CN113614014A - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

提出的电梯控制装置根据如下新的见解来实现：为了降低在电梯开始行驶时产生的轿厢的急剧状态变动所需的不平衡转矩估计部(17)估计电机中的不平衡转矩，根据从将制动器(36)的动作状态从制动状态切换至释放状态的制动状态指令信号的输出变化起至电机(31)伴随制动器(36)的释放而开始旋转动作时为止的第1时间、和电机(31)开始旋转时得到的速度信号的符号的正负，能够估计不平衡转矩。其结果是，与以往相比，能够以更小的计算负荷来实现。此外，能够具有用于抑制不平衡转矩的影响的充分的响应性。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及降低在电梯开始行驶时产生的电梯轿厢的急剧的状态变动的电梯控制装置。

背景技术

在一般的绳索式电梯中，轿厢和对重分别由绳索呈吊瓶状地吊挂在绳轮上。由于该结构，在电梯开始行驶时，轿厢与对重的重量不平衡成为问题。轿厢在停靠于层站楼层时，使用制动器来保持静止状态。并且，在轿厢开始行驶时，首先利用电梯控制装置使制动器释放。接下来，在制动器释放后，电机使绳轮旋转，由此，轿厢开始行驶动作。在释放该制动器的时刻，轿厢容易产生急剧的状态变动，因此，从乘客的乘坐感受的观点出发，在电梯控制装置中，一直以来采取了应对该情况的对策。另外，作为轿厢的急剧的状态变动，例如存在轿厢的加速度变动，此外还有轿厢的位置变动。在以下内容中，轿厢的加速度变动被称为起动冲击(start shock)。并且，轿厢的位置变动被称为倒转(rollback)。

众所周知，轿厢的急剧的状态变动产生的原因是轿厢与对重的重量差引起的电机中的不平衡转矩。该不平衡转矩发挥了伴随着制动器释放的、针对电机的阶跃状输入干扰的作用，由此产生轿厢的急剧的状态变动。因此，现有的电梯控制装置采用如下方式：使用作为载荷检测装置的称量装置来检测轿厢的承载重量，首先估计这时的不平衡转矩。接下来，使电机产生抵消估计出的不平衡转矩那样的转矩后，再释放制动器(例如，参照专利文献1)。通过该方式，即使在刚刚释放制动器之后，也不会产生轿厢的急剧的状态变动。但是，在该方式中，由于需要载荷检测装置，因此存在成本增高的问题。此外，在安装电梯时需要进行涉及载荷检测装置的设置和调节的作业，因此仍然存在成本增高的问题。另外，在此叙述的方式是使用了称量装置的起动，因此被称为称量装置起动方式(scale start-upsystem)。

因此，近年来，作为另一现有的电梯控制装置，新提出了不使用载荷检测装置而通过软件来实现的控制方式(例如，参照专利文献2)。专利文献2所公开的现有的电梯控制装置采用了使用被称为干扰观测器的控制理论来估计不平衡转矩，并对估计出的不平衡转矩进行补偿的控制方式。

然而，在专利文献2所公开的现有的电梯控制装置中存在以下所示的问题点。即，存在由于使用干扰观测器作为估计不平衡转矩的方法，因此，要计算干扰观测器，而使得微型计算机等运算单元的计算负荷变大的问题。另外，由于抑制不平衡转矩的影响的控制性能受到由干扰观测器的频率特性所规定的频带的限制，因此无法具有用于抑制不平衡转矩影响的足够的响应性，根据情况的不同，存在无法满足关于响应性的要求规格这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭50-149040公报

专利文献2：国际公开WO2018/003500号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是为了解决这样的课题而完成的。其目的在于提供一种电梯控制装置，其不使用载荷检测装置，而使用估计电机的不平衡转矩的不平衡转矩估计部对不平衡转矩进行补偿，与以往相比，能够以微型计算机等的运算单元的更小的计算负荷来实现不平衡转矩估计部中的不平衡转矩的估计运算。此外，提供一种具有用于抑制不平衡转矩影响的成分的响应性的电梯控制装置。

用于解决课题的手段

本发明的电梯控制装置的特征在于，具备：电流检测部，其检测对绕挂有绳索的绳轮进行旋转驱动的电机的驱动电流，所述绳索隔着绳轮在一侧吊挂有轿厢，在另一侧吊挂有对重；速度运算部，其根据检测电机的旋转量的旋转量检测部的输出来运算电机的速度信号；速度指令产生部，其产生针对电机的速度指令信号；速度控制部，其根据速度指令信号和速度信号，以使得速度信号追随速度指令信号的方式输出能够成为转矩电流指令信号的速度控制信号而对电机的速度进行控制；电流控制部，其以使得驱动电流追随所输入的转矩电流指令信号的方式来驱动电机；制动控制部，其以在用于对电机的旋转进行制动的制动器的释放状态与制动状态之间进行切换的方式进行控制；制动状态指令产生部，其对制动控制部输出在制动器的释放状态与制动状态之间进行切换的制动状态指令信号；不平衡转矩估计部，其根据作为零速度控制中的两个信息的第1时间和电机开始旋转动作时得到的速度信号的符号的正负，来估计轿厢与对重的重量差引起的电机中的不平衡转矩，并输出作为估计结果的不平衡转矩估计信号，其中，零速度控制是将速度指令信号设定为零来控制电机的速度，第1时间是从将制动器的动作状态从制动状态切换至释放状态的制动状态指令信号的输出变化起至电机伴随制动器的释放而开始旋转动作时为止的时间；以及加法部，其将对速度控制部输出的能够成为转矩电流指令信号的速度控制信号加上不平衡转矩估计信号进行修正而得到的转矩电流指令信号输出至电流控制部。

发明效果

在本发明的电梯控制装置中，特别是在不平衡转矩估计部中，遵循如下的本次获得的新的见解：根据第1时间和电机开始旋转时得到的速度信号的符号的正负，能够估计不平衡转矩，该第1时间从将制动器的动作状态从制动状态切换至释放状态的制动状态指令信号的输出变化起至电机伴随制动器的释放而开始旋转动作时为止。因此，根据本发明的电梯控制装置，不平衡转矩的估计运算与以往相比，起到了能够以微型计算机等运算单元的更小的计算负荷来实现的效果。此外，起到了能够具有用于抑制不平衡转矩的影响的充分的响应性的效果。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式1的电梯控制装置的结构的图。

