JP5832936B2 - ハイブリッド駆動型エレベータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、回生エネルギーを利用してエレベータの乗りかごを駆動するハイブリッド駆動型エレベータの制御装置に関する。

一般に、エレベータでは、電動機（巻上げ機）の回転軸に巻き掛けられたロープの両端に乗りかごとカウンタウェイトが吊り下げられ、電動機の回転によりロープを介して乗りかごがカウンタウェイトと反対方向につるべ式に昇降動作する。

ここで、例えば乗りかごが昇降路の下方向に動く場合に、そのときの乗りかごの荷重がカウンタウェイトより重ければ、動力を必要としないため、電動機が発電機として機能することになり、回生エネルギーが生じる。また、乗りかごが上方向に動く場合に、そのときの乗りかごの荷重がカウンタウェイトより軽ければ、動力を必要としないため、回生エネルギーが生じる。

このように、動力を必要とせずに乗りかごを運転することを「回生運転」と呼び、そのときに乗りかごが移動する方向を「回生方向」と呼ぶ。また、その逆に、動力を必要する運転を「力行運転」と呼び、そのときに乗りかごが移動する方向を「力行方向」と呼んでいる。

特開２００４−９９３０９号公報

ところで、近年の省電力化の要求に伴い、上述した回生運転時に生じる電力つまり回生エネルギーを例えば大容量のコンデンサなどからなる蓄電装置に蓄えておき、次の力行運転時に蓄電装置に蓄えた回生エネルギーを利用して乗りかごを運転するハイブリッド駆動型のエレベータが考えられている。

この回生エネルギーは、力行運転において乗りかご駆動のための電動機に供給されて、力行運転を補助するための電力として用いられている。一方、この回生エネルギーは、各階床の乗り場の釦やホールインジケータといった、電力により常時動作させる必要のある機器に供給するための電力である待機電力としては用いられておらず、客先電源からの電力を電力供給ラインを介して得て、これらの機器に供給しているのが現状である。よって、乗りかごが駆動していない間においても、前述した待機電力を客先電源から得ており、回生エネルギーを待機電力として活用しているものはなかった。

本発明が解決しようとする課題は、回生エネルギーを十分に活用することが可能になるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置を提供することにある。

実施形態によれば、ハイブリッド駆動型エレベータの制御装置は、乗りかごの回生運転時に乗りかご駆動のための電動機の電力供給ラインに発生する電力を、乗りかご駆動のための電力、および、エレベータ運転のために電力により常時動作させる必要がある機器を動作させるための電力として蓄える蓄電装置と、商用電源からの電力供給ラインへの電力供給を行なわない状態で、蓄電装置に蓄えた電力を電力供給ラインおよび常時動作させる必要がある機器に供給する制御を行なう制御手段と、蓄電装置の充電状態を検出する蓄電状態検出手段と、乗り場からの行先階登録の操作を受け付ける行先階登録装置と、行先階登録装置の操作による行先階登録から行先階への応答までの運転のために、電力供給ラインおよび常時動作させる必要がある機器への供給を要する電力を算出する電力算出手段と、蓄電状態検出手段により検出した充電状態で示される電力が電力算出手段により算出した電力に満たない場合に、充電状態で示される電力が前記算出した電力以上となるように、商用電源から蓄電装置への充電を行なう充電制御手段とをもつ。

第１の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成例を示す図。 第１の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータのエレベータ制御装置の構成を示す図。 第１の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータのホールインジケータおよびホール呼び釦の外観の一例を示す図。 第１の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの運転制御の流れを示すフローチャート。 第２の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータのエレベータ制御装置の構成を示す図。 第２の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの運転制御の流れを示すフローチャート。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。
この実施形態では、ハイブリッド駆動型エレベータにおいて蓄電装置に蓄電した電力を乗りかご駆動のためのインバータの他に、乗り場機器などの、エレベータ運転のために電力により常時動作させる必要のある機器にも供給することで、蓄電装置に蓄電した電力をいわゆる待機電力としても利用できるようにして、蓄電装置に蓄電した回生エネルギーである電力を有効に利用することを特徴とする。本実施形態では、乗り場機器は、乗場行先階登録装置やホールインジケータを指す。

図１は、第１の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置の構成を示す図である。
このエレベータ１０は、所定の駆動電力を受けて回転動作する電動機１１と、この電動機１１の回転軸に取り付けられて回転するシーブ１２と、このシーブ１２に巻き掛けられたロープ１３の両端に吊り下げられた乗りかご１４とカウンタウェイト（釣り合い重り）１５などを備える。

