KR20150038503A

KR20150038503A - 엘리베이터의 제어 장치 및 엘리베이터의 제어 방법

Info

Publication number: KR20150038503A
Application number: KR1020157005288A
Authority: KR
Inventors: 마사야 사카이
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2015-04-08
Also published as: DE112013004225B4; JP5738491B2; JPWO2014034461A1; CN104520223A; WO2014034461A1; KR101657020B1; CN104520223B; DE112013004225T5

Abstract

엘리베이터 기동시의 시동 기간에는, 제 1 제어계는 제 1 토크 전류 지령치를 생성하고, 시동 기간 경과 후의 정상 기간에는, 제 2 제어계는, 자신이 생성한 토크 전류 지령치에 대해, 카 부하 추정부(206)가 제어계의 전환시에 산출한 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 제 2 토크 전류 지령치를 생성하는 것에 의해 엘리베이터 구동부(100)를 제어한다.

Description

엘리베이터의 제어 장치 및 엘리베이터의 제어 방법{ELEVATOR CONTROL APPARATUS, AND ELEVATOR CONTROL METHOD}

본 발명은, 엘리베이터의 주행 개시시에 있어서의 기동 쇼크 및 카의 롤백(rollback)을 안정적으로 저감할 수 있는 엘리베이터의 제어 장치 및 엘리베이터의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 로프식 엘리베이터에서는, 카와 균형추가 구동 시브를 거쳐서 두레박 형상으로 매달려 있다.

이러한 로프식 엘리베이터의 카를 정지시키는 경우에는, 브레이크에 의해 정지 유지하고, 주행 개시시(기동시)에는, 브레이크를 개방하고, 전동기에 의해 구동 시브를 회전시켜 카의 승강을 행한다.

그리고, 이와 같이, 카를 주행 개시시키면, 브레이크 개방에 따라, 카와 균형추의 중량 차분에 상당하는 부하량(이후, 언밸런스 부하량이라고 부름)이 전동기에 전해진다. 그 때문에, 전동기의 토크가 제로 상태로 브레이크를 개방해 버리면, 제어 응답의 지연에 의해 기동 쇼크나 카의 롤백(rollback)이 발생해 버린다.

따라서, 기동 쇼크 및 롤백을 저감하기 위해서, 카의 적재 중량을 검출하고, 언밸런스 부하량과 상쇄되는 토크를 전동기에 의해 발생시키고 나서, 브레이크를 개방하는 기동 제어 방식이 일반적으로 행해지고 있다.

그러나, 이 제어 방식에서는, 카의 적재 중량을 검출하는 하중 검출 장치가 필요하게 되어, 비용 상승으로 되는 외에, 하중 검출 장치의 조정이 필요하다. 그 때문에, 하중 검출 장치를 이용하는 일없이, 기동 쇼크 및 롤백을 저감할 수 있는 기동 제어 방식이 요구되고 있었다.

이 요구를 만족하기 위해서, 종래에서는, 기동시에, 속도 제어계의 응답 속도를 일시적으로 고속으로 하는 제어 방식이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또한, 기동시에, 인버터 제어 장치에서의 토크 제어계의 응답 속도를, 브레이크를 개방하는 경우에 있어서의 브레이크의 제동 토크 변화 속도보다 고속으로 설정한다. 그리고, 기동시에 있어서의 카의 이동 방향 및 이동량을 검출하고, 인버터 장치에서의 토크 제어계에 대해, 검출한 이동량을 상쇄하는 방향의 귀환을 거는 제어 방식이 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

또한, 기동시에, 브레이크 코일 전류를 제어하는 것에 의해서, 브레이크의 제동 토크를 서서히 작게 해 나가고, 또한 속도 검출기에 의해서 카의 움직임을 검출한다. 그리고, 전동기의 토크 전류 지령치에 대해, 검출한 카의 움직임에 근거한 오프셋량을 더하는 제어 장치가 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 소화60-040386호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 소화62-004180호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 평성7-068016호 공보

그러나, 종래 기술에는 이하와 같은 과제가 있다.

특허문헌 1, 2에 기재된 종래 기술에서는, 속도 제어계 또는 토크 제어계(전류 제어계)의 응답 속도를 고속으로 하면, 기동 쇼크 및 롤백을 저감할 수 있다. 그러나, 지령치가 불안정하게 되기 쉬워져, 특히 기동시의 속도가 미속(微速)인 영역에서는 현저하게 되어 있었다. 또, 여기서 말하는 불안정하게 되기 쉽다고 하는 것은 진동을 발생(발진)하기 쉬워지는 것을 말한다.

이것은 속도 검출 오차 및 속도 검출의 시간 지연이 커지는 것에 기인하고 있다. 즉, 일반적으로 이용되는 인코더 등의 펄스 계측에 의해서 속도 검출을 행하면, 미속시에는 펄스 변화가 작다. 그 때문에, 마이크로컴퓨터 등을 이용한 디지털 제어를 행하면, 고속 주행시와 비교하여, 상대적으로 속도 검출 오차 및 속도 검출의 시간 지연이 커져 버린다.

따라서, 언밸런스 부하량이 큰 경우 또는 언밸런스 부하량이 작은 경우에 있어서, 기동 쇼크를 저감하기 위해서, 제어 응답을 충분히 높게 했다고 하여도, 기동 후에, 카의 속도가 제로로 되도록 속도 제어되면, 펄스 변화가 작기 때문에, 지령치가 불안정화되기 쉬웠다. 또, 여기서 말하는 언밸런스 부하량이 큰 경우란, 카의 적재 상태가 빈 상태에 가깝거나, 또는 만원에 가까운 상태를 의미하며, 언밸런스 부하량이 작은 경우란, 카의 적재 상태가 균형추의 중량에 가까운 상태를 의미한다.

일반적으로는, 속도 제어계가 불안정화를 시작하여도, 제어 응답을 낮게 하면, 불안정화를 억제할 수 있다. 그러나, 불안정화시에 있어서는, 토크 지령치가 발진하기 때문에, 제어 응답을 낮게 한 타이밍에, 카에 쇼크가 발생해 버려, 기동 쇼크를 충분히 저감할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

이상으로부터, 특허문헌 1, 2에 기재된 종래 기술에서는, 제어 응답을 충분히 높게 할 수 없고, 또한, 언밸런스 부하량이 큰 경우에는, 특히 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감할 수 없었다.

또한, 특허문헌 3에 기재된 종래 기술에서는, 브레이크의 제동 토크를 서서히 작게 하기 때문에, 고정밀도로 제어하는 장치가 필요하여, 비용 상승의 요인으로 되어 있었다. 또, 브레이크 슈(brake shoe)의 마모 또는 온도 상태에 의한 브레이크 스트로크의 변화 등에 의해서, 제동 토크가 변화하므로, 토크 전류 지령치에 대해 더하는 오프셋량을 정확하게, 언밸런스 부하량과 균형되는 양으로 하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다.

