JP7008839B2 - Governor system characteristic control device and elevator device - Google Patents
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Description
本発明は、ガバナシステムの特性制御装置、及び特性制御装置を備えたエレベータ装置に関する。 The present invention relates to a characteristic control device of a governor system and an elevator device including the characteristic control device.
高層の建物に設置されるエレベータ装置のなかには、ガバナ装置に取り付けられたエンコーダを、かごの位置検出に用いているものがある。このようなエレベータ装置に用いられるロープの長さは、建物の高さに応じて長くなる。ロープは、長くなるほど、剛性が低下して変形し易くなる。そのため、建物が高くなるほど、ガバナロープは揺れやすくなる。 Some elevator devices installed in high-rise buildings use encoders attached to governor devices to detect the position of the car. The length of the rope used in such an elevator device increases with the height of the building. The longer the rope, the lower the rigidity and the easier it is to deform. Therefore, the taller the building, the easier it is for the governor rope to sway.
揺れにより、ガバナロープにかかる力は変化する。その力の変化により、ガバナロープは、伸び縮みし、状況によっては振動もする。ガバナロープの伸び縮み、及び振動は、何れも、ガバナ装置に取り付けられたエンコーダによるかごの位置検出精度を低下させる。このことから、従来、建物の揺れが検出された場合に、ガバナロープの張力を必要に応じて変動させることにより、ガバナロープの揺れを抑制することが行われている（例えば、特許文献１参照）。 The force applied to the governor rope changes due to the shaking. Due to the change in force, the governor rope expands and contracts, and in some situations it also vibrates. The expansion and contraction of the governor rope and the vibration both reduce the accuracy of the position detection of the car by the encoder attached to the governor device. For this reason, conventionally, when the shaking of a building is detected, the tension of the governor rope is changed as necessary to suppress the shaking of the governor rope (see, for example, Patent Document 1).
ガバナロープには、かごの昇降時の加減速による力が加わる。その力は、ガバナロープの揺れを発生させるおそれがある。また、乗客によってかごが揺らされた場合には、そのかごの揺れがガバナロープに伝搬し、ガバナロープに揺れを発生させるおそれがある。このように、ガバナロープは、建物の揺れ以外の原因、つまりエレベータ装置の動作状態に伴う原因によっても揺れる。 A force is applied to the governor rope due to acceleration / deceleration when the car is raised and lowered. That force can cause the governor rope to sway. In addition, when the car is shaken by passengers, the shaking of the car may propagate to the governor rope and cause the governor rope to shake. In this way, the governor rope also shakes due to a cause other than the shaking of the building, that is, a cause associated with the operating state of the elevator device.
ガバナロープに発生する揺れは、ガバナ装置に取り付けられたエンコーダによるかごの位置検出精度を低下させる原因となり得る。従って、エレベータかごの停止位置の制御に、ガバナシステムによる検出位置を用いる場合は、ガバナシステムによるかごの位置検出精度の低下を抑制するためには、建物の揺れが発生していない状況であっても、エレベータ装置の動作状態に起因するガバナロープの揺れを抑制することが重要である。 The shaking generated in the governor rope can cause a decrease in the accuracy of the position detection of the car by the encoder attached to the governor device. Therefore, when the detection position by the governor system is used to control the stop position of the elevator car, the building is not shaken in order to suppress the deterioration of the car position detection accuracy by the governor system. However, it is important to suppress the shaking of the governor rope caused by the operating state of the elevator device.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、その目的は、エレベータ装置の動作状態に起因する、ガバナシステムにおけるかごの位置検出誤差を抑制することのできる特性制御装置、及びエレベータ装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is a characteristic control device and an elevator device capable of suppressing a car position detection error in a governor system due to an operating state of the elevator device. Is to provide.
本発明に係るガバナシステムの特性制御装置は、ガバナ装置、特性変更装置、かごに接続されたガバナロープに関する物理量に基づき、かごの位置を検出する第１のかご位置検出部、及びかごに接続されたガバナロープを有するガバナシステムの状態を示す状態情報を、ガバナロープに関する物理量の検出値に基づいて生成する生成部と、生成部が生成した状態情報を基に、ガバナシステムの特性を変更する特性変更装置を制御し、第１のかご位置検出部の検出誤差を低減させるよう特性を変更させる制御部と、を備える。 The characteristic control device of the governor system according to the present invention is connected to a governor device, a characteristic change device, a first car position detector for detecting the position of the car, and a car based on physical quantities related to the governor rope connected to the car. A generator that generates state information indicating the state of a governor system having a governor rope based on the detected value of a physical quantity related to the governor rope, and a characteristic change device that changes the characteristics of the governor system based on the state information generated by the generator. It is provided with a control unit that controls and changes the characteristics so as to reduce the detection error of the first car position detection unit.
本発明によれば、エレベータ装置の動作状態に起因する、ガバナシステムにおけるかごの位置検出誤差を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a car position detection error in the governor system due to the operating state of the elevator device.
以下、本発明に係る特性制御装置、及び特性制御装置を備えるエレベータ装置の各実施の形態を、図を参照して説明する。ここでは、同じ、或いは対応する構成要素には同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments of the characteristic control device and the elevator device including the characteristic control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or corresponding components are designated by the same reference numerals.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るエレベータ装置の構成例を示す図である。エレベータ装置１は、例えば高層ビルディングに設置されたものである。図１に示すように、エレベータ装置１は、主ロープシステム２、ガバナシステム３、エレベータ制御装置４、及び特性制御装置５を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an elevator device according to the first embodiment of the present invention. The
主ロープシステム２は、利用者が乗車するかご２１を昇降させるためのシステムである。図１に示すように、主ロープシステム２は、かご２１、主ロープ２２、釣合い重り２３、巻上機２４、そらせ車２５、コンペンセーティングロープ２６、及びコンペンセーティング張り車２７を備えている。以降、コンペンセーティングロープ２６は「コンペンロープ２６」、コンペンセーティング張り車２７は「コンペン張り車２７」とそれぞれ略記する。
The
主ロープ２２の一端はかご２１に連結され、他端は釣合い重り２３に連結されている。巻上機２４は、動力を発生させ、発生させた動力を主ロープ２２に伝達する装置である。巻上機２４は、かご２１と釣合い重り２３との間に配置されている。かご２１、及び釣合い重り２３は、巻上機２４によって吊り下げられた状態となっている。又は、主ロープ２２の両端は建物に固定されており、巻上機２４を介して片側に設置された動滑車によってかご２１の荷重を支え、もう片側には釣り合いおもりが動滑車で吊り下げられている構成でも良い。
One end of the
そらせ車２５は、主ロープ２２を釣合い重り２３に吊り下げる位置、又は主ロープ２２をかご２１に吊り下げる位置を調整するための滑車である。コンペンロープ２６は、巻上機２４を境にした、主ロープ２２のかご２１側と釣合い重り２３側との間の重量差を補償するためのロープである。コンペンロープ２６は、一端がかご２１に、他端が釣合い重り２３にそれぞれ連結されている。コンペン張り車２７は、コンペンロープ２６を案内すると共に、コンペンロープ２６に張力を与える。
The deflecting
なお、主ロープシステム２は、図１に示すような構成に限定されない。例えばそらせ車２５が無い構成を採用することができる。また、コンペンロープ２６、及びコンペン張り車２７が無い構成を採用することもできる。
The
ガバナシステム３は、かご２１の速度超過を検出するためのシステムである。図１に示すように、ガバナシステム３は、ガバナ装置３１、ガバナロープ３２、ガバナ張り車３３、第１のかご位置検出部３４、及び特性変更装置３５を備えている。
The
ガバナロープ３２は、その両端が、図示しない結合部で円環状に結合されており、結合部はかご２１に把持されている。それにより、ガバナロープ３２の両端は、かご２１に連結されている。ガバナロープ３２は、ガバナ装置３１とガバナ張り車３３との間に架け渡されている。ガバナ装置３１は、かご２１の昇降に伴うガバナロープ３２の動きに連動して回転し、機械的或いは電気的にかご２１の速度超過を検出する。更に、ガバナ装置３１は、速度超過を検出した場合に、かご２１に設けられた図示しない非常止め装置を動作させる。
Both ends of the
ガバナ装置３１に取り付けられた第１のかご位置検出部３４は、かご２１の位置を検出する。第１のかご位置検出部３４は、例えばエンコーダを用いて構成される。
The first car
ガバナ装置３１には、特性変更装置３５が取り付けられている。この特性変更装置３５は、ガバナシステム３の特性を変更するための装置である。ここで、ガバナシステム３の特性とは、ガバナシステム３の機構上の性質、または状態量のことである。例えばガバナロープ３２の駆動に要する負荷の大きさ、言い換えればガバナロープ３２の駆動に係わるガバナシステム３の慣性上の性質は、ガバナシステム３の特性の例に相当する。特性変更装置３５自身、及び特性変更装置３５によって変更可能な特性の具体例についての詳細は、後述する。この特性は、以降「機械的特性」と表記する。
