JP4970257B2 - エレベータ装置 - Google Patents

Description

この発明は、非常制動時の制動力を制御可能なブレーキ制御装置を有するエレベータ装置に関するものである。

従来のエレベータ装置では、非常停止時に、ブレーキコイルへの通電電流を制御することにより、かごの減速度が可変制御される。非常停止時には、所定の減速度を持つ非常停止用速度基準パターンに基づく速度指令が速度基準発生部から出力される（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２０６２８８号公報

上記のような従来のエレベータ装置では、一意的に決められた非常停止用速度基準パターンにかご速度を追従させるため、かご速度を非常停止用速度基準パターン上に最初に乗せる際に過大な減速度が発生する可能性がある。

即ち、かご１の非常停止時には、モータへの通電も遮断されるため、非常停止指令が発生してから実際に制動力が発生するまで（ブレーキシューがブレーキ車に当接するまで）の間に、かご側の荷重と釣合おもりの荷重とのアンバランスによって、かごが加速される場合と、かごが減速される場合とがある。これに対して、かごの減速度を制御することが可能となるのは、実際に制動力が発生してからである。このため、非常停止指令発生直後のかごの加減速により、実際のかご速度と非常停止用速度基準パターンから決まる目標速度との差が大きくなると、この差を埋めるために大きな減速度が発生することがある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、非常制動時に過大な減速度が発生するのをより確実に防止することができるエレベータ装置を得ることを目的とする。

この発明によるエレベータ装置は、かご、かごの走行を制動するブレーキ装置、及びブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置を備え、ブレーキ制御装置は、かごの非常制動時に、かご速度及びかご減速度を監視し、かごの減速度が予め設定された目標減速度に達すると、そのときの速度からかごを減速させるための目標速度パターンを生成する。

この発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。 図１のブレーキ制御装置を示すブロック図である。 非常制動時に図２のブレーキ制御装置による減速制御を行った場合のかご速度及びかご減速度の時間変化を示すグラフである。 図２の指令生成部の非常停止指令発生時の動作を示すフローチャートである。 外的作用により指令速度とかご速度との間に大きな差が生じた場合のかご速度及びかご減速度の時間変化を示すグラフである。 この発明の実施の形態２による指令生成部の非常停止指令発生時の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による指令生成部の非常停止指令発生時の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４による指令生成部の非常停止指令発生時の動作を示すフローチャートである。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータ装置を示す構成図である。図において、かご１及び釣合おもり２は、主索（懸架手段）３により昇降路内に吊り下げられており、巻上機４の駆動力により昇降路内を昇降される。巻上機４は、主索３が巻き掛けられた駆動シーブ５、駆動シーブ５を回転させるモータ６、及び駆動シーブ５の回転を制動する制動手段７を有している。

制動手段７は、駆動シーブ５と一体に回転されるブレーキ車８と、ブレーキ車８の回転を制動するブレーキ装置９とを有している。ブレーキ車８としては、ブレーキドラム又はブレーキディスク等が用いられる。駆動シーブ５、モータ６及びブレーキ車８は、同軸上に設けられている。

ブレーキ装置９は、ブレーキ車８に接離される複数のブレーキシュー１０と、ブレーキシュー１０をブレーキ車に押し付ける複数のブレーキばねと、ブレーキばねに逆らってブレーキシュー１０をブレーキ車８から開離させる複数の電磁マグネットとを有している。各電磁マグネットは、通電することにより励磁されるブレーキコイル（電磁コイル）１１を有している。

ブレーキコイル１１に電流を流すことにより、電磁マグネットが励磁され、ブレーキ装置９の制動力を解除するための電磁力が発生して、ブレーキシュー１０がブレーキ車８から開離される。また、ブレーキコイル１１への通電を遮断することにより、電磁マグネットの励磁が解除され、ブレーキばねのばね力によりブレーキシュー１０がブレーキ車８に押し当てられる。さらに、ブレーキコイル１１に流れる電流値を制御することにより、ブレーキ装置９の開放の度合いを制御することができる。

モータ６には、その回転軸の回転速度、即ち駆動シーブ５の回転速度に応じた信号を発生するかご速度検知手段兼かご減速度検知手段としての巻上機エンコーダ１２が設けられている。

