JP4827854B2 - エレベータ・ユニット及びエレベータ・ユニット用の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレベータ・ユニット及びエレベータ・ユニット用の制御装置に関する。

エレベータ・ユニットは、エレベータ・シャフトに移動自在のエレベータ・カーを有している。安全装置として、エレベータ・カーがドライブの異常時に最下部の停止機構を通過する際に、エレベータ・カーを減速させるために（又は最上部の停止機構を通り過ぎる際に平衡するように）、エレベータ・シャフトのピットに緩衝部を設置することが広く行われている。公称速度が高いエレベータでは、非常に大型の緩衝部がこのために必要になり、これは深いピットが必要になることを（その構成が高価になることも）意味する。これは、エレベータ・ユニットは、エレベータ・カーがエレベータ・ピットに衝突しないように設計し構成しなければならないことを定める安全規則（例えば、欧州安全基準ＥＮ８１を参照）を満たしている。

緩衝部、すなわち、ピットを小さくするために、減速制御サーキットが既に提案されており、例えば、ＤＥ ２０１０４３８９ Ｕ１とＤＥ １０２１０６３ Ａ１とに記すように、より小型で使い捨ての緩衝装置の活用が可能になる。

複数の光障壁部をエレベータ・カー上に配置した過剰速度検出器は、ＥＰ ０７１２８０４ Ｂ１から周知のことである。光障壁部は、エレベータ・シャフトの片側に取り付けた測定用ストリップを用いるとともにエレベータ・カーの速度又は減速を決定できる、これらの測定部を用いて測定を行う。測定用ストリップは、冗長構造であり、マーキング・トラックと制御トラックとから成る。

さらに、エレベータ・カー用に設けたブレーキ装置に加えて、緊急用の捕獲装置も提供することが従来技術として知られている。この捕獲装置は、特に捕獲ウエッジを有している（ＤＥ ２９９１２５４４ Ｕ１を参照）。

以上の経緯により、本発明の目的は、緩衝装置、すなわち、シャフトのピットを小さくできる、又は緩衝装置を全く必要としない、エレベータ・ユニットを提供することにある。

この問題を解決するために、請求項１に記載の特徴を有するエレベータ・ユニットと、請求項７に記載の特徴を有する制御装置と、請求項８に記載の特徴を有する方法とが提案されている。

本発明によるエレベータ・ユニット又は本発明による制御装置あるいはその両方は、高信頼性の２段電子システムとして、安全緩衝部を完全にあるいは部分的に除外する可能性を提示する（“部分的”は、より小さい緩衝部を提供できる、例えば、想定可能な極限状態にだけ提供できる、ポリウレタン製の安い使い捨ての緩衝部を意味する）。したがって、本発明に基づくシステムを用いると、従来の緩衝システムをさらに小型にできる。

本発明は、３つの構成部品、すなわち、エレベータ・カーの絶対位置を定める検出システムと、エレベータ・カーの速度又は減速を定めるために用いる信号を検出する減速制御回路と、第３の実施例として、他の２つの構成部品が送る信号を処理する評価回路とを本質的に有している。これは、いわゆる冗長／多様化システムである。本発明に基づく冗長／多様化評価は、２つのチャンネル評価回路で行われ、関連信号を検出する第１と第２のセンサが、評価回路の２つのチャンネルのなかの１つに冗長／多様化方式で各々接続し、（さらに）３つのうちの２つを選択する第３のセンサが評価回路の両方のチャンネルに接続している。

本発明で実現できる１つの長所により、前述の種類の緩衝部を全体的に省略できる。なぜならば、本発明による手順は、その速度の検出に加えて、エレベータ・カーの位置の高信頼性で明確な検出を保証するからである。緩衝部を全体的に置き換えると、特に大きなスペース節減になるからであり、また、対応するカー速度が６〜７ｍ／ｓｅｃの大型（高上昇）エレベータ・ユニットでは、緩衝部の高さが８又は９メートルになるからである。

本発明による安全性評価は、したがって、エレベータ・カーをその上下に位置する物体から或るスペースのもとで維持しなければならないときに、必ず効果的に使用できる。大半のケースで、これはシャフトのピット又はシャフトのシーリングになるが、それはエレベータ・カーの真下の同じエレベータ・シャフトで移動する第２のエレベータ・カーにもなる（いわゆる本発明のＴＷＩＮ（Ｒ）システム）。

