(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
添付の図面を参照し、本発明を説明する。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。
【0013】
実施の形態1.
図1は、実施の形態1におけるエレベーター装置の例を示す図である。エレベーター装置は、例えばかご1及びつり合いおもり2を備える。かご1は、昇降路3を上下に移動する。つり合いおもり2は、昇降路3を上下に移動する。かご1及びつり合いおもり2は、主ロープ4によって昇降路3に吊り下げられる。
【0014】
主ロープ4は、巻上機5の駆動綱車6に巻き掛けられる。かご1は、駆動綱車6の回転に応じて移動する。制御装置7は、駆動綱車6の回転及び停止を制御する。即ち、かご1は、制御装置7によって制御される。
【0015】
監視装置8は、制御装置7に接続され、制御装置7と通信する。監視装置8は、ネットワーク9を介して外部と通信するための装置である。例えば、監視装置8は、ネットワーク9を介して遠隔の情報センター10に接続される。エレベーター装置では、例えば、定期的に診断運転が行われる。監視装置8は、診断運転で取得されたデータを、ネットワーク9を介して情報センター10に送信する。
【0016】
監視装置8は、例えば商用電源(図示せず)から電力が供給される。また、エレベーター装置は、監視装置8に対するバックアップ用の電源として二次電池11を備える。即ち、監視装置8に対しては、二次電池11から電力を供給することが可能である。例えば停電によって監視装置8に対する電源がオフになる、即ち商用電源から監視装置8に電力が供給されなくなると、二次電池11からの電力が監視装置8に供給される。なお、二次電池11は、監視装置8に内蔵されていても良い。
【0017】
図1に示す例では、エレベーター装置は、二次電池11の温度を計測するための温度計12を更に備える。例えば、温度計12は、二次電池11に直接設けられる。温度計12は、二次電池11が収納されている筐体の内部に配置されても良い。温度計12によって計測された温度の情報は、監視装置8に入力される。
【0018】
図2は、監視装置8が有する機能の例を示す図である。
図2に示すように、監視装置8は、例えば記憶部20、充電部21、選択部22、温度検出部23、周期演算部24、時間検出部25、寿命演算部26、判定部27、及び通信部28を備える。充電部21は、二次電池11を充電する。商用電源から監視装置8に電力が供給されている間は、二次電池11は、基本的に満充電状態である。
【0019】
記憶部20に、制御に必要な情報が記憶される。例えば、記憶部20に、第1演算式と第2演算式とが記憶される。第1演算式及び第2演算式は、二次電池11の取替周期を演算するための式である。第1演算式を[数1]に示す。第2演算式を[数2]に示す。
【0022】
ここで、
Q
1、Q
2:容量維持率(%)
T:使用環境の絶対温度(K)
N
p:稼働時間(h)
A
p、−E
R/R、A
cyc、−E
cyc/R:定数
である。劣化速度を表す定数は、例えば、劣化係数と温度との関係がアレニウス則に従うものとして決定される。
【0023】
図3は、二次電池の劣化原因を説明するための図である。多くのエレベーター装置では、基本的に電源がオフにされることなく使用される。このようなエレベーター装置では、監視装置に対する電源も基本的にオフにはならない。二次電池に対してはトリクル充電のみが行われる。
【0024】
このようなエレベーター装置に備えられている二次電池の劣化は、稼働時間に起因する。第1演算式は、稼働時間に起因する劣化に基づいて二次電池の取替周期を演算するための式である。第1演算式では、稼働時間に起因する劣化に相当する値を計算し、その値を1から減ずることにより、二次電池の初期の容量を100%とした時の比率を容量維持率Q
1として算出している。
図3に示す曲線Aは、稼働時間N
pを変数とする第1演算式によって演算される容量維持率Q
1の例を示す。
【0025】
一方、一部のエレベーター装置では、定期的に或いは不定期で電源が落とされる。このようなエレベーター装置では、監視装置に対する電源も定期的に或いは不定期でオフになる。監視装置に対する電源がオフになると、二次電池から監視装置に電力が供給される。また、その後に監視装置に対する電源がオンになると、二次電池が充電される。即ち、このようなエレベーター装置では、二次電池に対して充放電が繰り返される。
【0026】
