JP2022102238A - Communication device, elevator communication device, and communication method - Google Patents

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Hiroya Takanashi
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Abstract

To detect a sign of a communication failure due to a delay in a communication path in a CAN communication system.SOLUTION: A communication device 1 for transmitting and receiving data to/from another communication device via a communication line based on a CAN communication protocol includes: a control unit 3 that controls the transmission and reception of the data; a delay time calculation unit 6 that inputs therein the transmission data output from the control unit 3 and the reception data output from the other communication device as a response to the transmission data, and calculates a delay time of a communication path from ACK signals included in the transmission data and the reception data; and a delay determination unit 7 that compares the delay time with a threshold value and outputs delay determination information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は通信装置に関する。 The present disclosure relates to communication equipment.

車載ネットワークで普及しているネットワークプロトコルの1つとしてCAN(Controller Area Network)通信方式がある。同通信方式は産業機器、農業機械、医療機器、鉄道、エレベーターなどにも広く普及している。 There is a CAN (Controller Area Network) communication method as one of the network protocols that are widely used in in-vehicle networks. This communication method is also widely used in industrial equipment, agricultural machinery, medical equipment, railways, elevators, etc.

CAN通信方式では、論理値“0”と“1”の2値のデジタル信号を差動信号に変換し、2線式の通信バスライン(CAN_Hライン(以下、Hライン)とCAN_Lライン(以下、Lライン))を介して伝送する。Hライン、Lラインをそれぞれ伝送する差動信号は電圧レベルによってドミナントとレセッシブの2つの状態を表現する。ISO11898で規格化されるプロトコルにおいては、Hラインの信号の電圧がハイレベル、Lラインの信号の電圧がローレベルで、HラインとLラインの電位差が所定値を超えればドミナントとして論理値“0”を表し、Hラインの信号の電圧がローレベル、Lラインの信号の電圧がハイレベルで、HラインとLラインの電位差が所定値以下(同電位を含む)であればレセッシブとして論理値“1”を表す。 In the CAN communication method, a binary digital signal having a logical value of "0" and "1" is converted into a differential signal, and a two-wire communication bus line (CAN_H line (hereinafter, H line) and CAN_L line (hereinafter, hereafter,). It is transmitted via the L line)). The differential signals transmitted on the H line and the L line each represent two states, dominant and recessive, depending on the voltage level. In the protocol standardized by ISO11898, if the voltage of the signal of the H line is high level, the voltage of the signal of the L line is low level, and the potential difference between the H line and the L line exceeds a predetermined value, the logical value "0" is used as a dominant. If the voltage of the H line signal is low level, the voltage of the L line signal is high level, and the potential difference between the H line and L line is less than or equal to a predetermined value (including the same potential), it is a logical value as recessive. Represents "1".

CAN通信システムの稼働時に通信が何らかの原因によって停止してしまうと、上述した車載機器などの用途においては、安全性に影響を与える場合がある。このため、通信システムが稼働中に意図せず停止することがないように、通信不具合の予兆を検知する方法が提案されている。 If communication is stopped for some reason during the operation of the CAN communication system, safety may be affected in the above-mentioned applications such as in-vehicle devices. Therefore, a method of detecting a sign of a communication failure has been proposed so that the communication system does not stop unintentionally during operation.

従来提案されている方法では、通信装置のCANトランシーバーが送受信する信号を通信線上に設けた監視回路に入力して異常検出を行う。監視回路に入力されるHラインとLラインの信号のそれぞれのハイレベル、ローレベルとなる電圧値に対して、異常の有無を判定する電圧判定値を設定し、電圧値と電力判定値との比較によって異常(素子破壊に至る予兆)を検出する(例えば、特許文献1参照)。 In the method proposed conventionally, signals transmitted and received by the CAN transceiver of the communication device are input to a monitoring circuit provided on the communication line to detect an abnormality. For the high level and low level voltage values of the H line and L line signals input to the monitoring circuit, set the voltage judgment value to judge the presence or absence of abnormality, and set the voltage value and the power judgment value. Abnormality (a sign leading to element destruction) is detected by comparison (see, for example, Patent Document 1).

特開2006-108952号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-108952

上記の従来技術においては、HラインとLラインのそれぞれの電圧値と異常の有無を判定する電圧判定値との比較により、CANトランシーバーの異常有無を判定し、素子破壊に至る予兆を検出する。しかしながら、CAN通信システムにおいては、通信経路の遅延によって通信不具合が発生する場合がある。従来技術は、CANトランシーバーの劣化を検知するものの、通信経路の遅延を検出する仕組みにはなっていない。 In the above-mentioned prior art, the presence or absence of abnormality in the CAN transceiver is determined by comparing the voltage values of the H line and the L line with the voltage determination value for determining the presence or absence of abnormality, and a sign leading to element destruction is detected. However, in the CAN communication system, a communication failure may occur due to a delay in the communication path. Although the prior art detects the deterioration of the CAN transceiver, it does not have a mechanism for detecting the delay of the communication path.

通信経路の遅延の原因としては、例えば、通信線が設置された環境の温度変化に加え、通信線が電源線などの他の配線と共に通信ケーブルにまとめられた場合、他の配線が負荷状況に応じて発熱し、通信線の温度が上昇することがある。通信線の温度が上昇するとインピーダンスが増加して遅延が発生する。またエレベーターなどの耐用年数の長い機器にCAN通信方式を適用する場合、長期間の使用によって通信線が経年劣化し、インピーダンスが増加して遅延が発生する。 The cause of the delay of the communication path is, for example, in addition to the temperature change of the environment where the communication line is installed, when the communication line is combined with other wiring such as the power line into the communication cable, the other wiring becomes a load condition. The heat may be generated accordingly, and the temperature of the communication line may rise. When the temperature of the communication line rises, the impedance increases and a delay occurs. Further, when the CAN communication method is applied to a device having a long service life such as an elevator, the communication line deteriorates over time due to long-term use, the impedance increases, and a delay occurs.

本開示は、CAN通信システムにおいて、通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆を検知することを目的とする。 An object of the present disclosure is to detect a sign of a communication failure due to a delay in a communication path in a CAN communication system.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る通信装置は、通信線を介して他の通信装置とCAN通信プロトコルに基づいてデータを送受信する通信装置であって、データの送受信を制御する制御部と、制御部から出力される送信データと、当該送信データに対する応答として他の通信装置から出力される受信データとを入力とし、送信データと受信データに含まれるACK信号から通信経路の遅延時間を算出する遅延時間算出部と、遅延時間と閾値とを比較し、遅延判定情報を出力する遅延判定部とを備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the communication device according to the present disclosure is a communication device that transmits / receives data to / from another communication device via a communication line based on the CAN communication protocol. The control unit that controls transmission / reception, the transmission data output from the control unit, and the reception data output from other communication devices as a response to the transmission data are input, and the transmission data and the ACK signal included in the reception data are used as inputs. It includes a delay time calculation unit that calculates the delay time of the communication path, and a delay determination unit that compares the delay time with the threshold value and outputs delay determination information.

本開示によれば、CAN通信システムにおいて、通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆を検知することができる。 According to the present disclosure, in a CAN communication system, it is possible to detect a sign of a communication failure due to a delay in a communication path.

本実施の形態1に係る通信システムの構成例を示す図The figure which shows the structural example of the communication system which concerns on Embodiment 1 本実施の形態1に係るCANトランシーバーの構成例を示す図The figure which shows the structural example of the CAN transceiver which concerns on Embodiment 1 本実施の形態1に係るCAN通信方式で使用されるデータフレーム構造の一例を示す図The figure which shows an example of the data frame structure used in the CAN communication system which concerns on Embodiment 1. 本実施の形態1に係る遅延時間算出部が実行する論理演算の真理値表Truth table of logical operations executed by the delay time calculation unit according to the first embodiment. 本実施の形態1に係る遅延時間算出部の論理演算結果を模式的に示す図The figure which shows typically the logical operation result of the delay time calculation part which concerns on Embodiment 1. 本実施の形態1に係る遅延時間算出部と遅延判定部の構成例を示す図The figure which shows the configuration example of the delay time calculation part and the delay determination part which concerns on Embodiment 1 本実施の形態1に係る遅延時間パルスの時間幅と閾値の関係を示す図The figure which shows the relationship between the time width of the delay time pulse and the threshold value which concerns on Embodiment 1. 本実施の形態1に係る通信システムの構成の変形例を示す図The figure which shows the modification of the structure of the communication system which concerns on Embodiment 1 本実施の形態1に係る通信システムの構成の変形例を示す図The figure which shows the modification of the structure of the communication system which concerns on Embodiment 1 本実施の形態1に係る第1の通信装置の動作を説明するフローチャートA flowchart illustrating the operation of the first communication device according to the first embodiment. 本実施の形態2に係る第1の通信装置の動作を説明するフローチャートA flowchart illustrating the operation of the first communication device according to the second embodiment. 本実施の形態3に係る通信システムの構成例を示す図The figure which shows the structural example of the communication system which concerns on Embodiment 3 本実施の形態3に係る遅延時間と使用時間の関係を模式的に示す図The figure which shows typically the relationship between the delay time and the use time which concerns on Embodiment 3. 本実施の形態3に係る第1の通信装置の動作を説明するフローチャートA flowchart illustrating the operation of the first communication device according to the third embodiment. 本実施の形態1から3に係る第1の通信装置のハードウェア図The hardware diagram of the first communication apparatus which concerns on Embodiments 1 to 3.

