JP4397689B2 - 絶対ケージ位置を決定するための測定システムを備えたエレベータ設備 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の記載にしたがって、少なくとも１本のガイドレールに沿って動くことができるエレベータケージの絶対ケージ位置を決定するための測定システムを備えたエレベータ設備に関する。

エレベータにおいて、位置情報は、エレベータケージの移動経路全体に沿う静止位置にコード化された形態で割当てられ、その形態でコード読取装置によって読み取られ、評価ユニットへ送られる。評価ユニットは、読み取られたコード化された位置情報を制御装置により理解され得るよう予備処理をし、いわゆるシャフトデータとしてエレベータ制御装置へ送られるデータ信号を導き出す。

相対的に動くことができる２つの部分の相対位置を決定するための高分解能の絶対測定システムは、独国特許出願公開第４２０９６２９号明細書により公知である。これまでの従来のやり方においては、絶対コードマークパターンは、疑似ランダムコーディングの等長コードマークのギャップのないシーケンスの形態で、第１のトラックの第１の部分に形成され、増分コードシンボルパターンはそれに平行な第２のトラックに形成される。絶対コードマークパターンにおいて、各場合にいずれのｎ個の連続コードマークはコードワードを表す。これらのコードワードの各々は、コードマークパターン全体に１度のみ存在する。コード読取装置は、運動方向に同時にｎ個の連続コードマークを検出することができ、その場合には増分コードシンボルパターンを走査するのであるが、第１の部分に対して動くことができる第２の部分に設けられる。コード読取装置が第１の部分に沿って絶対コードマークパターンの１つのコードマーク位置の分だけ動くと、新しいｎ桁の二進法コードワードが読み取られる。

この公知の装置において、絶対コードマークパターンの各コードワードは、２つの部分の互いに他の部分に対する特定の位置を規定する。運動または読取の方向に計った個別コードマークの長さ、および、最大可能なコードマークの数により、コードワードによって対処可能な測定経路の最大長さが定められる。疑似ランダムコードに表される相対位置すなわちいわゆる位置コードは分解能能力により測定することができるが、その分解能能力は、各個別コードマークの長さに依存する。コードマークの長さが短くなればなるほど、より正確に位置決めすることができる。しかし、コードマークの長さが減少するに伴い、特に相対速度が高い場合には、読取りがより一層困難になる。

たとえば独国実用新案第９２１０９９６．９号明細書から公知のエレベータ等のエレベータケージの位置を決定するための絶対長さ測定システムを使用する場合には、エレベータケージの移動方向における移動経路全体は、コード化された位置詳細すなわち疑似ランダムコーディングのコードワードでギャップのないやり方で対処されるべきものである。しかし、測定または移動経路の最大範囲は、全コードマークの長さの合計によって制限される。したがって、複数桁のコードワードおよび／またはより長いコードマークを備えた疑似ランダムコーディングが、長い移動経路用に設けられなければならない。しかし、複数桁コードワードは複雑なコード読取装置および評価ユニットを必要とし、これは高コスト化に結びつく。一方、個別コードマークの長さが増加すると、分解能能力は減少する。

読取りのエラーを避けるために、絶対コードマークパターンおよび増分コードシンボルパターンは、互いに正確に整列配置された相対位置に表されるべきである。これは、二重トラックコードキャリヤの製造を高価にし、さらに、装着に時間のかかるし、精密に装着することを必要とする。加えて、特に、二重トラック絶対位置測定システムのコード読取装置は非常に場所を取り、シャフト断面領域の利用が限られる場合には望ましくない。さらに、二重トラック測定システムの場合には移動速度は制限されており、特に運搬高さの高いエレベータでは限定を越えるように思われる。

本発明の目的は、エレベータケージの絶対位置を決定するための測定システムを備えた、導入部に記載された種類のエレベータを示すことであり、これは、費用をできるだけ低減しつつ、エレベータケージの長い移動経路にわたって高い分解能で位置認識を可能にする。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する絶対位置測定システムを備えたエレベータによって達成され、これは、絶対コードマークパターンおよび増分コードシンボルパターンが、マンチェスターコーディングのｎ桁の疑似ランダムシーケンスの単一トラックの組み合わせコードマークパターンとして表され、コード読取装置はｎ＋１個の連続コードマークを走査するためのセンサを具備し、単一トラックの組み合わせコードマークパターンの各第２のコードマークが走査されるという事実によって特に特徴づけられる。

