エレベータの位置検出装置

【課題】
エレベータの位置検出装置において、信頼性の向上と高精度化のより一層の両立を図る。
【解決手段】
乗りかご１００が昇降する昇降路に被検出体８を設け、乗りかごに設置された位置検出器で被検出体を検出することにより、乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、乗りかご１００に設置され、被検出体８を検出する第１位置検出器１と、第１位置検出器１とは検知方式が異なり、乗りかごの位置を検出する第２位置検出器２と、を備え、第２位置検出器２の検出信号が得られる場合、第１位置検出器１の検出信号を有効とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電式，磁気式，渦電流式等の位置検出装置に関し、特に昇降路内で乗りかごの位置を検出するものに好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータの位置検出装置において、光電式の着床検出器の誤動作を防止し、検出精度を向上するため、かごドア敷居側に光電式の着床検出スイッチ、乗り場ドア敷居側には着床検出スイッチ射出した光を反射する着床検出板、を取り付け、乗り場ドア敷居には、着床検出板部が反射した着床検出スイッチの光以外（外乱光）が着床検出スイッチに入光するのを阻止する誤動作防止カバーを取り付けることが知られ、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、エレベータ乗りかごのある検知方式の位置検出手段に故障や誤動作などが発生した場合でも、エレベータの誤作動や停止を防止するため、複数の検知方式の位置検出手段からの検出信号を比較し、一致するときは精度の良い第一位置検出手段の検出信号を、一致しないときは誤動作しにくい第二位置検出手段の検出信号を制御に利用することが知られ、例えば特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２４５２９号公報
【特許文献２】特開２００８−２４３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術において、単に外乱光を阻止するものでは、昇降路内は設置場所や時間帯で外乱光の入射環境及び反射環境が変化するので、外乱光の精度への影響を防ぐことは困難である。
また、複数の検知方式の位置検出手段からの検出信号が一致するときは第一位置検出手段の検出信号を、一致しないときは第二位置検出手段の検出信号を利用するものでは、一致しないときまで位置検出信号の精度を保証することができるものではない。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、信頼性の向上と高精度化のより一層の両立を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、乗りかごが昇降する昇降路に被検出体を設け、前記乗りかごに設置された位置検出器で前記被検出体を検出することにより、前記乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、前記乗りかごに設置され、前記被検出体を検出する第１位置検出器と、前記第１位置検出器とは検知方式が異なり、前記乗りかごの位置を検出する第２位置検出器と、を備え、前記第２位置検出器の検出信号が得られる場合、前記第１位置検出器の検出信号を有効とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１位置検出器とは検知方式が異なり、乗りかごの位置を検出する第２位置検出器を備え、第２位置検出器の検出信号が得られる場合、第１位置検出器の検出信号を有効とするので、第１位置検出器をより高精度（あるいはそのための高感度化）しても誤検出を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
