JP4731711B2

JP4731711B2 - エレベーターのドア制御装置及びその改修工法

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Publication number: JP4731711B2
Application number: JP2001105539A
Authority: JP
Inventors: 清治奥田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP2002302369A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレベーターの出入口のドアをドアモータで開閉制御する装置及びこれを改修する工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エレベーターのドア装置は、耐用年数の観点から、また更に高性能化させる観点から、既設品の一部を撤去して新設品と交換するように改修される。
例えば、特開平６−１６３７０号公報には、既設エレベーターのドア装置を、品質向上のため新方式の制御装置に改修する場合、ドアモータとドア制御装置を新設品に交換し、かご及び乗場のドア開閉装置は流用することが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のドア制御装置では、ドアモータ及びその制御系だけを変更するものであるが、新たな駆動制御に必要な速度検出器が設けられていない場合、又は設けられていても仕様が合わず利用できない場合がある。また、高級なドア装置では、一般的にリンク駆動のため、既設のドア装置の種類及び間口寸法によって、リンク構成、リンク寸法及び減速比が異なる。つまり、ドア速度とモータ速度の関係が比例していない。
【０００４】
そのため、同一のドア速度パターンでドアを駆動させようとしても、ドア装置ごとにドアモータ速度パターンが異なり、速度パターンを決定するのに多大な模索時間がかかるという問題点がある。
また、自社だけでなく、他社のドア装置を上記のように制御装置だけ改修しようとする場合、ドア装置のリンク構造の詳細情報や実機を事前に入手することが困難なため、制御装置だけを改修することができないという問題点がある。
【０００５】
この発明は上記問題点を解消するためになされたもので、既設のドア装置を改修する場合、容易に最適なドア開閉動特性を得ることができるとともに、他社のドア装置でも支障なく改修できるようにしたエレベーターのドア制御装置及びその改修工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１発明及び第２発明に係るエレベーターのドア制御装置は、ドアの移動速度を検出するドア速度検出器の出力に基づいてドアの移動距離を演算し、エレベーター制御盤から出力される戸開閉信号とドアの移動距離とからドアが全閉位置と全開位置間を移動する距離を検出し、指示された戸開閉時間と上記移動距離とからドア速度指令を発生し、ドア速度検出器の出力及びドアモータの回転速度を検出するモータ速度検出器の出力に基づいてドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生するようにしたものである。
【０００８】
また、第３発明に係るエレベーターのドア制御装置は、第１発明のものにおいて、ドア速度検出器の出力とモータ速度検出器の出力の関係を演算し、その結果に応じてドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生するようにしたものである。
【０００９】
また、第４発明に係るエレベーターのドア制御装置は、第３発明のものにおいて、ドア速度検出器の出力とモータ速度検出器の出力の関係を、ドアの移動速度とモータの回転速度との速度比としたものである。
【００１０】
また、第５発明に係るエレベーターのドア制御装置は、第１発明から第４発明のものにおいて、ドア速度パターンを調整するためのドア速度指令の補正値を指示するようにしたものである。
【００１１】
また、第６発明に係るエレベーターのドア制御装置は、第１発明のものにおいて、各階ごとにドア速度指令の補正値を記憶し、ドア速度検出器の出力に基づいてドア速度指令を発生するとともに、このドア速度指令を上記補正値に基づいて変更するようにしたものである。
【００１２】
また、第７発明に係るエレベーターのドア装置の改修工法は、既設のかごドア及び駆動機構を残留し、既設のドアモータ、モータ速度検出器及びドア制御装置を撤去して、これらを新設品に交換し、新設のドア速度検出器を設置し、既設のドアの移動速度に基づいてドアの移動距離を演算させ、エレベーター制御盤から出力される戸開閉信号とドアの移動距離とからドアが全閉位置と全開位置間を移動する距離を検出し、指示された戸開閉時間と上記移動距離とからドア速度指令を発生させ、新設のドア速度検出器で検出されたドアの移動速度及び新設のモータ速度検出器で検出されたモータ速度に基づいて、ドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生させるようにしたものである。
【００１３】
また、第８発明に係るエレベーターのドア装置の改修工法は、第７発明の各ステップ終了後、階床ごとに既設の乗場ドア装置を撤去してこれを新設品に交換し、その後既設のかごドア装置の駆動機構を撤去してこれを新設品に交換するようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１.
