WO2013125104A1

WO2013125104A1 - 通信制御装置および通信制御方法

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Publication number: WO2013125104A1
Application number: PCT/JP2012/078819
Authority: WO
Inventors: 和樹濱田; 健志北山; 和則鷲尾; 高橋　理
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-08-29
Also published as: DE112012005930B4; CN104137516A; JPWO2013125104A1; DE112012005930T5; US20150117465A1; JP5666056B2; CN104137516B

Abstract

　高信頼性信号の通信に影響を与えることなく効率の良い非高信頼性信号の通信を実現可能な通信制御装置を得ること。送信周期内において規定された送信タイミングに従って、高信頼性信号を規定回数だけ連続送信する制御を行う高信頼性信号送受信制御部４１と、規定された送信タイミングに基づいて、高信頼性信号を送信しない空き時間を算出する送信スケジューラ部４３と、非高信頼性信号が空き時間内で送信できない場合、非高信頼性信号を空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして送信する制御を行う非高信頼性信号送受信制御部４２と、を備え、送信スケジューラ部４３は、規定された送信タイミングで高信頼性信号を送信し、空き時間で分割された非高信頼性信号を送信する。

Description

通信制御装置および通信制御方法

　本発明は、エレベータを構成する機器間で通信を行う通信制御装置に関する。

　従来、エレベータを構成する機器間では、エレベータの動作に関わり高い信頼性を要する信号（以下、高信頼性信号とする）、およびＢＧＭなど高い信頼性を要しない信号（以下、非高信頼性信号とする）が交換されている。各機器は、センサやスイッチなどの複数の装置と直列回路を生成し、高信頼性信号の入力を電圧のＯＮ、ＯＦＦにより検知し、各機器が高い信頼性の状態にあるかどうかを判定している。また、非高信頼性信号についても、装置／機能ごとに専用の信号線を用意し、各装置が、機器毎に決められた任意の通信方式により通信を行っている。

　一方、近年ではセンサやスイッチなどの装置から出力される信号に対してデジタル化を行い、システムの電子化を行う方式が提案されている。電子化を実現することにより、従来のエレベータと比較して信頼性が向上するだけでなく、信号を統合することで大幅に少ない信号線数で高信頼性信号の通信を実現することが可能となり、コスト低減の観点からも有用である。

　また、エレベータについては各国で信頼性に関する規格が定められており、高信頼性信号の電子化に際しては、各規格を満たす設計が必要となる。例えば、下記特許文献１、２では、各規格を満たしつつ高信頼性信号の電子化・ネットワーク化を実現する技術が開示されている。

特表２００２－５３８０６１号公報特開２０１０－１９３０３９号公報

　しかしながら、上記従来の技術によれば、統合する信号種別は、高信頼性信号のみ、または高信頼性信号とエレベータの制御を行なう信号（以下、制御信号とする）が対象である。これらの信号は一般に周期信号であることから、信号種別に応じた優先制御等は必要とならなかった。

　一方で、高信頼性信号に非高信頼性信号を統合する場合、非高信頼性信号には非周期性の信号が含まれることから、非高信頼性信号の通信が高信頼性信号の通信に影響しないよう、信号種別に応じた優先制御が必要となる、という問題があった。また、高信頼性信号は短い周期での送信が要求されており、高信頼性信号の送受信に影響を与えることなくサイズの大きい非高信頼性信号を送信することは困難である、という問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高信頼性信号の通信に影響を与えることなく効率の良い非高信頼性信号の通信を実現可能な通信制御装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、エレベータを構成するカゴと制御装置との間で、高い信頼性を要する高信頼性信号と高い信頼性を要しない非高信頼性信号とを統合して通信を行う、前記カゴおよび前記制御装置に搭載された通信制御装置であって、送信周期内において規定された送信タイミングに従って、前記高信頼性信号を規定回数だけ連続送信する制御を行う高信頼性信号送受信制御手段と、前記規定された送信タイミングに基づいて、前記高信頼性信号を送信しない空き時間を算出する送信スケジューラ手段と、前記非高信頼性信号が前記空き時間内で送信できない場合、前記非高信頼性信号を前記空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして送信する制御を行う非高信頼性信号送受信制御手段と、を備え、前記送信スケジューラ手段は、前記規定された送信タイミングで前記高信頼性信号を送信し、前記空き時間で分割された前記非高信頼性信号を送信する、ことを特徴とする。

　本発明にかかる通信制御装置および通信制御方法は、高信頼性信号の通信に影響を与えることなく効率の良い非高信頼性信号の通信を実現できる、という効果を奏する。

図１は、エレベータ装置の構成例を示す図である。図２は、実施の形態１における通信制御装置の構成例を示す図である。図３は、高信頼性信号の通信方式を示す図である。図４は、実施の形態１における通信制御装置の通信制御方法を示すフローチャートである。図５は、通信制御装置において対向装置への応答を考慮した通信制御方法を示すフローチャートである。図６は、通信制御装置において対向装置への応答および対向装置からの応答を考慮した通信制御方法を示すフローチャートである。図７は、実施の形態３における送信パケットを示す図である。図８は、実施の形態３における通信制御装置の構成例を示す図である。図９は、実施の形態３における通信制御装置の通信制御方法を示すフローチャートである。

　以下に、本発明にかかる通信制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本実施の形態のエレベータ装置の構成例を示す図である。エレベータ装置は、制御盤１０と、エレベータ制御ケーブル２０と、カゴ３０と、から構成される。一般的に機械室に設置されてエレベータの動作を制御する制御装置である制御盤１０と、利用者が乗降するカゴ３０は、エレベータ制御ケーブル２０を介して通信を行う。

