(57)【要約】【課題】センサの測定誤差によるバッテリの消費量を抑えて揺れ検出を継続的に行う。【解決手段】一実施形態に係るエレベータシステムは、信号処理手段と、入力手段と、検出周期制御手段とを備える。上記信号処理手段は、上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正する。上記入力手段は、上記信号処理手段による補正後の計測データを予め設定された検出周期で入力する。上記検出周期制御手段は、上記入力手段によって入力された計測データが示す揺れの強さに基づいて上記検出周期を制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも乗りかごまたはカウンタウェイトに設置され、その設置場所での揺れを検出するバッテリ駆動型のセンサと、このセンサで検出された揺れの強さを示す計測データをエレベータ制御装置に送信する通信端末とを備えたエレベータシステムにおいて、
上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正する信号処理手段と、
この信号処理手段による補正後の計測データを予め設定された検出周期で入力する入力手段と、
この入力手段によって入力された計測データが示す揺れの強さに基づいて上記検出周期を制御する検出周期制御手段と
を具備したことを特徴とするエレベータシステム。
【請求項２】
上記信号処理手段は、
エレベータの運転停止時に上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正することを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項３】
上記信号処理手段は、
上記計測データが一定時間同じ値であった場合に異常とみなして発報することを特徴とする請求項２記載のエレベータシステム。
【請求項４】
上記信号処理手段は、
上記センサが設置される場所の温度環境を考慮して、第１の時間帯と第２の時間帯とで上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを時間帯別に補正することを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項５】
上記信号処理手段は、
上記第１の時間帯で検出されたオフセット誤差と上記第２の時間帯で検出されたオフセット誤差との間に一定値以上の差があった場合に異常とみなして発報することを特徴とする請求項４記載のエレベータシステム。
【請求項６】
上記センサは、加速度センサであり、
上記信号処理手段は、
上記加速度センサの各軸の信号毎にオフセット誤差を個別に補正するか、あるいは、上記加速度センサの各軸の信号を合成した信号に対してオフセット誤差を補正することを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項７】
上記計測データが示す揺れの強さに基づいて、単位時間当たりのデータ通信回数を定めた通信頻度を変更して、上記計測データを上記通信端末から上記エレベータ制御装置に送信する通信頻度制御手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項８】
上記計測データが示す揺れの強さに基づいて、上記通信端末および上記センサの動作状態を確認するための死活監視を実行する監視手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エレベータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等によって建物が揺れると、地震時管制運転装置によって、乗りかごが最寄り階に誘導され、ドアが開放された状態となり、乗客の積み下ろしを行う。このような地震時管制運転装置を備えたエレベータシステムは、Ｓ波センサやＰ波センサを備えている。Ｓ波センサやＰ波センサは、例えば、建物の上部に位置する機械室や昇降路内のピット等に設けられる。
【０００３】
上記エレベータシステムでは、必要に応じて自動診断運転が行われ、各種機器に損傷や不具合がないかが診断される。自動診断運転は、安全上の観点から、地震が発生した時のＳ波センサやＰ波センサからの出力（ガル値）が所定の基準値未満であった時にのみ行われる。Ｓ波センサやＰ波センサからの出力が一度でも基準値を超えた場合には、保守員による点検作業が行われる。
【０００４】
ここで、さらなる安全性の担保のために、Ｓ波センサやＰ波センサに加えて、例えば乗りかごやカウンタウェイトに加速度センサを設けておき、運転中の揺れを検知するシステムが考えられている。上記加速度センサはバッテリ駆動され、通信端末を介してエレベータ制御装置に無線接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３９９８７９号公報
【特許文献２】特許第５７０６７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したシステムでは、加速度センサによって検出された揺れの度合いに応じて、検出周期を切り換えている。つまり、揺れが大きい場合には検出周期を短くにして今後の状況を詳細に監視し、揺れが小さい場合には検出周期を長くしてバッテリの消費量を抑える。しかしながら、加速度センサには、例えば計測値に一定の値が加算されるオフセット誤差が測定誤差として存在する。このため、加速度センサの出力値（計測データ）に対する検出周期が早めに切り替えられ、バッテリ電力が無駄に消費される。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、センサの測定誤差によるバッテリの消費量を抑えて揺れ検出を継続的に行うことができるエレベータシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態に係るエレベータシステムは、少なくとも乗りかごまたはカウンタウェイトに設置され、その設置場所での揺れを検出するバッテリ駆動型のセンサと、このセンサで検出された揺れの強さを示す計測データをエレベータ制御装置に送信する通信端末とを備える。
