JP2003517150A - タイヤ圧モニターシステムの応答機の校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 物体（たとえばタイヤ（１０４））の温度データ（Ｎ_T）と圧力データ（Ｎ_P）を測定することができ、データストリーム（図３Ｃ）を外部の読み取り機／無線送信機（１０６、４００）に送信することができる応答機（２００、６０４）を校正する方法（６５０）である。応答機は、測定値、校正データ（６６２）、応答機ＩＤ番号等を保存するメモリ（２３８）を含む。応答機は温度および圧力情報を「圧力」データにおいて組み合わせるので、比Ｎ_T／Ｎ_Pが圧力のみを直接示すものであり、これはさらに、応答機の電力変化には比較的敏感ではない。この校正法は、基準圧力（６１４）および温度（６１２）センサを含む校正チャンバ（６０２）を用いる。校正すべき応答機はチャンバ内に置かれ、いくつかの校正点で、いくつかの所定の温度および圧力（基準センサにより測定される）にさらされる（６５２）。各校正点では、応答機によって検出された温度読み取り値（Ｎ_T）と圧力読み取り値（Ｎ_P）は、基準温度および圧力と一緒に記録される。これらの読み取り値および基準測定値から、校正定数（Ｎ_T25、ｍ_T、Ｎ_T／Ｎ_P700,25、ｍ_P）が計算される（６５８）。この校正方法の好ましい実施態様では、読み取り値は、校正定数が許容範囲に確実に含まれるように、範囲が調べられる（６５６）。読み取り値が範囲外の場合、その応答機は除去される。校正方法は、設定点（Ｎ_T25、Ｎ_T／Ｎ_P700,25、）と勾配（ｍ_T、ｍ_P）のような、読み取り機／無線送信機によって線型式（式７、８）で使用され、圧力式がこのデータ比をその独立変数として用いるような校正定数を生ずるように構成されるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】関連出願の相互参照 この出願は、本発明と同じ出願日を有する「空気タイヤの圧力をモニターする
方法」（METHOD OF MONITORING PRESSURE IN A PNEUMATIC TIRE）という名称の
ＰＣＴ出願（代理人参照番号ＤＮ１９９９１９７ＰＣＴ号）と関連する。

【０００２】 これは、グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー社などが１９９
８年４月１４日に出願した、共有で、係属中のＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９８
／０７３３８号、ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７８３６号、ＰＣＴ／ＵＳ９８／０７５
７５号の一部継続出願である。

【０００３】発明の技術分野 本発明は、自動車の空気タイヤ内の圧力をモニターすることに関し、特に、圧
力および温度の測定値を外部（たとえば車載の）受信器（読み取り機または読み
取り機／無線送信機）へ送信する、タイヤと関連した応答機が組み合わさって、
自動車の空気タイヤ内の圧力をモニターすることに関する。

【０００４】発明の背景 自動車の安全で、効率的かつ経済的な運転は、かなりの程度、自動車の全ての
（各）タイヤ内の適切な空気圧を維持することに依存している。低いタイヤ圧で
自動車を運転すると、タイヤの磨耗が激しくなり、操向が困難となり、走行安定
性が悪くなり、燃料消費量が増大する結果となり、これら全ては、タイヤ圧が「
パンクした」場合にゼロになると、さらに悪化する。

【０００５】 タイヤの使用中にタイヤ圧をモニターする必要性が、「ランフラット」（空気
の無い状態で走行する）タイヤ、すなわち、完全に空気の無い状態でも使用する
ことができるタイヤに関連して強調されている。このようなランフラットタイヤ
は、たとえば、引用によってすべてが本明細書に含まれる共有の米国特許５，３
６８，０８２号に開示されているように、強化されたサイドウォールと、タイヤ
ビードをリムに密着させる機構と、破滅的な圧力低下の後にも運転者が自動車の
運転を維持できるようにする、空気タイヤ内の非空気タイヤ（ドーナツ）を含み
、タイヤの空気がなくなったことに運転者がますます気づかなくなるような点に
まで進歩してきている。ランフラットタイヤを使用することの背後にある大きな
目的は、自動車の運転者が、空気の無くなったタイヤの修理のために路肩に停車
するよりも、タイヤを修理できるようになるまで空気の無くなったタイヤで限ら
れた距離（たとえば、５０マイル、すなわち８０ｋｍ）走行を継続できるように
することである。したがって、車内に、空気タイヤ内の空気圧が低下したことを
運転者に（たとえば、ライトまたはブザーで）警告する低タイヤ圧警報器を備え
ることが一般に望ましい。

【０００６】 このために、空気タイヤの圧力をモニターし、乗り物の運転者に現在のタイヤ
圧を示し、または、圧力が所定のしきい値レベルよりも低下すると運転者に警告
する多くの電子装置およびシステムが知られている。

【０００７】 たとえば、すべてが本明細書に含まれる米国特許４，５７８，９９２号（１９
８６年４月Ｇａｌａｓｋｏら）は、キャパシタのキャパシタンス値に加えられた
変化によってタイヤ圧とともに変化する固有共振周波数を有する受動発振回路を
形成するコイルと圧力検知キャパシタを含むタイヤ圧指示装置を開示している。
この回路は、タイヤの外部に配置され、乗り物に固定されるコイルによって供給
されるパルスにより励振され、受動発振回路の固有周波数が検出される。コイル
／キャパシタ回路の固有周波数は圧力検知キャパシタに加えられている圧力を示
す。

【０００８】 単なる受動共振回路ではなくて、遠隔に配置されている受信器へタイヤ圧を示
す無線周波数（ＲＦ）信号を送信することができる電子装置を用いてタイヤ圧を
モニターすることも知られている。このような「送信装置」は、自身の電源を有
することがあり、所定のしきい値よりも圧力が低下したときにのみ起動される。
代わりに、送信装置は、遠隔に配置されている受信器からのＲＦ信号によって起
動され（「オンにされ」）てもよく、この場合には受信器は「無線送信機」とみ
なされる。さらに、送信装置は無線送信機からのＲＦ信号により電力を供給され
てもよい。さらに、タイヤ圧をモニターする電子装置は無線送信機から情報を受
信することができてもよく、この場合にはこの電子装置は「応答機」と呼ばれる
。

【０００９】 ここで使用されているように、「応答機」は、受信された信号に存在する情報
に任意に応答するだけでなく、無線周波数信号を送受信でき、固定情報（たとえ
ばタイヤのＩＤ）を送信される信号に任意にのせるだけでなく、測定された単一
の状態（たとえばタイヤ圧）、または、複数の状態（たとえば、タイヤ圧、温度
、回転数）を示す可変情報（データ）を適切なフォーマットで送信される信号に
のせることができる電子装置である。空気タイヤで最も重要な典型的な状態はタ
イヤ圧である。「受動」応答機は無線送信機から受信した信号のエネルギーによ
って電力の供給を受ける応答機である。「能動」応答機は、自身の電源（たとえ
ばバッテリー）を有する応答機で、無線送信機からの信号により、または、内部
の周期的タイマにより、または、取り付けられている装置により、「起動」され
るまで、最小の電力で、「スリープ」モードのままである能動応答機を含む。こ
こで使用されるように、「タグ」という用語は、送受信機能を有する応答機、ま
たは、送信機能のみを有する装置を指す。一般に、応答機であるタグは本発明の
システムにおいて好ましい。ここで使用されるように、「タイヤ圧モニターシス
テム」（ＴＰＭＳ）という用語は、タイヤ内のタグと、乗り物内に配置された無
線送信機である受信器を有する全体のシステムを指す。

【００１０】 タグと、関連する状態センサ（たとえば圧力センサ）を乗り物の各タイヤ内に
搭載し、これらの応答機のそれぞれからの情報を共通の単一の無線送信機（また
は受信器）に集め、保全措置（たとえばタイヤの交換）を要する低タイヤ圧状態
を乗り物の運転者に警告することが知られている。たとえば、引用によりすべて
が本明細書に含まれる米国特許５，５４０，０９２号（１９９６年Ｈａｎｄｆｉ
ｅｌｄら）は、空気タイヤをモニターするシステムおよび方法を開示している。
この特許の図１は応答機（２２）と受信ユニット（２４）を有する空気タイヤモ
ニターシステム（２０）を示している。

【００１１】 空気タイヤ内に搭載するのに適したＲＦ応答機の例が、引用によりすべてが本
明細書に含まれる米国特許５，４５１，９５９号（１９９５年９月Ｓｃｈｕｅｒ
ｍａｎｎ）、米国特許５，６６１，６５１号（１９９７年８月Ｇｅｓｃｈｋｅら
）、米国特許５，５８１，０７３号（１９９６年１２月Ｈａｎｄｆｉｅｌｄら）
に開示されている。説明されている応答機システムは、無線送信ユニットと、応
答機に関連する圧力センサおよび／または温度センサと、複数の応答機システム
においてタイヤ／応答機の識別を確立する種々の技術を含む。たいていの場合、
このような応答機はバッテリーの電力を必要とする。

【００１２】 いくつかの場合には、応答機は集積回路（ＩＣ）チップとして実現できる。通
常は、ＩＣチップおよびその他の部品は、プリント回路基板（ＰＣＢ）のような
基板に搭載および／または接続される。

【００１３】 提案されているいくつかのシステムは、タイヤのＩＤ、温度、圧力とともに、
タイヤの回転と速度を測定し知らせることを含む比較的複雑な応答機センサ機能
を有する。たとえば、引用によりすべてが本明細書に含まれる米国特許５，５６
２，７８７号（１９９６年Ｋｏｃｈら）、米国特許５，７３１，７５４号（１９
９８年Ｌｅｅ，Ｊｒ．ら）がある。

【００１４】応答機の環境の考察 製造中および使用中を含む、タイヤ搭載応答機が確実に動作しなければならな
い環境は、変換器をうまく動作させるための多くの課題を提示している。たとえ
ば、応答機に使用されるセンサ（たとえば、圧力、温度）は、１２５℃までの動
作温度範囲を有するのが好ましく、約１７７℃の製造温度に耐えられなければな
らない。トラックタイヤの用途では、圧力センサは、約５０ｐｓｉから約１２０
ｐｓｉまで（約３４５ｋＰａから約８２７ｋＰａまで）の動作圧力範囲を有して
いなければならず、タイヤの製造中は約４００ｐｓｉ（約２７５９ｋＰａ）の圧
力に耐えられなければならない。その不正確さの全ての要因の合計を含む正確さ
は、フルスケールの±３％のオーダーでなければならない。圧力信号の再現性と
安定性は、正確さの特定の範囲内に含まれなければならない。

【００１５】 どのように実現されようとも、タイヤ応答機（タグ）は、したがって、広い範
囲の温度および圧力にもかかわらず、確実に動作できなければならない。さらに
、タイヤ応答機は、乗り物が速力制限用の隆起またはくぼみを走行しているとき
に遭遇するような大きな機械的衝撃に耐えることができなければならない。

【００１６】 応答機またはタイヤが、損傷をひき起こす恐れがある過度な温度にさらされた
かどうかを指示するために使用される装置が、「ＭＴＭＳ」装置、すなわち、ケ
ース・ウェスタン・リザーブ大学（Case Western Reserve University）のＭｅ
ｈｒａｎ Ｍｅｈｒｅｇａｎｙ教授により開発された最高温度記憶スイッチであ
る。これは、ある高温度点において閉じた状態に切り替わる、マイクロマシン化
されたシリコンデバイスである。センサは、たとえば１ＭΩより大きい「開かれ
た」高抵抗状態から、たとえば１００Ωより小さい「閉じられた」低抵抗状態に
切り替わる。

【００１７】 圧力データを送信するための電子回路と組み合わせて、空気タイヤで圧力変換
器を使用することは一般に良く知られているが、タイヤのこれらの圧力データシ
ステムはタイヤの環境に固有の困難によって苛まれてきた。このような困難は、
圧力変換器と電子回路をタイヤ／ホイールシステムに組込むことから来る、タイ
ヤに与える悪影響の可能性ばかりでなく、ＲＦ信号をタイヤの内外に効果的かつ
確実に結合することと、タイヤと電子部品がさらされる厳しい条件下での使用を
含む。外部の読み取り機／無線送信機により電力を供給される「受動」ＲＦ応答
機に関しては、応答機内の回路がその設計仕様を実行できるように、応答機内で
予測可能で安定な電圧レベルを生成することが別の課題である。

【００１８】 タイヤ搭載応答機で使用される適切な圧力変換器は、 （ａ）圧電変換器 （ｂ）米国特許３，８９３，２２８号（１９７５年Ｇｅｏｒｇｅら）および米
国特許４，３１７，２１６号（１９８２年Ｇｒａｇｇ，Ｊｒ．）に開示されてい
るような圧電抵抗素子 （ｃ）米国特許４，７０１，８２６号（１９８７年Ｍｉｋｋｏｒ），米国特許
５，５２８，４５２号（１９９６年Ｋｏ）、米国特許５，７０６，５６５号（１
９９８年Ｓｐａｒｋｓら）、ＰＣＴ／ＵＳ９９／１６１４０（１９９９年７月７
日出願Ｋｏら）に開示されているようなシリコン静電容量圧力変換器 （ｄ）導電性インキの可変導電性成層からなる素子 （ｅ）可変導電性エラストマー化合物からなる素子 を含む。

【００１９】ガス圧に与える温度の影響 広い意味では、熱平衡状態にある任意の気体の質量に対し、圧力Ｐと、温度Ｔ
と、体積Ｖを容易に測定できる。十分に低い密度値に対しては、実験は、（１）
一定温度に保たれている所与の質量の気体に対して、圧力は体積に逆比例し（ボ
イルの法則）、（２）一定圧力に保たれている所与の質量の気体に対して、体積
は温度に正比例する（シャールおよびゲイ‐リュサックの法則）ことを示す。こ
れは理想気体の「平衡状態」を導く。すなわち「理想気体の法則」、 ＰＶ＝μＲＴ ここで、 μはモルで表した気体の質量 Ｒは気体に関連する定数 である。

【００２０】 したがって、空気タイヤに含まれる空気のような（一定）の容積の気体に対し
て、温度（Ｔ）の上昇は、圧力（Ｐ）の上昇として現れる。

【００２１】 理想気体の法則の関係のために、空気タイヤに関しては、任意の種類のタイヤ
圧センサの動作中に起きる問題が、タイヤが長時間走行に使用されるにつれ、発
熱することであることは認識されている。タイヤが発熱すると、ほぼ一定で閉じ
られたタイヤの容積内に閉じ込められた空気が膨脹し、したがって、タイヤ内の
空気の総量が同じままであっても、タイヤ内の圧力を増大させる。公称圧が異な
るので、タイヤ圧センサは、タイヤが熱い場合には、タイヤが熱くなっていない
場合とは異なる圧力読み取り値を出力する。これが、タイヤと乗り物の製造者が
、所有者はタイヤの冷たいときに圧力を点検することを薦めている理由である。
もちろん、遠隔のタイヤ圧センサでは、運転者は乗り物内でタイヤ圧の連続指示
を受けることができるが、温度変化のためにその指示は不正確なことがある。し
たがって、空気タイヤ内の膨脹する媒体（「気体」すなわち空気）の温度変化を
補償する必要がある。

【００２２】 空気タイヤ内での気体法則の作用を一応扱っている特許は、引用によってすべ
てが本明細書に含まれる米国特許３，５９６，５０９号（１９７１年Ｒａｆｆｅ
ｌｌｉ），米国特許４，３３５，２８３号（１９８２年Ｍｉｇｒｉｎ）、米国特
許４，１２６，７７２号（１９７８年Ｐａｐｐａｓら）、米国特許４，９０９，
０７４号（１９９０年Ｇｅｒｒｅｓｈｅｉｍら），米国特許５，０５０，１１０
号（１９９１年Ｒｏｔｔ）、米国特許５，２３０，２４３号（１９９３年Ｒｅｉ
ｎｅｃｋｅ）、米国特許４，９６６，０３４号（１９９０年Ｂｏｃｋら）、米国
特許５，１４０，８５１号（１９９１年Ｈｅｔｔｒｉｃｈら）、米国特許４，５
６７，４５９号（１９８６年Ｆｏｌｇｅｒら）を含む。

【００２３】 引用によりすべてが本明細書に含まれる米国特許４，８９３，１１０号（１９
９０年Ｈｅｒｂｅｒｔ）は、異常を検出するために圧力測定値と温度測定値を用
いるタイヤモニター装置を開示している。そこに述べられているように、温度と
圧力の比は、タイヤ内の気体のモル数の第１の近似を与え、タイヤから膨脹流体
の漏れがなければ一定のままであるはずである。（１欄、１８〜２６行）。さら
に詳しくいえば、上記の米国特許４，７０３，６５０号に開示されているように
、各ホイールには、測定値を符号化された信号として車載のコンピュータ（１２
）へ送信する素子（８および１０）ばかりではなく、タイヤの圧力センサ（４）
と温度センサ（６）が取付けられている。コンピュータは、各タイヤの圧力と温
度の測定値を処理し、各ホイールについて圧力／温度比の評価（Ｐ／Ｔ評価値）
が計算される。一般に、１つのタイヤの比が少なくとも他の１つのタイヤの比と
比較され、比較の結果（Ｎ）が所定の値の範囲から逸脱すると、警報が出力され
る。

