以下、この発明の好適な実施の形態につい� ��図面を参照して説明する。
 実施の形態1.
 図1はこの発明の実施の形態1によるエレベ� �タのかごドア装置の要部を示す構成図であ� �。図において、かご出入口の上部には、桁1� ��固定されている。桁1には、レール2が水平� �設けられている。かご出入口を開閉する一� �のかごドア3は、レール2から吊り下げられ、 レール2に沿って移動される。各かごドア3は� ��ドアパネル4と、ドアパネル4の上部に設け� �れたドアハンガ5とを有している。ドアハン� ��5には、レール2に沿って転動される複数の� �ンガローラ6が設けられている。

 桁1には、駆動プーリ7と従動プーリ8とが� ��ごドア3の開閉方向に互いに間隔をおいて設 けられている。駆動プーリ7と従動プーリ8と� ��間には、無端状の伝動条体9が巻き掛けられ ている。駆動プーリ7は、ドアモータ10により 回転される。駆動プーリ7が回転されると、� �動条体9が循環動作し、従動プーリ8が回転さ れる。

 ドアハンガ5は、伝動条体9の循環動作に� �りドア3が互いに逆方向へ移動されるように� ��連結具11a,11bを介して伝動条体9の上側部分� �び下側部分に連結されている。ドアモータ10 の駆動、即ちかごドア3の開閉は、ドア制御� �置12により制御される。ドア制御装置12は、� ��アモータ10を駆動するための電流を制御す� �ことにより、指令に則ったかごドア3の開閉� ��行う。乗場出入口を開閉する乗場ドア(図示 せず)は、かごが階床に停止しているとき、� �ごドア3のいずれか一方又は両方に係合され� ��かごドア3と一体に移動される。

 図2は図1のドア制御装置12を示すブロック 図である。ドア制御装置12は、例えば、演算� ��理部、記憶部(ROM及びRAM等)及び信号入出力� �を有するマイクロコンピュータにより構成� �ることができる。即ち、以下のドア制御装� �12の機能は、マイクロコンピュータにより実 現可能である。また、マイクロコンピュータ の記憶部には、以下の機能を実行するための プログラムが格納されている。

 図において、速度指令部21は、かごドア3� ��駆動開始時からの経過時間、又はドアモー� ��10の回転位置に応じて、予め記憶された速� �指令値Vrを生成し出力する。

 階床データ記憶部22は、当該階床(現在か� ��が停止している階床)におけるかごドア3の� �量及び乗場ドアの重量に関するデータ(総和� ��は個別重量)をパラメータとして出力する。 このような重量データは、各階床毎に予め記 憶されているか、又は、これまでの戸開閉に おける制御履歴データを用いてドア重量同定 部(図示せず)により逐次同定され記憶される� ��

 速度指令部21からの速度指令値Vrは、フィ ードフォワード制御部(FF制御部)23に入力され る。フィードフォワード制御部23は、戸開閉� ��度の目標値に対する追従性能を指定する手� ��であり、第1の制御器24と第2の制御器25とか� ��構成されている。

 速度指令値Vrは、第1の制御器24及び第2の� ��御器25の両方に入力される。第1の制御器24� �、第1の伝達関数Cf(s)=ωf/(s+ωf)で示される。Cf (s)は、目標値に対する出力の応答特性を指定 する周波数ωfにより決定され、フィードフォ ワード制御部23の第1の出力としてフィードバ ック制御部(FB制御部)26に入力される。

 第2の制御器25は、第2の伝達関数Pm(s) ^-1 ×Cf(s)で示される。フィードフォワード制御� �23の目標値追従性能とフィードバック制御部 26の振動抑制性能とは、互いに独立して設定� ��ることができる。

