JPH06100250A

JPH06100250A - 油圧エレベーターの制御装置

Info

Publication number: JPH06100250A
Application number: JP4249878A
Authority: JP
Inventors: Koji Ide; 浩二井手; Takashi Matsudo; 貴司松土; Shunsuke Mitsune; 三根　　俊介
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】負荷、油温の変化による影響を受けることな
く、油圧エレベーターの起動時の乗心地及び停止時の着
床精度を改善する。【構成】逆止弁８と油圧シリンダ２との間に設けた第
１の圧力検出器１０と、逆止弁８と油圧ポンプ５との間
に設けた第２の圧力検出器１１とを備える。制御装置１
２は、検出器１０の出力により圧力指令を発生させる圧
力指令発生回路を備え、該回路の出力に所定の利得定数
を乗算した指令出力と、検出器１１の出力との偏差を演
算して得られる制御偏差値に基づいて、油圧ポンプ５を
駆動する電動機６を制御する。起動時、前記指令出力と
検出器１１の出力との偏差が所定値以下となった後、速
度指令を発して乗りかごの運転が開始される。前記利得
定数は、起動時の乗りかごとレールとの間の摩擦係数を
考慮し、上昇運転の起動時“１”より大きく、下降運転
の起動時“１”より小さく設定される。乗りかごが所定
の速度を超えたとき、この利得定数は、“１”に近い値
に変化させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧エレベーターの制
御装置に係り、特に、起動時の油圧エレベーターの乗り
心地の改善と着床精度の向上を図ることのできる油圧エ
レベーターの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧エレベーターの制御方式に関する従
来技術として、電動機の回転数を制御し油圧を制御する
方式が知られている。

【０００３】この従来技術は、乗りかごを昇降させる油
圧シリンダに、通常、逆止弁として働き、電磁コイルの
付勢により逆方向にも導通する電磁切替弁を介して圧油
を送る定吐出形ポンプを誘導電動機により駆動するもの
であり、誘導電動機を駆動するに当たり、電圧及び周波
数を変化させ、前記電動機の回転数を広い範囲にわたっ
て変化させることにより油圧ポンプの油吐出量を可変制
御して乗りかごを昇降させるものである。

【０００４】そして、前記従来技術は、エレベーターの
停止中、シリンダと逆止弁との間に作動油の圧力が、か
ご重量とかごの積載量とで決まるある値Ｐ１となってお
り、逆止弁と油圧ポンプとの間の作動油の圧力が大気圧
に等しくなっている。前記従来技術は、この状態で電動
機を回転させ、油圧エレベーターを速度制御させると、
起動時に大きなショックが発生する。

【０００５】このような油圧エレベーターの起動時のシ
ョックを低減することのできる従来技術として、例え
ば、特開平３−１０６７８５号公報等に記載された技術
が知られている。

【０００６】この従来技術は、２つの圧力検出装置を用
い、起動時に電動機の制御を行うことにより、起動時の
ショックの軽減を図るというものである。

【０００７】すなわち、前記従来技術は、油圧シリンダ
と逆止弁との間に第１の圧力検出器を設け、さらに、逆
止弁と油圧ポンプとの間に第２の圧力検出器を設け、起
動時に、両方の検出圧力の偏差が所定値以下となるよう
に、換言すると、両方の検出圧力がほぼ等しくなるよう
に、電動機を制御するようにしたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術は、乗り
かごと乗りかごを支持するレールとの間の摩擦力につい
て考慮されていないめ起動ショックが残るという問題点
を有している。

【０００９】この問題点を解決するため、起動時の第２
の圧力検出器の出力が第１の圧力検出器の出力よりも、
前記摩擦力を考慮した所定値だけ高くなるように、起動
時に電動機を制御する方法が考えられる。

【００１０】しかし、前述の方法は、起動ショックを小
さくすることができるが、起動時の第１の圧力検出器の
出力と第２の圧力検出器の出力との偏差が、負荷と油温
とによって変化するため、乗りかごとレールとの間の摩
擦力がエレベーターの起動時の前記摩擦力と比較して小
さくなるエレベーターの乗りかご起動後に、負荷と油温
によって定常走行時の速度が変化し、さらに、エレベー
ター停止時の着床精度を悪化させてしまうという問題点
を生じさせる。