また、乗りかご１４の駆動系として、客先電源である商用電源１６と、この商用電源１６の交流電圧を直流電圧に変換する整流器１７と、直流電圧のリプルを平滑化する平滑コンデンサ１８ａ，１８ｂと、直流電圧を可変電圧可変周波数の交流電圧に変換するインバータ１９と、このインバータ１９により供給される電動機１１の電流を検出するインバータ電流検出装置２０などを備える。

なお、商用電源１６は三相電源である。このエレベータは、この三相電源による交流電圧を全波整流するための整流器１７を備える。整流器１７からみた整流器１７の後段には、リプル分が吸収して直流に平滑化するための平滑コンデンサ１８ａ，１８ｂが設けられる。本実施形態における特徴的な要素として、電力供給ラインの高電位側における整流器１７からみて平滑コンデンサ１８ａの後段かつスイッチ５３の接続部分の後段には、開閉式のスイッチ５４が設けられる。また、整流器１７からみたスイッチ５４の後段には平滑コンデンサ１８ｂが設けられる。

このスイッチ５４が短絡されている場合、平滑コンデンサ１８ａ，１８ｂにて平滑化された直流電圧がインバータ１９に与えられ、所定周波数の交流電圧に変換されて電動機１１に駆動電力として供給され、このインバータ１９からの電力は乗り場機器などの、エレベータ運転のために電力により常時動作させる必要のある機器にも供給される。
一方、スイッチ５４が開放されている場合、商用電源１６からの電力はインバータ１９や電動機１１に供給されず、エレベータ運転のために電力により常時動作させる必要のある機器にも供給されない。

前述のような電力供給により、電動機１１が回転駆動され、これに伴いシーブ１２が回転し、そこに巻き掛けられたロープ１３を介して乗りかご１４とカウンタウェイト１５が昇降路内をつるべ式に昇降動作する。

また、このエレベータ１０は、乗りかご１４の運転速度などを制御するためのエレベータ制御装置２１を備える。
図２にエレベータ制御装置２１の構成を示す。このエレベータ制御装置２１は、速度指令部２２、速度検出部２３、速度制御部２４、荷重検出スイッチ部２５、荷重信号演算部２６、トルク指令判断部２７、インバータ電流制御部２８、および運転指令部２９を有する。

運転指令部２９は、呼び登録に応じて電動機１１の運転指令を行なう。速度指令部２２は、運転指令部２９からの運転指令を受けて、速度指令値を出力する。速度検出部２３は、電動機１１の現在の速度を検出する。速度制御部２４は、速度指令値と速度検出値との偏差を求め、その偏差をなくすようなトルク指令を出力する。

荷重検出スイッチ部２５は、乗りかご１４の荷重を検出するためのスイッチであり、例えば荷重値に応じて選択的にオン動作する複数のスイッチからなる。荷重信号演算部２６は、荷重検出スイッチ部２５から出力される荷重信号に基づいてトルク補償値を演算する。

具体的には、荷重検出スイッチ部２５が３つのスイッチａ、ｂ、ｃから構成されるものとする。スイッチａは乗りかご１４の荷重値が所定の積載重量（カウンタウェイト１５と釣り合う重量）よりも重いときにＯＮし、スイッチｂは乗りかご１４の荷重値が所定の積載重量のときにＯＮし、スイッチｃは乗りかご１４の荷重値が前述の所定の積載重量よりも軽いときにＯＮする。荷重信号演算部２６は、これらのスイッチａ、ｂ、ｃのそれぞれのＯＮ信号に対し、例えば「−１０」、「０」、「＋１０」なるトルク補償値を出力する。

トルク指令判断部２７は、速度制御部２４から出力されたトルク指令値と荷重信号演算部２６から出力されたトルク補償値とを加算して得られる最終的なトルク指令値が許容範囲内にあるか否かを判断する。その結果、トルク指令値が許容範囲外であれば、許容範囲内に収めるようにリミッタをかける。

インバータ電流制御部２８は、インバータ電流検出装置２０によって検出された電流値とトルク指令判断部２７から出力されるトルク指令値とに基づいて、電動機１１に流す電流をトルク指令値に合わせて制御する。