【００２４】タイヤからの圧力および温度読み取り値を送信する技術 空気タイヤ内の圧力および温度状態をともに測定できるとすると、測定された
圧力状態と温度状態を示す信号を外部の無線送信機／受信器へ送信する種々の技
術が提案されている。たとえば、下記の特許が引用によりそのすべてが本発明に
含まれている。 ‐位相変位により識別された信号を個々に送信する：米国特許４，１７４，５
１５号（１９７９年Ｍａｒｚｏｌｆ） ‐信号を多重化する：米国特許５，２８５，１８９号（１９９４年Ｎｏｗｉｃ
ｋｉら）、米国特許５，２９７，４２４号（１９９４年Ｓａｃｋｅｔ） ‐信号をデータワードの別々のセグメントとして符号化する：米国特許５，２
３１，８７２号（１９９３年Ｂｏｗｌｅｒら）、同じ集積回路チップにテレメー
タと、圧力センサおよび／または温度センサの双方をも組み合せている米国特許
４，６９５，８２３号（１９８７年Ｖｅｒｎｏｎ） ‐ホイールと乗り物に取付けられているコイルの間の伝送：米国特許４，５６
７，４５９号（１９８６年Ｆｏｌｇｅｒ） ‐周波数推移変調（ＦＳＫ）信号を用いる：米国特許５，２２８，３３７号（
１９９３年Ｓｈａｒｐｅら） ‐無線送信機からのＲＦ信号を、センサからのタイヤ状態パラメータデータで
後方散乱変調し、後方散乱変調された信号を無線送信機に返送する：米国特許５
，７３１，７５４号（１９９８年Ｌｅｅ，Ｊｒ．ら）

【００２５】 引用によりすべてが本明細書に含まれる米国特許４，７０３，６５０号（１９
８７年Ｄｏｓｊｏｕｂら）は、タイヤで測定された２つの変数の値を符号化する
回路と、このような回路を用いてタイヤをモニターする装置を開示している。符
号化回路は、変数、たとえば、圧力と温度の測定を時間測定に変換する無安定マ
ルチバイブレータを含む。無安定マルチバイブレータは、幅が温度の関数であり
、周期比が圧力の関数であるパルス信号を生成する。

【００２６】 引用によりすべてが本明細書に含まれる米国特許５，０５４，３１５号（１９
９１年Ｄｏｓｊｏｕｂ）は、タイヤで測定されるいくつかの量の値を符号化する
技術を開示している。そこには次のように開示されている。 「タイヤで測定された任意の数の量、たとえば、その圧力と温度の値の符号化が
、時間間隔の比ＴＰ／Ｔｒ、Ｔｔ／Ｔｒを用いて実行される。これによって、装
置は、前記比の分子と分母に同時に影響を与える、変調システムの時間シフトの
影響を免れる。」（要約書）

【００２７】発明の簡単な説明（概要） 本発明の広い目的は、添付されている１つまたは複数の請求項で定められ、そ
ういうものとして、以下の１つまたは複数の態様にしたがって実施することがで
きる、空気タイヤのような物体の動作特性をモニターする方法と装置を提供する
ことにある。

【００２８】 本発明の一つの態様は、モニターされている物体に関するデータと、その物体
に関連するパラメータを外部の読み取り機／無線送信機に送信することができる
改良された無線周波数（ＲＦ）応答機（「タグ」）を提供することにある。

【００２９】 本発明の他の態様は、乗り物のタイヤ圧をモニターし、タイヤ圧が減ると運転
者に警告するシステムを提供することにある。

【００３０】 本発明の他の態様は、圧力データの理想気体の法則の温度依存性を圧力データ
から排除し、その結果、外部の読み取り機／無線送信機が温度補償された圧力測
定値を表示するように、圧力データとともに温度データを応答機から外部の読み
取り機／無線送信機に出力することである。

【００３１】 本発明の他の態様は、読み取り機／無線送信機が、一般的な標準化された公式
を所与の構成の任意の応答機からの信号に適用でき、可能な限り正確に、動作条
件に影響されることを可能な限り抑えて、読み取り値を得ることができるように
、所与の構成の個々の応答機を校正する技術を提供することにある。

【００３２】 本発明の一態様によると、無線周波数（ＲＦ）応答機は、応答機に関連する物
体に固有の情報を外部の読み取り機／無線送信機に送信することができる回路を
有する。さらに、１つまたは複数の応答機センサ（変換器）が、変換器の位置に
おけるリアルタイムのパラメータ測定値を出力する。これらの測定値は、データ
形式で、データストリームを応答機によって外部の読み取り機／無線送信機に送
信されるＲＦ信号に圧縮する（変調する）ように、応答機によって出力された信
号上のデータストリームで、外部の読み取り機／無線送信機に送信される。

【００３３】 本発明の一態様によると、少なくとも２つの実時間パラメータ、すなわち、圧
力と温度が測定される。圧力は、周囲圧力の多項式、好ましくは、ほぼ一次関数
のようなよく知られた関数で、キャパシタンス値を変えるタイプの離れた位置に
ある（「オフチップ」）圧力センサにより測定されるのが好ましい。温度センサ
は、温度補償された真の圧力を容易に計算できるように圧力センサとほぼ同じ周
囲温度にさらされるように、応答機のＩＣチップ中に埋め込まれて（「オンチッ
プ」）配置されるのが好ましい。

【００３４】 本発明の一態様によると、応答機の温度の読み取り値（Ｎ_T）は、温度に正比
例する数であるが、応答機の圧力の読み取り値（Ｎ_P）は温度と圧力の双方の関
数である。読み取り値の比（Ｎ_T／Ｎ_P）は、好ましくは圧力に正比例する圧力セ
ンサのキャパシタンスに正比例する数である。この比は、動作条件の広い範囲に
わたって、応答機の電力レベル、または、読み取り機と応答機の結合の変化の影
響を受けにくい。

【００３５】 本発明の一態様によると、個々の応答機は校正され、校正情報は、測定値およ
び識別データと一緒に、読み取り機／無線送信機に送信するため、応答機に保存
される。このようにして、読み取り機／無線送信機は、送信された生の測定値か
ら圧力および温度読み取り値を最も正確に計算できる。

【００３６】 この校正方法は、極めて正確な基準圧力・温度センサが内部に組込まれた校正
チャンバを用いる。校正される応答機はそのチャンバ内に配置され、いくつかの
校正点において、いくつかの所定の温度（たとえば２５℃）および圧力（たとえ
ば７００ｋＰａ）（基準センサにより測定される）にさらされる。各校正点にお
いては、応答機によって検出された温度読み取り値（Ｎ_T）と圧力読み取り値（
Ｎ_P）は、基準の温度および圧力とともに記録される。これらの読み取り値およ
び基準測定値から、校正定数（Ｎ_T25，ｍ_T，Ｎ_T／Ｎ_P700,25°，ｍ_p）が計算さ
れる。

【００３７】 この校正方法の好ましい実施態様では、読み取り値は、校正定数が許容範囲内
に入るようにするために、その範囲が調べられる。読み取り値が範囲外にある場
合は、応答機を除去する。校正方法は、読み取り機／無線送信機によって線形式
で使用できる校正定数を生ずるように構成されることが好ましく、圧力式がカウ
ント値比をその独立変数として用いる。線形式の適切な形は、直線をその線上の
「設定点」と、その設定点における勾配によって記述する「点勾配」型である。

【００３８】 校正方法は、最小限３つ、好ましくは少なくとも５つの校正点を使用する。校
正点はモニターされている物体の予測温度および圧力の範囲を含むように選択さ
れる。さらに、温度設定点はモニターされている物体の標準的な温度になるよう
に選択され、圧力設定点はモニターされている物体の標準的な温度において予測
される公称圧力になるように選択される。

【００３９】 本発明のその他の目的、特徴、利点は以下の説明から明らかになるであろう。

【００４０】発明の詳細な説明 添付の図面に例が示されている、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する
。図面は例示のためであって、限定するものではない。本発明をこれらの好まし
い実施形態にしたがって説明するが、本発明の要旨と範囲をこれら特定の実施形
態に限定することを意図していないことが理解されるべきである。

【００４１】 わかりやすく図示するために、いくつかの図面のある要素は正しい尺度で描か
れていないことがある。

【００４２】 しばしば、図面全体を通じて同じような要素には同じような参照番号を付して
いることがある。たとえば、ある図（または実施形態）中の要素１９９は、他の
図（または実施形態）の要素２９９と、多くの面で類似していることがある。異
なる図または実施形態における同じような要素の間のこのような関係は、もしあ
れば、適用できるならば請求項と要約書を含めて、明細書全体にわたって明らか
になるであろう。

【００４３】 ある場合には、同じような要素には、１つの図面で同じような番号が付される
ことがある。たとえば、複数の要素１９９に１９９ａ、１９９ｂ、１９９ｃ等を
付すことがある。

【００４４】 わかりやすく図示するために、ここで示す断面図は、もしあれば、「輪切り」
または「近視野」断面図の形をしていることがあり、真の断面図では見えるであ
ろう背景線を省略している。

【００４５】 本発明のこの好ましい実施形態の構成、動作、効果は、添付の図面を参照しな
がら以下の説明を考慮することによりさらに明らかになるであろう。

【００４６】 上記のように、本発明の目的は、乗り物のタイヤ圧をモニターして、タイヤ圧
が減ったとき、運転者に警告するシステムを提供することにある。

【００４７】 図１Ａは、空気タイヤ１０４内に配置されている（たとえば、空気タイヤ１０
４の内面に取り付けられている）ＲＦ（無線周波数）応答機１０２を含む従来技
術のＲＦ応答機・システム１００を示す。（不図示のアンテナがタイヤ１０４内
に取り付けられて、応答機１０２に接続されている。）応答機１０２は、応答機
１０２と関連するセンサ（不図示）によって検出された周囲圧のようなパラメー
タ測定を示すデータばかりでなく、固有の識別（ＩＤ）情報（たとえば、応答機
１０２自身のシリアル番号、または、それが関連する物体‐この例ではタイヤ１
０４の識別番号）も含むＲＦ信号を外部の読み取り機／無線送信機１０６に送信
することができる電子装置である。外部の読み取り機／無線送信機１０６は、応
答機１０２に無線送信するためのＲＦ信号を出力し、アンテナ１１０を有する制
御棒１０８と、応答機１０２によって／から送信された情報を表示する表示パネ
ル１１２と、使用者が読み取り機／無線送信機１０６の機能を操作するための操
作器（スイッチ、ボタン、つまみ等）を含む。本発明はＲＦ応答機を提供するこ
とに主として向けられている。読み取り機／無線送信機を本発明の応答機に適合
させる機能は、以下で図４から図７に関して説明される。

【００４８】 知られているように、ＩＤおよび／またはパラメータ測定の情報は、応答機１
０２によって読み取り機／無線送信機１０６に送信された信号に各種の方法で符
号化され（圧縮され）、その後で使用者に表示するために読み取り機／無線送信
機１０６で「復号される」（解凍される）。ＲＦ応答機１０２は、外部の読み取
り機／無線送信機１０６によって生成され、アンテナ１０８により放射されたＲ
Ｆ信号により電力を供給されという意味で、「受動的」である。代わりに、ＲＦ
応答機１０２は、バッテリーによって電力が供給されるという意味で「能動的」
でもよい。本明細書で説明されている応答機システム１００のような応答機シス
テムはよく知られている。

【００４９】 代表的な乗り物システム 図１Ｂは、４つの各ホイール（不図示）に取り付けられている４つの空気タイ
ヤ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ（１０４）を有する、通常の乗用車
のような乗り物１５２（破線で示されている）に搭載された従来技術の典型的な
タイヤ圧モニターシステム（ＴＰＭＳ）１５０を示す。

【００５０】 ４つのタイヤ１０４ａ．．１０４ｄ（１０４）の各々は、それぞれ電子モジュ
ール「タグ」１０２ａ．．１０２ｄ（１０２）と、タイヤ内の空気圧および／ま
たは空気温度のような１つまたは複数の状態をモニターすることができ、それぞ
れの乗り物タイヤ内のモニターされている状態を示す（たとえば、モニターされ
ている状態の関数として変調された）無線周波数（ＲＦ）信号を送信することが
できる関連するセンサ（不図示だが、よく知られている）が備えられている。タ
グ１０２は応答機であるのが適切であるが、代わりに、上述のように１つまたは
複数の状態センサと無線周波数送信器を有しているだけでもよい。本発明に使用
される適切なタグ１０２は、図２から図３Ｃに関して、以下でかなり詳細に説明
される。

【００５１】 システム１５０は、単一の読み取り機／無線送信機１６６（１０６と比較され
たい）と関連する表示器ユニット１６２（１１２と比較されたい）を有する。１
つまたは複数のアンテナ１６０ａ．．１６０ｄ（１６０とする。１１０と比較さ
れたい）が、タグ１０２からＲＦ送信を受信し、任意に、タグ１０２に無線送信
および／または電力供給を行うために、乗り物のシャーシーに配置される。従来
技術のシステムのこの例では、４つのアンテナ１６０が示されており、各アンテ
ナは、それぞれのタグ１０２の近接場内で、タイヤ１０４のそれぞれ１つに隣接
した乗り物の一定の位置に配置される。知られているように、近接場送信を使用
は、各タイヤ１０４から乗り物１５２の中央に配置されているアンテナまでの本
質的に長い距離を送信することよりも多くの顕著な利点がある。

【００５２】 各ホイールに隣接したアンテナ１６０を使用することは全く任意であって、た
とえば、引用によってすべてが本明細書に含まれる米国特許３，５５３，０６０
号、米国特許３，８１０，０９０号、米国特許４，２２０，９０７号、米国特許
５，５４１，５７４号、米国特許５，７７４，０４７号に開示されているように
、よく知られている。

【００５３】 このようにして、それぞれのタグ１０２からＲＦ信号によって搬送された、モ
ニターされた状態情報は、乗り物１５２の運転者に後で表示（１６２）するため
に復号（たとえば、復調）される。判別できる適切な視覚的および／または可聴
的警告が、乗り物の製造者の任意で使用されることは本発明の範囲に含まれる。

【００５４】 上記のＴＰＭＳ１５０は、乗り物に搭載される全体のシステムの例として示さ
れたにすぎないのであって、各ホイールウェルでアンテナを備えるような、特定
の実施に本発明を限定するものとして理解されるべきではない。代わりに、たと
えば、ＴＰＭＳ１５０は、全てのタグ１０２の送信を受信するために、適切な位
置に配置される単一のアンテナを用いてもよい。

【００５５】 図２は、本発明のＲＦ応答機２００（１０２と比較されたい）のブロック図で
あり、ＲＦ応答機２００の主な機能部品を示している。この代表的なシステムは
、好ましくは圧力と温度を測定する実施形態として説明されるが、適切なセンサ
を用いる他のパラメータ測定を含むことは本発明の範囲に含まれる。

【００５６】 応答機２００は、多くの外部部品が接続された、破線２０２内に示されている
単一の集積回路（ＩＣ）チップ上で実現されるのが好ましい。図中の他の破線は
応答機２００の主な機能「ブロック」を示し、応答機の「中核」２０４とセンサ
インタフェース２０６を含む。ＩＣチップ２０２の外部にある部品は、アンテナ
２１２を有し、アンテナ２１２の端子間に接続され、ＬＣ共振タンク回路を構成
するキャパシタ２１４を有するのが典型的であるアンテナシステム２１０と、外
部の精密抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６と、外部の圧力検出キャパシタ（ＣＰ）２１８
と、任意の外部の最高温度測定スイッチ（ＭＴＭＳ）２２０を含む。アンテナ２
１２はコイルアンテナ、ループアンテナ、双極子アンテナ等の形態である。代わ
りに、応答機によって出力された信号は送信線に出力されてもよい。これらのア
ンテナの実施形態のいくつか（たとえば、ループアンテナ）に対して、キャパシ
タ２１４は、このようなアンテナシステムをチューニングすることは有利でない
ことがあるので省かれてもよい。以後は主に、コイルアンテナを有する応答機に
ついて説明する。

【００５７】 圧力検出キャパシタＣ_Pは、重要な圧力の範囲で高い感度と線形性を有し、キ
ャパシタンス−圧力応答を有する、頑丈で温度係数が小さいセンサであることが
好ましい。一例が、当分野で知られている、上記のような全シリコン「接触モー
ド」静電容量型圧力センサである。