エレベータの位置検出装置は、図１８で説明すれば、通常エレベータの乗りかご１００の上に設置される。位置検出装置は、位置検出器１１４で被検出体８を検出することにより、乗りかご１００の昇降路内における絶対位置を検出し、乗りかご１００の床面と乗り場の床面の位置合わせを行う。
【００１０】
位置検出器には、光電式，磁気式，渦電流式などの検出器が利用されている。光電式検出器は、その特性上被検出体を高精度に検出することが可能であるが、光を利用するため、太陽光を中心とする外乱光や埃，水滴などに弱い。逆に磁気式や渦電流式の検出器は、検出器の検出範囲に光電式のような強い指向性はないが、外乱光，水，埃，油等に強いため、悪環境下で使用するエレベータ、例えば昇降路壁がガラス張りであるシースルー型エレベータ等の位置検出器に適している。
【００１１】
また、展望用のエレベータなどで見られる、シースルー型エレベータでは、特に強い外乱光が入射するため、光電式検出器が誤動作する恐れがある。つまり、光電式検出器を利用する位置検出装置は高精度であるが、外乱光により影響が大きい。
【００１２】
図１は一実施例によるシステム構成を示し、位置検出精度の高い位置検出器、たとえば光電式検出器１と、その信号をマスクするためのマスク手段、例えば磁気式検出器２と、その２出力からマスクを実施するマスク実施手段３と、マスク実施手段３から出力されるマスクされた位置検出信号７Ｓに基づきエレベータを制御するエレベータ制御手段４を備える。
【００１３】
マスク実施手段３は、ロジックＩＣのＡＮＤ回路、またマイクロコンピュータ，ＦＰＧＡなどが良い。また、磁気式検出器２に代えて、渦電流式検出器を用いても良い。
【００１４】
図２において、矢印９は位置検出器の進行方向を示し、昇降路内の鉛直方向となる。光電式検出器１と磁気式検出器２の進行方向９には、各階に着床するための被検出体８が、光電式検出器１と磁気式検出器２の進行方向９に対し平行に取り付けられている。被検出体８は、磁気式検出器２として、例えば、金属体や、表面上に位置決めを行うための磁石などが貼り付けられたものが良い。光電式検出器１と磁気式検出器２は、被検出体８を通過することで、０から１，０［Ｖ］から５［Ｖ］等、出力が二値的に変化し、被検出体８の存在を検出する。なお、本例では、０［Ｖ］から１［Ｖ］に変化するとした。
【００１５】
次に、マスク処理の動作例について、図３から図６を用いて説明する。図３から図６は、図２において光電式検出器１と磁気式検出器２が進行方向９に移動した時の様子を、矢印１０より見たものである。つまり、第１位置検出器である光電式検出器１と第２位置検出器である磁気式検出器２は、進行方向９に対して左右に隣接されて配置されている。
【００１６】
図３から図６は、左側に光電式検出器１と磁気式検出器２と被検出体の位置関係を、右側に左側位置関係時の各検出器，マスク実施手段３の出力信号を示している。一点鎖線３３は光電式検出器１と磁気式検出器２の中心を通る線であり、各検出器位置と各出力信号の対応を示す。
【００１７】
また、光電式検出器１中にある丸３０は、光電式検出器１の出力する光軸を示す。また、各検出器の動作は、被検出体８を検出した場合、正論理である１［Ｖ］を出力し、検出しない場合は負論理である０［Ｖ］を出力する。マスク実施手段３については、ロジックＩＣによる単純なＡＮＤ回路とし、光電式検出器１と磁気式検出器２のＡＮＤが取れた場合１［Ｖ］を出力し、そうでない場合は０［Ｖ］を出力する。
【００１８】
図３では、光電式検出器１と磁気式検出器２はまだ被検出体８に充分に接近していないため、いずれの検出器，マスク実施手段３においても信号は出力されていない。
【００１９】
図４は、磁気式検出器２が被検出体８に接近したため、出力６Ｓが立ち上がった状態を示す。この出力６Ｓが立ち上がる位置は、磁気式検出器２と被検出体８のギャップや、対向度合いによって変動する。このように、一般に磁気式検出器２は光電式検出器１に対し指向性が弱いため、被検出体８のエッジを正確に検出するには困難がある。この状態では光電式検出器１は被検出体８上に到達していないため、検出器出力５Ｓは０［Ｖ］のままとなる。ゆえに、マスク実施手段３の出力７Ｓも０［Ｖ］のままである。