【００１１】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、エレベーター起動時の乗り心地を良好にし、か
つ、負荷と油温との変化に影響されることなくエレベー
ターの定常走行速度を一定にし、停止時の着床精度を向
上させることのできる油圧エレベーターの制御装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、逆止弁と油圧シリンダとの間に設けた第１の圧力検
出器と、前記逆止弁と油圧ポンプとの間に設けた第２の
圧力検出器と、前記第１の圧力検出器の出力により、圧
力指令を発生させる圧力指令発生回路とを備え、エレベ
ーターの起動時、乗りかごとレールとの間の摩擦力を考
慮した利得定数を含む前記圧力指令発生回路の出力と前
記第２の圧力検出器の出力との偏差が所定値以下となる
ように、換言すると、前記偏差がほぼ零となるように電
動機を制御するようにすると共に、エレベーター起動
後、圧力指令発生回路の利得定数を所定値まで変化させ
るようにすることにより達成される。

【００１３】

【作用】本発明による制御装置は、エレベーターの起動
指令発生後、第１の圧力検出器の出力により作成された
漸次増加する圧力指令発生回路の乗りかごとレールとの
間の摩擦力を考慮した利得定数を含む出力を、油圧制御
系の入力として与え、逆止弁と油圧シリンダとの間に備
えた第２の圧力検出器の出力と、前記圧力指令とを比較
することにより、インバータ制御装置からなる制御装置
により電動機の回転数を徐々に大きくするように制御す
る。

【００１４】そして、本発明の制御装置は、逆止弁と油
圧ポンプとの間に備えた第２の圧力検出器の出力が、徐
々に大気圧から上昇し、ついに、逆止弁と油圧シリンダ
との間に備えた第１の圧力検出器の出力値の、前記圧力
指令発生回路の値近傍になったとき、その圧力を保持す
るように電動機を制御する。

【００１５】前述のような制御を行う本発明は、ポンプ
圧をほぼ圧力指令に従うように立上げることが可能とな
るため、負荷及び油温の影響を受けることなく良好なエ
レベーターの起動補償を行うことが可能となる。そし
て、本発明は、この起動補償の実行から所定時間経過
後、速度指令を発生して、エレベーターのその後の制御
を行うものである。

【００１６】また、本発明は、エレベーターの速度指令
発生後、乗りかごの速度が所定値を超えると、乗りかご
とレールとの間の摩擦力が減少するので、前記圧力指令
発生回路の利得定数を所定値まで変化させる。

【００１７】本発明は、このように、エレベーター起動
後に圧力指令発生回路の利得定数を変化させることによ
り、負荷と油温との変化に影響を受けることなく、定常
走行中のエレベーター速度を一定とすることができ、あ
わせてエレベーター停止時の着床精度の向上を図ること
ができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明による油圧エレベーターの制御
装置の一実施例を図面により詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例の構成を示す図、
図２は制御装置内の油圧制御系の構成を示す図、図３は
乗りかごの上昇運転時の動作を説明するための信号の波
形図、図４は乗りかごの下降運転時の動作を説明するた
めの信号の波形図である。図１、図２おいて、１は乗り
かご、２は油圧シリンダ、３はプランジャ、４はロー
プ、５は油圧ポンプ、６は三相誘導電動機、７は油タン
ク、８は逆止弁、１０は第１の圧力検出器、１１は第２
の圧力検出器、１２は制御装置、２１は圧力指令発生回
路、２２は前記圧力指令発生回路２１の利得定数を示す
定数器、２３は電動機６の回転数を決定する定数器であ
る。

