(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータ昇降路内のガイドレールに対するエレベーターボックスの水平の動きをエレベーターボックスの電磁石によって制御するためのエレベータシステムにおいて、
所望の力指令信号に応答し、さらには検知したギャップ信号に応答して、力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号を提供する、力推定又は位置予定式電流指令制御装置であって、前記力指令信号は、前記電磁石の磁極面とガイドレールとの間の磁束を検知することなく検知した位置フィードバック制御情報を含むとともに、検知した加速フィードバック制御情報を含み、前記ギャップ信号は、エレベーターボックスの電磁石とガイドレールとの間の実際のギャップに関する情報を含む、力推定又は位置予定式電流指令制御装置と、
エレベータ昇降路内のガイドレールに対するエレベーターボックスの水平の動きを制御するべく磁石励磁機回路信号を提供するための、前記力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号に応答する磁石励磁機回路と、
を含み、
前記力推定又は位置予定式電流指令制御装置は、
前記の検知されたギャップ信号に応答し、更には検知された磁石励磁機電流信号に応答して、力推定プロセッサ信号を提供する、力推定プロセッサと、
前記力推定プロセッサ信号に応答し、更には力制御信号に応答して、力比較器信号を提供する、力比較器と、
前記力比較器信号に応答し、前記磁石励磁機回路に対し電流指令として力フィードバック補償プロセッサ信号を提供する、力フィードバック補償プロセッサと、
を含む、エレベータシステム。
【請求項２】
前記力推定プロセッサがハードウエアと共に実現され、さらに、
演算的に増幅されたギャップ信号を提供するための、検知されたギャップ信号に応答する第１の演算増幅器と、
倍率器回路信号を提供するための、演算的に増幅されたギャップ信号に応答し、更には検知された磁石励磁機電流信号に応答する倍率器回路と、
力比較器に対して第２の演算的に増幅され増倍された信号を提供するための、倍率器回路信号に応答する第２の演算増幅器と、
を含む請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項３】
前記力推定又は位置予定式電流指令制御装置は、磁石励磁機回路に対して電流指令として位置予定式電流指令制御信号を提供するための、力指令信号応答し、更には検出されたギャップ信号に応答する位置予定電流指令制御装置である請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項４】
前記磁石励磁機回路はさらに、
電流誤差信号を提供するための、電流指令を表わす力推定又は位置予定式電流制御信号に応答し、更には検知された磁石励磁機電流信号に応答する電流誤差比較器と、
電流フィードバック補償プロセッサ信号を提供するための、電流誤差信号に応答する電流フィードバック補償プロセッサと、
エレベータ昇降路内のガイドレールとの関係においてエレベーターボックスの前記水平運動を制御するべく磁力を提供する磁石に対し励磁機回路信号を提供するための、電流フィードバック補償プロセッサ信号に応答する励磁機回路と、
電流誤差比較器に対して検知磁石励磁機電流信号を提供するための、励磁機回路信号に応答する電流センサーと、
が含まれている請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項５】
前記力指令信号が、エレベータ昇降路内のガイドレールとの関係におけるエレベーターボックスの指令された水平運動を表わしている請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項６】
前記検知されたギャップ信号が、エレベータ昇降路内のガイドレールとの関係におけるエレベーターボックスの実際のギャップを表わしている請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項７】
前記力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号が、エレベータ昇降路内のガイドレールとの関係におけるエレベーターボックスの前記水平運動を制御するための力推定又は位置予定式電流指令を表わしている、請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項８】
前記磁石励磁機回路信号が、エレベータ昇降路内のガイドレールとの関係におけるエレベーターボックスの水平運動を制御するべく磁力を生成するように磁石を励磁するための電流を表わしている請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項９】
エレベータ昇降路内のガイドレールに対するエレベーターボックスの水平の動きを制御するためのエレベータシステムにおいて、
力指令信号に応答し、さらには検知したギャップ信号に対して応答して、力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号を提供する、力推定又は位置予定式電流指令制御装置と、
エレベータ昇降路内のガイドレールに対するエレベーターボックスの水平の動きを制御するべく磁石励磁機回路信号を提供するための、力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号に応答する磁石励磁機回路と、
を含み、
前記力推定又は位置予定式電流指令制御装置は、
前記の検知されたギャップ信号に応答し、更には検知された磁石励磁機電流信号に応答して、力推定プロセッサ信号を提供する、力推定プロセッサと、
前記力推定プロセッサ信号に応答し、更には力制御信号に応答して、力比較器信号を提供する、力比較器と、
前記力比較器信号に応答し、前記磁石励磁機回路に対し電流指令として力フィードバック補償プロセッサ信号を提供する、力フィードバック補償プロセッサと、
を含む、エレベータシステム。
【請求項１０】
ガイド部材に沿って垂直に動くように構成されたエレベータボックスの前記ガイド部材に対する水平の動きを制御するためのシステムにおいて、
所望の力指令信号に応答し、さらには検知したギャップ信号に応答して、力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号を提供する、力推定又は位置予定式電流指令制御装置であって、前記力指令信号は、位置および加速のフィードバック制御情報を含み、前記ギャップ信号は、前記エレベータボックスと前記ガイド部材との間の実際のギャップに関する情報を含む、力推定又は位置予定式電流指令制御装置と、
