JP2007200081A - データ伝送方法及びそれを用いたセンサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】移動する検出ユニットで検出された検出データを読み取り装置へ、効率良く伝送する。
【解決手段】読み取り装置３０から非接触の磁界結合を介して検出ユニット１０へ、電源電力が所定周波数ｆにて重畳された制御信号が所定の送信時間、ランダムな時間間隔で間欠的に送信されると共に、各送信時間の終了後に読み取り装置３０が受信モードに移行する。検出ユニット１０は、受けた電源電力が供給されると検出モードになり、所定周波数ｆを基準にして、タイヤの空気圧及び温度の変化を検出してこの検出データを保持する。次に、検出ユニット１０は、電源電力が重畳された制御信号の受信停止を検出すると返信モードになり、蓄積された電源電力により動作して、保持した検出データを読み出し、所定周波数ｆと同一のキャリア周波数で発振してキャリア周波数の信号を検出データで変調して読み取り装置３０へ返信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動する検出対象物の物理量（例えば、温度、圧力、ｐＨ、応力、変位、加速度、電気量等）を、その検出対象物に装着したセンサにて検出し、この検出したデータを非接触で読み取り装置側へ伝送するデータ伝送方法及びそれを用いたセンサシステムに関するものである。

従来、移動する検出対象物の物理量をセンサにて検出してこの検出したデータを読み取り装置側へ伝送するセンサシステムとして、例えば、下記の特許文献１、２に記載された技術が知られている。この特許文献１、２に記載されたセンサシステムでは、センサ素子及び送信機を有する検出ユニットを車両のタイヤ側に装着し、その検出ユニットによりタイヤの空気圧や温度を検出してこの検出データを無線で送信し、この送信データを、車両本体に取り付けた読み取り装置側の受信機で受信してタイヤに異常が生じているか否かを判定して車両の安全性を向上させるようになっている。

特開２００４−１６１１１３号公報 特開２００３−２３７３２８号公報

しかしながら、従来の検出ユニットから読み取り装置へのデータ伝送方法及びそれを用いたセンサシステムでは、次の（Ａ）、（Ｂ）のような課題があった。

（Ａ） データ伝送上の課題
従来は、センサ素子及び送信機を有する検出ユニットを車両のタイヤ側に装着し、タイヤの空気圧や温度を検出してこの検出データを無線で車両本体側の受信機へ送信する構成になっている。ところが、特許文献１の段落００２８に記載されているように、車両の走行中にはタイヤの回転に伴ってこれに装着された検出ユニットも回転するので、この検出ユニットの回転角度によって車両本体側の受信機の受信感度が変化し、ある回転角度の範囲において受信機で受信が出来ない点（この点を「ヌルポイント」ともいう。）が生じる。これを防止するためには、検出ユニットと受信機との間の伝送距離を短くするか、あるいは、送信電波の電力を大きくすればよいが、伝送距離を短くすることは、車両の構造上難しく、かといって送信電波の電力を大きくすれば、電波法の規制や混信等の問題が生じるので、そのような対策がとれない。そこで、特許文献ｌの技術では、ヌルポイントを避けたタイヤの回転角度の範囲（例えば、１８０°±６０°の範囲）で、送信機から検出データを受信機へ無線送信するようにしている。

しかし、このような構成では、タイヤの１回転中の限られた回転角度範囲の時間内に検出データを伝送しなければならないので、タイヤの回転速度が速くなってその回転角度範囲の時間が短くなると、検出ユニットが回転して検出データの送信を完了する前に、途中でデータ伝送が遮断される虞があった。これを回避するために、短時間にデータ伝送を完了させようとすると、データ伝送レートを高くしなければならないが、データ伝送レートを高くすると、無線通信に要する帯域が広がって通信回線の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を許容値以上に確保することが難しくなるという問題が生じる。

