JP3744271B2 - エレベータの位置検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータシステムに係り、特に、昇降路内に専用の位置検出用の塔内機器を設置しないで乗り場またはかご位置を検出することが可能なエレベータの位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエレベータシステムでは、乗りかごを駆動する電動機の速度制御を行うために、制御装置に与える速度指令に対して、検出した電動機実速度を負帰還制御することによって速度制御を実現していた。ここで用いられる速度指令は次のプロセスで作成されるのが一般的である。つまり、加速時にはかご呼びや乗り場呼びによって刻々登録される可能性のある停止予定階床を乗りかごの移動とともに制御装置は探索しながら順次先行階床を進め、この先行階床に対応した加速度指令を作成しつつ、その値を刻々と積分することによって時間ベースの加速時用の速度指令を作成する。それと同時に、電動機側に設置されたパルス発生器が電動機の回転にともなって発生する移動パルスを計数して、出発階に対応した階高データを初期値としてその値に移動パルス順次加減算することにより乗りかご位置（同期位置）の推定値を算出し、別に探索された停止予定階に対応した階高データとの減算によって現在の乗りかご位置から停止予定階までの走行残距離を算出する。この走行残距離に実現すべき減速度に相当する定数を乗算し、その平方根を計算することやテーブルを検索することによって距離ベースの減速時用の距離ベースの速度指令を作成する。そして、上述した加速時用速度指令から減速時用の速度指令へと乗り移り、出発階から停止階までの速度指令が呼びの発生を探索しながら刻々と生成される。ここで用いる各階の階高データは各階の所定位置に対応して設置された遮へい板の位置を乗りかごに設けられたポジテクターが通過する際に発生するレベル信号あるいは割込み信号を制御装置に取り込む動作とあわせて、その時のかご位置推定値を関連づけて保存する処理を、昇降路の全長（上下の両端階よりも先に設けられたリミットスイッチ間）に渡って事前に低速で階高測定運転として実行し、各階通過時のかご位置データを記憶する。なお、この低速による階高測定運転時にはロープと綱車との間のクリープの発生量は少ないので、かごの推定位置を各階の階高として用いても大きな問題はない。さらに、高速運転時には、かご位置はロープと綱車との間の微少な滑りによって実際のかご位置と少しずつ狂いを生じるが、通常の高速運転時に各階の遮へい板を乗りかごが通過する際にかごの同期位置データを各階の階高データ値に書き換えることによってそのズレを補正し、綱車の磨耗や滑りなどの経年変化に対応している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエレベータシステムでは、各階の階高データを速度指令発生と同期位置補正に用いているが、この階高テーブルを作成するために各階毎に位置検知用の遮へい板を昇降路内に複数設置するとともに、その取付位置を正確に調整する必要があり、階床数が増える高層ビルでは据え付け調整工数が増加するという据え付け作業上の問題があった。
【０００４】
さらに、近年の日影問題解決の切り札となる機械室をなくした機械室レスエレベータでは、昇降路内に駆動電動機を設置することと、オーバーヘッドの短縮を目指して乗りかご下にロープを通してかごをせり上げるアンダースラング方式や、かご上に転向プーリが用いられる２：１ローピングが用いられるが、このタイプのエレベータでは昇降路内に多くの機器が設置されるとともに複雑なローピングがなされるため、各階に設ける遮へい板設置にも十分な設置スペースや自由度を割けないという空間利用上の問題が顕在化していた。
【０００５】
本発明の目的は、昇降路内に階床認識のための特別な別置機器を設置することなく乗りかごの速度制御を可能とするエレベータシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のある一形態では、各階ごとに階床検出用の遮へい板を専用に設けるのでなく、あらかじめ利用者の乗降や安全の目的のために各階乗り場ごとに設けられている乗り場敷居またはフェッシャプレートを検出するセンサを乗りかご側に設けることとその出力信号を処理するシステム手段を備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を以下に示し、その動作を説明する。
【０００８】
