JP6987255B2

JP6987255B2 - エレベータ診断システム

Info

Publication number: JP6987255B2
Application number: JP2020535389A
Authority: JP
Inventors: 聡西江
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2038-08-08
Also published as: CN112384462B; JPWO2020031284A1; WO2020031284A1; CN112384462A

Description

本発明は、乗りかごの着床誤差の異常を検出するエレベータ診断システムに関する。

従来のエレベータシステムでは、乗りかごの停止位置を制御するために、昇降路内の所定位置に位置検出の基準となる遮蔽板を設置し、乗りかごが備える遮蔽板検出装置が検出した遮蔽板の検出位置を基準に乗りかご移動距離を制御することで、乗りかごを所望の着床位置に停止させていた。

しかしながら、このエレベータシステムでは、乗りかごが停止する階床の数に比例して、昇降路内に設置する遮蔽板を増やす必要があり、特に高層ビルにおいては、エレベータシステムの据え付け費用の増大を招いていた。

そこで、遮蔽板に代え、乗り場ドアを基準にして乗りかごの着床位置を制御することで、エレベータシステムの部品点数を削減しつつ、所望の着床位置制御を実現するものがある（特許文献１）。

特開２００１−３９６３９号公報

しかしながら、特許文献１では、着床位置の計測にエレベータシステムの制御信号の利用が必要であるため、そもそも制御信号が存在しないリレー式エレベータや、制御信号の意味が不明な他社製のエレベータなど、有意な制御信号を取得できないエレベータシステムを診断対象とする場合には、着床位置の計測や、着床誤差を診断できないという課題があった。

そこで、本発明は、有意な制御信号を取得できないエレベータシステムを診断対象とする場合であっても、着床誤差が経年劣化等により拡大したときに、その異常を検出することができるエレベータ診断システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のエレベータ診断システムでは、乗りかごのかごドアに設けられ、乗場ドアを検出する乗場ドア検出部と、かごドアに設けられ、加速度を計測する加速度計測部と、加速度計測部が乗りかごの減速を検出した後、乗場ドア検出部が乗場ドアを検出してから、かごドアが開くまでの乗りかごの移動量を着床位置として計測する移動量計測部と、移動量に基づいて、乗りかごの着床異常を診断する異常診断部と、を備えたものとした。

また、乗りかごのかごドアに設けられ、乗場ドアを検出する乗場ドア検出部と、かごドアに設けられ、加速度を計測する加速度計測部と、加速度計測部が乗りかごの減速を検出した後、乗場ドア検出部が乗場ドアを検出してから、乗りかごが停止するまでの乗りかごの移動量を着床位置として計測する移動量計測部と、移動量に基づいて、乗りかごの着床異常を診断する異常診断部と、を備えたものとした。

本発明のエレベータ診断システムによれば、有意な制御信号を取得できないエレベータシステムを診断対象とする場合であっても、着床誤差が経年劣化等により拡大したときに、その異常を検出することができる。

一実施例のエレベータシステムの概略図。一実施例のエレベータのドア開閉装置の構成図。一実施例の乗りかごの稼働中に観測される速度と磁束密度の変化を示す図。一実施例のエレベータ診断システムの診断処理を示すフローチャート。一実施例に係る乗りかごの現在位置の検出処理を示すフローチャート。

以下、本発明の詳細を、添付の図面に従い説明する。

図１は、本発明の一実施例に係るエレベータシステムの概略図である。ここに示すように、本実施例のエレベータシステムは、昇降路に面した複数の乗り場間を昇降する乗りかご１と、乗りかご１の開口に取り付けたかごドア２と、かごドア２を開閉するドア開閉装置３と、かごドア２の外側に設置した３軸加速度センサ４および３軸磁気センサ５と、乗りかご１を昇降させる巻上機６と、乗りかご１の昇降時の負荷を軽減するつり合いおもり７と、乗りかご１とつり合いおもり７の接触をさけるためのプーリ８と、乗りかご１とつり合いおもり７をつなぐ主ロープ９と、かごドア２のドア開閉と連動して開閉する金属製の乗り場ドア１０と、エレベータシステムの運行を制御する制御装置１１と、３軸加速度センサ４および３軸磁気センサ５の出力信号を基にエレベータシステムを診断する診断装置１２から構成されている。また、診断装置１２は、有線または無線の通信回線を介して外部の管制センター１３と接続されている。

