JP5573300B2 - エレベーターの制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エレベーターの制御装置に関するものである。

従来におけるエレベーターの制御装置においては、ブレーキ装置の正確な動的制動力を得ることを目的とするものとして、エレベーターの昇降路内を昇降するかごと、このかごを駆動する駆動装置と、この駆動装置を制動するブレーキ装置と、かごが所定速度で走行するために駆動装置に必要なトルクをトルク指令値として出力する速度制御器と、かごが一定速度で走行している際のブレーキ装置の開放時におけるトルク指令値及びかごが一定速度で走行している際のブレーキ装置の制動時におけるトルク指令値に基づいて、ブレーキ装置の動的制動力を算出する制動力演算器と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２６３３７１号公報

２００９年９月に施行された改正建築基準法施行令において、戸開走行保護装置の設置が義務付けられ、戸が開いた状態での意図しないかごの動きに対して所定の距離でかごを停止させる制動能力を確保するとともに、その制動能力を検査する必要がある。
この戸開走行保護装置においては、比較的速度の遅い状態から所定の距離内でかごを停止させるため制動能力を要求されるが、この際の制動能力については、動トルク（動的制動力）の大きさのみならず、ブレーキ動作の遅れ時間やブレーキトルクの立ち上がりにかかる時間による影響も大きいため、これらを測定して所定距離内でかごを停止させることができるか否かを判定する必要がある。

しかしながら、特許文献１に示された従来におけるエレベーターの制御装置においては、動トルク値の測定は可能ではあるが、ブレーキ動作遅れ時間や、ブレーキトルクの立ち上がりの時定数については測定することができず、戸開走行保護装置に要求される制動能力を有しているか否かについて判定することができないという課題がある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、動トルクの大きさ、動作遅れ時間及びトルク立ち上がり時定数を測定することができ、例えば戸開走行保護装置等について所定距離内でかごを停止させることができるか否かを判定することが可能であるエレベーターの制御装置を得るものである。

この発明に係るエレベーターの制御装置においては、エレベーターの昇降路内に昇降自在に配置されたかごと、前記かごの昇降を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制動するブレーキ装置と、前記かごを走行させる際に速度指令に対して追従するようにトルク指令を出力して前記駆動装置を制御するエレベーターの制御装置であって、前記ブレーキ装置の開放時及び制動時のそれぞれにおいて前記かごが所定の一定速度で走行している際のそれぞれのトルク指令に基づいて、前記ブレーキ装置の動的制動能力を測定する制動能力測定装置と、前記ブレーキ装置を開放して前記かごが前記一定速度で走行している状態において前記ブレーキ装置を制動させて前記かごをそのまま前記一定速度を維持するように走行させた際における前記トルク指令の時系列変化であるトルク指令プロファイルを記録するトルク指令プロファイル記録装置と、前記制動能力測定装置により測定された前記ブレーキ装置の動的制動能力に基づいて、前記ブレーキ装置に所定の速度で走行中の前記かごを所定の制動距離で停止させる制動能力があるのか否かの判定を行う制動能力判定装置と、を備え、前記制動能力測定装置は、前記トルク指令プロファイル記録装置に記録されたトルク指令プロファイルを用いて、前記ブレーキ装置の動的制動能力として、動トルク値の大きさ、ブレーキ動作遅れ時間及びトルク立ち上がり時定数を少なくとも測定し、前記制動能力判定装置は、前記ブレーキ動作遅れ時間と前記トルク立ち上がり時定数との積が前記動トルク値の大きさにより定まる一定値より大きい場合に、前記ブレーキ装置に所定の速度で走行中の前記かごを所定の制動距離で停止させる制動能力がないと判定する構成とする。

この発明に係るエレベーターの制御装置においては、動トルクの大きさ、動作遅れ時間及びトルク立ち上がり時定数を測定することができ、例えば戸開走行保護装置等について所定距離内でかごを停止させることができるか否かを判定することが可能であるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置の全体構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置のブレーキ制動能力測定時におけるトルク指令値のプロファイルを示す図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置のブレーキ制動能力測定時における動作を示すフロー図である。 この発明の実施の形態１に係るエレベーターの制御装置のブレーキ制動能力を判定する際における基準の設定例を示す図である。