又、例えば、同じようなセンサシステムが搭載された車両が隣接した場合に、互いに干渉してしまうという問題も生じる。

（Ｂ） 電池消耗に対する保守点検上の課題
従来は、検出ユニット内に電源電力供給用の電池が設けられているので、電池消耗に対する保守点検が必要になり、不利不便であった。これを解消するために、読み取り装置側において電源電力を重畳した送信信号を作り、これを非接触で検出ユニット側へ送り、該検出ユニット側でその送信信号を復調して電源電力を取り出し、検出ユニットの内部回路に供給することが考えられる。しかし、前記（Ａ）の問題と同様に、タイヤの１回転中に途中で送信信号が遮断され、読み取り装置側から検出ユニットへ、十分な電源電力を供給することが難しく、仮に十分な電源電力を供給出来たとしても、Ｓ／Ｎ比を許容値以上に確保しつつ、検出ユニットから読み取り装置側へ、検出データを高い精度で伝送することが難しい。

本発明のデータ伝送方法は、移動する検出対象物に装着され、外部から与えられる電源電力を受けて蓄積すると共に制御信号を受信し、前記受けた電源電力及び前記受信した制御信号に基づき、前記検出対象物における物理量の変化を検出して検出データを外部へ返信する検出ユニットと、前記検出ユニットから離間して設置され、前記検出ユニットに対して非接触で、前記電源電力が重畳された前記制御信号を前記検出ユニットへ送信し、且つ前記検出ユニットから返信された前記検出データを受信する読み取り装置と、を備えたセンサシステムにおけるデータ伝送方法である。

このデータ伝送方法では、先ず、前記読み取り装置から前記検出ユニットへ、前記電源電力が前記所定周波数にて重畳された前記制御信号を所定の送信時間、ランダムな時間間隔で間欠的に送信すると共に、前記各送信時間の終了後に前記読み取り装置を受信モードに移行させる。すると、前記検出ユニットでは、前記受けた電源電力が供給されると検出モードになり、前記所定周波数を基準にして、前記物理量の変化を検出させて前記検出データを保持し、前記電源電力が重畳された前記制御信号の受信停止を検出すると返信モードになり、前記蓄積された前記電源電力により動作して、前記保持した検出データを読み出し、前記所定周波数と同一のキャリア周波数で発振して前記キャリア周波数の信号を前記検出データで変調して前記読み取り装置へ返信させる。

本発明のセンサシステムは、移動する検出対象物に装着され、外部から与えられる所定周波数の電源電力を受けると共に制御信号を受信し、前記受けた電源電力及び前記受信した制御信号に基づき、前記検出対象物における物理量の変化を検出して検出データを外部へ返信する検出ユニットと、前記検出ユニットから離間して設置され、前記検出ユニットに対して非接触で、前記電源電力が前記所定周波数にて重畳された前記制御信号をランダムな時間間隔で前記検出ユニットへ送信し、且つ前記検出ユニットから返信された前記検出データを受信する読み取り装置とを備えている。

そして、前記検出ユニットは、前記受けた電源電力を蓄積する電力蓄積手段と、前記読み取り装置から供給される前記電源電力の停止を検出する電力停止検出手段と、前記受けた電源電力が供給されると検出モードになり、前記所定周波数を基準にして、前記物理量の変化を検出させて前記検出データを保持し、前記電力停止検出手段から前記電力停止の検出結果を受けると返信モードになり、前記電力蓄積手段に蓄積された前記電源電力により動作して、前記保持した検出データを出力する制御手段と、前記検出データを入力し、前記所定周波数と同一のキャリア周波数で発振して前記キャリア周波数の信号を前記検出データで変調して前記読み取り装置へ返信する送信手段とを有している。

