JP3958551B2 - エレベーターの制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベーターの制御方法及び装置に係り、特に、ロープ伸びが大きくなるエレベーターにおける乗りかご位置情報の改良された補正を実現するエレベーター制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベーターシステムでは、エレベーター乗りかごと釣り合いおもりを主ロープによって等価的につるべ状に接続し、主ロープを巻き掛けた綱車を電動機で駆動するシステムが長年にわたって使われている。主ロープにはスチールロープが採用され、綱車には鋳物製のものが使われ、主ロープとの間の適度な粘着を得るように構成されてきた。このスチールロープと綱車との間には微少ではあるがすべりが存在することや、電動機の回転に基き発生するパルスをカウントして乗りかごの位置情報を算出するシステムにおいては、綱車の摩耗が目的階での着床精度を低下させる問題点があった。これを防止するために、従来、次のような位置情報の補正が行われてきた。まず、稼働の初期段階に、電動機に取り付けられたロータリーエンコーダに基くカウント値が、乗りかごと昇降路との間に取り付けた各階床での位置検出器の動作地点で如何なる値を示すかをメモリに記憶する処理を行う。そして、通常のエレベーター走行中に、前記位置検出器の動作により、かご位置情報として予めメモリに記憶されていた位置情報を検索して現在のかご位置情報としてセットし直すことで、エレベーター走行中の実際のかご位置とパルスカウントにより算出したかご位置情報との間の偏差分（位置誤差）を修正し、最終的に乗りかごの着床誤差が生じないよう、事前に補正していた。
【０００３】
また、乗りかごの位置や荷重で種々の補正が試みられている。たとえば、特開平９−５８９３８号公報などでは、乗りかご位置と積載荷重の情報からフィードフォワード的にロープの伸びを補正する提案がなされている。また、特開平４−３２３１０８号公報では、絶対値型のロータリーエンコーダによる方式が、特開平９−１２２４５号公報では調速機ロープ部で情報を検出し、エレベーターの加速度やかご位置で補正する提案がなされている。さらに、特開平５−３１０３７７号公報では、乗りかご位置の検出にロープの表面模様を利用する方式なども提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したエレベーターの乗りかご位置の補正方式は、かご位置と積載荷重の情報をフィードフォワード的に利用するので、検出誤差の影響を受けること、１００ｍ級の長ストロークエレベーターや、比較的ロープ伸びが大きいアラミド系に代表される繊維ロープや樹脂被服ロープを使用したエレベーターにおける乗りかご位置補正処理実行時の乗り心地に対する悪影響について配慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、特に、運転に伴い主ロープの伸びが大きいエレベーターにおいても、正確な着床精度の確保と、補正実行時の良好な乗り心地を両立させたエレベーターの制御方法又は装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
エレベーターの減速時の速度指令は、目標停止点までの残存距離の平方根関数として作成される。エレベーターが上層階から２階に向かって下降運転している状況を考えると、まだ比較的上層の階を乗りかごが下降中には、速度指令を作成するための走行残距離（＝現在の算出乗りかご位置−２階の絶対位置）は大きな値である。この領域では、位置の進行に伴う速度指令の低下量は小さい。このため、この時点で乗りかご位置の狂いを真値に１回で直接書き換えても、この位置補正に伴う速度指令の変動分は非常に小さく、乗り心地を損なうことはない。従って、停止予定階から十分に離れた位置でのかご位置補正は１回で完了すれば、乗り心地に影響を与えずに、処理に要する制御装置の責務を軽減できる。
【０００７】
