(57)【要約】  エレベータのドア制御装置においては、磁束観測部１１７は、一次電圧指令値Ｖd*，Ｖq*と、ドアモータ５の数学モデルに基づく演算式により、ドアモータ５の二次磁束を推定する。磁束制御部１１２及び速度制御部１１９は、それぞれ磁束観測部１１７によって算出されたドアモータ５の二次磁束を用いて、電流指令を生成する。
2010106863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータ出入口を開閉するためのドアパネルと、
前記ドアパネルに駆動力を与える交流式のドアモータと、
前記ドアモータの一次電流に応じた信号を生成する電流検出手段と、
前記ドアモータの回転速度に応じた信号を生成する速度検出手段と
を備えるエレベータのドア装置の動作を制御するエレベータのドア制御装置であって、
前記ドアパネルの開閉移動速度に対応する前記ドアモータについての回転速度指令及び磁束指令を発する速度設定部と、
前記速度設定部からの速度指令及び磁束指令と、前記速度検出手段及び前記電流検出手段からの前記ドアモータの回転速度及び一次電流とに応じて前記ドアモータに加える電力の大きさを決定し、前記ドアモータの駆動を制御する駆動制御部と、
前記ドアモータについての物理的特性を示すモータ定数パラメータを予め記憶可能であり、前記速度検出手段からの前記ドアモータの前記回転速度、前記ドアモータに与えられる一次電圧、及び前記モータ定数パラメータを用いて、前記ドアモータの二次磁束を推定する帰還処理部と
を備え、
前記駆動制御部は、前記回転速度指令及び前記磁束指令と前記回転速度及び前記一次電流とに応じて決定した前記ドアモータに加える電力の大きさを、前記帰還処理部によって推定された前記二次磁束を用いて調整する
エレベータのドア制御装置。
【請求項２】
前記速度設定部は、複数の乗場階のそれぞれのドア重量を前記乗場階毎に記憶可能であり、
前記駆動制御部は、前記回転速度指令及び前記磁束指令と前記回転速度及び前記一次電流とに応じて決定した前記ドアモータに加える電力の大きさを、前記帰還処理部によって推定された前記二次磁束と前記速度設定部から受けた前記かごの停止階の前記ドア重量とを用いて調整する
請求項１記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項３】
前記帰還処理部からの前記二次磁束あるいは前記速度設定部からの前記磁束指令と、前記速度検出手段からの前記回転速度と、前記電流検出手段からの前記一次電流あるいは前記駆動制御部によって算出された前記ドアモータの駆動用の電流指令値とに基づいて、前記乗場階毎に前記ドア重量を同定するドア重量同定部
をさらに備え、
前記速度設定部は、前記ドア重量同定部によって同定された前記ドア重量を前記乗場階毎に記憶し、その記憶した前記乗場階毎の前記ドア重量を前記駆動制御部に送る
請求項２記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項４】
前記速度設定部は、前記複数の乗場階のそれぞれの前記ドア重量と、監視している前記ドアパネルの位置との少なくともいずれか一方に基づいて、前記速度設定部へ送る前記磁束指令を逐次調整する
請求項２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、エレベータのドア装置の動作を制御するエレベータのドア制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエレベータのドア制御装置では、ドアモータの駆動制御に際して、ドアモータについてのモータ定数パラメータの設定値と実際値とが一致するものとして、モータの目標トルクが算出される。しかし、エレベータのドア装置は、屋内・屋外を問わない環境下で用いられる場合があり、また、混雑時とそれ以外とでは利用率に差がある。このため、ドアモータには、設置環境や使用状況によって、比較的大きな温度変化が生じる。このような温度変化に伴って、トルク特性に直接関わるモータ回転子の抵抗値が変化し、設定誤差が生じやすくなる。従って、このような温度変化に伴ってドアモータのトルク特性が変動すると、開閉移動速度指令（移動速度パターン）に対するドアパネルの実際の開閉移動速度（以下、実開閉移動速度）の追従性が低下してしまうという問題があった。【０００３】
これに対して、例えば、特許文献１に示すような従来のエレベータのドア制御装置は、温度変動等の外的要因で変化する開閉時間を測定し、目標時間との差がなくなるように、事前に記憶された複数の回転速度パターンから最適なパターンを選択してモータを駆動させる。【０００４】
また、例えば、特許文献２に示すような従来のエレベータのドア制御装置は、開閉移動速度指令から事前に予測されるドアパネルの移動距離と開閉移動速度指令のテーブルとに基づいて、ドアパネルの移動距離に対応する開閉移動速度指令を出力する。これにより、このものでは、周囲温度変化の影響によるモータ定数の変動に対して、ドアパネルの移動距離の精度（正確性）を高めている。【０００５】