게다가, 속도 검출기의 분해능이 나쁜 경우에는, 속도 검출을 행한 후에, 토크 전류 지령치에 대해 오프셋량을 더하여도, 더하는 타이밍이 늦고, 기동 쇼크를 저감하는데, 늦어지는 일이 있었다. 그 때문에, 기동 쇼크를 안정적으로 저감할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 언밸런스 부하량의 크기 및 토크 전류 지령치의 발진에 관계없이, 기동시의 제어 응답의 응답 속도를 충분히 고속화할 수 있어, 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감할 수 있음과 아울러, 정상 기간에서의 속도 제어계의 안정성을 확보할 수 있는 엘리베이터의 제어 장치 및 엘리베이터의 제어 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치는, 전동기와, 전동기의 회전을 제동·제동 해제하는 브레이크를 가지는 엘리베이터 구동부를 제어함으로써, 엘리베이터의 카의 승강·정지를 행하는 엘리베이터의 제어 장치로서, 브레이크의 제동 해제시에 상당하는 제 1 시각으로부터 제 2 시각을 지나, 제 3 시각에 이를 때까지의 시동 기간에서는, 브레이크를 제동 해제하는 것에 의한 기동 쇼크 및 롤백을 저감하도록, 제 1 토크 전류 지령치를 생성함과 아울러, 제 1 토크 전류 지령치에 근거하여, 엘리베이터 구동부를 제어하는 제 1 제어계와, 제 3 시각을 경과한 후의 정상 기간에서는, 기동 쇼크 및 롤백의 저감을 고려하지 않는 정상 운전시의 제어로서, 제 2 토크 전류 지령치를 생성함과 아울러, 제 2 토크 전류 지령치에 근거하여, 엘리베이터 구동부를 제어하는 제 2 제어계를 구비하며, 제 2 시각으로부터 제 3 시각까지의 기간에서, 제 1 토크 전류 지령치에 근거하여, 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 산출하는 카 부하 추정부를 더 구비하고, 제 2 제어계는, 자신이 생성한 토크 전류 지령치에 대해, 제 1 제어계에 의한 시동 기간의 제어로부터, 제 2 제어계에 의한 정상 기간의 제어로 전환하는 제 3 시각에서, 카 부하 추정부가 산출한 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 제 2 토크 전류 지령치를 생성함으로써, 엘리베이터 구동부를 제어하는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서의 엘리베이터의 제어 방법은, 전동기와, 전동기의 회전을 제동·제동 해제하는 브레이크를 가지는 엘리베이터 구동부를 제어함으로써, 엘리베이터의 카의 승강·정지를 행하는 엘리베이터의 제어 방법으로서, 브레이크의 제동 해제시에 상당하는 제 1 시각으로부터 제 2 시각을 지나, 제 3 시각에 이를 때까지의 시동 기간에서는, 브레이크를 제동 해제하는 것에 의한 기동 쇼크 및 롤백을 저감하도록, 제 1 토크 전류 지령치를 생성함과 아울러, 제 1 토크 전류 지령치에 근거하여, 엘리베이터 구동부를 제어하는 제 1 제어 스텝과, 제 3 시각을 경과한 후의 정상 기간에서는, 기동 쇼크 및 롤백의 저감을 고려하지 않는 정상 운전시의 제어로서, 제 2 토크 전류 지령치를 생성함과 아울러, 제 2 토크 전류 지령치에 근거하여, 엘리베이터 구동부를 제어하는 제 2 제어 스텝을 구비하며, 제 2 시각으로부터 제 3 시각까지의 기간에서, 제 1 토크 전류 지령치에 근거하여, 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 산출하는 카 부하 추정 스텝을 더 구비하고, 제 2 제어 스텝에서, 제 2 제어 스텝에서 생성된 토크 전류 지령치에 대해, 제 1 제어 스텝에서 실행된 시동 기간의 제어로부터, 제 2 제어 스텝에서 실행된 정상 기간의 제어로 전환하는 제 3 시각에서, 카 부하 추정 스텝에서 산출된 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 제 2 토크 전류 지령치를 생성함으로써, 엘리베이터 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치 및 엘리베이터의 제어 방법에 의하면, 엘리베이터 기동시의 시동 기간에는, 제 1 제어계는 제 1 토크 전류 지령치를 생성하고, 시동 기간 경과 후의 정상 기간에는, 제 2 제어계는 자신이 생성한 토크 전류 지령치에 대해, 카 부하 추정부가 제어계의 전환시에 산출한 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 제 2 토크 전류 지령치를 생성하는 것에 의해 엘리베이터 구동부를 제어할 수 있다. 이것에 의해, 언밸런스 부하량의 크기 및 토크 전류 지령치의 발진에 관계없이, 기동시의 제어 응답의 응답 속도를 충분히 고속화할 수 있어, 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감할 수 있음과 아울러 정상 기간에서의 속도 제어계의 안정성을 확보할 수 있는 엘리베이터의 제어 장치 및 엘리베이터의 제어 방법을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 카 부하 추정부의 구성의 일례를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치의 일련 동작에 대해, 카 부하 추정부의 유무로 비교한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치를 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 가변 이득의 동작예의 설명도이다.

이하, 본 발명의 엘리베이터의 제어 장치 및 엘리베이터의 제어 방법의 최적의 실시 형태에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 또, 도면의 설명에서는, 동일 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

(실시 형태 1)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200)를 나타내는 구성도이다. 이 도 1에는, 카(10), 균형추(20), 현가부(30), 구동 시브(40), 엘리베이터 구동부(100), 및 엘리베이터의 제어 장치(200)가 도시되어 있다.

또한, 엘리베이터 구동부(100)는 전동기(101), 브레이크(102), 브레이크 제어부(103), 속도 검출기(104), 인버터(105), 구동 신호 발생부(106), 교류 전원(107), 컨버터(108), 평활 콘덴서(109), 및 전류 검출기(110)를 구비한다.

또, 엘리베이터의 제어 장치(200)는 속도 지령 발생부(201), 속도 연산부(202), 제 1 속도 제어부(203), 제 2 속도 제어부(204), 제 1 전환부(205), 카 부하 추정부(206), 제 2 전환부(207), 및 전류 제어부(208)를 구비한다.

카(10) 및 균형추(20)는 현가부(30)를 거쳐서, 구동 시브(40)에 매달려 있다. 또, 현가부(30)는, 예를 들면 복수 라인의 로프 또는 복수개의 벨트로 구성되어 있다.

다음으로, 엘리베이터 구동부(100)에 대해 설명한다. 엘리베이터 구동부(100)에 구비되는 전동기(101)는 구동 시브(40)를 구동하는 것에 의해, 카(10)의 승강·정지를 행한다. 브레이크(102)는 전동기(101)의 회전을 제동·제동 해제한다. 브레이크 제어부(103)는 브레이크(102)의 제동 및 제동 해제의 동작 제어를 행한다.

또, 브레이크(102)는, 예를 들면 디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크 등으로 구성되어 있다. 또한, 엘리베이터의 카(10)가 정지 중에는, 브레이크(102)가 제동 상태로 된다. 또한, 엘리베이터 기동시에서는, 브레이크(102)가 제동 해제 상태(개방 상태)로 된다.

속도 검출기(104)는, 전동기(101)에 접속되어 있고, 전동기(101)의 회전 속도에 따른 신호를 속도 연산부(202)에 대해 출력한다. 또, 속도 검출기(104)로서, 예를 들면 인코더 또는 리졸버(resolver) 등의 검출기가 이용되고, 이들 검출기는 회전 속도에 따른 펄스 또는 전압을 출력한다.

인버터(105)는, 전동기(101)를 구동하기 위해서, 구동 전압을 전동기(101)에 대해 출력한다. 또, 인버터(105)로서, 예를 들면 PWM 인버터가 이용된다. 구동 신호 발생부(106)는 인버터(105)가 구동 전압을 출력하기 위한 구동 신호를 생성한다.

교류 전원(107)은 교류 전압을 컨버터(108)에 대해 출력한다. 컨버터(108)는 교류 전원(107)으로부터 입력된 교류 전압을 직류화하고, 또 평활 콘덴서(109)에 의해서 평활화된 직류 전압을 인버터(105)에 대해 출력한다. 또한, 전류 검출기(110)는 전동기 전류를 검출하고, 전류 제어부(208)에 대해 출력한다.

다음으로, 엘리베이터의 제어 장치(200)에 대해 설명한다. 여기서, 종래의 엘리베이터의 제어 장치에서는, 속도 제어 등의 제어계의 응답 속도를 고속으로 하기 위해 제어 이득을 크게 하면, 미속 주행시에 불안정화하게 되었다. 이에 반해, 본원 발명의 엘리베이터의 제어 장치는, 시동 기간에서 사용하는 제어계와, 그 후의 정상 기간에서 사용하는 제어계를 개별적으로 구비함과 아울러, 카 부하 추정부(206)를 더 구비하고 있다. 이러한 구성에 의해, 시동 기간에서의 응답 속도를 고속으로 하기 위해서 제어 이득을 크게 하여, 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감할 수 있음과 아울러, 언밸런스 부하량을 고려함으로써, 정상 기간의 속도 제어계의 안정성도 확보할 수 있다고 하는 기술적 특징을 가진다.

엘리베이터의 제어 장치(200)에 구비되는 속도 지령 발생부(201)는 카(10)의 주행 속도 패턴을 전동기(101)의 회전 속도로 환산한 속도 지령치 ω*를 출력한다. 또한, 엘리베이터 기동시에는, 속도 지령 발생부(201)는, 브레이크(102)의 제동 해제 전에, 카(10)를 정지 유지하기 위한 속도 지령치(통상, 제로가 됨)를 출력한다.

속도 연산부(202)는, 속도 검출기(104)로부터 입력된 신호에 근거하여, 전동기(101)의 회전 속도를 연산하고, 연산한 회전 속도 ω(이후에서는, 회전 속도 연산치 ω라고 부름)를 출력한다. 이러한 경우, 엘리베이터 기동 직후의 카(10)의 정지시를 포함하는 미속 상태에서는, 속도 검출기(104)의 출력 변화가 작아지기 때문에, 속도 연산부(202)가 회전 속도를 연산하는 연산 주기 동안의 신호 변화도 작아져, 고속 주행시에 비해 실속도에 대한 회전 속도 연산치 ω의 오차 및 연산의 시간 지연이 상대적으로 커진다.

