JP2005324886A - ハイブリッド駆動型エレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー不足により乗りかごが階間途中で止まることを防止して乗客の安全を確保する。
【解決手段】乗りかご１４の回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを乗りかご１４の駆動系に供給する蓄電装置４１を備えたハイブリッド駆動型エレベータの制御装置において、蓄電装置４１のエネルギー容量を算出するエネルギー容量監視装置５２と、エネルギー容量監視装置５２によって算出されたエネルギー容量が所定容量を下回る場合にエネルギー不足と判断し、その際に乗りかご１４の走行方向を力行方向から回生方向へ変更する走行方向反転装置５３とを備えることで、エネルギー不足により乗りかご１４が階間途中で止まることを防止して乗客の安全を確保する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回生エネルギーを利用してエレベータ（乗りかご）を駆動するハイブリッド駆動型エレベータの制御装置に関する。

一般に、エレベータでは、電動機（巻上げ機）の回転軸に巻き掛けられたロープの両端に乗りかごとカウンタウェイトが吊り下げられ、上記電動機の回転によりロープを介して乗りかごがカウンタウェイトと反対方向につるべ式に昇降動作する。

ここで、例えば乗りかごが昇降路の下方向に動く場合に、そのときの乗りかごの荷重がカウンタウェイトより重ければ、動力を必要としないため、電動機が発電機として機能することになり、回生エネルギーが生じる。また、乗りかごが上方向に動く場合に、そのときの乗りかごの荷重がカウンタウェイトより軽ければ、動力を必要としないため、回生エネルギーが生じる。

このように、動力を必要とせずに乗りかごを運転することを「回生運転」と呼び、そのときに乗りかごが移動する方向を「回生方向」と呼ぶ。また、その逆に、動力を必要する運転を「力行運転」と呼び、そのときに乗りかごが移動する方向を「力行方向」と呼んでいる。

ところで、近年の省電力化の要求に伴い、上述した回生運転時に生じる電力つまり回生エネルギーを例えば大容量のコンデンサなどからなる蓄電装置に蓄えておき、次の力行運転時に上記蓄電装置に蓄えた回生エネルギーを利用して乗りかごを運転するハイブリッド駆動型のエレベータが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２３６７４３号公報

上述したように、ハイブリッド駆動型エレベータでは、回生運転時に生じるエネルギーを放出せずに蓄電装置に蓄えておくことで省電力化を実現している。しかし、蓄電装置に蓄えられたエネルギーは適時監視しておかないと、例えば停電時にエネルギー容量が足りなくなり、走行中に乗りかごが階間で止まってしまい、閉じ込め事故が発生する可能性がある。

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、エネルギー不足により乗りかごが階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することのできるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置を提供することを目的とする。

本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、この蓄電手段のエネルギー容量を算出するエネルギー容量算出手段と、このエネルギー容量算出手段によって算出されたエネルギー容量が所定容量を下回った場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して上記乗りかごを最寄階へ停止させる走行方向反転手段とを具備して構成される。

このような構成によれば、蓄電手段のエネルギー容量が所定容量を下回った場合にエネルギー不足と判断され、その際に乗りかごの走行方向が力行方向から回生方向へ変更されて最寄階で停止する。これにより、エネルギー不足により乗りかごが階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

また、本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、この蓄電手段に対する充放電の電流値を検出する電流検出手段と、この電流検出手段によって検出された電流値が所定値を超えた場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して上記乗りかごを最寄階へ停止させる走行方向反転手段とを具備して構成される。

このような構成によれば、蓄電手段の電流値が所定値を超えた場合にエネルギー不足と判断され、その際に乗りかごの走行方向が力行方向から回生方向へ変更されて最寄階で停止する。これにより、エネルギー不足により乗りかごが階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

また、本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、この蓄電手段の電圧値を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段によって検出された電圧値が所定値を下回った場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更する走行方向反転手段とを具備して構成される。

このような構成によれば、蓄電手段の電圧値が所定値を下回った場合にエネルギー不足と判断され、その際に乗りかごの走行方向が力行方向から回生方向へ変更されて最寄階で停止する。これにより、エネルギー不足により乗りかごが階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

また、本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、この蓄電手段の電力値を算出する電力算出手段と、この電力算出手段によって算出された電力値が所定値を下回った場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して上記乗りかごを最寄階へ停止させる走行方向反転手段とを具備して構成される。

このような構成によれば、蓄電手段の電力値が所定値を下回った場合にエネルギー不足と判断され、その際に乗りかごの走行方向が力行方向から回生方向へ変更されて最寄階で停止する。これにより、エネルギー不足により乗りかごが階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