前記力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号に応答し、前記ガイド部材に対する前記エレベータボックスの水平の動きを制御するべく磁石励磁機回路信号を提供する磁石励磁機回路と、
を含み、
前記力推定又は位置予定式電流指令制御装置は、
前記の検知されたギャップ信号に応答し、更には検知された磁石励磁機電流信号に応答して、力推定プロセッサ信号を提供する、力推定プロセッサと、
前記力推定プロセッサ信号に応答し、更には所望の力制御信号に応答して、力比較器信号を提供する、力比較器と、
前記力比較器信号に応答し、前記磁石励磁機回路に対し電流指令として力フィードバック補償プロセッサ信号を提供する、力フィードバック補償プロセッサと、
を含み、
これにより、電磁石の磁束を検出することなく前記エレベータボックスの水平方向の動きを制御するシステム。
【請求項１１】
前記力推定又は位置予定式電流指令制御装置が、磁石励磁機回路に対して電流指令として位置予定式電流指令制御信号を提供するための、力指令信号に応答し、更には検知されたギャップ信号に応答する位置予定式電流指令制御装置である請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、能動的サスペンション制御をもつシステム、主に、エレベータ昇降路内でガイドレールとの関係におけるエレベーターボックスの水平運動を制御するための能動的水平サスペンション制御をもつエレベータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータにはより速い動機が要求されていることから、乗客にとって平滑で静寂な乗り心地を提供するべく、側方サスペンションの改善に対するニーズが高まってきている。現在行なわれているのは、エレベーターボックスのコーナーにバネ及びダンパーと共に取りつけられたローラーから成る受動的サスペンションを用いることである。エレベータシステムに対し作用する外部力を打ち消すための、サスペンション内に能動的力の発生装置として電磁石を利用する先進のエレベータサスペンションの概念が提案され開発されている。例えば、能動ローラーガイド（ＡＲＧ）エレベータシステム及び能動磁気誘導（ＡＭＧ）エレベータシステムが、このような先進的な２つのサスペンションシステムである。ＡＲＧ及びＡＭＧの両方のエレベータシステムに使用されている力発生機構は、２〜１０ミリメートルの範囲内の比較的大きなエアギャップの存在下で制御された磁力を発生することが要求される電磁石対である。
【０００３】
図３は、磁石励磁機のための既知の磁束及び電流フィードバック補償制御装置を示している。一般に、図３においては、既知の磁束及び電流フィードバック補償制御装置は、電磁石電流を調節するため磁束及び電流をフィードバックする。磁束及び電流フィードバックシステムは、未知のギャップの存在下での磁石のための指令電流を調節するべく、外部力制御フィードバックループ（ホール効果センサーを用いた磁束フィードバック）を利用する。（図３は、磁石を１つだけ示すことによって単純化されているということに留意されたい。）
具体的には、エレベータシステムのエレベータサスペンション制御装置（図３には示さず）が、磁束及び電流フィードバック補償制御装置５０に対して力指令信号Ｆdを提供する。力指令信号Ｆdは、エレベータ昇降路内のガイドレールとの関係においてエレベーターボックスを移動させるのに望まれる力を表わしている。ホール効果センサー５２が磁束密度ＦＤを測定し、ガイドレール（図示せず）に対して磁石５４によって及ぼされる磁力を表わす検知された磁束密度信号ＦFDを提供する。方形波回路５６が、検知された磁束密度信号ＦFDを方形波成形し、検知された磁束密度信号ＦFD に正比 例する方形波成形された磁束密度信号ＦFD2を提供する。第１の比較器５８が力指令信号Ｆdから、方形波成形された検知磁束密度信号ＦFD2を減算し、力誤差信号ＦFEを提供する。力フィードバック補償プロセッサ６０は力誤差信号ＦFEに応答して、所望の力補償電流指令信号ＩＣを提供する。
【０００４】
電流測定回路６２が、磁石励磁機電流ＩMDCを測定し、励磁機６４から磁石５４対して測定された電流を表わす測定電流信号Ｉmeasを提供する。第２の比較器６６が、所望の力補償電流指令信号ＩC から測定電流信号Ｉmeasを減算し、電流誤差信号ＩEを提供する。電流フィードバック補償プロセッサ６８は、電流誤差信号ＩEに応答して、励磁機６４に対し励磁機 フィードバック電流信号ＩDFC を提供する。励磁機64は、励磁機フィード バック電流信号ＩDFC に応答し、励磁機電流信号ＩMDC を磁石５４に対して提供する。
【０００５】
ＡＭＧエレベータシステムならびにＡＲＧエレベータシステムのための磁束及び電流フィードバック補償制御装置５０は、両方共、磁力を制御するための一次フィードバック要素の１つとしてホール効果センサ５２を用いている。（米国特許第５，２９４，７５７号、５，３０４，７５１号及び５，３０８，９３８号参照）。ホール効果センサー５２は、磁石５４の磁極面で磁界内にとりつけられ、局所的磁束密度を測定する。ＡＭＧ及びＡＲＧエレベータシステム内では、磁石５４により生成される力は、おおまかに言って、磁束密度の２乗に比例する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＡＭＧエレベータシステム内でホール効果センサー５２を使用することには、４つの主要な欠点がある；すなわち、まず第１に、ホール効果センサー５２は、磁石５４の磁極面とエレベータガイドレール（図示せず）の反発表面の間に位置づけされなくてはならない。この位置設定は、特に反発表面がエレベータガイドレールであるＡＭＧエレベータシステム上では、厳しい信頼性及び耐久性の問題を生み出す。反発表面は、ホール効果センサー５２と相対で１秒あたり１０メートル（ｍ／ｓ）以上の速度で移動している可能性がある。第２に、ホール効果センサ５２を使用する場合、偶発的な衝撃からホール効果センサー５２を保護するため、ギャップ内にホール効果センサー５２より厚みの大きいスペーサーを設置しなければならない。スペーサが厚くなればなるほどサスペンションの有効行程は減少し、かつ／又は磁石５４がより大きいエアギャップを横切って磁力を生成することが必要となる。このことは、磁石の力がエアギャップ長さの２乗の関数として減少することから、特に不利である。第３に、ホール効果センサー５２は、付加的な配線及び接続を必要とし、コストは増大しかつサスペンション制御システムの全体的信頼性は低下する。第４に、磁石５４の磁極面上のホール効果センサー５２の存在は、電磁石が達成できる力発生能力を制限する。ホール効果センサー５２は、能動的電磁石５４に対し近いところ、つまりＡＲＧエレベータシステムの場合には、リアクションプレート（電機子）上そしてＡＭＧエレベータシステムの場合には磁極面上に直接とりつけられなくてはならない。ホール効果センサー５２のもつ制限された温度範囲は、磁石に許容される温度上昇を制限し、従って最大磁石励磁を制限する。ＡＲＧエレベータシステムも同様の問題を有している。
