(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を送信する送信装置と、
前記送信信号を伝送する信号線と、
前記信号線を介して伝送されてくる前記送信信号を受信する受信装置と
を備えたＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信装置は、
複数のデジタル信号を多重化して１データにデータ圧縮したデジタル信号を生成する送信側信号処理回路と、
送信側タイマクロックを生成する送信側タイマ回路と、
前記送信側タイマ回路が生成した送信側タイマクロックに従い、前記送信側信号処理回路がデータ圧縮した前記デジタル信号に基づいて、前記送信信号を生成して送信する送信回路と
を備え、
前記送信信号は、ＰＷＭ周期が所定周期に固定されると共に、デューティ時間が可変値のＰＷＭ信号であることと、
前記送信装置は、前記送信側信号処理回路がデータ圧縮した前記デジタル信号に基づく前記送信信号の送信に先立って、１００％デューティおよび０％デューティの前記送信信号を基準パルスとして生成して送信することを特徴とし、
前記受信装置は、
受信側タイマクロックを生成する受信側タイマ回路と、
前記受信側タイマ回路が生成した受信側タイマクロックに従い、前記送信信号のデューティ時間およびＰＷＭ周期を計測する計測回路と、
前記計測回路が計測した前記基準パルスのデューティ時間およびＰＷＭ周期に基づいてデューティ補正係数を生成し、前記計測回路が計測した前記送信信号のデューティ時間およびＰＷＭ周期と前記デューティ補正係数とに基づいて受信データを生成し、その受信データを前記送信側信号処理回路が多重化する以前の前記複数のデジタル信号に分離する受信側信号処理回路と
を備えたことを特徴とするＰＷＭ通信システム。
【請求項２】
送信信号を送信する送信装置と、
前記送信信号を伝送する信号線と、
前記信号線を介して伝送されてくる前記送信信号を受信する受信装置と
を備えたＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信装置は、
複数のデジタル信号を多重化して１データにデータ圧縮したデジタル信号を生成する送信側信号処理回路と、
送信側タイマクロックを生成する送信側タイマ回路と、
前記送信側タイマ回路が生成した送信側タイマクロックに従い、前記送信側信号処理回路がデータ圧縮した前記デジタル信号に基づいて、前記送信信号を生成して送信する送信回路と
を備え、
前記送信信号は、デューティ時間が所定時間に固定されると共に、ＰＷＭ周期が可変値のＰＷＭ信号であることと、
前記送信装置は、前記送信側信号処理回路がデータ圧縮した前記デジタル信号に基づく前記送信信号の送信に先立って、１００％周期および０％周期の前記送信信号を基準パルスとして生成して送信することを特徴とし、
前記受信装置は、
受信側タイマクロックを生成する受信側タイマ回路と、
前記受信側タイマ回路が生成した受信側タイマクロックに従い、前記送信信号のデューティ時間およびＰＷＭ周期を計測する計測回路と、
前記計測回路が計測した前記基準パルスのデューティ時間およびＰＷＭ周期に基づいて周期補正係数を生成し、前記計測回路が計測した前記送信信号のデューティ時間およびＰＷＭ周期と前記周期補正係数とに基づいて受信データを生成し、その受信データを前記送信側信号処理回路が多重化する以前の前記複数のデジタル信号に分離する受信側信号処理回路と
を備えたことを特徴とするＰＷＭ通信システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信側信号処理回路は、前記複数のデジタル信号の最下位ビット側の各ビットを、データ圧縮して生成した圧縮データの最下位ビット側に集めて配置することを特徴とするＰＷＭ通信システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信側信号処理回路は、前記複数のデジタル信号のうち、データ圧縮して生成した圧縮データの最下位ビットに該当するデジタル信号に対してディザを追加した上で、前記複数のデジタル信号を多重化し、
前記受信側信号処理回路は、分離した前記複数のデジタル信号のうち、前記ディザが追加されているデジタル信号に対して、デジタルフィルタによるローパスフィルタをかけることにより、当該デジタル信号の下位ビットを確定することを特徴とするＰＷＭ通信システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信信号の信号レベルを階段状に時間変位させ、その信号レベルの階段状の時間変位に前記デューティ時間またはＰＷＭ周期を対応させることにより、複数の前記デューティ時間またはＰＷＭ周期を１つの前記送信信号に重畳させることを特徴とするＰＷＭ通信システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信信号は電流信号であり、前記送信装置と前記受信装置は電流通信を行うことを特徴とするＰＷＭ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、物理量の値に関係づけられたパルス幅をもつＰＷＭ出力を当該物理量に関する情報として出力するＰＷＭ出力型センサ回路が開示されている。
【０００３】
特許文献２の請求項１には、伝送すべき複数本のアナログ信号をそれぞれパルス幅変調して時分割多重化し、多重化されたパルス幅変調信号を単一の伝送路により伝送し、伝送路から信号を受信して同期情報を検出し、検出した同期情報に基づき、受信した信号から複数本のパルス幅変調信号を多重分離する多重通信方法において、パルス幅変調信号の伝送路上への送出タイミングを伝送すべきアナログ信号の本数より多い個数のタイミングで循環させつつ、立上りタイミングが一定制御された複数本のパルス幅変調信号を対応する送出タイミングにおいて伝送路上に送出し、パルス幅変調信号が送出されていない期間を同期情報として検出する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献３の請求項１には、送信部においては、複数のデジタル信号を第１のパルス幅変調器で第１のパルス幅変調信号列に順番に多重し、他の複数のデジタル信号を第２のパルス幅変調器で前記第１のパルス幅変調信号列とは逆極性を有する第２のパルス幅変調信号列に順番に多重し、前記第１のパルス幅変調信号列と前記第２のパルス幅変調信号列をさらに多重器で多重し、受信部においては、前記送信部において多重された多重パルス信号を受信し、交流結合型増幅器で所定の振幅を有するパルス信号に増幅した後、減算器と第１のパルス幅復調器及び第２のパルス幅復調器で元の複数のデジタル信号を順番に分離・再生するパルス多重伝送方法が開示されている。
