データ通信方法及び車輪の状態検出装置
【課題】信号処理装置やプログラムなどの規模の増大を抑制しつつ、一方の情報を伝送するタイミングに他方の情報を伝送するタイミングが依存されることなく、共通の信号線で複数の情報を伝送することができるデータ通信方法を提供する。
【解決手段】同一の伝送線上において、異なるパルス形状を有する第１パルスＦ１と第２パルスＦ３とを用い、第１パルスＦ１の周期により第１の物理量を伝達すると共に、第１の物理量とは異なる第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータＭの値と実際のデータＸの値との間に所定方向の差分が生じている場合に所定のパルス間隔Ｔｄで生成される第２パルスＦ３と第１パルスＦ１とによって相補的に増減を表して第２の物理量を伝達する。
【解決手段】同一の伝送線上において、異なるパルス形状を有する第１パルスＦ１と第２パルスＦ３とを用い、第１パルスＦ１の周期により第１の物理量を伝達すると共に、第１の物理量とは異なる第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータＭの値と実際のデータＸの値との間に所定方向の差分が生じている場合に所定のパルス間隔Ｔｄで生成される第２パルスＦ３と第１パルスＦ１とによって相補的に増減を表して第２の物理量を伝達する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の信号線で異なる物理量を伝送するデータ通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＢＳ（anti lock braking system）や車両の安定制御装置等の車載システムでは、その制御を行うために、車輪の回転速度を測定するために回転速度センサを利用している。回転速度センサは、車輪の近傍に配置され、その検出結果は信号線を用いて車載の制御装置へ伝達される。車輪の情報としては、回転速度の他、タイヤの空気圧などもあり、これは空気圧センサなどによって検出される。近年、車両には多くのセンサが搭載され、その数はさらに増加することが予想される。従って、各センサに対して個別に信号線を設けていては信号線の数が膨大となる。そこで、例えば、回転速度センサの信号線に空気圧センサの検出結果などの他の検出結果を重畳させるなど、共通の信号線で複数の情報を伝送する技術が提案されている。
【０００３】
特表２００１−５０５６９１号公報（特許文献１）には、回転速度センサによって供給されるデータと追加データとを共通の１本の信号ラインを経て伝送するための方法が提案されている。これは、パルス状の回転速度センサの信号をトリガとして、パルスとパルスとの間に、シリアルビットデータを重畳させるものである。また、特開２００５−２７４３１０号公報（特許文献２）には、車輪の回転に応じて出力される概ねデューティー５０％のパルス状の信号のハイ期間において、シリアルビットデータを重畳させる方法が提案されている。これは、車輪の回転に応じて出力されるパルスの波高よりも大きく、当該パルスよりも狭幅の重畳パルスにより、シリアルビットデータを表すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５０５６９１号公報（第２ページ、図１等）
【特許文献２】特開２００５−２７４３１０号公報（第５５〜６２段落、図１０等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの方法は、回転速度センサの信号線に他の情報を重畳させることができる優れたものである。しかし、シリアルビットデータの生成及び受信に際しては、情報の送信側も受信側もそれに見合った制御機能を必要とするので、信号処理装置やプログラムの規模を増大させる可能性がある。また、これらの方法では、パルス状の回転速度センサの信号をトリガとして、シリアルビットデータを重畳させるので、例えば車両が停車している時など、回転速度センサの信号が出力されない場合には、他の情報を伝送することができない。例えば、他の情報がタイヤの空気圧であるような場合には、車両が発進する前に情報を伝送し、ユーザーに報知可能とすることが好ましい。従って、回転速度センサの信号が出力されない時にも情報の伝達を可能とすることが求められる。
【０００６】
従って、信号処理装置やプログラムなどの規模の増大を抑制しつつ、一方の情報を伝送するタイミングに他方の情報を伝送するタイミングが依存されることなく、共通の信号線で複数の情報を伝送することができるデータ通信方法の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係るデータ通信方法は、異なるパルス形状を有する第１パルスと第２パルスとを用いて、同一の伝送線上において異なる複数の物理量を伝達させるデータ通信方法であって、
前記第１パルスの周期により第１の物理量を伝達すると共に、前記第１の物理量とは異なる第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータ値と実際のデータ値との間に所定方向の差分が生じている場合に所定のパルス間隔で生成される第２パルスと前記第１パルスとによって相補的に増減を表して前記第２の物理量を伝達することを特徴とする。
【０００８】
この方法によれば、第１パルスと第２パルスとによって相補的に増減を表して第２の物理量を伝達するので、余分なパルスを発生させることなく、第２の物理量を伝達することができる。また、第２の物理量の値自体を伝達する必要がなく、増減量を伝達するので、伝達する情報量が少なくなる。その結果、信号処理装置やプログラムなどの規模の増大が抑制される。また、第２パルスは、所定のパルス間隔で生成されるので、所定方向の差分が大きい場合には、必要に応じて相補的に増減を表す第１パルスよりも多くの第２パルスを生成することができ、早期に当該所定方向の差分を縮小させることができる。
【０００９】
ここで、前記第１パルスの出力による増減量と前記第２パルスの出力による増減量とが異なる値であると好適である。
【００１０】
相補的に増減を表す際の分解能を高くすると、所定方向の差分が大きい場合に当該差分を縮小させるために要する時間が長くなる。第１パルスの出力による増減量と第２パルスの出力による増減量とを異なる値にすることで、一方のパルスの増減量によって分解能を確保しつつ、他方のパルスの増減量によって差分を縮小させる時間を短くすることが可能となる。
【００１１】
また、前記第２パルスが出力されるタイミングにおいて前記第１パルスが出力された場合には、前記第１パルスの出力により増減を表して前記第２の物理量を伝達すると好適である。
【００１２】
第１パルスと第２パルスとは、相補的に増減を表すため、同時に両パルスが出力されると、両パルスの内の何れにより増減が表されているのが判らなくなってしまう。その結果、第２の物理量の伝達に関する信頼性が低下する可能性がある。第１パルスは、その出力周期により第１の物理量を伝達しているので、省略することはできない。本構成によれば、同時に両パルスが出力された場合には、第１パルスにより増減を表し、第２パルスはなかったものとして扱われることになる。つまり、パルスを出力する側の装置としては、第２パルスの送信処理を実行するものの、第２パルスを送信しなかったものとして内部処理を続ける。パルスを受け取る側の装置は、第２パルスの存在を認識しないか、あるいは第１パルスと重なったことにより当該第２パルスを無視することができる。従って、本構成によれば、第１の物理量の伝達を妨げることなく、第２の物理量の伝達の信頼性も低下させることがない。
【００１３】
また、本発明に係るデータ通信方法は、前記第２の物理量の前記伝達済みのデータ値と前記実際のデータ値との間に生じている差分が所定の定常差分値未満となるまでの間、前記第２パルスが前記第１パルスとは非同期に出力され、
当該差分が所定の定常差分値未満となった後は、前記第２パルスが前記第１パルスに同期して出力されると好適である。
【００１４】
当該差分が定常差分値以上である場合には、早期に当該所定方向の差分を縮小させることができるように、第１パルスとは無関係に第２パルスが出力されると好ましい。一方、当該差分値が定常差分値未満となった後は、第２パルスが出力されるタイミングにおいて前記第１パルスが出力されるような可能性をできるだけ抑制する方が好ましい。従って、当該差分が定常差分値以上であるか否かに応じて、第２パルスの出力タイミングを異ならせると好適である。
【００１５】
ここで、前記第２の物理量の前記伝達済みのデータ値と前記実際のデータ値との間に生じている差分が所定の定常差分値未満となった後は、前記第２パルスに代えて、前記第１パルスに同期して出力され、１つの前記第１パルスに対して出力されるパルス数によって増減を表し、前記第１パルスとは異なるパルス形状の第３パルスにより前記第２の物理量を伝達してもよい。
【００１６】
第２パルスが第１パルスに同期して出力されるようになると、両パルスの関係が規定されるので、必ずしも第２パルスと前記第１パルスとによって相補的に増減を表さなくてもよい。従って、１つの第１パルスに対して出力されるパルス数によって増減を表す第３パルスを用いることにより、増減の表現幅を拡張することが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る車輪の状態検出装置の特徴構成は、
車輪の回転に応じて出力される交流の検出信号に基づいて、第１の物理量を伝達する信号として、当該検出信号の周期に応じた周期を有するパルス状の回転検出信号を生成する回転検出信号生成部と、
前記第１パルスと相補的に増減を表して前記第１の物理量とは異なる第２の物理量を伝達する信号として、前記第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータ値と実際のデータ値との間に所定方向の差分が生じている場合に、所定のパルス間隔で前記第１パルスとは異なるパルス形状の第２パルスを生成する付加信号生成部と、
前記第１パルスと前記第２パルスとを同一の伝送線上において出力させる出力部と、
を備える点にある。
【００１８】
車輪の回転状態として回転速度を示す物理量は、パルスの周期によって示すことができ、多く実用化されている。また、スタンディングウェーブ現象の抑制や、その他の安全性の向上のために、車輪の空気圧や温度の情報を用いた制御も種々検討されている。車輪の回転速度を検出するセンサは、車輪の近傍に設けられる。従って、車輪の空気圧や温度の情報など、同様に車輪やその近傍で検出される物理量を回転速度の伝送と同一の伝送線を用いて伝送することにより、伝送線の増加を抑制しつつ、複数の情報を伝達することが可能な車輪の回転状態検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】回転体と被検出体と回転状態検出素子との関係を模式的に示す側面図
【図２】図１の被検出体のIIの方向からの矢視図
【図３】車輪の状態検出装置の構成例を模式的に示すブロック図
【図４】検出信号をデジタルカウント値へ変換する方法の一例を示す説明図
【図５】周期信号を生成する方法の一例を示す説明図
【図６】付加信号及び周期信号により付加情報を伝送する一例を示すタイミングチャート
【図７】周期信号のパルス及び付加信号のパルスの一例を示す説明図
【図８】付加信号生成手順の一例を示すフローチャート
【図９】付加信号の他の例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を車両の車輪の回転状態を検出して、回転情報をＡＢＳや横滑り防止装置（ESC : electronic stability control）などの制御を行うＥＣＵ（electronic control units）に出力する車輪の状態検出装置を例として説明する。図１及び図２に示すように、回転体としての車両の車輪９の回転状態を検出するための被検出体として、マグネットロータ８が車輪９に対して固定されて設けられる。マグネットロータ８は、車輪９に直接に固定されていても良いし、図１に示すように、車輪９を固定するシャフト７（回転軸）に固定されていても良い。車輪９の回転（マグネットロータ８の回転）を検出するための検出素子であるセンサ１０は、ハブベアリング等、車輪９と共に回転しない車両側に取り付けられる。センサ１０は、マグネットロータ８に対して所定の間隔Ａを有して対向配置される。センサ１０は、ホール素子やホール素子を備えたホールＩＣなどの磁気検出センサである。
【００２１】
センサ１０は、車輪９及びマグネットロータ８の回転に応じて交流の検出信号Ｓを出力する。マグネットロータ８には、図２に示すように所定ピッチでＮ極及びＳ極が交互に設けられており、ＮＳ両極がセンサ１０を通過することによって交流の検出信号Ｓが出力される。マグネットロータ８がセンサ１０を通過する速度によって検出信号Ｓの交流周波数が変化する。これによって、マグネットロータ８と一体回転する車輪９の回転速度（所定時間当たりの回転数）を知ることができる。センサ１０による磁気検出の原理については、公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００２２】
車両の走行に伴い、車輪９には図１におけるシャフト７に沿った方向の力が印加され、いわゆる回転ブレが生じる。この回転ブレによって、対向配置されるセンサ１０とマグネットロータ８との間の所定の間隔Ａに変化が生じる。その結果、センサ１０の磁界の強さ、又は磁束の大きさが変化するので、センサ１０が出力する交流成分の検出信号Ｓの振幅（波高値）が変化する。検出信号Ｓは、このような波高値の変化の他、温度変化による直流成分の増減なども有するので、車輪の状態検出装置は、正確に交流周波数を検出するべく、以下のような信号処理を行う。
