JPH02261086A - ブレーキ制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、立体駐車場に用いら、れる車両用ケージ昇
降機構などのように、可変の負荷をモータによって昇降
させる機構において、そのブレーキ装置を制御するため
のシステムの改良に関する。

そして、この発明は特に、昇降速度を低速側に切換える
場合や昇降動作を停止させる場合（この明細書では「減
速」と総称する。）において、その減速動作の制御性を
高めるための技術に関する。

〔従来の技術〕

立体駐車場設備などにおいては、車両等を収容した複数
のケージを循環的に昇降させ、所望のケージが入出庫口
に移動してきた時点でその昇降動作を停止させる。そし
て、このような昇降機構では、各ケージへの車両の収容
状態や分布状態に依存して負荷の大きさが変化し、上昇
側（巻上げ側）の負荷と下降側（巻下げ側）の負荷とが
アンバランスとなることが多い。その結果、減速のため
のブレーキトルク（制動トルク）を一定のままとしてお
く場合には、負荷の状況に応じてケージの停止位置がば
らついてしまう。

そして、このような状況に対処するために、特公昭４８
−２３６２８号には、負荷の大きさや方向に応じてモー
タトルクやブレーキトルクを変化させる方式が開示され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記公報の技術では、モータトルクやブレー
キトルクをどのように変化させて負荷の変動に対処する
かについて定性的には開示されているが、それについて
の定量的な開示はない。つまり、たとえば大きな負荷に
対しては大きなモータトルクを用いるといっても、その
大きさをどのように決定するかについての明確な基準は
なく、制御精度には限界がある。このため、このような
技術を用いたとしても、昇降動作を停止させるための制
御（以下、「停止制御」と言う）の場合には停止位置に
かなりの誤差が生じ、また低速移行制御の場合には目標
速度からの誤差が生ずるという問題が依然として残って
いる。

この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図
しており、負荷の大きさに応じた最適の減速制御を行な
うことができるとともに、速度誤差や停止位置誤差を防
止できるブレーキ制御システムを提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明の第１の構成におい
ては、モータの駆動力によって可変の負荷の昇降を行な
わせる昇降機構において、前記モータの出力軸側に設け
られたブレーキ装置を作用させて前記出力軸の回転数を
目標回転数にまで減速させるブレーキ制御システムにお
いて、（ａ）前記出力軸に作用している前記負荷の大き
さをその方向を含めて検出する負荷検出手段と、　（ｂ
）検出された大きさを有する前記負荷が前記出力軸に作
用しており、かつ前記回転数が前記目標回転数となって
いる平衡状態について、前記出力軸まわりのトルクバラ
ンスに基いて、当該平衡状態を実現するために必要とさ
れる平衡ブレーキ値を算出する平衡ブレーキ値算出手段
と、（ｃ）　　前記平衡ブレーキ値に基いてブレーキ信
号を発生し、その信号を前記ブレーキ装置に出力するブ
レーキ信号発生手段とを設けている。

また、第２の構成ではさらに、　（ｄ）　　前記出力軸
の瞬時回転数を検出する回転数検出手段と、（ｅ）　　
前記瞬時回転数と前記目標回転数との偏差を求め、前記
偏差に応じた補正ブレーキ値を算出する補正ブレーキ値
算出手段とを備えている。そして、前記ブレーキ信号発
生手段は、（ｃ−１）前記平衡ブレーキ値と前記補正ブ
レーキ値との合成値を求め、前記合成値に応じて前記ブ
レーキ信号を発生する合成手段を含むように構成されて
いる。

なお、この明細書における「順負荷」とは、モータの駆
動によってモータ側から負荷側へと力学的エネルギーを
供給するような状態にある負荷を指しており、巻上げ７
巻下げ型の昇降機構では巻上げに相当する。また、「逆
負荷」とはその逆であり、巻下げに相当する。

また、「目標回転数」は有限値でもゼロでもよい。有限
値の場合には低速移行に相当し、ゼロの場合には停止に
相当する。「減速」という用語を双方の総称として用い
ることは既述した通りである。

さらに、「平衡（補正）ブレーキ値の算出」における「
ブレーキ値」とは、ブレーキトルク自身でもよく、ブレ
ーキトルクを指示する他の量であってもよい。また、「
算出」とは、演算によって求めるほか、たとえばその演
算に対応する変換テーブルを用いて値を求めることも含
む概念である。

〔作用〕

この発明の第１の構成においては、モータの出力軸が目
標回転数で回転している平衡状態を想定し、その目標平
衡状態の実現のために必要とされる平衡ブレーキ値を算
出する。この算出にあたっては、モータの出力軸まわり
のトルクバランスが考慮される。モータが負荷を駆動し
ていることにより、このトルクバランスには負荷の大き
さ（絶対値および方向）が関係するが、それを負荷検出
手段によって検出している。

したがって、モータの出力軸に加わるブレーキトルクは
上記平衡状態に応じたものとなっており、出力軸の回転
数を目標回転数に一致させるような減速において最適の
ブレーキトルクとなっている。

このため、減速は円滑に行なわれ、その制御性は高い。

その結果、低速移行における速度誤差や、停止における
停止位置誤差を防止可能である。

この発明の第２の構成においては、上記第１の構成に加
えて、瞬時回転数との目標回転数との偏差に基いた補正
をも行なっている。したがって、系は、速かかつ滑らか
に目標平衡状態へ移行する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について説明するが、以下の説
明は、Ａ−Ｈのセクションに分かれている。このうちｒ
ＡＪのセクションでは実施例の適用対象が説明され、「
Ｂ」ではその要部について述べる。ｒＣＪ〜ｒＦＪは実
施例の詳細構成および動作の基本となる制御原理を説明
する。そして、ｒＧＪにおいて実施例の詳細構成および
動作が説明され、ｒＨＪで変形例に言及する。

