JP4484792B2 - エレベータの速度制御装置及び速度制御方法、並びに速度制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、モータの駆動によって乗りかごが移動するエレベータの速度制御装置及び速度制御方法、並びに、速度制御装置に組み込まれる速度制御プログラムに関する。

エレベータは、乗客や荷物が積載された乗りかごをモータの駆動によって移動操作させて、乗客や荷物を目的階まで運搬するようにしている。このようなエレベータにおいて、乗りかごの移動速度は、予め決められた定格速度で一定となるように制御されているのが一般的である。ここで、定格速度とは、乗りかごに積載荷重を作用させて上昇するときの最高速度をいう。

エレベータの乗りかごを駆動するモータは、予め決められた乗りかごの定格速度と最大積載質量とから必要な容量が計算され、乗りかごに最大積載質量で乗客や荷物が積載された場合でも、乗りかごを定格速度で確実に移動操作させ得る十分な容量を有するものが選定される。

例えば、図４に示すように、乗りかごの定格速度がＶａ、最大積載質量がＬａに設定されたエレベータにおいては、乗りかごを駆動するモータとして、複数種のモータのうちから容量Ｃ３のモータが選ばれる。この容量Ｃ３のモータを用いて乗りかごを駆動すれば、乗りかごに最大積載質量Ｌａの乗客や荷物が積載された場合、この乗りかごは定格速度Ｖａで確実に移動操作される。

ところで、エレベータの乗りかごに最大積載質量の乗客や荷物が積載されることは極めて稀であり、通常は、最大積載質量に満たない積載質量で乗りかごが移動操作されることが多い。

しかしながら、従来のエレベータでは、乗りかごの定格速度が予め決定されており、乗りかごの積載質量が最大積載質量に満たない場合でも、乗りかごを予め決められた定格速度で移動操作されるため、乗りかごを駆動するモータの能力を効率的に利用できていないのが実情である。すなわち、図４に示した例においては、例えば乗りかごの積載質量がＬｂの場合には、容量Ｃ３のモータでは乗りかごを速度Ｖｂで移動操作させることができるにも拘わらず、定格速度Ｖａで移動操作するようにしているので、モータの能力が十分に活かされていない。

近年では、建物の高層化に伴って、エレベータの乗りかごの移動速度を高速化することが強く求められる傾向にある。このような背景を考えると、乗りかごの積載質量が最大積載質量に満たない場合におけるモータの余力を有効利用して、乗りかごの移動速度を高めることが、エレベータのサービス向上を図る上でも非常に有効と思われる。

本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、乗りかごを駆動するモータの能力を最大限利用して、エレベータのサービス向上を実現することができるエレベータの速度制御装置、及び速度制御方法、並びにエレベータの速度制御装置に組み込まれる速度制御プログラムを提供することを目的としている。

本発明に係るエレベータの速度制御装置は、モータの駆動によって乗りかごが移動するエレベータに設けられ、前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御装置において、前記乗りかごの積載質量を当該乗りかごが停止している間、常時監視して検出する積載質量検出手段と、前記乗りかごを行き先階へと移動させる際に前記積載質量検出手段により検出された乗りかごの積載質量に応じて、前記モータの容量の範囲内において定格速度を設定する定格速度設定手段と、前記乗りかごが前記定格速度設定手段により設定された定格速度で移動するように、前記モータを駆動制御するモータ制御手段とを備え、
前記定格速度設定手段は、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で積載質量を決定すると共に、前記乗りかごの積載質量が小さいほど定格速度を大きく設定してなることを特徴とするものである。

このエレベータの速度制御装置では、乗りかごを行き先階へと移動させる際に前記乗りかごの積載質量が積載質量検出手段により検出され、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で積載質量が決定されると共に、この乗りかごの積載質量が小さいほど大きくなるように、前記モータの容量の範囲内において定格速度が設定される。そして、乗りかごがこの定格速度設定手段によって設定された定格速度で移動するように、モータ制御手段によって、乗りかごを駆動するモータが駆動制御される。

このエレベータの速度制御装置では、以上のように乗りかごの積載質量に応じて定格速度が設定されるので、乗りかごの積載質量が減少してモータに余力が生じたときは、その分乗りかごの移動速度を高めることができ、モータの能力を有効に活かした効率的な運用が可能となる。

