KR20040054806A - Brake controller of elevator - Google Patents
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Abstract
엘리베이터 브레이크의 브레이크 슈를 구동시키는 전자석의 브레이크 코일에 흡인되는 아마츄어의 이동 속도에 기인하는 전자석의 기전력을 추정하는 기전력 추정부와, 이 기전력 및 기전력의 적분값 중 어느 하나를 목표값에 매칭하도록 하여 보상된 전자석으로의 전압 지령을 공급하는 보상부를 구비하며, 제동 시의 아마츄어 이동 개시 후, 아마츄어 이동 속도를 억제하도록 브레이크 코일 전압을 제어하여 브레이크 슈가 브레이크 드럼에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음을 저감시키는 엘리베이터의 브레이크 제어 장치.An electromotive force estimator for estimating electromotive force of the electromagnet resulting from the movement speed of the amateur attracted to the brake coil of the electromagnet driving the brake shoe of the elevator brake, and matching either the electromotive force or the integral value of the electromotive force to the target value Compensation unit for supplying the voltage command to the compensated electromagnet is provided, and after the start of the amateur movement during braking, the brake coil voltage is controlled to suppress the amateur movement speed to reduce the brake operation sound generated when the brake shoe collides with the brake drum. Brake control device of letting elevator.
Description
종래의 엘리베이터의 브레이크 제어 장치에 있어서는, 브레이크 슈를 구동시키는 브레이크 코일(전자석)에 대한 여자 전류 지령을 규정값에 도달할 때까지 점증시키고, 그러한 후에 여자 전류 지령을 급격히 감소시키도록 하여, 발생하는 브레이크 동작음을 저감하고 있었다(예컨대, 일본 특허 공개 평성 제 9-267982 호 공보 참조).In the conventional brake control device of an elevator, an excitation current command for a brake coil (electromagnet) for driving a brake shoe is increased until it reaches a prescribed value, and after that, the excitation current command is rapidly reduced to generate The brake operation sound was reduced (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 9-267982).
그러나, 이러한 종래의 엘리베이터의 브레이크 제어 장치에 있어서는, 브레이크 낙하의 타이밍이나 전류값이 불분명해서, 갭 설정이나 브레이크 개체차에 의해 그 값은 크게 변동하고, 또한, 전류값을 점증시키는 시간이나 전류값이 이상 상태로부터 벗어나면, 드럼과의 충돌 속도가 내려가지 않는 경우나, 반대로 흡인력이 지나치게 커져서 마그네트로 돌이켜져서, 브레이크 제동을 저해할 경우가 생긴다. 그리고, 이렇게 충돌음을 낮추기 위해서는, 브레이크 조정과 제어 파라미터의 조정에 막대한 노동력을 필요로 하고, 또한, 온도 변화나 경년 변화 등의 불확정 외란이 발생하는 경우의 충돌음의 저감 효과는 거의 기대할 수 없다고 하는 문제가 있었다.However, in such a conventional brake control device of an elevator, the timing and current value of the brake drop are unclear, and the value greatly varies due to the gap setting or the brake individual difference, and the time or current value that increases the current value. When the deviation from this abnormal state occurs, the collision speed with the drum does not decrease or, on the contrary, the suction force becomes too large to turn back to the magnet, which may hinder brake braking. In order to reduce the collision noise in this way, a huge labor force is required for the adjustment of the brake and the adjustment of the control parameters, and the effect of reducing the impact noise in the event of indeterminate disturbance such as temperature change or secular variation is hardly expected. There was.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 브레이크 조정 작업이 용이하고, 외란에 작용되지 않고 브레이크의 낙하음을 낮추는 엘리베이터의 브레이크 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an elevator brake control device which is easy to adjust a brake and which does not act on disturbance and lowers the sound of falling of a brake.
발명의 개시Disclosure of the Invention
본 발명은 상기한 목적을 감안하여, 본 발명은, 엘리베이터 브레이크의 브레이크 슈를 구동시키는 전자석의 브레이크 코일에 흡인되는 아마츄어(armature)의 이동 속도에 기인하는 전자석의 기전력을 추정하는 기전력 추정부와, 이 기전력 및 기전력의 적분값 중 어느 하나를 목표값에 맞추도록 해서 보상된 전자석으로의 전압 지령을 공급하는 보상부를 구비하며, 제동 시의 아마츄어 이동 개시 후, 아마츄어 이동 속도를 억제하도록 브레이크 코일 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 브레이크 제어 장치에 있다.In view of the above object, the present invention provides an electromotive force estimating unit for estimating electromotive force of an electromagnet attributable to a moving speed of an armature attracted by a brake coil of an electromagnet for driving a brake shoe of an elevator brake; A compensation unit for supplying the voltage command to the compensated electromagnet by adjusting either the electromotive force or the integral value of the electromotive force to the target value, and after the start of the amateur movement during braking, the brake coil voltage is suppressed to suppress the amateur movement speed. The brake control apparatus of the elevator characterized by controlling.
본 발명은 엘리베이터의 브레이크 제어 장치, 특히 브레이크 슈(brake shoe)가 브레이크 드럼에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음의 저감에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the reduction of brake operating sound generated when an elevator brake control device, in particular a brake shoe, collides with a brake drum.
도 1은 본 발명에 따른 브레이크 제어 장치를 포함하는 엘리베이터의 브레이크 시스템의 전체 구성을 도시한 도면,1 is a view showing the overall configuration of a brake system of an elevator including a brake control device according to the invention,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 브레이크 제어 장치의 일례를 나타내는구성도,2 is a configuration diagram showing an example of a brake control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 브레이크 제어 장치에 관한 동작의 설명도,3 is an explanatory diagram of an operation relating to a brake control device according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 브레이크 제어 장치에 관한 동작의 설명도,4 is an explanatory diagram of an operation relating to a brake control device according to the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 브레이크 제어 장치의 일례를 나타내는 구성도,5 is a configuration diagram showing an example of a brake control device according to a second embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 브레이크 제어 장치의 일례를 나타내는 구성도,6 is a configuration diagram showing an example of a brake control device according to a third embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예 4에 따른 브레이크 제어 장치의 일례를 나타내는 구성도,7 is a configuration diagram showing an example of a brake control device according to a fourth embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 실시예 5에 따른 브레이크 제어 장치의 일례를 나타내는 구성도,8 is a configuration diagram showing an example of a brake control device according to a fifth embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 실시예 5에 따른 보상 수단의 일례를 나타내는 구성도,9 is a configuration diagram showing an example of the compensation means according to the fifth embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 브레이크 제어 장치에 관한 동작의 설명도,10 is an explanatory diagram of an operation relating to a brake control device according to the present invention;
도 11은 본 발명의 실시예 6에 따른 보상 수단의 일례를 나타내는 구성도,11 is a configuration diagram showing an example of the compensation means according to the sixth embodiment of the present invention;
