CN106467262B - 电梯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯，即使构成减振装置的多个加速度检测器、多个致动器中的何者发生故障也不会使减振装置停止而确保乘坐舒适度。电梯具有：一对导轨，其沿升降通道内的铅垂方向设置；电梯轿厢，其沿着该导轨进行升降；多个加速度检测器，其检测电梯轿厢的振动；以及控制装置，其基于抑制电梯轿厢的振动的多个致动器和多个加速度检测器的输出来控制多个致动器，在多个加速度检测器中的任一者发生故障的情况下，控制装置再生成用于生成向多个致动器发送的控制指令的参数，基于多个加速度检测器中的正常的加速度检测器的值，生成向多个致动器发送的控制指令。

Description

电梯

技术领域

本发明涉及一种通过安装于辊引导装置的致动器来抑制电梯轿厢振动的电梯。

背景技术

电梯设置有使电梯轿厢沿着导轨上下升降并使辊从三方向与导轨接触的引导装置。引导装置在电梯轿厢的上下左右设置合计四个，并将辊按压于导轨，通过在安装有辊的杆上设置的弹簧来调整按压力。另外，通过弹簧力的调整，抑制因导轨的不规则而引起的电梯轿厢的前后、左右方向上的振动。

另外，为了简化结构，已知有例如专利文献1所记载的如下内容：利用一个致动器来控制夹着导轨而设于两侧的两个引导辊相对于导轨的按压力，检测电梯轿厢的振动，基于该检测出的振动信息而使辊向导轨施加的按压力变化而抑制电梯轿厢的振动。

此外，在具有降低电梯轿厢的振动的致动器的电梯的引导装置中，已知有例如专利文献2所记载的如下内容：即便在产生了静态位移、动态位移的情况下，使致动器的驱动力适当地作用，获得充分的振动减少效果，因此在引导装置中设置引导杆、在引导杆上固定的致动器可动部，使用磁铁与线圈，在升降体进行振动时，在线圈中流动电流而使致动器可动部驱动。

在这些减振装置中，使用多个传感器、多个致动器而进行电梯轿厢的振动抑制。因此，在运转中，这些构件内的任一个传感器或者致动器发生故障的可能性增高。在传感器输出信号的大小变得大于设定值的情况下判断为异常并使控制装置停止这样的内容例如记载于专利文献3、专利文献 4。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-131385号公报

专利文献2：日本特开2001-122555号公报

专利文献3：日本特开2004-059232号公报

专利文献4：日本特开2007-246213号公报

随着电梯的高速化、换句话说电梯轿厢的运行速度增大，因导轨的不规则而引起的电梯轿厢的前后、左右方向上的振动在现有的引导装置中变得难以抑制，因此不断开发对电梯轿厢振动进行传感检测并基于其信息而利用致动器来控制电梯轿厢振动的主动引导装置。如专利文献3、专利文献4所述那样，若在异常产生时使主动引导装置停止，则无法抑制电梯轿厢振动，乘坐舒适度恶化。无论是在维护人员到来为止停止电梯的运行，还是停止主动引导装置而继续电梯的运行，均使乘客感到不快。

发明内容

本发明的目的在于，解决上述以往技术的课题，即使多个传感器、致动器内的何者发生故障，也可以确保一定程度的乘坐舒适度并继续电梯的运行。

为了实现上述目的，本发明提供一种电梯，其具有：一对导轨，其沿升降通道内的铅垂方向设置；电梯轿厢，其沿着该导轨进行升降；多个加速度检测器，其检测电梯轿厢的振动；以及控制装置，其基于抑制电梯轿厢的振动的多个致动器和多个加速度检测器的输出而控制多个致动器，在多个加速度检测器中的任一者发生故障的情况下，控制装置再生成用于生成向多个致动器发送的控制指令的参数，基于多个加速度检测器中的正常的加速度检测器的值，生成向多个致动器发送的控制指令。