【０００９】
上記エレベータシステムは、信号処理手段と、入力手段と、検出周期制御手段とを備える。上記信号処理手段は、上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正する。上記入力手段は、上記信号処理手段による補正後の計測データを予め設定された検出周期で入力する。上記検出周期制御手段は、上記入力手段によって入力された計測データが示す揺れの強さに基づいて上記検出周期を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は一実施形態に係るエレベータシステムの概略構成例を示す図である。
【図２】図２は同実施形態における通信端末の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は同実施形態における地震波形の一例を示す図である。
【図４】図４は同実施形態における信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は同実施形態における信号処理部の別の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は同実施形態における計測データに対する検出周期と通信頻度との関係を示す図である。
【図７】図７は同実施形態における通信端末による信号処理の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は同実施形態における通信端末による揺れ検出時の処理動作を示すフローチャートである。
【図９】図９は同実施形態における通信端末による死活監視時の処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は第２の実施形態に係る通信端末による信号処理の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るエレベータシステムの概略構成例を示す図である。図１の例では、エレベータ全体の制御を行うエレベータ制御装置１０と巻上機１７が上部機械室１に設けられている。なお、機械室を持たないマシンルームタイプのエレベータでは、エレベータ制御装置１０と巻上機１７が昇降路２内の上部に配置される。
【００１３】
エレベータ制御装置１０には、エレベータ全体の制御を行うための制御基板１１と、マスター（親機）として機能する通信端末ＣＭとが含まれる。昇降路２内には、図１に示すように、乗りかご１２及びカウンタウェイト１３が設けられており、それぞれガイドレール１４ａ〜１４ｄに昇降動作可能に支持されている。
【００１４】
ガイドレール１４ａ，１４ｂは乗りかご１２用のガイドレールであり、ガイドレール１４ｃ，１４ｄはカウンタウェイト１３用のガイドレールである。乗りかご１２は、ガイドシュー１５ａ，１５ｂを介してガイドレール１４ａ，１４ｂに摺動可能に取り付けられている。カウンタウェイト１３は、ガイドシュー１５ｃ，１５ｄを介してガイドレール１４ｃ，１４ｄに摺動可能に設けられている。
【００１５】
乗りかご１２には、乗りかご１２の揺れを検出（計測）するための加速度センサＳ１と、スレーブ（子機）として機能する通信端末ＣＳ１とが設けられている。加速度センサＳ１と通信端末ＣＳ１とは有線にて接続されており、通信機能を備えたセンサ装置（センサ端末とも呼ぶ）として用いられる。
【００１６】
同様に、カウンタウェイト１３には、カウンタウェイト１３の揺れを検出（計測）するための加速度センサＳ２と、スレーブとして機能する通信端末ＣＳ２とが設けられている。加速度センサＳ２と通信端末ＣＳ２とは有線にて接続されており、通信機能を備えたセンサ装置として用いられる。通信端末ＣＳ１，ＣＳ２は、マスター（親機）である通信端末ＣＭと通信可能に接続される。通信端末ＣＳ１と加速度センサＳ１とは同一筐体に格納されていてもよい。通信端末ＣＳ２と加速度センサＳ２とは同一筐体に格納されていてもよい。
【００１７】
また、地震発生時の揺れを検出（計測）するために、上部機械室１にはＳ波センサＳＳが設けられ、ピット３にはＰ波センサＰＳが設けられている。Ｓ波センサＳＳ及びＰ波センサＰＳは、エレベータ制御装置１０と有線にて接続されている。
【００１８】
メインロープ１６の一端に乗りかご１２が連結され、メインロープ１６の他端にカウンタウェイト１３が連結されている。メインロープ１６は、巻上機１７の回転軸に取り付けられたメインシーブ１８ａに巻回されている。１８ｂはそらせシーブである。
【００１９】
巻上機１７は、メインシーブ１８ａを回転させるためのモータ１９を含んでいる。エレベータ制御装置１０からの駆動指示により巻上機１７のモータ１９が駆動されると、メインシーブ１８ａが所定方向に回転し、メインロープ１６を介して乗りかご１２がカウンタウェイト１３と共につるべ式に昇降動作する。メインシーブ１８ａには位置検出器（パルスジェネレータ）２０が設置されている。位置検出器２０は、メインシーブ１８ａがどの方向にどれだけ回転したかを検出することで、昇降動作に伴う乗りかご１２の移動量を検出する。
【００２０】
乗りかご１２には、かご制御装置２１とドア制御装置２２とが設けられている。かご制御装置２１及びドア制御装置２２は、エレベータ制御装置１０（制御基板１１）に接続されている。
【００２１】
かご制御装置２１は、エレベータ制御装置１０からの指示にしたがって、乗りかご１２内の照明機器の駆動制御や空調制御を行う。また、かご制御装置２１は、かご内に設けられた操作パネル４に関する情報、具体的には、乗客によって押下された行先階ボタンやドア開閉ボタン等に関する情報をエレベータ制御装置１０やドア制御装置２２に出力する。
【００２２】
ドア制御装置２２は、エレベータ制御装置１０やかご制御装置２１からの指示にしたがって乗りかご１２のドアの開閉制御を行う。ドア制御装置２２は、乗りかご１２のドアを開閉するためのモータ２３と接続し、このモータ２３を駆動することでドアの開閉制御を行う。
