JP5913123B2

JP5913123B2 - 床位置検出装置

Info

Publication number: JP5913123B2
Application number: JP2012543586A
Authority: JP
Inventors: アルノルト，ダニエル; ビレル，エリツク
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: RU2552376C2; BR112012014761A2; WO2011076533A1; CA2785115A1; JP2013514953A; SG181765A1; MY165995A; AU2010335408A1; US20120312639A1; RU2012125187A; KR20120112589A; EP2516304A1; NZ600562A; EP2516304B1; AU2010335408B2; US9193563B2; EG26662A; BR112012014761B1; ES2468798T3; CA2785115C

Description

本発明は、詳細には請求項１の前書き部分に記載のエレベータシステムの床位置検出装置に関する。

欧州特許出願公開第０８４７９５３号明細書という文献による装置が公知であり、その装置を用いて、エレベータキャビンが床にいつ到達したかが検出されることができる。装置は、床を特徴付ける場所に同一直線に配列される２つの永久磁石と、永久磁石により発生させられた磁場を検知するための磁場センサと、さらに磁場センサからの信号を評価するための評価ユニットとを含む。

欧州特許出願公開第０８４７９５３号明細書国際公開第０３／０１１７３３号

本発明の目的は、特に、エレベータシステムの床の位置を確実に検出するための、簡単で費用効率の高い装置を提供することである。この目的は、本発明に従って、請求項１の特徴によって達成される。別の実施形態が、独立請求項および従属請求項で明らかになる。

本発明は、第１のホールセンサを含み、かつ少なくとも１つの床位置特性を検知する目的で提供される少なくとも第１のセンサユニットを有し、床信号を発生させるために、床位置特性を評価する目的のために提供される評価ユニットを有する、エレベータシステムの床位置検出装置に関する。

センサユニットは、少なくとも第２のホールセンサと、床信号を発生させるために、少なくとも２つの床位置特性を評価する目的のために提供される評価ユニットとを含むことが提案されている。少なくとも第２のホールセンサを含むことにより、床位置特性を確実に検知する、簡単で費用効率の高い解決策が達成される。用語「床位置特性」は、この文脈では、特に、床の位置を特徴付ける場所に取り付けられた磁気的手段に基づくホールセンサからの信号を意味するものと理解される。用語「床信号」は、この文脈では、電気信号または電子信号、特に、定義された相対位置がエレベータキャビンと床の間で達成されたことを示す目的のために提供されるトリガ信号を意味するものと理解される。用語「評価ユニット」は、この文脈では、特に、アナログおよび／またはデジタルの電気信号を処理するための電子ユニットを意味するものと理解される。用語「〜の目的のために提供される」は、この文脈では、特に、特別に装備される、具体化される、および／またはプログラムされることを意味するもの理解される。用語「磁気的手段」は、この文脈では、特に、磁場を発生させるための手段を、特に、円筒形の永久磁石を意味するものと理解される。好ましくは、少なくとも２つのホールセンサが、２次元で間隔をおいた公知の配置で配列され、その結果、非常に正確な方法で床の位置を決定することが可能である。有利なことに、間隔をおいたホールセンサ配置は、センサからの信号の半値全幅（ｆｕｌｌｗｉｄｔｈａｔｈａｌｆｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）である５０％から１００％までの間にある。

用語「半値全幅」は、この文脈では、特に、ホールセンサを２つの位置に間隔をおいて配置することを意味するものと理解され、この場合、ホールセンサからの信号が、磁気的手段を用いて位置の間で発生させられる最大振幅の５０％に対応する。

さらに、床位置検出装置は、絶対位置システム（ａｂｓｏｌｕｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）と、床信号を発生させる目的のため、および絶対位置システムの絶対位置データの読出しを床信号と同期させるための同期ユニットとを含むことが提案され、その結果、床の絶対位置を迅速で簡単な方法で決定し、確認することが可能である。用語「絶対位置システム」は、この文脈では、絶対位置システムが機能する方法が詳細に説明されている、国際公開第０３／０１１７３３号という文献におおよそ従って、エレベータシャフト内部のエレベータキャビンの絶対位置を検出するための、すでに公知のシステムを意味するものと理解される。用語「同期ユニット」は、この文脈では、特に、実質的にデジタルの電気信号を処理するための電子ユニットを意味するものと理解される。好ましくは、評価ユニットおよび同期ユニットは、少なくとも部分的に一体化されて具体化されることができる。しかし、基本的には、これらのユニットを分離することも可能である。