 また、フィードフォワード制御部23は、� �度指令値Vrに対するドア実速度の追従性能が 高くなるように出力を決定する。ここで、Pm( s)は、ドア機器の制御用モデルであり、階床� ��ータ記憶部22のデータに基づいた当該階床� �おけるドア重量のモータ軸換算のイナーシ� �値Jを用いて、Pm(s)=1/Jsで示される。第2の制� �器25からの出力は、フィードフォワード制御 部23の第2の出力となる。

 フィードバック制御部26には、フィードフ� �ワード制御部23の第1の出力とモータ実速度� �帰還信号との減算値、つまり誤差が入力さ� �る。フィードバック制御部26は、指令値に対 するモータ実速度の誤差を補正する。また、 フィードバック制御部26は、第3の伝達関数Cb( s)=Ksp+Ksi/sで示される。ここで、比例ゲインKsp は、上記のイナーシャ値Jと、ドアモータ10の トルク定数K _T と、目標値に対する出力の誤差補正の性能を 指定する制御交差周波数ωcのパラメータとか ら、Ksp=J×ωc/K _T と設計される。また、積分ゲインKsiは、Ksi≦ Ksp×ωc/5となるように設計される。

 さらに、制御交差周波数ωcは、フィード� ��ック制御部26の振動抑制性能を高めてかご� �ア3及び乗場ドアの振動を抑制するために減� ��が大きくなるように、特に抑制したいドア� ��振動モードの減衰比が最大になるように決� ��する。この減衰比が最大になる制御交差周� ��数ωcの決定方法に関しては後述する。

 かごドア3には、かごの走行中に乗客がか ごドア3をこじ開けられないように、全閉状� �を保持するための戸閉力や、保守でかごド� �3を開いたときに全開状態を保持するための� ��開力を発生する機構が設けられている。こ� ��機構が発生する戸開閉力は既知の外力であ� ��ことから、トルク補償部27に予め記憶され� �いる。トルク補償部27は、かごドア3の位置� �速度に応じてトルク補償値を出力する。

 上記の他に、トルク補償部27に記憶され� �既知の外力としては、各階床毎のかごドア� �乗場ドアと他機器との間の走行抵抗、及び� �圧等が挙げられる。これらの外力は、制御� �歴データに基づいて外力同定部(図示せず)に より同定され、複数のパラメータとして階床 データ記憶部22に記憶される。トルク補償部2 7によるトルク補償値は、階床データ記憶部22 に記憶されたパラメータに基づいて階床毎に 調整される。

 フィードバック制御部26からの出力にフ� �ードフォワード制御部23の第2の出力とトル� �補償部27からのトルク補償値とが加算器で加 算されることにより、ドアモータ10を駆動す� ��ためのトルク指令値、又はトルク指令値に� ��応する電流指令値となる。

 電流制御部28は、電流指令値に基づいて� �アモータ10に電流を供給するために、電流検 出器29による検出電流値を帰還してドアモー� ��10に供給される電流値を制御する。電流制� �部28の出力は、ドアモータ10に入力される。

 ドアモータ10の回転を検出する回転セン� �30は、ドアモータ10の回転位置に応じた信号� ��出力する。速度演算部31は、回転センサ30か らの信号に基づいてドアモータ10の回転速度� ��演算する。なお、回転センサ30の代わりに� �検出電流値を用いてモータ回転速度を推定� �てもよい。

 速度演算部31で求められた回転速度は、� �域通過フィルタ(LPF)32に通された後、モータ� ��速度として帰還される。

 次に、フィードバック制御部26での制御� �差周波数ωcの決定方法について説明する。� �レベータのドア駆動装置においては、図1に� ��すように、ドアモータ10の駆動力が伝動条� �9を介してかごドア3に伝達される。フィード バック制御部26により抑制しようとする振動� ��、連結具11a,11bを支点とするエレベータドア (かごドア3及び乗場ドア)の振り子運動である 。このような振動は、伝動条体9からかごド� �3への駆動力の伝達部がかごドア3の重心から 離れていることにより生じ、特に支点から遠 いドア下部で拡大され、開閉動作の見栄えを 悪くする。また、この振動には、エレベータ ドアの重量が影響する。

