特開 2023-183244 無線通信システム、無線通信機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183244

(43)【公開日】2023-12-27

(54)【発明の名称】無線通信システム、無線通信機器

(51)【国際特許分類】

   H04W 4/48 20180101AFI20231220BHJP

   H04B 1/3822 20150101ALI20231220BHJP

   H04B 1/16 20060101ALI20231220BHJP

   H04B 1/401 20150101ALI20231220BHJP

   H04W 84/10 20090101ALI20231220BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20231220BHJP

   H04W 52/02 20090101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

H04W4/48

H04B1/3822

H04B1/16 M

H04B1/401

H04W84/10 110

H04W84/18

H04W52/02 111

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022096765

(22)【出願日】2022-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】曹 冷馳

(72)【発明者】

【氏名】青野 孝之

【テーマコード（参考）】

5K011

5K061

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K011BA04

5K011FA07

5K011JA01

5K011KA03

5K061AA02

5K061CC02

5K061EE01

5K067AA34

5K067AA43

5K067BB03

5K067BB27

5K067DD11

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE41

5K067FF02

5K067LL05

5K067LL11

(57)【要約】

【課題】通信構成の複雑化を抑えつつ、電力消費の増大を抑制可能な無線通信システムおよび無線通信機器を提供する。
【解決手段】ＴＰＭＳは、電池２５を電源として動作し、通信モードをスタンバイ状態とウェイクアップ状態とに切替可能な第１制御部２３を有するタイヤセンサ２を備える。ＴＰＭＳは、タイヤセンサ２との間でＢＬＥ通信を実施可能に構成され、タイヤセンサ２からアドバタイズ信号を受信すると、タイヤセンサ２に対して接続要求してタイヤセンサ２とのコネクションを確立可能な車載ユニット３を備える。タイヤセンサ２は、第１制御部が２３スタンバイ状態となっている際に車載ユニット３が発するＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の無線信号を受信すると、無線信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合する。そして、タイヤセンサ２は、照合結果に応じて第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信システムであって、
電池（２５）を電源として動作するものであって、通信モードをスタンバイ状態とウェイクアップ状態とに切替可能な制御部（２３）を有する第１機器（２）と、
前記第１機器との間でＢＬＥ通信規格に準ずる無線通信を実施可能に構成され、前記第１機器からアドバタイズ信号を受信すると、前記第１機器に対して接続要求して前記第１機器とのコネクションを確立可能な第２機器（３、５）と、を備え、
前記第１機器は、前記制御部が前記スタンバイ状態となっている際に前記第２機器が発する前記ＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の無線信号を受信すると、前記無線信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合し、照合結果に応じて前記制御部を前記ウェイクアップ状態に切り替える起動部（２７、２７Ａ）を含んでいる、無線通信システム。

【請求項2】

前記第２機器は、前記アドバタイズ信号を前記ウェイクアップ信号として前記第１機器に向けて発信し、
前記起動部（２７）は、前記第２機器が発する前記アドバタイズ信号の少なくとも一部を前記照合パターンと照合する照合部（２７１）と、前記照合部での照合結果に応じて前記制御部を前記ウェイクアップ状態に切り替える切替部（２７２）と、を含む請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記第２機器は、前記アドバタイズ信号とは異なる２．４ＧＨｚ帯の高周波信号を前記ウェイクアップ信号として前記第１機器に向けて発信し、
前記起動部（２７Ａ）は、前記第２機器が発する前記高周波信号を前記照合パターンと照合する照合部（２７１Ａ）と、前記照合部での照合結果に応じて前記制御部を前記ウェイクアップ状態に切り替える切替部（２７２Ａ）と、を含む請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記第２機器は、前記アドバタイズ信号よりもデータ量の小さい前記高周波信号を前記ウェイクアップ信号として発信する、請求項３に記載の無線通信システム。

【請求項5】

前記第１機器は、前記第２機器からの前記ウェイクアップ信号を受信して前記制御部が前記ウェイクアップ状態になると、前記アドバタイズ信号をブロードキャスト可能な状態になる、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の無線通信システム。

【請求項6】

前記第１機器は、車両に取り付けられた車輪のタイヤ空気圧を検出するタイヤセンサ（２）であり、
前記第２機器は、前記車両に設置されて前記タイヤセンサでの検知結果に基づいて前記タイヤ空気圧の異常の有無を監視する車載ユニット（３）である、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の無線通信システム。

【請求項7】

前記電池は、放電が可能な一次電池である、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の無線通信システム。

【請求項8】

電池（２５）を電源として動作する無線通信機器であって、
通信モードをスタンバイ状態とウェイクアップ状態とに切替可能な制御部（２３）と、
外部機器（３、５）との間でＢＬＥ通信規格に準ずる無線通信を実施するものであって、前記外部機器からの接続要求によって前記外部機器とのコネクションが確立される通信回路（２４）と、
前記制御部が前記スタンバイ状態となっている際に、前記ＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の無線信号を受信すると、前記無線信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合し、照合結果に応じて前記制御部を前記ウェイクアップ状態に切り替える起動部（２７）と、
を備える、無線通信機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無線通信システムおよび無線通信機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、スマートキー等の電池駆動型の携帯通信機と車載通信機との間で、ＢＬＥ通信規格に準ずる無線通信（以下、ＢＬＥ通信とも呼ぶ）を行うシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このＢＬＥ通信では、一方の通信機の制御部を間欠的に起動させてアドバタイズ信号をブロードキャストし、この信号をスキャンした他方の通信機が接続要求を行うことで、各通信機の間の通信接続を確立させるのが一般的である。