さらに、例えば、特許文献３に示すような従来のエレベータのドア制御装置では、通常開閉とは異なるモードにおいて電流・電圧値に基づいてモータ定数を補正し、補正後のモータ定数によりドアモータの回転速度を推定することで速度検出器を用いることなく比較的高精度な速度制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平８−２５７０９号公報
【特許文献２】特開２００２−３０２３６７号公報
【特許文献３】特開２００７−８４１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、エレベータドアの開閉時間を短縮し、エレベータの運行効率を向上させるためには、ドアパネルの開閉移動速度を比較的高める、即ち高速開閉することが考えられる。この高速開閉において、開閉移動速度指令とドアパネルの実開閉移動速度とが一致していなければ、ドアパネルの実開閉移動速度の最高速度が、開閉移動速度指令を超過する可能性がある。この結果、開閉移動速度指令を超えた実開閉移動速度で開閉移動するドアパネルが何らかの物体と衝突した際に、想定を超えた衝突エネルギを被衝突物に与えることになる。このため、その衝突エネルギを抑えるために、ドアパネルの実開閉移動速度の最高速度を低減し、開閉移動速度指令における最高速度を予め十分に低下させる必要がある。この結果、高速開閉によるエレベータドアの開閉時間の短縮化には限界が生じていた。【０００８】
また、上記の特許文献１〜３に示すような従来のエレベータのドア制御装置は、いずれのものも、温度変化に伴うモータの回転子のトルク特性の変化を十分に考慮していない。このことから、これらのものでは、温度変化等の外的要因によってドアモータのトルク特性に変化が生じた場合に、推定トルクと実トルクとの間の誤差が拡大しており、開閉移動速度指令に対するドアパネルの実開閉移動速度の追従性を向上させることはできなかった。【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、温度変化等の外的要因によってドアモータのトルク特性に変動が生じた場合であっても、推定トルクと実トルクとの間の誤差の拡大を抑えることができ、開閉移動速度指令に対するドアパネルの実開閉移動速度の追従性を向上させることができるエレベータのドア制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によるエレベータのドア制御装置は、エレベータ出入口を開閉するためのドアパネルと、前記ドアパネルに駆動力を与える交流式のドアモータと、前記ドアモータの一次電流に応じた信号を生成する電流検出手段と、前記ドアモータの回転速度に応じた信号を生成する速度検出手段とを備えるエレベータのドア装置の動作を制御するものであって、前記ドアパネルの開閉移動速度に対応する前記ドアモータについての回転速度指令及び磁束指令を発する速度設定部と、前記速度設定部からの速度指令及び磁束指令と、前記速度検出手段及び前記電流検出手段からの前記ドアモータの回転速度及び一次電流とに応じて前記ドアモータに加える電力の大きさを決定し、前記ドアモータの駆動を制御する駆動制御部と、前記ドアモータについての物理的特性を示すモータ定数パラメータを予め記憶可能であり、前記速度検出手段からの前記ドアモータの前記回転速度、前記ドアモータに与えられる一次電圧、及び前記モータ定数パラメータを用いて、前記ドアモータの二次磁束を推定する帰還処理部とを備え、前記駆動制御部は、前記回転速度指令及び前記磁束指令と前記回転速度及び前記一次電流とに応じて決定した前記ドアモータに加える電力の大きさを、前記帰還処理部によって推定された前記二次磁束を用いて調整するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１によるエレベータのドア装置を示す構成図である。
【図２】図１のドア制御装置を示すブロック図である。
【図３】図２のドア制御装置の一部を簡略化して示すブロック図である。
【図４】図１のドア制御装置の演算方式によるドアモータのトルク特性を説明するためのグラフである。
【図５】この発明の実施の形態２によるエレベータのドア制御装置の一部を簡略化して示すブロック図である。
【図６】回転速度指令に対するドアモータの実回転速度の追従性を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるかごドア装置の一部を示す構成図である。
図１において、かごドア装置１は、かごの出入口（図示せず）を開閉する。また、かごドア装置１は、ハンガプレート（桁）２、ハンガレール３、一対の巻掛車４Ａ，４Ｂ、ドアモータ５、伝動条体（ロープ）６、複数のハンガローラ７Ａ〜７Ｄ、一対のドアハンガ（吊り手）８Ａ，８Ｂ、一対のかごドアパネル９Ａ，９Ｂ、及び一対の連結具１０Ａ，１０Ｂを有している。
【００１３】
ハンガプレート２は、かごにおけるかご出入口の上部に設けられている。ハンガレール３は、ハンガプレート２の長手方向に沿って、ハンガプレート２に水平に取り付けられている。一対の巻掛車４Ａ，４Ｂは、それぞれハンガプレート２の長手方向の一端部及び他端部に設けられている。ドアモータ５は、ハンガプレート２の長手方向の一端部に設けられており、巻掛車４Ａと同軸に配置されている。即ち、巻掛車４Ａは、ドアモータ５の駆動力によって回転される。なお、ドアモータ５は、誘導モータ（交流式のモータ）である。
