专利名称：液压电梯的控制方法和控制设备的制作方法
发明涉及一种权利要求1的前序部分所述的、用于控制液压电梯的方法及一种权利要求5的前序部分所述的、用于实施该方法的设备。
这种控制譬如适于电梯设备的运作，在该电梯设备中，轿厢在电梯井道中可运行到建筑物的不同位置上，譬如不同的层站上。对轿厢的驱动是通过一个与轿厢相连的升降活塞和一个充有压力油的升降缸的联合作用完成的。升降缸经由一条配属于该升降缸的管路与一个电机驱动的泵相连。通过电机和泵沿一个方向的旋转，压力油可从油箱被输往升降缸，据此，轿厢向上运动。通过电机和泵沿另一方向的旋转，压力油从升降缸被输往油箱，据此，轿厢向下运动。由于轿厢的自重，升降缸中的和其管路中的压力油持续地处于一定的压力之下。
为了控制运动，譬如US-A-5,243,154公开的是，就其旋转方向和转速对一台与泵固定连接的电机进行控制。此外，US-A-5,243,154还公开的是，在向下行驶时，用轿厢的自重和据此产生的压力驱动泵。由于该泵是与电机刚性连接的，所以电机届时起发电机的作用，向下运动时产生的能量或者可被转换成热，或者通过一个反馈单元可被馈入供电网中。在升降缸和泵之间可附加有一个阀单元，可用以对升降缸和泵之间的压力油的流量附加地施加影响。
在通常用于所述用途的泵中，泄漏是不可避免的。其中，泄漏是存在的压力的函数。造成的后果是，在向上行驶时，泵的转速在不存在泄漏的情况下，肯定比必须的转速高一些。从中产生如下结果，即如果轿厢应停在确定的位置，则泵须以确定的转速运行，以便输送如此多的压力油，使泄漏恰好得以补偿。譬如US-A-4,593,792公开了上述方法。
US-A-5,212,951公开了一种该类型的液压电梯，其中，对轿厢运动的控制是通过一台对泵起作用的变速电机进行的。借助一个电气控制的单向阀，在轿厢运动开始之前使面对泵的一侧上的压力首先与单向阀的面对升降缸一侧上的压力相匹配。单向阀在该压力匹配之后才开启，使轿厢开始运动。通过该措施可在很大程度上使起动时的冲击式运动得以避免。
GB-A-2243927公开了一种液压的电梯设备，其中，存在一个电磁式控制阀。在该液压的电梯设备中，轿厢的运动也是在泵的压力超过升降缸的压力的情况下才开始。在该压力匹配之后，控制阀才使泵与升降缸接通。
在所有的、公开的、采用调速电机的技术方案中，存在的问题是共同的，即，电机具有一定的转速-柔性，该转速-柔性又称转差率。没有运行故障地尽可能小的、具有满转动力矩的转速是该转差率的函数。在低于由此决定的极限转速的情况下，电机的旋转特性是不稳定的，这体现在转速波动中。
发明的任务在于提供一种技术方案，该技术方案考虑到这些情况，即在速度很低时，譬如在过渡到停止时也可完成不冲击的行驶。同时，液压电梯及其控制系统只需极少的传感器并且允许采用标准的电气元件。
按照发明，解决以上任务的技术方案在于权利要求1和5的特征。其中，权利要求1涉及发明的方法，而权利要求5涉及一种可用以实施发明的方法的设备。从属权利要求描述了优选的实施形式。
下面借助附图详细说明本发明的一个实施例。附图所示为
图1液压电梯及其控制装置的示意图，图2控制阀的部分剖视图，图2a和2b部分剖视图的局部详图，图3至6用于说明函数关系的信号线图。
在图1中示出了一个电梯井道1，一个由轨道导向的轿厢2可在该电梯井道1中运动。轿厢2与升降缸3的升降活塞相连。在电梯井道1中设有井道-脉冲发送器4，这些脉冲发生器4在与设在轿厢2上的、在图1中没有示出的操纵装置的联合作用下，发送关于位置变化的，譬如向上或向下接近楼层的信息。
图1还示出了一个电梯控制装置5，该控制装置5经由一条信号线6与外操作单元7与轿厢内的操作单元8相连，其中，外操作单元7配属于各个楼层并且在图1中只示出了一个外操作单元7。电梯控制装置5譬如可以是一个商业上通用的产品，如Liftronic2000型电梯控制装置(设在瑞士克莱纳德尔冯根(Kleinandelfingen)的芬迪利(Findili公司)。一条控制线9自电梯控制装置5通往一个控制-调节单元10。在该条控制线9上，控制指令信号K自电梯控制装置5被传输到控制-调节单元10上，后面还将对此加以描述。
控制指令信号K自电梯控制装置5到达控制-调节单元10的一个控制输入端11。这些控制指令信号K自该控制输入端11被输往一个额定值发生器12。图1还示出了一个流量计13，用以检测出、入升降缸3的压力油的流量并从而明确地也检测轿厢2的速度。该流量计13经由一条信号线14与控制-调节单元10的另一输入端15相连，使体积流量的出自流量计13的测量值，即体积流量的实际值Xi供控制-调节单元10所用。流量计13可有利地包括一个霍耳传感器。EP-B1-0427102公开了这种流量计。
额定值发生器12从控制指令信号K中发生轿厢速度的额定值Xs。由于在轿厢速度和流量计13测出的压力油体积流量之间存在单一的关系，所以轿厢速度的该额定值同时是体积流量的额定值Xs。这两个值，即体积流量实际值Xi和体积流量额定值Xs，即也可称作轿厢速度实际值Xi和轿厢速度额定值Xs，被输往一个调节器18，该调节器18以公开的方式从中求得调节误差Δx并从调节误差Δx中求得调量y。该调量y在调节器18的第一输出端上供使用。
