JP2007238231A

JP2007238231A - エレベータの制御装置

Info

Publication number: JP2007238231A
Application number: JP2006060976A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Hirabayashi; 一文平林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】秤誤差値をより頻繁にまた短時間で容易に検出可能なエレベータの制御装置を提供する。
【解決手段】かご内負荷を検出する秤装置を用いてかご巻上用の電動機の駆動制御を行い、電動機のための速度指令値Ｓｃと実速度値Ｓｒの差から得るトルク指令値Ｔｓと、秤装置のかご内負荷を示す秤検出値Ｖｗに基づく負荷トルク値Ｔｗとの演算により得る、電動機が発生すべきトルクのトルク指令出力信号Ｔｓｅｗを電動機に出力して制御し、かごの停止状態からのブレーキ開放時のトルク指令値Ｔｓを秤装置の秤誤差による秤誤差トルク値Ｔｅとして検出する秤誤差検出手段(２２)と、トルク指令値Ｔｓと負荷トルク値Ｔｗを秤誤差トルク値Ｔｅで補正した負荷補償トルク値Ｔｅｗとの演算より得られるトルク指令出力信号Ｔｓｅｗを電動機に出力するトルク演算手段(２９)とを含む。
【選択図】図１

Description

この発明は、エレベータのかご内負荷を検出する秤装置を用いてかご巻上用の電動機の駆動制御を行うエレベータの制御装置に関する。

従来、エレベータにはかご内の負荷を検出する秤装置を設けて、かご内負荷に応じた起動制御を行うことにより、かごとつり合いおもりの重量差による不平衡トルクを補償して、起動衝撃を抑制するようにしている。秤装置はエレベータのかごの下に設置した差動トランスなどで構成され、かごをかご枠に弾性支持する防振ゴムなどの弾性体のたわみ量を検出して、かご内の負荷を計量するものである。

ところで、かごをかご枠に弾性支持するために、一般に使用されている防振ゴムは、経時変化によりたわみ量が変化し、これに伴って秤装置の出力値も変化して誤差を生じる。このため、秤装置の出力値を定期的に補正することが必要である。この補正は、かごに実際に重りを積み込んで調整されるので、その作業に多大な労力、時間及び費用を費やしている。

従来のこの種の装置では例えば、かご内負荷を検出する秤装置を設け、この秤装置の出力信号をマイコンに取り込み、かごが一定速度走行中に電動機の発生トルクを演算する。そしてこの演算トルクに基づいて、秤誤差トルクに相当する秤装置の出力電圧の補正電圧を演算して、秤誤差トルク補正値として秤装置の出力電圧を補正している(例えば特許文献１参照)。

特開平６−３２１４４０号公報

このような従来の装置の技術では、一定速走行中に秤誤差値を演算しているが、一定速度走行状態にならないと秤誤差値を演算することができず、補正値を演算できる頻度、期間の観点で見ると、改善の余地がある。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、より頻繁に、また短時間で、容易に秤誤差値を導出することを可能にしたエレベータの制御装置を提供することを目的とする。

この発明は、エレベータのかご内負荷を検出する秤装置を用いてエレベータのかご巻上用の電動機の駆動制御を行い、前記電動機のための速度指令値と実速度値の差から得られるトルク指令値と、前記秤装置からのかご内の負荷を示す秤検出値に基づく負荷トルク値との演算により得られる、前記電動機が発生すべきトルクのトルク指令出力信号を前記電動機に出力して制御を行うエレベータの制御装置であって、前記かごの停止状態からのブレーキ開放時の前記トルク指令値を前記秤装置の秤誤差による秤誤差トルク値として検出する秤誤差検出手段と、前記トルク指令値と前記負荷トルク値を前記秤誤差トルク値で補正した負荷補償トルク値との演算により得られる前記トルク指令出力信号を前記電動機に出力するトルク演算手段と、を備えたことを特徴とするエレベータの制御装置にある。

