JP2017057056A - エレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの充放電制御に用いられる電流センサに生じるオフセットのずれを補正して常に安定した充放電制御を行う。【解決手段】一実施形態に係るエレベータは、充放電制御部２９ａ、消磁制御部２９ｂ、オフセット補正部２９ｃを備える。充放電制御部２９ａは、バッテリ装置２０内に設けられた電流センサ２６ａ，２６ｂによって検出される電流に基づいてバッテリ２４の充放電を制御する。消磁制御部２９ｂは、電流リミットを開放してバッテリ２４の電力を放電した場合に、乗りかご４が無方向待機状態にあるときに電流センサ２６ａ，２６ｂを消磁制御する。オフセット補正部２９ｃは、電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正する。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、バッテリ電力を利用してエレベータを駆動するハイブリット駆動型のエレベータに関する。

一般に、エレベータでは、巻上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、巻上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、巻上機が発電機として機能して電力が生じる。同様に、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い場合でも電力が生じる。このような電力を「回生電力」と呼び、そのときの運転を「回生運転」と呼んでいる。逆に、電力を必要とする運転を「力行運転」と呼ぶ。

近年、このような回生運転時に生じた電力をバッテリに充電しておき、力行運転時または停電時にバッテリの電力を駆動系へアシスト可能なバッテリ装置（電源装置）を備えたハイブリット駆動型のエレベータが考えられている。上記バッテリ装置には、電流センサが組み込まれており、この電流センサで検出された電流値をフィードバックしてバッテリの充放電を制御している。

特開２００５−８９０９６号公報

上述したハイブリット駆動型のエレベータでは、停電が発生した場合に、バッテリから駆動系へ電力が供給される。その際、停電による急激な電圧降下で乗りかごが急停止することを防ぐために、放電電流のリミットを開放して大電流を流している。ところが、大電流が電流センサに流れると、電流センサが持つオフセット（ヒステリシス電圧とオフセット電圧）が初期時の状態から大きく変動し、停電復旧後の微小電流の充放電制御に影響を与える。

本発明が解決しようとする課題は、バッテリの充放電制御に用いられる電流センサに生じるオフセットのずれを補正して常に安定した充放電制御を行うことのできるハイブリット駆動型のエレベータを提供することである。

一実施形態に係るエレベータは、乗りかごの回生運転時に発生する電力あるいは商用電源から駆動系に供給される電力をバッテリに充電し、このバッテリの電力を必要に応じて上記駆動系にアシストするバッテリ装置を備える。

このエレベータは、上記バッテリ装置内に設けられた電流センサによって検出される電流に基づいて上記バッテリの充放電を制御する充放電制御手段と、この充放電制御手段によって電流リミットを開放して上記バッテリの電力を放電した場合に、上記乗りかごが無方向待機状態にあるときに上記電流センサを消磁制御してリセット状態に戻す消磁制御手段と、上記電流センサのオフセット電圧のずれを補正するオフセット補正手段とを具備する。

図１は第１の実施形態に係るハイブリッド駆動型のエレベータの構成を示す図である。 図２は同実施形態におけるバッテリ装置内に設けられた電流センサの構成を説明するための模式図である。 図３は同実施形態におけるバッテリ装置内に設けられた電流センサの電流検出範囲を説明するための図である。 図４は同実施形態における停電発生前後に電流センサに流れる電流と電圧との関係を示す図である。 図５は同実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。 図６は同実施形態における消磁用の電流として用いられるスイープ電流を説明するための図である。 図７は第２の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。 図８は同実施形態における消磁用の電流として用いられる逆バイアス電流を説明するための図である。 図９は第３の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。 図１０は第４の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。 図１１は同実施形態における電流センサのゲイン補正を説明するための図である。 図１２は第５の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。 図１３は第６の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るハイブリッド駆動型のエレベータの構成を示す図である。

このエレベータは、駆動装置１０、バッテリ装置２０、エレベータ制御装置３０を備える。駆動装置１０は、コンバータ１１、平滑コンデンサ１２、インバータ装置１３を有し、エレベータ制御装置３０の駆動指示に従って巻上機２の駆動に必要な電力を供給する。

なお、コンバータ１１は、商用電源１から供給される交流電圧を直流電圧に変換するものである。商用電源１は、三相の交流電源からなる。平滑コンデンサ１２は、コンバータ１１によって変換された直流電圧のリプルを平滑する。インバータ装置１３は、コンバータ１１から平滑コンデンサ１２を介して与えられた直流電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により任意の周波数、電圧値の交流電圧に変換し、これを駆動電力として巻上機２に供給する。

巻上機２は、同期電動機からなり、駆動装置１０からの電力供給によって回転する。巻上機２には図示せぬシーブを介してロープ３が巻回されており、そのロープ３の一端には乗りかご４、他端にはカウンタウェイト５が連結されている。これにより、巻上機２の回転に伴い、ロープ３を介して乗りかご４とカウンタウェイト５がつるべ式に昇降動作する。