此外，额定值发生器12从控制指令信号K中直接地还发生用于被控制-调节单元10控制的机组的额定值，在下面还将对此加以描述。
所有的额定值并且还有控制指令信号K被输往一个控制块19。该控制块19有三个输出端。第一输出端通往第一信号变换器22，该信号变换器22的输出端经由一个被包括在电梯控制装置5中的保险继电器23通到一个阀驱动装置24上。该阀驱动装置24上可有利地具有一个有磁性作用的驱动器，譬如一个比例磁铁。控制块19的第二输出端通往第二信号变换器27。该第二信号变换器27的输出端与电源部分28相连。该供电部分28包括一个功率调节器29，譬如一个变频器。控制块19的第三输出端与第三信号变换器30相连，该信号变换器30的输出端也与供电部分28相连。
在图1中还示出了一个检验块33，该检验块33从调节器18的第二输出端获得关于调节误差Δx的数值的信息。该检验块33对调节误差Δx的数值与极限值进行比较并在调节误差Δx的数值超过该极限值的情况下释放一个信号，该信号被输往控制块19。据此，所有的出自控制块19的信号可置到零，使轿厢2在紧急情况下停止。
为完整起见，在图1中还示出了一个参数块34，该参数块34与一个串行接口35相连。一个在图中未示出的服务单元经由接口35可与控制-调节单元10相接。据此，控制-调节单元10的参数，如调节误差Δx的上述极限值可被询问和改变。
此外，图1还示出了一条在所示的实例中作为三极导线示出的强电导线36，该强电导线36经由一个主开关37与供电电网L1、L2、L3相连。借助该强电导线36，液压电梯运行所需的电能被输往供电部分28。电能从供电部分28经由一个譬如可由两串联的接触器构成的电机接触器38被输往电机39。如图1所示，供电电网L1、L2、L3是一个三相电力网并且据此，电机39是交流电机。而发明不限于此。譬如，电机39可以是一个任意的电机，也可以是直流电机。供电部分28就其结构而言总是适应所用的电机的。
电机39与油泵40刚性相连。借助油泵40，压力油可从油箱41被输送到升降缸3中。通常，电机39和油泵40直接设在油箱41中。被油泵40输送的压力油经由油泵管路42到达阀单元43并由此经由升降缸管路44到达升降缸3。届时，电机39的旋转方向决定压力油的流动方向。只要电机39的转速大于为补偿油泵40的泄漏所需的转速，则压力油沿一个旋转方向从油箱41经由油泵管路42、阀单元43和升降缸管路44到达升降缸3。据此，轿厢(2)朝上升方向运动。在在另一旋转方向时，压力油从升降缸3经由升降缸管路44。阀单元43和油泵管路42到达油箱41中。据此，轿厢朝下降方向运动。
从图1中还可看出，供电部分28经由导线45与控制-调节单元10的状态输入端46相连。在导线45上，状态信号Sst从供电部分28到达控制-调节单元10。
阀单元43有利地主要由一个单向阀47和一个下行阀48构成，这两个阀是在油泵管路42和升降缸管路44之间相互平行设置的。下行阀48又有利地由一个控制阀94和一个对控制阀49起作用的预控阀50构成。预控阀50有利地通过在前面曾提及的阀驱动装置24被操纵。
为了满足安全技术要求，阀单元43还包括一个紧急排放阀51，该紧急排放阀51设在单向阀47和下行阀48之间的连接处的面向升降缸管路44的一侧上。据此，在单向阀47和下行阀48之间的连接处的面向油泵管路42的一侧上设有一个限压阀52。象公开的那样，该电梯设备包括一个压力开关53和一个压力计54。
此外，在油泵40的面向油泵管路42的一侧上设有一个抽吸阀67，在后面将描述该抽吸阀67的功能。在前面曾提及的流量计13测量在阀单元43和升降缸44之间流动的压力油的速度。该流量计13有利地设在阀单元43之内。
一个制动单元81和/或一个反馈单元82可与供电部分28相接。在后面，同样将描述该制动单元81的和/或反馈单元82的功能。
通常，液压电梯的轿厢2以至少两个额定速度运行，即以第一速度(快速行驶)和第二速度(慢速行驶)及这两个速度为一方和第二速度(慢速行驶)和停止为另一方之间的、以速度的连续变化为标志的过渡阶段运行。第二速度(慢速行驶)可譬如为第一速度的5～10％。如果由于有人操作外操作单元7或轿厢内的操作单元8并由操作单元7或8产生一个行驶指令信号，电梯控制装置5向控制-调节单元10发出一个控制指令信号K，则轿厢2被驱动。如在后面仍将描述的那样，运动以逐渐增加的加速度开始，直到达到第一速度(快速行驶)。如果达到了第一速度，则行驶以该恒定速度被继续。在接近行驶目的地时，减速阶段开始。在减速阶段中，最后达到第二速度(慢速行驶)。然后进行制动，直至停止。基于舒适缘故，加速和减速的增、减应是平滑的。待本发明解决问题出现在下降行驶中的低速范围内，即出现大致等于或小于第二速度(慢速行驶)的速度上。
按照发明，在向下行驶时，在起动和制动阶段中的低速范围内，轿厢速度通过对阀单元43的作用被调节，而在较高的速度时，轿厢的速度通过对供电部分28并从而对电机39和油泵40的作用被调节，届时，阀单元43同时受到控制。在向上行驶时，阀单元43没受到控制并且对轿厢速度的调节在所有的速度范围中是通过对供电部分28并从而对电机39和油泵40的作用进行的。
