KR20170016307A - 엘리베이터제어를 위한 멀티-드라이브 추력 관리기 - Google Patents

Abstract

일 측면에 따르면, 엘리베이터 시스템은 주요 부분을 형성하는 복수의 모터 세그먼트 및 엘리베이터 카에 결합되는 보조 부분 상에 힘을 가하기 위한 복수의 드라이브를 갖는 추진 시스템을 포함한다. 엘리베이터 시스템은 또한 드라이브들의 로컬 인접 영역을 식별하도록 그리고 로컬 인접 영역 내 각각의 드라이브들의 작동 상태를 결정하도록 작동가능한 제어기를 포함한다. 제어기는 보조 부분에 관한 로컬 인접 영역의 각 활성 드라이브의 위치 및 작동 상태 중 적어도 하나에 기초하여 로컬 인접 영역의 활성 드라이브마다의 추력 명령을 조절하도록 더 작동가능하다.

Description

엘리베이터제어를 위한 멀티-드라이브 추력 관리기{MULTI-DRIVE THRUST MANAGER FOR ELEVATOR CONTROL}

본 출원에 개시된 주제는 일반적으로 엘리베이터들의 분야, 보다 상세하게는 엘리베이터 시스템에서의 엘리베이터 제어를 위한 멀티-드라이브 추력 관리기에 관한 것이다.

로프리스 엘리베이터 시스템들(ropeless elevator systems)로서도 지칭되는, 자체-추진식 엘리베이터 시스템들은, 로프트 시스템(roped system)을 위한 대부분의 로프가 극단적으로 무겁고 다수의 엘리베이터가 건물 내 엘리베이터 코어 공간을 감소시키기 위해 단일 레인에서 이동하는 것이 바람직한 특정한 애플리케이션들에서 유용하다. 정상 작동 조건들 하에서 제1 레인이 상향 이동하는 엘리베이터 칸들에 대해 지정되고 제2 레인이 하향 이동하는 엘리베이터 칸들에 대해 지정되는 자체-추진식 엘리베이터 시스템들이 존재한다. 승강로의 각 종단에서의 환승 스테이션은 제1 레인 및 제2 레인 사이에서 수평적으로 카들을 이동시키기 위해 사용된다. 추가적인 레인들이 또한 지원될 수 있고 이러한 레인들의 상하 이동 방향들은 승객 환승을 최적화하도록 변경될 수 있다.

로프리스 엘리베이터 시스템들에 대한 하나의 유형의 엘리베이터 추진 시스템은 선형 모터 세그먼트들 사이에서 엘리베이터 카들을 추진하는 선형 모터, 이를테면 전자-제어 선형 동기식 모터를 포함한다. 부드러운 모션 제어는 다수의 선형 모터 세그먼트를 제어하는 다수의 드라이브 간 협력을 필요로 한다. 모터 세그먼트 및/또는 이의 관련 드라이브의 고장은 수직 및/또는 측 방향들에서 부드러운 탑승감을 현저한 저하를 야기할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 엘리베이터 시스템은 주요 부분을 형성하는 복수의 모터 세그먼트 및 엘리베이터 카에 결합되는 보조 부분 상에 힘을 가하기 위한 복수의 드라이브를 갖는 추진 시스템을 포함한다. 엘리베이터 시스템은 또한 상기 드라이브들의 로컬 인접 영역을 식별하도록 그리고 상기 로컬 인접 영역 내 각각의 상기 드라이브들의 작동 상태를 결정하도록 작동가능한 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 보조 부분에 관한 상기 로컬 인접 영역의 각 활성 드라이브의 위치 및 상기 작동 상태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 로컬 인접 영역의 활성 드라이브마다의 추력 명령을 조절하도록 더 작동가능하다.

다른 실시예에 따르면, 방법은 제어기에 의해, 추진 시스템에서의 드라이브들의 로컬 인접 영역을 식별하는 단계를 포함한다. 상기 추진 시스템은 주요 부분을 형성하는 복수의 모터 세그먼트 및 엘리베이터 카에 결합되는 보조 부분 상에 힘을 가하기 위한 복수의 드라이브를 포함한다. 상기 로컬 인접 영역 내 각각의 상기 드라이브들의 작동 상태가 결정된다. 상기 제어기는 상기 상기 보조 부분에 관한 상기 로컬 인접 영역의 각 활성 드라이브의 위치 및 상기 작동 상태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 로컬 인접 영역의 활성 드라이브마다의 추력 명령을 조절한다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 제어기는 승강로에서의 상기 엘리베이터 카의 감지된 위치에 기초하여 상기 보조 부분의 위치를 검출하도록 더 작동가능하다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 제어기는 상기 승강로에서의 각각의 상기 드라이브들의 위치를 정의하는 드라이브 위치 테이블 데이터에 기초하여 상기 로컬 인접 영역의 각 활성 드라이브의 상기 위치를 결정하도록 더 작동가능하다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 제어기는 상기 로컬 인접 영역의 상기 활성 드라이브들에 관하여 피드백 제어 또는 피드백 및 피드포워드 제어의 조합을 구현하는 상기 로컬 인접 영역의 지휘 드라이브에 상기 활성 디바이스마다의 추력 명령을 제공하도록 더 작동가능하다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 활성 드라이브마다의 추력 명령의 조절은 상기 엘리베이터 카에 인가되는 추력 및 모멘트를 조절함으로써 상기 엘리베이터 카의 모션을 최적화하려고 시도하는 것이다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 활성 드라이브마다의 추력 명령의 조절은 상기 보조 부분에 관한 각 활성 드라이브의 기하학적 커버리지에 더 기초한다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 모터 세그먼트들이 상기 엘리베이터 카의 반대측들 상에 선형으로 배열되며, 그리고 상기 드라이브들의 상기 로컬 인접 영역은 상기 엘리베이터 카의 상기 반대측들에 걸쳐 이어진다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 드라이브들의 상기 로컬 인접 영역은 상기 엘리베이터 카가 이동함에 따라 동적으로 정의된다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 제어기는 각각의 하나 이상의 추가적인 엘리베이터 카 주위 상기 드라이브들의 로컬 인접 영역들에 대한 추력을 모니터링 및 조절하도록 더 작동가능하다.

