(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータのかごの出入口を開閉するドアパネルと、
前記ドアパネルの開閉動作を駆動するモータと、
前記モータの回転を検出する回転検出手段と、
前記回転検出手段の検出結果に基づいて前記モータの回転駆動を制御する制御手段と、
前記制御手段に設けられ、前記ドアパネルの開閉動作の目標となる速度指令値を生成する速度指令値生成手段と、
前記制御手段に設けられ、前記速度指令値生成手段が生成した前記速度指令値と前記回転検出手段の検出結果から算出される前記ドアパネルの実速度との偏差に基づいて前記モータに対する第１のトルク指令値を出力する速度制御手段と、
前記制御手段に設けられ、前記回転検出手段の検出結果から算出される前記ドアパネルの位置に基づいて、前記ドアパネルに作用する既知の外力を補償する第２のトルク指令値を出力するトルク補償手段と、
前記制御手段に設けられ、前記回転検出手段の検出結果から算出される前記ドアパネルの実速度に基づいて、前記ドアパネルに作用する前記既知の外力を除いた外力であって少なくとも前記ドアパネルの走行抵抗ロスを含む外乱を推定し第３のトルク指令値として出力する外乱推定手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１のトルク指令値、前記第２のトルク指令値及び前記第３のトルク指令値の総和を、前記モータへのトルク指令値とすることを特徴とするエレベータのドア制御装置。
【請求項２】
前記外乱推定手段は、前記回転検出手段の検出結果から算出される前記ドアパネルの実速度に基づいて求めた前記ドアパネルに作用しているトルクと、前記第１のトルク指令値及び前記第３のトルク指令値の総和と、の差分から前記外乱を推定し前記第３のトルク指令値として出力することを特徴とする請求項１に記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項３】
前記外乱推定手段から出力される前記第３のトルク指令値に基づいて、前記ドアパネルが障害物と衝突したことを判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項４】
前記速度指令値生成手段は、前記判定手段により前記ドアパネルが前記障害物と衝突したと判定された場合に、前記ドアパネルの開閉動作を反転又は急停止させる前記速度指令値を生成することを特徴とする請求項３に記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項５】
前記ドアパネルは前記かご側に設けられ、戸開を開始した前記かご側の前記ドアパネルが乗場側ドアと係合して以後一体となって戸開閉するエレベータにおいて、
前記外乱推定手段から出力される前記第３のトルク指令値に基づいて、前記ドアパネルが前記乗場側ドアと係合したことを判定する判定手段を備え、
前記速度指令値生成手段は、前記判定手段により前記ドアパネルと前記乗場側ドアとが係合したと判定された場合に、前記ドアパネルの速度を低速から再加速させる前記速度指令値を生成することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記第３のトルク指令値の時間変化率と、前記回転検出手段の検出結果から算出される前記ドアパネルの実速度及び前記ドアパネルの加速度の少なくともいずれか一方と、に基づいて、前記ドアパネルが前記乗場側ドアと係合したことを判定することを特徴とする請求項５に記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記外乱推定手段から出力される前記第３のトルク指令値に基づいて、各階床毎の前記ドアパネルの走行抵抗ロスを計測し、所定の許容値以上の前記走行抵抗ロスが計測された回数が所定の規定回数以上になった場合に、前記走行抵抗ロスの異常検知信号を出力することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のエレベータのドア制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エレベータのドア装置は、かご側にドアを開閉駆動するためのドアモータが取り付けられることが多い。このような従来のエレベータのドア装置においては、エレベータが着床し、ドアが全閉状態から戸開する際には、まず、ドアモータが取り付けられたかご側のドアから戸開し始める。そして、かご側ドアと乗場側ドアとが機械的に係合することにより、かご側ドアと乗場側ドアとが一体となって戸開する。
【０００３】
