KR100187289B1 - 엘레베이터 카 안정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 승강구 내에 수직하여 이동하는 플랫폼(platform)상에 수평으로 작용하는 외란력(disturbing force)을 능동적으로 저지하는 방법 및 장치를 개시한다. 가속도와 같은 외란력의 징후는 감지되어, 예를 들어, 감지된 신호의 크기에 비례하여 무게를 플랫폼에 효과적으로 제공함으로써 저지된다. 감지신호의 주파수는 계수로 선택될 수 있다. 본 발명은 회전 외란 또는 수평성분 또는 이에 따른 징후를 또한 저지할 수 있다. 본 발명은 감지신호에 응답하는 제어 수단으로부터의 제어신호에 응답하여 플랫폼을 작동하는 전자속 작동기(electromagnetic actuator)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 본 발명은 선택된 작동기에 관계없이, 승객을 이동시키기 전에 승강구에 대해 플랫폼을 정지시키는 데 효율적으로 사용될 수 있다. 제어수단은 아날로그, 디지틀 또는 이들 모두를 조합한 것일 수 있다. 바람직한 아날로그-디지틀 방안으로 디지틀 측은 가속도계 신호에 응답하고, 아날로그 측은 디지틀 측으로부터의 힘명령 신호에 응답하여 위치 궤환 신호(position feedback signal)를 다시 제공한다. 바람직한 실시예에 있어서, 4개의 전자계 작동기는 플랫폼의 바닥 근처에 위치된다. 각각의 작동기는 카의 벽을 45 도로 교차하는 선을 따라 작동할 수 있다. 본 발명에서는 단일축의 실시예가 또한 개시된다. 본 발명에서는 다수 블레이드 레일(plural-bladed rail)도 또한 개시된다.

Description

엘레베이터 카 안정화 장치

제1도는 본 발명에 따른 엘레베이터 카 또는 캡용 능동 제어 시스템의 블럭도

제2도는 좌표 시스템과 엘레베이터 카 또는 캡을 도시한 도면

제3도는 제2도의 좌표 시스템을 더욱 상세히 도시한 도면

제4도 내지 제7도는 본 발명에 따른 다양한 복수 블레이드형 능동 레일 구성을 도시한 도면

제8도는 종래 기술의 능동 레일 구성을 도시한 도면

제9도 내지 제13도는 본 발명에 따른 다양한 복수 블레이드형 능동 레일 구성을 도시한 도면

제14A도는 측면으로 제14B도에 도시된 진자 카의 평면도

제14B도는 본 발명에 따른 능동 서스펜션이 도시된 제14A도의 진자카의 측면도

제14C도는 본 발명에 따른 서스펜션형 또는 지지형 캡의 지면과 프레임의 바닥면에 단지 4개의 전자석을 이용하는 신규한 작동기 장치(캡 상부에도 유사하게 설치될 수 있음)를 도시한 것으로, 로프로 자체적으로 서스펜션되거나 피스톤상에 설치되는 프레임으로부터 매달리거나 혹은 저지된 자유 플랫폼의 5개 각을 포함하는 엘레베이터 캡의 바닥부에서 투시한 절단 평면도

제14D도는 6개의 전자석을 이용하는 것을 제외하고는, 서스펜션형 또는 지지형 캡의 지면과 카프레임의 바닥면에 위치된 전자기 작동기 그룹인 제14C도와 유사한 또다른 도면

제15도는 본 발명에 따른 V 또는 3 각형 레일을 이용한 능동 제어를 가진 엘레베이터 카 플랫폼의 바닥부(상부도 유사함)의 평면도

제16도는 외란을 저지하는데 요구되는 응답의 크기를 결정하기 위해 제1도에 도시될 수단(20)으로 사용될 수 있는 신호 처리기를 도시한 도면

제17도는 외란을 저지하는데 요구되는 응답의 크기를 결정하는데 있어서 제16도의 처리기 또는 그의 등가물에 의해 수행될 수 있는 일련의 단계를 도시한 도면

제18도는 가속도 궤환을 갖는 내측 루우프와 위치 및 가속도 궤환을 갖는 지속 외측 루우프를 가진 제1도의 능동 제어를 수행하기 위한 바람직한 제어 계획의 수학적인 개요를 도시한 도면

제19도는 내측 루우프에 빠른 아날로그 제어가 이용되고 외측 루우프에 비교적 느리지만 더욱 정확한 디지틀 제어가 이용되는 제14C도의 제어를 위한 제18도의 개략적인 제어를 수행하는 구체적인 수단을 도시한 도면

제20도는 제19도의 아날로그 제어를 더욱 상세하게 도시한 도면

제21도는 전력 제어기를 도시한 도면

제22도는 제21도의 전력 제어기 내의 SCR들을 게이팅하기 위한 점호 보드를 도시한 도면

제23도는 비선형성 및 오프셋의 개념을 확대 형태로 도시한 도면

제24도는 제18도의 동작이론을 축소된 블럭도 형태로 도시한 도면

제25도는 최저 주파수를 제외한 모든 주파수에서 유효한 더욱 감소된 모델을 도시한 도면

제26도는 전류 대 공기갭의 그래프

제27도는 전력 대 공기갭의 그래프

제28도는 시정수 대 공기갭의 그래프

제29도는 제30도의 코어와 함께 사용하기 위한 한쌍의 코일을 도시한 도면

제30도는 제29도의 코일과 함께 사용하기 위한 적층된 코어를 도시한 도면

제31도는 제14D도의 작동기 장치에 사용될 수 있는 단일축 측면 진동 안정화 시스템을 도시한 도면

제32도는 제31도의 시스템에 이용된 힘 합성 기법을 도시한 도면

제33도는 제31도의 시스템 내에 이용된 바와 같은 음의 정류기 및 인버터를 도시한 도면

제34도는 제31도의 시스템 내에 이용된 바와 같은 양의 정류기 인버터를 도시한 도면

제35도는 제31도의 시스템에 이용된 바와 같은 FC-제어형 클램프 회로를 도시한 도면

제36A도는 본 발명에 따른 특정 진자 캡(미합중국 특허 제 4,899,852호에 도시된)에 대한 능동 서스펜션장치를 특정하여 구현한 또다른 시스템 단위 블럭도

제36B도는 본 발명에 따른 특정 진자 캡(예를 들면, 미합중국 특허 제 4,899,852호에 도시된)에 대한 전체 루우프 이득의 설계 요구의 양적 표시를 도시한 도면

제37A도 및 제37B도는 제36A도의 C(s)와 G(s)의 곱(L(s))의 위상각과 개방 루우프 이득을 도시한 도면

제38A도 및 제38B도는 본 발명에 따른 특징 진자캡 설계를 위한 궤환 보상기 이득 및 위상각을 도시한 도표

제39도 내지 제41도는 본 발명에 따른 제36A도 및 제36B도, 제37A도 및 제37B도와, 제38A도 및 제38B도의 보상기를 이용하는 능동 시스펜션장치의 시뮬레이션 연구의 결과를 요약한 도면

제42도는 제36A도의 제어를 구현하는데 사용될 수 있는 디지틀 제어를 도시한 도면

제43도는 제42도의 프로세서에 의해 수행될 수 있는 일련의 단계를 도시한 도면

제44도는 스위프 주파수에 걸쳐 정현 입력 힘의 크기 대 측정된 카 가속도의 비를 보여주는, 직접 카력을 완화하는데 있어 제36A도의 능동 시스템의 효과를 평가하기 위한 테스트 결과를 도시한 도면

제45도는 예측시간 응답(시뮬레이션을 통한)과 직접 진자 캡력 완화를 위해 획득된 응답의 비교를 도시한 도면

제46도는 회전 불균형을 갖는 테스트 베드상에 시뮬레이션된 바와 같이 레일 불규칙성에 대한 진자캡 장치의 응답을 도시한 도면

제47도는 제42도에 도시된 바와 같이, 신호 처리기로부터의 힘 명령신호(106)에 응답하여 제14D도의 전자석중의 하나를 제어하는 회로를 상세히 도시한 도면

제48도는 제15도의 바람직한 제어계획을 수행하는 바람직한 수단을 도시한 도면

제49도는 본 발명에 따른 3개 휠 능동 가이드의 도면

제50도는 제49도와 같은 능동 장치에 사용하는 솔레노이드 작동 휠을 도시한 도면

제51도는 본 발명에 따른 스틸에서 서스펜션형 또는 지지형 플랫폼을 위치 안정시키기 위해 작동기를 사용하여 수행될 수 있는 단계를 도시한 도면

제52도는 종래 기술의 표준 3개 휠과 인터페이싱하는 것을 도시한 표준 확립된 T자 형 섹션 가이드 레일의 단부 단면도

제53도는 종래 기술의 표준 3개 휠과 인터페이싱하는 것을 도시한 예시적인 본 발명의 바람직한 실시예로 사용되는 Y형 섹션 가이드 레일의 단부 단면도

제54도는 2개의 전자기 작동기를 갖는 제52도의 Y형 섹션 가이드 레일의 단부 단면도

제55A도는 종래 기술의 T자형 가이드 레일을 도시한 도면

제 55B도는 본 발명의 Y 자형 가이드 레일을 도시한 도면

제55C도는 두개의 관련표를 따라 상부에 비교된 두 형상의 소자 부품 및 크기를 정의한 것으로, 표하부에는 표에 사용된 정의 문자의 목록을 도시한 제55A도의 선행기술의 T 자형 가이드 레일과 제55B도의 본 발명에 따른 Y 자형 가이드 레일의 특성을 비교하는 표 1 및 2 를 포함하는 상세한 비교 도표

제56도는 본 발명에 따른 가이드 롤러 클러스터의 사시도

제57도는 2차 서스펜션의 측면 롤러 조정메카니즘을 상세하게 도시한 가이드 롤러의 측면도

제58도는 제59도의 스프링이 연결되는 전후 롤러 조정 크랭크의 개략적인 분해도

제59도는 클러스터 내의 전후 롤러를 감쇄 및 조절하기 위해 전후 가이드 내에 사용된 판 나선 스프링의 평면도

제60도는 클러스터의 전후 가이드 롤러의 정면도

제61도는 비교적 작은 힘 작동기의 자석의 배치를 도시한 제59도의 가이드 및 그 가이드의 가이드 레일 클러스터의 롤러중 하나의 부분 단면도

제62도는 갭 센서를 도시한 도면

제63도는 제69도의 가속도 루우프에 사용될 수 있는 자속센서를 도시한 도면

제64도는 전자석 코어의 측면도

제65도는 점선의 코일을 갖는 제64도의 코어의 평면도

제66도는 레일 블레이드의 양측면상의 가이드의 전후 제어를 위해 사용될 수 있는 것으로, 측면제어를 위해 엘레베이터 카의 양측면에 위치된 두개의 능동 가이드를 제어하는 조향 회로의 개략적인 블럭도

제67도는 예를 들면, 제66도의 우측 능동가이드에 대한 힘명령이 양의 방향으로 바이어스되며, 좌측 가이드에 대한 힘 명령이 음의 방향으로 바이어스되어 이들 쌍사이에 급격한 스위칭을 피하는 합성 응답을 제공하는 한쌍의 양쪽 전자석을 제어하기 위한 바이어싱 기법을 도시한 도표

제68도는 제66도의 이산 신호처리기의 상세도

제69도는 작은 작동기 및 큰 작동기 모두의 제어를 포함하며, 큰 작동기에 대한 조향장치를 포함하는 제66도에 도시된 바와 같이 한쌍의 능동 가이드에 대한 제어계획을 도시한 도면

제70도는 제69도의 제어 계획 내에 표시된 소정의 파라메타를 도시한 도면

제71도는 예를 들어, 제62도에 도시된 바와 같이 각 하나의 위치 트랜스듀서에 관련한 단일 위치 트랜스듀서의 응답을 도시한 도면

제72도는 제69도의 선(698)상에 나타날 수 있는 바와 같이 합성된 두개의 트랜스듀서를 도시한 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 승객 플랫폼 12 : 저지 또는 서스펜션 수단

16 : 센서 24 : 작동기

본 발명은 엘레베이터(elevators)에 관한 것으로, 특히 개선된 승차 품질(improved ride quality)에 관한 것이다.

통상적인 엘레베이터 시스템 서스펜션(elevator system suspensions)은 3개의 주요 엘레베이터 소자 즉, 카 플랫폼(car platform), 지지 프레임(supporting frame) 및 가이드 레일(guide rails)을 연결하는 전달 요소의 기계적 특성에 의해 특징될 수 있다. 전형적으로, 엘레베이터 카 플랫폼은 경질 고무 패드(hard rubber pads)를 가진 지지 프레임에 부착된다. 또한, 프레임은 가이드 레일을 따라 운행하며, 4개의 부착점에서 견고한 스프링으로 저지된 휠(sprung wheels) 또는 미끄럼 지브(sliding gibs)에 의해 지지된다.

이러한 통상적인 엘레베이터 시스템에 있어서, 카 플랫폼의 움직임은 예를 들어, 승객의 움직임 또는 풍력으로 인한 반작용력(reactive forces)에 의해 카에 직접적으로 작용하는 힘에 영향을 받고, 특히, 가이드 레일 불규칙성 예를 들어, 버트 결합 오정렬(butt joint misalignments) 또는 빌딩의 안정화로 인한 흔들림에 의해 간접적으로 작용하는 힘에 의해 영향을 받는다. 이들 전형적인 엘레베이터 서스펜션 시스템은 직접 또는 레일 유도력을 저지하도록 서스펜션 장치에 에너지가 제공되지 않는다는 점에서 수동(passive)으로 분류될 수 있다. 이러한 수동 시스템의 경우, 승차 품질에 있어서 고유의 방안이 존재한다. 강성 전달요소는 직접적인 카 력(direct car force)의 영향을 완화시키지만, 가요성(compliant)(저강도) 전달요소는 가이드 레일 불규칙성의 영향을 완화시킨다.

살몬(Salmon) 등에 의한 미합중국 특허 제 4,899,852 호에는 카 플랫폼과 프레임 사이에 기계적으로 가요성인 부착물(mechanically compliant attachment)을 갖는 수동 서스펜션 구성이 개시되어 있다. 기계적으로 가요성인 부착물은 프레임으로부터 카 플랫폼을 긴 강철 로드(long steel rods)로 서스펜딩함으로써 실현된다. 이하 진자 카(pendulum car)로 일컬어지는 이러한 엘레베이터 구성은 레일의 불규칙 영향을 최대로 완화시키지만 직접 카력에 대한 감응도를 증가시키는 수동 설계이다.

히로서 안도(Hiroshi Ando)에 의한 미합중국 특허 제 4,754,849 호에 개시된 비-진자 캡(non-pendulum cab)에는 전자석을 기술하고 있는데, 이러한 전자석은 전자석으로부터의 대향력(opposing forces)을 이용하는 제어 시스템 내에서 카 외부에 가이드 레일에 대해 대칭적으로 배치되어, 레일을 기준선으로써 사용하기보다는 승강구의 상부와 바닥부 사이에 연결된 케이블을 대신 이용하는 한편, 레일을 필요한 강자성 질량으로서 이용하여 카 안정을 유지한다. 케이블에 대한 카의 위치는 폐 루우프 제어 시스템(closed loop control system) 내의 검출기를 사용함으로써 제어된다. 여기에는 이러한 케이블이 특히 대형 빌딩에서 신뢰할 만한 직진성의 가이드로서 성공적으로 사용될 수 있는지에 관한 심각한 문제가 존재한다.

마티 오탈라(Matti Otala)에 의한 미합중국 특허 제 4,750,590 호에 개시된 또다른 비-진자 캡에서는 개방 루우프 제어 시스템(open loop control system)을 기술하고 있는데, 이 시스템은 컴퓨터 메모리 내의 기억장소에 가이드 레일이 직선성을 벗어남을 기억하고, 메모리로부터 이에 대응하는 정보를 재호출하기 위해 승강구 내의 카 위치를 감지하여, 가이드 레일 접촉부 위치를 정정하는 개념을 사용하는 솔레노이드 작동 가이드 접촉부(solenoid actuated guide shoes)를 구비하고 있다. 가속도 센서(acceleration sensor)는 청구범위 제 6 항에 기술되고 있지만, 명세서 또는 도면에 그 목적으로 개시되는 것과는 다른 용도로는 나타나 있지 않다. 이러한 가속도 신호는 청구범위 제 2 항에 제의된 바와 같이, 메모리로부터 판독하는 소정의 데이타 포인트를 결정하는데 필요한 것으로 예측할 수 있다. 오탈라의 방안은 정정(correction)이 실행되기 전에 직진성을 벗어나고, 저장된 정보가 카의 실제 위치에 대응되도록 하는 정확도가 변경되는 문제가 존재한다.

진자형 또는 매달린 캡(hung cap)에 대한 설치 장치는 쉬게타(Shigeta) 등에 의해 미합중국 특허 제 4,113,064 호에 개시되어 있으며, 여기서 캡은 바닥부에 연결된 다수의 로드에 의해 외측 카골조의 상부로부터 내부에 서스펜션된다. 다수의 안정화 스토퍼(a plurality of stabilizing stoppers)가 매달린 캡의 저면 및 카프레임의 바닥면 사이에 삽입된다. 각각의 스토퍼는 고무 토러스를 에워싸는 매달린 캡의 저면 아래로 연장하는 실린더(cylinder)를 포함하며, 이 토러스는 카프레임의 바닥면으로부터 연장하는 수직한 로드상에 위치된다. 실린더 및 매달린 캡 사이의 간격으로 인해, 매달린 캡은 이동가능하지만 카프레임과 부딪치지 않는다. 볼베어링을 가진 볼스터(bolster)를 포함하는 실시는 이동을 수평면 방향으로 허용한다.

또다른 방안은 루인스트라(Luinstra) 등에 의한 미합중국 특허 제 4,660,682 호에 개시되어 있는데, 여기서 매달린 캡이 카 프레임에 대해 소정의 수평방향으로 이동할 수 있는 방법으로 레일상에 회전 또는 미끄러지도록 배열된 종동부(followers)를 가진 한쌍의 평행한 레일은 서스펜션형 캡 및 카 프레임 사이에서 평행사변형으로 수평 배열된다.

후자의 진자 또는 지지형 캡 방안 모두는 본래 능동 움직임보다는 본래 반작용 움직임 경우에 수동 제한 방안을 포함한다.

능동 서스펜션 시스템은 자동차 기술 분야에 잘 알려져 있다. 특히, 소위 동조가능 충격 흡수기(tunable shock absorbers)는 동조가능 임피던스로 사용된다. 이러한 흡수기는 시스템의 관점에서, 댐퍼와 평행하는 강성의 기계적인 임피던스(공급된 힘에 걸친 편향비에 따른 주파수로 정의됨)로 이루어진 상대 변위 장치(relative displacement devlce)를 포함한다. 강성 및 감쇄 요소는 상이한 조건 동안에 조정된다. 예를 들어, 코너링 모드(cornering mode) 동안, 선택된 충격 흡수기에서는 가속도계에 의해 감지된 바와 같이 강도가 증가되도록 요구된다. 유사하게, 브레이크 동작중에, 전면 충격도 더욱 강화된다. 이것은 프레임에 대한 카의 변위를 감지하고 원하는 변위를 커맨드(command)함으로써 소프트웨어로 수행된다. 강성 및 감쇄가 단순하게 조정되면, 그 특성이 변경된다; 즉, 충격 방지기의 기계적인 임피던스가 증가함에 따라, 카는 울퉁불퉁한 도로에 보다 민감하게 된다. 또한, 감소함에 따라, 카는 울퉁불퉁함과는 다른 직접 힘에 대해 더욱 민감해진다.

엘레베이터에 대한 개선된 승차품질에 대한 본 발명의 연구에서, 진자 캡 내의 레일 불균일성으로 인해 발생되는 외란 주파수(frequencies of disturbances)와 직접력의 주파수를 비교하여, 적어도 진자 캡의 경우, 임계영역을 2 내지 10Hz 사이에 발견했는데, 이 영역은 기계적인 임피던스를 줄여 레일 불균일성을 제거하는 요구와, 기계적인 임피더스를 증가시켜 직접력을 완화시키는 요구 모두를 충족시키지 못하였다. 적어도 진자 캡에 대한 이러한 문제는 자동차에 이용된 동조가능한 임피던스 능동 서스펜션 방안의 효과를 상당히 제한하고 있다.

관련된 능동 서스펜션 시스템의 몇몇 특정 예는 다음과 같다.

클링거(Klinger) 등에 의한 미합중국 특허 제 4,809,179 호

클링거 등에 의해 기술된 문헌에는 마이크로 프로세서에 신호를 순차적으로 제공하여, 이 프로세서가 모터 이동체 서스펜션 유니트에 대한 작동기(actruator)를 제어하도록 하는 가속도 센시(26)가 개시되어 있다.

쿠르츠만(Kurtzman) 등에 의한 미합중국 특허 제 4,892,328 호

쿠르츠만 등에 의해 기술된 문헌에는 프레임과 관련된 모터이동체의 샤시의 배향을 제어하는 능동 서스펜션 시스템이 개시되어 있다.

제 2 도는 스트러트 제어 프로세서(20)와 스트러트 어셈블리(10) 사이의 가속도계 궤환신호를 도시한 것으로, 이 어셈블리(10)는 각각의 휠(14) 및 샤시 즉, 모터 이동체의 프레임(12) 사이에 연결되어 있다.

솔티스(Soltis)에 의한 미합중국 특허 제 4,621,833 호

솔티스에 의해 기술된 문헌에는 신호를 다중안정 서스펜션 유니트의 서스펜션 제어 모듈에 신호를 제공하는 제 2 도의 가속도 센서가 개시되어 있다.

로스(Loss) 등에 의한 미합중국 특허 제 3,939,778 호

로스 등에 의해 기술된 문헌에는 측면 안정성을 포함하기 위해 제 4 도의 Z-Z' 입력에 삽입가능한 상호 연결 소자가 도시된 제 6도의 측면 가속도계(40')가 개시되어 있다. 또한, 제 4도에는 전자기 측면 프레임(1) 및 강자성 측면 프레임(2)이 제 2 도에 도시된 레일웨이 트럭(railway truck)의 능동 서스펜션을 포함하는 완전 전기 제어 시스템의 블럭도의 일부로 도시되어 있다.

윌리암(Williams) 등에 의한 미합중국 특허 제 4,625,933 호

윌리암 등에 의해 기술된 문헌에는 운반체 속도와 측면 및 종축 가속도를 나타내는 신호에 의해 변경될 수 있는 제어신호를 기술하고 있다.

콤(Kolm) 등에 의한 미합중국 특허 제 3,871,301 호

콤 등에 의해 기술된 문헌에는 운반체상에 관성 및 위치 센서를 포함하는 자기적으로 부양된 운반체의 진동의 능동감쇄가 개시되어 있다.

수가자와(Sugasawa) 등에 의한 미합중국 특허 제 4,770,438 호

수가자와 등에 의해 기술된 문헌에는 도로면 조건 및 저항 조건을 검출하는 진동센서를 가진 자동차 서스펜션 제어 시스템이 개시되어 있다.

폴랄드(Pollard) 등에 의한 미합중국 특허 제 4,215,403 호

폴랄드 등에 의해 기술된 문헌에는 가속도계가 이용되는 운반체에 대한 능동 서스펜션을 기술하고 있다.

클라크(Clark) 등에 의한 미합중국 특허 제 4,99,535 호

클라크 등에 의해 기술된 문헌에는 운반체의 몸체 및 휠 사이의 능동 서스펜션 시스템을 기술하고 있다. 고이득 폐 위치 속도 서보루우프(high gain closed positional velocity servoloop)도 개시되어 있다.

브랜드스타터(Brandstadter)에 의한 미합중국 특허 제 4,898,257 호

브랜드 스타터에 의해 기술된 문헌에는 제 3 도에 도시된 바와 같이, 수직 가속 도계(188a, 188b, 188c, 200)을 사용하는 중전투 운반체용 능동 물공기 작용에 의한 서스펜션 시스템이 개시되어 있다.

