电梯系统典型地包括沿着井道移动的至少一个电梯轿厢，所述井道在多个层站之间延伸。通常，轿厢的移动是由轴角编码器来控制的，所述轴角编码器传递指示驱动机器旋转圈数的信号。此外，在井道内提供有多个位置传感器，用于在电梯轿厢经过这些传感器中的一个时检测该电梯轿厢在井道中的当前位置，并且由此校正来自轴角编码器的信号。为了允许在每个层站处对电梯轿厢进行足够精确的定位，在每个层站附近，高密度的位置传感器往往是必需的。典型的安装包括每个层站区包括四个传感器以及井道的上部终端和下部终端处分别包括四至八个传感器。
此类大量位置传感器的安装和维护是成本昂贵且费力的。因此，能够减少井道内提供的位置传感器的数量而不劣化电梯系统的操作安全性将是有益的。
根据本发明的实施方案，一种电梯系统包括：
在多个层站区之间延伸的井道；
至少一个电梯轿厢，其配置成用于沿着所述井道移动；
至少一个位置传感器，其布置在所述井道内限定的位置处；
速度和/或加速度传感器，其配置成用于确定所述至少一个电梯轿厢在所述井道内的当前速度和/或加速度信息；以及
控制器，其配置成用于：
a)根据从所述速度和/或加速度传感器接收的速度和/或加速度信息来计算所述至少一个电梯轿厢在所述井道内的当前位置信息；
b)检查所述速度和/或加速度信息的有效性；
c)如果所述速度和/或加速度信息被确定为有效的：基于计算的位置信息操作所述电梯系统；
d)如果所述速度和/或加速度信息被确定为不是有效的：
d1)启动定时器；
d2)控制所述至少一个电梯轿厢运行通过所述至少一个位置传感器以便用于重新校准所述至少一个电梯轿厢的位置信息；以及
d3)如果在从启动所述定时器起预定时间段内所述至少一个电梯轿厢尚未运行通过所述至少一个位置传感器，则停止所述电梯系统的任何操作。
根据本发明的实施方案，一种根据本发明实施方案的控制电梯系统的方法包括如下步骤：
a)确定至少一个电梯轿厢在所述井道内的当前速度和/或加速度，并提供速度和/或加速度信息；
b)根据所提供的速度和/或加速度信息来计算所述至少一个电梯轿厢在所述井道内的当前位置信息；
c)检查所述速度和/或加速度信息的有效性；
d)如果所述速度和/或加速度信息被确定为有效：基于所计算的位置信息操作所述电梯系统；以及
e)如果所述速度和/或加速度信息被确定为不是有效的：
e1)启动定时器；
e2)控制所述至少一个电梯轿厢运行通过所述至少一个位置传感器以便用于重新校准所述至少一个电梯轿厢的位置信息；以及
e3)如果在从启动所述定时器起预定时间段内所述至少一个电梯轿厢尚未运行通过所述至少一个位置传感器，则停止所述电梯系统的任何从操作。
正如本文所使用的术语“电梯系统的操作”，应理解为正常“自动”操作，其中由电子控制器基于乘客的运送请求操作所述电梯系统。所述请求例如可以是经由电梯轿厢内和/或该电梯系统所服务的不同楼层/层站处提供的控制面板输入的。当基于乘客请求的所述“自动”操作已停止时，正如分别在前文项d3)和e3)下所描述的，该电梯系统仍可以由操作员/技工“人工”或“按需”操作以用于重新校准位置信息，以便能够返回到正常(“自动”)操作。
正如本文所使用的术语“速度和/或加速度传感器”应理解为涵盖提供速度信息的速度传感器、提供加速度信息的加速度传感器、提供速度和加速度信息的组合性速度和加速度传感器以及提供速度信息的速度传感器与提供加速度信息的加速度传感器的组合。
