JP2014118232A - エレベーター制御システム及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電池の容量を浪費することなく、事前に通知されている停電の前後においてエレベーターサービスを継続する。
【解決手段】 エレベーター制御システムは、蓄電池、商用電源の停電を検出する検出装置、および停電の検出に応答し、蓄電池に電源を切替える切替装置、事前に通知される停電開始時刻を参照し、停電開始までの残り時間が所定時間以内であり、かごの状態が運転モードを通常運転モードから、通常運転モードのエレベーターの定格速度より低速度で運転する停電準備運転モードに切替えても良い状態のとき、運転モードを停電準備運転モードに切替え、蓄電池への電源の切替えに応答して、運転モードを蓄電池による蓄電池運転モードに切替える主制御装置を有するエレベーター制御装置、並びに、
エレベーター制御装置からの運転モードに従って、かごの運転を制御するエレベーター駆動制御装置を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、停電時に電力供給可能なバッテリ等の蓄電池を備えたエレベーターの制御システム及びその方法に関する。

停電時に蓄電池から電力を供給できるエレベーターでは、停電によりエレベーターが停止しても、蓄電池電源により運転を再開することができる。工事による停電や計画停電のように、停電開始時刻が事前に通知されている状態において、特許文献１では、停電が予定されている時刻前にエレベーターを休止状態にすることで利用を中止させるものが提案されている。

特許文献２では、停電が発生し、蓄電池電源による運転に切替わると、エレベーターを低速にて運転することで消費電力を低減させ、バッテリの消費を抑える手段が開示されている。

特開昭５８−０５２１５８号公報 特開２００７−２３８３１６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、電力会社からの電力供給があるにもかかわらず、計画停電の開始前にエレベーターの運転を停止させるため、利便性が損なわれ、利用客に負担をかけるという課題がある。一方で、停電前に蓄電池による運転に切替えた場合、商用電源が供給されているにもかかわらず、エレベーター運転のために蓄電池を余分に消費してしまうという課題がある。

また、特許文献２の技術では、停電が発生した瞬間は、エレベーターは定格速度により走行しているため、走行中に停電が発生すると、エレベーターは定格速度から非常停止するので、その衝撃（速度変化）により乗客に危害が加わる恐れがある。

そこで、商用電源受電時に蓄電池の容量を浪費することなく、事前に通知されている停電前後においてサービスを継続するエレベーター制御システムが求められる。

開示するエレベーター制御システムは、蓄電池、商用電源の停電を検出する検出装置、および商用電源の停電の検出に応答し、商用電源から蓄電池に電源を切替える切替装置を有する。また、事前に通知される停電開始時刻情報を入力する通信装置、通信装置が入力した停電開始時刻情報を記憶する記憶装置、および記憶装置の停電開始時刻情報を参照し、停電開始までの残り時間が所定時間以内であり、エレベーターのかごの状態が運転モードを通常運転モードから、通常運転モードのエレベーターの定格速度より低速度で運転する停電準備運転モードに切替えても良い状態のとき、運転モードを停電準備運転モードに切替え、蓄電装置からの商用電源から蓄電池への電源の切替えの通知に応答して、運転モードを蓄電池による蓄電池運転モードに切替える主制御装置を有するエレベーター制御装置を備え、さらに、エレベーター制御装置からの運転モードに従って、エレベーターのかごの運転を制御するエレベーター駆動制御装置を備える。

本発明によると、事前に通知されている停電発生の直前まで商用電源を用いてサービスするため、蓄電池を浪費することなく、事前に通知されている停電前後においてサービスを継続することができる。

エレベーター制御システム全体構成図である。 エレベーター制御装置のブロック図である。 エレベーター制御装置の主制御装置による処理フローチャートである。 停電準備処理フローチャートである。 エレベーターのかごの走行曲線を示す図である。

図１を用いて、エレベーターの全体構成を説明する。図１に示すようにエレベーターは、通常は商用電源101により動作する。エレベーターは停電に備えて、蓄電池102、商用電源101の停電・復電を検出する検出装置112、および商用電源101と蓄電池102との間で電力供給源を切替える切替装置104を備えた蓄電装置103を設けている。切替装置104は、検出装置112からの信号線116により制御される。蓄電池102は、直流出力であるが、図示していない直流/交流変換を経て、商用電源101と同じ電圧の電力を供給する。エレベーターはさらに、エレベーターの運転や乗客への案内などを制御するエレベーター制御装置105と、エレベーター制御装置105によって信号線115を介して制御され、電動機106の駆動を制御するエレベーター駆動制御装置107を備える。エレベーター駆動制御装置107は、エレベーター制御装置105による運転モードに従って制御される。エレベーターはさらに、電源供給源の情報や蓄電池102の残容量情報等を蓄電装置103からエレベーター制御装置105に伝達する信号線113と、電動機106によって昇降路を昇降するかご108と、ロープ109を介しかご108とバランスをとるつり合いおもり（CW）110と、エレベーター制御装置105から信号線114を介してエレベーターの運行状況を乗客へ通知する案内装置111（表示器やスピーカ）を備える。信号線114はエレベーターのかご108の状態情報（速度や荷重など）をエレベーター制御装置105が取得するためにも用いられる。

