エレベータのドア制御装置
【課題】各階床毎に制御データを保持するためのメモリや複雑な演算処理を必要とせずに、過負荷検出の基準値を最適化でき、その基準値を用いて過負荷検出を高精度に行う。
【解決手段】定速走行トルク演算部２１およびドア重量演算部２２を備え、各階床の戸開時に定速走行トルクＴｓとドア重量Ｍを演算にて求める。この定速走行トルクＴｓとドア重量Ｍを過負荷基準値設定部１９に与えることにより、戸閉時の過負荷検出基準値Ｔｏｌを最適化して、高精度な過負荷検出を行うことができる。
【解決手段】定速走行トルク演算部２１およびドア重量演算部２２を備え、各階床の戸開時に定速走行トルクＴｓとドア重量Ｍを演算にて求める。この定速走行トルクＴｓとドア重量Ｍを過負荷基準値設定部１９に与えることにより、戸閉時の過負荷検出基準値Ｔｏｌを最適化して、高精度な過負荷検出を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータのかごドア（乗りかご側のドア）の開閉動作を制御するためのドア制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、エレベータのドア制御装置では、走行中にかごドアが開かないように、戸閉方向に一定の保持トルクを掛けている。また、戸閉時に乗客や物がドアに挟まれたことを過負荷状態として検出し、戸閉動作を停止する機能（これを過負荷検出機能と呼ぶ）を備えているのが一般的である。
【０００３】
図１０に従来のエレベータのドア制御装置の構成を示す。図中のＤ１，Ｄ２，Ｄ３は減算器である。
【０００４】
かごドアの速度制御を行うため、ドア駆動用モータ１１にはパルスエンコーダ１２が設置されている。このパルスエンコーダ１２の出力信号は、モータ速度演算部１８にてモータ速度に変換されて、速度制御系へフィードバックされる。
【０００５】
速度指令発生部１５は、予め設定された目標速度に従って速度指令値Ｖｒｅｆを出力する。速度制御部１６は、モータ速度演算部１８から出力されるモータ実速度Ｖｍと速度指令発生部１５から出力される速度指令値Ｖｒｅｆとの速度偏差信号に基づいて、ドア駆動用モータ１１に対するトルク指令値Ｔｒｅｆを出力する。
【０００６】
一方、電流トルク変換部１７は、ドア駆動用モータ１１の実電流をトルク電流に変換することにより、そのトルク電流に基づいてモータ実トルクＴｍを出力する。電流制御部１４は、電流トルク変換部１７から出力されるモータ実トルクＴｍと速度制御部１６から出力されるトルク指令Ｔｒｅｆとが一致するように、電力変換部１３への電圧指令を制御する。これにより、電力変換部１３からドア駆動用モータ１１に対して所要の電力供給がなされて、かごドアが目標速度で戸閉方向または戸開方向に移動することになる。
【０００７】
ここで、戸閉時の過負荷状態を検出するための過負荷検出機能として、過負荷基準値設定部１９および過負荷判定部２０が設けられる。
【０００８】
過負荷基準値設定部１９は、ドア重量Ｍと定常走行時のトルクＴｓに基づいて過負荷検出基準値Ｔｏｌを算出する。過負荷判定部２０は、速度制御部１６から出力される過負荷検出基準値Ｔｏｌと過負荷基準値設定部１９から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆとの差分が所定値以上の場合に必要以上の負荷が働いているものとして判定し、異常信号を出力する。この異常信号は、図示せぬ上位の制御装置に与えられる。これにより、戸閉動作が直ちに停止されることになる。
【０００９】
このような構成において、過負荷基準値設定部１９に与えられるドア重量Ｍと定速走行トルクＴｓの値は、ドアの機構や間口などから予め固定的に定められている。なお、定速走行時のトルクＴｓを使用するのは、減速時や加速時ではトルク力が変動しているため、過負荷状態を正確に検出できないことによる。このドア重量Ｍと定速走行トルクＴｓを用いて過負荷検出の標準値となるＴｏｌを設定し、その基準値Ｔｏｌとトルク指令値Ｔｒｅｆとの比較から乗客の手や荷物がドアに挟まれたときの過負荷状態を検出する。
【００１０】
しかしながら、各階床毎に乗場側のドアの意匠などが異なることがある。その結果、各階床でドア重量Ｍや定速走行トルクＴｓに誤差が生じ、過負荷検出の精度に影響するといった問題がある。
【００１１】
また、戸閉時の速度（速度指令値Ｖｒｅｆ）はドア重量Ｍによらずに一定であるため、ドア重量Ｍが大きい階床では、戸閉力の基準を満足できなくなる可能性がある。この場合、戸閉力の基準を満足するように戸閉速度を下げると、例えば各階床の一部でドア重量Ｍが大きいな場合に、他の階床での戸閉速度も下がってしまうことになり、エレベータの運行時間に影響を及ぼすことになる。
【００１２】
そこで、従来、このような問題を解消するため、各階床でドアを開閉する毎に制御データを学習し、その学習結果に基づいて各階のドア重量を同定して、過負荷検出の精度を上げる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１５９４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１のような方法では、各階床毎に制御データを保持しておくためのメモリを必要とし、また、これらの制御データを用いて複雑な演算処理を行うため、その処理に時間がかかるなどの問題がある。
【００１４】
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、各階床毎に制御データを保持するためのメモリや複雑な演算処理を必要とせずに、過負荷検出の基準値を最適化でき、その基準値を用いて過負荷検出を高精度に行うことのできるエレベータ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】
【００１５】
本発明に係るエレベータのドア制御装置は、エレベータのドアを開閉駆動するためのドア駆動用モータと、このドア駆動用モータを目標速度で駆動するための速度指令値を発生する速度指令発生手段と、上記ドア駆動モータの実速度を検出する速度検出手段と、上記速度指令発生手段から出力された速度指令値と上記速度検出手段にて検出されたモータ実速度との偏差に基づいて上記ドア駆動用モータに対するトルク指令値を出力する速度制御手段とを備えたエレベータのドア制御装置において、上記ドアの戸開中に得られる定速走行トルクと上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいて戸閉時の定速走行トルクを算出する定速走行トルク演算手段と、上記ドアの戸開中に得られる加減速トルクと上記速度指令値から得られる加減速値とに基づいてドア重量を算出するドア重量演算手段と、上記定速走行トルク演算手段によって算出された戸閉時の定速走行トルクと上記ドア重量演算手段によって算出されたドア重量とに基づいて過負荷検出基準値を設定する過負荷基準値設定手段と、この過負荷基準値設定手段によって設定された過負荷検出基準値に基づいて戸閉時の過負荷状態を判定する過負荷判定手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、各階床毎に制御データを保持するためのメモリや複雑な演算処理を必要とせずに、過負荷検出の基準値を最適化でき、その基準値を用いて過負荷検出を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
まず、本発明のエレベータのかごドア制御装置に用いられるかごドアの構成について説明する。
【００１９】
図１はそのかごドアの構成を示す図であり、２枚のドアパネルを有する左右中開きタイプのかごドアの構成が示されている。
【００２０】
一対のかごドア（ドアパネル）１ａ，１ｂは、ベルト２を介して中央中開で左右方向に開閉自在に支持されている。ベルト２は、一対のプーリ３ａ，３ｂに巻き掛けられており、一方のプーリ３ｂの軸にドア駆動用モータ１１が連結されている。かごドア１ａ，１ｂは、それぞれベルト２の上側、下側に結合され、ドア駆動用モータ１１の回転方向に応じて、戸開方向または戸閉方向に移動する。
【００２１】