전동기(101)의 회전 속도를 제어하기 위한 속도 제어부인 제 1 속도 제어부(203) 및 제 2 속도 제어부(204)에는, 속도 지령 발생부(201)가 출력한 속도 지령치 ω*와 속도 연산부(202)가 출력한 회전 속도 연산치 ω의 차분이 입력된다. 또한, 이러한 속도 제어부(203, 204)는, 예를 들면 P 제어, PI 제어, PID 제어 등이 이용된다.

또, 제 1 속도 제어부(203)는 기동 쇼크 및 롤백을 저감하는데 적합한 응답 속도를 가지고 있고, 제 2 속도 제어부(204)는 정상 운전시의 제어에 적절한 응답 속도를 갖는다. 그리고, 이러한 속도 제어부(203, 204)는 각각의 응답 속도가 다르다. 여기서는, 제 1 속도 제어부(203)쪽이 제 2 속도 제어부(204)보다 제어 이득이 크게 설정되어 있어, 고응답의 응답 속도를 가지는 것으로 하여 설명한다.

또한, 제 1 속도 제어부(203) 및 제 2 속도 제어부(204)의 각각은 입력된 속도 지령치 ω*와 회전 속도 연산치 ω의 차분이 제로로 되는 토크 전류 지령치 iq*를 생성한다. 또, 토크 전류 지령치 iq*는 토크 지령치를 전류 환산한 것이다.

제 1 전환부(205)는 전환 지령부(도시하지 않음)로부터의 전환 지령에 근거하여, 제 1 속도 제어부(203) 및 제 2 속도 제어부(204)의 어느 하나의 속도 제어부를 선택하는 선택 전환을 행한다. 여기서는, 제 1 전환부(205)에 의해서, 시동 기간에서는 제 1 속도 제어부(203)가 선택되고, 정상 기간에서는 제 2 속도 제어부(204)가 선택된다.

카 부하 추정부(206)에는, 제 1 전환부(205)에 의해 선택된 속도 제어부로부터 출력한 토크 전류 지령치 iq*가 입력된다. 그리고, 카 부하 추정부(206)는, 입력된 토크 전류 지령치 iq*에 근거하여, 엘리베이터의 카(10)와 균형추(20)의 중량 차분에 상당하는 언밸런스 부하량을 추정한다.

또, 카 부하 추정부(206)는, 추정한 언밸런스 부하량(이후서는, 언밸런스 부하량 추정치라고 부름)과 균형되는 양에 상당하는 토크 전류 지령치의 오프셋량 iq*_off(이후에서는, 오프셋 전류 지령치 iq*_off라고 부름)를 산출하여 출력한다.

제 2 전환부(207)는, 전환 지령부(도시하지 않음)로부터의 전환 지령에 근거하여, 카 부하 추정부(206)가 출력한 오프셋 전류 지령치 iq*_off 및 제로 출력의 어느 하나를 선택하는 선택 전환을 행한다. 여기서는, 제 2 전환부(207)에 의해서, 시동 기간에서는 제로 출력이 선택되고, 정상 기간에서는 오프셋 전류 지령치 iq*_off의 출력이 선택된다.

그리고, 전류 제어부(208)에는, 제 1 전환부(205)에 의해 선택된 속도 제어부가 출력한 토크 전류 지령치 iq*와, 제 2 전환부(207)에 의해 선택된 값의 가산치가 입력된다.

또, 전환 지령부로부터의, 제 1 전환부(205) 및 제 2 전환부(207)에 대한 2개의 전환 지령은 동시에 나온다. 또한, 엘리베이터 기동시의 브레이크(102)의 제동 해제 후의 시동 기간에는, 제 1 전환부(205)에 의해서 제 1 속도 제어부(203)가 선택되어 있고, 제 2 전환부(207)에 의해서 제로 출력이 선택되어 있다.

전류 제어부(208)가 행하는 제어로서는, 일반적으로 벡터 제어가 이용된다. 이러한 벡터 제어를 행하는 전류 제어부(208)는, 전류 검출기(110)가 검출한 전동기 전류를 d축과 q축으로 변환하고, 전동기의 토크에 기여하는 q축 전류치와, 입력된 토크 전류 지령치 iq*가 일치하도록, 전압 지령치를 생성한다.

그리고, 전류 제어부(208)는 이와 같이 생성된 전압 지령치 vd* 및 vq*(d축과 q축에 대응)를 구동 신호 발생부(106)에 대해 출력한다. 구동 신호 발생부(106)는, 입력된 전압 지령치 vd* 및 vq*에 근거하여, 전술한 바와 같이, 인버터(105)가 전동기(101)에 대해 구동 전압을 출력하기 위한 구동 신호를 생성한다.

또, 제 1 속도 제어부(203)에 의한 전동기(101)의 회전 속도를 제어하는 속도 제어계가 제 1 제어계에 상당하고, 제 2 속도 제어부(204)에 의한 전동기(101)의 회전 속도의 속도 제어계가 제 2 제어계에 상당한다.

다음으로, 전술한 언밸런스 부하량의 추정을 행하는 카 부하 추정부(206)의 동작의 상세에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 카 부하 추정부(206)의 구성의 일례를 나타낸 구성도이다.

이 도 2에 있어서의 카 부하 추정부(206)는 적분기(2061), 적분 시간 저장부(2062), 제산기(2063), 및 홀드 회로부(2064)로 구성된다.

적분기(2061)는, 엘리베이터 기동시에 있어, 전술한 도 1에 있어서의 브레이크(102)가 제동 해제되고 나서 미리 규정한 타이밍에서, 카 부하 추정부(206)에 입력된 토크 전류 지령치 iq*의 시간 적분을 개시한다. 적분 시간 저장부(2062)는 적분기(2061)가 시간 적분을 개시하고 나서의 경과 시간, 즉 적분 시간을 저장한다.

또, 시간 적분을 개시하는 타이밍은 브레이크 제어부(103)로부터의 브레이크(102)를 제동 해제하기 위한 지령 발생 후로부터의 경과 시간으로서, 미리 규정해 둘 수 있다.

또한, 시간 적분을 개시하는 타이밍은, 브레이크(102)의 제동 토크가 작아진 상태를, 토크 전류 지령치 iq* 또는 토크 전류 지령치 iq*의 변화량에 근거하여 판정하고, 이러한 값이 규정치를 넘은 타이밍에서 적분을 개시하도록 하여도 좋다. 이와 같이, 브레이크(102)의 제동 토크가 작아진 상태, 즉 브레이크 슈가 동작을 개시한 직후의 타이밍에서 시간 적분을 개시하는 것이, 전술한 바와 같은 결정 방법과 비교하여, 보다 단시간에 정밀도 좋게 언밸런스 부하량을 추정하는 것이 가능하다.

또한, 전술한 토크 전류 지령치 iq*또는 토크 전류 지령치 iq*의 변화량이 아니고, 속도 검출기(104)가 검출한 값이나 속도 검출기(104)가 검출한 값의 변화량에 근거하여, 이들의 값이 규정치를 넘은 타이밍에서 적분을 개시하도록 하여도 좋다.

또, 브레이크(102)로서, 전자(電磁) 브레이크를 이용하는 경우에는, 브레이크(102)의 코일 전류에 근거하여, 시간 적분을 개시하는 타이밍을 결정하여도 좋다. 즉, 예를 들면, 브레이크(102)의 코일 전류가, 미리 규정한 임계치를 넘은 타이밍에서 시간 적분을 개시하면 좋다.

또한, 브레이크 슈가 드럼면으로부터 멀어지기 시작할 때에, 브레이크 슈의 동작에 의해 발생하는 코일의 역기전력에 의해 생기는 코일 전류 또는 코일 전압의 변화를 검출한 타이밍에서 시간 적분을 개시하도록 하여도 좋다.

제산기(2063)는 토크 전류 지령치 iq*의 시간 적분치를 적분 시간 저장부(2062)가 저장하는 적분 시간으로 제산하고(즉, 평균화하고 있음), 제산치를 홀드 회로부(2064)에 대해 출력한다.

홀드 회로부(2064)는 제산기(2063)로부터 입력된 제산치를 미리 규정한 타이밍에서 홀드하고, 홀드시에 있어서의 제산치를 언밸런스 부하량 추정치(오프셋 전류 지령치 iq*_off)로서 결정한다.

