エレベータの位置検出装置および方法
【課題】エレベータ乗りかごの位置を検出するために、昇降路内の所定位置に位置表示体としてデジタル情報を表す遮蔽板３１，３２，３３を配置し、乗りかご側に光電センサ２０（２１−１〜４）を搭載する。このとき、遮蔽板の少ないデジタル情報数で、多くの位置情報を区別して検出する。
【解決手段】各階床１〜ｎを示すための遮蔽板３１−１〜３１−ｎには、４列，２行のデジタル情報を表すようにし、これらの遮蔽板によって、光電センサ２０（２１−１〜２０−４）にて得られたデジタル情報と、エレベータ乗りかごの運転方向情報とを組み合わせて位置を判定するようにすることで、方向別で、対称性を持ってしまうデジタル情報でも、異なる位置情報として活用できるようにした。
【解決手段】各階床１〜ｎを示すための遮蔽板３１−１〜３１−ｎには、４列，２行のデジタル情報を表すようにし、これらの遮蔽板によって、光電センサ２０（２１−１〜２０−４）にて得られたデジタル情報と、エレベータ乗りかごの運転方向情報とを組み合わせて位置を判定するようにすることで、方向別で、対称性を持ってしまうデジタル情報でも、異なる位置情報として活用できるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレベータにおいて、乗りかご位置制御や、乗りかご位置に応じた安全機能の実現に必要となる乗りかご位置の検出装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータでは乗りかごの現在位置から目的階への移動や、現在位置の表示に、システムが昇降路内における乗りかご位置を把握する必要がある。乗りかごの移動は、乗りかごを懸垂するロープを駆動するモータの速度制御と位置制御によりなされる。この際、モータ軸によって回転するエンコーダの出力から、乗りかごの速度や変位量を測定する。乗りかご位置の把握には、変位量のほかに、基準位置が判ればよい。基準位置の検出は、例えば昇降路内の下端などに備えられたスイッチを乗りかごが遮断することによって得られる。このようにして得られる乗りかご位置は、エレベータの制御装置にて、例えば最後に停止または通過した階床番号と、昇降路下端からの距離で表現される。
【０００３】
乗りかごの位置検出を行う装置は、スイッチによる機械式のほか、電子式のものがある。その１つに、乗りかごに備えられる光電センサが、昇降路に備えられる遮蔽板を検出する方法がある。この方法では、乗りかごの光電センサは水平方向に複数配置されており、遮蔽板の水平方向の形状に応じて各光電センサの遮蔽有無が決まる。遮蔽板は水平方向に光電センサ数と同数のビット情報を有することになる。昇降路内における遮蔽板の設置位置に応じて遮蔽板形状を異なるものとし、また遮蔽板間で重複がないようにすることで、乗りかごが遮蔽板を検出したときの光電センサの出力パターン（複数の光電センサの出力組合せ）から、乗りかご位置を検出することができる。
【０００４】
さらに、遮蔽板形状を乗りかご移動方向である垂直方向に可変とし、乗りかごの移動に伴い光電センサの出力パターンを変化させることで、光電センサ数に対し検出可能な位置数を増やす方法が、特許文献１に記載されている。この方法では、遮蔽板は垂直方向にも複数ビット情報を有することになり、１枚の遮蔽板が表現しうる情報量は、遮蔽板が水平方向にのみ複数ビット情報を持つ場合より増大する。
【０００５】
乗りかご位置はエレベータの安全装置にも利用される。例として「終端階強制減速機能」は、乗りかご速度に対し乗りかご位置に応じて異なる上限を設け、この上限を乗りかご速度が超過した場合に停止装置、具体的には駆動モータに対する通電遮断装置、巻上機などに備えられるブレーキ、乗りかごに備えられる非常止め装置などを作動させるものであり、特許文献２に１つの実現方法が記載されている。
【０００６】
エレベータの安全装置の構成は、従来は機械式であった。例えば、乗りかごが通常の運行範囲を超過したことを検出する「リミットスイッチ」があり、リミットスイッチを乗りかごが遮断すると、停止装置が作動する。
【０００７】
近年は、安全装置の電子式への置換も進められている。電子式の安全装置では、昇降路や乗りかごに備えられた各センサからの信号を入力とし、ロジック回路やマイクロコンピュータが入力信号を処理して異常を検出した場合には、エレベータを安全な状態に移行させるための信号を停止装置へ出力する。光電センサによる位置検出装置は、電子式安全装置の入力とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−５１１７８号公報
【特許文献２】特許４４１２１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
遮蔽板へ垂直方向にビット情報を付与する場合、垂直方向に対称な形状の遮蔽板は、各々を検出する際の乗りかごの移動方向が逆のとき、光電センサの出力パターンが同一となってしまう。このため、１つの昇降路内にて異なる位置情報を示す遮蔽板としては利用できず、所定の遮蔽板の水平方向のビット情報数（光電センサ数）、垂直方向のビット情報数で表現しうる情報数に対し、利用可能な位置情報数（すなわち遮蔽板形状数）は少なくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はその一面において、エレベータ昇降路内の複数個所に配置され、配置個所に応じて、それぞれ異なるデジタル情報に相当する形状を乗りかご移動方向ならびにそれ以外の方向に有する位置表示体と、乗りかごに搭載され、前記位置表示体の有する前記デジタル情報のうち、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を読み取るセンサと、前記センサによって読み取られたデジタル情報を用いて前記乗りかごの位置を判定する位置判定手段とを備えたエレベータの位置検出装置において、前記位置判定手段は、読み取った前記デジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報を組み合わせて乗りかごの位置を判定することを特徴とする。
【００１１】
本発明の望ましい実施態様においては、前記位置表示体として、前記乗りかご移動方向以外の方向、例えば乗りかご移動方向に垂直の方向に複数ビットのデジタル情報を表すとともに、前記乗りかご移動方向に複数行に亘って、前記複数ビットのデジタル情報を表すための形状を備えた位置表示体を含むことができ、前記センサは、前記垂直方向に複数ビットのデジタル情報を同時に読み取ることが望ましい。
【００１２】
本発明の望ましい実施態様においては、前記位置判定手段は、直前の位置判定結果と、今回読み取ったデジタル情報、並びに前記エレベータの運転方向情報とを組み合わせて乗りかごの位置を判定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の望ましい実施態様によれば、乗りかご移動方向情報を利用しない位置検出方法と比較して、センサ数と位置表示体の形状に応じて決まる水平方向および垂直方向のビット情報数で表現しうる情報数に対し、位置情報として利用可能な情報数が多くなる。
【００１４】
これにより、所定の位置情報数の検出に必要なセンサ数を少なくすることや、位置表示体のビット情報数を少なくして位置表示体の大きさを小さくすることができ、システムの構築費用を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による位置検出装置を備えたエレベータシステムの全体構成を示す側面図。
【図２】本発明の一実施形態による位置検出装置の入出力関係を示す装置構成図。
【図３】本発明の一実施形態による位置表示体としての遮蔽板の形状図。
【図４】本発明の一実施形態によるエレベータ位置検出装置の機能ブロック図。
【図５】本発明の一実施形態によるエレベータ位置検出装置の処理フロー図。
【図６】本発明の一実施形態による位置検出方法を示す処理フロー図。
【図７】本発明の一実施形態による位置判定ルールを示すテーブル図。
【図８】本発明の一実施形態による位置判定のルールを示す状態遷移図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による位置検出装置を備えたエレベータシステムの全体構成を示す側面図である。乗りかご１は、モータ２がカウンターウェイト１１の繋がれた主ロープ１０を駆動することにより、昇降路内を移動する。モータ２は遮断回路６を介して交流電源７に接続されたインバータ５により駆動される。遮断回路６が作動すると、モータ２の駆動力が消失する。巻上機ブレーキ３はモータ２の駆動を抑制し、乗りかご１に対する制動力を発する。巻上機ブレーキ３は常時作動であり、通電されると作動が解除される。
