JPH07323981A - エレベータかごのドア駆動用リニアインダクションモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 騒音がなく、低熱放散にして、視覚的に審美
的で円滑なドアー操作を提するエレベータドアリニアイ
ンダクションモータ用のディジタルオープン電流ループ
制御方法を提供する。 【構成】 エレベータかごのドア１７は、可変電圧，可
変周波数リニアインダクションモータによって動かされ
る。ドア１７の重量に打ち勝つのに不充分な磁化電流は
リニアフォース電流を持った方形波に加えられる。パル
ス幅調整制御信号は、正しい極性の一定の電圧をローパ
ス３位相フィルタ１５５を通して、モータの巻線２０〜
２５に印加するために用いられ、所望の正弦波巻線電流
に同調する。電流のブーストは、遅れを修正するため
に、正弦波巻線電流の各ゼロクロスに従って供給され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電流フィードバックセ
ンサを必要としないオープンループにおけるリニアイン
ダクションモータ巻線電流の収差修正に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人の所有する米国特許第４，３０
５，４８１号に示されているような、エレベータのドア
操作機構は、複雑なレバー機構を操作するロタリモータ
を用いる。簡単化し、これにより原価、設備、調整およ
び保守のコストを低減させる試みにあたって、本出願人
の米国特許第３，８９１，９０７号と米国特許出願第０
２９，２０３号（１９９３年３月１０日出願）におい
て、リニアインダクションモータの使用が提案されてい
る。リニアインダクションモータを使用すれば、電気誘
導２次巻線よりも機械部品を減らすことができる。ここ
で、２次側は、ドアを取り付けることができるととも
に、１次巻線に印加される電流に応じてドアを開方向と
閉方向に駆動するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】可変電圧、可変周波数
リニアインダクションモータを駆動するために可変位相
モータ電流波形を発生させるためのディジタルコンピュ
ータの使用は、適正なリニアインダクションモータ特性
を生ずる純正弦波波形の近似のみである。ディジタル的
に生じた波形における歪みは不要なノイズを生じ、モー
タ加熱が増加した。技術分野において、ディジタル信号
処理を通して実行された閉ループ電流制御によって電流
ドライバを改良する技術は知られている。しかしなが
ら、閉ループ電流制御は、その装置のコストの増加とと
もに、極めて複雑なものとなる。

【０００４】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は騒音がなく、低熱放散にして、視覚的
に審美的で円滑なドアー操作を提するエレベータドアリ
ニアインダクションモータ用のディジタルオープン電流
ループ制御方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の方法は、エレベータドアに所定の運動を
行わせるためにリニアインダクションモータの巻線に流
れる正弦波電流を示す制御波形を発生し、前記制御波形
の各ゼロクロスに直ちにつづく前記制御波形に対する他
の成分を供給するとともに、前記制御波形に応答して前
記巻線を電流源に接続する、ことを特徴とする。

【０００６】また、電圧制御波形が、正弦波形を示すデ
ィジタル的に発生したパルス幅変調波形であり、前記制
御波形が、正弦波電流のサイクルに対して、少なくと３
０ディジタルパルス幅期間から成り、前記期間の各々
が、前記期間の他のパルス幅よりも異なるパルス幅を有
しかつ、前記供給ステップが、前記正弦波形のゼロクロ
スにつづく前記期間における他の成分を供給することを
特徴とする。

【０００７】さらにまた、前記制御波形が、正弦波電流
のサイクルに対して少なくとも３０ディジタルパルス幅
期間を有するディジタル的に発生したパルス幅変調期間
であり、かつ他の成分が、ゼロクロスにつづく前記期間
の第１の期間における前記制御波形に応答して前記巻線
に流れる最大ピーク電流の分数を示す値であり、かつそ
の後に続くサイクルにおいて式ｘ−ｎ／ｘによって減少
され、ここで、ｘは４と８の間の数であり、ｎは前記第
１の期間に続く期間による期間の数である。

【０００８】

【作用】本発明は、一定質量と力／応答特性を有する特
殊なタイプの所定のエレベータドアの一部にもとづくも
のである。従って、オープンループ方式で駆動できる
が、繰り返し速度プロフィルにも受け入れ可能である。

【０００９】本発明によれば、リニアインダクションモ
ータ用オープン電流駆動において所望の電流を発生させ
るのに用いられる電流波形の各ゼロクロスの直後に追加
電圧を発生させる。さらに本発明によれば、電圧波形は
ディジタル的に発生したパルス幅正弦波形であり、信号
のパルス幅は、各ゼロクロスに従ってパルス幅の数サイ
クルの間増加する。

【００１０】また、本発明によれば、基本的な正弦電流
はリニアインダクションモータに供給される。それはパ
ルス幅変調された電圧によって駆動され、正弦波のゼロ
クロスに従う電圧パルス幅調整によって、リニアインダ
クションモータの巻線に印加される最大電圧パルス幅の
重要な分数である。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１−図１４を参照
しながら説明する。

【００１２】図１を参照すると、エレベタードア１７
は、閉じた位置において実線で示され、開状態では点線
で示されている。ドア１７はリニアインダクションモー
タの２次側１８に取り付けられており、その１次側はエ
レベータのかごに固定されている。この発明の実施例で
は、リニアインダクションモータの１次側１９は６個の
巻線２２−２５（図２）を有し、巻線Ｕに示すように３
巻線Ｕ，Ｖ，Ｗを形成し、これらの各々が１８０度電気
角度だけ離れてＮ極とＳ極を形成するように、対として
の２０，２１と２２，２３と２４，２５が接続されてい
る。巻線は、常に、互いに１２０°離間した位相を有す
る巻線でもって、３相関係で駆動される。例えば図３に
示されるように、ある時点で、巻線Ｕは比較的に小さい
負電流であり、同時に巻線Ｖは最大電流であり、巻線Ｗ
は中間の負電流である。知られているように、１セット
につき６巻線の多重のセットも可能である。

