JP5029799B2 - エレベータの着床制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗りかごを目的階に着床させる場合に用いられるエレベータの着床制御装置に関する。

一般に、エレベータの乗りかごや無人運転車両等の移動体では、所定の方法で速度目標値を発生し、その速度目標値に移動体の速度を追従させるといった速度制御が行われる（例えば、特許文献１参照）。

ここで、移動体を減速して所定の位置に停止位置決めをする場合には、移動体から停止位置までの残り距離が所定の値になった時点で、それ以降に刻々と変化する残り距離とその時点での残り距離との比率をその時点で得られる速度目標値に乗じることで、位置決め用としての速度目標値を生成する。

エレベータであれば、前記移動体とは乗りかごのことであり、前記位置決め用の速度目標値とは乗りかごを目的階に着床させるときの目標速度のことである。また、移動体から停止位置までの残り距離を検出するための手段が着床検出板である。

以下に、従来のエレベータの着床制御について説明する。

着床制御は乗りかごが着床検出板を横切った時点から開始される。そのときの着床速度目標値は、（１）式に基づいて生成される。

Ｖ_dp：着床速度目標値
Ｌ_p ：着床制御開始時の残り距離
ｘ_p ：着床開始時を起点とするかご走行距離
Ｖ_dp0 ：着床制御開始時の速度目標値。

乗りかごの速度制御が理想的に行われていれば、着床速度目標値Ｖ_dpは、時刻をｔとして、（２）式のように表される。

前記（１）式を前記（２）式に代入して、ｔに関する微分方程式を解けば、かご走行距離ｘ_pと着床速度目標値Ｖ_dpが求められる。

前記（３）式により、着床制御開始時以降の乗りかごの走行距離は着床制御開始時の残り距離に等しくなり、乗りかごは所定の位置で停止する。

また、前記（４）式により、着床制御開始時点の速度目標値は時間の経過と共にゼロヘ漸近する。このことは、着床制御開始前の速度目標値と開始後の速度目標値が連続していることを示している。

しかし、このような着床制御にあっては、速度目標値の連続性は満足されているが、加速度レベルの連続性が満足されていない。つまり、前記（１）式を時間微分して加速度目標値を求めた場合には（５）式のようになり、着床制御開始直前の加速度目標値に無関係に決定されることになる。

エレベータでは、乗りかごが目的階に近づくと着床制御に切り替えられ、乗りかごは減速しながら着床検出板を横切ることになる。乗りかごが着床検出板を横切ったとき、つまり、着床制御が開始される時点において、それまでの速度目標値を時間微分して得られる加速度目標値は前記（５）式とは異なる値となる。このことは、加速度目標値に連続性が保たれていないことを意味する。

加速度目標値に連続性が保たれていないと、モータのトルクが急激に変動する。このトルク変動によって生じるショックはロープを介して乗りかごに伝達され、乗り心地を著しく悪化させる原因となる。このため、着床制御開始時の速度目標値と乗りかごの実際の速度から得られる前記（５）式の加速度目標値が、それまでの速度目標値を微分して得られる加速度目標値と等しくなるように、速度目標値を含む各種パラメータを調整しておく必要があった。
特開２００３−３３５４６２号公報

上述したように、従来の着床制御では、着床制御開始時点での加速度目標値の連続性を保つことができなかった。このため、急激なトルク変動が生じて、乗り心地を著しく悪化させていた。

なお、加速度目標値の連続性を保つようにパラメータを調整する方法では、その調整作業が非常に面倒であり、時間を要するといった問題がある。また、パラメータの調整では、加速度目標値の連続性を確実に確保することは困難であるといった問題もある。

本発明はかかる事情に基づきなされたもので、着床制御開始時点での加速度目標値の連続性を保ち、均質で良好な乗り心地を確保すると共に高精度な停止位置決めを実現可能とするエレベータの着床制御装置を提供することを目的とする。

本発明のエレベータの着床制御装置は、移動体である乗りかごの速度を制御して、前記乗りかごを目的階で停止位置決めするエレベータの着床制御装置において、前記乗りかごの現在位置から前記目的階までの残り距離を検出する残り距離検出部と、この残り距離検出部によって検出された残り距離から所定のオフセット値を減じる残り距離補正部と、この残り距離補正部の出力値に基づいて前記乗りかごの速度目標値を発生する速度目標値発生部と、前記乗りかごの速度を検出する速度検出部と、前記乗りかごの減速に関わる所定の加速度目標値の二乗を前記速度検出部の出力値で除算した値が所定の値となった時点でトリガ信号を発生する第１のトリガ信号発生部と、この第１のトリガ発生部によるトリガ信号の発生後に得られる前記残り距離補正部の出力値に前記オフセット値を加算した結果を、当該トリガ信号発生時点で得られる前記残り距離補正部の出力値に前記オフセット値を加算した結果で除算すると共に、その除算結果に当該トリガ信号発生時点で得られる前記速度目標値発生部の出力値を乗算して、着床制御用の速度目標値を生成する第１の着床速度目標値生成部と、この第１の着床速度目標値生成部によって生成された速度目標値に基づいて前記乗りかごの速度を制御する速度制御部とを具備して構成される。

本発明によれば、面倒なパラメータの調整作業を必要とせずに、着床制御開始時点での加速度目標値の連続性を保つことができる。これにより、エレベータの乗りかごを目的階に着床させる際に、均質で良好な乗り心地を確保しながら、高精度に停止位置決めをすることができる。

はじめに、本発明の基本的な原理について説明する。
今、加速度目標値を積分して速度目標値を生成し、その生成された速度目標値に乗りかごを追従させるエレベータシステムを考える。乗りかごが減速しながら目的階に接近し、着床制御が開始された時、もしくは、その直前の加速度目標値をα_dp0 とする。