【００１７】
ガバナロープ１２は、乗りかご１の移動に伴い牽引され、ガバナ１３を回転させる。ロータリーエンコーダ１４はガバナ１３と共に回転してパルス信号を発生する。乗りかご１の変位量はロータリーエンコーダ１４のパルス数の変化量を積算することにより、乗りかご１の速度は同パルス数の変化量の時間平均を演算することにより得られる。乗りかご１の下部には、光電センサユニット２０が備えられており、昇降路内に配置された位置表示体としての遮蔽板と対向したときに、当該遮蔽板によって提示されるデジタル情報を読み取る。
【００１８】
昇降路内には、位置表示体として、階床番号を示す遮蔽板３１−１〜ｎ（ｎは整数であり階床数に等しい）、基準位置検出用の遮蔽板３２−１〜２、リミットスイッチに相当する位置を示す遮蔽板３３−１〜２が備え付けられている。各遮蔽板の形状については、図３を参照して後述する。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態による位置検出装置の入出力関係を示す装置構成図である。コントローラ４０は、マイクロコンピュータ，電源回路，入出力装置といった部品により構成される。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＡＭ（Random Access Memory），ＲＯＭ（Read Only Memory），デジタル入出力やエンコーダ入力，通信インタフェースなどの周辺回路を備え、それぞれが内部バスで接続されている。エレベータシステムの制御機能や安全機能を実現するためのソフトウェアはＲＯＭに記憶され、ＣＰＵにより実行される。
【００２０】
光電センサユニット２０は、水平に配置された光電センサ２１−１〜４を有する。ロータリーエンコーダ１４の出力である信号５１と、光電センサ２１−１〜４の出力である信号５２−１〜４は、コントローラ４０に接続され、入出力装置を介してマイクロコンピュータに入力されている。
【００２１】
コントローラ４０からは、マイクロコンピュータによる制御信号６１、停止信号６２，６３が入出力装置を介して出力されている。信号６１はインバータ５を制御して乗りかご１を運行させる。遮断回路６は、信号６２がオンのときに通電し、信号６２がオフのときに通電遮断する。ブレーキ駆動回路４は、信号６３がオンのときにブレーキ３を開放し、信号６３がオフのときにブレーキ３を作動させる。コントローラ４０はエレベータシステムの通常運用時には停止信号６２，６３をオンにし、異常発生時に安全状態へ移行させるときや休止時には、停止信号６２，６３をオフにする。
【００２２】
図３は、本発明の一実施形態による位置表示体としての各遮蔽板の形状を示す。階床番号検出用遮蔽板３１−１〜ｎは２行のビット列により、基準位置検出用遮蔽板３２−１〜２およびリミット位置検出用遮蔽板３３−１〜２は１行のビット列により、位置を判定するための遮蔽板である。遮蔽板３１−１〜ｎには２行４列の開口部位が、遮蔽板３２−１〜２と３３−１〜２には１行４列の開口部位があり、遮蔽板と開口部位に応じて開口有無が異なる。図３では、穴開けされている開口部位は濃色で、穴開けされていない開口部位は白色で示している。各遮蔽板は、開口部位の行が昇降路と並行すなわち乗りかご移動方向と平行に設置され、一方、開口部位の列が光電センサ２１−１〜４（図２）と平行になるよう、昇降路内に設置されている。開口部位の第１〜４列は、光電センサ２１−１〜４（図２）に対応しており、光電センサ信号５２−１〜４は、遮蔽板のない位置及び遮蔽板の穴開けされている開口部位では「０」を、遮蔽板の穴開けされていない開口部位および開口部位以外では「１」を出力する。これにより、１行の開口部位は４ビットの情報に相当し、遮蔽板３１−１〜ｎは８ビット、遮蔽板３２−１〜２及び３３−１〜２は４ビットの情報を有する。
【００２３】
図４は、本発明の一実施形態によるエレベータ位置検出装置の機能ブロック図であり、乗りかご位置情報に基づくエレベータの制御機能，安全機能の一部を実現するソフトウェアの機能ブロック図である。エンコーダ入力機能７１は、ロータリーエンコーダ信号５１のパルス数を積算する。乗りかごが上方向に移動する際のパルスを検出するとパルス数を＋１、逆方向のパルスを検出するとパルス数を−１する。光電センサ入力機能７２は、光電センサ信号５２−１〜４を取り込み、検出パターンとして保持する。
【００２４】
速度算出機能７３は、エンコーダ入力機能７１による積算パルス数から乗りかご１の速度を算出する。乗りかご速度は、例えば上方向を正、下方向を負とする。移動方向判別機能７４は、エンコーダ入力機能７１によるパルス数から乗りかご１の移動方向を判定する。パルス数の前回値を保持しておき、パルス数の現在値が前回値より増加している場合には上方向、減少している場合には下方向、不変の場合には停止中と判定する。位置算出機能７５は、エンコーダ入力機能７１による積算パルス数から、乗りかご１の昇降路内における位置を算出する。位置算出機能７５は、乗りかご位置情報を基点からのロータリーエンコーダ１４のパルス積算値として記憶している。基点は例えば後述の下方リミット位置とする。位置検出機能７７から基準位置の検出を通知されると、保持している乗りかご位置情報を、位置検出機能７７から通知された数値に補正する。その後、エンコーダ入力機能７１による積算パルス数の変化量を加算することで乗りかご位置情報を更新する。ただし、基準位置を未検出の場合には、乗りかご位置情報は無効とする。
【００２５】
検出パターン記憶機能７６は、光電センサ入力機能７２による検出パターンを有限個（検出板の最大行数ｍに対しここでは２ｍ＋３以上とする）、ＦＩＦＯ（First-in, First-out）で記憶する。遮蔽板がない位置では（０，０，０，０）を、開口部位の境界では（１，１，１，１）を検出するため、例えば遮蔽板３１−１を上方向から下方向に読み取った場合には、（０，０，０，０），（１，１，１，１），（１，１，０，０），（１，１，１，１），（１，０，１，１），（１，１，１，１），（０，０，０，０）という検出パターンを記憶する。上記の検出パターンでは、信号５２−１から５２−４の順に一組で表現している。記憶する検出パターンの追加は、検出パターンが変化した際になされる。また検出パターン記憶機能７６は、記憶している各パターンについて新規か否か、すなわち位置検出機能７７により取得済であるか否の情報を付与する。
【００２６】
位置検出機能７７は、検出パターン記憶機能７６が記憶している検出パターンと、移動方向判別機能７４による乗りかご移動方向情報から、階床番号や基準位置などの位置を検出し、検出位置に応じた処理を行う。位置検出の処理内容は図６、検出位置に応じた処理内容は図７を参照して後述する。
【００２７】
安全装置作動機能７８は、速度算出機能７３による乗りかご速度情報（速度を示す数値データ）、位置算出機能７５による乗りかご位置情報、位置検出機能７７による検出位置情報（検出位置の種別や、乗りかご位置を示す数値）とから、各種の安全機能の作動有無を判定し、停止出力６２，６３を操作する。安全機能の例として終端階強制減速機能がある。その処理内容は、乗りかご位置に対する乗りかご速度上限をテーブル形式データとして有し、位置算出機能７５による乗りかご位置情報から乗りかご速度上限の数値をテーブルから検索して、速度算出機能７３による乗りかご速度情報が検索した乗りかご速度上限を超過している場合に、停止出力６２，６３をオフからオンに切り替えることで、乗りかご１を停止させる。別の例として、リミットスイッチに相当する安全機能の処理内容は、図７を参照して後述する。
【００２８】
乗りかご制御機能７９は、速度算出機能７３による乗りかご速度情報や、位置算出機能７５による乗りかご位置情報に基づき、乗りかごの速度や位置を制御する。
【００２９】
