JP2004269187A - エレベータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】かご内荷重の伝達が遅い場合でも、かごの吊り落としが生じない安定した荷重補償制御を実現することにある。
【解決手段】巻上用電動機２に掛け渡されたメインロープ４に接続される乗りかご５内のかご室内の重量を検出するかご防振弾性体５ｃと直接的或いは間接的に設けたアナログ式かご室荷重検出手段８及びこの検出手段の荷重検出信号を用いて前記巻上用電動機に対してトルクによる荷重補償制御を実行する荷重補償制御部１０を設けたエレベータ制御装置であって、この荷重補償制御部は、前記荷重検出信号を取り込んで一次微分演算を実行し、真値とすべき相当荷重信号を予測する荷重付加処理手段１１と、この荷重付加処理手段から出力される相当荷重信号である荷重補償信号を前記かご室荷重検出手段で検出される荷重検出信号に付加し、真値となる荷重信号を取り出す出力手段１６とを備えた構成である。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータのブレーキ開放時にかご内荷重を補償制御するエレベータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、乗りかごを昇降する巻上機にはブレーキ装置が取付けられている。このブレーキ装置は、乗りかごの運転中に動力が断たれたとき、巻上機に制動力を与え、乗りかごを停止させる役割をもっている。従って、ブレーキ装置がブレーキ開放を行ったとき、つるべ式エレベータでは、乗りかご側重量とカウンターウエイト側重量とのバランスが取れていない場合、重量の重い方が下方に動いてしまう。
【０００３】
そこで、エレベータ制御装置では、予めトルク補償（かご内荷重補償）制御手段を設け、乗りかごとカウンターウエイトとのバランスを取り、かご吊り落とし（スタートショック）が生じないような制御を行っている。
【０００４】
ところで、このようなかご内荷重補償制御は、かご内の荷重を検出するために荷重検出器（リニアフォーマ）が用いられている。この荷重検出器の設置には幾つかの方法があるが、通常、かご室の下面縁部とかご枠との間に防振ゴムが介在され、さらにかご室の下面とかご枠との間で、かつ、防振ゴムよりも内側に荷重検出器が設置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、以上のようにかご室の下面に荷重検出器を設置する場合、防振ゴムの影響を受け、かご内の入力荷重は一定の時定数をもって荷重検出器に伝達されることになる。従って、かご内の荷重が一定であるにも拘らず、荷重検出器で検出される荷重信号は時々刻々変化し、瞬時に真値の荷重を検出できないことから、かご内荷重補償制御が的確に働かず、かご吊り落としが生じてしまうことがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、かご内荷重の伝達が遅い場合でも、かごの吊り落としが生じない安定した荷重補償制御を実現するエレベータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１） 上記課題を解決するために、本発明は、巻上用電動機に掛け渡されるメインロープに接続される乗りかご内のかご室内重量を検出するかご防振弾性体と直接的或いは間接的に設けたアナログ式かご室荷重検出手段とこの検出手段の荷重検出信号を用いて前記巻上用電動機に対してトルクによる荷重補償制御を実行する荷重補償制御部とを設けたエレベータ制御装置であって、
前記荷重補償制御部は、前記荷重検出信号を取り込んで一次微分演算を実行し、真値とすべき相当荷重信号を予測する荷重付加処理部と、前記かご室荷重検出手段で検出される荷重検出信号に対し、前記荷重付加処理部から出力される相当荷重信号である荷重補償信号を加え、真値となる荷重信号を取り出す加算要素とを設けたエレベータ制御装置である。
【０００８】
