JP5568633B2 - エレベータのドア制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エレベータのドア制御装置に関するものである。

エレベータのドアとドアとの間やドアと戸当たり柱との間に挟まれたときの衝撃の程度を表す量として、運動エネルギーが広く利用されている。ここで、物体の重量をＷ（ｋｇ）、物体の速度をＶ（ｍ／ｓ）とすると、この物体の運動エネルギーはＷＶ^２／２（Ｊ）で表される。すなわち、物体の重量Ｗの値や速度Ｖの値が大きいほど衝撃も大きくなる。

日本国内では、エレベータのドアの運動エネルギーについての規定はない。しかしながら、例えば、欧州のエレベータに関する規定ＥＮ８１−１−１９９８では、「かご・乗場ドアの運動エネルギーは平均戸閉速度のとき１０（Ｊ）以下」となるように規定されている。また、戸閉時の運動エネルギーを規定している地域は他にもある。このような地域にエレベータを据え付ける場合には、ドアの運動エネルギーに関する規定を遵守しなければならない。

ドアの運動エネルギーを算出する場合、ドアを据え付ける前に、ドアの重量Ｍを実測して把握することができる。しかしながら、ドアの重量Ｍは、ドアの材質やエレベータの出入口の広さ等によって様々な値となる。このため、エレベータ毎にドアの重量Ｍを計測しなければならない。また、戸閉時の運動エネルギーを一定値以下に抑えるためには、ドアの据え付け後に、ドアの重量Ｍを考慮して、ドアの速度を調整しなければならない。このため、ドアの運動エネルギーの調整は、非常に手間がかかるものとなっている。

このような手間を省くため、ドアの重量を自動的に計測する手段が利用されている。この手段では、運動方程式を利用して、ドアの重量を計測する。具体的には、ドアの開閉時の加速度ａとドアにかかる力Ｆとを演算し、Ｆ／ａを求めてドアの重量とする（例えば、特許文献１参照）。

ここで、ドアモータの動力がドアに伝達されるまでに、減速機やリンク等の機構によって機械的ロスが発生する。すなわち、ドアモータはドアと機構とを動かすために必要なトルクを出力している。このため、ドアの動力源であるドアモータのトルクをドアにかかる力Ｆとして単純に変換すると、ドアの重量の計測誤差が大きくなる。

すなわち、より精度よくドアにかかる力Ｆを計測するためには、ドアモータのトルクから減速機やリンク等の機構によって発生する機械的ロスを減算する必要がある。この機械的ロスは、減速機やリンク等の機構の寸法や重量から理論的に算出することができる。このため、ドアモータのトルクを力に換算した量をＦｍ、機械的ロスの理論値をＦＬとして、ドア重量Ｗを（Ｆｍ−ＦＬ）／ａとすれば、ドアの重量Ｗの計測誤差を小さくすることができる。

日本特開２００９−１４３０号公報

しかしながら、実際には、各エレベータに特有の機械的ロスもある。例えば、ドアの走行抵抗は、各エレベータに特有の機械的ロスである。このため、ドアの重量Ｗを（Ｆｍ−ＦＬ）／ａとしても、ドアの重量の理論値と実際のドアの重量の値とには差異が生じてしまう。

すなわち、モータトルクは、各エレベータに特有の機械的ロスに抗するためのトルクをも含んだものとして出力される。このため、より精度よくドアの重量を計測するためには、理論値ＦＬだけでなく、各エレベータに特有の機械的ロスをも含めた総合的な機械的ロスを、モータのトルクを力に換算した量Ｆｍから減じる必要がある。

しかしながら、各エレベータに特有の機械的ロスを机上で見積もることはできない。また、エレベータの据え付け時に各エレベータに特有の機械的ロスを計測することも手間がかかる。このため、ドアの重量を計測する際には、各エレベータに特有の機械的ロスを無視しているのが実情である。

ここで、各エレベータに特有の機械的ロスにより、モータトルクを力に換算した値がΔＦｍだけ増加した場合を考える。この場合のドアの重量の計測値Ｗ´は（Ｆｍ＋ΔＦｍ−ＦＬ）／ａとなる。したがって、実際のドアの重量Ｗと計測値Ｗ´との誤差は、ΔＦｍ／ａとなる。

この誤差を含んだドアの重量の計測値Ｗ´に基づいて、戸閉時の運動エネルギーを一定値以下に抑えようとする場合、ドアの重量の計測値Ｗ´で運動エネルギーが一定値以下となる速度を選択すればよい。ここで、エレベータの運行効率を考えれば、ドアの開閉速度は速い方が好ましい。すなわち、実際のエレベータにおいては、ドアの運動エネルギーを一定値以下に抑えながらも、ドアの開閉速度を極力速くすることが求められる。しかしながら、ドアの運動エネルギーが一定値以下となる速度を選択する際にドアの重量の計測値Ｗ´を用いると、戸閉速度が必要以上に遅くなってしまうという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、エレベータのドアの重量をより正確に計測することができるエレベータのドア制御装置を提供することである。