【0003】

これに対し、特許文献１には、無線通信の電力消費を抑えるために、ＢＬＥ通信規格に準ずる無線通信とＬＦ信号等を用いた無線通信とを組み合わせることによって、スタンバイ状態の通信機をウェイクアップ状態に切り替える技術が開示されている。具体的には、特許文献１に記載のシステムは、通信機の制御部を間欠的にウェイクアップ状態に切り替えてアドバタイズ信号をブロードキャストするのではなく、ＬＦ信号等を用いた無線通信により通信機をウェイクアップ状態に切り替える構成になっている。なお、“ＢＬＥ”は、Bluetooth（登録商標） Low Energy の略称である。また、“ＬＦ”は、Low Frequency の略称である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６４０７３５０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、ＢＬＥ通信を行うための機器に加えて、ＬＦ信号等を用いた無線通信を行うための機器が別途必要となることで、通信構成が大幅に複雑化してしまう。

【0006】

本開示では、通信構成の複雑化を抑えつつ、電力消費の増大を抑制可能な無線通信システムおよび無線通信機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の発明は、
無線通信システムであって、
電池（２５）を電源として動作するものであって、通信モードをスタンバイ状態とウェイクアップ状態とに切替可能な制御部（２３）を有する第１機器（２）と、
第１機器との間でＢＬＥ通信規格に準ずる無線通信を実施可能に構成され、第１機器からアドバタイズ信号を受信すると、第１機器に対して接続要求して第１機器とのコネクションを確立可能な第２機器（３、５）と、を備え、
第１機器は、制御部がスタンバイ状態となっている際に第２機器が発するＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の無線信号を受信すると、無線信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合し、照合結果に応じて制御部をウェイクアップ状態に切り替える起動部（２７、２７Ａ）を含んでいる。

【0008】

このように、第２機器が発するウェイクアップ信号の受信を契機として、第１機器の制御部がスタンバイ状態からウェイクアップ状態に切り替わる構成になっていれば、第１機器の制御部を間欠的に起動させる必要がないので、第１機器の電力消費を抑制できる。そして、第２機器が発するウェイクアップ信号は、ＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の信号であるため、第１機器に対してウェイクアップ信号を受信するための専用アンテナを追加する必要がない。

【0009】

したがって、本開示の無線通信システムによれば、通信構成の複雑化を抑えつつ、電力消費を抑制することができる。

【0010】

請求項８に記載の発明は、
電池（２５）を電源として動作する無線通信機器であって、
通信モードをスタンバイ状態とウェイクアップ状態とに切替可能な制御部（２３）と、
外部機器（３、５）との間でＢＬＥ通信規格に準ずる無線通信を実施するものであって、外部機器からの接続要求によって外部機器とのコネクションが確立される通信回路（２４）と、
制御部がスタンバイ状態となっている際に、ＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の無線信号を受信すると、無線信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合し、照合結果に応じて制御部をウェイクアップ状態に切り替える起動部（２７）と、を備える。

【0011】

このように、第２機器が発するウェイクアップ信号の受信を契機として、無線通信機器の制御部がスタンバイ状態からウェイクアップ状態に切り替わる構成になっていれば、無線通信機器の制御部を間欠的に起動させる必要がない。加えて、外部機器が発するウェイクアップ信号は、ＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の信号であるため、無線通信機器に対してウェイクアップ信号を受信するための専用アンテナを追加する必要がない。

【0012】

したがって、本開示の無線通信システムによれば、従来に比べて、通信構成の複雑化を抑えつつ、電力消費を抑制することができる。

【0013】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係る無線通信システムを構成するタイヤ空気圧監視システムの概略構成図である。

【図2】タイヤセンサの概略的な構成を示すブロック図である。

【図3】第１実施形態のタイヤセンサに含まれる第１通信回路の概略的な構成を示すブロック図である。

【図4】照合部を説明するための説明図である。

【図5】車載ユニットの概略的な構成を示すブロック図である。

【図6】車載ユニット等が実行する通信処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】第１実施形態におけるタイヤセンサと車載ユニットとの間の無線通信を説明するための説明図である。

【図8】第１実施形態の車載ユニットが発するウェイクアップ信号を説明するための説明図である。

【図9】第２実施形態におけるタイヤセンサと車載ユニットとの間の無線通信を説明するための説明図である。

【図10】第２実施形態の車載ユニットが発するウェイクアップ信号を説明するための説明図である。

【図11】第２実施形態のタイヤセンサに含まれる第１通信回路の概略的な構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

