JPWO2017103968A1 - エレベーターの制御装置 - Google Patents

Abstract

ガバナの回転に応じた回転数を出力する回転数検知器と、かごの移動に伴って各階床位置に応じて設けられた着床プレートを検出する着床プレート検出器と、回転数検知器および着床プレート検出器の検知結果に基づいてエレベーターの運行制御を行うコントローラとを備え、コントローラは、回転数に基づいて目的階までの残距離を第一の残距離として算出する第一の残距離算出部と、着床プレートを検知した状態から目的階で停止するまでの理想的な残距離を第二の残距離として算出する第二の残距離算出部と、第一の残距離と第二の残距離との差分値からガバナロープの伸び量を推定する伸縮量推定部と、推定された伸び量に基づいて算出した補正値を加算することで第一の残距離を補正する伸縮量補正部とを有する。

Description

本発明は、ガバナロープを用いてかご位置検出を行う際に、ガバナロープの伸縮量を推定して着床制御を行うエレベーターの制御装置に関するものである。

ガバナエンコーダを用いてかご位置検出を行う従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、新たなガバナ速度検出器を追加することなく、ガバナロープの伸縮により生じるガバナエンコーダの誤差の推定を行う技術も検討されている。このような技術としては、着床プレート内をかごが走行した際に、ガバナエンコーダのカウント値に基づいて算出されるかごの移動量と、着床プレートの実際の検知距離とのずれ量から、ガバナロープの伸縮により生じるガバナエンコーダカウント誤差を推定し、この推定結果を着床時の補正量として利用し、着床誤差の低減を図ることが考えられる。

特開２００８−２１３９６７号公報

しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
ガバナロープの伸縮により生じるガバナエンコーダの誤差を推定する技術において、高精度な着床制御を実現させるためには、保守員が実測した着床誤差測定情報を入力する等、特殊なチューニング作業が必要であった。

また、振動の少ない理想的な乗り心地を実現させるためには、エレベーターの着床時における減速度変化に伴う、ガバナロープ伸縮量の変化推移を一致させる必要がある。そして、この場合にも、特殊なチューニング作業を要していた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ガバナロープの伸縮量を考慮した残距離補正を、特別なチューニングや学習操作といった事前作業を行うことなしに実施することのできるエレベーターの制御装置を得ることを目的とする。

本発明に係るエレベーターの制御装置は、ガバナロープとガバナシーブとで構成されたガバナと、ガバナに設けられ、ガバナの回転に応じた回転数を出力する回転数検知器と、建築物の各階床位置に応じて設けられた着床プレートと、エレベーターのかごに設けられ、かごの移動に伴って各階床位置に応じて設けられた着床プレートを検出する着床プレート検出器と、回転数検知器から出力された回転数と、着床プレート検出器による検出結果に基づいてエレベーターの運行制御を行うコントローラとを備えたエレベーターの制御装置であって、コントローラは、着床プレート検出器が着床プレートを検出しない状態から当該着床プレートを検出する状態となったことを進入状態として検知するプレート進入検知器と、回転数検知器から出力された回転数に基づいて目的階までの残距離を第一の残距離として算出する第一の残距離算出部と、プレート進入検知器の検知結果に基づいて、進入状態となってから目的階で停止するまでの理想的な残距離を第二の残距離として算出する第二の残距離算出部と、第一の残距離と第二の残距離との差分値からガバナロープの伸び量を推定する伸縮量推定部と、伸縮量推定部で推定された伸び量に基づいて補正値を算出し、補正値を加算することで第一の残距離を補正し、補正後の残距離を出力する伸縮量補正部とを有するものである。

本発明によれば、ガバナの回転数に応じて算出された第一の残距離と、あらかじめ設定した理想的な残距離に相当する第二の残距離との差からガバナロープ伸び量を推定し、得られた推定量を用いて残距離を補正する構成を備えている。これにより、エレベーター通常サービス時に、理想的な残距離への補正が可能であり、保守員による着床精度向上や振動低減のための特別なチューニングや学習操作が不要となる。