本発明の更なる特徴と実施例は、説明と添付した図面とから明らかになる。

前述の特徴とこれから説明する特徴は、本発明の趣旨から逸脱せずに、明記した特定の組み合わせだけでなく、他の組み合わせ又はそれら自体の組み合わせにおいて使用できることが分かる。

本発明は、図面に示した実施例を用いて概略的に図示し、図面を参照しながら以降詳細に説明する。

前述のように、本発明に基づくシステムは、３つの構成部品を本質的に有している。

第１のこれらの構成部品は、エレベータ・カーの絶対位置を定める信号を検出する検出システムである。この種類の検出システムは、例えば、非反復性パターンに配置した複数のポール（磁極）分割部を有する磁気ストリップに準じて動作できる。この種類の磁気ストリップは、基本的に周知であり、例えば、ＤＥ １９７３２７１３ Ａ１とＤＥ １０２３４７４４Ａ１とに記されている。本出願の出願人は、移動物体の動きの状態を定める二重信号帯域を、（言及により本願に組み込まれた）独特許出願１０２００４０３７４８６．４にも記している。

本発明の実施に適した、この種類の磁気ストリップ９０が、図１ａと１ｂに図示されている。磁気ストリップ９０は、非反復性、すなわち、明確なパターンで配置した複数のポール分割部９２、９４を有している。ホール・センサのような磁気センサ９は、エレベータ・カー６（詳細に図示してない）上に配置されており、それと接触せずに、エレベータ・シャフトに固定して組み込まれた、例えば、エレベータ・レール（図示せず）の凹み部に組み込まれた、磁気ストリップ９０のパターンを“読み込む”。磁気センサ９が送る信号から、エレベータ・カー６の速度も絶対位置に加えて得ることができる。必然的に、本発明の範囲内で使用できる、エレベータ・カーの絶対位置を定める、当業者には周知の他の方法、例えば、バー・コード・リーダーの原理で動作するレーザ測定システムがある。

前述の第２の構成部品は制御回路である。図２ａと２ｂは、制御回路のためにエレベータ・カーの速度又は減速を定めるために、信号を検出するように作動する配置構成を示す。この配置構成は、センサが検出できるパターン７２、７４を設けることができるストリップ７０を有している。ストリップは、ピットの上方（又は本発明はシャフトの上端の安全領域に同様に使用できるので、シャフトのシーリングの下方）のエレベータ・カー６の減速部の領域のエレベータ・シャフトに固定して組み込まれている。ストリップ７０上の交互型センサ関連測定部７２、７４のパターンは、検出信号が一定の時間値を生成する、すなわち、個々の測定部７２、７４がエレベータ・シャフトの上端に向けて徐々に短くなるように選択されている。したがって、エレベータ・カーのいかなる過度な減速も、一定の望ましい時間値からのズレの結果の評価から容易に検出できる。

エレベータ・カーの速度又は減速を定めるために信号を検出するストリップ７０は、当業者には周知の数多くの方式、例えば、貫通口でスタンプしたメタル・ストリップ、フォーク形状の光障壁部が検出するパターン、又は磁気分極又は光反射部を用いて生成できる。

図１ｂと２ｂの斜視図から分かるように、前述の２つの構成部品の２つの測定ストリップ７０、９０は、キャリア１の前後、例えば、エレベータ・レールの凹み部に設置可能であり、２つのストリップ７０、９０に付随するセンサ７、９は、エレベータ・カー上のＵ字形要素の脚部４０、４２、ストリップ７０、９０のキャリア１を囲む脚部４０、４２上に設置できるので、ストリップ７０、９０を付随するセンサ７、９が同時に読むことができる。

第３の構成部品は、図３の例で示すような評価回路３０である。評価回路３０は、ブレーキ装置と捕獲装置とに電気的に接続するマイクロコンピュータ１０の形態になる。評価回路３０は、本発明に基づく制御装置の中核を構成する。

マイクロコンピュータ１０には、第１の安全リレー１１と第２の安全リレー１２の形態の安全リレー装置と、第１の安全リレー１１に接続したアクチュエータ１３とブレーキ装置（図示せず）と、捕獲装置１４を作動する前述のアクチュエータ１３とが接続している。図３の左側には、模式的に示される、２つの測定ストリップと、センサ装置７〜９があり、前者を以下、二重信号ストリップ１と言う。センサ装置７〜９は前述のエレベータ・カーの外側に組み込まれ、エレベータ・カーの動作時に二重信号ストリップ１を通り過ぎる。

