JP2008063149A - エレベータかごドアシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 かごドア動作に対する速度プロフィルを発生するために必要とされる処理時間を低域させる。
【解決手段】 エレベータかごドア１４の時間に対する位置を測定するための方法は、時間測定要素と距離測定要素を含んでいる。測定要素によって、時間プロフィルに対する予め格納された位置をエレベータかごドア１４の全ての動作のために使用できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エレベータかごドアシステムに係り、特にその速度発生に関する。

この発明は、同一出願人によってこの出願と同日に出願された、米国特許出願番号（社内整理番号ＯＴ−２３０５）に関連する。

エレベータシステムにおいて、エレベータかごドアは、電動機（モータ）によって開および閉位置に駆動される。エレベータかごドアは、通常、昇降路ドアを開および閉位置に駆動するために、昇降路ドアに結合されている。エレベータかごドアは、代表的には、動作の始めで、動作の中間において、および動作の終りで、ある速度を維持しなければならない。例えば、ドアが開くにつれて、初期速度は、エレベータかごドアの時間を昇降路かごドアに結合できるように、比較的に低いものである。２セットのドアが結合された後に、ドアは高速に加速する。それから、ドアは、固定された停止点に対してパタンと閉めるのを避けるために、閉動作の終りに向かって減速する。

種々な動作に間にエレベータかごドアの速度を変えるために、多くの方法が使用される。エレベータかごドアの速度を変えるための公知のアプローチは抵抗器を使用することである。抵抗器は、電圧源およびＤＣモータと直列に配置され、かこ抵抗器の小さいか又は大きい値を得るために調節される。大きい抵抗値は、遅いＤＣモータ動作に対応するとともに発生した小さい速度出力に対応する。逆のことは小さな抵抗値に対して真実である。しかながら、このアプローチは多くの制限を持っている。第１に、抵抗器は、摩擦又はドアの他の荷重における変化に対する補償ができない。第２に、抵抗器が加熱すると、抵抗値が変わり、エレベータかごドアの速度が変化する。そのような速度の変化は、首尾一貫した円滑なプロフィルを得ることが出来ないので、きわめて望ましくないことである。第３に、抵抗器は試行と誤った方法によって調節され、時間の浪費であり、しばしば所要な正確さを欠くことである。

近年の閉ループシステムにおけるエレベータかごドアの速度を変えるための他のアプローチは、速度プロフィルを発生したソフトウェアを含んでいる。このソフトウェアは、ドア速度が所定の時間又は距離であるべきことを、命令する。速度プロフィルはエレベータかごドアの各動作に対して発生される。このアプローチはドアが指令に対応するのに時間遅れ（タイムラグ）となるか、又はリアルタイムにプロフィルを発生するための強力なプロセッサを必要とするかのどちらかになる。

加えて、ある速度値から他の速度値まで円滑に変化させることはきわめて望ましいことである。ある速度レベルから他の速度レベルまでの変化は一定のジャーク（時間の変化の割合で割られた加速度の変化の割合）セグメントとプロフィルの定加速度においてビルディングによって達成される。ドアの一定の速度位相から一定の加速度位相までの変化の円滑なコーナに使用される一定のジャークは、速度と加速度の値に適合しなければならず、一定のジャークセグメントは一定の加速度位相と一定の速度位相とを結合する。一定のジャークセグメントを、多くの変移点で、一定の加速度位相と一定の速度位相に適合させることは、かなりの量の処理時間を必要とする。

さらに、周波数成分が制御システムのバンド幅よりも高ければ、ドア制御システムは、ドアをプロフィルの高い周波数成分に追従させることが出来ない。これは、エレベータかごの誤動作、例えばドアが最終位置をオーバシュートしかつドアの共振周波数の停止または励起をひきおこする。速度プロフィルは、フーリエ変換法によって周波数成分を示すために、低下される。プロフィルは低および高周波数成分を含んでいる。一定のジャークセグメントを提供する現在の方法は、鋭いコーナを減少させることによって、速度プロフィルの周波数成分を低下させるけれども、どれ位いの高い周波数成分が減衰されるかということとプロフィルの周波数成分が何であるかということは知られている。誤動作を生じることはさておき、プロフィルを発生する一定のジャークセグメント方法は非常に低い周波数成分となりかつドア操作時間が、正しい動作時間に比べて、増加する。