以下に、本開示の実施の形態について添付の図面を用いて説明する。各図では、同一又は相当する部分に同一の符号を付している。重複する説明は、適宜簡略化あるいは省略する。なお、以下に説明される実施の形態により本開示が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals. Duplicate descriptions will be simplified or omitted as appropriate. The present disclosure is not limited to the embodiments described below.

実施の形態1.
図1は本開示の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。第1の通信装置1は通信線8を介して第2の通信装置11と接続されている。第1の通信装置1は通信制御基板2を有しており、通信制御基板2は、制御部3、CANコントローラー4、CANトランシーバー5を有する。通信制御基板2は更に通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆検出のために遅延時間算出部6、遅延判定部7を有する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a communication system according to an embodiment of the present disclosure. The first communication device 1 is connected to the second communication device 11 via the communication line 8. The first communication device 1 has a communication control board 2, and the communication control board 2 has a control unit 3, a CAN controller 4, and a CAN transceiver 5. The communication control board 2 further includes a delay time calculation unit 6 and a delay determination unit 7 for detecting a sign of a communication failure due to a delay in the communication path.

第2の通信装置11は同様に通信制御基板12を有し、通信制御基板12は制御部13、CANコントローラー14、CANトランシーバー15を有する。なお、図1では説明を簡単にするために第1の通信装置1と第2の通信装置11が接続された構成が開示されているが、第1の通信装置1が第2の通信装置11以外の他の複数の通信装置と接続されていても良い。また第1の通信装置1と第2の通信装置11の各部の構成は、第1の通信装置1側に遅延時間算出部6と遅延判定部7が備えられている以外は同じとする。また、第1の通信装置1をマスターとして、それが他の複数の通信装置と接続されている場合(すなわち、1対多通信である場合)、第1の通信装置1によって特定された通信装置が第1の通信装置1に対して応答するリッスンオンリ機能を利用することも可能である。以降の実施の形態においても1対多通信である場合に同様に適用できる。リッスンオンリ機能については後述する。 The second communication device 11 also has a communication control board 12, and the communication control board 12 has a control unit 13, a CAN controller 14, and a CAN transceiver 15. Note that FIG. 1 discloses a configuration in which the first communication device 1 and the second communication device 11 are connected for the sake of simplicity, but the first communication device 1 is the second communication device 11. It may be connected to a plurality of other communication devices other than the above. Further, the configuration of each part of the first communication device 1 and the second communication device 11 is the same except that the delay time calculation unit 6 and the delay determination unit 7 are provided on the first communication device 1 side. Further, when the first communication device 1 is used as a master and it is connected to a plurality of other communication devices (that is, when it is one-to-many communication), the communication device specified by the first communication device 1 is used. It is also possible to use the listen-only function that responds to the first communication device 1. The same applies to the subsequent embodiments in the case of one-to-many communication. The listen-only function will be described later.

通信線8は2線式の通信バスライン(Hライン81、Lライン82)であり、一般的にはツイストペアケーブルが用いられる。通信線8は電源線などの他の配線とまとめられて通信ケーブルとして設置されても良い。 The communication line 8 is a two-wire communication bus line (H line 81, L line 82), and a twisted pair cable is generally used. The communication line 8 may be installed as a communication cable together with other wiring such as a power line.

制御部3は、CANコントローラー4を備える。CANコントローラー4はCANトランシーバー5を介して第2の通信装置11との間でのデータの送受信を制御する。また制御部3は遅延判定部7から出力される遅延判定情報に基づいて通信経路の遅延を検知する。 The control unit 3 includes a CAN controller 4. The CAN controller 4 controls the transmission and reception of data to and from the second communication device 11 via the CAN transceiver 5. Further, the control unit 3 detects the delay of the communication path based on the delay determination information output from the delay determination unit 7.

制御部3は、マイクロコンピュータであり、プロセッサ31及びメモリ32を備えている。プロセッサ31は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)である。メモリ32は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)であり、ソフトウェアプログラムやログデータなどを記憶する。メモリ32に記憶されたソフトウェアプログラムをプロセッサ31が実行することにより、第1の通信装置1の少なくとも1つの回路の機能が実現される。なお、メモリ32は図示されるような制御部3に内蔵される態様に限られない。第1の通信装置1とデータの入出力が可能な外部記憶装置であっても良い。 The control unit 3 is a microcomputer and includes a processor 31 and a memory 32. The processor 31 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a microprocessor, and a DSP (Digital Signal Processor). The memory 32 is, for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory), and stores software programs, log data, and the like. When the processor 31 executes the software program stored in the memory 32, the function of at least one circuit of the first communication device 1 is realized. The memory 32 is not limited to the mode built in the control unit 3 as shown in the figure. It may be an external storage device capable of inputting / outputting data to / from the first communication device 1.

図2はCANトランシーバー5の構成例を示す図である。CANトランシーバー5は送信バッファ51、受信バッファ52、トランジスタ53、54、入出力ポート55(Hライン用)、56(Lライン用)を有する。送信バッファ51は、CANコントローラー4から受け取った2値のデジタルデータである送信データ(TxD)を差動信号に変換し、トランジスタ53、54側に出力する。トランジスタ53、54は、それぞれHライン81、Lライン82を伝送する差動信号が所定の電位となるようにそれら信号の電圧を調整する。電圧を調整された差動信号は、入出力ポート55、56から出力され、通信線8を介して第2の通信装置11のCANトランシーバー15に伝送される。また入出力ポート55、56は第2の通信装置11から送信された差動信号を受信する。受信バッファ52は、差動信号を2値のデジタルデータである受信データ(RxD)に変換してCANコントローラー4に出力する。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the CAN transceiver 5. The CAN transceiver 5 has a transmit buffer 51, a receive buffer 52, transistors 53, 54, input / output ports 55 (for H line), and 56 (for L line). The transmission buffer 51 converts the transmission data (TxD), which is binary digital data received from the CAN controller 4, into a differential signal and outputs the transmission data to the transistors 53 and 54. The transistors 53 and 54 adjust the voltage of the differential signals transmitted through the H line 81 and the L line 82 so that they have a predetermined potential, respectively. The voltage-adjusted differential signal is output from the input / output ports 55 and 56 and transmitted to the CAN transceiver 15 of the second communication device 11 via the communication line 8. Further, the input / output ports 55 and 56 receive the differential signal transmitted from the second communication device 11. The reception buffer 52 converts the differential signal into received data (RxD), which is binary digital data, and outputs the differential signal to the CAN controller 4.

次に、第1の通信装置1のCANコントローラー4から送信されるデータが正常に第2の通信装置11のCANコントローラー14で受信できたことを確認するACK(Acknowledge)機能について説明する。図3は、CAN通信方式で使用されるデータフレーム構造の一例を示す図である。本開示において「データフレーム」は、通信装置間でデータを送受信する際のフォーマットであり、伝送される信号のまとまりを意味する。当該フレーム構造は一例であり、ACK信号相当の信号が送受信されるCAN通信方式であれば本開示を適用することができる。 Next, an ACK (Acknowledge) function for confirming that the data transmitted from the CAN controller 4 of the first communication device 1 can be normally received by the CAN controller 14 of the second communication device 11 will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of a data frame structure used in the CAN communication method. In the present disclosure, the "data frame" is a format for transmitting and receiving data between communication devices, and means a group of transmitted signals. The frame structure is an example, and the present disclosure can be applied as long as it is a CAN communication method in which a signal corresponding to an ACK signal is transmitted and received.