NASA Tech Briefs. July 1990에는 자속 궤환 자성 서스펜션(Flux-Feedback Magnetic -Suspension Auctuator)가 개시되어 있는데, 여기서 자속밀도는 실질적으로 일정하게 유지되고, 홀-효과 장치(hall-effect devices)는 전자기 권선 내에 흐르는 전류를 제어하여 서스펜션된 요소를 실질적으로 일정한 값으로 링크하는 자속을 갭의 길이의 변화에 독립적으로 유지시키는 전자 궤환 회로용 센서로서 사용된다. NASA TM-100672에는 더 많은 정보가 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 엘레베이터의 승차 품질을 개선하는데 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 캡(cab)은 외측 프레임 내에 서스펜션되거나 혹은 이동가능하게 저지되는 승객 플랫폼으로 일컬어진다. 카(car)는 지지 프레임 내에 또는 다른 저지 플랫폼상에 이동이 어려운 승객 플랫폼을 나타내거나, 또는 이능가능하게 저지되는 혹은 서스펜션된 캡 플랫폼(예를 들어, 카프레임)에 대한 프레임을 나타내는 데 사용된다. 본 발명에 따르면, 플랫폼 예를 들어, 서스펜션형 또는 지지형 엘레베이터카 또는 교번적으로, 엘레베이터 승강구를 상하로 이동하는 운동을 견디는 카프레임 내에 메달린(진자카) 또 저지된 캡은 선택된 또는 또다른 관련된 파라메타를 감지하기 위한 센서에 응답하는 페루우프 제어 내의 작동기에 의한 선택된 파라메타에 관련하여 제어된다. 이러한 파라메타는 가속도가 바람직하지만, 위치, 속도, 가속도, 진동 또는 다른 유사한 파라메타도 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 제어는 감지된 신호에 응답하여 감지신호를 지리하여 안정되고 고성능의 드리프트-프리 시스템(drift-free system)이 획득되도록 설계된 주파수 응답을 갖는 작동기를 구동한다.

또한 본 발명에 따르면, 적어도 진자캡 실시예에 대해, 카운동이 최소화될 영역의 루우프 이득은 1 보다 크다. 고주파에서, 루우프 이득은 안정도 강성 요구를 만족하도록 롤드 오프(rolled off)된다. 저주파수에서, 루우프 이득은 센서 잡음 및 드리프트 효과를 줄이기 위해 워시드 아웃(washed out)된다.

본 명세서에 개시된 엘레베이터 능동 서스펜션 시스템은 센서, 제어, 및 하나 이상의 축에 제공된 작동기의 독특한 조합을 제공하여 레일 유도 외란 및 직접카력의 영향을 최소화시킨다.

승강구를 상승 및 강하하는데 있어서, 엘레베이터는 레일 불규칙성으로 인한 외란에 종속되며, 레일 불균일성은 다른 힘, 즉, 소위 직접력에 의해 발생된 외란과 동일한 주파수 크기를 갖는다. 적어도 진자카에 대해, 불행하게도, 자동차와는 달리, 레일 가이드 외란의 주파수 크기는 직접력에 의해 발생된 외란과 동시에 만족하는 동일 범위의 주파수 내에 있다. 직접력은 높은 기계적인 임피던스에 의해 가장 효과적으로 저지될 수 있지만, 레일 불규칙성은 낮은 기계적인 임피던스에 의해 효과적으로 저지될 수 있다. 자동차에 있어서, 코너링과 같은, 가속 및 감속을 검출하기 위한 잘 규정된 모드들이 있으며, 이들은 전술한 바와 같이 동조가능한 임피던스를 이용하여 효과적으로 저지될 수 있다. 본 발명의 방안에 있어서, 본 발명의 개시물에 따르면, 감지된 가속도에 응답하여 직접적으로 힘을 발생하며, 진자의 복구력은 카와 프레임 또는 승강구 사이의 상대 변위만을 제어한다. 이러한 동일한 방안은 통상적인 엘레베이터카의 능동 제어에도 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 통상적인 카 실시예에 대해 승강구 내에서 운동하는 카에 작동하는 수평 병진력을 저지하기 위해 작동기가 배치될 수 있거나, 특수한 매달린(진자) 또는 지지된 캡 실시예에 대해, 승강구 내에서 운동하는 프레임으로서 카프레임 내에서 운동하는 매달린 또는 지지된 캡사이에 작용하는 수평력을 저지하기 위해 작동기가 배치될 수 있다. 만일 그와 같은 개념이 통상적인 카응용에 이용되는 경우, 본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 카의 바닥부 근처에 단지 4개의 능동 작동기만이 요구되며, 카의 양쪽 레일에 각각 두개씩 작동하도록 배치될 것이다. 4개의 통상적인 또는 수동 가이드는 카의 상부 근처에 부가적으로 사용될 수 있다. 이러한 장치는 예를 들어 이를 한정하지는 않지만, 찰스 알. 오티스의 미합중국 특허 제 134,698 호(이것은 1873년 1월 7일 특허됨)에 제의된 특정의 V 자형 레일을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 개념이 진자 또는 지지형 캡응용에 이용되는 경우, 유사하게 제한없이, 카프레임을 작동하기 위한 캡의 바닥부상에 또는 그 근처에 신규한 능동 작동기 장치를 사용하며, 또한 프레임을 가이드하기 위한 통상적인 레일을 이용하는 단지 4개의 작동기를 요구할 것이다.

또한, 본 발명에 따르면, 작동기는 승강구 내의 통상적인 카 또는 카 프레임상에 지지되거나 이로부터 매달린 카상에 대략 수직으로 작용하는 회전력을 저지하기 위해 배치될 수 있다. 더우기, 제한없이, 이러한 개념이 승강구 내의 통상적인 카를 제어하는데 이용되는 경우, 능동제어를 위해 동일한 신규의 레일 형상을 사용하대 4개의 작동기만이 요구될 것이다. 이러한 개념이 진자 또는 지지형 캡응용에 이용되는 경우, 신규의 능동 작동기 장치 및 제한없이 프레임을 유도하기 위한 통상적인 레일을 이용하는데 단지 4개의 작동기만이 유사하게 요구된 것이다.

또한, 본 발명에 따르면, 작동기는 수평면의 하나 이상의 축에 대해 통상적인 카, 또는 프레임상에 지지되는 또는 이로부터 매달린 카상에 작용하는 회전력을 저지하기 위해 배치될 수 있다. 이러한 축은 요구되지는 않지만, 수평면 내의 직각축으로서 제어하는데 정의될 수 있으며, 승강구벽에 평행할 수 있다. 이 같은 경우, 다수의 작동기는 카의 상부 및 하부 모두에 이용될 수 있으며, 여기서 천정에 있는 것들은 지붕 내의 수평 가속도를 제어하고, 하부에 있는 것들은 바닥 내의 수평가속도를 제어한다. 하부 및 바닥 내의 수평 가속도를 독립적으로 제어함으로써 회전은 자동적으로 처리된다. 전술한 4개의 작동기 방안이(수평 병진 및 수직 회전의 제어와 관련하여) 비진자 카에 대해 구현되면, 요구되는 것은 아니지만, 능동 제어를 위해 신규한 레일 형태를 사용하여 (상부에 4개이고, 하부에 4개인) 단지 8개의 작동기만이 사용될 수도 있다. 유사하게, 이러한 개념이 (수평 병진 및 수직 회전과 관련하여) 진자 또는 프레임 지지형 캡에 대해 구현되는 경우, 요구되는 것은 아니지만, 캡의 상부에 4개 및 하부에 4개를 사용하여 단지 8개 작동기만이 이용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 작동기는 전자기 형태일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 작동기는 예를 들어 솔레노이드 작동형 휠(solenoid actuated wheels)인 전자기계적일 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 바람직한 실시예는 각각의 축을 따라 작동하는 4개의 전자기 작동기를 이용하며, 축은 승강구벽 예를 들어 양승강구 레일형 벽에 대해 45°에서 힘을 분배하기 위해 배치되며, 매달린 캡 실시예에 대해 매달린 또는 지지된 캡벽의 평면에 대해 45°에서 축을 따라 힘을 분배하기 의해 배치된다.

본 발명은 다른 것 중에서 위치대신에 가속도계가 엘리베이터 캡 또는 카를 능동적으로 제어하기 위해 폐루우프에 가장 유리하게 사용됨을 교시한다. 또한, 승강구벽에 설치된 레일에 의해 가이드되는 카에 대해 엘레베이터카의 수평 병진을 제어하기 위해 안도(Ando)의 12개 자석이 더 적은 수의 작동기로 대체될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수평면 내의 그와 같은 병진력을 제어하는데는 4개의 작동기로 충분하다. 더우기, 또다른 교시물로서, 수직을 중심으로 한 회전력을 제어하는데 동일한 4개의 작동기가 사용될 수 있다. 비진자 캡 실시예에 대해, 비록 통상적인 형태의 레일이 안도형 구성에 사용될 수 있지만, 새로운 레일 구성이 가속도 궤환에 근거한 능동 시스템에 바람직하게 제공될 수 있으며, 수평면 내의 병진력을 제어하기 위해 잘 배치될 수 있다. 더우기, 또다른 교시물로서, 동일한 작동기가 수직을 중심으로 한 회전력을 제어하는데 이용될 수 있다. 또한, 동일 교시물이 카프레임 내에 매달린 또는 지지된 캡에 적용하도록 확장될 수 있다. 이 경우, 유사하게 4개 이상으로 잘 배치된 작동기는 수평면의 병진력을 제어하는데 충분하다. 또한, 유사하게 동일 작동기는 수직을 중심으로 한 회전력을 제어하는데 이용될 수 있다.

이들 방안은 설계를 크게 단순화하는 부가적인 장점을 가진다. 더우기, 가속도계를 사용함으로써, 빌딩 요동과 같은 많은 인자로 인해 직선을 벗어나는 힘, 온도 변화로 인한 팽창 및 수축, 승강구 내의 공기 흐름으로 인한 진동 및 다른 원인에 종속될 수 있는 안도의 케이블을 사용하는 것이 필요하지 않게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 구성은 폐루우프 제어 시스템의 위치를 나타내는 신호를 제공하는데 사용된 가속도계로 대체될 수 있다.

가속도계 출력을 기초로 한 위치 제어 시스템이 더욱 양호한 방안이더라도, 드리프트는 가속도계와 연관되고, 이것은 고정된 기준에 대한 평균카 및 캡 위치를 제어하기 위해 느린 조절 루우프를 기초하여 정정되는 것이 바람직함을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명에 따르면, 본 발명의 바람직한 실시예는 하나 이상의 비교적 지속의 가속도계에 응답하는 비교적 고속의 단순한 아날로그 제어 루우프와, 위치 또는 가속도 센서 또는 이들 모두에 응답하는 더욱 정밀한 디지틀 제어 루우프를 포함한다.

본 발명의 또다른 특성은 이들의 제어 특성을 줄이지 않고서도 가이드 레일의 중량비에 대한 결합 강도를 개선시킨다. 본 발명은 표준 T자형 가이드 레일의 위치에 Y 자형 섹션레일을 사용함으로써 이러한 목적을 달성한다.

이러한 레일 설계는 중량비에 대한 향상된 강도로 가이드되는 카에 대해 동일한 크기로 제어할 수 있다.

본 발명의 이러한 특성의 가이드 레일은 엘레베이터에 부착된 세개의 휠과 유사하게 인터페이스할 수 있으며, 세개의 휠은 T자형의 표면과 유사한 표면에 걸친다. 즉, 두개의 본체의 양측면 그러나, T 의 상부에 수직으로 배치되는 평면 대신에 V자를 형성하는 Y의 다리를 통과하여 Y자의 상측부를 통과하는 설치면에 걸친다.

본 발명의 이러한 특성의 가이드 레일은 능동 제어를 위해 레일로서 작동하도록 이용될 수 있다. 이것은 강자성 질량으로 T의 직립 부분 또는 Y의 상부를 이용하는 자석과 같이 둘 또는 3개의 능동 제어 휠 또는 다른 작동기를 포함할 수 있다.

본 발명의 Y자형은 대응하는 T자형보다 나은 섹션 특성을 가지며, 상당히 감소된 중량을 갖는다. 섹션 특성을 유지하는 한편, 중량에 있어 이러한 절약은 Y자의 두다리에 물질을 분산함으로써 획득된다. T 섹션은 블레이드 하부에 중심선 근처에 집중된 더 많은 물질을 가진다. 따라서, 중심선을 중심으로 한 섹션의 완성 모멘트가 덜 분산된다.

Y자형 복수 블레이드형 레일에 있어서, 블레이드 하부 물질은 Y자형 두다리에 분산되며, 중심선으로부터 보다 멀어진다. 그들은 중심선을 중심으로 한 섹션의 관성 모멘트들 보다 더 분산한다. 결과적으로, 도일 섹션 특성을 가진 Y자형은 대응하는 T자형보다 가볍다.

본 발명의 이러한 태양의 이론에 따라 설계된 적절하게 구성된 Y자형 가이드 레일은 중량에 있어, 예를 들어, 10 내지 20% 절감되므로 현재 사용되는 각각의 T자형을 대체하여 사용될 수 있다.

본 발명의 이러한 특성의 Y자형 레일은 물질 및 적하의 감소된 비용으로 엘레베이터카를 성공적으로 유도하는 장점을 제공한다.

따라서, 본 발명의 이러한 특성의 일반적인 목적은 가이드 레일의 유도 또는 제어 특성을 희생하지 않고서도 가이드 레일을 더욱 경제적으로 제공 또는 제조하거나, 또는 각 가이드 레일에 대해 엘레베이터카를 인터페이스하는 3개의 휠을 특히 포함하여, 카 유도 제어 서브시스템의 다른 소자를 크게 재설계하지 않고서도 바람직하게 구현할 수 있도록 한다.

전술한 바와 같이, 쉬게타 등 및 루인스트라 등에 의해 이용되는 수동 억제는 본 발명에서 효율적이지 못한데, 그 이유는 수동 억제가 캡에 종속하는 바람직하지 못한 병진력을 능동적으로 대처하지 못하므로 본 발명에 의해 제공되는 것과 동일한 승객용 승차를 유연하게 제공하지 못하기 때문이다. 또한, 수동 억제는 캡에 종속되는 바람직하지 못한 회전력을 능동적으로 대지하지 못하므로, 유사하게 본 발명에 의해 제공되는 것과 동일한 승객에 대한 승차를 유연하게 제공하기 못한다.

확실하게 수동 억제는 고려하지 않았으며, 본 명세서에 개시된 바와 같이 수직과는 다른 회전측에 대한 어떤 종류의 능동 방안를 고려하지 않았다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 최적의 방식의 실시예에 대한 이하의 설명을 참조하면 더욱 용이하게 이해될 것이다.

제 1 도에 있어서, 엘레베이터 카 도는 캡을 위한 승객 플랫폼 수단(12)에 의해 서스펜션되거나 지지된다. 본 명세서에 사용된 캡(cab)은 외측 프레임에 서스펜션되거나 가동 지지된 승객 플랫폼를 말하며, 카(car)는 프레임 내에 또는, 서스펜션형 또는 지지형 캡 플랫폼을 위한 프레임에 가동지지되지 않는 승객 플랫폼으로 일컬어진다.(때때로, 카 프레임이라 일컬어짐) 각 용어가 사용되는 예로는: (i) 회전 로우프 풀리에 걸친 케이블에 의해 서스펜션되는 카), (ii) 카프레임 내의 케이블, 로드 또는 로드들에 의해 서스펜션된 캡(진자(pendulum)), (iii) 유압 구동식 피스톤상에 실장된 가동 플랫폼 상에 지지된 카, (iv) 지지되거나 또는 서스펜션된 카프레임 내에 가동 플랫폼상에 지지된 캡등이 있다. 모든 경우에 있어서, 엘레베이터 카 또는 카프레임은 엘레베이터 승강로(제 1 도에 도시되지 않음)를 따라 상승 및 하강하며, 엘레베이터 승강로는 승강로 벽에 부착될 수직 레일(도시되지 않음)과 같은 수단에 의해 가이드된다.

본 발명에 따르면, 하나 이상의 외란(14)(카 또는 카프레임에 작용하는 승강로 내의 공기 흐름, 레일 섹션의 비칙선 조건의 결과로서 카 또는 캡에 전달되는 불규칙한 승차 외란등이 있다)는 카 또는 캡 플랫폼(10) 내 또는 상에 배치된 센서(16)에 의해 감지될 수 있다. 센서(16)는 전형적으로, 외란(14)의 영향을 감지하여 영향의 크기를 나타내는 신호를 라인(18)상에 제공한다. 수단(20)은 라인(18)상에 제공된 신호에 응답하여, 외란의 감지된 효과를 제거하는데 필요한 응답의 크기를 결정하고, 라인(22)상에 신호를 제공하며, 이 신호는 작동기(24)로 하여금 라인(26)상의 작동신호로 표시된 바와 같이 플랫폼(10)을 작동시키도록 하는 명령신호이다. 작동기(24)는 제한없이 카 또는 카프레임간에 배치되거나, 카프레임 및 캡 내측 프레임 사이에 배치될 수 있으며, 라인(22)상의 제어신호에 응답하여 그들 사이의 힘을 분급할 수 있다.

센서(16)와 유사한 다수의 센서는 카 또는 캡에 병진 및 회전운동을 나타내는 하나 또는 더이상의 선택된 파라메타에 응답하도록 배치될 수 있으며, 상기 운동으로 승강로의 중심을 통과하는 가상 수직선상에 완전하게 중심 잡힌 멈춤으로 벗어나게 한다. 이러한 센서는 승강로, 카 또는 캡 등이 받은 병진 가속도에 관련하여 카 또는 캡의 위치와 같은 어떤 하나 또는 어떤 수의 선택된 파라메타에 응답할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 가속도가 감지된다. 이러한 센서는 본 발명에 따른 자동 궤환 제어를 위해 하나 이상의 감지 신호를 수단(20) 또는 다른 유사한 수단에 제공여, 폐루우프가 형성되도록 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예의 일 관점은 엘레베이터의 수직 중심선(또는 엘레베이터 프레임-서스펜션 또는 프레임 저지캡의 수직 중심선)이 승강로의 중심상의 가상 고정 기준선과 일치한체 유지하게 하는 제어 시스템이며, 이 경우 서스펜션된 카 또는 캡의 중심선이 승강로 기준 중심선과의 일치를 벗어나지 않거나, 고정 중심선과 일치하는 자체 중심선을 가진 카 또는 캡이 고정 중심선을 중심으로 회전하지 않는다.

제 2 도는 가속도계(16a, 16b, 16c)를 실장한 카 또는 캡을 도시한 것으로, 승강로의 중심선으로부터의 카 또는 캡의 중심선의 편차를 일으키는 작은 수평 병진운동을 명확히 나타내는 수평 가속도를 감지하고, 전술한 바를 제한할 필요없이, 승강로 중심선을 중심으로 카 또는 캡의 작은 회전운동을 명확히 나타내는 가속도를 또한 감지하는데 사용될 수 있는 센서장치의 예를 나타낸 것이다. 필수적인 것은 아니지만, 부가적인 세트의 유사한 센서(16d, 16e, 16f)는 카 또는 캡의 상부 가까이 위치될 수 있다. 예를 들어, 작동기 그룹(24a, 24b, 24c, 24d)중 하나 또는 그 이상을 선택함으로써 힘의 진력이 카 또는 캡 및 승강구 중심선의 원하는 일치와, 만일 원하는 경우, 수평면 내의 하나 이상의 축을 중심으로 또는 수직을 중심으로 회전하지 않도록 유지시키도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예는 예를 들어, 각 그룹의 작동기가 한쌍의 작동기를 포함하는 두개의 그룹의 작동기(24a 및 24b)를 이용한다. 따라서, 두개 그룹의 작동기는 카 또는 캡의 상부 및 하부 두 군데 가까이 위치되지만, 그것은 어떤 위치 또는 어떤 그룹화, 즉, 다른 위치에서의 다른 그룹화도 본 발명에 포함될 것이다. 전술한 바와 같이, 바람직한 실시예는 단지 하부에서의 작동기를 사용한다. 작동기는 (무접점(공기갭)형태를 이용하여 전자기 작동기를 제공하는) 승강기로부터 분리되어 도시되어 있지만, 승강기에 기계적으로 부착된 작동기를 결코 배제하지 않는다.

제 2 도의 대수의 3차원 좌표 시스템(44)은 도면 내에 x-z 평면을 가지며, 2의 원점은 카 또는 캡의 중력중심에 있고, y 축은 도면과는 수직으로 독자방향으로 지시된다. 제 2 도의 좌표축(44)은 제 3 도에 더욱 상세하게 도시되어 있다. 여기서, 수직 z 축을 중심으로 한 회전에 부가하여, 원한다면, 본 발명에 따라 제어될 수 있는 x 축 및 y 축을 중심으로 한 회전이 존재함을 이해할 것이다. 본 발명에 따르면, 수평면 내의 병진운동은 도시된 장치를 이용하여 제어될 수 있다. 이것은 요구되지는 않겠지만 회전을 제어하는데 또한 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 수평 평면 내의 회전을 제어하는데 사용될 수 있으며, 부가적인 수평축 및 수직축을 포함하는 두개 또는 다수의 축까지 연장될 수 있다.

이 경우에는 가속도계인 센서는 원하는 바와 같이 중력의 중심에 위치될 수 없음을 이해할 것이다. 승객 칸의 바닥 또는 지붕은 수용가능하다면 제한없이 본 명세서에 도시되었다. 도시된 센서의 선택 위치는 물론 임의적이다. 도시된 좌표 시스템 또는 서로에 대해 그와 같은 위치의 대칭이 청구된 발명을 실시하는데 요구되는 선택된 관계라고 추정되지 않는다. 한편, 센서는 가속도를 감지하기 위해, 예를 들어 승강로 벽에 대해 45°인 작동축에 평행하게 또는 일치하는 축을 따라 정렬될 수 있다. 어떤 경우에 있어서, 그렇게 하는 것이 작동방향과 유사하게 정렬된 축을 가진 좌표축을 힘의 이용하는데 유리할 수 있다. 또한 승강로 벽에 대해 45°인 작동기의 방향은 절대적으로 기본적인 것은 아님을 알아야 한다. 실제로 카 또는 캡에 대한 작동기의 관계는 중요한 것이 아니다. 그러나, 보편적인 힘 벡터능력을 얻기 위해 작동기의 직교성 및 토오크 개선이 가능하도록 반대힘의 선들 간의 거리를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 그것에 수직하게 대신에 대각선을 따라 작용하도록 각 모서리에 작동기를 정렬할 수 있다. 비록 그와 같은 정렬이 수직 회전을 계수하는 능력을 제거하는 것과 같이 현재로서 바람직하지 않다고 하더라도, 그것은 여전히 본 명세서의 청구범위의 관점 내에 있다.

또한, 바닥 근처의 도시된 가속센서의 위치로부터 x 축을 따른 보편적인 가속이 가속도계(16a)에 의해 감지될 수 있지만, y 축에 따른 가속은 가속도계(16b, 16c)에 의해 감지될 수 있다는 사실이 관측될 수 있을 것이다. 두 개의 y축 감응 가속도계의 출력의 잘못된 비교로 인해 z축을 중심으로 한 회전을 나타낼 것이다. 시계방향 또는 시계 반대 방향 회전은 y 축 가속도계(16b) 또는 (16c)가 더 큰 크기의 감지 신호를 제공하는데 따라 지시될 것이다. 차의 크기는 기준 위치로부터의 회전각의 크기를 나타낸다. 유사한 상황이 지붕 내의 센서(16d, 16e, 16f)에 대해서도 존재한다.

가이드 레일은 도시되시 않았지만, 전형적으로 4개의 승강로 벽중 2개씩 양편에 위치될 수 있다. 즉, 카 예를 들어, 작동기(24a, 24b, 24c, 24d)에 의해 사용하기 위해 강자성체로서 이용될 수 있으며, 작동기는 전자기 형태를 갖을 수 있다. 이 경우, 작동기(24a 및 24b)는 바닥 가까이 부착될 수 있고, 작동기(24c 및 24d)는 승강기(10)의 상부 근처에 부착될 수 있어, 레일을 갖는 공기 갭을 가로질러 무접점 상호작용을 위해 자속을 발생한다. 또는, 전자기계적 즉, 이후에 개시되는 접점형 능동작동기가 이용될 수 있다. 통상적으로, 수동형 휠 가이드가 예를 들어 제한 목적이 아니라 안도(Ando)에 의해 요구되는 바와 같이 부가적인 능동 제어시스템을 위한 요구를 부가함이 없이 부가적인 안정도를 제공하기 위해 카의 상부에 대향 측면에 능동 작동기(24c, 24d) 대신 사용될 수 있다.

서스펜션된 (진자형) 캡에 있어서, 예를 들어, 전자계 무접점형 작동기(24a 및 24b)는 작동기에 의해 제공된 자속을 위한 통로를 제공하기 위해 카 프레임의 바닥상에 직립된 적절한 강자성 반응 평면을 갖는 캡의 하부측면에 부착될 수 있다. 이 경우, 캡의 상부에서 부가적 수동 가이드가 요구되지 않을 것이다.

예를 들어, 루인스트라 등에 의한 미합중국 특허 제 4,660,682호에 개시된 바와 같이 지지되었으나 (루인스트라 등에 의해 도시된 바와 같이) 유압 피스톤 또는 서스펜션형 카 프레임상에 실장될 수평 미끄럼 승강구를 사용하는 예의 지지된 카 또는 캡에 있어서, 전자기 무접점형 작동기(24a, 24b)는 작동기에 의해 제공된 자속을 위한 경로를 제공하기 위해 피스톤의 상부상에 또는 지지된 캡에 대해서는 카프레임의 바닥상에 실장된 비미끄럼 수평 승강구상에 미끄럼 승강구 하부에 직립된 적절한 강자성 반응평면을 갖는 미끄럼 승강구의 하부측면에 부착된다.

