WO2004028945A1

WO2004028945A1 - エレベータのブレーキ制御装置

Info

Publication number: WO2004028945A1
Application number: PCT/JP2003/001385
Authority: WO
Inventors: Takaharu Ueda; Alexandru Forrai; Yoshitaka Kariya
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-04-08
Also published as: EP1544148A4; CN1325361C; JP4102362B2; JPWO2004028945A1; KR20040054806A; CN1556770A; EP1544148A1; KR100572787B1; EP1544148B1

Abstract

　エレベータブレーキのブレーキシューを駆動させる電磁石のブレーキコイルに吸引されるアーマチュアの移動速度に起因する電磁石の起電力を推定する起電力推定部と、この起電力および起電力の積分値のいずれかを目標値に合わせるようにして補償された電磁石への電圧指令を供給する補償部とを備え、制動時のアーマチュア移動開始後、アーマチュア移動速度を抑えるようにブレーキコイル電圧を制御してブレーキシューがブレーキドラムに衝突する時に発生するブレーキ動作音を低減させるエレベータのブレーキ制御装置。

Description

明細書エレべ一夕のブレーキ制御装置

技術分野この発明はエレべ一夕のブレーキ制御装置、特にプレーキシュ一がブレーキドラムに衝突する時に発生するブレーキ動作音の低減に関する。背景技術

従来のエレべ一夕のブレーキ制御装置においては、プレーキシュ一を駆動させるブレーキコイル (電磁石)に対する励磁電流指令を規定値に達するまで漸増させ、しかる後に励磁電流指令を急激に減少させるようにして、発生するブレーキ動作音を低減していた (例えば、特開平 9— 2 6 7 9 8 2号公報参照)。

しかしながらこのような従来のエレべ一夕のプレ一キ制御装置においては、ブレーキ落下のタイミングゃ電流値が不明であり、ギャップ設定やブレーキ個体差によりその値は大きく変動し、また、電流値を漸増させる時間や電流値が理想状態から外れると、ドラムとの衝突速度が下がらない場合や、逆に吸引力が大きくなり過ぎてマグネットに引き戻されて、ブレーキ制動を阻害される場合が生じるそしてこのように衝突音を下げるためには、ブレーキ調整と制御パラメ一夕の調整に多大な労力を要するとともに、温度変化や経年変化などの不確定外乱が発生する場合の衝突音の低減効果は、ほとんど期待できないという問題があつた。この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ブレーキ調整作業が容易で、外乱に作用されずにブレーキの落下音を下げるエレべ一夕のブレーキ制御装置を提供することを目的とする。発明の開示

本発明は、上記の目的に鑑み、この発明は、エレべ一夕ブレーキのブレーキシユーを駆動させる電磁石のブレーキコイルに吸引されるァーマチュアの移動速度に起因する電磁石の起電力を推定する起電力推定部と、この起電力および起電力の積分値のいずれかを目標値に合わせるようにして補償された電磁石への電圧指令を供給する補償部とを備え、制動時のァ一マチュア移動開始後、ァーマチュア移動速度を抑えるようにブレーキコイル電圧を制御することを特徴とするエレべ一夕のブレーキ制御装置にある。図面の簡単な説明

図 1はこの発明によるブレーキ制御装置を含むエレべ一夕のブレーキシステムの全体の構成を示す図、

図 2はこの発明の実施の形態 1にかかわるブレーキ制御装置の一例を示す構成図、

図 3はこの発明にかかわるブレーキ制御装置に関する動作の説明図、図 4はこの発明にかかわるブレーキ制御装置に関する動作の説明図、図 5はこの発明の実施の形態 2にかかわるブレーキ制御装置の一例を示す構成図、

図 6はこの発明の実施の形態 3にかかわるプレーキ制御装置の一例を示す構成図、

図 7はこの発明の実施の形態 4にかかわるブレーキ制御装置の一例を示す構成図、

図 8はこの発明の実施の形態 5にかかわるブレーキ制御装置の一例を示す構成図、

図 9はこの発明の実施の形態 5にかかわる補償手段の一例を示す構成図、図 1 0はこの発明にかかわるブレーキ制御装置に関する動作の説明図、図 1 1はこの発明の実施の形態 6にかかわる補償手段の一例を示す構成図、図 1 2はこの発明の実施の形態 7にかかわるブレーキ制御装置の一例を示す構成図、

図 1 3はこの発明の実施の形態 8にかかわる補償手段の一例を示す構成図である o 発明を実施するための最良の形態実施の形態 1 .

