JP6971813B2 - 信号形成装置、復号装置、送信信号を形成する方法および速度データを求める方法 - Google Patents

Description

関連出願への参照
本願は、2013年1月28日付提出の米国特許出願第１３／７５１３３５号（U.S. application number 13/751,335）の一部継続出願であり、この出願の内容は引用により全体として本願に組み込まれるものとする。

分野
各実施形態は信号送信コンセプトに関しており、特に、信号形成装置、復号装置、送信信号を形成する方法および速度データを求める方法に関する。

信号送信にはきわめて多様なコンセプトまたはプロトコルが存在する。これらのコンセプトの多くは、送信すべきデータを編成するために一定の時間間隔を使用している。しかし、連続して発生する２つの事象間の種々の時間間隔で事象が反復して発生する適用分野も存在する。こうした適用分野では、送信信号内の事象の発生時期のマッピングは、後の時間特性に関する情報の収集のために重要となりうる。例えば、回転部材または運動部材の速度測定を、発生する事象の反復検出に基づいて行うことができ、これにより運動部材または回転部材の速度を求めることができる。

例えば、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のセンサインタフェースは、磁気エンコーダの信号のエッジを標示するパルス列を送信する。こうしたタイプの通信はホイール速度の測定にきわめて有効でありうる。しかし、センサの内部で利用可能な他の情報を送信することはできない。にもかかわらず、速度測定に必要な情報とともに付加情報を送信することが所望されることもある。

一実施形態による信号形成装置は、信号供給回路と信号処理ユニットとを含む。信号供給回路は、種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号を供給するように構成されている。信号処理ユニットは、センサ信号に基づいて送信信号を形成するように構成されている。送信信号は、事象の発生時期を表す事象情報と付加データを表す付加情報とを含む。事象情報は検出事象に対応するパルスを含み、ここで、各パルスは、種々の時間間隔の各時間間隔が１つの検出事象に対応するパルスを１つずつ含むように、検出事象の種々の時間間隔にしたがい、送信信号内で時間的に分離されている。さらに、付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含む。少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報は、種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔に分配されている。

各実施形態は、事象が発生する時点間の２つ以上の異なる時間間隔に付加データを分配することによって、種々の時点で発生する反復事象に関連する情報に任意の量の付加データを付加できるという発見を基礎とすることができる。付加データを種々の時間間隔に分配することにより、事象情報とともに付加データを通常のごとく送信できるだけでなく、大量のまたは任意の量の付加データの付加も可能である。

幾つかの実施形態では、信号形成装置は送信信号を形成するように構成されており、これにより、種々の時間間隔のうち１つの時間間隔に含まれる少なくとも１つのフレームの付加データビットのビット数の情報が、種々の時間間隔の長さに依存して変化する。このようにすれば、種々の時間間隔のうち１つの時間間隔に割り当てられる付加データの量を、この時間間隔で利用可能なデータ容量に適応化することができる。長さの長い時間間隔は、短い時間間隔よりも大きなデータ容量を含むことができる。こうして、データ容量（例えば１つの時間間隔で送信可能なデータの最大量）を効率的に利用できるようになり、これにより送信信号につき高いデータレートを取得できる。

幾つかの実施形態は、信号供給回路であるセンサユニットを含む信号形成装置に関する。センサユニットは、種々の時間間隔において発生する事象を反復して検出するように構成可能である。このようにすれば、例えば、センサ装置を、反復して検出される事象の情報と大量のもしくは任意の量の付加データとを供給可能な信号形成装置によって実現できる。

また、幾つかの実施形態は、上述したコンセプトによる信号形成装置を備えた、ホイール速度センサ、トランスミッション速度センサ、カム回転数センサ、クランクシャフト回転数センサ、回転速度センサまたは位置センサに関する。
装置および／または方法の幾つかの実施形態を、単なる例示として、添付図を参照しつつ、以下に説明する。

信号形成装置を示すブロック図である。 低速時および高速時の送信信号を示す概略図である。 パルス幅変調に基づく送信信号とマンチェスター符号化に基づく送信信号とを示す概略図である。 送信信号を示す概略図である。 データトランスポート層を示す概略図である。 別のデータトランスポート層を示す概略図である。 別のデータトランスポート層を示す概略図である。 信号形成装置を示すブロック図である。 歯車または磁極ホイールによる磁気信号の形成を示す概略図である。 復号装置を示すブロック図である。 ホイール速度センサ装置を示す概略図である。 磁気信号および得られるセンサ信号を示す概略図である。 送信信号を形成する方法を示すフローチャートである。 速度データを求める方法を示すフローチャートである。 信号形成装置を示すブロック図である。 パルス幅変調に基づく送信信号と、マンチェスター符号化に基づく、活性パルスを含む送信信号とを示す概略図である。 マンチェスター符号化に基づく、活性パルスを含む別の送信信号を示す概略図である。 マンチェスター符号化に基づく、活性パルスを含む別の送信信号を示す概略図である。 マンチェスター符号化に基づく、活性パルスを含む別の送信信号を示す概略図である。 パルス幅変調に基づく別の送信信号を示す概略図である。

幾つかの例示的実施形態を図示した添付図を参照しながら、種々の例示的実施形態をいっそう詳細に説明する。図中、線路、層および／または領域の厚さについては、わかりやすさのために拡大して示したところがある。

したがって、例示的実施形態につき種々の修正形態および代替形態が可能であるが、そのうち幾つかの実施形態を例として図示し、以下に詳細に説明する。ただし、各例示的実施形態を開示した特定の形態に限定する意図はなく、逆に、各例示的実施形態は、本発明の範囲に相当する全ての修正物、等価物および代替物をカバーするものとする。図の説明を通して、同様の要素または類似の要素には同じ参照番号を付してある。

或る要素が別の要素に「接続されている」または「結合されている」という場合、これは、直接に他の要素に接続または結合されていてもよいし、または、介在要素が存在してもよい。対して、或る要素が別の要素に「直接に接続されている」もしくは「直接に結合されている」という場合、そこには介在要素が存在しない。要素間の関係の記述に用いられるその他の用語も同様に解釈すべきものとする（例えば「間に」と「直接に挟まれて」、「隣に」と「直接に隣接して」など）。

ここで用いている語は、特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、例示的実施形態への限定の意図を有さない。以下に使用する「１つの」「或る」「前記１つの」などの単数形は、文脈において明示的に別意が示されないかぎり、複数形も含むものとする。また、「含む」「備える」「有する」および／または「から成る」などの語を以下に使用する場合、言及されている特徴、完成品、ステップ、動作、要素および／または部品の存在が規定されるだけでなく、１つもしくは複数の他の特徴、完成品、ステップ、動作、要素、部品および／またはそのグループの存在または追加が排除されるものではないことを理解されたい。

格別のことわりがないかぎり、ここで使用されている全ての語（技術用語および学術用語を含む）は、各例示的実施形態が属する技術分野の通常知識を有する技術者が共通に理解するのと同じ意味を有する。さらに、例えば通常使用されている辞書に定義されている語は、関連技術の文脈における意味に一致する意味を有すると解釈すべきであり、明なる定義がないかぎり、概念的な意味でまたは過度に形式的な意味で解釈されるべきでないと理解されたい。

図１には、一実施形態による信号形成装置１００のブロック図が示されている。信号形成装置１００は、信号処理ユニット１２０に接続された信号供給回路１１０を含む。信号供給回路１１０は、種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号１１２を供給する。信号処理ユニット１２０は、センサ信号１１２に基づいて、送信信号１２２が事象の発生時期または発生時系列を表す事象情報と付加データを表す付加情報とを含むよう、送信信号１２２を形成する。事象情報は検出事象に対応するパルスを含み、ここで、各パルスは、種々の時間間隔の各時間間隔が１つの検出事象に対応するパルスを１つずつ含むよう、検出事象の種々の時間間隔にしたがい、送信信号内で時間的に分離されている。さらに、付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含む。少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報は、種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔に分配されている。

複数の時間間隔に付加データを分配することにより、大量の付加データもしくは任意の量の付加データを、同じ送信信号１２２により、反復して発生する１つの事象に関する時間情報または時系列情報とともに形成することができる。よって、付加データを通常のごとく形成することができるだけでなく、大量の付加データまたは任意の量の付加データを形成することができる。

