WO2005092769A1 - エレベータ制御装置 - Google Patents

Abstract

エレベータ制御装置においては、かご内の積載重量に応じて、かごの最高速度及び加速度が変化される。エレベータ制御装置には、かご内の積載重量に応じてモータ部の運転を制御するモータ制御部と、エレベータの異常を検出する異常検出部とが設けられている。最高速度及び加速度を上げてかごを走行させているとき、異常検出部により異常が検出されると、モータ制御部の運転モードが通常時モードから異常時モードに切り換えられる。

Description

明 細 書 エレべ一夕制御装置

技術分野

この発明は、 かごの最高速度及び加速度をかご負荷に応じて可変としたエレ ベー夕制御装置に関するものである。 背景技術

例えば、 特開 2 0 0 3 - 2 3 8 0 3 7号公報に示された従来のエレべ一夕制御 装置では、 かご内の積載重量による負荷 （以下 「かご負荷」 と称す） に応じて、 モー夕及びそれを駆動する電気機器の駆動範囲内で、 かごの最高速度及び加速度 (減速度も含む） が変化される。 これにより、 モー夕の余力が活用され、 かごの 運行効率が向上される。

しかし、 従来のエレべ一夕制御装置では、 かご負荷検出装置からの信号に基づ いて最高速度や加速度を変化させているため、 かご負荷検出装置の信号に異常が 発生した場合には、 かご負荷を誤って認識し、 モータやインバ一夕の容量範囲を 超えて最高速度及び加速度を上げてしまい、 機器の故障につながる恐れがあった。 また、 かごや釣合おもりの走行ロスや、 巻上機の機械的ロスが大きい場合も、 必要なモー夕トルクが増加するため、 容量範囲を超えてモータやインバー夕が使 用され、 機器の故障につながる恐れがあった。

さらに、 モ一夕ゃィンバ一夕を常に容量範囲の最大状態で使用することになる ため、 モー夕やインバー夕の発熱が増加し、 エレべ一夕の起動頻度が高い場合に、 モータゃィンバ一夕が異常発熱により故障する恐れもある。

発明の開示

この発明は、 上記のような課題を解決するためになされたものであり、 エレ ベー夕の異常時に二次的な機器の故障を防止することができ、 信頼性を向上させ ることができるエレべ一夕制御装置を得ることを目的とする。 この発明によるエレべ一夕制御装置は、 かご側の重量と釣合おもりの重量との 差が大きいときよりも小さいときに、 かごの最高速度及び加速度を上げてかごを 走行させるものであって、 かご内の積載重量に応じて、 かごを昇降させるモータ 部の運転を制御するモータ制御部、 及びエレベータの異常を検出する異常検出部 を備え、 最高速度及び加速度を上げてかごを走行させているとき、 異常検出部に より異常が検出されると、 モー夕制御部の運転モードが通常時モードから異常時 モードに切り換えられる。 図面の簡単な説明

図 1はこの発明の実施の形態 1によるエレベータ装置を示す構成図、 図 2は図 1のエレべ一夕制御装置の具体的な構成例を示すプロック図、 図 3は実施の形態 1における異常時モードの第 1例によるかご速度の制御方法 を示すタイミングチヤート、

図 4は実施の形態 1における異常時モードの第 3例によるかご速度の制御方法 を示すタイミングチヤ一ト、

図 5は実施の形態 1における異常時モードの第 3例によるかご速度の制御方法 を示すタイミングチャート、

図 6はこの発明の実施の形態 2によるエレベータ装置を示す構成図、 図 7は図 6の異常判断部による異常判断方法の第 1例を示す説明図、 図 8は図 6の異常判断部による異常判断方法の第 2例を示す説明図、 図 9は図 6のエレべ一夕制御装置のかご走行中の動作を示すフローチヤ一ト、 図 1 0は図 6のエレべ一夕制御装置のかご停止中の動作を示すフローチャート である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態 1 .

