JP2010058886A - エレベータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレベータの安全性を向上させることができるエレベータ制御装置を提供する。
【解決手段】エレベータ制御装置４において、移動可能な乗りかご２が停止している場合、乗りかご２の移動を管制するための管制条件に応じて、乗りかご２を移動させるときの定格速度を設定する手段と、設定した定格速度で乗りかご２が移動するように、乗りかご２を移動させるためのモータ３ｂを制御する手段とを備え、設定する手段は、乗りかご２が停止している間に、管制条件と乗りかご２の行先階までの移動距離とに応じて、管制条件及び移動距離に対して最適な管制速度パターンを選択し、定格速度と定格速度まで乗りかごを加速させる加速度とを設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレベータ制御装置に関し、特に、エレベータの乗りかごの移動速度を制御するエレベータ制御装置に関する。

エレベータは、乗客や荷物などが積載された乗りかごをモータの駆動により移動させて、乗客や荷物などを目的階まで搬送する装置である。このエレベータにおいて、一般的に、乗りかごの移動速度は、予め決められた定格速度で一定となるようにエレベータ制御装置により制御されている。なお、定格速度は、乗りかごに積載荷重を作用させた状態で乗りかごが上昇あるいは下降するときの最高速度である。

このようなエレベータの中には、通常運転モードとピーク電力制御運転モードを切り換える運転モード切り換えスイッチを乗りかご内及び監視室内に設け、運行効率を重視するかピーク電力を抑制するかを判断し、各モードで速度パターンを切り換えることによって、状況に適合した運転を実現するエレベータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１１１３５８号公報

しかしながら、前述のエレベータでは、乗りかごの定格速度があらかじめ決められており、乗りかごはあらかじめ決定された定格速度で移動されるため、管制運転を行う場合には、その管制運転を行うための管制条件（例えば、地震時管制運転モードや火災時管制運転モード、自家発管制運転モードなど）とエレベータ乗車時間との間には、関連性がなく、エレベータ乗車時間は予め決定された定格速度から決まってしまう。

近年、建物の高層化に伴って、乗りかご内での緊急時の安全性が求められる傾向にある。例えば、地震や火災、犯罪などの非常事態には、すばやく乗りかごを所定階に移動させる必要がある。前述のエレベータにおいては、あくまでもエレベータの利用効率向上に主眼が置かれており、非常時の運転動作については考慮されていない。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、エレベータの安全性を向上させることができるエレベータ制御装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係る特徴は、エレベータ制御装置において、移動可能な乗りかごが停止している場合、乗りかごの移動を管制するための管制条件に応じて、乗りかごを移動させるときの定格速度を設定する手段と、設定した定格速度で乗りかごが移動するように、乗りかごを移動させるためのモータを制御する手段とを備え、設定する手段は、乗りかごが停止している間に、管制条件と乗りかごの行先階までの移動距離とに応じて、管制条件及び移動距離に対して最適な管制速度パターンを選択し、定格速度と定格速度まで乗りかごを加速させる加速度とを設定することである。

本発明によれば、モータの能力を最大限利用し、エレベータの安全性を向上させることができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係るエレベータ１は、乗客や荷物が積載される乗りかご２と、その乗りかご２を各階Ａ〜Ｄにわたって昇降させる巻上機３と、その巻上機３を制御するエレベータ制御装置４とを備えている。

乗りかご２は、各階Ａ〜Ｄにわたって昇降可能に昇降路内に設けられている。この乗りかご２には、その乗りかご２を昇降路内でつり下げ支持するためのメインロープ５の一端が締結されている。また、このメインロープ５の他端は、乗りかご２と重量バランスを取るためのつり合いおもり６に締結されている。

巻上機３は、メインロープ５が掛けられるメインシーブ３ａ及びそのメインシーブ３ａを回転させるモータ３ｂなどを備えている。この巻上機３は、モータ３ｂの駆動力によりメインシーブ３ａを回転させて乗りかご２を昇降させる。詳しくは、メインシーブ３ａはモータ３ｂの回転軸に取り付けられており、モータ３ｂの駆動力を受けて回転し、メインロープ５を送り動作させるようになっている。メインロープ５が送り出されることにより、乗りかご２が上下階にわたって昇降路内を移動する。

ここで、乗りかご２の下端部とつり合いおもり６の下端部には、つり合いロープであるコンペンロープ（コンペンセーティングロープ）７の一端と他端とがそれぞれ締結されている。コンペンロープ７は、乗りかご２の移動に伴う乗りかご２とつり合いおもり６との間での重量バランスの変動を低減させるものであり、コンペンシーブ（コンペンセーティングシーブ）８により所定のテンションが付与された状態で乗りかご１とつり合いおもり６との間に架張されている。