상기 실시예들에서, 또는 대안예에서, 상기 로컬 인접 영역 내 각각의 상기 드라이브들의 상기 작동 상태는 다음 중 하나 이상에 의해 결정된다: 다음 중 하나 이상에 관해 상기 드라이브들의 성능을 비교하는 것: 평균값, 임계값, 또는 적어도 하나의 인접 드라이브 값; 드라이브 통신의 손실을 검출하는 것; 드라이브 내부 에러를 검출하는 것; 및 전력 분배 실패를 검출하는 것.

본 발명과 관련된 주제는 특히 명세서의 결론에서의 청구범위에서 구체적으로 언급되고 명백하게 청구된다. 본 발명의 앞서 말한 그리고 다른 피처들, 및 이점들은 첨부 도면들과 함께 취해지는 다음 상세한 설명으로부터 분명하며, 상기 첨부 도면들에서:
도 1은 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템을 도시한다;
도 2는 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템의 부분을 도시한다;
도 3은 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템의 부분의 제어 블록도를 도시한다;
도 4는 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템의 제어 네트워크의 부분을 도시한다;
도 5는 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템의 다수의 드라이브에 관한 보조의 위치 결정을 도시한다; 그리고
도 6은 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템의 하나 이상의 추력 관리기를 포함하는 제어기의 블록도를 도시한다.

실시예들은 드라이브 상태 및 보조 부분에 관한 상대적인 위치 결정에 기초하여 엘리베이터 시스템에서의 추진 시스템의 주요 부분의 다수의 드라이브에 추력 명령들을 할당한다. 드라이브 상태는 추진 시스템에서의 드라이브 또는 이의 관련 모터 세그먼트의 고장으로 인해 저하될 수 있다. 드라이브 상태를 저하시킬 수 있는 드라이브 구성요소 고장들의 예들은 전력 전자들, 변압기들, 차단기들, 케이블들, 연결기들, 마이크로-제어기들, 배터리들, 충전기들, 및 센서들을 포함한다. 드라이브 상태를 저하시킬 수 있는 모터 세그먼트 고장들의 예들은 코일들, 연결기들, 및 구조상 요소들을 포함한다. 나머지 활성 드라이브들에 대한 추력 명령들은 그것들이 이러한 고장 상태들을 핸들링하기 위한 부가 용량을 갖도록 설계될 때 비활성의/고장난 드라이브를 처리하도록 재설계될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 재설계는 승강로에서의 엘리베이터 카 주위 드라이브들의 로컬 인접 영역에서의 활성 드라이브들과 실질적으로 균일할 수 있다. 다른 실시예들에서, 모멘트 효과들이 엘리베이터 카가 비활성 드라이브를 통과할 때, 예를 들어, 모터 섹션들의 좌우측 상의 추력 레벨들을 조절함으로써, 요동 운동을 방지하기 위해 추력 조절 계산에 포함된다.

도 1은 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템(10)의 예를 도시한다. 엘리베이터 시스템(10)은 복수의 레인(13, 15 및 17)을 갖는 승강로(11)를 포함한다. 도 1에 세 개의 레인이 도시되었지만, 실시예들이 임의의 수의 레인을 갖는 엘리베이터 시스템들과 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 도 1의 예에서, 각 레인(13, 15, 17)에서, 하나 이상의 엘리베이터 카(14)는 동일한 방향으로, 즉, 상하로 이동한다. 예를 들어, 도 1에서, 레인들(13 및 15) 내 엘리베이터 카들(14)은 위로 이동하고 레인(17) 내 엘리베이터 카들(14)은 아래로 이동한다. 하나 이상의 엘리베이터 카(14)는 각 레인 내에서 동일한 방향으로 단일 레인(13, 15, 및 17)에서 이동할 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 엘리베이터 카(14)는 하나 이상의 레인 내에서 상이한 방향들로 이동할 수 있다.

