(57)【要約】  モータの実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出部を備え、ベルト振動検出部は、最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、ベルトが異常振動していると判断する。
2015159597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、上記ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出する機能を有するエレベータのドア制御装置であって、
上記ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成部、
上記モータの実回転速度を算出する速度演算部、
上記速度指令生成部から出力された上記速度指令値と上記速度演算部で算出された上記実回転速度との偏差に基づいて、上記モータを制御することで、上記開閉制御を行う速度制御部、及び
上記速度演算部で算出された上記実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出部
を備え、
上記ベルト振動検出部は、最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における上記実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、上記ベルトが異常振動していると判断する
エレベータのドア制御装置。
【請求項２】
加速時または減速時において、上記ベルト振動を誘因する速度波形を発生させるための振動検出用パラメータを記憶しているベルト振動検出用パラメータ記憶部
をさらに備え、
上記ベルト振動検出用パラメータ記憶部は、上記開閉動作時の上記速度波形を特定するために、上記速度波形における最大加速度もしくは最大減速度となる時間、及び上記最大加速度もしくは上記最大減速度の時間における上記ドアパネルの位置を上記振動検出用パラメータとして記憶しており、
上記速度指令生成部は、上記振動検出用パラメータに基づいて、上記最大加速度もしくは上記最大減速度の時間において、上記ベルト振動を誘因するように、上記速度指令値を生成する
請求項１記載のエレベータドア装置。
【請求項３】
上記速度指令生成部に接続され、上記ドア位置が全開または全閉であるか否かを検出する全開／全閉位置センサ
をさらに備え、
上記速度指令生成部は、上記全開／全閉位置センサから上記ドア位置が全開または全閉である情報を受け取っていた場合には、上記速度波形として全開位置から全閉位置、あるいは全閉位置から全開位置まで上記ドア位置を移動させるようにして、上記速度指令値を生成する
請求項１または請求項２に記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項４】
上記ベルト振動検出部が上記ベルトが異常振動していることを判断するタイミングにおける、上記速度制御部からの出力に基づいて上記ベルト張力値を検出するベルト張力測定部
をさらに備え、
上記ベルト振動検出部は、上記ベルト張力測定部で検出された上記ベルト張力値が許容範囲を逸脱しており、かつ、上記実回転速度に基づいて上記ベルトが異常振動していると判断した場合には、最終的に、上記ベルトが異常振動していると判断する
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項５】
モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、上記ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出するためのエレベータのドア制御装置で実行されるドア制御方法であって、
上記ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成ステップ、
上記モータの実回転速度を算出する速度演算ステップ、
上記速度指令生成ステップから出力された上記速度指令値と上記速度演算ステップで算出された上記実回転速度との偏差に基づいて、上記モータを制御することで、上記開閉制御を行う速度制御ステップ、及び
上記速度演算ステップで算出された上記実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出ステップ
を備え、
上記ベルト振動検出ステップでは、最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における上記実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、上記ベルトが異常振動していると判断する
ドア制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレベータのドアパネルを開閉するエレベータのドア制御装置、及びドア制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレベータのドア装置では、モータが、ドアパネルの上部に設けられた２つのプーリの一方を回転駆動させると、２つのプーリに巻き掛けられた無端状のベルトによりモータトルクが水平方向の駆動力に変換され、ベルトに取り付けられたドアパネルが開閉されるという構成を備えたものが一般的である。【０００３】
このようなエレベータのドア装置において、環境・経年変化によるベルトの特性変化、あるいは固定器具の緩みに起因して、ベルトの張力が初張力より小さくなると、モータ駆動時にベルト歯飛び、ベルト滑り、ベルト振動が生じる。しかし、このような異常を、通常開閉時において検出するためには、張力が十分に低下し異常な状態となった場合にしか推定できない。そこで、ベルトの張力低下を検出するために、ベルト歯飛び、ベルト滑り、ベルト振動といった異常を検出するための固有の制御を行うドア制御装置が従来から知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。【０００４】
特許文献１に開示されているドア制御装置では、通常のドア開閉時における駆動トルクと、ドアを開閉するために駆動ベルトに動力を供給するモータの理想トルクとを比較することでトルク振動成分を抽出する。そして、抽出したトルク振動成分と、異常を判断するために予め記憶されている閾値と、を比較して、ベルトの張力異常を検出している。即ち、通常のドア開閉時のトルクに生じる振動を検出することで異常を検出している。【０００５】
また、特許文献２に開示されているエレベータドア開閉制御装置では、通常のドア開閉時よりも緩やかな加速によってエレベータドアが開閉されるようにモータの駆動を制御した試験モードを設けている。そして、この試験モード時におけるモータトルクとエレベータドア開閉速度とに基づいて、モータベアリング及びベルトテンションの劣化を検出している。即ち、通常よりも緩やかな加速によるドアの開閉時において間欠的に付加したモータのトルクに対して、予め定められた範囲よりも速度の応答性が悪い場合に開閉機構の劣化を事前に判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−６３４０５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９７１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に示されているドア制御装置は、ベルトが緩んだ際のたわみを利用して、ドア開閉時のトルクに生じる振動を検出したものである。しかしながら、振動を検出するためには、理想トルクのデータを必要とする。さらに、振動は、ドア位置に応じてベルトの長さが変わることに起因してベルト特性が変動するため、ドア位置によっては、必ずしも異常を検出できない恐れがある。また、特許文献１に示されているドア制御装置は、あくまでも通常開閉時に異常を検出するため、事前に異常を検出できるものではない。【０００８】
また、特許文献２に示されているエレベータドア開閉制御装置では、先の特許文献１とは異なり、通常とは異なる試験モード時のドア開閉において、事前に異常を診断することが可能である。しかし、ドア位置に応じてベルトの長さが変わることに起因するベルト特性の変動に加えて、ドア機械系の外乱、例えばかごドアと乗場ドアの係合（連結）時の衝撃で速度の応答性が変化するので、正確な判断ができない恐れがある。【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、ドア位置に応じてベルトの長さが変わることに起因するベルト特性変動を考慮した上で、所望のタイミングで、ベルトの異常を診断することができるエレベータのドア制御装置、及びドア制御方法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、モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出する機能を有するエレベータのドア制御装置であって、ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成部、モータの実回転速度を算出する速度演算部、速度指令生成部から出力された速度指令値と速度演算部で算出された実回転速度との偏差に基づいて、モータを制御することで、開閉制御を行う速度制御部、及び速度演算部で算出された実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出部を備え、ベルト振動検出部は、最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、ベルトが異常振動していると判断する【００１１】