以下、この発明の実施の形態 1によるブレーキ制御装置の一例を説明する。図 1にこの発明によるブレーキ制御装置を含むェレぺ一夕のプレーキシステム全体の構成を示し、これは以下に説明する各実施の形態で同様である。エレべ一夕のかご 1は卷上機のシ一ブ 2に卷き掛けられた主索 3によって釣合おもり 4とつるベ式に吊持され、卷上モー夕 5によって駆動されるブレーキドラム 6は一般的には卷上モー夕 5とシ一ブ 2を結合する軸上に設置され、パネ 7の力によってブレ

—キシュ一 8をブレーキドラム 6に押付け、摩擦力により制動力を得る。エレべ一夕の起動時には制御装置 9によりブレーキコイルすなわち電磁石 1 0 (以降の説明ではブレーキコイル 1 0は電磁石と同一のものとして説明する）に電流を流して付勢し、ブレーキシュ一 8に取付けられたァ一マチュア 1 1をバネ 7の力に打ち勝って吸引する。この時ブレーキ接点 1 2が入り、その出力 1 2 aにより吸引が完了したことを検出する。また、制動時には同じく制御装置 9にりブレーキコイル 1 0を消勢する。消勢の際、ブレーキコイル 1 0の電流値はコイルの抵抗とリアクタンス値によって定まる時定数に応じて減少し、ブレーキ電流の減少によって吸引力も減少する。この吸引力がバネ 7の力よりも小さくなるとプレーキコイル 1 0とァーマチュア 1 1が離れ、パネ力に引かれ落下する。

図 2は、この発明の実施の形態 1による図の 9， 1 0 , 1 3の部分を含むブレーキ制御装置を示す構成図である。本願発明では基本的に、電磁石のブレーキコィルの起電力がァーマチュア速度を示すことに着目し、このコイルの起電力を電流検出器信号から推定し、これに基づき電磁石のブレーキコイルへの電圧指令を制御することでァーマチュア速度を制御、調整する。図 2において、電流検出器

1 3はブレーキコイル (電磁石） 1 0に流れる電流を検出する。起電力推定手段 3

0は電磁石 1 0へのコィル印加電圧指令信号 2 0と電流検出器 1 3からの電流検出器信号 2 1から電磁石に発生する起電力を推定する。目標値設定手段 (設定値手段) 2 2は起電力の目標値を与える。差分手段 2 3 aは起電力の目標値と推定起電力信号 3 1との差分 (差を求める)を求める。補償手段 2 4は差分手段 2 3 a の出力のゲンと位相を整形して電磁石への電圧指令信号 2 0として出力する。非線形補償手段 3 2は電磁石 1 0に流れる電流、例えば電流検出器 1 3の出力 2 1 aと電磁石への電圧指令信号 2 0が比例関係になるように加算手段 2 5 aを介して補償を行う。インダク夕ンス調整手段 2 9は起電力推定手段 3 0における電磁石のインダク夕ンス値 2 6を電流検出器信号 2 1に従って調整する。

また起電力推定手段 3 0において、微分手段 2 7は電流検出器信号を微分し、ブレーキコイルインダク夕ンス値 2 6は実際にはその微分信号にブレーキコイルのインダクタンスを乗じる乗算手段、ブレーキコイル抵抗値 2 8は実際には電流検出器信号にブレーキコイルの抵抗値を乗じる乗算手段、加算手段 2 5 bはこれらの両乗算信号を加算する。そして差分手段 2 3 bはブレーキコイルへの電圧指令信号 2 0から前記加算手段 2 5 bの出力を差し引きこれを推定起電力信号 3 1 とする。

次に、この発明の実施の形態 1にかかわるブレーキ制御装置の動作を説明する。図 3はこの発明の実施の形態 1にかかわるブレーキ制御装置に関する動作の説明図である。図 3の（a)はブレーキコイル 1 0に与える電圧を示し、図 3の（b)はァーマチュア 1 1の変位を示し、図 3の（c)はァ一マチュア 1 1の速度変化を示している。図 3において、ブレーキ解除時は、ブレーキコイル 1 0に吸引電圧を印加することにより、ブレーキコイル 1 0を備えた電磁石がパネ 7に打ち勝ってァ一マチュア 1 1を吸引する。時刻 T 2において、ブレーキ接点 1 2がァ一マチユア 1 1の吸引を検出すると、ブレーキコイル 1 0に保持電圧を印加する。保持電圧は吸引電圧より低い値とし、吸引状態での電磁石の吸引力がパネ力より僅かに大きくなるように設定され、吸引時のブレーキコイル 1 0の発熱を抑制するようにしている。

