JP2504253B2

JP2504253B2 - モ−タの制御装置

Info

Publication number: JP2504253B2
Application number: JP2018161A
Authority: JP
Inventors: 輝美平林; 公元水野; 正典多和田; 利幸小寺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPH03223082A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、モータの制御装置に関するものであり、
特に、電流検出器を用いてモータの電流を検出し、モー
タの速度をフィードバック制御するモータの制御装置に
関するものである。なお、以下においては、一応用例と
してエレベータドアの制御装置について説明をする。

［従来の技術］第５図は従来のエレベータドアの制御装置の回路構成
を示すブロック図である。

図において、１はエレベータドアを駆動するための電
源、２はドアモータ駆動用のパワー回路、３はエレベー
タドアを直接駆動するドアモータ、４はドアモータ３の
速度を検出するパルスエンコーダであり、このパルスエ
ンコーダ４はドアモータ３の回転軸に直結され、ドアモ
ータ３の回転に応じてパルスを発生する。５はエレベー
タのの各種の動作を制御するエレベータ制御盤であり、
戸開・戸閉信号をドアに送信し、ドア全開位置信号を受
信する。６はエレベータドアの位置を検出する位置スイ
ッチであり、ドアの全開及び全閉位置を検出する。７は
パルスエンコーダ４のエンコーダパルスをカウントする
パルスカウントであり、ドアモータ３の回転数及びドア
の位置を検出するICである。８は８ビットのパラレル信
号の送受信ポートを複数個持つパラレルインターフェー
スであり、このパラレルインターフェース８はパルスカ
ウンタ７から８ビットパラレルデータが送られるICであ
る。９は汎用CPU、10はCPU9によってデータが書込まれ
るRAMで、各種の動特性の実測値及び所定の定数が格納
される。11は各種のデータ等を格納したROM、12は８ビ
ットのディジタル信号をアナログ信号に変換するD/Aコ
ンバータ、13はホール素子とオペアンプとからなる電流
検出器（図示、DC−CT）であり、非接触によりドアモー
タ３のモータ電流を検出する。14はオペアンプからなる
差動アンプ、15は三角波発振回路、16は差動アンプ14の
出力信号と三角波発振回路15の出力信号を比較するコン
パレータ回路であり、これによりパルス幅変調信号（PW
M信号）を生成する。17はパワー回路２を駆動するゲー
ト信号発生回路である。

従来のエレベータドアの制御装置は上記のように構成
さており、エレベータ制御盤５から送られてくる戸開指
令はパラレルインターフェース８を介してCPU9に送られ
る。そして、パルスエンコーダ４の出力がパルスカウン
ト７のデータ値を読むことにより判断される。

このエレベータドアの制御装置による制御動作につい
てフローチャートを用いて説明する。第６図は従来のエ
レベータドアの制御装置によるエレベータドアの制御動
作を示すフローチャートである。

まず、ステップS1で、戸開閉指令を読込む。この指令
はエレベータ制御盤５からCPU9に扉の開閉信号がパラレ
ルインターフェース８を介して入力されることにより読
込まれる。ステップS2では、この指令が戸開指令か戸閉
指令かを判断し、戸開指令の場合には戸開指令ルーチン
（ステップS3からステップS12）が、一方、戸閉指令の
場合には戸閉指令ルーチン（ステップS13）が各々実行
される。

戸開指令の場合、ステップS3でパラレルインターフェ
ース８を介してパルスカウント７のデータ値が読込ま
れ、ステップS4で位置スイッチ６からの信号に基づきド
ア位置を算出し、ステップS5で前記ステップS4において
算出したドアの実位置に応じたモータ速度Vtを算出す
る。ステップS6ではRAM10に格納されている各データを
読込み、ステップS7でROM24bに記憶されている速度指令
パターンからドア位置に応じて速度指令値Vpを読取り、
ステップS8でVp−Vtを算出する。そして、ステップS9で
位相補償の演算を行ない、ステップS10でゲインＫを掛
けてＫ（Vp−Vt）を算出する。ステップS11ではドア位
置に応じたトルクリミッタをかけて、ステップS12でD/A
コンバータ12へ上記の算出値Ｋ（Vp−Vt）をパラレルイ
ンターフェース８を介して出力する。