因为所述至少一个电梯轿厢的移动是基于由所述速度和/或加速度传感器提供的速度和/或加速度信息来控制的，所以根据本文描述的示范性实施方案的电梯系统和用于控制电梯系统的方法允许显著地减少井道内所需的位置传感器的数量。通过在时间上对速度信息求积分和/或通过在时间上对加速度信息求二次积分，可以计算电梯轿厢的位置且具有足够的精度用于控制电梯轿厢在层站附近的移动，而在井道中无需附加的轿厢位置传感器。通过规律性地检查由该速度和/或加速度传感器提供的速度和/或加速度信息的有效性并在必要的情况下重新校准位置信息来维持高级别的操作安全性。对于重新校准位置信息，只需沿着井道布置减少的数量的位置传感器。
下文中将结合附图来描述本发明的示范性实施方案。
图1示出根据本发明的示范性实施方案的电梯系统的示意图。
图2示出根据本发明的示范性实施方案的控制电梯系统的操作的流程图，以及
图3示出以示意图形式说明根据本发明的示范性实施方案的由速度和/或加速度传感器提供的速度和/或加速度数据的验证的流程图。
图1示出根据本发明的示范性实施方案的电梯系统2的示意图。
电梯系统2包括井道4，该井道在多个楼层/层站6、8、9之间垂直延伸。
提供进入井道4的层站门61、81、91和控制面板62、82、92分别布置在层站6、8、9的每个处。
电梯轿厢12和对应的配重14由受拉构件16可移动地悬挂在井道4内，从而允许电梯轿厢12和配重14沿着井道4按相反方向垂直移动。
电梯轿厢12提供有至少一个电梯轿厢门20和电梯轿厢控制面板22。
受拉构件16可以是绳索、带或绳索/带的组合。受拉构件16在驱动绳轮18上延伸，该驱动绳轮提供在井道4的上部区域中。
驱动绳轮18由马达(其在图1中未示出)可旋转地驱动，以便沿着井道4在层站6、8、9之间移动电梯轿厢12。
图1示出电梯轿厢12的简单1:1悬挂。但是，本领域技术人员将容易地认识到，根据本发明的示范性实施方案的电梯系统2中还可以使用不同的悬挂，如2:1、4:1、8:1等以及可以包括或可以不包括配重14的类似悬挂。
电梯轿厢12由驱动机器来驱动，该驱动机器包括马达和曳引绳轮，从而形成曳引驱动。驱动所述驱动绳轮18的马达(未示出)由电梯控件28基于根据乘客的请求经由控制面板62、82、92、22提供的输入来控制。还可设想曳引驱动装置以外的其他驱动机器，例如直线驱动装置或液压驱动装置。
电梯轿厢12提供有速度和/或加速度传感器25，该速度和/或加速度传感器配置成用于提供有关电梯轿厢12沿着井道移动时的当前速度和/或加速度的信息。所述信息可以通过沿着井道4延伸的电缆(未示出)或通过无线数据传输来传递到电梯控件28。
电梯控件28配置成用于基于由速度和/或加速度传感器25提供的速度和/或加速度信息来驱动所述驱动绳轮18来控制电梯轿厢12沿着井道4的移动。为了允许电梯控件28将电梯轿厢12精确地定位在期望的层站6、8、9处，即，电梯轿厢门20与层站门61、81、91中的一个对齐所在的位置中，通过在时间上对速度信息求积分和/或通过在时间上对加速度求二次积分来将由速度和/或加速度传感器25提供的速度和/或加速度信息转换成位置信息。
为了确保电梯系统2的安全操作，电梯控件28规律性地检查由速度和/或加速度传感器25提供的速度和/或加速度信息的有效性。如果电梯控件28确定速度和/或加速度信息不是有效的，即，确定为已劣化或甚至无效，则电梯控件28重新校准位置信息。
为了允许重新校准位置信息，将至少一个位置传感器24、26、63、83、93布置在井道4内。每个位置传感器24、26、63、83、93配置成用于在电梯轿厢12的妥当限定的部位被定位于与相应位置传感器24、26、63、83、93相同高度时，检测电梯轿厢12的妥当限定的部位，电梯轿厢12的妥当限定的部位诸如电梯轿厢12的底部或顶部或布置在电梯轿厢12处的速度和/或加速度传感器25的位置。由此，在电梯轿厢经过位置传感器24、26、63、83、93中的一个时，电梯轿厢12在井道4内的当前位置被检测。