この発明では、秤誤差値をより頻繁にまた短時間で容易に検出可能なエレベータの制御装置を提供できる。

実施の形態１．
図１はこの発明によるエレベータの制御装置の全体構成の一例を示す図、図２はこの実施の形態における秤誤差検出動作のフローチャート、図３は秤誤差補正動作のフローチャートであり、各図において同一もしくは相当部分は同一符号で示す。図１において、一般に誘導電動機や同期電動機の交流電動機等からなる電動機１はかご巻上用の電動機、回転速度検出器２は電動機１の回転速度を検出する。駆動綱車３は電動機１により駆動される。ロープ４は駆動綱車３に巻き掛けられると共に、それぞれかご５及びつり合おもり６が結合されている。防振ゴム７はかご５の下部に設けられ、かご５を弾性支持する。差動トランスからなる秤装置８は防振ゴム７のたわみ量を検出する。

かご５が停止中、このかご５に乗客が乗り込むと、防振ゴム７が圧縮され、秤装置８は防振ゴム７の圧縮量からかご５内の重量を検出する。負荷トルク演算手段２０は秤装置８から出力される秤検出信号１９ａ(Ｖｗ[Ｖ])を基に、かご５内の負荷重量を含むかご５側総重量とつり合いおもり６の重量との重量差により発生する負荷トルクＴｗを次式により演算し、負荷トルク信号２１ａ(Ｔｗ)を出力する。

Ｔｗ＝Ｋ(Ｖｗ−Ｖｃｗｔ)Ｒ
但し、
Ｋ：かご５内負荷重量対秤装置８の出力電圧の換算係数、
Ｖｃｗｔ：つり合いおもり６の全重量のうちかご５自重相当分を差し引いた重量を秤装
置８で計量した場合の出力電圧[Ｖ]
Ｒ：駆動綱車３の有効半径[ｍ]

エレベータが走行する場合は、速度指令発生手段９から速度指令信号１０ａ(Ｓｃ)が出力される。減算器１２は、速度指令信号１０ａと回転速度検出器２で測定される実速度信号１１ａ(Ｓｒ)との差を示す速度差分信号１３ａ(Ｓｄ)を求める。速度差分信号１３ａは速度制御手段１４に入力され、速度制御手段１４は、目的の速度指令に追従するために電動機１が発生すべきトルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)を出力する。

また、秤誤差検出手段２２は、速度制御手段１４の出力であるトルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)を基に秤誤差トルクを検出する。秤誤差トルク演算手段２４は、秤誤差検出手段２２から出力された秤誤差トルク信号２３ａ(Ｔｅ)を基に、秤誤差トルク補正値信号２５ａ(Ｔｅｏ)を演算する。加算器２６は、秤誤差トルク補正値信号２５ａと負荷トルク信号２１ａとを加算して秤誤差補正を行う秤誤差補正手段２８の役割を果たす。

加算器１６は、秤誤差補正手段２８の出力である負荷補償トルク信号２７ａ(Ｔｅｗ)とトルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)を加算するトルク演算を行うトルク演算手段２９の役割を果たす。そしてトルク演算手段２９の出力信号が電動機１が出力すべきトルク指令出力信号１７ａ(Ｔｓｅｗ)であり、この信号をもとに電力変換装置１８が動作し、電動機１に速度指令１０ａ(Ｓｃ)どおりに電動機１が回転するためのトルクを発生させる。

次に、秤誤差検出手段２２について説明する。秤装置８から出力される秤検出信号１９ａ(Ｖｗ)に誤差が含まれていない場合、上記重量差により発生する不平衡トルクは負荷トルク演算手段２０からの負荷トルク信号２１ａ(Ｔｗ)のみで示される。この状態で、駆動綱車３を拘束しているブレーキ(図示省略)を開放すると、上記重量差は電動機１の発生するトルク(負荷トルクＴｗ(２１ａ)に等しい)により相殺され、かご５にブレーキ開放による衝撃を与えない。

