JP2006109274A - データ通信装置及びその制御方法 - Google Patents

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彰 齋藤
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Abstract

【課題】
本発明の目的は、ダンピング抵抗選択回路、ダンピング抵抗選択回路を備えたデータ通信装置およびその制御方法を提供することである。
【解決手段】
データ通信装置のデータ信号受信用コイルアンテナに、ダンピング抵抗選択回路を接続する。そして、コイルアンテナに入力されるデータ信号の電波強度に合わせて、ダンピング抵抗選択回路における最適な抵抗値が選択される。これにより、ダンピング抵抗選択回路を備えたデータ通信装置においては、任意の通信距離範囲に渡って配置される電波源との間で常に安定した通信が確保される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、データ通信装置及びその制御方法に関し、特に減衰回路を備えるデータ通信装置とその制御方法に関する。
近年、安全に係わる規制が日米で相次ぎ強化されている。北米にて施行されるＴＲＥＡＤ法（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｒｅｃａｌｌ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ，Ａｃｏｕｎｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ａｃｔ）によると、２００６年以降に販売される新車には、自動車タイヤ空気圧監視システムの装着が義務付けられる。そのため、現在、タイヤの中にセンサを装着して空気圧及び温度を測定する技術が検討されている。当該技術は、タイヤのバルブ部分にセンサユニットを搭載し、４輪全てを個別に監視するシステムである。このため、高精度のモニタリング、駐停車中でもタイヤ空気圧を監視することができるなどのメリットを有する。
このような空気圧監視システムとして、タイヤ空気圧を一定時間毎に測定し、この情報を無線にて車体側に送信し、その情報が運転席に装備された表示装置に表示されるシステムがある。このシステムは、タイヤホイル内に装着される送信側モジュールと、車体側に設置される受信側モジュールとを備える。送信側モジュールは、圧力および温度等を検出するための数種類のセンサと、上記受信側モジュールから送信されるコマンドデータをＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の電波で受信するための受信手段と、上記受信側モジュールへ上記センサで取得されたデータをＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の電波で送信するための送信手段とを備えている。
このような受信モジュールとして、特開平１０−６８７８５号公報に開示されているものがある。
特開平１０−６８７８５号公報
このように、受信側モジュールからＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の電波で送信されるコマンドデータは、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）形式で送信される。送信側モジュールは、ＬＣ共振アンテナを用いてＡＳＫデータのＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電波を受信するが、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電波がＯＦＦされた後でもＬＣ自励共振のため、ＬＣ共振アンテナ端部における入力電位の収束には時間が掛かる。この収束に係る時間は、受信される電波強度が大きくなればなるほど大きくなり、ＬＣ共振アンテナの両端部間に大きな入力電位が発生した場合、データ通信に必要な時間内に入力電位が収束しないことがある。すなわち、電波にＯＦＦの時間が無いように見えてしまい、常にハイのデータが通信されているかのように見えてしまう。この場合、ＬＣ共振が収束した後に次のデータを送るためにデータの受信レートを落とさなくてはならず、通信に係る時間が増加してしまうという問題がある。
また、特許文献１に記載された技術では、電波を受信する側で発生する入力電位を、送信側のキャリア周波数と同じ周波数でサンプルホールドし、その変化（＝電波の変化）を検出することによってデータ認識がなされている。この場合、電波の変化を検出するので、データ通信に必要な時間内に入力電位を収束させる必要はない。しかし、この手法では、データ通信中に常にサンプリング用にキャリア周波数と同じ周波数を生成するための発信器を起動させることが必要であり、回路構成が大きくなると共に、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。
したがって、本発明の目的は、電波の強度にかかわらずデータを受信することができるデータ通信装置およびその制御方法を提供することである。
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用する括弧付き符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
