(57)【要約】【課題】救出運転時の乗りかごの速度の制御性を向上する技術を提供する。【解決手段】エレベータ装置（Ａ１０）は、乗りかご（Ａ１１）と、駆動シーブ（Ａ１２）と、ブレーキ（Ａ１３）と、制御部（Ａ１４）と、を有している。乗りかご（Ａ１１）は、ロープ（Ａ１８）に接続されている。駆動シーブ（Ａ１２）は、ロープ（Ａ１８）が巻きかけられ、ロープ（Ａ１８）を駆動することにより乗りかご（Ａ１１）を昇降させる。ブレーキ（Ａ１３）は、駆動シーブ（Ａ１２）に制動トルクを加えて回転を抑制する。制御部（Ａ１４）は、救出運転において、ブレーキ（Ａ１３）による駆動シーブ（Ａ１２）の回転を抑制する制動トルクを追従制御することにより、乗りかご（Ａ１１）を目的階に移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロープに接続された乗りかごと、
前記ロープが巻きかけられ、前記ロープを駆動することにより前記乗りかごを昇降させる駆動シーブと、
前記駆動シーブに制動トルクを加えて回転を抑制するブレーキと、
救出運転において、前記ブレーキによる前記駆動シーブの回転を抑制する制動トルクを追従制御することにより、前記乗りかごを目的階に移動させる制御部と、
を有するエレベータ装置。
【請求項２】
前記ブレーキは、前記制動トルクを電流によって制御できる構成であり、
前記制御部は、救出運転時、速度指令に基づいて、前記ブレーキに流す電流を追従制御する、
請求項１に記載のエレベータ装置。
【請求項３】
前記制御部は、通常時には前記ブレーキへの二値的な電流制御により、前記駆動シーブを固定または解放し、救出運転時には前記ブレーキへの連続的な電流制御により、前記駆動シーブの前記制御トルクを固定と解放の間の中間範囲で制御する、請求項２に記載のエレベータ装置。
【請求項４】
前記乗りかごの荷重を計測する秤部を更に有し、
前記制御部は、前記速度指令から定まるトルク指令と前記乗りかごの荷重とに基づいて、前記ブレーキに流す電流を決定する、請求項２に記載のエレベータ装置。
【請求項５】
前記駆動シーブに巻きかけられた前記ロープに、前記乗りかごの反対側に接続された釣り合い錘を更に有し、
前記制御部は、前記トルク指令と、前記乗りかごの荷重と前記釣り合い錘のアンバランスと、に基づいて、前記制動トルクを算出し、該制動トルクに基づいて前記ブレーキに流す電流を決定する、請求項４に記載のエレベータ装置。
【請求項６】
前記アンバランスに基づいて、救出運転時の速度指令を定める速度指令部を更に有する、請求項５に記載のエレベータ装置。
【請求項７】
前記速度指令部は、前記アンバランスによって加速および減速が可能な速度の遷移となるように前記速度指令を決定する、請求項８に記載のエレベータ装置。
【請求項８】
前記速度指令部は、前記アンバランスの絶対値が所定の閾値よりも小さいときには、前記アンバランスの絶対値が前記閾値よりも大きいときよりも、加速および減速を緩やかに速度を制御する、請求項６または７に記載のエレベータ装置。
【請求項９】
ロープに接続された乗りかごと、前記ロープが巻きかけられ、前記ロープを駆動することにより前記乗りかごを昇降させる駆動シーブと、前記駆動シーブに制動トルクを加えて回転を抑制するブレーキと、を有するエレベータ装置の制御方法において、
救出運転において、前記ブレーキによる前記駆動シーブの回転を抑制する制動トルクを追従制御することにより、前記乗りかごを目的階に移動させることを特徴とするエレベータ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階と階の中間に停止した乗りかごをいずれかの階まで移動させるエレベータの救出運転に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータにおいてはモータやインバータの故障などにより、階と階の間の乗客が乗降できない位置に乗りかごが停止することがある。そのようなときには救出運転によって、乗りかごを乗客が乗降することが可能ないずれかの階まで移動させる必要がある。
【０００３】