前記（１）式で計算される着床制御開始時の加速度目標値を前記α_dp0 に一致させる仮想残り距離Ｌ_pαは、前記（５）式により（６）式のように表される。

また、前記仮想残り距離Ｌ_pαに基づいて着床速度目標値Ｖ_dpを（７）式で与える。

このとき、着床制御用の加速度目標値α_dpは、前記（７）式の両辺を時間微分することにより、（８）式のようになる。

さらに、ジャーク目標値Ｊ_dpは、（９）式で与えられる。ただし、α_p は乗りかごの加速度である。なお、ジャーク（ｊｅｒｋ）とは、加速度の時間微分であり、単位時間当たりの加速度の増加／減少率のことである。

前記（８）式および（９）式から、（１０）式の関係が成立する。

ここで、着床制御開始時の乗りかごの加速度をα_p0とする。αを正の所定値とすると、加速度目標値は−αである。したがって、着床制御開始時の着床速度目標値から求まる着床ジャーク目標値Ｊ_p0と減速時のかご速度ｖとの間には、（１１）式のような関係が成立する。

前記加速度α_p0は、乗りかごが減速しながら目的階に接近するときの加速度α_dの値つまり着床制御開始時点の値である。よって、乗りかごの減速期間中において、かご速度ｖおよび加速度α_d を検出し、（１２）式が成立した時点で着床制御を開始すれば、この時点でのかご速度がｖ_p0であり、加速度目標値−αに連続性を与える仮想残り距離Ｌ_pαは前記（６）式により求めることができる。

なお、乗りかごが減速するときの速度目標値は、加速度目標値−αを一定として生成されるので、速度制御により着床制御開始時のかご加速度はほぼ−αに収束している。このため、前記（１２）式に代えて、（１３）式で着床制御を開始することでも良い。このようにすれば、かご加速度α_d の検出は不要となり、システムが簡便になる。

このように、着床制御の開始を前記（１２）式もしくは前記（１３）式で決定すれば、ジャーク目標値Ｊ_p0を所定の値に設定して、着床制御開始時のモータのトルク変動を一定とすることができる。モータのトルク変動が一定であれば、ロープの張力変動もほぼ一定であり、エレベータに均質な乗り心地を与えることができる。

次に、残り距離オフセットΔＬ_p について説明する。
今、残り距離オフセットΔＬ_pを（１４）式で定義する。

Ｌ_p は着床制御開始時の残り距離であるから、前記（１２）式もしくは前記（１３）式が成立する時点の残り距離である。

ここで、加速度目標値が連続となる仮想残り距離Ｌ_pαを前記（６）式で求めるために、任意の出発階から適当な目的階まで乗りかごを調整運転する。その際、前記（１２）式もしくは前記（１３）式が成立する時点で、前記（７）式に基づく着床制御を行うものとする。

この調整運転により、着床制御開始時点の残り距離Ｌ_p0、乗りかごの速度ｖ_p0、速度目標値Ｖ_dp0 および加速度目標値−α(＝α_dp0 ）が得られる。したがって、Ｌ_p0およびＬ_pαを前記（１４）式に代入すれば、残り距離オフセットΔＬ_p を（１５）式のように求めることができる。

この残り距離オフセットΔＬ_p を直ちに適用し、着床速度目標値Ｖ_dpを（１６）式により計算して着床制御を実施する。

なお、この調整運転では、着床制御開始時点の加速度目標値は連続となるが、乗りかごが停止位置をΔＬ_p だけ行き過ぎることは言うまでもない。

次に、この調整運転で得られた残り距離オフセットΔＬ_p を残り距離データから減じて速度制御を行うと、これ以降の運転では出発階から目的階までの目標距離がΔＬ_p だけ短くなる。すると、前記（１２）式もしくは前記（１３）式が成立して、着床制御が開始されるときの残り距離Ｌ_p がΔＬ_p だけ長くなる。つまり、このときの残り距離Ｌ_p が（１７）式のようになる。

ここで、着床速度目標値Ｖ_dpを前記（１）式で与えると、前記（１７）式により、以下のようになる。

一方、前記（１５）式により、仮想残り距離Ｌ_pαは（１９）式のように表せる。

したがって、残り距離オフセットΔＬ_p を目標距離から減じて速度制御を行う運転の場合には、Ｌ_p ＝Ｌ_pαとなり、そのときの残り距離オフセットΔＬ_p はゼロとなる。

つまり、速度制御に使用する乗りかごの残り距離データからΔＬ_p を減じて速度制御を行い、前記（１２）式もしくは前記（１３）式が成立する時点で前記（７）式に基づく着床制御で停止位置決めを実施すれば、着床制御開始時点で加速度目標値が連続になると共に、乗りかごが停止すべき位置で着床速度目標値をゼロに収束させることが可能となる。これにより、減速度の緩和から停止に至る着床制御において、良好で均質な乗り心地を提供でき、しかも精度の高い停止位置決めを行うことができる。

ところで、実際のエレベータでは、乗りかごの速度が速い場合と遅い場合とで速度検出器を使い分けることが一般的である。具体的には、乗りかごの速度が早い場合には、距離分解能の低いガバナの信号が用いられる。また、乗りかごが低速状態で着床検出板を横切った場合など、高精度な位置情報が必要となった場合には、モータの回転軸に取付けられたレゾルバやパルスジェネレータの信号が用いられる。

これまでの説明で注目すべきことは、前記（１２）式が残り距離Ｌ_pαに依存しておらず、着床制御の開始時に距離分解能の低いガバナの信号を用いることが可能な点にある。すなわち、着床制御が開始されると、乗りかごは減速度を弱めながら着床検出板を横切ることになる。その際、着床検出板の取付け位置は既知であることから、その取付け位置と目的階との間の距離に基づいて正確な残り距離を求めることができる。

一方、例えば距離分解能の高いレゾルバの信号を用いれば、高精度な停止位置決めが可能になる。以下では、前記（１２）式もしくは前記（１３）式が成立して着床制御が開始され、乗りかごが着床検出板を横切った時点でガバナの信号からレゾルバの信号に切り替えられて、残り距離を検出する場合について説明する。

着床検出板の取付け位置からの高さをＬ_t 、切替発生時点の乗りかごの速度をｖ_t0、速度目標値をＶ_dt0 、加速度目標値をα_dt0 として、着床速度目標値Ｖ_dtを以下のように生成する。