【００１３】２次側１８は一般的には導電スプリットか
らなり、そこで２次電流は磁界によって形成され、導電
スプリットは磁気帰還を有する。この磁気帰還は、発明
の如何なる実施において、リニアモータ１次側（例えば
巻線２０と２１の極間の磁束に２次側１８はその上に配
設された光学的なエンコーダ（図示されていない）を有
し、そのエンコーダスプリットはパルスラインを有して
コンピュータ３０に供給する光検出器２８を用いること
ができる。一定時間（この実施例においては１ミリ秒で
ある）にわたってライン２９に与えられたパルスの数は
その時間に走行した距離を示し、それ故にドアの速度を
示すものであり、その集成はドアの電流値を示すもので
ある。以下に図６−１１に関して述べられているよう
に、コンピュータ３０は、力指令を導きだすためにこの
情報を使用する。この力情報はドアの位置運動プロフィ
ルに対する所望の速度を達成し、かつこれを、図１２に
関して十分に述べられているドライバ３１における正負
を電圧選択的にオン，オフさせる。ドライバ３１によっ
て供給された電圧は、図３に示されているような所望の
電流を生じさせる。知られているように、片側のリニア
インダクションモータには、リニアフォースよりも２か
ら５倍の正常な力なくしてはリニアフォース（図１に示
すようにその一つは２次側を左と右とその逆に動かす）
を供給する事ができない。ノーマルフォースは１次側で
ソレノイドを動作させ、そして２次側の磁性物質を１次
側の方に引き付ける。技術分野において、リニアフォー
スは、そのような結果を生じさせる１次巻線における交
流電流の周波数と振幅を選択することによって、所定の
加速度を与えるために選択されていた。１次側の巻線に
おける電流の周波数と振幅の作用として示すために、ノ
ーマルフォースとリニアフォースの関係が図４にごく粗
雑に示されている。種々の組合せによりリニアフォース
を供給する周波数と振幅を選択することによって、リニ
アインダクションモータを使用するにあたって、最大電
気効率が与えられる。

【００１４】図５は、リニアインダクションモータを駆
動するために使用できるＡＣ電流の典型的な正弦波を示
す。正弦波に示されるように、段階をもって総合的に正
弦波を発生させることは知られており、その大きさは、
ステップの周期の間、正弦波の平均の大きさである。一
定の大きさは（図５には示されていないが、正弦波の最
大の大きさに等しい）が、正弦波上に示されているステ
ップに対応する値に等しい期間（ここでは１ミリ秒）の
平均の大きさを生成するために選択された期間に巻線に
導入されるところの従来のパルス幅変調が示されてい
る。実施例においては、０と１ミリ秒間で変化するパル
ス幅の代わりに、０と６４マイクロ秒間で変化するパル
ス幅が用いられており、一つのミリ秒間を通して得られ
る同じパルス幅である。

【００１５】それゆえに、１１°でおおよその正弦波を
得るために、第２の一つのミリ秒期間の５０ミリ秒の間
に、２０ヘルツの駆動電流と約１２マイクロ秒の１６パ
ルスの各々が図５の中央に示されている。同様にして、
各々１９５°で１６マイクロ秒の期間を持つ１６パルス
の負電圧が巻線に印加される。かくして、巻線における
電流は、所望の電流（すなわち力）倍の正弦駆動関数に
沿った現時点での正弦角の関数であるところの如何なる
一つのミリ秒期間における期間に対する固定振幅電圧
（それは発明による装置のライフサイクルを通して不変
である）を印加することによって、本実施例によって達
成される。その巻線における電流は３つの巻線（図３に
おけるように）間で１２０°だけ分離されている。本実
施例においては、ノーマルフォオースが時計回りトルク
をオフセットするために用いられ、その時計回りトルク
は、ドア１７の右上コーナ上の右方向の力であり、ドア
が開き始たとき、ノーマルフォースの結果として、リニ
アインダクションモータ１次側１９方向の垂直な力を与
えることによって、ドアの中心の重力についての反時計
方向のトルクである。これの全ては上述の従来の米国出
願において述べられている。

【００１６】図６と７を参照すると、各ミリ秒リアルタ
イムインタラプトがエントリポイント３４を通して一つ
のミリ秒に達するように与えられる。第１のテスト３５
は、ランプダウンフラグがセットされるか否かを決定す
る。これは、ドアが十分に開くか十分に閉じた時に、セ
ットされるフラグであり、かつ以下に図１０に関して充
分に説明されているように、ドッロピングを避けるため
に、残留電圧がゆっくりと下降方向ランプで減少する期
間を規定する。ドアが開いたときと閉じたときは何時で
も、フラグ３５はセットされ、テスト３５の結果は、肯
定的である。しかし、ほとんどの時間、フラグはセット
されず、テスト３５の否定的な結果は、ドアが充分に閉
じられたか否かを決定するためにテスト３６に至る。こ
の実施例で考えられているように、テスト３６は完全な
ドアの閉を示す正常なエレベータドアの物理的なスイッ
チにもとづいている。しかしながら、ドア位置または完
全に閉じられたドアの他の表示器を必要ならば用いるこ
とができる。

