CN107487688B - 用于电梯系统的传感器和驱动电机学习运行 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种操作电梯系统的学习运行序列的方法，所述方法包括以下步骤：使用线性推进系统使电梯轿厢以选定速度移动穿过电梯井的分道；在所述电梯轿厢移动穿过所述分道时使用传感器系统来检测所述电梯轿厢的位置；使用控制系统来控制所述电梯轿厢，所述控制系统与所述电梯轿厢、所述线性推进系统和所述传感器系统可操作地通信；以及使用所述控制系统响应于所述电梯轿厢的行进时间、所述电梯轿厢的速度、所述电梯轿厢的位置和所述电梯轿厢的高度中的至少一者来确定轿厢状态传感器中的每一者在所述分道内相对于彼此的位置。

Description

用于电梯系统的传感器和驱动电机学习运行

技术领域

本文公开的标的大体上涉及电梯领域，且更具体来说，涉及电梯系统内的传感器和驱动电机段位置确定。

背景技术

无绳电梯系统，还被称为自推进电梯系统，在特定应用(例如，高层建筑)中是有用的，其中有绳系统的绳索的质量难以承受，且需要多个电梯轿厢在单个井道、电梯井或分道中行进。在概念上存在无绳电梯系统，其中为向上行进的电梯轿厢指定第一分道，且为向下行进的电梯轿厢指定第二分道。分道的每个末端处的转运站用于在第一分道与第二分道之间水平地移动轿厢。多轿厢无绳电梯系统可能需要大量传感器和驱动电机段进行操作，这往往会复杂化并延长安装过程。

发明内容

根据一个实施例，提供一种操作电梯系统的学习运行序列的方法。所述方法包括以下步骤：使用线性推进系统使电梯轿厢以选定速度移动穿过电梯井的分道。所述线性推进系统包括：第一部分，所述第一部分安装在所述电梯井的分道中；以及第二部分，所述第二部分安装到电梯轿厢，所述第二部分被配置成与所述第一部分共同动作以向电梯轿厢赋予移动。所述方法还包括以下步骤：在电梯轿厢移动穿过分道时使用传感器系统来检测电梯轿厢的位置。所述传感器系统包括；多个被感测元件，所述多个被感测元件安置在电梯轿厢上；以及多个轿厢状态传感器，所述多个轿厢状态传感器安置在分道内，所述多个轿厢状态传感器被配置成在电梯轿厢接近相应的轿厢状态传感器时检测被感测元件。所述方法进一步包括以下步骤：使用控制系统来控制电梯轿厢，所述控制系统与电梯轿厢、线性推进系统和传感器系统可操作地通信；以及使用控制系统响应于电梯轿厢的行进时间、电梯轿厢的速度、电梯轿厢的位置和电梯轿厢的高度中的至少一者来确定轿厢状态传感器中的每一者在分道内相对于彼此的位置。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述方法的其他实施例可以包括：所述第一部分包括一个或多个电机段和一个或多个相关联的驱动器；以及所述第二部分包括一个或多个永磁体。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述方法的其他实施例可以包括：使用控制系统响应于电机段的反电动势来确定一个或多个电机段中的每一者的位置、长度和相位中的至少一者。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述方法的其他实施例可以包括：响应于电机段的位置来配置驱动器中的每一者。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述方法的其他实施例可以包括：电梯轿厢是第一电梯轿厢。所述系统进一步包括第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在电梯井的与第一电梯轿厢相同的分道中。多个轿厢状态传感器被配置成确定第一电梯轿厢和第二电梯轿厢各自的位置。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述方法的其他实施例可以包括：多个轿厢状态传感器界定利用第一分道安置的多个第一轿厢状态传感器，且电梯轿厢是第一分道中的第一电梯轿厢。所述系统进一步包括：第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在电梯井的第二分道中；以及多个第二轿厢状态传感器，所述多个第二轿厢状态传感器安置在第二分道内，其被配置成确定第二电梯轿厢的位置。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述方法的其他实施例可以包括：电梯系统是多轿厢无绳电梯系统。

根据另一实施例，提供一种电梯系统。所述系统包括：处理器；存储器，所述存储器包括在由所述处理器执行时致使所述处理器执行操作的计算机可执行指令。所述操作包括以下步骤：使用线性推进系统使电梯轿厢以选定速度移动穿过电梯井的分道。所述线性推进系统包括：第一部分，所述第一部分安装在所述电梯井的分道中；以及第二部分，所述第二部分安装到电梯轿厢，所述第二部分被配置成与所述第一部分共同动作以向电梯轿厢赋予移动。所述操作还包括以下步骤：在电梯轿厢移动穿过分道时使用传感器系统来检测电梯轿厢的位置。所述传感器系统包括；多个被感测元件，所述多个被感测元件安置在电梯轿厢上；以及多个轿厢状态传感器，所述多个轿厢状态传感器安置在分道内，所述多个轿厢状态传感器被配置成在电梯轿厢接近相应的轿厢状态传感器时检测被感测元件。所述操作进一步包括以下步骤：使用控制系统来控制电梯轿厢，所述控制系统与电梯轿厢、线性推进系统和传感器系统可操作地通信；以及使用控制系统响应于电梯轿厢的行进时间、电梯轿厢的速度、电梯轿厢的位置和电梯轿厢的高度中的至少一者来确定轿厢状态传感器中的每一者在分道内相对于彼此的位置。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述系统的其他实施例可以包括：所述第一部分包括一个或多个电机段和一个或多个相关联的驱动器；以及所述第二部分包括一个或多个永磁体。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述系统的其他实施例可以包括：所述操作进一步包括：使用控制系统响应于电机段的反电动势来确定一个或多个电机段中的每一者的位置、长度和相位中的至少一者。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述系统的其他实施例可以包括：所述操作进一步包括：响应于电机段的位置来配置驱动器中的每一者。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述系统的其他实施例可以包括：电梯轿厢是第一电梯轿厢，所述系统进一步包括：第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在电梯井的与第一电梯轿厢相同的分道中，多个轿厢状态传感器被配置成确定第一电梯轿厢和第二电梯轿厢各自的位置。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述系统的其他实施例可以包括：多个轿厢状态传感器界定利用第一分道安置的多个第一轿厢状态传感器，且电梯轿厢是第一分道中的第一电梯轿厢，所述系统进一步包括：第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在电梯井的第二分道中；以及多个第二轿厢状态传感器，所述多个第二轿厢状态传感器安置在第二分道内，其被配置成确定第二电梯轿厢的位置。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述系统的其他实施例可以包括：电梯系统是多轿厢无绳电梯系统。