バッテリ装置２０は、「電源装置」とも呼ばれ、電力の充電／アシスト機能を有する。バッテリ装置２０は、ＡＣ／ＤＣ変換器２１、ＤＣ／ＤＣ変換器２２、ＤＣ／ＤＣ変換器２３、バッテリ２４、平滑フィルタ（ＦＬＴ）２５、電流センサ（ＣＳ）２６ａ，２６ｂ、温度センサ（ＴＳ）２７、電子回路２８、マイコン２９を備える。

商用電源１からの電力と回生運転時に生じた電力を駆動装置１０から得てバッテリ２４に蓄え、力行運転時にバッテリ２４の電力を駆動装置１０に供給する。また、このバッテリ装置２０は、エレベータ制御装置３０に対して所要の電力を供給可能な構成にある。

ＡＣ／ＤＣ変換器２１は、ＡＣ側はエレベータ制御装置３０に設けられた制御電源トランス３１の一次側に、ＤＣ側はバッテリ装置２０の直流母線に接続されている。このＡＣ／ＤＣ変換器２１は、ＡＣ（交流電流）からＤＣ（直流電流）への変換機能と、ＤＣ（直流電流）からＡＣ（交流電流）への変換機能を持つ。

本実施形態では、通常運転時にバッテリ装置２０からエレベータ制御装置３０に対して所要の電力を供給する。その際、バッテリ装置２０の電力（直流電流）をＡＣ／ＤＣ変換器２１で電圧の異なる交流電流に変換してエレベータ制御装置３０の制御電源トランス３１の一次側に与えている。

ＤＣ／ＤＣ変換器２２は、バッテリ２４の前段に設けられており、ＤＣ（直流電流）から電圧の異なるＤＣ（直流電流）への変換機能を持つ。本実施形態では、回生運転時に生じた電力を駆動装置１０から得てバッテリ２４に蓄える。その際、ＤＣ／ＤＣ変換器２２でバッテリ２４の規格電圧に変換し、平滑フィルタ２５でリプル成分を除去してからバッテリ２４に蓄積する。また、力行運転時にバッテリ２４の電力を駆動装置１０に供給する際に、ＤＣ／ＤＣ変換器２２で所定の電圧に変換して駆動装置１０に与える。

ＤＣ／ＤＣ変換器２３は、非常用電源装置３２とバッテリ装置２０の直流母線との間に設けられ、ＤＣ（直流電流）から電圧の異なるＤＣ（直流電流）への変換機能を持つ。このＤＣ／ＤＣ変換器２３は、駆動装置１０で得られた回生電力またはバッテリ２４の電力をエレベータ制御装置３０の非常用電源として利用する場合に用いられる。

ここで、ＤＣ／ＤＣ変換器２２とバッテリ２４との間に平滑フィルタ２５が介在され、その平滑フィルタ２５の前後に電流センサ２６ａ，２６ｂがそれぞれ設置されている。電流センサ２６ａ，２６ｂは、バッテリ２４を充放電制御するための直流電流センサであり、それぞれにＤＣ／ＤＣ変換器２２とバッテリ２４との間に流れる電流を検出する。

なお、図１の例では、ＤＣ／ＤＣ変換器２２とバッテリ２４との間に２つの電流センサ２６ａ，２６ｂが設けられているが、少なくとも１つ設けられていれば良い。この電流センサ２６ａ，２６ｂの構成については、後に図２を参照して詳しく説明する。

温度センサ２７は、バッテリ装置２０内の電流センサ２６ａ，２６ｂの近くに設置されており、電流センサ２６ａ，２６ｂの周囲の温度を検出する。電子回路２８は、電流センサ２６ａ，２６ｂで検出された電流の信号処理や温度センサ２７で検出された温度の信号処理などを行う。また、電子回路２８は、マイコン２９の指示により電流センサ２６ａ，２６ｂに対して消磁用の電流などを印加する。

マイコン２９は、バッテリ２４の充放電制御を行う主制御回路である。このマイコン２９には、本発明に関わる機能構成として、充放電制御部２９ａ、消磁制御部２９ｂ、オフセット補正部２９ｃが備えられている。

充放電制御部２９ａは、バッテリ装置２０内に設けられた電流センサ２６ａ，２６ｂによって検出される電流に基づいてバッテリ２４の充放電を制御する。

消磁制御部２９ｂは、充放電制御部２９ａによって電流リミットを開放してバッテリ２４から大電流を放電した場合に、所定のタイミングで電流センサ２６ａ，２６ｂを消磁制御してリセット状態に戻す。

「電流リミット」とは、バッテリ２４に対して予め設定されている放電電流の許容範囲のことである。通常は、この電流リミットを超えないようにバッテリ２４の放電が制御されている。しかし、例えば停電など発生した場合には、この電流リミットを超えて大電流の放電が行われる。「所定のタイミング」とは、具体的には乗りかご４が無方向待機状態で停止しているとき、つまり、駆動装置１０とバッテリ装置２０との間で電力のやり取りがないときである。

オフセット補正部２９ｃは、バッテリ２４の大電流の放電による電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正する。