其中，轿厢2的速度为唯一的调节量并且只把其实际值Xi被输往控制-调节单元10的流量计13用作传感器是有利的。
现借助图1详细说明该方法。通过电机39沿一个方向旋转，油泵40也沿一个方向旋转。据此，压力油被油泵40排到油泵管路42中。在油泵管路42中生成压力，该压力一直升高，直至包括在阀单元43中的单向阀47开启。在油泵管路42中的压力超过升降缸管路44中的压力的情况下，单向阀47开始开启。压力油此时通过流量计13和升降缸管路44流入升降缸3。据此，轿厢2朝向上方向运动。对轿厢2的速度的调节是如此进行的，即在调节器18内，被额定值发生器12预先给定的额定值Xs被与被流量计13提供的实际值Xi比较。调节器18把调量y发送给控制块19。根据也加在控制块19上的行驶指令信号，控制块19在轿厢向上行驶的情况下把调量y转到信号变换器27上。在该信号变换器27中，从调量y中发生一个调节指令YM。YM按其性质是与待控的构件，即具有功率调节器29的供电部分28相适配。如果电机39是一个交流电机并且功率调节器29是一个变频器，则调节指令YM必须是与所用的变频器适配的。作为变频器，譬如可采用具有制动限幅器BUIII220-2的G9S-2E型(富士公司)。信号变换器27的结构则在于，从调量Y中可发生一个与该变频器类型精确适应的调节指令YM。
因此在向上行驶时，如所述的那样，具有功率调节器29的供电部分28、包括电机39和油泵40的作用链仅被控制-调节单元10操纵。在所有的、出现的速度中，对速度的调节是通过调节电机39的转速并从而通过调节油泵40的转速进行的。
在向下行驶时，对速度进行的调节有所不同。在有关于向下行驶的控制指令信号时，额定值发生器12除发生额定值Xs外，还有利地发生另一额定值，即一个用于控制电机的额定值XM。该额定值XM由控制块19转给信号变换器27，如前述向上行驶时那样，信号变换器27生成调节指令YM。与向上行驶不同，在此涉及的不是调节链内的一个信号，而是一个纯粹的控制量。电机39相应地首先只受到控制，没有受到调节。电机39，还有油泵40现沿反向旋转。由于阀单元43没被控制并据此是闭合的，所以在油泵管路42中形成负压，该负压通过抽吸阀67的自动打开受到限定。按照发明，阀单元43，即下行阀48现在也受到控制。这是如此进行的，即阀驱动装置24被控制。通过控制阀驱动装置24，预控阀50被操纵，而预控阀50又作用到控制阀49上。控制阀驱动装置24是借助调节指令YV进行的，其中，在控制开始时，调节指令YV是否从一个纯粹的控制信号中或是从调节链的一个信号中被生成是无关紧要的。按照发明，起码在控制开始后不久，在调节的范畴内形成调节指令YV。这是如此完成的，即额定值发生器12预先给定速度的一个额定值Xs，调节器18把该额定值Xs与由流量计13提供的实际值Xi比较并且从调节误差ΔX中形成作为调节信号的调量y。控制块19把该调量y转给信号变换器22，信号变换器22把该调量y变换成调节指令YV。阈驱动装置24借助该调节指令YV被控制。随着调节指令YV的升高，下行阀48开启，使阀驱动装置24操纵预控阀50并且预控阀50操纵控制阀49。因此，按照发明，速度调节现在是通过对下行阀48的作用进行的。同时，如前所述，电机39只被控制。
只要达到一个确定的速度，该速度的值是可预先给定的并该速度值大致相当于第二额定速度(慢速行驶)，则按照发明，调节被转换。这是如此完成的，即额定值发生器12除发生额定值Xs(轿厢速度的额定值)和XM(对电机39的控制量)外，还发生一个额定值XV，该额定值XV是对下行阀48的控制量。按照发明，现在，表示调节链的信号的调节量y被控制块19自信号变换器22转换到信号转换器27上，而同时，信号变换器22收到额定值XV。据此，调节轿厢2的速度现在不再借助对下行阀48的作用来完成，而是通过对电机39的转速的作用来完成。为了通过调节电机39的转速完全掌握轿厢2的速度，在上述调节量的转换过程之后，下行阀48缓慢地被控制到“全打开”位置，通过相应提高额定值XV可做到这一点。其中，额定值XV被额定值发生器12生成并且现在是一个纯粹的控制量。
在接近行驶的目的地时，降低轿厢2的速度则通过如下方式完成的，即额定值Xs被缩小。在缩小额定值Xs之后，调节通过缩小调节指令YM来完成。同时，额定值XV被缩小，使下行阀48缓慢地朝闭合方向被控制。在额定值Xs达到其数值大致相当于第二额定速度(慢速行驶)的预先给定的值时，对调节量再次进行变换，调节量y，即调节链的信号，此刻通过控制块19重新被加到信号变换器22上并且信号变换器27收到额定值XM。在该变换之后，对速度的调节此刻再通过控制下行阀48来完成，而电机39根据预先给定通过额定值XM仅被控制。直至停止，对速度的调节此刻是通过如下方式完成的，即通过额定值发生器12使额定值Xs有所缩小，使下行阀48在调节的范畴内朝闭合方向被操纵，直至下行阀48完全闭合为止。轿厢2因此停止。与此同时，对电机39的控制量，即额定值XM被减少至零。