ここで、ｘ_t ：切替発生後のかご走行距離である。

なお、以下の説明において、前記（２０）式および前記（２１）式で定義される速度目標値は、オフセット量ΔＬ_p の設定の有無にかかわらず、連続性を有するものとする。

今、初期状態を考える。トリガ開始時点での速度目標値Ｖ_dt0 は前のステップの最終値であることから、残り距離オフセットΔＬ_p が設定されていれば、前記（１８）式に従って（２２）式のようになる。

また、加速度目標値α_dt0 は前記（１８）式の両辺を時間微分して、（２３）式のようになる。

また、前記（２０）式と前記（２３）式により、（２４）式のようになる。

よって、前記（２２）式によりΔＬ_t ＝０となる。ΔＬ_t ＝０であれば、前記（２１）式は、（２５）式のようになる。

前記（２２）式の関係から、（２６）式のように表せる。

ここで、かご走行距離ｘ_p は（２７）式で表せる。したがって、前記（２６）式は（２７）式のように変形されて、前記（１８）式に一致する。つまり、入力信号を残り距離オフセットを含む（Ｌ_p −ｘ_p ）から（Ｌ_t −ｘ_t ）に切替えたにもかかわらず、着床速度目標値がそのまま指数関数的に延長されることになる。

一方、残り距離オフセット量ΔＬ_p が設定されていなければ、前記（１６）式から着床検出板を乗りかごが横切ったときの速度目標値Ｖ_dt0 および加速度目標値α_dt0 は、以下のようになる。

ここで、前記（２０）式に前記（３０）式を代入すると、（３１）式のようになる。前記（２９）式の関係から、ΔＬ_t ＝ΔＬ_p を得る。

したがって、前記（２１）式は（３２）式のように表せる。

この（３２）式は前記（２９）式を用いて、（３３）式のように変形できる。

ここで、上式は前記（２７）式の関係から、（３４）式のように表すことができ、前記（１６）式に一致する。

以上のことから、オフセット量ΔＬ_p の設定の有無にかかわらず、前記（２０）式および前記（２１）式で定義される着床速度目標値Ｖ_dtは、着床検出板を乗りかごが横切る前で算出された着床速度目標値に対して連続性を有することになる。

要するに、前記（１２）式もしくは前記（１３）式が成立した時点で、前記（１６）式の着床速度目標値Ｖ_dp で着床制御を開始すると共に、乗りかごが着床検出板を横切った時点から前記（２１）式の着床速度目標値Ｖ_dt で着床制御を行えば良い。

具体的には、前記（１２）式に従って、減速に関わる所定の加速度目標値と加速度値の積をかご速度で除算した値が所定の値となった時点でトリガ信号を発生する。もしくは、前記（１３）式に従って、加速度目標値の二乗をかご速度で除算した値が所定の値となった時点でトリガ信号を発生する。

そして、前記（１６）式に従って、トリガ信号の発生後に得られる残り距離にオフセット値を加算した結果を、当該トリガ信号発生時点で得られる残り距離にオフセット値を加算した結果で除算すると共に、その除算結果に当該トリガ信号発生時点で得られる速度目標値を乗算することにより、着床制御用の速度目標値を生成する。また、乗りかごが着床検出板を横切った時点からは、トリガ信号の発生後に得られる残り距離にオフセット値を加算した結果を、着床検出部と目的階との間の距離にオフセット値を加算した結果で除算すると共に、その除算結果に当該トリガ信号発生時点で得られる前記前記（１６）式の速度目標値を乗算することにより、着床制御用の速度目標値を生成する。

このようして得られる速度目標値に基づいて、着床開始時点での乗りかごの速度を制御することにより、加速度目標値の連続性を保ちながら、均質で良好な乗り心地を確保して、乗りかごを目的階に精度良く停止位置決めすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。

（第１の実施形態）
（ａ）全体構成
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの着床制御装置の構成が全体として符号１０で示されている。

この着床制御装置１０は、建物の昇降路内をガイドレール１２に沿って上下方向に移動する移動体１４と、この移動体１４を駆動するための機構として、第１のロープ１６、第１のシーブ１８、セカンダリーシーブ２０、重量部（カウンタウェイト）２２、巻上機２４、第２のロープ２６、第２のシーブ２８、シーブ案内部３０などが設けられている。

第１のロープ１６は、建物の最上部に設置された第１のシーブ１８およびセカンダリーシーブ２０に巻き掛けられており、その一端は移動体１４の上部、他端は重量部２２の上部に取り付けられている。一方、第２のロープ２６は、建物の最下部に設置された第２のシーブ２８に巻き掛けられており、その一端は移動体１４の下部、他端は重量部２２の下部に取り付けられている。

第１のシーブ１８は、巻上機２４の回転軸に取り付けられ、巻上機２４の駆動により回転する。この第１のシーブ１８の回転に伴い、第１のロープ１６を介して移動体１４と重量部２２が互いに上下反対方向に移動する。その際、移動体１４と重量部２２のそれぞれの下部に連結された第２のロープ２６が第２のシーブ２８を介して移動する。

シーブ案内部３０は、第２のシーブ２８を回転自在に支持する軸受け４８と、その軸受け４８を両側から挟み込むように配置され、第２のシーブ２８を上下方向に案内するシーブガイド４９とで構成されている。なお、前記シーブガイド４９の下端は建物の最下部の床６５に固定されている。

さらに、この着床制御装置１０には、低精度距離検出部３１、高精度距離検出部３３、着床検出板４３が設けられている。

低精度距離検出部３１は、移動体１４の移動距離をガバナシーブ６８の回転角に基づいて検出する。高精度距離検出部３３は、移動体１４の移動距離を第１のシーブ１８の回転角に基づいて検出する。着床検出板４３は、移動体１４の着床状態を検出するためのものであり、各階の床面から上下両方向に所定の高さ位置に設置されている。

ここで、移動体１４の構成について説明する。
本実施形態において、移動体１４は、かご枠３２、ガイドローラユニット３４、乗りかご３６、サスペンション３８、把持機構４１、着床検出器４５を備える。

