JP2735365B2 - エレベータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、エレベータ制御装置に関する。

（従来の技術） 従来一般に、エレベータ制御装置は第６図に示すよう
な構成である。この従来のエレベータ制御装置について
説明すると、速度指令発生装置１は、乗りかご９に対す
る速度指令信号1aを出力して速度制御増幅器２に与え
る。速度制御増幅器２は、乗りかご９を駆動する電動機
７に結合された速度検出器３の速度信号3aと速度指令発
生装置１からの速度指令信号1aとを比較演算し、その差
に対応した電流指令2aを出力して電流制御増幅器４に加
える。

電流制御増幅器４は、この電流指令2aと、電動機７の
電流を検出する電流検出器５の電流信号5aとの偏差を演
算し、その偏差分に不平衡トルク指令装置６からの荷重
信号6aを加え、これを電力制御信号4aとして電力変換装
置８に出力する。

電力変換装置８は、この電力制御信号4aに基づいて電
動機７への供給電力を制御する。

そして、乗りかご９および釣合い錘10が結合された主
索11が綱車12に巻き掛けられており、電動機７はこの電
力変換装置８からの制御電力を受けて回転し、ギア列で
構成される減速機17を介して綱車12を連動回転させ、乗
りかご９を昇降駆動する。

乗りかご９には、昇降路位置検出装置15が取り付けら
れており、エレベータ昇降路の各階床に設けられた着床
スイッチ16A,16B,…を検出して昇降路位置信号15aを速
度指令発生装置１に送り込むと、速度指令発生装置１
は、着床時、これに基づいて速度指令信号を出力する。
さらに乗りかご９には、荷重検出器13が設けられてお
り、荷重検出信号13aを不平衡トルク指令装置６に与
え、不平衡トルク指令装置６は、釣合い錘10との不平衡
トルク分を補正する信号を発生して電流制御増幅器４に
与えるようになっている。

そして近年、マイクロコンピュータ技術の急速な発達
に伴い、エレベータの制御にもマイクロコンピュータに
よるディジタル制御が広く採用されるようになってきて
おり、第６図のエレベータ制御装置においても、破線で
囲んだ要素、つまり速度指令発生装置１と速度制御増幅
器２と電流制御増幅器４の部分をマイクロコンピュータ
21によって置き換え、それらの機能をデジタル的に行わ
せるようになってきている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のエレベータ制御装置
では、次のような問題点があった。

電動機７を乗りかご９の静止状態から駆動させる場合
には、減速機17の効率が駆動直前と駆動直後、すなわち
静止摩擦が働いている状態から動摩擦に切り替わる時点
で大きく変化し、第７図に示すように電動機７のトルク
がある一定の値T_r0になるまでは乗りかご９がまったく
駆動しない状態、すなわちデッドバンドDBが生じる。そ
してこのデッドバンドDBは、エレベータの乗りかご９の
荷重状態により大きく変化する。

さらに一般に、減速機17のギア列の部分には多量の潤
滑油が注入されており、このデッドバンドDBの広さは、
潤滑油の油温の大小によっても大きく変化する性質があ
る。

そしてこのデッドバンドの存在により、次のような問
題が生じていた。すなわち、一般にエレベータの速度制
御系は速度指令信号1aと速度信号3aとの偏差を０にする
ように制御するために比例積分制御が採用されている
が、第７図（ａ），（ｂ）に示すようにデッドバンドDB
内では、速度信号3aのフィードバック値が０であるため
に、速度制御系の積分要素により電動機７のトルク指令
値6aが第７図（ｃ）に示すように極端に速くスイング
し、デッドバンドDBを抜けた所で通常の指令値に戻り、
Ａ部に示すようにトルク指令の不連続性を示す。そして
このトルク指令値の不連続性に起因して、乗りかご９内
に大きな振動が発生し、乗り心地を悪化させていたので
ある。

