JP3572172B2

JP3572172B2 - 移送体の速度算出方法及び走行特性測定装置

Info

Publication number: JP3572172B2
Application number: JP19994797A
Authority: JP
Inventors: 聡田中舘; 金雄津久井; 清長沼; 浩二山下
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd; Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd; Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2017-07-25
Also published as: JPH1143270A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータ、エスカレータ、動く歩道等の移送体の移動速度を測定する移送体の速度算出方法及び走行特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータ、エスカレータ、動く歩道の移送体は乗客を乗せて移動する装置であるので、装置に故障が生じると乗客に多大の迷惑を及ぼすばかりでなく、場合によっては大きな危険を与えるおそれがある。このため、上記移送体に対しては定期的に保守を行い安全を期する必要がある。この保守は専門の保守員により行われ、多数の項目についてチェックが行われるが、その中でも、移送体の移動加速度、速度の測定は必要不可欠である。
【０００３】
従来、例えばエレベータの加速度及び、速度の測定は、特開平３−１９５６７８号公報に記載されているように、エレベータの乗りかご内に走行時の上下、前後、左右の加速度を同時に検出する３個の加速度センサと、この加速度センサの検出値を記録する記録部とを設置し、エレベータの乗りかごを走行させて各加速度を検出し、又、得られた加速度データを更に積分することにより速度を測定していた。又、得られた速度データを更に積分して距離データを求め、加速度データ、速度データ、距離データを横軸を時間軸として表示部に表示し、この表示に基づいてエレベータの乗り心地特性の良否を判断していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記加速度センサに高精度のものを使用する場合には問題ないが、価格の面等でそれほどの精度を持たない加速度センサを使用すると、その温度特性やその他の誤差成分により、正確な加速度を得ることができず、そこから算出される速度について乗りかごの停止後の静止状態であっても演算による速度が０にならず、大幅な狂いを生じる場合がある。この誤差成分は非直線性、非再現性という特徴を有し、且つ、時間とともに誤差が増大する傾向にある。従って、測定として必要な精度を保証できる時間内までしか測定を行うことができず、そのため、上昇、下降それぞれのデータが必要であるのに対し、１度に往復運転測定が行えない。あるいは長い階床のエレベータについては、片道運転であっても全行程での測定が不可能であるケースも生じ問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、保守員の労力、装置コストを大幅に軽減でき、高精度の測定を行うことができる移送体の速度算出方法及び走行特性測定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、加速度センサを用いて移送体の移動方向の加速度検出値を設定された時間間隔で積分し、この積分値に基づいて前記移送体の速度を算出する移送体の速度算出方法において、縦軸に速度値、横軸に時間値を取り、測定終了時に検出されたデータと測定開始時の零点データとを結ぶ２点間誤差曲線を求め、この誤差曲線で演算された誤差値を上記算出速度から減算もしくは加算して修正する仮修正を行うとともに、この仮修正後の速度データが所定値になったか否かをみて移送体の走行開始及び走行停止を判断し、この判断に基づき移送体の走行前、中間停止部、走行終了後の時間値を求め、前記縦軸及び横軸を取り、前記移送体の走行前、中間停止部、走行終了後の時間値における速度データを結ぶ誤差曲線を求め、この誤差曲線で演算された誤差値を上記算出速度から減算もしくは加算して修正し求めることを特徴とする。
【０００７】