かご枠３２は、箱状の乗りかご３６の周囲に設けられており、第１のロープ１６や第２のロープ２６の張力に対して十分な剛性を有する。ガイドローラユニット３４は、このかご枠３２の四隅に配置され、移動体１４を前記ガイドレール１２に沿って案内する。サスペンション３８は、かご枠３２に対して乗りかご３６を支持するため部材であり、かご枠３２を通して乗りかご３６内に侵入するロープ１６，２６の縦振動高周波成分を遮断する役目を兼ねている。

把持機構４１は、移動体１４と調速用のガバナロープ３９とを連結するためのものであり、かご枠３２の所定の箇所に固定設置されている。移動体１４は、この把持機構４１を介してガバナロープ３９に連結されている。

ガバナロープ３９は、建物の最下部側に設けられたテンションシーブ６４と、建物の最上部側に設けられたガバナシーブ６８との間に架設されており、移動体１４と共に移動する。なお、テンションシーブ６４には、所定の張力を付与する錘６２と、このテンションシーブ６４を上下方向にのみ可動とするシーブガイド６６とが設けられている。

また、この移動体１４の下側に着床検出器４５が各階の乗場に向けて設置されている。この着床検出器４５は、各階に設けられた着床検出板４３を移動体１４が横切ったことを検出する。

巻上機２４は、制御装置４２によって回転駆動される電動機４０を備える。電動機４０は、セカンダリーシーブ２０と共にマシンベッド４４に取り付けられ、防振ゴム４６を介して図示せぬ機械室の床４７に設置されている。なお、セカンダリーシーブ２０は、第１のロープ１６の張力により回転自在に取り付けられている。

制御装置４２は、エレベータの制御盤と呼ばれている部分であり、エレベータ全体の制御を行う。この制御装置４２は、コンピュータによって構成され、所定のプログラムの起動により移動体１４（乗りかご３６）の速度制御を含む各種処理を実行する。

（ｂ）制御装置の構成
図２は着床制御装置１０に備えられた制御装置４２の機能構成を示すブロック図である。なお、この図２において、矢印線は信号経路を示し、棒線は電動機４０周辺の電力経路を示している。

制御装置４２は、センサ部５０と、トルク演算部５２と、駆動制御部５４とで構成される。センサ部５０は、低精度距離検出部３１、高精度距離検出部３３、高速速度検出部３５、シーブ周速検出部３７、着床検出部５６を備える。

低精度距離検出部３１は、ガバナシーブ６８の回転軸に直結されたパルスジェネレータ等の回転角検出器６９を備え、この回転角検出器６９から出力されるガバナシーブ６８の回転角に基づいて移動体１４の移動距離を検出する。

高精度距離検出部３３は、第１のシーブ１８の回転軸に直結されたレゾルバ等の回転角検出器７０を備え、この回転角検出器７０から出力される第１のシーブ１８の回転角に基づいて第１のロープ１６の送り量つまり移動体１４の移動距離を検出する。

高速速度検出部３５は、低精度距離検出部３１から出力される移動距離に基づいて、移動体１４が高速で移動しているときの速度を検出する。

シーブ周速検出部３７は、回転角検出器７０から出力される第１のシーブ１８の回転角に基づいて当該シーブ１８の周速を検出する。

着床検出部５６は、図１に示した着床検出板４３と着床検出器４５を備え、移動体１４の移動時に着床検出板４３を横切ったときに着床検出器４５から出力されるパルス信号に基づいて、当該移動体１４が停止階床の床面に所定の距離まで接近したことを検出する。本実施形態において、この着床検出部５６は第２のトリガ信号発生部として用いられる。

トルク演算部５２は、速度目標値発生部５８と速度制御部６０を備える。

速度目標値発生部５８は、センサ部５０から出力される各信号に基づいて移動体１４が昇降動作するときの速度目標値を発生する。なお、この速度目標値発生部５８の構成については、後に図３を参照して詳しく説明する。速度制御部６０は、この速度目標値発生部５８とシーブ周速検出部３７の出力信号に基づき電動機４０に対するトルク指令値を演算する。

また、駆動制御部５４は、トルク演算部５２で演算されたトルク司令値に基づいて電動機４０のコイル励磁電流を制御する。

（ｃ）速度目標値発生部の構成
図３は着床制御装置１０に備えられた速度目標値発生部５８の詳細な構成を示すブロック図である。

速度目標値発生部５８は、目標距離設定部７２、減算器７４、残り距離オフセット設定部７６、減算器７８、加速・減速用速度目標値発生部８０、ジャーク設定部８２、トリガ発生部８４、加速度目標値演算部８６、データホルダ８８、第１のオフセット発生部９０、第１の着床速度目標値生成部９２、切替えスイッチ９４を備える。

目標距離設定部７２は、乗りかご３６内の図示せぬ行先ボタンの操作に伴い、出発階から目的階までの目標距離を設定する。

減算器７４は、目標距離設定部７２によって設定された目標距離から低精度距離検出部３１から出力される移動距離を減算して、移動体１４の目的階までの残り距離Ｌを算出する。この減算器７４は、残り距離検出部として用いられる。

残り距離オフセット設定部７６は、上述した調整運転後に前記（１５）式により求まる残り距離オフセットΔＬ_p を設定する。なお、調整運転時には、前記残り距離オフセット設定部７６にはゼロが設定されている。

減算器７８は、減算器７４から出力される残り距離Ｌから残り距離オフセット設定部７６の残り距離オフセットΔＬ_pを減算して仮想残り距離Ｌ_pαを算出する。この減算器７８は、残り距離補正部として用いられる。

加速・減速用速度目標値発生部８０は、減算器７８の出力つまり仮想残り距離Ｌ_pαに基づいて着床制御が開始される以前の速度目標値を生成して出力すると共に、減速時には減速中であることを示す減速フラグ信号を出力する。

ジャーク設定部８２は、着床制御開始時の着床ジャーク目標値Ｊ_p0を設定する。

トリガ発生部８４は、加速・減速用速度目標値発生部８０の減速フラグ信号が減速中であれば、前記（１３）式に基づいて着床制御開始のためのトリガ信号を発生する。このトリガ発生部８４は、第１のトリガ信号発生部として用いられる。