【００５８】 応答機中核部２０４は、アンテナ２１２によって受信される１２５ｋＨｚの変
調されない搬送信号のようなＲＦ信号を処理し、受信したＲＦ信号を整流し、Ｉ
Ｃチップ２０２上の他の回路に電力を供給するために電圧を印加するインタフェ
ース回路２２２を含む。たとえば、インタフェース回路は２．５Ｖの調整された
供給電圧（Ｖｄｄ）と、１．３２Ｖの温度に無依存のバンドギャップ電圧（Ｖｂ
ｇ）を印加する。種々の電源電圧および基準電圧を応答機の回路に印加すること
を、下記の図３Ｂを参照してかなり詳細に説明する。インタフェース回路２２２
はまた、受信したＲＦ信号を、好ましくはインタフェース回路２２２が受信した
際の入力周波数（Ｆｉ）で、応答機２００によって外部の読み取り機／無線送信
機（たとえば、１０６、１６６）に送信される信号の出力周波数（Ｆｃ）ばかり
ではなく、ＩＣチップ２０２上の他の回路のタイミングを制御するクロック信号
を公知の方法で生成するクロック生成回路２２４に出力する。

【００５９】 タイミング生成器／シーケンサ回路２２６は、クロック生成器回路２２４から
クロックパルスを受信し、パラメータ（たとえば、温度と圧力）測定がなされる
所定の時間の期間（それぞれｔ_Tとｔ_P）の間、タイミングウインドウ（下で説明
するＷ_TおよびＷ_P）を生成するために、クロックパルスを処理（たとえば、分周
する）する。タイミングウインドウＷ_TとＷ_Pは、ほぼ等しい時間でも、等しくな
い時間でもよい。タイミング生成器／シーケンサ回路２２６はまた、センサイン
タフェース２０６で実行される種々の機能（たとえば、以下でかなり詳細に説明
する圧力測定およびデータ収集、温度測定およびデータ収集）のタイミングとシ
ーケンスを制御し、アルゴリズム状態マシン（ＡＳＭ）として実現されることが
好ましい。

【００６０】 応答機中核部２０４は、温度および圧力測定値（カウント値）をそれぞれ収集
し保存する温度レジスタ２３２（たとえば１２ビット）と圧力レジスタ２３４（
たとえば１２ビット）と、ＥＥＰＲＯＭアレイを含む、アドレス指定可能なメモ
リ（たとえば１２０ビット）のブロック２３６を含むレジスタ／カウンタ回路２
３０をさらに含む。レジスタ２３２、２３４とＥＥＰＲＯＭアレイ２３６は、Ｉ
Ｃチップ２０２上のアドレス可能なメモリのブロックを示す破線２３８内に示さ
れている。

【００６１】 レジスタ／カウンタ回路２３０はまた、行デコーダ２４２ばかりでなく、信号
（すなわちデータ）が、インタフェース回路２２２を介して、アンテナシステム
２１０を流れるデータストリームの中の選択された測定タイヤ動作特性を外部読
み取り機／無線送信機（たとえば、１０６、１６６）に送信する、ライン２４４
上の変調回路２４６に出力されるシーケンスを制御するマルチプレクサ・列デコ
ーダ２４０を含む。

【００６２】 応答機中核部２０４はまた、変調情報（たとえば、温度または圧力測定値）が
変調回路２４６に出力されるレートを制御するボーレート生成器２４８を含む。
ボーレート生成器２４８はまた、応答機の出力周波数Ｆｃを制御するデータ搬送
クロックと、測定値、校正情報、識別等を含むデータストリームが応答機２００
の出力搬送信号に変調されるレートを制御するデータレートクロックを出力する
。

【００６３】 センサインタフェース２０６は、外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６に重畳される、
温度検出部品の予測可能な特性電圧（たとえば、下で説明するトランジスタＱ１
のＶｂｅ）に関連する出力電流Ｉ（Ｔ）／Ｎをライン２５１に流す回路２５０を
含む。ライン２５１上の出力電流Ｉ（Ｔ）／Ｎは緩和発振器２５２に流される。
一般的に、緩和発振器２５２は、ライン２５１上の出力電流Ｉ（Ｔ）／Ｎと、発
振器回路に切替えることができる外部のキャパシタンス（Ｃ_P）２１８ばかりで
なく、緩和発振器２５２に関連する内部のキャパシタンスＣ_FX1、Ｃ_FX2の関数で
ある電圧変化率（ｄＶ／ｄＴ）によって制御される周波数で発振する。以下でか
なり詳細に説明するように、周囲温度と周囲圧力の双方を示す緩和発振器２５２
からの出力信号Ｆｏｓｃ’は、ライン２５３に出力される。ここで使用している
ように、「周囲」という用語は、応答機２００の近く、特に、応答機２００に関
連するそれぞれのセンサの近くで、測定されているパラメータを指す。応答機２
００、１０２が空気タイヤ（たとえば１０４）内に搭載されたときは、「周囲圧
力」と「周囲温度」はタイヤ１０４内の膨脹媒体（たとえば空気）の圧力と温度
を指す。

【００６４】 動作時、外部源（たとえば、不図示の読み取り機／無線送信機。１０６、１６
６と比較されたい）からのＲＦ信号がアンテナ２１２により受信される。ＲＦ信
号は、ＲＦ応答機２００に電力を供給するために、整流されて使用される。変調
回路２４６に出力された変調情報は、アンテナシステム２１０の特性（たとえば
、インピーダンス、共振周波数等）を変更するために用いられる。この変更は、
外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６６により検出されて復号され、温度
と圧力情報をＲＦ応答機２００から外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６
６へ返送する。

【００６５】 タイミング生成器／シーケンサ回路２２６は、外部の圧力検出キャパシタンス
（Ｃ_P）２１８が、緩和発振器２５２によって出力される、周波数Ｆｏｓｃ’の
信号の生成に含められるときを制御し、データ収集回路２５４を介した、圧力お
よび温度カウント値の収集も制御する。たとえば、温度を測定するときには、温
度検出電流Ｉ（Ｔ）が内部の発振器キャパシタ（Ｃ_FX1、Ｃ_FX2）を通るが、圧力
検出キャパシタンス（Ｃ_P）２１８はこれらのキャパシタンスからは切り離され
ている（含められていない）。これは、ライン２５３で観測される、発振器出力
信号の周波数Ｆｏｓｃ’が温度のみの関数であることを意味する。圧力検出キャ
パシタンス（Ｃ_P）２１８が「接続される」と、ライン２５３上の発振器２５２
の出力周波数Ｆｏｓｃ’は、以下でかなり詳細に説明するように、圧力と温度の
双方の関数になる。以下でかなり詳細に説明するように、圧力‐温度測定値から
「圧力のみ」の読み取り値を取り出すアルゴリズムが、読み取り機／無線送信機
１０６、１６６で用いられている。

【００６６】 本明細書でなされている「圧力読み取り値」、「圧力カウント値」、「圧力応
答」、「圧力レジスタ」等の呼称は、ハイブリッドな圧力‐温度読み取り値を実
際に生成する、この応答機技術によって測定されるような「圧力」を一般に指す
ことに注目されるべきである。このハイブリッドな読み取り値がその温度成分を
除去するために処理されると、その読み取り値は「圧力のみ」の読み取り値と呼
ばれる。

【００６７】 タイミング生成器／シーケンサ回路２２６により制御されると、データ収集回
路２５４は、温度または圧力のいずれが測定されているかに応じて、緩和発振器
の出力信号Ｆｏｓｃ’を、ライン２５５を介して温度レジスタ２３２へ送り、ま
たは、ライン２５７を介して圧力レジスタ２３４へ送信する。カウンタが、発振
器周波数Ｆｏｓｃ’をレジスタ２３３、２３４で保存されるカウント値に変換す
る。タイミング生成器／シーケンサ回路２２６によって与えられたタイミング「
ウインドウ」は、よく知られた、制御された持続時間を有する。その結果、タイ
ミングウインドウが「閉じている」ときに、それぞれの温度または圧力レジスタ
（それぞれ２３２、２３４）に残っている（収集されている）カウント値は、緩
和発振器２５２の出力周波数Ｆｏｓｃ’の関数であり（それに比例し）、したが
って、どちらがそのタイミングウインドウの間に測定されても、温度または圧力
の関数である。

【００６８】 ＥＥＰＲＯＭアレイ２３６は、読み取り機／無線送信機（たとえば、１０６、
１６６）が、温度および圧力カウント値（それぞれＮ_TおよびＮ_P、下でかなり詳
細に説明する）を、たとえば、表示器１１２、１６２を介して使用者に表示でき
る温度および圧力読み取り値に変換するために用いる校正定数を保持するために
用いられる。ＥＥＰＲＯＭアレイ２３６はまた、応答機のＩＤと、応答機の校正
データと、所与の応答機に特有のその他のデータを保存することができる。

【００６９】 図３は、図２の応答機２００のいくつかの部品、主として図２のセンサインタ
フェースセクション２０６に関して上述した部品のより詳細な概略図３００であ
る。

【００７０】 この概略図３００では、通常の回路記号が用いられている。たとえば、相互に
交差する線は、接合点（交差点）に「点」がなければ、相互に接続されていない
し、「点」があれば線は相互に接続されている。トランジスタ、ダイオード、接
地、抵抗、キャパシタ、スイッチ、コンパレータ、インバータ、および論理ゲー
ト（たとえば、「ＡＮＤ」、「ＮＡＮＤ」、「ＯＲ」、「ＮＯＲ」）を表わす通
常の記号が用いられている。

【００７１】 この回路はＣＭＯＳの実施形態に関して説明されており、後ろに数字が添えら
れる「Ｐ」（たとえば、「Ｐ１」）はＰＭＯＳ（Ｐ‐チャネル）トランジスタを
示し、後ろに数字が添えられる「Ｎ」（たとえば、「Ｎ１」）はＮＭＯＳ（Ｎ‐
チャネル）トランジスタを示す。ＣＭＯＳトランジスタはＦＥＴ（電界効果型ト
ランジスタ）型であって、各々は３つの「ノード」または「端子」‐すなわち、
「ソース」（Ｓ）と、「ドレイン」（Ｄ）と、ソースとドレインとの間の電流の
流れを制御する「ゲート」（Ｇ）を有する。以下の説明では、多くのＰＭＯＳと
ＮＭＯＳトランジスタが、ドレイン（Ｄ）がゲート（Ｇ）に接続されていること
を意味する「ダイオード接続」がなされていることが明らかになる。トランジス
タ、特にＣＭＯＳトランジスタの動作の一般的な理論は、本発明にもっとも近い
技術の当業者には公知である。

【００７２】 以下の説明から明らかなように、多くのＣＭＯＳトランジスタは「カレントミ
ラー」配置で接続されている。カレントミラーの概念はよく知られており、最も
簡単な形態では、相互に接続されたゲートを有する同じ極性の２つのトランジス
タ（たとえば２つのＰＭＯＳトランジスタ）を有し、トランジスタ対の１つがダ
イオード接続されている。カレントミラーは、電流をダイオード接続されている
トランジスタに流すことを一般に含み、その結果として、その電流を生成するた
めに必要とされる、ダイオード接続されているトランジスタのゲート電圧を生成
することになる。一般に、ダイオード接続されたトランジスタのゲート電圧は、
そのトランジスタを流れるミラー電流を生成するために必要などのような電圧に
もなりうる。ダイオード接続されているトランジスタは、定義により、ダイオー
ド接続されているトランジスタのゲート電圧を他の任意の同様に接続されている
トランジスタに印可することによって、ゲート電流を有しないので、ミラー電流
が同様に接続されているトランジスタを流れる。通常は、カレントミラートラン
ジスタはすべて同じ物理的面積を有し、その場合にはミラー電流はミラーされて
いる電流とほぼ同じである。トランジスタの一方の（面積）を他方よりも物理的
に大きくまたは小さくすることによって、ミラーされている電流より大きくまた
は小さくなるミラー電流を生成することもまた知られている。異なる面積を有す
るこのような同様に接続されたトランジスタがカレントミラー配置で接続される
と、スケールされた（大きくまたは小さくされた）面積は、これに対応して、ス
ケールされた（大きくまたは小さくされた）電流を生成する。

【００７３】 以下では主に、回路の種々の部品の間の多くの接続が図に明らかに示されてお
り、説明の重点は、全てが図に明示されている種々の部品の間の個々の接続を（
うんざりするほど）説明することではなく、回路の種々の部品の種々の機能、お
よび、回路の種々の部品の間の相互作用に置く。

【００７４】 アンテナシステム２１０は、交流（ＡＣ）出力を全波整流器回路３０２に与え
る、コイルアンテナ２１２と、（Ｌ‐Ｃ共振タンク回路を形成するためにアンテ
ナ２１２の両端に接続される）任意のキャパシタ２１４を有する。

【００７５】 全波整流器回路３０２（２２２と比較されたい）は、示されているように、従
来の方法で接続された、２個のＰＭＯＳトランジスタと２個のダイオードを有し
、全波整流された直流（ＤＣ）電圧をライン３０３に出力する。キャパシタ３０
４が、ライン３０３上の全波整流されたＤＣ電圧の変動（「リプル」）を「平滑
にする」（フィルタにかける）ために、ライン３０３とグラウンドの間に接続さ
れる。このようにして、ライン３０３上の電圧は、応答機の残りの部品のために
使用できる電圧−この場合では、ライン３０３上の正電源電圧Ｖｃｃとなる。

【００７６】 図２のベース‐エミッタ電圧−電流変換器２５０にほぼ対応する温度検出回路
３０６が、ライン３０３（Ｖｃｃ）とグラウンドの間に接続され、Ｐ１、Ｐ２、
Ｎ１およびＮ２という記号が付けられた４個のＣＭＯＳトランジスタと、Ｑ１と
いう記号が付けられた横形バイポーラトランジスタを含み、外部抵抗２１６（Ｒ
ｅｘｔ）に接続されている。トランジスタＰ２とＮ１は、図示されているように
、ダイオード接続されている。２つのトランジスタＰ１とＰ２はカレントミラー
配置で接続され、２つのトランジスタＮ１とＮ２も、カレントミラー配置である
と一般にみなされている配置で接続されている。トランジスタＮ１のソース（Ｓ
）は、トランジスタＱ１を介して接地され、トランジスタＮ２のソースは、外部
抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６を介して接地されている。

【００７７】 明らかになるように、温度検出回路３０６の、（たとえば、応答機が関連する
タイヤ内の）検出された周囲温度に比例する信号（たとえば電流）を生成する性
能は、トランジスタＱ１のベース‐エミッタ電圧が、予測可能性が高く、再現性
の高い温度の関数であるという特徴に大きく依存する。抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６
は外部の精密基準抵抗であって、その値は（トランジスタＱ１の温度依存性とは
対照的に）温度にはほとんど依存しない。抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６の適切な値は
、たとえば、２０．５ｋΩまたは４５５ｋΩである。

【００７８】 トランジスタＮ２は、「ソース‐フォロワ」モードで、トランジスタＰ２と外
部抵抗２１６（Ｒｅｘｔ）の間に接続されている。電圧がトランジスタＮ２のゲ
ート（Ｇ）に印加されると、そのソース電圧はそのゲート電圧（に、そのゲート
とソースの間の固有の電圧降下を引いたもの）に「従う」。

【００７９】 トランジスタＮ１を電流が流れると、そのゲート電圧は、トランジスタＱ１の
エミッタ電圧より高電圧側にそのゲート‐ソース電圧降下（Ｖｇｓ）分だけずら
される。トランジスタＮ１とＮ２は本質的に同じであり、２個のトランジスタＮ
１とＮ２を同じ電流が流れるので、それらは同一のゲート‐ソース電圧降下（Ｖ
ｇｓ）を有する。結果として、トランジスタＮ２のソースにおける、外部抵抗２
１６（Ｒｅｘｔ）の両端の電圧は、トランジスタＱ１のエミッタにおける電圧と
ほぼ同一になる。したがって、オームの法則（Ｅ＝ＩＲまたはＩ＝Ｅ／Ｒ）を適
用すると、外部抵抗２１６（Ｒｅｘｔ）を流れる電流は、トランジスタＱ１のエ
ミッタ電圧を外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６の抵抗値で割ったものに等しくなる。

【００８０】 通常の動作では、外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６を流れる電流の全ては、トラン
ジスタＮ２のソースを流れ、したがって、ダイオード接続されているトランジス
タＰ２を流れる。カレントミラー接続によって、トランジスタＰ２を流れる電流
は、トランジスタＰ１において複写される（映される）。これによって、トラン
ジスタＮ１とＮ２を流れる電流はいつでも同じになり、さらに、トランジスタＱ
１のエミッタ電圧と外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６の両端の電圧は、電圧およびプ
ロセスの変化とは関係なく、同一になることがさらに確実になる。上記のように
、トランジスタＮ１とＮ２は、カレントミラー配置と一般にみなされるような配
置で接続される。しかしながら、それらは厳密には同一に接続されていないので
、回路３０６におけるこれらの機能は主としてＱ１とＲｅｘｔを「整合する」こ
とにある。