図 1はこの発明の実施の形態 1によるエレべ一タ装置を示す構成図である。 図 において、 昇降路の上部には、 駆動装置 （卷上機） 1が設置されている。 卷上機 1は、 モー夕部 2と、 モー夕部 2により回転される駆動シーブ 3とを有している。 モ一夕部 2には、 駆動シ一ブ 3の回転を制動するブレーキ装置 （図示せず） が設 けられている。

また、 昇降路の上部には、 回転自在のそらせ車 4が設けられている。 駆動シ一 ブ 3及びそらせ車 4には、 複数本 （図では 1本のみ示す） の主ロープ 5が卷き掛 けられている。 主ロープ 5の一端部には、 かご 6が吊り下げられている。 主口一 プ 5の他端部には、 釣合おもり 7が設置されている。

釣合おもり 7の重量は、 かご 6の積載重量が最大積載重量 （full load) の約 半分 （half load) であるときに釣り合うように設定されている。

モー夕部 2の運転は、 インバー夕 8により給電され駆動される。 かご 6内の積 載重量 （かご負荷） は、 かご負荷検出部 9により検出される。 かご負荷検出部 9 としては、 例えば既知の秤装置を用いることができる。

インバー夕 8を制御するエレべ一夕制御装置は、 モータ制御部 1 0及び異常検 出部 1 1を有している。 かご負荷検出部 9からの検出信号は、 モー夕制御部 1 0 に送られる。 モータ制御部 1 0は、 かご 6の速度パターンを演算する速度パ夕一 ン生成部 1 2と、 速度パターン生成部 1 2により生成された速度パターンに従つ てモー夕部 2の駆動を制御する速度制御部 1 3とを有している。 また、 速度制御 部 1 3は、 ィンパ一夕 8の制御プログラムを実行する手段を有している。

速度パターン生成部 1 2は、 かご 6内の積載重量に応じて、 最短時間で目的階 に到達するような速度パターンを生成する。 具体的には、 速度パターン生成部 1 2は、 かご負荷検出部 9から得られるかご負荷の情報に基づいて、 かご 6側の重 量と釣合おもり 7の重量との差 （アンバランス量） を算出するアンバランス量算 出部を有している。 また、 速度パターン生成部 1 2は、 上記のアンバランス量が 小さいときには、 アンバランス量が大きいときよりも、 モー夕部 2やインパー夕 8の許容される駆動範囲内で最高速度や加速度 （減速度を含む） を上げるように 速度パターンを生成する。 ここでの最高速度とは、 1つの速度パターンの中での 最高速度であり、 通常は一定速走行時の速度である。

速度パターンの計算方法は、 例えば特開 2 0 0 3 - 2 3 8 0 3 7公報に示され ている方法を用いることができる。 また、 異常検出部 1 1は、 例えば温度センサ等のセンサやかご負荷検出部 9か らの信号によりエレべ一夕の異常状態を検出する。 異常検出部 1 1でエレべ一夕 の異常が検出されると、 その情報は速度パターン生成部 1 2及び速度制御部 1 3 の少なくともいずれか一方に送られる。 実施の形態 1では、 最高速度及び加速度 を上げてかご 6を走行させているとき、 異常検出部 1 1により異常が検出される と、 モー夕制御部 1 0の運転モードが通常時モードから異常時モードに切り換え られる。

異常時モードの第 1例として、 モ一夕制御部 1 0は、 例えばかご 8を急停止さ せる。 また、 異常時モードの第 2例として、 モー夕制御部 1 0は、 かご 6の最高 速度を下げる。 異常時モードの第 3例として、 モー夕制御部 1 0は、 次回以降の かご 6の走行について、 かご 6の最高速度及び加速度を、 アンバランス量が大き いときと同様にする。

図 2は図 1のエレべ一夕制御装置の具体的な構成例を示すプロック図である。 エレべ一夕制御装置には、 入出力部 1 4、 C P U (処理部） 1 5及び記憶部 1 6 が設けられており、 これらがモー夕制御部 1 0と異常検出部 1 1とを兼ねている。 エレべ一夕の異常を検出するためのセンサやかご負荷検出部 9からの検出信号 は、 入出力部 1 4を通して C P U 1 5に入力される。 また、 インバー夕 8への指 令信号は、 入出力部 1 4から出力される。 記憶部 1 6は、 プログラム等を記憶し た R O M、 及び C P U 1 5での演算に使用するデ一夕を一時的に記憶する R AM を含んでいる。

記憶部 1 6の R O Mには、 速度パターンを生成するためのプログラム、 エレ ベー夕の異常の有無を判断するためのプログラム、 エレべ一夕の状態に応じて運 転モードを切り換えるためのプログラム、 及び運転モード毎の運転方法について の情報等が予め記憶されている。