実施の形態１．
図１から図４は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１はエレベーターの制御装置の全体構成を示すブロック図、図２はエレベーターの制御装置のブレーキ制動能力測定時におけるトルク指令値のプロファイルを示す図、図３はエレベーターの制御装置のブレーキ制動能力測定時における動作を示すフロー図、図４はエレベーターの制御装置のブレーキ制動能力を判定する際における基準の設定例を示す図である。

図において１はエレベーターの図示しない昇降路内に昇降自在に配置されたかごであり、昇降路内にはこのかご１と逆方向に移動する釣合い重り２も昇降自在に配置されている。
昇降路の頂部等にはかご１及び釣合い重り２の昇降を駆動するための駆動装置を構成する巻上機が設置されている。そして、かご１の上部には主ロープ３の一端が連結されており、この主ロープ３の中間が巻上機の巻上シーブ４に巻き掛けられた上で、主ロープ３の他端が釣合い重り２の上部に連結されることにより、かご１及び釣合い重り２は昇降路内につるべ状に吊持されている。

主ロープ３は、巻上シーブ４の綱溝との間に発生する摩擦力によって巻上シーブ４の回動と連動して移動し、この主ロープ３の移動によりかご１及び釣合い重り２がつるべ式に昇降路内を昇降する。巻上機に備えられた巻上シーブ４は、同じく巻上機に備えられた巻上モータ５によって駆動され、ブレーキ装置６によってその回動が制動される。
巻上シーブ４の回動を制動するこのブレーキ装置６には、巻上シーブ４（巻上モータ５）に連動して回動するブレーキドラム６ａと、このブレーキドラム６ａに対向するように配置されたブレーキ６ｂと、が備えられ、ブレーキ６ｂの一部がブレーキドラム６ａに接触する際の摩擦力によって制動力が発生する。

この巻上モータ５やブレーキ装置６は、昇降路頂部の機械室や昇降路壁等に設置された制御装置本体７によって制御されている。以下、この制御装置本体７の構成について説明する。
制御装置本体７に備えられた速度制御器８は、入力された停止階等に合わせてかご１を最適な速度で昇降させるように出力された速度指令値と、巻上モータ５の回転数を測定してかご１の昇降速度を検出するエンコーダ９からの速度帰還値とが入力されると、かご１の走行速度が速度指令値によって得られる速度と同速度となるために巻上モータ５に必要なトルクを算出し、このトルクをトルク指令値τｓとして電流制御器１０に対して出力する。
電流制御器１０は、速度制御器８からトルク指令値τｓが入力されると、入力されたトルク指令値τｓに基づいて巻上モータ５に供給する電流を制御する。その結果、巻上モータ５のトルクτｍはトルク指令値τｓに合わせて制御され、かご１の走行速度は、速度指令値に追従するように制御される。

制御装置本体７に備えられた運転モード切換装置１１は、当該エレベーターの運転モードを、通常走行を行う通常走行モードとブレーキトルク測定モードとの間での切換を行うものである。
運転モード切換装置１１は所定のモード切換条件が成立すると運転モードを通常走行モードからブレーキトルク測定モードへと切換を行う。この所定のモード切換条件は、例えば、かご１に設けられた図示しないかご内負荷検出装置によって、かご１内が無負荷であることが検出された場合等である。また、人による制御盤の操作等、手動によって切換えることができるようにしてもよい。

制御装置本体７には、速度制御器８から出力されるかご１の実際の移動速度を示す速度信号に基づいてかご１の走行速度を検出し、かご１が所定の一定速度となったことを検出すると一定速度信号を発生する一定速度検出器１２が備えられている。
運転モード切換装置１１は、運転モードがブレーキトルク測定モードであるときに、ブレーキ６ｂを開放した状態でかご１を走行させて一定速度検出器１２から一定速度信号を受け取ると、制御装置本体７が備えるブレーキ制御器１３へとブレーキ落下指令を発する。

