JPWO2017158736A1

JPWO2017158736A1 - かご位置検出装置

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Publication number: JPWO2017158736A1
Application number: JP2018505117A
Authority: JP
Inventors: 甚井上; 白附　晶英; 晶英白附; 敬太望月; 雅洋石川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2018-05-31
Anticipated expiration: 2036-03-15
Also published as: DE112016006611B4; KR20180095009A; CN108698787A; US11345568B2; DE112016006611T5; WO2017158736A1; US20200055695A1; CN108698787B; JP6452887B2; KR102014039B1

Abstract

スリットパターンが形成された識別板と複数のコイルを用いて、交流磁気応答により発生する電圧を閾値処理することで、かご位置検出を行う装置において、複数のコイルを用いたオン／オフ検出動作に基づいてかご位置を検出する通常動作と、コイルに強制的に磁界を印加することで、かごが停止した状態で、識別板の有無に関わらず、オン／オフ検出動作を検証することのできる自己診断動作と、を切り換え可能な回路構成を備えるものである。

Description

本発明は、エレベータ昇降路内にある構造物の誤検出による信頼性の低下を防ぐことのできるかご位置検出装置に関し、特に、自己診断機能を備えたかご位置検出装置に関する。

かご側に複数の距離センサを並列配置し、各階床位置に被検出板を距離センサと同様に並列配置する構成を備えた従来のエレベータ装置がある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１は、各階床で異なる組合せで被検出板を配置し、その組合せを距離センサより検出することで、階床を識別している。

各階における被検出板の組合せは、データベースとして記憶されている。そして、前回検出した組合せに対して、今回検出した組合せがデータベース上の組合せと矛盾がある場合には、故障状態と判断される。

また、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従来のエベレータ設備がある（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２は、ガイドレールに、昇降方向に配列された疑似ランダムコーディングの絶対コードマークパターン（単一トラックマグネットパターン）を有している。そして、コード読取装置は、連続ｎ＋１個のコードマークを走査するための読取ステーションを持ち、かごの絶対位置を判別している。

特許第５３８０４０７号公報特許第４３９７６８９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。
特許文献１は、被検出板がない場合には、故障診断ができない。また、かごが階床に移動しない限りは、距離センサの自己診断ができないこととなる。

また、特許文献２は、スケールがマグネットであるため、装置全体が高価となってしまう。さらに、自己診断機能が備わっておらず、特許文献１と同様に、かごを実際に移動させない限りは、コード読取装置の自己診断ができないこととなる。

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、かごを走行させることなく位置検出の自己診断を実施できる機能を備えたかご位置検出装置を得ることを目的とする。

本発明に係るかご位置検出装置は、昇降路内の階床ごとに設けられ、かごの昇降方向に複数のスリットからなるスリットパターンを有した金属板として構成された識別板と、かご側に設けられ、スリットパターンの一部と対向することで、交流磁気応答による電圧値を出力し、識別板のスリットパターンの一部に対応する出力値を生成するＮ個からなる複数のコイルを有し、複数のコイルのそれぞれが、励磁コイルと差動型検出コイルで構成され、差動型検出コイルにより検出された電圧値を出力するセンサと、差動型検出コイルのそれぞれからの出力値に対して閾値処理を施し、検出コイル出力を生成する信号処理部とを備え、エレベータのかごを各階床に停止させる際の停止位置検出を行うかご位置検出装置であって、励磁コイルを流れる励磁電流が供給されることで、励磁電流の大きさに応じた磁界を、差動型検出コイルに印加させるテストコイルをさらに備え、信号処理部は、テストコイルに対して励磁電流を供給する状態と励磁電流を供給しない状態とを切り換えるスイッチと、励磁電流の位相シフト量を可変設定する位相シフタとを有し、スイッチを開状態とし、テストコイルに励磁電流が供給されない状態で検出コイル出力を生成することで、スリットパターンを抽出する通常動作を実行し、スイッチを閉状態とした上で、位相シフタによる位相シフト量を切り換え、テストコイルに対して位相シフタを通過した励磁電流を供給した状態で検出コイル出力を生成することで、自己診断動作を実行し、差動型検出コイルからの出力値に対して、励磁電流を用いて直交検波を行うことで励磁電流と同位相の成分の振幅値、および励磁電流と異相の成分の振幅値を抽出し、同位相の成分の振幅値および異相の成分の振幅値から検出コイル出力を生成することで、通常動作時においては、スリットパターンを抽出し、自己診断動作時においては、スリットパターンに依存せずに、位相シフト量に応じてＨレベルまたはＬレベルのいずれかに固定設定された検出コイル出力を生成するものである。

