(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度指令から速度指令を演算し、この速度指令に基づいてモータの速度制御を行い、移動体を所定位置に移動するよう前記モータを制御する速度制御装置において、
前記移動体の位置を検出する位置検出器と、
前記位置検出器からの移動距離を設定する移動距離設定器と、
前記位置検出器の信号の制御遅れによる遅れ時間移動距離を演算する遅れ時間移動距離演算器と、
前記位置検出器の検出信号が入力された時点のモータ速度と前記移動距離および前記遅れ時間移動距離から求めた移動距離目標値とから速度指令が零になるときに前記移動体の移動距離が前記移動距離目標値となるような加速度指令を演算するクリープレス運転演算器とを備え、
前記遅れ時間移動距離は、前記位置検出器の検出信号が入力された時点のモータ速度，加速度指令および加加速度指令を取得し、これら取得した値と予め設定した遅れ時間，移動体定格速度，モータ定格速度とに基づいて演算することを特徴とする速度制御装置。
【請求項２】
加速度指令から速度指令を演算し、この速度指令に基づいてモータの速度制御を行い、移動体を所定位置に移動するよう前記モータを制御する速度制御装置において、
前記移動体の位置を検出する位置検出器と、
前記位置検出器からの移動距離を設定する移動距離設定器と、
前記位置検出器の信号の制御遅れによる遅れ時間移動距離を演算する遅れ時間移動距離演算器と、
前記位置検出器の検出信号が入力された時点のモータ速度と前記移動距離および前記遅れ時間移動距離から求めた移動距離目標値とから速度指令が零になるときに前記移動体の移動距離が前記移動距離目標値となるような加速度指令を演算するクリープレス運転演算器とを備え、
前記遅れ時間移動距離は、前記位置検出器の検出信号が入力された時点のモータ速度および加速度指令を取得し、これら取得した値と予め設定した遅れ時間，移動体定格速度，モータ定格速度とに基づいて演算することを特徴とする速度制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の速度制御装置において、
前記移動距離目標値は、前記移動距離から前記遅れ時間移動距離を減算して求めることを特徴とする速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータを含む昇降装置，横行装置などの移動体を所定位置に移動するようモータを制御する速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下では、移動体の位置を移動する移動装置としてエレベータを例にして説明する。一般的なエレベータの停止制御では、エレベータのかごが着床位置に近づくと微速のクリープ速度まで減速し、クリープ速度のまま一定時間移動した後に所望の着床位置で減速停止している。このような停止制御では、目標とする着床位置での位置決め精度をよくするために、停止前にクリープ速度で一定時間運転する、いわゆるクリープ運転を実施している。このクリープ運転は、着床位置手前で一定時間微速のクリープ速度による運転を実施しているために、停止までの時間が長くなりエレベータの稼動効率が悪くなるという問題がある。そこで、近年はクリープ運転を省略したクリープレス運転によるエレベータの停止制御も行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、クリープレス運転を行う従来のエレベータの速度制御装置の構成図である。
図３において、１は誘導電動機や同期電動機等のモータ、２はブレーキ、３は減速機、４はモータ１によって駆動されるシーブ、５はシーブ４の近傍に設けたそらせ車、６はシーブ４およびそらせ車５に巻き掛けられるロープ、７はロープ６の一端に結合されたかご（移動体）、８は同じくロープ６の他端に結合されたカウンタウエイトであり、モータ１を回転駆動するとモータ１の動力が減速機３を介してシーブ４に伝達され、シーブ４に巻き掛けられたロープ６に結合されたかご７およびカウンタウエイト８を昇降させる。
【０００４】
１１は減速開始位置Ａを検出して減速開始信号ＳAを発する位置検出器、１２はクリープレス運転の開始位置Ｂを検出してクリープレス運転開始信号ＳBを発する位置検出器、１３は着床位置Ｃとなる到達階床である。１５はモータ１の速度制御を行うインバータ等の電力変換器であり、整流電源等の直流電源および半導体スイッチ素子とダイオードの逆並列回路を３相ブリッジ接続してなる逆変換回路等から構成されている。１６はモータ１の回転速度Ｎを検出するロータリエンコーダ等のモータ速度検出器である。