【０００７】
上述の点は、ＡＲＧエレベータシステム内の問題点であるが、ＡＭＧエレベータシステムを実現する上での重大な制約条件であることが立証されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホール効果センサー及びその付随するフィードバックループを使用することなく大きいギャップの利用分野において電磁石によって発生される力を制御するための新しく独特の方法を提供する。
【０００９】
特に、本発明は、力推定又は位置予定式電流指令制御装置及び磁石励磁機回路をもつ、エレベータ昇降路内でガイドレールとの関係においてエレベーターボックスの水平運動を制御するためのエレベータシステムに関する。力推定又は位置予定式電流指令制御装置は、力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号を提供するため、力指令信号に応答し、更に検知されたギャップ信号に応答する。磁石励磁機回路は、エレベータ昇降路内でガイドレールとの関係においてエレベーターボックスの水平運動を制御するべく磁石励磁機回路信号を提供するため、力推定又は位置予定式電流指令制御装置信号に応答する。
【００１０】
１つの実施形態においては、本発明は、エレベータ昇降路内でガイドレールとの関係におけるエレベーターボックスの水平運動を制御するために使用される推定された力を表わす力推定プロセッサ信号を提供するため、検知されたギャップ信号及び検知された磁石励磁機電流信号に応答する力推定プロセッサを含んで成る。この力推定プロセッサは、ハードウエア又はソフトウエアにて実現できる。
【００１１】
もう１つの実施形態においては、本発明は磁石励磁機回路に対し電流指令として位置予定式電流指令制御装置信号を提供するため、力指令信号及び検知されたギャップ信号に応答する位置予定式電流指令制御装置を含んで成る。位置予定式電流指令制御装置は、エレベータ昇降路内でガイドレールとの関係におけるエレベーターボックスの運動を制御するべく、ハードウエア又はソフトウエアにて実現できる。
【００１２】
本発明の１つの利点は、それがホール効果センサの必要性を無くするという点にある。
【００１３】
従って、本発明は、以下に記す構成の中で例示されている構成上の特徴、要素の組合せ及び部品の配置を含んで成り、本発明の範囲は、クレーム中に示されている。
【００１４】
本発明の内容をさらによく理解するために、添付図面（スケールは実物とは必ずしも一致しない）と合わせて以下の詳細な説明を参照すべきである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
ＡＭＧエレベータシステム全般：
図１は、本書に参考として内含されている１９９４年８月１８日出願の米国特許出願第０８／２９２，６６０号の中で図示され記述されているＡＭＧエレベータシステム用のエレベーターボックス１２を示す。このエレベーターボックス１２は、この例では磁気ガイドヘッドとして示されている４つのガイドヘッド１０、２０、３０、４０を伴うボックスフレーム１３を有する。一般に、エレベーターボックス１２は、建物（図示せず）のエレベータシャフト又は昇降路（図示せず）の対向する側に取りつけられた垂直ガイドレール（図示せず）上で作動するボックスフレーム１３を内含している。４つのガイドヘッド１０、２０、３０、及び４０は、レールに沿ってエレベーターボックスを誘導し、エレベーターボックスに伝達される振動を低減させるように、ボックスフレーム１３上に取りつけられている。
【００１６】
図示されている通り、エレベーターボックス１２の剛体動作は、Ｘ軸に沿った側方並進運動、Ｙ軸に沿った前後並進運動、Ｘ軸を中心にした縦揺れ回転、Ｙ軸を中心にした横揺れ回転、そしてＺ軸を中心とした片揺れ回転により、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸をもつ大域座標系（ＧＣＳ）の５つの自由度にて、運動学的に定義づけされる。ＧＣＳの原点は、エレベーターボックス１２の幾何学的（又は質量）中心にあってもよいし或いは又その他の適切なあらゆる原点にあってもよい。座標系の選択は、任意ではないにせよ、矩形である必要はないが、これが最も論理的かつ適切であるということを理解すべきである。
【００１７】
側方直線並進運動Ｘcは、ＧＣＳ内でＸ軸に沿って測定され、力ＦYはＸ軸に沿って規定される。縦揺れ回転θxはＧＣＳ中のＸ軸を中心にして回転的に測定され、モーメントＭxはＸ軸を中心にして規定される。横揺れ回転θyはＧＣＳ内でＹ軸を中心にして測定され、モーメントＭYはＹ軸を中心にして 規定される。片揺れ回転θZはＧＣＳ中でＺ軸を中心にして測定され、モーメントＭzはＺ軸を中心にして規定される。図２に示されている３つの矢印の各々は、それぞれの軸を中心にした正のモーメントを表わしている。（本論述ではエレベーターボックス１２の測定及び動きは、Ｚ軸に沿った並進運動に関してＡＭＧシステムにより制御されていない、ということに留意されたい。）
さらに、各々のガイドヘッド１０、２０、３０、４０は、ｘi、ｙi、ｚi軸をもつそれぞれの局所的座標系ＬＣＳ１０、ＬＣＳ２０、ＬＣＳ３０、ＬＣＳ４０を有する。例えば、ガイドヘッド10は、ｘ1軸とｙ1軸を有する 局所座標系ＬＣＳ10を有し、図示されている通り、力ＦX1及び力Ｆy1はそれぞれこれらの軸に沿って規定されている。ガイドヘッド２０は、ｘ2軸とｙ2 軸をもつ局所座標系ＬＣＳ20を有し、図示されている通り、力Ｆx2及びＦy2はそれぞれこれらの軸に沿って規定される。ガイドヘッド３０は、ｘ3軸及びｙ3軸をもつ局所座標系ＬＣＳ30を有し、図示されている通り、力Ｆx3及びＦY3はそれぞれこれらの軸に沿って規定される。ガイドヘッド40は、ｘ4軸及びｙ4軸をもつ局所座標系ＬＣＳ40を有し、図示されている通り、力Ｆx4及びＦy4はそれぞれこれらの軸に沿って規定されている。
【００１８】