本発明によれば、スリットパターンが形成された識別板と複数のコイルを用いて、交流磁気応答により発生する電圧を閾値処理することで、かご位置検出を行う装置において、複数のコイルを用いたオン／オフ検出動作に基づいてかご位置を検出する通常動作と、コイルに強制的に磁界を印加することで、かごが停止した状態で、識別板の有無に関わらず、オン／オフ検出動作を検証することのできる自己診断動作と、を切り換え可能な回路構成を備えている。この結果、かごを走行させることなく位置検出の自己診断を実施できる機能を備えたかご位置検出装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１によるかご位置検出装置を含むエレベータの全体構成図である。本発明の実施の形態１におけるかご位置検出装置の詳細構成を説明するための図である。本発明の実施の形態１における識別板と、複数のコイルを有するセンサの具体的なレイアウトを示した図である。本発明の実施の形態１におけるスリットパターンに対応するＭ系列符号と、ドアゾーン、リレベルゾーンとの対応関係を説明するための図である。本発明の実施の形態１におけるかご位置検出装置の概要図である。本発明の実施の形態１における、先の図５とは異なるかご位置検出装置の概要図である。本発明の実施の形態１における自己診断機能を備えたかご位置検出装置の構成図である。本発明の実施の形態１における信号処理部３１において実行される自己診断結果をまとめたものである。本発明の実施の形態２における自己診断機能を備えたかご位置検出装置の構成図である。本発明の実施の形態２における信号処理部３１において実行される自己診断結果をまとめたものである。

以下、本発明のかご位置検出装置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によるかご位置検出装置を含むエレベータの全体構成図である。昇降路１内には、かご（昇降体）２および釣合おもり（図示せず）が設けられている。かご２および釣合おもりは、昇降路１内に設置された複数のレール（図示せず）に個別に案内されながら、図示しない巻上機（駆動装置）の駆動力により、ロープ３を介して昇降路１内を上下方向へ移動される。

昇降路１内には、複数の被検出体である識別板１０が固定されている。識別板１０は、かご２の移動方向について互いに離して設定された複数の基準位置にそれぞれ配置されている。本実施の形態１では、かご２が乗り場床面４の位置に停止した状態を検出するために識別板１０が設けられているものであり、各階に対応する位置が基準位置とされている。そして、図１においては、ある階床に設置された１つの識別板１０のみを例示している。

かご２の下部には、各階に配置された識別板１０を検出するためのセンサ（検出器）２０が設けられている。センサ２０からの信号は、エレベータの運転を制御する制御装置３０へ送られる。制御装置３０には、センサ２０からの信号を処理することにより、かご２の位置を特定する信号処理部３１が設けられている。制御装置３０は、信号処理部３１で特定されたかご２の位置に基づいて、エレベータの運転を制御する。

本実施の形態１におけるかご位置検出装置は、複数の識別板１０、センサ２０、および信号処理部３１を有して構成される。そこで、自己診断機能を説明する前に、本実施の形態１におけるかご位置検出装置の各構成要件について、詳細に説明する。

図２は、本発明の実施の形態１におけるかご位置検出装置の詳細構成を説明するための図である。なお、図２中に示した記号Ｍｓｃ、ＤＺ、ＲＺ、ＤＩＲは、それぞれ以下の内容を意味している。
Ｍｓｃ：スリット有無によるＭ系列符号（疑似乱数符号）
ＤＺ：ドアゾーン
ＲＺ：リレベルゾーン
ＤＩＲ：昇降方向

識別板１０は、スリット１１の入った金属板として構成され、各階の着床位置における昇降路構造物１ａに設置されている。従って、識別板１０は、各階に分割配置され、昇降路全長には設置されないこととなる。