本発明のデータ伝送方法及びそのセンサシステムによれば、検出ユニットが検出対象物における物理量の変化を検出する時には、読み取り装置からの正確な所定周波数を基準にして検出するので、検出精度を向上出来る。更に、読み取り装置から検出ユニットへ供給する電源電力及び制御信号を停止して、検出ユニットから読み取り装置へ返信する構成になっているので、返信時においてその電源電力及び制御信号とこれに伴うノイズ成分がなく、返信信号を読み取り装置側で精度良く受信出来る。その上、ランダムな時間間隔で電源電力及び制御信号を読み取り装置から検出ユニットへ間欠的に供給しているので、仮に同じようなセンサシステムが隣接して返信のタイミングが重なっても、連続して重なり続けることを避けられ、混信を防止出来る。

センサシステムは、移動する検出対象物に装着され、外部から与えられる所定周波数の電源電力を受けると共に制御信号を受信し、前記受けた電源電力及び前記受信した制御信号に基づき、前記検出対象物における物理量の変化を検出して検出データを外部へ返信する検出ユニットと、前記検出ユニットから離間して設置され、前記検出ユニットに対して非接触で、前記電源電力が前記所定周波数にて重畳された前記制御信号をランダムな時間間隔で前記検出ユニットへ送信し、且つ前記検出ユニットから返信された前記検出データを受信する読み取り装置とを備えている。

前記検出ユニットは、前記受けた電源電力を蓄積する電力蓄積手段と、前記読み取り装置から供給される前記電源電力の停止を検出する電力停止検出手段と、前記受けた電源電力が供給されると検出モードになり、前記所定周波数を基準にして、前記物理量の変化を検出させて前記検出データを保持し、前記電力停止検出手段から前記電力停止の検出結果を受けると返信モードになり、前記電力蓄積手段に蓄積された前記電源電力により動作して、前記保持した検出データを出力する制御手段と、前記検出データを入力し、前記所定周波数と同一のキャリア周波数で発振して前記キャリア周波数の信号を前記検出データで変調して前記読み取り装置へ返信する送信手段とを有している。

（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１を示すセンサシステムの概略の構成図である。図２は、図１のセンサシステムが適用される車両のタイヤを示す斜視図である。

図１に示すセンサシステムは、移動する検出対象物として、例えば、図２に示す車両のタイヤ１の空気圧とこの空気圧に密接に関連する温度を検出するものであり、タイヤ１の例えば側部内に埋設される検出ユニット１０と、この検出ユニット１０から離間して車両本体側に取り付けられ、該検出ユニット１０に対して非接触の磁界結合で電源電力の供給及びデータの送受信を行う読み取り装置３０とを備えている。

検出ユニット１０は、タイヤ１の空気圧及び温度の変化を検出するセンサ素子１１を有し、このセンサ素子１１の検出結果からタイヤ１の空気圧及び温度を検出して検出データを出力する検出回路１２が接続されている。センサ素子１１は、外圧によって静電容量値が変化する可変コンデンサ等の圧力検出用センサ素子部、及び、温度依存性の大きなサーミスタ抵抗素子等の温度検出用センサ素子部により構成されている。検出回路１２は、圧力検出用センサ素子部で検出された圧力検出値をディジタル信号からなる圧力検出データに変換すると共に、温度検出用センサ素子部で検出された温度検出値をディジタル信号からなる温度検出データに変換する等の機能を有する回路であり、この回路に制御手段（例えば、制御回路）１３が接続されている。

制御回路１３は、検出回路１２から出力された検出データを保持する検出データ保持手段１３ａを有すると共に、検出ユニット１０の全体を制御する回路であり、例えば、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）、或いは個別回路等により構成されている。

又、検出ユニット１０は、読み取り装置３０に対して非接触で電源電力及び信号の授受を行うアンテナコイル１４を有し、このアンテナコイル１４がバーアンテナ１５に巻装されている。アンテナコイル１４には、図示しない同調コンデンサが接続され、これらのアンテナコイル１４及び同調コンデンサが、読み取り装置３０から供給される交流の駆動磁界Ｓ３１の所定周波数ｆに同調している。アンテナコイル１４には更に、所定周波数ｆの電源電力を受けて蓄積する電力蓄積手段（例えば、整流回路１６及びコンデンサ１７）が接続され、この整流回路１６が制御回路１３及び電力停止検出手段（例えば、駆動磁界シャットダウン検出回路）１８に接続されている。

