WO2012127607A1 - エレベータのドア制御装置 - Google Patents

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菅原　正行
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三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B13/00—Doors, gates, or other apparatus controlling access to, or exit from, cages or lift well landings
    • B66B13/02—Door or gate operation
    • B66B13/14—Control systems or devices
    • B66B13/143—Control systems or devices electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B13/00—Doors, gates, or other apparatus controlling access to, or exit from, cages or lift well landings
    • B66B13/02—Door or gate operation
    • B66B13/14—Control systems or devices

Definitions

  • the present invention relates to an elevator door control device.
  • the elevator door consists of a car door and a landing door.
  • the car door and the landing door are each provided with an engagement device.
  • a motor is attached to the car door. When this motor is driven, the car door starts to open. Thereafter, the car door engagement device moves relative to the car door. By this movement, the engagement device of the car door and the engagement device of the landing door are engaged. This engagement unifies the car door and the landing door. In this state, the car door and the landing door open.
  • a door control device has been proposed on the premise that the speed of the car door and the speed of the landing door coincide with each other to control the operation of such an elevator door (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the car door engaging device may move relative to the car door after the car door engaging device, the landing door and the engaging device engage. In this case, there is a difference between the car door speed and the landing door speed. In this state, when the operation of the elevator door is controlled by the door control device described in Patent Documents 1 and 2, the disturbance becomes larger as the mass of the landing door is larger. As a result, the followability of the actual velocity of the elevator door to the velocity command value of the elevator door is reduced.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and an object thereof is to set an elevator door to an elevator door speed command value even when the car door speed and the landing door speed are different. It is an object of the present invention to provide an elevator door control device capable of enhancing the following capability of the actual speed of the elevator.
  • a door control device for an elevator includes a generation unit that generates a speed command value of an elevator door that is integrated by engagement between a car door and a landing door, and the speed of the elevator door matches the speed command value.
  • a generation unit that generates a speed command value of an elevator door that is integrated by engagement between a car door and a landing door, and the speed of the elevator door matches the speed command value.
  • the speed of the car door and the landing door for each opening and closing position of the elevator door
  • an identification unit that identifies the mass of the elevator door when the motor command value is determined based on the speed.
  • the followability of the elevator door's actual speed to the elevator door's speed command value can be enhanced.
  • FIG. 1 It is a front view of the elevator door in which the door control apparatus of the elevator in Embodiment 1 of this invention is utilized. It is a block diagram of the door control device of the elevator in Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the tracking property of the real speed of an elevator door with respect to the speed command value when not identifying the mass of an elevator door for every opening and closing position of an elevator door. It is a figure which shows the tracking property of the real speed of an elevator door with respect to the speed command value at the time of identifying the mass of an elevator door for every opening and closing position of an elevator door. It is a block diagram of the door control device of the elevator in Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 1 is a front view of an elevator door in which an elevator door control device according to a first embodiment of the present invention is used.
  • the elevator door in FIG. 1 is, for example, the same as that described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-103882.
  • a door panel 1 is arranged as a car door at an entrance (not shown) of an elevator car (not shown).
  • the door panel 1 is disposed in the fully closed position.
  • a hanger 2 is provided at the upper end of the door panel 1.
  • a girder 3 is provided at the upper edge of the car entrance.
  • the girder 3 is disposed with its longitudinal direction horizontal.
  • a guide rail 4 is provided on the girder 3.
  • the guide rails 4 are disposed such that their longitudinal direction is horizontal.
  • a hanger roller 5 is provided on the guide rail 4 so as to be movable in the horizontal direction.
  • the hanger 2 is attached to the hanger roller 5.
  • a winding car 6 is pivotally attached to both sides of the girder 3.
  • a motor 7 is connected to one side of the winding wheel 6.
  • the transmission wire 8 is endlessly wound on the winding cars 6 in a tensioned state.
  • One upper end of the connector 9 is connected to the lower side of the transmission wire 8.
  • One lower end of the connector 9 is connected to one of the hangers 2.
  • the other upper end of the connector 9 is connected to the upper side of the transmission wire 8.
  • the other lower end of the connector 9 is connected to the other of the hangers 2.
  • a link 10 is provided on one side of the digit 3.
  • One end of the link 10 is connected to one side end of the girder 3.
  • the other end of the link 10 is disposed at the center of the car entrance.
  • a cam 11 is provided at the other end of the link 10.
  • the cam groove 12 is provided in the cam 11.
  • the door panel 1 is provided with an engagement device 13.
  • the engagement device 13 includes a pair of vanes 14, a pair of parallel links 15, and a cam follower 16.
  • the pair of vanes 14 are disposed with their longitudinal direction in the vertical direction.
  • One of the parallel links 15 is connected between the tops of the pair of vanes 14.
  • the other of the parallel links 15 is connected between the lower portions of the pair of vanes 14.
  • the cam follower 16 is provided at the center of the door contact side vane 14. The cam follower 16 is guided to the cam groove 12.
  • a door panel is disposed as a landing door at an entrance (not shown) of an elevator landing (not shown).
  • the door panel of the landing door is provided with an engagement device (not shown).
  • the landing door engagement device is, for example, a landing side roller.
  • the door control device 17 is a door control device.
  • the door control device 17 is provided at the top of the car.
  • the door control device 17 is connected to the motor 7.
  • the door control device 17 has a function of controlling the current for driving the motor 7 in accordance with the elevator speed command value.
  • the car door engaging device 13 and the landing door engaging device maintain a predetermined distance so as not to contact each other. As a result, when the car moves up and down in the hoistway, the contact between the car door engagement device 13 and the landing door engagement device is avoided.
  • the motor 7 When the elevator door is opened with the car facing the landing, the motor 7 is energized by the door control unit 17. By this urging, one of the winding wheels 6 is rotated. Following the rotation, the transmission wire 8 moves. Following this movement, the connector 9 moves in the direction of the door pocket. Following the movement, the hanger roller 5 moves in the direction of the door pocket. Following the movement, the door panels 1 move toward the door pocket so as to be separated from each other.