なお、これらのうち、３軸加速度センサ４、３軸磁気センサ５、および、診断装置１２は、エレベータシステムを据え付けた後であっても取り付け可能なものであり、従って、既設の制御装置１１とは独立したエレベータ診断システムを構成するものである。また、図１では、乗り場数が２である建築物を例示しているが、乗り場数は３以上あってもよい。

診断装置１２は、３軸加速度センサ４と３軸磁気センサ５の出力信号に基づいて、乗りかご１の着床誤差δの異常の有無を診断するものであり、乗りかご１の位置を検出するかご位置検出部１２ａと、かごドア２の開閉状態を検出するかごドア開閉検出部１２ｂと、乗りかご１の移動量ｌを計測するかご移動量計測部１２ｃと、エレベータの走行状態を検出する走行状態検出部１２ｄと、上記各部からの信号に基づいて乗りかご１の着床位置Ｌの異常の有無を診断する異常診断部１２ｅと、異常診断部１２ｅが最初に計測した着床位置Ｌの初期値Ｌ_０を階床別に格納する初期値格納部１２ｆと、後述する着床誤差δを階床別に格納する着床誤差格納部１２ｇと、異常診断部１２ｅが着床位置Ｌを異常と診断した場合に保守員に異常を通知する異常発報部１２ｈと、より構成されている。

なお、診断装置１２は、具体的には、ＣＰＵ等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置、および、通信装置、スピーカーなどのハードウェアを備えた計算機である。そして、補助記憶装置に記録されたデータベースを参照しながら、主記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、上述したかご位置検出部１２ａ等を実現するが、以下では、このような周知技術を適宜省略しながら説明する。

図２は、かごドア２とドア開閉装置３の構成を表した図である。ここに示すように、かごドア２は、右ドアパネル２Ｒと左ドアパネル２Ｌより構成されている。また、ドア開閉装置３は、両ドアパネルの軌道となるドアレール３ａ、両ドアパネルの駆動力を発生させるドアマシン３ｂ、ドアマシン３ｂで発生した駆動力を両ドアパネルに伝達するドア駆動用ベルト３ｃ、ドアマシン３ｂと対に設けられたドア駆動用ベルト３ｃ用のドアプーリ２ｄ、より構成されている。

ここで、上述した３軸加速度センサ４と３軸磁気センサ５は、本実施例では左ドアパネル２Ｌの閉端部付近であって高さ方向の略中間部に、かごドア２の開閉方向をｘ軸、乗りかご１の昇降方向をｙ軸、乗りかご１の前後方向をｚ軸となるよう設置している。なお、図１および図２では、３軸加速度センサ４と３軸磁気センサ５をかごドア２の略中間部に各々１つ設ける構成を例示しているが、かごドア２の上部と下部のそれぞれに３軸加速度センサ４と３軸磁気センサ５を設ける構成としてもよい。なお、両センサは、必ずしも３軸センサである必要はなく、後述する処理に不要な方向の加速度や磁束密度を検出する機能を省略したものとしても良い。

図３は、エレベータシステムの稼働中に観測される速度と磁束密度の変化の一例であり、具体的には、乗りかご１が待機階である下階から目的階である上階に移動し、かごドア２が開き、上階の乗り場にいた乗客が乗りかご１に乗車した後、かごドア２が閉まる迄に観測される、乗りかご１の昇降速度と、かごドア２の開閉速度と、３軸磁気センサ５のｚ軸方向とｘ軸方向の出力を例示したものである。