【００１７】通常の場合には、着床の場合よりも他の場
合であり、ドアは充分に閉じられる。そのような場合
に、テスト３６の肯定的な結果は、エレベータ制御装置
によってドア開指令信号がドア制御装置に送られたかを
見るために、テスト３７に至る。ドアが充分に閉じられ
（テスト３６）かつドアを開く指令（テスト３７）がな
ければ、図６と７の一つのミリ秒インタラプトルーチン
は終了し、コンピュータは戻り点３８ａを通して他のプ
ログラミングに帰る。結局、エレベータは着床に近くな
り、着床領域内になるとドア開がドアコントローラに供
給され、テスト３７の結果が肯定的になる。これによ
り、以下に述べるように使用されるドア開フラグをセッ
トする一対のステップ３８，３９に至り、１．５ミリ秒
計時は、ドア操作が完全であるべきときに決定するのに
使用されるものであり、この実施例においては、ドアが
おおよそ５５ｃｍ動き約１．４秒後に充分に開かれる。
勿論、このタイミングは、本発明が適用される特殊なド
ア操作システムに適するどのような場合にも調整できる
ものである。

【００１８】１．５秒計時はドアが閉じている間２．５
秒のタイムアウトが開始され、それゆえに、ここでは、
２．５秒計時および１．５／２．５秒計時と呼ばれてい
る。指令と１次側１９への印加電圧を公式化するための
実際の処理はエンコーダカウンタのパルスカウンタにお
けるステップ４２で始まり、このエンコーダカウンタは
ライン２９（図１）上の光学的位置センサパルスによっ
て進められ、『カウント』と呼ばれる言葉で記憶されて
いる。それから、そのカウンタは、ステップ４３におい
てその後直ちに更新を始るために一つのミリ秒カウンタ
で再開始される。ステップ４４は一つのミリ秒周期にわ
たって速度定数倍（ｋｖ）カウントして、ドアの平均速
度を計算する。古い位置（一つのミリ秒期間のスタート
であった場所）を、現在の一つのミリ秒の間に得られた
位置で位置定数（ｋｐ）倍のカウントである位置におけ
る偏差の調整された指示に加える事によって、ステップ
４５はドアの現在の位置を決める。

【００１９】それから、ステップ４６において、古い位
置は新しい位置に等しくなるように更新される。サブル
ーチン４９は、前述の出願中のものと同じように、ドア
位置の関数としての速度プロフィルを生じさせる方法に
おいて、ドア開定数（ｋｏ）を用いる速度指を令発生す
る。このプロフィルは図１においてドアのリーディング
エッジに渡って上書きして示されている。通常の方法で
は、速度エラーは、ステップ５０において計算された速
度指令と現在の速度（ステップ４４において決定され
た）との差として取られる。

【００２０】それから、力指令はサブルーチンにおい
て、比例定数（ｋｐ）と積分定数（ｋｉ）を用いる速度
エラーの比例と積分関数として発生する。力指令は周知
の方法でローパスウオシュアウトフィルタサブルーチン
を通して処理され、フィルタされた結果は、ステップ５
３において振幅定数（ｋａ）によって掛算され、これに
より、所望の速度においてリニアモータを駆動するため
に選ばれた振幅と周波数の関係により所望のリニアフォ
ースを得るのに必要な電流を示す振幅ファクタを発生す
る。

【００２１】周知のように、リニアインダクションモー
タは、導電２次側１８において２次電流を発生させる磁
界を確立するために、磁化電流を発生させる磁界を確立
するために、磁化電流を必要とする。これは１次側１９
の各巻線Ｕ，Ｖ，Ｗ用の一定の交流電流である。この電
流はリニアフォースを有する方形波であり、二つのもの
は、サブルーチン５５において矩形の和の平方根として
結合される。磁化電流の大きさが一定であり、かつ一つ
のミリ秒インタラプトルーチンの全ての動作が同じであ
るので、ステップ５４において発生するパルス幅の大き
さの数に等しい数が容易に蓄えられ、サブルーチン５５
からの出力フローとしての数に関連したパルス幅が生じ
る。

【００２２】本発明によれば、磁化電流の大きさは、最
大電流効率を達成するために用いられた従来のものの略
４分の１にできる。本実施例においては、これは約３２
のパルス幅カウントとして表現される。サブルーチン５
５が完成された後に、プログラムは、図７に示すよう
に、変換点５６を通して、位相部分に進む。

【００２３】図８において、第一のステップ５９は、ス
テップ５４（図７）において発生したカウントとして、
力誘導振幅が８に等しいか又は大きいかを決定する。図
３に示すように関数としての所望のすべり周波数の直線
近似の第１のブレーク点であり、図１に点線カーブで示
されている。しかしながら、ドア操作のためには、図１
４において実線で示されている直線近似は充分であるこ
とが決定されている。これは単に処理を簡単にするに過
ぎない。

【００２４】しかし、本発明の実施にあたって所望なら
ば、表または平方根式計算を用いることができる。Ｐ，
Ｗ，Ｍ値が８に等しくないか大きくなければ、所望のす
べり周波数８に対する４Ｈｚの直線傾斜であり、そして
ステップ６０において発生される。しかしカウントが８
より大きければ、テスト５９の肯定的な結果は、カウン
トが１２８に等しいか大きいかを決定するためにテスト
６１に至る。そうであれば、ステップ６２に至り、１８
Ｈｚのすべり周波数を発生する。しかし、カウントが８
と１２８の間であれば、テスト６１の否定的な結果はテ
スト１６１に至り、そこで４Ｈｚプラス倍のＰ，Ｗ，Ｍ
マイナス８カウントに等しくなるようにセットされ、図
１４の実線に従う。