昇降路の上部には、調速機１３が設置されている。調速機１３は、調速機シーブ１４と、調速機シーブ１４の回転速度に応じた信号を発生する調速機エンコーダ１５とを有している。調速機シーブ１４には、調速機ロープ１６が巻き掛けられている。調速機ロープ１６の両端部は、かご１に搭載された非常止め装置の操作機構に接続されている。調速機ロープ１６の下端部は、昇降路の下部に配置された張り車１７に巻き掛けられている。

巻上機４の駆動は、エレベータ制御装置１８によって制御される。即ち、かご１の昇降は、エレベータ制御装置１８によって制御される。ブレーキ装置９は、ブレーキ制御装置１９によって制御される。ブレーキ制御装置１９には、エレベータ制御装置１８及び巻上機エンコーダ１２からの信号が入力される。

図２は図１のブレーキ制御装置１９を示すブロック図である。ブレーキ制御装置１９は、非常制動検出部２１、速度・減速度検出部２２及び指令生成部２３を有している。非常制動検出部２１は、エレベータ制御装置１８からの信号に基づいて、ブレーキ装置９が非常制動状態であるかどうかを判定する。速度・減速度検出部２２は、巻上機エンコーダ１２からの信号に基づいて、かご速度及びかご減速度を検出（算出）する。

指令生成部２３は、非常制動検出部２１による判定結果が非常制動状態であった場合に、速度・減速度検出部２２により検出されたかご速度及びかご減速度に応じてブレーキ装置９に与える指令を生成する。具体的には、指令生成部２３は、かご１の非常制動時に、かご速度及びかご減速度を監視し、かご減速度が予め設定された目標減速度に達すると、そのときの速度から所定の減速度でかご１を減速させるための目標速度パターンを生成する。この例では、指令生成部２３は、かご減速度が目標減速度に達すると、目標減速度を維持するようにかご１を減速させる目標速度パターンを生成する。

なお、ブレーキ制御装置１９の機能は、マイクロコンピュータにより実現される。即ち、ブレーキ制御装置１９のマイクロコンピュータには、非常制動検出部２１、速度・減速度検出部２２及び指令生成部２３の機能を実現するためのプログラムが格納されている。

図３は非常制動時に図２のブレーキ制御装置１９による減速制御を行った場合の速度及び減速度の時間変化を示すグラフである。図において、時刻Ｔ１に非常停止指令が発生すると、制動力は時刻Ｔ２に発生する。非常停止指令発生直後には、かご１が減速する場合（図中実線）と、かご１が一旦加速する場合（図中粗い破線）とがある。いずれの場合についても、かご減速度が目標減速度α１に達すると、そのときの速度から減速度α１のまま減速する目標速度パターンＰ１，Ｐ２（図中細かい破線）に沿って、かご１が減速され停止される。

従って、非常停止指令発生直後にかご１が減速する場合における目標速度パターンＰ１と、かご１が一旦加速する場合の目標速度パターンＰ２とは、同じ傾きを持ち、互いに平行である。

図４は図２の指令生成部２３の非常停止指令発生時の動作を示すフローチャートである。非常制動検出部２１からの情報により非常停止指令が発生したことを検出すると、指令生成部２３は、かご速度（検出速度）が０よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ１）。かご速度が０であれば、かご１の停止中に非常停止指令が発生したことになるので、減速制御は不要であり、そのままブレーキ印加指令を出力して（ステップＳ９）、処理を終了する。

かご１の走行中であった場合、ブレーキ印加指令を出力し（ステップＳ２）、かご減速度が目標減速度に到達するまで待機する（ステップＳ３）。かご減速度が目標減速度に到達すると、図３に示したような目標速度パターンを作成する（ステップＳ４）。そして、目標速度パターンに基づく指令速度とかご速度とを比較する（ステップＳ５）。この結果、かご速度が指令速度よりも小さければ、制動力を低減するためのブレーキ解放指令を出力する（ステップＳ６）。逆に、かご速度が指令速度以上であれば、ブレーキ印加指令を出力する（ステップＳ７）。

