KR20100063121A - 차체 이격 제어부를 포함하는 다수 차체용 승강로 - Google Patents

차체 이격 제어부를 포함하는 다수 차체용 승강로 Download PDF

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KR20100063121A
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elevator
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KR1020107008397A
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English (en)
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쳉-슈오 왕
아서 씨. 흐수
심정식
신한수
정성락
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오티스 엘리베이터 컴파니
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0006—Monitoring devices or performance analysers
    • B66B5/0018—Devices monitoring the operating condition of the elevator system
    • B66B5/0031—Devices monitoring the operating condition of the elevator system for safety reasons

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  • Elevator Control (AREA)

Abstract

엘리베이터 승강로(16) 내에서 동일한 방향으로 선행 엘리베이터 차체(14)와 후행 엘리베이터 차체(12) 간에 이격 간격이 유지된다. 선행 엘리베이터 차체(14)의 최단 정차 간격(dssl) 및 후행 엘리베이터 차체(12)의 정상 정차 간격(dnst)이 결정된다. 이격 간격(dsep)은 후행 엘리베이터 차체(12)의 정상 정차 간격(dnst)과 선행 엘리베이터 차체(14)의 최단 정차 간격(dssl) 간의 차이가 임계 간격(dthresh)보다 크도록 제어된다.

Description

차체 이격 제어부를 포함하는 다수 차체용 승강로{MULTIPLE CAR HOISTWAY INCLUDING CAR SEPARATION CONTROL}
본 발명은 엘리베이터 제어시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 엘리베이터 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동하는 선행(leading) 엘리베이터 차체와 후행(trailing) 엘리베이터 차체 간의 간격 제어에 관한 것이다.
엘리베이터 시스템 설계의 목적은 엘리베이터 시스템 내에 채용되는 필요한 엘리베이터 승강로의 수를 최소화하는 한편, 빌딩 내에서 승객들 및 화물의 수송 요구들을 효과적으로 충족시키려는 데 있다. 승강로의 수를 줄이고 서비스를 향상시키기 위한 목적의 해법들에는, 보다 빠른 엘리베이터 이동 속도, 보다 짧은 도어 개폐 시간, 진보된 제어 시스템, 급송 엘리베이터들, 빌딩들을 여러 구역들로 나누는 방법 등이 포함된다. 하지만, 많은 층을 갖는 빌딩들에서는, 이러한 방법들이, 엘리베이터가 가속화되는 경우 불안정함을 느끼거나, 도어가 빨리 닫히는 경우 불편함을 느끼거나 또는 승객들이 원하는 층으로 가기 위해 1 회 이상 엘리베이터 차체를 갈아타야할 경우 복잡한 시스템 이용의 결과로서 주저하게 될 수 있다.
승객 수송의 효율성을 증대시키면서도 엘리베이터 승강로들의 수를 최소화하기 위한 한 가지 접근법은 각각의 승강로 내에 다수의 독립적으로 제어가능한 엘리베이터 차체들을 포함시켜 그들 각각이 빌딩 내 대부분의 층 또는 모든 층에 서비스를 제공할 수 있도록 하는 방법이다. 이러한 시스템에서, 각각의 엘리베이터 차체는 엘리베이터 차체들의 안전한 작동을 위하여 소정 간격만큼 서로 이격되어 있어야 한다. 2 대 이상의 엘리베이터 차체가 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동하고 있는 경우, 엘리베이터 차체들 간의 간섭을 피하기 위하여 예측된 정차 및 예측되지 않은 정차와 관련하여 엘리베이터 차체들에 할당되는 운행들(runs)의 타이밍이 중요해졌다.
이상의 관점에서, 본 발명의 목적은 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동하는 엘리베이터 차체들 간에 충분하고 적절한 이격을 보장하기 위한 필요성을 만족시키는 것이다.
본 발명은 엘리베이터 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동하는 선행 엘리베이터 차체와 후행 엘리베이터 차체 간의 이격을 유지하는 것에 관한 것이다. 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격과 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격이 결정된다. 이격 간격은 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격과 후행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격이 임계(threshold) 간격 이상이 되도록 제어된다. 다시 말해, 이격 간격은 선행 차체의 최단 최종(resultant) 정차 위치(위급 정차 상황들 하에서 선행 차체가 정차하는 위치)가 후행 차체의 정상 최종 정차 위치(정상 정차 상황들 하에서 후행 차체가 정차하는 위치)로부터 적어도 임계 간격만큼 이격되도록 제어된다.
지금까지의 일반적인 설명과 후술되는 설명 모두는 예시에 지나지 않고 설명을 돕기 위한 것일 뿐이며, 언급된 바와 같이 본 발명을 제한하려는 것이 아니라는 점을 이해해야 한다.
본 발명의 이러한 특징 및 다른 특징들, 실시형태들 및 장점들은 이후의 설명, 후속 청구범위 및 간략히 후술되는 도면들에 도시된 실시예들로부터 명확히 이해될 것이다.
도 1은 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동할 수 있는 다수의 독립적으로 제어가능한 엘리베이터 차체들을 포함하는 엘리베이터 시스템 일 실시예의 개략도;
도 2는 시간의 함수로서: (a) 선행 엘리베이터 차체의 정상 운행 위치 및 위급시의 정차 위치; 및 (b) 도 1의 승강로 내에서 선행 엘리베이터 차체와 동일한 방향으로 이동하고 있는 후행 엘리베이터 차체의 정상 운행 위치 및 정상 운행 위치를 나타내고 있는 그래프이다.
도면 전체를 통해 동일하거나 유사한 구성요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조부호들을 사용하려 노력하였다.