【００２０】
図５は、光電式検出器１の光軸３０が、ちょうど被検出体８の板端部に到達した状態を示す。磁気式検出器２の出力６Ｓは前段階の図４の状態そのままに、光電式検出器１が被検出体８を検出したことで出力５Ｓは１［Ｖ］になり、従って両出力５Ｓ及び６ＳのＡＮＤを取ったマスク実施手段３の出力７Ｓが１［Ｖ］になる。
【００２１】
図６は、光電式検出器１及び磁気式検出器２が、完全に被検出体８上に到達した状態を示す。この状態では、両検出器，マスク実施手段３の出力はいずれも１［Ｖ］となっている。
【００２２】
以上によれば、磁気式検出器２をマスク手段とすることで、被検出体８の近傍でのみ光電式検出器１の出力を有効にすることが可能となる。したがって、被検出体８の近傍のみで光電式検出器１の出力が有効になるので、被検出体８近傍以外では光電式検出器１が、外乱光や粉塵などの影響を受け誤動作することはない。
また、光電式検出器１の出力が有効となる被検出体８上においても、反射型の光電式検出器を利用する場合、光電式検出器１と被検出体８のギャップが短いほど、被検出体８自体が遮光板としての機能を果たすことになるので、外乱光の影響を受けにくい状態となる。
【００２３】
さらに、光電式検出器１の検出距離が長い場合、昇降路内において梁やドアのポケット機構などを誤検出してしまう可能性が生じるが、このマスク処理を利用することで、梁やドアポケットの誤検出も防ぐことが可能となる。
【００２４】
なお、マスク手段２と位置検出器１は一対一の関係となっているが、図７に示すように、マスク手段２と位置検出器１を複数個組み合わせることで、更に信頼性を向上させることも可能である。
【００２５】
図８は他の実施例のシステム構成を示し、高信頼なマスク手段である磁気式検出器２と、３つの位置検出器である光電式検出器１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、各検出器と磁気式検出器２からマスク処理を実行するマスク実施手段３と、そのマスク実施手段３の合理性を判定するマスク合理性判定手段４０と、合理性判定を行うための各位置検出器の信号パターンを記憶している位置検出信号モード記憶装置４１と、マスク実施手段３とマスク合理性判定手段４０の出力信号からエレベータを制御するエレベータ制御手段を備える。
【００２６】
マスク実施手段３はロジックＩＣによるＡＮＤ回路やマイクロコンピュータなどで構成し、マスク合理性判定手段４０はマイクロコンピュータやＦＰＧＡなどで実施する。
【００２７】
マスク実施手段３には複数の光電式検出器出力が入力されている。
【００２８】
つぎに、マスク合理性判定手段４０周辺の動作について説明する。
マスクの合理性判定の必要性について、図９を用いて説明する。図９は、マスク手段である磁気式検出器２の出力が１［Ｖ］になる位置と、光電式検出器１が１［Ｖ］になる位置の間の状態を表している。この状態で、外乱光が光電式検出器１に入射し、光電式検出器１が誤動作した場合、光電式検出器１の出力５Ｓと、マスク実施手段３の出力７Ｓは図９の右図のように、光電式検出器１で検出したい被検出体８の板端部は、外乱光の入射により正確に検出することが出来ず、実際の板端部の位置に対し検出誤差５１が生じることになる。エレベータの着床合わせの動作は、板端部を通過した際の信号で位置情報の補正を行うため、この誤差はそのまま乗り場と乗りかごの着床誤差となる。位置検出器を複数組み合わせて微小な着床誤差を修正する、マイクロ運転のような様々なサービス機能を利用する場合では、外乱光で信号が書き換えられ、予期せぬ動作モードでエレベータが動く恐れもある。位置検出器の安定した動作を確保するためには、マスク処理だけでは完全に外乱光の影響を抑えることは難しく、マスク処理の合理性を判定し、適宜補正を行う。
【００２９】
マスク処理の合理性を判定するために、被検出体８の形状を変更し、各光電式検出器１Ａ，１Ｂ，１ＣからＯＮ／ＯＦＦの組み合わせによる複数の信号モードを検出できる構成にする。この被検出体８の形状の一例を図１０に示す。図１０は、被検出体８の形状を検出した際の、各検出部位における各光電式検出器１Ａ，１Ｂ，１Ｃの信号の遷移（以下検出信号モード）を示したものである。