【００２３】
乗りかご１２が着床する各階の乗場５には、乗場呼びボタン６と乗場制御装置３０とが設けられている。乗場呼びボタン６は、乗客が乗りかご１２に乗車する乗場の位置（階床）と行先方向（上方向／下方向）を登録するためのボタンである。乗場制御装置３０は、エレベータ制御装置１０（制御基板１１）に接続され、乗場呼びボタン６によって登録された情報をエレベータ制御装置１０に出力する。
【００２４】
次に、図２の機能ブロック図を参照して、スレーブ（子機）として用いられる通信端末ＣＳの構成について説明する。
【００２５】
なお、乗りかご１２に設置された通信端末ＣＳ１、カウンタウェイト１３に設置された通信端末ＣＳ２とは同様な機能部を有している。ここでは、カウンタウェイト１３に設置された通信端末ＣＳ２を代表例にとって説明し、通信端末ＣＳ１の説明は省略するものとする。以降の説明においても、基本的に通信端末ＣＳ２を代表例にとって説明し、通信端末ＣＳ１に関する説明は省略するものとする。
【００２６】
また、エレベータ制御装置１０の制御基板１１には、エレベータの運転制御に関わる各種機能が備えられているが、以下では説明を簡単にするため、エレベータ制御装置１０が各種機能を実行するものとして説明する。
【００２７】
通信端末ＣＳ２は、カウンタウェイト１３に設けられた加速度センサＳ２に接続される。通信端末ＣＳ２は、加速度センサＳ２によって検出された揺れの強さを示す計測データ（加速度データ）を入力すると共に、所定のタイミングでマスター（親機）である通信端末ＣＭに無線により送信する機能を備えている。
【００２８】
なお、加速度センサＳ２は、少なくとも横揺れ（水平方向の揺れ）を検出可能な２軸加速度センサであれば良いが、横揺れに加えて縦揺れ（鉛直方向の揺れ）も検出可能な３軸加速度センサであっても良い。水平方向の軸をｘ軸，ｙ軸、垂直方向の軸をｚ軸と呼ぶ。
【００２９】
図２に示すように、通信端末ＣＳ２は、バッテリ１００、電力供給制御部１０１、信号処理部１０２、入力部１０３、保存部１０４、検出周期制御部１０５、通信制御部１０６を備える。
【００３０】
バッテリ１００は、充電式あるいは交換可能であり、通信端末ＣＳ２および加速度センサＳ２の電源として用いられる。
【００３１】
電力供給制御部１０１は、バッテリ１００の電力を通信端末ＣＳ２内の通信制御部１０６を含む各機能部に供給すると共に加速度センサＳ２に供給する。
【００３２】
信号処理部１０２は、入力部１０３の前段に設けられ、加速度センサＳ２の計測データに含まれるオフセット誤差（理想値と計測値との測定誤差）を検出し、そのオフセット誤差に基づいて加速度センサＳ２の計測データを補正する。なお、この信号処理部１０２の構成については、後に図３乃至図５を用いて詳しく説明する。
【００３３】
入力部１０３は、予めカウンタウェイト１３の揺れを検出するための時間間隔を定めた検出周期Ｔで、加速度センサＳ２からの計測データの入力を受け付ける。保存部１０４は、入力部１０３を通じて入力された計測データを時系列順に保存する。
【００３４】
検出周期制御部１０５は、保存部１０４に保存された最新の計測データが示す揺れの強さに基づいて検出周期Ｔを制御する。省電力の観点から平常運転モード時には、検出周期Ｔは、通常測定用の長周期Ｔ１に設定されている。一方、管制運転モード時には、計測データをサンプリングする数を増やすため、検出周期Ｔは、長周期Ｔ１よりも時間間隔が短く設定された詳細測定用の短周期Ｔ２に切り替えられる。
【００３５】
詳しくは、検出周期制御部１０５は、第１の閾値ＴＨ１を検出周期Ｔの変更基準として持ち、計測データが示す揺れの強さが第１の閾値ＴＨ１未満のときに検出周期Ｔを長周期Ｔ１に切り替え、第１の閾値ＴＨ１以上のときに検出周期Ｔを短周期Ｔ２に切り替える。上記「第１の閾値ＴＨ１」は、管制運転に切り替えるための判断基準である。
【００３６】
通信制御部１０６は、通信端末ＣＳ２と通信端末ＣＭとの間の通信制御を行う。本実施形態において、この通信制御部１０６には、監視部１０６ａと通信頻度制御部１０６ｂとが備えられている。
【００３７】
監視部１０６ａは、所定のタイミングで通信端末ＣＳ２および加速度センサＳ２の動作状態をエレベータ制御装置１０に確認させるための死活監視を行う。詳しくは、監視部１０６ａは、予め設定された監視周期Ｗで死活監視信号を要求するためのトリガ信号をエレベータ制御装置１０に設けられた通信端末ＣＭに送信し、そのトリガ信号の応答で通信端末ＣＭから送られてくる死活監視信号を受信する。
【００３８】
上記監視周期Ｗは、例えば１０分に設定される。通信端末ＣＳ２から通信端末ＣＭを介してエレベータ制御装置１０にトリガ信号を送信したときに、所定時間内に監視対象として設定されたデータ（バッテリ残量、通信強度、機器の異常信号等）がエレベータ制御装置１０に送られてくれば、エレベータ制御装置１０は通信端末ＣＳ２および加速度センサＳ２が正常に動作しているものと判定する。また、通信端末ＣＳ２は、上記各データが設定された基準値よりも低い場合は、機器が故障または異常があるとしてエレベータ制御装置１０へ出力する。
【００３９】
通信頻度制御部１０６ｂは、計測データが示す揺れの強さに基づいて通信頻度Ｋを変更して、計測データを通信端末ＣＳ２から通信端末ＣＭを介してエレベータ制御装置１０に送信する。詳しくは、通信頻度制御部１０６ｂは、第１の閾値ＴＨ１よりも高く設定された第２の閾値ＴＨ２を通信頻度Ｋの変更基準として持ち、計測データが示す揺れの強さが第２の閾値ＴＨ２未満のときに、通信頻度Ｋを低頻度Ｋ１に切り替え、第２の閾値ＴＨ２以上のときに通信頻度Ｋを高頻度Ｋ２に切り替える。上記「第２の閾値ＴＨ２」は、耐震基準に対応した運転停止の判断基準である。
【００４０】
上記「通信頻度Ｋ」は、通信端末ＣＭと通信端末ＣＳ２間の無線通信における単位時間当たりのデータ通信回数を定めたものである。つまり、高頻度Ｋ２は、低頻度Ｋ１よりも単位時間当たりのデータ通信回数が多い。
