JP6688334B2 - ネットワークノード、ネットワーク通信システム及びネットワーク通信方法 - Google Patents

ネットワークノード、ネットワーク通信システム及びネットワーク通信方法 Download PDF

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本発明は、負荷を動作させる指令信号をネットワーク上で送受信する技術に関する。
車両に搭載された負荷を動作させる際には、負荷の動作を制御する上位のコントローラから負荷を実際に動作させる下位のコントローラに、車内のネットワークを介して指令信号が送信される。このとき、複数の負荷を異なるタイミングで動作させる際には、上位のコントローラから下位のコントローラに、各負荷の動作タイミングに応じた指令信号が負荷毎に送信される。
例えば、車室内の照明装置として車両に搭載された１０個のＬＥＤデバイスを、少しずつ時間をずらして白色で発光させる際には（例えば、特許文献１）、各ＬＥＤデバイスの発光パターンに応じた１０種類の指令信号が、車内のネットワークを介して上位のコントローラから各ＬＥＤデバイスを動作させる下位のコントローラにそれぞれ送信される。
特開２０１７−８４５７３号公報
ところで、近年の車両では、通信速度（通信容量）が異なる複数種類のネットワークを搭載し、送信内容の重要度や要求されるレスポンスの早さに応じて使用するネットワークを使い分けている。したがって、例えば車両の安全運行との直接の関連性が低い信号の送信や、早急なレスポンスが要求されない信号の送信には、通信速度（通信容量）が比較的低いネットワークが使用される。
このため、仮に、複数のＬＥＤデバイスを少しずつ時間をずらして順次発光させるために、各ＬＥＤデバイス毎の指令信号を、通信速度（通信容量）が比較的低いネットワークを使って上位のコントローラから下位のコントローラに時間をずらして送信する場合は、連続して送信する指令信号同士の送信間隔を縮めるのに限界がある。したがって、一定以上の時間差でしか各ＬＥＤデバイスを順次発光させることができず、複数のＬＥＤデバイスの発光パターンに制約が生じてしまう。
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、通信速度（通信容量）が比較的低いネットワークを使っても、複数の負荷を短い時間差で順次動作させる指令信号を送信元のノードから送信できるネットワーク通信を実現することができるネットワークノード、ネットワーク通信システム及びネットワーク通信方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様によるネットワークノードは、
ネットワークから受信した指令信号に、自己の出力ポートが指令対象として指定されているか否かを判別する判別部と、
前記判別部が前記指令信号に指令対象として指定されていると判別した前記自己の出力ポートの、前記指令信号における指定順を、該指令信号から取得する指定順取得部と、
前記自己の出力ポートが指令対象として指定されていると前記判別部が判別した前記指令信号から、指令対象の出力ポートに接続された負荷に対する動作信号の出力タイミングの遅延時間に関する遅延情報を取得する遅延情報取得部と、
前記自己の出力ポートが指令対象として指定されていると前記判別部が判別した前記指令信号の前記ネットワークからの受信タイミングと、前記指定順取得部が取得した指定順及び前記遅延情報取得部が取得した遅延情報とから、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力するタイミングを決定する決定部と、
前記決定部が決定したタイミングで、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力する出力部と、
を備える。
本発明の第１の態様によるネットワークノードによれば、ネットワークから受信した指令信号に自己の出力ポートが指令対象として指定されていると判別部が判別すると、受信した指令信号における自己の出力ポートの指令対象としての指定順が指定順取得部で取得される。
そして、指令信号のネットワークからの受信タイミングと、受信した指令信号から遅延情報取得部が取得した遅延情報と、指定順取得部で取得された自己の出力ポートの指令対象としての指定順とから、動作信号を指令信号の受信からどのくらいの時間遅延させて出力するか、つまり、動作信号の出力タイミングが決定部で決定される。
なお、決定部は、受信した指令信号から遅延情報取得部が取得した遅延情報を基にして割り出される動作信号の出力タイミングの遅延時間を、指定順取得部で取得された自己の出力ポートの指令対象としての指定順に応じた回数積算することで、動作信号の出力を指令信号の受信からどのくらいの時間遅延させるかを決定することができる。
このため、受信した指令信号に指令対象として指定されていると判別部が判別した自己の出力ポートから負荷に対して、決定部が決定したタイミングで動作信号が出力される。
したがって、１つの指令信号に指令対象の出力ポートが複数指定されていると、決定部が決定する動作信号の出力タイミングは、受信した指令信号において指令対象として指定された順番の違いに応じて異なるタイミングとなる。
即ち、１つの指令信号によって、指令対象の複数の出力ポートから負荷に対して、指令対象として指定された順にタイミングをずらして、動作信号を順次出力させることができる。また、各出力ポートが動作信号を出力するタイミングの時間差を、ネットワークの通信速度（通信容量）とは無関係に、指令信号の遅延情報を基に割り出される遅延時間によって定めることができる。
よって、通信速度（通信容量）が比較的低いネットワークを使っても、複数の負荷を短い時間差で順次動作させる指令信号を送信元のノードから送信できるネットワーク通信を実現することができる。