【００２０】図１に示す本発明の一実施例において、乗
りかご１は、油圧シリンダ２内の作動油を給排すること
により駆動されるプランジャ３の上部に設けられたロー
ラーに巻掛けられたロープ４を介して駆動される。乗り
かご１には、乗りかご１の移動に伴い、パルスを発生す
る第１のエンコーダＥＮＣ１が取り付けられており、こ
の第１のエンコーダＥＮＣ１からの信号がエレベーター
の位置、速度信号として制御装置１２に送信される。

【００２１】また、逆止弁８は、常時は逆止弁として働
き、乗りかご１の下降運転時、励磁コイル８ａが付勢さ
れることにより、切換えられて逆方向に導通するように
なる電磁切替弁である。油圧ポンプ５は、可逆回転可能
なポンプであり、一方のポートは逆止弁８を介してシリ
ンダ２に接続され、他のポートは油圧タンク７に接続さ
れている。

【００２２】油圧ポンプ５は、三相誘導電動機６により
駆動される。この三相誘導電動機６は、インバータを含
む制御装置１２により回転制御され、乗りかご１の上昇
時、及び、下降時とも運転制御される。なお、制御装置
１２は、周知のベクトル制御を行うため、三相誘導電動
機６の回転数を検出する必要があり、このため、三相誘
導電動機６の軸には、軸に直結した第２のロータリエン
コーダＥＮＣ２が取り付けられている。

【００２３】なお、前述の本発明の一実施例において、
９は安全装置であり、油圧ポンプ５と逆止弁８との間の
作動油の圧力が、異常に高くなった場合に、その圧力を
減少させるために、作動油を油タンク７に逃すリリーフ
弁により構成される。

【００２４】次に、前述のように構成される本発明の一
実施例の動作を説明する。

【００２５】いま、乗りかご１が停止状態にあるものと
する。この場合、乗りかご１は、逆止弁８により止めら
れている油圧シリンダ２内の作動油により支持されてい
る。このため、この油圧シリンダ２内の油圧を示す第１
の圧力検出器１０の圧力Ｐ１は、乗りかご１を支えるこ
とができる圧力となっている。一方、油圧ポンプ５は作
動していないので、逆止弁８から油圧ポンプ５側の作動
油の油圧を示す第２の圧力検出器１１の圧力Ｐ２は、ほ
ぼ大気圧となっている。

【００２６】図１に示す本発明の実施例は、乗りかご１
の起動ショックを防止するため、油圧シリンダ２と逆止
弁８の間に第１の圧力検出器１０を備え、さらに、逆止
弁８と油圧ポンプ５との間に第２の圧力検出器１１を備
え、これらの検出器により検出された作動油の圧力値を
使用して、油圧ポンプ５を駆動する三相誘導電動機６を
制御するものである。

【００２７】本発明を実施するにあたり圧力指令発生回
路２２の利得定数Ｋ７を決定する必要がある。

【００２８】その決定方法の一例を、乗りかご起動時の
上昇運転時の利得定数をＫ７ＵＰ、下降運転時の利得定
数をＫ７ＤＮとして次に説明する。

【００２９】乗りかご１の上昇運転時、起動指令発生
後、制御装置１２は、その内部のインバータにより電動
機６を、乗りかご１を上昇運転方向に運転するように徐
々に回転数を上げるように制御する。これにより、ポン
プ５は、作動油をタンク７より逆止弁８の方向に供給す
る。この結果、第２の圧力検出器１１の検出圧力Ｐ２は
徐々に増加していく。そして、エレベーターの乗りかご
１が起動した瞬間の第１の圧力検出器１０の出力Ｐ１、
第２の圧力検出器の出力Ｐ２、電動機６の回転数Ｎを測
定する。

【００３０】前述の測定結果と定数器２３の利得定数Ｋ
１とを使用して、圧力指令発生回路の利得定数Ｋ７ＵＰ
は、Ｎ＝（Ｋ７ＵＰ×Ｐ１−Ｐ２）×Ｋ１の関係からＫ７ＵＰ＝（Ｎ／Ｋ１＋Ｐ２）／Ｐ１として決定することができる。

