JP7387546B2 - 無線装置およびインバータシステム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線装置およびインバータシステムに関する。

近年、電力変換装置やロボットなど、制御するタイミングが重要な機器を、無線通信を利用して制御する技術が開発されている。より詳しくは、制御マスターとして機能する第１無線機と、スレーブとして機能する第２無線機との間で無線通信を行い、第１無線機からの指示を受けた第２無線機が、電力変換装置やロボットなどの被制御機器を制御する技術が開発されている。

上記した技術においては、被制御機器を制御するために、第１無線機および第２無線機の内部クロックを同期させて制御タイミングを合わせる必要があり、この同期処理は、例えば、第１無線機および第２無線機に設けられたＣＰＵを利用して実行される。

しかしながら、第１無線機および第２無線機のＣＰＵには、例えば、無線信号の受信に伴う割り込み処理、外部機器によるタイマ割り込み処理、ウォッチドッグタイマによる割り込み処理など、各種処理が割り込んでくる可能性がある。これによれば、上記した同期処理が正常に実行されず、第１無線機および第２無線機の同期精度が劣化してしまう恐れがある。

特表２０１３－５０７８９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記した第１無線機および上記した第２無線機を含み、第１無線機および第２無線機の同期精度が劣化することを抑制し得る無線装置および当該無線装置を備えるインバータシステムを提供することである。

一実施形態によれば、無線装置は、被制御機器の動作を制御する。前記無線装置は、第１生成部と、遅延部と、第１無線部と、第２無線部と、第２生成部と、を備える。前記第１生成部は、第１タイミング信号を生成する。前記遅延部は、前記第１タイミング信号を第１時間遅延させ、前記被制御機器の動作の制御に関する制御データの送信タイミングを規定するための第２タイミング信号を生成する。前記第１無線部は、前記第２タイミング信号に基づいて、前記制御データを含む信号を送信する。前記第２無線部は、前記制御データを含む信号を受信し、前記制御データを含む信号の受信を通知する第３タイミング信号を生成する。前記第２生成部は、前記第３タイミング信号に基づいて、前記制御データに基づく前記被制御機器の制御タイミングを示す第４タイミング信号を生成する。前記第２生成部が前記第３タイミング信号を受けてから前記第４タイミング信号を生成するまでの時間は、前記第１タイミング信号が出力されてから前記第３タイミング信号を受けるまでの第２時間と前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期との差分である第３時間に基づく。

図１は、一実施形態に係る無線装置の概略構成例を示すブロック図である。 図２は、同実施形態に係る送信無線機が受信無線機に制御データを含む信号を送信し始めるタイミングについて説明するための図である。 図３は、同実施形態に係る受信無線機により実行される第１パルス生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図４は、同実施形態に係る受信無線機により実行される第２パルス生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、同実施形態に係る受信無線機により実行される第３パルス生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、同実施形態に係る受信無線機により実行される第４パルス生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、同実施形態に係る受信無線機の第２パルス生成部の一構成例を示すブロック図である。 図８は、同実施形態に係る無線装置を備えるインバータシステムの概略構成例を示す図である。

いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の趣旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実施の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。

図１は、一実施形態に係る無線装置の概略構成例を示すブロック図である。図１に示すように、無線装置１は、センサ機器２に接続された送信無線機１１と、被制御機器３に接続された受信無線機１２とを備えている。無線装置１は被制御機器３の動作を制御する。送信無線機１１は、センサ機器２のセンサデータを取得し、当該取得したセンサデータに加工処理を施すことで被制御機器３の動作の制御に関する制御データを生成し、当該生成した制御データを受信無線機１２に送信する。受信無線機１２は、送信無線機１１から送信された制御データを受信し、当該受信した制御データに基づいて被制御機器３の動作を制御する。なお、送信無線機１１はマスターまたは第１無線機と称され、受信無線機１２はスレーブまたは第２無線機と称されてもよい。また、制御データは、送信無線機１１から受信無線機１２に送信されるデータであるため、送信データまたは送信パケットと称されてもよい。なお、制御データは、例えば、被制御機器３の動作を規定したり、被制御機器３の動作の目標となる値を示すデータである。

以下では、まず、送信無線機１１について説明する。
図１に示すように、送信無線機１１は、第１パルス生成部１１１、第１データ処理部１１２、第１データレジスタ１１３、第１パルス遅延部１１４、第１制御部１１５、第１無線モジュール１１６および第２データレジスタ１１７を備えている。第１無線モジュール１１６は、例えば第２データレジスタ１１７を含んでいる。

本実施形態において、第１パルス生成部１１１、第１データレジスタ１１３、第１パルス遅延部１１４、第１制御部１１５、第１無線モジュール１１６および第２データレジスタ１１７（つまり、図１に示す一点鎖線で囲まれる各部）は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアによって構成され、各種割り込み処理の影響を受けない構成になっている。なお、第１パルス生成部１１１、第１データレジスタ１１３、第１パルス遅延部１１４、第１制御部１１５、第１無線モジュール１１６および第２データレジスタ１１７は、各種割り込み処理の影響を受けない構成であれば、例えば、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ構成であっても構わない。

第１パルス生成部１１１は、一定周期毎に生成されるタイミング信号であって、例えば被制御機器３の動作の制御に関する制御周期（システム周期）の開始タイミングを示す周期開始信号を生成する。つまり、第１パルス生成部１１１は、制御周期ごとに周期開始信号を生成する。生成された周期開始信号は、第１データ処理部１１２および第１パルス遅延部１１４に送られる。なお、周期開始信号は、第１タイミング信号またはマスターパルス信号と称されてもよい。制御周期は、例えば、第１パルス生成部１１１内に設けられる内部カウンタ（図示せず）、あるいは、第１パルス生成部１１１に接続される外部カウンタ（図示せず）を用いて計測される。

第１データ処理部１１２は、送信無線機１１のＣＰＵに相当する。第１データ処理部１１２は、第１パルス生成部１１１から出力された周期開始信号を受けると、センサ機器２からセンサデータを取得し、当該取得したセンサデータに加工処理を施すことで制御データを生成する。生成された制御データは、第１データレジスタ１１３に格納される。

第１パルス遅延部１１４は、第１パルス生成部１１１から出力された周期開始信号を受けると、当該周期開始信号を受けてから第１時間が経過した後に、受信無線機１２に制御データを送信するタイミングを規定する送信開始信号を生成する。換言すれば、第１パルス遅延部１１４は、周期開始信号を受けたタイミングに一定の遅延時間である第１時間を加えたタイミングを、制御データの送信を開始するタイミングを規定するためのタイミングとして決定し、上記した送信開始信号を生成する。さらに換言すると、第１パルス遅延部１１４は、周期開始信号を第１時間遅延させ、受信無線機１２に制御データを送信するタイミングを規定する送信開始信号を生成する。生成された送信開始信号は、第１無線モジュール１１６に送られる。なお、送信開始信号は、第２タイミング信号と称されてもよい。ここで、本実施形態における一定とは厳密である必要はなく、例えば無線装置１の動作に影響を及ぼさない程度の変動を許容するものとする。

