电梯的门控制装置和门控制方法与流程

文档序号:11849196阅读:535来源:国知局
电梯的门控制装置和门控制方法与流程

本发明涉及对电梯的门板进行开闭的电梯的门控制装置和门控制方法。



背景技术:

在电梯的门装置中,一般具有如下的结构:当电机对设置于门板上部的2个带轮的一方进行驱动使其旋转时,电机转矩通过绕挂在2个带轮上的环状无端的带被转换为水平方向的驱动力,由此使被安装于带上的门板进行开闭。

在这样的电梯的门装置中,由于环境/时效变化引起的带的特性变化或固定器具的松动而导致带的张力比初始张力小时,在电机驱动时会发生带爬齿、带打滑或带振动。但是,为了在通常开闭时检测出这样的异常,只有在张力充分降低而成为异常状态的情况下才能够进行估计。因此,以往,公知有一种为了检测带的张力降低,而进行用于对带爬齿、带打滑或带振动这样的异常进行检测的固有控制的门控制装置(例如,参照专利文献1和专利文献2)。

在专利文献1所公开的门控制装置中,通过对通常的门开闭时的驱动转矩与对驱动带提供动力以对门进行开闭的电机的理想转矩进行比较来提取转矩振动成分。然后,通过对提取出的转矩振动成分与为了判断异常而预先存储的阈值进行比较来检测带的张力异常。即,通过对通常的门开闭时的转矩中产生的振动进行检测来检测异常。

此外,在专利文献2所公开的电梯门开闭控制装置中,设置了下述这样的试验模式:以利用比通常的门开闭时平缓的加速来对电梯门进行开闭的方式控制电机的驱动。并且,根据该试验模式时的电机转矩和电梯门开闭速度来检测出电机轴承和带张力的老化。即,对于在比通常平缓的加速下的门开闭时、间歇地施加的电机的转矩,在速度的响应性比预先确定的范围差的情况下,预先判断开闭机构的劣化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-63405号公报

专利文献2:日本特开2012-197144号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

可是,在现有技术中存在如下课题。

专利文献1中所示的门控制装置利用带松弛时的弯曲来检测门开闭时的转矩所产生的振动。可是,为了检测出振动,需要理想转矩的数据。而且,关于振动,由于带的长度与门位置对应地发生变化而引起带特性发生变动,因此,根据门位置的不同,存在并不一定能检测出异常的担忧。此外,专利文献1中所示的门控制装置始终是在通常开闭时对异常进行检测,因此,无法事先检测出异常。

此外,在专利文献2所公开的电梯门开闭控制装置中,与前面的专利文献1不同,在与通常不同的试验模式时的门开闭中,能够事先诊断异常。但是,由于带的长度与门位置对应地发生变化而引起带特性的变动,此外还由于门机械系统的干扰、例如轿厢门与层站门卡合(连接)时的碰撞而导致速度的响应性发生变化,因此,存在无法进行正确的判断的担忧。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的,其目的在于得到一种能够在考虑了由于带的长度与门位置对应地发生变化而引起带特性变动的基础上,在期望的时机对带的异常进行诊断的电梯的门控制装置和门控制方法。

用于解决课题的手段

本发明的电梯的门控制装置具有如下功能:通过电机驱动带来进行设置于出入口的门的开闭控制,并且在门进行开闭动作的期间内检测有无带振动的异常,其中,电梯的门控制装置具有:速度指令生成部,其生成开闭所述门的速度指令值;速度运算部,其计算电机的实际转速;速度控制部,其根据从速度指令生成部输出的速度指令值与由速度运算部计算出的实际转速之间的偏差来控制电机,由此进行开闭控制;以及带振动检测部,其根据由速度运算部计算出的实际转速,检测有无带振动的异常,带振动检测部提取包含最大加速度或最大减速度的时间在内的区间中的实际转速的振动成分,在提取出的振动成分超过了基准值的情况下,判断为带异常振动。

本发明的门控制方法由电梯的门控制装置执行,电梯的门控制装置用于通过电机驱动带来进行设置于出入口的门的开闭控制并且在门进行开闭动作的期间中检测有无带振动的异常,其中,门控制方法包括:速度指令生成步骤,在该步骤中,生成开闭门的速度指令值;速度运算步骤,在该步骤中,计算电机的实际转速;速度控制步骤,在该步骤中,根据从速度指令生成步骤输出的速度指令值与在速度运算步骤中计算出的实际转速之间的偏差来控制电机,由此进行开闭控制;以及带振动检测步骤,在该步骤中,根据在速度运算步骤中计算出的实际转速,检测有无带振动的异常,在带振动检测步骤中,提取包含最大加速度或最大减速度的时间在内的区间中的实际转速的振动成分,在提取出的振动成分超过了基准值的情况下,判断为带异常振动。

发明效果

根据本发明的电梯的门控制装置,速度指令生成部具有下述这样的功能:在进行门开闭动作时,能够诊断出容易产生带振动的门板开闭的最大加速(减速)时间下的带振动。由此,可以得到一种能够在考虑了由于带的长度与门位置对应地发生变化而引起带特性变动的基础上,在期望的时机对带的异常进行诊断的电梯的门控制装置和门控制方法。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的轿厢侧门装置的整体概要图。

