JP2005060070A

JP2005060070A - エレベータ用秤装置の較正装置及びエレベータの駆動制御装置

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Publication number: JP2005060070A
Application number: JP2003294624A
Authority: JP
Inventors: Masami Kawamura; 正美川村
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2003-08-18
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-18
Also published as: JP4216671B2

Abstract

【課題】エレベータ用秤装置の検出値を精度良く較正する。
【解決手段】秤較正部３８の記憶部４４は、初期設定時、負荷率−秤装置の検出値の関係及び負荷率−平均トルク電流の関係を適正な関係として記憶する。初期設定後、演算部４６は、現状の平均トルク電流−秤装置の検出値の関係を算出し、これらの関係と記憶部４４に記憶されている平均トルク電流−負荷率の関係とに基づいて、初期設定後の負荷率−秤装置の検出値との関係を算出する。演算部４６は、記憶部４４に記憶されていた初期設定時の負荷率−秤装置の検出値の関係を、新たに算出された初期設定後の負荷率−秤装置の検出値の関係に較正する。これにより、秤装置の検出値を較正することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータ用秤装置の較正装置及びこれを備えるエレベータの駆動制御装置、特にエレベータのかご内の荷重を検出する秤装置の較正に関する。

従来、エレベータに、かご内の荷重を検出する秤装置を設けて、例えば起動時に、かご内荷重に応じたトルク電流をモータに供給し、かごと釣合い錘の重量差を補償して起動制御し、衝撃を抑制するようにしている。秤装置は、例えば、かご下に設置した差動トランスなどで構成され、かご枠にかごを弾性支持する防振ゴムの圧縮量を検出して、かご内の荷重を検出する。

しかしながら、秤装置に一般的に使用されている防振ゴムは経年変化により圧縮量が変化する。従って、秤装置の検出値が変化してしまうので、秤装置の検出値に従って起動制御を行っても、エレベータ据え付け時と同じ条件での起動制御維持をできないという問題が生じる。

そこで、例えば、特開平６−３２１４４０号公報（特許文献１）の様に秤装置の検出値を較正する技術が提案されている。この特許文献１のエレベータでは、速度指令手段が発生する速度指令値と秤装置の検出値に基づいて、速度制御を行っている。すなわち、これらのパラメータに基づいて決定される電動機のトルクＴｃは、かごの荷重に連動したトルクＴｃとなる。従って、トルクＴｃを検出し、このトルクＴｃから秤装置の検出値であるべき秤計算値Ｖｃを逆算し、この秤計算値Ｖｃと秤装置の実際の秤計量値Ｖｗを比較する。｜Ｖｃ−Ｖｗ｜が所定値Ｖｓより大きい場合、補正値Ｖｅ＝Ｖｃ−Ｖｗを算出する。補正値算出後は、秤装置の秤計量値ＶｗをＶｗ←Ｖｗ＋Ｖｅに補正し、秤装置の秤計量値Ｖｗを較正する。

特開平６−３２１４４０号公報

しかしながら、上記特許文献１で、秤装置の検出値の較正に用いられるトルクＴｃは任意のかご位置におけるトルクＴｃなので、精確な秤装置の補正値を算出することができない。すなわち、かご位置によってかご側と釣合い錘側の主ロープの重量差が生じ、かご内の荷重が同じでもかご位置によりトルクＴｃが異なってしまうからである。従って、上記特許文献１では、かご位置によるトルクＴｃの差が考慮されず、秤装置の精確な補正値を算出することができないという問題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、より精確に秤装置の検出値を較正するエレベータ用秤装置の較正装置及びそれを備えたエレベータの駆動制御装置を提供することを目的とする。

本発明の秤装置の較正装置は、エレベータかごのかご内の荷重を検出する秤装置の較正装置であって、初期設定時、秤装置の検出値と一定距離走行させた場合にかご位置によって異なるトルク電流を平均化した平均トルク電流との関係を適正な関係として記憶する記憶手段と、初期設定後、秤装置の少なくとも２つの異なる検出値とかごを初期設定時と同じ距離走行させた場合の平均トルク電流の関係をサンプリングするサンプリング手段と、適正な関係となるように秤装置の補正値を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明のエレベータの駆動制御装置は、エレベータ用秤装置の較正装置を備えるエレベータの駆動制御装置であって、サンプリング手段がエレベータ通常運行中にサンプリングするための条件を設定する条件設定手段を備えることを特徴とする。