전술한 본 발명의 바람직한 실시예는 엘레베이터 카 또는 캡에 승차감을 보다 좋게 하는데 이용될 수 있음을 이해하여야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예는 캡에 대해 먼저 설명되고 그 다음 카에 대해 설명될 것이다. 동일한 방안은 카 및 캡에 대해 이용되며, 제 15 도에 도시된 바와 같이, 카에 대한 작동기는 승강로 벽상에 레일에 대해 작용하지만, 캡에 대한 작동기는 제 14B 도, 제 14C 도 및 제 14D 도에 도시된 바와 같이 프레임상에 작용한다는 사실에 대해서 어느 정도 상이함을 이해하여야 한다.

제 14A 도는 평면도이며, 제 14B 도는 진자 카(46)의 측면도이다. 승강구(10b)의 동작에 관련한 감지된 데이타를 처리하기 위한 제어수단(도시되지 않음)에 구동되는 제 14B 도에 도시된 작동기(45)를 포함하는 능동 서스펜션 시스템을 포함한다. 가속도계일 수 있는 센서(50, 52, 54)는 승강구 동작을 측정한다. 승강기(10b)는 프레임(60)으로부터 로드(56), (58)에 의해 서스펜션되며, 프레임(60)은 케이블(62)에 의해 서스펜션되어 그 상부에 실장된 레일(68, 70)을 갖는 벽(64, 66)을 가진 엘레베이터 승강구 내에서 카(46)를 상하로 이동시킨다. 다수의 휠(72, 74, 76, 78)은 스프링(80, 82, 84, 86)에 의해 프레임(60)에 실장된다. (작동기(45)가 없는) 이러한 형태의 수동 진자카는 미합중국 특허 제 4,899,852 호에 상세히 도시되어 있다.

승강구를 상하로 이동하는데 있어서, 휠은 레일 예를 들어, 레일 밑판 결합 오 정렬(88) 또는 웨브니스(90)에 의해 발생하는 완충도에 따른다. 그와 같은 밑둥이 결합 불규칙성은 비교적 높은 고주파 카 진동을 유도하지만, 파동은 통상적으로 낮은 진동을 발생한다. 레일 불규칙성에 의해 프레임(60)을 통해 승강기(10b)에 전달되는 진동과 더불어, 승강기(10b)는 직접적인 힘(92)에 종속하는데, 이 힘(92)은 상당한 수의 상이한 감응력으로, 즉 이러한 감응력은 풍력, 승강기상에 직립한 카 내부의 사람의 움직임 및 다수의 유사한 직접함을 포함한다.

좌표 시스템은 제 14A 도 및 제 14B 도(제 2 도에 유사한)에 도시되며, 수직방향에 z 축을 갖는 승강기(10b)의 바닥에 x-y 평면이 도시되어 있다. 본 발명은 프레임(60)을 통해 승강기(10b)에 전달되는 두 직접힘 및 레일 불규칙성 힘을 완화시킨다. 이것은 x 및 y 방향 모두에서 측면 힘을 방해함으로써 이루어진다. z 축을 중심으로 한 회전은 또한 이후에 개시된 바와 같이 x 축 및 y 축을 따라 측면 제어의 영향에 의해 또한 완화된다.

제 14C 도에 있어서, 제 14A 도 및 제 14B 도의 캡에 유사한 승객 플랫폼의 바닥(200) 및 제 14A 도 및 제 14B 도의 프레임에 유사한 바닥(202)은 중첩되며 정지했을때 실질적으로 기록되는 두개를 도시하는 평면도에 제공된다. 제한하는 방법이 아니라 예시를 목적으로, 직사각형 또는 보다 간단화를 위해 캡 바닥(200) 및 프레임 바닥(202)에 대한 정사각형 배치를 가정하면, 정사각형의 중심과 수직하게 교차하는 수직 캡 중심선을 따라 서로 교차하는 캡 바닥 및 프레임 바닥에 수직하는 한쌍의 반응 평면을 가시화할 수 있다. 반작용 평면은 바닥의(하부의) 대각선을 따라 하부 및 바닥을 교차하거나 그렇지 않을 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예의 일관점은 엘레베이터 캡의 중심선이 일치하는 캡 및 승강구 중심선을 중심으로 회전하는 서스펜션된 또는 지시된 캡없이 승강구의 중심선을 따른 가상의 중심선과 일치하도록 하는 제어 시스템이다.

이것은 모두가 승강구의 중심선으로부터 캡의 중심선의 작은 병진 이탈을 야기하는 가속도를 감지하는데 사용되는 캡설치 가속도계(204, 206, 208)의 사용 및 승강구 중심선을 중심으로 캡의 작은 회전을 야기하는 가속도를 또한 감지하고 승강구 중심선을 중심으로 캡의 수직 회전이 없는 중심선의 원하는 일치를 유지하기 위해 반 작용 평면에 수직하게 힘을 가하는 작동기(210, 212, 214, 216)를 선택적으로 사용함으로써 행할 수 있다. 이들 작동기들은 제 14B 도에 도시된 작동기(45)에 대응한다. 제 14C 도에 도시된 3 차원 좌표 시스템(218)은 도면상에 x-y 평면을 가지며 정사각형(200, 202)의 중심에 원점을 가지며, 제 14B도의 좌표시스템과 유사하게 독자를 향해 도면과는 수직하게 지시되는 Z 축을 가는 것으로 고려된다. y 축을 따른 병진 가속도는 가속도계(206)에 의해 감지될 수 있지만, x 축을 따른 병진 가속도는 각각의 가속도계(204) 또는 (208)에 의해 감지될 수 있음을 가속계의 위치로부터 알 수 있을 것이다. 2 개의 x-감응성 가속도계의 출력의 잘못된 비교로 z 축을 중심으로 한 회전을 나타낼 것이다. 시계방향 또는 반시계 방향 회전은 x-가속도계(204 또는 208)는 더 큰 크기 감지신호를 제공하는데 따라 표시될 것이다. 예를 들면, 잘못된 비교의 크기 및 표시는 회전각의 크기 및 방향을 나타낸다. 고려된 실시예 그러나, 예를 들어, 폐루우프 제어에 있어서, 감지된 운동은 승객에게 감지되지 않는다.

동일크기의 강자성 반응평면(218, 220, 222, 224)은 반응 평면내에 놓여지기 위해 대각선을 따라 각 모서리 근처에 프레임의 플로어의 중심에 대해 대칭적으로 선택될 수 있다. 코일을 갖는 4개의 전자석 코어(226, 228, 230, 232) 서스펜션된 또는 지시된 플랫폼의 바닥표면에 부착되어 반응 평면의 하나와 면할 수 있다. 4개의 전자석 코어 코일에 의해 제어수단에 의해 발생되는 인력은 코어코일을 관련된 반응 평면으로부터 분리 또는 근접시키는 식으로 가해진다.

반응 평면에 대한 코어-코일의 위치 조정은 물론 변할 수 있다. 예를 들어, 제 14C 도에 도시된 바와 같이, 대향 코너에 동일 대각선을 따라 위치되는 전자석 코어-코일, 예를 들어 쌍(226, 232) 또는 쌍(228, 230)은 반응평면의 양 측면상에 인력을 가하도록 정렬되어 하나의 반응평면에 관련된 한쌍의 전자석이 시계방향 회전력을 저지하는데 관련하여 작용하는 한편 나머지 한쌍은 반시계방향 회전력을 저지한다. 동일 캡벽을 교차하는 축을 따라 작용하는 전자석 작동기 예를 들어(230, 232) 또는 (226, 228)는 상기 벽 및 각 반응표면사이에 위치되어 병진력을 저지하도록 상호작용할 수 있다.

그러나, 제 14C 도 내의 전자석들은 모든 제어동작이 반대로 되는 단지 변경과 함께 도시된 측면 보다 반응 평면의 양측면상에 모두 위치될 수 있다. 또는, 회전 외란력의 특정 방향에 대해 상호 작용을 위한 코어-코일 쌍은 각 반응 평면의 동일 측면상에 대각선에 대해 정렬되는 캡의 인접 코너에 관련되어 대각선으로 관련된 쌍이 더 이상 상호 작용하지 않게 될 수 있다. 이 경우, 이후 개시된 문제가 재개되겠지만 본 명세서에 개시된 바와 같은 동일 이론이 적용될 것이다.

또한, 교번적으로 반응 평면은 프레임의 바닥상에 설치된 전자석 코어-코일과 함께 캡의 하부 측면상에 설치될 수 있음을 이해하여야 한다.

반응 평면과 함께 X 또는 대각선 개념은 교시 수단으로 소개된 것으로, 바람직한 캡 실시예를 설명하는데 단지 개념적인 도움을 주기 위한 것으로 본 발명의 모든 응용에 이론적으로 응용가능하거나, 구현하는 필수적인 것은 아니다.

반드시 요구되는 것은 아니지만, 제 14D 도의 실시예에 입증된 바와 같이 다른 실시예에 전체 또는 일부로서 이론적으로 적용가능하지만, X의 방향은 도시된 바와 같이 모서리로에서 모서리로 지향되지 않고 소정의 통상적인 방향으로 놓여질 수 있다. 유사하게, 작동기 및 반응면은 캡의 바닥 및 프레임의 바닥사이에 위치될 필요가 없다. 비록 이러한 정렬이 원치않는 복잡성을 일으킬 수 있더라도, 그들 모두가 반드시 동일 레벨일 필요는 없다. 말할 필요도 없이 본 발명은 4개의 작동기의 사용으로 제한되는 것이 아니며, 3개, 4개, 5개 또는 더 이상의 작동기가 사용될 수 있다. 전형적인 엘레베이터 카 및 승강구의 대칭성과 함께 잘 조립되는 적절한 수로서 4개가 선택되었다. X 방향은 살몬 등에 의한 미합중국 특허 제 4,899,852 호에 개시되었으며, 수동 안정화 시스템과 관련된다.

카실시예에 대한 것은 이하 더욱 상세하게 개시된 것이다. 제 4 내지 7 도 및 제 9 도 내지 제 13 도는 신규한 다수의 블레이드형 레일 구성의 다양한 실시예를 도시하며, 능동 제어 시스템에 사용되기 위한 본 발명에 따른 각각의 경우에 있어서, 다수 블레이드형 레일은 적어도 하나의 선행기술 능동시스템(안도(Ando)의 미합중국 특허 제 4,754,849 호 참조)에 사용되는 제 8 도에 도시된 종래 기술의 단일 블레이드형 레일로부터 모두 구별되는 것이다.

제 4 도 내지 제 7 도 및 제 8 도 내지 제 13 도에 있어서, 하나 이상의 블레이드가 각각의 경우에 사용되어 두개 이상의 대응 작동기와 인터페이스된다. 제 8 도에 있어서, 대조적으로, 단일 블레이드(40)가 3개 작동기(42, 44, 46) 모두에 의해 이용된다. 이후에 도시된 다수 블레이드형 레일의 모두에 대해, 관련 작동기가 도시된 정확한 방법에서와는 다르게 배치될 수 있다.

제 4 도에 있어서, 직사각형 레일(48)은 3개의 블레이드(50, 52, 54)를 가지고, 각기 3개의 분리된 전자계 작동기(56, 58, 60)에 대해 강자계 통로 또는 질량으로 작용한다. 관련된 작동기가 도시된 것과는 얼마나 다르게 배치될 수 있는가의 예로서, 작동기(58)는 블레이드(52) 및 승강구 벽 대신 사이에 위치되어 공간을 절약하고 장치를 보다 콤팩트하게 만들 수 있다.

제 5 도에 있어서, 두개 블레이드형 레일(62)은 블레이드(64) 및 블레이드(66)을 포함하여, V 자형상을 가지는 것으로 도시된다. 삼각형 구성은 찰스 알 오티스에 의한 미합중국 특허 제 134,698 호의 수동시스템에 사용될 수 있는데, 예를 들어, 블레이드(64)는 전자계 작동기(68)에 대한 강자성 질량으로 작용하는 한편, 블레이드(66)는 작동기(70)에 대해 유사한 기능으로 작용한다. 레일(62)은 밑판(72)(74)을 가져 레일을 승강구벽(76)에 쉽게 부착할 수 있다. 또는, 레일(62)은 밑판(도시되시 않음)을 갖거나 또는 없이 완전한 삼각형 단면으로 형성될 수 있다. 유사하게, 제 4 도를 다시 참조하면, 3개의 블레이드형 실시예는 밑판이 없는 4개 블레이드형 레일을 포함할 수 있다. 관련된 작동기가 도시된 것보다 어떻게 다르게 배치될 수 있는가에 대한 또다른 예로서, 작동기(70)는 블레이드(68)의 다른 측면상에 작동기(68)의 반대편에 위치될 수 있으며, 블레이드(66)는 안전 브레이크(도시되지 않음)를 위한 맞물림 돌출부로서 이용될 수 있다.

제 6 도에 있어서, I 빔(78) 방안이 사용된다. 블레이드(80)는 한쌍의 양쪽 전자기 작동기(82)(84)에 의해 이용되고, 제 2 블레이드(86)는 제 3 작동기(88)에 의해 이용된다. 제 3 블레이드(90)는 어떤 작동기에 의해 강자성 질량 또는 경로로 이용되는 것이 아니라 승강구 벽(92)에 다른 두개의 블레이드를 부착하는데 이용될 수 있다.

제 7 도는 제 5 도의 2 개 블레이드 V 자형 레일(62)의 진동을 도시한 것이다. 레일(94)은 한쌍의 브레이크(96, 98)를 포함하여 각 작동기(100, 102)를 인터페이스한다. 레일은 또한 돌출 블레이드(104)를 포함하는데 안전 블레이드(도시되지 않음)가 걸린 경우 편리한 핸들로서 이용될 수 있다.

제 9 도는 전자기 코일(110)과 인터페이스하기 위한 블레이드(108) 및 코일(114)용 블레이드(112)를 가진 반전된 V 자형 레일(106)을 도시한 것이다. 블레이드(116, 118)는 구조강도를 제공한다.

제 10 도는 각기 코일(126, 128)에 대해 강자성 경로를 제공하는 블레이드(122) 및 블레이드(124)를 가진 C 형 레일(120)을 도시한 것이다. 코일(l30)은 그의 강자성 질량으로 블레이드(l32)를 사용한다. 블레이드(132)는 또한 승강구 벽(134)에 레일(120)을 부착하는데 사용될 수 있다.

제 11 도는 페이싱대(140)를 사용하는 승강구 벽상에 설치된 레일(136)을 도시한 것이다. 레일(136)은 곡선부(142)를 포함하는데 실제로 안전브레이크 목적으로 돌출 블레이드(114)의 각 측면상에 하나씩 두개의 블레이드를 포함한다. 곡선부의 한쪽 측면은 코일(146)과의 인터페이싱하는데 사용되고 나머지 측면은 코일(148)과의 인터페이싱하는데 사용된다.

제 12 도는 밑판(154)에 의해 승강구 벽(152)에 부착된 레일(150)을 도시한 것이다. 레일(150)의 능동부는 원형 레일(156)을 포함하는데 사실상 돌출부(158)의 각 측면상에 두개의 1/2 원형을 포함한다. 코일(160, 162)은 제각기 1/2 원(156)을 강자성 질량으로 사용했다. 따라서 레일(150)은 사실상 두 블레이드형 레일이다.

제 13 도는 밑판(168)(170)에 의해 승강구 벽(166)상에 설치된 레일(164)을 도시한 것이다. 곡선부(172)는 실제로, 돌출부(174)의 각 측면상에 두개의 부분으로 나누어진다. 각 부분은 예를 들어, 각기 작동기(176, ]78)인 작동기에 의해 이용된다. 레일(164)은 D 형보다 오히려 Ω 형을 갖는 것을 제외하고는 제 11 도의 레일(136)에 대한 개념과 유사하다.

제 7 도 내의 레일(94)은 수평면 및 약 3 축의 회전에서의 안정화에 관련하여 이후에 도시되는 바와 같이 단지 8개의 전자석을 이용할 수 있는 바람직한 실시예이다.

서스펜션된 (진자) 캡에 대해, 어떤 수평축을 중심으로 한 감지할 수 있는 정도의 회전이 존재하지 않기 때문에 서스펜션되는 프레임에 대해 캡의 상부 안정화는 거의 또는 전혀 요구되지 않는다. 그러나, 예를 들어 프레임 내의 병진운동 가능한 플랫폼상에 설치된 점상에 경사질 수 있는 식으로 지지된 지지형 캡에 대해서는 수평축을 중심으로 한 회전이 감지될 수 있다. 이 경우, 바닥을 안정화하기 위해 동작하는 제어 시스템과는 완전히 독립적으로 작용하며, 캡의 천정에 대해 제 14C 도에 관련하여 전술한 바와 같은 것과 유사하거나 거의 동일한 제어 시스템을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 경사를 안정화하기 위한 문제를 위해 어떤 수평축 또는 수평축들을 중심으로 한 회전을 직접 저지하기 위해 캡의 경사를 실질적으로 측정하는 것이 필요하다고 생각될 수도 있다. 비록 이것이 본 발명의 범주내에 있는 것이 확실하지만, 본 발명에 따르면, 카 뿐만 아니라 캡에 대해서, 천정 및 바닥내의 수평 병진운동을 안정화하기 위한 두개의 독립 제어 시스템을 사용하는데, 놀랍게도, 어떤 수평축을 중심으로 한 어떤 회전도 자동적으로 처리된다. 비록, 캡(및 특정 지지형 캡) 및 카 모두에 적용가능하지만, 이후에는 카의 경우에만 설명할 것이다. 본 기술분야의 숙련자라면, 수평 회전 안정화를 캡에 사용 및 이용하기 위해 이후의 설명을 적용하는데 어려움이 없을 것이다.

제 14D 도는 카프레임 바닥 및 서스펜션형 캡의 하부측면 사이의 공간내에 작동기 장치의 플랫폼(10b)의 바닥면으로부터 하방으로 바라본 제 14B 도의 진자카의 평면도이다. 이 경우, 제 14B 도에 도시된 단일 작동기(45) 대신에 3개의 작동기(240, 242, 244)가 도시된다.

제 14D 도에 도시된 작동기는 이후에 상세히 도시되는 전자기 형태를 갖는다. 플랫폼(10b)의 배향은 제 14A 도에 도시된 것과 동일하며, 동일 좌표축을 적용한다. 따라서, 작동기(242)는 x 축을 따라 힘을 발생하지만, 작동기(240, 244)는 y 축에 평행한 축을 따라 힘을 발생한다. 각각의 작동기(240, 242, 244)는 적어도 어떤 다른 축내의 센서에 의존하지 않는다는 점에서 다른 것과는 독립적인 분리제어루우프를 가진다. 물론, 다양한 축제어가 기계적으로 결합된다는 것을 알 수 있을 것이다.

다양한 능동 현수 발명이 본 명세서에 개시되는데, 제 14D 도에 관련하여 본 명세서에 개시된 바와 같이 분리된 단일 축 제어를 포함하는 본 발명의 실시예가 설명되며, 제 14C 도 및 제 15 도에 도시된 바와 같이 결합, 다중 축제어 채널인 여러개의 실시예가 설명된다. 본 명세서에 개시된 분리, 단일축 제어들은 설계의 간편성 및 다양한 제어축을 전자적으로 분리되는 이점이 있다. 그러나, 분리, 단일축 방안은 요구되는 만큼의 전자석의 수를 부가해야 하기 때문에 결합된 다중축 방안에 비해 더 비싸다. 한편, 분리된 채널내에는 요구되는 전자의 3개 채널의 만이 있으나, 결합, 다중축 방안은 최소 4개의 전자 채널망이 요구된다.

본 발명의 바람직한 실시예가 엘레베이터 카 또는 캡내에 운행의 안전을 증가하는데 이용될 수 있음이 이미 설명되었다. 본 발명의 바람직한 실시예는 캡에 대해 최초로 부분적으로 설명되었으며, 이하 카에 대해 설명될 것이다. 다시, 동일한 방안이 카 및 캡 모두에 이용될 것이지만, 카에 대한 작용기는 승강구는 승강구 벽상의 레일에 대해 작용하고, 캡에 대한 작동기는 제 14C 도에 도시된 바와 같이 프레임상에 동작한다는 사실의 경우만 다르다.

제 15 도를 참조하면, 서스펜션형 또는 지지형 카(250)의 바닥은 정지했을때 카를 도시하는 평면도에 제공된다. 다시, 캡에 대해 상술한 바와 유사하게, 한정하는 것이 아니라 예시를 위해, 승객 플랫폼 또는 카 바닥에 대한 배치가 직사각형 또는 보다 더 간단하게 정사각형으로 가정하면, 정사각형의 중심을 수직하게 교차하는 수직카 중심선 따라 서로 교차하는 카(25)바닥에 수직한 한쌍의 반응면을 볼 수 있다. 반응면은 바닥의 대각선을 따라 바닥을 교차하거나 교차하지 않을 수 있다.

다시, 전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 보기 위한 하나의 방법은 일치하는 카 및 승강구 중심선을 중심으로 회전하는 서스펜션형 또는 지지형 카 없이 승강구의 중심을 지나는 가상의 기준선과 엘레베이터 카의 중심선이 일치하도록 제어 시스템을 고려한 것이다.

이것은 (제 2 도의 각기 센서(16b, 16a, 16c)로 연속하는) 카 설치 가속도계(252, 254, 256)를 사용함으로써 행해지는데, 이들 모두는 승강구의 중심선으로부터의 카 중심선을 중심으로 한 카의 작은 회전을 나타내는 가속도를 감지하고, 회전없이 중심선의 원하는 일치를 유지하기 위해 반응평면에 수직하게 힘을 가하는 작동기(258, 260, 262, 264)의 선택적인 사용에 의해 행해질 수 있다. 제 15 도에 도시된 3차원 좌표 시스템(266)은 도면상에 x-y 평면을 가지며, 정사각형(250)의 중심에 원점을 가지고 독자를 향해 도면과는 수직하게 지시된 z 축을 가진다. y축을 따른 병진 가속도는 가속도계(254)에 의해 감지될 수 있으며 x 축을 따른 병진 가속도는 각각의 가속도계(252 또는 256)에 의해 감지될 수 있는 가속도계의 위치에 따라 측정될 수 있다. 두개의 x-감응 가속도계의 출력의 잘못된 비교는 z 축을 중심으로 한 회전을 지시할 것이다. 시계방향 또는 반시계방향 회전은 x-가속도계(252) 또는 (256)가 더 큰 크기의 감지된 신호를 제공함에 따라 지시될 것이다. 즉, 잘못 비교의 크기 및 표시가 회전각의 크기 및 방향을 나타낸다.

제 5 도에 도시된 레일과 유사하고, 씨. 알 오티스의 것과 같이 양승강구(267a, 268a)에 부착된 V 자형 레일(267)(268)은 강자성 반응 평면(268, 270, 272, 274)을 제공한다. 코일에 관련된 4개의 전자석 코어(280, 282, 284, 286)는 서스펜션형 또는 지지형 플랫폼의 바닥 가까이의 측면에 부착될 수 있으며, 각각은 반응면중의 하나와 면한다. 제어 시스템에 의해 4개의 전자석 코어 코일로부터 발생하는 인력을 관련된 반응 평면으로부터 코어 코일을 근접 또는 분리하는 식으로 가해진다.

반응면에 대한 코어 코일의 위치는 캡의 예에서와 같이, 선택된 레일 현상에 따른 가장 특별한 경우를 제외하고는 변한다.

이제 제 16 도를 참조하면, 제 1 도의 수단(20)은 디지틀 신호처리기 실시예로 도시되어 있는데, 이것은 입/출력(I/O) 장치(280)를 포함하며, 입/출력 장치(280)는 센서(16)에 의해 제공되는 아날로그 신호에 응답하는 아날로그/디지틀(A/D) 변환기를 포함한다. 여기서, 센서(16)는 제 14C 도에 도시된 바와 같은 가속도계(204, 206, 208) 또는 제 15 도에 도시된 가속도계(252, 254, 256) 또는 제 14C 도의 외란 효과를 나타내는 어떤 감지된 파라메타일 수 있다. I/O 장치(280)는 또한 아날로그 작동기(24)에 대한 선(22)상에 힘명령 신호를 제공하는 디지틀/아날로그(D/A)변환기(도시되지 않음)를 포함하며, 아날로그 작동기(24)는 제 14C 도의 작동기(210, 212, 214, 216), 제 15 도의 작동기(258, 260, 262, 264) 또는 소정의 다른 적절한 작동기를 대신 포함할 수 있다. 또한, 제 16 도의 제어수단(20) 내에는 중앙 처리유니트(CUP)(284), RAM(286) 및 ROM(288)를 상호접속하는 제어, 데이타 및 어드레스 버스(282)가 있다. CPU는 ROM에 상주하는 순서적인 프로그램을 중간 계산결과를 나타내는 크기를 가진 신호와, 선(22)상의 출력 신호로 표시되는 바와 같이 제어되도록 파라메타의 값을 나타내는 크기를 가진 출력신호 뿐만 아니라 RAM에 선(18)상에 나타낸 바와 같은 감지된 파라메타의 값을 나타내는 크기를 가진 입력신호를 저장한다.