도 12는 본 발명의 실시예 7에 따른 브레이크 제어 장치의 일례를 나타내는 구성도,12 is a configuration diagram showing an example of a brake control device according to a seventh embodiment of the present invention;
도 13은 본 발명의 실시예 8에 따른 보상 수단의 일례를 나타내는 구성도이다.13 is a configuration diagram showing an example of the compensation means according to the eighth embodiment of the present invention.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태Best Mode for Carrying Out the Invention
(실시예 1)(Example 1)
이하, 본 발명의 실시예 1에 따른 브레이크 제어 장치의 일례를 설명한다. 도 1에 본 발명에 따른 브레이크 제어 장치를 포함하는 엘리베이터의 브레이크 시스템 전체의 구성을 도시하고, 이것은 이하에 설명하는 각 실시예에서 마찬가지이다. 엘리베이터의 카(car)(1)는 권양기(winch)의 시브(sheave)(2)에 감아 걸린 메인 로프(3)에 의해 균형추(4)와 버켓(bucket)식으로 매달려 유지되고, 호이스트 모터(hoist motor)(5)에 의해 구동되는 브레이크 드럼(6)은 일반적으로는 호이스트 모터(5)와 시브(2)를 결합하는 축 상에 설치되고, 스프링(7)의 힘에 의해 브레이크 슈(8)를 브레이크 드럼(6)에 맞붙여, 마찰력에 의해 제동력을 얻는다. 엘리베이터의 기동 시에는 제어 장치(9)에 의해 브레이크 코일 즉 전자석(10)(이후의 설명에서는 브레이크 코일(10)은 전자석과 동일한 것으로서 설명함)에 전류를 흘려서 힘을 더하고, 브레이크 슈(8)에 장착된 아마츄어(armature)(11)를 스프링(7)의 힘에 이겨서 흡인한다. 이 때, 브레이크 접점(12)이 들어가고, 그 출력(12a)에 의해 흡인이 완료된 것을 검출한다. 또한, 제동 시에는 동일하게 제어 장치(9)에 의해 브레이크 코일(10)을 흡인한다. 흡인 시, 브레이크 코일(10)의 전류값은 코일의 저항과 리액턴스값에 의해 정해지는 시정수에 따라 감소하고, 브레이크 전류의 감소에 의해 흡인력도 감소한다. 이 흡인력이 스프링(7)의 힘보다도 작아지면 브레이크 코일(10)과 아마츄어(11)가 떨어져, 스프링 힘에 끌려 낙하한다.Hereinafter, an example of the brake control apparatus which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated. The structure of the brake system of the elevator containing the brake control apparatus which concerns on this invention in FIG. 1 is shown, and it is the same in each Example demonstrated below. The car 1 of the elevator is held and held in a counterweight 4 and bucket manner by a main rope 3 wound around a sheave 2 of a winch, and a hoist motor ( The brake drum 6 driven by the hoist motor 5 is generally installed on the shaft that couples the hoist motor 5 and the sheave 2, and is applied to the brake shoe 8 by the force of the spring 7. ) Is attached to the brake drum 6 to obtain a braking force by the frictional force. At the start of the elevator, the control device 9 adds a force to the brake coil, i.e., the electromagnet 10 (in the following description, the brake coil 10 is described as the same as the electromagnet), thereby adding a force to the brake shoe 8 An armature (11) mounted on it is drawn against the force of the spring (7). At this time, the brake contact 12 enters, and the output 12a detects that suction is completed. In addition, at the time of braking, the brake coil 10 is sucked by the control apparatus 9 similarly. At the time of suction, the current value of the brake coil 10 decreases in accordance with the time constant determined by the resistance and the reactance value of the coil, and the suction force also decreases by decreasing the brake current. When this suction force becomes smaller than the force of the spring 7, the brake coil 10 and the armature 11 fall, and are attracted to the spring force and fall.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 도 9, 10, 13의 부분을 포함하는 브레이크 제어 장치를 도시하는 구성도이다. 본원 발명에서는 기본적으로, 전자석의 브레이크 코일의 기전력이 아마츄어 속도를 나타내는 것에 주목하여, 이 코일의 기전력을 전류 검출기 신호로부터 추정하고, 이것에 근거하여 전자석의 브레이크 코일로의 전압 지령을 제어함으로써 아마츄어 속도를 제어 조정한다. 도 2에 있어서, 전류 검출기(13)는 브레이크 코일(전자석)(10)에 흐르는 전류를 검출한다. 기전력 추정 수단(30)은 전자석(10)으로의 코일 인가 전압 지령 신호(20)와 전류 검출기(13)로부터의 전류 검출기 신호(21)로부터 전자석에 발생하는 기전력을 추정한다. 목표값 설정 수단(설정값 수단)(22)은 기전력의 목표값을 인가한다. 차분 수단(23a)은 기전력의 목표값과 추정 기전력 신호(31)의 차분(차를 구함)을 구한다. 보상 수단(24)은 차분 수단(23a)의 출력의 이득과 위상을 정형하여 전자석으로의 전압 지령 신호(20)로서 출력한다. 비선형 보상 수단(32)은 전자석(10)에 흐르는 전류, 예를 들면 전류 검출기(13)의 출력(21a)과 전자석으로의 전압 지령 신호(20)가 비례 관계로 되도록 가산 수단(25a)을 거쳐서 보상을 실행한다. 인덕턴스 조정 수단(29)은 기전력 추정 수단(30)에 있어서의 전자석의 인덕턴스값(26)을 전류 검출기 신호(21)에 따라서 조정한다.FIG. 2 is a configuration diagram showing a brake control device including the parts of FIGS. 9, 10, and 13 according to Embodiment 1 of the present invention. In the present invention, the electromotive force of the brake coil of the electromagnet basically indicates the amateur speed, and the electromotive force of the coil is estimated from the current detector signal, and based on this, the amateur speed is controlled by controlling the voltage command to the brake coil of the electromagnet. Adjust to control. In FIG. 2, the current detector 13 detects a current flowing through the brake coil (electromagnet) 10. The electromotive force estimation means 30 estimates the electromotive force generated in the electromagnet from the coil applied voltage command signal 20 to the electromagnet 10 and the current detector signal 21 from the current detector 13. The target value setting means (set value means) 22 applies a target value of electromotive force. The difference means 23a calculates the difference (to obtain a difference) between the target value of the electromotive force and the estimated electromotive force signal 31. The compensating means 24 shapes the gain and phase of the output of the differential means 23a and outputs it as the voltage command signal 20 to the electromagnet. The nonlinear compensating means 32 passes through the adding means 25a such that the current flowing through the electromagnet 10, for example, the output 21a of the current detector 13 and the voltage command signal 20 to the electromagnet are proportional to each other. Run the reward. The inductance adjusting means 29 adjusts the inductance value 26 of the electromagnet in the electromotive force estimating means 30 in accordance with the current detector signal 21.
또한, 기전력 추정 수단(30)에 있어서, 미분 수단(27)은 전류 검출기 신호를 미분하고, 브레이크 코일 인덕턴스값(26)은 실제로는 그 미분 신호에 브레이크 코일의 인덕턴스를 승산하는 승산 수단, 브레이크 코일 저항값(28)은 실제로는 전류 검출기 신호에 브레이크 코일의 저항값을 승산하는 승산 수단, 가산 수단(25b)은 이들 양쪽 승산 신호를 가산한다. 그리고, 차분 수단(23b)은 브레이크 코일로의전압 지령 신호(20)로부터 상기 가산 수단(25b)의 출력을 빼고 이것을 추정 기전력 신호(31)라고 한다.In the electromotive force estimating means 30, the differential means 27 differentiates the current detector signal, and the brake coil inductance value 26 actually multiplies the differential signal by the inductance of the brake coil, the brake coil. The resistance value 28 is actually a multiplication means for multiplying the current detector signal by the resistance value of the brake coil, and the adding means 25b adds both of these multiplication signals. The difference means 23b then subtracts the output of the addition means 25b from the voltage command signal 20 to the brake coil and calls this the estimated electromotive force signal 31.