高い信頼性で速度を検出するために、対応する２チャンネル評価による冗長／多様化センサ７と９自身のみで十分である。最小限度の中断の可能性の下でエレベータ・ユニットを動作させるために、第３のセンサ８は、エレベータ・カーの速度と位置とを検出するために、本発明の更なる特徴に基づいて設置できる。したがって、“３つのうち２つを選択する”ことができる。このように、電磁的な影響に起因する、例えば、ユニットを瞬時に停止状態にさせる、任意の過渡的な故障の可能性が解消する。

センサ７、８、９からの電気出力信号Ｓ１〜Ｓ３は、マイクロコンピュータ１０に送られる。マイクロコンピュータ１０は、第１のチャンネルＡと第２のチャンネルＢを有する。さらに、エレベータ・コントロール３１は、マイクロコンピュータ１０と第１と第２の安全リレー１１と１２とに別々に接続するようにして設置できる（図３の右側に図示）。

第１の安全リレー１１と第２の安全リレー１２は、マイクロコンピュータ１０の第１のチャンネルＡと第２のチャンネルＢとに各々取り付けられている。第１の安全リレー１１は、捕獲装置１４を作動し、それを始動できる、アクチュエータ１３に結合している。第２の安全リレー１２は、ブレーキ装置（図示せず）を作動し、対応する制御信号が受信されるときにブレーキ装置をトリガーできる。

チャンネルＡとＢの各々は、関連するセンサ装置７〜９の電気信号Ｓ１〜Ｓ３が印加される、３つの入力モジュール１５〜１７を有している。機器の動作信頼性を高めるために、これらの２つのチャンネルは、例えば、２つの異なるプロセッサを用いて、異なるハードウェアから形作られる。マイクロコンピュータ１０の各々チャンネルは、ＲＡＭ２１、フラッシュ・メモリ２２、ＥＥＰＲＯＭ ２３、ＯＳＣウォッチング２４，ＣＡＮモジュール、個々の分離入力モジュール１５〜１７とを有することができる。マイクロコンピュータ１０のハードウェア構成は、業界で入手できる種類の標準的な市販の電子部品に対応している。したがって、その構成と内部コンピュータ計算プロセスは、この点に関して詳細に記さない。

速度を検出する２つのセンサ装置７と８からの電気信号は、各々のチャンネルＡとＢのモジュール１５と１６とそれぞれ印加される。そこで、対応する計算は、エレベータ・カー６の実際の速度を決定できる、モジュールに印加される信号に対して行われる。実際の速度の決定は、測定距離の移行のための時間の単純な測定に限定されるだけである。この時間がチャンネルＡとＢに恒久的に保存した基準時間より長いと、速度は安全範囲になる。シャフトの末端に向かうにつれて短くなる、測定部の異なる長さが、エレベータ・カーの位置に必然的に直接関与することになる。

チャンネルＡとＢの各々は、平行又は直列入力として構成できるインターフェース１７も有している。これらの入力に接続するセンサ９は、絶対位置情報とシャフト内のエレベータ・カーの速度についての更なる情報とを提供する。

チャンネルＡとＢのメモリ領域には、基準速度が減速距離の範囲の位置ごとに記憶され、この基準速度は、エレベータ・ユニットの設置時にティーチイン・プロセスで記憶されている。これらの基準速度値は、したがって、選択された減速と問題のエレベータ・ユニットのジャーキングとに依存する。単純な標準ユニットでは、これらの値は配送時に既に恒久的にプログラム化できる。この記憶した基準速度は、センサ７〜９が測定した実際の移行速度と、センサ７〜９が送るエレベータ・カーの全ての新しい位置で減速範囲内で比較される。実際に移行した速度に関して固定した又は調整自在な許容閾値を超えると、最初に、第２の安全リレー１２が作動するので、動作中のブレーキが遊び状態になる。

第２の許容閾値を超えると又はブレーキ装置が故障すると、第１の安全リレー１１が作動するので、アクチュエータをトリガーして、エレベータ・ユニットの捕獲装置も作動する。

