KR20100036371A - 전자 브레이크 제어 장치 - Google Patents

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KR20100036371A
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히로시 기가와
다카하루 우에다
다이스케 오카다
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

전자 브레이크 제어 장치에 있어서, 제어 장치 본체는 브레이크 코일을 여자하여 브레이크 코일에 아마추어를 흡인시킴으로써, 전자 브레이크 장치를 해방시킨다. 또, 제어 장치 본체는 브레이크 코일의 흡인에 의한 아마추어의 해방 동작의 개시를 검출 가능하고, 해방 동작의 개시가 검출되면 브레이크 코일에 발생하는 흡인력을 해방 동작의 개시 전보다 저감시킨다.

Description

전자 브레이크 제어 장치{ELECTROMAGNETIC BRAKE CONTROL DEVICE}
본 발명은 예를 들어 엘리베이터의 브레이크 장치 등의 전자 브레이크 장치에 있어서 브레이크 코일의 여자(勵磁) 상태를 제어하는 전자 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.
종래의 전자 브레이크 장치에 있어서는 브레이크 코일의 여자 전류 지령을 미리 설정된 값에 도달할 때까지 점증시키는 여자 전류 지령 수단을 이용하는 것에 의해, 브레이크 해방(解放)시에 아마추어(armature)가 전자석 필드(field)에 충돌하여 발생하는 충돌음의 저감이 도모되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특개평 9-267982호 공보
그러나, 상기와 같은 종래의 전자 브레이크 장치에서는 브레이크 코일의 여자 전류를 단순히 점증시키기 때문에, 시정수(時定數)가 큰 전자석을 이용하는 경우, 해방 동작 시간이 상당히 길어져 버린다. 또, 전자석과 아마추어 사이의 갭의 격차, 제동 스프링의 스프링력의 격차, 전자석 특성의 격차 및 그러한 것들의 경년(經年) 변동 등을 고려하고 있지 않기 때문에 충돌음의 저감 효과를 안정적으로 얻을 수 없었다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 브레이크 해방 동작의 장시간화를 억제하면서, 브레이크 해방시의 충돌음을 안정적으로 저감할 수 있는 전자 브레이크 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 전자 브레이크 제어 장치는 브레이크 코일을 여자하여 브레이크 코일에 아마추어를 흡인(吸引)시킴으로써, 전자 브레이크 장치를 해방시키는 제어 장치 본체를 구비하고, 제어 장치 본체는 브레이크 코일의 흡인에 의한 아마추어의 해방 동작의 개시를 검출 가능하며, 해방 동작의 개시가 검출되면 브레이크 코일에 발생하는 흡인력을 해방 동작의 개시 전보다 저감시킨다.
또, 본 발명에 의한 전자 브레이크 제어 장치는 브레이크 코일을 여자하여 브레이크 코일에 아마추어를 흡인시킴으로써, 전자 브레이크 장치를 해방시키는 제동 장치 본체를 구비하고, 제어 장치 본체는 브레이크의 여자 개시에서부터의 시간을 계측하여, 브레이크 코일의 여자 개시에서부터 미리 설정된 시간이 경과하면 브레이크 코일의 흡인력을 상승시킨다.
본 발명에 의하면, 엘리베이터의 브레이크 장치 등의 전자 브레이크 장치에 있어서 브레이크 코일의 여자 상태를 제어하는 전자 브레이크 제어 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 개략의 구성도이다.
도 2는 도 1의 제어 장치 본체의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 제어 장치 본체의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 도 1의 제어 장치 본체의 전류 지령의 변화와 브레이크 코일에 흐르는 전류의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 1의 아마추어의 브레이크 해방시의 움직임과 브레이크 해방시의 전압 지령의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 엘리베이터 장치의 제어 장치 본체를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 제어 장치 본체의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 도 6의 갭ㆍ프레싱(gapㆍpressing)력 보상부에 있어서 동작 개시 시간과 제어 지령값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 엘리베이터 장치의 제어 장치 본체를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 9의 제어 장치 본체의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 엘리베이터 장치의 제어 장치 본체를 나타내는 블록도이다.
도 12는 도 11의 제어 장치 본체의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 5에 의한 엘리베이터 장치의 제어 장치 본체를 나타내는 블록도이다.
도 14는 도 13의 제어 장치 본체의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 엘리베이터 장치를 나타내는 개략의 구성도이다. 도면에 있어서, 엘리베이터 칸(1) 및 균형추(2)는 메인 로프(3)에 의해 승강로내에 매달아져 있고, 권상기(卷上機)(4)의 구동력에 의해 승강로내를 승강한다.
권상기(4)는 메인 로프(3)가 감겨진 구동 쉬브(sheave)(5), 구동 쉬브(5)를 회전시키는 모터(6), 엘리베이터 칸(1)의 주행에 동반하여 구동 쉬브(5)와 일체로 회전되는 브레이크 회전체로서의 브레이크 드럼(brake drum)(7) 및 구동 쉬브(5)의 회전을 제동하는 전자 브레이크 장치(8)를 갖고 있다.