また、本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、この蓄電手段の電力値を算出する第１の電力算出手段と、上記乗りかごの駆動系に発生する電力値を算出する第２の電力算出手段と、上記第１の電力算出手段によって算出された第１の電力値が上記第２の電力算出手段によって算出された第２の電力値よりも低い場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して上記乗りかごを最寄階へ停止させる走行方向反転手段とを具備して構成される。

このような構成によれば、蓄電手段の電力値が乗りかごの駆動系の電力値よりも低い場合にエネルギー不足と判断され、その際に乗りかごの走行方向が力行方向から回生方向へ変更されて最寄階で停止する。これにより、エネルギー不足により乗りかごが階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

また、本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、上記乗りかごの位置を検出するかご位置検出手段をさらに備え、上記走行方向反転手段は、上記かご位置検出手段によって検出された位置から上記乗りかごを力行方向へ運転するよりも回生方向へ運転する方が最寄階に近いと判断される場合に、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更することを特徴とする。

このような構成によれば、乗りかごの位置から回生方向へ運転する方が最寄階に近い場合に方向転換される。これにより、不用意に方向転換することを避け、最も近い最寄階で乗りかごを停止して、乗客の安全を確保することができる。

また、本発明のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、上記走行方向反転手段により上記乗りかごの走行方向が力行方向から回生方向へ変更された場合に、その旨を上記乗りかご内の乗客に案内する案内手段をさらに備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、回生方向へ変更した場合にその旨が乗りかご内の乗客に案内されるので、不安感を解消することができる。

本発明によれば、ハイブリッド駆動型エレベータにおいて、蓄電装置のエネルギー不足を検出し、その際に乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して最寄階で停止制御するようにしたため、エネルギー不足により乗りかごが階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。

このエレベータは、所定の駆動電力を受けて回転動作する電動機１１と、この電動機１１の回転軸に取り付けられて回転するシーブ１２と、このシーブ１２に巻き掛けられたロープ１３の両端に吊り下げられた乗りかご１４とカウンタウェイト（釣り合い重り）１５などを備える。

また、乗りかご１４の駆動系として、商用電源２１と、この商用電源２１の交流電圧を直流電圧に変換する整流器２２と、直流電圧のリプルを平滑化する平滑コンデンサ２３と、上記直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換するインバータ２４と、このインバータ２４により供給される電動機１１の電流を検出するインバータ電流検出装置２５などを備える。

なお、上記商用電源２１は三相電源である。この三相電源による交流電圧が整流器２２で全波整流され、平滑コンデンサ２３にてリプル分が吸収されて直流に平滑化される。この平滑化された直流がインバータ２４に与えられ、所定周波数の交流電圧に変換されて電動機１１に駆動電力として供給される。

このような電力供給により、電動機１１が回転駆動され、これに伴いシーブ１２が回転し、そこに巻き掛けられたロープ１３を介して乗りかご１４とカウンタウェイト１５が昇降路内をつるべ式に昇降動作する。

また、運転制御系として、速度指令装置２６と、速度検出装置２７と、速度制御装置２８と、荷重検出スイッチ装置２９と、荷重信号演算装置３０と、トルク指令判断装置３１と、インバータ電流制御装置３２などを備える。

速度指令装置２６は、図示せぬエレベータ制御盤から電動機１１の運転指令を受けて、速度指令値を出力する。速度検出装置２７は、電動機１１の現在の速度を検出する。速度制御装置２８は、速度指令値と速度検出値との偏差を求め、その偏差をなくすようなトルク指令を出力する。

荷重検出スイッチ装置２９は、乗りかご１４の荷重を検出するためのスイッチであり、例えば荷重値に応じて選択的にオン動作する複数のスイッチからなる。荷重信号演算装置３０は、荷重検出スイッチ装置２９から出力される荷重信号に基づいてトルク補償値を演算する。

具体的には、上記荷重検出スイッチ装置２９が３つのスイッチａ、ｂ、ｃから構成されるものとする。スイッチａは乗りかご１４の荷重値が所定の積載重量（カウンタウェイト１５と釣り合う重量）よりも重いときにＯＮし、スイッチｂは乗りかご１４の荷重値が上記所定の積載重量のときにＯＮし、スイッチｃは乗りかご１４の荷重値が上記所定の積載重量よりも軽いときにＯＮする。荷重信号演算装置３０は、図２に示すように、これらのスイッチａ、ｂ、ｃのそれぞれのＯＮ信号に対し、例えば「−１０」、「０」、「＋１０」なるトルク補償値を出力する。