加速度目標値演算部８６は、速度目標値発生部５８から出力される速度目標値を時間微分して加速度目標値α_l を算出する。

データホルダ８８は、トリガ発生部８４からトリガ信号が出力されたときのタイミングで、その時点における加速・減速用速度目標値発生部８０、減算器７８、高速速度検出部３５および加速度目標値演算部８６の各出力値を記憶する。

第１のオフセット発生部９０は、データホルダ８８に記憶された各出力値に基づいて前記（１５）式を演算し、残り距離オフセットΔＬ_p を算出する。

第１の着床速度目標値生成部９２は、減算器７８の出力値、前記加速・減速用速度目標値発生部８０および減算器７８に関する前記データホルダ８８の出力値および前記第１のオフセット発生部９０の出力値に基づいて前記（１６）式を演算し、移動体１４が目的階の着床検出板４３を横切るまでの着床制御用の速度目標値を出力する。

切替えスイッチ９４は、トリガ信号の発生前は加速・減速用速度目標値発生部８０の出力値を選択し、トリガ信号の発生以降は第１の着床速度目標値生成部９２の出力値を選択する。

さらに、速度目標値発生部５８は、データホルダ９６、第２のオフセット発生部９８、第２の着床速度目標値生成部１００、切替えスイッチ１０２を備える。これらは、移動体１４（乗りかご３６）が目的階の手前の着床検出板４３を通過した後の着床制御で用いられるものである。

データホルダ９６は、着床検出部５６から検出信号が出力されたときのタイミングで、切替えスイッチ９４、シーブ周速検出部３７および前記加速度目標値演算部８６の各出力値を記憶する。

第２のオフセット発生部９８は、データホルダ９６に記憶された各出力値に基づいて前記（２０）式を演算し、残り距離オフセットΔＬ_t を算出する。

第２の着床速度目標値生成部１００は、高精度距離検出部３３の出力値と、切替えスイッチ９４によるデータホルダ９６の出力値および残り距離オフセット発生部９８の出力値に基づいて前記（２１）式を演算し、移動体１４が目的階の手前の着床検出板４３を横切った以降の着床制御用の速度目標値を算出する。

切替えスイッチ１０２は、着床検出部５６から検出信号が出力される前は切替えスイッチ９４の出力値を選択し、検出信号の出力以降は第２の着床速度目標値生成部１００の出力値を選択する。なお、第２の着床速度目標値生成部１００が前記（２１）式を演算する際に必要となる着床検出板４３の取付け位置からの高さＬ_t は既知であることは言うまでもない。

（ｄ）動作説明
次に、エレベータの着床制御装置の動作について説明する。

［調整運転］
まず、残り距離オフセットΔＬ_pを求めるために調整運転が行なわれる。今、本装置が調整運転で待機状態にあるとき、すなわち、残り距離オフセット設定部７６にゼロが設定され、移動体１４（乗りかご３６）が所定の出発階に停止している状態にあるとする。

このような状態において、乗りかご３６内の行先ボタンの操作により目的階が設定されると、目標距離設定部７２は出発階から目的階までの目標距離Ｌ₀ を出力する。減算器７４において、この目標距離Ｌ₀と低精度距離検出部３１の移動距離ｘが減算される。これにより、移動体１４の現在位置から目的階までの残り距離Ｌが出力される。加速・減速用速度目標値発生部８０は、この残り距離Ｌの値に基づいて移動体１４が追従すべき速度目標値を生成する。

ここで、移動体１４が移動を開始したときには残り距離Ｌが大きいので、加速・減速用速度目標値発生部８０では、図４に示すような速度目標値パターン「Ｏ−Ａ−Ｂ」を出力する。この間、加速・減速用速度目標値発生部８０の減速フラグ信号が減速状態を示していないので、トリガ発生部８４からトリガ信号は発生されない。また、着床検出部５６により着床検出がなされることもない。したがって、切替えスイッチ９４，１０２を介して加速・減速用速度目標値発生部８０から出力される信号が速度目標値設定部５８による速度目標値として出力されることになる。

速度制御部６０では、速度目標値設定部５８から出力された速度目標値と、シーブ周速検出部３７によって検出された第１のシーブ１８の周速とに基づいてトルク指令値を演算して駆動制御部５４に出力する。駆動制御部５４では、このトルク指令値と回転角検出器７０の出力値に基づいて電動機４０の励磁電流を制御する。その結果、第１のシーブ１８の周速が制御され、それに伴い移動体１４が前記速度目標値パターン「Ｏ−Ａ−Ｂ」に追従する速度で目的階に向かって移動していく。

移動体１４が目的階に接近して残り距離Ｌが減少すると、速度目標値設定部５８からは速度目標値パターン「Ｂ−Ｃ」が出力されて、移動体１４は減速を開始する。このとき、前記加速・減速用速度目標値発生部８０から出力される減速フラグ信号は減速状態を示す。

一方、高速速度検出部３５により検出される移動体１４の速度ｖはトリガ発生部８４に入力される。前記減速フラグ信号は減速状態であるため、トリガ発生部８４では、前記（１３）式に基づいて移動体１４の速度ｖとジャーク設定部８２の着床ジャーク目標値Ｊ_p0との比較が行われる。

移動体１４の速度ｖが減少していくと、前記（１３）式の右辺の計算結果が次第に大きくなり、ついには着床ジャーク目標値Ｊ_p0と一致する。これにより、トリガ発生部８４からは着床制御開始のトリガが出力され、切替スイッチ９４は速度目標値として第１の着床速度目標値生成部９２の出力を選択する。同時に、トリガ発生時点の速度目標値Ｖ_dp0 、残り距離Ｌ_p −ΔＬ_p （ただし、調整運転時は残り距離オフセット設定部７６から出力されるΔＬはゼロである）、移動体速度ｖ_p0および加速度目標値α_dp0 がデータホルダ８８から出力される。

