(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指令発生部から出力される指令値に基づいてエレベータドアを駆動する駆動手段と、前記エレベータドアの動作経過と共に変化する位置、速度、加速度の少なくとも１つに関する変化値及び前記指令値のいずれか一方または両方から前記エレベータドアが駆動されるときのトルクの推定値を算出する算出手段と、前記トルクの推定値と前記指令値に対応するトルクの指令値または前記エレベータドアの動作経過と共に変化するトルクの変化値とを比較して得られた比較値に基づいて異常を検出する異常検出手段とを備え、前記異常検出手段で異常が検出されたときに前記指令発生部によって前記エレベータドアを反転または停止させることを特徴とするエレベータドアの制御装置。
【請求項２】
指令発生部から出力される指令値に基づいてエレベータドアを駆動する駆動手段と、前記エレベータドアの動作経過と共に変化する位置、速度、トルクの少なくとも１つに関する変化値、前記指令値、前記指令値に対応するトルクの指令値の少なくとも１つから前記エレベータドアの速度の推定値を算出する算出手段と、前記速度の推定値と前記エレベータドアの動作経過と共に変化する速度の変化値とを比較して得られた比較値に基づいて異常を検出する異常検出手段とを備え、前記異常検出手段で異常が検出されたときに前記指令発生部によって前記エレベータドアを反転または停止させることを特徴とするエレベータドアの制御装置。
【請求項３】
前記算出手段は、エレベータドアの動作経過と共に変化する加速度の変化値と慣性係数とから慣性力を、前記エレベータドアの動作経過と共に変化する速度の変化値または指令発生部から出力される指令値と摩擦係数とから摩擦力をそれぞれ求め、これらより前記エレベータドアが駆動されるときのトルクの推定値を算出することを特徴とする請求項１記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項４】
前記算出手段は、エレベータドアの動作経過と共に変化する速度の変化値または指令発生部から出力される指令値と摩擦係数とから摩擦力を求め、前記指令値に対応するトルクの指令値もしくは前記エレベータドアの動作経過と共に変化するトルクの変化値と前記摩擦力とから慣性力を求め、前記慣性力と慣性係数との比から前記エレベータドアが駆動されるときの加速度の推定値を算出することを特徴とする請求項２記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項５】
前記算出手段は、エレベータドアの動作経過と共に変化する位置、速度、加速度、トルクの少なくとも１つに関する変化値、前記指令発生部から出力される指令値、前記指令値に対応するトルクの指令値の少なくとも１つから慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方を同定により求めることを特徴とする請求項３または請求項４記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項６】
慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、各階毎のエレベータドアに応じて定めることを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１項記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項７】
慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、エレベータドアの動作経過と共に変化する位置、速度、加速度、トルクの少なくとも１つに関する変化値、前記指令発生部から出力される指令値、前記指令値に対応するトルクの指令値の少なくとも１つに応じて補正されることを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか１項記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項８】
慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、エレベータドアの動作に応じて定めることを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれか１項記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項９】
慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、所定時間またはエレベータドアの所定開閉回数毎に定めることを特徴とする請求項３〜請求項８のいずれか１項記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項１０】
慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、エレベータドアの動作区間または動作時間に応じて変更することを特徴とする請求項３〜請求項９のいずれか１項記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項１１】
前記異常検出手段は、異常と判定する値を慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方の値に応じて変更することを特徴とする請求項３〜請求項１０のいずれか１項記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項１２】
前記異常検出手段が、異常と判定する値と比較値との差が所定値を超えるときに、算出手段によって新たに慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方を求めることを特徴とする請求項３〜請求項１１のいずれか１項記載のエレベータドアの制御装置。