图2是示出本发明的实施方式1的门控制装置的控制框图。

图3A是示出引起带振动的电机速度的时间变化的一例的图。

图3B是示出引起带振动的门位置的时间变化的一例的图。

图3C是示出引起带振动的电机转矩的时间变化的一例的图。

图3D是示出引起带振动的带张力的时间变化的一例的图。

图4是示出本发明的实施方式1的门控制装置的一系列动作的流程图。

图5是示出本发明的实施方式2的门控制装置的控制框图。

图6A是示出引起带振动的电机速度的时间变化的一例的图。

图6B是示出引起带振动的门位置的时间变化的一例的图。

图6C是示出引起带振动的电机转矩的时间变化的一例的图。

图6D是示出引起带振动的带张力的时间变化的一例的图。

图7A是示出引起带振动的电机速度的时间变化的一例的图。

图7B是示出引起带振动的门位置的时间变化的一例的图。

图7C是示出引起带振动的电机转矩的时间变化的一例的图。

图7D是示出引起带振动的带张力的时间变化的一例的图。

图8是示出本发明的实施方式3的门控制装置的控制框图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的轿厢侧的门装置(门驱动装置)的整体概要图。如图1所示,在对未图示的轿厢侧的出入口进行开闭的门板1A、1B的上端部设置有吊臂2。此外,在出入口的上缘部设置有横梁3,该横梁3的长边沿着水平方向(是图1的箭头A方向,出入口的正面宽度方向)进行配置。导轨4的长边被设置成以沿着水平方向的方式配置在横梁3。吊臂2上设置的吊臂辊5沿着导轨4移动,由此吊臂2向水平方向移动。与之相伴,在开闭方向上引导门板1A、1B。

此外,带轮6A、6B相互分开期望的距离且旋转自如地设置在横梁3上。带轮6A、6B上加工有与绕挂于带轮6A、6B的带轮之间的环状无端的带7的形状对应的槽。形成为环状无端的带7以伸展的状态绕挂于带轮6A、6B的带轮之间。通过变更带轮6A、6B的带轮之间的距离,能够对环状无端的带7的初始张力T0进行调节。

利用连接部件8A、8B将门板1A、1B与带连接。连接部件8A、8B各自的一端设置于一方的门板1A、1B,另一端设置于带7。

此处的带7是能够将来自电机9的驱动力传递至门板1A、1B的传导带。带7例如有带齿带或者V型带。

带轮6A、6B的任意一方(在本示例中为带轮6A)与电机9连接。利用门控制装置10的指令来控制电机9的动作。利用门控制装置10使电机9动作时,所对应的带轮6A进行旋转而驱动带7。两侧的门板1A、1B通过连接部件8A、8B与带7连接,因此,通过带7的移动而使得门板1A、1B向彼此相反的方向动作,对出入口进行开闭。

这虽然是双开式的门装置,但通过将连接件8设置于带7的上部或下部的任意一方,使得门板1A、1B仅向一个方向动作而成为对出入口进行开闭的单开式。

另外,虽然图1中图示出构成电梯的门装置的轿厢侧门板1A、1B,但实际上,与上述轿厢侧门板1A、1B对应地,在层站侧也设置有相同的门板1A、1B。此外,在层站侧,也设置有与图1所示的结构相同的吊臂2、横梁3、导轨4、吊臂辊5、带轮6A、6B、带7及连接部件8A、8B。但是,在层站侧未设有电机9。

在层站侧门板1A、1B和轿厢侧门板1A、1B分别设置有未图示的卡合装置。通过使相互的卡合装置卡合,从而将设置于轿厢侧的电机9的在开闭方向上的驱动力也传递至层站侧门板1A、1B。由此,未设置有电机9的层站侧门板1A、1B也与轿厢侧门板1A、1B的开闭同时进行开闭。

图2是示出本发明的实施方式1的门控制装置10的控制框图。如图2所示,门控制装置10具有速度指令生成部11、速度控制部12、电流控制部13、电流检测器14、旋转检测器15、速度运算部16、低通滤波部17(以下,称作LPF部17)、带振动检测部18、异常发令部19、机械系统参数存储部20和带振动检测用参数存储部21。关于LPF部17,在附图中仅称作LPF。

速度指令部11根据存储在机械系统参数存储部20和带振动检测用参数存储部21中的参数值,生成门板1A、1B的开闭速度指令值V*(以下,称作速度指令值V*。)。速度指令生成部11在从控制整个电梯的未图示的电梯控制装置(外部)接收到在期望的时机发送来的诊断用门开闭指令的情况下,生成用于检查带张力的诊断用速度指令值V*(诊断用速度指令值),以对带7的张力(以下,称为带张力)异常进行检测。

电梯控制装置向速度指令生成部11发送诊断用门开闭指令的期望的时机例如通过从上次的门开闭动作确认日开始计数而得到的计数值是否超过了预先设定的日期时间条件来判断。

速度指令生成部11从机械系统参数存储部20取得与门装置相关的机械系统参数值,以生成诊断用速度指令值V*。此外,速度指令生成部11还从带振动检测用参数存储部21取得引起带振动的、与门板1A、1B和电机9相关的位置/速度/加速度/时间的参数值(振动检测用参数值)。对于机械系统参数存储部20和带振动检测用参数存储部21,将在后面进行叙述。

在此,门板1A、1B的位置(以下,称作门位置)和电机9的旋转位置位于从带振动检测用参数存储部21取得的参数值所示的位置。门位置表示门板1A、1B的开闭动作时的位置。例如,以全开位置、全闭位置以及全开位置与全闭位置之间的方式来进行划分。另外,还可以进一步对“全开位置与全闭位置之间”进行细分,关于该划分方法,可以按一定的间隔,也可以设为可变。此外,关于间隔的长度,也只要适当确定即可。

此外,当带7的拉伸量小于所设定的期望值而可以忽视时,电机9的旋转位置与电机9的旋转检测器15的旋转检测值的变动量相等。另一方面,关于电机9的旋转位置,当带7的拉伸量大于所设定的期望值时,根据电机9的转矩来估计带7的拉伸量,并将该拉伸量与旋转检测值相加来计算门位置即可。所设定的期望值是指,关于带7的长度确定的设计值。