C P U 1 5は、 記憶部 1 6に格納されたプログラムに基づいて演算周期毎に演 算処理を実行する。

次に、 異常時モードでのモータ部 2の制御方法について具体的に説明する。 まず、 図 3は実施の形態 1における異常時モ一ドの第 1例によるかご速度の制 御方法を示すタイミングチャートである。 第 1例では、 速度パターン生成部 8に よりかご 6の最高速度や加速度が上げられているとき、 異常検出部 1 1により異 常が検出された場合、 その情報が速度制御部 1 3に送られ、 かご 6を急停止させ るための指令信号が速度制御部 1 3からインバー夕 8に出力される。 これにより、 モー夕部 2への電力の供給が停止されるとともに、 モータ部 2のブレーキ装置に より駆動シーブ 3の回転が制動され、 かご 6が急停止される。

また、 図 4は実施の形態 1における異常時モードの第 2例によるかご速度の制 御方法を示すタイミングチヤ一卜である。 第 2例では、 速度パターン生成部 8に よりかご 6の最高速度や加速度が上げられているとき、 異常検出部 1 1により異 常が検出された場合、 その情報が速度パターン生成部 1 2に送られ、 かご 6の最 高速度が下げられる。 このような最高速度の低減は、 モ一夕部 2又はインバー夕 8が故障に至らないように速やかに、 かつ、 かご 6に振動が発生しないように滑 らかに行われる。

さらに、 図 5は実施の形態 1における異常時モードの第 3例によるかご速度の 制御方法を示すタイミングチャートである。 第 3例では、 速度パターン生成部 8 によりかご 6の最高速度や加速度が上げられているとき、 異常検出部 1 1により 異常が検出された場合、 その情報が速度パターン生成部 1 2に送られ、 次回以降 のかご 6の走行について、 かご 6の最高速度及び加速度が、 かご 6側の重量と釣 合おもり 7の重量との差が大きいときと同程度に制限される。

この後、 異常から正常に復帰したら、 その情報が速度パターン生成部 1 2に送 られ、 最高速度及び加速度を再び上げて走行できるようにしている。

なお、 異常から正常に復帰しても、 例えば保守員等による確認が済むまでは最 高速度及び加速度を再び上げられないようにしてもよい。 この場合、 保守員が確 認した後にリセッ トスィツチを操作し、 そのリセットスィツチの操作に応じて最 高速度及び加速度を再び上げられるようにすればよい。

このようなエレべ一夕制御装置によれば、 エレべ一夕の異常時に二次的な機器 の故障を防止することができ、 信頼性を向上させることができる。 実施の形態 2 .

次に、 図 6はこの発明の実施の形態 2によるエレべ一夕装置を示す構成図であ る。 図において、 モータ部 2及びインバー夕 8の温度は、 温度検出部 1 7により 検出される。 異常検出部 1 1には、 エレべ一夕の異常の状態を判断する異常判断 部 1 8が設けられている。 異常判断部 1 8は、 かご負荷検出部 9、 速度制御部 1 3及び温度検出部 1 7からの信号に基づいて異常の状態を判断し、 異常について の情報を速度パターン生成部 1 2及び速度制御部 1 3に送る。 他の構成は、 実施 の形態 1と同様である。

図 7は図 6の異常判断部 1 8による異常判断方法の第 1例を示す説明図である。 異常判断部 1 8は、 例えば一定速走行中におけるモー夕トルク値て 1と、 かご負 荷検出部 9の出力信号から求められるトルク値 r 0との差分 Δ ττを計算し、 Δ τ が予め設定された閾値以上であるときに異常が生じていると判断する。 一定速走 行中のモータトルク値て 1は、 例えばトルクメ一夕等により直接計測してもよい し、 速度制御部 1 3の内部信号であるトルク指令値を用いてもよい。

また、 かご 6及び釣合おもり 7の走行ロスや、 駆動装置 1の機械ロスが異常に 大きい場合にも、 Δ τの値が大きくなるが、 この場合も同様に異常状態として検 出することができる。

さらに、 上記はかご 6の走行中の異常検出だが、 かご 6の停止中にも、 異常を 検出することができる。 例えば、 かご負荷検出部 9の出力信号の変化量が、 予め 設定された設定範囲内に収まらず、 変化し続けるような場合にも、 かご負荷検出 部 9の異常として検出することができる。 このような異常が検出された場合、 例 えば次回走行の最高速度及び加速度を上げないようにすることができる。