データフレームには、SOF(Start Of Frame)、ID(Identifier)、RTR(Remote Transmission Request)、コントロールフィールド、データフィールド、CRC(Cyclic Redundancy Check)シーケンス、CRCデリミタ、ACK(Acknowledge)スロット、ACKデリミタ、EOF(End Of Frame)が含まれている。図中に示される数字は、各部で使用可能なビット長を示している。なお、ITM(Intermission)はデータフレームには含まれない。ITMの後はバスアイドル状態となる。 Data frames include SOF (Start Of Frame), ID (Identifier), RTR (Remote Transmission Request), control field, data field, CRC (Cyclic Redundancy Check) sequence, CRC delimiter, ACK (Acknowledge) slot, ACK delimiter, EOF (End Of Frame) is included. The numbers shown in the figure indicate the bit lengths that can be used in each part. Note that ITM (Intermission) is not included in the data frame. After ITM, the bus will be idle.

CANコントローラー4は、SOF、ID、コントロールフィールド、データフィールドのデータからCRC演算をし、演算結果をCRCシーケンスに格納して送信する。ACKスロットには1ビット長のACK信号(以下、ACKビットと呼ぶ)が含まれている。CANコントローラー4は、ACKビットをレセッシブ(“1”)にして送信する。 The CAN controller 4 performs a CRC operation from the data of the SOF, ID, control field, and data field, stores the operation result in the CRC sequence, and transmits the CRC operation. The ACK slot contains a 1-bit length ACK signal (hereinafter referred to as ACK bit). The CAN controller 4 sets the ACK bit to recessive (“1”) and transmits.

第2の通信装置11のCANコントローラー14は、CANコントローラー4がデータフレームのACKスロットのACKビットを送信しているタイミングで、CANコントローラー4に対して応答をする。CANコントローラー14は、受信したデータフレームの内容について同様にCRC演算を行う。演算結果がCRCシーケンスに格納されているCANコントローラー4で演算した結果と一致している場合、CANコントローラー14はACKビットをドミナント(“0”)にして非同期でCANコントローラー4に応答する。 The CAN controller 14 of the second communication device 11 responds to the CAN controller 4 at the timing when the CAN controller 4 transmits the ACK bit of the ACK slot of the data frame. The CAN controller 14 similarly performs a CRC operation on the contents of the received data frame. When the calculation result matches the result calculated by the CAN controller 4 stored in the CRC sequence, the CAN controller 14 sets the ACK bit to dominant (“0”) and responds to the CAN controller 4 asynchronously.

CANプロトコルでは、通信線8上の信号はレセッシブよりもドミナントの方が優先度が高いため、CANコントローラー4がACKビットをレセッシブに設定したとしても、CANコントローラー14がこれをドミナントに設定することによって、CANコントローラー4が監視しているデータフレーム中のACKビットもドミナントとなる。したがって、CANコントローラー4はデータフレーム中のACKビットがドミナントであることを確認することによって、第2の通信装置11が正常にデータを受信したことを認識する。 In the CAN protocol, the signal on the communication line 8 has a higher priority than the recessive, so even if the CAN controller 4 sets the ACK bit to recessive, the CAN controller 14 sets this to the dominant. , The ACK bit in the data frame monitored by the CAN controller 4 is also dominant. Therefore, the CAN controller 4 recognizes that the second communication device 11 has normally received the data by confirming that the ACK bit in the data frame is dominant.

次に、通信経路の遅延を検出する方法について説明する。 Next, a method of detecting the delay of the communication path will be described.

CANコントローラー4とCANトランシーバー5の間の分岐2aにより、CANコントローラー4から送信される送信データは、遅延時間算出部6に入力される。また第2の通信装置11から受信したデータは、CANトランシーバー5を介して、CANコントローラー4に入力されると共に、分岐2bによって受信データとして遅延時間算出部6に入力される。なお、当該受信データはACKビットを除いてCANコントローラー4が送信したデータであるので、通信経路で異常がない限りは、ACKスロットの前までのビットはCANコントローラー4が送信したデータと同じになる。 The transmission data transmitted from the CAN controller 4 by the branch 2a between the CAN controller 4 and the CAN transceiver 5 is input to the delay time calculation unit 6. Further, the data received from the second communication device 11 is input to the CAN controller 4 via the CAN transceiver 5, and is also input to the delay time calculation unit 6 as received data by the branch 2b. Since the received data is the data transmitted by the CAN controller 4 except for the ACK bit, the bits before the ACK slot are the same as the data transmitted by the CAN controller 4 unless there is an abnormality in the communication path. ..

遅延時間算出部6は、送信データと受信データを入力として論理演算する。図4は、遅延時間算出部6が実行する論理演算の真理値表である。遅延時間算出部6は、2値の信号ビットについて、電圧が高い状態をレセッシブ(“H”)、低い状態をドミナント(“L”)として図4の真理値表のとおり論理演算を実行し、演算結果Qを遅延判定部7に出力する。以下の論理式に示されるように、送信データと論理を反転した受信データとの論理積を取ることにより、演算結果Qが出力される。 The delay time calculation unit 6 makes a logical operation using the transmission data and the reception data as inputs. FIG. 4 is a truth table of logical operations executed by the delay time calculation unit 6. The delay time calculation unit 6 executes a logical operation for the binary signal bit as shown in the truth table of FIG. 4, with the high voltage state as recessive (“H”) and the low voltage state as dominant (“L”). The calculation result Q is output to the delay determination unit 7. As shown in the following logical formula, the operation result Q is output by taking the logical product of the transmitted data and the received data whose logic is inverted.

Figure 2022102238000002
図5は、遅延時間算出部6の論理演算を模式的に示す図である。縦軸を電圧、横軸を時間として、(a)送信データ、(b)受信データ、(c)論理演算結果が示される。前述の通り、第2の通信装置11が正常にデータを受信してACKビットをドミナントに設定して応答した場合、遅延時間算出部6に入力される送信データと受信データのACKスロットの前までのビットは同じであるから、図4に示す真理値表に従う論理演算の結果、これらのビットの電圧レベルはドミナント(“L”)となる。
Figure 2022102238000002
FIG. 5 is a diagram schematically showing a logical operation of the delay time calculation unit 6. The vertical axis is voltage and the horizontal axis is time, and (a) transmission data, (b) reception data, and (c) logical operation results are shown. As described above, when the second communication device 11 normally receives the data, sets the ACK bit to dominant, and responds, the transmission data input to the delay time calculation unit 6 and the front of the ACK slot of the reception data are reached. Since the bits of are the same, the voltage level of these bits becomes dominant (“L”) as a result of the logical operation according to the truth table shown in FIG.

一方、ACKビットについては、第1の通信装置1が送信する送信データのACKビットはレセッシブ(“H”)であるのに対し、第2の通信装置11からの応答は、ドミナント(“L”)である。この応答は、第1の通信装置1がACKビットを送信しているタイミングで、第2の通信装置11から非同期で応答されるものであるため、受信データのACKビットに一部レセッシブ(“H”)となる期間が生じる。図5(c)に示されるように、送信データと受信データのACKビットの論理演算結果Qとして、レセッシブ(“H”)となる期間の信号が抽出される。以降の説明において、この抽出される信号を遅延時間パルスと呼ぶ。 On the other hand, regarding the ACK bit, the ACK bit of the transmission data transmitted by the first communication device 1 is recessive (“H”), whereas the response from the second communication device 11 is dominant (“L”). ). Since this response is asynchronously replied from the second communication device 11 at the timing when the first communication device 1 is transmitting the ACK bit, it is partially recessive (“H”) to the ACK bit of the received data. There will be a period of "). As shown in FIG. 5C, a signal having a recessive (“H”) period is extracted as the logical operation result Q of the ACK bits of the transmission data and the reception data. In the following description, this extracted signal is referred to as a delay time pulse.