なお、各階の設置された図示せぬ乗場ドアは、乗りかごが着床したときに、かごドア１ａ，１ｂに係合して開閉動作する。この場合、乗り場ドアが単独で自閉できるように、重りや巻き取り式の機構を持つ自閉装置が設置されているのが一般的であり、その自閉装置の機構部戸閉力Ｔｗが常に発生している。
【００２２】
次に、かごドア１ａ，１ｂを開閉駆動するためのドア制御装置の構成について説明する。
【００２３】
図２は本発明の第１の実施形態に係るエレベーエレベータ御装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０と同じ部分には、同一符号を付して説明する。
【００２４】
図２に示すように、このドア制御装置には、ドア駆動用モータ１１、パルスエンコーダ１２、電力変換部１３、電流制御部１４、速度指令発生部１５、速度制御部１６、電流トルク変換部１７、モータ速度演算器１８、過負荷基準値設定部１９、過負荷判定部２０が備えられている。
【００２５】
ドア駆動用モータ１１は、図１に示したかごドア１ａ，１ｂを開閉動作させるためのモータである。パルスエンコーダ１２は、このドア駆動用モータ１１の回転軸などに取り付けられており、ドア駆動用モータ１１の回転速度に応じてパルス信号を出力する。モータ速度演算器１８は、パルスエンコーダ１２から出力されるパルス信号に基づいてモータ実速度Ｖｍを求め、速度制御系にフィードバックする。
【００２６】
速度指令発生部１５は、予め設定された目標速度に従って速度指令値Ｖｒｅｆを出力する。速度制御部１６は、モータ速度演算部１８から出力されるモータ実速度Ｖｍと速度指令発生部１５から出力される速度指令値Ｖｒｅｆとの速度偏差信号に基づいて、ドア駆動用モータ１１に対するトルク指令値Ｔｒｅｆを出力する。
【００２７】
一方、電流トルク変換部１７は、ドア駆動用モータ１１の実電流をトルク電流に変換することにより、そのトルク電流に基づいてモータ実トルクＴｍを出力する。電流制御部１４は、電流トルク変換部１７から出力されるモータ実トルクＴｍと速度制御部１６から出力されるトルク指令Ｔｒｅｆとが一致するように、電力変換部１３への電圧指令を制御する。これにより、電力変換部１３からドア駆動用モータ１１に対して所要の電力供給がなされて、かごドア１ａ，１ｂが目標速度で戸閉方向または戸開方向に移動することになる。
【００２８】
また、過負荷基準値設定部１９は、ドア重量Ｍと定常走行時のトルクＴｓとに基づいて過負荷検出基準値Ｔｏｌを算出する。過負荷判定部２０は、速度制御部１６から出力される過負荷検出基準値Ｔｏｌと過負荷基準値設定部１９から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆとの差分が所定値以上の場合に必要以上の負荷が働いているものとして判定し、異常信号を出力する。この異常信号は、図示せぬ上位の制御装置に与えられる。これにより、戸閉動作が直ちに停止されることになる。
【００２９】
ここで、第１の実施形態では、各階床毎に戸開時の定速走行トルクＴｓを演算にて求める定速走行トルク演算部２１と、ドア重量Ｍを演算にて求めるドア重量演算部２２とを備え、これらによって演算された結果を過負荷基準値設定部１９に与える構成としている。
【００３０】
以下に、この定速走行トルク演算部２１とドア重量演算部２２の動作について、図３及び図４を参照して詳しく説明する。
【００３１】
図３は戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆの波形を示す図である。図４は戸閉時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆと過負荷検出基準値Ｔｏｌの波形を示す図である。
【００３２】
図１で説明したように、機構部戸閉力Ｔｗは、乗り場ドアが単独で自閉できるように重りや巻き取り式の機構を持つ自閉装置が発生する力である。第１の実施形態では、この機構部戸閉力Ｔｗが予め初期設定されているものとする。
【００３３】
図３に示す戸開時のトルク指令値Ｔｒｅｆにおいて、戸開時の定速走行トルクをＴｓｏｐとすると、戸閉時の定速走行トルクＴｓｃｌは、以下のような式で表される。
【００３４】
Ｔｓｃｌ＝Ｔｓｏｐ−２Ｔｗ …（１）
なお、Ｔｓｏｐの“ｏｐ”はｏｐｅｎの略、Ｔｓｃｌの“ｃｌ”はｃｌｏｓｅの略である。
【００３５】
定速走行トルク演算部２１は、トルク指令Ｔｒｅｆから得られる戸開時の定速走行トルクＴｓｏｐと予め設定された機構部戸閉力Ｔｗを入力として、上記（１）式に従って戸閉時の定速走行トルクＴｓｃｌを算出し、これを基準値設定用のパラメータとして過負荷基準値設定部１９に出力する。
【００３６】
次に、図３に示す戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆにおいて、加速度Ａａｃｃ、減速度Ａｄｅｃ、加速トルクＴａｃｃ、減速トルクＴｄｅｃには、以下のような関係が成り立つ。
【００３７】
Ｍ＝Ｔａｃｃ／Ａａｃｃ＝Ｔｄｅｃ／Ａｄｅｃ …（２）
上記（２）式は、トルク＝加速度×重量といった関係式に基づいた式である。
【００３８】
ドア重量演算部２２は、トルク指令Ｔｒｅｆから得られる戸開時の加減速トルクＴａｃｃ，Ｔｄｅｃと戸開時の速度指令Ｖｒｅｆから得られる加減速値Ａａｃｃ，Ａｄｅｃを入力として、上記（２）式に従ってドア重量Ｍを算出し、これを基準値設定用のパラメータとして過負荷基準値設定部１９に出力する。
【００３９】
このようにして、定速走行トルクＴｓとドア重量Ｍが過負荷基準値設定部１９に与えられると、過負荷基準値設定部１９では、これらの値に基づいて過負荷検出基準値Ｔｏｌを算出する。
【００４０】
ここで、図４に示すように、過負荷検出基準値Ｔｏｌは、過負荷状態でない場合にはトルク指令Ｔｒｅｆとほぼ一致する。乗客の手や荷物などがドアに挟まり、過負荷状態にあると、トルク指令Ｔｒｅｆが上がるので、過負荷検出基準値Ｔｏｌとの差分が大きくなる。過負荷判定部２０では、この差分が所定値以上となった場合に過負荷状態と判定して異常信号を図示せぬ上位の制御装置に出力する。制御装置では、これを受けて戸閉動作を直ちに停止制御する。
【００４１】
なお、上記（１）、（２）式の演算に使用するトルク指令Ｔｒｅｆは、電流トルク変換部１７から得られる実トルクＴｍに置き換えても良い。以降の説明についても同様である。
【００４２】
このように、戸開時の定速走行トルクとドア重量とに基づいて用いて戸閉時の過負荷検出基準値を算出することで、各階床毎に制御データを収集しながら重量データを計算する等の複雑な処理を必要とすることなく、過負荷検出基準値を最適化して精度の高い過負荷検出を行うことができる。
【００４３】
なお、戸開時の過負荷検出を行う場合には、従来と同様に予め設定されたドア重量と定常走行時のトルクから求めた負荷検出基準値を用いて過負荷状態の判定を行うものとする。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４５】
上記第１の実施形態では、機構部戸閉力Ｔｗが予め初期設定されているものとして説明したが、第２の実施形態では、これを演算にて求める機能を備える。さらに、走行抵抗分のトルクＴｒを演算にて求め、その抵抗トルクＴｒにて定速走行トルクＴｓを調整する機能を備える。
【００４６】
なお、「抵抗トルクＴｒ」はドアの摩擦成分に相当するトルクである。「定速走行トルクＴｓ」は、この「抵抗トルクＴｒ」に「機構部戸閉力Ｔｗ」を加えたものである。
【００４７】
図５は本発明の第２の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図５において、上記第１の実施形態における図２の構成と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。図６は戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆの波形を示す図である。
【００４８】
図５に示すように、第２の実施形態では、図２の構成に加えて、機構部戸閉力Ｔｗを演算するための機構部戸閉力演算部２３と、抵抗トルクＴｒを演算するための抵抗トルク演算部２４が設けられている。
【００４９】
機構部戸閉力演算部２３は、トルク指令値Ｔｒｅｆから戸開時の定速走行トルクＴｓｏｐと戸閉時の定速走行トルクＴｓｃｌを求め、これらの差分から機構部戸閉力Ｔｗを以下のようにして算出する。