  • the link 10 operates. Along with this operation, the cam 11 rotates. Along with this rotation, the cam follower 16 also moves. With this movement, the vanes 14 move in a direction approaching each other. By this movement, the pair of vanes 14 sandwich the landing door engagement device. As a result, the car door and the landing door are integrated.
  • the car door and the landing door accelerate immediately after the door opens.
  • the landing door engagement device receives a load in the door pocket direction from the door-contact-side vanes 14.
  • the car door and the landing door remain integrated.
  • the car door and the landing door decelerate just before full opening.
  • the landing door engagement device receives a load in the door opening direction from the door bag side vane 14.
  • the car door and the landing door remain integrated. After that, the car door and the landing door are fully opened.
  • the motor 7 When closing the elevator door, the motor 7 is energized by the door control device 17. By this urging, one of the winding wheels 6 is rotated. Following the rotation, the transmission wire 8 moves. Following this movement, the connector 9 moves in the door-contact direction. Following the movement, the hanger roller 5 moves in the door-contact direction. Following the movement, the door panels 1 move toward the door contact side so as to approach each other.
  • the car door and the landing door accelerate immediately after the door closing starts.
  • the landing door engaging device receives a load from the vanes 14 on the door pocket side in the door-contact direction.
  • the car door and the landing door remain integrated.
  • the car door and the landing door decelerate just before full closing.
  • the landing door engagement device receives a load in the door pocket direction from the door-contact-side vanes 14.
  • the car door and the landing door remain integrated. After that, the car door and the landing door are completely closed.
  • the relative position of the vane 14 to the car door depends on the shape of the cam 11 and the shape of the cam groove 12.
  • the cam 11 and the cam groove 12 are completed so that the operation of the vane 14 is completed before any of the vanes 14 comes into contact with the landing door engaging device. And are formed.
  • the door control is performed based on the mass of the vane 14 sufficiently small with respect to the mass of the landing door and the mass of the car door
  • the device 17 controls the current of the motor 7.
  • the door control device 17 controls the current of the motor 7 on the premise that the car door and the landing door open and close at the same speed. For this reason, it is not necessary to make complicated changes to mass parameters when controlling the current of the motor 7.
  • the manual door opening force from the landing is limited for the purpose of rescue of the passenger in the car.
  • EN regulations 8.11 of EN81-1
  • the manual door opening force 300 (N) or less from the landing door
  • the car door needs to be fully open or partially open.
  • the vane 14 may move relative to the car door after engagement of the car door engagement device 13 and the landing door engagement device. .
  • a delay occurs in the actual speed of the elevator with respect to the speed command value of the door control device 17.
  • the opening and closing time of the elevator becomes long.
  • the mass of the elevator door is identified based on the speed of the car door and the speed of the landing door for each opening and closing position of the elevator. Therefore, even when the car door speed and the landing door speed are different, the followability of the actual speed of the elevator door to the speed command value is enhanced.
  • M 1 is the total mass of the door panel 1 including the hanger roller 5 on the car side and the hanger 2.
  • M 2 is the total mass of the door panel including the hanger roller and the hanger on the landing side.
  • v 1 is the speed of the car door.
  • v 2 is the speed of the landing door.
  • p is a relative velocity ratio of the landing door to the car door (v 2 / v 1 ).
  • "'" Is an operator of time differentiation.
  • the relative speed ratio p is calculated based on the amount of movement of the vane 14 with respect to the position of the car door. That is, the relative speed ratio p is preset based on the shape of the cam 11 and the shape of the cam groove 12. Therefore, the relative speed ratio p can be obtained by a function dependent on the opening and closing position of the elevator door. That is, the relative velocity ratio p may be a common parameter regardless of the floor.
  • equation (2) is established when the car door and the landing door have the same speed. If there is a difference between the speed of the car door and the speed of the landing door, they are expressed by the following formulas (3) to (5).
  • J 1 a ⁇ + J 2 p ⁇ a ⁇ + b ⁇ ⁇ (3)
  • J 1 a ⁇ + J 2 p ⁇ a ⁇ + b ⁇ ⁇ (4)
  • J 2 ( ⁇ ⁇ - ⁇ ⁇ -J 1 a ⁇ + J 1 a ⁇ ) / (p ⁇ a ⁇ -p ⁇ a ⁇ ) (5)
  • aj is the angular acceleration of the motor shaft.
  • ⁇ j is a generated torque of the motor 7.
  • p j is the relative speed ratio of the landing door to the car door.
  • the traveling resistance loss b does not change significantly. Therefore, it is sufficient to delete the term of the running resistance loss b by taking the difference of data of a plurality of points in a series of door opening operation or door closing operation as in the equations (3) and (4). At this time, if the position of the elevator door in the vicinity where the angular acceleration or torque of the motor 7 peaks in the positive and negative directions is selected, the influence of noise is relatively reduced. Therefore, the identification accuracy of the total mass of the elevator door is enhanced.
  • the car door mass may be estimated based on the car door dimensions and material information. If the mass M 1 of the car door and the relative speed ratio p are calculated, the mass M 2 of the landing door is identified using the equation (5).
  • FIG. 2 is a block diagram of an elevator door control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • reference numeral 18 denotes a current detector.
  • the current detector 18 has a function of detecting the current supplied to the motor 7.
  • 19 is a sensor.
  • the sensor 19 has a function of outputting the rotational position of the motor 7.
  • 20 is a speed command value generation unit.
  • Speed command value generation unit 20 has a function of outputting speed command value V * for targeting the opening and closing operation of door panel 1 so that the elevator door opens and closes within a predetermined opening and closing time.
  • 21 is a speed calculation unit.
  • the speed calculation unit 21 has a function of calculating the rotational speed of the motor 7 based on the output result of the sensor 19.
  • the speed calculation unit 21 may estimate the rotational speed of the motor 7 based on the detection result of the current detector 18.
  • the speed control unit 22 is a speed control unit.
  • the speed control unit 22 has a function of outputting the motor current command value I q * at a constant time interval T so as to correct an error between the actual speed V of the elevator door and the speed command value V * . This eliminates the influence of disturbance such as traveling resistance such as clogging of dust, friction loss due to deformation of the door panel 1, and contact between an elevator door and an object being driven.