図6は、遅延時間算出部6と遅延判定部7の構成例を示す図である。遅延時間算出部6は論理演算部61によって上述の論理演算を行い、抽出した遅延時間パルスをカウンタ部62に出力する。カウンタ部62は通信速度のビット時間と比較して早いクロック(例えば、通信速度の100倍程度)を用いて遅延時間パルスをサンプリングすることで、その時間幅を精度良く計測する。ここでの早いクロックとは、通信経路の遅延時間を算出するため、遅延時間パルスの時間幅をある程度の精度を持って計測することが可能な程度のクロックを意味するものであり、適宜選択することができる。遅延時間パルスは、時間幅が短くなると、遅延が増加していることを示す。遅延時間算出部6は遅延時間パルスの時間幅から遅延時間を算出し、遅延判定部7に出力する。ACKビットの時間幅から遅延時間パルスの時間幅を差し引いたものが通信経路の遅延時間であるので、遅延時間パルスの時間幅自体も遅延時間と同等に扱うことができる。したがって、遅延時間算出部6は算出される遅延時間として遅延時間パルスの時間幅自体を遅延判定部7に出力しても良い。或いは、通信経路の開通又は保全後の通信経路の状態を起点とした遅延時間又は遅延時間パルスの時間幅の変動を、算出される遅延時間として出力しても良い。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the delay time calculation unit 6 and the delay determination unit 7. The delay time calculation unit 6 performs the above-mentioned logical operation by the logical operation unit 61, and outputs the extracted delay time pulse to the counter unit 62. The counter unit 62 accurately measures the time width by sampling the delay time pulse using a clock (for example, about 100 times the communication speed) that is faster than the bit time of the communication speed. The fast clock here means a clock that can measure the time width of the delay time pulse with a certain degree of accuracy in order to calculate the delay time of the communication path, and is appropriately selected. be able to. The delay time pulse indicates that the delay increases as the time width decreases. The delay time calculation unit 6 calculates the delay time from the time width of the delay time pulse and outputs it to the delay determination unit 7. Since the delay time of the communication path is obtained by subtracting the time width of the delay time pulse from the time width of the ACK bit, the time width of the delay time pulse itself can be treated in the same manner as the delay time. Therefore, the delay time calculation unit 6 may output the time width of the delay time pulse itself as the calculated delay time to the delay determination unit 7. Alternatively, the delay time or the variation in the time width of the delay time pulse starting from the state of the communication path after the communication path is opened or maintained may be output as the calculated delay time.

遅延時間はCANコントローラー4がレセッシブのACKビットを送信してからCANコントローラー14によって設定されるドミナントのACKビットを受信するまでの時間長に依存する。遅延判定部7又は制御部3は遅延時間の変動から通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆を継続的に監視している。遅延判定部7はメモリ32に保持されている閾値を読み出し、比較部71において遅延時間と閾値とを比較し、遅延判定情報を出力する。 The delay time depends on the length of time from the transmission of the recessive ACK bit by the CAN controller 4 to the reception of the dominant ACK bit set by the CAN controller 14. The delay determination unit 7 or the control unit 3 continuously monitors the signs of communication failure due to the delay of the communication path from the fluctuation of the delay time. The delay determination unit 7 reads the threshold value held in the memory 32, compares the delay time with the threshold value in the comparison unit 71, and outputs the delay determination information.

通信不具合の予兆を検出するため、閾値は通信不具合が発生する遅延時間の限界値よりも短い遅延時間に基づいて設定される。ここでの短い遅延時間は、通信システムの安定動作を考慮して、限界値からある程度の余裕を持って設定される。図7は、図5のデータ列からACKスロットのACKビットの部分を抜き出したものであり、遅延時間パルスの時間幅と閾値の関係を模式的に示している。矢印で示されるA-B、A-C、A-Dの区間は、それぞれ遅延時間に対応する。区間A-Bは通信経路が開通した時、又は、保全により部品交換され開通時と同程度の状態の時の遅延時間に対応する。区間A-Dは遅延時間の限界値を示しており、これよりも遅延時間が長くなると通信不具合が発生する。区間A-Cは上述の閾値に対応し、限界値よりも短い遅延時間で、安定的に通信可能な範囲の許容値として設定される。このため、遅延時間が閾値に到達した状態でも、安定的な通信の継続は保証される。 In order to detect a sign of a communication failure, the threshold value is set based on a delay time shorter than the limit value of the delay time at which the communication failure occurs. The short delay time here is set with a certain margin from the limit value in consideration of the stable operation of the communication system. FIG. 7 is obtained by extracting the ACK bit portion of the ACK slot from the data string of FIG. 5, and schematically shows the relationship between the time width of the delay time pulse and the threshold value. The sections AB, AC, and AD indicated by the arrows correspond to the delay times, respectively. Sections AB correspond to the delay time when the communication path is opened, or when the parts are replaced due to maintenance and the state is similar to that at the time of opening. The sections AD indicate the limit value of the delay time, and if the delay time is longer than this, a communication failure occurs. The sections A and C correspond to the above-mentioned threshold values, and are set as allowable values in a stable communicable range with a delay time shorter than the limit value. Therefore, stable communication continuation is guaranteed even when the delay time reaches the threshold value.

遅延判定部7は遅延時間算出部6により算出される遅延時間(遅延時間パルスの時間幅、又は、通信経路の開通又は保全後の通信経路の状態を起点とした遅延時間又は遅延時間パルスの時間幅の変動も含む)と閾値を比較し、遅延判定情報を出力する。遅延判定情報は遅延時間と閾値を比較した結果が示され、遅延時間が閾値未満であること、又は、遅延時間が閾値以上であるとの情報が含まれる。遅延時間が閾値以上と遅延判定部7が判定した場合、出力される遅延判定情報によって、制御部3は通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆を検知する。なお、遅延時間が閾値以上であることを条件としているが、閾値以上であるとの条件は閾値を超えているとの条件を含んでいることから、当該条件を遅延時間が閾値を超えていることに置き換えても良く、それらに実質的な差はない。以降の説明においても同様に、遅延時間が閾値以上であることを条件としているが、遅延時間が閾値を「超えている」ことを条件としても良い。 The delay determination unit 7 is a delay time calculated by the delay time calculation unit 6 (delay time pulse time width, delay time or delay time pulse time starting from the state of the communication path after the communication path is opened or maintained. (Including width fluctuation) and the threshold are compared, and the delay judgment information is output. The delay determination information shows the result of comparing the delay time and the threshold value, and includes information that the delay time is less than the threshold value or the delay time is longer than the threshold value. When the delay determination unit 7 determines that the delay time is equal to or longer than the threshold value, the control unit 3 detects a sign of a communication failure due to a delay in the communication path based on the output delay determination information. It should be noted that the condition is that the delay time is equal to or greater than the threshold value, but since the condition that the delay time is equal to or greater than the threshold value includes the condition that the delay time exceeds the threshold value, the delay time exceeds the threshold value. It may be replaced with, and there is no substantial difference between them. Similarly, in the following description, the condition is that the delay time is equal to or greater than the threshold value, but the delay time may be "exceeded" from the threshold value.

付加的な構成として、第1の通信装置1をマスターとして、それが他の複数の通信装置と接続されている場合(すなわち、1対多通信である場合)に利用できるリッスンオンリ機能について説明する。この機能は、通信経路の遅延時間を計測するために、第1の通信装置1からリッスンオンリ要求を送信することにより、ACKビットを応答する他の通信装置を特定する。図8に示す通信システムの変形例において、第1の通信装置1に対して上述の第2の通信装置に相当する通信装置101、102、103が接続されているとする。第1の通信装置1から通信装置101、102に対してリッスンオンリ要求が出されると、通信装置101、102は通常の通信モードからリッスンオンリモードに移行する。このモードでは通信装置101、102は第1の通信装置1から送信されるデータを受け取ってもACKビットを応答しなくなる。通信装置103は通常の通信モードであるので、第1の通信装置1から送信されるデータを受け取った場合、前述のようにACKビットをレセッシブ状態からドミナント状態にして応答する。すなわち、1対多通信において第1の通信装置1に接続されている複数の通信装置に対して、この機能を利用することにより、第1の通信装置1は指定した通信装置からACKビットを抽出することができる。リッスンオンリ機能は指定した通信装置以外の通信を一部制限してしまうため、テスト運行時、メンテナンス時などの通信に影響がでない状況での利用がより望ましい。 As an additional configuration, a listen-only function that can be used when the first communication device 1 is used as a master and is connected to a plurality of other communication devices (that is, when one-to-many communication is performed) will be described. .. This function identifies another communication device that responds to the ACK bit by transmitting a listen-only request from the first communication device 1 in order to measure the delay time of the communication path. In the modification of the communication system shown in FIG. 8, it is assumed that the communication devices 101, 102, and 103 corresponding to the above-mentioned second communication device are connected to the first communication device 1. When the first communication device 1 issues a listen-only request to the communication devices 101 and 102, the communication devices 101 and 102 shift from the normal communication mode to the listen-only mode. In this mode, the communication devices 101 and 102 do not respond to the ACK bit even if they receive the data transmitted from the first communication device 1. Since the communication device 103 is in the normal communication mode, when the data transmitted from the first communication device 1 is received, the ACK bit is changed from the recessive state to the dominant state and responds as described above. That is, by using this function for a plurality of communication devices connected to the first communication device 1 in one-to-many communication, the first communication device 1 extracts an ACK bit from the designated communication device. can do. Since the listen-only function partially restricts communication other than the specified communication device, it is more desirable to use it in situations where communication is not affected, such as during test operation and maintenance.