　制御盤１０は、通信制御装置１１と、主制御装置１２と、インターホン１３と、を備える。

　通信制御装置１１は、カゴ３０と制御盤１０との間の通信を制御する。

　主制御装置１２は、カゴ３０や昇降路等に設置されたセンサ類やその他エレベータ全般に渡る管理／制御を行なう。主制御装置１２は、高信頼性信号により通信を行う。

　インターホン１３は、制御盤１０に設置された周辺機器であり、カゴ３０側と通話等を行う。インターホン１３（周辺機器）は、非高信頼性信号により通信を行う。

　エレベータ制御ケーブル２０は、制御盤１０とカゴ３０を繋ぐケーブルであり、統合通信に用いる通信線を含んでいる。

　カゴ３０は、通信制御装置３１と、カゴ制御装置３２と、センサ３３と、カードリーダ３４と、インターホン３５と、を備える。

　通信制御装置１１及び３１は、カゴ３０と制御盤１０との間の通信を制御する。

　カゴ制御装置３２は、制御盤１０の主制御装置１２からの指令に基づいて、カゴ３０の扉開閉等の処理を行う。カゴ制御装置３２は、高信頼性信号により通信を行う。

　センサ３３は、カゴ３０内およびカゴ３０外に設置されており、エレベータの状態を取得し、通信制御装置３１を介して制御盤１０の主制御装置１２へ通知する。センサ３３は、高信頼性信号により通信を行う。なお、センサは一般的に昇降路等にも設置されているが、本実施の形態に係る動作に影響しないため説明を省略する。

　カードリーダ３４およびインターホン３５は、カゴ３０内に設置された周辺機器であり、カードリーダ３４はカード所有者の認証等を行い、インターホン３５は制御盤１０側と通話等を行う。なお、周辺機器は、一例として、カードリーダ３４やインターホン３５を示したが、これらに限定するものではない。周辺機器は、例えば、監視カメラやカゴ内ＢＧＭ再生装置等があり、その他、汎用のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信用Ｉ／Ｆ等、通信を行う機器のうち、高信頼性信号による通信に関わるものを除いたもの全般を含む。

　つぎに、通信制御装置１１、３１の構成について説明する。通信制御装置１１、３１は接続される装置が一部異なるという点を除き同一構成であり、ここでは、一例として、通信制御装置３１を用いて説明する。図２は、本実施の形態における通信制御装置３１の構成例を示す図である。通信制御装置３１は、高信頼性信号送受信制御部４１と、非高信頼性信号送受信制御部４２と、送信スケジューラ部４３と、送受信Ｉ／Ｆ部４４と、を備える。通信制御装置１１の場合は通信制御装置３１と比較するとセンサ３３など一部接続されない装置があり、またカゴ制御装置３２は主制御装置１２に置き換えられた構成となる。

　高信頼性信号送受信制御部４１は、センサ３３およびカゴ制御装置３２からの情報を元に高信頼性信号を生成し、送信周期内において規定された送信タイミングである高信頼性信号通信の方針に従って連送または応答要求に必要な処理を行った上で、生成した高信頼性信号を送信スケジューラ部４３へ受け渡す。また、高信頼性信号送受信制御部４１は、高信頼性信号通信の方針に基づく応答要求の使用有無、および連送回数の情報を制御情報として送信スケジューラ部４３へ提供する。

　非高信頼性信号送受信制御部４２は、インターホン３５やカードリーダ３４等、接続された周辺機器からの送信要求を受け、送信スケジューラ部４３から送信可能なパケットサイズの情報（制御情報）を受け取った上で、適切なサイズのパケット（非高信頼性信号）を生成し、送信スケジューラ部４３へ受け渡す。

　送信スケジューラ部４３は、送信の処理タイミングを制御する。送信スケジューラ部４３は、高信頼性信号送受信制御部４１から受けた高信頼性信号を優先的に（規定された送信タイミングに従って）送受信Ｉ／Ｆ部４４へ受け渡すとともに、高信頼性信号送受信制御部４１から得た応答要求の使用有無、連送回数の情報を元にして、非高信頼性信号が通信路を使用することが可能な時間を算出し、算出した時間に基づいて送信可能なパケットサイズの情報（制御情報）を非高信頼性信号送受信制御部４２へ提供する。

　送受信Ｉ／Ｆ部４４は、送信スケジューラ部４３から受けた信号（高信頼性信号、非高信頼性信号）をエレベータ制御ケーブル２０へ出力する。また、送受信Ｉ／Ｆ部４４は、エレベータ制御ケーブル２０から入力した信号について、信号種別に応じて、高信頼性信号を高信頼性信号送受信制御部４１へ、非高信頼性信号を非高信頼性信号送受信制御部４２へ、それぞれ受け渡す。

　ここで、高信頼性信号に関する規格と従来からの通信方式について説明する。高信頼性信号については、要求される信頼性、応答性が各規格に規定されており、各規格に基づいた通信を行う必要がある。例えば、国際規格であるＩＥＣ（International　Electrotechnical　Commission）により規定された規格ＩＥＣ６１５０８（Function　safety　of　electrical／electronic　programmable　electronic　safety-related　systems）の他、各国で国内規格が存在しており、それぞれ製品適用される国の国内規格を満足する通信方式とする必要がある。

　従来において、高信頼性規格を満足する通信方式として、連送を用いた方法や、連送とＡＣＫ要求（Acknowledgement、応答要求）を併用した通信方式が提案されている。通信路の品質を随時計測し、品質レベルに応じて連送回数を変動させる。そのため、通信制御装置１１、３１の高信頼性信号送受信制御部４１では、従来からある上記いずれかの通信方式を用いて高信頼性信号の通信を行うことができる。いずれの方式で高信頼性信号通信を行うかは、装置間の通信遅延など通信路の特性を考慮し、より適切と思われる方式を選択することができる。

