JP5155965B2 - エレベータ乗りかごの電力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータ乗りかごの電力制御装置に係り、具体的には、エレベータの乗りかごに搭載された、空調機、照明、乗りかごドア駆動装置などの電気機器や、蓄電池などに対して、その使用電力や充放電電力を制御する、エレベータ乗りかごの電力制御装置に関するものである。

エレベータ乗りかごと制御盤間とを結ぶ電力給電用の電線ケーブルは、テールコードまたは移動ケーブル（トラベリングケーブル）などと呼ばれる。
このテールコードは、高層ビルのエレベータでは数百ｍ以上と長く、その重量増加が問題になっている。また、震度の非常に強い地震などでは、その揺れによってテールコードが昇降路内の器材に引っかかることも懸念される。

このため、乗りかご側に蓄電池を搭載してテールコードを無くし、蓄電池から乗りかごに搭載された空調機、照明などの電気機器に電力を供給するテールコードレスエレベータに関する技術が多数出願されている。
これらの技術は、テールコードレス化によって新たに追加される蓄電池の容量をいかに下げるか、また蓄電池の充電切れをいかに防ぐかを狙いとしている。例えば、エレベータの運動エネルギーをガイドレールに押し付けた駆動ローラを介して電気エネルギーに変換する発電機と、エレベータ停止階で乗りかごに対して非接触状態で電力を供給する非接触給電器と、蓄電池と、をそれぞれ乗りかごに搭載し、エレベータ走行中は発電機から乗りかごに電力を供給し、エレベータ停止中は非接触給電器から乗りかごに電力を供給するようにしたテールコードレスエレベータに関する技術が出願されている。この技術によれば、蓄電池の容量を小さくすることができる（例えば、特許文献１参照）。

また、乗りかご、および釣合錘に蓄電池を搭載して、乗りかごが特定階に停止したときに蓄電池に非接触で電力を給電する非接触給電器を備え、蓄電池の残容量が所定値以下になったときに、乗りかごを非接触給電器のある特定階に移動させるテールコードレスエレベータに関する技術も出願されている。この技術によれば、電池切れになる可能性を小さくすることができる(例えば、特許文献２参照)。

さらに、空調機、照明などのエレベータ乗りかごに搭載された電気機器の消費電力を抑制するもので、特に、消費電力が大きい空調機に対して、その消費電力量を抑える技術についても多数出願されている。
例えば、乗りかごに搭載されて空調機へ電力を供給する蓄電池と、各階において建屋電源から乗りかごの空調機に電力を供給する手段と、蓄電池と建屋電源のいずれかに空調機に対する電力供給先を切り替える手段とを有する構成で、エレベータの乗りかごが階床間を移動中には蓄電池から空調機に電力を供給させた上で空調機の消費電力を最小値に制御し、乗りかごが各階に停止している間は、建屋電源から空調機に電力を供給させた上で空調機の消費電力が最大となるように制御するエレベータ空調機の制御に関する技術が出願されている。この技術によれば、乗りかごを動かす駆動系の電力を含めたエレベータ全体の最大消費電力を抑えることができる（例えば、特許文献３参照）。

また、乗りかご内と各階ホールにエレベータの利用者人数を検出する手段と、利用人数の多い階とその時間帯を分析学習する手段と、その時間帯での快適度を計算する手段とにより構成され、分析学習した結果に基づいて、時間帯によって計算された快適度にしたがってあらかじめエレベータ乗りかごの空調機の動作を制御する技術が出願されている。この技術により、利用者は不快な気分になることなく、過不足ない運転効率で空調機を制御できる（例えば、特許文献４参照）。
更に、エレベータに乗り込もうとする人体を検出して、空調装置から乗りかご内に送風される風量を調整する技術も出願されている。具体的には、乗客がいない時には省エネのためにエレベータ乗りかごの空調機を停止させ、乗りかごに乗り込む乗客を検出した時は、空調機を停止モードから強風モードで作動させるものであり、この制御により、乗客はより涼しさを体感できる（例えば、特許文献５参照）。

特開平５−２９４５６８号公報 国際公開２００２／０５７１７１号公報 特開２００２−２１１８４５号公報 特開平９−１５１０４２号公報 特開２００１−３２８７７１号公報

しかしながら前記した特許文献１に開示された技術によれば、蓄電池の容量を削減するだけの発電量を得るにためは、発電機の駆動ローラを大きくし、かつ、複数個の発電機を設ける必要がある。例えば、かごの空調機は定格電力が数ｋＷと大きく、したがって蓄電池の容量もｋＷｈオーダとなり、したがって蓄電池の規模が大きくなる。
この容量を削減するためには、発電機の発電量も大きくしなければならず、発電電力を上げるため、発電機を大きくしてかつ数を増やさざるを得ない。また、駆動ローラのすべりを減らすため、駆動ローラをレールに押し付ける力も強くしなければならず、駆動ローラの摩擦が増加して、乗りかごの速度が落ちる要因になる。これを回避するためには、乗りかごを動かすモータなどの巻き上げ機、インバータの定格電力を上げて出力電力を増加させる必要がある。結果として、巻き上げ機、インバータの規模が増加するため、エレベータシステム全体としての規模が大きくなるという課題が生じる。また、規模の大きな発電機が複数個付属するために、コストの増加や乗りかごの重量増加などの課題も生じる。さらに駆動ローラとレールの摩擦による騒音なども懸念される。したがって、蓄電池の容量を大きく低減させることは難しいと考えられる。

また、特許文献２に開示された技術によれば、蓄電池の残量が少なくなる、または少なくなることが予測されると、結局は、充電装置のある階に乗りかごが待機することになる。例えば、１階などのロビー階に非接触給電器を設置した場合、昼食前半の時間帯や退勤時間帯のように、上方の各階で乗り場呼びが発生してロビー階へ向かうような交通流では、ロビー階に乗りかごが待機しているため、上方にある乗り場呼び発生階に到達するまでに時間がかかる。したがって、利用者の待ち時間が増大することが懸念される。
特に、高層ゾーン（例えば１階と３０階から４０階までの乗り場に停止する設定）のエレベータでは、ロビー階とその他の階の距離が長いため、この問題が深刻になると考えられる。また、これを回避するために、例えば、複数個の非接触給電器を複数階に配置すると、装置コストに加えて建屋の改造コストが増大することになる。前記した２つの課題を回避するためには、結果として蓄電池の容量を大きくせざるを得なくなる。

また、特許文献３に開示された技術によれば、乗りかごに搭載する蓄電池容量を減らすためには、相当数の給電装置を建屋側に設置する必要がある。特許文献３では、各階に設置することを述べているが、例えば、１０階建てビルの各階にかごへの給電装置を設けるとすると、そのコスト（装置コストと建屋改造コスト）は相当に大きなものになる。また、給電装置のメンテナンスも各階を見なければならず、このため人的労力を要する。一方、給電装置の数を減らすと、充電できる機会が減るため、乗りかごに搭載する電池容量を大きくせざるを得ず、乗りかごの重量が増大して、エレベータシステム全体としての規模が増大することになる。
前記した蓄電池の課題以外にも、所定階に停止毎に空調機の出力を最大に設定するため、状況によっては不要に強い出力で空調機を運転させる可能性があり、乗りかごに乗り込んだ乗客が強い空調出力に対してかえって不快になることも懸念される。

また、特許文献４に開示された技術によれば、利用者が多い混雑した時間帯では快適性を保つ必要があり、常時、空調機の出力を上げねばならず、消費電力量が増大する可能性が高い。さらに学習データは統計的な推測であるため、その時点の利用者の状況には必ずしも適合していない場合がある。例えば、混雑時間帯でも常に乗りかごに乗客が多数乗っているわけではなく、上昇方向は混んでいても、下降方向では乗客がゼロのようなケースはよく発生する。この場合、混雑時間帯だからといって一律に空調機の出力を上げることは無駄といえる。
これらの結果、蓄電池から空調機に電力供給する場合、蓄電池の充電量が途中で不足する可能性が生じる。また大きな会議の開始時や終了時のような一時的なイベントは利用が非常に混雑するが、学習では予測できないため、適切に空調機出力を制御できない可能性がある。

また、特許文献５に開示された技術によれば、混雑時には乗客が常時乗降することになり、空調機が常に強風モードで作動される可能性がある。また平常時でも利用人数は少ないが、各階を移動する交通需要が生じているため、各階で常時乗客が乗降することになり、空調機は常に強風モードで作動しなければならない可能性がある。この結果、空調機の出力電力が増大するため、蓄電池から空調機に電力供給する場合、蓄電池の充電量が途中で不足する可能性が生じる。

以上説明したように、前記した特許文献１〜５に開示された技術によれば、テールコードレス化のために乗りかごに搭載する蓄電池の容量を低減できる代わりに、エレベータのシステム全体の装置構成が大きくなり、あるいは利用者の乗り場での待ち時間が増えるなどの問題が新たに生じる可能性がある。したがって、これらの方法では、他への悪影響が大きく実質的な蓄電池容量の低減は難しいと考えられる。
また、エレベータ乗りかごの空調機の消費電力抑制に関しても、エレベータ乗りかごの乗客の状況、要求に応じて適切に空調機を制御することと、この空調機の無駄な出力動作を省いて消費電力量を抑えるという２つの狙いを共に達成することが難しい。その結果、これらの技術をテールコードレス化したエレベータの空調機制御に適用しても、乗りかごに搭載された蓄電池の容量を低減することは難しい。したがって、いずれの技術についても、実質的に蓄電池容量を低減することは難しく、蓄電池の重量増加が回避できず、テールコードを無くした軽量化の効果が相殺されることになる。

本発明は前記した課題を解決するためになされたものであり、エレベータのテールコードレス化、あるいはテールコードの軽量化はもとより、そのための重要設計事項である乗りかごに搭載する蓄電池容量の低減を実現し、空調装置や照明などの電気機器の消費電力の無駄を省いて消費電力量を抑えることのできる、エレベータ乗りかごの電力制御装置を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するために本発明の第１の観点に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置は、エレベータ乗りかごに搭載された蓄電池と、蓄電池から電力が供給される空調機とを備えるエレベータの、蓄電池の充電残量が所定残量以下の時に、空調機の運転出力を乗客が乗り込む階に応じて調整する構成としたものである。このため、乗客の乗り込む階によって、要求される空調機の出力が異なる特性を利用して、乗り込む階に基づいて空調機出力を変えることができる。

また、本発明の第２の観点に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置は、ビル建屋側の所定階に設置された電力給電装置と、エレベータ乗りかごがこれら所定階に停止中に電力給電装置から電力を供給されるかごに設置された蓄電池と、乗りかごに設置されて蓄電池から電力を供給される空調機で、エレベータ乗りかごが所定階に停止中には電力給電装置からも電力を供給できる空調機とを備えるエレベータにおいて、エレベータ乗りかごが所定階に停止中は、かごの空調機の運転出力を増大させて、かつ蓄電池からの放電電流を零となるように制御するものとしたものである。
このように制御することで、電力給電装置が設置された所定階では建屋電源を利用できるため、空調機の出力を増大させて最大限にこれを利用して乗りかご内の温度を短時間で調整し、一方でその時の蓄電池の放電電流を零にして蓄電池からの出力を抑えることができる。