また、第１パルス遅延部１１４は、第１パルス生成部１１１から出力された周期開始信号を受けると、当該周期開始信号を受けてから第２時間が経過した後に、第１データレジスタ１１３に格納された制御データを第１無線モジュール１１６に転送するための転送トリガ信号を生成する。換言すれば、第１パルス遅延部１１４は、周期開始信号を受けたタイミングに一定の遅延時間である第２時間を加えたタイミングを、第１無線モジュール１１６に制御データの転送を開始するタイミングとして決定し、上記した転送トリガ信号を生成する。生成された転送トリガ信号は、第１制御部１１５に送られる。なお、上記した第２時間は、上記した第１時間よりも小さな値に設定されている方が望ましい。

第１制御部１１５は、第１パルス遅延部１１４から出力された転送トリガ信号を受けると、当該転送トリガ信号にしたがって、第１データレジスタ１１３に格納された制御データを取得し、当該制御データの第１無線モジュール１１６への転送を開始する。第１無線モジュール１１６に転送された制御データは、第２データレジスタ１１７に格納される。

なお、本実施形態においては、センサ機器２のセンサデータが毎制御周期で使用される場合を想定しているため、第１データ処理部１１２は、パルス生成部１１１からの周期開始信号に応じて制御データを生成し、当該制御データを第１データレジスタ１１３に格納するとしている。しかしながら、センサ機器２のセンサデータが毎制御周期で使用されない場合、第１データ処理部１１２は、パルス生成部１１１からの周期開始信号に応じて上記した各種処理を実行しなくてもよい。
周期開始信号の受信に応じて上記した各種処理を実行しない場合、例えば、第１データ処理部１１２は、必要に応じて制御データを生成し、これを第１データレジスタ１１３に格納するとしてもよい。あるいは、第１制御部１１５が、第１パルス遅延部１１４からの転送トリガ信号の入力を第１データ処理部１１２に通知する機能を有している場合、第１データ処理部１１２は、第１制御部１１５からの当該通知を受けると、センサ機器２のセンサデータを取得して制御データを生成し、これを第１データレジスタ１１３に格納するとしてもよい。

第１無線モジュール１１６は、第１パルス遅延部１１４から出力された送信開始信号を受けると、第２データレジスタ１１７に格納された制御データを取得し、送信開始信号を受けたタイミングから所定時間が経過した後に、受信無線機１２への制御データを含む信号の送信を開始する。なお、第１無線モジュール１１６は、送信開始信号の入力に基づきＬｏｗ（ロー）からＨｉｇｈ（ハイ）に切り替わる入出力ピンを有していてもよい。この場合、第１無線モジュール１１６は、入出力ピンがハイに切り替わると、受信無線機１２への制御データを含む信号の送信を開始する。

次に、受信無線機１２について説明する。
図１に示すように、受信無線機１２は、第２無線モジュール１２１、第３データレジスタ１２２、第２データ処理部１２３、第４データレジスタ１２４、第２パルス生成部１２５、第２パルス遅延部１２６および第２制御部１２７を備えている。第２無線モジュール１２１は、例えば第３データレジスタ１２２を含み、第２パルス生成部１２５は、例えば第２パルス遅延部１２６を含んでいる。

本実施形態において、第２無線モジュール１２１、第３データレジスタ１２２、第４データレジスタ１２４、第２パルス生成部１２５、第２パルス遅延部１２６および第２制御部１２７（つまり、図１に示す一点鎖線で囲まれる各部）は、例えばＦＰＧＡなどのハードウェアによって構成され、各種割り込み処理の影響を受けない構成になっている。なお、第２無線モジュール１２１、第３データレジスタ１２２、第４データレジスタ１２４、第２パルス生成部１２５、第２パルス遅延部１２６および第２制御部１２７は、各種割り込み処理の影響を受けない構成であれば、例えば、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ構成であっても構わない。

第２無線モジュール１２１は、送信無線機１１から送信されて来る制御データを含む信号を受信する。受信された信号に含まれる制御データは、第３データレジスタ１２２に格納されると共に、第２データ処理部１２３に送られる。
第２データ処理部１２３は、受信無線機１２のＣＰＵに相当する。第２データ処理部１２３は、第２無線モジュール１２１から出力された制御データを受けると、当該制御データに被制御機器３へ送るための加工処理を施した上で、これを第４データレジスタ１２４に格納する。

第２無線モジュール１２１は、送信無線機１１から送信されて来る制御データを含む信号を受信し、当該制御データを含む信号の受信を通知するための受信通知信号を生成する。具体的には、第２無線モジュール１２１は、制御データのプリアンブルを受信したタイミングを、当該制御データを含む信号の受信が開始されたことを通知するタイミングとして決定し、上記した受信通知信号を生成する。生成された受信通知信号は、第２パルス生成部１２２に送られる。なお、受信通知信号は、第３タイミング信号と称されてもよい。

なお、本実施形態では、受信通知信号が、制御データのプリアンブルを受信したタイミングで生成される場合を例示したが、これに限定されず、例えば、受信通知信号は、受信された信号に含まれる制御データの受信が開始されたタイミングや、受信された信号に含まれる制御データの受信が完了したタイミングで生成されてもよい。

第２パルス生成部１２５は、第２無線モジュール１２１から出力された受信通知信号を受けると、当該受信通知信号に基づいて、制御データに基づき被制御機器３の動作を制御するタイミングを指示するための制御指示信号を生成する。生成された制御指示信号は、第２制御部１２７に送られる。なお、制御指示信号は、第４タイミング信号と称されてもよい。

第２パルス生成部１２５は、受信通知信号の入力または制御指示信号の出力に伴いカウント値がリセットされる第１カウンタ（図示せず）と、制御指示信号の出力に伴いカウント値がリセットされる第２カウンタ（図示せず）とを備えている。詳細については後述するが、第１カウンタは、主に、受信通知信号を受けてからの時間をカウントするために使用され、第２カウンタは、主に、被制御機器３の動作の制御に関する制御周期における経過時間をカウントするために使用される。第１カウンタおよび第２カウンタがリセットされたタイミングを示すデータは、例えば、第２制御部１２７の内部メモリなどに適宜格納されてもよい。なお、第２カウンタは、カウント値がリセットされずに、複数の制御周期に亘ってカウント値をずっとカウントし続ける構成であってもよい。