トルク指令判断装置３１は、速度制御装置２８から出力されたトルク指令値と荷重信号演算装置３０から出力されたトルク補償値とを加算して得られる最終的なトルク指令値が許容範囲内にあるか否かを判断する。その結果、トルク指令値が許容範囲外であれば、許容範囲内に収めるようにリミッタをかける。

インバータ電流制御装置３２は、インバータ電流検出装置２５によって検出された電流値とトルク指令判断装置３１から出力されるトルク指令値とに基づいて、電動機１１に流す電流をトルク指令値に合わせて制御する。

また、上記のような構成に加え、ハイブリッド駆動系として、さらに蓄電装置４１、電圧検出器４２、充放電制御装置４２ａ、充放電回路４３を備える。

蓄電装置４１は、例えば大容量の多数のバッテリあるいはコンデンサからなり、回生運転時に生じる回生エネルギーを蓄えておき、次の力行運転時に上記蓄えた回生エネルギーを放電することで、商用電源２１の省電力化を図るものである。電圧検出器４２は、平滑コンデンサ２３の両端電圧を電力供給ラインである直流母線間の電圧として検出する。充放電制御装置４２ａは、電圧検出器４２によって検出された電圧値に基づいて現在の運転状態が回生運転または力行運転であるかを判断し、その運転状態に応じて充放電回路４３を作動させて蓄電装置４１に対する充放電を行う。

詳しくは、蓄電装置４１は、インバータ２４の入力端子側に設けられる。このインバータ２４の入力端子側には、平滑コンデンサ２３と並列に電圧検出器４２が設けられ、この電圧検出器４２により平滑コンデンサ２３の端子電圧が検出される。

乗りかご１４が力行運転であるときは、平滑コンデンサ２３の電圧は所定の電圧値を保っており、乗りかご１４が回生運転になると、インバータ２４から入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、平滑コンデンサ２３の端子電圧は上記所定の電圧値より上昇する。この電圧値の変化を電圧検出器４２にて検出することで、充放電制御装置４２ａは力行運転であるか回生運転であるかを判断する。

また、平滑コンデンサ２３と並列に充放電回路４３および蓄電装置４１が設けられる。充放電回路４３は、蓄電装置３０に対する充放電を切り替えるための回路である。この充放電回路４３は、インバータ２４への電力供給ラインである直流母線間に並列に接続される充電用スイッチング素子４４および放電用スイッチング素子４５、これらのスイッチング素子４４，４５の共通接続部に接続され、直流電力を平滑化する機能を有する直流リアクトル４６などから構成される。

ここで、蓄電装置４１を備えたハイブリッド駆動式エレベータにおける回生エネルギーの充電と放電の動作について簡単に説明しておく。

（ａ）回生エネルギーの充電動作
上述したように、乗りかご１４の回生運転時には、インバータ２４から入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、平滑コンデンサ２３に回生エネルギーが蓄積され、インバータ２４への電力供給ラインである直流母線間の電圧は徐々に上昇する。このときの電圧上昇は電圧検出器４２にて検出されて、充放電制御装置４２ａに与えられる。

充放電制御装置４２ａでは、上記直流母線間の電圧が予め設定された基準値以上となると、充放電回路４３内の充電用スイッチング素子４４をＯＮする。これにより、回生エネルギーが蓄電装置４１に充電されることになる。

（ｂ）回生エネルギーの放電動作
乗りかご１４の力行運転時には、平滑コンデンサ２３で平滑化された直流がインバータ２４に供給されるので、インバータ２４への電力供給ラインである直流母線間電圧は停止時よりも降下する。このときの電圧降下は電圧検出器４２にて検出されて、充放電制御装置４２ａに与えられる。

充放電制御装置４２ａでは、上記直流母線間の電圧が予め設定された基準値よりも下がると、充放電回路４３１内の放電用スイッチング素子４５をＯＮする。これにより、蓄電装置３０に蓄積された回生エネルギーが電力供給ラインへ放電されることになる。

このような構成のハイブリッド駆動型のエレベータにおいて、例えば停電などにより商用電源２１の電力を正常に供給できない状態になると、平滑コンデンサ２３の電圧が降下し、この状態が平滑コンデンサ２３に並設された電圧検出器４２にて検出される。これにより、上述したように充放電回路４３の放電動作により蓄電装置４１からエネルギーが放出されてインバータ２４に供給される。

このような状況では、蓄電装置４１だけが動力源となるため、蓄電装置４１の容量が不足すると、インバータ２４により電動機１１を駆動できず、走行中に乗りかご１４が階間の途中で停止してしまう可能性がある。