本発明の実施の形態１によるエレベーター制御装置の全体概要図である。 本発明の実施の形態１による残距離算出器の内部構成を示す図である。 本発明の実施の形態１による伸縮量の推定方法に関する説明図である。 本発明の実施の形態２による残距離算出器の内部構成を示す図である。 本発明の実施の形態２による伸縮量の推定方法に関する説明図である。 本発明の実施の形態３によるエレベーター制御装置の全体概要図である。 本発明の実施の形態３による残距離算出器の内部構成を示す図である。

以下、本発明のエレベーターの制御装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は、適宜、簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるエレベーター制御装置を示す全体概要図である。本実施の形態１に係るエレベーターは、乗客が乗るためのかご１と、ロープ２を介してかご１の反対側に設けられた釣合おもり３とを備えている。ロープ２は、巻上機４に掛けられている。そして、巻上機４によりロープ２を巻き上げることにより、かご１を昇降路内で昇降させる。

昇降路の上部には、ガバナ５が設置されている。ガバナ５は、端部がかご１に取り付けられたロープ５ａと、ロープが掛けられたシーブ５ｂとで構成される。ガバナ５には、回転数を検知する回転数検知器６が設けられている。そして、回転数検知器６は、ガバナ５の回転速度に応じて、例えば、パルス出力信号として、回転数に想到する信号を出力する。

昇降路内部には、各階床の着床ゾーンに応じた位置に、着床プレート７が設けられる。なお、着床プレート７は、各階床において、ドアの戸開閉を許可するゾーンであるドアゾーン、リレベルを許可するリレベルゾーン等に対応するように、複数設置してもよい。

着床プレート検出器８は、着床プレート７を検出するハードウェア手段として、かご１に設置される。なお、着床プレート７が、ドアゾーン、リレベルゾーン等、複数設置される場合には、対応する着床プレート検出器８についても、同様に必要数設置する。着床プレート検出器８は、かご１が移動することで、着床プレート７と同等の高さに配置されることで、着床プレート７を検出して、着床プレート検知信号を出力する。

一方、図１に示した本実施の形態１による制御装置９は、プレート進入検知器１０、かご現在位置算出器１１、運行指令演算器１２、残距離算出器１３、速度指令算出器１４、および巻上機制御器１５を備えて構成されている。なお、制御装置９内の各構成要素の処理は、必ずしも個別の機器で構成する必要はなく、同一のマイクロコンピューターによりまとめて処理を行ってもよい。

プレート進入検知器１０は、着床プレート検出器８から出力される着床プレート検知信号に基づき、着床プレート検出器８が着床プレート７を検出しない状態から、着床プレート７を検出する状態となったことを検知する。すなわち、プレート進入検知器１０は、かご１に設置された着床プレート検出器８が、着床プレート７へ進入したか否かを検知する。

かご現在位置算出器１１は、回転数検知器６から出力される回転数と、プレート進入検知器１０から出力される進入検知の信号に基づき、かご１の昇降路内の現在位置を算出する。

運行指令演算器１２は、エレベーターの運行指令を演算するとともに、運行指令と目的階情報とを出力する。

残距離演算器１３は、プレート進入検知器１０からの進入検知の信号と、かご現在位置算出器１１から出力されるかご現在位置と、運行指令演算器１２からの目的階情報および運行指令と、に基づき、目的階までの残距離を算出して出力する。

速度指令算出器１４は、運行指令演算器１２からのエレベーターの運行指令と、残距離算出器１３からの残距離と、に基づき、目的階にかご１を移動させるための速度指令値を出力する。

巻上機制御器１５は、速度指令算出器１４からの速度指令値に基づき、巻上機４を制御する。図示していないが、巻上機制御器１５は、通常、巻上機４の回転数を帰還することによる速度フィードバック制御、巻上機５の電流を帰還することによるインバーターＰＷＭ制御等を行っている。

