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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-06-30
(45)【発行日】2025-07-08
(54)【発明の名称】エレベーターの制御装置
(51)【国際特許分類】
B66B 1/34 20060101AFI20250701BHJP
G05B 11/36 20060101ALI20250701BHJP
G05B 13/02 20060101ALI20250701BHJP
【ＦＩ】
B66B1/34 B
G05B11/36 G
G05B11/36 507G
G05B13/02 C
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2024148421
(22)【出願日】2024-08-30
【審査請求日】2024-08-30
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000236056
【氏名又は名称】三菱電機ビルソリューションズ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003199
【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】木村 哲也
(72)【発明者】
【氏名】大塚 康司
【審査官】太田 義典
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／１００６３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１１３７６９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００３－１２８３５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／０６０５１９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６６Ｂ １／００－ １／５２
Ｇ０５Ｂ １／００－ ７／０４
Ｇ０５Ｂ １１／００－１３／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エレベーターの昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、
前記巻上機に流れる実電流値が前記電流指令値となるように前記巻上機を制御する電流制御部と、
前記実電流値又は前記電流指令値を含む電流値と、前記かごに作用するかご荷重とを用いて、前記巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、
前記電流値と、前記かごの加速度又は減速度と、前記トルク定数とを用いて、前記エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、
前記イナーシャと前記トルク定数とを用いて、前記速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、を備え、
前記トルク定数同定部は、
前記エレベーターの上昇運転において前記かごが前記昇降路の基準位置を等速度で通過するときの前記電流値と、前記エレベーターの下降運転において前記かごが前記基準位置を等速度で通過するときの前記電流値と、前記かご荷重と、を用いて、前記トルク定数を同定する
ように構成されるエレベーターの制御装置。
【請求項2】
前記基準位置は、前記昇降路の昇降行程の中間位置である請求項１に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項3】
エレベーターの昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、
前記巻上機に流れる実電流値が前記電流指令値となるように前記巻上機を制御する電流制御部と、
前記実電流値又は前記電流指令値を含む電流値と、前記かごに作用するかご荷重とを用いて、前記巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、
前記電流値と、前記かごの加速度又は減速度と、前記トルク定数とを用いて、前記エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、
前記イナーシャと前記トルク定数とを用いて、前記速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、を備え、
前記イナーシャ同定部は、
前記昇降路の第一位置において、前記かごが上昇方向に加速運転しているときの前記電流値及び前記加速度である第一電流値及び第一加速度を取得し、
前記昇降路の第二位置において、前記かごが上昇方向に減速運転しているときの前記電流値及び前記減速度である第二電流値及び第二減速度を取得し、
前記第一電流値と、前記第一加速度と、前記第二電流値と、前記第二減速度と、前記トルク定数と、を用いて、第一イナーシャ同定値を算出し、
前記昇降路の第三位置において、前記かごが下降方向に加速運転しているときの前記電流値及び前記加速度である第三電流値及び第三加速度を取得し、
前記昇降路の第四位置において、前記かごが下降方向に減速運転しているときの前記電流値及び前記減速度である第四電流値及び第四減速度を取得し、
前記第三電流値と、前記第三加速度と、前記第四電流値と、前記第四減速度と、前記トルク定数と、を用いて、第二イナーシャ同定値を算出し、
前記第一イナーシャ同定値と前記第二イナーシャ同定値とに基づいて、前記イナーシャを同定する
ように構成されるエレベーターの制御装置。
【請求項4】
前記イナーシャ同定部は、前記第一イナーシャ同定値と前記第二イナーシャ同定値の平均値を前記イナーシャとして同定する請求項３に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項5】
前記第一位置は前記第四位置と同位置であり、前記第二位置は前記第三位置と同位置である
請求項３に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項6】
前記第一加速度は前記第三加速度と同値であり、前記第二減速度は前記第四減速度と同値である
請求項３に記載のエレベーターの制御装置。
【請求項7】
エレベーターの昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、
前記巻上機に流れる実電流値が前記電流指令値となるように前記巻上機を制御する電流制御部と、
前記実電流値又は前記電流指令値を含む電流値と、前記かごに作用するかご荷重とを用いて、前記巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、
前記電流値と、前記かごの加速度又は減速度と、前記トルク定数とを用いて、前記エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、
前記イナーシャと前記トルク定数とを用いて、前記速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、を備え、
前記イナーシャ同定部は、異なる複数の前記かご荷重のそれぞれにおいて前記イナーシャの同定を行うように構成され、
前記ゲイン更新部は、
同定したそれぞれの前記イナーシャを線形補間することで前記かご荷重ごとの前記イナーシャを算出し、前記ゲインを前記かご荷重ごとに更新する
ように構成されるエレベーターの制御装置。
【請求項8】
エレベーターの昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、
前記巻上機に流れる実電流値が前記電流指令値となるように前記巻上機を制御する電流制御部と、
前記実電流値又は前記電流指令値を含む電流値と、前記かごに作用するかご荷重とを用いて、前記巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、
前記電流値と、前記かごの加速度又は減速度と、前記トルク定数とを用いて、前記エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、
前記イナーシャと前記トルク定数とを用いて、前記速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、を備え、