さらに、識別板１０に設けられたスリット１１は、スリット１１の有無がセンサ２０によって検出される電圧値に基づくＯＮ／ＯＦＦ信号として読み取られることにより、Ｍ系列符号を再現するように配列されている。なお、本実施の形態１では、各階床に設置される識別板１０は、全て同じスリットパターンで構成され、いずれも同じＭ系列符号を再現するものとする。

センサ２０は、複数のコイル２１を備えて構成され、コイル２１と識別板１０の交流磁気応答によりコイル２１に発生する電圧（振幅電圧）を抽出する。そして、信号処理部３１は、識別板１０内のスリット１１の無有に対応した振幅電圧の増減に対して閾値処理を行うことにより、Ｈ／Ｌ判定を行う。そして、信号処理部３１は、複数のコイル２１のそれぞれのＨ／Ｌ判定結果から、符号列を取得する。

さらに、信号処理部３１は、かご２が昇降路１内を上昇あるいは下降することによって、識別板１０とセンサ２０の相対的な位置が変化していくことに伴って、スリットパターンに即して順次変化していく特定の符号列を検出することになる。そして、信号処理部３１は、特定の符号列の検出下において、検出される個々の符号列を識別することで、スリット有無の境界位置を検出することができる。

また、信号処理部３１は、特定の符号列が検出されない場合には、誤入力であると判断し、その後の処理を行わないようにすることができる。すなわち、信号処理部３１は、スリットパターンによる特定の符号列が検出された時だけ位置検出を行うことにより、昇降路構造物など識別板１０以外の物にセンサ２０が反応した場合にも、位置の誤検出を防ぐことができる。

さらに、信号処理部３１は,ドアゾーンに対応した符号列、リレベルゾーンに対応した符号列を検出した場合には、検出結果に応じて、ドアゾーン出力、リレベルゾーン出力をＯＮし、制御装置３０に対して着床状態を知らせることができる。

次に、特定の符号列としてＭ系列符号を生成するための、識別板１０とセンサ２０の具体的な構成について、図３、図４を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における識別板１０と、複数のコイル２１を有するセンサ２０の具体的なレイアウトを示した図である。また、図４は、本発明の実施の形態１におけるスリットパターンに対応するＭ系列符号と、ドアゾーン、リレベルゾーンとの対応関係を説明するための図である。

なお、図４中に示した記号Ｍｓｃ、ＤＺ、ＲＺ、ＤＩＲは、先の図２と同様の内容を意味している。また、６チャネルで読み取られた符号列が、１、０のパターンとして、図４の右端に記載されている。

まず始めに、コイル２１およびスリット１１の数、寸法について説明する。リレベルゾーンをａｍｍ、ドアゾーンをｂｍｍ（ただし、ａ＜ｂ）とした場合、それぞれのスリット１１の長さｍは、ａ、ｂの公約数となる。

また、ｂ／ｍビットの疑似乱数（Ｍ系列）から位置確定を行うためには、Ｍ系列から、下式（１）を満たすｐビット以上のデータ読取りが必要となる。
２ｐ−１≧ｂ／ｍ＋（ｐ−１）×２（１）

すなわち、図４に示しように、ドアゾーンに相当するｂ／ｍビットと、その両脇の（ｐ−１）ビットを足した符号列において、重複したｐビットの符号を発生させないようにするためには、Ｍ系列の周期となる２ｐ−１との関係で、上式（１）の不等式を満たす必要がある。

一方、センサ２０を構成する複数のコイル２１は、ｐ個として構成される。そして、各コイル間のピッチは、スリット１１の長さｍと同じであり、各コイルの長さｃは、
ｃ≦ｍ
となる。

Ｍ系列は、以下の漸化式（２）から生成される。
Ｍ（ｎ）＝Ｍ（ｎ−ｐ）ＸＯＲＭ（ｎ−ｑ）（ｐ＞ｑ）（２）
初期値：Ｍ（１）、Ｍ（２）、…Ｍ（ｐ）
ここで、ＸＯＲは、排他的論理和（ＥｘｃｌｕｓｉｖｅＯＲ）を意味している。