【０００５】
非特許文献１には、センサの出力が４ビット分ずつ複数のパルス出力に分割され、補正の基準となるパルスは先頭に送信され、最後尾のパルスでの補正量が推定によるものとなるため、多データを通信する場合にはメッセージＩＤ（Identification）を割り付けて別データとすることで、１回の通信パルス数を削減するＳＥＮＴ通信技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８-１８０５９６号公報
【特許文献２】特開平６−２８４１００号公報
【特許文献３】特開平７−７４９０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers） International  SURFACE VHICLE INFORMATION REPORT  J2716 Revised FEB2008  ＳＥＮＴ−Signal Edge Nibble Transmission for Automotive Application
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、車両に搭載される各種センサ（例えば、圧力センサ、温度センサ、光センサ、傾斜センサなど）と車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）との通信では、個々のセンサ毎に信号線を設けていた。
しかし、近年、複数のセンサを統合化すると共に、複数のセンサのセンサ値（検出信号）を多重化通信することにより、信号線の本数を減らしてコストダウンを図ることが要求されている。
【０００９】
例えば、圧力センサが検出した圧力センサ値をＥＣＵへ送信する場合、気体の状態方程式により、圧力の変化時には温度変化が伴う。
そのため、圧力センサと温度センサを統合化し、圧力センサを用いて圧力センサ値を検出するのと同時に、温度センサを用いて温度センサ値を検出し、その圧力センサ値と温度センサ値とをＥＣＵへ多重化通信し、ＥＣＵにて温度センサ値に基づいて圧力センサ値を補正することにより、正確な圧力センサ値に基づいて車両の各種制御を高精度に行うことが求められている。
【００１０】
従来は、センサ値のアナログ信号を通信するためのアナログ信号線のワイヤハーネスに加えて、プラス側電源線のワイヤハーネスと、グランド線のワイヤハーネスとの合計３本のワイヤハーネスを用いて、センサとＥＣＵを接続していた。
そして、ＥＣＵ内ではセンサ値のアナログ信号をＡＤ（Analog-to-Digital）変換していたが、グランド線に重畳されたノイズの影響により、ＡＤ変換によって生成されたデジタル信号の精度が悪化するおそれがあるため、ＥＣＵ内ではＡＤ変換後にデジタルフィルタをかけることによりノイズを除去していた。
しかし、ＥＣＵにおけるデジタルフィルタのノイズ除去性能を向上させる為にデータサンプリング数を増やすと、センサ値の応答性が悪化するという問題があった。
【００１１】
そこで、センサ値をデジタル信号に変換した後にＥＣＵへ送信すれば、前記ノイズの影響を回避することが可能であるが、高速通信を実現するには高いタイマ精度が必要となる。
例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信を利用して多重化通信を行う場合には、タイマ精度の補正を行う仕組みがあるが、タイマ精度の補正を行うための専用回路を設けなければならず、その専用回路を設ける分だけコストアップになるという問題がある。
【００１２】
特許文献１には、ＰＷＭ出力の波高値を、ある物理量（バッテリ電流値）とは異なる他の物理量の値（温度情報）に関係づけて設定することにより、他の物理量の値に関する情報をＰＷＭ出力に重畳する技術が開示されている（請求項６、段落［００６５］参照）。
この技術では、ＰＷＭ出力の波高値を検出するための専用回路をＥＣＵ内に設けなければならず、その専用回路を設ける分だけコストアップになるという問題がある。
【００１３】
また、センサとＥＣＵのＰＷＭ通信では、通常、センサ側にアウトプットコンペア回路を備えると共に、ＥＣＵ側にインプットキャプチャ回路を備え、アウトプットコンペア回路とインプットキャプチャ回路のそれぞれに別個のタイマ回路からタイマクロックを与えるようにしている。
そのため、インプットキャプチャ回路のタイマ分解能が優れていても、インプットキャプチャ回路のタイマ分解能とアウトプットコンペア回路のタイマ分解能とのバラツキにより、センサ値のパルス幅の精度にもバラツキが生じ、通信可能なデータ量に制約が発生することから、多重化通信には不向きである。
【００１４】
尚、インプットキャプチャ回路のタイマ分解能は、インプットキャプチャ回路が備えるタイマ回路のタイマクロックの周期である。
また、アウトプットコンペア回路のタイマ分解能は、アウトプットコンペア回路が備えるタイマ回路のタイマクロックの周期である。
そして、インプットキャプチャ回路とアウトプットコンペア回路が備えるそれぞれのタイマ回路が生成したタイマクロックのパルス幅の精度（タイマ精度）のバラツキが、インプットキャプチャ回路とアウトプットコンペア回路のタイマ分解能のバラツキになるため、そのタイマ分解能のバラツキがタイマ精度差になる。
【００１５】
特許文献２の技術では、パルス幅変調信号の伝送路上への送出タイミングを伝送すべきアナログ信号の本数より多い個数のタイミングで循環させるのに要する時間と、立上りタイミングが一定制御された複数本のパルス幅変調信号を対応する送出タイミングにおいて伝送路上に送出するのに要する時間と、同期情報を送る時間とを合わせた時間分だけ、通信時間が長くなり高速通信が困難であるという問題がある。
【００１６】
特許文献３の技術では、デジタル信号の１ビット分の送受信にＰＷＭ信号の１パルスを用いるため、全データ分を通信するには多数のパルスが必要となることから、通信時間が長くなり高速通信が困難であるという問題がある。
また、特許文献３の技術では、パルス幅変調器およびパルス幅復調器を用いた変復調処理を行うため、その変復調処理に伴う誤差が生じるという問題がある。
加えて、特許文献３の技術では、パルス幅変調器、パルス幅復調器、交流結合型増幅器といった特別な回路を設けなければならず、その特別な回路を設ける分だけコストアップになるという問題がある。
【００１７】
非特許文献１の技術では、全データ分を通信するには多数のパルスが必要となるため、通信時間が長くなり高速通信が困難であるという問題がある。