このような制動力の調整の後、かご１が停止したかどうかを確認する（ステップＳ８）。かご１が停止していなければ、かご速度と指令速度との比較、及び比較結果に基づく制動力の調整を繰り返し実行する。そして、かご１が停止すると、ブレーキ印加指令を出力して（ステップＳ９）、処理を終了する。

ここで、非常制動時に減速制御を行うためのブレーキ解放指令は、ブレーキ装置９を完全解放させるための指令ではなく、ブレーキ装置９による制動力をある程度低減させる指令である。具体的には、例えば、ブレーキコイル１１に電圧を印加するためのスイッチを、所定のスイッチングデューティでＯＮ／ＯＦＦすることにより、ブレーキ車８に印加される制動力が制御される。

このようなエレベータ装置では、かご１の非常制動時に、ブレーキ制御装置１９によりかご速度及びかご減速度が監視され、かご減速度が目標減速度α１に達すると、そのときの速度からかご１を減速させるための目標速度パターンが生成されるので、制動力発生時のかご速度の違いによらず、非常制動時に過大な減速度が発生するのをより確実に防止することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２のエレベータ装置は、指令生成部２３の動作の一部が実施の形態１と異なっており、他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

実施の形態１による減速制御中には、かご１内からの加振やかご１とガイドレールとの間の摩擦力等の外的作用により、指令速度とかご速度との間に大きな差が生じる可能性がある。図５は外的作用により指令速度とかご速度との間に大きな差が生じた場合のかご速度及びかご減速度の時間変化を示すグラフである。

図中の実線は、実施の形態１の制御方法で減速した場合のかご速度及びかご減速度を示している。時刻Ｔ３に、外的作用によりかご速度が指令速度から大きく外れると、この差を解消するためにかご減速度が一時的に大きくなっている。

これに対して、実施の形態２のブレーキ制御装置１９は、速度指令とかご速度との差が所定値を超えると、そのときのかご速度から目標減速度α１でかご１を減速させる新たな目標速度パターンＰ３を生成する。図中の粗い破線は、実施の形態２による減速制御を行った場合のかご速度及びかご減速度を示している。

図６はこの発明の実施の形態２による指令生成部２３（図２）の非常停止指令発生時の動作を示すフローチャートである。指令生成部２３は、ブレーキ解放指令（ステップＳ６）又はブレーキ印加指令（ステップＳ７）を出力した後、かご１が走行中であった場合、検出されたかご速度と指令速度との差の絶対値が閾値Ａよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ１０）。閾値Ａは、外的作用により生じる速度差の許容値であり、予め設定される。

かご速度と指令速度との差が閾値Ａ以下であれば、最初に生成した目標速度パターンに従って減速制御を継続する。また、かご速度と指令速度との差が閾値Ａよりも大きい場合、指令生成部２３は、目標減速度とかご減速度との差の絶対値が閾値Ｂよりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ１１）。閾値Ｂは、目標減速度とかご減速度との差の許容値であり、予め設定される。

目標減速度とかご減速度との差が閾値Ｂ以上であれば、最初に生成した目標速度パターンに従って減速制御を継続する。また、目標減速度とかご減速度との差が閾値Ｂよりも小さくなると、指令生成部２３は、新たな目標速度パターンを生成し、先に生成した目標速度パターンを新たな目標速度パターンに更新する（ステップＳ１２）。

このようなエレベータ装置では、非常制動時の減速制御中に、目標速度パターンに基づく指令速度とかご速度との差を監視し、指令速度とかご速度との差が所定値を超えると、そのときの速度からかご１を減速させるための新たな目標速度パターンを生成するので、外的作用による速度変化が生じた後に減速度が過大になるのを防止することができる。

実施の形態３．
次に、図７はこの発明の実施の形態３による指令生成部２３（図２）の非常停止指令発生時の動作を示すフローチャートである。実施の形態２では、かご速度と指令速度との差の絶対値が閾値Ａよりも大きいかどうかを判定したが、実施の形態３では、かご速度から指令速度を引いた差が閾値Ａよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ１３）。即ち、指令速度よりもかご速度の方が大きく、かつその差が閾値Ａよりも大きい場合に、新たな目標速度パターンを生成する。他の構成及び動作は、実施の形態２と同様である。