センサ信号１１２は、信号処理ユニット１２０が事象の発生時期を求め、この時間特性を表すパルスを送信信号内に形成できるように、種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象の情報を含むことができる。例えば、連続する時間間隔のパルスは、連続して発生する２つの事象間の時間間隔の長さによって、または、連続して発生する２つの事象間の時間間隔の長さに比例して、（例えばパルスの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジで）相互に時間的に分離されている。１つの時間間隔のパルスは、例えば、時間間隔の開始部または終了部が表されるよう、時間間隔の開始部または終了部に配置することができる。パルスが対応する時間間隔の開始部にある場合、例えば、連続する時間間隔のパルスは先行の時間間隔の終了部を表すこともできる。言い換えれば、送信信号１２２内の連続する２つのパルス間の時間的距離は、センサ信号１１２内で連続して発生する２つの事象間の時間間隔を表し、これらのパルスの１つは、例えば、１つの時間間隔の終了部または開始部のどちらを表すものと定められているかに応じて、その時間間隔に対応づけられる。また、唯一のパルスを各時間間隔に対応させてもよい。

反復して種々の時間間隔内で発生する事象は、多岐にわたる量を表すことができる。例えば、事象は、磁界または電界の最大値もしくは最小値もしくはゼロ交差、光強度または反復して発生する類似の量の最大値もしくは最小値もしくはゼロ交差であってよい。事象は種々の時間間隔で発生しうる。なぜなら、事象の発生は、例えば、磁界もしくは電界の発生、または、光強度の変化、または、磁界もしくは電界もしくは可変光の偏向を生じさせる運動部材もしくは回転部材の走行速度もしくは回転速度に依存しうるからである。走行速度または回転速度が大きくなれば、事象が発生する２つの連続する時点間の時間間隔は、走行速度または回転速度が小さい場合よりも短くなりうるはずである。

種々の時間間隔とは、種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔がそれぞれ異なる時間的長さを有することを意味しうる。例えば、事象の発生速度が増大すると時間間隔は比例して短くなり、逆に事象の発生速度が低下すると時間間隔は比例して長くなる。

信号供給回路１１０は、例えば、事象の検出に基づいてセンサ信号１１２を形成するセンサユニット、または、センサ信号１１２を記憶して供給するメモリユニットであってよい。

信号処理ユニット１２０は、例えば、送信信号１２２内のパルスの時間分布を分析することによって、事象の発生時期を再構成することができるように、種々の時間間隔によってまたは種々の時間間隔に比例して相互に分離されたパルスを含む送信信号１２２を形成する。

例えば、信号形成装置１００が形成する送信信号１２２は、増大する電流によって表すことのできるパルスを有する電流信号であってよいし、または、増大する電圧によって表すことのできるパルスを有する電圧信号であってもよい。発生した事象を表すパルスは、予め定められたパルス長を含むことができる。種々の時間間隔のうち最小の時間間隔に比べて、パルス長を著しく小さくする（例えば最小時間間隔の５０％未満、３０％、１０％、５％、１％とする）こともできる。

フレームは、予め定められた数の付加データビットを含み、共通に付属するデータ量を形成することができる。例えば、少なくとも１つのフレームの付加データビットを、送信信号に基づいて付加データを再構成する間、復号装置によって共通に解釈することができる。

付加データビットの情報は、種々の方式で、時間間隔に付加するもしくは割り当てるもしくは対応づけることができる。例えば、時間間隔のパルスをその幅において変調可能であるか、または、（例えばマンチェスター符号化された）符号列をその時点の時間間隔のパルスの前後の時間間隔に付加することができる。言い換えれば、信号形成装置は、例えば、少なくとも２つの時間間隔に含まれる検出事象に対応するパルスのパルス幅変調を用いて、または、マンチェスター符号列を少なくとも２つの時間間隔に付加することによって、少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報を送信信号１２２にマッピングすることができる。これに代えて、例えば、付加データビットの情報にしたがい、少なくとも２つの時間間隔のパルスの振幅を変調することもできる。このように、付加データビットの情報を、小さい労力でまたは僅かな複雑性で、送信信号１２２にマッピングすることができる。

少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報を含む少なくとも２つの時間間隔は、少なくとも１つのフレームの情報を短い時間内で送信できるよう、（直接に）連続する時間間隔であってよい。これに代えて、少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報を（直接には）連続しない時間間隔に分配して、送信データ１２２の送信中の障害に起因するフレーム全体のビット損失の確率を低減することもできる。

図２に（事象が低速で発生する）長い時間間隔および（事象が高速で発生する）短い時間間隔での８個の付加データビットを含むフレームの分配の例が示されている。事象が低速で発生する場合、送信信号２００は、（時間間隔の長さに応じて）相互に大きな時間的距離を有するパルス２１０を含むことができる。これらのパルス２１０間に、付加データビット２２０を付加可能である。例えば、送信信号２００は、連続するそれぞれ２つずつのパルス２１０の間に、３ビットのデータ２２０を含む。３ビットのうち１ビットは方向情報（ＤＩＲ）を表し、他の２ビット（ビット１〜ビット８）は少なくとも１つのフレームの２ビットの付加データビットを表す。事象が高速で発生する場合、送信信号２５０内で連続する２つのパルス２１０間に、付加データの３ビットを付加するための充分なスペースが得られないことがある。したがって、少なくとも１つのフレームを８個の時間間隔に分配できるよう、唯一のビット２２０の情報を各時間間隔に付加することもできる。

上述したように、信号処理ユニット１２０は、例えば、付加データビットの情報を種々の時間間隔に付加するかもしくは割り当てるために、パルス幅変調またはマンチェスター符号化を利用することができる。パルス幅変調された送信信号３１０およびマンチェスター符号化された送信信号３２０の例が図３に示されている。言い換えれば、送信信号３１０のパルスは、パルス幅変調プロトコル（ＰＷＭプロトコル）にしたがって変調されたそれぞれ異なる長さのパルスを含むことができる。これに関連して、事象が低速で発生する場合、付加情報のより多くのビット（例えば３ビット）を各時間間隔に対して変調できる。そうでなく、事象が高速で発生する場合には、より少ない付加データビット（例えば１ビット）を時間間隔に対して変調できる。図３に示されている送信信号３１０，３２０の例は、時間ｔに対する電流Ｉのグラフとして示されている。

これに代えて、マンチェスタープロトコルを用いて、付加データビットの情報を送信信号３２０に対して変調することもできる。このようにすれば、データビットを直接に連続するパルス間に含めることができる。上述したケースと同様に、事象が低速で発生する場合、時間間隔当たりより多くのビット（例えば３ビット）を付加でき、事象が高速で発生する場合、時間間隔当たりより少ないビット（例えば１ビット）を付加できる。

図２，図３に示されているように、種々の時間間隔に対して付加されているかまたは割り当てられている付加的なデータビットのビット数は、種々の時間間隔の長さに依存して任意に変化させることができる。言い換えれば、信号処理ユニット１２０は送信信号１２２を任意に形成でき、これにより、種々の時間間隔のうち１つの時間間隔に含まれる少なくとも１つのフレームの付加データビットのビット数の情報は、種々の時間間隔の長さに依存して変化する。

図４にそれぞれ異なる時間長の時間間隔（例えば低速で発生する事象を表す時間間隔および高速で発生する事象を表す時間間隔）を有する送信信号４１０の例が示されている。この例では、長さの短い時間間隔４２０は、この時間間隔に対応するパルスに付随する付加データにおいて、長さの長い時間間隔４３０よりも少ない情報を含む。例えば、長さの長い時間間隔４３０は、回転方向についての情報（ＤＩＲ）と少なくとも１つのフレームの２ビットの付加データ（ビット１，ビット２）とを含むことができる。これに対して、短い時間間隔４２０は、少なくとも１つのフレームの１ビットの付加データビットの情報（例えばビット３）しか含むことができない。この例では、フレームは８個の付加データビット（ビット１〜ビット８）を含み、直接に後続する６個の時間間隔に分配されている。この後続の時間間隔は事象の発生時期にしたがって変化する長さを有する。

言い換えれば、種々の時間間隔の少なくとも１つの第１の時間間隔が第１の長さを有し、種々の時間間隔の第２の時間間隔が第２の長さを有し、ここで、第１の長さは第２の長さよりも長い。この場合、信号処理ユニット１２０は、第１の時間間隔が少なくとも１つのフレームの第１のビット数の付加データビットの情報を含み、第２の時間間隔が少なくとも１つのフレームの第２のビット数の付加データビットの情報を含むように送信信号１２２を形成することができる。ここで、第１の数は第２の数より大きい。

このように、１つの時間間隔が含む情報のビット数は、種々の時間間隔のそれぞれの時間間隔の長さにダイナミックに適合化可能である。よって、時間当たりで送信可能な付加データ量を増大できる。