このエレベータ１０は、前述した構成に加え、ハイブリッド駆動系として、さらに蓄電装置３０、充放電回路３１、蓄電制御装置３２を備える。
蓄電装置３０は、ハイブリッド駆動型エレベータにおける電力供給手段であり、例えばニッケル水素電池や、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池などの２次電池や、電気２重層コンデンサといった大容量キャパシタなどからなり、回生運転時に電力供給ラインに生じる回生エネルギー（電力）を蓄えておき、次の力行運転時、またはスイッチ５４の開放時に前述のように蓄えた回生エネルギー（電力）を電力供給ラインに放電することで省電力化を図るものである。

充放電回路３１は、蓄電装置３０に対する充放電を切り替えるための回路である。この充放電回路３１は、インバータ１９への電力供給ラインである直流母線間に並列に接続される充電用スイッチング素子３３および放電用スイッチング素子３４、これらのスイッチング素子３３，３４の共通接続部に接続され、直流電力を平滑化する機能を有する直流リアクトル３５などから構成される。

また、エレベータ制御装置２１は電源回路６０を有する。この電源回路６０は、インバータ１９または蓄電装置３０からの電力をエレベータ制御装置２１内の各部に供給するとともに、テールコードを介して乗りかご１４のかご操作盤やかご内照明などのかご内機器、およびかご制御装置に供給する。

本実施形態における特徴的な要素として、充放電回路３１と電力供給ラインの間にはスイッチ５３が設けられる。スイッチ５３は、客先電源側もしくはエレベータ機器側に切換え可能なスイッチである。このスイッチ５３は、蓄電装置３０からインバータ１９やエレベータ制御装置２１などに電力を供給する場合にエレベータ機器側に切換え、蓄電装置３０に対して商用電源１６からの電力の充電を行なう場合に客先電源側に切り換えるものである。

電力供給ライン側のスイッチ５４が開放している状態でスイッチ５３が客先電源側に切り換えられている場合には、スイッチング素子３３のコレクタ側と電力供給ラインの高電位側における平滑コンデンサ１８ａとの間が電気的に接続され、スイッチング素子３４のエミッタ側と電力供給ラインの低電位側との間が電気的に接続されるので、商用電源１６と蓄電装置３０とが電気的に接続され、一方、蓄電装置３０とエレベータ制御装置２１とは電気的に接続されない。

一方、電力供給ライン側のスイッチ５４が開放している状態でスイッチ５３がエレベータ機器側に切り換えられている場合には、スイッチング素子３３のコレクタ側と電力供給ラインの低電位側との間が電気的に接続され、スイッチング素子３４のエミッタ側と電力供給ラインの高電位側におけるインバータ１９との間が電気的に接続され、蓄電装置３０とインバータ１９とが電気的に接続され、かつ蓄電装置３０とエレベータ制御装置２１とが電気的に接続され、一方、商用電源１６と蓄電装置３０とは電気的に接続されない。

本実施形態では、蓄電装置３０の蓄電電力の不足時以外は、電力供給ライン側のスイッチ５４は開放されており、かつ、スイッチ５３がエレベータ機器側に切り換えられており、この状態では、回生運転時において発生した電力を蓄電装置３０に蓄電することができ、この蓄電した電力をインバータ１９、エレベータ制御装置２１、乗場行先階登録装置７１、ホールインジケータ７２に供給することができる。

蓄電制御装置３２は、直流母線間電圧つまり平滑コンデンサ１８ａ，１８ｂの電圧を監視し、その電圧値に基づいて乗りかご１４の運転状態が回生運転または力行運転であるかを判断し、その運転状態に応じて充放電回路３１を制御して蓄電装置３０に対する充放電を行うものである。

具体的には、この蓄電制御装置３２は、直流母線間電圧（平滑コンデンサ１８ａの電圧または平滑コンデンサ１８ｂの電圧）を検出する電圧検出部４１と、充放電回路３１を駆動して蓄電装置３０に対する充放電を制御する充放電制御部４２と、蓄電装置３０の電圧を検出する電圧検出部４３と、この電圧検出部４３によって検出された蓄電装置３０の電圧変化を監視する電圧変化監視部４４と、電圧指令を出す電圧指令部４５と、蓄電装置３０に流れ込む電流を検出する電流検出部４６などから構成される。

スイッチ５３がエレベータ機器側に切り換えられて、かつスイッチ５４が短絡されている状態で、商用電源１６から供給された三相交流電圧は整流器１７にて直流電圧に変換された後、インバータ１９にて所望の交流電圧に変換されて電動機１１に供給される。その際に、乗りかご１４が回生運転になると、インバータ１９から入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、直流母線間電圧は上昇することになる。