図２は、本発明の実施の形態１による残距離算出器１３の内部構成を示す図である。残距離算出器１３は、第一の残距離算出部１６、第二の残距離推定部１７、理想残距離記憶部１８、第一の伸縮量推定部１９、第一の伸縮量記憶部２０、伸縮量補正部２１、および第一の加算器２２を備えて構成されている。

第一の残距離算出部１６は、目的階情報のうちの目的階停止位置と、かご現在位置との差に基づき、第一の残距離を算出する。かご現在位置は、かご現在位置算出器１１より、回転数検知器６からの回転数情報に基づいて出力される。すなわち、第一の残距離は、回転数検知器６から出力される回転数情報に基づいて求められる値である。

第二の残距離算出部１７は、目的階情報のうちの目的階検知信号と、着床プレート７への進入検知の情報とに基づき、進入から目的階へ停止するまでの理想的な第二の残距離を算出する。理想残距離記憶部１８には、かご１が理想加減速度で着床する際の理想残距離が、所定時間間隔ごとにあらかじめ記憶されている。

従って、第二の残距離算出部１７は、目的階の着床プレート７への進入が検知された場合には、進入からの経過時間に合わせて、理想残距離記憶部１８に記憶された理想残距離を参照し、第二の残距離として出力する。

第一の伸縮量推定部１９は、第一の残距離と第二の残距離との差からガバナロープ伸縮量を推定する。具体的には、第一の伸縮量推定部１９は、第二の残距離から第一の残距離を引いた値を、ガバナロープ伸縮量の推定量として出力する。

第一の伸縮量記憶部２０は、第一の伸縮量推定部１９から出力される推定量を所定時間間隔でサンプリングし、伸縮量記憶値として記憶する。さらに、第一の伸縮量記憶部２０は、運行指令演算器１２から出力される目的階情報のうちの階情報に基づき、前記伸縮量記憶値を階床毎に関連付けて記憶する。従って、第一の伸縮量記憶部２０は、最下階からのかご１の位置（高さ）に応じて、例えば、最下階からのかご１の高さに比例した量として、伸縮量記憶値を記憶することとなる。

伸縮量補正部２１は、運行指令演算器１２から出力される運行指令のうちのエレベーター起動指令に基づき、エレベーターの走行を検知した場合には、走行開始および進入からの経過時間に合わせて、第一の伸縮量記憶部２０に記憶されている、目的階に応じた伸縮量記憶値を参照し、補正値として出力する。

なお、伸縮量補正部２１は、伸縮量記憶値のサンプリング間の値に関しては、線形補完で求めて出力する。
また、ガバナロープの伸縮は、減速時のかご減速度におよそ比例するように伸縮する。従って、理想的には、補正値も減速度におよそ比例するように印加することが望ましい。しかしながら、構成の複雑化を避ける理由、および停止階に近い位置での残距離の精度が優先されれば問題ないという理由から、伸縮量補正部２１は、目的階の着床プレート７に進入する以前の補正値としては、着床プレート７進入時点の伸縮量記憶値を用いて出力する。

第一の加算器２２は、第一の残距離算出部１６から出力された第一の残距離と、伸縮量補正部２１から出力された補正値とを加算し、残距離として出力する。

図３は、本発明の実施の形態１による伸縮量の推定方法に関する説明図である。図３において、横軸は、時間を示す。

図３の上段に示した図は、かご床停止位置に対するかご１の残距離の時間変化を示す。点線は、第一の残距離、実線は、第二の残距離を示す。黒丸で示したそれぞれの点は、第二の残距離の元となるデータとして、理想残距離記憶部１８に記憶された理想残距離の記憶値を示す。

一方、図３の下段に示した図は、第一の伸縮量推定部１９による推定量を示しており、黒丸の点は、第一の伸縮量記憶部２０に記憶されている伸縮量記憶値を示す。

第二の残距離算出部１７は、図３の時刻０において、着床プレート７が検出された場合には、理想的残距離である第二の残距離を出力する。時刻０における第二の残距離は、かご１の停止位置である着床プレート７の中央位置から端部までの長さと一致する。

