JP4937744B2 - エレベータ運行制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エレベータのかごの昇降を制御するエレベータ運行制御装置に関するものである。

従来のエレベータ制御装置では、インバータ装置内の半導体パワー素子のロスによるジャンクション温度上昇が推定され、推定温度が半導体パワー素子の許容温度を超えると、かごを駆動する交流電動機が停止される。また、ジャンクション温度が保証可能最大温度を超えていることを検出すると、速度制御装置の加速度又は減速度が下げられ、ロスによるジャンクション温度上昇が抑制される（例えば、特許文献１参照）。

特許第３３５０４３９号公報

上記のような従来のエレベータ制御装置では、ジャンクション温度上昇により交流電動機が停止されるため、エレベータの運行効率が低下してしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、機器の温度上昇により運行が停止されるのを抑制し、運行効率の低下を防止することができるエレベータ運行制御装置を得ることを目的とする。

この発明によるエレベータ運行制御装置は、駆動装置の温度を検出する機器温度検出部、及び機器温度検出部で検出された温度に応じてエレベータの運行を抑制する機器保護運行制御部を備えている。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１の機器保護運行制御部における速度決定動作の一例を示すフローチャートである。 図１の機器保護運行制御部における速度、加速度及び減速度決定動作の一例を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。 図４の機器保護運行制御部における速度、加速度及び減速度決定動作の一例を示すフローチャートである。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、かご１及び釣合おもり２は、主ロープ３により昇降路内に吊り下げられており、巻上機４の駆動力により昇降路内を昇降される。巻上機４は、主ロープ３が巻き掛けられた駆動シーブ、駆動シーブを回転させるモータ、及び駆動シーブの回転を制動するブレーキを有している。

巻上機４に供給される電流は、インバータ５により制御される。インバータ５は、インバータ制御回路６により制御される。駆動装置７は、主ロープ３、巻上機４、インバータ５及びインバータ制御回路６により構成されている。

巻上機４には、巻上機４の温度に応じた信号を出力する巻上機用温度センサ８が設けられている。インバータ５には、インバータ５の温度に応じた信号を出力するインバータ用温度センサ９が設けられている。インバータ制御回路６には、インバータ制御回路６の温度に応じた信号を出力する制御回路用温度センサ１０が設けられている。

かごの戸及び乗場の戸の開閉は、ドア制御回路１１により制御される。インバータ制御回路６及びドア制御回路１１は、エレベータ運行制御装置１２により制御される。

エレベータ運行制御装置１２は、機器温度検出部１３、機器保護運行制御部１４及び運行管理部１５を有している。機器温度検出部１３は、温度センサ８〜１０からの信号に基づいて巻上機４、インバータ５及びインバータ制御回路６の温度を検出する。機器保護運行制御部１４は、機器温度検出部１３で検出された温度に応じてエレベータの運行を抑制する。但し、全ての検出温度が許容値以下であれば、運行の抑制は行わない。運行管理部１５は、機器保護運行制御部１４からの情報に応じてエレベータの運行を管理する。具体的には、運行管理部１５は、インバータ制御回路６及びドア制御回路１１を制御する。

エレベータ運行制御装置１２は、演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードディスク等）及び信号入出力部を持ったコンピュータにより構成されている。機器温度検出部１３、機器保護運行制御部１４及び運行管理部１５の機能は、エレベータ運行制御装置１２のコンピュータにより実現される。即ち、コンピュータの記憶部には、機器温度検出部１３、機器保護運行制御部１４及び運行管理部１５の機能を実現するための制御プログラムが格納されている。演算処理部は、制御プログラムに基づいて、機器温度検出部１３、機器保護運行制御部１４及び運行管理部１５の機能に関する演算処理を実行する。

次に、動作について説明する。巻上機４、インバータ５及びインバータ制御回路６は、かご１と釣合おもり２との負荷バランスがアンバランスな状態で長時間駆動されたり、加減速度や速度が高い状態で長時間駆動されたりすると、温度が上昇する。そこで、巻上機４、インバータ５及びインバータ制御回路６の温度は、エレベータ運行制御装置１２により監視されている。

具体的には、機器温度検出部１３により、巻上機４の温度Ｔｍ、インバータ５の温度Ｔｉ、及びインバータ制御回路６の温度Ｔｃが検出され、検出結果が機器保護運行制御部１４に送られる。機器保護運行制御部１４は、Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃに基づいてエレベータの運行制御パラメータを決定する。運行制御パラメータとしては、かご１の速度ｖ、かご１の加速度ａ、かご１の減速度ｄ、かご１のジャーク（加加速度）ｊ、戸開時間（戸閉抑制時間）ｔｄｏ、戸開速度ｖｄｏ、戸閉速度ｖｄｃ、及び群管理における呼び割当可能台数ｃｎ等を挙げることができる。