如上所述，每当电机39和下行阀48不作为调节链的构成部分运作的情况下，电机39和下行阀48通过预先给定的控制量被控制。其优点在于，在对调节量的转换过程的瞬间不出现任何不稳定性，如调节环路振荡或调节反应中的阶跃现象。
根据上述方法，本发明的设备的特征在于，控制-调节单元10具有用以可如此地控制油泵40和阀单元43的装置，即在以大约等于或小于第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时，使对轿厢2的速度的调节根据传感器13的信号通过控制-调节单元10是以如下方式完成的，即调节地对阀单元43施加影响，而在以大约等于或大于第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时和在向上行驶时，对轿厢2的速度的调节是以如下方式完成的，即调节地对供电部分28并从而对电机39和油泵40施加影响。
这些装置一是额定值发生器12，二是调节器18，三是控制块19，其中，额定值发生器12根据加在其输入端上的控制指令信号K发生轿厢2的速度的额定值XS、电机39的转速的额定值XM和控制阀单元43的额定值XV；调节器18从轿厢2的速度的具体的额定值XS和由传感器13探测出的轿厢2速度的实际值Xi中求得调节量y；控制块19根据行驶指令信号K从调节量y中和从额定值XM和XV中生成对阀单元43的调节指令YV和对电机39的调节指令YM。其中，按照发明，控制块19的作用在于，在以大约等于或小于第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时，对阀单元43的调节指令YV表示调节回路的调节量，而在以大约大于第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时以及在向上行驶时，对电机39的调节指令YM表示调节回路的调节量。
作为唯一的、用以探测轿厢2的速度的传感器，存在流量计13是特别有利的。被该流量计13发送给控制-调节单元10的测量值与轿厢2的速度发生关联，并且这种关联发生在所有的情况下，譬如也在压力油的温度随粘度的变化而有变化的情况下和在轿厢2有交变负荷的情况下。
在图2中示出了一个关于下行阀18的实施例，其中，下行阀是以部分剖视图的形式示出的。阀驱动装置24是可通过调节指令YV操纵的。调节指令YV譬如是一个电压。在阀驱动装置24中，一个与该电压成正比的磁场被生成，该磁场对一个在图2中未示出的衔铁施加一个力。该衔铁与推杆68相连，使施加到衔铁上的力也作用到推杆68上。在图2中还示出了一个弹簧69，该弹簧支承在一个锥体70上。推杆68嵌入该锥体70，使由阀驱动装置24产生的力被传送到锥体70上。据此，锥体70可相对于预控衬套71运动。可通过锥体70的相对于预控衬套71升高打开的开口截面确定预控阀50(图1)的作用。
此外，图2还示出了一个缸室72，该缸室72经由图中未示出的流量计13与升降缸管路44相通。此外，还示出了一个有切口73的控制活塞74，该控制活塞74把缸室72与控制室75隔开。控制室75经由孔76与预控室94相通。预控衬套71的另一侧有一个通往油箱41(图1)的孔77。
用标号78表示一个用于为控制活塞74导向的导向缸。经由导向缸78中的两个孔和切口73形成缸室72和控制室75之间的通路。此外，导向缸78的内侧的和控制活塞74的外侧的结构在于，在导向缸78和控制活塞74之间有一个可打开的开口截面79，该开口截面79可通过控制活塞74的运动变化的大小确定压力油在缸室72和经由油泵管路42与油泵40相通的泵室95之间的流量。
在前面提及的、其一头支承在锥体70上的弹簧69，以其另一头支承在调节螺钉92上。补偿销93在弹簧69超压或断裂时用作保安元件。最后，图2示出了一个活塞头96，该活塞头96可在导向缸78的一个孔中运动并用作控制活塞74的精确导向装置。
据此，图2的左半部主要示出的是控制阀49(图1)，而其右半部示出的是预控阀50(图1)。
图2a和2b示出了局部剖视图的局部详图，即控制活塞74中的切口73的详图。结合图2，从图2a中可看出，切口73轴向伸展至控制活塞74的一端。切口73的深度以譬如约20°角的斜度向控制活塞74的端部直线缩小。切口对控制室75(图2)起到变截面遮挡作用。在控制活塞74处于图2所示的闭合位置时，切口73释放最小的开口。切口73的截面积随着控制活塞74的行程的增加而加大。这起到内部的、液压-机械式负反馈的作用，用以使控制活塞74的运动达到更高的定位精度、运动和分辨率。
下面描述该下行阀48的工作原理。图2示出的是闭合位置，该闭合位置是在在阀驱动装置24上没加有调节指令YV的情况下存在的。在该位置时，在缸室72内，在控制室75内和在预控室94内存在相同的压力。只要在阀驱动装置24上加有调节指令YV，即电压，则如前所述，包括在阀驱动装置24中的比例磁铁就产生一个磁场，该磁场对推杆68并从而对锥体70施加一个力。在该力变得大于弹簧69所施加的力的条件下，才导致锥体70运动。在锥体70和预控衬套71之间形成一个开口，压力油可经由该开口从预控室94经过孔77流回油箱41。据此，预控室94中的压力降低。控制活塞74据此而运动并且开口截面79据此变得不等于零。结果，压力油从缸室72流入泵室95，这导致轿厢2(图1)向下运动。