エレベーター制御装置105には、図２のように、通信装置201と、記憶装置202と、エレベーターを運転制御する主制御装置203が互いに接続されている。通信装置201は、蓄電装置103、エレベーター駆動制御装置107およびかご108との間で情報を入出力する。また通信装置201は、外部と通信し、停電情報を受信する。停電情報には、停電開始時刻および停電終了時刻が含まれる。

図３を用いて、エレベーター制御装置105の動作を説明する。
エレベーター制御装置105は、電源投入または操作員によるリスタートにより起動される。起動されると、主制御装置203がイニシャル処理（A100）としてデータの初期化などの処理を行う。以降の主制御装置203による処理が電源ダウンかプログラム異常が発生するまで繰り返し実行される。

イニシャル処理（A100）後、通信装置201が外部から信号線204を介して停電情報を入力しているかをチェックし(A200）、停電情報を入力していなければ、処理A400に移る。通信装置201が停電情報を入力していれば、通信部201が信号線204を介して入力した停電情報を記憶装置202に記憶する（A300）。

記憶装置202に記憶されている停電情報に含まれる停電開始時刻を基に、停電開始の直前かをチェックする（A400）。このチェックは、停電開始時刻までの残り時間が所定時間Ｔ分以下であるかをチェックする。残り時間が所定時間Ｔ分以下である場合、開始直前であると判定する。開始直前でなければ、通常運転処理（A500）に移る。

通常運転処理（A500）は、かご位置やホール呼び等の運転に必要な情報の信号線114などを介した入出力によりサービスを行う。通常運転処理（A500）は、既存のエレベーターの制御技術で制御される通常運転モードであり、詳細説明を省略する。一連の通常運転処理（A500）の後、処理A200に戻る。

開始直前であれば、停電準備処理（A600）を実行する。この停電準備処理（A600）の詳細は後述する。

停電が発生すると、蓄電装置103の検出装置112が信号線116を介して切替装置104を制御し、切替装置104が電源を商用電源101から蓄電池102へ切替え、蓄電装置103は信号線113を介して電源が蓄電池102に切り替わったことをエレベーター制御装置105に通知する。この通知を受けるまで（停電が発生するまで）、エレベーター制御装置105の主制御装置203は停電準備処理（A600）による停電準備運転モードを継続し、通知を受けたならば（A700）、蓄電池運転処理（A800）を実行し、運転モードを蓄電池運転モードに切り替える。蓄電池運転処理（A800）による蓄電池運転モードは、蓄電池102の使用時間を長くするために、走行目標速度を定格速度より下げたり、走行目標速度へ達するまでの加速度を下げたり、かご108内の照明の照度を下げたりする。

記憶装置202に記憶されている停電終了時刻に達し、蓄電装置103からの信号線113を介した電源が商用電源101に切り替わったことの停電の終了をチェックし（A900）、終了したならば、信号線114を介してかご108内の案内装置111を用いて、停電が終了したことを利用客に案内報知すると共に、通常運転処理（A200）に戻る。終了していないならば、蓄電装置103からの信号線113を介した蓄電池103の残容量をチェックし（A1000）、残容量が蓄電池運転モードの継続に十分ならば、蓄電池運転処理（A800）に戻る。残容量が不十分ならば、終了処理（A1100）を実行する。終了処理（A1100）は、かご108を直近のフロアに停止させ、かご108の扉を開くと共に、信号線114を介して、かご108内の案内装置111（表示器やスピーカ）を用いて、エレベーターの運転を中止することを利用客に案内報知する。

停電準備処理（A600）について詳細を説明する。
通常運転処理（A200）による記憶装置202に記憶されている走行指令情報を基に、かご108の走行状態をチェックする（A601）。走行状態は、かご108の位置や速度を検出するセンサからの情報を基にしてもよい。