【００４１】
ここで、エレベータ制御装置１０の機能について説明する。  
エレベータ制御装置１０は、通信端末ＣＳ２から送信された加速度センサＳ２の計測データを通信端末ＣＭを介して受信する。エレベータ制御装置１０は、計測データによって示される揺れの強さ（ガル値）が第１の閾値ＴＨ１以上であった場合、運転モードを平常運転モードから管制運転モードに切り替える機能を有している。エレベータ制御装置１０は、計測データによって示される揺れの強さ（ガル値）が耐震基準に対応した第２の閾値ＴＨ２以上であった場合、エレベータ（乗りかご１２）の運転を即時休止させる機能を有している。また、この機能を通信端末ＣＭに搭載し、計測データによって示される揺れの強さ（ガル値）が上記第２の閾値ＴＨ２以上であった場合、その旨を示す信号をエレベータ制御装置へ送り、エレベータ（乗りかご１２）の運転を即時停止させても良い。
【００４２】
また、エレベータ制御装置１０は、通信端末ＣＳ２から定期的に送られてくる計測データに基づいて、運転モードを管制運転モードから平常運転モードに早期復旧させるための自動診断運転（自動復旧運転とも言う）を行う機能を有している。
【００４３】
なお、エレベータ制御装置１０は、乗りかご１２に設置された通信端末ＣＳ１と加速度センサＳ１についても同様に機能する。
【００４４】
図３は地震波形の一例を示す図である。横軸が時間［ｓ］、縦軸が揺れの強さ（ガル値）［Ｇａｌ］を示している。
【００４５】
加速度センサＳ２の出力には、センサ固有の測定誤差として、オフセット誤差（図中のＥ１で示す部分）とスケール誤差（図中のＥ２で示す部分）が含まれている。オフセット誤差は、出力値に一定の値が加算される測定誤差のことである。
【００４６】
すなわち、例えば垂直方向（Ｚ軸方向）を含む３軸加速度センサであれば、静止状態で水平方向（Ｘ，Ｙ方向）の出力値はゼロ、垂直方向の出力値は標準重力加速度としての１Ｇが印加されているのが理想的である。しかし、実際には機器の特性により水平方向の出力値がゼロにならず、垂直方向の出力値も１Ｇにならないことがある。これがオフセット誤差である。このようなオフセット誤差が出力値に含まれていると、乗りかご１２の揺れを正確に検出できず、運転切り替えに誤動作が生じる。
【００４７】
信号処理部１０２には、エレベータ（乗りかご１２）の運転停止時つまり加速度センサＳ１が静止している状態で上述したオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差を低減する方向に当該加速度センサＳ２の出力値を補正（オフセット）する機能が備えられている。
【００４８】
また、静止状態であっても、加速度センサＳ２の出力波形が上下に拡大・縮小されて観測される。これがスケール誤差であり、加速度センサＳ２が正しく動作している場合に観測される。逆に、このスケール誤差が観測されない場合には加速度センサＳ２に何らかの異常が生じていることになる。
【００４９】
信号処理部１０２には、上述したスケール誤差を考慮して加速度センサＳ２の出力値（計測データ）が一定時間同じ値であった場合に異常とみなして発報する機能が備えられている。
【００５０】
図４は信号処理部１０２の構成を示すブロック図である。加速度センサＳ２が横揺れ（水平方向の揺れ）と縦揺れ（垂直方向の揺れ）を検出可能な３軸加速度センサとする。
【００５１】
信号処理部１０２は、オフセット部３０１，３０２，３０３と、演算部３０４とを備える。オフセット部３０１，３０２，３０３は、エレベータ（乗りかご１２）の運転停止状態で、加速度センサＳ２から出力される３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の検出信号を取り込み、それぞれに含まれるオフセット誤差を検出し、これらのオフセット誤差に基づいて当該各信号を補正する。この場合、オフセット部３０１，３０２は、水平方向（Ｘ軸，Ｙ軸）の出力値がゼロになるように補正する。オフセット部３０３は、垂直方向（Ｚ軸）の出力値が１Ｇになるように補正する。
【００５２】
また、オフセット部３０１，３０２，３０３は、それぞれに各軸の出力波形を監視し、一定時間以上同じ値であった場合つまりスケール誤差による拡大・縮小の現象が見られない場合に異常とみなして発報する。
【００５３】
演算部３０４は、オフセット部３０１，３０２，３０３によってオフセット誤差が補正された各信号を合成し、その合成信号を加速度センサＳ２の計測データとして入力部１０３に与える。
【００５４】
図５は信号処理部１０２の別の構成を示すブロック図である。加速度センサＳ２が横揺れ（水平方向）と縦揺れ（垂直方向の揺れ）を検出可能な３軸加速度センサとする。
【００５５】
信号処理部１０２は、演算部４０１と、オフセット部４０２とを備える。演算部４０１は、加速度センサＳ２の３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）の検出信号を合成する。オフセット部４０２は、エレベータ（乗りかご１２）の運転停止状態で、演算部４０１によって得られた合成信号を入力とし、その合成信号に含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて当該合成信号を補正する。この場合、水平方向（Ｘ軸，Ｙ軸）の出力値をゼロ、垂直方向（Ｚ軸）の出力値を１Ｇとした合成信号になるように補正する。
【００５６】
オフセット部４０２は、演算部４０１によって補正された合成信号を加速度センサＳ２の計測データとして入力部１０３に与える。また、オフセット部４０２は、当該合成信号の出力波形を監視し、一定時間以上同じ値であった場合つまりスケール誤差による拡大・縮小の現象が見られない場合に異常とみなして発報する。
【００５７】
なお、図４と図５のどちらの方法を採用しても良い。図５の例の方が構成的には簡易である。
【００５８】