【請求項１３】
前記異常検出手段が、所定時間内に所定回数以上の異常を検出したときに、算出手段によって新たに慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方を求めることを特徴とする請求項３〜請求項１２のいずれか１項記載のエレベータドアの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータドアの制御装置に関するものであり、特に、エレベータドアの開閉動作中に人体等がエレベータドアに挟まれた場合、あるいはエレベータドアに引き込まれた場合等にエレベータドアを速やかに停止または反転させるエレベータドアの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２６〜２８は従来のエレベータドアの制御装置を示す図で、図２６は特開平３−２３７２８６号公報に示されたエレベータドアの駆動機構を示す図であり、図２７は図２６に示したエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図で、図２８は図２７に示したエレベータドア制御装置における、ドア動作状態量と負荷異常検出判定量との関係を示す図である。図２６において１はドア駆動用モータ、２はプーリ、３はＶベルト、４はタイミングベルト、５はカゴドアである。モータ１が回転してカゴドア５が動作すると、乗り場ドア（図示しない）は乗り場ドアに設けられた装置（図示しない）でカゴドア５と結合され、連動して動作する。
【０００３】
戸閉動作を行う際のモータ１のトルク指令は図２８に示すようになる。図２７に示したエレベータドアの制御装置では、変位測定器２０でカゴドア５の位置を検出し、カゴドア５の位置に応じて設定されたトルク指令制限値を導出する。トルク指令制限部１２では、速度制御器１１が出力するトルク指令５１とカゴドア５の位置に応じて導出されるトルク指令制限値とを比較し、小さい方をトルク指令として電流制御器１３に出力する。
戸閉動作中に人がカゴドア５に挟まれ、カゴドア５が拘束されてモータ速度５３が低下すると、速度誤差が大きくなるため速度制御器１１が出力するトルク指令５１が増大する。負荷異常検出手段１４では、速度制御器１１が出力するトルク指令５１とカゴドア５の位置に応じて決定されるトルク指令制限値を比較し、所定時間以上連続してトルク指令値５１がトルク指令制限値を越える場合は、速度指令反転要求３０を発生し、カゴドア５を反転させて、人の安全を確保するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のエレベータドアの制御装置では、トルク指令制限値の設定を十分にきめ細かくできないため、カゴドアに人が挟まれる箇所によっては、大きな力が人体に作用した後にしかドアが反転しないという問題点があった。また、カゴドア５の重量が異なる場合や、速度指令が変更された場合はカゴドアの位置毎に設定されているトルク指令制限値を設定し直さなければならないという問題点があった。
【０００５】
この発明はかかる問題を解決するためになされたもので、正常動作時のエレベータドアモデルに基づいて動作時のドア動作状態量を高精度に算出することにより、負荷異常検出の精度を向上させ、乗客のドアへの引き込まれ・挟まれに伴う怪我等を防止し、安全性を向上させることができるエレベータドア装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエレベータドアの制御装置は、指令発生部から出力される指令値に基づいてエレベータドアを駆動する駆動手段と、前記エレベータドアの動作経過と共に変化する位置、速度、加速度の少なくとも１つに関する変化値及び前記指令値のいずれか一方または両方から前記エレベータドアが駆動されるときのトルクの推定値を算出する算出手段と、前記トルクの推定値と前記指令値に対応するトルクの指令値または前記エレベータドアの動作経過と共に変化するトルクの変化値とを比較して得られた比較値に基づいて異常を検出する異常検出手段とを備え、前記異常検出手段で異常が検出されたときに前記指令発生部によって前記エレベータドアを反転または停止させるものである。
【０００７】
また、指令発生部から出力される指令値に基づいてエレベータドアを駆動する駆動手段と、前記エレベータドアの動作経過と共に変化する位置、速度、トルクの少なくとも１つに関する変化値、前記指令値、前記指令値に対応するトルクの指令値の少なくとも１つから前記エレベータドアの速度の推定値を算出する算出手段と、前記速度の推定値と前記エレベータドアの動作経過と共に変化する速度の変化値とを比較して得られた比較値に基づいて異常を検出する異常検出手段とを備え、前記異常検出手段で異常が検出されたときに前記指令発生部によって前記エレベータドアを反転または停止させるものである。
【０００８】
また、前記算出手段は、エレベータドアの動作経過と共に変化する加速度の変化値と慣性係数とから慣性力を、前記エレベータドアの動作経過と共に変化する速度の変化値または指令発生部から出力される指令値と摩擦係数とから摩擦力をそれぞれ求め、これらより前記エレベータドアが駆動されるときのトルクの推定値を算出するものである。
さらに、前記算出手段は、エレベータドアの動作経過と共に変化する速度の変化値または指令発生部から出力される指令値と摩擦係数とから摩擦力を求め、前記指令値に対応するトルクの指令値もしくは前記エレベータドアの動作経過と共に変化するトルクの変化値と前記摩擦力とから慣性力を求め、前記慣性力と慣性係数との比から前記エレベータドアが駆動されるときの加速度の推定値を算出するものである。
さらにまた、前記算出手段は、エレベータドアの動作経過と共に変化する位置、速度、加速度、トルクの少なくとも１つに関する変化値、前記指令発生部から出力される指令値、前記指令値に対応するトルクの指令値の少なくとも１つから慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方を同定により求めるものである。
【０００９】