また、本発明の第２の態様によるネットワークノードは、本発明の第１の態様によるネットワークノードにおいて、前記指定順取得部は、他のネットワークノードの出力ポートを含む複数の出力ポートが指令対象として指定された前記指令信号における自己の出力ポートの指定順を取得する。
本発明の第２の態様によるネットワークノードによれば、本発明の第１の態様によるネットワークノードにおいて、指令信号における指令対象の出力ポートの指定順は、出力ポートを有するネットワークノードの異同に関係なく、指令対象に指定された全ての出力ポートを通じた通し番号となる。
このため、指令信号において指令対象に指定された出力ポートに、他のネットワークノードの出力ポートが含まれていても、複数のネットワークノードに跨がって、複数の出力ポートから負荷に対して順次タイミングをずらして動作信号を出力させることができる。
さらに、本発明の第３の態様によるネットワークノードは、本発明の第１又は第２の態様によるネットワークノードにおいて、
前記ネットワークから受信した信号のうちヘッダ情報に前記遅延情報の識別情報を含む遅延情報信号から、前記指令信号において指令対象として指定される複数の出力ポートの、指定順が連続する２つの出力ポート間における前記動作信号の出力タイミングの差を遅延時間として前記指令信号における指令対象の指定順に規定した個別遅延情報を取得する個別情報取得部をさらに備え、
前記判別部は、前記遅延情報信号に続いて前記ネットワークから受信した、前記ヘッダ情報に前記指令信号の識別情報を含む信号を前記指令信号として、該指令信号に前記自己の出力ポートが指令対象として指定されているか否かを判別し、
前記決定部は、前記遅延情報取得部が前記指令信号から取得した前記遅延情報が前記個別遅延情報の参照を示す内容であるときに、前記指令信号の前に前記ネットワークから受信した前記遅延情報信号から前記個別情報取得部が取得した前記個別遅延情報のうち、前記指定順取得部が取得した指定順以前の指定順に対応してそれぞれ規定された前記動作信号の出力タイミングの差を、前記遅延情報取得部が取得した遅延情報として、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力するタイミングを決定する。
本発明の第３の態様によるネットワークノードによれば、本発明の第１又は第２の態様によるネットワークノードにおいて、ヘッダ情報に遅延情報の識別情報を含む遅延情報信号がネットワークから受信されると、個別遅延情報が遅延情報信号から個別情報取得部によって取得される。
個別情報取得部が遅延情報信号から取得する個別遅延情報は、指令信号において指令対象として指定される複数の出力ポートの、指定順が連続する２つの出力ポート間における動作信号の出力タイミングの差を、遅延時間として規定したものである。そして、個別遅延情報では、指定順が連続する２つの出力ポート間における動作信号の出力タイミングの差が、指令信号における指令対象の指定順に規定されている。
また、遅延情報信号の後に、ヘッダ情報に指令信号の識別情報を含む指令信号をがネットワークから受信されると、自己の出力ポートが指令対象として指定されているか否かが判別部により判別される。そして、自己の出力ポートが指令対象として指定されていると判別部が判別すると、受信した指令信号における自己の出力ポートの指令対象としての指定順が指定順取得部で取得され、受信した指令信号から遅延情報が遅延情報取得部で取得される。
ここで、遅延情報取得部が受信した指令信号から取得した遅延情報が、指令対象の出力ポートに接続された負荷に対する動作信号の出力タイミングの遅延時間に関する内容である場合は、決定部が、受信した指令信号から遅延情報取得部が取得した遅延情報と、指定順取得部で取得された自己の出力ポートの指令対象としての指定順とから、動作信号の出力を指令信号の受信からどのくらいの時間遅延させるかを決定する。
一方、遅延情報取得部が受信した指令信号から取得した遅延情報が、遅延情報信号の個別遅延情報の参照を示す内容である場合は、決定部が、指令信号の前にネットワークから受信した遅延情報信号から個別情報取得部が取得した個別遅延情報と、指定順取得部で取得された自己の出力ポートの指令対象としての指定順とから、動作信号の出力を指令信号の受信からどのくらいの時間遅延させるかを決定する。
なお、決定部は、指令信号の前にネットワークから受信した遅延情報信号から個別情報取得部が取得した個別遅延情報のうち、指定順取得部が取得した指定順以前の連続する２つの指定順の出力ポート間についてそれぞれ規定された動作信号の出力タイミングの差を、遅延情報取得部が受信した指令信号から取得した遅延情報として、指令信号の受信タイミングから自己の出力ポートから負荷に動作信号を出力するまでの時間を決定する。
即ち、決定部は、受信した遅延情報信号から個別情報取得部が取得した個別遅延情報のうち、指定順取得部が取得した指定順以前の連続する２つの指定順の出力ポート間についてそれぞれ規定された動作信号の出力タイミングの差を積算して、動作信号を出力するタイミングを決定する。
このため、受信した指令信号に指令対象として指定されている出力ポートから負荷に対する動作信号の出力タイミングを、指定順が１つ前の指令対象として指定されている出力ポートから負荷に対する動作信号の出力タイミングからどれだけ遅延させるかを、一律の時間でなく個別の時間に設定することができる。
また、上記目的を達成するため、本発明の第４の態様によるネットワーク通信システムは、
負荷に対する動作信号を出力タイミングをずらして出力させる出力ポートを前記動作信号の出力タイミングの早い順に指令対象として指定し、指令対象の出力ポートから該出力ポートに接続された負荷に対する動作信号の出力タイミングの遅延に関する遅延情報を含んだ指令信号を、ネットワークに送信するマスタノードと、
前記ネットワークから前記指令信号を受信するスレーブノードとを備え、
前記スレーブノードとして、本発明の第１、第２又は第３の態様によるネットワークノードを用いたものである。