또, 적분기(2061)의 동작에 대해서는, 미리 규정한 시간(정수)을 적분 시간 저장부(2062)에 저장하고, 그 미리 규정한 시간만큼 적분기(2061)가 동작하도록 하여도 좋고, 브레이크(102)의 개폐 동작을 검출하기 위한 스위치를 구비하고, 이 스위치에 의한 검출 상태에 근거하여, 동적으로 시간을 결정하고, 결정한 시간만큼 적분기(2061)가 동작하도록 하여도 좋다.

또한, 홀드 회로부(2064)가 제산기(2063)로부터 입력된 제산치를 홀드하는 타이밍은 미리 규정한 경과 시간에 근거하여 결정해도 좋고, 브레이크(102)의 개폐 동작을 검출하기 위한 스위치를 구비하고, 이 스위치에 의한 검출 상태에 근거하여 결정해도 좋다.

이와 같이, 카 부하 추정부(206)는, 토크 전류 지령치 iq*를 평균화하는 연산을 실시하는(토크 전류 지령치 iq*의 평균치를 산출하는) 것에 의해, 토크 전류 지령치 iq*가 발진한 상태이더라도, 언밸런스 부하량을 정밀도 좋게 추정할 수 있다. 또, 여기서는, 토크 전류 지령치 iq*의 평균치를 산출하는 경우의 일례로서, 토크 전류 지령치 iq*의 시간 적분치를 적분 시간으로 제산하는 방법을 설명했지만, 이 일례에 한정되지 않고, 어떠한 방법이어도 좋다.

또한, 전환 지령부(도시하지 않음)는 카 부하 추정부(206)에서의 홀드 회로부(2064)의 동작 후 또는 홀드 회로부(2064)의 동작과 동기하여, 제 1 전환부(205) 및 제 2 전환부(207)에 대해 전환 지령을 출력한다.

즉, 제 2 속도 제어부(204)는, 전환 지령이 입력된 제 1 전환부(205)에 의해서, 제 1 속도 제어부(203)로부터 선택 전환됨과 아울러, 카 부하 추정부(206)가 산출한 오프셋 전류 지령치 iq*_off는 제 2 전환부(207)에 의해서, 제로 출력으로부터 선택 전환된다.

그리고, 이러한 선택 전환과 동시에, 제 2 속도 제어부(204)가 출력한 토크 전류 지령치 iq*와, 카 부하 추정부(206)가 산출한 오프셋 전류 지령치 iq*_off가 가산된다.

이것에 의해, 제 1 전환부(205)에 의해서, 제 1 속도 제어부(203)로부터 제 2 속도 제어부(204)로 선택 전환되었을 때에, 전동기 토크와 언밸런스 부하량이 균형된 상태를 초기치(즉, 제 2 속도 제어부(204)가 출력하는 토크 전류 지령치 iq*의 초기치가 오프셋 전류 지령치 iq*_off에 상당)로 하여, 제 2 속도 제어부(204)가 동작한다.

그 때문에, 카(10)에 쇼크를 발생시키는 일없이, 부드럽게 제 1 전환부(205)에 의해서, 제 1 속도 제어부(203)로부터 제 2 속도 제어부(204)로의 선택 전환이 행해진다. 또, 제 2 속도 제어부(204)에 이용되는 제어가 PI 제어인 경우에는, 제 1 전환부(205)에 의한 선택 전환시에, PI 제어기 내부의 적분기에 축적된 값을 리셋하도록 한다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200)의 일련 동작의 상세에 대해, 카 부하 추정부(206)가 있는 경우와 없는 경우로 비교하면서 전술한 도 1 및 도 3을 참조해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200)의 일련 동작에 대해, 카 부하 추정부(206)의 유무로 비교한 설명도이다.

여기서, 카 부하 추정부(206)가 있는 경우에 대응하는 도 3(a)에 있어서, (1)이 각 시각에서의 전동기(101)의 회전 속도(카(10)의 속도), (2)가 각 시각에서의 전류 제어부(208)에 입력되는 토크 전류 지령치 iq*, (3)이 각 시각에서의 카 부하 추정부(206)가 산출한 오프셋 전류 지령치 iq*_off를 나타내고 있다.

또한, 카 부하 추정부(206)가 없는 경우에 대응하는 도 3(b)에 있어서, (1)이 각 시각에서의 전동기(101)의 회전 속도(카(10)의 속도), (2)가 각 시각에서의 전류 제어부(208)에 입력되는 토크 전류 지령치 iq*를 나타내고 있다. 또, 이후에서는, 전동기(101)의 회전 속도를 전동기 속도라고 부른다.

또, 도시되어 있는 제 1 시각 t1은 브레이크(102)의 제동 해제시에 상당하는 시각을 나타내고, 제 2 시각 t2는 카 부하 추정부(206)가 오프셋 전류 지령치 iq*_off의 산출 동작(토크 전류 지령치 iq*의 시간 적분)을 개시하는 타이밍에 상당하는 시각을 나타낸다. 또한, 제 3 시각 t3은 전환 지령부로부터의 전환 지령이 입력된 제 1 전환부(205) 및 제 2 전환부(207)에 의해서 선택 전환되는 시각을 나타낸다.

또한, 시동 기간은 제 1 시각 t1로부터 제 3 시각 t3까지의 기간에 상당하고, 정상 기간은 제 3 시각 t3 경과 후의 기간(통상의 카 승강 동작을 행하는 정상 운전시의 기간)에 상당한다.

우선, 엘리베이터 기동(주행 개시) 전에, 속도 제어가 개시되고, 전술한 도 1에 있어서의 속도 지령 발생부(201)는 전동기 속도가 제로로 되는 지령을 출력한다. 또한, 기동시의 브레이크(102)의 제동 해제 전에는, 전환 지령부의 전환 지령에 근거하여, 제 1 전환부(205)에 의해서 제 1 속도 제어부(203)가 선택되어 있다.

그리고, 도 3(a)의 (1)에 나타내는 바와 같이, 브레이크의 제동 해제시에 상당하는 제 1 시각 t1에서, 브레이크(102)가 제동 해제로 된다. 그 후, 카(10)와 균형추(20)의 언밸런스 부하량에 의해, 전동기(101)가 회전을 시작한다.

전동기(101)가 회전을 시작하면, 제 1 속도 제어부(203)는 전동기 속도가 제로로 되도록 제어하기 때문에, 결과적으로 자신이 출력하는 토크 전류 지령치 iq*가 증가해 간다.

이와 같이, 제 1 속도 제어부(203)는 기동 쇼크 및 롤백을 저감하기 위해서, 시동 기간에서, 기동 쇼크 및 롤백을 저감하도록 제어 동작을 한다.

여기서, 도 3(a)의 (2)에 나타내는 바와 같이, 제 1 속도 제어부(203)는, 기동 쇼크를 충분히 저감할 목적으로, 제어 응답(응답 속도)을 충분히 크게 하고 있기 때문에, 자신이 출력하는 토크 전류 지령치 iq*가 진동하고 있는 것을 알 수 있다.

또한, 카 부하 추정부(206)는, 제 2 시각 t2에서, 전술한 바와 같은 오프셋 전류 지령치 iq*_off의 산출 동작(토크 전류 지령치 iq*의 시간 적분)을 개시한다. 그리고, 카 부하 추정부(206)는, 토크 전류 지령치 iq*를 평균화하는 연산을 행함으로써, 토크 전류 지령치 iq*의 진동의 영향을 경감하고, 언밸런스 부하량을 정밀도 좋게 추정한다. 또, 제 2 시각 t2는, 전술한 바와 같이, 전술한 도 2에서의 적분기(2061)가 시간 적분을 개시하는 타이밍에 상당한다.

그리고, 카 부하 추정부(206)는, 제 3 시각 t3에서, 홀드한 값을 언밸런스 부하량 추정치로서 결정한다. 이 언밸런스 부하량 추정치는 도 3(a)의 (3)에 나타내는 제 3 시각 t3에서의 오프셋 전류 지령치 iq*_off에 상당한다. 또, 제 3 시각 t3은, 전술한 바와 같이, 상기 도 2에서의 홀드 회로부(2064)가 홀드하는 타이밍에 상당한다.

그리고, 제 3 시각 t3(언밸런스 부하량 추정치의 산출과 동시)에, 전환 지령부로부터의 전환 지령이 입력된 제 1 전환부(205)에 의해서, 제 1 속도 제어부(203)로부터 제 2 속도 제어부(204)로 선택 전환되고, 제 2 전환부(207)에 의해서 제로 출력으로부터 오프셋 전류 지령치 iq*_off의 출력으로 선택 전환된다.