다음에, 본 발명의 실시예 1에 따른 브레이크 제어 장치의 동작을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 브레이크 제어 장치에 관한 동작의 설명도이다. 도 3(a)는 브레이크 코일(10)에 인가하는 전압을 나타내고, 도 3(b)는 아마츄어(11)의 변위를 나타내며, 도 3(c)는 아마츄어(11)의 속도 변화를 나타내고 있다. 도 3에 있어서, 브레이크 해제 시는, 브레이크 코일(10)에 흡인 전압을 인가하는 것에 의해, 브레이크 코일(10)을 구비한 전자석이 스프링(7)에 압도하여 아마츄어(11)룰 흡인한다. 시각 T2에 있어서, 브레이크 접점(12)이 아마츄어(11)의 흡인을 검출하면, 브레이크 코일(10)에 유지 전압을 인가한다. 유지 전압은 흡인 전압보다 낮은 값으로 하고, 흡인 상태에서의 전자석의 흡인력이 스프링 힘보다 간신히 커지도록 설정되고, 흡인 시의 브레이크 코일(10)의 발열을 억제하도록 하고 있다.Next, the operation of the brake control apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. 3 is an explanatory diagram of an operation relating to the brake control device according to the first embodiment of the present invention. 3 (a) shows the voltage applied to the brake coil 10, FIG. 3 (b) shows the displacement of the armature 11, and FIG. 3 (c) shows the speed change of the armature 11. In FIG. 3, when the brake is released, the electromagnet provided with the brake coil 10 is overwhelmed by the spring 7 to apply the amateur 11 by applying a suction voltage to the brake coil 10. At time T2, when the brake contact 12 detects suction of the armature 11, a sustain voltage is applied to the brake coil 10. The holding voltage is set to a value lower than the suction voltage, and is set so that the suction force of the electromagnet in the suction state is barely larger than the spring force, thereby suppressing the heat generation of the brake coil 10 during suction.
다음에, 유지 전압이 브레이크 코일(10)에 인가된 상태에서, 브레이크를 제동시키는 경우는, 시각 T4에 있어서, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 브레이크 코일(10)의 인가 전압을 유지 전압으로부터 0으로 한다. 이에 의해, 브레이크 전류는 저하를 시작하여, 브레이크 전류에 의한 흡인력이 스프링 힘보다 작게 되면 아마츄어(11)는 낙하를 시작하고, 아마츄어(11)의 속도는 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 가속을 시작한다. 아마츄어(11)가 움직이기 시작하는 것을 기전력 추정 수단(30)에서 검출하면, 제어 장치(9)는 차분 수단(23a)에 의해 설정값 수단(22)으로부터의 출력값과 기전력 추정 수단(30)으로부터 출력되는 추정 기전력 신호(31)를 차분하고, 차분 신호를 보상 수단(24)에 의해 증폭 배율과 위상을 정형하여 제어 전압 지령으로서 브레이크 코일(10)에 인가한다. 또한, 비선형 보상 수단(32)에 의해, 브레이크 코일(10)에 흐르는 전류와 브레이크 코일(10)로의 전압 지령이 비례 관계로 되도록 보상 전압을 가산 수단(25a)에 의해 부가한다. 예를 들면, 전류 검출기(13)에서 검출되는 브레이크 코일(10)의 코일 전류(전류 검출기 신호)에 비례하는 전압을 피드백하는 보상 수단(32)이 있다. 또, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 아마츄어(11)가 낙하 동작을 종료하는 시간을 경과하는 소정 시간 T6까지 제어 전압 지령을 인가한다. 또한, 보상 수단(24)의 증폭 배율은 아마츄어(11)를 전자석으로 끌어당기지 못할 만큼의 값으로 설정하고 있다.Next, in the case where the brake is braked while the sustain voltage is applied to the brake coil 10, as shown in FIG. 3 (a) at time T4, the applied voltage of the brake coil 10 is maintained at the sustain voltage. To 0 from. As a result, the brake current starts to decrease, and when the suction force due to the brake current is smaller than the spring force, the armature 11 starts to fall, and the speed of the armature 11 accelerates as shown in Fig. 3 (c). To start. When the electromotive force estimating means 30 detects that the armature 11 starts to move, the control device 9 causes the output value from the set value means 22 and the electromotive force estimating means 30 by the difference means 23a. The estimated electromotive force signal 31 is outputted, and the difference signal is shaped by the compensation means 24 and applied to the brake coil 10 as a control voltage command. In addition, the nonlinear compensation means 32 adds the compensation voltage by the adding means 25a so that the current flowing through the brake coil 10 and the voltage command to the brake coil 10 become proportional to each other. For example, there is a compensation means 32 for feeding back a voltage proportional to the coil current (current detector signal) of the brake coil 10 detected by the current detector 13. In addition, as shown in Fig. 3A, the control voltage command is applied until a predetermined time T6 which passes the time when the amateur 11 finishes the drop operation. In addition, the amplification factor of the compensation means 24 is set to a value such that the amateur 11 cannot be attracted to the electromagnet.
다음에, 기전력 추정 수단(30)의 동작에 대해서 설명한다. 전자석 즉 브레이크 코일(10)로에의 전압 지령 E와 브레이크 코일(10)에 흐르는 코일 전류 i의 관계는, 코일의 저항값을 R, 코일의 인덕턴스를 L로 나타내면, 전자기학으로부터Next, the operation of the electromotive force estimating means 30 will be described. The relationship between the electromagnet, that is, the voltage command E to the brake coil 10 and the coil current i flowing through the brake coil 10, is expressed from electromagnetics when the resistance value of the coil is represented by R and the inductance of the coil is represented by L.
의 관계가 있다. 또, 수학식 1의 우변 제 3 항은 아마츄어의 변위를 x, 그 속도를 v라고 하면There is a relationship. In addition, if the third term on the right side of Equation 1 is x as the displacement of the amateur and v is its speed,
의 관계가 있으며, 아마츄어 속도 v에 비례하는 전압이고, 속도에 기인하는기전력이다. 기전력 추정 수단(30)은 상기한 관계식으로부터Is a voltage proportional to the amateur speed, v, and the electromotive force due to the speed. The electromotive force estimating means 30 uses
의 관계식으로부터 추정 기전력 신호(31)를 추정하도록, 미분 수단(27), 코일 저항값(28), 인덕턴스값(29)을 마련하고, 수학식 3의 연산을 실행하도록 동작한다.The differential means 27, the coil resistance value 28, and the inductance value 29 are provided so as to estimate the estimated electromotive force signal 31 from the relational expression, and the operation of the equation (3) is performed.
다음에, 인덕턴스 조정 수단(29)의 동작에 대해서 설명한다. 예를 들면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 미리 브레이크 코일 전류 i와 인덕턴스 L을 구하고, 브레이크 코일 전류 i와 인덕턴스 L의 관계를 테이블화하며, 제어 장치(9)에 있어서는, 전류 검출기(13)의 신호로부터 이 테이블에 의해 인덕턴스 L을 호출하여, 기전력 추정 수단(30) 내의 인덕턴스 L을 변경하도록 동작한다.Next, the operation of the inductance adjusting means 29 will be described. For example, as shown in FIG. 4, the brake coil current i and the inductance L are calculated | required in advance, the relationship between the brake coil current i and the inductance L is tabulated, and in the control apparatus 9, the current detector 13 The inductance L is called by this table from the signal of, and it operates to change the inductance L in the electromotive force estimating means 30.
상술한 바와 같이 브레이크 제어 장치를 구성하면, 브레이크의 낙하 개시 후, 브레이크 낙하 속도를 억제하도록 브레이크 코일 전압을 제어하기 때문에, 브레이크의 낙하 속도가, 도 3(c)의 일점 쇄선으로 나타내는 종래의 속도 변화에 대하여, 소정의 값 이하로 늦어지고, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음이 작아진다.When the brake control device is constituted as described above, the brake coil voltage is controlled so as to suppress the brake drop speed after the brake starts dropping, so that the brake drop speed is a conventional speed indicated by the dashed-dotted line in Fig. 3C. With respect to the change, it is delayed below a predetermined value and the brake operation sound generated when the brake shoe 8 collides with the brake drum 6 is reduced.
(실시예 2)(Example 2)
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 브레이크 제어 장치를 도시하는 구성도이다. 상기 실시예와 동일 혹은 상당 부분은 동일 부호로 나타낸다(이하 마찬가지).도 5에 있어서, 기전력 추정 수단(30)은 전류 검출기 신호에 전자석의 인덕턴스와 저항으로부터 산출되는 0점을 구비한 소정의 필터를 거는 필터 수단(33b)과, 전자석으로의 전압 지령에 필터를 거는 필터 수단(33a)과, 양 필터 수단의 출력 신호의 차분을 구하는 차분 수단(23b)을 포함하며, 양 필터 수단의 시정수는 동일하게 되어 있다.5 is a configuration diagram showing a brake control device according to a second embodiment of the present invention. In Fig. 5, the electromotive force estimating means 30 has a predetermined filter having zero points calculated from the inductance and resistance of the electromagnet in the current detector signal. Filter means 33b for hanging the filter, filter means 33a for filtering the voltage command to the electromagnet, and difference means 23b for calculating the difference between the output signals of both filter means, and the time constants of both filter means. Is the same.