エレベータ制御装置４は、エレベータ１の運転を制御する装置であり、例えば、利用者である乗客によるホール呼びやかご呼びに応じて乗りかご２の行先階を決定し（通常運転モード）、巻上機３のモータ３ｂを制御して乗りかご２を行先階まで移動させるような各種の制御を行う。特に、エレベータ制御装置４は、定格速度設定部４ａ、速度テーブル４ｂ及びモータ制御部４ｃを有している。モータ制御部４ｃが定格速度設定部４ａにより設定された定格速度で乗りかご２が移動するようにモータ３ｂを制御するようになっている。

ここで、乗りかご２には、その乗りかご２の積載質量を検出する荷重センサ９が設けられている。この荷重センサ９からの検出信号がエレベータ制御装置４の定格速度設定部４ａに供給されるようになっている。

また、乗りかご２の移動を管制するための管制条件（例えば、地震時管制運転モードや火災時管制運転モード、自家発管制運転モードなど）は、監視室内に設けられた切り替えスイッチや乗りかご２内に設けられた操作盤の切り換えスイッチなどに対する操作により切り換えられて選択され、その切り換え信号がエレベータ制御装置４に供給されるようになっている。なお、各管制運転モードにおいては、乗りかご２を例えば非難階に移動させる運転が行われる。

定格速度設定部４ａは、管制条件に応じて、乗りかご２を移動させるときの定格速度を設定するものである。この定格速度設定部４ａは、例えば、管制条件として火災時管制運転モードが選択され、管制条件が通常運転モードから火災時管制運転モードに切り換えられた場合、荷重センサ９により検出された乗りかご２の積載質量に応じて、乗りかご２を移動させるときの定格速度を設定する。

ここで、定格速度は、加速時及び減速時を除いた乗りかご２の移動速度である。この定格速度は、例えば、３００ｍ／分、２４０ｍ／分、２１０ｍ／分、１８０ｍ／分、１５０ｍ／分、１２０ｍ／分などの中から選択的に設定される。これらの速度のうちで乗りかご２を移動させる際の定格速度として選択可能な速度は、その時点における乗りかご２の積載質量と、モータ３ｂの容量とによって決定される。すなわち、モータ３ｂが乗りかご２を駆動する際に要求される所要動力は、その時点における乗りかご２の積載質量と、この乗りかご２の定格速度との積によって求められる。

例えば、モータ３ｂが図２に示すような曲線で示される容量（最大トルク）を有する場合、乗りかご２の積載質量がＬ１であれば、乗りかご２を移動させる際の定格速度としてＶ１以下の速度（例えば、１５０ｍ／分や１２０ｍ／分など）が選択可能であり、また、乗りかご２の積載質量がＬ２であれば、乗りかご２を移動させる際の定格速度としてＶ２以下の速度（例えば、２４０ｍ／分や２１０ｍ／分、１８０ｍ／分など）が選択可能である。

定格速度設定部４ａは、前述のように、荷重センサ９により検出された乗りかご２の積載質量とモータ３ｂの容量とから求められる選択可能な速度のうちで、最速の速度を定格速度として設定する。例えば、前述の例で、乗りかご２の積載質量がＬ１である場合には、乗りかご２の定格速度を１５０ｍ／分に設定し、乗りかご２の積載質量がＬ２である場合には、乗りかご２の定格速度を２４０ｍ／分に設定する。

詳述すると、定格速度設定部４ａは、乗りかご２が停止している間、荷重センサ９から供給される検出信号をもとに、乗りかご２の積載質量を常時監視する。そして、定格速度設定部４ａは、乗りかご２の戸閉が完了し、乗りかご２の積載質量が変動しない状態となったら、その時点での乗りかご２の積載質量をもとに、速度テーブル４ｂを参照して、モータ３ｂの容量範囲内において設定可能な最速の定格速度を、乗りかご２を移動させるときの定格速度として設定する。

ここで、速度テーブル４ｂには、乗りかご２の載置質量と、モータ３ｂの容量範囲内において設定可能な最速の定格速度とが対応付けられて記載されている。具体的には、例えば、図２に示すモータ３ｂの容量を示す曲線上において複数の点がサンプリングされ、これらサンプリングされた各点に対応する積載質量と定格速度とがそれぞれ対応付けられて速度テーブル４ｂに記載されている。なお、速度テーブル４ｂはエレベータ制御装置４の記憶部に格納されている。