また、本発明に係るエレベータの速度制御方法は、モータの駆動によって乗りかごが移動するエレベータに設けられ、前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御方法において、前記乗りかごの積載質量を当該乗りかごが停止している間、積載質量検出手段により常時監視して検出し、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で定格速度設定手段により積載質量を決定すると共に、この乗りかごの積載質量が小さいほど大きくなるように、前記モータの容量の範囲内において定格速度を設定し、前記乗りかごが前記設定された定格速度で移動するように、モータ制御手段により前記モータを駆動制御することを特徴とするものである。

このエレベータの速度制御方法では、乗りかごの移動速度を制御する速度制御方法において、前記乗りかごを行き先階へと移動させる際に前記乗りかごの積載質量を検出し、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で積載質量を決定すると共に、この乗りかごの積載質量が小さいほど大きくなるように、前記モータの容量の範囲内において定格速度が設定され、この定格速度で乗りかごが移動操作されるようにモータが駆動制御されるので、積載質量が減少して乗りかごを駆動するモータに余力が生じたときは、その分乗りかごの移動速度を高めることができ、モータの能力を有効に活かした効率的な運用が可能となる。

また、本発明に係る速度制御プログラムは、モータの駆動によって乗りかごが移動するエレベータに設けられて前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御装置に組み込まれる速度制御プログラムであって、前記エレベータの速度制御装置に、前記乗りかごを行き先階へと移動させる際に、積載質量検出手段により当該乗りかごが停止している間、常時監視して検出された乗りかごの積載質量より、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で積載質量を決定すると共に、この積載質量が小さいほど大きくなるように、前記乗りかごを移動させる際の定格速度を設定する定格速度設定機能と、前記乗りかごが前記設定された定格速度で移動するように、前記モータを駆動制御するモータ制御機能とを実現させることを特徴とするものである。

この速度制御プログラムがエレベータの速度制御装置に組み込まれると、速度制御装置が、乗りかごを行き先階へと移動させる際に積載質量検出手段によって検出された乗りかごの積載質量より、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で積載質量を決定すると共に、この積載質量が小さいほど大きくなるように、前記乗りかごを移動させる際の定格速度を設定し、この定格速度で乗りかごが移動操作されるようにモータを駆動制御するので、積載質量が減少して乗りかごを駆動するモータに余力が生じたときは、その分乗りかごの移動速度を高めることができ、モータの能力を有効に活かした効率的な運用が可能となる。

本発明によれば、乗りかごの積載質量に応じて定格速度が設定されるので、乗りかごの積載質量が減少して乗りかごを駆動するモータに余力が生じたときは、その分乗りかごの移動速度を高めることができ、モータの能力を効率的に活用することができる。したがって、本発明を適用したエレベータでは、乗りかごを可能な限り速やかに行き先階へと移動させることができ、サービスの向上を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

本発明を適用したエレベータの概略構成を図１に模式的に示す。この図１に示すエレベータは、乗客や荷物が積載される乗りかご１を備えている。この乗りかご１には、当該乗りかご１をエレベータ昇降路内でつり下げ支持するためのメインロープ２の一端側が締結されている。また、このメインロープ２の他端側は、乗りかご２と重量バランスを取るためのつり合いおもり３に締結されている。

これら乗りかご２やつり合いおもり３の上方には、メインロープ２が掛けられるメインシーブ４が設けられている。このメインシーブ４は、モータ５の回転軸に取り付けられており、モータ５の駆動力を受けて回転して、メインロープ２を送り動作させるようになっている。そして、メインロープ２が送り動作されることで、乗りかご１が上下階に亘ってエレベータ昇降路内を移動するようになっている。

また、乗りかご１の下端部とつり合いおもり３の下端部には、コンペンロープ（コンペンセーティングロープ）６の一端側と他端側とがそれぞれ締結されている。コンペンロープ６は、乗りかご１の移動に伴う乗りかご１とつり合いおもり３との間での重量バランスの変動を低減させるためのものであり、コンペンシーブ（コンペンセーティングシーブ）７によって所定のテンションが付与された状態で乗りかご１とつり合いおもり３との間に架張されている。

このエレベータの運転は、エレベータ制御装置１０によって制御されるようになっている。エレベータ制御装置１０は、乗客によるホール呼びやかご呼びに応じて乗りかご１の行き先階を決定し、モータ５を駆動制御して乗りかご１を行き先階まで移動操作させる等の各種制御を行う。特に、本発明を適用したエレベータでは、このエレベータ制御装置１０に、定格速度設定部１１や速度テーブル１２、モータ制御部１３が設けられ、定格速度設定部１１で設定された定格速度で乗りかご１が移動するように、モータ制御部１３がモータ５を駆動制御するようになっている。また、乗りかご１には、この乗りかご１の積載質量を検出するための荷重センサ１４が設けられており、この荷重センサ１４からの検出信号がエレベータ制御装置１０の定格速度設定部１１に供給されるようになっている。そして、エレベータ制御装置１０の定格速度設定部１１、速度テーブル１２、モータ制御部１３と、乗りかご１に設けられた荷重センサ１４とにより、本発明に係るエレベータの速度制御装置が構成されている。