４つのガイドへッド１０、２０、３０、４０の各々について、その３つのそれぞれの電磁石は、それぞれの局所ｘi軸及びｙi軸に沿って力Ｆx1、Ｆy1、Ｆx2、Ｆy2、Ｆx3、Ｆy3、Ｆx4及びＦy4を生成する。ｘi軸及びｙi軸に沿った局所的力が、そのそれぞれの局所座標系ＬＣＳiの原点を通って作用するという仮定がなされる。この運動学的特徴づけにおいては付加的な長さパラメータを追加することによって、磁石の位置づけによる局所的力の間の局所ｚi軸内のあらゆるオフセットを容易に説明することがてきるということを理解すべきである。
【００１９】
局所座標系ＬＣＳ10、ＬＣＳ20、ＬＣＳ30、ＬＣＳ40は、図１に示されているような５つの長さａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅに基づいてＧＣＳに関係づけされる。長さａ及びｂは、Ｘ軸を中心とする縦揺れ回転θx 及びＹ軸を中心とする横揺れ回転θyのためのレバーアームを規定している。長さｃ 、ｄ及びｅは、Ｚ軸を中心とした片揺θzのためのレバーアームを規定している。標準的なケースについては、ａ＝ｂ、ｄ＝ｅ及びｃ＝０と仮定する。
【００２０】
米国出願第０８／２９２，６６０号に記載されている１実施形態では、エレベーターボックス１２の位置は、４つの局所座標系のうちの３つＬＣＳ10、ＬＣＳ20、ＬＣＳ30において測定され、協調する局所的力Ｆx1、Ｆx2、Ｆy1、Ｆy2、Ｆy3が同じ３つの局所座標系ＬＣＳ10、ＬＣＳ20、ＬＣＳ30内で付加される。測定値は、ＧＣＳ内の１つの所望の位置からのエレベーターボックス１２の偏差及びエレベーターボックス１２をＧＣＳ内の所望の位置に戻すのに必要な力を決定するのに用いられる。
【００２１】
図２は、ＡＭＧエレベータシステム内で図１に示されたエレベーターボックス１２の動きを制御するための、米国出願第０８／２９２，６６０号に記載された協調制御装置１００の１例を示す。図２では、協調制御装置１００には、位置センサー１１０及び加速度センサー１２０、位置及び加速度フィードバック制御装置１３０、高圧電源１４０、磁石励磁機（マグネットドライバ：magnet driver）１５０及び電磁石１６０が含まれている。位置センサー１１０は、当該技術分野において既知のものであり、その一例は、本書に参考として内含されている米国特許第５，２９４，７５７号の中で図示され記述されている。位置及び加速度フィードバック制御装置１３０は、ガイドレールの間に心出しされた状態にボックスフレーム１３を保ち、側方振動を最小限にし、これについては米国出願第０８／２９２，６６０号の中で図示され記載されている。その他の位置及び加速度フィードバック制御装置も、同様に本書に参考として内含されている米国特許第５，２９４，７５７号、５，３０４，７５１号及び５，３０８，９３８号の中で図示され記載されている。
【００２２】
以上で詳述した通り、図３は、図２に示されている磁石励磁機１５０のための既知の磁束及び電流フィードバック補償制御装置を示す。
【００２３】
力推定又は位置予定式電流指令制御装置：
図４は、最も広義での本発明のブロック図を示す。図示されている通り、本発明は、ＡＭＧエレベータシステム内の力発生装置として働く電磁石１６０に対する電流を調節するための電流指令制御装置２００を提供する。
【００２４】
図４に示されている通り、電流指令制御装置２００は、力推定又は位置予定式電流指令制御装置２１０と磁石励磁機回路（マグネットドライバ回路：magnet driver circuit）２２０を有する。力推定又は位置予定式電流指令制御装置２１０は、電流指令信号Ｉcを提供するため、力指令信号Ｆdに応答し、さらに検知されたギャップ信号Ｇmに応答する。以下で記述するように、電流指令信号Ｉcは、力推定式電流指令制御装置信号又は位置予定式電流指令制御装置信号のいずれかの形をとり、エレベータ昇降路（図示せず）内のガイドレール２０５との関係においてエレベーターボックス１２（図１）を制御するべく電磁石を励磁するための磁石励磁機回路に対する電流指令を表わす。図２の位置及び加速度フィードバック制御装置１３０は、エレベータ昇降路（図示せず）の中でガイドレール２０５との関係においてエレベーターボックス（図１）を移動させるための水平力を表わす力指令信号Ｆdを提供する。図２の位置センサ１１０の１つは、エレベータ昇降路（図示せず）中のガイドレールとの関係におけるエレベーターボックス１２（図１）の実際のギャップを表わす図４の測定ギャップ信号Ｇmを提供する。磁石励磁機回路２２０は、エレベータ昇降路（図示せず）の中のガイドレール（図示せず）との関係におけるエレベーターボックス１２の動きを制御するべく図４内の磁石１６０に対して磁石励磁機回路信号を提供するため、電流指令信号Ｉcに応答する。
【００２５】
実際には、本発明は、ホール効果センサーを必要とすることなく比較的大きいエアギャップ全体にわたり作動する電磁石１６０により生成された双方向の力を調節するために２つの異なる制御システムを独創的な形で提供している。図５（ａ）、５（ｂ）、及び６〜９は、力発生装置として働く電磁石１６０に対する電流を調節するべく電流指令制御装置２００が磁力推定式電流指令制御装置２１０／３００を有している実施形態を示す。図６〜８及び１０〜１１は、電流指令制御装置２００が位置予定式電流指令制御装置２１０／４００を有する１つの実施形態を示す。これらの実施形態は、磁石と反発表面（例えばエレベータガイドレール）の間のエアギャップがわかっている状態で発生した磁力と磁石用の指令電流の間の理想化された関係を使用する。力推定方法は、ＡＲＧ及びＡＭＧエレベータシステムにおいての既存の電流及び位置検知要素を使用することができる。しかしながら、本発明は同様に能動ローラーガイド、能動スライドガイドなどを含むあらゆるタイプの複数の能動ガイドをもつエレベータシステムに対しても応用できるということを認識すべきである。さらに、エレベータ昇降路（図示せず）の中でガイドレール２０５との関係においてエレベーターボックス１２（図１）を制御するために電圧指令を使用することのできる実施形態が構想されていることから、本発明の範囲は、電流指令に制限されることを意図しているわけではない。
【００２６】
図５：力推定式電流指令制御装置
図５ａは、電流指令制御装置２００が、力推定プロセッサ３１０、力比較器３２０及び力フィードバック補償プロセッサ３３０を含む力推定式電流指令制御装置２１０／３００を有している本発明の一実施形態を示している。
【００２７】