【００２３】
本実施形態において、車輪の状態検出装置は、図３に示すように、受取部１と、波高検出部２と、周期信号生成部（回転検出信号生成部）３と、出力部４と、付加信号生成部５とを備えて構成される。受取部１は、上述したように、回転体の回転に応じて出力される交流の検出信号Ｓを受け取る機能部である。回転センサなどのセンサから出力される検出信号Ｓは高インピーダンスの信号であることが多い。受取部１は、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いバッファ１１などを備えて構成される。波高検出部２は、検出信号Ｓの波高を検出する機能部である。周期信号生成部３は、検出信号Ｓの波高に応じて設定されるしきい値（Ｔｈ）に基づいて検出信号Ｓの周期に応じた周期を有する周期信号（回転検出信号）Ｆ１を生成する機能部である。付加信号生成部５は付加信号Ｆ３を、生成する機能部である。出力部４は、周期信号Ｆ１及び付加信号Ｆ３を合成して１つの出力信号Ｆとして出力する機能部である。周期信号生成部３、付加信号生成部５、出力部４の詳細については後述する。
【００２４】
初めに、波高検出部２及び周期信号生成部３の機能について詳述する。本実施形態において、車輪の状態検出装置は、マイクロコンピュータなどを中核とする電子回路によって構成される。各機能部は、ハードウェア及びハードウェアとソフトウェアとの協働によって実現される。以下、本実施形態では、検出信号Ｓをデジタル変換して、デジタル信号処理する場合を例として説明する。図４は、検出信号Ｓをデジタルカウント値Ｄへ変換する方法の一例をし、図５は、周期信号Ｆ１を生成する方法の一例を示す。図３に示すように、本実施形態において、波高検出部２は、Ａ／Ｄ変換部２１と、反転しきい値設定部２２と、コンパレータ２３と、カウンタ２４と、レジスタ２５とを有して構成される。そして、検出された波高値に基づいて、周期信号生成部３が周期信号Ｆ１を生成する。
【００２５】
上述したように、受取部１において検出信号Ｓはインピーダンス変換されており、この際、同時に信号の増幅処理等を施されることも可能である。従って、厳密には受取部１が受け取る検出信号Ｓではなく、受取部１から出力される信号がデジタル変換されることになるが、情報処理上の信号処理においては、受取部１の前後において同様の信号であると考えることができる。従って、以下、受取部１から出力される信号についても、検出信号Ｓと称して説明する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換部２１は、検出信号Ｓを所定の条件に従ってデジタル変換する機能部であり、Ａ／Ｄコンバータを有して構成される。Ａ／Ｄコンバータには、フラッシュ型、逐次比較型、積分型など種々の種類のものがあり、変換速度や変換精度などに応じて、適宜最適なものが選択される。また、Ａ／Ｄコンバータの出力形態も、アナログの入力に対して絶対的な値をデジタル値として出力するものや、アナログの入力が所定量の変化をするごとにトリガ信号を出力するものなど、種々の形態のものがあり、適宜選択される。本実施形態においては、絶対的な値をデジタル値として出力するものではなく、所定量の変化（所定のステップ）ごとに、トリガ信号を出力するタイプのＡ／Ｄコンバータが用いられる場合を例として説明する。
【００２７】
本実施形態において、このタイプのＡ／Ｄコンバータを用いるのは以下の対策のためである。つまり、回転センサの検出信号Ｓの振幅中心が揺れた場合、即ち、直流分のオフセットに変動が生じた場合であっても、検出信号Ｓの振幅（波高）に応じて適切な信号処理を可能とするためである。直流分のオフセットは、カップリングコンデンサや直流バイアスなどを利用した別の信号処理回路によって解消させることも可能である。当業者であれば、以下に示す本実施形態の説明を理解して、絶対的な値をデジタル値として出力するタイプのＡ／Ｄコンバータを用いて本発明のセンサ信号処理装置を構成することが可能であろう。従って、本実施形態は本発明を限定するものではない。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換部２１は、検出信号Ｓが所定量だけ変化するごとに、具体的には、振動する波形のピークＰの側に向かって所定量だけ変化するごとに、トリガ信号を出力する。振動する波形の波高値のことを「ピーク・トゥ・ピーク（peak to peak）」と称するように、本実施形態において「波形のピークＰ」とは、波形の山側及び谷側の双方を指すものとする。図４に示すように、所定の反転しきい値ＲよりもピークＰの側において、トリガ信号が出力され、このトリガ信号がカウンタ２４において計数されて、デジタルカウント値Ｄとなる。図４において、正弦波状の検出信号Ｓに沿って、階段状に変化し、５、６、７・・・２４、２５と値が付記されたものがデジタルカウント値Ｄである。反転しきい値Ｒについては後述する。
【００２９】
検出信号ＳがピークＰに達すると、ピークＰに向かって検出信号Ｓが所定量だけ変化することがなくなる。従って、デジタルカウント値Ｄは、検出信号ＳのピークＰの近傍において一定値が継続する状態となる。図４に示す例においては、デジタルカウント値Ｄが２５において継続しており、デジタルカウント値Ｄのピーク値ＤPとなっている。カウンタ２４がアップ・ダウン・カウンタであり、検出信号ＳがピークＰの方向及びその反対方向に所定量だけ変化した場合に、それぞれ異なるトリガ信号がＡ／Ｄ変換部２１から出力される構成であれば、検出信号Ｓの波形に応じたデジタルカウント値Ｄを得ることが可能である。しかし、この場合には、ノイズなどにより検出信号ＳがピークＰ以外の位置で増減した場合にも追従してしまう可能性が生じる。そこで、本実施形態においては、カウンタ２４はアップ・カウンタとして構成される。そして、検出信号Ｓが逆方向へ変化する（ピークＰとは反対方向への変化する）際には、デジタルカウント値Ｄの複数カウント分に相当する所定の変化幅ｈを超えた場合に、ピークＰを超えて反転したと判定されるように構成される。つまり、ヒステリシスが設定される。
【００３０】
具体的には、本実施形態においては、反転しきい値設定部２２において、検出信号ＳがピークＰを超えて反転したか否かを判定するための反転しきい値Ｒが設定される。ここでは、反転しきい値Ｒは、デジタルカウント値Ｄの５カウント分に当たる変化幅ｈを有して設定される。Ａ／Ｄ変換部２１は、最新のトリガ信号の出力時の検出信号Ｓのアナログ値（又は、Ａ／Ｄ変換しきい値であるアナログ値）を反転しきい値設定部２２に伝達する。反転しきい値設定部２２は、受け取った当該アナログ値に所定の変化幅ｈ（ヒステリシス値）を加味して、反転しきい値Ｒを設定する。検出信号Ｓが上昇している時（ピークＰが山側の時）には、当該アナログ値から上記ヒステリシス値ｈが減算されて、反転しきい値Ｒが設定される。検出信号Ｓが下降している時（ピークＰが谷側の時）には、当該アナログ値に上記ヒステリシス値ｈが加算されて、反転しきい値Ｒが設定される。
【００３１】
反転しきい値Ｒは、反転判定部として機能するコンパレータ２３に入力される。コンパレータ２３は、検出信号Ｓと反転しきい値Ｒとを比較して、検出信号ＳがピークＰを超えて反転したか否かを判定する。コンパレータ２３からの判定出力を受け取ったカウンタ２４は、デジタルカウント値Ｄのピーク値ＤPをレジスタ２５に転送して記憶させると共に、自身（カウンタ２４）のデジタルカウント値Ｄをプリセットする。図２に示す例では、カウンタ２４は、レジスタ２５にデジタルカウント値Ｄのピーク値ＤPとして「２５」を記憶させ、自身（カウンタ２４）のデジタルカウント値Ｄを「５」にプリセットする。プリセットされる値「５」は、上記ヒステリシス値ｈに対応するデジタルカウント値Ｄのステップ数である。
【００３２】
コンパレータ２３からの判定出力を受けたＡ／Ｄ変換部２１は、それ以降は、当該判定出力を受け取る前とは逆方向へ検出信号Ｓが所定量変化した場合に、トリガ信号を出力する。このトリガ信号により、カウンタ２４はデジタルカウント値Ｄをインクリメントする。また、コンパレータ２３からの判定出力を受けた反転しきい値設定部２２は、反転しきい値Ｒを設定する際の演算方法を切り替える。即ち、反転しきい値設定部２２は、Ａ／Ｄ変換部２１から受け取る上記アナログ値に対してヒステリシス値ｈを「減算」するか、「加算」するかの切り替えを行う。
【００３３】
周期信号生成部３は、レジスタ２５から最新のデジタルカウント値Ｄのピーク値ＤPを取得してしきい値Ｔｈを設定する。本実施形態において、このしきい値Ｔｈは、周期信号判定用のしきい値である。しきい値Ｔｈは、ピーク値ＤPに対して所定の係数ｋを乗じることによって設定される。尚、しきい値Ｔｈがレジスタ２５において設定されて、周期信号生成部３がしきい値Ｔｈをレジスタ２５から取得する構成であってもよい。いずれにせよ、周期信号生成部３は、しきい値Ｔｈとカウンタ２４から取得するデジタルカウント値Ｄとに基づいて、周期信号Ｆ１の出力タイミングを決定する。本実施形態においては、この出力タイミングごとに、周期信号Ｆ１が出力される。但し、周期信号生成部３は、必ずしも周期信号Ｆ１の波形を生成する必要はなく、パルス波形の変化点などの出力タイミングを決定すれば足りる。波形生成に関しては、出力部４において実施してもよい。
【００３４】
以下、具体的な数値を用いて説明する。ここでは、理解を容易にするために波形を生成する場合を例として説明する。図５における検出信号Ｓの左側の谷のピーク値ＤPは「２３」である。例えば、係数ｋが０．８の場合、しきい値Ｔｈは「１８」となる。ここでは、説明を容易にするために端数は切り捨てとする。カウンタ２４から受け取るデジタルカウント値Ｄが「１８」となると、周期信号生成部３は周期信号Ｆ１を生成する。周期信号Ｆ１は、基準値Ｃから正方向へ信号レベルＰＬの波高、幅Ｗ１のパルス幅を有するパルスとして生成される。パルス幅Ｗ１（Ｗ）は、検出信号Ｓの周期Ｔに比べて充分に狭幅である。
【００３５】
また、図５における検出信号Ｓの山のピーク値ＤPは「２５」である。この場合、しきい値Ｔｈは「２０」となる。カウンタ２４から受け取るデジタルカウント値Ｄが「２０」となると、周期信号生成部３は上記と同様の波高（Ｃ→ＰＬ）及びパルス幅（Ｗ１）を有する周期信号Ｆ１を生成する。このように、周期信号Ｆ１は、検出信号Ｓの山と谷とにおいて１つずつ生成される。従って、周期信号Ｆ１のパルス間隔は、検出信号Ｓの半周期（＝Ｔ／２）となる。このように、周期信号生成部２は、検出信号Ｓの波高（ピーク値ＤP）に応じて設定されるしきい値Ｔｈに基づいて検出信号Ｓの周期に応じた（周期に比例する）周期を有する周期信号Ｆ１を生成する。尚、当然ながら、周期信号Ｆ１は、検出信号Ｓの山と谷との何れか一方において１つのみ生成されてもよい。周期信号Ｆ１はその周期により第１の物理量である回転速度を伝達する第１パルスに相当する。
【００３６】
一方、付加信号Ｆ３は、周期信号Ｆ１の出力タイミングに依存されることなく生成される。付加信号Ｆ３は、付加信号生成部５において生成されるが、周期信号Ｆ１と同様に、付加信号生成部５が必ずしも周期信号Ｆ１の波形を生成する必要はない。付加信号生成部５は、パルス波形の変化点などの出力タイミングを決定すれば足り、波形生成に関しては、出力部４において実施してもよい。付加信号Ｆ３は本発明の第２パルスに相当する。
【００３７】
付加信号生成部５は、空気圧センサ、温度センサなどから付加情報Ｘを受け取る。本実施形態では、空気圧センサから付加情報Ｘを受け取り、付加信号Ｆ３を生成する場合を例として説明する。初めに、周期信号Ｆ１及び付加信号Ｆ３が共通の信号線により出力信号Ｆとして出力される様子を俯瞰的に示した図６を用いて説明する。図６における時刻ｔ０は、車両のイグニッションスイッチがオンされた時点であるＩＧＯＮを示している。この時、空気圧を示す付加情報Ｘに対する内部データＭは初期値である。本実施形態においては、付加信号Ｆ３と周期信号Ｆ１とは、相補的にデータ値を増加又は減少させて第２の物理量である付加情報Ｘ（空気圧）を伝達する。付加情報Ｆ３は、第２パルスに相当する。付加信号Ｆ３と周期信号Ｆ１とによって、付加情報Ｘの値そのものを示すことができないため、初期値から徐々に付加情報Ｘに近づけるべく、伝達済みのデータの値と実際のデータの値（現在のデータの値、付加情報Ｘ）との間の差分が縮められていく。この伝達済みのデータ値が内部データＭに相当する。内部データ値Ｍは、車両内のＥＣＵが受け取る付加情報（空気圧）の値でもある。
【００３８】
空気圧は、所定の値以下に低下した場合に問題となる。従って、初期値は、高圧側に設定され、付加信号Ｆ３と周期信号Ｆ１とによって、初期値から徐々に測定値である実際（現在）のデータの値へと近づけられていく。付加信号Ｆ３は、初期値又は伝達済みのデータ値である内部データＭと、実際のデータの値（付加情報Ｘ）との間に所定方向の差分が生じている場合に所定のパルス間隔Ｔｄで出力される。ここでは、所定方向の差分とは、Ｍ＞Ｘとなる方向である。ＩＧＯＮから電子回路がセットアップされる初期時間Ｔｏが経過した後、時刻ｔ１０から所定のパルス間隔Ｔｄで付加信号Ｆ３が出力され始める。付加信号Ｆ３の１パルスは、本実施形態においては「−２」を示し、付加信号Ｆ３が出力されるごとに、内部データＭが減少していく。
【００３９】
例えば、時刻ｔ２０において、内部データＭが実際のデータの値（Ｘ）と一致、あるいは内部データＭが実際のデータの値（Ｘ）を下回ると、内部データＭと実際のデータの値（Ｘ）との間に生じていた所定方向の差分が解消される。図６では、内部データＭが実際のデータの値（Ｘ）を下回った場合を例示している。実際のデータの値（Ｘ）に変化が無ければ、これ以降、付加信号Ｆ３の出力条件を満たさなくなるため、時刻ｔ２０を過ぎた後は付加信号Ｆ３の出力が停止される。
【００４０】