また、本発明の第３の観点に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置は、エレベータ乗りかごに設置された蓄電池と、乗りかごに設置されて蓄電池から電力を供給される照明装置とを備えるエレベータにおいて、エレベータ乗りかご内の人数が零の場合に、エレベータ乗りかごの照明装置の出力を、蓄電池の充電残量に応じて調整するようにしたものである。このように制御することで、乗りかごの照明は乗りかご内に人がいない場合は必ずしも明るく照らす必要はないとみなし、蓄電池の充電残量に応じてその出力を調整させることができる。

また、本発明の第４の観点に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置は、エレベータ乗りかごに設置された蓄電池と、エレベータ乗りかごに設置されて蓄電池から電力を供給される空調機、かご位置表示装置、照明装置、乗りかごドア駆動装置、乗りかごと外部との連絡に使用するインターフォン装置とを備えるエレベータにおいて、蓄電池の充電残量が所定値以下となった場合に、エレベータ乗りかごの電力制御装置が蓄電池の充電残量に応じて各装置に電力を供給するか否かの指令を発して、空調機、かご位置表示装置、照明装置、乗りかごドア駆動装置、インターフォン装置の順に各装置の電力供給を止めるように制御するようにしたものである。
このことにより、蓄電池の充電残量不足のために、やむを得ずかご内の各装置への電力供給を停止しなければならない場合に、乗りかご内の乗客の利便性を考えて、充電残量に基づいて前記の順番で停止させていくことができる。

また、本発明の第５の観点に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置は、ビル建屋側の所定階に設置された電力給電装置と、エレベータ乗りかごがこの所定階に停止中に電力給電装置を介して電力を供給されるかごに設置された第１の蓄電池と、同じくかごが所定階に停止中に電力給電装置から電力を供給されるかごに設置された第２の蓄電池と、かごに設置されて第１の蓄電池および第２の蓄電池から電力を供給される空調機および照明装置で、かごが所定階に停止中には電力給電装置からも直接に電力を供給可能な空調機と照明装置とを備えるエレベータにおいて、第１の蓄電池の充電残量が所定残量以下の時に、第１の蓄電池の放電電流を所定電流以下に抑制して、エレベータ乗りかごが所定階に停止中以外の時には、第１の蓄電池および第２の蓄電池から空調機および照明装置に電力を供給するようにして、エレベータ乗りかごが所定階に停止中は、電力給電装置から第２の蓄電池に充電するように制御するようにしたものである。
このように制御することで、第１の蓄電池をかご内の各装置へ電力供給する主電源として用い、第２の蓄電池を第１の蓄電池の充電残量が不足した場合の補助として用いることができる。第２の蓄電池には容量は小さいが急速な充放電が可能な電池が選定されるため、乗りかごが所定階で停止している時に電力供給装置から急速充電しそれ以外では放電させることにより、第１の蓄電池の不足分を補うように働かせることができる。

また、本発明の第６の観点に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置は、ビル建屋側の電源から電力線を通して電力を供給されるエレベータ乗りかごに設置された蓄電池と、エレベータ乗りかごに設置されて蓄電池から電力を供給される空調機、照明装置などの乗りかご搭載の電気機器で、ビル建屋側の電源からも電力線を通して常時電力を供給可能な電気機器とを備えるエレベータにおいて、蓄電池の充電時間帯では、ビル建屋側の電源から電力線を通して蓄電池に電力を充電し、それ以外の時間帯は、蓄電池と、電力線を通してビル建屋側の電源との両方から電気機器に電力を供給するように制御するようにしたものである。
このように制御することで、夜間などの充電時間帯には電力線を介して建屋電源から蓄電池に充電させ、日中などの電気機器が稼働する時間帯には蓄電池はかご内の電気機器へ放電し、建屋電源も電力線を介して電気機器に電力を供給させることが可能になる。

本発明によれば、エレベータのテールコードレス化、あるいはテールコードの軽量化はもとより、そのための重要設計事項である乗りかごに搭載する蓄電池容量の低減を実現し、空調装置や照明などの電気機器の消費電力の無駄を省いて消費電力量を抑えることのできる、エレベータ乗りかごの電力制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置を説明するために引用した、エレベータシステムの全体構成図である。 図１に示すかご電力制御装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用した、空調機調整モードの入出力特性の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用した、空調機調整モードの入出力特性の他の例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置を説明するために引用したテールコードレス化したエレベータシステムの全体構成図である。 本発明の実施の形態２に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用した、建屋電源モードでの空調機の調整係数の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置（かご電力制御装置）の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態５に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置を説明するために引用した、第２蓄電池を使用したエレベータシステムの全体構成図である。 本発明の実施の形態５に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態５に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態６に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置を説明するために引用した、軽量テールコードによるエレベータシステムの全体構成図である。 本発明の実施の形態６に係るエレベータ乗りかごの電力制御に関わる部分の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態６に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。 本発明の実施の形態５に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置の動作を説明するために引用した状況グラフである。

以下、本発明の各実施の形態について説明するにあたり、エレベータシステムの全体構成と各実施の形態との関係について簡単に説明する。
エレベータの乗りかごには、空調機、照明、乗りかごのドアを駆動するモータ、インバータ、かご位置表示器、乗りかごと外部との連絡に使われるインターフォンなどの電気機器が搭載されており、これらの電気機器に電力を供給する必要がある。従来のエレベータは、この電力供給を、乗りかごとビル最上部の機械室などに設置されている制御盤とを結ぶテールコードと呼ばれる電力および通信用のケーブルによって、制御盤（その元は建屋の電源）から直接的に電力を供給している。このテールコードは電線部分が鋼材のため、ケーブル長が長くなるほどその重量はエレベータ全体から見ても大きな比重を占めるようになる。例えば、行程が４００〜５００ｍ程度のビルになると、乗りかご重量に匹敵するような重量になる可能性もある。また地震などによりテールコードが揺すられると、昇降路内の機材に引っかかる恐れもある。したがって、特に長行程のエレベータにおいて、テールコードを無くすこと、もしくは軽くすることが求められるようになっている。

上記したテールコードを無くした場合、乗りかごに蓄電池を搭載させ、この蓄電池から電力を供給させる方法が考えられる。しかし、蓄電池は常時充電できるわけではなく、ある時間に充電して、その後は長時間放電するという使用形態を取るため、充電容量（蓄電量）を大きくする必要があり、重量が重くなる可能性がある。テールコードを無くしても、代替となる蓄電池の重量がそれを上回るようではシステム的な効果が得られないため、蓄電池容量をできるだけ低減することが必要となる。また蓄電池は容量当りのコストも高く、寿命による装置交換の可能性もあるため、容量はできる限り低減することが望ましい。
蓄電池容量を低減するために、ここでは、乗りかご内の電気機器と蓄電池の電力を適切に管理、制御する制御装置である乗りかご電力制御装置を提供するものである。

まず、乗りかごに搭載されている各電気機器の定格電力の比率を調べると、概算で空調機が７５％、照明が１５％、ドア駆動装置が５％、その他５％となり、空調機の比率が高いことがわかる。
このため、本発明の実施の形態１に係るエレベータ乗りかご電力制御装置は、空調機の出力電力を適正に抑制するように制御して蓄電池容量の低減をはかっている。図１〜図６にその詳細が示されている。なお、実施の形態１に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置は、テールコード有りの従来からあるエレベータのシステム形態でも適用でき、このことにより、省エネ効果を得ることができる。

また、乗りかご内の電気機器への電力供給を蓄電池のみに限定せずに、建屋側の電源を利用できる場合は、建屋側の電源を優先的に利用することで、蓄電池の使用電力量を減らすことが可能となる。これが本発明の実施の形態２に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置である。具体的には、ある階（例えば、ロビー階）に蓄電池への充電装置がある場合に、その階に乗りかごが停止した場合は充電装置を介して直接建屋電源からの電力をかご内の電気機器へ供給するように制御する。図１〜図３、および図７〜図９が実施の形態２に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置を示している。

空調機以外の乗りかご内電気機器についても、例えば、照明装置や電気式ガイド装置（乗りかごを円滑に上下移動させる車輪に似た役目を果たす装置、磁気ガイドシューやアクティブガイドローラのような電気の供給を受けるガイド装置を総称してここでは電気式ガイド装置と呼んでいる）については、その状況によって運転出力を調整することが可能であり、これにより蓄電池容量を低減できる。これが本発明の実施の形態３に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置である。図１０〜図１１にその詳細が示されている。

一方、蓄電池容量を低減させた場合、最悪事態に備えて充電残量が不足した場合の対処法についても定めておく必要がある。この場合、残りの充電残量に見合うように、かご内の電気機器を順次停止させる策が考えられるが、このときに各機器を適切な順序で停止させるように図ったものが、本発明の実施の形態４に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置である。図１２、１３にその詳細が示されている。

また、蓄電池を主蓄電池と補助蓄電池に分けて設置して、常時のかご電気機器への電力供給は主蓄電池で賄い、万一、主蓄電池が充電不足となった場合には、救援役として補助蓄電池から電力供給を行うことで、電力供給不足となる事態を回避するのが本発明の実施の形態５に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置である。ここで、補助蓄電池は高速な充放電が可能な蓄電池を使用することで、充電可能な階に停止した場合は高速充電、そうでない場合は主蓄電池を補助するための放電の動作を繰り返させて、ある時間の間、主蓄電池の不足を補うことが可能になる。図１４〜図１６にその詳細が示されている。

なお、テールコードレスでは無いが、電流を小さく制限することによってテールコード内の電力線を細くして、軽量のテールコードを実現させる例も考えられる。
具体的には、夜間は建屋電源からかご搭載の蓄電池へテールコードを介して、小さい電流で充電して、日中は、蓄電池とテールコードの両方からかご電力機器へ電力を供給する方法となる。この場合、テールコードを軽くでき、かつ日中もテールコードからの電力も利用できるために、乗りかご搭載の蓄電池容量を小さくできる。本発明の実施の形態６に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置が相当する。図１７〜図２０にその詳細が示されている。

以下、本発明の実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５、実施の形態６毎に、その詳細な説明を行う。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るエレベータシステムの全体構成を示す図である。

図１では、ビル建屋Ｙ２と、エレベータの昇降路空間Ｙ１が示されており、昇降路空間Ｙ１内をエレベータの乗りかご１が上下方向に移動するようになっている。エレベータ乗りかご１には、空調機１１、照明装置１２、かご位置表示器１３、電気式ガイド装置１４（乗りかご１をレールに沿って円滑に上下移動させるための車輪に似た役目をする装置であって、電気の供給を受けて動作するガイドシュー、ガイドローラともいう）、ドアマシン１５（乗りかごドアを駆動させるモータとインバータ）、インターフォン１６などの電気機器が備え付けられている。