有利な一実施形態では、少なくとも２つのホールセンサからのアナログ信号の振幅を比較し、同一振幅の場合には、少なくとも１つのデジタルスイッチング状態を変更し、その結果、センサユニットの絶対高度レベル位置と床が正確にタイミングをとられていることを特徴付ける位置にあるエレベータシャフト内の磁気的手段との間のマッチングを検知する目的のために提供される少なくとも１つの電子回路を評価ユニットは含み、前記マッチングは、非常に簡単な方法でさらに処理することができるようにする形で処理されることができる。好ましくは、少なくとも２つのホールセンサからの信号の一方の算術符号が、電子回路を用いて逆転させられ（反転させられ）、第２のホールセンサからの信号に加算されることができる。アナログ信号を電子的に減算するための確立された方法が、当業者に公知である。その結果、有利なことに、２つのホールセンサからの同一信号レベルが、振幅ゼロの信号レベルに変換されることができ、その信号レベルは、より簡単な方法で検出されることができる。特に、電子回路で２つのホールセンサからの信号を別々に増幅することにより、センサ感度が異なる結果として、および／または磁気的手段に対して異なる広範囲の最小間隔をおいて配置する結果として、異なるレベルにある信号の振幅を補償することが可能であり、その結果、床位置検出装置の精度を増すことができる。振幅を補償するために必要とされる増幅は、エレベータキャビンのトレーニング運転中に決定されることができる。

センサユニットは、少なくとも第３のホールセンサを含み、評価ユニットは、床信号を発生させるために、少なくとも３つの床位置特性を評価する目的のために提供されることがさらに提案されている。有利なことに、第３のホールセンサを含むことにより、２つのその他のホールセンサからの信号の誤った解釈を排除することが可能であり、その結果、床位置検出装置の信頼性が、簡単で費用効率の高い方法で高められる。好ましくは、第３のホールセンサは、２つのその他のホールセンサに対して中央の位置に取り付けられることができ、その結果、床位置検出装置の信頼性を高めるために、同時に満たされるべき追加条件と第１の２つのホールセンサからの信号の振幅の任意のマッチングが、第３のホールセンサの最小振幅に結びつけられることができる。有利なことに、磁気的手段の漂遊磁界（ｓｔｒａｙｆｉｅｌｄ）および隣接磁力線（ａｄｊａｃｅｎｔｆｉｅｌｄｌｉｎｅ）の結果として３つのホールセンサからの信号を誤って解釈することを避けるために、絶対位置システムからの情報が、床を特徴付ける位置にある磁気的手段の近傍の中にエレベータキャビンを移動させる目的のために使用されることができる。用語「近傍の中に」は、この文脈では、磁気的手段に関して３つのホールセンサの最密間隔をおいた配置を意味するものと理解され、その間隔をおいた配置は、２つの外側にあるホールセンサの中央に間隔をおいた配置に対応する。

別の提案される実施形態では、評価ユニットは、有利なことに、少なくとも３つのホールセンサのうちの少なくとも１つからのアナログ信号をデジタル化する目的のために提供される少なくとも１つの電子コンパレータ回路を含み、その結果、ホールセンサからの信号に対する条件が、著しく簡単な方法で、電子的な形で評価されることができる。好ましくは、ホールセンサのうちの少なくとも１つからの信号の正の振幅に対する最小値が、コンパレータしきい値として定義されることができ、ホールセンサのうちの少なくとも１つからの信号の負の振幅に対する最大値が、別のコンパレータしきい値として定義されることができ、その結果、有利なことに、床を特徴付ける位置にある磁気的手段に、より近いホールセンサのうちの少なくとも１つの動きが、コンパレータ出力で電圧レベルを変化させることにより、著しく簡単な方法で検出されることができる。有利なことに、コンパレータ出力の電圧レベルは、センサユニットが磁気的手段に近接する状況を定義する目的のため、およびその他のホールセンサを評価することにより発生する可能性がある、任意の誤ったスイッチング信号を同時計数回路で除去する目的のために使用されることができる。電子コンパレータ回路は、個々のコンパレータを使って、またはウィンドウコンパレータ（ｗｉｎｄｏｗｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）として具体化されることができる。この目的のために確立された方法が、当業者に公知である。