【００３１】また、乗りかご１の下降運転時、起動指令
発生後、制御装置１２は、その内部のインバータにより
電動機６を、一旦、乗りかご１を上昇運転方向に運転す
るように徐々に回転数を上げ、第１の圧力検出器１０の
出力Ｐ１と第２の圧力検出器の出力Ｐ２とがほぼ等しく
なるまで回転させる。

【００３２】そして、この状態で、コンタクタ１５を閉
路して逆止弁８の励磁コイル８ａを励磁して逆止弁８を
導通状態とし、ポンプ５を下降運転方向に回転させ、乗
りかご１が起動した瞬間の第１の圧力検出器１０の出力
Ｐ１、第２の圧力検出器の出力Ｐ２、電動機６の回転数
Ｎを測定する。

【００３３】前述の測定結果と定数器２３の利得定数Ｋ
１とを使用して、圧力指令発生回路の利得定数Ｋ７ＤＮ
は、Ｎ＝（Ｋ７ＤＮ×Ｐ１−Ｐ２）×Ｋ１の関係からＫ７ＤＮ＝（Ｎ／Ｋ１＋Ｐ２）／Ｐ１として決定することができる。

【００３４】前述により決定された乗りかご起動時の圧
力指令発生回路の利得定数は、乗りかごの上昇運転時に
１より大きく、下降運転時に１より小さくなる、すなわ
ち、Ｋ７ＵＰは１より大きく、Ｋ７ＤＮは１より小さく
なる。

【００３５】前述のようにして決定された乗りかご起動
時の圧力指令発生回路の利得定数を用いた本発明の一実
施例は、前述で圧力指令発生回路の利得定数を決定した
手順と同一の方法で、第２の圧力検出器１１の検出圧力
Ｐ２を徐々に上げていき、この検出圧力Ｐ２と圧力指令
発生回路が出力する圧力との偏差が所定値以下となった
時点で、エレベーターの速度指令を発生させ、かつ、逆
止弁用のコンタクタ１５を閉路して、電動機６を運転制
御する。

【００３６】前述のような制御を行う制御装置１２内の
油圧制御系は、図２に示すように、油圧シリンダ２の圧
力を検出する第１の圧力検出器１０からの出力値Ｐ１に
基づいて圧力指令を出力する圧力指令発生回路２１と、
該回路２１から出力される圧力指令に利得定数Ｋ７（Ｋ
７ＵＰまたはＫ７ＤＮ）を乗算し、圧力指令Ｐｓを出力
する定数器２２と、圧力指令Ｐｓと第２の圧力検出器１
１の出力値Ｐｒとの差により電動機に対する制御指令、
すなわち、制御装置１２の内部に設けられているインバ
ータに対する制御指令を生成する定数器２３とを備えて
構成される。

【００３７】なお、図２において、ΔＶは電動機６に対
する速度偏差指令、ＶＲは電動機速度、Ｖｒは電動機の
検出速度、Ｑは作動油の流量、ＰｒはＰ２の検出圧力で
あり、Ｋ２〜Ｋ６はこれらの間にある制御関数である。

【００３８】前記圧力指令発生回路２１は、前記起動指
令発生時の第１の圧力検出器１０の検出圧力Ｐ１を基準
値として、例えば、図３に示すように、できるだけ速や
かにこの基準値となるように指令信号が立ち上がる波形
とするのがよい。

【００３９】図２に示す油圧制御系により、電動機６の
回転数制御を行う場合の電動機回転数指令Ｖｂは、定数
器２３の利得定数をＫ１とした場合、Ｖｂ＝Ｋ１（Ｐｓ−Ｐｒ） ……（１）と表すことができる。

【００４０】乗りかご１を上昇方向に運転する場合、前
述した本発明の制御動作は、図３に示すようなものとな
る。

【００４１】すなわち、起動指令が発せられると、圧力
指令発生回路２１は、その指令値が速やかに圧力Ｐ１と
なるような指令を発する。そして、前記圧力指令発生回
路２１は、出力した圧力指令に定数器２２の利得定数Ｋ
７、この場合、Ｋ７ＵＰを乗算した圧力指令Ｐｓに、第
２の圧力検出器１１の出力圧力Ｐ２が、追従するように
三相誘導電動機６の回転数を制御する。