図１〜図５はこの発明の第１〜第７発明の一実施の形態を示す図で、図１はエレベーターのかごドア装置の正面図、図２はドア制御装置のブロック線図、図３はドア制御装置の機能構成図、図４は調整運転動作フローチャート、図５は速度対位置関係曲線図であり、図中同一符号は同一部分を示す。
【００１５】
図１に示すエレベーターのかごドア装置の構成を、既設部品及び交換又は追加する新設部品に分けて説明する。
（１）既設部品
１はかごの出入口を開閉するドアパネル、２はドアパネル１の上方に設置されたはり、３ははり２に水平に固定されたドアレール、４はドアパネル１の上端に固着されたドアハンガ、５はドアハンガ４に回転自在に取り付けられたローラである。
【００１６】
６はかごの天井に固定された取付台、７は取付台６に載置され、ウォームギア、プーリなどを有し、ドアモータ１１（後述）を減速する減速機、８は取付台６に枢着され、ドアモータ１１の回転をドアパネル１に伝達するリンクである。リンク８の長さ、構成部品はドア装置の種類及び間口寸法によって異なっている。
【００１７】
（２）新設部品
１１はドア駆動用の三相交流モータ、１２はパルス信号を出力してドアモータ１１の回転速度及び回転方向を検出するモータ速度検出器、１３はドアパネル１に固定されドアパネル１の移動速度を検出するドア速度検出器で、例えば加速度センサを用いて既設のドアパネル１に固定される。なお、ドア速度検出器１３はレーザセンサなど他のセンサを用いてもよい。１４はエレベーター全体の制御をするエレベーター制御盤、１５はドア開閉時間を入力したり、ドア開閉速度を微調節したりするドア速度パターン調整装置、１６は各装置１２〜１５に接続され、ドアモータ１１を制御するドア制御装置である。
【００１８】
ここで、ドア速度パターン調整装置１５は、必要時だけドア制御装置１６に接続して、インターフェースとしてドア制御装置１６へデータを入力するのに用いられる。ただし、あらかじめドア制御装置１６の中に、ドア速度パターン調整装置１５と同様のデータ入力機能を盛り込むようにしてもよい。
【００１９】
図２において、１７はドアモータ１１に流れる電流を検出する電流検出器、１８はエレベーター制御盤１４、ドア速度パターン調整装置１５、ドア速度検出器１３、モータ速度検出器１２及び電流検出器１７が接続された入力装置、１９はＣＰＵ、２０は処理プログラム、固定データ等を記憶するＲＯＭ，２１は処理データ、入力データ等を一時的に記憶するＲＡＭ、２２はモータ速度検出器１２からのパルス信号をカウントするパルスカウントユニットである。
【００２０】
２３はドア速度検出器１３の出力によりドア開閉速度及びドア移動距離を演算する速度位置演算ユニットで、具体的にはドア速度検出器１３、すなわち加速度センサの出力を時間積分することで、ドア速度及びドア移動距離が求められる。２４はドアモータ１１を制御するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生するＰＷＭ信号発生回路、２５はＰＷＭ信号発生回路２４に接続され、ドアモータ１１に接続されたインバータ２６のゲートを駆動するゲート駆動回路である。
【００２１】
図３において、３１はエレベーター制御盤１４から出力される戸開閉信号、３２はエレベーターのかごが現在停止している階床を示す階床情報、３３は速度位置演算ユニット２３の出力に基づいて、現在のドアの移動距離を演算するドア位置検出手段、３４は電源投入後の学習運転（後述）時に戸開閉信号３１が出力されているにもかかわらず、速度位置演算ユニット２３の位置出力が変化しない場合は、ドアが全開又は全閉の状態で停止していると判断して、全開又は全閉位置を記憶する全開全閉位置検出手段である。
【００２２】
３５は全開全閉位置検出手段３４で検出した全開位置から全閉位置までの距離を、速度位置演算ユニット２３の出力から演算するドアストローク検出手段、３６は速度位置演算ユニット２３の出力から、ドアの移動速度を常時検出するドア速度検出手段、３７はパルスカウントユニット２２の出力に基づいて、現在のドアモータ１１の回転速度を検出するモータ速度検出手段、３８はドア速度パターン調整装置１５で微調節された速度パターン補正係数を記憶する速度パターン補正記憶手段である。