도 1은 승강로(16) 내에서 서로에 대해 수직방향으로 배치되는 제 1 엘리베이터 차체(12) 및 제 2 엘리베이터 차체(14)를 포함하는 엘리베이터 시스템(10)의 개략도이다. 이 예시에서, 승강로(16)는 층고들(L1-L30)을 포함하는 30 개 층을 갖는 빌딩 내에 배치되며, 제 1 엘리베이터 차체(12) 및 제 2 엘리베이터 차체(14)로 하여금 대부분의 층 또는 모든 층에서 승객들의 요구에 부응할 수 있게 하도록 구성된다. 제어기(18)는 제 1 엘리베이터 기구(20) 및 제 2 엘리베이터 기구(22)에 연결된다. 제 1 엘리베이터 기구(20)는 제 1 엘리베이터 차체(12)의 작동을 위한 기계 조립체를 포함하며, 제 2 엘리베이터 기구(22)는 제 2 엘리베이터 차체(14)의 작동을 위한 기계 조립체를 포함한다.
엘리베이터 차체들(12 및 14)은 층들(L1-L30) 상의 호출 디바이스들(call devices)에 수용되는 서비스에 대한 요구들을 토대로 제어기(18)에 의해[각각의 엘리베이터 기구(20 및 22)를 통해] 독립적으로 제어된다. 제어기(18)는 층들(L1-L30) 상의 승객들로부터의 서비스 요청들을 수신하고 승객들을 각각 그들이 목적한 층으로 효율적이고 안전하게 수송하도록 엘리베이터 차체들(12 및 14)을 제어한다. 제어기(18)는 엘리베이터 차체들(12 및 14)이 승객들의 요청에 부응하고 있는 동안 엘리베이터 차체들(12 및 14) 각각의 배치, 속도 및 가속도(양 또는 음의 가속도일 수 있음)를 모니터링하고 제어한다. 몇몇 실시예에서, 제어기(18)는 각각의 엘리베이터 기구(20 및 22) 내의 위치 및 속도 센서들에 의하여 제어기(18)로 제공되는 데이터를 토대로 엘리베이터 차체들(12 및 14)의 배치 및 속도를 결정한다.
승강로(16)는, 엘리베이터 차체(12)가 엘리베이터 차체(14)의 존재로 인해 접근불가능한 최상부 층을 제외한 모든 층에 서비스를 제공하도록 하며, 엘리베이터 차체(14)가 엘리베이터 차체(12)의 존재로 인해 접근불가능한 최하부 층을 제외한 모든 층에 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 엘리베이터 차체(14)가 L1 층으로의 서비스 요청들에 부응할 수 있도록 승강로(16)는 엘리베이터 차체(12)가 일시적으로 주차될 수 있는 L1 층 아래의 주차 영역을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 엘리베이터 차체(12)가 L30 층에 접근할 수 있도록 하기 위해 엘리베이터 차체(14)가 일시적으로 주차될 수 있는 L30 층 위의 주차 영역을 포함할 수 있다. 30 개의 층(L1-L30)이 도시되어 있으나, 엘리베이터 시스템(10)은 어떠한 수의 층도 포함할 수 있는 빌딩 내에서 사용하도록 구성될 수 있다는 데 유의해야 한다. 또한, 2 개의 수직방향으로 배치되는 엘리베이터 차체(12 및 14)가 도시되어 있으나, 승강로(16)는 빌딩 내 대부분의 층 또는 모든 층에 서비스를 제공할 수 있는 어떠한 수의 엘리베이터 차체도 포함할 수 있다.
엘리베이터 차체들(12 및 14)로 하여금 승강로(16) 내에서 동일한 방향으로 이동하게 하려는 서비스 요구들이 있을 때, 제어기(18)는 2 대의 차체들 중 선행 차체가 급작스럽게 정차(예를 들어 위급 정차)해야 할 경우 2 대의 차체들 중 후행 차체가 실질적으로 정상적인(즉, 제어되는) 속도로 정차될 수 있도록 보장하기 위해 엘리베이터 차체들(12 및 14) 간의 간격을 제어한다. "정상" 정차 속도(및 "정상 정차 조건들 하에서")라는 말은 차체가 주어진 이동 속도에 대해 감속되고 정차되는 제어 속도를 의미함을 이해해야 한다. 따라서, "정상적인" 정차는 대응되는 위급시의 정차로 인해 어떤 때에도 개시될 수 있기 때문에, 후행 차체가 엘리베이터 승강장(landing)에 인접하게 정차되지 않도록 하는 것이 가능하다.
예를 들어, L13 층에 배치된 엘리베이터 차체(12)가 L17 층의 승객 요청에 부응하도록 할당되고, L16 층에 배치된 엘리베이터 차체(14)가 L20 층의 승객 요청에 부응하도록 할당되는 경우, 두 엘리베이터 차체 모두는 각각의 요구에 부응하기 위해 승강로(16) 내에서 상방향으로 이동한다. 이 예시에서, 엘리베이터 차체(14)는 선행 차체이고 엘리베이터 차체(12)는 후행 차체이다. 제어기(18)는 엘리베이터 기구(20)를 제어하여, 선행 차체(14)가 비정상적인(예를 들어, 위급한) 제동 조건들 하에서 급작스럽게 정차하는 경우에는 언제든, 후행 엘리베이터 차체(12)가 정상 정차 조건들 하에서 정차한 후에 선행 엘리베이터 차체(14)로부터 적어도 최소 간격 또는 임계 간격에서 유지되도록 보장한다.