다음에, 본 발명의 실시예 2에 따른 브레이크 제어 장치의 동작을 설명한다. 기전력 추정 수단(30)의 동작을 제외하고, 다른 동작은 실시예 1과 동일하다. 기전력 추정 수단(30)은 수학식 3의 관계에 필터 처리를 실행하도록 동작한다. 구체적으로는, 기전력 신호의 라플라스 변환을 Ev(s)로 하고, 또 코일 전압 지령 E 및 코일 전류의 라플라스 변환을 각각 E(s), i(s)라고 하면, 수학식 3의 양변에 예를 들면 시정수 τ의 필터를 부가해서 정리하면Next, the operation of the brake control apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. Except for the operation of the electromotive force estimation means 30, the other operations are the same as in the first embodiment. The electromotive force estimating means 30 is operative to perform filter processing on the relationship of equation (3). Specifically, if the Laplace transformation of the electromotive force signal is Ev (s), and the Laplace transformation of the coil voltage command E and the coil current are E (s) and i (s), respectively, For example, adding a filter of time constant τ
의 관계가 성립한다. 따라서, 기전력 추정 수단(30)은 수학식 4를 따라서 동작하여 추정 기전력(31)을 추정한다. 상술한 바와 같이 브레이크 제어 장치를 구성하면, 전류 검출기 신호의 미분 동작을 실시하지 않기 때문에, 노이즈 외란에 대하여 견뢰(堅牢)로 되고, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 음이 더욱 작아진다.The relationship is established. Therefore, the electromotive force estimating means 30 operates according to Equation 4 to estimate the estimated electromotive force 31. When the brake control device is constituted as described above, the differential operation of the current detector signal is not performed, which results in a high reliability against noise disturbance and occurs when the brake shoe 8 collides with the brake drum 6. The brake sound becomes smaller.
(실시예 3)(Example 3)
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 브레이크 제어 장치를 도시하는 구성도이다. 도 6에 있어서, 도 2에 나타내는 실시예 2의 것과 다른 점은 기전력 추정 수단(30)에서 추정된 기전력을 적분하는 적분 수단(34), 적분 수단(34)을 위한 증폭 수단(35b), 기전력의 적분값 즉 아마츄어의 변위 위치의 목표값을 인가하는 설정값 수단(22), 이 설정값 수단(22)의 출력 신호와 증폭 수단(35b)으로부터의 출력 신호의 차분을 구하는 차분 수단(23c), 기전력 추정 수단(30)의 출력 신호를 증폭하는 증폭 수단(35a), 및 증폭 수단(35a)의 출력 신호와 차분 수단(23c)의 출력 신호의 차분을 구해 전자석으로의 전압 지령으로 하는 차분 수단(23d)을 구비한다. 또한, 보상 수단(24)은 마련되어 있지 않다.6 is a configuration diagram showing a brake control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In Fig. 6, the difference from that of Embodiment 2 shown in Fig. 2 is that the integration means 34 integrates the electromotive force estimated by the electromotive force estimation means 30, the amplification means 35b for the integration means 34, and the electromotive force. Set value means (22) for applying an integral value, i.e., a target value of the displacement position of the armature, and difference means (23c) for obtaining a difference between the output signal of the set value means (22) and the output signal from the amplification means (35b). Amplification means 35a for amplifying the output signal of the electromotive force estimation means 30, and a differential means for obtaining the difference between the output signal of the amplification means 35a and the output signal of the difference means 23c and making a voltage command to the electromagnet. 23d is provided. In addition, the compensation means 24 is not provided.
동작에 대해서 설명하면, 추정 기전력은, 적분 수단(34)에서 적분을 실행하고, 또 증폭 수단(35b)에서 증폭되고, 설정값 수단(22)의 출력 신호와의 차분을 차분 수단(23c)에서 취한다. 또, 차분 수단(23c)의 출력 신호와, 증폭 수단(35a)에 의해 증폭된 추정 기전력과의 차분을 차분 수단(23d)에서 취하고, 차분 수단(23d)의 출력 신호가 코일의 전압 지령으로 되도록 동작한다.Referring to the operation, the estimated electromotive force is integrated by the integrating means 34, and amplified by the amplifying means 35b, and the difference by the difference means 23c by the difference with the output signal of the set value means 22. Take it. The difference means 23d takes the difference between the output signal of the difference means 23c and the estimated electromotive force amplified by the amplification means 35a, so that the output signal of the difference means 23d becomes the voltage command of the coil. It works.
상술한 바와 같이 브레이크 제어 장치를 구성하면, 차분 수단(23c)의 출력 신호는 아마츄어가 움직이기 시작하고 또한 증대하는 기전력의 적분값 신호와 목표값 설정 수단 즉 설정값 수단(22)의 일정값 신호와의 차분 신호이므로, 아마츄어의 움직임과 함께 점차 줄여가는 신호로 된다. 따라서, 차분 수단(23d)에서는, 아마츄어의 움직임과 함께 점차 줄여가는 차분 수단(23c)의 출력 신호를 새로운 목표값으로 하여, 증폭 수단(35a)에서 증폭된 추정 기전력 신호와의 차분이 행하여진다.When the brake control device is constituted as described above, the output signal of the differential means 23c is the integral value signal of the electromotive force and the target value setting means, that is, the constant value signal of the set value means 22, in which the amateur starts to move and increases. Since it is a differential signal with, the signal gradually decreases with the movement of the amateur. Therefore, in the difference means 23d, the difference with the estimated electromotive force signal amplified by the amplifying means 35a is performed by setting the output signal of the difference means 23c gradually decreasing with the movement of the amateur as a new target value.
한편, 수학식 2에서 나타내는 기전력 신호는, 아마츄어 속도 v와 코일 전류 i의 적(積)에 비례한다. 코일 전류가 점차 줄어가, 충돌 직전의 아마츄어 속도 v를 안정(일정값)하게 제어하기 위해서는, 실시예 1 및 2의 목표값 설정 수단(22)의 일정값 신호를 목표로 하는 것보다는, 본 실시예에 나타내는 바와 같이, 아마츄어의 움직임과 함께 점차 줄여가는 가변 신호를 목표로 하는 구성쪽이 바람직하다. 이들 구성에 의해, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 음이 더욱 작아진다. 또, 기전력 추정 수단(30)에, 실시예 2의 구성을 이용하여도 마찬가지의 동작이 얻어지는 것은 명확하다.On the other hand, the electromotive force signal shown in Expression (2) is proportional to the product of the amateur speed v and the coil current i. In order to stably control the amateur speed v just before the collision and to stably (constant value), the coil current gradually decreases, rather than targeting a constant value signal of the target value setting means 22 of the first and second embodiments. As shown in the example, it is preferable to use a configuration that targets a variable signal that gradually decreases with the movement of the amateur. With these configurations, the brake sound generated when the brake shoe 8 collides with the brake drum 6 is further reduced. In addition, it is clear that the same operation can be obtained even when the electromotive force estimating means 30 uses the configuration of the second embodiment.
(실시예 4)(Example 4)
도 7(a)는 본 발명의 실시예 4에 따른 브레이크 제어 장치를 도시하는 구성도이다. 이 실시예에서는 보상기 조정 수단(36)을 더 마련하였다. 이 보상기 조정 수단(36)은 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 래치 회로(37), 비교기(38), 이득 테이블(39)을 구비한다.Fig. 7A is a block diagram showing the brake control device according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a compensator adjusting means 36 is further provided. This compensator adjusting means 36 includes a latch circuit 37, a comparator 38, and a gain table 39, as shown in Fig. 7B.
