DE112011104681T5

DE112011104681T5 - Aufzugtür-steuersystem

Info

Publication number: DE112011104681T5
Application number: DE112011104681T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kakio; Kenji Utsunomiya
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-12-13
Also published as: KR20130101120A; WO2012093441A1; JPWO2012093441A1; DE112011104681B4; JP5575272B2; KR101506416B1; CN103282300B; CN103282300A

Abstract

Ein Aufzugtür-Steuersystem beinhaltet eine Fahrkorb-Türplatte zum Öffnen/Schließen eines Türbereichs eines Aufzugfahrkorbs, eine Etagen-Türplatte zum Öffnen/Schließen eines Türbereichs auf jeder Aufzug-Zugangsetage, einen Motor zum Antreiben der Fahrkorb-Türplatte zum Öffnen/Schließen derselben, eine zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte vorgesehene Eingriffseinrichtung zum Öffnen/Schließen der Etagen-Türplatte zusammen mit den Öffnungs-/Schließvorgängen der von dem Motor angetriebenen Fahrkorb-Türplatte. Für eine rasche Detektion eines Eingriffs zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte sowie eine rasche Beschleunigung der Türplatten weist das Aufzugtür-Steuersystem ferner folgendes auf: eine Berechnungseinrichtung, die vorab Regionen für einen Zustand vor und einen Zustand nach dem Eingriff der Fahrkorb-Türplatte mit der Etagen-Türplatte berechnet, eine Speichereinrichtung, die die berechneten Resultate speichert, sowie einen Türeingriffsdetektor, der den Eingriff zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte unter Verwendung von Ausgangssignalen der Rotationsdetektoreinrichtung und der Drehmomentdetektoreinrichtung während tatsächlicher Türöffnungs-/Türschließvorgänge sowie der in der Speichereinrichtung gespeicherten berechneten Resultate feststellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem zum Öffnen und Schließen von Türplatten eines Aufzugs sowie auf eine Technik zum Detektieren eines Eingriffs zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Zugangsbereich- bzw. Etagen-Türplatte.
Einschlägiger Stand der Technik
Eine Aufzugtür weist im allgemeinen insgesamt vier Türplatten auf, d. h. zwei Türplatten, die rechts und links an einem Aufzugfahrkorb vorgesehen sind, sowie zwei Etagen-Türplatten, die rechts und links auf einer Etage vorgesehen sind. Die Aufzugtür ist derart ausgebildet, dass beim Öffnen und Schließen der Tür die Fahrkorb-Türplatten und die Etagen-Türplatten zusammenwirken bzw. miteinander in Eingriff treten, damit sie sich gemeinsam öffnen und schließen.
Die Fahrkorb-Türplatten sind über eine Befestigungsvorrichtung an einem Antriebsriemen angebracht, der an einem oberen Bereich der Tür vorgesehen ist. Der Antriebsriemen ist endlos ausgebildet und weist eine Ellipsenform auf, die sich in seitlicher Richtung erstreckt. Der Antriebsriemen ist um zwei Wickelscheiben, die an einem oberen Bereich der Tür vorgesehen sind, derart herum geschlungen, dass er straff ist.
Diese Konstruktion schafft einen Mechanismus, bei dem die Rotation der Wickelscheiben eine Umlaufbewegung des Antriebsriemens veranlasst und dadurch die Türplatten geöffnet und geschlossen werden. Da die Fahrkorb-Türplatten und die Etagen-Türplatten in einem vollständig geschlossenen Zustand nicht miteinander in Berührung stehen, ist es notwendig, die Türplatten langsam zu bewegen, bis sie in Eingriff treten (siehe 4). Der Grund dafür ist, dass bei einer Betätigung derselben mit hoher Geschwindigkeit, ein Zusammenstoß-Eingriff ein lautes Geräusch sowie Vibrationen verursacht.
Da es ferner unbekannt ist, ob die Etagen-Türplatte in Eingriff ist oder nicht, wird ein Beschleunigungsvorgang gestartet, nachdem die Fahrkorb-Türplatte 1 (siehe 1) eine Position erreicht, in der der Eingriff auch dann abgeschlossen sein soll, wenn der maximale Eingriffsspalt (siehe 3) gemäß den mechanischen Spezifika vorliegt. Aus diesem Grund wird eine Antriebsperiode mit langsamer Geschwindigkeit ziemlich lang (siehe 4), so dass sich ein Problem dahingehend ergibt, dass die Betriebseffizienz des Aufzugs vermindert wird.
Im Hinblick auf dieses Problem offenbart das Patentdokument 1 eine Technik, die die ineffektive Antriebsperiode mit langsamer Geschwindigkeit reduziert, indem sie einen Detektor vorsieht, der den Eingriffsspalt detektiert, um die Türplatte in Abhängigkeit von dem Detektor-Ausgangssignal zu steuern.
Das Patentdokument 2 offenbart eine Technik, die eine Eingriffsposition aufgrund von Änderungen beim Motordrehmoment detektiert.
Ferner offenbart das Patentdokument 3 eine Technik, die eine Masse aufgrund von Änderungen beim Motordrehmoment und der Winkelgeschwindigkeit schätzt, um eine Eingriffsposition festzustellen.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 03-293 283 A (Seite 8, 1)
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2007-15 787 A (Seite 6)
Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2009-214 952 A

Kurzbeschreibung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösende Aufgabe
Die Verwendung der in dem vorstehend genannten Patentdokument 1 beschriebenen Technik führt sicher zur Reduzierung einer ineffektiven Antriebsperiode mit langsamer Geschwindigkeit und damit zu einer Verbesserung der Betriebseffizienz des Aufzugs. Jedoch erfordert die Technik einen zusätzlichen Sensor zum Erfassen eines Eingriffsspalts und führt somit zu einem Problem dahingehend, dass das System größer und komplexer wird. Außerdem besteht auch ein Problem darin, dass der Sensor zum Erfassen eines solchen Eingriffsspalts im allgemeinen teuer ist.
Mit der in dem Patentdokument 2 beschriebenen Technik wird ein Eingriff auf der Basis von Motordrehmoment- oder Winkelgeschwindigkeits-Änderungen zum Zeitpunkt des Eingriffs festgestellt. Diese Technik verwendet Informationen eines Geschwindigkeitssensors und eines Stromsensors (der Steuerstrom ist in etwa proportional zu dem Drehmoment), die zum Ausführen einer typischen Steuerung des Motors prinzipiell notwendig sind, um den Eingriff der Türplatte festzustellen.
Diese Technik benötigt somit keinen zusätzlichen Sensor und hat somit den Vorteil, dass das System weder größer noch teurer wird. Jedoch variieren die Geschwindigkeit und das Drehmoment auch aufgrund anderer Faktoren als den Türeingriff, beispielsweise Reibungssituationen, die an den Bodenbereichen der Fahrkorb-Türplatten und der Etagen-Türplatten entstehen, sowie Schmutz, der zwischen den Türplatten und einer Türschwelle eingeklemmt wird, wobei dies zu dem Problem führt, dass es leicht zu einer fehlerhaften Detektion kommt.
Änderungspegel der Geschwindigkeit und des Drehmoments, die durch die Eingriffsvorgänge erzeugt werden, variieren ebenfalls in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, wie z. B. Kontaktbedingungen zwischen Eingriffsvorrichtungen (einer Eingriffsplatte und einer Eingriffsrolle), der Federkonstante des Antriebsriemens, Reibungssituationen zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte und Schienen sowie einem Motorsteuerungs-Algorithmus zum Antreiben der Wickelscheiben. Diese Änderungen haben zu einem Problem dahingehend geführt, dass die Art der Bestimmung eines Schwellenwerts für die Eingriffsdetektion unsicher ist.
Aufgrund der Unsicherheit bei dem Detektions-Schwellenwert ist es ferner notwendig, dass ein Eingriff unter Auswertung nicht nur von Sensorinformation beim Eingriff, sondern auch von Sensorinformation während einer längeren Periode als einer vorbestimmten Periode vor und nach dem Eingriff festgestellt wird.
Somit kann der Eingriff nicht in Echtzeit festgestellt werden, und daher wird in dem vorgenannten Patentdokument eine Technik verwendet, bei der eine Serie von Türöffnungsvorgängen auf jedem Stockwerk vorab ausgeführt wird, um eine Eingriffsposition festzustellen und zu speichern, wobei anschließend die gespeicherte Eingriffsposition zum Ändern eines Türplatten-Winkelgeschwindigkeitsverlaufs verwendet wird.
Darüber hinaus findet auch eine Neigung des Aufzugfahrkorbs in Abhängigkeit von einem solchen Faktor, wie etwa den Positionen von Fahrgästen im Inneren des Fahrkorbs statt; selbst auf dem gleichen Stockwerk ändert sich somit die positionsmäßige Relation zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte in Abhängigkeit von dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein sowie der Position von Fahrgästen, wobei dies zu einer Änderung der Eingriffsposition führt.
Somit wird eine Eingriffsposition, die mittels früherer Öffnungs-/Schließvorgänge ermittelt wird, im normalen Betrieb ungenau, und dies führt zu einem solchen Problem, dass ein Beschleunigungsvorgang vor dem Eingriff umgeschaltet wird oder ein Betrieb mit langsamer Geschwindigkeit nach dem Eingriff fortgesetzt wird. Bei der in dem Patentdokument 3 offenbarten Technik besteht ein Problem dahingehend, dass die Schätzung der Masse langsam aktualisiert wird.
Die Fahrkorb-Türplatte wird im allgemeinen derart gesteuert, dass sie mit einer konstanten Geschwindigkeit oder einer geringen Winkelbeschleunigung um den Eingriffspunkt angetrieben wird, um durch den Eingriff verursachte Aufprallvorgänge zu minimieren. Daher besteht bei der Technik des Patentdokuments 3 das Problem, dass eine spezielle Steuerung zum Ausführen der Technik erforderlich ist.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Aufzugtür-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: eine Fahrkorb-Türplatte zum Öffnen/Schließen eines Türbereichs eines Aufzugfahrkorbs, eine Etagen-Türplatte zum Öffnen/Schließen eines Türbereichs auf jeder Aufzug-Zugangsetage, einen Motor zum Antreiben der Fahrkorb-Türplatte zum Öffnen/Schließen derselben und eine zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte vorgesehene Eingriffseinrichtung zum Öffnen/Schließen der Etagen-Türplatte zusammen mit den Öffnungs-/Schließvorgängen der von dem Motor angetriebenen Fahrkorb-Türplatte, wobei das Aufzugtür-Steuersystem ferner folgendes aufweist: eine Berechnungseinrichtung, die vorab eine Abgrenzungslinie berechnet, die eine Abgrenzung zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach dem Eingriff der Fahrkorb-Türplatte mit der Etagen-Türplatte bildet, und zwar unter Verwendung einer Rotationsdetektoreinrichtung, die Rotationen des Motors erfasst, und einer Drehmomentdetektoreinrichtung, die Drehmomente des Motors erfasst, eine Speichereinrichtung, die die Abgrenzungslinie speichert, und einen Türeingriffsdetektor, der den Eingriff zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte unter Verwendung von Ausgangssignalen der Rotationsdetektoreinrichtung und der Drehmomentdetektoreinrichtung während tatsächlicher Türöffnungs-/Türschließvorgänge sowie der Abgrenzungslinie feststellt.