전자 브레이크 장치(8)는 브레이크 드럼(7)에 접리(接離)되는 브레이크 슈(brake shoe)(9), 브레이크 슈(9)에 접속된 아마추어(10), 브레이크 슈(9)를 브레이크 드럼(7)에 프레스하는 제동 스프링(110), 아마추어(10)에 대향하여 배치되어 제동 스프링(110)에 저항하여 브레이크 슈(9)를 브레이크 드럼(7)으로부터 개리(開離)시키는 전자 흡인력을 발생하는 전자석(11), 및 아마추어(10)가 전(全) 해방 위치까지 변위된 것을 검출하는 해방 검출 스위치(12)를 갖고 있다. 전자석(11)에는 브레이크 코일(13)이 설치되어 있다.
브레이크 코일(13)의 여자 상태는 제어 장치 본체(14)에 의해 제어된다. 제어 장치 본체(14)에는 브레이크 코일(13)에 통전되는 전류값을 검출하기 위한 전류 검출기(15)로부터의 검출 신호가 입력된다.
도 2는 도 1의 제어 장치 본체(14)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도면에 있어서, 전류 지령 발생부(16)는 브레이크 해방 지령에 따라 브레이크 코일(13)에 전류를 흐르게 하기 위한 전류 지령을 발생한다. 전류 제어부(17)에는 전류 지령 발생부(16)로부터의 전류 지령과 전류 검출기(15)로부터의 검출 신호가 입력된다. 전류 제어부(17)는 브레이크 코일(13)의 실전류값이 전류 지령의 값에 일치하도록, 브레이크 코일(13)에 인가하는 전압값에 관한 지령인 전압 지령을 발생한다.
전류 제어부(17)로부터의 전압 지령은 리미터(18)를 통하여 브레이크 코일(13)에 입력된다. 또, 전류 제어부(17)로부터의 전압 지령의 값은 미분부(19)에서 미분되어 해방 동작 검출부(20)에 입력된다. 해방 동작 검출부(20)는 미분부(19)의 출력을 미리 설정된 문턱값과 비교함으로써, 아마추어(10)의 해방 동작(변위)의 개시를 검출한다. 즉, 해방 동작 검출부(20)는 전압 지령의 값의 시간 변화에 기초하여 아마추어(10)의 해방 동작을 검출한다.
아마추어(10)의 해방 동작이 검출되면, 그 정보가 해방 동작 검출부(20)로부터 전류 지령 조정부(21) 및 제어 시간 검출부(22)에 입력된다. 전류 지령 조정부(21)는 해방 동작 검출부(20)로부터의 정보에 기초하여, 전류 지령의 값을 변화시켜서 전류 제어부(17)에 보낸다. 구체적으로, 전류 지령 조정부(21)는 해방 동작의 개시가 검출되면, 브레이크 코일(13)에 발생하는 흡인력을 해방 동작의 개시 전보다 저감시킨다.
제어 시간 검출부(22)는 아마추어(10)의 해방 동작 개시에서부터의 시간(제어 시간)을 카운트한다. 또, 타이머(23)는 브레이크 해방 지령에 따라 브레이크 코일(13)의 여자를 개시하고 나서의 시간을 카운트한다.
제어 장치 본체(14)는 브레이크 코일(13)의 여자 개시에서부터 미리 설정된 시간 Tend가 경과하면, 전류 지령 조정부(21)에서의 전류 지령의 조정을 중지하고, 저감시키기 전의 흡인력을 브레이크 코일(13)에 발생시킨다. 또, 제어 장치 본체(14)는 아마추어(10)의 해방 동작의 개시에서부터 미리 설정된 시간 Tcend가 경과하면, 전류 지령 조정부(21)에서의 전류 지령의 조정을 중지하고, 저감시키기 전의 흡인력을 브레이크 코일(13)에 발생시킨다.
제어 장치 본체(14)는 엘리베이터 칸(1)의 운전을 제어하는 엘리베이터 제어 장치에 설치되어 있다. 엘리베이터 제어 장치는 연산 처리부(CPU), 기억부(ROM, RAM 및 하드디스크 등) 및 신호 입출력부를 가진 제어반(도시하지 않음)을 갖고 있다. 제어 장치 본체(14)의 기능은 이 제어반에 의해 실현된다. 이 때문에, 제어반의 기억부에는 상기의 기능을 실현하기 위한 프로그램이 격납되어 있다.
다음으로, 동작에 대하여 설명한다. 도 3은 도 1의 제어 장치 본체(14)의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 엘리베이터 칸(1)의 도어가 닫히고 승강 개시의 준비가 종료하면, 브레이크 해방 지령이 제어 장치 본체(14)에 입력된다. 이에 의해, 전류 지령 발생부(16)로부터 전류 지령의 값 I*로서 초기 전류 지령값 I*p가 출력된다(단계 S1). 또, 이와 동시에, 타이머(23)가 리셋되어 여자 개시에서부터의 시간 T의 카운트가 개시된다(단계 S2).