Ａ、昇降機構の概要 第２図は垂直循環移動式の立体駐車場設備１の構造説明
図であり、この立体駐車場設備１は、この発明の一実施
例であるブレーキ制御システムを組込んだ昇降機構の一
例となっている。この駐車場設備１では、建屋２内にお
いて、上下に各々前後１対宛配置した上部スプロケット
３と下部スプロケット４間に無端鎖５を張設している。

また、この無端鎖５に適宜ピッチで取着した多数のアタ
ッチメントプレート６の先端の各々に車両Ｗを搭載する
ためのケージ７を枢着吊持している。そして、上部スプ
ロケット３に関連して設けた駆動装置８によりケージ７
群を循環移動し、ケージ７の１つを建屋２の下部壁に設
けた地上の入出庫口２ａに呼び出して、このケージ７に
対する入出庫を行なえるようにしである。

ケージ７の各々に着目すれば、各ケージ７は循環移動経
路に沿って上昇下降を繰返す。したがって、この立体駐
車場設備１は、各ケージ７およびその中に収容される車
両Ｗを昇降させる昇降機構となっている。

また、ケージ７への車両Ｗの収容状態に応じて駆動装置
８に加わる負荷は可変となっている。さらに車両Ｗの収
容状態は同一であっても、車両Ｗを収容しているケージ
がどの位置を移動中かによって、駆動装置８に加わる負
荷の大きさが変化する。なお、この明細書においては、
負荷の「大きさ」というときにはその方向性を含めて考
えておす、方向性を考えない場合は「絶対値」と呼ぶ。

第３図は駆動装置８の概略側面図である。この駆動装置
８は三相巻線型誘導モータＭ１を有しており、このモー
タＭ１のロータから伸びる出力軸１１の一端にはブレー
キ装置１２が設けられている。また、出力軸１１の他端
は、図示しないカップリングを介して減速機１３の入力
軸に接続されている。そして、減速機１３の出力軸は前
記した上部スプロケット３のうちの一方のスプロケット
３ａに接続されて、モータＭ１の出力軸１１の回転が減
速機１３を介して上部スプロケット３ａに減速して伝わ
る。また、もう一方の上部スプロケット３ｂにもモータ
Ｍ１の回転が減速機１３．駆動伝達軸２０およびカップ
リング２１．２２を介して伝わるように構成されている
。

Ｂ、駆動装置８の要部構成 第４図は上記駆動装置８のうち、モータＭ１とブレーキ
装置１２とに関連する部分を示す要部構成図である。図
示しない電源設備から与えられる三相交流Ｕ　ｔ　Ｖ　
ｔ　Ｗ　ｔは、電磁スイッチＳＷを介してモータＭ１に
供給される。モータＭ１のロータ側三相巻線に誘導され
る二次電流はスリップリング３２を介して取出され、二
次側三相交流ｕｖＷとしてモータ制御回路３８に与えら
れる。このモータ制御回路３８は、始動抵抗器として知
られている回路と類似の構成となっており、同一の抵抗
値Ｒを有する１、２個の抵抗器（参照番号なし）を星形
に結線し、それぞれの枝の間に４組の電磁スイッチペア
ＳＷＩ〜ＳＷ４を介挿させている。

したがって、スイッチ駆動器３９からの駆動信号Ｄｓｗ
によってスイッチペアＳＷＩ〜ＳＷ４の一部または全部
を開閉することにより、これらの抵抗器群は可変抵抗と
して機能する。

一方、モータＭ１の出力軸１１には、ブレーキドラムＢ
Ｄが取付けられている。このブレーキドラムＢＤの外周
面に対向して１対のブレーキシュー３３が設けられてお
り、このブレーキシュー３３は、スプリング３４によっ
て互いに引合う方向へと付勢されている。このため、外
力が加わっていないときには、ブレーキシュー３３はブ
レーキドラムＢＤの外周面に当接してこれを押圧し、ス
プリング３４の付勢力に応じたブレーキ力をブレーキド
ラムＢＤに与えている。

ブレーキシュー３３はまた、電動油圧押上げ機（いわゆ
る「サーボリフタｊ）３５に連結されている。ただし、
図中ではこの連結のためのリンク機構を概念的に連結線
ＬＫで示している。上述したスプリング３４も、このリ
ンク機構ＬＫを介してブレーキシュー３３を付勢してい
る。そして、電動油圧押上げ機３５は、ＡＣまたはＤＣ
サーボモータＭ２によって駆動される。リンク機構ＬＫ
は、モータＭ２が回転して油圧押上げ機３５に押上げ出
力が発生したときに、ブレーキシュー３３をブレーキド
ラムＢＤから引離すような方向への力をブレーキシュー
３３に伝達する。すなわち、ブレーキドラムＢＤへのブ
レーキ力は、スプリング３４の付勢力（はぼ一定）と、
油圧押上げ機３５からのブレーキ解放力との差となって
おり、モータＭ２の回転機ω２を上げて行くと、ブレー
キドラムＢＤへの（合成）ブレーキ力は減少する。

この回転数ω２が所定の閾値を超えるとブレーキシュー
３３はブレーキドラムＢＤから離れてブレーキ全解放と
なる。

このようなブレーキ装置１２を制御するために制御回路
１００が設けられている。第２図の入出庫口２ａ付近に
設けたオペレーションパネル（図示せず）を操作すると
、このオペレーションパネルからの指令信号が制御回路
１００に与えられ、それに応答して、制御回路１００は
信号ＣＲとＣとを発生する。このうち、信号ＣＲはスイ
ッチ駆動器３９を通じてスイッチペアＳＷＩ〜ＳＷ４の
開閉を指令する信号である。周知のように、誘導型モー
タの二次抵抗を変化させるとそのモータの種々の特性が
変化するが、ここでは二次抵抗の変化によってモータＭ
１の出力トルク特性が変化するという点に着目して、こ
の信号Ｃｎを「トルク特性切換信号」と呼ぶ。