具体例として、
ａ＝２０ｍｍ
ｂ＝３００ｍｍ
ｍ＝２０ｍｍ（ａとｂの最大公約数に相当）
とすると、
ａ／ｍ＝１
ｂ／ｍ＝１５
となり、上式（２）を満たすｐは
ｐ≧５
として求まることとなる。

ただし、昇降路構造物による誤検出対策のためには、複数のコイル２１の出力値から生成される符号列において、ＨまたはＬが、１個以下となるＭ系列は排除することが適切である。すなわち、ｐビットとして抽出される符号列が、常にＨとＬが２個以上となって構成されることで、誤検出要因を低減することができ、このため、ｐは、
ｐ≧６
としている。

このようにして、ｐ＝６とした場合の、具体的なＭ系列符号と、リレベルゾーン、ドアゾーンの位置関係が、図４にまとめられている。この図４を例にすると、信号処理部３１は、かごが下降時においては、ｎ＝１〜６に相当する符号列１−０−０−１−０−１を読み取ることで、ドアゾーンに入ったことを判断でき、さらに、ｎ＝７〜１２に相当する符号列１−１−０−１−１−０を読み取ることで、リレベルゾーンに入ったことを判断できる。

同様に、信号処理部３１は、かごが上昇時においては、ｎ＝２０〜２５に相当する符号列１−０−１−０−１−０を読み取ることで、ドアゾーンに入ったことを判断でき、さらに、ｎ＝１３〜１８に相当する符号列１−０−１−１−０−０を読み取ることで、リレベルゾーンに入ったことを判断できる。

図５は、本発明の実施の形態１におけるかご位置検出装置の概要図である。図５では、ｐ＝６の場合を例示しており、信号処理部３１は、６個のコイル２１のそれぞれの交流磁気応答により発生する電圧（振幅電圧）を抽出している。そして、信号処理部３１は、上述したように、抽出した電圧値を閾値処理することで符号列を生成し、その符号列に応じて、ドアゾーン、リレベルゾーンであるか否かを判断し、判断結果を出力する。図５において、信号処理部３１は、ドアゾーンを検出した場合には、信号Ｓ１を出力し、リレベルゾーンを検出した場合には、信号Ｓ２を出力している。

図６は、本発明の実施の形態１における、先の図５とは異なるかご位置検出装置の概要図である。図６に示した構成は、図５の構成と比較すると、コイル２１の構成が異なっており、この点を中心に、以下に説明する。なお、図６では、図面を簡素化するために、１チャネル分のコイルのみを示しているが、実際にはこのようなコイルが、ｐ個並列に設けられることとなる。

図６に示すように、複数のコイル２１のそれぞれは、一対の差動型検出コイル２１ａと、一対の差動型検出コイル２１ａに挟まれた励磁コイル２１ｂで構成されている。

このようなコイル構成を採用すると、差動型検出コイル２１ａの出力は、渦電流磁界のみをピックアップすることができる。この結果、信号処理部３１は、識別板１０がない位置、あるいは、識別板１０のスリット１１の位置においては、差動型検出コイル２１ａの出力がない状態として検知でき、識別板１０のスリット１１がない位置においてのみ、差動型検出コイル２１ａの出力を検知できる。

この図６のように、励磁コイルと差動型検出コイルで構成された検出コイルを採用することで、励磁コイルからの励磁磁界をピックアップしないようにすることができる。この結果、識別板１０の非スリット部の検出Ｓ／Ｎを向上させることができる。

なお、検出Ｓ／Ｎを向上させるためには、信号処理部３１において、検出コイルによる出力の振幅値以外に、位相を取り込み、Ｈ／Ｌ判定してもよい。

次に、図６に示した回路構成を有するかご位置検出装置に対して、自己診断機能を付加した構成について、図７、図８を用いて詳細に説明する。図７は、本発明の実施の形態１における自己診断機能を備えたかご位置検出装置の構成図である。なお、図７では、図面を簡素化するために、１チャネル分のコイルのみを示している。

図７の構成におけるコイル２１は、一対の差型検出コイル２１ａと、一対の差動型検出コイル２１ａに挟まれた励磁コイル２１ｂとともに、自己診断を実現するためのテストコイル２３ａを備えて構成されている。ここで、テストコイル２３ａは、一対の差動型検出コイル２１ａの一方の外周に設けられている。

