JP2016020253A - エレベータ装置およびエレベータの停止位置判断方法 - Google Patents

エレベータ装置およびエレベータの停止位置判断方法 Download PDF

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Abstract

【課題】製造コストの上昇を抑制した上で、かごがドアゾーンに停止したことを高精度に検出する。
【解決手段】乗場方向に照射した光の反射光量を計測し、あらかじめ設定した閾値を用いてオンオフパターンとなる制御信号を出力する光電センサ(31)と、戸が開放された状態で、光電センサから出力される制御信号に基づいて、乗場の乗降客の有無を判断する制御信号処理部(41)とを備え、乗場の戸には、水平の帯状模様が所定の間隔で設けられており、制御信号処理部は、かごが乗場に到着する前の移動中から戸開可能な位置に進入するまでの間において、光電センサから出力される制御信号に基づいて、帯状模様を認識し、戸開要求があった際に、帯状模様のどの位置に対応してかごが停止したかを識別することで、かごの戸および乗場の戸の開放が可能なドアゾーンにかごが停止したか否かを判断する。
【選択図】図2

Description

本発明は、乗場の乗降客の有無を判断するために用いられる既存の光電センサを流用して、かごの戸および乗場の戸の開放が可能なドアゾーンにかごが停止したか否かを判断することのできるエレベータ装置およびエレベータの停止位置判断方法に関するものである。
かごの戸および乗場の戸の開放が可能なドアゾーンにかごが停止したか否かを判断するエレベータ装置としては、以下の従来技術がある。この従来のエレベータ装置は、かごドア敷居の一端側に取り付けられ、かご室の側方に向けて所定の動作域内の光を射出するとともに、光を受光すると動作する光電式の着床検出器と、乗場ドア敷居の一端側に取り付けられ、着床検出器が射出した光を着床検出器に向けて反射する着床検出部材と、を備えて構成されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−224529号公報
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
このような従来方式では、かごの停止位置が、ドアゾーンか否かを検出するための専用検出器を取り付ける必要がある。従って、製造に手間が掛かってしまうとともに、製造コストも上昇してしまうといった問題があった。
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、製造コストの上昇を抑制した上で、かごがドアゾーンに停止したことを高精度に検出することのできるエレベータ装置およびエレベータの停止位置判断方法を得ることを目的とする。
本発明に係るエレベータ装置は、かごの戸の上方に設置され、乗場方向に照射した光の反射光量を計測し、あらかじめ設定した閾値を用いてオンオフパターンとなる制御信号を出力する光電センサと、かごの戸および乗場の戸が開放された状態で、光電センサから出力される制御信号に基づいて、乗場の乗降客の有無を判断する制御信号処理部とを備えたエレベータ装置において、乗場の戸は、かごの戸と対向する面に、かごの昇降方向と直交する方向に水平の帯状模様を所定の間隔で有しており、制御信号処理部は、かごが乗場に到着する前の移動中から戸開可能な位置に進入するまでの間において、光電センサから出力される制御信号に基づいて、帯状模様を認識し、戸開要求があった際に、帯状模様のどの位置に対応してかごが停止したかを識別することで、かごの戸および乗場の戸の開放が可能なドアゾーンにかごが停止したか否かを判断するものである。
また、本発明に係るエレベータの停止位置判断方法は、かごの戸の上方に設置され、乗場方向に照射した光の反射光量を計測し、あらかじめ設定した閾値を用いてオンオフパターンとなる制御信号を出力する光電センサと、かごの戸および乗場の戸が開放された状態で、光電センサから出力される制御信号に基づいて、乗場の乗降客の有無を判断する制御信号処理部と備えたエレベータ装置に適用され、光電センサを流用することで、かごの戸および乗場の戸の開放が可能なドアゾーンにかごが停止したか否かを判断するエレベータの停止位置判断方法であって、制御信号処理部において、かごが乗場に到着する前の移動中から戸開可能な位置に進入するまでの間に、乗場の戸のかごの戸と対向する面にかごの昇降方向と直交する方向に設けられた水平の帯状模様に対して光電センサから照射された光の反射光量に応じた制御信号を光電センサから取得する第1ステップと、第1ステップで取得した制御信号のオンオフパターンに基づいて、オンオフパターンがオフ状態からオン状態に変化する際のエッジ検出回数をカウントし、戸開要求タイミングにおいて、カウントしたエッジ検出回数があらかじめ決められた規定値未満である場合には、ドアゾーンにかごが停止したと判断する第2ステップとを有するものである。