この際、かご側ドアと乗場側ドアとが係合する時の衝撃を低減するため、戸開開始時から一定距離だけドアが移動するまでの間は、ドアが低速で戸開するように制御される。そして、戸開を開始してからドアが一定距離移動した後に、戸開速度が最高速度にまで滑らかに加速される。ここで、かご側ドアと乗場側ドアとが係合する位置は、階床毎に異なることが一般的である。そこで、低速で戸開させる一定距離（係合低速区間という）は全ての階床において確実にかご側ドアと乗場側ドアとの係合が完了するような距離に調整される。
【０００４】
このような従来のドア装置には、ドアモータによる戸開閉の駆動力が作用していない状態において、自動的に戸閉するように重力や弾性力等を利用した機械的な戸閉力が作用している。この機械的な戸閉力の影響を受けて、ドア制御装置からドアモータへと出力されるドアの戸開速度の指令値（速度指令値）に対する、実際のドアの戸開速度（実速度）の追従性が悪くなってしまう。そして、このため、速度指令値に対して実速度が下回ってしまう状態が長引いてしまうことで、低速で戸開する時間が長くなってしまい、戸開にかかる時間が長くなってしまうという問題があった（図７）。
【０００５】
従来におけるエレベータのドア制御装置においては、戸開閉中のドアの位置に応じて定まる機械的な戸閉力について予め求めてこの機械的な戸閉力等に基づいて算出した戸開閉に必要なトルクパターンを予め記憶しておき、制御装置から出力されるトルク指令値がこのトルクパターンを上回った場合に戸開閉動作の異常（外乱）を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、ドア質量同定用の開閉パターンでドアを開閉させた際の加速度に基づいて各階床のドアの総質量（かご側ドアの質量と乗場側ドアの質量の和）を算出して、この算出されたドアの総質量を各階床毎に予め記憶しておき、この記憶した各階床のドアの総質量に基づいて戸開閉に係る制御変数を調整して戸開閉制御するように構成されたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２１２９６３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２０９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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のドア制御装置においては、速度（又はトルク）指令値に対する実際の速度（又はトルク）の追従性が十分に良好であることを前提にしている。つまり、このドア制御装置は、トルク指令値とトルクパターンとの差から外乱を推定するものであるが、この外乱の推定において大きな影響がない程度にトルク指令値と実際のトルク値との差異が小さい（追従性が高い）ことを前提にするものである。すなわち、この特許文献１に記載されたドア制御装置においては、他の一般的なドア制御装置と指令値に対する実際の値の追従性能に差異はない。従って、機械的な戸閉力の影響による指令値に対する実際の値の追従性能悪化に起因して、戸開開始時に低速で戸開する時間が長くなってしまい戸開にかかる時間が長くなってしまうという課題がある。
【０００９】
また、特許文献２に示された従来におけるエレベータのドア制御装置は、かご側ドアと乗場側ドアの総質量に基づいて戸開閉速度の制御に用いる制御変数を設定し戸開閉を制御するものである。このため、各階床毎のドア質量の差による外乱に起因する指令値に対する追従性能を向上させることができる。しかしながら、例えばドア質量が小さい場合等、機械的な戸閉力の影響が相対的に大きい場合においては、この機械的戸閉力の影響により、指令値に対する追従性が悪化してしまうという課題がある。また、ドアが全閉した状態から戸開を開始した直後においては、まだかご側ドアと乗場側ドアとは係合しておらず、駆動されるドア（かご側ドア）の質量はドアの総質量とは異なるものとなる。従って、ドアの総質量（かご側ドア及び乗場側ドアの質量の和）に基づいた制御では、指令値に対する高追従性を必ずしも維持することができないという課題がある。そして、これらの追従性能悪化に起因して、戸開開始時に低速で戸開する時間が長くなってしまい戸開にかかる時間が長くなってしまうという課題がある。
【００１０】