ここで、戸開時間ｔｄｏとは、戸開から戸閉ボタンの操作無しに戸閉を自動的に行うまでの時間である。また、呼び割当可能台数ｃｎとは、複数台のかご１が群として運行制御されている場合に、乗場呼びに対してかご１を割り当てる際の制約条件である。例えば、あるかご１の登録済みの乗場呼び及びかご呼びの数がｃｎ以上であれば、そのとき発生した乗場呼びは他のかご１に割り当てられる。

上記のような運行制御パラメータと温度Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃとの関係は、次のように記述可能である。
ｖ＝ｆｖ（Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃ）
ａ＝ｆａ（Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃ）
ｄ＝ｆｄ（Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃ）
ｊ＝ｆｊ（Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃ）
ｔｄｏ＝ｆｔｄｏ（Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃ）
ｖｄｏ＝ｆｖｄｏ（Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃ）
ｖｄｃ＝ｆｖｄｃ（Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃ）
ｃｎ＝ｆｃｎ（Ｔｍ，Ｔｉ，Ｔｃ）

ここで、関数ｆｖ、ｆａ、ｆｄ、ｆｊ、ｆｔｄｏ、ｆｖｄｏ、ｆｖｄｃ、ｆｃｎは、いずれもＴｍ，Ｔｉ，Ｔｃによって値を決定する関数であり、例えば図２に示すような制御ルールで記述可能である。

図２は図１の機器保護運行制御部１４における速度決定動作の一例を示すフローチャートである。機器保護運行制御部１４では、Ｔｉがインバータ５の温度の許容値ＴＨｉを超えているかどうか（ステップＳ１）、Ｔｃがインバータ制御回路６の温度の許容値ＴＨｃを超えているかどうか（ステップＳ２、Ｓ５）、Ｔｍが巻上機４の温度の許容値ＴＨｍを超えているかどうか（ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７）が判定されている。

そして、判定結果に応じて、かご１の速度がｖ１〜ｖ８の中から選択される。即ち、Ｔｉ＞ＴＨｉ、Ｔｃ＞ＴＨｃ、Ｔｍ＞ＴＨｍの場合、速度ｖ１が選択される（ステップＳ８）。また、Ｔｉ＞ＴＨｉ、Ｔｃ＞ＴＨｃ、Ｔｍ≦ＴＨｍの場合は、速度ｖ２が選択される（ステップＳ９）。Ｔｉ＞ＴＨｉ、Ｔｃ≦ＴＨｃ、Ｔｍ＞ＴＨｍの場合は、速度ｖ３が選択される（ステップＳ１０）。Ｔｉ＞ＴＨｉ、Ｔｃ≦ＴＨｃ、Ｔｍ≦ＴＨｍの場合は、速度ｖ４が選択される（ステップＳ１１）。

また、Ｔｉ≦ＴＨｉ、Ｔｃ＞ＴＨｃ、Ｔｍ＞ＴＨｍの場合は、速度ｖ５が選択される（ステップＳ１２）。Ｔｉ≦ＴＨｉ、Ｔｃ＞ＴＨｃ、Ｔｍ≦ＴＨｍの場合は、速度ｖ６が選択される（ステップＳ１３）。Ｔｉ≦ＴＨｉ、Ｔｃ≦ＴＨｃ、Ｔｍ＞ＴＨｍの場合は、速度ｖ７が選択される（ステップＳ１４）。Ｔｉ≦ＴＨｉ、Ｔｃ≦ＴＨｃ、Ｔｍ≦ＴＨｍの場合は、速度ｖ８が選択される（ステップＳ１５）。

速度ｖ１〜ｖ８は、任意に設定することができる。また、速度ｖ１〜ｖ８は、必ずしも全て異なる値でなくてもよい。

図２では、かご１の速度ｖについてのみ示したが、他の運行制御パラメータについても、ＴｍとＴＨｍとの比較結果、ＴｉとＴＨｉとの比較結果、及びＴｃとＴＨｃとの比較結果に応じて決定することができる。

他の運行制御パラメータについては、パラメータ毎に値を決めてもよいし、例えば図３に示すように、複数のパラメータを組み合わせた複数のパラメータ群の中から、温度の判定結果に応じて１つのパラメータ群を選択するようにしてもよい。図３の例では、温度の判定結果に応じて、８つのパラメータ群の中から１つのパラメータ群が選択される（ステップＳ１６〜Ｓ２３）。各パラメータ群には、速度、加速度及び減速度のパラメータが含まれている。

機器保護運行制御部１４で決定される運行制御パラメータの値は、速度や加速度の値そのものであっても、通常の速度値や加速度値に対して演算処理される係数であってもよい。

機器保護運行制御部１４で決定された運行制御パラメータは、運行管理部１５に入力される。運行管理部１５は、決定された運行制御パラメータに基づいてインバータ制御回路６及びドア制御回路１１を制御する。