开口截面79随调节指令YV的增大而加大。据此，如果调节指令YV在调节链的范畴内被形成并变为有效，则轿厢2的速度可通过对包括在阀单元43的下行阀48的作用得到调节。如前所述，这发生在低速的范围内向下行驶时。
下行阀48的结构有利地在于，控制活塞74的活塞头96的直径与开口截面79范围内的密封面的直径相同。据此，没有由泵室95中的压力造成的力作用到控制活塞74上。据此，控制活塞74是液压平衡的，正面影响到控制活塞74的控制的动力。
下面详细说明借助选择的信号示出轿厢2的运动的图3至6。在图3中示出了三个线图。上方的线图以电压-时间示图的形式示出了轿厢2(图1)的速度的额定值Xs的变化曲线。这仅可在用模拟式控制-调节单元10(图1)的情况下当作举例理解，其中，额定值Xs是通过电压表示的。在用具有一个微处理器的数字式控制-调节单元10时，额定值Xs的随时间的变化曲线通过一个变量被表示。这同样也适用于后面的图4至6。示出的是轿厢2(图1)从一站到下一站的行驶的过程曲线。
图3中的中部线图示出了轿厢2(图1)的由流量计13测出的、实际的行驶速度的实际值Xi的曲线。在此也是示出了一个电压-时间示图，该示图表示的是被流量计发出的电压信号。在用数字式控制-调节单元10(图1)的情况下，这也是本可作为被一个模拟-数字变换器发送给控制-调节单元10(图1)的变量表示。在通过控制-调节单元10(图1)对轿厢2(图1)的速度进行完美无缺的调节的情况下，Xi和Xs的曲线是几乎完全重合的。
在图3的下部线图中示出了调节指令YM的随时间的变化曲线。该调节指令YM通过电压的变化曲线被表示。在下部线圈的下方示出了两个被电梯控制装置5(图1)生成的控制指令信号K，即第一控制信号指令K1，和第二控制信号指令K2，其中，控制信号指令K1在向上行驶时被置位并通过在一个井道-脉冲发送器4(图1)的触发下接近目的地被复位，第二控制信号指令K2同样在向上行驶时被置位，但在轿厢2(图1)接近第二个其位置更靠近预定的行驶目的地的井道-脉冲发送器4(图1)时才被复位。
图3的下部线图表明，通过控制指令信号K1和K2的置位，调节指令YM从零被置到一个相当于补偿值Uofs的值，据此，电机39(图1)并且油泵40随之起动。而由于惯量、油泵40的泄漏和压力油4的可压缩性，通过该信号阶跃在轿厢2中不造成冲击。首先，必须还先在油泵管路42中建立压力。只要该压力超过升降缸管路44中的压力，单向阀47就开启。因此，补偿值Uofs应有利地为刚好如此之大，即电机39的转速为刚好如此之大，即在油泵管路42中被建立的压力大约相当于升降缸管路44中的压力。补偿值Uofs的大小属于那些存储在参数块34中的并可经由串行的接口35改变的参数。
在以一个相当于补偿值Uofs的调节指令YM使电机39起动之后，对电机39的控制是按照斜坡函数UR实现的。调节指令YM此时连续升高。在图3的中部线图中标出了一个阈值UO。该有利地也作为参数可调的阈值UO譬如为额定值Xs的或者实际值Xi的最大值的约0.5至2％。在该瞬间，按照斜坡函数的控制被结束并据此开始对轿厢2的速度的调节。该具有向速度的调节过渡的、对速度的起始的控制方法是特别有利的，因为由控制向调节的过渡是在届时在控制的范畴内达到一个确定的速度的瞬间完成的。据此，在由控制向调节过渡时不出现任何阶跃函数或调节环路振荡。
据此，调节指令YM的另一随时间变化的曲线完全是通过调节器18根据轿厢速度的额定值Xs和实际值Xi对电机39的调节的结果。额定值XS的曲线(上部的线图)随后升至一个相当于前面提及的第一速度(快速行驶)的最大值。实际值Xi的曲线和调节指令YM的曲线则是调节的结果。
只要控制指令信号K1被复位，减速阶段Pver(图3的上部线图)就开始。额定值XS则按曲线段所示通过额定值发生器12(图1)被缩小。实际值Xi的曲线和调节指令YM的曲线2是作为调节的结果产生的。减速阶段Pverz结束的特征在于向一个相当于第二速度(慢速行驶)的速度的无级过渡。在通过轿厢2接近第二井道一脉冲发生器4(图1)降低控制信号指令K2时，额定值Xs被额定值发生器12根据软停一额定值曲线Kss发生(图3的上部线图)，该软停-额定值曲线Kss的特征在于从第二速度(慢速行驶)向停止的平滑过渡。其中，实际值Xi的曲线和调节指令YM的曲线也是作为通过调节器18对电机39的调节的结果产生的。通过电机39的转速的降低，通过油泵40输送的压力油量有所减少。由于油泵40的泄漏，在电机39的尚有的最终转速时导致被输送的压力油量降至零。结果，通过油泵40在油泵管路42中建立的压力也被降低。只要该压力低过升降缸管路44中的压力，单向阀47就自动闭合，这导致轿厢2停止。