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、各階床毎において速度指令値に対する実速度の追従性が良好であり、全閉からの戸開時に低速で戸開する時間を短縮することが可能であって、戸開にかかる時間を短縮することができるエレベータのドア制御装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るエレベータのドア制御装置においては、エレベータのかごの出入口を開閉するドアパネルと、前記ドアパネルの開閉動作を駆動するモータと、前記モータの回転を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の検出結果に基づいて前記モータの回転駆動を制御する制御手段と、前記制御手段に設けられ、前記ドアパネルの開閉動作の目標となる速度指令値を生成する速度指令値生成手段と、前記制御手段に設けられ、前記速度指令値生成手段が生成した前記速度指令値と前記回転検出手段の検出結果から算出される前記ドアパネルの実速度との偏差に基づいて前記モータに対する第１のトルク指令値を出力する速度制御手段と、前記制御手段に設けられ、前記回転検出手段の検出結果から算出される前記ドアパネルの位置に基づいて、前記ドアパネルに作用する既知の外力を補償する第２のトルク指令値を出力するトルク補償手段と、前記制御手段に設けられ、前記回転検出手段の検出結果から算出される前記ドアパネルの実速度に基づいて、前記ドアパネルに作用する前記既知の外力を除いた外力であって少なくとも前記ドアパネルの走行抵抗ロスを含む外乱を推定し第３のトルク指令値として出力する外乱推定手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１のトルク指令値、前記第２のトルク指令値及び前記第３のトルク指令値の総和を、前記モータへのトルク指令値とする構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るエレベータのドア制御装置においては、各階床毎において速度指令値に対する実速度の追従性が良好であり、全閉からの戸開時に低速で戸開する時間を短縮することが可能であって、戸開にかかる時間を短縮することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエレベータのかご側ドアの駆動部の構成を示す正面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るエレベータのドア制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１及び実施の形態２に係るエレベータのドア制御装置の判定部における閾値を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るエレベータのドア制御装置の戸開時における速度指令値及び実速度の時間変化を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るエレベータのドア制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るエレベータのドア制御装置の戸開時における速度指令値及び実速度の時間変化を示す図である。
【図７】従来のエレベータのドア制御装置の戸開時における速度指令値及び実速度の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。
【００１５】
実施の形態１．
図１から図４は、この発明の実施の形態１に係るものである。図１はエレベータのかご側ドアの駆動部の構成を示す。この図１において、１は、エレベータのかごの正面に設けられた開口部であるかご出入口（図示せず）を開閉する一対のドアパネルである。これらのドアパネル１は左右一対のかご側ドアを構成しており、かご出入口に略水平方向開閉自在に設けられている。そして、これらのドアパネル１の上端部には吊り手２がそれぞれ取り付けられている。また、これらの吊り手２の上部にはドアローラ３がそれぞれ回転可能に取り付けられている。
【００１６】
かご出入口の上方には桁４が略水平に設置されている。この桁４には、ドアパネル１の開閉方向に沿ってすなわち略水平にドアレール５が取り付けられている。そして、このドアレール５上には一対のドアパネル１の吊り手２に取り付けられたドアローラ３がそれぞれ転動可能に係合している。こうして左右一対のかご側ドアであるドアパネル１は、吊り手２及びドアローラ３を介してドアレール５により開閉自在に吊持されている。そして、ドアローラ３がドアレール５上を案内されて転動することにより、ドアパネル１がかご出入口を開閉する。
【００１７】
桁４には、かご側ドアであるドアパネル１の開閉動作を駆動するモータ６が設けられている。このモータ６の回転駆動は、桁４の左右方向における一側に回動自在に設けられた駆動車７ａへと伝達される。また、桁４の左右方向における他側には巻掛車７ｂが回動自在に取り付けられている。そして、これら駆動車７ａ及び巻掛車７ｂには無端状の伝動条体８が巻き掛けられている。このようにして、モータ６の回転駆動が伝動条体８の循環移動へと変換・伝達される巻掛伝動機構が構成されている。
【００１８】