任意の手段として、付加データはさらに、少なくとも１つのフレームに先行する（または後続する）セパレータを含むことができる。ここでのセパレータは、少なくとも１つのフレームの開始部（または終了部）を表すことができ、予め定められた数のセパレータビットを含む。言い換えれば、所定のフレームまたは少なくとも１つのフレームの開始部を報知するために、予め定められたビット列を含むセパレータを送信信号１２２に付加するかまたは割り当てることができる（例えば２つ以上の時間間隔に分配することができる）。ここでの予め定められたビット列は復号装置によって識別可能であり、よって復号装置は少なくとも１つのフレームがどこで開始しているのかを認識することができる。このようにして、少なくとも１つのフレームの開始部の有効な報知を実現でき、かつ／または送信信号１２２の容易な復号化を実現できる。

図５にセパレータ列５１０およびフレーム列５２０の例、ならびに、セパレータビット列５３０（例えば予め定められた数の６ビットのセパレータ）および付加データビット列５４０（例えば予め定められた数の６ビットの付加データ）の例が示されている。例えば、セパレータ列５１０は、フレーム列５２０とともに、送信信号１２２を含む付加情報として送信される１ブロックの付加データを表している。

例えば、セパレータ５１０は、特異的ビット列（例えば００００００）を含み、フレーム５２０は、このセパレータの特異的ビット列を除いた全てのビット列を含むことができる（例えば１およびこれに続く任意の５個のビットＸ）。

セパレータとフレームとの間のエッジは、送信信号１２２内のパルスの位置に対して独立に位置決め可能である。したがって、セパレータの１ビットもしくは複数ビットの情報とフレームの付加データビットの１ビットもしくは複数ビットの情報とを同じ時間間隔に付加することができるかまたは対応づけることができるかまたは割り当てることができる。言い換えれば、信号処理ユニット１２０は、セパレータビットの少なくとも１ビットの情報と少なくとも１つのフレームの付加データビットの少なくとも１ビットの情報とが同じ時間間隔に含まれるように、送信信号１２２を形成することができる。

セパレータビットとフレームとの割り当てがパルス位置から独立しているので、セパレータビットとフレームとをきわめてフレキシブルに送信信号１２２の時間間隔に割り当てることができる。さらに、達成可能なデータレートを増大することもできる。

任意の手段として、付加データは、セパレータビットと付加データビットとの比が大きくなるよう、予め定められた数の、セパレータに後続する（またはセパレータに先行する）フレームを含む。セパレータ列６１０およびフレーム列６２０の例、ならびに、（例えば予め定められた数の６ビットのセパレータを有する）セパレータビット列６３０および（例えば予め定められた数の６ビットの付加データを有する）付加データビット列６４０の例が、図６に示されている。この場合、各セパレータ６１０には３つのフレーム６２０が後続しうる。補足すれば、図５に関連して行った説明は図６に対しても有効である。

例えば、１６ビットのセパレータと、１個の開始ビットおよび１５個のデータビットを有するフレームと、を使用可能である。例えば、セパレータは“００００００００００００００００”（または付加データビットのフレームに使用されていない他の任意のビット列）であってよく、付加データビットは開始ビット“１”で開始されるものであってよい。また、フレームの付加データビットは、例えば、３ビット記述（例えば、速度の大きさ、ＤＩＲ（方向）の大きさ、温度情報、エラー情報）、７ビット情報（例えば、７ビットの大きさ情報を含む速度／ＤＩＲの大きさ、または、例えば７ビットで１．９℃の分解能を有する−４０℃〜２００℃の温度）、冗長情報としての１ビットの方向情報、および、これら１１個のデータビットのための４ビットのパリティを含むことができる。

図７には、さらに、付加データを送信信号１２２にマッピングする英数字符号を用いる例が示されている。この例では、（例えば２ビット＝００を有する）セパレータ７１０と（例えば１１ビット＝１ａａｂｂｃｃｄｄｅｅを有する）フレーム７２０とを形成するためにマンチェスター符号を使用可能である。この場合、データビットＸは、付加データビットａａのビット列にマッピング可能である（例えばＸ＝１→ａａ＝０１またはＸ＝０→ａａ＝１０）。なお補足すれば、図５または図６に関連して行った説明は、図７に対しても有効である。

任意の手段として、イベント情報および付加情報の要約を送信プロトコルの物理層の一部とすることもできる。さらに、少なくとも１つのフレームを、送信プロトコルのデータトランスポート層の一部とすることもできる。この場合、付加データビットのフレームは、物理層から独立に編成可能であるので、付加データは、種々の時間間隔のうち複数の時間間隔に分配可能であり、送信後に復号装置によって再構成可能である。

図８には、一実施形態による信号形成装置８００のブロック図が示されている。信号形成装置８００は、図１に示されている信号形成装置に類似している。したがって、補足すれば、図１〜図７に関連して行った説明は、図８に対しても有効である。ただし、信号供給回路はセンサユニット８１０であり、信号形成装置８００はさらに信号形成出力部８３０を含む。センサユニット８１０は、種々の時間間隔において発生する事象を反復して検出する。さらに、信号処理ユニット１２０は送信信号１２２を形成でき、信号形成出力部８３０は送信信号１２２を（例えば受信回路または復号回路へ）供給できる。

センサユニット８１０は、磁界センサ（例えばホールセンサ）、電界センサ、光センサまたは、種々の時間間隔において発生する事象を反復して検出する他の任意のセンサであってよい。相応に、種々の時間間隔において反復して発生する事象は、磁界もしくは電界の最大値もしくは最小値もしくはゼロ交差、または、光強度もしくは反復発生する類似の量の最大値もしくは最小値もしくはゼロ交差を表すものであってよい。

信号処理ユニット１２０は、例えば、受信回路または復号回路への無線送信または有線送信によって、信号形成出力部８３０を介して送信信号１２２を供給することができる。例えば、信号形成装置８００は、その供給電力を、電子制御ユニットからワイヤ接続線路を介して受け取ることができる。この場合、信号処理ユニット１２０は、信号形成出力部８３０を介し、送信信号１２２を給電ワイヤ接続線路（例えば２線接続線路）に対して変調することができる。

幾つかの実施形態では、信号形成装置８００は、回転部材もしくは運動部材の速度を求めるための情報ならびに付加情報の収集に用いることができる。したがって、センサユニット８１０は、任意に、自身の近接域（例えば事象を確実に検出できる充分に近い領域）にある運動部材もしくは回転部材によって生じた、種々の時間間隔において発生する事象を反復して検出することができる。さらに、後続の検出事象の種々の時間間隔は、運動部材もしくは回転部材の運動速度もしくは回転速度に対応する。例えば、運動部材もしくは回転部材は磁界を偏向する歯車または磁極ホイールを含み、センサユニットは、磁界の最大値もしくは最小値もしくはゼロ交差を検出する磁気センサである。センサユニット８１０の近接域の磁界９２０を偏向する歯車９１０およびセンサユニット８１０の近接域の磁極ホイール９３０の例は、図９に示されている。

このように、運動部材もしくは回転部材の速度を、検出事象に基づいて求めることができる。さらに、上述したコンセプトに基づいて、付加情報を送信信号１２２に付加することもできる。

任意の手段として、センサユニット８１０は、付加的に、運動部材もしくは回転部材の運動方向もしくは回転方向を検出することもできる。こうした方向情報は、送信信号１２２の受信回路が運動部材もしくは回転部材に関する情報をより多く得られるようにするための付加情報として、送信信号１２２に付加することができる。

センサユニット８１０が方向データを検出するもしくは求めるかまたは信号処理ユニット１２０が方向データを求めるかに関わらず、処理ユニットは、任意の手段として、付加データが少なくとも１つのフレームに加えて運動部材もしくは回転部材の運動方向もしくは回転方向を表す方向データを含むように、送信データを形成することができる。このようにすれば、大量の付加データを形成することができる。

方向データは種々の方式で符号化可能である。例えば、方向データは１データビットで表される。さらに、方向データは、例えば、時間間隔の長さが予め定められた限界値を上回る場合に、種々の時間間隔の各時間間隔に含めることができる。特に、低速時には、回転方向が容易に変化しうるので、回転部材もしくは運動部材の回転方向（例えばホイールの回転方向）もしくは運動方向についての情報が重要となりうる。

結果として、幾つかの適用形態では、回転部材もしくは運動部材が高速な場合、方向情報は（より短い時間間隔で生じるため）、その重要性が低くなる。したがって、任意の手段として、所定の時間間隔の長さが予め定められた限界値を下回る場合にのみ、この時間間隔内の付加データが方向データを含むようにする。このようにすれば、予め定められた限界値の上方で、少なくとも１つのフレームの付加データビットならびに付加データの別のフレームに対して、より多くのデータ容量を利用できるようになる。

