JP5014790B2

JP5014790B2 - エレベータの制御装置

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Publication number: JP5014790B2
Application number: JP2006529374A
Authority: JP
Inventors: 益誠柴田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JPWO2007039927A1; KR20070088756A; CN101065311A; EP1930277A4; WO2007039927A1; EP1930277A1; KR100931429B1

Description

この発明は、例えばかご内の負荷等に応じてかごの速度を制御するエレベータの制御装置に関するものである。

従来のエレベータの速度制御装置では、かごの現在位置に対して先行する着床可能な位置を求め、着床可能な位置に応じてかごの速度を制御するものが提案されている。このような従来の速度制御装置では、かご呼びによって行き先階が登録され、登録された行き先階にかごが着床可能か否かが判定される。かごが着床可能であると判断されたときには、かご内の負荷にかかわらず、かごの現在位置及び行き先階に応じた速度パターンが生成される。かごの速度は、生成された速度パターンに従って制御される（特許文献１参照）。

特開平４−２０４６９号公報

しかし、かごの移動を効率良くするために、速度パターンの生成をかご内の負荷によっても変わるようにした場合には、乗客の乗降によりかご内の負荷が変化したときに、かごの最高速度、加速度及び加加速度のうち少なくともいずれかが変更されることとなる。従って、従来の速度制御装置によっては、すべての速度パターンについて、かごの着床可能な位置を求めることができなくなってしまう。

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、かごをより効率良く移動させることができるとともに、かご呼び登録があった行き先階への通常停止が可能か否かをより正確に判定することができるエレベータの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の制御装置は、かご呼び登録に基づいて、かごの次回停止階を設定する次回停止階設定手段、かご内の負荷を検出するための秤装置及び次回停止階設定手段のそれぞれからの情報に基づいて、最高速度、加速度及び加加速度を算出し、算出した最高速度、加速度及び加加速度に基づいて、かごが次回停止階に通常停止するまでの速度パターンを生成し、速度パターンに従ってかごの速度を制御する速度制御器、速度制御器からの情報に基づいて、かごの現在位置からかごを通常停止させるときの減速停止距離を算出する減速停止距離算出手段、及びかごの現在位置に減速停止距離を加算することによりアドバンス位置を算出するアドバンス位置算出手段を備え、次回停止階設定手段は、かご呼び登録があった行き先階の位置とアドバンス位置とを比較することにより、次回停止階を設定するようになっている。

この発明の実施の形態１によるエレベータを示す模式的な構成図である。図１の速度制御器によって生成されるかごの速度パターンの一例を示すグラフである。図２の時刻T1までにかご呼び登録が行われた場合にかごの減速停止距離を算出するためのかごの速度及び加速度の時間的変化を示すグラフである。図１の制御装置の演算動作を示すフローチャートである。図４のモード１の演算動作を示すフローチャートである。図４のモード２の演算動作を示すフローチャートである。図４のモード３の演算動作を示すフローチャートである。図４のモード４の演算動作を示すフローチャートである。図４の演算動作によって算出されるかごの現在位置及びアドバンス位置の時間的変化を示すグラフである。

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によるエレベータを示す模式的な構成図である。図において、昇降路１内には、かご２及び釣合おもり３が昇降可能に設けられている。昇降路１の上部には、かご２及び釣合おもり３を昇降させるための巻上機（駆動装置）４が設けられている。巻上機４は、モータを含む巻上機本体５と、巻上機本体５により回転される駆動シーブ６とを有している。駆動シーブ６には、複数本の主索７が巻き掛けられている。かご２及び釣合おもり３は、各主索７により昇降路１内に吊り下げられている。かご２及び釣合おもり３は、駆動シーブ６の回転により昇降路１内を昇降される。

巻上機本体５には、駆動シーブ６の回転に応じた信号を発生するエンコーダ（検出器）８が設けられている。また、かご２には、かご２内の重量を負荷として検出するための秤装置９が設けられている。エンコーダ８及び秤装置９のそれぞれからの情報は、エレベータの制御装置１０へ伝送される。