これを改善するために、特開平１−271382号公報で
は、減速機の静摩擦トルクを補償するスタートトルク補
償量を荷重不平衡トルク補償量に加算してスタートトル
ク補償量とし、回転速度制御手段の出力に加算する提案
がなされている。しかしながら、この従来例の場合、減
速機の静摩擦トルクを補償するためのスタートトルク補
償量は一定量に設定しており、特に温度変化に応じてト
ルク補償量を可変設定する構成とはなっていない。その
ため、エレベータスタート時の振動発生をある程度抑制
する効果を期待することができても、減速機の静摩擦ト
ルクは油温によって大きく変化するので、油温の高低に
よってなお振動発生が十分に抑制できない問題点があっ
た。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、駆動部に減速機が備えられたエレベータにお
いて、エレベータをその停止状態から起動する際にどん
な油温状態であっても大きな振動を発生させることがな
く、良好な乗り心地を確保することができるエレベータ
制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、電動機に減速機を介して綱車を結合し、
この綱車の正逆回転により、主索に吊り下げられている
乗りかごを昇降駆動するエレベータ制御装置において、
電動機に対する回転速度制御手段と、電動機に対する電
流制御手段と、乗りかごの荷重を検出する荷重検出手段
と、減速機の油温を検出する油温検出手段と、エレベー
タ起動時に、荷重検出手段が検出する乗りかごの荷重に
対応するトルク補償量を求める荷重対応トルク補償量演
算手段と、油温検出手段が検出する減速機の油温に対応
して、所定の温度以下では油温に対応して変化するトル
ク補償量を求め、所定の温度を超えると一定のトルク補
償量を求める油温対応トルク補償量演算手段と、エレベ
ータ起動時に、荷重対応トルク補償量演算手段からのト
ルク補償量と油温対応トルク補償量演算手段からのトル
ク補償量とを回転速度制御手段の出力に加算するスター
トトルク補償手段とを備えたものである。

（作用） この発明のエレベータ制御装置では、回転速度制御手
段により電動機の回転速度制御信号を出力し、さらに電
流制御手段によりこの回転速度制御信号に対応した電流
制御信号を出力し、電動機を所定の回転速度で回転させ
る。

そして、エレベータを停止状態から起動する場合に
は、荷重検出手段により乗りかごの荷重を検出し、また
油温検出手段により減速機の油温を検出し、荷重対応ト
ルク補償量演算手段により乗りかごの荷重に対応するト
ルク補償量を求め、また油温対応トルク補償量演算手段
により減速機の油温に対応して、所定の温度以下では油
温に対応して変化するトルク補償量を求め、所定の温度
を超えると一定のトルク補償量を求め、スタートトルク
補償手段によってこれらの荷重対応トルク補償量と油温
対応トルク補償量とを前記回転速度制御出力に加算する
ことによりデッドバンドにおけるトルク補償を行い、停
止状態から起動へ移行する際の電動機のトルク指令値の
不連続性を補償し、乗りかごのスムーズなスタートを可
能とする。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例を示している。この実施
例において、第６図に示した従来例と同一の要素につい
ては同一の符号を付けて示して説明する。

この実施例の特徴とするところは、マイクロコンピュ
ータで構成されるエレベータ制御装置20の部分にあり、
このエレベータ制御装置20は、第６図に示した速度指令
発生装置１、速度制御増幅器２および電流制御増幅器４
の各機能を実行することができるマイクロコンピュータ
22と、プログラムが格納されたROM23と、演算結果の内
容を一時的に格納するためのRAM24と、入力信号を読み
込むための入力信号インターフェース（IIF）25と、出
力信号を出力させるための出力インターフェース（OI
F）26とを備えており、これらはデータバスライン27に
よって互いに接続されている。

マイクロコンピュータ22に対する入力信号として、速
度検出器３から速度検出信号3a、電流検出器５から電流
検出信号5a、不平衡トルク指令装置６からトルク指令信
号6a、昇降路位置検出装置15から位置検出信号15aがそ
れぞれ入力インターフェース25を介して入力されるよう
になっている。