一方、エレベータ制御装置３０は、「制御盤」とも言われ、エレベータ全体の制御を行う部分である。エレベータ制御装置３０には、制御電源トランス３１、非常用電源装置３２、制御電源装置３３、照明電源装置３４、制御マイコン３５が設けられている。

制御電源トランス３１は、一次側に２種類の異なる電圧を入力可能な構成を有する。この制御電源トランス３１の一次側の一方に商用電源１が接続され、一次側の他方にバッテリ装置２０のＡＣ／ＤＣ変換器２１が接続されており、これらの電力が変圧されて二次側に接続された制御電源装置３３、照明電源装置３４に与えられる。

なお、例えばバッテリ装置２０から供給される電力の電圧値Ｖ２は、商用電源１から供給される電力の電圧値Ｖ１よりも低く設定されていてもよい（Ｖ２＜Ｖ１）。これは、駆動装置１０とバッテリ装置２０との間の電圧降下を考慮してのことである。

非常用電源装置３２は、非常灯やインターホンなどの非常時に用いられる機器に対して所要の電力を供給する装置であり、電力供給回路などを含んでいる。制御電源装置３３は、制御マイコン３５に対して所要の電力を供給する装置であり、電力供給回路などを含んでいる。照明電源装置３４は、乗りかご４内の照明・空調機器に対して所要の電力を供給する装置であり、電力供給回路などを含んでいる。

これらのうち、制御電源装置３３と照明電源装置３４は制御電源トランス３１にて変圧された電力を受けて動作し、非常用電源装置３２についてはバッテリ装置２０からＤＣ／ＤＣ変換器２３を介して直接電力を受けて動作する。

バッテリ２４は、大容量かつ高性能な充放電機能を有する。このバッテリ２４としては、例えばリチウムイオン電池が用いられる。

制御マイコン３５は、エレベータ運転制御用のコンピュータである。この制御マイコン３５は、駆動装置１０の駆動制御やバッテリ装置２０の充放電制御など、エレベータの運転に関する全体制御を行う。

また、図中のＳＷ１〜４は電力供給／遮断切り替え用のスイッチである。

ＳＷ１は、商用電源１とエレベータ制御装置３０の電力入力側である制御電源トランス３１との間に接続された３相の電力供給ラインに設けられている。このＳＷ１がＯＮしているとき、商用電源１からエレベータ制御装置３０に対して電力が供給される。

ＳＷ２は、商用電源１と駆動装置１０の電力入力側であるコンバータ１１との間に接続された３相の電力供給ラインに設けられている。このＳＷ２がＯＮしているとき、商用電源１から駆動装置１０に対して電力が供給される。

ＳＷ３は、駆動装置１０の直流母線間とバッテリ装置２０の直流母線間に接続された２本の電力供給ラインに設けられている。このＳＷ３がＯＮしているとき、駆動装置１０からバッテリ装置２０に対して電力が供給され、また、バッテリ装置２０から駆動装置１０に対して電力が供給される。

ＳＷ４は、バッテリ装置２０の電力出力側であるＡＣ／ＤＣ変換器２１とエレベータ制御装置３０の電力入力側である制御電源トランス３１に接続された３相の電力供給ラインに設けられている。このＳＷ４がＯＮしているとき、バッテリ装置２０からエレベータ制御装置３０に対して電力が供給され、また、エレベータ制御装置３０を通じてバッテリ装置２０に対して電力が供給される。

このような構成において、駆動装置１０とエレベータ制御装置３０に対してバッテリ装置２０が互いの電力をやり取り可能に接続されている。したがって、通常運転時に駆動装置１０で得られた回生電力や商用電源電力をバッテリ装置２０に蓄え、その蓄えた電力を力行運転時に駆動装置１０に供給するだけでなく、エレベータ制御装置３０にも与えてエレベータの運転に利用することができる。さらに、パーキング時に駆動装置１０に対する電力供給が遮断されている状態でも、商用電源１の電力をエレベータ制御装置３０を介してバッテリ装置２０に与えてバッテリ２４を充電することができる。

すなわち、通常運転時には、ＳＷ１がＯＦＦ、ＳＷ２〜４がＯＮしている。これにより、駆動装置１０は商用電源１から供給される電力の他にバッテリ装置２０からも電力を受けて動作することができ、また、回生運転時に得られた電力をバッテリ装置２０に与えて充電することができる。

一方、エレベータ制御装置３０もバッテリ装置２０から供給される電力を受けて動作する。この場合、バッテリ装置２０からエレベータ制御装置３０に対して供給される電力には、駆動装置１０で得られた回生電力が含まれる。

このように、通常運転時にバッテリ装置２０を有効活用してエレベータの運転を行うことができる。また、停電あるいは商用電源１の欠相異常が発生した場合でも、バッテリ２４に蓄えられた電力を利用してエレベータの運転を継続することができる。その際、バッテリ装置２０がエレベータ制御装置３０に接続されているので、商用電源１からバッテリ装置２０への切替え回路は不要であり、バッテリ電力を利用して乗りかご４を最寄階に一旦停止させた後、所定の時間だけ低速あるいは定格速度で運転を続けることができる。