前記イナーシャ同定部は、前記かご荷重がゼロのときに前記イナーシャを同定するように構成され、
前記ゲイン更新部は、前記かご荷重がゼロのときに同定した前記イナーシャに前記かご荷重に応じたイナーシャ補正値を加算したイナーシャを用いて、前記かご荷重に応じた前記ゲインを更新する
ように構成されるエレベーターの制御装置。
【請求項9】
前記エレベーターの据付時において、前記トルク定数同定部は前記トルク定数を同定し、前記イナーシャ同定部は前記イナーシャを同定する
ように構成される請求項１から請求項８の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、エレベーターの制御装置の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、サーボモータを含む機械系の位置及び速度を制御するサーボ装置に関する技術が開示されている。この技術のサーボ装置は、機械系の慣性項、粘性項、クーロン摩擦、定常外乱力、サーボモータのトルク定数を推定し、推定されたパラメータの数値を基に制御系のパラメータを変更することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１１－６５６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
イナーシャ及びトルク定数などの推定パラメータは、それぞれ互いに関連している。このため、特許文献１に記載の技術において、それぞれのパラメータを正確に推定することを考えた場合、それぞれのパラメータの同定のために異なる運転条件が必要となり、パラメータの同定負担が増加するという課題がある。
【0005】
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、エレベーターの特殊な運転条件を必要とせずに、エレベーターのイナーシャ及びトルク定数を同定し、巻上機の制御に用いられる制御ゲインを適正化する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のエレベーターの制御装置は、エレベーターの昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、巻上機に流れる実電流値が電流指令値となるように巻上機を制御する電流制御部と、実電流値又は電流指令値を含む電流値と、かごに作用するかご荷重とを用いて、巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、電流値と、かごの加速度又は減速度と、トルク定数とを用いて、エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、イナーシャとトルク定数とを用いて、速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、を備えるものである。
このようなエレベーターの制御装置において、トルク定数同定部は、エレベーターの上昇運転においてかごが昇降路の基準位置を等速度で通過するときの電流値と、エレベーターの下降運転においてかごが基準位置を等速度で通過するときの電流値と、かご荷重と、を用いて、トルク定数を同定するように構成される。
或いは、イナーシャ同定部は、昇降路の第一位置において、かごが上昇方向に加速運転しているときの電流値及び加速度である第一電流値及び第一加速度を取得し、昇降路の第二位置において、かごが上昇方向に減速運転しているときの電流値及び減速度である第二電流値及び第二減速度を取得し、第一電流値と、第一加速度と、第二電流値と、第二減速度と、トルク定数と、を用いて、第一イナーシャ同定値を算出し、昇降路の第三位置において、かごが下降方向に加速運転しているときの電流値及び加速度である第三電流値及び第三加速度を取得し、昇降路の第四位置において、かごが下降方向に減速運転しているときの電流値及び減速度である第四電流値及び第四減速度を取得し、第三電流値と、第三加速度と、第四電流値と、第四減速度と、トルク定数と、を用いて、第二イナーシャ同定値を算出し、第一イナーシャ同定値と第二イナーシャ同定値とに基づいて、イナーシャを同定するように構成される。
或いは、イナーシャ同定部は、異なる複数のかご荷重のそれぞれにおいてイナーシャの同定を行うように構成され、ゲイン更新部は、同定したそれぞれのイナーシャを線形補間することでかご荷重ごとのイナーシャを算出し、ゲインをかご荷重ごとに更新するように構成される。
或いは、イナーシャ同定部は、かご荷重がゼロのときにイナーシャを同定するように構成され、ゲイン更新部は、かご荷重がゼロのときに同定したイナーシャにかご荷重に応じたイナーシャ補正値を加算したイナーシャを用いて、かご荷重に応じたゲインを更新するように構成される。
このようなエレベーターの制御装置において、トルク定数同定部は、エレベーターの上昇運転においてかごが昇降路の基準位置を等速度で通過するときの電流値と、エレベーターの下降運転においてかごが基準位置を等速度で通過するときの電流値と、かご荷重と、を用いて、トルク定数を同定するように構成される。
或いは、イナーシャ同定部は、昇降路の第一位置において、かごが上昇方向に加速運転しているときの電流値及び加速度である第一電流値及び第一加速度を取得し、昇降路の第二位置において、かごが上昇方向に減速運転しているときの電流値及び減速度である第二電流値及び第二減速度を取得し、第一電流値と、第一加速度と、第二電流値と、第二減速度と、トルク定数と、を用いて、第一イナーシャ同定値を算出し、昇降路の第三位置において、かごが下降方向に加速運転しているときの電流値及び加速度である第三電流値及び第三加速度を取得し、昇降路の第四位置において、かごが下降方向に減速運転しているときの電流値及び減速度である第四電流値及び第四減速度を取得し、第三電流値と、第三加速度と、第四電流値と、第四減速度と、トルク定数と、を用いて、第二イナーシャ同定値を算出し、第一イナーシャ同定値と第二イナーシャ同定値とに基づいて、イナーシャを同定するように構成される。
或いは、イナーシャ同定部は、異なる複数のかご荷重のそれぞれにおいてイナーシャの同定を行うように構成され、ゲイン更新部は、同定したそれぞれのイナーシャを線形補間することでかご荷重ごとのイナーシャを算出し、ゲインをかご荷重ごとに更新するように構成される。
或いは、イナーシャ同定部は、かご荷重がゼロのときにイナーシャを同定するように構成され、ゲイン更新部は、かご荷重がゼロのときに同定したイナーシャにかご荷重に応じたイナーシャ補正値を加算したイナーシャを用いて、かご荷重に応じたゲインを更新するように構成される。
【発明の効果】
【0007】
本開示の技術によれば、エレベーターの特殊な運転条件を必要とせずにエレベーターのイナーシャ及びトルク定数を同定し、巻上機の制御に用いられる制御ゲインを適正化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１のエレベーターの構成図である。
【図2】トルク定数同定処理及びイナーシャ同定処理を行う際に実行されるエレベーターの運転について説明するための図である。
【図3】実施の形態１の制御装置によって実行される処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図4】制御装置のハードウェア資源の例を示す図である。
【図5】制御装置のハードウェア資源の他の例を示す図である。
【図6】かご荷重ＷとイナーシャＪとの関係を示す図である。
【図7】実施の形態２の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図8】実施の形態３の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【0010】
実施の形態１．
１－１．実施の形態１におけるエレベーターの構成
図１は、実施の形態１のエレベーターの構成図である。実施の形態１のエレベーター１００は、複数の階床を有する建物などからなる施設に設置されている。施設において、エレベーター１００の昇降路が設けられる。昇降路は、複数の階床にわたる上下方向に長い空間である。
１－１．実施の形態１におけるエレベーターの構成
図１は、実施の形態１のエレベーターの構成図である。実施の形態１のエレベーター１００は、複数の階床を有する建物などからなる施設に設置されている。施設において、エレベーター１００の昇降路が設けられる。昇降路は、複数の階床にわたる上下方向に長い空間である。
【0011】