이어서, 전류 제어부(17)에 의해, 브레이크 코일(13)의 실전류값 I가 전류 지령의 값 I*에 일치하도록, 전압 지령 u가 발생된다(단계 S3). 이 때, 미분 게인을 Kd, 비례 게인을 Ki로 하면, 전압 지령은 예를 들어 다음 식으로부터 얻어진다.
u=[{(Ki+Kd)/Kd}I*-I]Kd ㆍㆍㆍ (1)
단, 브레이크 코일(13)에 입력되는 전압 지령은 회로 보호를 위해, 리미터(18)에서의 상한값 u' 미만으로 제한된다(u<u').
전압 지령이 브레이크 코일(13)에 입력되면, 어느 시정수로 코일 실전류 I가 증가해 가고, 전압 지령 u는 식 (1)에 따라 서서히 감소해 간다.
여자 개시에서부터의 시간 T가 미리 설정된 시간 T1을 넘으면(단계 S4), 미분부(19)에서부터 해방 동작 검출부(20)로의 미분값의 출력이 개시된다(단계 S5). 여기서, 미분값의 출력 개시까지의 시간 T1은 여자 개시에서부터 통상의 아마추어(10)의 해방 동작 개시까지의 시간 Tp보다 작은 값으로 설정되어 있다.
이후, 코일 실전류가 증가하여 브레이크 코일(13)에 발생하는 흡인력이 제동 스프링(110)의 스프링력을 극복하면, 아마추어(10)의 해방 동작이 개시된다. 이 때, 자속 변화를 저해하는 방향(이 경우, 전류값이 감소하는 방향)으로 유도 기전력이 발생하지만, 전류 제어부(17)에 의해 전류 감소분을 보충하도록 전압 지령의 값이 증가된다. 따라서, 아마추어(10)의 해방 동작 개시시에는 미분부(19)로부터 출력되는 미분값이 부(負)에서 정(正)으로 바뀐다.
미분부(19)에서 구한 미분값 a는 해방 동작 검출부(20)에 의해 미리 설정된 문턱값 a'(>0)와 비교된다(단계 S6). 그리고, 미분값 a가 문턱값 a'를 넘으면, 해방 동작의 개시 검출 신호가 해방 동작 검출부(20)로부터 출력된다. 이에 의해, 제어 시간 검출부(22)가 리셋되고, 아마추어(10)의 해방 동작 개시에서부터의 시간 Tc의 카운트가 개시된다(단계 S7). 또, 전류 지령 조정부(21)에 의해, 전류 제어부(17)에 입력되는 전류 지령의 값 I*가 초기 전류 지령값 I*p에서부터 제어 지령값 I*c(I*c<I*p)로 전환된다(단계 S8).
전류 지령의 값 I*가 제어 지령값 I*c로 전환되면, 전류 제어부(17)에 의해 전압 지령 u가 수정된다(단계 S9). 여기서, 제어 지령값 I*c는 아마추어(10)의 해방 동작에 최저한의 필요한 값으로 설정되어 있다. 즉, 아마추어(10)의 해방 동작 개시 후는 전류값을 필요 최소한까지 내림으로써, 아마추어(10)가 전자석(11)에 충돌할 때의 충격력 및 충돌음을 저감되게 된다. 이에 대해, 아마추어(10)가 해방 동작을 개시할 때까지는 전원 및 브레이크 코일(13)의 성능 한계의 전류를 흐르게 하는 것에 의해, 해방 동작 개시까지의 시간이 최소로 된다.
또, 전류 지령값의 저감에 따라 전압 지령을 수정한 후, 여자 개시에서부터의 시간 T가 Tend에 도달했는지의 여부(단계 S10), 및 해방 동작 개시에서부터의 시간 T가 Tcend에 도달했는지의 여부(단계 S11)가 감시된다. 그리고, T>Tend 및 Tc>Tcend의 어느 한 조건이 성립하면, 해방 동작의 상황에 관계없이, 전류 지령의 값 I*가 초기 전류 지령값 I*p로 되돌려진다(단계 S12).
이 후, 해방 검출 스위치(12)가 온(on)으로 되는지의 여부가 감시된다(단계 S13). 해방 검출 스위치(12)가 온으로 되면, 아마추어(10)가 해방 위치까지 변위하여 해방 동작이 완료했다고 판단하여, 전류 지령의 값이 유지 전류 지령값 I*h로 전환된다(단계 S14).