次に、 図 8は図 6の異常判断部 1 8による異常判断方法の第 2例を示す説明図 である。 第 2例では、 温度検出部 1 7により検出されたモー夕温度により、 異常 判断部 1 8がエレべ一夕の異常の度合いを段階的に判断する。 即ち、 モー夕温度 が予め設定された異常レベル Α以下である場合は、 最高速度及び加速度を上げて 走行可能とする。

また、 モー夕温度が異常レベル A以上、 異常レベル B以下の場合には、 例えば かご 6が走行中ならば最高速度を下げるようにし （図中 （a ) ) 、 停止中ならば 次回走行は最高速度及び加速度を上げないようにする。 そして、 モー夕温度が異 常レベル Aよりも下がれば （図中 （b ) ) 、 再び最高速度及び加速度を上げて走 行可能とする。

さらに、 かご 6の走行中にモー夕温度が予め設定された異常レベル Bを超えた 場合 （図中 （c ) ) には、 かご 6を急停止させる。

なお、 この例では、 異常レベルを 3段階に状態を分けて対応方法を変化させた が、 2段階又は 4段階以上に分けてもよい。 また、 例えば異常レベル A以上 B以 下の部分を段階的又は連続的に分けて、 最高速度及び加速度の両方、 又はどちら か一方の上限値を制限するようにしてもよい。

また、 この例では、 モ一夕温度を検出したが、 インバー夕温度についても同様 である。

さらに、 モー夕部 2からの回生電力を消費するための回生抵抗を有するエレ ベ一夕においては、 回生抵抗の温度についても同様に考えることができる。 さらにまた、 モ一夕温度、 インバー夕温度及び回生抵抗温度の異常検出レベル は全て同じとしてもよいが、 それそれ個別に設定する方がよい。

また、 温度検出部 1 7は、 例えばサ一ミス夕等の温度検出器 （温度センサ） を 用いて直接計測してもよいし、 モー夕電流値や、 速度制御部 1 3の内部信号であ るモータトルク指令値から計算して求めてもよい。 また、 回生抵抗の温度につい ても、 温度検出器を用いて直接計測してもよいし、 回生電力量を計算して、 温度 上昇を推定して求めてもよい。

ここで、 図 9は図 6のエレべ一夕制御装置のかご走行中の動作を示すフロー チャートである。 なお、 この判断アルゴリズムは、 図 2に示したようなコン ビュー夕により実現される。

まず、 温度検出部 1 7による検出温度が異常レベル B以下かどうかを判断する (ステップ S 1 ) 。 そして、 検出温度が異常レベル Bを超えている場合は、 かご 6を急停止させる （ステップ S 2 ) 。

検出温度が異常レベル B以下である場合、 検出温度が異常レベル A以上かどう かを判断する （ステップ S 3 ) 。 そして、 検出温度が異常レベル A以上であった 場合、 最高速度及び加速度を上げているかどうかを判断する （ステップ S 4 ) 。 最高速度及び加速度を上げて走行中の場合は、 最高速度を下げる （ステップ S 検出温度が異常レベル A未満である場合や、 最高速度及び加速度を上げずに走 行している場合は、 そのままの状態を維持する。

検出温度をチェックした後、 かご負荷検出に異常がないかどうかをチェックす る。 即ち、 一定速走行中のモータトルクて 1とかご負荷検出装置の出力信号から 求められるトルク値て 0との差厶てが、 予め設定された閾値ひ 1以上かどうかを 判断する （ステップ S 6) o △てがひ 1以上である場合は、 かご負荷検出部 9の 異常、 かご 6及び釣合おもり 7の走行ロス異常、 又は駆動装置 1の機械ロス異常 とし、 かご負荷検出異常信号を ONにする （ステップ S 7) 。 △てがひ 1未満で ある場合は、 かご負荷検出異常信号を OFFにする （ステップ S 8) 。 なお、 こ のかご負荷検出異常信号は以下に記載する停止中の異常状態の判断に使用される。 次に、 図 10は図 6のエレべ一夕制御装置のかご停止中の動作を示すフロー チャートである。 この判断アルゴリズムも、 図 2に示したようなコンビユー夕に より実現されることは勿論である。