 エレベータドアの振動では1次の振動モー ドが支配的であり、この1次振動モードのモ� �ルは、伝動条体9の剛性と等価なばね要素の� ��端に、左右のエレベータドアの質量が繋が� ��ているという2慣性系簡易モデルとして表現 することができる。

 図3は図1のエレベータドアを2慣性系簡易� ��デル化した場合の周波数応答特性を示すグ� ��フである。図3では、簡単のため、制御系を 比例ゲインのみとし、周波数とゲインとの関 係を近似した折れ線で示している。また、共 振周波数ωp、反共振周波数ωz、制御交差周波 数ωc、及び、低周波数域においてゲインが共 振ピークの根元と等しくなる周波数ωpsが示� �れている。

 このとき、抑制したい振動モードの減衰� ��は、図4に示すように周波数ωpsと反共振周� �数ωzとの間に制御交差周波数ωcがあるとき� �高くなる。つまり、図3において、反共振周� ��数ωzの反共振ノッチと共振周波数ωpの共振� ��ークとが0dbを挟んで上下にあるとき、高い� ��動抑制効果が得られる。

 減衰比が最大となる制御交差周波数ωcは� ��ωc≒√(ωpsωz)=ωz√(ωz/ωp)として近似するこ とができる。つまり、反共振周波数ωzと共振 周波数ωpとに基づいて決定できることになる 。

 前述したように、フィードバック制御部2 6の比例ゲインや積分ゲインといった制御定� �は、制御交差周波数ωcとドア重量データと� �ら決定されるが、最大の減衰比を得るため� �必ずしも上記の近似式を用いる必要はない� �例えば、制御交差周波数ωcが周波数ωpsと反� ��振周波数ωzとの間にあるように設計するこ� ��で、比較的高い減衰比を得ることが期待で� ��る。また、反共振周波数ωzのみを用いて制� ��交差周波数ωcを決定することによっても、� ��大ではないが高い振動抑制効果を持つフィ� ��ドバック制御部26を設計することができる� �

 反共振周波数ωzと共振周波数ωpとは、ド� ��モータ10への入力であるトルク指令値と、� �転センサ30の出力であるモータ実速度との両 方を計測し、それらの測定結果に適切な信号 処理を施すことで求めることができる。例え ば、反共振周波数ωzと共振周波数ωpとを含む 周波数帯域の掃引正弦波のトルク指令値のみ を入力とし、回転センサ30から得られる速度� ��報を出力とすると、その入出力関係からド� ��装置の周波数応答特性が得られ、反共振周� ��数ωzと共振周波数ωpとを計測することがで� ��る。

 また、図5に示すような一定の大きさの掃 引正弦波を入力として与えるならば、図6に� �す出力のうち、最小の出力値に対応する時� �における入力の周波数を反共振周波数ωzと� �、最大の出力値に対応する時間における入� �の周波数を共振周波数ωpとすることもでき� �。

 反共振周波数ωzと共振周波数ωpとは、各� ��床毎に事前に計測、又は通常の戸開閉動作� ��より生じるモータトルク指令値を用いて通� ��駆動時に計測してもよい。計測した反共振� ��波数ωzと共振周波数ωpとは、階床データ記� ��部22に記憶される。これにより、各階床毎� �乗場ドアに適した振動抑制性能を持つ減衰� �に基づいたフィードバック制御部26の制御交 差周波数ωcを決定し、振動抑制効果を高める ことができる。

 図7は実施の形態1のドア制御装置12を用い てエレベータドアを戸開したときの速度指令 及びドア下部速度の時間変化を示すグラフ、 図8は従来のドア制御装置を用いてエレベー� �ドアを戸開したときの速度指令及びドア下� �速度の時間変化を示すグラフである。図7及� ��図8は、いずれも振動が生じ易い重ドア高速 の駆動パターンで戸開した場合を示している 。