　図３は、高信頼性信号の通信方式を示す図である。横軸は時間であり、送信側装置から受信側装置へ高信頼性信号のパケットを送信するタイムチャートを示す。通信方式＃１は、通信路のビットエラーレートを測定し、その測定結果を元に算出した連送回数に従って高信頼性信号を連送することで所望の信頼性、応答性の確保を実現している。

　通信方式＃２は、通信方式＃１を拡張した通信方式である。通信路におけるビットエラーはバースト的に発生することが多いと経験的に知られている。そのため、許容できる範囲内において高信頼性信号の連送タイミングを分散させることにより、バースト的なビットエラーに対する耐性を高めることができる。なお、通信方式＃１、＃２における連送回数を共に７回としているが、一例であり、連送回数は伝送路品質に応じて時々刻々と変化させるものとする。

　通信方式＃３は、応答要求と連送を併用して高信頼性信号の通信を行う通信方式である。応答要求による通信方式は対向装置（図３において送信側装置を自装置とした場合、受信側装置に該当する）に情報が到達したことを明示的に確認することが可能であるが（ＡＣＫ成功時）、通信に失敗した場合（ＡＣＫ失敗時）は再送処理を行う必要があり応答性の確保が難しい。そのため、通信方式＃３では、応答要求による通信失敗時に連送を用いて再送を行うことにより、高信頼性信号に要求される信頼性、応答性を実現している。

　一方、非高信頼性信号において信頼性、応答性を十分に確保することができなかった場合、インターホン１３、３５の音質劣化やカードリーダ３４の応答遅延等を招く可能性がある。しかしながら、これらの影響は、高信頼性信号において信頼性、応答性が確保できなかった場合と比較すると許容可能な影響である。そのため、本実施の形態では、高信頼性信号の通信を最優先とし、空き時間で非高信頼性信号の通信を行う。すなわち、図３において、空き時間として明示した時間を低信頼性通信に利用する。

　ところで、非高信頼性信号には、インターホン１３、３５、カードリーダ３４における信号の他、汎用のＥｔｈｅｒｎｅｔ信号など様々な信号が含まれており、そのパケットサイズも様々である。例えば、ＲＳ２３２などのシリアル通信であれば１データのサイズは１バイトであり、汎用のＥｔｈｅｒｎｅｔであれば１データのサイズは６４～１５２２バイトとなる。しかしながら、図３に示すように、低信頼性通信に使用できる空き時間のサイズは限られている。例えば、通信方式＃１において、周期１ｍｓ、７回連送とした場合、送信可能な非高信頼性信号のパケットサイズは最大で６４２バイトまでとなり、同条件で通信方式＃２を用いた場合は７４バイトまでとなる。周期、連送回数は上記条件に限定したものではなく、条件が変わった場合でも送信可能なパケットサイズには制限がある。

　使用可能な空き時間のサイズを超える非高信頼性信号のパケットをそのまま送信しようとした場合、以下の２つの処理が考えられる。
１．高信頼性信号の通信を遅らせて非高信頼性信号パケットの送信を完了させる。
２．非高信頼性信号の通信を途中で中断し、高信頼性信号のスケジューリングに従って高信頼性信号を送信する（送信中だった非高信頼性信号は破棄する）。
　しかしながら、１．の処理は高信頼性信号の信頼性、応答性確保が困難となる。また、高信頼性信号は周期的な信号であることから、２．の処理を採用した場合には、いつまでも通信が成功しないという現象が起こる可能性がある。

　そのため、本実施の形態では、使用可能な空き時間のサイズを超える非高信頼性信号のパケットについては、分割して送信する処理を行う。

　例えば、分割サイズを当該通信路が送信できる最短長とした場合、高信頼性信号の通信方式や連送回数に関係なく、送信できる確率は最も高くなる。しかしながら、Ｅｔｈｅｒｎｅｔなどのパケット通信ではヘッダやフッタ、ＩＦＧ（Inter　Frame　Gap）と呼ばれるフレーム間ギャップ、プリアンブルなどが必要となるため、パケット数が増えることにより実データ部分の伝送効率は低下する。そのため、高信頼性信号の通信方式や連送回数に応じてパケットの分割サイズを適切に変更することにより、高信頼性信号の通信に影響を与えることなく、非高信頼性信号の伝送効率を向上させることが可能となる。

　具体的に、パケットの分割サイズを算出して非高信頼性信号を送信する方法について説明する。図４は、本実施の形態における通信制御装置の通信制御方法を示すフローチャートである。高信頼性信号の通信方式として通信方式＃１または＃２を用いる場合、高信頼性信号送受信制御部４１は、送信周期内で高信頼性信号を送信する送信方法および連送回数を決定し、決定した送信方法および連送回数に規定された送信タイミングに基づいて前記高信頼性信号のパケットを生成する（ステップＳ１）。

　送信スケジューラ部４３は、高信頼性信号送受信制御部４１から各送信周期の始めにその時点での送信方法および連送回数の情報を取得する。連送回数は通信路の状況に応じて変化するため、毎周期、または少なくとも一定周期毎に最新情報を取得して動作に反映する。送信スケジューラ部４３は、高信頼性信号送受信制御部４１から得た情報に基づいて、高信頼性信号のスケジューリングを実施し、その結果から、高信頼性信号を送信しない空き時間を算出する（ステップＳ２）。送信スケジューラ部４３は、空き時間の情報を非高信頼性信号送受信制御部４２に通知する。