第２制御部１２７は、第２パルス生成部１２５から出力された制御指示信号を受けると、第４データレジスタ１２４に格納された制御データを取得し、当該制御データに基づいて被制御機器３の動作を制御する。具体的には、第２制御部１２７は、制御データに基づいて決定された電圧、電流、回転数などで被制御機器３を駆動する制御を行う。あるいは、第２制御部１２７は、制御データに基づいて決定された電圧、電流、回転数などで動作することを被制御機器３に指示する制御を行う。

ここで、図２を参照して、送信無線機１１の第１無線モジュール１１６が受信無線機１２に制御データを含む信号を送信し始めるタイミングについて詳しく説明する。
図２（ａ）は、転送トリガ信号が送信開始信号よりも前のタイミングｔ１に第１パルス遅延部１１４から第１制御部１１５に送られた場合であって、送信開始信号が第１パルス遅延部１１４から第１無線モジュール１１６に送られたタイミングｔ２の時点で、制御データの転送が既に完了している場合を示している。

この場合、第１無線モジュール１１６は、送信開始信号をタイミングｔ２に受けると、当該タイミングｔ２から所定時間が経過したタイミングｔ３の時点から受信無線機１２に制御データを含む信号を送信し始める。なお、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの所定時間（つまり、送信開始信号を受けてから、実際に制御データを含む信号の送信が開始されるまでの時間）はハードウェアに起因した遅延時間であり、ほぼ一定とみなすことができる。

以上のように、制御データの転送が完了している状態で、送信開始信号が入力された場合、送信無線機１１は、制御データの第１無線モジュール１１６への転送と、受信無線機１２への送信とを並行して行わなくて済むため、制御データを含む信号の送信が開始されるタイミングをほぼ一意に決定することが可能であり、制御データを含む信号を送信する態様として最も望ましい態様とされる。

一方で、本実施形態に係る第１無線モジュール１１６は、図２（ｂ）～（ｄ）に示す場合であっても、受信無線機１２への制御データを含む信号の送信を開始することが可能である。
図２（ｂ）は、転送トリガ信号が送信開始信号よりも前のタイミングｔ１に第１パルス遅延部１１４から第１制御部１１５に送られた場合であって、制御データの転送途中であるタイミングｔ４に送信開始信号が第１パルス遅延部１１４から第１無線モジュール１１６に送られた場合を示している。

この場合、第１無線モジュール１１６は、送信開始信号を受けたタイミングｔ４の時点で転送が完了している制御データの一部から順に、受信無線機１２に送信し始めることが可能である。なお、送信開始信号を受けたタイミングｔ４の時点で転送が完了していない制御データの転送も、受信無線機１２への制御データの一部を含む信号の送信と並行して引き続き実行される。

図２（ｂ）の場合、制御データの第１無線モジュール１１６への転送と、受信無線機１２への送信とが並行して行われるため、第１無線モジュール１１６が受信無線機１２に制御データの一部を含む信号を送信し始めるタイミングは、送信無線機１１の処理能力に依存することになり、例えば図２（ｂ）の双方向矢印によって示される期間内のいずれかの時点から、制御データの一部を含む信号の送信が開始される。

図２（ｃ）は、転送トリガ信号と送信開始信号とがタイミングｔ１において同時に第１パルス遅延部１１４から送られた場合を示している。また、図２（ｄ）は、送信開始信号が転送トリガ信号よりも前のタイミングｔ５に第１パルス遅延部１１４から第１無線モジュール１１６に送られた場合であって、転送開始信号がタイミングｔ１に第１パルス遅延部１１４から第１制御部１１５に送られた場合を示している。要するに、図２（ｃ）および（ｄ）は、送信開始信号が入力された時点で、第１無線モジュール１１６への制御データの転送が開始されていない場合を示している。

これらの場合、制御データの第１無線モジュール１１６への転送と、受信無線機１２への送信とが並行して行われるため、第１無線モジュール１１６が、第１制御部１１５から順に転送されて来る制御データの一部を含む信号を送信し始めるタイミングは、送信無線機１１の処理能力に依存することになり、例えば図２（ｃ）および（ｄ）の双方向矢印によって示される期間内のいずれかの時点から、制御データの一部を含む信号の送信が開始される。ここで、図２（ｂ）～（ｄ）の場合、送信開始信号が入力されてから制御データの一部を含む信号を送信し始めるまでの間は、例えば制御データの転送のため図２（ａ）の場合のハードウェアに起因する遅延時間よりも長くなる。また、双方向矢印によって示される期間内において制御データの一部を含む信号の送信が開始されるタイミングは、例えばこの期間内において正規分布様となる。

なお、図２（ｃ）および（ｄ）の場合、同一制御周期において、転送トリガ信号および送信開始信号の双方が入力されなければ、受信無線機１２への制御データを含む信号の送信を開始しないといった設定がなされている方が望ましい。

以上のように、本実施形態に係る第１無線モジュール１１６は、送信開始信号を受けた時点で制御データの転送が完了されていない場合であっても、受信無線機１２に制御データを含む信号を送信することが可能である。しかしながら、図２（ｂ）～（ｄ）の場合、上記したように、送信開始信号を受けてから、制御データを含む信号の送信が開始されるまでの時間に、送信無線機１１の処理能力に依存したバラツキが発生してしまうため、制御指示信号の精度に若干の劣化が見られる可能性がある（つまり、制御指示信号の生成および出力タイミングが制御周期毎に分散してしまう可能性がある）。このため、制御データを含む信号は、可能な限り図２（ａ）の態様で送信されることが望ましい。

また、本実施形態においては、送信無線機１１は、受信無線機１２へのデータ送信時にキャリアセンスを行う必要がない規格の無線機であることが望ましい。これによれば、キャリアセンスのランダムな待ち時間に起因した、上記した精度の劣化を抑制することが可能である。

続いて、第２パルス生成部１２５が、第２無線モジュール１２１からの受信通知信号に基づいて制御指示信号を生成して出力するいくつかの方法について順に説明する。

（第１生成方法）
まず、第１生成方法について説明する。

第１生成方法は、受信通知信号を受けた一定時間後に制御指示信号を生成して出力する方法である。

本実施形態においては、上記したように、送信無線機１１の第１パルス生成部１１１、第１データレジスタ１１３、第１パルス遅延部１１４、第１制御部１１５、第１無線モジュール１１６および第２データレジスタ１１７と、受信無線機１２の第２無線モジュール１２１、第３データレジスタ１２２、第４データレジスタ１２４、第２パルス生成部１２５、第２パルス遅延部１２６および第２制御部１２７とは、例えばハードウェアによって構成され、各種割り込み処理の影響を受けない構成になっている。これによれば、送信無線機１１の第１パルス生成部１１１が周期開始信号を出力してから、受信無線機１２の第２パルス生成部１２５が受信通知信号を受けるまでにかかる時間（以下、第３時間と表記する）が、制御周期毎に分散してしまうことを抑制することが可能である。このため、第２パルス生成部１２５は、上記した第３時間を制御周期毎に変化しない一定値であるとみなすことができ、第２パルス生成部１２５の第２パルス遅延部１２６は、１制御周期にかかる時間から当該一定値を減算することで、受信通知信号を受けてから制御指示信号の出力までにかかる遅延時間（以下、第４時間と表記する）を一意に決定することが可能である。

