エレベータかごの再レベリング中の動的補償

专利摘要:
エレベータかごの位置を制御する方法の一例は、エレベータかごが再レベリングを要求していることを判定することを含む。エレベータかごの現在の位置に関連するエレベータかご動的情報が決定される。再レベリングを行うためにエレベータかごを動かすモータの作動を制御するゲインが、決定されたエレベータかご動的情報に基づいて調節される。
公开号:JP2011513158A
申请号:JP2010548655
申请日:2008-02-26
公开日:2011-04-28
发明作者:キース ロバーツ，ランダル
申请人:オーチス エレベータ カンパニーＯｔｉｓ Ｅｌｅｖａｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ；
IPC主号:B66B1-44

专利说明:

[0001] 本発明は、エレベータかごの再レベリング（床合わせ）中の動的補償に関する。]
背景技術

[0002] エレベータシステムは、例えば、建物内のさまざまな階へエレベータサービスを提供するように種々の乗場間を移動するエレベータかごを含む。エレベータ機械のモータおよびブレーキが、所望の位置へエレベータかごを選択的に移動させその位置にかごを維持するように作動する。機械コントローラが、周知のように、乗客からのエレベータサービスの要求に応答しかつ選択された乗場にエレベータかごを維持するようにエレベータ機械の作動を制御する。]
[0003] エレベータシステムに関連する課題の１つは、エレベータかごと、このエレベータかごが停止した乗場と、の間の乗り降りを容易にするために、乗場に対して適当な高さにかごを維持することである。乗客が躓くことなく乗場とエレベータかごとの間を乗り降りできるように、エレベータかごの床が、乗場の床と同じ高さに維持されることが理想的である。現在のエレベータの法規では、乗場の床とエレベータかごの床との間の許容可能な最大距離を規定する変位の閾値が定められている。この法規上の閾値よりも距離が大きくなったとき、エレベータシステムは、エレベータかごの再レベリングつまり位置の修正を行わなければならない。]
[0004] 従来のエレベータの再レベリングの方法は、かごの床と乗場の床との距離を検出することを含む。この検出は、一般に、エレベータかごに関連する主位置トランスジューサあるいはガバナ上のエンコーダを使用してなされる。距離の大きさが設定された閾値よりも大きくなったとき、かごの再レベリングが開始される。機械コントローラは、機械ブレーキを開放する前に、かごの重量に関する測定を行った上で、かごを持ち上げるモータにプリトルクを与える。そして、モータに流れる電流が、サーボ制御の内側速度ループを使用して制御されるとともに、このサーボ制御の外側位置ループにおいて、固定的ゲインフィードバック補償器（ＰＩ制御など）が、位置の誤差に関して使用される。]
発明が解決しようとする課題

[0005] エレベータかごの再レベリングの従来の方法は、たいていの状況においてよく機能する。しかし、従来の方法は、高層ビルや超高層ビルにおいては、十分な結果を出していない。その理由の一つとしては、エレベータのロープ部材の有効剛性が、その長さに比例して低減することがある。従って、エレベータのローピングが長いほど、エレベータかごに加わる荷重の変化に応じる静的変位の大きさが増加する。この荷重の変化は、例えば、乗客がかごに乗り降りすることによって生じる。さらには、モータの作動と、かごの反応と、位置トランスジューサ応答と、の間の時間的な遅れが、昇降路の高さに比例して増大する。このような遅れによって、従来の方法における位置フィードバックロジックの安定性の問題が生じる。他の問題としては、ロープ部材の剛性が低減した場合、かごに加わる荷重の変化によって生じるエレベータかごの上下振動の共振振動数が低下することがある。この共振振動数の低下によって、従来の制御ロジックのゲインに制限が生じ、その結果、帯域幅が限定され、ひいては、性能が限定される。]
課題を解決するための手段

