JP3507334B2 - 油圧エレベータの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ジャッキに供
給される作動流量を、油圧ポンプ駆動装置の回転速度に
より制御する方式の油圧エレベータの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧エレベータの制御装置では、
油圧エレベータを効率よく制御するために、図４のよう
にインバータ１を用い油圧ポンプ駆動装置２を可変速運
転させ、油圧ポンプ駆動装置２の回転により油圧ポンプ
３を駆動させて乗りかご４の速度を制御する方式が良く
用いられている。

【０００３】近年、油圧エレベータの乗り心地を向上さ
せるため、昇降運転中のかご速度、例えば油圧ポンプ駆
動装置２の回転速度を、回転速度検出装置１７により検
出し、この回転速度検出値をフィードバックするかご速
度制御装置５によって理想のかご速度パターンに近いか
ご速度制御指令値を計算し、油圧ポンプ駆動装置２を駆
動するインバータ１に与える制御システムが開発されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の油圧
エレベータでは、油圧ポンプ駆動装置２の駆動力が昇降
するかご４に直接伝わるわけではなく、油圧ジャッキ
（油圧シリンダ）６のプランジャ９及びプーリ１０を押
し上げる油、すなわち作動油タンク１３内に油が油圧ポ
ンプ３により吸い上げられ、油圧バルブ１２および油圧
配管１１を介して油圧ジャッキ６に供給される油の弾性
力や、かご４を吊るし上げているロープ７の弾性力など
に関係する共振周波数の振動が含まれた動力が伝わる。

【０００５】油圧エレベータの油圧・機械系における共
振周波数は、複数の帯域で存在しており、フィードバッ
ク制御によるかご速度制御装置５では、共振周波数の信
号を抑えるべく、かご４の速度制御を行うことができ
る。

【０００６】なお、かご速度制御装置５には、油圧ジャ
ッキ圧力検出装置１４により検出された油圧ジャッキ圧
力と、かご位置検出装置１５で検出されたかご位置を、
かご位置→かご速度変換装置１６により変換したかご速
度が入力されるようになっている。

【０００７】しかし、フィードバック制御を用いると、
数Ｈｚの第１次共振周波数の振動は良く抑制されるが、
特に、十数Ｈｚの第２次共振周波数では油圧ポンプ駆動
装置２が発生する動力の脈動によって油圧・機械系が共
振し、かえって振動が増幅されるという現象がある。

【０００８】この現象の原因の１つは、かご４内の乗客
が加振するような第１次共振周波数の振動外乱などは一
般に一時的で瞬間的なものであるのに対し、油圧ポンプ
駆動装置２が発生する脈動の第２次共振周波数の振動外
乱は比較的長時間でかつ連続的なものであるため、フィ
ードバック制御では振動の抑制を充分に発揮することが
できないところにある。

【０００９】他の原因として、油圧ポンプ駆動装置２の
駆動動作などの遅れによるものがある。振動を抑制する
ための理想的なかご速度指令信号の位相とずれた位相の
ポンプ駆動力が油圧・機械系に伝達されると、第１次共
振周波数の低周波数振動では遅れによる制御指令値と駆
動出力との偏差が比較的小さいため、フィードバック制
御で振動を抑制する方向へ向かわせることができるが、
第２次共振周波数では偏差が大きなものとなってしま
い、エレベータの状態をフィードバックしても共振した
共振周波数の振動をかえって増大させてしまう。

【００１０】第２次共振周波数の振動を抑制する方法の
ーつとして、特定の周波数帯信号を減衰できるノッチフ
ィルタを用いて第２次共振周波数を減衰させたかご速度
指令を油圧ポンプ駆動装置２に与えるというものが考え
られるが、油圧エレベータの油圧・機械系の共振周波数
は、作動油の油温、乗りかごの積載荷重、乗りかご位置
など、エレベータの状態によって変動してしまい、第２
次共振周波数の振動をうまく抑制することができないと
いう問題点がある。本発明の目的は、乗りかごに発生す
る十数Ｈｚ程度の細かい振動を常に抑制することができ
る油圧エレベータの制御装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、かごを昇降させる油圧
ジャッキに供給される作動油量を、かご速度制御装置か
らの速度制御指令値に基づき駆動される油圧ポンプ駆動
装置により制御するものであって、前記昇降運転中のか
ご速度を前記かご速度制御装置にフィードバックする油
圧エレベータの制御装置において、前記油圧ジャッキに
供給される作動油量と、該作動油の温度と、前記かご内
の積載量の少なくとも一つを検出する油圧・機械系の状
態検出装置と、前記状態検出装置により検出されるエレ
ベータの油圧・機械系の状態について、複数の代表とな
る状態についてあらかじめ共振周波数を求めたテーブル
を用い、このテーブルを参照して共振周波数を推定する
推定装置と、前記かご速度制御装置の速度制御指令値に
対し、前記推定装置により推定された共振周波数と一致
する信号成分を減衰させる減衰手段とを具備した油圧エ
レベータの制御装置である。