特許文献１には、通常時には停止した乗りかごを固定するために用いられるブレーキを、救出運転時に動作させることにより乗りかごを移動させる技術が開示されている。特許文献１に開示された技術は、ブレーキコイルに断続的に電圧を印加してブレーキのオンとオフを交互に繰り返すことにより、乗り心地が悪くなるのを防止しつつ、短時間で乗りかごを目的階まで移動させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００９／０１３８２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された救出運転の技術は、ブレーキのオンとオフを繰り返しながら、乗りかごを移動させるものであるため、乗りかごは加速と減速を交互に頻繁に繰り返しながら移動することになる。そのため、救出運転時の乗りかごの速度の制御性が悪く、乗り心地は必ずしも良いとは言えないものであった。また、速度制御が粗いため、目的階の着床位置への着床の精度も良くなかった。
【０００６】
本発明の目的は、救出運転時の乗りかごの速度の制御性を向上する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によるエレベータ装置は、ロープに接続された乗りかごと、前記ロープが巻きかけられ、前記ロープを駆動することにより前記乗りかごを昇降させる駆動シーブと、前記駆動シーブに制動トルクを加えて回転を抑制するブレーキと、救出運転において、前記ブレーキによる前記駆動シーブの回転を抑制する制動トルクを追従制御することにより、前記乗りかごを目的階に移動させる制御部と、を有している。
【０００８】
また、上記エレベータ装置において、前記ブレーキは、前記制動トルクを電流によって制御できる構成であり、前記制御部は、救出運転時、速度指令に基づいて、前記ブレーキに流す電流を追従制御することにしてもよい。
【０００９】
また、上記エレベータ装置において、前記制御部は、通常時には前記ブレーキへの二値的な電流制御により、前記駆動シーブを固定または解放し、救出運転時には前記ブレーキへの連続的な電流制御により、前記駆動シーブの前記制御トルクを固定と解放の間の中間範囲で制御することにしてもよい。
【００１０】
また、上記エレベータ装置において、前記乗りかごの荷重を計測する秤部を更に有し、前記制御部は、前記速度指令から定まるトルク指令と前記乗りかごの荷重とに基づいて、前記ブレーキに流す電流を決定することにしてもよい。
【００１１】
また、上記エレベータ装置において、前記駆動シーブに巻きかけられた前記ロープに、前記乗りかごの反対側に接続された釣り合い錘を更に有し、前記制御部は、前記トルク指令と、前記乗りかごの荷重と前記釣り合い錘のアンバランスと、に基づいて、前記制動トルクを算出し、該制動トルクに基づいて前記ブレーキに流す電流を決定することにしてもよい。
【００１２】
また、上記エレベータ装置において、前記アンバランスに基づいて、救出運転時の速度指令を定める速度指令部を更に有することにしてもよい。
【００１３】
また、上記エレベータ装置において、前記速度指令部は、前記アンバランスによって加速および減速が可能な速度の遷移となるように前記速度指令を決定することにしてもよい。
【００１４】
また、上記エレベータ装置において、前記速度指令部は、前記アンバランスの絶対値が所定の閾値よりも小さいときには、前記アンバランスの絶対値が前記閾値よりも大きいときよりも、加速および減速を緩やかに速度を制御することにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、救出運転時の乗りかごの速度の制御性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態によるエレベータ装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】本実施例によるエレベータ装置のブロック図である。
【図３Ａ】ブレーキ装置を説明するための説明図である。
【図３Ｂ】図３Ａのブレーキ装置におけるコイル電流に対する制動トルクの特性を示すグラフである。
【図４Ａ】かご内積載荷重が定格の１０％である場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４Ｂ】かご内積載荷重が定格の９０％である場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の基本的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態によるエレベータ装置の概略構成を示す構成図である。図１を参照すると、エレベータ装置Ａ１０は、乗りかごＡ１１、駆動シーブＡ１２、ブレーキＡ１３、制御部Ａ１４、秤部Ａ１５、釣合い錘Ａ１６、および速度指令部Ａ１７を有している。