在以上描述的图3中示出了一个在向上行驶时控制的和调节的第一个派生形式，现借助图4描述第二个派生形式。图4在很大程度上相同于图3，下面只描述与图3的不同点。在图4所示的方法中放弃用于调节指令YM的补偿值Uofs和斜坡函数UR。取而代之，用于轿厢2的速度的额定值Xs的函数以一个补偿值Uofs被开始。这意味着，开始时，以调节被开始。纵使在开始时额定值有阶跃，即从Xs等于零到Xs等于Xofs，如示出实际值Xi的中部线图所表明的那样，虽然基于调节，调节指令YM开始时由零阶跃到最终的值YM，但不造成实际达到的速度中的阶跃。其原因曾在描述图3时有所提及，即由于惯量、油泵40的泄漏和压力油的压缩性，起动仍然是没有冲击地进行的。
下面借助图5和6描述两种可供选择的、用于向下行驶的方法。在图5中借助选择的信号示出了用于向下行驶的第一种方法。图5示出了4个线图。上部的线图与在图3和4中一样地以电压-时间示图的形式示出了轿厢2(图1)的速度的额定值Xs的变化曲线。与图3和4一样，在第二个线图中示出了轿厢2的通过流量计13(图1)的测量值表示的速度的实际值Xi的变化曲线。在第三个线图中示出了调节信号YV的随时间变化的曲线，该调节信号YV被控制-调节单元10发送给用于控制下行阀48的阀驱动装置24。下部的线图又与图3和4一样示出了调节指令YM的的随时间变化的曲线。在最下方示出了两个被电梯控制装置5(图1)发生的控制指令信号K，即第三控制信号指令K3和第四控制指令信号K4，其中，第三控制信号指令K3在向下行驶时被置位并通过在一个井道-脉冲发送器4(图1)的触发下接近目的地被复位；第四控制信号指令K4也在向下行驶被置位，但在轿厢2(图1)接近第二个其位置更靠近预定的行驶目的地的井道-脉冲发生器4(图1)时才被复位。
通过控制指令信号K3和K4，调节指令YM的补偿值UofsM(下部线图)在时间点t0(第三个线图，该时间轴适用于所有四个线图)时先被控制-调节单元10的额定值发生器12(图1)发生并被控制块19输往供电部分28。据此，电机39和油泵以相应的、预先给定的转速旋转。在这里只示出了绝对值，可是，从前面的描述中也可得知，电机39和油泵40的旋转方向与向上行驶时的旋转方向相反。据此，在油泵管路42中形成负压。为了如此地限定该负压，使泵40的空化作用得以避免，抽吸阀67此时开启。
同时，调节指令YV的补偿值Uofav(第三个线图)在时间点t0时先被控制-调节单元10的额定值发生器12(图1)发生并被控制块19输往用于操纵下行阀48的阀驱动装置24。补偿值UofsV的大小的确定准则在于，被衔铁施加到推杆68(图2)上的力尚小于弹簧69的预紧力，使锥体70尚不能抬离预控衬套71。锥体70据此尚不能做起升动作，结果，预控阀50(图1)尚保持其闭合状态。
此外，调节指令YV的额定值斜坡UR1在时间点t0时被开始。据此，被阀驱动装置24产生的和作用到推杆68(图2)上的力有所增大。只要该力超过弹簧69的预紧力，锥体70就抬离预控衬套71。结果，预控阀50开启并且控制阀49也随之开启。据此，压力油可从升降缸管路44朝油箱41方向回流并且轿厢2(图1)开始运动。其直接的表现在于，如第二个线图所示，实际值Xi此时变得不同于零。
只要轿厢2的速度达到第一阈值X1(第二个线图)，调节指令YV的第一个额定值斜坡UR1就被中断。这相当于时间点t1。在该瞬间，调节指令YV的第二个较平缓的额定值斜坡UR2被开始。据此，轿厢2的速度的升高受到限定，使起动在不出现冲击的情况下进行。只要轿厢2的速度随后达到第二个阈值X2(第二个线圈)，调节指令YV的第二个额定值斜坡UR2就被中断。这相当于时间点t2。
在时间点t2时，轿厢2的速度的额定值XS的函数以补偿值Xofs被开始。这意味着，纯粹的控制在该瞬间被终止并开始调节。纵使额定值从Xs等于零阶跃到Xs等于Xofs，但如说明实际值Xi的第二个线图所表明的那样，仍不造成实际达到的速度中的阶跃。做到这一点的措施在于，被选择的补偿值Xofs与第二阈值X2一样大。即使做不到这一点，由控制向调节的过渡由于惯量和压力油的压缩性仍然会是没有冲击的。
自时间点t2开始，对轿厢2的速度的调节是如此进行的，即实际值Xi和额定值Xs被调节器比较并且一个调节指令YV经由调节信号y和控制块19被发生并被输往阀驱动装置24，该调节指令YV是一个真的调节量。因此，对轿厢2的速度的调节此时是通过影响下行阀48完成的。
调节指令YV和实际值Xi也随额定值Xs的升高而升高。只要实际值Xs然后达到阈值X3(额定值Xs在时间点t3时达到阈值X3)，就对调节进行转换。控制块19此时从调节信号y中不再产生调节指令YV，而是产生用于供电部分28并据此用于电机39的调节指令YM。
控制块19同时还生成调节指令YV，但此时不再根据调节量y，而是根据额定值发生器12发生的额定值XV(图1)的预先给定。额定值XV然后较快地升高，这表现在升高的调节指令YV(图5的第三个线图)上。因此，下行阀48朝“全开”方向被控制并据此逐渐并且最后完全失去对轿厢2的速度的作用。对轿厢2的速度的调节此时只以如下方式进行，即调节器18比较额定值Xs和实际值Xi，从中发生调节量y，该调节量y随后被控制块19转换成调节指令YM。此际，调节指令YM是调节链的一部分。