다음에, 동작을 설명한다. 보상기 조정 수단(36)의 동작 이외에는 실시예 1과 동일한 동작이다. 보상기 조정 수단(36)의 동작에 대해서 설명한다. 비교기(38)는 기전력 추정 수단(30)으로부터의 기전력이 발생하는 타이밍을 판단하도록 동작하는 비교기(하측에 추정 기전력 신호로부터 기전력 발생의 유무를 판단하는 기준 전압이 접속되어 있음)이며, 래치 회로(37)는 그 타이밍에 있어서의 전류 검출기(13)의 출력 신호를 기억하도록 동작한다. 이득 테이블(39)은 기전력이 발생하는 전류값과 보상 수단(24)에 있어서의 증폭율을 관련지어 있는 테이블이다. 보상기 조정 수단(36)은 래치 회로(37)에서 기억된 코일 전류값(전류 검출기 출력)에 따라 그 때마다, 보상 수단(24)에서의 증폭율을 이득 테이블(39)에 의해 조정하도록 동작한다. 이것은 아마츄어가 움직이기 시작하는 코일 전류값은 스프링(7)의 누르는 힘에 비례하는 것을 고려하여, 누르는 힘이 증대하면, 보상 수단(24)의 증폭율을 증대시키고, 또 누르는 힘이 감소하면, 보상 수단(24)의 증폭율을 감소시켜, 제어계의 안정 동작을 높이는 효과가 있다.Next, the operation will be described. The operation is the same as that of the first embodiment except for the operation of the compensator adjusting means 36. The operation of the compensator adjusting means 36 will be described. The comparator 38 is a comparator (a reference voltage for determining the presence or absence of electromotive force from the estimated electromotive force signal is connected to the lower side) which operates to determine the timing at which the electromotive force from the electromotive force estimating means 30 is generated. 37 operates to store the output signal of the current detector 13 at that timing. The gain table 39 is a table which associates the current value at which electromotive force is generated with the amplification factor in the compensation means 24. The compensator adjusting means 36 operates to adjust the amplification factor in the compensating means 24 by the gain table 39 each time according to the coil current value (current detector output) stored in the latch circuit 37. . This takes into account that the coil current value at which the amateur starts to move is proportional to the pressing force of the spring 7, so that when the pressing force increases, the amplification factor of the compensating means 24 increases, and when the pressing force decreases, The amplification factor of the compensating means 24 is reduced, thereby increasing the stable operation of the control system.
상술한 바와 같이 브레이크 제어 장치를 구성하면, 브레이크를 구성하고 있는 스프링(7)의 누루는 힘이 경년 변화에 따라 변화되어도, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음이 작아진다. 또, 기전력 추정 수단(30)에 실시예 2의 구성을 이용하여도 마찬가지의 동작이 얻어지는 것은 명확하다.When the brake control device is constituted as described above, even when the pressing force of the spring 7 constituting the brake changes with age, the brake occurs when the brake shoe 8 collides with the brake drum 6. The operation sound becomes small. In addition, it is clear that the same operation is obtained even when the configuration of the second embodiment is used for the electromotive force estimating means 30.
(실시예 5)(Example 5)
도 8은 본 발명의 실시예 5에 따른 브레이크 제어 장치를 도시하는 구성도이다. 이 실시예는 실시예 3과 마찬가지로, 기전력의 적분값 즉 아마츄어의 변위 위치에 관한 가변의 목표값에 근거하여 제어를 실행하는 것이다. 아마츄어 동작 전류 검지 수단(18)은 전류 검출기 신호(21)에 근거하여 전자석(10)의 아마츄어(11)가 동작 개시하는 코일 전류값을 검지한다. 목표값 설정 수단(22)은 증폭수단(35)에서 증폭된 추정 기전력 신호(31b)의 적분 신호(310)의 목표값을 인가한다. 차분 수단(23c)은 목표값과 추정 기전력 신호의 적분 신호(310)를 차분한다. 보상 수단(24)은 차분 수단(23c)의 출력 신호와, 전류 검출기 신호(21)와, 기전력 추정 수단의 추정 기전력 신호(31a)와, 아마츄어 동작 전류 검지 수단의 출력 신호(32)에 근거하여, 브레이크 코일(전자석)(10)로의 코일 인가 전압 지령 신호(20)를 출력한다. 인덕턴스 조정 수단(29)은 기전력 추정 수단(30)에 있어서의 전자석의 인덕턴스값(26)을 전류 검출기 신호(21)에 따라서 조정한다.8 is a configuration diagram showing a brake control device according to a fifth embodiment of the present invention. As in the third embodiment, the control is executed based on the integral value of the electromotive force, that is, the variable target value with respect to the displacement position of the amateur. The armature operating current detection means 18 detects the coil current value at which the armature 11 of the electromagnet 10 starts to operate based on the current detector signal 21. The target value setting means 22 applies the target value of the integrated signal 310 of the estimated electromotive force signal 31b amplified by the amplifying means 35. The difference means 23c differentials the integrated signal 310 of the target value and the estimated electromotive force signal. The compensation means 24 is based on the output signal of the difference means 23c, the current detector signal 21, the estimated electromotive force signal 31a of the electromotive force estimation means, and the output signal 32 of the amateur operating current detection means. The coil application voltage command signal 20 to the brake coil (electromagnet) 10 is output. The inductance adjusting means 29 adjusts the inductance value 26 of the electromagnet in the electromotive force estimating means 30 in accordance with the current detector signal 21.
또한, 기전력 추정 수단(30)에 있어서, 차분 수단(23b)은 브레이크 코일로의 코일 인가 전압 지령 신호(20)로부터 상기 가산 수단(25b)의 출력을 빼고, 또 필터 수단(33)을 통하여, 이것을 추정 기전력 신호(31a, 31b)로 한다.In the electromotive force estimating means 30, the difference means 23b subtracts the output of the addition means 25b from the coil application voltage command signal 20 to the brake coil, and also through the filter means 33, Let this be the estimated electromotive force signal 31a, 31b.
도 9는 보상 수단(24)의 구성의 일례를 나타내는 구성도이다. 보상 수단(24)에 있어서, 기전력 추정 수단(30)의 출력 신호(31a)는 기전력 보상 수단(40)에 입력된다. 아마츄어 동작 전류 검지 수단(18)의 출력 신호(320)는 스프링 힘 보상 수단(41)과 전자력 보상 수단(42)에 입력된다. 전류 검출기 신호(21)는 전자력 보상 수단(42)과 미분 수단(27a), 및 균형 전압 보상 수단(47)에 각각 입력된다. 기전력 보상 수단(40)의 출력 신호, 스프링 힘 보상 수단(41)의 출력 신호 및 전자력 보상 수단(42)의 출력 신호는 각각 승산 수단(44)에 입력된다. 승산 수단(44)의 출력 신호는 차분 수단(23d)에 의해, 도 8에 도시하는 차분 수단(23c)의 출력 신호(17)와 차분되어, 전환 수단(45)에 입력된다. 0 신호원(48)의 출력 신호는 전환 수단(45)에 입력된다. 미분 수단(27a)의 출력 신호도 전환 수단(45)에 입력된다. 전환 수단(45)의 출력 신호와 균형 전압 보상 수단(47)의 출력 신호는 가산 수단(25c)에서 가산되고, 이것을 코일 인가 전압 지령 신호(20)로 한다.9 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the compensation means 24. In the compensation means 24, the output signal 31a of the electromotive force estimation means 30 is input to the electromotive force compensation means 40. The output signal 320 of the amateur operating current detecting means 18 is input to the spring force compensating means 41 and the electromagnetic force compensating means 42. The current detector signal 21 is input to the electromagnetic force compensating means 42, the differential means 27a, and the balanced voltage compensating means 47, respectively. The output signal of the electromotive force compensating means 40, the output signal of the spring force compensating means 41 and the output signal of the electromagnetic force compensating means 42 are respectively input to the multiplication means 44. The output signal of the multiplication means 44 is differentiated from the output signal 17 of the difference means 23c shown in FIG. 8 by the difference means 23d and input to the switching means 45. The output signal of the zero signal source 48 is input to the switching means 45. The output signal of the differential means 27a is also input to the switching means 45. The output signal of the switching means 45 and the output signal of the balance voltage compensating means 47 are added by the adding means 25c, making this the coil applied voltage command signal 20.