도 1의 예에서, 최상층 위는 엘리베이터 카들(14)을 레인들(13, 15 및 17) 사이에서 이동시키기 위해 엘리베이터 카들(14)에 수평 모션을 가하기 위한 상측 환승 스테이션(30)이다. 상측 환승 스테이션(30)이 최상층 위가 아니라, 최상층에 위치될 수 있다는 것이 이해된다. 제1층 아래는 엘리베이터 카들(14)을 레인들(13, 15 및 17) 사이에서 이동시키기 위해 엘리베이터 카들(14)에 수평 모션을 가하기 위한 하측 환승 스테이션(32)이다. 하측 환승 스테이션(32)이 제1층 아래가 아니라, 제1층에 위치될 수 있다는 것이 이해된다. 도 1에 도시되지 않았지만, 하나 이상의 중간 환승 스테이션들이 제1층 및 최상층 사이에서 사용될 수 있다. 중간 환승 스테이션들은 상측 환승 스테이션(30) 및 하측 환승 스테이션(32)과 유사하다. 양방향 움직임이 동일한 레인 내에서 지원되는 실시예들에서, 환승 스테이션들은 생략될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 엘리베이터 카들(14)은 주요, 고정 부분(16) 및 보조, 이동 부분(18)을 갖는 선형 모터 시스템을 사용하여 추진된다. 주요 부분(16)은 레인들(13, 15 및 17)의 하나의 또는 양측에 장착되는 권선들 또는 코일들을 포함한다. 보조 부분(18)은 카들(14)의 하나의 또는 양측에 장착되는 영구 자석들을 포함한다. 주요 부분(16)에는 카들(14)의 각각의 레인들에서의 이들의 움직임을 제어하기 위한 드라이브 신호들이 공급된다.

도 2는 승강로(11)에서 이동하는 엘리베이터 카(14)를 포함하는 엘리베이터 시스템(10)의 대표적인 실시예의 다른 뷰를 도시한다. 엘리베이터 카(14)는 승강로(11)의 길이에 따라 연장되는 하나 이상의 가이드 레일(24)에 의해 가이드되며, 여기서 가이드 레일들(24)은 구조상 부재들(19)에 부착될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 엘리베이터 시스템(10)은 선형 추진 시스템(20)을 이용하며, 여기서 주요 부분(16)은 엘리베이터 카(14)의 반대측들 상에 선형으로 배열되는 다수의 모터 세그먼트(22)를 포함하며, 각 모터 세그먼트(22)는 하나 이상의 코일(26)(즉, 상 권선들(phase windings))을 포함한다. 주요 부분(16)은 하나 이상의 가이드 레일(24)에 장착되거나, 가이드 레일들(24)로 통합되거나, 또는 가이드 레일들(24)로부터 떨어져 위치될 수 있다. 주요 부분(16)은 엘리베이터 카(14)에 힘을 가하기 위한 영구 자석 동기식 선형 모터의 고정자로서의 역할을 한다. 보조 부분(18)은 엘리베이터 카(14)에 장착되고 선형 추진 시스템(20)의 제2 부분으로서 하나 이상의 영구 자석(28)의 어레이를 포함한다. 모터 세그먼트들(22)의 코일들(26)은 전기 모터 기술분야에 알려진 바와 같이, 3개의 상, 6개의 상, 또는 이들의 배수들로 배열될 수 있다. 각각의 상들은 하나 이상의 코일(26), 이를테면 상마다 코일들(26)의 쌍을 가질 수 있으며, 여기서 전류는 상에서 병행될 때 각 코일(26)에 반대 방향들로 흐를 수 있다. 코일들(26)은 강자성 지지체 상에 배치되는, 강자성 코어들에 대해, 또는 코어 없이 형성될 수 있다. 다양한 코일 배치, 이를테면 코일들(26)이 각각의 드라이브 상 레그(phase leg)에서 중성점까지 전기적 직렬인 성형(star configuration)이 코일들(26)을 전기적으로 연결하기 위해 사용될 수 있다. 주요 부분(16)은 엘리베이터 카(14)에 장착되는 영구 자석들(28)과 협력하기 위해, 승강로(11)에 장착될 수 있다. 영구 자석들(28)은 엘리베이터 카(14)의 두 측 상에 위치될 수 있다. 대안적인 실시예들은 단일 주요 부분(16) - 보조 부분(18) 배치, 또는 다수의 주요 부분(16) - 보조 부분(18) 배치들을 사용할 수 있다. 임의의 수의(즉, 하나 이상의) 주요/가이드 레일 구조체들이 레인마다 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 2의 예에서, 모터 세그먼트들(22A, 22B, 22C, 22D, 22E, 22F, 22G, 및 22H)로서 도시되는 8개의 모터 세그먼트(22)가 존재한다. 각각의 모터 세그먼트들(22A-22H)은 대응하는 드라이브(42A-42H)를 갖는다. 실시예에서, 승강로(11) 내 상위-레벨 제어가 제어기(46)에 의해 명령 및 모니터링될 수 있으며, 여기서 제어기(46)는 하나 이상의 모션 제어부(60)와 통신할 수 있다. 제어기(46)로부터의 명령들은 승강로(11) 내 엘리베이터 카(14) 위치 결정, 예를 들어, 건물 층들 간 움직임에 관한다. 따라서, 제어기(46)는 예를 들어, 건물의 상이한 층으로, 승강로(11)에서 상향으로 또는 하향으로 엘리베이터 카(14)의 움직임을 명령할 수 있고, 모션 제어부들(60)은 명령된 움직임을 인식하기 위해 선형 추진 시스템(20)의 부분들에 정격 전압을 공급하기 위한 하위-레벨(즉, 모터 레벨) 제어를 구현한다. 하나 이상의 모션 제어부(60)는 모터 세그먼트들(22)을 구동하기 위해 명령들을 제어기들(46)로부터 모터-레벨 명령들로 변환한다. 하나 이상의 모션 제어부(60)는 구동 신호들을 엘리베이터 카(14)의 모션을 제어하기 위해 드라이브들(42A-42H)을 통해 모터 세그먼트들(22A-22H)로 제공한다. 각각의 드라이브들(42A-42H)은 모터 세그먼트들(22) 중 하나 이상에 흐르게 명령하는 인버터(62)를 포함할 수 있다. 각각의 드라이브들(42A-42H)은 모터 제어부(60)의 별개의 인스턴스를 포함할 수 있으며, 여기서 각 모션 제어부(60)는 모션 세그먼트들(22A-22H)에 결합되는 드라이브들(42A-42H) 중 적어도 하나에 명령하도록 작동가능하다.