すなわち、図３（ａ）、（ｂ）は、３軸加速度センサ４が検出したｙ軸方向の加速度ａ_ｙとｘ軸方向の加速度ａ_ｘを積分して求めた速度ｖ_ｙと速度ｖ_ｘであり、それぞれ、乗りかご１の昇降速度（正は昇り速度、負は降り速度）、かごドア２の開閉速度（正は閉速度、負は開速度）に相当する。また、図３（ｃ）、（ｄ）は、３軸磁気センサ５が検出したｚ軸方向の磁束密度Ｍ_ｚとｘ軸方向の磁束密度Ｍ_ｘであり、それぞれ、乗り場ドア１０方向の金属検出状態（Ｌｏｗは検出時、Ｈｉｇｈは非検出時）と、かごドア２の開閉状態（Ｌｏｗは閉時、Ｈｉｇｈは開時）に相当する。

また、図中、時刻ｔ_ａは乗りかご１が待機階（下階）の乗り場ドア１０の上端部を通過した時刻、時刻ｔ_ｂは乗りかご１が目的階（上階）の乗り場ドア１０の下端部に到達した時刻、時刻ｔ_ｃと時刻ｔ_ｄはかごドア２の開開始時刻と開完了時刻、時刻ｔ_ｅと時刻ｔ_ｆはかごドア２の閉開始時刻と閉完了時刻を示す。なお、乗り場ドア１０はかごドア２と連動して開閉するため、時刻ｔ_ｃから時刻ｔ_ｆはそれぞれ、乗り場ドア１０の開開始時刻、開完了時刻、閉開始時刻、閉完了時刻でもある。

乗りかご１が待機階（下階）から目的階（上階）へ移動する場合、図３（ａ）に示すように、乗りかご１は、加速期間、一定速期間、減速期間を順に経て、目的階（上階）へ到達する。この間、時刻ｔ_ａ付近で下階の乗り場ドア１０から遠ざかるため、図３（ｃ）に示すように、乗りかご１の前後方向に相当する磁束密度Ｍ_ｚが増加する。その後、待機階（下階）の上階の乗り場ドアに接近するため、磁束密度Ｍ_ｚが減少し、当該乗り場ドアから遠ざかると、再び磁束密度Ｍ_ｚが増加する。磁束密度Ｍ_ｚの減少及び増加は、時刻ｔ_ｂ付近で目的階（上階）の乗り場ドア１０に接近するまで繰り返す。従って、磁束密度Ｍ_ｚと所定の閾値Ｍ_ｚ＿ｔｈの大小関係から、乗りかご１が乗り場ドア１０の近傍にいるかを判定することができる。

また、乗りかご１が目的階（上階）に到着すると、かごドア２の開開始時刻である時刻ｔ_ｃ以降、３軸磁気センサ５を閉端部付近に設置した左ドアパネル２Ｌが右ドアパネル２Ｒから遠ざかるため、図３（ｄ）に示すように、かごドア２の開閉方向に相当する磁気密度Ｍ_ｘが増加する。その後、かごドア２の閉完了時刻である時刻ｔ_ｆ付近より、左ドアパネル２Ｌが右ドアパネル２Ｒに接近するため、磁気密度Ｍ_ｘが減少する。従って、磁束密度Ｍ_ｘと所定の閾値Ｍ_ｘ＿ｔｈの大小関係から、かごドア２の開閉状態を判定することができる。