幾つかの実施形態は、種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号に基づいて、送信信号を形成するように構成された信号形成装置に関する。送信信号は、事象の発生時期を表すパルスと付加データを表す付加情報とを含む。さらに、付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含む。付加的に、信号形成装置は、少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報が送信信号内で少なくとも１つのパルスによって中断されるように送信信号を形成すべく構成されている。

さらに、信号形成装置は、上述したコンセプトの１つもしくは複数の態様を実現する１つもしくは複数の付加的な任意の特徴を含むことができる。

幾つかの実施形態は、種々の時間間隔内で発生して反復して検出される事象を表すセンサ信号を供給する手段と、このセンサ信号に基づいて送信信号を形成する手段とを含む。送信信号は、事象の発生時期を表す事象情報と、付加データを表す付加情報とを含む。さらに、事象情報は検出事象に関連するパルスを含み、ここで、各パルスは、種々の時間間隔の各時間間隔が検出事象に関連するパルスを１つずつ含むように、検出事象の種々の時間間隔にしたがい、送信信号内で時間的に分離されている。また、付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含む。少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報は、種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔に分配されている。

さらに、信号形成装置は、上述したコンセプトの１つもしくは複数の態様を実現する１つもしくは複数の付加的な任意の特徴を含むことができる。

幾つかの実施形態は、上述したコンセプトまたはいずれかの実施形態による信号形成装置を含む、ホイール速度センサ、トランスミッション速度センサ、カム回転数センサ、クランクシャフト回転数センサ、回転速度センサまたは位置センサに関する。

図１０には、一実施形態による復号装置１０００のブロック図が示されている。復号装置１０００は、受信信号１００２に基づいて、速度データ１０１２と付加的な復号データ１０１４とを求めることができる。復号装置１０００は、受信信号１００２内で種々の時間間隔において反復して発生するパルスに基づき、速度データ１０１２を求めることができる。種々の時間間隔の各時間間隔はパルスを１つずつ含む。さらに、復号装置１０００は、種々の時間間隔のうち少なくとも２つの異なる時間間隔から得られた情報に基づいて、予め定められた数の付加データビットを含む付加的な復号データ１０１４の少なくとも１つのフレームを求めることができる。

復号装置１０００は、不規則に分配された、発生する事象の速度に関する情報を表すパルスを含む受信信号１００２から、速度データ１０１２ならびに大量のもしくは任意の量の付加データを抽出することができる。なぜなら、付加データの情報を２つのパルス間の２つ以上の時間間隔に分配可能であるからである。例えば、速度データは、回転部材もしくは運動部材の回転速度もしくは運動速度を表す。

復号装置１０００は、任意の手段として、受信信号を受信するように構成された有線もしくは無線の受信回路を含むことができる。さらに、復号装置１０００は、任意の手段として、速度データ１０１２と付加的な復号データ１０１４とを供給するように構成されたデータ出力部を含むことができる。

復号装置１０００は、上述したコンセプトまたは実施形態に関連して説明した態様に対応する１つもしくは複数の付加的な任意の特徴を含むことができる。

例えば、任意の手段として、同じ時間間隔から復号装置１０００が取得するフレームの付加データビットのビット数を、種々の時間間隔の長さに依存して変化させることができる。このようにすれば、時間間隔をより効率的に使用できるので、高いデータレートを得ることができる。

さらに、任意の手段として、復号装置１０００により、例えば、単独の時間間隔から得られた情報に基づいて、運動方向または回転方向を表す方向データを求めることができる。方向データは、単独の時間間隔においてこれを送信可能とするには、僅かな送信データ容量（例えば１ビットのみ）しか必要としない。ただし、方向データを種々の時間間隔において反復して送信することもできる。

図１１に概略的に示されているように、幾つかの実施形態は、ホイール速度センサ１１００および復号装置１１１０を含むホイール速度センサ装置に関する。信号形成装置は、上述したコンセプトまたは上述した実施形態による信号形成装置を含むことができる。さらに、復号装置は、上述したコンセプトまたは実施形態にしたがって構成可能である。

復号装置１１１０は、マイクロコントローラ１１１４に接続された受信回路１１１２を含むことができる。ホイール速度センサ１１００は、例えば、復号装置１１１０の受信回路１１１２へ通じるワイヤ接続線路を介して電流信号（送信信号／受信信号）を供給する。受信回路１１１２は、（例えばＲ_Ｍ＝１００Ωを有するシャント抵抗を用いて）電流信号を電圧信号へ変換でき、この電圧信号をマイクロコントローラ１１１４（例えば電子制御ユニットまたは車両に搭載されたコンピュータ）へ供給する。マイクロコントローラ１１１４は、速度データ（例えばホイール回転数）と付加的な復号データ（例えば回転方向、ホイール速度センサのステータスまたは他の付加データ）とを求めることができる。ホイール速度センサ１１００への給電は、ワイヤ接続線路を介して、復号装置１１１０によって実現可能である。例えば、ホイール速度センサのセンサユニットは、磁極ホイールの磁界Ｂを検出する磁界センサであってよく、図１２に示されているような磁界のゼロ交差を表す電流信号Ｉを供給する。ここでの電流信号（センサ信号）は、ホイール速度センサ１１００の信号処理ユニットによって、送信信号の形成に用いることができる。

信号供給回路１１０、信号処理ユニット１２０、信号形成出力部８３０、復号回路１０１０および／または他の付加的なユニットは、例えば、独立したハードウェアユニット、または、コンピュータもしくはディジタルシグナルプロセッサもしくはマイクロコントローラの一部であってよいし、さらに、コンピュータもしくはディジタルシグナルプロセッサもしくはマイクロコントローラを動作させるためのコンピュータプログラムもしくはソフトウェア製品であってもよい。信号供給回路１１０、信号処理ユニット１２０、信号形成出力部８３０および／または他の付加的な要素は、相互に独立に実現可能であるか、または、少なくとも部分的に共通に（例えば同じダイ上または同じコンピュータプログラム上に）実現可能である。

幾つかの実施形態は、繰り込まれたプロトコル層を用いるホイール速度センサプロトコルに関する。これにより、例えば、速度信号の複数の周期に分配された付加データを送信できるよう、エアバッグプロトコルを拡張できる。このために、磁気信号は、センサ装置を通るバックバイアス磁石の磁界を偏向する歯車、または、交流磁極を含む磁極ホイールのいずれかによって、形成可能である。センサは、例えば、磁界が平均値を下回る場合、７ｍＡの給電電流を消費し、磁界が平均値を上回る場合、給電電流の２倍を消費しうる。電子制御ユニット（ＥＣＵ）側では、センサの給電電流を電圧に変換でき、（事象の発生を表す）エッジをマイクロコントローラで検出できる。これに代えて、この変換および検出はここで提案している信号形成装置の信号処理ユニットで行ってもよく、付加データを付加することもできる。

（付加）情報は、タイヤの回転方向、磁界強度の尺度またはセンサの内部プロセスについてのステータス情報を表示できる。例えば、２つの速度パルス間で利用可能な時間は車両速度に対して反比例するが、上述したコンセプトを用いることによって、速度の増大につれて送信される情報の量が低下してはならない。しかし、幾つかの情報は高速時にはもはや必要ないことがある。例えば、回転方向がゼロ速度を通過することなく高速での前進から高速での後進へ直接に変化することはありえない。したがって、方向情報が高速時に送信されなくても、情報が失われないこともある。付加測定を導入可能な場合がそうであるが、センサから電子制御ユニット（ＥＣＵ）への送信が所望される情報の量が増大すると、データボリュームが単独の時間間隔に付加可能な僅かなビットを超過してしまう。

上述したコンセプトでは、複数のホイール速度パルスにわたる情報の分配によって、送信データボリュームを増大することができる。図２に例として示されているように、メッセージ（この例では８ビットのみ）は、パルス当たり３ビットを輸送可能であって、そのうち１ビットが回転方向で占められている４個の低速パルスに分配することもできるし、または、同じメッセージを、例えば、単独の付加ビットしか有しえない８個の高速パルスに分配することもできる。

ホイール速度が送信中に変化しても、メッセージは、図４に示されているような利用可能ビットスロットに充填可能である。メッセージの分離については、例えば、プロトコルのデータトランスポート層に関して、後に扱う。