この発明に係るエレベータのドア制御装置は、エレベータのドアを移動させるドアモータに対してトルク指令を発生させるトルク指令発生手段と、前記ドアを通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動させるときのトルク指令の値を、前記ドアの位置に対応付けて記憶するトルク指令記憶手段と、前記ドアを通常の戸開閉時において加速して移動させるときのトルク指令の値から前記トルク指令記憶手段に記憶されたトルク指令の値を差し引いた値に基づいて、前記ドアを通常の戸開閉時において加速して移動させるときに前記ドアにかかる力の値を、前記ドアの位置毎に演算するドア駆動力演算手段と、前記ドアの位置毎に、前記ドア駆動力演算手段に演算された前記ドアにかかる力の値を、前記ドアを通常の戸開閉時において加速して移動させるときの前記ドアの加速度の値で除して前記ドアの重量を演算するドア重量演算手段と、前記ドアモータの回転量に応じた数のパルスを発生させるパルス発生器と、前記ドアと前記ドアモータとの速度比を前記パルス数の多項式で表したときの係数と前記一定速度の値とを記憶した速度制御定数記憶手段と、前記係数を用いて表された前記多項式と前記一定速度の値とに基づいて前記ドアを通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動させるときのモータ速度指令を発生させる速度指令発生手段と、を備え、前記トルク指令発生手段は、前記モータ速度指令に対応して、前記ドアを通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動させるときのトルク指令を発生させるものである。

この発明によれば、エレベータのドアの重量をより正確に計測することができる。

この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置が利用されるエレベータのかごの外側から見たかごの出入口の正面図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置の概要を説明するためのブロック図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置のブロック図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置が利用されるエレベータのドアとモータの速度比が一定でない場合のドアの速度、ドアとドアモータとの速度比、モータの速度を説明するための図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置によってドアの速度が一定となっていないと判断するときの基準を説明するための図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置がサンプリングする総合的な機械的ロス対応したドアモータのトルクを説明するための図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置が総合的な機械的ロスに対応したドアモータのトルクを学習するときの動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置のブロック図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置がドアの重量を計測する方法を説明するための図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置がドアの重量を計測するときの動作を説明するための図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置が利用されるエレベータのかごの外側から見たかごの出入口の正面図である。図２はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置の概要を説明するためのブロック図である。

図１において、１はエレベータのドアである。具体的には、ドア１はかごドアである。これらのドア１は、エレベータのかご出入口に設けられる。これらのドア１は、かご出入口上縁部のドアレール２に吊り下げられる。このドアレール２の上方には、ドアモータ３が設けられる。このドアモータ３の側方には、減速機４が設けられる。この減速機４には、リンク５の一端が連結される。このリンク５の他端には、ドア１の一方の裏面に連結される。また、ドアレール２の中央上方には、全閉位置検出スイッチ６が設けられる。一方、ドアレール２の一側上方には、全開位置検出スイッチ７が設けられる。そして、減速機４の上方には、ドア制御装置８が設けられる。

図２に示すように、ドアモータ３近傍には、パルス発生器９が設けられる。このパルス発生器９は、ドア１の全開位置又は全閉位置を基準として、ドアモータ３の回転量に応じた数のパルスを発生させるものである。そして、ドア制御装置８には、ＲＯＭ１０、ＣＰＵ１１、モータ駆動回路１２、インターフェース回路１３、ＲＡＭ１４が設けられる。

ＲＯＭ１０は、ドア１の開閉制御に関する各種データ等を記憶する機能を備える。例えば、ＲＯＭ１０には、ドア１を滑らかに開閉させるためのアルゴリズムが書き込まれている。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１０に記憶されたアルゴリズムに基づいて、モータ速度指令を発生させる機能を備える。また、ＣＰＵ１１は、モータ速度指令に基づいたモータトルク指令を発生させる機能を備える。

モータ駆動回路１２は、ＣＰＵ１１が出力したモータトルク指令に対応した電流をドアモータ３に供給する機能を備える。インターフェース回路１３は、パルス発生器９から出力されたパルス信号を取り込む機能を備える。ＲＡＭ１４は、適宜、ＣＰＵ１１の演算結果を記憶する記憶する機能を備える。

かかるドア制御装置８においては、ＣＰＵ１１は、インターフェース回路１３に入力されたパルスに基づいて、ドアモータ３の実速度を演算する。そして、ＣＰＵ１１は、ドアモータ３の実速度とモータ速度指令とが一致するように、適宜、モータトルク指令の値を調整する。この調整により、ドア１が滑らかに開閉する。

本実施の形態のドア制御装置８は、ドア１の重量を自動で計測する機能を備える。具体的には、ＲＯＭ１０には、ドア１の重量を自動計測するために必要なパラメータが書き込まれている。そして、ＣＰＵ１１は、ドアモータ３の実速度とモータトルク指令とに基づいて、ドア１の重量を演算する。以下、本実施の形態におけるドア１の重量の計測方法に関する基本的な考え方を説明する。