本発明によれば、乗場の乗降客の有無を判断するために用いられる既存の光電センサを流用し、かごの戸と対向する面の乗場の戸に設けた帯状模様のオンオフパターンを光電センサで検出し、検出結果に基づいてかごの停止位置が適切であるか否かを判断する構成を備えることにより、製造コストの上昇を抑制した上で、かごがドアゾーンに停止したことを高精度に検出することのできるエレベータ装置およびエレベータの停止位置判断方法を得ることができる。
本発明の実施の形態1におけるエレベータ装置の出入口の概略を示す説明図である。 本発明の実施の形態1におけるエレベータ装置の主要な構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態1における水平の帯状模様13の詳細パターンを示した図である。 本発明の実施の形態1におけるエレベータ装置の制御信号処理部で実行される一連動作のフローチャートである。
以下、本発明のエレベータ装置およびエレベータの停止位置判断方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるエレベータ装置の出入口の概略を示す説明図である。また、図2は、本発明の実施の形態1におけるエレベータ装置の主要な構成を示す説明図である。
昇降路内を昇降するかごには、かご出入口が設けられている。また、昇降路内を昇降されるかごが停止する階床の各乗場には、乗場出入口が設けられている。そして、この乗場出入口は、乗場の戸開閉機構11を介して、水平に移動される乗場の戸12により開閉される。
一方、かご出入口は、かごの戸駆動装置21を介して、水平に移動されるかごの戸22により開閉される。ここで、詳細は図示していないが、乗場の戸は、かごが到着した階床において、かごの戸の開閉と連動して、水平に摺動される。
図2に示すように、かごの戸22の上方には、かごの戸22および乗場の戸12が開放されたときに、乗場方向に向かって照射した光の反射光量を測定することにより、乗場の乗降客の有無を検出するための光電センサ31が実装されている。
具体的な構成の一例として、この光電センサ31は、赤外光を発する発光ダイオードを搭載する投光部と、赤外光の出射光が乗場の乗客等の被検出体に照射され反射して返ってくる反射光を受光するためのフォトダイオードを搭載する受光部と、を有している。
詳細は図示していないが、投光部から出射される光は、光電センサ31の外殻に設けられた光出射窓から出射され、フォトダイオードに入射される光は、光電センサ31の外殻に設けられた光入射窓を介して入射される。なお、光入射窓は、赤外光以外の外乱光による影響を排除するため、投光部から出射された光の波長成分のみを通過させるための光学フィルタの機能を有していることが望ましい。
発光ダイオードとフォトダイオードを内蔵した光電センサ31は、かごの戸22の上方から乗場の床面付近に向け、床面に対して傾斜をつけて設置されている。そして、受光部は、投光部から出射された光の反射光の光量を常時監視し、あらかじめ定めた閾値以上の反射光量を受光することで、検出体が存在しているものと判断することができる制御信号を出力する。
投光部から出射される光量は、受光部で受光する反射光量に応じて加減されることで、反射光量が過多または過小とならないように制御される。これにより、被検出体の存在判定に必要な適切な閾値処理を実施する。被検出体の存在が判定されると、光電センサ31より制御信号が出力され、判定されないときは、制御信号が出力されない。
エレベータ装置の各階の乗場の戸12は、図1に示すように、各乗場の戸12のかごの戸22と対向する面に、水平の帯状模様13が設けられている。この帯状模様13は、かごの戸22および乗場の戸12が閉鎖状態において、図2に示すように、光電センサ31から発射された光を反射させることができる位置に設けられており、所定の間隔で複数の水平方向のパターンにより形成されている。