【００４２】この結果、所定時間後に、第１の圧力検出
器１０の出力に基づく圧力指令Ｐｓと第２の圧力検出器
１１の出力圧力Ｐ２がほぼ等しくなる。このとき、また
は、さらに所定時間後、制御装置１２は、速度指令を発
し、これにより乗りかごの運転制御を開始する。

【００４３】また、乗りかご１を下降方向に運転する場
合、前述した本発明の制御動作は、図４に示すようなも
のとなる。

【００４４】すなわち、圧力指令発生回路２１は、起動
指令が発せられると、前述した上昇運転の場合と同様
に、第２の圧力検出器１１の出力圧力Ｐ２が、圧力指令
Ｐｓに追従するように三相誘導電動機６の回転数を制御
する。但し、この場合、圧力指令Ｐｓを生成する定数器
２２の利得定数は、Ｋ７ＤＮに設定されている。

【００４５】制御装置１２は、第１の圧力検出器１０の
出力に基づく圧力指令Ｐｓと第２の圧力検出器１１の出
力圧力Ｐ２とがほぼ等しくなったとき、逆止弁用コンタ
クタ１５をオンとして、速度指令を発して、乗りかごの
運転制御を開始する。

【００４６】前述において、逆止弁用コンタクタ１５を
オンとするタイミングは、前記圧力Ｐ１×Ｋ７、すなわ
ち、ＰｓとＰ２とがほぼ等しくなるタイミングの少し前
でもよい。また、コンタクタ１５をオンとした後、所定
時間後に速度指令を発生させるようにしてもよい。

【００４７】前述した乗りかご１の運転制御において、
速度指令発生後、エレベーターの乗りかご１の速度が所
定値以上となったとき、乗りかご１とレールとの間の摩
擦力が減少していると考えられるので、定数器２２の利
得定数Ｋ７を、乗りかご起動時のＫ７ＵＰ、Ｋ７ＤＮか
ら所定時間内に所定値まで変化させる。

【００４８】この変化させた後の利得定数の値は、前記
摩擦力が乗りかごの起動時と比較して無視することがで
きるものであるとすれば、“１”としてもよいし、ま
た、無視することができない場合、あるいは、ポンプ５
の運転効率等を考慮して、僅かに“１”から増減させた
値とすればよい。

【００４９】すなわち、本発明の一実施例は、乗りかご
の上昇運転の起動時の利得定数Ｋ７ＵＰが、“１”より
大きく設定されているので、乗りかごが所定の速度以上
になったとき、この利得定数を減少させるように制御
し、また、乗りかごの下降運転の起動時の利得定数Ｋ７
ＤＮが、“１”より小さく設定されているので、乗りか
ごが所定の速度以上になったとき、この利得定数を増加
させるように制御している。

【００５０】前述した定数器２２の利得定数を変化させ
るタイミングは、電動機６の回転数が所定値以上になっ
たときとしてもよく、あるいは、エレベーター起動後所
定時間経過後に行うようにしてもよい。

【００５１】前述した本発明の一実施例は、圧力指令Ｐ
ｓを一次遅れの関数とすることができ、また、定数Ｋ７
の中に一次遅れの関数を含ませるようにすることもでき
る。

【００５２】前述した本発明の実施例によれば、圧力指
令を急激に立ち上げても、油圧ポンプ５の出力側の圧力
Ｐ２が、油圧シリンダ２の圧力Ｐ１×Ｋ７より大きくな
ることがなく、このため、乗りかご１にショックを与え
るような起動を防止することができ、良好な起動補償を
行うことができると共に、起動遅れのタイミングを、負
荷、油温の変化の影響を受けず、常に一定とすることが
できる。

【００５３】また、前述した本発明の実施例によれば、
エレベーター起動後、乗りかごの定常走行中の速度、エ
レベーター停止時の着床精度を、負荷、油温の変化によ
る影響を受けることなく、常に一定に高精度に保持する
ことができる。