【００２５】そのようにして発生したすべり周波数は、
リニアインダクションモータの２次と１次との間のすべ
り周波数であり、それは知られているように、所望の方
法における１次側により２次側を動かす吸引力を発生さ
せるために必要である。１次側において発生したそのよ
うな周波数は、ドアが一旦開けば、ドアの運動により効
果的でなくなる。換言すれば、力を生み出すのに必要な
位相変化は、１次側に対して２次側の運動から生じるも
のに加えられなければならない。

【００２６】このような状況を調節するために、２次と
１次間の速度に関連した位相ファクターは、速度定数
（Ｋｖ）倍の速度として、ステップ６７において発生さ
れ、巻線間の空間ユニットに対して６０電気角度の比で
あり、実施例では１６ミリメートルのオーダである。す
べり周波数位相は、ステップ６８において、サイクルに
つき３６０°の関係で発生する。総合位相は、ステップ
６７と６８にで発生した位相の和として、ステップ６９
において誘起される。現サイクル間に達成される実際の
位相は、総合位相とともに図５の正弦波に沿って前以て
なされた位相の和であり、ステップ７０において確立さ
れる。そして、ステップ７０の現在の位相はステップ７
１における次の一つのミリ秒インタラプトサイクルのた
めにセーブされる。

【００２７】図３について述べたように、三つの巻線に
対する位相は各瞬間で同じ状態にある。ステップ７０で
発生した位相はステップ７３における巻線Ｕの位相であ
り、必要なら他の位相についても得る事が出来る。テス
ト７４では、ドアの力が、ステップ５３の振幅の関数と
して、正又は負（開又は閉）あるか否かを決める。ドア
が開であれば振幅は正であり、巻線ＶとＷは、ステップ
７５と７６において、本実施例では、１２０°と２４０
°進みとして確立される。他方、ドアが閉で力が負であ
れば、テストの結果は巻線ＶとＷを位相Ｕから−１２０
°と−２４０°の遅れ（後退）となる。図９における巻
線Ｕに関連する１ミリ秒インタラプトルーチンは変換点
７９を通して到達する。

【００２８】図９において、巻線Ｕの位相はテスト８４
と８５によって０と３５９°の間で正常化される。巻線
Ｕのパルス幅はステップ５５のＡＣ振幅としてステップ
８６において確立される。ステップ５５はパルス幅カウ
ントとして表現されている。

【００２９】図１５に、巻線Ｕの駆動電流が実線で示さ
れている。どのような理由（おそらく隣接する極磁界と
磁気ヒステリシスに関連した）であろうとも、駆動電圧
の正弦波の正から負へのクロスオーバは、負から正と同
様に、閉電流ループ制御によって補償されなければ、電
流遅れをもたらすことが知られている。本実施例におい
ては、モータの実際の電流を示す電流フィードバックは
なく、ゼロクロッシングで起る電流遅れの修正はできな
い。従って、本発明によれば電流遅れは、（各ドアの開
閉操作を通して各クロスオーバに従う）最初の２，３サ
イクルで電圧ブースト（昇圧）を行うことによって基本
的に低減される。これを達成するために、ゼロクロスが
検出され、フラグがセットされ、次の数サイクルで最大
極幅の分数が、これらの数サイクルの間のパルス幅に等
しいカウントを加えることによって印加される。

【００３０】図９において、テスト８７はゼロクロスフ
ラグがセットされたか否かを判定する。クロスオーバに
従う２，３サイクルを除いてＵ相用の位相の三角正弦波
が正または負の数であるか否かを判定するために、フラ
グがセットされ、否であればテスト８８に至る。もしそ
れが正の数であれば、テスト８８の結果は肯定的であ
り、次のミリ秒サイクルにおけるＵ巻線の移相が正符号
であったか否かを判断する。もしそれがそうであれば、
ゼロクロスオーバでなく、ステップ数はバイパスされ
る。しかし、前のサイクルが負であれば、図４ではそう
であるが、テスト８９の否定的な結果により、ステップ
Ｓ９１に至る。ステップ９１は、ゼロクロスフラグをゼ
ロに等しくなるようにセットする（昇圧信号が印加され
る２，３サイクルをカウントするために）。

【００３１】そして、ステップ９３では、Ｕ巻線の位相
の正弦波が次のサイクル（正弦波位相Ｕ）において使用
するために記憶される。それから、巻線Ｕ用のブースト
数は、ステップ９８において、指数関数倍の分数として
発生し、そのＫｂは、例えば６０と９０、または本実施
例においては７５のカウントである重要な分数である。
分数はブーストが印加されるべきサイクル数であり、そ
れは４から８又はＵカウンタ（ステップ９２において０
ではじまる）の設定をマイナスするものであるが、この
実施例においては７５のカウントである、１／２と２の
間であってもよい。指数（Ｋｂ）は１つであってもよ
く、本実施例の例で示されるように、必要なこととは、
巻線における電流が実際に正弦波に近くなるように、ス
テップ７８のパラメータを工夫することである。

【００３２】一旦ブーストファクターがステップ９８に
おいて発生すると、Ｕカウンタの値はステップ９９にお
いてインクリメントされる。それから、テスト１００に
よってＵカウンタが設定６に進んでいるか否かを判断す
る。ゼロクロス後に第１のサイクルにおいて６にはセッ
トされず、ステップ１００の結果が否であればステップ
１０１に至る。ステップ１０１では、Ｕ巻線用のパルス
幅値（ステップ８６において設定された）はステップ９
８で計算されたブースト値に加えられる。