本発明の半導体回路は、共振アンテナ（１６０ａ〜ｄ）を有するデータ通信装置（１５ａ〜ｄ）の受信部（１９１ａ〜ｄ）に備えられる入力電圧の半導体回路（１５０ａ〜ｄ）であって、共振アンテナ（１６０ａ〜ｄ）でデータ信号の電波を受信することにより発生する入力電圧の減衰時間を、電波の強度に合わせて最適な値に設定するための減衰手段を備える。
また、本発明の半導体回路における減衰手段は、複数の電気抵抗（１００ａ〜ｄ）を備え、電波の強度に合わせて減衰時間が任意の時間以内に収束させられるように複数の電気抵抗のうち少なくとも１つが選択される。
また、本発明の半導体回路における減衰手段は、複数のトランジスタを備え、電波の強度に合わせて減衰時間が任意の時間以内に収束させられるように複数のトランジスタのうち少なくとも１つが選択される。
また、本発明のデータ通信装置（１５ａ〜ｄ）は、データ信号の電波を受信して入力電圧を発生する共振アンテナ（１６０ａ〜ｄ）と、共振アンテナに接続される半導体回路（１５０ａ〜ｄ）と、減衰された入力電圧から電波により送信されたデータ信号を再生する信号再生手段と、再生されたデータ信号が正しく再生されるまで、減衰時間を変えるように減衰手段を制御する制御手段とを備える。
また、本発明のデータ通信装置（１５ａ〜ｄ）における信号再生手段は、コンパレータ（１１０ａ〜ｄ）と検波器（１２０ａ〜ｄ）とを備える。
また、本発明のデータ通信装置（１５ａ〜ｄ）における制御手段は、ＣＰＵ（１９７ａ〜ｄ）と、ＲＯＭ（１９８ａ〜ｄ）と、ＲＡＭ（１９９ａ〜ｄ）と、クロックジェネレータ（２００ａ〜ｄ）とを有したマイクロコンピュータ（１９５ａ〜ｄ）を備える。
また、本発明のＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）（１）は、タイヤホイル内に装着されて、さらにタイヤ（１０ａ〜ｄ）の空気圧を測定するための圧力センサ（１２ａ〜ｄ）と、圧力センサの温度補正をするための温度センサ（１４ａ〜ｄ）と、圧力センサおよび温度センサで測定された測定データを送信するための送信用アンテナ（１７０ａ〜ｄ）とを備えたデータ通信装置（１５ａ〜ｄ）と、車体側に設置されて、データ通信装置（１５ａ〜ｄ）にデータ信号の電波を送信し、あるいはデータ通信装置（１５ａ〜ｄ）から送信される圧力センサおよび温度センサで測定された測定データの電波を受信する第２データ通信装置（２２）とを備える。
また、本発明の制御方法は、共振アンテナ（１６０ａ〜ｄ）を有するデータ通信装置（１５ａ〜ｄ）の受信部（１９１ａ〜ｄ）に備えられた半導体回路（１５０ａ〜ｄ）における制御方法であって、共振アンテナ（１６０ａ〜ｄ）でデータ信号の電波を受信することにより発生する入力電圧の減衰時間を、電波の強度に合わせて最適な値に設定するステップを備える。
また、本発明の制御方法において、半導体（１５０ａ〜ｄ）に複数の電気抵抗（１００ａ〜ｄ）が備えられ、電波の強度に合わせて最適な値に設定するステップは、電波の強度に合わせて減衰時間が任意の時間以内に収束させられるように複数の電気抵抗（１００ａ〜ｄ）のうち少なくとも１つを選択するステップを有する。
また、本発明の制御方法において、半導体回路（１５０ａ〜ｄ）に複数のトランジスタが備えられ、電波の強度に合わせて最適な値に設定するステップは、電波の強度に合わせて減衰時間が任意の時間以内に収束させられるように複数のトランジスタのうち少なくとも１つを選択するステップを有する。
また、本発明のデータ信号のデータ通信方法は、データ信号の電波を受信して入力電圧を発生するステップと、入力電圧を発生するステップで発生した入力電圧を減衰するステップと、減衰された入力電圧から電波により送信されたデータ信号を再生するステップと、再生されたデータ信号が正しく再生されるまで入力電圧の減衰時間を変えるように入力電圧を減衰するステップを制御するステップとを備える。
また、本発明のデータ信号のデータ通信方法におけるデータ信号を再生するステップは、コンパレータ（１１０ａ〜ｄ）と検波器（１２０ａ〜ｄ）とによりデータ信号を再生する。
また、本発明のデータ信号のデータ通信方法における入力電圧の減衰時間を変えるように減衰するステップを制御するステップは、ＣＰＵ（１９７ａ〜ｄ）と、ＲＯＭ（１９８ａ〜ｄ）と、ＲＡＭ（１９９ａ〜ｄ）と、クロックジェネレータ（２００ａ〜ｄ）とを備えたマイクロコンピュータ（１９５ａ〜ｄ）により実施する。
本発明によれば、共振アンテナでデータ信号の電波を受信することにより発生する入力電圧の減衰時間を、前記電波の強度に合わせて設定するための減衰手段を備えることによって、通信強度のばらつきのある通信距離範囲に渡って配置されるデータ信号発信源との間であっても安定した通信を確保することが可能になる。
添付図面を参照して、本発明によるダンピング抵抗選択回路、ダンピング抵抗選択回路を備えたデータ通信装置およびその制御方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。
初めに、本発明の実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路、ダンピング抵抗選択回路を備えたデータ通信装置（本実施の形態においては「送信側モジュール」）が装備されるＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の概略構成を図２に示す。