如前面在描述向上行驶时所述的那样，额定值Xs此时升高，直至最大值并且控制一调节单元10相应关心的是，调节指令YM相应升高。然后实际值Xi也随之升高。
与向上行驶一样，减速阶段在控制信号指令K3下降时被开始。额定值Xs相应降低，在调节的范畴内，调节指令YM也随之降低并且作为结果，实际值Xi也降低。额定值XV根据通过额定值发生器12的预给定同时被降低，这表现在调节指令YV的缩小(图5中的第三个线图)上。
随着通过调节指令YV的缩小导致下行阀48朝闭合方向动作，下行阀48对压力油从升降缸3(图1)向油箱41的回流的影响有所增大。而该增大的影响自动地通过调节指令YM的相应变化被补偿。在减速阶段Pverz内的几乎任意的时间点时，调节可再次由调节指令YM被转换到调节指令YV。在达到第二速度(慢速行驶)的一瞬间，届时，与向上行驶一样，控制信号指令K4的降低是确定性的，肯定又达到以下状态，即调节指令YV由通过调节器18的调节产生，而调节指令YM根据通过额定值发生器12对额定值XV的预给定被确定。直至停止，对轿厢2的速度的调节根据对额定值Xs(上部的线图)的预给定只是通过如下方式完成的，即下行阀48的进一步闭合因经由调节量y生成的调节指令YV而发生。
在下行阀48完全闭合的瞬间，轿厢2再次停止。
调节指令YV在轿厢2停止的瞬间尚有最终的值，这一事实与以下情况相关，即在阀驱动装置24尚加有具有最终的值的调节指令YV时，预控阀50基于弹簧69的预紧作用已经闭合。
在图6中示出了向下行驶的第二派生形式。该派生形式与在图5中所示的派生形式的区别(这和图4所示的向上行驶与图3所示的向上行驶的区别一样)在于，在该第二派生形式中放弃了斜坡函数并且开始时是以调节开始的。
在向下行驶的两个派生形式中，通过下行阀48的开启导致如下结果，即通过轿厢2施加的压力在升降缸管路44和油泵管路42中以如下方式作用到油泵40上，即油泵被压力驱动。因此，与油泵40相连的电机39不需要电能，而且此时起发电机的作用。此时，电机39的转速借助调节信号YM被调节。电机39产生的电能有选择地在制动单元81中被转变成热或借助反馈单元82变换成可用的电能并反馈到供电电网L1、L2、L3中。所以，需要有两个单元81、82之一存在。
开头提及的第三个信号转换器30从控制块19得到关于工况的信息。信号转换器30把关于行驶方向，即向上或向下行驶的信息发送给供电部分28，使供电部分28连同功率调节器29按此可在驱动控制和制动控制之间进行转换。
为完整起见，尚须提及的是，提及的状态信号Sst用于使额定值发生器12并从而也使控制块19了解供电部分28的实际工况。据此，譬如可识别供电部分28的功能失误并让控制块19采取安全技术方面的必要措施。
控制一调节单元10有利地为微处理机-控制装置结构。在图1中示出的具有额定值发生器12和控制块19的要素和其工作原理则通过程序代码实现。控制-调节单元10的输入端和输出端则被模拟-数字转换器或者数字-模拟转换器建立。
在以下情况下，即在液压电梯上采用一种漏率很小的油泵40的情况下，在以低的速度向上行驶时也合理地采用发明的控制装置控制阀单元43会是有利的。
权利要求
1．用于控制液压电梯的方法，具有一个可纵向沿电梯井道(1)向上和向下运动的轿厢(2)、一个与轿厢(2)相连的升降活塞、一个用于驱动升降活塞的升降缸(3)、一个通过压力油驱动轿厢(2)的油泵(40)、一个通过一个可控的供电部分28馈电的、用于驱动油泵(40)的电机(39)、一个设在油泵管路(42)和升降缸管路(44)之间的阀单元(43)、一个用于探测轿厢(2)的速度的传感器(13)和一个可用以影响轿厢(2)的运动的控制-调节单元(10)，其中，轿厢(2)以至少两个额定速度运作，即以第一速度(快速行驶)和第二速度(慢速行驶)和这两个速度为一方和第二速度(慢速行驶)及停止为另一方之间的过渡阶段运作，上述过渡阶段的特点在于速度的连续变化，其特征在于，在以约等于或小于轿厢(2)的第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时，根据传感器(13)的信号通过控制-调节单元(10)对轿厢(2)的速度的调节是以如下方式进行的，即调节地作用到阀单元(43)上，而在以约等于或大于第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时和在向上行驶时，对轿厢(2)的速度的调节是以如下方式进行的，即调节地作用到供电部分(28)上并从而作用到电机(39)和油泵(40)上。
2．按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在以约等于或小于第二速度(慢速行驶)向下行驶时，油泵(40)的转速是通过预先给定的值确定的。
3．按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，轿厢(2)的速度是唯一的被调量并且流量计(13)被用作传感器，流量计(13)的实际值Xi被输往控制-调节单元(10)。