車両が動き始めると、車輪９が回転して周期信号Ｆ１が出力される。周期信号Ｆ１は、第２の物理量を伝達するに際して「１」を示し、周期信号Ｆ１が出力されるごとに内部データＭが増加する。例えば、時刻ｔ３０及び時刻ｔ４０において周期信号Ｆ１が出力されると、内部データＭは、再び実際のデータの値（Ｘ）よりも大きくなり、付加信号Ｆ３の出力条件を満たすようになる。従って、時刻ｔ４１において付加信号Ｆ３が出力され、内部データ値Ｍが減少する。
【００４１】
上述したように、内部データ値Ｍは、車両内のＥＣＵが受け取る付加情報Ｘ（空気圧）の値でもある。図７に示すように、周期信号Ｆ１と付加信号Ｆ３とは、異なる形状のパルスである。本実施形態では、波高値が異なるパルスである。車両内のＥＣＵは、例えば、図７に示すａ及びｂを基準として、パルスの存在を認識する。車両内のＥＣＵは、所定期間内において基準ａで認識されたパルス数、及び基準ｂで認識されたパルス数、及び初期値に基づいて、付加情報Ｘの値を再現する。ＥＣＵが演算により再現する付加情報Ｘの値は、内部データ値Ｍに相当する。従って、情報を送信する側の車輪の状態検出装置は、送信済みのデータ値を把握していることとなる。
【００４２】
以下、図８のフローチャートも参照して、図６に例示したような共通の信号線で異なる物理量を伝送する際の付加信号Ｆ３のパルス生成の具体例について説明する。主として、上述した付加信号生成部５を中核とし、部分的に周囲信号生成部３や出力部４が関与する機能に相当する。但し、ここでは機能部を特定せず、これらの機能部が実現されるマイクロコンピュータのプログラムの実行例として説明する。周期信号Ｆ１のパルス生成については、上述した通りであるのでフローチャートは省略する。
【００４３】
図６における時刻ｔ０（ＩＧＯＮ）において、車両のイグニッションスイッチがオンされると、車輪の状態検出装置に電源が供給され、マイクロコンピュータが起動する。図８に示すように、マイクロコンピュータは、初期化処理として通信フラグＪ、タイマ値ｔ、差分係数ｄを初期値に設定する（ステップ＃１０）。本例において、これらの初期値は全てゼロである。また、付加情報Ｘを付加信号生成部５に供給するセンサもＩＧＯＮによって起動され、付加情報Ｘを出力する。
【００４４】
マイクロコンピュータは、初期化処理を終えると付加情報Ｘの値を取得する（ステップ＃２０）。また、付加情報Ｘに関する内部データＭの値を演算する（ステップ＃３０）。内部データＭの値は、差分係数ｄと分解能との積を、所定の初期値に加算して求められる。本実施形態では、付加情報Ｘとして車輪の空気圧の値を用いる。従って、内部データＭの初期値は平常値よりも高い値に設定され、分解能は負の値である。例えば、初期値が「４００ｋＰａ（キロパスカル）」、分解能が「−１０ｋＰａ」に設定される。ステップ＃２０とステップ＃３０との処理順序は、逆であってもよい。また、初期値や分解能の値は固定値でも良いし、ステップ＃１０の初期化処理において設定されてもよい。
【００４５】
付加情報Ｘの値と、内部データＭの値とが得られると、次に内部データＭの値が付加情報Ｘの値よりも大きいか否かが判定される（ステップ＃３２）。本実施形態では、上述したように、付加信号Ｆ３のパルスは減少を指示し、周期信号Ｆ１のパルスは増加を指示する。従って、内部データＭの値が付加情報Ｘの値よりも大きい場合には、ステップ＃４０以下の処理の実行によって付加信号Ｆ３のパルスが生成される。一方、内部データＭの値が付加情報Ｘの値以下の場合には、付加信号Ｆ３のパルスは生成されず、ステップ＃２０へ戻る。
【００４６】
内部データＭの値が付加情報Ｘの値以下であって、付加情報Ｘの値に変化がなく、周期信号Ｆ１も出力されない場合には、周期信号Ｆ１のパルスによって内部データＭの増加も指示されない。従って、内部データＭの値にも変化はなく、ステップ＃２０、＃３０、＃３２が繰り返し実行されることになる。一方、図４及び図５を利用して上述したように、周期信号Ｆ１が出力されると、周期信号Ｆ１のパルスによって内部データＭの値を増加させる必要がある。そこで、周期信号Ｆ１が出力されると、後述する割り込み処理によって、差分係数ｄの値が更新される（ステップ＃６２に相当する。）。
【００４７】
差分係数ｄは、内部データＭの値が初期値に近づく方向へ更新される際には減算され、初期値から離れる方向へ更新される際には加算される。本実施形態では、周期信号Ｆ１のパルスにより内部データＭの値が増加して初期値に近づく方向へ更新されるので、差分係数ｄの値が減算される。また、差分係数ｄは、周期信号Ｆ１のパルスによる変化量（増減量、ここでは増加量。）である「１」に対応して、「１」減算される。ステップ＃６２によれば、周期信号Ｆ１のパルス生成に伴ってタイマ値ｔがリセットされるが、これについては後述する。
【００４８】
ステップ＃３２において内部データＭの値が付加情報Ｘの値よりも大きいと判定された場合には、通信フラグＪの状態が判定される（ステップ＃４０）。通信フラグＪが「０」の場合には通信不可を示し、「１」の場合には通信可能を示す。通信フラグＪが「０」の場合には、タイマ値ｔがＴｏ以上か否かが判定される（ステップ＃４２）。タイマ値ｔがＴｏ以上となるまで、このステップ＃４２が繰り返される。そして、タイマ値ｔがＴｏ以上となると、通信フラグＪが「１」に変更され、通信可能状態となる（ステップ＃４３）。つまり、ステップ＃４０〜ステップ＃４３において、図６に示すようにＩＧＯＮから所定の初期時間Ｔｏを経過したか否かが判定される。
【００４９】
ステップ＃４２において、ＩＧＯＮから所定の初期時間Ｔｏを経過したと判定されると、付加信号Ｆ３のパルスが生成される（ステップ＃５０）。このパルスは、図６において時刻ｔ１０で出力される付加パルスＦ３に対応する。ステップ＃６０については後述し、周期信号Ｆ１による割り込みが無かったとして説明を続ける。ステップ＃５０において付加信号Ｆ３のパルスが生成されると、タイマ値ｔがゼロにリセットされ、差分係数ｄに「２」が加算される（ステップ＃６４）。差分係数ｄに加算される「２」は、付加信号Ｆ３のパルスが出力されるごとに減少する内部データＭの「−２」に対応する。符号の「−」は、上述したように、負の値で設定される分解能によって定められる。
【００５０】
ステップ＃６４を終えると、ステップ＃２０に戻り、再度、付加情報Ｘの値を取得し、ステップ＃３０において内部データＭの値を再計算する。このとき、差分係数ｄの値は、先のステップ＃６４において更新されているので、内部データＭの値は、前回に対して、「分解能×２」だけ減少することになる。図６の時刻ｔ１０において内部データＭが減少しているのは、これに対応する。
【００５１】
本実施形態では、付加情報Ｘの値に変化がないものとして、以下説明を続ける。図６にも示すように、２度目のステップ＃３２においても「Ｍ＞Ｘ」であるのでステップ＃４０に進む。２度目のステップ＃４１では、既に初期時間Ｔｏが経過して通信フラグＪが１になっているので、ステップ＃４４に進む。ステップ＃４４では、前回のステップ＃５０における付加信号Ｆ３のパルスを生成後に、所定のパルス間隔Ｔｄが経過したか否かが判定される。経過していなければ、パルス間隔Ｔｄが経過するまでステップ＃４４の判定を繰り返し、経過していれば、ステップ＃５０に進んで付加信号Ｆ３のパルスを生成する。
【００５２】
周期信号Ｆ１のパルスが出力されるまで、このような処理が繰り返し実行され、図６に示す時刻ｔ２０まで付加信号Ｆ３のパルスが出力される。時刻ｔ２０に出力される付加信号Ｆ３のパルスに応じてステップ＃６４で更新された差分係数ｄを用いて次のステップ＃３０で演算される内部データＭは、図６に示すように付加情報Ｘの値を下回る。このため、ステップ＃３０に続くステップ＃３２において「Ｍ＞Ｘ」が「偽」となる。付加情報Ｘの値に変化が生じる（この場合は減少する）か、周期信号Ｆ１の出力により内部データＭの値が増加するまで、ステップ＃２０、ステップ＃３０、ステップ＃３２の処理が繰り返される。この期間は、図６の時刻ｔ２０の経過後から時刻ｔ３０の期間に対応する。
【００５３】
周期信号Ｆ１のパルスが生成されると、上述したように、差分係数ｄは、周期信号Ｆ１のパルスによる変化量（増加量）である「１」に対応して、「１」減算される必要がある。そこで、周期信号Ｆ１のパルスが生成されると、割り込み処理（ステップ＃６０及び＃６２）が実行される。図８に示すフローチャートでは、便宜上、ステップ＃５０に続く処理としてステップ＃６０を記載しているが、当然ながら一般的なコンピュータの割り込み処理と同様に、何れのステップからでもステップ＃６０に移行することが可能である。上記においては、付加情報Ｘの値に変化が生じる（この場合は減少する）か、周期信号Ｆ１の出力により内部データＭの値が増加するまで、繰り返されると説明した。しかし、これらに加えて、割り込み処理によっても繰り返し処理から離脱する。
【００５４】
割り込み処理により、タイマ値ｔがリセットされ、差分係数ｄが「１」減算される（ステップ＃６２）。差分係数ｄが「１」減算されることは、周期信号Ｆ１のパルスが出力されるごとに内部データＭが「１」増加することに対応する。つまり、差分係数ｄに「−１」が加算されると考えた時の負の符号と、負の値で設定される分解能との積によって、内部データＭの値が正方向へ変化することになる。図６の時刻ｔ３０に示すように、周期信号Ｆ１のパルスが出力されることによって、次のステップ＃３０において演算される内部データＭの値が増加している。タイマ値ｔのリセットについては後述する。
【００５５】
図６に示すように、時刻ｔ３０において出力される周期信号Ｆ１によって更新された内部データＭの値は、本実施形態では付加データＸの値と一致する。テップ＃３０に続くステップ＃３２の判定は、依然として「偽」であり、ステップ＃２０、ステップ＃３０、ステップ＃３２の処理が繰り返される。
【００５６】
図６の時刻ｔ４０に示すように、周期信号Ｆ１のパルスが生成されると、ステップ＃２０、ステップ＃３０、ステップ＃３２の繰り返し処理から、割り込み処理（ステップ＃６０及び＃６２）が実行される。図６に示すように、時刻ｔ４０において生成された周期信号Ｆ１のパルスにより更新された差分係数ｄを用いて次のステップ＃３０で演算された内部データＭの値は、付加情報Ｘの値を上回る。従って、ステップ＃３２の判定は「真」となり、以下、ステップ＃４０、ステップ＃４４、ステップ＃５０と進んで付加信号Ｆ３のパルスが生成される。ステップ＃４４においてパルス間隔Ｔｄが管理されるので、図６における時刻ｔ４０と時刻ｔ４１との間には、パルス間隔Ｔｄが確保される。
【００５７】
時刻ｔ４１において出力される付加信号Ｆ３に応じて、差分係数ｄに「２」が加算される（ステップ＃６４）。ステップ＃３０における内部データＭの値を再計算により、内部データＭの値は、減少し、付加情報Ｘの値と同値となる。回転体の回転状態の検出状況に応じて、付加信号Ｆ３のパルスとは非同期に出力される周期信号Ｆ１のパルスにより、内部データＭの値が変更されるが、このようにして修正可能である。
【００５８】
本実施形態によれば、周期信号Ｆ１が生成されないような、例えば車両が停止中であっても、周期信号Ｆ１とは非同期に生成され、周期の依存性もない独自高速パルスである付加信号Ｆ３のパルスを用いて付加情報Ｘを良好に伝達することができる。
【００５９】
また、周期信号Ｆ１及び付加信号Ｆ３のパルスは、車両内の他のＥＣＵによって区別可能に受信される必要がある。従って、両パルスの間隔は、車両内の他のＥＣＵによって区別可能な所定のパルス間隔（例えば、上述したパルス間隔Ｔｄ）を有していることが好ましい。上述したように、周期信号Ｆ１のパルスが出力された際に、ステップ＃６２においてタイマ値ｔがリセットされるので、周期信号Ｆ１のパルスの出力後にパルス間隔Ｔｄを確保した上で付加信号Ｆ３のパルスが出力される。
【００６０】
また、図８の破線枠Ｃ内に示したように、ステップ＃５０において付加信号Ｆ３のパルスを出力している最中に、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合には、図７に示すように破線ａにおけるパルス数が１つであると受信側で判定される。従って、ステップ＃５０において付加信号Ｆ３が生成されなかったものとして、差分係数ｄの値が更新される。従って、このような場合を想定しても、非同期のパルスを用いて良好に複数の情報を伝達可能である。
【００６１】
さらに、付加信号Ｆ３のパルスの出力直後に、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合を想定して、パルス間隔Ｔｄを確保するための工夫を加えると好適である。これは、受信側のＥＣＵでは２つのパルスを区別することができないにも拘わらず、送信側では２つのパルスを出力したものとして処理を継続する可能性に対応するためである。つまり、送信されたデータ（内部データＭ）と、受信されたデータとの間に差異が生じる可能性を抑制するためである。具体的には、ステップ＃５０からステップ＃６０を経てステップ＃６４へ至るフローの間に、少しウェイト時間を設けるようにするとよい。差分係数ｄの更新に先立ってタイマ値ｔを先にリセットしておけば、このウェイト時間の間もタイマ値ｔの計数が継続するので、パルス間隔Ｔｄが延長されることもない。
【００６２】
尚、初期時間Ｔｏが経過する前に周期信号Ｆ１のパルスが出力されると、タイマ値ｔがリセットされることから、ステップ＃４２の条件を満たさず、通信フラグＪが「０」のまま更新されない可能性がある。しかし、周期信号Ｆ１の出力に際しても初期時間Ｔｏを設ける、周期信号Ｆ１の最小周期よりも短い初期時間Ｔｏを設定する等、使用環境に応じて、適宜対応可能であるので問題はない。又は、ステップ＃６２に、「Ｊ＝１」として通信フラグＪを「１」に強制的に設定する処理を加えておいてもよい。
【００６３】