【００２３】
３９は戸開閉信号３１、階床情報３２、速度パターン調整装置１５から入力された戸開閉時間、速度パターン補正記憶手段３８から入力されたドア速度パターン補正係数及びドアストローク検出手段３５の出力から、最適なドア開閉速度パターンを演算するドア速度指令発生手段、４０はドア速度検出手段３６の出力及びモータ速度検出手段３７の出力に基づいて、ドア速度指令発生手段３９の出力をドアモータ１１が必要とする速度指令に変換するモータ速度指令発生手段である。
【００２４】
４１はモータ速度指令発生手段４０の出力及びモータ速度検出手段３７の出力に基づいて、ドアモータ１１の速度制御演算を実行する速度制御手段、４２は速度制御手段４１の出力及び電流検出器１７の出力により、ドアモータ１１のトルク制御演算を実行するトルク制御手段、４３はトルク制御手段４２の演算結果に基づいて、ドアモータ１１の電圧指令を演算するモータ指令発生手段である。なお、速度制御手段４１及びトルク制御手段４２の制御の詳細は、三相交流モータの一般的制御であるため、説明は省略する。
【００２５】
次に、この実施の形態の動作を図３及び図４を参照して説明する。図４は改修後の調整運転の動作を示す。
ステップＳ１でドア制御装置１６の電源を投入する。ステップＳ２でドア速度パターン調整装置１５とドア制御装置１６を接続する。そして、作業者はドア速度パターン調整装置１５を操作して、観客の要求などに応じた戸開閉時間を指示する。この指示値は速度パターン補正記憶手段３８で記憶される。いったん記憶させれば、再電源投入しても戸開閉時間の変更が必要でない限り、再入力する必要はない。
【００２６】
次に、ステップＳ３で学習運転を開始する。電源投入直後は、全開又は全閉したときのドア位置及びドアのストロークが不明であるため、一定のモータ速度で戸開閉させる。必要な情報を得るため、必ず一往復させる。そして、学習運転中に、ステップＳ４でモータ速度とドア速度の関係を演算する。モータ速度とドア速度の関係を示す係数をＫとすると、Ｋ＝ドア速度/モータ速度で演算される。ドア速度とモータ速度は単位が異なるが、ドア位置による相対関係が分かればよいので、適当な単位で係数Ｋを求める。
【００２７】
ドアパネル１の駆動機構がリンク構造の場合、ドアパネル１の位置によって係数Ｋは異なるため、移動全域において係数Ｋを演算する。同時に、ステップＳ５でドアの全開位置及び全閉位置を検出する。戸開閉信号３１が出力されているにもかかわらず、ドア位置検出手段３３の出力が変化しない場合は、全開又は全閉していると判断する。そして、ステップＳ６で全開位置から全閉位置までのドア位置を演算することにより、ドアストロークを演算する。
【００２８】
ステップＳ７で学習運転を終了する。ステップＳ８では、ステップＳ６で演算されたドアストロークとステップＳ２で入力された戸開閉時間から最適なドア速度パターンを演算する。ドア速度パターンをあらかじめ関数で定義しておき、上記パラメータ（係数Ｋ）により関数を決定することができる。この関数は、例えば５次関数を用いれば、戸開閉ともそれぞれ一つの式で定義することができる。ただし、三角関数などを用いても、関数を定義することができると考えられる。
【００２９】
次に、ステップＳ９で、ステップＳ４で求めたモータ速度とドア速度の関係を示す係数Ｋと、ステップＳ８で求めたドア速度パターンから、モータ速度パターンを演算する。そして、ステップＳ１０で上記演算されたモータ速度パターンによって通常に戸開閉させる。なお、ステップＳ８及びステップＳ９の動作については、図４によって再度説明する。
その後、ステップＳ１１で戸開閉の動特性に問題ないかを確認する。これは、特に戸開閉開始時及び戸開閉終了時のドアパネル１の動き、戸当り音などに支障がないかを目視により確認する。