本発明の本質は、二進法ｎ桁疑似ランダムシーケンスから、それによって２^ｎ−１の異なる位置値がコード化され、１が各０の後ろに挿入され０が各１の後ろに挿入される絶対長さ測定システム用の単一トラックコーディングにある。それによって得られた、二重長さを備えた本発明によるシーケンスは、いわば、ｎ桁疑似ランダムシーケンスとマンチェスターコーディングとの擬似的な組み合わせを表す。そのため、本発明による組み合わせコードマークパターンに発生するすべてのコードワードは、互いに異なり、組み合わせコードマークパターンのそれぞれの第２のコードマークのｎ＋１コードマークを走査しなければならない。

絶対単一トラックシステムの利点は、本発明にしたがったコーディングによって、絶対二重トラックまたは複数トラックシステムの高分解能の利点と組み合わされる。

本発明に係る組み合わされたコーディングによれば、不変の分解能を備えたｎ桁の疑似ランダムコーディングによって、それが導かれるｎ桁の疑似ランダムコーディングの全コードマークの長さλの合計に対応するものの２倍の長さの測定経路を表すことができる。その場合、排他的に、長さλを備えた個別コードマークおよび長さ２λのコードマークが、本発明にしたがって単一トラックの組み合わせコードマークパターンに発生する。結果として、コードマークの変化は、せいぜい２λの長さ後に発生し、コード読取装置によって検出されるかまたは走査されることができる。走査信号は、それによって単一トラック位置コードを検出するためのセンサが駆動装置内で制御され、準等距離コードマーク変化から導き出される。次いで、読み取られるべきコードマークに完全に一致してセンサが配置されるときに、読取りが常に発生する。単一トラックコードマークパターンは細く、したがって、移動経路に沿ってほんの小さな接着区域が必要なだけである。加えて、単一トラックコードキャリヤを簡単に経済的に作ることができる。

コード読取装置の単に１つの追加読取点によって、したがってｎ＋１読取点のみによって、明白なまたは絶対シンボルパターンを、本発明にしたがって、組み合わせコードマークパターンの単一トラックで各回、読み取られることができる。

本発明にしたがって、ｎ＋１読取点のみを備えたコード読取装置は、経済的であり、同一の移動経路程度および匹敵する分解能用の従来のコード読取装置に比較して相対的に小さな構造を有する。単一トラックの組み合わせコードマークパターンを読み取るために、センサが、運動方向に直線上に２λの相互間隔あけで配列され、それによってコード読取装置は細く形成され、したがってガイドレールの側方向に隣接して場所を取らないように可動配列されることができる。

簡単なやり方で、始動時でさえ且つエレベータケージの移動なしで、その絶対位置を決定することができるが、それは、組み合わせコードマークパターンの各ビットについて２つのセンサが移動方向にコードマークの長さの半分の間隔あけで配列されるからである。２つのセンサの一方がコードマーク変化の近隣に配置され、およそ値ゼロのセンサ電圧を送出する場合には、それぞれの他方のセンサが、確かに、コードマークに一致して配置され、信頼のおける情報を送出する。第１のセンサおよび第２のセンサは、絶対読取用に、各場合にそれぞれのセンサ群に組み合わされる。コードマークの長さの半分だけずれた２つの交換センサ群から、交互に常に２つのセンサ群の一方のセンサの出力信号のみが、読取および評価用に選択される。２つのセンサ群のそれぞれの正しい一方への切り換えは、２つの異なるコードマーク間の反転の位置の決定によって実行され、２つのセンサ群は走査信号による。

本発明による単一トラックの組み合わせコーディングを磁気測定システムに使用する場合には、隣接する大きな磁極による小さな磁極の抑制、すなわち、いわゆるシンボル間干渉が減少される。これは、コードマークパターンからコード読取装置の間隔あけが大きい場合には、読取信頼性に明確な効果を有する。組み合わせコードマークパターンからコード読取装置の間隔あけは、したがって、より大きな磁気測定システムの場合にはより大きく選択することができる。測定システムは、したがって、コードキャリヤの汚れに影響されることあまりなく、読取方向またはケージの移動方向に垂直な方向にコードマークパターンに対するコード読取装置の運動をあまり発生させない。コードマークの均一な長さは、さらに、平行して作動する経済的な構成要素によって迅速な評価を可能にする。

