JPH0867432A - 油圧エレベータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、エレベータ始動時や停止状態から走
行状態への移行をスムーズにできる油圧エレベータの制
御装置を提供する。 【構成】流量制御バルブ１のバルブ１次側に油圧ポンプ
２、バルブ２次側に油圧ジャッキ５を接続し、油圧ジャ
ッキ５側の圧力センサ１３の検出出力に基づき、この圧
力センサ１３の検出出力と油圧ジャッキ５に流通する油
の温度を検出する温度センサ１１の検出出力により生成
される圧力損失値を考慮した制御目標値と、油圧ポンプ
２側の圧力センサ１２の検出出力に基づき生成されるフ
ィードバック値を用いて制御指令値を生成し、この制御
指令値により前記流量制御バルブ１を制御するようにし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧を利用した油圧エ
レベータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、一般家庭などにエレベータが設置
されるケースか増えており、このようなエレベータとし
て油圧を利用した油圧エレベータが用いられている。し
かして、従来の油圧エレべータでは、流量制御バルブを
用いた流量制御方式のものが多く用いられている。この
流量制御方式では、エレベータの上昇時に電動機を一定
速度で回転させて、油圧ポンプからの定吐出量の油をタ
ンクに戻しておき、起動指令が出力されると、タンクに
戻す油量を流量制御バルブで調整することにより乗りカ
ゴの上昇速度を制御し、一方、エレベータの下降時は、
乗りカゴの自重により油圧シリンダ内からタンクに還流
する油量を流量制御バルブで制御することにより乗りカ
ゴの下降速度を制御するようにしている。

【０００３】この場合、速度制御装置から、流量制御バ
ルブに対して制御電流が供給され、この時の制御電流に
より対応する油量が流量制御バルブより出力され、エレ
ベータ速度が制御されるようになっている。

【０００４】一方、近年になって、インバータ制御によ
り交流電動機を可変運転させ油圧ポンプの回転数を制御
し、流量制御バルブでの油量を制御することにより乗り
カゴの速度を制御するようにしたものも開発されてい
る。

【０００５】ところで、エレベータの速度制御に大きな
関わりをもつ流量制御バルブには、制御電流を与えても
乗りカゴが動かない、いわゆる不感帯があることが知ら
れている。これは、流量制御バルブのポンプ側（バルブ
１次側）とジャッキ側（バルブ２次側）との圧力が釣り
合うまでは、油圧ジャッキ側に油が流れないためで、こ
れが原因でエレベータの始動時や停止時から走行状態へ
の移行がスムーズに行われず、乗り心地の極めて悪いも
のになることがあった。

【０００６】そこで、従来では、図６に示すように油圧
ポンプ用モータ起動ａによりモータが定常回転数に達
し、流量制御バルブのポンプ側圧力が所定レベルｂまで
上昇した状態から、タイミングｃで流量制御バルブに対
してバイアス電流ｄを始動電流として印加し、ポンプ側
の圧力レベルｂをｂ´まで高めることにより、流量制御
バルブのポンプ側の圧力とジッヤッキ側の圧力に速やか
に釣り合わせるようにすることが考えられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように始
動電流を与えて流量制御バルブのポンプ側とジャッキ側
の圧力を釣り合わせる方法では、両方の圧力が釣り合う
までに時間を要し、結果としてエレベータを起動するま
での時間が長くなってしまうという問題点があった。

【０００８】そこで、図７（ａ）に示すようにバイアス
電流ｄの印加により流量制御バルブのポンプ側の圧力レ
ベルｂがｂ´に達するまでの整定時間ｅを短縮するため
に、同図（ｂ）に示すようにバイアス電流ｄにパルス状
の電流ｄ´を加え、流量制御バルブのポンプ側の圧力レ
ベルｂがｂ´に達するまでの整定時間ｅを短縮し圧力応
答を高めることで圧力が釣り合うまでの時間を短くする
方法も考えられている。