以上のように、第１生成方法では、第２パルス生成部１２５は、受信通知信号を受信してから、上記した第４時間が経過すると、制御指示信号を生成し、これを出力する。より詳しくは、第２パルス生成部１２５は、受信通知信号を受けてから、制御周期および第３時間に基づいて設定される第４時間の経過によって、制御指示信号を生成し、これを出力する。

なお、第３時間は、前回の制御周期において制御指示信号が出力されてから今回の制御周期において受信通知信号が入力されるまでにかかる時間と近似することができ、第２カウンタ（および制御指示信号の出力に伴いリセットされた第１カウンタ）のカウント値がこれに相当する。また、第４時間は、１制御周期相当のカウント値Ｃｔから、上記した第３時間に相当するカウント値を減算した値により近似される。

また、送信無線機１１と受信無線機１２との間で行われる無線通信においては、通信誤りによる送信データの消失（送信パケットの消失）や、通信遅延が生じてしまうことがある。このため、第１生成方法では、第２パルス生成部１２５は、受信通知信号を受けることができずに、１制御周期相当の時間が経過してしまった場合、制御データを含む信号の消失や通信遅延が生じてしまっていると認識した上で、例外的に制御指示信号を生成して、これを出力する。

ここで、図３のフローチャートを参照して、第２パルス生成部１２５によって実行される第１生成処理について説明する。なお、図３に示す一連の第１生成処理は第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロック毎に実行される。但し、ここでは、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロックのクロック周波数が一定である場合を想定する。

まず、第２パルス生成部１２５は、第２無線モジュール１２１からの受信通知信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理の結果、受信通知信号が入力されていないと判定した場合（ステップＳ１のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したか否かを判定する（ステップＳ２）。

ステップＳ２の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達していないと判定した場合（ステップＳ２のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値に１を加算した上で（ステップＳ３）、上記したステップＳ１の処理を再度実行する。一方、ステップＳ２の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したと判定した場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、後述するステップＳ６の処理を実行する。

上記したステップＳ１の処理の結果、受信通知信号が入力されたと判定した場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタのカウント値をリセットした上で、リセット後の第１カウンタのカウント値（つまり、受信通知信号を受けてからのカウント値）が、第４時間に相当する固定値Ｃｎに達したか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ４の処理の結果、リセット後の第１カウンタのカウント値が固定値Ｃｎに達していないと判定した場合（ステップＳ４のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値に１を加算した上で（ステップＳ５）、ステップＳ４の処理を再度実行する。

一方、ステップＳ４の処理の結果、リセット後の第１カウンタのカウント値が固定値Ｃｎに達したと判定した場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、制御指示信号を生成し、当該制御指示信号を第２制御部１２７に出力する。しかる後、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値をリセットし（ステップＳ６）、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されて来る次のクロックに応じて、上記した一連の第１生成処理を再度実行する。

（第２生成方法）
次に、第２生成方法について説明する。

第２生成方法は、受信通知信号を受けてから制御指示信号の出力までにかかる第４時間を固定値ではなく可変にした点で、上記した第１生成方法と相違している。具体的には、第２生成方法では、過去の制御周期（つまり前回までの制御周期）における複数の第３時間の平均を算出し、１制御周期にかかる時間から当該平均を減算して算出される値を今回の制御周期における第４時間として設定する点で、上記した第１生成方法と相違している。なお、第３時間の平均は、算術平均、加重平均、加重移動平均などの方法により算出される。この場合、第２パルス生成部１２５は、今回の制御周期において受信通知信号を受けてから、算出された第３時間の平均に基づいて設定される第４時間の経過によって、制御指示信号を生成し、これを出力する。なお、第３時間の平均は平均時間と称されてもよい。

ここで、図４のフローチャートを参照して、第２パルス生成部１２５によって実行される第２生成処理について説明する。なお、図４に示す一連の第２生成処理は、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロック毎に実行される。但し、ここでは、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロックのクロック周波数が一定である場合を想定する。

まず、第２パルス生成部１２５は、第２無線モジュール１２１からの受信通知信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理の結果、受信通知信号が入力されていないと判定した場合（ステップＳ１１のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達していないと判定した場合（ステップＳ１２のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値に１を加算した上で（ステップＳ１３）、上記したステップＳ１１の処理を再度実行する。一方、ステップＳ１２の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したと判定した場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、後述するステップＳ１７の処理を実行する。

上記したステップＳ１１の処理の結果、受信通知信号が入力されたと判定した場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタのカウント値をリセットした上で、前回までの制御周期における第３時間の平均を算出する。その後、第２パルス生成部１２５は、１制御周期にかかる時間から第３時間の平均を減算して第４時間（に相当するカウント値Ｃｍ）を算出する（ステップＳ１４）。

続いて、第２パルス生成部１２５は、リセット後の第１カウンタのカウント値（つまり、受信通知信号を受けてからのカウント値）がカウント値Ｃｍに達したか否かを判定する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１５の処理の結果、リセット後の第１カウンタのカウント値がカウント値Ｃｍに達していないと判定した場合（ステップＳ１５のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値に１を加算した上で（ステップＳ１６）、ステップＳ１５の処理を再度実行する。

一方、ステップＳ１５の処理の結果、リセット後の第１カウンタのカウント値がカウント値Ｃｍに達したと判定した場合（ステップＳ１５のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、制御指示信号を生成し、当該制御指示信号を第２制御部１２７に出力する。しかる後、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値をリセットし（ステップＳ１７）、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されて来る次のクロックに応じて、上記した一連の第２生成処理を再度実行する。

なお、図４のステップＳ１１～Ｓ１３の処理に示すように、第２生成方法においても、第２パルス生成部１２５は、受信通知信号を受けることができずに、１制御周期相当の時間が経過してしまった場合、制御データを含む信号の消失や通信遅延が生じてしまっていると認識した上で、例外的に制御指示信号を生成して、これを出力することが可能である。つまり、制御データを含む信号の消失や通信遅延にも対応することが可能である。