通常のエレベータでは、直流母線間電圧が一定値以上になったときに、インバータ１９の入力端子側に設けられたスイッチング素子５１を制御して回生抵抗５２にてエネルギーを熱消費していた。これに対し、ハイブリッド駆動式エレベータでは、この回生エネルギーを有効利用するために蓄電装置３０を備える。

ここで、蓄電装置３０を備えたハイブリッド駆動式エレベータにおける回生エネルギーの充電と放電の動作について簡単に説明しておく。

（ａ）回生エネルギーの充電動作
上述したように、スイッチ５４が短絡されている状態での乗りかご１４の回生運転時には、インバータ１９から入力端子側に回生エネルギーが戻されるので、平滑コンデンサ１８ａ，１８ｂに回生エネルギーが蓄積され、インバータ１９への電力供給ラインである直流母線間の電圧は徐々に上昇する。このときの電圧上昇は蓄電制御装置３２内の電圧検出部４１にて検出される。

また、上述したように、スイッチ５３がエレベータ機器側に切り換えられて、かつスイッチ５４が開放されている状態での乗りかご１４の回生運転時には、インバータ１９から回生エネルギーが戻されるので、平滑コンデンサ１８ｂに回生エネルギーが蓄積され、インバータ１９への電力供給ラインである直流母線間の電圧は徐々に上昇する。このときの電圧上昇は蓄電制御装置３２内の電圧検出部４１にて検出される。

ここで、蓄電制御装置３２では、直流母線間の電圧が予め設定された基準値以上となると、電圧指令部４５により蓄電装置３０への充電に適した電圧となるまで降圧してから、充放電回路３１内の充電用スイッチング素子３３をＯＮして蓄電装置３０に充電を行う。

このときの蓄電装置３０の電圧変化は電圧検出部４３を通じて電圧変化監視部４４にて監視され、電圧指令部４５に与えられる。この際、蓄電装置３０に流れ込む電流を電流検出部４６にて検出し、充放電制御部４２にて充電電流を制御する。これにより、回生エネルギーを蓄電装置３０に蓄えることが可能となる。

（ｂ）回生エネルギーの放電動作
スイッチ５３がエレベータ機器側に切り換えられて、かつスイッチ５４が開放されている状態で、乗りかご１４の力行運転時には、平滑コンデンサ１８ｂで平滑化された直流がインバータ１９に供給されるので、インバータ１９への電力供給ラインである直流母線間電圧は停止時よりも降下する。このときの電圧降下は蓄電制御装置３２内の電圧検出部４１にて検出される。

また、スイッチ５４が短絡されている状態で、乗りかご１４の力行運転時には、平滑コンデンサ１８ａ，１８ｂで平滑化された直流がインバータ１９に供給されるので、インバータ１９への電力供給ラインである直流母線間電圧は停止時よりも降下する。このときの電圧降下は蓄電制御装置３２内の電圧検出部４１にて検出される。

蓄電制御装置３２では、直流母線間電圧が予め設定された基準値よりも下がると、電圧指令部４５にて設定された目標値まで蓄電装置３０の電圧を昇圧して直流母線間電圧に突き合わせることで、充放電回路３１内の放電用スイッチング素子３４をＯＮして蓄電装置３０に蓄積された回生エネルギーを電力供給ラインへ放電する。この際、蓄電装置３０から流れ出す電流を電流検出部４６にて検出し、充放電制御部４２にて放電電流を制御する。

また、本実施形態の特徴的な要素として、エレベータ制御装置２１は、かご位置検出部６１、使用電力計算部６２、充電要否判別部６３、スイッチ（ＳＷ）切換部６４をさらに有する。
また、シーブ１２には乗りかご移動量検出装置であるパルスジェネレータ（ＰＧ）１２ａが取り付けられる。パルスジェネレータ１２ａはシーブ１２の回転角度に応じたパルス信号をエレベータ制御装置２１に出力する。

エレベータ制御装置２１のかご位置検出部６１は、パルスジェネレータ１２ａからのパルス信号のアップダウンカウントの結果得た積算パルス数の大小をもとに、乗りかご１４の位置を検出する。

図３は、第１の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータのホールインジケータおよびホール呼び釦の外観の一例を示す図である。
本実施形態では、図３に示すように、各階床の乗り場に乗り場ドア７０、乗場行先階登録装置７１、ホールインジケータ７２が設けられる。本実施形態では各階床に乗り場が１つずつ設けられ、各階床の乗り場に乗り場ドア７０、乗場行先階登録装置７１、ホールインジケータ７２が１つずつ設けられているとする。