上記のステップS3からステップS12の一連の流れによ
り、戸開指令ルーチンは実行される。一方、戸閉指令の
場合には、ステップS13の戸閉指令ルーチンが実行され
る。ただし、このステップS13の戸閉指令ルーチンは、
上記の戸開指令ルーチンと同様の流れなので、ここでは
説明を省略する。このようにして、戸開指令ルーチン、
或いは、戸閉指令ルーチンが実行される。そして、この
上記一連の動作の結果、D/Aコンバータ12を介してアナ
ログ信号の電流指令が差動アンプ14の正転入力ピンに入
力される。

一方、上記動作と同時に、ドアモータ３に流れる電流
が電流検出器13により検出され、アナログ信号として差
動アンプ14の反転入力ピンに入力される。差動アンプ14
では上記電流指令Ｉとモータ電流Ｉ′とによりＩ−Ｉ′
の演算を行ない、この偏差信号をコンパレータ回路16に
出力する。コンパレータ回路16では前記偏差信号と三角
波発振回路15からの三角波信号とを比較して、パルス幅
変調信号（PWM信号）を生成する。ゲート信号発生回路1
7では上記コンパレータ回路16によるPWM信号に基づき、
DCモータならば、４個のパワートランジスタブリッジ
（ACモータならば、６個のパワートランジスタ）を制御
する信号を発生する。

このように、従来のエレベータドアの制御装置は、ド
アモータ３の実際の速度を検出し、前記ドアモータ３の
速度指令パターンと比較して、電流指令により前記ドア
モータ３の速度をフィードバック制御する速度フィード
バック制御手段と、前記ドアモータ３の電流を電流検出
器13により検出し、前記速度フィードバック制御用の電
流指令と比較して、前記ドアモータ３の電流をフィード
バック制御する電流フィードバック制御手段とを備えて
おり、両フィードバック制御によりエレベータドアは所
定の開閉動作を行なう。

なお、このようなエレベータドアの開閉制御に関する
装置は、特開平１−98587号公報にも記載されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、上記のような従来のエレベータドアの制御装
置では、ドアモータ３の動きが周囲温度の変化の影響を
受けていた。これは、ドアモータ３の電流を検出する電
流検出器13の出力電圧が温度により変化する、所謂、温
度ドリフトが起きるためであった。このように、従来の
モータの制御装置は、高温時と低温時で制御速度で相違
し、フィードバック制御の信頼性が乏しいものとなって
いた。

一方、先行技術として特開平１−145993号公報に記載
された技術がある。この公報に記載の技術は、モータ温
度検出部によってモータの加熱温度を検出し、それをモ
ータ温度信号として出力し、このモータ温度信号によっ
て、モータの速度指令信号またはモータのトルクリミッ
タ値を変化させて、モータの速度またはトルクを設定さ
れた指令値に制御するものである。

しかし、モータの始動トルクは、モータの駆動指令に
よって決定され、モータの停止時間が長くて常温になっ
ていたときと、連続運転直後で比較的温度が高いときと
では、ラッシュ電流の値が相違することになる。また、
モータの温度を常に測定する温度センサが必要となり、
コスト的に高価となる。

また、これを解消するには、温度ドリフトが少ない、
所謂、低ドリフトの電流電流検出器を使用しする方法も
あるが、低ドリフトの電流検出器は高価であり、結果と
して、モータの制御装置全体が高価にならざるを得なか
った。

そこで、この発明は、温度センサを使用することな
く、低コストで安定性の高い速度制御が実現できるモー
タの制御装置の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明にかかるモータの制御装置は、モータの実際
の速度と前記モータの速度指令パターンとを比較して前
記モータの速度をフィードバック制御する速度フィード
バック制御手段と、前記速度フィードバック制御のとき
に、前記モータの電流を電流検出器により検出して、前
記モータの速度を電流指令によりフィードバック制御す
る電流フィードバック制御手段と、前記電流検出器の温
度ドリフトをモータ駆動指令が発生していないときに検
出しておき、前記モータの駆動時に前記電流フィードバ
ック制御手段の電流指令を、前記モータ駆動指令が発生
していないときの前記電流検出器の温度ドリフトによっ
て補正する温度ドリフト補正手段とを具備するものであ
る。

