JP2005119864A - エレベーターのドア制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベータの扉の反転動作時に生じる騒音及び衝撃を抑制するとともに、反転動作時の扉移動量を最適化する。
【解決手段】ドア制御装置５はパルスエンコーダ４の出力から、扉の位置点に対応する速度指令値をＲＯＭ８から読み出すとともに、実速度値と比較してゲート信号発生回路１４及びパワー回路２を介してドアモータ１を制御する。
ＲＯＭ８には、扉質量と減速度の組合せに対応する減速動作時における扉の移動量、並びに扉の動特性及び安全性を考慮して設定した最大移動量を記憶している。戸開移動中、安全装置１２から、利用者等の接触を検出する信号を入力すると、上記移動量データから、この扉の減速時の移動量が所定距離内に収まる減速度を選択して、ドアモータ１を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、エレベーターの扉の反転時における開閉を制御する装置に関するものである。

従来のエレベータのドア制御装置においては、ドア開端及び閉端検出手段と、開及び閉用のドア減速開始点検出手段と、ドア位置検出手段とを備えて構成されるエレベーターのドア制御装置において、複数のドア速度指令パターンを備え、ドア開または閉指令が入力されたときのドア位置に応じて、前記複数のドア速度指令パターンの１つを選択使用するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−３２４８８号公報（特許請求の範囲１、第１図）

上記のような従来のエレベーターのドア制御装置では、減速度の設定値は、安全面を考慮して反転指令を受けてから、所定距離内で減速を完了するように設定されている。しかし、減速度の設定は、適応されるすべての扉質量条件に対応させるために、適応質量中で最も減速時の移動量が大きくなる適用最大質量の扉の移動量が、所定距離内に入るように設定する必要がある。
しかし、上記のように設定された減速度を軽い扉に適応した場合、扉反転時には扉が急激に減速することになるため、騒音及び衝撃が大きくなり、利用者に不快感を与えるという問題点がある。

また、戸開動作中、利用者、物体等が扉に当たり、扉反転動作の減速動作に移行したとき、実速度が速度指令値よりも遅くなっている場合、反転指令が出ているにもかかわらず、実速度が速度指令値に達するまで、戸開方向へ強い力が加わることになるという問題点がある。

この発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、扉反転動作時に生じる騒音及び衝撃を最小限に抑制するとともに、反転減速動作時の扉の移動量を所定値以内に入るようにすることができるエレベーターのドア制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係るエレベーターのドア制御装置は、扉の質量に対応して扉の減速度と移動量との関係が記録された移動量データメモリを設け、反転指令の受信時、移動量データメモリからこの扉の質量に基づいて、この扉の減速時の移動量が所定距離内に収まる減速度を選択するようにしたものである。

この発明では、扉の質量に対応する扉の減速度と移動量との関係が記録された移動量データメモリから、最適の減速度を選択するようにしたので、階床ごとに扉質量が異なっていても、反転動作による騒音及び衝撃の発生を緩和し、逆に扉の移動量が過大になることがなく、所定距離内に停止させることができる。

実施の形態１．
図１〜図６、図９及び図１０は、この発明の第１発明の一実施の形態を示す図で、図１は全体構成図、図２は扉質量と減速度に対応する移動量データ図、図３は速度指令値の波形図、図４〜図６は参考説明用の動作波形図で、図４は通常戸開動作波形図、図５及び図６は減速動作波形図、図９及び図１０は動作フローチャートであり、図中同一符号は同一部分を示す。

図１において、扉を駆動するドアモータ１は、パワー回路２を介して電源３に接続されている。パルスエンコーダ４はドアモータ１に結合され、ドアモータ１の回転に対応するパルス出力を発生する。ドア制御装置５はパルスカウントユニット６、ＣＰＵ７、ＲＯＭ８、ＲＡＭ９、入出力ポート１０及びＰＷＭ（パルス幅変調）ユニット１１を有し、パルスカウントユニット６にパルスエンコーダ４のパルス出力が入力される。

