JP2012082060A - エレベータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の実施形態は、かごの停止判定をした後に自らバックアップ電源を遮断する機能を有するエレベータ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の実施形態に係るエレベータの制御装置は、エレベータのかご７を昇降させるモータ６と、モータ６の回転数を検出するパルスジェネレータ８と、エレベータの運行を制御する運行制御部５と、インバータ４の制御を行う運転制御マイコン１２と、かご７の位置を検出するかご位置検出マイコン１３と、かご位置を記憶する記憶部１８と、かご位置検出マイコン１３にて検出されたかご位置と記憶部１８に記憶されたかご位置とを比較し、かご位置が一致しているか否かを判定するかご停止判定部１９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、停電時のかご位置を確実にバックアップするエレベータ制御装置に関する。

従来のエレベータにおいて、運転時に、停電等により電源が供給されなくなった場合、ブレーキを閉じかごを停止させるが、かごの惰性によりシーブとロープが滑ってしまい、かごが完全に停止するまでに時間を要する。

電力供給が再開されたとき、エレベータ制御装置はかごの位置を把握する必要があるため、従来は停電時において専用のバッテリーによりエレベータ制御装置をバックアップし、一定時間かご位置を検出している。そして、その一定時間の間に検出されたかご位置をかご停止位置として記憶している。

特開２００９−２２１００３ 特開２００７−１５３５４７

しかし、近年のエレベータスピードの高速化に伴い、エレベータ制御装置をバックアップしている一定時間の間ではかごが完全に停止せず、正しいかご位置が記憶されないままバックアップ電源が遮断されてしまう可能性がある。

そこで、本発明の実施形態はかごの停止判定を確実に行う機能を有するエレベータ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係るエレベータの制御装置は、エレベータのかごを昇降させるモータと、前記モータの回転数を検出するパルスジェネレータと、前記モータの駆動を停止させるブレーキと、前記エレベータの運行を制御する運行制御部と、前記運行制御部内に備えられ、前記モータに電力供給を行うインバータの制御を行う運転制御マイコンと、前記運行制御部内に備えられ、前記パルスジェネレータから前記かごの位置を検出するかご位置検出マイコンと、前記かご位置制御マイコンに備えられ、前記かご位置制御マイコンの電力供給をバックアップするバッテリーと、前記かご位置検出マイコンに備えられ、前記かご位置を記憶する記憶部と、前記かご位置検出マイコンにて検出されたかご位置と前記記憶部に記憶された前記かご位置とを比較し、かご位置が一致しているか否かを判定するかご停止判定部とを備えることを特徴とする。

本発明の第１の実施形態に係るエレベータの構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るかご停止の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るエレベータの構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るかご停止の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るエレベータの構成を示す模式図である。図２は本発明の第１の実施形態に係るかご停止の手順を示すフローチャートである。

まず、図１を用いて本発明の第１の実施形態に係るエレベータの制御装置の構成について説明する。

図１に示すように、第１の実施形態に係るエレベータの制御装置は、交流電源１から交流電力を受け取るコンバータ２と、コンバータ２に接続される平滑コンデンサ３と、平滑コンデンサ３を介しコンバータ２に接続されるインバータ４と、インバータ４に接続され、エレベータの運行を制御する運行制御部５を有する構成となっている。運行制御部５はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を搭載したコンピュータからなり、エレベータの運行制御に関わる一連の処理を実行する。図示はしないが、運行制御部５にも交流電源１から電力供給が行われている。

モータ６には、モータ６の回転数を検出するパルスジェネレータ８と、モータ６の駆動を停止させるブレーキ９が備えられている。ブレーキ９には停電時にブレーキ９へ電力を供給するブレーキ用バッテリー１０が備えられている。また、かご７が吊り下げされているロープの他端にはカウンタウェイト１１が吊り下げられている。

運行制御部５はインバータ４とモータ６とパルスジェネレータ８とブレーキ９とに接続されている。運行制御部５には、エレベータの運行制御を担う運行制御マイコン１２と、モータ６やパルスジェネレータ８などからの出力信号からかご７の位置を検出するかご位置検出マイコン１３とが備えられている。なお、図示はしないが、運行制御部５はパルスジェネレータ８及びブレーキ９からの出力信号が入力されるように設定されている。

運行制御マイコン１２には、パルスジェネレータ８から得られるパルスデータに基づいてモータ６の速度を検出するモータ速度検出部１４と、かご７の速度指令を出力する速度指令部１５と、モータ速度検出部１４と速度指令部１５とからの信号に基づいてインバータ４を制御するインバータ制御部１６とが備えられている。