まず、 温度検出部 17による検出温度が異常レベル B以下かどうかを判断する (ステップ S 11) 。 そして、 検出温度が異常レベル Bを超えている場合は、 ェ レべ一夕の起動を禁止する （ステップ S 12) 。

検出温度が異常レベル B以下である場合、 検出温度が異常レベル A以上かどう かを判断する （ステップ S 13) 。 そして、 検出温度が異常レベル A以上であつ た場合、 次回以降のかご 6の走行について、 かご 6の最高速度及び加速度を上げ ないように設定する （ステヅブ S 14) 。 即ち、 かご 6の最高速度及び加速度を、 かご 6側の重量と釣合おもり 7の重量との差が大きいときと同様にする。

検出温度が異常レベル A未満である場合は、 かご負荷検出異常信号が ON状態 かどうかを判断する （ステップ S 15) 。 かご負荷検出異常信号が ONの場合は、 次回以降のかご 6の走行について、 かご 6の最高速度及び加速度を上げないよう に設定する （ステップ S 14) 。

かご負荷検出異常信号が OFFの場合は、 かご負荷検出部 9の出力信号の変化 量 Δχが予め設定された閾値ひ 2よりも大きいかどうかを判断する （ステップ S

16)。 変化量 Δχは、 CPUの演算周期で、 前回演算時の出力信号 と、 現在の出力信号 x_zとの差分 Δχ = χ_ζ— x_z として、 求めることができる。 △ xがひ 2よりも大きい場合は、 かご負荷検出部 9の異常として、 次回以降の かご 6の走行について、 かご 6の最高速度及び加速度を上げないように設定する (ステップ S 14) 。

また、 Δχがひ 2よりも小さい場合は、 正常状態として、 最高速度及び加速度 を上げた走行を可能とする （ステップ S 17) 。

このようなエレべ一夕制御装置によれば、 かご負荷検出部 9の故障、 かご 6及 び釣合おもり 7の走行ロスの異常増加、 駆動装置 1の機械ロスの異常増加、 及び モー夕温度やインバー夕温度の異常上昇など、 一次的な故障が発生しても、 二次 的にモー夕部 2やインバー夕 8の故障が発生することを防ぎ、 信頼性が高く効率 の良いエレべ一夕を提供することができる。

なお、 上記の例で示した異常状態と異常検出後のエレべ一夕の動きとの組合わ せは、 一例であり、 上記の例に限定されるものではない。

また、 上記の例では、 記憶部として ROM及び RAMを示したが、 例えばハー ドディスク装置等であってもよい。 また、 ROMとして CD— ROM等の記憶媒 体を用いてもよい。

Claims

請求の範囲

1 . かご側の重量と釣合おもりの重量との差が大きいときよりも小さいときに、 上記かごの最高速度及び加速度を上げて上記かごを走行させるエレべ一夕制御装 置であって、

上記かご内の積載重量に応じて、 上記かごを昇降させるモー夕部の運転を制御 するモー夕制御部、 及び

エレベータの異常を検出する異常検出部

を備え、 最高速度及び加速度を上げて上記かごを走行させているとき、 上記異 常検出部により異常が検出されると、 上記モータ制御部の運転モードが通常時 モードから異常時モ一ドに切り換えられるエレべ一夕制御装置。

2 . 上記異常時モードでは、 上記モー夕制御部は、 上記かごを急停止させる請求 項 1記載のエレべ一夕制御装置。

3 . 上記異常時モードでは、 上記モー夕制御部は、 上記かごの最高速度を下げる 請求項 1記載のエレべ一夕制御装置。

4 . 上記異常時モードでは、 上記モー夕制御部は、 次回以降の上記かごの走行に ついて、 上記かごの最高速度及び加速度を、 上記かご側の重量と上記釣合おもり の重量との差が大きいときと同様にする請求項 1記載のエレべ一夕制御装置。

5 . 上記異常検出部は、 上記エレべ一夕の異常の度合いを段階的に判断する異常 判断部を含む請求項 1記載のエレべ一夕制御装置。

6 . 上記異常検出部は、 かご負荷を検出するかご負荷検出部からの情報により、 上記エレべ一夕の異常を検出する請求項 1記載のエレべ一夕制御装置。

7 . 上記異常検出部は、 上記モー夕部と上記モ一夕部を駆動するためのインパー 夕との少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出部からの情報により 上記エレべ一夕の異常を検出する請求項 1記載のエレべ一夕制御装置。