图2是作为本发明的实施方式1的电梯控制装置的控制对象的电梯机械系统例示出2：1绕绳系统的情况的结构的图。

图3是示出不平衡转矩与根据某种定义而规定的时间信息之间的关系的图。

图4是本发明的实施方式1的电梯控制装置中的不平衡转矩估计部的结构图。

图5是示出作为构成本发明的实施方式1的电梯控制装置中的不平衡转矩估计部的一个要素的校正转矩函数(其中，用于旋转方向为负的情况)的图。

图6是示出作为构成本发明的实施方式1的电梯控制装置中的不平衡转矩估计部的一个要素的校正转矩函数(其中，用于旋转方向为正的情况)的图。

图7是示出不平衡转矩估计部的输入ω是作为速度信息的增量编码器输出的情况的时间波形图。

图8是示出本发明的实施方式1的电梯控制装置中的各种信号的时间波形的图。

图9是用于说明本发明的实施方式2的电梯控制装置的图。

图10是本发明的实施方式2的电梯控制装置中的带更新功能的不平衡转矩估计部的结构图。

图11是示出在轿厢内无负载且不存在起动冲击抑制控制的情况下，制动特性发生了变化时的各种信号的时间波形的一例的图。

图12是作为用于说明作为构成本发明的实施方式2的电梯控制装置中的带更新功能的不平衡转矩估计部的一个要素的校正转矩函数(其中，用于旋转方向为正的情况)的更新动作的一例的图。

图13是作为用于说明作为构成本发明的实施方式2的电梯控制装置中的带更新功能的不平衡转矩估计部的一个要素的校正转矩函数(其中，用于旋转方向为负的情况)的更新动作的一例的图。

图14是用于说明本发明的实施方式2的电梯控制装置中的带更新功能的不平衡转矩估计部的更新动作顺序的图。

具体实施方式

在以下内容中，根据各实施方式，参照附图对本发明的电梯控制装置进行说明。另外，在各实施方式以及各图中，原则上对相同或相当的部分标注相同的标号，适当简化或省略重复的说明。另外，本发明不限于以下的实施方式1或2，能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行各种变形。

实施方式1

图1是用于说明本发明的实施方式1的电梯控制装置的结构的图。电机31的旋转轴与绳轮32连接。绳轮32上挂有绳索33。该绳索33的一端与轿厢34连接，另一端与对重35连接。其结果是，使用绳索33将轿厢34和对重35呈吊瓶状地吊挂在绳轮32上。另外，绳索33的截面不限于圆形，例如也包括带状。连接有绳轮32的电机31与用于检测角度的编码器30连接。利用该编码器30能够取得与电机31的旋转角有关的角度信息。根据该角度信息构成速度控制系统。

在此，设电梯机械系统由标号30～标号36的结构要素构成。图1内所示的电梯机械系统构成为被称为1比1绕绳系统的结构。另一方面，在本发明的实施方式1以及后述的实施方式2的电梯控制装置的电梯控制装置中，作为其进行控制的对象的电梯机械系统除了图1内所示的1比1绕绳系统外，例如也可以是n比1绕绳系统(其中，n≥2)。因此，作为参考，在图2中示出具有被称为2比1绕绳系统的结构的电梯机械系统。另外，在n比1绕绳系统(其中，n≥2)的情况下，需要注意的是，与1比1绕绳系统相比，例如包含轿厢内负载在内的轿厢34的重量对电机转矩带来的影响变为n分之1。然而，对以下1比1绕绳系统的情况进行说明的技术内容的基本部分显然也同样能够适用于n比1绕绳系统的情况。

以下，参照图1对速度控制系统的详细情况进行说明。作为编码器30的输出的、作为角度信息的电机角度检测信号被输入到速度运算部12。在速度运算部12中，具有将电机角度检测信号转换为电机31的角速度信号的功能，并输出速度信号ω。通过减法部14进行从作为速度指令产生部13的输出的速度指令信号ω_ref减去速度信号ω的处理，得到速度偏差信号ω_err。速度偏差信号ω_err被输入到速度控制部15，该速度控制部15构成为，通过速度控制能够得到期望的追随性能。例如，速度控制部15通过代表性的PID控制来实现。该情况下，输出作为对速度偏差信号ω_err进行比例运算/积分运算/微分运算而得到的结果的速度控制信号iq_ω_cont。

加法部16将速度控制信号iq_ω_cont和后述的不平衡转矩估计信号iq_t*_off(Tmes)相加，输出作为该相加结果的转矩电流指令信号iq_t*。该不平衡估计信号iq_t*_off(Tmes)是不平衡转矩估计部17输出的。在此，如已在上文中叙述的那样，将不平衡转矩估计信号记作iq_t*_off。此外，之后会明确讲述，由于取决于作为参数的时间信息Tmes，因此将其表示为iq_t*_off(Tmes)。该Tmes是指与后面进行说明的被称为第1时间的时间有关的信息。转矩电流指令信号iq_t*被输入到电流控制部9。电流控制部9以使得来自电流检测部10的电机驱动电流信号iq追随所输入的转矩电流指令信号iq_t*的方式进行控制。因此，电流控制部9通常对电机31输出与转矩电流指令信号iq_t*一致那样的驱动电流iq。

另外，作为参考，在作为不平衡转矩估计部17的输出的不平衡估计信号iq_t*_off(Tmes)的值为零的情况下，输入到电流控制部9的转矩电流指令信号iq_t*当然与作为速度控制部15的输出的速度控制信号iq_ω_cont一致。同样地，当在现有的电梯控制装置中不存在不平衡转矩估计部17那样的情况下，转矩电流指令信号iq_t*与速度控制信号iq_ω_cont一致。

根据以上所叙述的结构，以使得电机31的速度ω追随速度指令信号ω_ref的方式实现了速度控制系统。另外，在此所叙述的速度信号、速度指令信号是与角度有关的信号，因此严格来说，应分别称为角速度信号、角速度指令信号。然而，在对它们不会产生误解的情况下，为了方便而在此称为速度信号、速度指令信号。