制御装置１０は、巻上機４の駆動を制御することによりかご２の速度を制御する速度制御器１１と、速度制御器１１からの情報に基づいて、かご２の現在位置SYNCから、巻上機本体５のモータの減速動作によってかご２を停止させるとき（即ち、かご２を通常停止させるとき）の減速停止距離を算出する減速停止距離算出手段１２と、減速停止距離算出手段１２によって算出された減速停止距離をかご２の現在位置SYNCに加算することによりかご２の減速停止位置（アドバンス位置ADVN）を算出するアドバンス位置算出手段１３と、アドバンス位置算出手段１３からの情報及びかご呼び登録の情報に基づいて、かご２の次回停止階を設定する次回停止階設定手段１４とを有している。

制御装置１０は、演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ及びＲＡＭ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。速度制御器１１、減速停止距離算出手段１２、アドバンス位置算出手段１３及び次回停止階設定手段１４の機能は、制御装置１０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、速度制御器１１、減速停止距離算出手段１２、アドバンス位置算出手段１３及び次回停止階設定手段１４の機能を実現するためのプログラムが格納されている。また、演算式のデータ、エンコーダ８や秤装置９等の情報も、記憶部に格納される。演算処理部は、記憶部に格納されたプログラムに基づいて、制御装置１０の機能に関する演算処理を実行する。

速度制御器１１は、秤装置９及び次回停止階設定手段１４のそれぞれからの情報に基づいて、かご２が次回停止階に通常停止するまでのかご２の速度の時間的変化を速度パターンとして生成する。即ち、速度制御器１１は、かご２内の負荷と次回停止階の位置とに基づいて、最高速度、加速度及び加加速度を演算により求め、求めた最高速度、加速度及び加加速度に基づいて、かご２の速度パターンを生成する。また、速度制御器１１は、エンコーダ８からの情報に基づいて、かご２の速度を検出し、検出したかご２の速度が速度パターンに従うように、インバータ１５を介して巻上機本体５を制御する。

減速停止距離算出手段１２及びアドバンス位置算出手段１３は、減速停止距離及びアドバンス位置をそれぞれ一定の演算周期で常時求めるようになっている。

次回停止階設定手段１４は、アドバンス位置算出手段１３によって算出されたかご２のアドバンス位置ADVNと、かご呼び登録があった行き先階の位置とを比較することにより、かご２の次回停止階を設定するようになっている。即ち、次回停止階設定手段１４は、かご２のアドバンス位置ADVNが行き先階よりもかご２の現在位置から先に進んでいるときに、行き先階を次回停止階の対象から除外し、かご２のアドバンス位置ADVNが行き先階と同位置か、あるいはアドバンス位置ADVNがかご２に対して行き先階よりも手前にあるときに、行き先階を次回停止階の対象の候補とする。次回停止階の対象の候補のうち、かご２に最も近い行き先階が次回停止階とされる。

図２は、図１の速度制御器１１によって生成されるかご２の速度パターンの一例を示すグラフである。図に示すように、速度制御器１１によって生成される速度パターンでは、かご２の移動が開始されてから、かご２が通常停止されるまでに、かご２の速度が時刻T3で最高速度V0に達するように設定されている。即ち、かご２は、移動の開始から時刻T3になるまでは加速され、時刻T3を経過した後、かご２が通常停止されるまでは減速されるように速度パターンが設定されている。

また、速度パターンでは、かご２の速度が時刻T3で最高速度V0になるように、かご２の加速度が時間の経過とともに大きくなる起動ジャーク時間、かご２の加速度が一定になる一定加速時間、及びかご２の加速度が時間の経過とともに小さくなる加速丸め時間が設定されている。また、起動ジャーク時間から一定加速時間に移行するときの時刻がT1とされ、一定加速時間から加速丸め時間に移行するときの時刻がT2（T2＞T1）とされている。

さらに、速度パターンでは、時刻T3からかご２が通常停止されるまでの間に、かご２の移動方向と逆方向への加速度（減速度）が時間の経過とともに大きくなる減速丸め時間、かご２の減速度が一定になる一定減速時間、及びかご２の減速度が時間の経過とともに小さくなる着床ジャーク時間が設定されている。また、減速丸め時間から一定減速時間に移行するときの時刻がT4とされ、一定減速時間から着床ジャーク時間に移行するときの時刻がT5（T5＞T4）とされている。

