(57)【要約】【課題】ばね系の影響を単純にモデル化することによって任意のタイミングでイナーシャ同定を行い、即座に良い乗り心地を実現できるエレベータ制御装置を提供する。【解決手段】制御対象であるエレベータ１に設けられた動力装置２に、速度指令入力器９ａから速度指令値が入力されるエレベータ制御装置９において、エレベータ１のイナーシャの値を算出する際、力学的エネルギーからイナーシャを算出することによって、従来無視していたばね系の影響を考慮し、任意の時点で正確なイナーシャ値を算出するイナーシャ算出器９ｈを備えた。【選択図】図２
2011111259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象であるエレベータに設けられた動力装置に対する速度指令値を入力する速度指令入力手段と、
前記速度指令入力手段からの速度指令と、前記エレベータに設けられたかご、もしくは前記動力装置の実速度を検出する速度検出手段からの実速度に基づいて必要トルクを演算し、前記動力装置を駆動させるトルク制御手段と、
前記トルク制御手段に予め想定されるイナーシャ値に基づいた制御パラメータを設定する初期パラメータ設定手段と、
前記エレベータの回転系への入出力エネルギーを算出する入力エネルギー算出手段と、
前記エレベータの位置を検出するかご位置検出手段と、
前記エレベータの移動距離を検出する移動距離検出器と、
前記エレベータのかご内負荷を検出する秤装置と、
前記初期パラメータ設定手段に設定されたパラメータで、前記速度指令に従って前記動力装置を動作させた際に、前記入力エネルギー算出手段、前記かご位置検出手段、前記移動距離検出手段、前記トルク制御手段、及び前記秤装置からの情報を基に前記エレベータの実際のイナーシャ値を算出するイナーシャ算出手段と、
前記イナーシャ算出手段で算出された実際のイナーシャ値を用いて、前記トルク制御手段が演算に用いるパラメータを修正するパラメータ修正手段、とを備え、
前記イナーシャ算出手段は、
前記入力エネルギー算出手段からの入力エネルギーをＥｉｎ、
前記かご位置検出手段からの信号をｈ、
前記速度検出手段からの信号をｖ、
前記移動距離検出手段からの信号をｘ、
前記秤装置からの信号をｍ２、
前記トルク制御手段からの信号をＦｍｏｔとしたとき、
前記エレベータのイナーシャｍ１を、
2011111259.tif 000015
（ここで、Ｋはロープのばね定数、ｇは重力定数）
の式を基に演算することを特徴とするエレベータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータ制御装置に係り、特に、制御対象のイナーシャの算出を行うエレベータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレベータ制御装置においては、エレベータを駆動する動力装置から見た回転系のイナーシャ(慣性質量)の同定を行い、その同定結果をもとにエレベータの制御を行うことによって、より乗り心地の良いエレベータを提供することが出来る。
【０００３】
従来、このイナーシャ同定における基本的な理論式には、下記式（１）で示す運動方程式(力のつり合い式)を用いている。
【０００４】
【数１】
2011111259.tif 000003
【０００５】
しかし、前記式（１）に示す運動方程式では、過渡状態におけるばね系の影響を十分考慮することができず、例えば、特許文献１に開示されているように、ばねの伸びが一定となった定常状態（一定加速中や一定速中）における値を用いたり、あるいは特許文献２に開示されているように、フィルタを用いてばね系の影響を減らすことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２３０１３９号公報
【特許文献２】特開２００９−１１３９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記特許文献１、あるいは特許文献２に開示された技術では、イナーシャ同定を任意のタイミングで行えない、あるいは特定の加速パターンにしか対応できない等、同定値を用いた良い乗り心地を即座に提供することができないという課題があった。
【０００８】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、ばね系の影響を単純にモデル化することによって任意のタイミングでイナーシャ同定を行い、即座に良い乗り心地を実現できるエレベータ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】
【０００９】