図１は本発明の全体構成を示している。１はエレベータの昇降路であり、壁面で囲まれた昇降路内を乗りかご２とつり合いおもり３が上下に昇降する。乗りかご２には乗りかごが端階に存在し、さらにその先の端部に進行するのを阻止するためのリミットスイッチ４を動作させるための遮へい板５と６がレール７等の昇降路内機器に取り付けられている。乗りかご２はロープ８でつり下げられるが、ロープの一端はシンブルロッド９とばね１０でビーム１１に固定され、他方はかご下プーリ１２を介してアンダースラング方式でローピングされ、転向プーリ１３を経由してピットに設置された駆動電動機１４に接続された綱車１５を経由してふたたび頂部転向プーリ１６を通ってつり合いおもり３に接続されたプーリ１７を通ってシンブルロッド１８，ばね１９でビーム１１に固定されている。ここで電動機１４には等価的に乗りかご位置を推定するための情報を得る目的で回転に伴ってパルスを発生するパルス発生器２０が取り付けられている。また、各階の乗り場には乗り場ドア２１，ドアの下部には案内用の敷居２２，階床間での非常停止時の昇降路への転落防止用安全カバーとしてのフェッシャプレート２３が設けられている。さらに、乗りかご側にもかごドア２４があり、かご下部には敷居２２やフェッシャプレート２３を検出するセンサ２５が設けられ、センサと検出体の両者が対向した場合に発生する検出情報を伝送路２６を介して制御盤２７に取り込む。この制御盤２７内に設置されたインバータなどの電力変換器の出力は動力線２８を介して駆動電動機１４に供給され、パルス発生器２０からは電動機の回転に伴って発生するパルス信号が伝送路２９を介して制御盤２７に取り込まれる。
【０００９】
この構成で、乗りかご２が昇降路内を昇降すると乗りかごが乗り場ごとの敷居やフェッシャプレートと対向するたびにセンサ２５が検出信号を発生するので各階の正確な乗り場階高データの生成や乗りかごの位置情報である同期位置の補正タイミングを得ることができ、昇降路内に特別な各階通過検出用遮へい板を多数設置しなくとも、エレベータ利用者のために本来設けられた敷居やフェッシャプレートなどの必須機器で位置検出の代用が可能であると言う効果が生まれる。
【００１０】
次に、具体的にどの様な手順に従って上記した内容が実行されるかを図２から図５を用いて説明する。各階に設けられた敷居やフェッシャプレートを位置検出のための対象デバイスとして位置検出を実行するにも従来と同様に２つの動作モードを設ける。その１つめは通常運転に先立って起点位置から各階乗り場の絶対位置である階高テーブルを作成する階高測定であり、２つめは走行中の乗りかご推定位置を補正する同期位置補正である。はじめに、階高測定運転への適用について説明する。
【００１１】
図２は階高測定準備運転処理１００の内容を示している。この処理は、図示していないオペレーティングシステムの中で、一定時間毎に起動されるタイマ割込みタスクに登録されている。このタスクが起動されると、処理１０１で通常の高速運転に先立って、外部から階高測定運転の実行要求が発生したかどうかを判定し、要求がなければ何も処理をせずに終了処理１０４を経由してオペレーティングシステムへ戻る。階高測定運転の実行要求があれば、その準備として処理102で最下階に向かって低速で運転するための速度指令を発生する。ここでは図示していない速度制御系が動作して、この低速による下降速度指令に従って最下階に向けて運転が行われる。そして、処理１０３で階高測定運転に先立って準備運転を実行していることを示すフラグをオンして終了処理１０４を経由して処理を終了する。なおここでは階高測定運転を最下階から最上階に向けて実行する場合を想定しているため最下階に向けて速度指令を与えるようにしたが、逆方向からはじめる場合には最上階に向けた速度指令が準備のための速度指令となる。
【００１２】
図３に端階への到着を認識する割込み処理２００のフローチャートを示す。この処理は、乗りかご２が最上階又は最下階に到達したときにリミットスイッチ４が遮へい板５，６に対向したとき割込みとして起動される。処理２０１でかごが最下階に到達したことを示すダウンリミットスイッチが動作したかの判定を行い、noであれば判定２０２で最上階への到達であったかの判定を行い、noであれば、処理２０３で割込みエラー処理を行い、終了処理２１３を経由して処理を終わる。判定２０２でyes であれば、階高測定運転が終了したと判断し、処理２０４で速度指令を零として、処理２０５で階高測定運転実行中を示すフラグをオフして、処理を終わる。判定２０１でyes であれば、判断２０６で階高測定準備運転フラグがオンしているかの判断を行い、オンしていないときには処理２０７でエラー処理を行って処理を終わる。判断２０６でyes であれば、準備運転の末に乗りかごが最下端に到達して、次に上昇運転を行う階高測定運転の準備が完了したとして、処理２０８で低速上昇運転による階高測定運転速度指令を発生し、処理２０９で階高測定準備運転フラグをオフし、処理２１０で階高測定運転実行中フラグをオンし、各階の敷居やフェッシャプレートから発生するであろう最初の割込み階床は１階であることを示す処理を処理２１１で行い、検出する敷居、またはフェッシャプレートの幅データＷを零に初期設定する処理を処理２１２で行い、処理２１３を経由して割込み処理を終了する。