また、慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、各階毎のエレベータドアに応じて定めるものである。
さらに、慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、エレベータドアの動作経過と共に変化する位置、速度、加速度、トルクの少なくとも１つに関する変化値、前記指令発生部から出力される指令値、前記指令値に対応するトルクの指令値の少なくとも１つに応じて補正されるものである。
さらにまた、慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、エレベータドアの動作に応じて定めるものである。
また、慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、所定時間またはエレベータドアの所定開閉回数毎に定めるものである。
さらに、慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方は、エレベータドアの動作区間または動作時間に応じて変更するものである。
【００１０】
また、異常検出手段は、異常と判定する値を慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方の値に応じて変更する。
さらに、異常検出手段が、異常と判定する値と比較値との差が所定値を超えるときに、算出手段によって新たに慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方を求める。
さらにまた、異常検出手段が、所定時間内に所定回数以上の異常を検出したときに、算出手段によって新たに慣性係数及び摩擦係数のいずれか一方または両方を求める。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本実施の形態のエレベータドア装置を示す図である。図において、１はエレベータドア駆動用モータ、２はプーリ、３はＶベルト、４はタイミングベルト、５はカゴドア、６は戸締め力発生リンクである。
図２は図１に示したエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。図において、２２はエレベータドアモデル、２３はパラメータ記憶手段、２４は偏差許容値記憶手段、その他は図２７に示した従来例と同様なので説明は省略する。
【００１２】
次に、本エレベータドア装置の制御方法について説明する。
速度指令発生部１０でモータ１を駆動させるための指令値としての速度指令５４を出力する。速度制御器１１では、この速度指令発生部１０からの速度指令５４と実際のドア駆動用モータ１の速度の変化値であるモータ速度５３とを比較してモータ１を駆動させるためのトルク指令値となるトルク指令５１を出力する。この速度制御器１１の出力は、トルク指令または電流指令と呼ばれる。一般にモータの発生するトルクとモータに流れる電流（ＤＣモータの場合、ＡＣモータではＤＣモータ電流への換算値）は比例するため、速度制御器１１の出力は、モータに実際に発生させたいトルクの指令値と比例関係にある。
トルク指令制限部１２では、速度制御器１１が出力したトルク指令５１とカゴドア５の位置に応じて導出されるトルク指令制限値とを比較し、小さい方の値をトルク指令として電流制御器１３に出力する。電流制御器１３では、トルク指令制限部１２が出力した値によりモータ１を駆動させるための電流値を求めモータ１を駆動させる。
【００１３】
変位測定器２０では、モータ変位５９をトルク指令制限部１２、速度検出部２１そしてエレベータドアモデル２２に出力する。速度検出部２１では、変位測定器２０で検出され、位置、速度、加速度の少なくとも１つに関する変化値であるモータ変位５９から同じく位置、速度、加速度の少なくとも１つに関する変化値である実際のドア駆動用モータ１のモータ速度５３を求め、速度制御器１１とエレベータドアモデル２２に出力する。
エレベータドアモデル２２では、パラメータ記憶手段２３に記憶されているパラメータを用いて変位測定値２０からの変位値（モータ変位５９）と速度検出部２１からの速度ｖ（モータ速度５３）とから動作時のトルクの推定値であるモータ駆動トルクτを算出する。（以下で詳しく説明する）
【００１４】
負荷異常検出手段１４では、エレベータドアモデル２２で正常動作とみなして算出されたモータ駆動トルクτと速度制御器１１から出力されるトルク指令５１との偏差が比較値となるが、その許容値（偏差許容値）が偏差許容値記憶手段２４から読み込まれて設定され、エレベータドアモデル２２で正常動作とみなして算出された動作時のモータ駆動トルクτと速度制御器１１から出力されたトルク指令５１が入力されると、算出されたモータ駆動トルクτと速度制御器１１から出力されたトルク指令５１のスケールをあわせる。そして、両者の差が連続して所定時間、前記偏差許容値を超える場合には、速度指令発生部１０に速度指令反転要求５０を出力する。この速度指令反転要求５０に基づいて、エレベータドアを反転または停止させる。前記所定時間が０秒の場合は、前記偏差許容値を超える場合には直ちにエレベータドアを反転または停止させる。
【００１５】
次に、エレベータドアモデル２２での正常動作とみなした場合のモータ駆動トルクτの算出方法を説明する。図３は図２に示したエレベータドアモデル２２の細部を示した図である。
本エレベータドア装置における正常動作時のエレベータドアの運動方程式は、モータ１、プーリ２、ドア５をあわせた慣性項をＪ、粘性摩擦係数をｂ、クーロン摩擦係数をｃ、ドア変位をｘ、モータ速度をｖ、モータ加速度をａ、モータ駆動トルクをτ、戸締め力発生リンク６が発生する戸締め力をモータ軸換算にした値をｆとすると、
【００１６】
【数１】
0003540509.tif 000002
【００１７】
と表せる。ここで、ｓｇｎ（ｖ）は、ｖ＞０のとき１、ｖ＜０のとき−１の値を持つ関数である。以下Ｊａを慣性力、ｂｖを粘性摩擦力、ｃ×ｓｇｎ（ｖ）をクーロン摩擦力、ｆ（ｘ）を戸締め力と呼ぶことにする。