なお、このような帯状模様13は、光電センサ31からの光をその照射位置により高反射または低反射させることができる材質から構成される。例えば、反射率の高い塗料と反射率の低い塗料を用いて、水平の帯状模様13が形成されている。また、水平の帯状模様13は、光電センサ31が、自身の反射光量の変化を検出できる必要があるため、かごの昇降速度に応じて昇降方向に対し適切な高さに形成される。
次に、制御信号処理部41により、光電センサ31から取得する制御信号に基づいて、水平の帯状模様に照射された光の反射光量の変化を判断する方法について、詳細に説明する。光電センサ31から出射された光の、水平の帯状模様13による反射光は、かごの昇降に伴い、反射率が変化する。このため、あらかじめ光電センサ31に設定した閾値と、各変化時における反射光量との差の比較を行う。この比較結果として、光電センサ31は、反射光量が閾値を超えた場合には、変化を検出したものとして、制御信号をオン状態として出力する。
次に、制御信号処理部41が、光電センサ31が出力した制御信号から、帯状模様であることを識別し、かごの戸22および乗場の戸12の開放が可能な領域に相当するドアゾーンを認識する方法について、詳細に説明する。光電センサ31よりかご昇降中に得られる制御信号は、帯状模様13における高反射率と低反射率の材質の境界を通過する際、水平の帯状模様の高さに応じたタイミングで、規則的に出力される。
一方、光電センサ31の照射先が帯状模様13でない場所をかごが通過する場合には、制御信号が出力されないか、もしくは昇降路壁表面の凹凸に応じた不規則な制御信号が出力される。このため、制御信号処理部41は、光電センサ31から出力される制御信号を観測した場合に、読み込んだ制御信号のオンオフパターンが、ドアゾーンを検出するために形成された帯状模様に対応するパターンと一致するか否かを比較する必要がある。
光電センサ31から出力される制御信号のオンオフパターンは、かごの昇降速度に比例して、エッジ(立ち上がり)信号の間隔が増減する。このため、光電センサ31からの制御信号を読み取った制御信号処理部41は、エレベータ装置の巻上機に設置されたエンコーダ等から取得可能なかごの昇降速度信号も合わせて読み取り、各信号から速度に応じてパターン識別する。
この帯状模様13に対応して光電センサ31から出力される制御信号のオンオフパターンは、エレベータ装置の初回調整時において、かごが乗場を通過する際(高速通過時)や到着する際(低速通過時・着床直前)における実際の速度に合わせて試験的に取得し、学習させたデータとしてあらかじめ記憶しておき、実運用時に取得したパターンと学習結果とをマッチングさせて識別する方法でもよい。
次に、水平の帯状模様13の具体例について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施の形態1における水平の帯状模様13の詳細パターンを示した図である。図3に示すように、本実施の形態1における水平の帯状模様13は、一対の判別用パターン列13a、13cと、ゾーン識別用パターン列13bの2種類から構成されている。
ここで、ゾーン識別用パターン列13bは、実際のドアゾーンを定義するものである。一方、一対の判別用パターン列13a、13cは、ゾーン識別用パターン列13bを挟むように、それらの上下に線対称に配置され、各々のパターン列は、かごの昇降方向に対して非対称となるように形成されている。このように、ゾーン識別用パターン列13bを挟むようにして一対の判別用パターン列13a、13cが配置される理由は、一対の判別用パターン列13a、13cが帯状模様13の存在を判別するためのものであり、かごの昇降方向に関係なく、ゾーン識別用パターン列13bよりも先に判別する必要があるためである。
さらに、一対の判別用パターン列13a、13cが、図4に示すようなパターンとして配置される理由は、以下の2つの理由による。
(理由1)かごが下降時においては、識別用パターン列13bよりも先に判別用パターン列13aが認識される。その際、光電センサ31は、判別用パターン列13aを、上側から下側に向かって走査することで、制御信号を出力する。一方、かごが上昇時においては、識別用パターン列13bよりも先に判別用パターン列13cが認識される。その際、光電センサ31は、判別用パターン列13cを、下側から上側に向かって走査することで、制御信号を出力する。そこで、かごが下降時において判別用パターン列13aから得られる制御信号(エッジ信号のパターン)と、かごが上昇時において判別用パターン列13cから得られる制御信号(エッジ信号のパターン)が同一のパターンとなるように、一対の判別用パターン列13a、13cは、上下に線対称として配置されている。