【００３３】図１５に見られるように、もし、指数（Ｋ
ｂ）が所定値以下でなければ、ゼロクロス後の第１のミ
リ秒の間、ブースト値は、（Ｋｂ）の十分な値例えば７
５カウントになる。クロスオーバにつづく第２のミリ秒
サイクルではステップ８８の分数は４／５になり、第３
のサイクルにおいては３／５になり、そのようにして第
５のサイクルでは０である。それからＵカウンタはステ
ップ９９において６にインクリメントされ、テスト１０
０の肯定的な結果は、ゼロクロスフラグがセットされて
いるステップ１０２に至る。これにより、前述のよう
に、テスト８８−９０においてプログラムがゼロクロス
を探すことができる。

【００３４】巻線Ｖ用のサブルーチン１０３と巻線Ｗ用
のサブルーチン１０４は、巻線Ｕに関して述べたステッ
プおよびテスト８４−１０２と同じであり、実行され
る。これが完成されると、ミリ秒インタラプトルーチン
のランプダウン部分が変換点１０５を通して図１０に至
る。

【００３５】図９において、第１のテスト１０７はドア
が閉じられたか否かを判断する。このフラグは、ドアが
閉じられたときにセットするだけである。フラグがセッ
トされないと、テスト１０７の結果が否であり、テスト
１０８に至り、１．５／２．５秒クロックがタイムアウ
トしたか否かを見る。一般の場合においては、ドアが開
くにつれて、タイムアウトでなく、１ミリ秒インタラプ
トルーチンの終わりになり、他のプログラミングは戻り
点１１０を通して戻る。

【００３６】ドアが開かれるか又はドアが閉じられてい
る時は、開閉後の１１／２秒サイクル（図６）後に１．
５／２．５秒クロックはタイムアウトし、テスト１０９
の結果が否であればステップ１１１に至る。ステップ１
１１ではフラグをセットし、一連のステップ１１２−１
１４では、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗのパルス幅値が１つのカウン
トによってデクリメントされる。ランプダウンフラグは
前述したように、ミリ秒インタラプトルーチンの束がバ
イパスされるべきか否かを決定するのに用いられる。デ
クリメントの後、各パルス幅はステップ１１５−１１７
においてゼロまで減少したか否かをテストされる。いず
れかの値がゼロでなければ、結果は否となり戻り点１１
０に至る。

【００３７】次のミリ秒インタラプトにおいて、ルーチ
ンは図６のエントリ点３４に至る。ランプダウンフラグ
が、１．５秒タイムアウトの結果として、変換点１０５
にセットされているので、テスト３５の結果が正であれ
ば図１０におけるミリ秒インタラプトルーチンのランプ
ダウン部分に直接に至る。１．５／２．５秒クロック
は、それがドアが動いている期間を通して続くときを除
いて、常にタイムアウト状態であり、テスト１０９の結
果が正となりステップ１１１−１１４に至る。ステップ
１１１−１１４ではランプダウンフラグが余分にセット
されており（何も害することなく）、パルス幅が再び決
定される。

【００３８】テスト１１５−１１７ではパルス幅の全て
がゼロまで減少しているか否かを判断する。最初は、ス
テップ１１５−１１７は戻り点１１０には至らない。続
くミリ秒期間において、ミリ秒インタラプトルーチンは
再びエントリ点３４を通して図６，７に至り、テスト５
の肯定的な結果はランプダウン切換点１０５に至り、再
びテスト１０９に至る。

【００３９】値が、１．５秒の末期にそれらを有するも
のがなくても、この実施例において使用される最大カウ
ントは常に２５６以下であるので、それらは２５６ミリ
秒以内にゼロまで減少する。ある時点（一般には１．５
秒タイムアウトの後の２，３サイクル以内）でパルス幅
値の全てがゼロまで減少し、テスト１１４−１１６の一
連の肯定的な結果はテスト１２０に至り、このテスト１
２０で、ステップ３８におけるドア開フラグセットをテ
ストすることによってドアが開いているか否かを判断す
る。

【００４０】ドアが開いておれば、フラグがセットさ
れ、テスト１２０の結果が正であれば、ステップ１２１
に至りドア開フラグをリセットするとともに、ステップ
１２２に至りドアオープンフラグをセットする。ドアオ
ープンフラグは、ドアが開いていることを示し、以下に
より充分に説明するように、ドア閉指令がエレベータ制
御装置から受けられるまで残る。ステップ１１２−１１
４におけるカウントをランプダウンする必要がないの
で、ステップ１２３でランプダウンフラグをリセット
し、ステップ１２４でドア閉フラグをリセットする。

【００４１】ドア閉フラグの目的は以下に述べるが、別
に害はない。それから、コンピュータは戻り点１１０を
通して他のプログラミングに帰る。

【００４２】ステップ１２３でダウンランプフラグがリ
セットされると、ミリ秒インタラプトが生じる次の時間
に、テスト３５，３６および１０９はテスト１２７に至
り、ドアオープンフラグがセットされたかどうかを判断
する。それは、ステップ１２２でセットされているの
で、ルーチンはステップ１２８におけるドア閉指令を探
す。ドアが開で乗客が出入りする間（エレベータ制御装
置とエレベータかご内のドア開ボタンによってある期間
が決められる）、ドア閉指令はなく、テスト１２８の結
果が否であると戻り点１２９を通して他のプログラミン
グに逆戻りさせる。

