JP2017030874A - エレベーターシステム - Google Patents

Abstract

【課題】建物の構造やエレベーターのかご位置によっては，最寄階ではなく他の位置に移動させた場合のほうが，乗客を救出するための時間が短くすることができる可能性がある。【解決手段】上記課題を解決するため，エレベーターの運転を制御するエレベーターコントローラと，エレベーターコントローラとは独立した安全コントローラを有するエレベーターシステムにおいて，エレベーターコントローラは，安全コントローラから送信される情報に基づいて当該状況における救出方法毎の救出時間を推定する救出時間推定部と，救出時間に応じて救出方法を選択する救出方法判定部と，を備えるエレベーターシステムを提供する。【選択図】 図１

Description

本発明はエレベーターの安全システムに関する。

従来のエレベーターは，電力変換器から電動機を回転させ，電動機と連結しているシーブを介して，ロープを上下方向へ移動させることで，ロープと接続されているかごの昇降を可能としている。この電力変換器や電動機，電動機と接続したエンコーダ等，駆動システムの一部が故障した場合，エレベーターは停止する。エレベーターのかごの停止した位置が階と階の間であり，この時に乗客がかご内にいると閉じ込めが発生する。閉じ込めた状態ではかごは動かないため，乗客の安全性は担保されるが，乗客は不快感を受けることになる。

このような駆動システムの故障により閉じ込められた乗客を救出するための方法としては，一般的には保守作業員により行われる。特に，かご内の重量がつり合い重りとつり合っていない場合には，ブレーキを手動で開放することにより，つり合い重りとのアンバランスを利用して，最寄階までかごを移動させることで乗客を救出する。また，その他の救出方法としては，最寄階ではなく，乗客を救出するために昇降路内に設けられた救出口までかごを移動させて乗客を救出する方法や，正常な隣接号機を停止したかごに横づけして，かごに設けられた脱出口を介して停止したかご内にいる乗客を正常な隣接号機側へ移動する救出方法などがある。

一方で，上記の方法は保守作業員の到着を待ってから行われるため，乗客の救出に待ち時間が発生する。これを解決する方法として，特許文献１にあるようなブレーキの開放を自動で行う専用の端末を利用することで，早期に救出する方法が開示されている。

国際公開第０９／０１３８２１号パンフレット

しかしながら，特許文献１に開示された救出運転の技術は，ブレーキの開放により最寄階までの救出を考慮したものであり，建物の構造やエレベーターのかご位置によっては，最寄階ではなく他の位置に移動させた場合のほうが，乗客を救出するための時間が短くすることができる可能性がある。乗客の不快感を低減するためには，救出するための時間が短いほうが，心理的にも安心である。

本発明の目的は，閉じ込められた乗客を救出するための時間を短くすることで，ブレーキの開放運転時における乗客の不快感を低減することにある。

上記課題を解決するため，エレベーターの運転を制御するエレベーターコントローラと，エレベーターコントローラとは独立した安全コントローラを有するエレベーターシステムにおいて，エレベーターコントローラは，安全コントローラから送信される情報に基づいて当該状況における救出方法毎の救出時間を推定する救出時間推定部と，救出時間に応じて救出方法を選択する救出方法判定部と，を備えるエレベーターシステムを提供する。

救出時間を短縮することが可能となり，乗客の不快感を低減させることが可能となる。

本発明における第一の実施形態を示す全体構成図。 第一の実施形態におけるコントローラの処理を示すブロック図。 各救出方法毎の平均かご速度Viを管理するかご速度管理テーブルの例。 救出方法毎の保守員到着時間Tiを規定する保守員到着時間管理テーブルの例。 階床ドアの位置と階床口の地上からの位置を管理した脱出位置テーブルの例。 救出時間推定処理３３により計算された救出予測時間の出力結果の例。 本発明における第二の実施形態を示す全体構成図。 第二の実施形態におけるコントローラの処理を示すブロック図。 本発明における第三の実施形態を示す全体構成図。

以下，図面を参照して，一実施の形態について詳細を説明する。
図１は，第一の実施形態におけるエレベーターシステムを示す全体構成図であり，エレベーターのかご１０４の移動は，エレベーターコントローラ１００によって制御される。エレベーターコントローラ１００は，エレベーターの運行制御を行うエレベーター制御部２の他に，救出時間推定部２１と救出方法判定部２０を備えている。また，エレベーターコントローラ１００はエレベーター群管理装置１０５と接続されており，エレベーターの群管理装置１０５によりかごに呼びが発生した際の割り当てを指令したり，自号機及び他号機２０１，２０２の位置を送受信している。