【００８１】 要するに、回路３０６は外部抵抗（Ｒｅｘｔ）を流れる電流Ｉ（Ｔ）を確実に
予測できるようにし、トランジスタＱ１の絶対温度（Ｔ）の関数であるようにす
る。以下でかなり詳細に説明するように、外部抵抗（Ｒｅｘｔ）２１６を流れる
この温度依存電流Ｉ（Ｔ）は、トランジスタＱ１の温度を示す信号を外部読み取
り機（１０６、図１）に出力するために、緩和発振器（３１２、以下で説明する
）に映される。以下でかなり詳細に説明するように、緩和発振器３１２の出力周
波数Ｆｏｓｃ’は、トランジスタＱ１の絶対温度（Ｔ）の関数である。

【００８２】 この点において、全体の応答機回路の温度検出素子として用いられているのが
、本質的にトランジスタＱ１であることに注目することは有用である。この応答
機回路は、ＣＭＯＳ技術で実現されるこのようなトランジスタの固有の特性を有
利に用いているので、トランジスタＱ１のベース‐エミッタ電圧は−２．２ｍＶ
／℃という予測可能な量で変化する。

【００８３】 本発明の応答機は、応答機の回路に電力を供給するために、外部電源（１０６
、図１）によって応答機に供給されるＲＦエネルギーに依存する「受動」素子の
点から説明されていることは注目されるべきである。しかしながら、この応答機
がバッテリーの形のような自身の電源を含むことは本発明の範囲に含まれる。い
ずれの場合にも、温度検出回路３０６に関して説明したような回路に電力を最初
に供給するときは、その静止状態からその通常動作状態へ、信頼でき、かつ、予
測可能な（制御された）方法で、「しだいに移行する」ようにすることが重要で
ある。そのために、温度検出回路３０６と「起動」回路３０８の間に接続されて
いる２本のライン３０５と３０７が示されている。

【００８４】 起動回路３０８（図２のベース‐エミッタ電圧−電流変換器２５０の一部でも
ある）は、ライン３０３の電源電圧（Ｖｃｃ）とグラウンドの間に接続されて、
（ｉ）応答機（２００）が電力を供給されていない状態から最初に起動するとき
、温度検出回路３０６を流れる電流を得ることと、（ｉｉ）トランジスタＰ２を
流れる電流を映して、電源を基準とする電流からグラウンドを基準とする電流に
変換するという２つの主要な目的を有する。

【００８５】 起動はトランジスタＰ３によって開始される。トランジスタＰ３は、「弱いプ
ルアップ」モードで機能するように、高いチャネル抵抗を有するように製造され
ている。そのゲートは接地されているので、常に「オン」であり、かなり高い抵
抗（たとえば１ＭΩ）を有する抵抗のようにふるまう。

【００８６】 起動時には、回路の他の場所には電流が流れていないので、トランジスタＰ３
はトランジスタＮ３のゲートを電源電圧（Ｖｃｃ）に向かって引き上げるように
動作し、これによって、トランジスタＮ３を「オン」にし、これにより、トラン
ジスタＮ３の接地されているソースが、そのドレイン（Ｄ）に有効に接続される
。トランジスタＮ３は、今度は、トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ４のゲートを接地
し、ダイオード接続されているトランジスタＰ２のドレインも接地する。これに
より、電流が温度検出回路３０６のトランジスタＰ２を通じてトランジスタＮ３
のドレインに流れ込む。トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ４は、（「Ｐｂｉａｓ」ラ
インを介して）カレントミラー接続されているので、現在トランジスタＰ２を流
れている電流は、トランジスタＰ１とＰ４に映される。電流がトランジスタＰ４
を通じてダイオード接続されているトランジスタＮ５に流れると、トランジスタ
Ｎ４とＮ５の間のカレントミラー接続によって、対応する電流がトランジスタＮ
４を流れ、これによって、トランジスタＮ３のゲートをグラウンドに引き下げて
、これにより、トランジスタＮ３を流れる電流を有効に「遮断する」。

【００８７】 しかしながら、今は電流がカレントミラーされているトランジスタＰ１、Ｐ２
、Ｐ４を流れているので、トランジスタＰ１からダイオード接続されているトラ
ンジスタＮ１を介してトランジスタＱ１に流れ込む電流が、温度検出回路３０６
を（そのゼロ電流状態ではなくて）その安定な動作点状態において「起動」させ
る。起動の後、トランジスタＮ３は、その意図された機能を実行して、回路から
ほぼ「切り離される」。

【００８８】 トランジスタＮ５は、トランジスタＮ４と、（以下で述べるように、トランジ
スタＮ６と）カレントミラー配置で接続されている。したがって、ほぼ、外部抵
抗（Ｒｅｘｔ）２１６を流れている電流に等しい電流がトランジスタＮ５を流れ
るので、同じ電流がトランジスタＮ４を流れ、これによって、ライン３０９上に
基準電圧（Ｎｂｉａｓ）を生成する。ライン３０９′上の供給電圧（Ｖｄｄ）ば
かりでなく、ライン３０９上の基準電圧（Ｎｂｉａｓ）は、電流スケーリング回
路３１０に印加される。

【００８９】 ライン３０９′上の供給電圧（Ｖｄｄ）は、チップ上の他の場所で、従来の方
法で生成されたバンドギャップ電圧（Ｖｂｇ）の倍数のような、任意の適切なや
り方で印加され、その大きさ（たとえば１．３２Ｖ）は、チップの製造に用いら
れるシリコンプロセスに固有であるなど、温度とは無関係でなければならない。
このような安定な（たとえばバンドギャップ）電圧（たとえばＶｂｇ）と、それ
から得られる電源電圧（たとえばＶｄｄ）を備えることは、本発明が最も近い分
野の当業者の理解し得る範囲内に十分に含まれており、以下で図３Ｂに関してか
なり詳細に説明する。

【００９０】 電流スケーリング回路３１０（図２のベース‐エミッタ電圧−電流変換器の一
部でもある）は下記の例示の方法で作製される。トランジスタＰ５、Ｐ６のソー
スは供給電圧Ｖｄｄに接続される。トランジスタＮ６のゲートは、ライン３０９
上の基準電圧（Ｎｂｉａｓ）を受ける。トランジスタＮ６はカレントミラー配置
でトランジスタＮ５（および前記トランジスタＮ４）に接続されているので、ト
ランジスタＮ４とＮ５を流れる電流Ｉ（Ｔ）の流れを映す。結果として、ダイオ
ード接続されているトランジスタＰ５を流れる電流の流れは、トランジスタＮ４
、Ｎ５、Ｎ６を流れる電流の流れを映す。

【００９１】 トランジスタＰ５、Ｐ６はカレントミラー配置で接続されているが、トランジ
スタＰ６を流れる電流が、トランジスタＰ５の物理的面積とトランジスタＰ６の
物理的面積との比（Ｎ）によって増倍または縮減されるように（従来のＣＭＯＳ
作製技術を用いて）作製されている。たとえば、トランジスタＰ６のサイズがト
ランジスタＰ５のサイズより小さい（すなわち、トランジスタＰ５の面積がトラ
ンジスタＰ６の面積より「Ｎ」倍大きい）場合、トランジスタＰ６を流れる電流
はトランジスタＰ５を流れる電流よりも、それに比例して小さくなる（Ｎ分の１
）。したがって、トランジスタＰ６を流れる「スケールされた」電流は、図に「
Ｉ（Ｔ）／Ｎ」と記されており、ライン３１１（２５１と比較されたい）上で、
緩和発振器回路３１２（２５２と比較されたい）に与えられる。トランジスタＰ
５とトランジスタＰ６の間の電流の比は、トランジスタの一方を他方より単に大
きく作製する、または、２つのトランジスタのうち一方を２つまたはそれより多
くの同じサイズのトランジスタの集合体として実現し、その合計面積が２つのト
ランジスタのうち他方の面積よりも大きくすることによるなど、従来の回路プロ
セス技術により容易に実現できることはよく知られている。

【００９２】 緩和発振器回路３１２（２５２と比較されたい）は、ごく通常の構成のもので
あって、その２つの相経路のそれぞれの「フロントエンド」に二対のトランジス
タ−一方の相経路（１）３１４ａのフロントエンドにおける一対の相補トランジ
スタＰ７とＮ７、および、他方の相経路（２）３１４ｂのフロントエンドにおけ
る他の一対の相補トランジスタＰ８とＮ８−を含む。

【００９３】 所与のトランジスタ対（たとえばＰ７とＮ７）に対して、図示されているよう
に接続されているので、これらの共通のゲート電圧が高いと（すなわち正電源側
）、（たとえば、相経路３１４ａへの）出力は接地され（グラウンドに接続され
て、ライン３１１の電流Ｉ（Ｔ）／Ｎから分離される）、これらの共通ゲート電
圧が低いと、出力は、ライン３１１上を流れる電流Ｉ（Ｔ）／Ｎを緩和発振器３
１２の相経路（たとえば３１４ａ）のそれぞれに流す。緩和発振器３１２のよう
な回路について知られているように、トランジスタ対の一方（たとえば、Ｐ７と
Ｎ７）の共通ゲート電圧が高いと、トランジスタ対の他方（たとえば、Ｐ８とＮ
８）の共通ゲート電圧は低く、トランジスタ対の一方（たとえば、Ｐ７とＮ７）
の共通ゲート電圧が低いと、トランジスタ対の他方（たとえば、Ｐ８とＮ８）の
共通ゲート電圧は高くなる。このようにして、各相経路３１４ａと３１４ｂは、
それぞれ、他の相経路３１４ｂと３１４ａのものと同じこともあれば、異なるこ
ともあるデューティサイクル（すなわち、その「オン」時間）を有する。したが
って、各トランジスタ対（たとえば、Ｐ７とＮ７）は、それぞれの相経路（たと
えば３１４ａ）への「入力スイッチ」であるとみなされる。

【００９４】 緩和発振器３１２の各相経路３１４ａと３１４ｂは、入力として、コンパレー
タ３１６ａと３１６ｂを有し、コンパレータ３１６ａと３１６ｂの負（−）入力
とグラウンドの間に接続されている一定値のキャパシタＣ_FX1とＣ_FX2をそれぞれ
有する。キャパシタＣ_FX1とＣ_FX2は、それぞれ２〜５ｐｆ（ピコファラド）の典
型的なキャパシタンス値を有し、小さい温度係数（たとえば、２０ｐｐｍより小
さい）を示すポリ−ポリ・キャパシタのような、等しい値の「オンチップ」素子
として実現されることが好ましい。コンパレータ３１６ａと３１６ｂの正（＋）
の入力（端子）は一緒に結合されて、温度に依存しない、１．３２Ｖのような、
基準しきい値電圧Ｖｂｇに設定される。

【００９５】 「ＮＯＲ」論理ゲート３１８ａと３１８ｂが、各相経路３１４ａと３１４ｂの
出力にそれぞれ接続され、２つのＮＯＲゲート３１８ａと３１８ｂは、出力をラ
イン３１９ａと３１９ｂに出すラッチ回路を形成するために、交差接続される。
したがって、交差接続されたＮＯＲゲート３１８ａと３１８ｂは、フリップフロ
ップ、すなわち、ＲＳ（リセット／セット）ラッチとして機能できる。

【００９６】 入力スイッチ（たとえば、Ｐ７とＮ７）の一方の共通のゲート電圧が高いと、
その相経路（たとえば３１４ａ）の対応するキャパシタ（たとえばＣ_FX1）が接
地される（短絡されて、放電される）。逆に、入力スイッチ（たとえば、Ｐ７と
Ｎ７）の一方の共通のゲート電圧が低いと、ライン３１１からのスケールされた
電流Ｉ（Ｔ）／Ｎがその相経路（たとえば３１４ａ）の対応するキャパシタ（た
とえばＣ_FX1）に流され（流れ込めるようにされ）て、キャパシタは充電を開始
する（キャパシタの端子間の電圧が上昇する）。キャパシタＣ_FX1／Ｃ_FX2の端子
間電圧がコンパレータの基準電圧Ｖｂｇに達すると、コンパレータ３１６ａ／３
１６ｂの出力が低くなって、ライン３１９ａ／３１９ｂにおけるラッチ３１８ａ
／３１８ｂの出力の状態を変える。このようにして、緩和発振器３１２は、キャ
パシタＣ_FX1とＣ_FX2の立ち上がり時間と、重要なことには、キャパシタＣ_FX1と
Ｃ_FX2に流されているスケーリングされた電流Ｉ（Ｔ）／Ｎによって決定される
周波数Ｆｏｓｃで発振する。より大きい電流Ｉ（Ｔ）／Ｎが流されると、キャパ
シタＣ_FX1とＣ_FX2の電圧は一層速く立ち上がって、しきい値電圧をより速く超え
、緩和発振器３１２をより速く発振させ、これによって、ライン３１９ａ上の信
号の周波数Ｆｏｓｃを高くする。ライン３１９ａ上の信号は、示されているよう
に、インバータ３２０によって反転され、ライン３２１上に周波数Ｆｏｓｃ′の
信号を出力する。

【００９７】 以下でかなり詳細に説明するように、発振器３１２は、タイミング生成器／シ
ーケンサ２２６により制御されて、相互に排他的な２つのモード、温度検出モー
ド（時刻ｔ０とｔ１の間）と圧力検出モード（時刻ｔ１とｔ２の間）で動作する
ように制御される。発振器の出力信号の周波数Ｆｏｓｃ（およびＦｏｓｃ′）は
、これら２つのモードのそれぞれで異なる。

【００９８】温度および圧力読み取り値の生成 空気タイヤに関連する応答機２００の典型的な状況では、空気タイヤ内の圧力
を決定することが第１に望ましい。たとえば、典型的な乗用車のタイヤは、約３
２ｐｓｉ（約２２１ｋＰａ）で適切に充填される。タイヤの充填圧力は通常、「
冷たい」圧力（タイヤが走行により発熱していないときに測定された圧力）とし
て指定されるが、モニター装置は、たいてい走行中の、したがって「熱い」タイ
ヤで測定された圧力を知らせるので、空気タイヤ内の充填媒体（たとえば空気）
の温度を決定することが第２に望ましい。温度測定値を利用して、モニターシス
テム（たとえばＴＰＭＳ１５０）は、たとえば、測定された圧力を、理想気体法
則（ＰＶ＝μＲＴ）を基にした簡単な計算で「冷たい」圧力に変換できる。この
「冷たい」圧力は、「温度無依存」の圧力とみなせ、それはタイヤに入れられて
いる空気の質量を示すものでもある。本発明の応答機２００を参照して、それが
生成するハイブリッドな「圧力」測定値を、（下で詳細に説明される異なる計算
によって）、このような気体法則の計算でそれを使用する前に、真に圧力のみの
測定値に変換しなければならない。

【００９９】 たとえば、乗り物の空気タイヤがそれの指定されている圧力で走行さられたな
らば、燃料消費量の約１０％の減少が実現されるだろうと見積もられている。プ
ロの運転者は通常、この問題に敏感で、頻繁に圧力を点検し、調整するが、自家
用車の平均的な運転者は、たとえば、タイヤが見た目でへこむまで、タイヤ圧に
注意することはほとんどない。このような場合、車のダッシュボードにＬＣＤ（
液晶表示器）の表示などが、動的なタイヤの充填情報を、空気タイヤにここで説
明しているような応答機が備えられている車の運転者に知らせることができるで
あろう。同様に重要なのが、いろいろのタイヤ製造者によって市販されている「
ランフラット」タイヤの出現である。グッドイヤーのＥＭＴ（移動性拡大技術（
ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ））シリーズのタ
イヤが「ランフラット」タイヤの典型であり、その全体的な目的は、運転者が空
気の減った（「へこんだ」）タイヤで、「かなりの」走行速度（たとえば時速６
０マイル、すなわち、時速１４４キロメートル）で、自動車の正常な運転を維持
しながら、５０マイル（約１２０キロメートル）まで走行できるようにすること
である。このようなランフラットタイヤは一般によく知られており、それ自体は
本発明の一部を構成するものではない。ランフラットタイヤを用いて「へこんだ
」状態で走行しているとき、運転者が、タイヤが完全に「へこんでいて」、運転
者の都合が最も早くつきときに（そして、ランフラットの走行距離限界の前に）
修理または交換する必要があることを、視覚的であれ、音響的（たとえばビープ
音）であれ、通知によって示されるような「仮の時間」で走行していることを運
転者に警告することが特に重要である。

【０１００】 緩和発振器３１２が動作できるようにすることにより、その出力信号の周波数
Ｆｏｓｃ（およびＦｏｓｃ′）はトランジスタＱ１の（によって検出される）絶
対温度の関数になる。これは、温度検出モードと圧力検出モードの双方において
当てはまる。

【０１０１】 温度検出モードでは、好ましくはＣ_FX1とＣ_FX2のキャパシタンス値が等しい場
合、緩和発振器３１２は対称的な（均衡のとれた、５０％）デューティサイクル
を有する。圧力検出モードでは、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８が、Ｃ_FX2の
両端の半導体スイッチ３５０によって切替えられ、これは、緩和発振器３１２の
デューティサイクルと、出力周波数Ｆｏｓｃ（およびＦｏｓｃ′）を変える。