A characteristic changing
なお、ガバナシステム３は、図１に示すような構成に限定されない。例えばガバナロープ３２に張力を付与するためのガバナ張り車３３が無い構成を採用することができる。
The
図１では、巻上機２４のみがエレベータ制御装置４と接続されている。しかし、巻上機２４の他に、ガバナ装置３１、及び第１のかご位置検出部３４がエレベータ制御装置４と接続されている。エレベータ制御装置４は、エレベータ装置１全体を制御する。
In FIG. 1, only the hoisting
第１のかご位置検出部３４は、ガバナ装置３１の回転に基づいて、かご２１の位置を検出し、検出結果をエレベータ制御装置４に出力する。ガバナ装置３１は、かご２１の速度が閾値として定められた速度を超過しているか否かを示す速度超過情報をエレベータ制御装置４に出力する。図１では、第１のかご位置検出部３４は、ガバナ装置３１に取り付けられているが、例えばガバナ張り車３３のように、ガバナ装置３１以外の回転体に取り付けても良い。
The first car
エレベータ制御装置４は、巻上機２４を駆動させるための駆動指令、巻上機２４を停止させるための停止指令、等を出力し、巻上機２４を制御する。巻上機２４には、ブレーキが搭載されている。エレベータ制御装置４は、巻上機２４のブレーキも併せて制御する。第１のかご位置検出部３４が出力する信号により検出されたかご２１の位置は、巻上機２４の制御に用いられる。ガバナ装置３１が出力する速度超過情報は、かご２１に設けられた図示しないブレーキの制御に用いられる。
The
かご２１には、ブレーキの他に、かご２１内に居る利用者、荷物等の総重量を量る秤装置が設けられている。エレベータ制御装置４は、必要に応じて、ブレーキを制御し、秤装置が量った総重量を示す重量情報を取得することができる。重量情報を取得できる場合、エレベータ制御装置４に、取得した重量情報に応じて、かご２１を静止保持可能なトルクを発生させる指令を巻上機２４に出力させるようにしても良い。
In addition to the brake, the
エレベータ制御装置４には、図１に示すように、特性制御装置５が更に接続されている。特性制御装置５は、特性変更装置３５を制御して、ガバナシステム３の機械的特性を必要に応じて変更する。図１では、特性制御装置５は、特性変更装置３５と直接、接続されているが、これらは間接的に接続させても良い。つまり、特性制御装置５は、他の装置を介して、特性変更装置３５を制御しても良い。
As shown in FIG. 1, a
特性変更装置３５は、ガバナ装置３１に取り付けることができる。ただし、特性変更装置３５を取り付ける位置は、ガバナ装置３１に限定されない。特性変更装置３５は、ガバナシステム３の機械的特性を変更可能な場所に設置すれば良い。そのため、例えば図２に示すように、特性変更装置３５は、ガバナ張り車３３に取り付けても良い。或いは図３に示すように、特性変更装置３５は、ガバナ装置３１に直接的に、或いは間接的に摩擦力を働かせられる位置に設置しても良い。特性変更装置３５は、ガバナ張り車３３に直接的に、或いは間接的に摩擦力を働かせられる位置に設置しても良い。特性変更装置３５は、ガバナロープ３２に摩擦力、またはトルクを働かせられる位置に設置しても良い。また、特性変更装置３５は、複数、設置しても良い。
The characteristic changing
図１に示すように、第１のかご位置検出部３４は、ガバナシステム３に設けられている。そして、第１のかご位置検出部である第１のかご位置検出部３４は、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として、かご２１の位置を検出する。第１のかご位置検出部３４による位置検出結果は、ガバナロープ３２に発生する揺れの状態によって変化する。すなわち、巻上機２４の停止時では、ガバナロープ３２に発生する揺れは、第１のかご位置検出部３４が取り付けられたガバナ装置３１を回転させる場合がある。巻上機２４の駆動時では、ガバナロープ３２に発生する揺れは、ガバナ装置３１に回転速度の変化を発生させる場合がある。ガバナロープ３２に発生する揺れは、かご２１の位置の検出精度を低下させる。
As shown in FIG. 1, the first car
ガバナロープ３２の揺れは、かご２１の昇降時の加減速により発生する。主ロープ２２の揺れ、衝撃等によってかご２１が揺れた場合、ガバナロープ３２も揺れる。このように、ガバナロープ３２の揺れは、建物が揺れていない状況であっても、エレベータ装置１の動作状態に起因して発生する。
The shaking of the
特性変更装置３５は、このような位置検出精度の低下を発生させるガバナロープ３２の揺れを抑制、即ち低減するために設けられている。そのために、特性変更装置３５によるガバナシステム３の機械的特性を変更する制御は、ガバナロープ３２の揺れを抑制させるために行われる。ガバナロープ３２の揺れを抑制することにより、位置検出精度が低下する状況を回避できる。また、位置検出精度が低下する状況となる期間を、より短くすることができる。
The characteristic changing
位置検出精度の低下は、基本的に、ガバナロープ３２の伸縮を含む揺れによって発生する。例えばかご２１の上下の振動は、ガバナロープ３２の伸縮を含む揺れを発生させる。そのようなガバナロープ３２の揺れにより、実際のかご２１の位置に対する、第１のかご位置検出部３４によって検出されるかご２１の位置に、検出誤差が発生する。
The decrease in the position detection accuracy is basically caused by the shaking including the expansion and contraction of the
より具体的には、ガバナロープ３２の揺れは、第１のかご位置検出部３４が取り付けられた回転体へのガバナロープ３２による伝達遅れ、回転軸周りの張力差によって発生する回転体の回転位置ずれ、等の回転異常を発生させる。第１のかご位置検出部３４が取り付けられた回転体に発生する回転異常は、位置検出誤差の原因となる。かご２１の振動にガバナシステム３の共振周波数成分が含まれているような場合、ガバナロープ３２は、より大きく揺れるおそれがある。ガバナロープ３２の揺れが大きくなるほど、回転体に発生する回転異常の程度が大きくなって、位置検出誤差も大きくなる。特性制御装置５は、ガバナロープ３２の揺れを抑制するために、特性変更装置３５を制御する。
More specifically, the shaking of the
図４は、本発明の実施の形態１に係るエレベータ装置に用いられる特性制御装置の機能構成例を示す図である。次に図４を参照し、特性制御装置５の機能構成、その機能構成による特性変更装置３５への制御、及びその制御によって変更されるガバナシステム３の機械的特性について、詳細に説明する。
FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration example of the characteristic control device used in the elevator device according to the first embodiment of the present invention. Next, with reference to FIG. 4, the functional configuration of the
上記のように、第１のかご位置検出部３４は、エレベータ制御装置４と接続されている。特性制御装置５は、第１のかご位置検出部３４による検出結果を用いて特性変更装置３５の制御を行う。そのため、図４では、第１のかご位置検出部３４を特性制御装置５と直接、接続させた状態として示している。実際には、第１のかご位置検出部３４は、エレベータ制御装置４を介して特性制御装置５と接続されている。
As described above, the first car
特性制御装置５は、図４に示すように、生成部５１、及び制御部５２を備えている。生成部５１は、第１のかご位置検出部３４が出力するかご２１の位置を、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得する。そして、制御部５２は、取得した位置から、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として位置情報を生成する。図４では、その位置情報が示す位置を「ｐ」と表記している。
As shown in FIG. 4, the
生成部５１は、図４に示すように、２つの微分部５１１、５１２を備えている。２つの微分部５１１、５１２は、共に、時間微分操作を行う。位置ｐを示す位置情報は、微分部５１１に入力される。微分部５１１は、位置ｐの時間微分操作を行い、かご２１の速度ｖを算出する。すなわち、微分部５１１は、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得した位置から、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として速度情報を生成することができる。
As shown in FIG. 4, the
微分部５１１で算出された速度ｖを示す速度情報は、微分部５１２に入力される。微分部５１２は、速度情報が示す速度ｖの時間微分操作を行い、かご２１の加速度ａを算出する。すなわち、微分部５１２は、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得した位置から、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として加速度情報を生成することができる。
The velocity information indicating the velocity v calculated by the
このようにして生成部５１により生成された位置ｐを示す位置情報、速度ｖを示す速度情報、及び加速度ａを示す加速度情報は、制御部５２に入力される。なお、速度ｖの算出、及び加速度ａの算出は、時間微分操作とは異なる操作により行っても良い。
The position information indicating the position p, the velocity information indicating the velocity v, and the acceleration information indicating the acceleration a generated by the
なお、生成部５１は、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として、位置情報、速度情報、及び加速度情報のうちの少なくとも何れか１つを生成し、制御部５２に出力するようにしても良い。
The
制御部５２は、特性変更装置３５を直接、駆動するか、或いは駆動内容を示す指令を生成して特性変更装置３５に出力する。ここでは、便宜的に、制御部５２は、指令を出力するものとする。つまり、特性変更装置３５は、制御部５２から受信した指令に従って動作する。
The
制御部５２は、位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａの時間遷移に基づいて、位置脈動量、速度脈動量、及び加速度脈動量を求める。そして、制御部５２は、位置脈動量、速度脈動量、及び加速度脈動量の少なくとも何れか１つが小さくなるように、特性変更装置３５の制御内容を決定する。
The
ここで、ガバナシステム３の回転系の運動方程式を式（１）、式（２）として定義する。
τ＝Ｊ・ａ＋Ｄ・ｖ＋Ｋ・ｐ （１）
τ+τc＝Ｊ・ａ＋Ｄ・ｖ＋Ｋ・ｐ （２）
上式（１）、式（２）において、Ｊはガバナシステム３の回転慣性係数、Ｄはダンピング係数、Ｋはガバナロープ３２の剛性係数、τはかご２１の振動等の外的要因でガバナシステム３に加わるトルク、τｃはガバナシステム３に付与するトルクである。Here, the equations of motion of the rotating system of the
τ = J ・ a + D ・ v + K ・ p (1)
τ + τc = J ・ a + D ・ v + K ・ p (2)
In the above equations (1) and (2), J is the rotational inertia coefficient of the
式（１）は、ガバナシステム３が有する機械的特性の変更量を求めるために導出された式である。このことから、ガバナシステム３の機械的特性を変更するに当たっては、式（１）の右辺の値または式（１）の左辺の値を変更することが考えられる。
Equation (1) is an equation derived to obtain the amount of change in the mechanical properties of the
式（１）の右辺の値を変更する場合には、右辺に存在する３つの係数のうちの少なくとも１つを変化させることになる。また式（２）の左辺を変更する場合には、特性変更装置にてトルクτcを加えることになる。トルクτｃを加えることは、結果的には、右辺に存在する３つの係数のうちの少なくとも１つを変化させることと等価となる。言い換えれば、決定したトルクτをガバナシステム３に加えることは、等価的に、式（２）の右辺に存在する３つの係数のうちの少なくとも１つを変化させることである。
When changing the value on the right side of the equation (1), at least one of the three coefficients existing on the right side is changed. When changing the left side of the equation (2), the torque τc is applied by the characteristic changing device. Adding torque τc is, in the end, equivalent to changing at least one of the three coefficients present on the right-hand side. In other words, adding the determined torque τ to the
速度ｖ、及び加速度ａには共に、向きが存在する。そのため、速度ｖ、及び加速度ａには正負があり、算出されるトルクτ、τｃにも正負がある。トルクτ、τｃの正負は、トルクτを加えるべき方向を表している。 Both the velocity v and the acceleration a have a direction. Therefore, the velocity v and the acceleration a have positive and negative, and the calculated torques τ and τc also have positive and negative. The positive and negative of the torques τ and τc indicate the direction in which the torque τ should be applied.