제어를 효율적으로 조정하기 위해, 엘리베이터 카(14)가 승강로(11) 내에 재위치될 때, 엘리베이터 카(14)에 근접한 모션 제어부(60)가 인접 드라이브들(42)에 명령들을 발행하기 위한 지휘 드라이브(61)로서 지정될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서의 드라이브(42B)의 모션 제어부(60)가 지휘 드라이브(61)로서 지정될 수 있고, 이에 의해 지휘 드라이브(61)가 드라이브들(42) 중 로컬 인접 영역(43) 내 드라이브들(42A-42C) 및 드라이브들(42E-42G)(즉, 인접 드라이브들)에 로컬로 명령들을 발행하며, 여기서 로컬 인접 영역(43)은 엘리베이터 카(14)가 이동함에 따라 동적으로 정의되고 로컬 인접 영역(43)이 엘리베이터 카(14)의 반대측들에 걸쳐 드라이브들(42)로 이어진다. 엘리베이터 카(14)가 승강로(11) 내에서, 예를 들어 상향 방향으로 이동함에 따라, 지휘 드라이브(61)의 지정은 모션 제어부들(60) 사이를 전환한다. 예를 들어, 엘리베이터 카(14)가 모터 세그먼트들(22D 및 22H)을 적어도 부분적으로 오버랩하기 위해 전진함에 따라 모터 세그먼트들(22A 및 22E)이 더 이상 추력을 제공하지 않을 때, 드라이브들(42C 또는 42G)의 모션 제어부(60)가 드라이브들(42B-42D) 및 드라이브들(42F-42H)에 명령들을 발행하기 위한 지휘 드라이브(61)로서 지정될 수 있고, 그에 따라 로컬 인접 영역(43)에 포함되는 드라이브들(42)을 변경한다. 하나 이상의 센서, 이를테면 위치/속도 센서(64)(도 3)가 드라이브들(42) 및 제어기(46)에 위치 및/또는 속도 정보를 제공할 수 있다. 대안적으로, 엘리베이터 카(14)는 센서 데이터를 하나 이상의 무선 링크를 통해 엘리베이터 카(14)로부터 드라이브들(42) 중 하나 이상으로 무선으로 제공하기 위해, 하나 이상의 센서, 이를테면 위치 및 속도 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 추가적인 센서들이 드라이브들(42) 및/또는 제어기(46) 내에 통합되거나 이에 유선 연결될 수 있다.

지휘 드라이브(61)는 승강로(11)의 반대측들 상의 드라이브들(42)을 제어할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 승강로(11)의 각 측 상의 모션 제어부들(60) 중 하나가 엘리베이터 카(14)에 관해 지휘 드라이브(61)로서 지정된다. 단일 모션 제어부(60)가 지휘 드라이브(61)로서 지정되는 다수의 모션 제어부(60)가 지휘 드라이브(61)로서 지정되든에 관계없이, 지휘 드라이브(61)의 지정은 엘리베이터 카(14)가 승강로(11)에서 위아래로 이동함에 따라 변하고, 그에 따라 지휘 드라이브(61)가 엘리베이터 카(14)에 물리적으로 아주 근접하게 유지되도록 한다. 지휘 드라이브(61)를 엘리베이터 카(14)에 물리적으로 아주 근접하게 유지하는 것은 엘리베이터 카(14)에 능동적으로 모션을 가하는 지휘 드라이브(61) 및 드라이브들(42) 간 실질적으로 일관된 레이턴시를 보장한다.

각 모션 제어부(60)는 저장 매체 상에 저장된 컴퓨터 프로그램을 실행하는 마이크로프로세서를 사용하여 본 출원에 설명된 동작들을 수행하도록 구현될 수 있다. 대안적으로, 모션 제어부들(60) 중 하나 이상이 하드웨어(예를 들어, ASIC, FPGA) 또는 하드웨어/소프트웨어 조합으로 구현될 수 있다. 단일 모션 제어부(60)가 각 드라이브(42)의 동작을 제공하도록 제공될 수 있지만, 대안적인 실시예들에서, 모션 제어부(60)는 드라이브들(42) 외부에 위치될 수 있고 도 2에 도시된 바와 같이 일-대-일 관계가 아니라 드라이브들(42)에 관해 일-대-다 관계를 가질 수 있다. 보다 높은 통신 대역폭을 달성하기 위해, 각 모션 제어부(60)의 통신 범위는 승강로(11)의 모든 드라이브(42)가 아니라 로컬 인접 영역의 드라이브들(42)과 인터페이싱하도록 상대적으로 짧을 수 있다.