好適な実施形態において、磁気測定システムとして、特に、簡略で経済的なホールセンサが、線状位置コードを走査するために使用される。同様に、補間装置のホールセンサは、センサストリップに対する２つの異なるコードマークの間の反転の位置すなわち磁界のゼロ反転を決定するのに役立つ。補間装置は、２つのコードマークの長さ２λよりも長い長さを備えた領域にわたって移動方向に配列される。これらのホールセンサの間の間隔あけは、１つのコードマークの長さλよりも短い。

さらに、本発明の特に好適な展開において、ホールセンサに加えて、ＭＲセンサを使用することが提案され、ＭＲセンサによって本発明によるコーディングが走査され、したがって先の絶対単一トラックシステムに対する分解能が実質的に改善される。述べられた特性によって、磁気コードマークを備えた組み合わせコードマークパターンは、ほぼ正弦半波から構成される経路を備えた磁界を外部に形成する。これらの半波は各々が１つのコードマークの長さλかまたは２つのコードマークの長さ２λを有する。適切なＭＲセンサで走査するときに、センサ電圧のアークタンジェント補間によって、各場合に極内で移動比例する高分解能位置値を生成することができる。コードマーク長の分解能を備えた絶対位置値と組み合わせて、結果として高分解能位置が得られる。

位置コードを走査するためのコード読取装置が、冗長的なやり方で、評価ユニットを含めて作られる場合に、絶対ケージ位置を決定するための特に信頼のおける測定システムを得ることができる。第２のコード読取装置は、その場合、基本的に第１のコード読取装置と同一に作られ、中間読取ユニットおよび微細補間がこのシーケンスで移動方向において位置コード読取ユニットの後ろに配列されることのみが異なる。２つの位置コード読取ユニットのセンサペアは、読取の方向に平行である直線に配列され、コードマーク長λだけ互いに対してずれ、交換される。コード読取装置は、コンパクトな構造を有し、単に補間装置および微細補間装置だけ冗長さのない構造の測定システムよりも長い。

独自の評価ユニットが２つのコード読取装置の各々に関連づけられ、そのため、２つのコード読取装置のセンサの出力信号は互いから独立して評価され、エレベータの制御用に利用可能である。

単一トラック測定システムの冗長的な構造は、さらに、エレベータ業界における適用可能な安全要件を果たし、したがって、先の機械的に実行される安全装置を電気的な安全装置に替える可能性を提供する。さらに、これは、２つの測定システムの各々用のそれぞれの階センサとともに、図７に概略に示される包括的なシャフト情報システムの基本である。階センサの一方は、各評価ユニットに関連づけられる。階センサは、各階レベルでシャフトに配列された位置マーキングを検出するために、エレベータケージとともにシャフト内を動く。これらの信号は安全装置の出力信号とともに処理され、これは、位置情報と共通して、冗長的なやり方で同様に設けられ、エレベータ設備の制御に役立つ。

本発明の更なる特徴および利点は、添付図面を参照して以下に説明する好適な実施形態より明らかになる。

図１に概略的に例示される、エレベータシャフト１を備えたエレベータにおいて、エレベータケージ２およびカウンターウエイト３は数本のサポートケーブルで懸垂され、そのうちの１本のサポートケーブル４が典型としてここに例示されている。サポートケーブルは撓みローラー５上に導かれ、駆動された駆動プーリー６上にガイドされる。駆動プーリー６は、駆動モータ（ここでは図示せず）の駆動力をサポートケーブル４へ伝達し、サポートケーブル４はモータによって駆動され、カウンターウエイト３およびエレベータケージ２をガイドレール７に沿って上昇させ下降させる。エレベータケージ２に固定して接続されたガイドシュー９は、移動方向８において、ガイドレール７でエレベータケージ２を移動方向８に垂直な方向にガイドするよう機能する。磁気ストリップ１０は、エレベータケージ２の移動経路全体に沿って且つエレベータケージ２の移動方向８に平行に、ガイドレール７の静止場所に装着される。磁気ストリップ１０は、本実施形態による単一トラックの組み合わせコードマークパターン用のキャリヤとして働き、このパターンは、シャフト１におけるエレベータケージ２のゼロ点に対する絶対位置の数値コードを表す。

コード読取装置１２は、移動方向８にエレベータケージ２に固定して装着される。これは本質的にセンサブロック１３から構成され、センサブロック１３は、コード読取センサシステム１１を担持し、移動方向８に垂直に変位可能であるようにマウント１４によって装着される。コード読取装置１２がエレベータケージ２とともに動くときにローラーガイド１５はセンサブロック１３をガイドレール７にガイドする。同一の配列はエレベータケージ２の側方向にまたはその下にも可能である。