また、入出力ポート１０には、利用者や物体が扉に当たることを検出する安全装置１２及び戸開／戸閉指令信号を発生するエレベーター制御装置１３が接続されている。ＰＷＭユニット１１はゲート信号発生回路１４に接続され、ゲート信号発生回路１４はパワー回路２に接続されている。

次に、この実施の形態の動作説明に先立って、図２を用いた処理を実行しない場合の通常戸開動作及び反転指令受信時の減速動作における扉の制御について、図４〜図６を参照して説明する。
エレベーター制御装置１３から戸開／戸閉指令信号が発生すると、ドア制御装置５内の入出力ポート１０に読み込まれ、この指令に対応してＲＯＭ８からドアモータ１に対する速度指令値Ｗ１１（図４）がＣＰＵ７に読み込まれる。

速度指令値Ｗ１１は、ドアモータ１に結合されたパルスエンコーダ４からの出力をパルスカウントユニット６により検出して、扉の位置点を演算し、この演算された位置点に対応してＲＯＭ８から読み出される。ＣＰＵ７はパルスエンコーダ４の出力から扉の位置を求めるだけでなく、そのカウント値に基づいてドアモータ１の実速度値Ｗ２１（図４）もあわせて演算する。ＣＰＵ７は、読み出した速度指令値Ｗ１１とドアモータ１の実速度値Ｗ２１との速度偏差から、実速度値Ｗ２１を速度指令値Ｗ２１に追従させるために必要なトルク指令値を演算する。

このトルク指令値はＰＷＭユニット１１に送出され、ＰＷＭ信号に変換され、その出力によりゲート信号発生回路１４からゲート信号が発生し、パワー回路２が駆動される。これで、ドアモータ１の電圧が調整され、扉の開閉動作となるように速度制御される。
なお、ＲＡＭ９には扉の位置点、ドアモータ１の実速度値等が記憶される。また、エレベーターが階床に到着した際やドア制御装置５から要求があった場合などに、エレベーター制御装置１３から現在の階床値が、入出力ポート１０を介してＣＰＵ７へ送られる。

次に、扉反転動作時の減速動作について説明する（図５、図６）。
一般に、反転指令受信時には、素早い扉反転動作が要求される。その際に適用される減速度は、大きいほど速い動作となるが、反面騒音や衝撃が大きくなり、利用者に不快感を与える。逆に、減速度が小さいと、遅い扉反転動作となり、騒音及び衝撃は軽減されるが、利用者が扉に挟まれる可能性が高くなる。

戸開動作中、図５に示すように時刻ｔ_１において反転指令を受信した場合、ドアモータ１に対する速度指令値Ｗ１１は速度指令値Ｗ３１に示すように減速する。その際に、扉の質量が軽い場合は実速度値Ｗ２２に示すような波形となる。扉の質量が重い場合には、扉の質量が軽い場合に比べて追従性が悪くなり、実速度値Ｗ２３に示すような波形となる。
また、反転指令時の減速動作において、図６に示すように、実速度値Ｗ２１が実速度値Ｗ２２のように移行し、速度指令値Ｗ１１よりも遅くなる場合が考えられる。

すなわち、戸開動作中、利用者又は物体が扉に当たり、扉の実速度値Ｗ２２が下がった後に、時刻ｔ１で安全装置１２がそれを検知して反転指令が出力され、これを受信した場合などに相当する。このとき、速度指令値Ｗ１１は速度指令値Ｗ３２に示すように減速する。その際に、ドアモータ１に対して出力されるトルク指令値は、速度指令値Ｗ１１と実速度値Ｗ２１から求められる通常のトルク指令値Ｑ_０から、実速度値Ｗ２１が実速度値Ｗ２２に移行したことにより求められるトルク指令値Ｑ_１に示す波形となり、反転指令が出ているにもかかわらず、実速度値Ｗ２２が速度指令値Ｗ３２に追いつくまで、トルク指令値Ｑ_１により戸開方向へ強い力が作用することになる。