도 3은 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템의 부분(10)의 제어 블록도를 도시한다. 도 3의 예에서, 엘리베이터 카(14)로부터 위치 및 속도 데이터를 수신하는 것이 아니라, 인버터(62)가 모션 제어부(60)에 위치 피드백(66) 및 속도 피드백(68)을 제공하는 위치/속도 센서(64)를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 위치/속도 센서(64)는 예를 들어, 하나 이상의 감지 시스템(미도시)로부터 수신되는 값들에 기초하여 위치 피드백(66) 및 속도 피드백(68)을 제공하는 가상 센서이다. 추가 대안예로서, 위치/속도 센서(64)는 모션 제어부(60)에 직접적으로 연결될 수 있다. 모션 제어부(60)의 위치 제어부(70)는 제어기(46)로부터 위치 명령(72)을 그리고 인버터(62)로부터 위치 피드백(66)을 수신할 수 있다.

위치 제어부(70)는 위치 피드백 제어 루프(75)의 부분으로서 위치 명령(72) 및 위치 피드백(66)에 기초하여 속도 명령(74)을 생성하기 위해 종래 비례-적분(PID) 제어를 적용할 수 있다. 제어기들은 피드백 제어부에 더하여 피드포워드 구성요소를 가질 수 있다. 모션 제어부(60)의 속도 레귤레이터(76)는 속도 명령(74) 및 속도 피드백(68)을 수신하고 속도 피드백 제어 루프(77)의 부분으로서 추력 명령(78)을 생성한다. 제어기(46)는 또한 비활성 드라이브를 오프셋하기 위해 어떤 활성 드라이브들이 추력 조절 및 추력 조절량을 필요로 하는지를 식별하는 식별된 드라이브들 추력 명령들(79)을 제공할 수 있다. 추력 명령(78)은 선형 모터들에 대해 종래 PID 제어를 사용하여 생성되고 식별된 드라이브들 추력 명령들(79)에 기초하여 재설계될 수 있으며, 추력 명령(78)은 전체 엘리베이터 카(14)에 대한 드라이브 추력 요청들을 지원하기 위해 제어기(46)로 피드백될 수 있다. 인버터(62)의 추력 조절부(80)은 위치 피드백(66)(즉, 내측 폐쇄 제어 루프)에 기초하여 추력 명령(78)을 더 증강할 수 있다. 식별된 드라이브들 추력 명령들(79)이 추력 조절(80)에 이용가능한 경우 추력 명령(78)에 대한 수정이 또한 인버터(62) 상에서 직접적으로 수행될 수 있다. 필드 방향 결정(82)이 또한 위치 피드백(66)에 관해 수행된다. 추력 조절부(80) 및 필드 방향 결정부(82)는 도 2의 하나 이상의 모터 세그먼트(22)에 흐르게 명령할 수 있는 입력을 전류 레귤레이터(84)에 제공한다.

단지 단일 인버터(62)가 도 3에 도시되지만, 모션 제어부(60)는 도 2의 드라이브들(42)의 다수의 인버터(62)를 동시에 제어할 수 있다, 예를 들어, 6개 이상의 인버터(62)가 단일 모션 제어부(60)에 의해 동시에 제어될 수 있다. 그에 따라, 도 2의 지휘 드라이브(61)로서 지정되는 모션 제어부(60)의 각 인스턴스는 지휘 드라이브(61)가 상주할 수 있는 로컬 드라이브(42), 뿐만 아니라 인접 드라이브들(42)의 각각의 인버터들(62)에 관한 속도 피드백 제어 루프(77) 및 위치 피드백 제어 루프(75)를 수립하도록 작동가능하다. 하나 이상의 피드포워드 제어기가 또한 통합될 수 있다.

도 4는 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템(10)의 제어 네트워크(200)의 부분을 도시한다. 도 4의 예에서, 승강로 통신 네트워크(206)는 제어기(46) 및 드라이브들(42) 간 통신을 가능하게 한다. 드라이브들(42)은 로컬 통신 네트워크(210)를 통해 서로 통신할 수 있다. 도 4의 예에서, 로컬 통신 네트워크(210)는 다수의 점-대-점 링크를 포함한다. 크로스-승강로 링크(212)는 승강로(11)에 걸친 드라이브들(42)을 연결할 수 있다. 1-홉 인접 링크(214)는 인접한 드라이브들(42)을 연결할 수 있다. 2-홉 인접 링크(216)는 두 위치만큼 오프셋되는 드라이브들(42)을 연결할 수 있고, 따라서 하나의 드라이브(42)가 드라이브들(42)의 쌍 사이에서 스킵되도록 한다. 추가적인 링크들이 또한 포함될 수 있다(미도시). 그에 따라, 지휘 드라이브(61)는 로컬 통신 네트워크(210)의 크로스-승강로 링크(212), 1-홉 인접 링크(214), 및 2-홉 인접 링크(216) 중 하나 이상의 조합을 사용하여 인접 드라이브들(42)과 통신할 수 있다. 또한, 제어기(46)로부터의 명령들이 크로스-승강로 링크(212) 및/또는 인접 링크들(214, 216)을 사용하여 드라이브들(42) 사이에서 중계될 수 있기 때문에, 승강로 통신 네트워크(206)가 모든 드라이브(42)에 연결할 필요는 없다. 추가 옵션으로서, 하나 이상의 통신 브리지가 제어 네트워크(200)에, 예를 들어, 승강로 통신 네트워크(206)의 부분으로서 통합될 수 있다.