図１で示したように、ドアモータ３の動力は、減速機４やリンク５等の機構を介してドア１に伝達される。この場合、ドアモータ３の動力には、ドア１を移動させるために必要な力に加え、減速機４やリンク５の機構によって発生する機械的ロスＦＬ分も含まれる。この機械的ロスＦＬは理論的に算出される。

この理論的な機械的ロスＦＬのみがドア１を駆動する際の機械的ロスである場合、ドアモータ３の動力をＦｍ、ドア１の重量をＷ、ドア１の加速度をａとすると、運動方程式は、次の（１）式で表すことができる。
Ｆｍ−ＦＬ＝Ｗ＊ａ （１）

すなわち、理論的な機械的ロスＦＬのみがドア１を駆動する際の機械的ロスである場合、ドア１の重量Ｗは、次の（２）式で表すことができる。
Ｗ＝（Ｆｍ−ＦＬ）／ａ （２）

ここで、ドア１の加速度が０のときのドアモータ３の動力ＦｍをＦｍ´とすると、（１）式に、ａ＝０を代入して、次の（３）式の関係が得られる。
Ｆｍ´−ＦＬ＝Ｗ＊０＝０ （３）

すなわち、ドア１の加速度が０の場合のドアモータ３の動力Ｆｍ´は、次の（４）式で表すことができる。
Ｆｍ´＝ＦＬ （４）

しかしながら、ドアモータ３の動力には、各エレベータに特有の機械的ロスに抗した力も含まれる。例えば、ドア１がドアレール２に沿って移動することにより発生する走行抵抗等が各エレベータに特有の機械的ロスとなる。この各エレベータに特有の機械的ロスは、机上で理論的に見積もることはできない。

この場合、各エレベータに特有の機械的ロスをΔＦＬ、この各エレベータに特有の機械的ロスに抗するための力をΔＦｍとすると、ドア１の加速度が０の場合、（１）式に、ａ＝０を代入して、次の（５）の関係が得られる。
Ｆｍ´＋ΔＦｍ−（ＦＬ＋ΔＦＬ）＝Ｗ＊ａ＝０ （５）

この場合、（４）式の関係を考慮すれば、各エレベータに特有の機械的ロスに抗するための力ΔＦｍは、次の（６）式で表すことができる。
ΔＦｍ＝ΔＦＬ （６）

すなわち、各エレベータに特有の機械的ロスに抗するための力ΔＦｍは、各エレベータに特有の機械的ロスΔＦＬそのものである。つまり、各エレベータに特有の機械的ロスに抗するための力ΔＦｍをも含むドアモータ３の動力Ｆｍ´＋ΔＦｍは、理論的な機械的ロスＦＬにエレベータに特有の機械的ロスΔＦＬを加えた総合的な機械的ロスとなる。

そこで、本実施の形態のドア制御装置８は、通常の戸開閉時に、総合的な機械的ロスを利用して、ドア１の重量Ｗ´を演算する。具体的には、ドア制御装置８は、各エレベータに特有の機械的ロスに抗するための力ΔＦｍをも含むモータトルクを力に変換した値をＦＭの場合、次の（７）式で表されるドア１の重量Ｗ´を演算する。
Ｗ´＝｛ＦＭ−（ＦＬ＋ΔＦＬ）｝／ａ （７）
ただし、ＦＭ＝Ｆｍ＋ΔＦｍである。

ここで、（６）で示したように、ΔＦｍ＝ΔＦＬである。従って、ドア１の重量Ｗ´は、次の（８）式で表される。
Ｗ´＝（Ｆｍ−ＦＬ）／ａ （８）

また 、（２）で示したように、（Ｆｍ−ＦＬ）／ａ ＝Ｗである。従って、ドア１の重量Ｗ´は、次の（９）式で表すことができる。
Ｗ´＝Ｗ （９）

すなわち、各エレベータに特有の機械的ロスを考慮したドア１の重量Ｗ´は、理論的な機械的ロスＦＬのみが機械的ロスである場合のドア１の重量Ｗと同じ値となる。つまり、理論上、ドア１の重量Ｗ´は誤差を含まないことになる。

なお、ドア１の開閉時には、ドア１の加速と減速とが必要である。このため、ドア１の加速から減速に至る過程では、ドア１の加速度ａが０となるときがある。この場合、ａ＝０となり、（８）式でドア１の重量Ｗ´を演算することができない。そこで、本実施の形態のドア制御装置８は、ドア１の加速度ａが最大値ａ１のときにドア１にかかる力Ｆ１とドア１の加速度が最小値ａ２とのときにドア１にかかるＦ２とを利用して、ドア１の重量Ｗ´を演算する。