他方の信号Ｃ２は、アンプ３７に与えられる。

アンプ３７は、この信号Ｃ２と、モータＭ２からの回転
角周波数ω２の情報とに基いて、モータ制御　２ 御信号Ｖ。を発生し、それをモータＭ２に与える。

モータ制御信号Ｖ。は、モータＭ２の回転数を、信号Ｃ
２によって指示される回転数とするための信号である。

したがって、信号Ｃ２を変化させると、電動油圧押上げ
機３５の押上げ出力（したがってブレーキシュー３３に
おけるブレーキ解放力）が変化する。このため、以下で
は、信号Ｃ２を「ブレーキ制御信号」と呼ぶ。

さらに、出力軸１１にはタコジェネレータ３６が結合さ
れており、このタコジェネレータ３６によって出力軸１
１の回転角周波数ω１が検知され、その情報が制御回路
１００へ与えられている。

Ｃ１被制御系の解析とトルクバランス 後述するように、第４図の制御回路１００は、モータＭ
１の出力軸１１まわりのトルクバランスを考慮した制御
を行なう。そこで、まず、被制御系の力学的特性および
電気的特性を解析し、それに基いて上記トルクバランス
を表現した式を導出する。

第５図は、出力軸１１に関係する部分の力学量を模式的
に示す説明図である。この第５図に示された諸量の定義
は以下の通りである。

ω１・・・モータＭ１の出力軸１１の回転角周波数（以
下、「回転数」と略称）。

ω２・・・モータＭ２の出力軸の回転数。

ＴＭ・・・モータＭ２による出力軸１１の駆動トルク。

Ｔｃ・・・第２図のケージ７および車両Ｗを含む循環移
動部が出力軸１１に与える負荷トルク。第５図ではこれ
らの循環移動部を可変負荷ＬＤとして概念的に示してい
る。また、循環移動部に含まれる複数のケージ７のうち
、その時点で上昇しているケージ中の車両の総重量が、
その時点て下降しているケージ中の車両の総重量よりも
小さく、したがって負荷トルクＴｃがモータＭ１による
駆動トルクＴＭとは反対の向きに作用している場合を、
負荷トルクＴＧの正の方向にとっている。このため、モ
ータＭ１による負荷ＬＤの駆動を等制約に巻上げ７巻下
げとして表現すると、負荷ＬＤの巻上げの場合に負荷ト
ルクＴｃが正となる。

ＴＢ・・・ブレーキシュー３３がブレーキドラムＢＤを
押圧することによるブレーキトルク。これもまた、モー
タ駆動トルクＴＭと反対方向に作用するときに正のトル
クとする。一対のブレーキシュー３３が第５図では概念
的にひとつのブレーキシューとして総括的に描かれてお
り、このブレーキトルクＴＢもまた一対のブレーキシュ
ーによるトルクの総和を示している。

ＦＢ・・・ブレーキシュー３３がブレーキドラムＢＤに
与える押圧力（可変）。

Ｆ８・・・スプリング３８の付勢力（一定値で近似）。

ＦＬ・・・油圧押上げ機３５の出力。

Ｆ・・・モータＭ２から油圧押上げ機３５へ与えられる
回転駆動力、 Ｊ・・・モータＭ１の出力軸１１と、それに連結してい
る回転部分とのそれぞれの慣性モーメントの和。

μ・・・一対のブレーキシュー３３とブレーキドラムＢ
Ｄとの間の動摩擦係数。

以上の準備のもとで、時間微分演算子：・・・（１） θ、＝ｄ／ｄｔ を定義すると、出力軸１１の回転自由度における運動方
程式は、 ＴＭ−Ｊθ、ω１＋ＴＢ、＋ＴＧ　　　・・・（２）と
なる。また、 ω　・・・モータＭ１の同期回転数、 Ｋｒ２・・・モータＭ１のトルク特性曲線（ω−１曲線
）におけるω＝ω１ｏての微分係数（傾き）、とすると
、モータ駆動トルクＴＭは、 Ｔ＝Ｋ（ω　−ω　）／ω１゜ Ｍ　　　　　ｒ２　　　１０　　　１ ＝Ｋｒ２Ｓ１　　　　　　　　　　・−（：ｌ）と書け
る。ただし、Ｓ　はモータＭ１のすベリ：ｓ　　＝（ω
　−ω　）／ω１ｏ　　　　　・・・（４）である。さ
らに、 ｄ・・・ブレーキドラムＢＤの外周部の直径、とすると
、ブレーキトルクＴＢは、 Ｔ　　＝ｄμＦＢ −ｄμに１　（Ｆｓ−に２ＦＬ）　　・（５）のように
表現される。ただし、 ｋ　１　、　　ｋ　２・・・リンク機構ＬＫの構成によ
って定まる定数、 である。

ところで、電動油圧押上げ機３５は、モータＭ２によっ
て高速回転する羽根車を油中に設けておくことにより、
その回転に応じた油圧を発生させる。このめ、モータＭ
２からの入力Ｆの変化は遅延を伴って油圧押上げ機３５
の出力Ｆ、の変化として現われる。そこで、 τ・・・入力Ｆの変化に対する出力Ｆ、の変化の遅延時
定数、 とすると、 τθ　Ｆ　　、＝−ＦＬ＋Ｆ　　　　　　　　・・・（
６）Ｌ が成立する。なお、 ｋＬ・・・定数、 としたとき、羽根車を有するポンプとしてのサーボリフ
タの一般的性質として、 ２　　　　　　　　　　　　・・・（７）Ｆ＝ｋＬω２ が成立する。