또한, 도 4는 도 1의 제어 장치 본체(14)의 전류 지령의 변화와 브레이크 코일(13)에 흐르는 전류의 변화를 나타내는 그래프, 도 5는 도 1의 아마추어(10)의 브레이크 해방시의 움직임과 브레이크 해방시의 전압 지령의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 아마추어(10)의 실제의 해방 동작이 개시되고, 전압 지령의 미분값이 문턱값 a'를 넘으면, 전류 지령의 값이 제어 전류값 I*c로 전환되고, 브레이크 코일(13)에 흐르는 전류의 값도 Ic까지 저감된다.
이와 같은 전자 브레이크 제어 장치에서는 브레이크 코일(13)의 흡인에 의한 아마추어(10)의 해방 동작의 개시를 검출 가능하고, 해방 동작의 개시가 검출되면, 브레이크 코일(13)에 발생하는 흡인력이 해방 동작의 개시 전보다 저감되므로, 브레이크 해방 동작의 장시간화를 억제하면서, 모든 전자 브레이크 장치에 대해 브레이크 해방시의 충돌음을 안정적으로 저감할 수 있다.
또, 제어 장치 본체(14)는 브레이크 해방 지령에 따라 전류 지령을 발생하는 전류 지령 발생부(16)와, 브레이크 코일(13)의 실전류값이 전류 지령의 값에 일치하도록 전압 지령을 발생하는 전류 제어부(17)와, 전압 지령의 값의 변화에 기초하여 아마추어(10)의 해방 동작을 검출하는 해방 동작 검출부(20)를 가지고 있으므로, 아마추어(10)의 해방 동작의 개시를 보다 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 아마추어(10)의 해방 동작의 검출은 아마추어(10)의 동작(변위)을 연속적으로 검지할 수 있는 센서에 의해서도 된다.
또한, 제어 장치 본체(14)는 브레이크 코일(13)의 여자 개시에서부터 미리 설정된 시간 Tend가 경과하면, 저감시키기 전의 흡인력을 브레이크 코일(13)에 발생시키므로, 흡인력을 저감시키는 제어에 이상이 생겨도 해방 동작을 보다 확실하게 실시하게 행할 수 있고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제어 장치 본체(14)는 아마추어(10)의 해방 동작의 개시에서부터 미리 설정된 시간 Tcend가 경과하면, 저감시키기 전의 흡인력을 브레이크 코일(13)에 발생시키므로, 이로 인해 해방 동작을 보다 확실하게 실시하게 행할 수 있고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시 형태 2.
다음으로, 도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 엘리베이터 장치의 제어 장치 본체를 나타내는 블록도이다. 제어 장치 본체(14)는 실시 형태 1의 구성에 덧붙여, 동작 개시 시간 검출부(24)와 갭ㆍ프레싱력 보상부(25)를 갖고 있다. 동작 개시 시간 검출부(24)는 브레이크 코일(13)의 여자 개시에서부터 아마추어(10)의 해방 동작 개시까지의 시간인 동작 개시 시간 Tp를 검출하고, 그 결과를 갭ㆍ프레싱력 보상부(25)에 보낸다.
갭ㆍ프레싱력 보상부(25)는 동작 개시 시간 검출부(24)에서 구한 동작 개시 시간 Tp에 기초하여 제어 지령값을 변화시킨다. 구체적으로, 갭ㆍ프레싱력 보상부(25)는 전자석(11)과 아마추어(10) 사이의 갭이나 제동 스프링(110)의 프레싱력이 변화한 경우에도, 브레이크 코일(13)의 전류값이 아마추어(10)를 동작시키는데 최저한의 필요한 값으로 되도록 제어 전류값을 구한다.
도 7은 도 6의 제어 장치 본체(14)의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 아마추어(10)의 해방 동작의 개시 검출 신호가 해방 동작 검출부(20)로부터 출력되면, 동작 개시 시간 Tp의 계측 결과 Tp'가 갭ㆍ프레싱력 보상부(25)에 보내지는 동시에, 아마추어(10)의 해방 동작 개시에서부터의 시간 Tc의 카운트가 개시된다(단계 S15).
갭ㆍ프레싱력 보상부(25)에는 미리 설정된 제어 지령 기준값 Icr(Icr<Ip)가 입력되어 있다. 갭ㆍ프레싱력 보상부(25)는 동작 개시 시간 Tp'가 입력되면, 보정 계수 Ka를 이용하여 제어 지령값 I*c를 다음과 같이 구한다(단계 S16).
I*c=Tp'ㆍka+Icr ㆍㆍㆍ (2)
단, I*cmin<I*c<I*cmax
I*cmin: 제어 지령값의 하한값
I*cmax: 제어 지령값의 상한값
여기서, 도 8은 도 6의 갭ㆍ프레싱력 보상부(25)에 있어서 동작 개시 시간과 제어 지령값의 관계를 나타내는 그래프이다. 다른 구성 및 동작은 실시 형태 1과 동일하다.
