(57)【要約】  エレベーターのかご側ドアと乗場側ドアの係合を素早く検知し加速するため、エレベーターのかごの出入口を開閉するかご側ドアと、各階床の乗り場の出入口を開閉する乗り場側ドアと、かご側ドアを開閉駆動する電動機と、かご側ドアと乗り場側ドアとの間に設けられ、電動機の開閉駆動によるかご側ドアの開閉動作に連動して乗り場側ドアを開閉動作する係合装置を有するエレベーターのドア制御システムであって、前記電動機の回転を検出する回転検出手段の出力と、前記電動機のトルクを検出するトルク検出手段の出力とを用いて、あらかじめ、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合の前後の領域を事前に計算する手段と、その計算結果を保存する記憶手段と、実際のドア開閉時に得られる前記回転検出手段の出力及び前記トルク検出手段の出力と、前記記憶手段に保存された計算結果とを用いて、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合を検知する手段とを備えた。
2012093441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターのかごの出入口を開閉するかご側ドアと、各階床の乗り場の出入口を開閉する乗り場側ドアと、前記かご側ドアを開閉駆動する電動機と、前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの間に設けられ、前記電動機の開閉駆動による前記かご側ドアの開閉動作に連動して前記乗り場側ドアを開閉動作する係合装置を有するエレベーターのドア制御システムであって、
前記電動機の回転を検出する回転検出手段の出力と、前記電動機のトルクを検出するトルク検出手段の出力とを用いて、あらかじめ、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合の前後を識別する識別線を計算する手段と、
前記識別線を保存する記憶手段と、
実際のドア開閉時に得られる前記回転検出手段の出力及び前記トルク検出手段の出力と、
前記記憶手段に保存された識別線とを用いて、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合を検知するドア係合検知器と、
を備えたことを特徴とするエレベーターのドア制御システム。
【請求項２】
前記電動機の回転速度を指示する角速度パターン生成器を有し、前記ドア係合検知器の出力を用いて、前記角速度パターン生成器の出力を変更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ドア制御システム。
【請求項３】
前記回転検出手段の出力から得られる時系列データと、前記トルクを検出する電流センサから得られる時系列データの中で、係合していること及びしていないことが機械的仕様から保障される区間のデータを用いて、前記係合の前後を識別する識別線をあらかじめ計算する手段を持ち、その識別線を記憶する装置と、その記憶した情報と、実際のドア開閉時に前記電動機の回転検出手段の出力から得られる時系列データと、前記電流センサの出力から得られる時系列データとを用いて、係合したことをリアルタイムに検知するドア係合検知手段を持つことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項４】
前記回転検出手段の出力から得られる位置情報と、前記電動機を駆動する駆動電圧及び前記位置情報からトルクを計算する特殊トルク検出手段と、前記位置情報に依存して機械的に出力される既知トルクを事前に計算する機能を持つ既知トルク変換器とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項５】
前記回転検出手段から得られた角加速度の時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータから得られる係合前、係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗を導出し、前記係合によって駆動対象がかご側ドアだけから、乗り場側ドアを含めたものになることを利用して、識別線を構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項６】
ローパスフィルタの次数やカットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項７】
前記回転検出手段の出力から得られる位置情報により、前記電動機に付加される位置依存のトルクを計算する既知トルク変換器を有し、前記既知トルク変換器の出力と、前記回転検出手段から得られた角加速度の時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データを用いて、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗からドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・ドア質量推定器を持つことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項８】
前記回転検出手段から得られた時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前と係合後を代表する直線をそれぞれ導出し、係合前の直線と、係合後の直線が成す角度を２等分する直線を前記識別線とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項９】
前記回転検出手段から得られた時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前と係合後を代表する直線をそれぞれ導出し、係合前の直線と、係合後の直線が成す角度を、等角度ではなく、重み付けをした角度を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１０】
係合前は２点の角加速度とトルクの情報、係合後は２点の角加速度とトルクの情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１１】
係合前は２点の角加速度とトルクの情報、係合後は１点の角加速度とトルクの情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１２】
係合前の２点の角加速度とトルクの情報と係合前後の質量比の情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１３】
係合後の２点の角加速度とトルクの情報と係合前後の質量比の情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１４】
前記角速度パターン生成器の出力と、前記回転検出手段から得られる回転速度との差から前記電動機を制御する速度制御器を有し、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗からドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・質量推定器の出力を、前記速度制御器に入力することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１５】
前記電動機のトルクが所定の値以上になった場合に異常であると検知する過負荷検出器を有し、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャからドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・質量推定器の出力から、前記過負荷検出器の異常検知閾値を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベーターのドアの開閉における制御装置に関するものであり、かご側ドアと乗り場側ドアの係合を検知する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エレベーターのドアは、かご側に設けられた左右２枚のかご側ドアと乗り場側に設けられた左右２枚の乗り場側ドアとの合計４枚のドアから構成されており、ドアの開閉時には、かご側ドアと乗り場側ドアが係合されて、連動して開閉する機構となっている。かご側ドアとドア上部に設けられた駆動ベルトとは連結具によって連結されている。当該駆動ベルトは、無端状で水平方向に長い楕円形をしており、ドア上部装置に設けられている２つの巻掛車の双方に巻き掛けられて張設されている。この構成により、巻掛車の回転により駆動ベルトが回転することにより、ドアが開閉する仕組みになっている。このとき、かご側ドアと乗り場側ドアは全閉時には接触していないため、係合するまではドアを低速で動かす必要がある（図４参照）。これは高速で動作させた場合、係合時に衝突による大きな音や振動が発生するためである。