ここでの例では、先行のプロトコルに含まれるデータは部分的にまたは完全にデータストリーム内へ移動可能であると仮定できる。これは特に、例えば、磁界強度などのように緩慢にしか変化しえない情報の場合に当てはまりうる。この例では、回転方向（ＤＩＲ）のビットは、低速の場合、例えば車両の坂道走行支援機能のために用いることができるが、そのため、運動に関する全ての情報の発生とともに供給されなければならないので、この仮定から除外しておく。先行のプロトコル内容と一般容量の利用との区分は単なる例示にすぎず、用途の要求に応じて異なっていてよい。データストリームに対してＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）プロトコルの全チャネル容量を使用する例から、低速であっても全ての速度パルスに１ビットしか使用できない例、または、データストリームをホイール速度の制限された範囲においてしか送信できない例まで、広汎なケースがある。これは、例えば、間接タイヤ圧監視システム（ＴＰＭＳ）のためのタイヤ共振周波数分析の用途のケースに当てはまる。なぜなら、ここでは、機械的励振が小さいため、低速の場合には大きな共振発振が生じえないからである。さらに、測定を妨害して信頼性を低下させうるタイヤの付加的な高次の共振が高速によって引き起こされる場合、共振分析を媒体速度に制限することも有意でありうる。間接のＴＰＭＳ共振データに加えてまたはこれに代えて、送信データストリームが、機能安全上の理由にとって重要となりうる実際の閾値レベル、実際の雑音レベル、キャリブレーション設定または任意の種類のステータス情報およびバックグラウンドテスト結果などの意味において抽出された他の情報を含むこともできる。上述したコンセプトは、規模の次数によって、アンチロックブレーキシステムのセンサ（または他のセンサ）の通信のフレキシビリティを拡張でき、高い信号処理能力を提供する新規なシリコン技術によって実現可能な付加機能を使用する手段を開放しうる。さらに、上述したコンセプトはアンチロックブレーキシステムに適用可能であるが、この用途に限定されない。他のあらゆるセンサ用途、例えばトランスミッション速度センサ、カム回転数センサもしくはクランクシャフト回転数センサおよび／または位置センサにも使用可能である。

メッセージの認識を可能にするために、例えば、データリンク層（データトランスポート層）を導入することができる。送信すべき全ての情報を１つのデータフレームにまとめることができる。送信データストリームは、データフレームと、新フレームの開始部を識別できるようにするためのセパレータとから構成できる。セパレータは、データフレームに出現しえない符号列であってよい。上述したように、図５にデータストリームの単純な構成の例が示されている。各フレームは、つねに１である開始ビットと、これに続くデータロードのＮ個のビット（この例ではＮ＝５）とを含みうる。この場合、Ｎ＋１個のゼロのセパレータによって、Ｎ＋１個の連続するゼロの後の１個の１が新フレームの開始部を標示しうると認識できる。この例では、データ輸送がＮ／（２Ｎ＋２）の低効率となることもある。

プロトコルの効率は、例えば、図６に示されているような単独のセパレータで分離されてグループ化されるフレームの数を増大することによって、高めることができる。

他の任意の手段として、シンボル２Ｍにおいて隣り合う等状態の数を制限する英数字符号を使用してもよい。この場合、必要なセパレータは、２Ｍ＋１の長さを有することができる。単純な例は、例えば、図７に示されているようなマンチェスター符号であってよい。これは、ハイ値にシンボル０１（立ち下がりエッジ）が使用され、ロー値に１０（立ち上がりエッジ）が使用されるものである。この場合、長さはＭ＝１であり、必要なセパレータは長さ２Ｍ＋１＝３となるはずである。マンチェスター符号化フレームの効率はＮ／（２^＊Ｎ＋３）となり、単独のデータビットの送信に２ビットが用いられるので、劣悪となりうる。しかし、冗長符号が導入され、フレーム長さに達して次のセパレータが予測される前に１つのメッセージ内に３つ以上の等ビットの予測されないグループが存在する場合、送信エラーを識別できる。

マンチェスター符号はここで提案している英数字符号を用いるコンセプトの一例にすぎないが、これは、送信情報の分離のために送信回路のタイミングを再構成可能な物理レベルでのチャネル符号化に対して開発可能である。よって、例えば、フレーム構成およびチャネル符号の別様の選択も物理層の制限なしに行える。通信システム理論およびその有線および無線の通信システムにおける適用により、あらゆるレベルの複雑さにおいて、上述したコンセプトと組み合わせて使用可能な、広汎なプロトコルおよび符号化スキーマを提供可能である。

データトランスポート層の導入により、付加情報を、ホイール速度センサの複数のパルスもしくはメッセージに分配して送信することができる。

図１３には、一実施形態による、送信信号を形成する方法１３００のフローチャートが示されている。この方法１３００は、種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号を供給するステップ１３１０と、このセンサ信号に基づいて送信信号を形成するステップ１３２０と、を含む。送信信号は、事象の発生時期を表す事象情報と付加データを表す付加情報とを含む。また、事象情報は検出事象に関連するパルスを含む。各パルスは、種々の時間間隔の各時間間隔にパルスが１つずつ含まれるよう、検出事象の種々の時間間隔にしたがい、送信信号内で時間的に分離される。付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含む。さらに、少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報は、種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔に分配される。

方法１３００は、上述したコンセプトの１つもしくは複数の態様を実現する１つもしくは複数の付加的な任意のステップを含むことができる。

図１４には、一実施形態による、受信信号に基づいて速度データと付加的な復号データとを求める方法１４００のフローチャートが示されている。この方法は、受信信号により、種々の時間間隔において反復して発生するパルスに基づいて速度データを求めるステップ１４１０を含む。種々の時間間隔の各時間間隔はパルスを１つずつ含む。さらに、方法１４００は、種々の時間間隔のうち少なくとも２つの異なる時間間隔から得られた情報に基づいて、予め定められた数の付加データビットを含む付加的な復号データの少なくとも１つのフレームを求めるステップ１４２０を含む。

方法１４００は、上述したコンセプトの１つもしくは複数の態様を実現する１つもしくは複数の付加的な任意のステップを含むことができる。

図１５には、一実施形態による信号形成装置１５００のブロック図が示されている。信号形成装置１５００は、種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号１１２を供給するように構成された信号供給回路１１０を含む。また、信号形成装置１５００は、センサ信号１１２に基づいて送信信号１２２を形成するように構成された信号処理ユニット１２０を含む。送信信号１２２は、事象の発生時期を表す事象情報と付加データを表す付加情報とを含み、事象情報は検出事象に関連する（事象）パルスを含む。さらに、各（事象）パルスは、種々の時間間隔の各時間間隔が検出事象に関連するパルスを１つずつ含むよう、検出事象の種々の時間間隔にしたがい、送信信号１２２内で時間的に分離されている。付加的に、信号処理ユニット１２０は、種々の時間間隔のうちの長い時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔の２倍より長い場合、送信信号１２２がこの長い時間間隔内に複数の活性パルスを含むように送信信号１２２を形成すべく構成されている。さらに、複数の活性パルスのうち、ここでの活性パルスは、長い時間間隔内の全ての予め定められた活性報知時間間隔が活性パルスを１つずつ含むよう、この長い時間間隔内で時間的に分離されている。付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含み、少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報は、少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔に分配されている。

付加データビットを予め定められた活性報知時間間隔に付加することにより、事象発生速度がきわめて低いとき、または、静止状態においてさえも、付加情報を送信することができる。

信号形成装置１５００は、連続する２つの検出事象間の時間間隔が予め定められた（一定の）活性報知時間間隔よりも長い場合、活性パルスの送信を開始できる。活性パルスによって、送信信号を受信する装置に対し、信号形成装置１５００はまだ動作しているが、検出すべき事象の発生が緩慢なために検出事象のパルス（例えば事象パルスまたは速度パルス）がまったく送信されないかまたはまれにしか送信されないことを報知または通知できる。例えば、信号処理ユニット１２０は、種々の時間間隔のうちの長い時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔よりも長い場合、送信信号１２２がこの長い時間間隔内に少なくとも１つの活性パルスを含むように、送信信号１２２を形成できる。予め定められた活性報知時間間隔は、例えば、５０ｍｓ超（または８０ｍｓ超）および／または２００ｍｓ未満（または１５０ｍｓ未満もしくは１２０ｍｓ未満）の長さであってよい。

信号形成装置１５００は、連続する２つの検出事象間の時間間隔（例えば長い時間間隔）がきわめて長い場合、または、事象がまったく検出されない場合に、活性パルスを反復して送信することができる。例えば、送信信号は、長い時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔の２倍よりも長い場合、この長い時間間隔内に複数の活性パルスを含むことができる。また、複数の活性パルスのうちここでの活性パルスは、全ての予め定められた活性報知時間間隔が活性パルスを１つずつ含むよう、長い時間間隔内で時間的に分離できる。例えば、活性パルスは、検出事象によって生じた最後の（事象）パルスの後、次の事象が検出されるまで、予め定められた活性報知時間間隔が経過するたびに送信可能である。