力推定プロセッサ３１０は、エレベータ昇降路内でガイドレールとの関係においてエレベーターボックス１２を制御するべく水平力の推定値を表わす力推定プロセッサ信号を提供するため、ギャップセンサ１１０からの検知されたギャップ信号Ｇmに応答し、さらに、磁気電流センサ２２８からの検知 された又は測定された磁石励磁機電流信号Ｉmeasに応答する。力比較器３２０は、当該技術分野において既知のものであり、エレベータ昇降路（図示せず）内のガイドレールとの関係においてエレベーターボックス１２を制御するべく力指令信号Ｆdと力推定プロセッサ信号Ｆestの比較値を表わす力誤差信号ＦEを提供するため、図２の位置及び加速度フィードバック制 御装置１３０によって提供された力指令信号Ｆdから力推定プロセッサ信号Ｆestを減算する。力フィードバック補償プロセッサ３３０は、磁石励磁機回路２２０に対して電流指令Ｉcとして力フィードバック補償プロセッサ信号を提供するため、力誤差信号ＦEに応答する。
【００２８】
力推定プロセッサ３１０は、ハードウエア又はソフトウエアの形で実現できる、ソフトウエアの形で実現された場合、図６に一般的に示すような標準的なマイクロプロセッサアーキテクチャが使用される。例えば、力推定プロセッサ３１０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）３４０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３４２、読出し専用メモリー（ＲＯＭ）３４４、入出力制御装置（Ｉ／Ｏ）３４６、そしてマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）３４０、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）３４２、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）３４４及び入出力制御装置（Ｉ／Ｏ）３４６を接続するためのアドレス、データ及び制御母線（ＢＵＳ）３４８を内含することができる。ソフトウエアの形で力推定プロセッサ３１０を実現することの１つの利点は、ソフトウエアプログラムを単に調節するだけで経時的に容易に更新及び適合化できるということにある。ハードウエアを用いた力推定プロセッサ３１０の実現については、以下で図９に関連して記述する。
【００２９】
力フィードバック補償プロセッサ３３０は、同様に、図６に示されているような同じ又は別々のマイクロプロセッサを伴ってソフトウエアの形で実現できる。本発明の範囲は、力推定プロセッサ３１０又は力フィードバック補償プロセッサ３３０、又はそれがハードウエア又はソフトウエアのいずれで実現されるにせよその組合せの特定の何らかの実施形態に制限されるべく意図されているわけではない。
【００３０】
磁石励磁機回路２２０は、エレベータシステム分野で既知のものであり、電流誤差比較器２２２、電流フィードバック補償プロセッサ２２４、励磁機２２６及び磁石電流センサー２２８を内含する。電流誤差比較器２２２は、電流誤差信号ＩＥ を提供するため、電流指令信号ＩＣ から、電磁石１６０に印加された測定磁石励磁機電流を表わす測定磁石励磁機電流信号Ｉmeasを減算する。電流フィードバック補償プロセッサ２２４は、電流フィードバック補償プロセッサ信号ＩFCを提供するため、電流誤差信号ＩEに応答 する。励磁機２２６は、エレベータ昇降路内でガイドレールとの関係においてエレベーターボックス１２（図１）の動きを制御するべく磁力を提供する磁石１６０に対し励磁機信号を提供するため、電流フィードバック補償プロセッサ信号ＩFCに応答する。磁気電流センサー２２８は、電流誤差比較器２２２に対して検知された又は測定された磁石励磁機電流信号Ｉmeasを提供するため、磁石励磁機電流に応答する。図示されている通り、図５内で「使用せず」という表示は、もはや必要とされなくなった図３に示されたホール効果センサー５２及び方形波成形回路５４の代りに力推定式電流指令制御装置２１０／３００が使用されることを表わしている。
【００３１】
作動中、力推定プロセッサ３１０は、検知されたギャップ信号Ｇｍ 及び測 定された磁石励磁電流信号Ｉmeasをとり、以下の通りの導出された等式１．０を用いて力推定プロセッサ信号を計算する。
【００３２】
力＝Ｋmag＊（Ｉc/Ｇmag)2 （等式１）
なお式中、力は、ニュートン単位でスケーリングされた力を表わし、Ｋmag は、図１２に関して以下で論述する通り一定の与えられた磁石構成についての比例定数（小さい方の前−後軸ＡＭＧ磁石については１００、大きい方の側方軸ＡＭＧ磁石については４２５）を表わし、Ｉcはアンペア単位で スケーリングされた電流指令信号を表わし、Ｇmagは、検知されたギャッ プ信号Ｇmから決定される、磁石の磁極面とガイドレールの反発表面の間のミリメートル単位でスケーリングされた実際の磁石ギャップ信号を表わす。
【００３３】
図５ｂで示された実施形態においては、帯域幅が、検知された又は測定された磁石励磁機電流信号Ｉmeasが電流指令信号Ｉcに追従するように充 分高い場合、電流指令信号Ｉcは、磁気電流センサ２２８からの検知された 又は測定された磁石励磁機電流信号Ｉmeasの代りに力推定プロセッサ３１０ に供給される。作動中、力推定プロセッサ３１０ は、エレベータ昇降路中でガイドレールとの関係においてエレベーターボックス１２を制御するべく水平力の推定値を表わす力推定プロセッサ信号を提供するため、フィードバック電流指令信号Ｉc及び検知されたギャップ信号Ｇmに対し応答する。その他の点では、この実施形態は設計上、図５ａに関して以上で図示し記述したものに類似している。
【００３４】
図７及び８：ギャップセンサー処理アルゴリズム：
図７及び８は、磁石、反発表面及び位置センサの間の標準的な物理的関係を示す。上述のとおり、ＡＭＧ及びＡＲＧ電磁石によって生成される力を推定するためには、各々の磁石についての磁石電流及びエアギャップ長がわかっていなければならない。磁石電流は、磁石励磁機電子部品から直ちに入手できる情報である。励磁機を実現する上では、電流制御装置の応答性を改善するべく電流フィードバックを使用することができる。電流フィードバックを使用しないシステムの場合、電流はなお、それが安全なレベルにとどまっており従って力推定技術のために利用可能であることを確実にするため、監視されなくてはならない。
【００３５】
側方ＡＭＧアクチュエータギャップ：
実際の磁気ギャップ信号Ｇmagには、右側磁石ギャップＧrs及び左側 ギャップＧlsが含まれる。
【００３６】
図７は、側方軸のための物理的システムの構成を示す。２つの位置センサー１１０ａ及び１１０ｂは、図２の位置センサー１１０の例であり、「ガイドレール間距離（ＤＢＧ）」が変化する場合でさえ左右両側の磁石のためのギャップがわかっていなくてはならないことから、使用されているものである。磁石ギャップと各々の位置センサー１１０ａ及び１１０ｂの間のオフセットは、物理的に測定されなくてはならない。これは、図７に示され、左側磁石についてはＬoffset、右側磁石についてはＲoffsetと指定されている。測定されたオフセットＬoffset及びＲoffsetは、磁石及び位置センサーの取付け構成の結果であり、システムの作動に従って変化するものではない。測定された左側ギャップはＧmlsである。