次に、本実施例の診断装置１２による、乗りかご１の着床位置の診断処理を、図４を用いて説明する。

まず、ステップＳ１では、走行状態検出部１２ｄは、３軸加速度センサ４の出力である加速度ａ_ｙを積分した速度ｖ_ｙの絶対値と、所定の閾値ｖ_ｙ＿ｔｈ（例えば８ｍ／ｍｉｎ）を比較し、速度ｖ_ｙの絶対値の方が大きい場合は、乗りかご１が走行中であると判断し、次のステップに進む。一方、速度ｖ_ｙの絶対値の方が小さい場合は、ステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２では、走行状態検出部１２ｄは、速度ｖ_ｙの減速を検出した場合に、乗りかご１が目的階に接近し減速を開始したと判断し、次のステップに進む。一方、減速を検出できないときは、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ３では、かご位置検出部１２ａは、目的階の乗り場ドア１０を検出する。具体的には、かご位置検出部１２ａは、３軸磁気センサ５の磁気密度Ｍ_ｚを監視し、これが所定の閾値Ｍ_ｚ＿ｔｈより小さくなった場合、乗りかご１に取り付けた３軸磁気センサ５が目的階の乗り場ドア１０の端部に到達したと判断する（図３（ｃ）の時刻ｔ_ｂ）。一方、磁気密度Ｍ_ｚの方が大きい場合は、ステップＳ３を繰り返す。

ステップＳ４では、かご移動量計測部１２ｃは、目的階の乗り場ドア１０に到達した後の乗りかご１の移動量ｌを、３軸加速度センサ４が出力する加速度ａ_ｙに基づいて計測する。

ステップＳ５では、かご位置検出部１２ａは、図４の処理と並列して実行される図５の処理結果（後述）を参照することで、乗りかご１の現在位置（現在階床Ｆ）を確認し、異常診断部１２ｅに送信する。

ステップＳ６では、かごドア開閉検出部１２ｂは、かごドア２の開閉状態を検出する。具体的には、かごドア開閉検出部１２ｂは、３軸加速度センサ４の出力である磁束密度Ｍ_ｘを監視し、これが所定の閾値Ｍ_ｘ＿ｔｈより大きくなった場合、左ドアパネル２Ｌに取り付けた３軸磁気センサ５が右ドアパネル２Ｒから遠ざかり、かごドア２が開状態となったと判断し（図３（ｄ）の時刻ｔ_ｃ）、かご移動量計測部１２ｃにドア開動作検出信号を送信する。一方、磁気密度Ｍ_ｘの方が小さい場合は、ステップＳ３に戻る。なお、ここでは、かごドア２の開閉状態を磁束密度Ｍ_ｘに基づいて判別したが、かごドア２の開閉速度を示すＶ_ｘの変化に基づいてかごドア２の開閉状態を判別しても良い。

ステップＳ７では、かご移動量計測部１２ｃは、かごドア開閉検出部１２ｂからドア開動作検出信号を受信した時点で移動量ｌの計測を終了し、計測した移動量ｌを着床位置Ｌとして異常診断部１２ｅに送信する。なお、ステップＳ６、Ｓ７では、乗り場ドア１０の検出からかごドア２の開開始までの乗りかご１の移動量ｌを着床位置Ｌとしたが、乗り場ドア１０の検出から乗りかご１の停止までの乗りかご１の移動量ｌを着床位置Ｌとしても良い。

ステップＳ８では、異常診断部１２ｅは、ステップＳ５で得た現在階床Ｆに対応した着床位置Ｌの初期値Ｌ_０が登録されているか確認し、初期値Ｌ_０が未登録である場合、ステップＳ９では、ステップＳ７で得た着床位置Ｌを現在階床Ｆに対応した初期値Ｌ_０として初期値格納部１２ｆに格納する。一方、現在階床Ｆに対応した初期値Ｌ_０が登録済みである場合は、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０では、計測した着床位置Ｌと、初期値格納部１２ｆに格納された現在階床Ｆに対応した初期値Ｌ_０の差を、現在階床Ｆの着床誤差δとして着床誤差格納部１２ｇに階床毎に格納する。