そこで、第１の実施形態では、エネルギー不足のときに乗りかご１４を最寄階へ安全に停止させるための構成として、電流検出装置５０、電圧検出装置５１、エネルギー容量監視装置５２、走行方向反転装置５３が備えられている。

電流検出装置５０は、蓄電装置４１に対する充放電の電流値を蓄電装置４１に接続された電流検出器４８を通じて検出する。電圧検出装置５１は、蓄電装置４１の電圧値を検出する。エネルギー容量監視装置５２は、電流検出装置５０によって検出された電流値と電圧検出装置５１によって検出された電圧値に時間成分を積算して蓄電装置４１の現在のエネルギー容量を算出する。

また、走行方向反転装置５３は、エネルギー容量監視装置５２によって算出されたエネルギー容量に基づいて、乗りかご１４の走行方向を反転させる指令を速度指令装置２６に出力する。

このような構成によれば、エネルギー容量監視装置５２によって蓄電装置４１の現在のエネルギー容量が算出される。この場合、電流検出装置５０によって検出される蓄電装置４１の電流値をＩ、電圧検出装置５１によって検出される蓄電装置４１の電圧値をＶとすると、蓄電装置４１のエネルギー容量Ｑは以下のような式（１）で表される。なお、ｔは時間である。

Ｑ＝Ｉ×Ｖ×ｔ［Ｗ・ｈ］ …（１）
ここで、停電などにより蓄電装置４１から回生エネルギーが消費され続け、上記Ｑの値が所定容量Ｑｔを下回ると、エネルギー容量監視装置５２では、そのまま乗りかご１４を力行方向に走行させるには、蓄電装置４１が容量不足（つまりエネルギー不足）であると判断して、走行方向反転装置５３にその旨の容量不足信号を出力する。なお、上記所定容量Ｑｔはゼロではなく、蓄電装置４１の特性などによって例えば全容量の２０％程度に設定される。

走行方向反転装置５３は、エネルギー容量監視装置５２から容量不足信号を受信すると、そのときに乗りかご１４が力行方向へ走行中であれば、回生方向へ運転方向を変更するように速度指令装置２６に指令を出す。

この場合、蓄電装置４１の回生エネルギーが消費されている状況なので、乗りかご１４は力行方向へ走行中である。したがって、速度指令装置２６では、走行方向反転装置５３からの指令を受けて、乗りかご１４の走行方向を力行方向から回生方向へ方向転換し、その乗りかご１４を最寄階で停止させるように運転制御する。

図３は乗りかご１４の運転状態を説明するための図であり、図３（ａ）は速度指令装置２６から出力される速度指令、同図（ｂ）は停電時の乗りかご１４の運転パターン、同図（ｃ）はエネルギー容量監視装置５２から出力される容量不足信号を示している。なお、図３（ｂ）の−方向のパターンは逆方向に走行していることを表している。

今、乗りかご１４が所定の速度で１Ｆから３Ｆへ走行している場合に、その走行途中で停電が生じたとする。このような場合、蓄電装置４１に蓄積されていた回生エネルギーが放電され、その回生エネルギーを動力として、乗りかご１４は速度を落としながらも、ある程度まで進む。なお、このときの運転は蓄電装置４１の回生エネルギーを動力としているので力行運転である。

ここで、蓄電装置４１のエネルギー容量Ｑ上記所定容量Ｑｔを下回ると、エネルギー容量監視装置５２から容量不足信号が出力される。これにより、乗りかご１４の走行方向が回生方向に切り替えられ、最寄階で停止する。この場合、図３（ｂ）の例のように、２Ｆと３Ｆの間で容量不足となれば、そこで回生運転に切り替えられ、乗りかご１４は２Ｆの階床まで移動して停止することになる。

このように、ハイブリッド駆動型のエレベータにおいて、蓄電装置４１の電圧値と電流値からエネルギー容量を算出し、そのエネルギー容量が所定容量を下回る場合にエネルギー不足と判断して、乗りかご１４の走行方向を逆方向つまり回生方向に切り替えることで、無駄なエネルギー消費を抑えて、乗りかご１４を最寄階まで移動させることができる。これにより、エネルギー不足により乗りかご１４が階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

なお、上記第１の実施形態では、蓄電装置４１のエネルギー容量が不足した場合に、そのときに力行運転時であるものとして（回生運転時にはエネルギーを充電しているので容量不足とならないため）、走行方向反転装置５３により方向反転を行うようにしたが、より正確に運転制御を行うためには、力行運転であることを確認した上で方向反転することが好ましい。その場合には、例えば充放電制御装置４２ａにて平滑コンデンサ２３の両端電圧値（直流母線間電圧）に基づいて判断される現在の乗りかご１４の運転状態（力行運転／回生運転）を示す運転状態信号を走行方向反転装置５３に与えることで実現できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、蓄電装置４１の容量不足が検出されたときに、乗りかご１４の走行方向を回生方向に反転したが、第２の実施形態では、そのときの乗りかごの位置に基づいて力行方向へ運転するよりも回生方向へ運転する方が最寄階に近いと判断される場合に回生方向に反転することを特徴とする。