【０００９】しかし、このような方法によると、油の温
度・圧力や油圧エレベータ（流量制御バルブ）の機器差
などにより油圧エレベータシステムの特性（流量制御バ
ルブの特性）が変化するため、バイアス電流およびパル
ス電流も大きく変動することがあり、このため油の温度
・圧力に見合った制御電流を細かく制御する必要があ
り、このための調整作業に多大の時間を要するという問
題点があった。

【００１０】また、インバータ制御により交流電動機を
可変運転する電動機速度制御方式の油圧エレベータの制
御装置でも、油の温度・圧力やポンプの漏れ量などによ
り、バイアス電流が大きく変動することがあり、上述と
同様に調整作業に多大な時間を要するという問題点があ
った。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、エレベータ始動時や停止状態から走行状態への移行
をスムーズにできる油圧エレベータの制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、バルブ１次側
に油圧ポンプ、バルブ２次側に油圧ジャッキを接続した
流量制御バルブを有し、該流量制御バルブに対して与え
る制御指令値より流通される油の圧力と流量を制御する
ようにした油圧エレベータの制御装置において、前記流
量制御バルブと油圧ジャッキの間に流通する油圧を検出
する第１の圧力センサと、前記流量制御バルブと油圧ポ
ンプの間に流通する油圧を検出する第２の圧力センサ
と、前記油圧ジャッキに流通する油の温度を検出する温
度センサと、前記第１の圧力センサの検出出力に基づ
き、少なくとも前記第１の圧力センサと前記温度センサ
の検出出力より生成される圧力損失値を考慮して生成さ
れる制御目標値と前記第２の圧力センサの検出出力に基
づき生成されるフィードバック値とを用いて制御指令値
を生成する制御指令値生成手段とを具備し、この制御指
令値生成手段により生成された制御指令値を前記流量制
御バルブに与え前記流量制御バルブと油圧ポンプの間の
圧力を制御するように構成されている。

【００１３】また、本発明は、バルブ１次側に電動機に
より駆動される油圧ポンプ、バルブ２次側に油圧ジャッ
キを接続した流量制御バルブを有し、前記電動機に対し
て与える制御指令値より前記油圧ポンプの回転数を制御
し、流通される油の圧力と流量を制御するようにした油
圧エレベータの制御装置において、前記流量制御バルブ
と油圧ジャッキの間に流通する油圧を検出する第１の圧
力センサと、前記流量制御バルブと油圧ポンプの間に流
通する油圧を検出する第２の圧力センサと、前記油圧ジ
ャッキに流通する油の温度を検出する温度センサと、前
記第１の圧力センサの検出出力に基づき、少なくとも前
記第１の圧力センサと前記温度センサの検出出力より生
成される圧力損失値を考慮して生成される制御目標値と
前記第２の圧力センサの検出出力に基づき生成されるフ
ィードバック値とを用いて制御指令値を生成する制御指
令値生成手段とを具備し、この制御指令値生成手段によ
り生成された制御指令値を前記電動機に与えて前記油圧
ポンプの回転数を制御し前記流量制御バルブと油圧ポン
プの間の圧力を制御するように構成されている。

【００１４】また、本発明では、前記制御指令値生成手
段は、前記第２の圧力センサの検出出力に基づき、少な
くとも前記第１の圧力センサと前記温度センサの検出出
力および油の圧力と流量を制御する装置の制御定数によ
り生成されるオーバシュート補正量を考慮したフィード
バック値を生成するように構成されている。

【００１５】また、本発明では、前記制御指令値生成手
段からの制御指令値に基づく前記流量制御バルブと油圧
ポンプの間の圧力制御は、比例積分制御により実行され
るように構成されている。