发明效果

根据本发明，在具有多个加速度检测器、多个致动器的控制装置中，即使这些加速度检测器、致动器发生故障，也能够使用没有故障的加速度检测器、致动器而确保一定程度的减振效果并使电梯运行。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的流程图。

图2是图1中的一实施方式中的结构图。

图3是引导控制装置的结构图。

图4是控制装置的结构图。

图5是加速度传感器的故障诊断的流程图。

图6是致动器的故障诊断的流程图。

图7是图1中的一实施方式中的控制器重建的流程图。

图8是图1中的一实施方式中的控制器重建的另一流程图。

附图标记说明：

10…电梯轿厢；11…轿厢框；12…轿厢室；13…开闭门；14～17…减振机构部(辊引导机构)；18～23…加速检测器；24…第一控制装置；25…第二控制装置；25A～25D…单位控制装置；26A、27A…干扰力运算功能部；26B、27B…控制参数运算功能部；26C、27C…控制量运算功能部； 36、42…减振致动器。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行详细说明，本发明不限于以下的实施方式，在本发明的技术概念之中，各种变形例、应用例也包含在其范围内。

[实施例1]

以下，对本发明的第一实施方式进行说明，首先，基于图2以及图3，对用于主动地抑制因导轨不规则等引起的电梯的电梯轿厢的横向振动的减振系统进行说明。在图2中，电梯装置的电梯轿厢10具有轿厢框11与轿厢室12，在轿厢框11的上部与下部设置有作为减振机构部的辊引导机构14、15、16、17。辊引导机构14、15、16、17与设置于升降通道的导轨(未图示)抵接，电梯轿厢10沿着导轨进行升降。辊引导机构14、15、 16、17设置在电梯轿厢10的左侧与右侧且电梯轿厢10的前后方向的大致中央。而且，以与该辊引导机构14、15、16、17的设置位置对应的方式将导轨安装固定于升降通道壁面。

导轨由单位导轨(当然，在上下方向上具有与这些单位导轨连接的单位导轨是不言而喻的)构成，该单位导轨具有4～5m的长度。而且，将单位导轨在升降通道上沿纵向连结安装固定，因此在单位导轨的连接点处产生弯曲。在电梯轿厢10的升降时，单位导轨的连接点的弯曲作为强制位移而经由辊引导机构14、15、16、17向电梯轿厢10作用，从而产生横向的振动。

如此，为了主动地抑制基于导轨的安装不规则而作用于电梯轿厢10 的横向的振动，在辊引导机构14、15、16、17上安装减振致动器。该辊引导机构14、15、16、17的结构如图3所示。将如此利用减振致动器来调整减振力的结构称为主动减振机构部。

图3是从侧面观察作为减振机构部的辊引导机构14、15、16、17之一的图。首先，辊30a、30b夹入导轨的突出部的两端面，并分别枢轴支承于一对杆31a、31b，这些杆的下端销支承于支承台32。在此，辊30a、 30b即使在电梯轿厢10产生横向摇动或者因乘客的乘入导致电梯轿厢10 产生偏负载时，也必须不与导轨分离。

为了将辊30a、30b按压于导轨，将固定于杆31a、31b的螺旋弹簧33a、 33b以从自然长度压缩的状态进行安装。另外，为了防止电梯轿厢的异常倾斜，以使杆31a、31b不超过一定的旋转角的方式分别设置弹性体34a、 34b，从而实现限位器的作用。此外，设置与辊30a、30b正交的辊30c，辊30c与导轨的突出部的前端紧贴而进行旋转。

在与辊引导机构的支承台32结合的支承板35上安装有减振致动器 36。该减振致动器36经由例如滚珠丝杠37和联轴器(未图示)而与可动体38直接连结。在此，可动体38与减振致动器36同样地经由例如线性引导件39而安装在支承板35上，能够仅向与辊30a、30b的摆动方向相同的方向水平移动。另外，在减振致动器36上安装有用于检查减振致动器36的动作的传感器49。传感器49可以是例如编码器那样的能够检测致动器的旋转轴的旋转角的构件。