また、リンクを用いて駆動するドアにおいては、式（１）における慣性項Ｊはドア変位ｘの関数Ｊ（ｘ）となる。
【００１８】
エレベータドアモデル２２では、式（１）に示した正常動作時のエレベータドアの運動方程式を基に正常動作とみなした場合のモータ駆動トルクτを算出する。
まず、図３に示すように変位測定器２０から出力されたモータ変位５９からドア変位算出手段３５を用いてドア変位ｘを算出し、ｆ（ｘ）を計算する。次に、速度検出部２１から出力されたモータ速度５３をモータ速度ｖとし、粘性摩擦力ｂｖとクーロン摩擦力ｃ×ｓｇｎ（ｖ）の値を算出する。モータ加速度ａは加速度の変化を示すもので、疑似微分器３８を用いて速度検出部２１から出力されたモータ速度５３の差分により算出する。そして、このモータ加速度ａより慣性力Ｊａを求める。以上の操作により求めた値をそれぞれ式（１）に代入することにより、正常動作とみなした場合のモータ駆動トルクτを算出する。
【００１９】
エレベータドアモデル２２でモータ駆動トルクτを算出する際の慣性項Ｊ、粘性摩擦係数ｂ、クーロン摩擦係数ｃ及び戸締め力をモータ軸換算にした値ｆ等の各種パラメータはパラメータ記憶手段２３に格納されている当該パラメータの設計値もしくは別途同定された値を使用する。
また、フロアによってドア重量等のドアモデルのパラメータが異なる場合には、あらかじめフロア毎にドア重量等のドアモデルパラメータの値をパラメータ記憶手段２３に記憶させておき、該当フロアのパラメータを用いてドア動作状態量の算出を行う。
【００２０】
本実施の形態では、負荷異常検出手段１４へ速度制御器１１から出力されるトルク指令５１が入力される場合を説明したが、図５若しくは図６のブロック図に示すように、速度制御器１１から出力されるトルク指令５１の代わりにトルク指令値となるトルク指令制限部１２の出力若しくはトルクの変化値を示す電流制御器１３の出力を用いてもよい。
この場合、モータ駆動トルクτと電流制御器１３の出力との偏差が比較値となる。
また、図７に示すように偏差許容値記憶手段２４に記憶される偏差許容値を、パラメータ記憶手段２３に記憶されているドア重量等のドアモデルのパラメータやドアの開閉時の最高速度に応じて適切な値に設定するようにしてもよい。なお、全てのドア重量、最高速度に対して同一の偏差許容値を用いてもよいことは言うまでもない。
さらに、図８に示すように、負荷異常検出手段１４での反転指令発生後は偏差許容値記憶手段２４での偏差許容値の値を大きくすることにより、反転動作が何度も繰り返されるのを防止することができる。
また、エレベータドアの数式モデルとしては運動方程式の他に、制御系の特性も考慮した伝達関数モデル、神経回路網等の近似モデルを用いてもよい。
【００２１】
図４は本発明の実施の形態における異常検出の判定に使用される偏差許容値と正常動作とみなして算出されたドア動作状態量との和と実際のドア動作状態量、すなわち、算出された正常動作時のドア動作状態量と偏差許容値の和とトルク指令との関係を示す図である。
本実施の形態では、トルク指令５１と実際のエレベータの変位、速度等から正常動作時のエレベータドアの運動方程式を用いて求めた駆動トルク推定値とを比較することにより負荷異常を判定するため、図４に示すように高精度に負荷異常の判定を行うことができ、乗客のドアへの引き込まれ・挟まれに伴う怪我を防止でき、安全性が向上する。
また、停止階毎のドアモデルのパラメータを用いて駆動トルク推定値の計算を行うため、停止階によらず、負荷異常検出精度が一定となる。
【００２２】
実施の形態２．
図９は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。図において、３０は１段または複数段の１次遅れフィルタ、移動平均フィルタ等のフィルタである。その他は実施の形態１と同様なので説明は省略する。
エレベータドアモデル２２では実施の形態１と同様に、変位測定器２０から出力されたモータ変位５９と速度検出部２１から出力されたモータ速度５３が入力され、モータ駆動トルクτを算出する。実施の形態１では、算出されたモータ駆動トルクτをそのまま負荷異常検出手段１４に入力して使用したが、本実施の形態では、算出されたモータ駆動トルクτを例えば１段または複数段の１次遅れフィルタ、移動平均フィルタ等のフィルタ３０に通し、その値を負荷異常検出手段１４に入力する。速度制御器１１から出力されたトルク指令５１に対しても、まずトルク指令５１をフィルタ３０に通し、その値を負荷異常検出手段１４に入力する。
【００２３】
負荷異常検出手段１４では、算出されたモータ駆動トルクτをフィルタ３０に通した値と速度制御器１１から出力されたトルク指令５１をフィルタ３０に通した値とのスケーリングを行う。負荷異常検出手段１４にはあらかじめ、正常時のモータ駆動トルクτとトルク指令の偏差の許容値（偏差許容値）が偏差許容値記憶手段２４から読み込まれており、フィルタ３０に通した後のエレベータドアモデル２２で算出された動作時のトルク指令の計算値とフィルタ３０に通した後の実際のトルク指令の偏差が前記偏差許容値を超えた場合に、速度指令発生部１０に速度指令反転要求５０を出力する。この速度指令反転要求５０に基づいて、エレベータドアを反転または停止させる。
【００２４】
本実施の形態では、算出されたモータ駆動トルクと速度制御器の出力とをそれぞれ１段または複数段のフィルタに通すので、駆動トルクの推定値におけるノイズの影響が低減され、負荷検出精度が向上する。
【００２５】
実施の形態３．
図１０は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。本実施の形態では、エレベータドアモデル２２の入力として、速度検出部２１から出力されるモータ速度５３の代わりに速度指令発生部１０の速度指令５４を用いる。エレベータドアモデル２２および負荷異常検出手段１４における操作は、実施の形態１全く同一である。
また、実施の形態２と同様に動作時のドア動作状態量の計算値と実際のドア動作状態量をフィルタを通してから比較するようにしてもよい。
【００２６】