ＴＰＭＳ１は、背景技術にも示されたように、タイヤホイル内に装着される送信側モジュール１５ａ〜ｄと、車体側に設置されるセンサイニシエータ１８ａ〜ｄおよび受信側モジュール２２とを備えている。送信側モジュール１５ａ〜ｄは、圧力および温度等を検出するための数種類のセンサと、受信側モジュール２２へ上記センサで取得されたデータ信号をＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の電波で送信するための送信手段と、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮおよびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して送信されるコマンド信号をＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の電波で受信するための受信手段とを備えている。また、受信側モジュール２２は、送信側モジュール１５ａ〜ｄから送信されるデータ信号を受信するのみでなく、Ｋｅｙ Ｌｅｓｓ Ｅｎｔｒｙなどから送信されるＲＦの電波を受信するための受信機能をも併せ持っている。
図３Ａおよび図３Ｂに本発明の実施の形態に係わるＴＰＭＳ１のシステムブロック図を示す。また、図３Ｃには本発明の実施の形態に係わるＴＰＭＳ１における無線通信経路を示す。
本実施の形態に係わるＴＰＭＳ１の送信側モジュール１５ａ〜ｄは、基本的に全てのタイヤ１０ａ〜ｄに装着される。送信側モジュール１５ａ〜ｄは、空気圧センサ１２ａ〜ｄ、温度センサ１４ａ〜ｄと、受信側モジュール２２に対して上記センサで取得された測定データをＲＦの電波で送信するための送信手段１６ａ〜ｄとを備えている。
運転者が車に搭乗する際、運転者により受信側モジュール２２へＫｅｙ Ｌｅｓｓ Ｅｎｔｒｙ用のＲＦ電波が送信される。受信側モジュール２２においてＫｅｙ Ｌｅｓｓ Ｅｎｔｒｙ用のＲＦ電波が受信されると、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して、送信側モジュール１５ａ〜ｄへ向けて起動を知らせるためのコマンド信号がＬＦ（１２５ＫＨｚ）電波により送信される。これにより送信側モジュール１５ａ〜ｄが起動して、各種センサにより、直ちにタイヤの空気圧および温度が測定される。そして、測定により得られた情報は、送信手段１６ａ〜ｄにより、データ信号としてＲＦ（４３３ＭＨｚ、３１５ＭＨｚ）の電波で車体側に装着されている受信側モジュール２２に送信される。受信側モジュール２２は、入力されたデータ信号に基づき、表示装置２５などの表示手段２４および警報手段２６により、運転者に対してタイヤの空気圧情報を知らせる。
車が走行を開始すると、タイヤに装備されている図示せぬモーションＳＷにより車の走行が感知されて、特定の時間間隔、あるいはタイヤの空気圧変動が規定値以上になった場合に、空気圧センサ１２ａ〜ｄおよび温度センサ１４ａ〜ｄで取得されたタイヤの空気圧および温度情報等を示すデータ信号が送信側モジュール１５ａ〜ｄの送信手段１６ａ〜ｄによりＲＦの電波で受信側モジュール２２に送信される。そして、受信側モジュール２２に入力されたデータ信号は、表示手段２４および警報手段２６により、運転者にタイヤの空気圧および温度情報等が知らされる。
図４に、送信側モジュール１５ａ〜ｄのシステムブロック図が示されている。送信側モジュール１５ａ〜ｄは、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して送信されるコマンド信号のＬＦ電波を受信するためのコイルアンテナ１６０ａ〜ｄおよびＬＦ受信回路１９１ａ〜ｄ、車体に装着されている受信側モジュール２２にデータ信号のＲＦ電波を送信するためのＲＦアンテナ１７０ａ〜ｄ、温度センサ１４ａ〜ｄ、空気圧センサ１２ａ〜ｄ、空気圧センサ１２ａ〜ｄからの出力信号を増幅するためのセンサＡＭＰ１９２ａ〜ｄ、ＡＤコンバータ１９３ａ〜ｄ、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄ、タイヤの位置情報や各種補正データを保存するためのＥＥＰＲＯＭ１９６ａ〜ｄおよび電池１８０ａ〜ｄを備えている。
受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介してコマンド信号のＬＦ電波が送信されると、コマンド信号のＬＦ電波は送信側モジュール１５ａ〜ｄのコイルアンテナ１６０ａ〜ｄで受信されて、ＬＦ受信回路１９１ａ〜ｄに送られる。ＬＦ受信回路１９１ａ〜ｄで処理されたコマンド信号は、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄに入力される。マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄは、処理されたコマンド信号に基づいて温度センサ１４ａ〜ｄおよび空気圧センサ１２ａ〜ｄに対して測定開始の制御信号を出力する。温度センサ１４ａ〜ｄおよび空気圧センサ１２ａ〜ｄで取得されたタイヤの空気圧および温度に関するデータ信号は、センサＡＭＰ１９２ａ〜ｄを介して、あるいは直接にＡＤコンバータ１９３ａ〜ｄに入力される。そして、ＡＤコンバータで変換された後、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄに入力される。マイクロコンピュータに入力されたタイヤの空気圧および温度に関するデータは、ＥＥＰＲＯＭ１９６ａ〜ｄの補正値を使用して補正された後、データ信号としてＲＦアンテナ１７０ａ〜ｄを介して受信側モジュールへＲＦの電波で送信される。
