KR20040016838A - 엘리베이터의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

부하와 이동 거리에 따라서 최고 속도나 가속도를 변경하여, 운전 시간을 단축하고, 승객의 이동 시간을 단축하여 카의 운행 효율을 높일 수 있는 엘리베이터의 제어 장치를 얻는 것으로, 인버터(4)로 급전되는 모터(5)에 의해, 승객카(7)에 로프를 거쳐서 연결된 균형추(8)를 갖는 권상기(6)를 구동하는 엘리베이터에 있어서, 승객카(7)의 중량을 카 부하로서 계측하는 카 부하 검출 수단(2)과, 차회(次回) 정지층을 설정하는 차회 정지층 설정 수단(1)과, 카 부하 검출 수단(2)에 의해서 얻어지는 카 부하와 차회 정지층 설정 수단(1)에 의해 설정되는 차회 정지층에 근거하여 모터(5)의 허용될 수 있는 구동 범위 내로서 최단시간에 차회 정지층에 승객카(7)가 도달하는 카 속도 패턴을 생성하는 카 속도 패턴 생성 수단(3)을 구비한다.

Description

엘리베이터의 제어 장치{ELEVATOR CONTROL APPARATUS}

종래의 엘리베이터의 제어 장치에 관한 기술에 대하여, 도 15를 참조하면서 설명한다. 도 15는 종래의 엘리베이터의 제어 장치의 출력 주파수(속도: 이하 주파수는 속도와 같은 의미)와 토크의 관계를 도시하는 도면이다. 도 15에서, f0은 기저 주파수(정격 속도), Tmax는 최대 출력 토크값, Tx는 제 1 부하에 필요한 토크값, Ty는 제 2 부하(<제 1 부하)에 필요한 토크값, fx는 제 1 부하에 대해 출력할 수 있는 최대 출력 주파수, fy는 제 2 부하에 대해 출력할 수 있는 최대 출력 주파수를 각각 나타낸다.

기저 주파수 f0 이상의 주파수 대역에서는, 예컨대 제 1 부하(필요 토크 Tx)에 대한 최대 출력 주파수는, 주파수 fx보다 높은 주파수대에서 얻어지는 토크가 제 1 부하에 필요한 토크 Tx보다 작아지기 때문에, 주파수 fx 이하로 된다. 또한, 제 2 부하(필요 토크 Ty)에 대한 최대 출력 주파수는, 주파수 fy보다 높은 주파수대에서 얻어지는 토크가 제 2 부하에 필요한 토크 Ty보다 작아지기 때문에, 주파수 fy 이하로 된다.

이상으로부터, 크고 작은 각종 부하에 대하여 충분한 토크를 얻기 위해서는, 최대 부하에 대한 토크를 얻을 수 있는 출력 주파수 이하의 주파수로 운전 주파수를 설정하여 모터를 회전시키고 있었다.

상술한 바와 같은 제어 장치에서는, 부하가 작은 경우는 최대 출력 주파수를 높게 설정할 수 있지만, 부하가 큰 경우에는 최대 출력 주파수를 낮게 설정하지 않으면 충분한 토크를 얻을 수 없어 승강기 등에서는 상승할 수 없다는 문제가 있기 때문에, 최대 출력 주파수를 부하가 최대인 경우에 대해 충분한 토크를 얻을 수 있는 주파수로 설정하여 운전해야 했다.

즉, 도 15에 나타내는 예에서는, 최대 출력 주파수를 fx로 설정하고, 부하가 작은 경우라도 최대 출력 주파수가 fx이었다. 이 때문에, 부하가 작은 경우에는 최대 출력 주파수가 낮기 때문에 가속에 시간이 걸려, 운전 시간이 단축 가능하지 않고 효율이 나쁘다는 문제점이 있다.

이 문제점에 있어서는, 일본 특허 공개 평성 제3-56308호 공보에서는, 정격 주파수 이상의 주파수를 전압, 전류로부터 전력값을 구하고, 정격 주파수에서의 전력값과 비교하여 속도 설정값을 가변속 장치에 출력하고 있다.

또한, 일본 특허 공개 평성 제8-107699호 공보에서의 제어 장치에서는, 직류 전력을 가변 주파수, 가변 전압의 교류 전력으로 변환하는 인버터부를 갖는 가변속 장치에 있어서, 인버터부의 입력측의 직류 모선 전압을 검출하는 전압 검출 회로와, 인버터부의 출력측의 각 상의 전류를 검출하는 전류 검출 회로와, 검출한 직류 모선 전압 및 검출한 각 상의 전류를 이용하여 인버터부에 접속된 부하의 대소를 자동 판별하고, 최대 출력 주파수를 결정하여 출력하는 제어 회로를 구비하고 있다.

종래의 제어 장치에서는, 운전 시간을 단축하기 위해 부하에 따라 최고 속도를 변경하는 것이었다. 그러나, 최고 속도를 높인 것만으로 운전 시간이 단축된다고는 할 수 없고, 이동 거리가 짧으면, 최고 속도보다 가속도를 높인 경우 쪽이, 운전 시간이 짧아진다고 생각된다. 이 때문에, 부하에 따라 최고 속도를 변경하는 것만으로는, 이동 거리에 따라 운전 시간이 길어진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 행해진 것으로서, 부하와 이동 거리에 따라서 최고 속도나 가속도를 변경하여, 운전 시간을 단축할 수 있는 엘리베이터의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 부하에 따라 승강기 등의 모터에 부여하는 속도 패턴 등을 변경하여, 가속도나 최고 속도를 조정하는 엘리베이터의 제어 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예 1에서의 모터의 발생 토크와 회전수의 관계를 나타내는 특성도,

도 3은 본 발명의 실시예 1에서의 엘리베이터의 기계계(機械系) 모델 도출을 위한 개략도,

도 4는 본 발명의 실시예 1에서의 카 속도 패턴과 모터의 토크 패턴을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명의 실시예 1에서의 카 속도 패턴 연산 순서를 나타내는 흐름도,

도 6은 본 발명의 실시예 1에서의 카 속도 패턴의 연산에 있어서, 각 파라미터의 관계 및 제약 조건을 나타내는 도면,

도 7은 본 발명의 실시예 1에서의 카 속도 패턴 연산예를 나타내는 도면,

도 8은 도 7의 하단의 도면을 설명하기 위한 도면,

도 9는 도 7의 중단의 카 속도 패턴으로 구동시의 카 이동 거리를 나타낸 도면,

도 10은 본 발명의 실시예 2를 나타내는 구성도,

도 11은 본 발명의 실시예 2에서의 카 속도 패턴 연산 순서를 나타내는 흐름도,

도 12는 본 발명의 실시예 3에서의 카의 이동층과 그 발생 확률을 나타낸 도면,

도 13은 본 발명의 실시예 3에서의 간략화된 속도 패턴 연산 순서를 나타내는 흐름도,

도 14는 본 발명의 실시예 4에서의 속도 패턴의 연산예를 나타내는 도면,

도 15는 종래의 가변속 장치의 출력 주파수와 토크의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 엘리베이터 제어 장치는, 인버터로 급전되는 모터에 의해, 승객카(passenger car)에 로프를 거쳐서 연결된 균형추를 갖는 권상기를 구동하는 엘리베이터에 있어서, 상기 승객카의 중량을 카 부하로서 계측하는 카 부하 검출 수단과, 차회(次回) 정지층을 설정하는 차회 정지층 설정 수단과, 상기 카 부하 검출 수단에 의해서 얻어지는 카 부하와 상기 차회 정지층 설정 수단에 의해서 설정되는 차회 정지층에 근거하여 상기 모터의 허용될 수 있는 구동 범위 내로서 최단시간에 차회 정지층에 상기 승객카가 도달하는 카 속도 패턴을 생성하는 카 속도 패턴 생성 수단을 구비한 것이다.