また、乗り場側ドアの係合の可否は不明なため、係合ギャップ（図３参照）が機械的仕様上、最も大きい場合でも、係合が終了しているはずの位置まで、かご側ドア１（図１参照）が動いてから加速動作に移行する。したがって、かなり長い時間の低速駆動時間が生じ（図４参照）、結果としてエレベーターの運行効率が低下するという問題があった。
これに対し特許文献１では、係合ギャップを検出する検出器を設け、検出器の出力に応じてドアを制御することで無駄な低速駆動時間を減らす技術が開示されている。
また特許文献２には、電動機のトルク変化から係合位置を検出する技術が開示されている。
さらに特許文献３には、電動機のトルクと角速度の変化から質量を推定し、係合位置を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０３−２９３２８３号公報（８頁、図１）
【特許文献２】特開２００７−１５７８７号号公報（６頁）
【特許文献３】特開２００９−２１４９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に示される技術を用いると、確かに無駄な低速駆動時間を減らすことができ、エレベーターの運行効率を良くすることができる。しかしながら、新たに係合ギャップを検出するセンサを設ける必要があるため、装置が複雑化及び大型化するという問題点があった。また、そのような係合ギャップを検出するセンサは一般に高価であるという問題点もあった。【０００５】
また、特許文献２は、係合時の電動機トルクや角速度の変化から係合を判断するものである。この技術は、通常の制御にもともと必要な電動機の速度センサや電流センサ（その制御電流はトルクにほぼ比例する。）の情報を利用してドアの係合を判断する技術であり、新たなセンサを必要としないため、装置の複雑化、大型化及び高価格化を防止できるという利点がある。しかしながら、速度の変動やトルクの変動は、ドアの係合以外の要因、例えばかご側ドアや乗り場側ドアの下部で生じる摩擦、ドアと敷居のゴミ詰まり等によっても生じるため、誤検出が生じやすいという問題点があった。【０００６】
また、係合による速度やトルクの変動度合いも、係合装置（係合ベーンと係合ローラ）の接触の具合、駆動ベルトのばね定数、かご側ドアや乗り場側ドアのレールとの摩擦、巻掛車を駆動するための電動機の制御アルゴリズムなど種々の要因で変動するため、係合を検知するための閾値をどのように設定すればよいか不明確であるという問題点もあった。
さらに、検知閾値が不明確であるがゆえに、係合の検知は、係合時のセンサ情報だけではなく、係合前後における一定期間以上のセンサ情報を含めて評価する必要が生じる。従って、係合の検知をリアルタイムに行うことはできず、上記の特許文献においても、一通り戸開動作を行ってから係合位置を検知し、その係合位置を各階ごとに記憶しておくことで、以降はその記憶された係合位置を利用してドア角速度パターンを変更する技術となっている。【０００７】
しかしながら、エレベーターのかごは乗客の乗り込み位置などによっても傾きが生じるため、同じ階であっても、乗客の有無や乗り込み位置によってかご側ドアと乗り場側ドアの位置関係が変化し、係合位置も変化する。したがって通常運転時においては、以前の開閉動作時に得られた係合位置は正しくなくなり、係合前に加速動作に移行したり、係合後も低速期間が継続したりするという問題点もあった。
また、特許文献３に示される技術は、低角加速度では質量推定の更新が遅れるという問題があった。係合付近では係合による衝撃を最小限に抑えるために、一定速度もしくは低角加速度でかご側ドアを駆動させる制御が一般的なため、特許文献３は特殊な制御の下で実施する必要があるとの問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、エレベーターのかごの出入口を開閉するかご側ドアと、各階床の乗り場の出入口を開閉する乗り場側ドアと、前記かご側ドアを開閉駆動する電動機と、前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの間に設けられ、前記電動機の開閉駆動による前記かご側ドアの開閉動作に連動して前記乗り場側ドアを開閉動作する係合装置を有するエレベーターのドア制御システムであって、前記電動機の回転を検出する回転検出手段と、前記電動機のトルクを検出するトルク検出手段とを用いて、あらかじめ、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合の前後を識別する識別線を計算する手段と、その識別線を保存する記憶手段を持ち、実際のドア開閉時に得られる前記回転検出手段と前記トルク検出手段の出力と、前記識別線とを用いて、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合を検知する手段とを備えたことを特徴とするエレベーターのドア制御システムである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、上述のように、エレベーターのドア制御システムにおいて、前記電動機の回転を検出する回転検出手段と、前記電動機のトルクを検出する電流センサと、前記回転検出手段と前記電流センサとから得られる時系列データを前記乗り場側ドアとの係合前後で統計的に分離する識別線を計算する手段と、前記識別線を保存する記憶手段と、新たに開閉することによって得られる前記回転検出手段と前記電流センサの出力と前記識別線を用いて、前記乗り場側ドアと係合したことを検知するようにしたので、制御手法によらず、また、階床や偏荷重などよってドアの係合距離の変動があっても、かご側ドアと乗り場側ドアの係合を素早く検知できる。従って、戸開時間を減らすことができ、また、ドア係合後、低速区間を減らして加速動作に移行することができるので、低速での係合による低騒音と低振動性能を保持したまま、エレベーターの運行効率を良くすることができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一般的なエレベーターのかご側ドア装置の正面図である。
【図２】一般的なエレベーターの乗り場側ドア装置の正面図である。
【図３】かご側ドア装置と乗り場側ドア装置の関係を示す上面図である。
【図４】一般的なエレベーターのドア開時の角速度パターンを示す図である。
【図５】実施の形態１における制御アルゴリズムを示すブロック線図である。
【図６】ドア位置に依存ずる機械的戸閉力の例を示す図である。
【図７】かご側ドアの戸開からの移動量と、係合前及び係合後が保障される領域。
【図８】戸開時の係合前後の理想的な角加速度とトルクの平面である。
【図９】求めた識別線と、新たな角加速度とトルクの時系列データの交点から係合位置を検知する。
【図１０】戸開時の係合前後の実際の角加速度とトルクの平面である。
【図１１】本発明による角速度パターンの改善効果を示す図である。
【図１２】戸開時の係合前後の実際の角速度とトルク積分の平面である。
【図１３】ローパスフィルタにより変動する角加速度とトルクの平面である。
【図１４】係合前と係合後をそれぞれ２点選択することにより識別線を決定する手法を示した図である。
【図１５】係合後の点の選び方により変動する識別線を示した図である。
【図１６】係合前２点の選択により識別線を決定する手法を示した図である。
【図１７】実施の形態８における制御アルゴリズムを示すブロック線図である。
【図１８】電動機が誘導電動機もしくは埋込磁石同期型電動機の場合の、実施の形態１における制御アルゴリズムを示すブロック線図である。
【図１９】電動機が誘導電動機もしくは埋込磁石同期型電動機の場合の、実施の形態８における制御アルゴリズムを示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１〜３は、本発明の実施の形態１に係るエレベーターのドア装置の構成を示したものである。図１はエレベーターのかご側ドアを示した正面図、図２はエレベーターの乗り場側ドアを示した正面図、図３はかご側ドアと乗り場側ドアの関係を示す上面図である。