각 지휘 드라이브(61)는 각 엘리베이터 카(14A-14N)의 위치와 완전히 그리고 부분적으로 오버랩하는 인접 드라이브들(42)을 제어할 수 있다. 엘리베이터 카(14A-14N)마다 하나의 지휘 드라이브(61)가 지정될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 승강로(11)의 각 측은 승강로에 걸쳐 짝을 이루고 엘리베이터 카(14A-14N)가 이동함에 따라 드라이브들(42) 사이를 전환하는 엘리베이터 카(14A-14N)마다의 별개의 지휘 드라이브(61)를 갖는다. 엘리베이터 카(14A) 주위 드라이브들(42)은 엘리베이터 카(14A)가 이동함에 따라 동적으로 정의되는 로컬 인접 영역(43A)의 부분이다. 유사하게, 엘리베이터 카(14N) 주위 드라이브들(42)은 엘리베이터 카(14N)가 이동함에 따라 동적으로 정의되는 로컬 인접 영역(43N)의 부분이다. 각 로컬 인접 영역(43A-43N)은 모니터링되고 비활성 드라이브들을 조절하기 위해 제어기(46)로부터 동시에 추력 명령들을 수신할 수 있으며, 여기서 각 로컬 인접 영역(43A-43N)에서의 지휘 드라이브(61)의 로컬 인스턴스들이 추력 명령들을 컴퓨팅하고 각각의 엘리베이터 칸들(14A-14N) 주위 로컬 활성 드라이브들에 추력 명령들을 분배한다.

도 5는 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템(10)의 다수의 드라이브(42)에 관한 보조 부분(18)의 위치 결정 관계(300)를 도시한다. 기준 위치(302)는 보조 부분(18)의 보조 위치(304)를 결정하기 위해 도 4의 승강로(11)에 관해 결정될 수 있다. 위치 센서, 예를 들어, 도 3의 위치/속도 센서(64)가, 승강로(11)에서의 엘리베이터 카(14)의 감지된 위치를 제어기(46)에 제공함으로써 보조 위치(304)를 결정하는데 사용될 수 있다. 각각의 드라이브들(42)에 대한 식별자들 및 위치 정보가 드라이브 위치 테이블 데이터(306)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 드라이브 K, 드라이브 K+1, 드라이브 K+2, 드라이브 K+3 등으로 식별되는 드라이브들(42)의 거리들이 승강로(11)에 드라이브들(42)을 설치 시 기준 위치(302)에 과해 미리 정의되어 드라이브 위치 테이블 데이터(306)에 저장될 수 있다. 보조 위치(304)를 드라이브 위치 테이블 데이터(306)에 저장된 위치 데이터를 비교하는 것은 보조 부분(18)에 관한 각 활성 드라이브의 기하학적 커버리지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 드라이브들(42) 및 보조 부분(18) 간 필드 상호작용들이 보조 부분(18)에 관한 각 활성 드라이브의 기하학적 커버리지를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

도 6은 대표적인 실시예에 따른 엘리베이터 시스템(10)의 하나 이상의 멀티-드라이브 추력 관리기(400A - 400N)를 포함하는 제어기(46)의 부분의 블록도를 도시한다. 각 엘리베이터 카(14A-14N)는 비활성 드라이브를 오프셋하기 위해 어떤 활성 드라이브들이 추력 조절 및 추력 조절량을 필요로 하는지를 식별하는 식별된 드라이브들 추력 명령들(79)을 결정하기 위한 관련 멀티-드라이브 추력 관리기(400A - 400N)를 가질 수 있다. 드라이브 위치 테이블 데이터(306)는 각각의 멀티-드라이브 추력 관리기들(400A - 400N)에 이용가능하게 된다. 대응하는 엘리베이터 카(14)와 연관되는 보조 위치(304)에 기초하여, 드라이브 선택부(402)는 예를 들어, 드라이브들(42)의 위치들 및 보조 위치(304)의 기하학적 오버랩에 기초하여(여기서 주요 부분(16)의 모터 세그먼트들(22) 및 보조 위치(18)의 길이들이 알려진다), 활성 드라이브들(404)을 식별한다. 멀티-드라이브 추력 관리기들(400A - 400N)의 각각은 승강로(11)에서의 각각의 드라이브들(42)의 위치를 정의하는 드라이브 위치 테이블 데이터(306)에 기초하여 각각의 로컬 인접 영역들(43A-43N)의 각 활성 드라이브의 위치를 결정할 수 있다.