（第３生成方法）
続いて、第３生成方法について説明する。

第３生成方法では、第２パルス生成部１２５は、前回までの制御周期における複数の第３時間の平均を算出し、今回の制御周期における第３時間と当該平均との差分を利用して、今回の制御周期における第３時間に相当する第２カウンタのカウント値を修正する。第２パルス生成部１２５は、修正後のカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達した場合に制御指示信号を生成し、これを出力する。なお、上記した第３時間の平均は、算術平均、加重平均、加重移動平均などの方法により算出される。第３生成方法は、第１カウンタおよび第２カウンタを使用した位相同期回路（ＰＬＬ）によって実現される。ＰＬＬはアナログ回路またはデジタル回路のどちらによって実現されても構わない。

ここで、図５のフローチャートを参照して、第２パルス生成部１２５によって実行される第３生成処理について説明する。なお、図５に示す一連の第３生成処理は、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロック毎に実行される。但し、ここでは、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロックのクロック周波数が一定である場合を想定する。

まず、第２パルス生成部１２５は、第２無線モジュール１２１からの受信通知信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理の結果、受信通知信号が入力されていないと判定した場合（ステップＳ２１のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したか否かを判定する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達していないと判定した場合（ステップＳ２２のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値に１を加算した上で（ステップＳ２３）、上記したステップＳ２１の処理を再度実行する。一方、ステップＳ２２の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したと判定した場合（ステップＳ２２のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、後述するステップＳ３２の処理を実行する。

上記したステップＳ２１の処理の結果、受信通知信号が入力されたと判定した場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、前回受信通知信号を受けてから今回受信通知信号を受けるまでの間隔（以下、入力間隔と表記する）が、最大許容遅延時間よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２４）。最大許容遅延時間とは、送信データの消失や通信遅延が生じてしまっていることを認識するために予め設定される値であり、第２パルス生成部１２５は、上記した入力間隔がこの最大許容遅延時間以上の場合、受信通知信号を受けたとしても、送信データの消失や通信遅延が生じていると認識する。

ステップＳ２４の処理の結果、入力間隔が最大許容遅延時間以上であると判定した場合（ステップＳ２４のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、後述するステップＳ３２の処理を実行する。

一方、ステップＳ２４の処理の結果、入力間隔が最大許容遅延時間よりも小さいと判定した場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタのカウント値をリセットした上で、前回までの制御周期における第３時間の平均を算出する（ステップＳ２５）。そして、第２パルス生成部１２５は、算出した第３時間の平均（に相当するカウント値）と、第２カウンタのカウント値とを比較し、今回の実測値（つまり、第２カウンタのカウント値）が当該平均よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２６）。

ステップＳ２６の処理の結果、今回の実測値が上記した平均以下であると判定した場合（ステップＳ２６のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、算出した第３時間の平均（に相当するカウント値）と、第２カウンタのカウント値とを再度比較し、今回の実測値が当該平均よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２７）。なお、ステップＳ２７の処理の結果、今回の実測値が上記した平均以上、つまり、今回の実測値と上記した平均とが等しいと判定した場合（ステップＳ２７のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタのカウント値を修正する必要はないと判定し、後述するステップＳ３０の処理を実行する。

一方、ステップＳ２７の処理の結果、今回の実測値が上記した平均よりも小さいと判定した場合（ステップＳ２７のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、今回の実測値と上記した平均との差分（に相当するカウント値）を、第２カウンタのカウント値に加算して修正し（ステップＳ２８）、後述するステップＳ３０の処理を実行する。

上記したステップＳ２６の処理の結果、今回の実測値が上記した平均よりも大きいと判定した場合（ステップＳ２６のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、今回の実測値と上記した平均との差分（に相当するカウント値）を、第２カウンタのカウント値から減算して修正する（ステップＳ２９）。

続いて、第２パルス生成部１２５は、修正後の第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したか否かを判定する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達していないと判定した場合（ステップＳ３０のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値に１を加算した上で（ステップＳ３１）、ステップＳ３０の処理を再度実行する。

一方、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したと判定した場合（ステップＳ３０のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、制御指示信号を生成し、当該制御指示信号を第２制御部１２７に出力する。しかる後、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値をリセットし（ステップＳ３２）、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されて来る次のクロックに応じて、上記した一連の第３生成処理を再度実行する。

なお、図５のステップＳ２１～Ｓ２４の処理に示すように、第３生成方法においても、第２パルス生成部１２５は、受信通知信号を受けることができずに１制御周期相当の時間が経過してしまった場合、あるいは、上記した入力間隔が最大許容遅延時間以上になってしまった場合、制御データを含む信号の消失や通信遅延が生じてしまっていると認識した上で、例外的に制御指示信号を生成して、これを出力することが可能である。つまり、制御データを含む信号の消失や通信遅延にも対応することが可能である。

（第４生成方法）
さらに、第４生成方法について説明する。

第４生成方法は、第２カウンタのカウント値の誤差を修正するのではなく、第２カウンタに入力されるクロックのクロック周波数を変更することで、当該第２カウンタのカウント値の誤差に対応する点で、上記した第３生成方法と相違している。具体的には、第４生成方法では、第２パルス生成部１２５は、前回までの制御周期における複数の第３時間の平均を算出し、今回の制御周期における第３時間と当該平均との差分に基づいて、第２カウンタに入力されるクロックのクロック周波数を変更する。第２パルス生成部１２５は、変更された周波数のクロックの入力に応じた第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達した場合に制御指示信号を生成し、これを出力する。なお、上記した第３時間の平均は、算術平均、加重平均、加重移動平均などの方法により算出される。第４生成方法は、第１カウンタおよび第２カウンタを使用したＰＬＬによって実現される。ＰＬＬはアナログ回路またはデジタル回路のどちらによって実現されても構わない。

ここで、図６のフローチャートを参照して、第２パルス生成部１２５によって実行される第４生成処理について説明する。なお、図６に示す一連の第４生成処理は、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロック毎に実行される。なお、第４生成処理においては、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロックのクロック周波数が可変である場合を想定する。

まず、第２パルス生成部１２５は、第２無線モジュール１２１からの受信通知信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１の処理の結果、受信通知信号が入力されていないと判定した場合（ステップＳ４１のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したか否かを判定する（ステップＳ４２）。

ステップＳ４２の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達していないと判定した場合（ステップＳ４２のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値に１を加算した上で（ステップＳ４３）、上記したステップＳ４１の処理を再度実行する。一方、ステップＳ４２の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したと判定した場合（ステップＳ４２のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、後述するステップＳ５２の処理を実行する。