かご１０４は，建屋に形成された昇降路内を複数の階床間に渡って移動し，ロープを介してつり合い重りと呼ばれるかご１０４とバランスを取るためのおもりに接続されている。かご１０４には，乗り場側扉を係合して開閉する乗りかご側扉が設けられている。かご１０４の移動は，電動機１０３によって綱車が駆動されることにより行われる。電動機１０３には，電力変換器１０１によって駆動用の電力の供給が行われる。電力変換器１０１は，エレベーターコントローラ１００のかご位置制御指令に従って電動機を制御するための電力を出力する。また，エンコーダなどのパルス発生器は電動機１０３に取り付けられており，エレベーターコントローラ１００は電動機１０３の回転によって生じるパルスを計数することにより，電動機１０３の速度，かご１０４の昇降路移動方向，位置，移動距離などを計算する。エレベーターコントローラが乗りかごを制動させたい場合は，ブレーキ電源停止指令（１０）及び動力電源（図示せず）を出力する。これらの停止指令を受けて，ブレーキ電源はブレーキ１０２の作動を，動力電源は電力変換器１０１への電源供給のカットを行い，かご１０４を制動させる。ブレーキ電源及び動力電源は，コンタクタと呼ばれる電磁接触器で構成される回路である。

秤センサ４はかご内の乗客の人数を検出するのに使用する。通常運転中であれば，かごとつり合い重りの重量差を補償するための必要トルクを計算するのに使用される。秤センサは，かご床面が金属である場合には，かご枠に設けられた近接センサなどでかご床面のたわみ量から重量を推定する方式が用いられる。位置センサ５は，検出板６を検出することで，エレベーターが戸開可能な位置にいるかどうかを検出する，ドアゾーンセンサである。

安全コントローラ１は，エレベーターコントローラ１００とは独立してブレーキ電源及び動力電源を遮断することでかご１０４を制動させる，安全システムを構成するコントローラである。安全コントローラ１は，処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を中心とした構成であり，他にＣＰＵの異常を検出するためのウォッチドッグタイマや，電源異常を監視する回路を有する。またＣＰＵの処理異常を検出するために，ＣＰＵを２重化することによる相互比較を行う構成を持つ場合もある。 安全コントローラ１の入力は，かごの位置・速度・加速度を検出するための手段７や，救出運転開始指令８，エレベーターの安全装置の作動を検出する手段，で構成される。かごの位置・速度・加速度を検出するための手段７は，たとえばかごの位置に応じてパルスを出力するパルス発生器であり，本実施例ではガバナにエンコーダを取り付けたものを図示している。これは，他にガイドレールに直接的にローラーを押し付けて乗りかごの移動を検出するタイプや，レールを磁化して検出するタイプなど，かごの絶対的または相対的な位置を検出できる手段であればよい。救出運転開始指令８は，エレベーターコントローラ１００から出力される指令であり，救出運転を実施する際に安全コントローラ１にその運転モードを伝達するために送信される。救出運転開始指令８を受けた安全コントローラ１は，たとえば過速速度の閾値を救出運転用の速度（たとえば１５ｍ／ｍｉｎなどの低速度）に設定したり，急激な加速度変化を検出した場合に制動を行うなどの救出運転時にかかる設定変更を行う。安全コントローラ１の出力は，ブレーキ電源遮断出力９と動力電源遮断出力１０，及び安全コントローラで検出されるかご位置及び速度情報出力２２で構成される。ブレーキ電源遮断出力９はブレーキ電源を遮断し，ブレーキ１０２を作動させるための出力である。また同様に，動力電源遮断出力１０は電力変換器１０の電力源を遮断することで電動機１０３を停止させるための出力である。いずれの出力も，かごを制動するために使用される。かご位置及び速度情報出力２２は，後述する救出運転時の到着予測時間の推定や，目標とするかご移動距離の算出に利用する。