따라서, 제 2 속도 제어부(204)는, 자신이 출력한 토크 전류 지령치 iq*에 대해, 카 부하 추정부(206)가 산출한 제 3 시각 t3에서의 오프셋 전류 지령치 iq*_off를 초기치로 해서 가산한 값으로서 토크 전류 지령치 iq*를 생성한다. 그리고, 생성된 토크 전류 지령치 iq*는 전류 제어부(208)에 입력된다.

즉, 도 3(a)의 (3)에 나타내는 바와 같이, 제 2 속도 제어부(204)는 제 3 시각 t3에서의 오프셋 전류 지령치 iq*_off를, 자신이 생성하는 토크 전류 지령치 iq*의 초기치로 한다. 그리고, 제 2 속도 제어부(204)는 제 3 시각 t3 경과 후의 정상 기간(통상의 카 승강 동작을 행하는 정상 운전시의 기간)에서, 입력된 속도 지령치 ω*와 회전 속도 연산치 ω의 차분이 제로로 되는 토크 전류 지령치 iq*를 생성하여, 제어 동작한다.

그 때문에, 카(10)에 쇼크를 발생시키는 일없이, 부드럽게 제 1 전환부(205)에 의해서, 제 1 속도 제어부(203)로부터 제 2 속도 제어부(204)로의 선택 전환을 행할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태 1에 있어서의 기술적 특징을 종래 기술과 대비하기 위해, 엘리베이터의 제어 장치(200)에 카 부하 추정부(206)가 없는 경우에 대해 도 3(b)를 참조하여 설명한다.

우선, 도 3(b)의 (2)에 나타내는 바와 같이, 엘리베이터의 제어 장치(200)에 카 부하 추정부(206)가 없는 상태에서, 제 3 시각 t3에 있어서, 전술한 바와 같이, 제 1 전환부(205)에 의해서 제 1 속도 제어부(203)로부터 제 2 속도 제어부(204)로 선택 전환이 행해지는 경우를 상정한다.

이러한 경우에는, 선택 전환시에 제 2 속도 제어부(204)가 생성하는 토크 전류 지령치 iq*의 초기치는 제 1 속도 제어부(203)가 제 3 시각 t3에서 출력하는 토크 전류 지령치 iq*의 값으로 된다.

그리고, 제 3 시각 t3에서의 토크 전류 지령치 iq*는, 언밸런스 부하량에 상당하는 토크 전류 지령치보다 크면, 그 결과로서, 전동기(101)에 발생하는 토크는 카(10)를 정지시키는 토크보다 커진다. 그 때문에, 도 3(b)의 (1)에 나타내는 바와 같이, 제 3 시각 t3 부근에서 전동기 속도가 제로로 되지 않아, 카(10)가 움직이기 시작하게 된다.

따라서, 제 2 속도 제어부(204)는, 카(10)가 움직이기 시작하는 것을 억제하기 위해서, 제 3 시각 t3 이후에, 전동기 속도가 제로로 되도록, 제어 동작을 한다. 그러나, 제 2 속도 제어부(204)의 응답 속도는, 제 1 속도 제어부(203)과 비교하여 저속이기 때문에, 전동기 속도가 제로로 수속되기까지 시간이 걸린다. 따라서, 카(10)가 정지하지 않고 움직이기 시작하기 때문에, 카(10)에 쇼크가 발생하여, 승차감이 악화되어 버린다.

이와 같이, 엘리베이터의 제어 장치(200)에 카 부하 추정부(206)가 없으면, 제 1 속도 제어부(203)가 출력하는 토크 전류 지령치 iq*가 진동한 경우에, 제 2 속도 제어부(204)로 전환되면, 전환되는 타이밍에 따라서는 카(10)에 쇼크가 발생해 버린다.

따라서, 지금까지의 종래 기술에서는, 기동 쇼크 및 롤백의 발생을 고려하여, 속도 제어부에서, 제어 응답의 응답 속도를 토크 전류 지령치 iq*가 진동할 정도로까지 고속으로 설정할 수 없었다.

이에 반해, 본 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200)는, 시동 기간에서 사용하는 제어계와, 그 후의 정상 기간에서 사용하는 제어계를 개별적으로 구비함과 아울러, 카 부하 추정부(206)를 더 구비하고 있다. 그리고, 시동 기간의 제어계로부터 정상 기간의 제어계로 전환할 때에, 카 부하 추정부(206)에서 추정된, 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 고려하고 있다. 이 결과, 시동 기간에서의 응답 속도를 고속으로 하기 위해 제어 이득을 크게 하여, 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감시킨 뒤에, 언밸런스 부하량을 고려함으로써, 정상 기간으로 전환된 후의 속도 제어계의 안정성도 확보할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태 1에 의하면, 엘리베이터 기동시의 시동 기간에는, 제 1 속도 제어부는, 토크 전류 지령치를 생성하고, 시동 기간 경과 후의 정상 기간에는, 제 2 속도 제어부는, 자신이 생성한 토크 전류 지령치에 대해, 카 부하 추정부가 속도 제어부의 전환시에 산출한 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 토크 전류 지령치를 생성한다. 이것에 의해, 언밸런스 부하량의 크기, 및 토크 전류 지령치의 발진에 관계없이, 기동시의 속도 제어 응답의 응답 속도를 충분히 고속화할 수 있어, 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감할 수 있다.

또, 카 부하 추정부(206)의 구성으로서, 도 2에서 나타내는 구성예 이외에, 1차 필터 등의 저차 필터 또는 고차 필터를 사용할 수도 있다. 단, 카 부하 추정부(206)에 고차 필터를 이용하면, 연산량이 커진다.

또한, 카 부하 추정부(206)에 1차 필터 등의 저차 필터를 이용하면, 브레이크(102)의 제동 해제 동작이 비교적 쉬운 경우(언밸런스 부하량이 비교적 완만하게 더해지는 경우)나, 토크 전류 지령치 iq*의 발진이 작은 경우에는, 비교적 양호하게 동작한다. 그러나, 이들 이외의 경우에는, 토크 전류 지령치 iq*의 진동을 제거하면서, 언밸런스 부하량을 신속하게 추정하는 것이 어렵다.

따라서, 토크 전류 지령치 iq*의 진동을 제거하면서 언밸런스 부하량을 신속하게 정밀도 좋게 추정하기 위해서는, 도 2에서 나타낸 구성예가 바람직하다.

또한, 카 부하 추정부(206)는, 언밸런스 부하량을 추정하기 위해서, 제 1 속도 제어부(203)가 출력한 토크 전류 지령치 iq*를 이용했지만, 전류 검출기(110)가 검출한 실토크 전류를 이용하여도 좋다.

(실시 형태 2)

전술한 실시 형태 1에서는, 제 1 제어계가 제 1 속도 제어부(203)를 포함하여 구성되고, 제 2 제어계가 제 2 속도 제어부(204)를 포함하여 구성되는 엘리베이터의 제어 장치(200)에 대해 설명하였다. 이에 반해, 본 발명의 실시 형태 2에서는, 시동 기간에서는, 제 1 제어계에 포함되는 위치 제어계에 의해 속도 지령치가 생성되고, 정상 기간에서는, 제 2 제어계에 포함되는 속도 지령 발생부(201)에 의해 속도 지령치가 출력되는 엘리베이터의 제어 장치(200a)에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200a)를 나타내는 구성도이다. 이 도 4에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200a)는, 전술한 도 1에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200)와는 달리, 전동기(101)의 회전 위치를 제어하는 위치 제어를 행하고, 또 속도 제어 루프의 외측에 위치 제어 루프를 부가한 구성을 가진다.

그리고, 엘리베이터의 제어 장치(200a)는 속도 지령 발생부(201), 제 2 속도 제어부(204), 제 1 전환부(205), 카 부하 추정부(206), 제 2 전환부(207), 전류 제어부(208)을 구비함과 아울러, 위치 제어계로서, 속도·위치 연산부(401), 위치 지령 발생부(402), 및 위치 제어부(403)를 더 구비한다.

여기서, 엘리베이터의 제어 장치(200a)를 구성하는 각 부에 대해, 엘리베이터의 제어 장치(200)와 비교하면, 2개 있던 속도 제어부가 제 2 속도 제어부(204)만으로 되고, 속도 연산부(202) 대신에, 전동기(101)의 회전 속도뿐만 아니라 회전 위치도 연산하는 속도·위치 연산부(401)가 이용되고 있다. 또한, 엘리베이터의 제어 장치(200a)에는, 시동 기간에서의 속도 지령치를 생성하기 위한 위치 제어계가 새로이 구비되어 있다. 또, 제 1 전환부(205)는, 도시한 바와 같이, 속도 지령 발생부(201)와 위치 제어부(403)의 선택 전환이 행해지도록 위치하고 있다.