　非高信頼性信号送受信制御部４２は、送信スケジューラ部４３から得た情報に基づいて、非高信頼性信号のサイズが通知された空き時間で送信できない場合は、空き時間に収まるサイズに非高信頼性信号のパケットを分割し、２以上のパケットにして非高信頼性信号のパケットを生成する（ステップＳ３）。

　送信スケジューラ部４３は、空き時間を用いて分割された非高信頼性信号のスケジューリングを行う（ステップＳ４）。

　このように、通信制御装置１１、３１では、非高信頼性信号の送信状況に関係なく、送信周期の始めに送信スケジューラ部４３が決定したタイミングで高信頼性信号を送信する。ただし、通信方式＃２を用いて高信頼性信号を送信している場合に、送信すべきデータが存在しない、または、送信中であった１つの非高信頼性信号を送信完了した時点で、次の高信頼性信号送信タイミングまでの残り時間が当該通信路により送信できる最低長のパケット送信に必要な時間を下回っているときは、通信制御装置１１、３１では、次に送信する予定であった高信頼性信号をすぐに送信してもよい。これにより、通信路が実質的に使用できない状態を極力減らし、通信効率の向上を図ることができる。

　つぎに、高信頼性信号の通信方式として通信方式＃３を用いる場合について説明する。高信頼性信号の通信方式として通信方式＃３を用いる場合、通信制御装置１１、３１では、自装置が送信した高信頼性信号に対する応答が戻ってくるか否かによって、送信周期の最後に連送を行う必要があるかどうかが決まる。すなわち、送信スケジューラ部４３は、対向装置側（自装置が制御盤１０の場合はカゴ３０、自装置がカゴ３０の場合は制御盤１０）から応答が得られるまで、連送が必要であるかどうかを判断することができない。また、高信頼性信号の送受信が双方向で行われる場合（一般的には双方向で行われる）、対向装置から送られてきた高信頼性信号に対して応答を返す処理が必要となり、早急に応答を返すことが求められる。応答を返すのが遅れると対向装置が応答未着として連送処理を始めてしまい、結果として応答を返していないのと同等になる可能性がある。

　上記のことを踏まえ、本実施の形態では、対向装置から高信頼性信号を受信してから応答を返す一連の処理が完了するまでの間、通信制御装置１１、３１では、非高信頼性信号のパケットを、送信に使用する通信路に定められた最短のパケット長に分割して送信を行い、一連の処理が完了した後は同一周期内で、すなわち、次の高信頼性信号の送信（送信周期）が始まる直前までに送信完了できるぎりぎりのパケットサイズを最大値とし、その範囲で収まるようにパケット分割を行う。これにより、常に最短のパケット長に分割する場合と比較して、効率良く非高信頼性信号を送信することが可能となる。

　図５は、通信制御装置において対向装置への応答を考慮した通信制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ１～Ｓ２、Ｓ４は図４と同様のため、説明を省略する。ここでは、非高信頼性信号送受信制御部４２は、送信周期内において、自装置が対向装置から高信頼性信号を受信していない、または対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信していない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、非高信頼性信号の送信に使用する通信路で規定された最短サイズに非高信頼性信号のパケットを分割して非高信頼性信号を生成して送信する制御を行い（ステップＳ１２）、自装置が対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、応答返信後から次の送信周期開始までの時間を空き時間として、空き時間で送信できない非高信頼性信号について空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして非高信頼性信号を生成して送信する制御を行う（ステップＳ１３）。

　なお、対向装置に対して応答要求パケットを送信する場合において、対向装置が応答を認識して連送による再送を行わないようになるぎりぎりの送信タイミングを検出可能なときは、非高信頼性信号送受信制御部４２は、非高信頼性信号の送信時点から前記送信タイミングまでの時間を算出し、その時間内で送信完了するパケット長を非高信頼性信号における最大パケット長としてもよい。これにより、さらに、効率良く非高信頼性信号を送信することが可能となる。

　また、前述のように自装置が送信した高信頼性信号に対する応答が戻ってこなかった場合、通信制御装置１１、３１では、連送による高信頼性信号の再送信が必要となる。このとき、非高信頼性信号が送信中だった場合に、非高信頼性信号の送信を中断して高信頼性信号の送信を行うと伝送効率の悪化を招く原因となる。このことから、通信制御装置１１、３１は、対向装置から高信頼性信号を受信して既に応答済みであり、かつ自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を受信していない場合は、送信周期の最後に連送による再送を行うことを仮定し、非高信頼性信号の送信を行う時点から連送による再送開始までの時間内で送信完了可能なパケット長を非高信頼性信号の最大パケット長とし、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を受信した場合は、非高信頼性信号の送信開始時点から次の高信頼性信号の送信開始タイミング（＝送信周期の終わりまで）の時間内で送信完了可能なパケット長を非高信頼性信号の最大パケット長としてもよい。これにより、連送による再送の必要がない場合にはその分の時間を非高信頼性信号の送信に割り当てることができ、効率良く非高信頼性信号を送信することが可能となる。

　図６は、通信制御装置において対向装置への応答および対向装置からの応答を考慮した通信制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ１～Ｓ２、Ｓ４は図４、図５と同様のため、説明を省略する。ここでは、非高信頼性信号送受信制御部４２は、送信周期内において、自装置が対向装置から高信頼性信号を受信していない、または対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信していない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、非高信頼性信号の送信に使用する通信路で規定された最短サイズに非高信頼性信号のパケットを分割して送信する制御を行う（ステップＳ１２）。一方、自装置が対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、非高信頼性信号送受信制御部４２は、対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信し、かつ、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を対向装置から受信していない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、送信周期内で高信頼性信号を送信するために必要な処理時間を除いた時間を空き時間として非高信頼性信号を送信する制御を行い（ステップＳ２２）、対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信し、かつ、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を対向装置から受信した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、対向装置に対する応答の返信または対向装置からの応答の受信のいずれか遅い方から次の送信周期開始までの時間を空き時間として非高信頼性信号を送信する制御を行う（ステップＳ２３）。