【００４３】結局、エレベータ制御装置はドアが閉じら
れることを指令し、ミリ秒インタラプトはテスト１２８
の肯定的な結果を検出してステップ１３０と１３１に至
る。ステップ１３０はドアオープンフラグをリセット
し、ステップ１３１は２．５秒クロックを始める。これ
はドア閉操作の始まりである。ドアが閉じる時、安全面
からドアの総合慣性を制限する必要から、ドア閉には２
パルス秒を要する。ドアが閉じている限り、各サイクル
において、ステップ１３２では、２つのドア間の光線を
しゃ断することによって乗客がドアを反転させ、シュー
を安全に操作したかどうか等を判断する。ドアの反転が
生じると、ドア閉操作は、失敗し、ドア開操作が始ま
る。反転が生じる時はいつでも、ドア開操作のための図
６−９に関して上述した信号処理が遂行される。ルーチ
ンが位置ループであるから、このポーズは全く問題では
なく、それはドアがインである位置で閉操作を拾い上げ
る。ある大きな位相の増加，速度エラーなどがあり得
る。しかし、これは単に適正なドア開ルーチンに復帰す
る結果にすぎない。

【００４４】ドアの反転が無ければ、テスト１３２の結
果は否であり、ステップ１３５−１３９に至る。ステッ
プ１３５−１３９は、速度と増加した位置が負（閉方向
に対して）であることを除いて、ステップ４２−４６と
同じである。サブルーチン１４０は、閉定数（ＫＣ）
と、最大位置と電流位置間の差の関数として、負の速度
指令を発生し、その外はサブルーチン４９と同じであ
る。それから、ステップおよびサブルーチン５０−５５
は、（パルス幅を示すカウントとして表現された）ＡＣ
振幅と一致する前に、実行される。

【００４５】図８において、同じステップおよび５９−
７３が、これらは方向検出でないので、前述のようにド
ア開操作として実行される。テスト７４はステップ５３
の振幅が正であることを判断し、テスト７４の結果が否
であればステップ７７，７８に至り、巻線Ｕの位相から
−１２０°および−２４０°である巻線ＶおよびＷの位
相を発生する。

【００４６】図９において、ステップおよびテスト８４
−１０２とサブルーチン１０３と１０４は、開方向につ
いて前述したように、閉方向が同じである。図１０を通
しての第１のパルスにおいて、ドアは単に閉じ始めかつ
まだ閉じられていないので、ドア閉フラグはセットされ
ない。１．５／２．５秒タイムアウトは生せず、テスト
１０８の結果が否となり、戻り点１１０を通して他のプ
ログラミングを反転させる。

【００４７】次のミリ秒期間において、ミリ秒インタラ
プトプログラムがエントリ点３４を通して図６，７に至
る。この場合に、テスト３５，３６，１０９および１２
７の結果が正であればテスト１３２は反転があったか否
かを判断する。反転が無ければ、ミリ秒ルーチンが実行
される。これは、図１０の肯定的な結果に示されている
ように、最終的に１．５／２．５秒クロックタイムアウ
トまで発生し続ける。それから、ランプダウンフラグは
ステップ１１１でセットされ、３つの巻線用のパルス幅
値の判断とテストがステップ１１２−１１４とテスト１
１５−１１７において行われる。

【００４８】１．５／２．５秒クロックがタイムアウト
した後のあるサイクル後、パルス幅はゼロまで減少して
おり、テスト１１５−１１７の結果が正であればテスト
１２０に至る。この場合、ドアが閉じているので、ドア
開フラグはセットされず否となりステップ１４３に至り
ドア閉フラグを設定する。このフラグは、図１０のルー
チンと、全てのエレベータに共通にドアが完全に閉ざさ
れていることを示す物理的なスイッチとの間の同期を単
にとらせるのに用いられる。そのスイッチの設定はテス
ト１４４において決定される。ミリ秒インタラプトルー
チンを通す次のパスにおいて、ランプダウンフラグ（図
６，７）とドア閉フラグ（テスト１０７，図１０）はテ
スト１４４に至る。

【００４９】物理スイッチまで閉じていなければ、テス
ト１４３の結果は否となり戻り点１１０に至る。結局、
ドアが完全に閉ざされたスイッチは閉ざされ、テスト１
４４の結果が正であればステップ１２３，１２４に至
る。テスト１２３ではランプダウンフラグはリセットさ
れ、ステップ１２４ではドア閉フラグ（ステップ１４３
でセットされた）はもちろんリセットされる。ドア開操
作が無関係である末期にドアフラグは当然にリセットさ
れることに注意すべきである。

【００５０】ミリ秒インタラプトルーチンは、巻線Ｕ，
ＶおよびＷ用の各々の２つの数を持っている。これらの
数の１つはステップ８６において発生したパルス幅であ
り、図９のステップ１０１において検討され、他の数は
位相であり、この位相は図９のステップ８４およびテス
ト８４，８５によって正常化される。モニタ巻線が位相
はパルス幅を発生するときに用いられ、全ての位相は、
モータ巻線が駆動正弦波の正又は負の半サイクルで駆動
されるべきであるか否かを判断するために、三角正弦波
である。