図４は本発明の第２の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略するものとする。図１の構成と異なる点は、かご位置検出器５４が追加されている点である。

図４において、かご位置検出器５４は、昇降路内における乗りかご１４の位置を検出し、その位置検出信号を走行方向反転装置５３に出力する。走行方向反転装置５３は、かご位置検出器５４から得られるかご位置に基づいて、力行方向へ運転するよりも回生方向へ運転する方が最寄階に近いか否かを判断し、その判断結果に応じて方向反転指令を速度指令装置２６に出力する。

図５は同実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の処理動作を示すフローチャートであり、エネルギー容量監視装置５２から容量不足信号が出力された場合の動作が示されている。

すなわち、エネルギー容量監視装置５２から容量不足信号が出力されると、走行方向反転装置５３では、その容量不足信号を受信することにより（ステップＳ１１）、まず、かご位置検出器５４から現在のかご位置を取得し（ステップＳ１２）、そのかご位置からそのまま力行方向に進んだ場合の最寄階までの距離（Ｌ１とする）を算出する（ステップＳ１３）。なお、各階の位置情報は予め走行方向反転装置５３に与えられているものとする。

続いて、走行方向反転装置５３は、現在のかご位置から回生方向に反転して走行した場合の最寄階までの距離（Ｌ２とする）を算出する（ステップＳ１４）。

ここで、上記ステップＳ１３によって算出された距離Ｌ１と上記ステップＳ１４によって算出された距離Ｌ２とを比較した結果、Ｌ１＞Ｌ２であった場合、つまり、回生方向の方が最寄階に近い場合には（ステップＳ１５のＹｅｓ）、走行方向反転装置５３は、回生運転を利用して逆方向に戻るべく、方向反転指令を速度指令装置２６に対して出力する（ステップＳ１６）。

一方、Ｌ１≦Ｌ２であった場合、つまり、力行方向の方が最寄階に近い場合あるいは同程度の距離であった場合には（ステップＳ１５のＹｅｓ）、走行方向反転装置５３は、方向反転指令を出さずに、乗りかご１４をそのまま力行方向に進ませる（ステップＳ１７）。

このような構成によれば、例えば図３（ｂ）に示すように、乗りかご１４が３Ｆの階床の近くまで来ているときには、方向反転により２Ｆに戻ることなく、蓄電装置４１の残量で使って３Ｆまで進んで停止することになる。

これにより、上記第１の実施形態と同様に、乗客を階間途中で閉じ込めることなく、最寄階にて安全に救出することができ、さらに、最寄階のすぐに近くまで来ているときには、不用意に方向転換せずにそのまま力行方向に進むことで、結果的にエネルギーの消費を抑えて最も近い最寄階で停止することができ、また、乗客に方向反転による不安感を与えることもない。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、蓄電装置４１のエネルギー容量が所定容量を下回った場合にエネルギー不足と判断し、乗りかご１４の走行方向を力行方向から回生方向へ変更して最寄階へ停止させるようにしたが、第３の実施形態では、蓄電装置４１の電流値を監視することで、これを実現するものである。

図６は本発明の第３の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略するものとする。図１の構成と異なる点は、エネルギー容量監視装置５２に代えて電流異常検出装置６０が設けられていることである。

図６において、電流異常検出装置６０は、電流検出装置５０によって検出される蓄電装置４１の充放電の電流値を監視し、その電流値が所定値を超えた場合にエネルギー不足であると判断し、走行方向反転装置５３に対して走行反転指令を出力する。

すなわち、蓄電装置４１のエネルギー容量が減ると、その蓄電装置４１の両端電圧が降下するが、その一方で電流値が急激に上昇する現象がある。これは、回生運転時に目標とするエネルギーが放出されないために、その目標値に合わせて電流を多く流すような制御が一時的に働いてしまうからである。上記電流異常検出装置６０では、この瞬間的に上昇する電流異常をエネルギー不足として検出するものである。この場合、エネルギー不足なので、乗りかご１４は力行運転中であると判断される。

このように、ハイブリッド駆動型のエレベータにおいて、蓄電装置４１の電流値の異常を検出し、そのときに力行方向の運転中であれば、走行方向を反転して回生方向に運転する構成とした場合でも、上記第１の実施形態と同様に、エネルギー不足により乗りかご１４が階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