ステップＳ１１では、異常診断部１２ｅは、着床誤差δの異常を検出する。具体的には、異常診断部１２ｅは、ステップＳ１０で得た着床誤差δと所定の閾値δ_ｔｈ（例えば、２０ｍｍ）を比較し、着床誤差δの方が大きい場合、現在階床Ｆでの着床位置Ｌが異常であると判断し、ステップＳ１２に進む。一方、着床誤差δの方が小さい場合は、異常なしと判断し、図４の処理を終了する。

ステップＳ１２では、異常診断部１２ｅは、異常発報部１２ｈに対し発報指令を送信する。発報指令を受けた異常発報部１２ｈは、異常が発生した現在階床Ｆと着床誤差δを一対の情報として管制センター１３に対し発報する。診断装置１２からの異常発報を受信した管制センター１３では、専門の保守員に連絡し、異常が発生した階床での着床誤差δの是正作業を依頼する。

次に、本実施例の診断装置１２による、乗りかご１の現在階床Ｆの検出処理を、図５を用いて説明する。なお、図５は、図４と並列して実施される処理である。また、図示を省略しているが、保守員は、本実施例のエレベータ診断システムを取り付ける際に、エレベータシステムの総階床数Ｆ_ｍａｘと初期停止階Ｆ_０を、図示しない設定ツールを使用して登録している。

図５の処理が開始されると、まず、ステップＳ５１では、かご位置検出部１２ａは、乗りかご１が走行中であるかを判定する。この処理は、図４のステップＳ１と同等であるので重複説明は省略する。そして、走行中である場合、ステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２では、かご位置検出部１２ａは、３軸磁気センサ５が出力する磁束密度Ｍ_ｚを監視し、これが低下した場合、すなわち、何らかの金属を検出した場合、ステップＳ５３に進む。

ステップＳ５３では、かご位置検出部１２ａは、３軸加速度センサ４が出力する加速度ａ_ｙを利用し、金属検出中の乗りかご１のｙ軸方向の移動量ｌを計測する。

ステップＳ５４では、かご位置検出部１２ａは、ステップ５２で検出した金属が、乗り場ドア１０であるかを判断する。具体的には、かご位置検出部１２ａは、ステップＳ５３で得た移動量ｌと所定の閾値ｌ_ｔｈを比較し、移動量ｌの方が大きい場合、検出中の金属が乗り場ドア１０であると判断する。ここで、閾値ｌ_ｔｈは、乗り場ドア１０を検出できる任意の値を設定すればよいが、例えば、昇降路内の他の金属機器を乗り場ドア１０と判断することがないように、以下の値を設定すれば良い。

昇降路内の他の金属機器の最大高さ＜閾値ｌ_ｔｈ＜乗り場ドア１０の高さ／２
ステップＳ５５では、かご位置検出部１２ａは、走行状態検出部１２ｄから乗りかご１の走行方向情報を取得し、走行方向が昇りであれば、ステップＳ５６にて、１階床を加算した現在階床Ｆに更新する。一方、走行方向が降りであれば、ステップＳ５７にて、１階床を減算した現在階床Ｆに更新する。

以上で説明したように、本実施例のエレベータ診断システムによれば、乗りかごのかごドアに設置した加速度センサと磁気センサの出力信号を使用することにより、エレベータシステムの制御装置の制御信号を使用することなく、エレベータシステムの経年劣化などの影響による乗りかごの着床位置の異常を診断することができる。

また、磁気センサを使用することでより精度の高いドア開閉動作を検出できるとともに、ドア開時点での着床位置を計測することができるため、実際の利用者が乗り降りする際の着床状態での着床位置の異常の有無を診断することができる。

１乗りかご、２かごドア、２Ｒ右ドアパネル、２Ｌ左ドアパネル、３ドア開閉装置、３ａドアレール、３ｂドアマシン、３ｃドア駆動ベルト、３ｄドアプーリ、４３軸加速度センサ、５３軸磁気センサ、６巻上機、７つり合いおもり、８プーリ、９主ロープ、１０乗り場ドア、１１制御装置、１２診断装置、１２ａかご位置検出部、１２ｂかごドア開閉検出部、１２ｃかご移動量計測部、１２ｄ走行状態検出部、１２ｅ異常診断部、１２ｆ初期値格納部、１２ｇ着床誤差格納部、１２ｈ異常発報部