(理由2)すでに、一対の判別用パターン列13a、13cの間にかごが存在している状態から、識別用パターン列13bから離れる方向にかごが移動した際には、戸開可能なドアゾーンにかごが進入してくるときとは逆方向に、光電センサ31による走査が行われることとなる。従って、一対の判別用パターン列13a、13cは、戸開可能なドアゾーンに進入してくるときとは逆方向にかごが移動する際に、ドアゾーンの再判別を行わないように、無視可能なパターン構成とする必要がある。すなわち、1つのドアゾーンにおける上下2つの判別用パターン列13a、13cは、光電センサ31による走査において、一方向のみ認識するように構成される必要がある。そこで、一対の判別用パターン列13a、13cの各々は、かごの昇降方向に対して非対称となるように形成されている。
なお、一対の判別用パターン列13a、13cおよびゾーン識別用パターン列13bは、制御信号処理部41による識別が可能なように、あらかじめ規則正しく定義する必要がある。ただし、全停止階において必ずしも同一模様である必要はなく、例えば、階床ごとに固有のパターンとすることもでき、この場合には、階床ごとに固有に設けられた水平の帯状模様を、階床識別等にも用いることができる。
また、図3に示したように、ゾーン識別用パターン列13bは、一対の判別用パターン列13a、13cよりも細かい間隔で水平の帯状模様を構成することができ、間隔をより細かくすることで、ドアゾーンの検出精度を向上させることができる。
制御信号処理部41は、光電センサ31による制御信号に基づいて帯状模様を検出するに当たって、まず、判別用パターン列13a(かご下降時)あるいは判別用パターン列13c(かご上昇時)のマッチングを行う。そして、制御信号処理部41は、マッチングに失敗した場合には、光電センサ31から出力された制御信号が、帯状模様13に対応するものではないと判断して無視する。
一方、制御信号処理部41は、マッチングに成功した場合には、次に、ゾーン識別用パターン列13bのエッジ検出を行う。ここで、かごの戸22および乗場の戸12の開放が可能な領域であるドアゾーンは、判別用パターン列13aのマッチング成功後、ゾーン識別用パターン列13bに関する初回のエッジ検出位置から、あらかじめ定義されたエッジ個数に対応するエッジ検出位置よりも手前の位置までの間を、その範囲とする。
従って、制御信号処理部41は、少なくとも初回のエッジ位置が検出され、かつ、定義されたエッジ個数未満で戸開要求があった場合には、ドアゾーン内でかごが停止しているものと判断できる。一方、制御信号処理部41は、定義されたエッジ個数にエッジ検出回数が達した場合には、ドアゾーンを通過して、ドアゾーン外にかごが存在しているものと判断できる。
なお、制御信号処理部41は、定義されたエッジ個数未満でかごが停止したと判断した場合には、そのエッジ検出回数や、判別用パターン列13aあるいは判別用パターン列13cから得られた階床固有情報を、不揮発性記憶装置(例えば、フラッシュROM等)に記憶しておく。このような記憶処理を行うことにより、制御信号処理部41は、かごがある階床で停止中にエレベータ装置への給電が停止した場合においても、後に停電時から復帰した際に、エレベータのかごがどの階床のドアゾーンで停止していたかを確認し、直ちに通常運転に復帰させることが可能となる。
次に、本発明におけるエレベータ装置の一連動作について、フローチャートを用いて詳細に説明する。図4は、本発明の実施の形態1におけるエレベータ装置の制御信号処理部41で実行される一連動作のフローチャートである。制御信号処理部41は、エレベータの状態に関係なく、光電センサ31からの反射光量の変化を常時監視しており、以下のようなフローチャートに従い、動作する。
まず始めに、ステップS0において、制御信号処理部41は、かごが昇降中のときに光電センサ31から取得した制御信号を、ドアゾーン検出モードの信号として監視処理する。具体的には、制御信号処理部41は、光電センサ31からの制御信号とともに、かごの昇降速度信号を監視する。
次に、ステップS1において、制御信号処理部41は、光電センサ31からの制御信号の出力(立ち上がり)を確認後、制御信号のオンオフパターンが、帯状模様13によるものか否かを判断するために、パターンマッチング処理を行う。
