JP2019009837A - 無線同期システムおよび無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信を利用して複数の装置を精度よく同期する技術を提供すること。【解決手段】無線同期システム（１）の第１装置（１００）は、第１通信回路（１１２）の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量を測定するための第１センサ（１１４）と、無線通信処理のうちの送信処理または受信処理の一方について、第１センサによって測定された物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで第１同期信号を出力する第１制御回路（１１６）と含み、第２装置（２００）は、第２通信回路（２１２）における無線通信処理のうちの送信処理または受信処理の一方とは異なる他方について第２センサによって測定された物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで、第２同期信号を出力する第２制御回路（２１６）とを含む。【選択図】図１

Description

この開示は、同期処理に関し、より特定的には無線通信を利用した同期処理に関する。

複数の装置の動作を同期させる様々な技術が提案されている。例えば、特開２０１２−２４４６９２号公報（特許文献１）は、「三相交流を出力するインバータ発電機の複数基の並列運転を可能としたインバータ発電機の並列運転制御装置」を開示している。その他にも、ロボットの関節に用いられる複数のモータの動作を同期するための技術などが提案されている。

特開２０１２−２４４６９２号公報

一般的に複数の装置を精度よく同期させるためには、複数の装置を有線で接続することが求められている。しかしながら、複数の装置を有線で接続した場合、複数の装置を含むシステム構成が複雑になってしまう。また、専門的な知識を持たない人は、複数の装置を正確に接続できない場合もある。したがって、複数の装置を正確に接続して同期をとる技術が必要とされている。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、無線通信を利用して複数の装置を精度よく同期する技術を提供することである。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

ある実施形態に従う無線同期システムは、第１装置と、第２装置とを備える。第１装置は、第２装置と無線通信するための第１通信回路と、第１通信回路の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量を測定するための第１センサと、無線通信処理のうちの送信処理または受信処理の一方について、第１センサによって測定された物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで第１同期信号を出力する第１制御回路と、第１制御回路によって出力される第１同期信号に従い動作する第１機器とを含む。第２装置は、第１装置と無線通信するための第２通信回路と、第２通信回路の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量を測定するための第２センサと、第２通信回路における無線通信処理のうちの送信処理または受信処理の一方とは異なる他方について第２センサによって測定された物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで、第２同期信号を出力する第２制御回路と、第２制御回路によって出力される第２同期信号に従い動作する第２機器とを含む。

ある実施形態に従う無線同期システムによれば、無線通信を利用して複数の装置を精度よく同期することができる。

実施形態１に従う無線システムの構成を表すブロック図である。 接続が確立している状態における通信モジュールと通信モジュールとの処理を説明するための図である。 通信回路における消費電流を説明するための図である。 実施形態１に従う無線システムの無線通信処理を説明するシーケンス図である。 実施形態２に従う無線システムが同期信号を出力するタイミングを説明するための図である。 実施形態３に従う無線システムの同期モードと通常モードとを説明するための図である。 通信モジュール間で送受信されるパケットのデータ構造の一例を表す図である。 実施形態３に従う無線システムの無線通信処理を説明するシーケンス図である。 実施形態４に従う無線システムの構成を表すブロック図である。 マスタである通信モジュールがスレイブである通信モジュールに送信する情報を説明するための図である。 実施形態４に従う無線システムの無線通信処理を説明するシーケンス図である。

以下、この技術的思想の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される実施形態および変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

［実施形態１］
（システム構成）
図１は、実施形態１に従う無線システム１の構成を表すブロック図である。無線システム１は、発電装置１００と、発電装置２００と、負荷３００とを含む。発電装置１００および発電装置２００は、共通の母線を介して発電した電力を負荷３００に供給するように構成されている。

発電装置１００の構成と発電装置２００の構成とは同じである。そのため、以下では、発電装置１００の構成を説明し、発電装置２００の構成の説明は繰り返さない。

発電装置１００は、通信モジュール１１０と、発電機１３０（機器）とを含む。通信モジュール１１０は、発電装置２００（の通信回路２１２）と無線通信をするための通信回路１１２と、電流測定回路１１４と、制御回路１１６とを有する。

通信回路１１２は、図示しない送信回路と受信回路とを有する。送信回路は、変調回路、デジタルアナログコンバータ、およびパワーアンプなどを含む。受信回路は、ローノイズアンプ、アナログデジタルコンバータ、復調回路などを含む。通信回路１１２（および通信回路２１２）は、一例として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（以下、「ＢＬＥ」とも言う）の通信規格に従う。