通常、送信側モジュール１５ａ〜ｄは、消費電力を低く抑えるために起動制御回路１９４ａ〜ｄのみが常時起動しているように設定されている。起動制御回路１９４ａ〜ｄは、コマンド信号のＬＦ電波を受信すると、マイクロコンピュータを起動させる機能を備えている。送信側モジュール１５ａ〜ｄにおいて消費される電力は、送信側モジュール１５ａ〜ｄに接続されている電池１８０ａ〜ｄにより供給される。
図５に、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介してＬＦ電波で送信されるＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙ）形式のコマンド信号の送信出力波形、および送信側モジュール１５ａ〜ｄでＬＦ電波を受信した際の入力電圧波形が示されている。図５に示されているように、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して送信側モジュール１５ａ〜ｄに向けて送信されるＬＦ電波は、送信側モジュール１５ａ〜ｄに備えられているＬＣ共振によるコイルアンテナ１６０ａ〜ｄにより受信される。コイルアンテナ１６０ａ〜ｄでＬＦ電波が受信されると、コイルアンテナ１６０ａ〜ｄに接続されているダンピング抵抗１００ａ〜ｄの両端間に正弦波の入力電圧が生じる。この入力電圧を伴なうコマンド信号は、ダンピング抵抗１００ａ〜ｄに接続されているコンパレータ１１０ａ〜ｄに入力される。コンパレータ１１０ａ〜ｄに入力されたコマンド信号は、その入力電圧が矩形波で示される形態に変換される。この入力電圧が矩形波で示される形態に変換されたコマンド信号は、コンパレータ１１０ａ〜ｄに接続される検波器１２０ａ〜ｄに入力され、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介してＬＦ電波で送信されるＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙ）形式のコマンド信号の送信出力波形に戻される。そして、このＡＳＫ形式に復調されたコマンド信号は、検波器１２０ａ〜ｄに接続されるマイクロコンピュータに入力される。
図５には、受信側モジュール２２から”１０１”に対応するＡＳＫ形式のコマンド信号が送信された場合の例が示されているが、他のデータ配列の場合も同様である。
図６には、図５に示されている送信側モジュール１５ａ〜ｄのうち、コイルアンテナ１６０ａ〜ｄと、それに接続されているダンピング抵抗１００ａ〜ｄとが示されている。図中には、同時にダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値を変化させた場合のダンピング抵抗１００ａ〜ｄの両端間に生じる入力電圧が、ダンピング抵抗１００ａ〜ｄのそれぞれの抵抗値に対応させて示されている。
受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して送信されるＬＦ電波の電波強度が強い場合、ダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値をデフォルト値（最も感度の高い値）である４００（ＫΩ）に設定すると、データの”０”に対応して入力電圧が生じない時間領域においても入力電圧が収束せずに常に入力電圧が残留し、データの読み取り不良が生じる。ダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値を１００（ＫΩ）、および５０（ＫΩ）に設定した時についても同様である。ダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値を１０（ＫΩ）に設定したときのみ、データの”１”あるいは”０”に対応した入力電圧の値が再現される。従ってこの場合、ダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値を１０（ＫΩ）に設定することが必要となる。
また、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して送信される送信されるＬＦ電波の電波強度が弱い場合、ダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値を最も感度の高い４００（ＫΩ）に設定すると、データの”１”あるいは”０”に対応した入力電圧の値が再現される。ダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値を１００（ＫΩ）に設定した時についても同様である。ダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値を５０（ＫΩ）あるいは１０（ＫΩ）に設定したときには、入力電圧の値が常に小さくなり、データの”１”あるいは”０”に対応した入力電圧の値が再現されず、常に”０”に対応した値となる。従って、この場合、ダンピング抵抗１００ａ〜ｄの値を４００（ＫΩ）あるいは１００（ＫΩ）に設定することが必要となる。