【００５０】
Ｔｓｏｐ＝Ｔｒ＋Ｔｗ …（３）
Ｔｓｃｌ＝Ｔｒ−Ｔｗ …（４）
Ｔｗ＝（Ｔｓｏｐ−Ｔｓｃｌ）／２ …（５）
ここで、Ｔｒはドアの走行抵抗（摩擦抵抗）分のトルクである。この機構部戸閉力演算部２３にて算出された機構部戸閉力Ｔｗは、定速走行トルク演算部２１に与えられる。以後の動作は上記第１の実施形態と同様である。
【００５１】
このように、機構部戸閉力Ｔｗを適宜算出することにより、例えば風圧によりドアが閉まりきらないなどの理由で自閉装置が調整された場合でも、常に現状の機構部戸閉力Ｔｗを正確に求めて定速走行トルク演算部２１に与えることができる。その結果、より適切な過負荷検出基準値Ｔｏｌを設定することができ、その過負荷検出基準値Ｔｏｌを用いて高精度な過負荷検出を行うことが可能となる。
【００５２】
また、上記機構部戸閉力演算部２３にて算出された機構部戸閉力Ｔｗは、抵抗トルク演算部２４にも与えられる。走行抵抗トルク演算部２４は、この機構部戸閉力Ｔｗとトルク指令値Ｔｒｅｆを入力として、以下のようにして抵抗トルクＴｒを求める。
【００５３】
すなわち、図６に示すように、戸開時のトルク指令値Ｔｒｅｆにおいて、戸開加速終了後の定速走行トルクをＴｓｏｐ１、そのときの抵抗トルクをＴｒ１とする。戸開減速終了後の定速走行トルクをＴｓｏｐ２、そのときの抵抗トルクをＴｒ２とする。さらに、戸開加速トルクと戸開減速トルクのピーク値をそれぞれＴａｃｃｐ、Ｔｄｅｃｐとし、これらの平均値から推測される抵抗トルクをＴｒ３とすると、以下のような式が成り立つ。
【００５４】
Ｔｒ１＝Ｔｓｏｐ１−Ｔｗ …（６）
Ｔｒ２＝Ｔｓｏｐ２−Ｔｗ …（７）
Ｔｒ３＝（Ｔａｃｃｐ−Ｔｄｅｃｐ）／２−Ｔｗ …（８）
ここで、戸開中に乗客や荷物などがドアに触れていると、過渡的に負荷が発生するため、図６のようにトルクが変化する。この場合、加速時に乗客がドアに触れていると、Ｔｒ１とＴｒ２に比較して、Ｔｒ３の値が大きくなる。また、定速時に乗客がドアに触れていると、Ｔｒ２とＴｒ３に比較して、Ｔｒ１の値が大きくなる。減速時に乗客がドアに触れていると、Ｔｒ１とＴｒ３に比較して、Ｔｒ２の値が大きくなる。
【００５５】
そこで、抵抗トルク演算部２４は、上記（６）〜（８）式により求めた抵抗トルクＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３の中から最も高い値を有する抵抗トルクを異常値として排除し、残りの２つの抵抗トルクから最終的な抵抗トルクＴｒを設定して定速走行トルク演算部２１に与える。
【００５６】
図６の例は、定速時に乗客がドアに触れるなどして過渡的な負荷が発生した場合を表している。この場合、Ｔｒ１＞Ｔｒ２＝Ｔｒ３となるため、以下のようにＴｒ１を除く、Ｔｒ２とＴｒ３から定速走行トルク演算部２１に与える最終的な抵抗トルクＴｒを求めることになる。
【００５７】
Ｔｒ＝（Ｔｒ２＋Ｔｒ３）／２ …（９）
定速走行トルク演算部２１では、抵抗トルク演算部２４から与えられた抵抗トルクＴｒを用いて定速走行トルクＴｓを求める。すなわち、戸開時にはＴｓ＝Ｔｒ＋Ｔｗ、戸閉時にはＴｓ＝Ｔｒ−Ｔｗといった演算にて定速走行トルクＴｓを求め、これを過負荷基準値設定部１９に出力する。
【００５８】
このように、戸開時に乗客や荷物がドアに触れるなどして過渡的に負荷が発生した場合でも、適切な抵抗トルクＴｒを算出することができ、その抵抗トルクＴｒを定速走行トルク演算部２１に与えることで、戸閉時の過負荷検出基準値Ｔｏｌが必要以上に大きくなることを防いで、高精度な過負荷検出を行うことができる。
【００５９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６０】
第３の実施形態では、上記第２の実施形態の構成において、ドア重量Ｍおよび抵抗トルクＴｒの演算に異常がないか否かを監視する機能を設けたものである。
【００６１】
図７は本発明の第３の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図７において、上記第２の実施形態における図５の構成と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００６２】
図７に示すように、第３の実施形態では、図５の構成に加えて、異常検出部２５が設けられている。この異常検出部２５は、ドア重量演算部２２により開閉時に算出されたドア重量Ｍ，Ｍｃ１と抵抗トルク演算部２４により開閉時に算出された抵抗トルクＴｒ，Ｔｒｃ１について、それぞれに戸開時と戸閉時の差分が所定値を超える場合に異常と判定する。
【００６３】
このような構成において、ドア重量演算部２２によって戸開時にドア重量Ｍが算出されると共に、戸閉時でもドア重量Ｍｃｌが算出され、それぞれ異常検出部２５に出力される。同様に、抵抗トルク演算部２４によって戸開時に抵抗トルクＴｒが算出されると共に、戸閉時でも抵抗トルクＴｒｃ１が算出され、それぞれ異常検出部２５に出力される。
【００６４】
ここで、異常検出部２５は、戸開時に求めたドア重量Ｍと戸閉時に求めたドア重量Ｍｃｌとを比較し、両者の間に所定値以上の差分がある場合にドア重量演算部２２による演算に異常ありと判断する。同様に、異常検出部２５は、戸開時に求めた抵抗トルクＴｒと戸閉時に求めた抵抗トルクＴｒｃｌとを比較し、両者の間に所定値以上の差分がある場合に抵抗トルク演算部２４による演算に異常ありと判断する。そして、異常が所定時間以上継続している場合に、異常検出部２５は、開閉時の速度指令を低減するための要求と異常信号を図示せぬ上位の制御装置に出力する。
【００６５】
このように、抵抗トルクおよびドア重量の演算に異常があるか否かを監視することで、信頼性の高い過負荷検出を行うことができ、異常と判断された場合に速度を低減することで安全を確保することができる。
【００６６】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００６７】
第４の実施形態では、上記第１の実施形態の構成において、トルク指令値Ｔｒｅｆにトルク補償値Ｔｃｐを加える機能と速度指令値Ｖｒｅｆを調整する機能を設けたものである。
【００６８】
図８は本発明の第４の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図８において、上記第１の実施形態における図２の構成と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。また、図中のＡ１は加算器である。図９は戸開時におけるトルク指令値Ｔｒｅｆ、トルク補償値Ｔｃｐ、最終トルク指令値Ｔｒｅｆ’の波形を示す図である。
【００６９】
図８に示すように、第４の実施形態では、図１の構成に加えて、トルク補償部２６と速度指令調整部２７が設けられている。
【００７０】
トルク補償部２６は、ドア開閉中に得られたドア重量Ｍと定速走行トルクＴｓと機構部戸閉力Ｔｗに基づいてトルク補償値Ｔｃｐを算出し、速度制御部１６から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆに加算する。速度指令調整部２７は、ドア重量Ｍに基づいて戸閉時の運動エネルギーが所定値以下となるように速度指令値Ｖｒｅｆを調整する。
【００７１】
このような構成において、ドア重量が重い場合には、速度制御部１６の制御遅れによりトルク指令Ｔｒｅｆのオーバーシュートが顕著となり、定速走行トルク演算部２１とドア重量演算部２２の演算に影響を与える。
【００７２】
トルク補償部２６は、ドア重量Ｍと定速走行トルクＴｓと機構部戸閉力Ｔｗを入力し、開閉中のトルク補償値Ｔｃｐを算出する。この場合、各階床でドアを開閉する毎にトルク補償値Ｔｃｐｉ（ｉ＝１、２、３…Ｎ）が算出され、これらを平均化した値がトルク補償値Ｔｃｐとして出力される。
【００７３】
Ｔｃｐ＝（Ｔｃｐ１＋Ｔｃｐ２＋Ｔｃｐ２＋…＋ＴｃｐＮ）／Ｎ …（９）
このトルク補償値Ｔｃｐは速度制御部１６から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆに加算される。以後、この加算後の最終トルク指令値Ｔｒｅｆ’を用いてドア駆動用モータ１１のトルク制御がなされると共に過負荷検出に関わる演算が行われる。
