JP2020029346A - エレベータのドア制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドアの開閉動作中に人や物の挟まりなどに起因した過負荷状態を高精度に検出する。【解決手段】一実施形態に係るエレベータのドア制御装置１００は、速度偏差算出部１４０、過負荷検出部１３０、モータ制御部１１０を備える。速度偏差算出部１４０は、乗りかご１のドア２の開閉動作時に目標速度と実速度との速度偏差を算出する。過負荷検出部１３０は、速度偏差の単位時間当たりの変化量に基づいてドア２の過負荷状態を検出する。モータ制御部１１０は、ドア２の過負荷状態が検出された場合にドア２の開閉動作を停止制御する。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、エレベータのドア制御装置に関する。

エレベータの乗りかごが各階の乗場に着床すると、かごドアが乗場ドアに係合して開閉動作する。駆動源であるドアモータは乗りかごに設置されている。このドアモータの駆動によりかごドアが開閉方向に移動し、乗場ドアはそのかごドアに追従して移動する。以下では、かごドアの動きに着目して、かごドアのことを単に「ドア」と呼ぶ。

ここで、戸開動作中にドアに人や物が挟まると、ドアの走行抵抗が増加する。通常、この走行抵抗が所定値を超えたときに、ドアが過負荷状態にあると判断して戸開動作を停止している。

特開２０１４−２３１４２１号公報

しかしながら、エレベータのドアは、据付時の調整によって局所的な走行抵抗の変化が生じやすい。このため、各階において、走行抵抗の値から人や物の挟まりなどに起因した過負荷状態を検出することは難しい。これは、戸閉動作中についても同様である。

本発明が解決しようとする課題は、ドアの開閉動作中に人や物の挟まりなどに起因した過負荷状態を高精度に検出することのできるエレベータのドア制御装置を提供することである。

一実施形態に係るエレベータのドア制御装置は、速度偏差算出手段と、過負荷検出手段と、制御手段とを備える。上記速度偏差算出手段は、乗りかごのドアの開閉動作時に目標速度と実速度との速度偏差を算出する。上記過負荷検出手段は、上記速度偏差算出手段によって算出された速度偏差の単位時間当たりの変化量に基づいて、上記ドアの過負荷状態を検出する。上記制御手段は、上記過負荷検出手段によって上記ドアの過負荷状態が検出された場合に上記ドアの開閉動作を停止制御する。

図１は第１の実施形態に係るエレベータのドア機構を示す概略構成図である。 図２は同実施形態における戸開動作時のドアの速度パターンを示す図である。 図３は同実施形態におけるドア制御装置に備えられた速度偏差算出部の構成を示すブロック図である。 図４は同実施形態におけるドア制御装置に備えられた過負荷検出部の構成を示すブロック図である。 図５は上記過負荷検出部に備えられた挟まれ力計算部の構成を示すブロック図である。 図６は同実施形態における通常時の速度パターンとモータ出力との関係を示す図である。 図７は同実施形態における外的要因によりドアに負荷力が発生している場合の速度パターンとモータ出力との関係を示す図である。 図８は同実施形態におけるモータ出、ドア走行抵抗、ドア動作力、挟まれ力の関係を示す図である。 図９は同実施形態におけるドア制御装置の過負荷検出処理を示すフローチャートである。 図１０は同実施形態における力積値の計算タイミングを説明するための図である。 図１１は第２の実施形態に係るエレベータのドア機構を示す概略構成図である。 図１２は同実施形態におけるドア制御装置に備えられた過負荷検出部の構成を示すブロック図である。

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の実施形態に係るエレベータのドア機構を示す概略構成図である。

ドア機構は、ドア２、ドア開閉機構２０、モータ１０、速度センサ１１およびドア制御装置１００から構成される。

ドア２は、例えばスライド式の１枚のドアパネルからなり、エレベータの乗りかご１の乗降口に開閉自在に設けられている。ドア２は、ドア開閉機構２０に連結されている。ドア開閉機構２０は、例えば複数の滑車やこれらの滑車に巻回されるベルトなどを備え、モータ１０の回転力をドア２の開閉力に変換する。