【０００５】
２１は設定器であり、モータの速度設定値Ｎ0*、零から速度設定値Ｎ0*まで到達する加速時間、速度設定値Ｎ0*から零まで到達する減速時間、加減速の開始および加速度を零にする際のショックを緩和する期間を加減速時間の割合で設定するＳ字範囲、エレベータ定格速度Ｖｎ、モータ定格速度Ｎｎ等の各設定値を設定する。２２は設定器２１で設定された各設定値に基づいて加加速度指令ｊ*を演算して出力する加加速度指令発生器、２３は加加速度指令ｊ*に基づいて加速度指令α*を演算して出力する加速度指令発生器、２４は加速度指令α*に基づいて速度指令Ｎ*を演算して出力する速度指令発生器であり、２５は速度指令Ｎ*と速度検出値Ｎとの偏差を調節演算して得られるトルク指令値と速度検出値Ｎから演算して得られる磁束指令値とに基づくベクトル演算を行い電力変換器１５に指令信号を出力する速度制御器、２６はクリープレス運転の開始位置Ｂから着床位置Ｃまでの移動距離Ｌ*を設定する移動距離設定器、２７はクリープレス運転開始信号ＳBの入力に基づいてクリープレス運転時の加速度指令と加加速度指令を演算するクリープレス運転演算器である。
【０００６】
以下に図４（ａ）の減速時の動作を示したタイムチャートを参照しながらエレベータの停止制御動作を説明する。
まず、一定速度Ｎhの状態において時刻ｔAhでかご７が減速開始位置Ａに到達したことを位置検出器１１で検出すると減速開始信号ＳAを発する。この減速開始信号ＳAを受けて設定器２１で設定した減速時間およびＳ字範囲に従ってモータ１の減速を開始する。そして減速中の時刻ｔBhでかご７がクリープレス運転開始位置Ｂに到達したことを位置検出器１２で検出するとクリープレス運転開始信号ＳBを発する。クリープレス運転演算器２７では、時刻ｔBh時点のモータ速度指令値Ｎ*および移動距離設定器２６で予め設定した移動距離Ｌ*から、速度指令Ｎ*が零になるときに移動距離Ｌ*となるような加速度指令の初期値α(0)と加加速度指令ｊを演算する。そして、加速度指令発生器２３が出力する加速度指令α*をクリープレス運転演算器２７で演算した加速度指令α(0)に書き換える。以降は、クリープレス運転演算器２７で演算する加速度指令α(0)と加加速度指令ｊに従って時々刻々の速度指令Ｎ*を演算し、時刻ｔChで速度指令Ｎ*が零になってかご７が所望の着床位置Ｃで停止する。
【０００７】
クリープレス運転について詳細に説明する。時刻ｔBhでクリープレス運転開始位置Ｂに到達してクリープレス運転開始信号ＳBが入力されたとすると、時刻ｔにおけるモータ速度Ｎ(t)，加速度指令α(t)，加加速度指令ｊの間には次の式が成り立つ。ここで、クリープレス運転開始時点である時刻ｔBhにおけるモータ速度指令をＮ(0)とする。
【０００８】
【数１】
0005927838.tif 000002
【０００９】
【数２】
0005927838.tif 000003
【００１０】
時刻ｔChで着床位置Ｃに到着して速度が零に到達するが、時刻ｔBhから時刻ｔChまでの時間をｔ1（＝ｔCh−ｔBh）とし、時間ｔ1が経過したときに速度が零になったとすると、この時間ｔ1経過時点で加速度が零であればショックもなくスムーズに停止することができる。よって数２から加加速度ｊは数３で表される。
【００１１】
【数３】
0005927838.tif 000004
【００１２】
数１に数２および数３を代入すると数４が得られ、Ｎ(ｔ1)＝０から数４を整理すると数５が得られる。
【００１３】
【数４】
0005927838.tif 000005
【００１４】
【数５】
0005927838.tif 000006
【００１５】
一方、エレベータ定格速度（移動体定格速度）Ｖｎとそのときのモータ定格速度Ｎｎとの係数比をγ（＝Ｖｎ／Ｎｎ）とすると、時間ｔ1の間にかご７が移動する距離Ｌは次の数６となる。
【００１６】
【数６】
0005927838.tif 000007
【００１７】
クリープレス運転では、移動距離設定器２６によりクリープレス運転開始位置Ｂから着床位置Ｃまでの移動距離Ｌ*を予め設定しているので、数６から数７が得られる。
【００１８】
【数７】
0005927838.tif 000008
【００１９】
数３，数５，数７から加速度α(0)と加加速度ｊはそれぞれ数８，数９となる。
【００２０】
【数８】
0005927838.tif 000009
【００２１】
【数９】