【００７４】
図９に示すように、最終トルク指令値Ｔｒｅｆ’に近いトルク補償値Ｔｃｐをトルク指令値Ｔｒｅｆに加算すると、速度制御部１６から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆを低減できる。これにより、ドア重量が重い場合に生じるトルク指令値Ｔｒｅｆのオーバーシュートを抑制でき、結果的に安定したトルク制御を行うことができ、また、定速走行トルクＴｓとドア重量Ｍを正確に算出して過負荷検出を行うことができる。
【００７５】
一方、戸閉中の運動エネルギー（戸閉力）の最大値をＥｍａｘ、戸閉時のトップ速度Ｖｃｌとすると、以下のように表される。
【００７６】
Ｅｍａｘ＝（Ｍ×Ｖｃｌ２）／２ …（１０）
上記（１０）式において、Ｍはドア重量演算部２２にて算出されるドア重量Ｍである。
【００７７】
速度指令調整部２７は、ドア重量演算部２２にて算出されたドア重量Ｍと運動エネルギーの基準値Ｅｒｅｆを入力として、上記（１０）式を満たす戸閉時のトップ速度Ｖｃｌを算出する。この算出したトップ速度Ｖｃｌを元に生成した速度指令値Ｖｒｅｆｃｌを速度指令発生部１５へ出力する。
【００７８】
なお、ドアの幅Ｗと戸閉時間Ｔｃｌから平均戸閉速度Ｖａｖｅ＝Ｗ／Ｔｃｌを求め、平均運動エネルギーＥａｖｅ＝（Ｍ×Ｖａｖｅ２）／２が運動エネルギーの基準値Ｅｒｅｆを満たすように速度指令値Ｖｒｅｆｃｌを決定しても良い。
【００７９】
このようにして、速度指令値Ｖｒｅｆを調整することで、戸閉時の運動エネルギーは常に基準値以下となる。その結果、戸閉時の運動エネルギーの規格を満足できると共に、乗客が戸閉中に挟まれた場合の衝撃力を最小限に抑えることができる。
【００８０】
なお、上記第１の実施形態の構成だけでなく、上記第２および第３の実施形態の構成に本実施形態の構成（トルク補償部２６および速度指令調整部２７）を加えることも可能である。
【００８１】
要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は本発明のエレベータのかごドア制御装置に用いられるかごドアの構成を示す図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である
【図３】図３は同実施形態における戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆの波形を示す図である。
【図４】図４は同実施形態における戸閉時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆと過負荷検出基準値Ｔｏｌの波形を示す図である。
【図５】図５は本発明の第２の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は同実施形態における戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆの波形を示す図である。
【図７】図７は本発明の第３の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は本発明の第４の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は同実施形態における戸開時におけるトルク指令値Ｔｒｅｆ、トルク補償値Ｔｃｐ、最終トルク指令値Ｔｒｅｆ’の波形を示す図である。
【図１０】図１０は従来のエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ａ，１ｂ…かごドア、２…ベルト、３ａ，３ｂ…プーリ、１１…ドア駆動用モータ、１２…パルスエンコーダ、１３…電力変換部、１４…電流制御器、１５…速度指令発生部、１６…速度制御部、１７…電流トルク変換部、１８…モータ速度演算器、１９…過負荷基準値設定部、２０…過負荷判定部、２１…定速走行トルク演算部、２２…ドア重量演算部、２３…機構部戸閉力演算部、２４…抵抗トルク演算部、２５…異常検出部、２６…トルク補償部、２７…速度指令調整部、Ｄ１〜Ｄ３…減算器、Ａ１…加算器、Ｖｒｅｆ…速度指令値、Ｔｒｅｆ…トルク指令値、Ｔｍ…モータ実トルク、Ｖｍ…モータ実速度、Ｍ…ドア重量、Ｔｓ…定速走行トルク、Ｔｏｌ…過負荷検出基準値、Ｔｗ…機構部戸閉力、Ｔｒ…抵抗トルク、Ｔｃｐ…トルク補償値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータのかごドア（乗りかご側のドア）の開閉動作を制御するためのドア制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、エレベータのドア制御装置では、走行中にかごドアが開かないように、戸閉方向に一定の保持トルクを掛けている。また、戸閉時に乗客や物がドアに挟まれたことを過負荷状態として検出し、戸閉動作を停止する機能（これを過負荷検出機能と呼ぶ）を備えているのが一般的である。
【０００３】
図１０に従来のエレベータのドア制御装置の構成を示す。図中のＤ１，Ｄ２，Ｄ３は減算器である。
【０００４】
かごドアの速度制御を行うため、ドア駆動用モータ１１にはパルスエンコーダ１２が設置されている。このパルスエンコーダ１２の出力信号は、モータ速度演算部１８にてモータ速度に変換されて、速度制御系へフィードバックされる。
【０００５】
速度指令発生部１５は、予め設定された目標速度に従って速度指令値Ｖｒｅｆを出力する。速度制御部１６は、モータ速度演算部１８から出力されるモータ実速度Ｖｍと速度指令発生部１５から出力される速度指令値Ｖｒｅｆとの速度偏差信号に基づいて、ドア駆動用モータ１１に対するトルク指令値Ｔｒｅｆを出力する。
【０００６】
一方、電流トルク変換部１７は、ドア駆動用モータ１１の実電流をトルク電流に変換することにより、そのトルク電流に基づいてモータ実トルクＴｍを出力する。電流制御部１４は、電流トルク変換部１７から出力されるモータ実トルクＴｍと速度制御部１６から出力されるトルク指令Ｔｒｅｆとが一致するように、電力変換部１３への電圧指令を制御する。これにより、電力変換部１３からドア駆動用モータ１１に対して所要の電力供給がなされて、かごドアが目標速度で戸閉方向または戸開方向に移動することになる。
【０００７】
ここで、戸閉時の過負荷状態を検出するための過負荷検出機能として、過負荷基準値設定部１９および過負荷判定部２０が設けられる。
【０００８】
過負荷基準値設定部１９は、ドア重量Ｍと定常走行時のトルクＴｓに基づいて過負荷検出基準値Ｔｏｌを算出する。過負荷判定部２０は、速度制御部１６から出力される過負荷検出基準値Ｔｏｌと過負荷基準値設定部１９から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆとの差分が所定値以上の場合に必要以上の負荷が働いているものとして判定し、異常信号を出力する。この異常信号は、図示せぬ上位の制御装置に与えられる。これにより、戸閉動作が直ちに停止されることになる。
【０００９】
このような構成において、過負荷基準値設定部１９に与えられるドア重量Ｍと定速走行トルクＴｓの値は、ドアの機構や間口などから予め固定的に定められている。なお、定速走行時のトルクＴｓを使用するのは、減速時や加速時ではトルク力が変動しているため、過負荷状態を正確に検出できないことによる。このドア重量Ｍと定速走行トルクＴｓを用いて過負荷検出の標準値となるＴｏｌを設定し、その基準値Ｔｏｌとトルク指令値Ｔｒｅｆとの比較から乗客の手や荷物がドアに挟まれたときの過負荷状態を検出する。
【００１０】
しかしながら、各階床毎に乗場側のドアの意匠などが異なることがある。その結果、各階床でドア重量Ｍや定速走行トルクＴｓに誤差が生じ、過負荷検出の精度に影響するといった問題がある。
【００１１】
また、戸閉時の速度（速度指令値Ｖｒｅｆ）はドア重量Ｍによらずに一定であるため、ドア重量Ｍが大きい階床では、戸閉力の基準を満足できなくなる可能性がある。この場合、戸閉力の基準を満足するように戸閉速度を下げると、例えば各階床の一部でドア重量Ｍが大きいな場合に、他の階床での戸閉速度も下がってしまうことになり、エレベータの運行時間に影響を及ぼすことになる。