整流回路１６は、アンテナコイル１４に誘導される交流起電圧を整流して検出ユニット駆動用の直流電源電圧を生成し、これを制御回路１３及び駆動磁界シャットダウン検出回路１８等に与える回路である。コンデンサ１７は、電源ライン及び基準電位（グランド電位）間に接続され、整流回路１６で生成された直流電源電圧の電荷を蓄積するものである。コンデンサ１７は、充電可能な電池等に置き換えても良い。駆動磁界シャットダウン検出回路１８は、整流回路１６及びコンデンサ１７による電力状態を監視し、急な電力停止があった時にはこれを検出して制御回路１３へ与える回路である。

アンテナコイル１４は、受信手段（例えば、受信回路）１９を介して制御回路１３に接続され、この制御回路１３が送信手段（例えば、送信回路）２０を介して該アンテナコイル１４に接続されている。受信回路１９は、アンテナコイル１４に誘導される交流起電圧に重畳された読み取り装置３０からの制御信号を受信し、この制御信号を復調等してコマンド（命令）やデータを制御回路１３に与える回路である。

制御回路１３は、整流回路１６及びコンデンサ１７から所定レベルの直流電源電圧が供給されると検出モードになり、受信回路１９から与えられるコマンドに基づき、所定周波数ｆを基準にして、センサ素子１１及び検出回路１２に対してタイヤ１の圧力及び温度を検出させ、この検出データを検出データ保持手段１３ａに保持し、駆動磁界シャットダウン検出回路１８の検出結果をトリガとして返信モードになり、検出データ保持手段１３ａに保持している検出データを読み出して送信回路２０へ出力する機能を有している。

送信回路２０は、制御回路１３から検出データを受けると、所定周波数ｆと同一のキャリア周波数ｆで発振してこのキャリア周波数ｆの信号を検出データで変調して送信信号を生成し、この送信信号をアンテナコイル１４の磁界結合を介して読み取り装置３０へ伝送させる回路である。

読み取り装置３０は、アンテナコイル１４と磁界結合されるループアンテナ３１と、所定周波数ｆの電源電力用キャリア（例えば、１２５ＫＨｚの搬送波）を発振する発振回路３２と、この発振回路３２に接続された変調回路３３と、この変調回路３３とループアンテナ３１の間に接続された送信手段（例えば、送信回路）３４と、ループアンテナ３１に接続された受信手段（例えば、受信回路）３５と、この受信回路３５に接続された復調回路３６とを有している。更に、変調回路３３、送信回路３４及び復調回路３６等には、送受信を制御するＣＰＵ等で構成された制御手段（例えば、制御回路）３７が接続され、この制御回路３７が、及びインタフェース３８を介して、センサシステム全体を制御するコンピュータで構成された上位コントローラ３９に接続されている。

変調回路３３は、発振回路３２から与えられる所定周波数ｆの電源電力用キャリアを、制御回路３７から出力されるコマンドやデータにより変調して変調信号を生成し、送信回路３４へ出力する回路である。送信回路３４は、変調回路３３から与えられる変調信号から送信信号を生成し、この送信信号をループアンテナ３１を介して検出ユニット１０へ伝送させる回路である。受信回路３５は、検出ユニット１０からループアンテナ３１を介して送られてくる検出データ等の返信信号を受信して受信信号を復調回路３６へ出力する回路である。復調回路３６は、受信回路３５からの受信信号を復調し、この復調した検出データ等を制御回路３７へ出力する回路である。