제 14C 도 및 제 l5 도의 캡 및 카 플랫폼 배열을 참조하고, 이와 동시에 제 17 도를 참조하면, 간단화된 순서 프로그램이 제 1 도의 수단(20) 및 제 16 도에 도시된 그에 따른 실시예에 설명된 폐루우프 제어기능을 수행하는데 있어 제 16 도의 CPU 에 의한 수행에 대해 설명된 것이다. 단계(300)에서 시작된 후, 입력 단계(302)가 수행되는데 그 단계에서 I/O 유니트(280)에 의해 선(18)상의 신호 크기가 요구된다. 제 14C 도 및 제 15 도에 대하여, 이들은 제 14C 도의 가속도계(204, 208, 206) {또는 제 15 도의 가속도계(252, 256, 254)(적절한 좌표변환을 갖는)}에 의해 각기 제공된 신호(A_x1, A_x2, A_y)로 표시되며, 제 16 도의 RAM에 저장될 것이다. 하나 또는 두개의 x-축 가속도계(204, 208) 또는 (252 256)은 단계(304)에 사용되어 향 또는 음의 A_x신호의 크기를 계산하거나, 두개 모두는 서로에 대해 체크로서 이용되거나, 평균을 제공하도록 이용되거나, 어떤 그와 같은 유사한 용장성 기법으로 사용될 수 있다.(물론, 단계(302)(304)는 회전센서가 두개의 병진운동[x 및 y]센서를 따라 제공되는 경우, 신호감지 단계에 결합될 수 있음을 알 수 있다). 가속도계(204, 208)(또는 가속도계(252, 256))에 의해 제공되는 두개 신호를 비교함으로써 A_θ의 계산이 단계(304)에서 이루어질 수 있다. 신호 A_x, A_y및 A_θ의 값은 일시적으로 RAM(286)에 저장된다.

단계(306)는 그 다음 수행되어, 하나 이상 감지 파라메타(가속도가 바람직함)에 나타내진 바와 같이 외란의 효과를 저지하는데 필요한 힘을 계산한다. 이것은 서스펜션형 또는 지지형 캡 또는 카의 알려진 질량에 기초하여 이루어지며, 식은 F=ma로 여기서 F 는 요구되는 지지력을 나타내고, m은 서스펜션형 또는 지지형 캡 또는 카의 질량이며, a는 감지된 가속도이다. 따라서, F_x, F_y, 및 F_θ는 단계(304)에서 RAM(286)에 저장된 신호 A_x, A_y및 A_θ로부터 계산된다. 이들 계산된 값은 단계(308)에 지시된 바와 같은 선(22)상에 힘명령 신호 형태로 제공된다. 제 14C 도 및 제 15 도에 도시된 바와 같이 작동기의 배향은 양의 x 방향 저지력으로 일컬어지는 명령신호가 협력하여 작용하는 전자석(210, 214)(또는 258, 262)에 의해 제공되는데, 각각의 전자석은 cos 45°가 곱해진 명령 x 방향힘과 동일한 힘을 제공함으로써 각각에 의해 요구되는 저지력이 1/2로 제공된다. 유사한 저지력의 제산은 y 방향 및 회전에 대해 이루어진다. 모든 가능성을 커버할 한 세트의 식이 이후에 개시된다(다음의 식에 있어서, 아래의 문자 1, 2, 3, 4는 제각기 제 14C 도의 전자기 작동기(210, 212, 214, 216)(또는 제 15 도의 작동기(258, 260, 262, 264))에 대응한다.

F_x+: F₁=(KCS)(F_x+) F_x-: F₂=(KCS)(F_x-)

F₃=(KCS)(F_x+) F₄=(KCS)(F_x-)

F_y+: F₁=(KCS)(F_y+) F_y-: F3=(KCS)(F_y-)

F₂=(KCS)(F_y+) F₄=(KCS)(F_y-)

F₊: F₁=(KCS)(F_θ+) F_-: F₃=(KCS)(F_θ-)

F₂=(KCS)(F_θ+) F₄=(KCS)(F_θ-)

여기서, F=힘,

KCS = cos(45°) = sin(45°) = 0.707

요구된 계산을 수행하고, 요구된 저지력 명령신호를 제공한 후, 프로그램은 그 다음 단계(310)로 빠져나갈 수 있다. 그러나, 불완전하게 레벨화된 가속도계 및 가속도계내의 변경하는 편차에 대한 보증을 위해 시스템을 중첩하도록 부가적인 단계를 추가하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예의 목적을 위해 가속도계는 i) 오프셋 드리프트 ii) 완전하지 않은 레벨로 인한 원치않은 중력 성분의 픽업과 같이 두개의 주요 에러를 가지며, 또한 중요한 것은 아니지만 선형 에러도 갖는다. 비 레벨 가속도계는 진자 수직을 이루는 각의 sine에 비례하는 중력으로 인한 가속도를 감지할 것이다. 비선형성에 대한 정정은 본 발명의 실시예에서는 통상 중요하지 않으나 원한다면 정정될 수 있다(이하 제 23 도 참조). 비선형성이 오프세트의 변경에 대한 조절되는 바와 같이 진짜 선형성과의 기본적인 관계를 유지한다고 가정하면, 그와 같은 비선형성은 정정 인자를 제공하는데 사용되는 룩업 테이블을 고려함으로써 감지된 가속도의 각 단에서 정정될 수 있다. 만일 오프세트가 시간에 걸쳐 일정하다면, 일정한 정정인자로 똑바로 정정될 수 있다. 그러나, 오프세트가 온도, 낡음 등에 의해 시간에 걸쳐 변하기 때문에 정정은 동적인 방법으로 이루어져야 한다. 중력에 가속도 뿐만 아니라 오프세트 및 변하는 오프세트가 승강구 중심선에 대한 카 또는 캡의 위치를 제어하기 위한 비교적 느리게 작용하는 궤환 제어 시스템을 제공함으로써 정정될 수 있다. 이것은 평균 측면 가속도가 0 이 되어야 한다는(또는 카 또는 캡이 공간상으로 진행중지) 것을 인식함으로써 행해질 수 있다. 느린 작용 루우프는 평균 가속도계 출력신호를 오프셋시킨다. 평균은 예를 들어, 아날로그 지역통과 필터 또는 디지틀 필터를 사용하므로써 얻어질 수 있다.

따라서, 제 2 도에 도시된 x-축과 같은 단일축을 고려하면, 가속도 및 위치 센서 모두를 가진 캡 또는 카를 제어하기 위한 그와 같은 시스템의 동작 이론은 제 18 도에 도시되어 있다. 기본적인 형태의 시스템은 블럭(320)으로 도시된 바와 같이 카 또는 캡 질량을 포함한다. 카 또는 캡 질량은 선(324)로 도시된 바와 같이 가속도를 일으키는 선(322)상의 힘에 의해 작용된다. 외란력은 선(326)상의 신호로서 개략적으로 도시되며, 이 신호는 가속도계(332)에 의해 감지된 바와 같은 선(324)상에 도시된 가속도(A)에 비례(Ka)로 제공된 선(330)상에 저지력을 가진 가산기(328)(외란력은 저지력과 물리적으로 반대임을 나타내는 이론적인 경로)에서 가산되며, 가속도계(332)는 가산기(336)에 선(334)상의 감지된 가속도 신호를 제공한다. 가속도 크기 인자(Ka)는 V/m²/S이다.(전술한 바와 같이, 선(324)상의 가속도는 블럭(320)에 제의된 F/M 관계에 따른 서스펜션형 또는 지지형 카 또는 캡의 질량과 작용하는 외란력에 의해 발생되는데, 여기서, F는 외란력이고, M은 카 또는 캡의 질량이다. 가산기(328)는 선(326)상의 외란력과 선(330)상의 저지력의 힘을 나타내며 질량에 작용하는 선(322)상의 순힘을 제공한다). 가산기(336)는 선(338)상의 신호를 함발생기(340)에 제공하는데, 힘 발생기(340)는 1.0N/V(뉴톤/볼트)의 전달 특성을 가질 수 있다. 가산기(336)는 선(338)상의 신호를 힘 발생기(340)에 전달하기 위해, 이후에 설명될 외측 가속도 및 위치루우프 신호를 가진 선(334)상의 내측 가속도 루우프 신호를 수집한다. 소자(320)(332)(340)를 포함하는 내측 가속도 루우프 및 관련 가산기는 본 명세서에 정의된 바와 같이 질량 증가율에 대해 사용된 1 차 제어 루우프를 형성한다.

제 18 도에 설명된 것은 제 1 도 내지 제 17 도에 관련하여 이전에 도시된 제어시스템의 이론을 커버한다. 제 2 차 제어 루우프가 또한 제 18 도에 간략하게 도시된 바와 같이 부가될 수 있다.

예를 들어, 중력에 대한 잘못된 정렬 및 제조상의 결함으로 인해 발생되는 가속도계(332)에는 오프세트를 제로화하는데 사용될 수 있는 두개의 2 차 제어 루우프가 도시되어 있다. 이들 제 2차 루우프 중 제 1 은 위치 오프세트를 기초하여 정정한다. 키 위치를 제공하는 위치 변환기는 적분기 블럭(342) 및 적분기 블럭(344)에 의해 간략하게 표시된다. 적분기(342)는 선(346)상의 속도신호를 적분기(344)에 제공하여, 직분기(344)에서는 선(348)상에 위치 신호를 제공한다. 선(348)상의 캡 위치 신호는 가산기(350)에서 선(352)상의 기준 신호와 비교된다. 선(352)상의 신호는 통상적으로 고정된 DC 레벨일 수 있으며, 이 DC 레벨은 예를 들어) (실질적으로 진수직 즉, 지구중력이 작용하는 선과 일치하는) 승강구 중심선과 같이 선택된 기준의 (제 14C 도의 캡좌표 시스템(218) 또는 제 15 도의 카 좌표 시스템(266) 내의) x-위치를 나타내기 위해 스케일된다. 이러한 전체 과정은 실제로 캡 및 카프레임 사이의 상대위치를 제공하는 위치 센서를 사용함으로써 수행된다. 가산기(350)는 선(354)상에 신호를 제공하는데, 이 신호는 프레임에 대한 캡의 상대 위치를 나타내며 상대 위치 신호 또는 위치 에러 신호로 특정될 수 있다. 선(356)상의 신호는 가산기(360)에서 선(362)상의 신호와 합산된 후 저역통과 필터(358)에 제공된다. 저역통과 필터(358)는 선(364)상에 필터된 신호를 제공하는데, 이 신호는 선(330)상의 힘이 선물(322)상의 카 또는 캡(320)에 위치 에러 신호가 0 또는 0에 근사하게 될 때까지 제공된다.

위치신호가 위치 정정 제어 루우프의 안정도를 향상시키는데 바람직하지 않는 경우, 제 2의 2차 제어 루우프가 제공될 수 있다. 따라서, 선(354)상의 위치 에러신호는 선(362)상의 신호와 합산됨으로써 가산기(360)에 변경될 수 있으며, 선(362)의 신호는 1 차 루우프에서 감지된 가속도를 나타내는 선(338)상의 신호에 또한 응답하는 이득 블럭(366)에 의해 제공된다.

선(338)상의 외부로부터의 신호는 G₁=0 및 G₂=0인 경우, 직접선(322)상에 나타날 것이다. 선(354)상에 어떤 위치에라도 표시되지 않고 이득 G₁및 G₂이 0이 아닌 것으로 가정하면, 선(334)상의 가속도 신호에 의해 나타나는 외란은 동적인자에 의해 감소된 선(322)에 나타날 것이다.

이러한 인자는 고주파에서 비효율성을 나타내는 단위에 근사한다. 그러나, 지주파에선 이러한 인자는 [1/(1 + G₁*G₂)]에 근사한다. 전형적으로, G₁*G₂는 10의 인자에 의해 가속도계 오프셋을 줄이기 위해 9와 동일하게 선택될 수 있다.

위치 궤환 루우프는 매우 낮은 에러의 잇점을 제공한다. 가속도계 궤환 루우프(366, 360, 358, 336) 및/또는 제공되는 실질적인 제어요소가 없다면, 이러한 루우프 안정화 될 수 없을 것이다. 이득 G₂=0으로 가정하면, 위치루우프가 안정화되기 위한 유일한 방법은 단일로 또는 협력하여 작용하는 흔들림성으로 인한 감쇄, 마찰 및 고유 스프링율에 의해 작용될 카 또는 캡 질량에 대한 것이다. 하나 이상의 이들 요소는 실제 시스템에 제공될 것이다. G₂를 비제로로 하여 가속계 루우프를 사용함으로써 위치루우프의 동작을 향상할 수 있다.

제 1 도내에 간단한 형태로 표시된 제어는 수많은 다른 방법으로 수행될 수 있으나, 바람직한 접근방법은 제 19 도에 도시된다.

여기서, 외란력을 고속으로 저지하기 위한 고속 작용 아날로그 루우프가 가속도계내의 중력성분 및 드라프트를 보상하기 위한 저속으로 작용하나 보다 정확한 디지틀 루우프와 결합된다. 다수의 그와 같은 고속 작용 아날로그 루우프가 도시된 아날로그 제어기(370, 372, 374, 376) 내에 합체될 수 있는데, 이들의 각각은 각기 제 14C 도 또는 제 15 도의 각 작동기(210 또는 258), (212 또는 260), (214 또는 262), (216 또는 264)에 대해 도시된다. 적절한 인터페이싱(도시되지 않음)으로, 단일 디지틀 제어기(380)는 모든 4개의 아날로그 제어로부터 설명되는 신호를 처리할 수 있다. 각각의 아날로그 제어는 디지틀 제어기(380)로부터의 선(382, 384, 386, 388)상의 힘명령 신호에 응답한다. 힘명령 신호는 저지될 병진 및 회전력에 따라 상이한 크기를 가질 것이다. 또한, 디지틀 제어기(380)는 각기 가속도계(204 또는 252), (206 또는 254), (208 또는 256)로부터의 선(390, 392, 394)상의 가속도 신호(각기 제 14C 도 또는 제 15 도에 있는 가속도계)와, 코일-코어(226 또는 280), (228 또는 282), (230 또는 284), (232 또는 286) 및 이들의 각 평면(218 또는 270), (220 또는 272), (222 또는 274), (224 또는 276)간의 공기갭의 크기를 나타내는 선(396, 398, 400, 402)상의 위치신호에 응답한다.

선(382, 384, 386, 388)상의 힘명령 신호에 응답하여 아날로그 제어(370, 372, 374, 376)는 선(404, 406, 408, 410)상의 작동신호를 코일코어(226 또는 280), (228 또는 282), (230 또는 284), (232 또는 286)의 코일에 제공하여 각 코어-코일(226 또는 289), (228 또는 282), (230 또는 284), (232 또는 286)의 코일에 제공하여 각 코어-코일(226 또는 289)(228 또는 282), (230 또는 284), (232 또는 286)과 이들의 관련 반응 평면간에 더 많은 혹은 더 적은 인력이 발생되도록 한다. 코일을 통한 궤환 전류는 전류 모니터 장치(412 또는 420), (414 또는 422), (416 또는 424), (418 또는 426)에 의해 모니터되며, 전류 모니터 장치는 각 아날로그 제어(370, 372, 374, 376)에 선(428, 430, 432, 434)상에 전류 신호를 제공한다. 전류 센서는 예를 들어, 통과 라이드의 다중 투우핑을 갖는 Bell IHA-150일 수 있다.

(예를 들어, 벨 GH-600 형태의) Hall 셀일 수 있는 다수의 센서(440 또는 448), (442 또는 450), (444 또는 452), (446 또는 452)는 각기 각각의 코어(226 또는 280), (228 또는 282), (230 또는 284), (232 또는 286)에 관련되는데, 이러한 목적은 즉, 코어면 및 관련평면간의 갭내에 자속 밀도 또는 자성 유도(Volt-sec/m²) 또는 다른 방법으로 자속 밀도의 표시를 정해진 이들 사이의 공기갭내에 제공하는 것이다. 센서(440 또는 448), (442 또는 450), (444 또는 452), (446 또는 452)는 선(460, 462, 464, 466)상의 감지된 신호를 아날로그 제어(370, 372, 374, 376)에 제각기 제공한다.

제 20 도를 참조하면, 제 20 도의 다수의 아날로그(370, 372, 374, 376)중의 아날로그 제어(370)는 하나의 실시예로 상세히 도시되어 있다. 다른 아날로그 제어(372, 374, 376)는 동일하거나 혹은 유사할 수 있다. 제 19 도의 디지틀 제어기(380)로부터의 선(382)상의 힘명령 신호는 가산기(470)에 제공되며, 여기서 (제어를 선형화하는) 자승회로로서 구성되는 곱셈기(474)로부터의 선(472)상의 신호와 합해진다. 이 경우 자승회로는 자화(A/m)와 동일하게 차원적으로 선택되며, 자속밀도를 나타내는 선(476)상의 신호를 힘나타내는 것으로 변환하기 위해 스케일된 이득을 가진다. 선(476)상의 자속밀도신호는 홀 셀 증폭기(478)에 의해 제공되는데 홀 셀 증폭기(478)는 홀 셀(440) 또는 셀(448)로부터의 선(480)상의 신호 레벨을 부스트하는데 사용된다.

가산기(470)는 선(484)상의 힘에러 신호를 비례적분(PI) 증폭기(486)에 제공하는데, 비례적분(PI) 증폭기(486)는 선(488)상의 P-I 증폭 신호를 점호 각보상기(490)에 제공한다. 보상기(490)는 선(492)상의 점호각 신호를 제공하여 필터(496)에 의해 필더링된 후에 제어기(494) 내의 다수의 SCR의 점호각을 제어한다. 또한, 필터(496)는 선(498)상의 필터된 점호각 신호를 제어기(494)에 제공하며, 제어기(494)는 단상, 2상한, 전파, SCR 전력 변환기로서 보다 완전하게 설명된다. 이러한 유형의 변환기는 1상한 및 반파 변환기에 걸쳐 양호하다. 최소의 바람직한 조합은 1 상한 반파일 것이다. 이들 바람직한 방안을 사용하는 경우 약간의 비용절감이 있을 수 있으나 동적 성능은 상당히 감소될 것이다. 저가의 1 상한 시스템은 DC 정류기 및 트랜지스터 PWM 초퍼를 이용할 수 있다. 고성능 방안으로는 전파, 2상한 3상 변환기가 있지만, 가격을 고려하면 바람직한 방안이 아니다. 제 21 도의 2상 전파 변환기(494)는 예를 들어 한쌍의 파워렉스 CD4A 1240 이중 SCR 및 제 1 도에 부분적으로 도시된 바와 같은 회로 구성(SCR을 가로지는 RC 완충기는 도시되지 않음)과, 제 22 도에 도시된 페이저 트로닉 PTR 1209와 같은 시판용 점호 보드(253)로 구성될 수 있다. SCR에 대한 다수의 선(253a)상의 게이트 신호는 점호 보드(253)에 의해 제공된다. 전력 제어기(252)는 점호 보드인 것과 같이 선(254)상에 120 VAC가 공급되어 선(250)상의 필터된 점호 각 신호에 응답하여 선(180)상에 적절한 레벨의 전류를 제공한다.

전류 센서(412)로부터의 선(428)상의 신호는 (아날로그 장치 AD 534와 같은) 아날로그 승산기/제산기(504)에 제공된다. 승산기/제산기는 선(476)상의 자속 밀도 신호에 응답하여 선(476)상의 자속밀도 신호의 크기로 선(428)상의 전류 신호의 크기를 나누고, 비례성 인자로 그 결과를 곱하여 선(396)상에 코어 코일(226)의 코어의 면과 평면(218)사이의 갭(gl)의 크기를 나타내는 (제 19 도의 디지탈 제어기(380)에 다시 제공되는) 신호를 제공한다.

전술한 바와 같이, 디지틀 제어기(380)는 선(390, 392, 394)상의 가속도 신호 뿐만 아니라 선(396, 398, 400, 402)상의 갭신호에 응답하여, 제 20 도에 도시된 유형의 아날로그 제어와 함께 제 18 도의 제어기능을 수행한다. 제 16 도 및 제 17 도에 관련하여 이전에 개시된 바와 같이 동일한 방법으로 선(382, 384, 386, 388)상의 함신호를 발생하는 대신에, 그와 같은 신호는 비록 유사한 방법으로 발생되더라도 각기 제 14C 도 또는 제 15 도에 도시된 바와 같은 위치센서(440 또는 448)과, 작동기(212 또는 260), (214 또는 262), (216 또는 264)에 관련되는 유사한 센서(442 또는 450), (444 또는 452), (446 또는 452)에 대해 정정되도록 계산된 정정 함신호와 합산되어 변경된다(주의: 이들은 자속밀도를 규정하는데 사용되는 홀센서이다. 센서(440 또는 448)와 같은 위치 센서 및 센서(C1)로부터의 신호는 제산기 회로(504)에 의해 처리된 경우, GAP1 신호를 선(396)상에 제공한다. 다른 채널내의 유사한 처리로 선(398, 400, 402)상의 GAP2, GAP3 및 GAP4 신호를 발생한다.) 이러한 정정 힘 신호는 먼저 예를 들어, 다음의 식에서와 같이 제 14C 도 또는 제 15 도의 데카르트 좌표시스템(218 또는 266)의 축을 따른 성분으로 감지된 위치 신호를 분해함으로써 발생될 수 있다.

P_x+= (P₁+ P₃)/(2KCS), P_x-= (P₂+ P₄)/(2KCS),

P_y+= (P₁+ P₂)/(2KCS), P_y-= (P₃+ P₄)/(2KCS),

P_θ+= (P₂+ P₃)/2, P_θ-= (P₁+ P₄)/2,

그후, 전술한 것을 기초하여, P_x-및 P_x+, P_y-및 P_y+와 P_θ-및 P_θ+로부터의 P_x, P_y및 P_θ(모두는 카 또는 캡의 절대 위치를 특징한다)를 계산하고 선택한다. 예를 들어 P_x는 다음과 같이 계산될 수 있다.

P_x= (P_x+- P_x-)/2.

또한, 그 크기가 작은 것에 따르는 P_x+또는 P_x-를 선택할 수 있다(주의: 큰 값 P_x+또는 P_x-의 경우, 큰 갭의 경우, 값은 부정확할 수 있으며 포기될 수 있다). 결과의 성분은 단일 축단위(P는 위치 궤환을 나타낸다)로 제 18 도에 도시된 바와 같이 위치 제어 힘성분 F_px, F_py, F_pθ을 결정하는데 사용된다. 예를 들어, 선(348)상의 P_x는 선(352)상의 기준에 비교되어 선(354)상의 x-위치 에러 신호를 발생한다. 또한 이것은 필터(358)과 같은 지역통과를 통해 통과된다. 이것은 F_px신호를 제공한다. 요구된 x 저지력을 분해하기 위해 양의 힘이 요구되면, F_p1= 17_p3= (0.5)(F_px)/(cos45°)이다. 이러한 동일한 절차는 적절한 식을 이용하여 F_py및 F_pθ에 대해 적용될 수 있다. 따라서, 힘성분 F_px, F_py및 F_pθ은 다음의 완전한 세트의 식에 따라 정정신호 F_p1, F_p2, F_p3, F_p4로 분해될 수 있다.

F_px+: F₁= (KCS)(F_px+) F_px-: F₂= (KCS)(F_px-)

F₃= (KCS)(F_px+) F₄= (KCS)(F_px-)

F_py+: F₁= (KCS)(F_py+) F_py-: F₂= (KCS)(F_py-)

F₂= (KCS)(F_py+) F₄= (KCS)(F_py-)

Fp+ : F₁= (KCS)(F_pθ+) F_p-: F₂= (KCS)(F_p-)

F₂= (KCS)(F_pθ+) F₄= (KCS)(F_pθ-)

여기서, F= 힘이고, KCS = cos(45°) = sln(45°) = 0.70이다. 그후, 이것은 제 1 도 내지 제 20 도에 관련하여 전술한 방법으로 발생된 (선(364) 또는 선(382)상의 신호와 같은) 가속도 궤환 신호 F₁, F₂, F₃, F₄과 합산된다.