【００１９】
乗りかごＡ１１と釣り合い錘Ａ１６がロープＡ１８の両端に接続されている。
【００２０】
駆動シーブＡ１２は、ロープＡ１８が巻きかけられており、回転でロープＡ１８を駆動することにより乗りかごＡ１１を昇降させる。
【００２１】
ブレーキＡ１３は、駆動シーブＡ１２に制動トルクを加えて回転を抑制する。
【００２２】
制御部Ａ１４は、インバータやモータなどの不図示の構成による、駆動シーブＡ１２の駆動を制御する制御部である。救出運転においては、制御部Ａ１４は、駆動シーブＡ１２の回転を抑制するブレーキＡ１３による制動トルクを追従制御することにより、乗りかごＡ１１を目的階に移動させる。
【００２３】
本実施形態によれば、救出運転時、駆動シーブＡ１２の回転を抑制する制動トルクを追従制御するので、乗りかごＡ１１の速度の制御性を向上することができる。
【００２４】
また、ブレーキＡ１３は、制動トルクを電流によって制御できる電磁コイル式のブレーキである。そして、制御部Ａ１４は、通常時にはブレーキＡ１３への二値的な電流制御により、駆動シーブＡ１２を固定または解放しているが、救出運転時には、速度指令に基づいて、ブレーキＡ１３に流す電流を追従制御する。救出運転時の制御部Ａ１４による制御は二値的ではなく、ブレーキＡ１３への連続的な電流制御により、駆動シーブＡ１２の制御トルクを固定と解放の間の中間範囲に制御するものである。その結果、連続的な電流制御によって正確かつ滑らかに乗りかごＡ１１を移動させることが可能になっている。
【００２５】
また、秤部Ａ１５が乗りかごＡ１１の荷重を計測し、制御部Ａ１４は、速度指令から定まるトルク指令と乗りかごＡ１１の荷重とに基づいて、ブレーキＡ１３に流す電流を決定する。その際、制御部Ａ１４は、トルク指令と、乗りかごＡ１１の荷重と釣り合い錘Ａ１６のアンバランスと、に基づいて制動トルクを算出し、算出した制動トルクに基づいて、ブレーキＡ１３に流す電流を決定してもよい。なお、釣り合い錘Ａ１６の重さは予め分かっている。
【００２６】
本実施形態における速度指令は、乗りかごＡ１１が緊急停止した位置と、乗りかごＡ１１を移動させる位置とによって定まる所定の速度遷移をするような指令であってもよい。あるいは、速度指令部Ａ１７が、乗りかごＡ１１と釣合い錘Ａ１６とのアンバランスに基づいて、救出運転時の速度指令を定めることにしてもよい。
【００２７】
速度指令部Ａ１７が乗りかごＡ１１と釣合い錘Ａ１６とのアンバランスに基づいて救出運転時の速度指令を定める場合、速度指令部Ａ１７は、そのアンバランスによって加速および減速が可能な速度の遷移となるように速度指令を決定するとよい。これによれば、例えばアンバランスが小さく通常の加速あるいは減速が得られない場合でも、アンバランスの量に応じた速度制御が可能となる。その際、速度指令部Ａ１７は、アンバランスの絶対値が所定の閾値よりも小さいときには、アンバランスの絶対値が閾値よりも大きいときよりも、加速および減速を緩やかに速度を制御すればよい。
【００２８】
以下、より具体的な実施例について説明する。
【００２９】
図２は本実施例によるエレベータ装置のブロック図である。図３Ａは、ブレーキ装置を説明するための説明図である。図３Ｂは、図３Ａのブレーキ装置におけるコイル電流に対する制動トルクの特性を示すグラフである。
【００３０】
本実施例は、乗りかご１が緊急停止した位置と乗りかご１を移動させる位置とによって速度指令が所定の速度遷移に定まるものとし、図１の速度指令部Ａ１７に相当する機能が省かれている。
【００３１】
図２を参照すると、乗りかご１と釣合い錘３はロープ４を介して接続され、ロープ４は駆動シーブ２に巻き掛けられている。通常、乗りかご１とつり合いおもり３とにはアンバランスがあるが、エレベータ停止時、乗りかご１とつり合いおもり３はブレーキ装置５によって静止保持されている。
【００３２】
エレベータ通常運転時、ブレーキ釈放電流指令部１５からの電流指令に相当する、ブレーキ制動トルクをゼロにするのに十分な電流が、ブレーキ電流制御部１６からブレーキ装置５に通電される。その状態で、乗りかご１はモータ６により昇降動作する。
【００３３】
通常運転時の乗りかご１の速度は次の手段により制御される。
【００３４】
階間を移動するに最適な速度指令ω＊が速度指令発生部１１より速度制御部１２に与えられ、速度制御部１２は、速度検出器７からの速度ωが速度指令ω＊に追従するように、駆動シーブ２のトルク指令Ｔ＊を制御する。