ここで、周期信号Ｆ１のパルス、付加信号Ｆ３のパルスのパルス数によって、伝送される付加情報Ｘの値（内部データＭ）の初期値からの差であるデータ値Δを表す換算式について説明を加えておく。分解能の符号を加味し、周期信号Ｆ１のパルスにより値が「１」増加し、付加信号Ｆ３のパルスにより値が「２」減少するものとする。また、下記式(1)中のａｊは、図７において基準ａと交差したパルス数であり、ｂｊは、図７において基準ｂと交差したパルス数である。
【００６４】
データ値Δ ＝ −（２・Σａｊ − ３・Σｂｊ）・・・(1)
【００６５】
本実施形態では、初期値から減算される場合を例示しているので、式の全体に「−１」を乗算する形式で式(1)を記載している。初期値がゼロなどであり、初期値から加算される場合には、式(1)は括弧内の形となる。また、実際には、Δは式(1)に分解能を乗じた値となるが、ここでは説明を容易にするために、分解能を乗じていない形式で示す。
【００６６】
ここで、図６の例に対して、上記式(1)を当てはめてみる。時刻ｔ１０〜時刻ｔ２０において、付加信号Ｆ３のパルスが２０ケ出力されたとする。この間、周期信号Ｆ１のパルスの出力数はゼロであるから、データ値Δは以下のようになる。付加信号Ｆ３の１つのパルスは「−２」を示すから、パルス数２０で「Δ＝−４０」と、正しく計算される。
【００６７】
データ値Δ ＝ −（２×２０ − ３×０）＝ −４０
【００６８】
次に、時刻ｔ３０において、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合を考える。基準ａにおけるパルスの総数は２１となり、基準ｂにおけるパルスの総数は１となる。周期信号Ｆ１の出力により、時刻ｔ２０に時点に対して１だけ増加し、「Δ＝−３９」と、正しく計算される。
【００６９】
データ値Δ ＝ −（２×２１ − ３×１）＝ −３９
【００７０】
次に、時刻ｔ４０において、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合に当てはめる。基準ａにおけるパルスの総数は２２となり、基準ｂにおけるパルスの総数は２となる。周期信号Ｆ１の出力により、時刻ｔ３０に時点に対してさらに１だけ増加し、「Δ＝−３８」と、正しく計算される。
【００７１】
データ値Δ ＝ −（２×２２ − ３×２）＝ −３８
【００７２】
次に、時刻ｔ４１において、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合に当てはめる。基準ａにおけるパルスの総数は２３となり、基準ｂにおけるパルスの総数は２のままである。周期信号Ｆ１の出力により、時刻ｔ４０に時点に対して２だけ減少し、「Δ＝−４０」と、正しく計算される。
【００７３】
データ値Δ ＝ −（２×２３ − ３×２）＝ −４０
【００７４】
このように、何れの時刻においても、周期信号Ｆ１と付加信号Ｆ３のパルスにより、伝送された情報を正しく計算し、復元することが可能である。本実施形態におけるこの通信プロトコルは、任意の時刻において、伝送された情報を正しく復元できるだけではなく、既に伝送された情報に対して、その差分値δ（＝２・ａn−３・ｂn）を伝送するものと考えることも可能である。つまり、下記式(2)のように解釈することも可能である。
【００７５】
【数１】
【００７６】
ここで、式(2)の右辺の第１項は、既に伝送された情報のデータ値Δn-1を示している。例えば、図６における時刻ｔ４０においては、基準ａに対するパルスが１、基準ｂに対するパルスが１つ追加されるので、式(1)のΣａｊ及びΣｂｊにそれぞれ１を代入すると、「−（２−３）」となって、「δ＝１」となる。つまり、周期信号Ｆ１のパルスによって、データ値Δが「１」増加する。図６における時刻ｔ４１においては、基準ａに対するパルスのみが１つ追加されるので、式(1)のΣａｊに「１」、Σｂｊに「０」を代入すると、「−（２−０）」となって、「δ＝−２」となる。つまり、付加信号Ｆ３のパルスによって、データ値Δが「２」減少する。
【００７７】
つまり、本通信プロトコルによれば、出力信号Ｆを受け取ったＥＣＵが、所定の期間の満了時にまとめて演算してデータ値Δや付加情報Ｘの値を求めることが可能であるばかりではなく、差分値δに応じて値を更新することも可能であることが一層よく理解できる。既に伝送された値に差分値δを加える（マイナスの値を含む）という簡単な演算でデータ値Δや付加情報Ｘの値を更新可能であるので、出力信号Ｆを受け取るＥＣＵの演算負荷が軽減され、演算時間も短縮される。また、データを一時記憶するためのＲＡＭなどの一時記憶手段の容量も抑制することが可能である。
【００７８】
〔第２実施形態〕
本発明においては、周期信号Ｆ１のパルスに対して、非同期に付加信号Ｆ３のパルスを出力可能な構成とすることで、周期信号Ｆ１が出力されない時でも付加情報Ｘの伝送を可能としている。しかし、周期信号Ｆ１が出力されるようになった以降は、周期信号Ｆ１に同期して付加信号Ｆ３を出力するようにしてもよい。つまり、周期信号Ｆ１が出力され始めた後には、例えば、図８に示すフローチャートを、ステップ＃２０、ステップ＃６０、ステップ＃６２、ステップ＃３０、ステップ＃３２、ステップ＃４０、ステップ＃４４、ステップ＃５０、ステップ＃６４の順に実行するように変更すればよい。この説明により、当業者であれば容易に第１実施形態を改変可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００７９】
周期信号Ｆ１が出力されるようになる前であっても、内部データＭと付加情報Ｘの値との差分が所定の定常差分値未満となった後に、周期信号Ｆ１に同期して付加信号Ｆ３を出力するようにしてもよい。図６及び図８に示す例において、定常差分値をゼロとすれば、ステップ＃３２の判定を、付加信号Ｆ３の出力タイミングを周期信号Ｆ１に同期させる切り換えの判定として利用することができる。また、この際、図６における時刻ｔ２０以降において、付加信号Ｆ３の出力タイミングが周期信号Ｆ１に同期することになる。
【００８０】
〔第３実施形態〕
第２実施形態のように、周期信号Ｆ１に同期させて付加信号Ｆ３を出力する場合、周期信号Ｆ１のパルスと、付加信号Ｆ３のパルスとの持つ数値的な意味を変更してもよい。非同期の周期信号Ｆ１と付加信号Ｆ３とを用いて伝送する場合には、両信号のパルスのそれぞれに数値的な意味を持たせていた。しかし、両信号が同期する場合には、周期信号Ｆ１には情報伝送のトリガとしての役割だけを持たせ、付加信号Ｆ３に増減の双方の数値的な意味を持たせてもよい。
【００８１】
図９は、周期信号Ｆ１のパルスに同期して出力され、増減の双方の数値的な意味をもつ付加信号Ｆ３のパルスの一例である。図９に示す波形Ｆａは、リセット状態を示し、例えば、付加情報Ｘの値を初期値に戻すものである。このリセット状態は、基準ａでのパルス数と基準ｂでのパルス数とが一致する場合とすると好適である。
【００８２】
波形Ｆｂは差分値δが「１」減少する時の波形を示し、波形Ｆｄは差分値δが「１」増加する時の波形を示し、波形Ｆｃは差分値δがゼロの場合を示す。また、波形Ｆａに示すリセット後であれば、周期信号Ｆ１の複数周期に亘る基準ａでのパルス数と、基準ｂでのパルス数とに基づき、下記式(3)によって初期値との差を示すデータ値Δを求めることも可能である。式(1)及び式(2)を提示して上述したように、式(3)は、差分値δ及びデータ値Δの双方を求める際に利用可能な式である。
【００８３】
データ値Δ ＝ −（Σａｊ − ３・Σｂｊ）・・・(3)
【００８４】
〔第４実施形態〕
第３実施形態では、周期信号Ｆ１に同期して出力される付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が３である場合を例として説明した。しかし、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値は、「３」に限定されるものではない。例えば、第２実施形態は、図９の波形Ｆａに示すリセット状態が存在せず、上記式(1)に基づいて差分値δ及びデータ値Δの双方を求めることが可能な１つの実施形態である。この場合には、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値は「１」である。
【００８５】
周期信号Ｆ１に同期して出力される付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が２である場合には、下記式(4)に基づいて差分値δ及びデータ値Δの双方を求めることが可能である。尚、この場合には、基準ａでのパルス数と基準ｂでのパルス数とが一致する場合をリセットとすることができる。
【００８６】
データ値Δ ＝ −（２・Σａｊ − ５・Σｂｊ）・・・(4)
【００８７】
周期信号Ｆ１に同期して出力される付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が３以上の奇数Ｎである場合には、下記式(5)に基づいて差分値δ及びデータ値Δの双方を求めることが可能である。この場合にも、基準ａでのパルス数と基準ｂでのパルス数とが一致する場合をリセットとすることができる。Σｂｊに対する係数は、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値の中央値に周期信号Ｆ１のパルスの１つ分を加算した値である。
【００８８】
【数２】
【００８９】
尚、周期信号Ｆ１に同期して出力される付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が４以上の偶数Ｎである場合には、下記式(6)に基づいて差分値δ及びデータ値Δの双方を求めることが可能である。この場合にも、基準ａでのパルス数と基準ｂでのパルス数とが一致する場合をリセットとすることができる。Σｂｊに対する係数は、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値の中央値に周期信号Ｆ１のパルスの１つ分を加算した値である。付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が偶数である場合、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値の中央値は１つに定まらない。従って、下記式(7)を用いてもよい。
【００９０】
【数３】
【数４】
【００９１】
〔その他の実施形態〕
周期信号Ｆ１は、回転状態を示す信号に限定されることなく、周期が物理量（第１の物理量）を示すものであれば他の信号であってもよい。また、第２の物理量は、空気圧に限定されることなく、例えば温度などの他の物理量であってもよい。また、本実施形態では、付加情報が初期値から減少する場合を例示したが、当然ながら本発明はこれに限定されない。初期値がゼロなどの低い値であって、その値が増加する物理量であってもよい。
【００９２】
以上説明したように、本発明によって信号処理装置やプログラムなどの規模の増大を抑制しつつ、一方の情報を伝送するタイミングに他方の情報を伝送するタイミングが依存されることなく、共通の信号線で複数の情報を伝送することができるデータ通信方法を提供することができる。このデータ通信方法は、特に車輪の状態を示す物理量と共に他の物理量を伝送する車輪の状態検出装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
Ｆ１：周期信号（第１パルス、回転検出信号）
Ｆ３：付加信号（第２パルス）
Ｆ３ａ：付加信号（第３パルス）
Ｍ：内部データ（第２の物理量の伝達済みのデータ）
Ｔｄ：パルス間隔
Ｘ：付加情報（第２の物理量の実際のデータ）
３：周期信号生成部（回転検出信号生成部）
４：出力部
５：付加信号生成部
９：車輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の信号線で異なる物理量を伝送するデータ通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＢＳ（anti lock braking system）や車両の安定制御装置等の車載システムでは、その制御を行うために、車輪の回転速度を測定するために回転速度センサを利用している。回転速度センサは、車輪の近傍に配置され、その検出結果は信号線を用いて車載の制御装置へ伝達される。車輪の情報としては、回転速度の他、タイヤの空気圧などもあり、これは空気圧センサなどによって検出される。近年、車両には多くのセンサが搭載され、その数はさらに増加することが予想される。従って、各センサに対して個別に信号線を設けていては信号線の数が膨大となる。そこで、例えば、回転速度センサの信号線に空気圧センサの検出結果などの他の検出結果を重畳させるなど、共通の信号線で複数の情報を伝送する技術が提案されている。
【０００３】
特表２００１−５０５６９１号公報（特許文献１）には、回転速度センサによって供給されるデータと追加データとを共通の１本の信号ラインを経て伝送するための方法が提案されている。これは、パルス状の回転速度センサの信号をトリガとして、パルスとパルスとの間に、シリアルビットデータを重畳させるものである。また、特開２００５−２７４３１０号公報（特許文献２）には、車輪の回転に応じて出力される概ねデューティー５０％のパルス状の信号のハイ期間において、シリアルビットデータを重畳させる方法が提案されている。これは、車輪の回転に応じて出力されるパルスの波高よりも大きく、当該パルスよりも狭幅の重畳パルスにより、シリアルビットデータを表すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５０５６９１号公報（第２ページ、図１等）