【００３０】
以下、この被検出体８の形状を利用した、マスク処理の合理性判定について説明する。なお、この検出信号モードを記憶する図８中の位置検出信号モード記憶装置４１は、マスク合理性判定手段４０であるマイクロコンピュータに接続されたＲＡＭ，ＲＯＭなどで実装する。
【００３１】
外乱光によって光電式検出器１が誤動作するということは、検出信号モードが本来検出されるモードから有り得ないモードへ遷移をする場合である。たとえば、モードＭ１からモードＭ４へ検出信号モードが変化した場合は、外乱光の影響か、各検出器が故障したと判定することが出来る。検出器が故障した場合は、定常的にＯＮかＯＦＦになるので、検出信号モードが一時的な変化で遷移したならば、それは外乱光による影響で誤動作したものと判断できる。このように、被検出体８の形状からシーケンシャルに検出信号モードを追い、有り得ないモード遷移の場合は排除することで、外乱光の影響を取り除くことが可能となる。
【００３２】
次に、マスク合理性判定手段４０であるマイクロコンピュータと、位置検出信号モード記憶装置４１であるＲＡＭの動作について、図１１から図１３を用いて説明する。
【００３３】
信号検出モードの遷移を見るため、マイクロコンピュータ４０はＲＡＭ４１の所定アドレスに、今回検出する検出信号モードの一回前のモードを保持している。まず、マイクロコンピュータ内のタイマ割込みによりマスク合理性判定を開始する（Ｓ１００）。そして、一回前の検出信号モードをＲＡＭ４１から読み出す（Ｓ１０１）。そして、読み出した検出信号モードがＭ１だった場合はＭ１時合理性確認処理（Ｓ２００）へ、そうでない場合はステップＳ１０３へ移行する（Ｓ１０２）。以降、読み出した検出信号モードに対応した合理性確認処理へ移行するための同様のステップを繰り返す（Ｓ１０３〜Ｓ１０５）。
【００３４】
読み出した検出信号モードがＭ１だった場合のＭ１時合理性確認処理Ｓ２００について、図１２を用いて説明する。まず、現在の検出信号モードを、マイクロコンピュータ４０に接続されている各入力ポートからサンプリングし、メモリへ記憶する（Ｓ２０１）。過去３回分のサンプリングした検出信号モードが同一であった場合、そのまま次の処理へ移行するが、そうでなかった場合は、再び現在の検出信号モードのサンプリングを行い、過去三回分のサンプリングした検出信号モードと、現在の検出信号モードが同一であるか確認する（Ｓ２０２）。過去３回分のサンプリングした検出信号モードが同一であった場合、現在の検出信号モードを過去三回分と同一であったモードに設定する（Ｓ２０３）。ステップＳ２０１，ステップＳ２０２及びステップＳ２０３の処理は、サンプリング周期に近いもしくはそれ以上の周期で光電検出器の受光部に入射する外乱光の影響による、光電式検出器１Ａ，１Ｂ，１Ｃのチャタリング対策としての一つである。
【００３５】
現在の信号検出モードがＭ１であるか判定を行う（Ｓ２０４）。現在のモードがＭ１でない場合、引き続き現在のモードがＭ２であるか判定を行う（Ｓ２０５）。ステップＳ２０４及びＳ２０５において、現在の検出信号モードがＭ１もしくはＭ２であれば、マスク処理の合理性が図１０のモード遷移に基づき、シーケンシャルに正しく行われているので、合理性判定出力４２Ｓから１［Ｖ］を出力する（Ｓ２０６）。現在の検出信号モードがＭ１，Ｍ２以外であった場合は、マスク処理の合理性は図１０のモード遷移から異常であると判定される、合理性判定出力４２Ｓから０［Ｖ］を出力する。
【００３６】
読み出した検出信号モードがＭ２だった場合のＭ２時合理性確認処理Ｓ３００について、図１３を用いて説明する。
基本的な処理については、読み出した検出信号モードがＭ１であった場合の、Ｍ１時合理性確認処理Ｓ２００と同じとなる。Ｍ１時合理性確認処理Ｓ２００との大きな違いは、図１０のモード遷移より、検出信号モードがＭ２であった場合は、Ｍ２からＭ１，Ｍ２からＭ２，Ｍ２からＭ３への計３つの遷移となる点である。Ｍ１時合理性確認処理Ｓ２００に対し、単純な判定処理Ｓ３０６を一つ追加しただけであるため、詳細な動作説明は省略する。
