用于多轿厢无绳电梯系统的传感器故障检测和融合系统的制作方法

背景技术：

示例性实施方案涉及电梯系统领域，更具体地说，涉及用于多轿厢无绳电梯系统的传感器故障检测和融合系统。

在要求监控一个或多个质量的系统中，传感器是常见的。可运用传感器测量速度、距离、颜色、温度、压力等。通常，运用多个传感器顺着流程来检测移动或行进。随着时间推移，多个传感器中的一个或多个可能发生故障或者提供错误数据。基于错误数据的控制系统可能对流程目标起反作用。

技术实现要素：

公开了多轿厢无绳电梯系统，其包括至少一个井道，电梯轿厢布置在所述至少一个井道中。线性电动机系统包括沿着至少一个井道延伸的多个固定电动机主区，和安装到电梯轿厢的至少一个可移动电动机次区。多个传感器可操作地连接到线性电动机系统。多个传感器中的每个可操作地与多个固定电动机主区中的对应一个相关联。传感器故障检测和融合系统可操作地连接到多个传感器中的每个。传感器故障检测和融合系统操作来识别多个传感器中的一个或多个中的故障，并且融合从多个传感器的剩余者接收的数据。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中多个传感器中的一个或多个包括速度传感器。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中多个传感器中的一个或多个包括位置传感器。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中位置传感器操作来检测井道中电梯轿厢的存在，所述电梯轿厢邻近多个固定电动机主区中的对应一个。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中位置传感器操作来检测井道中的电梯轿厢相对于多个固定电动机主区中的对应一个的取向。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：运动控制系统，其可操作来控制井道中电梯轿厢的位置；传感器故障检测和融合系统将电梯轿厢位置和速度反馈中的至少一个提供到运动控制系统。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中多个固定电动机主区包括沿着井道的第一侧布置的第一多个固定电动机主区，和沿着井道的第二、相对侧布置的第二多个固定电动机主区。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中多个传感器包括与第一多个固定电动机主区中的对应者相关联的第一多个传感器，和与第二多个固定电动机主区相关联的第二多个传感器。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中传感器故障检测和融合系统基于多个传感器的至少一部分感测的信号的差值进行操作来校准多个传感器中的一个或多个。

还公开了用于多轿厢无绳电梯系统的检测故障并且融合传感器的方法。所述方法包括：启动多个固定电动机主区中的一个或多个以使电梯轿厢沿着井道移位；从与多个固定电动机主区中的对应者相关联的多个传感器中的一个或多个接收信号；基于多个传感器的一部分接收的信号的差值来确定故障传感器；融合来自所述传感器部分的剩余者的信号；以及基于融合的信号来确定电梯轿厢的参数。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中确定故障传感器包括比较从多个在用传感器接收的传感器值。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中融合来自所述传感器部分的剩余者的信号包括组合来自所述传感器部分的剩余者的多个在用传感器但排除了故障传感器的信号，以建立单个融合信号输出。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中组合所述信号包括对多个传感器的剩余者中的每个的信号输出求平均。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中确定电梯轿厢的参数包括基于融合的信号来检测电梯轿厢沿着井道的位置。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中确定电梯轿厢的参数包括检测电梯轿厢沿着井道的速度。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中确定电梯轿厢的参数包括检测电梯轿厢相对于多个固定电动机主区的取向。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：基于从多个信号的一部分中接收的信号之间的差值来校准多个传感器中的一个或多个。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中校准多个传感器中的一个或多个包括检测多个信号的部分中的一个或多个之间低于预定误差界限的差值。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：基于电梯轿厢的参数，用运动控制系统来控制电梯轿厢沿着井道的移动。

除上述或下述特征中的一个或多个之外或作为替代方案，另外实施方案可包括：其中控制电梯轿厢的移动包括控制电梯轿厢在井道中的速度和位置。

附图说明

以下描述不应在任何方面视为限制。参照附图，相同元件用相同数字编号：

图1示出根据示例性实施方案的包括传感器故障检测和融合系统的多轿厢无绳(mcrl)电梯系统；以及

图2是根据示例性实施方案的示出检测故障并且融合传感器的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，本文通过举例而非限制的方式呈现所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。