そこで、この実施の形態では、ＲＯＭ８に図２に示すような扉質量と減速度の組合わせに対応する減速動作時における扉の移動量データ２１（速度指令値が最大のときに減速したときの移動量）、並びに扉の動特性及び安全性を考慮して設定された所定距離として最大移動量が記憶されている。

次に、この実施の形態の動作を図３を参照して説明する。
図３において、Ｗ１１は通常戸開時の速度指令値、Ｖ１は減速開始時点の速度指令値、Ｖ０は速度指令値の最高速度値、Ｗ３１は扉質量が適用最大質量時に選択する減速度による速度指令値、Ｗ３２は扉質量が適用最大質量と適用最軽量の中間値であったときに選択する減速度による速度指令値、Ｗ３３は扉質量が適用最軽量時に選択する減速度による速度指令値を示す。

戸開閉動作中に反転指令を受信した場合、移動量データ２１の中から次の条件１及び条件２に適合する減速度を選択する。
条件１：［｛移動量×（減速開始時点の速度指令値Ｖ１／速度指令値の最高速度値Ｖ０ ）^２｝＜最大移動量］
条件２：［｛移動量×（減速開始時点の速度指令値Ｖ１／速度指令値の最高速度値Ｖ０ ）^２｝が最も最大移動量に近い］
上記条件１，２により選択した減速度を用いて、速度指令値が零となるまで演算する。

例えば、戸開動作中、時刻ｔ_１で利用者が扉に当たりそうになり、安全装置１２がそれを検知したとする。このとき、図２の移動量データ２１に示される質量１が適用最大扉質量、質量３が最軽量扉質量、質量２がその中間質量とした場合、移動量データ２１の中から、条件１と条件２に適合する減速度は、適用最大扉質量の場合が移動量１１，適用最軽量扉質量の場合が移動量３３、その中間質量の場合が移動量２２とした場合、適用最大扉質量の場合の減速度１が速度指令値Ｗ３１、適用最軽量扉質量の場合の減速度３が速度指令値Ｗ３３、その中間の場合の減速度２が速度指令値Ｗ３２のように示される。

このようにして、扉の質量に対応して、減速動作時の扉の移動量が所定距離内に収まる減速度を選択するようにしたため、階床ごとに扉質量が異っていても、反転指令による減速動作に伴う騒音及び衝撃の発生を緩和し、逆に扉の移動量が過大になることなく、所定距離内に停止させることがが可能となる。

実施の形態２．
図７はこの発明の第２発明の一実施の形態を示す減速動作波形図である。なお、図１及び図２は実施の形態２にも共用する。
図７において、戸開動作中、利用者又は物体が扉に当たり、実速度値Ｗ２４が実速度値Ｗ２２のように移行し、速度指令値Ｗ１１よりも小さくなったとする。そして、時刻ｔ_１において、安全装置１２が利用者又は物体が扉に当たったことを検知し、反転指令を受信した場合、速度指令値Ｗ１１をその時点の速度指令値Ｖ１３から、実速度値Ｖ１２に設定する。その後、実施の形態１に示したように速度指令値Ｗ３２となり、これに従って実速度値Ｖ１２も減速する。

このときのトルク指令値は、通常戸閉時のトルク指令値Ｑ_０から速度指令値Ｗ１１を実速度値Ｖ１２に設定することにより、トルク指令値Ｑ_２となり、図６に示すトルク指令値Ｑ_１よりも戸開力を抑えることが可能となる。
このようにして、反転動作時に実速度値Ｖ１２が速度指令値Ｗ１１よりも小さい場合に、減速時の速度指令値Ｗ３２を変更し、トルク指令値Ｑ_０を下げることにより、反転指令受信後に、利用者や物体に対して、扉が更に力を加えることによる影響を軽減することが可能となる。

実施の形態３．
この発明の第３発明の一実施の形態を示し、図１〜図３を共用する。
実施の形態３では、まず、あらかじめＲＯＭ８に移動量データ２１を記憶させておき、その内容を処理開始時にＲＯＭ８からＲＡＭ９へ移し、以後ＲＡＭ９上のデータを使用する。また、同様に速度指令値Ｗ１１の最高速度値Ｖ０を保存する。