又、請求項２の発明は、移送体に取り付けられ当該移送体の移動方向の加速度を検出する加速度センサと、この加速度センサの検出値に基づいて前記移送体の速度を算出する速度演算手段と、この速度演算手段により算出された速度を記憶する記憶部と、前記加速度の検出開始から検出停止までの時間を測定する時間測定手段と、この時間測定手段で測定された時間値で前記記憶部に記憶された測定終了時の速度検出値を除算した値に、前記加速度検出中の各時間値を乗算した値を誤差成分として前記記憶された各速度値を修正するとともに、この仮修正後の速度データが所定値になったか否かをみて移送体の走行開始及び走行停止を判断し、この判断に基づき移送体の走行前、中間停止部、走行終了後の時間値を求め、縦軸に速度値、横軸に時間値を取り、前記移送体の走行前、中間停止部、走行終了後の時間値における速度データを結ぶ誤差曲線を求め、この誤差曲線で演算された誤差値で前記記憶部に記憶された各速度を修正する速度修正手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施形態に係るエレベータの速度測定方法及び走行特性測定装置を示す図である。この図で、１は乗りかご、２は油圧シリンダ、３はそのプランジャ、４はプランジャ３の頂部に固定されたプーリ、５はプーリ４に掛け渡され乗りかご１に連結されたロープである。６は乗りかご１の昇降を案内するガイドレール、７はガイドローラ、８は昇降路頂部、９は乗りかご１内に設置された走行特性測定装置を示す。
【００１０】
図２は本発明の実施形態に係るエレベータの走行特性測定装置９の構成を示すブロック図である。この図で、９１は乗りかご１の昇降方向の加速度を検出する加速度センサであり、例えば乗りかご１の床面に永久磁石等で固定設置される。１０１は電圧周波数変換器、１０２はカウンタ、１０３はＡ／Ｄ変換器、１０４はマイクロコンピュータで構成される演算制御部、１０５は演算制御部１０４の電源となるバッテリである。
【００１１】
上記電圧周波数変換器１０１は、よく知られているように積分器、比較器及び出力トランジスタで構成され、入力電圧は積分器により積分され、この積分器からの出力は比較器により鋸歯状波等の参照電圧と比較され、この比較の結果、積分器に入力された電圧に比例した周波数のパルスが出力トランジスタから出力される。
【００１２】
演算制御部１０４は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１０４ａ、このＣＰＵ１０４ａの処理手順を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０４ｂ、演算制御の結果等を格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０４ｃ、加速度データ及び速度データを格納するデータメモリ１０４ｄ、外部からの入力信号を取り込む入力回路１０４ｅ、外部装置、例えば保守員が所属する営業所のパーソナルコンピュータとの間の通信機能を備えた入出力インターフェース１０４ｆ、及び計時信号を出力するクロック１０４ｇで構成されている。なお、上記データメモリ１０４ｄは着脱自在のカード型のメモリを使用することもできる。
【００１３】
図２の１１１は速度を表示する表示器、１１２は演算制御部１０４の電源をオン、オフする電源スイッチ、１１３は０点補正を指示するための０補正スイッチ、１１４は測定の開始と終了を指示する測定開始／終了スイッチ、１１５は表示器１１１に表示を行うか否かを指示する表示スイッチ、１１６は上記各スイッチの状態を示す複数ランプである。
【００１４】
次に、上記実施形態の動作を説明する。走行特性測定に際し、保守員Ａは乗りかご１に乗り、図１に示すように乗りかご１の床（中央部分にあることが望ましい）に本実施形態の走行特性測定装置９を設置する。次に、電源スイッチ１１２をオンとし、０補正スイッチ１１３により加速度センサ９１の０点補正を行う。次に、０補正を終えた後に、測定開始／終了スイッチ１１４により測定開始を指示し、ある間隔をおき所定階の行先釦を押す。走行指令に対し、乗りかご１が走行を開始すると、加速度センサ９１は、乗りかご１にかかる重力による乗りかご１の移動量に応じた加速度値を出力する。加速度センサ９１の出力電圧は、電圧周波数変換器１０１に入力され、当該出力電圧に比例した周波数のパルスに変換される。このパルスはカウンタ１０２でカウントされ、そのカウント値はＣＰＵ１０４ａに取り込まれる。電圧周波数変換器１０１は加速度センサ９１が検出した加速度を積分器で積分するので、当該カウント値は乗りかご１の速度に比例した値となる。
【００１５】