コード読取装置１２は、読み取られたコード化された情報を接続線１６によって評価ユニット１７へ転送する。評価ユニット１７は、たとえばエレベータケージ２の位置決めのため、ぶらさがったケーブル１９によってエレベータ制御装置１８へ送られる前に、読み取られたコードされた化情報を絶対位置ステートメントに変換するが、これは、エレベータ制御１８が理解できるよう二進法で表されている。

図２は、磁気測定システムを備えた本発明の第１の実施形態を示す。単一トラックの組み合わせコードマークパターン２０を備えた磁気ストリップ１０は、ガイドレール７のセクションに装着される。コードマーク２１は、長さが等しい矩形セクションでシンボル化され、磁気ストリップ１０の長手方向にトラック状に配列され、各々がλ＝４ｍｍの長さを有し、磁気Ｎ極２２としてまたは磁気Ｓ極２３としてのいずれかで磁化される。個々のＮ極２２およびＳ極２３は、外部にそれぞれに対応する向きの磁界を形成する。各場合に、２つの相互に隣接するコードマーク１２が、いわゆるコーディングのビットを規定する。Ｎ極２２が移動方向８でＳ極２３の前に配置される場合には、値「０」がこのビットに関連づけられ、一方、値「１」はＳ／Ｎ反転に関連づけられる。状態変化によって規定されるビットの重みづけのこの形態は、いわゆるマンチェスターコーディングとして知られている。明瞭化のため、対応する二進数またはビットは、図２において個別の極反転２４の上に記録される。

図３は、組み合わせコードマークパターン２０の個別ビットの配列のシーケンス示す。個別の極反転２４は、それぞれの対応するコーディングのビットによって取って代わられる。本発明によるコーディングは、二進法疑似ランダムシーケンス２５から作られ、これは、それ自体が公知であり、その逆の極反転２６と組み合わされる。

疑似ランダムシーケンスは、ｎ個の二進数の桁を備えた、ギャップなしで次々と配列されるビットシーケンスから構成される。次いで、公知のように、二進法疑似ランダムシーケンスにおいて１ビットによる各運動前進時に、新しいｎ桁の二進法ビットシーケンスが各回に発生する。次々と配置されるビットのそのようなシーケンスｎは、下記においてコードワードと称される。二進法疑似ランダムコーディングのコードワードは、公知のように、線形フィードバックシフトレジスタの補助で生成することができる。その場合、シフトレジスタの桁の数は、二進法ビットシーケンスのまたはコードワードの桁の数に対応する。一般に、ｍビット疑似ランダムコーディングにおいて、ｎ＝ｘｅｘｐ（ｍ）の異なるコードワードを識別することができ、ｘはコードワード数の大きさであり、ｍはコードワードの桁またはビットの数である。表すことができる最大の数は、結果としてＮ＝ｘｅｘｐ（ｍ）−１になる。ビットの数が大きくなればなるほど、より多くのコードワードを互いから識別することができる。

図３に例示された本発明の実施形態は、ｎ＝１７桁を備えたコードワード２７の疑似ランダムシーケンス２５に基づいている。これは、２ｅｘｐ（１７）−１ビット長であり、したがって、合計でｎ＝２ｅｘｐ（１７）＝１３１，０７２の異なるコードワード２７から構成される。本発明にしたがって、上述の疑似ランダムシーケンス２５の移動方向８において、「１」の大きさを有するビットは、「０」の大きさを有する各ビットの後に挿入され、逆疑似ランダムシーケンスの「０」ビットは、各「１」ビットの後に挿入される。したがって、単一トラックの組み合わせコードマークパターン２０において、ビット変化は遅くとも２つのビット後に発生する。図３によると、これは磁気ストリップ１０上に表れるが、それは、長さλ＝４ｍｍおよび二重長さＬ＝２λ＝８ｍｍの磁極２２、２３のみが存在し、Ｎ極２２からＳ極２３へのまたは逆の極反転２４は、多くて、Ｌ＝２λ＝８ｍｍ後に発生するからである。

疑似ランダムシーケンス２５のｎ１＝２ｅｘｐ（１７）−１ビットおよび逆の極反転２６のそれに対して逆であるｎ２＝２ｅｘｐ（１７）−１ビットが合計され、合計ｎＫ＝２ｘ（２ｅｘｐ（１７）−１）ビットを形成する。これは、ここに選択されたコードマーク長λ＝４ｍｍの場合、Ｌｍａｘ＝ｎＫ×λ＝２６２，１４４×４ｍｍ＝１０４８．５７６ｍの単一トラックの組み合わせコードマークパターン２０の幾何学的全体長に対応する。