이와 관련된 힘 작동기가 구동되지 않으면, 유효한 위치 판독은 설명된 형태의 자속 센서에서만 이용가능함을 이해하여야 한다. 이것은 소정의 처리 알고리즘이 자성 코일 작동전류가 존재하는지의 여부에 종속해야함을 의미한다.

선(396, 398, 400, 402)상의 갭신호는 간단한 위치 센서에 의해서만 제공될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 부가적인 교시는 전자석이 정지에서 카 또는 캡의 위치를 제어, 예를 들어, 승객을 온 및 오프 로딩하는 동안 서스펜션형 또는 지지형 카 또는 캡을 프레임에 대해 정지되도록 하는데 이용될 수 있다. 물론, 제 16 도의 신호처리기, 제 19 도의 디지틀 제어기(380), 또는 부가적인 신호처리기가 카의 급송 및 카의 시동 및 정지와 같은 제어 기능을 처리할 수 있다. 바닥에 정지하는 경우, 제 16 도의 처리기(20)는 선(18)상에 감지신호 또는 카가 수직적으로 정지되는 것을 나타내는 알고리즘으로 결정되나 유사한 신호를 수신하여 그 다음 서스펜션형카 또는 지지형 카 또는 캡의 위치를 제어하기 위해 선(22)상의 신호를 제공할 것이다. 예를 들어, 제 14C 도의 캡 플랫폼(200)이 승강구 내에서, 갭의 좌측면 수직 가장차리가 승강구 문스틸(700)과 정렬하는 캡 스틸을 표시하는 바와 같이 배향되는 경우, 그 다음 제 16 도의 신호처리기(20)는 프로그램되어 작동기(210)(214)에 힘명령 신호를 제공하며 예를 들어, 카프레임(202) 내에 설치된 스톱(702, 704a)에 대해 서스펜션형캡을 상승시키는데 필요한 인력을 제공하고 캡스틸을 신호처리기(20)가 프레임을 정지상태에 있게 한 후 승강구 입구 스팁(700)과 근접하여 정렬하여 정지위치에 있도록 끌어당긴다. 또한, 스톱은 예를 들어, 제30 도에 도시된 코어의 다리(304, 306)의 상부표면상에 설치된 작동기 자체의 부분일 수 있으며, 코일에 대해 선택된 전류레벨을 제공함에 있어서, 인력은 반응평면에 대해 스틸을 상승시키는데 충분히 강하게 발생될 수 있다. 이중 도어형 플랫폼에 대해 예를 들어, 제 14 도의 플랫폼(200)은 승강구 내에서 배향되어 캡의 좌측 수직 가장자리가 캡의 스틸을 승강구 도어스틸(700)과 정렬하여 표시되며, 우측 수직 가장자리가 동시에 스틸(514)와 정렬된 다음 제 16 도의 신호처리기(20)가 프로그램되어 예를 들어 스톱(513, 513a)에 대해 서스펜션형 캡을 상승하도록 하는데 필요한 인력을 제공하기 위해 작동기(212, 216)에 힘명령 신호를 제공하며, 스톱(513, 513a)은 프레임(202)이 정지되고난 후, 캡스틸을 승강구 입구 스틸(514)와 근접하여, 그에 대해 정지 상태로 위치시키기 위해 카프레임(202)에 설치된다.

동일한 것을 달성하는데 사용된 방법은 제 51 도에 도시되어 있으며, 이하 제 15 도에 함께 기술될 것이다.

서스펜션형 캡에 대한 3 축 능동제어의 최상모드 실시예에 대한 전술한 설명에 있어서, 특정 실시예의 상세한 설명에 상당히 관심을 기울였으며 이를 어떻게 수행할 것인지를 고려했다. 그러나, 서스펜션형 캡의 능동제어인 본 발명의 주제를 수행하기 위한 부가적인 상이한 방안이 상당수 존재한다는 사실을 이미 기술하였음을 이해할 것이다. 능동제어의 기본적인 개념은 전술한 바와 같은 다수의 좌표화된 단일축으로 수행될 수 있다. 제 18 도에서 엘레베이터 프레임 내에 서스펜션된 캡의 수평 동작의 단일축 안정화 동작이론을 기술하였다. 이와 관련하여, 가속도계는 궤환 루우프에 이용되어 효과적으로, 전자기계 수단에 의해 캡 질량을 증가시킬 수 있음을 제의했다. 느린 위치 및 가속도계 조절 루우프는 가속도계 오프셋 등을 보상하는데 사용될 수 있다. 제 24 도는 동일 개념의 감소된 블록도를 도시한 것이고, 제 25 도는 가장 낮은 주파수를 제의한 모두에 유용한 감소된 모텔을 도시한 것이다.

제 25 도는 다음과 같이 스케일된 단위로 표시될 수 있다.

캡의 가속도 = [FD/G] [1/(M +Ka)],

여기서, FD는 외란력,

M은 서스펜션형 캡,

Ka는 작동기에 의해 부가된 계수질량,

FD/G는 지구표면에서 중력(G)으로 인한 가속도를 이용하는 외란력과 동일한 질량

전술한 식에서, Ka=0 즉, 능동제어의 부재, M=1000kg 및 FD/G=25kg으로 가정 하면, 외란력(FD)으로 인한 가속도 25/1000=25mG를 획득할 수 있다. 능동 제어가 제공되면, Ka= 9000kg으로 가정할 수 있으며, 외란으로 인한 가속도에서 10배의 감소 즉, 25/(1000+9000)= 2.5mG를 얻을 수 있다. 따라서, 이러한 선을 따라 진행한다면, 적어도 탑승 안락함에 있어 개선된 크기를 가질 것이다.

이제, 9000kg 의 Ka 가 요구된다고 가정하자, 그러면 100V/G 가속도 크기인가(ASF) 및 9000kg/100V/G = 90kg(함)/V 또는 882N/V와 같은 힘 발생크기 인자(FGSF)(Ka/ASF)를 설정할 수 있다.

전술한 바와 같은 전자기 작동기는 제 29 도 및 제 30 도에 도시된 바와 같이 U 자형으로 구성될 수 있다. 제 29 도에 있어서, 이중 코일(300, 302)은 제 30 도에 도시된 바와 같이 각기 다리(304, 306)에 걸쳐 조립되는 것으로 도시되어 있다. 코일(300, 302)은 연속적인 권선으로로 구성되며, 제 30 도내에서 동일한 크기로 도시되어 있다. 코일(300) 및 코일(302)은 예를 들어, 0.500 팩킹 인자에서 #11 AWG 자석 와이어를 936 회로 제각기 권선될 수 있다. U 자형 코어는, 예를 들어, 사이에 끼워진 구성 즉, 진공 함침된 3.81cm 스트립 적층으로 이루어진 29 GA M6 적층을 가질 수 있다. 제 30 도에 도시된 크기는 예를 들어 A = 10.16cm, B = 3.81cm, C = 7.62cm 및 D = 7.62cm 일 수 있다. 이 경우, 지향은 6.7Ω일 수 있으며 인덕턴스는 213mH일 수 있다. 무게는 22.2kg이며, 578 뉴튼일 수 있다.

전술한 바와 같이 전자기 작동기를 제어 시스템에 사용하면, 4.2 msec의 명령에 응답하여 평균지연을 예상할 수 있다. 20mm의 최대 갭에서 578 뉴톤의 전체 힘을 가하는데 걸리는 시간지연은 (V = Ldi/dt의 식을 기초한) 다음식에서 15msec로 계산될 수 있다:

△t = L△i/△V = (0.3)(8.6)/(170) = 15rnsec.

최소갭(5mm)에서 전힘(578 뉴튼)을 가하는데 걸리는 시간은 다음과 같다:

△t = L△i/△V = (1.2)(2.15)/(170) = 15msec.

1/2의 힘을 가하는데 걸리는 시간은 물론 1/2로 소요될 것이다. 정확도는 전 크기의 갭신호의 10% 정도 허용된 것이다. 갭 및 다수의 다른 인자들간의 관계는 제 26 도, 제 27 도 및 제 28 도에 도시된 바와 같이 표시될 수 있다. 최대 전력은 최대 허용된 20mm 갭에서 500W이다. 평균 전력은 약 125W로 예상할 수 있다.

간략하게 온도를 고려하면, 전자석내의 구리의 질량은 14.86kg으로, 0.092cal/g℃(=385J/ kg℃)의 특징 열을 가진다. 500W 정격에서 60초 동안 에너지의 온도 변화는 다음과 같다.

△T = Watt-sec/(385)(14.86) = (500)(60)/(385)(14.86)

△T = 5.24℃.

따라서, 1분동안 입력된 최대 전력에 대해도 온도상승은 거의 없다.

제 31 도는 제 14D 도에 도시된 바와 같이 시스템에 사용할 단일축 측면 진동 안정화 시스템을 도시한 것이다. 개념은 제 18 도, 제 24 도 및 제 25 도에 도시된 것과 동일하다. 설명될 구현 방안은 아날로그이지만, 디지틀로도 수행될 수 있다. 이 경우, 평면(352)은 제한없이 서스펜션형 캡에 부착되고, 한쌍의 전자기 작동기(354, 356)는 엘레베이터 카 프레임에 부착된다. 가속도계(358)는 서스펜션형캡의 가속도를 감지하여 선(360)상의 감지신호를 증폭기(362)에 제공하며, 증폭기(362)는 선(364)상의 증폭된 감지 가속도 신호를 합산부(366)에 제공하고, 합산부(366)에서 이 신호는 선(368)상의 외란력 신호 및 선(370)상의 위치 루우프 정정 또는 에러 신호와 합산된다. 선(372)상의 결과의 합산된 신호는 제 33 도 및 제 34 도에 도시된 한쌍의 정류기(374)(376)에 제공된다. 정류기(374)는 선(378)상의 신호를 제 34 도에 또한 도시된 신호 반전기(380)에 제공하며, 신호 반전기(380)는 음의 제어 신호로 특징될 수 있는 선(382)상의 신호를 제공한다. 유사하게, 정류기(376)는 양의 제어신호로 특정될 수 있는 선(384)상의 신호를 제공한다. 선(382) 및 (384)상의 신호 모두는 각기 합산부(388)(390)에서 선(392)상의 바이어스 신호와 합산된다. 이들은 선(394, 396)상의 바이어스된 제어 신호를 전자기 작동기 제어기(398, 400)에 제각기 제공한다. 제어기(398) 400)는 제 20 도에 도시된 것과 유사할 수 있다.

선(392)상의 바이어스 신호 결과는 제 32 도에 도시되어 있는데, 제 32 도는 반응 평면(352)의 각 측면상의 두힘(직선)의 합성결과 힘(점선) 대 제 31 도의 시스템에 대한 제어신호(FC)를 도시한 것이다.

이러한 기법은 제로 위치점에 대한 제어에서 불연속을 방지하는데 이용된다. 바이어스 없이도, 하나의 턴 오프 및 나머지의 턴오프는 동시에 발생될 수 있다. 바이어스를 사용하는 도시된 기법으로 0힘에서 및 그 가까이에서 제어이득을 줄인다. 단지 하나의 자석을 어떤 주어진 시간에서 온으로부터 오프로 또는 그 반대로 할 수 있는 장점이 있다. 바이어스는 캡의 진동이 약간 또는 조금도 정정을 요구하지 않는 주기동안에도 발생하지 않도록 한다.

선(394) 및 선(396)상의 신호는 제 20 도내의 선(382)상의 힘명령 신호와 유사한 힘명령 신호와 유사한 힘명령 신호로 생각될 수 있다. 유사하게 제어(398, 400)는 선(402, 404)상의 작동기 출력신호를 제 20 도내의 선(500)상의 출력신호와 유사한 방법으로 작동기(356, 354)에 제각기 제공한다.

유사한 형태로, 각 제어(398, 400)는 제 20 도에 선(396)상의 갭신호에 대응하는 위치 출력신호(406, 408)를 제공한다.

위치 루우프를 위해, 선(406, 408)상의 위치신호와 선(384, 378)상의 대응하는 반대측 정류신호 모두는 유효한 위치 신호를 선택하기 위해 한쌍의 FC 제어 클램프 회로(410, 412)에 제공된다(P₊및 P_-는 모두 위치 신호를 제공하지만, 구동 힘발생기에 대응하는 위치 신호만이 유효하다).

클램프 회로의 출력은 유효한 위치신호를 획득하기 위해 합산부(414)로 제공된다. 또한 합산부(414)에 제공된 것은 선(364)상의 증폭된 가속도 신호에 응답하는 감쇄기(415a)로부터의 선(415)상의 직접형 외란에 응답하도록 도시된다.

FC 제어된 클램프(410, 412)와 합산부(414) 모두는 제 35 도에 더욱 상세하게 도시되어 있다. 합산부의 출력은 선(416)상의 합성 위치 및 가속도 신호이다. 이 신호는 1 내지 10 초범위의 시정수를 가진 저역통과 필터(418)에 제공된다. 또한, 저역통과필터(418)는 선(370)상의 정정신호를 전술한 합산부(366)에 제공한다.

전술한 바와 같이, 단일 축제어는 제 14C 도 및 제 15 도와 관련하여 이미 설명된 합성된 3축 계획 대신에 제 14D 도의 작동기를 위해 사용될 수 있다. 그러나, 3축 계획은 많은 장점을 갖는다. 이들 가운데 최소 갯수의 전자석을 이용하는 모든 감지축은 안정화된다. 더우기, 갭의 움직임은 x 또는 y 방향의 움직임의 cos 45°=0.707이다. 따라서, 단일축 또는 다중 단일축 시스템에 대한 + 또는 -15mm 갭 진동은 3축 방안에서 + 또는 -10.5mm 진동까지 감소한다. 제 14C 도 및 제 15 도에 있어서, 단지 4개의 전자석이 사용되며, 또한 단지 4개의 전력-전자 제어기만이 요구된다. 자석이 제 14C 도 및 제 15 도 내에 한번에 두개씩 사용되기 때문에, 자석의 크기가 줄어들 수 있다. 따라서, 단일축 방안에 대해 요구되는 이들의 길이가 1/2인 자석이 사용되더라도, 시스템은 상업적으로 유용하다.

제 36A 도는 본 발명에 따른 능동 서스펜션시스템의 특정 구현의 또다른 블럭도이다. (예를 들어) 카의 수직 중심선을 통과하는 x축을 따른 측면간의) 하나의 축 및 (예를 들어 z 축과 평행하고, 예를 들어 수직 중심선의 반대면으로/부터 동일거리에 위치한 두개의 축을 따른 전후의) 다른 축의 경우, 분리된 궤환 루우프가 존재하지만, 제 36A 도에는 단일축으로만 도시되어 있다. 가속도 기준신호는 선(100)상의 입력일 수 있으며, 제로로 설정될 수 있다. 선(100)상의 기준신호 및 선(102)상의 측정된 카 가속도 신호간의 편차는 선(104)상의 에러신호를 형성하는데, 이 신호는 C(s)로 표시된 궤환 보상기에 공급된다.

합산부(109)는 보상기의 출력에 응답하고, 시스템 동적(109a)에 의해 제공될 경우 레일 외란과 같은 간접 형태의 외란과, 시스템 동적(109b)에 의해 제공된 경우 풍력과 같은 적접 형태의 외란에 응답하도록 도시되어 있다.

C(s)는 다음과 같이 특징될 수 있다:

DC 워시아웃 진자 보상 제어

w₁= 저 제어 대역 주파수 [rad/s]

w₂= 고 제어 대역 주파수 [rad/s]

W₀=

이득 = 루우프 이득이 @w₁w₂=1이 되도록 선택된 제어이득

GOL = 개방 루우프 시스템 이득 [mg/N]

w_p= 진자 공진 주파수 흙 [rad/s]

ζ_p= 진자 감쇄율

첫번째 항은 DC 워시아웃을 커버한다. 두번째항은 진자 보상에 대한 것이고 세번째항은 제어에 대한 것이다.

각 축에서 궤환 보상기는 그 축에 대한 카 가속도에러 신호를 처리하여 작동기 명령을 발생한다. 이 경우, 힘명령 신호는 선(110)상에 제공된다. 이들 보상기는 그의 특성 (이득 및 위상대 주파수)이 엘레베이터 시스템 요구를 만족하도록 설계되는 동적 필터로 고려될 수 있다. C(s)의 설계는 L(s)로 표시되는 전체 루우프 이득상의 설계요구로 다시 계산될 수 있으며, 전체 루우프 이득은 C(s) 및 G(s)로 표시되는 블럭(108)에 도시된 바와 같은 설비동력의 곱이다. 이론적으로, 선(110)상의 힘명령 신호는 설비동력(108)에 제공된다. 제 36B 도에 도시된 바와 같이, 카 가속도가 최소로 되는 영역에 있어, 루우프 이득은 1보다 크다. 즉, 주파수(w₀)의 영역에 존재한다. 고주파수(w₂) 이상에서 루우프 이득은 안정도 강화 요구를 충족하도록 롤드오프 (rolled off)된다. 지주파수(w₁이하)에서, 센서 잡음 및 드라프트의 효과를 줄이기 위해 워시드아웃(washed-out) 된다.

미합중국 특허 제 4,899,852 호의 진자카 모델을 기초하여, 능동 서스펜션 개념의 성능을 분석하였다. 제 37A 도 및 제 38B 도는 이러한 분석으로부터의 결과인 능동시스템에 대한 설계된 개방루우프 전달 함수 L(s)의 도표를 실제로 도시한 것이다. 궤환 보상기 이득 및 위상각의 도표가 특징 설계에 대해 제 38A 도 및 38B 도에 도시된다.

제 39 도 내지 제 41 도는 결과의 능동 서스펜션시스템의 성능 시뮬레이션 연구 결과를 요약한 것이다. 각각의 이들 도면의 상부 좌측 도표((a)로 표시된)는 특징 외란 입력(적접 카력 또는 레일프로필)이다. 이들 도면의 각각의 나머지 도표는 다음의 3개의 구성에 대한 카가속도 응답을 도시한 것이다. (1) 진자카(상부-우측(b)로 표시), (2)통상적인 카(하부좌측(c)로 표시), 및 제 36A 도, 제 36B 도, 제 37A 도, 제 37B 도, 제 38A 도 및 제 38B 도의 제어 설계를 이용하는 능동 서스펜션(하부우측(d)로 표시)이들 시스템은 통상적인 시스템 및 능동제어 없는 진자가에 관련한 캡 플랫폼 가속도의 레벨을 줄인다.

제 39 도는 버트 결합 오정렬에 대한 예측응답이다.

제 40 도는 레일 요동에 대한 예측응답이다.

제 41 도는 카력 외란에 대한 예측응답이다.

제 14A 도 및 제 14B 도내의 엘레베이터 시스템의 반 크기 모델을 이용하여 테스트가 행해졌다. 개념의 효과는 레일 유도 외란을 시뮬레이트하고 프레임과 캡사이의 작동기에 의해 직접 외란력을 시뮬레이팅함으로써 프레임상에 설치되는 회전 비발란스를 사용하여 수행되었다.

제 36A 도의 궤환 보상기는 제 42 도에 도시된 바와 같이 디지틀 컴퓨터(100)를 사용하여 구현되었다. 센서(102) 데이타는 선(103)에서 12비트 A/D 변환기(도시되지 않음)에 제공되어, 입출력(I/O) 포트(104)를 통과한 후에 처리된다. 디지틀 형태의 궤환 보상기(106)는 선(106)상의 명령 신호를 카(110)상에 힘을 가할 수 있는 작동기(108)에 발생하는데 이용되었다.

신호 처리기(100)는 중앙 처리유니트(104a), 판독 전용 메모리(140b), 랜덤 억세스 메모리(140c), 데이타, 어드레스 및 제어 버스(104d)에 의한 모든 통신을 포함한다.

제 43 도에는 제 42 도의 신호 처리기(100)에 의해 수행될 수 있는 일련의 단계가 도시되어 있다. 예를 들어, 단계(112)로 진입한 후에, 가속도를 센서(102)와 같은 가속도계에 의해 단계(114)에서 감지된다. 그후, 프로세서는 동적보상(106)을 구현함으로써 저지력의 크기를 계산한다. 이어서, 단계(118)에서 신호처리기(100)는 단계(116)에서 계산된 저지력 신호일 수 있는 선(106)상의 저지작용 신호를 제공한다. 그후, 단계(120)에서 종료된다.

제 44 도는 직접카력을 완화하는데 있어 능동시스템의 효과를 평가하기 위한 테스트의 결과를 보여준다. 도표는 스위프 주파수에 걸쳐 정한 압력의 크기 대 측정된 카 가속도의 비를 도시한 것이다. 상부곡선은 능동 서스펜션 제어없이 진자 카시스템의 응답이다. 활성서스펜션 시스템의 하부곡선 응답은 기대된 80% 내지 90% 감소를 검증한다. 제 45도는 직접 힘완화에 대해 획득된 (실험적으로) 시간응답(제45A 및 45C 도) 및 예측 시간응답(제 45B 및 제 45D 도내의 시뮬레이션을 통해)의 비교를 도시한 것이다.

직접카력에 대한 시스템 감응도의 감소는 레일 유도외란이 존재하는 시스템의 성능을 손상시키지 않고서도 달성된다. 제 46 도는 회전 불균형을 갖는 테스트 베드상에 시뮬레이트된 바와 같이 레일 불규칙성에 대한 시스템의 응답을 도시한 것이다. 제 46A 도는 3HZ 입력 주파수에 대한 비주장된 진자카 응답을 도시한 것이다. 제 46B 는 능동 서스펜션 시스템의 응답이다. 카가속도의 크기는 감소되있음을 알 수 있다. 따라서, 능동 서스펜션 시스템은 레일 유도 이란 및 직접카력 모두가 제공되는 경우 성능의 미터법으로 카가속도를 이용하는 승차특성을 개선하였다.

소정의 사실에 있어서, 제 42 도에 도시된 바와 같이 선(106)상의 작동기 명령 신호는 전술한 바와 같이 힘명령 신호일 수 있으며, 제 47 도에 보다 상세히 설명된 바와 같이 예를 들어 제 29 도 및 제30 도의 코어 코일 및 강자성 평면을 포함할 수 있는 특징 작동기에 적용된다.

제 47 도에 있어서, 제 42 도의 신호 처리기로부터의 선(106)상의 힘명령 신호는 PWM 증폭기에 제공되는데, PWM 증폭기는 츄세스 주, 뉴턴 엘거오트 스트리트 375 소재의 Copley Controls사에 의해 제조될 수 있으며, 이것은 Model 215A, 218 Servo Amplifier이란 명칭의 특정 시이트내에 개시된 바와 같이, Class B PWM Servo Amplifier Model 218A로 일컬어진다. PWM 증폭기(150)는 전자 이중폴-이중쓰루 스위치로 동작하여, 선택된 듀티 사이클동안 선택된 전압을 극성반전을 갖는 선(154, 156)에 제공한다. 한쌍의 조향 다이오드(158, 160)는 각각의 선(154) 또는 선(156)상의 출력 전류를 대응 자석(130, 132)의 적절한 코일에 제공한다. 각각의 강자성 질량 또는 전자석은 프레임(26)의 본체상에 세워지지만, 다른 요소는 플랫폼(14)의 바닥 표면상에 세워진다. 바람직한 실시예에 있어서, 전자석(130, 132)은 프레임(26)의 바닥에 세워지고, 강자성 질량(134)은 플랫폼(106)의 바닥에서 아래로 매달린 형태로 고정 부착된다. 이것은 제 14D 도의 다른 작동기(240, 244)도 마찬가지이다.

유효 궤환 루우프를 구성하기 위해, 홀셀(170, 172)은 강자성 평면(134) 및 코어-코일(130, 132)의 각각의 코어 사이의 갭내의 자속을 감지하기 위해 자성회로 경로에 위치될 수 있다. 홀셀(170, 172)은 제각기 선(174, 176)상의 감지된 지속 신호를 장치(182)에 제공하는데, 여기서 장치(182)는 AD 534와 같은 승산 IC일 수 있으며, 장치(182)는 선(174, 176)상의 자속신호의 크기를 자승하여 선(152)상의 함궤환으로 그들 사이의 편차를 나타내는 편차신호를 제공한다.

다시, 제 36A 도 및 제 36B 도에 간략한 형태로 표시되는 제어는 제 42 도와 유사한 전체 디지틀 방안을 포함하지만, 제 48 도에 도시된 바람직한 방안인 다수의 다른 방법으로 수행될 수 있다. 제 48 도의 실시예는 각각 카의 양측상의 작동기를 제어하며, 제 15 도 내에 도시된 것과 동일하거나 혹은 유사한 것으로, 하나의 시스템은 카의 바닥 또는 하부 가까이 있고, 다른 시스템은 카의 천정 또는 상부 가까이 있는 두개의 독립 제어 시스템을 포함한다.