【００１２】
そこで、従来、このような問題を解消するため、各階床でドアを開閉する毎に制御データを学習し、その学習結果に基づいて各階のドア重量を同定して、過負荷検出の精度を上げる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１５９４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１のような方法では、各階床毎に制御データを保持しておくためのメモリを必要とし、また、これらの制御データを用いて複雑な演算処理を行うため、その処理に時間がかかるなどの問題がある。
【００１４】
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、各階床毎に制御データを保持するためのメモリや複雑な演算処理を必要とせずに、過負荷検出の基準値を最適化でき、その基準値を用いて過負荷検出を高精度に行うことのできるエレベータ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】
【００１５】
本発明に係るエレベータのドア制御装置は、エレベータのドアを開閉駆動するためのドア駆動用モータと、このドア駆動用モータを目標速度で駆動するための速度指令値を発生する速度指令発生手段と、上記ドア駆動モータの実速度を検出する速度検出手段と、上記速度指令発生手段から出力された速度指令値と上記速度検出手段にて検出されたモータ実速度との偏差に基づいて上記ドア駆動用モータに対するトルク指令値を出力する速度制御手段とを備えたエレベータのドア制御装置において、上記ドアの戸開中に得られる定速走行トルクと上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいて戸閉時の定速走行トルクを算出する定速走行トルク演算手段と、上記ドアの戸開中に得られる加減速トルクと上記速度指令値から得られる加減速値とに基づいてドア重量を算出するドア重量演算手段と、上記定速走行トルク演算手段によって算出された戸閉時の定速走行トルクと上記ドア重量演算手段によって算出されたドア重量とに基づいて過負荷検出基準値を設定する過負荷基準値設定手段と、この過負荷基準値設定手段によって設定された過負荷検出基準値に基づいて戸閉時の過負荷状態を判定する過負荷判定手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、各階床毎に制御データを保持するためのメモリや複雑な演算処理を必要とせずに、過負荷検出の基準値を最適化でき、その基準値を用いて過負荷検出を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
まず、本発明のエレベータのかごドア制御装置に用いられるかごドアの構成について説明する。
【００１９】
図１はそのかごドアの構成を示す図であり、２枚のドアパネルを有する左右中開きタイプのかごドアの構成が示されている。
【００２０】
一対のかごドア（ドアパネル）１ａ，１ｂは、ベルト２を介して中央中開で左右方向に開閉自在に支持されている。ベルト２は、一対のプーリ３ａ，３ｂに巻き掛けられており、一方のプーリ３ｂの軸にドア駆動用モータ１１が連結されている。かごドア１ａ，１ｂは、それぞれベルト２の上側、下側に結合され、ドア駆動用モータ１１の回転方向に応じて、戸開方向または戸閉方向に移動する。
【００２１】
なお、各階の設置された図示せぬ乗場ドアは、乗りかごが着床したときに、かごドア１ａ，１ｂに係合して開閉動作する。この場合、乗り場ドアが単独で自閉できるように、重りや巻き取り式の機構を持つ自閉装置が設置されているのが一般的であり、その自閉装置の機構部戸閉力Ｔｗが常に発生している。
【００２２】
次に、かごドア１ａ，１ｂを開閉駆動するためのドア制御装置の構成について説明する。
【００２３】
図２は本発明の第１の実施形態に係るエレベーエレベータ御装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０と同じ部分には、同一符号を付して説明する。
【００２４】
図２に示すように、このドア制御装置には、ドア駆動用モータ１１、パルスエンコーダ１２、電力変換部１３、電流制御部１４、速度指令発生部１５、速度制御部１６、電流トルク変換部１７、モータ速度演算器１８、過負荷基準値設定部１９、過負荷判定部２０が備えられている。
【００２５】
ドア駆動用モータ１１は、図１に示したかごドア１ａ，１ｂを開閉動作させるためのモータである。パルスエンコーダ１２は、このドア駆動用モータ１１の回転軸などに取り付けられており、ドア駆動用モータ１１の回転速度に応じてパルス信号を出力する。モータ速度演算器１８は、パルスエンコーダ１２から出力されるパルス信号に基づいてモータ実速度Ｖｍを求め、速度制御系にフィードバックする。
【００２６】
速度指令発生部１５は、予め設定された目標速度に従って速度指令値Ｖｒｅｆを出力する。速度制御部１６は、モータ速度演算部１８から出力されるモータ実速度Ｖｍと速度指令発生部１５から出力される速度指令値Ｖｒｅｆとの速度偏差信号に基づいて、ドア駆動用モータ１１に対するトルク指令値Ｔｒｅｆを出力する。
【００２７】
一方、電流トルク変換部１７は、ドア駆動用モータ１１の実電流をトルク電流に変換することにより、そのトルク電流に基づいてモータ実トルクＴｍを出力する。電流制御部１４は、電流トルク変換部１７から出力されるモータ実トルクＴｍと速度制御部１６から出力されるトルク指令Ｔｒｅｆとが一致するように、電力変換部１３への電圧指令を制御する。これにより、電力変換部１３からドア駆動用モータ１１に対して所要の電力供給がなされて、かごドア１ａ，１ｂが目標速度で戸閉方向または戸開方向に移動することになる。
【００２８】
また、過負荷基準値設定部１９は、ドア重量Ｍと定常走行時のトルクＴｓとに基づいて過負荷検出基準値Ｔｏｌを算出する。過負荷判定部２０は、速度制御部１６から出力される過負荷検出基準値Ｔｏｌと過負荷基準値設定部１９から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆとの差分が所定値以上の場合に必要以上の負荷が働いているものとして判定し、異常信号を出力する。この異常信号は、図示せぬ上位の制御装置に与えられる。これにより、戸閉動作が直ちに停止されることになる。
【００２９】
ここで、第１の実施形態では、各階床毎に戸開時の定速走行トルクＴｓを演算にて求める定速走行トルク演算部２１と、ドア重量Ｍを演算にて求めるドア重量演算部２２とを備え、これらによって演算された結果を過負荷基準値設定部１９に与える構成としている。
【００３０】
以下に、この定速走行トルク演算部２１とドア重量演算部２２の動作について、図３及び図４を参照して詳しく説明する。
【００３１】
図３は戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆの波形を示す図である。図４は戸閉時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆと過負荷検出基準値Ｔｏｌの波形を示す図である。
【００３２】
図１で説明したように、機構部戸閉力Ｔｗは、乗り場ドアが単独で自閉できるように重りや巻き取り式の機構を持つ自閉装置が発生する力である。第１の実施形態では、この機構部戸閉力Ｔｗが予め初期設定されているものとする。
【００３３】
図３に示す戸開時のトルク指令値Ｔｒｅｆにおいて、戸開時の定速走行トルクをＴｓｏｐとすると、戸閉時の定速走行トルクＴｓｃｌは、以下のような式で表される。
【００３４】
Ｔｓｃｌ＝Ｔｓｏｐ−２Ｔｗ …（１）
なお、Ｔｓｏｐの“ｏｐ”はｏｐｅｎの略、Ｔｓｃｌの“ｃｌ”はｃｌｏｓｅの略である。
【００３５】
定速走行トルク演算部２１は、トルク指令Ｔｒｅｆから得られる戸開時の定速走行トルクＴｓｏｐと予め設定された機構部戸閉力Ｔｗを入力として、上記（１）式に従って戸閉時の定速走行トルクＴｓｃｌを算出し、これを基準値設定用のパラメータとして過負荷基準値設定部１９に出力する。
【００３６】
次に、図３に示す戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆにおいて、加速度Ａａｃｃ、減速度Ａｄｅｃ、加速トルクＴａｃｃ、減速トルクＴｄｅｃには、以下のような関係が成り立つ。