かご２の移動が開始されてから、かご２が通常停止されるまでの距離は、図２のQ2-K2-L2-Q2で囲まれた範囲の面積で表される。

次に、制御装置１０の動作について説明する。かご２がいずれかの階床に停止しているときに、かご呼び登録が行われると、次回停止階設定手段１４によって、かご呼び登録があった行き先階のうち、かご２に最も近い行き先階が次回停止階として設定される。この後、かご２の現在位置から次回停止階に通常停止するまでのかご２の速度パターンが速度制御器１１によって生成される。このときの速度パターンは、かご２の移動が開始されるときのかご２内の負荷に応じた速度パターンとされている。

この後、かご２は、生成された速度パターンに従って速度を変化させながら、次回停止階まで速度制御器１１の制御により移動される。このとき、速度制御器１１は、エンコーダ８からの情報によってかご２の速度を常時検出し、かご２の速度が速度パターンに従うように、駆動シーブ６の回転速度を制御する。

かご２が移動されているときに、かご呼び登録が行われた場合には、速度パターンにおける時間帯に応じて設定された互いに異なる４つの演算モードMOD（モード１〜４）のうち、かご呼び登録が行われた時刻に対応する演算モードMODによって、減速停止距離及びアドバンス位置がそれぞれ算出される。

即ち、減速停止距離及びアドバンス位置は、かご呼び登録が行われたときの時刻が時刻T1までの時間（起動ジャーク時間）内にある場合には、モード１の演算動作によって算出され、時刻T1から時刻T2までの時間（一定加速時間）内にある場合には、モード２の演算動作によって算出され、時刻T2から時刻T3までの時間（加速丸め時間）内にある場合には、モード３の演算動作によって算出され、時刻T3からかご２が通常停止するまでの時間内にある場合には、モード４の演算動作によって算出される。

図３は、図２の時刻T1までにかご呼び登録が行われた場合にかご２の減速停止距離を算出するためのかご２の速度及び加速度の時間的変化を示すグラフである。図に示すように、例えば、起動ジャーク時間内にかご呼び登録が行われたときには、起動ジャーク時間Tjが終了した後、加速丸め時間Taに直接移行し、減速丸め時間Tdが終了した後、着床ジャーク時間Tlに直接移行する。かご２の減速停止距離は、図３のJ1-K1-Q1-J1で囲まれる範囲の面積で表される。即ち、モード１の演算動作は、図３のJ1-K1-Q1-J1で囲まれる範囲の面積を求めて、減速停止距離を算出し、かご２の現在位置に減速停止距離を加算することにより、アドバンス位置を算出する演算動作を意味している。なお、この例では、加速丸め時間Taが開始するときのかご２の加速度をαaとし、減速丸め時間Tdが終了するときのかご２の加速度をαdとしている。

次に、制御装置１０のアドバンス位置を算出するときの演算動作について説明する。図４は、図１の制御装置１０の演算動作を示すフローチャートである。なお、制御装置１０の演算動作は、一定の周期で常時行なわれる。図に示すように、制御装置１０では、まず、かご２が停止しているか否かが速度制御器１１によって判定される（Ｓ１１）。かご２が停止している場合には、かご２の移動が開始されるスタート位置STAT及びアドバンス位置ADVNのそれぞれに、かご２の現在位置SYNCを初期値として設定する（Ｓ１２）。また、カウンタTCに０を初期値として設定し（Ｓ１３）、アドバンス位置ADVNを算出するための演算モードMODにモード１を初期値として設定する（Ｓ１４）。この後、モード１の演算を行って、演算動作が終了する。

かご２が停止していない場合には、かご２の移動が開始された後であるので、アドバンス位置ADVN、スタート位置STAT、カウンタTC及び演算モードMODには、前回までの演算動作による値が設定されている。この場合には、アドバンス位置ADVNが、かご呼び登録があった行き先階の位置STOP以上になっているか否かが次回停止階設定手段１４によって判定される（Ｓ１５）。アドバンス位置ADVNが行き先階の位置STOPよりも大きい場合には、かご２が行き先階の位置STOPに停止することができないので、演算動作が終了する。