第一の伸縮量記憶部２０は、時刻０における第二の残距離から第一の残距離を引いた差分値を推定量として記憶する。

時刻０以降は、時間の経過とともに、かご１が目的階に向かって走行するため、第一の残距離が徐々に減少する。理想残距離である第二の残距離も、同様に、時間の経過とともに減少する。

そこで、第一の伸縮量記憶部２０は、時間経過に伴って、図３の上段の黒丸の点の時点、つまり、第二の残距離が記憶された所定時間間隔に合わせて、第二の残距離と第一の残距離との差分値を、推定量として記憶する。

以上の方法により、本実施の形態１における第一の伸縮量記憶部２０は、ガバナロープ伸縮量としての伸縮量記憶値を、かご１の昇降路内の位置に応じて、格納、または更新することができる。

以上の構成による効果をまとめる。
（効果１）本実施の形態１におけるエレベーターの制御装置は、第一の残距離と第二の残距離との差からガバナロープ伸び量を推定し、得られた推定量を用いて残距離を補正する構成を備えている。これにより、エレベーターの通常サービス時において、理想的な残距離への補正が可能となり、着床精度向上や振動低減のための保守員による特別なチューニングや学習操作が不要となる。

（効果２）本実施の形態１におけるエレベーターの制御装置は、かごが理想加減速度で着床する際の理想残距離を所定時間間隔であらかじめ記憶しておき、この理想残距離となるような補正を行うことで残距離を算出する構成を備えている。これにより、かご１を理想加減速度にて制御することが可能となり、理想的な乗り心地を実現することができる。

（効果３）本実施の形態１におけるエレベーターの制御装置は、ガバナロープ伸び量の推定値を所定時間間隔でサンプリングし、伸縮量記憶値として記憶し、サンプリング間のガバナロープ伸縮量は、線形補完で求める構成を備えている。これにより、伸縮量記憶値を記憶させておく記憶装置の記憶容量が有限であった場合にも、ガバナロープ伸縮量を滑らかに算出可能となり、残距離が不連続化することを防止することができる。

（効果４）本実施の形態１におけるエレベーターの制御装置は、目的階の着床プレートに進入する以前には、着床プレート進入時点の伸縮量記憶値を用い、かごの一定減速時の推定量（伸縮量）を補正する構成を備えている。これにより、目的階の着床プレート進入時の残距離を理想残距離に一致させることが可能となり、理想的な乗り心地を実現することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２によるエレベーター制御装置の全体概要は、先の実施の形態１における図１と同一である。ただし、本実施の形態２における残距離算出器１３ａは、内部構成要素及び信号処理内容が、先の実施の形態１と一部異なっている。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。

図４は、本発明の実施の形態２による残距離算出器１３ａの内部構成を示す図である。残距離算出器１３ａは、第一の残距離算出部１６、第二の残距離推定部１７、理想残距離記憶部１８、第二の伸縮量推定部１９ａ、第二の伸縮量記憶部２０ａ、伸縮量補正部２１、第一の加算器２２、および第二の加算器２３を備えて構成されている。

第一の残距離算出１６、第二の残距離推定手段１７、理想残距離記憶手段１８、伸縮量補正手段２１、および第一の加算器２２については、先の実施の形態１と同一であり、同一符号を付している。

第二の加算器２３は、第一の残距離と補正値を加算して、第三の残距離として出力する。すなわち、第二の加算器２３は、第一の残距離に対して、目的階に応じたガバナロープ伸縮量を加算し、第三の残距離として出力する。

本実施の形態２における第二の伸縮量推定部１９ａは、第一の残距離の代わりに、第三の残距離を入力する。そして、第二の伸縮量推定部１９ａは、第二の残距離から第三の残距離を引いた差分値に対し、所定の係数をかけたものを推定量として出力する。

第二の伸縮量記憶部２０ａは、第二の伸縮量推定部１９ａから出力された推定量を、前回の伸縮量記憶値に加算することで更新し、更新した伸縮量記憶値を記憶する。すなわち、本実施の形態２では、第二の残距離から第三の残距離を引いた値に対し、所定の係数をかけたものを、ガバナロープの前回の伸縮量記憶値に加算して、今回の伸縮量記憶値として記憶する。