本発明の第４の態様によるネットワーク通信システムによれば、本発明の第１、第２又は第３の態様によるネットワークノードを、マスタノードが送信した指令信号をネットワークから受信するスレーブノードとして用いるので、本発明の第１、第２又は第３の態様によるネットワークノードによって得られる効果を得ることができる。
さらに、上記目的を達成するため、本発明の第５の態様によるネットワーク通信方法は、
マスタノードが、負荷に対する動作信号を出力タイミングをずらして出力させる出力ポートを前記動作信号の出力タイミングの早い順に指令対象として指定する指令対象フィールドと、指令対象の出力ポートから該出力ポートに接続された負荷に対する動作信号の出力タイミングの遅延に関する遅延情報を設定する遅延情報フィールドと、をフレーム中に有する指令信号を、ネットワークに送信する送信ステップと、
スレーブノードが、前記ネットワークから受信した指令信号の指令対象フィールドに、自己の出力ポートが指令対象として指定されているか否かを判別する判別ステップと、
前記スレーブノードが、前記判別ステップにおいて前記指令信号の指令対象フィールドに指令対象として指定されていると判別した前記自己の出力ポートの、前記指令対象フィールドにおける指定順を、前記指令信号から取得する指定順取得ステップと、
前記スレーブノードが、前記自己の出力ポートが指令対象として指定されていると前記判別ステップにおいて判別した前記指令信号の遅延情報フィールドから、前記遅延情報を取得する遅延情報取得ステップと、
前記スレーブノードが、前記自己の出力ポートが指令対象として指定されていると前記判別ステップにおいて判別した前記指令信号の前記ネットワークからの受信タイミングと、前記指定順取得ステップにおいて取得した指定順及び前記遅延情報取得ステップにおいて取得した遅延情報とから、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力するタイミングを決定する決定ステップと、
前記スレーブノードが、前記決定ステップにおいて決定したタイミングで、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力する出力ステップと、
を含む。
本発明の第５の態様によるネットワーク通信方法によれば、マスタノードが、負荷に対する動作信号を出力タイミングをずらして出力させる出力ポートを、動作信号の出力タイミングの早い順に指定指令対象フィールドに指令対象として指定し、指令対象の出力ポートから出力ポートに接続された負荷に対する動作信号の出力タイミングの遅延に関する遅延情報を遅延情報フィールドに設定した指令信号を、ネットワークに送信すると、スレーブノードが、本発明の第１の態様によるネットワークノードが行うのと同様の手順のステップを実行する。
このため、本発明の第１の態様によるネットワークノードによって得られる効果と同様に、通信速度（通信容量）が比較的低いネットワークを使っても、複数の負荷を短い時間差で順次動作させる指令信号を送信元のノードから送信できるネットワーク通信を実現することができる。
本発明によれば、通信速度（通信容量）が比較的低いネットワークを使っても、複数の負荷を短い時間差で順次動作させる指令信号を送信元のノードから送信できるネットワーク通信を実現することができる。
本発明のネットワーク通信システムの一実施形態に係る車載ＬＡＮシステムの概略構成を示す説明図である。 図１の各スレーブユニットがマスタユニットからの指令信号に対応して各ポートに接続された負荷に動作信号を出力する様子を示す説明図である。 図１のマスタユニットがＣＸＰＩバスに送信する信号のフレーム構成を示し、（ａ）は指令信号のフレーム構成の説明図、（ｂ）は遅延情報信号のフレーム構成の説明図である。 図１の各スレーブユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがい実行する負荷に対する動作信号の出力処理の手順を示すフローチャートである。 図１の各スレーブユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがい実行する負荷に対する動作信号の出力処理の手順を示すフローチャートである。 図１の車載ＬＡＮシステムにおいて複数の負荷を順次点灯させる際に実行される本発明の一実施形態に係るネットワーク通信方法の手順を示すフローチャートである。 図３（ａ）の指令信号を受信した図１の各スレーブユニットのマイクロコンピュータのＣＰＵが各ポートから同じ時間間隔ずつずらして動作信号を出力する場合の各ポートの電位の変化を示すタイミングチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明のネットワーク通信システムの一実施形態に係る車載ＬＡＮシステムの概略構成を示す説明図である。
図１に示す本実施形態の車載ＬＡＮシステム１は、ＣＸＰＩ（Clock Extension Peripheral Interface）規格のＬＡＮシステムである。車載ＬＡＮシステム１は、上位のＣＡＮ（Controller Area Network ）規格のＬＡＮシステム（図示せず）の下位ネットワークとして、ＣＡＮ規格のＬＡＮシステムと共に不図示の車両に搭載されている。
ＣＡＮ規格の上位のＬＡＮシステムには、主に、車両のコア部分となるエンジン、モータ等の走行系に関する操作部の検出信号や負荷の制御信号等の通信に用いられる。一方、ＣＸＰＩ規格の下位のＬＡＮシステムである車載ＬＡＮシステム１は、これまでワイヤハーネスで直接接続（ジカ線接続）していた装備系（ワイパ、ライト）に関する操作部の検出信号や負荷の制御信号等の通信に用いられる。
図１に示す車載ＬＡＮシステム１は、ＣＸＰＩ規格のＣＸＰＩバス３（請求項中のネットワークに相当）を有している。ＣＸＰＩバス３には、マスタユニット５（請求項中のマスタノードに相当）と、複数のスレーブユニット７（請求項中のスレーブノードに相当）とが接続されている。