一方、乗りかごが停止予定階である２階の近傍、例えば３階を通過したときのかご位置補正では状況が異なる。超高層ビルでの不停止階ゾーンでは、本来停止する必要がないので、昇降路内での各階の位置検出用被検出体（例えば遮へい板）は設ける必要はない。但し、不停止階を挟む階間の運転時のかご位置補正ができないなどの問題を回避するため、所定の間隔で遮へい板を設置するのが一般的である。その配置間隔は、補正時にショックを生じない観点で決められるが、可変間隔での設置の煩わしさから、１〜３階おきに設置される場合が多い。このため、超高層ビルではこのダミー階の遮へい板設置は大きな労力となる。下層階へ向かった運転ではかご側のロープが長く、ロープが伸びやすくなっており、真値への補正量は大きいことが想定される。さらに、前述のように減速時の速度指令は、残距離の平方根関数であり、停止予定階近傍では、かご位置の補正により走行残距離が修正されると速度指令の変化量は大きくなる。このため至近距離でのかご位置誤差の補正を分割し、少しづつ実行して、乗り心地を損なうことなく着床精度を確保することが望ましい。
【０００８】
本発明のある一形態では、パルスカウントに基いて算出した乗りかご位置情報を、昇降路内の既知の地点情報に基いて補正するエレベーターにおいて、この補正を一気に行うのではなく、複数回に分けて少しづつ補正することを特徴とする。
【０００９】
また本発明の他の一形態では、上記補正において、乗りかごが停止予定階から所定の範囲外にいるときは、偏差分を一括して補正し、乗りかごが停止予定階から所定の範囲内に近づいているとき、偏差分を複数回に分けて少しづつ補正することを特徴とする。
【００１０】
本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施例の中で明らかにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例によるエレベーター制御装置の全体構成図である。図において、１はエレベーター乗りかご、２は釣り合いおもりであり、両者は主ロープ３によりつるべ状に接続されている。主ロープ３は、綱車４に巻き掛けられ、綱車４は駆動用電動機５に連結され、この電動機５の回転に伴って綱車４が回転して、乗りかご１は昇降駆動される。電動機５には、その速度制御や乗りかご１の位置を算出するために、ロータリーエンコーダ６が取り付けられ、電動機５の回転に伴ってパルスを発生する。このパルス信号は配線７を経由して制御盤８へ伝えられる。制御盤８には後述するように、取り込んだパルス信号から乗りかごの位置制御や電動機の速度制御などを行うため、乗りかご位置算出、かご位置の補正値算出などの制御プログラムが格納された制御装置８１と、電動機５に電力を供給する電力変換装置８２などが収められている。
【００１３】
パルスカウントによる乗りかご位置検出方式では、そのカウント値のずれ（誤差）現象は、主ロープとしてスチールロープを使ったときでも１００ｍ級のビルではかなりの値として現れるものであり、通常のロープよりも伸びやすい繊維ロープや樹脂被服ロープを用いた場合には、この傾向が一層顕在化する。
【００１４】
昇降路内には、乗りかご１の絶対位置を知るための既知点を作り出すための被検出体として、この例では各階１〜ｎ階に、それぞれ遮へい板９１，９２，９３…９ｎが配置されている。一方、乗りかご１には、位置検出器１０が設置されており、各階１〜ｎ階を乗りかご１が通過した時に、被検出体（遮へい板）９１〜９ｎに対向して信号を発生する。この位置検出器１０の出力信号は、所定階を通過する時の割り込み信号として、テールコード１１を介して制御盤８内の制御装置８１に取り込まれる。
【００１５】
図２は本発明の一実施例による補正準備処理フローチャートである。このタスク２００は乗りかごの位置を補正するための準備をする処理である。図１の乗りかご１上に設置された位置検出器１０が、昇降路内に設置された遮へい板９１，９２，…９ｎを横切るとき発生する割り込みを図示していないオペレーションシステムが認識し、『遮へい板割り込み処理２００』へジャンプして処理が起動される。ステップ２０１で、ロータリーエンコーダ６の出力パルスをカウントすることによって得られる現在の乗りかご位置の値をテンポラリレジスタのＣＰ１へ格納する。