【００１６】

【作用】この結果、本発明によれば、油圧ジャッキ側の
第１の圧力センサの検出出力に基づき、少なくとも前記
第１の圧力センサの検出出力と油圧ジャッキに流通する
油の温度を検出する温度センサの検出出力により生成さ
れる圧力損失値を考慮して制御目標値を生成し、さら
に、この制御目標値と、油圧ポンプ側の第２の圧力セン
サの検出出力に基づき生成されるフィードバック値とを
用いて制御指令値を生成するようにしているので、この
制御指令値が与えられる流量制御バルブにより油圧ポン
プ側圧力をジッヤッキ側圧力に速やかに釣り合わせるこ
とができ、さらに、制御目標値に、予め油の温度、圧力
を加味した圧力損失値を考慮することで、制御装置に対
応させるための制御系の調整作業を簡単にできる。

【００１７】また、本発明によれば、油圧ジャッキ側の
第１の圧力センサの検出出力に基づき、少なくとも前記
第１の圧力センサの検出出力と油圧ジャッキに流通する
油の温度を検出する温度センサの検出出力により生成さ
れる圧力損失値を考慮して制御目標値を生成し、さら
に、この制御目標値と、油圧ポンプ側の第２の圧力セン
サの検出出力に基づき生成されるフィードバック値を用
いて制御指令値を生成するようにしているので、この場
合も、制御指令値が与えられる電動機の油圧ポンプの回
転数制御により、油圧ポンプ側圧力をジッヤッキ側圧力
に速やかに釣り合わせることができ、さらに、制御目標
値に、予め油の温度、圧力を加味した圧力損失値を考慮
することで、制御装置に対応させるための制御系の調整
作業も簡単にできる。

【００１８】また、本発明によれば、油圧ポンプ側の第
２の圧力センサの検出出力に基づき、少なくとも油圧ジ
ャッキ側の第１の圧力センサと油圧ジャッキに流通する
油の温度を検出する温度センサの検出出力および油の圧
力と流量を制御する装置の制御定数により生成されるオ
ーバシュート補正量を考慮してフィードバック値を生成
しているので、エレベータ始動時の油圧ポンプ側圧力の
オーバシュートを防止して、始動ショックの少ない乗り
心地よい走行特性が得られる。

【００１９】また、本発明によれば、制御指令値に基づ
く流量制御バルブと油圧ポンプの間の圧力制御を比例積
分制御により実行しているので、制御指令値により制御
される流量制御バルブや電動機の応答性を高めることが
できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従い説明す
る。 （第１実施例）図１は、第１実施例の概略構成を示して
いる。図において、１は流量制御バルブで、この流量制
御バルブ１のポンプ側（バルブ１次側）には、油圧ポン
プ２を介して油タンク３を接続し、また、ジャッキ側
（バルブ２次側）には、油圧配管４を介して油圧ジャッ
キ５を接続している。

【００２１】ここで、流量制御バルブ１は、後述する始
動制御装置６から与えられる制御指令値により流通され
る油の圧力と流量を制御するものである。また、油圧ポ
ンプ２は、電動機７が接続され、この電動機７により一
定回転で駆動され、油タンク３の油を流量制御バルブ１
に供給するようにしている。また、油圧ジャッキ５は、
プーリ８によりロープ９を介して乗りカゴ１０を支持し
ており、流量制御バルブ１より供給される油量に応じて
乗りカゴ１０を昇降させるようにしている。

【００２２】そして、油タンク３に油温センサ１１を設
け、また、流量制御バルブ１と油圧ポンプ２の間にポン
プ側圧力センサ１２、流量制御バルブ１と油圧ジャッキ
５の間の油圧配管４にジャッキ側圧力センサ１３をそれ
ぞれ設け、これら油温センサ１１、ポンプ側圧力センサ
１２およびジャッキ側圧力センサ１３での検出出力を始
動制御装置６に与えるようにしている。

【００２３】この始動制御装置６は、エレベータ制御装
置１４より運転、停止の指令が与えられるとともに、油
温センサ１１、ポンプ側圧力センサ１２およびジャッキ
側圧力センサ１３からの検出出力が与えられるようにな
っていて、これら検出出力を用いて制御指令値を演算
し、この制御指令値を流量制御バルブ１に与えるように
している。