乗場行先階登録装置７１の点灯ランプは、押下されて設置階床からの行先階登録がなされた場合に、当該設置階床に乗りかご１４が応答するまでの間、通常時は蓄電装置３０からの電力供給により点灯する。

ホールインジケータ７２は、通常時は蓄電装置３０からの電力供給により点灯して乗りかご１４のかご位置を表示する。
エレベータ制御装置２１の使用電力計算部６２は、かご位置検出部６１により検出したかご位置と乗場行先階登録装置７１の操作により登録された行先階の情報とをもとに、現在のかご位置から応答先の階床までの乗りかご１４の昇降に要する使用電力を計算する。この電力には、乗りかご１４の昇降のための駆動電力および各階床の乗場行先階登録装置７１やホールインジケータ７２を昇降中点灯させ、さらに昇降終了後の一定時間点灯させるための電力を含む。

充電要否判別部６３は、使用電力計算部６２により計算した使用電力の値と、蓄電制御装置３２の電圧検出部４３により検出した電圧から導かれる蓄電電力とを比較することで、乗りかご１４が現在のかご位置から応答先の階床まで走行するために要する電力が蓄電装置３０に蓄電されているか否かを判別することで、客先電源である商用電源１６から蓄電装置３０への充電を要するか否かを判別する。

また、充電要否判別部６３は、蓄電装置３０の蓄電電力の不足により、乗りかご１４が現在のかご位置から応答先の階床まで走行するために要する電力と蓄電装置３０の蓄電電力との差分が大きく、充電に要する時間からして、商用電源１６からの電力によりエレベータを駆動する必要があるか否かについても判別する。

スイッチ（ＳＷ）切換部６４は、蓄電装置３０への充電を要しないと充電要否判別部６３により判別した場合には蓄電装置３０側のスイッチ５３をエレベータ機器側に切り換え、蓄電装置３０への充電を要すると充電要否判別部６３により判別した場合には蓄電装置３０側のスイッチ５３を客先電源側に切り換える。

また、スイッチ（ＳＷ）切換部６４は、蓄電装置３０の蓄電電力不足により商用電源１６からの電力によりエレベータを駆動する必要があると判別した場合には、電力供給ライン側のスイッチ５４を短絡し、商用電源１６からの電力によりエレベータを駆動する必要がなく、蓄電装置３０からの電力で駆動可能であると判別した場合には、電力供給ライン側のスイッチ５４を開放する。

次に、図１に示した構成のハイブリッド駆動型エレベータの動作について説明する。図４は、第１の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの運転制御の流れを示すフローチャートである。
初期状態では、電力供給ライン側のスイッチ５４は開放されており、蓄電装置３０側のスイッチ５３はエレベータ機器側に切り換えられている。また、エレベータの運転モードは、乗りかご１４内の機器などの電源をオフ状態にするスタンバイモードに設定されているとする。また、蓄電装置３０は、エレベータ制御装置２１内の各部に供給するための専用の蓄電領域を有し、この領域には、エレベータ制御装置２１内の各部が所定時間にわたって動作可能な電力が充電されており、エレベータ制御装置２１内の各部は、客先電源または蓄電装置３０からの電力により電源回路６０からの電力を受けて常に動作しているとする。

まず、乗場行先階登録装置７１に対する行先階の登録のための操作が行われた場合、エレベータ制御装置２１の運転指令部２９は、乗場行先階登録装置７１からの行先階登録信号を入力して、呼び登録を行なう。この時点では、エレベータの運転モードはスタンバイモードのままであり、当該呼び登録に応じた運転は開始されない。

このように行先階が登録された場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、エレベータ制御装置２１の使用電力計算部６２は、かご位置検出部６１により検出したかご位置と乗場行先階登録装置７１の操作により登録された行先階である応答先の階床の情報とをもとに、現在のかご位置から最先の応答先の階床までの乗りかご１４の昇降に要する使用電力を計算する（ステップＳ３）。この応答先の階床は、登録済みの行先階のうち応答予定の最先の行先階に限らず、応答予定の複数の行先階のうち最先の行先階以外の他の行先階であってもよい。

蓄電制御装置３２の電圧検出部４３は蓄電装置３０の電圧を検出して充電要否判別部６３に出力する（ステップＳ４）。充電要否判別部６３は、使用電力計算部６２により計算した使用電力の値と、蓄電制御装置３２の電圧検出部４３により検出した電圧から導かれる蓄電電力とを比較することで、乗りかご１４が現在のかご位置から、使用電力の計算に係る応答先の階床まで走行するために要する電力が蓄電装置３０に蓄電されているか否かを判別することで、客先電源である商用電源１６から蓄電装置３０への充電を要するか否かを判別する（ステップＳ５）。前述したように、応答先の階床まで走行するために要する電力は、乗りかご１４の昇降のための駆動電力および各階床の乗場行先階登録装置７１やホールインジケータ７２を昇降中点灯させ、さらに昇降終了後の一定時間点灯させるための電力を含む。