アドバンス位置ADVNが行き先階の位置STOPよりも小さい場合には、カウンタTCに１が次回停止階設定手段１４によって加算される（Ｓ１６）。この後、演算モードMODがモード１であるか否かが速度制御器１１によって判定される（Ｓ１７）。モード１である場合には、モード１の演算を行って（Ｓ３０）、演算動作が終了する。

モード１でない場合には、演算モードMODがモード２であるか否かが速度制御器１１によって判定される（Ｓ１８）。モード２である場合には、モード２の演算を行って（Ｓ４０）、演算動作が終了する。

モード２でない場合には、演算モードMODがモード３であるか否かが速度制御器１１によって判定される（Ｓ１９）。モード３である場合には、モード３の演算を行って（Ｓ５０）、演算動作が終了する。

モード３でない場合には、演算モードMODがモード４であるか否かが速度制御器１１によって判定される（Ｓ２０）。モード４である場合には、モード４の演算を行って（Ｓ６０）、演算動作が終了する。モード４でない場合には、そのまま演算動作が終了する。

次に、モード１の演算動作について説明する。図５は、図４のモード１の演算動作（Ｓ３０）を示すフローチャートである。図に示すように、まず、カウンタTCの時刻が時刻T1以上であるか否かが判定される（Ｓ３１）。カウンタTCの時刻が時刻T1よりも小さい場合には、かご２の移動が開始されてから、かご２が通常停止されるまでの距離BIASは、図３のJ1-K1-Q1-J1で囲まれる範囲の面積で表されるので、式（１）により求められる。

BIAS=(1/6)(αa・Tj²-αa・Ta²-αd・Td²+αd・Tl²)
+(1/2)αa(Tj+Ta)(Ta+Td) …（１）

この後、式（１）で求められた距離BIAS及びかご２のスタート位置STATを用いて、アドバンス位置ADVNが式（２）により求められ（Ｓ３２）、演算動作が終了する。

ADVN=STAT+BIAS …（２）

カウンタTCの時刻が時刻T1以上である場合には、起動ジャーク時間内での演算ではないので、演算モードMODがモード２とされ（Ｓ３３）、演算動作が終了する。

次に、モード２の演算動作について説明する。図６は、図４のモード２の演算動作（Ｓ４０）を示すフローチャートである。図に示すように、まず、カウンタTCの時刻が時刻T2以上であるか否かが判定される（Ｓ４１）。カウンタTCの時刻が時刻T2よりも小さい場合には、図２の一定加速時間（時刻T1から時刻T2までの時間）内にカウンタTCの時刻が属しているので、アドバンス位置ADVNは、カウンタTCの時刻におけるかご２の速度をＶとすると、式（３）により求められる（Ｓ４２）。

ADVN=(V+(1/2)αa・Ta)(Ta+Td)+(1/6)(-αa・Ta²-αd・Td²+αd・Tl²)
+(1/2)αd(V+(1/2)αa・Ta-(1/2)αd・Td-(1/2)αd・Tl)
+(1/2)Tl(V+(1/2)αa・Ta-(1/2)αd・Td-(1/2)αd・Tl) …（３）

一方、カウンタTCの値が時刻T2以上である場合には、一定加速時間内での演算ではないので、演算モードMODがモード３とされ（Ｓ４３）、演算動作が終了する。

次に、モード３の演算動作について説明する。図７は、図４のモード３の演算動作（Ｓ５０）を示すフローチャートである。図に示すように、まず、カウンタTCの時刻が時刻T3以上であるか否かが判定される（Ｓ５１）。カウンタTCの時刻が時刻T3よりも小さい場合には、図２の加速丸め時間（時刻T2から時刻T3までの時間）内にカウンタTCの時刻が属しているので、かご２の速度は常に図２の速度パターンに従う。従って、かご２のスタート位置STATから、かご２が通常停止するまでの距離は、常に、図２のQ2-K2-L2-Q2で囲まれた範囲の面積となる。従って、この場合には、アドバンス位置ADVNは、一定加速時間が終了したとき（時刻T2）の位置で一定となり、時間が経過しても変化しない。これにより、カウンタTCの時刻が時刻T3よりも小さい場合には、そのまま演算動作が終了する。