マスタユニット５は、車載ＬＡＮシステム１の上位に位置するＣＡＮ規格のＬＡＮシステムのネットワーク（図示せず）にも接続されている。マスタユニット５は、ＣＡＮコントローラとして機能するコントローラ５１を有している。コントローラ５１は、装備系の負荷を動作させる動作信号の出力を指令する指令信号等を、各スレーブユニット７に向けてＣＸＰＩバス３に送信する。
各スレーブユニット７は、マイクロコンピュータ（マイコン）７１と入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）７３とを有している。マイクロコンピュータ７１は、ＣＸＰＩバス３に送信された信号を受信し、その内容に対応した処理を実行する。入出力Ｉ／Ｆ７３は複数のポートを有している。各ポートには、各スレーブユニット７の近傍に配置された装備系の操作部・センサ（入力系）９や負荷（出力系）１１が接続されている。
そして、各スレーブユニット７に接続された負荷１１を動作させる場合は、マスタユニット５のコントローラ５１がＣＸＰＩバス３に信号を送信する。
一方、各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１は、図１のマスタユニット５のコントローラ５１がＣＸＰＩバス３に送信した信号を、ＣＸＰＩバス３から受信する。また、各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１は、ＣＸＰＩバス３から受信した信号の内容に応じて、入出力Ｉ／Ｆ７３の各ポート７４〜７９（請求項中の出力ポートに相当）にそれぞれ接続された負荷１１に、必要に応じて動作信号を出力する。
図２は、各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１がマスタユニット５からの信号に対応して、入出力Ｉ／Ｆ７３の各ポート７４〜７９にそれぞれ接続された負荷１１に必要に応じて動作信号を出力する様子を示す説明図である。
ここで、マスタユニット５のコントローラ５１がＣＸＰＩバス３に送信する信号のフレーム構成について、図３を参照して説明する。
なお、以下の説明では、負荷１１が車両の車室内を照明する照明光源であり、複数の負荷１１を点灯させるためにマイクロコンピュータ７１が動作信号を点灯させる負荷１１に出力するものとする。また、以下の説明では、複数の負荷１１をタイミングをずらして時間差で点灯させるものとする。
まず、図３（ａ）は、マスタユニット５のコントローラ５１がＣＸＰＩバス３に送信する指令信号のフレーム構成を示す説明図である。指令信号は、各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１から各スレーブユニット７に接続された負荷１１に、負荷１１を点灯させる動作信号の出力を指令する信号である。
図３（ａ）に示すように、指令信号のフレームは、ヘッダ領域、ＤＵＴＹ値領域、フェード時間領域、ディレイ領域、出力ポート指定領域を有している。
ヘッダ領域は、指令信号の識別情報の設定に利用される。ＤＵＴＹ値領域は、負荷１１の点灯時の明るさに対応するデューティー比の値の設定に利用される。フェード時間領域は、負荷１１の点灯時の消灯状態から点灯状態への移行に費やすフェード時間の設定に利用される。ディレイ領域は後述する。
出力ポート指定領域は、動作信号を出力する対象の負荷１１が接続された入出力Ｉ／Ｆ７３の指令対象のポート７４〜７９の指定に利用される。
なお、本実施形態の車載ＬＡＮシステム１では、ＣＸＰＩバス３に複数のスレーブユニット７が接続されている。このため、各スレーブユニット７を区別してポート７４〜７９を指定する必要がある。そこで、本実施形態では、ＣＸＰＩバス３に接続された全てのスレーブユニット７の入出力Ｉ／Ｆ７３の各ポート７４〜７９に付与した通し番号の識別番号で、指令対象のスレーブユニット７のポート７４〜７９を指定する。
また、出力ポート指定領域には、指令対象のスレーブユニット７のポート７４〜７９を、負荷１１を点灯させるタイミングが早いものから順に指定する。
そして、ディレイ領域は、出力ポート指定領域で指定した指令対象のスレーブユニット７のポート７４〜７９から、指令対象に指定した順に負荷１１の動作信号を順次出力するときの、指定順が連続する前後２つのポート７４〜７９間の動作信号の出力タイミングの差（遅延時間）の指定に利用される。
例えば、ディレイ領域の指定値が「１００」である場合は、遅延時間として１００ｍｓが指定されたことになる。また、ディレイ領域の指定値が「０」である場合は、遅延時間として、後述する遅延情報信号において指定順毎に個々に指定された時間が指定されたことになる。
次に、図３（ｂ）は、マスタユニット５のコントローラ５１が必要に応じてＣＸＰＩバス３に送信する遅延情報信号のフレーム構成を示す説明図である。遅延情報信号は、指令信号において指令対象に指定する指令対象のスレーブユニット７のポート７４〜７９から、指令対象の指定順に負荷１１の動作信号を順次出力するときの、指定順が連続する前後２つのポート７４〜７９間の動作信号の出力タイミングの差（遅延時間）を、図３（ａ）の指令信号のディレイ領域で指定できる内容よりも詳細に指定する信号である。
図３（ｂ）に示すように、遅延情報信号のフレームは、ヘッダ領域と、複数の個別ディレイ領域とを有している。ヘッダ領域は、遅延情報信号の識別情報の設定に利用される。
個別ディレイ領域は、図３（ａ）の指令信号において指令対象に指定する指令対象のスレーブユニット７のポート７４〜７９から、指令対象の指定順に負荷１１の動作信号を順次出力するときの、指定順が連続する前後２つのポート７４〜７９間の動作信号の出力タイミングの差（遅延時間）を、個々の前後２つのポート７４〜７９間について個別にそれぞれ指定するのに利用される。
したがって、遅延情報信号が有する個別ディレイ領域の数は、指令対象のスレーブユニット７のポート７４〜７９の数（ｎ）よりも１つ少ない数（ｎ−１）となる。