물론, 능동제어의 기초이론은 이전에 제의된 바와 같은 다수의 좌표 단일축에서 수행될 수 있다. 따라서, 제 36A 도에서 개략적인 형태로 표시된 제어는 다수의 다른 방법에 의해 수행될 수 있지만, 바람직한 방안은 제 48 도에 도시된 5축 제어를 획득하기 위해 제 15 도의 3축 제어내에 개시된 바와 같이 동일한 이론을 연장하는 것이다. 카에 대해 도시되었지만, 제 48 도내에 도시된 동일 이론은 진자 또는 지지형 캡에도 적용될 수 있음을 본 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있을 것이다.

제 48 도에 있어서, 외란력을 고속으로 저지하기 위한 고속 작용 아날로그 루우프는 가속도계내의 중력 성분 및 드리프트를 보상하는 지속의 점밀 디지틀 루우프와 조합된다. 다수의 고속 작용 아날로그 루우프는 카의 상부를 독립적으로 제어하는 아날로그 제어(500, 502, 504, 506)와, 카의 하부를 독립적으로 제어하는 아날로그 제어(508, 510, 512, 514) 내에 포함될 수 있으며, 제각기 8개의 작동기(516, 518, 520, 522) 및 (524, 526, 528, 530)중 하나를 갖는다. 적절한 인터페이싱(도시되지 않음)에 따라, 단일 디지틀 제어기(532)는 모든 8개의 아날로그 제어로/부터의 신호를 처리할 수 있다. 각각의 아날로그 제어는 디지틀 제어기(532)로부터의 선(534, 536, 538, 540) 및 (542, 544, 546, 548)상의 힘명령 신호에 응답한다. 힘명령 신호는 저지될 병진 및 회전력에 따라 다른 크기를 가질 것이다. 또한, 디지틀 제어기(532)는 가속도계(562, 568, 569) 및 (560, 564, 566)으로부터의 선(552, 558, 559) 및 (550, 554, 556)상의 가속도 신호에 제각기 응답하며, 작동기(516, 518, 520, 522) 및 (524, 526, 528.530)의 코어와 이들이 각기 마주하는 강자성 블레이드 사이의 공기 갭의 크기를 나타내는 선(570, 572, 574, 576) 및 (578, 580, 582, 584)상의 위치 신호에 응답한다.

선(534, 536, 538, 540) 및 (542, 544, 546, 548)상의 힘명령 신호에 응답하여, 각 아날로그 제어(500, 502, 504, 506) 및 (508, 510, 512, 514)는 선(586, 588, 590, 592) 및 (594, 596, 598, 600)상의 작동신호를 작동기(516, 518, 520, 522) 및 (524, 526, 528, 530)의 코일에 제공하여 각각의 작동기 코어 및 그들의 관련 강자성 블레이드 사이에 더많은 또는 더적은 인력을 발생시킨다. 코일은 통한 복귀 전류는 전류 모니터링 장치(602, 604, 606, 608) 및 (610, 612, 614, 616)에 의해 모니터되어, 선(618, 620, 622, 624) 및 (626, 628, 630, 632)상의 전류신호를 각각의 아날로그 제어(500, 502, 504, 506) 및 (508, 510, 512, 514)에 제공한다. 전류 센서는 예를 들어, 벨 IHA-150일 수 있다.

홀셀(예를 들어, 벨 GH-600 형태)일 수 있는 다수의 센서(634, 636, 638, 640) 및 (642, 644, 646, 648)는 즉, 코어면 및 관련 블레이드 사이의 갭내의 자속밀도 또는 자기 유도(Volt-sec/m 2 ) 또는 그들 사이의 갭내의 자속 밀도의 표시를 제공하기 위해 각각의 작동기 코어와 제각기 연관된다. 센서(634, 636, 638, 640) 및 (642, 644, 646, 648)는 각각의 선(650, 652, 654, 656) 및 (658, 660, 662, 664)상의 감지신호를 아날로그 제어(500, 502, 504, 506)및 (508, 510, 512, 514)에 제공한다.

제 48 도의 다수의 아날로그 제어중의 아날로그 제어(500)는 제 20 도에 도시된 것과 유사하거나 혹은 동일하다. 나머지 아날로그 제어도 동일하거나 혹은 유사할 수 있다.

전술한 바와 같이, 디지틀 제어기(532)는 선(552, 558, 559) 및 (550, 554, 556)상의 가속도 신호 뿐만 아니라 선(570, 572, 574, 576) 및 (578, 580, 582) 584)상의 갭 신호에 응답하여, 제 20 도에 도시된 바와같은 아날로그 제어에 관련하여 5개의 축 즉, 바닥 및 천정 두곳에서 두 수평축을 따르는 병진운동, 바닥 및 천정 모두에서 동일 두축을 중심으로 한 회전, 및 수직축을 중심으로 한 바닥 및 천정 모두의 회전에 있어 제 36A 도의 단일 축 제어 기능을 수행한다.

보다 정확하게는, 본 발명의 이러한 관점의 최적의 실시예를 위해, 9개축, 즉, 바닥 및 천정 모두내의 두개의 병진축 및 두개의 회전축에 대한 제어 작용을 도시한다. 그러나, 바닥 및 천정내의 수평축이 카 또는 캡의 상부 및 바닥 사이의 평면 중간 경로내에 단일 세트의 수평 축에 의해 도시할 목적으로 근사되는 경우, 5축 제어라 한다. 이 방안에서, 한정하고자 의도된 것은 아니지만 단순화시키기 위해, 바닥과 천정 사이에 구조적인 연결에서 실제의 강도 또는 부족을 고려하지 않은 경우, 카 또는 캡은 고형 또는 강성 옥면체로서 고려될 수 있으며, 이는 중심의 원점에 대해 3개의 축을 갖는 데카르트 좌표 시스템을 구비하고, 수평축에 따른 병진 및 수평축을 중심으로 하는 회전에 종속하고, 수직축을 중심으로 하는 회전에 종속한다.

카 또는 캡의 바닥 및 상부 모두에서 힘명령신호는 예를 들어, 감지된 위치(갭) 신호를 제 3 도의 데카르트 좌표 시스템의 축을 따라 성분으로 먼저 분해함으로써, 다음과 같은 식이 도출될 수 있다.(제 3 도의 데카르트 좌표 시스템은 독립시스템이 처리됨에 따라 바닥 또는 천정의 평면의 원점과 함께 위치됨).

P_x+= (P₁+ P₃)/(2KCS), P_x-= (P₂+P₄)/(2KCS),

P_y+= (P₁+ P₂)/(2KCS), P_y-= (P₃+P₄)/(2KCS),

P_θ+= (P₂+ P₃)/2, P_θ-= (P₁+ P₄)/2,

그후, 상기 식을 기초하여, P_x-및 P_x+와, P_y-및 P_y+와, P_θ+및 P_θ-로부터 P_x, P_y, 및 P_θ(모두 카 또는 캡에 대한 절대 위치를 지정)를 계산하거나 선택한다. P_x는 예를 들어 다음과 같이 계산될 수 있다.

P_x= (P_x+- P_x-)/2

또는, 양이 작은 것에 따라 P_x+또는 P_x-가 선택될 수 있다(주의: 큰캡 즉 큰 P_x+의 경우, 값은 부정확할 수 있고, 무시될 수 있다). 결과는 성분의 단일 축 단위로 제 48 도에 도시된 바와 같이 위치 제어 힘성분 F_px, F_py, F_pθ를 결정하는데 이용된다(P는 위치 궤환을 나타낸다. 예를 들어, 선(348)상의 P_x는 선(354)상의 x-위치 에러 신호를 발생한다. 그후, 이 신호는 선(358)과 같이 지역통과를 통과한다. 이후, F_px신호를 발생한다. 원하는 X 저지력을 도출하기 위해, 양의 힘이 요구되면, F_p1= F_p3= (0.5)(F_px)/(cos45°)이다. 음의 힘의 경우, F_p2= F_p4= (0.5)(F_px)/(cos45°)이다. 이러한 동일한 절차는 물론 적절한 식을 이용하여 F_py및 F_pθ에 대해서도 적용될 수 있다. 따라서 힘F_px, F_py및 F_pθ는 다음의 완전한 세트의 식에 따라 정정신호 F_p1, F_p2, F_p3, F_p4로 도출될 수 있다.

F_px+: F₁= (KCS)(F_px+) F_px-: F₂= (KCS)(F_px-)

F₃= (KCS)(F_px+) F₄= (KCS)(F_px-)

F_py+: F₁= (KCS)(F_py+) F_py-: F₃= (KCS)(F_py-)

F₂= (KCS)(F_py+)F₄= (KCS)(F_py-)

F_pθ+: F2 = (KCS)(F_pθ+) F_pθ-: F₁= (KCS)(F_pθ-)

F₃= (KCS)(F_pθ+) F₄= (KCS)(F_pθ-)

여기서 F는 힘이고, KCS=cos(45°)=sin(45°)=0.707이다.

그후, 이 식은 전술한 바와 방식으로 발생된 (제 20 도의 선(364) 또는 선(382)상의 신호와 같은) 가속도 신호 F₁, F₂, F₃, F₄와 합산된다.

유효한 위치 판독은 이와 연관된 힘 작동기가 구동되지 않은 경우, 전술한 형태의 자속 센서에서만 유용함을 이해하여야 한다. 이것은 소정의 처리 알고리즘이 자성코일 작동 전류의 존재 여부에 종속함을 의미한다.

본 발명의 부가적인 교시는 전자석이 정지에서 카 또는 캡의 위치 제어하는데, 예를 들어, 승객이 온 및 오프로 로딩되는 동안 서스펜션형 또는 지지형 카 또는 캡을 프레임에 대해 정지시키는데 사용될 수 있다. 물론, 제 16 도의 신호 처리기, 제 19 도 및 제 48 도의 디지틀 제어기(380, 532) 또는 부가적인 신호 처리기는 카의 시동 및 정지와, 카의 급송과 같은 부가적인 제어기능을 처리할 수 있다. 바닥에 정지하는 경우, 선(18)상의 감지 신호를 수신하거나 혹은 카가 정지하는 것을 나타내는 알고리즘적으로 결정되지만 유사 신호를 수신하여, 서스펜션형카 또는 지지형 카 또는 캡의 위치를 제어하기 의해 선(22)상의 신호를 제공할 것이다. 전술한 예를 반복하기 위해, 제 14C 도의 캡 플랫폼(200)이 승강구 내에서, 갭의 좌측편 수직 가장자리가 승강구 문스틸(700)과 정렬하는 캡스틸을 표시하는 바와 같이 배향되는 경우, 제 16 도의 신호처리기(20)는 프로그램되어 힘명령 신호를 작동기(210, 214)에 제공하며, 예를 들어, 카프레임(202) 내에 설치된 스톱(702, 704)에 대해 서스펜션형 캡을 상승시키는데 필요한 인력을 제공하고, 프레임이 정지 상태인 경우 캡스틸을 승강구 입구 스틸(700)과 근접 정렬하여 정지 위치하도록 끌어당긴다.

동일한 것을 달성하는데 사용되는 방안은 제 51 도에 도시되어 있으며, 여기서 스톱신호는 단계(720)에서 카프레임이 정지 상태로 되었다는 것을 지시하는 수단(722)로부터 제공된다(수단(722)은 카 또는 카의 그룹 제어하는 부가적인 역할로 프로세서(532)에 합체될 수 있다). 스톱 또는 스톱 명령 신호가 제공되면, 이에 응답하여, (함께 작용하는 작동기(210) 및 (214)일 수 있는) 작동기(724)는 단계(726)에 도시된 바와 같이 작용신호를 제공하여, (캡(200)일 수 있는) 서스펜션형 캡(728)이 (프레임 (202)일 수 있는) 카프레임에 대해 정지되도록 하여 캡스틸이 인접하여 이에 움직임이 없도록 한다.

유사한 세트의 스톱(730, 732)온 제 15 도의 카에 대해 각 랜딩에서 제공되어 당겨지게 되며, 제 15 도의 것과 같은 유사한 절차가 진행될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 전자기, 무접점형 작동기를 이용하며 특히, 서스펜션형 또는 지지형카에 관해 승강구 레일에 관련하여 제 15 도에 도시된 바와 같은 전자기 작동기를 사용하지만, 접점형 능동 작동기를 이용할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 제 49도에는 승강구벽(752)에 부착된 표준 레일(750)이 도시되어 있는데, 표준 레일(750)은 엘레베이터 카를 가이드하기 위해 이와 접촉하는 휠(754, 756, 758)을 가진 3개의 접점형 작동기를 가진다. 제 50 도는 작동기(760)중의 하나를 상세히 도시한 것으로, 작동기(760)는 솔레노이드(762)와 함께 작동되는 그에 관련된 휠(754)을 가지며, 솔레노이드(762)는 전술한 무접점 형태의 전자기 작동기에 사용된 코일 열과 유사한 코일(764)을 갖는다. 다른 휠(756, 758)도 이들과 연련된 유사한 솔레노이드를 가질 것이다.

다시 제 49 도를 참조하면, 엘리베이터 시스템 내에 각각의 엘리베이터에 대한 하나 이상의 가이드 레일을 제공하여, 바닥 사이를 상 하로 이동할 때 카를 가이드하고 안정화시키는 것은 표준적인 예이다. 이러한 유도 레일에서, 카상에 스프링에 의해 설치된 휠은 전형적으로 카의 가이드 및 동작 제어를 위해 레일상으로 운행한다.

엘레베이터카는 특정 운행 경로를 따라 유지되도록 가이드될 필요가 있기 때문에, 가이드 레일은, 예를 들어, 통상적인 엘리베이터 동작 및 비상정지로부터의 발생할 수 있는 모든 힘을 견뎌낼 수 있어야 한다. 일반적으로, 가이드 레일은 엘리베이터를 경로 경로내에 구속될 수 있는 소정의 형상을 가질 수 있다. 문제는 가장 경제적인 형상을 검출하는데 있다.

현재는 제 49 도에 도시된 바와 같은 장치내에 전형적으로 가이드 레일의 다른 부분을 운행하는 3개의 휠을 가진 엘리베이터와 함께 반전된 T자 형상 섹션을 가진 레일이 표준이다. 도면에 도시된 바와 같은 휠중 두개는 직접 대향하고, 세번째는 다른 두개 사이에 T 자의 말단부상으로 운행한다.

그러나, 이러한 표준 반전형 T자 레일을 갖는 문제는 강도에 비해 중량이 상당히 많이 나간다는 것이며, 이에 따라 원하는 강도 대 중량비를 가질 수 없다.

본 발명은 개선된 유도레일 설계를 제공하도록 설계된다. 이것은 비교적 적은 중량을 가지며 적어도 동일량의 강도도 얻을 수 있거나, 표준 반전형 T 자 섹션 레일보다 적어도 더 높은 강도 대 중량비를 얻을 수 있고, 표준 설치 설계에 의해 달성된 바와 같이 (동일하지 않거나 혹은 클 경우) 비교할 만한 가이드의 크기 및 안정한 제어를 달성할 수 있다. 더욱이, 개선된 설계는 제 5 도 및 제 7 도에 제의된 사용에 특히 적합하다.

엘리베이터의 창시자와 관련된 다른 사람들이 예를 들어 V자의 외측 분기 측면상에 운행하는 2개의 휠을 가진 V 자형 섹션을 가진 것(예를 들어, 1873년 1월 7일 찰스알 오티스의 미합중국 특허 제 134,698 호)와 같은 가이드 레일에 대한 다른 구성을 제의하였지만, 이들 각각은 본 발명에서 얻어진 바와 같은 양호한 강도대 중량비를 갖는 바람직한 제어 조합을 획득하는데 실패한 것으로 드러났다.

또다른 알려진 구성으로 파이프와 유사한 곡면관 형상이 있으나, 이러한 설계는 안전 브레이드에 의한 비상정지가 불필요한 경우로 일반적으로 제한되었다. 가이드 레일에 대한 고려된 다른 형상은 또한 예를 들어, 단부 탭을 가진 반전된 평편한 바닥반전 U 자형과 약간 유사한 햇(hat)형, 벨(bell)형 및 직각관 형상을 포함하였다.

전체 엘리베이터 카 가이드 시스템과, 이 시스템의 설치 및 엘리베이터 시스템의 다른 부분과의 상호 관계에 관한 보편적인 정보에 대해 표준 설치형 T자형 섹션을 사용하는데, 이는 예를 들어, 실더만등에 의해 기술되어 1988년 12월 7일 공고된 Elevator Car System with Three Guide Rails이란 명칭의 미합중국 특허 제 4,793,411 호와, 타카무라 등에 의해 기술되어 1972년 6월 13일 공고된 Guiding and Dampening Device란 명칭의 미합중국 특허 제 3,669,222 호와, 안도(Ando)에 의해 기술되어 1988년 7월 5일 공고된 Control System for Elevator Cage Guide Magnets이란 명칭의 미합중국 특허 제 4,754,847 호에 개시되어 있다.

제 53 도 및 제 54 도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 특성의 길이방향으로 연장된 유도레일(1)의 바람직한 실시예는 단부탭 부분(4) 내에 종단하는 다리를 갖는 바람직하게 일체로 형성된 2개의 분리 블레이드 또는 다리(3)를 갖는 몸체 또는 블레이드 섹션(2)을 포함한다. 단부탭 부분은 가이드 레일(1)을 빌딩 구조체에 설치 및 고정하는데 사용된다. 두개의 분기 다리는 이들 사이에서 보이드(3A)를 형성한다.

제 53 도에 도시된 바와 같이, 3개의 가이드 휠(5A, 5B 및 5C)은 제 52 도내에 도시된 바와 같은 T 형 가이드 레일 갖는 형태 및 이 구조와 유사한 몸체 또는 블레이드 섹션(2)과 인터페이스한다.

두개의 양쪽 휠(5A 및 5B)은 블레이드 섹션(2)의 양측면에 대해 지탱하고, 중간 휠(5C)은 블레이드 섹션의 말단 팁에 의해 지탱된다.

T자형과 Y자형의 비교 특성은 제 55 도에 자세하게 비교되는데, 여기서 비교를 위해 예시적인 66 및 72/100 Newton(66.72 NT)T 레일이 사용된다. 제 55 도의 표(1 및 2)는 두개 형상의 대응하는 치수 및 특성을 제공하는데, 대응 Y자 형상은 중량에 있어 약 18% 정도 줄어들고 종래 기술의 T자형 레일을 대체할 수 있음을 보여주고 있다.

따라서, 표(2)에 도시된 바와 같이 본 발명의 Y자형은 대응하는 T자형보다 섹션 특성이 약간 더 나으며, 중량은 약 18% 더 적다. 두 형상의 전제 크기는 즉, T 자형에 대해 12.7cm × 8.89cm이고, Y 자형상에 대해 13.02cm × 9.53cm 로 거의 동일하다(표1).

T 자형 레일에 사용되는 롤러 가이드, 슬라이드 가이드, 안전 장치등과 같은 모든 제공장치는 어떠한 변경없이 본 발명의 Y자형과 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제 53 도의 다리 또는 블레이드(3)는 제 54 도에 도시된 바와 같이 지지휠 또는 자속에 사용될 수 있음에 유의하여야 한다.

본 발명의 Y자형 레일은 예를 들어 각기 4.88m인 바람직한 길이로 스틸밀에서 회전될 수 있다. 블레이드의 가공은 T 자형 레일에 대해 이루어졌던 유사한 형태로 밀링 또는 플랜닝 기계내에서 쉽게 행해질 수 있다. 매칭 슬롯의 절단 및 Y자형 가이드 레일내에서 구멍을 뚫는 것이 전형적으로 포함될 수 있으며 T 자형 레일에서와 같이 쉽게 이루어질 수 있다.

제 56 도 및 제 57 도는 본 발명을 수행하는 다른 수단의 일실시예를 도시한 것으로, 롤러 클러스터(1000)를 상세하게 도시한 능동형 롤러 가이드의 형태이다. 상기 롤러중 하나(측면식)는 다른 나머지 두개의 롤러에 대해 높이 의지하지만, 상기 롤러 클러스터(1000)는 레일상에 위치한 각각 통상의 롤러 배열임을 이해하여야 할 것이다. 그러나, 일반적으로 이러한 클러스터는 수동적으로 사용되는 것으로만 알고 있지만, 작동기와 함께 사용되는 종래의 롤러 클러스터는 알지 못하고 있다.

상기 클러스터(1000)는 측면식(side-to-side)가이드 롤러(1002)와 전후식(front-to-back) 가이드 롤러(1004, 1006)를 구비하고, 롤러 클러스터(1000)는 베이스면(1008)상에 장착되고, 베이스면(1008)은 엘레베이터 캡 프레임 크로스헤드(도시되지 않음)에 고정된다. 가이드 레일(1001)은 전형적이고 일반적인 T-형 구조로, 이러한 T-형 구조는 승강 구역에 고착되기 위한 기초 플랜지와, 롤러(1002, 1004, 1006)를 향해 승강구속으로 돌출된 브레이드(1014)를 구비한다. 브레이드(1014)는 말단 대향면(1016)과 측대향면(1018)을 구비하고, 말단 대향면(1016)은 상기 측면식 롤러(1002)에 의해 결합되고, 측대향면(1018)은 상기 전후식 롤러(1004, 1006)에 의해 결합된다. 가이드 레일 브레이드(1014)는 롤러 클러스터 베이스면(1008) 내의 슬롯(1020)을 관통하여 연장되어, 그 결과 상기 롤러(1002, 1004, 1006)는 블레이드(1014)에 결합된다.

제 57 도에 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 측면식 롤러(1002)는 링크(1022)상에 굴대로 지지되고, 링크(1022)는 피봇민(1026)을 거쳐 굴대받이(1024)상에 피봇으로 장착된다. 굴대받이(1024)는 베이스 면(1008)상에 고착되고, 링크(1022)는 코일 스프링(1030)의 하나의 끝단을 수용하는 컴(1028)을 구비한다. 스프링(1030)의 다른 한끝단은 스프링 가이드(1032)에 결합되고, 스프링 가이드(1032)는 압축형 볼나사 조절 장치(1034)의 끝단에 볼트(1036)에 접속된다. 조절기(1034)는 링크(1022)상에 미치는 힘을 변경하도록 스프링(1030)의 힘에 의해 연장 또는 수축되며, 이로인해 롤러(1022)가 연장 또는 수축하게 된다. 볼나사 장치(1034)는 플렛폼(1040)에 볼트 결합된 U자형 링크(1038)상에 장착되고, 순차적으로 플렛포옴(1040)은 블랭켓(1042, 1044)에 의해 베이스면 (1008)에 고착된다. 플렛포옴(1040) 및 블랭켓(1042)(1044)을 사용함으로서 상기 조립체는 기존의 베이스면(1008)상에 직접 위치한 종래의 롤러 가이드상에 개장될 수 있다. 볼 나사장치(1034)는 전기 모터(1046)로 구동된다. 본 발명에 연관되어 사용하기 적합한 볼나사 작동기는 뉴저지 07702 스루스버리 박스 11의 Motion Systems사 제품일 수 있다. 작동기 모터(1046)는 직류 또는 교류 모터이고, Motion Systems사 제품에 적용할 수 있다. 모션 시스템 모델 85151/85152의 작동기는 특히 본 발명에 사용하기에 적합하게 제조되었다. 이 장치는 모터 속도 감소를 위해 기어 감속기(1048)에 연결된 직류 또는 교류 모터(1046)를 구비하여, 상기 볼 구동 작동기를 구동한다. 볼 구동 작동기는 주전원식 볼 나사(1034)로, 도면에 덮개만 도시된 브러쉬리스 교류 모터가 제공될 수 있다. 개략적으로 도시되었지만, 위치차계 또는 광센서와 같은 위치 센서(1049)는 상기 감속기(1048)와 상기 스프림 홀더(1032)의 배면상에 위치한 립부에 부착됨으로씨 카프레임에 부착되어, 상기 나사의 직선 연장 거리를 측정할 수 있다. 물론, 또다른 위치 센서도 적합하게 사용될 수도 있다.

