(57)【要約】【課題】速度指令演算部の演算周期を早めることなく階段状の速度指令を行ったスムーズな乗り心地のエレベータの速度制御を安価なマイコンで構成された速度制御装置を得ることである。【解決手段】エレベータの速度制御装置は、エレベータのかごの速度指令を演算で求める速度指令演算部と、速度指令に基づいてトルク指令を演算する速度制御演算部とを備えたエレベータの速度制御装置において、速度指令演算部は、演算周期が速度制御演算部の演算周期より長く、１回の演算周期の間に速度制御演算部で行われる所定回数分の演算のための速度指令をそれぞれに演算し、これらを一括して速度制御演算部に送る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータのかごの速度指令を演算で求める速度指令演算部と、上記速度指令に基づいてトルク指令を演算する速度制御演算部とを備えたエレベータの速度制御装置において、
上記速度指令演算部は、演算周期が上記速度制御演算部の演算周期より長く、１回の演算周期の間に上記速度制御演算部で行われる所定回数分の演算のための速度指令をそれぞれに演算し、これらを一括して上記速度制御演算部に送ることを特徴とするエレベータの速度制御装置。
【請求項２】
上記速度指令演算部は、エレベータの加速のとき、予め設定された加速度を用いて速度指令を求めることを特徴とする請求項１に記載のエレベータの速度制御装置。
【請求項３】
上記速度指令演算部は、エレベータの減速のとき、残距離から速度指令を求めることを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータの速度制御装置。
【請求項４】
上記速度指令演算部は、予め求められ記憶されたデータを読み出して速度指令を求めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエレベータの速度制御装置。
【請求項５】
上記速度指令演算部は、残距離から求めた速度指令と加速度から求めた速度指令との差分を次回の演算周期で行われる速度指令演算に用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエレベータの速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベータのかごの速度を制御する速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータのかごの速度を制御する速度制御装置は、速度指令を発生する速度指令演算部と、速度指令とモータ速度帰還値からトルク指令を求める速度制御演算部と、トルク指令とモータ電流帰還値とから電圧指令を演算する電流制御演算部とから構成されている。各演算部の演算周期は、理想的には全部が速いことが望ましいが、その分高性能なマイコンを使用するために高価格となってしまう。
【０００３】
そこで、高性能な制御性能を要求される電流制御演算部は短い演算周期とし、比較的演算間隔が長くてもよい速度指令演算部は長い演算周期とし、演算周期の関係は、速度指令演算部が一番長く、次に速度制御演算部、そして電流制御演算部が一番短くなっている。
【０００４】
しかし、このようなエレベータ速度制御装置では、理想的な直線的な速度指令に対し、速度指令演算部で求められる速度指令は階段状になる。例えば、速度指令演算部の演算周期ΔＴＬ、加速度αとしたとき、加速時における演算周期毎の速度指令はα×ΔＴＬとなる。この速度指令をそのまま速度制御演算部で使用すると、演算周期の違いからくる速度指令の変化によってトルク指令が急変して乗り心地が悪くなる。