電流測定回路１１４は、通信回路１１２の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量として消費電流を測定する。例えば、電流測定回路１１４は、通信回路１１２に電力を供給する配線上に設けられた抵抗における電圧降下量に基づいて、通信回路１１２の消費電流を測定する。なお、他の実施形態において、電流測定回路１１４は、通信回路１１２を構成する特定のデバイス（例えばアンテナ）の消費電流を測定するように構成されてもよい。さらに他の実施形態において、通信モジュール１１０は、電流測定回路１１４に替えて通信回路１１２に印加される電圧値を測定可能な回路を有していてもよい。

制御回路１１６は、通信モジュール１１０の無線動作を制御する。制御回路１１６は、例えばマイクロコンピュータにより実現される。また、制御回路１１６は、電流測定回路１１４により測定される電流値をモニタし、当該電流値に基づいて発電機１３０に同期信号を出力する。この処理は後述される。

発電機１３０は、永久磁石を含むロータと、ロータの回転時に交流電圧を発生するコイルを含むステータとを有する。一例として、ステータは、互いに１２０°の角度をなすように配置される３組のコイルを有する。この場合、発電機１３０（および発電機２３０）は３相交流発電機として機能する。図１に示される例において、発電機１３０（および発電機２３０）は、３相３線式の配線で負荷３００に交流電力を供給する。

発電機１３０は、位相制御回路１３２と、位相検出回路１３４、制御装置１３６とをさらに有する。位相検出回路１３４は、発電機１３０のロータの位相を検出する。一例として、位相検出回路１３４はホール素子により検出される磁界に基づいてロータの位相を検出する。他の実施形態において、位相検出回路１３４は、発電機１３０のコイルに誘起される交流電圧の位相を検出する。位相検出回路１３４は、検出した位相を制御装置１３６に出力する。制御装置１３６は、位相検出回路１３４から入力された位相と目標値との差分（誤差）に基づいて位相制御回路１３２に制御信号を出力する。

位相制御回路１３２は、制御装置１３６から入力される制御信号に従い、発電機１３０のロータの位相を制御する。例えば、位相制御回路１３２は、サイリスタ制御によりロータの位相を制御する。

（接続イベント）
以下、一例として、通信モジュール１１０と通信モジュール２１０との無線通信において、通信モジュール１１０がマスタとして機能し、通信モジュール２１０がスレイブとして機能する。

図２は、接続が確立している状態における通信モジュール１１０と通信モジュール２１０との処理を説明するための図である。図２を参照して、通信モジュール１１０および通信モジュール２１０は、互いに接続を確立している状態において、接続インターバルごとに接続イベントを繰り返す。接続インターバルは、マスタである通信モジュール１１０が設定する。

接続イベントが開始されると、マスタである通信モジュール１１０は、スレイブである通信モジュール２１０に対してポーリングパケット（通信モジュール１１０のＴＸに対応）を送信する。一方、通信モジュール２１０は、通信モジュール１１０からポーリングパケットを確実に受信するために、通信モジュール１１０よりオフセット時間だけ先に受信状態（通信モジュール２１０のＲＸに対応）に移行する。

通信モジュール１１０および通信モジュール２１０はそれぞれ、図示しない発振回路が生成する内部クロックに従い動作する。制御回路２１２は、通信モジュール１１０および通信モジュール２１０の各々の内部クロックの誤差の累計と、前回の接続イベントからの経過時間とに基づいて、オフセット時間を算出する。

通信モジュール２１０は、ポーリングパケットに対するレスポンスを通信モジュール１１０に対して送信する（通信モジュール２１０のＴＸに対応）。通信モジュール１１０は、通信モジュール２１０からポーリングパケットに対するレスポンスを受信する（通信モジュール１１０のＲＸに対応）。

通信モジュール１１０および２１０は、接続イベントにおいて、送信処理（ＴＸ）および受信処理（ＲＸ）のうち一方の処理を行ない、所定時間（例えば１５０μｓｅｃ）経過した後に、他方の処理を実行する。

（同期信号の出力タイミング）
図３は、通信回路１１２および２１２の消費電流を説明するための図である。図３（Ａ）は、電流測定回路１１４によって測定される通信回路１１２の消費電流の経時変化を表す。図３（Ｂ）は、電流測定回路２１４によって測定される通信回路２１２の消費電流の経時変化を表す。

図３（Ａ）を参照して、通信回路１１２の消費電流は、送信処理（ＴＸ）および受信処理（ＲＸ）を行なっている期間（動作期間）に大きくなっている。図３（Ｂ）を参照して、通信回路２１２の消費電流は、受信処理（ＲＸ）および送信処理（ＴＸ）を行なっている期間（動作期間）に大きくなっている。

実施形態１に従う通信モジュール１１０および通信モジュール２１０はそれぞれ、この特性を利用して接続イベントの終了を検出する。より具体的には、マスタである制御回路１１６は、受信処理（ＲＸ）において電流測定回路１１４によって測定される消費電流に基づいて接続イベントの終了を検出する。