図５は、本発明の一実施形態によるエレベータ位置検出装置の処理フロー図であり、図４のソフトウェアが実施する処理フローを示す。本処理フローは周期的に繰り返し実行される。ステップＳ１１において、エンコーダ入力機能７１及び光電センサ入力機能７２は、それぞれロータリーエンコーダ信号５１、光電センサ信号５２−１〜４を取り込む。次にステップＳ１２において、速度算出機能７３は乗りかご速度を算出する。次にステップＳ１３において、移動方向判別機能７４は乗りかご移動方向を判定する。次にステップＳ１４において、位置算出機能７５は乗りかご位置を算出する。次にステップＳ１５において、検出パターン記憶機能７６は、光電センサ入力機能７２が検出したパターンを、記憶している検出パターンのうち直近のものと比較し、不一致であれば新しい検出パターンとして記憶に追加する。次にステップＳ１６において、位置検出機能７７が乗りかご位置の検出処理を行う。次にステップ１７において、ステップＳ１６で基準位置を検出した場合には、位置検出機能７７は位置算出機能７５に対し、基準位置検出と位置情報の通知を行う。この通知に基づき、位置算出機能７５は乗りかご位置の補正を行う。次にステップＳ１８において、安全装置作動機能は、安全機能の処理を行う。次にステップ１９において、乗りかご制御機能７９は乗りかご位置を制御する。
【００３０】
図６は、本発明の一実施形態による位置検出方法を示す処理フロー図であり、図５のステップＳ１６にて位置検出機能７７が実施する処理フローを示す。ステップＳ２１では、検出パターンを検出パターン記憶機能７６から取得する。ステップＳ２２では、ステップＳ２１で取得した検出パターンが新規か否かを確認し、ＹＥＳ（新規）の場合はステップＳ２３に進み、ＮＯ（非新規）の場合には処理を終了する。ステップＳ２３では、新規検出パターンが空白すなわち（０，０，０，０）か否かを判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２４に進み、ＮＯの場合にはステップＳ２５に進む。ステップＳ２４では、位置検出機能７７の検出状態を初期化する。検出状態としては、現在の検出パターン行数、具体的には（０，０，０，０），（１，１，１，１）以外の検出パターンの行数Ｌがあり、Ｌの初期値は０である。ステップＳ２４の後は処理を終了する。ステップＳ２５では、新規検出パターンが開口部境界すなわち（１，１，１，１）であるか否かを判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２６に進み、ＮＯの場合にはステップＳ２７に進む。ステップＳ２６では、現在の検出パターン行数Ｌに＋１し、処理を終了する。
【００３１】
ステップＳ２７では、新規検出パターンが特定パターンに合致するか否かを判定する。特定パターンとの合致は、１行の検出パターンのみで位置判定を行うことを意味する。本実施例では、特定パターンを（０，＊，＊，＊）とする（＊は任意の値）。ＹＥＳの場合にはステップＳ２８に進み、ＮＯの場合にはステップＳ２９に進む。ステップＳ２８では、新規検出パターンのみから位置の判定を行う。ステップＳ２９では、現在の検出パターン行数Ｌが所定数、本実施例では２に達したか否かを判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳ３０に進み、ＮＯの場合には処理を終了する。ステップＳ３０では、Ｌ行、本実施例では２行の検出パターンから位置の判定を行う。ステップＳ２８及びステップＳ３０の処理詳細は、図７を参照して後述する。
【００３２】
図７は、本発明の一実施形態による位置判定ルールを示すテーブル図であり、ステップＳ２８及びステップＳ３０における位置判定の規則および検出位置に応じた処理内容を規定したテーブルを示す。位置検出機能７７が、テーブル８０，８１を有する。
【００３３】
テーブル８０は、ステップＳ３０においてＬ行（本実施例ではＬ＝２）の検出パターンから位置判定を行うためのテーブルである。ここでは検出パターンから（０，０，０，０）と（１，１，１，１）は除外されている。検出パターンが（１，１，０，０），（１，０，１，１）と続いたときに、乗りかご移動方向が下であれば、光電センサユニット２０が遮蔽板３１−１を下方向に読み取ったときであるので、階床番号を第１階と判定する。乗りかご移動方向が上であれば、光電センサユニット２０が遮蔽板３１−ｎを上方向に読み取ったときであるので、第ｎ階と判定する。位置検出機能７７は第１階検出または第ｎ階検出を、位置算出機能７５に通知する。テーブル８０に遮蔽板３１−１開口部下端または遮蔽板３１−ｎ開口部上端に相当する位置情報を持たせ、位置算出機能７５に当該位置情報を通知し、位置算出機能７５が乗りかご位置情報を補正してもよい。
【００３４】
同様に、検出パターンが（１，０，１，１），（１，１，０，０）であるとき、乗りかご移動方向が上であれば第１階、下であれば第ｎ階と判定し、位置算出機能７５に通知する。検出パターンが（１，０，１，０），（１，１，０，１）であって乗りかご移動方向が下のとき、または検出パターンが（１，１，０，１），（１，０，１，０）であって乗りかご移動方向が上のときは、第ｉ階（１＜ｉ＜ｎ）と判定し、位置算出機能７５に通知する。
【００３５】
遮蔽板３１−１と遮蔽板３１−ｎとは、上下対称の形状になっている。位置検出に乗りかご移動方向を利用しない場合、この２つの遮蔽板を区別することができない。その場合、例えば遮蔽板３１−１のみを設置し、遮蔽板３１−ｎは設置せず、検出パターンが（１，１，０，０），（１，０，１，１）のときも、（１，０，１，１），（１，１，０，０）のときも、第１階であると判定することになる。
【００３６】
しかし、本発明によれば、遮蔽板３１−１と遮蔽板３１−ｎとを異なる形状の遮蔽板として区別して認識することができるため、利用できる遮蔽板形状が、かご移動方向情報を利用しない場合と比較して増加する。
【００３７】
テーブル８１は、ステップＳ２８において新規検出パターンのみから位置判定を行うためのテーブルである。光電センサユニット２０が遮蔽板３２−１を検出したときには、検出パターン（０，０，０，１）から「第１の基準位置１」であると判定する。その際、位置検出機能７７は基準位置検出と位置情報を、位置算出機能７５に通知する。位置情報は数値であり、乗りかご移動方向が上のときにはｘ１ａ、下のときにはｘ１ｂとする。これにより、位置算出機能は乗りかご位置情報をｘ１ａまたはｘ１ｂに補正する。ｘ１ａとｘ１ｂの差は、遮蔽板３２−１における開口部の垂直方向の大きさに相当する。同様に、光電センサユニット２０が遮蔽板３２−２を検出したときには、検出パターン（０，０，１，０）から「第２の基準位置」であると判定する。位置情報は、乗りかご移動方向が上のときにはｘ２ａ、下のときにはｘ２ｂとする。
【００３８】
光電センサユニット２０が遮蔽板３３−１を検出したときは、検出パターン（０，１，０，０）から、乗りかご移動方向が下であれば、「下方リミット」つまり乗りかごが昇降路内で移動できる下限位置であると判定する。この際、位置検出機能７７は安全装置作動機能７８に、下方リミット位置検出を通知する。テーブル８１に遮蔽板３３−１上端に相当する位置情報を持たせ、位置算出機能７５に当該位置情報を通知し、位置算出機能７５が乗りかご位置情報を補正してもよい。同様に、光電センサユニット２０が遮蔽板３３−２を検出したときは、検出パターン（０，１，０，１）から、乗りかご移動方向が上であれば、「上方リミット」つまり乗りかごが昇降路内で移動できる上限位置であると判定する。この際、位置検出機能７７は安全装置作動機能７８に、上方リミット位置検出を通知する。安全装置作動機能７８は下方リミット位置や上方リミット位置の通知を受けると、通電遮断信号６２、ブレーキ駆動信号６３をオンからオフに切り替え、乗りかご１を停止させる。
【００３９】
このように、遮蔽板に複数行の情報を付与して表現できる情報量を増やす一方で、安全機能に関係する位置を示す遮蔽板は特定パターンに合致する形状とし、１行の検出パターンのみで位置判定を行うことにより、複数行の検出パターンから位置判定を行う場合と比較して、安全機能の応答時間を短縮することができる。
【００４０】
階床番号検出の用途の１つに、停電後の復帰を挙げることができる。停電後に位置検出機能７７が乗りかご位置情報を喪失している場合、乗りかご位置情報は無効であり、乗りかごの運行を行うことができない。この場合の対処方法として、もし、本実施例の構成ではなく、例えば下方リミットスイッチを基準位置とする方法では、乗りかごが昇降路のどこにあっても、下方リミットスイッチ位置まで必ず徐行させなければならない。昇降路が長い場合には、この基準位置検出作業に多大な時間が掛かる恐れがある。
【００４１】