したがって、　（２）〜（６）式により、ラプラス表現
の下での運動方程式では、 Ｆ　＝　（ｒ　Ｓ　＋　１）　Ｈ／ＫＢ２−（８）Ｈｍ
Ｋ　　−Ｋ　　ｓ　　＋　Ｊ　Ｓ　（１）１　＋ＴＧ・
・・（９）１ｒ２１ Ｋ　　−ｄμｋｌＦＳ　　　　　　　　　・・・（ｌＯ
）Ｉ ＫＢ２ｍｄμｋｌｋ２　　　　　　　　　・・・（１１
）となる。スプリング付勢力Ｆ８はほぼ一定であるから
、Ｋ　　、Ｋ　　は定数である。そして、上記ＢＩ　　
　Ｂ２ （ｌ＋）、（９）式が以下の議論の基本となる式である
。

次に、モータＭ１が所定の回転数で回転している最中に
減速指令が発せられ、その回転数よりも低い目標回転数
ω１Ａが指示された場合を考える。

ただし、 ω１Ａ〉０　（低速移行） ωＩＡ−０（停止） である。そして、この指令に応答してブレーキ装置１２
が作動し、モータＭ１の出力軸１１の回転数ω　がこの
目標回転数ω１Ａまで低下した後の平行状態を想定する
。以下、この平衡状態を［目標平衡状態」と呼ぶ。言う
までもなく、ω１Ａ−０の場合の目標平衡状態は停止状
態である。

この目標平行状態においては、上記運動方程式における
時間微分成分はゼロとなるから、（８）。

（９）式においてＳ＝Ｏとし、すべりＳｌの定義（（４
）式）においてω　＝ωＩＡとすることにより、■ 出力軸１１まわりのトルクバランス式として、Ｆ　　＝
　（ＫＢｌ−Ｋｒ２ＳＩＡ十ＴＧ）／ＫＢ２・・・（１
２） ｓ　　−（ω　−ω　）／ωｌｏ　　　　　・・・（１
３）ＩＡ　　　　　　１０　　　　１Ａ が得られる。ただし、添字”Ａ”が付された量は、それ
が目標平衡状態における値であることを示す。

（１２）式の右辺に含まれる諸量のうち、負荷トルクＴ
ｃ以外の量はあらかじめ知っておくことができる。した
がって、負荷トルクＴ。の値を検出すれば、（１２）　
、　（１３）式によって、目標平衡状態を実現するため
の、モータＭ２の出力ＦＡを知ることができる。

負荷トルクＴ。の値はどのような方法で検出してもよい
が、この実施例では、ブレーキ力を作用させる直前での
出力軸１１の回転数ω　−ω、を検出し、それに基いて
負荷トルクＴｃの大きさを求める。すなわち、ブレーキ
力を作用させる直前の定常回転状態では、（２）　、　
（３）式において、Ｔ　−０，θ１ω１＝ｏ　　　　　
　　　・・・（１４）とすることにより、 Ｋｒ２（ω１ｏ−ωＮ）／ω１ｏ十Ｔ　Ｇ＝　Ｏ・（１
５）すなわち、 Ｔ　　−に、（ω１ｏ−ωＮ）／ω１０　　　＝−（１
Ｂ）が成立するため、直前回転数ω、を検出すれば、（
１６）式によって負荷トルクＴｃの値を知ることができ
る。

なお、モータＭ１のトルク特性曲線ＦＴ（第６図）を表
現する数値テーブルを準備しておいた場合には、ブレー
キ印加直前での動作点ＡＮにおけるすベリｓ　　＝ｓ　
　を回転数ω１−ωＮの実測値Ｎ から求め、それを上記数値テーブルで変換して負荷トル
クＴｃを求めてもよい。

一方、この目標平衡状態における電動油圧押上げ機３５
の出力（平衡押上げ力）ＦＬＡは、（６）式の時間微分
をゼロとすることにより、 ＦＩＪＡ＝ＦＡ　　　　　　　　　　　　　　・・・（
１７）の関係によってモータＭ２の平衡出力ＦＡと結び
ついており、さらに、目標平衡状態におけるブレーキト
ルク（平衡ブレーキトルク）ＴＢＡは（５）。

（ｔｏ）、＜１１）式によって ＴＢＡ”　ＫＢｌ−ＫＢ２ＦＡ　　　　　　　　　”’
　（１８）の関係によってＦＡと結びついている。そし
て、Ｋ　　、Ｋ　　は定数であるから、目標出力ＦＡは
平ＢＩ　　　　　Ｂ２ 衡ブレーキトルクＴＢＡを指示する値となっている。

この意味において、Ｆ　　、Ｆ Ａ　　　ＬＡ・ＴＢ八へ）いずれも・ 目標平衡状態でのブレーキ出力を指示する「平衡ブレー
キ値」の概念に含まれている。以下では、「平衡ブレー
キ値」として平衡出力ＦＡを採用した場合を例にとって
説明を進める。

以上のようにして平衡出力ＦＡの値を知ったとき、この
平衡出力ＦＡに相当するブレーキトルクＴＢＡ’発生す
るようにブレーキ装置１２を制御すると、出力軸１１は
目標平衡状態に向って減速し、滑らかに目標平衡状態（
ω　−ω１Ａ）に移行する。