ブレーキ制御器１３は、ブレーキ装置６の動作制御を司るものであり、運転モード切換装置１１からのブレーキ落下指令を受け取ると、ブレーキ６ｂをブレーキドラム６ａへと落下させて接触させる。
ブレーキ６ｂが落下すると制動力が加わり、かご１の走行速度が減少するため、かご１の走行速度が速度指令値の速度と同速度となるために巻上モータ５に必要なトルクすなわち速度制御器８から出力されるトルク指令値τｓが増加する。

制御装置本体７に備えられたトルク指令プロファイル記録装置１４は、この際のトルク指令値τｓのプロファイル（時系列変化）を記録する。
すなわち、このトルク指令プロファイル記録装置１４は、ブレーキ装置６を開放してかご１が一定速度で走行している状態においてブレーキ装置６を制動させてかご１をそのまま一定速度を維持するように走行させた際におけるトルク指令値τｓの時系列変化であるトルク指令プロファイルを記録する。

制御装置本体７には、このトルク指令プロファイル記録装置１４が記録したトルク指令値τｓのプロファイルに基づいてブレーキ装置６の制動能力を測定する制動能力測定装置１５、及び、この制動能力測定装置１５による測定結果に基づいてブレーキ装置６に所定の速度で走行中のかご１を所定の制動距離で停止させる制動能力があるのか否かの判定を行う制動能力判定装置１６が備えられている。

制動能力測定装置１５は、ブレーキ装置６の開放時及び制動時のそれぞれにおいてかご１が所定の一定速度で走行している際のそれぞれのトルク指令に基づいて、ブレーキ装置６の動的制動能力を測定するものである。
すなわち、制動能力測定装置１５は、トルク指令プロファイル記録装置１４が記録したトルク指令値τｓのプロファイルに基づいてブレーキ制動時における動トルク値の大きさτｂｋ、ブレーキ落下指令が発せられてからトルク指令値が立ち上がり始めるまでの時間であるブレーキ動作遅れ時間ｔｄ、及び、トルク指令値が立ち上がり始めてから所定の大きさになるまでの時間で表されるトルク立ち上がり時定数ｔｂｋを測定する（図２）。

制動能力判定装置１６は、制動能力判定の基準となる所定の速度で走行中のかご１に対する所定の制動距離を予め記憶しており、制動能力測定装置１５により測定されたブレーキ装置６の動的制動能力である動トルク値の大きさτｂｋ、ブレーキ動作遅れ時間ｔｄ及びトルク立ち上がり時定数ｔｂｋに基づいて、制動能力の判定を行う。

具体的には、ブレーキ制動能力測定は図３に示す一連のフローに従って行われる。
まず、ブレーキ装置６を開放した状態でかご１を走行させ、ステップＳ１において、かご１の走行速度が所定の一定速度となったか否か、すなわち、一定速度検出器１２から一定速度信号が出力されたか否かが確認される。かご１の走行速度が所定の一定速度となったことが確認されるまでこのステップが繰り返され、かご１の走行速度が所定の一定速度となったことが確認されると次のステップＳ２へと進む。

ステップＳ２においては、ステップＳ１においてかご１が一定速度になったことが確認された時点におけるトルク指令値τｓをトルクの初期値τ０としてトルク指令プロファイル記録装置１４に記録するとともに、タイマーカウントＴを０に初期化してタイマーカウントを開始する。
続くステップＳ３において、制動能力測定装置１５は、所定の０より大きい基準値αに対し、τｓ−τ０＞αとなったか否かについて確認し、τｓ−τ０＞αとならずτｓ−τ０≦αであることが確認される間は、ステップＳ４にてタイマーカウントＴを１進める（現在の値に１を加えた値に置き換える）。