　ただし、通信路のビットエラーレートが十分に低く、初回の高信頼性信号送信に対する応答が戻ってくる確率が十分高いことが予想されるような通信路を用いた場合、通信制御装置１１、３１では、非高信頼性信号送受信制御部４２は、自装置から連送による高信頼性信号の再送信を仮定することなく、前述のように、対向装置から高信頼性信号を受信してから応答を返す一連の処理の完了に基づいて、非高信頼性信号における最大パケット長を決定してもよい。ビットエラーの発生する確率が十分に小さい通信路を用いている場合は、この通信方式のほうが一般的にトータルとして高効率である。

　このように、非高信頼性信号のパケットを分割し、高信頼性信号を送信しないタイミングで非高信頼性信号のパケットを送信する方法は、狭帯域の通信方式を用いて統合通信を実現するための方法である。従って、１０ＢＡＳＥ－Ｔなどの比較的狭帯域の通信方式を用いて統合通信を行う場合に有用性が高い。例えば、１００ＢＡＳＥ－Ｔなどより広帯域の通信方式に本実施の形態で説明した通信方式を適用することは可能であるが、本実施の形態の通信方式を適用しなくても十分な性能が得られるため、適用することによる効果はほとんど無い。

　一方、１００ＢＡＳＥ－Ｔなど広帯域の通信方式と比較して安価な低帯域通信においては、本実施の形態の通信方式を適用することにより、高信頼性信号の通信と非高信頼性信号の通信の統合を実現することが可能となり、特に実現コストの面で産業上の利用可能性が大きい。

　以上説明したように、本実施の形態では、エレベータを構成する制御盤１０、カゴ３０に設置された通信制御装置１１、３１は、センサ等における高信頼性信号の通信を周期的に行うときに、高信頼性信号の通信による空き時間を用いて、非高信頼性信号のパケットを空き時間で送信可能なサイズに分割して送信することとした。これにより、通信制御装置１１、３１では、高信頼性信号の通信に影響を与えることなく効率の良い非高信頼性信号の通信を実現することができる。

実施の形態２．
　本実施の形態では、周期性を持つ非高信頼性信号の送信について説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

　非高信頼性信号の中には、例えば、インターホン信号などのように周期性を持つ信号が存在する。これら周期性のある信号については、送信スケジューラ部４３が、常に送信周期内の同一タイミングで送信するようにスケジューリングすることで、リアルタイム性を向上させることができる。また、高信頼性信号の連送を分散している場合において、送信スケジューラ部４３が、高信頼性信号のパケット送信間隔を一部変更することにより、通信に使用できない短い空き時間を極力なくし、通信効率を向上させることができる。

　また、通信方式＃２を用いて高信頼性信号の通信を行っているときに、送信スケジューラ部４３が高信頼性信号Ｎ（連送のＮ番目）と高信頼性信号Ｎ＋１（連送のＮ＋１番目）の間に周期的な非高信頼性信号をスケジューリングした結果、高信頼性信号Ｎと高信頼性信号Ｎ＋１の間の空き時間が６４Ｂｙｔｅ以下になる場合は、当該空き時間を活用することができない。このような場合に、送信スケジューラ部４３は、高信頼性信号Ｎ、高信頼性信号Ｎ＋１、および周期的な非高信頼性信号の送信タイミングを事前に調整し、空き時間ができないようにする、すなわち、高信頼性信号を連送する間隔を変更する。これにより、更なる通信効率の向上が期待できる。

実施の形態３．
　本実施の形態では、高信頼性信号と非高信頼性信号で１つの送信パケットを構成する。実施の形態１、２と異なる部分について説明する。

　実施の形態１、２では、高信頼性信号と非高信頼性信号は常に別のパケット内に格納して通信を行うことを前提としている。ここで、高信頼性信号はセンサなどの接点情報や扉の開閉情報などであることから情報量が少ないため、高信頼性信号のみを格納したパケットのサイズは一般的に小さい。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔなど多くの通信方式においては送信可能な最小パケット長が規定されており、パケットサイズが最小パケット長より小さくなる場合は、パディングによりパケットサイズを最小パケット長にあわせることが一般に行われる。

　しかしながら、パディング部分は有意な情報を含まないため、パディング領域が大きくなることは伝送効率が低下する要因となる。そのため、本実施の形態では、高信頼性信号の送信時点で送信待ちの非高信頼性信号がある場合、通信制御装置は、当該非高信頼性信号の先頭部分を高信頼性信号のパディング領域と等しいサイズに分割し、パディング領域に分割した非高信頼性信号を格納することにより、通信効率の向上を実現する。このとき、通信制御装置では、高信頼性信号が連送パケットの場合は、各パケットのパディング部分にそれぞれ異なる非高信頼性信号を入れてもよい。

　なお、分割前の送信待ちの非高信頼性信号のデータサイズが６４バイトである場合、仮に分割しても送信に必要な総データサイズは減少しない。このような場合、通信制御装置では、非高信頼性信号を分割して高信頼性信号のパディング領域に格納する処理をしないこととしてもよい。なお、非高信頼性信号のデータサイズに関係なく、高信頼性信号にパディング領域が存在する場合、通信制御装置は、非高信頼性信号を分割して高信頼性信号のパディング領域に格納する仕様としてもよい。ただし、この場合には分割を行うことによる性能改善効果（通信効率の向上）は無い。