【００５１】図１１において、６４マイクロ秒インタラ
プトルーチンは、エントリポイント１４５を通して至
り、一連のステップ１４６−１４８はＵ，ＶおよびＷ巻
線の各カウンタを、各巻線用のステップ８６と１０１に
おいて発生したパルス幅に設定する。それから、Ｕ巻線
の位相の三角波形正弦波の信号はテスト１４９において
テストされる。信号が正であれば、このことは正電圧が
リニアインダクションモータの１次側１９（図１）の
（２０，２１，図２）に示すＵ巻線に印加されるべきこ
とを意味する。これはステップ１５０によって成し遂げ
られるものであり、ステップ１５０ではライン１５２上
の一定の正電圧（図１３）スイッチ１５３を通してフィ
ルタ１５５の入力端子１５４（Ｕ巻線に関して）に接続
する。他方、テスト１４９がＵ巻線の位相の記号が正で
ないと決定すれば、ステップ１５６は端子１５４に至
り、スイッチ１５８を通して電源１５７から一定の負電
圧を印加させる。同様にして、図１１におけるテストお
よびステップ１６１−１６６は正又は負の電圧をスイッ
チ１７１−１７４を通してライン１５２，１５７上の電
源からフィルタ１５５の他の端子１６９，１７０に印加
させる。図１１において、すべてのカウンタがセットさ
れ３つのスイッチがターンオンした時、他のプログラミ
ングは戻り点１７５を通して戻される。

【００５２】フィルタ１５５は、この実施例において
は、スイッチ１５３，１５８，１７１−１７４とリニア
インダクションモータ１次側１９間に配設されている。
フィルタは、対の巻線（Ｕ，Ｖ；Ｖ，Ｗ；Ｗ，Ｕ）を介
してデルタ接続された３つのコンデンサ１７７−１７９
からなる。各スイッチと対応する巻線間で、コイル１８
０−１８２はコンデンサ１７７−１７９がスイッチ１５
３，１５８，１７７−１７４を介して短絡するのを防
ぐ。フィルタ１５５のコンデンサとコイルは、約１４０
ヘルツ以上の周波数を減衰するローパスフィルタとなる
ように選ばれ、１４０ヘルツ以下の周波数は人間に聴こ
えないので、このブレークポイント周波数が選ばれる。
フィルタ１５５は基本的なドア電流周波数のハーモニッ
クスをフィルタアウトする。このドア電流周波数は図５
において２０ヘルツが示されているが、本発明において
は０と２４ヘルツ間の範囲でもよい。

【００５３】図５に示すように、各巻線は、ミリ秒期間
内に一連の約１６パルスが与えられ、それぞれ、特殊な
巻線に高周可能な正弦波振幅を示すパルス幅を有する。
これらのパルス幅のタイミングはＵ，ＶおよびＷカウン
タがテクリメントされることによってとられ、図１１の
ステップ１４６−１４８において正しいパルス幅がセッ
トされている。それらが、ゼロまで減少した時、例えば
図１２に示されているＵ巻線用のＵカウンタインタラプ
トのような関連するインタラプトを生じさせる。パルス
幅がＵ巻線用に完成すると、Ｕカウンタはエントリ点１
８５を通してインタラプトを図１２に至らせ、一連のス
テップ１８６，１８７はプラスＵスイッチ１５３とマイ
ナスＵスイッチ１５８をオフにし（１つがオンであって
も）、それから戻り点１８８を通して他のプラミングに
反転させる。同様なカウンタインタラプトルーチン（図
示されていない）がＶ巻線用およびＷ巻線用として設け
られている。

【００５４】本実施例において、リニアインダクション
モータの巻線に流れる正弦波電流はパルスからなる電圧
波形によって表される。パルスの全ては同じ大きさを有
しているが、幅は正弦に沿った点の最大値の正弦角を示
している。

【００５５】ミリ秒制御期間に対応する５０ヘルツでも
異なった周波数を除いて、電圧波形は同じ種類のパルス
幅変調である。必要ならば、電圧波形は純正弦波形であ
ってもよい。本発明は可変電圧，可変周波数リニアイン
ダクションモータエレベータかごドアシステムのオープ
ン電流ループ操作を向上させるのに用いることが出来
る。本実施例においては、巻線に流れる電流の性能を高
めるために用いられる他の電圧成分はここで「ブース
ト」として呼ばれている他のディジタル幅成分であり、
各制御サイクルにおけるパルス幅の全てに適用されてい
る。他の電圧成分として、巻線における正弦波電流を得
るために、純正弦波電圧を用いているシステムでは純電
圧の大きさであってもよく、または他の実施例における
適正な種類のパルス幅成分であってもよい。

【００５６】前述したことは、本発明は実行するために
用いることができる、物理的装置と論理的および演算的
機能を、簡単に述べたものである。ロジックフローは、
本発明を実施するのに用いられるべきコンピュータソフ
トウェアと文字的に同等なものであるとすべきでなく、
むしろ、良く知られているプログラム技術で実施できる
実施例の一例を示すものである。本発明は、単に、例示
の目的のための特殊な数および値について述べているに
すぎない。明らかに、如何なる実施例においても本発明
を使用することの利益を大きくするために述べられたよ
うに、他の数と値を用いることが出来る。ここに述べら
れたルーチンにおける数点での計算の代わりに、表を用
いることもできる。この発明は、１次側に垂直な極を有
し、水平な２次側を有するリニアインダクションモータ
を使用するものについて述べている。この本発明は、例
えば水平な極と１次側から水平に配置した２次側を有す
る他のタイプのリニアインダクションモータにとって
も、もちろん、有用である。

【００５７】かくして、本発明は、代表的な実施例につ
いて図示および説明されているが、発明の思想と範囲か
ら逸脱することなく、前述および種々の他の変形、省略
および追加することは当業者にとって理解されるべきで
ある。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、リニアインダクション
モータにおける所望の巻線電流を得るために発生した電
圧によってリニアインダクションモータを駆動できる。
一方電流フィードバックセンサ又は制御を必要とするこ
となく巻線の基本的な所望の電流であることを確認す
る。それにより、本発明によれば、知覚的又は視覚又は
聴覚の変則性がなく、非常に低コストで円滑なエレベー
タドア操作を遂行することが出来る。