図７に示す信号処理部３１は、電流検出部３２、スイッチ３３、位相シフタ３４、直交検波部３５、増幅部３６、およびスリット有無判定部３７を含んで構成されている。そして、電流検出部３２は、励磁コイル２１ｂと励磁源２２との間に接続され、電流源の役割を果たす。

また、電流検出部３２の出力は、位相シフタ３４および直交検波部３５に接続されている。そして、電流検出部３２は、電流源として、励磁コイル２１ｂを流れる励磁電流を、位相シフタ３４および直交検波部３５に供給できる構成となっている。

一方、自己診断用に新たに追加されたテストコイル２３ａは、スイッチ３３と位相シフタ３４からなる診断回路に接続されている。そして、テストコイル２３ａは、診断回路を経由して、電流検出部３２から励磁電流が供給される。その結果、励磁電流の大きさに応じた磁界が、差動型検出コイル２１ａに印加されることとなる。

１対の差動型検出コイル２１ａは、スイッチ３３がオフ状態のときは、識別板１０からの渦電流磁界による電圧のみを出力する。また、スイッチ３３がオン状態のときは、識別板１０からの渦電流磁界による電圧と、テストコイル２３ａからの磁界による電圧との合成電圧を出力する。１対の差動型検出コイル２１ａから出力された電圧は、増幅部３６を経由して、直交検波部３５に入力される。

直交検波部３５は、増幅部３６を通過して得られた電圧成分を、電流検出部３２から供給された励磁電流を用いて直交検波する。すなわち、直交検波部３５は、増幅部３６を通過して得られた電圧成分を、励磁電流と同位相の成分の振幅値Ｉ（同相成分出力）と、±９０°異相の成分の振幅値Ｑ（異相成分出力）に分ける。

スリット有無判定部３７は、ＱとＩの値に応じて、検出コイル出力を生成する。具体的には、スリット有無判定部３７は、
Ｑ＞Ｉ（３）
かつ、
Ｑ＞＞０（４）
の条件が成立するとき、検出コイル出力をＨとし、上式（３）、（４）の条件が成立しない場合には、検出コイル出力をＬとする。なお、図７中では、検出コイル出力に相当する信号をＳ（ｏｕｔ）として示している。

なお、スリット有無判定部３７は、上式（４）の判断に当たっては、判定用の閾値をあらかじめ設定しておき、Ｑがその判定値以上であるか否かを判断することができる。

次に、このような構成を備えた信号処理部３１を用いた自己診断方法について、詳細に説明する。図８は、本発明の実施の形態１における信号処理部３１において実行される自己診断結果をまとめたものである。図８には、以下のモードＡ〜モードＣの３種類が記載されている。
モードＡ：通常運転時にスリットの有無によりＭ系列符号を読み取るモードであり、スイッチ３３をＯＰＥＮとすることで、このモードＡが実行される。
モードＢ：自己診断時に、位置検出機能が正常であれば、検出コイル出力がＨレベルとなる状態を強制的に作り出すことができるモードであり、何らかの原因により、検出コイル出力がＬに固着されている状態を異常として検出することができる。
モードＣ：自己診断時に、位置検出機能が正常であれば、検出コイル出力がＬレベルとなる状態を強制的に作り出すことができるモードであり、何らかの原因により、検出コイル出力がＨに固着されている状態を異常として検出することができる。

ここで、Ｌ固着あるいはＨ固着が発生する原因としては、配線関係の断線、短絡、あるいは、位置検出に関連する電気機器の故障、出力接点の不良などが挙げられる。そして、信号処理部３１は、モードＢ、モードＣの自己診断を実施することで、故障原因の特定はできないものの、Ｌ固着およびＨ固着が発生せずに、正常に位置検出機能が働いている状態であるか否かを診断することができる。

次に、図８を用いて、通常運転時のモードＡ、および自己診断時のモードＢ、モードＣの順で、具体的な動作内容を説明する。

［モードＡの動作説明］
モードＡによる通常動作時には、スイッチ３３をＯＰＥＮとする。この状態では、テストコイル２３ａに起因した磁界が発生しないため、信号処理部３１は、差動型検出コイル２１ａの出力をそのまま処理することで、上述したＭ系列符号に基づく位置検出を実行することができる。