しかしながら、秤装置８から出力される秤検出信号１９ａ(Ｖｗ)に誤差が含まれている場合、負荷トルク演算手段２０の負荷トルク信号２１ａ(Ｔｗ)に誤差トルク(＝Ｔｅ)が含まれることとなり、かご停止時からのブレーキ開放時、電動機１が上記重量差を打ち消すために十分なトルクが出力されず、かご５の位置が変動する。これを回転速度検出器２が検知し、実速度信号１１ａ(Ｓｒ)を出力する。そして実速度信号１１ａ(Ｓｒ)と速度指令発生手段９からの速度指令信号１０ａ(Ｓｃ：停止中は速度０が出力されている)との速度差分信号１３ａ(Ｓｄ)に基づいて速度制御手段１４からトルク指令信号１５ａ(Ｔｓ＝Ｔｅ)が出力され、上記不平衡トルクが補償される。すなわち、かご５が停止状態にある時のブレーキ開放時の速度制御手段１４から出力されるトルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)を検出することで、秤誤差を検出できる。

トルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)が秤誤差トルク信号２３ａ(Ｔｅ)と同じになる(Ｔｓ＝Ｔｅ)ことに関してもう少し説明すると、秤情報が正しい場合、負荷トルク演算手段２０からの負荷トルク信号Ｔｗは正確な負荷トルク(これをＴｅｗとする)を演算していることになる。正確な負荷トルクが出力されれば、ブレーキ開放時でも静止保持することができる(速度指令信号Ｓｃの値は０であるから)。しかし、もし負荷トルク演算手段２０の出力する負荷トルク信号２１ａ(Ｔｗ)に誤差があれば、ブレーキ開放時にアンバランス状態が発生し、かご５が動く。これは、速度差分信号１３ａ(Ｓｄ)が０でなくなることを意味し、結果的に速度制御手段１４の出力するトルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)から何らかの値を出力することになる。この場合、トルク指令信号１５ａは、アンバランストルクを補償するような働きをすることになり、停止状態からのブレーキ開放時であれば、これは秤誤差トルク信号２３ａ(Ｔｅ)と同じものとなる。

図２は、秤誤差検出手段２２の動作を示すフローチャートである。例えば図１に示す実速度信号１１ａ(Ｓｒ)及びブレーキ状態信号Ｂに基づき、かご５の停止状態からブレーキを開放した状態になると(ステップＳ１，Ｓ２)、速度制御手段１４から出力されているトルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)を入力とし、これを秤誤差トルク信号２３ａとして出力すると共に、これを秤誤差トルク値Ｔｅとしてメモリ(図示省略)へ格納する(ステップＳ３)。またステップＳ２で、かご５が停止中でありブレーキが開放中でないエレベータ待機中であれば、秤誤差トルク演算手段２４に演算開始指令を出力する(ステップＳ４)。
トルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)の検出に関し、秤装置８の誤差によりかご内負荷重量が実際より大きく(小さく)計測されると、負荷補償トルク信号２７ａの値が大きく(小さく)なり過ぎ、ブレーキが開放されるとかご５の実速度信号１１ａ(Ｓｒ)が０から速度指令信号１０ａ(Ｓｃ)より早く(遅く)立ち上がるため、その速度差分信号１３ａ(Ｓｄ)はマイナス(プラス)値となり、速度制御手段１４の出力を減少(増加)させる速度制御がなされる。

図３は、秤誤差トルク演算手段２４の複数回行われる動作のうちの一回の動作を示すフローチャートである。秤誤差トルク演算手段２４は、秤誤差検出手段２２から秤誤差トルクの演算開始指令が入力されると(ステップＳ５)、現在の秤誤差トルク補正値信号２５ａ(Ｔｅｏ)に秤誤差検出手段２２から出力された秤誤差トルク信号２３ａ(Ｔｅ)を加算する。すなわち、秤誤差トルクの演算開始指令が出ると、前回までに検出された秤誤差トルク補正値Ｔｅｏに新しく検出された秤誤差トルクＴｅを加算して積算し新たな秤誤差トルク補正値Ｔｅｏに更新して出力する(ステップＳ６)。