ここで、ドア１の加速度が最大値ａ１のときのＦｍ、ΔＦｍ、ＦＬ、ΔＦＬ１を、それぞれ、Ｆｍ１、ΔＦｍ１、ＦＬ１、ΔＦＬ１とすると、このときにドア１にかかる力Ｆ１は、次の（１０）式で表すことができる。
Ｆ１＝Ｆｍ１＋ΔＦｍ１−（ＦＬ１＋ΔＦＬ１） （１０）

また、ドア１の加速度が最小値ａ２のときのＦｍ、ΔＦｍ、ＦＬ、ΔＦＬを、それぞれ、Ｆｍ２、ΔＦｍ２、ＦＬ２、ΔＦＬ２とすると、このときにドア１にかかる力Ｆ２は、次の（１１）式で表すことができる。
Ｆ２＝Ｆｍ２＋ΔＦｍ２−（ＦＬ２＋ΔＦＬ２） （１１）

そして、本実施の形態においては、ドア１の重量Ｗ´は、次の（１２）式で演算されるようになっている。
Ｗ´＝（Ｆ１−Ｆ２）／（ａ１−ａ２）
＝｛（Ｆｍ１−ＦＬ１）−（Ｆｍ２−ＦＬ２）｝／（ａ１−ａ２） （１２）

次に、図３〜図７を用いて、ドア１を移動させる際の総合的な機械的ロスの算出方法を説明する。
まず、図３を用いて、ドア１を一定速度で移動させる方法の概要を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置のブロック図である。
上述したように、ドア１を移動させる際の総合的な機械的ロスを算出するためには、ドア１を一定速度で移動させる必要がある。この場合は、通常の戸開閉時とは異なる特殊なモータ速度指令が必要となる。

そこで、本実施の形態のＲＯＭ１０には、ドア１を一定速度で移動させるための速度制御定数Ｃｊと一定速度を設定するための値Ｖとが書き込まれている。そして、ドア１を一定速度で移動させる際、ＣＰＵ１１は、速度指令発生手段１５、トルク指令発生手段１６、電流指令発生手段１７、モータ実速度演算手段１８、ドア速度演算手段１９、ドア加速度演算手段２０、加速度監視手段２１として機能する。

速度指令発生手段１５は、パルス発生器９が発生させたパルス数ｐとＲＯＭ１０に書き込まれている速度制御定数Ｃｊ、ドア１の一定速度値Ｖに基づいて、モータ速度指令を発生させる機能を備える。トルク指令発生手段１６は、速度指令発生手段１５が発生させたモータ速度指令に基づいて、ドアモータ３に対するモータトルク指令Ｔを発生させる機能を備える。電流指令発生手段１７は、トルク指令発生手段１６が発生させたトルク指令Ｔに基づいて、ドアモータ３に供給する電流に対応した電流指令を発生させる機能を備える。モータ実速度演算手段１８は、インターフェース回路１３に入力されたパルス数ｐに基づいて、ドアモータ３の実速度ωを演算する機能を備える。

ドア速度演算手段１９は、ＲＯＭ１０に書き込まれている速度制御定数Ｃｊとモータ実速度演算手段１８が演算したドアモータ３の実速度ωとに基づいて、ドア１の速度を演算する機能を備える。ドア加速度演算手段２０は、ドア速度演算手段１９が演算したドア１の速度に基づいて、ドア１の加速度ａを演算する機能を備える。加速度監視手段２１は、ドア加速度演算手段２０が演算したドア１の加速度ａを監視する機能を備える。

ここで、一定速度値Ｖに対応したモータ速度指令に沿ってドアモータ３を回転させても、ドアモータ３の実速度ωがモータ速度指令からずれ、ドア１が一定速度で移動しない場合もある。この場合、ドアモータ３のトルクには、ドア１を移動させるためのトルクが含まれる。すなわち、総合的な機械的ロスを精度よく学習することができない。そこで、本実施の形態においては、加速度監視手段２１により、ドア１が一定速度となっているかを監視するようになっている。

具体的には、加速度監視手段２１は、全閉位置検出スイッチ６、全開位置検出スイッチ７から入力される全開・全閉検出信号と制御盤２２から入力される戸開閉指令とに基づいて、ドア１が一定速度となっているかを監視する。また、加速度監視手段２１は、ドア１の速度Ｖ、ドア１の加速度ａ、ドアモータ３の実速度ωに基づいて、ドア１が一定速度となっているかを監視する。

次に、図４を用いて、ドア１を一定速度で移動させる具体的な方法を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置が利用されるエレベータのドアとモータの速度比が一定でない場合のドアの速度、ドアとドアモータとの速度比、モータの速度を説明するための図である。

図４の横軸はドア１の位置を表す。図４の縦軸は、ドア１の速度、ドア１とドアモータ３との速度比、ドアモータ３の速度を表す。
図４において、２３はドア１の速度、２４はドア１とドアモータ３との速度比、２５はドアモータ３の速度である。図４に示すように、ドア１の速度２３を一定速度値Ｖにするためには、まず、ドア１の速度２３を一定速度値Ｖまで加速し、その後、ドア１の速度２３を一定速度値Ｖで維持する必要がある。