図３（Ａ）に示される例において、制御回路１１６は、受信処理（ＲＸ）において電流測定回路１１４によって測定される電流値が予め定められたしきい値Ｉ１を下回ったタイミングＴ１で接続イベントの終了を検出する。他の局面において、制御回路１１６は、受信処理（ＲＸ）において電流測定回路１１４によって測定される電流値の傾きが予め定められた値を下回ったタイミングで接続イベントの終了を検出するように構成されてもよい。

制御回路１１６は、接続イベントの終了を検出したタイミングＴ１に、同期信号を発電機１３０の制御装置１３６に出力する。当該構成によれば、制御回路１１６は、略接続インターバルごとに同期信号を制御装置１３６に出力する。制御装置１３６は、入力された同期信号に基づいて発電機の動作を制御する。一例として、制御装置１３６は、制御回路１１６から定期的に入力される同期信号のタイミングで、発電機１３０のロータが予め定められた位相（目標値）になるように位相制御回路１３２に対して制御信号を出力する。

一方、スレイブである通信モジュール２１０の制御回路２１６は、送信処理（ＴＸ）において電流測定回路２１４によって測定される消費電流に基づいて、接続イベントの終了を検出する。図３（Ｂ）に示される例において、制御回路２１６は、送信処理（ＴＸ）において電流測定回路２１４によって測定される電流値が予め定められたしきい値Ｉ２を下回ったタイミングＴ２で、接続イベントの終了を検出する。制御回路２１６は、接続イベントの終了を検出したタイミングＴ２で、同期信号を制御装置２３６に出力する。制御装置２３６は、制御回路２１６から定期的に入力される同期信号のタイミングで、発電機２３０のロータが予め定められた位相（目標値）になるように位相制御回路２３２に対して制御信号を出力する。この予め定められた位相（目標値）は、上記説明した発電機１３０のロータの目標値と同じである。

上記によれば、無線システム１は、通信モジュール１１０が同期信号を出力するタイミングＴ１と、通信モジュール２１０が同期信号を出力するタイミングＴ２とを略揃えることができる。本願出願人は、これらのタイミングのずれが１００μｓｅｃ以下になることを確認した。これにより、無線システム１は、複数の機器（発電機１３０および２３０）を精度よく同期できる。そのため、無線システム１は、発電機１３０が誘起する起電力と、発電機２３０が誘起する起電力の位相を正確に揃えることができる。その結果、無線システム１は、負荷３００に効率よく電力を供給できる。また、無線システム１のユーザは、発電機１３０と発電機２３０との同期をとるために、これらの機器を有線で接続しなくともよい。

（制御構造）
図４を参照して、無線通信システム１の制御構造について説明する。図４は、実施形態１に従う無線システム１の無線通信処理を説明するシーケンス図である。

ステップＳ４１０において、制御回路２１６（スレイブ）は、所定チャンネル（ＢＬＥの３７〜３９チャンネル）を利用してブロードキャストでアドバタイジングパケットを定期的に出力する。

ステップＳ４１５において、制御回路１１６（マスタ）は、通信モジュール２１０からアドバタイジングパケットを受信すると、当該受信したチャンネルにおいて接続要求パケットを通信モジュール２１０に送信する。この接続要求パケットは、図２で説明した接続インターバルおよびマスタクロックの精度などの情報を含む。

ステップＳ４２０において、制御回路１１６は、接続要求パケットを通信モジュール２１０に送信したことに応じて、通信モジュール２１０との無線接続を確立する。

ステップＳ４２５において、制御回路２１６は、接続要求パケットを通信モジュール１１０から受信したことに応じて、通信モジュール１１０との無線接続を確立する。

ステップＳ４３０において、制御回路１１６は、接続イベントを開始してポーリングパケットを通信モジュール２１０に対して送信する。

ステップＳ４３５において、制御回路２１６は、通信モジュール１１０からポーリングパケットを受信する。通信モジュール２１０はさらに、受信したポーリングパケットに対するレスポンスを通信モジュール１１０に送信する。

ステップＳ４４０において、制御回路１１６は、電流測定回路１１４によって測定される、通信回路１１２におけるレスポンスの受信処理（ＲＸ）によって消費される電流（消費電流）をモニタする。ステップＳ４４５において、制御回路１１６は、モニタしている消費電流が予め定められたしきい値を下回ったタイミングで、制御装置１３６に同期信号を出力する。制御装置１３６は、同期信号に従い発電機１３０を制御する。