秤誤差補正手段２８を構成する加算器２６では、秤誤差トルク演算手段２４から出力された秤誤差トルク補正値信号２５ａ(Ｔｅｏ)と、負荷トルク演算手段２０から出力された負荷トルク信号２１ａ(Ｔｗ)の加算値である負荷補償トルクＴｅｗを求めて、負荷補償トルク信号２７ａ(Ｔｅｗ)として加算器１６からなるトルク演算手段２９に出力する。

このように、かご５の停止状態からのブレーキ開放時に速度制御手段１４から出力されるトルク指令値Ｔｓから秤誤差トルク値Ｔｅを検出し、これに基づいて負荷トルク値Ｔｗを補正するようにしたので、従来のように一定速走行状態にならないと秤誤差補正が行えないのに比べて、より頻繁に秤誤差補正を行うことができる。

また、停止中からのブレーキ開放時に速度制御手段１４から出力されるトルク指令値Ｔｓから秤誤差トルク値Ｔｅを検出できるため、より短時間で容易に秤誤差トルク補正値を導出できる。

実施の形態２．
図４はこの発明の別の実施の形態によるエレベータの制御装置の、秤誤差検出手段２２の動作を示すフローチャートである。図２と同一部分は同一符号で示す。その他の部分は上記実施の形態と基本的に同じである。図４は複数回の運転を行った場合の秤誤差検出手段２２の動作を示すフローチャートであり、秤誤差検出手段２２はかご５の停止状態からブレーキが開放される度に(ステップＳ１，Ｓ２)、速度制御手段１４からのトルク指令信号１５ａをトルク指令Ｔｓとして前回までのものと合わせて、複数回のトルク指令信号１５ａ(Ｔｓ)の平均値を演算し、その結果を秤誤差トルク信号２３ａ(Ｔｅ)としてメモリ(図示しない)へ格納する(ステップＳ７)。そしてステップＳ２でかご５が停止中でありブレーキが開放中でないエレベータ待機中であれば、秤誤差トルク演算手段２４に演算開始指令を出力し(ステップＳ４)、演算開始指令を出力すると、停止中且つブレーキ開放中でない状態の秤誤差検出手段２２の秤誤差トルク信号２３ａ(Ｔｅ)は必要ないので０にリセットする。これにより、より正確な制御が行える。

実施の形態３．
図５はこの発明のさらに別の実施の形態によるエレベータの制御装置の、秤誤差トルク演算手段２４の動作を示すフローチャートである。図３と同一部分は同一符号で示す。その他の部分は上記実施の形態と基本的に同じである。図５は、秤誤差トルクＴｅが所定トルクＴｌｉｍより小さな値になった場合の秤誤差トルク演算手段２４の動作を示すフローチャートであり、ステップＳ９で、秤誤差検出手段２２から出力された秤誤差トルク信号２３ａが示す秤誤差トルクＴｅと、所定トルクＴｌｉｍとの大小関係を判定する。そしてＴｅ＞Ｔｌｉｍが成立する場合には、前回までの秤誤差トルク補正値Ｔｅｏに秤誤差トルクＴｅを加えて新たな秤誤差トルク補正値Ｔｅｏとする(ステップＳ１０)。ステップＳ９で、Ｔｅ＞Ｔｌｉｍが成立しない、すなわちＴｅ≦Ｔｌｉｍの場合には、秤誤差トルク信号Ｔｅを無視し、前回までの秤誤差トルク補正値信号Ｔｅｏをそのまま出力する。

このように、Ｔｌｉｍ以下の秤誤差トルクＴｅを無視するのは、秤誤差の学習が行われていくと、ある値に収束していくが、収束値が一定しない場合があることが考えられるため(速度指令Ｓｃと実速度Ｓｒの偏差を基にして算出する信号なので、０に収束しない可能性がある)、秤誤差トルクＴｅが非常に小さくなってきたら、補正値を固定する。これにより学習後の補正値を一定にすることができる。