완전성 관리 드라이브 작동 상태부(406)는 식별된 활성 드라이브들(404)에 대해 상태 체크들을 수행하고 식별된 드라이브 상태(408)를 드라이브 추력 요청부들(410)로 전달할 수 있다. 드라이브 추력 요청부들(410)은 식별된 드라이브 상태(408) 및 전체 엘리베이터 카(14)에 대한 추력 명령(78)에 기초하여 식별된 드라이브들 추력 명령들(79)을 결정할 수 있다. 드라이브들(42)의 로컬 인접 영역(43)의 작동 상태가 다음 중 하나 이상에 관한 드라이브들(42)의 성능을 비교함으로써 결정될 수 있다: 평균값, 임계값, 또는 적어도 하나의 인접 드라이브 값, 뿐만 아니라 본 출원에 설명되는 많은 다른 비교 옵션들. 예를 들어, 평균 전류 또는 역 기전력이 각 드라이브(42)에 대해 트래킹되고 엘리베이터 카들(14A-14N)이 승강로(11)에서 이동함에 따라 모니터링될 수 있다. 작업 상태 업데이트들을 야기할 수 있는 추가적인 예들은 상태들 이를테면 드라이브 통신의 손실, 드라이브 검출 내부 에러, 및/또는 전력 분배 실패를 포함한다. 식별된 작업 상태(408)에서의 작동 상태는 시간 기간 경과에 따라 동일한 드라이브(42)에 대해 수집되는 정보를 비교하고/하거나, 드라이브(42)의 성능을 승강로(11)에서의 다른 드라이브들과 비교하고/하거나, 전류 또는 역 기전력을 최소 임계값과 비교함으로써 결정될 수 있다.

드라이브 추력 요청부들(410)은 비활성 드라이브에 대해 오프셋하기 위해 바람직한 추력 또는 추력 조절을 표시하고 식별된 드라이브들 추력 명령들(79)을 출력할 수 있다. 드라이브 추력 요청부들(410)은 보조 부분(18)에 관한 로컬 인접 영역(43A-43N)의 각 활성 드라이브의 위치 및 작업 상태에 기초하여 각 각각의 로컬 인접 영역(43A-43N)의 활성 드라이브마다의 추력 명령을 조절할 수 있다. 예를 들어, 멀티-드라이브 추력 관리기(400A)의 드라이브 추력 요청부들(410)은 엘리베이터 카(14A) 주위 로컬 인접 영역(43A)에서의 비활성 드라이브에 인접한 활성 드라이브들에 더 큰 추력이 요구되는지를 결정할 수 있다. 활성 드라이브마다의 추력 명령의 조절은 드라이브들(42)의 로컬 인접 영역(43A)에서의 고장 모터 세그먼트 또는 고장 드라이브를 처리하기 위해 그리고/또는 드라이브들(42) 및 모터 세그먼트들(22) 간 변형들을 처리하기 위해 엘리베이터 카(14A)에 인가되는 추력 및 모멘트를 조절함으로써 엘리베이터 카(14A)의 모션을 최적화하려고 시도하는 것이다. 활성 드라이브마다의 추력 명령의 조절은 보조 부분(18)에 관한 각 활성 드라이브의 기하학적 커버리지에 더 기초한다. 예를 들어, 보조 부분(18)을 완전히 오버랩하는 모터 세그먼트들(22)과 연관된 활성 드라이브들이 보조 부분(18)을 부분적으로 오버랩하는 드라이브들(42)과 비교할 때 엘리베이터 카(14A) 상에 더 큰 힘을 가할 수 있다. 제어기(46)는 로컬 인접 영역(43A)의 활성 드라이브들에 관하여, 피드백 제어, 이를테면 도 3에 도시된 피드백 제어를 구현하는 로컬 인접 영역(43A)의 지휘 드라이브(61)로 활성 디바이스마다의 추력 명령으로서 식별된 드라이브들 추력 명령들(79)을 제공한다.

본 출원에 설명된 예들이 선형 추진 시스템에 관한 것이지만, 제어기(46)가 보조와 상호작용하는 복수의 드라이브/모터를 포함하는, 비-선형 추진 시스템들, 예를 들어, 회전식 추진 시스템들에서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 예시적인 예들을 설명하기 위함이고 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명은 단지 제한된 수의 실시예로 상세하게 설명되었지만, 본 발명이 그러한 개시된 실시예들로 제한되지 않는다는 것이 용이하게 이해되어야 한다. 오히려, 본 발명은 지금까지 설명되지 않았으나, 사상 및/또는 범위에 상응하는 임의의 다수의 변형예, 대안예, 대체예 또는 균등 배열을 포함하도록 변형될 수 있다. 추가적으로, 다양한 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 측면들은 설명된 실시예들 중 단지 몇몇만 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 앞서 말한 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하고, 단지 첨부된 청구항들의 범위에 의해 제한된다.

Claims (20)