ステップＳ４５０において、制御回路２１６は、電流測定回路２１４によって測定される、通信回路２１２におけるレスポンスの送信処理（ＴＸ）によって消費される電流（消費電流）をモニタする。ステップＳ４５５において、電流測定回路２１４は、モニタしている消費電流が予め定められたしきい値を下回ったタイミングで、制御装置２３６に同期信号を出力する。制御装置２３６は、同期信号に従い発電機２３０を制御する。以降、ステップＳ４３０〜Ｓ４５５の処理が接続インターバルごとに繰り返される。

上記によれば、通信モジュール１１０および２１０の各々は、接続イベントの終了を電流値に基づいて検出できる。そのため、通信モジュール１１０および２１０は、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）変換およびＤ／Ａ（デジタルアナログ）変換に伴う遅延時間の影響を受けることなく接続イベントの終了を検出できる。その結果、無線システム１は、複数の機器（発電機１３０および２３０）を精度よく同期できる。

［実施形態２］
実施形態１に従う無線システム１は、接続イベントごとに同期信号に基づく同期処理を行なうように構成されている。しかし、同期対象の機器（例えば、発電機１３０および２３０）の特性によっては、一度同期処理を行なうとしばらく同期状態が持続される。係る場合、無線システムは同期処理を頻繁に行なう必要はない。そこで、実施形態２に従う無線システムは、所定回数の接続イベントごとに同期信号に基づく同期処理を行なうように構成されている。なお、実施形態２に従う無線システムの構成は、図１に示される無線システム１の構成と同じである。そのため、実施形態２に従う無線システムの構成の説明は繰り返さない。

図５は、実施形態２に従う無線システム１が同期信号を出力するタイミングを説明するための図である。図５に示される例において、実施形態２に従う制御回路１１６および２１６は、３回の接続イベントごとに、１回同期信号を出力するように構成されている（ハッチングされた接続イベントで同期信号を出力する）。

当該構成によれば、実施形態２に従う無線システム１は、複数の機器（発電機１３０および２３０）の動作（位相）のずれが許容できる範囲内において、同期処理を実行しない。これにより、無線システム１は、同期処理の負担を軽減し得る。

また、マスタである制御回路１１６は、３回分の接続インターバル（つまり、同期信号の出力間隔）が、発電機１３０（発電機２３０）の予め定められた動作周期（例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に対応するように接続インターバルを設定する。

図５の例において、位相検出回路１３４は、発電機１３０のステータに設けられたＵ相に対応するコイルの誘導起電力を検出する。制御装置１３６は、制御回路１１６から同期信号が入力されるタイミングで、位相検出回路１３４が検出する誘導起電力がピークとなるように、位相制御回路１３２に制御信号を出力する。

当該構成によれば、同期信号の出力間隔と発電機１３０の動作周期とが同じであるため、制御装置１３６は、簡易な制御で発電機１３０の同期処理を実行し得る。なお、発電装置２００も、上記説明した処理を実行する。

上記の例において、無線システム１は、発電機の動作周期ごとに同期信号を出力するように構成されているが、他の局面において、発電機の動作周期の整数倍で同期信号を出力するように構成されてもよい。この場合であっても、無線システム１は、簡易な制御で同期処理を実現し得る。

ある局面において、マスタである制御回路１１６は固定長のポーリングパケットを通信モジュール２１０に送信し、スレイブである制御回路２１６は固定長のレスポンスを通信モジュール１１０に送信する。仮にポーリングパケットまたはレスポンスのサイズが可変の場合、接続イベント（を構成する送信処理（ＴＸ）／受信処理（ＲＸ））の長さが可変になってしまう。そのため、実施形態２に従う無線システム１は、ポーリングパケットおよびレスポンスを固定長にすることで、接続イベントの長さを固定にする。これにより、無線システム１は、発電機の予め定められた動作周期に対応するよう接続インターバルを設定するだけで、容易に発電機の動作周期ごとに同期信号を出力できる。

［実施形態３］
上記の実施形態に従う無線システム１は、発電機が動作している期間にわたり同期処理を実行するように構成されている。これに対し、実施形態３に従う無線システムは、同期処理を実行する同期モードと、通信モジュール間でメッセージを送受信する通常モードとを時分割で切り替えるように構成されている。なお、実施形態３に従う無線システムの構成は、図１に示される無線システム１の構成と同じである。そのため、実施形態３に従う無線システムの構成の説明は繰り返さない。

図６は、実施形態３に従う無線システム１の同期モードと通常モードとを説明するための図である。図６に示される例において、マスタである制御回路１１６は、７回の接続イベントごとに、同期モードと通常モードとを切り替えるように構成されている。なお、同期モードの期間（接続イベントの回数）と、通常モードの期間とは異なっていてもよい。例えば、制御回路１１６は、図示しないメモリに格納されるパターンに基づいて、同期モードと通常モードとを切り替えるように構成されてもよい。また、制御回路１１６に替えて制御装置１３６が同期モードと通常モードとの切り替え処理を実行するように構成されてもよい。