速度指令部11根据例如从门板1A、1B的开闭开始时起的经过时间或电机9的旋转位置,逐次生成诊断用速度指令值V*或者基于预先设定的速度模式的诊断用速度指令値V*。此时,速度指令生成部11生成的速度指令值并不一定仅是诊断用速度指令值V*,也可以生成假定了电梯使用者的通常用的速度指令值(通常用速度指令值)V*作为诊断用速度指令值V*。

在欧洲的法规中,对在门板1A、1B的开闭中的关门时的瞬时能量/平均能量定有限制。由此而根据门板1A、1B的质量对最高速度、平均速度定有限制。因此,以满足该限制的方式来确定通常用的速度指令值V*和诊断用速度指令值V*。

在基于通常用的速度指令值V*和基于诊断用速度指令值V*的门板1A、1B的开闭中,不同点在于开闭时间。在通常开闭时,从基于乘客的搭乘或下梯以及电梯轿厢升降的运行效率的观点出发,要求在短时间内进行开闭。

另一方面,在诊断用开闭时,则并不一定要求在短时间内进行开闭。但是,在图1的门装置中,在电机9不连续地产生转矩的情况下,或者在使开闭速度不连续地发生变动的情况下,带7和/或门板1A、1B的动作声音变成噪声,即使在乘客不在的情况下,也存在损害处于井道附近的人们的舒适性的担忧。因此,在诊断用开闭时,平滑地进行开闭也是很重要的。

由速度指令生成部11生成的诊断用速度指令值V*被发送给速度控制部12。速度控制部12利用基于电机9的实际速度V与诊断用速度指令值V*之间的速度误差的反馈控制来对电流指令值进行校正。这是因为,在实际的门装置中,会产生垃圾堵塞等行驶阻力、由门板1A、1B的变形而产生的摩擦损耗以及与驱动中的物体接触等外部干扰,因此,需要对与实际速度V之间的速度误差进行校正。

从速度指令生成部11输出的诊断用速度指令值V*与从LPF部17输出的电机9的实际速度V之间的偏差被输入速度控制部12。因此,速度控制部12根据所输入的实际速度V与诊断用速度指令值V*之间的偏差,按照所设定的规定时间间隔来控制电流指令值,以使实际速度V追随作为目标的诊断用速度指令值V*。

速度控制部12例如由以下式(1)的传递函数表示的反馈控制器构成。下式(1)的Ksp为比例增益,Ksi为积分增益,s为拉普拉斯算子。

[式1]

Cb(s)=Ksp+Ksi/s…(1)

一般而言,比例增益Ksp按下式(2A)进行设计。此外,积分增益Ksi按下式(2B)进行设计。下式(2A)和(2B)中的J是相当于电机9的驱动负载的门板1A、1B的电机轴换算惯量值,KT是电机9的转矩常数,ωC是指定关于目标值的输出误差校正性能的控制交叉频率。

[式2]

Ksp=J×ωC/KT…(2A)

Ksp≤Ksp×ωC/5…(2B)

电流控制部13根据从速度控制部12输出的电流指令值与电流检测器14的检测电流值之间的偏差来控制供给至电机9的电流值。从电流控制部13输出的电流控制值经由PWM逆变器(未图示)输入至电机9,电机9根据该电流控制值产生用于进行门板1A、1B的开闭的驱动力。

旋转检测器15设置于电机9,用于检测电机9的旋转,输出电机9的旋转位置。旋转检测器15例如使用由编码器、解析器(resolver)构成的传感器。另外,电机9的旋转位置的检测并不限于该情况,也可以使用电流检测器14的检测电流值来估计电机9的旋转位置或转速。

速度运算部16每隔预先设定的规定时间取得由旋转检测器15检测出的旋转位置,从而运算出电机9的转速。由速度运算部16运算出的转速被发送给LPF部17和带振动检测部18。

LPF部17实施将从速度运算部16输入的转速的高频区域的振动成分去除而提取速度控制所需的低频区域的低通滤波处理。LPF部17将滤波处理后的转速作为电机9的实际速度V输出。

带振动检测部18根据从速度运算部16输入的转速来检测有无带振动。带振动检测部18使用来自速度运算部16的转速的理由是因为,要通过使用从滤波处理之前的速度运算部16直接输出的原始数据来进行高精度的检测。但是,并不限于此,根据LPF部17的截止频率的设定情况,还可能存在不去除带振动的情况,因此,也可以将LPF部17的输出用于带振动检测部18。

带振动检测部18提取规定频率区域以上的振动成分或特定的频率区域的振动成分,在提取出的振动成分超过预先设定的基准值的情况下,带振动检测部18判断为已检测出带振动,向异常发布部19进行输出。另一方面,在提取出的振动成分未超过预先设定的基准值的情况下,带振动检测部18判断为不存在带振动。

在此,存在规定频率区域以上的频率区域和特定的频率区域是由带7与带轮6A、6B的啮合偏离引起的情况。在该情况下,可以根据每单位时间的啮合次数计算规定频率区域以上的频率区域和特定的频率区域,该每单位时间的啮合次数基于电机9的转速(即带7的速度)和带轮6A、6B的齿间距离而得到。

此外,振动成分的基准值也可以设定根据带振动检测用参数存储部21存储的参数值求出的带振动的频率。作为产生带振动的因素,在例如对带7赋予适当的张力的情况下,带7与带轮6A接触,接触部位的角度相当于带轮6A的180度的量,带7的齿与带轮6A的槽互相啮合。