次に、保持電圧がブレーキコイル 1 0に印加された状態で、ブレーキを制動させる場合は、時刻 T 4において、図 3の（a)に示すように、ブレーキコイル 1 0 の印加電圧を保持電圧から零にする。これにより、ブレーキ電流は低下を始め、ブレーキ電流による吸引力がパネ力より小さくなるとァ一マチュア 1 1は落下を始め、ァーマチュア 1 1の速度は図 3の（c)に示すように加速を始める。ァーマチユア 1 1が動き始めるのを起電力推定手段 3 0で検出すると、制御装置 9は、差分手段 2 3 aにより設定値手段 2 2からの出力値と起電力推定手段 3 0から出力される推定起電力信号 3 1を差分し、差分信号を補償手段 2 4により増幅倍率と位相を整形し制御電圧指令としてブレーキコイル 10に与える。また、非線形補償手段 32により、ブレーキコイル 10に流れる電流とブレーキコイル 10への電圧指令が比例関係になるように補償電圧を加算手段 25 aにより付加する。例えば、電流検出器 13で検出されるブレーキコイル 10のコイル電流 (電流検出器信号)に比例する電圧をフィードバックする補償手段 32がある。なお、図 3の（a)に示すように、ァーマチュア 1 1が落下動作を終了する時間を過ぎる所定間 T 6まで、制御電圧指令を与える。また、補償手段 24の増幅倍率は、ァ —マチュア 1 1を電磁石に引き戻さないだけの値に設定している。

次に、起電力推定手段 30の動作について説明する。電磁石すなわちブレーキコイル 10への電圧指令 Eとブレーキコイル 10に流れるコイル電流 iの関係は、コイルの抵抗値を R、コイルのインダク夕ンスを Lと表すと、電磁気学より

E = R i + L(d i/d t)+(d L/d t)i (1)

の関係がある。さらに、式（1)の右辺第 3項は、ァ一マチュアの変位を x、その速度を Vとすると ·

(d L/d t)i -(a L/ax)(dx/d t)i =(a L/ax)v i (2) の関係があり、ァーマチュア速度 Vに比例する電圧であり、速度に起因する起電力である。起電力推定手段 30は、上記の関係式より

(a L/9x)v i=E-R i -L(d i/d t) (3)

の関係式から推定起電力信号 3 1を推定するように、微分手段 27、コイル抵抗値 28、インダク夕ンス値 29を設け、式（3)の演算を行うように動作する。次に、インダク夕ンス調整手段 29の動作について説明する。例えば、図 4に示すように、予めブレーキコイル電流 iとインダク夕ンス Lを求めて、ブレーキコイル電流 iとインダク夕ンス Lの関係をテープル化し、制御装置 9においては、電流検出器 13の信号からこのテーブルによりインダク夕ンス Lを呼び出して、起電力推定手段 30内のインダク夕ンス Lを変更するように動作する。

上述のようにブレーキ制御装置を構成すると、ブレーキの落下開始後、ブレーキ落下速度を抑えるようにブレーキコイル電圧を制御するので、ブレーキの落下速度が、図 3の（c)の一点鎖線で示す従来の速度変化に対し、所定の値以下に遅くなり、ブレ一キシュ一 8がブレーキドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ動作音が小さくなる。

実施の形態 2 .

図 5は、この発明の実施の形態 2によるブレーキ制御装置を示す構成図である。上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示す (以下同様)。図 5において、起電力推定手段 3 0は、電流検出器信号に電磁石のインダク夕ンスと抵抗から算出される零点を備えた所定のフィル夕をかけるフィル夕手段 3 3 bと、電磁石への電圧指令にフィル夕をかけるフィル夕手段 3 3 aと、両フィル夕手段の出力信号の差分を求める差分手段 2 3 bを含み、両フィル夕手段の時定数は同じにされている。

次に、この発明の実施の形態 2にかかわるブレーキ制御装置の動作を説明する。起電力推定手段 3 0の動作を除いて、他の動作は実施の形態 1と同じである。起電力推定手段 3 0は、式（3 )の関係にフィル夕処理を行うように動作する。具体的には、起電力信号のラプラス変換を Ev(s)とし、さらにコイル電圧指令 Eおよびコイル電流のラプラス変換をそれそれ E (s)、 i (s)とすると、式（3 )の両辺に例えば時定数てのフィル夕を付加して整理すると

{ l /(rs+ 1 )}E v( s)={ l /(rs+ l )}E ( s )— {(Ls + R)/ (て s+ l )} i ( s )

(4)

との関係が成り立つ。従って、起電力推定手段 3 0は式 (4)に従って動作して推定起電力 3 1を推定する。上述のようにブレーキ制御装置を構成すると、電流検出器信号の微分動作を施さないためにノィズ外乱に対して堅牢となり、ブレーキシユー 8がブレーキドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ音が更に小さくなる。

実施の形態 3 .