制御回路３７は、乱数等によりランダムな磁界供給時間間隔ｔを設定する磁界供給間隔設定手段３７ａ等を有し、上位コントローラ３９からのコマンド等により送信モードになり、変調回路３３及び送信回路３４を制御してこの送信回路３４から所定の送信時間Ｔの間、送信信号を出力させ、送信時間Ｔの経過後は受信モードになり、復調回路３６で復調された検出データ等を入力して所定の演算処理等を行い、この処理結果をインタフェース３８を介して上位コントローラ３９へ送り、磁界供給時間間隔ｔが経過すると、再び送信モードになって送信回路３４から送信信号を出力させる機能を有している。

（実施例１のデータ伝送方法）
図３は、図１のセンサシステムをそれぞれ搭載した２台の車両２−１，２−２が隣接した時のデータ伝送方法を示すタイムチャートであり、横軸は時間、縦軸は信号レベルである。図４は、図１の読み取り装置３０からキャリア信号が無変調で駆動磁界を供給している時のスペクトルを示す図であり、横軸は周波数、縦軸は信号レベルである。

例えば、図３の車両２−１に搭載された図１のセンサシステムにおいて、読み取り装置３０内の上位コントローラ３９から、検出ユニット１０を動作させるためのコマンドやデータが出力されると、このコマンドやデータが、インタフェース３８を介して制御回路３７へ送られ、この制御回路３７の制御により、読み取り装置３０が送信モードへ移行する。読み取り装置３０が送信モードに移行すると、変調回路３３が動作し、キャリア発振回路３２から出力される周波数ｆの電源電力用キャリアが、制御回路３７からの制御信号により変調される。この変調信号から送信回路３４により送信信号が生成され、制御回路３７で設定された所定の送信時間Ｔの間、ループアンテナ３１へ送られ、このループアンテナ３１から交流の駆動磁界Ｓ３１が発生する。この時のキャリア周波数ｆが図４に示されている。

タイヤ１の側部内に埋設された検出ユニット１０がタイヤ１と共に回転し、この検出ユニット１０のアンテナコイル１４がループアンテナ３１に近接すると、該アンテナコイル１４に交流起電圧が誘導される。誘導された交流起電圧は、整流回路１６で整流されて直流電源電圧が生成され、この電荷がコンデンサ１７に蓄積されていく。

制御回路１３は、整流回路１６及びコンデンサ１７から所定レベルの直流電源電圧の供給を受けると、検出モードに移行し、送信時間Ｔの間、周波数ｆを基準にして、センサ素子１１及び検出回路１２によりタイヤ１の圧力及び温度を検出させてこの検出データを検出データ保持手段１３ａに保持する。

送信時間Ｔが経過すると、読み取り装置３０側の制御回路３７により、駆動磁界Ｓ３１の供給が急に停止されて該読み取り装置３０が受信モードへ移行する。駆動磁界Ｓ３１の供給が急に停止されると、これが検出ユニット１０側の駆動磁界シャットダウン検出回路１８で検出されてこの検出結果が制御回路１３へ通知され、この通知をトリガとして該制御回路１３が返信モードへ移行する。

なお、送信時間Ｔの間、読み取り装置３０が駆動磁界Ｓ３１を連続して供給中に、読み取り装置３０と検出ユニット１０との距離が大きくなったり、対向角度が変わってゆっくり駆動磁界Ｓ３１が減少する時は、駆動磁界シャットダウン検出回路１８の出力により制御回路１３にトリガが掛からず、検出ユニット１０から読み取り装置３０への上りの伝送ロス（損失）が大きい状態であり、読み取り装置３０が受信モードになっていないので、検出ユニット１０が返信モードへ移行しない。