0005927838.tif 000010
【００２２】
クリープレス運転演算器２７では、上記数８，数９を用いてクリープレス運転開始時の加速度の初期値α(0)と加加速度ｊを演算し、加速度指令発生器２３が出力する加速度指令α*を書き換える。速度指令発生器２４では、この加速度α(0)に基づいて得られる時々刻々の速度指令値Ｎ*を出力することにより、時刻ｔChで速度指令値Ｎ*も零になって所望の着床位置Ｃでかご７が停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開平１１−１９１９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上述のクリープレス運転においては、かご７がクリープレス運転の開始位置Ｂを通過したことを位置検出器１２が検出してクリープレス運転開始信号ＳBを発するが、位置検出器１２からの信号に時間的な遅れが存在すると、この制御系の時間遅れによりかご７の着床位置Ｃに誤差が生じる。特に移動する着床数に応じてエレベータ運転速度を切り換えるエレベータシステムでは上記誤差を解消することができない。
【００２５】
以下に誤差が生じる理由について説明する。
図４は減速時の動作を示したタイムチャートであり、（ａ）はモータ速度Ｎhから減速する高速運転時の減速停止動作を示したものであり、（ｂ）はモータ速度Ｎl（Ｎl＜Ｎh）から減速する低速運転時の減速停止動作を示したものである。また、図５は図４の一部を拡大したタイムチャートであり、同様に（ａ）は高速運転時の減速停止動作を示したものであり、（ｂ）は低速運転時の減速停止動作を示したものである。
【００２６】
図４（ａ）の高速運転時および図４（ｂ）の低速運転時において、減速開始位置Ａから着床位置Ｃまでの距離は速度に関係なく同じであり、この移動距離は速度を積分したものであるから、低速運転から減速する場合、その減速時間は高速運転時の減速時間よりも長くなるようなタイムチャートになる。
【００２７】
また、クリープレス運転開始位置Ｂから着床位置Ｃまでの距離も速度に関係なく同じであるので、クリープレス運転開始位置Ｂから着床位置Ｃまでの減速時間は高速運転時が時間ｔh、低速運転時が時間ｔlとするとｔh＜ｔlの関係となり、低速運転時の時間ｔlのほうが高速運転時の時間ｔhよりも長くなる。一方、クリープレス運転開始信号ＳBが入力された時のモータ速度Ｎは、高速運転時のモータ速度がＮh(0)、低速運転時のモータ速度がＮl(0)とするとＮh(0)＞Ｎl(0)の関係となる。
【００２８】
図４（ａ）（ｂ）に網掛けで示した部分の面積はそれぞれの移動距離を示し、位置検出器１２の信号に制御遅れがなければ、図４（ａ）に示した面積Ｌhと図４（ｂ）に示した面積Ｌlとが同一面積になる。
【００２９】
しかしながら、位置検出器１２の信号に制御遅れが存在すると遅れ時間ｔdelayが発生し、図５に示すように遅れ時間ｔdelayの間もかご７は移動する。この遅れ時間ｔdelayの間に移動する距離は、高速運転時の移動距離をＬdh、低速運転時の移動距離をＬdlとすると、それぞれ数１０，数１１となる。
【００３０】
【数１０】
0005927838.tif 000011
【００３１】
【数１１】
0005927838.tif 000012
【００３２】
このように高速運転時にはＬdhの着床位置誤差が発生し、低速運転時にはＬdlの着床位置誤差が発生するため、この誤差の分だけ本来の着床位置Ｃからかご７の停止位置がずれることになる。ここで、高速運転時と低速運転時との移動距離の関係はＬdh＞Ｌdlであり、高速運転時と低速運転時との間にも（Ｌdh−Ｌdl）の着床位置誤差が発生し、運転速度によって着床位置誤差は変化することになる。
【００３３】
この発明は、移動体の運転速度に影響されることなく、制御系の時間遅れに伴う着床位置誤差の影響を解消し、所望の着床位置での位置決め精度を向上した速度制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記目的を達成するために、この発明は、加速度指令から速度指令を演算し、この速度指令に基づいてモータの速度制御を行い、移動体を所定位置に移動するよう前記モータを制御する速度制御装置において、前記移動体の位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器からの移動距離を設定する移動距離設定器と、前記位置検出器の信号の制御遅れによる遅れ時間移動距離を演算する遅れ時間移動距離演算器と、前記位置検出器の検出信号が入力された時点のモータ速度と前記移動距離および前記遅れ時間移動距離から求めた移動距離目標値とから速度指令が零になるときに前記移動体の移動距離が前記移動距離目標値となるような加速度指令を演算するクリープレス運転演算器とを備え、前記遅れ時間移動距離は、前記位置検出器の検出信号が入力された時点のモータ速度，加速度指令および加加速度指令（または加速度指令）を取得し、これら取得した値と予め設定した遅れ時間，移動体定格速度，モータ定格速度とに基づいて演算するものとする。