この発明に係るエレベータ制御装置は、制御対象であるエレベータに設けられた動力装置に対する速度指令値を入力する速度指令入力手段と、前記速度指令入力手段からの速度指令と、前記エレベータに設けられたかご、もしくは前記動力装置の実速度を検出する速度検出手段からの実速度に基づいて必要トルクを演算し、前記動力装置を駆動させるトルク制御手段と、前記トルク制御手段に予め想定されるイナーシャ値に基づいた制御パラメータを設定する初期パラメータ設定手段と、前記エレベータの回転系への入出力エネルギーを算出する入力エネルギー算出手段と、前記エレベータの位置を検出するかご位置検出手段と、前記エレベータの移動距離を検出する移動距離検出器と、前記エレベータのかご内負荷を検出する秤装置と、前記初期パラメータ設定手段に設定されたパラメータで、前記速度指令に従って前記動力装置を動作させた際に、前記入力エネルギー算出手段、前記かご位置検出手段、前記移動距離検出手段、前記トルク制御手段、及び前記秤装置からの情報を基に前記エレベータの実際のイナーシャ値を算出するイナーシャ算出手段と、前記イナーシャ算出手段で算出された実際のイナーシャ値を用いて、前記トルク制御手段が演算に用いるパラメータを修正するパラメータ修正手段、とを備え、前記イナーシャ算出手段は、前記入力エネルギー算出手段からの入力エネルギーをＥｉｎ、前記かご位置検出手段からの信号をｈ、前記速度検出手段からの信号をｖ、前記移動距離検出手段からの信号をｘ、前記秤装置からの信号をｍ２、前記トルク制御手段からの信号をＦｍｏｔとしたとき、前記エレベータのイナーシャｍ１を、
【００１０】
【数２】
2011111259.tif 000004
【００１１】
（ここで、Ｋはロープのばね定数、ｇは重力定数）
の式を基に演算するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るエレベータ制御装置によれば、イナーシャ算出手段が制御対象のイナーシャをエネルギーの保存則をもとに演算することにより、力のつり合い式だけでは困難であったばね系の影響を考慮し、加加速中などにでも素早く正確なイナーシャを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエレベータ制御装置が適用されるエレベータの概要を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るエレベータ制御装置における信号の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、この発明に係るエレベータ制御装置について好適な実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、諸種の設計的変更をも包摂するものである。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベータ制御装置が適用されるエレベータの概要を示す図である。図１において、エレベータ１は、モータを含む動力装置２と人や荷物を昇降させるためのかご３を備えており、かご３とロープ４を介して運搬物の重量に釣り合う重さのカウンターウェイト５が連結されている。また、エレベータ１は、動力装置２を駆動させるための電力を供給するインバータ６、商用電源７よりインバータ６に電力を供給するコンバータ８、およびインバータ６、コンバータ８、動力装置２などを制御するエレベータ制御装置９などを備えている。動力装置２の実速度は速度検出器１０により検出され、エレベータ制御装置９にフィードバックされている。
【００１６】
実施の形態１に係るエレベータ制御装置９が適用されるエレベータ１は、前記のように構成されており、次に、エレベータ制御装置９について説明する。
図２は、エレベータ制御装置９における信号の流れを示す図である。図２において、エレベータ制御装置９は、制御対象であるエレベータ１を動作させるための動力装置２に対して速度指令を入力する速度指令入力手段としての速度指令入力器９ａと、速度指令入力器９ａからの速度指令と速度検出器１０からの実速度を受け、エレベータ１を速度指令の通りに動作するよう必要トルクを演算し、動力装置２を駆動させるトルク制御手段としてのトルク制御器９ｂと、トルク制御器９ｂに予め想定されるイナーシャ値に基づいた制御パラメータを設定する初期パラメータ設定手段としての初期パラメータ設定器９ｃを備えている。
【００１７】
エレベータ制御装置９は更に、エレベータ回転系への入出力エネルギーを算出する入力エネルギー算出手段としての入力エネルギー算出器９ｄと、エレベータ１の位置を検出するかご位置検出手段としてのかご位置検出器９ｅと、エレベータ１の移動距離を検出する移動距離検出手段としての移動距離検出器９ｆと、エレベータ１のかご内負荷を検出する負荷検出手段としての秤装置９ｇと、初期パラメータ設定器９ｃに設定されたパラメータで、速度指令に従って動力装置２を動作させた際に、入力エネルギー算出器９ｄ、かご位置検出器９ｅ、移動距離検出器９ｆ、及び秤装置９ｇからの情報を元にエレベータ１の実際のイナーシャ（慣性）値を算出するイナーシャ算出手段としてのイナーシャ算出器９ｈと、算出された実際のイナーシャ値を用いて、トルク制御器９ｂが演算に用いるパラメータを修正するパラメータ修正手段としてのパラメータ修正器９ｉを備えている。