また、例えば夜間などにおいて、通常運転が終了するとエレベータの運転を停止する。これを「パーキング」と呼んでいる。パーキング時には、ＳＷ１がＯＮ、ＳＷ２〜３がＯＦＦ、ＳＷ４がＯＮしている。これにより、商用電源１からエレベータ制御装置３０の制御電源トランス３１を経由してバッテリ２４を充電することができる。したがって、パーキングの間にバッテリ２４に十分な電力を蓄えてから通常運転を開始することができる。なお、例えば駆動装置１０が故障した場合にバッテリ装置２０から非常用電源装置３２に対して電力を与えることも可能である。

バッテリ装置２０では、充電時であれば、ＤＣ／ＤＣ変換器２２から平滑フィルタ２５を介してバッテリ２４に流れる電流が電流センサ２６ａ，２６ｂによって検出され、電子回路２８を介してマイコン２９にフィードバックされる。これにより、マイコン２９では、バッテリ２４の充電状態を監視し、一定の電流が充電されるように制御する。一方、放電時であれば、バッテリ２４から平滑フィルタ２５を介してＤＣ／ＤＣ変換器２２に流れる電流が電流センサ２６ａ，２６ｂによって検出され、電子回路２８を介してマイコン２９にフィードバックされる。これにより、マイコン２９では、バッテリ２４の放電状態を監視し、一定の電流を放電するように制御する。

ここで、バッテリ２４として用いられているリチウムイオン電池は繊細な充放電制御を必要とし、そのために電流センサ２６ａ，２６ｂには数アンペア〜１５０アンペアの範囲で正確に電流を検出可能な精度が要求される。

図２はバッテリ装置２０内に設けられた電流センサ２６ａ，２６ｂの構成を説明するための模式図である。図３は電流センサ２６ａ，２６ｂの電流検出範囲を説明するための図である。

電流センサ２６ａ，２６ｂとして、例えば図２に示すような磁気比例式の電流センサ４０が用いられる。この磁気比例式の電流センサ４０は、ギャップを有する磁性体コア４１と、電磁変換素子であるホール素子４２と、そして、このホール素子４２からの出力を増幅する増幅回路２３とから構成される。導線４４に被測定電流が流れると、磁性体コア４１に被測定電流に比例した磁界が発生する。ホール素子４２は、この磁性体コア４１に発生した磁界を電圧信号に変換する。この電圧信号は、増幅回路４３にて増幅されて出力される。

ここで、図３に示すように、電流センサ２６ａ，２６ｂの検出範囲は数アンペア〜１５０アンペアであるが、そこにヒステリシス電圧αとオフセット電圧βの誤差が加わる。電流センサ２６ａ，２６ｂの磁気的な特性により、停電時などに大電流が通電されると残留磁束の影響でαとβが大きく変動する。さらに、βの部分は温度ドリフトの影響でも変動する。このαとβの変動分が停電復旧後の電流検出精度に影響を与える。

図４は停電発生前後に電流センサ２６ａ，２６ｂに流れる電流と電圧との関係を示す図である。

通常運転時にバッテリ２４から放電される電流は２０アンペア程度である。また、充電は数アンペアである。ここで、停電が発生して、ＤＣ／ＤＣ変換器２２とバッテリ２４との間の電圧が急減に低下すると、そのときの急峻な電圧降下の傾きによって電流リミットが開放され、１５０アンペアの電流が放電され、エレベータの駆動系（駆動装置１０）に供給される。また、停電復旧後、通常運転時には通常の充放電制御が行われる。

ところが、停電時などに電流センサ２６ａ，２６ｂに大電流が流れると、オフセット（ヒステリシス電圧とオフセット電圧）が初期時の状態から大きく変動してしまう。このときの変動分は大電流の検出時には問題にはならないが、数アンペア程度の微小電流を検出するときに大きな影響となる。

以下では、電流センサ２６ａ，２６ｂに着目し、大電流の通電によって発生するオフセットのずれを補正して正常化する方法について説明する。

図５は第１の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。

通常運転時には、図１に示したＳＷ１がＯＦＦ、ＳＷ２〜４がＯＮしている。これにより、商用電源１から供給される電力と回生運転時に得られた電力がバッテリ装置２０に与え、ＤＣ／ＤＣ変換器２２を介してバッテリ２４が充電される。また、力行運転時にはバッテリ２４の電力が放電され、ＤＣ／ＤＣ変換器２２を介して駆動装置１０にアシストされる。

ここで、停電あるいは何らかの原因で商用電源１に異常が発生した場合に、バッテリ２４の電力が利用される。この場合、商用電源１からバッテリ装置２０に電力が供給されないので、ＤＣ／ＤＣ変換器２２とバッテリ２４との間の電圧が急減に低下する。バッテリ装置２０のマイコン２９は、電子回路２８を通じて急峻な電圧降下の傾きを検出すると（ステップＳ１１のＹｅｓ）、電流リミットを開放してバッテリ２４の電力を放電する（ステップＳ１２）。その間、電流センサ２６ａ，２６ｂには大電流が流れる。