センサユニットは、少なくとも第４および第５のホールセンサを含み、評価ユニットは、床信号を発生させるために、少なくとも５つの床位置特性を評価する目的のために提供されることがさらに提案されている。第４および第５のホールセンサを含むことにより、第１および第２のホールセンサからの信号についてさらに誤った解釈をする可能性を排除することが、有利な方法で可能であり、その結果、床位置検出装置の信頼性が、簡単で費用効率の高い方法でさらに高められる。好ましくは、第４および第５のホールセンサは、いずれの場合も、ホールセンサの列の外側の位置に配列され、その結果、これらのホールセンサからの信号から、床を特徴付ける位置にある磁気的手段により発生させられる磁場の極性を決定することが、有利な方法で可能である。

有利な実施形態では、同期ユニットは、ホールセンサからの、合成されたデジタル化された信号のタイミング一致を決定するための手段を含み、その結果、その場合、センサユニットの絶対位置と、床を特徴付ける位置にある磁気的手段とのマッチングが、正確に検知され、ホールセンサからの信号を誤って解釈することが、簡単で費用効率の高い方法で確実に排除されることができる。

センサユニットは、共通の床に配置された少なくとも２つの磁気的手段を含むことが提案されている。床を特徴付ける位置で２つの磁気的手段を使用することにより、床位置検出装置の信頼性を簡単で費用効率の高い方法で高めることが可能である。有利なことに、センサユニットは第１の磁気的手段を認識するということが、エレベータキャビンが床の近傍にあるという指示として使用されることができ、その結果、エレベータキャビンが床の第２の磁気的手段に移動した比較的短い距離が、第２の磁気的手段により発生させられたホールセンサからの信号を含むことにより著しく正確な方法で決定されることができる。

有利な実施形態では、床位置検出装置は、冗長な床信号を発生させるために、第１のセンサユニットとは独立して機能する少なくとも第２のセンサユニットを含み、その結果、床位置検出に関する信頼性を高めることが、簡単で費用効率の高い方法で達成される。

少なくとも１つのエレベータキャビンを有し、床位置検出装置を有するエレベータシステムであって、少なくとも第１のセンサユニットがエレベータキャビンに配列され、その結果、著しく簡単で費用効率の高い解決策が、設置に関して著しく少ない出費と共に達成されるエレベータシステム。しかし、磁気的手段がエレベータキャビンを特徴付ける位置に取り付けられ、かつ少なくとも第１のセンサユニットが床を特徴付ける位置に取り付けられる配列も基本的に実現可能である。

別の有利な点が、図面の以下の説明から明らかである。本発明の代表的実施形態が、図面に示されている。本明細書および特許請求の範囲は、数多くの特徴を組み合わせて含む。当業者はまた、好都合な方法で特徴を個々に考慮して、意図をもった方法で別の組合せを生み出すことを理解している。

エレベータシャフト内にエレベータキャビンを備えるエレベータシステムの一部を示す。５つのホールセンサを有するセンサユニット、およびホールセンサの信号を評価する処理の略図を示す。評価ユニットおよび同期ユニットの電子回路図を示す。