制动器36具有对电机31进行制动和对电机31解除制动这两种动作状态。另外，在以下内容中，该解除制动被简称为释放。通过将从制动状态指令产生部7输出的制动控制信号BK_cont提供给制动控制部8，能够在制动器36的制动状态与释放状态之间进行切换。在使轿厢34从当前楼层移动到目标楼层时，需要事先将制动器36的动作状态从用于使轿厢34静止的制动状态变更为释放状态。在该制动释放时，要先将上述的速度控制系统从无效状态变更为有效状态。于是，速度指令产生部13预先将有效状态下的速度指令信号ω_ref设定为零。顺便说一下，将速度指令信号设定为零来控制电机31的速度的速度控制在此被称为零速度控制(zero velocity control)。

不平衡转矩估计部17对轿厢34与对重35的重量差引起的电机31中的不平衡转矩进行估计。实现利用不平衡转矩估计部17估计并输出的不平衡转矩估计信号iq_t*_off(Tmes)来抵消不平衡转矩的控制方式。如果能够抵消不平衡转矩，则不会产生针对电机31的阶跃状的输入干扰。在制动器释放时，绳轮32以及轿厢34不动而处于稳定状态，因此能够抑制起动冲击以及倒转的产生。

在以下内容中，对不平衡转矩估计部17的详细情况进行说明。其中，在对不平衡转矩估计部17的结构进行说明之前，为了优先使本发明点易于理解，以下，首先参照图3对不平衡转矩估计部17中的不平衡转矩估计信号的求取方法进行说明。

如图1所示，不平衡转矩估计部17具有输入速度信号ω和制动控制信号BK_cont并输出不平衡转矩估计信号iq_t*_off(Tmes)的功能。发明的实施方式1以及后述的实施方式2的电梯控制装置的区别技术特征在于利用了如下新的见解：能够使用速度信号ω和制动控制信号BK_cont的信号而简单地求出为了抵消不平衡转矩所需的不平衡转矩估计信号。该特征体现在图3所示的数据中。图3是示出不平衡转矩与根据某种定义而规定的时间信息之间的关系的图。该根据某种定义而规定的时间信息是指，从用于将制动器36的动作状态从制动状态切换至释放状态的制动状态指令信号的输出变化起至制动器36的动作状态从制动状态切换为释放状态从而电机31开始旋转动作时为止的时间。在此，将其简称为第1时间Tmes。作为参考，在后面所示的图11内，预先填写有与第1时间Tmes相应的时间。图11是示出在没有轿厢内负载并且不存在起动冲击抑制控制的情况下，制动特性发生了变化时的各种信号的时间波形的一例的图。重复说明一下，如在图11中所示，第1时间Tmes是指，从用于将制动器36的动作状态从制动状态切换至释放状态的制动状态指令信号的输出变化起至制动器36的动作状态从制动状态切换为释放状态从而电机31开始旋转动作时为止的时间。

更具体而言，图3是示出基于实测数据的、不平衡转矩[Nm]与第1时间Tmes[s]之间的关系的图。横轴为不平衡转矩，纵轴为第1时间Tmes。横轴的定义域为-Tq至αTq。αTq表示Tq的α倍的值。在此，Tq表示搭载额定承载量时的不平衡转矩量，α表示承载极限量与额定承载量的比率。

图3内的黑圆点表示实测数据。图3是进行在轿厢34内堆积重物而变更了轿厢34内的负载的实验，绘制此时的不平衡转矩与第1时间Tmes之间的关系而制成的图。

顺便说一下，在图3中，不平衡转矩为-Tq的情况与在轿厢34内没有重物承载的被称为NL(No Load：空载)的情况对应。并且，不平衡转矩为αTq的情况与承载量成为极限承载量的被称为OL(Over Load：超载)的情况对应。

另外，在图3中，第1时间Tmes的值在t1、t2、t3[s]示出以下情况。t1示出设轿厢34的搭载量为额定承载量的情况下的第1时间Tmes的值。t2示出轿厢34的搭载量为平衡载荷量(与对重35平衡的量)的情况下的第1时间Tmes的值。t3示出轿厢34的搭载量为承载极限量的情况下的第1时间Tmes的值。

在此，根据我们的实验，根据所绘制的实测数据，如图3所示，本次新确认到：具有能够以某种程度的高精度进行直线近似的关系，并且，该关系具有再现性。即，能够确认到：由图3内的实线所示的特性波形能够近似为横轴为不平衡转矩、纵轴为第1时间Tmes的线性函数，在横轴的定义域中除Tq至αTq的范围外，形成为相对于纵轴呈线对称的特性。

另外，作为参考，请注意，在以上内容中在图3的说明中所使用的记号是指与后面进行说明的图5及图6内的记号相同的内容。

此外，能够确认到：成为第1时间Tmes的值随着不平衡转矩的绝对量的增大而呈线性函数地减小的关系。

在此，关于图3中的示出第1时间Tmes的最大值t2[s]的点是示出不平衡转矩为零、即取得了平衡的情况下的第1时间Tmes的点。其中，该示出t2[s]的点是通过直线近似而得到的虚拟的点。这是因为，显然，在不平衡转矩完全为零、即取得了平衡的情况下，第1时间Tmes本来就应成为无限大的时间。

另外，到目前为止，设由图3内的实线所示的特性波形能够作为横轴为不平衡转矩、纵轴为第1时间Tmes的线性函数进行了说明。此外，显然，只要在允许的精度内，当然也可以是例如在横轴的定义域为负的情况下为单调增函数，在横轴的定义域为正的情况下为单调减函数。即，在此进行了说明的特性波形通常可以说只要是一一对应的函数即可。一一对应的函数是指，具有纵轴的值与横轴的值唯一对应并且横轴的值与纵轴的值唯一对应的特征的函数。