ここで、ドア１とドアモータ３との速度比２４は、パルス発生器９のパルス数ｐで求めることができる。ドア１の速度２３を一定速度値Ｖに対応させた場合、ドア１とドアモータ３との速度比２４は、次の（１３）式で表すことができる。
Ｒ（ｐ）＝Ｖ／ω＝Σ（Ｃｊ＊Ｐ^ｊ） （１３）
但し、ｊ＝０、１、２・・・Ｎである。

ドアモータ３の動力を減速機４やベルト・チェーンのみでドア１に伝達する場合、ドアモータ３の速度２５とドア１の速度２３は比例関係にある。この場合、Ｃ０がドア１とドアモータ３との速度比となり、Ｃ１＝Ｃ２＝・・・＝ＣＮ＝０となる。そして、ドア１の速度を一定速度値Ｖにするためには、ドアモータ３の速度を一定にすればよい。

一方、図１に示したような、ドアモータ３の動力を減速機４やリンク５でドア１に伝達する機構では、ドアモータ３の速度２５とドア１の速度２３とは一般的に比例関係にない。このため、ドア１とドアモータ３との速度比２４は、パルス発生器９のパルス数ｐの関数となる。

ここで、一定速度値Ｖが大きいほど、ドア１の速度が一定速度値Ｖに到達するまでのドア１の移動距離が伸びる。そして、ドア１が一定速度値Ｖに到達するまでの間は、総合的な機械的ロスを計測することができない。すなわち、ドア１の加速距離を短くとれば、総合的な機械的ロスを計測できる領域を長く確保することできる。このため、一定速度値Ｖは、通常運転時のドア１の速度の値をよりも小さくすることが好ましい。すなわち、総合的な機械的ロスを計測する際は、ゆっくりしたスピードでドア１を移動させることが好ましい。

次に、図５を用いて、ドア１の速度の監視方法を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置によってドアの速度が一定となっていないと判断するときの基準を説明するための図である。
図５の横軸はドア１の位置を表す。図５の縦軸は、ドア１の速度、ドアモータ３の速度、ドア１の加速度を表す。図５において、２６はドア１の加速度である。２７は一定速度値Ｖである。２８はモータ速度指令である。ドア１の速度２３が一定速度値Ｖとなっていないと判定する方法は、大きく分けて２つある。

１つの方法では、全開位置及び全閉位置以外の位置で、ドア１が反転して逆方向に移動した場合に、ドア１の速度２３が一定速度値Ｖとなっていないと判断する。具体的には、加速度監視手段２１は、全開位置検出スイッチ７から送信される全開・全閉検出信号に基づいて、ドア１の位置が全開位置及び全閉位置以外の位置であるか否かを判断する。また、加速度監視手段２１は、かご内操作盤（図示せず）の戸開閉ボタンの操作等に対応して制御盤２２から送信される戸開閉指令の変化に基づいて、ドア１が反転して逆方向に移動したか否かを判断する。そして、加速度監視手段２１は、これらの判断に基づいて、ドア１の速度２３が一定速度値Ｖとなっているか否かを判断する。

そして、もう１つの方法では、同方向に移動しているドア１の加速度が０でなくなった場合に、ドア１が一定速度となっていないと判断する。例えば、加速度監視手段２１は、ドアモータ３の実速度ωとモータ速度指令２８の値とを比較する。そして、加速度監視手段２１は、モータ速度異常領域２９のように、ドアモータ３の実速度ωとモータ速度指令２８の値との間に所定以上の差が生じた場合に、ドア１の速度２３が一定速度値Ｖとなっていないと判断する。

また、加速度監視手段２１は、ドア速度異常領域３０のように、ドア１の速度が一定速度値Ｖから所定値だけずれた場合に、ドア１の速度２３が一定速度値Ｖとなっていないと判断する。この場合、加速度監視手段２１は、ドアモータ３の実速度ωに速度比Ｒ（ｐ）を乗じた値と一定速度値Ｖを比較する。ただし、加速度監視手段２１は、速度比Ｒ（ｐ）そのものを保存していない。このため、加速度監視手段２１は、（１３）式の速度制御定数ＣｊをＲＯＭ１０から参照して、多項式を計算して速度比Ｒ（ｐ）を算出する。

さらに、加速度監視手段２１は、ドア加速度異常領域３１のように、ドア１の加速度ａ２６が０から所定量以上ずれた場合、ドア１の速度２３が一定速度値Ｖとなっていないと判断する。この場合、加速度監視手段２１は、次の（１４）式で表される加速度ａ２６を監視する。
ａ＝｛ω［ｉ］＊Ｒ（ｐ［ｉ］）−ω［ｉ-１］＊Ｒ（ｐ［ｉ−１］）｝
／（ｔ［ｉ］−ｔ［ｉ−１］） （１４）
ただし、ｉは連番であり、ｔはサンプリングした時間である。