【００５４】前述した本発明の実施例は、油圧ポンプを
駆動する三相誘導電動機６の回転数を、圧力指令に従っ
て制御するとして説明したが、本発明は、電動機６のト
ルクを前述の（１）式と同様に制御するようにすること
もできる。

【００５５】また、前述した本発明の実施例は、本発明
を電動機によって制御される油圧ポンプにより、乗りか
ごの上昇及び下降の両方を制御する油圧エレベーターに
適用したものとして説明したが、本発明は、乗りかごの
下降を弁のみで制御する油圧エレベーターに対しても適
用することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、油
圧エレベーターの起動時の乗心地および油圧エレベータ
ーの停止時の着床精度を大幅に改善することができ、負
荷、油温の変化による影響を受けることなく良好なエレ
ベーターの運転特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】制御装置内の油圧制御系の構成を示す図であ
る。

【図３】乗りかごの上昇運転時の動作を説明するための
信号の波形図である。

【図４】乗りかごの下降運転時の動作を説明するための
信号の波形図である。

【符号の説明】

１乗りかご２シリンダ３プランジャ４ロープ５油圧ポンプ６三相誘導電動機７油タンク８逆止弁１０第１の圧力検出器１１第２の圧力検出器１２制御装置２１圧力指令発生回路２２、２３定数器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乗りかごをプランジャを介して昇降させ
る油圧シリンダと、乗りかごの昇降に際し、油タンクか
ら前記油圧シリンダに作動油を供給あるいは排出する油
圧ポンプと、前記油圧シリンダと前記油圧ポンプとの間
に設けられる逆止弁と、前記油圧ポンプを運転する電動
機と、前記逆止弁と油圧シリンダとの間に設けた第１の
圧力検出器と、前記逆止弁と油圧ポンプとの間に設けた
第２の圧力検出器と、前記電動機を制御する制御装置を
備えて構成される油圧エレベーターにおいて、前記第１
の圧力検出器の出力に基づいて、乗りかご停止時の乗り
かごとレールとの間の摩擦力を考慮した利得定数を含む
圧力指令を、圧力指令発生回路により発生させ、前記圧
力指令発生回路の出力と前記第２の圧力検出器の出力と
の偏差が所定値以下となるように前記油圧ポンプの出力
圧力を制御して起動補償を行うことを特徴とする油圧エ
レベーターの制御装置。
【請求項２】乗りかご走行中、前記利得定数を変化さ
せることを特徴とする請求項１記載の油圧エレベーター
の制御装置。
【請求項３】前記圧力指令発生回路の出力と前記第２
の圧力検出器の出力との偏差が所定値以下となったと
き、エレベーターの速度指令を発生させることを特徴と
する請求項１または２記載の油圧エレベーターの制御装
置。
【請求項４】前記第２の圧力検出器の出力と前記圧力
指令発生回路の出力との偏差が所定値以下となったと
き、前記逆止弁を導通状態にして前記乗りかごを下降制
御することを特徴とする請求項１、２または３記載の油
圧エレベーターの制御装置。
【請求項５】エレベーターの起動指令発生から所定時
限後エレベーターの速度指令を発生させ、前記所定時限
内に前記第２の圧力検出器の出力と前記圧力指令発生回
路の出力との偏差が所定値内になるように、前記電動機
を制御することを特徴とする請求項１ないし４のうち１
記載の油圧エレベーターの制御装置。
【請求項６】前記第２の圧力検出器の出力と前記圧力
指令発生回路の出力との偏差が所定値以下となるよう
に、前記電動機に駆動補償トルクを印加することを特徴
とする請求項１ないし５のうち１記載の油圧エレベータ
ーの制御装置。
【請求項７】前記第２の圧力検出器の出力と前記圧力
指令発生回路の出力との偏差が所定値以下となるよう
に、前記電動機の回転数制御を行うことを特徴とする請
求項１ないし５のうち１記載の油圧エレベーターの制御
装置。