特性変更装置３５にて加えられるトルクτｃは、位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａのうちの少なくとも１つに比例した値であっても良い。また、トルクτｃの決定に当たっては、位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａのうちの少なくとも１つに対し、フィルターをかけた値を用いても良い。トルクτｃの決定に当たっては、位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａのうちの少なくとも１つの脈動量を求め、求めた脈動量に比例した値、またはその脈動量にフィルターをかけた値を用いても良い。また、トルクτｃの決定に当たっては、位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａのうちの少なくとも１つを用いて複数の値を算出し、算出された複数のトルクの総和を用いても良い。このように、特性変更装置３５にて加えられるトルクτｃの決定方法には、様々な変形例がある。何れの決定方法を採用したとしても、決定したトルクτをガバナシステム３に加えることにより、結果的に、式（２）の右辺に存在する３つの係数のうちの少なくとも１つが変化することになる。
The torque τc applied by the characteristic changing
位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａは全て、状態情報である。状態情報の種類、及び組み合わせは、例えばガバナシステム３の操作対象とする機械的特性に応じて、決定することができる。
The position p, the velocity v, and the acceleration a are all state information. The type and combination of state information can be determined, for example, according to the mechanical characteristics of the
特性変更装置３５が回転電機であった場合、特性制御装置５は、ガバナシステム３へのトルクの付与、ガバナロープ３２の移動負荷の増減等を行うことができる。この場合、特性変更装置３５は、図１～図３の何れの位置に設置しても良い。
When the characteristic changing
特性変更装置３５がガバナ装置３１、或いはガバナ張り車３３に取り付けられた制動装置、つまりブレーキであった場合、特性制御装置５は、ガバナ装置３１、ガバナ張り車３３、或いはガバナロープ３２に摩擦力を作用させることにより、ガバナシステム３に負荷トルクを与えることができる。この場合であっても、特性変更装置３５は、図１～図３の何れの位置に設置しても良い。
When the characteristic changing
特性変更装置３５は、可変イナーシャ機構を有するフライホイールであっても良い。このフライホイールを特性変更装置３５として採用した場合、特性変更装置３５は、図１、或いは図２に示すように、ガバナ装置３１、及びガバナ張り車３３の何れかの回転体に取り付ければ良い。
The characteristic changing
フライホイールに設けられる可変イナーシャ機構は、例えば径方向上、移動可能な複数の重り、並びにその複数の重りの支持及び移動を可能にする機構を備えている。可変イナーシャ機構は、重りの移動を可能にする回転電機等の動力源を更に備えていても良い。その動力源は、可変イナーシャ機構とは別に設置するものであっても良い。ここでは、便宜的に、可変イナーシャ機構には、動力源、及び動力源を駆動する駆動回路も含まれているとする。 The variable inertia mechanism provided on the flywheel includes, for example, a plurality of weights that can be moved in the radial direction, and a mechanism that enables support and movement of the plurality of weights. The variable inertia mechanism may further include a power source such as a rotary electric machine that enables the movement of the weight. The power source may be installed separately from the variable inertia mechanism. Here, for convenience, it is assumed that the variable inertia mechanism includes a power source and a drive circuit for driving the power source.
可変イナーシャ機構を有するフライホイールは、重りの径方向上の位置に応じて回転慣性が変化する。この回転慣性は、重りが中心から離れるほど、大きくなる。フライホイールの重りを移動させ、ガバナ装置３１、或いはガバナ張り車３３の回転慣性を変化させることにより、ガバナシステム３全体の回転慣性、つまり機械的特性も変化する。以降、特に断らない限り、「フライホイール」は可変イナーシャ機構を有するフライホイールを指す意味で用いる。
The flywheel having a variable inertia mechanism changes its rotational inertia according to the radial position of the weight. This rotational inertia increases as the weight moves away from the center. By moving the weight of the flywheel and changing the rotational inertia of the
制御部５２は、ガバナ装置３１、或いはガバナ張り車３３の回転慣性の変更量を、例えば式（１）と同様の式を用いて決定することができる。或いは、制御部５２は、式（１）により算出したトルクτから回転慣性の変更量を求めるための変換式、或いはテーブルを用いて、回転慣性の変更量を求めても良い。
The
ガバナロープ３２が伸縮等によって揺れる場合、位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａのうちの少なくとも１つが脈動する。特性制御装置５は、特性変更装置３５を制御して、位置ｐの脈動量、速度ｖの脈動量、及び加速度ａの脈動量のうちの少なくとも１つが小さくなるようにトルクを付与させるか、または回転慣性を増減させる。それにより、特性制御装置５は、例えば式（１）の回転慣性係数Ｊ及びダンピング係数Ｄのうちの少なくとも一方を変化させるように、特性変更装置３５を制御することで、ガバナロープ３２の揺れを抑制することができる。
When the
例えば、特性変更装置３５がフライホイールであり、そのフライホイールの回転慣性を増大させた場合、ガバナシステム３の回転慣性も増大する。式（１）の回転慣性係数Ｊは、ガバナシステム３の回転慣性の指標となる値であり、回転慣性に応じて変化する。そのため、ガバナシステム３の回転慣性の増大に伴い、回転慣性係数Ｊも増大する。なお、ガバナシステム３によってかご２１に加わる力は、巻上機２４によってかご２１に加えられる力に対して、微小である。従って、ガバナシステム３の機械的特性の変更がかご２１の動きに及ぼす影響は微少である。このため、その機械的特性の変更が主ロープシステム２に及ぼす影響は無視することができる。
For example, when the characteristic changing
回転慣性係数Ｊを増大させるように特性変更装置３５を制御することにより、ガバナロープ３２は、回転慣性係数Ｊを増大させる前と比較して揺れにくくなる。ガバナロープ３２の揺れは、揺れが小さくなる方向にトルクを加えても抑えられる。そのため、ガバナロープ３２の揺れを抑制するうえで、回転慣性係数Ｊを増大させることは、その揺れが小さくなる方向にトルクを加えることと同義となる。ガバナロープ３２の揺れの抑制により、第１のかご位置検出部３４が取り付けられた回転体に生じる回転異常の程度も抑えられる。その結果、かご２１の位置検出精度の低下が抑制される。
By controlling the characteristic changing
かご２１の位置が脈動していないにもかかわらず、ガバナロープ３２のみが振動している場合にも、ガバナロープ３２の揺れを抑制することにより、位置検出精度の低下を抑えることができる。これは、ガバナ装置３１またはガバナ張り車３３の回転位置ずれを発生させる回転軸周りの張力差等が抑えられるからである。この回転位置ずれは、回転異常の一種であり、第１のかご位置検出部３４が出力する信号に誤差を発生させる。
Even when only the
ガバナシステム３へのトルクの付与は、一例として、上述したように、回転電機、またはブレーキを特性変更装置３５として採用することで可能となる。回転電機は、ガバナシステム３の負荷が増大する方向及び減少する方向の両方向に第１の負荷トルクとしてのトルクを付与することができる。また、ブレーキは、ガバナシステム３の負荷が増大する方向に、第２の負荷トルクとしてのトルクを付与することができる。
As an example, the torque can be applied to the
また、別の例として、式（１）のダンピング係数Ｄを増大させる場合は、例えば特性変更装置３５として回転電機を採用し、この回転電機を発電機、言い換えればブレーキとして利用すれば良い。或いは、特性変更装置３５として渦電流ブレーキを採用しても良い。回転電機を発電機として利用した場合、速度ｖが速くなるほど、大きい負荷となることから、ダンピング係数Ｄを増大させることができる。渦電流ブレーキを特性変更装置３５として利用した場合も、速度ｖに依存して、制動力が変化することから、ダンピング係数Ｄを増大させることができる。
Further, as another example, when increasing the damping coefficient D of the equation (1), for example, a rotary electric machine may be adopted as the characteristic changing
ダンピング係数Ｄを増大させるように特性変更装置３５を制御する場合は、例えば速度ｖの脈動成分をローパスフィルター、バンドパスフィルターなどによって抽出し、脈動成分のみに比例したトルクを、脈動成分が小さくなる方向に作用させるようにしても良い。この結果、速度ｖの脈動量は小さくなり、第１のかご位置検出部３４による位置検出精度の低下を抑えることができる。
When the characteristic changing
かご２１の位置が脈動していないにもかかわらず、ガバナロープ３２のみが振動している場合にも、ダンピング係数Ｄの増大により、回転体に発生する回転位置ずれの程度がより低くなる。そのため、第１のかご位置検出部３４による位置検出精度の低下が抑制される。
Even when the position of the
式（１）の回転慣性係数Ｊ、ダンピング係数Ｄ及び剛性係数Ｋは、少なくとも何れか１つを独立して変更させても良く、複数を組み合わせて変更させても良い。 At least one of the rotational inertia coefficient J, the damping coefficient D, and the rigidity coefficient K in the equation (1) may be changed independently, or a plurality of them may be changed in combination.