そして、制御信号処理部41は、ステップS1において、制御信号のオンオフパターンが、帯状模様13の判別用パターン列13aあるいは判別用パターン列13cと一致しないと判断した場合には、ステップS0に戻る。
一方、制御信号処理部41は、ステップS1において、制御信号のオンオフパターンが、帯状模様13の判別用パターン列13aあるいは判別用パターン列13cと一致したと判断した場合には、ゾーン識別用パターン列13bによるドアゾーンの識別を行うために、ステップS2以降の処理に移行する。
そして、ステップS2において、制御信号処理部41は、ゾーン識別用パターン列13bに対応して光電センサ31から出力される制御信号のエッジを1回以上検出することで、ステップS3に進む。
次に、ステップS3において、制御信号処理部41は、ステップS2以降で取得する制御信号に対するエッジ検出回数が、あらかじめ定義された規定値未満であるか否かを監視する。
そして、制御信号処理部41は、ステップS3において、ゾーン識別用パターン列13bに対応して光電センサ31から出力される制御信号のエッジ検出回数が、1回以上、規定値未満の範囲内であるとき、ステップ4において、戸開要求があった場合には、ドアゾーン内にかごが停止できたものと判断し、ステップS5以降の処理に移行する。
一方、制御信号処理部41は、ステップS3において、ゾーン識別用パターン列13bに対応して光電センサ31から出力される制御信号のエッジ検出回数が、ステップS4における戸開要求がないまま規定値以上に達した場合には、ドアゾーンを通過して、ドアゾーン外にかごが移動したと判断し、一連処理を終了させ、ドアゾーンの認識処理を解除する。
次に、ステップS5において、制御信号処理部41は、光電センサ31によるモードを、ドアゾーン検出モードから、本来の乗降客検出モードに変更する。
その後、ステップS6〜ステップS9において、制御信号処理部41は、戸閉時の光電センサからの制御信号に応じて戸閉抑制・反転戸開動作指令をドア駆動装置に出力する。なお、これらステップS6〜ステップS9における処理は、本来の乗降客検出モードの処理であるため、詳細な説明を省略する。
そして、ステップS10において、制御信号処理部41は、戸閉完了後、光電センサから取得する制御信号を、ドアゾーン検出モードの信号として監視処理するように変更し、ステップS3に戻る。
すなわち、ステップS10が完了した際のかごの状態は、引き続きドアゾーン内で停止している状態である。また、新たな呼びがない場合には、直ちに移動せず、そのままの階床で待機した後、再度、戸開する場合も想定される。そこで、ステップS10の後にはステップS3に戻り、最終的に、別の階床に移動した場合には、ステップS3によりドアゾーンの終点を認識し、一連処理を終了させることとなる。
以上のように、実施の形態1によれば、水平の帯状模様を各乗場の戸の適切な位置に設けることで、乗場の乗降客の有無を検出する光電センサを流用して、ドアゾーン検出が可能となる。すなわち、帯状模様のどの位置に対応してかごが停止したかを、識別することが可能となる。この結果、エレベータ装置に専用のドアゾーン検出器を設置することなく、製造コストの上昇を抑制した上で、かごがドアゾーンに停止したことを高精度に検出することが可能となる。
なお、上述した実施の形態では、エレベータのかご出入口が1つの場合について説明したが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。かご出入口が、2つの場合においても、同様に適用できるものである。
また、制御信号処理部41によるエッジ検出処理は、立ち上がりエッジばかりではなく、立ち下がりエッジ、あるいは立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方を採用することも可能である。
また、光電センサ31の照射先が帯状模様13でない場所をかごが通過する場合に、制御信号が出力されないような環境の場合には、ゾーン識別用パターン列13bのみで水平の帯状模様を構成し、一対の判別用パターン列をなくすことも可能である。
1 昇降路壁、11 乗場の戸開閉機構、12 乗場の戸、13 水平の帯状模様、13a 判別用パターン列、13b ゾーン識別用パターン列、21 かごの戸駆動装置、22 かごの戸、31 光電センサ、41 制御信号処理部。

Claims (4)