다음에, 본 발명의 실시예 5에 따른 브레이크 제어 장치의 동작을 설명한다. 기본적인 동작은 상술한 실시예와 동일하며, 유지 전압이 브레이크 코일(10)에 인가된 상태에서, 브레이크 제동을 거는 경우는, 시각 T4에 있어서 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 브레이크 코일(10)의 인가 전압을 유지 전압으로부터 0으로 한다. 이에 의해, 브레이크 전류(브레이크 코일(10)의 전류)는 저하를 시작하여, 브레이크 전류에 의한 흡인력이 스프링 힘보다 작게 되면 아마츄어(11)는 낙하를 시작하며, 아마츄어(11)의 속도는 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 가속을 시작한다. 아마츄어(11)가 움직이기 시작하는 것을 기전력 추정 수단(30)에서 검출하면, 제어 장치(9)는 차분 수단(23c)에 의해 설정값 수단(22)으로부터의 출력값과, 기전력 추정 수단(30)으로부터 출력되는 추정 기전력 신호(31b)를 적분 수단(34)에서 적분한 후, 증폭 수단(35)에서 증폭한 신호를 차분한다. 보상 수단(24)은 차분 수단(23c)의 출력 신호(17)와, 전류 검출기 신호(21)와, 기전력 추정 수단의 출력 신호(31a)와, 아마츄어 동작 전류 검지 수단(18)의 출력 신호(320)에 근거하여, 브레이크 코일(전자석)(10)로의 코일 인가 전압 지령 신호(20)를 출력한다.Next, the operation of the brake control apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described. The basic operation is the same as in the above-described embodiment, and when brake braking is applied while the sustain voltage is applied to the brake coil 10, as shown in Fig. 3A at time T4, the brake coil 10 ) Is set to 0 from the sustain voltage. As a result, the brake current (the current of the brake coil 10) starts to decrease, and when the suction force by the brake current is smaller than the spring force, the amateur 11 starts to fall, and the speed of the amateur 11 is shown in FIG. As shown in (c), acceleration starts. When the electromotive force estimating means 30 detects that the amateur 11 starts to move, the control device 9 outputs the output value from the set value means 22 and the electromotive force estimating means 30 by the difference means 23c. After integrating the estimated electromotive force signal 31b outputted from the integration means 34, the signal amplified by the amplification means 35 is differentiated. The compensation means 24 comprises an output signal 17 of the differential means 23c, a current detector signal 21, an output signal 31a of the electromotive force estimation means, and an output signal of the amateur operating current detection means 18 ( Based on 320, the coil application voltage command signal 20 to the brake coil (electromagnet) 10 is output.
기전력 추정 수단(30) 및 인덕턴스 조정 수단(29) 등의 기본 동작은 상술한 실시예와 동일하다.Basic operations of the electromotive force estimating means 30 and the inductance adjusting means 29 and the like are the same as in the above-described embodiment.
다음에, 보상 수단(24)의 동작에 대해서 설명한다. 먼저, 기전력 보상수단(40)은 기전력 추정 신호(31a)의 이득이나 위상을 예컨대,Next, the operation of the compensation means 24 will be described. First, the electromotive force compensating means 40 measures the gain or phase of the electromotive force estimation signal 31a, for example,
과 같은 전달 함수를 갖는 제어기에 의해 변경하도록 동작하고, 그 출력 신호는 승산 수단(44)에 입력된다. 여기에서, C(s)은 입력 신호와 출력 신호의 전달 함수를 나타내고, s는 라플라스연산 자를 나타낸다. Kp는 비례 이득을, Kd는 미분 이득을 나타내는 정수이다.Operative to change by a controller having a transfer function such that the output signal is input to multiplication means 44. Here, C (s) represents the transfer function of the input signal and the output signal, and s represents the Laplace operator. Kp is an integer indicating proportional gain and Kd is a differential gain.
스프링 힘 보상 수단(41)은 아마츄어 동작 전류 검지 수단(18)으로부터의 출력 신호(320)에, 예컨대,The spring force compensating means 41 is connected to the output signal 320 from the amateur operating current detecting means 18, for example,
과 같은 1차 함수를 실시한 연산값을 출력한다. 여기서, 신호 u는 아마츄어 동작 전류 검지 수단(18)으로부터의 출력 신호(32)를 나타낸다. 신호 y는 스프링 힘 보상 수단(41)의 출력 신호를 나타낸다. 또 cs및 ds는 스프링 힘 보상 수단의 출력 신호 y의 하한치와 상한치를 각각 나타낸다. 또한, 본 예에서는 수학식 6을 1차 방정식으로 했지만, 다차 방정식 또는 신호 u의 크기로 구분하여, 연산식을 바꾸는 비선형 방정식이라도 무방한 것은 말할 필요도 없다.Outputs the operation value that performed the same linear function as Here, the signal u represents the output signal 32 from the amateur operating current detection means 18. The signal y represents the output signal of the spring force compensating means 41. C s and d s represent the lower limit and the upper limit of the output signal y of the spring force compensating means, respectively. In addition, although the equation (6) is a linear equation in this example, it is needless to say that the equation may be divided by the magnitude of the multi-order equation or the signal u and the equation may be changed.
전자력 보상 수단(42)은 아마츄어 동작 전류 검지 수단(18)으로부터의 출력 신호(320)와, 전류 검출기의 출력 신호(21)로부터, 예컨대,The electromagnetic force compensating means 42 is provided from the output signal 320 from the amateur operating current detection means 18 and from the output signal 21 of the current detector, for example,
과 같은 1차 함수를 실시한 연산값을 출력한다. 여기서, 신호 u는 아마츄어 동작 전류 검지 수단(18)으로부터의 출력 신호(320)를 나타낸다. 신호 i는 전류 검출기의 출력 신호(21)를 나타낸다. 신호 r은 전자력 보상 수단(42)의 출력 신호를 나타낸다. 또 cm및 dm은 전자력 보상 수단(42)의 출력 신호 r의 하한치와 상한치를 각각 나타낸다. 본 예에서는 수학식 8을 1차 방정식으로 했지만, 다차 방정식 또는, 신호 i의 크기로 구분하여, 연산식을 바꾸는 비선형 방정식이라도 무방한 것은 말할 필요도 없다.Outputs the operation value that performed the same linear function as Here, the signal u represents the output signal 320 from the amateur operating current detection means 18. Signal i represents the output signal 21 of the current detector. The signal r represents the output signal of the electromagnetic force compensating means 42. C m and d m represent the lower limit and the upper limit of the output signal r of the electromagnetic force compensating means 42, respectively. In this example, Equation 8 is a linear equation, but needless to say, it may be a multi-order equation or a nonlinear equation which is divided by the magnitude of the signal i and changes the equation.
승산 수단(44)은 기전력 보상 수단(40), 스프링 힘 보상 수단(41), 및 전자력 보상 수단(42)의 각각의 출력 신호를 승산하도록 동작한다. 승산 수단(44)의 출력 신호는 차분 수단(23d)에 의해 차분 수단(23c)으로부터의 출력 신호(17)로부터 차분되어, 전환 수단(45)에 입력된다.The multiplication means 44 operates to multiply respective output signals of the electromotive force compensating means 40, the spring force compensating means 41, and the electromagnetic force compensating means 42. The output signal of the multiplication means 44 is differentiated from the output signal 17 from the difference means 23c by the difference means 23d and input to the switching means 45.