バッテリ２４から放電された電力は駆動装置１０に与えられる。これにより、乗りかご４を急停止させることなく最寄階までスムーズに移動させることができる。最寄階で乗客を降ろしてから乗りかご４が無方向待機状態で停止すると（ステップＳ１３のＹｅｓ）、マイコン２９は、電流センサ２６ａ，２６ｂを消磁制御する（ステップＳ１４）。なお、マイコン２９には、エレベータ制御装置３０からエレベータの運転状態に関する情報が逐次入力されているものとする。

上記消磁制御は、電子回路２８から電流センサ２６ａ，２６ｂに対して消磁用の電流を短時間通電することで行う。詳しくは、図６に示すように、予め設定された電流Ｉｘを所定の周波数Ｔｘで所定の時間ｔｘ内に徐々にゼロに減衰させるように通電する。

このように、エレベータの運転が停止したときに電流センサ２６ａ，２６ｂにスイープ電流を短時間通電することで、電流センサ２６ａ，２６ｂの残留磁束を消磁してリセット状態に戻すことができる。よって、電流センサ２６ａ，２６ｂのヒステリシス電圧のずれ量を抑えて常に正確な電流値を得ることができ、その電流値に基づいて高精度な充放電制御を行うことができる。

また、マイコン２９は、温度センサ２７を通じて電流センサ２６ａ，２６ｂの周囲の温度を確認する。その結果、現在の温度が予め設定された基準範囲を超えて上昇していた場合には（ステップＳ１５のＹｅｓ）、マイコン２９は、そのときの温度上昇分を考慮して電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正する（ステップＳ１６）。この場合、電流センサ２６ａ，２６ｂの機器特性によって温度とオフセット電圧との関係が決まっているので、温度上昇分からオフセット電圧のずれを推測することができる。

このように第１の実施形態によれば、停電の発生などにより電流リミットを開放してバッテリ２４の電力を放電した場合に、エレベータの運転が停止したときのタイミングで、電流センサ２６ａ，２６ｂを消磁制御することで、電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正できる。これにより、停電復旧後の通常運転時の微小電流を正確に検出して充放電制御を行うことができる。さらに、温度上昇分を考慮して電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正しておくことで、電流検出精度の低下を防いで安定した充放電制御を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、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、予め設定されたスイープ電流を消磁用の電流として通電したが、第２の実施形態では、逆バイアス電流を消磁用の電流として通電することを特徴とする。

なお、装置構成については図１と同様であるため、省略するものとし、ここでは第２の実施形態の処理動作について説明する。

図７は第２の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。図７において、ステップＳ２１〜Ｓ２３までの処理は、上記第１の実施形態における図５のステップＳ１１〜Ｓ１３までの処理と同様である。

すなわち、停電あるいは何らかの原因で商用電源１に異常が発生した場合において、ＤＣ／ＤＣ変換器２２とバッテリ２４との間の電圧が急減に低下する。バッテリ装置２０のマイコン２９は、電子回路２８を通じて急峻な電圧降下の傾きを検出すると（ステップＳ２１のＹｅｓ）、電流リミットを開放してバッテリ２４の電力を放電する（ステップＳ２２）。その間、電流センサ２６ａ，２６ｂには大電流が流れる。

ここで、バッテリ２４の放電により乗りかご４が最寄階まで移動し、そこで乗客を降ろして無方向待機状態で停止したとき（ステップＳ２３のＹｅｓ）、バッテリ装置２０のマイコン２９は、電子回路２８を通じて電流センサ２６ａ，２６ｂの出力電圧を検出する（ステップＳ２４）。マイコン２９は、これらの電圧値に基づいて電流センサ２６ａ，２６ｂの残留磁束分に相当する電流の値を演算する（ステップＳ２５）。そして、マイコン２９は、この演算にて得た電流値を逆バイアス電流として電子回路２８を通じて電流センサ２６ａ，２６ｂに短時間通電することで消磁制御を行う（ステップＳ２６）。

詳しくは、図８に示すような逆バイアス電流Ｉｙを作り、これを電流センサ２６ａ，２６ｂに対して所定の時間ｔｙだけｘ通電する。この逆バイアス電流Ｉｙを通電することで、電流センサ２６ａ，２６ｂの残留磁束分が消磁される。

また、マイコン２９は、温度センサ２７を通じて電流センサ２６ａ，２６ｂの周囲の温度を確認する。その結果、現在の温度が予め設定された基準範囲を超えて上昇していた場合には（ステップＳ２７のＹｅｓ）、マイコン２９は、そのときの温度上昇分を考慮して電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正する（ステップＳ２８）。

このように第２の実施形態によれば、電流センサ２６ａ，２６ｂの残留磁束分に相当する電流を逆バイアス電流として短時間通電することでも、電流センサ２６ａ，２６ｂの残留磁束を消磁してリセット状態に戻すことが可能である。これにより、電流センサ２６ａ，２６ｂのヒステリシス電圧のずれを抑えて常に正確な電流値を得て高精度な速度制御を行うことができる。さらに、温度上昇分を考慮して電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正しておくことで、電流検出精度の低下を防いで安定した充放電制御を行うことができる。