加えて、非特許文献１の技術では、ＥＣＵではパルス毎に割込み処理を行うため、高速通信の場合には頻繁に割込み処理を行わねばならず、ＥＣＵにおける通信以外の処理が遅れるという問題がある。
【００１８】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、高精度な多重化通信を行うことが可能なＰＷＭ通信システムを低コストに提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に記載の発明は、
送信信号を送信する送信装置と、
前記送信信号を伝送する信号線と、
前記信号線を介して伝送されてくる前記送信信号を受信する受信装置と
を備えたＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信装置は、
複数のデジタル信号を多重化して１データにデータ圧縮したデジタル信号を生成する送信側信号処理回路と、
送信側タイマクロックを生成する送信側タイマ回路と、
前記送信側タイマ回路が生成した送信側タイマクロックに従い、前記送信側信号処理回路がデータ圧縮した前記デジタル信号に基づいて、前記送信信号を生成して送信する送信回路と
を備え、
前記送信信号は、ＰＷＭ周期が所定周期に固定されると共に、デューティ時間が可変値のＰＷＭ信号であることと、
前記送信装置は、前記送信側信号処理回路がデータ圧縮した前記デジタル信号に基づく前記送信信号の送信に先立って、１００％デューティおよび０％デューティの前記送信信号を基準パルスとして生成して送信することを特徴とし、
前記受信装置は、
受信側タイマクロックを生成する受信側タイマ回路と、
前記受信側タイマ回路が生成した受信側タイマクロックに従い、前記送信信号のデューティ時間およびＰＷＭ周期を計測する計測回路と、
前記計測回路が計測した前記基準パルスのデューティ時間およびＰＷＭ周期に基づいてデューティ補正係数を生成し、前記計測回路が計測した前記送信信号のデューティ時間およびＰＷＭ周期と前記デューティ補正係数とに基づいて受信データを生成し、その受信データを前記送信側信号処理回路が多重化する以前の前記複数のデジタル信号に分離する受信側信号処理回路と
を備えたことを技術的特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、
送信信号を送信する送信装置と、
前記送信信号を伝送する信号線と、
前記信号線を介して伝送されてくる前記送信信号を受信する受信装置と
を備えたＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信装置は、
複数のデジタル信号を多重化して１データにデータ圧縮したデジタル信号を生成する送信側信号処理回路と、
送信側タイマクロックを生成する送信側タイマ回路と、
前記送信側タイマ回路が生成した送信側タイマクロックに従い、前記送信側信号処理回路がデータ圧縮した前記デジタル信号に基づいて、前記送信信号を生成して送信する送信回路と
を備え、
前記送信信号は、デューティ時間が所定時間に固定されると共に、ＰＷＭ周期が可変値のＰＷＭ信号であることと、
前記送信装置は、前記送信側信号処理回路がデータ圧縮した前記デジタル信号に基づく前記送信信号の送信に先立って、１００％周期および０％周期の前記送信信号を基準パルスとして生成して送信することを特徴とし、
前記受信装置は、
受信側タイマクロックを生成する受信側タイマ回路と、
前記受信側タイマ回路が生成した受信側タイマクロックに従い、前記送信信号のデューティ時間およびＰＷＭ周期を計測する計測回路と、
前記計測回路が計測した前記基準パルスのデューティ時間およびＰＷＭ周期に基づいて周期補正係数を生成し、前記計測回路が計測した前記送信信号のデューティ時間およびＰＷＭ周期と前記周期補正係数とに基づいて受信データを生成し、その受信データを前記送信側信号処理回路が多重化する以前の前記複数のデジタル信号に分離する受信側信号処理回路と
を備えたことを技術的特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載のＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信側信号処理回路は、前記複数のデジタル信号の最下位ビット側の各ビットを、データ圧縮して生成した圧縮データの最下位ビット側に集めて配置することを技術的特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信側信号処理回路は、前記複数のデジタル信号のうち、データ圧縮して生成した圧縮データの最下位ビットに該当するデジタル信号に対してディザを追加した上で、前記複数のデジタル信号を多重化し、
前記受信側信号処理回路は、分離した前記複数のデジタル信号のうち、前記ディザが追加されているデジタル信号に対して、デジタルフィルタによるローパスフィルタをかけることにより、当該デジタル信号の下位ビットを確定することを技術的特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信信号の信号レベルを階段状に時間変位させ、その信号レベルの階段状の時間変位に前記デューティ時間またはＰＷＭ周期を対応させることにより、複数の前記デューティ時間またはＰＷＭ周期を１つの前記送信信号に重畳させることを技術的特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のＰＷＭ通信システムにおいて、
前記送信信号は電流信号であり、前記送信装置と前記受信装置は電流通信を行うことを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
＜請求項１：第１実施形態に該当＞
請求項１では、送信側信号処理回路がデータ圧縮したデジタル信号に基づく送信信号の送信毎に、送信信号のＰＷＭ周期を所定周期に固定し、その固定値からの変化分を受信側信号処理回路にてデューティ補正係数を用いて補正することにより、送信装置と受信装置の間のタイマ分解能の補正を行い、送信信号の送信毎にデューティ時間の精度を補償する。
【００２６】
受信側タイマ回路と送信側タイマ回路とは、仕様公差内でタイマ分解能にバラツキを持っているが、各タイマ回路の１ＬＳＢに相当する時間の比率は、送信信号のデューティ時間だけでなく、ＰＷＭ周期にも同じ比率で反映される。
そこで、受信装置では、ＰＷＭ周期を所定周期に固定し、デューティ時間を送信信号の受信毎に補正する。
【００２７】
これにより、送信回路が送信信号を生成する元となる送信側タイマ回路のタイマクロックが設計値から変化しても、受信装置にて正しい送信信号のデューティ時間を取得することができる。