以下、構成について説明する。図１および図３に示すように、２枚のかご側ドア１の一方には、乗り場側ドア６を係合するための係合ベーン２が設置されている。また、それに対応するように、乗り場側ドア６の２枚のうちの一方に係合ローラ７が設けられている。エレベーターのかご８がある階で停止すると、かご側ドア１の一方に設置された係合ベーン２が、乗り場側ドア６の一方に設置された係合ローラ７を挟み込んで把持する機構となっており、かご側ドア１の開閉動作に連動して、乗り場側ドア６を開閉動作するように構成されている。これらの係合ベーン２と係合ローラ７はまとめて係合装置と呼ばれる。
また、２枚の乗り場側ドア６は繋がっているため、係合ローラ７が設置された側の乗り場側ドア６が、電動機５によって係合ベーン２及び係合ローラ７を介して動作すると、他方の乗り場側ドア６も反対方向に動作して出入り口を開閉する。
【００１２】
このように、エレベーターのドア装置は、かご側ドア１に電動機５が設置されており、各階で乗り場側ドア６を係合し連動して開閉する機構となっている。一方、係合ベーン２と係合ローラ７は、エレベーターのかご８が走行している時には接触しないように設置される必要があるため、図３に示すようにお互いが係合ギャップ９を有する関係になるように設置される。エレベーターのかご８は上下（走行）方向だけでなく左右前後方向にも偏荷重や振動により動く構造となっているため、係合ギャップ９はその振れを吸収できるようにある程度広くとる必要がある。
【００１３】
図５は、本発明の実施の形態１に係るエレベーターのドア装置に設けられたドアコントローラ４の内部構成を示したブロック図である。図５に示すように、ドアコントローラ４には、角速度パターン生成器１２と、減算器２０と、速度制御器１３と、減算器２１と、電流制御器１４と、微分器２２、２３と、ゲイン２４と、既知トルク変換器１５と、減算器１９と、識別線計算機１７と、ドア係合検知器１６と、記憶手段３とが設けられている。また、図５において、電動機５にはドアコントローラ４が接続されており、電動機５の回転を検出する回転検出手段１０が接続されている。ここで、回転検出手段は、また、電動機５で発生させるトルクを検出する電流センサ１１が接続されている。
【００１４】
ドアコントローラ４では、角速度パターン生成器１２により、減算器２０への角速度指令値が出力される。出力された角速度指令値から、回転検出手段１０で検出された回転角度を微分器２２で微分処理して得られる回転角速度の値を、減算器２０で引き算し、角速度偏差を求める。速度制御器１３では、この角速度偏差を用いて、実角速度が角速度指令値に追従するような電流指令値を求める。求められた電流指令値は、電流センサ１１で検出された電流値と減算器２１で演算され、減算器２１からはその偏差が出力される。次に、その偏差に基づいて、電流制御器１４によって駆動電圧１８が決められ、この駆動電圧１８により電動機５が駆動される。
【００１５】
図５に示す本発明特有の識別線計算機１７では、微分器２２により微分処理されて得られた角加速度と、電流センサ１１によって検出された電流値に、トルク定数Ｋｅがゲイン２４によって乗算され（電流センサ１１の出力にゲイン２４をかけ合わせたものをトルク検出手段と呼ぶ）、得られた電動機のトルクを用いて係合前後を分離する識別線を計算する。機械的戸閉力によるトルク（以下に説明する「既知トルク」と同じ。以下同様）は、図６に示すようにドアの位置に応じた値となり、回転検出手段１０によって検出された回転角度（位置情報）を基にすることにより、電動機５に付加される位置依存のトルクとして、既知トルク変換器１５によって計算される。図６に示す機械的戸閉力によるトルクは、バネやおもりの自重によって発生する機械的戸閉力の違いによって変動するため、機械的戸閉力を発生させる構成要素の組み合わせの違いによって、パターンが１から４のように変動する。ゲイン２４の出力（電流センサ１１から得られるトルク）から既知トルクを減算器１９によって引いた値によりトルクτ（k）が計算される。もし、このような減算を行わず、ゲイン２４の出力に対する既知トルクの割合が大きい場合、係合を誤検知してしまう。
【００１６】
前記トルクτ（k）の計算は、減算機１９での処理を行わなくても、正しく検知できる場合もある。しかし、減算を行うことで、トルク検出手段２４の出力に対する既知トルクの割合が大きい場合、係合を誤検知してしまう可能性を減らすことができる。
【００１７】
図１８に示す特殊トルク検出手段４４では、電動機５のトルクを計算する。一般的に、電動機５が直流電動機や永久磁石同期型電動機である場合、そのトルクは電流に比例するため、電流センサ１１によって検出された電流値にゲイン２４を用いることでトルクの計算が可能である。一方、誘導電動機はすべり量によって出力されるトルクが変動してしまうため、電流だけではトルクが計算できない。ここで、電動機への駆動電圧１８の電圧及び周波数や、回転検出手段１０から電動機の角速度を計算することですべり量を導出し、式（１）からトルクを計算できる。
2012093441.tif 000003
ここで、Torque_imは誘導電動機のトルク、sはすべり量、Vは駆動電圧１８、fは駆動電圧１８の周波数、pは極数、ｒ１及びｒ２及びｘ１及びｘ２は電動機の等価回路で用いられる回路定数である。なお、係数の３は等価回路の回路定数が１相毎に決定された場合の値であり、３相をまとめて回路定数とした場合は１となる。
【００１８】
また，埋込磁石同期型電動機でも同様に電流だけではトルクが計算できない。埋込磁石同期型電動機では、リラクタンストルクが発生するため、式（２）からトルクを計算できる。
2012093441.tif 000004
ここで、Torque_ipmは埋込磁石同期型電動機電動機のトルク、Ψaは永久磁石による鎖交磁束、Ld及びLqは座標変換した際の２相のインダクタンスであり事前に与えられる定数である。id及びiqは電流センサ１１で得られた電流値を座標変換して得られる２相の電流値である。そのため、埋込磁石同期型電動機での図１８に示す特殊トルク検出手段４４では式（２）でトルクが計算される。
【００１９】
なお、電動機選択フラグ４５で事前に誘導電動機を選択した場合は、特殊トルク検出手段４４において式（１）でトルクを計算し、埋込磁石同期型電動機を選択した場合は、特殊トルク検出手段４４において式（２）でトルクを計算する。
【００２０】
次に、本発明の特徴である係合検知アルゴリズムで用いる、ドアの質量による電動機の回転方向のイナーシャ（慣性モーメント）と走行抵抗について示す。
電動機の回転軸からドアの重心までの距離が一定であるとした場合、ドアの質量による電動機の回転軸換算のイナーシャとドアの質量は一定の比となる。また、ドアを駆動させるときの摩擦によって生じる走行抵抗と質量も一定の比となる。ここで、ドアの質量を一定であるとし、その際のイナーシャをＪ、走行抵抗をＴ、電動機５の検出トルクをτ（ｋ）、電動機５の検出角加速度をａ（ｋ）とすると、式（３）が成立する。また、ｋはセンサの検出値のｋ番目のサンプリング値であることを示している。
τ（ｋ）＝Ｊ×ａ（ｋ）＋Ｔ・・・式（３）
ここで、電動機５で駆動させるドアの質量は係合前後において、かご側ドアのみから、かご側ドアと乗り場側ドアを含めたものに変動する。また、イナーシャと質量の比、走行抵抗と質量の比が一定であるため、このように質量が急激に増加するとＪやＴはその前後で変動し、係合前はＪｂとＴｂから係合後はＪａとＴａのような定数に変動することになる。ここで、Ｊｂ＜Ｊa、 Ｔｂ＜Ｔaとなる。
【００２１】
この定数を求めるために、係合前後を分離できる時系列データの区間を用いる。係合する区間を図７に示すような、Ｘ［ｍｍ］を中心として±α［ｍｍ］の区間にあるとする。ここで、戸開からＸ−αまでは、係合していないことが保障されており、戸開からＸ＋α以降からドア全開までは、係合していることが保障される。そのような係合していないことが保障される区間のみの角加速度とトルクの時系列データを用い、その区間の時系列データ全てもしくはサンプリングされた数点を最小二乗法などで直線近似することにより、もしくは同区間上で角加速度やトルクが最大や最小となる端点、もしくは端点付近の数点の平均を用いて、直線を引くことにより、その直線(係合前の直線)の傾きであるＪｂと切片であるＴｂを求める事ができる。
【００２２】