なお、上記第１の実施形態で説明したように、例えば充放電制御装置４２ａにて判断される現在の乗りかご１４の運転状態（力行運転／回生運転）を示す運転状態信号を走行方向反転装置５３に与えることで、電流異常時に乗りかご１４が力行運転中であることを確認した上で方向反転を行うようにしても良い。

また、この第３の実施形態においても、上記第２の実施形態と組み合わせて、力行方向の最寄階までの距離と回生方向の最寄階までの距離との比較結果に基づいて、方向転換を行うような構成にしても良い。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、蓄電装置４１のエネルギー容量が所定容量を下回った場合にエネルギー不足と判断し、乗りかご１４の走行方向を力行方向から回生方向へ変更して最寄階へ停止させるようにしたが、第４の実施形態では、蓄電装置４１の電圧値を監視することで、これを実現するものである。

図７は本発明の第４の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略するものとする。図１の構成と異なる点は、エネルギー容量監視装置５２に代えて電圧異常検出装置６１が設けられていることである。

図７において、電圧異常検出装置６１は、電圧検出装置５１によって検出される蓄電装置４１の両端電圧の値を監視し、その電圧値が所定値を下回った場合にエネルギー不足であると判断し、走行方向反転装置５３に対して走行反転指令を出力する。

すなわち、蓄電装置４１のエネルギー容量が減ると、その蓄電装置４１の両端電圧が降下する。上記電圧異常検出装置６１では、その電圧降下による電圧異常をエネルギー不足として検出するものである。この場合、エネルギー不足なので、乗りかご１４は力行運転中であると判断される。

このように、ハイブリッド駆動型のエレベータにおいて、蓄電装置４１の電圧値の異常を検出し、そのときに力行方向の運転中であれば、走行方向を反転して回生方向に運転する構成とした場合でも、上記第１の実施形態と同様に、エネルギー不足により乗りかご１４が階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

なお、上記第１の実施形態で説明したように、例えば充放電制御装置４２ａにて判断される現在の乗りかご１４の運転状態（力行運転／回生運転）を示す運転状態信号を走行方向反転装置５３に与えることで、電圧異常時に乗りかご１４が力行運転中であることを確認した上で方向反転を行うようにしても良い。

また、この第４の実施形態においても、上記第２の実施形態と組み合わせて、力行方向の最寄階までの距離と回生方向の最寄階までの距離との比較結果に基づいて、方向転換を行うような構成にしても良い。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、蓄電装置４１のエネルギー容量が所定容量を下回った場合にエネルギー不足と判断し、乗りかご１４の走行方向を力行方向から回生方向へ変更して最寄階へ停止させるようにしたが、第５の実施形態では、蓄電装置４１の電力を監視することで、これを実現するものである。

図８は本発明の第５の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略するものとする。図１の構成と異なる点は、エネルギー容量監視装置５２に代えて電力算出装置６２および電力異常検出装置６３が設けられていることである。

図８において、電力算出装置６２は、電流検出装置５０によって検出される蓄電装置４１への充放電の電流と、電圧検出装置５１によって検出される蓄電装置４１の電圧とに基づいて蓄電装置４１の電力値を算出する。電力異常検出装置６３は、電力算出装置６２によって算出された電力値が所定値を下回った場合にエネルギー不足であると判断し、走行方向反転装置５３に対して走行反転指令を出力する。

このような構成によれば、電力算出装置６２によって蓄電装置４１にて供給される電力の値が算出される。この場合、電流検出装置５０によって検出される蓄電装置４１の電流値をＩ、電圧検出装置５１によって検出される蓄電装置４１の電圧値をＶとすると、電力値Ｐは以下のような式（２）で表される。

Ｐ＝Ｉ×Ｖ［Ｗ］ …（２）
つまり、エネルギー容量Ｑが電流値Ｉと電圧値Ｖを時間ｔで積分した値であるのに対し（式（１）参照）、電力値Ｐはその瞬間の値であり、電流値Ｉと電圧値Ｖを乗算することで得られる。

ここで、蓄電装置４１の電力値Ｐが上記所定値Ｐｔを下回ると、電力異常検出装置６３では、エネルギー不足であると判断して、走行方向反転装置５３にその旨の異常信号を出力する。

走行方向反転装置５３は、電力異常検出装置６３から異常信号を受信すると、そのときに乗りかご１４が力行方向へ走行中であれば回生方向へ運転方向を変更するように速度指令装置２６に指令を出す。この場合、蓄電装置４１の回生エネルギーが消費されている状況なので、乗りかご１４は力行方向へ走行中であると判断される。したがって、力行方向から回生方向へ変更されることになり、乗りかご１４は回生運転により最寄階まで移動することになる。