図６は計測データに対する検出周期Ｔと通信頻度Ｋとの関係を示す図である。横軸が時間［ｓ］、縦軸が揺れの強さ（ガル値）［Ｇａｌ］を示している。なお、振動波形は上下方向の振幅があり、その上下方向の振幅に対して第１の閾値ＴＨ１と第２の閾値ＴＨ２が設定される。
【００５９】
図中の「検出周期」は、単位時間当たりに計測データをサンプリングする時間間隔のことである。
「検出周期」が「長」とは、言い換えればサンプリング周波数が低い状態を示す。「検出周期」が「短」とは、言い換えればサンプリング周波数が高い状態を示す。
【００６０】
上述したように、検出周期制御部１０５は、管制運転の切り替え基準である第１の閾値ＴＨ１を用いて検出周期Ｔを長周期Ｔ１または短周期Ｔ２に切り替えている。図３の例では、ａとｄの期間は長周期Ｔ１、ｃとｂの期間は短周期Ｔ２である。長周期Ｔ１では、サンプリング周波数は低くなり、計測データをサンプリングする数が多くなる。短周期Ｔ２では、サンプリング周波数は高くなり、計測データをサンプリングする数が少なくなる。
【００６１】
一方、通信頻度制御部１０６ｂは、耐震基準に対応した第２の閾値ＴＨ２を用いて通信頻度Ｋを低頻度Ｋ１または高頻度Ｋ２に切り替えている。図３の例では、ａとｂとｄの期間は低頻度Ｋ１、ｃの期間は高頻度Ｋ２である。低頻度Ｋ１では、計測データをエレベータ制御装置１０に送る回数が少なくなる。高頻度Ｋ２では、計測データをエレベータ制御装置１０に送る回数が多くなる。
【００６２】
次に、本システムの動作について説明する。  
図７は通信端末ＣＳ２による信号処理の動作を示すフローチャートである。なお、乗りかご１２に設けられた通信端末ＣＳ１の処理動作についても同様である。
【００６３】
エレベータ（乗りかご１２）の運転が停止状態にあるとき（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、通信端末ＣＳ２の信号処理部１０２は、任意の時間内で加速度センサＳ２の出力状態をチェックする（ステップＳＴ２）。このとき、地震等の揺れがなく、加速度センサＳ２が静止状態にあるとする。
【００６４】
このような状態で、信号処理部１０２は、加速度センサＳ２に含まれる水平方向と垂直方向のオフセット誤差を検出し（ステップＳＴ３）、そのオフセット誤差に基づいて加速度センサＳ２の出力値（計測データ）を補正する（ステップＳＴ４）。詳しくは、信号処理部１０２は、水平方向（Ｘ軸，Ｙ軸）の出力値がゼロ、垂直方向（Ｚ軸）の出力値が１Ｇになるように補正する。
【００６５】
また、信号処理部１０２は、加速度センサＳ２の出力値（計測データ）に異常があるか否かを判断する（ステップＳＴ５）。その結果、加速度センサＳ２の出力値が一定時間以上同じ値であった場合つまりスケール誤差による拡大・縮小の現象が見られない場合には（ステップＳＴ５のＹＥＳ）、信号処理部１０２は、加速度センサＳ２が異常であると判断して、その旨を示す異常信号を通信端末ＣＭに送信する（ステップＳＴ６）。
【００６６】
エレベータ制御装置１０は、通信端末ＣＭを介して異常信号を受信すると、例えば図示せぬ警告ランプを点灯するなどの対応を行う。また、エレベータ制御装置１０から通信ネットワークを介して図示せぬ監視センタにセンサ異常を発報することでも良い。
【００６７】
このように、加速度センサＳ２に含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて出力値を補正することで、カウンタウェイト１３の揺れを正確に検出して運転制御に反映させることができる。また、加速度センサＳ２の出力値にスケール誤差による拡大・縮小の現象が見られない場合に異常発報して早急に交換等の対応を行うことができる。
【００６８】
なお、ここでは、カウンタウェイト１３に設置された加速度センサＳ２を例にして説明したが、乗りかご１２に設置された加速度センサＳ１も同様である。加速度センサＳ１にしても、加速度センサＳ２にしても、それぞれに固有の誤差が含まれているため、各センサ毎に図７に示した信号処理を実行する必要がある。
【００６９】
また、図７に示した信号処理は、一定の期間毎に定期的に実行するようにしても良いし、一日の中で複数回実行することでも良い。
【００７０】
図８は通信端末ＣＳ２による揺れ検出時の処理動作を示すフローチャートである。なお、乗りかご１２に設けられた通信端末ＣＳ１の処理動作についても同様である。
【００７１】
通信端末ＣＳ２において、入力部１０３は、予め設定された検出周期Ｔ毎に加速度センサＳ２によって検出された揺れの強度を示す計測データを入力する。その際、信号処理部１０２によって加速度センサＳ２の計測データに含まれるオフセット誤差が補正され（ステップＳＴ１０）、その補正後の計測データが検出周期Ｔ毎に入力部１０３に入力される（ステップＳＴ１１）。上述したように、省電力の観点から平常運転モード時には、検出周期Ｔは長周期Ｔ１に設定されている。入力された計測データは、保存部１０４に順次保存される。
【００７２】
検出周期制御部１０５は、保存部１０４に新たな計測データが保存されると、当該新たな計測データによって示される揺れの強さが第１の閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。
【００７３】
第１の閾値ＴＨ１未満であった場合（ステップＳＴ１２のＮＯ）、検出周期Ｔは長周期Ｔ１を継続する（ステップＳＴ１３）。このとき、通信頻度Ｋは低頻度Ｋ１である（ステップＳＴ１６）。
【００７４】
上記ステップＳＴ１２において、計測データによって示される揺れの強さが第１の閾値ＴＨ１以上であった場合（ステップＳＴ１２のＹＥＳ）、検出周期制御部１０５は、地震や余震が検知される可能性が高いと判断して、検出周期Ｔを短周期Ｔ２に変更する（ステップＳＴ１４）。以後、短周期Ｔ２の時間間隔で加速度センサＳ２の計測データが細かく計測されることになる。
【００７５】
ここで、通信制御部１０６に備えられた通信頻度制御部１０６ｂは、保存部１０４に保存されている最新の計測データを読み出し、当該計測データによって示される揺れの強さが第２の閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。上述したように、第２の閾値ＴＨ２は、耐震基準に基づく基準値である。