また、係合後のＪａとＴａも係合前の計算手法と同様に、係合していないことが保障されるＸ＋αから全開までの区間の時系列データ全て、もしくはサンプリングされた数点を最小二乗法などで直線近似することにより、もしくは角加速度やトルクが最大や最小となる端点、もしくは端点付近の数点の平均を用いて、直線を引くことにより、その直線（係合後の直線）の傾きであるＪａと切片であるＴａを求める事ができる。もし、ここでゲイン２４の出力（電流センサ１１から得られるトルク）から既知トルクを減算器１９によって引いた値によりトルクτ（k）を計算しなければ、ゲイン２４の出力に対する既知トルクの割合が大きくなってしまい、係合前のＪｂとＴｂと係合後のＪａとＴａがドアのみの値を正しく表せなくなってしまう。
【００２３】
ここで回転検出手段１０によって得られた角加速度、電流センサ１１で得られたトルクの時系列データを考え、これらの時系列データを図８に示した角加速度とトルクの関係図中に描き矢印で示す軌跡２５を考える（以下、図９、図１３でも同様に軌跡２５は矢印で示す。また、図１２では、角速度とトルク積分の関係図の軌跡３８を矢印で示す。）。係合によってイナーシャと走行抵抗が変動するため、係合前の群２６、係合後の群２７が直線状になり、識別線２８は直線で識別できるようになる。係合前の群２６と係合後の群２７はどちらも直線状であるため、係合付近を中心としたV字型になっており、適切な手法を用いれば線形分離可能であることがわかる。
【００２４】
もし、ここで電動機５の回転方向へのトルクの伝達が非線形であったり、回転検出手段１０が非線形な伝達要素を通して固定されていたりした場合には、曲線状になることもある。その際は回転方向へのねじりバネやダンパを考慮した方が良い。それらの手法では、非線形な識別線になるが、係合付近で信頼性が高く分離できれば非線形な識別線でも良い。
【００２５】
本実施の形態においては、係合の前後で制御対象のイナーシャ（慣性モーメント）や走行抵抗などが変動したことを、角加速度、トルクが変動したことで評価しており、良好な識別性能を持つ識別線を定義することができるため、係合の前後が識別可能となる。
ここで、例えば係合前後の２直線を式（４）のように、係合前を表す直線と、係合後を表す直線が成す角度を２等分すれば、係合前の群と係合後の群を識別する識別線２８が構築できる。
τ＝ｔａｎ（（ｔａｎ-1（Ｊａ）＋ｔａｎ-1（Ｊｂ））／２）×ａ
＋(Ｊｂ×Ｔａ-Ｊａ×Ｔｂ-(Ｔａ-Ｔｂ) 
×ｔａｎ（（ｔａｎ-1（Ｊａ）＋ｔａｎ-1（Ｊｂ））／２)/(Ｊｂ-Ｊａ)・・・式（４）
式（４）は、式が簡易かつ単純であるがゆえに計算量が少なくてすむ。
【００２６】
識別線計算機１７が角加速度とトルクの時系列データから導かれたイナーシャを用いて式（４）をあらかじめ計算した上で、実際のドア開閉時に図９に示すように新たに得られた角加速度とトルクの時系列データと重ね合わせると、式（４）と交差する交点２９が、係合したと推定されるタイミングとなり、即時的な係合検知が可能となる。ここで導出された識別線２８は記憶手段３に記憶される。
【００２７】
ドア係合検知器１６は、実際のドア開閉時にリアルタイムに変動する角加速度ａ（ｋ）、トルクτ（ｋ）、及び、あらかじめ計算され記憶手段３に記憶されている式（４）のｔａｎ（（ｔａｎ-1（Ｊａ）＋ｔａｎ-1（Ｊｂ））／２）、(Ｊｂ×Ｔａ-Ｊａ×Ｔｂ-(Ｔａ-Ｔｂ) ×ｔａｎ（（ｔａｎ-1（Ｊａ）＋ｔａｎ-1（Ｊｂ））／２)/(Ｊｂ-Ｊａ)の値を保持しており、角加速度、トルクの変動に伴い、逐次的に係合したか否かを検知し続け、係合していると検知した際には即座に加速を開始する。そのため、かご内偏荷重によるかごの傾きによって生じる係合ギャップの変動に対しても素早く対応することが可能であり、時間的及び位置的に適切な係合検知後に加速が可能となる。
【００２８】
図１０に、本発明を用いたドア係合検知の一例を示す。この検知結果では、実験機を用いて検知をしているため、係合までのドア移動距離が実測でき、実際に係合してから係合検知するまでの時間と、従来の係合検知を行わずに加速していたタイミング３０から係合検知を行った際の加速タイミングまでの短縮量３１がわかる。短縮量３１は、時間で見れば時間の短縮量がわかり、それぞれの時間におけるドアの位置を見れば、係合検知による距離の短縮量がわかる。この結果から、リアルタイムに係合検知ができ、戸開時間が減っていることが確認できた。
【００２９】
このように係合検知に伴い、全開位置までの残戸開距離及び角速度パターンが角速度パターン生成器１２により再計算される。図１１の角速度パターン３３に示すように、係合検知後即加速４２することにより、低速区間を短くし、従来の速度パターン３２に比べて、最高速での駆動時間を少し伸ばすように調整される。ドアの最大開き幅は仕様で与えられており、ドアの移動距離は回転検出手段１０で計測されるため、速度指令値として減算器２０に送られることによって最高速の駆動時間の延長もしくは短縮が実現され結果的に全開時の短縮時間４３のように、戸開時間が短縮される。
【００３０】
以上のように、本発明においては識別線計算機１７で、かご側ドア１と乗り場側ドア６の係合を検知し、ドア係合検知器１６と新たな角加速度とトルクの時系列データを用いて、係合したドア位置に応じて角速度パターン生成器１２の出力を適時変更することができる。これにより、その都度の条件で異なる係合検知が可能となり、係合後、低速区間を減らして加速動作に移行することができるので、低速での係合による低騒音と低振動性能を保持したまま、無駄な低速駆動時間を減らすことができ、エレベーターの運行効率を良くすることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、電動機５の電流を検出して電動機５のトルクを求めたが、トルクセンサを用いてトルクを直接求めても良い。また、係合検知に用いるトルクは、速度制御器１３の出力である電流指令値でもよく、角加速度の導出は一次微分器２２と２３を用いたもの以外の二次微分フィルタを用いたものなどでも良い。また、回転検出手段１０から一次微分器２２と２３を用いて角加速度を求めたが、角速度計で計測した角速度に一次微分器２３のみを用いたもの、角加速度計で計測した角加速度を直接用いたものでもよい。
【００３２】
また、係合前後の領域計算の更新は、劣化や据付状態によって変動する走行抵抗を考慮して、毎回領域の計算を行うことも可能だが、数回に一回の学習や数週に一回の学習、または据え付けた際のみ一回の学習、または工場で学習した値でも実施可能である。
【００３３】
また、本実施の形態で用いた電動機５の回転検出手段１０は、角度計であるレゾルバやエンコーダでもよい。また、ドアやドアとモータの間にあるギアやベルトの位置、速度、加速度などを計測し、回転方向に変換し回転検出手段としてもよい。また、電動機内部に発生する速度起電力が角度情報を含んでいることに着目し、これを利用したセンサレス駆動制御（参考文献：新中「永久磁石同期モータのベクトル制御技術・下巻−センサレス駆動制御の真髄−」、第１版、電波新聞社、2008年12月15日、ｐ．28−29）を行ってもよい。このように電動機５の回転情報を得ると、回転検出手段１０を取り付けるコスト及び、保守するコスト、取り付けスペースの点で有利となる。
また、本実施の形態で用いた回転駆動する電動機５の代わりに、直線駆動するリニアモータや空気圧・油圧アクチュエータなどを用いて、回転検出手段１０の代わりに位置センサ、速度センサ、加速度センサ等を用いても良い。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては、エレベーターのかご８の出入口を開閉するかご側ドア１と、各階床の乗り場の出入口を開閉する乗り場側ドア６と、かご側ドア１を開閉駆動する電動機５と、かご側ドア１と乗り場側ドア６との間に設けられ、電動機５の開閉駆動によるかご側ドア１の開閉動作に連動して乗り場側ドア６を開閉動作する係合装置を有するエレベーターのドア制御システムにおいて、電動機５の回転を検出する回転検出手段１０と、電動機５のトルクを検出する電流センサ１１と、回転検出手段１０の出力から得られる角加速度情報と電流センサ１１から得られるトルク情報とを入力としてドア係合検知器１６とを有するようにしたので、リアルタイムに係合検知ができ、戸開時間が減らせることがわかる。
【００３５】
また、本実施の形態においては、電動機５の回転角速度を生成する角速度パターン生成器１２を有し、ドア係合検知器１６の出力から角速度パターン生成器１２の出力を変更するようにしたので、その都度の条件で異なる係合検知が可能となり、係合後、低速区間を減らして加速動作に移行することができるので、低速での係合による低騒音と低振動性能を保持したまま、無駄な低速駆動時間を減らすことができ、エレベーターの運行効率を良くすることができる。