【０１０２】 温度検出モードでは、固定キャパシタＣ_FX1とＣ_FX2のみが交互に充電（および
放電）され、結果として、周囲温度に比例した周期を有する５０％のデューティ
サイクルを得る。圧力検出モードでは、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８が発
振器３１２の相経路３１４ｂに切替えられる。したがって、所与の温度に対して
、発振器の周期の最初の半分では、相経路３１４ａは温度検出モードのように振
る舞い、発振器の周期の第２の半分では、相経路３１４ｂは、固定キャパシタＣ _FX2 のキャパシタンス値と圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８のキャパシタンス値
に比例するように振る舞う。これは、実際には、発振器をスローダウンさせ、そ
のデューティサイクルを変える。デューティサイクルの変化は、Ｃ_PとＣ_FX2の比
を示す。したがって、２つの周期（回路中にＣ_Pが存在したり、存在しなかった
りする）の比から、付加したキャパシタＣ_P、したがって、検出された圧力がど
れだけかを計算することは容易である。以下でかなり詳細に説明するように、圧
力検出モードにおける発振器出力の温度依存性は、簡単に完全に取り除ける。

【０１０３】 圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８が発振器回路に切替えられるときの発振器
の「スローイングダウン」は、所与の圧力測定ウインドウ（たとえばＷ_P）の間
にカウント値される発振器出力のパルス数（出力周波数）が、同様な持続時間の
温度測定ウインドウ（たとえばＷ_T）の間よりも比較的少なくなる（減少する）
ことを結果として避けられない。いいかえると、「スローダウンされた」発振器
は、パラメータ測定値を示すカウント値が集められるレートを低下させる。圧力
測定ウインドウ（Ｗ_P）の間に生成されたカウント値（Ｎ_P）の分解能（量）を上
げるため、適切な数の圧力カウント値を圧力レジスタ２３４に収集できるように
、圧力測定ウインドウ（Ｗ_P）のサイズを増大させる（持続時間を変化させる）
ことが考えられる。これは、圧力検出モードにおける圧力測定ウインドウ（Ｗ_P
）（時刻ｔ１とｔ２の間）の終りを定める時刻ｔ２の値を、タイミング生成器／
シーケンサ２２６により制御して、（他の場合よりも）大きくするだけで容易に
実行することができる。たとえば、温度測定ウインドウＷ_T（時刻ｔ０とｔ１の
間）を数（たとえば８）ミリ秒のオーダーにし、圧力測定ウインドウ（Ｗ_P）を
数十（たとえば８０）ミリ秒のオーダーにする。あるいは、緩和発振器３１２の
基本発振周波数を高くし、これによって圧力カウント値の全体の分解能を高くす
るために、電流スケーリング回路３１０から緩和発振器３１２へ流れ出るスケー
リングされた電流（Ｉ（Ｔ）／Ｎ）を、圧力測定ウインドウ（Ｗ_P）の間増大さ
せることが考えられる。これは、たとえば、トランジスタＰ５よりサイズ（面積
）が小さいトランジスタＰ６の場合には、トランジスタＰ６の代わりに、トラン
ジスタＰ５とＰ６の面積の比が１に近く（すなわち、あまり縮減されず）、緩和
発振器３１２への電流、したがって、それのカウント値レートが増大されるよう
に、トランジスタＰ６よりも大きな面積を有するトランジスタＰ６′（不図示）
に切り替えるだけで容易に実行することができる。もう１つのトランジスタＰ６
′のこのような切替えは、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８で切り替わる前記
スイッチ３５０に匹敵するスイッチ（不図示）で容易に行われる。本発明の最も
近い分野の当業者は、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８が発振器回路にスイッ
チされたとき、ここで示した教示から、発振器の「スローイングダウン」をどの
ようにしてオフセットするか容易に理解できるであろう。

【０１０４】圧力応答性の最適化 空気タイヤの圧力をモニターしているときには最高に重要である正確な圧力読
み取り値を得る（および表示する）ために、応答機回路のあるパラメータが、そ
の圧力応答性を最大にし、それにより、外部の読み取り機／無線送信機（たとえ
ば、１０６、１６６）によって表示される圧力読み取り値の精度を改善するため
に、設定される。

【０１０５】 以上で述べたように、応答機は、外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６
６へ送られる２値１２ビットのワードの値を変えることによって、圧力センサ（
Ｃ_P）２１８の変化するキャパシタンス値に応答する。この２値ワードは、タイ
ミング生成器／シーケンサ２２６によって設定されるタイミングウインドウＷ_P
（ｔ１とｔ２の間）の間の発振器周波数のカウント値である。したがって、圧力
応答は圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８のキャパシタンス値の単位変化当りの
カウント値変化として記述できる。

【０１０６】 応答機の圧力応答性（および分解能）は、いくつかの要因に依存することが判
明しており、要因のそれぞれは解析できる。たとえば、以下のことが確かめられ
ている。 （ａ）圧力測定ウインドウＷ_Pを温度測定ウインドウＷ_Tより大きくするために、
）圧力測定ウインドウＷ_Pを増大させると、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８の
所与の値に対して、圧力カウント値Ｎ_P（温度カウント値Ｎ_Tではない）が増大し
、（以上で詳細に説明したように、）圧力測定中に生ずる、温度測定と比較して
相対的に低い発振器周波数を補償する。 （ｂ）発振器３１２に与えられるスケーリングされた電流Ｉ（Ｔ）／Ｎを増大さ
せると、圧力検出キャパシタ（Ｃ_P）２１８の所与の値に対して、圧力カウント
値Ｎ_Pが比例して増加する。 （ｃ）キャパシタＣ_FX1および／またはＣ_FX2の値が減少すると、圧力検出キャパ
シタ（Ｃ_P）２１８の所与の値に対して、圧力カウント値Ｎ_Pが比例して増加する
。 （ｄ）発振器に与えられるスケーリングされた電流Ｉ（Ｔ）／Ｎを増大させると
、圧力カウント値Ｎ_P（Ｃ_Pの所与の値に対して）が、キャパシタＣ_FX1とＣ_FX2の
値の減少よりも速いレートで、比例して増加する。 （ｅ）スケーリングされた電流Ｉ（Ｔ）／Ｎを増大させると、電流の増大が圧力
測定ウインドウＷ_Pの間のみで生じさせることができないのであれば、圧力カウ
ント値Ｎ_Pと温度カウント値Ｎ_Tの双方が増加する。 （ｆ）キャパシタＣ_FX1および／またはＣ_FX2の値を減少させると、キャパシタの
一方のみが変化させられるとしても、圧力カウント値Ｎ_Pと温度カウント値Ｎ_Tの
双方が増加する。

【０１０７】 一般的な提案として、圧力カウント値Ｎ_Pを増加させることが望ましい。しか
しながら、本発明の最も近い分野の当業者は、ＩＣチップのある回路の性能に対
し、ある周波数において、許容できないほど大きい、圧力カウント値を増加させ
る実際的な上限があることを容易に理解できるであろう。

【０１０８】パラメータの測定 図３Ａは、応答機において温度および圧力測定値を収集する最終ステップに含
まれる部品を示す。緩和発振器３１２によって出力される信号Ｆｏｓｃ′が、ラ
イン３２１（２５３と比較されたい）上で、データ収集回路２５４の２つのＡＮ
Ｄゲート３６０と３６２のそれぞれの入力に出力される。信号（「温度収集」）
が、ライン２５５上を介して、測定された温度を示すカウント値（「データ」ま
たは「読み取り値」）ＮＴで、温度レジスタ２３２をロードするように、温度検
出ウインドウ（Ｗ_T）の間に、タイミング生成器／シーケンサ２２６によって、
ＡＮＤゲート３６０の他の入力に出力される。別のデータ信号（「圧力収集」）
が、測定された圧力を示すカウント値（「データ」または「読み取り値」）Ｎ_P
で、圧力レジスタ２３４をロードするように、圧力検出ウインドウ（Ｗ_P）の間
に、タイミング生成器／シーケンサ２２６によって、ＡＮＤゲート３６２の他の
入力に出力される。レジスタ２３２と２３４のそれぞれは、入力される発振信号
Ｆｏｓｃ′を保存されるカウント値に変換する、各レジスタにそれぞれ関連する
カウンタ（不図示）を有する。その後、２つのカウント値Ｎ_TとＮ_Pは、レジスタ
２３２、２３４からＭＵＸ２４０を介して、上述の変調回路２４６にシフトされ
る。

【０１０９】 応答機に電力が供給されると、温度と圧力は連続的に測定され、これらの測定
値は、データストリームのデータワードとして、外部の読み取り機／無線送信機
１０６、１６６に返送される。たとえば、温度および圧力パラメータのそれぞれ
は、大きな（たとえば１４４ビット）データストリームの選択された（既知の）
部分に１２ビットのデータワードとして、読み取り機／無線送信機１０６、１６
６に返送される。データストリーム全体の１ビットは、ＭＴＭＳスイッチ２２０
の状態（たとえば、「閉じている」または「開いている」）に割り当てられる。
応答機によって外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６６に送信される典型
的なデータストリームの完全な説明は、下で図３Ｃを参照して行われる。

【０１１０】 温度は、期間ｔ_Tを有する一定の期間（ｔ０からｔ１までの時間のウインドウ
Ｗ_T）の間に発振器３１２から出力されたサイクル数をかぞえることによって適
切に測定される。たとえば、ダウンカウンタ（不図示、しかし温度レジスタ２３
２と組合わされている）が、ウインドウＷ_Tの期間ｔ_Tの終わりに、温度カウント
値Ｎ_Tが生成されるように、発振器によってクロックを供給される。温度カウン
ト値Ｎ_Tと温度の関係は、本実施形態の回路３００では、ほぼ線形である。

【０１１１】 同様に、圧力は、期間ｔ_Pを有する一定の期間（ｔからｔ２までの時間の時間
のウインドウＷ_P）の間に、発振器３１２から出力されたサイクル数をかぞえる
ことによって測定される。たとえば、ダウンカウンタ（不図示、しかし圧力レジ
スタ２３４と組合わされている）が、ウインドウＷ_Pの期間ｔ_Pの終わりに、温度
カウント値Ｎ_Pが生成されるように、発振器によってクロックを受ける。圧力カ
ウント値Ｎ_Pと圧力との関係は、本実施形態の回路３００については、実際の圧
力と温度の双方の予測可能な関数である。以下で説明するように、温度カウント
値と「圧力」カウント値（Ｎ_TとＮ_P）を操作することによって、このハイブリッ
ドな圧力‐温度値は、圧力のみの値を決定するのに使用される。

【０１１２】読み取り機／無線送信機における圧力のみの読み取り値の取得 発振器３１２の基本周波数は、ＩＣチップ（たとえば、２０２）のパラメータ
によって設定され、上述のように、温度に依存する。したがって、圧力応答Ｎ_P
は、温度および圧力の双方の関数であり（ハイブリッド）、Ｎ_PとＣ_Pの関係は非
線形である。したがって、圧力応答を計算するのに線形式を用いると、測定され
る圧力の範囲を超える大きな誤差を生ずることが避けられない。しかしながら、
測定される圧力の狭い範囲、たとえば、２０ｐｓｉ（１３８ｋＰａ）以上の圧力
範囲では、線形式の使用は許容できる。より良い近似は、多項式を使用すると得
られるかもしれないが、そうすると読み取り機／無線送信機のロジックを複雑に
し、応答をさらに遅くして、追加の校正定数を要する。

【０１１３】 上術した応答機回路を使用することの大きな利点は、センサキャパシタンスＣ _P と対するＮ_T／Ｎ_Pの関係が線形で、圧力を計算するために、読み取り機／無線
送信機１０６、１６６によって使用される式（アルゴリズム）において温度補正
項を必要とせず、これにより、読み取り機／無線送信機の構成が大幅に簡単にな
ることである。（これは、圧力とキャパシタンスの間にほぼ線形な関係を有する
圧力センサ（Ｃ_P）２１８を使用することも仮定している。）この有利な「比率
」関係は、次式から容易に示される。 一般に、 カウント値＝カウント値インドウ時間（ｔ）＊周波数（Ｆ） Ｆ＝１／周期 充電時間＝Ｖ＊Ｃ／Ｉ が、電流Ｉで電圧Ｖまで充電される、キャパシタンスＣを有するキャパシタに対
して成り立つ。 周波数Ｆｏｓｃ′の出力信号を有する緩和発振器３１２の周期は、２つの相経
路３１４ａと３１４ｂのキャパシタンスの充電時間の和であるので、上式は、た
とえば、キャパシタンス値がＣ_FX1とＣ_FX2であるこのような緩和発振器からのカ
ウント値の一般式を得るために、次のように操作される。 カウント値＝ｔ／（Ｖ＊Ｃ_FX1／Ｉ＋Ｖ＊Ｃ_FX2／Ｉ）＝ｔ＊Ｉ／（Ｖ＊（Ｃ_{FX 1} ＋Ｃ_FX2）） 温度および圧力カウント値を代入する。 Ｎ_T＝（ｔ_T＊Ｉ（ｔ）／ｎ_T）（Ｖｂｇ＊（Ｃ_FX1＋Ｃ_FX2）） ［式Ａ］ Ｎ_P＝（ｔ_P＊Ｉ（Ｔ）／ｎ_P）（Ｖｂｇ＊（Ｃ_FX1＋Ｃ_FX2＋Ｃ_P）） ここで、ｎ_Tとｎ_Pはそれぞれ、温度および圧力測定ウインドウの間に異なるこ
とがあるスケール電流Ｉ（Ｔ）／Ｎにおけるスケール因子Ｎの値である。 これらの式を割って、Ｎ_T／Ｎ_Pを得る： Ｎ_T／Ｎ_P＝（ｔ_T／ｔ_P）＊（ｎ_P／ｎ_T）＊（Ｃ_FX1＋Ｃ_FX2＋Ｃ_P）／（Ｃ_FX1＋
Ｃ_FX2） または Ｎ_T／Ｎ_P＝（ｔ_T／ｔ_P）＊（ｎ_P／ｎ_T）＊（１＋Ｃ_P／（Ｃ_FX1＋Ｃ_FX2））
［式Ｂ］ 等号の右辺の全ての項は、圧力検出キャパシタンスＣ_Pを除いて一定の定数であ
るので、Ｎ_T／Ｎ_PとＣ_P（したがって圧力）の間に線形な関係があることがわか
る。これは、Ｎ_T／Ｎ_Pが圧力の関数のみであって、温度またはキャパシタの充電
電流の変化には影響しないことを意味する。

【０１１４】 上述した応答最適化のステップの、いずれもが利用されなかった場合、キャパ
シタＣ_FX1とＣ_FX2が同じ値Ｃ_FXを持っており、測定ウインドウＷ_TとＷ_Pが同じ時
間幅ｔ_T＝ｔ_P＝ｔ_W（たとえば８．１９２ｍｓ）を有し、電流スケーリング因子
ｎ_Tとｎ_Pが同じ値Ｎを有しているので、式Ｂは簡単化できる。 Ｎ_T／Ｎ_P＝１＋（Ｃ_P／２＊Ｃ_FX）

【０１１５】 式Ａから、温度カウント値Ｎ_Tと電流Ｉ（Ｔ）（これは、今度は温度に比例す
る）の間に線形な関係が既に存在することがわかる。

【０１１６】 測定値の式ＡとＢの双方では、線形関係が存在することがわかるが、これらの
式の勾配と交点は、所与の応答機の構成に固有の多数のパラメータの複雑な組み
合わせであって、製作誤差のために所与の構成の各応答機に対してさえも異なり
やすい。本発明の簡単な一実施形態では、応答機はカウント値Ｎ_TとＮ_Pを読み取
り機／無線送信機に送信することだけができ、読み取り機／無線送信機は、温度
と圧力を決定するために、勾配と交点の仮定された平均値を使用しなければなら
ない。これにより、精度が非常に悪くなることがあるので、ここで説明している
好ましい実施形態は、応答機のメモリ（たとえば２３６）に校正定数を保存し、
読み取り機／無線送信機（たとえば、１０６、１６６）が、測定値を生成する個
々の応答機に対して特別に定められ、最適化されている式を用いて、温度と圧力
を正確に計算できるように、測定カウント値Ｎ_TとＮ_Pとともにこれらの校正定数
を送信する。校正方法は以下で説明する。

【０１１７】信頼性のある電源および基準電圧の生成 上述したように、コンパレータ３１６ａと３１６ｂの正（＋）入力（端子）は
一緒に結ばれて、１．３２Ｖのような、温度に依存しない基準「バンドギャップ
」電圧Ｖｂｇに設定される。また上記のように、ライン３０９′の供給電圧（Ｖ
ｄｄ）は、電流スケーリング回路３１０と緩和発振器３１２の安定な動作電圧に
なるように、基準バンドギャップ電圧（Ｖｂｇ）の倍数として与えられてもよい
。