【００１３】
階高測定運転を開始すると乗りかご２に設けられた階高センサ２５が各階を通過する際に敷居２２やフェッシャプレート２３に近づいた時に立ち上がり割込み、離れていく時に立ち下がり割込みを各階毎に対にして発生して行き、その割込み発生のたびに図４に示す乗り場割込み処理３００が起動される。この処理が起動されると、まずはじめに判断３０１で階高測定準備運転かどうかを判断し、 yes であれば、準備段階では何も処理せず終了処理３０８を経由して処理を終わる。noであれば階高測定運転に伴う割込みと判断し、判断３０２で対象物に近づいたのかどうかの判断をして、yes であれば、処理３０３で立ち上がり割込みを受けた時の時刻，かご速度，かご同期位置データを立ち上がり割込みデータ格納エリアに格納する。そして、処理３０４で後述するタイマタスクで対象物である敷居などの幅を測定すべきことを示すためのフラグを立てて、処理を終わる。立ち下がり割込みを受けたのであれば処理３０５で階床から離れつつあるとして、立ち下がり割込みを受けた時の時刻，かご速度，かご同期位置データを立ち下がり割込みデータ格納エリアに格納し、処理３０６で対象物の幅の測定終了を示すためにフラグをオフし、処理３０７で次の階床での幅計数の準備のため階床番号をインクリメントして処理を終わる。
【００１４】
なお、ここでは起動を割込み処理として示したが、高性能処理装置を用いて短時間間隔で繰り返してレベル変化を監視して、レベル変化が生じた場合にタイマ割込みタスクで処理しても多少の遅れは生じるものの同等の効果を発揮する。
【００１５】
処理１００,２００,３００で準備されたデータをもとにして、階高テーブルの作成と乗りかご位置補正を図５に示す処理４００が実行する。なお、処理４００はタイマ割込みタスクに登録され、たとえば、１０ｍｓごとのように一定時間毎にタスクは起動される。処理４００が起動されると、はじめに判断４０１において、処理３００でセットリセットされる幅計数フラグがオンしているかどうかが判断される。図１の敷居２２やフェッシャプレート２３などの各階の床近傍や階床間に設けられた機器である対象物とセンサ２５が対向し、その幅を測定開始する必要があると判断された時(判断４０１でyes）、処理４０２で計測幅ＷをＷ＋ΔＷと更新して、幅測定を実行する。なお、ここでのΔＷの値は、エレベータの運転速度やタイマ割込みタスクの設定値で変更しなければならないので、エレベータの速度をタイマ割込み間隔時間で除算した値などを用いる。そして、処理４０３で対向物の幅を測定していることを示すフラグをオンして、終了処理412を経由して処理を終わる。このルートは、幅測定を完了するまで繰り返しタイマ割込み毎に実行されることになる。そして、判断４０１で、幅計数フラグがオンしていなければ、次に判断４０４で幅測定中フラグがオンしているかどうかの判定を行い、yes であれば測定完了直後と判断し、次に判断４０５で計測した対象物の幅Ｗが既知である実際の幅ＷＲとほぼ等しいかどうかの判定を行う。そして、両者がほぼ等しければ、対象物とセンサとの距離、つまり建屋側と乗りかごとの距離が乗りかごの偏荷重などで当初想定した値から変動しておらず、ズレ値ｄをゼロと設定する処理を処理４０６で行う。もし判断４０５でズレがあったときには、この値を補正するために対象物の上面のズレ（これが建屋と乗りかご床面との着床誤差となる値）を処理４０７で求める。この処理はあらかじめ仕様などから既知である実際の幅値ＷＲから、センサで検出した幅値Ｗを減算して、これを１／２することにより建屋側の床面との誤差値ｄを得る。そして判断４０８で階高測定運転中であるかを判断し、yes であれば、処理４０９で、図４で示した乗り場割込み処理で立ち下がり時に格納した位置データからズレ値を減算補正して、対応する階床番号と関連づけて階高テーブルを作成して、処理４１０で今回の階床についての対象物の幅測定中フラグをオフして処理を終わる。判断４０８で階高測定運転中でないと判断したときには、高速運転時の同期位置補正と判断し、処理４１１で割込みが発生した階の階高テーブル値を検索して、この値に対してズレ値の補正を行ってその値をかごの同期位置とするかご位置補正処理を行う。一方、判断４０４で幅測定中フラグがオフしているときは階間でタイマ割込みタスク起動されたとして、特に処理をする必要なしと判断して、処理を終了する。