例えば、戸開動作中、時刻ｔ_１で利用者が扉に当たりそうになり、安全装置１２がそれを検地した場合、その時点における速度指令値Ｖ１及び減速開始位置点Ｐ１を保存する。同時に、実施の形態１で説明した条件１及び条件２に適合する減速度を選択する。その後、選択した減速度により、速度指令値Ｗ３１，Ｗ３２又はＷ３３により減速し、実速度値が零に達した時刻ｔ_２，ｔ_３，ｔ_４の減速終了位置点Ｐ２を保存する、減速開始位置点Ｐ１と、今回保存した減速終了位置点Ｐ２の差分をとり、減速開始速度値Ｖ１と速度指令値の最高速度値Ｖ０の比の２乗を乗算することにより、相対的な移動量を求める。

そして、今回算出した移動量と、ＲＡＭ９に保存されている移動量データ２１の中の今回使用した減速度の移動量とを比較し、今回算出した移動量の方が大きかった場合は、今回使用した減速度における減速時の移動量のワーストケースとして、移動量データ２１の中の今回使用した移動量データを今回の移動量に書き換える。
このようにして、ＲＯＭ８に記録されている減速動作時の扉の移動量データと、実際に測定した減速動作時の扉の移動量データが異なる場合にデータを補正するようにしたため、機械系の経年変化などによる誤差などに対応することが可能となる。

実施の形態４．
図８はこの発明の第４発明の一実施の形態を示す階床ごとの扉質量データ図である。なお、図１及び図2は実施の形態４にも共用する。
この実施の形態では、各階床ごとに扉質量が異なることにより、減速動作時の扉の移動量も異なる事を考慮して、あらかじめＲＯＭ８に、図８に示す各階床ごとの扉質量データを記録している。

戸開閉動作中に反転指令を受信した場合、エレベーター制御装置１３から受信した階床値に対応した扉質量を、扉質量データ２２から読み出し、移動量データ２１の中から、その扉質量に応じた減速度を選択する。
例えば、階床値が階床２であった場合、扉質量データ２２から、扉質量２が読み出され、移動量データ２１の中から、その扉質量に応じた減速度を選択する際に、扉質量２のデータ（移動量１２，２２，３２…）の中から選択される。

このようにして、各階床ごとの扉質量を参照することにより、減速動作時の扉の移動量のデータを各階床ごとに切り換えるようにしたため、いっそう細かい選択をすることが可能となる。

次に、実施の形態１〜４の動作を図９及び図１０を参照して説明する。
まず、初期設定時に、ステップＳ１で扉質量と減速度の組合せに応じた移動量データ２１をＲＯＭ８からＲＡＭ９に保存する。ステップＳ２で速度指令値の最高速度値Ｖ０をＲＡＭ９に保存する。次に、ステップＳ３で戸開閉中かを判断し、停止中であれば処理は進まない。戸開閉中であれば、ステップＳ４で現在の階床値を入力する。そして、ステップＳ５で反転指令を受信したかを判断する。受信していなければステップＳ３へ戻り、受信していればステップＳ６へ進んで、減速処理を実施する。

まず、ステップＳ６で現在の速度指令値と実速度値を比較し実速度値の方が小さければ、ステップＳ７で速度指令値を実測度値に設定してステップＳ８へ進む。ステップＳ６で実速度値が速度指令値以上と判断されるとステップＳ８へ飛ぶ。ステップＳ８で検出時点の速度指令値Ｖ１と位置点Ｐ１を保存する。そして、ステップＳ９で移動量データ２１の中から、条件１及び条件２に適合する減速度を選択する。

ステップＳ１０で速度指令値が零かを判定し、零でなければステップＳ１１で現時点の速度指令値から、読み出した減速度分を減算する。ステップＳ１２で実速度が零に達したかを判定し零に達していなければステップＳ１０へ戻り、速度指令値が零になるまで減速動作を繰り返す。実速度値が零に達した場合には、ステップＳ１３へ進み、実速度値が零になった時点の位置点Ｐ２を保存する。
ステップＳ１０で速度指令値が零になったと判定すると、ステップＳ１４へ進み、位置点Ｐ２が既に保存済みであるかを判定する。