付加的な構成として、図9に示すように第1の通信装置1はフェイルランプの点灯、制御盤のディスプレイに警告を表示する処理を実行する報知部9を設けても良い。図9は通信システムの変形例を示す図である。遅延時間が閾値以上であると遅延判定部7が判定した場合、制御部3は報知部9に指令を出力し、報知部9は通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆を外部に知らせる。または遅延判定部7が直接に報知部9に指令を出しても良い。これにより、通信を計画的に停止し、通信経路の遅延の原因となる部品の交換などを行う予兆保全が可能となる。 As an additional configuration, as shown in FIG. 9, the first communication device 1 may be provided with a notification unit 9 that executes a process of turning on the fail lamp and displaying a warning on the display of the control panel. FIG. 9 is a diagram showing a modified example of the communication system. When the delay determination unit 7 determines that the delay time is equal to or longer than the threshold value, the control unit 3 outputs a command to the notification unit 9, and the notification unit 9 notifies the outside of a sign of a communication failure due to a delay in the communication path. Alternatively, the delay determination unit 7 may directly issue a command to the notification unit 9. This enables predictive maintenance in which communication is systematically stopped and parts that cause delays in the communication path are replaced.

また付加的な構成として、遅延時間と閾値との比較において、遅延判定部7は複数回比較を繰り返し、複数回の比較結果に基づく判定により遅延判定情報を出力する。遅延時間パルスの時間幅の変動及びカウンタ部62の計測誤差などにより誤判定が生じる可能性があり、複数回の比較に基づいて判定することにより、通信経路の遅延に起因する不具合の予兆を検知する精度を高めることができる。 Further, as an additional configuration, in the comparison between the delay time and the threshold value, the delay determination unit 7 repeats the comparison a plurality of times, and outputs the delay determination information by the determination based on the comparison result of the plurality of times. Delay time There is a possibility that erroneous judgment may occur due to fluctuations in the time width of the pulse and measurement error of the counter unit 62, and by making a judgment based on multiple comparisons, a sign of failure due to a delay in the communication path is detected. The accuracy of the pulse can be improved.

また付加的な構成として、通信経路の設置情報から予測される遅延時間と遅延時間算出部6により算出される遅延時間との差と、閾値とを比較しても良い。例えば、通信経路の設置情報から算出される遅延時間の予測値と遅延時間算出部6により算出される遅延時間の差が20%未満であることを閾値とし、遅延判定部7が遅延時間の予測値と算出された遅延時間の差が閾値以上であると判定した場合、通信が継続できている場合であっても通信経路に遅延に起因する通信不具合の予兆があると検知する。これにより、経年劣化などの特性劣化原因によって、遅延時間が閾値に到達するまで累積的に増加する前に、通信不具合の予兆を検知できる。例えば、通信経路の開通後又は保全を実行した後の初期不良を早期に発見することに繋がる。 Further, as an additional configuration, the difference between the delay time predicted from the installation information of the communication path and the delay time calculated by the delay time calculation unit 6 may be compared with the threshold value. For example, the delay determination unit 7 predicts the delay time with the difference between the delay time prediction value calculated from the installation information of the communication path and the delay time calculated by the delay time calculation unit 6 being less than 20% as a threshold. When it is determined that the difference between the value and the calculated delay time is equal to or greater than the threshold value, it is detected that there is a sign of a communication failure due to the delay in the communication path even if the communication can be continued. As a result, it is possible to detect a sign of a communication failure before the delay time cumulatively increases until the delay time reaches the threshold value due to a characteristic deterioration cause such as aged deterioration. For example, it leads to early detection of initial defects after the communication path is opened or after maintenance is performed.

通信経路の設置情報に含まれる情報としては、例えば、通信線8の長さ、通信速度などの通信システムの基本的情報、通信線8がまとめられた通信ケーブルの設置環境、負荷状況に応じた通信ケーブルの想定される温度変動幅、及び、基本的情報、温度変動及び使用時間と、これらから予測される遅延時間を対応付けたテーブルなどが挙げられる。そして、実際の通信ケーブルの長さ、通信速度、温度の測定値と通信ケーブルの使用時間の情報と設置情報とに基づいて遅延時間を予測する。上記以外の遅延時間に関係するパラメータを含めても良い。なお、上記のテーブルについては、例えば、理論的な予測、又は、通信システムから得られる実際のデータの統計的な分析に基づいて、設置情報と当該設置情報から予測される遅延時間の関係を予め算出し、メモリ32に保持しておくことができる。また通信システムから得られる実際のデータから特徴量を抽出して機械学習を行い、通信経路の設置情報から遅延時間の予測値を推定する学習済みモデルを予め生成してメモリ32に保持しておいても良い。 The information included in the communication path installation information corresponds to, for example, basic information of the communication system such as the length of the communication line 8 and the communication speed, the installation environment of the communication cable in which the communication line 8 is integrated, and the load status. Examples thereof include a table in which the expected temperature fluctuation range of the communication cable, basic information, temperature fluctuation and usage time, and the delay time predicted from these are associated with each other. Then, the delay time is predicted based on the actual communication cable length, communication speed, temperature measurement value, communication cable usage time information, and installation information. Parameters related to the delay time other than the above may be included. Regarding the above table, for example, the relationship between the installation information and the delay time predicted from the installation information is determined in advance based on theoretical prediction or statistical analysis of actual data obtained from the communication system. It can be calculated and stored in the memory 32. In addition, a trained model that estimates the predicted value of the delay time from the installation information of the communication path by extracting the feature amount from the actual data obtained from the communication system and performing machine learning is generated in advance and held in the memory 32. You may stay.

次に、図10のフローチャートを用いて第1の通信装置1の動作を説明する。第1の通信装置1が第2の通信装置11に向けて出力した送信データと、第2の通信装置11からの応答である受信データが入力される(S101)。当該送信データ及び当該受信データのACKビットから遅延時間パルスが抽出され(S102)、遅延時間パルスの時間幅が計測される(S103)。 Next, the operation of the first communication device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. The transmission data output by the first communication device 1 toward the second communication device 11 and the received data as a response from the second communication device 11 are input (S101). A delay time pulse is extracted from the transmission data and the ACK bit of the reception data (S102), and the time width of the delay time pulse is measured (S103).

計測された遅延時間パルスの時間幅に基づいて算出される遅延時間と閾値の比較が行われ、遅延時間が閾値以上であるかが判定される(S104)。遅延時間が閾値未満と判定された場合、ステップS101からS103の処理が繰り返される。遅延時間が閾値以上と判定された場合、このまま使用を継続して更に遅延時間が増加すると通信不具合が発生する可能性があるため、出力される遅延判定情報によって、通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆が検知される(S105)。 The delay time calculated based on the time width of the measured delay time pulse is compared with the threshold value, and it is determined whether the delay time is equal to or longer than the threshold value (S104). If it is determined that the delay time is less than the threshold value, the processes of steps S101 to S103 are repeated. If it is determined that the delay time is equal to or greater than the threshold value, communication problems may occur if the delay time continues to increase and communication problems occur. A sign of failure is detected (S105).

なお、図1、図9において遅延時間算出部6と遅延判定部7と制御部3を別の構成としているが、制御部3に遅延時間算出部6と遅延判定部7が含まれる構成であっても良い。遅延判定部7は閾値をメモリ32から読み出すのではなく、自身で記憶手段を有して閾値を保持しても良い。 Although the delay time calculation unit 6, the delay determination unit 7, and the control unit 3 have different configurations in FIGS. 1 and 9, the control unit 3 includes the delay time calculation unit 6 and the delay determination unit 7. May be. The delay determination unit 7 may not read the threshold value from the memory 32, but may have its own storage means to hold the threshold value.

以上説明した通り、実施の形態1に係る第1の通信装置1は、通信線8を介して他の通信装置とCAN通信プロトコルに基づいてデータを送受信する通信装置であって、データの送受信を制御する制御部3と、制御部3から出力される送信データと、当該送信データに対する応答として他の通信装置から出力される受信データとを入力とし、送信データと受信データに含まれるACK信号から通信経路の遅延時間を算出する遅延時間算出部6と、遅延時間と閾値とを比較し、遅延判定情報を出力する遅延判定部7とを有する。このような構成により、通信経路の遅延に起因する不具合の予兆を検知することが可能となる。 As described above, the first communication device 1 according to the first embodiment is a communication device that transmits / receives data to / from another communication device via the communication line 8 based on the CAN communication protocol, and transmits / receives data. The control unit 3 to be controlled, the transmission data output from the control unit 3, and the reception data output from another communication device as a response to the transmission data are input, and the transmission data and the ACK signal included in the reception data are used as inputs. It has a delay time calculation unit 6 that calculates a delay time of a communication path, and a delay determination unit 7 that compares the delay time with a threshold value and outputs delay determination information. With such a configuration, it is possible to detect a sign of a defect caused by a delay in the communication path.