【００１４】
伝動条体６は、一対の巻掛車４Ａ，４Ｂの外周面に巻き掛けられている。また、伝動条体６は、一対の巻掛車４Ａ，４Ｂの両方の間に張り渡されて、無端状となっている。複数のハンガローラ７Ａ〜７Ｄは、ハンガレール３の上面に転動可能に載置されている。また、ハンガローラ７Ａ，７Ｂは、ドアハンガ８Ａに取り付けられている。さらに、ハンガローラ７Ｃ，７Ｄは、ドアハンガ８Ｂに取り付けられている。
【００１５】
一対のかごドアパネル９Ａ，９Ｂは、それぞれ一対のドアハンガ８Ａ，８Ｂの下端部に接続されている。即ち、一対のかごドアパネル９Ａ，９Ｂは、一対のドアハンガ８Ａ，８Ｂと複数のハンガローラ７Ａ〜７Ｄとを介して、ハンガレール３から吊り下げられている。また、一対のかごドアパネル９Ａ，９Ｂは、ハンガローラ７Ａ〜７Ｄの転動によって、ハンガレール３に沿って水平移動可能になっている。
【００１６】
連結具１０Ａは、ドアハンガ８Ａと伝動条体６の下側とを連結している。連結具１０Ｂは、ドアハンガ８Ｂと伝動条体６の上側とを連結している。従って、ドアモータ５の駆動力は、伝動条体６、一対の連結具１０Ａ，１０Ｂ、及び一対のドアハンガ８Ａ，８Ｂを介して、一対のかごドアパネル９Ａ，９Ｂに伝わる。そして、一対のかごドアパネル９Ａ，９Ｂは、ドアモータ５の駆動力によって、互いに反対方向に開閉移動（水平移動）される。
【００１７】
また、かごドア装置１は、かごドア係合機構（図示せず）をさらに有している。かごドア係合機構は、乗場ドア装置（図示せず）の乗場ドア係合機構と係合可能になっている。かごドア係合機構及び乗場ドア係合機構が互いに係合することによって、かごドア装置１のドアモータ５の駆動力が乗場ドア装置に伝わり、そのドアモータ５の駆動力によって、乗場ドア装置の乗場ドアパネル（図示せず）も開閉移動される。つまり、かごドア装置１及び乗場ドア装置は、互いに連動してエレベータ出入口（かご出入口及び乗場出入口）の開閉動作を行う。ここで、ドアモータ５の駆動は、ドア制御装置１００によって制御される。
【００１８】
次に、図２は、図１のドア制御装置１００を示すブロック図である。なお、以下では、ドアモータ５の固定子側を一次、ドアモータ５の回転子側を二次として表記し、記号＊は指令値を意味するものとし、記号♯は推定値を意味するものとして説明する。図２において、ドア制御装置１００（図２の一点鎖線）は、ドアモータ５に取り付けられドアモータ５の二次回転角速度（モータ実回転速度）ωreに応じた電気信号を生成する回転検出器（エンコーダ）１１に電気的に接続されている。また、ドア制御装置１００は、ドアモータ５の一次電流ｉu，ｉvに応じた電気信号を生成する電流検出器１２に電気的に接続されている。
【００１９】
さらに、ドア制御装置１００は、速度指令部１１１、磁束制御部１１２、入力座標変換部１１３、電流制御部１１４、出力座標変換部１１５、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）インバータ１１６、磁束観測部（磁束観測器）１１７、速度演算部１１８、速度制御部１１９及び階床データ記憶部（磁束指令部）１２０を有している。
【００２０】
速度指令部１１１及び階床データ記憶部１２０は、速度設定部１００ａを構成している。速度設定部１００ａは、かごの運転を制御する運転制御装置（図示せず）によるかごの運転状況に応じてドアパネルの開閉移動速度（開閉移動速度指令）を設定し、ドアモータ５についての回転速度指令及び磁束指令を発する。
【００２１】
入力座標変換部１１３、磁束観測部１１７及び速度演算部１１８は、ドアモータ５からの帰還信号について演算処理を行う帰還処理部１００ｂを構成している。磁束制御部１１２、電流制御部１１４、出力座標変換部１１５及び速度制御部１１９は、駆動制御部１００ｃを構成している。駆動制御部１００ｃは、速度設定部１００ａからの回転速度指令及び磁束指令と、帰還処理部１００ｂからの情報とを用いて、ドアモータ５の駆動を制御する。
【００２２】
速度指令部１１１は、一対のかごドアパネル９Ａ，９Ｂの位置を、ドアモータ５の二次回転角速度ωreと、予め登録された巻掛車４Ａ，４Ｂの半径とに基づいて推定（算出）する。また、速度指令部１１１は、運転制御装置によるかごの運転状況に応じて、ドアパネル９Ａ，９Ｂの開閉移動速度を設定し、その設定した開閉移動速度に対応するドアモータ５についての回転角速度指令値ω*を決定する。
【００２３】
この回転角速度指令値ω*は、ドアパネル９Ａ，９Ｂの開閉移動開始時からの経過時間、又は一対のかごドアパネル９Ａ，９Ｂの位置に応じた大きさとなっている。また、回転角速度指令値ω*は、ドアモータ５の二次回転角度に対応する値であり、速度指令部１１１に予め記憶されている。
【００２４】
磁束制御部１１２は、階床データ記憶部１２０に予め記憶された乗場階毎の磁束指令φd*と、磁束観測部１１７からの推定二次磁束φdr#とを受ける。また、磁束制御部１１２は、磁束指令φd*及び推定二次磁束φdr#に基づいて、磁束指令φd*と推定二次磁束φdr#との誤差を補正するための励磁指令ｉd*を算出する。
【００２５】