本実施の形態では、エレベータドアモデル２２の入力として、速度指令発生部１０の速度指令５４を用いているので、モータ速度５３の測定値が速度指令５４に比べてノイズを多く含んでいる場合に、推定された駆動トルクに含まれるノイズ成分を低減することができる。
【００２７】
実施の形態４．
図１１は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。図において、１１は比例・積分補償器である速度制御器、３１は閉ループ系モデルである。その他は実施の形態３と同様であるので説明は省略する。
ここで、速度制御器１１での比例ゲインをＫｖ、積分ゲインをＫｐとする。Ｊはドアモデルの慣性項であり、エレベータドアモデル２２でドア動作状態量の算出を行う際に使用する値と同一の値に設定されている。また、ｓはラプラス演算子である。また、閉ループ系モデル３１は、速度指令発生部１０、速度制御器１１、トルク指令制限部１２、電流制御器１３、ドア駆動用モータ１、変位測定器２０そして速度検出器２１から構成される閉ループ系をモデル化した伝達関数である。
実施の形態４は実施の形態３と比べると、エレベータドアモデル２２の前に閉ループ系の特性を表しているフィルタ（閉ループモデル３１）を用いる点のみが異なっている。
【００２８】
本実施の形態では、閉ループ系の特性を表しているフィルタを用いているので、実施の形態３のように、エレベータドアモデルに基づいてドア動作状態量を算出する際、速度指令値を用いることによる誤差が算出した状態量に含まれることがなく、誤差を低減することができる。
【００２９】
実施の形態５．
図１２は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。実施の形態１での負荷異常検出手段１４では、速度制御器１１、トルク指令制限部１２または電流制御器１３から出力された値とエレベータドアモデル２２で算出されたドア動作状態量とを比較していたが、本実施の形態では、速度検出部２１から検出されたモータ速度５３とエレベータドアモデル２２で算出されたドア動作状態量とを比較する。
【００３０】
エレベータドアモデル２２では、位置、速度、トルクの少なくとも１つに関する変化値として電流制御器１３の出力と変位測定器２０から出力されるモータ変位５９と１サンプル前のモータ速度から正常動作とみなした場合のモータ速度６０を算出する。そして、負荷異常検出手段１４で、エレベータドアモデル２２で正常動作とみなして算出された速度の推定値であるモータ速度６０と、速度検出部２１から出力される速度の変化値である実際のモータ速度５３を比較し、比較値であるその偏差があらかじめ設定された許容値以上になった場合は、速度指令発生部１０に速度指令反転要求５０を出力する。そして、この速度指令反転要求５０に基づいて、エレベータドアを反転または停止させる。
【００３１】
次にエレベータドアモデル２２での正常動作とみなした場合のモータ速度ｖの算出方法を説明する。図１３は図１２に示したエレベータドアモデル２２の細部を示した図である。
本エレベータ装置における正常動作とみなした場合のエレベータドアの運動方程式は、式（１）のように表せるので加速度の推定値であるモータ加速度ａは、
【００３２】
【数２】
0003540509.tif 000003
【００３３】
と表せる。このモータ加速度ａを積分することにより、モータ速度を計算することができる。
【００３４】
図１２のエレベータドアモデル２２では、電流制御器１３の出力と変位測定器２０から出力されるモータ変位５９と１サンプル前のモータ速度とから正常動作時のモータ速度を算出する。まず、変位測定器２０から出力されるモータ変位５９から、ドア変位算出手段３５を用いて、戸締め力ｆ（ｘ）を計算する。次に、１サンプル前のモータ速度の計算値から、粘性摩擦力ｂｖ及びクーロン摩擦力ｃ×ｓｇｎ（ｖ）を算出する。電流制御器１３の出力τと算出した戸締め力ｆ（ｘ）、粘性摩擦力ｂｖ、クーロン摩擦力ｃ×ｓｇｎ（ｖ）から慣性力を算出し、この慣性力を慣性項Ｊで除算することにより加速度ａを算出する。そして、加速度ａにサンプリング間隔を乗算したものを１サンプル前のモータ速度に加算することにより、現在のモータ速度を計算する。
【００３５】
図１４は、本実施の形態における異常検出の判定に使用される偏差許容値と正常動作とみなして算出されたドア動作状態量との和と実際のドア動作状態量、すなわち、算出された正常動作時のドア動作状態量と偏差許容値の和とモータ速度との関係を示す図である。
本実施の形態では、実際のモータ速度と計算で求めた正常動作とみなした場合のモータ速度を比較することにより負荷異常を判定するため、図１４に示すように高精度に負荷異常の判定を行うことができ、乗客のドアへの引き込まれ・挟まれに伴う怪我を防止でき、安全性を向上させることができる。
【００３６】
実施の形態６．
図１５は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。図において、３２はパラメータ記憶手段２３に記憶するパラメータを同定により求めるパラメータ同定手段である。その他は実施の形態１と同様なので説明は省略する。
図１５のパラメータ同定手段３２では、電流制御器１３の出力、変位測定器２０から出力されるモータ変位５９、速度検出部２１から出力されるモータ速度５３から慣性項Ｊ、粘性摩擦係数ｂ、クーロン摩擦係数ｃの値の同定を行う。戸締め力ｆにおけるパラメータは設計値を用いることにする。
【００３７】
次に、パラメータ同定手段３２での同定方法を説明する。
ドア変位をｘ、モータ速度をｖ、モータ加速度をａ、モータ駆動トルクをτ、戸締め力発生リンク６が発生する戸締め力をモータ軸換算にした値をｆとし、第ｋ回目のサンプリングのデータを＊（ｋ）と表記することにし、τ2 、ベクトルｔ、パラメータベクトルｐ及び行列Ａを以下のように定義する。
【００３８】
【数３】
0003540509.tif 000004
【００３９】
【数４】
0003540509.tif 000005
【００４０】
【数５】
0003540509.tif 000006
【００４１】
【数６】