なお、特性変更装置３５と第１のかご位置検出部３４との位置関係によっては、特性制御装置５に位相補償を行わせることが好ましい。この位相補償は、例えば第１のかご位置検出部３４と特性変更装置３５との間の伝達特性を予め得ておくか、或いは学習によって得ておくことにより、その逆特性に基づいて行うことができる。この位相補償を行うことにより、特性変更装置３５による機械的特性の変更に伴い、ガバナシステム３の第１のかご位置検出部３４に影響を及ぼす回転軸周りの回転脈動が発生することを抑制することができる。そのため、かご２１に対してガバナロープ３２が大きく振動するような状況であっても、検出位置誤差を抑制することができる。
Depending on the positional relationship between the characteristic changing
ガバナロープ３２の揺れは、通常、かご２１の動きつまりエレベータ装置１の動作状態に起因して発生する。本実施の形態１は、エレベータ装置１の動作状態に起因して発生するガバナロープ３２の揺れに対応することができる。なお、エレベータ装置１が設置された建物の揺れによってガバナロープ３２が揺れた場合であっても、本実施の形態１は、ガバナロープの揺れを抑制することに対応できる。これは、どのような原因であっても、機械的特性の変更により、ガバナロープ３２の揺れを抑制できるからである。
The shaking of the
機械的特性の変更は、例えば位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａのうちの少なくとも１つの脈動量を求め、求めた脈動量が設定閾値以上であった場合に、行うようにしても良い。その場合、求めた脈動量が設定閾値未満となることを条件に、変更した機械的特性を元に戻すようにしても良い。機械的特性の変更は、かご２１の停止時、及びかご２１の昇降時の何れで行っても良い。
The mechanical characteristics may be changed, for example, by obtaining a pulsation amount of at least one of the position p, the velocity v, and the acceleration a, and when the obtained pulsation amount is equal to or more than the set threshold value. In that case, the changed mechanical characteristics may be restored on condition that the obtained pulsation amount is less than the set threshold value. The mechanical characteristics may be changed when the
制御部５２は、求めた脈動量が設定閾値未満となった以降において、変更した機械的特性を変更前に戻すように機械特性を再度変更しなくてもしても良いが、変更するようにしても良い。機械特性を再度変更しなくてもしても良い理由は、既に脈動を抑えるように機械特性が変更されており、ガバナロープ３２の揺れが抑制されるからである。求めた脈動量が設定閾値未満となるまでの間では、状況に応じて、機械的特性の再度の変更を行うようにしても良い。機械的特性の再度の変更を行うようにした場合、ガバナロープ３２の揺れをより抑制することが期待できる。ガバナロープ３２が揺れている期間もより短くさせることが期待できる。
After the obtained pulsation amount becomes less than the set threshold value, the
機械的特性の再度の変更を行う場合、制御部５２は、前回の変更時と異なる条件、及び異なる制御内容で機械的特性の変更を行うようにしても良い。例えば、制御部５２は、位置ｐ、速度ｖ、及び加速度ａのうちの少なくとも１つの脈動量の変化を監視し、脈動量の変化に応じて、算出方法を変更するようにしても良い。
When the mechanical characteristics are changed again, the
以上のように、実施の形態１に係るガバナシステムの特性制御装置５、以下のような機能を備えている。
・ガバナシステム３関する物理量の検出値であるかごの位置検出値に基づいて、かごの位置情報、速度情報、及び加速度情報の少なくとも何れか１つを、ガバナシステム３状態を示す状態情報として生成する機能。
・生成した状態情報から脈動量を求め、脈動量が小さくなる方向に、ガバナシステム３特性を変更するために設けられた特性変更装置３５御し、特性を変更させる機能。As described above, the
-Based on the position detection value of the car, which is the detection value of the physical quantity related to the
-A function to obtain the pulsation amount from the generated state information and change the characteristics by controlling the
この結果、エレベータ装置１の動作状態に起因するガバナロープ３２の揺れを抑制することのできるガバナシステム３の特性制御装置５を実現できる。そのため、本実施の形態１に係るエレベータ装置１も実現される。
As a result, it is possible to realize the
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係るエレベータ装置の構成例を示す図である。図５に示したエレベータ装置１は、上記実施の形態１と同様に、例えば高層ビルディングに設置されたものである。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of an elevator device according to the second embodiment of the present invention. The
本実施の形態２では、図５に示すように、上記実施の形態１に示す構成に加え、主ロープシステム２に設けられた第２のかご位置検出部２０１を更に利用して、ガバナロープの揺れを抑制する手法について説明する。第２のかご位置検出部２０１は、巻上機２４に取り付けられており、かご２１の位置検出を行う。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, in addition to the configuration shown in the first embodiment, the second car
第２のかご位置検出部２０１は、例えば、エンコーダを用いて構成される。第２のかご位置検出部２０１は、かご２１に取り付けられた加速度センサ、位置センサ等であっても良い。つまり、第２のかご位置検出部２０１は、主ロープ２２を介してかご２１の位置を検出するためのものであるか、またはかご２１に直接取り付けられ、かご２１の位置、かご２１の速度、かご２１の加速度のうちの少なくとも何れか１つの変動から、かご２１の位置を検出するためのものである。
The second car
実施の形態２では、図５に示すように、第２のかご位置検出部２０１は、主ロープシステム２に設けられている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the second car
特性変更装置３５は、図５に示すように、ガバナ装置３１に取り付けることができる。特性変更装置３５は、上記実施の形態１と同じく、ガバナシステム３の機械的特性を変更するための装置である。そのため、特性変更装置３５を取り付ける位置は、ガバナ装置３１に限定されない。特性変更装置３５は、例えば図６に示すように、ガバナ張り車３３に取り付けても良く、図７に示すように、ガバナ装置３１に直接的に、或いは間接的に摩擦力、或いはトルクを働かせられる位置に設置しても良い。特性変更装置３５は、ガバナ張り車３３に直接的に、或いは間接的に摩擦力、或いはトルクを働かせられる位置に設置しても良い。特性変更装置３５は、複数、設置しても良い。
The characteristic changing
図８は、本発明の実施の形態２に係るエレベータ装置に用いられる特性制御装置の機能構成例を示す図である。次に図８を参照し、本実施の形態２に係る特性制御装置５について、実施の形態１との相違点を中心に、詳細に説明する。
FIG. 8 is a diagram showing a functional configuration example of the characteristic control device used in the elevator device according to the second embodiment of the present invention. Next, with reference to FIG. 8, the
特性制御装置５は、第１のかご位置検出部３４及び第２のかご位置検出部２０１によるそれぞれの検出結果を用いて特性変更装置３５の制御を行う。そのため、図８では、第１のかご位置検出部３４及び第２のかご位置検出部２０１を直接、特性制御装置５と接続させた状態として示している。実際には、上記のように、第１のかご位置検出部３４及び第２のかご位置検出部２０１のそれぞれと特性制御装置５との間には、エレベータ制御装置４が存在する。
The
特性制御装置５は、図８に示すように、生成部５１、及び制御部５２を備えている。生成部５１は、第１のかご位置検出部３４が出力するかご２１の第１の位置を、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得する。また、生成部５１は、第２のかご位置検出部２０１が出力するかご２１の第２の位置を、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得する。
As shown in FIG. 8, the
そして、制御部５２は、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として、取得した第１の位置から第１の位置情報を生成するとともに、取得した第２の位置から第２の位置情報を生成する。図８では、第１の位置情報が示す第１の位置を「ｐ１」と表記し、第２の位置情報が示す第２の位置を「ｐ２」と表記している。
Then, the
生成部５１は、速度情報生成用に２つの微分部５１１ａ、５１１ｂを備え、加速度情報生成用に２つの微分部５１２ａ、５１２ｂを備え、更に、差分量生成用に３つの減算部５２１ａ～５２１ｃを備えている。４つの微分部５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、及び５１２ｂは、全て時間微分操作を行う。
The
微分部５１１ａは、第１の位置ｐ１の時間微分操作を行い、かご２１の第１の速度ｖ１を算出する。同様に、微分部５１１ｂは、第２の位置ｐ２の時間微分操作を行い、かご２１の第２の速度ｖ２を算出する。
The
すなわち、微分部５１１ａは、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得した第１の位置ｐ１から、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として第１の速度情報を生成することができる。同様に、微分部５１１ｂは、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得した第２の位置ｐ２から、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として第２の速度情報を生成することができる。
That is, the
微分部５１１ａで算出された第１の速度ｖ１を示す速度情報は、微分部５１２ａに入力される。微分部５１２ａは、第１の速度ｖ１の時間微分操作を行い、かご２１の第１の加速度ａ１を算出する。微分部５１１ｂで算出された第２の速度ｖ２を示す速度情報は、微分部５１２ｂに入力される。微分部５１２ｂは、第２の速度ｖ２の時間微分操作を行い、かご２１の第２の加速度ａ２を算出する。
The velocity information indicating the first velocity v1 calculated by the
すなわち、微分部５１２ａは、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得した第１の位置ｐ１から、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として第１の加速度情報を生成することができる。同様に、微分部５１２ｂは、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として取得した第２の位置ｐ２から、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として第２の加速度情報を生成することができる。
That is, the
次に、減算部５２１ａは、第２の位置ｐ２から第１の位置ｐ１を減算して得られる差分量を位置差として生成し、生成した位置差を位置差情報として制御部５２に出力する。減算部５２１ｂは、第２の速度ｖ２から第１の速度ｖ１を減算して得られる差分量を速度差として生成し、生成した速度差を速度差情報として制御部５２に出力する。更に、減算部５２１ｃは、第２の加速度ａ２から第１の加速度ａ１を減算して得られる差分量を加速度差として生成し、生成した加速度差を加速度差情報として制御部５２に出力する。
Next, the
なお、生成部５１は、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として、位置差情報、速度差情報、及び加速度差情報のうちの少なくとも何れか１つを生成し、制御部５２に出力するようにしても良い。
The
先の実施の形態１では、位置情報、速度情報、及び加速度情報が、制御部５２に入力されていた。そして、制御部５２は、位置脈動量、速度脈動量、及び加速度脈動量のうちの少なくとも１つを脈動量として用い、脈動量がより小さくなるように、特性変更装置３５を制御していた。
In the first embodiment, the position information, the speed information, and the acceleration information are input to the
これに対して、本実施の形態２では、位置情報、速度情報、及び加速度情報の代わりに、位置差情報、速度差情報、及び加速度差情報が制御部５２に入力される。制御部５２は、入力した位置差情報、速度差情報、及び加速度差情報のうちの少なくとも１つを差分量として用い、差分量がより小さくなるように、特性変更装置３５を制御する。
On the other hand, in the second embodiment, the position difference information, the speed difference information, and the acceleration difference information are input to the
差分量をより小さくさせることにより、ガバナロープ３２の揺れも小さくさせることができる。そのため、第１のかご位置検出部３４が取り付けられた回転体に発生する回転異常の程度を、より低く抑えることができる。この結果、第１のかご位置検出部３４による位置検出精度の低下を抑制することができる。
By making the difference amount smaller, the shaking of the