【０１１８】 図３Ｂは、供給電圧Ｖｄｄの生成に適した回路３７０を示す。温度に無依存で
、計算可能なバンドギャップ電圧Ｖｂｇは、選択されたプロセス（たとえば、Ｃ
ＭＯＳ）に固有に、ＩＣチップを作製するのに用いられている処理技術に基づい
て、容易に得られる。このバンドギャップ電圧Ｖｂｇは、バンドギャップ電圧Ｖ
ｂｇの整数倍として供給電圧Ｖｄｄを与えるために、利得を有するフィードバッ
クループにおいて、示されているように接続された演算増幅器３７２の正（＋）
入力端子に与えられる。

【０１１９】典型的なデータストリーム 上述したように、応答機からの情報（データ）は、一部が温度カウント値Ｎ_T
であり、別の部分が圧力カウント値Ｎ_Pであり、さらに別の部分がＭＴＭＳスイ
ッチ（２２０）の状態（たとえば、「閉じられている」または「開かれている」
）を表すデータストリームの形で、外部の読み取り機／無線送信機に送信される
。データストリームの残っている部分は、ＩＤ情報（たとえばシリアル番号）、
校正定数等のような所与の応答機ユニットに固有の情報を含む。

【０１２０】 図３Ｃは、応答機２００内のメモリ（たとえば２３８）に保存されている情報
と、応答機２００によって外部の読み取り機／無線送信機１０６、１６６に送信
されるデータストリームの典型的なアーキテクチャを示す。応答機中核部２０４
のメモリ２３８は、たとえば、プログラマブルメモリの１１９ビットと、ＭＴＭ
Ｓ２２０の状態に割り当てられる１ビットのアドレス場所−ＥＥＰＲＯＭ１３６
を構成するプログラマブルメモリのこれら１２０ビット−と、２つの１２ビット
の温度レジスタ２３２と圧力レジスタ２３４をそれぞれ含む１４４ビットのアド
レス空間を有する。

【０１２１】 １１９個のプログラマブルメモリビットのそれぞれは、同期（ｓｙｎｃ）パタ
ーン情報と、一般的なデータと、誤り検査コードと、温度および圧力校正データ
を含む、データの任意の組み合わせで、別々に書込むことができる。ＥＥＰＲＯ
Ｍは、「書込み」モードでは、ＥＥＰＲＯＭの１２０ビット全部が論理（２進）
値の「１」にプログラムされることを意味する「ブロック書込み可能」である。
個々のビットは「消去」できる（チップをビットの物理的アドレスにクロックし
て、チップを「消去」モードにするだけで、「０」の論理値にセットされる）。
アドレス場所は留保される。

【０１２２】 この例では、最初の１２個のデータ場所（行１中の０００．．０１１）は、同
期のために留保される。次の７０１個のデータ場所（行２から行７の０１２．．
０８２）は、一般的な情報と、ＣＲＣ（周期的冗長性検査）のようなデータ妥当
性検査アルゴリズムのための値のためのものである。次のデータ場所（０８３）
はＭＴＭＳスイッチ２２０の論理レベル（状態）を含む。論理値「１」はＭＴＭ
Ｓスイッチが開いていることを示し、論理値「０」はＭＴＭＳスイッチが閉じて
いることを示す。

【０１２３】 以下で詳細に説明するように、各応答機ユニットはタイヤに取り付けられる前
に校正されるのが適切である。これは基本的に、テストチャンバーの種々の温度
および圧力において、応答機により生成される温度および圧力の値を特徴付ける
「点‐勾配形」線形式の勾配と「設定点」を決定することと、応答機に関連する
これらの特性校正値を応答機のメモリ空間内にプログラミングすることとを含む
。次の１２ビットのデータ場所（行８の０８４．．０９５）は、温度校正（たと
えば設定点）データ（「ＴＥＭＰ ＣＯＭＰ」）を有する。次の１２ビットのデ
ータ場所（行９の０９６．．１０７）は圧力校正（たとえば設定点）データ（「
ＰＲＥＳＳ ＣＯＭＰ」）を有する。次の１２ビットのデータ場所（行１０の１
０８．．１１３および１１４．．１１９）は温度と圧力のための校正（たとえば
勾配）情報をそれぞれ有する。

【０１２４】 上述したように、Ｎ_T／Ｎ_Pの勾配、すなわち、圧力カウント値で割られた温度
カウント値の「比」の応答の特性値は、圧力検出キャパシタＣ_Pの値に関して線
形であり、これによって、実際は圧力と温度のハイブリッドである「圧力」カウ
ント値Ｎ_Pのみを含む計算と比べて圧力の計算を非常に簡単にすることが確認さ
れている。したがって、応答機のメモリに保存され、外部の読み取り機／無線送
信機に送信されるデータストリームに含まれている圧力勾配および圧力設定点の
校正値は、「圧力」カウント値Ｎ_Pではなくて、比Ｎ_T／Ｎ_Pを用いて決定される
。この校正方法は以下で詳細に説明する。

【０１２５】 温度および圧力のカウント値Ｎ_TとＮ_Pが生成されると、上述したように、それ
らは、温度レジスタ２３２と圧力レジスタ２３４にそれぞれ対応する、全メモリ
空間の行１１と１２に保存される。オーバーフローおよび短絡のような誤り状態
を示す種々の所定値が保存される。

【０１２６】動作周波数および変調 本発明の応答機は任意の特定の動作周波数に限定されるものではない。動作周
波数の選択は、応答機が、モニターしている物体と関連して取り付けられる場所
と、読み取り機／無線送信機アンテナ（１０８）の場所と、全ＲＦ周波数スペク
トルの選択された部分で、ここで説明されている形式のデータ伝送を許可する（
逆に、制限する）関連する政府の法令のような要因に大きく依存する。

【０１２７】 米国における応答機の動作に適切な動作周波数は、６０ｋＨｚから４９０ｋＨ
ｚである。

【０１２８】 応答機は、読み取り機／無線送信機１０６、１６６によって、第１の「無線送
信」周波数（Ｆｉ）でポーリングでき（および電力を供給され）、データストリ
ームは、都合のよいことには、無線送信周波数の整数倍または分数倍である第２
の「データ搬送」周波数（Ｆｃ）で、読み取り機／無線送信機に返送される。た
とえば、Ｆｃ＝Ｆｉ／２、またはＦｃ＝Ｆｉ／４である。データストリームが読
み取り機／無線送信機に返送される周波数（Ｆｃ）は、クロック生成器２２４と
ボーレート生成器２４８によって決まるデータレートとは関係ない。しかしなが
ら、本発明が最も近い分野の当業者は、使用可能なボーレートの範囲は、無線送
信周波数（Ｆｉ）よりかなり低いのが普通であることがわかるであろう。ボーレ
ートは、読み取り機／無線送信機の無線送信周波数（Ｆｉ）の整数分の１のよう
な周波数から得ることが好ましい。たとえば、ボーレートは、Ｆｉ／３２（また
は、Ｆｃ＝Ｆｉ／２の場合には、ボーレートはＦｃ／１６に設定できる）。

【０１２９】 たとえば、無線送信周波数（Ｆｉ）は１２５ｋＨｚにし、データ搬送（Ｆｃ）
は６２．５ｋＨｚ、すなわち、無線送信周波数の半分にしてもよい。

【０１３０】 他の例では、１３．５６ＭＨｚの無線送信周波数（Ｆｉ）が適切であることが
判明している。

【０１３１】 図３Ｃに関して説明した典型的なデータストリームのようなデータストリーム
は、アンテナ２１２で変調器回路２４６によって圧縮され、読み取り機／無線送
信機１０６、１６６に送信される。振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、周
波数推移変調（ＦＳＫ）、位相推移変調（ＰＳＫ）を含む任意の適切な変調方法
を用いることは本発明の範囲に含まれる。しかしながら、位相推移変調（ＰＳＫ
）が好ましい。ＡＭ変調は特に、デジタル伝送にはあまり適さない。ＦＭまたは
ＦＳＫなどの周波数変調方法は、データ変調された応答機の出力信号が空気タイ
ヤ（たとえば１０４）の媒体を伝播することに関して、いくらか問題があるかも
しれない。

【０１３２】比対信号強度 圧力指示器のために比Ｎ_T／Ｎ_Pを用いることの付加的な利点は、比をとられた
値が、単独で得られたＮ_TとＮ_Pの測定値のいずれか一方よりも、読み取り機／無
線送信機と応答機の間の結合のばらつきに影響されることが少ないことがわかっ
ているため、生ずる。これは、測定カウント値（縦軸７０４）対電力（横軸７０
２）のグラフ７００を示す図７に示されている。本発明の好適な実施形態におい
て説明されたような受動応答機２００では、応答機の電力は読み取り機／無線送
信機（たとえば、１０６、１６６）からのＲＦ信号によって供給される。ＲＦ結
合強度が、遠すぎる距離または干渉を含めた送受信問題のために、弱くなると、
応答機２００の回路の電力が減少する。ある値ＰＷＲ₁より小さい電力レベルに
対して、緩和発振器３１２は正常な周波数信号Ｆｏｓｃ′より小さい信号を出力
し、したがって、所与の温度または圧力で生ずるはずであるものより小さい温度
および圧力カウント値Ｎ_TとＮ_Pを生ずることがわかっている。この効果が、最小
電力ＰＷＲ₁より下に延びているプロットとして、温度カウント値Ｎ_Tのプロット
７１０と、圧力カウント値Ｎ_Pのプロット７２０上の下向きカーブによって示さ
れている。幸いなことに、低電力の効果は両方のカウント値に同じように比例す
るので、比Ｎ_T／Ｎ_P（プロット７３０）は、応答機２００を動作させるために必
要な最小電力ＰＷＲ₀まで下がる全ての電力レベルに対して、比較的一定になる
。したがって、応答機において、Ｎ_T／Ｎ_Pの比を取られた値についての校正デー
タを求め（校正の間に）、かつ、保存することによって、読み取り機／無線送信
機と応答機の間の結合の変動の影響を比較的受けない、圧力のみの読み取り値を
求める性能は、簡素化され、かつ、一層信頼できるものになる。

【０１３３】読み取り機／無線送信機における応答機信号の復号 図４は、読み取り機／無線送信機（たとえば、１０６、１６６）の読み取り機
部分の関連する部分４００を示す。本発明の応答機２００は、ほぼ任意の適切に
配置された読み取り機／無線送信機に用いるのに適していることが明らかに理解
されるべきである。以下の説明は、読み取り機／無線送信機で実行される広いア
ーキテクチャ機能に限定されている。本発明の最も近い分野の当業者は、ここで
行っている説明から、他の面では「包括的な」読み取り機／無線送信機において
、これらの機能を実現できるであろう。

【０１３４】 データ変調された応答機の出力信号は、読み取り機／無線送信機４００（１０
６、１６６と比較されたい）のアンテナ４１０（１１０、１６０、２１０と比較
されたい）によって受信される。受信された信号は、データストリームの異なる
部分を相互に適切に分離できるように、復調器／復号器回路４２０（ＤＥ−ＭＯ
Ｄ／ＤＥＣＯＤＥ）で復調および復号される。温度および圧力校正に関連するデ
ータ（ＴＥＭＰ ＣＯＭＰ、ＰＲＥＳＳ ＣＯＭＰ、ＴＥＭＰ／ＰＲＥＳＳ Ｓ
ＬＯＰＥＳ）と、温度カウント値（Ｎ_T）と、圧力カウント値（Ｎ_P）は、表示器
４１２へ至るライン４２３上の校正された圧力のみの信号（「圧力」）と、ライ
ン４２３上の校正された温度信号（「温度」）を生成できる算術論理ユニット４
２２（ＡＬＵ）に与えられる。上述したように、読み取り機／無線送信機４２０
は、「冷たい」タイヤの圧、すなわち、空気タイヤ１０４内に存在する実際の空
気量を示す同様な読み取り値を（ＡＬＵ４２２で）計算するために、温度および
圧力信号を用いるように構成されている。読み取り機／無線送信機４００は、ゲ
ージ圧が、応答機圧力検出キャパシタＣ_P２１８の典型的に絶対圧力読み取り値
である値から計算されるように、気圧センサを含めることができる。この情報は
、ＭＴＭＳスイッチ２２０の状態と、タイヤの識別に関連するデータ（ＤＡＴＡ
）等のような他の関連する情報と選択的にまたは同時に、利用者に表示される。

【０１３５】応答機から受信したデータの正規化 空気タイヤ１０４内の温度と圧力を測定でき、それを示すデジタル情報を遠隔
の読み取り機／無線送信機４００に送信することができる代表的なＲＦ応答機２
００を上記で説明してきた。ここで、情報が応答機によって保存・送信され、応
答機が校正され、応答機からの情報を外部の読み取り機（たとえば、読み取り機
／無線送信機１０６、１６６、４００）によって復号される技術について説明す
る。

【０１３６】 簡単にいえば、発振器３１２が２つのタイミングウインドウ（Ｗ_TとＷ_P）の間
で動作させられる。第１のタイミングウインドウＷ_Tの間、発振器３１２の周波
数Ｆｏｓｃ′は、ダイオード（Ｑ１）接合の温度に依存する温度依存スケール電
流（Ｉ（Ｔ）／Ｎ）の関数である。温度カウント値（または「読み取り値」）Ｎ _T が、この第１のタイミングウインドウＷ_Tの間に、温度レジスタ２３２に収集・
累積される。第２のタイミングウインドウＷ_Pの間に、発振器周波数Ｆｏｓｃ′
は、圧力検出キャパシタンスＣ_Pのスイッチによって変化する。上記したように
、この方法によって、発振器周波数Ｆｏｓｃ′は、第２のタイミングウインドウ
Ｗ_Pの間に、圧力と温度の双方の関数（ハイブリッド）になる。「圧力」カウン
ト値（または「読み取り値」）Ｎ_Pが、この第２のタイミングウインドウＷ_Pの間
に収集され、圧力レジスタ２３４に蓄積される。（いわゆる圧力カウント値Ｎ_P
は、実際には、上記で詳細に説明したように、圧力と温度のハイブリッドである
ことが理解される）。

【０１３７】 上記で説明したように、タイミングウインドウ（Ｗ_TとＷ_P）は持続時間がほぼ
等しいようにも、等しくないようにもできる。たとえば、タイミングウインドウ
は、８．１９２ｍｓのような、相互に等しい持続時間を有するのが適切である。 応答機によって生成された温度および圧力カウント値（Ｎ_TとＮ_P）は、タイミ
ングウインドウ（Ｗ_TとＷ_P）の終りに、ＩＣチップの温度および圧力レジスタ（
２３２と２３４）にロードされ、応答機の全デジタル送信（データストリーム）
の一部となる。たとえば、応答機の送信は、下記のように配列された１４４ビッ
トで構成できる（図３Ｃと比較されたい）。 １２個の同期ビット、 ７１個のプログラム可能な識別および誤り検査ビット、 ＭＴＭＳスイッチ２２０の状態を示す１ビット ３６個の校正ビット、 温度カウント値（Ｎ_T）を示す１２ビット 圧力カウント値（Ｎ_P）を示す１２ビット

【０１３８】 （たとえば、図４に関して）上記で説明したように、応答機の送信は、温度お
よび圧力カウント値（Ｎ_TとＮ_P）が受信されたデータストリームから取出され、
校正された温度信号と校正された圧力（のみの）信号を生成するために、３６個
の校正ビットの校正情報を用いて、（たとえば、ＡＬＵ４２２によって）動作さ
せられる外部読み取り機／無線送信機４００によって受信される。

【０１３９】温度および圧力応答 上記で説明したように、第２のタイミングウインドウＷ_Pの間の発振器周波数
、したがって、圧力カウント値「Ｎ_P」は、圧力と温度の双方の関数であり‐し
たがって、圧力カウント値「Ｎ_P」は圧力の線形関数ではない。

【０１４０】 本発明によると、たとえ「圧力」カウント値Ｎ_Pが、（応答機の構成のために
）圧力と温度の双方のハイブリッド関数であるとしても、比Ｎ_T／Ｎ_Pは圧力、し
かも圧力のみの関数である。（以上で説明したように、これは、静電容量型圧力
センサ２１８が、圧力にほぼ線形に関連づけられているキャパシタンスＣ_Pに対
応することを仮定している。）線形式において比Ｎ_T／Ｎ_Pを用いると、応答機の
カウント値からの圧力の決定が、「圧力」カウント値Ｎ_Pを用いた場合よりも、
より簡単で正確になる。（圧力カウント値Ｎ_Pから圧力を計算するためには、多
項式のような非線形式を必要とし、温度に関連する補正係数も必要とする。この
非線形式の線形近似は、圧力のみに対しては、直線近似カーブの中心点にくらべ
て、かなりの不正確さに多かれ少なかれ晒される。） 図５Ａは応答機の温度応答を示すグラフ５００である。横軸５０２は温度（Ｔ
）を表し、縦軸５０４は温度カウント値（Ｎ_T）を表し、ライン５０６は応答機
の温度応答の特性を表す。ライン５０６によって示されているように、温度カウ
ント値（Ｎ_T）は、温度（Ｔ）のほぼ線形な関数として変化する。ライン５０６
は負の勾配を有する、すなわち、温度カウント値Ｎ_Tは温度Ｔが高くなるにつれ
て減少する。（トランジスタＱ１のベース−エミッタ電圧は２．２ｍＶ／℃の予
測可能な量で変化することを上から思い出されたい。）設定点５０８の重要性に
ついては以下で説明するが、それはライン５０６上の座標（Ｔ₁，Ｎ_T1）に示さ
れている。

