JP2020179997A

JP2020179997A - かご状態検出方法、および、かご状態検出装置

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Publication number: JP2020179997A
Application number: JP2019086129A
Authority: JP
Inventors: 悠太山▲崎▼; Yuta Yamazaki; 哲郎星崎; Tetsuro Hoshizaki
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2039-04-26
Also published as: JP7104657B2

Abstract

【課題】本発明は、乗りかごの加速度データから、かご内の負荷状態を検出する油圧式エレベーターのかご状態検出装置に関する。
【解決手段】乗りかごのかごドアに取り付けた加速度センサの計測値に基づいてかご内荷重を算出するかご状態検出方法であって、前記加速度センサがエレベーター停止中に計測した上下加速度に基づいて、エレベーター停止中の前記乗りかごの上下変位量を算出する変位量算出ステップと、前記上下変位量と停止階情報に基づいて、かご内荷重の変動量を算出するかご内荷重算出ステップと、を有するかご状態検出方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧式エレベーターの乗りかご内の荷重を、荷重センサを用いずに推定する、かご状態検出方法、および、かご状態検出装置に関する。

一般的な油圧式エレベーターは、乗りかご内に荷重センサが設置されていないため、乗りかご内の荷重検出や乗客有無の判定には、エレベーターが備える他のセンサを用いる必要があった。

例えば、特許文献１の請求項１には、「人の存在を検出可能な人感センサをかご内に備えたエレベータの制御装置であって、少なくとも前記人感センサの検出結果を用いてかご内の人の滞留の有無を検知する滞留検知手段と、かごのドアが戸閉し且つかご呼びが無い状態が戸閉完了から一定時間経過してもなお前記滞留検知手段によりかご内に人が滞留していることが検知される場合に、かご内の照明を消灯させずに点灯を継続させる消灯抑制手段と、を具備することを特徴とするエレベータの制御装置。」との記載があり、乗りかご内の乗客滞留を判定するセンサとして、人感センサを用いる方法が提案されている。

また、特許文献２の段落００１０には、「このように、油圧シリンダ６内の作動油圧力を検出する圧力検出器５を設け、乗りかごの所定条件下での圧力検出器の圧力値を判定し、それが所定の条件の範囲内にあるとき診断運転開始指令を与えるようにし、例えば、乗りかご１の所定条件下でのシリンダ６内の作動油圧力を初期値Ｐｉとし、また油圧エレベータの診断運転を行なおうとするとき乗りかご１の同じ所定条件下でのシリンダ６内の作動油圧力の測定圧力値Ｐｃとを比較し、その差が許容値としての判定値Ｐｘ内にあるか否かを判断するようにしたため、診断運転開始に先立って乗りかご１内が無負荷か否かの判定を行なった場合、かご内が無負荷の状態にあるのか、あるいは荷物の置き忘れや人が残っていてかごに負荷がかかっているのかを瞬時に判定することができ、従来のように負荷がかかった状態で診断運転を行なってしまうことがない。」との記載があり、乗りかご内の荷重や乗客有無を検出するセンサとして、圧力検出器を用いている方法が提案されている。

特開２０１７−１２４９０３号公報特開平１０−１２７１号公報

しかしながら、特許文献１では、同文献の請求項２等に示されるように、乗りかご内の荷重検出には荷重センサが必須であるため、荷重センサを持たない一般的な油圧式エレベーターに、特許文献１の技術を採用することはできなかった。

また、特許文献２は、同文献の図１に示されるように、圧力検出器５と診断装置８の間にエレベーター制御部が介在する構成であるため、診断装置８側でエレベーター制御部の出力信号の意味が分かっている場合に限り、乗りかご内の荷重や乗客有無を検出できるものであった。このため、エレベーター制御部の出力信号の意味が不明である既設のエレベーターを管理対象とする場合には、特許文献２の技術を採用することはできなかった。