【特許文献２】特開２００５−２７４３１０号公報（第５５〜６２段落、図１０等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの方法は、回転速度センサの信号線に他の情報を重畳させることができる優れたものである。しかし、シリアルビットデータの生成及び受信に際しては、情報の送信側も受信側もそれに見合った制御機能を必要とするので、信号処理装置やプログラムの規模を増大させる可能性がある。また、これらの方法では、パルス状の回転速度センサの信号をトリガとして、シリアルビットデータを重畳させるので、例えば車両が停車している時など、回転速度センサの信号が出力されない場合には、他の情報を伝送することができない。例えば、他の情報がタイヤの空気圧であるような場合には、車両が発進する前に情報を伝送し、ユーザーに報知可能とすることが好ましい。従って、回転速度センサの信号が出力されない時にも情報の伝達を可能とすることが求められる。
【０００６】
従って、信号処理装置やプログラムなどの規模の増大を抑制しつつ、一方の情報を伝送するタイミングに他方の情報を伝送するタイミングが依存されることなく、共通の信号線で複数の情報を伝送することができるデータ通信方法の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係るデータ通信方法は、異なるパルス形状を有する第１パルスと第２パルスとを用いて、同一の伝送線上において異なる複数の物理量を伝達させるデータ通信方法であって、
前記第１パルスの周期により第１の物理量を伝達すると共に、前記第１の物理量とは異なる第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータ値と実際のデータ値との間に所定方向の差分が生じている場合に所定のパルス間隔で生成される第２パルスと前記第１パルスとによって相補的に増減を表して前記第２の物理量を伝達することを特徴とする。
【０００８】
この方法によれば、第１パルスと第２パルスとによって相補的に増減を表して第２の物理量を伝達するので、余分なパルスを発生させることなく、第２の物理量を伝達することができる。また、第２の物理量の値自体を伝達する必要がなく、増減量を伝達するので、伝達する情報量が少なくなる。その結果、信号処理装置やプログラムなどの規模の増大が抑制される。また、第２パルスは、所定のパルス間隔で生成されるので、所定方向の差分が大きい場合には、必要に応じて相補的に増減を表す第１パルスよりも多くの第２パルスを生成することができ、早期に当該所定方向の差分を縮小させることができる。
【０００９】
ここで、前記第１パルスの出力による増減量と前記第２パルスの出力による増減量とが異なる値であると好適である。
【００１０】
相補的に増減を表す際の分解能を高くすると、所定方向の差分が大きい場合に当該差分を縮小させるために要する時間が長くなる。第１パルスの出力による増減量と第２パルスの出力による増減量とを異なる値にすることで、一方のパルスの増減量によって分解能を確保しつつ、他方のパルスの増減量によって差分を縮小させる時間を短くすることが可能となる。
【００１１】
また、前記第２パルスが出力されるタイミングにおいて前記第１パルスが出力された場合には、前記第１パルスの出力により増減を表して前記第２の物理量を伝達すると好適である。
【００１２】
第１パルスと第２パルスとは、相補的に増減を表すため、同時に両パルスが出力されると、両パルスの内の何れにより増減が表されているのが判らなくなってしまう。その結果、第２の物理量の伝達に関する信頼性が低下する可能性がある。第１パルスは、その出力周期により第１の物理量を伝達しているので、省略することはできない。本構成によれば、同時に両パルスが出力された場合には、第１パルスにより増減を表し、第２パルスはなかったものとして扱われることになる。つまり、パルスを出力する側の装置としては、第２パルスの送信処理を実行するものの、第２パルスを送信しなかったものとして内部処理を続ける。パルスを受け取る側の装置は、第２パルスの存在を認識しないか、あるいは第１パルスと重なったことにより当該第２パルスを無視することができる。従って、本構成によれば、第１の物理量の伝達を妨げることなく、第２の物理量の伝達の信頼性も低下させることがない。
【００１３】
また、本発明に係るデータ通信方法は、前記第２の物理量の前記伝達済みのデータ値と前記実際のデータ値との間に生じている差分が所定の定常差分値未満となるまでの間、前記第２パルスが前記第１パルスとは非同期に出力され、
当該差分が所定の定常差分値未満となった後は、前記第２パルスが前記第１パルスに同期して出力されると好適である。
【００１４】
当該差分が定常差分値以上である場合には、早期に当該所定方向の差分を縮小させることができるように、第１パルスとは無関係に第２パルスが出力されると好ましい。一方、当該差分値が定常差分値未満となった後は、第２パルスが出力されるタイミングにおいて前記第１パルスが出力されるような可能性をできるだけ抑制する方が好ましい。従って、当該差分が定常差分値以上であるか否かに応じて、第２パルスの出力タイミングを異ならせると好適である。
【００１５】
ここで、前記第２の物理量の前記伝達済みのデータ値と前記実際のデータ値との間に生じている差分が所定の定常差分値未満となった後は、前記第２パルスに代えて、前記第１パルスに同期して出力され、１つの前記第１パルスに対して出力されるパルス数によって増減を表し、前記第１パルスとは異なるパルス形状の第３パルスにより前記第２の物理量を伝達してもよい。
【００１６】
第２パルスが第１パルスに同期して出力されるようになると、両パルスの関係が規定されるので、必ずしも第２パルスと前記第１パルスとによって相補的に増減を表さなくてもよい。従って、１つの第１パルスに対して出力されるパルス数によって増減を表す第３パルスを用いることにより、増減の表現幅を拡張することが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る車輪の状態検出装置の特徴構成は、
車輪の回転に応じて出力される交流の検出信号に基づいて、第１の物理量を伝達する信号として、当該検出信号の周期に応じた周期を有するパルス状の回転検出信号を生成する回転検出信号生成部と、
前記第１パルスと相補的に増減を表して前記第１の物理量とは異なる第２の物理量を伝達する信号として、前記第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータ値と実際のデータ値との間に所定方向の差分が生じている場合に、所定のパルス間隔で前記第１パルスとは異なるパルス形状の第２パルスを生成する付加信号生成部と、
前記第１パルスと前記第２パルスとを同一の伝送線上において出力させる出力部と、
を備える点にある。
【００１８】
車輪の回転状態として回転速度を示す物理量は、パルスの周期によって示すことができ、多く実用化されている。また、スタンディングウェーブ現象の抑制や、その他の安全性の向上のために、車輪の空気圧や温度の情報を用いた制御も種々検討されている。車輪の回転速度を検出するセンサは、車輪の近傍に設けられる。従って、車輪の空気圧や温度の情報など、同様に車輪やその近傍で検出される物理量を回転速度の伝送と同一の伝送線を用いて伝送することにより、伝送線の増加を抑制しつつ、複数の情報を伝達することが可能な車輪の回転状態検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】回転体と被検出体と回転状態検出素子との関係を模式的に示す側面図
【図２】図１の被検出体のIIの方向からの矢視図
【図３】車輪の状態検出装置の構成例を模式的に示すブロック図
【図４】検出信号をデジタルカウント値へ変換する方法の一例を示す説明図
【図５】周期信号を生成する方法の一例を示す説明図
【図６】付加信号及び周期信号により付加情報を伝送する一例を示すタイミングチャート
【図７】周期信号のパルス及び付加信号のパルスの一例を示す説明図
【図８】付加信号生成手順の一例を示すフローチャート
【図９】付加信号の他の例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を車両の車輪の回転状態を検出して、回転情報をＡＢＳや横滑り防止装置（ESC : electronic stability control）などの制御を行うＥＣＵ（electronic control units）に出力する車輪の状態検出装置を例として説明する。図１及び図２に示すように、回転体としての車両の車輪９の回転状態を検出するための被検出体として、マグネットロータ８が車輪９に対して固定されて設けられる。マグネットロータ８は、車輪９に直接に固定されていても良いし、図１に示すように、車輪９を固定するシャフト７（回転軸）に固定されていても良い。車輪９の回転（マグネットロータ８の回転）を検出するための検出素子であるセンサ１０は、ハブベアリング等、車輪９と共に回転しない車両側に取り付けられる。センサ１０は、マグネットロータ８に対して所定の間隔Ａを有して対向配置される。センサ１０は、ホール素子やホール素子を備えたホールＩＣなどの磁気検出センサである。
【００２１】
センサ１０は、車輪９及びマグネットロータ８の回転に応じて交流の検出信号Ｓを出力する。マグネットロータ８には、図２に示すように所定ピッチでＮ極及びＳ極が交互に設けられており、ＮＳ両極がセンサ１０を通過することによって交流の検出信号Ｓが出力される。マグネットロータ８がセンサ１０を通過する速度によって検出信号Ｓの交流周波数が変化する。これによって、マグネットロータ８と一体回転する車輪９の回転速度（所定時間当たりの回転数）を知ることができる。センサ１０による磁気検出の原理については、公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００２２】
車両の走行に伴い、車輪９には図１におけるシャフト７に沿った方向の力が印加され、いわゆる回転ブレが生じる。この回転ブレによって、対向配置されるセンサ１０とマグネットロータ８との間の所定の間隔Ａに変化が生じる。その結果、センサ１０の磁界の強さ、又は磁束の大きさが変化するので、センサ１０が出力する交流成分の検出信号Ｓの振幅（波高値）が変化する。検出信号Ｓは、このような波高値の変化の他、温度変化による直流成分の増減なども有するので、車輪の状態検出装置は、正確に交流周波数を検出するべく、以下のような信号処理を行う。
【００２３】
本実施形態において、車輪の状態検出装置は、図３に示すように、受取部１と、波高検出部２と、周期信号生成部（回転検出信号生成部）３と、出力部４と、付加信号生成部５とを備えて構成される。受取部１は、上述したように、回転体の回転に応じて出力される交流の検出信号Ｓを受け取る機能部である。回転センサなどのセンサから出力される検出信号Ｓは高インピーダンスの信号であることが多い。受取部１は、入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いバッファ１１などを備えて構成される。波高検出部２は、検出信号Ｓの波高を検出する機能部である。周期信号生成部３は、検出信号Ｓの波高に応じて設定されるしきい値（Ｔｈ）に基づいて検出信号Ｓの周期に応じた周期を有する周期信号（回転検出信号）Ｆ１を生成する機能部である。付加信号生成部５は付加信号Ｆ３を、生成する機能部である。出力部４は、周期信号Ｆ１及び付加信号Ｆ３を合成して１つの出力信号Ｆとして出力する機能部である。周期信号生成部３、付加信号生成部５、出力部４の詳細については後述する。
【００２４】
初めに、波高検出部２及び周期信号生成部３の機能について詳述する。本実施形態において、車輪の状態検出装置は、マイクロコンピュータなどを中核とする電子回路によって構成される。各機能部は、ハードウェア及びハードウェアとソフトウェアとの協働によって実現される。以下、本実施形態では、検出信号Ｓをデジタル変換して、デジタル信号処理する場合を例として説明する。図４は、検出信号Ｓをデジタルカウント値Ｄへ変換する方法の一例をし、図５は、周期信号Ｆ１を生成する方法の一例を示す。図３に示すように、本実施形態において、波高検出部２は、Ａ／Ｄ変換部２１と、反転しきい値設定部２２と、コンパレータ２３と、カウンタ２４と、レジスタ２５とを有して構成される。そして、検出された波高値に基づいて、周期信号生成部３が周期信号Ｆ１を生成する。
【００２５】
上述したように、受取部１において検出信号Ｓはインピーダンス変換されており、この際、同時に信号の増幅処理等を施されることも可能である。従って、厳密には受取部１が受け取る検出信号Ｓではなく、受取部１から出力される信号がデジタル変換されることになるが、情報処理上の信号処理においては、受取部１の前後において同様の信号であると考えることができる。従って、以下、受取部１から出力される信号についても、検出信号Ｓと称して説明する。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換部２１は、検出信号Ｓを所定の条件に従ってデジタル変換する機能部であり、Ａ／Ｄコンバータを有して構成される。Ａ／Ｄコンバータには、フラッシュ型、逐次比較型、積分型など種々の種類のものがあり、変換速度や変換精度などに応じて、適宜最適なものが選択される。また、Ａ／Ｄコンバータの出力形態も、アナログの入力に対して絶対的な値をデジタル値として出力するものや、アナログの入力が所定量の変化をするごとにトリガ信号を出力するものなど、種々の形態のものがあり、適宜選択される。本実施形態においては、絶対的な値をデジタル値として出力するものではなく、所定量の変化（所定のステップ）ごとに、トリガ信号を出力するタイプのＡ／Ｄコンバータが用いられる場合を例として説明する。
【００２７】