이와 같은 전자 브레이크 제어 장치에서는 여자 개시에서부터 해방 동작 개시까지의 시간에 기초하여 제어 지령값을 변화시키므로, 갭이나 프레싱력의 차에도 불구하고, 해방 동작 개시 후의 브레이크 코일(13)의 전류값을 최저한의 필요한 값으로 조정할 수 있다.
실시 형태 3.
다음으로, 도 9는 본 발명의 실시 형태 3에 의한 엘리베이터 장치의 제어 장치 본체를 나타내는 블록도이다. 제어 장치 본체(14)는 실시 형태 2의 구성에 덧붙여, 시정수 검출부(26)와 코일 저항 보상부(27)를 가지고 있다. 시정수 검출부(26)는 브레이크 코일(13)의 여자 개시에서부터, 브레이크 코일(13)의 실전류값 I가 미리 설정된 값 I1에 도달할 때까지의 시간 Tr을 검출하고, 그 결과를 코일 저항 보상부(27)에 보낸다. 또한, 설정값 I1은 아마추어(10)의 해방 동작 개시시의 전류값보다 작은 값으로 설정된다.
코일 저항 보상부(27)는 동작 개시 시간 검출부(24)에서의 계측 결과 Tp를 시정수 검출부(26)로부터의 정보에 기초하여 보정하고 갭ㆍ프레싱력 보상부(25)에 보낸다. 구체적으로, 코일 저항 보상부(27)는 아마추어(10)의 해방 동작 개시 시간 Tp에 있어서 브레이크 코일(13)의 온도 변화에 수반하는 시정수의 변화분을 보상하도록 동작 개시 시간 Tp를 보정한다.
도 10은 도 9의 제어 장치 본체(14)의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 아마추어(10)의 해방 동작 개시 전에, 시정수 검출부(26)에 의해, 브레이크 코일(13)의 전류값이 설정값 I1을 넘었는지의 여부가 감시되고(단계 S17), 설정값 I1에 도달할 때까지의 시간 Tr이 계측된다(단계 S18). 시간 Tr의 계측 결과 Tr'은 코일 저항 보상부(27)에 보내진다.
아마추어(10)의 해방 동작의 개시 검출 신호가 해방 동작 검출부(20)로부터 출력되면, 동작 개시 시간 Tp의 계측 결과 Tp'가 코일 저항 보상부(27)에 보내지는 동시에, 아마추어(10)의 해방 동작 개시에서부터의 시간 Tc의 카운트가 개시된다(단계 S15).
코일 저항 보상부(27)는 시간 Tr' 및 동작 개시 시간 Tp'가 입력되면, 보정 계수 Kr과 미리 설정된 기준값 Trr을 이용하여, 동작 개시 시간 Tp의 보정치 Tp"를 다음과 같이 구한다(단계 S19).
Tp"=Tp'-krㆍTr'/Trr ㆍㆍㆍ (3)
갭ㆍ프레싱력 보상부(25)는 동작 개시 시간 Tp"가 입력되면, 보정 계수 Ka를 이용하여 제어 지령값 I*c를 다음과 같이 구한다(단계 S20).
I*c=Tp"ㆍka+Icr ㆍㆍㆍ (4)
단, I*cmin<I*c<I*cmax
다른 구성 및 동작은 실시 형태 1과 동일하다.
이와 같은 전자 브레이크 제어 장치에서는 브레이크 코일(13)의 저항 변화에 의한 동작 개시 시간 Tp의 변화를 보상하므로, 브레이크 코일(13)의 온도 변화에도 불구하고, 해방 동작 개시 후의 브레이크 코일(13)의 전류값을 최저한의 필요한 값으로 조정할 수 있다.
실시 형태 4.
다음으로, 도 11은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 엘리베이터 장치의 제어 장치 본체를 나타내는 블록도이다. 실시 형태 1 ~ 3에서는 전류 지령을 발생하여 브레이크 코일(13)의 흡인력을 제어하였으나, 실시 형태 4에서는 전압 지령을 발생하여 브레이크 코일(13)의 흡인력을 제어한다.
도면에 있어서, 전압 지령 발생부(31)는 브레이크 해방 지령에 따라 브레이크 코일(13)에 전압을 인가하기 위한 전압 지령을 발생한다. 전압 지령은 전압 지령 조정부(34) 및 리미터(18)를 통하여 브레이크 코일(13)에 입력된다. 전류 검출기(15)에서 검출된 코일 실전류값은 미분부(32)에서 미분되고, 해방 동작 검출부(33)에 입력된다. 해방 동작 검출부(33)는 미분부(32)의 출력을 미리 설정된 문턱값과 비교함으로써, 아마추어(10)의 해방 동작의 개시를 검출한다. 즉, 해방 동작 검출부(33)는 코일 실전류값의 시간 변화에 기초하여 아마추어(10)의 해방 동작을 검출한다.