このように、ハイブリッド駆動型のエレベータにおいて、蓄電装置４１の電流値と電圧値から電力値を算出して電力異常を検出し、そのときに力行方向の運転中であれば、走行方向を反転して回生方向に運転する構成とした場合でも、上記第１の実施形態と同様に、エネルギー不足により乗りかご１４が階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

なお、上記第１の実施形態で説明したように、例えば充放電制御装置４２ａにて判断される現在の乗りかご１４の運転状態（力行運転／回生運転）を示す運転状態信号を走行方向反転装置５３に与えることで、電力異常時に乗りかご１４が力行運転中であることを確認した上で方向反転を行うようにしても良い。

また、この第５の実施形態においても、上記第２の実施形態と組み合わせて、力行方向の最寄階までの距離と回生方向の最寄階までの距離との比較結果に基づいて、方向転換を行うような構成にしても良い。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。

上記第１の実施形態では、蓄電装置４１のエネルギー容量が所定容量を下回った場合にエネルギー不足と判断し、乗りかご１４の走行方向を力行方向から回生方向へ変更して最寄階へ停止させるようにしたが、第６の実施形態では、蓄電装置４１の電力と電動機１１の電力との比較結果により、これを実現するものである。

図９は本発明の第６の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略するものとする。図１の構成と異なる点は、エネルギー容量監視装置５２に代えて電力算出装置６２、電動機電力算出装置６４および電力比較装置６５が設けられていることである。

図９において、電力算出装置６２は、電流検出装置５０によって検出される蓄電装置４１への充放電の電流と、電圧検出装置５１によって検出される蓄電装置４１の電圧とに基づいて蓄電装置４１の電力値を算出する。電動機電力算出装置６４は、トルク指令判断装置３１から出力されるトルク指令と速度検出装置２７によって検出される電動機１１の速度とに基づいて電動機１１の電力値を算出する。電力比較装置６５は、電力算出装置６２によって算出された蓄電装置４１の電力と電動機電力算出装置６４によって算出された電動機１１の電力とを比較することで電力異常を検出し、走行方向反転装置５３に対して走行反転指令を出力する。

このような構成によれば、電力算出装置６２によって蓄電装置４１で発生する電力の値が算出される。この場合、電流検出装置５０によって検出される蓄電装置４１の電流値をＩ、電圧検出装置５１によって検出される蓄電装置４１の電圧値をＶとすると、電力値Ｐは上記式（２）のように表される。

また、その一方、電動機１１に供給されている電力の値が電動機電力算出装置６４によって算出される。この場合、トルク指令判断装置３１から得られるトルク値をＴ、速度検出装置２７から得られる速度値（回転数）をωとすると、電動機１１で発生する電力値Ｐｍは以下のような式（３）で表される。

Ｐｍ＝Ｔ×ω［Ｗ］ …（３）
ここで、蓄電装置４１の電力値Ｐと電動機１１の電力値Ｐｍとを比較した結果、電力値Ｐ＜電力値Ｐｍであった場合、つまり、蓄電装置４１によって供給される電力値Ｐが電動機１１の駆動に必要となる電力値Ｐｍよりも低い場合に、電力比較装置６５では、エネルギー不足であると判断して、走行方向反転装置５３にその旨の異常信号を出力する。

走行方向反転装置５３は、電力比較装置６５から異常信号を受信すると、そのときに乗りかご１４が力行方向へ走行中であれば回生方向へ運転方向を変更するように速度指令装置２６に指令を出す。この場合、蓄電装置４１の回生エネルギーが消費されている状況なので、乗りかご１４は力行方向へ走行中であると判断される。したがって、力行方向から回生方向へ変更されることになり、乗りかご１４は回生運転により最寄階まで移動することになる。

このように、ハイブリッド駆動型のエレベータにおいて、蓄電装置４１の電力値と電動機１１の電力値との比較結果から電力異常を検出し、そのときに力行方向の運転中であれば、走行方向を反転して回生方向に運転する構成とした場合でも、上記第１の実施形態と同様に、エネルギー不足により乗りかご１４が階間途中で止まることを防止して、乗客の安全を確保することができる。

なお、上記第１の実施形態で説明したように、例えば充放電制御装置４２ａにて判断される現在の乗りかご１４の運転状態（力行運転／回生運転）を示す運転状態信号を走行方向反転装置５３に与えることで、電力異常時に乗りかご１４が力行運転中であることを確認した上で方向反転を行うようにしても良い。