전환 수단(45)은 차분 수단(23d)의 출력 신호와 0 신호원(48)의 출력 신호를, 코일 전류 검출기 신호(21)를 미분 수단(27a)에서 시간 미분한 신호의 부호에의해 전환하도록 동작한다. 예를 들면,The switching means 45 switches the output signal of the differential means 23d and the output signal of the zero signal source 48 by the sign of the signal that time-differentiates the coil current detector signal 21 from the differential means 27a. It works. For example,
과 같은 연산을 실행한다. 여기서, q는 코일 전류 검출기 신호(21)를 미분 수단(27a)에서 시간 미분한 신호를, w는 차분 수단(23d)의 출력 신호를, z는 전환 수단(45)의 출력 신호를 각각 나타낸다.Perform the same operation as Here, q denotes a signal obtained by differentiating the coil current detector signal 21 by the differential means 27a, w denotes an output signal of the differential means 23d, and z denotes an output signal of the switching means 45, respectively.
또, 전환 수단(45)의 출력 신호는 가산 수단(25c)에 의해, 코일 전류 검출기 신호(21)에 균형 전압 보상 수단(47)을 실시한 출력 신호와 가산되어, 코일 인가 전압 지령 신호(20)로 된다. 균형 전압 보상 수단(47)은, 예컨대,In addition, the output signal of the switching means 45 is added by the addition means 25c with the output signal which performed the balance voltage compensation means 47 to the coil current detector signal 21, and the coil application voltage command signal 20 is carried out. It becomes The balance voltage compensation means 47 is, for example,
과 같은 1차 함수를 실시한 연산값을 출력한다. 여기서, 신호 i는 코일 전류 검출기 신호(21)를 나타낸다. 신호 e는 균형 전압 보상 수단(47)의 출력 신호를 나타낸다. R은 예를 들면 브레이크 코일(10)의 직류 저항값이다.Outputs the operation value that performed the same linear function as Here, the signal i represents the coil current detector signal 21. The signal e represents the output signal of the balanced voltage compensation means 47. R is a DC resistance value of the brake coil 10, for example.
브레이크 제어계의 제어 동작은 코일 전류 검출기 신호(21)에 균형 전압 보상 수단(47)이 실시한 출력 신호를 상시 코일 인가 전압 지령 신호에 출력하고, 또 전류 검출기 신호(21)가 시간과 함께 점차 증가할 때만, 차분 수단(23d)의 출력 신호(네가티브 피드백 신호)를 코일 인가 전압 지령 신호(20)에 가산하도록 동작한다.The control operation of the brake control system outputs the output signal applied by the balanced voltage compensating means 47 to the coil current detector signal 21 at a constant coil applied voltage command signal, and the current detector signal 21 gradually increases with time. At this time, it operates to add the output signal (negative feedback signal) of the difference means 23d to the coil application voltage command signal 20.
도 10(a)에 브레이크 제동시 동작에 있어서의, 제어 없음(파선)과 본 제어 장치(실선)의 코일 전압 지령 신호(20)의 동작예를, (b)에 제어 없음(파선)과 본 제어 장치(실선)의 아마츄어 변위의 동작예를, 또 (c)에 제어 없음(파선)과 본 제어 장치(실선)의 아마츄어 속도의 동작예를 각각 나타낸다. 도 10(c)의 아마츄어 속도를 비교하면, 브레이크 슈와 드럼이 접촉했다고 예상되는 시각에 있어서, 속도의 최대값이 제어 없음(파선)에 비하여, 본 제어 장치(실선)의 것이 작아져 있다. 이에 의해, 브레이크의 낙하 속도가, 도 3(c)의 일점 쇄선으로 나타내는 도시하는 종래의 속도 변화에 대하여, 소정의 값 이하로 늦어지고, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음이 작아진다.Fig. 10 (a) shows an example of the operation of the uncontrolled (broken line) and coil voltage command signal 20 of the present control device (solid line) in the operation during brake braking. An example of the operation of the amateur displacement of the control device (solid line) is shown in (c) and an example of the operation of the amateur speed of the control device (solid line) without control (dashed line). When the amateur speed of FIG. 10 (c) is compared, at the time when the brake shoe and the drum are expected to come in contact, the maximum value of the speed is smaller than that of the control device (solid line) as compared to the uncontrolled (dashed line). As a result, the fall speed of the brake is slowed down to a predetermined value or less with respect to the conventional speed change shown by the dashed-dotted line shown in FIG. 3C, and the brake shoe 8 may collide with the brake drum 6. The brake operation sound generated at the time becomes small.
아마츄어의 동작은 전자기력과 스프링 힘의 힘의 밸런스가 변한 경우에 개시된다. 이 때의 전류값의 크기는 스프링 힘에 거의 비례한다. 따라서, 아마츄어 동작 전류 검지 수단(18)의 출력값에 의해 코일 인가 전압 지령 신호(20)를 보상하는 동작에 의해, 스프링 힘의 불균형이 있어도 안정하게 동작하는 효과가 있다.The operation of the amateur is initiated when the balance of the force of the electromagnetic force and the spring force is changed. The magnitude of the current value at this time is almost proportional to the spring force. Therefore, the operation | movement which compensates the coil application voltage command signal 20 by the output value of the amateur operation | movement current detection means 18 has the effect of operating stably, even if there exists an imbalance of a spring force.
또한, 아마츄어의 이동에 따라 전자기력은 그 거리에 따라 점차 줄어가기 때문에, 코일의 인가 전압과 전자기력은 비례하지 않는다. 이 때문에, 이동 거리에 따라 코일의 인가 전압을 점차 증가시키는 쪽이, 아마츄어 속도의 제어가 용이하게 된다. 전자력 보상 수단(42)은 아마츄어 이동에 따라, 코일 전류가 증가하는 것에 착안하여, 동작 전류 검지 수단(18)의 출력값과 코일 전류 검출기 신호(21)의 차에 비례한 수치를 출력하고, 이것을 기전력 보상 수단(40) 및 스프링 힘 보상 수단(41)의 각각의 출력값에 승산하는 것에 의해, 아마츄어 속도의 제어성을 높이고 있다. 이에 의해 또한, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음을 안정적으로 작게 할 수 있다.In addition, since the electromagnetic force gradually decreases with the distance as the amateur moves, the applied voltage of the coil and the electromagnetic force are not proportional. Therefore, it is easier to control the amateur speed by gradually increasing the applied voltage of the coil in accordance with the moving distance. The electromagnetic force compensating means 42 pays attention to the increase in the coil current as the amateur moves, and outputs a numerical value proportional to the difference between the output value of the operating current detecting means 18 and the coil current detector signal 21, and this is the electromotive force. By multiplying each output value of the compensation means 40 and the spring force compensation means 41, the controllability of the amateur speed is improved. As a result, the brake operation sound generated when the brake shoe 8 collides with the brake drum 6 can be stably reduced.
(실시예 6)(Example 6)
도 11은 본 발명의 실시예 6에 따른 브레이크 제어 장치의 보상 수단을 도시하는 구성도이다. 이 실시예에서는 보상 수단(24) 내에, 타이머 수단(43)과 이득 변경 수단(50a)을 구비한다.11 is a configuration diagram showing the compensation means of the brake control apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, the compensation means 24 is provided with a timer means 43 and a gain change means 50a.