■ このため、後述するように、この実施例ではこのような
平衡ブレーキ値に基く減速制御を行なうように構成され
る。

０１回転数偏差に基づく補正の原理 上記の原理に従って減速制御を行なえば出力軸１１の回
転数ω　は滑らかに目標回転数ωＩＡへと移行するが、
さらにこの制御において系を目標平衡状態にすみやかに
移行させるために回転数偏差に基づく補正をも行なう。

この補正のための制御式を求めるために、回転数ωｌと
モータＭ２の出力Ｆとにつき、それぞれの目標平衡値か
らの偏差：Δω霞ωＩＡ−ω１　　　　　　　　　・・
・（１９）ΔＦ−Ｆ−ＦＡ　　　　　　　　　　　・・
・（２０）を考える。すると、（８）　、　（９）　、
　（４）式によって、ΔＦ＝−ＧΔω／ＫＢ２　　　　
　　　・・・（２■）Ｇ目（ＪＳ＋Ｋｒ２／ω１ｏ）（
τｓ＋１）−・・（２２）が得られる。（２１）、　（
２２）式はラプラス変数Ｓを含むが、時間依存性を無視
した近似では、ΔＦ＝−ＫＰΔω　　　　　　　　　・
・・（２３）ＫＰＩＷＫＢ２ω１０／Ｋｒ２　　　　　
　　’・・（２４）となる。これらの（２１）　、　（
２２）式または（２３）　、　（２４）式が回転数偏差
に基づく補正の基礎となる式である。

Ｅ、）ルク特性切換選択原理 次に、負荷トルクＴ。の大きさ特性切換選択の原理につ
いて説明する。出力軸１１に加わるトルクとしては、既
述したように、モータＭ１の出力トルクＴ　、負荷トル
クＴｃおよびブレーキトルりＴＢの３種類が主要なもの
である。そして、目標平衡状態においては、トルクバラ
ンス：ＴＭ＝ＴＢ十ＴＧ　　　　　　　　　・・・（２
５）が成立しなければならない。

したがって、ブレーキ装置１２の構造上、ブレーキトル
クＴＢが取り得る最大値（最大ブレーキ出力）をＴ　　
とすると、 ＢＭＡＸ Ｔ　　　＞Ｔ　　　　　　　　　　　　　・・・（２６
）ＢＭＡＸ　　　Ｍ という条件下においては、このブレーキ装置１２によっ
て目標平衡状態を実現させることができる負荷トルクＴ
ｃの範囲は以下のようになる。

まず、順負荷（Ｔｏ＞０）においては、（２５）式％式
％（２７） となる。したがって、（２６）式を考慮すると、上記範
囲は、 範囲Ｉ：０≦Ｔｃ≦ＴＭ　　　　　　　・・・（２８）
となる（第７Ａ図参照）。また、逆負荷（Ｔｏく０）に
おいては、（２５）式によって、ＴＧ　１＝ＴＢ−ＴＭ
　　　　　　　　・・・（２９）となるから、上記範囲
は、 範囲ｎｅｏ≦ＩＴ　　ｌ≦Ｔ　　　−Ｔ　　・・・（８
０）ＢＭＡＸＭ となる（第７Ｂ図参照）。ただし、（２８）　、　（３
０）式における左辺側の等号は負荷ゼロ（Ｔｏ＝０）を
示す。

（２８）式かられかるように、順負荷の場合にはモータ
トルクＴＭを大きくするほど目標平衡状態を実現可能な
負荷トルクＴ６の範囲は広がる一方、逆負荷の場合には
、（ａＯ）式によってモータトルクＴＭを小さくするほ
どこの範囲は広がる。したがって、モータトルクＴＭの
大きさを順負荷および逆負荷で共通のものとする場合に
は、範囲Ｉ、■のちの少なくとも一方は狭くなってしま
う。

そこで、この実施例では、順負荷の場合にはモ一タトル
クＴＭを大きくするように、また逆負荷の場合にはＴＭ
を小さくするように、このモータトルクＴＭの選択切換
を行なう。すなわち、第４図のスイッチペアＳＷ１〜Ｓ
Ｗ２のうち、スイッチペアＳＷＩから順にｉ個（０≦ｉ
≦４）のスイッチペアを閉じた状態でのモータＭ１の出
力トルク特性曲線をＦＴ、（第８図）とすると、減速時
において、順負荷の場合には比較的高い値を持つトルク
特性Ｆ　Ｔ　ｉを、また、逆負荷の場合には比較的低い
値を持つトルク特性Ｆ　Ｔ　ｏを選択する。

順負荷の場合のトルク特性と逆負荷の場合のトルク特性
との間の高低比較は、目標回転数ω１＝ω　でのトルク
値Ｔ　　、Ｔ　　において行なう。第１Ａ　　　　　　
　　ＭＩ　　　Ｍ２ Ｓ図においては、この目標回転数ω１＝ωＩＡニ相当す
るすべりがＳ　　＝　８１．として示されている。

また、各ケージ７の個数やその搭載重量制限値などに基
いて計算される負荷トルクＴ。の予想最大値をＴ　　と
すると、この予想最大値Ｔ　　におＧＭＡＸ　　　　　
　　　　　　　　　ＧＭＡＸいても目標平衡状態の実現
を可能とするためには、（２Ｂ）、（３０）式によって
、 ＴＭＬ≧ＴＧＭＡＸ　　　　　　　　　　　　　・−（
３１）１Ｍ２≦”ＢＭＡＸ　　ＩＴ　　　　Ｉ　　　　
　　　・・・（３２）ＭＡＸ でなければならない。このため、モータＭ１やモータ制
御回路３８（第４図）は、（３１）、　（３２）式をそ
れぞれ満足するトルク特性ＦＴ、ＦＴｏが得■ られるように構成する。逆に言えば（３１）　、　（３
２）式を満足するトルク特性を選択して、それぞれ順負
荷の場合の減速時と逆負荷の場合の減速時とに使用する
。

