(57)【要約】【課題】  外部機器を設置することなく、確実でかつ安全なエレベーターのドア閉成動作を実現する。【解決手段】  エレベーターのドア制御装置であって、ドア駆動用モータ１１の速度制御を行う速度制御器１４と、速度制御器４から出力されるトルク指令値に追従するようモータ１１の電流制御を行う電流制御器１６と、速度制御器１４と電流制御器１６との間に挿入され、トルク指令値が最大トルク値Ｔ１を超えた場合にトルク指令値の供給を停止するトルクリミッタ１５と、トルク指令値が異常トルク値Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）を越えた場合に、異常トルク発生を検出する異常トルク検出部１０と、戸開時の走行抵抗トルクをドア位置の関数として記憶し、外力が無い場合の標準駆動トルクに対する差分に基づいて、Ｔ１又はＴ２を戸閉時の位置に応じて補正するトルク値補正部２３と、を備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベーターのドア駆動用モータの速度を検出し、速度指令に追従するようトルク指令値を出力して速度制御を行う速度制御部と、
前記ドア駆動用モータの電流を検出し、前記速度制御部から出力されるトルク指令値に追従するよう前記モータの電流制御を行う電流制御部と、
前記速度制御部と前記電流制御部との間に挿入され、前記速度制御部からのトルク指令値が予め設定された最大トルク値Ｔ１を超えた場合に前記電流制御部へのトルク指令値の供給を停止するトルクリミッタと、
前記速度制御部からのトルク指令値が予め設定された異常トルク値Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）を越えた場合に、異常トルク発生として検出する異常トルク検出手段と、
戸開時の走行抵抗トルクをドア位置の関数として記憶し、外力が無い場合の標準駆動トルクに対する差分に基づいて、前記設定された最大トルク値Ｔ１又は異常トルク値Ｔ２を戸閉時の位置に応じて補正するトルク値補正手段と、
を具備したことを特徴とするエレベーターのドア制御装置。
【請求項２】
前記トルク値補正手段は、戸開時に記憶した前記走行抵抗トルクの変化量から外力の発生する方向及び大きさΔＴを求め、戸閉時の前記最大トルク値Ｔ１又は前記トルク値Ｔ２に補正値ΔＴを加えることを特徴とする請求項１記載のエレベーターのドア制御装置。
【請求項３】
前記トルク値補正手段は、外部環境情報、建物の内外気圧差を発生させる建物開放情報、及び隣接エレベーターの運行情報を取り込み、取り込んだ各情報に基づいて補正量を調整することを特徴とする請求項１記載のエレベーターのドア制御装置。
【請求項４】
前記速度制御部からのトルク指令値と前記トルク値補正手段による補正値とを戸閉動作中に監視するトルク監視部を更に有し、
前記トルク値補正手段は、前記トルク監視部で戸閉動作中のトルク指令値が前記補正値の振幅又は傾きと異なると判定された場合には、前記補正値を調整又は前記速度指令を低速に変更することを特徴とする請求項１記載のエレベーターのドア制御装置。
【請求項５】
前記トルク値補正手段は、戸開時に所定値を超える走行抵抗トルクを測定した場合は、前記補正値を調整又は前記速度指令を低速に変更することを特徴とする請求項１記載のエレベーターのドア制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エレベーターのドアの開閉を制御するエレベーターのドア制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高昇降行程のエレベーターでは、エレベーター昇降路内と建物外との内外気圧差からドラフトと呼ばれる風の流れが発生し、エレベーターの最下階から最上階に向けて上昇気流が発生する場合がある。また、高階床の建物では、冬場になると昇降路内と外気との温度差によりドラフトが発生する場合がある。このような場合、エレベーターのドアに対して風圧が発生し、ドアが閉じきらない等、開閉動作に異常をきたすことになる。
【０００３】
トルクリミッタやトルク異常検出のしきい値を上げておくことで上記の問題を回避することは可能であるが、乗客の挟まれに対して安全上問題となる。さらに、日本を含め、各国の法規となっている戸閉力１５０（Ｎ）以下という基準を満足できなくなる。これに対して、エレベーターの昇降路内に温度センサ又は風圧計を設置して、ドアの開閉制御に必要なトルクの調整を行う方法も提案されている。
【０００４】
