JP5894842B2 - エレベータシステム - Google Patents

Description

本発明は、乗りかごの運行が制御されるエレベータシステムに関し、特に、無駄な運行を抑制し省エネを図ったものに好適である。

ビル内居住面積の有効活用から、居住面積には直接寄与しないエレベータの設置面積を低減するため、エレベータ台数を必要最小限に減らしたり、省エネや節電のために、エレベータの稼動台数を減少させたり、することがある。この場合、利用者の状況を反映した運行制御が必要とされる。

そこで、利用者の状況として乗客が弱者かどうかを運行制御に反映するものとして、弱者がエレベータ乗場に接近するだけで、乗客のエレベータ乗り場への接近速度を検出し通常運転から緩慢制御運転に切換え、年配の人や身体に障がいのある人であるかを判定し、所定時間だけ通常運転から緩慢制御運転（ドアの戸開時間の延長、かごの加減速度を低下してかご呼び登録のための時間を確保）にすることが知られ、例えば、特許文献１に記載されている。

また、利用者の状況として歩行時間を運行制御に反映するものとして、玄関の指紋検出器で特定の個人を判別し、乗場呼び及び行先呼びを自動登録する場合、乗場までの距離が遠い場合、乗車できずむだ走行するので、特定の個人が判別されてから玄関階の乗場へ人が歩行するに要する時間経過すると乗り場呼びを自動登録することが知られ、特許文献２に記載されている。

さらに、搭乗予定者の到着時間に対して効率的に運転するため、建物入口で人物を検出し、ホールへの到着時間を演算して、待機中のエレベータがあった場合、到着時間が所定以内であればエレベータを待機状態とすることが知られ、特許文献３に記載されている。

特開平４−１０６０８９号公報 特開２００２−３２６７７０号公報 特開２０００−２６０３４号公報

上記従来技術において、特許文献１に記載のものは、緩慢制御運転を過度に行う可能性が高く、それにより、長待ち回数を多く発生させたり、待ち時間が極端に長くなったりする恐れがある。また、既に停止が決まっている階への緩慢制御運転を行うため、適用範囲が限定される。

また、特許文献２に記載のものは、他に乗り場呼びがある時に適用すると、自動登録の直後にエレベータが通過するようなタイミングだと判別された個人が利用する階をエレベータが通過して戻ることになり、極端に長い待ち時間が発生する恐れがある。さらに、判別された人が必ずしもエレベータを利用するとは限らないため、無駄な呼びが発生してエレベータの運行効率が低下する。

さらに、特許文献３に記載のものも同様であり、検出された人が必ずしもエレベータを利用するとは限らず、他に乗り場呼びがある時に適用すると、極端に長い待ち時間が発生する。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、利用者に対して長待ち回数を多く発生させたり、待ち時間が極端に長くなったりすることを防ぎ、不要な走行を少なくし、省電力化を図ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、建物の複数階床を運行する乗りかごを制御するエレベータシステムにおいて、乗り場から所定距離だけ離れた位置に設置され利用者を検出する利用者検出装置と、前記乗りかごの高さ位置を検出するかご位置センサと、を備え、前記利用者検出装置によって前記利用者が検出された場合、前記所定距離と、検出された時点での前記かご位置センサで検出された前記乗りかごの高さ位置と、によって前記乗りかごの走行速度を決定するものである。

本発明によれば、乗り場から所定距離だけ離れた位置に利用者検出装置を設置し、利用者が検出された場合、所定距離と、検出された時点での乗りかごの高さ位置と、によって乗りかごの走行速度を決定するので、利用者に対して乗りかごが通過することが回避できる。したがって、長待ち回数を多く発生させたり、待ち時間が極端に長くなったりすることを防ぎ、不要な走行を少なくし、省電力化を図ることができる。

本発明による一実施の形態を示す全体ブロック図。 本発明による一実施形態における制御動作を示すグラフ。 本発明による一実施形態における制御動作を３軸で示すグラフ。 本発明による一実施形態におけるかご速度に対する制御動作を示すグラフ。 本発明による一実施の形態の制御動作を示すブロック図。 本発明による一実施の形態の変更時のかご速度を示すグラフ。 一実施の形態におけるエレベータ制御装置のブロック図。 一実施の形態における利用者検出装置の設置状況を示す概略図。 一実施の形態におけるかご速度変更の実施判定手段を示すブロック図。 一実施形態におけるかご速度変更の制御動作を示すグラフ。 他の実施形態におけるかご速度変更の実施判定手段を示すブロック図。 一実施形態における利用者行先方向データを示す表。

ビルに関する動向として、ビル内居住面積の有効活用から、居住面積には直接寄与しないエレベータの設置面積を低減するため、エレベータ台数を必要最小限に減らしたり、省エネや節電のために、エレベータを一部止めて稼動台数を減少させたり、する傾向がある。この場合、ビル内のエレベータの利用が多い状況で長待ちの発生が起こりやすい。そこで、利用者を先行検出して、この利用者の階を通過せずに間に合うように、検出時のかご位置、利用者の位置に従ってかごの速度を変えることで、利用者をそのかごに乗り込ませることができ、長待ちを回避することが可能となる。以下、図面を参照して、一実施の形態について詳細を説明する。