かご108が定格速度で走行中の場合は、信号線115を介して、直近又は次のフロアに着床するように、着床指示をエレベーター駆動装置107に出力し、かご108の走行状態のチェック（A601）に戻る。このときの着床指示に伴う制動力は、通常運転モードにより減速する場合の制動力であり、速度変化に伴う衝撃を抑え、乗客の安全を確保する。そこで、通常運転モードによる減速では、通過予定の直近のフロアに着床できない状態のとき、次のフロアに着床するように着床指示を出力する。着床指示の出力は、かご108の走行中の位置と停止を予定しているフロアの間に何階分もの距離がある場合に、運転モードを停電準備運転モードに切替えるタイミングを早めることになる。停電開始時刻までの残り時間の閾値をＴ分としたが、可能な限りＴ分を小さくし、商用電源101の利用時間を長くするようにすると、１回の走行距離の長いかご108が走行中に停電する可能性が出てくるので、運転モードを停電準備運転モードに切替えるタイミングを早めることが有効になる。

かご108が着床し静止している状態である場合、 運転モードを通常運転モードから停電準備運転モードに切替える（A603）。停電準備運転モードは、かご108が非常停止しても乗客に負担をかけないようにするために、定格速度より低速の低速運転である。停電準備運転モードへの切替えに伴い、エレベーター駆動制御装置107に、走行目標速度として予め定めた低速を指示する。指示する低速の走行目標速度は、蓄電池運転の走行目標速度と同じであることが望ましい。エレベーター駆動装置107は、停電発生時まで商用電源101により停電準備運転を継続する。このとき、信号線114を介して、かご108内の案内装置111（表示器やスピーカ）を用いて、運転モードや注意喚起のためのメッセージを出力する。

なお、案内装置111（表示器やスピーカ）から乗客への情報提供の説明は、一部を省略したが、運転モード、注意喚起、停電中であることなどをきめ細かく情報提供する。

かご108が着床し静止している状態である場合が、運転モードを停電準備運転モードに切替えても良いかご状態として説明したが、必ずしもかご108が着床し静止している状態でなくても良い場合を説明する。図５に、エレベーターのかご108の走行曲線を示す。走行曲線は、横軸にX階からY階方向への距離、縦軸にエレベーターのかご108の速度を示す。走行曲線10が、定格速度Vrで定速走行する区間を持つ、通常運転モードの走行曲線である。走行曲線20が、定格速度Vrより低速の速度Vsで定速走行する区間を持つ、停電準備運転モードの走行曲線である。

かご108の速度上昇中30の速度Vsｓ（X階から距離Pの位置）から速度Vsに円滑に移行できる走行曲線40に沿って走行できればよいので、かご108の速度上昇中30の速度が、速度VsよりΔV低い速度Vsｓ以下であれば、運転モードを停電準備運転モードに切替えてもよい。円滑に移行できるとは、速度Vsｓの時点で急激に速度変化させずに、速度Vsに達した時点でオーバーシュートしないという意味である。本実施形態はつり合いおもり（CW）110のあるエレベーターとして説明したが、つり合いおもり（CW）110のない油圧エレベーターや制御方法の異なる種々のエレベーターに関しても、速度Vssは存在するので、計算又は実験的に求めることができる。

かご108の速度下降中にも速度Vsｓ以下の区間が存在するが、通常運転モードでY階に停止させないとY階の所定位置に停止しないので、速度下降中はかご108が停止するまで、通常運転モードを継続し、前述のように、かご108が着床し静止している状態になるまで運転モードの切り替えを待つ。

蓄電池102の充電について説明する。運転モードが通常運転モード又は停電準備運転モードのとき蓄電池102は自然放電するので、蓄電池102の定格容量を保持するように充電する。このための電力には、エレベーターを設置している建物の屋上に設置した太陽光発電装置による電力やエレベーターを停止させるための制動に伴う回生電力を用いる。回生電力は、制動力を生じさせるために電動機106を発電機として動作させることに伴い発電される電力である。

なお、蓄電池102の経年変化などにより自然放電量が増加し、通信装置201が外部から停電情報を入力した時点で、蓄電池102の充電量が定格容量を下回っていることがある。蓄電池102の充電量は、信号線113を介して蓄電装置103からエレベーター制御装置105に通知されている。このような場合には、エレベーター制御装置105は、停電情報を入力した時点から、又は、停電開始時刻より、定格容量を下回った容量を充電するために十分な時間以上前から、商用電源101からの電力により蓄電池102を充電するように蓄電装置103を制御する。これにより、運転モードが蓄電池運転モードに切り替えられた時点では、蓄電池102の充電量が定格容量に達しているので、蓄電池運転モードによるエレベーターの運転時間を長くすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、事前に通知されている停電開始前に商用電源による“停電準備運転”を行うことにより、停電発生時まで蓄電池の消費を抑え、停電前後において安全性を損なわないサービスを継続できる。また、停電発生前に運転モードを切替え、エレベーターの定格速度を低速にすることで、走行中の非常停止による衝撃を抑え、乗客の安全を確保することができる。