【００１６】
ここで、各階や各階床間に存在する検出対象物である敷居やフェッシャプレートと、かごに取り付けられたセンサとの間の距離はかご内に乗っている乗客位置の偏りによるかごの傾きや、昇降路内に布設されるレールの曲がりなどの影響を受けて、かごと検出対象物との水平方向の距離が変動することがある。この両者の間の水平方向の距離の大小に対してたとえばセンサとして渦電流式センサを用いた場合には感度が変化してしまう。図４に示した乗り場への乗りかごの接近による立ち上がり割込みと、遠ざかることによる立ち下がり割込みとの発生タイミングを用いて対象物の幅を測定しているため、対象物とセンサとの水平距離差に応じて図６に示すように対象物の実際の幅ＷＲに対して計測した幅Ｗは種々変化してしまう。ここでは建屋床面である敷居２２の上面を立ち上がりか立ち下がり割り込みで検出しようとしているので、敷居とセンサの水平距離差に起因する検出タイミング変化が存在すれば、それは誤差となる。同図で（ａ）は建屋側とかごが非常に接近した場合、（ｂ）は中程度の距離、（ｃ）は離れた位置関係に両者がある条件で、鉛直方向に沿ってかごに設置されたセンサを移動させた場合のセンサの検出立ち上がりと立ち下がり状態を模式的に示している。この様な現象は、一般のエレベータでは勿論のこと、昇降路内のレイアウトの制約やアンダースラング構造の関係から機械室レスエレベータではより一層の頻度で発生する固有の現象である。つまり、乗りかごはロープでつり下げられるが、必ずしもかごの重心がつり下げられるとは限らないこと、乗客が偏って乗ったり、照明などのかご内機器に給電するためのテールコードもかご下機器配置の関係で重心直下につり下げられると言う保証もないし、かご位置によって変化するロープアンバランス重量の影響を打ち消すためにかごとつり合おもりとの間に接続される補償ロープもテールコードと同様にかご下につり下げられており、かご位置が変化するとかご下を引っ張る張力の状況も刻々と変化しうる。したがって、図５の処理４０６，４０７，４０９，４１１のズレ補償処理は水平方向の変位が幅測定に関してズレを生じてしまう可能性のあるこの様なエレベータシステムにとって特に有効な精度確保手段である。このズレ補正処理を行えば、各階に設けられている敷居やフェッシャプレートを検出することによってかご位置などを算出しても、かごの傾きやレール曲がりによる水平方向変位にともなう検出タイミングズレの悪影響を等価的に受けず、従来の遮へい板による階高測定処理や同期位置補正と同等の処理性能を実現できる効果がある。
【００１７】
この実施例では階床センサとして、非接触の金属検知センサを用いているので、階床通過時の不快な接触音などは一切発生せず、マンションなどの様に騒音に敏感な建築用途にも納入可能なエレベータシステムを提供できる他の効果がある。
【００１８】
さらに、エレベータの敷居は美観の点から錆びることは嫌われるので、通常、鉄製ではなく、真鍮，アルミ，ステンレスなど純鉄ではない材質で作られるのが一般的である。一方、階床間を大きく覆い、万一の場合に乗客の落下を防止するフェッシャプレートは通常の運転では人の目にふれることがないため、安価な鉄板が使われることが一般的である。さらに、敷居と比べるとフェッシャプレートは鉛直方向の長さが長く、かつ、建屋側にややかご側から離れる形で設置されるのが一般的である。そのため、金属を検出するのみのセンサを用いたのでは、フェッシャプレートと敷居を連続的に検出してしまい、その端部を鋭く検出することは難しいが、センサとして非鉄を選択的に検出できるものを使用すれば、敷居の端部を明確に精度良く検出できる実用上の効果がある。
【００１９】
さらに、敷居は鉛直方向にあまり十分な寸法幅がないので加工余裕度の点で困難であるが、センサとして検出材質に選択性を持たせないものを用い、かつ、フェッシャプレートに各階固有の切り欠きを施しておけば、各階の階床番号を検出のオンオフパターンから認識できるので、停電などの不慮のトラブルで途中階に停止してしまった場合にも、若干のかご移動を行えば最寄り階の認識を行うことができ、緊急事態からの復旧を容易にすることができる他の効果がある。