　また、通信制御装置では、送信待ち非高信頼性信号自身に既にパディングが含まれており、かつ高信頼性信号と非高信頼性信号の実データ部（Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームのペイロード部からパディングを除いた部分）の合計サイズがＥｔｈｅｒｎｅｔパケットの最小サイズである６４バイトに収まるサイズである場合、２つのパケットを統合して１つのパケットとして送信を行うようにしてもよい。

　図７は、本実施の形態における送信パケットを示す図である。各パケットにはヘッダおよびフッタがあり、各パケット間にはＩＦＧがある。従来の通信方式では、各高信頼性信号パケットにはパディングがそれぞれ含まれており、非高信頼性信号は独立した別のパケットとして送信される。一方、本実施の形態を適用した場合、非高信頼性信号の一部が高信頼性信号パケット内に取り込まれることで通信効率を向上でき、非高信頼性信号が通信路を使用する時間を削減することができる。図７では、非高信頼性信号の情報全てを高信頼性信号パケット内に格納することができず、一部分が個別の非高信頼性信号パケットとして残っているが、連送回数が多い場合または非高信頼性信号のサイズが小さい場合には、全ての非高信頼性信号の情報を高信頼性信号パケット内のパディング部分に格納することも可能である。このような場合、ヘッダ・フッタも含めて削減できるため、特に顕著な帯域利用効率の改善効果が得られる。

　ここで、本実施の形態における通信制御装置の構成について説明する。図８は、本実施の形態における通信制御装置の構成例を示す図である。実施の形態１、２と同様、制御盤１０とカゴ３０では、同一構成の通信制御装置を備える。一例として、カゴ３０における通信制御装置３１ａについて説明する。通信制御装置３１ａは、高信頼性信号送受信制御部４１ａと、非高信頼性信号送受信制御部４２ａと、送信スケジューラ部４３と、送受信Ｉ／Ｆ部４４と、パケット生成部４５と、を備える。

　高信頼性信号送受信制御部４１ａは、高信頼性信号送受信制御部４１と同様に高信頼性信号を生成するが、パケット形式にせず、情報部分をパケット生成部４５へ受け渡す。また、高信頼性信号送受信制御部４１ａは、高信頼性信号のパケットサイズが使用する通信路で規定された最短のパケットサイズより小さいときは、パディング領域を求める。

　非高信頼性信号送受信制御部４２ａは、非高信頼性信号送受信制御部４２と同様に非高信頼性信号を生成するが、パケット形式にせず、情報部分をパケット生成部４５へ受け渡す。このとき、非高信頼性信号送受信制御部４２ａは、前記パディング領域のサイズに基づいて非高信頼性信号を分割する。

　パケット生成部４５は、高信頼性信号送受信制御部４１ａから取得した高信頼性信号の情報部分、および非高信頼性信号送受信制御部４２ａから取得した非高信頼性信号の情報部分を単一のパケットに格納し、１つの送信パケットを生成する。

　なお、パケット生成部４５において、統合により生成されるパケットサイズが６５バイト以上になる統合を行うと、高信頼性信号の通信成功確率が低下する。このような統合を行った場合、統合によるパケットサイズの増加に対応するよう、高信頼性信号の連送回数設定見直しが必要となることに留意する必要があり、基本的にこのようなパケット統合は行うべきではない。

　具体的に、本実施の形態における通信制御装置における通信制御方法について説明する。図９は、本実施の形態における通信制御装置の通信制御方法を示すフローチャートである。高信頼性信号送受信制御部４１ａは、高信頼性信号を生成する際、高信頼性信号のパケットサイズが使用する通信路で規定された最短のパケットサイズより小さいときは、高信頼性信号のパケットサイズを最短のパケットサイズにするためのパディング領域を求める（ステップＳ３１）。高信頼性信号送受信制御部４１ａは、生成した高信頼性信号をパケット形式にせずパケット生成部４５へ受け渡す。

　非高信頼性信号送受信制御部４２ａは、非高信頼性信号のパケットサイズがパディング領域のサイズより大きい場合、非高信頼性信号をパディング領域に格納可能なサイズに分割して、非高信頼性信号を生成する（ステップＳ３２）。非高信頼性信号送受信制御部４２ａは、生成した非高信頼性信号をパケット形式にせずパケット生成部４５へ受け渡す。

　パケット生成部４５は、分割された非高信頼性信号を高信頼性信号のパディング領域に格納して送信パケットを生成する（ステップＳ３３）。

　そして、送信スケジューラ部４３は、非高信頼性信号が高信頼性信号のパディング領域に格納された送信パケットの送信スケジューリングを行う（ステップＳ３４）。

　以上説明したように、本実施の形態では、通信制御装置は、高信頼性信号のみの送信パケットにおいてパディング領域がある場合、非高信頼性信号を当該パディング領域のサイズに分割し、高信頼性信号の情報と非高信頼性信号の情報を１つの送信パケットにして送信することとした。これにより、高信頼性信号の通信に影響を与えることなく効率の良い非高信頼性信号の通信を実現することができ、さらに、送信に必要な帯域を削減できることから通信効率を向上することができる。

　以上のように、本発明にかかる通信制御装置は、エレベータを構成する機器間の通信に有用であり、特に、信号種別の異なる通信に適している。

　１０　制御盤、１１　通信制御装置、１２　主制御装置、１３　インターホン、２０　エレベータ制御ケーブル、３０　カゴ、３１，３１ａ　通信制御装置、３２　カゴ制御装置、３３　センサ、３４　カードリーダ、３５　インターホン、４１，４１ａ　高信頼性信号送受信制御部、４２，４２ａ　非高信頼性信号送受信制御部、４３　送信スケジューラ部、４４　送受信Ｉ／Ｆ部、４５　パケット生成部。