返信モードへ移行すると、コンデンサ１７の蓄積電荷を電源電圧として検出ユニット１０が動作し、検出データ保持手段１３ａに保持されたタイヤ１の空気圧及び温度の検出データが読み出され、送信回路２０へ送られる。送信回路２０は、アンテナコイル１４と図示しない同調コンデンサとで決まるキャリア周波数（これは所定周波数ｆと同一の周波数）で発振して、このキャリア周波数の信号を検出データで変調を掛けて返信信号を生成する（図３の返信信号Ａ）。

この返信信号は、アンテナコイル１４及びループアンテナ３１の電磁結合を介して、受信モードになっている読み取り装置３０側へ送られる。読み取り装置３０側へ送られた返信信号は、受信回路３５で受信されて復調回路３６で復調され、制御回路３７へ送られる。制御回路３７において、所定の演算処理等が行われて圧力検出データ及び温度検出データが算出され、この算出結果がインタフェース３８を介して上位コントローラ３９へ送られ、画面表示等が行われる。

送信時間Ｔの終了後、磁界供給間隔設定手段３７ａで設定されたランダムな磁界供給時間間隔ｔが経過すると、再び読み取り装置３０が送信モードへ移行し、上記と同様に、駆動磁界Ｓ３１が検出ユニット１０へ供給されてタイヤ１の空気圧及び温度の検出が行われる（図３の返信信号Ｂ，Ｃ，Ｄ）。なお、検出ユニット１０から読み取り装置３０へ返信信号を間欠的に送るようにしたのは、検出ユニット１０側においてデータ検出とデータ返信を連続して繰り返して行い、検出データを読み取り装置３０側へ切れ目無く返信すると、読み取り装置３０側では受信が難しいからである。

一方、車両２−１に搭載されたセンサシステムと同様のセンサシステムが搭載された車両２−２が、車両２−１に隣接して停車している場合には、両センサシステムが互いに干渉する虞がある。

例えば、タイヤ１中の検出ユニット１０と車両本体側に取り付けられた読み取り装置３０との間の通信は、タイヤ１の回転角度によってヌルポイントが存在する。車両２−１においてタイヤ１中の検出ユニット１０と車両本体側の読み取り装置３０との間の通信がヌルポントで成立していない時には、同じ車両２−１の他のタイヤ１中の検出ユニット１０からの信号が強く受信されることになるし、更には、隣接した車両２−２におけるタイヤ１中の検出ユニット１０からの信号の方が強く受信されることになる。

センサシステムの駆動磁界Ｓ３１の繰り返し周期を複数設定して複数の車両に分散させて割り当てておけば、同じ周期の車両が隣接する確率を下げられるが、同一周期を採用したセンサシステムが隣接すると、繰り返し妨害することになる。これを解決するために、駆動磁界Ｓ３１の繰り返し周期を長くし、動作の頻度を下げて干渉の発生率を下げることも考えられるが、このようにすると、肝心のセンサユニット１０との通信頻度が下がってしまう。

そこで、本実施例１では、１回の磁界供給後、次の磁界供給までの磁界供給時間間隔ｔを乱数等でランダムに変化させている。そのため、仮に隣接した車両２−１，２−２のセンサシステムと動作が重なっても、連続して動作が重なる確率を下げることが出来、連続して重なり続けることはない。

図３において、車両２−１の検出ユニット１０から読み取り装置３０への返信信号Ａは、車両２−２の読み取り装置３０から検出ユニット１０への駆動磁界Ｓ３１と重なるため受信出来ない。車両２−１の検出ユニット１０から読み取り装置３０への返信信号Ｂ，Ｃ，Ｄは、受信される。車両２−２の検出ユニット１０から読み取り装置３０への返信信号Ｆは、車両２−１の読み取り装置３０から検出ユニット１０への駆動磁界Ｓ３１と重なるため、受信出来ない。車両２−２の検出ユニット１０から読み取り装置３０への返信信号Ｅ，Ｇは、受信される。