図２は救出時間推定部２１のブロック図であり，本図を用いて救出運転を行う前に，各救出運転にかかる時間を推定するための方法について説明する。かご位置検出処理部３０は，安全コントローラより入力されるかご位置及び速度情報出力２２を受けて，現在の昇降路内における自号機のかご位置を検出し，その検出したかご位置を救出時間推定処理部３３に出力する。かご速度検出処理部３１は，同じく安全コントローラより入力されるかご位置及び速度情報出力２２を受けて，現在の昇降路内における自号機のかご速度を検出し，その検出したかご速度を救出時間推定処理部３３に出力する。負荷検出処理部３２は秤センサ４の出力より，かご内の負荷を検出して救出時間推定処理部３３に出力する。負荷の出力は，例えばかごの積載容量に対する割合であるパーセンテージで出力される。

救出時間推定処理部３３は，各救出方法における救出にかかる時間を予測する処理部であり，かご位置，かご速度，かご内負荷及び機種に関するデータ情報が入力され，各救出方法における予測時間を出力する。予測時間Tの算出は，以下の式で計算される。

ここで，T_iは保守員が現場に到着するまでの到着時間，L_iは救出するための位置までの距離，V_iは救出方法の平均かご速度である。また，各変数の添え字のうち，ｉは救出の方法に関する分類を，ｊは救出位置に関する分類を示す。保守員が現場に到着するまでの到着時間は，救出方法に依存するため，同じ添え字となっている。たとえば乗客の閉じ込めが発生しこれを救出する場合，エレベーターコントローラ１００からブレーキの開放を行うことでかごを移動させる場合は，救出可能な位置（階床のドアや救出口）まで到達できれば，後は乗客が自力で脱出することが可能であるため，保守員の到着を待つことなく救出することができる。この場合Tiは０となり，このようにTiは救出方法に依存する。予測時間Tを算出するための，各救出方法の平均かご速度V_i，保守員が現場に到着するまでの到着時間T_i，救出するための位置までの距離L_i，を選択する例を図３から図５に示す。図３から図５は，機種情報データベース（ＤＢ）３４が持つデータの一例となっている。

図３は各救出方法毎の平均かご速度Viを管理するかご速度管理テーブルである。平均かご速度V_iを設定する場合は，負荷検出処理３２より検出された値を元に，テーブル６１を参照することで選択する。このテーブルでは，３個の方法を例示している。Ｎｏ．１のブレーキの開放は，エレベーターコントローラまたは安全コントローラからブレーキの接点を励磁しブレーキパッドを釈放させ，かごとつり合い重りのバランス差を利用することでかごを自由落下させて移動させる方法である。自由落下による増速度は大きく，非常止め装置など他の安全装置が作動する可能性があるため，通常は断続的に釈放を行うことで，速度の上昇を防止して行う。Ｎｏ．２の回生ブレーキは，モータに抵抗を介した閉回路を形成し，モータを発電機として利用することで制動力を得ることでかごの速度を制御する方法である。かごの移動は，Ｎｏ．１のブレーキの開放と同じくかごとつり合い重りのバランス差を利用し，制動を前述の回生ブレーキで行う。Ｎｏ．３の他号機での救出は，エレベーター群管理装置１０５などを介して共有される他号機のかご位置情報を利用して，故障して停止した号機の位置へ他号機のかごを救出に移動させる方法である。複数台のエレベーターがある場合，かごの側面に乗降用とは別の救出のための扉があり，これを利用して停止した号機に閉じ込められた乗客を救出する。また，テーブル方式は一例であり，たとえばかご速度を，ブレーキ開放を断続的に行うことにより速度制御してもよい。その場合は，救出する方法毎に平均かご速度を設定すればよい。また，本テーブルは救出方法を登録し，その救出方法の平均速度を利用するため，救出方法自体を定義するものではない。また，救出方法の種類はエレベーターの持つ構造にも依存する。たとえば，回生ブレーキによる救出は，回生ブレーキを行うための回路構成がない場合には，回生ブレーキ自体を行うことができない。このように機種に対し救出方法が依存する場合には，機種情報データベース３４より機種のもつ救出方法を読み込み，該当のエレベーターが実施できる救出方法のみを計算する。

図４は救出方法毎の保守員到着時間Tiを規定する保守員到着時間管理テーブル６２である。保守員が現場に到着するまでの時間T_iは，本テーブル６２を参照することで選択する。このテーブルに設定する値は，たとえば設置される建物と保守員がいる保守管理センタとの距離や交通状況を勘案して設定される。また，保守員ではなくビル管理者等が行う保守がある場合には，保守員ではなくビル管理者等の到着時間を管理してもよい。

