阅读说明：本技术 用于立即停止的主动制动 (Active braking for immediate stop ) 是由 P.纳加拉简 D.金斯伯格 S.克里什纳默西 D.J.马文 R.E.特博 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：提供了一种电梯系统控制系统,并且其包含配置成感测电梯轿厢状况的传感器系统、生成指示事故的安全信号的安全系统信令元件和配置成对安全系统信号作出反应的控制系统。在控制系统接收到指示要求主制动器和辅制动器至少之一的接合的事故已发生的安全信号时,控制系统通过以下操作来在事故期间控制减速速率：操作主制动器,确定减速速率是否在目标范围内,以及基于来自传感器系统的信号来调整减速速率。(An elevator system control system is provided and includes a sensor system configured to sense a condition of an elevator car, a safety system signaling element that generates a safety signal indicative of an accident, and a control system configured to react to the safety system signal. When the control system receives a safety signal indicating that an accident has occurred requiring engagement of at least one of the primary and secondary brakes, the control system controls the rate of deceleration during the accident by: the method includes operating the foundation brake, determining whether the rate of deceleration is within a target range, and adjusting the rate of deceleration based on a signal from the sensor system.)

用于立即停止的主动制动

技术领域

下面的描述涉及电梯系统，并且更具体地说，涉及带有用于立即停止的主动制动能力的电梯系统。

背景技术

电梯系统通常被部署在多楼层建筑中以从楼层到楼层运送个体、行李和某些其它类型的负载。给定电梯系统能够包含多个电梯，并且在一些情况下一个或多个货梯。多个电梯和货梯能够各自包含通过井道向上和向下移动的电梯轿厢、驱动电梯轿厢的移动的驱动元件和控制驱动元件的控制系统。多个电梯和货梯也能够包含安全特征，诸如一组制动器。制动器通常通过在对应电梯的速度超过预定义的级别时与导轨接合以便生成足以停止电梯的摩擦量来操作。

一般地，电梯制动器具有高制动扭矩和相对高的皮带摩擦特性系数。因此，电梯制动器往往在要求立即停止的情况下造成其电梯的硬停止。也就是说，如果有紧急情况或断电，则电梯制动器便执行立即停止，并且由于上面提及的特性，产生的影响是电梯的高减速速率。对于在电梯中的任何乘客，这能够导致乘客不适。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种电梯系统控制系统，并且其包含配置成感测电梯轿厢状况的传感器系统、生成指示事故的安全信号的安全系统信令元件和配置成对安全系统信号作出反应的控制系统。在控制系统接收到指示要求主制动器和辅制动器至少之一的接合的事故已发生的安全信号时，控制系统通过以下操作来在事故期间控制减速速率：操作主制动器，确定减速速率是否在目标范围内，以及基于来自传感器系统的信号来调整减速速率。

根据另外或备选实施例，控制系统包含安全控制器，其根据电梯轿厢状况数据和安全信号操作主制动器和辅制动器。

根据另外或备选实施例，安全控制器包含：计算单元，用来根据电梯轿厢状况数据计算电梯轿厢的速度、加速和减速至少之一；电子制动单元，用来将驱动机作为主制动器或辅制动器操作；制动控制单元，用来将制动总成作为主制动器或辅制动器操作；以及安全监视器和控制逻辑单元，用来确定驱动机和制动总成的哪个将被作为主制动器和辅制动器操作，并且根据计算单元的计算、安全信号、电梯系统信息和制动命令控制电子制动单元和制动控制单元。

根据另外或备选实施例，驱动组件配置成操作驱动机和制动总成。安全控制器包括用来根据电梯轿厢状况数据计算电梯轿厢的速度、加速和减速至少之一的计算单元和能接收计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息的安全监视器和控制逻辑单元。安全控制器根据计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息，指示驱动组件以将驱动机和制动总成作为主制动器或辅制动器操作。

根据另外或备选实施例，驱动组件配置成自主地正常操作驱动机和制动总成。安全控制器根据计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息，在紧急事故期间指示驱动组件以将驱动机和制动总成作为主制动器或辅制动器操作。