엘리베이터 차체들(12 및 14) 간의 적절한 이격을 결정하기 위하여, 제어기(18)는 각 엘리베이터 차체에 대한 모션 프로파일을 구성하는 다양한 파라미터들을 고려한다. 완전한 이동에 대한(for a complete trip) 위치에 있어서의 시간 변화에 영향을 미치는 파라미터들은 엘리베이터 차체의 "모션 프로파일(motion profile)"이라 지칭된다. 예를 들어, 제어기(18)는 정상 작동 조건들 하에서 각 엘리베이터 차체의 저크(jerk)[즉, 위치의 제 3 시간 유도함수(the third time derivative of position)], 최대 가속도, 최대 정상 상태 속도(steady state speed), 최대 감속도 및 방향(상향 또는 하향)과 관련된 엘리베이터 차체들(12 및 14) 각각에 대한 모션 프로파일을 설정할 수 있다.
차체들(12, 14) 각각에 대한 속도, 방향, 가속도 등이 그들의 궤적 과정에 걸쳐 변하기 때문에, 차체들(12 및 14) 간의 이격 간격(dsep) 또한 변해야 한다[즉, 이격 간격(dsep)은 동적 값이다]. 제어기(18)는 선행 차체의 최단 정차 간격(dssl) 및 후행 차체의 정상 정차 간격(dnst)을 연속적으로(또는 주기적으로) 결정함으로써 동일한 방향으로 이동하는 엘리베이터 차체들(12 및 14) 간의 이격 간격(dsep)을 제어한다. 위의 예시에서는, 엘리베이터 차체(14)가 선행 차체이다. 최단 정차 간격(dssl)은 선행 엘리베이터 차체(14)가 최대 감속도로 감속되는 경우 선행 엘리베이터 차체(14)가 정차하는 데 소요되는 간격이다. 선행 엘리베이터 차체(14)는, 예를 들어 위급한 조건에서 위급 제동이 적용되는 경우 최대 감속도로 감속될 수 있다. 최단 정차 간격(dssl)은 엘리베이터 차체(14)의 부하뿐만 아니라 엘리베이터 차체(14)의 적어도 속도, 방향, 가속도 및 저크의 함수이다. 제어기(18)는, 예를 들어 선행 엘리베이터 차체(14) 및/또는 엘리베이터 기구(22)와 연관된 센서들에 의해 제공되는 데이터를 토대로, 선행 엘리베이터 차체의 속도, 방향, 가속도 및 부하를 결정할 수 있다. 위의 예시에서는, 엘리베이터 차체(12)가 후행 차체이다. 후행 엘리베이터 차체(12)의 정상 정차 간격(dnst)은 후행 엘리베이터 차체(12)의 속도, 방향, 가속도 및 부하뿐만 아니라 제어기(18) 내에 저장된 후행 엘리베이터 차체(12)에 대한 모션 프로파일을 토대로 결정될 수 있다. 정상 정차 간격(dnst)은 반드시 정상 작동 조건들 하에서의 후행 엘리베이터 차체(12)의 감속율의 함수라기보다는, 후행 엘리베이터 차체(12) 내 승객들을 위한 최소 수준의 안락감을 유지하는 감속율의 함수일 수도 있다는 데 유의해야 한다.
상술된 바와 같이, 제어기(18)는 각 엘리베이터 차체(12 및 14)의 측정된 부하 및 모션(예를 들어, 속도, 방향, 가속도 및 저크) 파라미터들을 토대로 선행 엘리베이터 차체(14)의 최단 정차 간격(dssl) 및 후행 엘리베이터 차체(12)의 정상 정차 간격(dnst)을 연속적으로(또는 주기적으로) 결정한다. 이러한 연속적(또는 주기적) 결정들은, 엘리베이터 차체들(12 및 14)의 모션 프로파일들을 토대로 하는 시뮬레이션들, 수치해석, 해석 공식(analytic formulas) 등을 채용하는 모델들을 이용하여 계산될 수 있다. 또한, 제어기(18)는 각 엘리베이터 차체(12 및 14)의 측정된 부하 및 모션 파라미터들을 룩업 테이블(lookup table) 등 내에 저장된 데이터와 비교하여, 즉각적인 정상 정차 간격(dnst) 및 최단 정차 간격(dssl)을 결정할 수 있다. 여하한의 경우에, 엘리베이터 차체들(12 및 14) 각각의 속도, 방향, 가속도 및 부하는 시간에 걸쳐 변하기 때문에 후행 엘리베이터 차체(12)의 정상 정차 간격(dnst) 및 선행 엘리베이터 차체(14)의 최단 정차 간격(dssl)은 실시간으로 결정된다. 이와 같이, 엘리베이터 차체 둘 모두(12 및 14)가 최대 속도로 이동하고 있는 경우, 엘리베이터 차체들(12 및 14) 간에 유지되는 이격 간격은, 엘리베이터 차체들(12 및 14)이 막 이동하기 시작하려 할 때나 정상 정차 조건들 하에서 거의 정차되려 할 때 상기 차체들 사이에서 유지되는 이격 간격보다 크다.
제어기(18)는 차체들(12 및 14) 간의 이격 간격(dsep)이, 선행 차체(14)가 위급 제동 조건들 하에 정차하도록 강제 작동되는 경우에는 언제라도 후행 차체(12)가 정상 정차 조건들 하에서 정차될 수 있어 결과적으로 임계 간격(dthresh) 이상의 차체들(12 및 14) 간의 간격을 유도하도록 보장한다. 몇몇 실시예들에서, 임계 간격은 대략 하나의 층고 또는 2 개의 층고이며; 다른 실시예들에서, 임계 간격은 (차체들이 인접한 층들의 승객들을 동시에 수용할 수 있도록) 하나의 층고보다 훨씬 더 작거나 2 개 층고보다 훨씬 더 클 수도 있다. 또한, 임계 간격(dthresh)은 엘리베이터 차체들(12 및 14)의 정차 간격들을 결정하는 경우 발생될 수 있는 측정 오차들을 고려한 안전 여유(safety margin)를 포함할 수 있다. 여하한의 경우에, 제어기(18)는 차체들 둘 모두가 정상 정차 조건들 하에서 정차되는 경우 다음의 부등식이 충족되도록 보장한다:
Figure pct00001
여기서, yl은 선행 엘리베이터 차체[제공된 예시에서는 엘리베이터 차체(14)]의 휴지(resting) 위치이고, yt는 후행 엘리베이터 차체[제공된 예시에서는 엘리베이터 차체(12)]의 휴지 위치이다.