図５は階床ドアの位置と階床口の地上からの位置を管理した脱出位置テーブル６３である。本実施例では１階の階床ドア位置を起点にして位置を管理したが，その他の位置を起点にしても良い。救出するための位置までの距離を計算する場合は，かご位置検出処理３０にて検出された昇降路内におけるかご位置と，位置テーブル６３で示す各救出可能位置の差分を取ることで，救出までに移動する距離を計算する。また，計算する際は，かご内の負荷による移動方向の制限を考慮して計算する。すなわち，負荷０％のときはかごの積載量はないため，通常のエレベーターであればつり合い重り側のほうが重くなり，かごは上昇方向のみ移動が可能となる。また，かごの負荷率が５０％以上となるときは，かご側の質量が重くなるため，かごは下降方向のみ移動する。

図６は救出時間推定処理３３により計算された救出予測時間の出力結果の例６４である。図６はかご位置が１階から１００００ｍｍの位置にあり，負荷率が１００％の時を示している。このように，救出方法と救出可能な位置に対しマトリクスとして計算を行い，結果を出力する。救出方法判定部２０について説明する。救出方法判定部２０は，救出時間推定部２１により計算された救出予測時間を元に，最も救出時間が早い方法を選択し，その方法のための動作と，かごを移動させるための位置指令とかご移動開始指令を，エレベーター制御部２に通知する。この例によれば，回生ブレーキを用いて２階の救出口までかごを移動させることが最も早い救出方法となる。この予測時間を元に選択された救出方法によって，エレベーターコントローラまたは安全コントローラが，かごを移動させることで乗客を救出する。

今回の場合全ての救出方法が全て，実施可能な場合を述べたが部品の故障や，安全が確認出来ないなどの理由で，特定の救出方法については実施できない可能性がある。この場合，実施可能な救出方法を特定し，実施可能な救出方法の中で最も救出の早い救出方法を選択する事になる。たとえば，救出方法判定部２０は，基本的には救出時間が最も早い方法を単純に選択することになるが，救出方法を構成する機器に故障がみられた場合には，その方法は除外する処理を実施する。

以上の構成によれば，エレベーターコントローラが救出方法毎の救出時間を推定し，その救出時間に基づき最も短い救出時間となるための方法及びかご位置を判定し，前記かご位置へかごを移動させる。このようにすることで，保守員が現場に到着するための時間を削減して，かつ救出時間を短縮することが可能となり，乗客の不快感を低減させることが可能となる。

図７は第２の実施形態におけるエレベーターシステムを示す全体構成図である。図１との差異はエレベーターコントローラ１００に救出情報送受信部３７があり，またエレベーターシステムは保守管理センタ３９と接続されている事である。この接続は，インターネット回線など通信により構成される。また，保守管理センタ３９は，その管理システム上に救出時間推定部２１と救出方法選択部４０を有する。本図を用いて，以下第二の実施形態における動作を説明する。まず，救出情報送受信部３７は，安全コントローラ１より入力されるかご位置及び速度情報出力２２，及び秤センサ４から検出されるかご内の負荷情報を受けて，それらの情報を纏めて救出用情報として保守管理センタ３９側へ通信出力する。

救出情報送受信部３７の構成例を図８に示す。送信処理４１を行う周期は，エレベーターコントローラの制御周期に同期してもよいし，エレベーターコントローラが異常を検出したタイミングで送信してもよい。また，保守管理センタ３９が救出用情報をインターネット回線経由でリクエストを送信し，それを受けてエレベーターコントローラ側が応答してもよい。保守管理センタ３９が救出用情報を受信した後，救出時間推定部２１にて，各救出方法に対する予測時間を計算する。その後，救出時間推定部２１は各救出方法に対する予測時間を救出方法選択部４０に出力し，保守管理センタ３９内の保守作業員が対象のエレベーターのある場所までの所要時間や，救出方法に対する作業時間を考慮して，救出方法を選択する。救出方法選択部４０はその選択された救出方法に対応する指令を，インターネット回線経由でエレベーターコントローラ１００へ送信し，エレベーターコントローラ１００または安全コントローラ１は選択された救出方法を実行する。