定格速度設定部１１は、荷重センサ１４により検出された乗りかご１の積載質量に応じて、乗りかご１を移動させる際の定格速度を設定するものである。ここで、定格速度は、加速時及び減速時を除いた乗りかご１の移動速度であり、例えば、３００ｍ／分、２４０ｍ／分、２１０ｍ／分、１８０ｍ／分、１５０ｍ／分、１２０ｍ／分等の中から選択的に設定される。これらの速度のうちで乗りかご１を移動させる際の定格速度として選択可能な速度は、その時点における乗りかご１の積載質量と、モータ５の容量とによって決定される。

すなわち、モータ５が乗りかご１を駆動する際に要求される所要動力は、その時点における乗りかご１の積載質量と、この乗りかご１の定格速度との積によって求められる。ここで、例えば、モータ５が図２中の曲線で示される容量（最大トルク）を有するものである場合、乗りかご１の積載質量がＬ１であれば、乗りかご１を移動させる際の定格速度としてＶ１以下の速度（例えば１５０ｍ／分、１２０ｍ／分等）が選択可能であり、また、乗りかご１の積載質量がＬ２であれば、乗りかご１を移動させる際の定格速度としてＶ２以下の速度（例えば２４０ｍ／分、２１０ｍ／分、１８０ｍ／分等）が選択可能である。

定格速度設定部１１は、以上のように、モータ５の容量と荷重センサ１４により検出された乗りかご１の積載質量とから求められる選択可能な速度のうちで、最速の速度を定格速度として設定するようにしている。例えば、上述した例で、乗りかご１の積載質量がＬ１である場合には、定格速度設定部１１は、乗りかご１の定格速度を１５０ｍ／分に設定し、乗りかご１の積載質量がＬ２である場合には、定格速度設定部１１は、乗りかご１の定格速度を２４０ｍ／分に設定する。

詳述すると、定格速度設定部１１は、乗りかご１が停止している間、荷重センサ１４から供給される検出信号をもとに、乗りかご１の積載質量を常時監視する。そして、乗りかご１の戸閉が完了し、乗りかご１の積載質量に変動が生じない状況となったら、その時点での乗りかご１の積載質量をもとに、速度テーブル１２を参照して乗りかご１の定格速度を設定する。

速度テーブル１２には、乗りかご１の積載質量と、モータ５の容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度とが対応付けられて記載されている。具体的には、例えば図２に示したモータ５の容量を示す曲線上で複数の点がサンプリングされ、これらサンプリングされた各点に対応する積載質量と定格速度とが、それぞれ対応付けられて速度テーブル１２に記載されている。

定格速度設定部１１は、乗りかご１の戸閉が完了した時点での積載質量をもとに、速度テーブル１２を参照して、モータ５の容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度を、乗りかご１を移動させる際の定格速度として設定するようにしている。

また、定格速度設定部１１は、乗りかご１の定格速度を設定すると、乗りかご１を設定した定格速度にまで加速させる加速度を設定する。この加速度は、乗りかご１の乗り心地を考慮して、定格速度毎に理想的な値が予め定められており、例えば、定格速度と対応付けられて速度テーブル１２に記載されている。そして、定格速度設定部１１は、乗りかごの定格速度を設定すると、速度テーブル１２を参照して、設定した定格速度に対応した加速度を、乗りかご１を定格速度にまで加速させる加速度として設定する。具体的には、例えば、定格速度が６０ｍ／分或いは４５ｍ／分に設定されたときは、加速度は０．５ｍ／ｓ２に設定され、定格速度が１０５ｍ／分或いは９０ｍ／分に設定されたときは、加速度は０．７ｍ／ｓ２に設定され、定格速度が１２０ｍ／分以上に設定されたときは、加速度は０．９ｍ／ｓ２に設定されるようになっている。