特性変更装置３５の制御による機械的特性の変更は、位置差、速度差、及び加速度差のうちの少なくとも１つの差分量が設定閾値以上であった場合に、行うようにしても良い。その場合、設定閾値以上となった差分量が設定閾値未満となることを条件に、変更した機械的特性を元に戻すようにしても良い。機械的特性の変更は、かご２１の停止時、及びかご２１の昇降時の何れで行っても良い。
The mechanical characteristics may be changed by the control of the characteristic changing
特性変更装置３５により、トルクをガバナシステム３に付与させる場合、式（１）と同じ構成の式を用いて、付与すべきトルクτを決定しても良い。トルクτの決定に当たっては、位置差、速度差、及び加速度差のうちの少なくとも１つに比例した値を用いても良い。トルクτの決定に当たっては、位置差、速度差、及び加速度差のうちの少なくとも１つに対し、フィルターをかけた値を用いても良い。更に、トルクτの決定に当たっては、算出された複数のトルクの総和を用いても良い。このように、トルクτの決定方法には、様々な変形例がある。何れの決定方法を採用したとしても、決定したトルクτをガバナシステム３に加えることにより、結果的に、式（１）の右辺に存在する３つの係数のうちの少なくとも１つが変化することになる。
When the torque is applied to the
先の実施の形態１と同様に、特性変更装置３５としてフライホイールを採用した場合、トルクを付与する代わりに、フライホイールを取り付けた回転体の回転慣性を増減させることで、ガバナシステム３の特性を変更させても良い。回転慣性を増減させることにより、式（１）の右辺に存在する３つの係数のうちの少なくとも１つ、特に回転慣性係数Ｊを変更することができる。
Similar to the first embodiment, when the flywheel is adopted as the characteristic changing
本実施の形態２では、主ロープシステム２に取り付けた第２のかご位置検出部２０１から検出されるかご２１の第２の位置ｐ２の方が、ガバナシステム３に取り付けた第１のかご位置検出部３４から検出されるかご２１の第１の位置ｐ１よりも高精度であることを前提としている。従って、位置差、速度差、または加速度差がより小さくなるように制御することは、第１のかご位置検出部３４による位置検出精度を、第２のかご位置検出部２０１による位置検出精度に近づけることになる。
In the second embodiment, the second position p2 of the
かご２１に対してガバナロープ３２が大きく振動している場合においては、第１のかご位置検出部３４に比べて、第２のかご位置検出部２０１の方が検出位置誤差は小さい。従って、位置差、速度差、または加速度差を小さくすることによって、結果的に、第１のかご位置検出部３４が出力信号に含まれる誤差成分を抑制することができる。このため、第１のかご位置検出部３４による位置検出精度の低下を抑制することができる。
When the
以上のように、実施の形態２に係るガバナシステム３の特性制御装置５は、以下のような機能を備えている。
・ガバナシステム３に関する物理量の検出値であるかごの２つの位置検出値に基づいて、かごの位置差情報、速度差情報、及び加速度差情報の少なくとも何れか１つに相当する差分量を、ガバナシステム３の状態を示す状態情報として生成する機能。
・生成した状態情報から、差分量が小さくなる方向に、ガバナシステム３の特性を変更するために設けられた特性変更装置３５を制御し、特性を変更させる機能。As described above, the
-Based on the two position detection values of the car, which are the detection values of the physical quantities related to the
-A function of controlling the characteristic changing
この結果、エレベータ装置１の動作状態に起因するガバナロープ３２の揺れを抑制することのできるガバナシステム３の特性制御装置５を実現できる。特に、ガバナシステム３に取り付けたかご位置検出部３４による位置検出結果を、主ロープシステム２に取り付けたかご位置検出部２０１によるより高精度な位置検出結果に近づけることができる。そのため、実施の形態２に係るエレベータ装置１も実現される。
As a result, it is possible to realize the
実施の形態３．
本実施の形態３では、かご２１が揺れる場合における位置検出誤差の抑制について説明する。何らかの原因によって、例えば利用者が衝撃を与えることによって、かご２１が比較的に大きく揺れる場合がある。
In the third embodiment, suppression of the position detection error when the
この場合、巻上機２４にブレーキが掛かっている状況では、主ロープシステム２に取り付けられている第２のかご位置検出部２０１により、かご２１の位置、かご２１の速度、またはかご２１の加速度の変化を検出することができない。また、巻上機２４にブレーキが掛かっていない状況であっても、かご２１が主ロープ２２の共振周波数である第１の共振周波数で揺れていた場合、第２のかご位置検出部２０１の検出結果から求められるかご２１の振動に比べ、かご２１の実際の振動が大きくなってしまうおそれがある。つまり、第２のかご位置検出部２０１により検出されるかご２１の位置に、大きな誤差が発生するおそれがある。
In this case, when the hoisting
このような場合、上記実施の形態２のように、位置差、速度差、または加速度差を演算して特性変更装置３５を制御すると、第２のかご位置検出部２０１による誤差の大きい情報に基づいて制御を行うことになってしまう。この結果、特性変更装置３５を適切に制御できなくなるおそれがある。本実施の形態３では、主ロープが共振周波数により揺れることで第２のかご位置検出部２０１によるかご２１の位置検出精度が低下していると想定される状況であっても、特性変更装置３５をより適切に制御できる構成について説明する。特性変更装置３５をより適切に制御することにより、第１のかご位置検出部３４によるかご２１の位置検出誤差の増大を抑制することができる。
In such a case, when the characteristic changing
図９は、本発明の実施の形態３に係るエレベータ装置に用いられる特性制御装置の機能構成例を示す図である。始めに図９を参照し、本実施の形態３に係る特性制御装置５について詳細に説明する。
FIG. 9 is a diagram showing a functional configuration example of the characteristic control device used in the elevator device according to the third embodiment of the present invention. First, with reference to FIG. 9, the
図９に示すように、本実施の形態３に係る特性制御装置５は、生成部５１、制御部５２、周波数解析部５３１、及び共振周波数算出部５３２を備えている。すなわち、本実施の形態３に係る特性制御装置５には、機能構成として、周波数解析部５３１、及び共振周波数算出部５３２が上記実施の形態２から追加されている。第１の位置ｐ１、第２の位置ｐ２を示す２つの位置情報は、上述したように、実際にはエレベータ制御装置４から入力される。図９に示す特性制御装置５は、主ロープ２２の共振周波数を算出するために、２つの位置情報以外の情報もエレベータ制御装置４から入力している。
As shown in FIG. 9, the
周波数解析部５３１は、第１の位置ｐ１を示す位置情報を用いて、第１の位置ｐ１、かご２１の第１の速度ｖ１、またはかご２１の第１の加速度ａ１について周波数解析を行う。周波数解析部５３１は、周波数解析の結果として、周波数毎に振幅値を示す周波数振幅情報を生成し、生成した周波数振幅情報を制御部５２に出力する。
The
共振周波数算出部５３２は、第１の位置ｐ１、或いは第２の位置ｐ２を示す位置情報、及びエレベータ制御装置４が出力するかご負荷情報を入力し、主ロープ２２の第１の共振周波数を算出する。算出した共振周波数は、共振周波数情報として制御部５２に入力される。
The resonance
ここで、かご負荷情報とは、かご２１の状態によって変化する負荷を示す情報のことである。かご２１に秤装置が設けられている場合、その秤装置が計量した重量は、かご負荷情報の１つとしてエレベータ制御装置４から特性制御装置５に出力される。
Here, the car load information is information indicating a load that changes depending on the state of the
主ロープ２２の共振周波数である第１の共振周波数の算出には、位置情報、かご負荷情報の他に、主ロープシステム２の各種物理的情報が用いられる。各種物理的情報とは、かご２１の質量、釣合い重り２３の質量、コンペン張り車２７の質量、主ロープ２２のヤング率、コンペンロープ２６のヤング率、等である。これら各種物理的情報は、特性制御装置５に予め保存されている。
In addition to the position information and the car load information, various physical information of the
なお、複数のかご負荷情報、及びかご２１の複数の位置を想定し、かご負荷情報とかご２１の位置との組み合わせ毎に、第１の共振周波数をテーブルとして事前に用意しておくこともできる、この場合には、用意したテーブルを用いて第１の共振周波数を求めるようにしても良い。すなわち、第１の共振周波数を求める方法は、特に限定されない。
It is also possible to assume a plurality of car load information and a plurality of positions of the
制御部５２は、周波数振幅情報が示す各周波数成分、つまり周波数毎の振幅値と、共振周波数情報が示す第１の共振周波数とを読み込む。そして、制御部５２は、第１のかご位置検出部３４により検出されたかご２１の位置が、主ロープ２２の第１の共振周波数の影響で変動しているか否かを判断する。
The
第１の共振周波数の影響で、第１のかご位置検出部３４により検出されたかご２１の位置が、主ロープ２２の第１の共振周波数の影響で変動しているか否かの判断において、制御部５２は、周波数振幅情報のうちの第１の共振周波数に対応する振幅値が、周波数振幅情報の主成分となっているか否かにより行うことができる。また、第１の共振周波数の影響で、第１のかご位置検出部３４により検出されたかご２１の位置が、主ロープ２２の第１の共振周波数の影響で変動しているか否かの判断において、制御部５２は、第１の共振周波数に対応する振幅値が、設定閾値よりも大きいか否かにより行うこともできる。なお、ここでの主成分とは、周波数毎に求められた振幅値のうちで最大の振幅値を意味する。
Controlled in determining whether the position of the
制御部５２は、第１のかご位置検出部３４により検出されたかご２１の位置が主ロープ２２の第１の共振周波数の影響で変動していないと判断した場合、上記実施の形態１または実施の形態２と同様に、特性変更装置３５を制御する。
When the
一方、第１のかご位置検出部３４により検出されたかご２１の位置が主ロープ２２の第１の共振周波数の影響で変動していると判断した場合、制御部５２は、周波数解析部５３１による周波数解析結果に基づいて、第１の共振周波数成分以外の周波数成分を用いて、特性変更装置３５を制御する。
On the other hand, when it is determined that the position of the
制御部５２は、第１の共振周波数成分以外の周波数成分を用いる際に、第１の共振周波数以外の周波数振幅情報が示す周波数の振幅値を用いることができる。この場合、第１の共振周波数以外の周波数は、例えば第１の共振周波数以外の全てであっても良いが、１つ以上の選択した周波数であっても良い。また、１つ以上の選択した周波数としては、例えば振幅値が設定閾値よりも大きいとして選択された全ての周波数採用することができ、また、振幅値が最大であるとして選択した周波数のみを採用することもできる。
When the
例えば、振幅値が最大となっている周波数のみを選択する場合、振幅値をかご２１の位置の脈動量として扱い、脈動量に比例した値、またはその脈動量にフィルターをかけた値を用いてトルクτを決定しても良い。また、速度の脈動量を求め、その速度の脈動量に比例した値、またはその速度の脈動量にフィルターをかけた値を用いてトルクτを決定しても良い。また、加速度の脈動量を求め、その加速度の脈動量に比例した値、またはその加速度の脈動量にフィルターをかけた値を用いてトルクτを決定しても良い。トルクτは、位置の脈動量、速度の脈動量、及び加速度の脈動量を用いて、それぞれ求めたトルクのうちの２つ以上の総和値として決定しても良い。
For example, when selecting only the frequency with the maximum amplitude value, the amplitude value is treated as the pulsation amount at the position of the
複数の周波数の振幅値を制御に用いる場合、例えば振幅値の総和値をかご２１の位置の誤差分と見なし、誤差分に比例した値を用いてトルクτを決定しても良い。または、周波数毎に、位置、速度、及び加速度のうちの少なくとも１つの脈動量を求め、求めた脈動量から更に付与すべきトルクを算出し、算出したトルクの総和値を用いてトルクτを決定しても良い。
When the amplitude values of a plurality of frequencies are used for control, for example, the total value of the amplitude values may be regarded as the error amount of the position of the
制御部５２は、かご２１の位置が主ロープ２２の第１の共振周波数の影響で変動している状況では、上述したような手法により決定したトルクτを特性変更装置３５に付与する。この結果、ガバナロープ３２の揺れに存在する第１の共振周波数成分以外の周波数成分による揺れを抑制することができる。従って、第１のかご位置検出部３４によるかご２１の位置検出精度の低下が抑制される。
When the position of the
なお、トルクの付与の代わりに、回転体の回転慣性を変更する手法により、ガバナロープ３２の揺れに存在する第１の共振周波数成分以外の周波数成分による揺れを抑制することもできる。
By a method of changing the rotational inertia of the rotating body instead of applying torque, it is possible to suppress the vibration caused by a frequency component other than the first resonance frequency component existing in the vibration of the
制御部５２は、第１の共振周波数成分以外の周波数成分を用いる際に、例えば、位置ｐ１から第１の共振周波数成分を除去した後の値を用いることができる。位置ｐ１から第１の共振周波数成分を除去するには、例えば、フィルターを用いて行うことができる。より具体的には、制御部５２の設定に従い、設定された周波数成分を除去するデジタルフィルターを用いることが考えられる。