充電要否判別部６３は、蓄電装置３０への充電を要すると判別した場合で（ステップＳ５のＹＥＳ）、乗りかご１４が現在のかご位置から応答先の階床まで走行するために要する電力と蓄電装置３０の蓄電電力との差分が大きくなく、所定時間内に蓄電装置３０への充電が可能である場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、蓄電装置３０側のスイッチ５３を客先電源側に切り換えるための指示信号をスイッチ（ＳＷ）切換部６４に出力する。

スイッチ（ＳＷ）切換部６４は、充電要否判別部６３からの指示信号を入力すると、蓄電装置３０側のスイッチ５３を客先電源側に切り換え（ステップＳ７）、かつ充放電制御部４２に対し、充電電流の制御の指示信号を出力する。これにより、商用電源１６からの電力の蓄電装置３０への充電が開始される（ステップＳ８）。

充電要否判別部６３は、蓄電装置３０への充電により、当該蓄電装置３０の蓄電電力が使用電力計算部６２により計算した使用電力の値以上となった場合には、必要な充電が完了したとして（ステップＳ９のＹＥＳ）、蓄電装置３０側のスイッチ５３を客先電源側からエレベータ機器側に戻すための指示信号をスイッチ（ＳＷ）切換部６４に出力する。

スイッチ（ＳＷ）切換部６４は、充電要否判別部６３からの指示信号を入力する、または、蓄電装置３０への充電を要しないと充電要否判別部６３が判別した場合には（ステップＳ５のＮＯ）、蓄電装置３０側のスイッチ５３を客先電源側からエレベータ機器側に戻し（ステップＳ１０）、かつ充放電制御部４２に対する充電電流の制御の指示信号の出力を終了する。これにより、商用電源１６からの電力の蓄電装置３０への充電が終了する。このようにして商用電源１６から蓄電装置３０への充電を行なうことで、行先階までの応答に必要な電力が蓄電装置３０に充電されていない場合でも、行先階までの応答に必要な電力を蓄電装置３０に充電することができるので、蓄電装置３０からインバータ１９、エレベータ制御装置２１、乗場行先階登録装置７１、ホールインジケータ７２への電力の供給を維持することができる。

そして、充電要否判別部６３は、運転開始指示信号を運転指令部２９に出力する。運転指令部２９は、運転開始信号を入力すると、エレベータの運転モードのスタンバイモードを解除して、速度指令部２２に対して、行先階までの乗りかご走行パターンに応じた、当該行先階への乗りかご１４の速度指令を行なう。そして充電要否判別部６３は、充放電制御部４２に対し、インバータ１９、エレベータ制御装置２１、乗場行先階登録装置７１、ホールインジケータ７２への放電電流の制御の指示信号を出力する。これにより、蓄電装置３０からインバータ１９への電力供給およびエレベータ制御装置２１内の電源回路６０への電力供給が行われ、かつ、当該電源回路６０への電力供給により乗場行先階登録装置７１、ホールインジケータ７２への電力供給も行われて、乗りかご１４の運転サービスが開始される（ステップＳ１１）。

以上のような制御を行なうことにより、蓄電装置３０からの電力が、エレベータ運転のために電力を常時必要とする機器である乗場行先階登録装置７１やホールインジケータ７２へ供給され、蓄電装置３０への蓄電電力を待機電力として利用することができるようになるので、従来のハイブリッド駆動型エレベータと比較して、回生エネルギーをより有効に活用することができるようになる。

一方、充電要否判別部６３は、前述のようにステップＳ５で蓄電装置３０への充電を要すると判別した場合で、乗りかご１４が現在のかご位置から最先の応答先の階床まで走行するために要する電力と蓄電装置３０の蓄電電力との差分が大きく、所定時間内に蓄電装置３０への充電が行えない場合には（ステップＳ６のＮＯ）、運転に係る利便性の低下を回避するために、スイッチ５４の短絡指示信号をスイッチ切換部６４に出力する。