［作用］この発明のモータの制御装置においては、速度フィー
ドバック制御手段及び電流フィードバック制御手段によ
りモータの速度を電流制御によってフィードバック制御
する際に、温度ドリフト補正手段により前記モータの電
流を検出する電流検出器の温度ドリフト駆動指令が発生
していないときに検出しておき、前記モータの駆動時に
前記電流フィードバック制御手段の電流指令を、前記モ
ータ駆動指令が発生していないときの前記電流検出器の
温度ドリフトによって補正するものであるから、周囲の
温度変化に拘らず、所定の速度指令パターンに応じた適
正な電流指令になり、前記モータは適正な速度で駆動で
きる。

［実施例］第１図はこの発明の一実施例であるエレベータドアの
制御装置の回路構成を示すブロック図である。図中、１
から６及び17は上記従来例の構成部分と同一または相当
する構成部分である。

図において、18はエレベータドアの駆動動作全般を制
御する低コスト高性能のワンチップマイクロコンピュー
タからなる制御回路であり、18aはパルスエンコーダ４
からの信号によりパルス数をカウントするパルスカウン
トユニット、18bはこの制御回路18をプログラム制御す
るプログラム及び各種のデータ等を格納したROM、18cは
外部との信号の授受を行なう入出力ポート、18dは中央
演算処理装置として機能するCPU、18eはCPU18dによって
データが書込まれるRAMで、各種の動特性の実測値及び
所定の定数を格納するものである。18fはPWM（パルス幅
変調）ユニットで、モータドライブ信号を発生するパル
ス幅変調の信号発生回路である。18gは電流検出器（DC
−CT;13）により検出したドアモータ３のモータ電流
を、ディジタル信号に変換するA/Dユニットである。こ
の制御回路18はエレベータドアの制御装置の中枢をな
し、ドアモータ３の速度をフィードバック制御する速度
フィードバック制御手段と、このドアモータ３の速度制
御を電流制御によりフィードバック制御する電流フィー
ドバック制御手段と、電流検出器13の温度ドリフトを補
正する温度ドリフト補正手段としての各機能を有してい
る。

ここで、ドアモータ３の電流を検出する電流検出器13
の出力電圧が温度により変化をする、所謂、温度ドリフ
ト、及びこの温度ドリフトを補正できる原理について図
を用いて説明をする。第４図はこの発明の一実施例であ
るエレベータドアの制御装置で用いた電流検出器の出力
電圧とモータ電流との温度ドリフトを示す特性図であ
る。なお、図から明らかなように、電流検出器の出力電
圧とモータ電流とは直線的な関係となっており、電流検
出器13の電圧からドアモータ３の電流が検出できる。

図において、（ａ）は温度による特性線の変動量が０
の場合を示し、（ｂ）は温度変動により特性線がプラス
側に移動して場合を示し、（ｃ）は温度変動により特性
線がマイナス側に移動した場合を示している。なお、
（ｂ）及び（ｃ）はこのエレベータドアの制御装置にお
いて、電流検出器13が最大限移動し得る場合を各々示し
ている。したがって、特性線はこの（ｂ）と（ｃ）との
間を周囲の温度変化に応じて上下に変動する。しかし、
この温度の変化は実際には非常に緩やかに変化をするの
で、ドア全開中、或いは、一定時間乗場呼びがなくエレ
ベータが休止中のように、戸開、または戸閉指令のいず
れもがないとき、即ち、モータ電流が流れていないとき
のドア駆動開始直前と、ドア駆動開始直後とでは温度差
はそれ程ない。そこで、この温度変化による特性線の移
動量を予め記憶しておき、この移動量を補正することに
より、電流検出器13はドアモータ３の電流を正確に検出
することができる。例えば、モータ電流が流れていない
ときの特性線が（ｂ）の場合には移動量＋ΔＶを、そし
て、（ｃ）の場合には移動量−ΔＶを読取って、この値
を制御回路18のRAM18eに電流検出器（電流検出器）13の
温度ドリフトとして一時記憶する。この後、戸開、戸閉
指令があったときに、前記RAM18eに記憶した移動量を補
正する。即ち、（ｂ）の場合には、Va−ΔＶと補正する
ことにより、正しい電流値I₀が検出できる。また（ｃ）
の場合には、Vb＋ΔＶと補正することにより、正しい電
流値I₀が検出できる。この結果、電流検出器13の出力電
圧が温度ドリフトすることに起因する、ドアモータ３の
動きが周囲温度の変化により影響を受ける現象を回避で
きる。