또한, 상기 인버터를 구성하는 구성 요소의 온도를 계측하는 구성 요소 온도 검출 수단과, 상기 구성 요소의 온도 상승 한계값을 설정하는 한계 온도 설정 수단과, 상기 구성 요소 온도 검출 수단으로부터 얻어지는 구성 요소 온도와 상기 한계 온도 설정 수단에 의해 설정된 온도 상승 한계값에 근거하여 온도 상승 한계 허용값을 연산하는 온도 상승 허용값 연산 수단을 더 구비하고, 상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 상기 구성 요소의 온도 상승 한계 허용값과 상기 카 부하와 상기 차회 정지층에 근거하여 상기 모터의 허용될 수 있는 구동 범위 내에서 또한 상기 구성 요소가 예상되는 온도 상승량이 온도 상승 한계 허용값 이내에 최단시간에 상기 승객카가 차회 정지층에 도달하는 카 속도 패턴을 생성하는 것이다.

또한, 상기 속도 패턴 생성 수단은, 카 속도 패턴을 생성할 때에 카 최고 속도, 카 가속도, 카 가속도의 변화율의 상한을 정하는 것이다.

또한, 상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 상기 모터에 인가되는 카 속도 구동 지령에 관련한 모터 토크 파형을 상기 구성 요소에 흐르는 전류값으로 환산하고, 그 전류값 파형이 상기 온도 상승 한계 허용값의 함수에 의해서 제약되는 조건에 근거하여 카 속도 패턴을 생성하는 것이다.

또한, 상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카 속도 패턴을 생성하기 위한 차회 정지층을 엘리베이터의 기동 회수와 카 출발층으로부터 다음에 정지하는 정지 결정층까지의 이동 거리의 통계량으로부터 구한 카의 평균 정지층으로 하는 것이다.

또한, 상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카의 평균 정지층을 각 출발층에서의, 정지 결정층으로의 이동 시간의 기대값이 최소로 되는 정지층으로서 설정하는 것이다.

또한, 상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카의 평균 정지층을 승객 수요가 다른 시간대마다의 정지 결정층의 통계량에 근거하여 설정하는 것이다.

또한, 상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 상기 차회 정지층과 상기 카의 평균 정지층을 비교하여 카 속도 패턴을 생성하는 것이다.

또한, 상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 카가 정지 가능한 정지 가능층과 상기 카의 평균 정지층을 비교하여 카 속도 패턴을 생성하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 구성도이다. 도 1에서, 참조 부호 1은 차회 정지층을 설정하는 차회 정지층 설정 수단, 참조 부호 2는 카 부하 검출 수단, 참조 부호 3은 카 부하 검출 수단(2)에 의해서 얻어지는 카 부하와 차회 정지층 설정 수단(1)에 의해서 설정되는 차회 정지층으로부터 모터(5)의 허용될 수 있는 구동 범위 내로서 최단시간에 차회 정지층에 승객카(7)가 도달하는 카 속도 패턴을 생성하는 카 속도 패턴 생성 수단, 참조 부호 4는 인버터, 참조 부호 6은 승객카(7)에 로프를 거쳐서 연결된 균형추(8)를 갖는 권상기이다.

차회 정지층 설정 수단(1)은 타는 장소 및 카 내에 차회 정지층을 등록하기 위한 장치를 마련함으로써 실현할 수 있다. 또한, 무선 등의 통신 수단에 의해서 원격으로부터도 설정할 수 있다.

다음에, 동작에 대하여, 도 2 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 2는 모터 토크와 모터 회전수의 특성을 나타내는 도면이다. 도 3은 모터(5), 권상기(6), 카(7), 균형추(8)의 관계를 나타낸 도면이다. 도 4의 하단은 모터 토크 패턴을 나타내고, 그 상단은 그 때의 카 속도 패턴을 나타낸다. 도 5는 카 속도 패턴을 생성하기 위한 처리 순서를 나타낸 흐름도이다.

도 2에서, 모터(5)는 모터 토크축과 곡선 상으로 둘러싸이는 사선부의 영역과 그 경계 상을 포함하는 영역 내에서의 동작이 가능하다. 이 영역은 볼록 집합이라면 좋지만, 그렇지 않은 경우도 동작 영역을 볼록 집합이 되도록 근사하는 등 하면 좋다. 토크가 정(正)인 영역은 역행 상태, 부(負)인 영역은 회생 상태를 나타낸다. 이 영역을 Ω로 나타낸다.

도 3에서, Tm은 모터 토크, J는 권상기의 특성 모멘트, r은 권상기 반경, m1은 균형추 질량, m2는 카 질량, α는 카 가속도, ω는 권상기 회전 속도를 각각 나타낸다. 또한, g를 중력 가속도로 한다. 도면의 구성에 대하여 운동 방정식을 유도하는 것에 의해, 카 가속도와 모터 토크의 관계식이 다음 수학식과 같이 얻어진다.

또, 도 3의 구성에서는, 카 가속도와 모터 토크의 관계식은 수학식 1과 같이 표시되지만, 양자의 관계가 일차 함수로 기술될 수 있는 구성이면 이 구성에 한정되지 않아도 무방하다. 다음에, 모터의 회전 속도와 권상기 회전 속도를 동일하게 하고, v를 카 속도라고 하면, 모터의 회전 속도로부터 카 속도를 다음 수학식과 같이 연산할 수 있다.

따라서, 도 2는 모터 토크와 카 속도의 관계식으로 변환할 수 있다.

또, 모터의 회전수와 권상기 회전 속도를 같다고 했지만, 양자의 관계식이 일차 함수로 기술될 수 있는 변환이면 상기 수학식 2에 한정되지 않아도 무방하다. 예컨대 감속기 등을 이용한 경우도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 4에서, 상단의 속도 패턴은 하단의 토크 패턴에 대하여, 상기 수학식 1과 그 적분값에 의해 연산되는 것이다. 또한, 도 4에서, t0∼t7은 시각, Δt1∼Δt7은 시간 구간, v0∼v7은 각 시각에 대한 카 속도, Tm0∼Tm7은 각 시각에 대한 모터 토크를 나타내고 있다. 여기서 Tm0=Tm3=Tm4=Tm7=T_M0, Tm1=Tm2=T_M1, Tm5=Tm6=T_M2이다. 또한, v0=0, t0=0으로 한다.