[0006] エレベータかご位置を制御する方法の一例は、エレベータかごが再レベリングを要求していることを判定することを含む。エレベータかごの現在の位置に関連するエレベータかご動的情報が決定される。再レベリングを行うためにエレベータかごを動かすモータの作動を制御するゲインが、決定されたエレベータかご動的情報に基づいて調節される。]
[0007] エレベータシステムの一例は、設定値のゲインを有する速度サーボを含むエレベータモータ制御装置を備える。動的補償モジュールが、選択的に、エレベータかごの現在の位置に関連するエレベータかご動的情報に基づいて、速度サーボのゲインを設定値から調節する。]
[0008] 本発明のさまざまな特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者に明らかとなる。]
図面の簡単な説明

[0009] 例示的なエレベータシステムの要部を示す図。
方法の一例を示すフローチャート。
エレベータ制御の一例を示すブロック図。]
実施例

[0010] 図１は、例示的なエレベータシステム２０の要部を示す。エレベータかご２２が、エレベータ機械２６の作動に応答してガイドレール２４に沿って移動するように支持されている。この例においては、エレベータ機械２６は、エレベータかご２２の重量を支持するローピング２８の動きを制御する。機械２６のモータおよびブレーキは、エレベータかご２２の所望の移動および位置決めを行うように、エレベータ機械コントローラ３０に応答して作動する。] 図１
[0011] コントローラ３０は、エレベータシステムの所望の運転を行うために機械２６をどのように制御するべきかを決めるために、機械２６の作動に関する情報と、エレベータかご２２の位置に関する情報と、を利用する。図１の実施例は、エレベータかご２２の位置に関する情報をコントローラ３０へ送る主位置トランスジューサ３２を含む。主位置トランスジューサ３２は、例えば、エンコーダホイールと、エレベータかご２２と共に動くロープまたはテープと、を備え、このエンコーダホイールが、エレベータかごの現在の位置を示す情報をコントローラ３０に提供する。エレベータかご２２の位置に関する情報は、周知の方法で決定することができる。] 図１
[0012] コントローラ３０は、機械２６のモータの作動を制御する速度サーボを含む。この速度サーボは、機械２６のモータへ送られるモータトルク信号を制御する比例ゲイン（Ｋp）および積分ゲイン（Ｋi）を有する。これらの速度サーボゲインは、所望のエレベータシステム性能を提供するように、周知のように設定されている。]
[0013] いくつかの状況において、エレベータかご２２が乗場に停止したとき、該エレベータかご２２の再レベリングを行うことが必要となる。高層ビルあるいは超高層ビルにおいては、エレベータかご２２が比較的低い乗場にあるとき、ローピング２８の長さが延びることによって、上述したような制御の問題が生じる。従来の再レベリングの技術だけでは所望の結果を得ることができない位置にエレベータかご２２があるとき、例示的なコントローラ３０では、所望の再レベリングの性能を実現するために、調節された速度サーボゲインを利用する。]
[0014] 図２のフローチャート４０は、一実施例の方法の概略を示している。ステップ４２において、エレベータかごの位置が測定される。ステップ４４において、エレベータかごが再レベリングを要求していることが判定される。これは、例えば、乗場において荷重が変化しているときに生じ得る。ステップ４６において、エレベータかごの位置に関連するエレベータかご動的情報に関する決定がなされる。例えば、エレベータかご２２が、高層ビルあるいは超高層ビル内の比較的低い階の乗場の位置にあるとき、エレベータかごの再レベリングに悪影響を与えるエレベータかごの動的特性が生じる。一例においては、ステップ４６における決定は、そのようなエレベータ動的情報が重要な意味をもつ乗場にエレベータかごがあるか否かを判定することを含む。一例においては、エレベータシステム設計ないし設置プロセスの一部の情報を実験的に決定することを含み、コントローラ３０は、そのような情報を、例えばメモリ内に記憶して備えている。一例においては、コントローラ３０が、決定されたエレベータかご位置に基づいてエレベータかご動的情報を参照することができるように、エレベータかごの位置に関連するエレベータかご動的情報を有する参照テーブルが含まれる。] 図２