そして、このステップＳ３の確認においてτｓ−τ０＞αとなったことが確認された場合にはステップＳ５へと移行して、制動能力測定装置１５は、その時点におけるタイマーカウントＴの値がブレーキ動作遅れ時間ｔｄであると判定してこの値を記録する。なお、所定の０より大きい基準値αは、誤動作しない程度に十分小さな値にするとよい。
続くステップＳ６において、トルク指令プロファイル記録装置１４は、Ｔ＝ｔｄからの各タイマーカウントＴ毎のトルク指令値τｓ［Ｔ−ｔｄ］をトルク指令プロファイルとして記録し、ステップＳ７へと進む。

ステップＳ７においては、現在のタイマーカウントＴの値（Ｔ＝ｎ）におけるトルク指令値τｓの値τ［ｎ］と１つ前のタイマーカウントＴの値（Ｔ＝ｎ−１）におけるトルク指令値τｓの値τ［ｎ−１］との差の絶対値｜τ［ｎ］−τ［ｎ−１］｜が、所定の０より大きい基準値βより小さいか否か（｜τ［ｎ］−τ［ｎ−１］｜＜βであるか否か）、すなわち、トルク指令値τｓが一定になったか否かについて確認を行う。
このステップＳ７の確認において、｜τ［ｎ］−τ［ｎ−１］｜＜βとならず｜τ［ｎ］−τ［ｎ−１］｜≧βであることが確認される間は、ステップＳ６へと戻りトルク指令値τｓ［Ｔ−ｔｄ］についてトルク指令プロファイルの記録が継続される。

そして、このステップＳ７の確認において｜τ［ｎ］−τ［ｎ−１］｜＜βであってトルク指令値τｓが一定になったことが確認された場合にはステップＳ８へと移行して、制動能力測定装置１５は、その時点におけるトルク指令値τｓからステップＳ２において記録したトルク初期値τ０を減じた値τｓ−τ０をブレーキ制動時の動トルク値τｂｋとして記録する。

続けてステップＳ９へと移り、制動能力測定装置１５は、トルク指令プロファイル記録装置１４に記録されたトルク指令プロファイルτｓ［Ｔ−ｔｄ］を参照し、トルク指令プロファイルτｓ［Ｔ−ｔｄ］が初めて動トルク値τｂｋに所定の定数を乗じた値より大きくなった時点におけるＴ−ｔｄの値をトルク立ち上がり時定数ｔｂｋとして演算し記録する。
なお、ここでは、トルク立ち上がり時定数ｔｂｋの演算に用いる所定の定数は０．６３２とする。すなわち、τｓ［Ｔ−ｔｄ］＞０．６３２τｂｋとなるＴ−ｔｄをトルク立ち上がり時定数ｔｂｋとする。
そして、ステップＳ１０へと至り一連の動作フローは終了する。

このようにして、制動能力測定装置１５は、ブレーキ装置６を開放してかご１が所定の一定速度で走行している状態においてブレーキ装置６を制動させてかご１をそのまま所定の一定速度を維持するように走行させた際におけるトルク指令値τｓの時系列変化であるトルク指令プロファイルに基づいて、ブレーキ装置６の動的制動能力（動トルク値の大きさτｂｋ、ブレーキ動作遅れ時間ｔｄ及びトルク立ち上がり時定数ｔｂｋ）の測定を行う。

また、制動能力判定装置１６における、制動能力測定装置１５による測定結果に基づくブレーキ装置６にかご１を所定の距離で停止させる制動能力があるのか否かの判定は、詳しくは次のようにして行われる。
すなわち、前述のごとく、制動能力判定装置１６は、制動能力測定装置１５により測定された動トルク値の大きさτｂｋ、ブレーキ動作遅れ時間ｔｄ及びトルク立ち上がり時定数ｔｂｋに基づいて、制動能力の判定を行う。