なお、上記のそれぞれの条件を満足するトルク特性が複
数あるときには、■順負荷の場合には、比較的大きなト
ルク値を有するトルク特性曲線群の中から負荷トルクＴ
。の絶対値ＩＴｏ＋に応じて（ＩＴＧｌが大きいときに
は、大きなトルク特性を）選択し、逆負荷の場合には、
比較的小さなトルク値を有するトルク特性曲線群の中か
ら、ＴＧ　ｌが大きいほど小さなトルク特性を選択する
。この場合には、選択候補とされるトルク特性曲線のう
ち最も大きなトルク値をもつものが（３■）式を、また
最も小さなトルク値をもつものが（３２）式を、それぞ
れ満足すればよい。

Ｆ、）ルク切換タイミング設定原理 次に、逆負荷の場合について、減速時におけるトルク特
性切換タイミングとブレーキ印加開始タイミングとの関
係について述べる。第９図において、高速運転時にトル
ク特性ＦＴ４でモータＭ１を回転させているものとする
。このときにはブレーキは全解放（ＴＢ＝０）であり、
モータＭ１から見た負荷線はＣＬ　　（Ｔ＝Ｔｏ）であ
る。したかって、動作点はＡ１となっている。

この状態から減速を行なうべくトルク特性をＦＴ　から
Ｆ　Ｔ　ｏへと切換え、その後にブレーキトルクＴＢを
作用させた場合を考える。このときにはまず、新たなト
ルク特性曲線Ｆ　Ｔ　ｏと負荷線ＣＬ　との交点Ａ２が
動作点となり、その後に、新ま たな負荷線ＣＬ　　との交点Ａ３へと動作点が移る。

その結果、モータＭ１の出力軸１１は、−時的に動作点
Ａ２に対応する高速回転となり、その後に動作点Ａ３に
対応する回転数となる。そして、ブレーキトルクＴＢを
さらに上げることにより、動作意はＳ　Ｍ　＝　１に対
応する停止点またはそれに近い低速状態へと移行する。

したがって、このようなタイミングで減速制御を行なう
と、出力軸１１の回転数変動幅が大きくなり、ケージ７
側での衝撃や騒音も大きくなる。

このため、この実施例装置では、逆負荷の場合に、ブレ
ーキ印加を開始した後にトルク切換を行なう。

すると、第９図において、動作点はＡｔからＡ４を経て
Ａ８に移り、さらにその後にはブレーキトルク増大に伴
ってＳ　Ｍ−１側・＼と移る。その結果、出力軸１１の
回転数変動幅が小さくなり、衝撃や騒音が防止される。

特に、ブレーキトルクＴＢが増大してＩＴＧｌと同程度
になった時点でトルク特性切換を行なえば、このときの
負荷線ｃＬ３はＴ−０の軸と同一となり、動作点の動作
はＡ１−Ａ４−Ａ３となって、出力軸１１の回転数の一
時的増加を完全に防止できる。負荷線が実際にＣＬ３　
（”ｒ−０）まで移動した時点の検出は、回転数ω１が
同期回転数ω１ｏとなったことを検出することによって
達成できる。

Ｇ、実施例の詳細構成と動作 第１図は、第４図に示す構成のうち、制御回路１００の
内部機能構成と、被制御系内の特性ブロックとを組合わ
せて示す図である。第１図に示す被制御系３００は、第
４図中の要素のうち、出力軸１１に関連する部分を示し
ており、その内部には、　（８〉〜（１１）式で記述さ
れる系が示されている。

その内容は既述した運動方程式（（８）〜（１１）式）
から理解できるため、ここでは詳述しないが、モータＭ
２の出力ＦがモータＭ１の出力軸１１の回転数ω１に与
える影響を記述した伝達関数を表現したものとなってい
る。また、第４図の電動油圧押上げ機３５を駆動するた
めのアンプ２７とモータＭ２との組合せが、第１図では
駆動系２００として示されている。以下では、高速運転
時において減速指令信号を受け、それに応答して減速を
行なう過程について説明する。なお、制御回路１００内
の各手段は、ハード回路で構成してもよく、ソフト的に
構成してもよい。

第１図において、モータＭ１の出力軸１］−の瞬時回転
数ω１はタコジェネレータ３６によって検出される。そ
して、この回転数ω１の情報は制御回路１００に取込ま
れる。制御回路１００内のラッチ手段１０３では、図示
しない減速指令信号に応答して、この減速指令信号が与
えられた時点（したがって実際のブレーキ制御が開始さ
れる直前の時点）での回転数ω１の値を、直前回転数ω
Ｎとしてラッチする。

次段の負荷トルク算出手段１０４では、既述した（１６
）式、またはモータＭ１のその時点でのトルク特性曲線
ＦＴ（第６図）を表現する数値テーブルにこの直前回転
数ωＮを適用し、それによって負荷トルクＴ。の大きさ
をその方向（符号）とともに算出する。なお、第１図中
には図示していないが、各種演算等に必要な諸定数の値
は、あらかじめ制御回路１００内に設定されている。

負荷トルクＴ。の値は平衡ブレーキ値演算手段１−０５
に与えられる。また、この演算手段１０５には、減速指
令信号によって指定される目標回転数ω１Ａの値も与え
られる。そして、この演算手段１０５は、（１２）　、
　（１３）式に基いて、平衡ブレーキ値としてのモータ
Ｍ２の平衡出力ＦＡの値を算出する（トルク特性切換選
択手段１１０からの信号ＣＲについては後述）。

一方、減速指令信号を受けた後の各時点における瞬時回
転数ω１の値は減算手段１０８に与えられ、この減算手
段１０８において、瞬時回転数ω１と目標回転数ω１Ａ
との偏差Δωが算出される。