そして、例えば、１つ目の個別ディレイ領域には、指令対象の指定順が１番目と２番目の２つの指令対象のスレーブユニット７のポート７４〜７９間の、負荷１１に対する動作信号の出力タイミングの時間差（遅延時間）が指定される。また、ｎ−１番目の個別ディレイ領域には、指令対象の指定順がｎ−１番目とｎ番目の２つの指令対象のスレーブユニット７のポート７４〜７９間の、負荷１１に対する動作信号の出力タイミングの時間差（遅延時間）が指定される。
具体的には、例えば、各負荷１１を順次点灯させる時間差を徐々に小さくする場合は、各個別ディレイ領域の遅延時間として、先頭のディレイ領域から最後のディレイ領域に向かうにつれて徐々に小さい値が指定される。反対に、例えば、各負荷１１を順次点灯させる時間差を徐々に大きくする場合は、各個別ディレイ領域の遅延時間として、先頭のディレイ領域から最後のディレイ領域に向かうにつれて徐々に大きい値が指定される。
なお、マスタユニット５のコントローラ５１は、複数の負荷１１を同じ遅延時間ずつずらして順次点灯させる場合には、図３（ａ）のディレイ領域の指定値を「０」以外の値とした指令信号のみを、ＣＸＰＩバス３に送信する。
また、マスタユニット５のコントローラ５１は、複数の負荷１１を順次点灯させる際、連続して点灯させる２つの負荷１１の点灯タイミングの時間差（遅延時間）を個別に設定する場合は、図３（ａ）のディレイ領域の指定値を「０」とした指令信号をＣＸＰＩバス３に送信する。さらに、図３（ｂ）の個別ディレイ領域を順次点灯させる負荷１１の数よりも１つ少ない個数有する遅延情報信号を、指令信号の送信前にＣＸＰＩバス３に送信する。
次に、車載ＬＡＮシステム１の各スレーブユニット７において、マイクロコンピュータ７１のＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって実行する、負荷１１に対する動作信号の出力処理の手順について、図４及び図５のフローチャートを参照して説明する。マイクロコンピュータ７１のＣＰＵは、図４及び図５のフローチャートに示す手順の処理を、所定周期毎に繰り返して実行する。
まず、マイクロコンピュータ７１のＣＰＵは、図４に示すように、ＣＸＰＩバス３から信号を受信したか否かを確認する（ステップＳ１）。信号を受信していない場合は（ステップＳ１でＮＯ）、一連の処理を終了する。
一方、信号を受信した場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、受信した信号が遅延情報信号であるか否かを確認する（ステップＳ３）。受信した信号が遅延情報信号であることは、受信した信号のヘッダ領域の識別情報によって確認することができる。
受信した信号が遅延情報信号でない場合は（ステップＳ３でＮＯ）、後述するステップＳ１１に処理を移行する。また、受信した信号が遅延情報信号である場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、受信した遅延情報信号の各個別ディレイ領域に指定された遅延時間を取得する（ステップＳ５）。
そして、取得した遅延時間をマイクロコンピュータ７１のＲＡＭに記憶させ（ステップＳ７）、ＲＡＭに個別遅延時間取得フラグを立てた後（ステップＳ９）、ステップＳ１にリターンする。
ステップＳ１１では、マイクロコンピュータ７１のＣＰＵは、受信した信号が指令信号であるか否かを確認する。受信した信号が指令信号であることは、受信した信号のヘッダ領域の識別情報によって確認することができる。
受信した信号が指令信号でない場合は（ステップＳ１１でＮＯ）、一連の処理を終了する。また、受信した信号が指令信号である場合は（ステップＳ１１でＹＥＳ）、受信した指令信号の出力ポート指定領域に指定された指令対象に、自己のスレーブユニット７の入出力Ｉ／Ｆ７３のポート７４〜７９の識別番号が含まれているか否かを確認する（ステップＳ１３）。
自己のスレーブユニット７のポート７４〜７９の識別番号が指令対象に含まれていない場合は（ステップＳ１３でＮＯ）、一連の処理を終了し、指令対象に含まれている場合は（ステップＳ１３でＹＥＳ）、受信した指令信号のＤＵＴＹ値領域及びフェード時間領域の各設定値と、ディレイ領域の指定値及び出力ポート指定領域の指定内容とを取得する（ステップＳ１５）。
そして、出力ポート指定領域の指定内容から、指令対象に指定された自己のスレーブユニット７のポート７４〜７９の指定順を取得する（ステップＳ１７）。このとき、自己のスレーブユニット７の複数のポート７４〜７９が指令対象として指定されている場合は、指定された各ポート７４〜７９の指定順をそれぞれ取得する。
次に、受信した指令信号から取得したディレイ領域の指定値が「０」であるか否かを確認する（ステップＳ１９）。
ディレイ領域の指定値が「０」である場合は（ステップＳ１９でＹＥＳ）、マイクロコンピュータ７１のＣＰＵは、指令信号において指令対象として指定されたポート７４〜７９の指定順から１を減じた値に、指令信号から取得したディレイ領域の指定値を乗じて、指令対象として指定されたポート７４〜７９からの動作信号の出力タイミングを求める（ステップＳ２１）。そして、後述するステップＳ３３に処理を移行する。
一方、ディレイ領域の指定値が指定値が「０」でない場合は（ステップＳ１９でＮＯ）、ＲＡＭに個別遅延時間取得フラグが立っていか否かを確認する（ステップＳ２３）。
個別遅延時間取得フラグが立っていない場合は（ステップＳ２３でＮＯ）、遅延情報信号と指令信号の再送要求等のエラー処理を行った後（ステップＳ２５）、一連の処理を終了する。
また、個別遅延時間取得フラグが立っている場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、マイクロコンピュータ７１のＣＰＵは、ＲＡＭに記憶させた遅延情報信号の各個別ディレイ領域にそれぞれ指定された前後２つのポート７４〜７９間の遅延時間を用いて、指令対象として指定された各ポート７４〜７９の遅延時間をそれぞれ求める（ステップＳ２７）。