入力座標変換部１１３は、電流検出器１２からのドアモータ５の一次電流ｉu，ｉvに応じた電気信号と、速度演算部１１８によって算出された一次回転角速度ωに基づく一次回転角度θとを受ける。また、入力座標変換部１１３は、ドアモータ５の一次電流ｉu，ｉv及び一次回転角度θに基づいて、静止座標系から回転座標系へと一般的な３相２相変換を行う。そして、入力座標変換部１１３は、３相２相変換によって、回転座標系のモータ電流ｉd，ｉqを算出する。
【００２６】
電流制御部１１４は、入力座標変換部１１３からのモータ電流ｉd，ｉqと、磁束制御部１１２からの励磁指令ｉd*と、速度制御部１１９によって算出されたトルク指令ｉq*とを受ける。また、電流制御部１１４は、モータ電流ｉdを励磁指令ｉd*に、モータ電流ｉqをトルク指令ｉq*にそれぞれ一致するように、一次電圧Ｖd*，Ｖq*を算出する。さらに、電流制御部１１４は、その算出した一次電圧Ｖd*，Ｖq*を出力座標変換部１１５及び磁束観測部１１７に送る。
【００２７】
出力座標変換部１１５は、電流制御部１１４からの一次電圧Ｖd*，Ｖq*と、速度演算部１１８によって算出された一次回転角速度ωに基づく一次回転角度θを受ける。また、出力座標変換部１１５は、一次電圧Ｖd*，Ｖq*及び一次回転角度θを用いて、回転座標系から静止座標系へ座標変換を行う。そして、出力座標変換部１１５は、座標変換によって、静止座標系の一次電圧Ｖu*，ＶV*，Ｖw*を算出する。
【００２８】
さらに、出力座標変換部１１５は、ＰＷＭインバータ１１６へ出力指令を送り、算出した一次電圧Ｖu*，ＶV*，Ｖw*をＰＷＭインバータ１１６からドアモータ５に出力させる。つまり、出力座標変換部１１５は、ＰＷＭインバータ１１６を介して、ドアパネル９Ａ，９Ｂを開閉移動させるための駆動力をドアモータ５に発生させる。
【００２９】
磁束観測部１１７は、電流制御部１１４からの一次電圧指令値Ｖd*，Ｖq*、入力座標変換部１１３からのモータ電流ｉd，ｉq、及び速度演算部１１８によって算出された一次回転角速度ωを受ける。また、磁束観測部１１７は、次の（１）式及び（２）式のドアモータ５の数学モデルに基づく演算式（オブザーバ）を予め記憶している。
【００３０】
【数１】
2010106863.tif 000003
【００３１】
ここで、（１）式及び（２）式の演算処理に用いられる複数のモータ定数パラメータ、即ち、相互インダクタンスＭ、一次自己インダクタンスＬs、二次自己インダクタンスＬr、一次抵抗Ｒs、及び二次抵抗Ｒrは、特性定数として磁束観測部１１７に予め記憶されている。また、（１）式及び（２）式の行列要素は、次の（３）〜（８）式のようになり、磁束観測部１１７に予め記憶されている。
【００３２】
【数２】
2010106863.tif 000004
【００３３】
さらに、（２）式の演算処理に用いられる任意のオブザーバフィードバックゲインＨは、次の（９）式に示すようになる。このオブザーバフィードバックゲインＨは、磁束観測部１１７に予め記憶されている。
【００３４】
【数３】
2010106863.tif 000005
【００３５】
従って、磁束観測部１１７は、（１）式の演算式を用いた演算処理を実行することによって、一次ｄ軸磁束φds#、一次ｑ軸磁束φqs#、及び二次ｄ軸磁束φdr#（以下、推定二次磁束φdr#）を推定する。また、磁束観測部１１７は、（２）式の演算式を用いた演算処理を実行し、推定磁束φds#，φqs#，φdr#に基づいて一次ｄ軸電流ｉd及び一次ｑ軸電流ｉqを推定する。
【００３６】
速度演算部１１８は、ドアモータ５の二次回転角速度ωreと、磁束観測部１１７によって算出された推定二次磁束φdr#及び推定一次電流ｉd#，ｉq#と、入力座標変換部１１３からのモータ電流ｉd，ｉqとを受ける。また、速度演算部１１８は、ドアモータ５の一次側と二次側とのすべりを考慮した次の（１０）式を予め記憶している。さらに、速度演算部１１８は、磁束観測部１１７と同様に、複数のモータ定数パラメータと、オブザーバフィードバックゲインＨとを予め記憶している。
【００３７】
【数４】
2010106863.tif 000006
【００３８】
速度演算部１１８は、（１０）式の演算式を用いた演算処理を実行することによって、一次回転角速度ωを算出する。この一次回転角速度ωは、磁束観測部１１７に送られるとともに、積分手段によって時間積分されて、一次回転角度θとされる。一次回転角度θは、入力座標変換部１１３及び出力座標変換部１１５に送られる。
【００３９】
次に、磁束観測部１１７及び速度演算部１１８の演算処理のタイミングについて説明する。磁束観測部１１７及び速度演算部１１８を含めたドア制御装置１００の各機能１１１〜１１５，１１７〜１２０は、それぞれ所定の時間間隔Ｔ［ｓｅｃ］周期で処理を行う。また、磁束観測部１１７及び速度演算部１１８の相互の関係において、磁束観測部１１７は、速度演算部１１８よりも先に一連の演算処理を行い、その後に、速度演算部１１８が一連の演算処理を行う。
【００４０】