与此相对,在带张力为零的情况下,带7与带轮6A接触的部位的角度低于180度。因此,由于带7与带轮6A的啮合发生偏离,从而导致产生带振动。

此外,还存在产生取决于带长度和带单位质量的弦振动的情况、和/或产生由于由带7的张力的变动而导致的带特性变动引起的振动以及电机9的惯量参数引起的振动的情况。在该情况下,根据门板1A、1B的位置和带轮6A、6B之间的距离求出的带7的长度、基于带7的原材料的刚度参数、电机9的惯量参数和带轮6A、6B的惯量参数能够计算出规定频率区域以上的频率区域和特定的频率区域。

另外,由于上述的带轮6A、6B的齿间距离、电机9的惯量参数和带轮6A、6B的惯量参数是不会在开闭时发生变动的常数,因此,可以作为算式的系数。此外,在上述的带轮6A、6B的齿间距离、电机9的惯量参数和带轮6A、6B的惯量参数是根据门的种类而变更的参数的情况下,也可以预先存储到机械系统参数存储部20和带振动检测用参数存储部21中。

此外,优选的是,将振动成分的基准值设定成被识别出产生了振动的时间区域内的最早时间处的振动值。在此,在将振动成分的基准值设定为接近噪声成分的等级的值的情况下,存在发生误检测的担忧。而在将基准值设定得高于噪声成分以避免振动成分的误检测的情况下,存在在识别为产生了振动的时间区域内在时间上延迟了识别的情况。此时,也可以通过预测识别的时间延迟的量来预测振动产生开始时刻。

异常发布部19从带振动检测部18接收到检测出带振动的信息(带异常振动信息)时,向外部(例如,管理公司)发布异常信号。也可以通过从门控制装置10向外部设备输出异常信号来将该异常信号作为由保养员进行检查所需的信息或用于远距离进行的远程保养的异常信息来使用。

机械系统参数存储部20存储有门控制装置10所需的、与门装置相关的机械方面的设计值或测量值。例如,在机械系统参数存储部20存储有带轮6A、6B之间距离的带7的长度L或门板1A、1B的质量M,速度指令生成部11和带振动检测部18能够读出这些参数值。在机械系统参数存储部20存储有根据出入口宽度而预先设定的值或预先推测出的值作为带轮6A、6B之间距离的带7的长度L。此外,在机械系统参数存储部20还存储有门板1A、1B的负载在每个楼层对电机9的负载产生影响的设备质量、即门板1A、1B各自的质量或总质量作为门板1A、1B的质量M。

此外,在电梯中,各层的层站侧门板1A、1B的质量不同。为了应对该情况,也可以按各层来存储轿厢侧门板1A、1B和层站侧门板1A、1B这双方的质量、门板1A、1B上所安装的各种传感器的重量、以及包括减速器或带轮6A、6B等旋转系统的门设备的质量。

这些质量参数可以是根据利用辨识总质量的手段得到的辨识值、或根据电梯的门装置的设备尺寸预先设定的初始值。

带振动检测用参数存储部21存储有图3A~图3D所示的在诊断用开门动作中引起带振动的速度波形。图3A是示出引起带振动的电机速度的时间变化的一例的图。此外,图3B是示出引起带振动的门位置的时间变化的一例的图。而且,图3C是示出引起带振动的电机转矩的时间变化的一例的图。此外,图3D是示出引起带振动的带张力的时间变化的一例的图。

在诊断用开门动作时,速度指令生成部11从带振动检测用参数存储部21根据图3A~图3D的波形读入门板1A、1B的开闭开始起经过时间t0后的门位置Lb、最大加速时间t1op、时间t1op的门位置L1以及时间t1op下的加速度的大小或电机速度V1。另外,也可以不是时间t1op,而是使带振动检测用参数存储部21预先存储最大减速时间t2op、时间t2op的门位置L2以及时间t2op下的减速度的大小或电机速度V2。即,速度指令生成部11存储有用于产生在最大加速时或最大减速时引起带振动的速度波形的振动检测用参数。

加速度或减速度成为最大意味着电机转矩τ1或τ2在正侧或负侧成为最大值。因此,如果在机械系统参数存储部20中存储有门的质量、机械性的关门力,则也可以指定电机转矩τ的大小τ1或τ2。

对图3A~图3D的带振动检测用参数存储部21所存储的引起带振动的速度波形详细地进行说明。

在图3A~图3C中,门板1A、1B的诊断用开门动作是以下述这样的方式生成的:门板1A、1B至时间tb为止从初始位置移动至距离Lb的门位置,然后,从时间t0开始在开门方向上加速,在时间t1op下成为最大加速度。在时间tb至时间t0速度指令值V*为零,门板1A、1B在门位置Lb处为停止的状态。这是用于门板1A、1B的开闭动作诊断的情况。

门板1A、1B至时间tb为止从初始位置移动至距离Lb的门位置并且至在时间t0为止停止在门位置Lb上具有以下意思。一般而言,在电梯的开门动作中,前面图1的轿厢侧门板1A、1B以与未图示的层站侧门板1A、1B卡合的方式而一体化。由此,在轿厢侧门板1A、1B与层站侧门板1A、1B之间设定了规定的间隔(间隙)。

因此,形成了下述这样的结构:在轿厢停层时刚刚进行了开门动作后,只有轿厢侧门板1A、1B开门,然后,层站侧门板1A、1B与轿厢侧门板1A、1B卡合,从而轿厢侧和层站侧门板1A、1B一同进行开闭。此时,存在由于轿厢侧和层站侧门板1A、1B卡合的冲击而导致电机转矩τ和/或电机速度发生变动的情况。该变动量取决于速度控制部12的增益的大小、轿厢侧门板1A、1B的速度以及轿厢侧或层站侧门板1A、1B的质量。