分析的に考えると、その組み合わせは、合計ＮＫ＝２（２ｅｘｐ（１７）−１）−３６＝２ｅｘｐ（１８）−２）−３６＝２６２，１０６コードワードにおいて、各場合に、１８桁が識別される組み合わせコードマークパターン２０を生成する。このようにして、本発明による組み合わせは、ビットまたは磁極２２、２３の数を二倍にするのを別にして、コード桁ゲインも産する。結果として、組み合わせコードマークパターン２０のそれぞれの第２のビットの各１８の連続したものを同時走査して、明白な１８桁読取パターン３３が、このようにしてコードワードの繰り返しなしで読み取られる（図２）。

対応して、１８ビット位置コードまたはコードワード３３を読み取るための図２によるコード読取センサシステム１１は、１８センサペア２９を備えた位置コード読取装置２８を具備し、これは、図４により具体的に例示される。１８センサペア２９は、２つの磁極２２、２３の長さ２λ＝８ｍｍに対応する間隔あけ２０で、直線上に移動方向８に配列される。センサペア２９の各々の２つのセンサ３１、３１’は、半コードマーク長λ／２＝２ｍｍのサイズの相互間隔あけ３２によって分離される。２つのセンサ３１、３１’の一方が磁極変化２４の近隣に配置され、およそ値ゼロのセンサ電圧を送出する場合には、それぞれの他方のセンサ３１、３１’は、磁極２２、２３の一方に確実に一致して配置され信頼のおける情報を送出する。全１８の第１のセンサ３１は第１のセンサ群に組み合わされ、全１８の第２のセンサ３１’は第２のセンサ群に組み合わされる。第１のセンサ群のセンサ３１のうち、および移動方向に半コードマーク長λ／２＝２ｍｍだけずれる第２のセンサ群のセンサ３１’のうち、交互に常に、位置読取のために２つのセンサ群の一方のセンサの出力信号のみが選択され評価される。図２の位置コード読取装置２８の読取パターン３３はしたがって、１８の同時に読み取られたビットから構成されるが、組み合わせコードマークパターン２０の各第２のビットのみが読み取られる。

上述のやり方で位置コード読取装置２８によって同時に読み取られる読取パターン３３の１８ビットは、１８桁コードワードとして共通に評価ユニット１７によって解釈される。エレベータケージ２の絶対位置値３５は、正しいシーケンスで二進数として出され、固定値記憶ここではＥＰＲＯＭに記憶された変換またはデコーディング表によって、組み合わせコードマークパターン２０のこれらのｎ＝２×（２ｅｘｐ（１７）−１）−３６＝２６２，１０６の１８桁コードワードの各々に明らかに関連づけられる。位置コード読取装置２８の分解能はここでは４ｍｍであり、これは、コードマーク２１の長さλに対応する。

位置コード読取装置２８の２つのセンサ群のそれぞれの正しい方への切り換えは、補間装置３６の補助でＳ極２３とＮ極２２との間の極反転２４の位置を決定することによって行われる。補間装置３６は、移動方向８に、コードマーク２１の長さλ＝４ｍｍの整数倍の間隔あけ３７で位置コード読取装置２８の、図２のように前か、または図３のように後ろかのいずれかに、配列される。補間装置３６は、６個のホールセンサＳ０からＳ５の群を具備し、これは、各場合にλ／２＝２ｍｍの間隔あけで移動方向８に互いの後ろに配置され、そのため、１０ｍｍの間隔あけがしたがって第１のホールセンサＳ０および最後のホールセンサＳ５を分離する。ゼロ位置は、すなわち、上述の組み合わせコードマークパターン２０の極反転２４は、必然的に第１のホールセンサＳ０と最後のホールセンサＳ５との間の領域に配置される。補間読取装置３６は、本発明によって形成される準等距離極反転２４か、または、２つの連続するＮ極２２またはＳ極２３の間の磁界のゼロ反転を検出する。

補間装置３６の６つのホールセンサＳ０からＳ５の、移動方向８の移動に対するミリメートル間隔での出力電圧の例は、図５に例示される。十分に知られたコンパレータ回路が、個別のセンサＳ０からＳ５の電圧の下記の比較を行い、これは下記のように重みづけられる。