モータ１０は、乗りかご１の上部に設けられており、ドア制御装置１００の指示に従って回転する。速度センサ１１は、例えばロータリーエンコーダからなり、モータ１０の回転数を検出してドア制御装置１００へ出力する。

ドア制御装置１００は、モータ制御部１１０、モータ駆動部１２０、過負荷検出部１３０、速度偏差算出部１４０を備える。

乗りかご１が任意の階の乗場に着床すると、モータ制御部１１０は、モータ駆動部１２０を介してモータ１０を回転駆動して、ドア２を開閉動作させる。なお、乗りかご１の着床は、各階の乗場に設置された図示せぬ着床検出センサを介して検出される。

ドア制御装置１００は、モータ１０を正転駆動し、速度センサ１１の出力信号に基づいてドア２を所定の速度（目標速度）で戸開方向に移動させる。また、ドア２を閉めるときには、ドア制御装置１００は、モータ１０を逆転駆動し、速度センサ１１からの出力に基づいてドア２を戸閉方向に移動させる。

図２に戸開動作時のドア２の速度パターンを示す。縦軸はドア２の移動速度（ｍ／ｓ）、横軸は時間を示している。ドア２の速度パターンは、加速、定速、減速の３つに分けられる。乗りかご１の着床が検知されると、ドア２はこの速度パターンに従って所定速度（予め設定された目標速度）で戸開方向へ移動する。

過負荷検出部１３０は、戸開動作時にドア２に所定値以上の負荷がかかっている過負荷状態を検出する。本実施形態において、過負荷検出部１３０は、後述する速度偏差算出部１４０によって算出された速度偏差の単位時間当たりの変化量に基づいて、ドア２の過負荷状態を検出することが特徴である。

ドア制御装置１００に備えられた過負荷検出部１３０と速度偏差算出部１４０の構成について、詳しく説明する。

図３はドア制御装置１００に備えられた速度偏差算出部１４０の構成を示すブロック図である。

速度偏差算出部１４０は、速度指令部１４１、速度算出部１４２、比較部１４３、速度偏差出力部１４４、微分計算部１４５を備える。

速度指令部１４１は、乗りかご１の着床時に、図２に示したようなドア２の速度パターンに従った目標速度を指令値として出力する。速度算出部１４２は、速度センサ１１によって検出されるモータ１０の回転速度からドア２の実際の移動速度（実速度）を計算する。比較部１４３は、速度指令部１４１から出力される目標速度と速度算出部１４２から出力される移動速度とを比較して速度偏差Δｖを計算する。

速度偏差出力部１４４は、乗りかご１の着床が検出されると、予め設定された時間Ｔ（積分時間Ｔ）内における速度偏差Δｖの計算を開始するタイミングを所定時間Δｔの間隔でシフトして、複数の開始タイミングを設定する。そして、速度偏差出力部１４４は、それぞれの開始タイミングから時間Ｔ（積分時間Ｔとも言う）が経過するまでの間に算出された複数の速度偏差Δｖを平均化して平均速度偏差ΔＶを求める。

平均速度偏差ΔＶは、（１）式のように表せる。ｔｓは積分開始時刻である。Ｎは測定回数であり、Ｎ＝Ｔ／Δｔである。

微分計算部１４５は、平均速度偏差ΔＶの変化量αを（２）式に従って計算する。

α＝ΔＶ／Ｔ ……（２）
図４はドア制御装置１００に備えられた過負荷検出部１３０の構成を示すブロック図である。

過負荷検出部１３０は、挟まれ力計算部１３１、力積計算部１３２、比較部１３３、停止信号発生部１３４を備える。

挟まれ力計算部１３１は、ドア２に挟まった人や物に加えられる挟まれ力を計算する。この挟まれ力は、何らかの外的要因によってドア２に発生する負荷力に相当する。挟まれ力計算部１３１は、図５に示すように、モータ出力計算部１３１ａ、ドア走行抵抗計算部１３１ｂ、ドア動作力計算部１３１ｃを有し、以下のようにして挟まれ力（負荷力）を算出する。