図１は、エレベータシステムを示す全体構成図であり、エレベータの乗りかご０１０の移動は、エレベータ制御装置１００によって制御される。乗りかご０１０は、建屋に形成された昇降路内を複数の階床間に渡って移動し、ロープを介して釣合いおもり０１１と呼ばれる乗りかご０１０とバランスを取るためのおもりに接続されている。乗りかご０１０の移動は、モータ００６によってシーブ００８が駆動されることにより行われる。モータ００６には、インバータ装置００５によって駆動用の電力の供給が行われる。インバータ装置００５は、エレベータ制御装置１００の乗りかご位置制御指令に従ってモータ００６を制御するための電力を出力する。

また、エンコーダなどのパルス発生器がモータ００６に取り付けられており、エレベータ制御装置１００はモータ００６の回転によって生じるパルスを計数することにより、モータ００６の速度、乗りかご０１０の昇降路移動方向、位置、移動距離などを計算する。乗りかご０１０には、かご位置センサが、昇降路内の各階床にはかご位置センサによって検出される検出板００４が取り付けられ、乗りかご０１０の移動に伴いかご位置センサが検出板００４を検出したときのエンコーダ信号によって乗りかご０１０の高さ位置が検出される。

エレベータ乗り場には呼びを登録する乗り場呼びボタンが設けられ、その乗り場から所定距離だけ離れた位置に利用者を検出する利用者検出装置００１が設置されている。利用者検出装置００１は、カメラや赤外線センサなどによって利用者を乗り場に到着する前に検出する。利用者検出装置００１は、通常、複数の階床に設置され、ＩＤ番号が付けられている。

したがって、エレベータ制御装置１００は利用者検出装置００１がどの階床に設置されているかを示すＩＤ番号とＩＤ番号毎に乗り場との距離を記憶したデータテーブルを参照して利用者検出装置００１のＩＤ番号に対応した所定距離を得ることができる。また、エレベータ制御装置１００は利用者検出装置００１で利用者を検出した時点で、かご位置センサで乗りかごの高さ位置を得ることができる。なお、図１では利用者検出装置００１は、乗り場と同じ階床に設置されているが、乗り場からの所定距離が予め定められているならば、乗り場と異なる階床に設置されていても良い。

図２は、エレベータシステムの制御動作を表したもので、縦軸（Ａ０１）が昇降路上の高さ方向における乗りかご位置、横軸（Ａ０２）が時間を表すグラフ上で乗りかごの時間軸上の制御動作を表している。グラフ上の各線は乗りかご位置の時間軸上の推移を表したもので、線Ａ０３は定格速度（線の傾きがかご速度に対応）で走行している乗りかごの軌跡で、利用者を検出すると、検出時点（Ａ０４）のかご位置（Ａ０５）とその利用者を検出した階（Ｎ階）との距離に応じて線Ａ０７のように利用者が検出された時点以後のかご速度が変更される。

検出された利用者がエレベータの乗り場から離れた位置（例えば１０〜５０ｍ離れた位置）にいる時、かご速度を下げることになる。したがって、利用者は乗り場に到着して乗り場呼びを登録する（乗り場ボタンを押す）時点Ａ０８で、乗り場呼びに応答できるかご位置（呼び応答下限位置Ａ０６よりも手前のＡ１０の位置）にいることとなり、乗りかごに乗ることが可能になる（Ａ１１の時点）。

利用者検出時のかご位置が点Ａ１２の場合は線Ａ１３のようなかご速度に変更される（変更前は定格速度で走行）。この場合（線Ａ１３）は、利用者検出階からの距離（Ａ１４）が近いため、線Ａ０７の場合よりも変更された速度は低くなる（傾きは小さい）。その結果、利用者が乗り場に到着した時点（呼びを登録した時点と同じ）Ａ０８で線Ａ０７の場合と同じく呼びに応答できる。つまり、利用者検出時点（Ａ０４）のかご位置と利用者を検出した階との距離（Ａ１４）に応じて、その距離が短いほどかご速度を下げることにより、利用者の呼びにちょうど良いタイミングで応答できるかご位置に到達でき、確実にかつ時間の無駄なく先行検出した利用者を乗せることが可能となる。

点線Ａ１５はかご位置Ａ１２において速度を変えずに通常走行した場合（定格速度で走行継続）である。この場合は検出した利用者が乗り場に到着する時点（Ａ０８）よりも前にかごが利用者の検出階に到達するため（Ａ１６の時点）、かごは呼びに応答できずに通過することになる。その結果、利用者はエレベータが次に戻ってくるまで待たねばならず、長い時間待たされることになる。

変更する速度の範囲はビル全体の利用者への影響を考えると速度を下げ過ぎることは待ち時間が長くなるので好ましくなく、定格速度から定格速度の１／２の範囲が運行効率を極端に低下させない点で望ましい。定格速度１／２に変えた例が、かご位置Ａ１７でかご速度を線Ａ１８に変えた場合であり、かご位置Ａ１７が利用者を所定の位置で検出してかごを応答させることが可能な限界位置となる（この例の場合の限界位置）。また速度を変えない定格速度（通常運転と同じ）で利用者に応答できる限界のかご位置が点Ａ１９の位置であり、その場合のかご動作は線Ａ２０のようになる。利用者検出時点（線Ａ０４）でかご位置が点Ａ１９から点Ａ１７の範囲にある時に、そのかご位置に応じてかご速度を定格速度から定格速度の１／２にフレキシブルに変更することにより、検出した利用者を乗せることが可能となる。