根据另外或备选实施例，安全控制器驻留在驱动组件中，驱动组件包括能接收电梯轿厢状况数据的控制器和配置成自主地正常操作驱动机和制动总成的电源部分。安全控制器包括用来根据电梯轿厢状况数据计算电梯轿厢的速度、加速和减速至少之一的计算单元和能接收计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息的安全监视器和控制逻辑单元。安全控制器根据计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息，在紧急事故期间指示电源部分以将驱动机和制动总成作为主制动器或辅制动器操作。

根据另外或备选实施例，减速速率的调整包括增大或减小减速速率。

根据本发明的另一方面，提供一种电梯系统并且其包含：电梯轿厢；驱动机，用来驱动电梯轿厢移动；制动总成，用来施加与电梯轿厢移动相反的制动力；以及控制系统，配置成在要求主制动器和辅制动器至少之一的接合以将所述电梯轿厢移动减速的事故期间，通过以下操作控制减速速率：将驱动机或制动总成作为主制动器操作，确定减速速率是否在目标范围内，以及在减速速率在目标范围外的事件中调整减速速率。

根据另外或备选实施例，控制系统包含配置成感测电梯轿厢的状况的传感器系统和用来生成指示事故的安全信号的安全系统信令元件。

根据另外或备选实施例，控制系统包含安全控制器。

根据另外或备选实施例，安全控制器根据电梯轿厢状况数据、指示事故的安全信号和电梯系统信息，操作驱动机和制动总成。

根据另外或备选实施例，安全控制器包含：计算单元，用来根据电梯轿厢状况数据计算电梯轿厢的速度、加速和减速至少之一；电子制动单元，用来将驱动机作为主制动器或辅制动器操作；制动控制单元，用来将制动总成作为主制动器或辅制动器操作；以及安全监视器和控制逻辑单元，用来确定驱动机和制动总成的哪个将被作为主制动器和辅制动器操作，并且根据计算单元的计算、安全信号、电梯系统信息和制动命令控制电子制动单元和制动控制单元。

根据另外或备选实施例，驱动组件能接收电梯轿厢状况数据并且配置成操作驱动机和制动总成。安全控制器包括用来根据电梯轿厢状况数据计算电梯轿厢的速度、加速和减速至少之一的计算单元和能接收计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息的安全监视器和控制逻辑单元。安全控制器根据计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息，指示驱动组件以将驱动机和制动总成作为主制动器或辅制动器操作。

根据另外或备选实施例，驱动组件能接收电梯轿厢状况数据并且配置成自主地正常操作驱动机和制动总成。安全控制器包括用来根据电梯轿厢状况数据计算电梯轿厢的速度、加速和减速至少之一的计算单元和能接收计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息的安全监视器和控制逻辑单元。安全控制器根据计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息，在紧急事故期间指示驱动组件以将驱动机和制动总成作为主制动器或辅制动器操作。

根据另外或备选实施例，安全控制器驻留在驱动组件中，驱动组件包括能接收电梯轿厢状况数据的控制器和配置成自主地正常操作驱动机和制动总成的电源部分。安全控制器包括用来根据电梯轿厢状况数据计算电梯轿厢的速度、加速和减速至少之一的计算单元和能接收计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息的安全监视器和控制逻辑单元。安全控制器根据计算单元的计算、安全信号和电梯系统信息，在紧急事故期间指示电源部分以将驱动机和制动总成作为主制动器或辅制动器操作。

根据另外或备选实施例，减速速率的调整包括增大或减小减速速率。

根据本公开的另一方面，提供了一种操作电梯系统的方法，并且其包含通过以下操作在要求主制动器和辅制动器至少之一的接合以将电梯减速的事故期间主动控制减速速率：操作主制动器、确定减速速率是否在目标范围内、以及在减速速率在目标范围外时调整减速速率。