一般に、走行しているかご１を所定の制動距離で停止させるためには、ブレーキ動作遅れ時間ｔｄが長くなるほどトルク立ち上がり時定数ｔｂｋがより短い（小さい）必要があり、逆にブレーキ動作遅れ時間ｔｄが短くなるほどトルク立ち上がり時定数ｔｂｋがより長い（大きい）必要がある。
つまり、かご１を所定の制動距離で丁度停止させる得るブレーキ動作遅れ時間ｔｄとトルク立ち上がり時定数ｔｂｋの値の組は、ブレーキ動作遅れ時間ｔｄとトルク立ち上がり時定数ｔｂｋとの積ｔｄ×ｔｂｋが一定値となる曲線上にプロットされることになる（図４）。

そして、同一のブレーキ動作遅れ時間ｔｄにおいてはトルク立ち上がり時定数ｔｂｋが小さいほど、同一のトルク立ち上がり時定数ｔｂｋにおいてはブレーキ動作遅れ時間ｔｄが小さいほど、かご１を短い制動距離で停止させ得るため、図４のグラフ上でｔｄ×ｔｂｋ＝一定値の曲線よりも原点側にプロットされる場合に、ブレーキ装置６がかご１を所定の距離で停止させる以上の制動能力を有していることになり、制動能力の判定は合格ということになる。
また、逆に、図４のグラフ上でｔｄ×ｔｂｋ＝一定値の曲線よりも反原点側にプロットされる場合には、ブレーキ装置６がかご１を所定の距離で停止させる制動能力を有しておらず、制動能力の判定は不合格ということになる。

この制動能力の判定に用いられる判定曲線ｔｄ×ｔｂｋ＝一定値における一定値は、制動能力測定装置１５により測定された動トルク値の大きさτｂｋにより変化する。すなわち、動トルク値の大きさτｂｋが大きいほどブレーキ動作遅れ時間ｔｄとトルク立ち上がり時定数ｔｂｋが大きくてもかご１を所定の距離で停止させることが可能であるので、動トルク値の大きさτｂｋが大きいほどｔｄ×ｔｂｋ＝一定値の一定値も大きくなり、判定曲線ｔｄ×ｔｂｋ＝一定値は図４において原点から離れる方向へと移動して合格と判定される領域が広くなる。

このように、制動能力判定装置１６は、ブレーキ動トルク値の大きさτｂｋ毎に判定曲線ｔｄ×ｔｂｋ＝一定値を予め有しており、制動能力測定装置１５により測定されたブレーキ動トルク値の大きさτｂｋに応じてこれらの判定曲線のうちから判定に用いる曲線を選択し、制動能力測定装置１５により測定されたブレーキ動作遅れ時間ｔｄとトルク立ち上がり時定数ｔｂｋの値の組が、当該判定曲線ｔｄ×ｔｂｋ＝一定値の上又は原点側にプロットされる場合にはブレーキ装置６の制動能力は合格であると判定する。

また、制動能力測定装置１５により測定されたブレーキ動作遅れ時間ｔｄとトルク立ち上がり時定数ｔｂｋの値の組が、当該判定曲線ｔｄ×ｔｂｋ＝一定値より反原点側にプロットされる場合にはブレーキ装置６の制動能力は不合格であると判定する。
そして、ブレーキ装置６の制動能力は不合格であると判定した場合には、所定の動作、例えば制動能力不合格の旨の警告を制御盤から若しくは管理室等へと発する又はエレベーターを起動不能とする等、を行う。

以上のように構成されたエレベーターの制御装置は、エレベーターの昇降路内に昇降自在に配置されたかごと、かごの昇降を駆動する駆動装置と、駆動装置を制動するブレーキ装置と、かごを走行させる際に速度指令に対して追従するようにトルク指令を出力して駆動装置を制御するエレベーターの制御装置であって、ブレーキ装置の開放時及び制動時のそれぞれにおいてかごが所定の一定速度で走行している際のそれぞれのトルク指令に基づいて、ブレーキ装置の動的制動能力を測定する制動能力測定装置と、ブレーキ装置を開放してかごが一定速度で走行している状態においてブレーキ装置を制動させてかごをそのまま一定速度を維持するように走行させた際におけるトルク指令プロファイルを記録するトルク指令プロファイル記録装置と、を備え、制動能力測定装置は、トルク指令プロファイル記録装置に記録されたトルク指令プロファイルを用いて、ブレーキ装置の動的制動能力を測定するものである。