【００２０】
本実施例によれば、エレベータの基本的な使用に供するための機器である敷居やフェッシャプレートを用いて各階階高検出や乗りかご位置の補正処理が可能となり、各階やかご位置を認識するための特別な昇降路内設置機器の設置作業が不要となり、工事費の削減，工期の短縮などの据え付け上の効果がある。
【００２１】
本実施例によれば、新たな昇降内設置機器数を最小限にとどめ、システムを構築することができるので、エレベータを構築するための多くの機器を昇降路内に収納しなければならない機械室レスエレベータを実現しやすくなる効果がある。
本実施例によれば、停電などに伴う非常停止状態からの復旧をすみやかに実現することができるので、乗客の安全性確保の効果もある。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本実施例によれば、エレベータの本質的な利用に供するための必須機器である敷居やフェッシャプレートを用いて各階階高検出や乗りかご位置の補正処理が代用可能となり、各階やかご位置を認識するための特別な昇降路内設置機器が最小限で良い効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における全体配置構成図である。
【図２】本発明の一実施例の動作を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例の動作を説明する図である。
【図４】本発明の一実施例の動作を説明する図である。
【図５】本発明の一実施例の動作を説明する図である。
【図６】本発明の一実施例の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１…昇降路、２…乗りかご、３…つり合いおもり、４…リミットスイッチ、５，６…端階部用遮へい板、１４…駆動電動機、２０…パルス発生器、２２…敷居、２３…フェッシャプレート、２５検出センサ、２７…制御盤、１００…階高測定準備運転処理、２００…端階到着認識処理、３００…乗り場割込処理、４００…階高テーブル作成・乗りかご位置補正処理、ＷＲ…対象物の実幅寸法、Ｗ…対象物の測定幅、ΔＷ…タイマ割込毎の幅演算の増分、ｄ…対象物の実幅と測定幅とのズレ。

Claims (8)

1. 複数の乗り場間を昇降するエレベータ乗りかごと、このかご位置を推定するかご位置検出器を備えたエレベータにおいて、前記乗りかごに設けられ、対向物の幅を測定することにより前記複数の乗り場の敷居または階床間のフェッシャプレートを検出する検出手段と、この出力に応じて昇降路端部からの各階床の鉛直方向の階床高さを測定、又は鉛直方向の乗りかごの推定位置を補正する手段を設けたことを特徴とするエレベータの位置検出装置。
2. 複数の乗り場間を昇降するエレベータ乗りかごと、この乗りかごをせり上げ式又はつり下げ式に駆動するローピングと昇降路内に設置された電動機と、この電動機の回転に伴ってかご位置を推定するかご位置検出器を備えた機械室レスエレベータにおいて、前記乗りかごに設けられ、対向物の幅を測定することにより前記複数の乗り場の敷居または階床間のフェッシャプレートを検出する検出手段と、この出力により昇降路端部からの各階床の鉛直方向の階床高さを測定、又は鉛直方向の乗りかごの推定位置を補正する手段を設けたことを特徴とするエレベータの位置検出装置。
3. 前記検出手段は非接触検出器であることを特徴とする請求項１又は２記載のエレベータの位置検出装置。
4. 前記非接触検出器は金属を検出する検出器であることを特徴とする請求項３記載のエレベータの位置検出装置。
5. 前記検出手段はアルミ、又はステンレス、又は真鍮等の非鉄金属と鉄とを選択的に検出できることを特徴とする請求項１又は２，３，４記載のエレベータの位置検出装置。
6. 前記検出手段の出力に応答してかご位置推定データ、又はかご速度データ、又は時刻データを順次記憶することを特徴とする請求項１または２記載のエレベータの位置検出装置。
7. 前記乗り場の敷居またはフェッシャプレートの実幅とかご移動方向の前記検出手段による計測幅の差との１／２を上記記憶データに加減算することにより前記検出手段の出力を補正処理することを特徴とする請求項１又は２記載のエレベータの位置検出装置。
8. 前記検出手段の出力より求めた検出敷居幅またはフェッシャプレート幅が所定の範囲に入っていない場合に異常と判断することを特徴とする請求項７記載のエレベータの位置検出装置。

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