第１のオフセット発生部９０は、これらの出力値を受け、前記（１５）式により残り距離オフセットΔＬ_p を演算して出力する。これにより、速度目標値Ｖ_dpを前記（１６）式から演算できるデータがすべて求まり、第１の着床速度目標値生成部９２からは速度目標値として図４の速度パターンＣ−Ｄが出力される。

この速度パターンは切替スイッチ９４、１０２を介して速度目標値発生部５８から出力される。これにより、着床制御開始時に所定のジャーク値で減速度が緩和されると共に、速度目標値および加速度目標値の連続性が保たれるので、均質で滑らかな乗り心地を確保できる。

さらに、移動体１４が目的階に接近し、着床検出器４５が着床検出板４３を横切ると、着床検出部５６からは検出信号が出力される。検出信号が出力されると、切替スイッチ１０２は速度目標値として第２の着床速度目標値生成部１００の出力を選択する。同時に、検出信号発生時点の速度目標値Ｖ_dt0 、移動体速度ｖ_t0および加速度目標値α_dt0 が第２のデータホルダ９６から出力される。

第２のオフセット発生部９８は、これらの出力値を受け、前記（２０）式により残り距離オフセットΔＬ_t を演算して出力する。これにより、速度目標値Ｖ_dtを前記（２１）式から演算できるデータがすべて求まり、第２の着床速度目標値生成部１００からは速度目標値として図４の速度パターン「Ｄ−Ｅ」が出力される。

この速度パターンは切替スイッチ１０２を介して速度目標値発生部５８から出力される。これにより、着床検出信号発生時に第１の着床速度目標値生成部９２の速度目標値に連続させて第２の着床速度目標値生成部１００の速度目標値を設定ることができ、滑らかな乗り心地を確保できる。

また、第２の着床速度目標値生成部１００においては、速度目標値の生成に高精度距離検出部３３からの出力信号が使用できる。よって、調整運転後の通常運転において、高精度な停止位置決めを行うことができる。

図４の速度パターンＤ−ＥのＥ点で速度目標値がゼロとなり、やがて移動体１４が停止する。このとき、第１のオフセット発生部９０は残り距離オフセットΔＬ_p を出力しており、この出力値を残り距離オフセット設定部７６に設定して調整運転が終了する。

［通常運転］
調整運転が終了して通常運転を行う場合において、本装置の動作は次のようになる。

すなわち、本装置が通常運転で待機状態にあるとき、残り距離オフセット設定部７６には、前記調整運転で求められた残り距離オフセットΔＬ_p が設定されている。

移動体１４が所定の出発階に停止している状態で、乗りかご３６内の行先ボタンの操作により目的階が設定されると、目標距離設定部７２は出発階から目的階までの目標距離Ｌ₀ を出力する。減算器７４において、この目標距離Ｌ₀ から低精度距離検出部３１の移動距離ｘが減算される。これにより、減算器７４からは移動体１４の現在位置から目的階までの残り距離Ｌが出力される。

減算器７８では、残り距離Ｌから残り距離オフセットΔＬ_p を減じた値が出力され、る。加速・減速用速度目標値発生部８０は、減算器７８の出力値に基づいて移動体１４が追従すべき速度目標値を生成する。行先ボタンが押されたときは、減算器７８の出力値Ｌ−ΔＬp が大きいので、加速・減速用速度目標値発生部８０は、図４に示すような速度目標値パターン「Ｏ−Ａ−Ｂ」を出力する。これ以降、速度目標値パターンの点Ｃの手前までの動作は前記調整運転の場合と同様のため、その説明を省略する。

ここで、速度目標値が速度目標値パターン点Ｂを過ぎると、移動体１４の速度ｖが減少し、トリガ発生部８４に入力される減速フラグ信号が減速状態になり、前記（１３）式の両辺の大小比較が開始される。減速により、前記（１３）式の右辺の計算結果が次第に大きくなり、ついには着床ジャーク目標値Ｊ_p0と一致する。すると、トリガ発生部８４からは着床制御開始のトリガが出力され、切替スイッチ９４は速度目標値として第１の着床速度目標値生成部９２の出力を選択する。同時に、トリガ発生時点の速度目標値Ｖ_dp0 、残り距離Ｌ_p −ΔＬ_p 、移動体速度ｖ_p0および加速度目標値α_dp0 がデータホルダ８８から出力される。

第１のオフセット発生部９０は、これらの出力値を受け、前記（１５）式により残り距離オフセットΔＬ_p を演算して出力する。その際、上述したように、残り距離オフセットΔＬp を目標距離から減じて速度制御を行う通常運転の場合には、Ｌp ＝Ｌpαとなり、このときの残り距離オフセットΔＬ_p は略ゼロとなる。トリガ発生部８４が着床制御開始トリガを発生した時点で、速度目標値Ｖ_dpを前記（１６）式から演算できるデータがすべて求まり、第１の着床速度目標値生成部９２からは速度目標値として図４の速度パターン「Ｃ−Ｄ」が出力される。

この速度パターンは切替スイッチ９４，１０２を経由して速度目標値発生部５８から出力される。これにより、着床制御開始時に一定のジャークで減速度が緩和されると共に、速度目標値および加速度目標値の連続性が保たれるので、均質で滑らかな乗り心地を確保できる。

さらに、移動体１４が目的階に接近し着床検出器４５が着床検出板を横切ると、着床検出部５６からは検出信号が出力される。検出信号が出力されると、切替スイッチ１０２は速度目標値として第２の着床速度目標値生成部１００の出力を選択する。同時に、検出信号発生時点の速度目標値Ｖ_dt0 、移動体速度ｖ_t0および加速度目標値α_dt0 が第２のデータホルダ９６から出力される。

第２のオフセット発生部９８は、これらの出力値を受け、前記（２０）式により残り距離オフセットΔＬ_t を演算して出力する。ここで残り距離オフセットΔＬ_t は前記（２４）式および前記（２２）式の関係式より略ゼロとなる。この時点で速度目標値Ｖ_dtを前記（２１）式から演算できるデータがすべて求まり、第２の着床速度目標値生成部１００からは速度目標値として図４の速度パターン「Ｄ−Ｅ」が出力される。