【００３０】
支障がないと判断されると処理は終了する。特に支障はないが修正が必要な場合は、ステップＳ１２で修正する。これは、再度ドア速度パターン調整装置１５を操作してドア速度パターンを調整する。そして、調整後の補正値を速度パターン補正記憶手段３８で記憶する、この確認を各階床で実施する。これは、各階床で乗場のドア機構の機械摩擦などが異なる場合が考えられるため必要に応じて実施する。すなわち、通常運転状態で、各階床情報３２に基づいて、ドア速度指令発生手段３９で補正値を呼び出して補正する。
【００３１】
図５にドア速度指令及びモータ速度指令の関係を示す。
図５（Ａ）は戸閉時のドア位置とドア速度の関係を示す。ドア速度指令曲線Ａは、図４のステップＳ８で説明したとおり、戸閉時間とドア開閉ストロークを入力することにより、曲線を一意に決定している。このドア指令曲線Ａは、戸閉終端での戸当り音、動きの円滑さ、最高速度の制限などを考慮して速度指令の関数が選定される。
【００３２】
次に、図５（Ｂ）は戸閉時の（ドア位置）と（ドア速度とモータ速度の関係を示す係数Ｋ）との関係を示す。この図で明らかなように、リンク構造のドア装置では、ドア位置によって、係数Ｋの値が異なる。そのため、図４のステップＳ４では、係数Ｋの関数を演算している。図５（Ｃ）は図５（Ａ）のドア速度指令曲線Ａで戸閉したときのドア位置とモータ回転速度の関係を示す。図のようにモータ速度指令の曲線Ｃは、複雑な曲線になるため、初めからモータ速度指令を演算することは無理である。
【００３３】
ここで、ステップＳ２，Ｓ５、Ｓ６はドアストローク検出手段を、ステップＳ８はドア速度指令発生手段を、ステップＳ９はモータ速度指令発生手段を構成している。
このようにして、ドア速度検出器１３及びモータ速度検出器１２を用い、ドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生するようにしたため、既設のドア装置を最適かつ容易に制御することが可能となる。また、指示された戸開閉時間とドアの移動距離からドア速度指令を発生するようにしたため、最適なドア速度指令を一意に求めることが可能となる。
【００３４】
また、ドア速度とモータ出力の関係、すなわち速度比を演算して、ドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生するようにしたため、ドア速度指令から、必要なモータ速度指令に変換することが可能となる。また、ドア速度指令の補正値を指示するようにし、かつ各階ごとに上記補正値を記憶してドア速度指令を変更するようにしたため、現地で容易にドア速度指令を微調整することが可能となり、かつ階床ごとの戸開閉動特性のばらつきを自動補正することが可能となる。
【００３５】
実施の形態２．
この発明の第８発明の一実施の形態を示す。
この実施の形態は、既設エレベーターの一部の機器を新設品と交換するだけでなく、その後改修工事を進めて、最終的にはドア装置の構成機器及び部品の主要部のすべてを新設品と交換するものである。これを各段階について説明する。
【００３６】
（１）第１段階
実施の形態１と同様の手順で、既設のかごドアパネル１及び駆動機構（減速機７、リンク８等）を残留し、ドアモータ１１、ドア制御装置１６、モータ速度検出器１２、ドア速度検出器１３及び電流検出器１７を交換又は追設する。
これで、ドア速度検出器１３によりドアパネル１の移動を直接検出できるため、ドアパネル１を駆動するに必要な駆動力などが各階ごとに異なっていても、容易に対応することが可能となり、各階均等なドア駆動を実現することができる。
（２）第２段階
階床単位で乗場のドア装置を新設品に交換する。
【００３７】
（３）第３段階
リンク８などの駆動機構を新設品に交換する。
これで、かごドア装置及び乗場ドア装置の主要部はすべて新設品に交換されるため、既設品とは異なり、制御定数など既知となる。したがって、ドア速度検出器１３は除去してもよい。エレベーター制御盤１４内の一部のプログラム又はデータを変更するだけで対応可能となる。