在可动体38的两端处，在左右结合有一对拉杆40a、40b，螺旋弹簧 33a、33b的端部通过设于该拉杆端的螺母41a、41b来固定。根据这样的结构，通过向减振致动器36给予指令而控制可动体37的水平动作，能够改变螺旋弹簧33a、33b的压缩力。

另外，辊30c实际上也形成为相同的结构，在支承板35上安装有减振致动器42。该减振致动器42经由例如滚珠丝杠43和联轴器(未图示) 而与可动体44直接连结。在此，可动体44与致动器42同样地，经由例如线性引导件45而安装在支承板35上，能够仅向与辊30c的摆动方向相同的方向水平移动。

在可动体44的一端结合杆46，螺旋弹簧47的端部通过设于该杆端的螺母48进行固定。根据这样的结构，通过向减振致动器42给予指令而控制可动体44的水平动作，能够改变螺旋弹簧47的压缩力。在减振致动器 42上也同样地安装有传感器50，可以是编码器那样的构件。

在此，向致动器36、42发送的驱动信号是利用控制装置根据设置于电梯轿厢10的后述的加速度传感器的输出而计算决定的。需要说明的是，也可以与图示的辊引导机构14、15、16、17不同地，利用独立的马达来调整各个辊30a～30c的按压力，并且作为减振致动器而使用线性马达。

返回图2，在电梯轿厢10中设置多个检测从导轨给予的振动的加速度检测器(以下，称为加速度传感器)。具体来说，在电梯轿厢10的顶侧的外侧上表面部的对角部分设有加速度传感器18、19。同样，在电梯轿厢 10的地面侧的外侧下表面部的对角部分设有加速度传感器20、21。在图中例如加速度传感器20设置在轿厢框11侧的地板部，加速度传感器21设置在轿厢室10的地板部下侧。哪一个设置于轿厢室还是设置于轿厢框是可以调换的。加速度传感器18、19的配置关系与加速度传感器20、21 的配置关系被设定为相同的关系，各个加速度传感器18～21配置在顶侧的外侧表面与地面侧的外侧表面的对角部分的角部。这些加速度传感器 18～21检测图2所示的x方向(前后方向)的加速度。这些加速度传感器也可以不一定配置在角部。

另外，在配置于轿厢框11的顶侧的外表面的辊引导机构14的配置部分配置有加速度传感器22，在位于与其对角的位置的、配置于轿厢框11 的地面侧的外表面的辊引导机构17的配置附近的轿厢室地面下侧也配置有加速度传感器23。这些加速度传感器22、23检测图2所示的y方向(左右方向)的加速度。

由加速度传感器18～21检测出的加速度向第一控制装置24输入，并基于该检测出的加速度而输出用于抑制电梯轿厢1的振动的驱动信号(控制指令)。第一控制装置24具备输出用于抑制电梯轿厢1的前后方向(＝x 方向)的振动的减振致动器36的驱动信号的功能。第一控制装置24是用于执行各种功能的控制装置，但将其作为执行抑制电梯轿厢的振动的减振功能的控制装置进行说明。

如此，减振机构由多个加速度传感器、减振致动器构成，因此这些构件发生故障的概率增高。因此，在这些传感器、致动器中的任一者发生故障时使减振机构停止的话，在直至维护人员来修改的期间，由于无法抑制电梯轿厢的振动，因此使乘坐舒适度较差的状态持续。因此，想要实现如下想法：即便加速度传感器、减振致动器中的任一者发生故障，也可以利用未发生故障的加速度传感器、减振致动器在维护人员来修理为止使减振机构动作而维持一定程度的乘坐舒适度。