【００３７】
左側ギャップＧlsは、以下に示す等式２を用いて決定される：
Ｇls＝Ｇmls −Ｌoffset（等式２）
右側磁石ギャップＧrsは、以下に示す等式３を用いて決定される。
【００３８】
Ｇrs＝Ｇmrs −Ｒoffset（等式３）
側方構成については、ギャップ処理アルゴリズムはいずれの側についても同一である。
【００３９】
前−後ＡＭＧアクチュエータギャップ：
実際の磁気ギャップ信号Ｇmagは、決定すべき前方磁石ギャップＧfと後方ギャップＧbを内含する。
【００４０】
図８は、前−後軸のための物理的システム構成を示す。前−後軸及び２つの磁石の中には１基のセンサー１１０ｃのみがあるということに留意されたい。等式１を用いた力推定には、各磁石についてのギャップ情報が必要である。ガイドレールは、本発明の範囲がいずれかの特定のタイプのガイドレールに制限することを意図されているわけではないものの、きわめて均等な３／４インチ（１．９センチメートル）の幅をもつ従来の３／４Ｔレールであってよい。前方及び後方磁石の間隔どりは、ガイドヘッドハードウエアによって決定される。かくして前方磁石ギャップＧfと後方磁石ギャップＧbの 和は、一定の合計Ｇtである。従って、測定上の前−後ギャップＧmfbが ひとたび測定され、前方磁石ギャップＧfが決定された時点で、定合計ギャップＧtがわかっているため、後方磁石ギャップＧbも同様に決定できる。
【００４１】
側方磁石の場合と同様に、前方磁石ギャップと位置センサーギャップの間には、オフセットが存在する。このオフセットは同様に物理的に測定され、「ｏｆｆｓｅｔ」として記録されなくてはならない。位置センサー１１０Ｃは、測定上の前−後ギャップＧmfbを測定し、これを示す。前方磁石ギャップのための位置センサー処理アルゴリズムは、上述の各側方磁石についてと同じである。
【００４２】
前方磁石ギャップＧfは、以下に示す等式４を用いて決定される：
Ｇf＝Ｇmfb−ｏｆｆｓｅｔ（等式４）
前方ギャップＧf及び定合計ギャップＧtがわかっていることから、後方ギャップＧbは以下に示すような等式５を用いて決定される：
Ｇb＝Ｇt−Ｇf（等式５）
図９：力推定プロセッサ３１０のハードウエア実現
図９は、一対の磁石を駆動するための力推定値を計算するため図５の力推定プロセッサ３１０のハードウエア実現の詳細な回路図を示している。回路は、図示されている通り、側方についてはＳ／Ｓ又は前後についてはＦ／Ｂのいずれかに図９Ａに示したジャンパを設定することによって前後又は側方動作のいずれに向けてでも容易に構成できるよう設計されている。
【００４３】
側方ギャップ：
ジャンパは、側方位置のためにＳ／Ｓに設定される。
【００４４】
左側磁石ギャップGls：
演算増幅器Ｕ１−Ａ及びＵ１−Ｂは、等式３を用いて図７の左側磁石１５０ａのためのギャップ情報を処理する。
【００４５】
ギャップ１は、測定上の左側ギャップ信号Ｇmlsを表わし、図７の左側 位置センサ１１０ａから直接提供される電圧出力である。測定上の左側ギャップ信号Ｇmlsは、０〜１０ミリメートルのギャップに比例する０〜１０ ボルトの信号を得るべくスケーリングされる。演算増幅器Ｕ１−Ａは、テストポイント節点ＴＰ１における電圧が位置センサーと磁石ギャップの間の測定上のオフセットの負に等しくなるように、測定済み左側ギャップ信号Ｇmlsを較正するべく調整される電位差計Ｐ１を有している。演算増幅器Ｕ１ −Ａからの出力は、実際の左側磁石ギャップの負−Ｇlsを表わす。
【００４６】
演算増幅器Ｕ１−Ａは
−１・（Ｇmls＋  -Ｌoffset）
を計算する（なお式中、左オフセット電圧Ｌoffsetは負である）総和分岐点として構成されている。さらに演算増幅器Ｕ１−Ａは、ノイズを減少させるため区切り点が３０Ｈｚに設定された抵抗器Ｒ２及びコンデンサＣ２０をもつ単極遅れフィルタを提供する。演算増幅器Ｕ１−Ｂは、単位利得符号変換器である。演算増幅器Ｕ１−Ｂの出力は、実際の左側磁石ギャップＧｌｓを表わす。
【００４７】
右側磁石ギャップＧrs：
演算増幅器Ｕ１−Ｃ及びＵ１−Ｄは、等式４を用いて、図７に示されている右側磁石１５０ｂのためのギャップ情報を処理する。ギャップ２は、測定上の右側ギャップ信号Ｇmrsを表わし、直接右側位置センサー１１０ｂからの電圧出力である。以上で論述した較正と同様に、演算増幅器Ｕ１−Ｃは、テストポイント節点ＴＰ２における電圧が位置センサーと磁石ギャップの間の測定上のオフセットの負に等しくなるように、測定上の右側ギャップで信号Ｇmrsを較正するよう調整されている電位差計Ｐ２を有する。演算増幅器Ｕ１−Ｄからの出力は、実際の右側磁石ギャップＧrsを表わす。
【００４８】
前−後ギャップ：
前後位置については、ジャンパはＦ／Ｂに設定される。
【００４９】
前方磁石ギャップ信号Ｇf：
演算増幅器Ｕ１−Ａ及びＵ１−Ｂは、等式５を用いて図８に示されている前方磁石１５０ｃのためのギャップ情報を処理する。ギャップ１は、測定上の前後ギャップ信号Ｇmfbを表わし、位置センサー１１０ｃからの直接電圧出力である。Ｐ１の調整による較正は、上述のとおり、左側磁石１５０ａに関して（図７）と同じである。演算増幅器Ｕ１−Ｂからの出力は、実際の前方磁石ギャップＧfである。
【００５０】
後方磁石ギャップ信号Ｇb ：
演算増幅器Ｕ１−Ｃ及びＵ１−Ｄは、以下に示す等式５と等式６の組合せを用いて後方磁石１５０ｄのためのギャップ情報を処理する。図９の回路は、以下のとおりの等式４及び５を用いて実際の後方磁石ギャップＧbを処理する：
Ｇf＝Ｇmfb−ｏｆｆｓｅｔ  （等式４）
及び
Ｇb＝Ｇt−Ｇf（等式５）
等式４からの実際の前方磁石ギャップＧfを等式５に代入すると、次の式が得られる：
Ｇt−Ｇb＝Ｇmfb−ｏｆｆｓｅｔ
実際の後方磁石ギャップＧbについて解を求めると、次のようになる：
Ｇb＝−Ｇmfb＋ｏｆｆｓｅｔ＋Ｇt（等式６）
センサーは１台しかないことから、ギャップ２入力端は、ギャップ１入力端に接続され、これは図８の単独の前後位置センサ１１０Ｃから直接の電圧出力である。センサー出力は０〜１０ミリメートルのギャップに等しい０〜１０ボルトの信号を得るようにスケーリングされる。位置処理を較正するためには、節点ＴＰ２における電圧が位置センサー１１０Ｃと磁石ギャップの間の測定上の前後オフセットＧmfb と定合計ギャップＧtの和のマイナスに等しくなるように電位差計Ｐ２を調整する。かくして、演算増幅器Ｕ１−Ｃの出力は後方ギャップＧbとなる。