しかしながら前述の方法では、温度センサと風圧により発生するトルクとの関係を正確に把握しておく必要があるが、建物の状態によってその関係を把握することは困難な場合がある。さらには、センサ等の新たな外部機器が必要となりコストアップにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように高昇降行程のエレベーターにおいては、ドラフトによりドアの開閉動作、特に戸閉動作に異常が生じることがあり、これを防止するためにトルクリミッタやトルク異常検出のしきい値を上げておくことは安全性の低下につながる。また、温度センサや風圧計等を設けても、必ずしも正確な制御が実現できるとは云えず、さらに新たな外部機器を設けることからコストアップを招くことになる。
【０００７】
本発明の一実施形態は、温度センサや風圧計等の外部機器を設置することなく、確実でかつ安全なエレベーターの戸閉動作を実現することのできるエレベーターのドア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】
【０００８】
実施形態によれば、エレベーターのドア制御装置であって、エレベーターのドア駆動用モータの速度を検出し、速度指令に追従するようトルク指令値を出力して速度制御を行う速度制御部と、前記ドア駆動用モータの電流を検出し、前記速度制御部から出力されるトルク指令値に追従するよう前記モータの電流制御を行う電流制御部と、前記速度制御部と前記電流制御部との間に挿入され、前記速度制御部からのトルク指令値が予め設定された最大トルク値Ｔ１を超えた場合に前記電流制御部へのトルク指令値の供給を停止するトルクリミッタと、前記速度制御部からのトルク指令値が予め設定された異常トルク値Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）を越えた場合に、異常トルク発生として検出する異常トルク検出手段と、戸開時の走行抵抗トルクをドア位置の関数として記憶し、外力が無い場合の標準駆動トルクに対する差分に基づいて、前記設定された最大トルク値Ｔ１又は異常トルク値Ｔ２を戸閉時の位置に応じて補正するトルク値補正手段と、を具備したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係わるエレベーターのドア制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】エレベーターのドアが風を受けている状態を説明するためのもので、（ａ）はエレベーターのドアに対する風の向きを示す図、（ｂ）は戸開時のトルク変化を示す図、（ｃ）は戸閉時のトルク変化を示す図である。
【図３】エレベーターのドアが風を受けている状態を説明するためのもので、（ａ）はエレベーターのドアに対する風の向きを示す図、（ｂ）は戸開時のトルク変化を示す図、（ｃ）は戸閉時のトルク変化を示す図である。
【図４】エレベーターのドアが風を受けている状態を説明するためのもので、（ａ）はエレベーターのドアに対する風の向きを示す図、（ｂ）は戸開時のトルク変化を示す図、（ｃ）は戸閉時のトルク変化を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係わるエレベーターのドア制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図６】第３の実施形態に係わるエレベーターのドア制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】第３の実施形態における動作波形の一例を説明するためのもので、（ａ）は戸開時のトルク変化を示す図、（ｂ）は戸閉時のトルク変化を示す図である。
【図８】第４の実施形態に係わるエレベーターのドア制御装置を説明するためのもので、（ａ）は戸開時のトルク変化を示す図、（ｂ）は戸閉時のトルク変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わるエレベーターのドア制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１２】
駆動用モータ１１にはパルスエンコーダ１２が接続されており、このパルスエンコーダ１２の出力を基に所定の開閉パターンに追従して制御する速度フィードバック制御系が構成されている。
【００１３】