0003540509.tif 000007
【００４２】
このときＡ、ｐ、ｔの間には
【００４３】
【数７】
0003540509.tif 000008
【００４４】
なる関係がある。Ａの疑似逆行列をＡ+ とすれば
【００４５】
【数８】
0003540509.tif 000009
【００４６】
となり、行列Ａ+ とベクトルｔが求まれば、ドアモデルのパラメータベクトルｐを求めることができる。
【００４７】
パラメータ同定手段３２では、τ2 、モータ加速度ａ、モータ速度ｖ、そして、ｓｇｎ（ｖ）を所定サンプリングだけメモリに記憶し、行列Ａ+ とベクトルｔよりパラメータベクトルｐの値、すなわち慣性項Ｊ、粘性摩擦係数ｂ、クーロン摩擦係数ｃの値を同定により求める。そして、エレベータドアモデル２２で、パラメータ同定手段３２で算出されたドアモデルのパラメータに基づいてドア動作状態量を算出する。
【００４８】
また、戸閉動作におけるドア動作状態量の算出には、戸閉動作から同定したドアモデルのパラメータを使用し、戸開動作におけるドア動作状態量の算出には、戸開動作から同定したドアモデルのパラメータを使用して算出すると、負荷異常検出の精度をさらに向上させることができる。
【００４９】
経年変化や気温などの環境変動により摩擦係数等のパラメータが変動する場合には、時間と共に適切なパラメータの値が変化する。そこで、図１６に示すようにタイマ３６を設け、所定時間毎にパラメータ同定手段３２でドアモデルのパラメータ同定を行い、ドア動作状態量算出の際に使用するドアモデルのパラメータを変更するようにすると、環境変動により摩擦係数等のパラメータが変動する場合にでも、時間と共に適切なパラメータの値を設定できる。
また、図１７に示すようにエレベータドアの開閉回数をカウントする開閉回数カウンタ３３を設け、所定開閉回数毎にパラメータ同定手段３２でドアモデルのパラメータ同定を行い、ドア動作状態量算出の際に使用するドアモデルのパラメータを変更するようにしてもよい。
【００５０】
また、図１８に示すようにエレベータドアの反転回数をカウントする反転回数カウンタ３４を設け、負荷異常検出手段１４において、負荷異常が通常考えられる以上に頻繁に発生する場合には、パラメータの値が正しくないと判断し、パラメータ同定手段３２でドアモデルのパラメータ同定を行うようにしてもよい。
【００５１】
さらに、図１９に示すように負荷異常度合い判定手段４１を設け、負荷異常検出手段１４において、速度制御器１１から出力されるトルク指令５１とエレベータドアモデル２２で正常動作とみなして算出されたモータ駆動トルクτとを比較した結果、速度制御器１１から出力されるトルク指令５１と正常動作とみなした場合のモータ駆動トルクτとの差が大きすぎる場合にも、パラメータの値が正しくないと判断し、パラメータ同定手段５２でドアモデルのパラメータ同定を行うようにしてもよい。
【００５２】
フロア毎にドア重量が異なる場合は、フロア毎にドアモデルのパラメータ同定を行い、フロア毎のパラメータをパラメータ記憶手段２３に格納し、ドア動作状態量を算出する際に、当該フロアのドアモデルパラメータを用いて算出するようにしてもよい。
また、本実施の形態では実施の形態１の図２のブロック図で示される制御装置にパラメータ同定手段３２を追加した制御装置について説明したが、これは図２のブロック図で示される制御装置にのみに限定するものではなく、他のブロック図で示される制御装置等に用いてもよい。
さらに、これらのパラメータを実施の形態１のように、あらかじめ設定させておいてよいことは言うまでもない。
【００５３】
本実施の形態ではパラメータ同定手段３２の入力として電流制御器１３の出力と速度検出部２１から出力されるモータ速度５３を使用しているが、電流制御器１３の出力の代わりに速度制御器１１から出力されるトルク指令５１若しくはトルク指令制限部１２の出力を、速度検出部２１から出力されるモータ速度５３の代わりに速度指令５４を用いても同様の効果が期待できる。
【００５４】
本実施の形態では、パラメータ同定手段を内蔵しているため、駆動トルクなどのドア動作状態量の算出に用いるドアモデルのパラメータ値を変更することが容易で、経年変化によりパラメータの値が変動しても高精度にドア動作状態量を計算できる。また、戸開動作の際には戸開動作のデータから同定したパラメータを用いることにより、ドア動作状態量の推定精度をさらに向上させることができる。
【００５５】
実施の形態７．
図２０は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。本実施の形態のエレベータドアは、戸開動作開始直後はカゴドアのみで動作し、所定距離のみカゴドアが動作した後カゴドアと乗り場ドアが結合されカゴドアと乗り場ドアが一体となって動作する。
カゴドアのみで動作する区間では、カゴドアのみで動作するときのドアモデルのパラメータを用いて正常動作とみなした場合のモータ駆動トルクτを算出し、カゴドアと乗り場ドアが一体となって動作する区間では、一体となって動作する場合のドアモデルのパラメータを用いて正常動作時のモータ駆動トルクτを算出する。
また、図２１に示すように、タイマ３６を設け、ドア変位ではなく開閉動作開始からの経過時間に応じてパラメータ記憶手段２３におけるパラメータを変更するようにしてもよい。
【００５６】
本実施の形態では、戸開動作開始直後は他の区間とは別のモデルを用いることにより、戸開動作開始直後の駆動トルクの推定精度を向上させることができる。
【００５７】
実施の形態８．
図２２は本実施の形態におけるエレベータドアの制御装置のブロック図である。図において、３７はパラメータ修正値算出手段である。その他は実施の形態１と同様なので説明は省略する。
パラメータ修正値算出手段３７では、電流制御器１３の出力、変位測定器２０から出力されるモータ変位５９、速度検出部２１から出力されるモータ速度５３に基づいて、エレベータドアモデルのパラメータの修正値を算出する。そして、ドア動作状態量算出の際に使用されるドアモデルのパラメータは、パラメータ修正値算出手段３７で算出されたパラメータ修正値に基づいて、ドア動作中に逐次修正される。