本発明は以上のような構成とすることにより、かご室荷重検出手段で検出される荷重検出信号を一次微分演算し、真値とすべき相当荷重信号を予測し、かご室荷重検出手段で検出される荷重検出信号に加えるので、かご防振弾性体の影響を受けてかご内荷重の伝達が遅い場合でも、瞬時に真値に近い荷重信号を取り出すことができ、かご内荷重補償制御を適切に動作させることが可能である。
【０００９】
（２） また、本発明に係るエレベータ制御装置は、前記（１）のような構成をもつ荷重補償制御部に新たに、乗りかごの運転開始に伴うブレーキ開放後、乗りかごの速度偏差の平均値を演算し出力する手段と、この手段から出力される平均値を一次微分演算し、運転開始時おける前記乗りかごの方向及び速度変化を考慮した吊り落とし量を取り出す手段と、前記荷重付加処理部の一次微分演算値に対して前記吊り落とし量に応じた補償信号を乗算する手段とを有する運転開始荷重補償部を設けることにより、運転開始時の乗りかごの方向及び速度状況に応じ、荷重補償値を自動的に可変しながら荷重補償制御を実現でき、かご吊り落としとなる状況を未然に回避可能である。
【００１０】
（３） さらに、本発明に係るエレベータ制御装置は、前記（１）のような構成をもつ荷重補償制御部に新たに、荷重付加処理部の一次微分演算値を再度微分演算し二重微分値を得る手段と、この二重微分値が予め設定する変化率最大値を越えたとき、前記荷重付加処理部から出力される相当荷重信号である荷重補償信号を零とする手段とを有する荷重急変補償部を設けることにより、かご室内の荷重に対する検出特性に異常が発生し、急激な変化が継続したとき、荷重補償制御を停止させ、さらに状況が悪化することを防止することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は本発明に係るエレベータ制御装置の第１の実施の形態を示す構成図である。図１はエレベータシステムの全体構成を概略的に示す図、図２は荷重補償制御部の回路構成図である。
【００１３】
このエレベータシステムは、例えば図１に示すようなつるべ式エレベータの場合、巻上機１を構成する電動機２の回転軸に連結されるトラクションシーブ３にメインロープ４が掛け渡され、そのロープ４の一端部側には乗りかご５が吊下げられ、またロープ３の他端部側にはカウンターウェイト６が吊下げられている。７は電動機２に制動力を与えるブレーキ装置である。
【００１４】
この乗りかご５は、かご枠５ａと、かご枠５ａの内側に設けられたかご室５ｂと、このかご室５ｂの下面縁部とかご枠５ａとの間に介在され、衝撃その他の要因による振動等を抑制する弾性部材としての防振ゴム５ｃとにより構成され、さらに、かご室５ｂ下面の防振ゴム５ｃよりも内側面部とかご枠５ａとの間にかご室の重量を検出する荷重検出器８を取付けられている。
【００１５】
９は乗りかご５を運行制御する制御盤であって、この制御盤９内部には本発明の要部となる荷重補償制御部１０（図２参照），２０（図３参照），３０（図４参照）が設けられている。なお、これら荷重補償制御部１０，２０，３０は具体的には後記する。
【００１６】
従って、このエレベータシステムは、乗りかご５とカウンターウェイト６とが重量的にバランスの状態になく、重い方が下がるように作用する為、乗りかご運転開始時などの際に重量バランスを取るように、荷重検出器７により検出される荷重検出信号に基づき、巻上機１を構成する電動機２のトルクを補償する荷重補償制御が採用されている。
【００１７】
ところで、このかご内荷重補償制御技術は、前述するようにかご室５ｂとかご枠５ａとの間に荷重検出器８を設け、この荷重検出器８で検出される荷重検出信号に基づいてトルク補償を行う場合でも、かご室５ｂとかご枠５ａとの間に防振ゴム５ｃが設けられていることから、かご室５ａの重量はある一定の時定数をもって荷重検出器８に伝達されるので、荷重補償制御は非常に難しい。
【００１８】
そこで、この実施の形態は、図２に示すような荷重補償制御部１０が設けられている。
【００１９】