図 6は、この発明の実施の形態 3によるブレーキ制御装置を示す構成図である。図 6において図 2に示す実施の形態 2のものと異なるところは、起電力推定手段

3 0で推定された起電力を積分する積分手段 3 4、積分手段 3 4のための増幅手段 3 5 b、起電力の積分値すなわちァーマチュアの変位位置の目標値を与える設定値手段 2 2、この設定値手段 2 2の出力信号と増幅手段 3 5 bからの出力信号との差分を求める差分手段 2 3 c、起電力推定手段 3 0の出力信号を増幅する増幅手段 3 5 a、および増幅手段 3 5 aの出力信号と差分手段 2 3 cの出力信号の差分を求め電磁石への電圧指令とする差分手段 2 3 dを備える。また補償手段 2 4は設けられていない。

動作について説明すると、推定起電力は、積分手段 3 4で積分を行い、さらに増幅手段 3 5 bで増幅され、設定値手段 2 2の出力信号との差分を差分手段 2 3 cでとる。さらに、差分手段 2 3 cの出力信号と、増幅手段 3 5 aによって増幅された推定起電力との差分を差分手段 2 3 dでとり、差分手段 2 3 dの出力信号がコィルの電圧指令になるように動作する。

上述のようにブレーキ制御装置を構成すると、差分手段 2 3 cの出力信号は、ァーマチュアが動き始めると共に増大する起電力の積分値信号と目標値設定手段すなわち設定値手段 2 2の一定値信号との差分信号であるので、ァ一マチュアの動きと共に斬減して行く信号となる。したがって、差分手段 2 3 dでは、ァ一マチユアの動きと共に斬減して行く差分手段 2 3 cの出力信号を新たな目標値として、増幅手段 3 5 aで増幅された推定起電力信号との差分が行われる。

一方、式（2 )で表せる起電力信号は、ァ "^マチュア速度 Vとコイル電流 iの積に比例する。コイル電流が斬減して行く、衝突直前のァーマチュア速度 Vを安定 (一定値)に制御するためには、実施の形態 1および 2の目標値設定手段 2 2の一定値信号を目標にするよりは、本実施の形態に示すように、ァ一マチュアの動きと共に斬減して行く可変信号を目標にする構成の方が好都合である。これらの構成により、ブレーキシュ一 8がブレーキドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ音が更に小さくなる。なお、起電力推定手段 3 0に、実施の形態 2の構成を用いても同様な動作が得られることは、明らかである。

実施の形態 4 .

図 7の（a)は、この発明の実施の形態 4によるブレーキ制御装置を示す構成図である。この実施の形態では補償器調整手段 3 6をさらに設けた。この補償器調整手段 3 6は図 7の (b)に示すように、ラヅチ回路 3 7、比較器 3 8、ゲインテ一ブル 3 9を備える。

次に、動作を説明する。補償器調整手段 3 6の動作以外は実施の形態 1と同じ動作である。補償器調整手段 3 6の動作について説明する。比較器 3 8は起電力推定手段 3 0からの起電力が発生する夕ィミングを判断するように動作するコンパレー夕 (下側に推定起電力信号から起電力発生の有無を判断する基準電圧が接続されている）であり、ラッチ回路 3 7は、そのタイミングにおける電流検出器 1 3の出力信号を記憶するように動作する。ゲインテーブル 3 9は、起電力が発生する電流値と補償手段 2 4における増幅率を関係つけているテーブルである。補償器調整手段 3 6は、ラッチ回路 3 7で記憶されたコイル電流値 (電流検出器出力)に応じてその都度、補償手段 2 4における増幅率をゲインテーブル 3 9によって調整するように動作する。これは、ァ一マチュアの動き始めるコイル電流値は、パネ 7の押し付け力に比例することを考慮して、押し付け力が増大すれば、補償手段 2 4の増幅率を増大させ、また押し付け力が減少すれば、補償手段 2 4 の増幅率を減少させ、制御系の安定動作を高める効果がある。

上述のようにブレーキ制御装置を構成すると、ブレーキを構成しているパネ 7 の押し付け力が経年変化に応じて変化しても、ブレーキシュ一 8がブレーキドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ動作音が小さくなる。なお、起電力推定手段 3 0に実施の形態 2の構成を用いても同様な動作が得られることは、明らかである。

実施の形態 5 .

図 8は、この発明の実施の形態 5によるブレーキ制御装置を示す構成図である。この実施の形態は実施の形態 3と同様、起電力の積分値すなわちァ一マチュアの変位位置に関する可変の目標値に基づき制御を行うものである。ァ一マチュア動作電流検知手段 1 8は、電流検出器信号 2 1に基づき電磁石 1 0のァーマチュア

1 1が動作開始するコイル電流値を検知する。目標値設定手段 2 2は増幅手段 3

5で増幅された推定起電力信号 3 l bの積分信号 3 1 0の目標値を与える。差分手段 2 3 cは目標値と推定起電力信号の積分信号 3 1 0を差分する。補償手段 2