従来のエレベータは、これらの電気機器１１〜１６にテールコード内の電力線を介して建屋電源から直接に電力供給していたが、ここでは、蓄電池３４から電力を供給する。蓄電池３４は、充放電可能な２次電池であって、例えば、電気２重層コンデンサ、コンデンサなどにより構成される。
具体的には、蓄電池の直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ３３（直流電力を直流電力に変換する装置、蓄電池の直流電圧を昇圧させる働きをもつ）を介して昇圧して、インバータ３６により交流電力に変換して各電気機器１１〜１６に電力を供給する。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、蓄電池制御装置３５によって制御される。蓄電池制御装置３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電圧、電流を制御することによって、蓄電池３４の電力を放電させ、あるいは充電させたりすることができる。

蓄電池３４への充電は、建屋側電源２０が電力供給源となり、昇降路Ｙ１内に設けられたコンバータ２１（交流電力を直流電力に変換する）、インバータ２２（直流電力を高周波の交流電力に変換、トランスの効率を上げるために高周波の電力に変換する）、給電用トランス２３（Ｔｒ）を介して、乗りかご側に設けられた給電用トランス３１、コンバータ３２、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を通って蓄電池３４に電力が充電される。
建屋側電源２０からの充電、各電気機器１１〜１６への放電、蓄電池３４の充放電など、かごの電力給電は、コンバータ３２、インバータ３６、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３、蓄電池３４、蓄電池制御装置３５によって実施されており、これらをまとめてかご給電装置３と称する。

昇降路Ｙ１側のトランス２３と乗りかご側のトランス３１とは磁気結合によって非接触で給電できる形態となっており、エレベータの乗りかご１が昇降路Ｙ１内の充電装置（トランス２３、インバータ２２、コンバータ２１をまとめて、以下、昇降路内の充電装置と呼ぶ）のある階で停止した時に、トランス３１とトランス２３が、例えば数ｃｍ以内の距離で近接した状態となり、非接触状態で建屋側から乗りかごへ給電できるようになる。充電装置が設置される階はエレベータが高頻度で停止する階が望ましく、例えば、ロビー階が適している。以上、乗りかご内の各電気機器１１〜１６と、各電器機器１１〜１６への蓄電池３４による電力供給の仕掛け、および蓄電池３４への充電の仕掛けについて説明した。

これら各電気機器１１〜１６と蓄電池３４の電力の授受関係を制御するのが本発明の「かご電力制御手段」としてのかご電力制御装置２である。
かご電力制御装置２は、空調機１１、照明装置１２を含むかごの各電気機器１１〜１６や、蓄電池制御装置３５へ制御指令を送ることができ、各電気機器１１〜１６の運転出力の調整や動作の停止、蓄電池３４の充放電動作などを制御する。

具体的にかご電力制御装置２は、蓄電池３４の充電残量状態、エレベータの利用状態、ビル外の気温、ビルの温度状況、かご内温度センサ１７で検出される乗りかごの温度、かご内照度センサ１８で検出される乗りかご内の明るさ、エレベータの位置などの入力情報等に基づいて、蓄電池３４が適切な充放電動作を行うように制御し、かつ各電気機器１１〜１６が適切な運転動作を行うように制御する。
かご電力制御装置２への入力には、後述するエレベータ制御装置４４Ａ（かご内乗り人数、位置、停止か走行中かなどの情報が入力される）、遠隔管理サーバ５２（気象情報などが入力される）、群管理制御装置５１（交通流などの情報が入力される）、各階の温度センサ６０１〜６０５から得られる情報がある。なお、前記した符号４４Ａ、５２、５１、６０１〜６０５は、後記する図７のシステム全体構成図に示されている。

図２は、図１に示すかご電力制御装置２の内部構成を示すブロック図である。図２に示したかご電力制御装置２は、（１）空調機の出力を調整する制御モードと、（２）建屋電源を利用する制御モードのいずれを実行すべきかを判定して（どちらも実行しない選択肢もある）、判定した制御モードに対して適切な制御量を演算して、空調機１１もしくは蓄電池３４に制御指令を発する働きを有する。

図２に示されるように、かご電力制御装置２は、かご空調指令設定部２０１と、空調指令調整部２０２と、空調制御指令変換部２０３と、制御モード判定部２０４と、空調指令調整量演算部（空調機調整モード）２０５と、空調指令調整量演算部（建屋電源モード）２０６と、蓄電池制御指令設定部（建屋電源モード）２０７とにより構成される。前記した各構成ブロックが持つ機能については後記する。
空調機１１の制御は、かご空調指令設定部２０１、空調指令調整部２０２、空調制御指令変換部２０３の順番で処理されることにより空調機制御指令が定められ、空調機１１へと伝送される。かご空調指令設定部２０１では、従来の空調制御に基づいた制御指令が初期値として定められる。この指令としては、例えば、目標温度（目標とするかご内温度）や目標出力電力（目標とする空調機１１の出力電力）などが挙げられる。空調指令調整部２０２では、かご空調指令設定部２０１で定められた指令をベースにして、空調指令調整量演算部２０５で求められた調整量にしたがって、空調指令の大きさを適切な値に調整する。

空調制御指令変換部２０３では、調整された空調指令を空調機１１への制御指令の信号形式となるように、信号の単位もしくは形態を変換する。変換の仕方は空調機１１の制御指令の受け方によって変わる。
例えば、空調機１１が目標温度で受ける場合は、空調制御指令変換部２０３は、変換を係数１で実施して、調整された目標温度をそのまま制御指令として空調機に受け渡す。空調機１１が出力電力指令で受ける場合で、調整された空調指令が目標温度の場合は、空調制御指令変換部２０３が、目標温度と現在の乗りかご内の温度との偏差に基づいて出力電力指令に変換する。空調機１１がオン／オフの指令で受ける場合には、所定時間の平均値が調整された空調指令（空調指令調整部２０２の出力）と一致するように、オン／オフの時間パタンを設定して、その時間パタンに基づいてオン／オフを出力する指令に変換する。

空調指令調整部２０２での調整動作は、まず制御モード判定部２０４によって、（１）通常動作か、（２）空調機調整モードか、（３）建屋電源モードかのいずれの制御モードを実行するかを判定することによって、それぞれの制御モードに応じた調整量演算部２０５〜２０６に切り替えられる。具体的には、切替えスイッチ２０８によって切替えが実施される。
ここで、通常動作とは、後記する空調機調整モード、建屋電源モードのいずれも実施されない動作であり、空調指令調整部２０２では、空調指令の調整は行われない。制御モード判定部２０４には、蓄電池の充電残量、予測充電残量、外気温度、乗りかごの位置と状態（停止しているか走行しているかなどの状態）などの情報が入力されて、これらの状態に基づいて適切な状態が選定される。例えば、蓄電池３４の充電残量が少なくて、外気温度が所定値より高い場合には、充電残量不足となることを避けるため、空調機調整モードが選定される。

空調指令調整量演算部２０５では、乗客のかごへの乗込み階、乗込み人数、外気温度、かご内乗り人数、かご内定員などの情報に基づいて、空調指令の調整量が演算される。各入力量と調整量との関係は、例えば、図４、図５に示される入出力特性をもつ。これらについては、図４、図５を参照しながら後記する。
制御モード判定によって、建屋電源モードが選択された場合は、建屋電源モードの空調指令調整量演算部２０６によって、空調指令調整量が演算される。この場合の入力情報は、かご内温度、かご内乗り人数となる。ここで演算された空調指令調整量によって空調指令が調整されるのと同時に、蓄電池制御指令設定部２０７において、蓄電池制御指令が設定されて蓄電池制御装置（図１の３５）へ伝送される。建屋電源モードについては、後記するが、乗りかご１が充電可能階で停止している場合に、蓄電池３４ではなく、建屋側電源２０からかご内の電気機器１１〜１６に直接電力を供給するもので、空調機１１の出力をできるだけ強くして（したがって、調整量は元の指令を拡大する傾向となる）高速に目標温度に近づける一方で、蓄電池３４の放電電力はゼロにして、蓄電池３４の充電残量を維持させる働きをする。

図３は、図２のかご電力制御装置２の制御モード判定部２０４の動作を示すフローチャートである。以下、図３のフローチャートを参照しながら制御モード判定部２０４による判定動作について詳細に説明する。
まず、制御モード判定部２０４は、蓄電池３４の充電残量が閾値１より小さいか否かを判定する（ステップＳＴ１０）。ここで閾値１よりも大きいと判定された場合（ステップＳＴ１０“Ｎｏ”）は、更に、充電残量の予測値が閾値２より小さいか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。ここでも閾値２より大きいと判定された場合（ステップＳＴ１１“Ｎｏ”）、充電残量はまだ十分に残っていると見なすことができ、したがって空調指令調整は実施されない（ステップＳＴ１２）。充電残量が閾値１より小さいか（ステップＳＴ１０“Ｙｅｓ”）、あるいは、残量予測値が閾値２より小さい場合（ステップＳＴ１１“Ｙｅｓ”）は、充電残量不足となる可能性があり、この場合、以下の判定処理がなされる。

すなわち、まず、乗りかご１が停止状態で、かつ、乗りかご１の位置が、乗りかご１への給電装置（図１の給電用トランス２３、インバータ２２、コンバータ２１の装置がある階）のある階と一致する場合（ステップＳＴ１３“Ｙｅｓ”）、制御モード判定部２０４は、建屋側電源（図１の２０）の電力を、昇降路２３側の給電装置２１、２２、２３、乗りかごの給電装置３を介して、乗りかご１の電気機器１１〜１６に対して供給可能であり、ここで、建屋電源モードの実施が判定される（ステップＳＴ１４）。
乗りかご１が停止状態ではない、もしくは、乗りかご１の位置が、乗りかご１への給電装置の階に一致しない場合（ステップＳＴ１３“Ｎｏ”）、制御モード判定部２０４は、外気温度が閾値３よりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。ここで、外気温度が閾値よりも小さいと判定された場合は（ステップＳＴ１５“Ｙｅｓ”）、空調機１１の出力調整をしても乗客にそれほど不快感を与えないと判断され、このため、空調機調整モードと判定される（ステップＳＴ１６）。外気温度が閾値よりも大きいと判定された場合は（ステップＳＴ１５“Ｎｏ”）、乗客の温度調整への要望が高いとみなして、通常動作と判定される（ステップＳＴ１７）。

前記した図３に示す制御モードの判定例では、制御モード判定部２０４は、空調機調整モードの実施判定に、乗りかご１の位置の条件や、外気温度の条件を加えたが、これらの条件無しで、例えば、蓄電池３４の充電残量か、その予測値が閾値より低い場合は、直に空調機調整モードと判定するようにしてもよい。この場合、より蓄電池３４の充電残量を維持させる方向に制御を働かせることができる。

図４（ａ）（ｂ）は、空調機調整モードにおける制御の入出力特性を表すグラフである。具体的にこのグラフ（特性）は、空調指令調整量演算部２０５で空調指令の調整量を決めるために使用される。
図４（ａ）は、外気温度による空調機１１の調整が無い場合の制御特性を示している。図４（ａ）のグラフについて、横軸は、乗りかご定員に対するある階からの乗込み人数の比を表しており、縦軸は、調整後（図２の空調指令調整部２０２による調整後）の空調機の出力量を表している。図４（ａ）のＡ１は、乗込み階がロビー階の場合の特性を示し、Ａ２は、乗込み階がロビー階以外の場合の特性を示している。