また、本発明のエレベータの駆動制御装置において、条件設定手段は、サンプリング手段が初期設定時と同じ距離走行させた場合の平均トルク電流をサンプリングするように、サンプリング条件を設定することを特徴とする。

本発明によれば、平均トルク電流を基準にして、秤装置の検出値を較正することにしたので精度良く較正することができる。

また、本発明によれば、エレベータ通常運行中に自動的に較正するので、人手を介さず、またエレベータを休止させることがないので、較正作業のコストを下げることができる。

以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明する。本実施形態においては、エレベータ用秤装置の較正装置を備えたエレベータシステムについて説明する。

図１は、本実施形態のエレベータシステムの全体構成を示す図である。

図１に示すように、エレベータシステム１には、モータ１０と、このモータ１０により駆動される駆動網車１２が備えられる。駆動網車１２に主ロープ１４が巻き掛けられ、主ロープ１４のそれぞれの端部にかご１６と釣合い錘１８が連結されている。かご１６と釣合い錘１８の下側には、かご１６と釣合い錘１８の位置に起因する主ロープ１４の重量差を解消するために、コンペンロープ２０が連結される。モータ１０は、例えば三相誘導電動機で構成され、三相電源２２からインバータ２４を介して所望の駆動電力が供給される。これにより、駆動網車１２が駆動され、かご１６が昇降移動する。なお、後述するように、駆動制御のために、モータ１０への駆動電流は電流検出器２６ａ，２６ｂによって検出され、モータ１０の回転速度はロータリエンコーダ２８によって検出される。電流検出器２６ａ，２６ｂにより２相の電流が検出され、残りの１相の電流については演算によって求めることができる。

かご１６の下部には、かご１６内の荷重を検出する秤装置３０が設けられている。秤装置３０は、例えば、差動トランスで構成され、かご枠にかご１６を弾性支持する防振ゴム３２の圧縮量を検出することにより、かご１６内の荷重を検出する。

次に、エレベータを駆動するための駆動制御装置について、図１に示される機能ブロックを用いて説明する。

図１に示すように、かご１６の速度指令を発生する速度指令発生部３４と、速度指令に基づいて実際のモータ１０の速度を算出し、モータ１０のトルク電流指令を演算する速度制御部３６と、トルク電流指令とフィードバック制御によりトルク電流指令を演算するトルク制御部４２と、を有する。更に、秤装置３０の検出値が入力され、秤装置３０の検出値を較正する秤較正部３８と、秤較正部３８の出力値に基づいて、かご１６内の荷重に応じたトルク電流指令を出力する秤補償部４０と、を有する。本実施形態において特徴的なことは秤較正部３８である。これら要素は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のマイクロコンピュータで実装することができ、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行する。

速度指令発生部３４は、かご１６の速度指令パターンを出力する。速度制御部３６には、速度指令発生部３４から速度指令が入力され、ロータリエンコーダ２８の検出信号の入力に基づいて、モータ１０の実速度が算出される。速度制御部３６は、速度指令発生部３４の速度指令とモータ１０の実測度を比較し、その比較結果に基づいてトルク電流指令を出力する。秤較正部３８は、秤装置３０の検出値が入力され、後述するように、例えば秤装置３０の検出値を較正して秤補償部４０に出力する。秤補償部４０は、秤較正部３８からの較正値に基づいてかご荷重に見合ったトルク電流指令を出力する。トルク制御部４２には、速度制御部３６と秤補償部４０のトルク電流指令が入力され、リアルタイムのトルク電流指令が演算される。トルク制御部４２は、そのリアルタイム電流指令と電流検出器２６ａ，２６ｂからフィードバックされた実電流を比較し、インバータ２４に電圧指令を出力する。これにより、所望の電圧がモータ１０に供給され、かご１６の速度を制御することができる。

次に、秤較正部３８の構成について詳細に説明する。

まず、秤装置３０は、防振ゴム３２の圧縮量を検出し、圧縮量に応じた信号（出力電圧）を出力する。しかしながら、背景技術の欄で説明したように、防振ゴム３２の圧縮量は経年変化し、秤装置３０の検出値に誤差が生じる。

本実施形態においては、秤較正部３８は、初期設定時に、秤装置の検出値と一定距離走行させた場合にかご位置によって異なるトルク電流を平均化した平均トルク電流の関係を適正な関係として記憶しておき、初期設定後、この適正な関係、言い換えると平均トルク電流に基づいて、秤装置３０の検出値の補正値を算出する。