엘리베이터 차체들(12 및 14) 둘 모두가 동일한 방향으로 이동하고 있는 경우 위의 수학식을 충족시키기 위하여, 제어기(18)는 또한 연속적으로(또는 주기적으로) 후행 엘리베이터 차체(12)에 의해 요구되는 정상 정차 간격(dnst) 및 선행 엘리베이터 차체(14)에 의하여 요구되는 최단 정차 간격(dssl)을 결정한다. 특히, 제어기(18)는 후행 엘리베이터 차체(12)를 제어하여, 선행 엘리베이터 차체(14)가 최대 감속도로 정차되는 경우 후행 엘리베이터 차체(12)가 정상 감속도로 정차되고 선행 엘리베이터 차체(14)로부터 임계 간격(dthresh)만큼 이격되도록 보장한다. 따라서, 이격 간격(dsep)은 시간에 걸쳐 변하며 후행 엘리베이터 차체(12)가 운행하고 있는 시간 동안 제어기(18)에 의하여 연속적으로(또는 주기적으로) 결정된다는 의미에서 동적이다.
dsep의 동적 특성을 이해하기 위하여, Tstart는 개시 시간이고 Tend는 후행 엘리베이터 차체(12)의 운행 종료 시간이라고 가정하자. 또한, xl(T)는 시각 T에서의 선행 차체의 위치이고, xt(T)는 시각 T에서의 후행 차체의 위치라고 가정하자. 또한, 선행 차체의 최단 정차 간격[dssl(T)]은 정차 간격이 토대로 하는 파라미터들(예컨대 속도, 가속도 등) 또한 시간에 걸쳐 변하기 때문에 시간의 함수이다. 이와 유사한 이유로, 정상 정차 간격[dnst(T)] 또한 시간에 걸쳐 변한다. 이 때, 제어기(18)는 Tstart≤T≤Tend에 대하여 다음의 관계를 보장한다:
Figure pct00002
dsep은 시간의 함수로서 변하는 반면, dthresh는 일정하다는 데 유의하는 것이 중요하다.
dsep의 동적 특성의 관점에서, 선행 엘리베이터 차체(12)가 최대 감속도로 정차되는 경우, 후행 엘리베이터 차체(12)가 승강로(16) 내 어느 곳에서나 정상 감속 변수들에 따라 정차되어 후행 엘리베이터 차체(12)의 최종 정차 위치가 선행 엘리베이터 차체(14)의 최종 정차 위치로부터 임계 간격(dthresh)만큼 이격될 수 있다. 후행 엘리베이터 차체(12)가 정상 감속 파라미터들에 따라 소정 정차위치에 가도록 이격 간격(dsep)을 제어함으로써, 예기하지 않은 정차 이외에는 후행 엘리베이터 차체(12)에 대한 승차 품질에 관한 부정적인 영향이 완전하지는 않더라도 크게 회피될 수 있다.
제어기(18)가 차체들(12 및 14) 간의 실제 간격(dact)이 필요한 이격 간격(dsep)보다 작고, 엘리베이터 차체들(12 및 14)이 승강로(16) 내에서 동일한 방향으로 이동하고 있다는 결정을 내릴 때는 언제라도, 제어기(18)는 후행 엘리베이터 차체(12)의 속도를 줄여 필요한 이격 간격(dsep)을 확보할 수 있다. 후행 차체(12)의 속도를 줄임으로써, 선행 차체(14)와 후행 차체(12) 간의 실제 간격(dact)이 증대되며, 후행 엘리베이터 차체(12)의 정상 정차 간격(dnst)이 축소된다. 대안적으로, 제어기(18)는 정상 감속 파라미터들에 따라 후행 엘리베이터 차체(12)를 정차시키고, 후행 엘리베이터 차체(12)가 다시 이격 간격(dsep)을 어기지 않고 원래의 목적지에 대한 서비스를 제공할 수 있을 때에만 후행 엘리베이터 차체(12)의 시동을 재개할 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 제어기(18)는 후행 엘리베이터 차체(12)가 그것의 다음 목적지까지 상방향으로 이동하기 시작하는 시각으로부터 후행 엘리베이터 차체(12) 및 선행 엘리베이터 차체(14) 간의 간격이 수학식 2를 충족시키기에 충분히 커질 때까지 후행 엘리베이터 차체(12)의 시동을 지연시킬 수도 있다. 이렇게 함으로써, 제어기(18)는 수학식 2를 연속적으로 충족시키기 위하여 엘리베이터 차체(12)의 운행 동안 빈번한 조정들을 수행할 필요가 없다. 구체적으로, 일 실시예에서는 후행 엘리베이터 차체의 시동 지연이 필요한 경우를 결정하기 위한 방법이 이용된다. 이 방법은 각 차체의 예측 모션 궤적 모델들(predictive motion trajectory models)을 이용하여, 후행 엘리베이터 차체 및 선행 엘리베이터 차체 둘 모두가 동일한 방향으로 운행되고 있는 시간 동안 수학식 2에서의 조건이 충족될 수 있도록 한다. 0≤T≤Tl에 대해 θl(T)는 선행 엘리베이터 차체가 시각 0에 원래 있던 층으로부터 운행을 개시하여 시각 Tl에 목적 층에 도착하는 경우 예측 모션 궤적 모델에 따른 선행 엘리베이터 차체의 시간 T에 걸친 예측 위치라 두고, 0≤T≤Tt에 대해 θt(T)는 후행 엘리베이터 차체가 시각 0에 원래 있던 층으로부터 운행을 개시하여 시각 Tt에 목적 층에 도착하는 경우 예측 모션 궤적 모델에 따른 후행 엘리베이터 차체의 시간 T에 걸친 예측 위치라 두자. 특정 시각에, 후행 엘리베이터 차체(12)가 소정 층에 정지하여 그것의 목적 층으로의 운행 개시에 대비하고 있고, 선행 엘리베이터 차체(14)가 원래 있던 층으로부터 목적 층까지 Trun 시간 단위 동안 이미 운행하고 있었다고 가정하자(여기서, 0≤Trun≤Tl). 이 경우에, 제어기(18)는 다음의 조건이 충족되는 경우에만 후행 엘리베이터 차체(12)의 운행이 개시되도록 할 수 있다.