つぎに、この実施例のエレベータドアの制御装置によ
る制御動作についてフローチャートを用いて説明する。
第２図及び第３図はこの発明のエレベータドアの制御装
置によるエレベータドアの制御動作例を示すフローチャ
ートである。

まず、ステップS21で、戸開閉指令を読込む。この指
令はエレベータ制御盤５から制御回路18に扉の開閉信号
が入力されることにより読込まれる。ステップS22では
戸開閉指令の読込みの有無が判断され、読込みがなしの
場合にはステップS23で制御回路18のA/Dユニット18gへ
の電流検出器13の出力電圧を読みRAM18eに±ΔＩを温度
ドリフト量として格納する。なお、当然のことではある
が、このRAM18eに格納される温度ドリフト量は温度の変
化に応じて変動する。そして、ステップS21で実際に戸
開閉指令が読込まれると、ステップS22で読込みありと
判断され、ステップS24に進み、この指令が戸開指令か
戸閉指令かを判断し、戸開指令の場合には戸開指令ルー
チン（ステップS25からステップS36）が、一方、戸閉指
令の場合には戸閉指令のルーチン（ステップS37）が各
々実行される。

戸開指令の場合には、ステップS25でパルスカウント
ユニット18aによるデータ値の読込みを行ない、ステッ
プS26で位置スイッチ６からの信号に基づきドア位置を
算出し、ステップS27で前記ステップS26で算出したドア
の実位置に応じたモータ速度Vtを算出する。ステップS2
8ではRAM18eに格納されている各データを読込み、ステ
ップS29でROM24bに記憶されている速度指令パターンか
らドア位置に応じた速度指令値Vpを読取る。そして、ス
テップS30でVp−Vtを算出し、ステップS31で位相補償の
演算を行ない、ステップS32でゲインＫを掛けてＫ（Vp
−Vt）を算出し、ステップS33でドア位置に応じたトル
クリミッタをかける。ステップS34でA/Dユニット18gか
らモータ電流Ｉ′を読込み、ステップS35で上記ステッ
プS33においてトルクリミッタをかけた値を電流指令Ｉ
とし、Ｉ−Ｉ′±ΔＩを演算する。ステップS36ではこ
の電流指令ＩをPWMユニット18fに入力し、このPWMユニ
ット18fからPWM信号（パルス幅変調信号）を出力する。

上記のステップS25からステップS36の一連の流れによ
り、戸開指令ルーチンは実行される。一方、戸閉指令の
場合には、ステップS37の戸閉指令ルーチンが実行され
る。ただし、このステップS37の戸閉指令ルーチンは、
上記の戸開指令ルーチンと同様の流れなので、ここでは
説明を省略する。このようにして、戸開指令ルーチン、
或いは、戸閉指令ルーチンが実行される。

このように、この実施例のエレベータ扉の制御装置で
は、制御回路18のROM18b内に、予め、ドア位置に応じた
ドアモータ３の速度指令パターンが記憶されている。そ
して、パルスエンコーダ４及びパルスカウントユニット
18aによりドアモータ３の実際の検出し、前記速度指令
パターンとの速度偏差を算出して、この速度指令パター
ンに従ってドアモータ３が駆動することにより、エレベ
ータドアが所定の開閉動作を行なう。

また、制御回路18のROM18b内には、上記速度指令パタ
ーンに応じたドアモータ３の電流指令も記憶されてい
る。そして、電流検出器13及びA/Dユニット18gによりド
アモータ３の実際の電流をディジタル信号で検出し、前
記電流指令との偏差を演算して、この電流指令に従って
ドアモータ３が駆動することにより、エレベータドアが
所定の開閉動作を行なう。

さらに、上記の両フィードバック制御の際に、この制
御回路18のRAM18eに電流検出器13の温度ドリフト量をド
ア開閉指令が発生していないときに予め検出して記憶し
ておき、この記憶値を利用してドアモータ３の駆動時の
電流検出器13の温度ドリフトを補正する温度ドリフト補
正を行なう。