根据图3可知，如果知道第1时间Tmes[s]的值和不平衡转矩的符号的正负，则能够估计不平衡转矩。在此，能够计测第1时间Tmes[s]。此外，不平衡转矩的符号的正负能够根据电机31伴随制动器36的释放而开始旋转动作时得到的速度信号ω的符号的正负来判定。因此，根据图3可知，能够使用这两个信息来估计不平衡转矩。

这样，本发明的实施方式1以及后述的实施方式2的电梯控制装置是利用如下方式来实现的：根据作为零速度控制中的两个信息的、第1时间和电机31开始旋转动作时得到的速度信号的符号的正负，能够估计轿厢34与对重35的重量差引起的电机31中的不平衡转矩，所述零速度控制是将速度指令信号设定为零来控制电机31的速度的控制，所述第1时间是从将制动器36的动作状态从制动状态切换至释放状态的制动状态指令信号的输出变化起至电机31伴随制动器36的释放而开始旋转动作时为止的时间。

另外，在物理意义上，这里的电机31伴随制动器36的释放而开始旋转动作时的时机亦即制动器36的动作状态从静止摩擦状态向动摩擦状态变化的时机，因此也可以说是制动状态变化时机。因此，关于第1时间Tmes的定义，换言之，第1时间Tmes是指从作为制动状态指令的制动释放指令起至制动状态变化时机为止的时间。这时，可知，处于静止摩擦状态这一制动器36的内部的信息作为外部信息来讲，是指处于速度信号ω为零的状态。并且，可知，制动器36的内部状态从静止摩擦状态向动摩擦状态变化的时机即制动状态变化时机作为外部的信息来讲，是指从速度信号ω为零的状态向速度信号ω具有不为零的值的状态变化的时机。

因此，制动状态变化时机是指，从结果而言，作为外部的信息来讲，能够作为电机31伴随制动器36的释放而开始旋转动作时的时机而检测出来。

如上所述，对不平衡转矩估计部17中的不平衡转矩估计信号的求取方法进行了说明。接下来，参照图4对不平衡转矩估计部17的内部结构进行说明。

图4是本发明的实施方式1的电梯控制装置中的不平衡转矩估计部17的结构图。如图4所示，不平衡转矩估计部17包括预处理部171、第2检测部172以及校正转矩函数部174。

在图4中，预处理部171包括第1检测部(未图示)和第1判定部(未图示)，其中，所述第1检测部检测制动状态变化时机，所述第1判定部判定不平衡转矩符号的正负。第2检测部172检测作为从制动释放指令起至制动状态变化时机为止的时间的第1时间Tmes。校正转矩函数部174利用校正转矩函数来给出关系。

并且，输入到不平衡转矩估计部17的ω也可以是表示速度的物理量的通常的速度信号。此外，例如，也可以是由作为增量编码器输出的A相输出以及B相输出这两个信号构成的速度信息。在以下内容中，首先，将所输入的ω作为速度信号来进行说明。

速度信号ω被输入到包括第1检测部(未图示)和第1判定部(未图示)的预处理部171。第1检测部检测制动状态变化时机，例如检测所输入的速度信号ω从零变化为零以外的规定值的时机，并输出表示检测到制动状态变化时机的制动状态变化时机检出信号。如上所述，制动状态变化时机是指，作为外部的信息来讲，能够作为电机31伴随制动器36的释放而开始旋转动作时的时机而检测出来。因此，作为制动状态变化时机的检测方法，除了刚刚叙述的速度信号ω之外，例如也可以使用旋转量检测部30的输出信号、速度控制部15输出的速度控制信号、能够从电流检测部10取得的驱动电流信号iq、以及输入到电流控制部9的转矩电流指令信号iq_t*中的至少任意一个中出现表示电机31的旋转动作的变化时的时机。

第2检测部172检测第1时间Tmes，检测出从以基于制动控制信号BK_cont的制动释放指令的时机为起点直到检测出制动状态变化时机检出信号的时间为止的时间作为第1时间Tmes。第1判定部判定不平衡转矩符号的正负，更准确地说是判定制动状态变化时机检出信号的变化时刻下的速度信号ω的符号的正负。具体而言，是判定制动器36的动作状态从静止摩擦状态变化为动摩擦状态时的电机31的旋转方向，并输出旋转方向信息sign。旋转方向信息sign根据旋转方向为正旋转而输出+1、或者根据旋转方向为负旋转而输出-1。并且，更准确地说，关于旋转方向信息sign，如果是旋转方向为零的情况、即不进行旋转的情况，则输出零。在校正转矩函数部174中，通过输入第1时间Tmes和旋转方向信息sign，根据旋转方向信息的符号的正负而输出不平衡转矩估计信号iq_t*_off(Tmes)。校正转矩函数部174是取决于制动器36的动作状态从静止摩擦状态变化为动摩擦状态时的电机31的旋转方向的函数。图5及图6示出校正转矩函数部174的特性。

在以上内容中，设为输入到不平衡转矩估计部17中的ω是速度信号的情况而进行了说明。接下来，设为输入到不平衡转矩估计部17的ω是由作为增量编码器输出的A相输出以及B相输出这两个信号构成的速度信息的情况，使用图7对不平衡转矩估计部17中的预处理部171进行说明。另外，关于第2检测部172以及校正转矩函数部174，由于与设为所输入的ω是速度信号的情况而在之前进行了说明的内容相同，因此在此省略说明。

如图7所示，设输入到不平衡转矩估计部17的ω是由作为增量编码器输出的A相输出以及B相输出这两个信号构成的速度信息。众所周知，这时，A相输出的信号与B相输出的信号处于相位错开90度的关系。

与之前设ω为速度信号的情况而进行了说明的内容同样地，预处理部171包括第1检测部(未图示)和第1判定部(未图示)，其中，所述第1检测部检测制动状态变化时机，所述第1判定部判定不平衡转矩符号的正负。因此，第1检测部是根据如下时刻而检测出制动器状态变化时机的：电机31伴随根据将制动器36的动作状态从制动状态向释放状态进行切换的制动状态指令进行的制动释放而开始旋转动作，从而A相输出以及B相输出这两个信号出现了变化的时刻。如前面已经叙述的那样，制动状态变化时机是指，作为外部的信息来讲，能够作为电机31伴随制动器36的释放而开始旋转动作时的时机而检测出来。因此，作为除此以外的作为制动状态变化时机的检测方法，例如也可以使用速度控制部15输出的速度控制信号、能够从电流检测部10取得的驱动电流信号iq、以及输入到电流控制部9的转矩电流指令信号iq_t*中的至少任意一个出现表示电机31的旋转动作的变化时的时机。