이 도 4에서, 구간 Δt1, Δt3, Δt5, Δt7은 저크(카 가속도의 변화율)값 일정 주행, 구간 Δt2, Δt6은 가속도 일정 주행, 구간 Δt4는 속도 일정 주행 구간이다. 또한, 균형 토크 T_M0은 상기 수학식 1에 α=0을 대입하여 하기의 수학식 3과 같이 계산할 수 있다.

도 6에서, Δl1∼Δl7은 각각 구간 Δt1∼Δt7 사이의 카의 이동량이다. α1, α2는 각각 구간 Δt2, Δt6에서의 카 가속도의 절대값이며, 상기 수학식 1과 T_M1, T_M2를 이용하여 도면 중과 같이 계산할 수 있다. 또한, β1∼β4는 각각 구간 Δt1, Δt3, Δt5, Δt7의 저크의 절대값이며, 상기에서 계산한 α1, α2 및 Δt1, Δt3, Δt5, Δt7을 이용하여 도면 중과 같이 계산할 수 있다. 속도 v0∼v7은 상기에서 계산된 α1, α2, β1∼β4 및 Δt1∼Δt7을 이용하여 도면 중과 같이 계산할 수 있다.

그리고, Δl1∼Δl7은 상기에서 계산된 v0∼v7, α1, α2, β1∼β4 및 Δt1∼Δt7을 이용하여 도면 중과 같이 계산할 수 있다. 따라서, 시간 구간 Δt1∼Δt7과 모터 토크 T_M1, T_M2를 파라미터로서 Δl1∼Δl7을 기술할 수 있다. 카의 이동 거리를 L이라고 하면, L=Δl1+Δl2+Δl3+Δl4+Δl5+Δl6+Δl7이다.

실시예 1에서의 최단시간 속도 패턴의 연산법에 대하여, 도 5, 도 6을 이용하여 설명한다. 도 5에서, 단계 21의 차회 정지층 설정 처리에서는, 차회 정지층 설정 수단(1)에 의해서 설정된 차회 정지층을 바탕으로 카의 이동 거리 L이 설정된다.

다음에, 단계 22의 파라미터 판독 처리에서는, 균형추(8)의 중량 m1, 권상기(6)의 반경 r, 권상기(6)의 관성 모멘트 J, 중력 가속도 g의 값을 판독한다.

다음에, 단계 23의 카 부하 검출 처리에서는, 카 부하 검출 수단(2)에 의해 카 중량 m2를 검출한다.

다음에, 단계 24의 제약 조건 설정 처리에서는, 도 6에서의 제약 조건을 설정하고, 그 중 카 최고 속도의 상한값, 카 가속도의 상한값, 카 저크의 상한값을 결정한다.

즉, 수학식 4에서 표시되는 제약식 중, v-, α1-, α2-, β1-, β2-, β3-, β4-를 지정한다(또, 이 명세서에서, 각 부호에 붙어 있는 -는, 수학식 4로부터도 알 수 있듯이, 편의상 각 부호의 상부에 바(bar)가 첨부되어 있는 것을 나타내고 있다).

다음에, 단계 25의 최적화 문제 구해(求解) 처리에서는, 제약 조건인 상기 수학식 4를 바탕으로, 하기의 수학식 5에 의해 정의되는 목적 함수 T(운행 시간)를 최소화하는 최적화 문제를 푼다. 이 문제는 Δt1∼Δt7, T_M1, T_M2를 파라미터로 한 비선형 계획 문제로 되어, 수치적으로 푸는 것이 가능하다.

다음에, 단계 26의 속도 패턴 생성 처리에서는, 단계 25의 최적화 문제 구해 처리로 구해된 Δt1∼Δt7, T_M1, T_M2와 도 6 중의 v1∼v6을 이용하여 하기의 수학식 6과 같이 속도 패턴 v를 생성한다.

단, t1=Δ, t2=t1+Δt2, t3=t2+Δt3, t4=t3+Δt4, t5=t4+Δt5, t6=t5+Δt6, t7=t6+Δt7이다.

이상의 순서에 의해, 부하에 따라 제약 조건 내에서 가장 일찍 도달하는 카 속도 패턴을 생성한다.

카 속도에 대한 제약은 엘리베이터의 최고 속도를 조절할 수 있는 효과가 있어, 카 속도를 소망하는 범위 내로 얻을 수 있기 때문에, 속도가 지나치게 높아지는 것을 방지할 수 있다. 한편, v-를 모터의 최대 회전수로부터 상기 수학식 2에 의해 유도되는 카 속도보다도 크게 지정함으로써, 카 최고 속도에 제약을 걸지 않고, 모터 특성의 범위 내에서 가장 일찍 도달하는 카 속도 패턴을 생성할 수 있다.

카 가속도에 대한 제약에 있어서, 상한값을 작게 설정하는 것은 엘리베이터를 탄 기분을 개선하는 효과가 있다. 또한, 모터의 발생 토크를 억제하기 때문에, 모터, 인버터의 과도한 운전을 회피할 수 있어, 에너지 절약을 실현할 수 있다. 또한 모터, 인버터의 발열을 감소시키는 효과가 있다. 저크에 대한 제약은 상한값을 작게 하는 것으로 엘리베이터를 탄 기분의 개선 및 도 4의 속도 패턴으로 운행하는 경우에 최고 속도를 증가시키는 효과를 가져온다. 또한, 승객이 타고 있지않을 때에는, 카 가속도 제약과 저크 제약의 상한값을 크게 함으로써 카의 운행 효율을 높일 수 있다. 또한, 이동 거리가 짧을 때에는, 카 최고 속도의 상한값을 크게 설정하는 것보다도, 카 가속도, 저크의 상한값을 크게 설정한 쪽이 일찍 도달하는 경우가 있다.

토크 제약 조건은, 도 4의 속도 패턴 및 토크 패턴을 모터의 동작 범위 내로 하는 효과가 있다. 토크 제약 조건은 예컨대 Ω의 경계부를 직선을 조합시켜 근사하면, 연립 부등식 조건으로 되어 풀기 쉽게 된다.

도 4와 같은 토크 패턴을 선택함으로써, 토크 제약 조건으로서 Tm1∼Tm7을 부가하는 것만으로, 전 시간 구간에서의 토크 패턴을 모터의 동작 범위 내로 할 수 있다. 이에 따라, 계산량을 감할 수 있다.

또, 도 4에서는, 시간 구간을 Δt1∼Δt7로 분할하여, 토크 패턴을 도 4의 하단과 같이 설정하고 있지만, 가속 초기로부터 최고 속도에 달하기까지의 토크 패턴이 각 시간 구간에서 볼록 함수(convex function)로 되고, 또한 감속 초기로부터 감속 정지까지의 토크 패턴이 각 시간 구간에서 오목 함수(concave function)로 되는 토크 패턴을 고르면, 상술한 바와 마찬가지로 토크 제약 조건을 시간 구간 단점에서의 토크 제약만으로 평가할 수 있다.