特に、エレベーターにおいては、通信ケーブルが前述した他の用途と比較して長く、数100メートルに及ぶものがあり、また耐用年数も長いことから温度変動及び経年劣化などによる通信経路の遅延の影響を受け易い。このため、通信経路の遅延に起因する不具合の予兆を検知する本開示は、エレベーターの制御盤と、かご又は乗場の操作機器との間で通信するエレベーター通信装置に好適である。以下に説明する実施の形態についても同様に、開示される通信装置をエレベーター制御に適用し、エレベーター通信装置とすることができる。 In particular, in elevators, the communication cable is longer than the other uses mentioned above, and some of them have a service life of several hundred meters, so the effects of delays in the communication path due to temperature fluctuations and aging deterioration are affected. Easy to receive. Therefore, the present disclosure for detecting a sign of a malfunction caused by a delay in a communication path is suitable for an elevator communication device that communicates between an elevator control panel and an operating device of a car or a landing. Similarly, in the embodiment described below, the disclosed communication device can be applied to the elevator control to be an elevator communication device.

実施の形態2.
実施の形態2に係る第1の通信装置1について説明する。本開示に係る第1の通信装置1は遅延時間算出部6により算出される遅延時間と、第1の閾値と第2の閾値とを比較する。
Embodiment 2.
The first communication device 1 according to the second embodiment will be described. The first communication device 1 according to the present disclosure compares the delay time calculated by the delay time calculation unit 6 with the first threshold value and the second threshold value.

本実施の形態においては、遅延時間の限界値よりも短い遅延時間に基づいて、第1の閾値、第2の閾値を設定する。第2の閾値は実施の形態1で説明した閾値に相当し、第1の閾値よりも長い遅延時間に基づいて設定される。すなわち、第2の閾値は遅延時間の許容値に対して設定され、第1の閾値は、遅延時間が第2の閾値に達する前に、通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆を予備的に検知するために設定される。なお、2つの閾値を設定することに限定されず、3つ以上の閾値を設定することも可能である。 In the present embodiment, the first threshold value and the second threshold value are set based on the delay time shorter than the limit value of the delay time. The second threshold value corresponds to the threshold value described in the first embodiment and is set based on a delay time longer than the first threshold value. That is, the second threshold value is set with respect to the allowable value of the delay time, and the first threshold value preliminarily indicates a sign of communication failure due to the delay of the communication path before the delay time reaches the second threshold value. Set to detect. It should be noted that the setting is not limited to two threshold values, and it is also possible to set three or more threshold values.

遅延判定部7は、遅延時間算出部6により算出される遅延時間と第1の閾値を比較し、遅延時間が第1の閾値以上であると判定した場合、制御部3に第1遅延判定情報を出力する。そして、遅延判定部7は、遅延時間算出部6により算出される遅延時間と第2の閾値を比較し、遅延時間が第2の閾値以上であると判定した場合、制御部3に第2遅延判定情報を出力する。制御部3は遅延時間が第1の閾値以上である場合、第1の閾値に応じて設定される制御処理を実行する。制御部3は、遅延時間が第1の閾値以上である場合と、遅延時間が第2の閾値以上である場合で、異なる制御処理を実行する。 The delay determination unit 7 compares the delay time calculated by the delay time calculation unit 6 with the first threshold value, and when it is determined that the delay time is equal to or greater than the first threshold value, the control unit 3 is informed of the first delay determination information. Is output. Then, the delay determination unit 7 compares the delay time calculated by the delay time calculation unit 6 with the second threshold value, and when it is determined that the delay time is equal to or greater than the second threshold value, the control unit 3 receives the second delay. Output the judgment information. When the delay time is equal to or longer than the first threshold value, the control unit 3 executes the control process set according to the first threshold value. The control unit 3 executes different control processes depending on whether the delay time is equal to or greater than the first threshold value and the delay time is equal to or greater than the second threshold value.

第1の閾値に応じて設定される制御処理の例として、制御部3は、遅延時間が第2の閾値に到達した時の保全に活用するためにログデータの収集条件を変更する。制御部3は遅延時間が第1の閾値に到達して以降、遅延時間又は遅延時間パルスの時間幅、通信線8の周囲温度、通信ケーブルの負荷状況などのログの記録を開始する。或いは、遅延時間が第1の閾値に到達する以前にログを取得している場合、制御部3は、ログを取得する周期を短くする。保全に活用するログデータを得つつ、不具合が生じる可能性が低い状況でのデータ収集を減らすことで、ログデータを記録するメモリ32の記憶資源を効率的に活用することができる。特に、第1の通信装置1がマスターとして複数の他の通信装置との通信を管理している場合、これらの通信装置から収集されるログデータの容量は大きくなるため、このような設定は有効である。ログデータは第1の通信装置1のメモリ32又は図示しない外部の記憶装置に保存しても良い。 As an example of the control process set according to the first threshold value, the control unit 3 changes the log data collection condition in order to utilize it for maintenance when the delay time reaches the second threshold value. After the delay time reaches the first threshold value, the control unit 3 starts recording logs such as the delay time or the time width of the delay time pulse, the ambient temperature of the communication line 8, and the load status of the communication cable. Alternatively, if the log is acquired before the delay time reaches the first threshold value, the control unit 3 shortens the cycle for acquiring the log. By reducing the data collection in a situation where there is a low possibility that a problem will occur while obtaining the log data to be used for maintenance, the storage resource of the memory 32 for recording the log data can be efficiently used. In particular, when the first communication device 1 manages communication with a plurality of other communication devices as a master, the amount of log data collected from these communication devices becomes large, so such a setting is effective. Is. The log data may be stored in the memory 32 of the first communication device 1 or an external storage device (not shown).

また報知部9により保守員に遅延時間が第1の閾値以上となったことを伝えても良い。遅延時間が第2の閾値未満であるが、第1の閾値以上である状態において、通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆を予備的に検知することにより、保全が必要となる時期の予見性を高め、より計画的な保全の準備が可能となる。また前回の保全から第1の閾値に達するまでの期間が短い場合、通信経路に何らかの不具合が発生している可能性があり、遅延時間が第2の閾値に達する前に、保全を実施して不良個所を早期に発見することが可能となる。 Further, the notification unit 9 may notify the maintenance staff that the delay time has reached the first threshold value or more. In a state where the delay time is less than the second threshold value but is greater than or equal to the first threshold value, by preliminarily detecting a sign of a communication failure due to a delay in the communication path, it is possible to predict when maintenance is required. It enhances the nature and makes it possible to prepare for more planned maintenance. If the period from the previous maintenance to reaching the first threshold is short, there is a possibility that something is wrong with the communication path, and maintenance is performed before the delay time reaches the second threshold. It is possible to detect defective parts at an early stage.

次に、図11のフローチャートを用いて第1の通信装置1の動作を説明する。なお、実施の形態1の図10と共通するステップは、同じステップ番号を付して重複する説明を省略する。 Next, the operation of the first communication device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. The steps common to FIG. 10 of the first embodiment are designated by the same step numbers, and duplicate description will be omitted.

遅延時間パルスの時間幅が計測された後(S103)、遅延時間が第1の閾値以上か判定される(S201)。遅延時間が第1の閾値未満と判定された場合、ステップS101の前に戻り、遅延時間の監視が継続される。遅延時間が第1の閾値以上と判定された場合、出力される第1遅延判定情報によって、上述に例示した第1の閾値に応じて設定される制御処理が実行される(S202)。 After the time width of the delay time pulse is measured (S103), it is determined whether the delay time is equal to or greater than the first threshold value (S201). If it is determined that the delay time is less than the first threshold value, the process returns to before step S101, and the monitoring of the delay time is continued. When it is determined that the delay time is equal to or greater than the first threshold value, the output control process is executed according to the first threshold value exemplified above (S202).