スイッチ（ＳＷ）切換部６４は、短絡指示信号を入力すると、電力供給ライン側のスイッチ５４を短絡するように切り換えて（ステップＳ１６）、運転開始指示信号を運転指令部２９に出力する。運転指令部２９は、運転開始信号を入力すると、エレベータの運転モードのスタンバイモードを解除して、速度指令部２２に対して、行先階までの乗りかご走行パターンに応じた、行先階への乗りかご１４の速度指令を行なう、これにより、商用電源１６からの電力によりインバータ１９への電力供給およびエレベータ制御装置２１内の電源回路６０への電力供給が行われ、かつ、当該電源回路６０への電力供給により乗場行先階登録装置７１やホールインジケータ７２への電力供給も行われて、乗りかご１４の昇降サービスが開始される（ステップＳ１１）。これにより、蓄電装置３０への蓄電を行なうことなしに昇降サービスを開始できるため、運転に係る利便性の低下を回避することができる。

昇降サービスの開始後、乗りかご１４が行先階に到着して戸開することで（ステップＳ１２）、昇降サービスが完了した際に（ステップＳ１３）、他の行先階が登録されている場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、ステップＳ３に戻る。

一方、昇降サービスが完了した際に、他の行先階が登録されていない場合（ステップＳ１４のＮＯ）、運転指令部２９は、エレベータの運転モードをスタンバイモードに移行させ（ステップＳ１５）、次の行先階登録がなされるまで待機することになる。

以上のように、第１の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータでは、蓄電装置に蓄電した電力を乗りかご駆動のためのインバータの他に、乗り場機器などの、エレベータ運転のために電力により常時動作させる必要のある機器にも供給するので、従来のハイブリッド駆動型エレベータと比較して、蓄電装置に蓄電した電力を有効に利用することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータのうち図１に示したものと同一部分の説明は省略する。
この実施形態では、第１の実施形態で説明した運転中において、乗りかご１４内が無人かつ行先階まで回生運転により当該乗りかごを移動させる場合に、蓄電装置３０への充電完了前、つまり蓄電装置３０への充電により当該蓄電装置３０の蓄電電力が使用電力計算部６２により計算した使用電力の値以上になる前でも昇降サービスを開始することで、エレベータの運転に係る利便性を向上させることを特徴とする。

図５は、第２の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータのエレベータ制御装置の構成を示す図である。
本実施形態では、エレベータ制御装置２１は、第１の実施形態で説明した充電要否判別部６３とＳＷ切換部６４との間に運転形態判別部８１をさらに有する。この運転形態判別部８１は、乗りかご１４内が無人で、かつ現在のかご位置から行先階までの乗りかごの運転形態が回生運転であるか否かを判別する。

図６は、第２の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータの運転制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態では、第１の実施形態で説明したステップＳ１からＳ７までの動作がなされた後、ステップＳ８による、客先電源からの蓄電装置３０への充電開始後、エレベータ制御装置２１の充電要否判別部６３は、充電開始通知信号を運転形態判別部８１に出力する。運転形態判別部８１は、充電開始通知信号を入力すると、荷重検出スイッチ部２５から出力される荷重信号をもとに、乗りかご１４内が無人であるか否かを判別する（ステップＳ２１）。このように、乗りかご１４内が無人であるか否かを判別するのは、乗りかご１４内が無人でない場合には回生エネルギーの発生量が減少するので、この状態で、蓄電装置３０への充電完了前における昇降サービスを開始した際に蓄電装置３０の蓄電電力が減少して運転に支障が起きないようにするためである。

運転形態判別部８１は、乗りかご１４内が無人であると判別した場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、現在のかご位置から行先階までの乗りかごの運転形態が回生運転であるか否かを判別する（ステップＳ２２）。

現在のかご位置から行先階までの乗りかごの運転形態が回生運転であると運転形態判別部８１により判別した場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、この運転形態判別部８１は、蓄電装置３０への充電が完了したか否か、つまり蓄電装置３０への充電により、当該蓄電装置３０の蓄電電力が使用電力計算部６２により計算した使用電力の値以上になったか否かに関わらず、スイッチ５３を客先電源側からエレベータ機器側に戻すための指示信号をスイッチ（ＳＷ）切換部６４に出力する。

スイッチ（ＳＷ）切換部６４は、運転形態判別部８１からの指示信号を入力すると、蓄電装置３０側のスイッチ５３をエレベータ機器側に戻し（ステップＳ１０）、かつ充放電制御部４２に対する充電電流の制御の指示信号の出力を終了する。これにより、商用電源１６からの電力の蓄電装置３０への充電が終了する。