  • the speed control unit 22 includes a first feedforward controller (not shown), a second feedforward controller (not shown), and a feedback controller (not shown).
  • the feedforward controller has a function of specifying the followability of the actual velocity V to the velocity command value V * .
  • the feedback controller has a function of correcting the rotational error. Thereby, the speed control unit 22 independently sets the tracking performance of the actual speed V with respect to the speed command value V * and the correction performance of the rotation error.
  • the first feedforward controller receives the speed command value V * as an input.
  • ⁇ f is a frequency that specifies the response characteristic of the output to the target value. This output is the input of the feedback controller.
  • the second feedforward controller receives the speed command value V * as an input.
  • Second feedforward controller is given by the transfer function Pm (s) -1 ⁇ C f (s).
  • J is motor axis conversion inertia of the gross mass of an elevator door. That is, the output of the second feedforward controller is the motor current command value J ⁇ V * s ⁇ C f (s) when assuming an ideal state without disturbance.
  • K T is a torque characteristic of the motor 7.
  • ⁇ c is a controlled crossover frequency that specifies the performance of the error correction of the output relative to the target value.
  • Integral gain K si is set to satisfy K si ⁇ K sp ⁇ ⁇ c / 5 so that vibration of door panel 1 can be suppressed by selecting motor axis conversion inertia J and appropriate control exchange frequency ⁇ c.
  • the correction performance of the rotational error is set to.
  • the speed control unit 22 outputs the sum of the output of the second feedforward controller and the output of the feedback controller as a motor current command value I q * .
  • Reference numeral 23 denotes a current control unit.
  • the current control unit 23 has a function of controlling the current value supplied to the motor 7 by feeding back the detected current value of the current detector 18 based on the motor current command value I q * .
  • the output of the current control unit 23 is input to the motor 7 via a PWM inverter.
  • the motor 7 is driven based on this input. This drive opens and closes the elevator door.
  • Reference numeral 24 denotes a data storage unit.
  • Data storage unit 24 stores relative speed ratio p for each opening and closing position of the elevator door.
  • the data storage unit 24 stores, as initial values, parameters obtained by converting the total mass based on the dimensions of the device affecting the load of the motor 7 into inertia J0 in motor axis conversion.
  • the devices that affect the load of the motor 7 are door devices including a car door, a landing door, various sensors of the door panel 1, a reduction gear, a rotation system such as the hoisting wheel 6, and the like.
  • the identification unit 25 is an identification part.
  • the identification unit 25 receives the speed or position information of the elevator door from the sensor 19 as one input, and uses the motor current command value I q * , which is an output of the speed control unit 22, as another input. Instead of the motor current command value I q * , the current detection value of the current detector 18 may be used.
  • the identification unit 25 has a function of identifying the total mass of the elevator door for each opening and closing position of the elevator based on the speed or position information of the elevator door and the motor current command value I q using the above-described method.
  • the data storage unit 24 stores the equivalent mass corresponding to the total mass of the elevator door identified by the identification unit 25.
  • the motor axis conversion inertia J is selected for each floor using the total mass data of the elevator door stored in the data storage unit 24.
  • the proportional gain K sp may be set using the relative speed ratio p.
  • gain change of the feedback controller can be a factor of instability due to modeling error or the like. For this reason, it is desirable that the gain change of the feedback controller be kept within a certain range.
  • Feed forward controller gain changes do not affect stability. Therefore, regarding the feedforward controller, the motor axis conversion inertia J may be selected for each floor using the total mass data of the elevator door stored in the data storage unit 24.
  • the gain of the feedback controller is not changed but only the gain of the feedforward is changed, the followability of the actual speed of the elevator door to the speed command value V * is enhanced while securing the stability.
  • FIG. 3 is a view showing the followability of the actual velocity of the elevator door to the velocity command value when the mass of the elevator door is not identified for each opening and closing position of the elevator door.
  • FIG. 4 is a diagram showing the followability of the actual velocity of the elevator door to the velocity command value when the mass of the elevator door is identified for each opening and closing position of the elevator door.
  • the horizontal axis of FIG. 3 and FIG. 4 is time.
  • the vertical axes in FIGS. 3 and 4 are the elevator door speed.
  • the engagement low speed section is set.
  • the speed command value V * of the engagement low speed section maintains a relatively small value.
  • the engagement device 13 of the car door and the engagement device of the landing door are engaged.
  • the speed command value V * gradually increases.
  • the speed of the car door does not follow the speed command value V * .
  • the speed of the car door matches the speed command value V * .
  • the speed of the car door maintains a state in which it matches the speed command value V * .
  • the engagement low speed section is obtained.
  • the speed command value V * of the engagement low speed section maintains a relatively small value.
  • the engagement device 13 of the car door and the engagement device of the landing door are engaged.
  • the speed command value V * gradually increases.
  • the speed of the car door follows the speed command value V * .
  • the speed of the car door maintains a state in which it matches the speed command value V * .
  • the mass of the elevator door at the time of obtaining the motor current command value I q * is identified for each opening and closing position of the elevator door.
  • the mass of the elevator door is identified based on the relative speed ratio p for each opening and closing position of the elevator door. Therefore, even when the car door speed and the landing door speed are different, it is possible to increase the followability of the elevator door's actual speed to the elevator door speed command value V * . This followability is maintained even if the landing door mass differs from floor to floor.
  • the shapes of the car door engagement device 13 and the landing door engagement device need not be limited to those of the first embodiment.
  • the vanes 14 may be moved in the direction of increasing the distance from each other to bring the vanes 14 into contact with the landing engagement device to fix the landing door engagement device.
  • FIG. 5 is a block diagram of an elevator door control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the same or corresponding portions as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • Opening and closing of the elevator door repeats acceleration and deceleration.
  • the acceleration / deceleration values are the same, the larger the total mass M of the door, the larger the driving force of the motor 7.
  • the magnitude of the driving force of the motor 7 affects the size and cost of the motor 7. For this reason, the performance of the motor 7 is limited.