そこで、トルク指令の急変を緩和するために、一次遅れフィルタに速度指令を通して、その速度指令を速度制御演算部で使用している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５７−９６７８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、１次フィルタに通した速度指令は階段状の速度指令に比べると丸め部分が生じ、誤差が生じるため、乗り心地の影響が完全には解消されないといった問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、速度指令演算部の演算周期を短くすることなく、階段状の速度指令を行ったスムーズな乗り心地のエレベータの速度制御ができ、安価なマイコンで構成された速度制御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わるエレベータの速度制御装置は、エレベータのかごの速度指令を演算で求める速度指令演算部と、速度指令に基づいてトルク指令を演算する速度制御演算部とを備えたエレベータの速度制御装置において、速度指令演算部は、演算周期が速度制御演算部の演算周期より長く、１回の演算周期の間に速度制御演算部で行われる所定回数分の演算のための速度指令それぞれに演算し、これらを一括して速度制御演算部に送る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のエレベータの速度制御装置の構成図である。図２および図３は、図１のエレベータの速度指令波形である。図４は図１の動作を示すフローチャートである。図５は図４の減速速度指令を求めるフローチャートである。図６は速度制御演算部の処理のフローチャートである。
【００１０】
速度制御装置は、図示していないエレベータのかごの昇降の速度を指令する速度指令演算部１と、エレベータのかごを駆動するモータ２の回転速度をフィードバックし、速度指令に基づきトルク指令を発生する速度制御演算部３と、モータ２の巻線に流れる電流をフィードバックし、トルク指令に基づきモータ２駆動用の電力変換器４への電圧指令を発生する電流制御演算部５とを備えている。速度指令演算部１は、さらにモータ２の回転速度からかごの移動距離を算出し、残距離Ｓを求める。回転速度は、モータ２に直結した図示しないエンコーダから出力されるエンコーダパルスを処理して計測され、モータ２の回転距離すなわち移動距離は回転速度を積算することにより求まる。
【００１１】
図３に示すように、速度指令演算部１の演算周期をΔＴＬ、速度制御演算部３の演算周期をΔＴＳで示し、ΔＴＬを５０ｍｓｅｃ、ΔＴＳを５ｍｓｅｃとする。速度指令演算部１で１回演算されるたびに、速度制御演算部３では１０回演算する。速度制御演算部３の１回から１０回までの演算をｉ回（ｉ＝１〜１０）と表現する。速度制御演算部３の演算周期は、回転速度をフィードバックして制御しなければならないので、短いことが必須である。
【００１２】
エレベータのかごの加減速状態には、加速、一定速および減速の３つの状態があり、速度指令演算モード（以下、ＭＯＤと称する。）に１が立っているとき加速、２のとき一定速、３のとき減速と判断する。速度制御には二通りの制御があり、加速度を用いて求まる時間毎の速度指令を用いた時間ベース制御と、距離から決まる速度指令を用いた距離ベース制御がある。加速および一定速の状態では距離が関係しないので、時間ベース制御を行い、減速の状態では、かごを所定位置（階）に停止するような制御を行うために、所定位置までの距離ベース制御を行う。速度指令演算部１に速度指令ＰＡＴが備えられ、速度制御演算部３はこの速度指令ＰＡＴの値を入手して、速度制御演算を行う。速度指令ＰＡＴに、１０個のＰＡＴＢＵＦ（ｉ）（ｉ＝１〜１０）が備えられている。ＰＡＴＢＵＦ（ｉ）は速度指令演算部１で演算したΔＴＳ毎の速度指令値を格納するバッファである。ＰＡＴＢＵＦ送受制御フラッグＦＬＧ（以下、ＦＬＧと称す。）は、速度指令値がＰＡＴＢＵＦに格納されているとき、１が立っていて、格納されていないとき、０が立っている。速度制御演算部３はＦＬＧに１が立っているとき、速度指令値を取りに行く。ＶＴＯＰは予め設定されたエレベータのかご速度の最大値である。ＶＤＥＣは減速時の減速速度指令値である。