（第３の実施形態）
次に、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、停電時に電流センサを無条件で消磁制御を行う構成としたが、第３の実施形態では、停電復旧後の電流センサの検出値に応じて消磁制御を行うことを特徴とする。

なお、装置構成については図１と同様であるため、省略するものとし、ここでは第３の実施形態の処理動作について説明する。

図９は第３の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。図９において、ステップＳ３１〜Ｓ３３までの処理は、上記第１の実施形態における図５のステップＳ１１〜Ｓ１３までの処理と同様である。

すなわち、停電あるいは何らかの原因で商用電源１に異常が発生した場合において、ＤＣ／ＤＣ変換器２２とバッテリ２４との間の電圧が急減に低下する。バッテリ装置２０のマイコン２９は、電子回路２８を通じて急峻な電圧降下の傾きを検出すると（ステップＳ３１のＹｅｓ）、電流リミットを開放してバッテリ２４の電力を放電する（ステップＳ３２）。その間、電流センサ２６ａ，２６ｂには大電流が流れる。

バッテリ２４の放電により乗りかご４が最寄階まで移動し、そこで乗客を降ろして無方向待機状態で停止する（ステップＳ３３のＹｅｓ）。ここで、停電復旧後にエレベータの運転を再開する際に（ステップＳ３４のＹｅｓ）、マイコン２９は、電流センサ２６ａ，２６ｂからフィードバックされる電流値（電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値）を測定する（ステップＳ３５）。

その結果、電流センサ２６ａ，２６ｂからフィードバックされた電流値（検出値）が予め設定された基準範囲を超えていた場合には（ステップＳ３６のＹｅｓ）、マイコン２９は、電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセットがずれているものと判断して消磁制御を行う（ステップＳ３７）。

上記消磁制御は、上記第１の実施形態のように、予め設定されたスイープ電流を電流センサ２６ａ，２６ｂに短時間通電することでも良いし、上記第２の実施形態のように、逆バイアス電流を演算により求め、その逆バイアス電流を電流センサ２６ａ，２６ｂに短時間通電することでも良い。

また、マイコン２９は、温度センサ２７を通じて電流センサ２６ａ，２６ｂの周囲の温度を確認する。その結果、現在の温度が予め設定された基準範囲を超えて上昇していた場合には（ステップＳ３８のＹｅｓ）、マイコン２９は、そのときの温度上昇分を考慮して電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正する（ステップＳ３９）。

このように第３の実施形態によれば、停電復旧後における電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値が基準範囲を超えている場合にのみ消磁制御を行う構成としても電流検出精度を維持することができ、常に安定した充放電制御を行うことができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。

第４の実施形態では、通常運転時において、所定のタイミングで電流センサのゲイン補正を行うようにしたものである。

第４の実施形態において、図１に示したマイコン２９にゲイン補正部２９ｄが設けられる。ゲイン補正部２９ｄは、乗りかご４が無方向待機状態にあるときに、バッテリ２４の充電電流を線形的に減少させ、電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値が予め設定された基準値から外れる場合に上記基準値に近付けるように電流センサ２６ａ，２６ｂのゲインを補正する。

図１０は第４の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。

停電復旧後の通常運転時において、乗りかご４が無方向待機状態で任意の階で停止したときに（ステップＳ４１のＹｅｓ）、バッテリ装置２０のマイコン２９は、バッテリ２４の充電電流を線形的に減少させる（ステップＳ４２）。そして、マイコン２９は、このときに電流センサ２６ａ，２６ｂからフィードバックされる電流値（電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値）を測定する（ステップＳ４３）。

その結果、電流センサ２６ａ，２６ｂからフィードバックされた電流値（検出値）が予め設定された基準値から外れた場合には（ステップＳ４４のＹｅｓ）、マイコン２９は、電流センサ２６ａ，２６ｂのゲインを補正する（ステップＳ４５）。

詳しくは、図１１に示すように、マイコン２９からの指令値に対して、電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値が実線で示される基準値に近付くように電流センサ２６ａ，２６ｂのゲインをプラスあるいはマイナス方向に補正する。

このように第４の実施形態によれば、通常運転時において、乗りかごが無方向待機状態で停止したときに、電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値に応じてゲイン補正を行う構成としても電流検出精度を維持することができ、常に安定した充放電制御を行うことができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。

第５の実施形態では、上記第１の実施形態のように停電時に電流リミットを開放したときだけでなく、通常運転時においても所定のタイミングで電流センサのオフセット電圧を補正するものである。

なお、装置構成については図１と同様である。ただし、マイコン２９に設けられたオフセット補正部２９ｃは、停電時に電流リミットを開放したときだけでなく、停電復旧後の通常運転時でも所定のタイミングで電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧を補正する。詳しくは、オフセット補正部２９ｃは、乗りかご４の無方向待機状態が所定時間継続したときに乗りかご４を無荷重で運転し、バッテリ２４を放電あるいは充電したときに電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値と基準値とのずれ量に基づいてオフセット電圧を補正する。