詳しくは、指令信号において指令対象として指定された指定順が１番目のポート７４〜７９から、自己のスレーブユニット７の各ポート７４〜７９までの、指定順が連続する前後２つのポート７４〜７９間について、遅延情報信号においてそれぞれ指定された遅延時間を、ＲＡＭに記憶させた遅延情報信号の各個別ディレイ領域の遅延時間から取得する。そして、取得した各遅延時間を積算して、指令対象として指定されたポート７４〜７９の遅延時間を求める。
さらに、ＲＡＭに記憶させた遅延情報信号の各個別ディレイ領域の遅延時間を消去し（ステップＳ２９）、ＲＡＭに立てた個別遅延時間取得フラグを下ろした後（ステップＳ３１）、ステップＳ３３に処理を移行する。
ステップＳ３３では、ステップＳ２１やステップＳ２７で求めた遅延時間だけ指令信号の受信タイミングから遅延させたタイミングで、指令対象のポート７４〜７９から負荷１１に動作信号を出力させる。その後、一連の処理を終了する。
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１のＣＰＵが行う図５のフローチャートにおけるステップＳ１３の手順が、請求項中の判別部に対応する手順となっている。
また、本実施形態では、図５中のステップＳ１７の手順が、請求項中の指定順取得部に対応する手順となっており、図５中のステップＳ１５の手順が、請求項中の遅延情報取得部に対応する手順となっている。
さらに、本実施形態では、図４のフローチャートにおけるステップＳ５の手順が、請求項中の個別情報取得部に対応する手順となっており、図５中のステップＳ３３の手順が、請求項中の決定部に対応する手順となっている。
次に、以上に説明した構成による本実施形態の車載ＬＡＮシステム１において、各スレーブユニット７に接続された所望の負荷１１を同じ時間間隔ずつずらして点灯させる場合について説明する。この場合は、図６のフローチャートに示す手順によるネットワーク通信方法が実行される。
まず、送信ステップが実行される（ステップＳ４１）。送信ステップでは、マスタユニット５のコントローラ５１がＣＸＰＩバス３に図３（ａ）の指令信号を送信する。
このとき、マスタユニット５のコントローラ５１は、指令信号のディレイ領域に、各負荷１１の点灯間隔の値を遅延時間として指定する。また、出力ポート指定領域に、各スレーブユニット７のポート７４〜７９を、負荷１１の点灯順に応じた指定順で指定する。
マスタユニット５がＣＸＰＩバス３に指令信号を送信すると、ステップＳ４１の送信ステップに続いて、判別ステップが実行される（ステップＳ４３）。
判別ステップでは、各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１が、ＣＸＰＩバス３から指令信号をそれぞれ受信する。そして、受信した指令信号の出力ポート指定領域に自己のスレーブユニット７のポート７４〜７９が指令対象として指定されていると、ステップＳ４３の送信ステップに続いて、指定順取得ステップが実行される（ステップＳ４５）。
指定順取得ステップでは、各スレーブユニット７において、マイクロコンピュータ７１が、自己のスレーブユニット７の指令対象として指定されたポート７４〜７９の、指令信号の出力ポート指定領域における指定順を、指令対象のポート７４〜７９毎にそれぞれ取得する。
各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１が、指令信号の出力ポート指定領域における指令対象の各ポート７４〜７９の指定順をそれぞれ取得すると、ステップＳ４５の指定順取得ステップに続いて、遅延情報取得ステップが実行される（ステップＳ４７）。
遅延情報取得ステップでは、各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１が、指令信号のディレイ領域の指定値を取得する。マイクロコンピュータ７１が指令信号のディレイ領域の指定値を取得すると、ステップＳ４７の遅延情報取得ステップに続いて、決定ステップが実行される（ステップＳ４９）。
決定ステップでは、各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１が、ステップＳ４３の指定順取得ステップで取得した、指令対象として指定されたポート７４〜７９の指令信号の出力ポート指定領域における指定順に応じた数（指定順−１の数）だけ、ステップＳ４７の遅延情報取得ステップで取得した、指令信号のディレイ領域の指定値を積算して、指令信号の受信から動作信号の出力までの遅延時間を求める。
各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１が、指令対象として指定されたポート７４〜７９の遅延時間を求めると、ステップＳ４９の決定ステップに続いて、出力ステップが実行される（ステップＳ５１）。
出力ステップでは、各スレーブユニット７のマイクロコンピュータ７１が、指令信号の出力ポート指定領域に指令対象として指定されたポート７４〜７９から、指令対象の指定順に指令信号のディレイ領域に指定された遅延時間ずつタイミングをずらして、負荷１１に動作信号を出力させる。これにより、指令対象として指定されたポート７４〜７９に接続された負荷１１が、指令信号のディレイ領域の指定値ずつタイミングをずらして順次点灯される。
図７は、各スレーブユニット７の各ポート７４〜７９からの一定の遅延時間ずつタイミングをずらした動作信号の出力に伴う各ポート７４〜７９の電位の変化を示すタイミングチャートである。
図７のタイミングチャートでは、図１に示す１番目のスレーブユニット７（ＩＤ＿１）の全ポート７４〜７９と２番目のスレーブユニット７（ＩＤ＿２）のポート７４，７５とが、図３（ａ）の指令信号の出力ポート指定領域に、指令対象として順番に指定されている場合を示している。
このため、マスタユニット５がＣＸＰＩバス３に送信した指令信号を受信した１番目のスレーブユニット７（ＩＤ＿１）は、指定順が１番目から６番目のポート７４〜７９から負荷１１に、ローアクティブの動作信号を、指令信号のディレイ領域に指定された遅延時間ずつタイミングを遅らせて順次出力させる。