  • the relative speed ratio p affects the equivalent total mass M of the elevator door. For this reason, when the acceleration at the speed command value V * is maximum in the region where the relative speed ratio p is large, the motor 7 is required to have a torque larger than normal.
  • speed command value V * is input from data storage unit 24 to speed command value generation unit 20 such that the acceleration of the car door does not reach the maximum value in the region where relative speed ratio p is large.
  • Speed command value generation unit 20 adjusts speed command value V * according to relative speed ratio p such that motor current command value I q * does not exceed the allowable value of motor 7. As a result, an increase in the required torque of the motor 7 is suppressed.
  • the speed command value V * is adjusted in accordance with the relative speed ratio p so that the motor current command value I q * does not exceed the allowable value of the motor 7.
  • the open / close position of the elevator door at which the acceleration / deceleration speed of the elevator door becomes maximum is adjusted. For this reason, the motor 7 with a small output torque can be used.
  • the elevator door control device As described above, according to the elevator door control device according to the present invention, even when the car door speed and the landing door speed are different, the followability of the elevator door's actual speed with the elevator door speed command value can be obtained. It can be used to lift elevators.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
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Abstract

　かごドアの速度と乗場ドアの速度とが異なる場合であっても、エレベータドアの速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性を高くすることができるエレベータのドア制御装置を提供する。このため、かごドアと乗場ドアとが係合して一体化するエレベータドアの速度指令値を生成する生成部と、エレベータドアの速度が速度指令値に一致するように、エレベータドアの質量を用いて、エレベータドアを駆動するモータに対するモータ指令値を求める速度制御部と、エレベータドアの開閉位置毎に、かごドアの速度と乗場ドアの速度とに基づいて、モータ指令値を求める際のエレベータドアの質量を同定する同定部と、を備えた。

Description

エレベータのドア制御装置
　この発明は、エレベータのドア制御装置に関するものである。
　エレベータドアは、かごドアと乗場ドアとからなる。かごドアと乗場ドアとには、それぞれ係合装置が設けられる。かごドアには、モータが取り付けられる。このモータが駆動すると、かごドアが開き始める。その後、かごドアの係合装置がかごドアに対して相対的に移動する。この移動により、かごドアの係合装置と乗場ドアの係合装置とが係合する。この係合により、かごドアと乗場ドアとが一体化する。この状態で、かごドアと乗場ドアとが開く。
　このようなエレベータドアの動作を制御するものとして、かごドアの速度と乗場ドアの速度とが一致することを前提とするドア制御装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
日本特許第３５４０５０９号公報 日本特開２００９－１５５０８６号公報
　しかしながら、エレベータドアにおいては、かごドアの係合装置と乗場ドアと係合装置が係合した後、かごドアの係合装置がかごドアに対して相対的に移動する場合がある。この場合、かごドアの速度と乗場ドアの速度とに差が生じる。この状態で、特許文献１及び２に記載のドア制御装置によりエレベータドアの動作を制御すると、乗場ドアの質量が大きいほど外乱が大きくなる。その結果、エレベータドアの速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性が低下する。
　この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、かごドアの速度と乗場ドアの速度とが異なる場合であっても、エレベータドアの速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性を高くすることができるエレベータのドア制御装置を提供することである。