図５は、本発明の実施の形態２による伸縮量の推定方法に関する説明図である。図５の横軸は、図３と同様に、時間を示す。

図５の上段に示した図は、かご床停止位置に対するかご１の残距離の時間変化を示す。点線は、第三の残距離、実線は、第二の残距離を示す。黒丸で示したそれぞれの点は、図３同様、理想残距離記憶手段１８に記憶された理想残距離の記憶値を示す。個の第二の残距離は、先の図３で示した値と同一である。

また、図５の中段に示した図は、第二の伸縮量推定部１９ａによる推定量を示す。さらに、図５の下段に示した図は、第二の伸縮量推定手段２４による推定量を前回の伸縮量記憶値に加算することで更新された今回の伸縮量記憶値を示している。より具体的には、点線は、前回の伸縮量記憶値を示し、黒丸の点は、更新後に第二の伸縮量記憶手段２５に記憶される今回の伸縮量記憶値を示す。

図５において、第二の加算器２３によって算出される第三の残距離には、第一の残距離に前回の伸縮量記憶値が加算されている。このため、第二の残距離と第三の残距離との差は小さくなる。すなわち、第三の残距離は、ほぼ理想残距離に近づいていることとなる。

第二の伸縮量推定部１９ａは、第二の残距離から第三の残距離を引いた値に所定係数をかけた値を、推定量として出力する。第二の伸縮量記憶手段２０ａは、図５中の黒丸の点の時点、つまり、第二の残距離が記憶された所定時間間隔に合わせて、推定量に前回の伸縮量記憶値を加算した値を、最新の伸縮量記憶値として記憶する。

以上の方法により、本実施の形態２における第二の伸縮量記憶部２０ａは、ガバナロープ伸縮量としての伸縮量記憶値を、前回の補正量を考慮して算出することで、学習効果を得ることができる。

以上の構成による効果をまとめる。
（効果１）本実施の形態１におけるエレベーターの制御装置は、第一の残距離に目的階に応じた伸縮量記憶値を加算したものを第三の残距離とし、第二の残距離から第三の残距離を引いた値に対し、所定の係数をかけたものを、前回伸縮量記憶値に加算して、最新の伸縮量記憶値を更新する構成を備えている。これにより、所定の係数を適切に決めることで、伸縮量記憶値の学習速度を制御することができる。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３によるエレベーター制御装置を示す全体概要図である。本実施の形態３におけるエレベーターや制御装置９の構成は、外部の大容量記憶装置２４の追加を除いて、先の実施の形態１における図１の構成と同じである。

外部の大容量記憶装置２４は、インターネット等のネットワークを利用したクラウドコンピューティングにより、エレベーターが設置された建築物の外部に設けられる。また、本実施の形態３における残距離算出器１３ｂは、外部の大容量記憶装置２４に対して伸縮量記憶値を送信する。この結果、大容量記憶装置２４は、エレベーター毎にデータを蓄積することができる。

図７は、本発明の実施の形態３による残距離算出器１３ｂの内部構成を示す図である。残距離算出器１３ｂは、第一の残距離算出部１６、第二の残距離推定部１７、理想残距離記憶部１８、第二の伸縮量推定部１９ａ、第三の伸縮量記憶部２０ｂ、伸縮量補正部２１、第一の加算器２２、および第二の加算器２３を備えて構成されている。

図７の構成は、第二の伸縮量記憶部２０ａが、第三の伸縮量記憶部２０ｂに置き換わっている点以外は、先の実施の形態２における図４の構成と同一である。第三の伸縮量記憶部２０ｂは、目的階毎の伸縮量記憶値を、解析用データとして、外部の大容量記憶装置２４に対して定期的に出力する。