制御回路１１６および２１６は、同期モードにおいて上述の消費電流値に基づく同期処理を実行して、同期信号を発電機に出力する。一方、制御回路１１６および２１６は、通常モードにおいて同期処理を実行しない。つまり、制御回路１１６および２１６は、通常モードにおいて同期信号を出力しない。

マスタである通信モジュール１１０は、通常モードにおいて、何らかの情報をスレイブである通信モジュール２１０に送信する。一例として、ユーザは、マスタ側の発電装置１００に対して設定変更を入力する（例えば、出力する交流電力の周波数を５０Ｈｚから６０Ｈｚに変更する）。マスタ側の制御装置１３６は、通常モードにおいて、ペイロードに設定変更を表す情報を含む通常用パケットを生成し、生成したパケットを通信モジュール２１０に送信する。

スレイブ側の制御装置２３６は、受信した通常用パケットに含まれる設定変更を表す情報に基づいて、発電装置２００の設定を変更する。当該構成によれば、ユーザは、無線システム１を構成する複数の機器の各々に対して設定変更を入力する必要がない。

次に図７を用いて、同期モード時に接続イベントで送受信されるパケット（以下、「同期用パケット」とも言う）、および通常モード時に接続イベントで送受信されるパケット（以下、「通常用パケット」とも言う）のデータ構造について説明する。

（データ構造）
図７は、通信モジュール１１０と通信モジュール２１０との間で送受信されるパケットのデータ構造の一例を表す図である。図７を参照して、ＢＬＥの通信規格に従うパケットは、１バイトのプリアンブルと、４バイトのアクセスアドレスと、２バイト以上のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）と、３バイトのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checksum）とを含む。プロトコルデータユニットは、２バイトのヘッダと、ペイロードとを有する。

同期用パケットのペイロードのサイズは、固定である。一例として、同期用パケットは、ペイロードを有さない（つまり、ペイロードが０バイト）。一方、通常用パケットは１バイト以上の可変サイズのペイロードを有する。

マスタである通信モジュール１１０は、自身で同期モードと通常モードとの切り替え処理を実行するため、現在いずれのモードで通信しているのかを判別できる。そのため、通信モジュール１１０は、同期モードで通信している場合に上述した同期処理を実行する。

一方、スレイブである通信モジュール２１０は、同期用パケットのサイズと通常用パケットのサイズとの違いを利用して、いずれのパケットを受信したのかを判断する。通信モジュール２１０は、同期用パケットを受信した場合に、同期処理を実行する。図８を用いてこの処理を説明する。

（制御構造）
図８は、実施形態３に従う無線システム１の無線通信処理を説明するシーケンス図である。なお、図８に示される処理のうち上述の処理と同じ処理については同じ符号を付している。そのため、その処理についての説明は繰り返さない。

ステップＳ８１０において、通信モジュール１１０の制御回路１１６は、ペイロードを含まないポーリングパケット（同期用パケット）を通信モジュール２１０に送信する。通信モジュール２１０は受信したパケットをデジタル信号に変換して制御装置２３６に出力する。

ステップＳ８２０において、制御装置２３６は、受信したパケットがペイロードを含まないことに基づいて、当該パケットが同期用パケットであると判断する。

ステップＳ８３０において、制御装置２３６は、ペイロードを含まないレスポンス（同期用パケット）を生成し、生成したレスポンスを通信モジュール２１０を介して通信モジュール１１０に送信する。

ステップＳ４４０において、制御回路１１６は、Ｓ８１０およびＳ８３０の送受信処理が同期モード時の接続イベントであることを把握している。そのため、制御回路１１６は、電流測定回路１１４によって測定される通信回路１１２におけるレスポンスの受信処理（ＲＸ）によって消費される電流（消費電流）をモニタする。ステップＳ４４５において、制御回路１１６は、モニタしている消費電流が予め定められたしきい値を下回ったタイミングで、制御装置１３６に同期信号を出力する。制御装置１３６は、同期信号に従い発電機１３０を制御する。

ステップＳ４５０において、制御回路２１６は、ステップＳ８１５で同期用パケット（同期モード）であると判断したことに基づいて、電流測定回路２１４によって測定される通信回路２１２におけるレスポンスの送信処理（ＴＸ）によって消費される電流をモニタする。ステップＳ４５５において、電流測定回路２１４は、モニタしている消費電流が予め定められたしきい値を下回ったタイミングで、制御装置２３６に同期信号を出力する。制御装置２３６は、同期信号に従い発電機２３０を制御する。以降、ステップＳ８１０〜Ｓ４５５の処理が予め定められた回数繰り返される。