一対のドアパネル１の吊り手２の各々の上端には、連結具９がそれぞれ取り付けられている。これらの連結具９のうち、一方の連結具９が伝動条体８の上下の一側に、他方の連結具９が伝動条体８の上下の他側に、それぞれ係止されている。そして、モータ６の正逆両方向の回転駆動が、伝動条体８の両方向への循環移動へと変換され、一対のドアパネル１のそれぞれが互いに反対方向に移動してかご出入口が開閉される。ドア制御装置本体１０は、このモータ６の正逆両方向の回転駆動を制御することにより、ドアパネル１の開閉動作を制御している。
【００１９】
図示は省略しているが、エレベータが停止する各階床の乗場に設けられた乗場出入口には、かご側ドアと同じく左右両開きの乗場側ドアがそれぞれ設けられている。
かご側ドアのドアパネル１の少なくとも一方には、図示しないかご側係合手段が取り付けられている。また、かごが階床に停止した際に、このかご側係合手段が設けられたドアパネル１と対向する乗場側ドアのパネルには、乗場側係合手段が取り付けられている。かご側のドアパネル１がモータ６により駆動されて戸開を開始すると、これらのかご側係合手段及び乗場側係合手段が機械的に係合する。そして、これらの係合手段が係合した後は、かご側ドアと乗場側ドアとがこれらの係合手段を介して機械的に係合され、かご側ドア及び乗場側ドアは一体となって開閉動作する。
【００２０】
なお、かご側ドアには、例えば、リンク、バネや磁石等を利用した機構により、機械的な戸閉力が作用するようになっている。この機械的戸閉力は、主に、ドアパネル１にモータ６による駆動力が作用していない状態（例えば、停電等の通常とは異なる状態）において、例えばかご内の幼児等の人がかご内部からドアパネル１を不用意にこじ開けてしまうことを防止するこじ開け防止力としてかご側ドアに作用する。ここで、この機械的戸閉力を発生させる機構は、保守の際にドアパネル１の全閉状態を維持することを目的として機械的な戸閉力を発生させる機構を兼ねるようにしてもよい。
【００２１】
また、各階床の乗場側ドアにも機械的な戸閉力を発生させるクローザ機構が設けられている（例えば、米国法規ＡＳＭＥ−Ａ１７／１２．１１．３．１には自動的に乗場側ドアを閉じるクローザに関する記述がある）。このクローザ機構の具体的な構成としては、例えば、重りによる重力を利用して一定の戸閉力を発生するものや、バネの弾性力を利用して乗場ドアパネルの位置に応じた戸閉力を発生するもの等が挙げられる。
【００２２】
図２は、エレベータのドアの開閉動作を制御するドア制御装置本体１０の構成を示すものである。
モータ６には、このモータ６の回転位置θを検出する回転センサ１１が取り付けられている。この回転センサ１１により検出されたモータ６の回転位置θは、ドア制御装置本体１０が備える速度演算部１２へと出力される。この速度演算部１２は、回転センサ１１から出力されたモータ６の回転位置θ（の時間変化）に基づいて、ドアパネル１の開閉動作の実速度Ｖを演算する。この実速度Ｖは、駆動車７ａ（巻掛車７ｂ）の巻掛径をパラメータとして演算することが可能である。なお、この実速度Ｖの演算は、後述する電流検出器１７により検出したモータ６へと供給される電流値ｉｑから推定したモータ６の回転速度に基づいて行うようにすることもできる。
【００２３】
ドア制御装置本体１０が備えるドア速度指令値生成部１３は、戸開閉の駆動時間（開始してからの経過時間）又は回転センサ１１により検出されるモータ６の回転位置θに基づいてドアパネル１の開閉動作の目標となる速度指令値Ｖ＊を生成するものである。なお、モータ６の回転位置θは、駆動車７ａ（巻掛車７ｂ）の巻掛径をパラメータとしてドアパネル１の位置に変換できるため、ドアパネル１の位置と同義に扱うことができる。そして、この速度指令値Ｖ＊は、ドア制御装置本体１０が備える速度制御部１５へと出力される。
【００２４】
ドアの開閉動作の効率を向上させるためには、戸開閉を開始してから終了するまでの戸開閉時間が重要である。そこで、ドア速度指令値生成部１３は、この戸開閉時間が所定の時間以下となるように、戸開閉動作の経過時間等に応じて速度指令値Ｖ＊を設計する。また、一方で、ドアパネル１等に設けられた図示しない障害物検知用センサや後述する判定部２１から出力される障害物検知信号に基づいて、ドアへの挟まれや引き込まれを防止するため、戸閉反転又は戸開反転動作を行わせる反転速度指令値も生成・出力する。あるいは、障害物検知信号に基づいて、戸開閉動作を急停止させる速度指令値を生成・出力する。
【００２５】
ドア制御装置本体１０が備える階床データ記憶部１４は、エレベータが停止する各階床毎に、モータ６の負荷に影響を及ぼす要素を、階床データとして予め記憶するものである。モータ６の負荷に影響を及ぼす要素の具体的なものとしては、ドアパネル１を含むかご側ドアの質量、乗場側ドアの質量、ドアパネル１に取り付けられる各種センサの質量、さらに減速機や駆動車７ａ及び巻掛車７ｂ等の回転系を含めたドア機器の総質量が挙げられる。そして、これらの要素をモータ６のモータ軸換算の慣性モーメントに変換したイナーシャＪを各階床毎の階床データとして記憶する。