具体的な運行抑制方法としては、速度ｖの低下、加速度ａの低下、減速度ｄの低下、ジャークｊの低下、戸開時間ｔｄｏの延長、戸開速度ｖｄｏの低下、戸閉速度ｖｄｃの低下、及び呼び割当可能台数ｃｎの低下等の方法がある。

なお、複数台のかご１が群管理されている場合には、運行制御パラメータの値はかご１毎に決定する。

このようなエレベータ運行制御装置１２では、駆動装置７の温度に応じてエレベータの運行が抑制されるので、保護回路が動作する前に機器の温度上昇を抑制することができ、機器の温度上昇により運行が停止されるのを抑制し、運行効率の低下を防止することができる。

また、戸開時間ｔｄｏを延長することにより、エレベータの運行を遅らせて、エレベータの運行を抑制するようにしたので、かご１の移動時間を変更せずにエレベータの運行を抑制することができる。
さらに、戸開速度ｖｄｏ及び戸閉速度ｖｄｃを低下させることにより、エレベータの運行を遅らせて、エレベータの運行を抑制するようにしたので、かご１の移動時間を変更せずにエレベータの運行を抑制することができる。
さらにまた、呼び割当可能台数ｃｎを低下させることにより、エレベータの運行を遅らせて、エレベータの運行を抑制するようにしたので、かご１の移動時間を変更せずにエレベータの運行を抑制することができる。

実施の形態２．
次に、図４はこの発明の実施の形態２によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、エレベータ運行制御装置１２は、機器温度検出部１３、機器温度推定部１６、機器保護運行制御部１４及び運行管理部１５を有している。機器温度推定部１６は、機器温度検出部１３からの信号に基づいて巻上機４、インバータ５及びインバータ制御回路６の将来の温度を予測する。そして、機器保護運行制御部１４は、機器温度推定部１６で予測された温度に応じてエレベータの運行を抑制する。

機器温度推定部１６の機能は、エレベータ運行制御装置１２を構成するコンピュータにより実現される。即ち、コンピュータの記憶部には、機器温度推定部１６の機能を実現するための制御プログラムが格納されている。演算処理部は、制御プログラムに基づいて、機器温度推定部１６の機能に関する演算処理を実行する。他の構成は、実施の形態１と同様である。

ここで、機器温度推定部１６の機能をさらに詳細に説明する。機器温度推定部１６は、機器温度検出部１３からＴｍ、Ｔｉ、Ｔｃの値を定期的に取得し、それらの値を時系列パターンとして保存し、その時系列パターンに基づいて今後の温度変化の傾向を推定する。例えば、時刻ｔにおいて、Ｔｍ（ｔ）、Ｔｉ（ｔ）、Ｔｃ（ｔ）が入力されると、機器温度推定部１６は、それらをメモリに記憶する。そして、機器温度推定部１６は、メモリに記憶された過去Ｎ個分の値Ｔｍ（ｔ）、Ｔｉ（ｔ）、Ｔｃ（ｔ）、・・・・・Ｔｍ（ｔ−Ｎ＋１）、Ｔｉ（ｔ−Ｎ＋１）、Ｔｃ（ｔ−Ｎ＋１）から、時刻ｔ＋１における温度Ｔｍ（ｔ＋１）、Ｔｉ（ｔ＋１）、Ｔｃ（ｔ＋１）を推定する。

推定方法としては、様々な方法が適用可能であるが、例えば最小２乗法を用いてもよい。機器保護運行制御部１４は、機器温度推定部１６で求められた温度Ｔｍ（ｔ＋１）、Ｔｉ（ｔ＋１）、Ｔｃ（ｔ＋１）に基づいて、図２又は図３と同様に、運行制御パラメータを決定する。

また、機器温度推定部１６は、将来の温度そのものを推定するのではなく、時系列パターンの特徴を温度変化の傾向として出力してもよい。例えば、記憶された任意の時刻τの温度Ｔｍ（τ）とＴｍ（τ−１）とを比較し、Ｔｍ（τ）＞Ｔｍ（τ−１）となっている回数、即ち温度上昇回数ｊｍをＴｍ（ｔ−Ｎ＋１）からＴｍ（ｔ）について算出してもよい。

この場合、時刻ｔにおける巻上機４の温度Ｔｍ（ｔ）と温度上昇回数ｊｍとが、機器温度推定部１６から出力される。そして、機器保護運行制御部１４は、温度Ｔｍ（ｔ）と温度上昇回数ｊｍとに基づいて運行制御パラメータを決定する。