가이드 롤러(1002)는 축단(1050)상에 굴대지지되고, 축단(1050)은 상기 링크(1022)의 상측 끝단내의 조절형 리셉터(1052) 내에 장착된다. 피봇 정지기(1054)는 나삿니를 낸 로드(1056)상에 장착되고, 로드(1056)는 굴대 받이(1024)의 상측 끝단(1060) 내에 형성된 통로(1058)을 관통 연장되어, 링크(1022) 내의 구멍(1062)에 나사결 합된다. 정지기(1054)는 상기 굴대받이(1024)와 선택적으로 배치되어 작동하며, 핀(1026)을 중심으로 시계방향으로 링크(1022)의 이동신장을 제한할 수 있도록 한다. 이로인해, 상기 레일로부터 멀어지는 방향으로 상기 롤러(1002)의 이동신장이 제한될 수 있으며, 이러한 방향은 화살표(D)로 도시되어 있다. 굴대받이(1024)는 오목부(1064)를 갖도록 형성되고, 오목부(1064)는 마그네틱 버튼(1066)를 구비하고, 마그네틱 버튼(1066)은 화석류 원소 화합물을 함유한다. 싸마리윰 코발트는 화석류 원소 화합물이므로 마그네틱 버튼(1066) 내에 사용될 수 있다. 스틸 튜브(1068)는 상기 링크(1022)를 관통하여 연장되는 통로내에 장착되고, 이러한 스틸 튜브(1068)는 홀 효과 검출기(도시되지 않음)를 그것의 끝단(1070)에 최대로 근접하여 구비한다. 마그네틱 버튼(1066)과 홀 효과 검출기는 근접 센서를 형성하고, 최대 근접센서는 전기 모터(1046)에 등력을 제어하는 스위치에 사용가능하게 연결된다. 근접 센서는 마그네틱 버튼(1066)과 스틸 튜브(1068) 사이의 이적거리를 검출하고, 이러한 이격거리는 상기 피봇 정지기(1054)와 상기 굴대받이(1024) 사이의 거리를 나타낸다. 그 결과, 튜브(1068)와 그것의 홀 효과 검출기가 상기 마그 네틱 버튼(1066)으로부터 이격되어 이동될때, 피봇 정지기 (1054)는 굴대받이(1024) 방향으로 이동하게 된다. 상기 검출기는 상기 검출기와 마그네틱 버튼(1066) 사이의 갭의 크기에 비례하는 신호를 발생하고, 이 신호는 전기 모터(1046)를 제어하도록 사용되고, 그 경우 그것에 의해 상기 볼 나사(1034)잭이 상기 링크(1022) 및 롤러(1002)를 상기 레일로 또는 그것으로부터 원거리로 이동시키게 된다. 사용되는 제어 시스템의 형태에 따라서, 정지기(1054)는 접속을 방지하거나 적어도 상기 굴대받이(1024)와의 굳어진 긴 접속을 방지할 수 있다. 이로 인해, 롤러(1002)는 상기 스프링(1030)에 의해 지속적으로 감쇠되고, 상기 정지기(1054) 및 굴대받이(1024)에 의해 상기 베이스면(1008)에 정지되지 있을 것이다. 편중 하중 또는 다른 직접적인 카의 힘에 의해 발생하는 카의 축방향 경사가 또한 수정된다. 전술한 바와 같이, 전기 모터(1046)는 역회전 가능한 모터일 수 있으며, 이 모터는 캡의 각 측면상에서 조정이 상기 레일 내부 및 외부 방향으로 조정될 수 있다.

이제 제 56 도, 제 57 도 및 제 58 도를 참조하면, 전면 및 뒷면 롤러(1004, 1006)가 상기 베이스면(1008)상에 장착되는 것이 입증될 것이다. 각각의 롤러(1004, 1006)는 피봇 핀(1072)에 연결된 링크(1070)상에 장착되고, 피봇 핀(1072)은 크랭크 아암(1074)을 롤러(1004, 1006)로부터 원거리의 끝단에 지지된다. 롤러(1004, 1006)의 축단(1076)은 링크(1070) 내의 조정가능한 요홈부(1078) 내에 장착된다. 피봇핀(1072)은 슬릿 버싱(1080) 내에 장착되고, 슬릿버싱(1080)은 기초 블록(1084) 및 덮개판내에 형성된 홈(1082) 내에 밀봉되고, 기초블록(1084) 및 덮개판(1086)은 베이스면(1008)상에 함께 볼트 결합된다. 균일 나선형 스프링(1088)(제 59 도 참조)은 공간주(1089)(제 56 도 참조) 내에 장착되며, 그 외측 끝단(1090)은 상기 클랭크 아암(1074)에 연결되고, 내측 끝단(1092)은 회전가능형 콜러(도시되지 않음)에 연결되고, 이러한 회전가능형 콜러는 기어 박스(1094) 내에 장착된 기어 트레인(도시되지 않음)에 의해 회전되고, 이러한 기어 트레인은 역회전 가능한 전기 모터(1096)에 의해 소정의 방향으로 회전할 수 있다. 나선형 스프링(1088)은 롤러(1006)에 대한 현수 스프링으로, 스프링 바어스력을 제공하게 되고, 롤러(1006)는 스프링 바이어스력에 의해 레일 브레이드(1018)에 밀착하게 된다. 롤러가 상기 전기 모터(1096)에 의해 회전되면, 나선형 스프링(1088)은 크랭크 아암(1074) 및 피봇 핀(1072)을 통해 롤러(1006)에 복원력을 제공하여, 카에 발생되는 편중하중과 같이 전후방향의 카힘에 의해 발생되는 전후방향의 캡 경사를 무마하게 된다.

RVDT, 회진 전위차계 등등과 같은 회전 위치 센시는 제 9도의 센서(127a)의 기능을 수행하도록 제공될 수도 있다. 이러한 센서는 크랭크 아암(1074)측 일단부 및 베이스(1008)측 반대쪽 단부에 부착될 수도 있다.

각각의 롤러(1004) 및 (1006)는, 제 69 도에 도시된 바와 같이, 필요하다면 각각의 전기 모터 및 나선형 스프링에 의해 개별적으로 제어될 수 있으며, 그게 아니면, 단지 하나의 모터/스프링 세트에 의해 기계적으로 상호 연결 및 제어될 수도 있다.

롤러(1004)및 (1006)용으로 사용될 수 있는 상호 연결부는 제 60 도에 상세하게 도시되어 있다. 제 58 도 및 60 도에 있어서, 상기 링크(1070)가 하향 연장되는 U-지형 링크(1098)를 가지며, 상기 링크가 그 내부에 형성된 볼트 구멍(1100)을 구비한다는 것을 알 수 있을 것이다. 상기 U-자형 링크(1098)는 장착 플레이트(1008) 내의 간극(1102)을 통해 하향 연장된다. 콜러(1104)는 볼트(1106)에 의해 U-자형 링크(1098)에 연결된다. 연결 로드(1108)는 상기 콜러(1104) 내로 끼워 넣어져 한쌍의 너트(1109)로 고정되며, 상기 너트는 상기 로드(1108)의 나선 단부상에서 나사로 조여진다. 코일 스프링(1110)은 상기 로드(1108)상에 장착되어 상기 콜러(l104) 및 링크(1070)를, 제 60 도에 도시된 바와 같이 피봇 핀(1072)을 중심으로 반시계 방향으로 가압한다. 상기 대향 콜러(1004)는 상기 로드(1108)의 반대쪽 단부에 연결되는 동일 링크 및 콜러 조립체를 가지며, 상기 스프링에 의해 시계 방향으로 가압된다는 것을 이해하게 될 것이다. 전기 모터(1096)에 의한 링크(1070)의 시계방향 이동은 또한 커넥팅 로드(1108)로 인한 대향 링크의 반시계 방향 운동을 초래하게 된다는 것을 감지하게 될 것이다. 동시에, 상기 스프링(1110)은 두 링크가 시로 상기 레일 블레이드의 불연속으로 인해 반대방향으로 선회하도록 할 것이다. 유연하며 부드러운 운행은 커넥팅 로드에 의해 서로 체결된 두개의 롤러 링크에 의해서도 수행된다.

제 60 도에 도시된 바와 같이, 전술된 것과 유사한 정지 및 위치 센서 조립체는 상기 링크(1070)상에 장착된다. 블럭(1112)은 베이스면(1008)에 볼트로 고정되며, 상기 베이스면은 링크(1070)상에 형성된 아암(1114)의 아래에 위치된다. 컵(1116)은 블럭(1112)에 고정되며 마그네틱 버튼(1116)을 포함하며, 마그네틱 버튼은 사마리움 코발트와 같은 희토류 원소로 형성된다.

강관(1118)은 링크 아암(1114) 내의 통로(1120) 내에 장착되며, 강관(1118)의 저단부내에는 홀(Hall)효과 검출기가 부착되는바, 이는 링크(1070)의 위치를 모니터하는 근접 센서를 완결시키기 위해서이다. 피봇 정지수단(1122)은 블럭(1112)의 반대쪽에 위치된 링크 아암(1114)의 단부상에 위치되는데, 이는 레일 블레이드(1014)로부터 이격된 링크(1070)및 롤러(1006)의 선회가능 운동의 범위를 제한하기 위해서이다. 피봇 정지수단(1122)과 블럭(1112)간의 거리는 홀 효과 검출기와 마그네틱 버튼(1116) 사이의 거리에 비례한다. 홀 효과 검출기는 전기 모터(1096)를 작동시킬 수 있는 피드백 신호로서 사용된다. 예를 들어, 상기 정지 수단(1122)이 상기 블럭(1112)으로부터 소정의 거리내에 들어오게 되면, 모터(1096)는 나선형 스프링(1110)을 통해 링크(1070)를 선회하여 정지수단(1122)이 상기 블럭(1122)으로부터 이격되도록 할 것이다. 또다른 예를 들어, 비례, 비례-적분, 또는 비례-적분-미분형 피드백 루우프에 있어서, 위치 신호는 기중에 비교되며 그들 사이의 편차는 루우프에 의해 연속적으로 대략 제로가 된다. 제 57 도의 위치 센서(1049)는 또한 베이스(1008)에 대한 기동기의 위치 궤적을, 제 69 도를 참조로 설명된 바와 같이, 유지하도록 사용될 수도 있다. 좌우튼, 이런 운동은 롤러(1006)를 레일 블레이드(1014)에 대해 가압하며, 커넥팅 로드(1108)를 통해 롤러(1004)를, 제 60 도에 화살표 E 로 도시된 바와 같은 방향으로 가압할 것이다. 롤러(1004 및 1006)의 동시 이동은 편중하중에 의해 생긴 엘레베이터 캡의 경사 또는 기울음을 전우(Front-to-back) 방향으로 수정하게 된 것이다.

제 56 도, 57 도, 및 61 도를 참조하면, 코일(1130, 1132)로 감긴 전자석은 U-자형 코어(1134)상에 장착되고, U-자형 코어는 블랭킷(1044)상에 번갈아 장착된다. 브랭킷 자체는 베이스면(1008)상에 장착된다. 전술된 바와 같이, 상기 볼구동 축(1034)은 볼스크류의 측선을 따라 피봇된 링크(1022)에 대해 힘을 가한다. 링크(1022)는 포인트(1026)에서 선회하며 전자석 코일(1130, 1132)을 향해 피봇 포인트 아래로 하향 연장되며, 면(1138)을 갖는다. 페이스는 전자석 코어(]134)의 코어 면들로부터 분리되는데, 이는 이들 사이의 간극을 가로지르는 전자기 유동을 받아들이기 위해서이다.

제 62 도는 컵(1064)을 도시하는 것으로서, 컵(1064)은 강자성체로 이루어지며, 그 내부에는 희토류 자석이 장착되어 있다. 컵내의 함몰부는, 예로써 도시된 바와 같이, 15mm 정도의 깊이가 될 것이며, 내경은 25mm, 외경은 30mm 정도가 될 것이다. 슬리브(1068)는, 예를 들어, 길이 45mm, 내경 12mm, 외경 16mm를 가질 수 있다. 홀셀(1140)은 상기 튜브(1068)의 개방공 근지에 위치된 것으로 도시되어 있는데, 이는 상기 위치에서 자석(1066)으로부터의 플럭스를 감지하기 위해서이다. 튜브의 조성은, 본 발명의 지심에 따라, 강자성체로서, 이는 상기 자석으로부터의 자속을 감지하는 상기 홀 셀의 능력을 높이며, 또한 롤러 가이드상의 다른 곳에 장착된 전자석에 의해 생성된 자속으로부터 차폐물을 제공하기 위해 사용된다.

위치 변환기용 사양

1. 자기 변환기가 사용될 수 있다.

2. 작동 범위 : 10mm

3. 재현성 : 0.1mm

4. 온도 범위 : 0-55℃

5. 온도 계수 : 0.02%/C

6. 자기장 감도 : 거리 30mm에서 100 가우스는 변환기 출력에 0.5%이상의 영향을 끼치지 않는다.

7. 전압 : 9-15 VDC

8. 리드 : 신호선과 접지선을 분리 사용하고, 피복된 한쌍의 선을 꼬아서 사용함.

제 63 도에는 반응판(1138)의 페이스상에 장작된 홀 셀(1140a)이 도시되어 있으며, 반응판(1138)위에는 전자석 코어(1134)의 돌출부(1134a)가 구비되어 있고, 반응판(1138)은 제 56 도, 제 57 도 및 제 61 도에 도시된 바와 같이, 코일(1130)(또는 돌출부(1130a)로 도시됨)로 감기어져 있다. 상기 센서는 또한 코어 자체의 페이스상에도 장착될 수 있으며, 상기 코어는 상기 위치에서 과열되지 않는다.

홀 센서 조립제용 사양

1. 전자석의 정 또는 반대면상에 적용된다.

2. 작동 범위 : 0.05-1.0 Tesla

3. 정밀도 : 5%까지 허용되지만, 2% 정도가 바람직하다.

4. 비율 : 10 V/Tesla

5. 온도 범위 : 0-55℃

6. 온도 계수 : 0.02%/C

7. 두께 : 20mm를 초과할 수 없다.

8. 전압 : ±12 내지 15 VDC

9. 리드 : 신호선과 정지선을 분리사용하고, 피복된 한쌍의 선을 꼬아서 사용함.

제 57 도를 다시 참조하면, 전후 (front-to-back)롤러(1006)와 한쌍의 전자석(1144, 1146)이 도시되어 있다. 제 58 도(사시도) 및 제 60 도(단면도)에 도시된 링크(1070)의 불럭(1148) 부분은 제 57 도 및 제 60 도(제 58 도에는 도시되지 않음)에 도시된 연장부(1150)를 가지며, 상기 연장부는 코어(1156)와 관련된 한쌍의 코어면에 대향된 면(1152)을 가지며, 상기 코어(1156)상에는 코어(1144)(1146)이 장착되며, 그중 하나의 면(1154)만이 제 60 도에 도시되어 있다.

제 64 도는 강자성체 코어의 측면도로서, 제 56 도의 코일(1130, 1132) 또는 제 57 도의 코일(1144, 1146)을 장착시키는데 사용된다. 도시된 차원은 밀리미터 단위이다. 제 65 도는 동일 코어의 평면도로서, 점선으로 도시된 한쌍의 코일을 따라 도시된 깊이 차원을 갖는다. 제 64 도 및 65 도의 코어는 이득-배향된 (M6) 29 게이지 스틸로 제조되며, 예를 들어, 용접과 같은 수단에 의해 앵글 철상에 장착된다.

예를 들어, 코일(1130, 1132)은 쌍으로 구성되며, 각각은 예를 들어, 115mm의 직경을 갖는 와이어로 350번 감겨진다. 코일 연결부는 평행한 재연결을 이룰 수 있도록 직렬 형태로 구성되어야 한다. 와이어 단열재는 중(이중)구조물 GP200 또는 200℃에서 등가 정격으로 될 수 있다. 함침제는 180℃ 또는 그 이상에서 진공상태로 될 수 있다. 코일 소요 전압은 250볼트 정도가 될 것이며, 코일 자체는 고전위로서 25 킬로 볼트정도에서 접지 시험될 수 있다. 접속용 코일 리드는 꼬여진 와이어일 수도 있으며, 직경은 1.29mm, 길이는 약 50cm를 갖는다. 중량은 대략 2.0kg으로서, 철 0.8kg과 동 1.2kg으로 이루어진다. 0.6 Tesla 정도의 자속밀도에서 2 내지 10mm의 에어갭을 갖는 경우, 약 200N(뉴톤) 정도의 힘이 얻어질 수 있다. 이러한 디자인은 전술된 능동 롤러 가이드용으로서 적합하다. 이는 필요로 하는 것 보다 두 배 이상의 가능 출력을 보유한다.

제 66 도는 측면대 측면 제어용으로 엘리베이터카(1144)의 바닥에 장착되어 있는 한쌍의 능동형 로울러 가이드(1140, 1142)를 도시한 것이다. 또한 제 66 도는 대응하는 한쌍의 전자석(1146, 1148)에 대한 제어도 도시한다. 가속도 피이백은 다른 제어 수단을 사용하더라도 전자석용의 상술한 제어회로에 이용된다. 가속도 제어는 제 69 도와 관련된 고출력 작동기(high-force actuator)의 위치 제어에 관하여 상세히 기술될 것이다. 가속도계(l150)는 플랫폼의 바닥에서 측면 대 측면 가속도를 측정하며, 두개의 능동형 로울러 가이드(1140, 1142) 중간에 위치될 수도 있다. 가속도계의 감도의 방향은 S-S라고 명명된 화살표로 도시되며, 승강구벽에 수직할 것이다. 라인(1152)상의 감지신호는 신호 프로세서(1154)에 제공되며, 상기 신호 프로세서(1154)는 이에 응답하여 라인(1156)상에서 힘명령 신호를 제 2 신호 프로세서(1158)에 제공하며, 상기 제 2 프로세서는 더 빠른 응답을 제공하기 위해서 분리된 성분들로서 제조할 수도 있다. 라인(1156)상의 힘명령 신호는 가산기(1160)에서 라인(1158)상의 힘 피드백 신호에 가산되고, 상기 가산기는 라인(1162)상의 힘에러 신호를 한쌍의 다이오드(1164, 1166)를 포함하고 있는 조향 회로에 제공한다. 양의 힘 에러신호는 다이오드(1164)를 통해 전도되지만, 음의 힘 에러 신호는 다이오드(1166)를 통해 전도될 것이다.

제 67 도에 도시된 바와 같은 량의 힘응답과 음의 힘응답 간의 교차부(CROSSOVER) 근방에서 두개의 전자석(1146, 1148)의 갑작스러운 턴-온, 턴-오프의 동작을 방지하기 위해, PWM 제어에 제공된 좌측 및 우측 신호를 바이어스하도록 바이어스 전압을 제공한다. 바이어스 전압은 한쌍의 가산기(1168, 1170)에 의해 전위차계(1l72)로부터 제공되고, 상기 전위차계는 적당한 전압으로 바이어스되어 제 67 도에 나타낸 힘 가산 방법을 제공한다. 이것은 두개의 전자석들간에 원활한 전이를 허용한다. 한쌍의 펄스폭 변조 제어수단(1174, 1176)은 가산기(1168, 1170)로부터의 가산 신호에 응답하며, 가산기(1168, 1170)로부터의 라인(1182, 1184)상의 신호의 크기에 따라서 가변 듀티 싸이클을 갖는 라인(1178, 1180)에 신호를 제각기 제공한다.

라인(1158)상의 힘 피드백은 라인(1188)상의 제 1 힘 신호와 라인(1190)상의 제 2 힘신호에 응답하는 가산기(1186)로부터 제공된다. 자승회로(1192)는 홀 셀(Hall cell)(1196)로부터의 라인(1194)상의 감지 자속 신호에 응답하며 라인(1194)상의 자속 신호를 자승 및 스케일링함에 의해 라인(1188)상에 제 1 힘신호를 제공한다. 이와 유사하게, 자승회로(1198)는 홀셀(1202)로부터의 라인(1200)상의 감지 자속 신호에 응답한다. 홀 셀(1196, 1202)쌍의 로울러 가이드(1140, 1142)의 각 아암(1204, 1206)과 전자석 사이의 자속을 감지할 수 있는 위치에 놓이도록 상기 셀의 각 전자석들의 코어면에 또는 그 대향 코어면에 장착된다.

제 66 도의 신호 프로세서(1158)는 제 18 도 및 24 도와 관련하여 상세히 기술했던 보정을 수행하도록 프로그램된 것이다.

제 66 도의 신호 프로세서는 제 68 도에 더욱 상세히 도시되어 있다. 상기 프로세서에서 집적 회로(1230)는 라인(1156)상의 제 1 명령신호, 라인(1194)상의 제 1 자속 신호 및 라인(1200)상의 제 2 자속신호에 응답하며, 제 66 도에 도시된 바와 같이 라인(1162)상에 힘에러 신호를 제공한다. 집적회로는 아날로그 소자 AD534일 수 있다. PI 제어장치(1252)는 힘에러신호를 증폭하고, 볼트당 100 볼트(이득이 100힘) 회로를 통해서 제 66 도에 개략적으로 도시된 것과 유사한 정밀형 정류기 또는 다이오드 조향회로(1164, 1166)에 라인(1254)상의 증폭신호를 제공한다. 인버터(1258)는 조향회로(1164)의 출력을 변환시켜서, 가산기(1168, 1170)로 인가된 라인(l260, 1262)상의 신호들이 대응하는 극성을 갖게 한다. 라인(1182, 1184)상의 가산신호는 PWM 제어 장치에 제공되며, 상기 제어장치는 시그네틱스(Signetics)NE/SE 5560 유형의 제어장치일 수 있다. 제어장치는 라인(1178, 1180)상에 가변성 듀티 싸이클 신호를 제공하는데, 이 신호는 또한 고전압 게이트 여진 회로(1260, 1262)에 제공되고, 여진 회로는 브리지 회로(1264, 1266)에 게이팅 신호를 제공하고, 브리지 회로는 전자석(1146, 1148)에 전류를 제공한다.

증폭기(1268, 1270)는 브리지의 신호를 감시하여, 과전류가 존재하는 경우에는 정지신호를 PWM 제어장치(1174, 1176)에 제공한다.

또한, 기준 신호는 전위차계(1272)에 의해 비교기(1274)로 제공될 수도 있는 바, 상기 비교기는 전류 센서(1270)의 출력을 기준 신호와 비교하여 라인(1276)상의 출력신호를 OR 게이트(1278)에 제공하고, OR 게이트는 전류 센서(1270)상의 신호가 기준 전위치차계(1272)로부터의 기준을 초과한 경우 라인(1276)상의 신호를 라인(1280)상의 신호로서 고압 게이트 구동기(1262)에 제공한다. 또한, 서미스터 또는 열전쌍(1282)은 상기 회로의 방열만의 사용하여, 비교기(1286) 내에서 라인(1284)을 과온 기준 신호와 비교할 수 있다. 비교기(1286)는 방열판 온도가 과온 기준을 초과한 경우 라인(1288)상의 출력신호는 OR 게이트 전류 및 과열을 갖는 전술한 보호용 회로소자의 대부분은 1번 자석(1146)의 H-브리지용으로 도시되어 있지 않았지만, 동일한 부분은 도면을 단순화하기 위해 나타내지 않았을 뿐이지 브리지에 대해 동일하게 제공될 수 있음을 이해하여야 한다.

다시 제 69 도를 참조하면, 제 66 도의 측면 대 측면 능동형 로울러 가이드(1140, 1142)와 같은 한쌍의 대향 가이드의 제어 설계로 도시하는 시스템도가 도시되어 있다. 상기 도면은 예를 들어 한쌍의 소형 작동기(1146, 1148)용의 상기에서 상세히 설명한 바와 같은 가속 피드백과, 스크류 작동기(1300, 1302)와 같은 한쌍의 고출력 작동기용의 위치 피드백(position feedback)을 모두 포함한다. 또한 제 69 도의 설계도는 개별적으로 제어되는 전면 대 후면 대향(동일한 레일 블레이드의 반대쪽 측면들) 현수부(suspension), 즉, 제 6 도와 같이 기계적으로 연결되어 있지 않는 것에 이용할 수 있다. 제 69 도에 도시되는 엘리베이터가 질량(1304)은 가산기(1308)로부터 라인(1306)상의 순힘 신호의 작용을 받는데, 상기 가산기는 라인(1310)상의 외란결과 라인(1312) (1314, 1316, 1318, 1320 및 1322)상에 나타낸 복수개의 힘에 반응하여 모두 더한다. 라인(1310)상의 외단력은 복수개의 외란격으로 나타낼 수도 있다. 이 외란력은 직접 카력 또는 레일 유도력을 포함할 수도 있다. 상기 두 유형의 힘들간의 구분에서 직접 카력은 힘이 세지만, 바람과 같이 느리게 작용하거나 또는 하중 불평형과 같이 정적인 반면에, 레일 유도력은 고주파수의 외란력이 작다. 선(1312 내지 1322)에 나타난 힘은 라인(1310)에 나타난 외란력을 방해하는 힘을 나타낸다. 어떤 경우이든 라인(1306)상의 네트힘은 엘리베이터 질량을 라인(1304)상에 나타낸 가속도에 의해 명백히 가속시킨다. 엘리베이터 시스템은 적분기(1326)에서 지시된 바와 같이 가속도를 적분하고, 상기 적분기 라인(1328)에서 지시된 바와 같이 일정 속도를 이동하는 카를 나타내며, 또한 상기 속도는 적분기(1330)에 지시된 바와 같은 엘리베이터 시스템에 의해시 라인(1332)에 지시된 바와 같은 엘리베이터카 질량에 대한 위치로 적분된다.