【００１８】
上記のように構成されたエレベータ制御装置９において、エレベータ１への入力エネルギーＥｉｎ［Ｊ］と動力装置２から見た回転系のイナーシャｍ１［ｋｇ］との関係は、ダンパ系を無視すれば単純に下記式（２）のようにあらわすことができる。
【００１９】
【数３】
2011111259.tif 000005
【００２０】
ここで、Ｆｌｏｓｓ［Ｎｍ］はロストルク、ｍ２［ｋｇ］はアンバランス質量、ｖ［ｍ／ｓ］はかご３の速度、ｈ［ｍ］は最下階からのかご位置、ｘは計測を始めてからのかご３の移動距離［ｍ］、ｇ[ｍ／ｓ^２]は重力加速度、ｋ［Ｎ／ｍ］はロープ４のばね定数、ｙ［ｍ］はばねの伸びである。
【００２１】
ばねの伸びを計測するには動力装置２を構成するモータ、かご３、カウンターウェイト５のそれぞれの位置情報が必要であり、実際に行うのはコストがかる。そこで、ばねの伸びを単純に下記式（３）により置き換えることにより、コストの増加を抑えてばね系の影響を考慮することができる。
【００２２】
【数４】
2011111259.tif 000006
【００２３】
【数５】
2011111259.tif 000007
【００２４】
ここで、式（４）を時間微分する（ｍ１、ｍ２ は厳密にはかご位置により変動するが、固定値として扱う）と、下記式（５）となる。
【００２５】
【数６】
2011111259.tif 000008
【００２６】
もし、ここでばねの影響である式（５）の右辺第４項を無視し、
【００２７】
【数７】
2011111259.tif 000009
【００２８】
として、ｖ≠０であれば両辺を速度で割れば、
【００２９】
【数８】
2011111259.tif 000010
【００３０】
という式（１）が得られる。
【００３１】
入力エネルギーＥｉｎは入力エネルギー算出器９ｄから、速度ｖは速度検出器１０から、アンバランス質量ｍ２は秤装置９ｇから、高さｈはかご位置検出器９ｅから、移動距離ｘは移動距離算出器９ｆから、モータトルクＦｍｏｔはトルク制御器９ｂから得られるので、式（５）を解くためには速度の異なる２点でＥｉｎ１，ｖ１，ｍ２１，ｈ１，ｘ１，Ｆｍｏｔ１、及びＥｉｎ２，ｖ２，ｍ２２，ｈ２，ｘ２，Ｆｍｏｔ２ を観測すれば、式（５）に代入して、
【００３２】
【数９】
2011111259.tif 000011
【００３３】
【数１０】
2011111259.tif 000012
【００３４】
として系のイナーシャｍ１を求めることができる。
【００３５】
以上のように、実施の形態１に係るエレベータ制御装置９によれば、イナーシャ算出器９ｈがエレベータ１のイナーシャをエネルギーの保存則をもとに演算することにより、力のつり合い式だけでは困難であったばね系の影響を考慮し、加加速中などにでも素早く正確なイナーシャを算出することができる。
【００３６】
なお、前記エレベータ制御装置９において、エレベータ１が一方向に動いている状態での入力エネルギー算出器９ｄ、かご位置検出器９ｅ、及び移動距離検出器９ｆからの信号は、それぞれ、
【００３７】
【数１１】
2011111259.tif 000013
【００３８】
【数１２】
2011111259.tif 000014
として、トルク制御器９ｂ、速度検出器１０からの信号で代用できるため、入力エネルギー算出器９ｄ、かご位置検出器９ｅ、及び移動距離検出器９ｆは特定条件下では省略してもかまわない。
【符号の説明】
【００３９】
１  エレベータ                          ２  動力装置
３  かご                                ４  ロープ
５  カウンターウェイト                  ６  インバータ
７  商用電源                            ８  コンバータ
９  エレベータ制御装置                  ９ａ  速度指令入力器
９ｂ  トルク制御器                      ９ｃ  初期パラメータ設定器
９ｄ  入力エネルギー算出器              ９ｅ  かご位置検出器
９ｆ  移動距離検出器                    ９ｇ  秤装置
９ｈ  イナーシャ算出器                  ９ｉ  パラメータ修正器
１０  速度検出器
【図１】
2011111259.tif 000016
【図２】
2011111259.tif 000017