此外，第1判定部根据A相输出的信号和B相输出的信号各自的上升的定时中的哪一个在先，能够判别编码器的旋转方向、即连接有编码器的电机31的旋转方向，由此来判定不平衡转矩符号的正负。图7的上图示出编码器的旋转方向为正旋转的情况下的增量编码器输出。此外，下图示出编码器的旋转方向为负旋转的情况下的增量编码器输出。

图5及图6是用于说明作为构成本发明的实施方式1的电梯控制装置中的不平衡转矩估计部17的一个要素的校正转矩函数部174的图。其中，图5是用于说明基于在电机31的旋转方向为负的情况下使用的校正转矩函数的校正转矩函数部174的图。另一方面，图6是用于说明基于在电机31的旋转方向为正的情况下使用的校正转矩函数的校正转矩函数部174的图。

具体而言，图5及图6是示出在校正转矩函数部174内进行运算的校正转矩函数的图。根据该图5及图6可知，校正转矩函数示出电机31的旋转方向为负的情况下的、与测定出的第1时间Tmes对应的不平衡转矩估计信号iq_t*_off(Tmes)的关系。

图5所示的校正转矩函数的横轴为Tmes[s]，纵轴为iq_t*_off(Tmes)，定义域为大于等于0，值域为0至αTq。另一方面，图6所示的校正转矩函数与图5同样，横轴为Tmes[s]，纵轴为iq_t*_off(Tmes)。其中，定义域大于等于零，值域为-Tq至零，这一点与图5有所不同。在此，在图5及图6内使用的记号是指与在图3的说明中所使用的记号相同内容的记号。

图5所示的校正转矩函数的详细情况如下所述。如图5所示，关于作为校正转矩函数的值的iq_t*_off(Tmes)的值在Tmes为零～t3[s]时为恒定值αTq，在Tmes为t3至t2时按线性函数特性减少。这时的线性函数的斜率为-Tq/(t2-t1)。在Tmes为t2[s]时的iq_t*_off(Tmes)的值为0。此外，在Tmes大于等于t2[s]时，iq_t*_off(Tmes)的值也被定义为0。

另一方面，图6所示的校正转矩函数的详细情况如下所述。如图6所示，作为校正转矩函数的值的iq_t*_off(Tmes)的值在Tmes为零～t1[s]时为恒定值-Tq，在Tmes为t1至t2时按线性函数特性增加。在Tmes为t2[s]时的iq_t*_off(Tmes)的值为零。此外，在Tmes大于等于t2[s]时，iq_t*_off(Tmes)的值也被定义为零。

在以上内容中进行了说明的图5及图6的特性实际上是根据之前进行了说明的图3所示的内容来定义的。图3是示出不平衡转矩与第1时间Tmes之间的关系的图。

图5和图6是将该图3的纵轴和横轴互换，进而将成为新的纵轴的不平衡转矩定义为不平衡转矩估计信号的图。并且，图5示出不平衡转矩估计信号为正的情况。另一方面，图6示出不平衡转矩估计信号为负的情况。

通过使用图5或图6中所示的在校正转矩函数部174内运算出的校正转矩函数，能够估计不平衡转矩。即，设为测定出的第1时间Tmes例如为Tn[s]的情况，在这时的旋转方向信息的符号的正负为正的情况下选择图6所示的校正转矩函数，在这时的旋转方向信息的符号的正负为负的情况下选择图5所示的校正转矩函数，根据该所选择的图即图5或图6所示的校正转矩函数的对应关系可知，能够得到与Tmes为Tn[s]时对应的iq_t*_off(Tmes)的值Tqn。这样，能够将在第1时间Tmes为Tn[s]的情况下得到的iq_t*_off(Tmes)的值Tqn估计为不平衡转矩估计信号。

图8是示出本发明的实施方式1的电梯控制装置中的各种信号的时间波形的图。另外，图8示出在作为初始条件没有轿厢内负载的情况下，结果将不平衡转矩引起的阶跃干扰输入到电机31的情况下的行为。另外，在此所示的内容是我们通过仿真以及实机确认到的内容。

图8所示的4个各种信号的时间波形从上方起依次涉及制动控制信号BK_cont(t)、速度信号ω(t)、转矩电流指令信号iq_t*、轿厢34的上下方向加速度。特别是，在通过制动控制信号BK_cont(t)输出释放指令起经过了第1时间Tmes[s]后的各种信号的行为如下所述。根据图8可知，速度信号ω(t)在稍稍发生了变动之后保持零。转矩电流指令信号iq_t*成为阶跃状的波形，表示已瞬时并且适当地校正了不平衡转矩。由于轿厢34的上下方向加速度成为对速度信号ω(t)进行微分而得到的波形，因此还是在稍稍发生了变动之后保持零。根据该轿厢34的上下方向加速度的结果可知，根据本发明的实施方式1的电梯控制装置，即使在不平衡转矩引起的阶跃干扰被输入到电机31的情况下，也能够将起动冲击和倒转抑制得极小。

在以上内容中进行了说明的本发明的实施方式1的电梯控制装置是根据如下这样的本次获得的新的见解的装置，特别是，在不平衡转矩估计部17中，根据从将制动器36的动作状态从制动状态切换至释放状态的制动状态指令信号的输出变化起至电机31伴随制动器36的释放而开始旋转动作时的第1时间、和电机31开始旋转动作时得到的速度信号的符号的正负，能够估计不平衡转矩。通过根据该新的见解，本发明的实施方式1的电梯控制装置中的不平衡转矩的估计运算不构成以往那样的干扰观测器来进行运算，而是能够根据以具有简单特性的函数来代表的对应关系来进行运算，因此与以往相比，起到了能够实现微型计算机等运算单元的更小的计算负荷的效果。此外，如上所述，转矩电流指令信号iq_t*成为阶跃状的波形，已瞬时并且适当地校正了不平衡转矩，因此，根据本发明的实施方式1的电梯控制装置的结构，起到了能够具有用于抑制不平衡转矩的影响的充分的响应性的效果。