次に遅延時間が第2の閾値以上か判定される(S203)。遅延時間が第2の閾値未満と判定された場合、ステップS101の前に戻り、遅延時間の監視が継続される。遅延時間が第2の閾値以上と判定された場合、このまま使用を継続して遅延時間が増加すると通信不具合が発生する可能性があるため、出力される第2遅延判定情報によって、通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆が検知される(S105)。なお、ステップS201の後にステップS203を実行し、又は、ステップS201とステップS203の判定を並行して実行し、その後にステップS202及びステップS105が実行されても良い。 Next, it is determined whether the delay time is equal to or greater than the second threshold value (S203). If it is determined that the delay time is less than the second threshold value, the process returns to the previous step S101, and the monitoring of the delay time is continued. If it is determined that the delay time is equal to or greater than the second threshold value, communication problems may occur if the delay time continues to increase as it is. Therefore, the output second delay determination information causes a delay in the communication path. A sign of a communication failure caused by the above is detected (S105). In addition, step S203 may be executed after step S201, or the determination of step S201 and step S203 may be executed in parallel, and then steps S202 and S105 may be executed.

以上説明した通り、実施の形態2に係る通信装置1は、遅延判定部7は遅延時間算出部6により算出される遅延時間と少なくとも第1の閾値と第2の閾値とを比較し、制御部3は、遅延時間が第1の閾値以上である場合と、遅延時間が前記第2の閾値以上である場合とで、異なる制御処理を実行する構成としている。このような構成により、通信経路の遅延に起因する不具合の予兆を予備的に検知し、保全又は保全の準備をすることができる。 As described above, in the communication device 1 according to the second embodiment, the delay determination unit 7 compares the delay time calculated by the delay time calculation unit 6 with at least the first threshold value and the second threshold value, and is a control unit. Reference numeral 3 is configured to execute different control processes depending on whether the delay time is equal to or greater than the first threshold value and the delay time is equal to or greater than the second threshold value. With such a configuration, it is possible to preliminarily detect a sign of a malfunction caused by a delay in the communication path and prepare for maintenance or maintenance.

実施の形態3.
実施の形態3に係る第1の通信装置1について説明する。本実施の形態においては、図12に示すように第1の通信装置1は遅延原因推定部10を備える。遅延原因推定部10は、遅延時間が閾値以上となった場合に、遅延原因を推定する。
Embodiment 3.
The first communication device 1 according to the third embodiment will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the first communication device 1 includes a delay cause estimation unit 10. The delay cause estimation unit 10 estimates the delay cause when the delay time exceeds the threshold value.

遅延原因が経年劣化である場合、遅延時間は設置されてからの使用時間に応じて増加する。一方、遅延原因が、通信ケーブルの温度変動又は不規則的なノイズなどに起因する場合、それに応じて遅延時間が一時的に変動することがある。例えば、通信ケーブルが一時的に過負荷の状態になり、通信ケーブルにまとめられた通信線8の温度が上昇してしまうと、通信線8のインピーダンスの増加により遅延時間が増加する。しかし、過負荷が解消されると通信ケーブルの温度が下がり、遅延時間は減少する。 If the cause of the delay is aged deterioration, the delay time increases according to the usage time after installation. On the other hand, if the cause of the delay is due to temperature fluctuations of the communication cable, irregular noise, or the like, the delay time may temporarily fluctuate accordingly. For example, when the communication cable is temporarily overloaded and the temperature of the communication line 8 bundled with the communication cable rises, the delay time increases due to the increase in the impedance of the communication line 8. However, when the overload is eliminated, the temperature of the communication cable drops and the delay time decreases.

遅延原因推定部10は遅延時間が閾値以上となった原因を推定し、遅延原因が温度変動などの一時的な特性劣化であるかを推定する。一時的な特性劣化であると推定される場合、制御部3はシステムの通信に影響が出ない範囲で通信速度を調整する。具体的には、マスターである第1の通信装置1からボーレートの設定変更情報をローカルである第2の通信装置11に送信し、マスターとローカルが共に制御部3、13のプロセッサ31、131を自己リセットすることで、通信速度を落とすことで遅延に対する裕度を増加させて通信を継続させる。 The delay cause estimation unit 10 estimates the cause of the delay time exceeding the threshold value, and estimates whether the delay cause is temporary characteristic deterioration such as temperature fluctuation. If it is presumed that the characteristics are temporarily deteriorated, the control unit 3 adjusts the communication speed within a range that does not affect the communication of the system. Specifically, the master first communication device 1 transmits the baud rate setting change information to the local second communication device 11, and both the master and the local use the processors 31 and 131 of the control units 3 and 13. By self-resetting, the communication speed is reduced to increase the margin for delay and continue communication.

図13を用いて、遅延原因推定部10の原因推定方法の一例を説明する。遅延原因推定部10はログデータから遅延時間と使用時間の関係を参照する。図13は横軸を通信経路が開通された後又は保全後の通信経路の使用時間、縦軸を遅延時間とし、各使用時間での通信経路の遅延時間をプロットしている。通信経路の遅延の原因として、温度変動などの一時的な特性劣化と、経年劣化による一時的でない特性劣化の影響が混在する。そのため、図13に示すように各使用時間における遅延時間は一時的な特性劣化の影響によるバラツキが生じる。遅延原因推定部10は通信ケーブルの温度、負荷状況、環境ノイズの測定値などから、一時的な特性劣化に起因する遅延の影響が少ない使用時間のデータを抽出し、それらを直線又は曲線で近似することで一時的な特性劣化の影響を除いた遅延時間の傾向を予測する。なお、図13に示すような抽出したデータを曲線で近似するのではなく、ある程度の幅を持つバンドで近似しても良い。このような一時的な特性劣化の影響を除いた遅延時間の傾向の予測は、前述の通信経路の設置情報から予測される遅延時間を参照して行われても良い。 An example of the cause estimation method of the delay cause estimation unit 10 will be described with reference to FIG. The delay cause estimation unit 10 refers to the relationship between the delay time and the usage time from the log data. In FIG. 13, the horizontal axis is the usage time of the communication path after the communication path is opened or after maintenance, and the vertical axis is the delay time, and the delay time of the communication path at each usage time is plotted. Temporary deterioration of characteristics such as temperature fluctuations and non-temporary deterioration of characteristics due to aging are mixed as causes of delay in the communication path. Therefore, as shown in FIG. 13, the delay time at each use time varies due to the influence of temporary deterioration of characteristics. The delay cause estimation unit 10 extracts usage time data that is less affected by delay due to temporary deterioration of characteristics from the temperature of the communication cable, load status, measured values of environmental noise, etc., and approximates them with a straight line or a curve. By doing so, the tendency of the delay time excluding the influence of temporary characteristic deterioration is predicted. The extracted data as shown in FIG. 13 may be approximated by a band having a certain width instead of being approximated by a curve. Prediction of the tendency of the delay time excluding the influence of such temporary characteristic deterioration may be performed with reference to the delay time predicted from the above-mentioned communication path installation information.

一時的な特性劣化の影響を除いた遅延時間が閾値に達するのが使用時間t2であると予測される状態で、使用時間t2より前の使用時間t1で閾値に達した場合、遅延原因推定部10はその時点の通信ケーブルの温度、負荷状況などのデータを参照して、遅延時間が閾値以上となった原因が一時的な特性劣化に起因するものかを推定する。例えば、閾値に達した時、通信ケーブルが過負荷の状態であるなど一時的な温度上昇がある場合、一時的な特性劣化と推定する。 When the delay time excluding the influence of temporary characteristic deterioration is predicted to reach the threshold value at the usage time t2, and the threshold value is reached at the usage time t1 before the usage time t2, the delay cause estimation unit. Reference numeral 10 refers to data such as the temperature and load status of the communication cable at that time, and estimates whether the cause of the delay time exceeding the threshold value is due to temporary deterioration of characteristics. For example, when the threshold value is reached, if there is a temporary temperature rise such as the communication cable being overloaded, it is presumed that the characteristics are temporarily deteriorated.

図14のフローチャートを用いて第1の通信装置1の動作を説明する。なお、実施の形態1の図9と共通するステップは、同じステップ番号を付して重複する説明を省略する。 The operation of the first communication device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. The steps common to FIG. 9 of the first embodiment are designated by the same step numbers, and duplicate description will be omitted.