【０１４１】 図５Ｂは、応答機の圧力応答を示すグラフ５１０である。横軸５１２は圧力（
Ｐ）を表し、縦軸５１４は応答機の温度カウント値（Ｎ_T）をその圧力カウント
値（Ｎ_P）で除した比Ｎ_T／Ｎ_Pを表す。ライン５１６によって示されているよう
に、比Ｎ_T／Ｎ_Pは圧力（Ｐ）のほぼ線形関数として変化し、正の勾配を有する（
圧力Ｐが高くなるにつれてＮ_T／Ｎ_Pは増加する）。設定点５１８の重要性につい
ては以下で説明するが、それはライン５１６上の座標（Ｐ₁，Ｎ_T／Ｎ_P1）に示さ
れている。

【０１４２】温度および圧力応答線の式 線を記述する種々の形式の式（２点法のような）、または、線が「設定点」と
勾配によって表現される「点−勾配」型を含む、図５Ａと５Ｂのグラフのライン
５０６と５１６のような非線形型のための付加点が用いられる。この型が好まし
い理由は、設定点が非常に重要な温度と圧力において選択され、これによって、
線の勾配および線形性誤差を設定点において（定義により）零にできることであ
る。明らかに、これらの誤差は、もしあれば、測定値の温度または圧力が設定点
から離れるにつれて大きくなる。同じ理由で、勾配は設定点のすぐ近くの点から
決定されるべきである。以下の説明のために、最高の精度が望ましい重要な温度
と圧力は次のように選択される。 Ｔ₁＝２５℃（約７７°Ｆ）および Ｐ₁＝７００ｋＰａ（約１０２ＰＳＩ） （７００ｋＰａは、一般的なトラックタイヤに対しての公称圧力の典型値であり
、一般的な乗用車のタイヤの公称圧力はその約３分の１であることに注意された
い。） 線の点‐勾配型は、一般的に、 （ｙ−ｙ₁）＝ｍ（ｘ−ｘ₁） ここで （ｘ₁，ｙ₁）は設定点であり、 ｍは勾配である 勾配（ｍ）は直線上の任意の２点（ｘ₁，ｙ₁）、（ｘ₂，ｙ₂）から求められる。 ｍ＝（ｙ₂−ｙ₁）／（ｘ−ｘ₁） ｘとｙに代入すると、温度ライン５０６に対する特定の式は、次のようになる。 Ｎ_T−Ｎ_T1＝ｍ_T（Ｔ−Ｔ₁） Ｔ₁として２５℃を選択すると次式が得られる。 Ｎ_T−Ｎ_T25＝ｍ_T（Ｔ−２５） Ｎ_Tについて解くとライン５０６について次式が得られる。 Ｎ_T＝ｍ_T（Ｔ−２５）＋Ｎ_T25 ［式１］ ここで、ライン５０６の勾配ｍ_Tは次のようになる。 ｍ_T＝（Ｎ_T2−Ｎ_T1）／（Ｔ₂−Ｔ₁） ［式２］ 同様にして、Ｎ_T／Ｎ_Pライン５１６に対する式を定めることができる。設定点Ｐ
１に対して７００ｋＰａの圧力（２５℃における）を選択すると、式は次のよう
になる。 Ｎ_T／Ｎ_P＝ｍ_P（Ｐ−７００）＋Ｎ_T／Ｎ_P700.25 ［式３］ ここでライン５１６の勾配ｍ_Pは次のようになる。 ｍ_P＝（Ｎ_T／Ｎ_P2−Ｎ_T／Ｎ_P1）／（Ｐ₂−Ｐ₁） ［式４］

【０１４３】応答機の校正 応答機を校正する目的は、応答機温度カウント値Ｎ_Tと圧力カウント値Ｎ_Pから
温度と圧力を計算する、ライン５０６（温度応答）とライン５１６（圧力のみの
応答）の線形式（上で述べた）に用いられる「校正定数」Ｎ_T25、ｍ_T、Ｎ_T／Ｎ_{P 700,25} およびｍ_Pの値を生成することである。ＩＣおよび圧力センサの製造にお
けるばらつきのために、校正定数の値は、温度と圧力の計算において大きな誤差
を生ずることなしには、全ての応答機について同じであると仮定することはでき
ない。

【０１４４】 校正の間、応答機（たとえば２００）は、いくつかの所定の温度および圧力に
さらされ、応答機からのＮ_TおよびＮ_Pカウント値が記録される。式１から式４を
用いて、これらのカウント値は、読み取り機／無線送信機（たとえば４００）に
後で送信するために、応答機のメモリ２３６に（たとえば、上で説明したように
３６の校正ビットとして）保存される校正定数Ｎ_T25、ｍ_T、Ｎ_T／Ｎ_P700,25、ｍ _P に変換される。読み取り機／無線送信機４００は、応答機２００と関連するセ
ンサの温度と、センサに作用する圧力を計算するために、リアルタイムの温度お
よび圧力データ（カウント値Ｎ_TおよびＮ_P）とともに、これらの校正定数を利用
する。応答機２００が関連付けられているタイヤ内の空気は、その後で加圧され
て、応答機の温度とほぼ同じになる。タイヤは負荷をかけられて回転している間
、内部の空気温度を周囲のレベルぐらいに上昇させる熱を生成する。

【０１４５】 図６Ａは、応答機６０４をいくつかの所定の温度および圧力にさらすように、
１つまたは複数の応答機６０４（２００と比較されたい）を収容することができ
る校正チャンバ６０２を有する校正システム６００である。図６Ｂは校正方法６
５０を示すフローチャートである。

【０１４６】 図６Ｂのステップ６５２に示されているように、応答機６０４は、いくつかの
離れた校正（測定）点（Ａ〜Ｅ）において、いくつかの温度および圧力にさらさ
れる。たとえば、 Ａ）２５℃、６００ｋＰａ（設定点温度、設定点圧力より小さく） Ｂ）２５℃、７００ｋＰａ（設定点温度、設定点圧力） Ｃ）２５℃、８００ｋＰａ（設定点温度、設定点圧力より大きく） Ｄ）０℃、７００ｋＰａ（設定点温度より小さく、設定点圧力） Ｅ）５０℃、７００ｋＰａ（設定点温度より大きく、設定点圧力）

【０１４７】 応答機を校正するために少なくとも３回の測定が行われるべきであることが理
解されるべきである。 １．好ましくは、設定点温度および設定点圧力である、第１の温度および第１
の圧力における第１の測定（たとえばＢ） ２．第２の温度と、第１の圧力に等しい第２の圧力における第２の測定（たと
えばＤ） ３．第１または第２の温度と、第１または第２の圧力とはそれぞれ異なる第３
の圧力における第３の測定（たとえばＡ）

【０１４８】 付加の読み取り値を付加の校正点で得ることができる。たとえば、 Ｆ）０℃、６００ｋＰａ Ｇ）０℃、８００ｋＰａ Ｈ）５０℃、６００ｋＰａ Ｉ）５０℃、８００ｋＰａ

【０１４９】 各測定点において、応答機６０４は動作させられ（たとえば、外部の読み取り
機／無線送信機６１０によってポーリングされ／電力を供給される受動応答機の
場合、または、単に電力を供給される能動応答機の場合）、応答機によって、温
度カウント値Ｎ_Tと圧力カウント値Ｎ_Pの２つの値が生成される。これらのカウン
ト値をＲＦ信号で送信するのではなく、応答機６０４上の、一部のみが被覆され
た露出されている端子をプローブすることによって、温度カウント値と圧力カウ
ント値を直接読み取ることは本発明の範囲に含まれる。図示のように、読み取り
機６１０（４００と比較されたい）が応答機の送信を受信し、温度および圧力カ
ウント値を、マイクロプロセッサをベースにした制御器６２０に出力する。

【０１５０】 制御器６２０は、保存されている校正プロトコル、または、温度および圧力設
定点入力６２６または６２８のそれぞれに応答して、校正チャンバ６０２内に配
置された１つまたは複数の加熱素子６２２と、校正チャンバ６０２と流体によっ
て通じている圧縮空気供給源６２４を制御する。校正チャンバ６０２内の実際の
温度と圧力を決定するために、極めて正確な温度および圧力センサ６１２と６１
４がそれぞれ、校正チャンバ６０２内、好ましくは校正されている応答機６０４
の近くに適切に配置される。制御器６２０は、校正チャンバ６０２の温度と圧力
をフィードバック制御するために、センサ６１２と６１４を用いることができ、
または、この方法を手動制御している操作者にこれらの読み取り値を表示できる
。

【０１５１】 ある温度から別の温度に変わると、温度測定が行われる前（すなわち、温度カ
ウント値Ｎ_Tが読み取り機６１０によって読み取られる前）に、チャンバ６０２
内の温度をまず「安定」させる。同様にして、ある圧力から別の圧力に変わると
、圧力測定が行われる前（すなわち、圧力カウント値Ｎ_Pが読み取り機６１０に
よって読み取られる前）に、チャンバ６０２内の圧力をまず「安定」させる。

【０１５２】 各校正点（すなわち、５つの校正点Ａ．．Ｅのそれぞれ）における精度を確保
するために、チャンバ内の温度と圧力の実際の（「基準」）値が、それぞれ極め
て正確なセンサ６１２と６１４によって生成される。これらの基準値は、特にラ
イン５０６と５１６のそれぞれの勾配ｍ_Tとｍ_Pを計算するために、線式１から４
の独立変数になる。本発明による読み取り機／無線送信機によって用いられる式
は、設定点カウント値（Ｎ_T1、Ｎ_P1）が、重要な選択点（この例では２５℃、７
００ｋＰａ）に正確にあることを仮定しているので、制御器６２０は、チャンバ
６０２が適切な基準値（２５℃、７００ｋＰａ）にあるときにカウント値（Ｎ_{T2 5} 、Ｎ_P700,25）を得なければならないか、または、設定点におけるカウント値を
補間する多数の基準値とそれに対応する記録カウント値を用いなければならない
。

【０１５３】 校正の実行の間に記録される典型的な応答機の値（５つの温度カウント値と５
つの圧力カウント値）および関連する基準値が、下の表にまとめられている。 校正カウント値および基準変数表 温度カウント値 圧力カウント値 基準温度 基準圧力 Ａ） Ｎ_T25 Ｎ_P600,25 Ｔ₂₅ Ｐ_600,25 Ｂ） Ｎ_T25 Ｎ_P700,25 Ｔ₂₅ Ｐ_700,25 Ｃ） Ｎ_T25 Ｎ_P800,25 Ｔ₂₅ Ｐ_800,25 Ｄ） Ｎ_T0 Ｎ_P700,0 Ｔ₀ Ｐ_700,0 Ｅ） Ｎ_T50 Ｎ_P700,50 Ｔ₅₀ Ｐ_700,50

【０１５４】 これらの値は制御器６２０に保存され（図６Ｂのステップ６５４）、わかるよ
うに、温度および圧力のみのカーブ５０６と５１６をそれぞれ特徴づける４つの
校正定数Ｎ_T25、ｍ_T、Ｎ_T／Ｎ_P700、ｍ_P（それぞれ校正定数「Ａ」、「Ｂ」、「
Ｃ」、「Ｄ」とも呼ぶ）を生成するために用いられる。

【０１５５】 校正定数を計算する前に、応答機から受信された温度および圧力カウント値（
Ｎ_TとＮ_P）は、それらがある所定の範囲に含まれるかどうかを確かめるために、
範囲が調べられる（図６Ｂのステップ６５６）。これらの範囲の外にある温度お
よび圧力カウント値を有する応答機は欠陥があると見なされて、校正される前に
除去される。

【０１５６】 範囲の検査方法は以下の通りである。 １）Ｎ_T25（「温度設定点」、すなわち、温度応答ライン５０６の設定点にお
けるカウント値）：所定のカウント値の範囲に含まれていなければならない。 ２）Ｎ_T50とＮ_T0：これら２つのカウント値の間の差は、温度応答ライン５０
６の勾配を表す。その差の絶対値は、所定のカウント値の範囲に含まれていなけ
ればならない。 ３）Ｎ_P700,25（「圧力設定点」、すなわち、圧力のみの応答ライン５１６の
設定点におけるカウント値）：所定のカウント値の範囲に含まれていなければな
らない。 ４）Ｎ_P600,25とＮ_P800,25：これら２つのカウント値の間の差は、圧力のみの
応答ライン５１６の勾配を表す。その差の絶対値は、所定のカウント値の範囲に
含まれていなければならない。

【０１５７】 その後、範囲検査をパスした応答機の校正定数が次のように計算される（図６
Ｂのステップ６５８）。

【０１５８】 ２５℃における温度設定点（Ｎ_T25）（校正定数Ａ）：Ｎ_T25の値は、（基準温
度センサ６１２を介して）温度２５℃にあることがわかっているときに、応答機
６０４によって生成された温度カウント値Ｎ_Tである。この値は２値に変換され
、適切な数の２値ビット（たとえば１０ビット）を割り当てられる。変換は、こ
の定数に対する値の範囲をゼロベースにするため、最小値（たとえば１９００）
を生のカウント値から差し引くことを任意に含む。

【０１５９】 温度勾配（ｍ_T）（校正定数Ｂ）：温度応答ライン５０６の勾配ｍ_Tは、（上か
ら）次のようになる。 ｍ_T＝（Ｎ_T2−Ｎ_T1）／（Ｔ₂−Ｔ₁） ［式２］ 温度Ｔ₂とＴ₁は任意の２つの基準温度にであり、Ｎ_T2とＮ_T1は対応する温度カウ
ント値（「校正温度読み取り値」）である。温度の１つ（Ｔ₁）は、読み取り値
Ｎ_T25を有する温度設定点として用いられる温度であるのが都合よく、他方の温
度（Ｔ₂）は、温度設定点から±２５℃離れているのが都合よい。しかし、２つ
の温度はＴ₂とＴ₁は、２つの温度点の間が大きく離れるほど、温度線の勾配の分
解度と精度が本質的に高くなるので、できるだけお互いに離れており、温度設定
点をまたがって、応答機の動作範囲にあることが好ましい（タイヤの予測される
温度範囲内にあることがさらに好ましい）。たとえば、温度設定点（２５℃）に
加えられる５０℃と０℃のような２つの温度が、ライン５０６の勾配の計算のた
めに、大きな幅を与える。温度設定点をまたぐ２つの点における値を用いると、
非線形応答および校正方法の誤差の検査として、さらに２つの勾配計算も（端点
と設定点の間で）行える。

【０１６０】 これらの値を式２のＮ_T2とＮ_T1に代入すると、温度応答カーブ５０６の勾配ｍ _T の次の式が得られる。 ｍ_T＝（Ｎ_T50−Ｎ_T0）／（Ｔ₅₀−Ｔ₀） [式５］

【０１６１】 ｍ_Tの値（すなわち、温度応答ライン５０６の勾配）は負の数であり、（Ｎ_T50 −Ｎ_T0に関する範囲検査により決定される）℃あたりの所定のカウント値数の範
囲になければならない。この範囲外の温度応答勾配を有する全ての応答機は除去
される。２値変換が実行され、その結果は適切な数の２値ビット（たとえば７ビ
ット）を割当てられる。この変換は、計算された勾配ｍ_Tに、この値を正の整数
に変換する数（たとえば−２０）を乗ずることと、その後、この定数の値の範囲
をゼロベースにするために最小数（たとえば６０）を差し引くことを任意に含む
。

【０１６２】 圧力設定点（校正定数Ｃ）：圧力設定点の値Ｎ_T／Ｎ_P700,25が、２５℃の温度
であることが（基準温度センサ６１２を介して）わかっているときに、応答機６
０４によって生成された温度カウント値Ｎ_Tを、７００ｋＰａの圧力と２５℃の
温度であることが（基準センサ６１２、６１４を介して）わかっているときに、
応答機６０４によって生成された圧力カウント値Ｎ_Pで割ることによって計算さ
れる。２値変換が実行され、この結果は適切な数の２値ビット（たとえば１２ビ
ット）を割り当てられる。この変換は、計算された比に、この値を正の整数に変
換する数（たとえば１０００）を乗ずることと、その後、この定数の値の範囲を
ゼロベースにするために、最小値（たとえば２４００）を差し引くことを任意に
含む。