位置点Ｐ２が保存されていない場合は、実速度値がまだ零でない場合なので、ステップＳ１５で実速度値が零になるのを待ち、実速度値が零になった時点でステップＳ１６で現時点の位置点Ｐ２を保存してステップＳ１７へ進む。また、ステップＳ１４で位置点Ｐ２が保存済みと判定されると、ステップＳ１７へ飛ぶ。そして、ステップＳ１７で次式により相対的な移動量を算出する。
（減速完了位置点Ｐ２−減速開始位置点Ｐ１）×（速度指令値の最高速度Ｖ０／検出時点の速度指令値Ｖ１）＾２

ステップＳ１８で上記算出した移動量が、既存の移動量以内かを判定し、既存の移動量以内であればステップＳ３へ戻り、既存の移動量よりも大きければ、ステップＳ１９へ進み、移動量データ２１の今回使用した減速度に対応する移動量データを、今回の移動量に書き換えてステップＳ１３へ戻る。

この発明の実施の形態１〜４を示す全体構成図。 この発明の実施の形態１〜４を示す扉質量と減速度に対応する移動量データ図。 この発明の実施の形態１を示す速度指令値の波形図。 この発明の実施の形態１を示す参考説明用の通常戸開動作波形図。 この発明の実施の形態１を示す参考説明用の減速動作波形図。 この発明の実施の形態１を示す参考説明用の減速動作波形図。 この発明の実施の形態２を示す減速動作波形図。 この発明の実施の形態４を示す階床ごとの扉質量データ図。 この発明の実施の形態１〜４を示す動作フローチャート。 図９の続きを示す図。

符号の説明

１ ドアモータ、４ パルスエンコーダ、５ ドア制御装置、１２ 安全装置、１３ エレベーター制御装置、２１ 移動量データ、２２ 階床ごとの扉質量データ、Ｗ１１，Ｗ３１〜Ｗ３３ 速度指令値、Ｗ２１〜２４ 実速度値、Ｖ０ 速度指令値の最高速度値、Ｖ１ 減速開始時点の速度指令値、Ｖ１２ 実速度値、Ｖ１３ 速度指令値。

Claims (4)

1. 出入口に配置された扉をドアモータで駆動して上記出入口を開閉し、このドアモータの実速度値を速度指令値に追従させるように制御し、上記扉の開閉中反転指令が受信されると上記ドアモータが減速して上記扉を反転動作させるエレベーターにおいて、上記扉の質量に対応して上記扉の減速度と上記扉の移動量との関係が記録された移動量データメモリを設け、上記反転指令の受信時、上記移動量データメモリからこの扉の質量に基づいて、この扉の減速時の移動量が所定距離内に収まる減速度を選択する減速度選択手段を備えたことを特徴とするエレベーターのドア制御装置。
2. 反転指令受信時、速度指令値よりもドアモータの実速度値が小さい場合に、上記速度指令値を上記実速度値に変更し、この変更された速度指令値から上記ドアモータの減速を開始する速度指令値変更手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のエレベーターのドア制御装置。
3. 反転指令受信時、減速動作時の扉の移動量を算出する移動量算出手段と、上記算出した扉の移動量と移動量データメモリに記録されている過去の移動量データとを比較し、記録されている移動量データよりも上記算出した移動量の方が大きい場合には、上記記録されている移動量を上記算出した移動量に書き換える移動量書換え手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のエレベーターのドア制御装置。
4. 階床ごとの扉質量が記録された扉質量データメモリを設け、減速度選択手段を、反転指令受信時、上記扉質量データメモリから上記階床ごとの扉質量を読み出し、それに応じた減速度を移動量データメモリから選択するものとしたことを特徴とする請求項１記載のエレベーターのドア制御装置。
   

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