(57)【要約】【課題】乗りかごを駆動するモータの制御で使用されるノッチフィルタについて設計時に設定されたフィルタ定数が最適であるとは限らない。メインロープの２次共振周波数は、メインロープの長さに加えて、エレベータ装置が導入される現場によって異なり得る他の特定のシステム要素の影響も受けるためである。【解決手段】エレベータ装置の制御装置は、乗りかごの通常運転の前に、メインロープの２次共振周波数を探索する探索処理を行い、当該探索処理において探索された２次共振周波数を所定の周波数成分としたフィルタ定数をノッチフィルタのフィルタ定数として設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインロープと、モータと、前記モータが駆動することにより前記メインロープを介して昇降する乗りかごと、前記モータの回転速度を検出する速度センサとを有するエレベータ装置に接続されており、前記速度センサからの信号と、所定の周波数成分に対して減衰を与えるノッチフィルタとを用いて前記乗りかごの通常運転において前記モータの回転速度を制御する制御装置であって、
前記所定の周波数成分に従う、前記ノッチフィルタのフィルタ定数、を記憶する記憶部と、
前記通常運転の前に、前記メインロープの２次共振周波数を探索する探索処理を行い、当該探索処理において探索された２次共振周波数を前記所定の周波数成分としたフィルタ定数を前記ノッチフィルタのフィルタ定数として前記記憶部に設定する制御部と
を備える制御装置。
【請求項２】
前記探索処理は、
（Ａ）複数の周波数の各々について、下記の（ａ１）及び（ａ２）を行うこと、及び、
（ａ１）当該周波数のトルクリプルを前記モータに与えること、及び、
（ａ２）当該トルクリプルの影響を受けた回転速度の速度振幅を前記速度センサからの信号を基に特定すること、
（Ｂ）前記複数の周波数にそれぞれ対応した複数の速度振幅のうち最大の速度振幅に対応した周波数を前記複数の周波数から特定すること、
を含み、
前記探索された２次共振周波数は、（Ｂ）で特定された周波数である、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記探索処理において、前記複数の周波数の各々について、前記乗りかごの低速運転を行い、
前記低速運転とは、定速状態における回転速度が所定値以下である運転であり、
前記制御部は、前記複数の周波数の各々について、前記定速状態中に、当該周波数のトルクリプルを一定時間以上与え、
前記探索処理において、前記乗りかごの低速運転の都度に、当該低速運転に対応した周波数についての（Ａ）及び（Ｂ）が行われる、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記探索処理を行う必要があるか否かを判断し、
当該判断の結果が偽の場合に、前記探索処理をスキップする、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
別のエレベータ装置について探索された２次共振周波数に関わる全ての特定のシステム要素が、前記エレベータ装置における前記メインロープの２次共振周波数に関わる全ての特定のシステム要素と同じであれば、前記判断の結果が偽であり、
前記設定されるフィルタ定数は、前記別のエレベータ装置について探索された２次共振周波数を前記所定の周波数成分としたフィルタ定数である、
請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
メインロープと、モータと、前記モータが駆動することにより前記メインロープを介して昇降する乗りかごと、前記モータの回転速度を検出する速度センサとを有するエレベータ装置に関し、前記速度センサからの信号と、所定の周波数成分に対して減衰を与えるノッチフィルタとを用いて前記乗りかごの通常運転において前記モータの回転速度を制御する制御方法であって、
前記通常運転の前に、前記メインロープの２次共振周波数を探索する探索処理を行い、
当該探索処理において探索された２次共振周波数を前記所定の周波数成分としたフィルタ定数を前記ノッチフィルタのフィルタ定数として設定する、