本実施の形態の加速度監視手段２１は、上記方法のうち、少なくとも１つを用いて、ドア１の速度２３が一定速度値Ｖとなっていないと判断するように設定されている。

次に、図６を用いて、サンプリングされる総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクを説明する。
図６はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置がサンプリングする総合的な機械的ロス対応したドアモータのトルクを説明するための図である。
図６の横軸はドア１の位置を表す。図６の縦軸はドアモータ３のトルクの値を表す。図６において、３２は理論的な機械的ロスＦＬに対応したドアモータ３のトルクである。３３は各エレベータに特有の機械的ロスΔＦＬに対応したドアモータ３のトルクである。３４は総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクである。

図５で説明したように、ドア１の加速度ａが０から所定以上はずれた場合は、ドア１の速度が一定速度値Ｖとなっていないと判断される。このため、ドア１の速度が一定速度値Ｖとなる位置になるまでの領域は、未計測領域となる。

そして、ドア１の速度が一定速度値Ｖとなっている領域は、計測領域となる。この計測領域では、トルク３２とトルク３３とが加算された総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルク３３が演算される。

次に、図７を用いて、総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクの学習手順を説明する。
図７はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置が総合的な機械的ロスに対応したドアモータのトルクを学習するときの動作を説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ１では、電源投入後に、後で学習データを保存するＲＡＭ１４の領域がリセットされる。具体的には、連番ｉに対応したパルス数ｐ［ｉ］、連番ｉに対応したモータトルクＴＬ［ｉ］、学習回数Ｋがリセットされる。その後、ステップＳ２に進み、制御盤２２からの戸開指令信号に従い、戸開が開始される。その後、ステップＳ３に進み、モータ速度指令が演算される。そして、ドア１の速度が一定速度値Ｖに到達するまではドア１は加速している。このため、（５）式が成り立たない。従って、この領域では、総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルク３４の自動計測は行われない。

その後、ステップＳ４で、ドア１の速度が一定速度値Ｖに到達したら、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ドア１の速度が一定速度値Ｖとなるようにドアモータ３が制御され、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ドア１が反転したか否かが判断される。ドア１が反転していない場合は、ステップＳ７に進む。加速度ａが０か否かが判断される。加速度ａが０の場合は、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、数十〜数千パルス毎に設定された所定パルス数に達したか否かが判断される。ここで、総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクは、ドア１の位置により変化する。このため、可能な限り多くのドア１の位置で、総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクをサンプリングすることが好ましい。

そして、ステップＳ８で所定パルス数に達していない場合は、ステップＳ５〜Ｓ７の動作が繰り返される。一方、所定パルス数に達している場合は、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、このときのモータトルク指令が総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクＴＬ［ｉ］とされる。そして、パルス数ｐ［ｉ］に対応付けられた状態で、トルクＴＬ［ｉ］がＲＡＭ１４に保存される。その後、ステップＳ１０では、ｉがインクリメントされ、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ドア１が全開したか否かが判断される。ドア１が全開していない場合は、ステップＳ５以降の動作を繰り返される。

一方、ドア１が全開した場合は、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、学習回数がＫ以上であるか否かが判断される。学習回数がＫ未満の場合は、ステップＳ２からの動作が繰り返される。一方、学習回数がＫ以上の場合は、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、Ｋ個のＴＬ［ｉ］を平均化したものがパルス数ｐ［ｉ］に対応付けられた状態でＲＡＭ１４に保存され、動作が終了する。

なお、ステップＳ６でドア１が反転した場合は、ステップＳ１に戻って、ＲＡＭ１４に保存されたＴＬ［ｉ］等がリセットされる。また、ステップＳ７で加速度ａが０でない場合も、ステップＳ１に戻って、ＲＡＭ１４に保存されたＴＬ［ｉ］等がリセットされる。すなわち、ドア１の速度の監視は演算周期毎に行われる。

ここで、ドアモータ３のトルクのばらつきを考慮すれば、学習回数は多い方が好ましい。しかしながら、学習時は、ドア１をゆっくり移動させる必要がある。このため、エレベータの運行効率を考慮すれば、学習回数は少ない方が好ましい。したがって、ドアモータ３の性能、エレベータの使用状況等を勘案して、学習回数を適切に設定すればよい。

次に、図８〜図１０を用いて、学習した総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクを利用してドア１の重量を自動的に計算する方法を説明する。
まず、図８を用いて、ドア１の重量を計算する方法の概要を説明する。
図８はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置のブロック図である。

ドア１の重量を計算する際、ＣＰＵ１１は、ドア駆動力演算手段３５、ドア重量演算手段３６として機能する。ドア駆動力演算手段３５は、モータトルク指令ＴからＲＡＭ１４に保存された総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクＴＬを減算してドア１のみを駆動するためのトルクを演算する機能を備える。さらに、ドア駆動力演算手段３５は、ドア１のみを駆動するためのトルクから、ＲＯＭ１０に記憶されている速度比Ｒ（ｐ）を利用して、ドア１のみにかかる力Ｆを演算する機能を備える。ドア重量演算手段３６は、ドア１のみにかかる力Ｆとドア１の加速度ａとに基づいて、ドア１の重量を演算する機能を備える。