【００３７】
Ｍ＝Ｔａｃｃ／Ａａｃｃ＝Ｔｄｅｃ／Ａｄｅｃ …（２）
上記（２）式は、トルク＝加速度×重量といった関係式に基づいた式である。
【００３８】
ドア重量演算部２２は、トルク指令Ｔｒｅｆから得られる戸開時の加減速トルクＴａｃｃ，Ｔｄｅｃと戸開時の速度指令Ｖｒｅｆから得られる加減速値Ａａｃｃ，Ａｄｅｃを入力として、上記（２）式に従ってドア重量Ｍを算出し、これを基準値設定用のパラメータとして過負荷基準値設定部１９に出力する。
【００３９】
このようにして、定速走行トルクＴｓとドア重量Ｍが過負荷基準値設定部１９に与えられると、過負荷基準値設定部１９では、これらの値に基づいて過負荷検出基準値Ｔｏｌを算出する。
【００４０】
ここで、図４に示すように、過負荷検出基準値Ｔｏｌは、過負荷状態でない場合にはトルク指令Ｔｒｅｆとほぼ一致する。乗客の手や荷物などがドアに挟まり、過負荷状態にあると、トルク指令Ｔｒｅｆが上がるので、過負荷検出基準値Ｔｏｌとの差分が大きくなる。過負荷判定部２０では、この差分が所定値以上となった場合に過負荷状態と判定して異常信号を図示せぬ上位の制御装置に出力する。制御装置では、これを受けて戸閉動作を直ちに停止制御する。
【００４１】
なお、上記（１）、（２）式の演算に使用するトルク指令Ｔｒｅｆは、電流トルク変換部１７から得られる実トルクＴｍに置き換えても良い。以降の説明についても同様である。
【００４２】
このように、戸開時の定速走行トルクとドア重量とに基づいて用いて戸閉時の過負荷検出基準値を算出することで、各階床毎に制御データを収集しながら重量データを計算する等の複雑な処理を必要とすることなく、過負荷検出基準値を最適化して精度の高い過負荷検出を行うことができる。
【００４３】
なお、戸開時の過負荷検出を行う場合には、従来と同様に予め設定されたドア重量と定常走行時のトルクから求めた負荷検出基準値を用いて過負荷状態の判定を行うものとする。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４５】
上記第１の実施形態では、機構部戸閉力Ｔｗが予め初期設定されているものとして説明したが、第２の実施形態では、これを演算にて求める機能を備える。さらに、走行抵抗分のトルクＴｒを演算にて求め、その抵抗トルクＴｒにて定速走行トルクＴｓを調整する機能を備える。
【００４６】
なお、「抵抗トルクＴｒ」はドアの摩擦成分に相当するトルクである。「定速走行トルクＴｓ」は、この「抵抗トルクＴｒ」に「機構部戸閉力Ｔｗ」を加えたものである。
【００４７】
図５は本発明の第２の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図５において、上記第１の実施形態における図２の構成と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。図６は戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆの波形を示す図である。
【００４８】
図５に示すように、第２の実施形態では、図２の構成に加えて、機構部戸閉力Ｔｗを演算するための機構部戸閉力演算部２３と、抵抗トルクＴｒを演算するための抵抗トルク演算部２４が設けられている。
【００４９】
機構部戸閉力演算部２３は、トルク指令値Ｔｒｅｆから戸開時の定速走行トルクＴｓｏｐと戸閉時の定速走行トルクＴｓｃｌを求め、これらの差分から機構部戸閉力Ｔｗを以下のようにして算出する。
【００５０】
Ｔｓｏｐ＝Ｔｒ＋Ｔｗ …（３）
Ｔｓｃｌ＝Ｔｒ−Ｔｗ …（４）
Ｔｗ＝（Ｔｓｏｐ−Ｔｓｃｌ）／２ …（５）
ここで、Ｔｒはドアの走行抵抗（摩擦抵抗）分のトルクである。この機構部戸閉力演算部２３にて算出された機構部戸閉力Ｔｗは、定速走行トルク演算部２１に与えられる。以後の動作は上記第１の実施形態と同様である。
【００５１】
このように、機構部戸閉力Ｔｗを適宜算出することにより、例えば風圧によりドアが閉まりきらないなどの理由で自閉装置が調整された場合でも、常に現状の機構部戸閉力Ｔｗを正確に求めて定速走行トルク演算部２１に与えることができる。その結果、より適切な過負荷検出基準値Ｔｏｌを設定することができ、その過負荷検出基準値Ｔｏｌを用いて高精度な過負荷検出を行うことが可能となる。
【００５２】
また、上記機構部戸閉力演算部２３にて算出された機構部戸閉力Ｔｗは、抵抗トルク演算部２４にも与えられる。走行抵抗トルク演算部２４は、この機構部戸閉力Ｔｗとトルク指令値Ｔｒｅｆを入力として、以下のようにして抵抗トルクＴｒを求める。
【００５３】
すなわち、図６に示すように、戸開時のトルク指令値Ｔｒｅｆにおいて、戸開加速終了後の定速走行トルクをＴｓｏｐ１、そのときの抵抗トルクをＴｒ１とする。戸開減速終了後の定速走行トルクをＴｓｏｐ２、そのときの抵抗トルクをＴｒ２とする。さらに、戸開加速トルクと戸開減速トルクのピーク値をそれぞれＴａｃｃｐ、Ｔｄｅｃｐとし、これらの平均値から推測される抵抗トルクをＴｒ３とすると、以下のような式が成り立つ。
【００５４】
Ｔｒ１＝Ｔｓｏｐ１−Ｔｗ …（６）
Ｔｒ２＝Ｔｓｏｐ２−Ｔｗ …（７）
Ｔｒ３＝（Ｔａｃｃｐ−Ｔｄｅｃｐ）／２−Ｔｗ …（８）
ここで、戸開中に乗客や荷物などがドアに触れていると、過渡的に負荷が発生するため、図６のようにトルクが変化する。この場合、加速時に乗客がドアに触れていると、Ｔｒ１とＴｒ２に比較して、Ｔｒ３の値が大きくなる。また、定速時に乗客がドアに触れていると、Ｔｒ２とＴｒ３に比較して、Ｔｒ１の値が大きくなる。減速時に乗客がドアに触れていると、Ｔｒ１とＴｒ３に比較して、Ｔｒ２の値が大きくなる。
【００５５】
そこで、抵抗トルク演算部２４は、上記（６）〜（８）式により求めた抵抗トルクＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３の中から最も高い値を有する抵抗トルクを異常値として排除し、残りの２つの抵抗トルクから最終的な抵抗トルクＴｒを設定して定速走行トルク演算部２１に与える。
【００５６】
図６の例は、定速時に乗客がドアに触れるなどして過渡的な負荷が発生した場合を表している。この場合、Ｔｒ１＞Ｔｒ２＝Ｔｒ３となるため、以下のようにＴｒ１を除く、Ｔｒ２とＴｒ３から定速走行トルク演算部２１に与える最終的な抵抗トルクＴｒを求めることになる。
【００５７】
Ｔｒ＝（Ｔｒ２＋Ｔｒ３）／２ …（９）
定速走行トルク演算部２１では、抵抗トルク演算部２４から与えられた抵抗トルクＴｒを用いて定速走行トルクＴｓを求める。すなわち、戸開時にはＴｓ＝Ｔｒ＋Ｔｗ、戸閉時にはＴｓ＝Ｔｒ−Ｔｗといった演算にて定速走行トルクＴｓを求め、これを過負荷基準値設定部１９に出力する。
【００５８】
このように、戸開時に乗客や荷物がドアに触れるなどして過渡的に負荷が発生した場合でも、適切な抵抗トルクＴｒを算出することができ、その抵抗トルクＴｒを定速走行トルク演算部２１に与えることで、戸閉時の過負荷検出基準値Ｔｏｌが必要以上に大きくなることを防いで、高精度な過負荷検出を行うことができる。
【００５９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６０】
第３の実施形態では、上記第２の実施形態の構成において、ドア重量Ｍおよび抵抗トルクＴｒの演算に異常がないか否かを監視する機能を設けたものである。
【００６１】
図７は本発明の第３の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図７において、上記第２の実施形態における図５の構成と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００６２】
図７に示すように、第３の実施形態では、図５の構成に加えて、異常検出部２５が設けられている。この異常検出部２５は、ドア重量演算部２２により開閉時に算出されたドア重量Ｍ，Ｍｃ１と抵抗トルク演算部２４により開閉時に算出された抵抗トルクＴｒ，Ｔｒｃ１について、それぞれに戸開時と戸閉時の差分が所定値を超える場合に異常と判定する。
【００６３】