カウンタTCの時刻が時刻T3以上である場合には、加速丸め時間内での演算ではないので、演算モードMODがモード４とされ（Ｓ５２）、演算動作が終了する。

次に、モード４の演算動作について説明する。図８は、図４のモード４の演算動作（Ｓ６０）を示すフローチャートである。図に示すように、演算モードMODがモード４にされているときには、カウンタTCの時刻は、かご２が最高速度（定格速度）V0で移動しているときの時刻、あるいはかご２が減速しているときの時刻のいずれかになっている。このときの減速停止距離DSLRは、図２のJ2-K2-L2-J2で囲まれた範囲の面積で一定となるので、式（４）により求められる。

DSLR=V0・Td-(1/6)αd・Td²+(1/2)αd・t²+(1/2)αd・Tl・t+(1/6)αd・Tl²…（４）

なお、tは、時刻T4から時刻T5までの一定減速時間である。

また、アドバンス位置ADVNは、かご２の現在位置SYNC及び減速停止距離DSLRを用いて、式（５）により求められる。

ADVN=SYNC+DSLR …（５）

従って、演算モードMODがモード４にされているときには、式（５）によりアドバンス位置ADVNが算出されて（Ｓ６１）、演算動作が終了する。

図９は、図４の演算動作によって算出されるかご２の現在位置SYNC及びアドバンス位置ADVNの時間的変化を示すグラフである。図に示すように、起動ジャーク時間内（かご２の移動開始から時刻T1までの時間内）あるいは加速丸め時間内（時刻T2から時刻T3までの時間内）にカウンタTCの時刻が属しているときには、アドバンス位置が一定となり、一定加速時間内（時刻T1から時刻T2までの時間内）にカウンタTCの時刻が属しているときには、アドバンス位置ADVNとかご２の現在位置SYNCとの間の減速停止距離が時間の経過とともに大きくなり、加速丸め時間が終了してから、かご２が通常停止するまでの時間内にカウンタTCの時刻が属しているときには、アドバンス位置ADVNとかご２の現在位置SYNCとの間の減速停止距離DSLRが一定になる。

図９において、例えば、カウンタTCの時刻TnにおいてN階の行き先階のかご呼びが発生したときには、アドバンス位置ADVNが既にN階の位置よりも先に進んでいるので、かご２は、かご呼びに応えずN階を通過する。これに対し、カウンタTCの時刻TnにおいてN+1階の行き先階のかご呼びが発生したときには、アドバンス位置ADVNがN+1階の位置よりも手前にあるので、かご２は、かご呼びに応えてN+1階に通常停止する。

このようなエレベータの制御装置では、速度制御器１１がかご２内の負荷及び次回停止階の位置のそれぞれに基づいて、最高速度、加速度及び加加速度を算出し、算出した最高速度、加速度及び加加速度に基づいて、かご２の速度パターンを生成するようになっており、アドバンス位置算出手段１３は、かご２の減速停止距離をかご２の現在位置に加算することによりアドバンス位置ADVNを算出し、次回停止階設定手段１４は、かご呼び登録があった行き先階の位置と、かご２のアドバンス位置ADVNとを比較することにより、次回停止階を設定するようになっているので、かご２内の負荷が乗客の乗降により変化して、かご２の速度パターンが変更された場合であっても、速度パターンに応じてアドバンス位置ADVNをより正確に求めることができる。これにより、かご２をより効率良く移動させることができるとともに、かご呼び登録があった行き先階への通常停止が可能か否かをより正確に判定することができる。

なお、減速停止距離算出手段１２は、かご２内の負荷及び次回停止階の位置の少なくともいずれか一方に応じた減速停止距離を初期値として設定するようになっていてもよい。このようにすれば、かご２を効率良く移動させることができるとともに、かご２の速度パターンが変更された場合であっても、変更された速度パターンに応じた減速停止距離を算出することができる。