さらに、磁束観測部１１７は、先の（１），（２）式の演算式を用いた演算処理を行う際に、前の周期（時間間隔Ｔ［ｓｅｃ］前）で速度演算部１１８によって算出された一次回転角速度ωと、前の周期で自ら算出した推定一次電流ｉd#，ｉq#とを用いる。これと同様に、速度演算部１１８も、先の（１０）式の演算式を用いた演算処理を行う際に、前の周期で磁束観測部１１７によって算出された推定二次磁束φdr#及びに推定一次電流ｉd#，ｉq#を用いる。
【００４１】
ここで、時間間隔Ｔ［ｓｅｃ］は、可能な限り短い時間間隔が望ましいものの、短い程に単位時間あたりの計算量が増大する。このため、演算処理に要する負荷を軽減する目的で、ドア制御装置１００の各機能１１１〜１１５，１１７〜１２０のそれぞれの時間間隔を異なる値に設定することもできる。
【００４２】
例えば、最も短い時間間隔で算出処理を行うことが望ましい電流制御部１１４について、時間間隔をＴ１［ｓｅｃ］とした場合に、磁束観測部１１７の時間間隔をＴ２［ｓｅｃ］とする。但し、Ｔ２≧Ｔ１であり、Ｔ２は、例えば最小時間間隔Ｔ１の整数倍である。この場合、磁束観測部１１７は、時間間隔Ｔ２［ｓｅｃ］前の周期で算出された一次回転角速度ω及びに推定一次電流ｉd#，ｉq#を用いて、演算処理を行う。
【００４３】
次に、速度制御部１１９及び階床データ記憶部１２０について具体的に説明する。図３は、図２のドア制御装置１００の一部を簡略化して示すブロック図である。なお、図３では、図２における磁束制御部１１２、入力座標変換部１１３及び出力座標変換部１１５を省略して示す。
【００４４】
図３において、速度制御部１１９は、磁束観測部１１７によって算出された推定二次磁束φdr#と、回転角速度指令値ω*及び二次回転角速度ωreの偏差とを受ける。また、速度制御部１１９は、一般的には次の（１１）式に示す伝達関数Ｃb（ｓ）で示されるフィードバック制御器であり、回転角速度指令値ω*に対する二次回転角速度ωreの誤差を補正する。
Ｃb（ｓ）＝Ｋsp＋Ｋsi／ｓ  ・・・・（１１）
【００４５】
ここで、比例ゲインＫspは、次の（１２）式に示す関係となる。
Ｋsp＝Ｊ×ωC／ＫT  ・・・・（１２）
但し、Ｊは、乗場階毎のドア重量（かごドアパネル及び乗場ドアパネルの重量のモータ軸換算のイナーシャ値、以下同じ）である。ωCは、目標値に対する出力の誤差補正の性能を指定するための制御交差周波数である。ＫTは、ドアモータ５のトルク特性である。
【００４６】
また、積分ゲインＫsiは、次の（１３）式に示す関係となる。
Ｋsi≦Ｋsp×ωC／５  ・・・・（１３）
さらに、モータのトルク特性ＫTは、次の（１４）式に示す関係となる。
ＫT＝ｐ×Ｍ／Ｌr×φdr#  ・・・・（１４）
但し、ｐは、モータの定数パラメータである極対数である。Ｍは、相互インダクタンスである。Ｌrは、二次自己インダクタンスである。φdr#は、磁束観測部１１７の推定二次磁束である。なお、推定二次磁束φdr#と磁束指令φd*とが一致している場合には、推定二次磁束φdr#の代替として磁束指令φd*を用いてもよい。
【００４７】
ここで、ドア制御装置１００は、かごドア装置１及び乗場ドア装置が全閉状態・全開状態のときに、ドアモータ５のトルクτに基づく押し付け力Ｆをかごドア装置１及び乗場ドア装置に加える。この押し付け力Ｆは、ドアモータ５により生じるトルクτと巻掛車４Ａ（又は巻掛車４Ｂ）の半径ｒとにより、次の（１５）式に示す関係となる。
Ｆ＝τ／ｒ  ・・・・（１５）
【００４８】
また、ドアモータ５のトルクτは、磁束観測部１１７より推定された二次磁束φdr#と入力座標変換部１１３からのモータ電流ｉqとにより、次の（１６）式のように導かれる。
τ＝ｐ×Ｍ／Ｌr×φdr#×ｉq  ・・・・（１６）
【００４９】
なお、（１６）式における入力座標変換部１１３のモータ電流ｉqは、速度制御部１１９によって算出されたトルク指令電流ｉq*であってもよく、推定二次磁束φdr#を、磁束指令φdr*に置き換えてもよい。このとき、押し付け力Ｆを満たすように直接的にトルク指令ｉq*を与えることで、帰還処理部１００ｂによる演算結果を用いずに、全閉状態又は全開状態のごドア装置１及び乗場ドア装置に、押し付け力Ｆを加えることができる。
【００５０】
次に、階床データ記憶部１２０は、乗場階毎の磁束指令φd*と、乗場階毎のドア重量Ｊを、乗場階の情報に対応付けて予め記憶している。このドア重量Ｊは、かごドア装置１及び乗場ドア装置のドア重量Ｊの総和、又はかごドア装置１及び乗場ドア装置の個別のドア重量Ｊである。また、階床データ記憶部１２０は、かごの運転を制御する運転制御装置からの運転情報に基づいて、かごの停止階に対応するドア重量Ｊを速度制御部１１９に送るとともに、かごの停止階に対応する磁束指令φd*を磁束制御部１１２に送る。
【００５１】
なお、階床データ記憶部１２０が発する磁束指令φd*の値は、ドアパネル９Ａ，９Ｂの開閉移動開始時からドアパネル９Ａ，９Ｂの開閉移動終了時まで常に一定とするか、又はドア位置、かごドア重量・乗場ドア重量若しくはドア総重量に応じて変化させてもよい。
【００５２】
ここで、階床データ記憶部１２０が発する磁束指令φd*の値を変化させる場合について、一例を説明する。エレベータドアは、全閉状態からの戸開する場合において、かごドア装置１の係合機構が乗場ドア装置の係合機構と係合（把持）するまでの区間では、ドアモータ５がかごドア装置１のみを駆動する。
【００５３】