（ダンピング抵抗選択回路の実施形態）
図７に、本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄを備えた送信側モジュール１５ａ〜ｄのシステムブロック図を示す。
本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄを備えた送信側モジュール１５ａ〜ｄは、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して送信されるＬＦ電波を受信するためのコイルアンテナ１６０ａ〜ｄと、コイルアンテナ１６０ａ〜ｄに接続されたダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄと、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄに接続されたコンパレータ１１０ａ〜ｄと、コンパレータ１１０ａ〜ｄに接続された検波器１２０ａ〜ｄと、検波器１２０ａ〜ｄに接続されたマイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄとを備えている。本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄは、４００（ＫΩ）、１００（ＫΩ）、５０（ＫΩ）、１０（ＫΩ）の複数の抵抗値を備えている。本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄはコイルアンテナ１６０ａ〜ｄに接続され、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄからの制御信号により、回路内で適宜最適な抵抗値が選択される。本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄは、送信側モジュール１５ａ〜ｄ起動時において、デフォルト値として４００（ＫΩ）の抵抗値が選択されている。また、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄは、図８に示されているように、ＣＰＵ１９７ａ〜ｄと、ＣＰＵ１９７ａ〜ｄにそれぞれバスライン２０２ａ〜ｄを介して接続されているＲＯＭ１９８ａ〜ｄ、ＲＡＭ１９９ａ〜ｄおよびクロックジェネレータ２００ａ〜ｄとを備えている。クロックジェネレータ２００ａ〜ｄは、発振器２０１ａ〜ｄを備えている。
次に、本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄおよび本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄを備えた送信側モジュール１５ａ〜ｄの動作原理について説明する。
受信側モジュール２２から、ＡＳＫ形式のコマンド信号が、車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して、ＬＦ電波でタイヤに装着された送信側モジュール１５a〜ｄに向けて送信される。送信側モジュール１５a〜ｄのコイルアンテナ１６０a〜ｄでＬＦ電波が受信されると、コイルアンテナ１６０a〜ｄの両端部間に入力電圧が生じる。コイルアンテナ１６０a〜ｄに接続されている本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおいては、コイルアンテナ１６０ａ〜ｄに入力されるＬＦ電波の電波強度に合わせて、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄからの制御信号により、最適な抵抗値が選択される。そして、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおいてその入力電圧を最適な値に調整されたコマンド信号は、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄに接続されているコンパレータ１２０ａ〜ｄおよび検波器１２０ａ〜ｄを通ってマイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄに入力される。
図１０に、本実施の形態のダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおいて実施される最適抵抗値を選択するためのフローを示す。最適抵抗値の選択は、割込回路１３０ａ〜ｄからマイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄに割込み信号が入力された後のＰｒｅａｍｂｌｅ期間内に実行される。図９に、Ｐｒｅａｍｂｌｅ期間の電波フォーマットが示されている。Ｐｒｅａｍｂｌｅ期間は、電波の存在する１２８（μＳ）の”１”に対応する期間と電波の存在しない１２２（μＳ）の”０”に対応する期間とを１つの単位として、この単位を８つ備えている。この２５０＊８（μＳ）の期間内に、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおいて最適な抵抗値が選択される。ここで、受信側モジュールは、送信側モジュールに対して通信を行う際に、Ｐｒｅａｍｂｌｅ部とデータ部とからなるフォーマットで通信を行うものとする。
マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄに割込み信号が入力されるまでは、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおける抵抗値はデフォルトである４００ＫΩ（感度の最も良い状態）に設定され、スタンバイモードで割込信号を待つ（Ｓ０１）。受信側モジュール２２からコマンド信号のＬＦ電波が送信されて送信側モジュール１５ａ〜ｄのコイルアンテナ１６０ａ〜ｄでこれが受信されると、これが割込回路１３０ａ〜ｄに入力されて、割込回路１３０ａ〜ｄからマイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄに割込み信号が出力される。割込み信号の入力により、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄに備えられたＣＰＵ１９７ａ〜ｄが起動して、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄはスタンバイモードから動作モードに切り換わる。マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄが動作モードに切り換わると、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄに備えられた水晶発振器２０１ａ〜ｄが発振を開始する（Ｓ０２）。水晶発振器２０１ａ〜ｄが発振を開始してから２５０（μＳ）後、ＬＦ電波が無いことが検波器１２０ａ〜ｄにより検波モニタされ、状態が”ＬＯＷ”であることの確認が行われる（Ｓ０３）。状態が”ＬＯＷ”であることが確認できた場合には、現在のダンピング抵抗値のまま維持され、検波モニタの結果、状態が”ＨＩ”である場合には、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄからの制御により、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおける抵抗値は、1段階感度の低い１００ＫΩが選択される（Ｓ０４）。前回の検波モニタから１２５（μＳ）後を検波モニタし、状態が”ＨＩ” であることの確認が行われる（Ｓ０５）。さらに、前回の検波モニタから１２５（μＳ）後の状態が検波器１２０ａ〜ｄにより検波モニタされ、”ＬＯＷ” であることの確認が行われる（Ｓ０６）。状態が”ＬＯＷ”であることが確認できた場合には、現在の抵抗値のまま維持され、検波モニタの結果、状態が”ＨＩ”である場合には、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄからの制御により、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおける抵抗値は、さらに1段階感度の低い５０ＫΩが選択される（Ｓ０７）。２５０（μＳ）＊８回のＰｒｅａｍｂｌｅ期間内で、同様の検波処理が実行される（Ｓ０８）。以上の処理が終了すると、送信側モジュール１５ａ〜ｄのダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおける最適な抵抗値の設定が終了し、送信側モジュール１５ａ〜ｄは、実際のデータを受信できる状態となる（Ｓ０９）。送信側モジュール１５ａ〜ｄにおいて一連の受信処理が全て終了すると、マイクロコンピュータ１９５ａ〜ｄからの制御信号により、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおける抵抗値は、デフォルトである４００ＫΩに戻される（Ｓ１０）。
本実施の形態において、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄは、４００ＫΩ、１００ＫΩ、５０ＫΩ、１０ＫΩの４種類のダンピング抵抗値を備えているが、この抵抗値の数および組み合わせについては、受信側モジュール２２から送信されるＬＦ電波の強度、および受信側モジュール２２と送信側モジュール１５ａ〜ｄとの距離によって最適な組み合わせのものが選択される。また、受信側モジュール２２から送信されるＬＦ電波の強度、および受信側モジュール２２と送信側モジュール１５ａ〜ｄとの距離が一定に維持される場合には、ＣＰＵの起動毎にダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおける抵抗値の再設定は不要である。この場合には、受信側モジュール２２から送信側モジュール１５ａ〜ｄにダンピング抵抗値の再設定を指示するコマンド信号が送られる時のみ、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおける最適抵抗値の設定が行われることとしても良い。
本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄを備えた送信側モジュール１５ａ〜ｄでは、受信側モジュール２２から車内ＬＡＮ２０およびセンサイニシエータ１８ａ〜ｄを介して送信側モジュール１５ａ〜ｄのコイルアンテナ１６０ａ〜ｄに送信されるＬＦ電波の電波強度に合わせて、ダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄにおいて最適な抵抗値が選択される。これにより、本実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路１５０ａ〜ｄを備えた送信側モジュール１５ａ〜ｄでは、ある通信距離範囲に渡って配置される受信側モジュール（電波源）との間で常に安定した通信が確保される。