또한, 시간 구간의 분할수를 바꾼 경우에도, 상기한 바와 같은 속도 패턴이라면 시간 구간 단점에서의 토크 제약이 만족되면 전 구간에서의 토크 패턴은 모터의 동작 범위 내에 있게 된다. 이 때, 카 속도는, 토크 패턴으로부터 카 가속도 패턴으로 변환 후, 그것을 적분함으로써 구할 수 있다. 또한, 운행거리는 상기 카속도 패턴을 적분함으로써 구할 수 있다. 카 가속도 제약, 저크 제약은 각 시간 구간에서의 각각의 최대값을 제한한다는 방법을 이용하면 상기와 같이 최적화 문제로서 정식화할 수 있다. 이 때, 토크 패턴을 매끄럽게 하거나, 시간 구간수를 늘리거나 하는 것으로, 보다 매끄러운 속도 패턴을 생성할 수 있어 탄 기분이 개선된다.

또, 최적화 문제의 정식화와 구해시에 있어서, 미지 변수를 토크와 시간 구간으로 했지만, 속도 패턴이 유일로 정해지는 변수의 조합이면 다른 조합을 선택해도 상기와 마찬가지의 효과가 있다. 예컨대, 미지 변수를 가속도와 시간 구간에 선택해도 최적화 문제로서 정식화할 수 있다. 이 때, 제약 조건식은 상기에서 말한 것과 등가인 것으로 된다. 또한, 목적 함수는 변하지 않는다.

또한, 카 하강시에 있더라도 최단시간 도달에 대한 최적화 문제의 정식화는 상기와 마찬가지의 사고방식을 적용할 수 있다.

복수의 카 부하 및 제약 조건에 대하여, 단계 25의 최적화 문제 구해 처리, 단계 26의 속도 패턴 생성 처리에 의해 계산되는 속도 패턴, 또는 그에 상당하는 데이터를 미리 계산하여 속도 패턴 생성 수단(3) 내에 마련한 메모리에 테이블화하여 보존해 두고, 판독하여 이용하는 것에 의해서도 상기와 동일한 효과를 실현할 수 있다. 이 때, 단계 25의 최적화 문제 구해 처리에 의한 연산을 필요로 하지 않기 때문에, 보다 염가인 연산 장치로 실현할 수 있다.

도 7에 일례를 나타내면서 상기에서 설명한 순서에 따라서 결정된 속도 패턴에 대하여 설명한다.

도 7에서, 상단, 중단, 하단은 각각 모터 토크 패턴, 카 속도 패턴, 도 2를 상기 수학식 2에 의해 모터 토크와 카 속도로 변환한 도면(토크 제약의 선)이다. 중단의 카 속도 패턴은 상단의 모터 토크 패턴에 의해 얻어진다. 또한, 도 7 하단의 토크 특성도 내의, 육각 형태로 표시되어 있는 곡선은 상단의 모터 토크 패턴과 중단의 카 속도 패턴에 대한 모터의 구동 궤적을 나타내고 있다. 이들은 3 패턴 나타내고 있지만, 각각 카 중량 m2와 균형추의 중량 m1의 비율을 바꾼 것을 나타내고 있고, 본 실시예에 따라서 속도 패턴을 구한 것이다.

이 때, 카 최고 속도, 저크, 가속도는 어떤 패턴에 있어서도 임의 상한값(3 패턴과도 동일함)으로 했다. 이 중, 카 최고 속도에 대해서는 그 상한값을 모터의 출력 가능한 회전수보다도 크게 설정함으로써, 모터의 구동 가능한 영역 내에서 가능한 한 크게 얻어지도록 하고 있다. 또한, 이동 거리도 모든 패턴에서 같게 하고 있다. 도 4의 형상의 토크 패턴(속도 패턴)을 부여한 경우, 모터의 구동 궤적은 도 7 하단에서 도시하는 바와 같이 육각 형태로 된다. 이들의 속도 패턴이 제약 조건인 상기 수학식 4를 만족시키고 있는 것을 도 8에 의해 설명한다.

도 8은 도 7 하단의 모터 구동 궤적을 설명하기 위한 도면이다. 모터의 구동 궤적은 도면에 도시하는 바와 같이 시간과 함께 육각 형태의 변 상을 이동한다. 도면 중의 기호는 도 4에 대응하고 있다. 따라서, 카 최고 속도 대해서는 v3 또는 v4의 점 상에서의 속도로 된다. 카 가속도에 대해서는 도면 중의 화살표로 나타내는 양이 카 가속도의 절대값량과 비례한다.

또한, 카 저크에 있어서는 도면 중에 나타내는 변의 경사의 절대값량이 저크시간(가속도/저크)에 반비례한다. 도 7 하단에 있어서, 모든 모터 구동 궤적이 모터 토크 제약 영역 내에 존재함으로써, 모터의 구동 가능한 영역 내에서 속도 패턴이 생성되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, v3 또는 v4에서 모터 토크 제약 영역의 경계 상에 존재함으로써, 가능한 한의 최고 속도를 내는 패턴을 생성하고 있는 것을 알 수 있다.

카 가속도, 카 저크에 있어서는, 도 7 중단의 모든 속도 패턴이 가속시의 경사가 같고, 가속 라운딩 오프(acceleration rounding-off)의 형상도 같기 때문에, 설정된 상한값으로 제약되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 9에 도 7 중단의 속도 패턴을 적분한 그래프(카 이동 거리)를 나타낸다. 이 도면으로부터, 모든 패턴에 대하여 이동 거리는 지정한 값으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 이상으로부터, 상기 수학식 4의 제약 조건식을 만족시키는 가운데, 가속도, 저크가 상한값 내에 존재하여, 가장 일찍 도달하는 속도 패턴을 카 부하에 따라 생성하고 있는 것을 알 수 있다.

(실시예 2)

본 실시예에서 이하에 설명하는 발명은, 상기 실시예 1에서 설명한 모든 방법에 추가되어 얻는 것이다. 도 10은 본 발명의 실시예 2를 나타내는 구성도이다. 본 실시예는, 상기 실시예 1에서 설명한 도 1의 구성에, 구성 요소 온도 검출 수단으로서의 전자 부품 온도 검출 수단(11), 한계 온도 설정 수단(12), 온도 상승 허용값 연산 수단(13)을 새롭게 마련한 것이다.

도 10에서, 전자 부품 온도 검출 수단(11)은 인버터 등의 전자기기나 이것을 구성하는 전자 부품의 온도를 검출하기 위한 것이며, 예컨대 서미스터 등의 온도센서가 있다. 한계 온도 설정 수단(12)은 상술한 전자기기가 정상으로 동작하는 것을 보증하는 온도의 상한값 또는 하한값을 설정하기 위한 것이다. 온도 상승 허용값 연산 수단(13)은 상기 전자 부품 온도 검출 수단(11)에 의해서 검출된 온도와 한계 온도 설정 수단(12)에 의해서 설정된 온도를 비교함으로써, 전자기기의 온도 여유를 연산하기 위한 것이다.

다음에, 본 실시예에서의 최단시간 속도 패턴의 연산법에 대하여, 도 11의 흐름도를 이용하여 설명한다. 도 11에서, 도 5와 동일한 참조 번호로 나타낸 부분은 상기 실시예 1에서 설명한 도 5와 같은 처리를 한다. 실시예 2에서의 최단시간 속도 패턴의 연산법은 상기 실시예 1의 연산법의 제약 조건에 전자기기의 온도 상승량을 고려한 것이며, 전자기기의 열에 의한 파괴를 방지하는 효과가 있다. 실시예 2에서, 인버터 소자의 온도 상승량을 예로 들어 설명한다.