具体的には、スリット１１がない場合には、差動型検出コイル２１ａは、識別板１０からの渦電流磁界を電圧として出力する。増幅部３６を通過後の出力は、励磁電流に対して、９０°ずれている。

従って、増幅部３６を通過後の出力を、電流検出部３２を介して供給された励磁電流により直交検波すると、同位相の成分の振幅値Ｉと±９０°異相の成分の振幅値Ｑに分けることができる。

ここで、増幅部３６を通過後の出力と、励磁電流とは、位相が９０°ずれている。このため、直交検波部３５の出力は、
Ｉ＝０
Ｑ＝Ａ’≠０
となる。

この結果、スリット有無判定部３７は、上述した式（３）、（４）が成立するため、検出コイル出力をＨにセットすることとなる。

一方、スリット１１がある場合には、差動型検出コイル２１ａは、識別板１０からの渦電流磁界を検出しない。このため、電圧はゼロとなる。従って、直交検波部３５の出力は、
Ｉ＝Ｑ＝０
となる。

この結果、スリット有無判定部３７は、上述した式（３）、（４）が成立しないため、検出コイル出力をＬにセットすることとなる。

以上の説明から明らかなように、モードＡによる通常動作時は、スイッチ３３をＯＰＥＮにしておくことで、スリット１１があり渦電流磁界が発生しない状態でＬとなり、スリット１１がなく渦電流が発生する状態でＨとなる検出コイル出力を得ることができる。

［モードＢの動作説明］
モードＢによるＬ固着の異常を判定するための自己診断動作時には、スイッチ３３をＳＨＯＲＴとするとともに、位相シフタの位相変換を０°とする。この状態では、テストコイル２３ａの働きにより、励磁電流による磁界が差動型検出コイル２１ａに印加される。

このため、増幅部３６を通過後の出力は、識別板１０からの渦電流磁界による電圧（振幅Ａ、励磁電流に対する位相のずれは９０°）と、テストコイル２３ａによる電圧（振幅Ｂ、励磁電流に対する位相のずれは９０°）の合成となる。ここで、振幅Ａと振幅Ｂは、
Ｂ＞＞Ａ
の関係にある

スリット１１がない場合には、渦電流磁界が発生する溜め、差動型検出コイル２１ａは、識別板１０からの渦電流磁界による電圧と、テストコイル２３ａによる電圧の合成電圧を出力する。

そして、増幅部３６を通過後の出力は、励磁電流に対して、９０°ずれている。このため、直交検波部３５の出力は、
Ｉ＝０
Ｑ＝Ａ’＋Ｂ’（Ｂ’＞＞Ａ’）
となる。

一方、スリット１１がある場合には、差動型検出コイル２１ａは、識別板１０からの渦電流磁界を検出しない。このため、差動型検出コイル２１ａから出力される電圧は、テストコイル２３ａによる電圧（振幅Ｂ、励磁電流に対する位相のずれは９０°）のみとなる。

そして、増幅部３６を通過後の出力は、励磁電流に対して、９０°ずれている。このため、直交検波部３５の出力は、
Ｉ＝０
Ｑ＝Ｂ’≠０
となる。

この結果、スリット有無判定部３７は、スリット１１がある場合にも、上述した式（３）、（４）が成立するため、検出コイル出力をＨにセットすることとなる。

以上の説明から明らかなように、モードＢによる自己診断動作時は、スイッチ３３をＳＨＯＲＴ、位相シフタ３４を０°にしておくことで、スリットの有無にかかわらず、Ｈレベルとなる検出コイル出力を得ることができる。従って、モードＢによる自己診断を行うことで、検出コイル出力がＬになった場合には、信号処理部３１の出力がＬレベルに固着した故障が発生したことを検出できる。

［モードＣの動作説明］
モードＣによるＨ固着の異常を判定するための自己診断動作時には、スイッチ３３をＳＨＯＲＴとするとともに、位相シフタの位相変換を−９０°とする。この状態では、テストコイル２３ａの働きにより、励磁電流による磁界が差動型検出コイル２１ａに印加される。