【００７６】
当該計測データによって示される揺れの強さが第２の閾値ＴＨ２未満であった場合、詳しくは、上記検出周期Ｔが短周期Ｔ２に変更された後、所定時間以内に入力されてくる計測データが第２の閾値ＴＨ２未満であった場合（ステップＳＴ１５のＮＯ）、検出周期制御部１０５は、バッテリ電力の確保を優先するため、検出周期Ｔを短周期Ｔ２から長周期Ｔ１に変更する（ステップＳＴ１３）。また、このときに通信頻度Ｋが高頻度Ｋ２に設定されていれば、通信頻度制御部１０６ｂは、通信頻度Ｋを高頻度Ｋ２から低頻度Ｋ１に変更する（ステップＳＴ１６）。
【００７７】
一方、第２の閾値ＴＨ２以上であった場合、詳しくは、上記検出周期Ｔが短周期Ｔ２に変更された後、所定時間以内に入力されてくる計測データが第２の閾値ＴＨ２以上であった場合（ステップＳＴ１５のＹＥＳ）、通信頻度制御部１０６ｂは、エレベータ制御装置１０との間の無線通信を優先するため、通信頻度Ｋを低頻度Ｋ１から高頻度Ｋ２に変更する（ステップＳＴ１７）。
【００７８】
このようにして、通信頻度Ｋが低頻度Ｋ１または高頻度Ｋ２に変更されると、通信頻度制御部１０６ｂは、その変更後の低頻度Ｋ１または高頻度Ｋ２で通信端末ＣＭと無線通信を行い、保存部１０４に保存された未送信の各計測データや各閾値超過の有無を通信端末ＣＭに送信する（ステップＳＴ１８）。この場合、低頻度Ｋ１の無線通信は、単位時間当たりのデータ送信回数が制限されるが、その分、バッテリ電力の消費量が高頻度Ｋ２の無線通信よりも抑えることができる。逆に、高頻度Ｋ２の無線通信は、単位時間当たりのデータ通信回数が多くなり、大量の計測データを送ることが可能であるが、その分、バッテリ電力の消費量が低頻度Ｋ１の無線通信よりも大きくなる。
【００７９】
エレベータ制御装置１０は、通信端末ＣＭを介して各計測データを受信する。そして、地震発生時にＳ波センサＳＳが動作し、通信端末ＣＳ２で計測した計測データの最高値が示す揺れの強さが第２の閾値ＴＨ２未満であった場合には、エレベータ制御装置１０は、平常運転モードから管制運転モードに切り替え、乗りかご１２を最寄階に移動させて待機させ自動診断運転を行う。また、これらの計測データの最高値が示す揺れの強さが第２の閾値ＴＨ２以上であった場合には、直ちにエレベータ（乗りかご１２）の運転を停止する。
【００８０】
以上説明した一連の動作によれば、揺れの強さに応じて検出周期Ｔを変更することに加え、第２の閾値ＴＨ２未満の急を要さない状況での無線通信の頻度Ｋを低頻度Ｋ１に変更することで、バッテリ電力の消費をできるだけ抑えて、加速度センサＳ２を用いた揺れ検出を継続的に行うことができる。
【００８１】
また、図７に示した信号処理によって加速度センサＳ２の測定誤差が軽減されているため、上述した検出周期Ｔの切り替え基準となる第１の閾値ＴＨ１や、通信頻度Ｋの切り替え基準となる第２の閾値ＴＨ２に対するマージンを少なくできる。つまり、加速度センサＳ２の測定誤差を考慮しなくても良いので、第１の閾値ＴＨ１や第２の閾値ＴＨ２を高めに設定することができ、その分、バッテリ電力の消費量を抑えることができる。
【００８２】
次に、死活監視時の処理動作について説明する。  
図９は通信端末ＣＳ２による死活監視時の処理動作を示すフローチャートである。なお、乗りかご１２に設けられた通信端末ＣＳ１の処理動作についても同様である。
【００８３】
通信端末ＣＳ２の通信制御部１０６に備えられた監視部１０６ａは、予め設定された監視周期Ｗが来たか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。上述したように、監視周期Ｗは、例えば１０分に設定されている。
【００８４】
監視周期Ｗが来たとき、監視部１０６ａは、保存部１０４に保存された最新の計測データに基づいて現在の揺れの強さを確認する。その結果、第２の閾値ＴＨ２未満であれば（ステップＳＴ２２のＮＯ）、監視部１０６ａは、通信頻度制御部１０６ｂを通じて通信頻度Ｋを低頻度Ｋ１に変更して、以下のような死活監視処理を実行する（ステップＳＴ２３）。なお、監視周期Ｗが来たときに低頻度Ｋ１で死活監視処理を実行するということは、言い換えると、死活監視に関わるデータの単位時間当たりの通信回数を制限して死活監視処理を実行するということである。
【００８５】
すなわち、まず、監視部１０６ａは、死活監視信号を要求するためのトリガ信号を通信端末ＣＭに送信する（ステップＳＴ２４）。エレベータ制御装置１０では、通信端末ＣＭを介してトリガ信号を受信すると、死活監視信号を要求先である通信端末ＣＳ２に送信する。
【００８６】
監視部１０６ａは、この死活監視信号を受信すると（ステップＳＴ２５のＹＥＳ）、例えばバッテリ残量、通信強度、機器の異常信号等を監視対象データとして通信端末ＣＭに送信する（ステップＳＴ２６）。エレベータ制御装置１０では、死活監視信号に対する応答として、所定時間内に通信端末ＣＳ２から監視対象データを受信すると、通信端末ＣＳ２および加速度センサＳ２が正常に動作しているものと判断する。
【００８７】
このように、加速度センサＳ２によって検出される揺れの強さが第２の閾値ＴＨ２を超えるまでは、低頻度Ｋ１で死活監視を親機・子機間で定期的に行うことで、バッテリ１００の電力消費を抑えることができる。なお、この死活監視については、必ずしも実行する必要はなく、例えば外部から指示があったときに実行することとしても良い。
【００８８】
また、上述した低頻度Ｋ１で死活監視を行う場合でも、図７に示した信号処理によって加速度センサＳ２の測定誤差が軽減されているため、第２の閾値ＴＨ２を高めに設定することができ、その分、バッテリ１００の電力消費を抑えることができる。
【００８９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【００９０】