エレベーター１００は、その主要な構成として、巻上機１と、回転センサ４と、主ロープ５と、かご６と、釣合い錘７と、秤装置８と、電流センサ９と、制御装置１０と、を備える。
【0012】
巻上機１は、例えば昇降路の上部に設置される。巻上機１は、電動機３と、電動機３の軸に取り付けられた綱車２と、を備える。電動機３は、かご６を昇降運動させる動力源であり、永久磁石同期機又は誘導電動機などが用いられる。
【0013】
回転センサ４は電動機３に設置され、電動機３の回転角θを検出する。回転センサ４は、例えば、光学式のエンコーダ或いはレゾルバなどが例示される。回転センサ４で検出された電動機３の回転角θは制御装置１０へ入力されて、電動機３の速度制御及び電流制御に使用される。
【0014】
巻上機１の綱車２には主ロープ５が巻き掛けられている。主ロープ５の一端には、かご６が接続されている。主ロープ５の他端には、釣合い錘７が接続されている。かご６及び釣合い錘７は、主ロープ５により昇降路内につるべ式に吊り下げられている。かご６及び釣合い錘７は、巻上機１の綱車２を回転させることにより昇降路内を昇降する。
【0015】
なお、釣合い錘７の重量は、「カウンタ率γ」と呼ばれるかご６の定格容量ＣＰに対する重量割合に基づき調整される。例えば、カウンタ率γが５０％に設定される場合、釣合い錘７の重量は、定格容量ＣＰの５０％の重量にかご６の質量を加算した値に調整される。
【0016】
秤装置８は、かご６に作用する荷重を検出する。秤装置８は、かご６に取り付けられていてもよいし、主ロープ５の端末に取り付けられていてもよい。秤装置８は、かご６に作用する荷重を検出することができれば、設置位置及び形式に限定はない。また、図１では、１：１ローピングのエレベーターを図示したが、２：１ローピング又はその他のローピングであってもよい。
【0017】
電流センサ９は、電動機３に流れる電流を検出する。なお、電流センサ９により検出される電流値は、電動機３のＵＶＷ相電流である。
【0018】
制御装置１０は、プロセッサがプログラムを実行することにより実現される機能として、速度検出部１２と、速度制御部１４と、電流制御部１６と、トルク定数同定部１８と、イナーシャ同定部２０と、ゲイン更新部２２と、を備える。
【0019】
速度検出部１２は、回転センサ４によって検出された電動機３の回転角θから電動機３の回転速度ωを演算するための機能ブロックである。速度検出部１２によって演算された回転速度ωは、速度制御部１４に送られる。
【0020】
速度制御部１４は、電動機３の回転速度を制御して電流指令値Ｉ＊を決定するための機能ブロックである。典型的には、速度制御部１４は、例えばＰＩＤ制御で構成される。速度制御部１４は、速度指令値ω＊と、速度検出部１２によって演算された回転速度ωが一致するように電流指令値Ｉ＊を計算する。速度制御部１４の制御ゲイン、例えばＰＩＤ制御ゲインは、後述するゲイン更新部２２によって更新される。
【0021】
電流制御部１６は、電動機３に印加する電圧指令値Ｖ＊を計算するための機能ブロックである。典型的には、電流制御部１６は、例えばＰＩＤ制御で構成される。電流制御部１６は、速度制御部１４によって計算された電流指令値Ｉ＊に、電流センサ９によって検出された実際の実電流値Ｉが追従するように電圧指令値Ｖ＊を計算する。
【0022】
なお、電動機３の電流制御では、ｄｑ軸座標系が用いられることが一般的である。このとき、速度制御部１４の出力である電流指令値Ｉ＊はｑ軸電流の指令値であり、電流制御部１６の出力である電圧指令値Ｖ＊はｑ軸電圧の指令値である。一方、ｄ軸は本開示に関係しないため、図１では省略している。電動機３が永久磁石同期電動機の場合にはｄ軸電流の指令値は０に設定されるが、弱め界磁制御などによりｄ軸電流の指令値が０に設定されない場合もある。電動機３が誘導電動機の場合には、励磁電流として一定のｄ軸電流が指令される。これらｄ軸電流指令値に従ったｄ軸電圧もｑ軸電圧と合わせて電動機３の相電圧に変換され、電動機３に印加される。また、電流センサ９により検出される電流値は、電動機３のＵＶＷ相電流であり、これを回転センサ４により検出された電動機３の回転位相を用いてｄｑ軸電流に座標変換して電流制御部１６の電流制御に使用する。
【0023】
トルク定数同定部１８は、電動機３のトルク定数Ｋｔを同定するための機能ブロックである。典型的には、トルク定数同定部１８は、速度制御部１４によって計算される電流指令値Ｉ＊と、回転センサ４によって検出される電動機３の回転角θと、秤装置８によって検出されるかご６のかご荷重Ｗと、を用いてトルク定数Ｋｔを同定する。この処理は、以下「トルク定数同定処理」と呼ばれる。ここで、トルク定数は、電動機３のｑ軸電流値ＩとトルクＴの関係を示す比例定数であり、次式（１）の関係がある。トルク指令値Ｔ＊と電流指令値Ｉ＊の関係式は、式（１）のｑ軸電流値Ｉを電流指令値Ｉ＊に置き換えた次式（２）となる。トルク定数同定処理については詳細を後述する。
【0024】
Ｔ＝Ｋｔ×Ｉ ・・・（１）
Ｔ＊＝Ｋｔ×Ｉ＊ ・・・（２）
Ｔ＊＝Ｋｔ×Ｉ＊ ・・・（２）
【0025】
イナーシャ同定部２０は、エレベーターのイナーシャＪを同定するための機能ブロックである。ここでのイナーシャＪは、電動機３から見たシステム全体のイナーシャを示している。つまり、イナーシャＪは、電動機３が制御すべきイナーシャである。イナーシャ同定部２０は、トルク定数同定部１８において同定されるトルク定数Ｋｔと、速度制御部１４によって計算される電流指令値Ｉ＊と、回転センサ４によって検出される電動機３の回転角θと、を用いてイナーシャＪを同定する。この処理は、以下「イナーシャ同定処理」と呼ばれる。イナーシャ同定処理については詳細を後述する。
【0026】
ゲイン更新部２２は、速度制御部１４のゲインを更新するための機能ブロックである。典型的には、ゲイン更新部２２は、トルク定数同定部１８において同定されたトルク定数Ｋｔと、イナーシャ同定部２０において同定されるイナーシャＪと、秤装置８によって検出されるかご６のかご荷重Ｗと、を用いて速度制御部１４のゲインを演算して更新する。この処理は、以下「ゲイン更新処理」と呼ばれる。ゲイン更新処理については詳細を後述する。
【0027】
１－２．トルク定数同定処理の概要
次に、トルク定数同定部１８において行われるトルク定数同定処理の概要について説明する。なお、以下の説明では、昇降路の上下方向の中間位置から最上階までの範囲を「上側領域」と称し、中間位置から最下階までの範囲を「下側領域」と称する。エレベーターの上昇運転において、下側領域を加速中に電動機３に作用するトルクＴｕａは次式（３）で表される。
次に、トルク定数同定部１８において行われるトルク定数同定処理の概要について説明する。なお、以下の説明では、昇降路の上下方向の中間位置から最上階までの範囲を「上側領域」と称し、中間位置から最下階までの範囲を「下側領域」と称する。エレベーターの上昇運転において、下側領域を加速中に電動機３に作用するトルクＴｕａは次式（３）で表される。
【0028】
Ｔｕａ＝Ｊｕ×ａｕａ＋Ｕｃ－Ｕｒ－Ｌ ・・・（３）
【0029】
式（３）において、Ｊｕは上昇運転中のエレベーターのイナーシャを示し、ａｕａは上昇運転中のエレベーターの加速度を示し、Ｕｃはかご６と釣合い錘７との重量差により電動機３に作用するトルクを示し、Ｕｒは、かご６と綱車２との間の主ロープ５の重量と釣合い錘７と綱車２との間の主ロープ５の重量とのロープ重量差により電動機３に作用するトルクを示し、Ｌはエレベーターの走行ロスのトルクを示している。イナーシャＪｕは、以下「第一イナーシャ同定値」とも呼ばれる。なお、Ｕｃはかご６の荷重によって符号が変化する。例えば、カウンタ率が５０％の場合、かご６の荷重が定格容量の５０％を超えると、釣合い錘７の重量よりもかご６の重量が大きくなるため、符号が変化する。また、Ｕｒはかご６の位置によって符号が変化する。例えば、かご６が下側領域に位置するときはかご６側の主ロープ５が釣合い錘７側の主ロープ５よりも長いが、かご６が上側領域に位置するときは釣合い錘７側の主ロープ５がかご６側の主ロープ５よりも長くなる。このため、かご６が昇降路の中間位置を跨いで下側領域から上側領域へと移動すると、Ｕｒの符号が変化する。
【0030】
上昇運転中において、エレベーターが一定の等速度で走行し、加減速していないときに電動機３に作用するトルクＴｕｍは、（３）式から加速度の項を無視した次式（４）で表される。
【0031】
Ｔｕｍ＝Ｕｃ－Ｕｒ－Ｌ ・・・（４）
【0032】
エレベーターの上昇運転において、上側領域を減速中に電動機３に作用するトルクＴｕｄは次式（５）で表される。
【0033】
Ｔｕｄ＝Ｊｕ×ａｕｄ＋Ｕｃ＋Ｕｒ－Ｌ ・・・（５）
【0034】