このようなエレベーター装置に備えられている二次電池の劣化は、稼働時間と充放電とに起因する。第2演算式は、稼働時間に起因する劣化と充放電に起因する劣化とに基づいて二次電池の取替周期を演算するための式である。第2演算式は、稼働時間に起因する劣化と充放電に起因する劣化とが独立に進行し、それらの和が二次電池の容量劣化に相当することを示している。即ち、第2演算式では、稼働時間に起因する劣化に相当する値と充放電に起因する劣化に相当する値とをそれぞれ独立に計算し、それらの和を1から減ずることにより、二次電池の初期の容量を100%とした時の比率を容量維持率Q
2として算出している。
図3に示す曲線Bは、稼働時間N
pを変数とする第2演算式によって演算される容量維持率Q
2の例を示す。なお、
図3では、温度Tに特定の値を代入することにより、曲線A及び曲線Bを求めている。
【0027】
第1演算式及び第2演算式において、A
pは、稼働時間に起因する劣化を表す定数である。同様に、−E
R/Rは、稼働時間に起因する劣化のエネルギーを表す定数である。A
cycは、充放電に起因する劣化を表す定数である。−E
cyc/Rは、充放電に起因する劣化のエネルギーを表す定数である。
【0028】
以下に、
図4も参照し、本エレベーター装置が有する機能について説明する。
図4は、実施の形態1におけるエレベーター装置の動作例を示すフローチャートである。
【0029】
本実施の形態に示す例では、記憶部20に、監視装置8に対する電源のオンオフ情報が予め記憶される。上述したように、エレベーター装置には、監視装置に対する電源が基本的にオフにならないものと、監視装置に対する電源が定期的に或いは不定期でオフになるものとがある。記憶部20には、本エレベーター装置に備えられた監視装置8がどちらのタイプに該当するかを示す情報がオンオフ情報として予め記憶される。例えば、監視装置8の電源が基本的にオフにならないのであれば、オンオフ情報として情報C1が記憶部20に予め記憶される。監視装置8の電源がオフになり得るのであれば、オンオフ情報として情報C2が記憶部20に予め記憶される。
【0030】
監視装置8では、選択部22が、記憶部20に記憶されたオンオフ情報を取得する(S101)。選択部22は、S101で取得したオンオフ情報に基づいて、第1演算式又は第2演算式の一方を選択する(S102)。例えば、記憶部20に情報C1が記憶されていれば、選択部22は、S102で第1演算式を選択する。記憶部20に情報C2が記憶されていれば、選択部22は、S102で第2演算式を選択する。
【0031】
次に、温度検出部23は、二次電池11の温度を検出する(S103)。上述したように、温度計12によって計測された温度の情報は、監視装置8に入力される。温度検出部23は、温度計12から入力された情報に基づいて、二次電池11の温度を検出する。
【0032】
次に、周期演算部24は、二次電池11の取替周期を演算する(S104)。周期演算部24は、S102で選択部22が選択した演算式とS103で温度検出部23が検出した温度とに基づいて、S104の演算を行う。例えば、S102で選択部22が第1演算式を選択していれば、周期演算部24は、第1演算式を用いて二次電池11の取替周期を演算する。
【0033】
例えば、二次電池11が寿命と判断される容量維持率Q
1の値は予め設定される。
図3では、当該容量維持率Q
1の値を閾値と表記している。一例として、上記閾値は、停電時に監視装置8から情報センター10への発報を一定時間以上継続して行うことが可能な容量に基づいて設定される。上記一定時間は例えば30分であり、上記閾値は例えば27%に設定される。二次電池11を寿命と判断する容量維持率Q
1の値は上記例に限定されない。
【0034】
二次電池11を寿命と判断する容量維持率Q
1の値と使用環境の温度Tを第1演算式に代入することにより、その使用環境において寿命となる稼働時間N
p、即ち取替周期を算出することができる。なお、温度Tは、温度検出部23が検出した温度から求めることができる。一例として、温度検出部23が検出した温度[℃]の平均値に273.15を加算することにより、温度Tを得ることができる。
【0035】
S102で選択部22が第2演算式を選択した場合も同様である。即ち、S102で選択部22が第2演算式を選択していれば、周期演算部24は、第2演算式を用いて二次電池11の取替周期を演算する。例えば、二次電池11が寿命と判断される容量維持率Q
2の値(閾値)は予め設定される。一例として、上記閾値は27%に設定される。二次電池11を寿命と判断する容量維持率Q
2の値と使用環境の温度Tを第2演算式に代入することにより、その使用環境において寿命となる稼働時間N
p、即ち取替周期を算出することができる。
【0036】
次に、時間検出部25は、二次電池11の稼働時間を検出する(S105)。例えば、時間検出部25は、二次電池11が取り付けられてから現在までの経過時間を稼働時間として検出する。
【0037】