これに対し本実施例の構成では次の対処方法を取ることができる。まずは最寄階に到着するために、下方向へ徐行する。各階床の遮蔽板３１−１〜ｎまたは遮蔽板３３−１（下方リミット位置）を検出した場合には、位置算出機能７５は各遮蔽板位置に相当する位置情報を位置検出機能７７から受け取り、乗りかご位置情報を補正し、基準位置を検出したとして乗りかご位置情報を有効化することができる。つまり、最寄階まで徐行するだけでも基準位置を検出することができるため、復帰時間が短縮される。このような対処方法を取ることができる理由は、遮蔽板が有する水平方向のビット情報数（光電センサ数）、垂直方向のビット情報数で表現しうる情報数を、乗りかご移動情報を有効に利用することで、階床数が多い場合など基準位置が多数必要な場合にも、少ない光電センサ数、遮蔽板の水平・垂直方向のビット情報数で対応でき、エレベータシステムの構築費用を低減できるためである。
【００４２】
図８は、本発明の一実施形態による位置判定のルールを示す状態遷移図であり、位置検出機能７７がテーブル８０に基づき検出した階床番号の妥当性判定を行うための状態遷移図の一部を示す。状態遷移図９０は、現在の階床番号、すなわち最後に停止または通過して検出した階床番号の状態遷移である。現在の階床番号が第２階の場合、第１階を検出し、かつ乗りかご移動方向が下であれば、現在の階床番号は第１階に遷移する。しかし第１階を検出したものの、乗りかご移動方向が上であれば、位置検出として妥当性に欠けるため、位置検出機能の異常とみなし、現在の階床番号はエラーを示す値とする。エラーとなった場合、乗りかご制御機能７９は通電遮断信号６２、ブレーキ駆動信号６３をオンからオフに切り替えて乗りかご１を停止させるなどにより、エレベータを安全な状態へ移行させる。
【００４３】
状態遷移図９０では、遷移条件に乗りかご移動方向情報を利用している。この方法は、乗りかご移動方向情報を利用しない場合と比較して、妥当性判断の精度を高めることができる。
【００４４】
図８のような妥当性判断から、乗りかご移動方向情報なしに、上下対称パターンを利用する方法も考えられる。例えばｎ≧３として、状態遷移図９０にて現在の階床番号が第２階のとき、検出パターンが（１，１，０，０），（１，０，１，１）であれば、それは第ｎ階ではなく、第１階であると判定することができる。しかしこの位置検出方法では、現在の乗りかご位置情報が必要であり、停電後の復帰時など乗りかご位置情報を喪失している状況では、この方法を利用することができない。
【００４５】
これに対して、本発明によれば、乗りかご位置情報を喪失している状況でも、位置検出が可能となる。
【００４６】
本実施例では、位置検出の手段として光電センサと遮蔽板を採用した。しかしこれ以外の手段を本発明による位置検出手段として利用することも可能である。例として、乗りかごの光電センサの代わりにレーザスキャナを、遮蔽板の代わりに水平方向のバーコードを垂直方向に並べたものを利用しても良い。また、光電センサの代わりにＲＦＩＤリーダを、遮蔽板の代わりにＲＦＩＤを垂直方向に並べたものを利用しても良い。つまり、１つの乗りかご位置で複数のビット情報を表現でき、乗りかごの移動と共に異なるビット情報を表現できる位置表示機構と、それを検出する位置検出センサであれば、代用が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…乗りかご、２…モータ、３…巻上機ブレーキ、４…ブレーキ駆動回路、５…インバータ、６…遮断回路、７…交流電源、１０…主ロープ、１１…カウンターウェイト、１２…ガバナロープ、１３…ガバナ、１４…ロータリーエンコーダ、２０…光電センサユニット、２１−１〜４…光電センサ、３１−１〜４…階床番号検出用遮蔽板、３２−１〜２…基準位置検出用遮蔽板、３３−１〜２…リミット位置検出用遮蔽板、４０…コントローラ、５１…ロータリーエンコーダ信号、５２…光電センサ信号、６１…インバータ制御信号、６２…通電遮断信号、６３…ブレーキ駆動信号、７１…エンコーダ入力機能、７２…光電センサ入力機能、７３…速度算出機能、７４…移動方向判別機能、７５…位置算出機能、７６…検出パターン記憶機能、７７…位置検出機能、７８…安全装置作動機能、７９…乗りかご制御機能、８０…階床番号判別テーブル、８１…安全機能用位置判別テーブル、９０…階床検出状態遷移図。
【技術分野】
【０００１】
本発明はエレベータにおいて、乗りかご位置制御や、乗りかご位置に応じた安全機能の実現に必要となる乗りかご位置の検出装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータでは乗りかごの現在位置から目的階への移動や、現在位置の表示に、システムが昇降路内における乗りかご位置を把握する必要がある。乗りかごの移動は、乗りかごを懸垂するロープを駆動するモータの速度制御と位置制御によりなされる。この際、モータ軸によって回転するエンコーダの出力から、乗りかごの速度や変位量を測定する。乗りかご位置の把握には、変位量のほかに、基準位置が判ればよい。基準位置の検出は、例えば昇降路内の下端などに備えられたスイッチを乗りかごが遮断することによって得られる。このようにして得られる乗りかご位置は、エレベータの制御装置にて、例えば最後に停止または通過した階床番号と、昇降路下端からの距離で表現される。
【０００３】
乗りかごの位置検出を行う装置は、スイッチによる機械式のほか、電子式のものがある。その１つに、乗りかごに備えられる光電センサが、昇降路に備えられる遮蔽板を検出する方法がある。この方法では、乗りかごの光電センサは水平方向に複数配置されており、遮蔽板の水平方向の形状に応じて各光電センサの遮蔽有無が決まる。遮蔽板は水平方向に光電センサ数と同数のビット情報を有することになる。昇降路内における遮蔽板の設置位置に応じて遮蔽板形状を異なるものとし、また遮蔽板間で重複がないようにすることで、乗りかごが遮蔽板を検出したときの光電センサの出力パターン（複数の光電センサの出力組合せ）から、乗りかご位置を検出することができる。
【０００４】
さらに、遮蔽板形状を乗りかご移動方向である垂直方向に可変とし、乗りかごの移動に伴い光電センサの出力パターンを変化させることで、光電センサ数に対し検出可能な位置数を増やす方法が、特許文献１に記載されている。この方法では、遮蔽板は垂直方向にも複数ビット情報を有することになり、１枚の遮蔽板が表現しうる情報量は、遮蔽板が水平方向にのみ複数ビット情報を持つ場合より増大する。
【０００５】
乗りかご位置はエレベータの安全装置にも利用される。例として「終端階強制減速機能」は、乗りかご速度に対し乗りかご位置に応じて異なる上限を設け、この上限を乗りかご速度が超過した場合に停止装置、具体的には駆動モータに対する通電遮断装置、巻上機などに備えられるブレーキ、乗りかごに備えられる非常止め装置などを作動させるものであり、特許文献２に１つの実現方法が記載されている。
【０００６】
エレベータの安全装置の構成は、従来は機械式であった。例えば、乗りかごが通常の運行範囲を超過したことを検出する「リミットスイッチ」があり、リミットスイッチを乗りかごが遮断すると、停止装置が作動する。
【０００７】
近年は、安全装置の電子式への置換も進められている。電子式の安全装置では、昇降路や乗りかごに備えられた各センサからの信号を入力とし、ロジック回路やマイクロコンピュータが入力信号を処理して異常を検出した場合には、エレベータを安全な状態に移行させるための信号を停止装置へ出力する。光電センサによる位置検出装置は、電子式安全装置の入力とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−５１１７８号公報
【特許文献２】特許４４１２１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
遮蔽板へ垂直方向にビット情報を付与する場合、垂直方向に対称な形状の遮蔽板は、各々を検出する際の乗りかごの移動方向が逆のとき、光電センサの出力パターンが同一となってしまう。このため、１つの昇降路内にて異なる位置情報を示す遮蔽板としては利用できず、所定の遮蔽板の水平方向のビット情報数（光電センサ数）、垂直方向のビット情報数で表現しうる情報数に対し、利用可能な位置情報数（すなわち遮蔽板形状数）は少なくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はその一面において、エレベータ昇降路内の複数個所に配置され、配置個所に応じて、それぞれ異なるデジタル情報に相当する形状を乗りかご移動方向ならびにそれ以外の方向に有する位置表示体と、乗りかごに搭載され、前記位置表示体の有する前記デジタル情報のうち、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を読み取るセンサと、前記センサによって読み取られたデジタル情報を用いて前記乗りかごの位置を判定する位置判定手段とを備えたエレベータの位置検出装置において、前記位置判定手段は、読み取った前記デジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報を組み合わせて乗りかごの位置を判定することを特徴とする。