本発明の目的は、ドア開閉動作中のドアの変化速度として円滑なドアの開閉動作を確実にすることによって、エレベータかごドアの動作を改良することである。

本発明の別の目的は、かごドア動作に対する速度プロフィルを発生するために必要とされる処理時間を低域させることである。

上記目的を達成するために、本発明のエレベータかごドアの動作制御方法は、エレベータかごドアの運動制御するための方法であって、所望のドアの動きに対する時間プロフィル対直線速度を発生するステップと、前記時間プロフィルに対する速度の周波数成分を制限するための時間プロフィルに対するフィルタされた位置を得るために、低域フィルタを介して時間に対する直線速度を通過させるステップと、時間に対する位置を得るために時間プロフィルに対するフィルタされた速度を積分するステップと、時間プロフィルに対する前記位置を格納するステップと、前記エレベータかごドアを動かすための指令を受けた後に、時間プロフィルに対する前記位置を回収するステップ、および前記エレベータかごドアの初期位置と動作を完了させるための時間に基づいて、時間プロフィルに対する前記位置を測定するステップ、によって構成されていることを特徴とする。

本発明のエレベータかごドアの動作位置測定方法は、エレベータかごドアを動かすための時間プロフィルに対する位置を測定するための方法であって、Ｋ_dist＝（Ｘ_final−Ｘ_initial）／Ｋ_{total profile}に従って距離測定要素を決めるステップと、Ｋ_time＝ｔ_total／ｔ_desiredに従って時間測定要素を決めるステップ、およびＸ_ref＝Ｘ_initial＋Ｘ（ｔ_n）×Ｋ_distおよびｔ_n＝ｔ_n-1＋△ｔ×Ｋ_timeに従って、閉ループフィードバック制御システムへの入力として役立つ位置基準点を決めるステップ、によって構成され、ここで、Ｘ_finalはドアの最終目標位置であり、Ｘ_initialはドアを動かすために指令が受けられた時のドアの位置であり、Ｘ_{total profile}は特定の動作に対する時間プロフィル対格納された位置の全距離であり、ｔ_desiredはドアの動作が完了されるべき所望の時間であり、かつｔ_totalは特定の動作に対する時間プロフィル対格納された位置の全時間であり、Ｘ_refは位置基準であってドアの所望の位置であるところの位置制御システムへの入力として機能し、Ｘ（ｔ_n）は特定の時間ｔ_nでの時間プロフィルに対する格納された位置に基づくドアの位置であり、Ｋ_distは距離測定要素であり、ｔ_nは基準位置に対する時間であり、Ｘ（ｔ_n）は時間プロフィルに対する位置からとられ、ｔ_n-1は前の反復時間であり、△ｔはｔ_nとｔ_n-1間のリアルタイム差であり、かつＫ_timeは時間測定要素である、ことを特徴とする。

また、本発明のエレベータかごドアシステムは、エレベータかごドアを開閉するためのエレベータかごドアシステムであって、逸脱したドアの動作を修正するために時間プロフィルに対する位置を測定するためのソフトウェアを有するドア制御器によって構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、エレベータかごドアの各動作のための時間に対する位置はエレベータかごドアの初期処理の一部として記憶され、それからエレベータかごドアの各動作に対して、エレベータかごドアが、記憶された時間に対する位置又は測定バージョンのどちらかに追従するように、測定される。エレベータかごドアが充分に閉じられ又は充分に開かれたどちらかの位置にあり、それぞれ完全な開又は閉サイクルを完成しなければならない時、エレベータかごドアは対応する記録されたプロフィルに追従する。例えば反転中に、ドアが充分に開かれ又は充分に閉じられないとき、時間に対する位置が測定され、時間に対する位置の測定されたバージョンはエレベータかごドアによる。ドア制御器がエレベータを動かすべき指令を受けるにつれて、ドア制御器は、エレベータかごドアの初期位置と動作を完成かの情報を受ける。記憶された時間に対する位置は、エレベータかごドアの初期位置とエレベータかごドアが位置を完成すべき時間に基づいて計測される。