上記したステップＳ４１の処理の結果、受信通知信号が入力されたと判定した場合（ステップＳ４１のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、前回受信通知信号を受けてから今回受信通知信号を受けるまでの入力間隔が、最大許容遅延時間よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４４）。

ステップＳ４４の処理の結果、入力間隔が最大許容遅延時間以上であると判定した場合（ステップＳ４４のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、後述するステップＳ５２の処理を実行する。

一方、ステップＳ４４の処理の結果、入力間隔が最大許容遅延時間よりも小さいと判定した場合（ステップＳ４４のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタのカウント値をリセットした上で、前回までの制御周期における第３時間の平均を算出する（ステップＳ４５）。そして、第２パルス生成部１２５は、算出した第３時間の平均（に相当するカウント値）と、第２カウンタのカウント値とを比較し、今回の実測値（つまり、第２カウンタのカウント値）が当該平均よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４６）。

ステップＳ４６の処理の結果、今回の実測値が上記した平均以下であると判定した場合（ステップＳ４６のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、算出した第３時間の平均（に相当するカウント値）と、第２カウンタのカウント値とを再度比較し、今回の実測値が当該平均よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４７）。なお、ステップＳ４７の処理の結果、今回の実測値が上記した平均以上、つまり、今回の実測値と上記した平均とが等しいと判定した場合（ステップＳ４７のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタ（および第１カウンタ）に入力されるクロックのクロック周波数を変更する必要はないと判定し、後述するステップＳ５０の処理を実行する。

一方、ステップＳ４７の処理の結果、今回の実測値が上記した平均よりも小さいと判定した場合（ステップＳ４７のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタ（および第１カウンタ）に入力されるクロックのクロック周波数を大きくするように変更し（ステップＳ４８）、後述するステップＳ５０の処理を実行する。

上記したステップＳ４６の処理の結果、今回の実測値が上記した平均よりも大きいと判定した場合（ステップＳ４６のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタ（および第１カウンタ）に入力されるクロックのクロック周波数を小さくするように変更する（ステップＳ４９）。

なお、上記したステップＳ４８およびＳ４９の処理では、第２パルス生成部１２５は、予め決められた値だけクロック周波数を上下させて変更するとしてもよいが、好ましくは、１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達するまでの残りのカウント値に合うようにクロック周波数を上下させて変更する。

続いて、第２パルス生成部１２５は、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したか否かを判定する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０の処理の結果、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達していないと判定した場合（ステップＳ５０のＮｏ）、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値に１を加算した上で（ステップＳ５１）、ステップＳ５０の処理を再度実行する。

一方、第２カウンタのカウント値が１制御周期相当のカウント値Ｃｔに達したと判定した場合（ステップＳ５０のＹｅｓ）、第２パルス生成部１２５は、制御指示信号を生成し、当該制御指示信号を第２制御部１２７に出力する。しかる後、第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値をリセットし（ステップＳ５２）、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されて来る次のクロックに応じて、上記した一連の第４生成処理を再度実行する。なお、第１カウンタおよび第２カウンタに入力されるクロックのクロック周波数は、上記した一連の第４生成処理が一度終了したタイミングで基本値に戻すとしてもよいし、基本値に戻さずに、変更後の値のまま次の第４生成処理が実行されるとしてもよい。

なお、図６のステップＳ４１～Ｓ４４の処理に示すように、第４生成方法においても、第２パルス生成部１２５は、受信通知信号を受けることができずに１制御周期相当の時間が経過してしまった場合、あるいは、上記した入力間隔が最大許容遅延時間以上になってしまった場合、制御データを含む信号の消失や通信遅延が生じてしまっていると認識した上で、例外的に制御指示信号を生成して、これを出力することが可能である。つまり、制御データを含む信号の消失や通信遅延にも対応することが可能である。

以上説明した第１～第４生成処理が第２パルス生成部１２５によって実行されることにより、受信無線機１２は送信無線機１１とのタイミング同期を図ることが可能である。
なお、本実施形態では、制御指示信号が出力されると、当該制御指示信号を受けた第２制御部１２７が遅延なく被制御機器３を制御する場合を想定しているが、第２制御部１２７が被制御機器３を制御するタイミングは、当該制御指示信号を受けたタイミングから遅延する場合もある。この場合の遅延時間（つまり、第２制御部１２７が制御指示信号を受けてから、実際に被制御機器３の制御を行うまでの時間）は、ハードウェアに起因した遅延時間であり、ほぼ一定とみなすことができる。この場合、１制御周期には、上記した第３時間と、上記した第４時間と、上記した遅延時間とが含まれるため、上記した１制御周期相当のカウント値Ｃｔを、当該カウント値Ｃｔから当該遅延時間を減算したカウント値Ｃｔ’に置き換えることにより、上記した第１～第４生成処理を実行することが可能である。なお、カウント値Ｃｔ’はカウント値Ｃｔと近似していることから、１制御周期相当のカウント値と称されても構わない。

以上説明した本実施形態によれば、無線装置１に含まれる、送信無線機１１の第１パルス生成部１１１、第１データレジスタ１１３、第１パルス遅延部１１４、第１制御部１１５、第１無線モジュール１１６および第２データレジスタ１１７と、受信無線機１２の第２無線モジュール１２１、第３データレジスタ１２２、第４データレジスタ１２４、第２パルス生成部１２５、第２パルス遅延部１２６および第２制御部１２７とは、ハードウェアによって構成され、各種割り込み処理の影響を受けない構成になっている。このため、本実施形態に係る無線装置１においては、第１パルス生成部１１１が受信開始信号を出力してから、第２パルス生成部１２５が受信通知信号を受けるまでにかかる第３時間をほぼ一定にすることが可能であり、当該第３時間が制御周期毎に分散してしまうことを抑制することが可能である。つまり、送信無線機１１と受信無線機１２との同期精度が制御周期毎に分散し、劣化してしまうことを抑制することが可能である。

また、第３時間をほぼ一定にすることが可能になることにより、第２パルス生成部１２５は、上記した第１～第４生成処理を実行することが可能となる。これによれば、受信無線機１２は送信無線機１１との間で、さらなるタイミング同期を図ることが可能であり、無線装置１に含まれる送信無線機１１と受信無線機１２との制御タイミングの同期精度の劣化をさらに抑制することが可能である。

以上説明した本実施形態においては、送信無線機１１は、被制御機器３の動作を制御するために使用される制御データを受信無線機１２に送信するとしたが、これに限定されず、送信無線機１１は、空データ（空パケット）を受信無線機１２に送信するとしてもよい。この場合、受信無線機１２は、動作制御に使用する制御データがないので被制御機器３の動作を制御することはできないものの、空データの受信に応じて受信通知信号を出力することで、上記した第１～第４パルス生成処理を実行することが可能であり、送信無線機１１とのタイミング同期を図ることが可能である。