【００１１】
本発明の望ましい実施態様においては、前記位置表示体として、前記乗りかご移動方向以外の方向、例えば乗りかご移動方向に垂直の方向に複数ビットのデジタル情報を表すとともに、前記乗りかご移動方向に複数行に亘って、前記複数ビットのデジタル情報を表すための形状を備えた位置表示体を含むことができ、前記センサは、前記垂直方向に複数ビットのデジタル情報を同時に読み取ることが望ましい。
【００１２】
本発明の望ましい実施態様においては、前記位置判定手段は、直前の位置判定結果と、今回読み取ったデジタル情報、並びに前記エレベータの運転方向情報とを組み合わせて乗りかごの位置を判定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の望ましい実施態様によれば、乗りかご移動方向情報を利用しない位置検出方法と比較して、センサ数と位置表示体の形状に応じて決まる水平方向および垂直方向のビット情報数で表現しうる情報数に対し、位置情報として利用可能な情報数が多くなる。
【００１４】
これにより、所定の位置情報数の検出に必要なセンサ数を少なくすることや、位置表示体のビット情報数を少なくして位置表示体の大きさを小さくすることができ、システムの構築費用を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による位置検出装置を備えたエレベータシステムの全体構成を示す側面図。
【図２】本発明の一実施形態による位置検出装置の入出力関係を示す装置構成図。
【図３】本発明の一実施形態による位置表示体としての遮蔽板の形状図。
【図４】本発明の一実施形態によるエレベータ位置検出装置の機能ブロック図。
【図５】本発明の一実施形態によるエレベータ位置検出装置の処理フロー図。
【図６】本発明の一実施形態による位置検出方法を示す処理フロー図。
【図７】本発明の一実施形態による位置判定ルールを示すテーブル図。
【図８】本発明の一実施形態による位置判定のルールを示す状態遷移図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による位置検出装置を備えたエレベータシステムの全体構成を示す側面図である。乗りかご１は、モータ２がカウンターウェイト１１の繋がれた主ロープ１０を駆動することにより、昇降路内を移動する。モータ２は遮断回路６を介して交流電源７に接続されたインバータ５により駆動される。遮断回路６が作動すると、モータ２の駆動力が消失する。巻上機ブレーキ３はモータ２の駆動を抑制し、乗りかご１に対する制動力を発する。巻上機ブレーキ３は常時作動であり、通電されると作動が解除される。
【００１７】
ガバナロープ１２は、乗りかご１の移動に伴い牽引され、ガバナ１３を回転させる。ロータリーエンコーダ１４はガバナ１３と共に回転してパルス信号を発生する。乗りかご１の変位量はロータリーエンコーダ１４のパルス数の変化量を積算することにより、乗りかご１の速度は同パルス数の変化量の時間平均を演算することにより得られる。乗りかご１の下部には、光電センサユニット２０が備えられており、昇降路内に配置された位置表示体としての遮蔽板と対向したときに、当該遮蔽板によって提示されるデジタル情報を読み取る。
【００１８】
昇降路内には、位置表示体として、階床番号を示す遮蔽板３１−１〜ｎ（ｎは整数であり階床数に等しい）、基準位置検出用の遮蔽板３２−１〜２、リミットスイッチに相当する位置を示す遮蔽板３３−１〜２が備え付けられている。各遮蔽板の形状については、図３を参照して後述する。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態による位置検出装置の入出力関係を示す装置構成図である。コントローラ４０は、マイクロコンピュータ，電源回路，入出力装置といった部品により構成される。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＡＭ（Random Access Memory），ＲＯＭ（Read Only Memory），デジタル入出力やエンコーダ入力，通信インタフェースなどの周辺回路を備え、それぞれが内部バスで接続されている。エレベータシステムの制御機能や安全機能を実現するためのソフトウェアはＲＯＭに記憶され、ＣＰＵにより実行される。
【００２０】
光電センサユニット２０は、水平に配置された光電センサ２１−１〜４を有する。ロータリーエンコーダ１４の出力である信号５１と、光電センサ２１−１〜４の出力である信号５２−１〜４は、コントローラ４０に接続され、入出力装置を介してマイクロコンピュータに入力されている。
【００２１】
コントローラ４０からは、マイクロコンピュータによる制御信号６１、停止信号６２，６３が入出力装置を介して出力されている。信号６１はインバータ５を制御して乗りかご１を運行させる。遮断回路６は、信号６２がオンのときに通電し、信号６２がオフのときに通電遮断する。ブレーキ駆動回路４は、信号６３がオンのときにブレーキ３を開放し、信号６３がオフのときにブレーキ３を作動させる。コントローラ４０はエレベータシステムの通常運用時には停止信号６２，６３をオンにし、異常発生時に安全状態へ移行させるときや休止時には、停止信号６２，６３をオフにする。
【００２２】
図３は、本発明の一実施形態による位置表示体としての各遮蔽板の形状を示す。階床番号検出用遮蔽板３１−１〜ｎは２行のビット列により、基準位置検出用遮蔽板３２−１〜２およびリミット位置検出用遮蔽板３３−１〜２は１行のビット列により、位置を判定するための遮蔽板である。遮蔽板３１−１〜ｎには２行４列の開口部位が、遮蔽板３２−１〜２と３３−１〜２には１行４列の開口部位があり、遮蔽板と開口部位に応じて開口有無が異なる。図３では、穴開けされている開口部位は濃色で、穴開けされていない開口部位は白色で示している。各遮蔽板は、開口部位の行が昇降路と並行すなわち乗りかご移動方向と平行に設置され、一方、開口部位の列が光電センサ２１−１〜４（図２）と平行になるよう、昇降路内に設置されている。開口部位の第１〜４列は、光電センサ２１−１〜４（図２）に対応しており、光電センサ信号５２−１〜４は、遮蔽板のない位置及び遮蔽板の穴開けされている開口部位では「０」を、遮蔽板の穴開けされていない開口部位および開口部位以外では「１」を出力する。これにより、１行の開口部位は４ビットの情報に相当し、遮蔽板３１−１〜ｎは８ビット、遮蔽板３２−１〜２及び３３−１〜２は４ビットの情報を有する。
【００２３】
図４は、本発明の一実施形態によるエレベータ位置検出装置の機能ブロック図であり、乗りかご位置情報に基づくエレベータの制御機能，安全機能の一部を実現するソフトウェアの機能ブロック図である。エンコーダ入力機能７１は、ロータリーエンコーダ信号５１のパルス数を積算する。乗りかごが上方向に移動する際のパルスを検出するとパルス数を＋１、逆方向のパルスを検出するとパルス数を−１する。光電センサ入力機能７２は、光電センサ信号５２−１〜４を取り込み、検出パターンとして保持する。
【００２４】
速度算出機能７３は、エンコーダ入力機能７１による積算パルス数から乗りかご１の速度を算出する。乗りかご速度は、例えば上方向を正、下方向を負とする。移動方向判別機能７４は、エンコーダ入力機能７１によるパルス数から乗りかご１の移動方向を判定する。パルス数の前回値を保持しておき、パルス数の現在値が前回値より増加している場合には上方向、減少している場合には下方向、不変の場合には停止中と判定する。位置算出機能７５は、エンコーダ入力機能７１による積算パルス数から、乗りかご１の昇降路内における位置を算出する。位置算出機能７５は、乗りかご位置情報を基点からのロータリーエンコーダ１４のパルス積算値として記憶している。基点は例えば後述の下方リミット位置とする。位置検出機能７７から基準位置の検出を通知されると、保持している乗りかご位置情報を、位置検出機能７７から通知された数値に補正する。その後、エンコーダ入力機能７１による積算パルス数の変化量を加算することで乗りかご位置情報を更新する。ただし、基準位置を未検出の場合には、乗りかご位置情報は無効とする。