かご速度変更は、利用者の検出時から乗り場到着までの時間Ａ２１よりもかごの利用者検出階における呼び応答可能限界位置（下限位置）までの到着時点（Ａ２２）までの所要時間Ａ２３が長くなるようにかご位置に応じて速度を調整する。つまり、利用者が乗り場に到着して呼びを登録した時、かごがその呼びに応答できる位置内にとどまるように制御すれば良い。なお、エレベータ乗り場とはエレベータの乗り場ドアおよび乗り場呼びボタンが設置されている近傍の空間領域であり、乗り場到着時点とは利用者が乗り場に到着して乗り場呼びを登録する（乗り場ボタンを押す）行為によって定まる時の流れの点である。

図３は、エレベータシステムの制御動作を表したもので、軸（Ａ０１）が昇降路上の乗りかご位置、軸（Ａ０２）が時間（時刻）、軸（Ｂ０１）がエレベータ利用者の位置を表す３軸のグラフ上で乗りかごの制御動作を表している。

図２の例では利用者検出時のかご位置（またはかご位置と検出階との距離）に応じてかご速度を変える例を示したが、図３では利用者の検出位置（または利用者検出位置と乗り場との距離）に応じてかご速度を変える例を説明する。

乗り場に到着していない利用者が検出位置Ａ（Ｂ０２）で検出された場合を説明する。検出時間は検出時点Ｂ０３になる。この利用者はエレベータ乗り場に向かって歩行するため、その位置は時間と共に線Ｂ０４に沿って移動して行き、点Ｂ０５の時点でエレベータ乗り場に到着し、乗り場呼び（下方向とする）を登録する。

一方、乗りかごは定格速度で下降しており（線Ｂ０６）、利用者検出時点（Ｂ０３）の位置は点Ｂ０７とする。通常の運転では定格速度で走行を継続するため、かごは点線Ｂ０８に沿って移動し、利用者のいる階に到達した時点Ｂ０９では、まだ利用者が到着せず呼びが登録されない。したがって、点Ｂ０９は点Ｂ０５より前のため、かごは応答できずに通過することになる。その結果、利用者は乗りかごが一周して次に戻るまで待たねばならない。

検出時の利用者の位置およびかご位置に応じて、かご速度（傾き）を線Ｂ１０のように変更し、かごの利用者検出階への到着時点は点Ｂ１１の時点にするので、利用者が乗り込めるようになる。乗り場に着く前の利用者が上記の例よりも遠い検出位置Ｂ（Ｂ１２）で検出された場合を説明する。検出時点はＢ０３であり、線Ｂ１３のように時間と共に乗り場に向かって進むことにより、点Ｂ１４の時点で乗り場に到着することになる。利用者検出時のかご位置をＢ０７とすると、この場合は利用者の検出位置と乗り場までの距離（点Ｂ１２と点Ｂ０３間の距離）が長くなり、乗り場到着時間点Ｂ１４がＢ０５よりも遅れるため、かごも速度をさらに下げて線Ｂ１５（線の傾きがより緩やか）のように運転し、利用者の到着後にかごが到着するようにする（点Ｂ１６でかご到着）。

図４は、図２、図３で説明したエレベータシステムの制御動作を表したグラフであり、軸Ａ０１が昇降路上の乗りかご位置、軸Ｃ０１がかご速度を表す。

線Ｃ０２の運行線は乗りかごを定格速度で運転している。かご位置Ａ（点Ｃ０３）で利用者を先行検出して線Ｃ０４のようにかごが減速されて、最終的に線Ｃ０５の速度で定常速度状態となる。かご位置Ｂ（点Ｃ０６）の時に利用者を検出した場合は線Ｃ０７のようにかごは減速されて、線Ｃ０８の速度で定常速度となる。

図２、図３で説明してきた変更時のかご速度は線Ｃ０５、線Ｃ０８で示された定常速度（定常運行状態での速度）のことを指す。利用者検出時のかご位置（位置Ａ、Ｂ）に応じて定常速度は変わり、図２で説明したように、かご位置が利用者検出階に近いほどこの定常速度は小さくなる。

定常速度Ｃ０８に速度変更後、検出された利用者がエレベータ乗り場に到着して、乗り場呼びを登録した場合、そのかごは利用者の呼びに応答して減速を始め（線Ｃ０９の運行線）、利用者検出階（点Ｃ１０）に停止する。そして利用者が乗車後、その階を出発してその後は通常運転に戻り（線Ｃ１１）、定格速度で運転される（線Ｃ１２）。

先行して検出された利用者がエレベータを使わない可能性もあり（例えば、エレベータ乗り場ではない別の場所へ移動した場合など）、その場合には利用者は乗り場呼びを登録しない。この場合、エレベータ側はかごが利用者検出階に乗りかごの走行速度を下げた後、乗りかごが利用者検出装置の設置された階床（Ｎ階）へ到着するまでの間にその検出階（Ｎ階）における呼び登録が無いことで判定し（点Ｃ１３）、検出階を通過後に運行線Ｃ１４、Ｃ１５のようにエレベータを通常運転（定格速度）に戻す。つまり、かご速度変更後、利用者検出階の乗り場呼びの有無によって、停止または通過を切り替えることによって、利用者のエレベータ利用状況によって異なった制御を行う。したがって、無駄な呼び停止を回避することでき、また速度変更（速度低下運転）による影響を最小限に抑えることでき、運行効率の低下も回避できる。

図５は、エレベータシステムの制御を示す構成図であり、Ｎ階にいるエレベータの利用者Ｄ０１が乗り場に到着する前の時点（例えば５〜４０秒前）で乗り場から所定距離だけ離れた位置に設置された利用者検出装置００１（カメラや赤外線センサなど）によって検出された状況を示している。利用者の検出位置と乗り場（呼び登録ボタンＤ０２）との距離Ｄ０３をＸとし、利用者の歩行速度はＶｐとする。なお、歩行速度は１.０〜２.０ｍ／秒程度であり、平均より低めの値で例えば１.２ｍ／秒とすることが望ましい。