加速度センサの測定誤差は温度環境によって変わる可能性がある。したがって、加速度センサの設置場所の揺れを正確に検出するためには、温度環境による測定誤差の変化を考慮することが望ましい。
【００９１】
ここで、エレベータは、例えば午前の時間帯と午後の時間帯では昇降路２内の温度が異なることがある。例えオフィスビルであれば、午前から午後にかけてエレベータの稼働率が高くなるので、午後の時間帯の方が午前の時間帯よりも昇降路２内の温度が高くなる。昇降路２内の温度が高くなると、その影響で乗りかご１２に設置された加速度センサＳ１や、カウンタウェイト１３に設置された加速度センサＳ２の測定誤差が変わってくる。特に、機械室を持たないマシーンルームレスタイプのエレベータであれば、昇降路２内に設置されるエレベータ制御装置１０や巻上機１７の動作熱がこもるため、その温度変化は顕著になる。
【００９２】
以下では、このような温度環境を考慮した信号処理について説明する。なお、通信端末ＣＳ２の基本的な構成については図２と同様であるため、ここでは図１０を用いて通信端末ＣＳ２の処理動作について説明する。
【００９３】
図１０は第２の実施形態に係る通信端末ＣＳ２による信号処理の動作を示すフローチャートである。なお、乗りかご１２に設けられた通信端末ＣＳ１の処理動作についても同様である。
【００９４】
いま、午前の時間帯を第１の時間帯、午後の時間帯を第２の時間帯とする。  
第１の時間帯になったとき（ステップＳＴ３１のＹＥＳ）、信号処理部１０２は、エレベータ（乗りかご１２）の運転停止時に加速度センサＳ２の出力値（計測データ）に含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて加速度センサＳ２の出力値（計測データ）を補正する（ステップＳＴ３２）。
【００９５】
詳しくは、図７で説明したように、信号処理部１０２は、水平方向（Ｘ軸，Ｙ軸）の出力値がゼロ、垂直方向（Ｚ軸）の出力値が１Ｇになるように補正する。以後、第１の時間帯では、上記オフセット誤差に基づいて加速度センサＳ２の出力値（計測データ）が同様に補正されて入力部１０３に与えられる。
【００９６】
また、第２の時間帯になったとき（ステップＳＴ３１のＮＯ）、信号処理部１０２は、エレベータ（乗りかご１２）の運転停止時に加速度センサＳ２の出力値（計測データ）に含まれるオフセット誤差を再度検出し、そのオフセット誤差に基づいて加速度センサＳ２の出力値（計測データ）を補正する（ステップＳＴ３３）。以後、第２の時間帯では、上記オフセット誤差に基づいて加速度センサＳ２の出力値（計測データ）が同様に補正されて入力部１０３に与えられる。
【００９７】
なお、昇降路２の場所によっては温度が多少違う。したがって、エレベータの運転停止時に加速度センサＳ２のオフセット誤差を検出する場合に、第１の時間帯と第２の時間帯とで乗りかご１２（カウンタウェイト１３）を停止させておく位置を例えば最上階にするなど、同じ位置にすることが好ましい。
【００９８】
ここで、信号処理部１０２は、第１の時間帯で検出したオフセット誤差と第２の時間帯で検出したオフセット誤差とを比較する。温度環境によって第１の時間帯と第２の時間帯で差があっても、それは僅かである。もし両者に一定値以上の差があれば（ステップＳＴ３４のＹＥＳ）、信号処理部１０２は、加速度センサＳ２に異常が発生したものと判断し、その旨を示す異常信号を通信端末ＣＭに送信する（ステップＳＴ３５）。
【００９９】
エレベータ制御装置１０は、通信端末ＣＭを介して異常信号を受信すると、例えば図示せぬ警告ランプを点灯するなどの対応を行う。また、エレベータ制御装置１０から通信ネットワークを介して図示せぬ監視センタにセンサ異常を発報することでも良い。
【０１００】
このように、温度環境による測定誤差の変化を考慮して、時間帯別に加速度センサＳ２のオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて出力値を補正することにより、カウンタウェイト１３の揺れをより正確に検出して運転制御に反映させることができる。
【０１０１】
なお、ここでは、カウンタウェイト１３に設置された加速度センサＳ２を例にして説明したが、乗りかご１２に設置された加速度センサＳ１も同様である。
【０１０２】
また、例えば月単位で温度環境による測定誤差の変化を考慮して上記同様にして加速度センサＳ１，Ｓ２の出力値を補正することでも良い。
【０１０３】
また、上記各実施形態では、乗りかご１２とカウンタウェイト１３のそれぞれに加速度センサＳ１，Ｓ２、通信端末ＣＳ１，ＣＳ２を設けたが、どちらか一方に加速度センサと通信端末を設けて、その設置場所での揺れを検出してエレベータ制御装置１０に送信する構成であっても良い。
【０１０４】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、センサの測定誤差によるバッテリの消費量を抑えて揺れ検出を継続的に行うことができるエレベータシステムを提供することができる。
【０１０５】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０６】
１…上部機械室、２…昇降路、３…ピット、４…操作パネル、５…乗場、６…乗場呼びボタン、１０…エレベータ制御装置、１１…制御基板、１２…乗りかご、１３…カウンタウェイト、１４ａ〜１４ｄ…ガイドレール、１５ａ〜１５ｄ…ガイドシュー、１６…メインロープ、１７…巻上機、１８ａ…メインシーブ、１８ｂ…そらせシーブ、１９…モータ、２０…位置検出器、２１…かご制御装置、２２…ドア制御装置、２３…モータ、３０…乗場制御装置、１００…バッテリ、１０１…電力供給制御部、１０２…信号処理部、１０３…入力部、１０４…保存部、１０５…検出周期制御部、１０６…通信制御部、１０６ａ…監視部、１０６ｂ…通信頻度制御部、ＣＭ，ＣＳ１，ＣＳ２…通信端末、ＰＳ…Ｐ波センサ、ＳＳ…Ｓ波センサ、Ｓ１，Ｓ２…加速度センサ。
【図１】
2020200177.tif 000003
【図２】
2020200177.tif 000004
【図３】
2020200177.tif 000005