 図7及び図8を比較すると明らかなように� �実施の形態1のドア制御装置12を用いること� �より、速度指令に対してエレベータドアの� �動が抑制されている。即ち、フィードフォ� �ード制御部23とフィードバック制御部26とを� ��いるとともに、階床データ記憶部22に記憶� �れた各階床毎のエレベータドアに関するパ� �メータにより制御部23,26を互いに独立して調 整することにより、階床毎に高い振動抑制性 能及び速度追従性能を両立させることができ る。この結果、重いエレベータドアの高速開 閉時においても、エレベータドアの開閉速度 は目標値に対して高い追従性能を保ちながら 、エレベータドアの振動も効果的に抑制され 、乗客に快適性を提供することができる。

 また、戸開閉時に生じる目的の振動モード� ��対する制御系の減衰比を階床毎に最も高め� ��ことで、階床毎に最も高い振動抑制効果を� ��ることができる。
 さらに、ドア機器に手を加えることなくエ� ��ベータドアを加振することで、据付時や通� ��の戸開閉動作時に反共振周波数ωzや共振周� ��数ωpを測定することができる。
 さらにまた、階床毎の既知の外力による影� ��を補償することで、速度追従性能をさらに� ��上させることができる。

 実施の形態2.
 次に、この発明の実施の形態2について説明 する。実施の形態2では、フィードバック制� �部26の制御交差周波数ωcを決定するための反 共振周波数ωz及び共振周波数ωpを、計測値か ら同定するのではなく、エレベータドアの各 階床毎の機器パラメータから推定する。他の 構成は、実施の形態1と同様である。

 エレベータドアの振動、即ち振り子運動� ��等価回転ばね剛性は、ハンガローラ6の剛性 と、1つのドアハンガ5に設けられたハンガロ� ��ラ6の間隔とに依存する。具体的には、ハン ガローラ6の剛性が高く、ハンガローラ6の間� ��が大きいほど、エレベータドアは振動しに� ��くなる。

 反共振周波数ωzは、振り子運動の支点に� ��するエレベータドアのイナーシャ、エレベ� ��タドアの重量、ハンガローラ6の剛性、ハン ガローラ6の間隔、及び、伝動条体9の剛性に� ��り近似することができる。これらのパラメ� ��タのうち、階床毎に異なるのは、エレベー� ��ドアの重量、及び重量とドア寸法とにより� ��かれるイナーシャである。従って、階床毎� ��エレベータドアの重量とドア寸法とを階床� ��ータ記憶部22に記憶させておき、当該階床� �パラメータを階床データ記憶部22から抽出す ることにより、反共振周波数ωzを推定するこ とができる。

 共振周波数ωpは、反共振周波数ωzに必要� ��パラメータを加えて、左右のエレベータド� ��のイナーシャの比から近似することができ� ��。従って、階床毎のかごドア3の重量と乗場 ドアの重量との重量比と、ドア寸法とを階床 データ記憶部22に記憶させておき、当該階床� ��パラメータを階床データ記憶部22から抽出� �ることにより、共振周波数ωpを推定するこ� �ができる。

 ドア寸法のパラメータは、一般的な出入� ��幅や出入口高さから与えられる。但し、出� ��口幅は、エレベータドアの水平方向長さ、� ��ンガローラ6の間隔、レール2の長さ、又は� �アハンガ5の水平方向長さ等に置き換えても� ��い。同様に、出入口高さは、エレベータド� ��の上下方向寸法、又はドアハンガ5の上下方 向寸法等に置き換えてもよい。また、階床毎 のエレベータドアの重量としては、かごドア 3の重量、乗場ドアの重量、及びかごドア3と� ��場ドアとの総重量の少なくともいずれか1つ を用いることができる。

 このように、フィードバック制御部26の� �御交差周波数ωcをエレベータドアの階床毎� �パラメータから決定することで、図7に示す� ��うな高い振動抑制効果を持つドア制御装置1 2を得ることができる。