【００３６】
また、本実施の形態においては、回転検出手段１０の出力から得られる位置情報により電動機５が負荷される位置依存のトルクを計算する既知トルク変換器１５を有し、ドア係合検知器が電流センサ１１から得られるトルク情報から既知トルク変換器１５の出力を減じたものを入力とするようにしたので、ドア位置によって決まる既知のトルクを予め取り除くことができるので、高精度な検知が可能となる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、識別線２８の構築のために係合前後を表す直線を等角度に２等分する直線を選んだが、機械的仕様によって係合検知の精度は変動する。それらの機械的仕様を考慮して、誤検知を防止したり、係合検知を早めたりすることを目的として、等角度ではなく、重み付けをした角度を用いて識別線２８を構築しても良い。
【００３８】
また、係合前後のイナーシャと走行抵抗の差もしくは比を大きくするために、乗り場側ドア３７に乗り場側ドア用機械的戸閉力を付加し、識別線２８を構築する手法もある。乗り場側ドア用機械的戸閉力は、おもりとプーリーを用いて重力を戸閉方向の力に変えたり、バネ力で戸閉方向の力を発生させたりするものである。係合の誤検知を防止したり、係合検知を早めたりすることを目的として、乗り場側ドア用機械的戸閉力を用いて識別線２８を構築しても良い。
【００３９】
実施の形態２．
本実施の形態では、係合前後の角加速度とトルクの時系列データを群と見て、統計的に群と群を分離する直線を識別線２８として構築する。
ここで、群と群を分離する平面をマージン最大化（群と群を構成する要素間の全ての直線距離の中で最小の距離を最大に選ぶ平面であり、線形識別できるデータであれば、この最小の距離を等分割、つまり最大化する点を含む平面となる。）という手法で計算することを考える。
【００４０】
本実施の形態において測定される角加速度とトルクの変動によって識別線を本実施の形態の手法で構成すれば、未学習の新規データでも係合を識別することができるようになる。ただし、本実施の形態では角加速度とトルクの２次元を用いるので、識別線は直線になる。
【００４１】
本実施の形態においては、学習するデータの係合前後の群の要素のラベル付け（群の要素が係合前であるのか係合後であるのか決めること）が必要となる。そのラベル付け手法として、係合していること、していないことが確実にわかる位置を用いてラベル付けを行う。係合ギャップがＸ±α（全閉状態を原点としたかご側ドア移動量）のような形式で表される場合、Ｘ−αまでは係合前の群２６であることがわかる。一方、Ｘ＋α以降は係合後の群２７であることがわかる。
【００４２】
このように、係合前後のラベル付けができた角加速度、トルクのデータを用いて、識別線２８を決定するが、その決定のために本実施の形態の手法に限定する必要はなく、サポートベクターマシン（ＳＶＭ）や隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）やＤＰマッチングなど、その他の一般的なパターン認識アルゴリズムでも識別対象の特徴（例えば、係合前の群２６と係合後の群２７が直線状になるなど）を使えば決定できる。また、主成分分析やｋ−平均法（ｋ−ｍｅａｎｓ）などの識別手法は事前にラベル付けをして情報を使わないため、識別線の信頼性は低くなるが、識別線の設定は可能である。
【００４３】
さらに、識別線を決定するためにマージンを最大化するという手法だけではなく、振動を抑制するなどの目的のために、係合の後加速するまでに尤度を持たせることを目的として、係合前の群から見て係合後の側に若干、識別線をずらす手法もある。これを満たすために、係合後の群から識別線までの距離の重みを係合前の群から識別線までの距離に比べて小さくするという手法が考えられる。さらに、係合前と係合後のデータ範囲は、係合前・係合後の全部の区間でも過渡的でなかったり、外力が加わらなかったりの理由で、ノイズ耐性が強くなる一部の区間を抜き出して選択したりしても良い。
【００４４】
ここで、識別線は係合前の群と係合後の群からのマージンが最大であるため、時系列データ２５と識別線２８の交点２９は係合直後を表し、時系列データが交点２９を超えた際に、係合しているか否かを識別、つまり係合したことを検知することができる。
【００４５】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では角加速度とトルクを用い識別線を設定したが、回転検出手段１０と電流センサ１１で得られるその他の状態変数として、角速度とトルク積分値を用いても、実施の形態１と同様の識別線２８が定義できる。角速度やトルク積分値は、角加速度とトルクの時系列データで生じた微小なノイズを積分による平均化で取り除くことが可能であり、ノイズ耐性を強化できる。また、もし、角加速度を計算するために角速度を微分して求めていた場合、フィルタを使うことによる遅れの影響が生じるが、その影響を取り除くこともできる。
【００４６】
図１２に示すように、角速度-トルク積分値平面において、識別線２８は実施の形態１及び２と同等な手法により構成できる。このような識別線は、角度やトルクの微分値など他の状態変数を用いて設定したものでも構成でき、状態変数の選択によらず係合の検知が可能となる。
【００４７】
実施の形態４．
実施の形態１では、回転検出手段１０を用いて角加速度を求めたが、角加速度情報は時にノイズを多く持つため、ローパスフィルタを使う必要がある。その際、ローパスフィルタの次数が大きかったり、カットオフ周波数が低かったりした場合、ローパスフィルタが持つ位相遅れの性質により、図１３のように時系列データが全体的に戸開の開始側に寄り、Ｘ−αの位置や実際の係合位置も戸開の開始側に寄る。しかし、識別線２８はＸ−αの位置や実際の係合位置の変動には影響を受けないため、検知が遅くなる方向となる。ただし、ローパスフィルタの次数を下げたり、カットオフ周波数を高くしたりすると、ノイズ耐性が弱くなるため、微小なノイズにより係合を誤検知してしまう可能性が高くなる。
【００４８】
ノイズの量は装置及び装置の置かれた環境により変動するが、以上の関係を考えて、ローパスフィルタの次数を低めもしくは、カットオフ周波数を高めから設計し、ノイズにより誤検知をするのであれば、ローパスフィルタの次数を高めたり、カットオフ周波数を小さくしたりして、誤検知をしないように設計すれば、誤検知のない係合検知ができるようになる。
【００４９】
実施の形態５．
本実施の形態では、係合前の群から任意の２点と、また係合後が保障される群から任意の２点を取り、係合前の２点を用いて直線を描き、その傾きと切片をＪｂ、Ｔｂとする。同様に、係合後の２点を用いて、Ｊａ、Ｔａを導く。それらを用いて、式（４）にて識別線を構成する。但し、係合前と係合後の２点は出来る限り離れている方が、係合前と係合後の局所的な傾き（イナーシャ）と切片（走行抵抗）を捉えた直線とならないため、係合前と係合後の平均的な直線を表せていることになり、識別線の性能が良くなる。
以上のような、本実施の形態５においては、イナーシャと走行抵抗を計算するのに最小二乗法のような複雑で計算量の多い計算をする必要がなく、比較的小さなメモリで変数が保持できる。
以上のように、本実施の形態５においては、実施の形態１〜４と同様の効果が得られるとともに、比較的小さなメモリと計算量で誤識別をしないような識別線が引けるようになる。
【００５０】
実施の形態６．
本実施の形態では、係合前の群から任意の２点と、また係合後が保障される群でＸ＋α付近の１点とを使ってマージン最大となる識別線を構成する。但し、係合前の２点は出来る限り離れている方が、局所的なイナーシャと走行抵抗を捉えることがなく、識別線の性能が良くなる。また、図１５に示すように係合後の１点はＸ＋αから離れるにつれて（図１５中の矢印３４参照）、識別線が係合前の群から遠くなる（図１５中の矢印３５参照）ため、Ｘ＋αの方が良い。
【００５１】
また、係合前の２点の内、１点を係合前の最大トルクを取る点の角加速度とトルクを用いて識別線を決めれば、傾きが係合前の群と同様で、切片が係合前の群より大きいため、係合前の群と交点２９が交差することはなく、誤識別がなくなる。
以上のように、本実施の形態６においては、実施の形態５と同様の効果が得られるとともに、比較的小さなメモリ・計算量で誤識別をしないような識別線が引けるようになる。
【００５２】
実施の形態７．