そのため、送信側タイマ回路のタイマ精度が低くてもよいことから、送信側タイマ回路を安価な回路にして低コスト化を図ることができる。
そして、受信装置および送信装置は特別な回路を用いていない。
従って、請求項１によれば、高精度な多重化通信を行うことが可能なＰＷＭ通信システムを低コストに提供できる。
【００２８】
＜請求項２：第４実施形態に該当＞
請求項２では、送信側信号処理回路がデータ圧縮したデジタル信号に基づく送信信号の送信毎に、送信信号のデューティ時間を所定時間に固定し、その固定値からの変化分を受信側信号処理回路にて周期補正係数を用いて補正することにより、送信装置と受信装置の間のタイマ分解能の補正を行い、送信信号の送信毎にＰＷＭ周期の精度を補償する。
【００２９】
受信側タイマ回路と送信側タイマ回路とは、仕様公差内でタイマ分解能にバラツキを持っているが、各タイマ回路の１ＬＳＢに相当する時間の比率は、送信信号のＰＷＭ周期だけでなく、デューティ時間にも同じ比率で反映される。
そこで、受信装置では、デューティ時間を所定周期に固定し、ＰＷＭ周期を送信信号の受信毎に補正する。
【００３０】
これにより、送信回路が送信信号を生成する元となる送信側タイマ回路のタイマクロックが設計値から変化しても、受信装置にて正しい送信信号のＰＷＭ周期を取得することができる。
そのため、送信側タイマ回路のタイマ精度が低くてもよいことから、送信側タイマ回路を安価な回路にして低コスト化を図ることができる。
そして、受信装置および送信装置は特別な回路を用いていない。
従って、請求項２によれば、高精度な多重化通信を行うことが可能なＰＷＭ通信システムを低コストに提供できる。
【００３１】
＜請求項３＞
請求項３では、圧縮データの重要な上位ビットはノイズの影響を受けないことに加え、圧力センサ値または温度センサ値の片方が大きく変化しても、その変化が圧縮データの各ビットに分散されることから、正確な圧縮データが得られる。
【００３２】
＜請求項４＞
請求項４では、ディザ法を用いることにより、送信装置の送信回路のタイマ分解能を、受信装置の計測回路のタイマ分解能以上にし、受信装置の計測回路のタイマ分解能以上のＰＷＭ通信精度を達成できる。
【００３３】
＜請求項５：第２実施形態および第３実施形態に該当＞
請求項５では、送信信号の信号レベルを階段状に時間変位させ、その信号レベルの階段状の時間変位に前記デューティ時間またはＰＷＭ周期を対応させることにより、複数の前記デューティ時間またはＰＷＭ周期を１つの送信信号に重畳させるため、前記階段状の段階の数に応じた複数のデジタル信号を、１つの送信信号を用いるだけでＰＷＭ通信することができる。
【００３４】
＜請求項６＞
請求項６では、信号線を電力線と共用すれば、更なる信号線削減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を具体化した第１，第４実施形態のＰＷＭ通信システム１０，３００の概略構成を示すブロック回路図。
【図２】第１実施形態において、アウトプットコンペア回路２２のトランジスタTr１のオンオフ動作と、センサユニット２１の送信信号ＳＧとの関係を示す波形図。
【図３】図３（Ａ）は、第１実施形態において、送信信号ＳＧが１００％デューティの場合に、センサユニット２１が送信した送信信号ＳＧと、ＥＣＵ１１が受信してインプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとの関係を示す波形図。図３（Ｂ）は、第１実施形態において、送信信号ＳＧが０％デューティの場合に、センサユニット２１が送信した送信信号ＳＧと、ＥＣＵ１１が受信してインプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとの関係を示す波形図。
【図４】第１実施形態におけるセンサユニット２１の動作を説明するためのフローチャート。
【図５】第１実施形態におけるＥＣＵ１１のインプットキャプチャ（ＩＰＣ）割込み処理動作を説明するためのフローチャート。
【図６】図４に示すＳ１０４の処理において、センサユニット２１の信号処理回路２６が行う動作を説明するための説明図。
【図７】図５に示すＳ２０８の処理において、ＥＣＵ１１の信号処理回路１４が行う動作を説明するための説明図。
【図８】本発明を具体化した第２実施形態のＰＷＭ通信システム１００の概略構成を示すブロック回路図。
【図９】第２実施形態において、アウトプットコンペア回路２２のトランジスタTr１，Tr２のオンオフ動作と、ＥＣＵ１０１のインプットキャプチャ回路１２のtd1用入力ポートの入力電圧（td1用ＩＰＣ電圧）と、インプットキャプチャ回路１２のtd2用入力ポートの入力電圧（td2用ＩＰＣ電圧）との関係を示す波形図。
【図１０】本発明を具体化した第３実施形態のＰＷＭ通信システム２００の概略構成を示すブロック回路図。
【図１１】第３実施形態において、アウトプットコンペア回路２２のトランジスタTr１，Tr２のオンオフ動作と、ＥＣＵ１０１のインプットキャプチャ回路１２のtd1用入力ポートの入力電圧（td1用ＩＰＣ電圧）と、インプットキャプチャ回路１２のtd2用入力ポートの入力電圧（td2用ＩＰＣ電圧）との関係を示す波形図。
【図１２】第４実施形態において、アウトプットコンペア回路２２のトランジスタTr１のオンオフ動作と、センサユニット２１の送信信号ＳＧとの関係を示す波形図。
【図１３】図１３（Ａ）は、第４実施形態において、送信信号ＳＧが１００％周期の場合に、センサユニット２１が送信した送信信号ＳＧと、ＥＣＵ１１が受信してインプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとの関係を示す波形図。図１３（Ｂ）は、第４実施形態において、送信信号ＳＧが０％周期の場合に、センサユニット２１が送信した送信信号ＳＧと、ＥＣＵ１１が受信してインプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとの関係を示す波形図。
【図１４】第４実施形態におけるセンサユニット２１の動作を説明するためのフローチャート。
【図１５】第４実施形態におけるＥＣＵ１１のインプットキャプチャ（ＩＰＣ）割込み処理動作を説明するためのフローチャート。
【図１６】図１５に示すＳ４０８の処理において、ＥＣＵ１１の信号処理回路１４が行う動作を説明するための説明図。
【図１７】本発明を具体化した第５実施形態におけるセンサユニット２１の動作を説明するためのフローチャート。
【図１８】本発明を具体化した第６実施形態におけるセンサユニット２１の動作を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。