かご位置検出マイコン１３には、パルスジェネレータ８から得られるパルスデータに基づいてエレベータの現在のかご位置を検出するかご位置検出部１７と、かご位置検出部１７により検出されたかご位置情報を記憶する記憶部１８とが備えられる。記憶部１８は例えば不揮発性メモリ等で構成されている。また、かご位置検出部１７には検出されたかご位置からかご７が停止したか否かを判断するかご停止判定部１９が接続されている。また、かご停止判定部１９は記憶部１８とも接続されている。

そして、かご位置検出マイコン１３には、停電時に電力を供給するためのバッテリー２０が接続されており、停電時であってもバッテリー２０からの電力供給によりかご位置検出マイコン１３はかご位置を検出することができるようになっている。

また、かご停止判定部１９はブレーキ用バッテリー１０とバッテリー２０とに接続されており、停電時においてかご停止判定部１９によりかご７が停止したと判断した場合は、自らブレーキ用バッテリー１０（図中Ａにて接続を示す。）及びバッテリー２０からの電力供給を遮断するように設定されている。

次に第１の実施形態に係るエレベータの制御装置の通常の動作について説明する。

第１の実施形態に係るエレベータの制御装置において、交流電源１から供給される交流電圧は、コンバータ２によって整流され、コンバータ２によって整流された電圧は平滑コンデンサ３によって直流電圧に平滑される。平滑コンデンサ３によって平滑された直流電圧は、スイッチング素子がブリッジ接続されたインバータ４によって、ＰＷＭ制御でスイッチングされ、所望の周波数、所望の電圧の交流電圧に変換される。

そしてインバータ４によって変換された交流電圧によってモータ６を駆動し、昇降路内のかご７及びカウンタウェイト１１を上下させている。

次に本実施形態に係るエレベータ制御装置による停電時のかご停止の手順について図２のフローチャートを用いて説明する。

まず、交流電源１から運行制御部５への電力供給がなされなくなった場合、運行制御部５は停電状態となる。運行制御部５が停電状態となると、インバータ４への信号出力が停止し、ブレーキ９が閉じる（Ｓ１）。

また、運行制御部５が停電状態となると、交流電源１からの出力電圧が低下したことを検出する図示しない停電検出手段が停電を検出し、停電によって電力供給が完全に停止する前にかご位置検出マイコン１３の電力供給を交流電源１からの供給からバッテリー２０からの供給に切り替える（Ｓ２）。その際、ブレーキ９への電力供給もブレーキ用バッテリー１０からの供給に切り替える。

停電したことにより、ブレーキ９が閉じた後、かご７が惰性で走行している間、かご位置検出部１７は入力されるパルスジェネレータ８からの信号によりかご位置を検出する（Ｓ３）。

かご位置検出部１７によって検出されたかご位置は、数秒間隔で記憶部１８に格納される（Ｓ４）。そして、かご停止判定部１９は、かご位置検出部１７によって検出された現在のかご位置と、直前に検出し、記憶部１８に格納されているかご位置とを比較し（Ｓ５）、両者の値が一致しているかを判断する（Ｓ６）。

両者の値が一致している場合（Ｓ６のＹＥＳ）、かご停止判定部１９はかご７が停止したと判断し、自らブレーキ用バッテリー１０及びバッテリー２０の電源を遮断する（Ｓ７）。

一方、かご位置検出部１７によって検出された現在のかご位置と、直前に検出し記憶部１８に格納されているかご位置の両者の値が一致していない場合（Ｓ６のＮＯ）、かご位置検出部１７は、検出された現在のかご位置を直前に格納されたかご位置と置き換えて記憶部１８へ格納する（Ｓ８）。

検出したかご位置を記憶部１８に格納した後、かご停止判定部１９は、所定時間経過後、改めてかご位置検出部１７にて検出される現在のかご位置と、記憶部１８に格納されているかご位置との比較処理を行い、両者の値が一致するまで同様の処理を実行する。

以上より、本実施形態によれば、エレベータが停電した場合であっても、かご位置検出マイコン１３はかご７が停止するまでかご位置を検出することができ、さらにかご７が停止したと判断した場合、自らバックアップ電源を遮断することにより、正しいかご位置を検出することができる。

また、本実施形態ではかご位置検出部１７によって検出された現在のかご位置と、記憶部１８に格納されている直前に検出されたかご位置の値が一致している場合に、かご停止判定部１９は、かご７が停止したと判断しているが、それに限らず、両者の値の差分が所定範囲内にある場合でも、かご７が停止したと判断するものでもよい。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。

図３は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの構成を示す模式図である。図４は本発明の第２の実施形態に係るかご停止の手順を示すフローチャートである。