この発明によるドア制御方法は、モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出するためのエレベータのドア制御方法であって、ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成ステップ、モータの実回転速度を算出する速度演算ステップ、速度指令生成ステップから出力された速度指令値と速度演算ステップで算出された実回転速度との偏差に基づいて、モータを制御することで、開閉制御を行う速度制御ステップ、及び速度演算ステップで算出された実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出ステップを備え、ベルト振動検出ステップでは、最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、ベルトが異常振動していると判断する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によるエレベータのドア制御装置によれば、速度指令生成部は、戸開閉動作を行う際に、ベルト振動が発生し易いドアパネル開閉の最大加速（減速）時間におけるベルト振動を診断できる機能を有している。これにより、ドア位置に応じてベルトの長さが変わることに起因するベルト特性変動を考慮した上で、所望のタイミングで、ベルトの異常を診断することができるエレベータのドア制御装置、及びドア制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１によるかご側のドア装置を示す全体概要図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるドア制御装置を示す制御ブロック図である。
【図３Ａ】ベルト振動を誘因するモータ速度の時間変化の一例を示す図である。
【図３Ｂ】ベルト振動を誘因するドア位置の時間変化の一例を示す図である。
【図３Ｃ】ベルト振動を誘因するモータトルクの時間変化の一例を示す図である。
【図３Ｄ】ベルト振動を誘因するベルト張力の時間変化の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるドア制御装置の一連動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２によるドア制御装置を示す制御ブロック図である。
【図６Ａ】ベルト振動を誘因するモータ速度の時間変化の一例を示す図である。
【図６Ｂ】ベルト振動を誘因するドア位置の時間変化の一例を示す図である。
【図６Ｃ】ベルト振動を誘因するモータトルクの時間変化の一例を示す図である。
【図６Ｄ】ベルト振動を誘因するベルト張力の時間変化の一例を示す図である。
【図７Ａ】ベルト振動を誘因するモータ速度の時間変化の一例を示す図である。
【図７Ｂ】ベルト振動を誘因するドア位置の時間変化の一例を示す図である。
【図７Ｃ】ベルト振動を誘因するモータトルクの時間変化の一例を示す図である。
【図７Ｄ】ベルト振動を誘因するベルト張力の時間変化の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３によるドア制御装置を示す制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるかご側のドア装置（ドア駆動装置）を示す全体概要図である。図１に示すように、図示しないかご側の出入口を開閉するドアパネル１Ａ、１Ｂの上端部には、吊り手２が設けられている。また、出入口の上縁部には、長手が、水平方向（図１の矢印Ａ方向であり、出入口の間口方向）に沿って配置された桁３が設けられている。桁３には、案内レール４の長手が、水平方向に沿って配置されるように設けられている。吊り手２に設けられたハンガーローラ５が、案内レール４に沿って移動することで、吊り手２が水平方向に移動する。これに伴って、ドアパネル１Ａ、１Ｂが開閉方向に案内される。
【００１５】
桁３にはまた、プーリ６Ａ、６Ｂが所望の距離互いに離れて、回転自在に設けられている。プーリ６Ａ、６Ｂには、プーリ６Ａ、６Ｂのプーリ間に巻き掛けられる無端状のベルト７の形状に応じた溝が加工されている。無端状をなすベルト７は、プーリ６Ａ、６Ｂのプーリ間に、張った状態で巻き掛けられている。プーリ６Ａ、６Ｂのプーリ間距離を変更することで、無端状のベルト７の初張力Ｔ０を調整することができる。
【００１６】
ベルトには、連結具８Ａ、８Ｂによりドアパネル１Ａ、１Ｂが連結されている。連結具８Ａ、８Ｂは、それぞれ、一端が一方のドアパネル１Ａ、１Ｂに設けられ、他端はベルト７に設けられている。
【００１７】
ここでのベルト７は、モータ９からの駆動力をドアパネル１Ａ、１Ｂに伝達可能な伝導ベルトである。ベルト７には、例えば、歯付ベルト、Ｖベルトがある。
【００１８】
プーリ６Ａ、６Ｂのどちらか一方（この例では、プーリ６Ａ）は、モータ９と接続されている。モータ９は、ドア制御装置１０の指令により動作が制御される。モータ９が、ドア制御装置１０により動作されると、対応したプーリ６Ａが回転してベルト７が駆動される。そして、両側のドアパネル１Ａ、１Ｂが連結具８Ａ、８Ｂによってベルト７に連結されているので、ベルト７の移動によって、ドアパネル１Ａ、１Ｂが互いに反対方向に動作して出入口を開閉する。
【００１９】
これは両開きタイプのドア装置であるが、連結具８をベルト７の上部もしくは下部のいずれか一方に設けることで、ドアパネル１Ａ、１Ｂは一方方向のみに動作して、出入口を開閉する片開きタイプとなる。
【００２０】
なお、図１では、エレベータのドア装置を構成しているかご側のドアパネル１Ａ、１Ｂを図示しているが、実際には、これらのかご側のドアパネル１Ａ、１Ｂに対応して、乗場側にも同様のドアパネル１Ａ、１Ｂが設けられている。また、乗場側にも、図１に示したものと同様の、吊り手２、桁３、案内レール４、ハンガーローラ５、プーリ６Ａ、６Ｂ、ベルト７、及び連結具８Ａ、８Ｂが設けられている。但し、乗場側には、モータ９が設けられていない。
【００２１】
乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂと、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂとには、図示しない係合装置がそれぞれ設けられている。互いの係合装置が係合することで、かご側に設けられたモータ９による開閉方向への駆動力が乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂにも伝達する。これにより、モータ９が備え付けられていない乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂも、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉と同時に開閉される。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１によるドア制御装置１０を示す制御ブロック図である。図２に示すように、ドア制御装置１０は、速度指令生成部１１と、速度制御部１２と、電流制御部１３と、電流検出器１４と、回転検出器１５と、速度演算部１６と、ローパスフィルタ部１７（以下、ＬＰＦ部１７と称す）と、ベルト振動検出部１８と、異常発令部１９と、機械系パラメータ記憶部２０と、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１と、を有している。ＬＰＦ部１７に関しては、図では単にＬＰＦと称している。
【００２３】
速度指令生成部１１は、機械系パラメータ記憶部２０及びベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶されたパラメータ値に基づいて、ドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉速度指令値Ｖ＊（以下、速度指令値Ｖ＊とする）を生成する。速度指令生成部１１は、ベルト７の張力（以下、ベルト張力）異常を検出するために、エレベータ全体を制御する図示しないエレベータ制御装置（外部）から所望のタイミングで送られる診断用戸開閉指令を受信した場合には、ベルト張力を点検するための診断用の速度指令値Ｖ＊（診断用速度指令値）を生成する。
【００２４】
エレベータ制御装置が速度指令生成部１１へ診断用戸開閉指令を送る所望のタイミングは、例えば、前回の戸開閉動作確認日からカウントされているカウント値が、予め設定された日時条件を過ぎているか否かで判断されている。
【００２５】
診断用の速度指令値Ｖ＊を生成するために、速度指令生成部１１は、機械系パラメータ記憶部２０からドア装置に関する機械系パラメータ値を取得する。また、速度指令生成部１１は、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１からベルト振動を誘因するドアパネル１Ａ、１Ｂ及びモータ９に関する位置・速度・加速度・時間のパラメータ値（振動検出用パラメータ値）を取得する。機械系パラメータ記憶部２０及びベルト振動検出用パラメータ記憶部２１については、後述する。