検出時点における昇降路Ｄ０４上の乗りかご０１０の位置と利用者検出階（正確には図のようにその検出階に対する乗り場呼び応答可能なかごの下限位置）との距離Ｄ０５をＹとし、かごの速度をＶｃとする（かごは下向きに走行とする）。

利用者が乗り場に到着して呼びを登録するまでの時間Ｔｐは式（１）のようになる。
Ｔｐ＝Ｘ／Ｖｐ （１）

かごが利用者検出階の呼び応答可能な限界位置に到達する時間Ｔｃは式（２）のようになる。
Ｔｃ＝Ｙ／Ｖｃ （２）

利用者の呼びに応答可能となる条件は次のようになる（利用者が呼び登録後にかごがその階に到着する条件）。
Ｔｐ≦Ｔｃ （３）

境界条件は、Ｔｐ＝Ｔｃ（４）であり、式（１）、（２）、（４）より、かご速度Ｖｃは下記の関係を満たせば良いことなる。
Ｖｃ＝Ｖｐ・（Ｙ／Ｘ） （５）

式（５）より乗客の歩行速度Ｖｐを一定とすると、利用者検出時点のかご位置と利用者の位置に応じたかごの変更速度Ｖｃはかご位置と検出階との距離Ｙに比例し、利用者の位置と乗り場との距離Ｘに反比例するように定めれば良い。つまり、かご位置と検出階との距離Ｙが長いほど変更時のかご速度Ｖｃは大きくてよく（定格速度からの変更分は小さくてよく）、利用者の位置と乗り場との距離Ｘが大きいほど変更時のかご速度Ｖｃは小さくする必要がある（定格速度からの変更分を大きくする必要がある）。

検出位置が一定であればＸが定数のため、式（６）のようにＶｃとＹは比例関係が成り立ち、かご位置と検出階が同じであればＹが定数のため、式（７）のようにＶｃとＸは反比例の関係が成り立つようになる。
Ｖｃ＝（Ｖｐ／Ｘ）・Ｙ ：Ｖｐ／Ｘは定数 （６）
Ｖｃ＝（Ｖｐ・Ｙ）／Ｘ ：Ｖｐ・Ｙは定数 （７）

式（５）のようにすることにより、かご変更速度は、利用者検出時のかご位置と利用者検出階との距離（Ｙ）および利用者検出位置と乗り場との距離（Ｘ）に応じて変更されて、かご位置や利用者検出位置に関わらずに利用者をジャストフィットのタイミングでかごに乗せることが可能となる。

式（５）を利用者検出時のかご位置と利用者検出階との距離Ｙに対する関係式に直すと次のようになる。
Ｙ＝Ｖｃ・Ｘ／Ｖｐ （８）

ここで、Ｘ＝２０ｍ、Ｖｐ＝１.５ｍ／ｓ、変更時のかご速度をＶｃ＝０.５ｍ／ｓ（標準エレベータの定格速度１.０ｍ／ｓの１／２）とすると、Ｙ＝６.７ｍ＝約１.５階床となる。上記条件はＹが最小となる条件に近いため（高速型エレベータならばＶｃはもっと大きくなる）、利用者検出時のかご位置と利用者検出階との距離Ｙは１階床以上することが良い。

図６は変更時のかご速度Ｖｃと利用者検出時のかご位置と利用者検出階との距離Ｙとの関係を表す式（６）の関係式をグラフ化したものである。縦軸Ｃ０１はかご速度Ｖｃ、横軸Ｅ０１は利用者検出時のかご位置と利用者検出階との距離Ｙを表しており、線Ｅ０２、線Ｅ０３、線Ｅ０４はそれぞれ利用者検出位置と乗り場との距離ＸをＸ１、Ｘ２、Ｘ３（Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３）と変えた場合の距離Ｙとかご変更速度Ｖｃとの関係を表したものである。

利用者検出位置が同じならばＸが同じであり、ＹとＶｃは線Ｅ０３のように比例関係にある。つまり利用者検出位置が同じであれば、検出時のかご位置と検出階の距離に比例してかごの変更速度を定める。但し、かご速度の変更範囲は、定格速度Ｖｃｎ（点線Ｅ０６）と変更速度の下限値、この場合は定格速度の１／２の（１／２）Ｖｃｎ（点線Ｅ０７）の範囲内とする。

例えば、線Ｅ０２の特性の場合（Ｘ＝Ｘ１の場合）、定格速度の点Ｅ０８からかご位置の距離Ｙが短くなるに従って変更速度は小さくなり、定格速度の１／２まで下げる。つまり、利用者検出位置が同じ場合、距離Ｙが短いほどかごの到着までの時間を増やす必要があり、かご速度をより下げる。また、変更速度を下げ過ぎるとその利用者を乗せるだけのためにエレベータの時間を長く費やすことになり、他の利用者に対しての運行効率の低下につながるため、変更速度の下限を定格速度の１／２としている。

利用者検出位置が異なり（距離Ｘが異なり）、かつ利用者検出時のかご位置が同じ場合（距離Ｙが同じ場合）、かご変更速度Ｖｃは式（７）のように距離Ｘが大きくなるほど小さくする。これは符号Ｅ１０の点Ｚ３（ＸがＸ２）と点Ｚ４（ＸがＸ３）でのかご変更速度Ｖｃの大きさに表れている。これは距離Ｘが長いほどかごの到着までの時間を増やす必要があり、かご速度をより下げることによる。