【００３５】
通常運転において切替スイッチ１３ａ及び１３ｂは、図２における上側に接続されており、このトルク指令Ｔ＊はインバータ電流制御部１４に入力される。インバータ電流制御部１４は、トルク指令Ｔ＊に応じたトルクをモータ６で発生させるだけの電力を、インバータ８からモータ６に供給させる。
【００３６】
ここで図３Ａ、図３Ｂを用いて、ブレーキ装置５の装置構成と、コイル電流と制動トルクとの関係とについて説明する。
【００３７】
エレベータ停止時には、電磁コイル５１には通電していない（コイル電流＝０）。そのため、バネ５２の伸びようとするバネ力によってライニング５３がディスク５４に押し付けられ、最大の制動トルクＴｂ１が発生する。
【００３８】
一方、エレベータ運転時には、電磁コイルに電流が通電され、電磁コイル５１の吸引力により制動トルクが低下し、電磁コイル５１の吸引力がバネ５２のバネ力よりも大きくなると、ライニング５３がディスク５４から離れてブレーキが釈放され、制動トルクがゼロになる。エレベータの通常の運用では、制動トルクがゼロになる電流値より大きめの電流が設定される。例えば、図３ＢにおけるＩｂ１の電流値がブレーキ釈放電流指令部１５に設定される電流値である。
【００３９】
このように通常のエレベータの運用においてブレーキ装置５は、コイル電流＝０の制動トルクＴｂ１の点と、コイル電流＝Ｉｂ１の制動トルクゼロの点とだけを使用するように二値的に制御される。
【００４０】
一方、救出運転においては、それら２点の間の特性を利用し、コイル電流によって制動トルクを連続的に制御する。
【００４１】
救出運転時の乗りかごの速度制御について説明する。
【００４２】
救出運転時は、切替スイッチ１３ａ及び１３ｂが図１における下側に切り替わる。速度指令発生部１１から救出運転専用の速度指令ω＊が速度制御部１２に出力される。速度制御部１２は、速度検出器７で検出される速度ωが、速度指令ω＊に追従するように、駆動シーブ２のトルク指令Ｔ＊を制御する。
【００４３】
切替スイッチ１３ａが図１における下側に向いているため、このトルク指令Ｔ＊は、救出運転ブレーキ電流指令部１７へ出力される。救出運転ブレーキ電流指令部１７は、トルク指令Ｔ＊と、乗りかご１の秤装置９からのかご内負荷情報Ｍｃとに応じて、ブレーキ装置５のコイル電流Ｉｂ＊を決定し、ブレーキ電流制御部１６へ出力する。
【００４４】
具体的には、先ず、アンバランストルク演算部１９が、かご内負荷情報Ｍｃから、乗りかご１と釣合い錘３とのアンバランスによるアンバランストルクＴｃを演算する。
アンバランストルクＴｃ＝ｆｃ（Ｍｃ）  ・・・（１）
但し、ｆｃ（）はＭｃに対する関数であり、式（２）をマイコン内メモリに格納しておくか、あるいは、入力と出力の関係を示す関数テーブルを予め演算で求めておき、マイコン内メモリに格納しておく。
アンバランストルクＴｃ＝（ＢＰ−Ｍｃ）／５０％×Ｔｍ  ・・・（２）
但し、ＢＰはバランスポイント（通常４０〜５０％）であり、Ｍｃはかご内負荷情報（０〜１００％）であり、Ｔｍはモータ定格トルク［Ｎｍ］であるとする。
【００４５】
式（３）のように、このアンバランストルクＴｃとトルク指令Ｔ＊との差分Ｔｂ＊がブレーキ装置５で発生すべき制動トルクの指令値になる。
制動トルク指令Ｔｂ＊＝Ｔ＊−Ｔｃ  ・・・（３）
【００４６】
コイル電流演算部１８は、式（４）のように、制動トルク指令Ｔｂ＊から、制動トルクに応じたコイル電流を演算する。
コイル電流指令Ｉｂ＊＝ｆｂ（｜Ｔｂ＊｜）  ・・・（４）
但し、ｆｂ（）はＴｂ＊の絶対値に対する関数であり、入力と出力の関係を予め演算で求め、関数テーブルとしてマイコン内メモリに格納しておく。
【００４７】
図４Ａは、かご内積載荷重が定格の１０％である場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。この場合、救出運転時には乗りかご１は上昇する。図４Ｂは、かご内積載荷重が定格の９０％である場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。この場合、救出運転時には乗りかご１は下降する。
【００４８】
図４Ａ、４Ｂには、かご内積載荷重が１０％と９０％の時における救出運転時の乗りかご１の速度ω、加速度、乗りかご１とつり合いおもり３とのアンバランストルクＴｃ、ブレーキ装置５の制動トルクＴｂ、ブレーキ装置５の制動力Ｔｂの関係が示されている。
【００４９】