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、エレベータ装置の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータ装置の制御の１つとして、エレベータ装置における乗りかごの振動の抑制がある。この種の技術は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の制御システムは、エレベータのガイドレール上の振動発生源の位置を検出し、加速度データのウェーブレット変換により振動発生源の位置における振動周波数を特定し、振動発生源の位置と振動周波数とを基に、乗りかごを駆動するモータのトルクを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０４６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エレベータの乗りかごに発生する上下振動の要因の１つに、乗りかごを懸架するメインロープの２次共振がある。乗りかごの上下振動を抑制するため、メインロープを介して乗りかごを昇降させるモータの制御に関して、ノッチフィルタの一例としてのＴＴＦ（Twin-T Filter）を採用することができる。
【０００５】
メインロープの２次共振周波数（２次固有振動数）は、メインロープの長さに依存することが知られている。このため、設計時に、メインロープの長さに基づくＴＴＦ定数が設定される。
【０００６】
しかし、設計時に設定されたＴＴＦ定数が最適であるとは限らない。２次共振周波数は、メインロープの長さに加えて、エレベータ装置が導入される現場によって異なり得る他の特定のシステム要素（例えば、現場にて乗りかごに追加で物が搭載されることによって増える乗りかご重量）の影響も受ける。このようシステム要素は、現場によって異なり得るため、最適なＴＴＦ定数を設計時に設定することは必ずしもできない。故に、エレベータ装置の設置が完了してエレベータ装置の稼働が開始された以降において、乗りかごの上下振動を十分に除去できないことがあり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
エレベータ装置は、メインロープと、モータと、当該モータが駆動することによりメインロープを介して昇降する乗りかごと、当該モータの回転速度を検出する速度センサとを有する。エレベータ装置の制御装置は、速度センサからの信号と、所定の周波数成分に対して減衰を与えるノッチフィルタとを用いて、乗りかごの通常運転において、モータの回転速度を制御する。制御装置は、通常運転の前に、メインロープの２次共振周波数を探索する探索処理を行い、当該探索処理において探索された２次共振周波数を所定の周波数成分としたフィルタ定数をノッチフィルタのフィルタ定数として設定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、乗りかごの通常運転の開始前に最適なフィルタ定数を設定することができ、故に、乗りかごの通常運転において乗りかごの上下振動を抑制することの確実性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るシステム全体の構成を示す。
【図２】探索処理の一比較例として、乗りかごの通常の１運転での速度とトルクの時系列変化を模式的に示す。
【図３】探索処理での乗りかごの１運転での速度とトルクの時系列変化を模式的に示す。
【図４】探索処理での複数の周波数と複数の速度振幅との関係の一例を示す。
【図５】探索テーブルの構成を示す。
【図６】ＴＴＦ定数調整処理の流れを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の説明では、「インターフェース部」は、１以上のインターフェースでよい。当該１以上のインターフェースは、１以上の同種の通信インターフェースデバイス（例えば１以上のＮＩＣ（Network Interface Card））であってもよいし２以上の異種の通信インターフェースデバイス（例えばＮＩＣとＨＢＡ（Host Bus Adapter））であってもよい。
【００１１】
また、以下の説明では、「メモリ部」は、１以上のメモリであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリ部における少なくとも１つのメモリは、揮発性メモリであってもよいし不揮発性メモリであってもよい。
【００１２】
また、以下の説明では、「ＰＤＥＶ部」は、１以上のＰＤＥＶであり、典型的には補助記憶デバイスでよい。「ＰＤＥＶ」は、物理的な記憶デバイス（Physical storage DEVice）を意味し、典型的には、不揮発性の記憶デバイス、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）である。
【００１３】
また、以下の説明では、「記憶部」は、メモリ部及びＰＤＥＶ部のうちの少なくとも１つ（典型的には少なくともメモリ部）である。
【００１４】
また、以下の説明では、「プロセッサ部」は、１以上のプロセッサである。少なくとも１つのプロセッサは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサであるが、ＧＵＰ（Graphics Processing Unit）のような他種のプロセッサでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、処理の一部又は全部を行うハードウェア回路（例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））といった広義のプロセッサでもよい。