次に、寿命演算部26は、二次電池11の残り寿命を演算する(S106)。寿命演算部26は、周期演算部24が演算した二次電池11の取替周期と時間検出部25が検出した二次電池11の実際の稼働時間とに基づいて、S106の演算を行う。例えば、寿命演算部26は、S104で演算された取替周期からS105で検出された稼働時間を減算することにより、二次電池11の残り寿命を得ることができる。
【0038】
次に、判定部27は、寿命演算部26によって演算された二次電池11の残り寿命が基準値を下回ったか否かを判定する(S107)。S107でYesと判定されると、通信部28は、二次電池11の取替時期が迫っていることを示す信号を情報センター10に送信する(S108)。S107でNoと判定されると、監視装置8は処理を終了する。
【0039】
本実施の形態に示す例であれば、周期演算部24が演算した取替周期と時間検出部25が検出した稼働時間とに基づいて、二次電池11の残り寿命に応じた信号を通信部28から送信することができる。例えば、残り寿命と比較する基準値を複数段階に設定することにより、通信部28から情報センター10に対して、二次電池11の残り寿命に応じた複数の信号を送信しても良い。例えば、第1基準値を90日に設定すれば、二次電池11が寿命と判断される3ヶ月前に、取替えを促す第1信号を情報センター10に送信することができる。更に、第2基準値を30日に設定すれば、第1信号が送信されてから2ヵ月後に、取替えを促す第2信号を情報センター10に送信することができる。
【0040】
また、本実施の形態に示す例では、選択部22が、記憶部20に記憶されたオンオフ情報に基づいて第1演算式又は第2演算式の一方を選択する。そして、選択部22が選択した演算式に基づいて、二次電池11の取替周期が演算される。本実施の形態に示す例であれば、二次電池11の取替周期をより正確に知ることができる。更に、二次電池11の在庫管理が容易になり、保守員による取替作業の負担も軽減できる。
【0041】
図5は、監視装置8が有する他の機能の例を示す図である。
図6は、エレベーター装置の他の動作例を示すフローチャートである。
図5に示す例では、監視装置8は、
図2に示す機能に加え、回数検出部29、及び登録部30を更に備える。
【0042】
回数検出部29は、監視装置8に対する電源のオンオフ回数を検出する(S201)。登録部30は、回数検出部29が検出したオンオフ回数に基づいて、監視装置8に対する電源のオンオフ情報を記憶部20に登録する(S202)。例えば、回数検出部29が検出したオンオフ回数が0回であれば、登録部30は、情報C1をオンオフ情報として記憶部20に登録する。回数検出部29が検出したオンオフ回数が1回以上であれば、登録部30は、情報C2をオンオフ情報として記憶部20に登録する。
【0043】
他の例として、回数検出部29が直近の1年間に検出したオンオフ回数が特定の回数以下であれば、登録部30は、情報C1をオンオフ情報として記憶部20に登録しても良い。かかる場合、回数検出部29が直近の1年間に検出したオンオフ回数が上記特定の回数を超えると、登録部30は、情報C2をオンオフ情報として記憶部20に登録する。
【0044】
図7は、二次電池の種類に応じた寿命曲線の例を示す図である。エレベーター装置には、監視装置に対するバックアップ用の電源として、Ni−Cd電池を備えるものがある。他の例として、監視装置に対するバックアップ用の電源として、Ni−MH電池も採用され得る。
【0045】
図7に示す曲線A1は、二次電池11としてNi−Cd電池が採用された場合の第1演算式で表される曲線の例である。曲線B1は、二次電池11としてNi−Cd電池が採用された場合の第2演算式で表される曲線の例である。TH1は、Ni−Cd電池に対応する閾値を示す。同様に、曲線A2は、二次電池11としてNi−MH電池が採用された場合の第1演算式で表される曲線の例である。曲線B2は、二次電池11としてNi−MH電池が採用された場合の第2演算式で表される曲線の例である。TH2は、Ni−MH電池に対応する閾値を示す。
【0046】
例えば、記憶部20に、二次電池11の種類に応じた複数組の第1演算式と第2演算式とが予め記憶されても良い。かかる場合、記憶部20に、採用されている二次電池11の種類を示す情報が記憶される。選択部22は、S102において、記憶部20に記憶されたオンオフ情報と二次電池11の種類を示す情報とに基づいて、記憶部20に記憶された複数の演算式の中から1つを選択すれば良い。例えば、記憶部20に、二次電池11の種類を示す情報としてNi−MH電池を示す情報が、オンオフ情報として情報C1が記憶されている場合、選択部22は、上記曲線A2に対応する第1演算式をS102で選択する。
【0047】
実施の形態2.