ここで、乗りかご位置算出処理は所定の時間間隔で起動されるタイマタスクに存在するが、通常、遮へい板割り込み処理２００のようなタスクよりも優先度が下位に位置するので、ステップ２０１でＣＰ１に最新の乗りかご位置が取り込まれたことになる。次に、ステップ２０２では、位置検出器１０が遮へい板９１〜９ｎのいずれかを横切った際に信号を発生し、該当する遮へい板に対応する階に予め設定された絶対位置情報をテンポラリレジスタＣＰ２に書き込む。そして、ステップ２０３で、乗りかご位置補正に用いる補正値を（ＣＰ１−ＣＰ２）の演算により算出する。ここで、ＣＰ１とＣＰ２の値が一致していれば、エレベーターシステムが稼働し始めた際に初期測定した各階に対応する絶対位置情報ＣＰ２に対して、エレベーター制御装置８１が刻々と演算する乗りかご位置情報ＣＰ１が等しく、綱車４の摩耗がなく、主ロープ３と綱車４とのすべり（クリープ）がなく、ロープ３の伸びも殆どないことを意味している。しかし、このようなことはほぼ皆無である。ステップ２０４で補正値が異常に大きくないかを判断する。ＹＥＳであれば、ロープ自体の異常や綱車との間の粘着に関する異常が考えられるので、ステップ２０５に進んでその警告処理を行う。そして、ステップ２０６で補正処理実施フラグをセットして、ステップ２０７を経由して、処理はオペレーションシステムへ戻る。
【００１６】
図３は本発明の一実施例による補正実行処理フローチャートである。このタスク３００は乗り心地に悪影響を与えないで、乗りかごの位置補正を具体的に実施する処理を示している。この処理は図示していないオペレーションシステムから、一定時間ごとに起動されるタイマタスクの１つとして設定されている。図２の遮へい板割り込み処理２００に引き続いて実行してもよいが、結果の利用先が緊急性を要しない速度指令作成なので、ここではタイマタスクに登録するものとする。
【００１７】
はじめに、ステップ３０１で補正の要否フラグがセットされているかどうか判断する。補正フラグがセットされていなければ、遮へい板通過はなかったと判断し、何も処理を行わず、ステップ３０２を経由して、オペレーションシステムに戻るか、他のタイマタスク処理へジャンプする。一方、補正フラグがセットされていれば、ステップ３０３で、乗りかごの位置が停止予定階の近傍に接近しているか否かを判断する。乗りかご位置が近傍でなければ、乗りかご位置の補正を一度に実行しても、僅かな位置補正が速度指令の大きさに与える変動量は小さいので、乗り心地を損なうことはない。そこで、停止予定階の近傍でないときは、ステップ３０４で新たな乗りかご位置として、乗りかご位置から補正値を加減算して、一発でかご位置補正を行う。それにより、不必要な分割処理による制御装置８１への負荷率を低減させる。そして、ステップ３０５で補正が完了したとして、補正フラグをリセットする。また、念のためステップ３０６で、補正の分割処理の回数フラグＮをゼロにクリアして、補正処理を終了する。
【００１８】
一方、ステップ３０３で乗りかご位置が停止予定階の近傍であると判断したときは、補正処理を複数回に分割し、一度に実施することに伴う乗り心地の悪化を防止する。ステップ３０７で分割処理の初回であるかどうかの判断を行い、初回であれば、ステップ３０８で分割処理の実施回数を２０と初期設定する。ステップ３０７で分割処理の初回でないと判断すれば、ステップ３０９で分割処理実施フラグＮを１回減らす。ステップ３０８及び３０９のいずれであっても、回数Ｎの設定後にステップ３１０に進み、新たな乗りかご位置を求める。すなわち、これまでの算出乗りかご位置ＣＰ１に対し、補正値（ＣＰ１−ＣＰ２）を１／Ｎした値を加減算する。補正すべき値をタイマタスク１回につき、１／Ｎづつとして、乗りかごが停止予定階に到着するまでの間に、徐々に分割補正するので、正確な着床精度確保と良好な乗り心地を両立できる。そして、ステップ３１１で分割補正処理が残っているか判断し、残っていれば、次回のタイマ割り込みで上述した処理を繰り返し続行し、分割補正処理が完了であれば、ステップ３１２で補正フラグをリセットして、完全に補正処理を完了する。
【００１９】