인버터의 온도 상승량의 수속값(W에서 나타냄)은, 수속할 때까지 인버터에 흐르는 전류 패턴의 절대값량의 시간 적분값을 수속 시간으로 나눈 시간 평균값(Is로 나타냄)에 비례한다. 즉, k를 비례 정수라고 하면, 하기의 수학식 7이 성립한다.

또한, k는 미리 실험 등을 하는 것으로 알 수 있다. 여기서, 상기 수학식 7은 카의 한 번의 승강을 포함하는 임의의 시간 구간(T_int로 나타냄)에서의 인버터에 흐르는 전류 패턴(i_a로 나타냄)의 절대값량의 시간 적분값을 T_int로 나눈 시간 평균값(I_int로 나타냄)이 Is 이하라고 말하는 구속을 기초로 엘리베이터를 구동하기를 계속하면, 온도 상승을 W 이하로 억제할 수 있는 것을 의미한다. 또, I_int는 하기의 수학식 8로 표시된다(설명의 간단화를 위해 적분 개시 시간은 0으로 함).

여기서, 인버터의 전류값은 모터의 토크 지령값 및 모터의 회전 속도로부터 계산된다.

다음에, 속도 패턴의 연산법에 대하여 설명한다. 상기 실시예 1에서 설명한 바와 같이 시간 구간 Δt1∼Δt7과 모터 토크 T_M1, T_M2를 파라미터로 하여, α1, α2, β1∼β4, v0∼v7 및 이동 거리 L이 표현되고, 그들을 이용하여 도 4 상단의 속도 패턴 v가 상기 수학식 6에 의해 표시된다. 또한, 그 때의 토크 패턴 Tm도 도 4 하단 도면으로부터 Δt1∼Δt7과 모터 토크 T_M1, T_M2를 파라미터로서 표시된다. 이 때, 인버터에 흐르는 전류 패턴 i_a는 이들 v 및 Tm의 함수로서 나타낼 수 있으므로 Δt1∼Δt7, T_M1, T_M2를 파라미터로서 나타낼 수 있는 것을 알 수 있다.

도 11에서, 단계 21의 차회 정지층 설정 처리, 단계 22의 파라미터 판독 처리, 단계 23의 카 부하 검출 처리 및 단계 26의 속도 패턴 생성 처리로 행해지는 처리는 상기 실시예 1에서 설명한 대로이며, 그 설명을 생략한다.

다음에, 단계 31의 온도 허용값 연산 처리에 있어서는, 도 10에서의 온도 상승 허용값 연산 수단(13)에 의해 인버터의 온도 여유를, 전자 부품 온도 검출 수단(11)에 의해서 검출된 인버터 온도와 한계 온도 설정 수단(12)에 의해서 미리 설정되어 있는 인버터의 한계 온도의 차를 얻는 것에 의해 연산한다. 이 단계 31에 의해서 연산된 온도 여유량을 W-로 나타낸다.

다음에, 단계 32의 제약 조건 설정 처리에서는, 상기 실시예 1과 마찬가지로 상기 수학식 4로 표현되는 제약 조건에 대응하는 v-, α1-, α2-, β1-, β2-, β3-, β4-와 시간 구간 T_int를 지정한다.

다음에, 단계 33의 최적화 문제 구해 처리에서는 상기 실시예 1에서 설명한 최적화 문제를, 제약 조건식인 상기 수학식 4에 하기의 수학식 9를 추가하여 푼다. 또, 목적 함수는 상기 수학식 5와 마찬가지다. 수학식 9는 인버터 소자의 온도 상승량에 대한 제약 조건식이며, 온도 상승량을 W- 이하로 억제할 수 있고, 그 결과 열에 의한 인버터의 파괴를 방지하는 효과가 있다.

또, 본 실시예에서는, 단계 32의 제약 조건 설정 처리로 시간 구간 T_int를 지정하고 나서 최적화 문제를 풀었지만, 이것을 지정하지 않고 Δt1∼Δt7의 함수로서 풀 수도 있다. 예컨대 목적 함수 T와 적당한 값 Ts를 이용하여, T_int=T+Ts로 하면, 시간 간격 Ts마다 엘리베이터가 기동될 때의 온도 상승량을 임의 값 이하로 제약할 수 있다. 이에 따라 여러 가지 승객 발생 패턴에 대한 운행 패턴을 고려할 수 있다.

또, 동기 전동기에서 약하게 하여 자속 제어를 하지 않는 경우, 인버터 전류와 모터 토크는 비례하기 때문에, 전류값 대신에 토크값을 이용한 함수로 온도 상승량을 제약하는 것에 의해서도 본 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 토크값과 카 가속도는 비례하기 때문에, 카 가속도를 이용한 함수로 온도 상승량을 제약하는 것에 의해서도 본 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 카 가속도의 적분값은 카 속도로 되기 때문에, 카 가속도의 절대값의 적분값은, 카 가속시와 감속시를 고려하면 카 최고 속도의 2배의 값으로 되므로, 카 최고 속도에 의해 온도 상승량을 재는 것에 의해서도 본 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 전자기기의 온도 상승량이 전자기기에 흐르는 전류값의 함수로서 표시되는 것이면, 본 실시예와 마찬가지의 정식화가 가능하고, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 3)

본 실시예에서 이하에 설명하는 발명은 상기 실시예 1 및 2에서 설명한 모든방법에 추가되어 얻는 것이다.

본 실시예의 구성은, 상기 실시예 1에서 설명한 도 1 또는 상기 실시예의 도 10의 구성과 실질적으로 동일하지만, 후술하는 바와 같이, 차회 정지층을 설정하는 차회 정지층 설정 수단(1)은 그 기능이 도 1 및 도 10의 경우와 다르다. 또한, 속도 패턴 생성 수단(3)은 연산 처리 장치로서 기능한다.

다음에, 동작에 대하여, 상술한 도 5를 참조하면서 설명한다. 각 처리 순서에서의 연산 처리는 상기 실시예 1, 2와 같은 순서로 실행하지만, 차회 정지층 설정 수단(1)에 의한 차회 정지층 설정 처리를 하는 단계 21에서의 차회 정지층의 설정 방법이 상기 실시예 1, 2와는 다르다. 이 처리에서는, 차회 정지층으로서, 임의 시간 구간의 카의 평균 정지층을 설정한다. 이 평균 정지층의 구체적인 계산 방법에 대해서는 후술한다.

도 5에서, 파라미터 판독 처리를 하는 단계 21∼속도 패턴 생성 처리를 하는 단계 26까지의 순서는, 상기 실시예 1, 2와 마찬가지다. 이들의 연산 처리에서는, 상기 실시예 1, 2와 마찬가지로, 도 2에서 표시되는 모터의 구동 영역 내에서 도달 시간을 최소화하는 최적화 문제를 푸는 것에 의해 최고 속도, 가속도 및 저크가 구해지고, 그들을 이용하여 도 4에서 표시되는 속도 패턴이 연산된다.