次に、図９を用いて、ドア１の重量を計測する具体的な方法を説明する。
図９はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置がドアの重量を計測する方法を説明するための図である。
図９の横軸はドア１の加速度ａを表す。図９の縦軸はドア１のみにかかる力Ｆを表す。図９において、３７はサンプリングされたデータである。３８は加速ピーク値側で使用するデータ範囲である。３９は減速ピーク値側で使用するデータ範囲である。４０はデータ範囲３８内のデータの平均点である。４１はデータ範囲４０内のデータの平均点である。

図９を示すように、サンプリングされたデータ３７に対応する複数の点は、０を通る直線に近似される。そして、運動方程式により、直線の傾きがドア１の重量となる。本実施の形態においては、ドア重量演算手段３６は、加速ピーク値に対応する点とその近傍の数点との平均点４０である（ａ１、Ｆ１）を求める。また、ドア重量演算手段３６は、減速ピーク値に対応する点とその近傍の数点との平均点である（ａ２、Ｆ２）を求める。

そして、ドア重量演算手段３６は、ドア１の重量Ｗ´を次の（１５）式から求める。
Ｗ´＝（Ｆ１−Ｆ２）／（ａ１−ａ２） （１５）
なお、直線の傾きの求め方は、（１５）式に以外のものが利用される場合もある。

次に、図１０を用いて、ドア１の重量の計測手順を説明する。
図１０はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置がドアの重量を計測するときの動作を説明するための図である。

まず、ステップＳ２１では、連番ｉがリセットされ、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、ドア１の加速度ａとドア１のみにかかる力Ｆとをサンプリングするときのパルス数を、総合的な機械的ロスに対応したドアモータ３のトルクを学習したときのパルス数と合わせる。すなわち、ステップＳ２２では、現在のパルス数がＲＯＭ１０に保存されているｐ［ｉ］と同じになったら、ドア１の加速度ａとドア１のみにかかる力Ｆとがサンプリングされ、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、ドアモータ３の実速度ωが速度比Ｒ（ｐ）を用いてドア１の速度に換算され、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、ドア１の速度が時間微分され、ドア１の加速度ａに換算される。その後、ステップＳ２５では、このときのモータトルク指令Ｔ［ｉ］から、ＲＡＭ１４に保存されたＴＬ［ｉ］を減算してドア１のみを移動させるためのトルクとされる。そして、このトルクが速度比Ｒ（ｐ［ｉ］）を用いてドア１のみにかかる力Ｆ［ｉ］に換算される。

具体的には、モータトルク指令Ｔ［ｉ］は、次の（１６）で演算される。
Ｆ［ｉ］＝（Ｔ［ｉ］−ＴＬ［ｉ］）／Ｒ（ｐ［ｉ］） （１６）
なお、Ｔ［ｉ］、ＴＬ［ｉ］は、それぞれ、（５）式のＦｍ＋ΔＦｍ、ＦＬ＋ΔＦＬに対応する。

その後、ステップＳ２６では、ドア１の加速度ａ、ドア１にかかる力ＦがＲＡＭ１４に保存され、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、ｉがインクリメントされ、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、ドア１が全開したか否かが判断される。そして、ドア１が全開していない場合は、ステップＳ２２に戻る。一方、ドア１が全開した場合は、加速ピーク側の加速度の平均ａ１と力の平均Ｆ１とを算出するとともに、減速ピーク値側の加速度の平均ａ２と力の平均Ｆ２とが算出される。その後、ステップＳ３０に進み、（１５）式を用いて、ドア１の重量が算出される。

以上で説明した実施の形態１によれば、ドア１を加速して移動させるときのモータトルク指令の値からドア１を一定速度で移動させるときのモータトルク指令の値を差し引いた値に基づいて、ドア１を加速して移動させるときにドア１にかかる力の値が演算される。そして、ドア１を加速して移動させるときにドア１にかかる力の値を、ドア１を加速して移動させるときのドア１の加速度の値で除してドア１の重量が演算される。このため、エレベータのドア１の重量をより正確に計測することができる。すなわち、ドア１の重量の計測誤差が小さくなる。このため、適切な速度でドア１を開閉することができる。

また、ドア１の位置毎に演算されるドア１にかかる力とドア１の加速度とに基づいて、ドア１の重量が演算される。このため、エレベータのドア１の重量の計測のばらつきを抑えることができる。