实施方式2

本发明的实施方式1的电梯控制装置例如构成为，对于制动器36的特性不会大幅度地变化的情况有效的结构。与此相对，本发明的实施方式2的电梯控制装置实现了如下效果：即使当在电梯系统的动作中，制动器36的特性受到温度等的影响而发生了变化的情况下，也能够将起动冲击和倒转抑制得较小。

图9是用于说明本发明的实施方式2的电梯控制装置的图。本发明的实施方式2的电梯控制装置以假定存在制动器36的特性变化的情况的电梯控制装置为对象。在图9中，图1所示的实施方式1中的不平衡转矩估计部17的部分被替换为带更新功能的不平衡转矩估计部17a。其它结构是与图1所示的实施方式1的电梯控制装置相同的结构。因此，在此，以作为变更部分的带更新功能的不平衡转矩估计部17a为中心进行说明。

如图9所示，作为带更新功能的不平衡转矩估计部17a的输入信号，新增加了作为速度控制部15的输出的速度控制信号iq_ω_cont和能够从速度指令产生部13a取得的零速度控制结束时机信号Zero_cont_end(t)。使用这些新增加的信号来应对在本发明的实施方式的电梯控制装置中成为课题的制动器36的特性变化。

图10是本发明的实施方式2的电梯控制装置中的带更新功能的不平衡转矩估计部17a的结构图。示出了表示带更新功能的不平衡转矩估计部17a的一例的框图。在图10所示的实施方式2中的带更新功能的不平衡转矩估计部17a的结构中，与图3所示的实施方式1中的不平衡转矩估计部17的结构相比，带更新功能的校正转矩函数174a和保持单元175这两个结构有所不同。

图11是示出在由于轿厢34内没有负载而产生不平衡转矩的情况下、并且在不进行针对起动冲击和倒转的抑制控制的情况下，制动特性发生了变化时的各种信号的时间波形的一例的图。图11所示的5个各种信号的时间波形从上方起依次为制动控制信号BK_cont(t)、速度信号ω(t)、速度控制信号iq_ω_cont、轿厢34的上下方向加速度、刚刚起动后的零速控制结束定时信号Zero_cont_end(t)。

通过制动控制信号BK_cont(t)输出释放指令起经过了第1时间Tmes[s]后的各种信号的行为如下所述。根据图11可知，速度信号ω(t)和速度控制信号iq_ω_cont严重紊乱。其结果是，在轿厢34至少是产生了较大的起动冲击。在此，与在本发明的实施方式1中也进行了说明的内容同样地，在图11所示的场景中，实现了将速度指令信号设定为零来控制电机31的速度的零速度控制。因此，如图11所示，速度信号ω(t)收敛于零。此外，速度控制信号iq_ω_cont收敛于能够作为比较恒定的值来处理的crct的值。

在此，速度控制信号iq_ω_cont在能够准确地估计不平衡转矩估计信号iq_t*_off(Tmes)的情况下为零。然而，在如实施方式2中所假定的那样的制动器36存在特性变化的情况下，如图11所示，速度控制信号iq_ω_cont成为crct的值。即，能够理解为，由于制动器36存在特性变化，从而速度控制信号iq_ω_cont产生了crct这一误差。换言之，可以认为crct的值是用于补偿速度控制信号iq_ω_cont中的误差的校正量。因此，在从制动器36的动作状态由静止摩擦状态向动摩擦状态变化的制动状态变化时机以后，能够将通过零速度控制而使得速度信号ω收敛于零时的速度控制信号iq_ω_cont的检测值crct用作不平衡转矩估计信号iq_t*_off(Tmes)的校正量。为了实现该想法，使用了图10所示的保持单元175。

另外，到此为止，示出了使用能够从速度指令产生部13a取得的零速度控制结束定时信号Zero_cont_end(t)作为通过零速度控制而使得速度信号ω收敛于零的时机的例子，但也能够不使用速度指令而是使用速度信号ω，使用通过判定该速度信号ω是否已收敛于零速度而得到的信号。

图12及图13是用于说明作为构成本发明的实施方式2的电梯控制装置中的带更新功能的不平衡转矩估计部17a的一个要素的带更新功能的校正转矩函数部174a的图。其中，图12是用于说明基于在电机31的旋转方向为正的情况下使用的校正转矩函数的带更新功能的校正转矩函数部174a的图。另一方面，图13是用于说明基于在电机31的旋转方向为负的情况下使用的校正转矩函数的带更新功能的校正转矩函数部174a的图。

在以下内容中，使用图12及图13，作为具体的一例，对带更新功能的校正转矩函数部174a中的校正转矩函数的更新动作进行说明。

首先，作为准备的说明如下所述。图12及图13中的白圆点表示更新前的校正转矩函数中的折点。考虑使用在图12及图13的各个图中具有由两个白圆点确定的特性的更新前的校正转矩函数来执行本发明的实施方式1的电梯控制装置进行的针对起动冲击以及倒转的抑制控制的情况。这时，在第1时间Tmes的测定值为tn的情况下，如此前所叙述的那样，设为检测出了crct作为伴随制动器36的特性变化等所需的不平衡转矩估计信号iq_t*_off(Tmes)的校正量。在接下来的下次的轿厢升降动作的速度控制中，通过进行将校正转矩函数加上该crct的量那样的更新来进行应对，以防止伴随制动器36的特性变化等的、对起动冲击和倒转的抑制性能的劣化。

并且，带更新功能的校正转矩函数部174a中的校正转矩函数的具体的更新动作如下所述。另外，在这里的例子中，为了易于理解，首先，假设图12及图13所示的校正转矩函数中的点t2不变化。

如此前所叙述的那样，在如果电机31伴随制动器36的释放而开始旋转动作时得到的速度信号的符号、即电机31的旋转方向为正的情况下，使用图12所示的校正转矩函数。另外，在如果为负的情况下，可以以图13来替换以下所示的图12。