根据另外或备选实施例，主动控制包括将电梯停止在层站。

根据另外或备选实施例，该方法进一步包含确定事故在进行中，并且所述确定包含感测电梯轿厢的状况、生成指示事故的安全信号、以及将电梯系统信息传递到电梯轿厢。

根据另外或备选实施例，对减速速率的调整包括增大或减小加速速率。

通过结合附图进行的下面的描述，这些和其它优点和特征将变得更显而易见。

附图说明

被看作是本公开的主题被特别指出并清楚地在本说明书结尾处的权利要求中被要求保护。从结合附图进行的下面的详细描述，本公开的前述和其它特征与优点是显而易见的，附图中：

图1是根据实施例的电梯系统的透视图；

图2是根据实施例的电梯系统的制动总成的透视图；以及

图3是根据实施例的电梯系统的控制系统的示意图；

图4是根据实施例的电梯系统的控制系统的示意图；

图5是根据实施例的电梯系统的控制系统的示意图；

图6是根据实施例的电梯系统的控制系统的示意图；以及

图7是图示了根据实施例的电梯控制系统的操作的方法的流程图。

从结合附图进行的下面的描述，这些和其它优点与特征将变得更加显而易见。

具体实施方式

如下面将描述的，监督控制装置被提供用于电梯系统。监督控制装置具有高安全完整性级别并且在立即停止是必需的事件中主动控制电梯的减速速率。这允许电梯以相对低速率减速并且由此改进乘客舒适度。

图1是电梯系统101的透视图，电梯系统101包括电梯轿厢103、配重105、挂绳107、导轨109、驱动机111、速度传感器113和控制器115。电梯轿厢103和配重105通过挂绳107彼此连接。挂绳107可以包括或配置为例如绳、钢缆和/或涂层钢带。配重105配置成平衡电梯轿厢103的负载，并且配置成促进电梯轿厢103在电梯井117内并且沿着导轨109相对于配重105同时地并且在相反方向上移动。

挂绳107接合驱动机111，驱动机111是电梯系统101的头顶结构的一部分。驱动机111配置成控制电梯轿厢103与配重105之间的移动。速度传感器113可以被装配在调速器系统119的上部滑轮上，并且可以配置成提供与电梯轿厢103在电梯井117内的位置相关的位置信号。在其它实施例中，速度传感器113可以被直接装配到驱动机111的移动组件，或可以位于如在本领域中已知的其它位置和/或配置中。

如所示出的，控制器115位于电梯井117的控制器室121中，并且配置成控制电梯系统101的操作，并且具体来说，控制电梯轿厢103的操作。例如，控制器115可以将驱动信号提供给驱动机111，以控制电梯轿厢103的加速、减速、置平、停止等等。控制器115还可以配置成从速度传感器113接收速度信号。当沿着导轨109在电梯井117内向上或向下移动时，电梯轿厢103可以按照控制器115控制的那样停止在一个或多个层站125处。虽然在控制器室121中示出控制器115，但本领域技术人员将意识到，控制器115能够位于和/或配置在电梯系统101内的其它位点或位置中。

驱动机111可以包括马达或相似的驱动机构。根据本公开的实施例，驱动机111配置成包括电驱动式马达。用于马达的电力供给可以是包括电网的任何电源，其与其它组件组合供应给马达。

虽然用挂绳系统示出和描述，但采用使电梯轿厢在电梯井内移动的其它方法和机构的电梯系统，诸如液压电梯和/或无绳电梯，可以采用本公开的实施例。图1仅仅是出于说明性和解释性目的而呈现的非限制性示例。

参照图2，图1的电梯轿厢103也能够包含制动总成222。制动总成222通过支撑体224被固定到电梯轿厢103并且包含具有一个或多个制动衬块228的制动钳226。制动衬块228是可移动的，以在制动衬块228与导轨109的相对侧上的一个或多个制动衬块230之间接合导轨109。在一些实施例中，制动衬块228可经由制动执行器（braking actuator）232移动。制动执行器232可以例如是电磁线圈、直线马达或其它类型的执行器。制动执行器232包含向一个或多个制动衬块销236延伸的一个或多个制动执行器柱塞234。