【0016】

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図８を参照して説明する。本開示では、無線通信システムをタイヤ空気圧監視システム（以下、ＴＰＭＳと称する）に適用した例について説明する。ＴＰＭＳは、車両１の車輪６ａ～６ｄのタイヤ空気圧を監視するシステムである。ＴＰＭＳは、タイヤセンサ２と、車載ユニット３と、表示機器４と、整備ツール５と、を含んでいる。本実施形態では、タイヤセンサ２が “第１機器”に対応し、車載ユニット３および整備ツール５が“第２機器”に対応している。また、本実施形態では、タイヤセンサ２が“無線通信機器”に対応し、車載ユニット３および整備ツール５が“外部機器”に対応している。

【0017】

タイヤセンサ２は、タイヤを含む複数の車輪６ａ～６ｄのそれぞれに設けられるもので、タイヤの空気圧等を検出すると共に、その検出結果を示すタイヤ空気圧に関する情報をフレーム内に格納して送信する。

【0018】

車載ユニット３は、車両１における車体７側に設けられるもので、タイヤセンサ２から送信されたフレームを受信すると共に、その中に格納された情報に基づいて各種処理や演算等を行うことでタイヤ空気圧検出を行う。

【0019】

車載ユニット３は、タイヤセンサ２との間でＢＬＥ通信を実施可能に構成されている。車載ユニット３は、タイヤセンサ２からアドバタイズ信号を受信すると、タイヤセンサ２に対して接続要求してタイヤセンサ２とのコネクションを確立する。

【0020】

表示機器４は、乗員に伝える情報を表示する機器である。表示機器４は、車室内のうちドライバが視認可能な場所に設置される。具体的には、表示機器４は、インストルメントパネルに設置される警報ランプやディスプレイによって構成される。表示機器４は、車載ユニット３からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてくると、その旨の表示を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を報知する。

【0021】

整備ツール５は、車両１の各種機器における異常の有無を診断するものであって、主に車両１の整備士が扱うツールである。整備ツール５は、タイヤセンサ２や車載ユニット３との間でＢＬＥ通信を実施可能に構成されている。なお、整備ツール５は、車載ユニット３と有線通信によって接続可能に構成されていてもよい。

【0022】

以下、タイヤセンサ２の概略的な構成について、図２～図４を参照しつつ説明する。図２に示すように、タイヤセンサ２は、センシング部２１と、加速度センサ２２と、第１制御部２３と、第１通信回路２４と、第１通信アンテナ２６と、電池２５とを有する。

【0023】

センシング部２１は、タイヤ空気圧やタイヤ内温度を検出する。すなわち、センシング部２１は、圧力センサや温度センサを備えた構成とされ、タイヤ空気圧に応じた検出信号やタイヤ内温度に応じた検出信号を出力する。

【0024】

加速度センサ２２は、重力加速度と、各車輪６ａ～６ｄの回転によって生じる加速度を検出する。本実施形態の加速度センサ２２は、例えば、車輪６ａ～６ｄの回転時に車輪６ａ～６ｄに働く加速度のうち、各車輪６ａ～６ｄの径方向に働く遠心加速度と重力加速度を加えた値に応じた検出信号を出力する。

【0025】

第１制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ等を備えるマイクロコンピュータによって構成される。第１制御部２３は、内蔵メモリに記憶されたプログラムに従って、所定の処理を実行する。メモリには、各タイヤセンサ２を特定するための固有の識別情報と自車両を特定するための車両固有の識別情報とを含む個別のＩＤ情報が格納されている。

【0026】

第１制御部２３は、センシング部２１から出力された検出信号を受け取り、それを信号処理すると共に必要に応じて加工し、センシング部２１の検出結果を示すデータとして各タイヤセンサ２のＩＤ情報と共にフレーム内に格納する。すなわち、第１制御部２３は、センシング部２１の検出結果を示すデータが格納されたフレームを作成する。第１制御部２３は、作成したフレームを第１通信回路２４に送る。以下の説明では、センシング部２１の検出結果を示すデータのことを、タイヤ空気圧に関するデータ、または、単に、タイヤ情報という。なお、タイヤ空気圧に関するデータにこれらすべてのデータが必ず含まれている必要はなく、タイヤ空気圧の検出結果を示すデータのみであってもよい。

【0027】

第１制御部２３は、加速度センサ２２の検出信号に基づいて、加速度が一定値以上であるか否か、すなわち、車両１が所定速度以上での走行中であるか、車両１が徐行および駐停車中であるかを検出する。また、第１制御部２３は、センシング部２１の検出信号に基づいて、タイヤ調圧によるタイヤ空気圧変化を検出する。

【0028】

第１制御部２３は、電力消費を抑えるために、他の機器との通信が不要な場合に省電力な通信モードであるスタンバイ状態に移行する。第１制御部２３は、通信モードをスタンバイ状態とウェイクアップ状態とに切替可能な“制御部”である。

【0029】

ここで、スタンバイ状態は、信号の待ち受け状態であり、ウェイクアップ状態に比べて省電力で動作する。具体的には、スタンバイ状態は、ＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯（すなわち、２．４ＧＨｚ帯）の無線信号を受信可能であるが、当該無線信号の送信ができない状態である。スタンバイ状態では、常に無線信号を受信できるわけではなく、周期的に無線信号を受信可能な状態に移行するようになっている。これにより、電力消費が抑制される。