아마추어(10)의 해방 동작이 검출되면, 그 정보가 해방 동작 검출부(33)로부터 전압 지령 조정부(34) 및 제어 시간 검출부(22)에 입력된다. 전압 지령 조정부(34)는 해방 동작 검출부(33)로부터의 정보에 기초하여 전압 지령의 값을 변화시켜서 리미터(18)에 보낸다. 구체적으로, 전압 지령 조정부(34)는 해방 동작의 개시가 검출되면, 브레이크 코일(13)에 발생하는 흡인력을 해방 동작의 개시 전보다 저감시킨다.
제어 시간 검출부(22)는 아마추어(10)의 해방 동작 개시에서부터의 시간(제어 시간)을 카운트한다. 또, 타이머(23)는 브레이크 해방 지령에 따라 브레이크 코일(13)의 여자를 개시하고 나서의 시간을 카운트한다.
제어 장치 본체(14)는 브레이크 코일(13)의 여자 개시에서부터 미리 설정된 시간 Tend가 경과하면, 전압 지령 조정부(34)에서의 전압 지령의 조정을 중지하고, 저감시키기 전의 흡인력을 브레이크 코일(13)에 발생시킨다. 또, 제어 장치 본체(14)는 아마추어(10)의 해방 동작의 개시에서부터 미리 설정된 시간 Tcend가 경과하면, 전압 지령 조정부(34)에서의 전압 지령의 조정을 중지하고, 저감시키기 전의 흡인력을 브레이크 코일(13)에 발생시킨다.
또한, 엘리베이터 장치 전체의 구성은 실시 형태 1(도 1)과 동일하다.
다음으로, 동작에 대해 설명한다. 도 12는 도 11의 제어 장치 본체(14)의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 엘리베이터 칸(1)의 도어가 닫히고 승강 개시의 준비가 종료하면, 브레이크 해방 지령이 제어 장치 본체(14)에 입력된다. 이에 의해, 전압 지령 발생부(31)로부터 전압 지령의 값 u*로서 초기 전압 지령값 u*p가 출력된다(단계 S31). 또, 이와 동시에, 타이머(23)가 리셋되고, 여자 개시에서부터의 시간 T의 카운트가 개시된다(단계 S32).
브레이크 코일(13)에 입력되는 전압 지령은 회로 보호를 위해 리미터(18)에서의 상한값 u* 미만으로 제한된다(u<u')(단계 S33). 여자 개시에서부터의 시간 T가 미리 설정된 시간 T1을 넘으면(단계 S34), 미분부(32)에서부터 해방 동작 검출부(33)로의 미분값의 출력이 개시된다(단계 S35). 여기서, 미분값의 출력 개시까지의 시간 T1은 여자 개시에서부터 통상의 아마추어(10)의 해방 동작 개시까지의 시간 Tp보다 작은 값으로 설정되어 있다.
이 후, 코일 실전류가 증가하여 브레이크 코일(13)에 발생하는 흡인력이 제동 스프링(110)의 스프링력을 극복하면, 아마추어(10)의 해방 동작이 개시된다. 이 때, 자속 변화를 저해하는 방향(이 경우, 전류값이 감소하는 방향)으로 유도 기전력이 발생한다. 따라서, 아마추어(10)의 해방 동작 개시시에는 미분부(32)로부터 출력되는 미분값이 정에서 부로 바뀐다.
미분부(32)에서 구한 미분값 a는 해방 동작 검출부(33)에 의해 미리 설정된 문턱값 a'(<0)와 비교된다(단계 S36). 그리고, 미분값 a가 문턱값 a' 미만으로 되면, 해방 동작의 개시 검출 신호가 해방 동작 검출부(33)로부터 출력된다. 이에 의해, 제어 시간 검출부(22)가 리셋되고, 아마추어(10)의 해방 동작 개시에서부터의 시간 Tc의 카운트가 개시된다(단계 S37). 또, 전압 지령 조정부(34)에 의해, 리미터(18)에 입력되는 전압 지령의 값 u*가 초기 전압 지령값 u*p로부터 제어 지령값 u*c(u*c<u*p)로 전환된다(단계 S38).
즉, 아마추어(10)의 해방 동작 개시 후는 전압을 필요 최소한까지 내림으로써, 아마추어(10)가 전자석(11)에 충돌할 때의 충격력 및 충돌음을 저감하게 된다. 이에 대해, 아마추어(10)가 해방 동작을 개시할 때까지는 전원 및 브레이크 코일(13)의 성능 한계의 전압을 인가하는 것에 의해, 해방 동작 개시까지의 시간이 최소로 된다.
또, 전압 지령값을 제어 지령값 u*c로 전환한 후, 여자 개시에서부터의 시간 T가 Tend에 도달했는지의 여부(단계 S39) 및 해방 동작 개시에서부터의 시간 Tc가 Tcend에 도달했는지의 여부(단계 S40)가 감시된다. 그리고, T>Tend 및 Tc>Tcend 의 어느 조건이 성립하면, 해방 동작의 상황에 관계없이, 전압 지령의 값 u*가 초기 전압 지령값 u*p로 되돌려진다(단계 S41).