（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（１）〜（３）のような効果がある。

（１） 検出ユニット１０がタイヤ１の空気圧及び温度を検出する時には、正確な車両本体側の駆動磁界Ｓ３１のキャリア周波数ｆを基準に出来る。これにより、検出精度を向上出来る。

（２） 図５は、図１の読み取り装置３０からキャリア信号で駆動磁界Ｓ３１を供給している時で検出ユニット１０からの信号がある時のスペクトルを示す図であり、横軸は周波数、縦軸は信号レベルである。

検出ユニット１０から読み取り装置３０への返信にあたっては、周波数ｆ１のサブキャリア（側帯波）信号を使用するのが一般的である。この理由は、周波数ｆのキャリア信号に付随するサブキャリア信号のノイズ成分には、図５に示すように強い１／ｆ成分が含まれるのでこれを避け、伝送上の外乱で信号レベルの揺らぎと伝送させる信号による変調成分との区別を行いやすくするためである。しかし、検出ユニット１０から読み取り装置３０への伝送に、読み取り装置３０から供給するキャリア周波数ｆからサブキャリア周波数ｆ１分ずれた周波数の信号を使用すると、読み取り装置３０から検出ユニット１０への下りの伝送ロスより、検出ユニット１０から読み取り装置３０への上りの伝送ロスが大きくなるので、検出ユニット１０からの返信信号が更に弱くなってしまう。

そこで、本実施例１では、読み取り装置３０から検出ユニット１０へ供給する駆動磁界Ｓ３１を停止して、検出ユニット１０から読み取り装置３０へ返信する構成にしている。これにより、返信時には駆動磁界Ｓ３１とこれに伴うノイズ成分がないので、返信信号を読み取り装置３０側で精度良く受信出来る。

（３） ランダムな磁界供給時間間隔ｔで駆動磁界Ｓ３１を読み取り装置３０から検出ユニット１０へ間欠的に供給しているので、仮に隣接して停車している車両のタイヤ１にも同じ検出ユニット１０が付いていて、返信のタイミングが重なっても、連続して重なり続けることを避けられ、混信を防止出来る。

なお、本発明は、図示の実施例１に限定されず、種々の変形や利用形態が可能である。この変形や利用形態としては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。

（ａ） 検出ユニッ１０及び読み取り装置３０は、図示以外の他の回路構成に変更出来る。又、検出ユニット１０と読み取り装置３０とは、磁界結合により電力及び信号の授受を行う構成にしているが、電波結合等の他の非接触結合方式に変更しても良い。

（ｂ） 図１では、タイヤ１の空気圧及び温度を検出するセンサシステムについて説明したが、移動する検出対象物の物理量としては、温度、圧力、ｐＨ、応力、変位、加速度、電気量等の種々のものに適用出来る。

（ｃ） 本発明のセンサシステムは、車両のタイヤ１以外に、読み取り装置３０に対して検出ユニット１０Ｂ側が循環運動をして通信が繰り返されるような種々の装置やシステムに適用出来る。

本発明の実施例１を示すセンサシステムの概略の構成図である。 図１のセンサシステムが適用される車両のタイヤを示す斜視図である。 図１のセンサシステムをそれぞれ搭載した２台の車両が隣接した時のデータ伝送方法を示すタイムチャートである。 図１の読み取り装置からキャリア信号で駆動磁界を供給している時のスペクトルを示す図である。 図１の読み取り装置からキャリア信号で駆動磁界を供給している時で検出ユニットからの信号がある時のスペクトルを示す図である。

符号の説明

１ タイヤ
１０ 検出ユニット
１１ センサ素子
１２ 検出回路
１３，３７ 制御回路
１３ａ 検出データ保持手段
１４ アンテナコイル
１６ 整流回路
１７ コンデンサ
１８ 駆動磁界シャットダウン検出回路
１９，３５ 受信回路
２０，３４ 送信回路
３０ 読み取り装置
３１ ループアンテナ
３７ａ 磁界供給間隔設定手段