　この発明に係るエレベータのドア制御装置は、かごドアと乗場ドアとが係合して一体化するエレベータドアの速度指令値を生成する生成部と、前記エレベータドアの速度が前記速度指令値に一致するように、前記エレベータドアの質量を用いて、前記エレベータドアを駆動するモータに対するモータ指令値を求める速度制御部と、前記エレベータドアの開閉位置毎に、前記かごドアの速度と前記乗場ドアの速度とに基づいて、前記モータ指令値を求める際の前記エレベータドアの質量を同定する同定部と、を備えたものである。
　この発明によれば、かごドアの速度と乗場ドアの速度とが異なる場合であっても、エレベータドアの速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性を高くすることができる。
この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置が利用されるエレベータドアの正面図である。 この発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置のブロック図である。 エレベータドアの開閉位置毎にエレベータドアの質量を同定しない場合の速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性を示す図である。 エレベータドアの開閉位置毎にエレベータドアの質量を同定した場合の速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性を示す図である。 この発明の実施の形態２におけるエレベータのドア制御装置のブロック図である。
　この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置が利用されるエレベータドアの正面図である。
　図１のエレベータドアは、例えば、日本特開２００６－１０３８８２号公報に記載されたものと同様のものである。図１において、エレベータのかご（図示せず）の出入口（図示せず）には、かごドアとして、ドアパネル１が配置される。図１においては、ドアパネル１は、全閉位置に配置される。ドアパネル１の上端には、吊り手２が設けられる。
　かごの出入口の上縁部には、桁３が設けられる。桁３は、長手を水平方向にして配置される。桁３には、案内レール４が設けられる。案内レール４は、長手を水平方向にして配置される。案内レール４には、ハンガーローラ５が水平方向に移動自在に設けられる。ハンガーローラ５には、吊り手２が取り付けられる。
　桁３の両側には、巻掛車６が枢着される。巻掛車６の一方には、モータ７が連結される。これらの巻掛車６には、伝動条体８が張力のかかった状態で無端状に巻き掛けられる。伝動条体８の下側には、連結具９の一方の上端が連結される。連結具９の一方の下端は、吊り手２の一方に連結される。伝動条体８の上側には、連結具９の他方の上端が連結される。連結具９の他方の下端は、吊り手２の他方が連結される。
　桁３の一側には、リンク１０が設けられる。リンク１０の一端は、桁３の一側端部に連結される。リンク１０の他端は、かごの出入口の中央側に配置される。リンク１０の他端には、カム１１が設けられる。カム１１には、カム溝１２が設けられる。
　ドアパネル１には、係合装置１３が設けられる。係合装置１３は、一対のベーン１４、一対の並行リンク１５、カムフォロワ１６を備える。一対のベーン１４は、長手を鉛直方向にして配置される。並行リンク１５の一方は、一対のベーン１４の上部間に連結される。並行リンク１５の他方は、一対のベーン１４下部間に連結される。カムフォロワ１６は、戸当り側のベーン１４の中央に設けられる。カムフォロワ１６は、カム溝１２に案内される。
　エレベータの乗場（図示せず）の出入口（図示せず）には、乗場ドアとして、ドアパネルが配置される。乗場ドアのドアパネルには、係合装置（図示せず）が設けられる。乗場ドアの係合装置は、例えば、乗場側ローラからなる。
　１７はドア制御装置である。ドア制御装置１７は、かごの上部に設けられる。ドア制御装置１７は、モータ７に接続される。ドア制御装置１７は、エレベータの速度指令値に対応して、モータ７を駆動する電流を制御する機能を備える。
　エレベータドアの全閉時には、かごドアの係合装置１３と乗場ドアの係合装置とは、互いに接触しないように、所定の間隔を保持する。これにより、かごが昇降路内を昇降する際、かごドアの係合装置１３と乗場ドアの係合装置との接触が回避される。
　かごが乗場に対向した状態でエレベータドアを開く際、ドア制御装置１７により、モータ７が付勢される。この付勢により、巻掛車６の一方が回転する。この回転に追従して、伝動条体８が移動する。この移動に追従して、連結具９が戸袋方向に移動する。この移動に追従して、ハンガーローラ５が戸袋方向に移動する。この移動に追従して、ドアパネル１が戸袋側に向かって、互いに離れるように移動する。
　ドアパネル１の移動に追従して、リンク１０が動作する。この動作に伴って、カム１１が回転する。この回転に伴って、カムフォロワ１６も移動する。この移動に伴って、ベーン１４が互いに近づく方向に移動する。この移動により、一対のベーン１４が乗場ドアの係合装置を挟み込む。その結果、かごドアと乗場ドアとが一体化する。
　かごドアと乗場ドアとは、戸開開始直後に加速する。このとき、乗場ドアの係合装置は、戸当り側のベーン１４から戸袋方向への荷重を受ける。その結果、かごドアと乗場ドアとは一体化した状態を維持する。かごドアと乗場ドアとは、全開直前に減速する。このとき、乗場ドアの係合装置は、戸袋側のベーン１４から戸開方向への荷重を受ける。その結果、かごドアと乗場ドアとは一体化した状態を維持する。その後、かごドアと乗場ドアとは全開する。
　エレベータドアを閉じる際、ドア制御装置１７により、モータ７が付勢される。この付勢により、巻掛車６の一方が回転する。この回転に追従して、伝動条体８が移動する。この移動に追従して、連結具９が戸当り方向に移動する。この移動に追従して、ハンガーローラ５が戸当り方向に移動する。この移動に追従して、ドアパネル１が戸当り側に向かって、互いに近づくように移動する。
　かごドアと乗場ドアとは、戸閉開始直後に加速する。このとき、乗場ドアの係合装置は、戸袋側のベーン１４から戸当り方向への荷重を受ける。その結果、かごドアと乗場ドアとは一体化した状態を維持する。かごドアと乗場ドアとは、全閉直前に減速する。このとき、乗場ドアの係合装置は、戸当り側のベーン１４から戸袋方向への荷重を受ける。その結果、かごドアと乗場ドアとは一体化した状態を維持する。その後、かごドアと乗場ドアとは全閉する。