この荷重補償制御部１０は、荷重検出器８からの荷重検出信号Ｓ１に対し、本来の真値とすべき相当荷重を付加する荷重付加処理部１１が設けられている。この荷重付加処理部１１は、所定の周期（例えば演算周期）に基づいて前回サンプリングの荷重検出信号を出力する一次遅れ系のサンプルディレイ回路１２と、今回サンプリンの荷重検出信号からサンプルディレイ回路１２の前回サンプリングの荷重検出信号を減算し、荷重信号の変化率信号を取り出す微分系回路１３と、この微分系回路１３から出力される変化率信号に所要とする比例ゲインＫを乗算し真値とすべき相当荷重信号（荷重補償信号）Ｓ２を取り出す比例ゲイン乗算回路１４と、この相当荷重信号Ｓ２である荷重補償信号の上下限値を設定するリミッタ回路１５とが設けられている。
【００２０】
さらに、荷重補償制御部１０は、荷重検出器８からの荷重検出信号Ｓ１に荷重付加処理部１１で取得された荷重補償信号を加算し、補償された真値となる荷重信号Ｓ３を取り出す加算要素１６が設けられている。
【００２１】
次に、以上のようなエレベータ制御装置の動作について説明する。
【００２２】
例えば乗りかご５の運転開始時、ブレーキ装置７によるブレーキ開放を実施すると、荷重検出器８からＳ１に示す荷重検出信号が出力され、荷重補償制御部１０に送出される。ここで、荷重補償制御部１０の荷重付加処理部１１は、サンプルディレイ回路１２により一次遅れ系の荷重検出信号を取り出し、今回サンプリングの荷重検出信号から一次遅れ系の荷重検出信号を減算し、荷重検出信号Ｓ１の変化率信号を取り出し、比例ゲイン乗算回路１４に導入する。この比例ゲイン乗算回路１４は、微分系回路１３から導入される荷重検出信号Ｓ１の変化率に所要の比例ゲインＫを乗算し、Ｓ２に示す相当荷重信号を荷重補償信号として取り出し、加算要素１６に供給する。この相当荷重信号Ｓ２は、荷重検出信号Ｓ１の立ち上がり時には変化が大きく、その後徐々に小さくなり、荷重検出信号Ｓ１が本来の真値の荷重信号になったときには零となる。
【００２３】
その結果、荷重検出信号Ｓ１に真値とすべき相当荷重信号Ｓ２を加えることにより、防振ゴム５ｃの影響により一定の時定数をもって整定される荷重検出器８の荷重検出信号でも本来の真値に相当する荷重信号を確実に取得できる。
【００２４】
従って、以上のような実施の形態によれば、整定が遅れる荷重検出信号に対し、真値とすべき相当荷重信号（補償荷重信号）を加算するので、瞬時に真値となる荷重信号を得ることができ、エレベータの起動タイミングに拘らず、安定した荷重補償制御を実行でき、吊り落としの発生を未然に回避できる。
【００２５】
（第２の実施の形態）
図２は本発明に係るエレベータ制御装置の第２の実施の形態を示す構成図であり、さらに詳しくは荷重補償制御部２０の具体的な構成図である。
【００２６】
この荷重補償制御部２０は、図２に示す比例ゲイン乗算回路１４を除いた荷重付加処理部１１´及び加算要素１６の構成に新たに、かご運転開始時の荷重補償を行う運転開始荷重補償部２１が設けられている。従って、図３示す荷重補償制御部１０´は、常時荷重補償制御の機能をもっている。
【００２７】
この運転開始荷重補償部２１は、制御盤９から運転開始に伴うブレーキ開放後の速度指令Ｓ４、この速度指令Ｓ４に基づく速度フィードバック信号Ｓ５との速度偏差ΔＶ，つまり運転開始に伴うブレーキ開放後の速度偏差ΔＶを演算する偏差演算要素２２と、ブレーキ開放信号Ｓ６を受けた後、偏差演算要素２１から出力される速度偏差ΔＶを積分演算しつつ速度平均値ΔＶａｖを出力する平均値演算要素２３と、この平均値演算要素２３から出力される平均値ΔＶａｖに対し、サンプルディレイ回路２４にて取り出した平均値演算要素２３の出力である前回サンプリングの平均値ΔＶａｖを加算し、さらに比例ゲインＫ１を乗算し、運転開始時の急激な荷重変化を検出する運転開始急変検出部２５と、この運転開始急変検出部２５の出力に予め応答速度、エレベータ設備等を考慮して設定される調整値である初期ゲインＫを加算し運転開始時の補償信号を出力する加算演算要素２６とによって構成されている。
【００２８】