図１２は第５の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。

停電復旧後の通常運転時において、乗りかご４の無方向待機状態が所定時間継続したときに（ステップＳ５１のＹｅｓ）、バッテリ装置２０のマイコン２９は、乗りかご４を無荷重で上方向または下方向に運転する（ステップＳ５２）。なお、無荷重で運転することを「ＮＬ（No-load）運転」と呼ぶ。

ここで、マイコン２９は、ＮＬ運転中にバッテリ２４の放電量あるいは充電量を可変しながら（ステップＳ５３）、そのときに電流センサ２６ａ，２６ｂからフィードバックされる電流値（電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値）を測定する（ステップＳ５４）。

その結果、電流センサ２６ａ，２６ｂからフィードバックされた電流値（検出値）が予め設定された基準値から外れた場合には（ステップＳ５５のＹｅｓ）、マイコン２９は、電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧を補正する（ステップＳ５６）。つまり、ＮＬ運転の条件で放電あるいは充電したときに得られる電流値と基準値との誤差を求め、その誤差をなく方向にオフセット電圧をずらす。

このように第５の実施形態によれば、通常運転時において、乗りかごが無方向待機状態で所定時間以上停止しているときに、電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値に応じてオフセット電圧を補正する構成としても電流検出精度を維持することができ、常に安定した充放電制御を行うことができる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。

第６の実施形態では、上記第１の実施形態のように停電時に電流リミットを開放したときだけでなく、通常運転時においても複数の電流センサの検出誤差が生じている場合に所定のタイミングで消磁制御、オフセット電圧の補正制御を行うようにしたものである。

なお、装置構成については図１と同様である。ただし、マイコン２９に設けられた消磁制御部２９ｂとオフセット補正部２９ｃは、停電時に電流リミットを開放したときだけでなく、停電復旧後の通常運転時でも電流センサ２６ａ，２６ｂの検出誤差がある場合に消磁制御、オフセット電圧の補正制御を行う。詳しくは、消磁制御部２９ｂとオフセット補正部２９ｃは、電流センサ２６ａ，２６ｂによって検出される電流に所定値以上の誤差が生じていた場合に、乗りかご４が無方向待機状態にあるときに、電流センサ２６ａ，２６ｂの消磁制御、オフセット電圧の補正制御を実行する。

図１３は第６の実施形態におけるエレベータのバッテリ装置の処理動作を示すフローチャートである。

バッテリ装置２０内には、ＤＣ／ＤＣ変換器２２とバッテリ２４との間に２つの電流センサ２６ａ，２６ｂが設けられている。電流センサ２６ａはバッテリ２４の近くの電流値を検出し、電流センサ２６ｂはＤＣ／ＤＣ変換器２２の近くの電流値を検出する。

この２つの電流センサ２６ａ，２６ｂが正常であれば、それぞれで検出される電流値は略同じ値を取る。したがって、マイコン２９は、この２つの電流値の一方あるいは両方の平均値に基づいてバッテリ２４の充放電制御を行えば良い。しかし、停電などで電流リミットが開放されて、電流センサ２６ａ，２６ｂに大電流が流れるとヒステリシス電圧、オフセット電圧がずれてしまい、電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値に大きな差が生じることがある。

そこで、停電復旧後の通常運転時において、バッテリ装置２０のマイコン２９は、電流センサ２６ａ，２６ｂの検出値を比較する（ステップＳ６１）。そして、両者の検出値に所定値以上の誤差があった場合に（ステップＳ６２のＹｅｓ）、マイコン２９は、乗りかご４が無方向待機状態のときに（ステップＳ６３のＹｅｓ）、電流センサ２６ａ，２６ｂの消磁制御、オフセット電圧の補正制御を実行する（ステップＳ６４）。

上記消磁制御は、上記第１の実施形態のように、予め設定されたスイープ電流を電流センサ２６ａ，２６ｂに短時間通電することでも良いし、上記第２の実施形態のように、逆バイアス電流を演算により求め、その逆バイアス電流を電流センサ２６ａ，２６ｂに短時間通電することでも良い。また、上記オフセット電圧の補正制御については、上記第１の実施形態で説明したように、温度上昇分を考慮して電流センサ２６ａ，２６ｂのオフセット電圧のずれを補正する。

このように第６の実施形態によれば、通常運転時において、２つの電流センサ２６ａ，２６ｂの検出誤差がある場合に、乗りかご４が無方向待機状態のときに、消磁制御、オフセット電圧の補正制御を行う構成としても電流検出精度を維持することができ、常に安定した充放電制御を行うことができる。

なお、バッテリ装置２０に２つの電流センサ２６ａ，２６ｂが用いられている場合を想定して説明したが、２つ以上の電流センサが用いられている場合でも同様であり、各電流センサの検出誤差が所定値以上であれば、乗りかご４が無方向待機状態のときに、消磁制御、オフセット電圧の補正制御を行うようにする。