4は差分手段 2 3 cの出力信号と、電流検出器信号 2 1と、起電力推定手段の推定起電力信号 3 1 aと、ァーマチュア動作電流検知手段の出力信号 3 2とに基づき、ブレーキコイル (電磁石） 1 0へのコイル印加電圧指令信号 2 0を出力する。インダク夕ンス調整手段 2 9は起電力推定手段 3 0における電磁石のインダク夕ンス値 2 6を電流検出器信号 2 1に従って調整する。また起電力推定手段 3 0において、差分手段 2 3 bはブレーキコイルへのコィル印加電圧指令信号 2 0から前記加算手段 2 5 bの出力を差し引き、さらにフィル夕手段 3 3を通して、これを推定起電力信号 3 1 a、 3 l bとする。

図 9は補償手段 2 4の構成の一例を示す構成図である。補償手段 2 4において、起電力推定手段 3 0の出力信号 3 1 aは起電力補償手段 4 0に入力される。ァ一マチュア動作電流検知手段 1 8の出力信号 3 2 0は、パネ力補償手段 4 1と電磁力補償手段 4 2に入力される。電流検出器信号 2 1は電磁力補償手段 4 2と微分手段 2 7 a、および釣合電圧補償手段 4 7にそれそれ入力される。起電力補償手段 4 0の出力信号、パネ力補償手段 4 1の出力信号および電磁力補償手段 4 2の出力信号はそれそれ乗算手段 4 4に入力される。乗算手段 4 4の出力信号は差分手段 2 3 dによって、図 8に示す差分手段 2 3 cの出力信号 1 7と差分され、切替手段 4 5に入力される。零信号源 4 8の出力信号は切替手段 4 5に入力される。微分手段 2 7 aの出力信号も切替手段 4 5に入力される。切替手段 4 5の出力信号と釣合電圧補償手段 4 7の出力信号は、加算手段 2 5 cで加算され、これをコィル印加電圧指令信号 2 0とする。

次に、この発明の実施の形態 5にかかわるブレーキ制御装置の動作を説明する。基本的な動作は上述の実施の形態と同じであり、保持電圧がブレーキコイル 1 0 に印加された状態で、ブレーキ制動をかける場合は、時刻 T 4において図 3の (a)に示すように、ブレーキコイル 1 0の印加電圧を保持電圧から零にする。これにより、ブレーキ電流 (ブレーキコイル 1 0の電流)は低下を始め、ブレーキ電流による吸引力がバネ力より小さくなるとァ一マチュア 1 1は落下を始め、ァーマチュア 1 1の速度は図 3の（c)に示すように加速を始める。ァ一マチュア 1 1 が動き始めるのを起電力推定手段 3 0で検出すると、制御装置 9は、差分手段 2 3 cにより設定値手段 2 2からの出力値と、起電力推定手段 3 0から出力される推定起電力信号 3 l bを積分手段 3 4で積分した後、増幅手段 3 5で増幅した信号とを差分する。補償手段 2 4は差分手段 2 3 cの出力信号 1 7と、電流検出器信号 2 1と、起電力推定手段の出力信号 3 1 aと、ァーマチュア動作電流検知手段 1 8の出力信号 3 2 0に基づいて、ブレーキコイル (電磁石） 1 0へのコイル印加電圧指令信号 2 0を出力する。起電力推定手段 30およびィンダク夕ンス調整手段 29等の基本動作は上述の実施の形態と同じである。

次に、補償手段 24の動作について説明する。まず、起電力補償手段 40は、起電力推定信号 31 aのゲインゃ位相を例えば、

C(s)=250(K_ds+K_p)/(s + 250) (5)

のような伝達関数を持つコントローラによって変更するように動作し、その出力信号は乗算手段 44に入力される。ここで、 C(s)は入力信号と出力信号の伝達関数を表し、 sはラプラス演算子を表す。 Kpは比例ゲインを、 Kdは微分ゲインを表す定数である。

パネ力補償手段 41は、ァ一マチュア動作電流検知手段 18からの出力信号 3 20に、例えば、

y = a_su + b_s (6)

c_s≤y≤d_s (7)

のような一次関数を施した演算値を出力する。ここで、信号 uはァ一マチュア動作電流検知手段 18からの出力信号 32を表す。信号 yはパネ力補償手段 41の出力信号を表す。また c_sおよび d_sは、パネ力補償手段の出力信号 yの下限値と上限値をそれそれ表す。また、本例では（6)式を、一次方程式としたが、多次方程式さらには、信号 uの大きさで区分して、演算式を変える非線形方程式でも良いことは言うまでもない。

電磁力補償手段 42は、ァ一マチュア動作電流検知手段 18からの出力信号 3 20と、電流検出器の出力信号 21より、例えば、

r = a_m — u)+b_m (8)

c_m≤r≤d_m (9)