1. 엘리베이터 시스템으로서,
   주요 부분을 형성하는 복수의 모터 세그먼트 및 엘리베이터 카에 결합되는 보조 부분 상에 힘을 가하기 위한 복수의 드라이브를 포함하는 추진 시스템; 및
   상기 드라이브들의 로컬 인접 영역을 식별하도록, 상기 로컬 인접 영역 내 각각의 상기 드라이브들의 작동 상태를 결정하도록, 그리고 상기 보조 부분에 관한 상기 로컬 인접 영역의 각 활성 드라이브의 위치 및 상기 작동 상태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 로컬 인접 영역의 활성 드라이브마다의 추력 명령을 조절하도록 작동가능한 제어기를 포함하는, 엘리베이터 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기가 승강로에서의 상기 엘리베이터 카의 감지된 위치에 기초하여 상기 보조 부분의 위치를 검출하도록 더 작동가능한, 엘리베이터 시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제어기가 상기 승강로에서의 각각의 상기 드라이브들의 위치를 정의하는 드라이브 위치 테이블 데이터에 기초하여 상기 로컬 인접 영역의 각 활성 드라이브의 상기 위치를 결정하도록 더 작동가능한, 엘리베이터 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기가 상기 로컬 인접 영역의 상기 활성 드라이브들에 관한 피드백 제어 또는 피드백 및 피드포워드 제어의 조합을 구현하는 상기 로컬 인접 영역의 지휘 드라이브에 상기 활성 디바이스마다의 추력 명령을 제공하도록 더 작동가능한, 엘리베이터 시스템.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 활성 드라이브마다의 추력 명령의 조절이 상기 엘리베이터 카에 인가되는 추력 및 모멘트를 조절함으로써 상기 엘리베이터 카의 모션을 최적화하려고 시도하는 것인, 엘리베이터 시스템.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 활성 드라이브마다의 추력 명령의 조절이 상기 보조 부분에 관한 각 활성 드라이브의 기하학적 커버리지에 더 기초하는, 엘리베이터 시스템.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 모터 세그먼트들이 상기 엘리베이터 카의 반대측들 상에 선형으로 배열되며, 그리고 상기 드라이브들의 상기 로컬 인접 영역이 상기 엘리베이터 카의 상기 반대측들에 걸쳐 이어지는, 엘리베이터 시스템.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 드라이브들의 상기 로컬 인접 영역이 상기 엘리베이터 카가 이동함에 따라 동적으로 정의되는, 엘리베이터 시스템.
9. 청구항 1에 있어서, 하나 이상의 추가적인 엘리베이터 카를 더 포함하되, 상기 제어기가 각각의 상기 하나 이상의 추가적인 엘리베이터 카 주위 상기 드라이브들의 로컬 인접 영역에 대한 추력을 모니터링 및 조절하도록 더 작동가능한, 엘리베이터 시스템.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 로컬 인접 영역 내 각각의 상기 드라이브들의 상기 작동 상태가 다음 중 하나 이상에 의해 결정되는 시스템:
    다음 중 하나 이상에 관해 상기 드라이브들의 성능을 비교하는 것: 평균값, 임계값, 또는 적어도 하나의 인접 드라이브 값;
    드라이브 통신의 손실을 검출하는 것;
    드라이브 내부 에러를 검출하는 것; 및
    전력 분배 실패를 검출하는 것.
11. 방법으로서,
    제어기에 의해, 추진 시스템에서의 드라이브들의 로컬 인접 영역을 식별하는 단계로서, 상기 추진 시스템은 주요 부분을 형성하는 복수의 모터 세그먼트 및 엘리베이터 카에 결합되는 보조 부분 상에 힘을 가하기 위한 복수의 드라이브를 포함하는, 상기 로컬 인접 영역을 식별하는 단계;
    상기 로컬 인접 영역에서의 각각의 상기 드라이브들의 작동 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 보조 부분에 관한 상기 로컬 인접 영역의 각 활성 드라이브의 위치 및 상기 작동 상태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 로컬 인접 영역의 활성 드라이브마다의 추력 명령을 조절하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    승강로에서의 상기 엘리베이터 카의 감지된 위치에 기초하여 상기 보조 부분의 상기 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 승강로에서의 각각의 상기 드라이브들의 위치를 정의하는 드라이브 위치 테이블 데이터에 기초하여 상기 로컬 인접 영역의 각 활성 드라이브의 상기 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 로컬 인접 영역의 상기 활성 드라이브들에 관한 피드백 제어 또는 피드백 및 피드포워드 제어의 조합을 구현하는 상기 로컬 인접 영역의 지휘 드라이브에 상기 활성 디바이스마다의 추력 명령을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
15. 청구항 11에 있어서, 상기 활성 드라이브마다의 추력 명령의 조절이 상기 엘리베이터 카에 인가되는 추력 및 모멘트를 조절함으로써 상기 엘리베이터 카의 모션을 최적화하려고 시도하는 것인, 방법.
16. 청구항 15에 있어서, 상기 활성 드라이브마다의 추력 명령의 조절이 상기 보조 부분에 관한 각 활성 드라이브의 기하학적 커버리지에 더 기초하는, 방법.
17. 청구항 11에 있어서, 상기 모터 세그먼트들이 상기 엘리베이터 카의 반대측들 상에 선형으로 배열되며, 그리고 드라이브들의 상기 로컬 인접 영역이 상기 엘리베이터 카의 상기 반대측들에 걸쳐 이어지는, 방법.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 엘리베이터 카가 이동함에 따라 드라이브들의 상기 로컬 인접 영역을 동적으로 정의하는 단계를 더 포함하는, 방법.
19. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 각각의 하나 이상의 추가적인 엘리베이터 카 주위 드라이브들의 로컬 인접 영역에 대한 추력을 모니터링 및 조절하는 단계를 더 포함하는, 방법.
20. 청구항 11에 있어서, 상기 로컬 인접 영역 내 각각의 상기 드라이브들의 상기 작동 상태가 다음 중 하나 이상에 의해 결정되는, 방법:
    다음 중 하나 이상에 관해 상기 드라이브들의 성능을 비교하는 것: 평균값, 임계값, 또는 적어도 하나의 인접 드라이브 값;
    드라이브 통신의 손실을 검출하는 것;
    드라이브 내부 에러를 검출하는 것; 및
    전력 분배 실패를 검출하는 것.

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