【００１２】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、かごを昇降させる油圧ジャッキに供給され
る作動油量を、かご速度制御装置からの速度制御指令値
に基づき駆動される油圧ポンプ駆動装置により制御する
ものであって、前記昇降運転中のかご速度を前記かご速
度制御装置にフィードバックする油圧エレベータの制御
装置において、前記油圧ジャッキに供給される作動油量
と、該作動油の温度と、前記かご内の積載量の少なくと
も一つを検出する油圧・機械系の状態検出装置と、前記
状態検出装置により検出されるエレベータの油圧・機械
系の状態と共振周波数との関係をあらかじめ関数化して
おき、該関数から共振周波数を求める推定装置と、前記
かご速度制御装置の速度制御指令値に対し、前記推定装
置により推定された共振周波数と一致する信号成分を減
衰させる減衰手段とを具備した油圧エレベータの制御装
置である。

【００１３】 前記目的を達成するため、請求項３に対
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記かご速度制御装置からの速度制御指令値が制御不能
となる値になったことを検出し、該検出が行われたとき
前記減衰手段の機能を停止させる異常値検出装置を付加
したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の油圧
エレベータの制御装置である。

【００１４】

【００１５】

【００１６】請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明
によれば、エレベータの状態の変化に対応した油圧・機
械系の第２次共振周波数の振動を減衰できる減衰手段を
備えることによる、十数Ｈｚ程度の細かい振動の少ない
乗り心地の良い油圧エレベータの制御装置を提供するこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態は、図
４の構成に、かご位置→作動油量変換装置１９、油圧ジ
ャッキ圧力→かご積載量変換装置２０、作動油温度検出
装置２１からなる油圧・機械系の状態検出装置と、第２
次共振周波数推定装置１８と、減衰手段例えばノッチフ
ィルタ８と、異常値検出装置２２を新たに追加した点
が、前述した従来の油圧エレベータの制御装置と異なる
点である。

【００１８】かご位置→作動油量変換装置１９は、かご
位置検出装置１５により検出されたかご位置検出信号に
基づき作動油量Ｖｊに変換するものである。油圧ジャッ
キ圧力→かご積載量変換装置２０は、油圧配管１１内の
油圧ジャッキ６に供給する作動油の圧力を圧力検出装置
１４により検出し、該圧力検出値に基づきかご積載量Ｍ
ｃに変換するものである。作動油温度検出装置２１は、
作動油タンク１３に設置され、作動油の温度Ｔｊを検出
するものである。

【００１９】第２次共振周波数推定装置１８は、油圧・
機械系の状態検出装置の検出値、すなわちかご位置→作
動油量変換装置１９からの作動油量Ｖｊ、作動油温度検
出装置２１からの作動油検出温度Ｔｊ、ジャッキ圧力→
かご積載量変換装置２０からのかご積載量Ｍｃの少なく
とも一つを入力し、主に、かご４、ロープ７、プーリ１
０、プランジャ９、油圧ジャッキ６、油圧配管１１内の
作動油の、各々の物理的な特性に関係する油圧・機械系
の共振周波数に関して、第２次共振周波数を推定し、推
定した周波数ｆｃを、減衰手段例えばノッチフィルタ８
に与えるものである。

【００２０】第２次共振周波数推定装置１８は、この推
定方法としては、あらかじめ複数の状態量Ｘ１〜Ｘｎに
ついて第２次共振周波数を求めてテーブルを作成してお
き、そのテーブルから推定周波数ｆｃを参照して求める
方法、あるいは、状態量Ｘと共振周波数との関係をあら
かじめ調べて関数化し、第２次共振周波数の推定周波数
ｆｃを求める方法のいずれかを使用する。