Wirkungen der Erfindung
Da das Aufzugtür-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend erwähnt, die Rotationsdetektoreinrichtung zum Erfassen der Rotation des Motors, einen Stromsensor zum Erfassen des Drehmoments des Motors, die Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Abgrenzungslinie, die von der Rotationsdetektoreinrichtung und dem Stromsensor ermittelte Zeitreihendaten statistisch in Gruppen vor und nach einem Etagen-Türeingriff trennt, sowie ferner die Speichereinrichtung zum Speichern der Abgrenzungslinie aufweist, um den Eingriff der Etagen-Türplatte unter Verwendung der Ausgangssignale der Rotationsdetektoreinrichtung sowie der Stromsensor-Ausgangssignale aufgrund von neuen Öffnungs-/Schließvorgängen sowie der Abgrenzungslinie festzustellen, kann das Aufzugtür-Steuersystem einen Eingriff der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte rasch feststellen, und zwar unabhängig von Steuerverfahren sowie der Türeingriffsdistanz, die in Abhängigkeit von jeweiligen Stockwerken und einer Lastverschiebung variiert.
Somit kann das Aufzugtür-Steuersystem eine Periode zum Tür-Öffnen reduzieren und eine langsame Geschwindigkeitsperiode vor der Ausführung eines Beschleunigungsvorgangs nach dem Türeingriff verkürzen. Dies führt zu einem bemerkenswerten Effekt dahingehend, dass der Aufzug eine verbesserte Betriebseffizienz aufweist, während gleichzeitig die Eigenschaften eines geräuscharmen Betriebs sowie geringer Vibration aufgrund eines Eingriffs mit langsamer Geschwindigkeit erhalten bleiben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Frontansicht einer Fahrkorb-Türplattenanordnung bei einem typischen Aufzug;
2 eine Frontansicht einer Etagen-Türplattenanordnung bei einem typischen Aufzug;
3 eine Draufsicht von oben zur Erläuterung der Relation zwischen der Fahrkorb-Türplattenanordnung und der Etagen-Türplattenanordnung;
4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Winkelgeschwindigkeitsverlaufs während des Türplatten-Öffnungsvorgangs bei einem typischen Aufzug;
5 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Steueralgorithmus bei Ausführungsbeispiel 1;
6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung von Beispielen der mechanischen Türschließkraft in Abhängigkeit von der Türplattenposition;
7 ein Diagramm zur Erläuterung von Bereichen, die vor und nach dem Eingriff vorliegende Bedingungen gewährleisten, die in einem Bewegungsausmaß ab dem Start des Fahrkorb-Türplatten-Öffnungsvorgangs ausgedrückt werden;
8 eine graphische Darstellung, die in einer Ebene einen geometrischen Ort einer idealen Winkelbeschleunigung und eines idealen Drehmoments vor und nach den Eingriffsvorgängen bei einem Türplatten-Öffnungsvorgang veranschaulicht;
9 eine graphische Darstellung zur Erläuterung, dass eine Eingriffsposition anhand des Schnittpunkts einer ermittelten Abgrenzungslinie und einer neuen Zeitreihen-Datenkurve der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments festgestellt wird;
10 eine graphische Darstellung, die in der Ebene einen geometrischen Ort einer tatsächlichen Winkelbeschleunigung und eines tatsächlichen Drehmoments vor und nach dem Eingriff beidem Türplatten-Öffnungsvorgang veranschaulicht;
11 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung, wie der Winkelgeschwindigkeitsverlauf durch die vorliegende Erfindung verbessert wird;
12 eine graphische Darstellung, die in der Ebene einen geometrischen Ort einer tatsächlichen Winkelbeschleunigung und eines integrierten Drehmoments vor und nach dem Eingriff bei dem Türplatten-Öffnungsvorgang veranschaulicht;
13 eine graphische Darstellung, die in der Ebene einen geometrischen Ort der Beschleunigung und des Drehmoments bei Variation durch ein Tiefpassfilter veranschaulicht;
14 eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Abgrenzungslinien-Bestimmungsverfahrens, bei dem zwei Punkte für die jeweiligen Bedingungen vor und nach dem Eingriff ausgewählt werden;
15 eine graphische Darstellung zur Erläuterung, dass die Abgrenzungslinie in Abhängigkeit davon variiert, wie die Punkte nach dem Eingriff ausgewählt werden;
16 eine graphische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens, bei dem die Abgrenzungslinie durch Auswählen von zwei Punkten vor dem Eingriff bestimmt wird;
17 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Steueralgorithmus bei Ausführungsbeispiel 8;
18 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Steueralgorithmus des Ausführungsbeispiels 1 bei Verwendung eines Induktionsmotors oder eines Innenmagnet-Synchronmotors als Motor; und
19 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Steueralgorithmus des Ausführungsbeispiels 8 bei Anwendung bei einem System, das als Motor einen Induktionsmotor oder einen Innenmagnet-Synchronmotor aufweist.
Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsbeispiel 1
Die 1 bis 3 zeigen eine Konfiguration einer Aufzugtüranlage gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt eine Frontansicht einer Aufzugfahrkorbtür; 2 zeigt eine Frontansicht einer Aufzugetagentür; und 3 zeigt eine Draufsicht zur Veranschaulichung der Relation zwischen der Fahrkorbtür und der Etagentür.
Die Konfiguration der Anlage wird im folgenden erläutert. Wie in den 1 und 3 gezeigt, ist eine von zwei Fahrkorb-Türplatten 1 mit einer Eingriffsplatte 2 zum Zusammenwirken mit Etagen-Türplatten 6 versehen. Eine der Etagen-Türplatten 6 ist mit Eingriffsrollen 7 versehen, die der Eingriffsplatte entsprechend vorgesehen sind.
Die an einer der Fahrkorb-Türplatten 1 vorgesehene Eingriffsplatte 2 und die an einer der Etagen-Türplatten 6 vorgesehenen Eingriffsrollen 7 bilden einen derartigen Mechanismus, dass die Eingriffsrollen 7 von der Eingriffsplatte 2 eingeschlossen und gehalten sind, so dass sich die Etagen-Türplatte 6 in Abhängigkeit von den Öffnungs- und Schließvorgängen der Fahrkorb-Türplatte 1 öffnet und schließt, wenn der Fahrkorb 8 auf einer Etage stoppt. Die Eingriffsplatte 2 und die Eingriffsrollen 7 werden kollektiv als Eingriffseinrichtung bezeichnet.
Ferner sind die beiden Etagen-Türplatten 6 miteinander gekoppelt; somit wird die mit den Eingriffsrollen 7 versehene Etagen-Türplatte 6 mittels eines Motors 5 durch die Eingriffsplatte 2 und die Eingriffsrollen 7 bewegt, wobei die andere Etagen-Türplatte 6 in umgekehrter Richtung ebenfalls bewegt wird, um dadurch den Türbereich zu öffnen und zu schließen.
Wie vorstehend beschrieben, weist die Aufzugtüranlage eine Konfiguration auf, bei der der Motor 5 für die Fahrkorb-Türplatte 1 vorgesehen ist, mit der die Etagen-Türplatte 6 auf der jeweiligen Etage in Eingriff tritt, damit diese gemeinsam öffnen/schließen. Andererseits ist es notwendig, dass die Eingriffsplatte 2 während der Fahrbewegung des Aufzugfahrkorbs 8 nicht mit den Eingriffsrollen 7 in Kontakt tritt; aus diesem Grund sind sie derart angeordnet, dass dazwischen ein Eingriffsspalt 9 vorhanden ist, wie es in 7 gezeigt ist.
Da der Aufzugfahrkorb 8 eine Konstruktion aufweist, bei der sich der Fahrkorb nicht nur in (Fahrt-)Richtung nach oben und unten bewegt, sondern sich auch aufgrund von Lastverschiebung und Vibrationen nach rechts und nach links vor und zurück bewegt, ist es notwendig, dass der Eingriffsspalt 9 breit genug ist, um solchen Bewegungen Rechnung zu tragen.
5 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der inneren Konfiguration einer Türsteuerung 4, die in der Aufzugtüranlage des Ausführungsbeispiels 1 der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. 5 zeigt, dass die Türsteuerung 4 einen Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerator 12, einen Subtrahierer 20, eine Geschwindigkeitssteuerung 13, einen Subtrahierer 21, eine Stromsteuerung 14, Differenzierer 22 und 23, einen Verstärker 24, einen Position-Drehmoment-Wandler 15, einen Subtrahierer 19, eine Abgrenzungslinien-Berechnungseinrichtung 17, einen Türeingriffsdetektor 16 und eine Speichereinrichtung 3 aufweist.
Ferner zeigt 5, dass die Türsteuerung 4 mit dem Motor 5 verbunden ist und eine Rotationsdetektoreinrichtung 10 mit dieser verbunden ist, um die Rotation des Motors 5 zu erfassen. Die Rotationsdetektoreinrichtung 10 ist auch mit dem Stromsensor 11 verbunden, um ein in dem Motor 5 generiertes Drehmoment festzustellen.
In der Türsteuerung 4 gibt der Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerator 12 einen Winkelgeschwindigkeits-Befehlswert an den Subtrahierer 20 ab. Von dem abgegebenen Winkelgeschwindigkeits-Befehlswert subtrahiert der Subtrahierer 20 einen rotationsmäßigen Winkelgeschwindigkeitswert, der durch differentielle Verarbeitung des Differenzierers 22 ermittelt wird, der einen von der Rotationsdetektoreinrichtung 10 erfassten Rotationswinkel differenziert, um eine Winkelgeschwindigkeitsabweichung abzugeben. Unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeitsabweichung berechnet die Geschwindigkeitssteuerung 13 einen Strombefehlswert, der die tatsächliche Winkelgeschwindigkeit dem Winkelgeschwindigkeits-Befehlswert nachfolgen lässt.
Von dem ermittelten Strombefehlswert subtrahiert der Subtrahierer 21 den von dem Stromsensor 11 detektierten Stromwert, um die Abweichung abzugeben. Als nächstes bestimmt die Stromsteuerung 14 in Abhängigkeit von der Abweichung eine Treiberspannung 18, mit der der Motor 5 betrieben wird.