このため、磁束指令φd*がドア総重量に対応する値である場合には、かごドア装置１のドアパネル９Ａ，９Ｂのみを駆動する区間では、ドア総重量に対するかごドア装置１のドアパネル９Ａ，９Ｂの重量の比率ｎを用いて、階床データ記憶部１２０からの磁束指令をｎ×φd*とする。そして、かごドア装置１及び乗場ドア装置の両方の係合機構が係合した後の区間では、階床データ記憶部１２０からの磁束指令をφd*に切り替える。この磁束指令の切替については、かごドア装置１及び乗場ドア装置の全開状態から戸閉する場合でも同様である。
【００５４】
従って、駆動制御部１００ｃは、回転角速度指令値ω*、二次回転角速度ωre、及びモータ電流ｉd，ｉqに応じて決定したドアモータ５に加える一次電圧Ｖu*，ＶV*，Ｖw*の大きさ（電力の大きさ）を、推定二次磁束φdr#及びドア重量Ｊを用いて調整する。
【００５５】
ここで、ドア制御装置１００は、演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードディスク等）及び信号入出力部を持ったコンピュータ（図示せず）により構成することができる。ドア制御装置１００のコンピュータの記憶部には、図２〜４に示す各機能１１１〜１１５，１１７〜１２２（又は１００ａ〜１００ｃ）を実現するためのプログラムが格納されている。
【００５６】
次に、実施の形態１の磁束観測部１１７及び速度演算部１１８に、従来の演算方式、即ち先の（１），（２），（１０）式を用いていない演算方式を適用した場合の例について簡単に説明する。従来の演算方式を適用した磁束観測部１１７は、入力座標変換部１１３からの一次ｄ軸電流ｉdを用いて、次の（１７）式に基づく演算処理を実行することによって、二次ｄ軸磁束φdr#を推定する。
【００５７】
【数５】
2010106863.tif 000007
【００５８】
但し、モータ定数パラメータを、相互インダクタンスＭ、二次自己インダクタンスＬr、及び二次抵抗Ｒrとする。
【００５９】
また、従来の速度演算部１１８は、磁束観測部１１７によって推定された推定二次磁束φdr#と、入力座標変換部１１３からの一次ｑ軸電流ｉqとを受けて、次の（１８）式に基づく演算処理を実行することによって、一次回転角速度ωを算出する。この一次回転角速度ωは、積分手段によって時間積分されて、一次回転角度θとされる。
【００６０】
【数６】
2010106863.tif 000008
【００６１】
ここで、このような従来の演算方式を適用した場合には、ドアモータ５の温度変化により二次抵抗Ｒrの実際値が変動した際に、推定二次磁束φdr#に誤差が生じる。このため、推定二次磁束φdr#を入力とする速度演算部１１８において誤差が生じ、同様にして入力座標変換部１１３にも誤差が生じる。この結果、図４（黒塗り三角・四角）に示すように、推定トルクと実トルクとの間に誤差が生じ、トルク特性が変動するという問題が生じる。
【００６２】
これに対して、実施の形態１の制御方式では、磁束観測部１１７は、一次電圧指令値Ｖd*，Ｖq*と、ドアモータ５（誘導モータ）の数学モデルに基づく（１）式及び（２）式に示されるオブザーバにより、ドアモータ５の推定二次磁束φdr#を推定する。また、速度演算部１１８は、（１０）式に基づく演算処理により一次回転角速度ωを算出する。これにより、実施の形態１のエレベータのドア制御装置は、図４（白塗り三角・四角）に示すように、従来の演算方式に比べて高精度な推定トルクを算出可能となり、ドアモータ５の定数パラメータに誤差が生じても、比較的高精度な磁束推定を実行可能となっている。この結果、実施の形態１のエレベータのドア制御装置では、温度変化等の外的要因によってドアモータ５のトルク特性に変化が生じた場合であっても、推定トルクと実トルクとの間の誤差の拡大を抑えることができ、回転速度指令に対するドアモータ５の実回転速度の追従性、即ち開閉移動速度指令に対するドアパネル９Ａ，９Ｂの実開閉移動速度の追従性を向上させることができる。
【００６３】
また、階床データ記憶部１２０がかごの乗場階毎のドア重量Ｊを速度制御部１１９に送り、速度制御部１１９がドア重量Ｊを用いて、トルク指令ｉq*を調整するので、乗場階毎にドア重量Ｊが異なっていても、開閉移動速度指令に対するドアパネル９Ａ，９Ｂの実開閉移動速度の追従性を比較的高く保つことができる。
【００６４】
さらに、階床データ記憶部１２０は、ドア重量Ｊ及びドアパネル９Ａ，９Ｂの位置に基づいて磁束指令φd*の値を変化させるので、乗場階毎に必要となる駆動力に応じた磁束指令を与えることで、ドアモータ５のドア駆動に要する消費電力を低減させることができる。
【００６５】
ここで、従来のエレベータのドア制御装置では、制御精度の低下に伴ってドアパネル９Ａ，９Ｂの開閉移動速度が不規則に変化する場合がある。このような不規則な変化を利用者が確認した場合には、その利用者にエレベータの故障を連想させてしまう可能性がある。この結果、利用者のそのエレベータに対する信頼性の低下を招き、利用者のかご内での快適性が低下してしまうという問題がある。これに対して、実施の形態１のエレベータ制御装置では、温度変化等の外的要因によるトルク特性の変動が抑えられることにより、制御精度の低下を回避可能となるので、利用者のエレベータに対する信頼性の低下と、利用者のかご内での快適性の低下とを抑えることができる。