【００２１】異常値検出装置２２は、油圧ジャッキ圧力
検出装置１４、かご位置検出装置１５、かご位置→作動
油量変換装置１９、油圧ジャッキ圧力→かご積載量変換
装置２０、作動油温度検出装置２１及び第２次共振周波
数推定装置１８及びノッチフィルタ８のうちの少なくと
も一つに故障が生じて、通常の動作がなされなくなり、
かご速度制御装置５からの速度制御指令値が制御不能と
なる値になったことを検出し、該検出が行われたとき前
記ノッチフィルタ８の機能を停止させるものである。

【００２２】これ以外の構成は、図４と同一であり、か
ご４は油圧ジャッキ６のプランジャ９によって上下され
るプーリ１０に巻き掛けられたロープ７から吊り下げら
れている。油圧配管１１は、油圧ポンプ３と油圧ジャッ
キ６との間に配設されている。

【００２３】これにより、油圧ポンプ駆動装置２によっ
て回転駆動される油圧ポンプ３からの圧油を油圧バルブ
１２を介して油圧ジャッキ６ヘ、また、油圧ジャッキ６
の油圧バルブ１２を介して、作動油タンク１３に還流さ
せている。

【００２４】インバータ１は、油圧ポンプ駆動装置２に
対する電源周波数を制御する。かご速度制御装置５は、
かご４の速度制御指令値を出力する。油圧ジャッキ圧力
検出装置１４は、油圧バルブ１２と油圧ジャッキ６の間
の圧力を検出するものである。

【００２５】かご位置検出装置１５は、かご４の位置を
検出するものであり、またかご位置→かご速度変換装置
１６は、かご位置検出装置１５により検出されたかご位
置の時間微分によりかご速度を計算するものである。回
転速度検出装置１７は油圧ポンプ駆動装置２の回転速度
を検出する装置であり、かご速度制御装置５はインバー
タ１に与えるかご速度制御指令値を、これらのフィード
バック信号と乗りかご速度基準パターンから計算する。

【００２６】本実施形態では、作動油量を検出する際に
かご位置より求めているが、プランジャ９の伸縮量や作
動油タンク１３内の油体積からも作動油量を検出するこ
とができる。

【００２７】また、本実施形態では、かご積載量を油圧
ジャッキ圧力から求めているが、図示しないかご４内の
床に荷重検出装置を設けることでかご積載量を検出する
ことができる。ノッチフィルタ８は、ある幅をもって推
定周波数ｆｃを中心周波数とする周波数帯の信号を減衰
させる装置である。

【００２８】次に、本発明の油圧エレベータの制御装置
の動作について説明する。上記構成で実現されるフィー
ドバック制御を用いた制御装置では、油圧エレベータの
油圧・機械系における十数Ｈｚの第２次共振周波数の振
動の成分を含むフィードバック信号を、かご速度制御装
置５に取り込む。

【００２９】かご速度制御装置５はインバータ１に与え
るかご速度制御指令値をフィードバック信号と乗りかご
速度基準パターンから計算し、指令値はノッチフィルタ
８へ与えられる。

【００３０】かご速度制御装置５から与えられる制御指
令値について、第２次共振周波数推定装置１８から与え
られる推定周波数ｆｃを中心周波数とする周波数帯の信
号を減衰させる。その減衰された信号はインバータ１へ
与えられ、インバータ１は油圧ポンプ駆動装置２に対す
る電源周波数を制御し、油圧ポンプ３を回転駆動するこ
とで、かご４を昇降させ、ノッチフィルタ８を用いたフ
ィードバック制御が実現される。

【００３１】本実施形態によれば、油圧エレベータのフ
ィードバック制御を用いたかご速度制御において、十数
Ｈｚの細かい振動が抑制された昇降運転を常に実現する
ことができる。

【００３２】図２は、かご内振動と振動周波数の関係を
示したものである。油圧エレベータを制御する際にフィ
ードバック制御を用いると、フィードバック制御を用い
なかった場合に比べて、数Ｈｚ程度の第１次共振周波数
の振動は良く抑えることができるが、十数Ｈｚ程度の第
２次共振周波数の振動はかえって増幅されていた。