また、減速停止距離算出手段１２は、速度制御器１１において設定された最低の減速度によって減速停止距離を算出し、算出した減速停止距離を初期値（最低値）として設定するようになっていてもよい。この場合、減速停止距離の初期値は、かご２の移動が開始されるときに設定される。このようにすれば、かご２の移動開始時に減速停止距離の初期値を最大にすることができるので、かご２の移動が開始された後に、速度制御器１１によって最高速度、加速度及び加加速度が小さくなるように速度パターンが変更された場合であっても、かご２が減速できずに次回停止階の位置を行き過ぎることを防止することができる。

また、減速停止距離算出手段１２は、巻上機本体５のモータに供給される電流（モータ電流）を測定する電流検出器からの情報に基づいて、かご２の減速停止距離を算出するようになっていてもよい。また、減速停止距離算出手段１２は、モータへのトルク指令を発生するトルク指令装置からの情報に基づいて、かご２の減速停止距離を算出するようになっていてもよい。これらのようにすれば、かご２の減速停止距離をより正確に算出することができ、かご呼び登録があった行き先階への通常停止が可能か否かをより正確に判定することができる。従って、例えばかご２の昇降ロスが大きく、速度パターンに従ってかご２を移動させることができなくなって速度パターンが変更された場合等であっても、変更された速度パターンに応じた減速停止距離をより正確に算出することができる。

また、昇降路１の上下終端部の近傍において昇降路１の底部に向かって連続的に小さくなるように過速度検出レベルが設定され、かご２の速度が過速度検出レベルを超えたときにかご２の移動を強制的に制動する強制減速装置がエレベータに設置されている場合には、減速停止距離算出手段１２は、かご２の速度が過速度検出レベルよりも小さくなるように設定された減速度によって、かご２の減速停止距離を算出するようにするようになっている。この場合、かご２の移動は、巻上機４に搭載されたブレーキ装置を動作させて駆動シーブ６の回転を制動することにより、強制的に制動される。このようにすれば、かご２が終端階に停止されるときに、かご２の速度が過速度レベルを超えることがなくなり、強制減速装置の誤作動を防止することができる。

Claims

かご呼び登録に基づいて、かごの次回停止階を設定する次回停止階設定手段、
上記かご内の負荷を検出するための秤装置及び上記次回停止階設定手段のそれぞれからの情報に基づいて、最高速度、加速度及び加加速度を算出し、算出した上記最高速度、加速度及び加加速度に基づいて、上記かごが上記次回停止階に通常停止するまでの速度パターンを生成し、上記速度パターンに従って上記かごの速度を制御する速度制御器、
上記速度制御器からの情報に基づいて、上記かごの現在位置から上記かごを通常停止させるときの減速停止距離を算出する減速停止距離算出手段、及び
上記かごの現在位置に上記減速停止距離を加算することによりアドバンス位置を算出するアドバンス位置算出手段
を備え、
上記次回停止階設定手段は、上記かご呼び登録があった行き先階の位置と上記アドバンス位置とを比較することにより、上記次回停止階を設定するようになっていることを特徴とするエレベータの制御装置。
上記減速停止距離算出手段は、上記かごの移動を開始するときに、上記かご内の負荷及び上記次回停止階の位置の少なくともいずれか一方に応じた上記減速停止距離を初期値として設定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
上記減速停止距離算出手段は、上記かごの移動を開始するときに、上記速度制御器において設定された最低の減速度による上記減速停止距離を初期値として設定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
上記減速停止距離算出手段は、上記かごを昇降させる巻上機のモータ電流を測定する電流検出器、及び上記モータへのトルク指令を発生するトルク指令装置のそれぞれの情報のうちのいずれかに基づいて、上記減速停止距離を算出するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
昇降路の上下終端部に向かって連続的に小さくなる過速度検出レベルが設定され、上記かごの速度が上記過速度検出レベルを超えたときに、上記かごの移動を強制的に制動する終端階強制減速装置を有するエレベータに設けられたエレベータの制御装置であって、
上記減速停止距離算出手段は、上記かごの速度が上記過速度検出レベルよりも小さくなるように設定された減速度によって、上記減速停止距離を算出するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。