因此，作为更新动作，首先，在图12所示的校正转矩函数中，首先求出用直线连接坐标(t2，0)的白圆点和坐标(tn，-Tqn+crct)的黑圆点而得到的折点坐标(t1′，-Tq)的黑圆点。接下来，将用直线连接刚才求出的折点坐标(t1′，-Tq)的黑圆点和坐标(t2，0)的白圆点而得到的校正转矩函数更新为新的校正转矩函数。

通过实现这样的更新动作，即使在受到温度等的影响而使得制动器36的特性发生了变化的情况下，接下来的下次的轿厢升降动作中的crct的值也有可能能够成为零。只要不是制动器36的特性在短时间内急剧地变化那样的情况，通过反复进行该带更新功能的校正转矩函数部174a中的校正转矩函数的更新动作，即使在制动器36的特性发生变化那样的情况下，也能够进行准确的不平衡转矩的估计，其结果是，能够将起动冲击和倒转抑制得较小。

另外，到目前为止，假设校正转矩函数中的点t2在更新后也与更新前同样地不发生变化而对带更新功能的校正转矩函数部174a中的校正转矩函数的更新动作进行了说明。

然而，实际上，在更新后的校正转矩函数中，校正转矩函数中的点t2不能说一定不变化。即，表示不平衡转矩与第1时间Tmes之间的关系的实际的校正转矩函数并不一定经过坐标(t2，0)。

但是，即使实际的校正转矩函数并不一定经过坐标(t2，0)，关于本发明的实施方式2的电梯控制装置中的、带更新功能的校正转矩函数部174a中的校正转矩函数的更新动作，即使假定为校正转矩函数中的点t2在更新前后不发生变化，也不会成为较大的问题。

这是因为，即使t2附近的校正转矩函数值存在建模误差，在将该t2附近的建模误差的值对t2附近的校正转矩函数值带来的影响与t2附近的建模误差的值对例如第1时间Tmes的测定值为tn时的校正转矩函数值带来的影响相比的情况下，仍然较小。即，这是因为，t2附近的建模误差的值作为关于不平衡转矩量的估计值的误差对针对起动冲击和倒转的抑制效果带来的影响度较小。总之，这是因为，如果比较不平衡转矩量的估计值的绝对值的横轴Tmes在t2附近的情况和横轴Tmes在tn的情况，则在前者的情况下所述绝对值相对较小，在后者的情况下所述绝对值相对较大，因此，t2附近的建模误差的值对后者的情况带来的影响相比于对前者的情况带来的影响，可以说影响很小。

另外，在此，图10是本发明的实施方式2的电梯控制装置中的带更新功能的不平衡转矩估计部17a的结构图，因此根据图10不易理解伴随时间经过的动作顺序。具体而言，不易理解带更新功能的校正转矩函数部174a中的校正函数的更新动作顺序。因此，以下，作为参考，关于本发明的实施方式2的电梯控制装置，使用图14对带更新功能的校正转矩函数部174a中的校正函数的更新动作顺序进行说明。

图14是示出用于理解在本发明的实施方式2的电梯控制装置中，电梯的轿厢34进行了升降动作的情况下的各种信号的处理定时的时间轴波形的图。

图14所示的4个各种信号的时间波形从上方起依次涉及制动控制信号BK_cont(t)、速度信号ω(t)、不平衡转矩校正量crct(t)、不平衡转矩估计信号iq_t*_off(t)。

在这些时间波形的上方，使用三角标记作为记号来示出主要的定时。在该三角标记的上部，以时间轴从早到晚的顺序标注有数字。该数字与对移动期间标注的数字相对应。即，可知在三角标记的上部标注有数字1的情况下，是与移动期间1有关的主要的定时。白色三角标记表示第1时间Tmes的定时，表示从BK_cont(t)的上升起经过了第1时间Tmes的定时。黑色三角标记是刚刚起动后的零速度控制结束定时信号Zero_cont_end(t)的上升定时。横线三角标记是不平衡转矩估计信号iq_t*_off(t)的更新定时。

此外，在图14的下部，使用横向箭头示出电梯的动作状态。此外，在该横向箭头之下示出动作状态的名称。黑色横向箭头示出电梯停止的状态的期间即停止期间。在该例子中，将该停止期间定义为从横线三角标记到白色三角标记的期间。白色横向箭头示出轿厢34动作而进行移动的状态的期间即移动期间。在该例子中，定义为从白色三角标记到横线三角标记的期间。

作为这里的轿厢34的动作，是在停止期间1停止，在移动期间1中向上方的楼层移动，在停止期间2停止，在移动期间2中向下方楼层移动，在停止期间3停止，在移动期间3中向上方楼层移动，在停止期间4停止。

在此，为了简化说明而假定了如下情况：设在一系列的动作期间不存在乘客的乘降，不存在轿厢内负载的变化，在停止期间中制动器36的特性产生某种随时间的变化。

本实施方式2的不平衡转矩估计信号iq_t*_off(t)的修正动作如下所述。参照图10对图14的动作进行说明。

首先，在黑色三角标记1的定时，利用保持单元175保持速度控制信号iq_ω_cont(t)，计测不平衡转矩校正量crct。该情况下的crct的计测值为cr1。crct被输入到带更新功能的校正转矩函数部174a。在带更新功能的校正转矩函数部174a中，虽然根据crct来进行校正转矩函数的更新，但该更新动作是在停止期间2的期间中进行。在图14的例子中，在停止期间2的开始的定时进行更新，但只要是停止期间2中，当然可以是任意的时机。其结果是，更新后的不平衡转矩估计信号iq_t*_off(t)成为对校正前的值加上cr1而得到的值。

同样地，从在停止期间2停止的状态转移到移动期间2，在黑色三角标记2的定时利用保持单元175保持速度控制信号iq_ω_cont(t)，计测不平衡转矩校正量crct。该情况下的crct的计测值为cr2。在该例子中，cr2的符号为负。同样地，crct被输入到带更新功能的校正转矩函数部174a，在停止期间3的任意的时机进行校正转矩函数的更新。其结果是，更新后的不平衡转矩估计信号iq_t*_off(t)成为对校正前的值加上cr2而得到的值。由于该例子的cr2的符号为负，因此成为从校正前的值减去cr2的振幅量而得到的值。