【００３７】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のＰＷＭ通信システム１０の概略構成を示すブロック回路図である。
ＰＷＭ通信システム１０は、ＥＣＵ１１およびセンサユニット２１と、ＥＣＵ１１とセンサユニット２１を接続するワイヤハーネスＷ１〜Ｗ３とから構成され、車両に搭載されている。
【００３８】
ＥＣＵ１１は、インプットキャプチャ（ＩＰＣ：InPut Capture）回路１２、タイマ回路１３、信号処理回路１４、コンデンサＣ、抵抗Ｒ１を備え、３２ビット（ｂｉｔ）で動作するマイクロコンピュータ（図示略）によって構成されている。
センサユニット２１は、アウトプットコンペア（ＯＣ：Output Compare）回路２２、タイマ回路２３、圧力センサ２４、温度センサ２５、信号処理回路２６、ＮＰＮトランジスタTr１、抵抗Ｒ２を備え、圧力センサ２４と温度センサ２５が統合されている。
【００３９】
プラス側電源線のワイヤハーネスＷ１は、車載バッテリ（図示略）のプラス側端子に接続されてプラス側電源Ｖccが印加され、ＥＣＵ１１およびセンサユニット２１の内部回路にプラス側電源Ｖccを供給している。
グランド（アース）線のワイヤハーネスＷ２は、車載バッテリのマイナス側端子に接続され、ＥＣＵ１１およびセンサユニット２１の内部回路のグランド側に接続されている。
【００４０】
圧力センサ２４は車両における検出箇所（図示略）の圧力を検出し、その圧力に応じたアナログ信号のセンサ値（検出信号）を生成する。
気体の状態方程式により、圧力の変化時には温度変化が伴う。また、タイマ回路２３のタイマ精度（タイマクロックのパルス幅の精度）は温度特性で変化する場合がある。
そこで、温度センサ２５は、圧力センサ２４の検出箇所近傍の温度を検出し、その温度に応じたアナログ信号のセンサ値を生成する。
【００４１】
信号処理回路２６は、圧力センサ２４のセンサ値（圧力センサ値）をデジタル信号（データ）にＡＤ変換すると共に、温度センサ２５のセンサ値（温度センサ値）をデジタル信号にＡＤ変換し、圧力センサ値のデジタル信号と温度センサ値のデジタル信号とを多重化して１データにデータ圧縮したデジタル信号を生成する。
【００４２】
アウトプットコンペア回路２２は、タイマ回路２３が生成したタイマクロックに従って動作し、信号処理回路２６が生成したデジタル信号に基づいて、デューティ（Duty）時間（デューティパルス幅）td1のＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をトランジスタTr１のゲートに印加する。
トランジスタTr１のエミッタはグランドに接続され、トランジスタTr１のコレクタは抵抗Ｒ２を介してプラス側電源Ｖccに接続されている。
そのため、トランジスタTr１のコレクタからは、アウトプットコンペア回路２２から出力されたＰＷＭ信号の論理レベルを反転したＰＷＭ信号が、センサユニット２１の送信信号（出力信号）ＳＧとして送信（出力）される。
【００４３】
センサユニット２１の送信信号ＳＧは、デジタル信号線（ＰＷＭ信号線）のワイヤハーネスＷ３を介してＥＣＵ１１へ伝送される。
ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２は、ワイヤハーネスＷ３を介して伝送されてくる送信信号ＳＧを受信（入力）する。
そのため、センサユニット２１の送信信号ＳＧは、ＥＣＵ１１の受信信号となる。
【００４４】
ＥＣＵ１１において、インプットキャプチャ回路１２の入力ポートとグランドの間には、コンデンサＣと抵抗Ｒ１が並列接続されている。
コンデンサＣはローパスフィルタ回路を構成し、センサユニット２１の送信信号ＳＧに含まれる高い周波数のノイズを除去する。
各抵抗Ｒ１，Ｒ２は、センサユニット２１の送信信号ＳＧの電圧レベルを所定電圧値（４．４１Ｖ）以下に規定するために設けられており、プラス側電源Ｖccの電圧が５Ｖの場合には、抵抗Ｒ１の抵抗値が１８０ｋΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値が２４ｋΩに設定されている。
【００４５】
インプットキャプチャ回路１２は、タイマ回路１３が生成したタイマクロックに従って動作し、センサユニット２１の送信信号ＳＧのデューティ時間td1およびＰＷＭ周期（通信周期）tbを計測する。
ここで、インプットキャプチャ回路１２は、センサユニット２１の送信信号ＳＧの電圧レベルが３Ｖ以上の場合は送信信号ＳＧの論理レベルをハイレベル（Ｈｉ）と判定し、送信信号ＳＧの電圧レベルが１Ｖ未満の場合は送信信号ＳＧの論理レベルをローレベル（Ｌｏ）と判定する。
【００４６】
ＥＣＵ１１のタイマ回路１３のタイマクロックの周波数は１６ＭＨｚに設定されており、インプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能はタイマクロックの周期（＝１／１６ＭＨｚ）であるため０．０６２５μｓになる。
尚、センサユニット２１のタイマ回路２３のタイマクロックの周波数は、ＥＣＵ１１のタイマ回路１３のタイマクロックの周波数以上に設定されている。
アウトプットコンペア回路２２のタイマ分解能（パルス幅分解能）はタイマ回路２３のタイマクロックの周期であるため、アウトプットコンペア回路２２のタイマ分解能はインプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能以上に設定されている。
【００４７】
信号処理回路１４は、１００％デューティおよび０％デューティの送信信号ＳＧ（基準パルス）について、インプットキャプチャ回路１２が計測した１００％デューティおよび０％デューティにおけるデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbに基づいて、デューティ補正係数ｋを生成する。
次に、信号処理回路１４は、インプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbと、デューティ補正係数ｋとに基づいて、受信データＤ１を生成する。
続いて、信号処理回路１４は、受信データＤ１を、圧力センサ２４の圧力センサ値のデータと、温度センサ２５の温度センサ値のデータとに分離する。
そして、ＥＣＵ１１は、温度センサ値のデータに基づいて圧力センサ値のデータを補正することにより、正確な圧力センサ値に基づいて車両の各種制御を高精度に行う。
【００４８】
図２は、第１実施形態において、アウトプットコンペア回路２２のトランジスタTr１のオンオフ動作と、センサユニット２１の送信信号ＳＧ（ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２の入力電圧）との関係を示す波形図（タイミングチャート）である。