第２の実施形態におけるエレベータ制御装置は第１の実施形態に係るかご７に新たに付加した荷重検知装置２１を用いてかご７を停止させる構成となっている。その他の構成については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態に係るエレベータ制御装置は、停電時においてかご７を停止させる際、かご走行方向とかご７の積載量とによりブレーキ９を制動させるタイミングを最適化するものである。

すなわち、停電後の惰性によるエレベータの運行が力行運転か回生運転かを判断した上で、ブレーキ９を制動させるタイミングを最適化させることにより、ブレーキ９の磨耗を最小限に抑えることができるものである。

まず、図３を用いて本発明の第２の実施形態に係るエレベータシステムの構成について説明する。

図３に示すようにかご７には、かご７の積載荷重を検出するかご荷重検出装置２１が備えられている。かご荷重検出装置２１は、かご７への乗客の乗降の際のかご荷重を保持するよう設定されている。また、かご７に備えられるかご荷重検出装置２１はかご停止判定部１９に接続されており、かご内の荷重を検出して、その検出データを出力するように設定されている。その他の構成については第１の実施形態と同様のため説明を省略する。

次に図４を用いて第２の実施形態に係るかご停止の手順について説明する。第１の実施形態と重複する部分ついては一部説明を省略する。

まず、交流電源１から運行制御部５への電力供給がなされなくなった場合、運行制御部５は停電状態となる。運行制御部５が停電状態となると、インバータ４への信号出力が停止する（Ｓ２１）。

また、運行制御部５が停電状態となると、交流電源１からの出力電圧が低下したことを検出する図示しない停電検出手段が停電を検出し、かご位置検出マイコン１３の電力供給を交流電源１からの供給からバッテリー２０からの供給に切り替える（Ｓ２２）。その際、ブレーキ９への電力供給もブレーキ用バッテリー１０からの供給に切り替える。

そして、停電状態であることが検出されると、かご停止判定部１９は停電直前にモータ６に出力されていた電流に基づいて、かご７が上昇しているか否かを判定する（Ｓ２３）。かご停止判定部１９が、かご７は上昇していると判定した場合（Ｓ２３のＹＥＳ）、停電直前のかご荷重検出装置２１からの検出データにより得られたかご７の積載荷重が、予め設定されるかご７の定格積載量の１/２以上か否かを判定する（Ｓ２４）。

そして、かご７が上昇しており、かつかご７の積載荷重が、定格積載量の１/２以上であると判定された場合（Ｓ２４のＹＥＳ）、すなわち、エレベータの運行が力行運転の場合、かご位置検出部１７は入力されるパルスジェネレータ８からの信号によりかご位置を検出する（Ｓ２５）。ここで、エレベータの運行が力行運転の場合には、かご７の速度が所定速度以下か否かを検出して、所定速度以下となった場合にブレーキ９を閉じることとしているが、これは力行運転の場合はかご７とカウンタウェイト１１とのつりあいの関係で、かご７の走行速度が低下することが期待されるためである。すなわち、停電時のエレベータの運行が力行運転の場合には、すぐにブレーキ９を閉じるよりも、かご７の走行速度が低下してからブレーキ９を閉じた方が、ブレーキ９の無駄な磨耗を防ぐことが可能となる。

次にかご位置検出部１７によって検出されたかご位置は、数秒間隔で記憶部１８に格納される（Ｓ２６）。このとき、かご停止判定部１９はパルスジェネレータ８から得られる信号からかご７の速度を検出し、かご７の速度が所定値以下であるか否かを検出する（Ｓ２７）。

かご停止判断部１９によって検出されたかご７の速度が所定値以下である場合（Ｓ２７のＹＥＳ）、かご位置検出マイコン１３は、ブレーキ９を閉じる（Ｓ２８）。そして、その後、既存のステップ５（Ｓ５）に移行する。ステップ５（Ｓ５）以降の手順については、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

以上のように、かご７の速度が所定値以下になった場合にブレーキ９を閉じることにより、ブレーキ９に余計な負荷がかからないため、ブレーキ９の磨耗を防ぐことができる。

なお、かご停止判断部１９によって検出されたかご７の速度が所定値以下でない場合（Ｓ２７のＮＯ）、ステップ２５（Ｓ２５）に移行し、かご７の速度が所定値以下になるまで、同様の処理を繰り返す。