モータ出力計算部１３１ａは、モータ出力Ｐ１を計算する。モータ出力Ｐ１は、モータ１０の回転速度とトルクによって決まる。ここでは、理解を容易にするため、モータ出力Ｐ１の全てがドア２に伝達されることにする。モータ出力Ｐ１は設計値であり、（３）式で表すことができる。

Ｐ１＝Ｐ２＋Ｐ３
＝Ｐ２＋（Ｍ×ａ１） ……（３）
Ｐ２はドア走行抵抗（摩擦力等のドア２の戸開動作を妨げる力）である。Ｐ３はドア動作力（ドア２の戸開動作に必要な力）である。Ｍはドア重量である。ドア重量Ｍは、ドア据付け時に測定され、図示せぬ記憶部に記憶されている。ａ１はドア２の加速度である。

ドア２に人や物などが挟まっていない通常の状態では、ドア２が図２に示した速度パターンに従って所定の速度で移動する。このときのモータ出力Ｐ１、ドア走行抵抗Ｐ２、ドア動作力Ｐ３の力関係を図１に矢印で示す。

ドア走行抵抗計算部１３１ｂは、定速度時のモータ出力Ｐ１からドア走行抵抗Ｐ２を求める。ここで、ドア２が一定速度で移動しているときには、ドア動作力Ｐ３＝０のため、（４）式に示すように、モータ出力Ｐ１とドア走行抵抗Ｐ２は同じ値になる。なお、ドア走行抵抗Ｐ２をドア２の据え付け時に予め測定しておくことでも良い。

Ｐ２＝Ｐ１ ……（４）
ドア動作力計算部１３１ｃは、（５）式によりドア動作力Ｐ３を計算する。

Ｐ３＝Ｍ×ａ１ ……（５）
一方、外的要因によってドア２に負荷力が発生している場合には、ドア２の加速度が通常時よりも下がる。ここで言う「外的要因」とは、ドア２の開閉動作を妨げる要因のことであり、ドア２に手や物が挟まった場合などが含まれる。

この様子を図６及び図７に示す。図６は通常時の速度パターンとモータ出力との関係を示す図である。図７はドア２に人や物が挟まっている場合（外的要因によってドア２に負荷力が発生している場合）の速度パターンとモータ出力との関係を示す図である。

外的要因によってドア２に負荷力が発生している場合には、ドア２の加速度がａ１からａ２に低下するため、ドア動作力Ｐ３が下がる。このときのドア動作力Ｐ３は、（６）式で表される。一方、速度フィードバック制御を行っているため、モータ出力Ｐ１は上昇して、図７のような外的要因を含んだ力になる。

Ｐ３＝Ｍ×ａ２
＝Ｍ×（ａ１−α） ……（６）
Ｍはドア重量、ａ２はドア２に人や物が挟まっている場合の加速度である。上記（２）式に示した平均速度偏差ΔＶの変化量αを用いて加速度ａ２を表すと、ａ２＝（ａ１−α）となる。

挟まれ力計算部１３１は、モータ出力Ｐ１、ドア走行抵抗Ｐ２、ドア動作力Ｐ３を用いて挟まれ力Ｐ４を求める。このときのモータ出力Ｐ１、ドア走行抵抗Ｐ２、ドア動作力Ｐ３、挟まれ力Ｐ４の力関係を図８に矢印で示す。

一般的に、ドア動作力Ｐ３を戸開力として計算するが、本実施形態では、戸開力をドア動作力Ｐ３と挟まれ力Ｐ４を分けて計算する。

Ｐ１＝Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４である。したがって、挟まれ力Ｐ４は、（７）式のように表される。