【００２６】
ここで、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１から取得する位置には、ドアパネル１Ａ、１Ｂの位置（以下、ドア位置と称す）、及びモータ９の回転位置がある。ドア位置とは、ドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉動作時の位置を示している。例えば、全開位置、全閉位置、及び全開位置と全閉位置との間、のように区分けされている。なお、全開位置と全閉位置との間をさらに細分してもよく、その区分け方法については、一定間隔にしてもよく、可変としてもよい。また、間隔の長さについても、適宜、決定すればよい。
【００２７】
また、モータ９の回転位置は、ベルト７の伸び量が設定された所望の値よりも小さく、無視可能なときには、モータ９の回転検出器１５による回転検出値の変動量に等しい。一方、モータ９の回転位置は、ベルト７の伸び量が設定された所望の値よりも大きいときには、モータ９のトルクからベルト７の伸び量を推定し、回転検出値に加えることでドア位置を算出すればよい。設定された所望の値とは、ベルト７の長さに対して決定される設計値である。
【００２８】
速度指令生成部１１は、例えば、ドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉開始時からの経過時間、または、モータ９の回転位置に基づいて、予め設定された速度パターンに基づく診断用の速度指令値Ｖ＊、もしくは、診断用の速度指令値Ｖ＊を逐次生成する。このとき、速度指令生成部１１が生成する速度指令値は、必ずしも診断用の速度指令値Ｖ＊だけではなく、エレベータ利用者を想定した通常用の速度指令値（通常用速度指令値）Ｖ＊を診断用の速度指令値Ｖ＊として生成してもよい。
【００２９】
ドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉においては、欧州法規において戸閉時の瞬時エネルギー・平均エネルギーに制限が定められている。これにより、ドアパネル１Ａ、１Ｂの質量に応じて最高速度、平均速度に制限が定められる。従って、通常用の速度指令値Ｖ＊及び診断用の速度指令値Ｖ＊は、この制限を満たすように決定される。
【００３０】
通常用の速度指令値Ｖ＊と診断用の速度指令値Ｖ＊とによるドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉において異なる点は、開閉時間にある。通常開閉では、乗客の乗り降りとエレベータのかご昇降による運行効率の観点から、短時間での開閉が求められる。
【００３１】
一方、診断用開閉では必ずしも短時間での開閉は求められない。しかし、図１のドア装置において、モータ９が不連続にトルクを発生させた場合、または、開閉速度を不連続に変動させた場合、ベルト７やドアパネル１Ａ、１Ｂの動作音が騒音となり、乗客が不在の場合でも昇降路近辺にいる人達の快適性を損なう恐れがある。このため、診断用開閉においても、滑らかに開閉を行うことが重要である。
【００３２】
速度指令生成部１１により生成された診断用の速度指令値Ｖ＊は、速度制御部１２に送られる。速度制御部１２は、モータ９の実速度Ｖと診断用の速度指令値Ｖ＊との速度誤差に基づくフィードバック制御により、電流指令値を補正するものである。これは、実際のドア装置には、ゴミ詰まりなどの走行抵抗、ドアパネル１Ａ、１Ｂの変形による摩擦ロス、駆動中の物体との接触といった外乱が生じるので、実速度Ｖとの速度誤差を補正する必要があるからである。
【００３３】
速度制御部１２には、速度指令生成部１１から出力される診断用の速度指令値Ｖ＊と、ＬＰＦ部１７から出力されるモータ９の実速度Ｖとの偏差が入力される。そこで、速度制御部１２は、入力された実速度Ｖと診断用の速度指令値Ｖ＊との偏差から、設定された一定の時間間隔で、目標とする診断用の速度指令値Ｖ＊に実速度Ｖが追従するよう電流指令値を制御する。
【００３４】
速度制御部１２は、例えば、下式（１）の伝達関数で示されるフィードバック制御器から構成される。下式（１）のＫｓｐは、比例ゲイン、Ｋｓｉは、積分ゲイン、ｓは、ラプラス演算子である。
【００３５】
【数１】
2015159597.tif 000003
【００３６】
一般的に、比例ゲインＫｓｐは、下式（２Ａ）になるように設計される。また、積分ゲインＫｓｉは、下式（２Ｂ）になるように設計される。下式（２Ａ）及び（２Ｂ）のＪは、モータ９の駆動の負荷に相当するドアパネル１Ａ、１Ｂのモータ軸換算イナーシャ値、ＫＴは、モータ９のトルク定数、ωＣは、目標値に対する出力の誤差補正の性能を指定する制御交差周波数である。
【００３７】
【数２】
2015159597.tif 000004
【００３８】
電流制御部１３は、速度制御部１２から出力される電流指令値と、電流検出器１４による検出電流値との偏差に基づいて、モータ９に供給する電流値を制御する。電流制御部１３から出力された電流制御値は、ＰＷＭインバータ（図示せず）を介してモータ９に入力され、モータ９がそれに応じてドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉を行うための駆動力を発生させる。
【００３９】
回転検出器１５は、モータ９に設けられ、モータ９の回転を検出し、モータ９の回転位置を出力する。回転検出器１５には、例えば、エンコーダ、レゾルバから構成されたセンサを用いている。なお、モータ９の回転位置の検出は、これに限らず、電流検出器１４による検出電流値を用いてモータ９の回転位置もしくは回転速度を推定してもよい。
【００４０】
速度演算部１６は、回転検出器１５で検出されている回転位置を、予め設定された一定時間毎に取得して、モータ９の回転速度を演算する。速度演算部１６で演算された回転速度は、ＬＰＦ部１７及びベルト振動検出部１８に送られる。
【００４１】
ＬＰＦ部１７は、速度演算部１６から入力された回転速度の高周波領域の振動成分を除外し、速度制御に必要となる低周波数領域を抽出するローパスフィルタ処理を実施する。ＬＰＦ部１７は、フィルタ処理後の回転速度を、モータ９の実速度Ｖとして出力する。
【００４２】
ベルト振動検出部１８は、速度演算部１６から入力された回転速度に基づいて、ベルト振動の有無を検出する。ベルト振動検出部１８が、速度演算部１６からの回転速度を用いる理由は、フィルタ処理前の速度演算部１６から出力されたままの生データを用いることで、精度の高い検出を行うためである。但し、これに限らず、ＬＰＦ部１７のカットオフ周波数の設定次第では、ベルト振動を除外しない場合もありうるため、ＬＰＦ部１７の出力をベルト振動検出部１８に用いてもよい。
【００４３】
ベルト振動検出部１８は、一定以上の周波数領域の振動成分もしくは特定の周波数領域の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が、予め設定された基準値を超える場合に、ベルト振動を検出したと判断し、異常発令部１９に出力する。一方、抽出した振動成分が予め設定された基準値を超えない場合には、ベルト振動は無いと判断する。
【００４４】
ここで、一定以上の周波数領域及び特定の周波数領域は、ベルト７とプーリ６Ａ、６Ｂとの噛み合いのずれに起因する場合がある。この場合、一定以上の周波数領域及び特定の周波数領域は、モータ９の回転速度（即ちベルト７の速度）とプーリ６Ａ、６Ｂの歯間距離とによる単位時間当たりの噛み込み回数から算出することができる。
【００４５】
また、振動成分の基準値は、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶されたパラメータ値から求められるベルト振動の周波数を設定してもよい。ベルト振動が生じる要因としては、例えば、ベルト７に適切な張力が与えられている場合には、ベルト７がプーリ６Ａに接触し、接触している箇所の角度はプーリ６Ａの１８０度分に相当し、ベルト７の歯とプーリ６Ａの溝がお互いに噛み合うことである。
【００４６】
これに対して、ベルト張力が零の場合には、ベルト７がプーリ６Ａに接触している箇所の角度が１８０度を下回ることにある。従って、ベルト７とプーリ６Ａとの噛み合いにズレが生じることでベルト振動が生じることになる。
【００４７】
また、ベルト長さとベルト単位質量とに依存する弦振動が生じる場合や、ベルト７の張力が変動することによるベルト特性の変動と、モータ９のイナーシャパラメータと、に起因する振動が生じる場合がある。この場合、一定以上の周波数領域及び特定の周波数領域は、ドアパネル１Ａ、１Ｂの位置とプーリ６Ａ、６Ｂ間の距離とから求められるベルト７の長さ、ベルト７の素材に基づく剛性パラメータ、モータ９のイナーシャパラメータ、及びプーリ６Ａ、６Ｂのイナーシャパラメータから算出することができる。
【００４８】
なお、上述のプーリ６Ａ、６Ｂの歯間距離、モータ９のイナーシャパラメータ、及びプーリ６Ａ、６Ｂのイナーシャパラメータは、開閉時に変動するものではない定数のため、算出式の係数でよい。また、上述のプーリ６Ａ、６Ｂの歯間距離、モータ９のイナーシャパラメータ、及びプーリ６Ａ、６Ｂのイナーシャパラメータが、ドアの種類に応じて変更されるパラメータである場合には、予め機械系パラメータ記憶部２０、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶してもよい。
【００４９】
また、振動成分の基準値は、振動が発生したと認識される時間領域内の最も早い時間における振動値とすることが望ましい。ここで、振動成分の基準値をノイズ成分のレベルに近い値に設定した場合、誤検出する恐れがある。そこで、振動成分の誤検出を回避するために基準値をノイズ成分よりも高く設定する場合、振動が発生したと認識する時間領域内において認識に時間遅れが生じることがある。このとき、認識の時間遅れ分を予測して振動発生開始タイミングを予測してもよい。
【００５０】
異常発令部１９は、ベルト振動検出部１８からベルト振動を検出した情報（ベルト異常振動情報）を受け取ると、外部（例えば、管理会社）に異常信号を発令する。異常信号は、ドア制御装置１０から外部機器へと出力されることで、保守員による点検が必要な情報、遠距離で行われる遠隔保守のための異常情報として用いてもよい。
【００５１】
機械系パラメータ記憶部２０は、ドア制御装置１０に必要なドア装置に関する機械的な設計値、または、測定値を記憶している。例えば、機械系パラメータ記憶部２０には、プーリ６Ａ、６Ｂ間距離のベルト７の長さＬ、もしくはドアパネル１Ａ、１Ｂの質量Ｍが記憶されており、速度指令生成部１１及びベルト振動検出部１８は、これらのパラメータ値を読み出すことができる。プーリ６Ａ、６Ｂ間距離のベルト７の長さＬとしては、出入口幅に基づいて予め設定されている値、または、予め推測された値が、機械系パラメータ記憶部２０に記憶されている。また、ドアパネル１Ａ、１Ｂの質量Ｍとしては、ドアパネル１Ａ、１Ｂの負荷が階床毎にモータ９の負荷に影響を及ぼす機器質量、即ち、ドアパネル１Ａ、１Ｂの各質量もしくは総質量が、機械系パラメータ記憶部２０に記憶されている。
【００５２】
また、エレベータでは、各階毎に乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂの質量が異なる。これに対応するために、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂ及び乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂ両方の質量、ドアパネル１Ａ、１Ｂに取り付けられる各種センサの質量、さらに減速機やプーリ６Ａ、６Ｂの回転系を含めたドア機器の質量を各階毎に記憶してもよい。
【００５３】
これらの質量パラメータは、総質量を同定する手段により得られた同定値、もしくは、エレベータのドア装置の機器寸法に基づいて予め設定された初期値であってもよい。
【００５４】
ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１は、図３Ａ〜Ｄに示されている診断用戸開動作においてベルト振動を誘因する速度波形を記憶している。図３Ａは、ベルト振動を誘因するモータ速度の時間変化の一例を示す図である。また、図３Ｂは、ベルト振動を誘因するドア位置の時間変化の一例を示す図である。さらに、図３Ｃは、ベルト振動を誘因するモータトルクの時間変化の一例を示す図である。また、図３Ｄは、ベルト振動を誘因するベルト張力の時間変化の一例を示す図である。
【００５５】
診断用戸開動作時において、速度指令生成部１１は、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１から、図３Ａ〜Ｄの波形から、ドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉開始から時間ｔ０後のドア位置Ｌｂ、最大加速時間ｔ１ｏｐ、時間ｔ１ｏｐのドア位置Ｌ１、及び時間ｔ１ｏｐにおける加速度の大きさもしくはモータ速度Ｖ１を読み込む。なお、時間ｔ１ｏｐではなく、最大減速時間ｔ２ｏｐ、時間ｔ２ｏｐのドア位置Ｌ２、及び時間ｔ２ｏｐにおける減速度の大きさもしくはモータ速度Ｖ２を、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶させておいてもよい。すなわち、速度指令生成部１１は、最大加速時もしくは最大減速時において、ベルト振動を誘因する速度波形を発生させるための振動検出用パラメータを記憶している。
【００５６】
加速度もしくは減速度が最大となることは、モータトルクτ１もしくはτ２が正側もしくは負側に最大値となることを意味する。従って、機械系パラメータ記憶部２０にドアの質量、機械的な戸閉力が記憶されていれば、モータトルクτの大きさτ１もしくはτ２を指定してもよい。
【００５７】
図３Ａ〜Ｄのベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶されているベルト振動を誘因する速度波形について詳しく説明する。
【００５８】
図３Ａ〜Ｃにおいて、ドアパネル１Ａ、１Ｂの診断用戸開動作は、時間ｔｂまでに初期位置から距離Ｌｂのドア位置に移動し、その後、時間ｔ０から、戸開方向に加速し、時間ｔ１ｏｐにおいて最大の加速度となるように生成されている。時間ｔｂから時間ｔ０までは速度指令値Ｖ＊が零であり、ドア位置Ｌｂにおいて停止している状態である。これは、ドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉動作の診断のためのものである。
【００５９】
時間ｔｂまでに初期位置から距離Ｌｂのドア位置に移動し、時間ｔ０までドア位置Ｌｂにおいて停止することには、以下の意味がある。一般的に、エレベータの戸開動作において、先の図１のかご側のドアパネル１Ａ、１Ｂは、図示されていない乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂと係合することで一体化する。これにより、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂと乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂとの間には、一定のギャップ（隙間）が設定されている。
【００６０】
このため、かご着床時に戸開動作した直後は、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂのみが戸開し、その後、乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂが係合されて、かご側及び乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂ共に開閉する構造である。このとき、かご側及び乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂが係合された衝撃で、モータトルクτやモータ速度が変動する場合がある。この変動量は、速度制御部１２のゲインの大きさ、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂの速度、かご側もしくは乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂの質量に依存する。
【００６１】
図３Ａ〜Ｃでは、ドア位置Ｌａにおいてかご側及び乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂが連結し、時間ｔａの速度指令Ｖ０に対して、時間ｔａと時間ｔｂとの間で実速度Ｖが低下し、モータトルクτにも振動が生じている現象を示している。
【００６２】
また、ドアパネル１Ａ、１Ｂの全閉付近には、停電時にかご内の乗客がドアをこじあけられないように、機械的な戸閉力が作用する場合がある。この戸閉力の大きさは、ドア位置に応じて変動する。逆に、ドアパネル１Ａ、１Ｂ全開付近では、戸開保持力を発生する目的で、機械的な戸開力が作用する場合がある。これらは、モータトルクτに影響を与える。
【００６３】
これらの影響を除外できるドア位置Ｌｂ（≧Ｌａ）まで移動した上で、滑らかに加速・減速を行い、時間ｔ１ｏｐにおけるドア位置Ｌ１において、最大加速を行い最大のトルクτ１を発生させベルト振動を発生させている。
【００６４】
図３Ｃ〜Ｄにおいて、モータ９のプーリ６Ａと連結具８Ａとの間のベルト張力をＴ１、モータ９のプーリ６Ａと連結具８Ｂとの間のベルト張力をＴ２としたときの、各ベルト張力の変動が示されている。このとき、モータトルクτは、ベルト張力Ｔ１とベルト張力Ｔ２との差に等しい。時間ｔ１ｏｐにおいて、モータトルクτが正側に最大であるとき、ベルト初張力Ｔ０に対するベルト張力Ｔ１の変動量により、ベルト張力が零になる。このとき、ベルト７とプーリ６Ａとの噛み合いのずれ、もしくはベルト特性の変動により、モータ９の実速度Ｖには、ベルト振動が生じる。
【００６５】
ベルト振動は、ベルト張力が零ではなく、その近傍になったときにも生じる。この結果、モータ９の実速度Ｖには、噛み合いのずれが振動の要因の場合、モータ速度とプーリの歯間距離とに依存する周波数のベルト振動が生じることになる。例えば、連結具８Ａのみであり、連結具８Ｂが無い場合には、モータトルクτによるドア駆動力Ｆに対して、ベルト張力Ｔ１は、下式（３）で示される。
【００６６】
【数３】
2015159597.tif 000005
【００６７】