【００３７】
読み出した信号検出モードがＭ３，Ｍ４，Ｍ５であった場合も、Ｍ２時と同様、遷移するモードは３つであり、図１３のステップＳ３０４，Ｓ３０５，Ｓ３０６の判定部分を変えるのみで対応可能であるため、詳細な動作説明は省略する。
【００３８】
合理性判定出力４２Ｓを利用し、高信頼に位置検出を行うエレベータ制御手段４（マイクロコンピュータ）の動作について、図１４を用いて説明する。一連の動作は、マイクロコンピュータのタイマ割込みを利用して実行される。まず、マスク実施手段３から出力される出力信号４４ＡＳ，４４ＢＳ，４４ＣＳを取り込む（Ｓ４０１）。この時点では、マスク処理後の出力ではあるが、外乱光の影響を受け正しく機能していない可能性がある。
【００３９】
次に、合理性判定出力４２Ｓを取り込み（Ｓ４０２）、マスク実施手段３の合理性に基づき、取り込んだマスク実施手段出力４４ＡＳ，４４ＢＳ，４４ＣＳを有効にするか判定する。取り込んだ出力が正論理（１［Ｖ］）であれば、マスク実施手段３は正しく機能しているので、今回取り込んだマスク実施手段出力４４ＡＳ，４４ＢＳ，４４ＣＳを有効にし、次回以降の位置検出で過去の検出信号モードとして利用するため、出力状態を記憶する（Ｓ４０４）。取り込んだ出力が負論理（０［Ｖ］）であれば、マスク実施手段３の出力は外乱光による影響を受けていると判断し、今回取り込んだマスク実施手段出力４４ＡＳ，４４ＢＳ，４４ＣＳを破棄する（Ｓ４０５）。
【００４０】
以上によれば、複数の信号パターンを利用し、マスク処理の合理性を確認することで、光電式検出器の出力が有効となっている場所においても、外乱光の影響による誤動作の可能性を排除し、高信頼に位置を検出することができる。
【００４１】
被検出体８の形状は、より検出信号モードを細かく分けたい場合は光電式検出器の数を増やすことや、シーケンシャルに検出信号を追うために取り込み信号を１から順に加算していくような被検出体形状にしてもよい。
【００４２】
図１５はさらに、他の実施例のシステム構成であり、光電式検出器の数を減らし、マスク処理の合理性確認に被検出体８の絶対位置情報５０を利用する。被検出体８の絶対位置情報を検出する、被検出体の絶対位置情報５０の一例は、図１６に示すガバナエンコーダ７２を利用する。被検出体８の絶対位置情報を検出するために、各階間の距離をデジタルデータとして測定する、階高測定運転をエレベータ設置時などに行う。これより得た被検出体８の位置情報を元に、マスク処理の合理性を確認する処理を行う。
【００４３】
マスク合理性判定手段４０（マイクロコンピュータ）の動作について、図１４を用いて説明する。マイクロコンピュータ４０の動作は、光電式検出器１の出力のエッジを検出することによる割込み処理で実施する（Ｓ５０１）。次に、ガバナエンコーダ７２より現在の乗りかごの位置情報を取り込み（Ｓ５０２）、現在の位置が被検出体８の存在する位置であるか判定する（Ｓ５０３）。存在位置を判定する閾値については、ガバナロープ７１の温度変化や、張力変化により位置検出精度に誤差が生じる可能性がある。このため、閾値には温度変化や張力変化分に対応した、位置検出の誤差を見積もった一定量のマージンを設けておくことが好ましい。
【００４４】
乗りかごの現在の位置が被検出体８の存在する位置であれば、合理性判定出力Ｓ４２に正論理（１［Ｖ］）を出力し（Ｓ５０４）、被検出体が存在しないのであれば、合理性判定出力Ｓ４２に負論理（１［Ｖ］）を出力する。
【００４５】
高信頼に位置検出を行うエレベータ制御手段４（マイクロコンピュータ）の動作については、図１４で説明したと同じである。
【００４６】
以上によれば、エレベータの絶対位置情報を利用して被検出体８の存在する位置であるかを判定することで、マスク実施手段に入力する検出器の数を必要最低限の数に抑えたままで、外乱光の入射により検出器が誤動作したかどうかを判定することが可能となる。
【００４７】