또, 도 4에 나타낸 구성에 있어서, 위치 제어계 이외는, 전술한 실시 형태 1에서의 도 1에서 설명한 기능 구성과 동등하기 때문에, 설명을 생략한다. 또한, 속도·위치 연산부(401)는, 전술한 실시 형태 1에 있어서의 속도 연산부(202)의 기능에 부가하여, 위치 연산부로서의 기능이 더 부가된 것이다.

속도·위치 연산부(401)는, 속도 검출기(104)로부터 입력된 신호에 근거하여, 전동기(101)의 회전 속도와 회전 위치를 연산하고, 연산한 회전 속도 ω(회전 속도 연산치 ω)와 회전 위치 θ(이후에서는, 회전 위치 연산치 θ라고 부름)를 출력한다.

위치 지령 발생부(402)는, 카(10)의 위치 지령치를 전동기(101)의 회전 위치 지령치로 환산한 회전 위치 지령치 θ*를 출력한다. 또한, 엘리베이터 기동시에는, 위치 지령 발생부(402)는, 브레이크(102)의 제동 해제 전에, 카(10)를 정지 유지하기 위한 회전 위치 지령치(통상, 제로로 됨)를 출력한다.

위치 제어부(403)에는, 위치 지령 발생부(402)가 출력한 회전 위치 지령치 θ*와 속도·위치 연산부(401)가 출력한 회전 위치 연산치 θ의 차분이 입력된다. 그리고, 위치 제어부(403)는 회전 위치 지령치 θ*와 회전 위치 연산치 θ의 차분이 제로로 되는 속도 지령치 ω*를 산출한다. 또, 위치 제어부(403)는, 예를 들면 P 제어, PI 제어, PID 제어 등이 이용된다.

제 1 전환부(205)는, 전환 지령부로부터의 전환 지령에 근거하여, 위치 제어부(403) 및 속도 지령 발생부(201)의 어느 하나를 선택(속도 지령 발생부(201)에서 설정되는 ω*나, 위치 제어부(403)가 연산한 ω*의 어느 하나를 선택)하는 선택 전환을 행한다. 그리고, 제 1 전환부(205)에 선택된 쪽의 속도 지령치 ω*가 출력된다.

다음으로, 본 실시 형태 2에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200a)의 동작에 대해 설명한다. 또, 여기서는, 엘리베이터 기동 전에, 위치 제어가 개시되고, 위치 지령 발생부(402)는 전동기(101)의 회전 위치(카(10)의 위치)가 제로(정지 유지)로 되는 지령을 출력한다. 또한, 기동시의 브레이크(102)의 제동 해제 전에는, 위치 제어계의 위치 제어부(403)가 제 1 전환부(205)에 의해서 선택되어 있다.

이 경우, 제 2 속도 제어부(204)에는, 위치 제어부(403)가 산출한 속도 지령치 ω*와 속도·위치 연산부(401)가 산출한 회전 속도 연산치 ω의 차분이 입력되게 된다. 그리고, 브레이크(102)가 제동 해제되면, 시동 기간에서, 제 2 속도 제어부(204)는, 전술한 실시 형태 1과 동일한 동작을 행하고, 토크 전류 지령치 iq*를 출력한다.

또한, 카 부하 추정부(206)에는, 제 2 속도 제어부(204)가 출력한 토크 전류 지령치 iq*에 근거하여, 전술한 실시 형태 1과 동일한 동작 제어를 행하고, 언밸런스 부하량을 추정한다.

또, 제 2 속도 제어부(204)가 토크 전류 지령치 iq*를 출력한 후의 전류 제어부(208) 이후의 동작 제어에 대해서도, 전술한 실시 형태 1과 마찬가지로 행해진다. 위치 제어부(403)가 제 1 전환부(205)에 의해서 선택되고 있는 동안은, 이러한 동작 제어를 행하고 있다.

다음으로, 제 1 전환부(205)에 의해서, 위치 제어부(403)를 포함하는 제 1 제어계로부터 속도 지령 발생부(201)를 포함하는 제 2 제어계로 전환되는 타이밍(전술한 도 3에서의 제 3 시각 t3에 상당)에서, 위치 제어부(403)로부터 속도 지령 발생부(201)로 선택 전환이 행해진다. 그리고, 속도 지령 발생부(201)는, 시동 기간 경과 후의 정상 기간에는, 위치 제어부(403) 대신에, 속도 지령치 ω*를 출력한다. 또, 이 전환되는 타이밍은 미리 규정해 두면 좋다.

이 전환시에 있어서, 단지 전환만으로는, 제 2 속도 제어부(204)에 입력되는 속도 지령치 ω*가 불연속으로 된다. 그 때문에, 전환 후의 속도 지령 발생부(201)가 출력하는 속도 지령치 ω*에 대해, 전환 전후의 속도 지령치 ω*가 연속치로 되는 처리를 행한다. 이것은, 전환 후의 속도 지령 발생부(201)의 출력에, 속도 지령치 ω*가 전환 전과 전환 후에 연속으로 되도록 적절한 값의 오프셋치를 더하는 것에 의해서 실현된다. 또는, 전환 전후의 속도 지령치 ω*가 연속치로 되도록, 1차 필터 등의 필터 처리를 행하도록 하여도 좋다.

다음으로, 제 2 전환부(207)는, 전술한 실시 형태 1과 마찬가지로, 제 1 전환부(205)와 동기하여 동작하는 것에 의해, 제 2 속도 제어부(204)는, 자신이 출력하는 토크 전류 지령치 iq*에 대해, 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치 iq*_off를 초기치로 해서 가산한 값으로서 토크 전류 지령치 iq*를 생성한다.

또, 전술한 실시 형태 1과 마찬가지로, 제 2 전환부(207)에 의해서, 오프셋 전류 지령치 iq*_off를 출력하는 선택 전환이 행해지기 전은 제로를 출력하고 있다. 또한, 제 2 속도 제어부(204)에 이용되는 제어가 PI 제어인 경우에는, 제 1 전환부(205)에 의한 선택 전환시에, PI 제어기 내부의 적분기에 축적된 값을 리셋하도록 한다.

이와 같이, 위치 제어계로서, 위치 제어부(403)를 이용한 경우에도, 언밸런스 부하량과 균형되는 토크 전류 지령치를 부가한 상태에서, 제 1 전환부(205)에 의해서 전환되기 때문에, 카(10)에 쇼크를 발생시키는 일없이, 부드럽게 위치 제어부(403)로부터 속도 지령 발생부(201)로의 선택 전환이 행해진다.

따라서, 위치 제어부(403)의 응답 속도(제어 이득)를 높게 설정하여도, 위치 제어부(403)로부터 속도 지령 발생부(201)로의 선택 전환을 행하는 것에 의해, 전술한 실시 형태 1과 마찬가지로, 기동 쇼크 및 롤백의 발생을 안정적으로 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태 2에 의하면, 엘리베이터 기동시의 시동 기간에는 위치 제어부가 속도 지령치를 출력하고, 시동 기간 경과 후의 정상 기간에는 속도 지령 발생부가 속도 지령치를 출력하고, 제 2 속도 제어부는, 자신이 생성한 토크 전류 지령치에 대해, 카 부하 추정부가 위치 제어부로부터 속도 지령 발생부로의 전환시에 산출한 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 토크 전류 지령치를 생성한다. 이것에 의해, 언밸런스 부하량의 크기, 및 토크 전류 지령치의 발진에 관계없이, 기동시의 위치 제어 응답의 응답 속도를 충분히 고속화할 수 있어, 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감할 수 있다.

또, 본 실시 형태 2에서는, 위치 제어의 방법으로서, 전동기(101)의 회전 위치를 검출하는 방식을 예시했지만, 카(10)의 위치를 직접 검출하는 방식으로 하여도 좋다.

또, 본 실시 형태 2에서는, 위치 제어의 방법으로서 도 4에서 나타내는 구성으로 했지만, 전술한 실시 형태 1에서 나타낸 도 1의 구성 중, 제 1 속도 제어부(203)의 구성으로서, PI 제어에 부가하여 속도 지령치 ω*와 회전 속도 연산치 ω의 차분의 2중 적분을 더한 구성으로 하여도 좋다. 이러한 위치 제어의 구성으로 한 경우에는, 연산량을 줄일 수 있기 때문에, 보다 저렴한 엘리베이터의 제어 장치(200a)를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태 2에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200a)는, 전술한 실시 형태 1에 있어서의 제 1 속도 제어부(203)를 더 구비하는 것에 의해, 1개인 속도 제어부를, 전술한 실시 형태 1과 마찬가지로 2개로 하여도 좋다. 그리고, 기동시의 시동 기간에는, 위치 제어부(403)가 출력한 속도 지령치 ω*와, 속도·위치 연산부(401)가 출력한 회전 속도 연산치 ω의 차분이 제 1 속도 제어부(203)에 입력되도록 하고, 위치 제어부(403)를 포함하는 제 1 제어계로부터 속도 지령 발생부(201)를 포함하는 제 2 제어계로 전환되는 타이밍에서, 전술한 실시 형태 1과 마찬가지로, 제 1 속도 제어부(203)로부터 제 2 속도 제어부(204)로 전환되고, 시동 기간 경과 후의 정상 기간에는, 동일한 제어 동작을 행하도록 구성하여도 좋다.