4．按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在轿厢(2)开始运动时，在对轿厢(2)的速度调节开始之前有一个以速度的预先给定值对轿厢(2)的速度进行控制的阶段，在速度达到一个预先给定的值(U1·X1)时，该控制阶段结束。
5．用于控制液压电梯的设备，具有一个可纵向沿电梯井道(1)向上和向下运动的轿厢(2)、一个与轿厢(2)相连的升降活塞、一个用于驱动升降活塞的升降缸(3)、一个通过压力油驱动轿厢(2)的油泵(40)、一个通过一个可控的供电部分28馈电的、用于驱动油泵(40)的电机(39)、一个设在油泵管路(42)和升降缸管路(44)之间的阀单元(43)、一个用于探测轿厢(2)的速度的传感器(13)和一个可用以影响轿厢(2)的运动的控制-调节单元(10)，其中，轿厢(2)以至少两个额定速度运作，即以第一速度(快速行驶)和第二速度(慢速行驶)和这两个速度为一方和第二速度(慢速行驶)及停止为另一方之间的过渡阶段运作，上述过渡阶段的特点在于速度的连续变化，其特征在于，控制-调节单元(10)具有装置(12、18、19、22、27)，借助这些装置，油泵(40)和阀单元(43)可以如下方式受到操纵，即在以约等于或小于轿厢(2)的第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时，根据传感器(13)的信号通过控制-调节单元(10)对轿厢(2)的速度的调节是以如下方式进行的，即调节地作用到阀单元(43)上，而在以约等于或大于第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时和在向上行驶时，对轿厢(2)的速度的调节是以如下方式进行的，即调节地作用到供电部分(28)上并从而作用到电机(39)和油泵(40)上。
6．按照权利要求5所述的方法，其特征在于，-控制-调节单元(10)具有一个额定值发生器(12)，该额定值发生器(12)根据加在一个输出端上的控制指令信号(K)发生轿厢(2)的速度的额定值(Xs)、电机转速的额定值(XM)和用于控制阀单元(43)的额定值XV，-存在一个调节器(18)，该调节器(18)从轿厢(2)的速度的相应的额定值(Xs)和轿厢(2)的速度的、被传感器(13)探测出的实际值Xi中求出一个调节量y，-存在一个控制块(19)，该控制块(19)根据行驶指令信号K，从调节量y和从额定值XM和XV中生成一个用于阀单元(43)的调节指令(YV)和一个用于电机(39)的调节指令(YM)，-并且在以约等于或小于第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时，用于阀单元(43)的调节指令(YV)表示调节环路的调节量，而在以约等于或大于第二速度(慢速行驶)的速度向下行驶时以及在向上行驶时，用于电机(39)的调节指令YM表示调节环路的调节量。
7．按照权利要求6所述的方法，其特征在于，用于探测轿厢(2)的速度的传感器是一个流量计(13)，其实际值Xi在所有的速度范围内对调节轿厢速度均是确定性的。
8．按照权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，阀单元(43)由一个单向阀(47)和一个与单向阀(47)平行设置的下行阀(48)构成，其中，单向阀(47)在油泵管路(42)中的压力大于升降缸管路(44)中的压力时开启，并且下行阀(48)可被控制-调节单元(10)控制。
9．按照权利要求8所述的方法，其特征在于，下行阀(48)由一个预控阀(50)和一个被该预控阀(50)操纵的控制阀(49)构成。
10．按照权利要求9所述的方法，其特征在于，预控阀(50)是可电气控制的。
11．按照权利要求10所述的方法，其特征在于，预控阀(50)的可电气控制的驱动装置具有一个阀传动器(24)，该阀传动器(24)使预控阀(50)的开启截面发生变化。
全文摘要
发明涉及用于控制液压电梯的方法和设备,其中,轿厢(2)在轿厢井道(1)中可向上和向下运动。轿厢(2)与一个升降活塞相连。驱动轿厢(2)是通过一个油泵(40)进行的,该油泵用于在油箱(41)和一个升降缸(3)之间输送压力油。油泵(40)被一个电机(39)驱动,该电机(39)通过一个可控的供电部分(28)被馈电。轿厢(2)的速度通过一个传感器(13)被探测。一个控制－调节单元(10)控制和调节影响轿厢(2)的运动的机组,即电机(39)和一个阀单元(43)。在向上行驶时,轿厢(2)的速度通过对电机(39)的调节被掌握。按照发明,在向下行驶时,调节和控制地作用到阀单元(43)。在启动时的低的速度时和在制动轿厢(2)时,对速度的调节是通过操纵阀单元(43)进行的,在较高的速度时,与在向上行驶时一样,对速度的调节是通过对电机(39)的调节进行的。
文档编号B66B9/04GK1220644SQ98800390
公开日1999年6月23日 申请日期1998年2月4日 优先权日1997年2月6日
发明者S·维勒托瓦克, H·霍伊斯勒尔, D·莫瑟尔, R·比斯格, R·封霍尔岑 申请人:贝林格液压设备有限公司