【００５８】
次に、ドアモデルパラメータの修正値の算出方法を説明する。
まず、ドア変位をｘ、モータ速度をｖ、モータ加速度をａ、モータ駆動トルクをτ、戸締め力発生リンク６が発生する戸締め力をモータ軸換算にした値をｆとし、ｋ回目のサンプリングのデータを＊（ｋ）で表し、ｙ2 、τ2 、ｙ3 、τ3 を以下のように定義する。
【００５９】
【数９】
0003540509.tif 000010
【００６０】
【数１０】
0003540509.tif 000011
【００６１】
【数１１】
0003540509.tif 000012
【００６２】
【数１２】
0003540509.tif 000013
【００６３】
ここで、αは０＜α＜１を満たす定数である。また、ｙ3 、τ3 の初期値には例えば０を用いる。
ｇを正の定数とし、ｋ回目のサンプルにおけるパラメータ修正量△ｐh （ｋ）を
【００６４】
【数１３】
0003540509.tif 000014
【００６５】
とし、以下のようしてパラメータ修正値ｐh 
【００６６】
【数１４】
0003540509.tif 000015
【００６７】
を求め、エレベータドアモデル２２で使用するドアモデルのパラメータをパラメータ修正値ｐh に修正する。ここでｓt はサンプル間隔である。
【００６８】
本実施の形態では、ドア動作中にドアモデルパラメータを逐次修正することにより、パラメータ変動があった場合にても高精度に駆動トルクの推定が行える。
【００６９】
実施の形態９．
図２３は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。図において、３８は疑似微分器、３９はドア重量、４０はモータの速度５３、加速度、エレベータドアの現在位置、ドア重量３９等から求めた結合係数を有する神経回路網である。
神経回路網４０には、モータの速度５３、加速度、エレベータドアの現在位置、ドア重量３９の設計値もしくは同定値が入力される。神経回路網４０からは正常動作とみなした場合のモータ駆動トルクτが算出される。神経回路網４０で算出された正常動作とみなした場合のモータ駆動トルクτと速度制御器１１の出力が負荷異常検出手段１４に入力され、算出された駆動トルクτと速度制御器１１から出力されたトルク指令５１の差が、所定時間以上連続してあらかじめ設定された偏差許容値を超える場合は、速度指令発生部１０へ速度指令反転要求５０が出力される。そして、この速度指令反転要求５０に基づいて、エレベータドアを反転または停止させる。
【００７０】
本実施の形態では、高精度に負荷異常の判定を行うことができ、乗客のドアへの引き込まれ・挟まれに伴う怪我を防止でき、安全性を向上させることができる。
【００７１】
実施の形態１０．
図２４は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。
本実施の形態のエレベータドアは、戸開動作開始直後はカゴドアのみで動作し、所定距離のみカゴドアが動作した後カゴドアと乗り場ドアが結合されカゴドアと乗り場ドアが一体となって動作する。
全動作領域における正常動作とみなした場合のモータ駆動トルクτをカゴドアと乗り場ドアが一体となって動作する場合のドアモデルのパラメータを用いて算出する。そして、カゴドアのみで動作する区間では、偏差許容値記憶手段２４に記憶すべき負荷異常判定を行う際の偏差許容値を大きくする。
【００７２】
本実施の形態では、カゴドアのみで動作する区間とカゴドア及び乗り場ドアが一体となって動作する区間に応じて偏差許容値の値を変えるので、動作区間によって駆動トルクの推定精度が異なる場合、高精度に駆動トルクの推定が行える区間での負荷異常検出精度が低下するのを防止する。
【００７３】
実施の形態１１．
図２５は本実施の形態におけるエレベータドア装置の制御装置を示したブロック図である。本実施の形態では、図１２に示した実施の形態５のようにエレベータドアの動特性のみを表現するモデルではなく、制御系の特性も含めたモデルを用いて、指令値である速度指令５４から正常動作とみなした場合の速度の推定値であるモータ速度６０を算出する。
負荷異常検出手段１４では、計算された正常動作とみなした場合のモータ速度６０と速度の変化値である実際のモータ速度５３が入力され、その偏差である比較値を求めると共に、偏差許容値記憶手段２４から設定される偏差許容値以上の差がある場合は速度指令発生部１０に速度指令反転要求５０を出力する。そして、この速度指令反転要求５０に基づいて、エレベータドアを反転または停止させる。
【００７４】
本実施の形態では、実際のモータ速度と計算で求めた正常動作時のモータ速度を比較することにより負荷異常を判定するため、高精度に負荷異常の判定を行うことができ、乗客のドアへの引き込まれ・挟まれに伴う怪我を防止でき、安全性を向上させることができる。
【００７５】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
本発明のエレベータドアの制御装置は、エレベータドアモデルに基づいて正常動作時のドア動作状態量を高精度に算出するため、負荷異常検出の精度も向上し、乗客のドアへの引き込まれ・挟まれに伴う怪我などを防止でき、安全性が向上する。
また、停止階毎のドアモデルのパラメータを用いて駆動トルク推定値の計算を行うため、停止階によらず、負荷異常検出精度を一定にすることができる。
さらに、１段または複数段のフィルタを用いることにより、駆動トルクの推定値におけるノイズの影響が低減され、負荷検出精度が向上する。
さらにまた、エレベータドアモデルの入力として、速度指令発生部の速度指令を用いているので、モータ速度の測定値が速度指令と比べてノイズを多く含んでいる場合に、推定された駆動トルクに含まれるノイズ成分を低減することができる。
また、モータ速度の測定値ではなく速度指令を用いることによって生じる誤差を閉ループ系の特性を有するフィルタを用いることにより低減することができる。
【００７６】