在制动执行器232被通电时，诸如在图1的电梯系统101的操作期间，制动执行器柱塞234被拉入制动执行器232中。在希望激活制动总成222时，制动执行器232被断电，使得一个或多个柱塞弹簧238将制动执行器柱塞234向外偏置，离开制动执行器232并且朝向和进入延伸位置中。在制动执行器柱塞234向外移动时，制动执行器柱塞234接触到制动衬块销236并且将制动衬块销236推向导轨109。制动衬块销236进而使制动衬块228移动以接触导轨109，并且通过在制动衬块228与导轨109之间和在制动衬块230与导轨109之间的摩擦力，相对于导轨109减慢和/或停止电梯轿厢103的移动。为停用制动总成222，制动执行器232被通电，从而将制动执行器柱塞234拉入制动执行器232中，克服柱塞弹簧38的偏置并且因此允许制动衬块228移离导轨109。

虽然制动总成222在本文中被描述为耦合到或者被提供为电梯轿厢103的组件，但要理解的是，其它实施例和配置是可能的。例如，制动总成能够被耦合到或者被提供为驱动机111的组件。下面的描述将涉及这些备选实施例和配置中任何实施例和配置。

参照图3-6，其中图1的电梯系统101包含电梯轿厢103和驱动机111，并且电梯轿厢103包含图2的制动总成222，电梯系统101进一步包含控制系统301。控制系统301配置成对要求主制动器和辅制动器（下面分别被描述为驱动机111和制动总成222，或反之亦然）至少之一的接合的事故作出反应，以有效地使电梯轿厢103的向上和向下移动减速以及在事故期间主动控制减速速率。控制系统301通过以下操作来实现此类减速速率控制：将驱动机111或制动总成222作为主制动器操作，确定减速速率是否在目标范围内，以及在减速速率在目标范围外的事件中将驱动机111或制动总成222中的另一个作为辅制动器操作。

控制系统301包含传感器系统302、安全系统信令元件303和/或通信链路304。传感器系统302配置成感测电梯轿厢103的状况并且能够被提供为编码器、加速计、激光器、光学或声纳测量装置、马达电流传感器等中的一项或多项。安全系统信令元件303可配置成生成指示事故的安全信号。通信链路304配置成将诸如楼层位置、门或楼层区域信息、运行类型、驱动故障信息等电梯系统信息传递到电梯轿厢103。根据备选实施例，安全系统信令元件303也能提供电梯系统信息到电梯轿厢103。控制系统301可进一步包含制动命令单元305，其配置成生成与控制系统301生成的任何其它制动命令独立且分开的制动命令。

另外，控制系统301包含安全控制器310。安全控制器310包含能接收来自传感器系统302的电梯轿厢状况数据的计算单元311和能接收来自安全系统信令元件303或通信链路304的安全信号、来自通信链路304的电梯系统信息和来自制动命令单元305或通信链路304的制动命令的安全监视器和控制逻辑单元312。安全控制器310根据电梯轿厢状况数据、指示事故的安全信号和电梯系统信息操作驱动机111和制动总成222。

如图3中所示出的，安全控制器310进一步包含配置成将驱动机111作为主制动器或辅制动器操作的电子制动单元320和配置成将制动总成222作为主制动器或辅制动器操作的制动控制单元330。在此情况下，安全监视器和控制逻辑单元312确定驱动机111和制动总成222中的哪个将作为主制动器操作，并且驱动机111和制动总成222中的哪个将作为辅制动器操作。另外，安全监视器和控制逻辑单元312配置成根据计算单元计算的速度、加速和减速中的至少一个、安全信号、电梯系统信息和制动命令，控制电子制动单元320和制动控制单元330。

因此，在驱动机111被提供为主制动器并且制动总成222被提供为辅制动器的事件中，驱动机111将被电子制动单元320接合以在要求电梯轿厢停止的事故在进行中时减慢电梯轿厢103的向上或向下移动。在此时，电梯轿厢103的减速速率能够被传感器系统302感测到。如果减速速率被感测为太大并且因而使乘客感到不适，则驱动机111的操作能够由电子制动单元320调整。相反，如果考虑到事故的性质，在停止电梯轿厢103中减速速率被感测为太慢，则制动总成222能够由制动控制单元330接合以增大减速速率。如果减速速率因此增大到有乘客不适的风险所在的点，则能够作出有关是否有必要进行冒险以便实现电梯轿厢停止的确定。