【００２６】
また、この階床データ記憶部１４は、後述する外乱推定部２０から出力される外乱の推定値についても、各階床毎に記憶する。後述するように、外乱推定部２０から出力される外乱の推定値には、ドアパネル１の走行抵抗ロスも含まれる。そこで、外乱推定部２０による外乱の推定値に基づいて走行抵抗ロスを計測することができる。そして、予め設定された許容値以上のロスを検出した回数をカウントし、この回数が規定回数以上となった場合には、異常の前触れとしてロスの異常検知信号を保守センター等に通知する。こうして、ドア装置の故障を未然に防止することができる。
【００２７】
速度制御部１５は、実速度Ｖと速度指令値Ｖ＊との誤差を補正するものである。すなわち、一定の時間間隔Ｔで、速度演算部１２から出力されたドアパネル１の実速度Ｖが、目標値であるドア速度指令値生成部１３から出力された速度指令値Ｖ＊に追従するように、第１のトルク指令値であるモータ電流指令値ｉｑ０＊を出力する。この速度制御部１５は、一般的には伝達関数Ｃｂ（ｓ）＝Ｋｓｐ＋Ｋｓｉ／ｓで表わされるフィードバック制御器で構成される。
【００２８】
ここで、Ｋｓｐは、このフィードバック制御器の比例ゲイン、Ｋｓｉは積分ゲインである。この比例ゲインＫｓｐは、階床データ記憶部１４に記憶された階床データに基づいた当該階床のドア総質量のモータ軸換算イナーシャＪ、モータ６のトルク特性ＫＴ、及び、目標値に対する出力の誤差補正性能を指定する制御交差周波数ωｃの各パラメータを用いて、Ｋｓｐ＝Ｊ×ωｃ／ＫＴにより設計される。積分ゲインＫｓｉは、Ｋｓｉ＝Ｋｓｐ×ωｃ／５を満たすようにして設計される。
【００２９】
この速度制御部１５においては、ドア総質量のモータ軸換算イナーシャＪが階床データ記憶部１４からの出力として正確に速度制御部１５に入力されることにより、適切な制御交差周波数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を決定することができる。さらに、速度制御部１５を、フィードフォワード制御器を含むように構成することで、速度指令値Ｖ＊に対する実速度Ｖの追従性と回転誤差補正性能を独立に設定するようにしてもよい。
【００３０】
前述のように、ドア速度指令値生成部１３は、戸開閉動作の目標となる速度指令値Ｖ＊を生成して出力する。しかし、実際のドア装置には、ゴミ詰まり等の走行抵抗、ドアパネル変形等による摩擦ロス、前述したこじ開け防止やクローザ機能のための機械的戸開閉力、及び、戸開閉駆動中における物体との接触等といった外乱要因が存在する。そして、これらの外乱要因により、実速度Ｖは速度指令値Ｖ＊に対して完全には追従しない。従って、実速度Ｖの速度指令値Ｖ＊に対する偏差を補正する必要があり、前述したように、この速度制御部１５は実速度Ｖが速度指令値Ｖ＊に追従するようにモータ電流指令値ｉｑ０＊を出力するものである。
【００３１】
速度制御部１５から出力されたモータ電流指令値ｉｑ０＊は、後述する外乱推定部２０からの出力ｉｑ１＊との総和がとられて、モータ電流指令値ｉｑａ＊となる。そして、このモータ電流指令値ｉｑａ＊は、後述するトルク補償部１９からの出力ｉｑ２＊との総和がとられて、モータ電流指令値ｉｑｂ＊となる。このモータ電流指令値ｉｑｂ＊が、ドア制御装置本体１０が備える電流制御部１６へと入力される指令値の基準となる。
【００３２】
この電流制御部１６は、モータ電流指令値ｉｑｂ＊に従って、モータ６へと供給する電流を制御するものである。このため、電流検出器１７により検出された後述するＰＷＭインバータ１８からモータ６へと供給される電流値を帰還して、この帰還電流値とモータ電流指令値ｉｑｂ＊との偏差に基づいて、モータ６へと供給する電流を出力する。
この電流制御部１６からの出力電流は、ＰＷＭインバータ１８（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（パルス幅変調））を介してモータ６へと供給され、モータ６が回転駆動される。
【００３３】
トルク補償部１９は、ドアパネル１に機械的に作用する既知の（予め定まった）戸開閉力に相当するモータ電流指令値ｉｑ２＊（第２のトルク指令値）を抗力として出力するものである。この既知の戸開閉力（既知外力）は、前述したこじ開け防止やクローザ機能のための機械的戸開閉力である。従って、この既知外力は、ドアパネル１のサイズや質量、用いられるバネの弾性定数等のパラメータから、ドアパネル１の位置に応じた力として予め算出される。そして、ドアパネル１の位置に関する関数又はテーブルデータとして、トルク補償部１９に予め記憶されている。
【００３４】