【００１３】
次に、図４を参照して速度制御装置の動作を説明する。ステップ００１では、かごが走行しているかどうか判断する。かごが昇降中の場合、ステップ００２へ進み、停止の場合、ステップ０１７へ進む。ステップ００２では、図５に示す減速速度指令演算を行う。
【００１４】
減速速度指令演算は図５に示すように、ステップ１０１では、残距離Ｓを計測する。ステップ１０２では、Ｖ＝（２×α×Ｓ）１／２の計算式で予め求め、記憶させてあったテーブルデータテーブルＰＡＴＤＳＴ（Ｓ）から、残距離Ｓをパラメータとして速度指令Ｖを読み出し、それをＶＤＥＣとして保存する。
【００１５】
図４に戻って、ステップ００３では、ＭＯＤレジスタの状態を判断する。ＭＯＤが１の場合、加速中なのでステップ００４へ進む。ＭＯＤが１以外の場合、ステップ０１０へ進む。ステップ００４では、速度制御演算部の演算時間ΔＴＳと予め設定された加速度αとから求まる速度変化分ΔＶＳ＝α×ΔＴＳを求める。次に、この演算の１回前の速度指令値ＰＡＴにΔＶＳを加算し、ＰＡＴＢＵＦ（１）に保存する。同様に、ＰＡＴ＋ΔＶＳ×２で求まる値をＰＡＴＢＵＦ（２）に保存する。このようにＰＡＴ＋ΔＶＳ×ｉ（ｉ＝１〜１０）の計算を１０回繰り返して行って求め、その結果をＰＡＴＢＵＦ（ｉ）にそれぞれ保存する。ステップ００５では、ＰＡＴ＋ΔＶＳ×１０の値で最新の速度指令値ＰＡＴを置き換える。ステップ００６では、ＦＬＧに１を立てる。ステップ００７では、ＰＡＴがＶＴＯＰ以上であるかどうか判断する。ＰＡＴがＶＴＯＰ未満の場合は、このΔＴＬの周期の速度指令演算は終了する。ＰＡＴがＶＴＯＰ以上の場合は、ステップ００８へ進み、ＰＡＴをＶＴＯＰで置き換える。ステップ００９では、最大速度に達したので、一定速にするためにＭＯＤに２を立てる。
【００１６】
ステップ０１０では、ＭＯＤが２かどうか判断する。ＭＯＤが２の場合、ステップ０１１へ進み、ＭＯＤが２ではないときはステップ０１５へ進む。ステップ０１１では、一定速であるので、ＰＡＴＢＵＦ（ｉ）（ｉ＝１〜１０）を最大速度ＶＴＯＰで置き換える。ステップ０１２では、速度指令演算部で求めたＶＤＥＣがＶＴＯＰより大きいかどうか判断する。ＶＤＥＣがＶＴＯＰより大きい場合、ステップ０１３へ進み、ＦＬＧに１を立てる。ＶＤＥＣがＶＴＯＰより小さい場合、ステップ０１４でＭＯＤに３を立て、ステップ０１５へ進む。
【００１７】
ステップ０１５では、減速モードにあるので、ΔＴＬ周期で求めた減速速度指令演算（ステップ００２）で求めた減速速度指令ＶＤＥＣをＰＡＴＢＵＦ（１）に置換する。次に、予め設定した減速度（マイナスの加速度）αを用いて、Ｖ＝ＶＥＤＣ−α×ΔＴＳの計算式で速度指令を求め、それをＰＡＴＢＵＦ（２）に保存する。同様にＶ＝ＶＥＤＣ−α×ΔＴＳ×ｉ（ｉ＝１〜９）を計算し、その結果をＰＡＴＢＵＦ（ｉ＋１）（ｉ＝１〜９）に保存する。ステップ０１６では、ＦＬＧに１を立てる。
【００１８】
エレベータのかごが停止しているときは、ステップ０１７へ進み、ＰＡＴ、ＦＬＧ、ＭＯＤにそれぞれ０、０、１を立てる。ステップ０１８では、ＰＡＴＢＵＦ（ｉ）（ｉ＝１〜１０）に０を保存する。
【００１９】
図６に示す速度制御演算部３の処理を説明する。ステップ２０１では、ＦＬＧが１かどうか判断する。１でないときはステップ２０５へ進む。１の場合、ステップ２０２へ進む。ステップ２０２では、ＰＡＴＢＵＦ（ｉ）に速度指令値が格納されているので、ＰＡＴＢＵＦ（ｉ）（ｉ＝１〜１０）に格納されている速度指令値を、速度制御演算部３のＰＡＴＤＡＴ（ｉ）（ｉ＝１〜１０）に一括して移し替える。ステップ２０３では、ＰＯＩＮＴに１を立てる。ステップ２０４では、ＰＡＴＢＵＦ（ｉ）から速度指令値を読み込んだので、ＦＬＧに０を立てる。ステップ２０５では、ＰＡＴＤＡＴ（ＰＯＩＮＴ）のデータをＰＴＮに出力する。ステップ２０６では、ＰＯＩＮＴに１を加算する。このＰＴＮの速度指令を用いて速度制御演算部３はトルク指令を演算して求める。電流制御演算部５では、速度制御演算部３で求められたトルク指令とモータ２の巻線に流れる電流の帰還値とを用いて、電圧指令を求める。電力変換器４では、この電圧指令に基づいて、外部電源の電力をモータ２を駆動する電力に変換する。