101：商用電源、102：蓄電池、103：蓄電装置、104：切替装置、105：エレベーター制御装置、106：電動機、107：エレベーター駆動制御装置、108：かご、109：ロープ、110：つり合いおもり、111：案内装置、112：検出装置、201：通信装置、202：記憶装置、203：主制御装置。

Claims (8)

1. 蓄電池と、
   商用電源の停電を検出する検出装置と、
   前記検出装置による前記商用電源の停電の検出に応答し、前記商用電源から前記蓄電池に電源を切替える切替装置と、
   事前に通知される停電開始時刻情報を入力する通信装置、前記通信装置が入力した前記停電開始時刻情報を記憶する記憶装置、および前記記憶装置の前記停電開始時刻情報を参照し、停電開始までの残り時間が所定時間以内であり、エレベーターのかごの状態が運転モードを通常運転モードから、前記通常運転モードの前記エレベーターの定格速度より低速で運転する停電準備運転モードに切替えても良い状態のとき、前記運転モードを前記停電準備運転モードに切替え、前記蓄電装置からの前記商用電源から前記蓄電池への電源の切替えの通知に応答して、前記運転モードを前記蓄電池による蓄電池運転モードに切替える主制御装置を有するエレベーター制御装置と、
   前記エレベーター制御装置からの前記運転モードに従って、前記エレベーターの前記かごの運転を制御するエレベーター駆動制御装置とを備えることを特徴とするエレベーター制御システム。
2. 前記エレベーターの前記かごの状態が前記運転モードを前記停電準備運転モードに切替えても良い状態は、前記かごが着床し、静止している状態であることを特徴とする請求項１に記載のエレベーター制御システム。
3. 前記主制御装置による前記運転モードの切替えに伴い、前記運転モードおよび前記運転モードの切替えに伴う注意喚起を乗客に通知する案内装置を前記かごに備えたことを特徴とする請求項１に記載のエレベーター制御システム。
4. 前記運転モードが前記通常運転モード又は前記停電準備運転モードのとき、前記エレベーターを設置する建物に設けられた太陽光発電装置による電力や前記エレベーターの回生電力を用いて、前記蓄電装置は前記蓄電池を充電し、前記エレベーター制御装置が外部から前記停電情報を入力した時点で、前記蓄電池の充電量が定格容量を下回っている場合、前記エレベーター制御装置は前記商用電源を用いて前記蓄電池を充電するように前記蓄電装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のエレベーター制御システム。
5. 検出装置が商用電源の停電を検出し、
   前記検出装置による前記商用電源の停電の検出に応答し、切替装置が前記商用電源から蓄電池に電源を切替え、
   通信装置が、事前に通知される停電開始時刻情報を入力し、
   記憶装置が、前記通信装置が入力した前記停電開始時刻情報を記憶し、
   主制御装置が、前記記憶装置の前記停電開始時刻情報を参照し、停電開始までの残り時間が所定時間以内であり、エレベーターのかごの状態が運転モードを通常運転モードから、前記通常運転モードの前記エレベーターの定格速度より低速で運転する停電準備運転モードに切替えても良い状態のとき、前記運転モードを前記停電準備運転モードに切替え、前記商用電源から前記蓄電池への電源の切替えに応答して、前記運転モードを前記蓄電池による蓄電池運転モードに切替え、
   エレベーター駆動制御装置が、前記運転モードに従って、前記エレベーターの前記かごの運転を制御することを特徴とするエレベーター制御方法。
6. 前記エレベーターの前記かごの状態が前記運転モードを前記停電準備運転モードに切替えても良い状態は、前記かごが着床し、静止している状態であることを特徴とする請求項５に記載のエレベーター制御方法。
7. 前記かごに備えた案内装置が、前記主制御装置による前記運転モードの切替えに伴い、前記運転モードおよび前記運転モードの切替えに伴う注意喚起を乗客に通知することを特徴とする請求項５に記載のエレベーター制御方法。
8. 前記運転モードが前記通常運転モード又は前記停電準備運転モードのとき、前記エレベーターを設置する建物に設けられた太陽光発電装置による電力や前記エレベーターの回生電力を用いて、前記蓄電装置は前記蓄電池を充電し、外部から前記停電情報を入力した時点で、前記蓄電池の充電量が定格容量を下回っている場合、前記主制御装置は前記商用電源を用いて前記蓄電池を充電するように前記蓄電装置を制御することを特徴とする請求項５に記載のエレベーター制御方法。

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