全ての基準値が、安全な貯蔵エリアに記憶され、基本的に周知のメモリ試験手順を用いて、それらの正確性について定期的に監視される。さらに動作の信頼性を高めるために、第１のチャンネルＡと第２のチャンネルＢが互いに連続して比較できるので、第１のチャンネルＡと第２のチャンネルＢの計算の変動を比べると、故障状況に依存するセンサ装置７〜９の電気信号の差を、例えば、考えられる最も早い時期に検出できる。

第１の安全リレー１１と第２の安全リレー１２は、安全のために、別の回路で動作する。複数の安全リレーもマイクロコンピュータ１０の各々のチャンネルに接続し、これらの安全リレーは別の回路で同様に動作する。各々の安全リレー１１と１２は、マイクロコンピュータ１０の個々のチャンネルＡとＢに電気的に接続するので、制御信号は、後で説明するように、チャンネルＡとＢにより対応する第１の安全リレー１１と１２とに印加できる。順に、帰還情報を安全リレー１１と１２からマイクロコンピュータ１０に送信できる。

第１の安全リレー１１は、前述のように捕獲装置１４を作動するアクチュエータ１３に結合している。捕獲装置１４は、緊急時にエレベータ・カーを停止するために、エレベータ・ユニットの案内レールとエレベータ・カーのエッジ領域との間で駆動される、基本的に周知のウエッジ装置でよい。エレベータ・カー６が静止状態のときに、アクチュエータは、試験のために電気信号で作動又は作動を解除される。試験動作の終了後に、エレベータ・ユニットの正規の動作を再開できる。

ブレーキ装置が第２の安全リレー１２からの制御信号で始動した後に、又は捕獲装置１４が第１の安全リレー１１からの制御信号で作動した後に、本発明に基づく更なる動作は、動作確認を有資格者が実施するまで不可能になる。確認が完了すると、対応する解放信号が、各々の安全リレー１１又は１２から対応するチャンネルＡとＢに送り返されるので、その後、エレベータ・ユニットの正規な移行を継続できる。

前述の装置は、二重信号ストリップ１とそれにより共同動作する磁気（又は光学的）電気構成部品を用いると、エレベータ・カーの効果的な速度制限又は速度制御を保証する。この機器は、したがって、速度制限用の従来の機械的な安全システム、すなわち安全緩衝部に代わることができる。同様に、従来の電気的な減速制御回路は、高速のエレベータ・ユニットのオイル緩衝部と共に一般的に用いられているが、本発明に基づいて設ける減速の安全検出機能と置き換えることができる。

前述の安全性の概念に鑑みて、この機器は、エレベータ・ガイドラインの規定に適合する。

エレベータ・カーの絶対位置を定める信号を検出する配置構成の平面図を示す。 各々の図に於ける図１ｂの配置構成を示す。 減速制御回路用のエレベータ・カーの速度又は減速を定める信号を検出する配置構成の平面図を示す。 各々の図に於ける図２ｂの配置構成を示す。 評価回路の構造図を示す。

Claims (6)