このため、増幅部３６を通過後の出力は、識別板１０からの渦電流磁界による電圧（振幅Ａ、励磁電流に対する位相のずれは９０°）と、テストコイル２３ａによる電圧（振幅Ｂ、励磁電流に対する位相のずれは０°）の合成となる。ここで、振幅Ａと振幅Ｂは、
Ｂ＞＞Ａ
の関係にある

スリット１１がない場合には、差動型検出コイル２１ａは、識別板１０からの渦電流磁界による電圧と、テストコイル２３ａによる電圧の合成電圧を出力する。

そして、増幅部３６を通過後の出力は、Ｂ＞＞Ａのため、励磁電流に対して、ほぼ０°で位相がずれていないこととなるこのため、直交検波部３５の出力は、
Ｉ＝Ｂ’
Ｑ＝０
となる。

一方、スリット１１がある場合には、差動型検出コイル２１ａは、識別板１０からの渦電流磁界を検出しない。このため、差動型検出コイル２１ａから出力される電圧は、テストコイル２３ａによる電圧（振幅Ｂ、励磁電流に対する位相のずれは０°）のみとなる。

そして、増幅部３６を通過後の出力は、励磁電流に対して、ほぼ０°で位相がずれていないこととなる。このため、直交検波部３５の出力は、
Ｉ＝Ｂ’
Ｑ＝０
となる。

この結果、スリット有無判定部３７は、スリット１１がある場合にも、上述した式（３）、（４）が成立しないため、検出コイル出力をＬにセットすることとなる。

以上の説明から明らかなように、モードＣによる自己診断動作時は、スイッチ３３をＳＨＯＲＴ、位相シフタ３４を−９０°にしておくことで、スリットの有無にかかわらず、Ｌレベルとなる検出コイル出力を得ることができる。従って、モードＣによる自己診断を行うことで、検出コイル出力がＨになった場合には、信号処理部３１の出力がＨレベルに固着した故障が発生したことを検出できる。

上述したように、モードＢ、モードＣは、スリットの有無に関わらず、自己診断を実施することができる。従って、識別板１０がある場所、ない場所のいずれにおいても、かごを停止させた状態で、位置検出機能の自己診断を実施することができる。

また、モードＡを実行した後にモードＢ、モードＣを実行するサイクルを繰り返す、あるいは、定期的にモードＢ、モードＣを実行するなど、用途に応じて適切なタイミングで自己診断を実施することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、通常走行時には、複数のコイルを用いたＭ系列符号を検出することで位置検出を実行できる。さらに、自己診断時には、励磁電流に応じた磁界を発生させることで、任意の停止位置で、渦電流磁界の発生の有無に関わらず、位置検出出力をＨレベルまたはＬレベルのいずれか一方に意図的に固定させることができる構成を備えている。この結果、出力がＨレベルに固着した故障、および出力がＬレベルに固着した故障を、かごを任意の位置で停止させた状態で、かつ、所望のタイミングで、自己診断することが可能となる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、先の実施の形態１の構成に対して、さらに、２個目のテストコイルを備えることで同様の効果を得ることのできる、かご位置検出装置について説明する。

図９は、本発明の実施の形態２における自己診断機能を備えたかご位置検出装置の構成図である。なお、図９では、図面を簡素化するために、１チャネル分のコイルのみを示している。また、図９中では、検出コイル出力に相当する信号をＳ（ｏｕｔ）として示している。

本実施の形態２における図９の構成は、先の実施の形態１における図７の構成と比較すると、テストコイル２３ｂをさらに備えるとともに、位相シフタ３４の入力にテストコイル２３ｂが接続され、テストコイル２３ｂからの電流を位相シフタ３４に入力する点が異なっている。そこで、これらの相違点を中心に、以下に説明する。

図９の構成におけるコイル２１は、一対の差型検出コイル２１ａと、一対の差動型検出コイル２１ａに挟まれた励磁コイル２１ｂとともに、自己診断を実現するためのテストコイル２３ａおよびテストコイル２３ｂを備えて構成されている。ここで、テストコイル２３ａは、先の実施の形態１と同様のものであり、一対の差動型検出コイル２１ａの一方の外周に設けられている。また、本実施の形態２で新たに追加されたテストコイル２３ｂは、励磁コイル２１ｂに対してあるギャップを持って対向配置されている。