In der in 5 gezeigten Abgrenzungslinien-Berechnungseinrichtung 17, die ein spezielles Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt, wird eine Abgrenzungslinie berechnet, die einen Zustand vor dem Eingriff und einen Zustand nach dem Eingriff unterscheidet, und zwar unter Verwendung von Winkelbeschleunigungsdaten, die aus der differentiellen Verarbeitung des Differenzierers 22 ermittelt werden, sowie Motordrehmomentdaten, die durch einen Multiplikationsvorgang in dem Verstärker 24 ermittelt werden, der eine Drehmomentkonstante Ke und die von dem Stromsensor 11 erfassten Stromwerte multipliziert (wobei der Verstärker 24, der den Multiplikationsvorgang mit dem Ausgangssignal von dem Stromsensor 11 ausführt, als Drehmomentdetektoreinrichtung bezeichnet wird).
Das Drehmoment aufgrund einer mechanischen Türschließkraft (das gleiche wie ein im folgenden erläutertes ”positionsabhängiges Drehmoment”) weist eine Größe auf, die gemäß der Darstellung in 6 von der Türplattenposition abhängig ist; der Position-Drehmoment-Wandler 15 berechnet ein Drehmoment als ein positionsabhängiges Drehmoment, das zusätzlich auf den Motor aufgebracht wird, auf der Basis des von der Rotationsdetektoreinrichtung 10 erfassten Rotationswinkels (Positionsinformation).
Das Drehmoment aufgrund der in 6 gezeigten mechanischen Türschließkraft variiert in Abhängigkeit von den Unterschieden bei der mechanischen Türschließkraft, die von Federn und dem Eigengewicht von Gewichten erzeugt werden; aus diesem Grund variiert das Drehmoment in den Verläufen 1 bis 4 in Abhängigkeit von der Kombination von Konfigurationskomponenten, die die mechanische Türschließkraft erzeugen.
Der Subtrahierer 19 subtrahiert das positionsabhängige Drehmoment von dem Ausgangssignal (von dem Stromsensor 11 ermitteltes Drehmoment) des Verstärkers 24 zum Berechnen des Drehmoments τ(k). Wird der Subtraktionsvorgang nicht ausgeführt, verursacht das hohe prozentuale positionsabhängige Drehmoment in dem Ausgangssignal von dem Verstärker 24 eine fehlerhafte Eingriffsdetektion.
In manchen Fällen kann das Drehmoment τ(k) ohne den Betrieb des Subtrahierers 19 korrekt berechnet werden. Jedoch kann der Subtraktionsvorgang die Möglichkeiten einer fehlerhaften Eingriffsdetektion reduzieren, wenn der prozentuale Anteil des positionsabhängigen Drehmoments in dem Ausgangssignal der Drehmomentdetektoreinrichtung 24 hoch ist.
Eine in 18 gezeigte spezielle Drehmomentdetektoreinrichtung 44 berechnet das Drehmoment des Motors 5. In einem Fall, in dem es sich bei dem Motor 5 um einen Gleichstrommotor oder einen Permanentmagnet-Synchronmotor handelt, ist das Drehmoment desselben typischerweise proportional zu dessen Strom; somit kann das Drehmoment unter Verwendung des Verstärkers 24 berechnet werden, wobei ein von dem Stromsensor 11 erfasster Stromwert mit der Verstärkung multipliziert wird.
Dagegen variiert im Fall eines Induktionsmotors das zu erzeugende Drehmoment in Abhängigkeit von dem Schlupf-Betrag; somit kann das Drehmoment nicht nur allein aus dem Strom desselben berechnet werden. Der Schlupf-Betrag wird jedoch unter Verwendung der Größe und der Frequenz der Treiberspannung 18 und der Motorwinkelgeschwindigkeit berechnet, die aus von der Rotationsdetektoreinrichtung 10 ermittelten Daten berechnet werden, um das Drehmoment anhand der Gleichung (1) zu berechnen.
Dabei bezeichnet ”Torque_im” das Drehmoment des Induktionsmotors;
”s” bezeichnet den Schlupf-Betrag;
”V” bezeichnet die Größe der Treiberspannung 18;
”f” bezeichnet die Frequenz der Treiberspannung 18;
”p” bezeichnet die Anzahl der Pole; und
”r₁”, ”r₂”, ”x₁” und ”x₂” sind Schaltungskonstanten, die für ein Ersatzschaltbild des Motors verwendet werden. Ferner wird ein Koeffizient von 3 verwendet, wenn die Schaltungskonstanten für das Ersatzschaltbild pro Phase bestimmt werden; wenn insgesamt drei Phasen vorhanden sind, wird ein Koeffizient von 1 verwendet.
Im Fall eines Innenmagnet-Synchronmotors ist es in ähnlicher Weise so, dass das Drehmoment nicht nur aus dem Strom desselben berechnet werden kann. Da bei dem Innenmagnet-Synchronmotor ein Reluktanz-Drehmoment erzeugt wird, kann das Drehmoment desselben anhand der Gleichung (2) berechnet werden. Torque_ipm = p{ψ_ai_q + (L_d – L_q)i_di_q} Gleichung (2).
Dabei bezeichnet ”Torque_ipm” das Drehmoment des Innenmagnet-Synchronmotors;
”Ψ_a” bezeichnet einen Verkettungsfluss aufgrund eines Permanentmagneten;
”L_d” und ”L_q” bezeichnen vorab als Konstanten vorgegebene Induktivitäten in zwei Phasen, die durch Koordinatentransformation umgewandelt werden;
”i_d” und ”i_q” bezeichnen zwei Phasenstromwerte, die durch eine Koordinatentransformation aus Stromwerten umgewandelt werden, die von dem Stromsensor 11 ermittelt worden sind. Somit wird Gleichung (2) von einer in 18 gezeigten, speziellen Drehmomentdetektoreinrichtung 44 zum Berechnen des Drehmoments des Innenmagnet-Synchronmotors verwendet.
Wenn ein Motorauswahl-Flag 45 vorab für einen Induktionsmotor gesetzt ist, berechnet die spezielle Drehmomentdetektoreinrichtung 44 ferner das Drehmoment unter Verwendung von Gleichung (1), und wenn es für einen Innenmagnet-Synchronmotor gesetzt ist, berechnet die spezielle Drehmomentdetektoreinrichtung 44 das Drehmoment unter Verwendung von Gleichung (2).
Als nächstes folgt eine Beschreibung hinsichtlich der Türplatten-Trägheit (Trägheitsmoment) in Motorrotationsrichtung sowie des Türplatten-Laufwiderstands aufgrund der Türplattenmasse, wobei diese in einem Eingriffsdetektionsalgorithmus, d. h. dem Merkmal der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Unter der Annahme, dass die Distanz zwischen der Motorrotationsachse und dem Türplatten-Schwerpunkt konstant bleibt, ist ein konstantes Verhältnis zwischen der Masse der Türplatte und dem reduzierten Motorträgheitsmoment aufgrund der Türplattenmasse um die Rotationsachse vorhanden. Ferner ist auch ein konstantes Verhältnis zwischen der Türplattenmasse und dem Laufwiderstand aufgrund von Reibung bei der Plattenantriebsbewegung vorhanden.
Unter der Annahme, dass die Türplattenmasse konstant ist, wird Gleichung (3) abgeleitet, bei der die Platte eine Trägheit J und einen Laufwiderstand T hat, ein von dem Motor 5 erfasstes Drehmoment τ(k) beträgt, und eine erfasste Winkelbeschleunigung des Motors 5 a(k) beträgt. Ferner bezeichnet ”k” den k-ten Abtastwert bei den Sensordetektionen. r(k) = J × a(k) + T Gleichung (3).
In der vorstehenden Gleichung variiert in Zuständen vor und nach dem Eingriff die Masse der von dem Motor 5 angetriebenen Türplatte von der Masse, die nur die Fahrkorb-Türplatte beinhaltet, zu der Masse, die die Fahrkorb-Türplatte und die Etagen-Türplatte beinhaltet. Da das Verhältnis zwischen der Trägheit und der Masse sowie das Verhältnis zwischen dem Laufwiderstand und der Masse konstant sind, verursacht ein solcher rascher Anstieg in der Masse Veränderungen bei J und T vor und nach dem Eingriff, d. h. die Konstanten J_b und T_b vor dem Eingriff ändern sich in Konstanten Ja und Ta nach dem Eingriff, wobei J_b < J_a ist und T_b < T_a ist.
Zum Ermitteln dieser Konstanten wird ein Abschnitt verwendet, der den Zustand vor und den Zustand nach dem Eingriff in Zeitreihendaten separieren kann. Es wird angenommen, dass ein Punkt bis zum Beginn des Eingriffs innerhalb des Abschnitts liegt, der die Distanzen ±α [mm] von einem Mittelpunkt X [mm] beinhaltet, wie dies in 7 gezeigt ist. Hier ist kein Eingriff garantiert, bis die Tür ab dem Beginn eines Türöffnungsvorgangs X – α erreicht, während Eingriff garantiert ist von X + α bis zur vollständigen Öffnung der Tür.
Anschließend wird eine Geradenapproximation, wie z. B. eine Methode der kleinsten Quadrate, für alle oder einige der abgetasteten Daten der Zeitreihendaten der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments ausgeführt, die in dem Abschnitt ”garantiert kein Eingriff” enthalten sind; oder es wird eine gerade Linie unter Verwendung von Extremwerten gezogen, wie z. B. dem Maximal- oder Minimalwert der Winkelbeschleunigungs- und der Drehmomentdaten in dem Abschnitt, oder es werden Durchschnittswerte verwendet, die aus einigen Punktdaten um die Extremwerte herum berechnet werden. Dies ergibt eine Steigung J_b und einen Achsenabschnitt T_b der geraden Linie (eine Linie, die einen Zustand vor dem Eingriff darstellt).
Ferner werden auch J_a und T_a nach dem Eingriff unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens berechnet, wie es für die Konstanten vor dem Eingriff verwendet wird. D. h. es wird eine Geradenapproximation, wie z. B. eine Methode der kleinsten Quadrate, für alle oder einige der abgetasteten Daten der Zeitreihendaten ausgeführt, die in dem Abschnitt ”Eingriff garantiert” von X + α bis zur vollständig geöffneten Position vorhanden sind; oder es wird eine gerade Linie unter Verwendung von Extremwerten gezogen, wie z. B. dem Maximal- oder Minimalwert der Winkelbeschleunigungs- und der Drehmomentdaten in dem Abschnitt, oder es werden Durchschnittswerte verwendet, die aus einigen Punktdaten um die Extremwerte herum berechnet werden; dies ergibt eine Steigung J_a und einen Achsenabschnitt T_a der geraden Linie (eine Linie, die einen Zustand nach dem Eingriff darstellt).