さらに、総合的な機械的ロスを算出する際、ドア１とドアモータ３との速度比をパルス数の多項式で表したときの係数と一定速度値Ｖとが速度制御定数として使用される。ここで、速度比は、ドアモータ３の速度をドア１の加速度を換算する際やドアモータ３のトルクを力に換算する際に、従来のドア１の重量の計測でも使用されていたものである。このため、新たに追加する速度制御定数は、一定速度値Ｖのみでよい。

加えて、総合的な機械的ロスを算出する際、様々な方法で、ドア１が一定速度で移動しているか否かが監視される。このため、ドア１にかかる力が含まれた総合的な機械的ロスを学習してしまうことを防止することができる。ここで、ドア１が一定速度で移動しているか否かを判定する際に使用される信号や指令は、通常のエレベータにも使用されているものである。このため、最小限のプログラム変更で、ドア１が一定速度で移動しているか否かを判定することができる。

なお、実施の形態１では、戸開時にドア１の重量を計測する場合を説明した。しかしながら、戸閉時にドア１の重量１を計測する場合でも、上記同様の構成とすれば、ドア１の重量をより正確に計測することができる。

以上のように、この発明に係るエレベータのドア制御装置によればエレベータのドアの重量をより正確に計測するエレベータに利用できる。

１ ドア、 ２ ドアレール、 ３ ドアモータ、 ４ 減速機、
５ リンク、 ６ 全閉位置検出スイッチ、 ７ 全開位置検出スイッチ、
８ ドア制御装置、 ９ パルス発生器、 １０ ＲＯＭ、 １１ ＣＰＵ、
１２ モータ駆動回路、 １３ インターフェース回路、 １４ ＲＡＭ、
１５ 速度指令発生手段、 １６ トルク指令発生手段、 １７ 電流指令発生手段、
１８ モータ実速度演算手段、 １９ ドア速度演算手段、
２０ ドア加速度演算手段、 ２１ 加速度監視手段、 ２２ 制御盤、
２３ ドアの速度、 ２４ 速度比、 ２５ モータの速度、 ２６ ドアの加速度、
２７ 一定速度値、 ２８ モータ速度指令、 ２９ モータ速度異常領域、
３０ ドア速度異常領域、 ３１ ドア加速度異常領域、 ３２ 理論的な機械的ロス、３２〜３４ トルク、 ３５ ドア駆動力演算手段、 ３６ ドア重量演算手段、
３７ データ、 ３８、３９ データ範囲、 ４０、４１ 平均点

Claims (6)

1. エレベータのドアを移動させるドアモータに対してトルク指令を発生させるトルク指令発生手段と、
   前記ドアを通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動させるときのトルク指令の値を、前記ドアの位置に対応付けて記憶するトルク指令記憶手段と、
   前記ドアを通常の戸開閉時において加速して移動させるときのトルク指令の値から前記トルク指令記憶手段に記憶されたトルク指令の値を差し引いた値に基づいて、前記ドアを通常の戸開閉時において加速して移動させるときに前記ドアにかかる力の値を、前記ドアの位置毎に演算するドア駆動力演算手段と、
   前記ドアの位置毎に、前記ドア駆動力演算手段に演算された前記ドアにかかる力の値を、前記ドアを通常の戸開閉時において加速して移動させるときの前記ドアの加速度の値で除して前記ドアの重量を演算するドア重量演算手段と、
   前記ドアモータの回転量に応じた数のパルスを発生させるパルス発生器と、
   前記ドアと前記ドアモータとの速度比を前記パルス数の多項式で表したときの係数と前記一定速度の値とを記憶した速度制御定数記憶手段と、
   前記係数を用いて表された前記多項式と前記一定速度の値とに基づいて前記ドアを通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動させるときのモータ速度指令を発生させる速度指令発生手段と、
   を備え、
   前記トルク指令発生手段は、前記モータ速度指令に対応して、前記ドアを通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動させるときのトルク指令を発生させることを特徴とするエレベータのドア制御装置。
2. 前記ドアが通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動しているか否かを監視する監視手段、
   を備え、
   前記トルク指令記憶手段は、前記ドアが通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動していない場合は、記憶したトルク指令値を消去することを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置。
3. 前記監視手段は、前記ドアが全閉位置及び全開位置以外の位置で、前記エレベータの制御盤から入力される前記ドアの開閉指令信号が変化した場合に、前記ドアが通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動していないと判断することを特徴とする請求項２記載のエレベータのドア制御装置。
4. 前記監視手段は、前記ドアモータの速度指令と前記ドアモータの実速度との差が所定値以上となった場合に、前記ドアが通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動していないと判断することを特徴とする請求項２記載のエレベータのドア制御装置。
5. 前記監視手段は、前記ドアの加速度が０から所定値以上ずれた場合に、前記ドアが通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動していないと判断することを特徴とする請求項２記載のエレベータのドア制御装置。
6. 前記監視手段は、前記ドアの速度が通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度の値から所定値以上ずれた場合に、前記ドアが通常の戸開閉時の値よりも小さい値の一定速度で移動していないと判断することを特徴とする請求項２記載のエレベータのドア制御装置。

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