【００５９】また、本発明の他の目的、特徴および利点
は、添付図面に示されているような実施例の詳細な説明
から明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による、リニアインダクション
モータを用いた、エレベータドア操作システムの簡略化
された一部破断概略図。

【図２】図１のリニアインダクションモータにおける巻
線の概略図。

【図３】図２における３巻線の電流関係の波形図。

【図４】図１のリニアインダクションモータにおける電
流の周波数と振幅の関係としての通常の力とリニアの力
を示す波形図。

【図５】制御サイクル内のパルス幅を示す、時間ベース
にもとづく一連の波形図。

【図６】図１のコンピュータ内で用いられる１つのミリ
秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。

【図７】図１のコンピュータ内で用いられる１つのミリ
秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。

【図８】図１のコンピュータ内で用いられる１つのミリ
秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。

【図９】図１のコンピュータ内で用いられる１つのミリ
秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。

【図１０】図１のコンピュータ内で用いられる１つのミ
リ秒インタラプトルーチンのロジックフロー図。

【図１１】図１のコンピュータにおいて用いられる６４
ミリ秒インタラプトのロジックフロー図。

【図１２】図１のコンピュータにおいて用いられる巻線
Ｕ用のパルス幅カウンタインタラプトのロジックフロー
図。

【図１３】図１のリニアインダクションモータのフィル
タとその巻線との接続を含む、図１のドライバーのブロ
ック図。

【図１４】所定の力を供給するのに必要なすべり周波数
図。

【図１５】本発明によるブーストを示す簡略化された波
形図。

【符号の説明】

１７…エレベータドア １８…リニアインダクションモータの２次側 １９…リニアインダクションモータの１次側 ２０〜２５…巻線 ２８…光検出器 ２９…ライン ３０…コンピュータ ３１…ドライバ １５５…フィルタ

フロントページの続き (72)発明者 トーマス エム．マックヒュー アメリカ合衆国，コネチカット，ファーミ ントン，タンクシス ヴィレッジ 132 (72)発明者 エドワード イー．アヒジャン アメリカ合衆国，コネチカット，ウエスト ハートフォード，メイプルウッド アヴ ェニュー 65 (72)発明者 ジェロウム エフ．ジャミネット アメリカ合衆国，コネチカット，サウス ウインザー，バーチ ロード 59 (72)発明者 トーマス ヒー アメリカ合衆国，コネチカット，ユニオン ヴィル，ウッドサイド ドライブ 54 (72)発明者 トーマス エム．コワルツィク アメリカ合衆国，コネチカット，ファーミ ントン，シカモア レイン 15 (72)発明者 リチャード イー．キューラック アメリカ合衆国，コネチカット，ブリスト ル，アルドボーン ドライブ 80 (72)発明者 デイヴィッド ダブリュー．バーレット アメリカ合衆国，コネチカット，イースト ハートランド，ペル ロード 29

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エレベータドアに所定の運動を行わせる
   ためにリニアインダクションモータの巻線に流れる正弦
   波電流を示す制御波形を発生し、 前記制御波形の各ゼロクロスに直ちにつづく前記制御波
   形に対する他の成分を供給するとともに、前記制御波形
   に応答して前記巻線を電流源に接続する、ことを特徴と
   する、 エレベータかごのドアを駆動する可変電圧、可変周波数
   リニアインダクションモータの巻線をオープンループ電
   流制御するエレベータかごのドア駆動用リニアインダク
   ションモータの制御方法。
2. 【請求項２】 電圧制御波形が、正弦波形を示すディジ
   タル的に発生したパルス幅変調波形であることを特徴と
   する、請求項１によるエレベータかごのドア駆動用リニ
   アインダクションモータの制御方法。
3. 【請求項３】 前記制御波形が、正弦波電流のサイクル
   に対して、少なくとも３０ディジタルパルス幅期間から
   成り、前記期間の各々が、前記期間の他のパルス幅より
   も異なるパルス幅を有しかつ、 前記供給ステップが、前記正弦波形のゼロクロスにつづ
   く前記期間における他の成分を供給する、ことを特徴と
   する請求項２による、 エレベータかごのドア駆動用リニアインダクションモー
   タの制御方法。
4. 【請求項４】 前記他の電圧成分が、前記制御波形の結
   果として、前記巻線に流れる最大ピーク電流の分数であ
   る前記巻線における電流の大きさに対応する値を有する
   ことを特徴とする請求項１によるエレベータかごのドア
   駆動用リニアインダクションモータの制御方法。
5. 【請求項５】 前記分数が、四分の一から三分の二のオ
   ーダであることを特徴とする請求項４によるエレベータ
   かごのドア駆動用リニアインダクションモータの制御方
   法。
6. 【請求項６】 前記制御波形が、正弦波電流のサイクル
   に対して少なくとも３０ディジタルパルス幅期間を有す
   るディジタル的に発生したパルス幅変調期間であり、か
   つ他の成分が、ゼロクロスにつづく前記期間の第１の期
   間における前記制御波形に応答して前記巻線に流れる最
   大ピーク電流の分数を示す値であり、かつその後に続く
   サイクルにおいて式ｘ−ｎ／ｘによって減少され、ここ
   で、ｘは４と８の間の数であり、ｎは前記第１の期間に
   続く期間による期間の数である、ことを特徴とする、エ
   レベータかごのドア駆動用リニアインダクションモータ
   の制御方法。