また、少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報を、少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔に分配でき、これにより、１つのフレームが、単独の予め定められた活性報知時間間隔で最大送信可能なビット数よりも大きな数のデータビットを使用できる。例えば、長い時間間隔内の予め定められた活性報知時間間隔の各予め定められた活性報知時間間隔は、少なくとも１つのフレームの付加データビットの同じビット数の情報を含むことができる。

任意の手段として、付加データがさらに少なくとも１つのフレームに先行するセパレータを含んでもよい。セパレータは、少なくとも１つのフレームの開始部を表示でき、予め定められた数のセパレータビットを含むことができる。セパレータのセパレータビットと複数のフレームの各フレームの付加データビットとの例は、図５，図６，図７に示されている。さらに、セパレータの情報を、少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔に分配することもできる。

例えば、信号処理ユニット１２０は、長い時間間隔（例えば図１６）内の予め定められた活性報知時間間隔に含まれる活性パルスのパルス幅変調を用いることにより、または、マンチェスター符号列を長い時間間隔（例えば図１６，図１７）内の予め定められた活性報知時間間隔に付加することにより、少なくとも１つのフレームの付加データビットの少なくとも一部の情報を送信信号１２２にマッピングすることができる。これに代えて、信号処理ユニット１２０は、活性パルス（および／または事象パルス）の電流もしくは電圧を変調することにより、少なくとも１つのフレームの付加データビットの少なくとも一部の情報を送信信号１２２にマッピングすることもできる。

また、少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報を、種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔に分配することもできる。例えば、事象の発生が迅速になりはじめ、検出事象の種々の時間間隔が短くなる場合、付加データビットは、１つの長い時間間隔内の複数の予め定められた活性報知時間間隔に分配できるだけでなく、種々の時間間隔の複数の時間間隔にも分配できる。

さらなる詳細および態様を上述もしくは下述の実施形態に関連して説明する。図１５に示した実施形態は、ここで提案するコンセプトまたは上述（例えば図１〜図１４）もしくは下述（図１６，図１７）の１つもしくは複数の実施形態に関連して説明する、１つもしくは複数の態様に対応する１つもしくは複数の付加的な任意の特徴を含むことができる。

図１６には、パルス幅変調に基づく送信信号と活性パルス１６１０（または静止パルス）を含むマンチェスター符号化に基づく送信信号とが概略的に示されている。例えば、高速時には、付加データビットを、種々の時間間隔のうち所定の時間間隔に付加することができる。高速時には、次の事象パルス１６０２（検出事象によってトリガされるパルス）が予め定められた活性報知時間間隔（例えば１００ｍｓ）の経過までに送信されてしまうので、活性パルスまたは静止パルスを種々の時間間隔の所定の時間間隔に付加することはできない。速度が緩慢になると、種々の時間間隔の所定の時間間隔は長くなり、或る速度で所定の時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔よりも長くなって、１つもしくは複数の活性パルス１６１０が（例えばきわめて低い速度でまたは静止状態で）送信される。低速時には、付加データビットを事象パルス１６０２の後または事象パルス１６０２に続けて付加できるだけでなく、活性パルス１６１０の後またはこの活性パルス１６１０に続けても付加できる。例えば、活性パルス１６１０のパルス幅変調は、図１６の上方の送信信号１６８０に示されているように、活性パルスを含む１つもしくは複数の付加データビットを送信するように行うことができる。これに代えて、付加データビットを、例えば、マンチェスタープロトコルに基づいて、活性パルス１６１０それぞれの後に、図１６の下方の送信信号１６９０によって示されているように送信してもよい。活性パルス１６１０の後またはこの活性パルス１６１０に続けて１ビットのみの付加データビットを付加することもできるし、または、マンチェスター符号化に基づく他の送信信号１７００のために、図１７に示されているように、活性パルス１６１０の後またはこの活性パルス１６１０に続けて複数の付加データビットを送信することもできる。

図１６，図１７に示されている例では、静止プロトコル（例えば静止パルスまたは活性パルスの出力）は、最後の速度パルスの後、一定の時間が経過すればいつでも適用できる。これに代えて、内部タイマーにより、予め定められた長さの監視ウィンドウを形成することもできる。監視ウィンドウの予め定められた長さは、５０ｍｓ超（または８０ｍｓ超、例えば１００ｍｓ）および／または２００ｍｓ未満（または１５０ｍｓ未満または１２０ｍｓ未満）であってよい。速度パルスが監視ウィンドウ内で出力される場合、例えば、静止パルスまたは活性パルスは（例えば監視ウィンドウの終了時には）出力されない。しかし、速度パルスが監視ウィンドウ内で出力されない場合、例えば、静止パルスまたは活性パルスは、次の１００ｍｓのウィンドウの終了時（または開始時）に出力される。

図１８には、非同期の静止プロトコルを有する送信信号１８００の例の概略図が示されている。この例では、１００ｍｓウィンドウが信号形成装置のシステムクロック（例えば内部タイマーのトリガ）によって形成されており、これは、入力周波数（例えば事象パルスもしくは速度パルスの周波数）に依存しない。例えば、３個の１００ｍｓウィンドウが図１８に示されている。第１の１００ｍｓウィンドウでは、（例えば信号処理ユニットによって実行される）速度プロトコルが（例えば検出事象によってトリガされる）少なくとも１つの事象／速度パルス１６０２を出力し、（例えば信号処理ユニット１２０によって実行される）静止プロトコルは適用されず、静止／活性パルスは出力されない。第２の１００ｍｓウィンドウおよび第３の１００ｍｓウィンドウでは、速度プロトコルは適用されず、事象／速度パルスは出力されないので、静止プロトコルが適用され、第３のウィンドウの終了時に静止／活性パルス１６１０が出力される。

図１９には、図１８の例に類似した、別の送信信号１９００の概略図が示されている。図１９には、４個の１００ｍｓウィンドウが示されている。第１の１００ｍｓウィンドウおよび第３の１００ｍｓウィンドウでは、速度プロトコルが少なくとも１つの事象／速度パルス１６０２を出力し、静止プロトコルは適用されず、静止／活性パルスは出力されない。第２の１００ｍｓウィンドウおよび第４の１００ｍｓウィンドウでは、速度プロトコルは適用されず、事象／速度パルスは出力されないので、静止プロトコルが適用され、各ウィンドウの終了時に静止／活性パルス１６１０が出力される。

幾つかの実施形態は、受信信号に基づいて速度データと付加的な復号データとを求めるように構成された復号装置に関する。また、復号装置は、受信信号において、種々の時間間隔内で反復して発生するパルスに基づき、速度データを求めるように構成されている。種々の時間間隔の各時間間隔はパルスを１つずつ含み、受信信号は、種々の時間間隔のうちの長い時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔の２倍よりも長い場合、この長い時間間隔内に複数の活性パルスを含む。付加的に、複数の活性パルスのうち所定の活性パルスは、全ての予め定められた活性報知時間間隔が長い時間間隔内に活性パルスを１つずつ含むように、この長い時間間隔内で時間的に分離されている。さらに、復号装置は、受信信号内の少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔から得られた情報に基づいて、予め定められた数の付加データビットを含む付加的な復号データの少なくとも１つのフレームを求めるように構成されている。

さらなる詳細および態様を、上述もしくは下述の実施形態に関連して説明する。復号装置は、ここで提案するコンセプトまたは上述（例えば図１〜図１７）もしくは下述の１つもしくは複数の実施形態に関連して言及した１つもしくは複数の態様に対応する１つもしくは複数の任意の付加的な特徴を含むことができる。

幾つかの実施形態は、送信信号を形成する方法に関する。方法は、種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号を供給するステップと、このセンサ信号に基づいて送信信号を形成するステップとを含む。送信信号は、事象の発生時期を表す事象情報と、付加データを表す付加情報とを含む。事象情報は検出事象に対応するパルスを含み、各パルスは、種々の時間間隔の各時間間隔が１つの検出事象に対応するパルスを１つずつ含むように、検出事象の種々の時間間隔にしたがい、送信信号内で時間的に分離される。また、送信信号は、種々の時間間隔のうちの長い時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔の２倍よりも長い場合、この長い時間間隔内に複数の活性パルスを含む。複数の活性パルスの各活性パルスは、長い時間間隔内の全ての予め定められた活性報知時間間隔が活性パルスを１つずつ含むよう、この長い時間間隔内で時間的に分離される。さらに、付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含み、少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報は、少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔に分配される。