　ここで、かごドアに対するベーン１４の相対位置は、カム１１の形状とカム溝１２の形状とに依存する。図１においては、かごドアが全閉状態から戸開する場合、ベーン１４のいずれかが乗場ドアの係合装置に接触するまでにベーン１４の動作が完了するように、カム１１とカム溝１２とが形成される。
　この場合、かごドアの係合装置１３と乗場ドアの係合装置が係合する前は、乗場ドアの質量に対して十分に小さいベーン１４の質量とかごドアの質量とに基づいて、ドア制御装置１７は、モータ７の電流を制御する。その後、かごドアと乗場ドアとが係合すると、ドア制御装置１７は、かごドアと乗場ドアとが同一速度で開閉することを前提として、モータ７の電流を制御する。このため、モータ７の電流を制御する際の質量パラメータを複雑に変更する必要はない。
　しかしながら、エレベータにおいては、かご内の乗客の救出を目的として、乗場からの手動戸開力が制限される。例えば、ＥＮ法規（ＥＮ８１－１の８．１１）によれば、モータ７が駆動していない状態でエレベータドアに錠がかかっていない場合に、乗場ドアから３００（Ｎ）以下の手動戸開力でかごドアを全開又は部分的に開けられるようにする必要がある。
　この場合、カムフォロワ１６とカム溝１２との摩擦によるロス等の影響を考慮した上で、乗場からの手動戸開の条件を満たす必要がある。このため、かごドアの係合装置１３と乗場ドアの係合装置との係合前にベーン１４の移動が完了するようにカム１１の形状とカム溝１２の形状を設計することができるとは限らない。
　すなわち、カム１１の形状とカム溝１２の形状によっては、かごドアの係合装置１３と乗場ドアの係合装置との係合後にベーン１４がかごドアに対して相対的に移動する場合がある。この場合、かごドアの速度と乗場ドアの速度に差が生じる。このとき、ドア制御装置１７の速度指令値に対し、エレベータの実速度に遅れが生じる。その結果、エレベータの開閉時間が長くなる。
　そこで、本実施の形態においては、エレベータの開閉位置毎に、かごドアの速度と乗場ドアの速度とに基づいて、エレベータドアの質量を同定するようにした。これにより、かごドアの速度と乗場ドアの速度とが異なる場合であっても、速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性が高くなる。
　次に、エレベータドアの質量を同定する方法の概要を説明する。
　かごドアの速度と乗場ドアの速度とが異なる場合、モータ７の回転駆動により生じる伝動条体８の駆動力Ｆｍは、次の（１）式で示される。
　Ｆｍ＝Ｍ１ｖ１´＋Ｍ２ｖ２´＝Ｍ１ｖ１´＋Ｍ２（ｐｖ１）´
　　　＝Ｍ１ｖ１´＋Ｍ２（ｐ´ｖ１＋ｐｖ１´）
　　　＝｛Ｍ１＋Ｍ２（ｐ´ｖ１／ｖ１´＋ｐ）｝ｖ１´　　　（１）
　ただし、Ｍ１は、かご側のハンガーローラ５や吊り手２を含めたドアパネル１の総質量である。Ｍ２は、乗場側のハンガーローラや吊り手を含めたドアパネルの総質量である。ｖ１は、かごドアの速度である。ｖ２は、乗場ドアの速度である。ｐは、かごドアに対する乗場ドアの相対速度比率（ｖ２／ｖ１）である。「´」は、時間微分の演算子である。
　従って、（１）式により、エレベータドアの等価質量は、Ｍ（＝Ｍ１＋Ｍ２（ｐ´Ｖ１／Ｖ１´＋ｐ））と同定される。
　このとき、相対速度比率ｐは、かごドアの位置に対するベーン１４の移動量に基づいて算出される。すなわち、相対速度比率ｐは、カム１１の形状とカム溝１２の形状とに基づいて予め設定される。このため、相対速度比率ｐは、エレベータドアの開閉位置に依存した関数で求まる。つまり、相対速度比率ｐは、階床に関わらない共通パラメータとしてもよい。
　ここで、モータ７の回転角加速度ａ（＝ｖ１´×ｒ、ｒ：巻掛車６のプーリ径）、エレベータドアの総質量のモータ軸換算イナーシャＪ、エレベータドアの走行抵抗ロスｂ、モータ７の発生トルクτ（ｉ０×Ｋｔ、Ｋｔ：トルク定数）の関係は、次の（２）式で示される。
　Ｊａ＋ｂ＝τ　　　（２）
　ただし、（２）式は、かごドアと乗場ドアとが同一速度の場合に成立するものである。かごドアの速度と乗場ドアの速度とに差が生じる場合は、以下の（３）式～（５）式で示される。
　Ｊ１ａα＋Ｊ２ｐαａα＋ｂ＝τα　　（３）
　Ｊ１ａβ＋Ｊ２ｐβａβ＋ｂ＝τβ　　（４）
　Ｊ２＝（τα－τβ－Ｊ１ａα＋Ｊ１ａβ）／（ｐαａα－ｐβａβ）　（５）
　ただし、Ｊｉは、モータ軸換算イナーシャ（＝Ｍｒ２）である。ｉ＝１は、かごドアに対応したものである。ｉ＝２は、乗場ドアに対応したものである。ａｊは、モータ軸の角加速度である。τｊは、モータ７の発生トルクである。ｐｊは、かごドアに対する乗場ドアの相対速度比率である。ｊ＝αは、エレベータの開閉位置から選択された１点目の位置に対応したものである。ｊ＝βは、エレベータの開閉位置から選択された２点目の位置に対応したものである。なお、簡略化のために、式（１）において、（ｐ´ｖ１／ｖ１´）≪ｐが成立するものとする。
　エレベータドアが同方向に移動する際、走行抵抗ロスｂは大きく変動しない。このため、（３）式、（４）式のように一連の戸開動作又は戸閉動作における複数点のデータの差分をとることで、走行抵抗ロスｂの項を削除すればよい。このとき、モータ７の角加速度又はトルクが正負方向のピークとなる近傍のエレベータドアの位置を選択すれば、ノイズの影響が相対的に小さくなる。このため、エレベータドアの総質量の同定精度が高まる。
　エレベータドアの総質量を高精度で同定するために、かごドアの質量Ｍ１と乗場ドアの質量Ｍ２を切り分ければよい。かごドアの質量Ｍ１を同定するためには、エレベータの着床時を除いた状態で、かごドアのみを開閉すればよい。通常の運行時での実施が困難の場合は、かごドアの寸法及び材質の情報に基づいてかごドアの質量を推定すればよい。かごドアの質量Ｍ１と相対速度比率ｐとが算出されていれば、式（５）を用いて、乗場ドアの質量Ｍ２が同定される。
　次に、図２を用いて、エレベータドアの総質量を同定する際に、上記方法を採用するドア制御装置１７を説明する。
　図２はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置のブロック図である。
　図２において、１８は電流検出器である。電流検出器１８は、モータ７に供給される電流を検出する機能を備える。１９はセンサである。センサ１９は、モータ７の回転位置を出力する機能を備える。２０は速度指令値生成部である。速度指令値生成部２０は、エレベータドアが所定の開閉時間内に開閉するように、ドアパネル１の開閉動作を目標となる速度指令値Ｖ＊を出力する機能を備える。２１は速度演算部である。速度演算部２１は、センサ１９の出力結果に基づいて、モータ７の回転速度を演算する機能を備える。速度演算部２１は、電流検出器１８の検出結果に基づいて、モータ７の回転速度を推定する場合もある。