図７は、エレベータシステムに対する制御ブロックを示す。
乗り場に到着前の利用者検出装置００１は、乗り場に到着する前の利用者を検出する。利用者検出装置００１は居室や廊下の天井に設置されたカメラや赤外線センサ、無線で検出できる認証タグ、セキュリティドアでの人物認証などが望ましい。利用者検出装置の検出情報がエレベータ制御装置１００に入力され、利用者の検出位置から乗り場までの距離（Ｘ）が距離算出手段１０１で算出される。距離算出には、利用者検出装置と乗り場との距離データ蓄積手段１０２に記憶された検出手段毎の距離データが参照される。

利用者の乗り場到着時間算出手段１０３では利用者の検出位置から乗り場までの距離（Ｘ）と利用者の歩行速度データ蓄積手段１０４の歩行速度データ（Ｖｐ）から、利用者の乗り場到着時間（Ｔｐ）が式（１）のように算出される。

乗りかごの走行は、乗りかご０１０と釣合いおもり０１１をロープ００９、シーブ００８、モータ軸００７、モータ００６の機構によって行われる。モータの回転量と、回転方向を検出するモータのエンコーダ００２と、かごの絶対位置とを例えば光電センサのようなかご位置センサ００３と検出板００４で検出するかご位置センサ００３の信号をエレベータ制御装置１００に入力して、かごの位置および走行方向算出手段１０５にて算出する。

利用者検出装置００１の検出階の情報からその利用者の行先方向判定手段１０６で判定する。この時、階床別の利用者行先方向データ蓄積手段（詳しくは図１１で説明）の行先方向データを用いる。かごの位置と走行方向のデータ、利用者の検出階とその行先方向のデータを用いて、かご位置および走行方向から利用者検出階までのかごの到着時間（Ｔｃ′）と走行距離（Ｙ）をかご到着時間および距離算出手段１０８にて算出する。かご到着時間（Ｔｃ′）は速度変更実施前の通常走行での到着時間を算出する。また到着時間の算出に当っては、そのかごの受け持ち乗り場呼びおよびかご呼びデータ蓄積手段１０９の呼び停止情報も用いて停止時間も含めて算出する。

かご速度変更の実施判定手段Ａ１１０では、利用者の乗り場到着時間（Ｔｐ）とかご速度変更を実施前のかご到着時間（Ｔｃ′）とを比較して、Ｔｐ＞Ｔｃ′ならばかごが利用者の階を先に通過するとして、かご速度変更実施と判定する（この判定のみで速度変更の実施が確定されるわけではない）。そうでなければ（Ｔｐ＜Ｔｃ′）、かごの速度変更の必要はないため、速度変更は実施しない。

かご速度変更の実施判定手段Ａ１１０の他の例として、上記のかご通過判定の代わりに、その後の予測待ち時間をそのかごの一周の走行時間および停止階の停止時間から算出して、その予測待ち時間が所定値を越えた場合に速度変更を実施すると判定しても良い。所定値として、例えば長待ちの基準となる６０秒にすることが考えられる。さらに他の例として、利用者の人数を用いることでも良い。

かご速度算出手段１１１では、かご速度変更の実施判定手段Ａ１１０が速度変更実施と判定した場合、利用者の乗り場到着時間（Ｔｐ）と利用者検出時点のかご位置と利用者検出階までの走行距離（Ｙ）から式（９）により、変更時のかご速度Ｖｃを算出する。
Ｖｃ＝Ｙ／Ｔｐ （９）

ここで、式（９）は式（２）と（４）の関係から求めることができる。なお、実際には、Ｖｃ≦Ｙ／Ｔｐの関係であれば良い。式（９）は、利用者が乗り場に到着する時間までにかごが距離Ｙ（検出時のかご位置から利用者の階までの距離）を走行するための必要な速度を算出する式であり、利用者にちょうど良いタイミングで呼びに応答してかごに乗せるための速度を算出するものである。またＴｐは式（１）より求められるため、結局は式（５）で示した変更速度の基本式に従って求めていることになる。

かご速度変更の実施判定手段Ｂ１１２では、算出した変更時のかご速度が許容範囲内にあるか否かを判定して許容範囲内であれば速度変更実施と判定する。かご速度変更の許容範囲はかご速度許容範囲データ蓄積手段１１３のデータを参照する。かご速度変更の実施判定手段Ｂ１１２は、変更速度の許容範囲に加えて、速度変更によるかご内乗客の乗車時間への影響や他の乗り場呼びの待ち時間への影響を考慮して判定しても良い。

かご速度制御手段１１４は、かご速度変更の実施判定手段Ｂ１１２の結果より、実施可と判定された場合、算出したかご変更速度となるようにかご速度制御を実施する。かご速度制御手段１１４では算出した変更速度に従うようにモータのエンコーダ００２の信号を検出しながらインバータ装置００５を制御してモータ００６の回転速度を制御し、乗りかご０１０の速度を制御する。

かご速度変更解除判定手段１１５は、かご位置データ、利用者検出階のデータ、その階の乗り場呼びの有無のデータを用いて、かごが利用者検出階の位置もしくはその近傍に到達した時に乗り場呼びが登録されているか否かを判定して、否の場合はその階を通過し、かご速度変更制御を解除する。その結果、図３で説明したように、その階を通過後にかご速度は定格速度に戻るようになる。
なお、上記説明は単独エレベータを例としたが、複数台のエレベータをグループとして統括管理する群管理のエレベータシステムにも適用することが望ましい。