【００２０】
このようなエレベータの速度制御装置は、速度指令演算部の演算周期を短くすることなく階段状の速度指令を行うことができ、乗り心地を改善することができる。
【００２１】
さらに、演算周期を短くする必要がないので、安価なマイコンで速度指令演算部を構成することができる。
【００２２】
さらに、加速と一定速の状態では、加速度だけを用いた簡単な演算を所定回数行うだけで速度指令が求まるので、演算速度が遅いマイコンでも十分処理できる。
【００２３】
さらに、減速の状態では、残距離を用いて速度指令を求めることができるので、加速度の急激な変化が見られず、乗り心地良く停止階に停止させることができる。
【００２４】
なお、速度指令演算部と速度制御演算部との演算周期の割合が１０であるが、エレベータの昇降階数および昇降速度などを考慮してこの割合を適当に定めることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図７は、この実施の形態２のエレベータの速度制御装置の動作を示すフローチャートである。図４と加速時の処理の一部が異なっているだけである。図４のステップ００１乃至００３は図７のステップ３０１乃至３０３と同じく、さらに図４のステップ００４乃至３０９は図７のステップ３０５乃至３１０と同じであるので説明は省略する。起動時、速度指令に丸めを持たせる場合、演算が複雑となるため予め計算した値をテーブルデータとして速度指令演算部に記憶しておき、それを読み出して速度指令として速度制御演算部へ一括して渡すのである。テーブルデータＰＡＴＴＡＢには、時間に対して二次関数以上の関係を有する速度指令値を予め計算によって求め、その速度指令値が記憶されている。
【００２６】
ステップ３０４では、速度指令値ＰＡＴが予め設定してある低速の速度指令値ＬＰＡＴより小さいかどうか判断する。大きい場合、ステップ３０５に進んで、図４のステップ００４から同様な処理を行う。一方、小さい場合、ステップ３１１へ進む。ステップ３１１では、ＰＡＴＴＡＢに記憶されているＰＡＴＴＡＢ（１）をＰＡＴＢＵＦ（１）に格納し、同様にＰＡＴＴＡＢ（ｉ）（ｉ＝１〜１０）をＰＡＴＢＵＦ（ｉ）に格納する。ステップ３１２では、ＰＡＴＴＡＢ（１０）をＰＡＴに置き換えてステップ３０７へ進む。
【００２７】
このようなエレベータの速度制御装置は、速度に丸めを付けた制御を行うことができる。
【００２８】
なお、実施の形態２では、始動時に丸めを付けた制御を行ったが、加速丸め部分など適切な箇所の制御でも同様に、複雑な演算を行わなくてもできる。
【００２９】
実施の形態３．
図８は、この実施の形態３のエレベータの速度制御装置の動作を示すフローチャートである。図９は、実施の形態３のエレベータの速度指令波形である。
【００３０】
図８のステップ０１０乃至０１４は図４のステップ０１０乃至０１４と同じであるので説明は省略する。
【００３１】
図４のステップ００２で求めた時刻ｔでの減速速度指令をＶＤＥＣ（ｔ）と表し、時刻ｔよりΔＴＬ前の減速速度指令をＶＤＥＣ（ｔ−１）と表す。ステップ０１５のΔＴＳの周期の１０回目の演算に用いる速度指令値ＰＡＴＢＵＦ（１０）はＶＤＥＣ（ｔ−１）−ΔＶＳ×９である。これらＶＤＥＣ（ｔ）とＶＤＥＣ（ｔ−１）−ΔＶＳ×９との間に図９に示すように誤差が生じる。
【００３２】