トランジスタTr１がオン（ＯＮ）状態のとき送信信号ＳＧの論理レベルはローレベル（＝０Ｖ）になり、トランジスタTr１がオフ（ＯＦＦ）状態のとき送信信号ＳＧの論理レベルはハイレベル（＝４．４１Ｖ）になる。
【００４９】
送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbは、トランジスタTr１がオン状態になった時点からオフ状態になり次にオン状態になった時点までの時間であり、１ｍｓ（所定周期）に固定されている。
送信信号ＳＧのデューティ時間td1は、１つのＰＷＭ周期tbにおいてトランジスタTr１がオン状態になっている時間（送信信号ＳＧがローレベルになっている時間）であり可変値になっている。
【００５０】
送信信号ＳＧにおいて、１つのＰＷＭ周期tbの先頭側と末尾側にはそれぞれ、０．１ｍｓの不感帯が設定されている。
そのため、送信信号ＳＧのデューティ時間td1から先頭側の不感帯の時間を差し引いた時間が受信データＤ１となる。
送信信号ＳＧに不感帯が設けられているため、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２では、送信信号ＳＧが１００％デューティまたは０％デューティの場合に、送信信号ＳＧのデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbを速やかに計測できる。
尚、不感帯の時間は、ＰＷＭ周期tbとＥＣＵ１１における演算負荷とのバランスに基づいて最適値を求め設計値として決定すればよい。
【００５１】
図３（Ａ）は、第１実施形態において、送信信号ＳＧが１００％デューティの場合に、センサユニット２１が送信した送信信号ＳＧ（基準パルス）と、ＥＣＵ１１が受信してインプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとの関係を示す波形図である。
ここで、ＥＣＵ１１の受信信号について、送信信号ＳＧが１００％デューティの場合には、デューティ時間td1を「t100d1」と表記し、ＰＷＭ周期tbを「t100b」と表記する。
【００５２】
図３（Ｂ）は、第１実施形態において、送信信号ＳＧが０％デューティの場合に、センサユニット２１が送信した送信信号ＳＧ（基準パルス）と、ＥＣＵ１１が受信してインプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとの関係を示す波形図である。
ここで、ＥＣＵ１１の受信信号について、送信信号ＳＧが０％デューティの場合には、デューティ時間td1を「t0d1」と表記し、ＰＷＭ周期tbを「t0b」と表記する。
【００５３】
図４は、第１実施形態におけるセンサユニット２１の動作を説明するためのフローチャートである。
センサユニット２１は、電源が投入されてプラス側電源Ｖccが供給されると、以下の各ステップ（以下、「Ｓ」と記載する）の処理を実行する。
【００５４】
センサユニット２１は、まず、図３（Ａ）に示す１００％デューティの送信信号ＳＧを基準パルスとして生成して送信し（Ｓ１０１）、次に、図３（Ｂ）に示す０％デューティの送信信号ＳＧを基準パルスとして生成して送信する（Ｓ１０２）。
尚、Ｓ１０１の処理とＳ１０２の処理を実行する順番を入れ替えてもよい。
【００５５】
続いて、センサユニット２１は、圧力センサ２４および温度センサ２５の検出動作が安定化し、各センサ２４，２５のセンサ値が両方共に確定したかどうかを判定し（Ｓ１０３）、各センサ２４，２５のセンサ値がいずれか一方でも確定していない場合（確定待ちの場合）にはＳ１０１，Ｓ１０２の処理を繰り返し実行し、各センサ２４，２５のセンサ値が両方共に確定している場合（確定済みの場合）にはＳ１０４の処理へ移行する。
Ｓ１０４において、センサユニット２１は、各センサ２４，２５のセンサ値に対応した送信信号ＳＧをＥＣＵ１１へ送信する処理を繰り返し実行する。
【００５６】
図５は、第１実施形態におけるＥＣＵ１１のインプットキャプチャ（ＩＰＣ）割込み処理動作を説明するためのフローチャートである。
ＥＣＵ１１は、所定時間毎にインプットキャプチャ割込み処理動作を開始し、インプットキャプチャ回路１２および信号処理回路１４が以下の各ステップ（Ｓ）の処理を実行する。
尚、インプットキャプチャ割込み処理動作を行う前記所定時間は、ＥＣＵ１１における演算負荷に基づいて最適値を求め設計値として決定すればよい。
【００５７】
まず、インプットキャプチャ回路１２は、センサユニット２１の送信信号ＳＧを受信し、そのデューティ時間td1を計測して取得し（Ｓ２０１）、次に、送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbを計測して取得する（Ｓ２０２）。
尚、Ｓ２０１の処理とＳ２０２の処理を実行する順番を入れ替えてもよい。
【００５８】
続いて、信号処理回路１４は、Ｓ２０１の処理で得られたデューティ時間td1が、図３（Ａ）に示す１００％デューティの送信信号ＳＧのデューティ時間t100d1以上であるかどうかを判定し（Ｓ２０３）、デューティ時間td1がデューティ時間t100d1以上の場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）にはＳ２０４の処理へ移行し、デューティ時間td1がデューティ時間t100d1未満の場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）にはＳ２０５の処理へ移行する。
【００５９】
尚、インプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能と、アウトプットコンペア回路２２のタイマ分解能とのバラツキにより、デューティ時間td1の精度にもバラツキが生じるため、デューティ時間td1がデューティ時間t100d1以上になることもある。
そのため、デューティ時間td1がデューティ時間t100d1以上であれば、そのデューティ時間td1はデューティ時間t100d1であるといえる。
また、各回路１２，２２のタイマ分解能のバラツキにより、ＰＷＭ周期tbの精度にもバラツキが生じるため、ＰＷＭ周期tbが固定値の１ｍｓからズレることがある。
ここで、各タイマ回路１３，２３が生成したタイマクロックのパルス幅の精度（タイマ精度）のバラツキが、各回路１２，２２のタイマ分解能のバラツキになるため、そのタイマ分解能のバラツキがタイマ精度差になる。
【００６０】