Claims (9)

1. 移動する検出対象物に装着され、外部から与えられる電源電力を受けて蓄積すると共に制御信号を受信し、前記受けた電源電力及び前記受信した制御信号に基づき、前記検出対象物における物理量の変化を検出して検出データを外部へ返信する検出ユニットと、
   前記検出ユニットから離間して設置され、前記検出ユニットに対して非接触で、前記電源電力が重畳された前記制御信号を前記検出ユニットへ送信し、且つ前記検出ユニットから返信された前記検出データを受信する読み取り装置と、
   を備えたセンサシステムにおけるデータ伝送方法であって、
   前記読み取り装置から前記検出ユニットへ、前記電源電力が前記所定周波数にて重畳された前記制御信号を所定の送信時間、ランダムな時間間隔で間欠的に送信すると共に、前記各送信時間の終了後に前記読み取り装置を受信モードに移行させ、
   前記検出ユニットでは、前記受けた電源電力が供給されると検出モードになり、前記所定周波数を基準にして、前記物理量の変化を検出させて前記検出データを保持し、前記電源電力が重畳された前記制御信号の受信停止を検出すると返信モードになり、前記蓄積された前記電源電力により動作して、前記保持した検出データを読み出し、前記所定周波数と同一のキャリア周波数で発振して前記キャリア周波数の信号を前記検出データで変調して前記読み取り装置へ返信させることを特徴とするデータ伝送方法。
2. 前記ランダムな時間間隔は、乱数により設定することを特徴とする請求項１記載のセンサシステム。
3. 前記検出ユニットと前記読み取り装置とは、非接触の磁界結合により信号の授受を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のデータ伝送方法。
4. 前記検出対象物に装着された前記検出ユニットは、前記読み取り装置に対して循環運動をして通信が繰り返されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のデータ伝送方法。
5. 移動する検出対象物に装着され、外部から与えられる所定周波数の電源電力を受けると共に制御信号を受信し、前記受けた電源電力及び前記受信した制御信号に基づき、前記検出対象物における物理量の変化を検出して検出データを外部へ返信する検出ユニットと、
   前記検出ユニットから離間して設置され、前記検出ユニットに対して非接触で、前記電源電力が前記所定周波数にて重畳された前記制御信号をランダムな時間間隔で前記検出ユニットへ送信し、且つ前記検出ユニットから返信された前記検出データを受信する読み取り装置と、
   を備えたセンサシステムであって、
   前記検出ユニットは、
   前記受けた電源電力を蓄積する電力蓄積手段と、
   前記読み取り装置から供給される前記電源電力の停止を検出する電力停止検出手段と、
   前記受けた電源電力が供給されると検出モードになり、前記所定周波数を基準にして、前記物理量の変化を検出させて前記検出データを保持し、前記電力停止検出手段から前記電力停止の検出結果を受けると返信モードになり、前記電力蓄積手段に蓄積された前記電源電力により動作して、前記保持した検出データを出力する制御手段と、
   前記検出データを入力し、前記所定周波数と同一のキャリア周波数で発振して前記キャリア周波数の信号を前記検出データで変調して前記読み取り装置へ返信する送信手段と、
   を有することを特徴とするセンサシステム。
6. 前記ランダムな時間間隔は、乱数により設定することを特徴とする請求項５記載のセンサシステム。
7. 前記電力蓄積手段は、前記受けた電源電力を直流電力に変換する整流回路と、前記変換された直流電力の電荷を蓄積するコンデンサとにより、構成したことを特徴とする請求項５又は６記載のセンサシステム。
8. 前記検出ユニットと前記読み取り装置とは、非接触の磁界結合により信号の授受を行うことを特徴とする請求項５又は６記載のセンサシステム。
9. 前記検出対象物に装着された前記検出ユニットは、前記読み取り装置に対して循環運動をして通信が繰り返されることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載のセンサシステム。

Images