補正ブレーキ値算出手段１０９では、この偏差Δωと、
（２１）　、　（２２）式または（２３＞　、　（２４
）式に基いて、補正ブレーキ値ΔＦを算出する。

合成手段１０６では、これらのブレーキ値ＦＡ。

ΔＦを加算合成した値Ｆを求める。そして、信号変換手
段１０７によって、この値Ｆをたとえば、モータＭ２の
指令回転数として指示する信号Ｃ２を発生し、この信号
Ｃ２をアンプ３７に出力する。

したがって、減速指令信号を受けた後には、負荷トルク
Ｔ。の大きさと各時点での瞬時回転数ω１とに応じてモ
ータＭ２が回転し、それに応答して出力軸１１にブレー
キトルクＴＢ　（第１図には図示せず。）が作用する。

このブレーキトルクＴＢは目標平衡状態を実現するため
の平衡ブレーキトルクＴＢＡと、回転数フィードバック
に応じた補正ブレーキトルクΔＴとの和となっている。

したがって、滑らかで応答性の高い減速が行なわれ、立
体駐車場設備１の循環移動部は、滑らかかつ正確に減速
（低速移行または停止）する。また、その制御性が高い
ために、減速時における速度誤差や停止位置誤差も有効
に防止できる。

なお、演算手段１０５，１０９および合成手段１０６は
、量Ｆ　、ΔＦ、Ｆを指示する量を発生すればよく、Ｆ
　、ΔＦ、Ｆ自体を求めなくてもよい。合成手段１０６
の出力がそのまま信号Ｃ２となるようにこれらの手段を
構成する場合には、信号変換手段１０７は不要である。

以上の動作と並行して、モータＭ１のトルク特性切換が
行なわれる。そこではまず、瞬時回転数ω１の値が制御
回路１００内の比較手段１０１に取込まれ、この回転数
ω１の値が同期回転数ω１゜と比較される。この比較手
段１０１では、ω１≦ω１ｏ　　　　　　　　　　　　
　・・・（８３）となっている期間のみ活性化する信号
Ｄ　を発生する。この信号Ｄ　は、出力軸１１の回転数
ω１が同期回転数以下となっているか否かを指示してい
る。

他方、既述した直前回転数ω、の値が他の比較手段１０
２において同期回転数ω１ｏと比較され、ωＮ〉ω１ｏ
　　　　　　　　　　　　　・・・（３４）の場合（つ
まり逆負荷の場合）のみ活性化する信号Ｄ　が発生する
。この信号Ｄｂが活性であるか不活性であるかによって
負荷が順負荷であるか逆負荷であるかが指示されている
。

信号り、Ｄ５はともに、次段のトルク特性選択切換手段
１１０に与えられる。このトルク特性選択切換手段１１
０は、次のような規則に従って信号ＣＲを発生する。

（ａ）　　信号りわが不活性（順負荷）のとき。

このときには、他方の信号Ｄ　のレベルにかかわらず、
減速指令信号に応答して、高速運転時のトルク特性ＦＴ
（たとえば第８図のＦＴ４）から、減速に適したトルク
特性ＦＴ、（同じく第８図）へとＫｒ３．Ｋｒ２を介し
て順次に切換える信号を、信号ＣＲとして実質的な遅延
なく発生する。

信号ＣＲは第４図の可変抵抗駆動器３９へと与えられ、
それによってスイッチペアｓｗ１〜５Ｗ４（高速運転時
において全開）のうち、３組のスイッチペアＳＷ１〜Ｓ
Ｗ３を順次に閉とする。その結果、上記ブレーキ制御と
呼応したトルク特性切換が行なわれる。

なお、負荷トルクＴ。の符号（方向性）のみならずその
絶対値によっても異なるトルク特性を選択するときには
、負荷トルク算出手段１０４で算出された負荷トルクＴ
。の（符号付きの）値をトルク特性選択切換手段１１０
に与え、Ｔｃの符号から負荷の方向を知るようにする（
第１図中の破線ラインＣ＋）。このときは、比較手段１
０２は不要である。

ところで、負荷トルク算出手段１０４で負荷トルクＴ。

を（１６）式を用いて算出する際には、トルク特性曲線
の傾きＫｒ２として、高速運転時のトルク特性曲線Ｆ　
Ｔ　４での傾きを用いる。また、（１２）、　（Ｌ：ｌ
）式を用いて平衡ブレーキ値算出手段１０５で平衡ブレ
ーキ値ＦＡを算出する際には、トルク特性曲線ＦＴ１で
の傾き値を用い、さらに、補正ブレーキ値演算手段１０
９によって補正ブレーキ値ΔＦを算出する際には、減速
過程のそれぞれの時点でのトルク特性曲線の傾きを利用
する。このため、第１図に示すように、トルク特性切換
手段１１１の出力信号ＣＲはこれらの演算手段１０５゜
１０９にも与えられ、これらの演算手段１０５゜１０９
では、それらの中にあらかじめ設定しである各トルク特
性曲線ＦＴ　　−Ｋｒ４の傾き値の中から、信号ＣＲに
応答して、必要な傾き値を選択使用する。このような傾
き値の使用法は、次に示す逆負荷の場合も同様である。

（ｂ）　　信号Ｄｂが活性（逆負荷）のとき。

負荷が逆負荷のときには、トルク特性選択切換手段１１
０は、信号り、が活性化するまで実質的な切換信号は生
成しない。そして、ブレーキトルクの印加が開始され、
回転数ω１が同期回転数ω１０まで低下したことが信号
Ｄａによって指示されたときに初めて、トルク特性を第
８図のＦ　Ｔ　４からＦ　Ｔ　３〜Ｆ　Ｔ　ｔを経由し
てＦ　Ｔ　ｏまで切換えるための信号を信号ＣＲとして
発生する。したがって、ブレーキトルク印加開始後、回
転数ω１が同期回転数ω１ｏ以下になった時に初めてト
ルク特性の切換えが起こる。