Figure pct00003
여기서, 0≤T≤min{Tt,Tl-Tmin}이고;
πnst(T)는 시각 T의 후행 엘리베이터 차체의 예측되는 정상 정차 간격이며;
πssl(T)는 시각 T의 선행 엘리베이터 차체의 예측되는 최단 정차 간격이다.
선행 엘리베이터 차체는 이미 Trun 시간 단위 동안 운행하고 있었기 때문에, 두 엘리베이터 차체들 모두가 운행하고 있는 시간은 시간 0과, (a) 후행 엘리베이터 차체의 운행 시간(Tt)과 (b) 선행 엘리베이터 차체가 운행하고 있는 나머지 시간(Tl-Trun) 중 작은 것 사이에 있다는 데 유의해야 한다. 수학식 3이 충족되는 경우, 후행 엘리베이터 차체(12)는 지연 없이 운행을 개시할 수 있다. 하지만, 수학식 3이 충족되지 않는 경우, 후행 엘리베이터 차체(12)는 소정 시간 동안 대기하며, 상기 수학식 3이 충족되는 지를 재계산할 수 있다(그때까지 Trun은 증가됨). 대안적으로, 다음의 수학식을 만족시키는 최소 Tdelay≥0을 구함으로써 필요한 지연을 결정할 수 있다:
Figure pct00004
여기서, 0≤T≤min{Tt,Tl-Trun-Tdelay}이다.
θl(T), πssl(T), θt(T) 및 πnst(T)에 대한 예측 모션 궤적 모델들은 시뮬레이션 모델, 수치해석 또는 해석 공식의 형태로 계산될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 후행 엘리베이터 차체(12)는 상방향으로 이동하도록 지향되고, 선행 엘리베이터 차체(14)는 정지해 있으며, 선행 엘리베이터 차체(14)와 후행 엘리베이터 차체(12)가 상향 이동하게 될 목적지 간의 간격이 임계 간격(dthresh)보다 작은 경우, 제어기(18)는 선행 엘리베이터 차체(14)가 수학식 2를 충족시키기 위해 충분한 거리만큼 상방향으로 이동될 수 있을 때까지 목적지를 향한 후행 엘리베이터 차체(12)의 상향 이동을 지연시킬 수 있다. 물론, 선행 엘리베이터 차체(14)의 상향 이동 또한 목적지를 향한 후행 엘리베이터 차체(12)의 상향 이동과 동시에 일어날 수도 있다. 하지만, 선행 엘리베이터 차체(14)가 (예를 들어, 승객의 승차/하차 지연들로 인해) 적절한 시간에 상방향으로 이동할 준비가 되어 있지 않은 경우, dthresh에 대한 이러한 잠재적인 이탈에 대처하기 위한 또 다른 방법은 제어기(18)로 하여금 후행 엘리베이터 차체(12)를 수학식 2를 충족시키는 위치에 조건부로 정차되게 하는 것이다.
추가 실시예에서, 두 차체(12 및 14) 모두가 승강로(16) 내에서 동일한 방향으로 이동하고 있고 필요한 이격 간격(dsep)보다 훨씬 더 큰 실제 간격만큼 이격되어 있으며, 선행 엘리베이터 차체(14)가 위급하게 정차해야 하는 경우, 제어기(18)는 3 가지 방법 중 하나의 방법으로 후행 엘리베이터 차체(12)를 정차시키도록 선택할 수 있다. 첫 번째, 제어기는 정상 정차 조건들 하에서 후행 엘리베이터 차체(12)를 바로 정차시킬 수 있다. 두 번째, 제어기(18)는 차체들(12 및 14) 간의 실제 간격이 이격 간격(dsep)과 같아질 때까지 후행 엘리베이터 차체(12)를 계속 이동시키다가, 그 위치에서 후행 엘리베이터 차체(12)를 정상 정차 조건들 하에서 정차시킬 수 있다. 세 번째, 제어기는 정상 정차 조건들 하에서의 정차가 개시되는 경우 후행 엘리베이터 차체(12)로 하여금 상기 위치에서 사전설정된 거리만큼 계속해서 이동하게 하고, 후행 엘리베이터 차체(12) 내의 승객들이 정상적인 방법으로 후행 엘리베이터 차체(12)에서 하차할 수 있도록 특정 층의 승강로 도어(들)에 인접하게 후행 엘리베이터 차체(12)를 배치시키는 위치에서 후행 엘리베이터 차체(12)를 종료(end)시킨다.