本発明は、あらゆる動作に対するリアルタイムにおけるプロフィルを発生するというよりも計測される格納プロフィルを使用するので、処理時間を削減する。本発明は、もちろん、ソフトウェアの複雑さを削減する。加えて、本発明は、リアルタイムに新しいプロフィルを発生することもなくかつドアの性能を儀牲にすることなくして、各フロアに対する各ドアの動作を適正にする。

図１を参照すると、エレベータシステム１０は、エレベータかご１２と、モータ１６によって開閉位置に駆動されるエレベータかごドア１４を含んでいる。エレベータかごドア１４は、結合器１８によって昇降路ドア（図示せず）に結合し、その昇降路ドアを開閉位置に引く。ドア制御器２０は、エレベータかご１２の頂部に配設され、モータ１６に接続されている。ドア制御器２０は、もちろん、ドア位置決めシステム（図示せず）からの入力を受け、エレベータかごドアを動かす。

図２を参照すると、閉ループフィードバックシステム２６はエレベータかごドア１４の動きを制御する。閉ループフィードバックシステムはドア制御器２０のソフトウェア内に設けられている。制御システム２６は、該制御システム２６への入力としての位置基準２８，Ｘ_refを含んでいる。

図３を参照すると、時間プロフィルに対する直線速度は、エレベータかごドアシステムが励起されるにつれて、ドア制御器２０のソフトウェア内において発生される。時間プロフィルに対する直線速度はドア操作機能のある倍数の所望の速度値を示す。例えば、ドアを開く始めで、速度値は比較的低く、昇降路ドアをエレベータかごドアに結合させる。結合が完成すると、ドアはピーク速度として図３に示す高い速度まで加速する。高い速度値は、ドアが停止速度に減速されるまで、維持される。低い速度値はドア動作の終りをエレベータかごドア、又は昇降路ドアをエレベータドアから離脱させるための閉動作の場合のどちらかに向けるために、しばしば必要である。

直線プロフィルは、各ドア機能例えば開，閉，反転に対して、又は種々のフロアで必要とされる異なる速度に対して発生される。時間プロフィルに対する直線速度の形態を決めるパラメータは変化することが出来る。そのようなパラメータの変化は、時間プロフィルに対する新しい直線速度の再計算を必要とする。

図４を参照すると、時間プロフィルに対する直線速度は低域有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを通して通過する。低域フィルタは、高い周波数を減衰させ、プロフィルの周波数成分が位置フィードバックシステムのバンド幅に合致するのを確実にする。本発明の好ましい実施例においては、制御システム２６は１から２ヘルツ（１〜２Ｈｚ）位置制御バンド幅を持っている。有限インパルス応答フィルタは、異なる速度値間の円滑な変化を確実にするために、時間プロフィルに対する直線速度のコーナを回る重み付けされた平均を動かす。

最良な形態の実施例では低域有限インパルス応答フィルタの使用について述べられているけれども、低域無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタも使用できる。

図５を参照すると、時間プロフィルに対するフィルタ速度が時間プロフィルに対する位置を得るために、組込まれている。かくして、時間プロフィルに対するフィルタ速度上の各点に対して、他の点は計算されかつ時間プロフィルに対する位置上の点としてプロットされる。閉ループ制御システムが位置制御システムであるので、好ましい実施例においては時間プロフィルに対する位置が発生される。