一方、加速度センサ９１の出力電圧はＡ／Ｄ変換器１０３によりディジタル値に変換され、ＣＰＵ１０４ａに取り込まれる。上記カウント値はそれに対応した速度データとしてデータメモリ１０４ｄに格納され、同じく、Ａ／Ｄ変換機１０３で変換された値も加速度データとしてデータメモリ１０４ｄに格納される。このようにして、順次速度データ及び加速度データがデータメモリ１０４ｄに格納されていく。やがて乗りかご１が所定階に到達して停止した後、再度測定開始階の行先階を押し上昇または下降させる。保守員は、乗りかご１が測定開始階に戻り停止するのを確認し、ある時間の静止状態を測定した後、測定開始／終了スイッチ１１４を作動させて測定の終了を指示する。以上の動作により、データメモリ１０４ｄに、所定の階床間における乗りかご１の速度データ及び加速データが得られる。
【００１６】
図３はある階床間のエレベータの上昇、下降往復測定時の速度と加速度の実測値を示す図である。この図で、横軸には時間、縦軸には加速度及び速度がとってある。Ａは加速度を示す曲線、Ｖは速度を示す曲線である。一方の階床からのエレベータの上昇開始時には、加速度がほぼ０から正方向に急激に増大し、このときその積分値の加算値である速度も急速に大きくなり、その後加速度が０近くに収束するとその積分値はほぼ０となって速度は一定となる。逆に、エレベータが他方の階床に近付いて減速、停止する場合には、負方向の加速度が急速に増大し、その積分値の加算値である速度は急速に減少し、その後、加速度がほぼ０になると速度も０（停止）になる。Ａ_１はエレベータ停止時の衝撃による加速度を示す。
【００１７】
更に、上昇が終了し乗りかご１が停止後、下降指令によりエレベータは下降を始めるが、上記上昇の状態と逆の負方向に同様のカーブを描く加速度が生じ、それに基づく速度カーブが得られる。下降でも同様に停止時の衝撃による加速度Ａ_２が生じる。
【００１８】
ところで、本実施形態において、本来は上記結果が得られるところが、加速度センサ９１のが高精度のものでない場合には図４に示すようなカーブになる場合がある。これは１往復したときの実測走行曲線を示す図であるが速度誤差は時間と共に増大して真値に含まれていて信頼性の無いデータとなるのがわかる。この原因は、その温度特性やその他の誤差成分により、正確な加速度を得ることができず、そこから算出される速度について乗りかごの停止後の静止状態であっても演算による速度が０にならず、大幅な狂いを生じるためである。この誤差成分は非直線性、非再現性という特徴を有し、且つ、時間と共に誤差が増大する傾向にある。したがって、精度の良い速度データを得るためには速度の修正が必要となる。これを図４を参照して説明する。
【００１９】
まず、測定終了時データつまり、エレベータの停止状態（速度０であるべきデータ）が走行データの推定を行うために０の速度になるように仮の補正を行うが、処理は以下の通りである。ＣＰＵ１０４ａはそのときの速度△Ｖと、計測した時間Ｔ_１（いずれも図４に示されている）とを取り込む。この修正は、格納されている各速度から（Ｔ_０、０）、（Ｔ_１、△Ｖ）を通過する１次曲線または２次曲線を減算（下降時は加算）することにより行われる。
【００２０】
この速度誤差二次曲線を、速度をＶ、時間をＴ、係数をａとして表すと、
Ｖ＝ａＴ_２
ａ＝Ｖ／Ｔ_２
図示のように時間Ｔ_０で速度△Ｖであるから、
ａ＝△Ｖ／Ｔ_１ ^２
となる。したがって、上記のように図４に示す修正された速度をＶ_２とすると、速度の仮の修正は、
Ｖ_２＝Ｖ_１−ｔ（△Ｖ／Ｔ_１ ^２）
で表される。つまり、仮の補正はデータ内各速度データそれぞれに対してその時間ｔにおける誤差成分を減算（下降時は加算）するにより行われる。
【００２１】
次に走行データの状態の測定方法について図５を用いて説明する。まず、仮の補正した速度データについて測定開始点Ｔ_０からエレベータが、走行開始したことを判断する±αｍ／ｍｉｎを越えるまでデータを読む。上記±αｍ／ｍｉｎを越えたデータに対応する測定時間Ｂ_２のＴａ秒前を前走行開始位置Ｂ_１とする。更に進み、±βｍ／ｍｉｎの速度を検知後、±αｍ／ｍｉｎ以下を示す点Ｂ_３を検知し、そのＴｂ秒後を前走行停止位置Ｂ_４とする。
【００２２】
次に速度データの測定終了点Ｔ_１から順にさかのぼり、値が±αｍ／ｍｉｎを越えるまで読む。上記±αｍ／ｍｉｎを越えたデータに対応する位置Ｂ_７のＴｂ秒後を後走行昇降停止位置Ｂ_８とする。更に逆のぼり±βｍ／ｍｉｎの速度を検知後、±αｍ／ｍｉｎ以下を示す点Ｂ_６を検知し、Ｔａ秒前を後走行の昇降開始位置Ｂ_５とする。上記処理により測定開始から前走行昇降開始前までの停止データ部分、前走行停止から後走行昇降開始前の中間停止データ部分、後走行昇降停止から測定終了までの停止データ部分がわかる。従って、上記位置に対応する測定時間における測定データは０であるはずであり、そのとき０を示さないある値が純粋な速度誤差成分となる。そこで、仮の補正を行う前のデータのその３箇所を通る曲線を求めれば精度良く誤差成分を推定でき、その成分を測定データから減算してやれば精度良い補正を行うことが可能となる。言い換えれば、仮の補正は測定開始前、測定開始後の２箇所から誤差成分を推定し、補正を行う方法であり、これが上記手法によると３箇所になるわけであるから、３次、あるいは４次のような規則性のないカーブを描く誤差成分を推定するのに最適となる。