本実施の形態では、図１６に示すように係合前の群から任意の２点を使って識別線を構成する。但し、係合前の２点と係合後の２点はそれぞれ出来る限り離れている方が、局所的なイナーシャと走行抵抗を捉えることがなく、識別線の性能が良くなる。イナーシャと走行抵抗は係合によって、かご側ドアだけの状態から、乗り場側ドアを含めたものに変動する。その際、かご側ドアのみから、かご側ドア＋乗り場側ドア３７の質量比は２倍程度であり（質量比が精度良く事前にわかっていた場合、それを用いた方が良い。）、係合後のイナーシャと走行抵抗も単純にそれぞれ２倍程度となる。そのため、式（４）を用いて、識別線を導出すると、識別線のイナーシャと走行抵抗は係合前のそれぞれ（１＋２）／２／１＝３／２倍程度となる。図１６では、係合前の代表線を３６と表し、３６の傾きと切片が２倍となる係合後の代表線を３７と表す。
【００５３】
また、本実施の形態７では、係合後の群から任意の２点を使って識別線を構成してもよい。但し、係合前の２点と係合後の２点はそれぞれ出来る限り離れている方が、局所的なイナーシャと走行抵抗を捉えることがなく、識別線の性能が良くなる。その際、係合前のイナーシャと走行抵抗は質量比から係合後のそれぞれ１／２倍程度であり、識別線のイナーシャと走行抵抗は係合後のそれぞれ（１＋１／２）／２／１＝３／４倍程度となる。
以上のように、本実施の形態７においては、実施の形態６と同様の効果が得られるとともに、最小のメモリ及び計算量で誤識別をしないような識別線が引けるようになる。
【００５４】
実施の形態８．
図１７は、本実施の形態８にかかるエレベーターのドア装置に設けられたドアコントローラ４の内部構成を示したブロック線図である。図１７において、図５と同等の機能を持つものは同一符号を付して示し、ここではそれらの説明を省略する。図５と図１７の構成の違いとしては、図１７においては、図５の速度制御器１３の代わりに、速度制御器４１が設けられていることと、電流制御器１４と電動機５との間に、過負荷検出器３９が追加されていること、また、ドア係合検知器１６の代わりにドア係合検知・質量推定器４０が設けられていることである。
【００５５】
図１９は、電動機が誘導電動機や埋込磁石同期型電動機の場合に、本実施の形態８にかかるエレベーターのドア装置に設けられたドアコントローラ４の内部構成を示したブロック線図である。図１９において、図１８と同等の機能を持つものは同一符号を付して示し、ここではそれらの説明を省略する。図１８と図１９の構成の違いとしては、図１９においては、図１８の速度制御器１３の代わりに、速度制御器４１が設けられていることと、電流制御器１４と電動機５との間に、過負荷検出器３９が追加されていること、また、ドア係合検知器１６の代わりにドア係合検知・質量推定器４０が設けられていることである。
【００５６】
ドア係合検知・質量推定器４０では、ドア係合検知器１７で検知した係合位置と共に、イナーシャと質量の比が一定であることを利用して、実施の形態５の手法を用いて計算した係合前、係合後の推定されたイナーシャからそれぞれ係合前、係合後の質量を推定することが可能となる。
【００５７】
本実施の形態８では、速度制御器４１の出力がドア係合検知・質量推定器４０の出力によって変更される。なお、本実施の形態においても、角速度パターン生成器１２により、電動機５への角速度指令値が出力され、出力された角速度指令値から、回転検出手段１０で検出された回転角度を微分器２２で微分処理して得られる回転角速度を、減算器２０で減算し、角速度偏差を計算し、速度制御器４１が、この角速度偏差に基づき、実角速度が指令角速度に追従するような電流指令値を計算する。このとき、本実施の形態においては、当該電流指令値が、ドア係合検知・質量推定器４０の出力によって適宜変更される。速度制御器４１の一例としては、式（５）に示すようなＰＩ速度制御器Ｇ（ｓ）がある。本実施の形態では、式（５）のＰＩ速度制御器が用いられる場合を例として説明するが、本発明の適用がＰＩ制御器に限られるものではなく、同等の動作を行うものであれば、他の速度制御器を用いてもよい。
Ｇ（ｓ）＝Ｋｓｐ＋Ｋｓｉ／ｓ・・・式（５）
【００５８】
一般的に、電流制御器１４の指令値に対する追従性は、速度制御器４１よりも高く設定される。この条件下で速度制御器４１が式（５）のようなＰＩ速度制御器であると仮定すると、速度制御器４１の追従性を示す指標である交差周波数ωｃは式（６）のようになる。
ωｃ＝Ｋｓｐ／Ｊ・・・式（６）
【００５９】
式（６）より制御系の追従性を一定に保ちたい場合は、イナーシャＪに合わせて比例ゲインＫｓｐを変更するのが望ましいことが分かる。本発明によれば、ドア係合検知・質量推定器４０によりイナーシャＪを推定できるので、各階のドア質量の違い、また、乗り場側ドア６の係合の有無によって制御比例ゲインＫｓｐを変更することができる。これにより、各階のドア質量の違い、乗り場側ドア６の係合の有無に関わらず、制御系の追従性を一定に保つことができ、よりきめ細かい制御が可能となる。
【００６０】
積分比例ゲインＫｓｉは、例えば、「ＡＣサーボシステムの理論と設計の実際」（参考文献：杉本英彦、外2名、「ACサーボシステムの理論と設計の実際」、第７版、総合電子出版社、2005年7月10日、p.153−157）によれば、式（７）を満たすように設定される。
Ｋｓｉ＝Ｋｓｐ×ωｃ／５・・・式（７）
【００６１】
また、本実施の形態では、過負荷検出器３９の設定がドア係合検知・質量推定器４０の出力によって変更される。過負荷検出器３９は、トルクが予め設定された所定の異常検知閾値より大きくなると、かご側ドア１もしくは乗り場側ドア６に人体が接触あるいは挟まれたなどと判断し、ドアの動きを反転させるための手段である。これにより、人体に大きな負荷がかかることを防止することができる。本実施の形態においては、ドア係合検知・質量推定器４０の出力に応じて、過負荷検出器３９の異常検知閾値の値を変更させる。
【００６２】
電動機５のトルクは、かご側ドア１の質量や乗り場側ドア６の質量によって変わるので、過負荷を検出するための異常検知閾値も変更させることが望ましい。本発明を用いれば、電動機５が動かすドアの質量が推定できるので、推定ドア質量が大きい場合には過負荷検出閾値を大きくし、推定ドア質量が小さい場合には過負荷検出閾値を小さくすることができる。これにより、信頼性の高い過負荷検出が可能となる。
以上のように、本実施の形態８においては、実施の形態１〜７と同様の効果が得られるとともに、さらに以下の効果を得ることができる。
【００６３】
本実施の形態においては、角速度パターン生成器１２の出力と回転検出手段１０から得られる回転速度との差から電動機５を制御する速度制御器４１を有し、当該速度制御器４１の比例ゲインをドア係合検知・質量推定器４０の出力に基づいてドア質量推定値に対応して変更するようにしたので、各階や係合前後で異なるドア質量に応じて速度制御系を最適に変更できるので、ドア質量によらず同等な振動や騒音性能を得ることができる。
【００６４】
また、本実施の形態においては、電動機５のトルクが所定の検知閾値以上になった場合に異常であると検知する過負荷検出器３９を有しドア係合検知・質量推定器４０の出力から過負荷検出器３９の異常検知閾値を変更するようにしたので、各階や係合前後で異なるドア質量に応じて過負荷検出の閾値を設定できるので、精度の高い過負荷検出が可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１  かご側ドア、２  係合ベーン、３  記憶手段、４  ドアコントローラ、５  電動機、６  乗り場側ドア、７  係合ローラ（２と７を合わせて係合装置）、８  かご、９  係合ギャップ、１０  回転検出手段、１１  電流センサ、１２  角速度パターン生成器、１３  速度制御器、１４  電流制御器、  １５  既知トルク変換器、１６  ドア係合検知器１７  識別線計算機、１８  駆動電圧、１９  減算器、２０  減算器、２１  減算器、２２  微分器、２３  微分器、２４  ゲイン、２５  軌跡、２６  係合前の群、２７  係合後の群、２８  識別線、２９  交点、３０  係合検知を行わずに加速していたタイミング、３１  本技術による短縮量、３２  従来の係合検知無しの角速度パターン、３３  係合検知後即加速の角速度パターン、３４  Ｘ＋αから離れる方向に選んだ際の係合後の一点の変動、３５  係合後の一点が遠くなった際の識別線の変動、３６  係合前を代表する直線、３７  係合後を代表する直線、３８  角速度とトルク積分の時系列データの軌跡、３９  過負荷検出器、４０  ドア係合検知・質量推定器、４１  速度制御器、４２  係合検知後即加速、４３  全開時の短縮時間、４４  特殊トルク検出手段、４５  電動機選択フラグ。