Ｐ４＝Ｐ１−（Ｐ２＋Ｐ３） ……（７）
上記（７）式において、ドア２が戸開動作しているときにモータ出力Ｐ１とドア走行抵抗Ｐ２の値は分かっている。上記（６）式によりドア動作力Ｐ３を求めれば、挟まれ力Ｐ４を得ることができる。

ここで、人が圧力に対して感じる痛みは、瞬間的に与えられる力よりも、一定の時間の間に継続的に与えられる力の積分（挟まれ力Ｐ４の積分）の方が大きな相関を有する場合が多い。したがって、本実施形態では、一定時間内における挟まれ力Ｐ４の力積値を用いてドア２の過負荷状態を検出する構成としている。

図４において、力積計算部１３２は、乗りかご１の着床が検出されると、予め設定された時間Ｔ（積分時間Ｔ）内における挟まれ力Ｐ４の計算を開始するためのタイミングを所定時間Δｔの間隔でシフトして、複数の開始タイミングを設定する。なお、このときのＴ，Δｔの間隔は、上述した速度偏差算出部１４０で複数の開始タイミングを設定したときと同じである。

力積計算部１３２は、それぞれの開始タイミングから時間Ｔが経過するまでに算出された複数の挟まれ力Ｐ４の合計値を力積値ＰＴ（Ｋ）として求める。

力積値ＰＴ（Ｋ）は、（８）式で表される。この場合、時刻ｔ１から時刻（ｔ１＋Ｔ）までの挟まれ力Ｐ４の合計値は力積値ＰＴ（１）、時刻ｔ２から時刻（ｔ２＋Ｔ）までの挟まれ力の合計値は力積値ＰＴ（２）、時刻ｔ３から時刻（ｔ３＋Ｔ）までの挟まれ力の合計値は力積値ＰＴ（３）として算出される。

ｔｓは、積分開始時刻である。ｔｅは、積分終了時刻である。ｔｅ−ｔｓ＝Δｔ×Ｎ＝Ｔである。時間Ｔは、人が痛みに反応する時間や、ドア２の移動速度等を考慮して設定される。例えば、時間Ｔは１０ｍｓ〜１ｓの間で設定される。ここでは、Ｔ＝１００ｍｓ、Δｔ＝１０ｍｓとした場合について説明する。

比較部１３３は、力積計算部１３２によって算出された挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（Ｋ）と予め設定された閾値ＴＨとを比較する。閾値ＴＨは、ドア２の重量、移動速度等に基づいて設定され、予め図示せぬ記憶部に記憶されている。

例えば、人に与える力の許容値を２５０Ｎ、積分時間Ｔ＝１００ｍｓとした場合、閾値ＴＨは「２５Ｎ・ｓ」として設定される。比較部１３３は、挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（Ｋ）が閾値ＴＨ以上であった場合に、ドア２が過負荷状態であると判断して、過負荷状態であることを示す信号（以下、過負荷状態信号と称す）を停止信号発生部１３４に出力する。

停止信号発生部１３４は、比較部１３３から過負荷状態信号を受信すると、モータ１０の駆動を停止させるための停止信号をモータ駆動部１２０に対して発生する。モータ駆動部１２０は、この停止信号を受けてモータ１０の駆動を停止する。

次に、本実施形態の動作について説明する。
図９はドア制御装置１００の過負荷検出処理を示すフローチャートである。

ドア制御装置１００は、図示せぬ着床検知センサを介して乗りかご１が呼び（乗場呼び／かご呼び）の登録階に着床したことを検知すると（ステップＳ１１のＹｅｓ）、以下のような処理を実行する。

すなわち、ドア制御装置１００（モータ制御部１１０）は、モータ駆動部１２０を介してモータ１０を駆動して、乗りかご１のドア２を戸開方向へ移動させる（ステップＳ１２）。このとき、図示せぬ乗場ドアがドア２に係合して一緒に戸開方向へ移動する。また、モータ１０の駆動によりドア２が移動すると、そのときの移動速度が速度センサ１１によって検出されドア制御装置１００に与えられる（ステップＳ１３）。