この速度パターンは、切替スイッチ１０２を介して速度目標値発生部５８から出力される。これにより、着床検出信号発生時に第１の着床速度目標値生成部９２の速度目標値に第２の着床速度目標値生成部１００の速度目標値を連続させることができ、滑らかな乗り心地を確保できる。

また、第２の着床速度目標値生成部１００においては、速度目標値の生成に高精度距離検出部３３からの出力信号が使用できると共に、残り距離オフセットΔＬ_t がゼロに設定される。したがって、着床検出信号が発生したとき、既知の残り距離Ｌ_t だけ移動体１４が移動することにより、前記（２１）式により速度目標値Ｖ_dtはゼロとなり、乗りかご３６の床面と目的階の床面がほぼ一致する位置で移動体１４は停止する。

このように、調整運転で求めた残り距離オフセットΔＬ_p を残り距離オフセット設定部７６に設定しておくことで、通常運転において着床制御開始時点での加速度目標値の連続性を保ちながら、移動体１４が停止すべき位置で着床速度目標値をゼロに収束させることが可能となる。したがって、従来行われていたようなパラメータの調整作業を必要とせずに、一回の調整運転を行うだけで、エレベータの乗りかごを均質で良好な乗り心地を確保したまま目的階に精度良く停止させることができる。

なお、前記第１の実施形態では、低精度距離検出部３１と高精度距離検出部３３において、それぞれにガバナとレゾルバの信号を用いて移動体１４の移動距離を検出する構成としたが、特にこれに限定されるものでない。例えば、電動機４０の回転軸に取付けたパルスジェネレータでシーブ１８の回転角を検出し、その検出信号を低精度距離検出部３１と高精度距離検出部３３の替わりに単一の距離検出部に入力して、残り距離を求めるようにしても良い。

また、前記第１の実施形態では、高速速度検出部３５とシーブ周速検出部３７で位置および回転角を移動体１４の速度に変換する構成としたが、特にこれに限定するものでない。例えば、電動機４０の回転軸に取付けたパルスジェネレータから回転角を検出し、その検出信号を高速速度検出部３５とシーブ周速検出部３７の替わりに単一の速度検出部に入力して、速度を求めるようにしても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する
図５は第２の実施形態に係るエレベータの着床制御装置の機能構成を示すブロック図であり、この着床制御装置の全体を１０′で示している。図６はこの着床制御装置１０′に備えられた速度目標値発生部５８の構成を示すブロック図である。

前記第１の実施形態では、トリガ発生部８４において、前記（１３）式に基づいてトリガを発生したが、第２の実施形態では、前記（１２）式に基づいてトリガを発生する点が異なる。この場合、移動体１４の加速度を検出することが必要になり、図５に示すように、センサ部５０には加速度検出部１０４が追加されることになる。なお、以下の説明においては、前記第１の実施形態と同一個所には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

加速度検出部１０４には、例えばかご枠３２に設けられた着床検出器４５の加速度に応じた電圧信号を計測する加速度計が用いられる。図６に示すように、この加速度検出部１０４から出力される移動体１４の加速度は、高速速度検出部３５の出力ｖ、ジャーク設定部８２の出力Ｊ_p0と共にトリガ発生部８４′に入力される。トリガ発生部８４′は、これらの値を用いて、前記（１２）式に基づいてトリガを発生する。

また、第２の実施形態では、高精度距離検出部３３が高精度距離検出部３３′に置き換えられている。この高精度距離検出部３３′は、ガバナシーブ６８が備える回転角検出器６９の出力パルスを高精度化し、着床検出信号発生後の移動体１４の距離信号を出力する。

さらに、この高精度距離検出部３３′の出力信号に基づいて着床検出信号発生後の移動体１４の速度を高精度で演算する低速速度検出部３５′が追加されている。この低速速度検出部３５′の出力信号が前記シーブ周速検出部３７の出力信号に替えてデータホルダ９６に記憶される。これは、図１に示したロープ１６、２６の弾性の影響でシーブ１８の周速とガバナシーブ６８の周速に位相差が生じることがあるためであり、距離と速度の検出を同一の検出対象から行うことで速度信号の位相誤差が減少する。

一方、駆動制御部５４には電動機４０の正確な回転角が必要なため、前記回転角検出器７０の信号が入力されている。

このような構成とした場合でも、前記第１の実施形態と同様に、着床制御開始時点で加速度目標値の連続性を保ちながら、移動体１４が停止すべき位置で着床速度目標値をゼロに収束させることが可能となる。したがって、減速度の緩和から停止に至る着床制御において、良好で均質な乗り心地を提供でき、しかも、高精度で停止位置決めを行うことができる。

また、前記第２の実施形態の構成では、加速度検出部が新たに必要となるが、前記（１３）式は前記（１２）式を近似したものであり、減速時の移動体の加速度α_d が加速度目標値−αから乖離している場合には、着床制御開始時の減速度緩和ジャークをより均一にできるといった利点がある。

なお、加速度検出部として加速度計が使用されているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、加速度計の替わりにガバナシーブ６８やシーブ１８の回転角を出力するレゾルバやパルスジェネレータを用い、これらの検出信号に基づく距離情報に２回の時間微分演算を施して加速度を検出しても良い。