等から

までである。

これは、図５に例示される実施例では、数値的シーケンス：００１１１１１１１１１１１１１１１１を与える。これは、したがって、Ｓ極２３が第１の補間センサＳ０にその０．５ｍｍ後ろまで延在するのが表される。Ｎ極２２は、第１の補間センサＳ０の後ろ１．０ｍｍから９ｍｍに配置される。

生成された数字シーケンスは、たとえばＥＰＲＯＭに記憶される表によって、実施例の場合には３ｍｍである補間値４６（図２）を表す３桁の二進数シーケンスにデコードされる。これは、コードマーク長λで周期的であり、第１のホールセンサＳ０の位置から計算されたストリップの極性をたとえば０．５ｍｍずつ示す。この補間値４６のピーク値ビット２４は、２ｍｍの間隔で反転し、走査信号として、位置コード読取装置２８のセンサ３１と３１’との間の上述の切り換えのためにそれを引き受ける。

補間値４６の３つのビット２４は、さらに全体位置情報５３に含まれる。ホールセンサＳ０からＳ５の電圧は、０ｍＴ用に閾値と比較しなければならないだけであり、その目的のために、位置コード読取装置２８の６つのホールセンサＳ０からＳ５の各々にコンパレータが設けられる。その結果として得られるデジタルビット２４から、正しいビット２４が、２から１の数のマルチプレクサによって選択され、これらは、補間装置３６の２ｍｍビット２４によって制御される。依然として必要であるのは、数百ｋＨｚに達することができる同期パルスだけである。位置値は、パルスサイクル（＜１０ｎｓ）後に実現される。

その程度まで記載された単一トラック測定システムは、非常に経済的な構成要素で作ることができる。これは、１６ｍ／秒を超える高い移動速度を可能にする。測定速度は、実質的に、インターフェースの速度のみに依存する。この絶対単一トラックシステムのシステム分解能は、０．５ｍｍであるが、微細補間装置４７をさらに使用することによって実質的に増加することができる。

微細補間ユニット４７は、ホールセンサ３１、３１’、Ｓ０からＳ５に加えて、ＭＲセンサ４９（磁気抵抗＝誘導抵抗センサ）によって組み合わせコードマークパターン２０を走査する。ＭＲ角度センサ４９は、コードマーク２１の長さの倍数に対応する固定した間隔あけ１＝ｋλでコード読取装置１２に、図２による実施形態の場合には移動方向８で補間装置３６の前に、また図４による実施形態の場合には移動方向８で補間装置３６の後ろに、配列され、それと一緒に磁気ストリップ１０に沿って動く。その場合、ＭＲ角度センサ４９は、単一トラックの組み合わせコードマークパターン２０の磁界の経路を検出し、これは、およそ、Ｎ極２２およびＳ極２３によって形成される磁界の長さλ＝４ｍｍまたは２λ＝８ｍｍの正弦半波から構成される。

図６は、ＭＲ角度センサ４９の出力信号４８の変化を示し、これはここでは、移動方向８の経路に沿って記録された、組み合わせコードマークパターン２０の半波を走査するためにＩＭＯ社の表示ＬＫ２８とともに使用される。ＭＲセンサ４９のサイン形状およびコサイン形状の出力電圧は、補間チップによってまたはマイクロコントローラのソフトウェア（図示せず）によって、既にアークタンジェント補間され、最小値５０が０ｍｍにあり最大値５１が４ｍｍにあるように標準化される。出力信号４８は、Ｎ極２２若しくはＳ極２３の長さλ＝４ｍｍ内にまたは同一符号の相互に隣接する２つの磁極の２λ＝８ｍｍ内に移動比例する高分解能位置情報を生成する。

ＭＲ角度センサ４９の出力信号４８の変化から、０ｍｍから８ｍｍの間の領域５４に８ｍｍの磁極があり、８ｍｍから１２ｍｍの間の領域５５に４ｍｍの磁極があることが推察することができる。

この高分解能位置情報は、下記のようにさらに処理される。

ＭＲ角度センサ４９が４ｍｍ磁極の上に配置されるならば、微細補間装置４７の補間された位置情報は、高分解能位置値として引き受けられる。ＭＲセンサ４９が８ｍｍ磁極の上に配置されるならば、補間された位置情報に２が掛けられる。その結果として得られた値が、ここで磁極の長さλ＝４ｍｍによって予め定められた最大値よりも大きい場合には、最大値が引かれる。

この計算ルールから、結果として位置値５２が得られ、これはコードマーク長λで周期的であり、分解能はほぼ５０μｍの大きさであり、先に、従来の二重トラックシステムの増分トラックからのみ得られたようなものである。