以上の構成によれば，エレベーターコントローラ１００が救出用情報を，通信を介して保守管理センタ３９へ送信し，その救出用情報を利用して保守管理センタ３９側で救出時間を推定して，保守作業員が救出方法を選択することで，エレベーターコントローラ１００が救出のための運転を実行する。このようにすることで，エレベーターコントローラ側のソフトウェアの実装について，救出時間推定部の分を低減することができるため，ハードウェアの変更をなく，本発明を実装することが可能となる。また，保守管理センタ側がエレベーター設置場所までの状況を考慮して最適な救出方法を選択することができるため，より早く救出時間を短縮できる可能性があり，乗客の不快感を低減させることが可能となる。

図９は，本発明における第三の実施の形態を示す構成図である。ここでは，エレベーターコントローラ１００に対し保守コンソール４２が接続されている。保守コンソール４２は，有線通信であるＬＡＮ，ＵＳＢ，ＳＣＩなどで接続されてもよいし，無線通信であるＷｉｆｉなどで接続されてもよい。保守コンソール４２は保守作業員以外も操作できる端末であり，このような端末を用いて本発明を実施してもよい。このような構成にすることで，たとえば乗客の閉じ込めとなる故障が発生した場合に，保守コンソール４２を持つビルの管理人が保守コンソール４２をエレベーターコントローラ１００に接続し，救出方法を選択することが可能となり，乗客の閉じ込めとなる故障にいち早く気付いた人によりより早期に乗客の閉じ込めを救出することが可能となる。

１ 安全コントローラ
２ エレベーター制御部
４ 秤センサ
５ 位置センサ
７ かごの位置・速度・加速度を検出するための手段
２０ 救出方法判定部
２１ 救出時間推定部

Claims (6)

1. エレベーターの運転を制御するエレベーターコントローラと，
   前記エレベーターコントローラとは独立した安全コントローラを有するエレベーターシステムにおいて，
   前記エレベーターコントローラは，前記安全コントローラから送信される情報に基づいて当該状況における救出方法毎の救出時間を推定する救出時間推定部と，前記救出時間に応じて救出方法を選択する救出方法判定部と，
   を備えることを特徴とした，エレベーターシステム。
2. 請求項１記載のエレベーターシステムであって，
   前記救出時間制御部は機種情報データベースを備え，
   前記機種情報データベースには，救出方法毎の各負荷毎のかご速度を管理するかご速度テーブル，救出方法毎の保守員の到着時間を管理する保守員到着時間管理テーブル，昇降路の救出位置を管理する救出位置管理テーブルのいずれか少なくとも１つが格納され，
   前記救出時間制御部は前記機種情報データベースに格納された情報に基づき，前記当該状況における救出方法毎の救出時間を推定する
   ことを特徴とするエレベーターシステム。
3. 請求項２に記載のエレベーターシステムであって，
   前記救出方法判定部は，前記救出時間が最も短い救出方法を選択する
   ことを特徴とするエレベーターシステム。
4. 請求項２に記載のエレベーターシステムであって，
   前記安全コントローラから前記コントローラに送信される情報はかごの位置情報及び前記かごの速度情報であり，
   前記コントローラは前記かごの負荷を測定する秤センサから，前記かごの負荷情報を受信し，
   前記救出時間制御部は現在のかご位置と前記救出位置管理テーブル上の救出口の位置の距離を，前記かご速度テーブルと前記かごの負荷情報より現在のかごの負荷状況における救出運転速度で除算した実救出時間と，前記保守員到着時間管理テーブルに格納された保守員の到着時間との和を前記救出方法毎の救出時間として推定することを特徴とするエレベーターシステム。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の前記エレベーターシステムにおいて
   前記救出方法判定部は前記選択された救出方法で救出制御を実行する，
   ことを特徴とするエレベーターシステム。
6. 請求項５に記載のエレベーターシステムにおいて，
   前記救出方法推定部および，前記救出方法選択部は保守管理センタに設けられ，
   前記エレベーターコントローラはエレベーターの情報を遠隔監視する保守管理センタへかご位置情報を送信する救出情報送受信部を有し，
   前記救出方法選択部は前記救出情報受信部に前記選択された救出方法で救出制御を実行させる指令を送信する，ことを特徴とするエレベーターシステム。

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