（変形例）
上記各実施形態で説明した方法で電流センサ２６ａ，２６ｂを正常化させても、この電流センサ２６ａ，２６ｂに関係する外部の電子回路２８にオフセット電圧のずれが生じていると正常な充放電制御を行うことができない。外部の電子回路２８とは、電流センサ２６ａ，２６ｂで検出された電流を処理する回路やバッテリ２４の充放電動作を行う回路などを含む
そこで、外部の電子回路２８が持つオフセット電圧を定期的に検出し、周囲温度に応じてオフセット電圧を補正するようにしても良い。また、電流センサ２６ａ，２６ｂと外部の電子回路２８の組み合わせによるオフセット電圧を検出し、予め設定された基準範囲からずれている場合にのみ、その組み合わせのオフセット電圧を補正することでも良い。これらの制御処理は、バッテリ装置２０に設けられたマイコン２９によって実行される。

また、マイコン２９に備えられた本発明に関わる機能、つまり、充放電制御部２９ａ、消磁制御部２９ｂ、オフセット補正部２９ｃ、ゲイン補正部２９ｄを外部の制御装置（例えばエレベータ制御装置３０）に設け、その制御装置によって上記各実施形態に対応した処理を実行する構成としても良い。

以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、バッテリの充放電制御に用いられる電流センサに生じるオフセットのずれを補正して常に安定した充放電制御を行うことのできるハイブリット駆動型のエレベータを提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…商用電源、２…巻上機、３…ロープ、４…乗りかご、５…カウンタウェイト、１０…駆動装置、１１…コンバータ、１２…平滑コンデンサ、１３…インバータ、１３ａ…ＩＧＢＴ、２０…バッテリ装置、２１…ＡＣ／ＤＣ変換器、２２…ＤＣ／ＤＣ変換器、２２ａ…ＩＧＢＴ、２３…ＤＣ／ＤＣ変換器、２４…バッテリ、２５…平滑フィルタ、２６ａ，２６ｂ…電流センサ、２７…温度センサ、２８…電子回路、２９…マイコン、２９ａ…充放電制御部、２９ｂ…消磁制御部、２９ｃ…オフセット補正部、２９ｄ…ゲイン補正部、３０…エレベータ制御装置、３１…制御電源トランス、３２…非常用電源装置、３３…制御電源装置、３４…照明電源装置、３５…制御マイコン、３０…エレベータ制御装置、４０…磁気比例式の電流センサ、４１…磁性体コア、４２…ホール素子、４３…増幅回路、４４…導線。

Claims (8)

1. 乗りかごの回生運転時に発生する電力あるいは商用電源から駆動系に供給される電力をバッテリに充電し、このバッテリの電力を必要に応じて上記駆動系にアシストするバッテリ装置を備えたエレベータにおいて、
   上記バッテリ装置内に設けられた電流センサによって検出される電流に基づいて上記バッテリの充放電を制御する充放電制御手段と、
   この充放電制御手段によって電流リミットを開放して上記バッテリの電力を放電した場合に、上記乗りかごが無方向待機状態にあるときに上記電流センサを消磁制御してリセット状態に戻す消磁制御手段と、
   上記電流センサのオフセット電圧のずれを補正するオフセット補正手段と
   を具備したことを特徴とするエレベータ。
2. 上記消磁制御手段は、
   上記乗りかごが無方向待機状態にあるときに、上記電流センサで検出される電流値が予め設定された基準範囲を超えている場合に上記電流センサを消磁制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータ。
3. 上記消磁制御手段は、
   予め設定された初期値から所定の周波数で所定の時間内に減衰するスイープ電流を上記電流センサに通電することを特徴とする請求項１または２記載のエレベータ。
4. 上記消磁制御手段は、
   上記電流センサの出力に対応した電流を求め、これを逆バイアス電流として上記電流センサに通電することを特徴とする請求項１または２記載のエレベータ。
5. 上記オフセット補正手段は、
   上記電流センサの周囲の温度が予め設定された基準範囲を超えている場合に、そのときの温度値に基づいて上記電流センサのオフセット電圧のずれを補正することを特徴とする請求項１記載のエレベータ。
6. 上記乗りかごが無方向待機状態にあるときに、上記バッテリの充電電流を線形的に減少させ、上記電流センサで検出される電流値が予め設定された基準値から外れる場合に上記基準値に近付けるように上記電流センサのゲインを補正するゲイン補正手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータ。
7. 上記オフセット補正手段は、
   上記乗りかごの無方向待機状態が所定時間継続したときに、上記乗りかごを無荷重で運転し、上記電流センサで検出される電流値と基準値とのずれ量に基づいてオフセット電圧を補正することを特徴とする請求項１記載のエレベータ。
8. 上記バッテリ装置内に少なくとも２つの電流センサが設けられている場合において、
   上記消磁制御手段および上記オフセット補正手段は、
   上記各電流センサによって検出される電流に所定値以上の誤差が生じていた場合に、上記乗りかごが無方向待機状態にあるときに、上記電流センサの消磁制御、オフセット電圧の補正制御を実行することを特徴とする請求項１記載のエレベータ。

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