また、制動能力測定装置は、ブレーキ装置の動的制動能力として、動トルク値の大きさ、ブレーキ動作遅れ時間及びトルク立ち上がり時定数を少なくとも測定するものである。
そして、制動能力測定装置により測定されたブレーキ装置の動的制動能力、動トルク値の大きさ、ブレーキ動作遅れ時間及びトルク立ち上がり時定数に基づいて、ブレーキ装置に所定の速度で走行中のかごを所定の制動距離で停止させる制動能力があるのか否かの判定を行う制動能力判定装置をさらに備えたものである。

このため、動トルクの大きさ、動作遅れ時間及びトルク立ち上がり時定数を測定することができ、戸開走行保護装置について所定距離内でかごを停止させることができるか否かを判定することが可能である。

また、制動能力判定装置により、ブレーキ装置に所定の速度で走行中のかごを所定の制動距離以下で停止させる制動能力がないと判定された場合に、その旨の警告を発する又はエレベーターを起動不能とすることで、戸開走行保護装置について所定距離内でかごを停止させるだけの制動能力を確保することができない場合には、その旨の警告を発して保守点検等を促すとともに、エレベーターを起動不能として安全牲を確保することが可能である。

１ かご
２ 釣合い重り
３ 主ロープ
４ 巻上シーブ
５ 巻上モータ
６ ブレーキ装置
６ａ ブレーキドラム
６ｂ ブレーキ
７ 制御装置本体
８ 速度制御器
９ エンコーダ
１０ 電流制御器
１１ 運転モード切換装置
１２ 一定速度検出器
１３ ブレーキ制御器
１４ トルク指令プロファイル記録装置
１５ 制動能力測定装置
１６ 制動能力判定装置

Claims (2)

1. エレベーターの昇降路内に昇降自在に配置されたかごと、前記かごの昇降を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制動するブレーキ装置と、前記かごを走行させる際に速度指令に対して追従するようにトルク指令を出力して前記駆動装置を制御するエレベーターの制御装置であって、
   前記ブレーキ装置の開放時及び制動時のそれぞれにおいて前記かごが所定の一定速度で走行している際のそれぞれのトルク指令に基づいて、前記ブレーキ装置の動的制動能力を測定する制動能力測定装置と、
   前記ブレーキ装置を開放して前記かごが前記一定速度で走行している状態において前記ブレーキ装置を制動させて前記かごをそのまま前記一定速度を維持するように走行させた際における前記トルク指令の時系列変化であるトルク指令プロファイルを記録するトルク指令プロファイル記録装置と、
   前記制動能力測定装置により測定された前記ブレーキ装置の動的制動能力に基づいて、前記ブレーキ装置に所定の速度で走行中の前記かごを所定の制動距離で停止させる制動能力があるのか否かの判定を行う制動能力判定装置と、を備え、
   前記制動能力測定装置は、前記トルク指令プロファイル記録装置に記録されたトルク指令プロファイルを用いて、前記ブレーキ装置の動的制動能力として、動トルク値の大きさ、ブレーキ動作遅れ時間及びトルク立ち上がり時定数を少なくとも測定し、
   前記制動能力判定装置は、前記ブレーキ動作遅れ時間と前記トルク立ち上がり時定数との積が前記動トルク値の大きさにより定まる一定値より大きい場合に、前記ブレーキ装置に所定の速度で走行中の前記かごを所定の制動距離で停止させる制動能力がないと判定することを特徴とするエレベーターの制御装置。
2. 前記制動能力判定装置により、前記ブレーキ装置に所定の速度で走行中の前記かごを所定の制動距離以下で停止させる制動能力がないと判定された場合に、その旨の警告を発する又は前記エレベーターを起動不能とすることを特徴とする請求項１に記載のエレベーターの制御装置。

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