このような構成において、ドア重量演算部２２によって戸開時にドア重量Ｍが算出されると共に、戸閉時でもドア重量Ｍｃｌが算出され、それぞれ異常検出部２５に出力される。同様に、抵抗トルク演算部２４によって戸開時に抵抗トルクＴｒが算出されると共に、戸閉時でも抵抗トルクＴｒｃ１が算出され、それぞれ異常検出部２５に出力される。
【００６４】
ここで、異常検出部２５は、戸開時に求めたドア重量Ｍと戸閉時に求めたドア重量Ｍｃｌとを比較し、両者の間に所定値以上の差分がある場合にドア重量演算部２２による演算に異常ありと判断する。同様に、異常検出部２５は、戸開時に求めた抵抗トルクＴｒと戸閉時に求めた抵抗トルクＴｒｃｌとを比較し、両者の間に所定値以上の差分がある場合に抵抗トルク演算部２４による演算に異常ありと判断する。そして、異常が所定時間以上継続している場合に、異常検出部２５は、開閉時の速度指令を低減するための要求と異常信号を図示せぬ上位の制御装置に出力する。
【００６５】
このように、抵抗トルクおよびドア重量の演算に異常があるか否かを監視することで、信頼性の高い過負荷検出を行うことができ、異常と判断された場合に速度を低減することで安全を確保することができる。
【００６６】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００６７】
第４の実施形態では、上記第１の実施形態の構成において、トルク指令値Ｔｒｅｆにトルク補償値Ｔｃｐを加える機能と速度指令値Ｖｒｅｆを調整する機能を設けたものである。
【００６８】
図８は本発明の第４の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図８において、上記第１の実施形態における図２の構成と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略するものとする。また、図中のＡ１は加算器である。図９は戸開時におけるトルク指令値Ｔｒｅｆ、トルク補償値Ｔｃｐ、最終トルク指令値Ｔｒｅｆ’の波形を示す図である。
【００６９】
図８に示すように、第４の実施形態では、図１の構成に加えて、トルク補償部２６と速度指令調整部２７が設けられている。
【００７０】
トルク補償部２６は、ドア開閉中に得られたドア重量Ｍと定速走行トルクＴｓと機構部戸閉力Ｔｗに基づいてトルク補償値Ｔｃｐを算出し、速度制御部１６から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆに加算する。速度指令調整部２７は、ドア重量Ｍに基づいて戸閉時の運動エネルギーが所定値以下となるように速度指令値Ｖｒｅｆを調整する。
【００７１】
このような構成において、ドア重量が重い場合には、速度制御部１６の制御遅れによりトルク指令Ｔｒｅｆのオーバーシュートが顕著となり、定速走行トルク演算部２１とドア重量演算部２２の演算に影響を与える。
【００７２】
トルク補償部２６は、ドア重量Ｍと定速走行トルクＴｓと機構部戸閉力Ｔｗを入力し、開閉中のトルク補償値Ｔｃｐを算出する。この場合、各階床でドアを開閉する毎にトルク補償値Ｔｃｐｉ（ｉ＝１、２、３…Ｎ）が算出され、これらを平均化した値がトルク補償値Ｔｃｐとして出力される。
【００７３】
Ｔｃｐ＝（Ｔｃｐ１＋Ｔｃｐ２＋Ｔｃｐ２＋…＋ＴｃｐＮ）／Ｎ …（９）
このトルク補償値Ｔｃｐは速度制御部１６から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆに加算される。以後、この加算後の最終トルク指令値Ｔｒｅｆ’を用いてドア駆動用モータ１１のトルク制御がなされると共に過負荷検出に関わる演算が行われる。
【００７４】
図９に示すように、最終トルク指令値Ｔｒｅｆ’に近いトルク補償値Ｔｃｐをトルク指令値Ｔｒｅｆに加算すると、速度制御部１６から出力されるトルク指令値Ｔｒｅｆを低減できる。これにより、ドア重量が重い場合に生じるトルク指令値Ｔｒｅｆのオーバーシュートを抑制でき、結果的に安定したトルク制御を行うことができ、また、定速走行トルクＴｓとドア重量Ｍを正確に算出して過負荷検出を行うことができる。
【００７５】
一方、戸閉中の運動エネルギー（戸閉力）の最大値をＥｍａｘ、戸閉時のトップ速度Ｖｃｌとすると、以下のように表される。
【００７６】
Ｅｍａｘ＝（Ｍ×Ｖｃｌ２）／２ …（１０）
上記（１０）式において、Ｍはドア重量演算部２２にて算出されるドア重量Ｍである。
【００７７】
速度指令調整部２７は、ドア重量演算部２２にて算出されたドア重量Ｍと運動エネルギーの基準値Ｅｒｅｆを入力として、上記（１０）式を満たす戸閉時のトップ速度Ｖｃｌを算出する。この算出したトップ速度Ｖｃｌを元に生成した速度指令値Ｖｒｅｆｃｌを速度指令発生部１５へ出力する。
【００７８】
なお、ドアの幅Ｗと戸閉時間Ｔｃｌから平均戸閉速度Ｖａｖｅ＝Ｗ／Ｔｃｌを求め、平均運動エネルギーＥａｖｅ＝（Ｍ×Ｖａｖｅ２）／２が運動エネルギーの基準値Ｅｒｅｆを満たすように速度指令値Ｖｒｅｆｃｌを決定しても良い。
【００７９】
このようにして、速度指令値Ｖｒｅｆを調整することで、戸閉時の運動エネルギーは常に基準値以下となる。その結果、戸閉時の運動エネルギーの規格を満足できると共に、乗客が戸閉中に挟まれた場合の衝撃力を最小限に抑えることができる。
【００８０】
なお、上記第１の実施形態の構成だけでなく、上記第２および第３の実施形態の構成に本実施形態の構成（トルク補償部２６および速度指令調整部２７）を加えることも可能である。
【００８１】
要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は本発明のエレベータのかごドア制御装置に用いられるかごドアの構成を示す図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である
【図３】図３は同実施形態における戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆの波形を示す図である。
【図４】図４は同実施形態における戸閉時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆと過負荷検出基準値Ｔｏｌの波形を示す図である。
【図５】図５は本発明の第２の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は同実施形態における戸開時の速度指令Ｖｒｅｆとトルク指令Ｔｒｅｆの波形を示す図である。
【図７】図７は本発明の第３の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は本発明の第４の実施形態に係るエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は同実施形態における戸開時におけるトルク指令値Ｔｒｅｆ、トルク補償値Ｔｃｐ、最終トルク指令値Ｔｒｅｆ’の波形を示す図である。
【図１０】図１０は従来のエレベータのドア制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ａ，１ｂ…かごドア、２…ベルト、３ａ，３ｂ…プーリ、１１…ドア駆動用モータ、１２…パルスエンコーダ、１３…電力変換部、１４…電流制御器、１５…速度指令発生部、１６…速度制御部、１７…電流トルク変換部、１８…モータ速度演算器、１９…過負荷基準値設定部、２０…過負荷判定部、２１…定速走行トルク演算部、２２…ドア重量演算部、２３…機構部戸閉力演算部、２４…抵抗トルク演算部、２５…異常検出部、２６…トルク補償部、２７…速度指令調整部、Ｄ１〜Ｄ３…減算器、Ａ１…加算器、Ｖｒｅｆ…速度指令値、Ｔｒｅｆ…トルク指令値、Ｔｍ…モータ実トルク、Ｖｍ…モータ実速度、Ｍ…ドア重量、Ｔｓ…定速走行トルク、Ｔｏｌ…過負荷検出基準値、Ｔｗ…機構部戸閉力、Ｔｒ…抵抗トルク、Ｔｃｐ…トルク補償値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータのドアを開閉駆動するためのドア駆動用モータと、
このドア駆動用モータを目標速度で駆動するための速度指令値を発生する速度指令発生手段と、
上記ドア駆動モータの実速度を検出する速度検出手段と、