図１は、エレベータシャフト１４内を移動することができるエレベータキャビン１２を有するエレベータシステム１０の一部を示す。機能的に互いに独立して動作する２つのセンサユニット１８、２０が、いずれの場合も、床１６の近傍に位置する、エレベータキャビン１２の側面の片側に配列され、センサユニット１８、２０は、いずれの場合も、床位置特性を検知するために提供される。床位置特性は、床１６を特徴付ける位置２２でエレベータシャフト１４内に磁気的手段２８が配列されるということによって、第１のセンサユニット１８を使用して検知され、磁気的手段２８は、永久磁石として具体化され、磁気的手段２８の磁場３４は、５つのホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８を含む第１のセンサユニット１８が接近する間にホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８内に電気信号を発生させる。第２のセンサユニット２０が、２つの磁気的手段３０、３２のそばを通過することがこの目的のために提供され、磁気的手段３０、３２は、いずれの場合も、永久磁石として具体化され、床１６を特徴付けて、それぞれの場合に磁場３６、３８を発生させる位置２４、２６に配列される。センサユニット１８、２０のそれぞれは、床信号５４、５６を発生させるために、センサユニット１８、２０のそれぞれの場合について、５つの床位置特性を評価する目的のために提供される評価ユニット５０、５２にそれぞれ電気的に接続される。

第１のセンサユニット１８とは独立して動作する第２のセンサユニット２０が、冗長な床信号５６を発生させるために、安全性の理由で使用される。

２つの独立した評価ユニット５０、５２のそれぞれは、同期ユニット５８、６０に電気的に接続され、共通のハウジング７０、７０’内に配列される。同期ユニット５８、６０は、それぞれの評価ユニット５０、５２からの電気信号から床信号５４、５６を発生させる目的のため、および絶対位置システム７２の絶対位置データの読出しを床信号５４、５６と同期させるために提供される。この目的のために、信号ケーブル６６、６８が、それぞれの場合に、同期ユニット５８、６０の出力６２、６４から、絶対位置システム７２に接続される制御ユニット７４まで、データを伝送することができるような方法で経路を定められる。絶対位置システムは、ここでは詳細に説明されず、絶対位置システムの詳細は図１に示されていない。用語「制御ユニット」は、この文脈では、特に、演算論理装置、記憶装置、および前記記憶装置に記憶される運用プログラムを有する装置を意味するものと理解される。用語「制御」は、この文脈では、絶対制御プロセスおよび／または同様に閉ループ制御プロセスにおける、意図をもった作動を意味するものと理解される。絶対位置システム７２の絶対位置データを再び読み出して制御ユニット７４の記憶素子に前記データを記憶するために、同期ユニット５８、６０の床信号５４、５６が受信されたとき、および２つの床信号５４、５６のタイミング一致に関して制御ユニット７４に記憶される条件が満たされた場合に、同期ユニット５８、６０の床信号５４、５６を試験する目的のために、制御ユニット７４は提供される。

床位置検出装置の、図１に示される代表的実施形態は、床信号５４、５６を発生させるために、互いに独立して動作する２つのセンサユニット１８、２０と、独立した磁気的手段２８、ならびにさらに３０および３２と、２つの独立した評価ユニット５０、５２と、２つの独立した同期ユニット５８、６０を冗長の理由で含む。しかし、基本的に、床位置検出装置はまた、本発明の考え方を損なうことなく、床信号５４または５６を発生させるために、１つの単一センサユニット１８または２０と、１つの磁気的手段２８、または３０および３２と、１つの評価ユニット５０または５２と、１つの同期ユニット５８または６０で構成されることができる。

図２は、５つのホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８を備える図１のセンサユニット１８の一方、および評価プロセスの略図を示す。５つのホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８は、センサの中央からセンサの中央までほぼ８ｍｍの一定間隔をおいた配置で直線の垂線に沿って整列させられ、その結果、５つのホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８が、ほぼ５ｍｍの最密の横間隔をおいた配置で、床１６を特徴付ける位置２２に配置される、図１の磁気的手段２８のそばを通過するとき、磁気的手段２８により発生させられた磁場３４を順々に検知する。

５つのホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８は、それらのアナログ信号７６を評価ユニット５０で順次に評価することにより特徴付けられる。２つのホールセンサ４２および４６は主センサであり、センサユニット１８の第２および第４の位置に配列される。ホールセンサ４４はイネーブルセンサ（ｅｎａｂｌｅｓｅｎｓｏｒ）と呼ばれ、中央に配置される。ホールセンサ４０および４８は、ホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８の配列の外側の位置に配置され、ホールセンサ４４と共に極性センサとして特徴付けられる。