  1. かごの戸の上方に設置され、乗場方向に照射した光の反射光量を計測し、あらかじめ設定した閾値を用いてオンオフパターンとなる制御信号を出力する光電センサと、
    前記かごの戸および乗場の戸が開放された状態で、前記光電センサから出力される前記制御信号に基づいて、乗場の乗降客の有無を判断する制御信号処理部と
    備えたエレベータ装置において、
    前記乗場の戸は、前記かごの戸と対向する面に、かごの昇降方向と直交する方向に水平の帯状模様を所定の間隔で有しており、
    前記制御信号処理部は、前記かごが前記乗場に到着する前の移動中から戸開可能な位置に進入するまでの間において、前記光電センサから出力される前記制御信号に基づいて、前記帯状模様を認識し、戸開要求があった際に、前記帯状模様のどの位置に対応して前記かごが停止したかを識別することで、前記かごの戸および前記乗場の戸の開放が可能なドアゾーンに前記かごが停止したか否かを判断する
    エレベータ装置。
  2. 前記帯状模様は、
    前記ドアゾーンに前記かごが停止したことを識別するための第1パターン列と、
    移動中の前記かごの位置が前記ドアゾーンに近づいたことを判別するために、前記第1パターン列の上側および下側に設けられた一対の第2パターン列と
    で構成され、
    前記一対の第2パターン列のそれぞれは、昇降方向に対して上下非対称となるパターンを有しており、
    前記制御信号処理部は、
    ある乗場に停止するために下降移動中において、前記光電センサから取得した前記制御信号が、前記一対の第2パターン列のうち前記第1パターン列の上側に設けられた第2パターン列を上側から下側に走査することで前記光電センサから得られるパターンと一致することを認識するか、または、前記ある乗場に停止するために上昇移動中において、前記光電センサから取得した前記制御信号が、前記一対の第2パターン列のうち前記第1パターン列の下側に設けられた第2パターン列を下側から上側に走査することで前記光電センサから得られるパターンと一致することを認識することで、前記ある階床に対応するドアゾーンに近づくようにかごが着床移動中であることを識別し、
    前記着床移動中であることを識別した後、前記ある階床における戸開要求を受信するまでに、前記第1パターン列に対応して前記光電センサから出力される前記制御信号を取得し、取得した前記制御信号がオフ状態からオン状態に変化する際のエッジ検出回数があらかじめ決められた規定値未満である場合には、前記ドアゾーンに前記かごが停止したと判断する
    請求項1に記載のエレベータ装置。
  3. 前記帯状模様は、前記光電センサから照射された光に対し、前記閾値よりも高い反射光量を得ることができる反射率の高い塗料と、前記閾値よりも低い反射光量を得ることができる反射率の低い材料により構成されている
    請求項1または2に記載のエレベータ装置。
  4. かごの戸の上方に設置され、乗場方向に照射した光の反射光量を計測し、あらかじめ設定した閾値を用いてオンオフパターンとなる制御信号を出力する光電センサと、
    前記かごの戸および乗場の戸が開放された状態で、前記光電センサから出力される前記制御信号に基づいて、乗場の乗降客の有無を判断する制御信号処理部と
    備えたエレベータ装置に適用され、前記光電センサを流用することで、前記かごの戸および前記乗場の戸の開放が可能なドアゾーンに前記かごが停止したか否かを判断するエレベータの停止位置判断方法であって、
    前記制御信号処理部において、
    前記かごが前記乗場に到着する前の移動中から戸開可能な位置に進入するまでの間に、前記乗場の戸の前記かごの戸と対向する面に前記かごの昇降方向と直交する方向に設けられた水平の帯状模様に対して前記光電センサから照射された光の反射光量に応じた前記制御信号を前記光電センサから取得する第1ステップと、
    前記第1ステップで取得した前記制御信号のオンオフパターンに基づいて、前記オンオフパターンがオフ状態からオン状態に変化する際のエッジ検出回数をカウントし、戸開要求タイミングにおいて、カウントした前記エッジ検出回数があらかじめ決められた規定値未満である場合には、前記ドアゾーンに前記かごが停止したと判断する第2ステップと
    を有するエレベータの停止位置判断方法。
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