다음에, 동작을 설명한다. 보상 조정 동작 이외에는 상기 실시예 5와 동일한 동작이다. 타이머 수단(43)은 브레이크 개방된 시각으로부터 브레이크 동작을 시작한 시각까지의 시간을 카운트하는 수단이다. 여기서, 카운트된 시간을 Thold로 한다. 다음에, 이득 변경 수단(50a)의 동작에 대해서 설명한다. 예를 들면,Next, the operation will be described. The operation is the same as that of the fifth embodiment except for the compensation adjustment operation. The timer means 43 is a means for counting the time from when the brake is released until the time when the brake operation is started. Here, the counted time is referred to as Thold. Next, the operation of the gain changing means 50a will be described. For example,
과 같은 연산을 실행한다. 여기서, Kpini는 Kp의 초기값을, Kprate는 이득 변화율을, Thmax는 최대 브레이크 개방 시간을, 또 Thmin은 최소 브레이크 개방 시간을 각각 나타낸다. 이 예에서는, 카운트된 시간에 의해 1차식으로 이득을 변경하도록 동작한다.Perform the same operation as Here, Kpini represents the initial value of Kp, Kprate represents the gain change rate, Thmax represents the maximum brake open time, and Thmin represents the minimum brake open time, respectively. In this example, it operates to change the gain linearly by the counted time.
상술한 바와 같이 브레이크 제어 장치를 구성하면, 브레이크가 개방되어 있는 시간, 즉 아마츄어가 전자석에 부착되어 있는 시간에 의해 아마츄어가 자화되고, 브레이크 동작 시에, 코일 전류가 점차 줄어도, 아마츄어가 전자석으로부터 떨어지기 어려워진다. 브레이크 개방 시간에 따라, 기전력 보상 수단의 이득을 변경하기 때문에, 브레이크가 개방되어 있는 시간에 좌우되는 일없이, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음이 작아진다.When the brake control device is configured as described above, the amateur is magnetized by the time when the brake is opened, that is, the time when the amateur is attached to the electromagnet, and the armature is released from the electromagnet even if the coil current gradually decreases during the brake operation. It is difficult to fall. Since the gain of the electromotive force compensating means is changed in accordance with the brake opening time, the brake operation sound generated when the brake shoe 8 collides with the brake drum 6 is small without being influenced by the time when the brake is opened. Lose.
(실시예 7)(Example 7)
도 12는 본 발명의 실시예 7에 따른 브레이크 제어 장치를 도시하는 구성도이다. 이 실시예에서는 저항값 추정 수단(51)을 구비한다. 다음에, 동작을 설명한다. 저항값 추정 수단(51)의 동작 이외에는 실시예 5와 동일한 동작이다. 저항값 추정 수단(51)은 코일 인가 전압 지령 신호(20)와 코일 전류 검출기 신호(21)로부터 코일의 저항값을 추정하도록 동작한다. 예를 들면 브레이크 개방시의 임의의 일정 시간 내의 코일 인가 전압 지령 신호(20)의 이동 평균 처리 결과(소정 기간에 있어서의 평균을 구함)를, 그에 대응하는 코일 전류 검출기 신호(21)의 이동 평균 처리 결과로 나누어, 저항을 추정하도록 동작한다. 이 추정 저항값을 기전력 추정 수단(30)의 코일 저항값(28)으로 설정한다.12 is a configuration diagram showing a brake control apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. In this embodiment, the resistance value estimating means 51 is provided. Next, the operation will be described. The operation is the same as that of the fifth embodiment except for the operation of the resistance value estimating means 51. The resistance value estimating means 51 operates to estimate the resistance value of the coil from the coil applied voltage command signal 20 and the coil current detector signal 21. For example, the moving average of the coil application voltage command signal 20 (average in a predetermined period) of the coil applied voltage command signal 20 within a predetermined time at the time of brake opening is obtained. The moving average of the coil current detector signal 21 corresponding thereto is obtained. Divided by the processing result, it is operated to estimate the resistance. This estimated resistance value is set to the coil resistance value 28 of the electromotive force estimation means 30.
상술한 바와 같이 브레이크 제어 장치를 구성하면, 기전력 추정 수단(30)의 기전력 추정 정밀도가 상승하여, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음이 작아진다.When the brake control device is constituted as described above, the electromotive force estimation accuracy of the electromotive force estimation means 30 increases, and the brake operation sound generated when the brake shoe 8 collides with the brake drum 6 is reduced.
(실시예 8)(Example 8)
도 13은 본 발명의 실시예 8에 따른 브레이크 제어 장치의 보상 수단의 구성을 도시하는 구성도이다. 이 실시예에서는 보상 수단(24)에 제 2 이득 변경 수단(50b)을 구비한다. 다음에, 동작을 설명한다. 제 2 이득 변경 수단(50b)의 동작 이외에는 상기 실시예와 동일한 동작이다. 제 2 이득 변경 수단(50b)은 저항값 추정 수단(51)(예를 들면 도 12의 것)으로부터 추정되는 코일의 저항값에 따라(도(12)의 파선 화살표 참조), 제 1 이득 변경 수단(50a)의 초기값 이득 Kp를 변경하도록 동작한다. 예를 들면, R*을 저항값 추정 수단(51)으로부터 추정된 추정 저항값이라고 하면,FIG. 13 is a configuration diagram showing a configuration of a compensation means of the brake control apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. FIG. In this embodiment, the compensation means 24 is provided with a second gain changing means 50b. Next, the operation will be described. The operation is the same as in the above embodiment except for the operation of the second gain changing means 50b. The second gain changing means 50b is the first gain changing means in accordance with the resistance value of the coil estimated from the resistance value estimating means 51 (for example, Fig. 12) (see the broken arrow in Fig. 12). It operates to change the initial value gain Kp of 50a. For example, if R * is an estimated resistance value estimated from the resistance value estimating means 51,
과 같이, 추정 저항값의 크기로 구분해서 초기값 이득 Kpini를 변경한다.As described above, the initial value gain Kpini is changed by dividing by the magnitude of the estimated resistance value.
상술한 바와 같이 브레이크 제어 장치를 구성하면, 코일의 온도는 저항값에 비례하기 때문에, 브레이크의 환경 온도에 따라, 기전력 보상 수단(40)의 이득을 바꿀 수 있다. 이 때문에 환경 온도에 변동이 있어도, 안정한 제어를 실현할 수 있어, 브레이크 슈(8)가 브레이크 드럼(6)에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음도 작게 되는 효과가 있다.When the brake control device is configured as described above, since the temperature of the coil is proportional to the resistance value, the gain of the electromotive force compensating means 40 can be changed in accordance with the environmental temperature of the brake. For this reason, even if the environmental temperature fluctuates, stable control can be realized, and the brake operation sound generated when the brake shoe 8 collides with the brake drum 6 is also reduced.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 아마츄어(브레이크 슈) 이동 속도에 기인하는 전자석의 기전력을 추정하는 수단과, 기전력 목표값 설정 수단과, 보상기 수단을 구비하는 것에 의해, 브레이크의 낙하 개시 후, 브레이크 낙하 속도를 억제하도록 브레이크 코일 전압을 제어하므로, 브레이크의 낙하 속도가, 종래의 속도 변화에 대하여 늦어지고, 브레이크 슈가 브레이크 드럼에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음이 작아진다.According to the present invention as described above, the brake drop after the start of the drop of the brake by providing means for estimating the electromotive force of the electromagnet resulting from the amateur (brake shoe) moving speed, the electromotive force target value setting means, and the compensator means Since the brake coil voltage is controlled to suppress the speed, the fall speed of the brake is slowed down with the conventional speed change, and the brake operation sound generated when the brake shoe collides with the brake drum is reduced.
본 발명에 의하면, 브레이크의 낙하 속도가, 종래의 속도 변화에 대하여 늦어지고, 브레이크 슈가 브레이크 드럼에 충돌할 때에 발생하는 브레이크 동작음이 작아지므로, 소음이 문제로 되는 장소에 있어서도 엘리베이터를 사용할 수 있고, 보다 많은 장소에서 엘리베이터를 이용할 수 있다.According to the present invention, since the fall speed of the brake is slower with respect to the conventional speed change, and the brake operation sound generated when the brake shoe collides with the brake drum becomes smaller, the elevator can be used even in a place where noise is a problem. You can use the elevator in more places.
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