【図４】
2020200177.tif 000006
【図５】
2020200177.tif 000007
【図６】
2020200177.tif 000008
【図７】
2020200177.tif 000009
【図８】
2020200177.tif 000010
【図９】
2020200177.tif 000011
【図１０】
2020200177.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月1日(2020.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも乗りかごまたはカウンタウェイトに設置され、その設置場所での揺れを検出するバッテリ駆動型のセンサと、このセンサで検出された揺れの強さを示す計測データをエレベータ制御装置に送信する通信端末とを備えたエレベータシステムにおいて、
上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正する信号処理手段と、
この信号処理手段による補正後の計測データを予め設定された検出周期で入力する入力手段と、
この入力手段によって入力された計測データが示す揺れの強さに基づいて上記検出周期を制御する検出周期制御手段とを具備し、
上記信号処理手段は、
エレベータの運転停止時に上記計測データが一定時間同じ値であった場合に異常とみなして発報することを特徴とするエレベータシステム。
【請求項２】
上記信号処理手段は、
エレベータの運転停止時に上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正することを特徴とする請求項１記載のエレベータシステム。
【請求項３】
少なくとも乗りかごまたはカウンタウェイトに設置され、その設置場所での揺れを検出するバッテリ駆動型のセンサと、このセンサで検出された揺れの強さを示す計測データをエレベータ制御装置に送信する通信端末とを備えたエレベータシステムにおいて、
上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正する信号処理手段と、
この信号処理手段による補正後の計測データを予め設定された検出周期で入力する入力手段と、
この入力手段によって入力された計測データが示す揺れの強さに基づいて上記検出周期を制御する検出周期制御手段とを具備し、
上記信号処理手段は、
上記センサが設置される場所の温度環境を考慮して、第１の時間帯と第２の時間帯とで上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを時間帯別に補正することを特徴とするエレベータシステム。
【請求項４】
上記信号処理手段は、
上記第１の時間帯で検出されたオフセット誤差と上記第２の時間帯で検出されたオフセット誤差との間に一定値以上の差があった場合に異常とみなして発報することを特徴とする請求項３記載のエレベータシステム。
【請求項５】
少なくとも乗りかごまたはカウンタウェイトに設置され、その設置場所での揺れを検出するバッテリ駆動型のセンサと、このセンサで検出された揺れの強さを示す計測データをエレベータ制御装置に送信する通信端末とを備えたエレベータシステムにおいて、
上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正する信号処理手段と、
この信号処理手段による補正後の計測データを予め設定された検出周期で入力する入力手段と、
この入力手段によって入力された計測データが示す揺れの強さに基づいて上記検出周期を制御する検出周期制御手段と、
上記計測データが示す揺れの強さに基づいて、単位時間当たりのデータ通信回数を定めた通信頻度を変更して、上記計測データを上記通信端末から上記エレベータ制御装置に送信する通信頻度制御手段と
を具備したことを特徴とするエレベータシステム。
【請求項６】
上記センサは、加速度センサであり、
上記信号処理手段は、
上記加速度センサの各軸の信号毎にオフセット誤差を個別に補正するか、あるいは、上記加速度センサの各軸の信号を合成した信号に対してオフセット誤差を補正することを特徴とする請求項１、３、５のいずれか一項に記載のエレベータシステム。
【請求項７】
上記計測データが示す揺れの強さに基づいて、上記通信端末および上記センサの動作状態を確認するための死活監視を実行する監視手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１、３、５のいずれか一項に記載のエレベータシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記エレベータシステムは、信号処理手段と、入力手段と、検出周期制御手段とを備える。上記信号処理手段は、上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを補正する。上記入力手段は、上記信号処理手段による補正後の計測データを予め設定された検出周期で入力する。上記検出周期制御手段は、上記入力手段によって入力された計測データが示す揺れの強さに基づいて上記検出周期を制御する。
ここで、上記エレベータシステムにおいて、上記信号処理手段は、エレベータの運転停止時に上記計測データが一定時間同じ値であった場合に異常とみなして発報することを特徴とする。
また、別の観点によれば、上記エレベータシステムにおいて、上記信号処理手段は、上記センサが設置される場所の温度環境を考慮して、第１の時間帯と第２の時間帯とで上記センサの計測データに含まれるオフセット誤差を検出し、そのオフセット誤差に基づいて上記センサの計測データを時間帯別に補正することを特徴とする。
また、別の観点によれば、上記エレベータシステムにおいて、上記計測データが示す揺れの強さに基づいて、単位時間当たりのデータ通信回数を定めた通信頻度を変更して、上記計測データを上記通信端末から上記エレベータ制御装置に送信する通信頻度制御手段を具備したことを特徴とする。