ここで、ドア制御装置１００は、初期設定として、カウンタＫ＝０に設定する（ステップＳ１４）。

次に、ドア制御装置１００は、一定時間Ｔにおける挟まれ力Ｐ４の力積値を計算するために、積分開始時刻ｔｓと積分終了時刻ｔｅを設定する（ステップＳ１５）。積分開始時刻ｔｓは、ｔｓ＝Δｔ×Ｋ−Ｔで表される。積分終了時刻ｔｅは、ｔｅ＝ｔ０＋Δｔ×Ｋで表せる。

図１０に示すように、１回目はＫ＝０である。したがって、着床検知時刻であるｔ０をｔｅに設定し、ｔｓ＝ｔ０−Ｔ，ｔｅ＝ｔ０となる。２回目はＫ＝１であり、ｔｓ＝ｔ１−Ｔ，ｔｅ＝ｔ１＝ｔ０＋Δｔとなる。３回目はＫ＝２であり、ｔｓ＝ｔ２−Ｔ，ｔｅ＝ｔ２＝ｔ０＋Δｔ×２となる。以下、同様である。

モータ１０の駆動に伴い、ドア制御装置１００の速度偏差算出部１４０は、上記（１）式と（２)式を用いて、ｔｓ−ｔｅの区間における平均速度偏差ΔＶを算出すると共に、その平均速度偏差ΔＶの変化量αを算出する（ステップＳ１６，Ｓ１７）。

ドア制御装置１００の過負荷検出部１３０は、この速度偏差算出部１４０によって算出された平均速度偏差ΔＶの変化量αに基づいて、当該区間における挟まれ力Ｐ４を算出する（ステップＳ１８）。詳しくは、過負荷検出部１３０は、図４に示した挟まれ力計算部１３１において、モータ出力Ｐ１、ドア走行抵抗Ｐ２、ドア動作力Ｐ３を用いて挟まれ力Ｐ４を求める。

次に、力積計算部１３２において、上記（８）式に従って挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（Ｋ）を計算する（ステップＳ１９）。この場合、１回目はＫ＝０であり、ｔｓ＝ｔ０−Ｔ，ｔｅ＝ｔ０の区間における挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（０）を計算する。２回目はＫ＝１となるので、ｔｓ＝ｔ１−Ｔ，ｔｅ＝ｔ１＝ｔ０＋Δｔの区間における挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（１）を計算する。３回目はＫ＝２となるので、ｔｓ＝ｔ２−Ｔ，ｔｅ＝ｔ２＝ｔ０＋Δｔ×２の区間における挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（２）を計算する。

このようして、一定時間Ｔ内における挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（Ｋ）がΔｔの間隔で順次計算される。

次に、比較部１３３において、挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（Ｋ）と予め設定された閾値ＴＨとを比較する（ステップＳ２０）。上述したように、例えば、人に与える力の許容値を２５０Ｎ、積分時間Ｔ＝１００ｍｓとした場合、閾値ＴＨ＝２５Ｎ・ｓである。

挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（Ｋ）が閾値ＴＨ未満であれば（ステップＳ２０のＮｏ）、過負荷検出部１３０は、カウンタＫを＋１更新しながら（ステップＳ２１）、上記ステップＳ１５からの処理を繰り返す。そして、戸開動作が完了したことを図示せぬセンサによって検知されると（ステップＳ２２のＹｅｓ）、ここでの処理を終える。

一方、戸開動作が完了するまでの間に、挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（Ｋ）が閾値ＴＨ以上になった場合（ステップＳ２０のＹｅｓ）、過負荷検出部１３０は、外的要因によりドア２が過負荷状態にあると判断する（ステップＳ２３）。