このようにして、資金事情に応じて段階的に改修工事を実施することが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したとおりこの発明の第１発明及び第２発明では、ドアの移動速度に基づいてドアの移動距離を演算し、エレベーター制御盤から出力される戸開閉信号とドアの移動距離とからドアが全閉位置と全開位置間を移動する距離を検出し、指示された戸開閉時間と上記移動距離とからドア速度指令を発生し、ドアの移動速度及びドアモータの回転速度に基づいてドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生するようにしたので、機器の一部を交換又は追設することにより、既設のドア装置を最適かつ容易に制御することができる。また、他社のドア装置でも支障なく改修することができる。さらに、最適なドア速度指令を一意に求めることができる。
【００４０】
また、第３発明では、ドアの移動速度とモータの回転速度との関係を演算し、第４発明ではこれを速度比として演算し、その結果に応じてドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生するようにしたので、ドア速度指令から、必要なモータ速度指令に変換することができる。
【００４１】
また、第５発明で、ドア速度パターンを調整するためのドア速度指令の補正値を指示するようにしたので、現地で容易にドア速度指令を微調整することができる。
【００４２】
また、第６発明では、各階ごとにドア速度指令の補正値を記憶してドア速度指令を変更するようにしたので、階床ごとの戸開閉動特性のばらつきを自動補正することができる。
【００４３】
また、第７発明では、既設のかごドア及び駆動機構を残留し、既設のドアモータ、モータ速度検出器及びドア制御装置を撤去して、これらを新設品に交換し、新設のドア速度検出器を設置し、既設のドアの移動速度に基づいてドアの移動距離を演算させ、エレベーター制御盤から出力される戸開閉信号とドアの移動距離とからドアが全閉位置と全開位置間を移動する距離を検出し、指示された戸開閉時間と上記移動距離とからドア速度指令を発生させ、ドアの移動速度及びドアモータの回転速度に基づいてドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生させる各ステップを実施するようにしたので、第１発明と同様に、既設のドア装置を容易に、かつ他社のドア装置でも支障なく改修することができる。
【００４４】
また、第８発明では、第７発明の各ステップに加えて、既設の乗場ドア装置の新設品との交換及び既設のかごドア装置の駆動機構の新設品との交換のステップを実施するようにしたので、資産事情に応じて段階的に改修工事を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示すエレベーターのかごドア装置の正面図。
【図２】この発明の実施の形態１を示すドア制御装置のブロック線図。
【図３】この発明の実施の形態１を示すドア制御装置の機能構成図。
【図４】この発明の実施の形態１を示す調整運転動作フローチャート。
【図５】この発明の実施の形態１を示す速度対位置関係曲線図。
【符号の説明】
１ドア（ドアパネル）、７減速機、８リンク、１１ドアモータ、１２モータ速度検出器、１３ドア速度検出器、１４エレベーター制御盤、１５ドア速度パターン調整装置、１６ドア制御装置、１７電流検出器、２４ＰＷＭ信号発生回路、２５ゲート駆動回路、２６インバータ、３３ドア位置検出手段、３４全開全閉位置検出手段、３５ドアストローク検出手段、３６ドア速度検出手段、３７モータ速度検出手段、３８速度パターン補正記憶手段、３９ドア速度指令発生手段、４０モータ速度指令発生手段、４１速度制御手段、４２トルク制御手段、４３モータ指令発生手段。
Ｓ２，Ｓ５、Ｓ６ドアストローク検出手段、Ｓ８ドア速度指令発生手段、Ｓ９モータ速度指令発生手段。