さらに、電動機７の回転力を減速させる減速機17に
は、その内部のギア列の潤滑油の温度を検出するための
サーマル装置18が備えられており、マイクロコンピュー
タ22は、このサーマル装置18の油温検出信号18aを入力
インターフェース25を介して読み込むことができる。

次に、上記の構成のエレベータ制御装置の動作につい
て説明する。

第２図は運転方向とスタートトルク補償量との関係を
示したグラフであり、上昇運転時には速度指令に対して
スタートトルク補償量Ｘを同極として上向きとし、下降
運転時にはスタートトルク補償量Ｘを負極とし、このス
タートトルク補償量Ｘは速度制御出力に電動機７の極性
も加味して加算するのである。なお、このスタートトル
ク補償量Ｘはスタート時点でのみ補償する必要があり、
速度が上昇してくると必要ではなくなるので、所定の速
度以上になれば漸次減少させるように設定している。

第３図は乗りかご９の荷重信号13aとそれに対応する
スタートトルク補償量X1との関係を示すグラフであり、
第４図はサーマル装置18による油温検出信号18aとそれ
に対応するスタートトルク補償量X2との関係を示すグラ
フであり、これらのグラフに示す関係がそれぞれ荷重お
よび油温をパラメータとする関数としてマイクロコンピ
ュータ22にあらかじめ設定される。

第３図の荷重に対するスタートトルク補償量X1は、荷
重が50％の時のトルク補償量を最小とし、それを始点と
して０％側、100％側どちらに向かって変化してもトル
ク補償量が増大するような特性の関数としている。ま
た、第４図の油温に対するスタートトルク補償量X2は、
油温がある一定の温度T₀に達するまではトルク補償量を
曲線の一部となして減少させ、温度T₀以上では一定値と
なるような特性の関数としている。

次に、スタートトルク補償動作について説明する。

第５図のフローチャートに示すように、エレベータに
停止状態から起動指令がかかると、まず、荷重信号6aと
油温信号18aとを取り込み、減速機17のデッドバンドDB
の起動トルクを補償するために、荷重に対するスタート
トルク補償量X1と油温に対するスタートトルク補償量X2
を個別に演算する。つまり、例えば、マイクロコンピュ
ータ22が荷重Ｗ、油温Ｔを読み取ったとすると、マイク
ロコンピュータ22は第３図および第４図に示すようなあ
らかじめ設定された関数に従い、それらの荷重Ｗ、油温
Ｔに対応するスタートトルク補償量X1,X2を算出するの
である（ステップS1,S2）。

続いて、マイクロコンピュータ22は、スタートトルク
補償量X1,X2の値を加算し、さらに運転方向を加味して
その極性を決定し、第２図に示すトルク補償量Ｘを求め
る。なお、この極性は、第２図のように電動機７をその
運転方向に駆動するトルク指令の極性と同じ方向であ
り、上昇運転時には正極性とし、下降運転時には負極性
として算出される（ステップS3）。

エレベータが起動され、その速度が所定の速度以上に
なれば、マイクロコンピュータ22は、第２図に示すよう
にスタートトルク補償量を一定の傾きを持って減衰させ
る（ステップS4,S5）。

こうして算出されたスタートトルク補償量Ｘは、マイ
クロコンピュータ22において速度制御演算の出力結果
に、荷重信号13aに基づく不平衡トルク指令信号6aとは
別個に加算し、減速機17のデッドバンドDBでのトルク補
償を行う（ステップS6）。

こうして得られたトルク指令値は、次に電流制御演算
に使用され、必要な電流指令値を得、これを電力変換装
置８に入力し、電力変換装置８により必要な電力を得て
電動機７の回転速度制御を行う。