ドア２の過負荷状態が検出されると、ドア制御装置１００は、モータ制御部１１０を通じてモータ１０の駆動を停止する（ステップＳ２４）。なお、モータ１０の駆動を停止した後、モータ１０を逆回転させてドア２を戸閉方向に移動させることでも良い。

このように第１の実施形態によれば、モータ１０の駆動によって与えられるドア２の戸開力をドア動作力Ｐ３と挟まれ力Ｐ４に分け、ドア動作力Ｐ３については平均速度偏差ΔＶの変化量αから求めることで、ドア２に人や物が挟まった場合に発生する挟まれ力Ｐ４だけを正しく算出して過負荷状態を検出することができる。

この場合、挟まれ力Ｐ４の瞬間的な値でなく、一定時間内における力積値ＰＴ（Ｋ）を用いて過負荷状態を検出することで、不用意に過負荷状態と判断して戸開動作を止める頻度を低減し、ドア２に人や物が挟まって危険な状態のときに戸開動作を確実に止めることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
例えば成人と幼児とではドア２から受けるダメージが異なる。第２の実施形態では、ドア２に挟まった人の特性に応じて閾値ＴＨを変更する構成としたものである。

図１１は第２の実施形態に係るエレベータのドア機構を示す概略構成図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

乗りかご１内に小型のカメラ１２がドア２に向けて設置されている。このカメラ１２は、ドア２に挟まった人を撮影し、その撮影画像をドア制御装置１００に送る。なお、カメラ１２の設置場所は、ドア２に挟まった人を撮影可能な場所であれば、どこでも良い。

ドア制御装置１００には、モータ制御部１１０、モータ駆動部１２０、過負荷検出部１３０、速度偏差算出部１４０に加え、画像認識部１５０が備えられている。

画像認識部１５０は、カメラ１２によって撮影された画像からドア２に挟まった人の特性を認識する機能を有する。「人の特性」には、例えば幼児、子供、老人、成人といったように年齢的な要素を含む。幼児、子供、老人、成人の分類は、例えば福祉法などで一般的に定められている年齢に準じる。

なお、画像から人を認識すると共にし、その人の体型や顔立ちなどから、年齢的な特性などを認識する方法は公知であり、ここではその詳しい説明を省略する。

図１２はドア制御装置１００に備えられた過負荷検出部１３０の構成を示すブロック図である。なお、上記第１の実施形態における図４の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

過負荷検出部１３０には、挟まれ力計算部１３１、力積計算部１３２、比較部１３３、停止信号発生部１３４に加え、閾値設定部１３５と記憶部１３６が備えられている。

閾値設定部１３５は、画像認識部１５０によって認識された人の特性に基づいて記憶部１３６から適切な閾値を読み出して比較部１３３に設定する。

記憶部１３６には、予め人の特性に応じて設定された複数の閾値が記憶されている。具体的には、幼児を対象として設定された第１の閾値ＴＨ１、子供を対象として設定された第２の閾値ＴＨ２、老人を対象として設定された第３の閾値ＴＨ３、成人を対象として設定された第４の閾値ＴＨ４が記憶部１３６に記憶されている。

これらの閾値ＴＨ１〜４は、予め実験によって幼児、子供、老人、成人ごとに許容できる力の値に設定されている。この場合、幼児用の第１の閾値ＴＨ１が最も低く、成人用の第４の閾値ＴＨ４が最も高く設定されている（ＴＨ１＜ＴＨ２＜ＴＨ３＜ＴＨ４）。例えば、第１の閾値ＴＨ１＝１０Ｎ・ｓ、第２の閾値ＴＨ２＝１５Ｎ・ｓ、第３の閾値ＴＨ３＝２０Ｎ・ｓ、第４の閾値ＴＨ４＝２５Ｎ・ｓである。

このような構成において、基本的な処理の流れは図９に示したフローチャートと同様である。ただし、第２の実施形態では、ステップＳ２０で用いられる閾値ＴＨがドア２に挟まった人の特性に応じて適宜変更される。