本特許は上記不都合を鑑みてなされたもので、その目的は、乗りかごに取り付けた加速度センサの計測結果に基づき、重量センサを用いることなく、かご内の負荷量を正確に検出できる、かご状態検出方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のかご状態検出方法は、乗りかごのかごドアに取り付けた加速度センサの計測値に基づいてかご内荷重を算出する方法であって、前記加速度センサがエレベーター停止中に計測した上下加速度に基づいて、エレベーター停止中の前記乗りかごの上下変位量を算出する変位量算出ステップと、前記上下変位量と停止階情報に基づいて、かご内荷重の変動量を算出するかご内荷重算出ステップと、を有するものとした。

本発明の、かご状態検出方法によれば、乗りかごに取り付けた加速度センサの計測結果に基づき、重量センサを用いることなく、かご内の負荷量を正確に検出することが可能となる。

一実施例のエレベーターの全体構成図。一実施例のエレベーターのかご内負荷検出システムのブロック図。予め用意された、かご停止位置−かご上下変位量の関係を示すグラフ。一実施例のエレベーターのフローチャート。かごドア変位量とかご上下変位量の時間変化を示すグラフ。

以下、図面を用いて、本発明の一実施例に係る、かご状態検出方法、および、かご状態検出装置を説明する。

図１は、本発明を適用した油圧式エレベーターの全体構成図である。ここに示すように、本実施例の油圧式エレベーターでは、機械室１にパワーユニット２と制御盤３ａが設置されている。パワーユニット２は、配管を通じて昇降路４内に設置されているシリンダ５とオイルのやり取りを行いシリンダ５内のオイル量を調整する。シリンダ５は、パワーユニット２とのオイルのやり取りによるシリンダ５内のオイル量増減に伴いプランジャ６を鉛直方向に上下させる。プランジャ６には、先端にプーリー７が取り付けられている。プーリー７にはロープ８が巻き付けられている。ロープ８は、片方の端部がシリンダ５下部にあるスタンド９に固定されており、反対側の端部は乗りかご１０に固定されている。乗りかご１０は、プランジャ６の上下移動に伴いロープ８を通じて昇降する。また、制御盤３ａは、配線により機械室１から昇降路４内にある中間ボックス３ｂとつながっている。中間ボックス３ｂは、テールコード１１を介して乗りかご１０とつながっている。なお、図示するように、以下では、乗りかご１０の左右方向をＸ軸、上下方向をＹ軸、前後方向をＺ軸と定義する。

図１に示すように、乗りかご１０のかごドア１０ａの乗場側には、加速度センサ１２が取り付けられている。この加速度センサ１２は、かごドア１０ａの開閉方向の加速度（左右加速度Ａ_Ｘ）と、乗りかご１０の昇降方向の加速度（上下加速度Ａ_Ｙ）を検出し、かご状態検出装置１３へ送信する。

図１に示すように、乗りかご１０には、かご状態検出装置１３が載置されている。このかご状態検出装置１３は、加速度センサ１２の計測値に基づいて変位量や荷重といったかご状態を検出する装置であり、具体的には、ＣＰＵ等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、補助記憶装置、および、通信装置などのハードウェアを備えた計算機である。そして、補助記憶装置に記録されたデータベースを参照しながら、演算装置が主記憶装置にロードされたプログラムを実行することで、後述する各機能を実現するが、以下では、このような計算機分野での周知技術を適宜省略しながら説明する。

かご状態検出装置１３は、図２に示すように、変位量算出部１３Ａと、かご内荷重算出部１３Ｂを有する。変位量算出部１３Ａは、加速度センサ１２の計測値（左右加速度Ａ_Ｘ、上下加速度Ａ_Ｙ）に基づき、エレベーター停止中の、かごドア１０ａのドア変位量ΔＸと、乗りかご１０の上下変位量ΔＹを算出する。その後、かご内荷重算出部１３Ｂは、変位量算出部１３Ａが算出した上下変位量ΔＹに基づきかご内荷重を算出する。