また、本実施の形態においては、サンプルホールドしてデータを識別する従来の方法に比較して、正確なサンプリング用発振器を起動させる必要がないため、低消費電力による通信が実現される。さらに、従来のサンプルホールドに拠らないデータ識別の場合には、受信側モジュールから送信されるＬＦ電波により生じる入力電圧の収束を待つ必要があり、これに伴なって受信レートが落されたが、本実施の形態においては受信レートを落とす必要はない。
本実施の形態においては、主として車に装着されているタイヤに係わるＴＰＭＳについて記述したが、もちろんこれは車に限定されるものではなく、本実施の形態は、電波を用いて通信を行い、データ部とＰｒｅａｍｂｌｅ部とを備える通信プロトコルを有する装置に適用可能である。
また、本実施の形態に係わるデータ通信方法は、一般のＡＳＫ方式のデータ通信において、より省電力化された通信手法として適用できることは言うまでもない。
従来の受信回路を示すシステムブロック図である。 本発明の実施の形態に係わるＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係わるＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のシステムブロック図である。 本発明の実施の形態に係わるＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のシステムブロック図である。 本発明の実施の形態に係わるＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）での無線通信経路を示す図である。 本発明の実施の形態に係わる送信側モジュールの概略構成図である。 データの送信出力波形、および本発明の実施の形態に係わる送信側モジュールのＬＦ受信回路で上記データの電波を受信した際の入力電圧波形を示す図である。 本発明の実施の形態に係わる送信側モジュールでデータの電波を受信した際の、ダンピング抵抗選択回路における抵抗値と入力電圧波形との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路を備えた送信側モジュールの詳細構成図である。 本発明の実施の形態に係わる送信側モジュールに備わるマイクロコンピュータの詳細構成図である。 本発明の実施の形態に係わる送信側モジュールで受信される受信電波のＰｒｅａｍｂｌｅ期間の電波フォーマットを示す図である。 本発明の実施の形態に係わるダンピング抵抗選択回路を備えた送信側モジュールでＰｒｅａｍｂｌｅ期間内に実施される最適抵抗の選択フローである。
符号の説明
１…ＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…タイヤ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…空気圧センサ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…温度センサ
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ…送信側モジュール
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ…送信手段
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ…センサイニシエータ
２０…車内ＬＡＮ
２２…受信側モジュール
２４…表示手段
２５…表示装置
２６…警報手段
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ…ダンピング抵抗
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ…ダンピング抵抗選択回路
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ…コンパレータ
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ…検波器
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ…割込回路
１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄ…コイルアンテナ
１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃ、１７０ｄ…ＲＦアンテナ
１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、１８０ｄ…電池
１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃ、１９１ｄ…ＬＦ受信回路
１９２ａ、１９２ｂ、１９２ｃ、１９２ｄ…センサＡＭＰ
１９３ａ、１９３ｂ、１９３ｃ、１９３ｄ…ＡＤコンバータ