根据示例性实施方案的多轿厢无绳(mcrl)电梯系统在图1中大体上以2来标示。mcrl电梯系统2包括井道4，所述井道4具有第一侧部分6和第二侧部分8。应理解，第一侧部分6和第二侧部分8可由壁或由边界来限定，所述壁或边界可存在于邻近井道之间。在所示的示例性实施方案中，第一导轨系统14沿着第一侧部分6延伸，并且第二导轨系统16沿着第二侧部分8延伸。第一导轨系统14和第二导轨系统16支持并且引导电梯轿厢20沿着井道4和/或在邻近井道(未示出)之间横越。

在所示的示例性实施方案中，mcrl电梯系统2包括布置在第一侧部分6与电梯轿厢20之间的第一线性电动机系统30，和布置在第二侧部分8与电梯轿厢20之间的第二线性电动机系统32。第一线性电动机系统30和第二线性电动机系统32使电梯轿厢20沿着井道4移位。除了沿着井道4垂直移位之外，电梯轿厢20还可在邻近井道之间水平地移位。另外，尽管如图示出包括两个线性电动机系统，mcrl电梯系统可用单个线性电动机系统或者三个或更多个线性电动机系统来操作。

第一线性电动机系统30包括多个固定电动机主区，其中的一个以34标示、邻近第一导轨系统14沿着井道4延伸。第二线性电动机系统32包括第二多个固定电动机主区，其中的一个以36标示、邻近第二导轨系统16沿着井道4延伸。第一线性电动机系统30还包括安装到电梯轿厢20的第一侧(未单独标记)的第一可移动电动机次区40。第二线性电动机系统32还包括安装到电梯轿厢20的第二、相对侧(也未单独标记)的第二可移动电动机次区42。

第一可移动电动机次区40和第二可移动电动机次区42受到第一多个固定电动机主区和第二多个固定电动机主区的作用，以使电梯轿厢20沿着井道4移位。更具体地，mcrl电梯系统2包括运动控制系统44和一个或多个呼叫按钮45，所述运动控制系统44可操作地连接到第一多个固定电动机主区34和第二多个固定电动机主区36中的每个。运动控制系统44激发第一固定电动机主区和第二固定电动机主区中的选定者，以使电梯轿厢20以期望的速度沿着井道4移位到期望的位置(楼层)。在这一点上，应理解，mcrl电梯系统2可包括提供监控、调度控制等等的附加控制器。另外，应理解，除了呼叫按钮45之外或替代呼叫按钮45，可在目的地输入信息站处提供乘员接口。

根据示例性实施方案，第一多个传感器47沿着井道4延伸。第一多个传感器47中的每个与第一多个固定电动机主区34中的对应一个相关联。第二多个传感器49也沿着井道4延伸。第二多个传感器49中的每个与第二多个固定电动机主区36中的对应一个相关联。根据示例性实施方案中的一方面，第一多个传感器47的一部分(例如，传感器51-54)可构成第一组在用传感器55。类似地，第二多个传感器49的一部分(例如，传感器56-59)可构成第二组在用传感器60。“在用传感器”应理解成描述以下传感器：在特定时刻，电梯轿厢20的既定位置处，正在感测电梯轿厢20的一个或多个参数的传感器。被视为在用传感器的第一多个传感器和第二多个传感器中的特定者将随着电梯轿厢20沿着井道4横越而变化。第一多个传感器47和第二多个传感器49可采用负荷传感器、加速度计、位置传感器、取向传感器等形式。可运用第一多个传感器47和第二多个传感器49来确定电梯轿厢20在井道4中的位置、速度和/或取向。即，除了检测速度和/或位置之外，第一多个传感器47和第二多个传感器49还可检测电梯轿厢20在横越井道4时是否转动、偏转或以其他方式偏离期望的取向。

根据示例性实施方案，第一多个传感器47和第二多个传感器49可操作地耦接到传感器故障检测和融合系统80。传感器故障检测和融合系统80可采用单个的整合系统或可沿着(例如)井道4协同定位或分布的多个可操作地相关联部件的形式。如以下更全面地详述，传感器故障检测和融合系统80识别第一多个传感器47和第二多个传感器49中的任何一个是否故障，并且融合或联合来自正常传感器的输出以确定电梯轿厢20的参数。在这一点上，应理解术语“融合”是指组合来自多个传感器的输出以提供参数输出。组合输出可包括确定输出的平均值或均值，从而确定输出的中值和/或输出的模式。随后可将融合的信号输出发送到运动控制系统44，所述运动控制系统44继而可与第一多个固定电动机主区34和第二多个固定电动机主区36交互，以引导电梯轿厢20以期望的速度沿着井道4到达期望位置。