根据另一实施例，提供一种在计算机可读介质上有形地体现的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括在由处理器执行时致使所述处理器执行操作的指令。所述操作包括：使用线性推进系统使电梯轿厢以选定速度移动穿过电梯井的分道。所述线性推进系统包括：第一部分，所述第一部分安装在所述电梯井的分道中；以及第二部分，所述第二部分安装到电梯轿厢，所述第二部分被配置成与所述第一部分共同动作以向电梯轿厢赋予移动。所述操作还包括：在电梯轿厢移动穿过分道时使用传感器系统来检测电梯轿厢的位置。所述传感器系统包括：多个被感测元件；所述多个被感测元件安置在电梯轿厢上；以及多个轿厢状态传感器，所述多个轿厢状态传感器安置在分道内。所述多个轿厢状态传感器被配置成在电梯轿厢接近相应的轿厢状态传感器时检测被感测元件。所述操作进一步包括：使用控制系统来控制电梯轿厢，所述控制系统与电梯轿厢、线性推进系统和传感器系统可操作地通信；以及使用控制系统响应于电梯轿厢的行进时间、电梯轿厢的速度、电梯轿厢的位置和电梯轿厢高度中的一者来确定轿厢状态传感器中的每一者在分道内相对于彼此的位置。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述计算机程序的其他实施例可以包括：所述第一部分包括一个或多个电机段和一个或多个相关联的驱动器；以及所述第二部分包括一个或多个永磁体。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述计算机程序的其他实施例可以包括：所述操作进一步包括：使用控制系统响应于电机段的反电动势来确定一个或多个电机段中的每一者的位置、长度和相位中的至少一者。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述计算机程序的其他实施例可以包括：所述操作进一步包括：响应于电机段的位置来配置驱动器中的每一者。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述计算机程序的其他实施例可以包括：电梯轿厢是第一电梯轿厢，所述系统进一步包括：第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在电梯井的与第一电梯轿厢相同的分道中，多个轿厢状态传感器被配置成确定第一电梯轿厢和第二电梯轿厢各自的位置。

除了上文描述的特征中的一者或多者之外，或作为替代方案，所述计算机程序的其他实施例可以包括：多个轿厢状态传感器界定利用第一分道安置的多个第一轿厢状态传感器，且电梯轿厢是第一分道中的第一电梯轿厢。所述系统进一步包括：第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在电梯井的第二分道中；以及多个第二轿厢状态传感器，所述多个第二轿厢状态传感器安置在第二分道内，其被配置成确定第二电梯轿厢的位置。

本公开的实施例的技术效果包括用于确定电梯系统内的传感器的位置和驱动电机段确定的学习运行序列。其他技术实施例包括利用学习运行序列来配置电梯系统内的驱动器控制系统。

可以非排他地以各种组合来组合前述特征和元件，除非另外明确指示。鉴于以下描述和附图，这些特征和元件以及其操作将变得更加显而易见。然而，应该理解，以下描述和图式意在在本质上是说明性和阐释性的而非限制性的。

附图说明

通过结合附图进行的以下详细描述，本公开的前述和其他特征以及优势会显而易见，在附图中，相同的元件在若干图中被相同地编号：

图1说明根据本公开的实施例的多轿厢电梯系统的示意图；

图2说明根据本公开的实施例的图1的多轿厢电梯系统内的单个电梯轿厢的放大示意图；

图3说明根据本公开的实施例的具有感测系统的图2的单个电梯轿厢的放大示意图；

图4是说明根据本公开的实施例的操作图2至图3的多轿厢电梯系统的学习运行序列的方法的流程图；

图5说明根据本公开的实施例的用于图4的学习运行序列的增量传感器检测；

图6说明根据本公开的实施例的用于图4的学习运行序列的增量传感器检测；以及

图7是描绘根据本公开的实施例的图1至图3的电梯系统的各个驱动电机段的反电动势相对于电梯轿厢位置的图。

具体实施方式

图1描绘可以用于本公开的实施例的多轿厢无绳电梯系统100。无绳电梯系统100包括具有多个分道113、115和117的电梯井111。虽然在图1中示出三个分道113、115、117，但应理解，本公开的各种实施例和多轿厢无绳电梯系统的各种配置可以包括多于或少于图1中示出的三个分道的任何数目的分道。在每个分道113、115、117中，多个电梯轿厢114可以在一个方向上行进，即，如箭头184所示向上或如箭头182所示向下，或者单个分道内的多个轿厢可以被配置成在相反的方向上移动，如箭头186所示。举例来说，在图1中，分道113和115中的电梯轿厢114在箭头184的方向上向上行进，且分道117中的电梯轿厢114在箭头182的方向上向下行进。此外，如图1中所示，一个或多个电梯轿厢114可以在单个分道113、115和117中行进。