図８は利用者検出装置００１Ａを示し、事務室や居室スペースＦ０１であれば、天井または壁に設置された赤外線センサを投射し人体からの反射を利用したり、カメラなどの画像センサで画像より人体を判別したり、利用者が無線ＩＤカードを保持しその無線ＩＤカードを識別装置で識別したり、して利用者の有無を検出する。事務室または居室からエレベータ乗り場（または呼びボタンＤ０２）までの廊下Ｆ０２に同様な利用者検出装置００１Ｂ、００１Ｃを設置しても良い。また、事務室から廊下に出るセキュリティドアＦ０３にＩＤ認証装置００１Ｄを設置し、利用者が保持した個人ＩＤカードで検出しても良い。以上の各利用者検出装置００１Ａ、００１Ｂ、００１Ｃ、００１Ｄは少なくともいずれか一つ設けることで良い。各利用者検出装置００１Ａ、００１Ｂ、００１Ｃ、００１Ｄは通信線Ｆ０４を介してエレベータ制御装置１００に接続されており、利用者の検出情報と検出階および検出位置を示す検出手段の情報がエレベータ制御装置１００へ送信される。

図７の距離データテーブル１０２は、各階毎の利用者検出装置のデータが蓄積されており、例えば図８のＮ階の場合は、利用者検出装置００１Ａに対しては乗り場との距離がＬ（１、Ｎ）の値として、利用者検出装置００１Ｄに対しては乗り場との距離がＬ（２、Ｎ）の値として、それぞれの距離データが蓄積されている。各階毎に複数の利用者検出装置を設置すれば、利用者検出装置の信号を通信線でエレベータ制御手段と結ぶことにより、ビル内全体で乗り場にこれから到着予定のエレベータ利用者を事前に検出でき、その利用者の乗場への到着に合わせてかご速度を制御することにより、ビル全体の利用者に対して、より決めの細かいサービスを実現することできる。

図９は図７のかご速度変更の実施判定手段Ａ１１０が時間差で判定していたものに対して利用者の人数で判定する例を示している。

利用者到着時間Ｔｐとかご到着時間Ｔｃ′の比較判定手段１１０１は、両者を比較して、Ｔｐ＞Ｔｃ′ならばかごが利用者の階を先に通過すると判定する。この部分は図６と同じである。図８の例ではこれに加えて、利用者検出信号より検出した利用者の合計人数算出手段１１０２で利用者の合計人数を検出し、利用人数しきい値判定手段１１０３で利用人数の合計がしきい値を越えているか否かを判定する。総合判定手段１１０４では、かごが通過（Ｔｐ＞Ｔｃ′）かつエレベータ利用者の合計人数がしきい値以上であれば、かご速度変更を実施と判定する。

これにより、利用人数を加えてかご速度判定の実施を判定するので、利用者がエレベータを利用するかの不確定さが高い場合でも、より適切な判定が可能となる。例えば利用者１人では速度変更のリスクが高い場合でも、５人であればその内の１人以上はエレベータを利用する可能性が高いため、速度変更を実施するリスクが減り、より確実に速度変更の判定となる。

図１０はかご速度変更の実施を判定する時に、かご内の乗客の乗車時間への影響や他の階の乗り場呼びに対する待ち時間への影響を考慮して判定する例を示したものである。Ｎ階で乗り場に到着する前の利用者Ａ（Ｇ０１）を利用者検出装置００１で先行検出した場合、乗りかご０１０は図の位置（Ｎ＋５階付近）を下方向に走行している。乗りかご０１０内には既に乗客Ｂ（Ｇ０２）が乗車しており、その行先階（かご呼び階）Ｇ０３はＮ−４階とする。またＮ−２階にも既に待ち客Ｃ（Ｇ０４）がいて、乗り場呼び（Ｇ０５）を登録して待っているものとする。

Ｎ階の利用者Ａ（Ｇ０１）のためのかご速度変更を実施しない場合とした場合のかごの運行線を縦軸Ａ０１を昇降路上の乗りかご位置、横軸Ａ０２を時間に取ったグラフ上で表したものが図１０の左のグラフとなる。かご速度変更を実施しない場合は、点線Ｇ０６のようなかごの運行線となる。かご速度変更を実施すると、線Ｇ０７のようなかごの運行線となり、速度変更による時間増加分Ｇ０８が発生し、これが待ち客Ｃ（Ｇ０４）の待ち時間増加分Ｇ０９、かご内乗客Ｂ（Ｇ０２）の乗車時間増加分Ｇ１０としてそれぞれ加わることになる。従って、速度変更実施に当っては、かご内乗客の乗車時間、利用者検出階以外の他の階の待ち客の待ち時間を考慮して判定することがより望ましい。

乗車時間よりも待ち時間の方が心理的なストレスが大きいため、利用者検出階以外の他の階に乗り場呼びが無い場合のみ速度変更を実施する。例えば、図１０の例ならばＮ−２階に待ち客Ｃ（Ｇ０４）がいるため、実施しないと判定する。逆にもしこの待ち客Ｃがいないならば、かご内乗客Ｂはいてもかご速度変更は実施する。これにより、待ち時間を重視したエレベータ利用者が多いビル（一般にはこの傾向が多い）に有効となる。