【００１５】
また、以下の説明では、「ｋｋｋ部」（インターフェース部、記憶部及びプロセッサ部を除く）の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、１以上のコンピュータプログラムがプロセッサ部によって実行されることで実現されてもよいし、１以上のハードウェア回路によって実現されてもよい。プログラムがプロセッサ部によって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶部及び／又はインターフェース部等を用いながら行われるため、機能はプロセッサ部の少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、プロセッサ部あるいはそのプロセッサ部を有する装置が行う処理としてもよい。プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布計算機又は計算機が読み取り可能な記録媒体（例えば非一時的な記録媒体）であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が１つの機能にまとめられたり、１つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。
【００１６】
また、以下の説明では、「ｘｘｘテーブル」といった表現にて情報を説明することがあるが、情報は、どのようなデータ構造で表現されていてもよい。すなわち、情報がデータ構造に依存しないことを示すために、「ｘｘｘテーブル」を「ｘｘｘ情報」と言うことができる。また、以下の説明において、各テーブルの構成は一例であり、１つのテーブルは、２以上のテーブルに分割されてもよいし、２以上のテーブルの全部又は一部が１つのテーブルであってもよい。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るシステム全体の構成を示す。
【００１８】
エレベータ装置１０２と、エレベータ装置１０２の制御装置１０１と、エレベータ装置１０２及び１以上の別のエレベータ装置（図示せず）を管理する管理システム１８０（例えば、１以上の計算機）とがある。
【００１９】
エレベータ装置１０２は、乗りかご１２１と、釣合おもり１２２と、乗りかご１２１及び釣合おもり１２２を釣瓶状に懸架するメインロープ１２４とを有する。また、エレベータ装置１０２は、電力変換器１１０と、電力変換器１１０から供給された電力を基に駆動することでメインロープ１２４を介して乗りかご１２１を昇降させるモータ１２３と、モータ１２３の回転速度を検出する速度センサ１２５とを有する。電力変換器１１０は、例えば、直流電流を交流電流に変換してモータ１２３に与えるインバータである。また、速度センサ１２５が検出する、「モータ１２３の回転速度」とは、モータ１２３それ自体の回転速度であってもよいし、モータ１２３の駆動によって回転する巻上げ機シーブや補助シーブの回転速度であってもよいし、乗りかご１２１の昇降速度であってもよい。
【００２０】
制御装置１０１は、インターフェース部１３０と、記憶部１４０と、それらに接続されたプロセッサ部１５０（制御部の一例）とを有する。
【００２１】
インターフェース部１３０は、エレベータ装置１０２に接続された１以上のインターフェースデバイスである。具体的には、例えば、インターフェース部１３０は、電力変換器１１０に接続されたインターフェースデバイスと、速度センサ１２５に接続されたインターフェースデバイスと、エレベータ装置１０２の管理システム１８０とに接続されたインターフェースデバイスとを含む。
【００２２】
記憶部１４０は、プロセッサ部１５０により実行される１以上のプログラムや、プロセッサ部１５０により参照又は更新される情報を記憶する。情報としては、例えば、探索テーブル１８１と、システムテーブル１８２とがある。これらのテーブルについては後述する。また、記憶部１４０は、ＴＴＦ１７０と、ＴＴＦ定数１７１とを記憶する。エレベータ装置１０２が現場に設置される前の集荷時の状態では、ＴＴＦ定数１７１は、設計時に設定されたＴＴＦ定数である。設計時でのＴＴＦ定数は、メインロープ１２４の長さに基づく（メインロープ１２４の長さから推定される２次共振周波数に従う）ＴＴＦ定数である。なお、メインロープ１２４の長さは、釣合おもり１２２から乗りかご１２１までの長さに相当する。
【００２３】
プロセッサ部１５０は、速度制御部１６１、電流指令作成部１６２及びトルクリプル指令作成部１６３として機能する。