トルク補償部１９は、速度演算部１２から出力されたドアパネル１の実速度Ｖを積分（積算）して得られるドアパネル１の位置を入力とする。そして、まず、この入力されたドアパネル１の位置における既知外力である機械的戸開閉力を予め記憶したデータを参照して求める。次に、モータ６のトルク特性ＫＴからモータ６がこの既知外力に抗するために発生すべきトルクに対応するモータ電流指令値ｉｑ２＊を算出してこれを出力する。
【００３５】
外乱推定部２０は、ドアパネル１に作用する既知外力以外の外乱を推定するものである。この外乱推定部２０は、まず、速度演算部１２から出力される実速度Ｖの疑似微分又は時間差分をとることにより、ドアパネル１の加速度ａを算出する。次に、この算出した加速度ａとドア総質量のモータ軸換算イナーシャＪとから、ドアパネル１に対して発生しているトルクを見積もる。そして、この見積もったトルクに相当する電流値と、入力されたモータ電流指令値ｉｑａ＊との差分を求め、これを外乱（に相当する電流）の推定値とする。
【００３６】
このようにして求められた外乱の推定値の信号は、ローパスフィルタを通されて高周波数帯域の情報がカットされた上で、外乱推定値に基づく電流指令値ｉｑ１＊（第３のトルク指令値）として外乱推定部２０から出力される。なお、ここで、外乱推定部２０に入力されるモータ電流指令値ｉｑａ＊は、前述のように、速度制御部１５から出力されたモータ電流指令値ｉｑ０＊と、この外乱推定部２０自身からの出力ｉｑ１＊との総和である。
【００３７】
この外乱推定部２０において推定された外乱は、前述のようにトルク補償部１９において補償される機械的に作用する既知の戸開閉力以外の外力の総和である。すなわち、具体的には、速度制御部１５で用いられたドア総質量のモータ軸換算イナーシャＪの真値に対する誤差、走行抵抗ロス、トルク補償部１９における既知外力の誤差、及び、かご側ドアと乗場側ドアが係合する際に生じる衝突の力の総和である。
【００３８】
ここで、一般的には、速度制御部１５における速度制御ゲインＫｓｐ、Ｋｓｉは、ドア総質量のモータ軸換算イナーシャＪがある値であると想定して所望の追従性・振動抑制性能を満たすように設定される。このため、ドア総質量の真値に対して想定したドア総質量に誤差が生じると、その誤差は外乱として推定・算出されることになる。この外乱推定部２０は、モータ電流指令値ｉｑａ＊を入力とすることで、機械的な戸開閉力を除外した外乱、つまり、できるだけ既知の外乱情報を除外した残りの外乱を推定し補償する特徴をもつものである。
【００３９】
なお、速度制御部１５、トルク補償部１９や外乱推定部２０には、その出力値の大きさを調整する調整部をさらに備えるようにしてもよい。そして、全閉状態や全開状態からのドアパネル１の移動距離、モータ６の回転位置、又は、ドアパネル１が移動を開始してからの経過時間に応じて、この調整部のゲインを変更させるようにしてもよい。
【００４０】
判定部２１は、外乱推定部２０から出力された外乱の推定値ｉｑ１＊に基づいて、ドアパネル１の人体を含む障害物との衝突、すなわち、挟まれや引き込まれを判定するものである。この判定部２１は、挟まれや引き込まれを判定した場合には、ドア速度指令値生成部１３に対して反転指令を出力する。具体的には、判定部２１は、外乱推定部２０からの出力ｉｑ１＊が所定の閾値Ａ以上となった場合にドアパネル１が障害物と衝突したと判定する（図３）。
【００４１】
この閾値Ａは、外乱推定部２０により推定される外乱が、走行抵抗ロスやトルク補償部１９における機械的戸開閉力の誤差として許容される範囲として設定される。換言すれば、外乱推定部２０により推定される外乱が、走行抵抗ロスやトルク補償部１９における機械的戸開閉力の誤差として許容される範囲を逸脱して大きくなった場合に、戸開閉における異常が発生したと判断されるように、閾値Ａを設定する。
なお、この際、モータ６の発生トルクが障害物に与える力が過剰にならないように、モータ６の回転位置に応じて、モータ電流指令値ｉｑｂ＊を制限することが好ましい。
【００４２】
このように構成されたエレベータのドア制御装置の、全閉状態からの戸開動作の特徴について、機械的戸開閉力（既知外力）及びかご側ドアと乗場側ドアとの係合時の衝撃の影響に着目して説明する。
【００４３】
まず、戸開動作開始直後におけるドアパネル１の駆動に必要な力についてみてみると、全閉状態を保持するためにドアパネル１に作用している機械的戸閉力が、ドアパネル１を駆動するために必要な力の主要な要素となる。すなわち、まず、一般に、ドアパネル１を移動させるために必要な駆動力Ｆは、駆動力Ｆ＝ドアパネル質量Ｍ×加速度ａ＋外乱ｆで求めることができる。このうち初項は、ドアパネル質量Ｍが軽いほど、外乱ｆと比べて相対的に小さくなる。従って、戸開開始直後はかご側ドアと乗場側ドアとの係合前であってドアパネル質量がかご側の質量のみで軽いため、要する駆動力Ｆにおいては、外乱ｆ、特に機械的戸閉力の占める割合が高くなる。駆動力Ｆのうち、半分以上が機械的戸閉力に抗する力となることもある。