ステップS104において遅延時間が閾値以上と判定された場合、遅延原因が推定される(S301)。次に、推定結果に基づいて遅延原因が一時的な特性劣化に起因するのか否かが判断される(S302)。遅延原因が一時的な特性劣化に起因するものである場合、通信速度が調整される(S303)。通信速度が調整された後、ステップS101の前に戻り、遅延時間の監視が継続される。一方、遅延原因が一時的な特性劣化に起因するものではない場合、遅延原因は主に経年劣化に起因するものと推定されるから、このまま使用を継続して遅延時間が増加すると通信不具合が発生する可能性があるため、出力される遅延判定情報によって、通信経路の遅延に起因する通信不具合の予兆が検知される(S105)。 If the delay time is determined to be equal to or greater than the threshold value in step S104, the cause of the delay is presumed (S301). Next, based on the estimation result, it is determined whether or not the cause of the delay is due to the temporary deterioration of the characteristics (S302). If the cause of the delay is due to a temporary deterioration of characteristics, the communication speed is adjusted (S303). After the communication speed is adjusted, the process returns to the front of step S101, and the monitoring of the delay time is continued. On the other hand, if the cause of the delay is not due to temporary deterioration of characteristics, it is presumed that the cause of the delay is mainly due to deterioration over time. Therefore, the output delay determination information detects a sign of a communication failure due to a delay in the communication path (S105).

以上説明した通り、実施の形態3に係る通信装置1は、遅延時間が閾値以上となった原因を推定する遅延原因推定部10を備え、推定された遅延原因が一時的な特性劣化である場合に、制御部3は通信速度を調整する構成としている。このような構成により、遅延に対する裕度を増やすことによって安定的な通信を継続することができる。 As described above, the communication device 1 according to the third embodiment includes a delay cause estimation unit 10 for estimating the cause of the delay time exceeding the threshold value, and the estimated delay cause is a temporary deterioration of characteristics. In addition, the control unit 3 is configured to adjust the communication speed. With such a configuration, stable communication can be continued by increasing the margin for delay.

実施の形態1において、制御部3のプロセッサ31がメモリ32に記憶されたソフトウェアプログラムを読み出して、第1の通信装置1の各部の機能が実現されても良いことを説明したが、実施の形態2、3においても同様である。また、図15に示すように制御部3を含む第1の通信装置1の各機能部が単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせた処理回路33として実現されても良い。また、第1の通信装置1の一部の機能がソフトウェアプログラムにより実現され、残りの機能が専用の処理回路33によって実現されるものであっても良い。 In the first embodiment, it has been described that the processor 31 of the control unit 3 may read the software program stored in the memory 32 to realize the functions of each part of the first communication device 1, but the embodiment has been described. The same applies to 2 and 3. Further, as shown in FIG. 15, each functional unit of the first communication device 1 including the control unit 3 is a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). ), FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a processing circuit 33 combining these. Further, a part of the functions of the first communication device 1 may be realized by a software program, and the remaining functions may be realized by a dedicated processing circuit 33.

以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示の第1の通信装置の構成は、実施の形態1から実施の形態3で説明した形態には限られない。本開示の第1の通信装置1と、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、適宜、組み合わせる等、構成の一部を省略、変更することも可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the configuration of the first communication device of the present disclosure is not limited to the embodiments described in the first to third embodiments. It is also possible to combine the first communication device 1 of the present disclosure with another known technique, and to the extent that it does not deviate from the gist of the present disclosure, it is possible to omit or change a part of the configuration, such as combining as appropriate. Is also possible.

1 第1の通信装置、2 通信制御基板、3 制御部、31 プロセッサ、32 メモリ、4 CANコントローラー、5 CANトランシーバー、6 遅延時間算出部、7 遅延判定部、8 通信線、9 報知部、10 遅延原因推定部、11 第2の通信装置 1 1st communication device, 2 communication control board, 3 control unit, 31 processor, 32 memory, 4 CAN controller, 5 CAN transceiver, 6 delay time calculation unit, 7 delay determination unit, 8 communication line, 9 notification unit, 10 Delay cause estimation unit, 11 Second communication device

Claims (11)

通信線を介して他の通信装置とCAN通信プロトコルに基づいてデータを送受信する通信装置であって、
データの送受信を制御する制御部と、
前記制御部から出力される送信データと、当該送信データに対する応答として前記他の通信装置から出力される受信データとを入力とし、前記送信データと前記受信データに含まれるACK信号から通信経路の遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
前記遅延時間と閾値とを比較し、遅延判定情報を出力する遅延判定部とを備える通信装置。
A communication device that sends and receives data to and from other communication devices via a communication line based on the CAN communication protocol.
A control unit that controls the transmission and reception of data,
The transmission data output from the control unit and the reception data output from the other communication device as a response to the transmission data are input, and the transmission data and the ACK signal included in the reception data delay the communication path. A delay time calculation unit that calculates the time, and a delay time calculation unit
A communication device including a delay determination unit that compares the delay time with a threshold value and outputs delay determination information.
前記閾値は通信不具合が発生する遅延時間の限界値よりも短い遅延時間に基づいて設定されることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, wherein the threshold value is set based on a delay time shorter than a limit value of the delay time at which a communication failure occurs. 前記遅延時間算出部は、論理演算部を備え、前記送信データと論理が反転された前記受信データとの論理積を取ることにより、前記ACK信号から遅延時間を算出するための遅延時間パルスを抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載の通信装置。 The delay time calculation unit includes a logic operation unit, and extracts a delay time pulse for calculating the delay time from the ACK signal by taking a logical product of the transmission data and the reception data whose logic is inverted. The communication device according to claim 1 or 2, wherein the communication device is characterized by the above. 前記遅延時間算出部は、カウンタ部を備え、通信速度のビット時間と比較して早いクロックによって遅延時間パルスの時間幅を計測することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の通信装置。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the delay time calculation unit includes a counter unit and measures the time width of the delay time pulse with a clock that is faster than the bit time of the communication speed. Communication device. 前記通信装置が複数の前記他の通信装置と接続される場合、前記通信装置は、通信経路の遅延時間を計測するために、ACK信号を応答する他の通信装置を特定するリッスンオンリ要求を送信することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の通信装置。 When the communication device is connected to a plurality of the other communication devices, the communication device sends a listen-only request to identify the other communication device that responds to the ACK signal in order to measure the delay time of the communication path. The communication device according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication device is to be used. 前記遅延判定部は前記遅延時間と前記閾値との比較を複数回繰り返し、複数回の比較結果に基づく判定によって遅延判定情報を出力することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の通信装置。 6. The communication device described. 前記遅延判定部は、通信経路の設置情報から予測される遅延時間と前記遅延時間算出部により算出される遅延時間との差と、閾値とを比較することを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の通信装置。 The delay determination unit is characterized in that the difference between the delay time predicted from the installation information of the communication path and the delay time calculated by the delay time calculation unit is compared with the threshold value. The communication device according to any one of the following items. 前記遅延判定部は、第1の閾値及び当該第1の閾値よりも長い遅延時間に基づいて設定される第2の閾値と、前記遅延時間算出部により算出される遅延時間とを比較し、
前記制御部は、前記遅延時間が前記第1の閾値以上である場合と、前記遅延時間が前記第2の閾値以上である場合で、異なる制御処理を実行することを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の通信装置。
The delay determination unit compares the first threshold value and the second threshold value set based on the delay time longer than the first threshold value with the delay time calculated by the delay time calculation unit.
From claim 1, the control unit executes different control processes depending on whether the delay time is equal to or greater than the first threshold value and the delay time is equal to or greater than the second threshold value. The communication device according to any one of 7.
前記遅延時間が前記閾値以上となった遅延原因を推定する遅延原因推定部を備え、
前記遅延原因が一時的な特性劣化に起因する場合、前記制御部は通信速度を調整する請求項1から8の何れか1項に記載の通信装置。
A delay cause estimation unit for estimating a delay cause in which the delay time exceeds the threshold value is provided.
The communication device according to any one of claims 1 to 8, wherein when the cause of the delay is due to a temporary deterioration of characteristics, the control unit adjusts the communication speed.
請求項1から9の何れか1項に記載の通信装置をエレベーター制御に適用したエレベーター通信装置。 An elevator communication device to which the communication device according to any one of claims 1 to 9 is applied to elevator control. 通信線を介して他の通信装置とCAN通信プロトコルに基づいてデータを送受信する通信方法であって、
送信データと、当該送信データに対する応答として前記他の通信装置から出力される受信データとを入力とし、前記送信データと前記受信データに含まれるACK信号から通信経路の遅延時間を算出するステップと、
前記遅延時間と閾値とを比較するステップと、
前記遅延時間と前記閾値との比較に基づいて、遅延判定情報を出力するステップとを含む通信方法。
A communication method for transmitting and receiving data to and from other communication devices via a communication line based on the CAN communication protocol.
A step of calculating the delay time of the communication path from the transmission data and the ACK signal included in the reception data by inputting the transmission data and the reception data output from the other communication device as a response to the transmission data.
The step of comparing the delay time with the threshold value,
A communication method including a step of outputting delay determination information based on a comparison between the delay time and the threshold value.
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