ＭＲ角度センサ４９が４ｍｍ磁極の上かまたは８ｍｍ磁極の上かに配置されるかの情報は、デコーディング表にファイルすることができる。当初、コードワード３３は位置コード読取装置２８によって決定され、コードワード３３によって示されるデコーディング表のアドレスによって、絶対位置３５だけではなく、ＭＲ角度センサ４９の瞬時位置下の磁極の配列も、読み取られる。

高分解能全体位置５３の計算のために、微細補間装置４７によって決定される周期的な高分解能位置値５２、および、位置コード読取装置２８によって決定される分解能λ＝４ｍｍの絶対位置値３５は、マイクロコントローラ４０内で互いに同期される。これは、問題のないやり方で可能であるが、それは、絶対位置３５が、上述のように、０．５ｍｍの分解能で利用可能であるからである。

合計２４ビット２４から構成されるエレベータケージ２の高分解能全体位置５３の計算は、非常に素早く実行することができるが、それは、ほんの少数の簡単な操作、たとえば、比較、ビット変位、加算および減算しか必要ないからである。

本発明によるコーディングおよび位置コード読取装置２８によって可能な高い移動速度は、補間された位置情報の平行出力を備えた補間チップが使用され、且つ、高分解能位置値５２が、絶対位置値３５に同期して、中間的に記憶され、同期パルスによって制御されるならば、微細補間装置４７によって損害をもたらされることはない。

微細補間によって得られた補間された位置値の変化４８の図６に認めることができる歪みは、それぞれ４ｍｍ磁極および８ｍｍ磁極用の歪みのない表によって歪みをなくすことができ、それによって正確度が実質的に改良される。同一の長さλまたは２λの磁極の歪みは、組み合わせコードマークパターン２０のすべての点で酷似しているため、これが可能である。

図７において、コード読取センサシステム１１が冗長的なやり方で作られる本発明の実施形態が例示される。第２のコード読取センサシステム１１’は、図４による実施形態の先に記載された第１の実施例のコード読取センサシステム１１と基本的に同一的なやり方で作られる。コード読取センサシステム１１の第１の実施形態とは対称的に、第２のコード読取センサシステム１１’の場合には、補間装置３６’および微細補間装置４７’は、このシーケンスでは移動方向８に位置コード読取装置２８の前に配列される。

第２のコード読取センサシステム１１’は、第１のコード読取センサシステム１１に鏡対称に配置され、２つの位置コード読取装置２８、２８’のセンサペア２９、２９’は、移動／読取方向８に平行に直線状に係合し、コードマーク長λ＝４ｍｍだけ互いに対してずれる。この位置で、第２の位置コード読取装置２９の１８センサペア２９’は、組み合わせコードマークパターン２０のそれぞれの第１のビットの１８の読取パターン３３を検出する。

図８に示されるように、独自の評価ユニット１７、１７’が２つのコード読取センサシステム１１、１１’の各々に関連づけられ、そのため、２つのコード読取センサシステム１１、１１’のセンサの出力信号は互いから独立して評価され、互いから独立して決定される全体位置５３、５３の２つの高分解能値は、エレベータの制御用の２４桁の二進数として利用可能である。

多数の機能を備えた包括的なシャフト情報システムは、このようにして、追加のエレベータセンサシステムと協働して、本発明にしたがって形成される絶対ケージ位置を決定するための絶対測定システムの冗長性から、得ることができる。

絶対ケージ位置の決定から進むシャフト情報システムのそのような機能の例として、シャフト端減速、シャフト端限定、階認識、レベル補償、ドア橋架け、および、非常に多様な移動規制等が挙げられる。

図７は、シャフト情報システムの基礎として、単一トラック測定システムの構造を冗長なやり方で示す。

単一トラック測定システムの冗長構造は、それぞれの階センサ４１、４１’とともに、図７に概略的に例示される包括的なシャフト情報システムの基礎である。階センサ４１、４１’の一方は、各評価ユニット１７、１７’に関連づけられる。階センサ４１、４１’は、各階レベルでシャフト１に配列された位置マーキング４２、４２’を検出するために、エレベータケージ２と一緒にシャフト内を動く。階センサ４１、４１’の信号は、安全装置４３、４３’の出力信号と一緒に処理され、これは、位置情報５３と共通して同様に冗長形態に設けられ、エレベータの制御に役立つ。