上記のように、この実施例のエレベータドアの制御装
置は、ドアモータ３の実際の速度と前記ドアモータ３の
速度指令パターンとを比較して前記ドアモータ３の速度
をフィードバック制御する速度フィードバック制御手段
と、前記速度フィードバック制御のときに、前記ドアモ
ータ３の電流を電流検出器13により検出して、この検出
信号をディジタル化し、前記ドアモータ３の速度制御を
電流指令によりフイードバック制御する電流フィードバ
ック制御手段と、電流検出器13の温度ドリフトをモータ
駆動指令が発生していないときに検出しておき、ドアモ
ータ３の駆動時に前記電流フィードバック制御手段の電
流指令を、前記モータ駆動指令が発生していないときの
電流検出器13の温度ドリフトによって補正する温度ドリ
フト補正手段とを備えている。そして、ワンチップマイ
クロコンピュータからなる制御回路18に組込まれている
A/Dユニット18gを利用して、モータ電流ゼロ時の電流検
出器13の出力値から、常に、その値（ディジタル値）を
使って電流検出器13の検出値が演算により補正される。

したがって、速度フイードバック制御及び電流フィー
ドバック制御が行なわれる際に、温度ドリフト補正手段
により電流検出器13の温度ドリフトが補正されるので、
周囲の温度変化に拘らず、所定の速度指令パターンに応
じて適正な電流指令になり、ドアモータ３は適正な速度
で駆動する。この結果、エレベータドアは安価な構成に
より適正な速度の開閉動作を行なうので、低コストで安
定性の高い開閉制御ができる。

ところで、このモータの制御装置の電流検出器13の温
度ドリフトを補正する際に使用される補正用のパラメー
タは、上記実施例からも明らかなように、電圧であって
も、或いは電流であってもよく、所定の速度指令パター
ンに応じた適正な電流指令が得られればよい。

［発明の効果］以上説明したとおり、この発明のモータの制御装置
は、モータの実際の速度と前記モータの速度指令パター
ンとを比較して前記モータの速度をフィードバック制御
する速度フィードバック制御手段による速度フィードバ
ック制御のときに、前記モータの電流を電流検出器によ
り検出して、前記モータの速度を電流指令により電流フ
ィードバック制御手段でフィードバック制御し、しか
も、前記電流検出器の温度ドリフトをモータ駆動指令が
発生していないときに検出しておき、前記モータの駆動
時に前記電流フィードバック制御手段の電流指令を、前
記モータ駆動指令が発生していないときの前記電流検出
器の温度ドリフトによって補正するものであるから、速
度フィードバック制御手段及び電流フィードバック制御
手段に温度ドリフト補正手段を付加するという簡単な構
成により、両フィードバック制御が行なわれる際に、モ
ータの電流を検出する電流検出器の温度ドリフトが補正
され、周囲の温度変化に拘らず、始動から所定の速度指
令パターンに応じた適正な電流指令になり、モータは適
正な速度で駆動し、低コストで安定性の高い速度制御が
できる。また、温度センサを使用する必要がないから廉
価である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるモータの制御装置の
回路構成を示すブロック図、第２図及び第３図はこの発
明の一実施例であるモータの制御装置によるエレベータ
ドアの制御動作例を示すフローチャート、第４図はこの
発明の一実施例であるモータの制御装置で用いた電流検
出器の出力電圧とモータ電流との温度ドリフトを示す特
性図、第５図は従来のモータの制御装置の回路構成を示
すブロック図、第６図は従来のモータの制御装置による
エレベータドアの制御動作を示すフローチャートであ
る。図において、 3:ドアモータ 13:電流検出器 18:制御回路 18g:A/Dユニットである。なお、図中、同一符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

フロントページの続き (72)発明者小寺利幸愛知県稲沢市菱町１番地三菱電機エンジニアリング株式会社稲沢事業所内 (56)参考文献特開平１−145993（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−150546（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの実際の速度と前記モータの速度指
令パターンとを比較して前記モータの速度をフィードバ
ック制御する速度フィードバック制御手段と、前記速度フィードバック制御のときに、前記モータの電
流を電流検出器により検出して、前記モータの速度を電
流指令によりフィードバック制御する電流フィードバッ
ク制御手段と、前記電流検出器の温度ドリフトをモータ駆動指令が発生
していないときに検出しておき、前記モータの駆動時に
前記電流フィードバック制御手段の電流指令を、前記モ
ータ駆動指令が発生していないときの前記電流検出器の
温度ドリフトによって補正する温度ドリフト補正手段とを具備することを特徴とするモータの制御装置。