现在将参考图2，描述检测第一多个传感器47和第二多个传感器49中的故障并且融合来自第一多个传感器47和第二多个传感器49的输出的方法100。在框110中，启动第一多个固定电动机主区34和第二多个固定电动机主区36来使电梯轿厢20移位到期望的位置。在框120中，通过第一多个传感器47和第二多个传感器49中的选定者检测电梯轿厢20的移动。实际上检测电梯轿厢20的多个传感器47和49中的选定者形成在用传感器。传感器故障检测和融合系统80从每个在用传感器接收信号。在框130中，如果来自在用传感器中的任何一个的信号明显不同于来自在用传感器中其他者的信号，则这个传感器被视为发生故障。例如，如果来自在用传感器中的一个的信号与来自在用传感器中的其他者的信号相差约±2％和约±5％之间，则那个传感器被视为发生故障。本质上，故障传感器可被视为表示相对于其他传感器的离群点的传感器。离群点可被定义为：报告的读数为在用传感器的内四分位数范围约1.5倍的传感器

在检测到故障传感器时，传感器故障检测和融合系统60在框140中融合来自其他在用传感器的信号，并且在框150中确定电梯轿厢20的参数。如上所述，电梯轿厢20的参数可以是位置、速度和/或取向。根据示例性实施方案的一方面，可融合所有的正常(无故障)在用传感器。根据示例性实施方案的另一方面，仅融合相同组中的那些正常传感器，例如第一多个传感器47中的正常在用传感器或第二多个传感器49中的正常在用传感器。不管融合哪些传感器，都在框160中将参数传递到运动控制系统44，所述运动控制系统44如上所述使电梯轿厢20沿着井道4移位。

根据示例性实施方案的另一方面，如框180中所标示，传感器故障检测和融合系统80还可校准第一多个传感器47和第二多个传感器49中的选定者。更具体地，传感器故障检测和融合系统80可确定较小差值，例如，对于第一多个传感器47和第二多个传感器49中的每个来说约小于预定误差界限约2％的量级的差值。随后传感器故障检测和融合系统80可运用这些差值来动态地校准第一多个传感器47和第二多个传感器49中的选定者，以减少偏差并且由此减少控制器引起的垂直振动，从而改善乘载质量。

在这一点上，应理解，示例性实施方案描述了用于检测多个传感器中的故障并且融合多个传感器中的剩余者的系统。还应理解，示例性实施方案可用来检测电动机主部分和/或电动机次部分中的故障。还应理解，示例性实施方案可向维护人员提供指示需要进行传感器和/或电动机部件修理、更换和/或校准的警示。另外，尽管描述了从与在用电动机主区或接收功率的电动机主区相关联的传感器接收信号，但是设想可从与非在用电动机主区相关联的传感器接收信号。本发明的系统通过使运动控制系统免受单个传感器故障干扰而改善了电梯系统的总体可靠度。因此，示例性实施方案通过缩短故障期改善了运动控制系统的总体可靠度，从而提升了乘载性能，同时在具有多个传感器的系统中提供了期望水平的容错度和冗余度。

术语“约”旨在包括基于提交本申请时的可用设备、与特定参量的测量相关联的误差程度。例如，“约”可以包括既定值±8％或5％或2％的范围。

本文使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，而不是意图限制本公开。如本文所用，除非上下文另外明确说明，否则单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”也意图包括复数形式。应当进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”在本说明书中使用时规定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。

尽管已经参照示例性实施方案对本公开进行描述，但是本领域技术人员将会理解的是：在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且可以用等效物替代本公开的各要素。此外，在不背离本公开的基本范围的情况下，可以做出许多修改来使具体情况或材料适应本发明的教导。因此，希望本公开不限于作为用于实施本公开所考虑的最佳方式所公开的具体实施方案，而是本公开将包括落在权利要求书的范围内的所有实施方案。