【0030】

ウェイクアップ状態は、第１制御部２３が起動された状態であり、ＢＬＥ通信規格に準ずる無線信号を送受信可能な状態である。ウェイクアップ状態は、スタンバイ状態に比べて電力消費が大きい。

【0031】

第１制御部２３は、例えば、ウェイクアップ状態となっている際に、所定のタイミングで、単方向通信によるタイヤ情報の送信を第１通信回路２４に行わせる。なお、タイヤ情報の送信とは、タイヤ情報が格納されたフレームを送信することを意味する。

【0032】

第１通信回路２４は、車載ユニット３および整備ツール５等との間で、ＢＬＥ通信を行う通信回路である。第１通信アンテナ２６は、車載ユニット３および整備ツール５等とＢＬＥ通信を行うためのアンテナである。

【0033】

第１通信回路２４は、第１通信アンテナ２６を通じて、ＢＬＥ通信規格に準ずる無線信号の送信および受信を行う。ＢＬＥ通信では、タイヤセンサ２から車載ユニット３への単方向通信と、タイヤセンサ２と車載ユニット３との間の双方向通信とが可能である。

【0034】

第１通信回路２４は、第１制御部２３がスタンバイ状態となっている際に車載ユニット３が発するＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯のウェイクアップ信号を受信すると、第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える起動部２７を含んでいる。具体的には、第１通信回路２４は、ＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の無線信号を受信すると、当該無線信号をウェイクアップ信号に対応する所定の照合パターンと照合し、照合結果に応じて第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える。

【0035】

ＢＬＥ通信では、周波数帯が２．４ＧＨｚ帯であって、ＧＦＳＫ（ＧａｕｓｓｉａｎＦＳＫ）の変調方式が採用されている。第１通信回路２４は、前述のＢＬＥ通信で採用される通信方式に対応した回路構成になっている。

【0036】

具体的には、第１通信回路２４は、図３に示すように、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）２４１、位相同期回路（ＰＬＬ）２４２、デジタル変換器（ＡＤＣ）２４３、復調器２４４、データバッファ２４５、起動部２７を備えている。

【0037】

第１通信回路２４は、第１通信アンテナ２６で受信した受信信号をローノイズアンプ２４１で増幅したものを位相同期回路２４２が発信するロック信号と同期させた後、デジタル変換器２４３でデジタル信号に変換する。そして、第１通信回路２４は、デジタル変換器２４３で変換されたデジタル信号を復調器２４４で復調し、復調した信号データをデータバッファ２４５に一時的に記憶する。復調器２４４で復調した信号データやデータバッファ２４５に記憶された信号データは、所定のＢＬＥ手続作業を経てウェイクアップ状態の第１制御部２３へ出力される。
ここで、データバッファ２４５は、第１制御部２３がスタンバイ状態になっている際に復調器２４４で復調した信号データを一時的に記憶しておくものである。第１通信回路２４は、例えば、復調器２４４で復調した信号データが後述のウェイクアップ信号と一致すると、データバッファ２４５に記憶された信号データを第１制御部２３へ出力する。また、第１通信回路２４は、復調器２４４で復調した信号データが後述のウェイクアップ信号と一致しない場合には、データバッファ２４５に記憶された信号データを破棄する。なお、復調器２４４で復調した信号データは、常にデータバッファ２４５に記憶されるわけではない。第１通信回路２４は、例えば、第１制御部２３の起動後に復調器２４４で復調した信号データについてはデータバッファ２４５に記憶せずに第１制御部２３へ出力するようになっていてもよい。また、第１通信回路２４は、例えば、復調器２４４で復調した信号データが、第１制御部２３を起動させるための専用の信号である場合等はデータバッファ２４５に記憶せずに第１制御部２３へも出力しないようになっていてもよい。なお、データバッファは、必須の構成ではなく、例えば、車載ユニット３が同じ信号を複数回送信するように構成されている場合は省略されていてもよい。

【0038】

起動部２７は、第１制御部２３を起動させるものである。本実施形態の起動部２７は、デジタル変換器２４３で変換されたデジタル信号に基づいて、第１制御部２３の通信モードをスタンバイ状態からウェイクアップ状態に切り替える。起動部２７は、照合部２７１および切替部２７２を備える。

【0039】

照合部２７１は、図４に示すように、車載ユニット３等の外部機器が発するＢＬＥ通信規格に準ずる無線信号を受信すると、当該信号に対応するデジタル信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合する。この照合パターンは、車載ユニット３等の外部機器が発するウェイクアップ信号の少なくとも一部に対応しており、予めメモリに記憶されている。照合部２７１は、車載ユニット３等の外部機器からウェイクアップ信号を受信すると、ウェイクアップ信号を照合パターンと照合し、一致しているか否かを示す信号を照合結果として切替部２７２に出力する。

【0040】

切替部２７２は、照合部２７１での照合結果に応じて第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える。切替部２７２は、例えば、照合部２７１での照合結果が一致を示す場合に、復調器２４４およびデータバッファ２４５とＢＬＥ接続作業を実施する構成との間の接続をオンして、第１制御部２３を起動させる。なお、切替部２７２は、照合部２７１での照合結果が不一致を示す場合に、復調器２４４およびデータバッファ２４５とＢＬＥ接続作業を実施する構成との間の接続をオフに維持する。