式（５）において、ａｕｄは上昇運転中の減速度を示している。なお、式（５）では、式（３）に比べてロープ重量差によるトルクＵｒの符号が変化している。これは、かご６が昇降路の中間位置を跨いで下側領域から上側領域へと移動しているためである。
【0035】
次に、エレベーターの下降運転において、上側領域を加速中に電動機３に作用するトルクＴｄａは次式（６）で表される。
【0036】
Ｔｄａ＝Ｊｄ×ａｄａ＋Ｕｃ＋Ｕｒ＋Ｌ ・・・（６）
【0037】
式（６）において、Ｊｄは下降運転中のエレベーターのイナーシャを示し、ａｄａは下降運転中のエレベーターの加速度を示している。イナーシャＪｄは、以下「第二イナーシャ同定値」とも呼ばれる。
【0038】
エレベーターの下降運転中において、エレベーターが一定の速度で走行し、加減速していないときに電動機３に作用するトルクＴｄｍは、（６）式から加速度の項を無視した次式（７）で表される。
【0039】
Ｔｄｍ＝Ｕｃ＋Ｕｒ＋Ｌ ・・・（７）
【0040】
エレベーターの下降運転において、下側領域を減速中に電動機３に作用するトルクＴｄｄは次式（８）で表される。なお、式（８）において、ａｄｄは下降運転中のエレベーターの減速度を示している。
【0041】
Ｔｄｄ＝Ｊｄ×ａｄｄ＋Ｕｃ－Ｕｒ＋Ｌ ・・・（８）
【0042】
ここで、エレベーターの昇降行程の基準位置としての中間位置にかご６が位置する場合、かご６側の主ロープ５の重量と釣合い錘７側の主ロープ５の重量とが等しくなるため、主ロープ５の重量差により発生するトルクＵｒはゼロと見なすことができる。また、上昇運転時の走行ロスのトルクＬは、下降運転時の走行ロスのトルクＬと同じ大きさであると考えることができる。したがって、式（４）と式（７）の和を求めると、走行ロスによるトルクＬが打ち消されて次式（９）となる。
【0043】
Ｔｕｍ＋Ｔｄｍ＝２Ｕｃ ・・・（９）
【0044】
トルクＴと電流値Ｉとの関係はＴ＝Ｋｔ×Ｉで表されるから、上昇運転において昇降行程の中間位置を走行するときのトルクＴｕｍ及び下降運転において昇降行程の中間位置を走行するときのトルクＴｄｍは、次式（９）及び（１０）で表される。
【0045】
Ｔｕｍ＝Ｋｔ×Ｉｕｍ ・・・（９）
Ｔｄｍ＝Ｋｔ×Ｉｄｍ ・・・（１０）
Ｔｄｍ＝Ｋｔ×Ｉｄｍ ・・・（１０）
【0046】
ここでの電流値Ｉｕｍ及びＩｄｍは、上昇運転及び下降運転において等速度で昇降行程の中間位置を走行するときに速度制御部１４において演算される電流指令値Ｉ＊を用いることができる。或いは、電流値Ｉｕｍ及びＩｄｍは、上昇運転及び下降運転において等速度で昇降行程の中間位置を走行するときに電流センサ９によって検出される電流値Ｉでもよい。かご６の昇降路内の位置は、例えば電動機３の回転センサ４によって検出される回転角θを用いて検出することができる。なお、かご６の昇降路内の位置の検出手段は上記に限らず、昇降路内におけるかご６の位置を検出できればどのような構成でもよい。式（９）及び（１０）から、トルク定数Ｋｔは次式（１１）で求めることができる。
【0047】
Ｋｔ＝２Ｕｃ／（Ｉｕｍ＋Ｉｄｍ） ・・・（１１）
【0048】
かご６に荷重が作用していないときは、かご６と釣合い錘７の重量差によるトルクＵｃは、かご６の定格容量ＣＰ、カウンタ率γ、綱車２の半径ｒ、及び重力加速度ｇを用いた次式（１２）により計算することができる。また、かご６に荷重Ｗが作用しているときには、秤装置８によって検出されるかご荷重Ｗを用いた次式（１３）によりトルクＵｃを計算することができる。
【0049】
Ｕｃ＝ＣＰ×γ×ｇ×ｒ ・・・（１２）
Ｕｃ＝（ＣＰ×γ＋Ｗ）×ｇ×ｒ ・・・（１３）
Ｕｃ＝（ＣＰ×γ＋Ｗ）×ｇ×ｒ ・・・（１３）
【0050】
以上のように、トルク定数同定部１８は、式（１２）又は（１３）を用いて演算されたトルクＵｃと、上昇運転及び下降運転において等速度で昇降行程の中間位置を走行するときに取得された電流値Ｉｕｍ及びＩｄｍとを、式（１１）に代入することにより、トルク定数Ｋｔを同定することができる。
【0051】
１－３．イナーシャ同定処理の概要
次に、イナーシャ同定部２０において行われるイナーシャ同定処理の概要について説明する。下側領域の第一位置Ｐ１におけるロープ重量差によるトルクＵｒをＵｒ１とし、上側領域の第二位置Ｐ２におけるロープ重量差によるトルクＵｒをＵｒ２とすると、エレベーターの上昇運転において、昇降行程の第一位置Ｐ１を加速中のトルクＴｕａ及び昇降行程の第二位置Ｐ２を減速中のトルクＴｕｄは、式（３）及び（５）から次式（１４）及び（１５）となる。なお、式（１４）及び（１５）において、加速度ａｕａは「第一加速度」とも呼ばれ、減速度ａｕｄは「第二減速度」とも呼ばれる。
次に、イナーシャ同定部２０において行われるイナーシャ同定処理の概要について説明する。下側領域の第一位置Ｐ１におけるロープ重量差によるトルクＵｒをＵｒ１とし、上側領域の第二位置Ｐ２におけるロープ重量差によるトルクＵｒをＵｒ２とすると、エレベーターの上昇運転において、昇降行程の第一位置Ｐ１を加速中のトルクＴｕａ及び昇降行程の第二位置Ｐ２を減速中のトルクＴｕｄは、式（３）及び（５）から次式（１４）及び（１５）となる。なお、式（１４）及び（１５）において、加速度ａｕａは「第一加速度」とも呼ばれ、減速度ａｕｄは「第二減速度」とも呼ばれる。
【0052】
Ｔｕａ＝Ｊｕ×ａｕａ＋Ｕｃ－Ｕｒ１－Ｌ ・・・（１４）
Ｔｕｄ＝Ｊｕ×ａｕｄ＋Ｕｃ＋Ｕｒ２－Ｌ ・・・（１５）
Ｔｕｄ＝Ｊｕ×ａｕｄ＋Ｕｃ＋Ｕｒ２－Ｌ ・・・（１５）
【0053】
第一位置Ｐ１及び第二位置Ｐ２においてかご６の乗員数に変化がない場合、かご６と釣合い錘７の重量差によるトルクＵｃは、第一位置Ｐ１及び第二位置Ｐ２において同値であると考えることができる。また、第一位置Ｐ１及び第二位置Ｐ２において走行ロスによるトルクＬが同値であるとすると、式（１４）及び（１５）から、第一イナーシャ同定値Ｊｕは次式（１６）となる。
【0054】
Ｊｕ＝（Ｔｕａ－Ｔｕｄ＋Ｕｒ１＋Ｕｒ２）／（ａｕａ－ａｕｄ） ・・・（１６）
【0055】
同様に、上側領域の第三位置Ｐ３におけるロープ重量差によるトルクＵｒをＵｒ３とし、下側領域の第四位置Ｐ４におけるロープ重量差によるトルクＵｒをＵｒ４とすると、エレベーターの下降運転において、第三位置Ｐ３を加速中のトルクＴｄａ及び第四位置Ｐ４を減速中のトルクＴｄｄは、式（６）及び（８）から次式（１７）及び（１８）となる。なお、式（１７）及び（１８）において、加速度ａｄａは「第三加速度」とも呼ばれ、減速度ａｄｄは「第四減速度」とも呼ばれる。
【0056】
Ｔｄａ＝Ｊｄ×ａｄａ＋Ｕｃ＋Ｕｒ３＋Ｌ ・・・（１７）
Ｔｄｄ＝Ｊｄ×ａｄｄ＋Ｕｃ－Ｕｒ４＋Ｌ ・・・（１８）
Ｔｄｄ＝Ｊｄ×ａｄｄ＋Ｕｃ－Ｕｒ４＋Ｌ ・・・（１８）
【0057】
ここで、第一位置Ｐ１と第四位置Ｐ４、及び第二位置Ｐ２と第三位置Ｐ３を同位置とした場合、Ｕｒ１とＵｒ４、及びＵｒ２とＵｒ３がそれぞれ同値となるため、式（１７）及び（１８）から、第二イナーシャ同定値Ｊｄは次式（１９）となる。
【0058】
Ｊｄ＝（Ｔｄａ－Ｔｄｄ－Ｕｒ１－Ｕｒ２）／（ａｄａ－ａｄｄ） ・・・（１９）
【0059】
ここで、上昇運転時の第一加速度ａｕａと下降運転時の第三加速度ａｄａ、及び上昇運転時の第二減速度ａｕｄと下降運転時の第四減速度ａｄｄが同じになるようにエレベーターを動作させた場合、第一イナーシャ同定値Ｊｕと第二イナーシャ同定値Ｊｄとの和は、次式（２０）で表される。
【0060】
Ｊｕ＋Ｊｄ＝（（Ｔｕａ－Ｔｕｄ）＋（Ｔｄａ－Ｔｄｄ））／（ａｕａ－ａｕｄ） ・・・（２０）
【0061】
第一イナーシャ同定値Ｊｕと第二イナーシャ同定値Ｊｄの平均値を最終的なイナーシャＪの同定値とし、式（２０）において各トルク値を電流値に置き換えると次式（２１）となる。なお、式（２１）において、電流値Ｉｕａ，Ｉｕｄ，Ｉｄａ，Ｉｄｄは、それぞれ「第一電流値」，「第二電流値」，「第三電流値」，「第四電流値」とも呼ばれる。
【0062】
Ｊ＝（Ｊｕ＋Ｊｄ）／２＝Ｋｔ（（Ｉｕａ－Ｉｕｄ）＋（Ｉｄａ－Ｉｄｄ））／（ａｕａ－ａｕｄ）／２ ・・・（２１）
【0063】
以上のように、イナーシャ同定部２０は、トルク定数同定部１８によって同定されたトルク定数Ｋｔ、及び上述した加減速度ａｕａ，ａｕｄによる特定運転時に取得した電流値Ｉｕａ，Ｉｕｄ，Ｉｄａ，Ｉｄｄを式（２１）に代入することにより、イナーシャＪを同定することができる。
【0064】
１－４．ゲイン更新処理の概要
ゲイン更新部２２は、トルク定数同定部１８において同定されたトルク定数Ｋｔとイナーシャ同定部２０において同定されたイナーシャＪを用いて、速度制御部１４で用いるゲインを更新する。速度制御部１４による電動機３の速度制御は、例えばＰＩ制御で構成される。このとき、ＰゲインＫＰとＩゲインＫＩは、次式（２２）及び（２３）のように設計される。