　２２は速度制御部である。速度制御部２２は、エレベータドアの実速度Ｖと速度指令値Ｖ＊の誤差を補正するように、一定の時間間隔Ｔでモータ電流指令値Ｉｑ ＊を出力する機能を備える。これにより、ごみの詰まり等の走行抵抗やドアパネル１の変形による摩擦ロス、駆動中のエレベータドアと物体との接触といった外乱の影響を排除する。
　具体的には、速度制御部２２は、第１フィードフォワード制御器（図示せず）、第２フィードフォワード制御器（図示せず）、フィードバック制御器（図示せず）を備える。フィードフォワード制御器は、速度指令値Ｖ＊に対する実速度Ｖの追従性を指定する機能を備える。フィードバック制御器は、回転誤差を補正する機能を備える。これにより、速度制御部２２は、速度指令値Ｖ＊に対する実速度Ｖの追従性能と回転誤差の補正性能とを独立して設定する。
　第１フィードフォワード制御器は、速度指令値Ｖ＊を入力とする。第１フィードフォワード制御器は、伝達関数Ｃｆ（ｓ）＝ωｆ／（ｓ＋ωｆ）で示される。ただし、ωｆは、目標値に対する出力の応答特性を指定する周波数である。この出力は、フィードバック制御器の入力となる。
　第２フィードフォワード制御器は、速度指令値Ｖ＊を入力とする。第２フィードフォワード制御器は、伝達関数Ｐｍ（ｓ）－１×Ｃｆ（ｓ）で示される。ただし、Ｐｍ（ｓ）は、ドア機器の制御用モデルである。具体的には、Ｐｍ（ｓ）＝１／Ｊｓで示される。ただし、Ｊは、エレベータドアの総質量のモータ軸換算イナーシャである。すなわち、第２フィードフォワード制御器の出力は、外乱のない理想的な状態を想定した場合のモータ電流指令値Ｊ×Ｖ＊ｓ×Ｃｆ（ｓ）である。
　フィードバック制御器は、例えば、伝達係数Ｃｂ（ｓ）＝Ｋｓｐ＋Ｋｓｉ／ｓで示される。比例ゲインＫｓｐは、Ｋｓｐ＝Ｊ×ωｃ／ＫＴである。ＫＴは、モータ７のトルク特性である。ωｃは、目標値に対する出力の誤差補正の性能を指定する制御交差周波数である。積分ゲインＫｓｉは、Ｋｓｉ≦Ｋｓｐ×ωｃ／５となるように設定されるモータ軸換算イナーシャＪと適切な制御交換周波数ωｃを選択することで、ドアパネル１の振動を抑制するように回転誤差の補正性能が設定される。
　このような速度制御部２２は、第２フィードフォワード制御器の出力とフィードバック制御器の出力との総和をモータ電流指令値Ｉｑ ＊として出力する。
　２３は電流制御部である。電流制御部２３は、モータ電流指令値Ｉｑ ＊に基づいて、電流検出器１８の検出電流値を帰還してモータ７に供給される電流値を制御する機能を備える。電流制御部２３の出力は、ＰＷＭインバータを介してモータ７に入力される。この入力に基づいて、モータ７が駆動する。この駆動により、エレベータドアが開閉する。
　２４はデータ記憶部である。データ記憶部２４は、エレベータドアの開閉位置毎に相対速度比率ｐを記憶する。データ記憶部２４は、モータ７の負荷に影響を及ぼす機器の寸法に基づいた総質量をモータ軸換算でイナーシャＪ０に変換したパラメータを各階毎に初期値として記憶する。モータ７の負荷に影響を及ぼす機器は、かごドア、乗場ドア、ドアパネル１の各種センサ、減速機、巻掛車６等の回転系を含めたドア機器等である。
　２５は同定部である。同定部２５は、センサ１９からエレベータドアの速度又は位置情報をひとつの入力とし、速度制御部２２の出力であるモータ電流指令値Ｉｑ ＊をもう一つの入力とする。モータ電流指令値Ｉｑ ＊の代わりに、電流検出器１８の電流検出値が利用される場合もある。同定部２５は、エレベータドアの速度又は位置情報とモータ電流指令値Ｉｑとに基づいて、上述した方法を用いて、エレベータの開閉位置毎に、エレベータドアの総質量を同定する機能を備える。
　このようなドア制御装置１７においては、データ記憶部２４は、同定部２５で同定されたエレベータドアの総質量に対応した等価質量を記憶する。例えば、データ記憶部２４は、相対速度比率ｐを反映したエレベータドアの総質量そのものを等価質量として記憶したり、基準として相対速度比率ｐ＝１としたときの等価質量を記憶したりする。この等価質量に基づいて、速度制御部２２は、エレベータドアの開閉位置毎に、モータ電流指令値Ｉｑ ＊を出力する。
　例えば、フィードバック制御器に関し、データ記憶部２４に記憶されたエレベータドアの総質量データを用いて階床毎にモータ軸換算イナーシャＪが選択される。また、相対速度比率ｐを用いて、比例ゲインＫｓｐが設定される場合もある。
　ただし、フィードバック制御器のゲイン変更は、モデル化誤差等に起因する不安定化の要因となり得る。このため、フィードバック制御器のゲイン変更は、一定範囲内に留めることが望ましい。
　なお、階床毎のエレベータドアの総質量の違いや相対速度比率ｐの変動が小さい場合は、比例ゲインＫｓｐに固定値を用いても、一定の性能を確保することができる。
　フィードフォワード制御器のゲイン変更は、安定性に影響しない。このため、フィードフォワード制御器に関し、データ記憶部２４に記憶されたエレベータドアの総質量データを用いて階床毎にモータ軸換算イナーシャＪを選択してもよい。
　なお、階床毎のエレベータドアの総質量の違いや相対速度比率ｐの変動が小さい場合は、ゲインに固定値を用いても、一定の性能を確保することができる。
　特に、フィードバック制御器のゲイン変更をせず、フィードフォワードのゲイン変更のみを行えば、安定性を確保しつつ、速度指令値Ｖ＊に対するエレベータドアの実速度の追従性が高まる。
　次に、図３と図４とを用いて、速度指令値Ｖ＊に対するエレベータドアの実速度の追従性を説明する。
　図３はエレベータドアの開閉位置毎にエレベータドアの質量を同定しない場合の速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性を示す図である。図４はエレベータドアの開閉位置毎にエレベータドアの質量を同定した場合の速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性を示す図である。図３と図４との横軸は時間である。図３と図４との縦軸はエレベータドアの速度である。
　図３に示すように、エレベータドアの開閉位置毎にエレベータドアの質量を同定しない場合、戸開開始直後は、係合低速区間となる。係合低速区間の速度指令値Ｖ＊は、比較的小さい値を維持する。係合低速区間の途中で、かごドアの係合装置１３と乗場ドアの係合装置とが係合する。
　係合低速区間後、速度指令値Ｖ＊は、徐々に大きくなる。モータ７の駆動力で、かごドアと乗場ドアとは一体で移動する。このとき、かごドアの速度は、速度指令値Ｖ＊に追従しない。その後、速度指令値Ｖ＊が最大となるころ、かごドアの速度は、速度指令値Ｖ＊に一致する。その後、かごドアの速度は、速度指令値Ｖ＊と一致した状態を維持する。