【0041】

図２に戻り、電池２５は、センシング部２１や第１制御部２３等に対して電力供給を行う。電池２５からの電力供給により、センシング部２１でのタイヤ空気圧に関するデータの収集や、第１制御部２３での各種演算等が実行される。電池２５は、放電可能な一次電池で構成されている。

【0042】

このように構成されるタイヤセンサ２は、各車輪６ａ～６ｄのホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられ、センシング部２１がタイヤの内側に露出するように配置される。これにより、タイヤセンサ２は、タイヤ空気圧を検出し、その検出結果を示すタイヤ情報が格納されたフレームを送信する。

【0043】

続いて、車載ユニット３の概略的な構成について、図５を参照しつつ説明する。図５に示すように、車載ユニット３は、第２通信アンテナ３１と、第２通信回路３２と、電源制御部３３と、第２制御部３４とを有する。

【0044】

第２通信アンテナ３１は、各タイヤセンサ２とＢＬＥ通信を行うためのアンテナである。第２通信アンテナ３１は、車載ユニット３の本体内に配置された内部アンテナでもよいし、本体から配線を引き伸ばした外部アンテナとされていてもよい。

【0045】

第２通信回路３２は、第２通信アンテナ３１を通じて、各タイヤセンサ２とＢＬＥ通信を行う回路である。第２通信回路３２は、第２通信アンテナ３１を通じて、ＢＬＥ通信規格に準ずる無線信号の送信及び受信を行う。第２通信回路３２は、車載ユニット３からタイヤセンサ２への単方向通信と、タイヤセンサ２と車載ユニット３との間の双方向通信とが可能である。第２通信回路３２は、ＢＬＥ通信で採用される通信方式に対応した回路構成になっている。

【0046】

電源制御部３３は、バッテリ８からの電源供給、具体的には、バッテリ８から印加される所定電圧（＋Ｂ）に基づいて車載ユニット３の各部に駆動用電源を供給する。電源制御部３３による電源制御に基づいて車載ユニット３が作動し、ＢＬＥ通信や第２制御部３４でのタイヤ空気圧検出等が行われる。電源制御部３３は、第２制御部３４からの制御信号に基づいて駆動用電源を生成する。基本的には、電源制御部３３は、イグニッションスイッチがオフされると、駆動用電源の生成を停止し、イグニッションスイッチがオンされると、駆動用電源を生成する。なお、バッテリ８は、充放電可能な二次電池で構成される。バッテリ８は、例えば、車両１の制動時の回生エネルギによって充電される。

【0047】

第２制御部３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。第２制御部３４は、内蔵メモリに記憶されたプログラムに従って、通信処理、タイヤ空気圧検出処理、オートロケーション処理等の所定の処理を実行する。

【0048】

通信処理では、各タイヤセンサ２との無線通信を実施する処理である。第２制御部３４は、受信の開始と停止とを第２通信回路３２に行わせる。以下、第２制御部３４が実行する通信処理の一例について図６を参照しつつ説明する。図６に示す制御ルーチンは、第２制御部３４によって周期的または不定期に実行される。

【0049】

図６に示すように、第２制御部３４は、ステップＳ１０にて、タイヤセンサ２との通線接続が必要か否かを判定する。タイヤセンサ２との通線接続が必要なシーンとしては、例えば、タイヤ空気圧検出処理やオートロケーション処理を実施するシーン、車両工場や車両ディーラでの異常診断を実施するシーン等が挙げられる。タイヤセンサ２との通信接続が必要である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、第２制御部３４は、ステップＳ２０にて、タイヤセンサ２との通信接続を実施する通信接続処理を実行する。なお、タイヤセンサ２と車載ユニット３との間のＢＬＥ通信の接続処理については、後述する。

【0050】

タイヤ空気圧検出処理では、第２制御部３４は、各タイヤセンサ２が取り付けられた車輪６ａ～６ｄのタイヤ空気圧の検出などを行う。具体的には、第２制御部３４は、第２通信回路３２が受信したフレームに格納されたタイヤ情報に基づいて演算することで、タイヤ空気圧を検出する。そして、検出したタイヤ空気圧に応じた電気信号を表示機器４に出力する。また、第２制御部３４は、検出したタイヤ空気圧を所定の警報閾値Ｔｈと比較し、タイヤ空気圧が所定の警報閾値Ｔｈ以下に低下したことを検知した場合には、その旨の信号を表示機器４に出力する。このようにして、第２制御部３４は、タイヤ空気圧が低下したことをユーザに知らせるための警報を発令する。

【0051】

オートロケーション処理は、各タイヤセンサ２からのタイヤ情報を、各車輪６ａ～６ｄの位置に自動的に結び付ける処理である。例えば、第２制御部３４は、各タイヤセンサ２からの受信する無線信号の信号強度、各タイヤセンサ２と車載ユニット３との間での無線信号の到達時間等に基づいて、各タイヤセンサ２が各車輪６ａ～６ｄのいずれに取り付けられているかを特定する。