【００５１】
演算増幅器Ｕ１−Ｃは、等式６の実際の後方磁石ギャップＧbを計算する総和分岐点として構成されている。
【００５２】
さらに、演算増幅器Ｕ１−Ｃは、ノイズを低減させるため区切り点が３０Ｈｚに設定された抵抗器Ｒ１及びコンデンサＣ２１をもつ単極遅れフィルタを提供する。演算増幅器Ｕ１−Ｄは、前後構成のために、ジャンパ離脱される（すなわち無効化される）。
【００５３】
力推定回路網：
ギャップが正しく処理された時点で、ＡＤ５３４倍率器Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４及びＵ５を用いることによって力推定値を生成する磁石について、対応する検知済み又は指令電流で、結果として得られた信号を処理しなければならない。
【００５４】
上述の比例定数Ｋmagの一定の与えられた値については、電流検知信号 は１アンペアあたり１ボルトにスケーリングされなくてはならない。利用可能な電流検知済み信号が異なる形でスケーリングされている場合、一定の与えられたデータについて等式１を再度計算することによって比例定数Ｋmagをそれ相応に調整することになる。
【００５５】
測定上の電流Ｉmeasを実際の磁石ギャップＧmagで除するために、 以下の伝達関数をもつＡＤ５３４倍率器Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４及びＵ５を用いる：
（Ｘ１−Ｘ２）＊（Ｙ１−Ｙ２）＝１０＊（Ｚ１−Ｚ２）  （等式７）
なお式中、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２は、ＡＤ５３４倍率器Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ５のための入力を表わしている。
【００５６】
Ｘ２、Ｙ１及びＺ２入力をゼロに設定することにより、等式７は次のようになる：
Ｙ２＝−１０＊Ｚ１／Ｘ１  （等式８）
図９Ａに示されているように、測定上の電流信号ＩmeasはＺ１入力端へと供給され、実際の磁石ギャップ信号ＧmagはＸ１入力端へと供給され 、出力信号は次のようになる；
−１０・ Ｉmeas／Ｇmag
ＡＤ５３４倍率器Ｕ２からの出力信号は、方形波成形機能を実行するべくＡＤ５３４倍率器Ｕ４へと供給される。
【００５７】
（Ｘ１−Ｘ２）＊（Ｙ１−Ｙ２）＝１０＊（Ｚ１−Ｚ２）  （等式７）
Ｘ２、Ｙ２及びＺ２入力をゼロに設定し信号１０＊Ｉ／ＧをＸ１及びＹ１の両方の入力端に送ると、次のものが得られる：
Ｚ１＝１０＊ Ｉmeas2／Ｇmag2（等式１に対するスケーリングと同等）。
【００５８】
ＡＤ５３４倍率器Ｕ２及びＵ３は電流をギャップ信号で除する。ＡＤ５３４倍率器Ｕ４及びＵ５はそれらの入力信号を方形波成形するように構成されている。演算増幅器Ｕ６−Ａは、チャンネル１に対する力推定値を逆転させ、演算増幅器Ｕ６−Ｂは、正の信号が前方（又は左側）磁石の力を表わし、負の信号が後方（又は右側）磁石の力を表わすような形で、２本のチャンネルを加算する。演算増幅器Ｕ６−Ｂは同様に、３０Ｈｚでの著しい位相損失なくノイズを低減させるべく区切り点が３００Ｈｚに設定された抵抗器Ｒ２３及びコンデンサＣ２２をもつ一次遅れフィルターとして構成されている。演算増幅器Ｕ６−Ｂは同様に、以下で説明するように出力をスケーリングする。
【００５９】
等式１は、図２に示されている２つの異なるＡＭＧ磁石１６０についての１００又は４２５という比例定数Ｋmagに対するニュートン単位の力を決定する。力フィードバックループのためには、ニュートン単位の力を妥当な所定の電圧範囲にスケーリングしなければならない。前−後磁石は約６５０ニュートンを生成することから、妥当な出力電圧は６．５ボルトであると考えられる。この場合、比例定数Ｋmagは１となり、演算増幅器Ｕ６−Ｂは１という利得に設定されることになる。側方磁石は１３００ニュートンを生成する。出力が６．５ボルトにスケーリングされると、そのとき側方磁石のための比例定数Ｋmagは４２５／２００又は２．１２５となる。この場合 、演算増幅器Ｕ６−Ｂは、２．１２５の利得に設定されることになる。演算増幅器Ｕ６−Ｃはこの信号を反転させ、それを図５の力推定プロセッサ３１０からの力推定プロセッサ信号として提供する。
【００６０】
図１０−１１：位置予定式電流指令制御装置４００
図１０は、電流指令制御装置２００が、ハードウエア又はソフトウエアの形で実現されうる位置予定式電流指令制御装置２１０／４００を有する本発明の１つの実施形態を示している。本発明の範囲は、位置予定式電流指令制御装置４００のいずれかの特定の実施形態又はそれがハードウエア又はソフトウエア又はその組合せのいずれで実現されるかということに制限されるよう意図されてはいない。
【００６１】
図１０に示されている実施形態においては、位置予定式電流指令制御装置４００は図６に示されているものに類似したマイクロプロセッサアーキテクチャを用いてソフトウエアの形で実現されている。
【００６２】
図１０では、位置予定式電流制御装置２１０／４００は、最高レベル制御装置（すなわち外部位置及び／又は加速度ループ）からの力指令信号Ｆd及び対象の磁石対のギャップセンサー１１０からフィードバックされた検知ギャップ信号Ｇmに応答し、磁石励磁機回路２２０に対する電流指令Ｉcとして位置予定式電流制御装置信号を決定し且つ提供するべく等式１を使用する。位置予定式電流制御装置２１０／４００は、上述のように、検知ギャップ信号Ｇmから実際の磁石ギャップ信号Ｇmagを決定しなければならない。
【００６３】
同様に上述のとおり、磁石励磁機回路２２０はエレベータシステムの技術分野において既知のものであり、図５に関して上述したものと類似している。
【００６４】
作動中、位置予定式電流指令制御装置２１０／４００は、力指令信号Ｆd及び検知ギャップ信号Ｇmを受信し、磁石励磁機回路２２０の電流出力が磁石指令信号Ｉcを精確に追従することを必要とする１つの技術を用いて、磁石励磁機回路２００に対する電流指令Ｉcとして位置予定式電流指令制御を生成する。制御方法には、以下の段階が含まれる：
ステップ１：付勢すべき磁石を決定する。所望の力の要請の合図に基づいて、付勢すべき適切な電磁石を決定することができる。例えば、正の力は前方又は右側の磁石を付勢することを指示し、一方負の力は、後方又は左側磁石を付勢することを指示する。
【００６５】
ステップ２：実際の磁石ギャップＧmagを決定する。
【００６６】
測定ギャップセンサーから、ステップ１で識別された特定の磁石のための実際の磁石ギャップＧmagが何かを決定する。この位置センサの処理は、ギャップセンサー処理アルゴリズムの図６及び７に関する以上の論述中で概略的に記したものと同じ手順に従う。