ゲイン更新部２２は、トルク定数同定部１８において同定されたトルク定数Ｋｔとイナーシャ同定部２０において同定されたイナーシャＪを用いて、速度制御部１４で用いるゲインを更新する。速度制御部１４による電動機３の速度制御は、例えばＰＩ制御で構成される。このとき、ＰゲインＫＰとＩゲインＫＩは、次式（２２）及び（２３）のように設計される。
【0065】
ＫＰ ＝ ωｃ×Ｊ／Ｋｔ ・・・（２２）
ＫＩ ＝ ＫＰ×ωｃ／５ ・・・（２３）
ＫＩ ＝ ＫＰ×ωｃ／５ ・・・（２３）
【0066】
式（２２）及び（２３）において、ωｃは速度制御部１４の制御帯域である。式（２２）及び（２３）のように、速度制御部１４のＰＩゲインは、イナーシャＪとトルク定数Ｋｔによって決定される。速度制御部１４に設定されるイナーシャおよびトルク定数と、実際の値とがずれていると、制御誤差の発生及び制御系の発振などの不具合が発生するおそれがある。したがって、同定したトルク定数ＫｔとイナーシャＪを用いて速度制御部１４のゲインを適正化することで、安定した制御を実施することができる。なお、速度制御部１４による速度制御はＰＩ制御に限らず、例えばＰＩＤ制御又は２自由度制御などの種々の制御方式で構成することができる。このような他の制御方式のゲイン更新に対しても、同定したイナーシャＪとトルク定数Ｋｔを使用することができる。
【0067】
１－５．実施の形態１における制御装置において実行される具体的処理
図２は、トルク定数同定処理及びイナーシャ同定処理を行う際に実行されるエレベーターの運転について説明するための図である。また、図３は、実施の形態１の制御装置によって実行される処理のルーチンを示すフローチャートである。以下、図２も参照しながら、制御装置において実行される具体的処理について説明する。
図２は、トルク定数同定処理及びイナーシャ同定処理を行う際に実行されるエレベーターの運転について説明するための図である。また、図３は、実施の形態１の制御装置によって実行される処理のルーチンを示すフローチャートである。以下、図２も参照しながら、制御装置において実行される具体的処理について説明する。
【0068】
ステップＳ１００において、エレベーターの上昇運転が開始される。上昇運転は、加速運転と、定速運転と、減速運転と、を含む。通常、エレベーターの乗り心地を良くするためにジャークが設けられており、一定の加速度になるまで数秒を要する。上昇方向の加速運転において、電動機３は、一定の第一加速度ａｕａになった後、定格速度に達するまで第一加速度ａｕａでの加速を継続する。定格速度に達すると、上昇運転は定速運転に移行する。定速運転において、電動機３は、定格速度での運転を継続する。そして、目標の階床に近づくと、上昇運転は減速運転に移行する。減速運転においても、加速運転と同様にジャークが設けられており、一定の減速度になるまで数秒の時間を要する。減速運転において、電動機３は、一定の第二減速度ａｕｄになった後、速度がゼロに達するまで第二減速度ａｕｄでの減速を継続する。
【0069】
ステップＳ１００の上昇運転が行われている期間において、ステップＳ１０２からステップＳ１０６の処理が順に実行される。典型的には、ステップＳ１０２では、一定の第一加速度ａｕａによる加速運転中の第一位置Ｐ１において、第一電流値Ｉｕａが取得される。ここでは、回転センサ４によって検出される電動機３の回転角θから演算されるかご位置が第一位置Ｐ１に達したときの電流指令値Ｉ＊が第一電流値Ｉｕａとして取得される。
【0070】
ステップＳ１０４では、定速運転中の基準位置において、電流値Ｉｕｍが取得される。ここでの基準位置は、エレベーターの昇降行程の中間位置である。ここでは、電動機３の回転角θから演算されるかご位置が中間位置に達したときの電流指令値Ｉ＊が電流値Ｉｕｍとして取得される。
【0071】
ステップＳ１０６では、一定の第二減速度ａｕｄによる減速運転中の第二位置Ｐ２において、第二電流値Ｉｕｄが取得される。ここでは、回転センサ４によって検出される電動機３の回転角θから演算されるかご位置が第二位置Ｐ２に達したときの電流指令値Ｉ＊が第二電流値Ｉｕｄとして取得される。
【0072】
エレベーターの上昇運転が終了すると、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、エレベーターの下降運転が開始される。下降運転は、上昇運転と同様に、加速運転と、定速運転と、減速運転と、を含む。下降方向に加速運転しているときの第三加速度ａｄａは、上昇方向に加速運転しているときの第一加速度ａｕａと等しい。また、下降方向に減速運転しているときの第四減速度ａｄｄは、上昇方向に減速運転しているときの第二減速度ａｕｄと等しい。また、下降方向の加速運転及び減速運転においても、エレベーターの乗り心地を良くするためのジャークが設けられている。
【0073】
ステップＳ１０８の下降運転が行われている期間において、ステップＳ１１０からステップＳ１１４の処理が順に実行される。典型的には、一定の第三加速度ａｄａによる加速運転中の第三位置Ｐ３においてステップＳ１１０の処理が実行されて、第三電流値Ｉｄａが取得される。ここでは、電動機３の回転角θから演算されるかご位置が第三位置Ｐ３に達したときの電流指令値Ｉ＊が第三電流値Ｉｄａとして取得される。なお、ここでの第三位置Ｐ３は、第二位置Ｐ２と同位置である。
【0074】
定速運転中の基準位置においてステップＳ１１２の処理が実行されて、電流値Ｉｄｍが取得される。ここでは、電動機３の回転角θから演算されるかご位置が基準位置である中間位置に達したときの電流指令値Ｉ＊が電流値Ｉｄｍとして取得される。
【0075】
一定の第四減速度ａｄｄによる減速運転中の第四位置Ｐ４において、ステップＳ１１４の処理が実行されて、第四電流値Ｉｄｄが取得される。ここでは、回転センサ４によって検出される電動機３の回転角θから演算されるかご位置が第四位置Ｐ４に達したときの電流指令値Ｉ＊が第四電流値Ｉｄｄとして取得される。なお、ここでの第四位置Ｐ４は、第一位置Ｐ１と同位置である。
【0076】
ステップＳ１１４の処理が完了すると、処理はステップＳ１１６のトルク定数同定処理に進む。ここでは、トルク定数同定部１８は、ステップＳ１０４において取得された電流値Ｉｕｍと、ステップＳ１１２において取得された電流値Ｉｄｍと、を式（１１）に代入することによってトルク定数Ｋｔを同定する。なお、トルクＵｃは、秤装置８によって検出されるかご荷重Ｗを式（１３）に代入することにより演算される。
【0077】
ステップＳ１１６の処理が完了すると、処理はステップＳ１１８のイナーシャ同定処理に進む。ここでは、イナーシャ同定部２０は、ステップＳ１０２において取得された電流値Ｉｕａ、ステップＳ１０６において取得された電流値Ｉｕｄ、ステップＳ１１０において取得された電流値Ｉｄａ、ステップＳ１１４において取得された電流値Ｉｄｄ、及びステップＳ１１４において同定されたトルク定数Ｋｔを式（２１）に代入することにより、イナーシャＪを同定する。
【0078】
ステップＳ１１８の処理が完了すると、処理はステップＳ１２０のゲイン更新処理に進む。ここでは、ゲイン更新部２２は、ステップＳ１１６において同定されたトルク定数Ｋｔ、及びステップＳ１１８において同定されたイナーシャＪを式（２２）及び（２３）に代入することにより、ＰゲインＫＰ及びＩゲインＫＩを更新する。
【0079】
以上の説明から明らかなように、実施の形態１のエレベーターの制御装置１０によれば、エレベーター１００の特殊な運転条件を必要とせずに、上昇運転と下降運転とを１回ずつ実施することでエレベーター１００のイナーシャＪ及びトルク定数Ｋｔを同定することができる。これにより、巻上機１の制御に用いられる制御ゲインを適正化することができるので、制御性能を一定に保つことが可能となる。
【0080】
なお、トルク定数及びイナーシャは、電動機３とエレベーターの固有の値であり変化するものではない。このため、トルク定数の同定とイナーシャの同定は、エレベーターの据付時に一度実施すればよい。また、保守点検時などに実施するようにしてもよい。このことは、後述する他の実施の形態においても同様である。
【0081】
１－６．変形例
実施の形態１のエレベーター１００は、以下のように変形した態様を採用してもよい。
実施の形態１のエレベーター１００は、以下のように変形した態様を採用してもよい。
【0082】
１－６－１．制御装置１０のハードウェア資源
【0083】