以上の構成による効果をまとめる。
（効果１）本実施の形態３におけるエレベーターの制御装置は、外部の大容量記憶装置に伸縮量記憶値を送信し、エレベーター毎にデータを蓄積する構成を備えている。これにより、異なる仕様のエレベーターでのガバナロープ伸縮量に対する情報収集が可能となる。この結果、遠隔での監視、収集データ解析から、ロープ伸縮量の特徴を把握することによる設計へのフィードバック、および保守員に対するメンテナンス情報の提供、が可能となる。

Claims (7)

1. ガバナロープとガバナシーブとで構成されたガバナと、
   前記ガバナに設けられ、前記ガバナの回転に応じた回転数を出力する回転数検知器と、
   建築物の各階床位置に応じて設けられた着床プレートと、
   エレベーターのかごに設けられ、前記かごの移動に伴って前記各階床位置に応じて設けられた前記着床プレートを検出する着床プレート検出器と、
   前記回転数検知器から出力された前記回転数と、前記着床プレート検出器による検出結果に基づいてエレベーターの運行制御を行うコントローラと
   を備えたエレベーターの制御装置であって、
   前記コントローラは、
   前記着床プレート検出器が前記着床プレートを検出しない状態から当該着床プレートを検出する状態となったことを進入状態として検知するプレート進入検知器と、
   前記回転数検知器から出力された前記回転数に基づいて目的階までの残距離を第一の残距離として算出する第一の残距離算出部と、
   前記プレート進入検知器の検知結果に基づいて、前記進入状態となってから前記目的階で停止するまでの理想的な残距離を第二の残距離として算出する第二の残距離算出部と、
   前記第一の残距離と前記第二の残距離との差分値から前記ガバナロープの伸び量を推定する伸縮量推定部と、
   前記伸縮量推定部で推定された前記伸び量に基づいて補正値を算出し、前記補正値を加算することで前記第一の残距離を補正し、補正後の残距離を出力する伸縮量補正部と
   を有するエレベーターの制御装置。
2. 前記第二の残距離算出部は、
   前記かごが理想加減速度で前記目的階に着床する際の理想残距離を所定時間間隔であらかじめ記憶した理想残距離記憶部を有し、
   前記進入状態となってからの経過時間に合わせて、前記理想残距離記憶部に記憶された前記理想残距離を参照し、前記第二の残距離を出力する
   請求項１に記載のエレベーターの制御装置。
3. 前記コントローラは、前記伸縮量推定部で推定された前記伸び量をあらかじめ設定した時間間隔でサンプリングして伸縮量記憶値として記憶する伸縮量記憶部をさらに有し、
   前記伸縮量補正部は、サンプリング間の前記ガバナロープの伸縮量に関しては、記憶された前記伸縮量記憶値を線形補完することで算出する
   請求項１または２に記載のエレベーターの制御装置。
4. 前記伸縮量補正部は、前記目的階の前記着床プレートに進入する以前においては、前記着床プレートへの前記進入状態となった時点の前記伸縮量記憶値を用いて、前記第一の残距離を補正する
   請求項３に記載のエレベーターの制御装置。
5. 前記伸縮量記憶部は、前記伸縮量記憶値を前記着床プレートが設けられた階床毎に記憶し、
   前記伸縮量補正部は、最下階からの前記かごの高さに応じて、前記伸縮量記憶部に記憶された前記伸縮量記憶値を読み出して、前記第一の残距離を補正する
   請求項３または４に記載のエレベーターの制御装置。
6. 前記伸縮量推定部は、前記伸縮量補正部により算出された前記補正値と前記第一の残距離を加算した値を第三の残距離として算出し、前記第二の残距離から前記第三の残距離を引いた値に対し、あらかじめ設定した係数をかけたものを、前回推定した前記ガバナロープの伸縮量に加算することで、最新の伸び量を推定する
   請求項３から５のいずれか１項に記載のエレベーターの制御装置。
7. 前記伸縮量記憶部は、外部の大容量記憶装置に対して前記伸縮量記憶値を送信する機能を有する
   請求項３から６のいずれか１項に記載のエレベーターの制御装置。

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