When the
位置ｐ１から第１の共振周波数成分を除去した値を生成できるデジタルフィルターを採用した場合には、上記実施の形態１における生成部５１を用いることができる。更に、位置ｐ２から第１の共振周波数成分を除去した値を生成できるデジタルフィルターを、位置ｐ１から第１の共振周波数成分を除去した値を生成できるデジタルフィルターと併用した場合には、上記実施の形態２における生成部５１を用いることができる。
When a digital filter capable of generating a value obtained by removing the first resonance frequency component from the position p1 is adopted, the
本実施の形態３では、制御部５２は、第１のかご位置検出部３４により検出されたかご２１の位置が主ロープ２２の第１の共振周波数の影響で変動していると判断した場合、第１の共振周波数以外の周波数成分を用いて、特性変更装置３５を制御している。そのような判断をした場合、制御部５２は、特性変更装置３５の制御を行わないようにしても良い。この理由は、第１の共振周波数成分が支配的になっているケースも少なくなく、第１の共振周波数成分が支配的であれば、他の周波数成分を抑制したとしても、位置検出精度の向上があまり期待できないからである。従って、制御部５２は、第１のかご位置検出部３４により検出されたかご２１の位置が主ロープ２２の第１の共振周波数の影響で変動していると判断した場合に、第１の共振周波数成分が支配的か否かの判断を更に行い、特性変更装置３５を制御するか否かを判断することもできる。
In the third embodiment, when the
次に、主ロープ２２の共振周波数である第１の共振周波数と、ガバナロープ３２の共振周波数である第２の共振周波数とが一致した場合の制御について説明する。図１０に示した共振周波数算出部５３２は、第１の共振周波数を算出するとともに、第２の共振周波数の算出も併せて行うようになっている。
Next, the control when the first resonance frequency which is the resonance frequency of the
第２の共振周波数の算出のために、特性制御装置５は、例えばガバナシステム３の各種物理的情報を予め保存している。ここでの各種物理的情報とは、ガバナロープ３２の本数、線密度、ヤング率、ガバナ装置３１の回転慣性、ガバナ張り車３３の質量、ガバナ張り車３３の回転慣性、等である。第２の共振周波数を算出する代わりに、かご２１の複数の位置を想定し、かご２１の位置毎に、第２の共振周波数をテーブルとして事前に用意しておくこともできる。この場合には、用意したテーブルを用いて第２の共振周波数を求めるようにしても良い。すなわち、第２の共振周波数を求める方法は、特に限定されない。
In order to calculate the second resonance frequency, the
制御部５２は、共振周波数算出部５３２から、第１の共振周波数及び第２の共振周波数を示す共振周波数情報を入力する。そして、制御部５２は、第１の共振周波数と第２の共振周波数とが一致しているか否か判断する。第１の共振周波数と第２の共振周波数とが一致していると判断した場合、制御部５２は、第２の共振周波数を変化させるように、特性変更装置３５を制御する。このときの特性変更装置３５の制御は、例えば式（１）内の回転慣性係数Ｊを増大させるために行われる。この場合、制御対象となる特性変更装置３５は、例えばフライホイールである。
The
回転慣性係数Ｊの変更は、例えばかご２１の加速度に比例したトルクを付与することにより実現させることもできる。かご２１の位置の脈動量を抑える方向にトルクを付与した場合、トルクを付与する前と比較し、見かけ上、回転慣性係数Ｊを大きくすることができる。逆に、かご２１の位置の脈動量を大きくする方向にトルクを付与した場合、トルクを付与する前と比較し、見かけ上、回転慣性係数Ｊを小さくすることができる。
The change of the rotational inertia coefficient J can also be realized by, for example, applying a torque proportional to the acceleration of the
制御部５２は、第２の共振周波数を変化させて、第２の共振周波数を第１の共振周波数と異ならせるように特性変更装置３５を制御することにより、主ロープ２２の揺れに伴うガバナロープ３２の揺れを、第２の共振周波数を変化させる前と比較して、抑制することができる。この結果、第１のかご位置検出部３４によるかご２１の位置検出誤差が抑制される。従って、第２の共振周波数を第１の共振周波数と異なるように制御することで、特性変更装置３５のより適切な制御が可能となる。
The
図１１は、本発明の実施の形態３において、制御部が実行する処理の全体的な流れを示すフローチャートである。ここで図１１を参照し、本実施の形態３における制御部５２の動作について、更に詳細に説明する。
FIG. 11 is a flowchart showing the overall flow of processing executed by the control unit in the third embodiment of the present invention. Here, with reference to FIG. 11, the operation of the
エレベータ制御装置４は、随時、第１のかご位置検出部３４、及び第２のかご位置検出部２０１により検出されたかご２１の位置を示すそれぞれの位置情報を特性制御装置５に出力する。周波数解析部５３１は、位置情報に基づいて周波数解析を行い、周波数振幅情報を生成する。共振周波数算出部５３２は、位置情報に基づいて第１の共振周波数及び第２の共振周波数を算出し、算出結果を共振周波数情報として出力する。このような事前処理が行われた後、図１１に示すフローチャートの制御が開始される。
The
先ず、ステップＳ１１では、制御部５２は、新たな周波数解析結果を示す周波数振幅情報、及び新たな２つの共振周波数情報を入力する。更に、制御部５２は、周波数振幅情報と共振周波数情報との比較に基づいて、主ロープ２２が第１の共振周波数で揺れているか否かを判断する。この判断は、上記のように、例えば周波数振幅情報が示す主成分の周波数が、第１の共振周波数と一致するか否かにより行われる。
First, in step S11, the
主成分の周波数が、第１の共振周波数と一致した場合、ステップＳ１１の判断はＹＥＳとなって、ステップＳ１３に移行する。すなわち、制御部５２は、主成分の周波数と第１の共振周波数とが許容範囲内で一致した場合には、一致したと判断することができる。両者が許容範囲内で一致しなかった場合、ステップＳ１１の判断はＮＯとなって、ステップＳ１２に移行する。
When the frequency of the principal component matches the first resonance frequency, the determination in step S11 becomes YES, and the process proceeds to step S13. That is, when the frequency of the principal component and the first resonance frequency match within an allowable range, the
ステップＳ１２に進んだ場合には、制御部５２は、例えば上記実施の形態２、または上記実施の形態１と同様の方法により、全周波数成分を用いて、特性変更装置３５の制御を必要に応じて行う。その後、上記ステップＳ１１に戻る。
When the process proceeds to step S12, the
ステップＳ１３に進んだ場合には、制御部５２は、第１の共振周波数と、第２の共振周波数とが一致するか否かを判断する。２つの共振周波数が許容範囲内で一致した場合、ステップＳ１３の判断はＹＥＳとなって、ステップＳ１４に移行する。２つの共振周波数が許容範囲内で一致しなかった場合、ステップＳ１３の判断はＮＯとなって、ステップＳ１５に移行する。
If the process proceeds to step S13, the
ステップＳ１４に進んだ場合には、制御部５２は、ガバナシステム３の共振周波数である第２の共振周波数を、第１の共振周波数と一致しないように変更させるために、特性変更装置３５を制御し、例えば、式（１）中の回転慣性係数Ｊを変化させる。その後、上記ステップＳ１１に戻る。
When the process proceeds to step S14, the
ステップＳ１５に進んだ場合には、制御部５２は、第１の共振周波数を除く周波数を対象にして、特性変更装置３５を制御する。具体的には、制御部５２は、デジタルフィルターにより第１の共振周波数成分を取り除いた後の第１のかご位置検出部３４による検出値に基づいて、位置の脈動量、速度の脈動量、及び加速度の脈動量のうちの少なくとも１つを求め、特性変更装置３５を制御する。このような制御を行った後は、上記ステップＳ１１に戻る。
When the process proceeds to step S15, the
以上のように、実施の形態３に係るガバナシステム３の特性制御装置５は、先の実施の形態１または２の機能に加え、以下のような機能を備えている。
・周波数解析及び共振周波数の算出を行うことで、ガバナシステム３に取り付けたかご位置検出部３４の検出誤差要因となる周波数成分を特定する機能。
・検出誤差要因となる周波数成分を除外した上で、ガバナシステム３の特性を変更するために設けられた特性変更装置３５を制御し、特性を変更させる機能。As described above, the
-A function to identify a frequency component that causes a detection error of the car
-A function to control and change the characteristics of the characteristic changing
この結果、主ロープシステム２の共振周波数に起因するガバナロープ３２の揺れを抑制することのできるガバナシステム３の特性制御装置５を実現できる。そのため、実施の形態３に係るエレベータ装置１も実現される。
As a result, it is possible to realize the
実施の形態４．
本実施の形態４では、ガバナロープ３２の張力に基づいて、位置検出誤差の抑制を図る制御手法について説明する。具体的には、本実施の形態４では、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として、ガバナロープ３２の張力を検出する、或いは、ガバナロープ３２に関する物理量の検出値として、かご２１の位置を検出した上で、ガバナロープ３２の張力を推定することで、位置検出誤差の抑制を図っている。
In the fourth embodiment, a control method for suppressing a position detection error based on the tension of the
図１２は、本発明の実施の形態４に係るエレベータ装置の構成例を示す図である。ガバナシステム３では、ガバナ装置３１とガバナ張り車３３との間にガバナロープ３２が張られている。ガバナロープ３２は、回転体であるガバナ装置３１及びガバナ張り車３３を境に、かご２１に連結されたかご側と、このかご側の反対側とに分けることができる。ガバナロープ３２のかご側は、ガバナ装置３１とかご２１の上部との間の部分、及びかご２１の下部とガバナ張り車３３との間の部分に大別される。なお、ガバナロープ３２の「反対側」は、以降「反かご側」と表記する。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of the elevator device according to the fourth embodiment of the present invention. In the
本実施の形態４では、図１２に示すように、ガバナロープ３２のかご側には張力検出部３０１ａが配置され、ガバナロープ３２の反かご側には張力検出部３０１ｂが配置されている。張力検出部３０１ａ及び張力検出部３０１ｂは、ガバナロープ３２の張力を検出するためのセンサである。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 12, the
かご側と反かご側との間の張力差は、回転体であるガバナ装置３１及びガバナ張り車３３の回転位置ずれを発生させる。従って、張力差が許容範囲を超えて大きくなると、第１のかご位置検出部３４によるかご２１の位置検出精度に悪影響を及ぼす。第１のかご位置検出部３４が取り付けられた回転体に回転位置ずれが発生した場合、第１のかご位置検出部３４の検出結果にも誤差を発生させる。
The tension difference between the car side and the opposite car side causes a rotational position shift between the
このことから、本実施の形態４における制御部５２は、かご側と反かご側との間の張力差の絶対値が設定閾値より大きい場合、張力差の絶対値が設定閾値以下となるように特性変更装置３５を制御する。例えば、制御部５２は、特性変更装置３５に、張力差を小さくさせる方向のトルクを付与する。このような制御の結果、張力差の変動は、設定閾値以下の許容範囲内に抑えられ、第１のかご位置検出部３４が取り付けられた回転体における回転位置ずれの発生が抑制される。従って、かご２１の位置の移動は、かご側から反かご側に正確に伝達されるようになる。そのため、第１のかご位置検出部３４によるかご２１の位置検出精度の低下を抑制することができる。
Therefore, in the
設定閾値としては、エレベータ装置１の運転状況に応じた値を用いることができる。かご２１が一定速度で昇降している運転時には、許容範囲内の走行ロスに相当する値を設定閾値として用いることができる。また、一定加速度運転時には、第１のかご位置検出部３４が取り付けられた回転体の回転慣性とその加速度との積を、その回転体の回転半径で除した除算値であるトルクに相当する値を、設定閾値として用いることができる。更に、巻上機２４がブレーキによって停止している停止時には、設定閾値として０を用いることができる。
As the setting threshold value, a value corresponding to the operating condition of the
図１３は、本発明の実施の形態４に係るエレベータ装置に用いられる特性制御装置の機能構成例を示す図である。次に図１３を参照し、本実施の形態４に係る特性制御装置５について、より詳細に説明する。
FIG. 13 is a diagram showing a functional configuration example of the characteristic control device used in the elevator device according to the fourth embodiment of the present invention. Next, with reference to FIG. 13, the
本実施の形態４における特性制御装置５は、図１３に示すように、生成部５１、及び制御部５２を備えている。生成部５１は、張力差演算部５４１を備えている。
As shown in FIG. 13, the