このようなエレベータ装置によれば、新たな目標速度パターンを生成するのは、指令速度よりもかご速度の方が大きい場合だけであるため、目標速度パターンは再生成により小さくなることがない。従って、かご１が停止するまでの平均的な減速度が大きくなるのを防止することができる。

実施の形態４．
次に、図８はこの発明の実施の形態４による指令生成部２３（図２）の非常停止指令発生時の動作を示すフローチャートである。実施の形態２では、かご速度と指令速度との差の絶対値が閾値Ａよりも大きいかどうかを判定したが、実施の形態４では、指令速度からかご速度を引いた差が閾値Ａよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ１４）。即ち、指令速度よりもかご速度の方が小さく、かつその差が閾値Ａよりも大きい場合に、新たな目標速度パターンを生成する。他の構成及び動作は、実施の形態２と同様である。

このようなエレベータ装置によれば、新たな目標速度パターンを生成するのは、指令速度よりもかご速度の方が小さい場合だけであるため、目標速度パターンは再生成により大きくなることがない。従って、かご１が停止するまでの距離が大きくなるのを防止することができる。

なお、上記の例では、エレベータ制御装置１８からの信号により非常制動状態であるかどうかを判定したが、エレベータ制御装置からの信号によらず、ブレーキ制御装置で独立して非常制動状態の判定を行うようにしてもよい。例えば、ブレーキシューのブレーキ車への接近や接触を検出することにより非常制動状態の判定を行ってもよい。また、かご速度が所定値以上であるにも拘わらずブレーキコイルの電流値が所定値未満である場合に、非常制動状態であると判定してもよい。

また、上記の例では、巻上機エンコーダ１２からの信号を用いてかご速度及びかご減速度を求めたが、例えば調速機エンコーダ１５など、他のセンサからの信号を用いてもよい。エンコーダ信号からかご速度及びかご減速度を求める方法としては、一定時間間隔で取得した巻上機の回転偏差を差分処理する方法が挙げられる。

さらに、上記の例では、目標速度パターンにかご速度を沿わせるためにブレーキ解放指令又はブレーキ印加指令を発生させたが、このときの指令電圧値には、指令速度とかご速度との偏差に比例したゲインを掛け合わせた値を用いてもよい。即ち、いわゆる比例制御を行ってもよい。また、ゲインの成分には、指令速度とかご速度との偏差の積分要素又は微分要素を含んでもよい。
さらにまた、上記の例では、目標速度パターンの減速度を目標減速度α１と同一にしたが、必ずしも完全に同一でなくてもよい。また、目標速度パターンの減速度は、必ずしも一定でなくてもよく、目標速度パターンに丸みを付けるように変化させてもよい。

Claims (5)

1. かご、
   かご速度検知手段、
   かご減速度検知手段、
   上記かごの走行を制動するブレーキ装置、及び
   上記ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置
   を備え、
   上記ブレーキ制御装置は、上記かごの非常制動時に、上記かご速度検知手段により検知したかご速度と上記かご減速度検知手段により検知したかご減速度とを監視し、かご減速度が予め設定された目標減速度に達すると、そのときの速度から上記かごを減速させるための目標速度パターンを生成するエレベータ装置。
2. 上記ブレーキ制御装置は、上記目標減速度を維持するように上記目標速度パターンを生成する請求項１記載のエレベータ装置。
3. かご、
   かご速度検知手段、
   上記かごの走行を制動するブレーキ装置、及び
   上記ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置
   を備え、
   上記ブレーキ制御装置は、上記かごの非常制動時に、上記かごを減速させるための目標速度パターンを生成し、上記目標速度パターンと上記かご速度検知手段により検知したかご速度との差を監視し、上記目標速度パターンに基づく指令速度とかご速度との差が所定値を超えた場合、そのときの速度から上記かごを減速させるための新たな目標速度パターンを生成するエレベータ装置。
4. 上記ブレーキ制御装置は、予め設定された目標減速度を維持するように上記目標速度パターンを生成する請求項３記載のエレベータ装置。
5. かご減速度検知手段をさらに備え、
   上記ブレーキ制御装置は、上記かご減速度検知手段により検知したかご減速度と上記目標減速度との差が所定値以上である場合に、新たな目標速度パターンを生成しない請求項３記載のエレベータ装置。

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