ステップＳ８４０において、制御装置１３６は、ペイロードを含む通常用パケットを生成して通信モジュール１１０に出力する。ステップＳ８５０において、制御回路１１６は、通常用パケットをアナログ信号に変換して通信モジュール２１０に送信する。通信モジュール２１０は受信したアナログ信号（通常用パケット）をデジタル信号に変換して制御装置２３６に出力する。

ステップＳ８６０において、制御装置１３６は、受信したパケットがペイロードを含むことに基づいて、当該パケットが通常用パケットであると判断する。ステップＳ８７０において、制御装置２３６は、ペイロードを含まないレスポンスを生成して通信モジュール２１０に出力する。ステップＳ８８０において、通信モジュール２１０は、入力されたレスポンスをアナログ信号に変換して通信モジュール１１０に送信する。通信モジュール１１０は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換して制御装置１３６に出力する。

制御回路１１６は、Ｓ８５０およびＳ８８０の送受信処理が通常モード時の接続イベントであることを把握している。そのため、制御回路１１６は、同期信号を出力するための同期処理を実行しない。また、制御回路２１６は、ステップＳ９６０で通常用パケット（通常モード）であると判断したことに基づいて、同期信号を出力するための同期処理を実行しない。

上記によれば、実施形態３に従う無線システム１は、同期用パケットのサイズと通常用パケットのサイズとの違いを利用して、同期モードと通常モードとを切り替えて通信できる。

なお、他の局面において、マスタである通信モジュール１１０が同期モードと通常モードとを切り替えるパターン（例えば、所定周期ごとに切り替え）と同じパターンをスレイブである通信モジュール２１０が有するように構成されてもよい。係る場合、スレイブである通信モジュール２１０は、パケットサイズに基づく同期モード／通常モードの判断に替えて、パターンに従う同期モード／通常モードの判断を行なう。

［実施形態４］
上記の実施形態では、マスタおよびスレイブの各々が接続イベントの終了を検出したタイミングで発電機の動作を制御するように構成されている。つまり、マスタとスレイブとの間に実質的に主従関係はない。これに対し、実施形態４に従う無線システムにおいて、スレイブはマスタから受信した情報に基づいてマスタとの同期をとる。

図９は、実施形態４に従う無線システム４の構成を表すブロック図である。無線システム４は、電流測定回路１１４および２１４を有さない点において図１で説明した無線システム１と相違する。

図１０は、マスタである通信モジュール１１０がスレイブである通信モジュール２１０に送信する情報を説明するための図である。図１１は、実施形態４に従う無線システム４の無線通信処理を説明するシーケンス図である。以下、図１０および図１１を用いて、無線システム４の同期処理を説明する。なお、図１１に示される処理のうち、上述の処理と同じ処理については同じ符号を付している。そのため、その処理についての説明は繰り返さない。

図１０に示される例において、位相検出回路１３４は、発電機１３０のステータに設けられたＵ相に対応するコイルの誘導起電力の位相を検出する。例えば、位相検出回路１３４は、Ｕ相に対応するコイルの誘導起電力に逆三角関数を乗じて位相を検出する。他の例において、位相検出回路１３４は、発電機１３０のロータの位相を検出するように構成されてもよい。位相検出回路１３４が検出する位相は、発電機１３０の動作周期に対する位相とも言える。

制御装置１３６は、接続インターバル（例えば７．５ｍｓｅｃ）ごとに位相検出回路１３４が検出した位相をペイロードに含む同期用パケット（ポーリングパケット）を生成して通信モジュール１１０に出力する（ステップＳ１１１０）。なお、他の局面において、位相検出回路１３４はＵＶＷ相それぞれについての位相を検出し、制御装置１３６はＵＶＷ相それぞれの位相をペイロードに含む同期用パケットを生成してもよい。通信モジュール１１０は、入力された同期用パケットをデジタル信号に変換して通信モジュール２１０に送信する。

通信モジュール２１０は受信した同期用パケットをデジタル信号に変換して制御装置２３６に出力する（ステップＳ１１２０）。位相検出回路２３４は、発電機２３０の動作周期に対する位相を検出し、検出結果を制御装置２３６に出力する（ステップＳ１１３０）。

制御装置２３６は、位相検出回路２３４から入力された位相と、受信した同期用パケットに含まれる位相との差分に基づく制御信号を位相制御回路２３２に出力する（ステップＳ１１４０）。これにより、発電機２３０の動作周期に対する位相が発電機１３０の動作周期に対する位相に同期する。制御回路２１６は、ポーリングパケットに対するレスポンスを通信モジュール１１０に送信する（ステップＳ１１５０）。以降、無線システム１はステップＳ１１１０〜Ｓ１１５０の処理を繰り返す。