이러한 구성과 하는 것에 의해, 시동 기간에서, 위치 제어 응답뿐만 아니라, 속도 제어 응답의 응답 속도도 고속으로 할 수 있기 때문에, 보다 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감할 수 있다.

(실시 형태 3)

전술한 실시 형태 1에서는, 엘리베이터 기동시에, 선택 전환되는 제 1 속도 제어부(203) 및 제 2 속도 제어부(204)의 응답 속도가 고정되어 있는 엘리베이터의 제어 장치(200)에 대해 설명하였다. 이에 반해, 본 발명의 실시 형태 3에서는, 엘리베이터 기동시에, 응답 속도가 고속인 제 1 속도 제어부(203)의 응답 속도를 연속적으로 변화시킬 수 있는 엘리베이터의 제어 장치(200b)에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200b)를 나타내는 구성도이다. 이 도 5에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200b)는 속도 지령 발생부(201), 속도 연산부(202), 제 1 속도 제어부(203), 제 2 속도 제어부(204), 제 1 전환부(205), 카 부하 추정부(206), 제 2 전환부(207), 전류 제어부(208), 및 가변 이득(501)을 구비한다.

따라서, 엘리베이터의 제어 장치(200b)를 구성하는 각 부에 대해, 전술한 도 1에 나타낸 엘리베이터의 제어 장치(200)와 비교하면, 가변 이득(501)이 새로이 부가된 것을 알 수 있다. 또, 도 5에 나타낸 구성에 있어서, 가변 이득(501) 이외는, 전술한 실시 형태 1에 있어서의 도 1에서 설명한 기능 구성·동작과 동등하기 때문에, 설명을 생략한다.

또한, 이 도 5에 있어서, 가변 이득(501)은 제 1 속도 제어부(203)와 제 1 전환부(205) 사이에 위치한다.

가변 이득(501)은, 이득 K의 초기치로서 1이 설정되어 있고, 트리거가 입력되면, 이득 K가 0 이상 1 미만의 값까지 시간과 함께 감소한다. 이 트리거는, 엘리베이터 기동시의 브레이크(102)의 제동 해제 후부터, 제 1 전환부(205) 및 제 2 전환부(207)에 의해서 선택 전환될 때까지의 동안에, 미리 규정한 타이밍에서, 가변 이득(501)에 입력된다.

예를 들면, 브레이크 제어부(103)가 브레이크(102)를 제동 해제로 하는 타이밍과 동기하여, 가변 이득(501)에 트리거를 입력하도록 하여도 좋고, 카 부하 추정부(206)가 토크 전류 지령치 iq*의 시간 적분을 개시하는 타이밍과 동기하여, 가변 이득(501)에 트리거를 입력하도록 하여도 좋다.

여기서, 가변 이득(501)의 구체적인 동작에 대해 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 가변 이득(501)의 동작예의 설명도이다.

또, 도 6에 있어서, 시각 tk1은 가변 이득(501)에 트리거가 입력된 시각을 나타낸다. 또한, 시각 tk2는 시각 tk1 이후에, 이득 K가 초기치 1로부터 시간 경과에 따라 감소하여, 소정의 이득치 KL에 도달한 시각을 나타낸다. 또, 소정의 이득치 KL은 미리 규정해 두면 좋다.

도 6(a)에 있어서, 가변 이득(501)에 트리거가 입력되는 시각 tk1까지는, 가변 이득(501)의 이득 K를 취득하는 값은 초기치 1이다. 그리고, 시각 tk1 이후부터, 시각 tk2까지 이득 K를 취득하는 값은 시간과 함께 일정한 비율로 감소해 나가서, 시각 tk2에서, 소정의 이득치 KL로 된다.

또한, 도 6(b)에서는, 시각 tk1 이후부터, 시각 tk2까지 이득 K를 취득하는 값의 감소 비율이, 도 6(a)과 비교하여, 시간과 함께 완만하게 된다.

그리고, 도 6(b)쪽이, 도 6(a)과 비교하여, 이득 K의 값이 초기치 1로부터 매끄럽게 소정의 이득치 KL까지 감소하고 있기 때문에, 제어 응답의 변화를 보다 매끄럽게 행할 수 있다. 이와 같이, 가변 이득(501)을 마련하여, 이득 K를 감소시키는 타이밍 및 이득 K의 감소 비율을 필요에 따라 미리 규정하는 것에 의해, 제어 응답의 응답 변화를 임의로 변경할 수 있다.

따라서, 가변 이득(501)은, 엘리베이터 기동시의 브레이크(102)의 제동 해제 후의 미리 규정한 타이밍으로부터, 제 1 속도 제어부(203)의 응답 속도를 규정한 감소 비율로 연속적으로 낮추는 것이 가능해진다.

그래서, 예를 들면, 브레이크 개방 직후에 급격하게 가해지는 언밸런스 부하량에 대응하기 위해서, 브레이크(102)의 제동 해제 직후는 제 1 속도 제어부(203)의 제어 응답을 고응답으로 하고, 그 후 서서히 제어 응답(이득 K)을 낮춰 가면, 제어계의 발진을 완화하는 것이 가능해진다.

이것에 의해, 기동 쇼크 및 롤백이 안정적으로 저감될 뿐만 아니라, 제어계의 발진 완화도 양립시키고 있는 것으로 되기 때문에, 제어 장치(200b)는 보다 안정된 제어를 행할 수 있다. 또한, 제어계의 발진을 완화할 수 있기 때문에, 카 부하 추정부(206)에 의한 언밸런스 부하량의 추정을 보다 고정밀도로 행할 수 있다.

또, 전술한 실시 형태 2에 있어서의 엘리베이터의 제어 장치(200a)가, 제 1 속도 제어부(203) 및 제 2 속도 제어부(204)를 구비하는 경우에는, 본 실시 형태 3과 마찬가지로, 제 1 속도 제어부(203)의 응답 속도를 규정한 감소 비율로 연속적으로 내리기 위한 가변 이득을 더 구비하는 것에 의해, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태 3에 의하면, 가변 이득에 의해서, 엘리베이터 기동시의 브레이크의 제동 해제 후부터, 미리 규정한 타이밍, 감소 비율로, 제 1 속도 제어부의 응답 속도를 연속적으로 낮출 수 있다. 이것에 의해, 기동 쇼크 및 롤백을 안정적으로 저감할 뿐만 아니라, 제어계의 발진 완화도 양립시키고 있는 것으로 되기 때문에, 보다 안정된 제어를 행할 수 있다.