さらに、荷重補償制御部２０には、荷重補償制御部１０´の微分系回路１３から出力される変化率と運転開始荷重補償部２１により取得される運転開始時補償信号とを乗算し、運転開始時の荷重補償信号Ｓ２を出力する乗算演算要素２７が設けられている。
【００２９】
次に、以上のようなエレベータ制御装置の動作について説明する。
【００３０】
通常，運転開始後所定時間の間、運転開始荷重補償部２１は、乗りかごの方向（かご上下方向）及びどの程度の速度で動くかを監視し、かご運転開始時の荷重補償信号を取り出し、荷重補償制御部１０´の微分系回路１３から出力される変化率に乗算する処理を行う。つまり、図２に示す微分系回路１３から出力される変化率に乗ずる比例ゲインに代えて、運転開始時の乗りかご方向及び速度状況に応じ、自動的に変化するかご運転開始時の荷重補償信号を用い、微分系回路１３の出力である変化率に乗算する構成となっている。
【００３１】
従って、以上のような実施の形態によれば、運転開始時の乗りかごの方向及び速度状況を考慮し、かご運転開始時の荷重補償信号を自動的に可変し荷重補償制御を実施するので、例えば防振ゴム５ｃの経年変化などの種々の要因に基づき、乗りかご運転開始時に吊り落としとなる状況が生じても、自動的に運転開始時の荷重補償信号が再補正しつつ荷重補償するので、かご吊り落としとなる状況を未然に回避することができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図４は本発明に係るエレベータ制御装置の第３の実施の形態を示す構成図である。
【００３３】
この実施の形態は、荷重検出器８による荷重検出特性が異常となる変化が生じた時、その異常急変を無視しつつ安定運転を確保する荷重補償制御の例である。
【００３４】
この荷重補償制御部３０は、図２に示す荷重補償制御部１０の構成に新たに、荷重急変補償部３１が設けられている。
【００３５】
この荷重急変補償部３１は、荷重補償制御部１０を構成する微分系回路１３から出力される前回サンプリングの荷重信号Ｓ１の変化率を取り出すサンプルディレイ回路３２と、今回サンプリングの荷重信号Ｓ１の変化率に対し、サンプルディレイ回路３２から取り出した前回変化率を減算する二重微分値を演算する二重微分値演算回路３３と、この二重微分値演算回路３３で得られる二重微分値と変化率最大値設定部３４に設定される変化率最大値とを比較し、二重微分値が変化率最大値よりも大きい場合に「０」を出力し、二重微分値が変化率最大値よりも小さい場合に「１」を出力する比較回路３５と、この比較回路３５の出力「０」が所定時間継続した場合に０端子選択信号を出力するオンディレイ回路３６と、常時は１端子側を選択し、オンディレイ回路３６側から０端子選択信号を受けたときに０端子側を選択し「０荷重補償信号」を出力することにより、荷重補償制御部１０による荷重補償制御を停止させ、それ以外の場合には荷重補償制御部１０による荷重補償制御を実行するスイッチ回路３７とにより構成されている。従って、荷重急変補償部３１の構成要素３２〜３７のうち、構成要素３２〜３６はフィルタの機能をもっている。
【００３６】
次に、以上のようなエレベータ制御装置の動作について説明する。
【００３７】
この荷重補償制御部３０は、常時は図２に示す荷重補償制御部１０により得られる荷重信号Ｓ３を出力する。
【００３８】
しかし、微分系回路１３から出力される変化率を取り出し、二重微分値演算回路３３で二重微分値を求めた後、この二重微分値が予め設定される変化率最大値を越えた場合には「０信号」を出力し、急激な変化を無視するような動作を行う。
【００３９】
従って、以上のような実施の形態では、荷重検出器８の周辺において何らかの異常が生じ、荷重信号の検出特性が急変した場合、荷重真値を推定することが不可となるので、図２に示す荷重補償制御部１０から荷重信号Ｓ２とは異なる一定の荷重補償値を出力し続ける。このことは、荷重信号Ｓ３が時間とともに高くなっていく。
【００４０】