以上、外乱光の影響をより少なくすると共に、外乱光だけでなく、検出距離が長い光電式検出器を利用する際に生じ得る、昇降路内に存在する被検出体以外の背景物の誤検出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明における一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】一実施例の位置検出部を示す構成図。
【図３】一実施例による位置検出器と被検出体の位置に対する検出信号を示す動作図。
【図４】位置検出器と被検出体の位置に対する検出信号を示す動作図。
【図５】位置検出器と被検出体の位置に対する検出信号を示す動作図。
【図６】位置検出器と被検出体の位置に対する検出信号を示す動作図。
【図７】一実施例において位置検出器を複数組み合わせた構成を示すブロック図。
【図８】本発明における他の実施例の構成を示すブロック図。
【図９】位置検出器と被検出体の位置に対する検出信号を示す動作図。
【図１０】他の実施例における被検出体の形状と検出信号の遷移を示す動作図。
【図１１】他の実施例による検出信号の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】他の実施例による検出信号の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】他の実施例による検出信号の処理手順を示すフローチャート。
【図１４】他の実施例による検出信号の処理手順を示すフローチャート。
【図１５】本発明におけるさらに他の実施例の構成を示すブロック図。
【図１６】さらに他の実施例における全体構成を示す構成図。
【図１７】さらに他の実施例による検出信号の処理手順を示すフローチャート。
【図１８】本発明における実施例の全体構成を示す構成図。
【符号の説明】
【００４９】
１第１位置検出器（光電式検出器）
２第２位置検出器（磁気式検出器，マスク手段）
３マスク実施手段
４エレベータ制御手段
８被検出体
４０マスク合理性判定手段（マイクロコンピュータ）
４１位置検出信号モード記憶装置
１００乗りかご
１０５電動機

【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごが昇降する昇降路に被検出体を設け、前記乗りかごに設置された位置検出器で前記被検出体を検出することにより、前記乗りかごの位置を検出するエレベータの位置検出装置において、
前記乗りかごに設置され前記被検出体を検出する第１位置検出器と、
前記第１位置検出器とは検知方式が異なり、前記乗りかごの位置を検出する第２位置検出器と、
を備え、前記第２位置検出器の検出信号が得られる場合、前記第１位置検出器の検出信号を有効と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に記載のものにおいて、前記第２位置検出器は前記被検出体を検出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３】
請求項１に記載のものにおいて、前記被検出体は金属体、前記第１位置検出器は光電式、前記第２位置検出器は磁気式とされ、前記第１位置検出器と前記第２位置検出器は進行方向の左右に隣接されて配置された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に記載のものにおいて、前記被検出体は金属体、前記第１位置検出器は光電式、前記第２位置検出器は磁気式とされ、前記第２位置検出器は前記被検出体を検出すると共に、前記第１位置検出器を遮光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に記載のものにおいて、前記第１位置検出器は光電式とされ、複数設けられ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に記載のものにおいて、前記第１位置検出器は光電式とされ、前記第２位置検出器は前記被検出体の絶対位置情報を検出し、前記絶対位置情報に基づいて前記第１位置検出器の検出信号を有効とすることを特徴とするエレベータの位置検出装置。

【図１】