パルスエンコーダ１２の出力であるモータ回転角から、速度検出器１３により実速度が算出される。開閉パターン出力部２１から出力された速度指令と速度検出器１３からの実速度との偏差が速度制御器２２に入力される。速度制御器２２は速度偏差に応じたトルク指令を出力する。トルクリミッタ２３は、速度制御器２２から出力されたトルク指令に対して所定値以上のトルク出力とならないようリミッタ処理を施したトルク指令を出力する。即ち、トルク指令値が予め設定された最大トルク値Ｔ１を超えた場合に電流制御器２４へのトルク指令値の供給を停止するようになっている。電流制御器２４は、トルク指令、即ち電流指令と電流検出器２６で検出した電流との偏差に基づき、駆動用モータ１１への電力供給を行う電力変換器２５に対する制御指令を生成する。
【００１４】
異常トルク検出部２９は、予め推定した駆動トルクに対して実際の駆動トルクであるトルク指令との差分が所定値以上の場合にドアへの挟まれや引き込まれと判断し、過負荷として検出する。即ち、トルク指令値が予め定めた異常トルク値Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）を越えた場合に、異常トルク発生として検出する。そして、異常トルク発生を検出したら、例えば警報を出すようになっている。
【００１５】
ここまでの基本構成は従来装置と同様であり、本実施形態ではこれに加えて、走行抵抗トルク算出部３１、走行抵抗トルク記憶部３２、及び走行抵抗トルク補正部３３を設けている。
【００１６】
走行抵抗トルク算出部３１は、戸開中の外力の影響によって変化した走行抵抗トルクを算出する。次式のように、駆動トルクから加減速トルク，ウェイトクローザー，及び定常摩擦分の定常トルクを減算したものが走行抵抗トルクとなる。
【００１７】
「外力によって変化する走行抵抗トルク」
＝「駆動トルク」−「加減速トルク」−「定常トルク」
或いは「加減速トルク」＋「定常トルク」を「標準駆動トルク」として記憶しておき、次式によって求めることもできる。
【００１８】
「外力によって変化する走行抵抗トルク」＝「駆動トルク」−「標準駆動トルク」
走行抵抗トルク算出部３１で算出した走行抵抗トルクは走行抵抗トルク記憶部３２においてドア位置と関連付けて記憶される。戸開完了し戸閉動作が開始されると、走行抵抗トルク補正部３３は記憶した走行抵抗トルクに基づいてトルク補正値を出力する。
【００１９】
トルク補正値はトルクリミッタ２３及び異常トルク検出部２９に供給され、各々のしきい値が外乱によって変化した走行抵抗トルクの影響を除外した保護設定値に置き換わる。具体的には、外乱による走行抵抗トルクをΔＴとし、トルクリミッタ２３の最大トルク値Ｔ１と異常トルク検出部２９の異常トルク値Ｔ２を、ドア位置に応じてそれぞれΔＴだけ上昇させる。
【００２０】
以上によりドラフト等の外乱によって走行抵抗トルクが変動している場合にトルク関連の保護設定値を最適化することができ、戸閉動作の停止や挟まれ力の増加を回避することができる。
【００２１】
このように本実施形態によれば、戸開時の走行抵抗トルクに着目し、ドラフトが発生している場合は戸開中のトルクもドラフトに応じた走行抵抗トルクが変化していることから、この変化分のトルクを記憶しておき、戸閉時のトルクリミッタ又はトルク異常検出のしきい値を補正する。これにより、ドラフトによるトルク変化を把握し戸閉時の制御に反映することで新たに外部機器を設置することなく、確実でかつ安全なエレベーターのドア開閉動作を実現することが可能となる。また、リアルタイムで補正するため、気候変化でドラフト特性が変化しても対応することができる。
【００２２】
次に、本実施形態における保護設定値への補正の様子を、図２〜図４を参照して説明する。
【００２３】
図２〜図４は、エレベーターのドアが風を受けている状態を説明するための図である。図２〜図４において、（ａ）はエレベーターのドアに対する風の向きを示す図であり、乗り場ドアパネル４１、乗り場で入り口柱４２に対する風の流れを矢印で表している。（ｂ）は戸開時のトルク変化を示す図、（ｃ）は戸閉時のトルク変化を示す図であり、戸開する方向を正方向のトルクとしてドア位置に対するトルクを表している。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、乗り場側からドアパネル４１の前面に風を受けている場合、走行抵抗トルクは図２（ｂ）のようになり、標準駆動トルクに対して所定の傾きを持った走行抵抗トルクが発生する。戸開動作に着目すると、図２（ｂ）に示すように、全閉時は正方向に最も走行抵抗トルクが大きくなり、ドアが開いていくにつれて風圧の影響が低減し、全開時は風圧によって変化する走行抵抗トルクはゼロとなる。これとは逆に戸閉動作時は、閉まるにつれて走行抵抗トルクが負の方向に増加する。従って、図２（ｂ）に示す走行トルクの分を、図２（ｃ）に示すトルク補正量として補正すればよい。