通常、ビル内部では、空調設備が適正に働いているため、それまでビル内に居て移動のためエレベータを利用しようとする人は乗りかごの中での空調の必要性をそれほど感じていないと考えられる。逆に、外部からビルに入ってきてビル内を移動するためにエレベータを利用する人は、それまで外気温度の環境にいたために、乗りかごの中でも空調の必要性を強く感じていると考えられる。

したがって、両者のニーズに沿って、空調機１１の出力を調整すれば、全体として空調の出力を抑制することが可能となる。ビル外部からやってくる人はロビー階に入って、そこでエレベータを利用するため、乗込み階がロビー階か否かで空調の必要性を判断することができる。
図４（ａ）のＡ１、Ａ２の２つの特性がこれを表したもので、乗込み階がロビー階の場合の特性（Ａ１）に対して、ロビー階以外の場合の特性は空調機１１の出力を低減させている。また、単に乗込み階だけで空調機１１の出力を決めるだけではなく、乗込み階での人数も空調機１１の出力を決める上で重要と考えられる。例えば、ロビー階から乗込む人がいてもその人数が少ない場合は空調機１１の出力をあまり大きく上げる必要はない。これを反映させて、図４（ａ）のＡ１およびＡ２は、乗込み人数の増加に対して調整後の空調出力を増加させる特性となっている。

図４（ａ）のような特性にしたがって、空調機１１の出力を調整することによって、温度調整を望んでいるロビー階から乗り込むエレベータ利用者には重点的に空調出力を配分することができ、特に温度調整を望まないと考えられるロビー階以外から乗り込む利用者には空調出力を抑えることができる。
その結果、利用者を不快にさせることなく、全体として空調機１１の出力電力量を下げることが可能となる。また、前記の調整を、ロビー階およびそれ以外の階での乗り込む人数に応じて調整することにより、人数に応じた適正な調整が可能となり、さらに空調機１１の出力電力を抑えることが可能となる。したがって、蓄電池３４の充電残量が小さい場合に、このような調整を行うことにより、空調機１１による電力消費が抑制されて、充電残量の減りを下げることが可能になる。つまり、テールコードレスエレベータで蓄電池の必要容量を低減することが可能になる。

なお、乗込み人数は乗りかご床下に設置された不図示の荷重センサで検出された荷重データ値の時間的な変化を１人当りの平均体重で割ることより、概算値として求めることが可能である。また、補足として、空調機１１が出力を変えても乗りかご内の温度が変わるまでに時間がかかることが懸念されるが、人は空調機１１からの冷風（単に送風だけではなく冷気を伴った風）によって涼しさを感じるため、このような制御で実質的に十分であり、また、かご内の空気全体を冷やすよりも空調機の出力は小さく済み、その点でも必要電力量を抑えることができる。

図４（ｂ）は、外気温度による空調機の調整がある場合の制御特性を示している。乗込み階がロビー階か否かによる特性の差、乗込み人数と共に調整量が増大する特性は図４（ａ）と同じである。
図４（ｂ）の空調機調整モードの制御特性が、図４（ａ）の制御特性と異なるのは、乗込み階がロビー階の場合に、その時の外気温度によってその特性が変わる点にある。図４（ｂ）の例では、外気温度が２５度、２８度、３０度、３２度と上がるにしたがって、空調機の出力量の特性がＡ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４と増加するようになっている。これは、ロビー階から乗り込む利用者に対して、その時の外気温度に応じてさらにきめ細かく空調出力を調整することにより、全体として出力を抑制することを狙っている。例えば、図４（ａ）では、外気温度によらずロビー階からの乗込み客には人数に応じた一律の特性で空調出力を決めているが、図４（ｂ）では、外気温度があまり高くない場合には空調機１１の出力も抑制させており、全体として空調機１１の出力を抑制することが可能となる。

図５は、図４（ａ）（ｂ）に示した制御特性例とは異なる空調機調整モードにおける制御特性を表している。また、図５は、図２に示した建屋電源モードでの空調指令調整量演算部２０６で使用される調整制御の入出力特性にも対応している。
図５において、横軸は乗りかご定員に対するかご内乗り人数の比を表しており、縦軸は調整後（図２の空調指令調整部２０２による調整後）の空調機の出力を表している。図５のように、かご内人数が増えるほど調整後の空調機出力量を増加させる特性（グラフＢ１）となっている。またこの特性（グラフＢ１）は２乗関数のような特性を持っており、かご内の人数が増えるほど、空調機出力は急激に増加するようになっている。これは、かご内の乗り人数が少ない場合、それほど空調機出力は必要ないと考えられるが、人数が増えるほど、心理的に圧迫感を感じ、不快感を感じるため、より強い空調機出力が必要になると考えるためである。さらに人数が増えることにより体温による温度上昇もあり、より強い空調機出力が必要となると考えられる。

図５の特性にしたがって空調機出力を制御することにより、かご内が混んで本当に空調が必要な時に集中的に空調出力させるようにしたため、それ以外では空調機出力を抑制することができ、全体として空調機出力を抑制することができる。
また、建屋電源モードでは、乗りかごの位置はかごへの給電装置のある階に限定されるため、乗込み階によって出力を調整する図４（ａ）（ｂ）の方法では適用範囲が狭くなり、図５に示す制御特性の方がより適している。したがって、図２の建屋電源モードでの空調指令調整量演算（２０６）は、図５の特性に基づいて実行される。

なお、かご内乗り人数についても、乗りかご１の床下に設置された荷重センサの荷重データ値を１人当りの平均体重で割ることにより、概算値として求めることが可能である。

図６は、空調指令調整量演算部２０５による空調機調整モードでの処理フローチャートを示している。以下、図６に示すフローチャートを参照しながら空調指令調整量演算部２０５の動作について詳細に説明する。
まず、空調指令調整量演算部２０５は、乗客の乗込み階がロビー階であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０）。ここでロビー階とは、単に一つの階だけに限定せず、ビル外との出入りがあり、かつその出入りの利用人数が多い階（複数あってもよい）を指している。乗込み階がロビー階の場合は、空調指令調整係数Ｋを以下の演算式（１）に基づき算出する（ステップＳＴ２１）。
Ｋ＝ＦＡ（Ｐ、Ｔ） …（１）

ここで、ＦＡは乗客の乗込み階がロビー階である場合の空調指令調整係数Ｋの値を決める関数で、図４（ｂ）のＡ１１〜Ａ１４に対応した入出力特性となる。Ｐは乗込み階での乗り人数とかご定員の比、Ｔは外気温度を表している。
ここで設定された空調指令調整係数Ｋに基づき、空調指令調整量演算部２０５により空調機制御指令が調整されて、図４（ｂ）のＡ１１〜Ａ１４の特性に従った空調機指令になる。この空調機指令の調整は、変更時点からエレベータ乗りかごの乗客が零になるまで（乗り込んだ乗客が全て降りるまで）、もしくはそのかごが方向反転するまで続けられる（ステップＳＴ２２）。乗込み階がロビー階以外の場合は、空調指令調整係数Ｋを以下の演算式（２）に基づき算出する（ステップＳＴ２３）。
Ｋ＝ＦＢ（Ｐ） …（２）

ここで、ＦＢは乗客の乗込み階がロビー階以外である場合のＫの値を決める関数で、図４（ｂ）のＡ２に対応した入出力特性となる。Ｐは乗込み階での乗り人数とかご定員の比を表している。ここで、設定された空調指令調整係数Ｋに基づいて、空調機制御指令が調整されて、図４（ｂ）のＡ２の特性に従った空調機指令になる。このＫの設定値は乗込み階毎に更新されて、空調指令調整量演算部２０５は、エレベータ乗りかごの乗客が零になるか、もしくは乗りかごが方向反転するまで設定されたＫにより空調指令調整を実施する（ステップＳＴ２４）。
このようにして乗客乗込み階、乗込み階での人数、外気温度に応じて、空調指令調整係数Ｋが設定されるため、必要に応じた空調出力が可能となり、その結果、不要な空調出力が抑制されるため、全体としての空調機の出力電力量が抑制される。したがって、テールコードレスエレベータを実現する場合に、かごに搭載する蓄電池３４の必要容量を低減することが可能となる。

［実施の形態２］
次に、図７から図９を参照して、建屋側電源２０から給電装置を介して乗りかご１の電気機器１１〜１６（図中では１１Ａ〜１６Ａ、１１Ｂ〜１６Ｂで示す）に直接電力を供給させる、本発明の実施の形態２に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置について説明する。
図７は、テールコードレス化したエレベータシステムの全体構成を示す図である。ここでは、エレベータ２台（５０Ａ、５０Ｂ）の群管理（２台のエレベータを一つのグループとして統括管理する形態）している状況を表している。各要素に付加された番号中で末尾にＡが付いたものは１号機の要素を表しており、Ｂが付いたものは２号機の要素を表している。ここでは１号機の要素のみについて説明して、２号機の要素については省略する。また１号機の要素中で、図１で既に説明済みの要素については同じ符号が付されており、ここでは説明を省略する。以下、１号機を主体にして、図７に示したエレベータシステムの全体構成について説明する。

エレベータシステム（１号機について）は、乗りかご１Ａと釣合錘４８Ａが主ロープ４７Ａによって結ばれた構成をしており、主ロープ４７Ａを綱車（シーブ）４６Ａと滑車（プーリ）４８Ａとによって動かすことにより、乗りかごと釣合錘を上下に移動させる仕組みになっている。
綱車４６Ａはモータ４５Ａによって回転させられ、モータ４５Ａはエレベータ制御装置４４Ａ内のインバータによって可変速駆動される。エレベータ制御装置４４Ａ、モータ４５Ａなどはビルの最上階にある機械室に置かれている。

乗りかご１Ａの各電気機器へは、図１で既に説明したように、かご給電装置３Ａ（蓄電池３４と電力変換器３２、３３、３６、蓄電池制御装置３５で構成されている）から電力が供給されている。空調機１１Ａなどの電気機器と、かご給電装置３Ａは、「かご電力制御手段」としてのかご電力制御装置２Ａによって適切に動作するように制御される。
かご給電装置３Ａ内の蓄電池３４への充電は、乗りかご側のトランス３１Ａと昇降路側のトランス２３Ａの電磁結合によってエネルギーが伝えられる。昇降路側の電力変換装置２４Ａは、図１のコンバータ２１とインバータ２２をまとめたもので、建屋側電源を高周波の交流電力に変換する。またエレベータ制御装置４４Ａから乗りかごへの制御情報の伝送は無線通信装置４３Ａ（制御装置側）と４２Ａ（乗りかご側）によって行われる。昇降路の行程は長いもので４００ｍ以上あるため、無線通信装置にはこの程度の距離まで伝送可能な種類の無線が使われる。