運転形態判別部８１は、前述した運転形態が回生運転であると判別した場合、運転開始指示信号を運転指令部２９に出力する。運転指令部２９は、運転開始信号を入力すると、エレベータの運転モードのスタンバイモードを解除して、速度指令部２２に対して、行先階までの乗りかご走行パターンに応じた、当該行先階への乗りかご１４の速度指令を行ない、かつ、充放電制御部４２に対し、インバータ１９、エレベータ制御装置２１、乗場行先階登録装置７１およびホールインジケータ７２への放電電流の制御の指示信号を出力する。これにより、蓄電装置３０からインバータ１９への電力供給およびエレベータ制御装置２１内の電源回路６０への電力供給が行われ、かつ、当該電源回路６０への電力供給により乗場行先階登録装置７１、ホールインジケータ７２への電力供給が行われて、乗りかご１４の運転サービスが開始される（ステップＳ１１）。ここでは、前述したように、行先階までの回生運転がなされ、電動機側から蓄電装置３０への回生エネルギーの充電が行なわれながら運転がなされる。以後の動作は第１の実施形態で説明したステップＳ１２以降と同様である。

以上のように、第２の実施形態におけるハイブリッド駆動型エレベータでは、運転中において、乗りかご１４が無人かつ行先階まで回生運転により当該乗りかごを移動させる場合に、蓄電装置３０への充電完了前に昇降サービスを開始するので、蓄電装置３０への蓄電を完了させることなしに昇降サービスを開始できる。よって、運転開始までの待ち時間が短縮され、運転に係る利便性を向上させることができる。

これらの各実施形態によれば、回生エネルギーを十分に活用することが可能になるハイブリッド駆動型エレベータの制御装置を提供することができる。
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…電動機、１２…シーブ、１３…ロープ、１４…乗りかご、１５…カウンタウェイト、１６…商用電源、１７…整流器、１８…平滑コンデンサ、１９…インバータ、２０…インバータ電流検出装置、２１…エレベータ制御装置、２２…速度指令部、２３…速度検出部、２４…速度制御部、２５…荷重検出スイッチ部、２６…荷重信号演算部、２７…トルク指令判断部、２８…インバータ電流制御部、２９…運転指令部、３０…蓄電装置、３１…充放電回路、３２…蓄電制御装置、３３…充電用スイッチング素子、３４…放電用スイッチング素子、３５…直流リアクトル、４１…電圧検出部、４２…充放電制御部、４３…電圧検出部、４４…電圧変化監視部、４５…電圧指令部、４６…電流検出部、５１…スイッチング素子、５２…回生抵抗、６０…電源回路、６１…かご位置検出部、６２…使用電力計算部、６３…充電要否判別部、６４…スイッチ（ＳＷ）切換部、７０…乗り場ドア、７１…乗場行先階登録装置、７２…ホールインジケータ、８１…運転形態判別部。

Claims (3)

1. 乗りかごの回生運転時に乗りかご駆動のための電動機の電力供給ラインに発生する電力を、乗りかご駆動のための電力、および、エレベータ運転のために電力により常時動作させる必要がある機器を動作させるための電力として蓄える蓄電装置と、
   商用電源からの前記電力供給ラインへの電力供給を行なわない状態で、前記蓄電装置に蓄えた電力を前記電力供給ラインおよび前記常時動作させる必要がある機器に供給する制御を行なう制御手段と、
   前記蓄電装置の充電状態を検出する蓄電状態検出手段と、
   乗り場からの行先階登録の操作を受け付ける行先階登録装置と、
   前記行先階登録装置の操作による行先階登録から行先階への応答までの運転のために、前記電力供給ラインおよび前記常時動作させる必要がある機器への供給を要する電力を算出する電力算出手段と、
   前記蓄電状態検出手段により検出した充電状態で示される電力が前記電力算出手段により算出した電力に満たない場合に、前記充電状態で示される電力が前記算出した電力以上となるように、前記商用電源から前記蓄電装置への充電を行なう充電制御手段と
   を備えたことを特徴とするハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
2. 前記行先階登録に伴う充電に要する時間が所定時間以上である場合に、前記商用電源から前記電力供給ラインへの電力供給を行なう
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。
3. 前記行先階登録装置の操作による行先階登録がなされた際に、前記乗りかご内が無人であって、かつ前記操作された行先階登録装置の設置階までの前記乗りかごの運転形態が回生運転である場合に、前記充電制御手段による前記商用電源から前記蓄電装置への充電完了前に前記設置階までの運転を開始する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動型エレベータの制御装置。

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