また、図１０の左側のグラフが示すように速度変更による時間増加分Ｇ０８が他の待ち客、乗客の待ち時間、乗車時間に加わることに着目して、この時間増加分が所定値以下ならば速度変更を実施すると判定する。所定値としては例えば２０秒以下ならば他の待ち客、乗客に与える心理的ストレスが小さいとして、２０秒に設定するのが良い。時間増加分は、速度変更を実施しない場合と実施した場合を比較しての時間増加分、定格速度で運行した場合と速度変更を実施した場合を比較しての時間増加分などがある。これにより、より定量的に他の待ち客、乗客への影響へ対応が可能となる。

図１１はかご内の乗客の乗車時間、他の階の乗り場呼びに対する待ち時間への影響を考慮したかご速度変更の実施判定法の一例である。かご速度変更による時間増加の影響を乗車時間、待ち時間の総合的評価で判定する。図７のかご速度変更の実施判定手段Ｂ１１２の中で実施されるものとする。但し、かご速度変更の実施判定手段Ｂ１１２以外でも良く、例えばかご速度変更の実施判定手段Ｂ１１２で実施しても良い。かご変更速度の許容条件判定手段１１２１では、かご速度算出手段１１１で算出された変更後のかご速度データをかご速度許容範囲と比較して、許容範囲内かどうかを判定する。この判定手段は既に図７で説明したものと同じである。

図１１の実施判定では上記に加えて、かご速度変更時のかご内乗客に対する乗車時間を乗車時間算出手段１１２２で算出する。かご呼びおよび乗車時間データ、かご走行距離データ、かご変更速度データより算出する。算出されたかご速度変更時の乗車時間に対して、乗車時間許容条件判定手段１１２３で所定の許容基準値と比較して許容範囲か否かを判定する。乗車時間については３０秒〜５０秒が実用的な許容範囲であるので、許容基準値も３０秒〜５０秒に設定するのが良い。

かご速度変更時の利用者検出階以外の階における乗り場待ち客に対する待ち時間算出手段１１２４では、かご速度変更時の利用者検出階以外の階における乗り場待ち客に対する待ち時間を算出する。乗り場呼びおよび待ち時間データ、かご走行距離データ、かご変更速度データを用いて算出する。待ち時間許容条件判定手段１１２５では算出されたかご速度変更時の待ち時間を所定の許容基準値と比較して、許容範囲か否かを判定する。待ち時間については２０秒〜３０秒が許容範囲であり、許容基準値も２０秒〜３０秒に設定するのが良い。

総合判定手段１１２６ではかご変更速度、乗車時間、待ち時間の各許容条件判定結果より、全ての許容条件を満たす場合に速度変更を実施と判定する。この判定結果の信号はかご速度制御手段１１４に出力される。利用者検出階以外の階における乗り場呼びの待ち時間、かご内乗客の乗車時間に応じてかご速度変更を実施することにより、ビル全体の利用者の待ち時間、乗車時間を考慮したより適切なかご運行制御が可能となる。また、利用者検出階以外の階における乗り場呼びの待ち時間の長さやかご内乗客の乗車時間の長さに応じて変更速度を変える、もしくは変更速度の下限値を変えても良く、よりビル全体の運行効率を良くできる。

図１２は図７で説明した階床別の利用者行先方向データ蓄積手段１０７の例を表している。図１２のようにビルの各階毎に、行先方向が上方向、下方向の発生比率が記憶されている。この発生比率はそのビルにおける各階の実際の発生比率を統計的に算出したデータである。この発生比率を基に比率が大きい方を検出した利用者の行先方向として判定する。但し、比率が近い場合もしくは同程度の場合は誤った場合のリスクを考えて、判定は不可として速度変更を実施しないようにする。これにより、利用者の行先方向をより正確に判定して、より確実に利用者に対するかご速度変更制御を実施することが可能になる。

以上述べたように、乗り場に到着する利用者を乗りかごが乗り場に到着するより前の時点で検出して乗りかごの速度を決定することによって、乗りかごの通過を回避し、エレベータの利用が多い状況での長待ち発生を低減することができる。また、無駄な呼び停止の発生も抑制できるため、運行効率を向上できる。つまり、エレベータの利用が多い状況での長待ち発生と運行効率低下の回避を両立させ、エレベータの不要な走行を減らせるので、消費電力量の低減、地球温暖化の要因となる二酸化炭素排出量低減に貢献できる。

００１、００１Ａ、００１Ｂ、００１Ｃ、００１Ｄ 利用者検出装置
００２ エンコーダ
００３ かご位置センサ
００４ 検出板
００５ インバータ装置
００６ モータ
００８ シーブ
００９ ロープ
０１０ 乗りかご
０１１ 釣合いおもり
１００ エレベータ制御装置
１０１ 距離算出手段
１０３ 乗り場到着時間算出手段
１０５ かごの位置および走行方向算出手段
１０６ 行先方向判定手段
１０８ かご到着時間および距離算出手段
１１０ かご速度変更の実施判定手段Ａ
１１２ かご速度変更の実施判定手段Ｂ
１１４ かご速度制御手段
１１５ かご速度変更解除判定手段

Claims (14)