在此，在本实施例中，划分为抑制与x方向相关的振动的第一控制装置24与抑制与y方向相关的振动的第二控制装置25，因此与未划分的情况相比而能够简化各个控制装置24、25。

在本实施例中，集合第一控制装置24、第二控制装置25以及辊引导机构14、15、16、17而统称为减振机构。而且，第一控制装置24与第二控制装置25采用功能上相同的结构，为了抑制向电梯轿厢10作用的前后方向与左右方向的振动，在前后方向上向减振致动器36输送驱动信号，在左右方向上向减振致动器42输送驱动信号。因而，在第一控制装置24 与第二控制装置25中执行用于计算各减振致动器36、42的驱动信号的控制运算。

作为控制装置的一例，基于图4对第二控制装置25的功能结构进行说明，第二控制装置25由四个单位控制装置25A、25B、25C、25D构成。该第二控制装置25根据与左右方向(＝y方向)相关的两个加速度传感器 22、23的输入来决定向与左右方向相关的两个减振致动器42发送的驱动信号。各个单位控制装置25A～25D包括对作为控制增益的K11、K21、 K12、K22进行运算的控制参数运算功能部27A、以及由带有频率特性的传递函数G(s)形成的控制量运算功能部27B。传递函数G(s)在各单位控制装置25A～25D中共用，不同的是控制增益。控制增益K11、K21、 K12、K22反映于传递函数G(s)，由此计算并输出驱动信号。

所谓的控制参数在本实施例中为控制增益，在与y方向相关的各单位控制装置25A～25D中存在四个控制参数。因此，若根据由导轨的安装不规则引起的振动模式来正确地决定各控制参数的值，则能够有效地抑制振动。在第一控制装置24中，若正确地决定各控制参数的值，则也能够有效抑制振动是不言而喻的。

如此，减振机构由多个加速度传感器、减振致动器构成，因此这些构件发生故障的概率增高。因而，在这些传感器、致动器中的任一者发生故障时使减振机构停止的话，直至维护人员来修理的期间，无法抑制电梯轿厢的振动，因此使乘坐舒适度较恶的状态持续。因此，想要实现如下想法：即便加速度传感器、减振致动器中的任一者发生故障，也可以利用未发生故障的加速度传感器、减振致动器在维护人员来修理为止使减振机构动作而维持一定程度的乘坐舒适度。

接下来，基于附图来说明具体的实施方式。图1是表示利用上述说明的减振机构在加速度传感器产生故障时的应对的流程图。加速度传感器数量、减振致动器数量在第一控制装置24与第二控制装置25中不同，与之相伴地，控制装置的结构不同。例如在左右方向的控制装置中，如图4所示，根据两个加速度传感器信息生成向两个减振致动器发送的指令，另外虽未图示，但前后方向的控制装置根据四个加速度传感器信息生成向四个减振致动器发送的指令。前后方向的减振机构与左右方向的减振机构是独立的，且基本结构相同，因此使用图1而仅对加速度传感器发生故障的情况进行说明，减振致动器发生故障的情况也是相同的。

在S101中进行监视的第一控制装置24定期检查加速度传感器输出是否处于预先设定的阈值1以内。该定期检查的加速度传感器用于监视乘坐舒适度，因此基本上检查在轿厢室设置的加速度传感器21和23的输出。当这些加速度传感器的输出超过阈值1时，第一控制装置24怀疑何处的加速度传感器发生故障，实施故障诊断的S102，在S103中确定故障位置的有无，并在故障位置存在的情况下确定该故障部位。在判断为故障位置存在的情况下，进入接下来的S105，将故障位置向管制传感器通报。然后，在S106中，不使用故障位置的传感器而重建使减振机构驱动的控制参数，利用该重建后的新控制参数使减振机构动作。若控制装置被重建，则利用该控制装置使电梯运行(S107)。此时，若与发生故障的部位对应的方向上的加速度传感器输出变得小于预先设定的阈值2，则利用该重建的控制装置使电梯持续运行，直至维护人员到来(S112)。这里的阈值2设定为例如在不使减振机构动作而使轿厢动作的情况下产生的加速度传感器输出。若加速度传感器输出不小于阈值2，则表示依然发生故障，即便使减振机构动作也不具有减振效果，因此使减振机构停止(S110)，将使减振机构停止的情况向管制中心通报(S111)。此时使轿厢停止在目的楼层或者最靠近楼层，使电梯停止。