図４は、制御装置１０のハードウェア資源の例を示す図である。制御装置１０は、ハードウェア資源として、プロセッサ１０２とメモリ１０４とを含む処理回路１０６を備える。処理回路１０６に複数のプロセッサ１０２が含まれても良い。処理回路１０６に複数のメモリ１０４が含まれても良い。
【0084】
本実施の形態において、速度検出部１２、速度制御部１４、電流制御部１６、トルク定数同定部１８、イナーシャ同定部２０、及びゲイン更新部２２は、制御装置１０が有する機能を示す。これらの機能は、プログラムとして記述されたソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現できる。当該プログラムは、メモリ１０４に記憶される。或いは、当該プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。制御装置１０は、メモリ１０４に記憶されたプログラムをプロセッサ１０２（コンピュータ）によって実行することにより、これらの機能を実現する。
【0085】
プロセッサ１０２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、或いはＤＳＰともいわれる。メモリ１０４として、半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、或いはＤＶＤを採用しても良い。採用可能な半導体メモリには、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等が含まれる。
【0086】
図５は、制御装置１０のハードウェア資源の他の例を示す図である。図５に示す例では、制御装置１０は、プロセッサ１０２、メモリ１０４、及び専用ハードウェア１０８を含む処理回路１０６を備える。図５は、制御装置１０が有する機能の一部を専用ハードウェア１０８によって実現する例を示す。制御装置１０が有する機能の全部を専用ハードウェア１０８によって実現しても良い。専用ハードウェア１０８として、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらの組み合わせを採用できる。なお、上述した制御装置１０のハードウェア資源についての変形例は、後述する他の実施の形態の制御装置１０にも適用することができる。
【0087】
１－６－２．トルク定数同定処理
トルク定数同定処理に利用する電流値Ｉｕｍ及びＩｄｍを取得する基準位置は、トルクＵｒ及び－Ｕｒが互いにゼロとなる昇降行程の中間位置に近い位置である方が好ましいが、必ずしも中間位置である必要はなく、中間位置の近郷の位置でもよい。また、電流値Ｉｕｍ及びＩｄｍを取得する基準位置は、中間位置を挟んで対称な位置でもよい。この場合、トルク定数同定部１８は、例えば、上昇運転による定速運転中において中間位置から－ｈとなる位置で電流値Ｉｕｍを取得し、下降運転による定速運転中において中間位置から＋ｈとなる位置で電流値Ｉｄｍを取得すればよい。
トルク定数同定処理に利用する電流値Ｉｕｍ及びＩｄｍを取得する基準位置は、トルクＵｒ及び－Ｕｒが互いにゼロとなる昇降行程の中間位置に近い位置である方が好ましいが、必ずしも中間位置である必要はなく、中間位置の近郷の位置でもよい。また、電流値Ｉｕｍ及びＩｄｍを取得する基準位置は、中間位置を挟んで対称な位置でもよい。この場合、トルク定数同定部１８は、例えば、上昇運転による定速運転中において中間位置から－ｈとなる位置で電流値Ｉｕｍを取得し、下降運転による定速運転中において中間位置から＋ｈとなる位置で電流値Ｉｄｍを取得すればよい。
【0088】
１－６－３．イナーシャ同定処理
イナーシャ同定処理において、第一位置は第四位置に近い位置であるほど好ましいが、必ずしも同位置である必要はなく、例えば第四位置の近傍の位置でもよい。同様に、第二位置は第三位置と同位置であることが好ましいが、必ずしも同位置である必要はなく、例えば第三位置の近傍の位置でもよい。
イナーシャ同定処理において、第一位置は第四位置に近い位置であるほど好ましいが、必ずしも同位置である必要はなく、例えば第四位置の近傍の位置でもよい。同様に、第二位置は第三位置と同位置であることが好ましいが、必ずしも同位置である必要はなく、例えば第三位置の近傍の位置でもよい。
【0089】
上昇運転時の加速度ａｕａは下降運転時の加速度ａｄａに近い値であるほど好ましいが、必ずしも同値である必要はなく、例えば加速度ａｄａの近傍値でもよい。同様に、上昇運転時の減速度ａｕｄは下降運転時の減速度ａｄｄに近い値であるほど好ましいが、必ずしも同値である必要はなく、例えば減速度ａｄｄの近傍値でもよい。
【0090】
実施の形態２．
２－１．実施の形態２におけるエレベーターの特徴
上述した実施の形態１のエレベーターでは、かご６への荷重付加によるイナーシャＪの変化を考慮していない。これに対して、実施の形態２のエレベーターでは、かご荷重に応じたイナーシャＪを算出し、かご荷重に応じて制御ゲインを適正化する制御に特徴を有している。
２－１．実施の形態２におけるエレベーターの特徴
上述した実施の形態１のエレベーターでは、かご６への荷重付加によるイナーシャＪの変化を考慮していない。これに対して、実施の形態２のエレベーターでは、かご荷重に応じたイナーシャＪを算出し、かご荷重に応じて制御ゲインを適正化する制御に特徴を有している。
【0091】
図６は、かご荷重ＷとイナーシャＪとの関係を示す図である。この図に示す例では、異なる３種の荷重条件において同定したイナーシャＪを図示している。荷重条件が異なる複数のイナーシャＪがある場合、それらを線形補完することによってかご荷重Ｗに応じたイナーシャＪを同定することができる。なお、イナーシャの線形補間を行う場合は、少なくとも２つの異なる荷重条件に対応するイナーシャＪの同定値があればよい。また、補完手法は線形補間に限らず、任意の関数による補間でもよい。かご荷重Ｗに応じたイナーシャＪは次式（２４）の関係式で表される。
【0092】
Ｊ ＝ Ａ×Ｗ＋Ｂ ・・・（２４）
【0093】
式（２４）に示す関係式の係数Ａ及びＢは、異なる荷重条件で同定したイナーシャＪを用いて求めることができる。図６に示す例では、第一荷重条件において同定されたイナーシャＪ１、第二荷重条件において同定されたイナーシャＪ２、及び第三荷重条件において同定されたイナーシャＪ３、の３点を取得し、かご荷重Ｗの一次関数としてモデル化し、係数ＡとＢを求める構成としている。なお、線形補間の手法は上記に限らず、より多くの荷重条件でイナーシャを同定し、例えば最小二乗法などによって線形補間してもよい。また、２つの荷重条件でイナーシャを同定して係数ＡとＢを求めてもよい。
【0094】
ゲイン更新部２２は、係数Ａ及びＢを演算して記憶している。ゲイン更新部２２は、式（２４）に示す関係式に従い、かご荷重Ｗに応じたイナーシャＪを演算し、演算したイナーシャＪを用いて速度制御部１４のゲインを更新する。このような制御によれば、かご６の荷重条件が変化した場合であっても、常に同じ制御性能で電動機３の速度制御を実施できるようになる。なお、かご６の荷重に応じたイナーシャの算出および速度制御ゲインの更新は、エレベーターが階床に着床し、乗客の乗降が終了して走行を開始する前に実施される。
【0095】
２－２．実施の形態２における制御装置において実行される具体的処理
図７は、実施の形態２の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートである。なお、図７に示すルーチンでは、異なる３つの荷重条件においてイナーシャを同定する場合を例に説明するが、荷重条件の数は少なくとも２つあれば数に限定はない。なお、荷重条件の数を増やすほどイナーシャの同定精度は向上するが、イナーシャの同定に要する時間が長くなる。このため、これらのトレードオフを考慮した上で、荷重条件の数を決定すればよい。
図７は、実施の形態２の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートである。なお、図７に示すルーチンでは、異なる３つの荷重条件においてイナーシャを同定する場合を例に説明するが、荷重条件の数は少なくとも２つあれば数に限定はない。なお、荷重条件の数を増やすほどイナーシャの同定精度は向上するが、イナーシャの同定に要する時間が長くなる。このため、これらのトレードオフを考慮した上で、荷重条件の数を決定すればよい。
【0096】
図７に示すルーチンのステップＳ２００では、かご荷重ＷがＷ１である第一荷重条件においてエレベーターの上昇運転及び下降運転が実行される。ここでは、第一荷重条件において図３に示すルーチンのステップＳ１００からステップＳ１１４の処理と同様の処理が実行される。
【0097】