既述したように、トルク特性Ｆ　Ｔ　ｏは順負荷に対す
るトルク特性Ｆ　Ｔ　ｔよりも低トルク側の特性であり
、それによって、制御可能な負荷絶対値の範囲を広げて
いる。また、ω１≦ωｌｏ（理論的にはωｌ−ω１０）
となった時点ではじめてトルク特性切換が行なわれるた
め、第９図において説明したように、出力軸１１の回転
数の過渡的な増大も防止される。

そして、このようなトルク特性切換と上記ブレーキ値の
最適算出原理との併用によって、立体駐車場設備１にお
けるブレーキ制御の制御性が著しく高まることになる。

なお、以上の動作をソフト的に行なう場合のフ０−チャ
ートが第１０図に示されており、この図では、理解を容
易にするため、並行処理のルーチンが示されている。

■、変形例 ■　この発明は、立体駐車場設備に限らず、エレベータ
やクレーンなど、可変の負荷を有する昇降機構一般に適
用可能である。したがって、この発明における「モータ
」とは、電動モータに限らず、油圧その他の回転駆動機
をも含む概念である。

ブレーキ装置の種類も限定されない。

■　逆負荷の場合には、ωｌ≦ω１ｏとなった時点でト
ルク特性切換を行なうことが好ましいが、ω　〉ω１０
であっても、ブレーキ印加によって出力軸の回転数があ
る程度低下した後に、トルク特性切換を行なえば、回転
数の過渡的増大の程度を抑圧できる。したがって、−船
釣には、ブレーキ開始後にトルク特性切換を行えばよい
ことになる。

■　上記実施例では低速移行と停止とを「減速」として
総括的に説明したが、低速移行を行なった後に停止を行
なう場合には、それらのそれぞれについてこの発明を適
用することが好ましい。指令値と実際値との差に基づく
比例制御等もあわせて行なえば、応答性はさらに高まる
。モータＭ２を小型かご型誘導モータとし、その速度制
御をインバータによる周波数制御によって行なってもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の第１の構成によれば、
負荷の大きさに対応して目標平衡状態でのトルクバラン
スを評価しており、そのトルクバランスに基づいてブレ
ーキ制御を行なうため、負荷の大きさに応じた最適の減
速制御を行なうことができる。したがって、減速過程に
おける速度誤差や停止位置誤差を防止できる。

また、第２の構成によれば、回転数偏差に基づくブレー
キ値の補正をも行なうことにより、上記効果はさらに高
まっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例における制御機能ブロッ
ク図、 第２図は、実施例の適用対象である立体駐車場設備１の
構造説明図、 第３図は、実施例において使用される駆動装置８の概略
側面図、 第４図は、駆動装置８のうちモータＭ１とブレーキ装置
１２とに関連する部分を示す要部構成図、第５図は被制
御系の力学的特性および電気的特性の解析図、 第６図は、モータＭ１のトルク特性図、第７Ａ図および
第７Ｂ図は、制動可能な負荷トルクＴ。の範囲の説明図
、 第８図は、順負荷と逆負荷とのそれぞれの場合における
トルク特性切換の説明図、 第９図は、トルク特性切換タイミングの説明図、第１０
図は、実施例の動作を示すフローチャートである。 １・・・立体駐車場設備、　　　　７・・・ケージ、Ｗ
・・・車両、　　　　　　　　　８・・・駆動装置、１
２・・・ブレーキ装置、 Ｍｌ・・・巻線型三相誘導モータ、 Ｍ２・・・かご型三相誘導モータ、 １１・・・モータＭ１の出力軸、 ＢＤ・・・ブレーキドラム、 ３３・・・ブレーキシュー ３５・・・電動油圧押上げ機、　１００・・・制御回路
、ω１・・・モータＭ１の回転数、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータの駆動力によって可変の負荷の昇降を行な
   わせる昇降機構において、前記モータの出力軸側に設け
   られたブレーキ装置を作用させて前記出力軸の回転数を
   目標回転数にまで減速させるブレーキ制御システムであ
   って、 （ａ）前記出力軸に作用している前記負荷の大きさをそ
   の方向を含めて検出する負荷検出手段と、（ｂ）検出さ
   れた大きさを有する前記負荷が前記出力軸に作用してお
   り、かつ前記回転数が前記目標回転数となっている平衡
   状態について、前記出力軸まわりのトルクバランスに基
   いて、当該平衡状態を実現するために必要とされる平衡
   ブレーキ値を算出する平衡ブレーキ値算出手段と、（ｃ
   ）前記平衡ブレーキ値に基いてブレーキ信号を発生し、
   当該信号を前記ブレーキ装置に出力するブレーキ信号発
   生手段とを備えることを特徴とするブレーキ制御システ
   ム。
2. （２）請求項１のブレーキ制御システムであって、さら
   に、 （ｄ）前記出力軸の瞬時回転数を検出する回転数検出手
   段と、 （ｅ）前記瞬時回転数と前記目標回転数との偏差を求め
   、前記偏差に応じた補正ブレーキ値を算出する補正ブレ
   ーキ値算出手段とを備え、 前記ブレーキ信号発生手段は、 （ｃ−１）前記平衡ブレーキ値と前記補正ブレーキ値と
   の合成値を求め、前記合成値に応じて前記ブレーキ信号
   を発生する合成手段を含む、ブレーキ制御システム。