【００２３】
このように、演算制御部１０４に速度の修正手段を備えたので、加速度センサとしては精度の如何にかかわらずどのような加速度センサを用いても、精度良く速度を測定することができる。上記例の走行開始直後、走行停止寸前を把握する条件値の±αｍ／ｍｉｎは、静止状態の振動から求まる速度と誤認識しないようであればよく、Ｔａは走行開始から設定した±αｍ／ｍｉｎに達する時間以上の値、Ｔｂは±αｍ／ｍｉｎを認識してから走行停止までに要する時間以上の値を設ければよく、エレベータの走行特性により条件が決まっている。
【００２４】
また、上昇、下降の順で示したが、±の絶対値で走行の状態を把握するため下降、上昇の順で測定しても構わない。
【００２５】
データメモリ１０４ｄには、最終的には加速度データと修正された速度データとが格納された状態となる。このようにして得られた各速度は所定階に停止した後、表示部１１１に順次数値で表示してもよいし、曲線として表示してもよい。又、図示しない入力部から送信先、例えば保守員が所属する営業所のパーソナルコンピュータを指定してデータ送信指令を入力すると、データメモリ１０４ｄの速度データと加速度データが当該送信先へ送信される。なお、当該送信先では、送信された加速度データと速度データのサンプリング時間が判っているので、それら各データに時間を割り当てることもできる。
【００２６】
図６は本実施形態に係るエレベータの走行特性測定装置の上面図、図７は図６に示す矢印Ｘ方向からみた側面図である。これらの図で、図２に示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。１１０は収納ケースであり、この収納ケース１１０内に、図２に示す加速度センサ９１、電圧周波数変換器１０１、カウンタ１０２、演算制御部１０４、及びバッテリ１０５が収納されている。１１７ａ、１１７ｂは表示送りスイッチであり、表示器１１１に速度が表示されている場合、表示送りスイッチ１１７ａを１回押すと、データメモリ１０４ｄに格納された速度データのうちの１つ先のデータが表示され、表示送りスイッチ１１７ｂを１回押すと、データメモリ１０４ｄに格納された速度データのうちの１つ後のデータが表示され、表示送りスイッチ１１７ａ（又は１１７ｂ）を所定時間（数秒）連続して押すと、表示器１１１にデータメモリ１０４ｄの速度データが採取された時間の経過に沿って順次（又は逆方向に）連続的に流れて表示されることになる。１１８は外部装置とのデータ通信のためのコネクタであり、収納ケース１１０の内部で入力インターフェース１０４ｆに接続されている。１１９は底面（図６に示す面と対向する面）に設けられた複数の足を示す。
【００２７】
このような構成にしたため、１つの収納ケース１１０に全構成部品を収納することにより、全体を小型に構成することができ、保守員の携行が容易となる。さらに、各種機能を収納ケース１１０の上面にまとめてあるので、乗りかご１の床面に収納ケース１１０を載置したとき当該面が上面となって保守員の操作が容易になる。
【００２８】
なお、上記実施形態の説明では、加速度センサ９１を乗りかご１の床の中央に設置する例について説明したが、必ずしも中央でなくてもよい。又、床ではなく、壁部分に固定することもできるし、乗りかご１上の作業を行う場合にはそこに載置しても良い。
【００２９】
又、上記実施形態の説明では、時刻、加速度、速度を記憶する例について説明したが、記憶部の容量によっては加速度、速度の一方または、速度を更に積分して得られる距離を記憶するようにしてもよい。このように距離を求めておけば、加速度、速度の異常発生位置の探索等に便利である。
【００３０】
さらに、上記実施形態の説明では、表示部１１１を設ける例について説明したが、表示部１１１を設けずに外部との通信手段を設け、記憶部に記憶された加速度、速度及び距離を、又は速度のみを、当該通信手段により外部の所定個所、例えば保守員が所属する営業所のパーソナルコンピュータへ送信することもできる。勿論、表示部１１１と通信手段両者を備えてもよい。
【００３１】