実施の形態1では、記憶部20に、二次電池11の取替周期を演算するための複数の演算式が記憶される例について説明した。本実施の形態では、記憶部20に1つの演算式が記憶される例について説明する。本実施の形態では、実施の形態1で開示した例と相違する点について詳しく説明する。
【0048】
図8は、監視装置8が有する機能の例を示す図である。本実施の形態に示す例では、監視装置8は、例えば記憶部20、充電部21、温度検出部23、周期演算部24、時間検出部25、寿命演算部26、判定部27、及び通信部28を備える。
【0049】
記憶部20に、第3演算式が記憶される。第3演算式は、二次電池11の取替周期を演算するための式である。第3演算式を[数3]に示す。
【0051】
ここで、Q
3は容量維持率(%)であり、Dは監視装置8に対する電源のオンオフ回数である。例えば、オンオフ回数は、1年間に電源がオンからオフに切り替えられた回数で表される。オンオフ回数は、1年間に電源がオフからオンに切り替えられた回数であっても良い。なお、実施の形態1で示した第1演算式は、第3演算式においてDの値が0である場合に相当する。第2演算式は、第3演算式においてDの値が365である場合に相当する。
【0052】
以下に、
図9も参照し、本エレベーター装置が有する機能について説明する。
図9は、実施の形態2におけるエレベーター装置の動作例を示すフローチャートである。
【0053】
本実施の形態に示す例では、記憶部20に、監視装置8に対する電源のオンオフ回数がオンオフ情報として予め記憶される。例えば、監視装置8に対する電源が1日に1回落とされると予想されるのであれば、オンオフ情報として「365回」を示す情報が記憶部20に記憶される。監視装置8に対する電源が1週間に1回落とされると予想されるのであれば、オンオフ情報として「52回」を示す情報が記憶部20に記憶される。
【0054】
監視装置8では、温度検出部23が、二次電池11の温度を検出する(S301)。S301に示す処理は、S103に示す処理と同様である。
【0055】
次に、周期演算部24は、記憶部20に記憶されたオンオフ情報を取得する(S302)。また、周期演算部24は、二次電池11の取替周期を演算する(S303)。周期演算部24は、S302で取得したオンオフ情報とS301で温度検出部23が検出した温度とに基づいて、第3演算式を用いてS303の演算を行う。
【0056】
実施の形態1に示す例と同様に、二次電池11が寿命と判断される容量維持率Q
3の値は予め設定される。二次電池11を寿命と判断する容量維持率Q
3の値、使用環境の温度T、及びオンオフ回数(オンオフ情報)を第3演算式に代入することにより、その使用環境において寿命となる稼働時間N
p、即ち取替周期を算出することができる。
【0057】
図9のS304からS307に示す処理は、
図4のS105からS108に示す処理と同様である。例えば、時間検出部25は、二次電池11の稼働時間を検出する(S304)。次に、寿命演算部26は、二次電池11の残り寿命を演算する(S305)。例えば、寿命演算部26は、周期演算部24が演算した二次電池11の取替周期と時間検出部25が検出した二次電池11の実際の稼働時間とに基づいて、S305の演算を行う。
【0058】
次に、判定部27は、寿命演算部26によって演算された二次電池11の残り寿命が基準値を下回ったか否かを判定する(S306)。S306でYesと判定されると、通信部28は、二次電池11の取替時期が迫っていることを示す信号を情報センター10に送信する(S307)。S306でNoと判定されると、監視装置8は処理を終了する。
【0059】