【００２４】なお、上述では、油温センサ１１を油タン
ク３内に設けているが、この油温センサ１１は、油圧ジ
ャッキ５または油圧ジャッキ５と流量制御バルブ１の間
の油圧配管４に設けるようにしてもよく、油温センサ１
１を設ける位置は特に限定しない。

【００２５】次に、このように構成した第１実施例を説
明する。いま、エレベータの乗りカゴ１０が停止してい
る場合は、流量制御バルブ１の流量制御弁は閉じてい
る。

【００２６】この状態から、エレベータ制御装置１４よ
り運転指令が出力されると、電動機７が一定速度で回転
し、油圧ポンプ２が一定回転で駆動される。この時、流
量制御バルブ１の流量制御弁は全開となり、ポンプ流量
は、全量が油タンク３にブリードオフされる。

【００２７】次に、始動制御装置６より流量制御バルブ
１の始動のための制御指令が与えられると、流量制御バ
ルブ１の流量制御弁が閉じ方向に動作し、これにより油
タンク３へのブリードオフが抑制され、油圧ポンプ２と
流量制御バルブ１の間の圧力が上昇し、この油圧ポンプ
２と流量制御バルブ１の間の圧力が、流量制御バルブ１
と油圧ジャッキ５の間の圧力と釣り合うまで制御される
ようになる。

【００２８】図２は、始動制御装置６での始動制御を説
明するためのもので、この場合の始動制御には、比例積
分制御が用いられている。ところで、流量制御バルブ１
の油圧ポンプ２側のバルブ１次圧力と油圧ジャッキ５側
のバルブ２次圧力が釣り合っている状態では、図３に示
すように流量制御バルブ１の油圧ポンプ２側の圧力ｆ
は、油圧ジャッキ５側の圧力ｇとの間に圧力損失ｈを持
って釣り合っている。この圧力損失ｈは、バルブ内油通
路、油圧配管などにおける流体損失によるものである。

【００２９】この場合、圧力釣り合いの式は、下式のよ
うになる。 Ｐ_ref ＝Ｐ_ja＋Ｐ_loss ここで、Ｐ_ref は、圧力指令値、Ｐ_jaは、油圧ジャッキ
側圧力、Ｐ_lossは、圧力損失である。

【００３０】しかして、図２では、油温センサ１１およ
びジャッキ側圧力センサ１３の検出出力により補正量計
算部２１で圧力損失Ｐ_lossを算出し、これを油圧ジャッ
キ側圧力Ｐ_jaに加算することにより、始動制御のための
圧力指令値Ｐ_ref を制御目標値として出力する。この場
合、油圧ジャッキ側圧力Ｐ_jaは、つまり、ジャッキ側圧
力センサ１３の検出圧力は、エレベータ起動前の一定時
間の平均値が用いられる。

【００３１】そして、この圧力指令値Ｐ_ref と制御対象
である流量制御バルブ１のポンプ側圧力のフィードバッ
ク値を用いて比例積分制御部２２で比例積分を行うよう
にしている。この場合、比例積分制御部２２での比例積
分は、制御定数である定常ゲイン、積分時間などを油の
温度、圧力別に設定されている。

【００３２】一方、起動指令を入力してから、乗りカゴ
が動き出すまでの時間を短くするには、流量制御バルブ
１のポンプ側圧力の応答性を高める必要がある。そこ
で、この応答性を高めるには、制御ゲインを大きく設定
することが考えられるが、このまま制御ゲインを加算し
たのでは、図４に示すように圧力目標値Ｐ_ref に対して
ポンプ側圧力Ｐ_poがオーバシュートすることがあるた
め、このオーバシュート分を補正するようにしている。

【００３３】この場合、圧力釣り合いの式は、下式のよ
うになる。 Ｐ_po' ＝Ｐ_po＋Ｐ_offset ここで、Ｐ_po' は、補正後のポンプ側圧力、Ｐ_poは、実
際のポンプ側圧力、Ｐ_{of fset}は、オーバシュート補正量
である。