また、マスタユニット５がＣＸＰＩバス３に送信した指令信号を受信した２番目のスレーブユニット７（ＩＤ＿２）は、指定順が７番目及び８番目のポート７４，７５から負荷１１に、ローアクティブの動作信号を、指令信号のディレイ領域に指定された遅延時間ずつタイミングを遅らせて順次出力させる。
ここで、指令対象としての指定順が６番目のポート７９と７番目のポート７４とは、設けられたスレーブユニット７が互いに異なる（指定順が６番目のポート７９は１番目のスレーブユニット７（ＩＤ＿１）、指定順が７番目のポート７４は２番目のスレーブユニット７（ＩＤ＿２））。
このように、２つのスレーブユニット７に跨がる２つのポート７９，７４が連続する指定順で指令対象に指定されても、図７に示すように、同じスレーブユニット７内の連続する指定順で指令対象に指定された２つのポート７４，７５、ポート７５，７６、ポート７６，７７、ポート７７，７８、ポート７８，７９と同じく、前のポート７４〜７９からの動作信号の出力タイミングから遅延時間遅れたタイミングで、動作信号が出力される。
続いて、本実施形態の車載ＬＡＮシステム１において、各スレーブユニット７に接続された所望の負荷１１を、連続する前後２つの負荷１１の点灯時間差を個々に設定して順次点灯させる場合について説明する。この場合は、マスタユニット５がＣＸＰＩバス３に、まず、図３（ｂ）の遅延情報信号を送信し、その後、図３（ａ）の指令信号を送信する。
そして、遅延情報信号を送信する際に、マスタユニット５は、指令信号の出力ポート指定領域において指令対象に指定する各スレーブユニット７のポート７４〜７９の指定順が連続する前後２つのポート７４〜７９間の動作信号の出力タイミングの差（遅延時間）を、指令対象の指定順が早いほうから順に、遅延情報信号の各個別ディレイ領域に指定する。
また、指令信号を送信する際に、マスタユニット５は、指令信号のディレイ領域に、各負荷１１の点灯間隔の値を遅延情報信号で指定する旨を示す「０」を指定する。なお、出力ポート指定領域に、各スレーブユニット７のポート７４〜７９を、負荷１１の点灯順に応じた指定順で指定するのは、所望の負荷１１を同じ時間間隔ずつずらして点灯させる場合と同じである。
マスタユニット５がＣＸＰＩバス３に遅延情報信号を送信すると、各スレーブユニット７が、ＣＸＰＩバス３から遅延情報信号を受信する。そして、受信した遅延情報信号の各個別ディレイ領域の指定値を、マイクロコンピュータ７１のＲＡＭに記憶させる。
その後、マスタユニット５がＣＸＰＩバス３に指令信号を送信すると、各スレーブユニット７が、ＣＸＰＩバス３から指令信号をそれぞれ受信する。そして、受信した指令信号の出力ポート指定領域に自己のスレーブユニット７のポート７４〜７９が指令対象として指定されていて、指令信号のディレイ領域の指定値が「０」であると、マイクロコンピュータ７１が、ＲＡＭに記憶させた遅延情報信号の各個別ディレイ領域の指定値を用いて、指令信号の受信から動作信号の出力までの遅延時間を求める。
詳しくは、マイクロコンピュータ７１が、遅延情報信号の各個別ディレイ領域の指定値のうち、指令信号の出力ポート指定領域における指令対象としての指定順以前の、指定順が連続する前後２つのポート７４〜７９に対応する個別ディレイ領域の指定値を積算して、指令信号の受信から動作信号の出力までの遅延時間を求める。
このため、指令信号の出力ポート指定領域に指令対象として指定されたポート７４〜７９からは、指令対象の指定順に遅延情報信号の個別ディレイ領域において個別に指定された時間ずつタイミングをずらして、負荷１１に対する動作信号が出力される。よって、指令対象として指定されたポート７４〜７９に接続された負荷１１が遅延情報信号の個別ディレイ領域において個別に指定された時間ずつタイミングをずらして順次点灯される。
以上に説明した本実施形態の車載ＬＡＮシステム１によれば、タイミングをずらして順次点灯させる負荷１１に動作信号を出力させる指令信号を、各負荷１１が接続されたスレーブユニット７のポート７４〜７９に、負荷１１を点灯させるタイミングに合わせてその都度出力しなくても、１回の指令信号の出力で各負荷１１を順次点灯させることができる。
このため、通信速度（通信容量）が比較的低いＣＸＰＩバス３を使っても、複数の負荷１１を順次動作させる指令信号をマスタユニット５から送信できるネットワーク通信を実現することができる。
しかも、連続して点灯する前後２つの負荷１１に、各負荷１１が接続されたスレーブユニット７のポート７４〜７９から、動作信号をそれぞれ出力させるタイミングを、各ポート７４〜７９に対する指令信号をＣＸＰＩバス３に都度送信する時間差によって定める必要がない。
そして、ＣＸＰＩバス３に１回送信する指令信号のディレイ領域に指定する指定値や、指令信号に先立ってＣＸＰＩバス３に１回送信する遅延情報信号の個別ディレイ領域に指定する指定値によって、前後連続して点灯する各負荷１１への動作信号の出力タイミングを定めることができる。
よって、通信速度（通信容量）が比較的低いＣＸＰＩバス３を使っても、複数の負荷１１を短い時間差で順次動作させる指令信号をマスタユニット５から送信できるネットワーク通信を実現することができる。
なお、指令信号に先立って遅延情報信号をマスタユニット５がＣＸＰＩバス３に出力し、スレーブユニット７のポート７４〜７９から各負荷１１に動作信号を出力するタイミングを、連続して点灯させる前後２つの負荷１１毎に、遅延情報信号の個別ディレイ領域において個別に指定可能とする構成は、省略してもよい。
また、本実施形態では、負荷１１が点灯、消灯される光源である場合について説明したが、本発明は、複数の負荷をタイミングをずらして順次動作させる場合に広く適用可能である。
さらに、本実施形態では、複数のスレーブユニット７に跨がって、各スレーブユニット７の入出力Ｉ／Ｆ７３の各ポート７４〜７９に接続された複数の負荷１１をタイミングをずらして順次動作させる場合について説明した。しかし、本発明は、１つのスレーブユニット７の入出力Ｉ／Ｆ７３の各ポート７４〜７９に接続された複数の負荷１１をタイミングをずらして順次動作させる場合にも、適用可能である。