次のステップＳ２０２では、トルク定数同定部１８においてトルク定数Ｋｔが同定される。ここでは、図３に示すルーチンのステップＳ１１６と同様の処理が実行される。
【0098】
次のステップＳ２０４では、イナーシャ同定部２０においてイナーシャＪ１が同定される。ここでは、第一荷重条件において図３に示すルーチンのステップＳ１１８と同様の処理が実行される。
【0099】
次のステップＳ２０６では、かご荷重ＷがＷ１と異なるＷ２である第二荷重条件においてエレベーターの上昇運転及び下降運転が実行される。ここでは、第二荷重条件において図３に示すルーチンのステップＳ１００からステップＳ１１４の処理と同様の処理が実行される。
【0100】
次のステップＳ２０８では、イナーシャ同定部２０においてイナーシャＪ２が同定される。ここでは、第二荷重条件において図３に示すルーチンのステップＳ１１８と同様の処理が実行される。
【0101】
次のステップＳ２１０では、かご荷重ＷがＷ１及びＷ２と異なるＷ３である第三荷重条件においてエレベーターの上昇運転及び下降運転が実行される。ここでは、第二荷重条件において図３に示すルーチンのステップＳ１００からステップＳ１１４の処理と同様の処理が実行される。
【0102】
次のステップＳ２１２では、イナーシャ同定部２０においてイナーシャＪ３が同定される。ここでは、第三荷重条件において図３に示すルーチンのステップＳ１１８と同様の処理が実行される。
【0103】
次のステップＳ２１４では、ゲイン更新部２２においてかご荷重ＷとイナーシャＪの関係式が算出される。ここでは、イナーシャＪ１，Ｊ２，Ｊ３を線形補完することによって式（２４）の係数Ａ及びＢが演算される。
【0104】
以上の説明から明らかなように、実施の形態２のエレベーターの制御装置１０によれば、エレベーター１００のかご荷重に応じて同定されたイナーシャＪを用いて速度制御部１４のゲインが更新される。これにより、かご荷重に応じて制御ゲインを適正化することができるので、かご荷重が変化したとしても制御性能を一定に保つことが可能となる。
【0105】
実施の形態３．
３－１．実施の形態３におけるエレベーターの制御装置の特徴
実施の形態３のエレベーターの制御装置は、かご荷重がゼロの状態で同定した基準イナーシャに対して、秤装置８で検出したかご荷重Ｗ分に相当するイナーシャ補正値を加算することで、かご６の荷重に応じたイナーシャを算出する制御に特徴を有している。
３－１．実施の形態３におけるエレベーターの制御装置の特徴
実施の形態３のエレベーターの制御装置は、かご荷重がゼロの状態で同定した基準イナーシャに対して、秤装置８で検出したかご荷重Ｗ分に相当するイナーシャ補正値を加算することで、かご６の荷重に応じたイナーシャを算出する制御に特徴を有している。
【0106】
かご荷重がゼロのときの基準イナーシャをＪ０、かご荷重Ｗによるイナーシャ増分をイナーシャ補正値ＪＷとすると、全体のイナーシャＪは次式（２５）で表すことができる。
【0107】
Ｊ ＝ Ｊ０＋ＪＷ ・・・（２５）
【0108】
ここで、例えばエレベーター１００が１：１ローピングの場合、ＪＷは、綱車２の半径をｒとかご荷重Ｗを用いた次式（２６）によって計算することができる。
【0109】
ＪＷ＝Ｗ×ｒ＾２ ・・・（２６）
【0110】
したがって、かご荷重がゼロのときの基準イナーシャＪ０を同定し、秤装置８によってかご荷重Ｗを計測すれば、式（２５）及び（２６）を用いてかご荷重に応じたイナーシャＪを算出することができる。
【0111】
２－２．実施の形態３における制御装置において実行される具体的処理
図８は、実施の形態３の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートである。図８に示すルーチンのステップＳ３００では、かご荷重がゼロのときの基準イナーシャＪ０が取得される。ここでは、かご荷重がゼロの状態において図３に示すルーチンの処理を実行することによって同定された基準イナーシャＪ０が取得される。
図８は、実施の形態３の制御装置において実行されるルーチンのフローチャートである。図８に示すルーチンのステップＳ３００では、かご荷重がゼロのときの基準イナーシャＪ０が取得される。ここでは、かご荷重がゼロの状態において図３に示すルーチンの処理を実行することによって同定された基準イナーシャＪ０が取得される。
【0112】
ステップＳ３０２において、エレベーター１００が階床に着床して乗客の乗降が終了し、走行する前のタイミングにおいて、秤装置８によりかご荷重Ｗが検出される。次のステップＳ３０４では、ゲイン更新部２２において、検出されたかご荷重Ｗを用いて、式（２５）及び（２６）によりイナーシャＪが計算される。そして、ステップＳ３０６では、ゲイン更新部２２において、ステップＳ３０４において計算されたイナーシャＪを速度制御ゲインが更新される。本ルーチンにおけるゲインの更新が終了すると、エレベーター１００の走行が行われる。
【0113】
以上の説明から明らかなように、実施の形態３のエレベーターの制御装置１０によれば、かご荷重がゼロの状態で同定された基準イナーシャＪ０と、エレベーター１００の実際の運転時に検出されたかご荷重Ｗを用いてイナーシャＪが計算される。これにより、速度制御部１４において利用するゲインをかご荷重に応じて適切に更新することができる。また、イナーシャの同定は、かご荷重がゼロの状態でのみ実施すればよく、同定処理のための運転を簡素化することができる。
【0114】
４．その他
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、本開示は上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、本開示は上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0115】
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【0116】
（付記１）
エレベーターの昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、
前記巻上機に流れる実電流値が前記電流指令値となるように前記巻上機を制御する電流制御部と、
前記実電流値又は前記電流指令値を含む電流値と、前記かごに作用するかご荷重とを用いて、前記巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、
前記電流値と、前記かごの加速度又は減速度と、前記トルク定数とを用いて、前記エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、
前記イナーシャと前記トルク定数とを用いて、前記速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、
を備えるエレベーターの制御装置。
（付記２）
前記トルク定数同定部は、
前記エレベーターの上昇運転において前記かごが前記昇降路の基準位置を等速度で通過するときの前記電流値と、前記エレベーターの下降運転において前記かごが前記基準位置を等速度で通過するときの前記電流値と、前記かご荷重と、を用いて、前記トルク定数を同定する
ように構成される付記１に記載のエレベーターの制御装置。
（付記３）
前記基準位置は、前記昇降路の昇降行程の中間位置である付記２に記載のエレベーターの制御装置。
（付記４）
前記イナーシャ同定部は、
前記昇降路の第一位置において、前記かごが上昇方向に加速運転しているときの前記電流値及び前記加速度である第一電流値及び第一加速度を取得し、
前記昇降路の第二位置において、前記かごが上昇方向に減速運転しているときの前記電流値及び前記減速度である第二電流値及び第二減速度を取得し、
前記第一電流値と、前記第一加速度と、前記第二電流値と、前記第二減速度と、前記トルク定数と、を用いて、第一イナーシャ同定値を算出し、
前記昇降路の第三位置において、前記かごが下降方向に加速運転しているときの前記電流値及び前記加速度である第三電流値及び第三加速度を取得し、
前記昇降路の第四位置において、前記かごが下降方向に減速運転しているときの前記電流値及び前記減速度である第四電流値及び第四減速度を取得し、
前記第三電流値と、前記第三加速度と、前記第四電流値と、前記第四減速度と、前記トルク定数と、を用いて、第二イナーシャ同定値を算出し、
前記第一イナーシャ同定値と前記第二イナーシャ同定値とに基づいて、前記イナーシャを同定する
ように構成される付記１から付記３の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