前記した無線通信に、例えば、マルチホップ無線通信システムを採用してもよい。マルチホップ無線通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に代表される、基地局と、複数の中継局、またはセンサ等に接続された複数の端局から構成される無線ネットワークであり、これら複数の無線局をエレベータの昇降路Ｙ１の壁面等に設置しておくことで自立的に無線通信を行い、データ転送を可能とする。また、昇降路Ｙ１の行程によっては昇降路Ｙ１と各階の乗り場に設置されるセンサによる近距離無線通信で代替してもよい。

なお、各階のエレベータ乗り場には温度センサ６０１、６０２、…、６０５が設置されており、各階の温度が計測されている。この各階の温度データは、図示していない各階乗り場を結ぶＬＡＮ（Local Area Network）等の有線通信ネットワークによってエレベータ制御装置４４Ａに送られて、さらに無線を介してかご電力制御装置２Ａに送られる。
また、図７には図示省略しているが、各階の乗り場には画像認識によって乗り場の待ち客の人数を計数できるホール待ち客センサが設置される場合もある。以上がエレベータ１号機の構成であり、エレベータ２号機も同様の構成をしている。

エレベータ１号機と２号機はエレベータ群管理装置５１によって、１つのグループとして統括管理されている。この群管理装置５１では、各エレベータの各階の乗降人数とその時刻を統計的に集計しており、その時刻における利用人数や過去のデータに基づいて先の時点の利用人数の予測値を求めることができる。またこれらの情報は通信線を介して、各エレベータの制御装置４４Ａ、４４Ｂに配信することができる。
遠隔管理サーバ５２は、例えば、そのビルの設備管理室やエレベータの保守事業者の所に設置されており、気象予測情報などの情報を、通信線を介して各エレベータの制御装置４４Ａ、４４Ｂに配信することができる。以上が、本発明によるエレベータ乗りかごの電力制御装置を備えた、テールコードレス化されたエレベータシステムの概略構成となる。

建屋電源モードは、蓄電池の充電残量が不足状態の時に（図３のステップＳＴ１０、ＳＴ１１）、かごが停止状態で、かつ、かごの位置が、かごへの給電装置のある階に一致している場合（図２のステップＳＴ１３）、昇降路Ｙ１側にある給電装置から乗りかご側の給電装置に直接電力を供給できる場合に実行される。
具体的には、図１において、建屋電源２０から昇降路側のコンバータ２１、インバータ２２、トランス２３、乗りかご側のトランス３１、コンバータ３２、インバータ３６を介して、空調機１１や照明装置１２などの電気機器に直接電力を供給する。またこのときの蓄電池３４の放電電力は零とする。このように、かご給電装置３Ａのある階では建屋側の電源を利用することにより、蓄電池の充電残量を減らすことなく、乗りかごの各電気機器１１〜１６に電力を供給できる。これが建屋電源モードとなるが、建屋側の電源から乗りかごへ給電できる階は限られており、またその時間（その階での停止時間）も限られている。したがって、限定された機会・時間でいかに適切にかごの電気機器を動かすかが実運用での課題になる。

ここでは、空調機１１に着目し、具体的には空調で調整した乗りかご１内の温度はその後暫く継続される（空気が温度＝熱エネルギーを保存する）という特性に着目して、かご内の温度、乗りかご内の乗り人数、その時間帯のエレベータの利用人数、各階の乗り場（ホール）の待ち人数などの情報から、必要な空調機の出力、もしくはかご内温度を予測して、建屋電源モード期間中にその必要条件を満たすように空調機の出力を制御するようにしている。

図８は、建屋電源モードにおける空調機の制御状態決定処理についてフローチャートで示した図である。
以下、図８のフローチャートを参照しながら、空調指令調整量演算部２０６（図２）による建屋電源モードでの空調機１１の制御状態決定処理について説明する。

まず、空調指令調整量演算部２０６は、乗りかご１内の温度センサ（図７の１７Ａ）で検出したかご内温度ＴＣ（度）を基に、乗りかご内温度による調整係数Ｋ１を以下の演算式（３）より算出する（ステップＳＴ３０）。ここで、調整係数は空調機の出力調整（図２の空調指令調整部２０２に該当）を行うための調整ゲインを意味している。
Ｋ１＝Ｆ１（ＴＣ） …（３）

ここで、Ｆ１はかご内温度によって調整係数Ｋ１を決める関数を表している。調整係数Ｋ１は現在のかご内温度から電源モード期間中にどの程度の空調機調整が必要かを推測した調整量を表している。次に、空調指令調整量演算部２０６は、乗りかご床下に設置された荷重センサの荷重検出値に基づいて算出したかご内乗り人数ＰＣ（人）を基に、かご内乗り人数による調整係数Ｋ２を以下の演算式（４）に基づき算出する（ステップＳＴ３１）。
Ｋ２＝Ｆ２（ＰＣ） …（４）

ここで、Ｆ２はかご内乗り人数によって調整係数Ｋ２を決める関数を表している。調整係数Ｋ２は現在のかご内乗り人数から電源モード期間中にどの程度の空調機調整が必要かを推測した調整量を表している。さらに、空調指令調整量演算部２０６は、現時間帯におけるエレベータの利用人数ＮＲ（人）と予測利用人数ＮＲＰ（人）を群管理装置５１から得て、これらを基に利用人数、予測利用人数による調整係数Ｋ３を以下に示す演算式（５）に基づき算出する（ステップＳＴ３２）。
Ｋ３＝Ｆ３（ＮＲ、ＮＲＰ） …（５）

ここで、Ｆ３は現時間帯における利用人数と予測利用人数によって調整係数Ｋ３を決める関数を表している。調整係数Ｋ３は現時間帯における利用人数と予測利用人数から電源モード期間中にどの程度の空調機調整が必要かを推測した調整量を表している。各階（もしくはある特定階でもよい）の乗り場にホール待ち客センサがある場合は（ステップＳＴ３３）、各乗り場のホール待ち人数の合計ＰＨ（人）による調整係数Ｋ４を、以下の演算式（６）に基づき算出する（ステップＳＴ３５）。
Ｋ４＝Ｆ４（ＰＨ） …（６）

ここで、Ｆ４は各乗り場のホール合計待ち人数によって調整係数Ｋ４を決める関数を表している。調整係数Ｋ４は現在の各乗り場のホール合計待ち人数から電源モード期間中にどの程度の空調機調整が必要かを推測した調整量を表している。ホール待ち客センサが無い場合は、Ｋ４は零値となる（ステップＳＴ３４）。
以上の処理により、図２に示す蓄電池制御指令設定部２０７は、かご内温度、かご内乗り人数、利用人数と予測利用人数、各乗り場のホール合計待ち人数の各要因に対する空調機の調整係数を求めた後、各調整係数の合計によって空調指令調整係数を求める（ステップＳＴ３６）。また、同時に蓄電池放電電流指令は零値として、蓄電池の制御は定電流制御に切り替える（通常時、蓄電池は定電圧制御で制御されている）（ステップＳＴ３６）。この結果、空調機はその時の状況（温度、乗り人数、利用人数、待ち人数）に見合った適切な出力に制御され、蓄電池は放電出力をしないため、充電残量が保存される。さらに、空調機の出力は調整係数により、先の状況の予測を含めて決められているため、乗りかごが給電装置のある階を出発した後も、蓄電池から放電出力を適正に抑制することができる。

なお、図８に示した空調機の出力調整量を決める処理（ステップＳＴ３０〜ＳＴ３５）は、図２の建屋電源モードにおける空調指令調整量演算部２０６にて実行され、蓄電池の制御条件を定める処理（ステップＳＴ３６）は、図２の建屋電源モードにおける蓄電池制御指令設定部２０７にて実行される。

図９は、建屋電源モードでの空調機の調整係数の具体例を表している。図９において、横軸（Ｃ１）はかご内温度を表しており、縦軸（Ｃ２）はエレベータの利用人数を表している。
横軸と縦軸の交点のマス目は、かご内温度と利用人数の組合せに対する空調機出力の調整係数を表している。例えば、かご内温度が２８度、エレベータ利用人数がｘ３人の場合、調整係数はＰ１１となる。この調整係数は、現在のかご内温度とエレベータ利用人数に基づいて現在およびその後しばらくの時間において必要と推定した空調機の出力調整量を表している。なお、図８に示す調整係数の求め方では、かご内温度と利用人数を分け、それぞれ独立の関数で各要因の調整係数を求めたが、図９のように組み合わせてもよい。

［実施の形態３］
図１０、図１１は、本発明の実施の形態３に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置による、空調機以外のかごの電気機器（照明装置と電気式ガイド装置）の出力調整方法を説明するために示した図である。
照明装置１２と電気式ガイド装置１４の両者を調整する制御は、本発明の「かご電力制御手段」としてのかご電力制御装置２内で実施される。以下、図１０、図１１を参照して、照明装置と電気式ガイド装置の出力調整方法について説明する（適宜図１等参照）。

図１０は、照明装置と電気式ガイド装置の出力を調整するかご電力制御装置２の構成を示す。基本構成は、図２の実施の形態１で示した空調機１１の出力調整と同じである。すなわち、かご照明出力指令設定部２２０で、かご照明に対する出力指令が設定され、照明出力指令調整部２２１で、出力指令が調整される。ここで、出力指令の調整は、照明出力指令調整量演算部２２４で算出された調整量に基づいて調整される。照明制御指令変換部２２２は、調整された照明出力指令を照明制御指令に変換する。照明制御指令は、かご内の照明装置の制御部へ伝送されて、その制御指令（その元は調整された出力指令）にしたがって照明装置の出力が制御される。

ここで、照明装置１２は、基本的にＬＥＤ（発光ダイオード）照明を想定している。ＬＥＤ照明は、電力の調整により照度の調整や入／切が容易にできる。インバータ式の蛍光灯でも寿命を損なう可能性があるが、電力の調整によりある程度照度を調整することは可能となる。
照明出力指令調整モード判定部２２３は、蓄電池の充電残量、充電残量の予測値、かご内乗り人数、かご内外光量（図１のかご内照度センサ１８によって検出）によって、照明出力指令の調整を実施するか否かを判定する。照明出力指令調整モード判定部２２３による判定処理の詳細については、図１１のフローチャートを参照しながら後記する。照明出力指令調整モード判定部２２３での判定結果は、照明出力指令調整量演算部２２４に伝えられる。照明出力指令調整量演算部２２４では、出力調整を実施する場合は充電残量とその予測値に基づいて、空調機の場合と同様に調整係数もしくは調整量が計算されて、照明出力指令調整部２２１にその結果が送られる。出力調整を実施しない場合は、調整係数もしくは調整量が零として、照明出力指令調整部２２１にその結果が送られる。

電気式ガイド装置１４は、乗りかご１をレールに案内（ガイド）するための装置で、乗りかご１のかご枠に取り付けられている（図７のシステム全体構成図の符号１４Ａが模式的にこれを表している）。電気式ガイド装置１４にはガイドシュー（レールの間をスライドするもの）とガイドローラ（レールの間にローラを設けるもの）の２タイプがあるが、電気を供給した電気式のものとしては、前者については磁気的な力で浮上させるようにしたもの、後者についてはアクチュエータを使って電動構造にしてレールとローラの押圧力を調整するものがある。いずれも振動・騒音を小さくできる効果がある。