【０１６３】 圧力勾配（ｍ_P）（校正定数Ｄ）：圧力応答ライン５１６の勾配ｍ_Pは（上から
）次のようになる。 ｍ_P＝（Ｎ_T／Ｎ_P2−Ｎ_T／Ｎ_P1）／（Ｐ₂−Ｐ₁） ［式４］ 温度ライン５０６の勾配を計算する場合のように、２つの圧力値（Ｐ₁、Ｐ₂）が
（それらが同じ温度にあるとして）用いられることが好ましく、圧力の動作範囲
を表しているのが好ましく、設定圧力値の両側にあることが好ましい。その結果
の圧力カウント値（「校正圧力読み取り値」）はそれぞれＮ_P1とＮ_P2である。６
００ｋＰａおよび８００ｋＰａのような２つの校正圧力が、たとえば、両方とも
同じ温度（たとえば２５℃）で用いられ、分解度と精度を高くするために、広い
間隔を与えるよう、圧力設定点（７００ｋＰａ）をまたぐ。また、圧力設定点を
またぐ２点における値を用いると、非線形応答と校正方法の誤差の検査として、
（端点と設定点の間で）さらに２回の勾配計算も行える。これらの値を式４のＮ _T ／Ｎ_P2とＮ_T／Ｎ_P1に代入すると、圧力応答カーブ５１６の勾配ｍ_Pの次の式が
得られる。 ｍ_P＝（Ｎ_T／Ｎ_P800,25−Ｎ_T／Ｎ_P600,25）／（８００−６００） ［式６］

【０１６４】 ｍ_Pの値は正の数であり、（Ｎ_P800,25−Ｎ_P600,25についての範囲検査によっ
て判定される）所定の許容範囲内になければならない。この範囲外に圧力応答勾
配を有するすべての応答機は除去される。２値変換が実行され、この結果は適切
な数の２値ビット（たとえば７ビット）を割り当てられる。この変換は、計算さ
れた勾配ｍ_Pに、この値を正の整数に変換する数（たとえば１００００）を乗ず
ることと、その後、この定数の値の範囲をゼロベースにするために、最小値（た
とえば４０）を差し引くことを任意に含む。

【０１６５】 上のステップが終了すると、４つの校正定数Ｎ_T25、ｍ_T、Ｎ_T／Ｎ_P700、ｍ_Pの
２値が１つの校正ビット列（たとえば３６ビット）に連結される（図６Ｂのステ
ップ６６０）。これらのビットは応答機６０４の校正ビットに割当てられたビッ
トセル（たとえば、図３Ｃの行８、９、１０）に保存される（図６Ｂのステップ
６６２）。校正定数（それぞれ、Ｎ_T25、ｍ_T、Ｎ_T／Ｎ_P700、ｍ_P）の連結された
列６８０は、図６Ｃの典型的なビットマップに示されている。

【０１６６】応答機の読み取り 読み取り機（たとえば、読み取り機／無線送信機１０６、１６６、４００）は
、応答機によって検出された温度および圧力、したがって、応答機と関連付けら
れている目的（たとえば、タイヤ内の空気）の温度および圧力を計算するために
、応答機からのリアルタイムの温度および実時間圧力カウント値Ｎ_TおよびＮ_Pと
ともに、応答機から受信したこれらの校正定数（６８２、６８４、６８６、６８
８）を利用する。

【０１６７】 応答機２００からのデータ（カウント値と校正定数の双方を含む）が読み取り
機４００によって受信されると、読み取り機４００は、式の項として校正定数６
８２．．６８８を用いることによって、カウント値を技術単位に変換する。読み
取り機４００に保存されている式は、今の場合カウント値が独立変数であって、
温度と圧力が従属変数であることを除き、校正定数を生成するために用いられる
ものと同じである。

【０１６８】 読み取り機の温度式：温度応答直線５０６の式［式１］（Ｎ_T＝ｍ_T（Ｔ−２５
）＋Ｎ_T２５）、は温度（Ｔ）を従属変数として解くために、次のように再構成
される。 Ｔ＝（Ｎ_T−Ｎ_T25）／ｍ_T）＋２５℃ ［式７］ ここで、 Ｎ_Tは応答機の読み取りから受信したカウント値、 Ｎ_T25は校正定数Ａ、 ｍ_Tは校正定数Ｂである。

【０１６９】 （校正定数と温度カウント値は、［式７］を使用する読み取り機で、１０進数
に再変換されることが理解されるべきである。また、２値変換に関して上述した
校正定数の任意の操作のいずれも、操作を逆にできるように、読み取り機に知ら
されていなければならない。）

【０１７０】 読み取り機の圧力式：圧力応答直線５１６の式［式３］（Ｎ_T／Ｎ_P＝ｍ_P（Ｐ
−７００）＋Ｎ_T／Ｎ_P700,25）は、圧力（Ｐ）を従属変数として解くために、次
のように再構成される。 Ｐ＝（（Ｎ_T／Ｎ_P−Ｎ_T／Ｎ_P700,25）＋７００ 式８］ ここで、 Ｎ_T／Ｎ_Pは、応答機から受信した温度カウント値Ｎ_Tを、応答機から受信した
圧力カウント値Ｎ_Pで除したもの、 Ｎ_T／Ｎ_P700,25は校正定数Ｃ、 ｍ_Pは校正定数Ｄである。

【０１７１】 （校正定数とカウント値は［式８］を使用する読み取り機で、１０進数に再変
換されることが理解されるべきである。また、２値変換に関して上述した校正定
数の任意の操作のいずれも、操作を逆にできるように、読み取り機に知らされて
いなければならない。） このようにして、校正された温度Ｔと圧力Ｐ（圧力のみ）の読み取り値が応答
機から得られる。これらの読み取り値は、任意の所望の単位で、任意の適切な方
法で、表示され、（空気タイヤ内に含まれている空気の質量のような）周囲条件
についての他の情報を得るために組み合わされる。

【０１７２】 理想気体の法則（ＰＶ＝μＲＴ）を含むような計算は、絶対圧力および絶対温
度の使用を要することは、当業者によって理解されるであろう。また、ここで説
明された実施形態の空気タイヤ内部で使用するのに最も適する圧力変換器は通常
、絶対圧力を測定することも知られている。この特許の説明においては、圧力と
温度の値は必要に応じて、校正方法６５０と読み取り機／無線送信機４００にお
ける計算のような計算において、適切な形式、適切な単位に変換されることを仮
定している。

【０１７３】 上述したように、本発明の大きな利点は、本発明の応答機２００に対しては、
Ｎ_T／Ｎ_Pと圧力センサキャパシタンスの間の関係が線形で、かつ、応答機２００
の温度測定には依存せず、これによって、読み取り機／無線送信機４００の構成
を極めて簡単にできることにある。

【０１７４】 実際には、その他の利点が本発明に生ずることがあり、応答機２００によって
送信されるデータが、電力減少、結合の強さの変化、漏れ電流等に関して正規化
もされる（比較的敏感ではない）ことがわかっている。

【０１７５】 本発明を図面と以上の記述で、詳細に例示し説明してきたが、これらは特徴の
例示であって、特徴を限定するものではないとみなされるべきであり、好ましい
実施形態のみを示し説明してきたが、本発明の要旨に含まれる全ての変形および
修正は保護されることが望まれることが理解されるべきである。疑いなく、上で
述べた「テーマ」についての多くの他の「変形」は、本発明の最も近い分野の当
業者に想到でき、このような変形は、ここで開示した本発明の範囲に含まれるこ
とが意図されている。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 従来技術による、外部の読み取り機／無線送信機と空気タイヤ
内のＲＦ応答機を有するＲＦ応答機システムの一般的な図である。

【図１Ｂ】 従来技術による、典型的なタイヤ圧モニターシステム（ＴＰＭ
Ｓ）の概要図である。

【図２】 本発明による、ＲＦ応答機の主要な部品のブロック図である。

【図３】 本発明による、図２のＲＦ応答機の主要な部分の概要図である。

【図３Ａ】 本発明による、図２のＲＦの応答機の一部の概要図である。

【図３Ｂ】 本発明による、図２のＲＦの応答機の一部の概要図である。

【図３Ｃ】 本発明による、データをどのように配列し送信するかを示す、
図２のＲＦ応答機内のメモリ空間の図である。

【図４】 本発明による、読み取り機／無線送信機の主要な部分の概要ブロ
ック図である。

【図５Ａ】 本発明による、応答機の温度応答のグラフである。

【図５Ｂ】 本発明による、応答機の圧力応答のグラフである。

【図６Ａ】 本発明による、応答機の校正システムのブロック図である。

【図６Ｂ】 本発明による、応答機の校正方法のフローチャートである。

【図６Ｃ】 本発明による、応答機の校正定数の連結された列のビットマッ
プである。

【図７】 本発明による、読み取り機／無線送信機によって受信された応答
機の読み取り値と応答機に供給された電力の関係のグラフである。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１２月４日（２００１．１２．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００１】関連出願の相互参照 この出願は、本発明と同じ出願日を有する「空気タイヤの圧力をモニターする
方法」（METHOD OF MONITORING PRESSURE IN A PNEUMATIC TIRE）という名称の
ＰＣＴ出願（公開番号ＷＯ０１／４３９９８号）と関連する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００２】 これは、グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー社などが１９
９８年４月１４日に出願した、ＷＯ９９／５２７２３号、ＷＯ９９／５２７２４
号、ＷＯ９９／５３２７９号の公開番号を有する、共有で係属中の、３つのＰＣ
Ｔ特許出願の一部継続出願である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００１８】 タイヤ搭載応答機で使用される適切な圧力変換器は、 （ａ）圧電変換器 （ｂ）米国特許３，８９３，２２８号（１９７５年Ｇｅｏｒｇｅら）および米
国特許４，３１７，２１６号（１９８２年Ｇｒａｇｇ，Ｊｒ．）に開示されてい
るような圧電抵抗素子 （ｃ）米国特許４，７０１，８２６号（１９８７年Ｍｉｋｋｏｒ），米国特許
５，５２８，４５２号（１９９６年Ｋｏ）、米国特許５，７０６，５６５号（１
９９８年Ｓｐａｒｋｓら）、ＷＯ００／０２０２８号（１９９９年７月７日出願
Ｋｏら）に開示されているようなシリコン静電容量圧力変換器 （ｄ）導電性インキの可変導電性成層からなる素子 （ｅ）可変導電性エラストマー化合物からなる素子 を含む。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｃ 23/04 Ｂ６０Ｃ 23/04 Ｎ Ｇ０１Ｌ 27/00 Ｇ０１Ｌ 27/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ポラック、 リチャード、 ステファン アメリカ合衆国 80302 コロラド州 ボ ウルダー サンダーヘッド ドライブ 9055 (72)発明者 ユンス、 デイル、 リー アメリカ合衆国 80303 コロラド州 ボ ウルダー アラパホー ロード 5610 ア パートメント 133 (72)発明者 ブラウン、 ロバート、 ウォールター アメリカ合衆国 44256 オハイオ州 メ ダイナ ホフマン ロード 3414 Ｆターム(参考） 2F055 AA12 BB03 CC14 DD20 EE18 EE23 EE25 FF34 GG32 【要約の続き】 ｍ_P）が計算される（６５８）。この校正方法の好まし い実施態様では、読み取り値は、校正定数が許容範囲に 確実に含まれるように、範囲が調べられる（６５６）。 読み取り値が範囲外の場合、その応答機は除去される。 校正方法は、設定点（Ｎ_T25、Ｎ_T／Ｎ_P700,25、）と勾 配（ｍ_T、ｍ_P）のような、読み取り機／無線送信機によ って線型式（式７、８）で使用され、圧力式がこのデー タ比をその独立変数として用いるような校正定数を生ず るように構成されるのが好ましい。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 校正チャンバ（６０２）において、いくつかの校正点で、応
   答機をいくつかの所定の温度（Ｔ₁、Ｔ₂）および圧力（Ｐ₁、Ｐ₂）にさらす（６
   ５２）ことと、 各校正点で、前記応答機によって検出された温度の関数である校正温度読み取
   り値（Ｎ_T0、Ｎ_T25、Ｎ_T50）を前記応答機から送信することを含む、モニターさ
   れる物体の温度および圧力を測定するＲＦ応答機（１０２、２００、６０４）を
   校正する方法（６５０）において、 各校正点で、前記応答機によって検出された圧力および温度の双方の関数であ
   る校正圧力読み取り値（Ｎ_P600,25、Ｎ_P700,25、Ｎ_P800,25、Ｎ_P700,0、Ｎ_{P700, 50} ）を前記応答機から送信することと、 前記応答機の温度および圧力応答性を特徴づける式に使用されるいくつかの校
   正定数（Ｎ_T25、ｍ_T、Ｎ_T／Ｎ_P700,25、ｍ_P）を計算する（６８５）ことを特徴
   とする方法。
2. 【請求項２】 前記校正定数を計算する前に、該校正定数が所定の範囲に含
   まれることを確認するために、前記校正温度読み取り値および前記校正圧力読み
   取り値をチェックする（６５６）ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 計算された前記校正定数を前記応答機に保存する（６６２）
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 引き続き、リアルタイムの温度読み取り値（Ｎ_T）およびリ
   アルタイムの圧力読み取り値（Ｎ_P）とともに、前記校正定数を前記応答機から
   送信することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記式は直線式の形で表されることを特徴とする、請求項１
   に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記直線式は、設定点と勾配によって特徴づけられる点−勾
   配型であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記校正定数は、 温度応答直線式（５０６、式７）の前記設定点（Ｎ_T25）と、 前記温度応答直線式の前記勾配（ｍ_T）と、 圧力応答直線式（５１６、式８）の前記設定点（Ｎ_T／Ｎ_P700,25）と、 前記圧力応答直線式の前記勾配（ｍ_P）を有することを特徴とする、請求項６
   に記載の方法。
8. 【請求項８】 少なくとも３つの校正点があることを特徴とする、請求項１
   に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記少なくとも３つの校正点の第１の校正点は、第１の温度
   および第１の圧力にあり、 前記少なくとも３つの校正点の第２の校正点は、第２の温度および第２の圧力
   にあり、 前記少なくとも３つの校正点の第３の校正点は、前記第１の温度または前記第
   ２の温度、および、前記第１の圧力または前記第２の圧力とは異なる第３の圧力
   にあることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記第２の圧力は前記第１の圧力に等しい、請求項９に記
    載の方法。
11. 【請求項１１】 前記少なくとも３つの校正点は、前記モニターされている
    物体の予測される温度および圧力の範囲に含まれるように選択される、請求項９
    に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記温度設定点は、前記モニターされている物体の標準的
    な温度（Ｔ₂₅）になるように選択され、 前記圧力設定点は、前記モニターされている物体の前記標準的な温度において
    予測される公称圧力（Ｐ_700,25）になるように選択される、請求項９に記載の方
    法。
13. 【請求項１３】 前記モニターされる物体は、空気タイヤであることを特徴
    とする、請求項１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 空気タイヤ内の圧力を測定するＲＦ応答機（２００、６０
    ４）を校正する方法（６５０）において、 前記応答機の圧力応答性を特徴づける式に使用される少なくとも１つの校正定
    数（Ｎ_T／Ｎ_P700,25、ｍ_P）を計算する（６８５）ことと、 前記少なくとも１つの校正定数は、前記応答機によって検出された温度の関数
    である校正温度読み取り値（Ｎ_T0、Ｎ_T25、Ｎ_T50）と、前記応答機によって検出
    された圧力と温度の双方の関数である校正圧力読み取り値（Ｎ_P600,25、Ｎ_{P700, 25} 、Ｎ_P800,25、Ｎ_P700,0、ＮＰ_700,50）の比に基づくことを特徴とする方法。
15. 【請求項１５】 前記少なくとも１つの校正定数を計算する前に、該校正定
    数が所定の範囲に含まれることを確認するために、前記校正温度読み取り値およ
    び前記校正圧力読み取り値をチェックする（６５６）ことを特徴とする、請求項
    １４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記少なくとも１つの校正定数を前記応答機に保存する（
    ６６２）ことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
17. 【請求項１７】 引き続き、リアルタイムの圧力読み取り値（Ｎ_P）ととも
    に、前記少なくとも１つの校正定数を前記応答機から出力することを特徴とする
    、請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記式は、校正定数である少なくとも２つの設定点と１つ
    の勾配によって特徴づけられた圧力応答式によって定められることと、 前記校正定数は、 前記圧力応答式（５１６、式８）の前記設定点（Ｎ_T／Ｎ_P700,25）と、 前記圧力応答式の前記勾配（ｍ_P）を有することを特徴とする、請求項１４に
    記載の方法。
19. 【請求項１９】 少なくとも３つの校正点があり、 第１の校正点が第１の温度および第１の圧力にあり、 第２の校正点が第２の温度および第２の圧力にあり、 第３の校正点が前記第１の温度または前記第２の温度、および、前記第１の圧
    力または第２の圧力とは異なる第３の圧力にあることを特徴とする、請求項１４
    に記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記少なくとも３つの校正点は、前記空気タイヤの予測さ
    れる温度および圧力の範囲に含まれるように選択され、 前記圧力設定点は、前記空気タイヤの充填媒体の標準的な温度（Ｔ₂₅）と、前
    記空気タイヤ内の前記標準的な温度において予測される公称圧力（Ｐ_700,25）に
    なるように選択される、請求項１９に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記式は、２つの設定点によって特徴づけられた圧力応答
    式の２点形である、請求項１４に記載の方法。