进而，同样地，从在停止期间3停止的状态转移到移动期间3，在黑色三角标记3的定时利用保持单元175保持速度控制信号iq_ω_cont(t)，计测不平衡转矩校正量crct。该情况下的crct的计测值为零。这时，由于假定的是制动器36的特性没有变化的情况，因此，其结果是，不平衡转矩校正量crct的计测值为零。同样地，crct被输入到带更新功能的校正转矩函数部174a，在停止期间3的任意的时机进行校正转矩函数的更新，但是，其结果是，更新后的不平衡转矩估计信号iq_t*_off(t)成为与更新前的值相同的值。

在此，作为参考，关于本发明的实施方式2的电梯控制装置，使用图14对校正转矩函数的更新动作顺序进行了说明。

根据在以上内容中进行了说明的本发明的实施方式2的电梯控制装置，即使在电梯系统的动作中，制动器36的特性受到温度等的影响而发生了变化的情况下，也能够使用带更新功能的不平衡转矩估计部17a来代替本发明的实施方式1的电梯控制装置的结构中的不平衡转矩估计部17，从而带更新功能的不平衡转矩估计部17a能够将不平衡转矩适当地更新为用于作为不平衡转矩估计信号进行估计的校正转矩函数，因此，其结果是，实现了能够将起动冲击和倒转抑制得较小的效果。

当然，根据本发明的实施方式2的电梯控制装置，与本发明的实施方式1的电梯控制装置同样地，不平衡转矩的估计运算不构成以往那样的干扰观测器来进行运算，而是能够根据以具有简单特性的函数来代表的对应关系来进行运算，因此与以往相比，起到了能够实现微型计算机等运算单元的更小的计算负荷的效果。此外，转矩电流指令信号iq_t*形成为阶跃状的波形，能够瞬时且适当地校正不平衡转矩，因此，根据本发明的实施方式2的电梯控制装置的结构，与本发明的实施方式1的电梯控制装置同样地起到了能够具有用于抑制不平衡转矩的影响的充分的响应性的效果。

标号说明

7：制动状态指令产生部；8：制动控制部；9：电流控制部；10：电流检测部；12：速度运算部；13、13a：速度指令产生部；14：减法部；15：速度控制部；16：加法部；17：不平衡转矩估计部；17a：带更新功能的不平衡转矩估计部；30：编码器；31：电机；32：绳轮；33：绳索(也包含带状的绳索)；34：轿厢；35：对重；36：制动器；171：预处理部；172：第2检测部；174：校正转矩函数部；174a：带更新功能的校正转矩函数部。

Claims (7)

1.一种电梯控制装置，其中，所述电梯控制装置具备：

电流检测部，其检测对绕挂有绳索的绳轮进行旋转驱动的电机的驱动电流，所述绳索隔着所述绳轮在一侧吊挂有轿厢，在另一侧吊挂有对重；

速度运算部，其根据检测所述电机的旋转量的旋转量检测部的输出来运算所述电机的速度信号；

速度指令产生部，其产生针对所述电机的速度指令信号；

速度控制部，其根据所述速度指令信号和所述速度信号，以使得所述速度信号追随所述速度指令信号的方式输出能够成为转矩电流指令信号的速度控制信号而对所述电机的速度进行控制；

电流控制部，其以使得所述驱动电流追随所输入的转矩电流指令信号的方式来驱动所述电机；

制动控制部，其以在用于对所述电机的旋转进行制动的制动器的释放状态与制动状态之间进行切换的方式进行控制；

制动状态指令产生部，其对所述制动控制部输出在所述制动器的释放状态与制动状态之间进行切换的制动状态指令信号；

不平衡转矩估计部，其根据作为零速度控制中的两个信息的第1时间和所述电机开始旋转动作时得到的速度信号的符号的正负，来估计所述轿厢与所述对重的重量差引起的所述电机中的不平衡转矩，并输出作为估计结果的不平衡转矩估计信号，其中，所述零速度控制是将所述速度指令信号设定为零来控制所述电机的速度，所述第1时间是从将所述制动器的动作状态从制动状态切换至释放状态的所述制动状态指令信号的输出变化起至所述电机伴随所述制动器的释放而开始旋转动作时为止的时间；以及

加法部，其将对所述速度控制部输出的能够成为所述转矩电流指令信号的所述速度控制信号加上所述不平衡转矩估计信号进行修正而得到的转矩电流指令信号输出至所述电流控制部。

2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其中，

所述不平衡转矩估计部将利用所确定的校正转矩函数与所述第1时间建立了对应的不平衡转矩量用作所述不平衡转矩估计信号。

3.根据权利要求2所述的电梯控制装置，其中，

所述校正转矩函数是根据所述电机伴随所述制动器的释放而开始旋转动作时得到的速度信号的符号的正负而确定的。

4.根据权利要求2或3所述的电梯控制装置，其中，

所述电梯控制装置还具备保持部，该保持部将所述速度控制信号作为保持值来进行保持，所述速度控制信号是作为基于所述加法部对所述电流控制部的输出、将所述速度指令信号设定为零来控制所述电机的速度的零速度控制的控制结果，使所述速度信号收敛于零时的速度控制信号，

通过对在所述不平衡转矩估计部中使用的利用所述校正转矩函数与所述第1时间建立了对应的所述不平衡转矩量加上所述保持值来修正所述不平衡转矩估计信号。

5.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其中，

使用所述不平衡转矩信号的修正结果来更新所述校正转矩函数。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的电梯控制装置，其中，

所述校正转矩函数以使得所述第1时间越长则所述不平衡转矩量的绝对值越小的方式将所述第1时间与所述不平衡转矩量建立对应。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的电梯控制装置，其中，

在所述第1时间的确定中所需的对所述电机开始旋转动作时的时机的判定，是根据在所述速度信号、所述旋转量检测部的输出信号、所述速度控制信号、所述驱动电流以及所述转矩电流指令信号中的至少任意一个中出现了表示所述电机的旋转动作的变化时而进行的。

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