1. 建物の複数階床を運行する乗りかごを制御するエレベータシステムにおいて、
   乗り場から所定距離だけ離れた位置に設置され利用者を検出する複数の階床に設置された利用者検出装置と、前記利用者検出装置がどの階床に設置されているかを示すＩＤ番号と該ＩＤ番号毎に前記所定距離とを記憶したデータテーブルと、
   前記乗りかごの高さ位置を検出するかご位置センサと、を備え、
   前記利用者検出装置によって前記利用者が検出された場合、
   前記所定距離と、検出された時点での前記かご位置センサで検出された前記乗りかごの高さ位置と、によって前記乗りかごの走行速度を決定するエレベータシステムであって、
   前記乗りかごが前記利用者検出装置の設置された階床における前記乗り場へ到着する前
   の時点で前記利用者検出装置によって前記利用者が検出された場合、
   前記データテーブルを参照して得られる前記利用者検出装置の前記ＩＤ番号に対応した
   前記所定距離と、検出された時点での前記かご位置センサで検出された前記乗りかごの高
   さ位置と、によって前記利用者が検出された時点以後の前記乗りかごの走行速度を下げる
   ことを特徴とするエレベータシステム。
2. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、検出された時点での前記乗りかごの高
   さ位置が短いほど前記乗りかごの走行速度を下げることを特徴とするエレベータシステム。
3. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、検出された時点での前記乗りかごの高
   さ位置に比例して前記乗りかごの走行速度を決定することを特徴とするエレベータシステ
   ム。
4. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、前記乗りかごの走行速度は定格速度か
   ら定格速度の１／２として決定することを特徴とするエレベータシステム。
5. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、前記所定距離が長いほど前記乗りかご
   の走行速度を下げることを特徴とするエレベータシステム。
6. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、前記所定距離に反比例して前記乗りか
   ごの走行速度を決定することを特徴とするエレベータシステム。
7. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、前記利用者が検出され前記乗りかごの
   走行速度を下げた後、前記乗りかごが前記利用者検出装置の設置された階床へ到着するま
   での間に前記階床における乗り場呼びが有った場合、前記乗りかごは前記階床に停止し、
   前記乗り場呼びが無い場合、前記乗りかごは前記階床を通過することを特徴とするエレベ
   ータシステム。
8. 請求項７に記載のエレベータシステムにおいて、前記乗り場呼びが無く前記乗りかごが
   前記階床を通過する場合、前記乗りかごは前記階床を通過後に定格速度に戻されることを
   特徴とするエレベータシステム。
9. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、利用者が検出された場合、前記所定距
   離Ｘと、利用者の歩行速度Ｖｐと、により前記利用者検出装置の設置された階床における
   前記乗り場へ到着して呼びを登録するまでの時間Ｔｐと、
   前記乗りかごの定格速度Ｖｃと、前記利用者が検出された時点での前記かご位置センサ
   で検出された前記乗りかごの高さ位置Ｙと、により前記乗りかごが前記利用者検出装置の
   設置された階床における前記乗り場へ到着するかご到着時間（Ｔｃ′）と、を求め、
   ＴｐがＴｃ′よりも大きい場合、前記利用者が検出された時点以後の前記乗りかごの走
   行速度を下げ、
   ＴｐがＴｃ′よりも小さい場合、前記乗りかごの走行速度の変更を実施しない、ことを
   特徴とするエレベータシステム。
10. 請求項９に記載のエレベータシステムにおいて、前記乗りかごが前記利用者検出装置
    の設置された階床における前記乗り場へ到着するかご到着時間（Ｔｃ′）は、前記乗りか
    ごの受け持つ乗り場呼び、及び停止情報に基づく停止時間も含めて求めることを特徴とす
    るエレベータシステム。
11. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、利用者が検出された場合、その後の予
    測待ち時間を前記乗りかごの一周の走行時間、及び停止階の停止時間から求め、前記予測
    待ち時間が長待ちの基準となる６０秒以上となる場合、前記利用者が検出された時点以後
    の前記乗りかごの走行速度を下げることを特徴とするエレベータシステム。
12. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、利用者が検出された場合、前記所定距
    離Ｘと、利用者の歩行速度Ｖｐと、により前記利用者検出装置の設置された階床における
    前記乗り場へ到着して呼びを登録するまでの時間Ｔｐと、
    前記乗りかごの定格速度Ｖｃと、前記利用者が検出された時点での前記かご位置センサ
    で検出された前記乗りかごの高さ位置Ｙと、により前記乗りかごが前記利用者検出装置の
    設置された階床における前記乗り場へ到着するかご到着時間（Ｔｃ′）と、を求め、
    ＴｐがＴｃ′よりも大きく、検出された利用者の合計人数がしきい値以上の場合、前記
    利用者が検出された時点以後の前記乗りかごの走行速度を下げることを特徴とするエレベ
    ータシステム。
13. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、前記利用者検出装置の設置された階床
    以外で乗り場呼びがある場合、前記利用者が検出された時点以後の前記乗りかごの走行速
    度を変更しないことを特徴とするエレベータシステム。
14. 請求項１に記載のエレベータシステムにおいて、利用者が検出された場合、前記所定距
    離Ｘと、利用者の歩行速度Ｖｐと、により前記利用者検出装置の設置された階床における
    前記乗り場へ到着して呼びを登録するまでの時間Ｔｐと、
    前記乗りかごの定格速度Ｖｃと、前記利用者が検出された時点での前記かご位置センサ
    で検出された前記乗りかごの高さ位置Ｙと、により前記乗りかごが前記利用者検出装置の
    設置された階床における前記乗り場へ到着するかご到着時間（Ｔｃ′）と、を求め、
    ＴｐがＴｃ′よりも大きい場合、前記利用者が検出された時点以後の前記乗りかごの走
    行速度を下げて決定し、決定された走行速度によるかご内乗客に対する乗車時間をかご呼
    び、及び乗車時間データ、かご走行距離データ、より求め、前記乗車時間が許容基準値以
    下の場合、前記利用者が検出された時点以後の前記乗りかごの走行速度を下げることを特
    徴とするエレベータシステム。