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、位置検出器の検出信号が入力された時点のモータ速度と移動距離および遅れ時間移動距離とから速度指令が零になるときに移動距離目標値となるような加速度指令を演算することにより、位置検出器の信号に制御遅れがある場合でも、移動体の速度に関係なく着床位置の位置決め精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の動作を説明するタイムチャートである。
【図３】従来例を示す構成図である。
【図４】図３の動作を説明するタイムチャートであり、（ａ）は高速運転時のタイムチャート、（ｂ）は低速運転時のタイムチャートである。
【図５】図４の一部を拡大したタイムチャートであり、（ａ）は高速運転時のタイムチャート、（ｂ）は低速運転時のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１はこの発明の実施の形態の示す構成図であり、図３と同一機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
図１において、３１は遅れ時間移動距離演算器であり、位置検出器１２からクリープレス運転演算器３３にクリープレス運転開始信号ＳBが入力された時点の加速度指令α(0)，加加速度指令ｊおよびモータ速度指令Ｎ(0)を取得するとともに、予め設定されているエレベータ定格速度Ｖｎとそのときのモータ定格速度Ｎｎとの係数比γ（＝Ｖｎ／Ｎｎ）に基づいて、次の数１２〜１４に従って遅れ時間ｔdelayの間に移動した距離Ｌｄを演算する。なお、遅れ時間ｔdelayは予め実機等で確認した値を設定できるようにし、設定された遅れ時間ｔdelayは内部のメモリ等に記憶している。
【００３８】
【数１２】
0005927838.tif 000013
【００３９】
【数１３】
0005927838.tif 000014
【００４０】
【数１４】
0005927838.tif 000015
【００４１】
３２は加算器であり、移動距離設定器２６で予め設定した移動距離Ｌ*から数１２で求めた移動距離Ｌｄを減算した移動距離目標値（Ｌ*−Ｌｄ）を求める。３３はクリープレス運転演算器であり、クリープレス運転開始信号ＳBの入力に基づいて前述の数８，数９を用いて速度指令発生器２４が出力する速度指令Ｎ*が零になるときに移動距離目標値（Ｌ*−Ｌｄ）となるような加速度指令α(0)と加加速度指令ｊを演算する。
【００４２】
図２は図１の動作を示すタイムチャートであり、以下では図２を参照しながら図１の動作を説明する。
まず、一定速度の状態において時刻ｔ11でかご７が減速開始位置Ａに到達したことを位置検出器１１で検出すると減速開始信号ＳAを発する。この減速開始信号ＳAを受けて設定器２１で設定した減速時間およびＳ字範囲に従ってモータ１の減速を開始する。時刻ｔ11〜ｔ12は減速開始時のショックを緩和する期間（Ｓ字範囲）であり、加加速度が一定となるよう制御される。その後、時刻ｔ12〜ｔ13は加速度を一定値として減速し、時刻ｔ13からは加速度αを零にする際のショックを緩和するために再度加加速度が一定となるよう減速する。
【００４３】
この減速中の時刻ｔ14でかご７がクリープレス運転開始位置Ｂに到達するが、位置検出器１２の信号に制御遅れが存在すると、遅れ時間ｔdelayが経過した時刻ｔ15でクリープレス運転演算器３３にクリープレス運転開始信号ＳBが入力される。遅れ時間移動距離演算器３１では、時刻ｔ15時点の加速度指令α(0)，加加速度指令ｊおよびモータ速度指令Ｎ(0)を取得し、上記数１２〜１４に従って遅れ時間ｔdelayの間に移動した距離Ｌｄを演算する。
【００４４】