如所示，上部转运站130位于建筑的顶部可接近楼层上方，所述上部转运站被配置成向电梯轿厢114赋予水平运动，从而在分道113、115和117之间移动电梯轿厢114。应理解，上部转运站130可以位于顶部楼层处，而不是顶部楼层上方。类似地，下部转运站132位于建筑的第一楼层下方，所述下部转运站被配置成向电梯轿厢114赋予水平运动，从而在分道113、115和117之间移动电梯轿厢114。应理解，下部转运站132可以位于第一楼层，而不是第一楼层下方。虽然在图1中未示出，但可以在下部转运站132与上部转运站130之间配置一个或多个中间转运站。中间转运站类似于上部转运站130和下部转运站132，且被配置成向相应转运站处的电梯轿厢114赋予水平运动，因此使得能够在电梯井111内的中间点处从一个分道转运到另一分道。此外，虽然在图1中未示出，但电梯轿厢114被配置成在多个楼层140处停止以允许进入电梯轿厢114以及从电梯轿厢114外出。

使用推进系统在分道113、115、117内推进电梯轿厢114，所述推进系统例如为具有主要固定部分或第一部分116和辅助移动部分或第二部分118的线性永磁体电机系统。第一部分116之所以是固定部分是因为其安装到分道的一部分，且第二部分118之所以是移动部分是因为其安装在可以在分道内移动的电梯轿厢114上。

第一部分116包括安装在结构部件119上的绕组或线圈，且可以相对于电梯轿厢114安装在分道113、115和117的一侧或两侧处。具体来说，第一部分116将定位在分道113、115、117内的不包括电梯门的壁或侧。

第二部分118包括安装到轿厢114的一侧或两侧(即，在与第一部分116相同的侧上)的永磁体。第二部分118与第一部分116啮合以支撑电梯轿厢114且在分道113、115、117内驱动电梯轿厢114。从一个或多个驱动单元120向第一部分116供应驱动信号以通过线性永磁体电机系统来控制电梯轿厢114在它们的相应分道中的移动。第二部分118与第一部分116操作性地连接且以电磁方式操作第一部分116以通过信号和电力进行驱动。被驱动的第二部分118使得电梯轿厢114能够沿着第一部分116移动，且因此在分道113、115和117内移动。

本领域技术人员将了解，第一部分116和第二部分118不限于此实例。在替代性实施例中，第一部分116可以被配置成永磁体，且第二部分118可以被配置成绕组或线圈。此外，本领域技术人员将了解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他类型的推进。举例来说，可以利用其他线性电机，包括同步、感应、同极和压电电动机的任何组合。

如图1中所示，第一部分116是由多个电机段122(图2中看到)形成，其中每个段与驱动单元120相关联。虽然未示出，但图1的中央分道115还包括处于分道115内的第一部分116的每个段的驱动单元。本领域技术人员将了解，虽然为系统的每个电机段122(图2中看到)提供驱动单元120(一对一)，但在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他配置。此外，本领域技术人员将了解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以采用其他类型的推进。举例来说，可以将磁性螺杆用于电梯轿厢的推进系统。因此，提供本公开的所描述和示出的推进系统仅仅为了阐释性目的，且无意具限制性。

现在转向图2，示出包括在分道113中行进的电梯轿厢114的电梯系统110的视图。通过沿着分道113的长度延伸的一个或多个导轨124来导引电梯轿厢114，其中导轨124可以附着到结构部件119。为了易于说明，图2的视图仅描绘单个导轨124；然而，可能存在定位在分道113内的任何数目的导轨，且可以(例如)定位在电梯轿厢114的相对侧上。电梯系统110采用如上文描述的线性推进系统，其中第一部分116包括多个电机段122a、122b、122c、122d，每个电机段具有一个或多个线圈126(即，相位绕组)。可以将第一部分116安装到导轨124、并入到导轨124中，或者可以在结构部件119上与导轨124远离地定位。第一部分116用作永磁体同步线性电机的定子以向电梯轿厢114赋予力。如图2中所示，第二部分118安装到电梯轿厢114，且包括一个或多个永磁体128的阵列以形成无绳电梯系统的线性推进系统的第二部分。电机段122a、122b、122c、122d的线圈126可以布置在一个或多个相位中，如电动机领域中已知，例如，布置在三个、六个相位中。一个或多个第一部分116可以安装在分道113中，以与安装到电梯轿厢114的永磁体128共同动作。虽然电梯轿厢114的仅单个侧示出为具有图2的永磁体128实例，但永磁体128可以定位在电梯轿厢114的两个或更多侧上。替代性实施例可以使用单个第一部分116/第二部分118配置，或多个第一部分116/第二部分118配置。

在图2的实例中，描绘了四个电机段122a、122b、122c、122d。电机段122a、122b、122c、122d中的每一者具有对应的或相关联的驱动器120a、120b、120c、120d。系统控制器125向驱动器120a、120b、120c、120d提供命令信号，所述命令信号用于计算经由驱动器120a、120b、120c、120d发送到电机段122a、122b、122c、122d的驱动信号以控制电梯轿厢114的运动。可以使用微处理器来实施系统控制器125，所述微处理器执行存储在存储介质上的计算机程序来执行本文中所描述的操作。替代地，系统控制器125可以在硬件(例如，ASIC、FPGA)中或在硬件/软件的组合中实施。系统控制器125还可以是电梯控制系统的部分。系统控制器125可以包括功率电路(例如，逆变器或驱动器)以向第一部分116供电。虽然描绘了单个系统控制器125，但本领域技术人员将理解，可以使用多个系统控制器。举例来说，可以提供单个系统控制器以在相对短的距离上控制电机段群组的操作，且在一些实施例中，可以为每个驱动单元或驱动单元群组提供单个系统控制器，其中系统控制器彼此进行通信。