【0052】

整備ツール５は、図示しないが、車載された各種機器の異常の有無を診断する診断、各タイヤセンサ２や車載ユニット３等と無線通信するためのアンテナおよび通信回路等を備えている。整備ツール５は、車載ユニット３と同様の通信処理を実施可能になっている。整備ツール５とタイヤセンサ２との通線接続が必要なシーンとしては、例えば、車両工場や車両ディーラでの異常診断、タイヤ交換、タイヤローテンション等を実施するシーンが挙げられる。

【0053】

次に、タイヤセンサ２と車載ユニット３との間のＢＬＥ通信の接続処理について、図３、図７および図８を参照しつつ説明する。車載ユニット３は、タイヤセンサ２との通信接続が必要となるシーンになると、タイヤセンサ２の通信モードをウェイクアップ状態に切り替えるために、タイヤセンサ２に向けてウェイクアップ信号を発する。本実施形態の車載ユニット３は、図７に示すように、アドバタイズ信号をウェイクアップ信号としてタイヤセンサ２に向けて発信する。

【0054】

アドバタイズ信号のフレーム構成は、図８に示すように、プリアンブル、アクセスアドレス、ＰＤＵ、ＣＲＣからなる。ＰＤＵは、ヘッダとペイロードからなる。ヘッダには、車載ユニット３に固有のデバイス情報が含まれている。なお、ＰＤＵは、Protocol Data Unit の略称である。また、ＣＲＣは、Cyclic Redundancy Check の略称である。

【0055】

タイヤセンサ２は、車載ユニット３からの無線信号を受信すると、第１通信回路２４の起動部２７にて、当該無線信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合する。照合パターンは、ウェイクアップ信号であるアドバタイズ信号の少なくとも一部が含まれている。具体的には、照合パターンには、車載ユニット３を識別可能なように、少なくともアドバタイズ信号のプリアンブル、アクセスアドレス、ＰＤＵのヘッダまでの情報が含まれている。なお、照合の精度を高める上では、照合パターンには、プリアンブルからＣＲＣまでの情報が含まれていることが望ましい。

【0056】

タイヤセンサ２は、起動部２７の照合部２７１での照合結果が無線信号と照合パターンとの一致を示すものである場合、第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える。これにより、省電力状態のタイヤセンサ２が各種機能を発揮可能な通常状態に復帰する。そして、タイヤセンサ２は、第１制御部２３がウェイクアップ状態になると、アドバタイズ信号をブロードキャスト可能な状態になる。なお、タイヤセンサ２は、第１制御部２３がウェイクアップ状態になると、アドバタイズ信号をブロードキャストするようになっていてもよいし、アドバタイズ信号のブロードキャスト以外の動作を実施するようになっていてもよい。

【0057】

車載ユニット３は、ウェイクアップ信号を発した後、アドバタイズ信号をスキャンするためのスキャン処理を所定の周期で実行する。車載ユニット３は、タイヤセンサ２が発したアドバタイズ信号をスキャンすると、タイヤセンサ２に向けて接続要求してタイヤセンサ２とのコネクションを確立する。

【0058】

このようにして、ＴＰＭＳでは、タイヤセンサ２と車載ユニット３との間のＢＬＥ通信の接続処理が実現される。なお、本実施形態では、タイヤセンサ２と整備ツール５との間のＢＬＥ通信の接続処理は、タイヤセンサ２と車載ユニット３との間のＢＬＥ通信の接続処理と同様の態様で実現される。

【0059】

ここで、ＢＬＥ通信の通信接続は、周期的にタイヤセンサ２の第１制御部２３を起動させてアドバタイズ信号をブロードキャストし、車載ユニット３側でアドバタイズ信号をスキャンしてコネクションを形成することでも実現可能である。

【0060】

ところが、このような通信接続によると、タイヤセンサ２側では周期的にアドバタイズ信号をブロードキャストするために第１制御部２３を起動させる必要があり、電力消費が大きくなってしまう。このことは、タイヤセンサ２の寿命を縮める要因となる。また、車載ユニット３側では、タイヤセンサ２がアドバタイズ信号を発するタイミングが把握できず、コネクションを形成までに時間がかかるため、応答性が低い。

【0061】

また、ＢＬＥ通信の通信接続は、周期的に車載ユニット３からアドバタイズ信号をブロードキャストし、周期的にタイヤセンサ２の第１制御部２３を起動させてアドバタイズ信号をスキャンしてコネクションを形成することでも実現可能である。

【0062】

しかし、このような通信接続では、タイヤセンサ２側では周期的にアドバタイズ信号をスキャンするために第１制御部２３を起動させる必要があり、電力消費が大きくなってしまう。また、タイヤセンサ２の電力消費を抑えるために、タイヤセンサ２でのアドバタイズ信号をスキャンする周期を大きくすると、応答性が低くなってしまう。

【0063】

これらに対して、本実施形態では、タイヤセンサ２は、第１制御部２３がスタンバイ状態となっている際に、車載ユニット３が発するＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の無線信号を受信すると、当該無線信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合する。そして、タイヤセンサ２は、照合結果に応じて第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える。