이 후, 해방 검출 스위치(12)가 온으로 되는지의 여부가 감시된다(단계 S42). 해방 검출 스위치(12)가 온으로 되면, 아마추어(10)가 해방 위치까지 변위하여 해방 동작이 완료했다고 판단하여, 전압 지령의 값이 유지 전압 지령값 u*h로 전환된다(단계 S43).
이와 같은 전자 브레이크 제어 장치에서는 브레이크 코일(13)의 흡인에 의한 아마추어(10)의 해방 동작의 개시를 검출 가능하고, 해방 동작의 개시가 검출되면, 브레이크 코일(13)에 발생하는 흡인력이 해방 동작의 개시 전보다 저감되므로, 브레이크 해방 동작의 장시간화를 억제하면서, 모든 전자 브레이크 장치에 대해 브레이크 해방시의 충돌음을 안정적으로 저감할 수 있다.
또, 제어 장치 본체(14)는 브레이크 해방 지령에 따라 전압 지령을 발생하는 전압 지령 발생부(31)와, 브레이크 코일(13)의 실전류값의 변화에 기초하여 아마추어(10)의 해방 동작을 검출하는 해방 동작 검출부(33)를 갖고 있으므로, 전압 제어에 의해서도 아마추어(10)의 해방 동작의 개시를 보다 확실하게 검출할 수 있다.
실시 형태 5.
다음으로, 도 13은 본 발명의 실시 형태 5에 의한 엘리베이터 장치의 제어 장치 본체를 나타내는 블록도이다. 도면에 있어서, 지령 발생부(41)는 브레이크 해방 지령에 따라 브레이크 코일(13)에 전자 흡인력을 발생시키기 위한 여자 지령(전류 지령 또는 전압 지령)을 발생한다. 여자 지령은 지령 조정부(42)를 통하여 브레이크 코일(13)에 입력된다.
타이머(23)는 브레이크 해방 지령에 따라 브레이크 코일(13)의 여자를 개시하고 나서의 시간을 카운트한다. 지령 조정부(42)는 브레이크 코일(13)의 여자 개시에서부터 소정의 시간 T1이 경과하면, 브레이크 코일(13)에 입력하는 여자 지령값을 지령 발생부(41)로부터의 여자 지령값과는 다른 값으로 전환한다.
구체적으로, 지령 조정부(42)는 시간 T1이 되면, 브레이크 코일(13)에 발생하는 흡인력을 저감시키도록 여자 지령값을 전환한다. 시간 T1은 브레이크 코일(13)의 여자를 개시하고 나서 아마추어(10)가 전자석(11)에 충돌할 때까지의 시간보다 짧게 설정된다.
제어 장치 본체(14)는 브레이크 코일(13)의 여자 개시에서부터 미리 설정된 시간 Tend가 경과하면, 지령 조정부(42)에서의 여자 지령의 조정을 중지하고, 저감시키기 전의 흡인력을 브레이크 코일(13)에 발생시킨다.
또한, 엘리베이터 장치 전체의 구성은 실시 형태 1(도 1)과 동일하다.
다음으로, 동작에 대하여 설명한다. 도 14는 도 13의 제어 장치 본체(14)의 브레이크 해방시의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 엘리베이터 칸(1)의 도어가 닫히고 승강 개시의 준비가 종료하면, 브레이크 해방 지령이 제어 장치 본체(14)에 입력된다. 이에 의해, 타이머(23)가 리셋되고, 여자 개시에서부터의 시간 T의 카운트가 개시된다(단계 S51). 또, 지령 발생부(41)로부터 초기 여자 지령의 값으로서 초기 전류 지령값 I*p 또는 초기 전압 지령값 u*p가 출력된다(단계 S52).
초기 여자 지령이 발생되면, 여자 개시에서부터의 시간이 T1에 도달했는지의 여부가 감시된다(단계 S53). T1에 도달하고 있지 않으면, 여자 지령값은 초기 여자 지령값 그대로이다. 여자 개시에서부터의 시간이 T1에 도달하면, 지령 조정부(42)에 의해, 브레이크 코일(13)에 입력되는 여자 지령의 값이 초기 여자 지령값에서부터 제어 지령값으로 전환된다(단계 S54). 제어 지령값은 제어 전류 지령값 I*c(I*c<I*p) 또는 제어 전압 지령값 u*c(u*c<u*p)이다.
즉, 아마추어(10)의 여자 개시에서부터 소정 시간 T1이 경과한 후에는 흡인력을 저감시킴으로써, 아마추어(10)가 전자석(11)에 충돌할 때의 충격력 및 충돌음이 저감된다. 이에 대해, 아마추어(10)의 여자 개시 직후는 전원 및 브레이크 코일(13)의 성능 한계의 흡인력을 발생시킴으로써, 해방 동작 개시까지의 시간이 단축된다.