在一些实施例中，如图2中所示，电梯轿厢114包括具有一个或多个收发器138和处理器或CPU 134的板上控制器156。板上控制器156和系统控制器125共同地形成控制系统，其中可以在板上控制器156与系统控制器125之间转移计算处理。

控制器系统可以包括至少一个处理器和至少一个相关联的存储器，所述存储器包括在由处理器执行时致使处理器执行各种操作的计算机可执行指令。所述处理器可以是(但不限于)大量可能的架构中的任一者的单处理器或多处理器系统，所述架构包括现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或同类或异类布置的图形处理单元(GPU)硬件。所述存储器可以是存储装置，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)，或其他电子、光学、磁性或任何其他计算机可读介质。

在一些实施例中，板上控制器156的处理器134被配置成监视一个或多个传感器且经由收发器138与一个或多个系统控制器125通信。在一些实施例中，为了确保可靠的通信，电梯轿厢114可以包括为了通信冗余而配置的至少两个收发器138。可以将收发器138设定为在不同频率或通信通道处操作，以最小化干扰且提供电梯轿厢114与一个或多个系统控制器125之间的全双工通信。在图2的实例中，板上控制器156可以与负载传感器152介接以检测制动器136上的电梯负载。制动器136可以与结构部件119、导轨124或分道113中的其他结构啮合。虽然图2的实例仅描绘单个负载传感器152和制动器136，但电梯轿厢114可以包括多个负载传感器152和制动器136。

在实施例中，无绳电梯系统100可以包括操作性地连接到控制系统(控制器125和板上控制器156)的配置系统170。配置系统170可以是控制系统的部分或临时地附接。在已经物理地安装了无绳电梯系统100之后，配置系统170通过学习运行序列和所执行的相关联的配置过程来配置电机段122a、122b、122c中的每一者。配置系统170可以是接口装置，例如，电梯操作面板、电梯监督面板、蜂窝式电话、平板计算机、膝上型计算机、智能手表、桌上型计算机或本领域技术人员已知的任何类似的装置。配置系统170可以经由硬连线或通过无线传输方法无线地操作性地连接到控制系统，所述无线传输方法例如为无线电、微波、蜂窝式、卫星或另一无线通信方法。

为了驱动电梯轿厢114，一个或多个电机段122a、122b、122c、122d可以被配置成在任何给定时间点与电梯轿厢114的第二部分118重叠。在图2的实例中，电机段122d与第二部分118部分重叠(例如，大约33%的重叠)，电机段122c与第二部分118完全重叠(100%的重叠)，且电机段122b与第二部分118部分重叠(例如，大约66%的重叠)。在电机段122a与第二部分118之间不存在所描绘的重叠。在一些实施例中，控制系统(系统控制器125和板上控制器156)可操作以将电流施加到电机段122b、122c、122d中的与第二部分118重叠的至少一个电机段。系统控制器125可以控制驱动单元120a、120b、120c、120d中的一者或多者上的电流，同时基于电梯系统110的多种传感器经由收发器138从板上控制器156接收数据，所述传感器包括(但不限于)负载传感器152和传感器160a、160b、160c。电流可以通过注入电流而向电梯轿厢114施加向上推力139，因此在分道113内推进电梯轿厢114。可以经由反馈控制来控制电流以确保电流在选定公差内保持恒定。由每个电机段122b、122c、122d产生的推力部分取决于第一部分116与第二部分118的重叠量。在第一部分116与辅助部分118存在最大重叠时，获得每个电机段122b、122c、122d的峰值推力。

在传统的旋转驱动有绳电梯系统中，可以通过旋转编码器或测量转子或卷轴的旋转的类似装置来准确地确定电梯轿厢的位置，并且可以基于所部署的绳索的量/长度来确定轿厢的位置。然而，在不使用绳索或转子时，无绳电梯系统使得旋转编码器和旋转电机的适用性无效。

现在转向图3，示出本公开的感测系统的第一实施例的示意图。轿厢114定位在分道113内且被配置成在向上或向下方向上移动，这取决于由如上文相对于图2描述的驱动单元120a、120b、120c和/或系统控制器提供的控制信号。每个驱动单元120a、120b、120c操作性地连接到第一部分116的相关联的电机段122a、122b、122c。虽然未示出，但轿厢114将包括第二部分(参看图1和图2的元件118)，所述第二部分将使得能够在分道113内推进和驱动轿厢114。

在操作中，驱动单元120a、120b、120c可以分别激励第一部分116的相关联的电机段122a、122b、122c，以在分道113内向上推进一个或多个电梯轿厢114。替代地，第一部分116的电机段122a、122b、122c可以作为再生制动器进行操作，以控制电梯轿厢114在分道113中的下降，并且将电流提供回到驱动单元120a、120b、120c，例如，以便对连接到驱动单元120a、120b、120c的电气系统进行再充电。

驱动单元120a、120b、120c连接到分道113的结构部件119和/或保持在结构部件119上或附近。此外，第一部分116的电机段122a、122b、122c连接到分道113的结构部件119和/或保持在结构部件119上或附近。虽然示出为与第一部分116的相应的电机段122a、122b、122c分开的驱动单元120a、120b、120c，但本领域技术人员将了解，组件可以被配置成单个一体单元，或其子组合。为了提供电梯系统110内的准确的位置数据和控制，提供第二系统。