ただし、本発明を適用したエレベータでは、乗りかご１の定格速度がモータ５の容量の範囲内において設定可能なほぼ最速の定格速度に設定されるようになっているので、以上のように定格速度に応じて一義的に加速度を設定すると、モータ５を駆動するための必要トルクがモータ５の最大トルクを上回る場合がある。そこで、このような場合には、定格速度設定部１１は加速度を低い値に再設定し、モータ５を駆動するための必要トルクがモータ５の最大トルク以下となるようにしている。

モータ制御部１３は、定格速度設定部１１によって設定された定格速度で乗りかご１が移動するように、メインシーブ４及びメインロープ２を介して乗りかご１を駆動するモータ５の駆動制御を行うものである。具体的には、このモータ制御部１３は、モータ５の回転速度を監視しながら、この回転速度が乗りかご１を定格速度設定部１１で設定された定格速度で移動させる速度となるように、フィードバック制御を行う。

なお、エレベータ制御装置１０における定格速度設定部１１やモータ制御部１３は、エレベータ制御装置１０に設けられた演算処理回路が、エレベータ制御装置１０に組み込まれた速度制御プログラムに応じた処理を実行することで実現されるものである。この速度制御プログラムは、予めプログラムＲＯＭとしてエレベータ制御装置１０内に組み込まれていてもよいし、後日、記録媒体からエレベータ制御装置１０内のメモリに書き込まれるようにしてもよい。

ここで、以上のような本発明を適用したエレベータにおいて、乗りかご１を行き先階に移動させる際の一連の処理の流れを図３のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップＳ１−１において、所定の階床に着床している乗りかご１の戸閉が完了して乗りかご１の積載質量に殆ど変動が生じない状況となると、ステップＳ１−２において、エレベータ制御装置１０の定格速度設定部１１により、その時点で荷重センサ１４により検出された乗りかご１の積載質量が、乗りかご１が行き先階へと移動する間の積載質量として設定される。この乗りかご１の積載質量は、乗りかご１が行き先階に着床し戸開されて乗客の乗り降りや荷物の積み降ろしがあるまで変動しない。

次に、ステップＳ１−３において、定格速度設定部１１により速度テーブル１２が参照されて、乗りかご１の積載質量をもとに、モータ５の容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度が取得され、乗りかご１を行き先階へと移動させる際の定格速度として設定される。

次に、ステップＳ１−４において、定格速度設定部１１により速度テーブル１２が参照されて、乗りかご１を設定した定格速度にまで加速させる加速度が仮設定される。

次に、ステップＳ１−５において、定格速度設定部１１により、乗りかごが着床している階床と乗りかご１の積載質量とに基づいてアンバランストルクが算出され、モータ５を駆動するための必要トルクがモータ５の最大トルク以下であるかどうかが判断される。ここで、アンバランストルクは、乗りかご１の位置に応じて変動する乗りかご１とつり合いおもり３との重量アンバランスを是正するために必要な力である。このアンバランストルクが大きい場合には、モータ５を駆動するための必要トルクがモータ５の最大トルクを越える場合もある。

モータ５を駆動するための必要トルクがモータ５の最大トルク以下であると判断されると、次に、ステップＳ１−６において、定格速度設定部１１により、ステップＳ１−４で仮設定された加速度が、乗りかご１をステップＳ１−３で設定した定格速度にまで加速させる加速度として設定される。一方、モータ５を駆動するための必要トルクがモータ５の最大トルクを越えると判断されると、ステップＳ１−４に戻って加速度が低い値に再設定され、再度ステップＳ１−５の判断が行われる。

定格速度設定部１１により乗りかご１を行き先階へと移動させる際の定格速度及び加速度が設定されると、次に、ステップＳ１−７において、モータ制御部１３により、定格速度設定部１１で設定された定格速度及び加速度で乗りかご１が行き先階へと移動するように、モータ５が駆動制御される。これにより、モータ５の能力が最大限活かされて、乗りかご１が行き先階へと速やかに移動することになる。

以上説明したように、本発明を適用したエレベータでは、乗りかご５を行き先階へと移動させる際に、乗りかご５の積載質量が検出され、この乗りかご５の積載質量に応じて、モータ５の容量の範囲内において最速の定格速度及び加速度が設定されるようになっているので、乗りかご５を可能な限り速やかに行き先階へと移動させることができ、サービス向上を実現できる。

また、このエレベータでは、エレベータ制御装置１０に、乗りかご１の積載質量と、モータ５の容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度とが対応付けられて記載された速度テーブル１２が設けられ、定格速度設定部１１が、この速度テーブル１２を参照して、乗りかご１を行き先階へと移動させる際の定格速度を設定するようにしているので、乗りかご１の積載質量に応じた定格速度の設定を極めて簡便且つ正確に行うことができる。