그런데, 본 실시예에서는, 차회 정지층 설정 처리를 하는 단계 21이 상기 실시예 1, 2와는 달리, 카의 평균 정지층을 설정하는 것을 특징으로 한다. 그리고 그 평균 정지층의 결정법의 일례로서 이하의 것이 있다.

평균 정지층의 결정법의 일례를, 도 12를 이용하여 설명한다. 도 12는 승강로 내에 최대 n 층의 정지층이 존재하는 경우의, 어떤 시간 구간 내에서의 출발층으로부터 정지 결정층까지의 카의 이동층과 그 발생 확률을 나타낸 그래프이다.

여기서, k층의 이동이 발생하는 확률을 X(k)로 하고, k층의 이동 거리를 L(k)로 한다. 평균 정지층은 이들의 통계량을 이용하여 카의 평균적인 이동 시간이 작아지도록 적절하게 설정된다. 그 설정예의 일례로서, 카의 평균 정지층을 이동층의 기대값을 거리로 환산한 하기의 수학식 10 등으로서 설정할 수 있다.

또한, 도 12의 통계량을 출발층마다 갖고, 각 출발층마다 평균 정지층을 상기한 바와 같이 설정해도 좋다.

그 결과, 평균 정지층 이상으로 차회 정지층이 설정된 후 카의 이동 개시 후의 카 호출을 위해 차회 정지층이 변경된 경우에, 운행 시간을 종래 방법과 비교해서 단축할 수 있다.

또한, 차회 정지층은 하나, 또는 출발층마다 하나의 값으로 고정되기 때문에 엘리베이터의 기동마다 차회 정지층을 연산할 필요가 없고, 파라미터로서 판독하는 것만으로 충분하다. 이에 따라, 제어 장치의 연산 순서를 도 13과 같이 간략화할 수 있어, 연산량을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기의 방법에 의해 미리 속도 패턴을 각 상황에 따라 구해 두고, 그것들을 메모리 등의 기억 장치에 기억하여 판독하고 이용하는 경우에, 기억 용량이종래 방법을 이용한 경우에 비해서 적게 된다. 이것에 의해서 제어 장치를 보다 염가인 것으로 할 수 있다.

(실시예 4)

본 실시예에서는, 상기 실시예 3에서의 평균 정지층의 설정 순서에 있어서, 이하의 순서(ㄱ)∼(ㄷ)에, 카의 각 출발층에서의 정지 결정층으로의 이동 시간의 기대값을 최소로 하는 평균 정지층의 연산 순서를 나타낸다. 또, 카의 각 층으로의 이동 거리와 그 발생 빈도는 도 12의 통계 데이터를 갖는 것으로 한다.

순서(ㄱ):L(k), k=1, … , n의 각각을 차회 정지층으로 설정하고, 도 5의 순서로 최적화 문제를 푸는 것에 의해 카 속도 패턴(카 최고 속도, 카 가속도, 저크)을 연산한다. 이 때, 최적화 문제를 풀기 위해서 필요한 카 부하의 값은 적절하게 설정된다. 예컨대, 기동시에 카에 걸린 카 부하의 통계량을 이용하여, k층 이동시에서의 평균값으로 하거나, 전체(전층 이동시)의 평균값으로 할 수 있다. 이 결과, n개의(카 최고 속도, 카 가속도, 저크)의 조가 구해진다. L(k)에 대응하는 (카 최고 속도, 카 가속도, 저크)의 조를 V(k)로 둔다.

순서(ㄴ):V(j)를 이용한 경우의, 도 12의 분포에 대한 카의 이동 시간의 기대값 T(V(j))를 연산한다. 이것은 다음 수학식에 의해 구할 수 있다. 단지, T_L(V(j), L(k))는 V(j)을 이용했을 때에 L(k) 이동하는 데 필요한 시간을 나타낸다.

순서(ㄷ): 상기 수학식 11의 T(V(j))가 최소로 되는 j를 이용하여 L(j)을 평균 정지층으로 결정한다.

또, 도 12에 나타낸 확률 X(k), k=1, 2 …, n을 연속적인 확률 밀도 함수 X(k), 0≤k≤n으로 치환해도 상기에서 설명한 것과 동일한 의논을 할 수 있다.

본 실시예에서의 효과에 대하여, 도 14를 이용하여 설명한다.

도면 중의 곡선은 각각 상기 실시예 1과, 이 실시예 4를 이용하여 생성된 엘리베이터의 속도 패턴에 대하여, 도중에서 카 호출이 들어가서 도중 층에 정지했을 때의 카 속도 패턴을 나타내고 있다. 도면 중의 A 및 B는 각각 실시예 4와 상기 실시예 1, 2를 이용하여 연산된 카 속도 패턴을 나타내고 있다.

이 도 14에서, 실시예 1, 2에서는 평균 정지층보다도 큰 차회 정지층이 설정되고, 그에 따라 속도 패턴이 연산되어 있다. B에 나타내는 실시예 1, 2에서는 카 최고 속도의 상한을 높이기 위해서, 카 가속도를 작게 하고 있지만 도중에서 카 호출이 들어갔기 때문에, 카 최고 속도까지 높일 수 없고 감속하고 있는 모양을 나타내고 있다. 실시예 4를 이용한 경우는 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정하고 있기 때문에, 실시예 1, 2와 비교하여 차회 정지층과 정지 결정층의 차가 작아지고 있다.

이 결과, 실시예 1, 2보다도 고 가속도로 또한 최고 속도까지 도달할 수 있으므로, 실시예 1, 2보다도 일찍 정지 결정층에 도달하고 있다. 반대로 도중에서 카 호출이 들어가지 않는 경우나, 평균 정지층 이하의 차회 정지층이 승객에 의해서 설정되어 있던 경우의 운행 시간은 실시예 1, 2를 이용한 쪽이 짧아진다. 본 실시예에서는, 카의 이동량, 각 정지 결정층에 대한 기동 빈도 및 카 부하의 통계량을 이용하여 카 이동 시간의 기대값이 최소가 되는 평균 정지층을 이용하여 속도 패턴을 구하고 있기 때문에, 승객의 이동 시간을 평균적으로 단축할 수 있다.

또한, 정지 결정층의 확률 분포에 따라서는, 실시예 1, 2와 비교하여 단축되는 운행 시간의 총합이 운행 시간의 증가의 총합보다도 커지기 때문에, 본 실시예를 이용한 쪽이, 운행 효율이 좋아진다는 효과가 있다. 또한, 차회 정지층에 평균 정지층을 이용하고 있기 때문에, 실시예 1, 2와 비교해서 이동 개시 후의 카 호출에 의한 극단적인 이동 거리의 변경이 없다. 즉, 긴 이동 거리에 대하여 설정된, 저 가속, 저 저크 및 고 최고 속도에 의한 운행 패턴이 짧은 이동 거리에 대하여 적용되는 빈도가 감소한다. 이에 따라 같은 이동 거리에 대한 도달 시간의 격차가 적어져, 이것에 의한 승객의 불쾌감을 감소시킬 수 있다.