磁気ストリップ１０の長さコードマークパターン２０は、この実施形態では、異なる極に磁化されたセクションによって表され、磁界に感度を有するコード読取装置１２のセンサ３１、３１’、Ｓ０からＳ６によって読み取られる。基本的に、長さコーディングを表す他の物理的原則も考えられる。したがって、コードマークは、異なる誘導体数を有することもでき、これは、容量性効果を検出するセンサによって読み取られる。さらに、個別コードマークのそれぞれの大きさに依存して、より多い光量または少ない光量が照明装置からセンサとしての反射光バリアへ反射される反射コードマークパターンも可能である。

本発明は、位置コードを読み取るために経済的なホールセンサの使用を可能にする。しかし、原理的には、よりコストのかかるトランスミッタすなわちいわゆるＧＭＲセンサ、または、磁界の方向を検出する磁気抵抗センサすなわちいわゆるＭＲセンサで実現することも可能である。これらのセンサの各々のうち、数個の個別センサおよび／または一群の異なるセンサが、コード読取装置で互いに組み合わせて存在することができる。

エレベータケージの位置を決定するための装置を備えたエレベータ設備を概略的に示す図である。 本発明の第１の実施形態の構造物を概略的に示す図である。 組み合わせコードマークパターンにおける個別ビットの配列のシーケンスを示す図である。 コード読取センサシステムの第２の実施形態を示す図である。 補間装置の出力信号の変化を示す図である。 コード化された磁気ストリップにわたる磁界変化の走査において微細補間のＭＲ角度センサの出力信号の変化を示す図である。 本発明による測定システムの第２の冗長的実施形態を示す図である。 包括的シャフト情報システムの基礎として単一トラック測定システムの冗長的構造を示す図である。

Claims (9)

1. 少なくとも１本のガイドレール（７）に沿って動くことができるエレベータケージ（２）のケージ位置を測定するための長さ測定システムと、前記エレベータケージ近傍に且つその移動方向（８）に平行に装着されるコードマークパターン（２０）と、前記エレベータケージに装着され前記コードマークパターンに接触せずに走査するためのコード読取装置（１２）と、走査されたコードマークパターンを評価するための評価ユニット（１７）と、を備えたエレベータ設備であって、移動経路に沿って前記コードマークパターンのｎ個の連続コードマーク（２１）がコードワード（２７）を形成し、前記コードワードは、異なるコードワードのｎ桁の疑似ランダムシーケンスに明らかに配列され、前記コードワードが移動経路に沿って単一トラックコードマークパターンを形成し、走査されたコードワードは絶対ケージ位置（３５）を表すことを特徴とする、エレベータ設備。
2. 前記コードマークパターンが、コードマーク（２１）を使ったｎ桁の疑似ランダムシーケンスの組み合わせコードマークパターン（２０）であり、コード読取装置が、ｎ＋１個の連続コードマーク（２１）を走査するための複数のセンサ（３１）を備えており、単一トラックのコードマークパターンの第２のコードマーク（２１）の各々が走査されることを特徴とする、請求項１に記載のエレベータ設備。
3. ２つ以上のセンサ（３１、３１’）が、コードマークの長さの半分の間隔をあけて移動方向に配置されており、該２つ以上のセンサ（３１、３１’）のうちの１つの出力信号が、読取りおよび評価のために交互に選択されることを特徴とする、請求項２に記載のエレベータ設備。
4. コードマーク（２１）がＮ極またはＳ極の磁極を形成するものであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のエレベータ設備。
5. ２つ以上のセンサ（３１、３１’）のうちの１つがＮ極とＳ極との間の極反転の近くに配置されている場合、他のセンサ（３１、３１’）は磁極の一方に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のエレベータ設備。
6. 前記コード読取装置は、前記コードワードの前記コードマークを同時走査するために数個のセンサを具備することを特徴とする、請求項１または５に記載のエレベータ設備。
7. 少なくとも１つの階センサ（４１、４１’）が前記エレベータケージに装着され、階レベルに装着された位置マーキング（４２、４２’）を検出し、制御装置が検出された位置マーキングを走査されたコードワードによって評価することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のエレベータ設備。
8. 前記コード読取装置は、冗長的に作られることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のエレベータ設備。
9. 前記コードマークパターンはマンチェスターコーディングでコード化され、各コードマークは隣接する反転したコードマークに組み合わされ、および／または、前記コードマークパターンは前記ガイドレール（７）に装着され、および／または、前記センサは前記移動方向に平行な直線状に配列されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のエレベータ設備。

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