【００６６】
なお、実施の形態１において、全閉・全開状態のかごドア装置１及び乗場ドア装置に一定の押し付け力を加えるときには、その押し付け力に応じた磁束指令を階床データ記憶部１２０に設定してもよい。この場合、ドアモータ５が発する押し付け力が開閉駆動力よりも小さいことにより、ドアモータ５の消費電力を低減させることができる。
【００６７】
また、実施の形態１では、磁束観測部１１７のドアモータ５の数学モデルに基づくオブザーバについて、（１）式及び（２）式を用いて表現した。しかしながら、ドアモータ５（誘導モータ）の数学モデルの表現方法は必ずしも１つではないため表現式を変更してもよい。さらに、（１）式及び（２）式とは異なるオブザーバを適用してもよい。この「異なるオブザーバの適用する」とは、オブザーバフィードバックゲインを含む修正フィードバック項の内容を変更することである。
【００６８】
以下では、（１）式及び（２）式以外の演算式の例について説明する。例えば、一次電流ｉs（＝[ｉd,ｉq]T）、及び二次磁束φr（＝[φdr,φqr]T）を状態量とし、一次電圧指令値Ｖs*（＝[Ｖd*，Ｖq*]）を入力とした場合、ドアモータ５の数学モデルに基づくオブザーバとして、次の（１９）式、（２０）式で表現されるオブザーバを用いてもよい。
【００６９】
【数７】
2010106863.tif 000009
【００７０】
磁束観測部１１７は、（２０）式の演算式を用いた演算処理を実行することによって、二次磁束φrつまり二次ｄ軸磁束φdr#及び二次ｑ軸磁束φqr#を推定する。また、磁束観測部１１７は、（１９）式の演算式を用いた演算処理を実行し、推定二次磁束φr#に基づいて、一次電流ｉsつまり一次ｄ軸電流ｉd#及び一次ｑ軸電流ｉq#を推定する。
【００７１】
任意のオブザーバフィードバックゲインＬは、次の（２１）式に示すようになる。このオブザーバフィードバックゲインＬは、磁束観測部１１７に予め記憶されている。
【００７２】
【数８】
2010106863.tif 000010
【００７３】
なお、速度演算部１１８は、二次ｑ軸磁束とその時間変化率が０となるように、即ち次の（２２）式を満たすように演算を行うことが一般的である。このため、磁束観測部１１７において（１９）式、及び（２０）式が記憶されているとき、速度演算部１１８は、次の（２３）式を記憶してもよい。
【００７４】
【数９】
2010106863.tif 000011
【００７５】
また、（２０）式に（１９）式を代入することにより、次の（２４）式となる。このことから、（２０）式の代替として、（２４）式を磁束観測部１１７に記憶してもよい。この場合、一次電流ｉs、及び一次電圧指令値Ｖs*によって、二次磁束φr#を推定し、その二次磁束φr#を磁束観測部１１７の出力としてもよい。
【００７６】
【数１０】
2010106863.tif 000012
【００７７】
次に、（１９）式〜（２１）式，（２３）式，（２４）式とは別のオブザーバの例について説明する。一次電流ｉs（＝[ｉd,ｉq]T）、及び二次磁束φr（＝[φdr, φqr]T）を状態量とし、一次電圧指令値Ｖs*（＝[Ｖd*，Ｖq*]）を入力とするドアモータ５の数学モデルに基づいて、磁束観測部１１７のオブザーバは、次の（２５）式、及び（２６）式に示されるオブザーバの構成をとってもよい。
【００７８】
【数１１】
2010106863.tif 000013
【００７９】
磁束観測部１１７は、（２６）式の演算式を用いた演算処理を実行することによって、二次磁束φrつまり二次ｄ軸磁束φdr#及び二次ｑ軸磁束φqr#を推定する。また、磁束観測部１１７は、（２５）式の演算式を用いた演算処理を実行し、推定二次磁束φr#に基づいて一次電流ｉsつまり一次ｄ軸電流ｉd#及び一次ｑ軸電流ｉq#を推定する。
【００８０】
任意のオブザーバフィードバックゲインＫａ，Ｋｂは、次の（２７）式に示すようになる。このオブザーバフィードバックゲインＫａ，Ｋｂは、磁束観測部１１７に予め記憶されている。
【００８１】
【数１２】
2010106863.tif 000014
【００８２】
磁束観測部１１７において、（２５）式、及び（２６）式が記憶されているとき、速度演算部１１８は、二次ｑ軸磁束とその時間変化率とが０となるように、次の（２８）式を記憶してもよい。
【００８３】
【数１３】
2010106863.tif 000015
【００８４】
以上のように、磁束観測部１１７のオブザーバには、様々な構成を適用することができる。基本的には、ドアモータ５の数学モデルに基づいて、任意のオブザーバフィードバックゲインを用いてオブザーバを構成することで、少なくとも二次ｄ軸磁束φdr#の推定を行うものである。
【００８５】
実施の形態２．
実施の形態１では、階床データ記憶部１２０は、予め測定されたドア重量Ｊを記憶していた。これに対して、実施の形態２では、階床データ記憶部１２０は、過去の戸開閉における制御履歴データに基づいてドア重量同定部１２２によって逐次同定されたドア重量Ｊを記憶している。即ち、実施の形態２のドア重量Ｊは、ドア重量同定部１２２に記憶されたドア重量Ｊは、ドア重量同定部１２２によって逐次更新される。