感测系统的一个或多个传感器160a、160b、160c可以定位在结构部件119上。传感器160a、160b、160c还可以定位在位于结构部件119上的电机段122b、122c、122d上。如所示，传感器160a、160b、160c相对于第一部分116的相应横向邻近的驱动单元120a、120b、120c和电机段122a、122b、122c而位于分道113的相对侧上。然而，这不是限制性实例，而是为了易于阐释而示出，且本领域技术人员将了解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他配置。举例来说，传感器160a、160b、160c可以邻近于第一部分116的相应驱动单元120a、120b、120c和电机段122a、122b、122c而位于分道113的相同侧上。此外，虽然在图3中示出为单个分道113，但本领域技术人员将了解，任何数目的分道可以采用如本文中所描述的感测系统和配置，且每个分道可以含有多个传感器，例如传感器阵列或一连串传感器。举例来说，图1的每个分道113、115和117可以配置有图3的感测系统，并且可以跨越分道113、115和117的整个长度。

传感器160a、160b、160c被配置成与和所述传感器邻近((即，处于建筑内的相同垂直位置或分道113内的垂直位置)的相应驱动单元120a、120b、120c进行电和数字通信。举例来说，如图3中示出，图像顶部处的驱动单元120a被配置成与图像顶部处的传感器160a通信。类似地，驱动单元120b被配置成与传感器160b通信，且驱动单元120c被配置成与传感器160c通信。因此，所提出的配置是处于分道113内的相同水平的横向通信。然而，本领域技术人员将了解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以采用其他配置。举例来说，单个驱动单元可以与一个以上传感器通信，或反之亦然。驱动单元与传感器之间的通信(且反之亦然)可以通过任何已知的手段，例如，有线连接、无线连接等。选择可以基于电梯系统110和/或感测系统的需求和设计。举例来说，为了提供高带宽和因此组件部分之间的非常快速和高效的通信，可以利用有线连接。

一连串电梯轿厢状态传感器160a、160b、160c或所述电梯轿厢状态传感器的阵列沿着分道113固定到固定点且附接到结构部件119。轿厢状态传感器160a、160b、160c被配置成在电梯轿厢114经过相应的轿厢状态传感器160a、160b、160c时感测或确定电梯轿厢的状态，例如，电梯轿厢114的位置、速度和/或加速度。因此，可以基于由轿厢状态传感器160a、160b、160c感测的位置来确定电梯轿厢114在分道113内的位置。因此，在一些实施例中，轿厢状态传感器始终是主动的，且控制系统基于特定电梯轿厢和/或轿厢状态传感器位置来选择使用哪个传感器作出状态确定。在替代实施例中，轿厢状态传感器可以基于与轿厢的接近度而变得主动，且因此系统可以基于分道113内的主动式传感器(例如，在电梯轿厢接近传感器时激活的轿厢状态传感器)来确定轿厢状态。此外，在一些实施例中，始终主动的轿厢状态传感器可以被配置成帮助识别和/或定位不受控的电梯轿厢。

根据本公开的实施例，轿厢状态传感器可以是被配置成测量或确定状态空间向量的传感器，所述状态空间向量可以是位置、速度、加速度、电机磁角度、移动方向等。在状态空间向量是位置时，轿厢状态传感器可以直接确定电梯轿厢的物理位置或定位。在其他实施例中，轿厢状态传感器可以被配置成感测或确定电梯轿厢的速度，且从此信息导出位置和/或加速度。在其他实施例中，轿厢状态传感器可以被配置成检测用于电机控制的电机磁角度，且可以从此轿厢位置确定速度和/或加速度。然而，在所有实施例中，轿厢状态传感器被配置成直接地或者通过推导来确定一个或多个电梯轿厢的至少物理位置或定位。另外，在一些实施例中，可以使用轿厢状态传感器来导出电机磁角度或其他特性以用于电机控制反馈。

如上文所论述，轿厢状态传感器160a、160b、160c被配置成与驱动单元120a、120b、120c进行通信。在一些实施例中，轿厢状态传感器160a、160b、160c还可以或替代地与控制无绳电梯系统的更大的控制系统或控制器和/或计算机化系统(例如，上文描述的系统控制器125或更大的中央控制系统)通信。轿厢状态传感器160a、160b、160c的阵列被配置成使得电梯系统110能够持续地确定轿厢114相对于分道113的位置，所述位置可以呈轿厢位置数据的形式。轿厢位置数据可以是增量，使得在轿厢114进入新的轿厢状态传感器的感测区域时，可以检测到增量变化，即，从第一轿厢状态传感器160a垂直地移动到分道113内的下一个轿厢状态传感器160b。可以将每个轿厢状态传感器160a、160b、160c的感测区域界定为大体上接近和/或邻近于相应传感器的物理位置的物理空间。在一些实施例中，轿厢状态传感器可以被配置成始终主动，且在其他实施例中，轿厢状态传感器可以被配置成仅在电梯轿厢存在于传感器的感测范围或区域中时是主动的，这在传感器领域中是已知的。

在感测时，个别轿厢状态传感器160a、160b、160c可以基于轿厢114的移动来开始增量位置计数。因为轿厢状态传感器160a、160b、160c在分道113内的位置在学习运行序列(在下文进一步论述)之后是绝对已知的位置，所以传感器的测量可以确定轿厢114的确切位置。此外，因为轿厢114相对于轿厢状态传感器160a、160b、160c的位置可以是增量，即，在时间上改变，所以电梯系统110可以基于轿厢114相对于特定轿厢状态传感器160a、160b、160c的位置的增量变化来确定速度和/或加速度/减速度。

替代地，在一些实施例中，可以将电梯轿厢114的位置确定为绝对位置。举例来说，不依赖于相对于传感器的位置的增量变化，传感器可以确定轿厢114的确切位置。在此实例中，电梯轿厢位置的数据点可以提供与分道113内的位置相关联的唯一值。以此方式，轿厢状态传感器160a、160b、160c的两个位置是绝对已知的，且轿厢114的位置相对于每个轿厢状态传感器160a、160b、160c是绝对的。