秤較正部３８は、適正な関係を記憶する記憶部４４と、秤装置３０の検出値の較正を行う演算部４６と、初期設定後、エレベータ通常運行中に秤装置３０の検出値を較正するために、秤装置３０の現状値を検出するサンプリング条件を設定する条件設定部４８と、有する。

秤較正部３８は、初期設定時、例えばエレベータの据え付け時に、適正な関係の基準テーブルを作成し記憶する。図２は、本実施形態における、秤装置の検出値と平均トルク電流の関係を説明する図である。なお、本明細書において、平均トルク電流は、所定基準値に対する相対値で表している。

まず、初期設定時、テストウェイトをかご１６に積載し、テストウェイトに対する秤装置３０の検出値を検出する。例えば、定格負荷（総積載量）に対して、０、２５、５０、７５、１００％づつ負荷率を変化させて、秤装置３０の検出値を測定する。なお、この測定は少なくとも２つ、好ましくはそれ以上の異なる負荷率でデータを収集する。秤装置３０の検出値は、Ａ／Ｄ変換器でディジタル値に変換され、秤較正部３８の演算部４６に入力される。演算部４６は、測定されたデータから線形近似によって、負荷率−秤装置の検出値の関係を示す関数を算出する。この負荷率−秤装置の検出値の関係を図２（ａ）に示す。

また、上記負荷率でかご１６を一定距離走行させた場合のトルク電流を電流検出器２６ａ，２６ｂで検出する。検出されたトルク電流はＡ／Ｄ変換器を介して演算部４６に入力され、演算部４６は、平均トルク電流を算出する。

図３は、平均トルク電流の概念を示す図であり、エレベータの速度とトルク電流の関係を示した図である。図３は、かご１６が最下階から最上階に移動した場合のかご１６の速度とトルク電流との関係を示している。図３に示すように、最下階での加速と最上階への減速時にはトルク電流が大きく変化し、加速終了後、減速開始前の一定速状態でも、トルク電流は徐々に減少している。これは、かご１６が上昇するに伴って、かご１６側と釣合い錘１８側の主ロープ１４の重量差が生じ、その重量差に応じたトルク電流をモータ１０に供給しているからである。従って、かご１６内の荷重（若しくは秤装置３０の検出値）とトルク電流の関係は、かご１６の位置によって異なる。本実施形態においては、このような差を解消するために、図３に示すように、平均トルク電流として、加速終了後、減速手前までの一定速状態のトルク電流（Ｔ１〜Ｔ２）を検出し、これを平均化する。この処理は、演算部４６に速度指令発生部３４の加速終了指令と減速開始指令を入力することで処理することができる。これにより、かご１６の位置に依存しない、負荷率に対するトルク電流、すなわち、負荷率に対する平均トルク電流の算出することができる。

なお、本実施形態においては、一定速状態のトルク電流（Ｔ１〜Ｔ２）を検出し、平均トルク電流を算出しているが、かご側と釣合い錘側の主ロープの重量差により生じるトルク電流の差を解消できれば、例えば中間階周辺の走行中のトルク電流を検出し、平均トルク電流としても良い。

このようにして、演算部４６は、上記異なる負荷率の平均トルク電流を算出し、線形近似によって、負荷率と平均トルク電流の関係を示す関数を算出する。この平均トルク電流−負荷率の関係を図２（ｂ）に示す。

記憶部４４は、図２に示すような、負荷率−秤装置の検出値の関係及び負荷率−平均トルク電流の関係を適正な関係として記憶する。すなわち、これらの基準テーブルから、秤装置の検出値と一定距離走行させた場合にかご位置によって異なるトルク電流を平均化した平均トルク電流の関係を算出することができる。なお、初期設定時の秤装置の検出値と平均トルク電流の関係が参照することができれば、ルックアップテーブル等の形式であっても良い。

これらが初期設定の動作であり、通常運行では、演算部４６は、秤装置３０の検出値が入力されると、図２（ａ）に示す負荷率−秤装置の検出値の関係を参照し、秤装置３０の検出値を負荷率に換算し、負荷率を秤補償部４０に出力する。秤補償部４０は、負荷率に応じたトルク電流指令を出力する。これにより、かご１６内の荷重に応じてモータ１０にトルク電流を流すことができ、例えば起動ショックが起きないように起動制御をすることができる。