Claims

　エレベータを構成するカゴと制御装置との間で、高い信頼性を要する高信頼性信号と高い信頼性を要しない非高信頼性信号とを統合して通信を行う、前記カゴおよび前記制御装置に搭載された通信制御装置であって、
　送信周期内において規定された送信タイミングに従って、前記高信頼性信号を規定回数だけ連続送信する制御を行う高信頼性信号送受信制御手段と、
　前記規定された送信タイミングに基づいて、前記高信頼性信号を送信しない空き時間を算出する送信スケジューラ手段と、
　前記非高信頼性信号が前記空き時間内で送信できない場合、前記非高信頼性信号を前記空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして送信する制御を行う非高信頼性信号送受信制御手段と、
　を備え、
　前記送信スケジューラ手段は、前記規定された送信タイミングで前記高信頼性信号を送信し、前記空き時間で分割された前記非高信頼性信号を送信する、
　ことを特徴とする通信制御装置。
　前記高信頼性信号送受信制御手段は、前記高信頼性信号を前記送信周期内で分散させて送信する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
　エレベータを構成するカゴと制御装置との間で、高い信頼性を要する高信頼性信号と高い信頼性を要しない非高信頼性信号とを統合して通信を行う、前記カゴおよび前記制御装置に搭載された通信制御装置であって、
　通信相手である対向装置から前記高信頼性信号を受信したときは、当該受信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置へ返信する場合に、
　送信周期内において規定された送信タイミングに従って前記高信頼性信号を送信する制御を行う高信頼性信号送受信制御手段と、
　前記規定された送信タイミングに基づいて、前記高信頼性信号を送信しない空き時間を算出する送信スケジューラ手段と、
　前記非高信頼性信号が前記空き時間内で送信できない場合、前記非高信頼性信号を前記空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして送信する制御を行う非高信頼性信号送受信制御手段と、
　を備え、
　前記非高信頼性信号送受信制御手段は、前記送信周期内において、
　前記対向装置から前記高信頼性信号を受信していない、または前記対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信していない場合、当該非高信頼性信号の送信に使用する通信路で規定された最短サイズに当該非高信頼性信号のパケットを分割して送信する制御を行い、
　前記対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信した場合、当該応答返信後から次の送信周期開始までの時間を空き時間として、当該空き時間で送信できない前記非高信頼性信号について当該空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして送信する制御を行う、
　ことを特徴とする通信制御装置。
　前記非高信頼性信号送受信制御手段は、
　前記対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信し、かつ、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置から受信していない場合、当該送信周期内で前記高信頼性信号を送信するために必要な処理時間を除いた時間を空き時間とし、
　前記対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信し、かつ、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置から受信した場合、前記対向装置に対する応答の返信または前記対向装置からの応答の受信のいずれか遅い方から次の送信周期開始までの時間を空き時間とする、
　ことを特徴とする請求項３に記載の通信制御装置。
　前記高信頼性信号送受信制御手段は、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置から受信しない場合、当該高信頼性信号を連続送信により再送する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項３に記載の通信制御装置。
　前記高信頼性信号送受信制御手段は、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置から受信しない場合、当該高信頼性信号を連続送信により再送する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項４に記載の通信制御装置。
　前記送信スケジューラ手段は、前記非高信頼性信号の一部が周期性のある情報である場合、当該周期性のある情報を格納したパケットを、前記送信周期内において同一タイミングで送信するスケジューリングを行う、
　ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１つに記載の通信制御装置。
　前記送信スケジューラ手段は、前記高信頼性信号および非高信頼性信号のうち周期性のある情報を格納したパケットの送信タイミングをスケジューリングした結果、使用する通信路で規定された最短サイズのパケットを送信する時間間隔が残らなかった場合、前記高信頼性信号の送信タイミングを変更してパケット送信できない時間を減少させる、
　ことを特徴とする請求項７に記載の通信制御装置。
　エレベータを構成するカゴと制御装置との間で、高い信頼性を要する高信頼性信号と高い信頼性を要しない非高信頼性信号とを統合して通信を行う、前記カゴおよび前記制御装置に搭載された通信制御装置であって、
　送信周期内において規定された送信タイミングに従って前記高信頼性信号を送信する制御を行う場合に、前記高信頼性信号のパケットサイズが使用する通信路で規定された最短のパケットサイズより小さいときは、前記高信頼性信号のパケットサイズを前記最短のパケットサイズにするためのパディング領域を求める高信頼性信号送受信制御手段と、
　前記非高信頼性信号のパケットサイズが前記パディング領域のサイズより大きい場合、前記非高信頼性信号を当該パディング領域に格納可能なサイズに分割する非高信頼性信号送受信制御手段と、
　分割された非高信頼性信号を前記高信頼性信号のパディング領域に格納して送信パケットを生成するパケット生成手段と、
　前記非高信頼性信号が前記高信頼性信号のパディング領域に格納された送信パケットの送信スケジューリングを行う送信スケジューラ手段と、
　を備えることを特徴とする通信制御装置。
　前記高信頼性信号が前記送信周期内において規定された送信タイミングで規定回数だけ連続送信される場合、
　連続送信された各高信頼性信号のパディング領域に、異なる非高信頼性信号または異なる分割された非高信頼性信号を格納して送信パケットを生成する、
　ことを特徴とする請求項９に記載の通信制御装置。