のような一次関数を施した演算値を出力する。ここで、信号 uはァーマチュア動作電流検知手段 18からの出力信号 320を表す。信号 iは電流検出器の出力信号 21を表す。信号 rは電磁力補償手段 42の出力信号を表す。また c_mおよび d_mは、電磁力補償手段 42の出力信号 rの下限値と上限値をそれそれ表す。本例では（8)式を、一次方程式としたが、多次方程式さらには、信号 iの大きさで区分して、演算式を変える非線形方程式でも良いことは言うまでもない。乗算手段 4 4は、起電力補償手段 4 0、パネ力補償手段 4 1、および電磁力補償手段 4 2の各々の出力信号を乗算するように動作する。乗算手段 4 4の出力信号は差分手段 2 3 dによって差分手段 2 3 cからの出力信号 1 7から差分され、切替手段 4 5に入力される。

切替手段 4 5は、差分手段 2 3 dの出力信号と零信号源 4 8の出力信号を、コィル電流検出器信号 2 1を微分手段 2 7 aで時間微分した信号の符号によって切り替えるように動作する。例えば、

z =w 、q≤ 0 )

z = 0 (q < 0 ) ( 1 0 )

のような演算を行う。ここで、 qはコイル電流検出器信号 2 1を微分手段 2 7 a で時間微分した信号を、 wは差分手段 2 3 dの出力信号を、 zは切替手段 4 5の出力信号をそれそれ表す。

さらに、切替手段 4 5の出力信号は、加算手段 2 5 cによって、コイル電流検出器信号 2 1に釣合電圧補償手段 4 7を施した出力信号と加算され、コイル印加電圧指令信号 2 0となる。釣合電圧補償手段 4 7は、例えば、

e = R i ( 1 1 )

のような一次関数を施した演算値を出力する。ここで、信号 iは、コイル電流検出器信号 2 1を表す。信号 eは釣合電圧補償手段 4 7の出力信号を表す。 Rは例えばブレーキコイル 1 0の直流抵抗値である。

ブレーキ制御系の制御動作は、コイル電流検出器信号 2 1に釣合電圧補償手段 4 7を施した出力信号を常時コイル印加電圧指令信号に出力し、さらに電流検出器信号 2 1が時間と共に斬増するときのみ、差分手段 2 3 dの出力信号 (ネガテイブフィードバック信号)をコィル印加電圧指令信号 2 0に加算するように動作する。

図 1 0の（a)にブレーキ制動時動作における、制御無 (破線)と本制御装置 (実線)のコイル電圧指令信号 2 0の動作例を、（b)に制御無 (破線)と本制御装置 (実線)のァ一マチュア変位の動作例を、さらに（c)に制御無 (破線)と本制御装置 (実線)のァーマチュア速度の動作例の動作例それそれ示す。図 1 0の（c)のァ一マチユア速度を比較すると、ブレーキシュ一とドラムが接触したと予想される時刻において、速度の最大値が制御無 (破線)に比べて、本制御装置 (実線)のものが小さくなつている。これにより、ブレーキの落下速度が、図 3の（c )の一点鎖線で示す従来の速度変化に対し、所定の値以下に遅くなり、ブレーキシュ一 8がブレ —キドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ動作音が小さくなる。

ァ一マチュアの動作は、電磁気力とパネ力の力のバランスが変わった場合に閧始される。このときの電流値の大きさはパネ力にほぼ比例する。従って、ァ一マチユア動作電流検知手段 1 8の出力値によってコイル印加電圧指令信号 2 0を補償する動作により、パネ力のバラツキがあっても安定に動作する効果がある。また、ァーマチュアの移動に伴い電磁気力はその距離に応じて斬減して行くため、コイルの印加電圧と電磁気力は比例しない。このため、移動距離に応じてコィルの印加電圧を斬増させる方が、ァ一マチュア速度の制御が容易となる。電磁力補償手段 4 2は、ァ一マチュア移動に伴い、コイル電流が増えることに着目し、動作電流検知手段 1 8の出力値とコイル電流検出器信号 2 1の差に比例した数値を出力し、これを起電力補償手段 4 0およびパネ力補償手段 4 1の各々の出力値に乗じることにより、ァ一マチュア速度の制御性を高めている。これによりさらに、ブレーキシュ一 8がブレーキドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ動作音を安定的に小さくできる。

実施の形態 6 .

図 1 1はこの発明の実施の形態 6によるブレーキ制御装置の補償手段を示す構成図である。この実施の形態では補償手段 2 4内に、夕イマ一手段 4 3とゲイン変更手段 5 0 aを備える。

次に、動作を説明する。補償調整動作以外は上記実施の形態 5と同じ動作である。タイマー手段 4 3は、ブレーキ開放された時刻からブレーキ動作を開始した時刻までの時間をカウントする手段である。ここで、カウントされた時間を T holdとする。次に、ゲイン変更手段 5 0 aの動作について説明する。例えば、

Thold≤Thmaxなら

Kp = Kpini{ 1 +(Kprate/ Thmax)(Thold- Thmin)}

Thold> Thmaxなら

Kp = Kpini*1.3 ( 1 2 )