在图1所示的实施方案中，位置传感器63、83、93分别被定位于每个层站处，特别是分别位于每个层站门61、81、91的顶部处。在井道4的顶部以及在井道4的底部形成的井坑10内分别布置了附加的位置传感器24、26。
但是，图1所示的配置仅仅是示范性的。具体来说，在每个层站6、8、9处提供位置传感器63、83、93并非必需的。分配给层站的位置传感器63、83、93还可以在相应层站门61、81、91的顶部以外的位置处提供。原则上，在井道4中预定义位置处提供一个位置传感器就足够了。
图2以示意图形式图示基于由速度和/或加速度传感器25提供的速度和/或加速度信息控制电梯系统2的方法的流程图30。
可采用硬件或软件形式提供的位置计算器32可以在时间上对由速度和/或加速度传感器25提供的速度信息求积分来提供位置信息。附加地或备选地，可以通过在时间上对由速度和/或加速度传感器25提供的加速度信息求二次积分来获得位置信息。
在后续步骤100中，确定由速度和/或加速度传感器25提供的速度和/或加速度信息是否是安全且有效的。
下文将参考图3进一步详细地解释所述确定的细节。
如果速度和/或加速度信息被确定为安全且有效，则将由位置计算器32计算的位置信息传送到电梯控件28以用于控制电梯系统2，即，用于将电梯轿厢12移动到井道4内的下一个期望位置，例如，乘客请求的层站6、8、9。
但是，如果速度和/或加速度信息被认为不是安全和有效的，而被认为是已劣化的，则在步骤110中启动定时器。所述定时器配置成用于对电梯系统2基于劣化的位置信息操作的时间段计数。附加地，指令电梯控件28将电梯轿厢12驱动到用于重新校准位置信息的位置。用于重新校准位置信息的位置选为使得电梯轿厢12必须经过井道4内提供的位置传感器63、83、93、24、26中的至少一个以用于重新校准位置信息。
如果在定时器的计数到达预定的上限之前到达此类位置(步骤120)，则基于井道4内的相应位置传感器24、26、63、83、93的熟知的位置来重新校准(步骤130)位置信息。然后，电梯系统2恢复正常操作且电梯轿厢12的当前位置是从重新校准的起始位置开始通过对由速度和/或加速度传感器25提供的速度和/或加速度信息求积分来计算的。
但是，如果在电梯轿厢12已到达用于重新校准位置信息的位置(例如，通过将电梯轿厢12定位成靠近位置传感器24、26、63、83、93中的至少一个)之前，定时器的计数到达预定的上限，则认为该速度和/或加速度信息是无效的。由此，认为电梯系统2的任何进一步的操作是不安全的，并且因此即刻停止(步骤140)电梯系统2的任何进一步的操作，直到位置信息已被重新校准为止。具体地可以通过操作员/技工干预使得电梯轿厢12被定位于靠近位置传感器24、26、63、83、93中的至少一个来重新校准位置信息。
在此情况中，可以仅人工方式操作电梯系统2，具体地是电梯轿厢12内不存在任何乘客。为了使电梯系统2返回操作状态，需要人工方式将电梯轿厢12移动到用于重新校准位置信息的位置。当电梯轿厢12经过位置传感器24、26、63、83、93中的一个以便重新校准位置信息(步骤130)时，可以返回从所述重新校准的位置开始的正常操作。
该方法允许仅使用布置在井道4内的少量位置传感器24、26、63、83、93来实现电梯系统2的安全操作。
图3描绘了图示说明根据本发明的示范性实施方案的验证速度和/或加速度信息的另外的流程图，正如图2所示的电梯控制方法中步骤100所实现的。