Claims

ドアモータを駆動すると、この駆動力が駆動機構を介してドアに伝達されてエレベーターの出入口を開閉する装置において、上記ドアの移動速度を検出するドア速度検出器と、上記ドアモータの回転速度を検出するモータ速度検出器と、戸開閉時間を指示するドア速度パターン調整装置とを設け、上記ドア速度検出器の出力に基づいて上記ドアの移動距離を演算するドア位置検出手段と、エレベーター制御盤から出力される戸開閉信号と上記ドア位置検出手段の出力とから上記ドアが全閉位置と全開位置間を移動する距離を検出するドアストローク検出手段と、上記ドア速度パターン調整装置で指示された戸開閉時間と上記ドアストローク検出手段で検出された移動距離とからドア速度指令を発生するドア速度指令発生手段と、上記ドア速度検出器の出力及び上記モータ速度検出器の出力に基づいて上記ドア速度指令発生手段の出力を変換してモータ速度指令を発生するモータ速度指令発生手段とを備えたことを特徴とするエレベーターのドア制御装置。
電源投入後の学習運転時にエレベーター制御盤から戸開閉信号が出力されているにもかかわらず、ドア位置検出手段の出力が変化しない場合は、ドアが全開又は全閉の状態で停止していると判断して、全開又は全閉位置を検出する全開全閉位置検出手段を備え、
ドアストローク検出手段を、上記全開全閉位置検出手段で検出した全開位置から全閉位置までの距離を、ドア位置検出手段の出力から演算するものとした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。
モータ速度指令発生手段を、ドア速度検出器の出力とモータ速度検出器の出力の関係を演算し、その結果に応じてドア速度指令発生手段の出力を変換してモータ速度指令を発生するものとしたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のエレベーターのドア制御装置。
ドア速度検出器の出力とモータ速度検出器の出力の関係を、ドアの移動速度とモータの回転速度との速度比としたことを特徴とする請求項３記載のエレベーターのドア制御装置。
ドア速度パターン調整装置を、ドア速度パターンを調整するためのドア速度指令の補正値をさらに指示するものとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のエレベーターのドア制御装置。
各階ごとにドア速度パターン調整装置の指示による補正値を記憶する速度パターン補正記憶手段とを設け、ドア速度指令発生手段を、ドア速度検出器の出力に基づいてドア速度指令を発生するとともに、このドア速度指令を上記速度パターン補正記憶手段の補正値に基づいて変更するものとしたことを特徴とする請求項５記載のエレベーターのドア制御装置。
既設のかごドア、このかごドアに駆動力を伝達する駆動機構を残留し、既設のドアモータ、このドアモータの回転速度を検出するモータ速度検出器及びドア制御装置を撤去して、これらを新設品に交換するステップと、上記既設のドアの移動速度を検出する新設のドア速度検出器を設置するステップと、上記既設のドアの移動速度に基づいて上記既設のドアの移動距離を演算させるステップと、エレベーター制御盤から出力される戸開閉信号と上記既設のドアの移動距離とから上記既設のドアが全閉位置と全開位置間を移動する距離を検出するステップと、指示された戸開閉時間と上記既設のドアが全閉位置と全開位置間を移動する距離とからドア速度指令を発生させるステップと、上記新設のドア速度検出器で検出されたドアの移動速度及び上記新設のモータ速度検出器で検出されたモータ速度に基づいて、上記ドア速度指令を変換してモータ速度指令を発生させるステップとを実施するエレベーターのドア装置の改修工法。
請求項７記載の各ステップ終了後、階床ごとに既設の乗場ドア装置を撤去してこれを新設品に交換するステップと、このステップ終了後既設のかごドア装置の駆動機構を撤去してこれを新設品に交換するステップとを実施するエレベーターのドア装置の改修工法。