Claims

전동기와, 상기 전동기의 회전을 제동·제동 해제하는 브레이크를 가지는 엘리베이터 구동부를 제어함으로써, 엘리베이터의 카의 승강·정지를 행하는 엘리베이터의 제어 장치로서,
상기 브레이크의 제동 해제시에 상당하는 제 1 시각으로부터 제 2 시각을 지나, 제 3 시각에 이를 때까지의 시동 기간에서는, 상기 브레이크를 제동 해제하는 것에 의한 기동 쇼크 및 롤백(rollback)을 저감하도록, 제 1 토크 전류 지령치를 생성함과 아울러, 상기 제 1 토크 전류 지령치에 근거하여, 상기 엘리베이터 구동부를 제어하는 제 1 제어계와,
상기 제 3 시각을 경과한 후의 정상 기간에서는, 상기 기동 쇼크 및 상기 롤백의 저감을 고려하지 않는 정상 운전시의 제어로서, 제 2 토크 전류 지령치를 생성함과 아울러, 상기 제 2 토크 전류 지령치에 근거하여, 상기 엘리베이터 구동부를 제어하는 제 2 제어계
를 구비하되,
상기 제 2 시각으로부터 상기 제 3 시각까지의 기간에서, 상기 제 1 토크 전류 지령치에 근거하여, 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 산출하는 카 부하 추정부를 더 구비하고,
상기 제 2 제어계는, 자신이 생성한 토크 전류 지령치에 대해, 상기 제 1 제어계에 의한 상기 시동 기간의 제어로부터, 상기 제 2 제어계에 의한 상기 정상 기간의 제어로 전환하는 상기 제 3 시각에서, 상기 카 부하 추정부가 산출한 상기 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 상기 제 2 토크 전류 지령치를 생성함으로써, 상기 엘리베이터 구동부를 제어하는
엘리베이터의 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어계는, 상기 전동기의 회전 속도를 제어하는 속도 제어부로서, 상기 기동 쇼크 및 상기 롤백을 저감하는데 적합한 응답 속도를 가지는 제 1 속도 제어부를 포함하고,
상기 제 2 제어계는, 상기 전동기의 회전 속도를 제어하는 속도 제어부로서, 상기 제 1 속도 제어부와 비교하여 저속이고, 상기 정상 운전시의 제어에 적합한 응답 속도를 가지는 제 2 속도 제어부를 포함하며,
상기 제 1 제어계 및 상기 제 2 제어계는,
상기 전동기가 소망하는 회전 속도로 동작하도록 지령하는 속도 지령치를 출력하는 속도 지령 발생부와,
상기 전동기의 실제의 회전 속도에 근거하여 산출한 회전 속도 연산치를 출력하는 속도 연산부
를 더 공유하고,
상기 제 1 제어계에 포함되는 상기 제 1 속도 제어부는, 상기 시동 기간에서, 상기 속도 지령 발생부가 출력한 속도 지령치와, 상기 속도 연산부가 출력한 회전 속도 연산치의 차분이 제로로 되도록, 상기 제 1 토크 전류 지령치를 생성하고,
상기 제 2 제어계에 포함되는 상기 제 2 속도 제어부는, 상기 정상 기간에서, 상기 속도 지령 발생부가 출력한 속도 지령치와, 상기 속도 연산부가 출력한 회전 속도 연산치의 차분이 제로로 되도록, 자신이 생성한 토크 전류 지령치에 대해, 상기 카 부하 추정부가 산출한 상기 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 상기 제 2 토크 전류 지령치를 생성하는
엘리베이터의 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어계는, 상기 전동기가 소망하는 회전 위치로 동작하도록 지령하는 위치 지령치를 출력하는 위치 지령 발생부와, 상기 전동기의 실제의 회전 위치에 근거하여 산출한 회전 위치 연산치를 출력하는 위치 연산부와, 상기 위치 지령 발생부가 출력한 위치 지령치와, 상기 위치 연산부가 출력한 회전 위치 연산치의 차분이 제로로 되도록 제 1 속도 지령치를 출력하는 위치 제어부를 갖고, 상기 기동 쇼크 및 상기 롤백을 저감하는데 적합한 값으로서 상기 제 1 속도 지령치를 출력하는 위치 제어계를 포함하며,
상기 제 2 제어계는, 상기 정상 운전시에서, 상기 전동기가 소망하는 회전 속도로 동작하도록 지령하는 제 2 속도 지령치를 출력하는 속도 지령 발생부를 갖고,
상기 제 1 제어계 및 상기 제 2 제어계는,
상기 전동기의 실제의 회전 속도에 근거하여 산출한 회전 속도 연산치를 출력하는 속도 연산부와,
상기 전동기의 회전 속도를 속도 제어하는 속도 제어부
를 더 공유하고,
상기 제 1 제어계 및 상기 제 2 제어계에 공유되어 포함되는 상기 속도 제어부는,
상기 시동 기간에서, 상기 제 1 제어계에 포함되는 상기 위치 제어계가 출력한 상기 제 1 속도 지령치와, 상기 속도 연산부가 출력한 상기 회전 속도 연산치의 차분이 제로로 되도록, 상기 제 1 토크 전류 지령치를 생성하고,
상기 정상 기간에서, 상기 속도 지령 발생부가 출력한 상기 제 2 속도 지령치와, 상기 속도 연산부가 출력한 상기 회전 속도 연산치의 차분이 제로로 되도록, 자신이 생성한 토크 전류 지령치에 대해, 상기 카 부하 추정부가 산출한 상기 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 상기 제 2 토크 전류 지령치를 생성하는
엘리베이터의 제어 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 속도 제어부는,
상기 기동 쇼크 및 상기 롤백을 저감하는데 적합한 응답 속도를 갖고, 상기 시동 기간에서, 상기 제 1 토크 전류 지령치를 생성하는 제 1 속도 제어부와,
상기 제 1 속도 제어부와 비교하여 저속이고, 상기 정상 운전시의 제어에 적절한 응답 속도를 갖고, 상기 정상 기간에서, 상기 제 2 토크 전류 지령치를 생성하는 제 2 속도 제어부
를 가지는 엘리베이터의 제어 장치.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 속도 제어부의 응답 속도를, 미리 규정한 타이밍 및 미리 규정한 감소 비율로 시간 변화시키는 가변 이득을 더 구비하는
엘리베이터의 제어 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 카 부하 추정부는, 입력된 상기 제 1 토크 전류 지령치에 대해, 상기 제 2 시각으로부터 상기 제 3 시각까지의 기간에서의, 상기 제 1 토크 전류 지령치의 평균치를 상기 오프셋 전류 지령치로서 산출하는
엘리베이터의 제어 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 카 부하 추정부는, 입력된 상기 제 1 토크 전류 지령치에 대해, 상기 제 2 시각으로부터 상기 제 3 시각까지의 기간에 있어서의 시간 적분을 행하는 것에 의해서 얻어지는 상기 제 1 토크 전류 지령치의 적분치를, 상기 시간 적분을 행한 적분 시간으로 제산하는 것에 의해 상기 제 1 토크 전류 지령치의 평균치를 산출하는
엘리베이터의 제어 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브레이크가 전자(電磁) 브레이크인 경우에는, 상기 제 2 시각은, 상기 브레이크의 코일 전류 혹은 코일 전압이 미리 규정한 임계치를 넘는 시각, 또는 상기 코일 전류 혹은 상기 코일 전압의 변화를 검출한 시각으로서 미리 설정되는
엘리베이터의 제어 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 시각은, 상기 제 1 토크 전류 지령치 혹은 상기 제 1 토크 전류 지령치의 변화량이 미리 규정한 임계치를 넘는 시각, 상기 전동기의 회전 속도의 값 혹은 상기 회전 속도의 값의 변화량이 미리 규정한 임계치를 넘는 시각, 또는 상기 브레이크의 제동 해제 동작에 근거하여 미리 규정한 시각으로서 설정되는
엘리베이터의 제어 장치.
전동기와, 상기 전동기의 회전을 제동·제동 해제하는 브레이크를 가지는 엘리베이터 구동부를 제어함으로써, 엘리베이터의 카의 승강·정지를 행하는 엘리베이터의 제어 방법으로서,
상기 브레이크의 제동 해제시에 상당하는 제 1 시각으로부터 제 2 시각을 지나, 제 3 시각에 이를 때까지의 시동 기간에서는, 상기 브레이크를 제동 해제하는 것에 의한 기동 쇼크 및 롤백을 저감하도록, 제 1 토크 전류 지령치를 생성함과 아울러, 상기 제 1 토크 전류 지령치에 근거하여, 상기 엘리베이터 구동부를 제어하는 제 1 제어 스텝과,
상기 제 3 시각을 경과한 후의 정상 기간에서는, 상기 기동 쇼크 및 상기 롤백의 저감을 고려하지 않는 정상 운전시의 제어로서, 제 2 토크 전류 지령치를 생성함과 아울러, 상기 제 2 토크 전류 지령치에 근거하여, 상기 엘리베이터 구동부를 제어하는 제 2 제어 스텝
을 구비하되,
상기 제 2 시각으로부터 상기 제 3 시각까지의 기간에서, 상기 제 1 토크 전류 지령치에 근거하여, 언밸런스 부하량에 상당하는 오프셋 전류 지령치를 산출하는 카 부하 추정 스텝을 더 구비하고,
상기 제 2 제어 스텝에서, 상기 제 2 제어 스텝에서 생성된 토크 전류 지령치에 대해, 상기 제 1 제어 스텝에서 실행된 상기 시동 기간의 제어로부터, 상기 제 2 제어 스텝에서 실행된 상기 정상 기간의 제어로 전환되는 상기 제 3 시각에서, 상기 카 부하 추정 스텝에서 산출된 상기 오프셋 전류 지령치를 초기치로 해서 가산한 값으로서 상기 제 2 토크 전류 지령치를 생성함으로써, 상기 엘리베이터 구동부를 제어하는
엘리베이터의 제어 방법.