此外，在一些实施例中，轿厢114可以配置有识别机构162，使得轿厢状态传感器160a、160b、160c可以识别存在于感测区域中的特定轿厢114。因此，电梯系统110不仅可以确定处于分道113中的轿厢114的位置、速度、方向和加速度，电梯系统110还可以确定哪个特定轿厢114位于所述特定位置、以什么速度行进、在哪个方向上以及特定轿厢114的加速度。在一些替代性实施例中，如本领域技术人员将了解，识别机构162可以与被配置成用于此目的的额外传感器共同动作，以作为轿厢状态传感器160a、160b、160c的补充或代替。举例来说，可以采用RFID芯片和传感器配置来确定系统正在感测哪个特定电梯轿厢。

为了测量和/或感测电梯轿厢114部分，在一些实施例中，例如如图3中示出，位置感测系统可以采用被感测元件164。被感测元件164可以用作基线、准线、参考，且可以被配置成标尺、离散目标，和/或可以由轿厢状态传感器160a、160b、160c感测或记录的某一其他类型的标记/装置。在这些实施例中，可以采用各种技术以用于通过感测或记录标尺164或其一部分来感测轿厢114的存在和位置。举例来说，此类技术可以包括(但不限于)IR/光学透射、IR/光学反射、磁编码器、电涡流传感器、霍尔效应传感器等。标尺164可以提供增量测量，其中标尺164的每个框或标记可以指示轿厢114上的特定位置，且因此轿厢状态传感器160a、160b、160c可以确定轿厢114向上或向下的移动，且还可以计算速度、方向、加速度和/或减速度。标尺164可以使得能够在电梯轿厢114第一次通过或进入传感器的感测区域时确定绝对位置。随后，持续的监视和/或测量可以提供增量测量。增量测量可以允许在配备了相应的传感器来进行增量正交波分析的情况下在轿厢114处于特定传感器前方或接近特定传感器时进行增量正交波分析。

标尺164可以被配置成带或其他形式的标记，其被配置成由轿厢状态传感器160a、160b、160c进行读取、感测、记录和/或检测。举例来说，标尺164可以由轿厢114上的带或例如油漆、油墨、染料、物理结构等其他标记形成，所述标尺提供由轿厢状态传感器160a、160b、160c感测、检测或采用的对比色、形状、指示器等。提供这些实例仅仅为了阐释性目的，且在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他类型的标记或标尺。

现在转向图4至图7，提供本公开的各种实施例。图4示出说明根据本公开的实施例的操作图2至图3电梯系统110的学习运行序列的方法400的流程图。本领域技术人员可以了解，方法400还可以适用于除了所论述和说明的多轿厢电梯系统之外的单轿厢电梯系统。在第一次安装电梯系统110之后，轿厢状态传感器160a、160b、160c必须具有在控制系统中指派给它们的位置。这些位置是轿厢状态传感器160a、160b、160c在分道113、115、117内的物理位置。此外，还必须确定电机段122a、122b、122c的位置。具有推车状态传感器160a、160b、160c和电机段122a、122b、122c的准确的位置有助于确保控制系统发送适当的命令来控制电梯轿厢114的操作。一旦已经确定电机段122a、122b、122c的位置，还需要使用电机段122a、122b、122c位置来配置相关联的驱动器120a、120b、120c和系统控制器125以恰当地操作。所述配置有助于确保恰当地识别每个电机段122a、122b、122c，且对应的驱动器120a、120b、120c接收到正确的软件更新。

现在还参看图4，其示出说明根据本公开的实施例的操作图2至图3的多轿厢电梯系统110的学习运行序列的方法的流程图。首先，在框404处，一旦已经物理地安装电梯系统110，线性推进系统使电梯轿厢114以选定速度移动穿过电梯井的分道113、115、117。在实施例中，所述选定速度可以是恒定速度。如上文描述，线性推进系统允许电梯轿厢114移动穿过分道113、115、117。线性推进系统是由安装在电梯井的分道113、115、117中的第一部分116和安装到电梯轿厢114的第二部分118组成，如图2中所见。第一部分116包括一个或多个电机段122a、122b、122c，且第二部分118包括一个或多个永磁体128，如图2中所见。第二部分118被配置成与第一部分共同动作以向电梯轿厢114赋予移动。

接下来，在框406处，传感器系统在电梯轿厢114移动穿过分道113、115、117时检测电梯轿厢114的位置。如上文描述，传感器系统是由安置在电梯轿厢114上的多个被感测元件164和安置在分道113、115、117内的多个轿厢状态传感器160a、160b、160c组成，如图3中所见。随后在框408处，控制系统响应于电梯轿厢114的行进时间、电梯轿厢114的速度、电梯轿厢114的位置和电梯轿厢114的高度H1而确定以下各者中的至少一者：轿厢状态传感器160a、160b、160c中的每一者在分道内相对于彼此的位置。图5和图6示出增量传感器检测系统可以如何工作以检测轿厢状态传感器160a、160b、160c的位置的实例。如图5中所示，在时间t_ib处，电梯114的顶部已经到达传感器160b。测量由每个轿厢状态传感器160a、160b、160c报告的位置，且随后在选定时刻对所述位置进行交叉参考以计算距离dp_i，所述距离是两个轿厢状态传感器160a、160b、160c之间的距离。因此，在非限制性实施例中，可以通过方程p_i = p_i-1+ dp_i来表达轿厢状态传感器160b相对于位置p_i-1处的轿厢状态传感器160c的位置p_i。此外，如图6中所示，在时间t_i-1t处，电梯的底部现在已经移动经过位置p_i-1处的轿厢状态传感器160c，且控制系统现在可以计算：p_i-1 + H1 = p_i + dp_i-1。在非限制性实施例中，可以使用平均值以实现提高的估计，如以下方程所示：p_i - p_i-1 = (dp_i + H1 - dp_i-1)/2。