また、定格速度設定部４ａは、乗りかご２の定格速度を設定すると、設定した定格速度にまで乗りかご２を加速させる加速度を設定する。この加速度は、乗りかご２の乗り心地を多少犠牲にしても、定格速度毎に理想的な値が予め定められており、例えば、定格速度と対応付けられて速度テーブル４ｂに記載されている。

定格速度設定部４ａは、速度テーブル４ｂを参照して、設定した定格速度に対応した加速度を、乗りかご２を定格速度にまで加速させる加速度として設定する。具体的には、例えば、定格速度が６０ｍ／分あるいは４５ｍ／分に設定された場合には、加速度は０．５ｍ／ｓ^２に設定され、定格速度が１０５ｍ／分あるいは９０ｍ／分に設定された場合には、０．７ｍ／ｓ^２に設定され、定格速度が１２０ｍ／分以上に設定された場合には、加速度は０．９ｍ／ｓ^２に設定されるようになっている。

ただし、本実施の形態に係るエレベータ１では、乗りかご２の定格速度がモータ３ｂの容量範囲内において設定可能なほぼ最速の定格速度に設定されるようになっているので、前述のように定格速度に応じて一義的に加速度を設定すると、モータ３ｂを駆動するための必要トルクがモータ３ｂの最大トルクを上回る場合がある。そこで、このような場合には、定格速度設定部４ａは加速度を低い値に再設定し、モータ３ｂを駆動するための必要トルクがモータ３ｂの最大トルク以下となるようにしている。

モータ制御部４ｃは、定格速度設定部４ａにより設定された定格速度で乗りかご２が移動するように、メインシーブ３ａ及びメインロープ５を介して乗りかご２を駆動するモータ３ｂを制御するものである。具体的には、モータ制御部４ｃは、モータ３ｂの回転速度を監視しながら、この回転速度が乗りかご２を定格速度設定部４ａにより設定された定格速度で移動させる速度となるようにフィードバック制御を行う。

なお、エレベータ制御装置４における定格速度設定部４ａやモータ制御部４ｃは、エレベータ制御装置４に設けられた演算処理回路が、エレベータ制御装置４に組み込まれた速度制御プログラムに応じた処理を実行することで実現されるものである。この速度制御プログラムは、予めプログラムＲＯＭ（Read Only Memory）としてエレベータ制御装置４内に組み込まれていてもよいし、後日、記録媒体からエレベータ制御装置４内のメモリに書き込まれるようにしてもよい。

次に、前述のエレベータ１において乗りかご２を行先階に移動させる際の処理の流れについて説明する。

まず、ステップＳ１において、所定の階床に着床している乗りかご２の戸開が完了して乗りかご２の積載質量がほとんど変動しない状態となると、ステップＳ２において、エレベータ制御装置４の定格速度設定部４ａにより、その時点で荷重センサ９により検出された乗りかご２の積載質量が、乗りかご２が行先階へと移動する間の積載質量として設定される。なお、この積載質量は、乗りかご２が行先階に着床して戸開され、乗客の乗り降りや荷物の積み降ろしがあるまで変動しない。

次いで、ステップＳ３において、定格速度設定部４ａにより速度テーブル４ｂが参照され、乗りかご２の積載質量をもとに、モータ３ｂの容量範囲内において設定可能な最速の定格速度が所得され、乗りかご２を行先階へと移動させる際の定格速度として設定される。さらに、ステップＳ４において、定格速度設定部４ａにより速度テーブル４ｂが参照され、設定された定格速度にまで乗りかご２を加速する加速度が仮設定される。

その後、ステップＳ５において、定格速度設定部４ａにより、乗りかご２が着床している階床と乗りかご２の積載質量とに基づいてアンバランストルクが算出され、モータ３ｂを駆動するための必要トルクがモータ３ｂの最大トルク以下であるか否かが判断される。なお、アンバランストルクは、乗りかご２の位置に応じて変動する乗りかご２とつり合いおもり６との重量アンバランスを是正するために必要な力である。このアンバランストルクが大きい場合には、モータ３ｂを駆動するための必要トルクがモータ３ｂの最大トルクを超えることもある。

ステップＳ５において、モータ３ｂを駆動するための必要トルクがモータ３ｂの最大トルク以下であると判断されると、ステップＳ６において、定格速度設定部４ａにより、ステップＳ４で仮設定された加速度が、乗りかご２をステップＳ３で設定した定格速度にまで加速させる加速度として設定される。一方、ステップＳ５において、モータ３ｂを駆動するための必要トルクがモータ３ｂの最大トルクを超えると判断されると、ステップＳ４に戻り、加速度が低い値に再設定され、再度ステップＳ５の判断が行われる。

