厢的现在位置进行检测；

轿厢速度目标值生成装置(16)，在所述轿厢位置检测装置所检测出的现在位置到达与目的层的停止预定位置相对应的规定位置并开始为停止而减速之时，开始生成与该现在位置到目的层停止预定位置的剩余距离相对应的所述乘用轿厢的速度目标值；

控制延迟距离计算装置(14)，其基于所述速度检测装置检测出的速度检测值与所述速度指令装置的输出值的偏差，计算控制延迟距离；

距离校正值计算装置(17、18)，其基于所述轿厢速度目标值生成装置所生成的速度目标值与所述速度检测装置所检测出的速度检测值的偏差，计算所述剩余距离的校正值；

基于距离的速度目标值生成装置(15)，其基于所述轿厢位置检测装置所检测出的现在位置距目的层停止预定位置的剩余距离、所述距离校正值计算装置所计算出的所述剩余距离的校正值以及所述控制延迟距离计算装置所计算出的控制延迟距离，生成基于距离的速度目标值作为所述速度指令装置的指令值。

2.如权利要求1所述的电梯，其特征在于，

所述距离校正值计算装置，将所述轿厢速度目标值生成装置所生成的速度目标值和所述速度检测装置所检测出的速度检测值的偏差乘以所述轿厢速度目标值生成装置所生成的速度目标值，并基于该乘后结果计算所述乘用轿厢在以所述速度检测装置所检测出的速度检测值运行时、始于出发层的运行距离的校正值、即距离偏差，并基于该距离偏差计算所述剩余距离的校正值。

3.如权利要求1所述的电梯，其特征在于，进一步包括：

滤波器(20)，其将所述距离校正值计算装置所计算出的距离偏差平滑化。

4.如权利要求1所述的电梯，其特征在于，进一步包括：

限制器(22)，将所述距离校正值计算装置所计算出的所述剩余距离的校正值限制在规定的上限值以下。

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