【００２５】
検出パターン記憶機能７６は、光電センサ入力機能７２による検出パターンを有限個（検出板の最大行数ｍに対しここでは２ｍ＋３以上とする）、ＦＩＦＯ（First-in, First-out）で記憶する。遮蔽板がない位置では（０，０，０，０）を、開口部位の境界では（１，１，１，１）を検出するため、例えば遮蔽板３１−１を上方向から下方向に読み取った場合には、（０，０，０，０），（１，１，１，１），（１，１，０，０），（１，１，１，１），（１，０，１，１），（１，１，１，１），（０，０，０，０）という検出パターンを記憶する。上記の検出パターンでは、信号５２−１から５２−４の順に一組で表現している。記憶する検出パターンの追加は、検出パターンが変化した際になされる。また検出パターン記憶機能７６は、記憶している各パターンについて新規か否か、すなわち位置検出機能７７により取得済であるか否の情報を付与する。
【００２６】
位置検出機能７７は、検出パターン記憶機能７６が記憶している検出パターンと、移動方向判別機能７４による乗りかご移動方向情報から、階床番号や基準位置などの位置を検出し、検出位置に応じた処理を行う。位置検出の処理内容は図６、検出位置に応じた処理内容は図７を参照して後述する。
【００２７】
安全装置作動機能７８は、速度算出機能７３による乗りかご速度情報（速度を示す数値データ）、位置算出機能７５による乗りかご位置情報、位置検出機能７７による検出位置情報（検出位置の種別や、乗りかご位置を示す数値）とから、各種の安全機能の作動有無を判定し、停止出力６２，６３を操作する。安全機能の例として終端階強制減速機能がある。その処理内容は、乗りかご位置に対する乗りかご速度上限をテーブル形式データとして有し、位置算出機能７５による乗りかご位置情報から乗りかご速度上限の数値をテーブルから検索して、速度算出機能７３による乗りかご速度情報が検索した乗りかご速度上限を超過している場合に、停止出力６２，６３をオフからオンに切り替えることで、乗りかご１を停止させる。別の例として、リミットスイッチに相当する安全機能の処理内容は、図７を参照して後述する。
【００２８】
乗りかご制御機能７９は、速度算出機能７３による乗りかご速度情報や、位置算出機能７５による乗りかご位置情報に基づき、乗りかごの速度や位置を制御する。
【００２９】
図５は、本発明の一実施形態によるエレベータ位置検出装置の処理フロー図であり、図４のソフトウェアが実施する処理フローを示す。本処理フローは周期的に繰り返し実行される。ステップＳ１１において、エンコーダ入力機能７１及び光電センサ入力機能７２は、それぞれロータリーエンコーダ信号５１、光電センサ信号５２−１〜４を取り込む。次にステップＳ１２において、速度算出機能７３は乗りかご速度を算出する。次にステップＳ１３において、移動方向判別機能７４は乗りかご移動方向を判定する。次にステップＳ１４において、位置算出機能７５は乗りかご位置を算出する。次にステップＳ１５において、検出パターン記憶機能７６は、光電センサ入力機能７２が検出したパターンを、記憶している検出パターンのうち直近のものと比較し、不一致であれば新しい検出パターンとして記憶に追加する。次にステップＳ１６において、位置検出機能７７が乗りかご位置の検出処理を行う。次にステップ１７において、ステップＳ１６で基準位置を検出した場合には、位置検出機能７７は位置算出機能７５に対し、基準位置検出と位置情報の通知を行う。この通知に基づき、位置算出機能７５は乗りかご位置の補正を行う。次にステップＳ１８において、安全装置作動機能は、安全機能の処理を行う。次にステップ１９において、乗りかご制御機能７９は乗りかご位置を制御する。
【００３０】
図６は、本発明の一実施形態による位置検出方法を示す処理フロー図であり、図５のステップＳ１６にて位置検出機能７７が実施する処理フローを示す。ステップＳ２１では、検出パターンを検出パターン記憶機能７６から取得する。ステップＳ２２では、ステップＳ２１で取得した検出パターンが新規か否かを確認し、ＹＥＳ（新規）の場合はステップＳ２３に進み、ＮＯ（非新規）の場合には処理を終了する。ステップＳ２３では、新規検出パターンが空白すなわち（０，０，０，０）か否かを判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２４に進み、ＮＯの場合にはステップＳ２５に進む。ステップＳ２４では、位置検出機能７７の検出状態を初期化する。検出状態としては、現在の検出パターン行数、具体的には（０，０，０，０），（１，１，１，１）以外の検出パターンの行数Ｌがあり、Ｌの初期値は０である。ステップＳ２４の後は処理を終了する。ステップＳ２５では、新規検出パターンが開口部境界すなわち（１，１，１，１）であるか否かを判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳ２６に進み、ＮＯの場合にはステップＳ２７に進む。ステップＳ２６では、現在の検出パターン行数Ｌに＋１し、処理を終了する。
【００３１】
ステップＳ２７では、新規検出パターンが特定パターンに合致するか否かを判定する。特定パターンとの合致は、１行の検出パターンのみで位置判定を行うことを意味する。本実施例では、特定パターンを（０，＊，＊，＊）とする（＊は任意の値）。ＹＥＳの場合にはステップＳ２８に進み、ＮＯの場合にはステップＳ２９に進む。ステップＳ２８では、新規検出パターンのみから位置の判定を行う。ステップＳ２９では、現在の検出パターン行数Ｌが所定数、本実施例では２に達したか否かを判定する。ＹＥＳの場合にはステップＳ３０に進み、ＮＯの場合には処理を終了する。ステップＳ３０では、Ｌ行、本実施例では２行の検出パターンから位置の判定を行う。ステップＳ２８及びステップＳ３０の処理詳細は、図７を参照して後述する。
【００３２】
図７は、本発明の一実施形態による位置判定ルールを示すテーブル図であり、ステップＳ２８及びステップＳ３０における位置判定の規則および検出位置に応じた処理内容を規定したテーブルを示す。位置検出機能７７が、テーブル８０，８１を有する。
【００３３】
テーブル８０は、ステップＳ３０においてＬ行（本実施例ではＬ＝２）の検出パターンから位置判定を行うためのテーブルである。ここでは検出パターンから（０，０，０，０）と（１，１，１，１）は除外されている。検出パターンが（１，１，０，０），（１，０，１，１）と続いたときに、乗りかご移動方向が下であれば、光電センサユニット２０が遮蔽板３１−１を下方向に読み取ったときであるので、階床番号を第１階と判定する。乗りかご移動方向が上であれば、光電センサユニット２０が遮蔽板３１−ｎを上方向に読み取ったときであるので、第ｎ階と判定する。位置検出機能７７は第１階検出または第ｎ階検出を、位置算出機能７５に通知する。テーブル８０に遮蔽板３１−１開口部下端または遮蔽板３１−ｎ開口部上端に相当する位置情報を持たせ、位置算出機能７５に当該位置情報を通知し、位置算出機能７５が乗りかご位置情報を補正してもよい。
【００３４】
同様に、検出パターンが（１，０，１，１），（１，１，０，０）であるとき、乗りかご移動方向が上であれば第１階、下であれば第ｎ階と判定し、位置算出機能７５に通知する。検出パターンが（１，０，１，０），（１，１，０，１）であって乗りかご移動方向が下のとき、または検出パターンが（１，１，０，１），（１，０，１，０）であって乗りかご移動方向が上のときは、第ｉ階（１＜ｉ＜ｎ）と判定し、位置算出機能７５に通知する。
【００３５】
遮蔽板３１−１と遮蔽板３１−ｎとは、上下対称の形状になっている。位置検出に乗りかご移動方向を利用しない場合、この２つの遮蔽板を区別することができない。その場合、例えば遮蔽板３１−１のみを設置し、遮蔽板３１−ｎは設置せず、検出パターンが（１，１，０，０），（１，０，１，１）のときも、（１，０，１，１），（１，１，０，０）のときも、第１階であると判定することになる。
【００３６】
しかし、本発明によれば、遮蔽板３１−１と遮蔽板３１−ｎとを異なる形状の遮蔽板として区別して認識することができるため、利用できる遮蔽板形状が、かご移動方向情報を利用しない場合と比較して増加する。
【００３７】