次に、初期設定後のデータの較正について説明する。

演算部４６は、初期設定後、実際の秤装置の検出値と平均トルク電流との関係をサンプリングする。本実施形態においては、条件設定部４８にエレベータ通常運行中に秤装置の検出値と平均トルク電流との関係をサンプリングする条件が設定され、演算部４６は、この条件に基づいてサンプリングする。例えば、時期的条件と走行条件が設定される。時期的条件は、例えば、毎月１回、午前１０時〜１１時の期間といった条件が設定される。例えば、モータ１０に供給される一定速状態でのトルク電流は、かご１６をガイドするガイドレールとガイドシューの摩擦や減速器の潤滑油の粘性等により若干変動する。従って、本実施形態で設定した期間のように、トルク電流に影響を与えるパラメータが安定する期間をサンプリング期間として設定すると好適である。また、走行条件として、例えば、秤装置３０のある検出値と平均トルク電流の関係でサンプルとして収集すべき、エレベータの走行条件が設定される。本実施形態においては、初期設定時と同じ距離走行させた場合、最下階から最上階まで走行した時、すなわち、加速終了後、減速開始前の一定速状態（一定距離走行）が走行条件として設定されている。

演算部４６は、これらの設定条件に基づいてデータを収集する。すなわち、サンプリング期間になると、秤装置３０の検出値が入力され、電流検出器２６ａ，２６ｂのトルク電流の検出値が入力される。本実施形態においては、初期設定時と同じ、一定速状態のトルク電流に基づいて平均トルク電流を算出する。これにより、精度が高いサンプルを得ることができる。演算部４６は、秤装置３０の検出値と平均トルク電流の関係を少なくとも２つの異なる荷重に対して検出する。演算部４６は、好適には、秤装置３０の検出値が分散した、言い換えるとある程度ばらついた値をサンプリングする。負荷率で言い換えると１５％〜４０％（例えば、５％、３８％、６５％、８０％）の分散した値をサンプリングする。これにより、精度が高い較正をすることができる。演算部４６は、これらのデータが収集できたら、線形近似によって平均トルク電流−秤装置の検出値の関係、例えば関数を算出する。このように、本実施形態においては、電流検出器２６ａ，２６ｂで検出された、実際のトルク電流に基づいて処理を行うので、個々のシステムのばらつきに対応して秤装置の検出値を較正することができる。図４は、平均トルク電流−秤装置の検出値の関係を説明する図である。

演算部４６は、算出した平均トルク電流−秤装置の検出値の関係と、記憶部４４に記憶されている（図２（ｂ））平均トルク電流−負荷率の関係とに基づいて、初期設定後の負荷率−秤装置の検出値との関係、例えば関数を算出する。図５は、初期設定後の負荷率−秤装置の検出値の関係を説明する図である。演算部４６は、記憶部４４に記憶されていた図２（ａ）の初期設定時の負荷率−秤装置の検出値の関係を、図５に示す初期設定後の負荷率−秤装置の検出値の関係に更新、すなわち、較正する。これにより、経年変化した秤装置３０の検出値を較正することができる。図６は、初期設定時と初期設定後の負荷率−秤装置の検出値の関係を説明する図であり、図６に示すように、記憶部４４は、較正前から較正後の負荷率−秤装置の検出値の関係に更新される。なお、この図６に示す関係に基づいて、秤装置の検出値の補正値を算出することもできる。

その後、通常運転において、演算部４６は、秤装置３０の検出値が入力されると、記憶部４４に記憶された較正後の負荷率−秤装置の検出値の関係を参照し、秤装置３０の検出値を負荷率に換算する。これにより、秤装置３０の検出値を較正することができる。演算部４６は、較正値を秤補償部４０に出力する。秤補償部４０は、負荷率に応じたトルク電流指令を出力し、モータ１０の電流を制御する。これにより、経年変化による誤差を解消してかご１６内の荷重に応じてモータ１０にトルク電流を流すことができる。

本実施形態においては、初期設定後、条件設定部４８で設定された条件に基づいて、エレベータ通常運行中に秤装置３０の現状値等をサンプリングしているので、エレベータを休止させずにデータ較正を行うことができる。なお、条件を設定することなく、任意の時期に初期設置時と同様にテストウェイトを用いてデータを収集してもよい。