このように実施の形態２，３では、秤誤差検出手段２２と、秤誤差トルク演算手段２４を複数回動作させることで、秤誤差トルク補正値(Ｔｅｏ)の精度が向上し、エレベータが出発する際の起動衝撃を常に正確に抑制でき、乗り心地を改善できる。

なお、この発明は上記各実施の形態の可能な組合せも含むことは言うまでもない。

また図１において、秤誤差トルク演算手段２４を省略して、秤誤差補正手段２８で秤誤差トルク２３ａ(Ｔｅ)と負荷トルク信号２１ａ(Ｔｗ)から負荷補償トルク信号２７ａ(Ｔｅｗ)を求めてトルク演算手段２９に出力するようにしても、当初の効果は得られる。

この発明によるエレベータの制御装置の全体構成の一例を示す図である。この発明の一実施の形態における図１の制御装置の秤誤差検出動作のフローチャートである。この発明の一実施の形態における図１の制御装置の秤誤差補正動作のフローチャートである。この発明の別の実施の形態におけるエレベータの制御装置の秤誤差検出動作を示すフローチャートである。この発明のさらに別の実施の形態におけるエレベータの制御装置の秤誤差補正動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１電動機、２回転速度検出器、３駆動綱車、４ロープ、５かご、６つり合おもり、７防振ゴム、８秤装置、９速度指令発生手段、１０ａ速度指令信号、１１ａ実速度信号、１２減算器、１３ａ速度差分信号、１４速度制御手段、１５ａトルク指令信号、１６，２６加算器、１７ａトルク指令出力信号、１８電力変換装置、１９ａ秤検出信号、２０負荷トルク演算手段、２１ａ負荷トルク信号、２２秤誤差検出手段、２３ａ秤誤差トルク信号、２４秤誤差トルク演算手段、２５ａ秤誤差トルク補正値信号、２７ａ負荷補償トルク信号、２８秤誤差補正手段、２９トルク演算手段。

Claims

エレベータのかご内負荷を検出する秤装置を用いてエレベータのかご巻上用の電動機の駆動制御を行い、前記電動機のための速度指令値と実速度値の差から得られるトルク指令値と、前記秤装置からのかご内の負荷を示す秤検出値に基づく負荷トルク値との演算により得られる、前記電動機が発生すべきトルクのトルク指令出力信号を前記電動機に出力して制御を行うエレベータの制御装置であって、
前記かごの停止状態からのブレーキ開放時の前記トルク指令値を前記秤装置の秤誤差による秤誤差トルク値として検出する秤誤差検出手段と、
前記トルク指令値と前記負荷トルク値を前記秤誤差トルク値で補正した負荷補償トルク値との演算により得られる前記トルク指令出力信号を前記電動機に出力するトルク演算手段と、
を備えたことを特徴とするエレベータの制御装置。
前記秤誤差検出手段が、前記かごの停止状態からのブレーキ開放時毎に前記秤誤差トルク値を求めると共に、前記かごが停止中でありブレーキ開放中でないエレベータ待機中毎に新しい前記秤誤差トルク値により更新される秤誤差トルク補正値を求める秤誤差トルク演算手段をさらに備え、
前記トルク演算手段が、前記トルク指令値と前記負荷トルク値を前記秤誤差トルク補正値で補正した負荷補償トルク値との演算により前記トルク指令出力信号を得ることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。
前記秤誤差検出手段において、前記トルク指令値の複数回の平均値を秤誤差トルク値としたことを特徴とする請求項２に記載のエレベータの制御装置。
前記秤誤差トルク演算手段が、前記秤誤差トルク値が所定値以下の時に更新を行わないことを特徴とする請求項２又は３に記載のエレベータの制御装置。