また、以上説明した本実施形態においては、送信無線機１１が一つの受信無線機１２に対して制御データを含む信号を送信する場合を例示したが、これに限定されず、送信無線機１１は複数の受信無線機１２に対して制御データを含む信号を送信し、複数の受信無線機１２とのタイミング同期を図ることも可能である。この場合、送信無線機１１と各受信無線機１２との間においては、通信方式として、ユニキャストまたはブロードキャストが使用されることが望ましい。通信方式としてユニキャストが使用される場合、送信データの消失や通信遅延が生じた場合に、当該送信データの再送（つまり、制御データを含む信号の再送）を行うことが可能である。

送信無線機１１と複数の受信無線機１２との制御タイミングが同期されると、例えば、第１受信無線機１２ａに所定の制御を実行させたＸクロック後に第２受信無線機１２ｂに所定の制御を実行させ、第２受信無線機１２ｂに所定の制御を実行させたＹクロック後に第３受信無線機１２ｃに所定の制御を実行させるなど、複数の受信無線機１２を利用した協調動作を実現させることが可能である。

さらに、以上説明した本実施形態においては、送信無線機１１が、１制御周期に１回、制御データを含む信号を受信無線機１２に送信する場合を例示したが、これに限定されず、送信無線機１１は、１制御周期に複数回、制御データを含む信号を受信無線機１２に送信するとしてもよい。なお、１制御周期に複数回制御データを含む信号を送信することは、制御データを含む信号の消失や通信遅延の発生に伴う再送のために行われてもよいし、制御データを含む信号の消失や通信遅延の発生とは関係なく行われてもよい。

送信無線機１１が、１制御周期に複数回、制御データを含む信号を受信無線機１２に送信する場合、受信無線機１２は、例えば、以下に示す方法により送信無線機１１とのタイミング同期を図ることが可能である。

受信無線機１２の第２パルス生成部１２５は、第１カウンタおよび第２カウンタのカウント値を参照することで、今回入力された受信通知信号が、今回の１制御周期における何回目に送信された制御データを含む信号に対応する受信通知信号であるかを認識することが可能である。このため、例えば、１制御周期に３回、制御データを含む信号が送信される場合であって、受信無線機１２が２回目の送信タイミングに送信された制御データを含む信号を受信できた場合、第２パルス生成部１２５は、２回目の送信タイミングに送信された制御データを含む信号に対応する受信通知信号に基づく上記した第１～第４パルス生成処理を実行することで、送信無線機１１とのタイミング同期を図ることが可能である。この場合、今回の１制御周期が開始されてから、２回目の送信タイミングに送信された制御データを含む信号に対応する受信通知信号を受けるまでにかかった時間が第３時間になり、１制御周期にかかる時間から当該第３時間を減算した時間が第４時間になる。以上のように、送信無線機１１が、１制御周期に複数回、制御データを含む信号を受信無線機１２に送信する場合、第２パルス生成部１２５は、複数回送信される制御データを含む信号のうち、最初に受信される制御データを含む信号の受信に応じて受信通知信号を生成する。

一方、受信無線機１２は、以下に示す方法でも、１制御周期に制御データを含む信号を複数回送信する送信無線機１１とのタイミング同期を図ることが可能である。以下では、図７を参照して、その方法について説明する。

図７は、第２パルス生成部１２５が、品質評価部１２８ａ～１２８ｃおよび採用判断部１２９をさらに含んでいる構成を示している。品質評価部１２８は、送信無線機１１が１制御周期において制御データを含む信号を送信する回数と同数だけ設けられる。図７では、送信無線機１１が、１制御周期に３回、制御データを含む信号を送信する場合に対応した構成を示している。なお、図７では、第２パルス生成部１２５が品質評価部１２８ａ～１２８ｃおよび採用判断部１２９を含んでいる構成を例示したが、これに限定されず、品質評価部１２８ａ～１２８ｃおよび採用判断部１２９は、第２パルス生成部１２５とは別に設けられてもよい。

品質評価部１２８ａは、１回目の送信タイミングに送信された制御データを含む信号の受信タイミングと、当該１回目の制御データを含む信号の受信予想タイミングとの誤差を算出する。なお、受信予想タイミングは、制御周期のうち過去の複数の制御周期における周期開始信号の出力から制御データを含む信号を受信するまでの時間に基づいて推定される。つまり、１回目の制御データを含む信号の受信予想タイミングは、制御周期のうち過去の複数の制御周期における周期開始信号の出力から１回目の制御データを含む信号を受信するまでの時間に基づいて推定することが可能である。
算出された誤差は、採用判断部１２９に送られる。

同様に、品質評価部１２８ｂは、２回目の送信タイミングに送信された制御データを含む信号の受信タイミングと、当該２回目の制御データを含む信号の受信予想タイミングとの誤差を算出する。算出された誤差は、採用判断部１２９に送られる。

さらに、品質評価部１２８ｃは、３回目の送信タイミングに送信された制御データを含む信号の受信タイミングと、当該３回目の制御データを含む信号の受信予想タイミングとの誤差を算出する。算出された誤差は、採用判断部１２９に送られる。

採用判断部１２９は、品質評価部１２８ａ～１２８ｃから出力された各誤差を受信すると、各誤差を比較し、最も小さい誤差に対応する制御データを含む信号の受信タイミングを、制御タイミングの同期に使用すると判断する。例えば、２回目の制御データを含む信号の受信タイミングが、受信予想タイミングとの誤差が最も小さく、制御タイミングの同期に使用すると判断された場合、第２パルス生成部１２５は、２回目の送信タイミングに送信された制御データを含む信号の受信に応じて生成される受信通知信号に基づく上記した第１～第４パルス生成処理を実行することで、送信無線機１１とのタイミング同期を図ることが可能である。

また、以上説明した本実施形態における受信通知信号は、第２無線モジュール１２１から第２データ処理部１２３に制御データが出力されたことを示すタイミング信号に代替されても構わない。この場合、第２無線モジュール１２１と第２データ処理部１２３との間には、上記した制御データの出力を検出し、タイミング信号を第２パルス生成部１２５に出力するための回路が配置されることが望ましい。これによれば、例えば、制御データのプリアンブルを受信できない場合などであっても、受信通知信号に相当するタイミング信号を出力することが可能である。

図８は、本実施形態に係る無線装置１を備えたインバータシステムの概略構成例を示す図である。図８に示すように、インバータシステムは、センサ機器２に相当する３相基準信号生成部２ａと、送信無線機１１および受信無線機１２を備える無線装置１と、被制御機器３に相当するインバータのゲート基板３ａと、を備えている。受信無線機１２に含まれるＰＷＭ部１２７ａは、第２制御部１２７に相当する。