上記によれば、実施形態４に従う無線システム４は、位相情報を含むパケットを送受信することにより電流測定回路を有さずとも同期をとることができる。

［他の構成］
上記の実施形態において、通信モジュール１１０および２１０は、発電機１３０と発電機２３０との同期をとるために同期信号を出力するように構成されているが、同期をとる機器は発電機に限られない。例えば、通信モジュール１１０および２１０は、複数のモータの同期をとるために同期信号を出力するように構成されてもよい。

また、上記の実施形態において、マスタ（通信モジュール１１０）に対して１台のスレイブが接続されているが、他の実施形態においてマスタに対して２台以上のスレイブが接続されてもよい。

以上に説明した処理は、制御回路１１６、２１６、制御装置１３６、２３６のいずれかにより実行されるものとして説明した。これらのデバイスは、少なくとも１つのプロセッサのような半導体集積回路、少なくとも１つの特定用途向け集積回路ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＤＳＰ（Digital Signal Processor）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、および／またはその他の演算機能を有する回路により構成される。

これらの制御装置は、有形の読取可能な少なくとも１つの媒体から、１以上の命令を読み出すことにより上記の各種処理を実行し得る。

このような媒体は、磁気媒体（たとえば、ハードディスク）、光学媒体（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、ＤＶＤ）、揮発性メモリ、不揮発性メモリの任意のタイプのメモリなどの形態をとるが、これらの形態に限定されるものではない。

揮発性メモリはＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）およびＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）を含み得る。不揮発性メモリは、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭを含み得る。

［構成］
以上に開示された技術的特徴は、以下のように要約され得る。

（構成１） 無線システム１は、同期運転するための発電機１００と発電機２００とを備える。発電装置１００は、発電装置２００と無線通信するための通信回路１１２と、通信回路１１２の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量（例えば電流量）を測定するための電流測定回路１１４と、無線通信処理のうちの送信処理または受信処理の一方について、電流測定回路１１４によって測定された物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミング（物理量がしきい値を下回ったタイミング、または上回ったタイミング）で第１同期信号を出力する制御回路１１６と、制御回路１１６によって出力される第１同期信号に従い動作する発電機１３０とを含む。発電装置２００は、発電装置１００と無線通信するための通信回路２１２と、通信回路２１２の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量を測定するための電流測定回路２１４と、通信回路２１２における無線通信処理のうちの送信処理または受信処理の一方とは異なる他方について電流測定回路２１４によって測定された物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで、第２同期信号を出力する第２制御回路と、第２制御回路によって出力される第２同期信号に従い動作する発電機２３０とを含む。

（構成２） 通信モジュール１１０は、発電装置２００と無線通信を行なうための通信回路１１２と、通信回路１１２の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量を測定するための電流測定回路１１４と、発電機１３０と発電装置２００（の発電機２３０）とを同期させるための同期信号を発電機１３０に出力する制御回路１１６とを備える。制御回路１１６は、無線通信処理のうちの受信処理または送信処理のいずれかについて電流測定回路１１４によって測定された物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで、同期信号を発電機１３０に出力するように構成されている。

（構成３） （構成２）において、通信モジュール１１０はスレイブとして機能し、発電装置２００はマスタとして機能する。この場合、通信回路１１２は、発電装置２００からポーリングパケットを受信すると、レスポンスを発電装置２００に送信する。制御回路１１６は、電流測定回路１１４によって測定されたレスポンスの送信処理によって消費される電力に関する物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで同期信号を発電機１３０に出力するように構成されている。

（構成４） （構成２）において、通信モジュール１１０はマスタとして機能し、発電装置２００はスレイブとして機能する。この場合、通信回路１１２は、発電装置２００にポーリングパケットを送信し、当該ポーリングパケットに対するレスポンスを発電装置２００から受信する。制御回路１１６は、電流測定回路１１４によって測定されたレスポンスの受信処理によって消費される電力に関する物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで同期信号を発電機１３０に出力するように構成されている。

（構成５） 通信回路１１２と発電装置２００との間で送受信されるパケットのサイズは、固定長である。

（構成６） 発電機１３０および発電装置２００は、予め定められた周期で動作するように構成されている。制御回路１１６は、予め定められた周期の整数倍で同期信号を発電機１３０に出力するように構成されている。