【００４４】
また、ドアパネル１と伝動条体８とを剛に接合する連結具９の代わりに、かご側と乗場側が係合する前は接合せずに係合後は剛に接合する調整機構を用いてもよい。このとき、戸開開始直後はモータ６のみが回転し、かご側と乗場側を係合した状態から同時に戸開することになる。このような構造では、機械的戸閉力は係合後の駆動力のみに影響を及ぼすが、駆動力の算出は前述と同様にして行うことができる。そこで、係合前にはかご側ドアのみが駆動する図１の機構を想定して駆動時に生じる状況を説明する。
【００４５】
このような状況下において、仮にトルク補償部１９からの既知外力に対する補償出力ｉｑ２＊が無い場合を考えてみる。この場合には、外乱推定部２０において既知外力である機械的戸閉力を含めた外力を推定することになる。従って、トルク補償部１９からの出力ｉｑ２＊が有る場合と比較して、外乱の推定値が収束するまでの時間が長くなってしまう。また、仮に、トルク補償部１９からの出力ｉｑ２＊と外乱推定部２０からの出力ｉｑ１＊の両方が無い場合には、速度制御部１５においてのみ外乱に対する補償が行われるため、さらに実速度Ｖが指令値Ｖ＊に追従する時間が長くなってしまうことが考えられる。
【００４６】
つまり、これは、基本的に機械的戸閉力が大きいほどモータ６の発生トルクが機械的戸閉力を上回るまでの時間が長くなるからである。なお、全閉状態においてドアパネル１に作用している一定の機械的戸閉力への抗力をモータ６のトルクが補うまでの収束時間は、速度制御部１５における制御ゲインに依存する。そこで、トルク補償部１９において、モータ６の回転位置に応じて機械的戸閉力を予め補償することにより、駆動直後のモータ６の回転速度の指令値に対する立ち上がりを迅速にすることが可能となる。従って、速度指令値Ｖ＊に対する実速度Ｖの追従性能を改善することができる。
【００４７】
ただし、迅速な立ち上がりの実現を目的として過大なトルク補償を行った場合、速度指令値に対してモータの回転速度が追従せずにオーバーすることがある。そして、この場合でも係合低速区間が終了するまでの時間を短縮することは可能ではある。しかし、この場合においては、時間の短縮という効果は一応得られるものの、かご側ドアと乗場側ドアとの係合時の衝撃が増大するとともに、急激な動作によりドアパネル１の振動が生じてしまうという、大きな弊害がある。従って、あくまで設計した速度指令値に追従することを前提として、開閉時間が短縮されることが望ましいことは言うまでもない。
【００４８】
また、一般的にかご側ドアに駆動源となるドアモータ６が備え付けられているエレベータのドアは、着床後の戸開動作において、かご側ドアが戸開し始めて低速で移動した後、乗場側ドアと係合して一体となり係合完了したと判断した段階で、戸開最高速へと再加速して戸開動作が行われる。この際の係合完了の判断は、主にモータ６の回転位置や戸開開始からの経過時間に基づいている。
【００４９】
この際、係合時の衝撃音を低減するためにかご側ドアを低速で動作するようにしているため、速度指令値Ｖ＊に対する実速度Ｖの追従遅れが生じると、戸開時間が長くなる悪影響が生じてしまう。例えば、階床毎にかご側ドアと乗場側ドアの係合位置は、一般に異なることから、モータ６の回転位置が一定の距離に到達するまでを係合低速区間とすると、速度指令値Ｖ＊に対する実速度Ｖの追従遅れにより係合低速区間の終了位置に到達する時間は長引くことになる。
【００５０】
そこで、外乱推定部２０において機械的戸開閉力以外の外乱を推定し、速度制御部１５の出力に対して推定した外乱を補償することで、速度指令値Ｖ＊に対する追従性能を向上することができる。そして、その結果、設計した速度指令値Ｖ＊に対するモータ６の回転実速度の高追従性能を維持し、開閉時間の短縮が可能となる。
【００５１】
実施の形態２．
図３、図５及び図６は、この発明の実施の形態２に係るものである。
ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成において、判定部は、外乱推定部が推定した外乱に基づいてかご側ドアと乗場側ドアとの係合完了を判断し、これらのドアの係合が完了したと判断された場合には、直ちに係合低速区間を終了してドアパネルの戸開速度を最高速度へと加速するようにしたものである。
【００５２】
図５は、この実施の形態２に係るエレベータのドア制御装置の全体構成を示すものである。
外乱推定部２０から出力される外乱推定値は、まず、実施の形態１と同様に判定部２１に入力される。この外乱推定値は、ドアパネル１に作用する外力から既知の機械的戸開閉力を省いたものである。すなわち、この外乱推定値には、走行抵抗ロス、ドア総質量の誤差、既知の機械的戸開閉力の誤差に加えて、かご側ドアと乗場側ドアとの係合時における衝突に起因する衝撃力が含まれている。