エレベータかごドア動作の各々に対する時間プロフィル対位置はドア制御器２０のＲＡＭに格納される。

ドア制御器がドアを動かすためのドア指令を受けると、距離測定要素Ｋ_distと時間測定要素Ｋ_timeは次式に従って決められる。

Ｋ_dist＝（Ｘ_final−Ｘ_initial）／Ｘ_{total prohile} ……（１）
ここで、Ｘ_finalはドアの最終目標位置であり、Ｘ_initialはドアを動かすための指令が受けられた時の位置、Ｘ_{total prohile}は特定の動作に対する時間プロフィル対格納位置の全距離であり、かつ
Ｋ_time＝ｔ_total／ｔ_desired ………（２）
である。また、ここで、ｔ_totalは特定の動作に対する時間プロフィル対格納位置の全時間であり、かつｔ_desiredはドア動作が完成されるべき所望時間であり次式によって決められる。

ｔ_desired＝ｔ_stored×（Ｋ_dist）^2/1 ………（３）
ここで、ｔ_storedは、充分な動作のための正常時間であり、お客の必要に適合するように調節でき、一つのフロアから他のフロアまで変わる。それ故に、格納されたプロフィルは、新しいプロフィルを発生することなく、各フロアに対して測定できる。

ドアを動かすための指令の時間でのドアの位置Ｘ_initialは位置決めシステムから得られ、位置決めシステムはドアを動かすべき指令が受けられた時にドアの位置としてドア制御器２０に入力を供給する。ドアの位置Ｘ_finalは指令が完成した時のドアの目標位置である。時間プロフィルに対する格納プロフィルの全距離Ｘｔ_otalは、測定されるべき全距離であって、既知のパラメータである。

測定要素が決められると、適正なドア位置に対する時間プロフィル対格納位置は、回収されかつ次式によるソフトウェアにおいて測定される。

Ｘ_ref＝Ｘ_initial＋Ｘ（ｔ_n）×Ｋ_dist ………（４）
ここで、Ｘ_refは、位置基準２８であり、所望の位置の位置制御システム２６への入力として役に立つ。Ｘ_initialはドアを動かす指令の時のドアの位置であり、Ｘ（ｔ_n）は特定の時間ｔ_nでの時間プロフィルに対する格納位置のドアの位置であり、Ｋ_distは測定要素の距離である。

格納されたプロフィルからドアの位置に対する時間ｔ_nは次の式によって決められる。

ｔ_n＝ｔ_n-1＋△ｔ×Ｋｔ_ime ………（５）
ここで、ｔ_nは基準位置Ｘ（ｔ_n）が時間プロフィルに対する位置から取られる時間であり、ｔ_n-1は前のくり返しのための時間、△ｔは５ミリ秒にセットされた好ましい実施におけるｔ_nとｔ_n-1間のリアルタイム差であり、Ｋ_timeは時間測定要素である。

動作において、エレベータかごドア操作システムが最初に励起されると、時間プロフィルに対する直線速度は初期化処理の部分として発生される。時間プロフィルに対する速度は低域ＦＩＲフィルタを通って通過される。時間プロフィルに対するフィルタされた速度は時間プロフィルに対する位置に組込まれている。それからプロフィルは将来の使用のために蓄えられる。ドア制御器２０がエレベータかごドアを動かす指令を受けると、制御器は適正な動作のための時間プロフィルに対する格納された位置をくり返す。ドア制御器はあらゆる指令に対するプロフィルを発生することを必要とせず、価値ある処理時間をとる。ドア制御器は、測定要素を発生し、ドアの初期位置と動作が完了する間の時間に基づいて適正なプロフィルを測定する。