在图3A~图3C中,示出了下述这样的现象:在门位置La处,轿厢侧和层站侧门板1A、1B连接,相对于时间ta的速度指令V0,实际速度V在时间ta与时间tb之间降低,电机转矩τ也产生了振动。

此外,还存在下述情况:在门板1A、1B的全闭附近,机械方式的关门力起作用以使得在停电时轿厢内的乘客无法扒开门。该关门力的大小与门位置对应地发生变动。相反地,存在下述情况:在门板1A、1B全开附近,机械方式的开门力起作用以产生开门保持力。上述情况会对电机转矩τ带来影响。

在移动至可排除上述影响的门位置Lb(≥La)的基础上,平滑地进行加速/减速,在时间t1op下的门位置L1处进行最大加速,使得产生最大转矩τ1,而使得产生带振动。

在图3C~图3D中,示出了将电机9的带轮6A与连接部件8A之间的带张力设定为T1、并将电机9的带轮6A与连接部件8B之间的带张力设定为T2时的各带张力的变动。此时,电机转矩τ等于带张力T1与带张力T2之差。在时间t1op,当电机转矩τ在正侧为最大时,由于带张力T1相对于带初始张力T0的变动量而使得带张力成为零。此时,由于带7与带轮6A的啮合的偏离或带特性的变动,导致电机9的实际速度V中产生带振动。

不在带张力为零时,在带张力成为零附近时,也会产生带振动。其结果是,在啮合的偏离为振动的主要原因的情况下,电机9的实际速度V会产生取决于电机速度与带轮的齿间距离的频率下的带振动。例如,在只有连接部件8A而没有连接部件8B的情况下,相对于基于电机转矩τ的门驱动力F,以下式(3)示出了带张力T1。

[式3]

<mrow> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>=</mo> <mi>T</mi> <mn>0</mn> <mo>-</mo> <mi>F</mi> <mo>&times;</mo> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mo>|</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>|</mo> </mrow> <mrow> <mo>|</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mo>|</mo> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> <mo>=</mo> <mi>T</mi> <mn>0</mn> <mo>-</mo> <mi>F</mi> <mo>&times;</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>L</mi> <mo>-</mo> <mi>X</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>L</mi> </mrow> </mfrac> <mo>...</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

上式(3)的X是带轮6A与连接部件8A之间的带长度(可根据门位置推测出来),L是带轮6A与带轮6B之间的带轮间距离。如果机械系统参数存储部20存储有带长度X,则距离L为固定值。由此,通过施加相对于带初始张力T0足够大的转矩τ,能够制造出在带张力T1或带张力T2下张力成为零的情况。

此时,并不一定需要指定电机转矩τ的大小,只要是在一系列的开闭动作中具有最大的大小的电机转矩τ即可。

在这样的速度波形的诊断用门开闭动作中,如果没有检测出带振动,则可以判断为保有足够的初始张力T0。

此外,作为门装置的特征,可以列举出电机9与连接部件8A、8B之间的各带长度发生变动的情况。张力T1被示出为下式(4)。下式(4)的K(L)是基于带7的长度的带刚度,d是带拉伸量。

[式4]

T1=K(L)×d…(4)

因此,通过考虑带长度参数能够应对刚度变动。在环状无端的带7是由相同的原材料形成的情况下,仅考虑各带间的长度即可。此外,在环状无端的带7的原材料不同的情况下,需要带长度和各个原材料的刚度值。

在带振动检测用参数存储部21所存储的时间t1op下,电机转矩τ1为电机转矩τ的正的最大值,如果门板1A、1B的质量是固定的,则能够换而言之称作最大加速度。另一方面,如果是负的最大值,则为最大减速度。在相对于基于电机转矩τ1的门驱动力F1,上述机械方式的门开闭力作用于电梯的情况下,两者并不一定是一致的。

在图3A~图3D的开门动作中,在轿厢侧门板1A、1B的机械方式的门开闭力作用于全闭之间时的门位置0附近(<Lb)的情况下,能够排除该影响。因此,相对于电机转矩τ1,如果在机械系统参数存储部20存储有门质量M,则根据下式(5)能够计算出门加速度a。

[式5]

F1=Ma…(5)

另外,在时间tb与时间t0之间,门停止。此时,根据实际速度V和电机转矩τ的大小,能够对轿厢侧门板1A、1B与层站侧门板1A、1B的连接是否已完成、以及机械方式的开门力是否在作用进行判别。

一般而言,在轿厢未停层的状态下,需要使层站侧门板1A、1B可靠地成为全闭状态。因此,设计成,即使万一打开层站侧门板1A、1B,也能够利用关闭部件(例如,锤)使机械方式的关门力作用。

在时间tb与时间t0之间的停止时,如果不进行与速度指令值V*为零对应的速度控制,则需要使速度控制部12产生与机械系统的力抗衡的电机转矩τ以维持停止状态。电机转矩τ只要仅产生与由关闭部件形成的机械方式的关门力相等的电机转矩τ即可。由此,可以判断为轿厢侧门板1A、1B与层站侧门板1A、1B已完成了连接。

另一方面,如果不是与由关闭部件形成的机械方式的关门力相等的电机转矩τ,则可以判断为轿厢侧门板1A、1B与层站侧门板1A、1B的连接未完成,或者即使已完成但轿厢侧门板1A、1B的机械方式的关门力的影响也较大。由此,只要变更相当于门位置Lb的停止状态的门位置即可。