上式（３）のＸは、プーリ６Ａと連結具８Ａとの間のベルト長さ（ドア位置から推測可）、Ｌは、プーリ６Ａとプーリ６Ｂとの間のプーリ間距離である。ベルト長さＸが、機械系パラメータ記憶部２０に記憶されていれば、距離Ｌは固定値である。これにより、ベルト初張力Ｔ０に対して十分に大きいトルクτを与えることで、ベルト張力Ｔ１もしくはベルト張力Ｔ２において張力が零となる状況をつくることができる。
【００６８】
このとき、モータトルクτの大きさは必ずしも指定される必要はなく、一連の開閉動作において最大の大きさをもつものであればよい。
【００６９】
このような速度波形の診断用戸開閉動作において、ベルト振動を検出しなければ、十分な初張力Ｔ０が保たれていると判断することができる。
【００７０】
また、ドア装置の特徴として、モータ９と連結具８Ａ、８Ｂとの間の各ベルト長さが変動することが挙げられる。張力Ｔ１は、下式（４）として示される。下式（４）のＫ（Ｌ）は、ベルト７の長さによるベルト剛性、ｄは、ベルト伸び量である。
【００７１】
【数４】
2015159597.tif 000006
【００７２】
従って、ベルト長さパラメータを考慮することで剛性変動に対応することができる。無端状のベルト７が、同一の素材で形成されている場合には、各ベルト間の長さのみを考慮すればよい。また、無端状のベルト７の素材が異なる場合には、ベルト長さと素材毎の剛性値が必要となる。
【００７３】
ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶されている時間ｔ１ｏｐにおいて、モータトルクτ１は、モータトルクτの正の最大値であり、ドアパネル１Ａ、１Ｂの質量が一定であれば最大加速度と言い換えることができる。一方、負の最大値ならば、最大減速度となる。モータトルクτ１によるドア駆動力Ｆ１に対して、エレベータに上記の機械的な戸開閉力が作用する場合は、両者は必ずしも一致しない。
【００７４】
図３Ａ〜Ｄの戸開動作においては、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂの機械的な戸開閉力が全閉間際のドア位置０付近（＜Ｌｂ）に作用する場合に、その影響を除外するものである。従って、モータトルクτ１に対して、ドア質量Ｍが機械系パラメータ記憶部２０に記憶されていれば、下式（５）からドア加速度ａを算出することができる。
【００７５】
【数５】
2015159597.tif 000007
【００７６】
なお、時間ｔｂと時間ｔ０の間においてはドアが停止している。このとき、実速度Ｖとモータトルクτの大きさとから、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂと乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂとの連結は完了しているか否か、さらには機械的な戸開力が作用しているか否かを判別することができる。
【００７７】
一般的に、かごが着床していない状態では、乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂを確実に全閉状態にする必要がある。このため、万が一、乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂが開いてもクローザ（例えば、錘）により機械的戸閉力が作用するよう設計されている。
【００７８】
時間ｔｂと時間ｔ０との間における停止時において、速度指令値Ｖ＊が零に対応した速度制御がなされていれば、停止状態を維持するために、速度制御部１２は、機械系の力に対抗するモータトルクτを発生させる必要がある。モータトルクτは、クローザによる機械的戸閉力に等しいモータトルクτのみ発生していればよい。これにより、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂと乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂとが連結完了していると判断できる。
【００７９】
一方で、クローザによる機械的戸閉力に等しいモータトルクτでなければ、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂと乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂの連結が未完了もしくは、完了していてもかご側のドアパネル１Ａ、１Ｂの機械的戸閉力の影響が大きいと判断できる。これにより、ドア位置Ｌｂに相当する停止状態のドア位置を変更すれば良い。
【００８０】
時間０においてドアが全閉状態であれば、ドア位置Ｌｂ分の戸開位置からスタートすることで、上記の影響は除外できることになる。これにより、全閉状態でない場合でも少なくともＬｂ分の戸開動作を行うことで、確実に影響を除外できる。これらは戸開のみならず戸閉動作においても同様である。
【００８１】
このように動作することで、戸開もしくは戸閉の動作を行う領域において、ベルト張力の異常を検出することができる。
【００８２】
また、ドア制御装置１０が診断用戸開閉指令を受信したとき（ドア制御装置１０の電源がＯＮになったとき、）ドアパネル１Ａ、１Ｂは必ずしも全閉もしくは全開ではないことが考えられる。また、通常よりも低速で戸開閉し、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂと乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂとの係合時の衝突音だけでなく、戸当たり音を低減することが考えられる。また、電源ＯＮ時に、何らかの位置情報がある場合でも、ドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉領域の距離情報が不明な場合には同様の低速で戸開閉することが考えられる。
【００８３】
このとき、上記ベルト張力Ｔ１、Ｔ２が作用するベルト７の固有振動数であるｎ／（２ｎ）×ｓｑｒｔ（Ｔ／ρ）を発生させモータ９の実速度Ｖとして検出することができれば、ベルト振動を検出し、ベルト長さからドア位置を逆に推定することもできる。ここでの、ｎは、振動の次数、Ｌは、ベルト長さ、Ｔは、ベルト張力、ρは、ベルト７の線密度である。
【００８４】
次に、本発明のドア制御装置１を用いてベルト張力異常を検出する一連の動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態１によるドア制御装置の一連動作を示すフローチャートである。図４に示すように、先ず、エレベータ全体を制御するエレベータ制御装置（図示せず）は、戸開閉動作を行うタイミングを判断して速度指令生成部１１へ戸開閉指令を送る（ステップＳ１０１）。
【００８５】
戸開閉指令を受けた速度指令生成部１１は、機械系パラメータ記憶部２０からドアパネル１Ａ、１Ｂに関するパラメータ値を取得し、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１からベルト振動を誘因するドア位置・速度・加速度・時間のパラメータ値を取得する（ステップＳ１０２）。速度指令生成部１１は、取得したパラメータ値から戸開閉動作を確認するための速度指令値Ｖ＊を生成し、速度制御部１２に送る（ステップＳ１０３）。
【００８６】
速度制御部１２は、速度指令生成部１１から受け取った速度指令値Ｖ＊と、ＬＰＦ部１７でローパスフィルタ処理されたモータ９の実速度Ｖとの速度誤差に基づいて、電流指令値を補正し、電流制御部１３へ送る（ステップＳ１０４）。
【００８７】
電流制御部１３は、電流検出器１４による検出電流値を帰還して、モータ９に供給される電流値を制御してモータ９に送る（ステップＳ１０５）。モータ９は、入力された電流指令値に基づいて、ドアパネル１Ａ、１Ｂの開閉を行うための駆動力を発生させる。これにより、ドアパネル１Ａ、１Ｂが開閉動作を行う。
【００８８】
このとき、速度演算部１６は、回転検出器１５により検出されているモータ９の回転位置を一定時間ごとに取得し、モータ９の回転速度を演算する。速度演算部１６は、演算した回転速度の情報を、ＬＰＦ部１７及びベルト振動検出部１８に送る（ステップＳ１０６）。
【００８９】
ベルト振動検出部１８は、速度演算部１６から入力された回転速度に基づいて、ベルト振動の有無を検出する（ステップＳ１０７）。ベルト振動検出部１８は、ベルト７の異常振動があると判断すると、異常発令部１９にベルト異常振動情報を送る。異常発令部１９は、異常振動情報を受け取ると、外部に異常信号を発令する（ステップＳ１０８）。
【００９０】
以上のように、実施の形態１によれば、ドア制御装置の速度指令生成部は、診断用戸開閉動作を行う際の速度指令値を生成するとき、ベルト振動検出用パラメータ記憶部からドアパネル開閉の最大加速（減速）時間、最大加速（減速）時間におけるドア位置、及び最大加速（減速）時間における加速度（減速度）を取得している。このときのベルト振動検出用パラメータ記憶部に記憶されている情報は、戸開閉動作においてベルト振動を誘因する速度波形を生成するためのデータに相当する。このような構成を備えることで、ドア制御装置は、ベルト振動が発生し易いドアパネル開閉の最大加速（減速）時間におけるベルト振動を診断することができる。
【００９１】