のような演算を行う。ここで、 Kpiniは Kpの初期値を、 Kprateはゲイン変化率を、 Thmaxは最大ブレーキ開放時間を、さらに Thminは最小ブレーキ開放時間、をそれそれ表す。この例では、カウントされた時間によって一次式でゲインを変更するように動作する。

上述のようにブレーキ制御装置を構成すると、ブレーキが開放されている時間、すなわちァ一マチュアが電磁石に付着している時間によってァ一マチュアが磁化され、ブレーキ動作時に、コイル電流が斬減しても、ァ一マチュアが電磁石から離れ難くなる。ブレーキ開放時間に応じて、起電力補償手段のゲインを変更するため、ブレーキが開放されている時間に左右されることなく、ブレーキシュ一 8 がブレーキドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ動作音が小さくなる。

実施の形態 7 .

図 1 2はこの発明の実施の形態 7によるブレーキ制御装置を示す構成図である。この実施の形態では、抵抗値推定手段 5 1を備える。次に、動作を説明する。抵抗値推定手段 5 1の動作以外は実施の形態 5と同じ動作である。抵抗値推定手段 5 1は、コィル印加電圧指令信号 2 0とコィル電流検出器信号 2 1からコイルの抵抗値を推定するように動作する。例えばブレーキ開放時のある一定時間内のコィル印加電圧指令信号 2 0の移動平均処理結果 (所定期間における平均を求める）を、それに対応するコイル電流検出器信号 2 1の移動平均処理結果で除して、抵抗を推定するように動作する。この推定抵抗値を起電力推定手段 3 0のコイル抵抗値 2 8に設定する。

上述のようにブレーキ制御装置を構成すると、起電力推定手段 3 0の起電力推定精度が上がり、ブレーキシュ一 8がブレーキドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ動作音が小さくなる。

実施の形態 8 .

図 1 3はこの発明の実施の形態 8によるブレーキ制御装置の補償手段の構成を示す構成図である。この実施の形態では、補償手段 2 4に第 2のゲイン変更手段

5 O bを備える。次に、動作を説明する。第 2のゲイン変更手段 5 O bの動作以外は上記実施の形態と同じ動作である。第 2のゲイン変更手段 5 O bは抵抗値推定手段 5 1 (例えば図 1 2のもの)から推定されるコイルの抵抗値に応じて (図 1 2の波線矢印参照)、第 1のゲイン変更手段 5 0 aの初期値ゲイン Kpを変更するように動作する。例えば、 R*を抵抗値推定手段 5 1から推定された推定抵抗値とすると、

R ₁≤R*≤R ₂ Kpini= K ₂

R ₂≤R* Kpini= K ₃

( 1 3)

のように、推定抵抗値の大きさで区分して初期値ゲイン Kpiniを変更する。上述のようにブレーキ制御装置を構成すると、コイルの温度は抵抗値に比例するため、ブレーキの環境温度に応じて、起電力補償手段 4 0のゲインを変えることができる。このため環境温度に変動があっても、安定な制御が実現でき、ブレ一キシュ一 8がブレーキドラム 6に衝突する時に発生するブレーキ動作音も小さくなる効果がある。

以上のようにこの発明によれば、ァ一マチヤァ (ブレーキシュ一)移動速度に起因する電磁石の起電力を推定する手段と、起電力目標値設定手段と、補償器手段を具備することにより、ブレーキの落下開始後、ブレーキ落下速度を抑えるようにブレーキコイル電圧を制御するので、ブレーキの落下速度が、従来の速度変化に対し遅くなり、ブレーキシュ一がブレーキドラムに衝突する時に発生するブレ —キ動作音が小さくなる。

産業上の利用の可能性

この発明によれば、ブレーキの落下速度が、従来の速度変化に対し遅くなり、プレーキシュ一がブレーキドラムに衝突する時に発生するブレーキ動作音が小さくなるので、騒音が問題になる場所においてもエレべ一夕を使用でき、より多くの場所でエレべ一夕が利用できる。

Claims

請求の範囲

1 . エレべ一夕ブレーキのプレーキシュ一を駆動させる電磁石のブレーキコィルに吸引されるァ一マチュアの移動速度に起因する電磁石の起電力を推定する起電力推定手段と、この起電力および起電力の積分値のいずれかを目標値に合わせるようにして補償された電磁石への電圧指令を供給する補償部とを備え、制動時のァ一マチュア移動開始後、ァーマチュア移動速度を抑えるようにプレーキコィル電圧を制御することを特徴とするエレべ一夕のブレーキ制御装置。

2 . ブレーキコイルを含む前記電磁石に流れる電流を検出する電流検出器と、電磁石への電圧指令と電流検出器出力から電磁石に発生する起電力を推定する前記起電力推定手段と、