電気式ガイド装置１４の出力調整についてもその構成は照明の場合と全く同じとなる。以下、簡単に制御構成の流れだけを説明する。
まず、出力指令設定部２２５は、電気式ガイド装置１４の出力指令を設定して、調整が必要な場合は、出力指令調整部２２６が出力指令の調整を行う。制御指令変換部２２７は、調整後の出力指令を制御指令に変換して、制御指令を電気式ガイド装置１４へ送る。電気式ガイド装置１４の出力調整を実施するか否かは、出力指令調整モード判定部２２８が判定して、調整を実施する場合は、出力指令調整量演算部２２９にて調整係数もしくは調整量が演算される。演算された調整係数もしくは調整量は、出力指令調整部２２６に送られ、出力指令調整部２２６は、その値にしたがって出力指令を調整する。電気式ガイド装置１４の出力指令調整モード判定部２２８の入力は、蓄電池の充電残量、その予測値、かご内乗り人数、かご走行状態情報になる。出力指令調整量演算部２２９の入力は、蓄電池の充電残量とその予測値になる。

図１１は、図１０に示す照明出力指令調整モード判定部２２３、および電気式ガイド装置出力指令調整モード判定部２２８により実行される、照明装置１２、および電気式ガイド装置１４の出力調整を実施するか否かを判定する処理フローチャートである。以下、図１１のフローチャートを参照しながら、図１０に示す照明出力指令調整モード判定部２２３、および電気式ガイド装置出力指令調整モード判定部２２８による処理の流れを説明する。

図１１のフローチャートにおいて、照明出力指令調整モード判定部２２３（電気式ガイド装置出力指令調整モード判定部２２８）は、まず、蓄電池の充電残量が閾値３より小さいか否かを判定する（ステップＳＴ４０）。閾値よりも大きいと判定された場合は、更に、充電残量予測値が閾値４より小さいか否かを判定する（ステップＳＴ４１）。ここで、予測値も閾値より大きいと判定された場合は（ステップＳＴ４１“Ｎｏ”）、照明装置１２や電気式ガイド装置１４の出力調整は実施しないと判定される（ステップＳＴ４２）。
一方、蓄電池の充電残量が閾値３より小さいか（ステップＳＴ４０“Ｙｅｓ”）、その予測値が閾値４よりも小さいと判定された場合（ステップＳＴ４１“Ｙｅｓ”）、照明出力指令調整モード判定部２２３は、乗りかご１内の乗り人数が零か否かを荷重センサで検出された値に基づき判定する（ステップＳＴ４３）。かご内乗り人数が零の場合は（ステップＳＴ４３“Ｙｅｓ”）、かご内照明の出力を蓄電池３４の充電残量またはその予測値に応じて低減させる（ステップＳＴ４４）。

一方、電気式ガイド装置出力指令調整モード判定部２２８は、さらに、乗りかご１が走行中か否かを判定して（ステップＳＴ４５）、走行中の場合は（ステップＳＴ４５“Ｙｅｓ”）、電気式ガイド装置１４の出力を蓄電池の充電残量、またはその予測値に応じて低減させる（ステップＳＴ４６）。停止中の場合は、電気式ガイド装置１４の出力調整は実施しない（ステップＳＴ４７）。
なお、蓄電池３４の充電残量が不足状態の場合、乗りかご１内の乗客が零にも関わらずかご内照明を付けているのは電力を不要に消費しており、出力を充電残量に応じて適度に抑制した方がよい。同じく乗客がいないにも関わらず電気式ガイド装置１４を動作させて、かごの振動を過度に抑制させても電力を不要に消費していることになり、出力を充電残量に応じて適度に抑制した方がよい。

乗りかご内の人数を検出して、零の場合は照明および電気式ガイド装置の出力を充電残量に応じて抑制することにより、利用者へ影響を与えることなく、充電残量の減少を抑えることが可能となる。つまり充電切れを起こしにくくできる。このような制御を実施することにより、乗りかごに搭載する蓄電池の容量をさらに低減することが可能となる。

かご内の乗り人数が零で無い場合は（ステップＳＴ４３“Ｎｏ”）、図１のかご内照度センサ１８で検出されるかご内の外光量が閾値１０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ４８）。外光量が大きい場合は（ステップＳＴ４８“Ｙｅｓ”）、かご内照明の出力を絞ることができ、その出力を蓄電池の充電残量またはその予測値に基づいて低減させる（ステップＳＴ４９）。外光量が小さい場合は（ステップＳＴ４８“Ｎｏ”）、機器の出力調整は実施しない（ステップＳＴ５０）。
この場合も外光の大きさに応じてかご内照明を抑制できるため、蓄電池の充電残量の減少を抑えることができる。なお、かご内に外光が入るケースは、乗りかごの壁がガラスで構成された場合で、かつ、昇降路がビル外（屋外）にある場合を想定している。展望用のエレベータなどがこれに該当する。

［実施の形態４］
図１２、図１３は、本発明の実施の形態４に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置による、蓄電池３４からの電力供給停止制御の流れを示す図であり、蓄電池３４の充電残量不足時の蓄電池３４から各電機機器１１〜１６（図１等参照）への電力供給停止（図１２）、非常停止時の蓄電池からの電力供給停止制御（図１３）のそれぞれを示す。
図１２、図１３は、いずれも、かご電気機器の出力調整や建屋電源の利用だけでは間に合わないような場合に、やむを得ず、電気機器１１〜１６を停止させる場合の、乗客にとってより適切（この場合、安全面から適切）と考えられる電気機器停止の順序制御を示しており、かご電力制御装置２内で実施される。

図１２のフローチャートにおいて、かご電力制御装置２は、まず、蓄電池３４の充電残量が閾値Ａよりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴＡ０１）。ここで大きいと判定された場合は（ステップＳＴＡ０１“Ｎｏ”）、次回の判定処理まで待って（ステップＳＴＡ０２）、再度、ステップＳＴＡ０１の処理に戻って閾値比較を行う。
ここで、閾値Ａは、電気機器の出力調整の閾値に比べてさらに小さい値となる。厳しい充電残量不足になって始めてこの停止処理シーケンスが実施される。充電残量が閾値Ａより小さい場合（ステップＳＴＡ０１“Ｙｅｓ”）、すなわち、厳しい充電残量不足の場合は、蓄電池３４から乗りかご１内の空調機１１への電力供給を最優先で停止させるか、もしくは空調機１１の動作を停止させる（ステップＳＴＡ０３）。

次に、かご電力制御装置２は、蓄電池３４の充電残量が閾値Ｂよりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴＡ０４）。大きいと判定された場合は（ステップＳＴＡ０４“Ｎｏ”）、次回の判定処理まで待って（ステップＳＴＡ０５）、再度、ステップＳＴＡ０４の処理に戻って閾値比較を実行する。閾値Ｂよりも小さいと判定された場合は（ステップＳＴＡ０４“Ｙｅｓ”）、蓄電池から乗りかご内のかご位置表示器１３（インジケータ）の電力供給を停止させる、もしくはかご位置表示器１３の動作を停止させる（ステップＳＴＡ０６）。
次に、蓄電池３４の充電残量が閾値Ｃよりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴＡ０７）。ここで大きいと判定された場合は（ステップＳＴＡ０７“Ｎｏ”）、次回の判定処理まで待って（ステップＳＴＡ０８）、再度、ステップＳＴＡ０７の処理に戻って閾値との比較を行う。ここで閾値Ｃよりも小さいと判定された場合は（ステップＳＴＡ０７“Ｙｅｓ”）、蓄電池３４から乗りかご１内の照明装置１２の電力供給を停止させる、もしくは照明装置１２の動作を停止させる（ステップＳＴＡ０９）。

次に、蓄電池３４の充電残量が閾値Ｄよりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴＡ１０）。ここで大きいと判定された場合は（ステップＳＴＡ１０“Ｎｏ”）、次回の判定処理まで待って（ステップＳＴＡ１１）、再度、ステップＳＴＡ１０の処理に戻って閾値との比較を行う。ここで、閾値Ｄよりも小さいと判定された場合は（ステップＳＴＡ１０“Ｙｅｓ”）、蓄電池３４から乗りかごドア駆動装置の電力供給を停止させる、もしくは乗りかごドア駆動装置の動作を停止させる（ステップＳＴＡ１２）。

以上の手順にしたがい段階的に各電気機器１１〜１６への電力供給を停止させる、もしくはその動作を停止させるが、充電残量が零になるまで、インターフォン１６への電力供給は継続させるものとする。乗りかご１内の空調機１１やかご位置表示は必ずしも必要というわけではなく、快適性は損なわれても、他との比較で許容範囲と考えられるため、まずこの順序で停止させる。照明装置１２はかご内の安全（防犯的意味の安全）を保つために必要なため、充電残量がやむを得ない状況となるまで継続させる。また、乗りかごドアの駆動装置はさらに重要で、ドアの開閉ができない場合は、乗客は乗りかごに閉じ込められるため、最終段階の１つ前まで電力供給を継続させるようにする。
最後に残すのは、外部と乗りかご１内の連絡に使うかご内インターフォン１６で、どのような状況でも安全確認のため、乗りかご内の状況を確認する必要があり、かご内インターフォン１６は、最後まで電力供給を継続させる必要がある。

以上、図１２に示した停止シーケンスにしたがって各電気機器１１〜１６を停止させることにより、最悪状況として充電残量不足が厳しい状況になっても、乗客の安全を確保することが可能になる。

図１３は、図１２と同じ、厳しい充電残量不足になった場合の電気機器の停止シーケンスを示したものであるが、図１２のシーケンスが通常時（エレベータが運行している状況）を想定しているのに対して、図１３のシーケンスは、例えば、地震などでエレベータが非常停止した場合など非常停止時を想定した場合のシーケンスを表している。以下、図１３のフローチャートを参照しながら説明する。

図１３のフローチャートにおいて、かご電力制御装置２は、まず、エレベータ乗りかご１が非常停止中か否かを判定する（ステップＳＴＢ０１）。非常停止中でないと判定された場合は（ステップＳＴＢ０１“Ｎｏ”）、図１２に示したフローチャートにしたがって処理される。非常停止中と判定された場合は（ステップＳＴＢ０１“Ｙｅｓ”）、蓄電池３４の充電残量が閾値Ｆより小さいか否かを判定して（ステップＳＴＣ０１）、大きいと判定された場合は（ステップＳＴＣ０１“Ｎｏ”）、次回判定時まで処理待ちとして（ステップＳＴＣ０２）、再度、ステップＳＴＣ０１の処理に戻り閾値比較を行う。ここで、小さいと判定された場合は（ステップＳＴＣ０１“Ｙｅｓ”）、蓄電池３４から乗りかご１内のかご位置表示器１３（インジケータ）への電力供給を停止させるか、もしくはかご位置表示器１３の動作を停止させる（ステップＳＴＣ０３）。