このようにして、定格速度設定部４ａにより乗りかご２を行先階へと移動させる際の定格速度及び加速度が設定されると、ステップＳ７において、モータ制御部４ｃにより、定格速度設定部４ａにより設定された定格速度及び加速度で乗りかご２が行き先階へと移動するようにモータ３ｂが制御される。これにより、モータ３ｂの能力が最大限活かされて、乗りかご２が行先階へと速やかに移動することになる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、乗りかご２が停止している場合、管制条件に応じて、乗りかご２を移動させるときの定格速度が設定される。これにより、管制条件とエレベータ乗車時間との間に関連性が生じ、例えば火災時にエレベータ１をできるだけ早く非難階に移動させる場合などに、定格速度をモータ３ｂの容量範囲内において最速の定格速度に設定することが可能になるので、エレベータ１の安全性を向上させることができる。

詳述すると、乗りかご２を行先階へと移動させる際、乗りかご２の積載質量が検出され、検出された乗りかご２の積載質量に応じて、モータ３ｂの容量範囲内において最速の定格速度及び加速度が設定される。これにより、管制条件として例えば火災時管制運転モードが選択された場合など、乗りかご２を可能な限り速やかに避難階である行先階に移動させることが可能となり、エレベータ乗車時間が短縮されて迅速に避難が行われるので、エレベータ１の安全性を向上させることができる。

また、エレベータ制御装置４は、乗りかご２の積載質量とモータ３ｂの容量範囲内において設定可能な最速の定格速度とが対応付けられて記載された速度テーブル４ｂを有し、定格速度設定部４ａによりその速度テーブル４ｂを参照して、乗りかご２を行先階へと移動させる際の定格速度を設定することから、乗りかご２の積載質量に応じた定格速度の設定を簡便かつ正確に行うことができる。

ここで、予め定められた複数の速度、例えば、３００ｍ／分、２４０ｍ／分、２１０ｍ／分、１８０ｍ／分、１５０ｍ／分、１２０ｍ／分などのうちで、乗りかご２の積載質量に応じて、モータ３ｂの容量範囲内で設定可能な最速の速度を乗りかご２の定格速度に設定するようにした例について説明したが、これに限定されるものではなく、モータ３ｂの容量と乗りかご２の積載質量とからリニア（直線的）に算出される速度を乗りかご２の定格速度として設定するようにしてもよい。

また、乗りかご２が停止している間に、管制条件（例えば、地震時管制運転モードや火災時管制運転モード、自家発管制運転モードなど）と乗りかご２の行先階までの移動距離とに応じて、その管制条件及び移動距離に対して最適な管制速度パターンを選択し、定格速度及び加速度を設定するようにしてもよい。これにより、乗りかご２の行先階の移動距離に応じて、管制速度パターン、定格速度及び各速度が設定されるので、迅速かつ安全に乗りかご２を避難階の行先階に移動させることができる。

例えば、管制条件毎に乗りかご２の行先階までの移動距離と管制速度パターンとが対応付けられて速度テーブル４ｂに記載されている。定格速度設定部４ａは、管制条件と乗りかご２の行先階までの移動距離をもとに速度テーブル４ｂを参照し、その管制条件及び移動距離に対して最適な管制速度パターンを選択し、定格速度及び加速度を設定する。

なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の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、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。

本発明の実施の一形態に係るエレベータの概略構成を示す模式図である。 乗りかごの積載質量と設定可能な定格速度との関係を説明するための説明図である。 乗りかごの管制条件に応じた速度切り換え処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２ 乗りかご
３ｂ モータ
４ エレベータ制御装置
４ｂ 速度テーブル

Claims (1)

1. 移動可能な乗りかごが停止している場合、前記乗りかごの移動を管制するための管制条件に応じて、前記乗りかごを移動させるときの定格速度を設定する手段と、
   設定した前記定格速度で前記乗りかごが移動するように、前記乗りかごを移動させるためのモータを制御する手段と、
   を備え、
   前記設定する手段は、前記乗りかごが停止している間に、前記管制条件と前記乗りかごの行先階までの移動距離とに応じて、前記管制条件及び前記移動距離に対して最適な管制速度パターンを選択し、前記定格速度と前記定格速度まで前記乗りかごを加速させる加速度とを設定することを特徴とするエレベータ制御装置。

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