Claims

複数の乗り場間を昇降する乗りかごを備えたエレベータシステムを診断するエレベータ診断システムであって、
前記乗りかごのかごドアに設けられ、乗場ドアを検出する乗場ドア検出部と、
前記かごドアに設けられ、加速度を計測する加速度計測部と、
前記加速度計測部が前記乗りかごの減速を検出した後、前記乗場ドア検出部が前記乗場ドアを検出してから、前記かごドアが開くまでの前記乗りかごの移動量を着床位置として計測する移動量計測部と、
前記移動量に基づいて、前記乗りかごの着床異常を診断する異常診断部と、
を備えたことを特徴とするエレベータ診断システム。
複数の乗り場間を昇降する乗りかごを備えたエレベータシステムを診断するエレベータ診断システムであって、
前記乗りかごのかごドアに設けられ、乗場ドアを検出する乗場ドア検出部と、
前記かごドアに設けられ、加速度を計測する加速度計測部と、
前記加速度計測部が前記乗りかごの減速を検出した後、前記乗場ドア検出部が前記乗場ドアを検出してから、前記乗りかごが停止するまでの前記乗りかごの移動量を着床位置として計測する移動量計測部と、
前記移動量に基づいて、前記乗りかごの着床異常を診断する異常診断部と、
を備えたことを特徴とするエレベータ診断システム。
請求項１または請求項２に記載のエレベータ診断システムであって、
前記乗りかごの着床異常を管制センターまたは保守員に発報する異常発報部を備えることを特徴とするエレベータ診断システム。
請求項１または請求項２に記載のエレベータ診断システムであって、
前記乗り場ドア検出部、前記加速度計測部、前記移動量計測部、および、前記異常診断部は、既設のエレベータシステムに後付けされたものであることを特徴とする、エレベータ診断システム。
請求項１または請求項２に記載のエレベータ診断システムであって、
さらに、前記複数の乗り場毎に最初に計測した着床位置を初期値として記憶する初期値格納部と、
前記複数の乗り場毎に最後に計測した着床位置と前記初期値の差分を着床誤差として記憶する着床誤差格納部と、
を備えたことを特徴とするエレベータ診断システム。
複数の乗り場間を昇降する乗りかごを備えたエレベータシステムを診断するエレベータ診断システムであって、
前記乗りかごのかごドアに設置された加速度センサと、
前記かごドアに設置された磁気センサと、
前記加速度センサの出力信号に基づき、前記乗りかごの走行状態を検出する走行状態検出部と、
前記加速度センサの出力信号に基づき、前記乗りかごの移動量を計測するかご移動量計測部と、
前記加速度センサと前記磁気センサの出力信号に基づき、前記乗りかごの現在位置を検出するかご位置検出部と、
前記加速度センサまたは前記磁気センサの出力信号に基づき、前記かごドアの開閉状態を検出するかごドア開閉検出部と、
前記走行状態検出部、前記かご移動量計測部、前記かご位置検出部、前記かごドア開閉検出部の出力信号に基づき、前記乗りかごの着床誤差を計測し、該着床誤差が所定の閾値を超過した場合に、着床異常と診断する異常診断部と、
を備えたことを特徴とするエレベータ診断システム。
請求項６に記載のエレベータ診断システムであって、
前記異常診断部は、前記磁気センサの出力信号に基づき、目的階の乗り場ドアを検出した後、前記かごドア開閉検出部が前記かごドアの開放を検出するまでの前記乗りかごの移動量を着床位置とし、前記着床位置の初期値と計測値の差分を着床誤差とすることを特徴とするエレベータ異常診断システム。