こうして、この実施例のエレベータ制御装置では、マ
イクロコンピュータ22が減速機17の起動時のデッドバン
ドDBのスタートトルク補償制御を行うために、まず荷重
条件を読み込み、その条件に見合うスタートトルク補償
量を算出し、さらに減速機17内の油温をサーマル装置18
から読み込み、その温度条件に見合うスタートトルク補
償量を算出し、これらを加算すると共に、電動機７の運
転方向も加味することによりスタートトルク補償量を算
出し、これを通常の速度制御演算の出力に加算すること
により、停止状態から起動に移行する時に必要とされる
大きなスタートトルクを補償し、振動の少ないスムーズ
な起動を実現するのである。

なお、上記の実施例に用いた荷重に対するスタートト
ルク補償量X1、油温に対するスタートトルク補償量X2は
特に図示のものに限定されるわけではなく、実際のエレ
ベータの特性に応じて任意に決定すべきものである。

さらに、上記の実施例ではマイクロコンピュータによ
り速度制御、電流制御を行うようにしたが、従来例の第
６図のように速度指令発生手段、速度制御手段、電流制
御手段の部分を個別に電気回路で構成し、さらに荷重検
出手段と油温検出手段とからの荷重信号および油温信号
を基にしてスタートトルク補償量を算出するスタートト
ルク補償量演算手段を別個に設け、前記電流制御手段に
速度制御手段から入力される速度制御演算結果にスター
トトルク補償量を加算するように構成することもでき
る。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、エレベータの乗りか
ごの停止状態から起動する場合に必要とされる大きなス
タートトルクを荷重状態と減速機の油温状態とに応じて
補償するようにしているので、乗りかごが停止していて
速度指令と乗りかごの実速度との間に大きな偏差が発生
するデッドバンド内においても必要なスタートトルクを
電動機に与えてエレベータを速やかに起動させることが
でき、従来のようにデッドバンドにおいて大きな振動が
発生して乗り心地を悪くするということがなく、起動時
にも良好な乗り心地を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は上
記実施例のスタートトルク補償処理動作を説明するグラ
フ、第３図は上記実施例における乗りかご荷重とそれに
対応するスタートトルク補償量との関係を示すグラフ、
第４図は上記実施例における減速機の油温とそれに対応
するスタートトルク補償量との関係を示すグラフ、第５
図は上記実施例の動作を示すフローチャート、第６図は
従来例のブロック図、第７図は従来例の動作を説明する
タイミングチャートである。 ３……速度検出器、５……電流検出器 ６……不平衡トルク指令装置 ７……電動機、８……電力変換装置 ９……乗りかご、10……釣合い錘 12……綱車、13……荷重検出器 17……減速機、18……サーマル装置 20……エレベータ制御装置 22……マイクロコンピュータ 23……ROM、24……RAM 25……入力信号インターフェース 26……出力信号インターフェース 27……データバスライン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機に減速機を介して綱車を結合し、こ
   の綱車の正逆回転により、主索に吊り下げられている乗
   りかごを昇降駆動するエレベータ制御装置において、 前記電動機に対する回転速度制御手段と、 前記電動機に対する電流制御手段と、 前記乗りかごの荷重を検出する荷重検出手段と、 前記減速機の油温を検出する油温検出手段と、 前記荷重検出手段が検出する前記乗りかごの荷重に対応
   するトルク補償量を求める荷重対応トルク補償量演算手
   段と、 前記油温検出手段が検出する前記減速機の油温に対応し
   て、所定の温度以下では油温に対応して変化するトルク
   補償量を求め、所定の温度を超えると一定のトルク補償
   量を求める油温対応トルク補償量演算手段と、 エレベータ起動時に、前記荷重対応トルク補償量演算手
   段からのトルク補償量と前記油温対応トルク補償量演算
   手段からのトルク補償量とを前記回転速度制御手段の出
   力に加算するスタートトルク補償手段とを備えて成るエ
   レベータ制御装置。