[0015] 再レベリングの制御にエレベータかごの動的情報が有用となる状況である場合、ステップ４８において、モータ制御用のゲインが、決定されたエレベータかご動的情報に基づいて調節される。さらにステップ５０において、調節されたゲインを用いて、エレベータかごの再レベリングが行われる。]
[0016] 機械２６のモータを制御するためにエレベータかご動的情報を必要としない状況である場合、モータ制御用の設定値つまりデフォルト値のゲインが、調節されずに使用される。この設定値つまりデフォルト値のゲインは、例えば、建物内の比較的高い位置において、通常のエレベータの運転および再レベリングを行う際に利用される。]
[0017] 図３は、コントローラ３０の一部となるエレベータ制御の構成を示している。この例においては、大部分のエレベータシステム運転条件の下では、機械２６のモータを作動させる制御信号を送るために、従来のエレベータモータ制御技術が使用される。再レベリングが要求されていて、かつこの再レベリングにエレベータかごの動的特性が影響を与えそうな位置にエレベータかごがあるとき、モータ制御用のゲインが、所望の再レベリングの性能をもたらすように調節される。] 図３
[0018] 図３において、目標エレベータかご位置入力５２と、実エレベータかご位置指示値５４とが、比較器５６を使って比較される。比較器５６の出力（すなわち、エレベータかごの実際の位置と所望の位置との差）は、再レベリングゲインモジュール５８によって処理される。一例においては、再レベリングゲインは、固定値である。再レベリングゲインモジュール５８の出力は、比較器６２において、主速度トランスジューサ入力６０と比較される。] 図３
[0019] この比較器６２の出力は、動的補償モジュール６４へ送られ、この動的補償モジュール６４において、速度サーボ６６のゲインを調節するための調節が行われる。この例における動的補償モジュール６４は、２次ノッチフィルタを備え、この２次ノッチフィルタは、エレベータかごの動的応答を示す２つのパラメータを利用する。一例としての２つのパラメータは、エレベータかごの上下振動モードにおける共振振動数と、減衰率と、からなる。一例においては、これらの２つのパラメータは、ローピング２８の特性に基づいている。図３において、ｂは、上下振動モードにおける振動数の二乗を示し、ａは、減衰率を示している。この例において、ａおよびｂは、速度サーボ６６のゲインを調節するために利用されるエレベータかご動的情報である。図３において、ｓは、ラプラス演算子である。] 図３
[0020] 速度サーボゲイン（ＫpおよびＫi）は、増大し、エレベータかご２２の再レベリングを行う際に、改善された性能を提供する。速度サーボ６６は、再レベリングを行う際に、機械２６のモータを制御するために使用されるモータトルク信号出力６８を提供する。]
[0021] 仮に、エレベータかご動的情報を考慮することなく速度サーボゲインを増大させた場合、例えば、エレベータローピング２８の共振振動数を励振することがあり、これによって、エレベータかごの振動つまり上下振動を導いてしまう可能性がある。速度サーボゲインの調節にエレベータかご動的情報を用いることによって、例えば、ローピング２８の延びた長さに関連する上下振動モードの共振振動数においてローピング２８などの昇降路構成要素を励振することなく、再レベリングの性能を改善するようにゲインを増大させることができる。動的補償モジュール６４による速度サーボゲインの調節によって、上記のエレベータ垂直振動モードにおける励振を効果的に抑えつつ、高い値の速度サーボゲインを実現することができる。]
[0022] 上述の説明は、例示するものであって、性質を限定するものではない。当業者には、本発明の本質を必ずしも逸脱することなく、開示例に対していくつかの変更および変形がなされ得ることが明らかであろう。本発明に付与される法的保護の範囲は、特許請求の範囲を検討することのみによって決定される。]

权利要求:

請求項1
エレベータかごの位置を制御する方法であって、エレベータかごが再レベリングを要求していることを判定し、上記エレベータかごの現在の位置に関連するエレベータかご動的情報を決定し、上記の再レベリングを行うために上記エレベータかごを動かすモータの作動を制御するためのゲインを、上記の決定されたエレベータかご動的情報に基づいて調節すること、を含む方法。
請求項2
上記の要求された再レベリングを行うために上記エレベータかごを動かすモータを制御するモータトルク信号を、上記の調節されたゲインを用いて発生させることを含む請求項１に記載の方法。
請求項3
上記エレベータかごを再レベリングのために動かしているときには上記の調節されたゲインを使用し、他のエレベータ運転条件で動かしているときには上記の調節されたゲインとは別のデフォルト値のゲインを使用すること、を含む請求項１に記載の方法。
請求項4
複数のエレベータかご位置の各々に対応するエレベータかご動的情報を決定し、上記の決定されたエレベータかご動的情報を、対応するエレベータかご位置の指標と関連させて記憶し、上記エレベータかごの現在の位置に関連するエレベータかご動的情報を、上記の記憶された情報から選択することによって決定すること、を含む請求項１に記載の方法。
請求項5
上記ゲインがデフォルト値を有し、上記ゲインを調節することが、上記ゲインを上記デフォルト値よりも高い値にすることを含む請求項１に記載の方法。
請求項6
上記ゲインは、上記モータに関連する速度サーボの比例・積分ゲインであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項7
上記エレベータかご動的情報は、上記エレベータかごを支持しているローピングの動的情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項8
上記エレベータかご動的情報は、少なくとも、上記エレベータかごの上下振動モードにおける振動数を示す第１のパラメータと、減衰率を示す第２のパラメータと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項9
上記第１のパラメータは、上記振動数の二乗を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
請求項10
上記調節のための調節係数を得るために、上記の決定されたエレベータかご動的情報を２次ノッチフィルタにおいて使用することを含む請求項１に記載の方法。
請求項11
エレベータモータを制御する装置を備えたエレベータシステムであって、上記装置が、設定値のゲインを有する速度サーボと、選択的に、エレベータかごの現在の位置に関連するエレベータかご動的情報に基づいて、上記速度サーボのゲインを上記設定値から調節する動的補償モジュールと、を含む、エレベータシステム。
請求項12
上記動的補償モジュールは、上記ゲインを上記設定値よりも高い値にすることを特徴とする請求項１１に記載のエレベータシステム。
請求項13
複数のエレベータかご位置の各々と関連して決定されたエレベータかご動的情報を記憶している電子記憶装置を備え、上記動的補償モジュールは、上記エレベータかごの現在の位置に基づいて、上記記憶装置からエレベータかご動的情報を選択することを特徴とする請求項１２に記載のエレベータシステム。
請求項14
上記速度サーボは、上記の調節されたゲインを用いてモータトルク信号を発生させることを特徴とする請求項１１に記載のエレベータシステム。
請求項15
上記速度サーボは、エレベータかごの再レベリングを行うための上記の調節されたゲインを用いて、あるいは設定値のゲインを用いて、上記モータトルク信号を発生させることを特徴とする請求項１４に記載のエレベータシステム。
請求項16
上記ゲインは、上記速度サーボの比例・積分ゲインであることを特徴とする請求項１１に記載のエレベータシステム。
請求項17
上記エレベータかご動的情報は、上記エレベータかごを支持しているローピングの動的情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載のエレベータシステム。
請求項18
上記エレベータかご動的情報は、少なくとも、上記エレベータかごの上下振動モードにおける振動数を示す第１のパラメータと、減衰率を示す第２のパラメータと、を含むことを特徴とする請求項１１に記載のエレベータシステム。
請求項19
上記第１のパラメータは、上記振動数の二乗を含むことを特徴とする請求項１８に記載のエレベータシステム。
請求項20
上記動的補償モジュールは、上記ゲインを調節するための調節係数を提供する二次ノッチフィルタを含むことを特徴とする請求項１１に記載のエレベータシステム。
請求項21
エレベータかごと、上記エレベータかごに固定されたローピングと、上記エレベータかごを移動させるように上記ローピングを動かすモータと、上記モータを制御するモータコントローラであって、上記装置を含むモータコントローラと、を備える請求項１１に記載のエレベータシステム。