另外，在即便加速度传感器输出大于阈值1而在步骤104中判断为无故障的情况下，加速度传感器变得大于阈值1的原因并非基于加速度传感器、减振致动器的故障而是例如导轨的安装固定状态的恶化等其他原因的可能性大，因此向管制中心通报电梯轿厢振动较大而使乘坐舒适度恶化 (S108)。此时不仅进行通报，也可以与S110、S111同样地使减振装置停止，向管制中心报告，使电梯停止。

在此，使用图5、图6而说明步骤S102、S103时的加速度传感器、减振致动器的故障诊断的流程。前后方向的减振机构与左右方向的减振机构是独立的，因此分别单独地进行故障诊断。因而，图5的加速度传感器的诊断流程与图6的减振致动器的诊断流程是独立的。例如采用图2所示的减振机构，前后方向的减振机构具有四个加速度传感器、四个减振致动器，左右方向的减振机构具有两个加速度传感器、两个减振致动器。以前后方向的减振机构为例，使用图5对加速度传感器的诊断流程S201进行说明。在前后方向上需要进行四个加速度传感器的故障诊断。

作为S201，第一控制装置24计算各加速度传感器每一个的输出与其它三个加速度传感器输出的平均的差值，抽出产生与其它加速度传感器输出的平均偏差最大的输出的加速度传感器。作为S202，第一控制装置24 判别由S201抽出的加速度传感器的差值是否大于预先设定的阈值s。在其差值大于阈值s的情况下，第一控制装置24判断为抽出的加速度传感器异常(S203)，将分配给该加速度传感器的编号储存于存储部(S204)。在 S202中判别为小于阈值s的情况下，没有判断为故障而结束处理。

接下来，使用图6对减振致动器的诊断流程进行说明。在各致动器上安装有例如编码器等致动器传感器49、50，能够监视其动作。

作为S207，第二控制装置25计算各致动器传感器每一个的致动器指令值与致动器传感器输出的差异，抽出差异最大的致动器传感器。作为 S208，判别抽出的致动器传感器的值与该致动器指令值的差异是否为所设定的阈值a以上。在抽出的致动器传感器和与其对应的致动器指令值的偏差为阈值a以上的情况下，判断为与致动器传感器对应的致动器发生故障 (S209)。将向判断为该故障的致动器分配的编号储存于存储部(S210)。这样一来，能够判断哪个加速度传感器、哪个减振致动器发生了故障。

接下来，使用图7来说明图1的流程的步骤S106。首先，从存储部调出在步骤S204、步骤S210中存储的发生故障的加速度传感器编号、减振致动器编号(S221)。在位于控制装置的存储部中，与加速度传感器、减振致动器有可能引发故障的全部组合对应，将除去发生故障的加速度传感器、减振致动器而构成的控制器的控制参数储存于存储部。将除去在步骤 S221调出的、发生故障的加速度传感器、减振致动器而构成的控制器从储存的存储部调出，更新参数设定(S223)。该方式储存有对除去发生故障的加速度传感器、减振致动器之后的剩余的传感器、致动器进行最佳计算而获得的控制装置，因此构成此时能够采取的最佳的减振装置，并且能够确保控制装置的稳定性。