図８に示すインバータシステムにおいては、３相基準信号生成部２ａにおいて生成される３相基準信号がセンサデータに相当し、当該３相基準信号に基づいて生成される制御データを含む信号が送信無線機１１から受信無線機１２に送信される。ＰＷＭ部１２７ａは、送信無線機１１から送信されて来る信号に含まれる制御データを対象にしてパルス幅変調を行い、変調後の信号をインバータのゲート基板３ａに出力する。インバータのゲート基板３ａは無線装置１からの制御に応じて駆動される。なお、図８に示すインバータシステムは、本実施形態に係る無線装置１を備えたシステムの一例であり、本実施形態に係る無線装置１は、種々様々なシステムに適用することが可能である。また、図８では、一つの送信無線機１１に対して三つの受信無線機１２が設けられている場合を例示したが、送信無線機１１と受信無線機１２とが一対一になるように設けられても構わない。

以上説明した一実施形態によれば、送信無線機１１および受信無線機１２の同期精度が劣化すること抑制し得る無線装置１および当該無線装置１を備えるインバータシステムを提供することが可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…無線装置、２…センサ機器、３…被制御機器、１１…送信無線機、１２…受信無線機、１１１…第１パルス生成部、１１２…第１データ処理部、１１３…第１データレジスタ、１１４…第１パルス遅延部、１１５…第１制御部、１１６…第１無線モジュール、１１７…第２データレジスタ、１２１…第２無線モジュール、１２２…第３データレジスタ、１２３…第２データ処理部、１２４…第４データレジスタ、１２５…第２パルス生成部、１２６…第２パルス遅延部、１２７…第２制御部。

Claims (13)

1. 被制御機器の動作を制御する無線装置であって、
   第１タイミング信号を生成する第１生成部と、
   前記第１タイミング信号を第１時間遅延させ、前記被制御機器の動作の制御に関する制御データの送信タイミングを規定する第２タイミング信号を生成する遅延部と、
   前記第２タイミング信号に基づいて、前記制御データを含む信号を送信する第１無線部と、
   前記制御データを含む信号を受信し、前記制御データを含む信号の受信を通知する第３タイミング信号を生成する第２無線部と、
   前記第３タイミング信号に基づいて、前記制御データに基づく前記被制御機器の制御タイミングを示す第４タイミング信号を生成する第２生成部と、を備え、
   前記第２生成部が前記第３タイミング信号を受けてから前記第４タイミング信号を生成するまでの時間は、前記第１タイミング信号が出力されてから前記第３タイミング信号を受けるまでの第２時間と前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期との差分である第３時間に基づく、
   無線装置。
2. 前記第２生成部は、
   前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期のうち、過去の複数の制御周期において、前記第１タイミング信号の出力から前記第３タイミング信号を受けるまでの平均時間を算出し、
   前記制御周期のうち、今回の制御周期において前記第３タイミング信号を受けてから、前記平均時間に基づいて設定される所定の時間の経過によって、前記第４タイミング信号を生成する、
   請求項１に記載の無線装置。
3. 前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期における経過時間を計測するカウンタをさらに備え、
   前記第２生成部は、
   前記制御周期のうち、過去の複数の制御周期において、前記第１タイミング信号の出力から前記第３タイミング信号を受けるまでの平均時間を算出し、
   前記平均時間と、前記制御周期のうち今回の制御周期において前記第１タイミング信号の出力から前記第３タイミング信号を受けるまでの時間との差分に基づいて、前記カウンタのカウント値を修正し、
   前記修正されたカウント値が、１制御周期に相当するカウント値に達すると、前記第４タイミング信号を生成する、
   請求項１に記載の無線装置。
4. 前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期における経過時間を計測するカウンタをさらに備え、
   前記第２生成部は、
   前記制御周期のうち、過去の複数の制御周期において、前記第１タイミング信号の出力から前記第３タイミング信号を受けるまでの平均時間を算出し、
   前記平均時間と、前記制御周期のうち今回の制御周期において前記第１タイミング信号の出力から前記第３タイミング信号を受けるまでの時間との差分に基づいて、前記カウンタに入力されるクロックの周波数を変更し、
   前記変更された周波数のクロックの入力に応じた前記カウンタのカウント値が、１制御周期に相当するカウント値に達すると、前記第４タイミング信号を生成する、
   請求項１に記載の無線装置。
5. 前記第１無線部は、
   前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期の１周期中に前記制御データを含む信号を複数回送信し、
   前記第２無線部は、
   前記複数回送信される制御データを含む信号のうち、最初に受信される制御データを含む信号の受信に応じて前記第３タイミング信号を生成する、
   請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の無線装置。
6. 前記第２無線部は、
   前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期のうち過去の複数の制御周期において、前記第１タイミング信号の出力から前記制御データを含む信号を受信するまでの時間に基づいて、前記制御周期のうち今回の制御周期において前記制御データを含む信号を受信するタイミングを推定する、
   請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の無線装置。
7. 前記第１無線部は、
   前記制御周期の１周期中に前記制御データを含む信号を複数回送信し、
   前記第２無線部は、
   前記複数回送信された制御データを含む信号のうち、前記推定された受信タイミングからの誤差が最も小さい制御データを含む信号の受信に応じて前記第３タイミング信号を生成する、
   請求項６に記載の無線装置。
8. 前記第１生成部は、前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期ごとに前記第１タイミング信号を生成する、
   請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の無線装置。
9. 前記第１生成部、前記遅延部、前記第１無線部、前記第２無線部および前記第２生成部は、ハードウェアであり、
   前記第１タイミング信号の出力から前記第３タイミング信号を受けるまでの時間は、前記被制御機器の動作の制御に関する制御周期において一定である、
   請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の無線装置。
10. 請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の無線装置と、
    前記無線装置からの制御に応じて駆動するインバータと、
    を備える、インバータシステム。
11. 前記第２生成部は、前記第４タイミング信号の出力に伴いカウント値がリセットされるカウンタを備え、
    前記第２時間は、前記カウンタによるカウンタ値に基づく、
    請求項１、請求項５～請求項９のいずれか１項に記載の無線装置。
12. 前記第２時間は、第１の制御周期において前記第４タイミング信号が出力されてから第１の制御周期の次の第２の制御周期において前記第３タイミング信号が入力されるまでの時間に基づく、
    請求項１、請求項５～請求項９、請求項１１のいずれか１項に記載の無線装置。
13. 前記第３時間は、１制御周期相当のカウント値から前記第２時間に相当するカウント値を減算した値に基づく、
    請求項１１に記載の無線装置。

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