本実施形態において、このタイプのＡ／Ｄコンバータを用いるのは以下の対策のためである。つまり、回転センサの検出信号Ｓの振幅中心が揺れた場合、即ち、直流分のオフセットに変動が生じた場合であっても、検出信号Ｓの振幅（波高）に応じて適切な信号処理を可能とするためである。直流分のオフセットは、カップリングコンデンサや直流バイアスなどを利用した別の信号処理回路によって解消させることも可能である。当業者であれば、以下に示す本実施形態の説明を理解して、絶対的な値をデジタル値として出力するタイプのＡ／Ｄコンバータを用いて本発明のセンサ信号処理装置を構成することが可能であろう。従って、本実施形態は本発明を限定するものではない。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換部２１は、検出信号Ｓが所定量だけ変化するごとに、具体的には、振動する波形のピークＰの側に向かって所定量だけ変化するごとに、トリガ信号を出力する。振動する波形の波高値のことを「ピーク・トゥ・ピーク（peak to peak）」と称するように、本実施形態において「波形のピークＰ」とは、波形の山側及び谷側の双方を指すものとする。図４に示すように、所定の反転しきい値ＲよりもピークＰの側において、トリガ信号が出力され、このトリガ信号がカウンタ２４において計数されて、デジタルカウント値Ｄとなる。図４において、正弦波状の検出信号Ｓに沿って、階段状に変化し、５、６、７・・・２４、２５と値が付記されたものがデジタルカウント値Ｄである。反転しきい値Ｒについては後述する。
【００２９】
検出信号ＳがピークＰに達すると、ピークＰに向かって検出信号Ｓが所定量だけ変化することがなくなる。従って、デジタルカウント値Ｄは、検出信号ＳのピークＰの近傍において一定値が継続する状態となる。図４に示す例においては、デジタルカウント値Ｄが２５において継続しており、デジタルカウント値Ｄのピーク値ＤPとなっている。カウンタ２４がアップ・ダウン・カウンタであり、検出信号ＳがピークＰの方向及びその反対方向に所定量だけ変化した場合に、それぞれ異なるトリガ信号がＡ／Ｄ変換部２１から出力される構成であれば、検出信号Ｓの波形に応じたデジタルカウント値Ｄを得ることが可能である。しかし、この場合には、ノイズなどにより検出信号ＳがピークＰ以外の位置で増減した場合にも追従してしまう可能性が生じる。そこで、本実施形態においては、カウンタ２４はアップ・カウンタとして構成される。そして、検出信号Ｓが逆方向へ変化する（ピークＰとは反対方向への変化する）際には、デジタルカウント値Ｄの複数カウント分に相当する所定の変化幅ｈを超えた場合に、ピークＰを超えて反転したと判定されるように構成される。つまり、ヒステリシスが設定される。
【００３０】
具体的には、本実施形態においては、反転しきい値設定部２２において、検出信号ＳがピークＰを超えて反転したか否かを判定するための反転しきい値Ｒが設定される。ここでは、反転しきい値Ｒは、デジタルカウント値Ｄの５カウント分に当たる変化幅ｈを有して設定される。Ａ／Ｄ変換部２１は、最新のトリガ信号の出力時の検出信号Ｓのアナログ値（又は、Ａ／Ｄ変換しきい値であるアナログ値）を反転しきい値設定部２２に伝達する。反転しきい値設定部２２は、受け取った当該アナログ値に所定の変化幅ｈ（ヒステリシス値）を加味して、反転しきい値Ｒを設定する。検出信号Ｓが上昇している時（ピークＰが山側の時）には、当該アナログ値から上記ヒステリシス値ｈが減算されて、反転しきい値Ｒが設定される。検出信号Ｓが下降している時（ピークＰが谷側の時）には、当該アナログ値に上記ヒステリシス値ｈが加算されて、反転しきい値Ｒが設定される。
【００３１】
反転しきい値Ｒは、反転判定部として機能するコンパレータ２３に入力される。コンパレータ２３は、検出信号Ｓと反転しきい値Ｒとを比較して、検出信号ＳがピークＰを超えて反転したか否かを判定する。コンパレータ２３からの判定出力を受け取ったカウンタ２４は、デジタルカウント値Ｄのピーク値ＤPをレジスタ２５に転送して記憶させると共に、自身（カウンタ２４）のデジタルカウント値Ｄをプリセットする。図２に示す例では、カウンタ２４は、レジスタ２５にデジタルカウント値Ｄのピーク値ＤPとして「２５」を記憶させ、自身（カウンタ２４）のデジタルカウント値Ｄを「５」にプリセットする。プリセットされる値「５」は、上記ヒステリシス値ｈに対応するデジタルカウント値Ｄのステップ数である。
【００３２】
コンパレータ２３からの判定出力を受けたＡ／Ｄ変換部２１は、それ以降は、当該判定出力を受け取る前とは逆方向へ検出信号Ｓが所定量変化した場合に、トリガ信号を出力する。このトリガ信号により、カウンタ２４はデジタルカウント値Ｄをインクリメントする。また、コンパレータ２３からの判定出力を受けた反転しきい値設定部２２は、反転しきい値Ｒを設定する際の演算方法を切り替える。即ち、反転しきい値設定部２２は、Ａ／Ｄ変換部２１から受け取る上記アナログ値に対してヒステリシス値ｈを「減算」するか、「加算」するかの切り替えを行う。
【００３３】
周期信号生成部３は、レジスタ２５から最新のデジタルカウント値Ｄのピーク値ＤPを取得してしきい値Ｔｈを設定する。本実施形態において、このしきい値Ｔｈは、周期信号判定用のしきい値である。しきい値Ｔｈは、ピーク値ＤPに対して所定の係数ｋを乗じることによって設定される。尚、しきい値Ｔｈがレジスタ２５において設定されて、周期信号生成部３がしきい値Ｔｈをレジスタ２５から取得する構成であってもよい。いずれにせよ、周期信号生成部３は、しきい値Ｔｈとカウンタ２４から取得するデジタルカウント値Ｄとに基づいて、周期信号Ｆ１の出力タイミングを決定する。本実施形態においては、この出力タイミングごとに、周期信号Ｆ１が出力される。但し、周期信号生成部３は、必ずしも周期信号Ｆ１の波形を生成する必要はなく、パルス波形の変化点などの出力タイミングを決定すれば足りる。波形生成に関しては、出力部４において実施してもよい。
【００３４】
以下、具体的な数値を用いて説明する。ここでは、理解を容易にするために波形を生成する場合を例として説明する。図５における検出信号Ｓの左側の谷のピーク値ＤPは「２３」である。例えば、係数ｋが０．８の場合、しきい値Ｔｈは「１８」となる。ここでは、説明を容易にするために端数は切り捨てとする。カウンタ２４から受け取るデジタルカウント値Ｄが「１８」となると、周期信号生成部３は周期信号Ｆ１を生成する。周期信号Ｆ１は、基準値Ｃから正方向へ信号レベルＰＬの波高、幅Ｗ１のパルス幅を有するパルスとして生成される。パルス幅Ｗ１（Ｗ）は、検出信号Ｓの周期Ｔに比べて充分に狭幅である。
【００３５】
また、図５における検出信号Ｓの山のピーク値ＤPは「２５」である。この場合、しきい値Ｔｈは「２０」となる。カウンタ２４から受け取るデジタルカウント値Ｄが「２０」となると、周期信号生成部３は上記と同様の波高（Ｃ→ＰＬ）及びパルス幅（Ｗ１）を有する周期信号Ｆ１を生成する。このように、周期信号Ｆ１は、検出信号Ｓの山と谷とにおいて１つずつ生成される。従って、周期信号Ｆ１のパルス間隔は、検出信号Ｓの半周期（＝Ｔ／２）となる。このように、周期信号生成部２は、検出信号Ｓの波高（ピーク値ＤP）に応じて設定されるしきい値Ｔｈに基づいて検出信号Ｓの周期に応じた（周期に比例する）周期を有する周期信号Ｆ１を生成する。尚、当然ながら、周期信号Ｆ１は、検出信号Ｓの山と谷との何れか一方において１つのみ生成されてもよい。周期信号Ｆ１はその周期により第１の物理量である回転速度を伝達する第１パルスに相当する。
【００３６】
一方、付加信号Ｆ３は、周期信号Ｆ１の出力タイミングに依存されることなく生成される。付加信号Ｆ３は、付加信号生成部５において生成されるが、周期信号Ｆ１と同様に、付加信号生成部５が必ずしも周期信号Ｆ１の波形を生成する必要はない。付加信号生成部５は、パルス波形の変化点などの出力タイミングを決定すれば足り、波形生成に関しては、出力部４において実施してもよい。付加信号Ｆ３は本発明の第２パルスに相当する。
【００３７】
付加信号生成部５は、空気圧センサ、温度センサなどから付加情報Ｘを受け取る。本実施形態では、空気圧センサから付加情報Ｘを受け取り、付加信号Ｆ３を生成する場合を例として説明する。初めに、周期信号Ｆ１及び付加信号Ｆ３が共通の信号線により出力信号Ｆとして出力される様子を俯瞰的に示した図６を用いて説明する。図６における時刻ｔ０は、車両のイグニッションスイッチがオンされた時点であるＩＧＯＮを示している。この時、空気圧を示す付加情報Ｘに対する内部データＭは初期値である。本実施形態においては、付加信号Ｆ３と周期信号Ｆ１とは、相補的にデータ値を増加又は減少させて第２の物理量である付加情報Ｘ（空気圧）を伝達する。付加情報Ｆ３は、第２パルスに相当する。付加信号Ｆ３と周期信号Ｆ１とによって、付加情報Ｘの値そのものを示すことができないため、初期値から徐々に付加情報Ｘに近づけるべく、伝達済みのデータの値と実際のデータの値（現在のデータの値、付加情報Ｘ）との間の差分が縮められていく。この伝達済みのデータ値が内部データＭに相当する。内部データ値Ｍは、車両内のＥＣＵが受け取る付加情報（空気圧）の値でもある。
【００３８】
空気圧は、所定の値以下に低下した場合に問題となる。従って、初期値は、高圧側に設定され、付加信号Ｆ３と周期信号Ｆ１とによって、初期値から徐々に測定値である実際（現在）のデータの値へと近づけられていく。付加信号Ｆ３は、初期値又は伝達済みのデータ値である内部データＭと、実際のデータの値（付加情報Ｘ）との間に所定方向の差分が生じている場合に所定のパルス間隔Ｔｄで出力される。ここでは、所定方向の差分とは、Ｍ＞Ｘとなる方向である。ＩＧＯＮから電子回路がセットアップされる初期時間Ｔｏが経過した後、時刻ｔ１０から所定のパルス間隔Ｔｄで付加信号Ｆ３が出力され始める。付加信号Ｆ３の１パルスは、本実施形態においては「−２」を示し、付加信号Ｆ３が出力されるごとに、内部データＭが減少していく。
【００３９】
例えば、時刻ｔ２０において、内部データＭが実際のデータの値（Ｘ）と一致、あるいは内部データＭが実際のデータの値（Ｘ）を下回ると、内部データＭと実際のデータの値（Ｘ）との間に生じていた所定方向の差分が解消される。図６では、内部データＭが実際のデータの値（Ｘ）を下回った場合を例示している。実際のデータの値（Ｘ）に変化が無ければ、これ以降、付加信号Ｆ３の出力条件を満たさなくなるため、時刻ｔ２０を過ぎた後は付加信号Ｆ３の出力が停止される。
【００４０】
車両が動き始めると、車輪９が回転して周期信号Ｆ１が出力される。周期信号Ｆ１は、第２の物理量を伝達するに際して「１」を示し、周期信号Ｆ１が出力されるごとに内部データＭが増加する。例えば、時刻ｔ３０及び時刻ｔ４０において周期信号Ｆ１が出力されると、内部データＭは、再び実際のデータの値（Ｘ）よりも大きくなり、付加信号Ｆ３の出力条件を満たすようになる。従って、時刻ｔ４１において付加信号Ｆ３が出力され、内部データ値Ｍが減少する。
【００４１】
上述したように、内部データ値Ｍは、車両内のＥＣＵが受け取る付加情報Ｘ（空気圧）の値でもある。図７に示すように、周期信号Ｆ１と付加信号Ｆ３とは、異なる形状のパルスである。本実施形態では、波高値が異なるパルスである。車両内のＥＣＵは、例えば、図７に示すａ及びｂを基準として、パルスの存在を認識する。車両内のＥＣＵは、所定期間内において基準ａで認識されたパルス数、及び基準ｂで認識されたパルス数、及び初期値に基づいて、付加情報Ｘの値を再現する。ＥＣＵが演算により再現する付加情報Ｘの値は、内部データ値Ｍに相当する。従って、情報を送信する側の車輪の状態検出装置は、送信済みのデータ値を把握していることとなる。
【００４２】
以下、図８のフローチャートも参照して、図６に例示したような共通の信号線で異なる物理量を伝送する際の付加信号Ｆ３のパルス生成の具体例について説明する。主として、上述した付加信号生成部５を中核とし、部分的に周囲信号生成部３や出力部４が関与する機能に相当する。但し、ここでは機能部を特定せず、これらの機能部が実現されるマイクロコンピュータのプログラムの実行例として説明する。周期信号Ｆ１のパルス生成については、上述した通りであるのでフローチャートは省略する。
【００４３】
図６における時刻ｔ０（ＩＧＯＮ）において、車両のイグニッションスイッチがオンされると、車輪の状態検出装置に電源が供給され、マイクロコンピュータが起動する。図８に示すように、マイクロコンピュータは、初期化処理として通信フラグＪ、タイマ値ｔ、差分係数ｄを初期値に設定する（ステップ＃１０）。本例において、これらの初期値は全てゼロである。また、付加情報Ｘを付加信号生成部５に供給するセンサもＩＧＯＮによって起動され、付加情報Ｘを出力する。
【００４４】
マイクロコンピュータは、初期化処理を終えると付加情報Ｘの値を取得する（ステップ＃２０）。また、付加情報Ｘに関する内部データＭの値を演算する（ステップ＃３０）。内部データＭの値は、差分係数ｄと分解能との積を、所定の初期値に加算して求められる。本実施形態では、付加情報Ｘとして車輪の空気圧の値を用いる。従って、内部データＭの初期値は平常値よりも高い値に設定され、分解能は負の値である。例えば、初期値が「４００ｋＰａ（キロパスカル）」、分解能が「−１０ｋＰａ」に設定される。ステップ＃２０とステップ＃３０との処理順序は、逆であってもよい。また、初期値や分解能の値は固定値でも良いし、ステップ＃１０の初期化処理において設定されてもよい。
【００４５】
付加情報Ｘの値と、内部データＭの値とが得られると、次に内部データＭの値が付加情報Ｘの値よりも大きいか否かが判定される（ステップ＃３２）。本実施形態では、上述したように、付加信号Ｆ３のパルスは減少を指示し、周期信号Ｆ１のパルスは増加を指示する。従って、内部データＭの値が付加情報Ｘの値よりも大きい場合には、ステップ＃４０以下の処理の実行によって付加信号Ｆ３のパルスが生成される。一方、内部データＭの値が付加情報Ｘの値以下の場合には、付加信号Ｆ３のパルスは生成されず、ステップ＃２０へ戻る。