제 66 도의 신호 프로세서(1158)로 도시된 바와 같이, 상기 전자석(1146, 1148) 및 구동기는 가산기(1338)로부터 라인(1336)상의 신호에 응답하는 블록(1334)으로써 제 69 도내에 함께 도시되고, 이러한 가산기(1338)는 제 66 도의 상기 디지탈 신호 프로세서(1154)로부터 라인(1156)상의 강제 명령 신호에 차례로 응답하며, 상기 전자석(1146, 1148) 및 드라이버는 유사한 번호(1154)로 붙여져 필터 및 보상으로써 제 69 도내에 도시되어 있다. 이러한 불록은 제 4 도 및 제 5 도와 연관되어 상세하게 설명된 상기 보상 및 필터링을 지탱하게 된다. 라인(1340)상의 위치 제어 가속 신호는 라인(1398)상의 상기 갭 에러 신호로부터 제공될 수 있다. 가속 신호는 상기 신속한 제어를 제공하도록 사용될 수 있어서 상기 지속제어를 보조하게 된다는 것만을 설명하기로 한다. 또한, 이러한 보조는 상기 가속도계로 직접 감지함으로써 본질적으로 제공된다. 제 66 도의 상기 가속도계(1150)는 제 68 도내에 상기 승강기 카의 가속도계 응답하는 상태로 도시되고, 가속도의 수직성분에 의해 방해된 것으로서 라인(1324)상에 도시되며, 라인(1350)상에 도시된 바와 같이, 가산기(1352) 내의 상기 실가속도와 총합된 상태이다. 그 결과, 제 66 도 내에 도시된 상기 S-S 로 분류된 라인상의 상기 측면 방향의 가속도는 미소한 수직성분에 의해 방해되어, 라인(1152)상의 신호는 완전하게 단일한 측면방향의 가속도가 되지 못하게 된다. 유사하게, 가속도계는 신호 라인(1354)상에 도시된 바와 같이 편차를 갖게 되고, 신호라인(1354)은 상기 가속도계(1150)의 출력 과 가산기(1356) 내에서 총합된 상태로 도시될 수 있고, 그 결과 정확하지 않은 가속도 신호가 나타날 수 있다. 결과적으로, 감지된 가속도 신호는 라인(1358)상에서 상기 프로세서(1154)에 제공된다. 이상으로 상기 가속도 루우프의 설명을 마친다.

제 66 도의 두개의 전자석(1146, 1148)은 서로 위치 또는 파이팅에 대한 문제점을 갖지 않는 것으로 이해되는데, 그 이유는 상기 두개의 전자석사이에 각각의 제어가 가이드되기 때문이다. 마주하는 두개의 큰 규격의 작동기 경우에 대해, 예를 들면 상기 두개의 볼 나사 작동기(1300, 1302)애 대해, 그것들을 작동하는데 있어서 유사한 문제점을 갖게 되는데, 이는 그들 상호간에 파이팅될 수 있기 때문이다. 이제, 상기 작동기의 하나 또는 다른 하나에 가속도를 조정함으로써 제 66도에 도시된 두개의 고출력 작동기(1300, 1302)를 제어하기 위한 개념을 제시한다.

제 69 도에 도시된 바와 같이, 중앙 명령 신호를 증대하는 새로운 기술과 두개의 마주하는 작동기를 제어하는 그 신호를 조정하는 것은 제 70 도와 결합된 상태로 설명될 것이다. 참조 시점은 0 에 의해 표시된다. 한쌍의 승강기 승강구 벽(1360, 1362)은 그것에 붙여진 대응하는 한쌍의 레일(1364, 1366)을 구비한다. 롤러 (1368, 1370)가 대응하는 레일의 표면을 XRAIL2 및 XRAIL1으로 제각기 분류된 거리에서 회전되는 것과 같이, 각 레일의 표면상에서 최초의 부유가 발생된다. 제 69 도에 블록(1371a)로 도시된 스프링 상수(K2)는 롤러(1368)와 작동기(1300) 사이에서 작용하고, 제 69 도에 블록(1371b)로 도시된 스프링 상수(K1)는 롤러(1370)와 작동기(1302)사이에 작용한다. 카(1304)에 대한 작동기(1300)의 위치는 거리(X2)로 나타내고, 카(1304)와 중앙 위치(1371)간의 거리는 상기 중앙의 우측이 양이고 좌측은 음인 거리(POS)로 나타낸다. 승강기(1304)와 레일(1364)의 표면간의 거리는 GAP2로 표시되므로, 엑튜에이터(1364)와 레일의 표면간의 거리는 GAP2-X2로 표시된다. 카(1304)가 중앙에 위치될 때, GAP20은 승강구 벽(1360)과 카(1304)간의 거리를 나타낸다. 카의 다른 측면상에는 유사한 크기의 거리가 도시된다.

제 69 도를 다시 참조하면, 제 57 도에 도시된 감지기(1036, 1070)과 유사한 위치 감지기가 제 70 도의 거리 GAP1을 측정하기 위한 블록(1376)으로 도시되어 있다. 이와 유사하게, 위치 감지기(1378)는 제 70 도의 GAP2 크기를 측정한다. 한쌍의 감지기(1376)(1378)가 제 66 도 및 제 69 도에 도시되어 있지만, 상기 갭(GAP1 및 GAP2)을 측정하는 이러한 기능은, 두개의 GAP 신호사이의 편차를 갖게 됨으로써 얻게 되는 자기 중앙 량의 신호없이도 신호 감지기에 의해 지탱될 수 있음을 이해하여야 한다. 제 69 도의 실험결과에 의해, 측정된 양이 제 70 도내에 도시된 양에 연관된 것으로 이해해야 하고, 이러한 연관성은 다음 식으로 표시된다.

GAP1 = -POS - XRAIL1 + GAP10,

GAP2 = POS - XRAIL2 + GAP20.

제 69 도는 여러 측면에서 제 18 도와 유사하지만, 예외로는 상기 캡의 위치(POS)에 응답하는 두개의 위치 감지기(1376, 1378)가 있고, 이러한 감지기(1376, 1378)는 상기 라인(l332)상에 표시되고, 또한 내측 회선은 상기 큰 작동기를 작동기로 실사용되지 않을 때마다 최초 또는 0 위치로 되돌려 수축시키기 위한 위치 센서를 구비한다. 제 70 도에 도시된 두개의 갭 위치 라인(GAP10 및 GAP20)은 상기 카가 중앙에 위치될 때의 카와 승강구 벽 사이의 거리를 나타낸다. 이들은 GAP1 및 GAP2 라인으로 도시된 실제갭이 발생된 경우 가산기(1384, 1386) 내에 삽입되는 신호로 도시된다. 이들 신호는 상기 시스템을 이해하는 데 유용하게 사용된다.

위치센서(1376, 1378)로부터의 출릭신호는 각 신호 라인(1392, 1394)상의 합산기(1396)에 제공되어, 두신호의 크기간의 편차를 취하여 선(1398)상의 편차(중심제어)신호를 랙필터(1400)에 제공하고, 랙필터(1400)는 선(1402)상의 필터된 중심 제어신호를 접합부(1404)에 제공하는 데, 접합부(1404)는 접합부(1404)와 함께 조향 제어(1409)를 포함하여 선(1402)상의 필터된 중심 신호를 동시에 모두 제공하는 것이 아니라 하나씩 제공한다. 한쌍의 기어형 모터 제어(1410, 1412)가 도시되어 있는데, 이들중 적분블럭(1416 또는 1418)으로 도시된 바와 같은 시스템에 의해 적분될 때 선(1412) 또는 (1414)상에 나타난 바와 같이 비교적 낮은 속도로 하나는 선(1420 또는 1422)상에 도시된 작동기 위치(X1 또는 X2)로 이동함으로써 조향된 중심 명령 신호에 응답하여, 선(1316) 또는 (1314)에 의해 지시되는 힘을 제공하기 위해 스프링 정격(1371d 또는 1371c)을 작동한다. 이러한 제어 시스템에서, 스프링정적(]37내 및 1371d)은 작동기(1410)에 의해 작동되는 동일 스프링과 연관된다. 유사하게 스프링 정격(1371a 및 1371c)은 이 경우 작동기(1412)에 의해 작동되는 동일 스프링과 관련된다. 한쌍의 위치궤환 블럭(1420, 1422)은 선(1420, 1422)에 의해 지시된 작동기 위치에 응답하며, 카에 대한 작동기의 위치를 나타내는 선(1428, 1430)상의 궤환 위치 신호를 제공하기 위한 위치센서를 포함한다. 이를 위치신호는 지 이득 궤환경로를 제공하는 단계가 포함될 수 있는 신호에 따라 종속될 수 있다. 한쌍의 가산기(1432, 1434)는 선(1428, 1430) 궤환 신호 및 조향 제어에 의해 조향된 선(1402)상의 중심 명령 신호에 응답하여 이들 사이의 편차를 나타내는 선(1436, 1438)상의 편차 신호를 제공한다. 정밀한 정류기(1406, 1408)로부터 선(1440, 1442)상의 한쌍의 신호중의 하나의 신호는 선(1402)상의 조향된 중심명령 신호를 포함하며, 나머지 신호는 0이 될 것이다. 0에 의해, 명령은 작동기기를 제로 위치로 되돌리는데 요구되는 것과 동일한 크기를 가지며, 이러한 제로 위치는 1차 서스펜션상에 적어도 원하는 사전 부하를 유지하는데 요구되는 위치임을 나타낸다.

제 71 도를 참조하면, 제 62 도에 도시된 바와 같이 위치트랜스듀서의 응답이 도시되어 있다. 이것은 실험적으로 결정된 응답이다. 비록 특징 트랜스튜서에 대한 응답이 도시되었지만, 선형 위치 센서를 포함하는 어떤 다른 적절한 형태의 위치 센서가 이용될 수 있음을 알수 있다. 선(1392, 1394)상의 두 신호의 합산은 제 70 도에 (도시된 특정 감저장치에 대해 스케일되는) 엘리베이터 카의 변위의 전체 범위에 걸쳐 도시되어 있다. 도시된 실시예에 따라 능동 유도상의 링크의 배치는 단지 10mm의 변위를 갖는 것으로 예상된다. 따라서, 대응하는 두개의 롤러 가이드에 대한 두개의 위치 센서가 제 68 도의 랙필터(1400)에 대한 제공을 위해 제 72 도에 도시된 바와 같이 심없는 응답에 조합될 수 있다.

본 발명은 적어도 하나의 상세한 예시적인 실시예로 도시되고 기술되었지만, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 범위내에서 형태, 상세물, 방법론 및/또는 방안에서 여러가지 변경이 일어날 수 있음을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 설명된 적어도 하나의 예시적인 실시예로서 이하 신규한 특허 청구범위가 제공된 것이다.

Claims (29)

1. 승강구(a hoistway) 내의 엘레베이터 카(an elevator car)를 안정화시키는 장치에 있어서,

   상기 카의 수평 가속도(a horizontal acceleration)에 응답하여, 상기 수평 가속도를 나타내는 크기를 가진 감지 신호(a sensed signal)를 제공하는 가속도계(an accelerometer)와;

   상기 카의 중심설정(center) 도는 높이설정(level)의 정도에 응답하여, 이것을 나타내는 크기를 가진 감지 신호를 제공하는 감지수단과;

   상기 감지된 가속도 신호와 중심설정 및 높이설정 신호에 응답하여, 제어 신호를 제공하는 제어수단과;

   상기 제어 신호에 응답하여, 상기 카를 수평으로 작동시키는 작동기 수단(actuator means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 감지된 중심설정 도는 높이설정 신호에 응답하여, 상기 감지된 중심설정 또는 높이설정 신호를 적분(integrate) 또는 래그 필터링(lag filter)하고, 이 신호를 나타내는 크기를 가진 적분된 또는 래그 필터링된 신호를 제공하는 제어수단과;

   상기 가속도 신호 및 상기 적분된 또는 래그 필터링된 신호에 응답하여, 상기 제어 신호를 제공하는 수단으로서, 상기 작동은 상기 카에 대한 저지력(counterforces)을 상기 가속도와 반대 방향으로 가하여, 상기 카에 대한 질량을 상기 가속도 신호의 상기 크기에 비례하여 효율적으로 부가하고, 상기 적분되거나 혹은 래그 필더링된 신호의 상기 크기에 비례하여 상기 카를 중심설정 또는 높이설정하는, 상기 제어 신호 제공 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어 수단은,

   상기 감지된 중심설정 또는 높이설정 신호와, 선택된 크기를 갖는 비교 신호(a comparison signal)에 응답하여, 상기 감지 신호의 상기 크기를 상기 비교신호의 상기 선택된 크기를 비교하여, 이들간의 차를 나타내는 크기를 가진 편차 신호(a difference signal)를 제공하는 비교기 수단을 포함하고,

   상기 작동기 수단은 상기 편차신호에 응답하여 상기 카를 작동시키는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 작동기 수단은 한쌍의 대향 작동기(a pair of opposed actuators)를 포함하는 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 한쌍의 작동기중 단지 하나의 작동기만이 중앙 크로스오버 영역(a central corssover region)을 제외하고는 한번에 유효한 엘레베이터 카 안정화 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 감지된 중심설정 또는 높이설정 신호는 상기 작동기 수단중의 한쌍의 대향 작동기의 하나 또는 나머지 사이에서 조종(steer)되는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 조종된 신호는 선택된 균형영역(a selected equilibrium region) 내에 상기 대향 작동기 사이에 동시에 스위칭되는 것을 방지하기 위해 바이어싱되는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 수평 가속도는 카 하부 수평축(a car lower horizontal axis)을 따라 상기 가속도를 나타내는 크기를 가진 카 하부 가속도 신호(a car bottom acceleration signal)를 제공하며;

   상기 카하부 수평축에 평행한 카의 상부 수평축(a car upper horizontal axis)을 따라 가속도를 감지하여, 가속도를 나타내는 크기를 가진 카 상부 가속도 신호(a car top acceleration signal)를 제공하는 수단과;

   상기 카하부 가속도 신호에 응답하여, 상기 감지된 카 하부 가속도 방향과 반대하는 방향으로 상기 카하부에 대해 저지력을 가하는 수단과;

   상기 카상부 가속도 신호에 응답하여, 상기 감지된 카상부 가속도의 방향과는 반대 방향으로 상기 카상부에 대해 저지력을 가하는 수단을 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 중심설정 또는 높이설정 감지 수단은,

   수평축을 중심으로 상기 카의 회전의 크기(degree)를 함께 나타내는 승강구 내의 카의 상부 및 하부의 수평 위치에 응답하여, 상기 회전을 나타내는 크기를 가진 하나 이상의 대응 감지 카 회전 신호(one or more corresponding sensed car rotation signals)를 제공하는 독립 양레벨 센서수단(indenpent bilevel sensor means)과;

   상기 하나 이상의 감지 카 회전 신호에 응답하여, 다수의 회전 제어 신호(a plurality of rotational control signals)를 제공하는 제어 수단을 포함하고;

   상기 작동 수단은 상기 다수의 회전 제어 신호에 대응 응답하여, 상기 표시된 회전과는 반대 방향으로 각 높이에서 상기 카를 독립적으로 작동시키는 양레벨 작동기 수단(bilevel actuator means)을 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 작동기 수단은 승강구 내에서 승강구 레일을 따라 상기 엘레베이터를 유도하기 위해 주 서스펜션(a primary suspenslon)과 상기 엘레베이터 사이에 접속되는 엘레베이터 작동가능한 제 2 수평 서스펜션(an elevator actuable secondary horizontal suspenslon)의 부분이고,

    상기 제어 수단은,

    상기 감지된 중심설정 또는 높이설정 신호에 응답하여, 상기 엘레베이터가 상기 승강구 내에서 중심설정 또는 높이설정된 상태로 유지되도록 상기 엘레베이터를 상기 레일에 대해 제어하는 제 1 제어 루우프(a first control loop)와;

    상기 제 2 수평 서스펜션의 작동부분의 파라메타(a parameter of actuator part)를 나타내는 크기를 가진 감지 신호에 응답하여, 적어도 선택된 힘이 상기 주 서스펜션 수단상에 유지되도록 하는 제 2 제어 루우프(a second control loop)를 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 작동기 수단은 승강구 내에서 승강구 레일을 따라 상기 엘레베이터 카를 유도하기 위해 엘레베이터 제 2 수평 서스펜션(ab elevator secondary horizontal suspension)의 작동부분이며,

    상기 제어 수단은,

    상기 승강구에서 상기 엘레베이터의 중심설정 또는 높이설정을 나타내는 크기를 가진 감지 신호에 응답하여, 상기 엘레베이터 카가 상기 승강구 내에서 중심설정 또는 높이설정된 상태로 유지되도록 상기 엘레베이터 카를 상기 레일에 대해 제어하는 외부 제어 루우프(an outer control loop)와;

    상기 엘레베이터의 외란(disturbances)을 나타내는 크기를 가진 상기 감지된 가속도 신호에 응답하여, 상기 제 2 서스펜션의 상기 작동부분을 제어하여 상기 외란을 감소시키는 내부 제어 루우프(an inner control loop)를 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 감지 신호는 선택된 대상물(a selected referent)에 대해 상기 제 2 수평 서스펜션의 상기 작동기 부분의 위치를 나타내는 크기를 갖는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 감지된 중심설정 또는 높이설정 신호는 상기 승강구 내의 상기 카의 수평 위치를 나타내는 크기를 가진 위치 신호인 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 작동기 수단은

    상기 승강구 내의 수직 가이드 레일을 따라 상기 카를 유도하기 위해 상기 카와 반대 방향으로 장착된 한쌍의 롤러 가이드(a pair of roller guides)의 부분이고;

    상기 감지 수단은 상기 롤러 가이드중 하나 이상의 가동 롤러(one or more actuable rollers)와 연관된 상기 카의 중심설정 또는 높이 설정의 정도를 감지하여, 상기 정도를 나타내는 크기를 가진 감지된 중심설정 또는 높이설정 신호를 제공하고;

    상기 제어 수단은,

    상기 감지된 중심설정 또는 높이설정 신호의 크기를 기준신호의 크기와 비교하여, 상기 제어 신호를 이들간의 차를 나타내는 크기를 가진 편차신호로서 제공하는 비교수단과;

    상기 편차 신호에 응답하여, 상기 대향 설치된 롤러 가이드간의 상기 편차신호를 조종(steer)함으로써, 상기 롤러 가이드의 상기 롤러에 관련한 상기 카를 제어하는 조종수단(steering means)을 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 작동기는 지속(magnetic flux)을 제공하는 코일 전류 신호에 응답하여, 승강구벽에 수직으로 장착된 레일을 따라 승강구 내에서 수직으로 운행하는 상기 엘레베이터 카를 제어하는 전자석력 작동기(an electromagnet force actuator)를 포함하고;

    상기 제어 수단은,

    힘명령 신호(a force command signal)에 응답하고, 힘 궤환 신호(a force feedback signal)에 응답하여, 상기 힘명령 신호와 상기 힘궤환 신호간의 크기의 차에 비례하는 크기를 가진 힘편차 신호(a force difference signal)를 제공하는 합산 수단(summing means)과;

    상기 편차 신호에 응답하여, 상기 코일 전류 신호를 제공하는 전류 제어 수단과;

    상기 자속에 응답하여, 상기 자속을 나타내는 크기를 가진 감지된 자속 밀도신호(a sensed flux density signal)를 제공하는 자속 밀도 감지수단(flux density sensing means)과;

    상기 자속 밀도 신호에 응답하여, 상기 자속 밀도 신호의 상기 크기를 그 자체 및 스케일 계수 신호(a scale factor signal)와 곱하여, 상기 힘 궤환 신호를 제공하는 승산 수단과;

    상기 카의 가속도에 응답하여, 상기 가속도를 나타내는 크기를 가진 가속도 신호를 제공하는 가속도계와;

    상기 가속도 신호에 응답하여, 상기 가속도 신호의 상기 크기에 비례하는 상기 힘 명령 신호를 제공하는 힘 명령 수단(force command means)을 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 전류 제어 수단은,

    상기 힘편차 신호에 응답하여, 비례적으로 보상된 신호(a proportionally compensa ted signal)를 제공하는 보상수단(compensation means)과;

    상기 비례적으로 보상된 힘편차 신호에 응답하여, 점호신호(a firing signal)를 제공하는 점호 각도 보상기(a firing angle compensator)와;

    상기 점호 신호에 응답하여, 상기 코일 전류신호를 제공하는 두개의 상한 전파 전력 제어기(a two quadrant, full wave power controller)를 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 힘 명령 수단은 디지틀 신호 처리기(a digital signal processor)이고, 상기 합산수단, 상기 승산수단 및 상기 전류 제어 수단은 아날로그인 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 보상 수단은 비례적분 보상신호(a proportional-integral compensated signal)를 제공하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터카 안정화 장치.
19. 제 1 항에 있어서,

    상기 작동기 수단은 상기 승강구 내에 수직으로 장착된 레일을 따라 상기 카를 수직으로 유도하는 전자석이고;

    상기 카의 중심설정 또는 높이설정의 정도를 감지하는 상기 감지 수단은,

    상기 레일 및 상기 전자석간의 자속밀도를 감지하여, 상기 자속밀도를 나타내는 크기를 가진 감지신호를 제공하는 수단과;

    상기 전자석의 전류를 감지하여, 상기 전류를 나타내는 크기를 가진 감지신호를 제공하는 수단과;

    상기 감지신호에 응답하여, 상기 감지전류 신호의 상기 크기를 상기 감지자속 밀도 신호의 상기 크기로 나누어, 상기 승강구 내의 상기 카의 수평 위치를 나타내는 크기를 가진 위치 신호를 제공하는 수단을 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
20. 제 1 항에 있어서,

    상기 카는 상기 승강구 내의 엘레베이터 카 프레임(an elevator car frame)에 서스펜딩된 캡(cab)을 포함하고;

    상기 가속도 및 상기 감지 수단은 상기 서스펜딩된 캡과 연관된 각각의 파라메타에 응답하여, 상기 파라메타를 나타내는 감지신호를 제공하고;

    상기 작동기 수단은 상기 캡 및 상기 프레임 사이에 위치되고, 상기 제어 신호에 응답하여, 상기 프레임에 대해 상기 서스펜딩된 캡을 수평으로 작동시키는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
21. 제 1 항에 있어서,

    상기 카는 승강구 내의 엘레베이터 카프레임에 서스펜딩된 캡을 포함하고;

    상기 제어 수단은 상기 감지된 가속도 신호에 응답하여, 상기 감지된 가속도 신호의 상기 크기 및 주파수에 따라 선택된 크기를 가진 상기 제어 신호를 제공하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
22. 제 1 항에 있어서,

    상기 제어 수단은 상기 감지된 가속도 신호에 응답하여, 상기 감지된 가속도 신호의 상기 크기 및 주파수에 따라 선택된 크기를 가진 상기 제어 신호를 제공하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
23. 제 10 항에 있어서,

    상기 감지된 중심설정 또는 높이설정 신호는 상기 카와 상기 승강구간의 수평 힘을 나타내는 크기를 가진 힘 신호인 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
24. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,

    상기 가속도계는 상기 카의 수평 가속도를 감지하고, 상기 감지될 수평 가속도를 나타내는 3개의 감지신호를 상기 감지된 운동을 저지하는데 필요한 대응하는 힘을 계산하는 상기 제어수단에 제공하는 적어도 3개의 가속도계를 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 3개의 가속도계중 두개는 제 3 수평축에 수직하는 평행축을 따라 수평 가속도를 감지하기 위해 위치되는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
26. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,

    상기 제어신호의 상기 크기는 제 1 선택 주파수(w₁)보다 적고 제 2 선택 주파수(w₂)보다 큰 부극성 이득(negative gain)(데시벨)과, 상기 제 1 선택 주파수(w₁)와 상기 제 2 선택 주파수(w₂) 사이의 정극성 이득(positive gain)(데시벨)을 갖는 보상 수단에 따라 선택되는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 제 1 선택 주파수는 1Hz 미만인 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치,
28. 제 26 항에 있어서,

    상기 제 2 선택 주파수는 10Hz 미만인 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.
29. 제 1 항에 있어서,

    상기 가속도계는 상기 수평 가속도를 나타내는 감지 신호를 제공하고, 상이한 주파수에서 상이한 크기를 가진 성분 신호를 포함하고;

    상기 제어 수단은 상기 감지된 가속도 신호에 응답하여, 최대 이득 및 최소 위상 편이(minium phase shift)를 선택된 주파수 범위의 중심 영역에서 제공하는 이득 및 위상 편이 대 주파수 성분의 함수에 따라 제각기 증가하거나 혹은 감소되는 상기 성분 신호의 합산을 포함하는 크기를 가진 제어 신호를 제공하는 보상수단을 포함하는 것을 또한 특징으로 하는 엘레베이터 카 안정화 장치.