そこで、この実施の形態では、微分系回路１３から出力される変化率を取り出し、二重微分値演算回路３３で二重微分値を求めた後、この二重微分値が予め設定される変化率最大値を越えたとき「０信号」を出力し、荷重補償制御部１０からの補償値を切り離し、「０信号」を出力して急激な変化を無視するので、荷重信号に対する検出特性に異常が発生しても、図２に示す荷重補償制御部１０から出力される常時荷重補償値を切り離すことにより、さらに状況が悪化することを未然に回避することが可能となる。
【００４１】
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００４２】
また、各実施の形態は可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位，下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、かご内荷重の伝達が遅い場合でも、かごの吊り落としが生じない安定した荷重補償制御を実現できるエレベータ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエレベータシステムの概略的な全体構成図。
【図２】本発明に係るエレベータ制御装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図３】本発明に係るエレベータ制御装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明に係るエレベータ制御装置の第３の実施の形態を示す構成図。
【符号の説明】
１…巻上機、２…電動機、３…トラクションシーブ、４…メインロープ、５…乗りかご（５ａ：かご枠、５ｂ：かご室、５ｃ：防振ゴム）、７…ブレーキ装置、８…荷重検出器、１０，１０´，２０，３０…荷重補償制御部、１１…荷重付加処理部、１３…微分系回路、１４…比例ゲイン乗算回路、２１…運転開始荷重補償部、２２…偏差演算要素、２３…平均値演算要素、２５…運転開始急変検出部、２６…加算演算要素、２７…乗算演算要素、３１…荷重急変補償部、３２…サンプルディレイ回路、３３…二重微分値演算回路、３４…変化率最大値設定部、３５…比較回路、３６…オンディレイ回路、３７…スイッチ回路（選択手段）。

Claims (3)

1. 巻上用電動機に掛け渡されるメインロープに接続される乗りかご内のかご室内重量を検出するかご防振弾性体と直接的或いは間接的に設けたアナログ式かご室荷重検出手段とこの検出手段の荷重検出信号を用いて前記巻上用電動機に対してトルクによる荷重補償制御を実行する荷重補償制御部とを設けたエレベータ制御装置において、
   前記荷重補償制御部は、前記荷重検出信号を取り込んで一次微分演算を実行し、真値とすべき相当荷重信号を予測する荷重付加処理部と、前記かご室荷重検出手段で検出される荷重検出信号に前記荷重付加処理部から出力される相当荷重信号である荷重補償信号を加え、真値となる荷重信号を取り出す加算要素とを備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
2. 前記請求項１に記載のエレベータ制御装置において、
   前記荷重補償制御部は、前記乗りかごの運転開始に伴うブレーキ開放後、乗りかごの速度偏差の平均値を演算し出力する手段と、この手段から出力される平均値を一次微分演算し、運転開始時における前記乗りかごの方向及び速度変化を考慮した吊り落とし量を取り出す手段と、前記荷重付加処理部の一次微分演算値に対して前記吊り落とし量に応じた補償信号を乗算する手段とを設けた運転開始荷重補償部を備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
3. 前記請求項１に記載のエレベータ制御装置において、
   前記荷重補償制御部は、前記荷重付加処理部の一次微分演算値を再度微分演算し二重微分値を得る手段と、この二重微分値が予め設定する変化率最大値を越えたとき、前記荷重付加処理部から出力される相当荷重信号である荷重補償信号を零とする手段とを設けた荷重急変補償部を備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。

Images