【００４６】
内部データＭの値が付加情報Ｘの値以下であって、付加情報Ｘの値に変化がなく、周期信号Ｆ１も出力されない場合には、周期信号Ｆ１のパルスによって内部データＭの増加も指示されない。従って、内部データＭの値にも変化はなく、ステップ＃２０、＃３０、＃３２が繰り返し実行されることになる。一方、図４及び図５を利用して上述したように、周期信号Ｆ１が出力されると、周期信号Ｆ１のパルスによって内部データＭの値を増加させる必要がある。そこで、周期信号Ｆ１が出力されると、後述する割り込み処理によって、差分係数ｄの値が更新される（ステップ＃６２に相当する。）。
【００４７】
差分係数ｄは、内部データＭの値が初期値に近づく方向へ更新される際には減算され、初期値から離れる方向へ更新される際には加算される。本実施形態では、周期信号Ｆ１のパルスにより内部データＭの値が増加して初期値に近づく方向へ更新されるので、差分係数ｄの値が減算される。また、差分係数ｄは、周期信号Ｆ１のパルスによる変化量（増減量、ここでは増加量。）である「１」に対応して、「１」減算される。ステップ＃６２によれば、周期信号Ｆ１のパルス生成に伴ってタイマ値ｔがリセットされるが、これについては後述する。
【００４８】
ステップ＃３２において内部データＭの値が付加情報Ｘの値よりも大きいと判定された場合には、通信フラグＪの状態が判定される（ステップ＃４０）。通信フラグＪが「０」の場合には通信不可を示し、「１」の場合には通信可能を示す。通信フラグＪが「０」の場合には、タイマ値ｔがＴｏ以上か否かが判定される（ステップ＃４２）。タイマ値ｔがＴｏ以上となるまで、このステップ＃４２が繰り返される。そして、タイマ値ｔがＴｏ以上となると、通信フラグＪが「１」に変更され、通信可能状態となる（ステップ＃４３）。つまり、ステップ＃４０〜ステップ＃４３において、図６に示すようにＩＧＯＮから所定の初期時間Ｔｏを経過したか否かが判定される。
【００４９】
ステップ＃４２において、ＩＧＯＮから所定の初期時間Ｔｏを経過したと判定されると、付加信号Ｆ３のパルスが生成される（ステップ＃５０）。このパルスは、図６において時刻ｔ１０で出力される付加パルスＦ３に対応する。ステップ＃６０については後述し、周期信号Ｆ１による割り込みが無かったとして説明を続ける。ステップ＃５０において付加信号Ｆ３のパルスが生成されると、タイマ値ｔがゼロにリセットされ、差分係数ｄに「２」が加算される（ステップ＃６４）。差分係数ｄに加算される「２」は、付加信号Ｆ３のパルスが出力されるごとに減少する内部データＭの「−２」に対応する。符号の「−」は、上述したように、負の値で設定される分解能によって定められる。
【００５０】
ステップ＃６４を終えると、ステップ＃２０に戻り、再度、付加情報Ｘの値を取得し、ステップ＃３０において内部データＭの値を再計算する。このとき、差分係数ｄの値は、先のステップ＃６４において更新されているので、内部データＭの値は、前回に対して、「分解能×２」だけ減少することになる。図６の時刻ｔ１０において内部データＭが減少しているのは、これに対応する。
【００５１】
本実施形態では、付加情報Ｘの値に変化がないものとして、以下説明を続ける。図６にも示すように、２度目のステップ＃３２においても「Ｍ＞Ｘ」であるのでステップ＃４０に進む。２度目のステップ＃４１では、既に初期時間Ｔｏが経過して通信フラグＪが１になっているので、ステップ＃４４に進む。ステップ＃４４では、前回のステップ＃５０における付加信号Ｆ３のパルスを生成後に、所定のパルス間隔Ｔｄが経過したか否かが判定される。経過していなければ、パルス間隔Ｔｄが経過するまでステップ＃４４の判定を繰り返し、経過していれば、ステップ＃５０に進んで付加信号Ｆ３のパルスを生成する。
【００５２】
周期信号Ｆ１のパルスが出力されるまで、このような処理が繰り返し実行され、図６に示す時刻ｔ２０まで付加信号Ｆ３のパルスが出力される。時刻ｔ２０に出力される付加信号Ｆ３のパルスに応じてステップ＃６４で更新された差分係数ｄを用いて次のステップ＃３０で演算される内部データＭは、図６に示すように付加情報Ｘの値を下回る。このため、ステップ＃３０に続くステップ＃３２において「Ｍ＞Ｘ」が「偽」となる。付加情報Ｘの値に変化が生じる（この場合は減少する）か、周期信号Ｆ１の出力により内部データＭの値が増加するまで、ステップ＃２０、ステップ＃３０、ステップ＃３２の処理が繰り返される。この期間は、図６の時刻ｔ２０の経過後から時刻ｔ３０の期間に対応する。
【００５３】
周期信号Ｆ１のパルスが生成されると、上述したように、差分係数ｄは、周期信号Ｆ１のパルスによる変化量（増加量）である「１」に対応して、「１」減算される必要がある。そこで、周期信号Ｆ１のパルスが生成されると、割り込み処理（ステップ＃６０及び＃６２）が実行される。図８に示すフローチャートでは、便宜上、ステップ＃５０に続く処理としてステップ＃６０を記載しているが、当然ながら一般的なコンピュータの割り込み処理と同様に、何れのステップからでもステップ＃６０に移行することが可能である。上記においては、付加情報Ｘの値に変化が生じる（この場合は減少する）か、周期信号Ｆ１の出力により内部データＭの値が増加するまで、繰り返されると説明した。しかし、これらに加えて、割り込み処理によっても繰り返し処理から離脱する。
【００５４】
割り込み処理により、タイマ値ｔがリセットされ、差分係数ｄが「１」減算される（ステップ＃６２）。差分係数ｄが「１」減算されることは、周期信号Ｆ１のパルスが出力されるごとに内部データＭが「１」増加することに対応する。つまり、差分係数ｄに「−１」が加算されると考えた時の負の符号と、負の値で設定される分解能との積によって、内部データＭの値が正方向へ変化することになる。図６の時刻ｔ３０に示すように、周期信号Ｆ１のパルスが出力されることによって、次のステップ＃３０において演算される内部データＭの値が増加している。タイマ値ｔのリセットについては後述する。
【００５５】
図６に示すように、時刻ｔ３０において出力される周期信号Ｆ１によって更新された内部データＭの値は、本実施形態では付加データＸの値と一致する。テップ＃３０に続くステップ＃３２の判定は、依然として「偽」であり、ステップ＃２０、ステップ＃３０、ステップ＃３２の処理が繰り返される。
【００５６】
図６の時刻ｔ４０に示すように、周期信号Ｆ１のパルスが生成されると、ステップ＃２０、ステップ＃３０、ステップ＃３２の繰り返し処理から、割り込み処理（ステップ＃６０及び＃６２）が実行される。図６に示すように、時刻ｔ４０において生成された周期信号Ｆ１のパルスにより更新された差分係数ｄを用いて次のステップ＃３０で演算された内部データＭの値は、付加情報Ｘの値を上回る。従って、ステップ＃３２の判定は「真」となり、以下、ステップ＃４０、ステップ＃４４、ステップ＃５０と進んで付加信号Ｆ３のパルスが生成される。ステップ＃４４においてパルス間隔Ｔｄが管理されるので、図６における時刻ｔ４０と時刻ｔ４１との間には、パルス間隔Ｔｄが確保される。
【００５７】
時刻ｔ４１において出力される付加信号Ｆ３に応じて、差分係数ｄに「２」が加算される（ステップ＃６４）。ステップ＃３０における内部データＭの値を再計算により、内部データＭの値は、減少し、付加情報Ｘの値と同値となる。回転体の回転状態の検出状況に応じて、付加信号Ｆ３のパルスとは非同期に出力される周期信号Ｆ１のパルスにより、内部データＭの値が変更されるが、このようにして修正可能である。
【００５８】
本実施形態によれば、周期信号Ｆ１が生成されないような、例えば車両が停止中であっても、周期信号Ｆ１とは非同期に生成され、周期の依存性もない独自高速パルスである付加信号Ｆ３のパルスを用いて付加情報Ｘを良好に伝達することができる。
【００５９】
また、周期信号Ｆ１及び付加信号Ｆ３のパルスは、車両内の他のＥＣＵによって区別可能に受信される必要がある。従って、両パルスの間隔は、車両内の他のＥＣＵによって区別可能な所定のパルス間隔（例えば、上述したパルス間隔Ｔｄ）を有していることが好ましい。上述したように、周期信号Ｆ１のパルスが出力された際に、ステップ＃６２においてタイマ値ｔがリセットされるので、周期信号Ｆ１のパルスの出力後にパルス間隔Ｔｄを確保した上で付加信号Ｆ３のパルスが出力される。
【００６０】
また、図８の破線枠Ｃ内に示したように、ステップ＃５０において付加信号Ｆ３のパルスを出力している最中に、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合には、図７に示すように破線ａにおけるパルス数が１つであると受信側で判定される。従って、ステップ＃５０において付加信号Ｆ３が生成されなかったものとして、差分係数ｄの値が更新される。従って、このような場合を想定しても、非同期のパルスを用いて良好に複数の情報を伝達可能である。
【００６１】
さらに、付加信号Ｆ３のパルスの出力直後に、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合を想定して、パルス間隔Ｔｄを確保するための工夫を加えると好適である。これは、受信側のＥＣＵでは２つのパルスを区別することができないにも拘わらず、送信側では２つのパルスを出力したものとして処理を継続する可能性に対応するためである。つまり、送信されたデータ（内部データＭ）と、受信されたデータとの間に差異が生じる可能性を抑制するためである。具体的には、ステップ＃５０からステップ＃６０を経てステップ＃６４へ至るフローの間に、少しウェイト時間を設けるようにするとよい。差分係数ｄの更新に先立ってタイマ値ｔを先にリセットしておけば、このウェイト時間の間もタイマ値ｔの計数が継続するので、パルス間隔Ｔｄが延長されることもない。
【００６２】
尚、初期時間Ｔｏが経過する前に周期信号Ｆ１のパルスが出力されると、タイマ値ｔがリセットされることから、ステップ＃４２の条件を満たさず、通信フラグＪが「０」のまま更新されない可能性がある。しかし、周期信号Ｆ１の出力に際しても初期時間Ｔｏを設ける、周期信号Ｆ１の最小周期よりも短い初期時間Ｔｏを設定する等、使用環境に応じて、適宜対応可能であるので問題はない。又は、ステップ＃６２に、「Ｊ＝１」として通信フラグＪを「１」に強制的に設定する処理を加えておいてもよい。
【００６３】
ここで、周期信号Ｆ１のパルス、付加信号Ｆ３のパルスのパルス数によって、伝送される付加情報Ｘの値（内部データＭ）の初期値からの差であるデータ値Δを表す換算式について説明を加えておく。分解能の符号を加味し、周期信号Ｆ１のパルスにより値が「１」増加し、付加信号Ｆ３のパルスにより値が「２」減少するものとする。また、下記式(1)中のａｊは、図７において基準ａと交差したパルス数であり、ｂｊは、図７において基準ｂと交差したパルス数である。
【００６４】
データ値Δ ＝ −（２・Σａｊ − ３・Σｂｊ）・・・(1)
【００６５】
本実施形態では、初期値から減算される場合を例示しているので、式の全体に「−１」を乗算する形式で式(1)を記載している。初期値がゼロなどであり、初期値から加算される場合には、式(1)は括弧内の形となる。また、実際には、Δは式(1)に分解能を乗じた値となるが、ここでは説明を容易にするために、分解能を乗じていない形式で示す。
【００６６】
ここで、図６の例に対して、上記式(1)を当てはめてみる。時刻ｔ１０〜時刻ｔ２０において、付加信号Ｆ３のパルスが２０ケ出力されたとする。この間、周期信号Ｆ１のパルスの出力数はゼロであるから、データ値Δは以下のようになる。付加信号Ｆ３の１つのパルスは「−２」を示すから、パルス数２０で「Δ＝−４０」と、正しく計算される。
【００６７】
データ値Δ ＝ −（２×２０ − ３×０）＝ −４０
【００６８】
次に、時刻ｔ３０において、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合を考える。基準ａにおけるパルスの総数は２１となり、基準ｂにおけるパルスの総数は１となる。周期信号Ｆ１の出力により、時刻ｔ２０に時点に対して１だけ増加し、「Δ＝−３９」と、正しく計算される。
【００６９】
データ値Δ ＝ −（２×２１ − ３×１）＝ −３９
【００７０】
次に、時刻ｔ４０において、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合に当てはめる。基準ａにおけるパルスの総数は２２となり、基準ｂにおけるパルスの総数は２となる。周期信号Ｆ１の出力により、時刻ｔ３０に時点に対してさらに１だけ増加し、「Δ＝−３８」と、正しく計算される。
【００７１】
データ値Δ ＝ −（２×２２ − ３×２）＝ −３８
【００７２】
次に、時刻ｔ４１において、周期信号Ｆ１のパルスが出力された場合に当てはめる。基準ａにおけるパルスの総数は２３となり、基準ｂにおけるパルスの総数は２のままである。周期信号Ｆ１の出力により、時刻ｔ４０に時点に対して２だけ減少し、「Δ＝−４０」と、正しく計算される。
【００７３】
データ値Δ ＝ −（２×２３ − ３×２）＝ −４０
【００７４】
このように、何れの時刻においても、周期信号Ｆ１と付加信号Ｆ３のパルスにより、伝送された情報を正しく計算し、復元することが可能である。本実施形態におけるこの通信プロトコルは、任意の時刻において、伝送された情報を正しく復元できるだけではなく、既に伝送された情報に対して、その差分値δ（＝２・ａn−３・ｂn）を伝送するものと考えることも可能である。つまり、下記式(2)のように解釈することも可能である。
【００７５】
【数１】
【００７６】