図２の中央部分は、ホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８からのアナログ信号７６の略図を示し、この信号は、前記ホールセンサが、床１６を特徴付ける位置２２で図１の磁気的手段２８のそばを通過するときに、評価目的のため合成される。５つのホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８からのアナログ信号７６は、図３の中央部分による評価ユニット５０の電子回路で処理される。図２の右側部分は、５つのホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８からの合成されたアナログ信号７６から得られ、かつ同期ユニット５８（図３の右側部分に示されている）に供給されるデジタル信号ＣＬＫ、ＥＮＡＢＬＥＡ、ＥＮＡＢＬＥＢ、およびＰＯＬを示す。デジタル信号ＣＬＫ、ＥＮＡＢＬＥＡ、ＥＮＡＢＬＥＢ、およびＰＯＬがどのように得られるかに関して、本明細書で以下に説明が提供される。

図３の評価ユニット５０は、ホールセンサ４２および４６からのアナログ信号の振幅を比較する目的のため、および同一振幅の場合には、デジタルスイッチング状態を変更する目的のために提供される電子回路７８を含む。信号ＣＬＫは、ホールセンサ４６からのアナログ信号７６が、演算増幅器８０で、ホールセンサ４２からのアナログ信号から減算された際に発生させられる。演算増幅器８０の回路内の電気抵抗を調節することにより、異なる感度、ならびにホールセンサ４２および４６とトレーニング運転中に検出された磁気的手段２８との間の最小間隔をおいた配置が補償される。その結果、演算増幅器８０の入力での同一振幅が、床１６を特徴付ける位置２２に配列される磁気的手段２８からホールセンサ４２および４６が同一間隔をおいて配置されることに対応する。抵抗を決定するために必要な方法は、当業者に公知である。ホールセンサ４２および４６からの信号７６の差のゼロ交差が、演算増幅器８０の出力電圧の変化をもたらす。信号ＣＬＫを発生させるために下流で接続される別の演算増幅器８２のデジタルスイッチング状態が、基準電圧Ｖ＿ＲＥＦを基準として演算増幅器８０の出力電圧のレベルと共に変化する。

デジタル信号ＥＮＡＢＬＥＡおよびＥＮＡＢＬＥＢを発生させるために、評価ユニット５０は、ホールセンサ４４からのアナログ信号７６をデジタル化する目的のために提供される電子コンパレータ回路８４を含む。演算増幅器の抵抗回路８６を用いて、ホールセンサ４４からのアナログ信号７６が正電圧しきい値＋６０ｍＶを超えた場合、信号ＥＮＡＢＬＥＡ＝“１”が発生させられる。別の演算増幅器の抵抗回路８８を用いて、ホールセンサ４４からのアナログ信号７６が負電圧しきい値−６０ｍＶ以下であった場合、信号ＥＮＡＢＬＥＢ＝“１”が発生させられる。

別の演算増幅器９０が、別のコンパレータ回路９２を表し、コンパレータ回路９２は、固定して設定された基準電圧９４を、ホールセンサ４０、４４、および４８からの信号から合成された振幅９６と比較し、合成された振幅９６が、基準電圧９４を超えた、および／または基準電圧９４以下であった場合、自分のデジタルスイッチング出力を変更する。演算増幅器９０の出力電圧が、デジタル信号ＰＯＬを表す。