また、パラメータ同定手段を内蔵しているため、駆動トルクなどのドア動作状態量の算出に用いるドアモデルのパラメータ値を変更することが容易で、経年変化によりパラメータの値が変動しても高精度にドア動作状態量を計算できる。
さらに、戸開動作の際には戸開動作のデータから同定したパラメータを用いることにより、ドア動作状態量の推定精度をさらに向上できる。
さらにまた、戸開動作開始直後は他の区間とは別のモデルを用いることにより、戸開動作開始直後の駆動トルクの推定精度を向上する。
また、ドア動作中にドアモデルパラメータを逐次修正することにより、パラメータ変動があっても高精度に駆動トルクの推定が行える。
さらに、動作区間によって駆動トルクの推定精度が異なる場合、高精度に駆動トルクの推定が行える区間での負荷異常検出精度が低下するのを防止する。
さらにまた、反転動作が何度も繰り返されるのを防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のエレベータドア装置を示す図。
【図２】図１の制御装置を示すブロック図。
【図３】図２のエレベータドアモデルの細部を示す図。
【図４】図２のドア動作状態量と偏差許容値との和とトルク指令との関係を示す図。
【図５】本発明の実施の形態１のエレベータドア装置を示す図。
【図６】本発明の実施の形態１のエレベータドア装置を示す図。
【図７】本発明の実施の形態１のエレベータドア装置を示す図。
【図８】本発明の実施の形態１のエレベータドア装置を示す図。
【図９】本発明の実施の形態２のエレベータドア装置を示す図。
【図１０】本発明の実施の形態３のエレベータドア装置を示す図。
【図１１】本発明の実施の形態４のエレベータドア装置を示す図。
【図１２】本発明の実施の形態５のエレベータドア装置を示す図。
【図１３】図１２のエレベータドアモデルの細部を示す図。
【図１４】図１２のドア動作状態量と偏差許容値との和とモータ速度との関係を示す図。
【図１５】本発明の実施の形態６のエレベータドア装置を示す図。
【図１６】本発明の実施の形態６のエレベータドア装置を示す図。
【図１７】本発明の実施の形態６のエレベータドア装置を示す図。
【図１８】本発明の実施の形態６のエレベータドア装置を示す図。
【図１９】本発明の実施の形態６のエレベータドア装置を示す図。
【図２０】本発明の実施の形態７のエレベータドア装置を示す図。
【図２１】本発明の実施の形態７のエレベータドア装置を示す図。
【図２２】本発明の実施の形態８のエレベータドア装置を示す図。
【図２３】本発明の実施の形態９のエレベータドア装置を示す図。
【図２４】本発明の実施の形態１０のエレベータドア装置を示す図。
【図２５】本発明の実施の形態１１のエレベータドア装置を示す図。
【図２６】従来のエレベータドア装置を示す図。
【図２７】図２６のエレベータドア装置の制御装置を示すブロック図。
【図２８】図２６のトルク指令制限値とトルク指令との関係を示す図。
【符号の説明】
１  ドア駆動用モータ              ２  プーリ
３  Ｖベルト                      ４  タイミングベルト
５  カゴドア                      ６  戸締め力発生リンク
１０  速度指令発生部              １１  速度制御器
１２  トルク指令制限部            １３  電流制御器
１４  負荷異常検出手段
２０  変位測定器                  ２１  速度検出部
２２  エレベータドアモデル
２３  パラメータ記憶手段          ２４  偏差許容値記憶手段
３０  フィルタ                    ３１  閉ループ系モデル
３２  パラメータ同定手段          ３３  開閉回数カウンタ
３４  反転指令回数カウンタ        ３５  ドア変位算出手段
３６  タイマ                      ３７  パラメータ修正値算出手段
３８  疑似微分器                  ３９  ドア重量
４０  神経回路網                  ４１  負荷異常度合い判定手段
５０  速度指令反転要求            ５１  トルク指令
５３  モータ速度                  ５４  速度指令
５８  トルク指令計算値            ５９  モータ変位
６０  速度計算値
【図１】
0003540509.tif 000016
【図２】
0003540509.tif 000017
【図３】
0003540509.tif 000018
【図４】
0003540509.tif 000019
【図５】
0003540509.tif 000020
【図６】
0003540509.tif 000021
【図７】
0003540509.tif 000022
【図８】
0003540509.tif 000023
【図９】
0003540509.tif 000024
【図１０】
0003540509.tif 000025
【図１１】
0003540509.tif 000026
【図１２】
0003540509.tif 000027
【図１３】
0003540509.tif 000028
【図１４】
0003540509.tif 000029
【図１５】
0003540509.tif 000030
【図１６】
0003540509.tif 000031
【図１７】
0003540509.tif 000032
【図１８】
0003540509.tif 000033
【図１９】
0003540509.tif 000034
【図２０】
0003540509.tif 000035
【図２１】
0003540509.tif 000036
【図２２】
0003540509.tif 000037
【図２３】
0003540509.tif 000038
【図２４】
0003540509.tif 000039
【図２５】
0003540509.tif 000040
【図２６】
0003540509.tif 000041
【図２７】
0003540509.tif 000042
【図２８】
0003540509.tif 000043