加算器３２では、予め設定した移動距離Ｌ*から数１２で求めた移動距離Ｌｄを減算した値（Ｌ*−Ｌｄ）を移動距離の目標値としてクリープレス運転演算器３３に入力する。クリープレス運転演算器３３では、時刻ｔ15時点のモータ速度指令値Ｎ*および移動距離目標値（Ｌ*−Ｌｄ）に基づいて、前述の数８，数９を用いてクリープレス運転開始時の加速度の初期値α(0)と加加速度ｊを演算し、加速度指令発生器２３が出力する加速度指令α*をクリープレス運転演算器３３で演算した加速度指令α(0)に書き換える。速度指令発生器２４では、加速度指令α(0)に基づいて得られる時々刻々の速度指令値Ｎ*を出力し、その後、時刻ｔ16で速度指令値Ｎ*も零になって所望の着床位置Ｃでかご７が停止する。
【００４５】
なお、上記では時刻ｔ15時点のモータ速度として速度指令値Ｎ*をクリープレス運転演算器３３に入力するようにしているが、速度指令値Ｎ*に代えてモータ速度検出器１６からの速度検出値Ｎを用いるようにしてもよい。
【００４６】
このように位置検出器１２からのクリープレス運転開始信号ＳBが入力された時点の加速度指令α(0)，加加速度指令ｊおよびモータ速度指令Ｎ(0)を取得して遅れ時間ｔdelayの間に移動した距離Ｌｄを演算し、予め設定した移動距離Ｌ*から移動距離Ｌｄを減算した値（Ｌ*−Ｌｄ）を移動距離の目標値として加速度指令α(0)，加加速度指令ｊを演算することにより、位置検出器１２の信号に制御遅れがある場合でも、移動体の速度に関係なく着床位置の位置決め精度を向上することができる。
【００４７】
次に、この発明の別の実施の形態について説明する。
この実施の形態では、遅れ時間ｔdelayの間に移動した距離を演算する際に、前述の数１２に代えて以下の数１５を用いて移動距離Ｌｄ’を演算するものであり、その他の構成は図１，２で説明した実施の形態と同じである。数１５はモータ速度指令の変化を直線に近似して移動距離の計算を簡易化している。
【００４８】
すなわち、遅れ時間移動距離演算器３１では、位置検出器１２からクリープレス運転演算器３３にクリープレス運転開始信号ＳBが入力された時点の加速度指令α(0)およびモータ速度指令Ｎ(0)を取得し、この取得した加速度指令α(0)およびモータ速度指令Ｎ(0)と、予め設定した遅れ時間ｔdelayおよび移動体定格速度Ｖｎとそのときのモータ定格速度Ｎｎとの係数比γとに基づいて、次の数１５に従って遅れ時間ｔdelayの間に移動した距離Ｌｄ’を演算する。
【００４９】
【数１５】
0005927838.tif 000016
【００５０】
この数１５で求めたＬｄ’を加算器３２に入力して（Ｌ*−Ｌｄ’）を求め、移動距離の目標値として（Ｌ*−Ｌｄ’）をクリープレス運転演算器３３に入力し、前述の数８，数９を用いてクリープレス運転開始時の加速度指令α(0)と加加速度指令ｊを演算する。
【００５１】
そして、図１，２で説明した実施の形態と同様に、加速度指令発生器２３が出力する加速度指令α*をクリープレス運転演算器３３で演算した加速度指令α(0)に書き換えてクリープレス運転を実行する。
【００５２】
このように位置検出器１２からのクリープレス運転開始信号ＳBが入力された時点の加速度指令α(0)およびモータ速度指令Ｎ(0)を取得して遅れ時間ｔdelayの間に移動した距離Ｌｄ’を演算し、予め設定した移動距離Ｌ*から移動距離Ｌｄ’を減算した値（Ｌ*−Ｌｄ’）を移動距離の目標値として加速度指令α(0)，加加速度指令ｊを演算することにより、位置検出器１２の信号に制御遅れがある場合でも、移動体の速度に関係なく着床位置の位置決め精度を向上することができる。
【００５３】
さらに、数１５を用いて遅れ時間ｔdelayの間に移動した距離Ｌｄ’を演算することにより、図１，２で説明した実施の形態に比べて計算が簡易化でき、ソフトの記憶容量の減少および実行時間の短縮を図り、最適なソフトウエア構成とすることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…モータ、２…ブレーキ、３…減速機、４…シーブ、５…そらせ車、６…ロープ、７…かご、８…カウンタウエイト、１５…電力変換器、２１…設定器、２２…加加速度指令発生器、２３…加速度指令発生器、２４…速度指令発生器、２５…速度制御器、２６…移動距離設定器、３１…遅れ時間移動距離演算器、３３…クリープレス運転演算器。
【図１】
0005927838.tif 000017
【図２】
0005927838.tif 000018
【図３】
0005927838.tif 000019
【図４】
0005927838.tif 000020
【図５】
0005927838.tif 000021