1. エレベータ・シャフトに於いて移動自在のエレベータ・カー（６）を持つエレベータ・ユニットであって、エレベータ・ユニットは、ブレーキ装置と受け止め要素を持つ受け止め装置（１４）とを有し、さらに、連続する測定ストリップ（７０）によりエレベータ・カー（６）の速度を定める信号を検出する第１のセンサ（７）と、エレベータ・カー（６）の速度と絶対位置とを定める信号を、エレベータ・シャフトに配置され、所定の非反復性パターン（９２、９４）を持つ測定ストリップ（９０）により検出する第２のセンサ（９）と、エレベータ・カー（６）の速度と絶対位置とを定める信号を測定ストリップにより検出する第３のセンサとを有しており、かつ、エレベータ・ユニットは第１ないし第３のセンサ（７、８、９）の信号を評価する２−チャンネル評価回路（３０）をさらに有し、第１のセンサ（７）と第２のセンサ（９）は冗長／多様化方式で評価回路（３０）の２つのチャンネル（Ａ、Ｂ）の１つに各々接続されており、第３のセンサ（８）は、第１ないし第３のセンサ（７、８、９）からの３つの信号のうち２つの信号を選択するために評価回路（３０）のチャンネル（Ａ、Ｂ）の両方に接続され、評価回路（３０）は、定められた位置でのエレベータ・カー（６）の速度が事前に設定した範囲内にあるかどうかについて、第１ないし第３のセンサ（７、８、９）の入力信号に基づいて評価し、評価の結果に基づいて、ブレーキ装置が評価回路（３０）の第１の出力を介して作動されるか又は受け止め装置が評価回路の第２の出力を介してトリガーされるかあるいはその両方が行われ、連続する比較は評価回路（３０）の２つのチャンネル（Ａ、Ｂ）によってなされる、前記のエレベータ・ユニット。
2. 測定ストリップ（９０）は磁極分割パターン（９２、９４）を持つ磁気ストリップである、請求項１に記載のエレベータ・ユニット。
3. 第１のセンサ（７）の検出は、エレベータ・シャフトに配置された或るパターン（７２、７４）を持つ測定ストリップ（７０）により行われ、パターンを形成する測定部（７２、７４）が測定ストリップ（７０）の末端に向かって短くなる、請求項１又は２に記載のエレベータ・ユニット。
4. 第１のセンサ（７）により検出される測定ストリップ（７０）と第２のセンサ（９）により検出される測定ストリップ（９０）が二重信号ストリップ（１）の前面側と背面側とを形成する、請求項１又は３に記載のエレベータ・ユニット。
5. エレベータ・ユニットのエレベータ・カー（６）の速度を制限する制御装置であって、制御装置はブレーキ装置とエレベータ・ユニットの受け止め要素を持つ受け止め装置（１４）とに結合するように設計されており、制御装置は、エレベータ・カー（６）の速度又は減速を定める第１の入力信号（Ｓ１）と、エレベータ・シャフトに配置され所定の非反復性パターン（９２、９４）を持つ測定ストリップ（９０）から検出されて信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を評価する２−チャンネル評価回路（３０）によりエレベータ・カー（６）の速度と絶対位置とを定める第２の入力信号（Ｓ２）と、測定ストリップから検出されて、信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を評価する２−チャンネル評価回路（３０）によりエレベータ・カー（６）の速度と絶対位置とを定める第３の入力信号（Ｓ３）とから、エレベータ・カー（６）の位置と速度又は減速とを決定し、第１の信号（Ｓ１）と第２の信号（Ｓ２）は冗長／多様化方式で評価回路（３０）の２つのチャンネル（Ａ、Ｂ）の１つに各々送られ、３つの信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）のうち２つの信号を選択するために第３の信号（Ｓ３）が評価回路（３０）の両方のチャンネル（Ａ、Ｂ）に送られ、制御装置は、位置と速度の２つのパラメータについて希望値からズレが生じるとき、最初にブレーキ装置をトリガーし、かつ、ブレーキ装置をトリガーしたにもかかわらず、位置と速度の２つのパラメータについて希望値からのズレがまだある場合、及びエレベータ・カー（６）がまだ許容範囲を超えている場合、制御装置は次に受け止め装置（１４）をトリガーする、前記の制御装置。
6. エレベータ・シャフトに於いて移動自在のエレベータ・カー（６）を有するエレベータ・ユニットを制御する方法であって、
   − エレベータ・カー（６）の絶対位置を検出し、
   − 検出位置に於けるエレベータ・カー（６）の速度又は減速を検出し、
   − 検出した一対のパラメータの位置と速度又は減速とを希望値と比較し、検出した一対のパラメータが許容公差以上に希望値からズレが生じる場合に、
   − エレベータ・ユニットのブレーキ装置をトリガーし、
   − 検出し比較するステップを繰り返し、
   − 比較の結果がまだ希望値の許容範囲外にある場合、エレベータ・ユニットの受け止め装置をトリガーするステップを有し、
   検出し比較するステップは信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を評価する２−チャンネル評価回路（３０）で行われ、エレベータ・カー（６）の速度又は減速を定める第１の入力信号（Ｓ１）とエレベータ・シャフトに配置され、所定の非反復性パターン（９２、９４）を持つ測定ストリップ（９０）から検出されてエレベータ・カー（６）の速度と絶対位置とを定める第２の入力信号（Ｓ２）が冗長／多様化方式で評価回路（３０）の２つのチャンネル（Ａ、Ｂ）の１つに各々送られ、かつ、３つの信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）のうち２つの信号を選択するために測定ストリップにより検出されてエレベータ・カー（６）の速度と絶対位置とを定める第３の入力信号（Ｓ３）が評価回路（３０）の両方のチャンネル（Ａ、Ｂ）に送られる、前記の方法。

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