接下来，在框410处，控制系统响应于电机段122a、122b、122c的反电动势(EMF)而确定电机段122a、122b、122c中的每一者的位置、长度和相位中的至少一者。图7是示出电机段122a(N-1)、122b(N)、122c(N+1)的各个驱动电机段的EMF在电梯轿厢114移动经过每个电机段122a、122b、122c时可能如何改变的图。在电梯轿厢114以选定速度移动时，对应于电机段122a、122b、122c的驱动器120a、120b、120c被配置成监视电流和/或电压。还测量电梯轿厢114的位置和速度且向每个驱动器120a、120b、120c和控制系统广播。控制系统和/或驱动器120a、120b、120c将识别它们的电流/电压波形704的关键转变，且使用这些转变来计算电机段122a、122b、122c中的每一者的位置和长度。反EMF在电梯轿厢114位于电机段122a、122b、122c附近时增加，这通过图7中的波形704中的峰值看到。可以响应于电梯114的速度而使用图7的波形704中的峰值的数目和/或频率来确定电机段122a、122b、122c中的极的数目和间距。电机段122a、122b、122c和/或控制器可以响应于波形704中的峰值的序列和电梯轿厢114的移动方向来计算每个电机段的相位。在实施例中，可以在电机段122a、122b、122c中的每一者之间共享和交叉参考EMF数据。有利的是，共享和交叉参考将提供添加的一致性和/或准确性。

最后，在框412处，响应于相应电机段122a、122b、122c的位置来配置每个驱动器120a、120b、120c。可以通过可操作地连接到电梯系统110的配置系统170来执行配置过程。配置系统170可以通过指派过程(例如，动态主机配置协议(DHCP))向每个驱动器120a、120b、120c动态地指派地址。可以在通过从DHCP取得数据或使用方法(例如，地址解析协议(ARP)、ping和zeroconf)扫描可用的驱动器120a、120b、120c进行配置期间发现驱动器120a、120b、120c。配置系统交叉参考驱动器120a、120b、120c的地址与每个电机段122a、122b、122c在分道113、115、117中的位置，且发送适当组参数以操作每个电机段122a、122b、122c。

有利的是，本公开的实施例提供使得电梯系统能够主动地且精确地定位多轿厢无绳电梯系统中的传感器和电机段的信息。另外有利的是，本公开的实施例提供使得电梯系统能够主动地配置电机段的信息。

本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的且并不希望具限制性。虽然已经出于说明和描述的目的呈现了描述内容，但所述描述内容无意是详尽的或受限于呈所公开的形式的实施例。在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员将明白迄今未描述的许多修改、变化、更改、替代或等效布置。另外，虽然已经描述了各种实施例，但将理解，各方面可以包括所描述的实施例中的仅一些实施例。因此，将不把本公开看作受到前述描述限制，而是仅受到所附权利要求书的范围限制。

Claims (20)

1.一种操作电梯系统的学习运行序列的方法，所述方法包括：

使用线性推进系统使电梯轿厢以选定速度移动穿过电梯井的分道，所述线性推进系统包括：

第一部分，所述第一部分安装在所述电梯井的所述分道中；以及

第二部分，所述第二部分安装到所述电梯轿厢，所述第二部分被配置成与所述第一部分共同动作以向所述电梯轿厢赋予移动；

在所述电梯轿厢移动穿过所述分道时使用传感器系统来检测所述电梯轿厢的位置，所述传感器系统包括：

多个被感测元件，所述多个被感测元件安置在所述电梯轿厢上；以及

多个轿厢状态传感器，所述多个轿厢状态传感器安置在所述分道内，所述多个轿厢状态传感器被配置成在所述电梯轿厢接近相应的轿厢状态传感器时检测所述被感测元件；

使用控制系统来控制所述电梯轿厢，所述控制系统与所述电梯轿厢、所述线性推进系统和所述传感器系统可操作地通信；以及

使用所述控制系统响应于所述电梯轿厢的行进时间、所述电梯轿厢的速度、所述电梯轿厢的位置和所述电梯轿厢的高度中的至少一者来确定所述轿厢状态传感器中的每一者在所述分道内相对于彼此的位置。

2. 如权利要求1所述的方法，其中：

所述第一部分包括一个或多个电机段和一个或多个相关联的驱动器；且

所述第二部分包括一个或多个永磁体。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

使用所述控制系统响应于所述电机段的反电动势来确定所述一个或多个电机段中的每一者的位置、长度和相位中的至少一者。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：

响应于所述电机段的所述位置来配置所述驱动器中的每一者。

5.如权利要求1所述的方法，其中：

所述电梯轿厢是第一电梯轿厢，所述系统进一步包括第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯井的与所述第一电梯轿厢相同的分道中，其中所述多个轿厢状态传感器被配置成确定所述第一电梯轿厢和所述第二电梯轿厢各自的位置。