図４は、本発明の一実施例における動作説明図である。同図はかご位置から停止予定階までの走行残距離に対する速度指令と推定加速度について、（１）非補正と、（２）従来方式により補正を１回で完結する方式、及び（３）本実施例による補正を複数回数に分割して実施する方式を示している。補正を行わない場合（１）は加速度ショックを生じることは無く乗心地上の問題は生じないが、かご停止時に実質的な残距離ΔＰが残っており、ビルの床面との間で着床誤差を生じていることがわかる。一方、従来方式（２）では補正を一回で実行するので補正値が大きくなってしまった場合には、速度指令にａ点からｂ点への跳躍を生じ、その結果として、かご加速度にもΔα２の跳躍を生じ、乗心地を損ねる可能性がある。なお、位置補正自体は実行されるので残距離はゼロの状態となり、着床誤差は生じない。さらに、本実施例（３）の場合には、補正は段階的に分割して実施されるので、結果として、速度指令も急峻な変化ではなくａ点からｃ点へ段階的に変化し、かご加速度の変化Δα３も僅かであり、乗心地悪化はほとんど生じず、着床誤差も生じない。
【００２０】
ここで、分割補正の要領について述べる。補正値ΔＣＰ＝ＣＰ１−ＣＰ２を、速度指令演算間隔Ｔ（ｍｓ）の２０回に分割し、（ΔＣＰ／２０）の値づつ、２０回に分けて分割補正する。通常、速度指令演算は１０ｍｓ程度のタスクレベルに設定されるので、補正を完了するのに２００ｍｓかかることになるが、３階通過から２階到着までには十分な時間的余裕があり、補正が完了する前に乗りかごが停止予定階に到着してしまうような不具合は発生することなく、正確な着床精度確保と、補正に伴う乗り心地悪化の回避を両立させることができる。
【００２１】
以上の実施例においては、乗りかご１と、この乗りかご１と釣り合いおもり２とを等価的につるべ式に接続したアラミド系繊維又は樹脂被服の主ロープ３と、この主ロープ３を介して前記乗りかご１を昇降駆動する電動機５と、行先階位置情報と乗りかご位置情報ＣＰ１との関係に応じて前記電動機５を駆動制御し前記行先階に向けて乗りかご１を昇降させて停止させる制御装置８１と、前記電動機５の回転に関連するパルスをカウントして前記乗りかご位置情報を算出する手段（６，８１）と、この乗りかご１上に設けられ昇降路内の既知の地点に配置された被検出体（遮へい板）９１〜９ｎを検出する位置検出器１０と、この位置検出器１０の出力信号に応動して予め記憶された既知の地点情報ＣＰ２を読み出す手段（８１、ステップ２０２）と、前記乗りかご１位置情報ＣＰ１を前記既知の地点情報ＣＰ２に基いて補正する補正手段（８１）を備えたエレベーターの制御装置において、前記乗りかご１が停止予定階から停止予定階の１階床手前の階床の範囲外にいるとき、前記乗りかご位置情報ＣＰ１の前記既知の地点情報ＣＰ２に対する偏差分ΔＣＰを一括して補正する手段（ステップ３０４〜３０６）と、前記乗りかご１が停止予定階から１階床手前の階床の範囲内に近づいているとき、前記乗りかご位置情報ＣＰ１の前記既知の地点情報ＣＰ２に対する偏差分ΔＣＰをタイマ割り込みに基き２０回に分けて補正する手段（ステップ３０７〜３１２）と、前記偏差分ΔＣＰが所定値よりも大きいことに応じて警告を発生する手段（ステップ２０４．２０５）を備えている。
【００２２】
本実施例によれば、ロープ重量が問題となる超々高層ビル向けに用いられる軽量繊維ロープや樹脂被服ロープで特徴的に発生するロープ伸びの悪影響が顕在化する端階や不停止階の直後が予定停止階となる状況において、正確な着床と良好な乗り心地を提供できる。
【００２３】
本実施例においては、補正回数を固定する観点からΔＣＰ／２０という決定方法を示したが、１回当たりの補正値ΔＣＰ１を定めて、総補正量ΔＣＰを１回当りの補正値ΔＣＰ１で除して、ΔＣＰ／ΔＣＰ１により補正回数を求め、この回数だけ毎回ΔＣＰ１の補正値を用いて補正を実行しても良い。これにより、小さな補正値を不必要に多く分割することによる演算回数の無駄排除と、好ましくない桁落ちに伴う精度低下という不具合を回避できる。また、一定の整数値ΔＣＰ１を１回当たりの補正値として（ΔＣＰ―ΔＣＰ１）を次のΔＣＰとして順次補正残値を更新して、この値がゼロに近づいた時点で補正を終了するようにしてもよい。この場合も、けた落ちの問題点と処理演算時間の問題点を解決しうる。
【００２４】
以上の実施例によれば、着床制御に用いる距離基準の速度指令の補正を目的停止階到着までに徐々に実施するので、正確な着床制御と良好な乗り心地を両立させることができる。