Wenn der Subtrahierer 19 das positionsabhängige Drehmoment nicht von dem Ausgangssignal (dem von dem Stromsensor 11 ermittelten Drehmoment) des Verstärkers 24 subtrahiert, um das Drehmoment τ(k) zu berechnen, wird der prozentuale Anteil des positionsabhängigen Drehmoments an dem Ausgangssignal des Verstärkers 24 groß, und dies führt dazu, dass J_b und T_b vor dem Eingriff und Ja und T_a nach dem Eingriff die Werte der Türplatten allein nicht darstellen können.
Zum Prüfen der Zeitreihendaten der von der Rotationsdetektoreinrichtung 10 ermittelten Winkelbeschleunigung und des von dem Stromsensor 11 ermittelten Drehmoments sind hierbei die Zeitreihendaten als geometrischer Ort 25 mit einem Pfeil in 8 dargestellt zur Erläuterung einer Relation zwischen der Winkelbeschleunigung und dem Drehmoment (der geometrische Ort 25 ist mit einem Pfeil auch in 9 und 13 dargestellt, und eine Relation zwischen Winkelgeschwindigkeit und Drehmoment-Integral ist auch in 12 unter Verwendung eines geometrischen Orts 38 mit einem Pfeil dargestellt).
Da sich die Trägheit und der Laufwiderstand bei einem Eingriff ändern, befinden sich die Daten in einer Gruppe 27 nach dem Eingriff und einer Gruppe 26 vor dem Eingriff auf einer jeweiligen geraden Linie, so dass eine Unterscheidungs- bzw. Abgrenzungslinie 28 als gerade Linie bestimmt werden kann. Die Daten in der Gruppe 26 sowie die Daten in der Gruppe 27 befinden sich auf unterschiedlichen geraden Linien, die in etwa um den Eingriffspunkt eine V-Form bilden. Dies zeigt, dass die Gruppen unter Verwendung einer geeigneten Technik linear separiert werden können.
Wenn das Drehmoment des Motors 5 in der Rotationsrichtung nicht-linear übertragen wird, oder wenn das Ausgangssignal der Rotationsdetektoreinrichtung 10 durch eine Komponente zur nicht-linearen Übertragung festgelegt werden, liegen die Daten manchmal auf einer Kurve. In diesen Fällen empfiehlt es sich, den Effekt einer Torsionsfeder oder Dämpfungseinrichtung in Rotationsrichtung zu berücksichtigen.
Diese Empfehlung bezieht sich auf eine nicht-lineare Abgrenzungslinie, die unter der Bedingung verwendet werden kann, dass die nicht-lineare Abgrenzungslinie Gruppen um den Eingriffspunkt herum mit hoher Zuverlässigkeit separieren kann.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Änderungen in der Trägheit (Trägheitsmoment) und dem Laufwiderstand des gesteuerten Objekts aufgrund des Zustands vor und nach dem Eingriff auf der Basis von Änderungen bei der Winkelbeschleunigung und dem Drehmoment erfasst, und somit kann eine Abgrenzungslinie so konfiguriert werden, dass sie eine ausgezeichnete Leistung aufweist. Dies ermöglicht die Abgrenzung bzw. Unterscheidung zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach dem Eingriff.
Wenn z. B. eine gerade Linie gemäß Gleichung (4) gebildet wird, die den Winkel halbiert, der durch zwei gerade Linien gebildet wird, die den Zustand vor und dem Zustand nach dem Eingriff zum Ausdruck bringen, dann kann die gerade Linie als Abgrenzungslinie 28 verwendet werden, die eine Gruppe vor und eine Gruppe nach dem Eingriff voneinander abgrenzt. τ = tan((tan^–1(J_a) + tan^–1(J_b))/2) × a + (J_b × T_a – J_a × T_b – (T_a – T_b) × tan((tan^–1(J_a) + tan^–1(J_b))/2)/(J_b – J_a) Gleichung (4)
Gleichung (4) ist einfach und direkt und benötigt somit einen geringeren Rechenaufwand.
Gleichung (4) wird vorab von der Abgrenzungslinien-Berechnungseinrichtung 17 unter Verwendung von Trägheitsmomenten berechnet, die aus den Zeitreihendaten der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments ermittelt werden; wenn dann, wie in 9 gezeigt, Zeitreihendaten der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments aufgetragen werden, die bei einem tatsächlichen Türöffnungs-/Türschließvorgang neu ermittelt werden, wird ein Schnittpunkt 29 der durch die Gleichung (4) zum Ausdruck gebrachten geraden Linie und der neu ermittelten Daten als Eingriffszeitpunkt geschätzt, so dass eine Echtzeit-Eingriffsdetektion ermöglicht ist. Die auf diese Weise ermittelte Abgrenzungslinie 28 wird in der Speichereinrichtung 3 gespeichert.
Der Türeingriffsdetektor 16 beinhaltet eine Winkelbeschleunigung a(k) und ein Drehmoment τ(k), die bei dem tatsächlichen Türöffnungs-/Türschließvorgang in Echtzeit variieren, sowie Gleichung (4), d. h. Werte tan((tan^–1(J_a) + tan^–1(J_b))/2) und (J_b × T_a – J_a × T_b – (T_a – T_b) × tan((tan^–1(J_a) + tan^–1(J_b))/2)/(J_b – J_a), die vorab berechnet und in der Speichereinrichtung 3 gespeichert werden, um sukzessive einen Eingriff festzustellen, während die Winkelbeschleunigung und das Drehmoment variieren.
Wenn ein Eingriff detektiert wird, beginnt unmittelbar eine Beschleunigung. Somit kann die Aufzugtüranlage auf eine Eingriffsspalt-Schwankung reagieren, die durch eine Neigung des Fahrkorbs aufgrund von Lastverschiebungen in dem Fahrkorb verursacht wird, um somit einen Beschleunigungsvorgang in angemessener Weise hinsichtlich Zeit und Position nach der Eingriffsdetektion auszuführen.
10 veranschaulicht ein Beispiel des Türeingriffs-Detektionsvorgangs unter Verwendung der vorliegenden Erfindung. Bei dem Beispiel werden Detektionsvorgänge unter Verwendung einer experimentellen Vorrichtung ausgeführt, so dass die tatsächliche Türplatten-Bewegungsdistanz bis zum Eingriff, die für die Eingriffsdetektion ab dem tatsächlichen Eingriff erforderliche Zeitdauer sowie ein auf einen Zeitpunkt reduzierter Betrag 31 gemessen werden können, bei dem die Beschleunigung unter Verwendung dieser Eingriffsdetektion zu beginnen ist, und zwar gegenüber einem Zeitpunkt 30, bei dem die herkömmliche Beschleunigung ohne Verwendung der Eingriffsdetektion zu beginnen ist.
Der Reduzierungsbetrag 31 kann durch Prüfen der Zeitpunkte zeitlich gemessen werden und kann ferner durch Prüfen der jeweiligen Türplattenpositionen zu den Zeitpunkten hinsichtlich der Distanz gemessen werden. Das Resultat bestätigt, dass ein Eingriff in Echtzeit detektiert werden kann und dass die Zeitdauer zum Öffnen der Tür verkürzt ist.
In Reaktion auf einen derart festgestellten Eingriff führt der Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerator 12 eine Neuberechnung der verbliebenen Distanz bis zu der vollständig geöffneten Türposition sowie eines Winkelgeschwindigkeitsverlaufs für die vollständig geöffnete Türposition aus. 11 zeigt, dass ein Winkelgeschwindigkeitsverlauf 33 derart eingestellt ist, dass eine langsame Geschwindigkeitsperiode durch eine Beschleunigung 42 unmittelbar nach der Eingriffsdetektion verkürzt ist und die maximale Antriebsgeschwindigkeitsperiode im Vergleich zu einem herkömmlichen Geschwindigkeitsverlauf 32 etwas verlängert ist.
Da die durch eine Spezifikation vorgegebene maximale Türöffnungsbreite sowie die durch die Rotationsdetektoreinrichtung 10 gemessene Bewegungsdistanz der Türplatte zum Berechnen eines Geschwindigkeits-Befehlswerts verwendet werden, der in den Subtrahierer 20 einzugeben ist, kann die maximale Antriebsgeschwindigkeitsperiode verlängert oder verkürzt werden. Dies führt zu einer Reduzierung der Zeitdauer zum Tür-Öffnen, wie dies als Reduzierungsperiode 43 bis zum vollständig geöffneten Zustand dargestellt ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Eingriff der Fahrkorb-Türplatte 1 und der Etagen-Türplatte 6 mittels der Abgrenzungslinien-Berechnungseinrichtung 17 detektiert werden, und anschließend kann das Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerators 12 in Abhängigkeit von der Position der in Eingriff befindlichen Türplatten unter Verwendung des Türeingriffsdetektors 16 und neuer Zeitreihendaten der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments gegenüber der Zeit verändert werden.
Dies ermöglicht eine flexible Eingriffsdetektion bei jeweils variierenden Bedingungen und ermöglicht eine Verkürzung der langsamen Geschwindigkeitsperiode nach dem Eingriff im Voraus zu einem Beschleunigungsvorgang; somit kann das Aufzugtür-Steuersystem eine ineffektive langsame Geschwindigkeitsperiode reduzieren und damit die Effizienz bei Aufzugbetriebsvorgängen verbessern, während die Eigenschaften einer geringen Geräuschentstehung sowie geringer Vibration aufgrund eines Eingriffs mit langsamer Geschwindigkeit erhalten bleiben.
Ferner wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Strom des Motors 5 detektiert, um das Drehmoment des Motors 5 zu ermitteln, jedoch kann das Drehmoment unter Verwendung eines Drehmomentsensors auch direkt ermittelt werden. Anstelle des für die Eingriffsdetektion verwendeten Drehmoments kann auch der Strombefehlswert, d. h. das Ausgangssignal der Geschwindigkeitssteuerung 13, verwendet werden; auch kann die Winkelbeschleunigung durch ein Differentialfilter zweiter Ordnung anstatt der Differenzierer 22 und 23 erster Ordnung berechnet werden.
Die Winkelbeschleunigung wird unter Verwendung der Komponenten der Rotationsdetektoreinrichtung 10 und der Differenzierer 22 und 23 erster Ordnung ermittelt; jedoch kann die Winkelbeschleunigung auch nur unter Verwendung des Differenzierers 23 erster Ordnung ermittelt werden, in den eine durch eine Winkelgeschwindigkeits-Messeinrichtung gemessene Winkelgeschwindigkeit einzugeben ist, oder auch durch direktes Messen der Winkelbeschleunigung mit einer Winkelbeschleunigungs-Messeinrichtung.
Ferner kann die Abgrenzungslinie für den Bereich vor und den Bereich nach dem Eingriff bei jedem Betriebsvorgang aktualisiert werden, und zwar unter Berücksichtigung des Laufwiderstands, der sich in Abhängigkeit von Beeinträchtigungen und Installationsbedingungen ändert; jedoch kann sie auch unter Verwendung von Werten aktualisiert werden, die jeweils bei mehreren Betriebsvorgängen, jeweils über mehrere Wochen, in nur einem Vorgang nach der Installation oder im Herstellungswerk ermittelt werden.