在第一步骤101中，确定是否已经从速度和/或加速度传感器25接收到新的速度和/或加速度信息。
在第二步骤102中，确定是否已经在预定的时间段内接收到新的速度和/或加速度信息。速度和/或加速度传感器25配置成定期地提供更新的速度和/或加速度信息，并且由此，如果在预定时间段内未接收到更新的速度和加速度信息，则检测到故障。
如果在预定的时间段内已经接收到新的速度和/或加速度信息，则检查接收的数据的协议是否是正确的(步骤103)。具体地，所述数据协议可以包括允许检测所提供的速度和/或加速度信息内的传输错误的一个或多个校验和。在此情况中，检查所接收到的数据的协议是否是正确的，具体包括检查由该协议提供的一个或多个校验和。
如果所接收的数据的协议已经被确定为正确的，则在下一个步骤104中确定所接收的速度和/或加速度信息是否是近似合理的。检查所接收的速度和/或加速度信息是否是近似合理的可以包括：检查所接收的速度和/或加速度信息是否包含在预定的范围内以便检测大得不合理的速度和/或加速度值。速度和/或加速度值的允许范围具体可以依据先前接收的速度和/或加速度信息而定。例如，因为电梯轿厢12的最大加速度是有限的，所以在电梯轿厢12已静止之后极短时间内，所接收的速度处于最大值则是不近似合理的。电梯轿厢12在非常短的时间段内从最大速度完全停止也不是近似合理的。
附加地或备选地，可以计算表示电梯轿厢12的加速度的接收的速度信息的梯度，并且可以检查所述梯度/加速度是否也包含在预定范围内。
如果由速度和/或加速度传感器25提供速度和加速度信息，则可以将从速度信息获得的第一位置信息与从加速度获得的第二位置信息进行比较。如果这些不同方式计算的第一位置信息和第二位置信息之差未超过预定阈值，则可以认为获得的信息是有效的。
如果所有这些要求均得以满足，则认为所接收的速度和/或加速度信息是有效的且正确的。由此，认为由所述速度和/或加速度信息计算的位置信息也是有效的和正确的，且基于由所接收的速度和/或加速度信息计算的位置信息继续电梯系统2的操作。
但是，如果至少一个要求未被满足，则认为该速度和/或加速度信息是无效的，并且电梯系统2的控制继续基于“已劣化的”速度和/或加速度信息，正如前文参考图2所论述的。
如果检测到所接收的速度和/或加速度信息的非常严重的缺陷，例如如果电梯轿厢12的所接收的速度和/或加速度信息和计算的加速度中的至少一个显著地位于预定范围外，则控制电梯系统2的该方法可以即刻切换到无效位置信息的情况(图2步骤140)，即不等待预定时间极限期满。这样避免了在已经检测到所接收的速度和/或加速度信息有非常严重缺陷的情况(此类情况不允许电梯系统的安全操作)下电梯轿厢12基于此类已劣化的位置信息进行任何进一步移动。这样进一步增强了操作电梯系统2的安全性。
另外的实施方案：
下文阐述多个可选特征。这些特征可以在特定实施方案中单独地或以与任何其他特征组合的形式来实现。
在图1所示的示范性实施方案中，在每个层站处，特别是在每个层站门的顶部处提供位置传感器。因此，电梯轿厢将到达每个层站处的位置传感器，并且由此电梯系统的正常操作可以在速度和/或加速度信息已被确定为已劣化之后的短时间段之内恢复。由此，因速度和/或加速度或位置信息已被确定为无效而需要停止电梯系统的操作(图2步骤140)的风险低。
但是，在此类配置中，仍需要相对较大数量的位置传感器。
因此，在多个实施方案中，可以不在每个层站处提供位置传感器，而是仅在一个或多个但非全部层站处提供位置传感器。在此类配置中，可以大大地减少位置传感器的数量。但是，在已经表明速度和/或加速度信息为已劣化之后，电梯轿厢在达位置传感器之前可能需要行进更长距离。