또, 여자 지령값을 제어 지령값으로 전환한 후, 여자 개시에서부터의 시간 T가 Tend에 도달했는지의 여부가 감시된다(단계 S55). 그리고, 여자 개시에서부터의 시간 T가 Tend에 도달하면, 해방 동작의 상황에 관계없이, 여자 지령의 값이 초기 여자 지령값 I*p 또는 u*p로 되돌려진다(단계 S56).
이 후, 해방 검출 스위치(12)가 온으로 되면, 아마추어(10)가 해방 위치까지 변위되어 해방 동작이 완료했다고 판단하고, 여자 지령의 값이 유지 여자 지령값으로 전환된다.
이와 같은 전자 브레이크 제어 장치에서는 브레이크 코일(13)의 여자 개시에서부터 시간 Tend가 경과하면 브레이크 코일(13)의 흡인력을 상승시키므로, 보다 확실하게 해방 동작을 실시하게 할 수 있고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또, 브레이크 코일(13)의 여자 개시 직후에 브레이크 코일(13)에 초기 흡인력을 발생시킨 후, 시간 T1이 경과하면 브레이크 코일(13)의 흡인력을 저감시키고, 브레이크 코일의 여자 개시에서부터 시간 Tend가 경과하면, 브레이크 코일(13)의 흡인력을 초기 흡인력으로 되돌리므로, 브레이크 해방 동작의 장시간화를 억제하면서, 브레이크 해방시의 충돌음을 안정적으로 저감할 수 있고, 또 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 형태 5에서는 여자 개시에서부터 시간 T1이 경과하면 브레이크 코일(13)의 흡인력을 저감시켰으나, 흡인력을 전환하는 조건은 여자 개시에서부터의 시간에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 아마추어(10)의 동작, 아마추어(10)의 위치, 브레이크 코일(13)의 전압값 또는 브레이크 코일(13)의 전류값 등이어도 된다.
또, 실시 형태 5에서는 여자 개시에서부터 시간 Tend가 경과하면 브레이크 코일(13)의 흡인력을 초기 흡인력으로 되돌렸으나, 반드시 초기 흡인력으로 되돌리지 않아도 되며, 예를 들어 초기 흡인력보다 큰 흡인력으로 하거나, 초기 흡인력보다 약간 작은 흡인력으로 하거나 해도 된다.
또한, 실시 형태 5에서는 여자 개시에서부터 시간 T1이 경과하면, 브레이크 코일(13)의 흡인력을 저감시켰으나, 여자 개시 직후부터 아마추어(10)의 흡인에 최저한의 필요한 흡인력을 브레이크 코일(13)에 발생시키고, 시간 Tend에 도달하면 최대한의 흡인력으로 전환하도록 해도 된다.
또한, 실시 형태 1 ~ 5에서는 엘리베이터 장치의 전자 브레이크 제어 장치에 대하여 설명하였으나, 다른 기기에 설치된 전자 브레이크 제어 장치에도 본 발명은 적용할 수 있다.
또한, 도 1에서는 브레이크 드럼(7)의 외주면에 브레이크 슈(9)를 프레스하는 타입의 전자 브레이크 장치를 나타냈으나, 브레이크 드럼의 내주면에 브레이크 슈를 프레스하는 타입이어도 된다.
또한, 브레이크 회전체는 브레이크 디스크이어도 된다. 즉, 본 발명은 디스크 브레이크에도 적용할 수 있다.
또한, 브레이크 회전체는 구동 쉬브와 일체이어도 된다.
10 … 아마추어
13 … 브레이크 코일
14 … 제어 장치 본체
17 … 전류 제어부
20 … 해방 동작 검출부
21 … 전류 지령 조정부
22 … 제어 시간 검출부
23 … 타이머

Claims (2)

  1. 브레이크 코일을 여자하여 상기 브레이크 코일에 아마추어를 흡인시킴으로써, 전자 브레이크 장치를 해방시키는 제동 장치 본체를 구비한 전자 브레이크 제어 장치로서,
    상기 제어 장치 본체는 상기 브레이크 코일의 여자 개시에서부터의 시간을 계측하고, 상기 브레이크 코일의 여자 개시에서부터 미리 설정된 시간이 경과하면, 상기 브레이크 코일의 흡인력을 상승시키는 전자 브레이크 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 장치 본체는 상기 브레이크 코일의 여자 개시 직후에 상기 브레이크 코일에 소정의 초기 흡인력을 발생시킨 후, 미리 설정된 조건에 따라 상기 브레이크 코일의 흡인력을 저감시키고, 상기 브레이크 코일의 여자 개시에서부터 미리 설정된 시간이 경과하면, 상기 브레이크 코일의 흡인력을 초기 흡인력으로 되돌리는 전자 브레이크 제어 장치.
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