【００３３】そこで、図３に示すように油圧・機械系の
状態が例えばＦｃ（Ｘ１）からＦｃ（Ｘ２）へ変化した
ときの第２次共振周波数の変化に対応して、減衰させる
中心周波数をｆｃ（Ｘ１）からｆｃ（Ｘ２）へ変化する
ことのできるノッチフィルタ８の働きで、図３中の破線
で示すように第２次共振周波数の振動を常に抑制するこ
とができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、かご速度制御装置の速
度制御指令値に対し、推定装置により推定された共振周
波数と一致する信号成分を減衰させる減衰手段を設ける
ことにより、乗りかごに発生する十数Ｈｚ程度の細かい
振動を常に抑制することができる油圧エレベータの制御
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィードバック制御を用いた油圧エレ
ベータの制御装置の実施形態を示すシステム構成図。

【図２】図１の実施形態のかご内振動と振動周波数の関
係を説明するための図。

【図３】図１のノッチフィルタを説明するためののボー
ド線図（ゲイン）。

【図４】従来のフィードバック制御を用いた油圧エレベ
ータの制御装置のシステム構成図。

【符号の説明】

１…インバータ、２…油圧ポンプ駆動装置、３…油圧ポ
ンプ、４…かご、５…かご速度制御装置、６…油圧ジャ
ッキ、７…ロープ、８…ノッチフィルタ、９…プランジ
ャ、１０…プーリ、１１…油圧配管、１２…油圧バル
ブ、１３…作動油タンク、１４…油圧ジャッキ圧力検出
装置、１５…かご位置検出装置、１６…かご位置→かご
速度変換装置、１７…回転速度検出装置、１８…第２次
共振周波数推定装置、１９…かご位置→作動油量変換装
置、２０…油圧ジャッキ圧力→かご積載量変換装置、２
１…作動油温度検出装置、２２…異常値検出装置。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 かごを昇降させる油圧ジャッキに供給さ
   れる作動油量を、かご速度制御装置からの速度制御指令
   値に基づき駆動される油圧ポンプ駆動装置により制御す
   るものであって、前記昇降運転中のかご速度を前記かご
   速度制御装置にフィードバックする油圧エレベータの制
   御装置において、 前記油圧ジャッキに供給される作動油量と、該作動油の
   温度と、前記かご内の積載量の少なくとも一つを検出す
   る油圧・機械系の状態検出装置と、 前記状態検出装置により検出されるエレベータの油圧・
   機械系の状態について、複数の代表となる状態について
   あらかじめ共振周波数を求めたテーブルを用い、このテ
   ーブルを参照して共振周波数を推定する推定装置と、 前記かご速度制御装置の速度制御指令値に対し、前記推
   定装置により推定された共振周波数と一致する信号成分
   を減衰させる減衰手段と、 を具備したことを特徴とする油圧エレベータの制御装
   置。
2. 【請求項２】 かごを昇降させる油圧ジャッキに供給さ
   れる作動油量を、かご速度制御装置からの速度制御指令
   値に基づき駆動される油圧ポンプ駆動装置により制御す
   るものであって、前記昇降運転中のかご速度を前記かご
   速度制御装置にフィードバックする油圧エレベータの制
   御装置において、 前記油圧ジャッキに供給される作動油量と、該作動油の
   温度と、前記かご内の積載量の少なくとも一つを検出す
   る油圧・機械系の状態検出装置と、 前記状態検出装置により検出されるエレベータの油圧・
   機械系の状態と共振周波数との関係をあらかじめ関数化
   しておき、該関数から共振周波数を求める推定装置と、 前記かご速度制御装置の速度制御指令値に対し、前記推
   定装置により推定された共振周波数と一致する信号成分
   を減衰させる減衰手段と、 を具備したことを特徴とする油圧エレベータの制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記かご速度制御装置からの速度制御指
   令値が制御不能となる値になったことを検出し、該検出
   が行われたとき前記減衰手段の機能を停止させる異常値
   検出装置を付加したことを特徴とする請求項１又は請求
   項２記載の油圧エレベータの制御装置。