ドアが充分に開かれるか又は充分に閉じられるかのいずれかでかつ充分に閉じられるか又は充分に閉じられる指令に基づいて動かされなければならない場合に、各測定要素は１に等しく、ソフトウェアは時間に対する格納された位置を通して進む。しかしながら、ドアが完全な開閉サイクルに追従することを必要としない場合に、又は所望の時間ｔ_desiredが動作を完了するプロフィルに関連する全時間と異なる場合に、時間プロフィルに対する対応する格納位置は前述に従って測定される。例えば、ドアが、閉じつつあり、かつ閉動作のある中間点で開指令を受ければ、ドアは、全開距離の部分のみに移動しなければならずかつその時間に仕事を完了しなければならない。それ故に、時間プロフィルに対する格納された位置は測定されかつ逸脱したドア動作に適合される。

本発明は特殊な実施例について開示されているけれども、発明の精神と範囲から逸脱することなく、この発明の変形が可能であることは、当業者にとって理解できるものである。例えば、本発明の好ましい実施例は、時間プロフィルに対する位置を測定する方法について開示しているけれども、時間プロフィルに対する速度は測定できるとともに、測定制御システムへの入力として使用できる。もちろん、好ましい実施例では、高周波数を減衰させるために予めフィルタされてた時間プロフィル対位置について開示されているけれども、フィルタをかけていないプロフィルも、本発明の教示によって測定できる。

本発明の前述および他の目的は、添付図面に示されているような、前述の模範的な実施例の説明ら鑑みてより明白になる。

ドア制御器を有するエレベータかごの概略斜視図。 図１のドア制御器のソフトウェアに設けられた制御システムの概略図。 図１のエレベータかごのエレベータかごドアの閉動作の時間に対する直線速度のグラフ。 図３の時間プロフィルに対する直線速度と、時間プロフィルに対するフィルタされた速度のグラフ。 図４の時間プロフィルに対するフィルタされた速度と、本発明による、ドア動作に対して測定される時間プロフィルに対する積分された位置のグラフ。

符号の説明

１０…エレベータシステム
１２…エレベータかご
１４…エレベータかごドア
１６…モータ
１８…結合器
２０…ドア制御器
２６…閉ループフィードバックシステム
２８…位置基準

Claims (11)