本実施の形態４では、図１３に示すように、張力検出部３０１ａ及び張力検出部３０１ｂは直接、特性制御装置５と接続されている。張力検出部３０１ａ及び張力検出部３０１ｂは共に、検出された張力を示すデジタルの張力検出情報を特性制御装置５に出力する。張力検出情報は、生成部５１内の張力差演算部５４１に入力される。張力差演算部５４１は、張力検出情報からガバナロープ３２のかご側と反かご側との間の張力差を演算し、演算した張力差を張力差情報として制御部５２に出力する。張力差は、例えば、かご側の張力から反かご側の張力を減算して得られる値である。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, the
制御部５２は、張力差の絶対値が設定閾値より大きいか否か判断する。その結果、制御部５２は、張力差の絶対値が設定閾値より大きいと判断した場合に、張力差の絶対値の大きさ、及び張力差の正負に応じて、特性変更装置３５を制御するための制御量を決定する。この制御量には、付与するトルクと、トルクを付与する方向とが含まれる。この制御量に従って、特性変更装置３５が制御される結果、式（１）の右辺に存在する３つの係数のうちの少なくとも１つが、張力差が小さくなるように変化する。
The
制御量は、エレベータ装置１の運転状況に応じて異ならせても良い。例えば、上記のように、運転状況を、かご２１が一定速度で昇降している運転時、一定加速度運転時、及び停止時に分けることが考えられる。この場合、制御部５２は、運転状況別に、制御量を決定することができる。一定速度が複数、存在している場合には、制御部５２は、巻上機２４にエレベータ制御装置４が出力する速度指令に基づいて、速度別に制御量を決定することができる。
The control amount may be different depending on the operating condition of the
なお、図１３に示した構成では、かご側に張力検出部３０１ａを配置し、反かご側に張力検出部３０１ｂを配置し、張力を検出している。しかしながら、張力検出部３０１ａ及び張力検出部３０１ｂを用いることなく、張力を推定する構成を採用することも可能である。
In the configuration shown in FIG. 13, the
具体的には、かご側と反かご側の各張力は、特性変更装置３５が取り付けられた回転体への外乱トルクを推定する外乱オブザーバを用いて推定することができる。このことから、図１４に示すように、外乱オブザーバを張力差推定部５５１として特性制御装置５に搭載させても良い。張力差推定部５５１も、生成部５１の一部である。
Specifically, each tension on the car side and the opposite car side can be estimated by using a disturbance observer that estimates the disturbance torque to the rotating body to which the characteristic changing
張力差推定部５５１は、制御部５２から、特性変更装置３５の制御に係わる各種情報、例えば指令の内容、制御に用いるフィードバック情報、等を入力する。また、張力差推定部５５１は、第１のかご位置検出部３４によって検出されたかご２１の位置に基づいて、位置情報及び速度情報を生成する。そして、張力差推定部５５１は、これらの情報を用いて、かご側、反かご側の張力をそれぞれ推定し、更に張力差を推定する。推定した張力差を示す張力差情報は、制御部５２に出力される。
The tension
例えば、かごが一定速度で走行しているときには、制御部５２は、かご側と反かご側の張力外乱が等しくなるように制御する。このとき、制御部５２は、かご２１の位置変動による張力外乱が、シーブを挟んで、同じ大きさで反対方向となるように制御を行うこととなる。この結果、かご２１の位置変動がかご側から反かご側に正確に伝達されることになる。そのため、第１のかご位置検出部３４によるかご２１の位置検出精度の低下を抑制することができる。
For example, when the car is traveling at a constant speed, the
なお、図１３、図１４に示す機能構成例は、上記実施の形態１～３の何れにも追加可能である。この場合、上記実施の形態１～３における制御部５２は、かご側と反かご側との間の張力差が設定閾値以下となるように制御量を決定し、特性変更装置３５の制御を行うことができる。このように、張力差に応じた特性変更装置３５の制御を併せて行うことにより、第１のかご位置検出部３４によるかご２１の位置検出精度を、より高く維持できるようになる。
The functional configuration examples shown in FIGS. 13 and 14 can be added to any of the
以上のように、実施の形態４に係るガバナシステム３の特性制御装置５は、以下のような機能を備えている。
・実張力検出の検出結果或いは張力の推定結果から、ガバナロープ３２の張力差を求める機能
・張力差が許容範囲内となるように、ガバナシステム３の特性を変更するために設けられた特性変更装置３５を制御し、特性を変更させる機能。As described above, the
-A function to obtain the tension difference of the
この結果、張力差に起因するかご位置検出誤差を抑制することができる。このガバナシステム３の特性制御装置５により、実施の形態４に係るエレベータ装置１も実現される。
As a result, it is possible to suppress the car position detection error caused by the tension difference. The
上述した実施の形態１～４に係るエレベータ装置１に用いられる特性制御装置５における各機能は、処理回路によって実現される。各機能を実現する処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであっても良い。図１５は、本発明の実施の形態１～４に係るエレベータ装置に用いられる特性制御装置の各機能を専用のハードウェアである処理回路で実現する場合を示した構成図である。また、図１６は、本発明の実施の形態１～４に係るエレベータ装置に用いられる特性制御装置の各機能をプロセッサ及びメモリを備えた処理回路により実現する場合を示した構成図である。
Each function in the
処理回路１０００が専用のハードウェアである場合、処理回路１０００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。生成部５１、制御部５２、周波数解析部５３１、共振周波数算出部５３２、張力差演算部５４１、及び張力差推定部５５１の各部の機能それぞれを個別の処理回路１０００で実現しても良いし、各部の機能をまとめて処理回路１０００で実現しても良い。
When the
一方、処理回路２０００がプロセッサ２００１及びメモリ２００２を含む構成の場合、生成部５１、制御部５２、周波数解析部５３１、共振周波数算出部５３２、張力差演算部５４１、及び張力差推定部５５１の各部の機能は、アプリケーション・ソフトウェア、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、及びファームウェアの組み合わせ、またはアプリケーション・ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。アプリケーション・ソフトウェア、ＯＳ及びファームウェアは、メモリ２００２に格納させることができる。プロセッサ２００１は、メモリ２００２に記憶された各種プログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、特性制御装置５は、処理回路２０００により実行されるときに、各部を実現させるための各種プログラムを格納可能なメモリ２００２を備える。
On the other hand, when the
各種プログラムは、上述した各部をコンピュータに実現させるものであるともいえる。ここで、メモリ２００２とは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリが該当する。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリ２００２に該当する。
It can be said that various programs realize each of the above-mentioned parts on a computer. Here, the
なお、上述した各部の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をアプリケーション・ソフトウェア、ファームウェア等で実現するようにしても良い。 It should be noted that some of the functions of the above-mentioned parts may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by application software, firmware, or the like.
このように、処理回路は、ハードウェア、アプリケーション・ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述した各部の機能を実現することができる。 In this way, the processing circuit can realize the functions of the above-mentioned parts by hardware, application software, firmware, or a combination thereof.
１ エレベータ装置、２ 主ロープシステム、３ ガバナシステム、４ エレベータ制御装置、５ 特性制御装置、２１ かご、２２ 主ロープ、２４ 巻上機、３１ ガバナ装置（回転体）、３２ ガバナロープ、３３ ガバナ張り車（回転体）、３４ 第１のかご位置検出部、３５ 特性変更装置、５１ 生成部、５２ 制御部、２０１ 第２のかご位置検出部、３０１ａ、３０１ｂ 張力検出部、５３１ 周波数解析部、５３２ 共振周波数算出部、５４１ 張力差演算部、５５１ 張力差推定部。 1 Elevator device, 2 Main rope system, 3 Governor system, 4 Elevator control device, 5 Characteristic control device, 21 car, 22 Main rope, 24 hoist, 31 Governor device (rotary body), 32 Governor rope, 33 Governor tension car (Rotating body), 34 1st car position detection unit, 35 characteristic change device, 51 generation unit, 52 control unit, 201 2nd car position detection unit, 301a, 301b tension detection unit, 513 frequency analysis unit, 532 resonance Frequency calculation unit, 541 tension difference calculation unit, 551 tension difference estimation unit.
Claims (16)
前記生成部が生成した前記状態情報を基に、前記ガバナシステムの特性を変更する前記特性変更装置を制御し、前記第１のかご位置検出部の検出誤差を低減させるよう前記特性を変更させる制御部と、
を備えるガバナシステムの特性制御装置。Status information indicating the status of the governor device, the characteristic change device, the first car position detector that detects the position of the car based on the physical quantity related to the governor rope connected to the car, and the governor system having the governor rope connected to the car. , A generator generated based on the detection value of the physical quantity related to the governor rope,
Control to control the characteristic changing device that changes the characteristics of the governor system based on the state information generated by the generating unit, and to change the characteristics so as to reduce the detection error of the first car position detecting unit. Department and
A characteristic control device for the governor system.
請求項１に記載のガバナシステムの特性制御装置。The control unit applies torque to the governor system, or changes at least one of the rotational inertia coefficient, damping coefficient, and rigidity coefficient of one or more rotating bodies constituting the governor system. Control the characteristic change device to change the characteristics.
The characteristic control device for the governor system according to claim 1.
請求項２に記載のガバナシステムの特性制御装置。The control unit changes at least one of the rotational inertia coefficient, the damping coefficient, and the rigidity coefficient of the governor system so that the state information generated by the generation unit becomes small. To control the change device,
The characteristic control device for the governor system according to claim 2.
τ＝Ｊ・ａ＋Ｄ・ｖ＋Ｋ・ｐ
ただし、τ ：外的要因（かご振動等）でガバナシステムに加わるトルク
ｐ ：かごの位置
ｖ ：かごの速度
ａ ：かごの加速度
Ｊ ：ガバナシステムの回転慣性係数
Ｄ ：ガバナシステムのダンピング係数
Ｋ ：ガバナシステムの剛性係数
と定義したときに、
前記制御部は、前記回転慣性係数Ｊ、前記ダンピング係数Ｄ、及び前記剛性係数Ｋの少なくとも１つを変更することで前記特性変更装置を制御し、前記生成部が生成した前記状態情報が小さくなるように前記特性変更装置を制御させる、
請求項２または３に記載のガバナシステムの特性制御装置。The equation of motion of the rotating system of the governor system is as follows.