【図１】
2012093441.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2012093441.tif 000018
【図１５】
2012093441.tif 000019
【図１６】
2012093441.tif 000020
【図１７】
2012093441.tif 000021
【図１８】
2012093441.tif 000022
【図１９】
2012093441.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月22日(2013.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターのかごの出入口を開閉するかご側ドアと、各階床の乗り場の出入口を開閉する乗り場側ドアと、前記かご側ドアを開閉駆動する電動機と、前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの間に設けられ、前記電動機の開閉駆動による前記かご側ドアの開閉動作に連動して前記乗り場側ドアを開閉動作する係合装置を有するエレベーターのドア制御システムであって、
前記電動機の回転を検出する回転検出手段の出力および前記電動機のトルクを検出するトルク検出手段の出力を用いてあらかじめ計算された前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの係合の前後を識別する識別線と、
実際のドア開閉時に得られる前記回転検出手段の出力と、
前記トルク検出手段の出力と
を用いて前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの係合を検知するドア係合検出器
を備えたことを特徴とするエレベーターのドア制御システム。
【請求項２】
エレベーターのかごの出入口を開閉するかご側ドアと、各階床の乗り場の出入口を開閉する乗り場側ドアと、前記かご側ドアを開閉駆動する電動機と、前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの間に設けられ、前記電動機の開閉駆動による前記かご側ドアの開閉動作に連動して前記乗り場側ドアを開閉動作する係合装置を有するエレベーターのドア制御システムであって、
前記電動機の回転を検出する回転検出手段の出力と、前記電動機のトルクを検出するトルク検出手段の出力とを用いて、あらかじめ、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合の前後を識別する識別線を計算する手段と、
前記識別線を保存する記憶手段と、
実際のドア開閉時に得られる前記回転検出手段の出力及び前記トルク検出手段の出力と、
前記記憶手段に保存された識別線とを用いて、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合を検知するドア係合検知器と、
を備えたことを特徴とするエレベーターのドア制御システム。
【請求項３】
前記電動機の回転速度を指示する角速度パターン生成器を有し、前記ドア係合検知器の出力を用いて、前記角速度パターン生成器の出力を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項４】
前記回転検出手段の出力から得られる時系列データと、前記トルクを検出する電流センサから得られる時系列データの中で、係合していること及びしていないことが機械的仕様から保障される区間のデータを用いて、前記係合の前後を識別する識別線をあらかじめ計算する手段を持ち、その識別線を記憶する装置と、その記憶した情報と、実際のドア開閉時に前記電動機の回転検出手段の出力から得られる時系列データと、前記電流センサの出力から得られる時系列データとを用いて、係合したことをリアルタイムに検知するドア係合検知手段を持つことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項５】
前記回転検出手段の出力から得られる位置情報と、前記電動機を駆動する駆動電圧及び前記位置情報からトルクを計算する特殊トルク検出手段と、前記位置情報に依存して機械的に出力される既知トルクを事前に計算する機能を持つ既知トルク変換器とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項６】
前記回転検出手段から得られた角加速度の時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータから得られる係合前、係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗を導出し、前記係合によって駆動対象がかご側ドアだけから、乗り場側ドアを含めたものになることを利用して、識別線を構成したことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項７】
ローパスフィルタの次数やカットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項８】
前記回転検出手段の出力から得られる位置情報により、前記電動機に付加される位置依存のトルクを計算する既知トルク変換器を有し、前記既知トルク変換器の出力と、前記回転検出手段から得られた角加速度の時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データを用いて、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗からドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・ドア質量推定器を持つことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項９】
前記回転検出手段から得られた時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前と係合後を代表する直線をそれぞれ導出し、係合前の直線と、係合後の直線が成す角度を２等分する直線を前記識別線とすることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１０】
前記回転検出手段から得られた時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前と係合後を代表する直線をそれぞれ導出し、係合前の直線と、係合後の直線が成す角度を等角度ではなく、重み付けをした角度を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１１】
係合前は２点の角加速度とトルクの情報、係合後は２点の角加速度とトルクの情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１２】
係合前は２点の角加速度とトルクの情報、係合後は１点の角加速度とトルクの情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１３】
係合前の２点の角加速度とトルクの情報と係合前後の質量比の情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１４】
係合後の２点の角加速度とトルクの情報と係合前後の質量比の情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１５】
前記角速度パターン生成器の出力と、前記回転検出手段から得られる回転速度との差から前記電動機を制御する速度制御器を有し、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗からドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・質量推定器の出力を、前記速度制御器に入力することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１６】