また、通常戸開閉動作において予めドアパネル開閉の最大加速（減速）時間、最大加速（減速）時間におけるドア位置、及び最大加速（減速）時間における加速度（減速度）を定めて速度指令値が生成されている場合、通常戸開閉動作は、診断用戸開閉動作を兼ねることができる。このとき、ベルト振動検出用パラメータ記憶部に上記のパラメータを変数ではなく、定数として記憶してもよい。ベルト振動検出部は、少なくとも最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における実回転速度の振動成分を抽出し速度演算部から入力された回転速度に基づいて、ベルト振動の有無を検出する。
【００９２】
また、速度指令生成部は、エレベータ全体を制御するエレベータ制御装置から送られてくる所望のタイミングで速度指令値を生成するので、通常開閉時ではなく、所望のタイミングでベルト振動の異常を診断することができる。即ち、ドア制御装置は、診断用戸開動作におけるかご側及び乗場側のドアパネルが連結する際の実速度が速度指令値に対して低下し、モータトルクに振動が生じる外乱、及びドアの全開／全閉付近で生じる機械的な戸開閉力の外乱の影響を除外したタイミングで、ベルト振動の検出ができる。
【００９３】
この結果、ドア制御装置は、ドア位置に応じてベルトの長さが変わることに起因するベルト特性変動を考慮した上で、所望のタイミングでベルトの異常を診断することができる。
【００９４】
実施の形態２．
本実施の形態２では、ドア制御装置１０が、先の実施の形態１の構成に加えて、ドアパネル１Ａ、１Ｂが全閉もしくは全開位置であることを把握可能な全開／全閉位置センサ３０を有している例について説明する。
【００９５】
図５は、本発明の実施の形態２によるドア制御装置１０を示す制御ブロック図である。図５に示すように、速度指令生成部１１には、全開／全閉位置センサ３０が接続されている。速度指令生成部１１は、エレベータ制御装置から診断用戸開閉指令を受信すると、機械系パラメータ記憶部２０、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１、及び全開／全閉位置センサ３０から情報を取得する。
【００９６】
全開／全閉位置センサ３０は、ドア位置が、全閉もしくは全開状態の位置であるか否かを検出している。速度指令生成部１１は、エレベータ制御装置から通常もしくは診断用戸開閉指令を受信したタイミングで、全開／全閉位置センサ３０からドアパネル１Ａ、１Ｂの診断開始の初期位置が全開もしくは全閉であるかを取得する。このとき、ドアパネル１Ａ、１Ｂの初期位置が全閉／全閉位置でない場合、ドア制御装置１０は、先の実施の形態１に従い、診断用の速度指令値Ｖ＊に基づきベルト７の異常検出を行う。
【００９７】
一方、ドアパネル１Ａ、１Ｂの初期位置が全閉もしくは全開である場合、ドア制御装置１０は、ドアパネル１Ａ、１Ｂを通常用の速度指令値Ｖ＊による戸開もしくは戸閉動作をさせて、ベルト７の異常検出を行うことができる。
【００９８】
通常の開閉動作において診断を行うためには、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂと乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂの係合時の衝撃といった外乱に対して、実速度Ｖやトルクに振動が生じないように速度制御部１２におけるゲインを調整することが望ましい。
【００９９】
例えば、噛み合わせのずれによるベルト７の振動は、ベルト張力が零近傍となることで生じるので、ベルト張力が零となり、その状態でさらに大きな駆動力を発生させることで生じる歯飛びで開閉不良となる前に検出することができる。
【０１００】
本実施の形態２では、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１は、図６Ａ〜Ｄに示されている通常戸開動作においてベルト振動を誘因する速度波形も記憶している。ここで、通常戸開とは、戸開開始直後から所望の時間ｔ３ｏｐで全開し、その間は停止することなく常に滑らかな速度で戸開することを意味している。
【０１０１】
図６Ａは、ベルト振動を誘因するモータ速度の時間変化の一例を示す図である。また、図６Ｂは、ベルト振動を誘因するドア位置の時間変化の一例を示す図である。さらに、図６Ｃは、ベルト振動を誘因するモータトルクの時間変化の一例を示す図である。また、図６Ｄは、ベルト振動を誘因するベルト張力の時間変化の一例を示す図である。
【０１０２】
通常戸開動作時において、速度指令生成部１１は、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１から、図６Ａ〜Ｄの波形として示されているように、戸開開始から最大加速時間ｔ１ｏｐ、時間ｔ１ｏｐ後のドア位置Ｌ１、時間ｔ１ｏｐにおける加速度の大きさもしくはモータ速度Ｖ１を読み取る。なお、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１は、時間ｔ１ｏｐではなく、最大減速時間ｔ２ｏｐ、時間ｔ２ｏｐのドア位置Ｌ２と、時間ｔ２ｏｐにおける減速度の大きさもしくはモータ速度Ｖ２を記憶しておいてもよい。
【０１０３】
また、全閉からの戸開開始直後は、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂが、乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂを把持する際の衝撃を抑制するため、低速速度指令Ｖ０となる。しかし、通常の戸開動作では速やかに加速することが求められ、全開までの時間ｔ３ｏｐは短縮することが望ましい。
【０１０４】
ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶されている時間ｔ１ｏｐにおいて、モータトルクτ１は、モータトルクτの正の最大値であり、最大加速度と言い換えることができる。一方、負の最大値ならば、最大減速度となる。モータトルクτ１によるドア駆動力Ｆ１に対して、エレベータに機械的な戸開閉力が作用する場合、両者は必ずしも一致しない。しかし、位置に応じた機械的な戸開閉力Ｆ０が機械系パラメータ記憶部２０に記憶されていれば、下式（６）からドア駆動力Ｆ１を換算することができる。下式（６）のＭは、ドア質量、ａは、ドア加速度である。
【０１０５】
【数６】
2015159597.tif 000008
【０１０６】
このとき、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂのみならず、乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂにも機械的な戸開力が作用するような場合には、このような戸開力も戸開閉力Ｆ０に含まれる。
【０１０７】
図６Ａ〜Ｄでは、モータトルクτが最大となる時間ｔ１ｏｐとドア位置Ｌ１とを指定することでベルト７の異常を検出し易くすることができる。また、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶させるモータトルクτ１を恣意的に与えることで、張力Ｔ１の変動量を算出し、ベルト７の初張力Ｔ０を推定することができる。
【０１０８】
さらに、モータトルクτの実値が、機械系戸開力Ｆ０の誤差、走行ロスといった外乱により、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶させたモータトルクτ１の値と異なる場合がある。この場合は、ベルト振動検出時点ｔ１ｏｐのモータトルクτの実値を用いても良い。
【０１０９】
また、本実施の形態２のベルト振動検出用パラメータ記憶部２１は、図７Ａ〜Ｄに示されている通常戸閉動作においてベルト振動を誘因する速度波形も記憶している。ここで、通常戸閉とは、戸閉開始直後から所望の時間ｔ３ｃｌで全閉し、その間は停止することなく常に滑らかな速度で戸閉することを意味している。
【０１１０】
図７Ａは、ベルト振動を誘因するモータ速度の時間変化の一例を示す図である。また、図７Ｂは、ベルト振動を誘因するドア位置の時間変化の一例を示す図である。さらに、図７Ｃは、ベルト振動を誘因するモータトルクの時間変化の一例を示す図である。また、図７Ｄは、ベルト振動を誘因するベルト張力の時間変化の一例を示す図である。
【０１１１】
ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１は、図７Ａ〜Ｄにおける戸開開始から最大加速時間ｔ１ｃｌ、時間ｔ１ｃｌ後のドア位置Ｌ１、及び時間ｔ１ｃｌモータトルクτ１もしくはモータ速度Ｖ１を記憶している。なお、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１は、時間ｔ１ｃｌではなく、最大減速時間ｔ２ｃｌ、時間ｔ２ｃｌのドア位置Ｌ２と、モータトルクτ２もしくはモータ速度Ｖ２を記憶しておいてもよい。
【０１１２】
また、全開からの戸閉開始直後は、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂと乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂとは、既に一体化している状態のため、通常の戸閉動作では速やかに加速することが求められ、全閉までの時間ｔ３ｃｌは短縮することが望ましい。
【０１１３】
ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶されている時間ｔ１ｃｌにおいて、モータトルクτ２は、モータトルクτの正の最大値であり、最大加速度と言い換えることができる。一方、負の最大値ならば、最小加速度となる。モータトルクτ２によるドア駆動力Ｆ２に対して、エレベータに上述の機械的な戸開閉力が作用する場合は、両者は必ずしも一致しない。しかし、位置に応じた機械的な戸開閉力Ｆ０が機械系パラメータ記憶部２０に記憶されていれば、下式（７）から換算することができる。式（７）のＭは、ドア質量、ａは、ドア加速度である。
【０１１４】
【数７】
2015159597.tif 000009
【０１１５】
このとき、かご側のドアパネル１Ａ、１Ｂのみならず、乗場側のドアパネル１Ａ、１Ｂにも機械的な戸開力が作用するような場合には、このような戸開力も戸開閉力Ｆ０に含まれる。
【０１１６】
図７Ａ〜Ｄでは、モータトルクτが最大となる時間ｔ２ｃｌとドア位置Ｌ２を指定することでベルト７の異常を検出することができる。また、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶させるモータトルクτ１を恣意的に与えることで、張力Ｔ１の変動量を算出し、ベルト７の初張力Ｔ０を推定することができる。
【０１１７】
さらに、モータトルクτの実値が、機械系戸開力Ｆ０の誤差、走行ロスといった外乱により、ベルト振動検出用パラメータ記憶部２１に記憶させたモータトルクτ１の値と異なる場合がある。この場合は、ベルト振動検出時点ｔ２ｃｌのモータトルクτの実値を用いても良い。
【０１１８】
異常発令部１９は、戸開動作または戸閉動作のいずれか一方の動作をさせた際にベルト振動を検出したことで、外部に異常信号を発令する。なお、ベルト振動は、モータ９の電気信号の信号線におけるノイズや制御基板の回路異常により誤検出される可能性がある。そこで、異常発令部１９は、このような誤検出を防止するために、戸開動作および戸閉動作の両方でベルト振動を検出した場合に、ベルト張力に異常があると判断して、異常信号を外部に発令するようにしてもよい。また、異常発令部１９は、戸開動作および戸閉動作のいずれか一方でしかベルト振動が検出されなかった場合には、制御基板の回路異常の可能性があることを外部に発令することも可能である。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。また、ベルト張力異常を検出する一連の動作についても、戸開動作または戸閉動作の両方について、先の実施の形態１と同様に行われる。
【０１１９】
以上のように、実施の形態２によれば、速度指令生成部には、全開／全閉位置センサが接続されている。このような構成を備えることで、ベルト異常診断開始時に、全開／全閉位置センサが、ドアパネルが全開位置または全閉位置にあると検出したとき、通常用の速度指令値でベルト張力の異常の検出を行うことができる。この結果、乗客が利用している時間帯であっても、乗客の快適性を損なうことなく、ベルト張力の異常を診断することができる。
【０１２０】
また、実施の形態２によれば、ベルト振動検出用パラメータ記憶部は、通常戸開動作及び通常戸閉動作においてベルト振動を誘因する速度波形を記憶している。このような構成を備えることで、戸開動作及び戸閉動作の両方の診断を行うことができる。また、異常発令部は、戸開動作及び戸閉動作の両方から受け取った診断に基づいてベルト張力の異常を判断することで、誤検出を防止することができる。また、定期的な保守点検による負荷の軽減を図ることができる。
【０１２１】
実施の形態３．
本実施の形態３では、ドア制御装置１０が、先の実施の形態１の構成に加えて、ベルト張力の異常の検出タイミングで、ベルト張力を計測することができるベルト張力測定部４０を有している例について説明する。
【０１２２】
図８は、本発明の実施の形態３によるドア制御装置１０を示す制御ブロック図である。図８に示すように、ベルト振動検出部１８は、ベルト張力の異常の検出タイミングで、ベルト張力測定タイミング情報をベルト張力測定部４０に送る。
【０１２３】
ベルト張力測定部４０は、ベルト振動検出部１８からベルト張力測定タイミング情報を受け取った時刻（即ち、時間ｔ１ｏｐ）において、電流指令値であるモータトルクτを速度制御部１２の出力として取得することで、ベルト張力を測定する。
【０１２４】
ベルト張力測定方法としては、例えば、連結具８Ａのみであり連結具８Ｂが無い場合、先の図３、５、６に示されるように、モータトルクτによるドア駆動力Ｆに対して、ベルト張力Ｔ１を、下式（８）で求めることができる。下式（８）のＸは、プーリ６Ａと連結具８Ａとの間のベルト長さ（ドア位置から推測可）、Ｌは、プーリ６Ａとプーリ６Ｂとの間のプーリ間距離である。
【０１２５】
【数８】
2015159597.tif 000010
【０１２６】
ベルト張力測定部４０は、測定したベルト張力Ｔ１をベルト振動検出部１８に返送する。
【０１２７】
ベルト張力異常が検出された時点の張力Ｔ１は、ベルト初張力Ｔ０となる。ベルト初張力Ｔ０が低い場合には、モータトルクτの大きさと上式（８）のプーリ６Ａと連結具８Ａとの間のベルト長さＸからベルト張力Ｔ１もしくはＴ２が零になる。これに従い、ベルト振動検出部１８は、ベルト張力の異常を検出したタイミングにおける、ベルト張力測定部４０で測定されたベルト張力Ｔ１からも、ベルト振動異常であるか否かを検出する。
【０１２８】
ベルト振動検出部１８は、ベルト張力測定部４０が測定したベルト張力Ｔ１からもベルト振動異常を検出した場合、異常発令部１９を介して、ベルト振動異常が発生している異常信号を外部に発令する。このようにして、ベルト振動検出部１８は、ベルト張力測定部４０の測定値も加味してベルト張力の異常を判断することで、誤検出を防止することができる。その他の構成は、先の実施の形態１と同様である。
【０１２９】
なお、診断用戸開閉時において、ベルト初張力Ｔ０の適切な調整値に対して、ベルト振動異常を検出したい値を設定すれば、ベルト張力検出用パラメータ記憶部２１のモータトルクτ１、ドア位置Ｌ１を決定することができる。
【０１３０】
また、時間ｔ１ｏｐにおける加速度の大きさをベルト振動検出用パラメータ記憶部２１から、速度指令生成部１１が読み出す場合、ベルト振動を誘因する時間ｔ１ｏｐにおけるモータ９の回転速度が予め決められることになる。このため、速度指令生成部１１は、時間ｔ１ｏｐにおけるモータ速度、プーリの歯間距離、ベルト固有振動数からベルト振動の検出すべき特定の周波数領域をベルト振動検出部１８に出力し、ベルト振動検出部１８は、入力された周波数領域におけるベルト振動の検出を行ってもよい。
【０１３１】
また、連結具８Ａと連結具８Ｂとが共にある場合、連結具８Ａと連結具８Ｂのそれぞれに連結するドア質量Ｍもしくは、その質量比率が予め同定することができれば同様の計測を行うことができる。さらに、連結具が複数（２つ以上）有る場合には、基本的にそれぞれのベルト長さ、ドア質量もしくはその比率から測定を行うことができる。
【０１３２】
以上のように、実施の形態３によれば、ベルト振動検出部は、ベルト張力の異常を検出したタイミングでのベルト張力を、ベルト張力測定部から取得し、ベルト張力の測定結果も考慮した上で、ベルト張力異常であるか否かを検出する。このような構成を備えることで、モータの電気信号の信号線におけるノイズや制御基板の回路異常による誤検出を防止できる。この結果、ベルト張力異常の検出精度を向上させることができると共に、作業員による無駄な点検を行う手間を省くことができる。
【０１３３】
なお、本実施の形態３の構成を、先の実施の形態２の構成に適用してもよい。
【０１３４】
また、各上記の実施の形態では、エレベータのドア装置として本発明の実施の形態を説明したが、これに限らず、図１に示すような、駆動対象がベルト７に取り付けられた装置、例えば、自動ドアに用いても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図１】
2015159597.tif 000011
【図２】
2015159597.tif 000012
【図３Ａ】
2015159597.tif 000013
【図３Ｂ】
2015159597.tif 000014
【図３Ｃ】
2015159597.tif 000015
【図３Ｄ】
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【図４】
2015159597.tif 000017
【図５】
2015159597.tif 000018
【図６Ａ】
2015159597.tif 000019
【図６Ｂ】
2015159597.tif 000020
【図６Ｃ】
2015159597.tif 000021
【図６Ｄ】
2015159597.tif 000022
【図７Ａ】
2015159597.tif 000023
【図７Ｂ】
2015159597.tif 000024
【図７Ｃ】
2015159597.tif 000025
【図７Ｄ】
2015159597.tif 000026
【図８】