この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。要するに、本発明は前記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの着床制御装置の全体構成を示す図である。 図２は同実施形態における着床制御装置に備えられた制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は同実施形態における着床制御装置に備えられた速度目標値発生部の詳細な構成を示すブロック図である。 図４は同実施形態における速度指令値と時間との関係を示す図である。 図５は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの着床制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図６は同実施形態における着床制御装置に備えられた速度目標値発生部の詳細な構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０，１０′…エレベータの着床制御装置、１２…ガイドレール、１４…移動体、１６，２６…ロープ、１８，２８…シーブ、２０…セカンダリーシーブ、２２…重量部、２４…巻上機、３０…シーブ案内部、３１…低精度距離検出部、３２…かご枠、３３，３３′…高精度距離検出部、３４…ガイドローラユニット、３５…高速速度検出部、３５′…低速速度検出部、３６…乗りかご、３７…シーブ周速検出部、３８…サスペンション、３９…ガバナロープ、４０…電動機、４１…把持機構、４２…制御装置、４３…着床検出板、４４…マシンベッド、４５…着床検出器、４６…防振ゴム、４７，６５…床、５０…センサ部、５２…トルク演算部、５４…駆動制御部、５６…着床検出部、６０…速度制御部、６２…錘、６４…テンションシーブ、６６…シーブガイド、６８…ガバナシーブ、６９，７０…回転角検出器、７２…目標距離設定部、７４…減算器、７６…残り距離オフセット設定部、７８…減算器、８０…加速・減速用速度目標値発生部、８２…ジャーク設定部、８４…トリガ発生部、８６…加速度目標値演算部、８８，９６…データホルダ、９０…第１のオフセット発生部、９２…第１の着床速度目標値生成部、９４，１０２…切替えスイッチ、９８…第２のオフセット発生部、１００…第２の着床速度目標値生成部、１０４…加速度検出部。

Claims (11)

1. 移動体である乗りかごの速度を制御して、前記乗りかごを目的階で停止位置決めするエレベータの着床制御装置において、
   前記乗りかごの現在位置から前記目的階までの残り距離を検出する残り距離検出部と、
   この残り距離検出部によって検出された残り距離から所定のオフセット値を減じる残り距離補正部と、
   この残り距離補正部の出力値に基づいて前記乗りかごの速度目標値を発生する速度目標値発生部と、
   前記乗りかごの速度を検出する速度検出部と、
   前記乗りかごの減速に関わる所定の加速度目標値の二乗を前記速度検出部の出力値で除算した値が所定の値となった時点でトリガ信号を発生する第１のトリガ信号発生部と、
   この第１のトリガ発生部によるトリガ信号の発生後に得られる前記残り距離補正部の出力値に前記オフセット値を加算した結果を、当該トリガ信号発生時点で得られる前記残り距離補正部の出力値に前記オフセット値を加算した結果で除算すると共に、その除算結果に当該トリガ信号発生時点で得られる前記速度目標値発生部の出力値を乗算して、着床制御用の速度目標値を生成する第１の着床速度目標値生成部と、
   この第１の着床速度目標値生成部によって生成された速度目標値に基づいて前記乗りかごの速度を制御する速度制御部と
   を具備したことを特徴とするエレベータの着床制御装置。
2. 前記乗りかごが前記目的階の手前の所定の位置を通過したことを検出する着床検出部と、
   この着床検出部によって前記乗りかごが前記所定の位置を通過したことが検出された時点でトリガ信号を発生する第２のトリガ信号発生部と、
   この第２のトリガ発生部によるトリガ信号の発生後に得られる前記残り距離検出部の出力値に前記オフセット値を加算した結果を、前記着床検出部と前記目的階との間の距離に前記オフセット値を加算した結果で除算すると共に、その除算結果に当該トリガ信号発生時点で得られる前記第１の着床速度目標値生成部の出力値を乗算して、着床制御用の速度目標値を生成する第２の着床速度目標値生成部とを備え、
   前記速度制御部は、前記乗りかごが前記所定の位置を通過した後に、前記第２の着床速度目標値生成部によって生成された速度目標値に基づいて前記乗りかごの速度を制御することを特徴とする請求項１記載のエレベータの着床制御装置。
3. 前記乗りかごの加速度を検出する加速度検出部を備え、
   前記第１のトリガ発生部は、前記所定の加速度目標値と前記加速度検出部の出力値の積を前記速度検出部の出力値で除算した値が所定の値となった時点でトリガ信号を発生することを特徴とする請求項１記載のエレベータの着床制御装置。
4. 前記速度目標値の時間微分によって加速度目標値を演算する加速度目標値演算部と、
   前記第１のトリガ発生部によるトリガ信号発生時点における前記速度検出部の出力値と前記速度目標値発生部の出力値との積を当該トリガ信号発生時点における前記加速度目標値演算部の出力値で除算すると共に、その除算結果から当該トリガ信号発生時点における前記残り距離検出部の出力値を減じて得られる値を前記オフセット値として出力する第１のオフセット発生部と
   を具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータの着床制御装置。
5. 前記速度目標値の時間微分によって加速度目標値を演算する加速度目標値演算部と、
   前記第２のトリガ発生部によるトリガ信号発生時点における前記速度検出部の出力値と前記速度目標値発生部の出力値との積を当該当該トリガ信号発生時点における前記加速度目標値演算部の出力値で除算すると共に、その除算結果から前記着床検出部と前記目的階との間の距離を減じて得られる値を前記オフセット値として出力する第２のオフセット発生部と
   を具備したことを特徴とする請求項２記載のエレベータの着床制御装置。
6. 前記速度検出部は、前記乗りかごと連動して回転するガバナシーブの回転角に基づいて前記乗りかごの速度を演算することを特徴とする請求項１記載のエレベータの着床制御装置。
7. 前記速度検出部は、前記乗りかごを昇降動作させる巻上機の回転軸に設置されたシーブの回転角に基づいて前記乗りかごの速度を演算することを特徴とする請求項１記載のエレベータの着床制御装置。
8. 前記残り距離検出部は、前記乗りかごと連動して回転するガバナシーブの回転角に基づいて残り距離を演算することを特徴とする請求項１記載のエレベータの着床制御装置。
9. 前記残り距離検出部は、前記乗りかごを昇降動作させる巻上機の回転軸に設置されたシーブの回転角に基づいて残り距離を演算することを特徴とする請求項１記載のエレベータの着床制御装置。
10. 前記加速度検出部は、前記乗りかごと連動して回転するガバナシーブの回転角に基づいて加速度を演算することを特徴とする請求項３記載のエレベータの着床制御装置。
11. 前記加速度検出部は、前記乗りかごを昇降動作させる巻上機の回転軸に設置されたシーブの回転角に基づいて残り距離を演算することを特徴とする請求項３記載のエレベータの着床制御装置。

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