【００２５】
また、本実施例によれば、乗りかご位置補正の分割実施を、乗り心地への悪影響がない範囲か否かの判断をして、影響がない範囲では非分割で一度に、あるいは影響のない大きさで実施するので制御装置の負荷率を無駄に上昇させない効果がある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、エレベーターの良好な乗り心地と正確な着床精度とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるエレベーター制御装置の全体構成図。
【図２】本発明の一実施例における補正準備処理フローチャート。
【図３】本発明の一実施例における補正実行処理フローチャート。
【図４】本発明の一実施例によるエレベーター制御装置の動作説明図。
【符号の説明】
１…乗りかご、２…釣り合いおもり、３…主ロープ、４…綱車、５…電動機、６…ロータリーエンコーダ、７…配線、８…制御盤、８１…制御装置、８２…電力変換器、９１〜９ｎ…被検出体（遮へい板）、１０…位置検出器、１１…テールコード、１Ｆ〜ｎＦ…１〜ｎ階床、２００…遮へい板割り込み処理、３００…補正実行処理。

Claims (8)

1. 乗りかごと、この乗りかごと釣り合いおもりとを等価的につるべ式に接続した主ロープと、この主ロープを介して前記乗りかごを昇降駆動する電動機と、行先階位置情報と乗りかご位置情報との関係に応じて前記電動機を駆動制御し前記行先階に向けて乗りかごを昇降させて停止させる制御装置と、前記電動機の回転に関連するパルスをカウントして前記乗りかご位置情報を算出する手段と、この乗りかご位置情報を昇降路内の既知の地点情報に基いて補正する手段を備えたエレベーターの制御装置において、前記乗りかごが停止予定階から所定の範囲外にいるとき、前記乗りかご位置情報の前記既知の地点情報に対する偏差分を一括して補正する手段と、前記乗りかごが停止予定階から所定の範囲内に近づいているとき、前記乗りかご位置情報の前記既知の地点情報に対する偏差分を複数回に分けて補正する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
2. 請求項１において、前記停止予定階から所定の範囲内とは、停止予定階の１階床手前の階床を含む範囲であることを特徴とするエレベーターの制御装置。
3. 請求項１または２において、各階及び／又は不停止ゾーンに設置される昇降路内の被検出体と、乗りかごに設置され前記被検出体を通過する際に信号を発生する検出器と、当該被検出体に対応して予め記憶された既知の地点情報を前記検出器からの信号に応動して読み出す手段を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、各階及び／又は不停止ゾーンに設置される昇降路内の被検出体と、乗りかごに設置され前記被検出体を通過する際に信号を発生する検出器と、当該被検出体に対応して予め記憶された既知の地点情報を前記検出器からの信号に応動して読み出す手段と、前記検出器からの信号に基く割り込みに応じて分割補正値を算出する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記複数回に分けて補正する手段は、タイマ割り込みに基き前記複数回の補正を実行する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記主ロープは、非スチールロープであること特徴とするエレベーターの制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記主ロープは、アラミド系繊維ロープ又は樹脂被服ロープであることを特徴とするエレベーターの制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記偏差分が所定値よりも大きいことに応じて警告を発生する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの制御装置。

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