但是，为了计算所有组合的控制器并进行预先储存而需要较大的存储区域。对此，作为次优的对策，在图8中示出简单地进行控制器的重建的方法。与图7的情况同样地，在步骤S231中从存储部调出发生故障的加速度传感器编号和发生故障的减振致动器编号。在步骤S232中设为传感器个数M时，生成如下述数式(2)所示那样仅将M次的对角矩阵中的、与故障加速度传感器的编号对应的对角项设为零的正方矩阵S。在此，在将其它的对角要素设为1时，对应于与其对应的控制增益(例如图4中的 K11、K12、K21、K22)使用原本的数值的情况。只要是能够确保控制装置的稳定性，也可以使用其它的数值。

同样，在步骤S233中设为致动器数量N时，生成下述数式(1)所示那样仅将N次的对角矩阵中的、与故障减振致动器的编号对应的对角项设为零的正方矩阵A。使用由步骤232、233生成的正方矩阵S和A，在步骤S234中从原本的控制器Ko(s)的左边乘以矩阵A、从右侧乘以矩阵S 而生成新的控制器Kn(s)。该计算不利用发生故障的加速度传感器的信息，意味着在发生故障的减振致动器中输入指令零，能够设为使用未发生故障的加速度传感器、减振致动器的减振机构。

[数学式1]

[数学式2]

。

Claims (7)

1.一种电梯，其具有：

一对导轨，所述一对导轨沿升降通道内的铅垂方向设置；

电梯轿厢，所述电梯轿厢沿着该导轨进行升降；

多个加速度检测器，所述多个加速度检测器检测所述电梯轿厢的振动；

多个致动器，所述多个致动器抑制所述电梯轿厢的振动；以及

控制装置，所述控制装置基于所述多个加速度检测器的输出而控制所述多个致动器，

其特征在于，

在所述多个加速度检测器中的任一者发生故障的情况下，所述控制装置再生成用于生成向所述多个致动器发送的控制指令的参数，并基于所述多个加速度检测器中的正常的加速度检测器的值而生成向所述多个致动器发送的控制指令。

2.根据权利要求1所述的电梯，其特征在于，

所述控制装置对所述多个加速度检测器的各输出信号进行比较，当特定的加速度检测器的输出信号与将其它多个加速度检测器的输出信号平均化后的数值相比较而具有预先设定的阈值以上的差别的情况下，将所述特定的加速度检测器判断为发生故障。

3.根据权利要求2所述的电梯，其特征在于，

所述特定的加速度检测器是所述多个加速度检测器中的、对所述特定的加速度检测器的输出信号的数值与将其它多个加速度检测器的输出信号平均化后的数值进行比较并将具有最大差别的输出信号输出的加速度检测器。

4.根据权利要求1所述的电梯，其特征在于，

所述电梯还具备检测所述致动器的动作状态的多个状态检测器，

所述控制装置对所生成的向各所述致动器发送的控制指令值和来自所述多个状态检测器的输出信号进行比较，并将差别大于预先设定的阈值的致动器判断为发生故障，

所述控制装置再生成用于生成向所述多个致动器发送的控制指令的参数，并生成向所述多个致动器中的正常的致动器发送的控制指令。

5.根据权利要求4所述的电梯，其特征在于，

所述控制装置具备存储部，在所述存储部中储存有排除所述加速度检测器或者所述致动器后的情况下的参数信息，所述控制装置在排除所检测出的故障加速度检测器、故障致动器的情况下，基于所述存储部所储存的排除后的情况下的参数信息而再生成用于生成向所述多个致动器发送的控制指令的参数。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电梯，其特征在于，

所述控制装置在再生成用于生成向所述多个致动器发送的控制指令的参数的情况下，报告所述多个加速度检测器或者所述多个致动器产生故障的情况。

7.根据权利要求1所述的电梯，其特征在于，

所述电梯还具有如下机构：在通过所述控制装置进行减振控制时的来自所述加速度检测器的输出信号大于预先设定的阈值的情况下，该机构通知停止所述多个致动器且一并使减振装置停止的情况。