なお、上記各実施形態の説明では、移送体としてエレベータを例示して説明したが、エレベータに限ることはなく、前述のエスカレータ、動く歩道の他に、保守員による測定が必要なロープウエイの乗りかごや電車等の移送体の速度測定も多点の静止状態の測定を行い補正式に用いれば適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、積分にて得られた速度演算値に誤差成分を取り除く修正手段を設けたことで、精度良いデータを得られることができ、更に往復の測定が行えるため作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエレベータの速度測定方法及び走行特性測定装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す走行特性測定装置のブロック図である。
【図３】エレベータの上昇、下降時の速度と加速度を示す特性図である。
【図４】往復運転時の実測走行曲線を示す特性図である。
【図５】図２に示す補正処理の動作を説明する特性図である。
【図６】エレベータの走行特性測定装置の上面図である。
【図７】図６の側面図である。
【符号の説明】
１乗りかご
２油圧シリンダ
３プランジャ
４プーリ
５ロープ
６ガイドレール
９走行特性測定装置

Claims

加速度センサを用いて移送体の移動方向の加速度検出値を設定された時間間隔で積分し、この積分値に基づいて前記移送体の速度を算出する移送体の速度算出方法において、
縦軸に速度値、横軸に時間値を取り、測定終了時に検出されたデータと測定開始時の零点データとを結ぶ２点間誤差曲線を求め、この誤差曲線で演算された誤差値を上記算出速度から減算もしくは加算して修正する仮修正を行うとともに、この仮修正後の速度データが所定値になったか否かをみて移送体の走行開始及び走行停止を判断し、この判断に基づき移送体の走行前、中間停止部、走行終了後の時間値を求め、前記縦軸及び横軸を取り、前記移送体の走行前、中間停止部、走行終了後の時間値における速度データを結ぶ誤差曲線を求め、この誤差曲線で演算された誤差値を上記算出速度から減算もしくは加算して修正し求めることを特徴とした移送体の速度算出方法。
移送体に取り付けられ当該移送体の移動方向の加速度を検出する加速度センサと、この加速度センサの検出値に基づいて前記移送体の速度を算出する速度演算手段と、この速度演算手段により算出された速度を記憶する記憶部と、前記加速度の検出開始から検出停止までの時間を測定する時間測定手段と、この時間測定手段で測定された時間値で前記記憶部に記憶された測定終了時の速度検出値を除算した値に、前記加速度検出中の各時間値を乗算した値を誤差成分として前記記憶された各速度値を修正するとともに、この仮修正後の速度データが所定値になったか否かをみて移送体の走行開始及び走行停止を判断し、この判断に基づき移送体の走行前、中間停止部、走行終了後の時間値を求め、縦軸に速度値、横軸に時間値を取り、前記移送体の走行前、中間停止部、走行終了後の時間値における速度データを結ぶ誤差曲線を求め、この誤差曲線で演算された誤差値で前記記憶部に記憶された各速度を修正する速度修正手段とを備えていることを特徴とする移送体の走行特性測定装置。
前記移送体停止部分の判断に移送体の走行開始から停止までの走行特性を利用した走行開始判断手段及び走行停止判断手段を用い自動認識することを特徴とした請求項１記載の移送体の速度算出方法。
前記走行開始判断手段及び前記走行停止判断手段は、走行開始時及び走行停止時に、前記加速度センサの検出値または速度の演算算出値がそれぞれ設定された所定の値になったか否かをみて走行開始及び走行停止を判断する手段であることを特徴とする請求項３記載の移送体の速度算出方法。
前記速度演算手段は、前記加速度データ検出開始時から検出終了時までの間における前記加速度センサの検出電圧をこれに応じた周波数に変換する電圧周波数変換手段であることを特徴とする請求項２記載の移送体の走行特性測定装置。
前記電圧周波数変換手段は、前記加速度センサの検出電圧を積分する積分器と、この積分器の出力を鋸歯状波の参照電圧と比較する比較器とで構成されていることを特徴とする請求項５記載の移送体の走行特性測定装置。
前記記憶部に記憶されている修正された速度を表示する表示部及び当該速度を外部へ送信するデータ送信手段のうちの少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項２記載の移送体の走行特性測定装置。
前記加速度センサとその他の構成とは別体とされていることを特徴とする請求項２記載の移送体の走行特性測定装置。
前記加速度センサとその他の構成とは１つのケースに収納されていることを特徴とする請求項２記載の移送体の走行特性測定装置。
前記加速度センサは、前記移送体の適宜の個所に永久磁石で取り付けられることを特徴とする請求項２記載の移送体の走行特性測定装置。