（構成７） 制御回路１１６は、同期信号を発電機１３０に出力する第１モードの後に、同期信号を発電機１３０に出力しない第２モードで作動するように構成されている。

（構成８） （構成７）において、制御回路１１６は、第１モードと第２モードとを予め定められたパターン（例えば、周期ごと）に従い切り替えるように構成されている。

（構成９） 無線システム４は、発電装置１００と、発電装置２００とを備える。発電装置１００は、予め定められた周期で動作する発電機１３０と、予め定められた周期における発電機１３０の位相（例えば、発電機１３０のロータの回転位相、発電機１３０のコイルに誘起される交流電圧の位相）を検出するための位相検出回路１３４と、位相検出回路１３４により検出された位相を含むパケット（ポーリングパケット）を無線で発電装置２００に送信するための通信回路１１２とを含む。発電装置２００は、予め定められた周期で動作する発電機２３０と、予め定められた周期における発電機２３０の位相を検出するための位相検出回路２３４と、発電装置１００から位相を含むパケットを受信するための通信回路２１２と、位相検出回路２３４により検出された位相と、受信したパケットに含まれる位相とに基づいて、発電機２３０の位相を発電機１３０の位相に同期させる制御装置２３６とを含む。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、各実施形態および変形例は適宜組み合わせられ得る。

１，４ 無線システム、１００，２００ 発電装置、１１０，２１０ 通信モジュール、１１２，２１２ 通信回路、１１４，２１４ 電流測定回路、１１６，２１６ 制御回路、１３０，２３０ 発電機、１３２，２３２ 位相制御回路、１３４，２３４ 位相検出回路、１３６，２３６ 制御装置、３００ 負荷。

Claims (9)

1. 第１装置と、
   第２装置とを備え、
   前記第１装置は、
   前記第２装置と無線通信するための第１通信回路と、
   前記第１通信回路の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量を測定するための第１センサと、
   前記無線通信処理のうちの送信処理または受信処理の一方について、前記第１センサによって測定された前記物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで第１同期信号を出力する第１制御回路と、
   前記第１制御回路によって出力される第１同期信号に従い動作する第１機器とを含み、
   前記第２装置は、
   前記第１装置と無線通信するための第２通信回路と、
   前記第２通信回路の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量を測定するための第２センサと、
   前記第２通信回路における無線通信処理のうちの送信処理または受信処理の前記一方とは異なる他方について前記第２センサによって測定された前記物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで、第２同期信号を出力する第２制御回路と、
   前記第２制御回路によって出力される前記第２同期信号に従い動作する第２機器とを含む、無線同期システム。
2. 外部装置と無線通信を行なうための通信回路と、
   前記通信回路の無線通信処理によって消費される電力に関する物理量を測定するためのセンサと、
   機器と前記外部装置とを同期させるための同期信号を前記機器に出力する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、前記無線通信処理のうちの受信処理または送信処理のいずれかについて前記センサによって測定された前記物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで、同期信号を前記機器に出力するように構成されている、無線装置。
3. 前記通信回路は、前記外部装置からポーリングパケットを受信すると、レスポンスを前記外部装置に送信し、
   前記制御回路は、前記センサによって測定された前記レスポンスの送信処理によって消費される電力に関する物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで同期信号を前記機器に出力するように構成されている、請求項２に記載の無線装置。
4. 前記通信回路は、前記外部装置にポーリングパケットを送信し、当該ポーリングパケットに対するレスポンスを前記外部装置から受信し、
   前記制御回路は、前記センサによって測定された前記レスポンスの受信処理によって消費される電力に関する物理量と予め定められたしきい値との大小関係が入れ替わったタイミングで同期信号を前記機器に出力するように構成されている、請求項２に記載の無線装置。
5. 前記通信回路と前記外部装置との間で送受信されるパケットのサイズは、固定長である、請求項２に記載の無線装置。
6. 前記機器および前記外部装置は、予め定められた周期で動作するように構成されており、
   前記制御回路は、前記予め定められた周期の整数倍で前記同期信号を前記機器に出力するように構成されている、請求項２に記載の無線装置。
7. 前記制御回路は、前記同期信号を前記機器に出力する第１モードの後に、前記同期信号を前記機器に出力しない第２モードで作動するように構成されている、請求項２に記載の無線装置。
8. 前記制御回路は、前記第１モードと前記第２モードとを予め定められたパターンに従い切り替えるように構成されている、請求項７に記載の無線装置。
9. 第１装置と、
   第２装置とを備え、
   前記第１装置は、
   予め定められた周期で動作する第１機器と、
   前記予め定められた周期における前記第１機器の位相を検出するための第１センサと、
   前記第１センサにより検出された位相を含むパケットを無線で前記第２装置に送信するための第１通信回路とを含み、
   前記第２装置は、
   前記予め定められた周期で動作する第２機器と、
   前記予め定められた周期における前記第２機器の位相を検出するための第２センサと、
   前記第１装置から前記パケットを受信するための第２通信回路と、
   前記第２センサにより検出された位相と、前記受信したパケットに含まれる位相とに基づいて、前記第２機器の位相を前記第１機器の位相に同期させる制御装置とを含む、無線同期システム。

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