さらなる詳細および態様を、上述もしくは下述の実施形態に関連して説明する。送信信号を形成する方法は、ここで提案するコンセプトまたは上述（例えば図１〜図１７）もしくは下述の１つもしくは複数の実施形態に関連する１つもしくは複数の態様に対応する１つもしくは複数の任意の付加的な特徴を含むことができる。

幾つかの実施形態は、拡張されたＰＷＭプロトコルに関する。（例えば送信用途のための）このプロトコルは、ホイールの速度および回転方向だけでなく、安全性に関連する情報、例えばエラービット、エラー記述、信号振幅なども送信できる。

他のプロトコルでは、例えば、２１ｍＡの電流パルスを用いて速度情報を送信でき、方向情報および付加情報を１４ｍＡのパルスを用いて（このコンテクストでは通常１４ｍＡ電流が消費利用されている）送信できる。これらのプロトコルを用いることにより、付加ビットは限界速度までしか送信できなくなる。例えば、ビット８は、１．８ｋＨｚの周波数までしか送信できず、ビット０は６．６ｋＨｚまで送信可能である。よって、このプロトコルでは、例えば、６．６ｋＨｚまでのみエラーを表示でき、１．８ｋＨｚまでのみ詳細情報を送信できる。例えば、こうしたプロトコルは、送信用途では１６ｋＨｚまでの周波数を使用可能であるべきなので、この形態では適用不能である。理論的にはより大きなデータレートを使用できるとしても、２１ｍＡの速度パルスの５０μｓの電流長さは、既に、ＴＣＵ（送信制御ユニット）のこうした構成の時間分解能の構成要素となっているからである。

一態様によれば、送信用途のＰＷＭプロトコルを拡張可能である。ＰＷＭプロトコルは、例えば、各ゼロ交差中に送信を行い、２つのパルス長（例えば３０μｓパルスがホイールの右回転を表し、６０μｓパルスがホイールの左回転を表す）を用いることができる。ここで提案する拡張プロトコルは、４つの異なるパルス長を使用でき、そのうち２つは回転方向を表す（例えば１５μｓパルスもしくは３０μｓパルスがホイールの右回転を表し、４５μｓパルスもしくは６０μｓパルスがホイールの左回転を表す）。ここで、データビットを、各ゼロ交差中、方向情報に加えて送信することもできる（例えば１５μｓパルスもしくは４５μｓパルスが「０」を表し、３０μｓパルスもしくは６０μｓパルスが「１」を表す）。

図２０には、右回転中に放出されうる、種々のビットパターンを送信できるパルスパターン２０００（送信信号）が示されている。例えば、初期化列（例えばセパレータ）は、２０パルスごとに送信可能である。さらに、速度パルス（例えば、検出すべき事象を表しうる検出磁界のゼロ交差）および／または（図示されていない）活性パルスのパルス幅変調によって、データを送信できる。

このことは、プロトコル、例えば、送信すべき３３ビット列を定義することにより拡張可能である（例えばプロトコル周波数、プロトコル列またはプロトコルフレームを完全に送信するのに３３個の信号周期が必要となりうる）。ここでの符号列は、例えば、１３＋８ビットのデータ通信、７ビットの温度（７ビットにより１．９°の分解能で−４０℃〜２００℃が得られる）、１ビットのエラービット（開始情報も付加しうるプロポーザル）、３ビットのエラー記述（速度過小、ＤＩＲ過小、ジッタ過大）、冗長情報としての任意の１ビットの方向情報、４ビットのパリティ（例えばハミング符号１５，１１）、１ビットの付加パリティ、および、８＋１開始ビットによって形成可能である。

また、プロトコルは、静止パルス（活性パルス）によって拡張することもできる。この場合、２パルス長（例えば、情報「０」を有する静止パルスのための７５μｓパルス、および、情報「１」を有する静止パルスのための９０μｓパルス）も使用可能である。例えば、プロトコルは、ホイールの回転がない場合にも（または回転が緩慢な場合にも）使用可能である。

一態様によれば、方向情報は最大回転周波数（１６ｋＨｚ）まで送信可能であり、付加情報（エラー情報）は０Ｈｚから１６ｋＨｚまで送信可能であり、０Ｈｚでは静止パルスでの３３ビット列が３．２秒以内に送信可能であって（例えば送信は回転運動中に徐々に速度を増大して進行しうるものであり）、プロトコルの放出エネルギ（ＥＭＣ）は、他の送信ＰＷＭプロトコルと同等であってよく、かつ／または、ＴＣＵをプロトコル復号化のために用いることができる（例えばソフトウェア変更のみを要し、ハードウェア変更（例えば２１ｍＡの電流レベル）は要さない）。

拡張されたＰＷＭプロトコルでは、方向情報と付加情報との双方を送信可能である。プロトコルは、（車両、例えば自動車における）送信用途に対して最適化可能である。

これに代えて、種々の電流レベルおよび／または電圧レベルを種々のパルス長に代えて用いることができる。

ここで提案しているアプローチは、他のプロトコルとも組み合わせることができる。例えば、他のプロトコルのエラービットは、高い回転速度までより多くの情報を送信できるよう、ここで提案しているコンセプトに基づいて拡張可能である。

各実施形態はさらに、コンピュータプログラムがコンピュータ上またはプロセッサ上で実行される際に上述した方法のいずれかを実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラムを提供しうる。当業者は、上述した種々の方法のステップをプログラミングされたコンピュータによって実行できることを容易に理解できるはずである。ここで、幾つかの実施形態は、プログラム記憶装置、例えば、機械またはコンピュータが読み出し可能かつ符号化可能かつ実行可能な、上述した方法の幾つかまたは全てのステップを実行する指示のプログラムを含むディジタルデータストレージメディアもカバーするものとする。プログラム記憶装置は、例えば、ディジタルメモリ、磁気ディスクおよび磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードディスクドライブまたは光学読み出し可能なディジタルデータストレージメディアであってよい。また、各実施形態は、上述した方法の各ステップを実行するようにプログラミングされたコンピュータ、または、上述した方法の各ステップを実行するようにプログラミングされた（フィールド）プログラマブルロジックアレイ（（Ｆ）ＰＬＡ）もしくは（フィールド）プログラマブルゲートアレイ（（Ｆ）ＰＧＡ）もカバーするものとする。

説明および図示は、単に、本発明の基本方式を例示しているにすぎない。よって、当業者には、明なる説明もしくは図示がなくても、本発明の基本方式を包含し、その思想および観点に含まれる種々の構成を考察できることは理解されるであろう。さらに、ここで言及した全ての例は、基本的に、読者が本発明の基本方式および発明者らの提供したコンセプトを理解して技術を発展させることを助ける啓発目的での説明のみを意図しており、特に言及した例および条件に限定されるものではないと考えられたい。さらに、方式、態様、本発明の実施形態ならびにその特定の例に言及した全ての文言は、その等価物を包含するものとする。

「〜する手段」（所定の機能を実行する手段）と記載される機能ブロックは、それぞれ所定の機能を実行するように構成された回路を含む機能ブロックであると理解されたい。したがって、「〜する手段」は、「〜するように構成された手段または〜するのに適した手段」とも理解できる。したがって、所定の機能を実行するように構成された手段は、こうした手段が（所定の時点で）この機能を実行中であることを必ずしも意味しない。

図示した種々の要素の機能は、「手段」「センサ信号を供給する手段」「送信信号を形成する手段」などのように記載される任意の機能ブロックを含み、「信号供給回路」「信号処理ユニット」「プロセッサ」「コントローラ」などの専用のハードウェアを使用して、ならびに、適切なソフトウェアと協働するソフトウェアを実行可能なハードウェアを使用して、実現可能である。また、ここで「手段」と記載した全てのエンティティは、「１つもしくは複数のモジュール」「１つもしくは複数のデバイス」「１つもしくは複数のユニット」などに対応しうる。プロセッサが設けられる場合、各機能は、単独の専用プロセッサ、単独の共有プロセッサ、または、一部を共有可能な複数の個別プロセッサによって実現可能である。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」なる語の明なる使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアのみを指すと理解されるべきではなく、限定なしに、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、記憶ソフトウェアのための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および不揮発性記憶装置などを暗に含んでよい。他の従来型および／またはカスタム型のハードウェアも含まれうる。

当業者であれば、全てのブロック図が本発明の基本方式を構成する例示的な回路の概念図を表すことを理解されるはずである。同様に、全てのフローチャート、フローグラフ、状態遷移図、擬似コードなどは、実質的にコンピュータで読み出し可能な媒体に設けることができ、コンピュータまたはプロセッサが明示されているか否かにかかわらず、こうしたコンピュータまたはプロセッサで実行することができる種々のプロセスを表すことも理解されるであろう。