1. エレベータかごドアの運動と制御するための方法であって、
   所望のドアの動きに対する時間プロフィル対直線速度を発生するステップと、
   前記時間プロフィルに対する速度の周波数成分を制限するための時間プロフィルに対するフィルタされた位置を得るために、低域フィルタを介して時間に対する直線速度を通過させるステップと、
   時間に対する位置を得るために時間プロフィルに対するフィルタされた速度を積分するステップと、
   時間プロフィルに対する前記位置を格納するステップと、
   前記エレベータかごドアを動かすための指令を受けた後に、時間プロフィルに対する前記位置を回収するステップ、および
   前記エレベータかごドアの初期位置と動作を完了させるための時間に基づいて、時間プロフィルに対する前記位置を測定するステップ、
   によって構成されていることを特徴とする、エレベータかごドアの動作制御方法。
2. 前記低域フィルタが低域有限インパルス応答フィルタであることを特徴とする、請求項１に記載のエレベータかごドアの動作制御方法。
3. 前記低域フィルタが低域無限インパルス応答フィルタであることを特徴とする、請求項１に記載のエレベータかごドアの動作制御方法。
4. 時間プロフィルに対する前記位置がＲＡＭに格納されることを特徴とする、請求項１に記載のエレベータかごドアの動作制御方法。
5. エレベータかごドアの運動を制御する方法であって、
   所望のドアの動きに対する時間プロフィル対速度を発生するステップ、および
   前記エレベータかごドアの初期位置と動作を完了するための所望の時間に基づいて、時間プロフィルに対する前記速度を測定するステップ、によって構成されていることを特徴とする、エレベータかごドアの運転制御方法。
6. エレベータかごドアを動かすための時間プロフィルに対する位置を測定するための方法であって、
   Ｋ_dist＝（Ｘ_final−Ｘ_initial）／Ｘ_{total profile}に従って距離測定要素を決めるステップと、
   Ｋ_time＝ｔ_total／ｔ_desiredに従って時間測定要素を決めるステップ、および
   Ｘ_ref＝Ｘ_initial＋Ｘ（ｔ_n）×Ｋ_distおよびｔ_n＝ｔ_n-1＋△ｔ×Ｋ_timeに従って、閉ループフィードバック制御システムへの入力として役立つ位置基準点を決めるステップ、によって構成され、
   ここで、Ｘ_finalはドアの最終目標位置であり、Ｘ_initialはドアを動かすために指令が受けられた時のドアの位置であり、Ｘ_{total profile}は特定の動作に対する時間プロフィル対格納された位置の全距離であり、
   ｔ_desiredはドアの動作が完了されるべき所望の時間であり、かつｔ_totalは特定の動作に対する時間プロフィル対格納された位置の全時間であり、
   Ｘ_refは位置基準であってドアの所望の位置であるところの位置制御システムへの入力として機能し、Ｘ（ｔ_n）は特定の時間ｔ_nでの時間プロフィルに対する格納された位置に基づくドアの位置であり、Ｋ_distは距離測定要素であり、ｔ_nは基準位置に対する時間であり、Ｘ（ｔ_n）は時間プロフィルに対する位置からとられ、ｔ_n-1は前の反復時間であり、△ｔはｔ_nとｔ_n-1間のリアルタイム差であり、かつＫ_timeは時間測定要素である、
   ことを特徴とするエレベータかごドアの動作位置測定方法。
7. 前記時間差△ｔが５ミリセカンドに設定されることを特徴とする、請求項６に記載のエレベータかごドアの動作位置測定方法。
8. ｔ_desired＝ｔ_stored×（Ｋ_dist）^1/2であり、ここでｔ_storedは充分な動作を完了するための格納された時間であることを特徴とする、請求項７に記載のエレベータかごドアの動作位置測定方法。
9. エレベータかごドアを開閉するためのエレベータかごドアシステムであって、
   逸脱したドアの動作を修正するために時間プロフィルに対する位置を測定するためのソフトウェアを有するドア制御器によって構成されていることを特徴とする、エレベータかごドアシステム。
10. Ｋ_dist＝（Ｘ_final−Ｘ_initial）／Ｘ_{total profile}に従って距離測定要素を決めるステップと、
    Ｋ_time＝ｔ_total／ｔ_desiredに従って時間測定要素を決めるステップ、および
    Ｘ_ref＝Ｘ_initial＋Ｘ（ｔ_n）×Ｋ_distおよびｔ_n＝ｔ_n-1＋△ｔ×Ｋ_timeに従って、閉ループフィードバック制御システムへの入力として役立つ位置基準点を決めるステップ、によって構成され、
    ここで、Ｘ_finalはドアの最終目標位置であり、Ｘ_initialはドアを動かすために指令が受けられた時のドアの位置であり、Ｘ_{total profile}は特定の動作に対する時間プロフィル対格納された位置の全距離であり、
    ｔ_desiredはドアの動作が完了されるべき所望の時間であり、かつｔ_totalは特定の動作に対する時間プロフィル対格納された位置の全時間であり、
    Ｘ_refは位置基準であってドアの所望の位置であるところの位置制御システムへの入力として機能し、Ｘ（ｔ_n）は特定の時間ｔ_nでの時間プロフィルに対する格納された位置に基づくドアの位置であり、Ｋ_distは距離測定要素であり、ｔ_nは基準位置に対する時間であり、Ｘ（ｔ_n）は時間プロフィルに対する位置からとられ、ｔ_n-1は前の反復時間であり、△ｔはｔ_nとｔ_n-1間のリアルタイム差であり、かつＫ_timeは時間測定要素である、
    ことを特徴とする、請求項９に記載のエレベータかごドアシステム。
11. ｔ_desired＝ｔ_stored×（Ｋ_dist）^1/2であり、ここでｔ_storedは充分な動作を完了するための格納されている時間であることを特徴とする、請求項１０に記載のエレベータかごドアシステム。

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