１９４ａ、１９４ｂ、１９４ｃ、１９４ｄ…起動制御回路
１９５ａ、１９５ｂ、１９５ｃ、１９５ｄ…マイクロコンピュータ
１９６ａ、１９６ｂ、１９６ｃ、１９６ｄ…ＥＥＰＲＯＭ
１９７ａ、１９７ｂ、１９７ｃ、１９７ｄ…ＣＰＵ
１９８ａ、１９８ｂ、１９８ｃ、１９８ｄ…ＲＯＭ
１９９ａ、１９９ｂ、１９９ｃ、１９９ｄ…ＲＡＭ
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ…クロックジェネレータ
２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ…発振器
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ…バスライン
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ…送信インタフェース

Claims (13)

  1. 共振アンテナを有するデータ通信装置の受信部に備えられる入力電圧の半導体回路であって、前記共振アンテナでデータ信号の電波を受信することにより発生する前記入力電圧の減衰時間を、前記電波の強度に合わせて最適な値に設定するための減衰手段を具備する半導体回路。
  2. 前記減衰手段は、複数の電気抵抗を備え、前記電波の強度に合わせて前記減衰時間が任意の時間以内に収束させられるように前記複数の電気抵抗のうち少なくとも１つが選択される
    請求項１記載の半導体回路。
  3. 前記減衰手段は、複数のトランジスタを備え、前記電波の強度に合わせて前記減衰時間が任意の時間以内に収束させられるように前記複数のトランジスタのうち少なくとも１つが選択される
    請求項１に記載の半導体回路。
  4. データ信号の電波を受信して入力電圧を発生する共振アンテナと、
    前記共振アンテナに接続される請求項１から３までの何れかに記載の半導体回路と、
    前記減衰された入力電圧から前記電波により送信された前記データ信号を再生する信号再生手段と、
    前記再生されたデータ信号が正しく再生されるまで、前記減衰時間を変えるように前記減衰手段を制御する制御手段と
    を具備するデータ通信装置。
  5. 前記信号再生手段は、コンパレータと検波器とを備える
    請求項４に記載のデータ通信装置。
  6. 前記制御手段は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、クロックジェネレータとを有するマイクロコンピュータを備えた
    請求項４に記載のデータ通信装置。
  7. タイヤホイル内に装着されて、さらにタイヤの空気圧を測定するための圧力センサと、圧力センサの温度補正をするための温度センサと、前記圧力センサおよび温度センサで測定された測定データを送信するための送信用アンテナとを備えた請求項４から６までの何れかに記載のデータ通信装置と、
    車体側に設置されて、前記データ通信装置にデータ信号の電波を送信し、あるいは前記データ通信装置から送信される前記圧力センサおよび温度センサで測定された前記測定データの電波を受信する第２データ通信装置と
    を具備したＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）。
  8. 共振アンテナを有するデータ通信装置の受信部に備えられたダンピング回路におけるダンピング方法であって、前記共振アンテナでデータ信号の電波を受信することにより発生する入力電圧の減衰時間を、前記電波の強度に合わせて最適な値に設定するステップを具備した
    制御方法。
  9. 前記ダンピング回路に複数の電気抵抗が備えられ、
    前記ステップは、前記電波の強度に合わせて前記減衰時間が任意の時間以内に収束させられるように前記複数の電気抵抗のうち少なくとも１つを選択するステップを備えた
    請求項８に記載の制御方法。
  10. 前記ダンピング回路に複数のトランジスタが備えられ、
    前記ステップは、前記電波の強度に合わせて前記減衰時間が任意の時間以内に収束させられるように前記複数のトランジスタのうち少なくとも１つを選択するステップを備えた
    請求項８に記載の制御方法。
  11. データ信号の電波を受信して入力電圧を発生するステップと、
    前記入力電圧を発生するステップで発生した前記入力電圧を減衰するステップと、
    前記減衰された入力電圧から前記電波により送信された前記データ信号を再生するステップと、
    前記再生されたデータ信号が正しく再生されるまで、前記入力電圧の減衰時間を変えるように前記減衰するステップを制御するステップと
    を具備するデータ信号のデータ通信方法。
  12. 請求項１１に記載のデータ信号のデータ通信方法において、
    前記データ信号を再生するステップは、コンパレータと検波器とにより前記データ信号を再生するデータ信号のデータ通信方法。
  13. 請求項１１に記載のデータ信号のデータ通信方法において、
    前記制御するステップは、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、クロックジェネレータとを備えたマイクロコンピュータにより実施するデータ信号のデータ通信方法。
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