ここで、式(2)の右辺の第１項は、既に伝送された情報のデータ値Δn-1を示している。例えば、図６における時刻ｔ４０においては、基準ａに対するパルスが１、基準ｂに対するパルスが１つ追加されるので、式(1)のΣａｊ及びΣｂｊにそれぞれ１を代入すると、「−（２−３）」となって、「δ＝１」となる。つまり、周期信号Ｆ１のパルスによって、データ値Δが「１」増加する。図６における時刻ｔ４１においては、基準ａに対するパルスのみが１つ追加されるので、式(1)のΣａｊに「１」、Σｂｊに「０」を代入すると、「−（２−０）」となって、「δ＝−２」となる。つまり、付加信号Ｆ３のパルスによって、データ値Δが「２」減少する。
【００７７】
つまり、本通信プロトコルによれば、出力信号Ｆを受け取ったＥＣＵが、所定の期間の満了時にまとめて演算してデータ値Δや付加情報Ｘの値を求めることが可能であるばかりではなく、差分値δに応じて値を更新することも可能であることが一層よく理解できる。既に伝送された値に差分値δを加える（マイナスの値を含む）という簡単な演算でデータ値Δや付加情報Ｘの値を更新可能であるので、出力信号Ｆを受け取るＥＣＵの演算負荷が軽減され、演算時間も短縮される。また、データを一時記憶するためのＲＡＭなどの一時記憶手段の容量も抑制することが可能である。
【００７８】
〔第２実施形態〕
本発明においては、周期信号Ｆ１のパルスに対して、非同期に付加信号Ｆ３のパルスを出力可能な構成とすることで、周期信号Ｆ１が出力されない時でも付加情報Ｘの伝送を可能としている。しかし、周期信号Ｆ１が出力されるようになった以降は、周期信号Ｆ１に同期して付加信号Ｆ３を出力するようにしてもよい。つまり、周期信号Ｆ１が出力され始めた後には、例えば、図８に示すフローチャートを、ステップ＃２０、ステップ＃６０、ステップ＃６２、ステップ＃３０、ステップ＃３２、ステップ＃４０、ステップ＃４４、ステップ＃５０、ステップ＃６４の順に実行するように変更すればよい。この説明により、当業者であれば容易に第１実施形態を改変可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００７９】
周期信号Ｆ１が出力されるようになる前であっても、内部データＭと付加情報Ｘの値との差分が所定の定常差分値未満となった後に、周期信号Ｆ１に同期して付加信号Ｆ３を出力するようにしてもよい。図６及び図８に示す例において、定常差分値をゼロとすれば、ステップ＃３２の判定を、付加信号Ｆ３の出力タイミングを周期信号Ｆ１に同期させる切り換えの判定として利用することができる。また、この際、図６における時刻ｔ２０以降において、付加信号Ｆ３の出力タイミングが周期信号Ｆ１に同期することになる。
【００８０】
〔第３実施形態〕
第２実施形態のように、周期信号Ｆ１に同期させて付加信号Ｆ３を出力する場合、周期信号Ｆ１のパルスと、付加信号Ｆ３のパルスとの持つ数値的な意味を変更してもよい。非同期の周期信号Ｆ１と付加信号Ｆ３とを用いて伝送する場合には、両信号のパルスのそれぞれに数値的な意味を持たせていた。しかし、両信号が同期する場合には、周期信号Ｆ１には情報伝送のトリガとしての役割だけを持たせ、付加信号Ｆ３に増減の双方の数値的な意味を持たせてもよい。
【００８１】
図９は、周期信号Ｆ１のパルスに同期して出力され、増減の双方の数値的な意味をもつ付加信号Ｆ３のパルスの一例である。図９に示す波形Ｆａは、リセット状態を示し、例えば、付加情報Ｘの値を初期値に戻すものである。このリセット状態は、基準ａでのパルス数と基準ｂでのパルス数とが一致する場合とすると好適である。
【００８２】
波形Ｆｂは差分値δが「１」減少する時の波形を示し、波形Ｆｄは差分値δが「１」増加する時の波形を示し、波形Ｆｃは差分値δがゼロの場合を示す。また、波形Ｆａに示すリセット後であれば、周期信号Ｆ１の複数周期に亘る基準ａでのパルス数と、基準ｂでのパルス数とに基づき、下記式(3)によって初期値との差を示すデータ値Δを求めることも可能である。式(1)及び式(2)を提示して上述したように、式(3)は、差分値δ及びデータ値Δの双方を求める際に利用可能な式である。
【００８３】
データ値Δ ＝ −（Σａｊ − ３・Σｂｊ）・・・(3)
【００８４】
〔第４実施形態〕
第３実施形態では、周期信号Ｆ１に同期して出力される付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が３である場合を例として説明した。しかし、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値は、「３」に限定されるものではない。例えば、第２実施形態は、図９の波形Ｆａに示すリセット状態が存在せず、上記式(1)に基づいて差分値δ及びデータ値Δの双方を求めることが可能な１つの実施形態である。この場合には、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値は「１」である。
【００８５】
周期信号Ｆ１に同期して出力される付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が２である場合には、下記式(4)に基づいて差分値δ及びデータ値Δの双方を求めることが可能である。尚、この場合には、基準ａでのパルス数と基準ｂでのパルス数とが一致する場合をリセットとすることができる。
【００８６】
データ値Δ ＝ −（２・Σａｊ − ５・Σｂｊ）・・・(4)
【００８７】
周期信号Ｆ１に同期して出力される付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が３以上の奇数Ｎである場合には、下記式(5)に基づいて差分値δ及びデータ値Δの双方を求めることが可能である。この場合にも、基準ａでのパルス数と基準ｂでのパルス数とが一致する場合をリセットとすることができる。Σｂｊに対する係数は、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値の中央値に周期信号Ｆ１のパルスの１つ分を加算した値である。
【００８８】
【数２】
【００８９】
尚、周期信号Ｆ１に同期して出力される付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が４以上の偶数Ｎである場合には、下記式(6)に基づいて差分値δ及びデータ値Δの双方を求めることが可能である。この場合にも、基準ａでのパルス数と基準ｂでのパルス数とが一致する場合をリセットとすることができる。Σｂｊに対する係数は、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値の中央値に周期信号Ｆ１のパルスの１つ分を加算した値である。付加信号Ｆ３のパルス数の最大値が偶数である場合、付加信号Ｆ３のパルス数の最大値の中央値は１つに定まらない。従って、下記式(7)を用いてもよい。
【００９０】
【数３】
【数４】
【００９１】
〔その他の実施形態〕
周期信号Ｆ１は、回転状態を示す信号に限定されることなく、周期が物理量（第１の物理量）を示すものであれば他の信号であってもよい。また、第２の物理量は、空気圧に限定されることなく、例えば温度などの他の物理量であってもよい。また、本実施形態では、付加情報が初期値から減少する場合を例示したが、当然ながら本発明はこれに限定されない。初期値がゼロなどの低い値であって、その値が増加する物理量であってもよい。
【００９２】
以上説明したように、本発明によって信号処理装置やプログラムなどの規模の増大を抑制しつつ、一方の情報を伝送するタイミングに他方の情報を伝送するタイミングが依存されることなく、共通の信号線で複数の情報を伝送することができるデータ通信方法を提供することができる。このデータ通信方法は、特に車輪の状態を示す物理量と共に他の物理量を伝送する車輪の状態検出装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
Ｆ１：周期信号（第１パルス、回転検出信号）
Ｆ３：付加信号（第２パルス）
Ｆ３ａ：付加信号（第３パルス）
Ｍ：内部データ（第２の物理量の伝達済みのデータ）
Ｔｄ：パルス間隔
Ｘ：付加情報（第２の物理量の実際のデータ）
３：周期信号生成部（回転検出信号生成部）
４：出力部
５：付加信号生成部
９：車輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるパルス形状を有する第１パルスと第２パルスとを用いて、同一の伝送線上において異なる複数の物理量を伝達させるデータ通信方法であって、
前記第１パルスの周期により第１の物理量を伝達すると共に、前記第１の物理量とは異なる第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータ値と実際のデータ値との間に所定方向の差分が生じている場合に所定のパルス間隔で生成される第２パルスと前記第１パルスとによって相補的に増減を表して前記第２の物理量を伝達するデータ通信方法。
【請求項２】
前記第１パルスの出力による増減量と前記第２パルスの出力による増減量とは異なる値である請求項１に記載のデータ通信方法。
【請求項３】
前記第２パルスが出力されるタイミングにおいて前記第１パルスが出力された場合には、前記第１パルスの出力により増減を表して前記第２の物理量を伝達する請求項１又は２に記載のデータ通信方法。
【請求項４】
前記第２の物理量の前記伝達済みのデータ値と前記実際のデータ値との間に生じている差分が所定の定常差分値未満となるまでの間、前記第２パルスは前記第１パルスとは非同期に出力され、
当該差分が所定の定常差分値未満となった後は、前記第２パルスは前記第１パルスに同期して出力される請求項１〜３の何れか一項に記載のデータ通信方法。
【請求項５】
前記第２の物理量の前記伝達済みのデータ値と前記実際のデータ値との間に生じている差分が所定の定常差分値未満となった後は、前記第２パルスに代えて、前記第１パルスに同期して出力され、１つの前記第１パルスに対して出力されるパルス数によって増減を表し、前記第１パルスとは異なるパルス形状の第３パルスにより前記第２の物理量を伝達する請求項４に記載のデータ通信方法。
【請求項６】
車輪の回転に応じて出力される交流の検出信号に基づいて、第１の物理量を伝達する信号として、当該検出信号の周期に応じた周期を有するパルス状の回転検出信号を生成する回転検出信号生成部と、
前記第１パルスと相補的に増減を表して前記第１の物理量とは異なる第２の物理量を伝達する信号として、前記第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータ値と実際のデータ値との間に所定方向の差分が生じている場合に、所定のパルス間隔で前記第１パルスとは異なるパルス形状の第２パルスを生成する付加信号生成部と、
前記第１パルスと前記第２パルスとを同一の伝送線上において出力させる出力部と、
を備える車輪の状態検出装置。
【請求項１】
異なるパルス形状を有する第１パルスと第２パルスとを用いて、同一の伝送線上において異なる複数の物理量を伝達させるデータ通信方法であって、
前記第１パルスの周期により第１の物理量を伝達すると共に、前記第１の物理量とは異なる第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータ値と実際のデータ値との間に所定方向の差分が生じている場合に所定のパルス間隔で生成される第２パルスと前記第１パルスとによって相補的に増減を表して前記第２の物理量を伝達するデータ通信方法。
【請求項２】
前記第１パルスの出力による増減量と前記第２パルスの出力による増減量とは異なる値である請求項１に記載のデータ通信方法。
【請求項３】
前記第２パルスが出力されるタイミングにおいて前記第１パルスが出力された場合には、前記第１パルスの出力により増減を表して前記第２の物理量を伝達する請求項１又は２に記載のデータ通信方法。
【請求項４】
前記第２の物理量の前記伝達済みのデータ値と前記実際のデータ値との間に生じている差分が所定の定常差分値未満となるまでの間、前記第２パルスは前記第１パルスとは非同期に出力され、
当該差分が所定の定常差分値未満となった後は、前記第２パルスは前記第１パルスに同期して出力される請求項１〜３の何れか一項に記載のデータ通信方法。
【請求項５】
前記第２の物理量の前記伝達済みのデータ値と前記実際のデータ値との間に生じている差分が所定の定常差分値未満となった後は、前記第２パルスに代えて、前記第１パルスに同期して出力され、１つの前記第１パルスに対して出力されるパルス数によって増減を表し、前記第１パルスとは異なるパルス形状の第３パルスにより前記第２の物理量を伝達する請求項４に記載のデータ通信方法。
【請求項６】
車輪の回転に応じて出力される交流の検出信号に基づいて、第１の物理量を伝達する信号として、当該検出信号の周期に応じた周期を有するパルス状の回転検出信号を生成する回転検出信号生成部と、
前記第１パルスと相補的に増減を表して前記第１の物理量とは異なる第２の物理量を伝達する信号として、前記第２の物理量の初期値又は伝達済みのデータ値と実際のデータ値との間に所定方向の差分が生じている場合に、所定のパルス間隔で前記第１パルスとは異なるパルス形状の第２パルスを生成する付加信号生成部と、
前記第１パルスと前記第２パルスとを同一の伝送線上において出力させる出力部と、
を備える車輪の状態検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２７７３３５（Ｐ２０１０−２７７３３５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２９１８５（Ｐ２００９−１２９１８５）
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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