Darüber hinaus kann die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für den Motor 5 verwendete Rotationsdetektoreinrichtung 10 durch eine Winkelmesseinrichtung, wie z. B. einen Drehmelder oder einen Codierer, ersetzt werden. Es kann auch eine weitere Rotationsdetektoreinrichtung verwendet werden, die die Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung eines Zahnrads oder eines Riemens misst, das bzw. der an der Türplatte oder zwischen der Türplatte und dem Motor vorgesehen ist, um die Messungen derselben in eine Rotationsrichtung umzuwandeln.
Es ist auf die Tatsache hinzuweisen, dass die in einem Motor erzeugte Geschwindigkeits-EMK (elektromotorische Kraft) Winkelinformation beinhaltet, wobei eine diese Tatsache nutzende sensorlose Antriebssteuerung ausgeführt werden kann (Referenzdokument: ARANAKA "Vector Control Technique for Permanent Magnet Synchronous Motor", Bd. 2 "the essence of sensorless drive control", 1. Auflage, Dempa Publications, Inc., 15. Dezember, 2008, Seiten 28–29). Wenn Rotationsinformation des Motors 5 auf diese Weise ermittelt wird, ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Installationskosten, der Wartungskosten sowie des Platzes für die Installation der Rotationsdetektoreinrichtung 10.
Wenn der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für den Rotationsantrieb verwendete Motor 5 durch eine Linearantriebsvorrichtung, wie z. B. einen Linearmotor oder eine Luft-/Öldruck-Betätigungseinrichtung ersetzt wird, kann die Rotationsdetektoreinrichtung 10 durch einen Positionssensor, einen Geschwindigkeitssensor, einen Beschleunigungssensor oder dergleichen ersetzt werden.
Wie vorstehend beschrieben, beinhaltet das Aufzugtür-Steuersystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Fahrkorb-Türplatte 1, die einen Türbereich eines Aufzugfahrkorbs 8 öffnet/schließt, eine Etagen-Türplatte 6, die einen Türbereich auf jedem Aufzugzugangsstockwerk öffnet/schließt, einen Motor 5, der die Fahrkorb-Türplatte 1 zum Öffnen/Schließen antreibt, sowie die Eingriffseinrichtung, die zwischen der Fahrkorb-Türplatte 1 und der Etagen-Türplatte 6 vorgesehen ist und die Etagen-Türplatte 6 zusammen mit den Öffnungs-/Schließvorgängen der von dem Motor 5 angetriebenen Fahrkorb-Türplatte 1 öffnet/schließt.
Das Aufzugtür-Steuersystem weist ferner folgendes auf: eine Rotationsdetektoreinrichtung 10, die Rotationen des Motors 5 detektiert, einen Stromsensor 11, der das Drehmoment des Motors 5 detektiert, und einen Türeingriffsdetektor 16, dem von der Rotationsdetektoreinrichtung 10 ermittelte Winkelbeschleunigungsinformation und von dem Stromsensor 11 ermittelte Drehmomentinformation zugeführt werden. Somit kann das Aufzugtür-Steuersystem den Eingriff in Echtzeit detektieren, so dass die Zeitdauer zum Tür-Öffnen verkürzt werden kann.
Weiterhin beinhaltet die Aufzugtüranlage bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerator 12, der eine Rotations-Winkelgeschwindigkeit des Motors 5 generiert und dessen Ausgangssignal sich in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Türeingriffsdetektors 16 ändert; somit kann eine Eingriffsdetektion jeweils unter variierenden Bedingungen ausgeführt werden, und nach dem Eingriff kann die langsame Geschwindigkeitsperiode vor Ausführung des Beschleunigungsvorgangs verkürzt werden.
Damit kann die Aufzugtüranlage eine ineffektive langsame Geschwindigkeitsperiode verkürzen und die Effektivität im Aufzugbetrieb verbessern, während die Eigenschaften einer geringen Geräuschentstehung sowie geringer Vibration durch einen Eingriff mit langsamer Geschwindigkeit erhalten bleiben.
Weiterhin besitzt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Aufzugtüranlage einen Position-Drehmoment-Wandler 15, der ein auf den Motor 5 aufgebrachtes positionsabhängiges Drehmoment anhand von Positionsinformation berechnet, die durch das Ausgangssignal der Rotationsdetektoreinrichtung 10 ermittelt wird, und das Ausgangssignal des Position-Drehmoment-Wandlers 15 wird von der von dem Stromsensor 11 ermittelten Drehmomentinformation subtrahiert, die in den Türeingriffsdetektor einzugeben ist. Somit kann das positionsabhängige Drehmoment, das von der Türplattenposition abhängig ist, vorab eliminiert werden, so dass eine Detektion mit hoher Genauigkeit ermöglicht ist.
Ferner ist die gerade Linie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Abgrenzungslinie 28 ausgebildet, die den Winkel halbiert, der von geraden Linien gebildet wird, welche den Zustand vor dem Eingriff und dem Zustand nach dem Eingriff darstellen; somit variiert die Genauigkeit der Eingriffsdetektion in Abhängigkeit von den mechanischen Spezifikationen. Zum Verhindern von inkorrekten Detektionen oder zur Ausführung von frühzeitigen Eingriffsdetektionen kann die Abgrenzungslinie 28 nicht nur unter Verwendung von halbierten Winkeln, sondern auch von gewichteten Winkeln konfiguriert werden, wobei diese mechanischen Spezifikationen berücksichtigt werden.
Es gibt auch ein Verfahren zum Konfigurieren der Abgrenzungslinie 28, bei dem eine mechanische Türschließkraft für die Türplatte auf die Etagen-Türplatte 37 ausgeübt wird, um eine größere Differenz bei oder ein Verhältnis des Trägheit und des Laufwiderstands zwischen dem Zustand vor dem Eingriff und dem Zustand nach dem Eingriff zu erzielen.
Die mechanische Türschließkraft für die Etagen-Türplatte wird in Türschließrichtung erzeugt, indem eine Feder verwendet wird oder die Schwerkraft aufgrund eines Gewichts mit einer Seilscheibe gerichtet wird. Zum Verhindern von fehlerhaften Detektionen oder zur Ausführung von frühzeitigen Eingriffsdetektionen kann die mechanische Türschließkraft für die Etagen-Türplatte zum Konfigurieren der Abgrenzungslinie 28 verwendet werden.
Ausführungsbeispiel 2
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Zeitreihendaten der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments vor und nach dem Eingriff als Gruppen betrachtet, um eine Abgrenzungslinie 28 zu konfigurieren, die die Gruppen statistisch separiert. Hierbei wird ein sogenanntes Maximum-Margin-Clustering-Verfahren zum Berechnen einer Ebene verwendet, die die Gruppen statistisch trennt (die Ebene maximiert Distanzen, bei denen es sich jeweils um eine minimale Distanz unter Distanzen zwischen der Ebene und Elementen in jeder Gruppe handelt, und wenn Daten linear unterschieden bzw. abgegrenzt werden können, wird die Ebene derart definiert, dass die minimalen Distanzen der Gruppen gleich sind, d. h. die Ebene beinhaltet einen Punkt für die Maximierung).
Wenn eine Abgrenzungslinie in Abhängigkeit von dem Verfahren dieses Ausführungsbeispiels konfiguriert wird, bei dem Änderungen in der gemessenen Winkelbeschleunigung und dem gemessenen Drehmoment verwendet werden, kann eine Eingriffsunterscheidung sogar für neue und noch nicht erfasste Daten ausgeführt werden. Da ferner zweidimensionale Daten der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden, ist die Abgrenzungslinie als gerade Linie ausgebildet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es notwendig, zu erfassende Daten als Elemente zu benennen, die zu der Gruppe vor oder zu der Gruppe nach dem Eingriff gehören (Feststellen, zu welcher von der Gruppe vor dem Eingriff und der Gruppe nach dem Eingriff das jeweilige Element gehört). Zur Benennung von Daten werden Positionen verwendet, die zuverlässig einen Zustand vor und einen Zustand nach dem Eingriff anzeigen.
Wenn ein Eingriffsspalt als X ± α ausgedrückt wird (der Bewegungsbetrag der Fahrkorb-Türplatte von einer Position, die im vollständig geschlossenen Zustand als Ursprung festgelegt ist), kann die Feststellung getroffen werden, dass Daten, deren Positionsinformation bis zu X – α beträgt, zu einer Gruppe 26 vor dem Eingriff gehören. Dagegen kann die Feststellung getroffen werden, dass Daten, deren Positionsinformation jenseits von X + α liegt, zu einer Gruppe 27 nach dem Eingriff gehören.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Abgrenzungslinie 28 unter Verwendung der Winkelbeschleunigungs- und Drehmoment-Daten bestimmt, die als vor dem Eingriff und nach dem Eingriff liegend bezeichnet sind; jedoch ist das Verfahren für die Bestimmung nicht auf das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Verfahren beschränkt. Wenn die Charakteristika der Unterscheidungsziele verwendet werden (z. B., die Daten der Gruppe 26 vor dem Eingriff und der Gruppe 27 nach dem Eingriff liegen in Reihen), kann die Abgrenzungslinie auch durch andere typische Mustererkennungs-Algorithmen bestimmt werden, wie z. B. die Support-Vektor-Maschine (SVM), das Hidden-Markov-Model (HMM) sowie DP-Anpassung.
Da ferner Unterscheidungsverfahren, wie die Hauptkomponentenanalyse und der k-Mittelwert-Algorithmus (k-Means), keine vorab bezeichnete Information verwenden, ist die ermittelte Abgrenzungslinie weniger zuverlässig. Jedoch kann eine Abgrenzungslinie durch solche Unterscheidungsverfahren bestimmt werden.
Ferner gibt es für die Abgrenzungslinienbestimmung nicht nur ein Verfahren, das Spielräume maximiert, sondern auch ein Verfahren, das eine Abgrenzungslinie bei Betrachtung ausgehend von einer Gruppe vor dem Eingriff um einen geringen Betrag in Richtung auf eine Seite nach dem Eingriff verlagert, um Vibrationen zu verhindern und die Eingriffswahrscheinlichkeit vor einem Beschleunigungsvorgang zu erhöhen.
Zum Verhindern von solchen Vibrationen oder für eine höhere Wahrscheinlichkeit kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem der Wichtungskoeffizient für die Distanz zwischen der Abgrenzungslinie und der Gruppe nach dem Eingriff kleiner gemacht ist als der für die Distanz zwischen der Abgrenzungslinie und der Gruppe vor dem Eingriff.
Wenn ein Grund vorhanden ist, dass Übergangsdaten nicht in den gesamten Abschnitten vor und nach dem Eingriff vorhanden sind, oder wenn keine externe Kraft aufgebracht wird, können einige Datenabschnitte mit hoher Rauschtoleranzeigenschaft vor und nach dem Eingriff extrahiert und ausgewählt werden.