上記速度指令発生手段から出力された速度指令値と上記速度検出手段にて検出されたモータ実速度との偏差に基づいて上記ドア駆動用モータに対するトルク指令値を出力する速度制御手段とを備えたエレベータのドア制御装置において、
上記ドアの戸開中に得られる定速走行トルクと上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいて戸閉時の定速走行トルクを算出する定速走行トルク演算手段と、
上記ドアの戸開中に得られる加減速トルクと上記速度指令値から得られる加減速値とに基づいてドア重量を算出するドア重量演算手段と、
上記定速走行トルク演算手段によって算出された戸閉時の定速走行トルクと上記ドア重量演算手段によって算出されたドア重量とに基づいて過負荷検出基準値を設定する過負荷基準値設定手段と、
この過負荷基準値設定手段によって設定された過負荷検出基準値に基づいて戸閉時の過負荷状態を判定する過負荷判定手段と
を具備したことを特徴とするエレベータのドア制御装置。
【請求項２】
上記ドアの開閉中に得られる戸開時の定速走行トルクと戸閉時の定速走行トルクとの差分に基づいて上記ドアの機構部の戸閉力を算出する機構部戸閉力演算手段を備え、
上記定速走行トルク演算手段は、
上記ドアの戸開中に得られる定速走行トルクと上記機構部戸閉力演算手段によって算出された上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいて戸閉時の定速走行トルクを算出することを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項３】
上記ドアの戸開加速終了後の第１の抵抗トルクと、戸開減速終了後の第２の抵抗トルク、戸開加速トルクと戸開減速トルクのピーク値から推測される第３の抵抗トルクの中で最も高い値を有する抵抗トルクを除いて最終的な抵抗トルクを算出する抵抗トルク演算手段を備え、
上記定速走行トルク演算手段は、
上記抵抗トルク演算手段によって算出された抵抗トルクと上記機構部戸閉力演算手段によって算出された上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいて戸閉時の定速走行トルクを算出することを特徴とする請求項２記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項４】
上記ドア重量演算手段によって算出される戸開時のドア重量と戸閉時のドア重量とを比較し、両者の差分が所定値を超える場合に異常と判定する異常検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置
【請求項５】
上記抵抗トルク演算手段によって算出される戸開時の抵抗トルクと戸閉時の抵抗トルクとを比較し、両者の差分が所定値を超える場合に異常と判定する異常検出手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のエレベータのドア制御装置
【請求項６】
上記ドア重量と上記定速走行トルクと上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいてトルク補償値を算出し、上記トルク指令値に加算するトルク補償手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置
【請求項７】
上記ドア重量演算手段によって算出されたドア重量に基づいて戸閉時の運動エネルギーが所定値以下となるように上記速度指令を調整する速度指令調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項１】
エレベータのドアを開閉駆動するためのドア駆動用モータと、
このドア駆動用モータを目標速度で駆動するための速度指令値を発生する速度指令発生手段と、
上記ドア駆動モータの実速度を検出する速度検出手段と、
上記速度指令発生手段から出力された速度指令値と上記速度検出手段にて検出されたモータ実速度との偏差に基づいて上記ドア駆動用モータに対するトルク指令値を出力する速度制御手段とを備えたエレベータのドア制御装置において、
上記ドアの戸開中に得られる定速走行トルクと上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいて戸閉時の定速走行トルクを算出する定速走行トルク演算手段と、
上記ドアの戸開中に得られる加減速トルクと上記速度指令値から得られる加減速値とに基づいてドア重量を算出するドア重量演算手段と、
上記定速走行トルク演算手段によって算出された戸閉時の定速走行トルクと上記ドア重量演算手段によって算出されたドア重量とに基づいて過負荷検出基準値を設定する過負荷基準値設定手段と、
この過負荷基準値設定手段によって設定された過負荷検出基準値に基づいて戸閉時の過負荷状態を判定する過負荷判定手段と
を具備したことを特徴とするエレベータのドア制御装置。
【請求項２】
上記ドアの開閉中に得られる戸開時の定速走行トルクと戸閉時の定速走行トルクとの差分に基づいて上記ドアの機構部の戸閉力を算出する機構部戸閉力演算手段を備え、
上記定速走行トルク演算手段は、
上記ドアの戸開中に得られる定速走行トルクと上記機構部戸閉力演算手段によって算出された上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいて戸閉時の定速走行トルクを算出することを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項３】
上記ドアの戸開加速終了後の第１の抵抗トルクと、戸開減速終了後の第２の抵抗トルク、戸開加速トルクと戸開減速トルクのピーク値から推測される第３の抵抗トルクの中で最も高い値を有する抵抗トルクを除いて最終的な抵抗トルクを算出する抵抗トルク演算手段を備え、
上記定速走行トルク演算手段は、
上記抵抗トルク演算手段によって算出された抵抗トルクと上記機構部戸閉力演算手段によって算出された上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいて戸閉時の定速走行トルクを算出することを特徴とする請求項２記載のエレベータのドア制御装置。
【請求項４】
上記ドア重量演算手段によって算出される戸開時のドア重量と戸閉時のドア重量とを比較し、両者の差分が所定値を超える場合に異常と判定する異常検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置
【請求項５】
上記抵抗トルク演算手段によって算出される戸開時の抵抗トルクと戸閉時の抵抗トルクとを比較し、両者の差分が所定値を超える場合に異常と判定する異常検出手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のエレベータのドア制御装置
【請求項６】
上記ドア重量と上記定速走行トルクと上記ドアの機構部の戸閉力とに基づいてトルク補償値を算出し、上記トルク指令値に加算するトルク補償手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置
【請求項７】
上記ドア重量演算手段によって算出されたドア重量に基づいて戸閉時の運動エネルギーが所定値以下となるように上記速度指令を調整する速度指令調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータのドア制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１５５０８６（Ｐ２００９−１５５０８６Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３７９９１（Ｐ２００７−３３７９９１）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（３９００２５２６５）東芝エレベータ株式会社 (2,543)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（３９００２５２６５）東芝エレベータ株式会社 (2,543)
【Ｆターム（参考）】
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