【００２４】
速度制御部１６１は、乗りかご１２１の通常運転において、速度センサ１２５からの信号と、ＴＴＦ１７０とを用いてモータ１２３の回転速度を制御する。速度制御部１６１は、乗りかご１２１の通常運転においては、ＴＴＦ１７０をＯＮ（ＴＴＦ１７０を有効）とし、後述の探索処理（メインロープ１２４の２次共振周波数を探索する処理）においては、ＴＴＦ１７０をＯＦＦ（ＴＴＦ１７０を無効）とすることができる。速度制御部１６１は、決定した回転速度に基づく信号を電流指令作成部１６２に与える。また、速度制御部１６１は、探索処理において、周波数を指定した信号（トルクリプル指令の作成の指示）を、トルクリプル指令作成部１６３に与える。
【００２５】
電流指令作成部１６２は、速度制御部１６１により決定された回転速度でモータ１２３を回転させるための電流をモータ１２３に与える電流指令を作成し、作成した電流指令を電力変換器１１０に送信する。電力変換器１１０は、当該電力指令を基に、モータ１２３に電流を与える。
【００２６】
トルクリプル指令作成部１６３は、速度制御部１６１からの信号に応答して、速度制御部１６１から指定された周波数のトルクリプルをモータ１２３に与えるトルクリプル指令を作成し、作成したトルクリプル指令を電力変換器１１０に送信する。電力変換器１１０は、当該トルクリプル指令を基に、モータ１２３に、当該指定された周波数のトルクリプルを与える。
【００２７】
本実施例では、速度制御部１６１は、乗りかご１２１の通常運転の前（典型的には、エレベータ装置１０２の現場での据付けや調整において（エレベータ装置１０２の運用開始前に））、メインロープ１２４の２次共振周波数を探索する探索処理を行う。速度制御部１６１は、ＴＴＦ定数１７１を、既存のＴＴＦ定数から、当該探索処理において探索された２次共振周波数に従うフィルタ定数に切り替える。乗りかご１２１の通常運転では、その切り替え後のＴＴＦ定数１７１に従うＴＴＦ１７０が使用されることになる。これにより、乗りかご１２１の通常運転において乗りかご１２１の上下振動を抑制することの確実性が高まる。
【００２８】
以下、探索処理を詳細に説明する。
【００２９】
図２は、探索処理の一比較例として、乗りかご１２１の通常の１運転での速度（速度センサ１２５からの信号が表す速度）とトルク（モータ１２３のトルク）の時系列変化を模式的に示す。
【００３０】
図２に示すように、速度制御部１６１による通常運転によれば、乗りかご１２１の定速運転中、トルクは実質一定であり、速度振幅は実質発生しない。
【００３１】
図３は、探索処理での乗りかご１２１の１運転での速度とトルクの時系列変化を模式的に示す。
【００３２】
速度制御部１６１は、定速運転中に、任意の周波数のトルクリプル３０１をトルクリプル指令作成部１６３により与える。これにより、速度振幅３０２が発生する。
【００３３】
速度制御部１６１は、探索処理において、定められた複数の周波数（例えば、探索テーブル１８１に記録されている複数の周波数）の各々について、下記の（ａ１）及び（ａ２）、
（ａ１）当該周波数のトルクリプルをモータ１２３に与える、及び、
（ａ２）当該トルクリプルの影響を受けた回転速度の速度振幅を速度センサ１２５からの信号を基に特定する、
を行う。そして、速度制御部１６１は、複数の周波数にそれぞれ対応した複数の速度振幅のうち最大の速度振幅に対応した周波数を特定する。当該特定された周波数が、２次共振周波数である。このように、エレベータ装置１０２の現場にて、定められた複数の周波数の各々について、当該周波数のトルクリプルを定速運転中に意図的に与えることで（メインロープ１２４を意図的に共振させることで）、エレベータ装置１０２の現場での２次共振周波数を特定することができる。
【００３４】
なお、（ａ２）で特定された速度振幅は、例えば、トルクリプル印加により得られた全速度振幅の少なくとも一部に基づく速度振幅（例えば、最大値又は平均値）でよい。
【００３５】
また、探索処理では、上述の複数の周波数の各々について、乗りかごは低速運転となり、当該低速運転中の定速状態において、当該周波数のトルクリプルが一定時間以上印加される。低速運転とは、定速状態での回転速度が所定値以下の運転である。
【００３６】
図４は、探索処理での複数の周波数と複数の速度振幅との関係の一例を示す。
【００３７】
図４によれば、定められた複数の周波数は、６Ｈｚ、７Ｈｚ、８Ｈｚ、９Ｈｚ及び１０Ｈｚの５つである。これら５つの周波数にそれぞれ対応した５つの速度振幅のうちの最大の速度振幅に対応した周波数は、７Ｈｚである。従って、７Ｈｚが、推定された２次共振周波数である。
【００３８】
複数の周波数は、例えば探索テーブル１８１に定められている。
【００３９】
図５は、探索テーブルの構成を示す。
【００４０】