但是，至少在井道的顶部和底部(例如井坑中)提供位置传感器是有益的，以便允许在位置信息已经完全丢失的情况下重新校准电梯轿厢的位置信息，以及特别是防止电梯轿厢分别撞到井道的顶棚或底部。
检查速度和/或加速度信息的有效性可以包括检查是否在预定时间段内已接收到新的速度和/或加速度信息。这允许快速地检测速度和/或加速度传感器的故障并且其能够停用该速度和/或加速度传感器，其效果是该速度传感器和/或加速度不再传递更新的速度和/或加速度信息。
检查速度和/或加速度信息的有效性可以包括，检查所接收的速度和/或加速度信息的格式/协议是否正确，以便可靠地检测所传递的速度和/或加速度信息中可能由于速度和/或加速度传感器的故障或错误数据传输导致的错误。
检查速度和/或加速度信息的有效性可以包括检查协议中包含的至少一个校验和。此类校验和允许可靠地检测所传递的速度和/或加速度信息内可能由于传感器故障或错误数据传输导致的错误。
检查速度和/或加速度信息的有效性可以包括检查所接收的速度和/或加速度信息是否是近似合理的。这允许检测通过检查所接收的速度和/或加速度信息的格式/协议由于传送的数据是格式正确的而未检测到的错误速度和/或加速度检测导致的错误。
检查所接收的速度和/或加速度信息是否是近似合理的可以包括，确定所接收的速度和/或加速度信息是否高于预定的下限以及低于预定的上限。这允许检测不近似合理的数据，即，高得不合理或低得不合理的速度和/或加速度信息数据。
“高于预定的下限”和“低于预定的上限”中的至少一种可以是电梯轿厢的当前位置的函数。这允许根据电梯系统的当前操作状态来改变近似合理的速度和/或加速度的范围，从而增强检错的质量。
检查所接收的速度和/或加速度信息是否是近似合理的可以包括，计算所接收的速度和/或加速度信息的梯度并确定所接收的速度和/或加速度信息的梯度是否高于预定的梯度下限以及低于预定的梯度上限。这允许检测变化快得或慢得不近似合理的速度和/或加速度数据，其具体对应于电梯轿厢在物理上不可能的加速/减速。
“高于预定的下限”和“低于预定的上限”中的至少一个可以是电梯轿厢的当前速度的函数。这允许根据电梯系统的当前操作状态来改变近似合理的加速度数据的范围，从而增强检错的质量。
因此，本发明的示范性实施方案允许在井道内采用减少的数量的位置传感器来实现电梯系统的安全操作，从而减少安装和维护电梯系统的成本和劳力。
虽然已经参考示范性实施方案描述了本发明是，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明范围的情况下可以进行各种更改且等效物可以替代其元件。此外，在不背离本发明本质范围的情况下可以进行许多修改以调整特定情况或材料来适应本发明的教导。因此，本发明应不限于所公开的特定实施方案，而是本发明将包含落在所附权利要求的范围内的所有实施方案。
参考标记
2电梯系统
4井道
6,8,9楼层/层站
10井坑
12电梯轿厢
14配重
16受拉构件
18驱动绳轮
20电梯轿厢门
22电梯轿厢控制面板
24位置传感器
25速度和/或加速度传感器
26位置传感器
28电梯控件
30控制电梯系统的方法的流程图
32位置计算器
61,81,91层站门
63,83,93位置传感器
100确定位置信息是否
101确定是否已经从速度和/或加速度传感器接收到新的速度和/或加速度信息
102确定是否已经在预定的时间段内接收到新的速度和/或加速度信息
103检查所接收的数据的协议是否正确
104检查所接收的速度和/或加速度信息是否是近似合理的
110启动定时器
120到达位置传感器的位置
130重新校准位置信息
140停止电梯系统的操作