また、この第６の実施形態においても、上記第２の実施形態と組み合わせて、力行方向の最寄階までの距離と回生方向の最寄階までの距離との比較結果に基づいて、方向転換を行うような構成にしても良い。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。

第７の実施形態では、走行反転時に、その旨の案内を乗りかご内の乗客に行うことを特徴としている。

図１０は本発明の第７の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略するものとする。図１の構成と異なる点は、乗りかご１４内に案内装置７０が追加されていることである。

案内装置７０は、乗りかご１４内の所定の場所、例えば正面ドアの上部に設置され、走行方向反転装置５３からの走行方向反転指令を受けた際に、その旨を音声または文字にて出力することで、乗客に方向転換することを案内するものである。

このような構成によれば、上述したように異常時に乗りかご１４を回生方向に方向転換したときに、その旨が案内装置７０により乗客に案内されるので、方向転換による乗客の不安を解消することができる。

なお、この第７の実施形態による案内装置７０は、上記第１乃至第６の実施形態のすべての構成に適用することができる。

要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図。 同実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置に用いられる荷重信号演算装置のスイッチとトルク補償値との関係を示す図。 同実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置による乗りかごの運転状態を説明するための図。 本発明の第２の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図。 同実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の処理動作を示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図。 本発明の第４の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図。 本発明の第５の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図。 本発明の第６の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図。 本発明の第７の実施形態に係るハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図。

符号の説明

１１…電動機、１２…シーブ、１３…ロープ、１４…乗りかご、１５…カウンタウェイト、２１…商用電源、２２…整流器、２３…平滑コンデンサ、２４…インバータ、２５…インバータ電流検出装置、２６…速度指令装置、２７…速度検出装置、２８…速度制御装置、２９…荷重検出スイッチ装置、３０…荷重信号演算装置、３１…トルク指令判断装置、３２…インバータ電流制御装置、４１…蓄電装置、４２…電圧検出器、４２ａ…充放電制御装置、４３…充放電回路、４４…充電用スイッチング素子、４５…放電用スイッチング素子、４６…リアクトル、４８…電流検出器、５０…電流検出装置、５１…電圧検出装置、５２…エネルギー容量監視装置、５３…走行方向反転装置、５３…走行方向反転装置、５４…かご位置検出器、６０…電流異常検出装置、６１…電圧異常検出装置、６２…電力算出装置、６３…電力異常検出装置、６４…電動機電力算出装置、６５…電力比較装置、７０…案内装置。

Claims (7)

1. 乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、
   この蓄電手段のエネルギー容量を算出するエネルギー容量算出手段と、
   このエネルギー容量算出手段によって算出されたエネルギー容量が所定容量を下回った場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して上記乗りかごを最寄階へ停止させる走行方向反転手段と
   を具備したことを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
2. 乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、
   この蓄電手段に対する充放電の電流値を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段によって検出された電流値が所定値を超えた場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して上記乗りかごを最寄階へ停止させる走行方向反転手段と
   を具備したことを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
3. 乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、
   この蓄電手段の電圧値を検出する電圧検出手段と、
   この電圧検出手段によって検出された電圧値が所定値を下回った場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更する走行方向反転手段と
   を具備したことを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
4. 乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、
   この蓄電手段の電力値を算出する電力算出手段と、
   この電力算出手段によって算出された電力値が所定値を下回った場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して上記乗りかごを最寄階へ停止させる走行方向反転手段と
   を具備したことを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
5. 乗りかごの回生運転時に発生するエネルギーを蓄え、力行運転時にその蓄えたエネルギーを上記乗りかごの駆動系に供給する蓄電手段と、
   この蓄電手段の電力値を算出する第１の電力算出手段と、
   上記乗りかごの駆動系に発生する電力値を算出する第２の電力算出手段と、
   上記第１の電力算出手段によって算出された第１の電力値が上記第２の電力算出手段によって算出された第２の電力値よりも低い場合にエネルギー不足と判断し、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更して上記乗りかごを最寄階へ停止させる走行方向反転手段と
   を具備したことを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
6. 上記乗りかごの位置を検出するかご位置検出手段をさらに備え、
   上記走行方向反転手段は、上記かご位置検出手段によって検出された位置から上記乗りかごを力行方向へ運転するよりも回生方向へ運転する方が最寄階に近いと判断される場合に、上記乗りかごの走行方向を力行方向から回生方向へ変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
7. 上記走行方向反転手段により上記乗りかごの走行方向が力行方向から回生方向へ変更された場合に、その旨を上記乗りかご内の乗客に案内する案内手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。

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