【００２５】
図３（ａ）は昇降路内からドアパネル４１を閉める方向に風を受けている場合を示している。戸開動作では、図３（ｂ）に示すように、標準駆動トルクに対して一定の走行抵抗トルクが発生する。戸閉動作中も同様に、正方向に走行抵抗トルクが発生する。従って、図３（ｂ）に示す走行トルクの分を、図３（ｃ）に示すトルク補正量として補正すればよい。
【００２６】
図４（ａ）は乗り場側からドアパネル４１の隙間に風が流れ込み、ドアパネル先端に発生する風圧の影響を受けている場合である。このとき、戸開時の走行抵抗トルクは図４（ｂ）に示すようになり、標準駆動トルクに対して戸閉端の領域で大きな走行抵抗トルクが発生する。戸閉動作に着目すると、ドアパネル間の距離が狭まるにつれて走行抵抗トルクが急激に増加する。従って、図４（ｂ）に示す走行トルクの分を、図４（ｃ）に示すトルク補正量として補正すればよい。
【００２７】
図２〜図４に示すように、ドラフトによって発生する走行抵抗は風の流れで大きく異なり、また戸閉時にトルクリミッタ２３又は異常トルク検出部２９の各しきい値を補正する量も変化する。そこで、走行抵抗トルク補正部３３は戸開時の走行抵抗トルクが所定の傾きで減少する場合は、図２のようなケースと判断し、負方向に所定の傾きを持ったトルク補正値を算出する。また、走行抵抗トルクが正方向に一定値増加する場合は、図３のようなケースと判断し、正方向に一定値のトルク補正値を算出する。さらに、走行抵抗トルクが全閉から戸開する時に戸閉端付近で走行抵抗トルクが急増する場合は、図４のようなケースと判蜥し、戸閉端においてドア位置に対する１次関数又は２関数となる負方向のトルク補正値を算出する。
【００２８】
以上により得られた走行抵抗トルクを戸閉制御時のトルクリミッタ、異常トルク検出しきい値に反映することで、トルクリミッタの最適化、異常検出の精度向上が可能となり、ロバスト性の高い戸閉制御が可能となる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係わるエレベーターのドア制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３０】
本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の構成に加えて外部情報出力部３５を設け、この出力により走行抵抗トルク補正部３３における補正の有無を決定することにある。
【００３１】
ドアパネルに対するドラフトの影響の主要因となる昇降路内と外気との気圧差は、日時や天候といった簡易情報によってある程度、把握することが可能である。また、乗り場の前に設置された建物側のドアや自動ドアの開閉情報によってもドラフトの強弱は変化する。さらに、同一の昇降路に複数のエレベーターが設置される場合には、他のエレベーターの運行情報によっても風圧の影響は変動する。
【００３２】
外部情報出力部３５は、上記のような各種の外部情報を取り込み、走行抵抗トルク補正部３３における補正量を調整する。例えば、夏季や乗り場ドア前の自動ドアが全閉されている場合はドラフトが殆ど発生しないため、戸開時に走行抵抗トルクを認識してもドアパネルに対する人為的な外力と判断して、補正量をゼロとする。また、補正量をゼロにする代わりに、補正量を小さくするようにしても良い。
【００３３】
このように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、日時や気候などの外部情報を取得することで、走行抵抗トルクの妥当性をチェックできる利点がある。
【００３４】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係わるエレベーターのドア制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３５】
本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の構成に加えてトルク指令を監視するトルク監視部３６を設け、この出力により開閉パターン出力部２１及び走行抵抗トルク補正部３３を制御することにある。なお、トルク監視部３６には、速度制御器２２からのトルク指令と共に、走行抵抗トルク記憶部３２からの走行抵抗トルクが入力されるようになっている。