Da die Abgrenzungslinie so positioniert ist, dass sie jeweils maximalen Spielraum zu der Gruppe vor dem Eingriff und der Gruppe nach dem Eingriff aufweist, bringt ein Schnittpunkt 29 der Zeitreihendaten 25 und der Abgrenzungslinie 28 einen Punkt unmittelbar nach dem Eingriff zum Ausdruck. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Zeitreihendaten den Schnittpunkt 29 passieren, ist somit eine Unterscheidung dahingehend möglich, ob die Türplatten in Eingriff sind oder nicht, d. h. es kann ein Eingriff festgestellt werden.
Ausführungsbeispiel 3
In den Ausführungsbeispielen 1 und 2 wird die Abgrenzungslinie unter Verwendung der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments definiert. Es kann jedoch auch eine andere Abgrenzungslinie ähnlich der Abgrenzungslinie 28 in Ausführungsbeispiel 1 unter Verwendung einer Winkelgeschwindigkeit und eines Drehmoment-Integrals definiert werden, die als weitere Zustandsvariable von der Rotationsdetektoreinrichtung 10 und dem Stromsensor 11 ermittelt werden.
Für die Winkelgeschwindigkeit und das Drehmoment-Integral kann eine Mittelwertbildung durch die Integral-Operationen geringes Rauschen eliminieren, das in Zeitreihendaten der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments generiert wird, so dass die Rauschtoleranz erhöht wird. Ferner führt in einem Fall, in dem die Winkelbeschleunigung durch Differenzieren der Winkelgeschwindigkeit ermittelt wird, die Verwendung eines Filters zu einem verzögernden Einfluss; jedoch kann dieser Einfluss durch die Mittelwertbildung eliminiert werden.
Wie in 12 gezeigt ist, kann eine Abgrenzungslinie 28 in der Winkelgeschwindigkeits-Drehmomentintegral-Ebene in ähnlicher Weise wie bei den Ausführungsbeispielen 1 und 2 konfiguriert werden. Eine derartige Abgrenzungslinie kann auch unter Verwendung anderer Zustandsvariablen, wie den Winkel und den Differenzwert des Drehmoments, konfiguriert werden, und die Eingriffsdetektion kann unabhängig von den ausgewählten Zustandsvariablen ausgeführt werden.
Ausführungsbeispiel 4
In dem Ausführungsbeispiel 1 wird die Winkelbeschleunigung unter Verwendung der Rotationsdetektoreinrichtung 10 ermittelt. Die ermittelte Winkelbeschleunigung beinhaltet jedoch manchmal viel Rauschen; aus diesem Grund ist die Verwendung eines Tiefpassfilters notwendig. In einem Fall, in dem die Ordnung des Tiefpassfilters hoch ist oder dessen Grenzfrequenz gering ist, verursacht die Phasenverzögerungseigenschaft des Tiefpassfilters im allgemeinen eine Verschiebung der Zeitreihendaten in Richtung auf die Türöffnungs-Startseite, wie dies in 13 dargestellt ist, sowie eine Verschiebung der Position von X – α und der tatsächlichen Eingriffsposition in Richtung auf die Türöffnungs-Startseite.
In diesem Fall hat die Abgrenzungslinie 28 keinen Einfluss auf die Position X – α und die tatsächliche Eingriffsposition, so dass die Detektion verzögert wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass eine Reduzierung der Ordnung des Tiefpassfilters oder eine Erhöhung der Grenzfrequenz die Rauschtoleranz vermindert, so dass die Möglichkeit von inkorrekten Eingriffsdetektionen aufgrund von geringem Rauschen erhöht wird.
Obwohl das Rauschausmaß in Abhängigkeit von der jeweiligen Anlage oder der Umgebung der jeweiligen Anlage variiert, empfiehlt es sich bei Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Relationen, vorzugsweise vorab ein Tiefpassfilter niedrigerer Ordnung oder ein Filter mit höherer Grenzfrequenz zu bilden. Wenn dann inkorrekte Detektionen aufgrund von Rauschen auftreten, führt eine Neugestaltung zum Verhindern von inkorrekten Detektionen, wie z. B. eine Erhöhung der Ordnung des Tiefpassfilters oder eine Verminderung der Grenzfrequenz, zu Eingriffsdetektionen ohne fehlerhafte Detektion.
Ausführungsbeispiel 5
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden zwei beliebige Punkte aus der Gruppe vor dem Eingriff ausgewählt und zwei beliebige Punkte aus der Gruppe nach dem garantierten Eingriff ausgewählt. Unter Verwendung der beiden Punkte aus der Gruppe vor dem Eingriff wird eine gerade Linie gezogen, um die Steigung J_b und den Achsenabschnitt T_b derselben zu erhalten. In ähnlicher Weise werden die beiden Punkte aus der Gruppe nach dem Eingriff zum Bilden von J_a und T_a verwendet. Durch Substituieren dieser Werte in der Gleichung (4) wird eine Abgrenzungslinie konfiguriert.
Wenn die beiden Punkte in jeder der Gruppe vor dem Eingriff und der Gruppe nach dem Eingriff möglichst weit entfernt gelegen sind, bringen die gebildeten geraden Linien ferner keine lokalen Steigungen (Trägheit) und Achsenabschnitte (Laufwiderstand) der Gruppen zum Ausdruck, sondern sie drücken durchschnittliche gerade Linien der Gruppen aus, so dass die Abgrenzungslinien-Leistung verbessert ist.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel 5 erfordert die Berechnung der Trägheit und des Laufwiderstands keinen so großen und komplexen Aufwand, wie dieser bei der Methode der kleinsten Quadrate erforderlich ist, und sie kann mit einer relativ geringen Menge an im Speicher zu speichernden Variablen ausgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, können bei dem Ausführungsbeispiel 5 ähnliche Wirkungen wie bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 erzielt werden, und es kann eine Abgrenzungslinie, mit der eine inkorrekte Unterscheidung verhindert werden kann, mit einem relativ geringen Speicher- und Rechenaufwand erzielt werden.
Ausführungsbeispiel 6
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Abgrenzungslinie mit maximalen Spielräumen unter Verwendung von zwei beliebigen Punkten, die zu der Gruppe vor dem Eingriff gehören, sowie eines Punktes konfiguriert, der zu einer Gruppe gehört, die den Zustand nach dem Eingriff garantiert und sich in der Nähe von X + α befindet. Wenn die beiden Punkte in der Gruppe vor dem Eingriff möglichst weit entfernt liegen, weist die ermittelte Abgrenzungslinie keine lokale Trägheit und keinen Laufwiderstand auf, so dass die Abgrenzungslinien-Leistung verbessert ist.
Weiterhin zeigt 15, dass mit zunehmenden Abstand des Punktes nach dem Eingriff von X + α (siehe den Pfeil 34 in 15) die ermittelte Abgrenzungslinie sich von der Gruppe vor dem Eingriff entfernt (siehe Pfeil 35 in 15); aus diesem Grund ist X + α zu bevorzugen.
Wenn ferner ein Punkt, an dem das maximale Drehmoment zu erzeugen ist, als einer der beiden Punkte vor dem Eingriff aus den Punkten vor dem Eingriff zum Bestimmen der Abgrenzungslinie ausgewählt wird, so weist die ermittelte Abgrenzungslinie eine ähnliche Steigung wie die der Gruppe vor dem Eingriff sowie einen größeren Achsenabschnitt als bei der Gruppe vor dem Eingriff auf; somit ist in der Gruppe vor dem Eingriff kein Schnittpunkt 29 vorhanden, so dass inkorrekte Abgrenzungen verhindert sind.
Wie vorstehend beschrieben, können bei dem Ausführungsbeispiel 6 ähnliche Wirkungen wie bei dem Ausführungsbeispiel 5 erzielt werden, wobei eine Abgrenzungslinie, mit der eine inkorrekte Abgrenzung verhindert werden kann, mit relativ geringem Speicher- und Rechenaufwand erzielt werden kann.
Ausführungsbeispiel 7
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Abgrenzungslinie unter Verwendung von zwei beliebigen Punkten in der Gruppe vor dem Eingriff konfiguriert, wie dies in 16 gezeigt ist. Wenn die beiden Punkte in der Gruppe vor dem Eingriff und die beiden Punkte in der Gruppe nach dem Eingriff möglichst weit entfernt liegen, stellt die ermittelte Abgrenzungslinie keine lokalen Trägheiten und Laufwiderstände dar, so dass die Abgrenzungslinien-Leistung verbessert ist.
In Reaktion auf einen Eingriff variieren die Trägheit und der Laufwiderstand nur der Fahrkorb-Türplatte von den entsprechenden Werten, die zusätzlich die Etagen-Türplatte beinhalten. Dabei ist das Verhältnis der Türmasse von dem nur der Fahrkorb-Türplatte zu dem Verhältnis ”Fahrkorb-Türplatte + Etagen-Türplatte” 37 nahezu verdoppelt (wenn ein exaktes Masseverhältnis vorab verfügbar ist, empfiehlt es sich, das exakte Verhältnis zu verwenden), und in gleicher Weise sind auch die Trägheit und der Laufwiderstand nach dem Eingriff nahezu verdoppelt.
Beim Konfigurieren der Abgrenzungslinie unter Verwendung der Gleichung (4) sind die Trägheit und der Laufwiderstand der ermittelten Abgrenzungslinie nahezu (1 + 2)/2/1 = 3/2 mal so groß wie vor dem Eingriff. In 16 stellt eine gerade Linie 36 den Zustand vor dem Eingriff dar, und eine gerade Linie 37 stellt den Zustand nach dem Eingriff dar, wobei diese eine Steigung und einen Achsenabschnitt aufweist, die nahezu das Doppelte dieser Werte vor dem Eingriff betragen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Abgrenzungslinie auch unter Verwendung von zwei beliebigen Punkten in der Gruppe nach dem Eingriff konfiguriert werden. Wenn die beiden Punkte in der Gruppe vor dem Eingriff und die beiden Punkte in der Gruppe nach dem Eingriff möglichst weit entfernt liegen, stellen die ermittelten Abgrenzungslinien keine lokalen Trägheiten und Laufwiderstände dar, so dass die Abgrenzungslinien-Leistung verbessert ist.
Dabei sind die Trägheit und der Laufwiderstand vor dem Eingriff nach Maßgabe des Türmasse-Verhältnisses nahezu halbiert gegenüber den entsprechenden Werten nach dem Eingriff, so dass die Trägheit und der Laufwiderstand der gebildeten Abgrenzungslinien nahezu (1 + 1/2)/2/1 = 3/4 mal so groß sind wie die Trägheit und der Laufwiderstand nach dem Eingriff.