変位量算出部１３Ａでは、変位量算出処理１３Ａａと、変位量記録処理１３Ａｂと、変位量送信処理１３Ａｃが実行される。変位量算出処理１３Ａａは、左右加速度Ａ_Ｘに基づいてかごドア１０ａのドア変位量ΔＸを算出し、上下加速度Ａ_Ｙに基づいて乗りかご１０の上下変位量ΔＹを算出する処理である。変位量記録処理１３Ａｂは、変位量算出処理１３Ａａで算出した両変位量を記憶装置に記録する処理である。変位量送信処理１３Ａｃは、上下変位量ΔＹをかご内荷重算出部１３Ｂと検出結果応用部１４へ送信し、ドア変位量ΔＸを検出結果応用部１４へ送信する処理である。

かご内荷重算出部１３Ｂでは、荷重算出処理１３Ｂａと、荷重記録処理１３Ｂｂと、荷重送信処理１３Ｂｃが実行される。荷重算出処理１３Ｂａは、変位量算出部１３Ａから送信された上下変位量ΔＹに基づいて、かご内荷重の変動量を算出し、さらに、これをかご内荷重の初期値に累積していくことで、乗りかご１０内の現在の荷重を算出する処理である。かご内荷重の変動量の具体的な算出方法は、図３を用いて後述する。荷重記録処理１３Ｂｂは、荷重算出処理１３Ｂａで算出したかご内荷重を記憶装置に記録する処理である。荷重送信処理１３Ｂｃは、かご内荷重を検出結果応用部１４へ送信する処理である。

検出結果応用部１４は、かご状態検出装置１３から送信されたドア変位量ΔＸ、上下変位量ΔＹ、および、かご内荷重に基づいて、閉じ込めの発生や無人状態の発生を検知し、閉じ込めの発生時には外部へ通報したり、無人状態の検知時には自動診断運転の開始を指令したりするものである。ここで、閉じ込めとは、地震の影響や整備不良などの要因によって、かごドア１０ａが開状態にならず、乗客が乗りかご１０から退出できない状態である。また、自動診断運転とは、乗りかご１０が無人（無負荷）で昇降する際に、異常振動（無負荷昇降時の通常振動とは異なる振動）の有無等を自動で点検する診断運転である。なお、図１では明示していないが、検出結果応用部１４は、かご状態検出装置１３、制御盤３ａ、中間ボックス３ｂの何れかに組み込んだ構成としても良いし、それらから独立した構成としても良い。

この検出結果応用部１４では、閉じ込め検知処理１４ａ、発報内容送信処理１４ｂ、無人状態検知処理１４ｃ、診断指令送信処理１４ｄが実行される。

閉じ込め検知処理１４ａは、エレベーター停止中にかご状態検出装置１３から送信された、ドア変位量ΔＸ、上下変位量ΔＹ、および、かご内荷重のデータに基づき、閉じ込め発生を判定する処理である。発報内容送信処理１４ｂは、閉じ込めが検知された場合に、公衆回線１５を介して、遠隔管理センター１６に閉じ込めの発生を通報する処理である。なお、通報を受けた遠隔管理センター１６は、担当営業所１７へ連絡し、乗りかご１０に閉じ込められた乗客の救出等の対処が行なわれる。

また、無人状態検知処理１４ｃは、エレベーター停止中にかご状態検出装置１３から送信された、ドア変位量ΔＸ、および、かご内荷重のデータに基づき、無人状態の発生を判定する処理である。診断指令送信処理１４ｄは、無人状態が検知された場合に、自動診断運転を開始するよう制御盤３ａへ指令を送信する処理である。

以上の構成を備える油圧式エレベーターにおいて、主に、かご状態検出装置１３と検出結果応用部１４により実現される、本実施例の処理の流れの一例を、図３〜図５を用いて説明する。