6.如权利要求1所述的方法，其中：

所述多个轿厢状态传感器界定利用第一分道安置的多个第一轿厢状态传感器，且所述电梯轿厢是所述第一分道中的第一电梯轿厢，所述系统进一步包括：

第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯井的第二分道中；以及

多个第二轿厢状态传感器，所述多个第二轿厢状态传感器安置在所述第二分道内，所述多个第二轿厢状态传感器被配置成确定所述第二电梯轿厢的位置。

7.如权利要求1所述的方法，其中：

所述电梯系统是多轿厢无绳电梯系统。

8.一种电梯系统，所述电梯系统包括：

处理器；

存储器，所述存储器包括在由所述处理器执行时致使所述处理器执行操作的计算机可执行指令，所述操作包括：

使用线性推进系统使电梯轿厢以选定速度移动穿过电梯井的分道，所述线性推进系统包括：

第一部分，所述第一部分安装在所述电梯井的所述分道中；以及

第二部分，所述第二部分安装到所述电梯轿厢，所述第二部分被配置成与所述第一部分共同动作以向所述电梯轿厢赋予移动；

在所述电梯轿厢移动穿过所述分道时使用传感器系统来检测所述电梯轿厢的位置，所述传感器系统包括：

多个被感测元件，所述多个被感测元件安置在所述电梯轿厢上；以及

多个轿厢状态传感器，所述多个轿厢状态传感器安置在所述分道内，所述多个轿厢状态传感器被配置成在所述电梯轿厢接近相应的轿厢状态传感器时检测所述被感测元件；

使用控制系统来控制所述电梯轿厢，所述控制系统与所述电梯轿厢、所述线性推进系统和所述传感器系统可操作地通信；以及

使用所述控制系统响应于所述电梯轿厢的行进时间、所述电梯轿厢的速度、所述电梯轿厢的位置和所述电梯轿厢的高度中的至少一者来确定所述轿厢状态传感器中的每一者在所述分道内相对于彼此的位置。

9. 如权利要求8所述的电梯系统，其中：

所述第一部分包括一个或多个电机段和一个或多个相关联的驱动器；以及

所述第二部分包括一个或多个永磁体。

10.如权利要求9所述的电梯系统，其中所述操作进一步包括：

使用所述控制系统响应于所述电机段的反电动势来确定所述一个或多个电机段中的每一者的位置、长度和相位中的至少一者。

11.如权利要求10所述的电梯系统，其中所述操作进一步包括：

响应于所述电机段的所述位置来配置所述驱动器中的每一者。

12.如权利要求8所述的电梯系统，其中：

所述电梯轿厢是第一电梯轿厢，所述系统进一步包括第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯井的与所述第一电梯轿厢相同的分道中，其中所述多个轿厢状态传感器被配置成确定所述第一电梯轿厢和所述第二电梯轿厢各自的位置。

13.如权利要求8所述的电梯系统，其中：

所述多个轿厢状态传感器界定利用第一分道安置的多个第一轿厢状态传感器，且所述电梯轿厢是所述第一分道中的第一电梯轿厢，所述系统进一步包括：

第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯井的第二分道中；以及

多个第二轿厢状态传感器，所述多个第二轿厢状态传感器安置在所述第二分道内，所述多个第二轿厢状态传感器被配置成确定所述第二电梯轿厢的位置。

14.如权利要求8所述的电梯系统，其中：

所述电梯系统是多轿厢无绳电梯系统。

15.一种计算机可读介质，其上存储有指令，所述指令在由处理器执行时致使所述处理器执行操作，所述操作包括：

使用线性推进系统使电梯轿厢以选定速度移动穿过电梯井的分道，所述线性推进系统包括：

第一部分，所述第一部分安装在所述电梯井的所述分道中；以及

第二部分，所述第二部分安装到所述电梯轿厢，所述第二部分被配置成与所述第一部分共同动作以向所述电梯轿厢赋予移动；

在所述电梯轿厢移动穿过所述分道时使用传感器系统来检测所述电梯轿厢的位置，所述传感器系统包括：

多个被感测元件，所述多个被感测元件安置在所述电梯轿厢上；以及

多个轿厢状态传感器，所述多个轿厢状态传感器安置在所述分道内，所述多个轿厢状态传感器被配置成在所述电梯轿厢接近相应的轿厢状态传感器时检测所述被感测元件；

使用控制系统来控制所述电梯轿厢，所述控制系统与所述电梯轿厢、所述线性推进系统和所述传感器系统可操作地通信；以及

使用所述控制系统响应于所述电梯轿厢的行进时间、所述电梯轿厢的速度、所述电梯轿厢的位置和所述电梯轿厢的高度来确定所述轿厢状态传感器中的每一者在所述分道内相对于彼此的位置。

16.如权利要求15所述的计算机可读介质，其中：

所述第一部分包括一个或多个电机段和一个或多个相关联的驱动器；且所述第二部分包括一个或多个永磁体。

17.如权利要求16所述的计算机可读介质，其中所述操作进一步包括：

使用所述控制系统响应于所述电机段的反电动势来确定所述一个或多个电机段中的每一者的位置、长度和相位中的至少一者。

18.如权利要求17所述的计算机可读介质，其中所述操作进一步包括：

响应于所述电机段的所述位置来配置所述驱动器中的每一者。

19.如权利要求15所述的计算机可读介质，其中：

所述电梯轿厢是第一电梯轿厢，所述系统进一步包括第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯井的与所述第一电梯轿厢相同的分道中，其中所述多个轿厢状态传感器被配置成确定所述第一电梯轿厢和所述第二电梯轿厢各自的位置。

20.如权利要求15所述的计算机可读介质，其中：

所述多个轿厢状态传感器界定利用第一分道安置的多个第一轿厢状态传感器，且所述电梯轿厢是所述第一分道中的第一电梯轿厢，所述系统进一步包括：

第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯井的第二分道中；以及

多个第二轿厢状态传感器，所述多个第二轿厢状态传感器安置在所述第二分道内，所述多个第二轿厢状态传感器被配置成确定所述第二电梯轿厢的位置。

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