【００３４】この補正後のポンプ側圧力Ｐ_po' が始動制
御時のフィードバック値となる。しかして、図２では、
油温センサ１１およびジャッキ側圧力センサ１３の検出
出力および油の圧力と流量を制御する装置の制御定数に
より補正量計算部２３でオーバシュート補正量Ｐ_offset
を算出し、これをポンプ側圧力センサ１２より検出され
るポンプ側圧力フィードバック値に加算することで補正
後のポンプ側圧力Ｐ_po' を始動制御時のフィードバック
値として求める。

【００３５】なお、応答性を高めるため制御ゲインを大
きく設定する手段としては、油の温度、圧力に応じてパ
ルス高さ、パルス幅を決定されるパルス状の制御指令値
が用いられる。

【００３６】そして、この始動制御時にオーバシュート
補正を行ったフィードバック値Ｐ_po' と圧力損失補正を
行った制御目標値Ｐ_ref を用いて比例積分制御部２２で
比例積分を行い、制御電流を生成し、制御対象である流
量制御バルブ１に供給するようにしている。

【００３７】その後、流量制御バルブ１と油圧ポンプ２
との間の圧力と流量制御バルブ１と油圧ジャッキ５との
間の圧力との圧力偏差が所定以内になった時点で、比例
積分制御のみに切り替え、エレベータの速度制御に移行
する。

【００３８】しかして、このような始動制御によれば、
制御対象である流量制御バルブ１の圧力応答を、１次遅
れとみなすことができ、遅れ時間、振動成分を無くすこ
とができるので、制御ゲインを高めに設定して応答性を
高めることにより、速やかに流量制御バルブ１の油圧ポ
ンプ２側のバルブ１次圧力と油圧ジャッキ５側のバルブ
２次圧力を釣り合わせることができることになる。

【００３９】なお、上述では、制御目標値に圧力損失補
正を、フィードバック値にオーバシュート補正を行うよ
うにしているが、制御目標のみ、あるいはフィードバッ
ク値に圧力損失補正、オーバシュート補正を行うように
してもよい。 （第２実施例）図５は、第２実施例の概略構成を示すも
ので、図１と同一部分には、同符号を付している。

【００４０】この場合、油圧ポンプ２に接続される電動
機７の回転を始動制御装置６の制御指令により制御する
ようにしている。つまり、ここでの始動制御装置６は、
流量制御バルブ１に対して開閉指令のみを与えるととも
に、電動機７に制御指令を与え、油圧ポンプ２の回転数
を制御することで、流量制御バルブ１のポンプ側圧力を
制御するようにしている。

【００４１】エレベータ制御装置１４より運転指令が出
力されると、始動制御装置６は、流量制御バルブ１に開
放指令を与え、この状態から、電動機７に制御指令を与
えて、電動機７の回転数を制御し、油圧ポンプ２と流量
制御バルブ１の間の圧力が、流量制御バルブ１と油圧ジ
ャッキ５の間の圧力と釣り合うまで制御を行うようにな
る。しかして、この場合も始動制御装置６による始動制
御を、上述した第１実施例と同様にして実行すること
で、同様な効果を期待することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、エレ
ベータの始動時、制御指令値に応じて、流量制御バルブ
の油圧ポンプ側圧力をジッヤッキ側圧力に速やかに釣り
合わせることができ、走行状態への移行をスムーズにで
きる。また、予め油の温度、圧力を加味した圧力損失値
を考慮して制御目標値などが設定されることから、装置
に対応させるための制御系の調整作業なども簡単にでき
る。さらに、エレベータ始動時の油圧ポンプ側圧力のオ
ーバシュートを防止して、始動ショックの少ない乗り心
地よい走行特性を得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の概略構成を示す図。