【００５３】
そこで、外乱推定部２０による外乱推定値が、係合完了検知用の所定の閾値Ｂ以上となったか否かによって、かご側ドアと乗場側ドアとの係合が完了したか否かを判断することができる。ここでは、図３に示すように、この係合完了検知用の閾値Ｂは、先の実施の形態１における障害物検知用の閾値Ａよりも、小さい値に設定している。
なお、この閾値Ｂとして、外乱推定値の時間変化率に関して、急峻な数値が得られたときに係合が完了したと判断するようにしてもよい。すなわち、この場合、判定部２１は、外乱推定値の時間変化率が所定の閾値Ｂ以上となったときに、かご側ドアと乗場側ドアとの係合が完了したと判断する。
【００５４】
ただし、外乱推定値の時間変化率で係合検知を行う場合、かご側ドアと乗場側ドアとが係合していなくとも、例えば、ドアパネル１が障害物を引き込んだりした場合にも、外乱推定値の時間変化率が大きくなり、所定の閾値Ｂ以上となってしまうことが起こりえる。従って、外乱推定値の急峻な時間変化が得られた時点において、ドアパネル１の障害物との衝突又は乗場側ドアとの係合が生じたことは判別できるが、外乱推定値の時間変化率のみからでは、その両者の区別をつけることができない。
【００５５】
そこで、外乱推定値の時間変化率を用いて係合検知を行う場合には、外乱推定値の時間変化率に加えて、その後のドアパネル１の実速度Ｖ又は加速度を用いることで、障害物検知及び係合検知の両者を区別する。すなわち、障害物を検知する場合と係合を検知する場合とでは、係合検知では外乱推定値の時間変化率が所定の閾値Ｂ以上となった後も、ドアパネル１は移動を継続する一方、障害物検知ではドアパネル１が静止する（Ｖ≒０となる）点において異なる。
【００５６】
つまり、ドアパネル１の速度や加速度が衝突直後に０へと収束すれば、外乱推定値は増大して閾値Ａ以上となり、障害物検知と判定されてドアパネル１は反転制御される。一方、ドアパネル１の加速度が衝突直後とは逆符号に増大すれば、係合して開動作を継続している状態であり、このとき、外乱推定値は障害物へ衝突した場合に比べると小さくなる。
よって、外乱推定値の急峻な時間変化を一定の閾値Ｂにおいて判定し、以降のドアパネル１の実速度Ｖ又は実速度Ｖから算出した加速度を監視することで、障害物検知であるか係合検知であるのかを区別することができる。
【００５７】
判定部２１は、かご側ドアと乗場側ドアの係合完了を検知すると、係合区間終了信号を出力する。ドア速度指令値生成部１３は、この判定部２１から出力された係合区間終了信号を受信すると、係合区間の低速な速度指令値の出力を終了する。そして、速やかに再加速を行うように速度指令値を出力することで、係合低速区間を短縮して戸開時間を短縮することが可能である（図６）。
【００５８】
また、係合完了位置は各階床毎に異なる可能性がある。そこで、まず、判定部２１から出力される係合区間終了信号を階床データ記憶部１４へと入力する。次に、階床データ記憶部１４において、この係合区間終了信号とモータ６の回転位置（ドアパネル１の位置）とから、各階床毎に係合完了位置を求めて、これを記憶させておく。そして、ドア速度指令値生成部１３は、この階床データ記憶部１４に記憶された各階床毎の係合完了位置に基づいて、係合区間の低速な速度指令値の出力を終了して最高速に再加速を行うように速度指令値を出力するようにしてもよい。
なお、他の構成については実施の形態１と同様であって、その詳細説明は省略する。
【００５９】
以上のように構成されたエレベータのドア制御装置においては、実施の形態１と同様の効果を奏することができるのに加えて、さらに、全閉からの戸開時に低速で戸開する時間を短縮することが可能であって、戸開にかかる時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１    ドアパネル
２    吊り手
３    ドアローラ
４    桁
５    ドアレール
６    モータ
７ａ  駆動車
７ｂ  巻掛車
８    伝動条体
９    連結具
１０    ドア制御装置本体
１１    回転センサ
１２    速度演算部
１３    ドア速度指令値生成部
１４    階床データ記憶部
１５    速度制御部
１６    電流制御部
１７    電流検出器
１８    ＰＷＭインバータ
１９    トルク補償部
２０    外乱推定部
２１    判定部
【図１】
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【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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