　エレベータを構成するカゴと制御装置との間で、高い信頼性を要する高信頼性信号と高い信頼性を要しない非高信頼性信号とを統合して通信を行う、前記カゴおよび前記制御装置に搭載された通信制御装置における通信制御方法であって、
　送信周期内において規定された送信タイミングに従って、前記高信頼性信号を規定回数だけ連続送信する制御を行う高信頼性信号送受信制御ステップと、
　前記規定された送信タイミングに基づいて、前記高信頼性信号を送信しない空き時間を算出する空き時間算出ステップと、
　前記非高信頼性信号が前記空き時間内で送信できない場合、前記非高信頼性信号を前記空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして送信する制御を行う非高信頼性信号送受信制御ステップと、
　前記規定された送信タイミングで前記高信頼性信号を送信し、前記空き時間で分割された前記非高信頼性信号を送信する送信スケジューリングステップと、
　を含むことを特徴とする通信制御方法。
　前記高信頼性信号送受信制御ステップでは、前記高信頼性信号を前記送信周期内で分散させて送信する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項１１に記載の通信制御方法。
　エレベータを構成するカゴと制御装置との間で、高い信頼性を要する高信頼性信号と高い信頼性を要しない非高信頼性信号とを統合して通信を行う、前記カゴおよび前記制御装置に搭載された通信制御装置における通信制御方法であって、
　通信相手である対向装置から前記高信頼性信号を受信したときは、当該受信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置へ返信する場合に、
　送信周期内において規定された送信タイミングに従って前記高信頼性信号を送信する制御を行う高信頼性信号送受信制御ステップと、
　前記規定された送信タイミングに基づいて、前記高信頼性信号を送信しない空き時間を算出する空き時間算出ステップと、
　前記非高信頼性信号が前記空き時間内で送信できない場合、前記非高信頼性信号を前記空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして送信する制御を行う非高信頼性信号送受信制御ステップと、
　前記規定された送信タイミングで前記高信頼性信号を送信し、前記空き時間で分割された前記非高信頼性信号を送信する送信スケジューリングステップと、
　を含み、
　前記非高信頼性信号送受信制御ステップでは、前記送信周期内において、
　前記対向装置から前記高信頼性信号を受信していない、または前記対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信していない場合、当該非高信頼性信号の送信に使用する通信路で規定された最短サイズに当該非高信頼性信号のパケットを分割して送信する制御を行い、
　前記対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信した場合、当該応答返信後から次の送信周期開始までの時間を空き時間として、当該空き時間で送信できない前記非高信頼性信号について当該空き時間で送信可能なサイズに分割し、２以上のパケットとして送信する制御を行う、
　ことを特徴とする通信制御方法。
　前記非高信頼性信号送受信制御ステップでは、
　前記対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信し、かつ、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置から受信していない場合、当該送信周期内で前記高信頼性信号を送信するために必要な処理時間を除いた時間を空き時間とし、
　前記対向装置から受信した高信頼性信号に対して応答を返信し、かつ、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置から受信した場合、前記対向装置に対する応答の返信または前記対向装置からの応答の受信のいずれか遅い方から次の送信周期開始までの時間を空き時間とする、
　ことを特徴とする請求項１３に記載の通信制御方法。
　前記高信頼性信号送受信制御ステップでは、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置から受信しない場合、当該高信頼性信号を連続送信により再送する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項１３に記載の通信制御方法。
　前記高信頼性信号送受信制御ステップでは、自装置から送信した高信頼性信号に対する応答を前記対向装置から受信しない場合、当該高信頼性信号を連続送信により再送する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項１４に記載の通信制御方法。
　前記送信スケジューリングステップでは、前記非高信頼性信号の一部が周期性のある情報である場合、当該周期性のある情報を格納したパケットを、前記送信周期内において同一タイミングで送信する、
　ことを特徴とする請求項１１～１６のいずれか１つに記載の通信制御方法。
　前記送信スケジューリングステップでは、前記高信頼性信号および非高信頼性信号のうち周期性のある情報を格納したパケットの送信タイミングをスケジューリングした結果、使用する通信路で規定された最短サイズのパケットを送信する時間間隔が残らなかった場合、前記高信頼性信号の送信タイミングを変更してパケット送信できない時間を減少させる、
　ことを特徴とする請求項１７に記載の通信制御方法。
　エレベータを構成するカゴと制御装置との間で、高い信頼性を要する高信頼性信号と高い信頼性を要しない非高信頼性信号とを統合して通信を行う、前記カゴおよび前記制御装置に搭載された通信制御装置における通信制御方法であって、
　送信周期内において規定された送信タイミングに従って前記高信頼性信号を送信する制御を行う場合に、前記高信頼性信号のパケットサイズが使用する通信路で規定された最短のパケットサイズより小さいときは、前記高信頼性信号のパケットサイズを前記最短のパケットサイズにするためのパディング領域を求める高信頼性信号送受信制御ステップと、
　前記非高信頼性信号のパケットサイズが前記パディング領域のサイズより大きい場合、前記非高信頼性信号を当該パディング領域に格納可能なサイズに分割する非高信頼性信号送受信制御ステップと、
　分割された非高信頼性信号を前記高信頼性信号のパディング領域に格納して送信パケットを生成するパケット生成ステップと、
　前記非高信頼性信号が前記高信頼性信号のパディング領域に格納された送信パケットの送信スケジューリングを行う送信スケジューラ手段と、
　を含むことを特徴とする通信制御方法。
　前記高信頼性信号が前記送信周期内において規定された送信タイミングで規定回数だけ連続送信される場合、
　連続送信された各高信頼性信号のパディング領域に、異なる非高信頼性信号または異なる分割された非高信頼性信号を格納して送信パケットを生成する、
　ことを特徴とする請求項１９に記載の通信制御方法。