Wie vorstehend beschrieben, können bei dem Ausführungsbeispiel 7 ähnliche Wirkungen wie bei dem Ausführungsbeispiel 6 erzielt werden, wobei eine Abgrenzungslinie, mit der eine inkorrekte Abgrenzung verhindert werden kann, mit minimalem Speicher- und Rechenaufwand erzielt werden kann.
Ausführungsbeispiel 8
17 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der inneren Konfiguration einer Türsteuerung 4, die in einer Aufzugtüranlage gemäß Ausführungsbeispiel 8 vorgesehen ist. In 17 sind Blöcke, die den in 5 äquivalenten Funktionen dienen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Erläuterung derselben verzichtet wird.
Der Unterschied in der Konfiguration zwischen 5 und 17 besteht darin, dass in 17 die in 5 dargestellte Geschwindigkeitssteuerung 13 durch eine Geschwindigkeitssteuerung 41 ersetzt ist, ein Überlastungsdetektor 39 zwischen der Stromsteuerung 14 und dem Motor 5 hinzugefügt ist und der Türeingriffsdetektor 16 durch eine Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 ersetzt ist.
19 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der inneren Konfiguration einer weiteren Türsteuerung 4, die in der Aufzugtüranlage gemäß Ausführungsbeispiel 8 in einem Fall vorgesehen ist, in dem es sich bei dem Motor um einen Induktionsmotor oder um einen Innenmagnet-Synchronmotor handelt. In 19 sind Blöcke, die den in 18 äquivalenten Funktionen dienen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Erläuterung derselben verzichtet wird.
Der Unterschied in der Konfiguration zwischen 18 und 19 besteht darin, dass in 19 die in 18 gezeigte Geschwindigkeitssteuerung 13 durch eine Geschwindigkeitssteuerung 41 ersetzt ist, ein Überlastungsdetektor 39 zwischen der Stromsteuerung 14 und dem Motor 5 hinzugefügt ist und der Türeingriffsdetektor 16 durch eine Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 ersetzt ist.
Die Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 nutzt eine von dem Türeingriffsdetektor 17 erfasste Eingriffsposition sowie die Tatsache, dass das Verhältnis zwischen der Trägheit und der Masse konstant ist, zum Schätzen der jeweiligen Massen vor und nach dem Eingriff aus zuvor und danach vorhandenen Trägheiten, die durch das Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 5 berechnet werden.
In dem Ausführungsbeispiel 8 variiert das Ausgangssignal der Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 das Ausgangssignal der Geschwindigkeitssteuerung 41. Ferner wird auch ein Strombefehlswert berechnet. D. h., der Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerator 12 gibt einen Winkelgeschwindigkeits-Befehlswert für den Motor 5 ab; aus dem abgegebenen Winkelgeschwindigkeits-Befehlswert berechnet der Subtrahierer 20 eine Winkelgeschwindigkeits-Abweichung durch Subtrahieren einer Rotations-Winkelgeschwindigkeit, die der Differenzierer 22 durch Differenzieren des von der Rotationsdetektoreinrichtung 10 erfassten Rotationswinkels ermittelt; in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeits-Abweichung berechnet die Geschwindigkeitssteuerung 41 einen Strombefehlswert, der die tatsächliche Winkelgeschwindigkeit der angewiesenen Winkelgeschwindigkeit folgen lässt.
Bei den vorstehend beschriebenen Vorgängen des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Strombefehlswert durch das Ausgangssignal der Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 angemessen variiert. Bei einem Beispiel der Geschwindigkeitssteuerung 41 handelt es sich um eine PI-Geschwindigkeitssteuerung G(s), wie sie in Gleichung (5) veranschaulicht ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die in Gleichung (5) zum Ausdruck gebrachte PI-Geschwindigkeitssteuerung zur Erläuterung verwendet; jedoch handelt es sich bei der PI-Steuerung nicht um die einzige Steuerung zur Anwendung bei der vorliegenden Erfindung, und es kann auch eine andere Geschwindigkeitssteuerung verwendet werden, die einen äquivalenten Vorgang ausführt. G(s) = K + K_si/s Gleichung (5).
Es ist allgemein üblich, dass für die Stromsteuerung 14 das Nachfolgevermögen derselben hinsichtlich eines Befehls höher eingestellt ist als die Geschwindigkeitssteuerung 41. Unter der Annahme, dass es sich bei der Geschwindigkeitssteuerung 41 um eine in der Gleichung (5) veranschaulichte PI-Geschwindigkeitssteuerung in dem vorstehend genannten Einstellzustand handelt, wird eine Übergangsfrequenz ω_c, d. h. ein Nachfolgeeigenschafts-Index der Geschwindigkeitssteuerung 41, in Form einer Gleichung (6) zum Ausdruck gebracht. ω_c = K_sp/J Gleichung (6).
Wenn eine konstante Nachfolgeeigenschaft in dem Steuersystem erwünscht ist, zeigt Gleichung (6), dass es bevorzugt ist, eine Proportionalverstärkung K_sp, in Abhängigkeit von der Trägheit J einzustellen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Trägheit J durch die Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 geschätzt werden; somit kann die Proportionalsteuerverstärkung K_sp, in Abhängigkeit von einer Türplattenmasse auf dem jeweiligen Stockwerk sowie dem Eingriffszustand/Nichteingriffszustand der Etagen-Türplatte 6 eingestellt werden.
Dies erlaubt eine konstante Nachfolgeeigenschaft sowie eine feinere Steuerung in dem Steuersystem unabhängig von Türplatten-Masseschwankungen auf den jeweiligen Stockwerken und einem Eingriffszustand/Nichteingriffszustand der Etagen-Türplatte 6.
Die Proportional-Integral-Verstärkung K_si ist z. B. derart eingestellt, dass sie die Gleichung (7) erfüllt, gemäß "Theory and actual design of AC servo system", ein Referenzdokument: SUGIMOTO HIDEHIKO, zwei weitere Personen, "Theory and actual design of AC servo system", 7te Auflage, Sogo denshi shuppan sha, 10. Juli 2005, Seiten 153–157. K_si = K_sp × ω_c/5 Gleichung (7).
Ferner werden Vorgaben des Überlastungsdetektors 39 bei diesem Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 eingestellt. Wenn das Drehmoment einen vorab vorgegebenen Anomalie-Detektionsschwellenwert überschreitet, trifft der Überlastungsdetektor 39 die Feststellung, dass ein menschlicher Körper mit der Fahrkorb-Türplatte 1 oder der Etagen-Türplatte 6 in Berührung steht oder in dieser eingeklemmt ist, wobei er dann die Bewegung der Türplatten umkehrt.
Dies kann verhindern, dass eine hohe Kraft auf den menschlichen Körper einwirkt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Anomalie-Detektionsschwellenwert des Überlastungsdetektors 39 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 variiert.
Das Drehmoment des Motors 5 variiert in Abhängigkeit von der Masse der Fahrkorb-Türplatte 1 und der Etagen-Türplatte 6; daher ist es bevorzugt, den Anomalie-Detektionsschwellenwert zum Feststellen einer Überlastung einzustellen. Bei Verwendung der vorliegenden Erfindung kann die Masse einer von dem Motor 5 bewegten Türplatte geschätzt werden; wenn die geschätzte Türplatten-Masse hoch ist, kann somit ein höherer Überlastungs-Detektionsschwellenwert verwendet werden, und wenn die geschätzte Türplatten-Masse gering ist, kann ein niedrigerer Überlastungs-Detektionsschwellenwert verwendet werden.
Auf diese Weise kann eine äußerst zuverlässige Überlastungsdetektion geschaffen werden. Bei dem Ausführungsbeispiel 8 können die gleichen Wirkungen wie bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 7 erzielt werden, wie diese vorstehend beschrieben worden sind, wobei zusätzlich dazu die im folgenden beschriebenen Wirkungen erzielt werden können.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die Aufzugtüranlage eine Geschwindigkeitssteuerung 41, die den Motor 5 auf der Basis der Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerators 12 und der von der Rotationsdetektoreinrichtung 10 ermittelten Rotationsgeschwindigkeit steuert und die Proportionalverstärkung der Geschwindigkeitssteuerung 41 in Abhängigkeit von einem Türplatten-Massenschätzwert auf der Basis des Ausgangssignals der Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 variiert.
Somit kann das Geschwindigkeitssteuersystem in der Aufzugtüranlage in Abhängigkeit von der Türplatten-Masse optimal variiert werden, die innerhalb der Stockwerke sowie vor/nach dem Eingriff variiert, so dass eine nahezu gleichmäßige Leistungseigenschaft hinsichtlich Vibration und Geräusch unabhängig von der Masse der Türplatte geschaffen wird.