【００６７】
ステップ３：磁石のための指令電流を決定する。
【００６８】
ステップ（１）及び（２）に基づいて、等式１の理想化されたモデル及び経験的に導出された磁石比例定数Ｋmagを用いて全ての磁石についての指令電流を決定する。すなわち、
ＩC ＝平方根（Ｆｄ／Ｋmag）＊Ｇmag
なお、この位置予定式電流指令制御装置２１０／４００のためのソフトウエアコードは、参照として本願とともに提出されている。
【００６９】
図１１は、図２の参照番号１３０に対応する位置及び加速度フィードバック制御装置３００、図８の磁石１５０ｃ、１５０ｄ、図８の位置センサー１１０Ｃ及び図１０中の磁石励磁機回路２００に類似した磁石励磁機５００と組合わされた位置予定式電流指令制御装置２１０／４００を示している。図示されている通り、磁石励磁回路５００は、位置予定式電流指令を表わす電流指令信号ＩＣに応答し、エレベーターボックス（図示せず）の前後制御の ため、磁石１５０ｃ、１５０ｄに対し磁石励磁機信号を提供する。磁石励磁機回路５００は、一対のダイオード５０２、５０４、同時にバイアスされる２つの比較器５０８、５１０、遅れフィルター５１２、５１４、増幅器５１６、５１８及び、遅れフィルター５１２、５１４に対して左側の前後信号Ｉfbをフィードバックするための節点５２０、５２２を内含する。
【００７０】
図１２：
図１２は、等式１を導出するのに使用された側方ＡＭＧ磁石のグラフを示す。
【００７１】
一般に、図７と図８の２つの異なる磁石構成は、磁石をエレベータガイドレール（反発表面）から固定した距離のところに静的関係で保持するテスト用リグの中でテストされた。磁石が直流電流で付勢されている間にホール効果センサーを用いて磁界を又精密ロードセルを用いて生成された力を測定するため取付け具が装備された。２ミリメートルの増分で２〜１０ミリメートルのギャップについて、及び２アンペアの増分で０〜２０アンペアの電流について実験を行なった。データを分析し、曲線のあてはめによって力と電流及びギャップの関係の経験的モデルを導出した。図１２は導出された等式１すなわち
力＝Ｋmag＊（Ｉc／Ｇmag)2
のモデルを用いた１組のデータのグラフを提供している。なおこの式中、力はニュートン単位でスケーリングされた力信号を表わし、Ｋmagは一定の 与えられた磁石構成についての比例定数を表わし（小さい方の前後軸ＡＭＧ磁石については１００、大きい方の側方軸ＡＭＧ磁石については４２５）、ＩCは、アンペア単位でスケーリングされた所望の力補償済み電流指令信号を表わし、Ｇmag（前述でＧmeasとしても記されている）は、ミリメートル単位でスケーリングされた磁極面と反発表面の間の実際の磁石ギャップを表わす。
【００７２】
電磁石の定格力限界内で、２〜１０ミリメートルのギャップ範囲及び０〜２０アンペアの間の磁石電流範囲について、等式１は、ロードセルで測定された力から１０％未満の範囲内の生成された力をモデリングしている。図１２中のプロットは、６ミリメートルのエアギャップで作動する１３００ニュートンの側方ＡＭＧ磁石についてのものである。図１２の星印「＊」は、電流測定が行なわれた場所を示す。これらのケースは両方共、システムの通常の作動範囲の外にある。電流及びギャップを用いたこの推定誤差は、ホール効果センサーで導出された力の推定に付随する誤差と比較可能なものである。これらの力誤差は、この内部力ループのまわりに閉じられた（ギャップ検知及び／又は加速信号に基づく）外部フィードバックループをもつ能動的エレベータサスペンションシステムにおいては、ほんのわずかなものである。
【００７３】
発明の範囲
かくして、上述の目的及び記述から明らかなごとく目的が効率良く達成され、発明の範囲から逸脱することなく上述の構成に変更を加えることができることから、上記記述の中に含まれている本項及び添付図面に示されている全ての事項はこれらに制限されるものではなく例示的なものとして解釈すべきことが理解できるであろう。
【００７４】
それぞれ図２及び１１の位置及びフィードバック制御装置１３０、３００が例えば米国出願第０８／２９２，６６０号に示された「学習済みレール（learned-rail) 」アプローチ、又は米国特許第５，２９４，７５７：５，３０ ４，７５１及び５，３０８，９３８号に開示されているものに従って、ここで示されたもの以外の形をとることもできる、ということを認識すべきである。
【００７５】
その他の応用分野としては、大きいエアギャップを横断しての力を生成するために電磁石を使用するあらゆるシステムが含まれる。電磁石の力は引力であっても斤力であってもよい。磁気浮揚式列車又はシャトルの分野及び磁気軸受の分野で、特定的な応用分野が構想されている。
【００７６】
同様に、冒頭の請求項は、本書で記述された本発明の包括的及び特定的な特徴の全て及び言葉上本発明の範囲内に入る可能性のあるこの範囲に関する全ての供述を網羅することを意図されたものである、ということも理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＭＧエレベータシステム内でガイドレールとの関係において移動するエレベーターボックスの概略図。
【図２】ガイドレールとの関係における図１のエレベーターボックスの動きを制御するための回路のブロック図。
【図３】既知の磁石励磁機におけるの既知の磁束及び電流フィードバック補償制御装置のブロック図。
【図４】本発明の電流指令制御装置２００のブロック図。
【図５】図４内の電流指令制御装置２００の１つの実施形態である力推定式電流指令制御装置２１０／３００の実施形態のブロック図。
【図６】図５の力推定式電流指令制御装置２１０／３００のためのマイクロプロセッサアーキテクチャーのブロック図。
【図７】ＡＭＧエレベータシステムのための側方構成の概略図。
【図８】ＡＭＧエレベータシステムのための前後構成の概略図。
【図９】図５中の力推定プロセッサ３１０のハードウエア実施形態の概略図。
【図１０】図５中の力推定プロセッサ３１０のハードウエア実施形態の概略図。
【図１１】図４中の電流指令制御装置２００のもう１つの実施形態である位置予定式電流指令制御装置２１０／４００のブロック図。
【図１２】図１０に示されている位置予定式電流指令制御装置２１０／４００と図２に示されている協調された制御装置１００のブロック図。
【図１３】側方ＡＭＧ磁石の性能グラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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