이상의 예시들은 두 엘리베이터 차체들(12 및 14) 모두가 상향 이동하고 있는 상황들에 관한 것이었지만, 두 엘리베이터 차체들(12 및 14) 모두가 요청들에 부응하기 위해 하향 이동하고 있는 경우의 엘리베이터 시스템(10)에도 유사한 알고리즘이 적용될 수 있다는 데 유의해야 한다. 이 경우에, 엘리베이터 차체(12)는 선행 엘리베이터 차체이며, 엘리베이터 차체(14)는 후행 엘리베이터 차체이다.
도 2는 시간의 함수로서, 승강로(16) 내에서 동일한 방향으로 이동하는 선행 엘리베이터 차체(14)의 위치(Xl) 그래프 및 후행 엘리베이터 차체(12)의 위치(Xt) 그래프이다. 특히, 라인 30은 시간의 함수로서 정상 작동 조건들 하에서 이동하는 후행 엘리베이터 차체(12)의 위치(Xt)이며, 라인 32는 제어기(18) 내에 저장된 선행 엘리베이터 차체(12)의 모션 프로파일에 따른 시간의 함수로서 정상 작동 조건들 하에서 이동하는 선행 엘리베이터 차체(14)의 위치(xl)이다. 라인 34는 시간의 함수로서 (예를 들어, 위급한 제동이 적용되는 경우) 최대 감속도에서의 선행 엘리베이터 차체(14)의 정차 위치[Yl(T)]를 나타낸다. 다시 말해, 선행 엘리베이터 차체(14)가 라인 32에 그려진(plotted) 대응되는 위치에서 정차되는 경우, 선행 엘리베이터 차체(14)는 라인(34) 상에 그려진 대응되는 위치(즉, Xl + dssl)에서 정차되며, 상기 라인 34 상의 대응되는 위치는 최대 감속의 정차가 개시되는 라인 32 상의 시간 바로 위에 그려진다, 즉 선행 엘리베이터 차체(14)가 최대 감속의 정차가 개시되는 (라인 34 상의) 시간 후의 소정 시간에 (라인 34 상의 위치에서) 정차되더라도, 알아보기 쉽도록 (라인 34 상의) 정차 위치가 동시에 도시되어 있다. 라인 36은 제어기(18) 내에 저장된 후행 엘리베이터 차체(12)의 모션 프로파일에 따른 시간의 함수로서 정상 감속 조건들 하에서의 후행 엘리베이터 차체(12)의 정차 위치[Yt(T)]를 나타내고 있다. 다시 말해, 후행 엘리베이터 차체(12) 라인 30에 그려진 소정 시간에 정상 감속 조건들 하에서 정차되는경우, 후행 엘리베이터 차체(12)는 라인 36 상에 그려진 대응되는 위치(즉, Xt + dnst)에 정차되며, 상기 라인 36 상의 대응되는 위치는 직접적으로 정상 감속도의 정차가 개시되는 라인(30) 상의 시간 위에 그려진다, 즉 후행 엘리베이터 차체(12)가 정상 감속도의 정차가 개시되는 (라인 30 상의) 시간 후의 소정 시간에 (라인 36 상의 위치에서) 정차되더라도, 알아보기 쉽도록 (라인 36 상의) 정차 위치가 동시에 도시되어 있다.
엘리베이터 차체들(12 및 14)이 그들의 운행 개시로부터 이격 간격(dsep)만큼 이격될 수 있도록 하기 위해, 엘리베이터 차체(14)는 라인 32에 도시된 바와 같이 시간 0에 상향 움직임을 개시하는 한편, 엘리베이터 차체(12)는 라인 30에 의해 도시된 바와 같이 그것의 개시 위치에서 유지된다. 엘리베이터 차체(12)가 개시 위치에서 유지되는 시간은 지연 시간 tdelay로서 표시되어 있다. 도시된 실시예에서, 지연 시간(tdelay)은 대략 3.72 초이다. 지연 시간(tdelay)이 지나가면, 제어기(18)는 엘리베이터 차체(12)를 상향 이동시키기 시작한다. 몇몇 실시예들에서, 지연 시간(tdelay)은 상방향으로의 후행 엘리베이터 차체(12)의 모든 서비스 요청이 충족될 때까지 후행 엘리베이터 차체(12)가 상향 이동하기 시작하는 시간으로부터 수학식 2가 충족되도록 설정된다. 다시 말해, 지연 시간(tdelay)은 제어기(18)가 연속적으로 수학식 4를 충족시키기 위해 후행 엘리베이터 차체(12)의 운행 동안 빈번한 조정을 수행할 필요가 없도록 설정될 수 있다. 다른 실시예들에서, tdelay은 엘리베이터 시스템(10) 내에 안전 시간 쿠션(safety time cushion)을 제공하기 위해 필요한 것보다 길어질 수 있으며, 상기 안전 시간 쿠션은 이격 간격(dsep) 결정에 있어서의 오차들을 고려할 수 있다. 후행 엘리베이터 차체(12)가 항상 정상 감속 조건들 하에서 정차될 수 있도록 dsep를 보장하면서 선행 엘리베이터 차체(14)를 가능한 한 근접하게 따르도록 함으로써, 안전성 및 승차 품질과 관련된 사항들을 고려하는 방식으로 엘리베이터 시스템(10)의 급송 성능(dispatching performance)이 향상된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 차체들(12 및 14)이 동일한 방향으로 이동하도록 스케쥴링되어 있지만 이격 간격(dsep)보다 훨씬 더 큰 실제 간격만큼 이격되어 있는 경우, 후행 엘리베이터 차체(12)에는 선행 엘리베이터 차체(14)에 이동 명령이 내려지기 전에 이동하라는 명령이 내려질 수 있다. 이러한 방식으로, 선행 엘리베이터 차체(14)의 시간 지연은 본질적으로 음의 시간 지연이다. 물론, 어떠한 이유에서든, 선행 엘리베이터 차체(14)가 원래 계획되었던 대로 이동을 시작하지 못하고 차체들(12 및 14) 간의 실제 간격이 이격 간격(dsep)과 같아지는 경우, 제어기(18)는 후행 엘리베이터 차체(12)에 정상 정차 조건들 하에 조건부로 정차하라는 명령을 내릴 수 있다. 이와 유사하게, 후행 엘리베이터 차체(12)의 목적지가 선행 엘리베이터 차체(14)의 현재 위치와 상충되는 경우, 제어기는 선행 엘리베이터 차체(14)가 후행 엘리베이터 차체(12)로부터 먼 쪽으로 이동하기 시작하여 후행 엘리베이터 차체(12)가 그것의 목적지에 도달하도록 할 수 있을 때까지 후행 엘리베이터 차체(12)에, 정상 정차 조건들 하에서 조건부로 정차하라는 명령을 내릴 수 있다.