テーブル８１は、ステップＳ２８において新規検出パターンのみから位置判定を行うためのテーブルである。光電センサユニット２０が遮蔽板３２−１を検出したときには、検出パターン（０，０，０，１）から「第１の基準位置１」であると判定する。その際、位置検出機能７７は基準位置検出と位置情報を、位置算出機能７５に通知する。位置情報は数値であり、乗りかご移動方向が上のときにはｘ１ａ、下のときにはｘ１ｂとする。これにより、位置算出機能は乗りかご位置情報をｘ１ａまたはｘ１ｂに補正する。ｘ１ａとｘ１ｂの差は、遮蔽板３２−１における開口部の垂直方向の大きさに相当する。同様に、光電センサユニット２０が遮蔽板３２−２を検出したときには、検出パターン（０，０，１，０）から「第２の基準位置」であると判定する。位置情報は、乗りかご移動方向が上のときにはｘ２ａ、下のときにはｘ２ｂとする。
【００３８】
光電センサユニット２０が遮蔽板３３−１を検出したときは、検出パターン（０，１，０，０）から、乗りかご移動方向が下であれば、「下方リミット」つまり乗りかごが昇降路内で移動できる下限位置であると判定する。この際、位置検出機能７７は安全装置作動機能７８に、下方リミット位置検出を通知する。テーブル８１に遮蔽板３３−１上端に相当する位置情報を持たせ、位置算出機能７５に当該位置情報を通知し、位置算出機能７５が乗りかご位置情報を補正してもよい。同様に、光電センサユニット２０が遮蔽板３３−２を検出したときは、検出パターン（０，１，０，１）から、乗りかご移動方向が上であれば、「上方リミット」つまり乗りかごが昇降路内で移動できる上限位置であると判定する。この際、位置検出機能７７は安全装置作動機能７８に、上方リミット位置検出を通知する。安全装置作動機能７８は下方リミット位置や上方リミット位置の通知を受けると、通電遮断信号６２、ブレーキ駆動信号６３をオンからオフに切り替え、乗りかご１を停止させる。
【００３９】
このように、遮蔽板に複数行の情報を付与して表現できる情報量を増やす一方で、安全機能に関係する位置を示す遮蔽板は特定パターンに合致する形状とし、１行の検出パターンのみで位置判定を行うことにより、複数行の検出パターンから位置判定を行う場合と比較して、安全機能の応答時間を短縮することができる。
【００４０】
階床番号検出の用途の１つに、停電後の復帰を挙げることができる。停電後に位置検出機能７７が乗りかご位置情報を喪失している場合、乗りかご位置情報は無効であり、乗りかごの運行を行うことができない。この場合の対処方法として、もし、本実施例の構成ではなく、例えば下方リミットスイッチを基準位置とする方法では、乗りかごが昇降路のどこにあっても、下方リミットスイッチ位置まで必ず徐行させなければならない。昇降路が長い場合には、この基準位置検出作業に多大な時間が掛かる恐れがある。
【００４１】
これに対し本実施例の構成では次の対処方法を取ることができる。まずは最寄階に到着するために、下方向へ徐行する。各階床の遮蔽板３１−１〜ｎまたは遮蔽板３３−１（下方リミット位置）を検出した場合には、位置算出機能７５は各遮蔽板位置に相当する位置情報を位置検出機能７７から受け取り、乗りかご位置情報を補正し、基準位置を検出したとして乗りかご位置情報を有効化することができる。つまり、最寄階まで徐行するだけでも基準位置を検出することができるため、復帰時間が短縮される。このような対処方法を取ることができる理由は、遮蔽板が有する水平方向のビット情報数（光電センサ数）、垂直方向のビット情報数で表現しうる情報数を、乗りかご移動情報を有効に利用することで、階床数が多い場合など基準位置が多数必要な場合にも、少ない光電センサ数、遮蔽板の水平・垂直方向のビット情報数で対応でき、エレベータシステムの構築費用を低減できるためである。
【００４２】
図８は、本発明の一実施形態による位置判定のルールを示す状態遷移図であり、位置検出機能７７がテーブル８０に基づき検出した階床番号の妥当性判定を行うための状態遷移図の一部を示す。状態遷移図９０は、現在の階床番号、すなわち最後に停止または通過して検出した階床番号の状態遷移である。現在の階床番号が第２階の場合、第１階を検出し、かつ乗りかご移動方向が下であれば、現在の階床番号は第１階に遷移する。しかし第１階を検出したものの、乗りかご移動方向が上であれば、位置検出として妥当性に欠けるため、位置検出機能の異常とみなし、現在の階床番号はエラーを示す値とする。エラーとなった場合、乗りかご制御機能７９は通電遮断信号６２、ブレーキ駆動信号６３をオンからオフに切り替えて乗りかご１を停止させるなどにより、エレベータを安全な状態へ移行させる。
【００４３】
状態遷移図９０では、遷移条件に乗りかご移動方向情報を利用している。この方法は、乗りかご移動方向情報を利用しない場合と比較して、妥当性判断の精度を高めることができる。
【００４４】
図８のような妥当性判断から、乗りかご移動方向情報なしに、上下対称パターンを利用する方法も考えられる。例えばｎ≧３として、状態遷移図９０にて現在の階床番号が第２階のとき、検出パターンが（１，１，０，０），（１，０，１，１）であれば、それは第ｎ階ではなく、第１階であると判定することができる。しかしこの位置検出方法では、現在の乗りかご位置情報が必要であり、停電後の復帰時など乗りかご位置情報を喪失している状況では、この方法を利用することができない。
【００４５】
これに対して、本発明によれば、乗りかご位置情報を喪失している状況でも、位置検出が可能となる。
【００４６】
本実施例では、位置検出の手段として光電センサと遮蔽板を採用した。しかしこれ以外の手段を本発明による位置検出手段として利用することも可能である。例として、乗りかごの光電センサの代わりにレーザスキャナを、遮蔽板の代わりに水平方向のバーコードを垂直方向に並べたものを利用しても良い。また、光電センサの代わりにＲＦＩＤリーダを、遮蔽板の代わりにＲＦＩＤを垂直方向に並べたものを利用しても良い。つまり、１つの乗りかご位置で複数のビット情報を表現でき、乗りかごの移動と共に異なるビット情報を表現できる位置表示機構と、それを検出する位置検出センサであれば、代用が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…乗りかご、２…モータ、３…巻上機ブレーキ、４…ブレーキ駆動回路、５…インバータ、６…遮断回路、７…交流電源、１０…主ロープ、１１…カウンターウェイト、１２…ガバナロープ、１３…ガバナ、１４…ロータリーエンコーダ、２０…光電センサユニット、２１−１〜４…光電センサ、３１−１〜４…階床番号検出用遮蔽板、３２−１〜２…基準位置検出用遮蔽板、３３−１〜２…リミット位置検出用遮蔽板、４０…コントローラ、５１…ロータリーエンコーダ信号、５２…光電センサ信号、６１…インバータ制御信号、６２…通電遮断信号、６３…ブレーキ駆動信号、７１…エンコーダ入力機能、７２…光電センサ入力機能、７３…速度算出機能、７４…移動方向判別機能、７５…位置算出機能、７６…検出パターン記憶機能、７７…位置検出機能、７８…安全装置作動機能、７９…乗りかご制御機能、８０…階床番号判別テーブル、８１…安全機能用位置判別テーブル、９０…階床検出状態遷移図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータ昇降路内の複数個所に配置され、配置個所に応じて、それぞれ異なるデジタル情報に相当する形状を乗りかご移動方向ならびにそれ以外の方向に有する位置表示体と、
乗りかごに搭載され、前記位置表示体の有する前記デジタル情報のうち、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を読み取るセンサと、
前記センサによって読み取られたデジタル情報を用いて前記乗りかごの位置を判定する位置判定手段を備えたエレベータの位置検出装置において、
前記位置判定手段は、読み取った前記デジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報を組み合わせて乗りかごの位置を判定することを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記位置表示体として、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を表すとともに、前記乗りかご移動方向に複数行に亘って、前記複数ビットのデジタル情報を表すための形状を備えた位置表示体を含むことを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記乗りかご移動方向以外の方向は、前記乗りかご移動方向に垂直の方向であり、前記センサは、前記垂直方向に複数ビットのデジタル情報を同時に読み取ることを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記センサにより１度に読み取った乗りかご移動方向に垂直方向に複数ビットのデジタル情報が、予め定めたデジタル情報に合致したとき、前記位置判定手段は、当該１度に読み取ったデジタル情報のみから乗りかごの位置を判定することを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記位置判定手段は、直前の位置判定結果と、今回読み取ったデジタル情報、並びに前記エレベータの運転方向情報とを組み合わせて異常又は故障を判定することを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記センサは、乗りかご移動方向に垂直の方向に並べた複数の光電センサを備えたことを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項７】