2015159597.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月16日(2016.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明によるエレベータのドア制御装置は、モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出する機能を有するエレベータのドア制御装置であって、加速時または減速時において、ベルト振動を誘因する速度波形を発生させるための振動検出用パラメータを記憶しているベルト振動検出用パラメータ記憶部、ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成部、モータの実回転速度を算出する速度演算部、速度指令生成部から出力された速度指令値と速度演算部で算出された実回転速度との偏差に基づいて、モータを制御することで、開閉制御を行う速度制御部、及び速度演算部で算出された実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出部を備え、ベルト振動検出用パラメータ記憶部は、開閉動作時の速度波形を特定するために、速度波形における最大加速度もしくは最大減速度となる時間、及び最大加速度もしくは最大減速度の時間におけるドアパネルの位置を振動検出用パラメータとして記憶しており、速度指令生成部は、振動検出用パラメータに基づいて、最大加速度もしくは最大減速度の時間において、ベルト振動を誘因するように、速度指令値を生成し、ベルト振動検出部は、最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、ベルトが異常振動していると判断する
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明によるドア制御方法は、モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出するためのエレベータのドア制御方法であって、加速時または減速時において、ベルト振動を誘因する速度波形を発生させるための振動検出用パラメータをベルト振動検出用パラメータ記憶部にあらかじめ記憶させておく記憶ステップと、ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成ステップ、モータの実回転速度を算出する速度演算ステップ、速度指令生成ステップから出力された速度指令値と速度演算ステップで算出された実回転速度との偏差に基づいて、モータを制御することで、開閉制御を行う速度制御ステップ、及び速度演算ステップで算出された実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出ステップを備え、記憶ステップは、開閉動作時の速度波形を特定するために、速度波形における最大加速度もしくは最大減速度となる時間、及び最大加速度もしくは最大減速度の時間におけるドアパネルの位置を、振動検出用パラメータとしてベルト振動検出用パラメータ記憶部に記憶させておき、速度指令生成ステップは、振動検出用パラメータに基づいて、最大加速度もしくは最大減速度の時間において、ベルト振動を誘因するように、速度指令値を生成し、ベルト振動検出ステップは、最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、ベルトが異常振動していると判断する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、上記ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出する機能を有するエレベータのドア制御装置であって、
加速時または減速時において、上記ベルト振動を誘因する速度波形を発生させるための振動検出用パラメータを記憶しているベルト振動検出用パラメータ記憶部、
上記ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成部、
上記モータの実回転速度を算出する速度演算部、
上記速度指令生成部から出力された上記速度指令値と上記速度演算部で算出された上記実回転速度との偏差に基づいて、上記モータを制御することで、上記開閉制御を行う速度制御部、及び
上記速度演算部で算出された上記実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出部
を備え、
上記ベルト振動検出用パラメータ記憶部は、上記開閉動作時の上記速度波形を特定するために、上記速度波形における最大加速度もしくは最大減速度となる時間、及び上記最大加速度もしくは上記最大減速度の時間におけるドアパネルの位置を上記振動検出用パラメータとして記憶しており、
上記速度指令生成部は、上記振動検出用パラメータに基づいて、上記最大加速度もしくは上記最大減速度の時間において、上記ベルト振動を誘因するように、上記速度指令値を生成し、
上記ベルト振動検出部は、上記最大加速度もしくは上記最大減速度の時間を含む区間における上記実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、上記ベルトが異常振動していると判断する
エレベータのドア制御装置。
【請求項２】
上記速度指令生成部に接続され、ドア位置が全開または全閉であるか否かを検出する全開／全閉位置センサ
をさらに備え、
上記速度指令生成部は、上記全開／全閉位置センサから上記ドア位置が全開または全閉である情報を受け取っていた場合には、上記速度波形として全開位置から全閉位置、あるいは全閉位置から全開位置まで上記ドア位置を移動させるようにして、上記速度指令値を生成する
請求項１に記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項３】
上記ベルト振動検出部が上記ベルトが異常振動していることを判断するタイミングにおける、上記速度制御部からの出力に基づいてベルト張力値を検出するベルト張力測定部
をさらに備え、
上記ベルト振動検出部は、上記ベルト張力測定部で検出された上記ベルト張力値が許容範囲を逸脱しており、かつ、上記実回転速度に基づいて上記ベルトが異常振動していると判断した場合には、最終的に、上記ベルトが異常振動していると判断する
請求項１または請求項２に記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項４】
モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、上記ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出する機能を有するエレベータのドア制御装置であって、
上記ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成部、
上記モータの実回転速度を算出する速度演算部、
上記速度指令生成部から出力された上記速度指令値と上記速度演算部で算出された上記実回転速度との偏差に基づいて、上記モータを制御することで、上記開閉制御を行う速度制御部、及び
上記速度演算部で算出された上記実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出部
を備え、
上記ベルト振動検出部は、最大加速度もしくは最大減速度の時間を含む区間における上記実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、上記ベルトが異常振動していると判断し、
上記ベルト振動検出部が上記ベルトが異常振動していることを判断するタイミングにおける、上記速度制御部からの出力に基づいてベルト張力値を検出するベルト張力測定部
をさらに備え、
上記ベルト振動検出部は、上記ベルト張力測定部で検出された上記ベルト張力値が許容範囲を逸脱しており、かつ、上記実回転速度に基づいて上記ベルトが異常振動していると判断した場合には、最終的に、上記ベルトが異常振動していると判断する
エレベータのドア制御装置。
【請求項５】
モータによりベルトを駆動することで、出入口に設けられたドアの開閉制御を行うとともに、上記ドアが開閉動作を行っている間にベルト振動の異常の有無を検出するためのエレベータのドア制御装置で実行されるドア制御方法であって、
加速時または減速時において、上記ベルト振動を誘因する速度波形を発生させるための振動検出用パラメータをベルト振動検出用パラメータ記憶部にあらかじめ記憶させておく記憶ステップと、
上記ドアを開閉する速度指令値を生成する速度指令生成ステップ、
上記モータの実回転速度を算出する速度演算ステップ、
上記速度指令生成ステップから出力された上記速度指令値と上記速度演算ステップで算出された上記実回転速度との偏差に基づいて、上記モータを制御することで、上記開閉制御を行う速度制御ステップ、及び
上記速度演算ステップで算出された上記実回転速度に基づいて、ベルト振動の異常の有無を検出するベルト振動検出ステップ
を備え、
上記記憶ステップは、上記開閉動作時の上記速度波形を特定するために、上記速度波形における最大加速度もしくは最大減速度となる時間、及び上記最大加速度もしくは上記最大減速度の時間におけるドアパネルの位置を、上記振動検出用パラメータとして上記ベルト振動検出用パラメータ記憶部に記憶させておき、
上記速度指令生成ステップは、上記振動検出用パラメータに基づいて、上記最大加速度もしくは上記最大減速度の時間において、上記ベルト振動を誘因するように、上記速度指令値を生成し、
上記ベルト振動検出ステップは、上記最大加速度もしくは上記最大減速度の時間を含む区間における上記実回転速度の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が基準値を超えている場合には、上記ベルトが異常振動していると判断する
ドア制御方法。
【国際調査報告】
2015159597.tif 000028
2015159597.tif 000029