Weiterhin beinhaltet die Aufzugtüranlage bei diesem Ausführungsbeispiel einen Überlastungsdetektor 39 mit einem Anomalie-Detektionsschwellenwert, der auf der Basis des Ausgangssignals der Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit 40 variiert, zum Feststellen von Anomalien, wenn das Drehmoment des Motors 5 den Anomalie-Detektionsschwellenwert übersteigt; der Schwellenwert kann somit in Abhängigkeit von der Türplatten-Masse vorgegeben werden, die bei den jeweiligen Stockwerken sowie vor/nach dem Eingriff variiert, so dass eine Überlastungsdetektion mit hoher Genauigkeit möglich ist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrkorb-Türplatte
2: Eingriffsplatte
3: Speichereinrichtung
4: Türsteuerung
5: Motor
6: Etagen-Türplatte
7: Eingriffsrolle (”2” und ”7” werden kollektiv als Eingriffseinrichtung bezeichnet)
8: Fahrkorb
9: Eingriffsspalt
10: Rotationsdetektoreinrichtung
11: Stromsensor
12: Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerator
13: Geschwindigkeitssteuerung
14: Stromsteuerung
15: Position-Drehmoment-Wandler
16: Türeingriffsdetektor
17: Abgrenzungslinien-Berechnungseinrichtung
18: Treiberspannung
19: Subtrahierer
20: Subtrahierer
21: Subtrahierer
22: Differenzierer
23: Differenzierer
24: Verstärker (Drehmomenterfassungseinrichtung)
25: geometrischer Ort
26: Gruppe vor Eingriff
27: Gruppe nach Eingriff
28: Abgrenzungslinie
29: Schnittpunkt
30: Zeitpunkt, zu dem Beschleunigung ohne Nutzung der Eingriffsdetektion gestartet wird
31: durch die Technik reduzierter Betrag
32: Winkelgeschwindigkeitsverlauf ohne Verwendung der herkömmlichen Eingriffsdetektion
33: Winkelgeschwindigkeitsverlauf, bei dem die Beschleunigung unmittelbar nach der Eingriffsdetektion ausgeführt wird
34: Bewegung des Punkts nach dem Eingriff in Richtung von X + α weg
35: Schwankung bei der Abgrenzungslinie, wenn sich der Punkt nach dem Eingriff weit weg bewegt
36: gerade Linie zur Darstellung des Zustands vor dem Eingriff
37: gerade Linie zur Darstellung des Zustands nach dem Eingriff
38: Zeitreihendaten-Ort der Winkelgeschwindigkeit und des Drehmoment-Integrals
39: Überlastungsdetektor
40: Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit
41: Geschwindigkeitssteuerung
42: Beschleunigung unmittelbar nach Eingriffsdetektion
43: Reduzierungsperiode für vollständig geöffneten Zustand
44: spezielle Drehmomentdetektoreinrichtung
45: Motorauswahl-Flag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 03-293283 A [0009]
JP 2007-15787 A [0009]
JP 2009-214952 A [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ARANAKA ”Vector Control Technique for Permanent Magnet Synchronous Motor”, Bd. 2 ”the essence of sensorless drive control”, 1. Auflage, Dempa Publications, Inc., 15. Dezember, 2008, Seiten 28–29 [0091]
”Theory and actual design of AC servo system”, ein Referenzdokument: SUGIMOTO HIDEHIKO, zwei weitere Personen, ”Theory and actual design of AC servo system”, 7te Auflage, Sogo denshi shuppan sha, 10. Juli 2005, Seiten 153–157 [0142]

Claims

Aufzugtür-Steuersystem, das folgendes aufweist: eine Fahrkorb-Türplatte zum Öffnen/Schließen eines Türbereichs eines Aufzugfahrkorbs, eine Etagen-Türplatte zum Öffnen/Schließen eines Türbereichs auf jeder Aufzug-Zugangsetage, einen Motor zum Antreiben der Fahrkorb-Türplatte zum Öffnen/Schließen derselben, und eine zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte vorgesehene Eingriffseinrichtung zum Öffnen/Schließen der Etagen-Türplatte zusammen mit den Öffnungs-/Schließvorgängen der von dem Motor angetriebenen Fahrkorb-Türplatte, wobei das Aufzugtür-Steuersystem ferner folgendes aufweist: eine Berechnungseinrichtung, die vorab eine Abgrenzungslinie berechnet, die eine Abgrenzung zwischen einem Zustand vor und einem Zustand nach dem Eingriff der Fahrkorb-Türplatte mit der Etagen-Türplatte bildet, und zwar unter Verwendung eines Ausgangssignals einer Rotationsdetektoreinrichtung, die Rotationen des Motors erfasst, und eines Ausgangssignals einer Drehmomentdetektoreinrichtung, die Drehmoment des Motors erfasst; eine Speichereinrichtung, die die Abgrenzungslinie speichert; und einen Türeingriffsdetektor, der den Eingriff zwischen der Fahrkorb-Türplatte und der Etagen-Türplatte unter Verwendung eines Ausgangssignals der Rotationsdetektoreinrichtung, eines Ausgangssignals der Drehmomentdetektoreinrichtung während tatsächlicher Türöffnungs-/Türschließvorgänge sowie der in der Speichereinrichtung gespeicherten Abgrenzungslinie feststellt.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerator, der einen Rotations-Geschwindigkeitsbefehl für den Motor abgibt, wobei das Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerators unter Verwendung eines Ausgangssignals des Türeingriffsdetektors variiert wird.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Berechnungseinrichtung die Abgrenzungslinie zur Abgrenzung des Zustands vor/nach dem Eingriff vorab unter Verwendung von Zeitreihendaten berechnet, die aus aus dem Ausgangssignal der Rotationsdetektoreinrichtung ermittelten Zeitreihendaten sowie aus Zeitreihendaten, die von einem das Drehmoment erfassenden Stromsensor ermittelt werden, ausgewählt werden und die sich in Abschnitten befinden, in denen ein Eingriff und ein Nicht-Eingriff durch mechanische Spezifika garantiert sind; wobei die Vorrichtung die Abgrenzungslinie speichert; und wobei die Türeingriffs-Detektionseinrichtung den Eingriff in Echtzeit detektiert, und zwar unter Verwendung der gespeicherten Information und Zeitreihendaten, die aus dem Ausgangssignal der Motor-Rotationsdetektoreinrichtung ermittelt werden, sowie von Zeitreihendaten, die aus dem Ausgangssignal des Stromsensors während tatsächlicher Türöffnungs-/Türschließvorgänge ermittelt werden.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend: eine spezielle Drehmomentdetektoreinrichtung, die das Drehmoment aus Positionsinformation berechnet, die aus dem Ausgangssignal der Rotationsdetektoreinrichtung und einer Treiberspannung zum Antreiben des Motors ermittelt wird; und einen Position-Drehmoment-Wandler, der eine Funktion zum vorab erfolgenden Berechnen des positionsabhängigen Drehmoments aufweist, das in Abhängigkeit von der Positionsinformation mechanisch erzeugt wird.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei Trägheiten und Laufwiderstände vor und nach dem Eingriff berechnet werden unter Verwendung von Zeitreihendaten in Abschnitten, in denen ein Eingriff und ein Nicht-Eingriff durch mechanische Spezifika garantiert sind, aus Zeitreihendaten der Winkelbeschleunigung, die von der Rotationsdetektoreinrichtung ermittelt werden, sowie Zeitreihendaten des Drehmoments, die von der Drehmomentdetektoreinrichtung ermittelt werden, und wobei die Abgrenzungslinie unter Verwendung einer Tatsache konfiguriert wird, dass ein Antriebs-Objekt durch den Eingriff nur der Fahrkorb-Türplatte gegenüber einem Eingriff verändert ist, der auch die Etagen-Türplatte beinhaltet.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ordnung oder die Grenzfrequenz eines Tiefpassfilters variiert wird.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, die ferner folgendes aufweist: einen Position-Drehmoment-Wandler, der ein auf den Motor ausgeübtes, positionsabhängiges Drehmoment aus Positionsinformation berechnet, die aus dem Ausgangssignal der Rotationsdetektoreinrichtung ermittelt wird; und eine Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit, die Zeitreihendaten in Abschnitten, in denen ein Eingriff und ein Nicht-Eingriff durch mechanische Spezifika garantiert sind, aus Zeitreihendaten der Winkelbeschleunigung, die von der Rotationsdetektoreinrichtung ermittelt werden, sowie Zeitreihendaten des Drehmoments, die von der Drehmomentdetektoreinrichtung ermittelt werden, auswählt sowie Trägheiten und Laufwiderstände vor und nach dem Eingriff unter Verwendung der Zeitreihendaten in den Abschnitten mit garantiertem Eingriff und garantiertem Nicht-Eingriff berechnet, den Türeingriff detektiert sowie die Türmasse unter Verwendung der berechneten Trägheiten sowie der berechneten Laufwiderstände schätzt.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei Daten in Abschnitten, in denen der Eingriff und der Nicht-Eingriff durch mechanische Spezifika garantiert sind, aus Zeitreihendaten, die von der Rotationsdetektoreinrichtung ermittelt werden, und Zeitreihendaten des Drehmoments, die von der Drehmomentdetektoreinrichtung ermittelt werden, ausgewählt werden, wobei gerade Linien, die den Zustand vor und nach dem Eingriff darstellen, unter Verwendung der ausgewählten Daten in den Abschnitten mit garantiertem Eingriff bzw. garantiertem Nicht-Eingriff konfiguriert werden und die Abgrenzungslinie derart definiert wird, dass sie einen Winkel, gebildet durch die geraden Linien, die den Zustand vor und nach dem Eingriff darstellen, in gleiche Winkel teilt.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei Daten in Abschnitten, in denen der Eingriff und der Nicht-Eingriff durch mechanische Spezifika garantiert sind, aus Zeitreihendaten, die von der Rotationsdetektoreinrichtung ermittelt werden, und Zeitreihendaten des Drehmoments, die von der Drehmomentdetektoreinrichtung ermittelt werden, ausgewählt werden, wobei gerade Linien, die den Zustand vor und nach dem Eingriff darstellen, unter Verwendung der ausgewählten Daten in den Abschnitten mit garantiertem Eingriff bzw. garantiertem Nicht-Eingriff konfiguriert werden und die Abgrenzungslinie derart definiert wird, dass sie einen Winkel, gebildet durch die geraden Linien, die den Zustand vor und nach dem Eingriff darstellen, nicht in gleiche Winkel sondern in gewichtete Winkel teilt.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abgrenzungslinie unter Verwendung von zwei Informationssätzen der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments vor dem Eingriff sowie zwei Informationssätzen der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments nach dem Eingriff konfiguriert wird.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abgrenzungslinie unter Verwendung von zwei Informationssätzen der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments vor dem Eingriff sowie eines einzigen Informationssatzes der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments nach dem Eingriff konfiguriert wird.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abgrenzungslinie unter Verwendung von zwei Informationssätzen der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments vor dem Eingriff sowie einer Masseverhältnis-Information zwischen dem Zustand vor dem Eingriff und dem Zustand nach dem Eingriff konfiguriert wird.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abgrenzungslinie unter Verwendung von zwei Informationssätzen der Winkelbeschleunigung und des Drehmoments nach dem Eingriff und einer Masseverhältnis-Information zwischen dem Zustand vor dem Eingriff und dem Zustand nach dem Eingriff konfiguriert wird.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit einer Geschwindigkeitssteuerung, die den Motor auf der Basis der Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Winkelgeschwindigkeits-Mustergenerators und der von der Rotationsdetektoreinrichtung ermittelten Rotationsgeschwindigkeit steuert, wobei eine Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit Daten in Abschnitten, in denen ein Eingriff und ein Nicht-Eingriff durch mechanische Spezifika garantiert sind, auswählt sowie Trägheiten und Laufwiderstände vor und nach dem Eingriff unter Verwendung der ausgewählten Zeitreihendaten in den Abschnitten mit garantiertem Eingriff und garantiertem Nicht-Eingriff berechnet, den Türeingriff detektiert sowie die Türmasse unter Verwendung der berechneten Trägheiten und Laufwiderstände schätzt und ein Ausgangssignal der Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit in die Geschwindigkeitssteuerung eingibt.
Aufzugtür-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit einem Überlastungsdetektor, der Anomalien feststellt, wenn das Drehmoment des Motors einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei eine Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit Daten in Abschnitten, in denen ein Eingriff und ein Nicht-Eingriff durch mechanische Spezifika garantiert sind, auswählt sowie Trägheiten und Laufwiderstände vor und nach dem Eingriff unter Verwendung der ausgewählten Zeitreihendaten in den Abschnitten mit garantiertem Eingriff und garantiertem Nicht-Eingriff berechnet und den Türeingriff detektiert sowie die Türmasse unter Verwendung der berechneten Trägheiten und Laufwiderstände schätzt, wobei ein Anomalie-Detektionsschwellenwert des Überlastungsdetektors unter Verwendung eines Ausgangssignals der Türplatten-Eingriffsdetektions-Massenschätzeinheit variiert wird.