（付記５）
前記イナーシャ同定部は、
前記第一イナーシャ同定値と前記第二イナーシャ同定値の平均値を前記イナーシャとして同定する付記４に記載のエレベーターの制御装置。
（付記６）
前記第一位置は前記第四位置と同位置であり、
前記第二位置は前記第三位置と同位置である
付記４又は付記５に記載のエレベーターの制御装置。
（付記７）
前記第一加速度は前記第三加速度と同値であり、
前記第二減速度は前記第四減速度と同値である
付記４から付記６の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
（付記８）
前記イナーシャ同定部は、異なる複数の前記かご荷重のそれぞれにおいて前記イナーシャの同定を行うように構成され、
前記ゲイン更新部は、
同定したそれぞれの前記イナーシャを線形補間することで前記かご荷重ごとの前記イナーシャを算出し、前記ゲインを前記かご荷重ごとに更新する
ように構成される付記１から付記７の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
（付記９）
前記イナーシャ同定部は、前記かご荷重がゼロのときに前記イナーシャを同定するように構成され、
前記ゲイン更新部は、前記かご荷重がゼロのときに同定した前記イナーシャに前記かご荷重に応じたイナーシャ補正値を加算したイナーシャを用いて、前記かご荷重に応じた前記ゲインを更新する
ように構成される付記１から付記８の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
（付記１０）
前記エレベーターの据付時において、
前記トルク定数同定部は前記トルク定数を同定し、前記イナーシャ同定部は前記イナーシャを同定する
ように構成される付記１から付記９の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
エレベーターの昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、
前記巻上機に流れる実電流値が前記電流指令値となるように前記巻上機を制御する電流制御部と、
前記実電流値又は前記電流指令値を含む電流値と、前記かごに作用するかご荷重とを用いて、前記巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、
前記電流値と、前記かごの加速度又は減速度と、前記トルク定数とを用いて、前記エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、
前記イナーシャと前記トルク定数とを用いて、前記速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、
を備えるエレベーターの制御装置。
（付記２）
前記トルク定数同定部は、
前記エレベーターの上昇運転において前記かごが前記昇降路の基準位置を等速度で通過するときの前記電流値と、前記エレベーターの下降運転において前記かごが前記基準位置を等速度で通過するときの前記電流値と、前記かご荷重と、を用いて、前記トルク定数を同定する
ように構成される付記１に記載のエレベーターの制御装置。
（付記３）
前記基準位置は、前記昇降路の昇降行程の中間位置である付記２に記載のエレベーターの制御装置。
（付記４）
前記イナーシャ同定部は、
前記昇降路の第一位置において、前記かごが上昇方向に加速運転しているときの前記電流値及び前記加速度である第一電流値及び第一加速度を取得し、
前記昇降路の第二位置において、前記かごが上昇方向に減速運転しているときの前記電流値及び前記減速度である第二電流値及び第二減速度を取得し、
前記第一電流値と、前記第一加速度と、前記第二電流値と、前記第二減速度と、前記トルク定数と、を用いて、第一イナーシャ同定値を算出し、
前記昇降路の第三位置において、前記かごが下降方向に加速運転しているときの前記電流値及び前記加速度である第三電流値及び第三加速度を取得し、
前記昇降路の第四位置において、前記かごが下降方向に減速運転しているときの前記電流値及び前記減速度である第四電流値及び第四減速度を取得し、
前記第三電流値と、前記第三加速度と、前記第四電流値と、前記第四減速度と、前記トルク定数と、を用いて、第二イナーシャ同定値を算出し、
前記第一イナーシャ同定値と前記第二イナーシャ同定値とに基づいて、前記イナーシャを同定する
ように構成される付記１から付記３の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
（付記５）
前記イナーシャ同定部は、
前記第一イナーシャ同定値と前記第二イナーシャ同定値の平均値を前記イナーシャとして同定する付記４に記載のエレベーターの制御装置。
（付記６）
前記第一位置は前記第四位置と同位置であり、
前記第二位置は前記第三位置と同位置である
付記４又は付記５に記載のエレベーターの制御装置。
（付記７）
前記第一加速度は前記第三加速度と同値であり、
前記第二減速度は前記第四減速度と同値である
付記４から付記６の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
（付記８）
前記イナーシャ同定部は、異なる複数の前記かご荷重のそれぞれにおいて前記イナーシャの同定を行うように構成され、
前記ゲイン更新部は、
同定したそれぞれの前記イナーシャを線形補間することで前記かご荷重ごとの前記イナーシャを算出し、前記ゲインを前記かご荷重ごとに更新する
ように構成される付記１から付記７の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
（付記９）
前記イナーシャ同定部は、前記かご荷重がゼロのときに前記イナーシャを同定するように構成され、
前記ゲイン更新部は、前記かご荷重がゼロのときに同定した前記イナーシャに前記かご荷重に応じたイナーシャ補正値を加算したイナーシャを用いて、前記かご荷重に応じた前記ゲインを更新する
ように構成される付記１から付記８の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
（付記１０）
前記エレベーターの据付時において、
前記トルク定数同定部は前記トルク定数を同定し、前記イナーシャ同定部は前記イナーシャを同定する
ように構成される付記１から付記９の何れか１項に記載のエレベーターの制御装置。
【符号の説明】
【0117】
１ 巻上機、 ２ 綱車、 ３ 電動機、 ４ 回転センサ、 ５ 主ロープ、 ６ かご、 ７ 釣合い錘、 ８ 秤装置、 ９ 電流センサ、 １０ 制御装置、 １２ 速度検出部、 １４ 速度制御部、 １６ 電流制御部、 １８ トルク定数同定部、 ２０ イナーシャ同定部、 ２２ ゲイン更新部、 １００ エレベーター、 １０２ プロセッサ、 １０４ メモリ、 １０６ 処理回路、 １０８ 専用ハードウェア
【要約】
【課題】エレベーターの特殊な運転条件を必要とせずに、エレベーターのイナーシャ及びトルク定数を同定し、巻上機の制御に用いられる制御ゲインを適正化する。
【解決手段】エレベーターの制御装置は、昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、巻上機に流れる実電流値が電流指令値となるように巻上機を制御する電流制御部と、実電流値又は電流指令値を含む電流値と、かごに作用するかご荷重とを用いて、巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、電流値と、かごの加速度又は減速度と、トルク定数とを用いて、エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、イナーシャとトルク定数とを用いて、速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】エレベーターの制御装置は、昇降路を走行するかごの速度が速度指令値となるように巻上機に流れる電流の電流指令値を計算する速度制御部と、巻上機に流れる実電流値が電流指令値となるように巻上機を制御する電流制御部と、実電流値又は電流指令値を含む電流値と、かごに作用するかご荷重とを用いて、巻上機のトルク定数を同定するトルク定数同定部と、電流値と、かごの加速度又は減速度と、トルク定数とを用いて、エレベーターのイナーシャを同定するイナーシャ同定部と、イナーシャとトルク定数とを用いて、速度制御部の計算で用いるゲインを更新するゲイン更新部と、を備える。
【選択図】図３
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】