要理解的是，本领域技术人员将认识到在制动总成222被提供为主制动器，并且驱动机111被提供为辅制动器的事件中，上面描述的操作能够被调换。因此，该情况不需要被进一步详细描述。

在示范情况中，主制动器能够***作以减慢电梯轿厢103，并且能够被提供为驱动机111或制动总成222，而辅制动器被提供为制动总成222或驱动机111。如果主制动器是制动总成222，并且制动总成222在双制动配置中被配置有其自己的主和辅控制，则驱动机111可能实际上不是必需的。另一方面，驱动机111能够被配置为跨马达的三相绕组的一组电阻器、跨所有3相绕组的一组开关或二极管、能够作为马达绕组本身被提供的单个开关（例如，IGBT）和电阻器。在这里，“系统安全信号”能够是通过通信链路304的物理输入或逻辑输入，而“制动命令”能够是通过通信链路304的物理输入或逻辑输入。

如图4中所示出的，控制系统301进一步包含驱动组件401。驱动组件401包含能接收“驱动器安全返回（drive safe in）”信号和通信链路信号的控制器410和可由控制器410操作以控制驱动机111和制动总成222的操作的电源部分420。

在图4的实施例中，除驱动机111将通常被提供为主制动器，并且制动总成222将通常被提供为辅制动器，并且将在驱动机111不能被用来在给定事故中实现足够的减速速率的事件中被接合外，安全控制器310一般地以与如上相对于图3所述的类似方式进行操作。

如图5中所示出的，控制系统301进一步包含驱动组件501。驱动组件501包含能接收通信链路信号的控制器510和能接收来自安全控制器310的脉冲宽度调制（PWM）信号并且可由安全控制器310和控制器510操作以控制驱动机111和制动总成222的操作的电源部分520。

在图5的实施例中，除在正常操作期间，电源部分520由控制器510操作但如果紧急停止被检测到，则电源部分520由安全控制器310操作外，安全控制器310一般地以如上相对于图3所述的类似方式进行操作。同样地，驱动机111将通常被提供为主制动器，并且制动总成222将通常被提供为辅制动器，并且将在驱动机111不能被用来在给定事故中实现足够的减速速率的事件中被接合。

如图6中所示出的，安全控制器310能够与控制器510和电源部分520一起驻留在驱动组件501中。

根据另外或备选实施例，要理解的是，特别地，图4-6的制动模块222能够由另一外部装置而不是图4的驱动组件401或图5和6的驱动组件501控制。

关于图3-6，引用了各种控制器和组件，然而，本领域技术人员将理解，控制器和组件可被组合到更少的组件和/或控制器中，或者进一步被分割成更多控制器和/或组件，并且组件和控制器在附图中被示出来反映逻辑功能并且不一定是物理组件。

参照图7，一种操作电梯系统的方法被提供并且包含确定要求主制动器和辅制动器至少之一的接合以将电梯轿厢移动减速的事故是否在进行中（701）并且在事故期间主动控制减速速率（702）以例如将电梯轿厢停止在层站。该主动控制通过以下操作来实现：通过将驱动机或制动总成作为主制动器操作（7021），确定减速速率是否在目标范围内（7022），在减速速率高于目标范围的事件中调整作为主制动器的驱动机或制动总成的操作（7023）以及在减速速率低于目标范围的事件中将驱动机或制动总成的另一个作为辅制动器操作（7024）。方法可进一步包含确定目标范围是否应被调整（703）并且相应地调整目标范围（704）或者保持目标范围不受影响（705）的可选操作。

本公开的技术效果和益处是在立即停止的情况下对由电梯系统提供的搭乘方面的改进。

尽管仅结合有限数量的实施例详细提供了本公开，但是应容易理解，本公开并不限于此类公开的实施例。相反，本公开能够被修改以并入任何数量的此前未描述但与本公开的精神和范围相称的变化、变更、替代或等效布置。另外，虽然已经描述了本公开的各种实施例，但是要理解，（一个或多个）示范实施例可仅包含描述的示范方面中的一些。相应地，本公开不要被视为受前面描述限制，而是仅受随附权利要求的范围限制。