起電力の目標値を与える目標値設定手段と、

起電力の目標値と推定された起電力との差分を求める差分手段と、

この差分手段の出力のゲインと位相を整形して電磁石への電圧指令とする補償手段と、 ί ' 電流検出器出力と電磁石への電圧指令が比例関係になるように補償する非線形補償手段と、

前記起電力推定手段における電磁石のィンダク夕ンス値を電流検出器出力に従つて調整する手段と、

を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のエレべ一夕のブレーキ制御装置。

3 . ブレーキコイルを含む前記電磁石に流れる電流を検出する電流検出器と、電磁石への電圧指令と電流検出器出力から電磁石に発生する起電力を推定する前記起電力推定手段と、

前記起電力推定手段で推定された起電力を積分する手段と、

起電力の積分値に目標値を与える目標値設定手段と、

この目標値設定手段の出力と起電力積分手段からの出力との差分を求める第 1 の差分手段と、

前記起電力推定手段の出力と前記第 1の差分手段の出力の差分を求め電磁石への電圧指令とする第 2の差分手段と、

電流検出器出力と電磁石への電圧指令が比例関係になるように補償する非線形補償手段と、，

を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のエレべ一夕のブレーキ制

4 . 前記起電力推定手段の出力と電流検出器出力とに基づき起電力が発生する際の電流検出器出力の値に従って補償手段のゲインを変更する補償器調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項 2に記載のェレべ一夕のプレーキ制御装置 c

5 . ブレーキコイルを含む前記電磁石に流れる電流を検出する電流検出器と、電磁石への電圧指令と電流検出器出力から電磁石に発生する起電力を推定する前記起電力推定手段と、

起電力の積分値に目標値を与える目標値設定手段と、

この目標値設定手段の出力と起電力積分手段からの出力との差分を求める差分手段と、

電流検出器出力に基づき電磁石のァ一マチュアが動作開始する際のコイル竃流値を検知するァーマチュァ動作電流検知手段と、

前記電流検出器、起電力推定手段、差分手段およびァーマチュア動作電流検知手段の出力から電磁石への電圧指令を供給する補償手段と、

6 . 前記起電力推定手段が、電流検出器出力を微分する手段と、その微分された信号に電磁石のィンダクタンスを乗じる手段と、電流検出器出力に電磁石の抵抗値を乗じる手段と、両乗算信号を加算する推定手段内の加算手段と、電磁石への電圧指令から前記加算手段の出力を差し引く推定手段内の差分手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第 2項、第 3項、第 5項のいずれか 1項に記載のェレべ一夕のブレーキ制御装置。

7 . 前記起電力推定手段が、電流検出器出力に電磁石のインダク夕ンスと抵抗から算出される零点を備えた所定のフィル夕をかける第 1のフィル夕手段と、電磁石への電圧指令にフィル夕をかける第 2のフィル夕手段と、前記両フィル夕手段の出力の差分を求める推定手段内の差分手段と、を含み、前記両フィル夕手段の時定数を同じにしたことを特徴とする請求の範囲第 2項、第 3項、第 5項のいずれか 1項に記載のエレべ一夕のブレーキ制御装置。

8 . 前記補償手段が、

起電力推定手段の出力のゲインと位相を補償する起電力補償手段と、ァーマチュア動作電流検知手段の出力に応じて出力値を変更するパネ力補償手段と、

ァ一マチュア動作電流検知手段の出力と電流検出器出力から出力値を変更する電磁力補償手段と、

前記起電力補償手段、パネ力補償手段および電磁力補償手段の各出力を各々乗算する補償手段内の乗算手段と、

前記差分手段の出力と補償手段内の乗算手段の出力の差分を求める補償手段内の差分手段と、

電流検出器出力を微分する補償手段内の微分手段と、

補償手段内の前記差分手段の出力と零信号を補償手段内の微分手段の出力により切り替える切替手段と、

電流検出器出力に応じてパネ力と電磁力が釣り合う電圧信号を出力する釣合電圧補償手段と、

前記切替手段の出力と前記釣合電圧補償手段の出力を加算する補償手段内の加算手段と、

を含むことを特徴とする請求の範囲第 5項に記載のエレべ一夕のブレーキ制御

9 . 電磁石がァーマチュアを吸引しブレーキを開放している時間をカウントするタイマ—手段と、タイマー手段の出力から起電力補償手段のゲインを変更する手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載のエレべ一夕のブレーキ制御装置。

1 0 . 電磁石がァーマチュアを吸引しブレーキを開放している際に電磁石への電圧指令と電流検出器出力からブレーキコイルの抵抗値を演算して推定し前記起電力推定手段における抵抗値をこの推定値に変更する抵抗値推定手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載のエレべ一夕のブレーキ制御装置。

1 1 . 前記抵抗値推定手段の出力に従って前記補償手段におけるゲインを変更する手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載のエレべ一夕のブレーキ制御装置。