すなわち、ドア２に人の手が挟まり、ドア２に対する負荷が通常よりも上がった場合に、ドア制御装置１００は、カメラ１２によって撮影された画像からドア２に挟まっている人を年齢的な特性を認識する。詳しくは、ドア制御装置１００は、カメラ１２の撮影画像を画像認識部１５０に与え、当該撮影画像からドア２に挟まっている人の体型、顔立ちなどから幼児、子供、成人、老人の年齢的分類に分ける。

ここで、例えばドア２に挟まれた人が幼児であった場合には、図１２に示した記憶部１３６から幼児用の第１の閾値ＴＨ１が読み出さる。閾値設定部１３５は、この第１の閾値Ｈ１を比較部１３３に設定する。

これにより、図９のステップＳ２０では、挟まれ力Ｐ４の力積値ＰＴ（Ｋ）と第１の閾値ＴＨ１とが比較される。第１の閾値ＴＨ１は、例えば１０Ｎ・ｓであり、成人用の第４の閾値ＴＨ４よりも低い。したがって、ドア２に成人が挟まれたときよりも早く過負荷状態になって、モータ１０の駆動が停止する。

このように第２の実施形態によれば、ドア２に挟まった人の特性に応じて閾値ＴＨを変更することにより、ドア２に幼児や子供などが挟まった場合に通常よりも早くモータ１０の駆動を止めて対処できる。

なお、幼児、子供、老人、成人といった年齢的な分類の他に、男性、女性といった性別の分類も加えて、それぞれに閾値ＴＨを設定しても良い。なお、性別の認識は、撮影画像の認識処理によって可能である。

また、例えば車イスや松葉杖などの歩行補助器具の有無に応じて、閾値ＴＨをさらに細かく設定しても良い。なお、歩行補助器具の認識は、撮影画像の認識処理によって可能である。

また、上記第２の実施形態では、戸開動作中にドア２に挟まった人の特性に応じて閾値ＴＨを変更したが、戸開動作の開始前に、ドア２の近くにいる人の特性を撮影画像から認識し、その人の特性に応じて閾値ＴＨを事前に変更しておくことでも良い。

その際、平均速度偏差ΔＶや力積値ＰＴ（Ｋ）を算出するときの積分時間Ｔを人の特性に応じて変更することでも良い。例えば、幼児であれば、積分時間Ｔを通常よりも短く設定しておくことで、早めにモータ１０の駆動を止めて対処できる。

（変形例１）
ドア２の重量Ｍが重いほど、ドア２の戸開動作の慣性力は高くなり、人に与えるダメージが大きくなる傾向がある。したがって、ドア２の重量に応じて過負荷状態を検出する閾値ＴＨまたは積分時間Ｔを変更することにより、人に大きなダメージを与える前にドア２の戸開動作を停止することができる。

（変形例２）
ドア２の移動速度が速いほど、人に与えるダメージが大きくなる傾向がある。したがって、ドア２の移動速度に応じて過負荷状態を検出する閾値ＴＨまたは積分時間Ｔを変更することにより、人に大きなダメージを与える前にドア２の戸開動作を停止することができる。

なお、上記第１および第２の実施形態では、乗りかご１のドア２を開く場合について説明したが、ドア２を閉じる場合（戸閉時）でも同様であり、開く動作と閉まる動作とを置き換えることにより説明することができる。

以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、ドアの開閉動作中に人や物の挟まりなどに起因した過負荷状態を高精度に検出するエレベータのドア制御装置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…乗りかご、２…ドア、１０…モータ、１１…速度センサ、２０…ドア開閉機構、１００…ドア制御装置、１１０…モータ制御部、１２０…モータ駆動部、１３０…過負荷検出部、１３１…挟まれ力計算部、１３１ａ…モータ出力計算部、１３１ｂ…ドア走行抵抗計算部、１３１ｃ…ドア動作力計算部、１３２…力積計算部、１３３…比較部、１３４…停止信号発生部、１４０…速度偏差算出部、１４１…速度指令部、１４２…速度算出部、１４３…比較部、１４４…速度偏差出力部、１４５…微分計算部、Ｐ１…モータ出力、Ｐ２…ドア走行抵抗、Ｐ３…ドア動作力、Ｐ４…挟まれ力。