제어기(18)는 라인 36 상에 그려진 후행 엘리베이터 차체(12)의 정상 정차 위치와 라인 34 상에 그려진 선행 엘리베이터 차체(14)의 최단 정차 위치 사이의 간격이 임계 간격(dthresh) 이상으로 유지될 수 있도록 하기 위해 후행 엘리베이터 차체(12)와 선행 엘리베이터 차체(14) 간의 이격을 모니터링한다. 예를 들어, 대략 12.5 초의 시간에, 정상 감속 조건들 하에서의 후행 엘리베이터 차체(12)의 정차 위치(38)(대략 16 층)는 최대 감속 조건들 하에서의 선행 엘리베이터 차체(14)의 정차 위치(40)(대략 17 층)로부터 프로그래밍된 임계 간격(dthresh)에 있다.
본 발명은 엘리베이터 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동하는 선행 엘리베이터 차체와 후행 엘리베이터 차체 사이의 이격 간격을 유지하는 방법에 관한 것이다. 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격 및 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격은 연속적으로(또는 주기적으로) 결정된다. 이격 간격은, 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격과 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격 간의 차이가 항시 임계 간격 이상이 되도록 제어된다. 동일한 방향으로 이동하는 인접한 엘리베이터 차체들의 이격 간격을 제어함으로써, 선행 엘리베이터 차체의 위급 상황 동안에도 인접한 차체들 간의 간섭이 회피된다. 또한, 선행 엘리베이터 차체가 급작스럽고 위급하게 정차해야 할 필요가 있는 경우, 후행 엘리베이터 차체는 정상 감속 파라미터들에 따라 정차하여 후행 엘리베이터 차체의 승차 품질에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 동시에, 후행 엘리베이터 차체가 항상 정상 감속 조건들 하에서 정차할 수 있도록 이격 간격을 보장하면서도 선행 엘리베이터 차체를 가능한 한 가깝게 따를 수 있도록 함으로써, 안전성 및 승차 품질에 관한 사항들이 고려되는 방식으로 엘리베이터 시스템의 급송 성능이 향상된다. 상술된 내용은 본 발명의 예시에 지나지 않으며, 후속 청구범위를 특정 실시예 또는 실시예들의 그룹으로 제한하도록 구성된 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 특정 실시예를 참조하여 특히 상세하게 설명되었으나, 후속 청구범위에서 나열된 본 발명의 보다 넓고 의도된 범위를 벗어나지 않는 다양한 수정 및 변경들이 가해질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
따라서, 명세서 및 도면들은 예시의 방식으로 간주되며 후속 청구범위를 제한하려는 것이 아니다. 본 발명의 상술된 개시내용의 관점에서, 당업자라면 본 발명의 범위 내에서 다른 실시예들 및 수정례들이 존재할 수도 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 본 발명의 개시내용으로부터 취해진 모든 수정례들은 본 발명의 추가 실시예들로서 포함되도록 되어 있다. 본 발명의 범위는 후속 청구범위에 나열된 바와 같이 정의된다.