同期ユニット５８は、ホールセンサ４０、４２、４４、４６、４８からの、合成されデジタル化された信号の、すなわちデジタル信号ＣＬＫ、ＥＮＡＢＬＥＡ、ＥＮＡＢＬＥＢ、およびＰＯＬのタイミング一致を決定するための手段として、電子論理モジュールの論理回路９８を含む。この論理回路９８の出力１００が、ＥＮＡＢＬＥＡが“１”であり、かつＰＯＬが“０”である場合、またはＥＮＡＢＬＥＢが“１”であり、かつＰＯＬが“１”である場合、電圧レベル論理＝“１”に切り換えられる。このとき、この論理条件は、センサユニット１８が、磁気的手段２８の近傍に位置する場合だけ、評価ユニット５０が反応することを確実にする。論理回路１００の出力は、正の立ち上がりに反応し、かつクロック入力がそれぞれの場合に信号ＣＬＫおよび／または反転させられたＣＬＫ信号により制御される２つのＤフリップフロップ１０２、１０４のリセット入力に向かう。Ｄフリップフロップの２つの反転させられたデータ出力が、論理回路のＮＡＮＤ論理素子１０６で評価される。これは、反転させられないデータ出力に対してＯＲ条件に対応する。ホールセンサ４２および４６が同一振幅である場合、および信号ＥＮＡＢＬＥＡ、ＥＮＡＢＬＥＢ、およびＰＯＬに対する論理条件が満たされた場合、ＮＡＮＤ論理素子１０６の出力１０８が、論理“１”に切り換わり、床信号５４を発生させる。

Claims

第１のホールセンサ（４２）を含み、かつ少なくとも１つの床位置特性を検知する目的のために提供される少なくとも第１のセンサユニット（１８）を有し、床信号（５４）を発生させるために、床位置特性を評価する目的のために提供される少なくとも１つの評価ユニット（５０）を有し、センサユニット（１８）は少なくとも第２のホールセンサ（４６）を含み、評価ユニット（５０）は床信号（５４）を発生させるために、少なくとも２つの床位置特性を評価する目的のために提供される、エレベータシステム（１０）の床位置検出装置であって、
評価ユニット（５０）は、少なくとも２つのホールセンサ（４２、４６）からのアナログ信号（７６）の振幅を比較し、同一振幅の場合には、少なくとも１つのデジタルスイッチング状態を変更する目的のために提供される少なくとも１つの電子回路（７８）を含むことを特徴とする床位置検出装置。
絶対位置システム（７２）と、床信号（５４）を発生させる目的のため、および絶対位置システム（７２）の絶対位置データの読出しを床信号（５４）と同期させるために提供される同期ユニット（５８）とにより特徴付けられる、請求項１に記載の床位置検出装置。
センサユニット（１８）が、少なくとも第３のホールセンサ（４４）を含み、評価ユニット（５０）が、床信号（５４）を発生させるために、少なくとも３つの床位置特性を評価する目的のために提供されることを特徴とする、請求項１から２のいずれか一項に記載の床位置検出装置。
評価ユニット（５０）が、少なくとも３つのホールセンサ（４２、４４、４６）のうちの少なくとも１つからのアナログ信号（７６）をデジタル化する目的のために提供される少なくとも１つの電子コンパレータ回路（８４、９２）を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の床位置検出装置。
センサユニット（１８）が、少なくとも第４および第５のホールセンサ（４０、４８）を含み、評価ユニット（５０）が、床信号（５４）を発生させるために、少なくとも５つの床位置特性を評価する目的のために提供されることを特徴とする、請求項３に記載の床位置検出装置。
同期ユニット（５８）が、ホールセンサ（４０、４２、４４、４６、４８）からの、合成されデジタル化された信号のタイミング一致を決定するための手段を含むことを特徴とする、請求項３または５に記載の床位置検出装置。
センサユニット（１８）のホールセンサが感応する磁場（３６、３８）を形成する少なくとも２つの磁気的手段（３０、３２）を含み、少なくとも２つの磁気的手段が、共通の床（１６）に配置され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床位置検出装置。
冗長な床信号（５６）を発生させるために、第１のセンサユニット（１８）と独立して機能する少なくとも第２のセンサユニット（２０）により特徴付けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載の床位置検出装置。
少なくとも１つのエレベータキャビン（１２）を有し、
少なくとも第１のセンサユニット（１８）が、エレベータキャビン（１２）上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床位置検出装置を有するエレベータシステム（１０）。
床信号（５４）を発生させるために、少なくとも２つのホールセンサ（４２、４６）の床位置特性が評価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床位置検出装置を有する、床の位置を検出する方法。
床信号（５４、５６）が、絶対位置システム（７２）を用いて絶対位置が制御ユニット（７４）に提供されることを少なくとも起動することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。