そこで、Ｓ２０４において、信号処理回路１４は、Ｓ２０１の処理で得られたデューティ時間td1をデューティ時間t100d1として認定すると共に、Ｓ２０２の処理で得られたＰＷＭ周期tbを、図３（Ａ）に示す１００％デューティの送信信号ＳＧのＰＷＭ周期t100bとして認定する。
ここで、センサユニット２１が１００％デューティの送信信号ＳＧを繰り返し送信するため（図４に示すＳ１０１の処理）、その送信信号ＳＧをＥＣＵ１１は確実に受信できる。
【００６１】
また、Ｓ２０５において、信号処理回路１４は、Ｓ２０１の処理で得られたデューティ時間td1が、図３（Ｂ）に示す０％デューティの送信信号ＳＧのデューティ時間t0d1以下であるかどうかを判定し、デューティ時間td1がデューティ時間t0d1以下の場合（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）にはＳ２０６の処理へ移行し、デューティ時間td1がデューティ時間t0d1を超える場合（Ｓ２０５：Ｎｏ）にはＳ２０８の処理へ移行する。
【００６２】
尚、インプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能と、アウトプットコンペア回路２２のタイマ分解能とのバラツキ（タイマ精度差）により、デューティ時間td1の精度にもバラツキが生じるため、デューティ時間td1がデューティ時間t0d1以下になることもある。
そのため、デューティ時間td1がデューティ時間t0d1以下であれば、そのデューティ時間td1はデューティ時間t0d1であるといえる。
【００６３】
そこで、Ｓ２０６において、信号処理回路１４は、Ｓ２０１の処理で得られたデューティ時間td1をデューティ時間t0d1として認定すると共に、Ｓ２０２の処理で得られたＰＷＭ周期tbを、図３（Ｂ）に示す０％デューティの送信信号ＳＧのＰＷＭ周期t0bとして認定する。
ここで、センサユニット２１が０％デューティの送信信号ＳＧを繰り返し送信するため（図４に示すＳ１０２の処理）、その送信信号ＳＧをＥＣＵ１１は確実に受信できる。
【００６４】
続いて、信号処理回路１４は、Ｓ２０４，Ｓ２０６の処理で認定したデューティ時間t100d1，t0d1およびＰＷＭ周期t100b，t0bに基づいて、数式１によりデューティ補正係数ｋを算出する（Ｓ２０７）。
ここで、数式１の「０．８」は、ＰＷＭ周期tbの時間（＝１ｍｓ）から先頭側と末尾側の不感帯の時間（＝０．１ｍｓ）を差し引いた時間である。
尚、Ｓ２０３，Ｓ２０４の処理とＳ２０５，Ｓ２０６の処理を実行する順番を入れ替えてもよい。
【００６５】
ｋ＝０．８／（t100d1×t100b−t0d1×t0b）  ………（数式１）
【００６６】
Ｓ２０８において、信号処理回路１４は、Ｓ２０１の処理で得られたデューティ時間td1と、Ｓ２０２の処理で得られたＰＷＭ周期tbと、Ｓ２０７の処理で得られたデューティ補正係数ｋとに基づいて、数式２により受信データＤ１（ｍｓ）を算出する。
ここで、数式２の「０．１」は、ＰＷＭ周期tbの先頭側の不感帯の時間である。
Ｓ２０８の処理を実行したら、ＥＣＵ１１はインプットキャプチャ割込み処理動作を終了する。
【００６７】
Ｄ１＝ｋ×td1×tb−０．１  ………（数式２）
【００６８】
図６は、図４に示すＳ１０４の処理において、センサユニット２１の信号処理回路２６が行う動作を説明するための説明図である。
尚、図６では、温度センサ値のデジタル信号（データ）のビットについては、太枠を用いて図示してある。
【００６９】
図６（Ａ）に示すように、信号処理回路２６は、圧力センサ２４の圧力センサ値をＡＤ変換して１０ビットのデータを生成すると共に、温度センサ２５の温度センサ値をＡＤ変換して６ビットのデータを生成する。
そして、信号処理回路２６は、ディザ（Dither）法を用い、温度センサ値のデータの最下位ビット（６ビット目）にディザとして±１ＬＳＢ（Least Significant Bit）を追加（加算）してディザリングすることにより、ディザ効果が得られるようにしている。
【００７０】
ここで、ＥＣＵ１１のタイマ回路１３のタイマクロックの周波数は１６ＭＨｚに設定されており、インプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能はタイマクロックの周期（＝１／１６ＭＨｚ）であるため０．０６２５μｓになる。
すなわち、図２に示す受信データＤ１の１ＬＳＢのデータ長は０．０６２５μｓになる。
そして、図２および図３に示すように、送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbは１ｍｓに固定されている。
【００７１】
そのため、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２は、センサユニット２１の送信信号ＳＧが、１４ビット分までなら確実に受信可能であり、その１４ビットに加えて２ビット分は受信タイミング次第で受信できる可能性があることから、合計１６ビット分までなら受信できる可能性がある。
そこで、センサユニット２１の信号処理回路２６は、送信信号ＳＧが１６ビットになるように、圧力センサ値を１０ビットのデータにし、温度センサ値を６ビットのデータにしている。
【００７２】
尚、このように温度センサ値と圧力センサ値のデータのビット数を設定している理由は、温度センサ値は圧力センサ値を補正するためのものであり、温度センサ値のデータが６ビット分あれば、圧力センサ値のデータの１０ビットを確実に補正できるためである。
【００７３】
そして、図６（Ｂ）に示すように、信号処理回路２６は、圧力センサ値の１０ビットのデータと、温度センサ値の６ビットのデータとを多重化して１データにデータ圧縮した圧縮データを生成する。
【００７４】
ここで、各センサ２４，２５の特性として、圧力センサ２４の圧力センサ値の変化度合いに比べ、温度センサ２５の温度センサ値は急激に変化しない。
また、温度センサ値は圧力センサ値を補正するためのものであり、温度センサ値は圧力センサ値より重要度が低い。
そして、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２が確実に受信可能な送信信号ＳＧは１４ビット分である。
さらに、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能と、センサユニット２１のアウトプットコンペア回路２２のタイマ分解能とのバラツキ（タイマ精度差）により、インプットキャプチャ回路１２が受信した送信信号ＳＧに誤差が生じるおそれがあるため、タイマ精度差による影響を回避する必要がある。
【００７５】