(실시예 5)

본 실시예에서는, 상기 실시예 3 및 4에서 설명한 평균 정지층의 설정 순서에서 이용한 도 12의 통계량을, 통근시나 퇴근시 등의 승객 수요가 다른 시간대마다 복수개 준비하고, 그것들을 이용하여 시간대마다의 평균 정지층을 상기한 방법 등으로 구하여 놓는다. 그리고, 그들의 평균 정지층을 대응하는 각 시간대마다 바꿔 평균 정지층으로 설정하여, 카 속도 패턴을 연산한다.

이에 따라, 평균 정지층을 구하기 위해서 이용한 통계량이 실제의 승객 수요를 보다 정확히 반영한 것으로 된다. 따라서, 설정되는 평균 정지층이 실제의 평균 정지층에 보다 가까이 가기 때문에, 한층더 운행 효율의 개선을 실현할 수 있다.

(실시예 6)

본 실시예에서는, 차회 정지층으로서, 카의 평균 정지층에 대한 이동 거리와 카의 이동 전에 승객에 의해 설정되는 차회 정지층의 이동 거리를 비교하고, 카가 통과하는 구간의 상황에 따라서 차회 정지층을 설정하여 카 속도 패턴을 연산한다.

이에 따라, 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정하여 카 속도 패턴을 연산하는 경우보다도 확실히 일찍 도달하는 경우에, 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정하여 구한 카 속도 패턴을 이용하는 것으로 정지 결정층으로의 도달이 지연되는 것을 방지할 수 있다. 예컨대 다음과 같은 경우가 이것에 해당한다.

카가 이동하기 전에 승객에 의해서 설정된 차회 정지층이 평균 정지층보다도 작을 때에는, 차회 정지층을 카가 이동하기 전에 승객에 의해서 설정된 차회 정지층으로 다시 설정하고, 그 이외의 경우에는, 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정한다.

이에 따라, 평균 정지층을 이용하여 카 속도 패턴을 연산하는 것으로 이동 시간이 확실히 지연되는 경우를 제거할 수 있어, 운행 효율이 더 개선되는데, 이이유를 이하에 설명한다.

우선, 운행 시간에 대해서, 이동 거리가 줄어드는 것에 따라서 최고 속도를 크게 하는 것보다도 가속도와 저크를 각각 크게 하는 쪽이 일찍 도달한다. 이것은, 카의 이동 거리가 짧으면, 최고 속도로 운행하는 시간이 가속 시간이나 저크 시간에 비교해서 상대적으로 줄어들기 때문이다. 또한, 도 4와 같은 카 속도 패턴으로 운행하면, 모터의 동작 궤적은 도 8과 같이 된다. 따라서 고 가속도, 고 저크를 내기 위해서는 모터에 고 토크가 요구되지만, 고 토크가 되는 것에 따라 최고 속도를 크게 할 수 없는 것을 도 2로부터 알 수 있다.

이상으로부터, 최적화 문제를 풀어 카 속도 패턴을 구할 때에는, 카의 이동 거리를 크게 잡아 구하는 경우보다도, 작게 잡아 구하는 경우 쪽이 고 가속도, 고 저크, 저 최고 속도의 해가 구해진다. 차회 정지층과 정지 결정층이 일치하면, 카는 정지 결정층에 최단시간에 도달하기 때문에, 카의 이동 거리가 평균 정지층 이하인 경우에 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정한 속도 패턴으로 운행한 경우에 운행 도중에서 카 호출이 들어가지 않은 경우에는 반드시 운행 시간이 증가한다.

또한, 카 호출이 들어간 경우에는 이동 거리가 단축되기 때문에, 상기한 이유(차회 정지층을 짧게 설정한 쪽이 저 최고 속도, 고 가속도, 고 저크의 해가 구해지는 것 및 이동 거리가 줄어드는 것에 따라서 최고 속도를 크게 하는 것보다도 가속도와 저크를 각각 크게 하는 쪽이 일찍 도달하는 것)로부터 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정하지 않고 카 속도 패턴을 구한 쪽이 일찍 도달한다. 이에 따라, 카의 이동 전에 설정된 차회 정지층에 의한 이동 거리가 평균 정지층보다도 작을 때에는, 차회 정지층을 카의 이동 전에 설정된 정지층으로 다시 설정하는 것이 더 빠르게 정지 결정층에 도달하고, 그 결과 운행 효율이 개선된다.

(실시예 7)

본 실시예에서는, 평균 정지층과 정지 가능층을 비교하여 승강 행정 내에 급행 영역을 갖는 경우 등에, 평균 정지층이 급행 영역 내에 설정되었을 때, 차회 정지층을 다시 설정하여 카 속도 패턴을 연산한다. 예컨대, 다음과 같이 설정한다. 카가 이동하기 전에 승객에 의해서 설정된 정지 가능층인 차회 정지층이 급행 영역을 통과할 때에, 또한 거기까지의 이동 거리가 평균 정지층의 이동 거리 이상인 경우에는, 차회 정지층을 급행 영역 구간의 종단층으로 다시 설정한다.

이에 따라, 카가 급행 영역 구간을 통과하는 경우에 평균 정지층 이상의 이동 거리를 이동하는 경우에, 차회 정지층에 평균 정지층을 설정하여 카 속도 패턴을 연산하는 것이 원인으로 되어 정지 결정층으로의 도달이 지연되는 것을 방지하여, 운행 시간의 증가를 억제할 수 있다. 이 이유는 상기에서 말한 것과 마찬가지이다. 즉, 차회 정지층을 길게 설정한 쪽이 고 최고 속도, 저 가속도, 저 저크의 해가 구해지는 것 및 이동 거리가 길어짐에 따라서 가속도와 저크를 각각 크게 하는 것보다도 최고 속도를 크게 하는 쪽이 일찍 도달하는 것에 의한다.

또한, 급행 영역을 갖는 경우뿐만 아니라, 정지 결정층이 이동 개시 전에 미리 결정되어 변경이 없는 경우에, 차회 정지층을 정지 결정층으로 하는 것에 의해서도, 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정하여 구한 카 속도 패턴을 이용하는 것으로 도달이 지연되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 인버터로 급전되는 모터에 의해, 승객카에 로프를 거쳐서 연결된 균형추를 갖는 권상기를 구동하는 엘리베이터에 있어서, 상기 승객카의 중량을 카 부하로서 계측하는 카 부하 검출 수단과, 차회 정지층을 설정하는 차회 정지층 설정 수단과, 상기 카 부하 검출 수단에 의해서 얻어지는 카 부하와 상기 차회 정지층 설정 수단에 의해서 설정되는 차회 정지층에 근거하여 상기 모터의 허용될 수 있는 구동 범위 내로서 최단시간에 차회 정지층에 상기 승객카가 도달하는 카 속도 패턴을 생성하는 카 속도 패턴 생성 수단을 구비했으므로, 승객의 이동 시간이 단축되어, 카의 연행 효율이 높아진다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 인버터로 급전되는 모터에 의해, 승객카에 로프를 거쳐서 연결된 균형추를 갖는 권상기를 구동하는 엘리베이터에 있어서, 상기 승객카의 중량을 카 부하로서 계측하는 카 부하 검출 수단과, 차회 정지층을 설정하는 차회 정지층 설정 수단과, 상기 인버터를 구성하는 구성 요소의 온도를 계측하는 구성 요소 온도 검출 수단과, 상기 구성 요소의 온도 상승 한계값을 설정하는 한계 온도 설정 수단과, 상기 구성 요소 온도 검출 수단으로부터 얻어지는 구성 요소 온도와 상기 한계 온도 설정 수단에 의해 설정된 온도 상승 한계값에 근거하여 온도 상승 한계 허용값을 연산하는 온도 상승 허용값 연산 수단과, 상기 구성 요소의 온도 상승 한계 허용값과 상기 카 부하와 상기 차회 정지층에 근거하여 상기 모터의 허용될 수 있는 구동 범위 내에서 또한 상기 구성 요소가 예상되는 온도 상승량이 온도 상승 한계 허용값 이내에 최단시간에 상기 승객카가 차회 정지층에 도달하는카 속도 패턴을 생성하는 카 속도 패턴 생성 수단을 구비했기 때문에, 온도 상승에 따른 전자기기 등의 구성 요소의 파괴를 방지할 수 있는 범위 내에서 승객의 이동 시간이 단축된다는 효과가 있다.