【００３６】
図７は、本実施形態における戸開時及び戸閉時のトルクの変化を示す動作波形図である。（ａ）は戸開時のトルク変化を示す図、（ｂ）は戸閉時のトルク変化を示す図であり、戸開する方向を正方向のトルクとしてドア位置に対するトルクを表している。
【００３７】
急激に昇降路内外の気圧差が変化した場合は、戸開時と戸閉時のドラフトの影響が変化することがある。このような場合に対応するため、図７（ｂ）に示すように戸閉を開始してからのトルク指令をトルク監視部３６により監視し、戸開時に検出した走行抵抗トルクに基づく補正値の傾きと異なる場合は、戸開時と状況が大きく変化したと判断する。そして、走行抵抗トルク補正部３３による補正量をゼロ又は開閉パターン出力部２１による速度指令を変更して戸閉速度を下げる等の切り換えを行う。なお、戸閉時のトルク指令と戸開時の補正値との比較においては、必ずしもこれらが全く同じではなくても、ある程度近いものであれば一致していると判定すればよい。
【００３８】
このように本実施形態によれば、戸開時と戸閉時でドラフトの影響が急激に変化した場合に、補正量をゼロにしたり、開閉パターン出力部２１による速度指定値を下げる等の切り換えを行うことにより、ドラフトの急激な変化にも対応することができる。従って、第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、戸開時と戸閉時でドラフトの影響が急激に変化した場合にも、安全性の高いドア閉成動作を実現することができる。即ち、戸開時の走行抵抗トルク、戸閉中のトルク指令を監視することで、想定外のドラフトが発生している場合にも戸閉速度を下げるなどして、より安全な戸閉動作を行うことが可能となる。
【００３９】
（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態に係わるエレベーターのドア制御装置を説明するためのもので、（ａ）は戸開時のトルク変化を示す図、（ｂ）は戸閉時のトルク変化を示す図であり、戸開する方向を正方向のトルクとしてドア位置に対するトルクを表している。
【００４０】
なお、本実施形態の基本構成は前記図６と実質的に同様であるので、省略する。図６と異なる部分は、トルク監視部３６の入力が速度制御器２２からのトルク指令のみとなっている点である。
【００４１】
想定外の昇降路内外の気圧差により戸開時の走行抵抗トルクが増大する。この状態で戸閉時のトルクリミッタや異常トルク検出しきい値を補正すると、戸閉時の挟まれに対する安全性が低下する。これを回避するため、戸開時の走行抵抗トルクが所定値を超えた場合には補正量をゼロとして戸閉速度を下げる等の切り換えを行い、安全性を確保する。ここで、補正量をゼロにする代わりに、補正量を小さくするようにしても良い。
【００４２】
従って本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、戸開時の走行抵抗トルクを監視することで、想定外のドラフトが発生している場合にも戸閉速度を下げるなどして、より安全な戸閉動作を行うことが可能となる。
【００４３】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、戸開時の走行トルクの情報を基に、トルクリミッタと異常トルク検出部の両方でしきい値の補正を行うようにしたが、何れか一方のみを補正するようにしても良い。また、エレベーターのドアが風を受けている状態は前記図２〜図４に限らないが、戸開時の走行抵抗トルク分を戸閉時にトルク補正量として与えることにより、如何なる状態にも対応することが可能である。さらに、第１〜第４の実施形態は適宜組み合わせて実施することも可能である。
【００４４】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１１…ドア駆動用モータ
１２…パルスエンコーダ
１３…速度検出器
２１…開閉パターン出力部
２２…速度制御器
２３…トルクリミッタ
２４…電流制御器
２５…電力変換器
２６…電流検出器
２９…異常トルク検出部
３１…走行抵抗トルク算出部
３２…走行抵抗トルク記憶部
３３…走行抵抗トルク補正部
３５…外部情報出力部
３６…トルク監視部
４１…乗り場ドアパネル
４２…乗り場出入り口柱
【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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