只要门在时间0为全闭状态,则通过使门从门位置Lb的量的开门位置开始,就能够排除上述影响。由此,即使在不是全闭状态的情况下,通过至少进行Lb的量的开门动作,能够可靠地排除影响。这些不仅在开门动作中,在关门动作中也相同。

通过这样进行动作,在进行开门或关门的动作的区域,能够检测出带张力的异常。

此外,考虑当门控制装置10接收到诊断用门开闭指令时(当门控制装置10的电源被接通时,)门板1A、1B并不一定为全闭或全开的情况。此外,还考虑了下述情况:以比通常低的速度来进行门的开闭,不仅能够降低轿厢侧门板1A、1B与层站侧门板1A、1B卡合时的碰撞声音,还能够降低门挡声音。此外,还考虑了下述情况:在电源被接通时,即使在具有某种位置信息的情况下,在门板1A、1B的开闭区域的距离信息不明确的情况下,也以同样的低速来进行门的开闭。

此时,如果能产生上述带张力T1、T2所作用的带7的固有振动频率即n/(2n)×sqrt(T/ρ)并检测电机9的实际速度V,则能够检测带振动,根据带长度能够反推出门位置。此处的n是振动的次数,L是带长度,T是带张力,ρ是带7的线密度。

接下来,对使用本发明的门控制装置1检测带张力异常的一系列动作进行说明。图4是示出本发明的实施方式1的门控制装置的一系列动作的流程图。如图4所示,首先,控制电梯整体的电梯控制装置(未图示)对进行门开闭动作的时机进行判断并向速度指令生成部11发送门开闭指令(步骤S101)。

接到门开闭指令的速度指令生成部11从机械系统参数存储部20取得与门板1A、1B相关的参数值,并从带振动检测用参数存储部21取得引起带振动的门位置/速度/加速度/时间的参数值(步骤S102)。速度指令生成部11根据所取得的参数值生成用于确认门开闭动作的速度指令值V*,并发送给速度控制部12(步骤S103)。

速度控制部12根据从速度指令生成部11接收到的速度指令值V*与由LPF部17进行了低通滤波处理后的电机9的实际速度V之间的速度误差,对电流指令值进行校正,并发送给电流控制部13(步骤S104)。

电流控制部13反馈电流检测器14的检测电流值,控制提供给电机9的电流值,并发送给电机9(步骤S105)。电机9根据所输入的电流指令值,产生用于进行门板1A、1B的开闭的驱动力。由此门板1A、1B进行开闭动作。

此时,速度运算部16每隔规定时间取得由旋转检测器15检测出的电机9的旋转位置,从而运算出电机9的转速。速度运算部16将运算出的转速信息发送给LPF部17和带振动检测部18(步骤S106)。

带振动检测部18根据从速度运算部16输入的转速来检测带振动的有无(步骤S107)。带振动检测部18判断为有带7的异常振动时,将带异常振动信息发送给异常发布部19。异常发布部19在接收到异常振动信息时,向外部发布异常信号(步骤S108)。

如上所述,根据实施方式1,当门控制装置的速度指令生成部生成进行诊断用门开闭动作时的速度指令值时,从带振动检测用参数存储部取得门板开闭的最大加速(减速)时间、最大加速(减速)时间下的门位置以及最大加速(减速)时间下的加速度(减速度)。此时的带振动检测用参数存储部所存储的信息相当于用于生成在门开闭动作中引起带振动的速度波形的数据。通过具有这样的结构,门控制装置能够诊断出容易产生带振动的门板开闭的最大加速(减速)时间下的带振动。

此外,在通常门开闭动作中已预先确定了门板开闭的最大加速(减速)时间、最大加速(减速)时间下的门位置以及最大加速(减速)时间下的加速度(减速度)而生成了速度指令值的情况下,通常门开闭动作能够兼作为诊断用门开闭动作。此时,也可以不是将上述参数作为变量,而是作为常数存储到带振动检测用参数存储部中。带振动检测部至少提取包含最大加速度或最大减速度的时间的区间中的实际转速的振动成分并根据从速度运算部输入的转速来检测带振动的有无。

此外,速度指令生成部在从控制电梯整体的电梯控制装置发送来的期望的时机生成速度指令值,因此,不是在通常开闭时,而是能够在期望的时机诊断出带振动的异常。即,门控制装置能够在下述这样的时机进行带振动的检测:该时机是排除了诊断用开门动作中的轿厢侧和层站侧门板连接时的实际速度相对于速度指令值降低而使电机转矩产生振动的干扰、以及在门的全开/全闭附近产生的机械方式的门开闭力的干扰的影响的时机。

其结果是,门控制装置能够在考虑到由于带的长度与门位置对应地发生变化而引起的带特性变动的基础上,在期望的时机诊断带的异常。

实施方式2.

在本实施方式2中,以除前面的实施方式1的结构外,还具有能够掌握门控制装置10的门板1A、1B为全闭或全开位置的情况的全开/全闭位置传感器30为例进行说明。

图5是示出本发明的实施方式2的门控制装置10的控制框图。如图5所示,全开/全闭位置传感器30与速度指令生成部11连接。速度指令生成部11从电梯控制装置接收到诊断用门开闭指令时,从机械系统参数存储部20、带振动检测用参数存储部21和全开/全闭位置传感器30取得信息。

全开/全闭位置传感器30对门位置是否为全闭或全开状态的位置进行检测。速度指令生成部11在从电梯控制装置接收到通常或诊断用门开闭指令的时机,从全开/全闭位置传感器30取得门板1A、1B的诊断开始的初始位置是全开还是全闭的信息。此时,在门板1A、1B的初始位置不是全闭/全闭位置的情况下,门控制装置10依照前面的实施方式1,根据诊断用速度指令值V*进行带7的异常检测。