【００８６】
図５は、この発明の実施の形態２によるエレベータのドア制御装置の一部を簡略化して示すブロック図である。なお、図５は、実施の形態１の図３に対応する図であり、実施の形態１における磁束制御部１１２、入力座標変換部１１３及び出力座標変換部１１５を省略して示す。
【００８７】
図５において、ドア制御装置１００は、トルク推定部１２１及びドア重量同定部１２２をさらに有している。トルク推定部１２１は、磁束観測部１１７からの推定二次磁束φdr#と、電流検出器１２からの電流値ｉqとを受ける。トルク推定部１２１は、電流値ｉq、推定二次磁束φdr#と、ドアモータ５の定数パラメータである極対数ｐと、相互インダクタンスＭと、二次自己インダクタンスＬrとを用いて、通常戸開閉においてドアモータ５から生じるトルクの推定値である推定トルクτを、次の（２９）式に示す演算処理を実行することにより算出する。
τ＝ｐ×Ｍ／Ｌr×φdr#×ｉq  ・・・・（２９）
【００８８】
ドア重量同定部１２２は、回転検出器１１からの二次回転角速度ωreと、トルク推定部１２１によって算出された推定トルクτとを受ける。そして、ドア重量同定部１２２は、二次回転角速度ωre及び推定トルクτに基づいて、ドア重量Ｊを算出し、その算出したドア重量Ｊを階床データ記憶部１２０に送る。
【００８９】
ここで、かごドア装置１には、かごの走行中に全閉状態を保持するための戸閉力を発生する戸閉機構（図示せず）が設けられている。この戸閉機構が発生する戸閉力は既知の外力である。この既知の外力は、ドアモータ５の回転軸のトルク相当値に換算され、ドアパネル９Ａ，９Ｂの位置（ドア位置）、又はドアパネル９Ａ，９Ｂの開閉移動速度に応じたトルクτ0となる。
【００９０】
また、ドア重量同定部１２２は、推定トルクτと、トルクτ0と、二次回転角速度ωreを時間微分することで得られる二次回転角加速度Ａと、通常の戸開閉においてドアパネルに生じる一定の走行抵抗ロスｂとを用いて、例えば、次の（３０）式に示す演算処理を実行することにより、ドア重量Ｊを算出する。
Ｊ＝（τ−τ0−ｂ）／Ａ  ・・・・（３０）
【００９１】
ここで、実施の形態２の階床データ記憶部１２０は、ドア重量同定部１２２によって同定されたドア重量Ｊを記憶し、かごの停止階毎に逐次更新する。また、階床データ記憶部１２０は、更新後のドア重量Ｊを速度制御部１１９に送る。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００９２】
ここで、図６は、回転速度指令に対するドアモータ５の実回転速度の追従性を説明するためのグラフである。図６（ａ）は、実施の形態２のドア制御装置によって駆動を制御されたドアモータ５の実回転速度を示す。図６（ｂ）は、従来のドア制御装置によって駆動を制御されたドアモータ５の実回転速度を示す。なお、ここでの従来のドア制御装置とは、実施の形態１における先の（１），（２），（１０）式を用いた演算方式と、図５のドア重量同定部１２２によるドア重量同定処理とを適用していないドア制御装置をいう。
【００９３】
図６（ａ），（ｂ）によれば、実施の形態２のドア制御装置による駆動制御では、回転速度指令に対するドアモータ５の実回転速度の追従性が、従来のドア制御装置による駆動制御での追従性が向上していることがわかる。また、実施の形態２のドア制御装置による駆動制御では、ドアモータ５の実回転速度のピークが従来のドア制御装置による駆動制御でのドアモータ５の実回転速度のピークよりも抑えられており、回転速度指令のピークからの超過分が減少していることがわかる。従って、実施の形態２のドア制御装置では、速度指令部１１１の回転指令速度に対するドアモータ５の実回転速度の追従性と、ドアモータ５の回転誤差の補正精度とを従来のものよりも向上させることができる。
【００９４】
また、実施の形態２の階床データ記憶部１２０は、ドア重量同定部１２２による比較的精度の高い推定トルクを用いて同定されたドア重量Ｊを記憶する。そして、乗場階毎のドア開閉において、その記憶されたドア重量Ｊで速度制御部１１９の制御ゲインが乗場階毎に調整される。これによって、ドアパネル９Ａ，９Ｂの実開閉移動速度が速度指令部１１１の開閉移動速度指令に対する追従性をより高めることができる。
【００９５】
なお、実施の形態１，２では、ドア駆動装置のドアモータ５に誘導モータを用いた例について説明した。しかしながら、ドア駆動装置のドアモータ５に永久磁石同期モータを用いた場合であっても、永久磁石同期モータについての数学モデルに基づくオブザーバを設定することによって、実施の形態１，２と同様の制御が可能である。
【図１】
2010106863.tif 000016
【図２】
2010106863.tif 000017
【図３】
2010106863.tif 000018
【図４】
2010106863.tif 000019
【図５】
2010106863.tif 000020
【図６】
2010106863.tif 000021
【国際調査報告】
2010106863.tif 000022
2010106863.tif 000023
2010106863.tif 000024
2010106863.tif 000025