次に、蓄電池３４の充電残量が閾値Ｇより小さいか否か判定して（ステップＳＴＣ０４）、大きいと判定された場合は（ステップＳＴＣ０４“Ｎｏ”）、次回判定時まで処理待ちとして（ステップＳＴＣ０５）、再度、ステップＳＴＣ０４処理に戻って閾値比較を行う。ここで、小さいと判定された場合は（ステップＳＴＣ０４“Ｙｅｓ”）、蓄電池３４から乗りかごドア駆動装置への電力供給を停止させるか、もしくは乗りかごドア駆動装置の動作を停止させる（ステップＳＴＣ０６）。
次に、蓄電池３４の充電残量が閾値Ｈより小さいか否かを判定して（ステップＳＴＣ０７）、大きいと判定された場合は（ステップＳＴＣ０７“Ｎｏ”）、次回判定時まで処理待ちとして（ステップＳＴＣ０８）、再度、ステップＳＴＣ０７の処理に戻り閾値比較を行う。ここで、小さいと判定された場合は（ステップＳＴＣ０７“Ｙｅｓ”）、蓄電池３４から乗りかご１内の空調機１１への電力供給を停止させるか、もしくは空調機１１の動作を停止させる（ステップＳＴＣ０９）。

次に、蓄電池３４の充電残量が閾値Ｉより小さいか否かを判定して（ステップＳＴＣ１０）、大きいと判定された場合は（ステップＳＴＣ１０“Ｎｏ”）、次回判定時まで処理待ちとして（ステップＳＴＣ１１）、再度、ステップＳＴＣ１０の処理に戻り閾値比較を行う。ここで、小さいと判定された場合は（ステップＳＴＣ１０“Ｙｅｓ”）、蓄電池３４から乗りかご１内の照明装置１２への電力供給を停止させるか、もしくは乗りかご１内の照明装置１２の動作を停止させる（ステップＳＴＣ１２）。

上記した図１３のフローチャートにおいても、蓄電池３４からかご内インターフォン１６への電力供給は蓄電池３４の残量が零になるまで継続させる。つまり、乗りかご１内インターフォン１６は停止させずに最後まで動作させるようにする。非常停止中（途中階で非常停止中の場合）は、乗りかご１内に乗客がしばらくの時間残される可能性があり、乗りかご１内の温度を適切に保つために、空調機１１を停止させる順番を後ろにずらす方がよい。また、しばらくは乗りかご１のドアを動作させることが無いため、ドアの電力供給は早い段階で停止させてもよい。なお、乗りかご１は、ドアが閉じているときも電力を消費しているため、電力供給を止めることにより、充電残量の低減を抑えるのに効果がある。このように、非常停止中は状況が変わるため、常時とは異なる停止シーケンスで処理することにより、乗客に対してより適切な順で機器停止を進めることが可能となる。

［実施の形態５］
図１４〜図１６は、蓄電池３４を、第１蓄電池としての主蓄電池と、第２蓄電池の２段構成として、主蓄電池の充電残量が不足した場合、救援役として第２の蓄電池を使う、本発明の実施の形態５に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置を説明するために示した図である。図１４は、このための乗りかごの電力制御に関わる構成を示したブロック図である。
図１４において、図１に示す実施の形態１と同じ番号が付されたブロックは図１に示すブロックと同じ名称、および機能を有するものとする。実施の形態１との差異は、第２蓄電池３４Ｓと、第２蓄電池３４Ｓの制御装置３５Ｓ、そして、第２蓄電池３４Ｓに対するＤＣ／ＤＣコンバータ３３Ｓが追加されたことにある。

第２蓄電池３４Ｓの出力電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３Ｓを介して、主蓄電池３４と同じく、空調機１１などのかご電気機器へ供給される。また、主蓄電池３４の出力と第２蓄電池３４Ｓの出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３Ｓと、インバータ３６間の直流母線に共に接続されているため、乗りかご側のトランス３１からＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して、第２蓄電池３４Ｓへも建屋電源の電力を充電できるようになっている。
かご電力制御装置２は、主蓄電池３４の主蓄電池制御装置３５、第２蓄電池３４Ｓの第２蓄電池制御装置３５Ｓと通信線でつながっており、それぞれに対して制御指令を送り、あるいは制御状況をモニタリングすることができる。

第２蓄電池３４Ｓは、主蓄電池３４が充電残量不足となった場合の救援役の役割を果たす。規模の増加を抑えるために、第２蓄電池３４Ｓの容量は主蓄電池３４の容量よりもできるだけ小さくする。その代わりに第２蓄電池３４Ｓとして、高速な充放電が可能な特性をもつ蓄電池を選定する。第２蓄電池３４Ｓは、充電可能な階に停止すると高速充電して充電量を増やし、走行中や他の階に停止中は放電させる。
第２蓄電池３４Ｓは、充電を行いながらできるだけ長い時間放電させるようにして、主蓄電池３４の充電残量の減少を抑えるように働かせる。高速充放電が必要な第２蓄電池３４Ｓとしては、電気二重層コンデンサ、リチウムイオン電池などが適している。なお、主蓄電池３４は、所定の長い時間充電した後に、所定の長い時間放電させる使い方（サイクル用途とも呼ばれる）となり、第２蓄電池３４Ｓとは異なる特性が求められる。また、一般にこのようなサイクル用途タイプの蓄電池は放電途中での一時的な充電動作、特に、大電流による充電動作は寿命を短くし、あるいは装置を傷める可能性があるため、避けることが望ましいとされている。

前記したように、救援役の第２蓄電池３４Ｓを備えることによって、マージンを持って容量を定められる主蓄電池３４に対して、さらに容量低減を図ることが可能となる。第２蓄電池３４Ｓは、途中での高速充放電が可能なため、主蓄電池３４で削減した容量よりもさらに小さい容量とすることが可能で、全体として、電池規模、重量を低減することが可能になる。

図１５は、第２蓄電池３４Ｓによる制御シーケンスを示すフローチャートである。以下、図１５に示すフローチャートを参照しながら、第２蓄電池を使用した場合の動作モードについて説明する。
まず、かご電力制御装置２は、主蓄電池３４の充電残量が閾値５より小さいか否かを判定し（ステップＳＴ６１）、次に、主蓄電池３４の充電残量予測値が閾値６より小さいか否かを判定する（ステップＳＴ６２）。両者を共に満たさない場合は（ステップＳＴ６１“Ｎｏ”、ＳＴ６２“Ｎｏ”）、主蓄電池３４の充電残量に余裕があるとみなすことができ、このため、第２蓄電池３４Ｓは動作させないようにする（ステップＳＴ６３）。前記した判定のいずれかを満たす場合は（ステップＳＴ６１“Ｙｅｓ”、またはステップＳＴ６２“Ｙｅｓ）、第２蓄電池３４Ｓを動作させる第２蓄電池動作モードに入る（ステップＳＴ６４で示す一点鎖線で示す領域）。

ここでは、まず、待機階（サービスを完了した乗りかごが待機する階）をかごへの給電装置のある階に設定する（ステップＳＴ６５）。したがって、サービスを完了して待機状態にあるかごは常に給電装置のある階に待機することになり、待機中は第２蓄電池３４Ｓへの充電が可能となる。次に、かごが停止状態でかつかご位置がかごへの給電装置のある階と一致するかどうかが判定される（ステップＳＴ６６）。条件を満たす場合は（ステップＳＴ６６“Ｙｅｓ”）、第２蓄電池３４Ｓへの充電が可能であり、建屋側電源２０から第２蓄電池３４Ｓへ高速充電する（ステップＳＴ６７）。
条件を満たさない場合は（ステップＳＴ６６“Ｎｏ”）、第２蓄電池３４Ｓを放電させるモードに入る。まず、空調機１１と照明装置１２の消費電力を抑制する（ステップＳＴ６８、ＳＴ６９）。その上で、第２蓄電池３４Ｓを定電圧制御で放電させる（ステップＳＴ７０）。主蓄電池３４に対しては、放電電流の上限値を設けて、放電電流を制限させる（ステップＳＴ７１）。

この結果、主蓄電池３４の放電電力と、かご電力機器１１〜１６の消費電力の差分が第２蓄電池３４Ｓから供給されることになる。具体的には、主蓄電池３４の放電電力よりもかご電力機器１１〜１６の消費電力が大きい場合は、そのアンバランスにより直流母線（ＤＣ／ＤＣコンバータ３３Ｓとインバータ３６間の直流母線）の電圧が下降する。第２蓄電池３４Ｓは定電圧制御で制御されているため、この下降を補うように放電動作することになり、電力の需給バランスが一致するようになる。
第２蓄電池３４Ｓの放電出力が不足している場合（基本的に、第２蓄電池３４Ｓは容量・出力電力はそれほど大きくない仕様で選定されている）は、直流母線電圧が低下したままとなるため、それを検知して（ステップＳＴ７２）、電力がバランスするように、空調機１１、照明装置１２の消費電力を再抑制させる（機器運転出力を出力調整係数によってさらに抑制させる。空調機の場合、図２の空調指令調整部２０２で実施すされる）（ステップＳＴ７４）。直流母線電圧が低下していない場合は、現在の状況を維持させる（ステップＳＴ７３）。

以上説明のように、主蓄電池３４の充電残量の不足が生じた場合に、第２蓄電池３４Ｓを頻繁に充放電させ、かつ、空調機１１、照明装置１２の電気機器側も消費電力を抑えるように制御することで、主蓄電池３４の充電残量減少を抑制することが可能になる。その結果、蓄電池全体の容量と重量を低減することが可能になる。

図１６は、第２蓄電池３４Ｓを動作させている状況において、動作途中で第２蓄電池３４Ｓの容量が不足した場合の処理シーケンスを示すフローチャートである。
図１６において、図１５と同じ処理については同じ符号を付しており、重複を回避する意味で説明を省略する。図１５のフローチャートと異なる処理についてのみ以下に説明する。

第２蓄電池３４Ｓを定電圧制御で放電、主蓄電池３４を放電電流上限値に設定して放電している状況で（ステップＳＴ７０、ＳＴ７１）、途中で第２蓄電池３４Ｓの充電残量が不足した場合（ステップＳＴ８２）、かご電力制御装置２は、主蓄電池３４の放電電流上限値を解除して、定電圧制御で制御させる（ステップＳＴ８４）。この結果、空調機１１、照明装置１２などの電気機器への電力供給は主蓄電池３４が担当することになる。その後、エレベータの乗りかご１が待機状態になると、乗りかご１への給電装置のある階に移動するため、第２蓄電池３４Ｓへの高速充電を実施でき、再び、第２蓄電池３４Ｓを放電させて、主蓄電池３４を救援することが可能になる。

［実施の形態６］
図１７〜図２０は、テールコードレスではなく、テールコードで送電する電流を低減させることで、電力線の径または本数を小さくすることのできる、本発明の実施の形態６に係るエレベータ乗りかごの電力制御装置を説明するために示した図である。
以下、図１７〜図２０を参照しながら、軽量テールコードによるエレベータシステムの構成動作について説明する。