또한, 상기 속도 패턴 생성 수단은, 카 속도 패턴을 생성할 때에 카 최고 속도, 카 가속도, 카 가속도의 변화율의 상한을 정하기 때문에, 엘리베이터를 탄 기분을 개선할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 상기 모터에 인가되는 카 속도 구동 지령에 관련된 모터 토크 파형을 상기 구성 요소에 흐르는 전류값으로 환산하고, 그 전류값 파형이 상기 온도 상승 한계 허용값의 함수에 의해서 제약되는 조건에 근거하여 카 속도 패턴을 생성하기 때문에, 구성 요소에 흐르는 전류 파형으로부터 그 온도 상승량을 예측하여, 전자기기 등의 구성 요소의 파괴를 방지할 수 있는 범위 내에서 승객의 이동 시간이 단축된다는 효과가 있다.

또한, 상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카 속도 패턴을 생성하기 위한 차회 정지층을 엘리베이터의 기동 회수와 카 출발층으로부터 다음에 정지하는 정지 결정층까지의 이동 거리의 통계량으로부터 구한 카의 평균 정지층으로 하기 때문에, 엘리베이터의 기동 회수마다 차회 정지층을 설정할 필요가 없어져서 연산 처리가 간략화되어, 속도 패턴의 생성 처리가 빠르게 되고, 또한, 평균 정지층 이상으로 차회 정지층이 설정된 후 카의 이동 개시 후의 카 호출 때문에 차회 정지층이 변경된 경우에, 운행 시간이 종래 방법과 비교해서 단축 가능하다는 효과가 있다.

또한, 상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카의 평균 정지층을 각 출발층에서의, 정지 결정층으로의 이동 시간의 기대값이 최소로 되는 정지층으로서 설정하기 때문에, 평균적으로, 승객의 이동 시간의 단축 효과가 커지는 차회 정지층을 설정할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카의 평균 정지층을 승객 수요가 다른 시간대마다의 정지 결정층의 통계량에 근거하여 설정하기 때문에, 평균 정지층이 승객 수요에 따라 설정되므로, 승객의 이동 시간의 단축 효과가 더 커진다는 효과가 있다.

또한, 상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 상기 차회 정지층과 상기 카의 평균 정지층을 비교하여 카 속도 패턴을 생성하기 때문에, 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정하여 속도 패턴을 연산하는 경우보다도 확실히 일찍 도달하는 속도 패턴을 연산하기 위한 정지층이 존재하는 경우에, 그 정지층을 차회 정지층으로 설정할 수 있어, 또한 운행 효율이 개선된다는 효과가 있다.

또한, 상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 카가 정지 가능한 정지 가능층과 상기 카의 평균 정지층을 비교하여 카 속도 패턴을 생성하기 때문에, 평균 정지층이 정지 가능층이 아닌 경우에, 차회 정지층을 평균 정지층으로 설정하여 연산한 속도 패턴을 이용하여 운행하는 것으로 운행 시간이 지연되는 것을 회피할 수 있어, 운행 효율이 개선된다는 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 부하와 이동 거리에 따라서 최고 속도나 가속도를 변경하여 운전 시간을 단축할 수 있는 엘리베이터의 제어 장치를 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 인버터로 급전되는 모터에 의해, 승객카에 로프를 거쳐서 연결된 균형추를 갖는 권상기를 구동하는 엘리베이터에 있어서,

   상기 승객카의 중량을 카 부하로서 계측하는 카 부하 검출 수단과,

   차회(次回) 정지층을 설정하는 차회 정지층 설정 수단과,

   상기 카 부하 검출 수단에 의해서 얻어지는 카 부하와 상기 차회 정지층 설정 수단에 의해서 설정되는 차회 정지층에 근거하여 상기 모터의 허용될 수 있는 구동 범위 내로서 최단시간에 차회 정지층에 상기 승객카가 도달하는 카 속도 패턴을 생성하는 카 속도 패턴 생성 수단

   을 구비한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인버터를 구성하는 구성 요소의 온도를 계측하는 구성 요소 온도 검출 수단과,

   상기 구성 요소의 온도 상승 한계값을 설정하는 한계 온도 설정 수단과,

   상기 구성 요소 온도 검출 수단으로부터 얻어지는 구성 요소 온도와 상기 한계 온도 설정 수단에 의해 설정된 온도 상승 한계값에 근거하여 온도 상승 한계 허용값을 연산하는 온도 상승 허용값 연산 수단을 더 구비하고,

   상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 상기 구성 요소의 온도 상승 한계 허용값과 상기 카 부하와 상기 차회 정지층에 근거하여 상기 모터의 허용될 수 있는 구동 범위 내로서 상기 구성 요소의 예상되는 온도 상승량이 온도 상승 한계 허용값 이내에 최단시간에 상기 승객카가 차회 정지층에 도달하는 카 속도 패턴을 생성하는

   것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 속도 패턴 생성 수단은, 카 속도 패턴을 생성할 때에 카 최고 속도, 카 가속도, 카 가속도의 변화율의 상한을 결정하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 상기 모터에 인가되는 카 속도 구동 지령에 관련된 모터 토크 파형을 상기 구성 요소에 흐르는 전류값으로 환산하고, 그 전류값 파형이 상기 온도 상승 한계 허용값의 함수에 의해서 제약되는 조건에 근거하여 카 속도 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카 속도 패턴을 생성하기 위한 차회 정지층을 엘리베이터의 기동 회수와 카 출발층으로부터 다음에 정지하는 정지 결정층까지의 이동 거리의 통계량으로부터 구한 카의 평균 정지층으로 하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 제어 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카의 평균 정지층을 각 출발층에서의, 정지 결정층으로의 이동 시간의 기대값이 최소로 되는 정지층으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 차회 정지층 설정 수단은, 상기 카의 평균 정지층을 승객 수요가 다른 시간대마다의 정지 결정층의 통계량에 근거하여 설정하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 상기 차회 정지층과 상기 카의 평균 정지층을 비교하여 카 속도 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 카 속도 패턴 생성 수단은, 카가 정지 가능한 정지 가능층과 상기 카의 평균 정지층을 비교하여 카 속도 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 장치.