探索テーブル１８１は、定められた複数の周波数の各々についてレコードを有する。各レコードには、周波数と、その周波数に対応したＴＴＦ定数とが予め登録されている。また、各レコードには、探索処理において、そのレコードに対応した周波数について特定された速度振幅が記録される。
【００４１】
図６は、ＴＴＦ定数調整処理の流れを示す。
【００４２】
ＴＴＦ定数調整処理とは、通常運転にて使用するＴＴＦ定数を調整する処理である。ＴＴＦ定数調整処理は、通常運転の前（典型的には、エレベータ装置１０２の現場での据付けや調整において（エレベータ装置１０２の運用開始前に））、行われる。具体的には、例えば、エレベータ装置１０２の現場において、エレベータ装置１０２の運用開始前に、作業員（又は管理システム１８０）が、ＴＴＦ定数調整処理の実行命令を制御装置１０１に入力する。実行命令は、例えば、エレベータ装置１０２のメイン電源の投入時に自動的に内部的に入力されてもよい。この実行命令に応答して、ＴＴＦ定数調整処理が開始する。
【００４３】
速度制御部１６１は、探索処理を行う必要があるか否かを判断する（Ｓ６０１）。Ｓ６０１の判断は、例えばシステムテーブル１８２を基に行われる。
【００４４】
Ｓ６０１の判断結果が真の場合に、探索処理（Ｓ６０２〜Ｓ６０６）が行われる。すなわち、速度制御部１６１は、探索テーブル１８１を参照し、探索処理において未選択の周波数のうちの任意の周波数（例えば、最小の周波数）を選択する（Ｓ６０２）。速度制御部１６１は、低速運転を行い、その低速運転中、定速状態において、一定時間以上、Ｓ６０２で選択した周波数のトルクリプルをトルクリプル指令作成部１６３経由で与える（Ｓ６０３）。なお、低速運転では、速度制御部１６１は、乗りかご１２１を、一定距離以上上昇させる。具体的には、例えば、乗りかご１２１は、最下階から最上階まで上昇する。速度制御部１６１は、Ｓ６０３の低速運転での定速状態中に得られた速度振幅を特定し、特定した速度振幅を、Ｓ６０２で選択した周波数に対応した速度振幅として、探索テーブル１８１に記録する（Ｓ６０４）。速度制御部１６１は、探索テーブル１８１を参照し、全ての周波数についてＳ６０３及びＳ６０４を行ったか否かを判断する（Ｓ６０５）。Ｓ６０５の判断結果が偽の場合、処理がＳ６０２に戻る。Ｓ６０５の判断結果が真の場合、速度制御部１６１は、探索テーブル１８１を参照し、速度振幅が最大の周波数を、探索テーブル１８１から特定する（Ｓ６０６）。
【００４５】
速度制御部１６１は、探索処理（Ｓ６０２〜Ｓ６０６）において特定された周波数（探索された２次共振周波数）に対応したＴＴＦ定数を、探索テーブル１８１から特定し、特定したＴＴＦ定数を、ＴＴＦ定数１７１（通常運転で使用されるＴＴＦ定数）として、記憶部１４０に設定する（Ｓ６０７）。
【００４６】
なお、Ｓ６０１の判断結果が偽の場合（Ｓ６０１）、探索処理（Ｓ６０２〜Ｓ６０６）がスキップされる。これにより、無駄に探索処理を行うことで据付け作業が長引くことを回避できる。
【００４７】
Ｓ６０１の判断結果が偽である例として、別のエレベータ装置（図示せず）について探索された２次共振周波数に関わる全ての特定のシステム要素が、エレベータ装置１０２におけるメインロープ１２４の２次共振周波数に関わる全ての特定のシステム要素と同じであることがある。具体的には、例えば、管理システム１８０が、エレベータ装置１０２を含む２以上のエレベータ装置を管理する。管理システム１８０は、探索処理が行われたエレベータ装置の制御装置から、探索された２次共振周波数と、当該エレベータ装置での２次共振周波数に関わる全特定のシステム要素とを含む探索結果情報を受信し、当該探索結果情報を、各他のエレベータ装置の制御装置に配信する。当該探索結果情報を受信した制御装置１０１は、システムテーブル１８２に、探索結果情報（すなわち、探索された２次共振周波数と、２次共振周波数に関わる全特定のシステム要素）を記録する。Ｓ６０１の判断では、速度制御部１６１は、エレベータ装置１０２での２次共振周波数に関わる全ての特定のシステム要素と一致する複数の特定のシステム要素を示す情報がシステムテーブル１８２に記録されているか否かを判断する。この判断の結果が真の場合、Ｓ６０１の判断結果が偽である。この場合、記憶部１４０に設定されるＴＴＦ定数１７１は、別のエレベータ装置について探索された２次共振周波数に対応したフィルタ定数である。これにより、探索処理が行われなくても、探索処理を行ったのと同等の効果を得ることができる。
【００４８】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１…制御装置
【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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