Claims (19)

  1. 엘리베이터 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동하는 선행(leading) 엘리베이터 차체와 후행(trailing) 엘리베이터 차체 간의 이격 간격을 유지하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    (a) 상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격 및 상기 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격을 결정하는 단계; 및
    (b) 상기 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격과 상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격 간의 차이가 임계(threshold) 간격 이상이 되도록 상기 선행 엘리베이터 차체와 상기 후행 엘리베이터 차체 간의 이격 간격을 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선행 엘리베이터 차체 및/또는 상기 후행 엘리베이터 차체가 상기 승강로 내에서 이동하고 있는 동안 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 반복적으로 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선행 엘리베이터 차체 및 상기 후행 엘리베이터 차체가 상기 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동을 시작하기 전에,
    상기 제어 단계는:
    상기 선행 엘리베이터 차체와 상기 후행 엘리베이터 차체 간의 간격이, 상기 선행 엘리베이터 차체 및 상기 후행 엘리베이터 차체가 상기 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동하고 있는 동안 상기 선행 엘리베이터 차체와 상기 후행 엘리베이터 차체가 적어도 이격 간격만큼 이격되도록 이루어질 때까지 상기 후행 엘리베이터 차체의 시동(start-up)을 지연시키는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 후행 엘리베이터 차체의 시동을 지연시키는 단계는:
    0≤T≤Tt - 상기 후행 엘리베이터 차체가 이동할 시간 - , 상기 후행 엘리베이터 차체의 예측된 위치(θt) 및 예측된 정상 정차 간격(πnst)을 결정하는 단계;
    0≤T≤Tl - 상기 선행 엘리베이터 차체가 이동할 시간 - , 상기 선행 엘리베이터 차체의 예측된 위치(θl) 및 예측된 최단 정차 간격(πssl)을 결정하는 단계; 및
    다음의 수학식,
    Figure pct00005

    이 충족되는지의 여부를 계산하는 단계를 포함하며,
    0≤T≤min{Tt,Tl-Tmin}이고,
    Trun은 상기 선행 엘리베이터 차체가 이미 이동한 시간이고,
    dthresh는 임계 간격이며,
    0≤Trun≤Tl인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격과 상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격 간의 차이가 상기 임계 간격보다 작은 경우, 상기 후행 엘리베이터 차체를 제어하는 단계는:
    (a) 상기 후행 엘리베이터 차체의 속도를 감속하는 단계; 또는
    (b) 상기 후행 엘리베이터 차체를 정차시키는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격을 결정하는 단계는:
    상기 선행 엘리베이터 차체의 속도, 방향, 가속도, 부하, 및 저크(jerk)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 선행 엘리베이터 차체의 적어도 하나의 파라미터를 측정하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격을 결정하는 단계는;
    상기 선행 엘리베이터 차체의 적어도 하나의 측정된 파라미터를 토대로 상기 선행 엘리베이터 차체의 최대 감속도에서의 정차 간격을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격은 위급 상황 동안의 정차 간격인 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격을 결정하는 단계는:
    상기 후행 엘리베이터 차체의 속도, 방향, 가속도, 부하, 및 저크로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 후행 엘리베이터 차체의 적어도 하나의 파라미터를 측정하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격을 결정하는 단계는:
    상기 후행 엘리베이터 차체의 적어도 하나의 측정된 파라미터를 토대로 제어되는 감속율에서의 상기 후행 엘리베이터 차체의 정차 간격을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계 간격은 대략 적어도 하나의 층고에 해당하는 방법.
  12. 엘리베이터 시스템에 있어서,
    승강로;
    상기 승강로 내의 제 1 엘리베이터 차체 및 제 2 엘리베이터 차체; 및
    제어기 - (a) 상기 제 1 엘리베이터 차체 및 상기 제 2 엘리베이터 차체를 작동시키도록 구성되며 - 상기 제 1 엘리베이터 차체 및 상기 제 2 엘리베이터 차체는 엘리베이터 승강로 내에서 동일한 방향으로 작동되며, 상기 제 1 엘리베이터 차체 및 상기 제 2 엘리베이터 차체 중 하나는 선행 엘리베이터 차체이고 상기 제 1 엘리베이터 차체 및 상기 제 2 엘리베이터 차체 중 나머지 하나는 후행 엘리베이터 차체임 - , (b) 상기 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격과 상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격 간의 차이는 임계 간격 이상이 되도록 상기 제 1 엘리베이터 차체와 상기 제 2 엘리베이터 차체 간의 이격 간격을 유지하도록 구성됨 - 을 포함하는 엘리베이터 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격은, 정상 작동 조건들 하에서 상기 후행 엘리베이터 차체의 속도, 방향, 가속도, 부하, 및 저크로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 후행 엘리베이터 차체의 적어도 하나의 파라미터의 함수인 엘리베이터 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격은, 위급한 작동 조건들 하에서 상기 선행 엘리베이터 차체의 속도, 방향, 가속도, 부하, 및 저크로 이루어진 그룹으로부터 선택된 상기 선행 엘리베이터 차체의 적어도 하나의 파라미터의 함수인 엘리베이터 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 최단 정차 간격은 위급 상황 동안의 정차 간격인 엘리베이터 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 선행 엘리베이터 차체와 상기 후행 엘리베이터 차체 간의 간격이, 상기 선행 엘리베이터 차체 및 상기 후행 엘리베이터 차체가 상기 승강로 내에서 동일한 방향으로 이동하고 있는 동안 상기 선행 엘리베이터 차체와 상기 후행 엘리베이터 차체가 적어도 상기 이격 간격만큼 이격되어 유지되도록 이루어질 때까지 상기 후행 엘리베이터 차체의 시동을 지연시키도록 구성되는 엘리베이터 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어기는 다음의 단계들: 즉
    0≤T≤Tt - 상기 후행 엘리베이터 차체가 이동할 시간 - , 상기 후행 엘리베이터 차체의 예측된 위치(θt) 및 예측된 정상 정차 간격(πnst)을 결정하는 단계;
    0≤T≤Tl - 상기 선행 엘리베이터 차체가 이동할 시간 - , 상기 선행 엘리베이터 차체의 예측된 위치(θl) 및 예측된 최단 정차 간격(πssl)을 결정하는 단계; 및
    다음의 수학식,
    Figure pct00006

    이 충족되는지의 여부를 계산하는 단계에 의하여 상기 후행 엘리베이터 차체의 시동을 지연시키도록 구성되며,
    0≤T≤min{Tt,Tl-Tmin}이고,
    Trun은 상기 선행 엘리베이터 차체가 이미 이동한 시간이고,
    dthresh는 임계 간격이며,
    0≤Trun≤Tl인 엘리베이터 시스템.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 임계 간격은 대략 적어도 하나의 층고에 해당하는 엘리베이터 시스템.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 후행 엘리베이터 차체의 정상 정차 간격과 상기 선행 엘리베이터 차체의 최단 정차 간격 간의 차이가 상기 임계 간격보다 작은 경우, 상기 제어기는:
    (a) 상기 후행 엘리베이터 차체의 속도를 감속하거나; 또는
    (b) 상기 후행 엘리베이터 차체를 정차시키도록 구성되는 엘리베이터 시스템.
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