次に、エレベータシステム１の全体作用について説明する。

初期設定時
図７は、エレベータシステム１の初期設定時の作用を説明するフローチャートである。

まず、エレベータの運転モードを書き込みモードに設定し初期設定を行える状態にする（Ｓ１０）。負荷率０％のかご１６を最下階に位置させ（Ｓ１２）、秤装置３０はかご１６内の荷重を検出し、演算部４６に出力する（Ｓ１４）。かご１６を最下階から最上階まで走行させる（Ｓ１６）。電流検出器２６ａ，２６ｂは、トルク電流を検出する（Ｓ１８）。演算部４６は、トルク電流が入力されると、一定速状態の平均トルク電流を算出する（Ｓ２０）。かご１６を最下階に戻す（Ｓ２２）。かご１６内の負荷率を変えて、例えば２５％、５０％、７５％、１００％を変えて、Ｓ１４〜Ｓ２２の動作を繰り返す（Ｓ２４でＹＥＳ）。所定の負荷率での測定が終了後（Ｓ２４でＮＯ）、演算部４６は、負荷率−秤装置の検出値の関係、平均トルク電流−負荷率の関係を算出する（Ｓ２６）。記憶部４４は、これらの基準テーブルを記憶する（Ｓ２８）。

初期設定後
図８は、エレベータシステム１の初期設定後の作用を説明するフローチャートである。

演算部４６は、通常運行中に条件設定部４８で設定されたサンプリング時期になったか否か判断する（Ｓ３０）。サンプリング期間であれば（Ｓ３０でＹＥＳ）、秤装置３０はかご１６内の荷重を検出し、演算部４６に出力する（Ｓ３２）。電流検出器２６ａ，２６ｂは、トルク電流を検出する（Ｓ３４）。演算部４６は、トルク電流が入力されると、条件設定部４８で設定されている走行条件のトルク電流から平均トルク電流を算出する（Ｓ３６）。演算部４６は、秤装置３０の検出値が分散した、負荷率で言い換えると１５％〜４０％の離れた値のデータを収集する（Ｓ３８）。分散したデータを収集する必要があれば（Ｓ３８でＮＯ）、Ｓ３０〜Ｓ３６の処理を繰り返す（Ｓ３８でＮＯ）。分散したデータの収集ができれば（Ｓ３８でＹＥＳ）、演算部４６は、平均トルク電流−秤装置の検出値の関係を算出する（Ｓ４０）。更に、演算部４６は、算出した平均トルク電流−秤装置の検出値の関係と、記憶部４４に記憶されている図２（ｂ）に示す平均トルク電流−負荷率の関係とに基づいて、初期設定後の負荷率−秤装置の検出値との関係を算出する（Ｓ４２）。演算部４６は、記憶部４４に記憶されていた図２（ａ）の初期設定時の負荷率−秤装置の検出値の関係を、図５に示す初期設定後の負荷率−秤装置の検出値の関係に較正する（Ｓ４４）。これにより、経年変化した秤装置３０の検出値を補正することができる。

実施形態のエレベータシステムの全体構成を示す図である。秤装置の検出値と平均トルク電流の関係を説明する図である。平均トルク電流の概念を示す図である。初期設定後の平均トルク電流−秤装置の検出値の関係を説明する図である。初期設定後の負荷率−秤装置の検出値の関係を説明する図である。初期設定時と初期設定後の負荷率−秤装置の検出値の関係を説明する図である。エレベータシステム１の初期設定時の作用を説明するフローチャートである。エレベータシステム１の初期設定後の作用を説明するフローチャートである。

符号の説明

１エレベータシステム、１０モータ、１２駆動網車、１４主ロープ、１６かご、１８釣合い錘、２０コンペンロープ、２２三相電源、２４インバータ、２６ａ，２６ｂ電流検出器、２８ロータリエンコーダ、３０秤装置、３２防振ゴム、３４速度指令発生部、３６速度制御部、３８秤較正部、４０秤補償部、４２トルク制御部、４４記憶部、４６演算部、４８条件設定部。

Claims

エレベータかごのかご内の荷重を検出する秤装置の較正装置であって、
初期設定時、秤装置の検出値と一定距離走行させた場合にかご位置によって異なるトルク電流を平均化した平均トルク電流との関係を適正な関係として記憶する記憶手段と、
初期設定後、秤装置の少なくとも２つの異なる検出値とかごを初期設定時と同じ距離走行させた場合の平均トルク電流の関係をサンプリングするサンプリング手段と、
前記適正な関係となるように秤装置の補正値を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とするエレベータ用秤装置の較正装置。
請求項１に記載のエレベータ用秤装置の較正装置を備えるエレベータの駆動制御装置であって、
前記サンプリング手段がエレベータ通常運行中にサンプリングするための条件を設定する条件設定手段を備えることを特徴とするエレベータの駆動制御装置。
請求項２に記載のエレベータの駆動制御装置であって、
前記条件設定手段は、サンプリング手段が初期設定時と同じ距離走行させた場合の平均トルク電流をサンプリングするように、サンプリング条件を設定することを特徴とするエレベータの駆動制御装置。