さらに、ここでは、以下の特許請求の範囲が詳細な説明に組み込まれ、各請求項はそれ自体が個別の実施形態として自立しうる。各請求項はそれ自体で個別の実施形態として自立しうるが、或る従属請求項につき特許請求の範囲において１つもしくは複数の他の請求項との特定の組み合わせが言及されていても、他の実施形態として、この従属請求項と他の従属請求項の主たる事項との組み合わせも含まれうることに注意されたい。特定の組み合わせを意図しないことが言明されていないかぎり、こうした組み合わせもここでの提案に含まれる。さらに、或る請求項が直接に他の独立請求項に従属していなくても、この請求項の各特徴はその独立請求項にも含まれるものとする。

さらに、明細書または特許請求の範囲に開示した方法は、この方法の対応するそれぞれのステップを実行する手段を含む装置によって実現可能である。

さらに、明細書または特許請求の範囲での複数のステップもしくは機能の開示は、特定の順序で定められていると理解されてはならない。したがって、複数のステップもしくは機能の開示は、技術的理由からこれらが入れ替え可能でない場合を除き、特定の順序に限定されるものでない。また、幾つかの実施形態では、単独のステップが複数のサブステップを含んでよく、または、単独のステップが複数のサブステップに分割されてよい。こうしたサブステップは、明なる除外がないかぎり、単独のステップの開示に含まれるものであってよく、またその一部であってよい。

Claims (13)

1. 信号形成装置であって、
   種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号を供給するように構成された信号供給回路と、
   前記センサ信号に基づいて、前記事象の発生時期を表す事象情報とマンチェスター符号化された、付加データを表す付加情報とを含む送信信号を形成するように構成された信号処理ユニットと、
   を含み、
   前記事象情報は、検出事象に対応するパルスを含み、
   各パルスは、前記種々の時間間隔の各時間間隔が１つの検出事象に対応するパルスを１つずつ含むように、検出事象の前記種々の時間間隔にしたがい、前記送信信号内で時間的に分離されており、
   前記付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含み、
   前記フレームは、前記付加データビットの数と、前記付加データビットで送信される情報と、が予め定められたものであり、
   前記信号処理ユニットは、前記種々の時間間隔のうちの長い時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔よりも長い場合、前記送信信号が前記長い時間間隔内に少なくとも１つの活性パルスを含むように、前記送信信号を形成すべく構成されており、
   前記少なくとも１つの活性パルスによって、前記送信信号を受信する装置に対し、前記信号形成装置がまだ動作していることを通知し、
   前記付加データビットは、前記活性パルスの後に付加され、
   前記活性パルスが生成されない場合、前記少なくとも１つのフレームの前記付加データビットの情報は、前記種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔に分配される、
   信号形成装置。
2. 前記送信信号は、前記長い時間間隔が前記予め定められた活性報知時間間隔の２倍よりも長い場合、前記長い時間間隔内に複数の活性パルスを含み、
   前記複数の活性パルスの各活性パルスは、全ての予め定められた活性報知時間間隔が活性パルスを１つずつ含むよう、前記長い時間間隔内で時間的に分離されている、
   請求項１記載の信号形成装置。
3. 前記少なくとも１つのフレームの前記付加データビットの情報は、少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔に分配されている、
   請求項２記載の信号形成装置。
4. 前記付加データは、さらに、前記少なくとも１つのフレームに先行するセパレータを含み、
   前記セパレータは、前記少なくとも１つのフレームの開始部を表し、かつ予め定められた数のセパレータビットを含み、
   前記セパレータの情報は、少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔に分配されている、
   請求項２記載の信号形成装置。
5. 前記予め定められた活性報知時間間隔は、５０ｍｓ超２００ｍｓ未満の長さを有する、
   請求項１記載の信号形成装置。
6. 前記信号供給回路は、センサユニットであり、
   前記信号形成装置は、さらに信号形成出力部を含み、
   前記センサユニットは、種々の時間間隔において発生する前記事象を反復して検出するように構成されており、
   前記信号形成出力部は、前記送信信号を供給するように構成されている、
   請求項１記載の信号形成装置。
7. 前記センサユニットは、前記センサユニットの近接域の運動部材または回転部材によって種々の時間間隔において発生する事象を反復して検出するように構成されており、
   連続する検出事象間の前記種々の時間間隔の長さは、前記運動部材または前記回転部材の走行速度または回転速度に依存する、
   請求項６記載の信号形成装置。
8. 前記センサユニットは、前記運動部材または前記回転部材の運動方向または回転方向を付加的に検出し、方向データを供給するように構成されている、
   請求項７記載の信号形成装置。
9. 前記信号処理ユニットは、送信データを形成するように構成されており、これにより、前記送信データに付加される前記付加データは、前記少なくとも１つのフレームに、運動部材または回転部材の運動方向または回転方向を表す方向データを含む、
   請求項１記載の信号形成装置。
10. 前記方向データは、１データビットによって表され、
    前記方向データの情報は、時間間隔の長さが予め定められた限界値を上回る場合に、前記種々の時間間隔の各時間間隔に含まれる、
    請求項９記載の信号形成装置。
11. 前記時間間隔の長さが前記予め定められた限界値を上回る場合にのみ、前記時間間隔内の前記付加データは、方向データを含む、
    請求項１０記載の信号形成装置。
12. 信号形成装置であって、
    種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号を供給するように構成された信号供給回路と、
    前記センサ信号に基づいて、前記事象の発生時期を表す事象情報とマンチェスター符号化された、付加データを表す付加情報とを含む送信信号を形成するように構成された信号処理ユニットと、
    を含み、
    前記事象情報は、検出事象に対応するパルスを含み、
    各パルスは、前記種々の時間間隔の各時間間隔が１つの検出事象に対応するパルスを１つずつ含むように、検出事象の前記種々の時間間隔にしたがい、前記送信信号内で時間的に分離されており、
    前記信号処理ユニットは、前記種々の時間間隔のうちの長い時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔の２倍よりも長い場合、前記送信信号が前記長い時間間隔内に複数の活性パルスを含むように、前記送信信号を形成すべく構成されており、前記複数の活性パルスの各活性パルスは、前記長い時間間隔内の全ての予め定められた活性報知時間間隔が活性パルスを１つずつ含むよう、前記長い時間間隔内で時間的に分離されており、
    前記付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含み、前記フレームは、前記付加データビットの数と、前記付加データビットで送信される情報と、が予め定められたものであり、前記少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報は、少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔に分配されており、
    前記少なくとも１つの活性パルスによって、前記送信信号を受信する装置に対し、前記信号形成装置がまだ動作していることを通知し、
    前記付加データビットは、前記活性パルスの後に付加され、
    前記活性パルスが生成されない場合、前記少なくとも１つのフレームの前記付加データビットの情報は、前記種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔に分配される、
    信号形成装置。
13. 信号供給回路および信号処理ユニットを含む信号形成装置を用いて送信信号を形成する方法であって、前記方法は、
    種々の時間間隔において発生し、反復して検出される事象を表すセンサ信号を前記信号供給回路から前記信号処理ユニットに供給するステップと、
    前記センサ信号に基づいて、前記事象の発生時期を表す事象情報とマンチェスター符号化された、付加データを表す付加情報とを含む送信信号を形成するステップであって、前記事象情報は検出事象に対応するパルスを含み、前記種々の時間間隔の各時間間隔が１つの検出事象に対応するパルスを１つずつ含むように、検出事象の前記種々の時間間隔にしたがい、前記送信信号内で各パルスを時間的に分離するステップと、
    を含み、
    前記送信信号は、前記種々の時間間隔のうちの長い時間間隔が予め定められた活性報知時間間隔の２倍よりも長い場合、前記長い時間間隔内に複数の活性パルスを含み、前記複数の活性パルスの各活性パルスを、前記長い時間間隔内の全ての予め定められた活性報知時間間隔が活性パルスを１つずつ含むよう、前記長い時間間隔内で時間的に分離し、
    前記付加データは、予め定められた数の付加データビットを含む少なくとも１つのフレームを含み、前記フレームは、前記付加データビットの数と、前記付加データビットで送信される情報と、が予め定められたものであり、前記少なくとも１つのフレームの付加データビットの情報を、少なくとも２つの予め定められた活性報知時間間隔に分配し、前記付加データビットを、前記活性パルスの後に付加し、
    前記少なくとも１つの活性パルスによって、前記送信信号を受信する装置に対し、前記信号形成装置がまだ動作していることを通知し、
    前記活性パルスが生成されない場合、前記少なくとも１つのフレームの前記付加データビットの情報は、前記種々の時間間隔のうち少なくとも２つの時間間隔に分配される、
    方法。

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