エレベータ昇降路内の複数個所に配置され、配置個所に応じて、それぞれ異なるデジタル情報に相当する形状を乗りかご移動方向ならびにその垂直方向に有する位置表示体と、
乗りかごに搭載され、前記位置表示体の有する前記デジタル情報のうち、乗りかご移動方向に垂直の方向に複数ビットのデジタル情報を同時に読み取るセンサと、
前記乗りかごの移動に伴い、前記センサによって、複数回連続して読み取られたデジタル情報を用いて前記乗りかごの位置を判定する位置判定手段とを備えたエレベータの位置検出装置において、
前記位置判定手段は、複数回連続して読み取った前記デジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報を組み合わせて乗りかごの位置を判定することを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項８】
エレベータ昇降路内の複数個所に配置され、配置個所に応じて、それぞれ異なるデジタル情報に相当する形状を乗りかご移動方向ならびにそれ以外の方向に有する位置表示体と、
乗りかごに搭載され、前記位置表示体の有する前記デジタル情報のうち、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を読み取るセンサとを備え、
前記センサによって、読み取られたデジタル情報を用いて前記乗りかごの位置を判定する位置判定ステップを備えたエレベータの位置検出方法において、
読み取った前記デジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報とを組み合わせて乗りかごの位置を判定する位置判定ステップを備えたことを特徴とするエレベータの位置検出方法。
【請求項９】
請求項８において、前記位置表示体として、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を表すとともに、前記乗りかご移動方向に複数行に亘って、前記複数ビットのデジタル情報を表すための形状を備えた位置表示体を含み、
前記位置判定ステップは、前記乗りかごの移動に伴い、前記センサによって、複数回連続して読み取られたデジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報とを組み合わせて乗りかごの位置を判定することを特徴とするエレベータの位置検出方法。
【請求項１】
エレベータ昇降路内の複数個所に配置され、配置個所に応じて、それぞれ異なるデジタル情報に相当する形状を乗りかご移動方向ならびにそれ以外の方向に有する位置表示体と、
乗りかごに搭載され、前記位置表示体の有する前記デジタル情報のうち、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を読み取るセンサと、
前記センサによって読み取られたデジタル情報を用いて前記乗りかごの位置を判定する位置判定手段を備えたエレベータの位置検出装置において、
前記位置判定手段は、読み取った前記デジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報を組み合わせて乗りかごの位置を判定することを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記位置表示体として、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を表すとともに、前記乗りかご移動方向に複数行に亘って、前記複数ビットのデジタル情報を表すための形状を備えた位置表示体を含むことを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記乗りかご移動方向以外の方向は、前記乗りかご移動方向に垂直の方向であり、前記センサは、前記垂直方向に複数ビットのデジタル情報を同時に読み取ることを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記センサにより１度に読み取った乗りかご移動方向に垂直方向に複数ビットのデジタル情報が、予め定めたデジタル情報に合致したとき、前記位置判定手段は、当該１度に読み取ったデジタル情報のみから乗りかごの位置を判定することを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記位置判定手段は、直前の位置判定結果と、今回読み取ったデジタル情報、並びに前記エレベータの運転方向情報とを組み合わせて異常又は故障を判定することを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記センサは、乗りかご移動方向に垂直の方向に並べた複数の光電センサを備えたことを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項７】
エレベータ昇降路内の複数個所に配置され、配置個所に応じて、それぞれ異なるデジタル情報に相当する形状を乗りかご移動方向ならびにその垂直方向に有する位置表示体と、
乗りかごに搭載され、前記位置表示体の有する前記デジタル情報のうち、乗りかご移動方向に垂直の方向に複数ビットのデジタル情報を同時に読み取るセンサと、
前記乗りかごの移動に伴い、前記センサによって、複数回連続して読み取られたデジタル情報を用いて前記乗りかごの位置を判定する位置判定手段とを備えたエレベータの位置検出装置において、
前記位置判定手段は、複数回連続して読み取った前記デジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報を組み合わせて乗りかごの位置を判定することを特徴とするエレベータの位置検出装置。
【請求項８】
エレベータ昇降路内の複数個所に配置され、配置個所に応じて、それぞれ異なるデジタル情報に相当する形状を乗りかご移動方向ならびにそれ以外の方向に有する位置表示体と、
乗りかごに搭載され、前記位置表示体の有する前記デジタル情報のうち、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を読み取るセンサとを備え、
前記センサによって、読み取られたデジタル情報を用いて前記乗りかごの位置を判定する位置判定ステップを備えたエレベータの位置検出方法において、
読み取った前記デジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報とを組み合わせて乗りかごの位置を判定する位置判定ステップを備えたことを特徴とするエレベータの位置検出方法。
【請求項９】
請求項８において、前記位置表示体として、前記乗りかご移動方向以外の方向に複数ビットのデジタル情報を表すとともに、前記乗りかご移動方向に複数行に亘って、前記複数ビットのデジタル情報を表すための形状を備えた位置表示体を含み、
前記位置判定ステップは、前記乗りかごの移動に伴い、前記センサによって、複数回連続して読み取られたデジタル情報と、前記エレベータの運転方向情報とを組み合わせて乗りかごの位置を判定することを特徴とするエレベータの位置検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２４４２２（Ｐ２０１２−２２４４２２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１６４２（Ｐ２０１１−９１６４２）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]