另一方面,在门板1A、1B的初始位置为全闭或全开的情况下,门控制装置10能够使门板1A、1B进行基于通常用速度指令值V*的开门或关门动作,以进行带7的异常检测。

优选的是,为了在通常的开闭动作中进行诊断,对于轿厢侧门板1A、1B与层站侧门板1A、1B卡合时的碰撞等干扰,对速度控制部12的增益进行调整,以使得实际速度V或转矩不会产生振动。

例如,由于在带张力成为零附近会产生由啮合的偏离导致的带7的振动,因此,能够在由于带张力为零、在该状态下产生更大的驱动力而产生的爬齿而变得开闭不良之前就检测出来。

在本实施方式2中,带振动检测用参数存储部21还存储有图6A~图6D所示的在通常开门动作中引起带振动的速度波形。在此,通常开门意味着,从刚刚开始开门后,在期望的时间t3op下全开,在此期间不会停止,而是始终以平滑的速度开门。

图6A是示出引起带振动的电机速度的时间变化的一例的图。此外,图6B是示出引起带振动的门位置的时间变化的一例的图。而且,图6C是示出引起带振动的电机转矩的时间变化的一例的图。此外,图6D是示出引起带振动的带张力的时间变化的一例的图。

在通常开门动作时,如作为图6A~图6D的波形所示出的那样,速度指令生成部11从带振动检测用参数存储部21读取开始开门起的最大加速时间t1op、时间t1op后的门位置L1、时间t1op下的加速度的大小或电机速度V1。另外,也可以不是时间t1op,带振动检测用参数存储部21也可以存储最大减速时间t2op、时间t2op的门位置L2以及时间t2op下的减速度的大小或电机速度V2。

此外,在全闭起的刚刚开始开门后,由于要抑制轿厢侧门板1A、1B抓持层站侧门板1A、1B时的冲击,因此,成为低速速度指令V0。但是,在通常的开门动作中要求迅速地加速,优选缩短到全开为止的时间t3op。

在带振动检测用参数存储部21所存储的时间t1op,电机转矩τ1为电机转矩τ的正的最大值,能够换而言之称作最大加速度。另一方面,如果是负的最大值,则为最大减速度。在相对于基于电机转矩τ1的门驱动力F1、机械方式的门开闭力作用于电梯的情况下,两者并不一定是一致的。但是,如果机械系统参数存储部20存储有与位置对应的机械方式的门开闭力F0,则根据下式(6)能够换算出门驱动力F1。下式(6)的M是门质量,a是门加速度。

[式6]

F1=Ma+F0…(6)

此时,在机械方式的开门力不仅作用于轿厢侧门板1A、1B,还作用于层站侧门板1A、1B的情况下,门开闭力F0中也包含这样的开门力。

在图6A~图6D中,通过指定电机转矩τ成为最大的时间t1op和门位置L1,能够容易地检测出带7的异常。此外,通过随意地施加存储于带振动检测用参数存储部21的电机转矩τ1,能够计算出张力T1的变动量而估计出带7的初始张力T0。

而且,存在由于机械系统开门力F0的误差或行驶损耗等干扰而导致电机转矩τ的实际值与带振动检测用参数存储部21所存储的电机转矩τ1的值不同的情况。在该情况下,也可以使用带振动检测时刻t1op的电机转矩τ的实际值。

此外,本实施方式2的带振动检测用参数存储部21还存储有图7A~图7D所示的在通常关门动作中引起带振动的速度波形。在此,通常开门意味着,从刚刚开始关门后,在期望的时间t3cl全闭,在此期间不会停止,而是始终以平滑的速度关门。

图7A是示出引起带振动的电机速度的时间变化的一例的图。此外,图7B是示出引起带振动的门位置的时间变化的一例的图。而且,图7C是示出引起带振动的电机转矩的时间变化的一例的图。此外,图7D是示出引起带振动的带张力的时间变化的一例的图。

带振动检测用参数存储部21存储有图7A~图7D中的开门开始起的最大加速时间t1cl、时间t1cl后的门位置L1以及时间t1cl下的电机转矩τ1或电机速度V1。另外,也可以不是时间t1cl,带振动检测用参数存储部21也可以预先存储最大减速时间t2cl、时间t2cl的门位置L2以及电机转矩τ2或电机速度V2。

此外,在全开起的刚刚开始关门后,轿厢侧门板1A、1B与层站侧门板1A、1B已经处于一体化的状态,因此,在通常的关门动作中要求快速地加速,优选缩短到全闭为止的时间t3cl。

在带振动检测用参数存储部21所存储的时间t1cl时,电机转矩τ2为电机转矩τ的正的最大值,能够换而言之称作最大加速度。另一方面,如果是负的最大值,则为最小加速度。在相对于基于电机转矩τ2的门驱动力F2、上述机械方式的门开闭力作用于电梯的情况下,两者并不一定是一致的。但是,如果机械系统参数存储部20存储有与位置对应的机械方式的门开闭力F0,则能够根据下式(7)进行换算。式(7)的M是门质量,a是门加速度。

[式7]

F2=Ma+F0…(7)

此时,在机械方式的开门力不仅作用于轿厢侧门板1A、1B,还作用于层站侧门板1A、1B的情况下,门开闭力F0中也包含这样的开门力。

在图7A~图7D中,通过指定电机转矩τ成为最大的时间t2cl和门位置L2,能够检测带7的异常。此外,通过随意地施加存储于带振动检测用参数存储部21的电机转矩τ1,能够计算出张力T1的变动量而估计出带7的初始张力T0。