前記電動機のトルクが所定の値以上になった場合に異常であると検知する過負荷検出器を有し、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャからドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・質量推定器の出力から、前記過負荷検出器の異常検知閾値を変更することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月20日(2014.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターのかごの出入口を開閉するかご側ドアと、各階床の乗り場の出入口を開閉する乗り場側ドアと、前記かご側ドアを開閉駆動する電動機と、前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの間に設けられ、前記電動機の開閉駆動による前記かご側ドアの開閉動作に連動して前記乗り場側ドアを開閉動作する係合装置を有するエレベーターのドア制御システムであって、
前記電動機の回転を検出する回転検出手段の出力および前記電動機のトルクを検出するトルク検出手段の出力を用いてあらかじめ計算された前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの係合の前後を識別する識別線と、
実際のドア開閉時に得られる前記回転検出手段の出力と、
前記トルク検出手段の出力と
を用いて前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの係合を検知するドア係合検知器
を備えたことを特徴とするエレベーターのドア制御システム。
【請求項２】
エレベーターのかごの出入口を開閉するかご側ドアと、各階床の乗り場の出入口を開閉する乗り場側ドアと、前記かご側ドアを開閉駆動する電動機と、前記かご側ドアと前記乗り場側ドアとの間に設けられ、前記電動機の開閉駆動による前記かご側ドアの開閉動作に連動して前記乗り場側ドアを開閉動作する係合装置を有するエレベーターのドア制御システムであって、
前記電動機の回転を検出する回転検出手段の出力と、前記電動機のトルクを検出するトルク検出手段の出力とを用いて、あらかじめ、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合の前後を識別する識別線を計算する手段と、
前記識別線を保存する記憶手段と、
実際のドア開閉時に得られる前記回転検出手段の出力及び前記トルク検出手段の出力と、
前記記憶手段に保存された識別線とを用いて、前記かご側ドアと乗り場側ドアとの係合を検知するドア係合検知器と、
を備えたことを特徴とするエレベーターのドア制御システム。
【請求項３】
前記電動機の回転速度を指示する角速度パターン生成器を有し、前記ドア係合検知器の出力を用いて、前記角速度パターン生成器の出力を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項４】
前記回転検出手段の出力から得られる時系列データと、前記トルクを検出する電流センサから得られる時系列データの中で、係合していること及びしていないことが機械的仕様から保障される区間のデータを用いて、前記係合の前後を識別する識別線をあらかじめ計算する手段を持ち、その識別線を記憶する装置と、その記憶した情報と、実際のドア開閉時に前記電動機の回転検出手段の出力から得られる時系列データと、前記電流センサの出力から得られる時系列データとを用いて、係合したことをリアルタイムに検知するドア係合検知手段を持つことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項５】
前記回転検出手段の出力から得られる位置情報と、前記電動機を駆動する駆動電圧及び前記位置情報からトルクを計算する特殊トルク検出手段と、前記位置情報に依存して機械的に出力される既知トルクを事前に計算する機能を持つ既知トルク変換器とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項６】
前記回転検出手段から得られた角加速度の時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータから得られる係合前、係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗を導出し、前記係合によって駆動対象がかご側ドアだけから、乗り場側ドアを含めたものになることを利用して、識別線を構成したことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項７】
前記回転検出手段の出力から得られた角加速度の時系列データに適用するローパスフィルタの次数やカットオフ周波数を変更することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項８】
前記回転検出手段の出力から得られる位置情報により、前記電動機に付加される位置依存のトルクを計算する既知トルク変換器を有し、前記既知トルク変換器の出力と、前記回転検出手段から得られた角加速度の時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データを用いて、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗からドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・ドア質量推定器を持つことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項９】
前記回転検出手段から得られた時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前と係合後を代表する直線をそれぞれ導出し、係合前の直線と、係合後の直線が成す角度を２等分する直線を前記識別線とすることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１０】
前記回転検出手段から得られた時系列データと、前記トルク検出手段から得られたトルクの時系列データから、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて、係合前と係合後を代表する直線をそれぞれ導出し、係合前の直線と、係合後の直線が成す角度を等角度ではなく、重み付けをした角度を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１１】
係合前は２点の角加速度とトルクの情報、係合後は２点の角加速度とトルクの情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１２】
係合前は２点の角加速度とトルクの情報、係合後は１点の角加速度とトルクの情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１３】
係合前の２点の角加速度とトルクの情報と係合前後の質量比の情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１４】
係合後の２点の角加速度とトルクの情報と係合前後の質量比の情報を用いて前記識別線を構成することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１５】
前記電動機を制御する速度制御器を有し、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャと走行抵抗からドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・質量推定器の出力を、前記速度制御器に入力することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【請求項１６】
前記電動機のトルクが所定の値以上になった場合に異常であると検知する過負荷検出器を有し、係合していること及びしていないことが機械的仕様により保障される区間のデータを選択し、得られる係合前と係合後が保障される区間の時系列データを用いて求めた係合前、係合後のイナーシャからドア係合及びドア質量を推定するドア係合検知・質量推定器の出力から、前記過負荷検出器の異常検知閾値を変更することを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載のエレベーターのドア制御システム。
【国際調査報告】
2012093441.tif 000024
2012093441.tif 000025