まず、図４Ａについて説明する。
【００５０】
乗りかご１が釣合い錘３よりも軽く、すなわちアンバランストルクＴｃが正の値なので、図４Ａに示す速度ωのように、乗りかご１は、加速によって上昇方向の一定速度になり、その後に減速して停止するように制御される。
【００５１】
その場合、制動トルクＴｂ＊を、アンバランストルクＴｃを打ち消すトルクと、加速度を発生させるトルクとを合成したトルク（Ｔ＊−Ｔｃ）に制御する。その場合、ブレーキ制動力Ｔｂを、アンバランスＴｃを打ち消して乗りかご１を停止しておくだけの値から、トルクを弱めると加速が起こる。その後、また、ブレーキ制動力Ｔｂを、アンバランスＴｃを打ち消すだけの値にすると、乗りかご１が一定速度になる。その後、ブレーキ制動力Ｔｂを、アンバランスＴｃを打ち消すだけでなく、乗りかご１を減速させるだけの値にするとお、乗りかご１は減速して停止する。
【００５２】
次に、図４Ａについて説明する。
【００５３】
乗りかご１が釣合い錘３よりも重く、すなわちアンバランストルクＴｃが負の値なので、図４Ｂに示す速度ωのように、乗りかご１は、加速によって下降方向の一定速度になり、その後に減速して停止するように制御される。図４ＢではアンバランストルクＴｃが図４Ａと逆方向なので、速度ω、加速度、アンバランストルクＴｃ、制動トルクＴｂ＊が図４Ａと正負逆になる。しかし、ブレーキ制動力Ｔｂは、アンバランストルクＴｃを打ち消せば一定速度となり、それ弱くすれば加速し、強くすれば減速するというものなので、図４Ａと図４Ｂとで違いは無い。
【００５４】
ブレーキ装置５に電流を通電しない時の制動トルクＴｂ１（図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ参照）の値は、通常、乗りかご１とつり合いおもり３とのアンバランストルクの最大値の３倍程度に設計される。このため、救出運転の速度パターンに必要な加速や減速におけるトルク変化を考慮しても、制動トルクには余裕がある。また，速度制御部２により、乗りかご１の速度ωをフィードバック制御するため、乗りかご１の加速は滑らかになり、良好な乗り心地が確保される。さらに、トルク指令Ｔ＊に対して連続的にブレーキ装置５のコイル電流を制御することができるため、高い着床精度を実現できる。
【００５５】
以上、本実施例によれば、トルク指令Ｔ＊と、乗りかご１の秤装置９からのかご内負荷情報Ｍｃとに応じて、ブレーキ装置５の電磁コイル５１に流す電流を連続的に制御できるため、救出運転時であっても乗り心地を左右する乗りかご１の加減速度を滑らかに制御することができ、良好な乗り心地と高い着床精度を実現できる。
【００５６】
なお、乗りかご１と釣合い錘３とのアンバランスの絶対値が小さいと、図４Ａ、４Ｂにおけるブレーキ制動力Ｔｂの平坦部の値が小さくなる。乗りかご１を所定の速度遷移で加速するための図４Ａ、４Ｂにおけるブレーキ制動力Ｔｂの凹部（極小部）がゼロより下（つまり負の値）になるようであると、所定の速度遷移を実現することができなくなる。そのような場合のために、本実施例でも、図１と同様に速度指令部Ａ１７を設け、速度指令部Ａ１７がアンバランスに基づいて救出運転時の速度指令を定めることにしてもよい。
【００５７】
上述した本発明の実施形態および実施例は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態あるいは実施例のみに限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１１…速度指令発生部、１２…速度制御部、１３ａ…切替スイッチ、１３ｂ…切替スイッチ、１４…インバータ電流制御部、１５…ブレーキ釈放電流指令部、１６…ブレーキ電流制御部、１７…救出運転ブレーキ電流指令部、１８…コイル電流演算部、１９…アンバランストルク演算部、２…駆動シーブ、３…釣り合い錘、４…ロープ、５…ブレーキ装置、５１…電磁コイル、５２…バネ、５３…ライニング、５４…ディスク、６…モータ、７…速度検出器、８…インバータ、９…秤装置、Ａ１０…エレベータ装置、Ａ１１…乗りかご、Ａ１２…駆動シーブ、Ａ１３…ブレーキ、Ａ１４…制御部、Ａ１５…秤部、Ａ１６…釣り合い錘、Ａ１７…速度指令部、Ａ１８…ロープ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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