さらに、テストコイル２３ｂに誘導される電流と、電流検出部３２を介して得られる励磁電流との位相差は、−９０°である。そして、本実施の形態２では、テストコイル２３ｂに誘導される電流が、位相シフタ３４に入力されている。そこで、先の実施の形態１と比較して、本実施の形態２では、モードＢ、モードＣの自己診断時に、位相シフタ３４による位相シフト量を９０°ずらすこととなる。位相シフタ３４以降の動作は、先の実施の形態１と同様となる。

図１０は、本発明の実施の形態２における信号処理部３１において実行される自己診断結果をまとめたものである。図１０に示すように、本実施の形態２では、モードＢの自己診断を行う際には、位相シフタ３４の位相シフト量を９０°とし、モードＣの自己診断を行う際には、位相シフタ３４の位相シフト量を０°としている。その他の動作は、先の実施の形態１と同様である。

以上のように、実施の形態２によれば、図９のような構成を備えることで、先の図７の構成による自己診断機能を実現することができる。さらに、本実施の形態２の構成によれば、スイッチと位相シフタからなる診断回路は、励磁源とテストコイルを介して接続され、電流検出部を介さない構成とすることができる。この結果、電流源異常時も、その影響を受けにくくすることができるという、さらなる効果を得ることができる。

Claims

昇降路内の階床ごとに設けられ、かごの昇降方向に複数のスリットからなるスリットパターンを有した金属板として構成された識別板と、
かご側に設けられ、前記スリットパターンの一部と対向することで、交流磁気応答による電圧値を出力し、前記識別板の前記スリットパターンの一部に対応する出力値を生成するＮ個からなる複数のコイルを有し、前記複数のコイルのそれぞれが、励磁コイルと差動型検出コイルで構成され、前記差動型検出コイルにより検出された電圧値を出力するセンサと、
前記差動型検出コイルのそれぞれからの出力値に対して閾値処理を施し、検出コイル出力を生成する信号処理部と
を備え、エレベータのかごを各階床に停止させる際の停止位置検出を行うかご位置検出装置であって、
前記励磁コイルを流れる励磁電流が供給されることで、前記励磁電流の大きさに応じた磁界を、前記差動型検出コイルに印加させるテストコイルをさらに備え、
前記信号処理部は、
前記テストコイルに対して前記励磁電流を供給する状態と前記励磁電流を供給しない状態とを切り換えるスイッチと、
前記励磁電流の位相シフト量を可変設定する位相シフタと
を有し、
前記スイッチを開状態とし、前記テストコイルに前記励磁電流が供給されない状態で前記検出コイル出力を生成することで、前記スリットパターンを抽出する通常動作を実行し、
前記スイッチを閉状態とした上で、前記位相シフタによる前記位相シフト量を切り換え、前記テストコイルに対して前記位相シフタを通過した前記励磁電流を供給した状態で前記検出コイル出力を生成することで、自己診断動作を実行し、
前記差動型検出コイルからの前記出力値に対して、前記励磁電流を用いて直交検波を行うことで前記励磁電流と同位相の成分の振幅値、および前記励磁電流と異相の成分の振幅値を抽出し、前記同位相の成分の振幅値および前記異相の成分の振幅値から前記検出コイル出力を生成することで、前記通常動作時においては、前記スリットパターンを抽出し、前記自己診断動作時においては、前記スリットパターンに依存せずに、前記位相シフト量に応じてＨレベルまたはＬレベルのいずれかに固定設定された前記検出コイル出力を生成する
かご位置検出装置。
前記励磁コイルに接続された励磁源と、前記励磁コイルとの間に接続され、前記励磁コイルを流れる前記励磁電流を電流源として、前記位相シフタに前記励磁電流を供給する電流検出部をさらに備える
請求項１に記載のかご位置検出装置。
前記励磁コイルに対してギャップを持って対向配置され、前記励磁コイルを流れる前記励磁電流を電流源として、前記位相シフタに前記励磁電流を供給する第２のテストコイルをさらに備える
請求項１に記載のかご位置検出装置。