　図４に示すように、エレベータドアの開閉位置毎にエレベータドアの質量を同定した場合、戸開開始直後は、係合低速区間となる。係合低速区間の速度指令値Ｖ＊は、比較的小さい値を維持する。係合低速区間の途中で、かごドアの係合装置１３と乗場ドアの係合装置とが係合する。
　係合低速区間後、速度指令値Ｖ＊は、徐々に大きくなる。モータ７の駆動力で、かごドアと乗場ドアとは一体で移動する。このとき、かごドアの速度は、速度指令値Ｖ＊に追従する。その後、かごドアの速度は、速度指令値Ｖ＊と一致した状態を維持する。
　このように、エレベータドアの質量をエレベータドアの開閉位置毎に同定すると、かごドアの速度が速度指令値Ｖ＊と一致するタイミングが早まる。このため、エレベータの動作時間が短縮される。
　以上で説明した実施の形態１によれば、エレベータドアの開閉位置毎に、モータ電流指令値Ｉｑ ＊を求める際のエレベータドアの質量が同定される。具体的には、エレベータドアの開閉位置毎に、相対速度比率ｐに基づいて、エレベータドアの質量が同定される。このため、かごドアの速度と乗場ドアの速度とが異なる場合であっても、エレベータドアの速度指令値Ｖ＊に対するエレベータドアの実速度の追従性を高くすることができる。この追従性は、階床毎に乗場ドアの質量が異なっている場合でも維持される。
　なお、かごドアの係合装置１３と乗場ドアの係合装置の形状は、実施の形態１のものに限定する必要ない。例えば、ベーン１４が互いの距離を長くする方向に移動することで、ベーン１４を乗場の係合装置に接触させ、乗場ドアの係合装置を固定してもよい。
実施の形態２．
　図５はこの発明の実施の形態１におけるエレベータのドア制御装置のブロック図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
　エレベータドアの開閉は、加速と減速とを繰り返す。加減速値が同一のとき、ドアの総質量Ｍが大きいほど、モータ７の駆動力は大きくなる。モータ７の駆動力の大きさは、モータ７のサイズやコストに影響する。このため、モータ７の性能には制限がある。
　かごドアの速度と乗場ドアの速度の速度が異なる場合、相対速度比率ｐはエレベータドアの等価総質量Ｍに影響する。このため、相対速度比率ｐが大きい領域で速度指令値Ｖ＊における加速度が最大になると、モータ７には、通常よりも大きいトルクが要求される。
　そこで、実施の形態２においては、相対速度比率ｐが大きい領域において、かごドアの加速度が最大値とならないように、速度指令値Ｖ＊をデータ記憶部２４から速度指令値生成部２０へ入力する。速度指令値生成部２０は、モータ電流指令値Ｉｑ ＊がモータ７の許容値を超えないように、相対速度比率ｐに応じて速度指令値Ｖ＊を調整する。その結果、モータ７の必要トルクの増大が抑制される。
　ここで、エレベータドアの戸閉時は、挟まれを防止するためにエネルギーや力が制限される。これに対し、エレベータドアの戸開時は、エレベータドアの速度が比較的速くなる。これにより、エレベータドアの開閉時間が短縮する。このため、エレベータドアの戸開時は、エレベータドアの加減速度が比較的大きくなる傾向にある。このため、エレベータドアの戸開時におけるモータ７の必要トルクの見積もりが重要となる。
　以上で説明した実施の形態２によれば、モータ電流指令値Ｉｑ ＊がモータ７の許容値を超えないように、相対速度比率ｐに応じて速度指令値Ｖ＊が調整される。この調整により、エレベータドアの加減速度が最大となるエレベータドアの開閉位置が調整される。このため、出力トルクの小さいモータ７を使用することができる。
　以上のように、この発明に係るエレベータのドア制御装置は、かごドアの速度と乗場ドアの速度とが異なる場合であっても、エレベータドアの速度指令値に対するエレベータドアの実速度の追従性を高くするエレベータに利用できる。
　１　ドアパネル
　２　吊り手
　３　桁
　４　案内レール
　５　ハンガー
　６　巻掛車
　７　モータ
　８　伝動条体
　９　連結具
１０　リンク
１１　カム
１２　カム溝
１３　係合装置
１４　ベーン
１５　並行リンク
１６　カムフォロワ
１７　ドア制御装置
１８　電流検出器
１９　センサ
２０　速度指令値生成部
２１　速度演算部
２２　速度制御部
２３　電流制御部
２４　データ記憶部
２５　同定部

Claims (4)

  1. 　かごドアと乗場ドアとが係合して一体化するエレベータドアの速度指令値を生成する生成部と、
    　前記エレベータドアの速度が前記速度指令値に一致するように、前記エレベータドアの質量を用いて、前記エレベータドアを駆動するモータに対するモータ指令値を求める速度制御部と、
    　前記エレベータドアの開閉位置毎に、前記かごドアの速度と前記乗場ドアの速度とに基づいて、前記モータ指令値を求める際の前記エレベータドアの質量を同定する同定部と、
    を備えたことを特徴とするエレベータのドア制御装置。
  2. 　前記エレベータドアの開閉位置毎の前記かごドアと前記乗場ドアとの速度比率を記憶した記憶部、
    を備え、
    　前記同定部は、前記エレベータドアの開閉位置毎に、前記速度比率を用いて、前記エレベータドアの質量を同定することを特徴とする請求項１記載のエレベータドア制御装置。
  3. 　前記生成部は、前記モータ指令値が前記モータの許容値を超えないように、前記速度比率に応じて前記速度指令値を調整することにより、前記エレベータドアの加減速度が最大となる前記エレベータドアの開閉位置を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエレベータのドア制御装置。
  4. 　前記速度制御部は、前記速度指令値に対する前記エレベータドアの実速度が追従する性能を前記エレベータドアの質量に基づいて設定するフィードフォワード機能と前記エレベータドアの振動の抑制する性能を前記エレベータドアの質量に基づいて設定するフィードバック機能とが互いに独立して設定されるように設けられ、
    　前記同定部は、前記フィードバック機能に対しては、前記かごドアの速度と前記乗場ドアの速度とに基づいた前記エレベータドアの質量の同定を行わず、前記フィードフォワード機能に対しては、前記かごドアの速度と前記乗場ドアの速度とに基づいた前記エレベータドアの質量の同定を行うことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載のエレベータのドア制御装置。
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