かご状態検出装置１３でかご内荷重を算出するには、前提として、乗りかご１０の停止階と、その停止階で負荷を搬入出した際の上下変位量ΔＹの関係から、かご内荷重の変動量を算出するための基準が必要である。そのため、かご状態検出装置１３の記憶装置には、予め実測した、かご停止階と上下変位量ΔＹの関係を、搬入出した負荷量別に格納している。図３は実測データの具体例であり、（ａ）２５％負荷、（ｂ）５０％負荷、（ｃ）７５％負荷、（ｄ）１００％負荷（定格負荷）を搬入出した時に、各階床で実測された上下変位量ΔＹをグラフ化したものである。このグラフに示されたデータは、上下変位量ΔＹを負荷変動量に換算するためのデータであるため、以下では、変動量換算データと称する。この変動量換算データを参照すれば、例えば、最下階停止中の上下変位量がΔＹ_１であれば、５０％負荷が搬入出されたと推定できる。同様に、中間階停止中の上下変位量がΔＹ_２であれば、７５％負荷が搬入出されたと判断でき、最上階停止中の上下変位量がΔＹ_３であれば、１００％負荷が搬入出されたと判断できる。なお、図３では、４パターンのデータを例示しているが、パターン数が多いほど、比較データが増えて負荷量の推定精度が上がるため、用意するパターン数が多い方が好ましい。

次に、図４を用いて、本実施例のフローチャートを説明する。

まず、ステップＳ１では、演算装置は、上下変位量ΔＹとかご内荷重の初期値として無負荷時のデータが登録されているか確認する。初期値が登録されていない場合には、次のステップＳ２へは移行せず、保守員などにより初期値が登録されるのを待つ。一方、初期値が登録されている場合はステップＳ２へ移行する。なお、後述するステップを繰り返すうちに、誤差が蓄積されるため、初期値は所望の期間でリセットすることが望ましい。

ステップＳ２では、演算装置は、かごドア１０ａが動作したかを判定する。具体的には、図５（ａ）の時間ｔ２に示すように、かご状態検出装置１３から送信されたドア変位量ΔＸが扉開判定値以上の値である場合、かごドア１０ａが扉開状態と判定する。かごドア１０ａの開状態が検出された場合Ｓ３へ移行する。なお、図５（ａ）の時間ｔ４から明らかなように、ドア変位量ΔＸが扉閉判定値以下の値である場合には扉閉状態と判定し、扉開状態と扉閉状態の何れにも該当しない場合（時間ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４）にはかごドア１０ａが動作中と判定する。

Ｓ３では、演算装置は、エレベーター停止中に乗りかご１０が上下方向に動いたかを判定する。具体的には、加速度センサ１２が計測したエレベーター停止中の上下加速度Ａ_Ｙを基に、変位量算出処理１３Ａａにより上下変位量ΔＹを算出する。上下変位量ΔＹがほぼゼロであれば乗客や運搬物の出入がなかったと判定できるため、ステップＳ２に戻る。一方、上下変位量ΔＹがある場合は、乗客等の出入があり、乗りかご１０への負荷が増減した結果、乗りかご１０が上昇あるいは下降したと判定できるため、次のステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、演算装置は、ステップＳ３で算出した上下変位量ΔＹを記録する。

ステップＳ５では、演算装置は、ステップＳ４で記録した上下変位量ΔＹと現在の停止階を基に、荷重変動量を算出する。図５（ｂ）に示すように、乗りかご１０が目的階に着床し、かごドア１０ａが扉開した後、乗りかご１０内の乗客等が乗場に出た場合には、かご内負荷が減少するため、乗りかご１０は着床時の位置よりも上昇することとなる。同様に、図５（ｃ）に示すように、乗場の乗客等が乗りかご１０内に入った場合には、かご内負荷が増加するため、乗りかご１０は着床時の位置よりも下降することとなる。この上昇量または下降量は、増減した負荷量と略比例するため、上下変位量ΔＹに基づいて、かご内負荷の変動量を算出することができる。なお、ここでの荷重変動量の算出には、図３を用いて説明した換算方法を用いる。

ステップＳ６では、演算装置は、ステップＳ５で算出した荷重変動量を、記憶された荷重累積値に追加し、荷重累積値を更新する。この結果、演算装置は、乗りかご１０内の現在の荷重を把握することができる。