而且,存在由于机械系统开门力F0的误差或行驶损耗等干扰而导致电机转矩τ的实际值与带振动检测用参数存储部21所存储的电机转矩τ1的值不同的情况。该情况下,也可以使用带振动检测时刻t2cl的电机转矩τ的实际值。

异常发布部19根据使得进行开门动作或关门动作中的任意一方的动作时检测出带振动,而向外部发布异常信号。另外,存在由于电机9的电信号的信号线中的噪声和/或控制基板的电路异常而导致对带振动进行误检测的可能性。因此,为了防止这样的误检测,异常发布部19也可以在开门动作和关门动作这两者中均检测出带振动的情况下,判断为带张力有异常,而向外部发布异常信号。此外,异常发布部19还可以仅在开门动作和关门动作中的任意一方没有检测出带振动的情况下,向外部发布存在控制基板的电路异常的可能性的情况。其他结构与前面的实施方式1相同。此外,关于对带张力异常进行检测的一系列动作,对于开门动作或关门动作这两者,也与前面的实施方式1同样地进行。

如上所述,根据实施方式2,全开/全闭位置传感器与速度指令生成部连接。通过具有这样的结构,使得在带异常诊断开始时全开/全闭位置传感器检测出门板位于全开位置或全闭位置时,能够利用通常用速度指令值来进行带张力的异常检测。其结果是,即使是乘客正在进行使用的时间段,也能够在不损害乘客的舒适性的情况下对带张力的异常进行诊断。

此外,根据实施方式2,带振动检测用参数存储部存储有在通常开门动作和通常关门动作中引起带振动的速度波形。通过具有这样的结构,能够进行开门动作和关门动作这双方的诊断。此外,异常发布部根据从开门动作和关门动作这双方接收到的诊断来判断带张力的异常,由此能够防止误检测。此外,能够减轻定期保养检查的负担。

实施方式3.

在本实施方式3中,对门控制装置10除前面的实施方式1的结构外,还具有能够在带张力异常的检测时机测量带张力的带张力测定部40的示例进行说明。

图8是示出本发明的实施方式3的门控制装置10的控制框图。如图8所示,带振动检测部18在带张力异常的检测时机将带张力测定时机信息发送给带张力测定部40。

带张力测定部40在从带振动检测部18接收到带张力测定时机信息的时刻(即,时间t1op),取得作为电流指令值的电机转矩τ作为速度控制部12的输出,由此来测定带张力。

作为带张力测定方法,例如,在只有连接部件8A而没有连接部件8B的情况下,如前面的图3、图5、图6所示,相对于基于电机转矩τ的门驱动力F,能够利用下式(8)来求出带张力T1。下式(8)的X是带轮6A与连接部件8A之间的带长度(可根据门位置推测出来),L是带轮6A与带轮6B之间的带轮间距离。

[式8]

<mrow> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>=</mo> <mi>T</mi> <mn>0</mn> <mo>-</mo> <mi>F</mi> <mo>&times;</mo> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mo>|</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>|</mo> </mrow> <mrow> <mo>|</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mo>|</mo> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> <mo>=</mo> <mi>T</mi> <mn>0</mn> <mo>-</mo> <mi>F</mi> <mo>&times;</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>L</mi> <mo>-</mo> <mi>X</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>L</mi> </mrow> </mfrac> <mo>...</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>8</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

带张力测定部40将测定出的带张力T1送回至带振动检测部18。

检测出带张力异常的时刻的张力T1成为带初始张力T0。在带初始张力T0较低的情况下,根据电机转矩τ的大小以及上式(8)的带轮6A与连接部件8A之间的带长度X,带张力T1或T2为零。随之,带振动检测部18还根据检测出带张力异常的时机下的、由带张力测定部40所测定的带张力T1,对是否存在带振动异常进行检测。

带振动检测部18在根据带张力测定部40所测定的带张力T1也检测出带振动异常的情况下,通过异常发布部19,向外部发布发生了带振动异常的异常信号。这样,带振动检测部18还考虑带张力测定部40的测定值来判断带张力的异常,由此,能够防止误检测。其他结构与前面的实施方式1相同。

另外,在诊断用门开闭时,如果相对于带初始张力T0的适当的调整值设定欲检测出带振动异常的值,则可以确定带张力检测用参数存储部21的电机转矩τ1和门位置L1。

此外,在速度指令生成部11从带振动检测用参数存储部21读出时间t1op下的加速度大小的情况下,引起带振动的时间t1op下的电机9的转速被预先确定。因此,也可以是,速度指令生成部11根据时间t1op下的电机速度、带轮的齿间距离和带固有振动频率,将应检出带振动的特定的频率区域输出至带振动检测部18,带振动检测部18进行所输入的频率区域内的带振动检测。

此外,在同时存在连接部件8A和连接部件8B的情况下,只要能够预先辨识与连接部件8A和连接部件8B分别连接的门的质量M或其质量比率,就能够进行相同的计测。而且,在存在多个(2个以上)连接部件的情况下,基本上可以根据各个连接部件的带长度、门质量或其比率来进行测定。

如上所述,根据实施方式3,带振动检测部从带张力测定部取得检测出带张力异常的时机下的带张力,在还考虑带张力的测定结果的基础上,对是否存在带张力异常进行检测。通过具有这样的结构,能够防止由于电机的电信号的信号线中的噪声和/或控制基板的电路异常导致的误检测。其结果是,能够提高带张力异常的检测精度,并且能够省去作业员进行无用的检查的时间。

另外,也可以将本实施方式3的结构应用于前面的实施方式2的结构。

此外,在各个上述实施方式中,作为电梯的门装置对本发明的实施方式进行了说明,但并不限于此,应用于图1所示那样的、驱动对象被安装于带7的装置、例如自动门,当然也能够获得相同的效果。

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