なお、以上は、予め定められた複数の速度、例えば、３００ｍ／分、２４０ｍ／分、２１０ｍ／分、１８０ｍ／分、１５０ｍ／分、１２０ｍ／分等のうちで、乗りかご１の積載質量に応じて、モータ５の容量の範囲内で設定可能な最速の速度を乗りかご１の定格速度に設定するようにした例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、モータ５の容量と乗りかご５の積載質量とからリニアに算出される速度を乗りかご１の定格速度として設定するようにしてもよい。

本発明を適用したエレベータの概略構成を示す模式図。 乗りかごの積載質量と設定可能な定格速度との関係を示す図。 本発明を適用した実施形態のエレベータにおいて、乗りかごを行き先階に移動させる際の一連の処理の流れを示すフローチャート。 従来のエレベータにおいて、予め設定された乗りかごの最大積載質量及び定格速度と、選択されるモータ容量との関係を示す説明図。

符号の説明

１ 乗りかご
５ モータ
１０ エレベータ制御装置
１１ 定格速度設定部
１２ 速度テーブル
１３ モータ制御部
１４ 荷重センサ

Claims (7)

1. モータの駆動によって乗りかごが移動するエレベータに設けられ、前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御装置において、
   前記乗りかごの積載質量を当該乗りかごが停止している間、常時監視して検出する積載質量検出手段と、
   前記乗りかごを行き先階へと移動させる際に前記積載質量検出手段により検出された乗りかごの積載質量に応じて、前記モータの容量の範囲内において定格速度を設定する定格速度設定手段と、
   前記乗りかごが前記定格速度設定手段により設定された定格速度で移動するように、前記モータを駆動制御するモータ制御手段とを備え、
   前記定格速度設定手段は、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で積載質量を決定すると共に、前記乗りかごの積載質量が小さいほど定格速度を大きく設定してなること
   を特徴とするエレベータの速度制御装置。
2. 前記定格速度設定手段は、前記積載質量検出手段によって検出された前記乗りかごの積載質量に応じて、前記乗りかごを移動させる際の定格速度を、前記モータの容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度に設定すること
   を特徴とする請求項１に記載のエレベータの速度制御装置。
3. 前記乗りかごの積載質量と前記モータの容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度とが対応付けられて記載された速度テーブルを備え、
   前記定格速度設定手段が、前記速度テーブルを参照して前記乗りかごを移動させる際の定格速度を設定すること
   を特徴とする請求項２に記載のエレベータの速度制御装置。
4. モータの駆動によって乗りかごが移動するエレベータに設けられ、前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御方法において、
   前記乗りかごの積載質量を当該乗りかごが停止している間、積載質量検出手段により常時監視して検出し、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で定格速度設定手段により積載質量を決定すると共に、この乗りかごの積載質量が小さいほど大きくなるように、前記モータの容量の範囲内において定格速度を設定し、
   前記乗りかごが前記設定された定格速度で移動するように、モータ制御手段により前記モータを駆動制御すること
   を特徴とするエレベータの速度制御方法。
5. 前記検出された乗りかごの積載質量に応じて、前記乗りかごを移動させる際の定格速度を、前記モータの容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度に設定すること
   を特徴とする請求項４に記載のエレベータの速度制御方法。
6. 前記乗りかごの積載質量と前記モータの容量の範囲内において設定可能な最速の定格速度とが対応付けられて記載された速度テーブルを設け、この速度テーブルを参照して前記乗りかごを移動させる際の定格速度を設定すること
   を特徴とする請求項５に記載のエレベータの速度制御方法。
7. モータの駆動によって乗りかごが移動するエレベータに設けられて前記乗りかごの移動速度を制御する速度制御装置に組み込まれる速度制御プログラムであって、
   前記エレベータの速度制御装置に、
   前記乗りかごを行き先階へと移動させる際に、積載質量検出手段により当該乗りかごが停止している間、常時監視して検出された乗りかごの積載質量より、乗客が乗りかごに乗り、戸閉が完了し、乗りかごの積載質量に変動が生じない状況で積載質量を決定すると共に、この積載質量が小さいほど大きくなるように、前記乗りかごを移動させる際の定格速度を設定する定格速度設定機能と、
   前記乗りかごが前記設定された定格速度で移動するように、前記モータを駆動制御するモータ制御機能とを実現させること
   を特徴とする速度制御プログラム。

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