【0064】

このように、本実施形態のＴＰＭＳは、車載ユニット３が発するウェイクアップ信号の受信を契機として、タイヤセンサ２の第１制御部２３がスタンバイ状態からウェイクアップ状態に切り替わる構成になっている。これによれば、タイヤセンサ２と車載ユニット３の通信接続時にタイヤセンサ２の第１制御部２３を間欠的に起動させる必要がないので、タイヤセンサ２の電力消費を抑制できる。そして、車載ユニット３が発するウェイクアップ信号は、ＢＬＥ通信規格に準ずる周波数帯の無線信号であるため、タイヤセンサ２に対してウェイクアップ信号を受信するための専用アンテナを追加する必要がない。

【0065】

したがって、ＴＰＭＳに適用した本実施形態の無線通信システムおよび無線通信機器によれば、通信構成の複雑化を抑えつつ、電力消費を抑制することができる。なお、タイヤセンサ２におけるスタンバイ状態における消費電流は、μＡ単位であり、アドバタイズ信号を発したり、スキャンしたりするのに必要な消費電流（数ｍＡ）に比べて大幅に小さい。

【0066】

また、ＴＰＭＳに適用した本実施形態の無線通信システムおよび無線通信機器は、以下の特徴を備える。

【0067】

（１）車載ユニット３は、アドバタイズ信号をウェイクアップ信号としてタイヤセンサ２に向けて発信する。タイヤセンサ２の起動部２７は、車載ユニット３が発するアドバタイズ信号の少なくとも一部を照合パターンと照合する照合部２７１と、照合部２７１での照合結果に応じて第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える切替部２７２と、を含んでいる。このように、ウェイクアップ信号がＧＦＳＫ変調方式で変調されるアドバタイズ信号であれば、タイヤセンサ２に既存の構成（ＢＬＥ通信用の各種構成）でウェイクアップ信号の受信および復調可能となるので、通信構成の簡素化を図ることができる。また、アドバタイズ信号は、ＢＬＥプロトコル準拠のため、ＰＤＵに対して、通信接続の目的等を含む伝達情報を付加することができることもメリットとなる。

【0068】

（２）タイヤセンサ２は、車載ユニット３からのウェイクアップ信号を受信して第１制御部２３がウェイクアップ状態になると、アドバタイズ信号のブロードキャストが可能な状態になる。すなわち、タイヤセンサ２は、車載ユニット３からのウェイクアップ信号の受信を契機に、タイヤセンサ２の第１制御部２３が起動され、アドバタイズ信号をブロードキャスト可能な状態になる。これによれば、タイヤセンサ２の第１制御部２３を間欠的に起動させる構成に比べて、タイヤセンサ２の電力消費を充分に抑制することができる。

【0069】

（３）タイヤセンサ２は、車両１に取り付けられた車輪６ａ～６ｄのタイヤ空気圧を検出する。車載ユニット３は、車両１に設置されてタイヤセンサ２での検知結果に基づいてタイヤ空気圧の異常の有無を監視する。これによると、タイヤセンサ２と車載ユニット３との間の通信接続を簡素な態様で実現しつつ、タイヤセンサ２の電力消費を抑制して長寿命化を図ることができる。特に、タイヤセンサ２は電池交換が煩雑な作業となりがちなので、電力消費を抑制できることの意義が大きい。

【0070】

（４）タイヤセンサ２の電池２５は、放電が可能な一次電池である。このような構成では、電力消費を抑制して長寿命化を図ることの意義が大きい。

【0071】

（５）タイヤセンサ２の電力消費の小さいウェイクアップ動作を実現可能な構成のユーズケースとしては次のケースが挙げられる。すなわち、車両工場やディーラでの使用、通常動作時の車載ユニット３→タイヤセンサ２への問い合わせ、オートロケーション等の開始指示、電池２５を小さくしたい場合、駐車時のｏｎ－ｄｅｍａｎｄ圧力確認時リアルタイムで必要分だけ取得等が挙げられる。このことは、第２実施形態のおいても同様である。

【0072】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図９～図１１を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

【0073】

図９に示すように、本実施形態の車載ユニット３は、アドバタイズ信号とは異なる２．４ＧＨｚ帯の高周波信号をウェイクアップ信号としてタイヤセンサ２に向けて発信する。車載ユニット３の第２通信回路３２Ａは、第１実施形態とは異なり、ＧＦＳＫとは異なる変調方式で変調した高周波信号を発信する回路３２１を備える。本実施形態の第２通信回路３２Ａは、ＯＯＫ変調方式で変調した高周波信号を発信可能になっている。なお、変調方式は、ＯＯＫ変調とは異なるＡＳＫ変調であってもよい。

【0074】

ウェイクアップ信号を構成する高周波信号は、アドバタイズ信号よりもデータ量が小さい。高周波信号は、例えば、図１０に示すように、２バイトのフレームで構成することができる。なお、ウェイクアップ信号を構成する高周波信号は、アドバタイズ信号よりもデータ量が小さければ、図１０に示すものとは異なっていてもよい。

【0075】

本実施形態のタイヤセンサ２は、ウェイクアップ信号を構成する２．４ＧＨｚ帯の高周波信号を受信可能に構成されている。タイヤセンサ２の第１通信回路２４Ａは、図１１に示すように、ローノイズアンプ２４１、位相同期回路２４２、デジタル変換器２４３、復調器２４４、データバッファ２４５、起動部２７Ａに加えて、ＷＵＰ回路２８を備えている。