本実施の形態に示す例であれば、周期演算部24が演算した取替周期と時間検出部25が検出した稼働時間とに基づいて、二次電池11の残り寿命に応じた信号を通信部28から送信することができる。残り寿命と比較する基準値を複数段階に設定することにより、通信部28から情報センター10に対して、二次電池11の残り寿命に応じた複数の信号を送信しても良い。
【0060】
また、実施の形態2に示す例では、周期演算部24が記憶部20に記憶されたオンオフ情報にも基づいて二次電池11の取替周期を演算する。このため、二次電池11の取替周期をより正確に知ることができる。また、二次電池11の在庫管理が容易になり、保守員による取替作業の負担も軽減できる。
【0061】
図10は、監視装置8が有する他の機能の例を示す図である。
図10に示す例では、監視装置8は、
図8に示す機能に加え、回数検出部29、及び登録部30を更に備える。エレベーター装置では、例えば
図6に示す動作と同様の動作が行われる。
【0062】
回数検出部29は、監視装置8に対する電源のオンオフ回数を検出する(S201)。登録部30は、回数検出部29が検出したオンオフ回数に基づいて、監視装置8に対する電源のオンオフ情報を記憶部20に登録する(S202)。例えば、登録部30は、回数検出部29が直近の1年間に検出したオンオフ回数をオンオフ情報として記憶部20に登録する。かかる場合、周期演算部24は、登録部30が記憶部20に登録したオンオフ情報をS302において取得する。
【0063】
なお、上述したように、実施の形態1で示した第1演算式は、第3演算式においてDの値が0である場合に相当する。第2演算式は、第3演算式においてDの値が365である場合に相当する。実施の形態1に示す例においては、二次電池11の取替周期をより正確に把握するため、第3演算式においてDに異なる値を代入した3つ以上の演算式を記憶部20に予め記憶させても良い。
【0064】
例えば、3つの演算式を使用する場合は、上記第1演算式及び第2演算式に加え、第3演算式においてDの値が183(≒365/2)である第4演算式を記憶部20に予め記憶させても良い。4つの演算式を使用する場合は、上記第1演算式及び第2演算式に加え、第3演算式においてDの値が122(≒365/3)である第5演算式と第3演算式においてDの値が244である第6演算式とを記憶部20に予め記憶させても良い。
【0065】
例えば、登録部30は、回数検出部29が直近の1年間に検出したオンオフ回数をオンオフ情報として記憶部20に登録する。そして、選択部22は、記憶部20に記憶されたオンオフ情報に基づいて、記憶部20に記憶された複数の演算式の中から最適な1つを選択する。一例として、記憶部20に上記4つの演算式が記憶されている場合、オンオフ情報として「250回」を示す情報が記憶部20に記憶されていれば、選択部22は、S102において第6演算式を選択する。
【0066】
本実施の形態において、符号20〜30に示す各部は、監視装置8が有する機能を示す。
図11は、監視装置8のハードウェア資源の例を示す図である。監視装置8は、ハードウェア資源として、例えばプロセッサ41とメモリ42とを含む処理回路40を備える。記憶部20が有する機能はメモリ42によって実現される。監視装置8は、メモリ42に記憶されたプログラムをプロセッサ41によって実行することにより、符号21〜30に示す各部の機能を実現する。
【0067】
図12は、監視装置8のハードウェア資源の他の例を示す図である。
図12に示す例では、監視装置8は、例えばプロセッサ41、メモリ42、及び専用ハードウェア43を含む処理回路40を備える。
図12は、監視装置8が有する機能の一部を専用ハードウェア43によって実現する例を示す。監視装置8が有する機能の全部を専用ハードウェア43によって実現しても良い。