τ = J ・ a + D ・ v + K ・ p
However, τ: Torque applied to the governor system due to external factors (car vibration, etc.)
p: Position of the basket
v: Basket speed
a: Acceleration of the car
J: Rotational inertia coefficient of governor system
D: Damping coefficient of governor system
K: When defined as the rigidity coefficient of the governor system,
The control unit controls the characteristic changing device by changing at least one of the rotation inertia coefficient J, the damping coefficient D, and the rigidity coefficient K, and the state information generated by the generation unit becomes smaller. To control the characteristic changing device,
The characteristic control device for the governor system according to claim 2 or 3.
請求項２に記載のガバナシステムの特性制御装置。The control unit controls the characteristic changing device so that the state information generated by the generation unit of the characteristics is reduced by applying torque to the governor system.
The characteristic control device for the governor system according to claim 2.
τ+τc＝Ｊ・ａ＋Ｄ・ｖ＋Ｋ・ｐ
ただし、τ：外的要因（かご振動等）でガバナシステムに加わるトルク
τｃ：特性変更装置で付与されるトルク
ｐ：かごの位置
ｖ：かごの速度
ａ：かごの加速度
Ｊ：ガバナシステムの回転慣性係数
Ｄ：ガバナシステムのダンピング係数
Ｋ：ガバナシステムの剛性係数
と定義したときに、
前記制御部は、前記ガバナシステムへのトルクの付与によって、等価的に前記回転慣性係数Ｊ、前記ダンピング係数Ｄ、及び前記剛性係数Ｋの少なくとも１つを変更することで前記特性を前記生成部が生成する前記状態情報が小さくなるように前記特性変更装置を制御させる、
請求項２または３に記載のガバナシステムの特性制御装置。The equation of motion of the rotating system of the governor system is expressed by the following equation τ + τc = J · a + D · v + K · p
However, τ: Torque applied to the governor system due to external factors (car vibration, etc.)
τc: Torque applied by the characteristic changing device
p: Position of the basket
v: Basket speed
a: Acceleration of the car
J: Rotational inertia coefficient of governor system
D: Damping coefficient of governor system
K: When defined as the rigidity coefficient of the governor system,
By applying torque to the governor system, the control unit equivalently changes at least one of the rotational inertia coefficient J, the damping coefficient D, and the rigidity coefficient K, so that the generation unit obtains the characteristics. The characteristic changing device is controlled so that the generated state information becomes small.
The characteristic control device for the governor system according to claim 2 or 3.
前記ガバナシステムに設けられた第１のかご位置検出部により検出された前記かごの位置を前記検出値として取得し、
前記検出値を用いて、前記かごの位置を示す位置情報、前記かごの速度を示す速度情報、及び前記かごの加速度を示す加速度情報のうちの少なくとも１つを前記状態情報として生成し、
前記制御部は、
前記状態情報の脈動量を求め、前記脈動量が小さくなるように前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から６の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The generator is
The position of the car detected by the first car position detection unit provided in the governor system is acquired as the detection value.
Using the detected value, at least one of the position information indicating the position of the car, the speed information indicating the speed of the car, and the acceleration information indicating the acceleration of the car is generated as the state information.
The control unit
The pulsation amount of the state information is obtained, and the characteristic changing device is controlled so that the pulsation amount becomes small, and the characteristic is changed.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 6.
前記ガバナシステムに設けられた第１のかご位置検出部により検出された前記かごの第１の位置、及び前記かごに結合された主ロープを含む主ロープシステムに設けられた第２のかご位置検出部により検出された前記かごの第２の位置を前記検出値として取得し、
前記検出値を用いて、前記かごの第１の位置を示す第１の位置情報、前記かごの第１の速度を示す第１の速度情報、前記かごの第１の加速度を示す第１の加速度情報、前記かごの第２の位置を示す第２の位置情報、前記かごの第２の速度を示す第２の速度情報、及び前記かごの第２の加速度を示す第２の加速度情報を生成し、
前記第１の位置情報と前記第２の位置情報との差分量を示す位置差情報、前記第１の速度情報と前記第２の速度情報との差分量を示す速度差情報、及び前記第１の加速度情報と前記第２の加速度情報との差分量を示す加速度差情報のうちの少なくとも１つを前記状態情報として生成し、
前記制御部は、
前記生成部が生成した前記状態情報が小さくなるように前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から６の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The generator is
The first position of the car detected by the first car position detection unit provided in the governor system, and the second car position detection provided in the main rope system including the main rope coupled to the car. The second position of the car detected by the unit is acquired as the detection value, and the second position is acquired.
Using the detected value, the first position information indicating the first position of the car, the first velocity information indicating the first speed of the car, and the first acceleration indicating the first acceleration of the car. Generates information, second position information indicating the second position of the car, second velocity information indicating the second speed of the car, and second acceleration information indicating the second acceleration of the car. ,
Positional difference information indicating the difference amount between the first position information and the second position information, speed difference information indicating the difference amount between the first speed information and the second speed information, and the first speed information. At least one of the acceleration difference information indicating the difference amount between the acceleration information of the above and the second acceleration information is generated as the state information.
The control unit
The characteristic changing device is controlled so that the state information generated by the generating unit becomes small, and the characteristic is changed.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 6.
両端が結合部で円環状に結合されており、前記結合部はかごに把持され、前記ガバナ装置とガバナ張り車との間に張られている前記ガバナロープの張力を検出する張力検出部により、前記かごに結合された前記ガバナロープのかご側の張力、及び前記かご側の反対側における前記ガバナロープの反かご側の張力のそれぞれを前記検出値として取得し、
前記検出値を用いて、前記かご側の張力と前記反かご側の張力との間の張力差を前記状態情報として生成し、
前記制御部は、
前記張力差の絶対値が設定閾値以下となるように前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から６の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The generator is
Both ends are connected in an annular shape by a joint portion, and the joint portion is gripped by a car, and the tension detection unit for detecting the tension of the governor rope stretched between the governor device and the governor tensioning wheel is used. The tension on the car side of the governor rope coupled to the car and the tension on the opposite side of the governor rope on the opposite side of the car side are obtained as the detection values.
Using the detected value, the tension difference between the tension on the car side and the tension on the opposite car side is generated as the state information.
The control unit
The characteristic changing device is controlled so that the absolute value of the tension difference is equal to or less than the set threshold value, and the characteristic is changed.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 6.
両端が結合部で円環状に結合されており、前記結合部はかごに把持されている前記ガバナロープに関して、前記かごに結合された前記ガバナロープのかご側の張力、及び前記かご側の反対側における前記ガバナロープの反かご側の張力を推定し、推定した前記かご側の張力と前記反かご側の張力との間の張力差を前記状態情報として生成し、
前記制御部は、
前記張力差の絶対値が設定閾値以下となるように前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から６の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The generator is
Both ends are connected in an annular shape at the joint, and the joint is the tension on the car side of the governor rope coupled to the car with respect to the governor rope gripped by the car, and the said on the opposite side of the car side. The tension on the opposite car side of the governor rope is estimated, and the tension difference between the estimated tension on the car side and the tension on the opposite car side is generated as the state information.
The control unit
The characteristic changing device is controlled so that the absolute value of the tension difference is equal to or less than the set threshold value, and the characteristic is changed.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 6.
前記第１のかご位置検出部により検出された前記かごの位置の周波数解析を行い、周波数毎に振幅値を算出する周波数解析部と、
前記第１のかご位置検出部により検出された前記かごの第１の位置、及び前記かごに結合された主ロープを含む主ロープシステムに設けられた第２のかご位置検出部により検出された前記かごの第２の位置のうちの一方に基づいて、前記主ロープの共振周波数を算出する共振周波数算出部と、を備え、
前記制御部は、前記周波数解析部が算出した前記周波数毎の前記振幅値、及び前記共振周波数算出部が算出した前記共振周波数に基づいて、前記かごの位置が前記共振周波数の影響で揺れていると判断した場合に、
前記共振周波数とは異なる周波数の前記振幅値を前記状態情報として用いて前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から１０の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The generator is
A frequency analysis unit that performs frequency analysis of the car position detected by the first car position detection unit and calculates an amplitude value for each frequency.
The first position of the car detected by the first car position detection unit and the second car position detection unit provided in the main rope system including the main rope coupled to the car. A resonance frequency calculation unit for calculating the resonance frequency of the main rope based on one of the second positions of the car is provided.
In the control unit, the position of the car is shaken by the influence of the resonance frequency based on the amplitude value for each frequency calculated by the frequency analysis unit and the resonance frequency calculated by the resonance frequency calculation unit. If you decide
Using the amplitude value of a frequency different from the resonance frequency as the state information, the characteristic changing device is controlled to change the characteristic.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 10.
前記第１のかご位置検出部、及び前記かごに結合された主ロープを含む主ロープシステムに設けられた第２のかご位置検出部によりそれぞれ検出された前記かごの位置に基づいて、前記主ロープの共振周波数である第１の共振周波数、及び前記ガバナロープの共振周波数である第２の共振周波数を算出する共振周波数算出部、を備え、
前記制御部は、前記第１の共振周波数と前記第２の共振周波数とが一致した場合に、前記第２の共振周波数を変更させるように前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から１０の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The generator is
The main rope is based on the position of the car detected by the first car position detection unit and the second car position detection unit provided in the main rope system including the main rope coupled to the car. A resonance frequency calculation unit for calculating a first resonance frequency, which is the resonance frequency of the governor rope, and a second resonance frequency, which is the resonance frequency of the governor rope.
The control unit controls the characteristic changing device so as to change the second resonance frequency when the first resonance frequency and the second resonance frequency match, and changes the characteristic.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 10.
前記制御部は、前記回転電機により前記ガバナシステムへ前記第１の負荷トルクを付与させることで前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から１２の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The characteristic changing device includes a rotary electric machine that applies a first load torque to the governor system.
The control unit controls the characteristic changing device by applying the first load torque to the governor system by the rotary electric machine, and changes the characteristic.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 12.
前記制御部は、前記回転慣性を変化させるように前記フライホイールを制御することで前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から１３の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The characteristic changing device includes a flywheel having a variable inertia mechanism capable of changing the rotational inertia.
The control unit controls the characteristic changing device by controlling the flywheel so as to change the rotational inertia, and changes the characteristic.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 13.
前記制御部は、前記制動装置により前記ガバナシステムへ前記第２の負荷トルクを付与させることで前記特性変更装置を制御し、前記特性を変更させる、
請求項１から１４の何れか１項に記載のガバナシステムの特性制御装置。The characteristic changing device includes a braking device that applies a second load torque to the governor system.
The control unit controls the characteristic changing device by applying the second load torque to the governor system by the braking device, and changes the characteristic.
The characteristic control device for a governor system according to any one of claims 1 to 14.
を備えるエレベータ装置。An elevator device including the characteristic control device for the governor system according to any one of claims 1 to 15.
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