そこでこの誤差を考慮して時刻ｔでの速度指令値を求める。図８を参照して説明する。一定速モード（ＭＯＤ＝２）から減速モード（ＭＯＤ＝３）に変化したとき、ステップ４０６で減速速度指令ＶＤＥＣは次回速度指令ＶＮＥＸＴとの差ΔＶＣを０に置換する。一定速では演算結果には誤差は生じていないので、差ΔＶＣは０である。ステップ４０７では、この時点では一定速であるので、減速速度指令ＶＤＥＣを次回速度指令ＶＮＥＸＴに置換する。時刻（ｔ−１）の速度指令演算値ＶＮＥＸＴ−（ΔＶＳ＋ΔＶＣ）×９を次の演算での補正用にＶＮＥＸＴと置換されている。次に、ステップ４０１では、ＶＮＥＸＴとＶＤＥＣの差分を求めてＶＣに保存する。一定速モードから減速モードに変化した初回の演算ではＶＣは０である。ステップ４０２では、差分ＶＣを１０で除算して、ΔＶＣに保存する。一定速モードから減速モードに変化した初回の演算ではΔＶＣは０である。ステップ４０３ではＶＮＥＸＴをＰＡＴＢＵＦ（１）に代入し、ＰＡＴＢＵＦ（ｉ）にＶＮＥＸＴ−（ΔＶＳ＋ΔＶＣ）×（ｉ−１）（ｉ＝２〜１０）を代入する。一定速モードから減速モードに変化した初回の演算ではΔＶＣは０であるので、図４のＶＤＥＣ−ΔＶＳ（ｉ−１）と同じである。ステップ４０４では、ＶＮＥＸＴにＶＮＥＸＴ−（ΔＶＳ＋ΔＶＣ）×１０を代入する。このＶＮＥＸＴをＶＮＥＸＴ（ｔ−１）と表す。ステップ４０５では、ＦＬＧに１を立てる。
【００３３】
このように一定速モードから減速モードへ変化した初回の演算では、ΔＶＣはゼロであるが、初回の演算ののち、時刻ｔでのＶＤＥＣ（ｔ）と上述したように求めたＶＮＥＸＴ（ｔ−１）との間には誤差がでてくる。そこでステップ４０１でこの誤差ＶＣを求め、ステップ４０２で誤差ＶＣを１０等分したΔＶＣを求め、ステップ４０３でこのΔＶＣを考慮した速度指令値をＰＡＴＢＵＦに置換する。
【００３４】
このようなエレベータの速度制御装置は、減速時に発生する、残距離から求まる減速度指令ＶＤＥＣと速度から求まる速度指令ＶＮＥＸＴとの誤差を補正することができ、途中でトルク指令の急変がなく、乗り心地を改善することができる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明に係わるエレベータの速度制御装置の効果は、エレベータのかごの速度指令を演算で求める速度指令演算部と、速度指令に基づいてトルク指令を演算する速度制御演算部とを備えたエレベータの速度制御装置において、速度指令演算部は、演算周期が速度制御演算部の演算周期より長く、１回の演算周期の間に速度制御演算部で行われる所定回数分の演算のための速度指令をそれぞれに演算し、これらを一括して速度制御演算部に送るので、速度指令演算部の演算周期を短くすることなく、乗り心地を改善できる階段状の速度指令を行うことができ、安価なマイコンで速度指令演算部を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１のエレベータの速度制御装置の構成図である。
【図２】図１のエレベータの加速度波形および速度指令波形である。
【図３】図１のエレベータの加速度波形および速度指令波形である。
【図４】図１の動作を示すフローチャートである。
【図５】図４の減速速度指令を求めるフローチャートである。
【図６】図１の速度制御演算部の処理のフローチャートである。
【図７】この実施の形態２のエレベータの速度制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】この実施の形態３のエレベータの速度制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態３のエレベータの速度指令波形である。
【符号の説明】
１  速度指令演算部、２  モータ、３  速度制御演算部、４  電力変換器、５電流制御演算部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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