【0076】

ＷＵＰ回路２８は、ウェイクアップ信号を構成する２．４ＧＨｚ帯の高周波信号を受信するための専用の受信回路である。ＷＵＰ回路２８は、車載ユニット３における信号の変調方式に対応した復調を実施可能に構成されている。

【0077】

ＷＵＰ回路２８は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２８１、比較器（ＣＭＰ）２８２、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２８３、ＲＣ発信器（ＲＣ－ＯＳＣ）２８４、シフトレジスタ２８５を有する。ＷＵＰ回路２８は、第１通信アンテナ２６で受信した受信信号をローノイズアンプ２４１で増幅した信号を、ローパスフィルタ２８１に通した後、比較器２８２にてＯＯＫ変調方式に準ずる電圧信号Ｖｒｅｆと比較する。そして、比較器２８２から出力される信号をサンプルホールド回路２８３およびＲＣ発信器２８４を用いて得た所期の信号をシフトレジスタ２８５に記憶させる。

【0078】

起動部２７Ａは、シフトレジスタ２８５に記憶された信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合し、照合結果に応じて第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える。起動部２７Ａは、照合部２７１Ａと切替部２７２Ａを備える。照合部２７１Ａは、シフトレジスタ２８５に記憶された信号をウェイクアップ信号に対応する照合パターンと照合し、一致しているか否かを示す信号を照合結果として切替部２７２Ａに出力する。切替部２７２Ａは、照合部２７１Ａでの照合結果に応じて第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える。切替部２７２Ａは、例えば、照合部２７１Ａでの照合結果が一致を示す場合に、第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える。第１制御部２３は、起動時にアドバタイズ信号を受けるための構成（位相同期回路２４２、デジタル変換器２４３、復調器２４４、データバッファ２４５等）を起動させる。

【0079】

その他については、第１実施形態と同様である。本実施形態の無線通信システムおよび無線通信機器は、第１実施形態と共通の構成または均等な構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

【0080】

また、ＴＰＭＳに適用した本実施形態の無線通信システムおよび無線通信機器は、以下の特徴を備える。

【0081】

（１）車載ユニット３は、アドバタイズ信号とは異なる２．４ＧＨｚ帯の高周波信号をウェイクアップ信号として第１機器に向けて発信する。タイヤセンサ２の起動部２７Ａは、車載ユニット３が発する高周波信号を照合パターンと照合させる照合部２７１Ａと、照合部２７１Ａでの照合結果に応じて第１制御部２３をウェイクアップ状態に切り替える切替部２７２Ａと、を含んでいる。このように、ウェイクアップ信号がアドバタイズ信号以外の２．４ＧＨｚ帯の高周波信号であれば、第１機器に既存のアンテナで受信可能なので、ＬＦ信号等を受信する場合に比べて、通信構成の複雑化を抑えることができる。

【0082】

（２）車載ユニット３は、アドバタイズ信号よりもデータ量の小さい高周波信号をウェイクアップ信号として発信する。これによると、アドバタイズ信号をウェイクアップ信号とする場合に比べて、タイヤセンサ２におけるウェイクアップ信号の受信や照合に要する電力消費を抑えることができる。

【0083】

（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の如く、車載ユニット３は、アドバタイズ信号よりもデータ量の小さい高周波信号をウェイクアップ信号として発信するようになっていることが望ましいが、そのようになっていなくてもよい。

【0084】

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

【0085】

上述の実施形態のＴＰＭＳは、車載ユニット３が発するウェイクアップ信号によってタイヤセンサ２がウェイクアップ状態に切り替わるようになっているが、これに限定されない。ＴＰＭＳは、整備ツール５等の外部機器が発するウェイクアップ信号によってタイヤセンサ２がウェイクアップ状態に切り替わるようになっていてもよい。

【0086】

上述の実施形態のタイヤセンサ２は、車載ユニット３等の外部機器からのウェイクアップ信号を受信して第１制御部２３がウェイクアップ状態になると、アドバタイズ信号をブロードキャストするようになっているが、これに限定されない。タイヤセンサ２は、第１制御部２３がウェイクアップ状態になると、例えば、アドバタイズ信号以外の信号（例えば、タイヤ情報を含む信号）を発信するようになっていてもよい。

【0087】

上述の実施形態では、本開示の無線通信システムおよび無線通信機器をＴＰＭＳに適用した例について説明したが、これに限定されない。本開示の無線通信システムおよび無線通信機器は、スマートキー等の携帯型端末と車載機器との間の通信システム等にも適用可能である。また、本開示の無線通信システムおよび無線通信機器は、車両１等の移動体に限らず、例えば、家屋、工場等に用いられる通信システムにも適用可能である。

【0088】

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0089】

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

【0090】

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

【0091】

本開示の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせで構成された一つ以上の専用コンピュータで、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0092】

２ タイヤセンサ（第１機器）
２３ 第１制御部（制御部）
２４ 第１通信回路（通信回路）
２７、２７Ａ 起動部
３ 車載ユニット（第２機器）
５ 整備ツール（第２機器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】