一方、ステップ２４（Ｓ２４）にて、かご７の積載荷重が、定格積載量の１/２以上でないと判定された場合（Ｓ２４のＮＯ）、すなわち、エレベータの運行が回生運転の場合、かご７の走行速度が所定速度以下になることを待つことなく、かご位置検出マイコン１３は、ブレーキ９を閉じる（Ｓ２８）。ステップ２８（Ｓ２８）以降は、既述のため説明を省略する。本実施形態において、エレベータの運行が回生運転の場合は、かご７の走行速度が所定速度以下になることを待つことなく、すぐにブレーキ９を閉じることとしているが、これは回生運転の場合、かご７の走行速度が加速する恐れがあるためである。すなわち、停電時のエレベータの運行が回生運転の場合には、かご７の走行速度が所定速度以下になることを待つことなく、すぐにブレーキ９を閉じことにより、安全性を確保することが可能となる。

一方、ステップ２３（Ｓ２３）にてかご７が上昇していないと判定した場合（Ｓ２３のＮＯ）も、かご荷重検出装置２１からの検出信号により得られるかご７の積載荷重が、予め設定されるかご７の定格積載量の１/２以上か否かを判定する（Ｓ２９）。かご７の積載荷重が、定格積載量の１/２以上でないと判定された場合（Ｓ２９のＮＯ）、すなわち、エレベータの運行が力行運転の場合、既存のステップ２５（Ｓ２５）に移行する。

一方、かご７の積載荷重が、定格積載量の１/２以上であると判定された場合（Ｓ２９のＹＥＳ）、すなわち、エレベータの運行が回生運転の場合、かご７の走行速度が所定速度以下になることを待つことなく、かご位置検出マイコン１３は、ブレーキ９を閉じる（Ｓ３０）。その後は既存のステップ３（Ｓ３）に移行するため説明を省略する。

以上より、本実施形態によれば、エレベータが停電した場合であっても、かご７が停止するまでかご位置を検出することができ、正しいかご位置を検出することができる。またさらに、停電時にかご走行方向とかご内荷重を考慮して、力行運転もしくは回生運転のそれぞれの場合にブレーキ９を閉じるタイミングを最適化することにより、ブレーキ９の無駄な磨耗を防ぐことも可能となり、信頼性の高いエレベータ制御装置を提供することができる。

本実施形態において、力行運転の場合には、かご７の走行速度が所定速度以下になるまでブレーキ９を閉じることはないものとしたが、かご７の走行速度が加速していた場合には、かご７の走行速度が所定速度以下になることを待つことなく、すぐにブレーキ９を閉じるように設定する。

１…交流電源
２…コンバータ
３…平滑コンデンサ
４…インバータ
５…運行制御部
６…モータ
７…かご
８…パルスジェネレータ
９…ブレーキ
１０…ブレーキ用バッテリー
１１…カウンタウェイト
１２…運行制御マイコン
１３…かご位置検出マイコン
１４…モータ速度検出部
１５…速度指令部
１６…インバータ制御部
１７…かご位置検出部
１８…記憶部
１９…かご停止判定部
２０…バッテリー
２１…かご荷重検出装置

Claims (4)

1. エレベータのかごを昇降させるモータと、
   前記モータの回転数を検出するパルスジェネレータと、
   前記モータの駆動を停止させるブレーキと、
   前記モータの駆動を制御する運行制御部と、
   前記運行制御部に備えられ、前記パルスジェネレータから前記かごの位置を検出するかご位置検出マイコンと、
   前記かご位置制御マイコンに接続され、前記エレベータ停電時に前記かご位置制御マイコンの電力供給をバックアップするバッテリーと、
   前記かご位置検出マイコンに備えられ、前記かご位置を記憶する記憶部と、
   前記かご位置検出マイコンに備えられ、前記かご位置検出マイコンにて検出されたかご位置と前記記憶部に記憶された前記かご位置とを比較し、かご位置が一致しているか否かを判定するかご停止判定部と、
   を備えることを特徴とするエレベータ制御装置。
2. 前記かごの積載量を検出する荷重検出装置をさらに備え、前記エレベータの停電時に、前記かご位置制御マイコンは、前記荷重検出装置によって検出された前記かご内の積載量とエレベータの走行方向とに基づいて前記ブレーキを制御するタイミングを判断することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御装置。
3. 前記かご位置検出マイコンは、前記エレベータの運行が力行運転の場合は、前記かごの走行速度が所定値以下になったときに前記ブレーキを制御し、前記エレベータの運行が回生運転の場合は、前記かごの走行速度に関わらずブレーキを制御することを特徴とする請求項２に記載のエレベータ制御装置。
4. 前記かご停止判定部により、前記かご位置検出マイコンにて検出されたかご位置と前記記憶部に記憶された前記かご位置とを比較した結果、両者のかご位置の値の差分が所定範囲内である場合、前記かご位置検出マイコン自ら前記バッテリーからの電力供給を遮断することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御装置。

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