本発明は、負荷を動作させる指令信号をネットワーク上で送受信する場合に用いて極めて有用である。
１ 車載ＬＡＮシステム（ネットワーク通信システム）
３ ＣＸＰＩバス（ネットワーク）
５ マスタユニット（マスタノード）
７ スレーブユニット（ネットワークノード、スレーブノード）
９ 操作部・センサ
１１ 負荷
５１ コントローラ
７１ マイクロコンピュータ（個別情報取得部、出力部、判別部、指定順取得部、決定部、遅延情報取得部）
７３ 入出力Ｉ／Ｆ
７４〜７９ ポート（出力ポート）

Claims (5)

  1. ネットワークから受信した指令信号に、自己の出力ポートが指令対象として指定されているか否かを判別する判別部と、
    前記判別部が前記指令信号に指令対象として指定されていると判別した前記自己の出力ポートの、前記指令信号における指定順を、該指令信号から取得する指定順取得部と、
    前記自己の出力ポートが指令対象として指定されていると前記判別部が判別した前記指令信号から、指令対象の出力ポートに接続された負荷に対する動作信号の出力タイミングの遅延時間に関する遅延情報を取得する遅延情報取得部と、
    前記自己の出力ポートが指令対象として指定されていると前記判別部が判別した前記指令信号の前記ネットワークからの受信タイミングと、前記指定順取得部が取得した指定順及び前記遅延情報取得部が取得した遅延情報とから、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力するタイミングを決定する決定部と、
    前記決定部が決定したタイミングで、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力する出力部と、
    を備えるネットワークノード。
  2. 前記指定順取得部は、他のネットワークノードの出力ポートを含む複数の出力ポートが指令対象として指定された前記指令信号における自己の出力ポートの指定順を取得する請求項１記載のネットワークノード。
  3. 前記ネットワークから受信した信号のうちヘッダ情報に前記遅延情報の識別情報を含む遅延情報信号から、前記指令信号において指令対象として指定される複数の出力ポートの、指定順が連続する２つの出力ポート間における前記動作信号の出力タイミングの差を遅延時間として前記指令信号における指令対象の指定順に規定した個別遅延情報を取得する個別情報取得部をさらに備え、
    前記判別部は、前記遅延情報信号に続いて前記ネットワークから受信した、前記ヘッダ情報に前記指令信号の識別情報を含む信号を前記指令信号として、該指令信号に前記自己の出力ポートが指令対象として指定されているか否かを判別し、
    前記決定部は、前記遅延情報取得部が前記指令信号から取得した前記遅延情報が前記個別遅延情報の参照を示す内容であるときに、前記指令信号の前に前記ネットワークから受信した前記遅延情報信号から前記個別情報取得部が取得した前記個別遅延情報のうち、前記指定順取得部が取得した指定順以前の指定順に対応してそれぞれ規定された前記動作信号の出力タイミングの差を、前記遅延情報取得部が取得した遅延情報として、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力するタイミングを決定する、
    請求項１又は２記載のネットワークノード。
  4. 負荷に対する動作信号を出力タイミングをずらして出力させる出力ポートを前記動作信号の出力タイミングの早い順に指令対象として指定し、指令対象の出力ポートから該出力ポートに接続された負荷に対する動作信号の出力タイミングの遅延に関する遅延情報を含んだ指令信号を、ネットワークに送信するマスタノードと、
    前記ネットワークから前記指令信号を受信するスレーブノードとを備え、
    前記スレーブノードとして、請求項１、２又は３記載のネットワークノードを用いた、
    ネットワーク通信システム。
  5. マスタノードが、負荷に対する動作信号を出力タイミングをずらして出力させる出力ポートを前記動作信号の出力タイミングの早い順に指令対象として指定する指令対象フィールドと、指令対象の出力ポートから該出力ポートに接続された負荷に対する動作信号の出力タイミングの遅延に関する遅延情報を設定する遅延情報フィールドと、をフレーム中に有する指令信号をネットワークに送信する送信ステップと、
    スレーブノードが、前記ネットワークから受信した指令信号の指令対象フィールドに、自己の出力ポートが指令対象として指定されているか否かを判別する判別ステップと、
    前記スレーブノードが、前記判別ステップにおいて前記指令信号の指令対象フィールドに指令対象として指定されていると判別した前記自己の出力ポートの、前記指令対象フィールドにおける指定順を、前記指令信号から取得する指定順取得ステップと、
    前記スレーブノードが、前記自己の出力ポートが指令対象として指定されていると前記判別ステップにおいて判別した前記指令信号の遅延情報フィールドから、前記遅延情報を取得する遅延情報取得ステップと、
    前記スレーブノードが、前記自己の出力ポートが指令対象として指定されていると前記判別ステップにおいて判別した前記指令信号の前記ネットワークからの受信タイミングと、前記指定順取得ステップにおいて取得した指定順及び前記遅延情報取得ステップにおいて取得した遅延情報とから、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力するタイミングを決定する決定ステップと、
    前記スレーブノードが、前記決定ステップにおいて決定したタイミングで、前記自己の出力ポートから前記負荷に前記動作信号を出力する出力ステップと、
    を含むネットワーク通信方法。
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