ステップＳ７では、演算装置は、閉じ込めが発生したか判定する。具体的には、かご内に負荷（荷重）が存在する状態で、エレベーターの停止状態（昇降方向の変位量が０かつ、昇降方向の変位量より扉閉状態確認）が一定時間続いた場合、閉じ込め発生と判定し、ステップＳ８へ移行する。上記以外の場合、ステップＳ９へ移行する。

ステップＳ８では、演算装置は、発報内容送信処理１４ｂにより、閉じ込めの発生を公衆回線１５を介して遠隔管理センターへ通知する。

ステップＳ１１では、演算装置は、乗りかご１０内が無人状態か判定を行う。かご内に負荷（荷重）が掛かっていない状態の場合、ステップＳ１０へ移行する。上記以外の場合、ステップＳ２へ戻る。

Ｓ１２では、演算装置は、乗客がいないと判定し、診断指令送処理１４ｄにより、制御盤３ａに診断運転開始の指令を送信する。

以上で説明した本実施例のかご状態検出方法によれば、乗りかごに取り付けた加速度センサの計測結果に基づき、重量センサを用いることなく、かご内の負荷量を正確に検出することが可能となる。その結果、重量センサを用いることなく、かご内の閉じ込め検知や無人状態検知による自動診断運転開始が可能となる。

１機械室
２パワーユニット
３ａ制御盤
３ｂ中間ボックス
４昇降路
５シリンダ
６プランジャ
７プーリー
８ロープ
９スタンド
１０乗りかご
１０ａかごドア
１１テールコード
１２加速度センサ
１３かご状態検出装置
１３Ａ変位量算出部
１３Ｂかご内荷重算出部
１４検出結果応用部
１５公衆回線
１６遠隔管理センター
１７担当営業所

Claims

乗りかごのかごドアに取り付けた加速度センサの計測値に基づいてかご内荷重を算出するかご状態検出方法であって、
前記加速度センサがエレベーター停止中に計測した上下加速度に基づいて、エレベーター停止中の前記乗りかごの上下変位量を算出する変位量算出ステップと、
前記上下変位量と停止階情報に基づいて、かご内荷重の変動量を算出するかご内荷重算出ステップと、
を有することを特徴とするかご状態検出方法。
請求項１に記載のかご状態検出方法において、
前記変位量算出ステップでは、前記加速度センサがエレベーター停止中に計測した左右加速度に基づいて、前記かごドアの扉開状態を検出し、扉開状態にあるときに計測された前記上下加速度に基づいて、エレベーター停止中の前記乗りかごの上下変位量を算出することを特徴とするかご状態検出方法。
請求項１に記載のかご状態検出方法において、
前記かご内荷重算出ステップでは、前記乗りかごの停止階と前記上下変位量の関係を搬入出した負荷量別に格納した実測データを用いて、前記上下変位量を前記かご内荷重の変動量に換算することを特徴とするかご状態検出方法。
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のかご状態検出方法において、
さらに、前記かご内荷重の変動量を、記憶された荷重累積値に追加することで、前記乗りかご内の現在荷重を把握する現在荷重把握ステップを有することを特徴とするかご状態検出方法。
乗りかごのかごドアに取り付けた加速度センサの計測値に基づいてかご内荷重を算出するかご状態検出装置であって、
前記加速度センサがエレベーター停止中に計測した上下加速度に基づいて、エレベーター停止中の前記乗りかごの上下変位量を算出する変位量算出部と、
前記上下変位量と停止階情報に基づいて、かご内荷重の変動量を算出するかご内荷重算出部と、
を具備することを特徴とするかご状態検出装置。
請求項５に記載のかご状態検出装置において、
さらに、前記乗りかごの停止階と前記上下変位量の関係を搬入出した負荷量別に格納した実測データを記録した記憶装置を具備しており、
前記かご内荷重算出部は、前記実測データを用いて、前記上下変位量を前記かご内荷重の変動量に換算することを特徴とするかご状態検出装置。