図５は図４の機器保護運行制御部１４における速度、加速度及び減速度決定動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、簡単のため巻上機４の温度Ｔｍのみを検出する場合について図示した。機器保護運行制御部１４では、現在の温度Ｔｍが許容値ＴＨｍを超えているかどうかが判定される（ステップＳ３１）。そして、Ｔｍ＞ＴＨｍの場合、温度上昇回数ｊｍが第１の閾値ＴＨｊｍ１を超えているかどうかが判定される（ステップＳ３２）。ｊｍ＞ＴＨｊｍ１の場合、ｖ１、ａ１、ｄ１が選択される（ステップＳ３３）。また、ｊｍ≦ＴＨｊｍ１の場合、ｖ２、ａ２、ｄ２が選択される（ステップＳ３４）。

Ｔｍ≦ＴＨｍの場合、温度上昇回数ｊｍが第２の閾値ＴＨｊｍ２を超えているかどうかが判定される（ステップＳ３５）。ｊｍ＞ＴＨｊｍ２の場合、ｖ３、ａ３、ｄ３が選択される（ステップＳ３６）。また、ｊｍ≦ＴＨｊｍ２の場合、ｖ４、ａ４、ｄ４が選択される（ステップＳ３７）。

このようなエレベータ運行制御装置１２では、駆動装置７の温度変化の傾向からエレベータの運行を抑制するので、保護回路が動作する前に、より確実に機器の温度上昇を抑制することができ、機器の温度上昇により運行が停止されるのを抑制し、運行効率の低下を防止することができる。

なお、上記の例では、駆動装置７の温度として、巻上機４の温度Ｔｍ、インバータ５の温度Ｔｉ、及びインバータ制御回路６の温度Ｔｃを検出したが、これらのうちの一部のみの温度を検出してもよい。また、巻上機の温度としては、モータの温度を検出しても、駆動シーブの温度を検出してもよい。さらに、駆動装置の温度として主ロープの温度を検出してもよく、樹脂製の主ロープを用いる場合に、主ロープの熱による損傷を未然に防止することができる。さらにまた、駆動シーブ等の回転体の軸を受ける軸受の温度を検出してもよい。

また、上記の例では、エレベータの運行を抑制するための運行制御パラメータとして、速度ｖ、加速度ａ、減速度ｄ、ジャークｊ、戸開時間ｔｄｏ、戸開速度ｖｄｏ、戸閉速度ｖｄｃ、及び呼び割当可能台数ｃｎを挙げたが、抑制制御の対象はこれらのうちの一部のみであってもよい。また、エレベータの運行を抑制することができれば、他の運行制御パラメータを抑制制御の対象としてもよい。

さらに、上記の例では、機器保護運行制御部１４の機能と運行管理部１５の機能とを１台のコンピュータにより実行したが、別々のコンピュータにより実行してもよい。
さらにまた、機器保護運行制御部の機能を実現する手段は、コンピュータに限るものではなく、例えばアナログ信号処理回路であってもよい。
また、上記の例では、１台の巻上機４によりかご１が昇降されるエレベータ装置を示したが、複数台の巻上機により１台のかごを昇降させるエレベータ装置にもこの発明は適用できる。
さらに、この発明は、かご内負荷に応じて、かごの一定速走行時の速度や加減速度を変更するタイプのエレベータ装置にも適用できる。

Claims (5)

1. 駆動装置の温度を検出する機器温度検出部、
   上記機器温度検出部で検出された温度に応じてエレベータの運行を抑制する機器保護運行制御部、及び
   上記機器温度検出部からの情報に基づいて上記駆動装置の温度変化の傾向を求める機器温度推定部
   を備え、
   上記機器温度推定部は、上記機器温度検出部からの値を定期的に取得し、それらの値を時系列パターンとして保存し、その時系列パターンに基づいて今後の温度変化の傾向を推定し、
   上記機器保護運行制御部は、上記機器温度推定部からの情報に応じてエレベータの運行を抑制するエレベータ運行制御装置。
2. 上記機器保護運行制御部は、上記エレベータの運行を抑制する際、戸開から戸閉までの時間を延長することにより、上記エレベータの運行を遅らせる請求項１記載のエレベータ運行制御装置。
3. 上記機器保護運行制御部は、上記エレベータの運行を抑制する際、戸開速度及び戸閉速度の少なくともいずれか一方を低下させることにより、上記エレベータの運行を遅らせる請求項１記載のエレベータ運行制御装置。
4. 上記機器保護運行制御部は、上記エレベータの運行を抑制する際、呼びの割当を変更することにより、上記エレベータの運行を遅らせる請求項１記載のエレベータ運行制御装置。
5. 上記機器保護運行制御部は、上記エレベータの運行を抑制する際、かごの速度、加減速度及び加加速度の少なくともいずれかを低下させることにより、上記エレベータの運行を遅らせる請求項１記載のエレベータ運行制御装置。

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