【図２】第１実施例の始動制御装置による始動制御を説
明する図。

【図３】第１実施例の流量制御バルブの油圧ポンプ側の
圧力と油圧ジャッキ側圧力の関係を示す図。

【図４】第１実施例の圧力目標値に対するポンプ側圧力
の状態を説明するための図。

【図５】本発明の第２実施例の概略構成を示す図。

【図６】従来の油圧エレベータの制御装置のポンプ側圧
力とバルブ制御電流の関係を示す図。

【図７】従来の油圧エレベータの制御装置のポンプ側圧
力とバルブ制御電流による圧力応答特性を示す図。

【符号の説明】

１…流量制御バルブ、 ２…油圧ポンプ、 ３…油タンク、 ４…油圧配管、 ５…油圧ジャッキ、 ６…始動制御装置、 ７…電動機、 ８…プーリ、 ９…ロープ、 １０…乗りカゴ、 １１…油温センサ、 １２…ポンプ側圧力センサ、 １３…ジャッキ側圧力センサ、 １４…エレベータ制御装置、 ２１…補正量計算部、 ２２…比例積分制御部、 ２３…補正量計算部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブ１次側に油圧ポンプ、バルブ２次
   側に油圧ジャッキを接続した流量制御バルブを有し、該
   流量制御バルブに対して与える制御指令値より流通され
   る油の圧力と流量を制御するようにした油圧エレベータ
   の制御装置において、 前記流量制御バルブと油圧ジャッキの間に流通する油圧
   を検出する第１の圧力センサと、 前記流量制御バルブと油圧ポンプの間に流通する油圧を
   検出する第２の圧力センサと、 前記油圧ジャッキに流通する油の温度を検出する温度セ
   ンサと、 前記第１の圧力センサの検出出力に基づき、少なくとも
   前記第１の圧力センサと前記温度センサの検出出力より
   生成される圧力損失値を考慮して生成される制御目標値
   と、前記第２の圧力センサの検出出力に基づき生成され
   るフィードバック値とを用いて制御指令値を生成する制
   御指令値生成手段とを具備し、 この制御指令値生成手段により生成された制御指令値を
   前記流量制御バルブに与え前記流量制御バルブと油圧ポ
   ンプの間の圧力を制御することを特徴とする油圧エレベ
   ータの制御装置。
2. 【請求項２】 バルブ１次側に電動機により駆動される
   油圧ポンプ、バルブ２次側に油圧ジャッキを接続した流
   量制御バルブを有し、前記電動機に対して与える制御指
   令値より前記油圧ポンプの回転数を制御し、流通される
   油の圧力と流量を制御するようにした油圧エレベータの
   制御装置において、 前記流量制御バルブと油圧ジャッキの間に流通する油圧
   を検出する第１の圧力センサと、 前記流量制御バルブと油圧ポンプの間に流通する油圧を
   検出する第２の圧力センサと、 前記油圧ジャッキに流通する油の温度を検出する温度セ
   ンサと、 前記第１の圧力センサの検出出力に基づき、少なくとも
   前記第１の圧力センサと前記温度センサの検出出力より
   生成される圧力損失値を考慮して生成される制御目標値
   と、前記第２の圧力センサの検出出力に基づき生成され
   るフィードバック値とを用いて制御指令値を生成する制
   御指令値生成手段とを具備し、 この制御指令値生成手段により生成された制御指令値を
   前記電動機に与えて前記油圧ポンプの回転数を制御し前
   記流量制御バルブと油圧ポンプの間の圧力を制御するこ
   とを特徴とする油圧エレベータの制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御指令値生成手段は、前記第２の
   圧力センサの検出出力に基づき、少なくとも前記第１の
   圧力センサと前記温度センサの検出出力および油の圧力
   と流量を制御する装置の制御定数により生成されるオー
   バシュート補正量を考慮したフィードバック値を生成す
   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
   ータの制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御指令値生成手段からの制御指令
   値に基づく前記流量制御バルブと油圧ポンプの間の圧力
   制御は、比例積分制御により実行されることを特徴とす
   る請求項１、２または３記載の油圧エレベータの制御装
   置。