一実施形態に係るエレベータのドア制御装置は、速度偏差算出手段と、過負荷検出手段と、制御手段とを備える。上記速度偏差算出手段は、乗りかごのドアの開閉動作時に目標速度と実速度との速度偏差を算出する。上記過負荷検出手段は、上記速度偏差算出手段によって算出された速度偏差の単位時間当たりの変化量に基づいて、上記ドアの過負荷状態を検出する。上記制御手段は、上記過負荷検出手段によって上記ドアの過負荷状態が検出された場合に上記ドアの開閉動作を停止制御する。上記速度偏差算出手段は、予め設定された時間内における上記速度偏差の計算を開始するタイミングを所定時間シフトして複数の開始タイミングを設定し、それぞれの開始タイミングから上記時間が経過するまでの間に算出された複数の速度偏差の平均値の単位時間当たりの変化量を算出することを特徴とする。

Claims (10)

1. 乗りかごのドアの開閉動作時に目標速度と実速度との速度偏差を算出する速度偏差算出手段と、
   この速度偏差算出手段によって算出された速度偏差の単位時間当たりの変化量に基づいて、上記ドアの過負荷状態を検出する過負荷検出手段と、
   この過負荷検出手段によって上記ドアの過負荷状態が検出された場合に上記ドアの開閉動作を停止制御する制御手段と
   を具備したことを特徴とするエレベータのドア制御装置。
2. 上記速度偏差算出手段は、
   予め設定された時間内における上記速度偏差の計算を開始するタイミングを所定時間シフトして複数の開始タイミングを設定し、それぞれの開始タイミングから上記時間が経過するまでの間に算出された複数の速度偏差の平均値の単位時間当たりの変化量を算出することを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置。
3. 上記過負荷検出手段は、
   上記速度偏差の単位時間当たりの変化量に基づいて上記ドアの動作力を求め、上記ドアを駆動するモータの出力と上記ドアの動作力との関係から外的要因によって上記ドアに発生する負荷力を算出することを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置。
4. 上記過負荷検出手段は、
   上記負荷力が予め設定された閾値以上の場合に上記ドアが過負荷状態であると判断することを特徴とする請求項３記載のエレベータのドア制御装置。
5. 上記過負荷検出手段は、
   予め設定された時間内における上記負荷力の計算を開始するタイミングを所定時間シフトして複数の開始タイミングを設定し、それぞれの開始タイミングから上記時間が経過するまでの間に得られる複数の負荷力を積算した力積値と上記閾値とを比較することを特徴とする請求項４記載のエレベータのドア制御装置。
6. 上記ドアの近くに設置されたカメラの撮影画像から上記ドアに負荷を与えている人の特性を認識する画像認識手段を備え、
   上記過負荷検出手段は、
   上記画像認識手段によって認識された人の特性に応じて上記閾値を変更することを特徴とする請求項４記載のエレベータのドア制御装置。
7. 上記過負荷検出手段は、
   上記画像認識手段によって認識された人の特性に応じて上記負荷力を積算する時間を変更することを特徴とする請求項５記載のエレベータのドア制御装置。
8. 上記人の特性には、年齢的な要素が含まれることを特徴とする請求項６または７記載のエレベータのドア制御装置。
9. 上記過負荷検出手段は、
   上記ドアの重量または移動速度に応じて上記閾値を変更することを特徴とする請求項４記載のエレベータのドア制御装置。
10. 上記過負荷検出手段は、
    上記ドアの重量または移動速度に応じて上記負荷力を積算する時間を変更することを特徴とする請求項５記載のエレベータのドア制御装置。

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