このエレベータシステムの長所は、軽量化したテールコードを介して、建屋電源から常時電力（但し、電力線を小さくしたため、上限がある）を供給できるため、テールコードレスの場合と比べて蓄電池容量を低減できることにある。
なお、以下に説明する実施の形態６は、テールコード有りの従来におけるエレベータと、本発明のテールコードレスのエレベータとの中間に位置し、テールコードを無くすことはできないが、テールコードを軽くし、かつ、乗りかご１に搭載する蓄電池３４の容量も小さくできるため、システム全体として軽量化を図ることが可能となる。

図１７は、軽量テールコードによるエレベータシステムの全体構成を示す図である。図１７は、図７に示す実施の形態２と基本的な構成とほとんど変わらないため、同じブロックについては同じ符号を付し、同じ名称、および機能を有するものとする。
差異は、軽量テールコード７０Ａ、７０Ｂが追加されたことと、昇降路側にあったかごへの給電装置（図７の２３Ａ、２４Ａ）が無くなったことにある。

図１７の軽量テールコードによるエレベータシステムは、テールコードを介して建屋側電源の電力供給を常時受けることが可能であり、昇降路側にあったかごへの給電装置は不要となる。
なお、図１７において、建屋電源２０はエレベータ制御装置４４Ａに電力を供給しており、エレベータ制御装置４４Ａは軽量テールコード７０Ａを介してかご給電装置３Ａに繋がっており、建屋電源２０から、エレベータ制御装置４４Ａ、軽量テールコード７０Ａ、かご給電装置３Ａを通って乗りかごへ電力が供給される形態となっている。

図１８は、軽量テールコードによるエレベータシステムの乗りかごの電力制御に関わる部分を示すブロック図である。その構成は、図１に示した実施の形態１とほとんど変わらないため、同じブロックについては同じ符号を付し、同じ名称、および機能を有するものとする。
差異は、軽量テールコード７０が追加されたことと、昇降路側にあったかごへの給電装置（図１の２３、２２、２１）が無くなったことにある。建屋電源から軽量テールコード７０を介した蓄電池３４への充電はかご電力制御装置２によって実施される。

図１９は、軽量テールコードによるエレベータシステムの蓄電池３４の電力制御の流れを示すフローチャートである。以下、図１９のフローチャートを参照しながら、図１８に示すかご電力制御装置２の動作について説明する。
ここでは、まず、現在の時刻が蓄電池３４の充電時間帯か否かが判定される（ステップＳＴ９０）。蓄電池３４の充電時間帯は、基本的には夜間、エレベータの使用頻度が低い時間帯となり、例えば、２３時から７時の時間帯に設定される。現在の時刻が蓄電池３４の充電時間帯の場合は、蓄電池３４はテールコードからの充電モードとなる。かご電力制御装置２が充電モードと判定して（ステップＳＴ９１）、テールコードを介して所定値以下の電流で蓄電池に充電がなされる（ステップＳＴ９２）。テールコードを軽量化するために、電力線の径を小さく、または電力線の本数を少なくしているため、小さい電流で蓄電池に充電する必要がある。電流を抑える所定値は、電力線の電流容量を基準に決められる。蓄電池３４が満充電になるまで充電が続けられ（ステップＳＴ９３）、満充電になると充電を終了させて待機させる（ステップＳＴ９４）。

現在時刻が蓄電池の充電時間帯以外の場合は、蓄電池３４は放電モードとなる。かご電力制御装置２が放電モードと判定して（ステップＳＴ９５）、蓄電池３４を定電圧制御で制御させる（ステップＳＴ９６）。この時、かご電気機器１１〜１６への電力供給先は、蓄電池３４が主となり、テールコードを介した建屋電源が従となる。建屋電源側が従となるのは、テールコード内の電力線を縮小化したことによる電流容量の制約による。
乗りかご１内の電気機器１１〜１６の消費電力が大きい場合は、建屋側電源２０の電力供給に上限があるため、蓄電池３４がメインの電力供給先となるが、消費電力が小さい場合は、蓄電池３４の充電残量を温存するため、建屋側電源の電力をメインの供給先とすることが望ましい。したがって、建屋側電源２０からは常に一定の電力を供給させるようにして（上限値一杯の電力を一定で供給）、残りの不足分を蓄電池３４からの電力供給で補う形がよい。建屋側電源の方が電力供給の応答が速い場合は（通常は速いと考えられる）、蓄電池３４を定電圧制御することによって、このような動作が実現できる。

蓄電池３４の容量を低減するためには、前記したテールコードレスエレベータシステム向けの電気機器の出力調整法を適用すればよい。このため、蓄電池３４の充電残量に応じて、テールコードレスエレベータシステム向けの電気機器の出力調整法（図３〜図６、図１０〜図１３）を実施する。

図２０は、図１９に示した軽量テールコードによるエレベータシステムにおける蓄電池の制御フローチャートに基づく蓄電池の充放電の状況を示している。
図２０（ａ）は、テールコード内の電力線に流れる電流の１日幅での変化を表している。図２０（ａ）のグラフは、横軸が時間で１日分の時間長を取っている。縦軸は、テールコード内の電力線を流れる電流値（複数の電力線を使用する場合は各電流の合計値）を表している。電流値が正の場合は制御盤からかごへ電流が流れていることを意味している。

図２０（ａ）中の実線が実際に流れる電流の特性を表しており、基本的に一定値となっている。この一定値はテールコード内の電力線の電流容量で決まる上限値に対応している。つまり、蓄電池が充電時も放電時も、建屋電源から上限一杯の電流を流して、蓄電池の放電電力量を低減させるようにしている。
図２０（ａ）中の点線は空調機の定格電流値を表している。通常のテールコードの場合は、かごの電気機器の消費電流に合わせてテールコードに流れる電流も決まるため、点線以上の電流が流れる可能性があり、径の太い電力線もしくは複数本の電力線を使う必要があるが、本発明の実施の形態６によれば、蓄電池を併用することにより、実際の電流値を図２０（ａ）のように下げることができ、テールコード内の電力線を削減することができる。したがって、テールコードを軽量化できる。

図２０（ｂ）は、乗りかごに搭載した蓄電池の電流の１日幅で変化を表している。横軸は時間軸で１日分の時間長となっており、縦軸は蓄電池の電流を表している。電流の正値は放電していることを表し、負値は充電を表している。夜間２３時から朝７時までは充電状態となっており、朝７時から夜２３時までは放電状態となっている。
図２０（ｃ）はかご電気機器の消費電流の１日幅での変化を表している。夜間閑散時はかご電気機器の消費電力は小さいが（図では簡単のため、零値としている。実際の場合も平均すると非常に小さい値になると推測される。）、日中になるにつれて利用者が増えて、気温も上がるため、空調機などの消費電力が上がり、特に昼間から午後の時間帯に消費電流が増大する特性となる。従来のエレベータシステムでは、図２０（ｃ）に示されているかご電気機器の消費電流を直接テールコードに流していたため、太い電力線（または複数本の電力線）が必要で、テールコードの重量が問題となっていた。図２０（ａ）と比較すれば、テールコードの電流が減少しており、テールコードを軽量化できることが分かる。

蓄電池３４の放電電流についても、テールコードレス方式では、図２０（ｃ）の乗りかご１内の電気機器１１〜１６の消費電流を同じ電流を蓄電池３４から放電しなければならなかったが、前記した実施の形態６によれば、テールコードからも電力供給がなされるため、図２０（ｂ）のように小さくすることができる。したがって、必要な蓄電池容量も低減することができる。

以上説明のように本発明のエレベータ乗りかごの電力制御装置によれば、エレベータのテールコードレス化、あるいはテールコードの軽量化はもとより、そのための重要設計事項である乗りかごに搭載する蓄電池容量の低減を実現し、空調装置や照明などの電気機器の消費電力の無駄を省いて消費電力量を抑えることができる。
なお、前記したかご電力制御装置２が有する各構成ブロックの機能は、全てをソフトウェアにより実現しても、あるいは少なくともその一部をハードウェアで実現してもよい。例えば、電力制御装置２を構成するかご空調指令設定部２０１と、空調指令調整部２０２と、空調制御指令変換部２０３と、制御モード判定部２０４と、空調指令調整量演算部（空調機調整モード）２０５と、空調指令調整量演算部（建屋電源モード）２０６と、蓄電池制御指令設定部（建屋電源モード）２０７におけるデータ処理は、１または複数のプログラムによりコンピュータ上で実現してもよく、また、その少なくとも一部をハードウェアで実現してもよい。

１ エレベータ乗りかご
２ かご電力制御装置
３ かご給電装置
１１ 空調機
１２ 照明装置
１３ かご位置表示装置
１４ 電気式ガイド装置
１５ ドアマシン
１６ インターフォン
１７ かご内温度センサ
１８ かご内照度センサ
２０ 建屋側電源
３４ 蓄電池
３４Ｓ 第２蓄電池
３５ 蓄電池制御装置
３５Ｓ 第２蓄電池制御装置
７０ 軽量テールコード
２０１ かご空調指令設定部
２０２ 空調指令調整部
２０３ 空調制御指令変換部
２０４ 制御モード判定部
２０５ 空調指令調整量演算部（空調機調整モード）
２０６ 空調指令調整量演算部（建屋電源モード）
２０７ 蓄電池制御指令設定部

Claims (5)

1. エレベータ乗りかごに設置された蓄電装置と、前記エレベータ乗りかごに設置され、前記蓄電装置から電力が供給される空調装置を含む電気装置とを備えるエレベータの、各電気装置に対して電力の供給制御を行うエレベータ乗りかごの電力制御装置において、
   前記エレベータ乗りかごの運行時に前記蓄電装置の蓄電量が所定値以下となった場合、前記蓄電量に応じて、前記空調装置を最優先に前記各電気装置の電力供給を停止するかご電力制御手段、
   を有することを特徴とするエレベータ乗りかごの電力制御装置。
2. 前記かご電力制御手段は、
   前記各電気装置への電力供給を停止した後も、乗りかごと外部との連絡に使用する前記各電気装置としてのインターフォン装置への電力供給を継続するように制御することを特徴とする請求項１に記載のエレベータ乗りかごの電力制御装置。
3. 前記かご電力制御手段は、
   前記各電気装置への電力供給を停止する順番を、前記エレベータ乗りかごが非常停止している場合と、前記エレベータ乗りかごの運行時に前記蓄電装置の蓄電量が所定値以下となった場合とにおいて、異なるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレベータ乗りかごの電力制御装置。
4. 前記電気装置として乗りかごドア駆動装置を含み、
   前記かご電力制御手段は、
   前記エレベータ乗りかごが非常停止している場合は、前記空調装置への電力供給の停止よりも先に前記乗りかごドア駆動装置への電力供給を停止することを特徴とする請求項３に記載のエレベータ乗りかごの電力制御装置。
5. 前記電気装置としてかご位置表示器を含み、
   前記かご電力制御手段は、
   前記エレベータ乗りかごが非常停止している場合は、前記空調装置への電力供給の停止よりも先に前記かご位置表示器への電力供給を停止することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のエレベータ乗りかごの電力制御装置。

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