そこで、圧力センサ値および温度センサのデータのＬＳＢ（最下位ビット）側の各ビットを圧縮データのＬＳＢ側に集めて配置し、圧縮データのＬＳＢ付近に温度センサ値のデータのＬＳＢ付近を割り付けて配置する。
【００７６】
具体的には、図６（Ｂ）に示すように、圧縮データの下位２ビット（１５，１６ビット目）に、温度センサ値のデータの下位２ビット分を配置している。
そして、圧縮データの上位７ビット（１〜７ビット目）に、圧力センサ値のデータの上位７ビット分を配置している。
また、圧縮データの８〜１４ビット目に、温度センサ値のデータと圧力センサ値のデータとを１ビットずつ交互に配置している。
尚、温度センサ値のデータの最下位ビットにディザが追加されているため、圧縮データの最下位ビット（１６ビット目）にディザが追加されることになる。
【００７７】
図７は、図５に示すＳ２０８の処理において、ＥＣＵ１１の信号処理回路１４が行う動作を説明するための説明図である。
尚、図７では、温度センサ値のデータのビットについては、太枠を用いて図示してある。
【００７８】
図７（Ａ）に示すように、信号処理回路１４は、図５に示すＳ２０１の処理で得られたデューティ時間td1の１４ビット分のデータに対して、０．５ＬＳＢ相当である１８ビット分のデータを付加して拡張することにより、３２ビットのデータを生成する。
ここで、デューティ時間td1のデータが１４ビットであるのは、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２が１４ビット分の送信信号ＳＧまでなら確実に受信可能なことによる。
また、デューティ時間td1のデータを３２ビットに拡張する理由は、ＥＣＵ１１を構成するマイクロコンピュータが３２ビットで動作するためである。
【００７９】
そして、図７（Ｂ）に示すように、信号処理回路１４は、３２ビットに拡張したデューティ時間td1と、図５に示すＳ２０２の処理で得られたＰＷＭ周期tbと、図５に示すＳ２０７の処理で得られたデューティ補正係数ｋとに基づいて、前記数式２により受信データＤ１を算出する。
尚、デューティ時間td1を３２ビットに拡張しているため、受信データＤ１も３２ビットになる。
【００８０】
ここで、受信データＤ１は、図６（Ｂ）に示す圧縮データと各ビットの配置ルールがほぼ同じである１６ビットのデータの末尾に、下位１６ビットのデータが付加されたビット構成になっている。
そこで、図７（Ｃ）に示すように、圧縮データの各ビットの配置ルールに基づいて受信データＤ１を分離し、圧力センサ２４の圧力センサ値のデータと、温度センサ２５の温度センサ値のデータとを生成する。
受信データＤ１から分離された圧力センサ値のデータは、図６（Ａ）に示す圧力センサ値のデータとほぼ同じビット構成で１０ビットである。
【００８１】
また、受信データＤ１から分離された温度センサ値のデータは、図６（Ａ）に示す温度センサ値とほぼ同じビット構成の６ビットのデータの末尾に、下位１６ビットのデータが付加された合計２２ビット分のビット構成になっている。
そして、図６（Ａ）に示すように、センサユニット２１の信号処理回路２６は、温度センサ値のデータの最下位ビット（６ビット目）にディザとして±１ＬＳＢを追加している。
そのため、受信データＤ１から分離された温度センサ値のデータの下位１８ビットには、ディザ効果による変動が含まれている。
【００８２】
そこで、図７（Ｃ）に示すように、信号処理回路１４は、温度センサ値のデータに対して、デジタルフィルタによるローパスフィルタをかけるローパスフィルタ処理を施すことにより、温度センサ値のデータの下位１８ビットから２ビットを抽出して確定する。
その結果、図７（Ｄ）に示すように、図６（Ａ）に示す温度センサ値とほぼ同じビット構成の６ビットのデータが得られる。
【００８３】
［第１実施形態の作用・効果］
第１実施形態のＰＷＭ通信システム１０によれば、以下の作用・効果が得られる。
【００８４】
［１］センサユニット２１は、信号処理回路２６がデータ圧縮したデジタル信号に基づく送信信号ＳＧの送信に先立って、１００％デューティおよび０％デューティの送信信号ＳＧを基準パルスとして生成して送信する。
ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２は、タイマ回路１３が生成したタイマクロックに従い、送信信号ＳＧのデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbを計測する。
【００８５】
ＥＣＵ１１の信号処理回路１４は、インプットキャプチャ回路１２が計測した基準パルス（１００％デューティおよび０％デューティの送信信号ＳＧ）のデューティ時間t100d1，t0d1およびＰＷＭ周期t100b，t0bに基づいてデューティ補正係数ｋを生成し、インプットキャプチャ回路１２が計測した送信信号ＳＧのデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとデューティ補正係数ｋとに基づいて受信データＤ１を生成し、その受信データＤ１を信号処理回路２６が多重化する以前のデジタル信号である圧力センサ２４のセンサ値と温度センサ２５のセンサ値に分離する。
【００８６】
つまり、第１実施形態では、信号処理回路２６がデータ圧縮したデジタル信号に基づく送信信号ＳＧの送信毎に、送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbを所定周期（＝１ｍｓ）に固定し、その固定値からの変化分を信号処理回路１４にてデューティ補正係数ｋを用いて補正することにより、センサユニット２１とＥＣＵ１１の間のタイマ分解能の補正を行い、送信信号ＳＧの送信毎にデューティ時間td1の精度を補償する。
【００８７】
ＥＣＵ１１のタイマ回路１３とセンサユニット２１のタイマ回路２３とは、仕様公差内でタイマ分解能にバラツキを持っているが、各タイマ回路１３，２３の１ＬＳＢに相当する時間の比率は、送信信号ＳＧのデューティ時間td1だけでなく、ＰＷＭ周期tbにも同じ比率で反映される。
そこで、ＥＣＵ１１では、ＰＷＭ周期tbを所定周期（＝１ｍｓ）に固定し、デューティ時間td1を送信信号ＳＧの受信毎に補正する。
【００８８】
これにより、アウトプットコンペア回路２２が送信信号ＳＧを生成する元となるタイマ回路２３のタイマクロックが設計値から変化しても、ＥＣＵ１１にて正しい送信信号ＳＧのデューティ時間td1を取得することができる。
そのため、タイマ回路２３のタイマ精度が低くてもよいことから、タイマ回路２３を安価な回路にして低コスト化を図ることができる。
そして、ＥＣＵ１１およびセンサユニット２１は特別な回路を用いていない。
従って、第１実施形態によれば、高精度な多重化通信を行うことが可能なＰＷＭ通信システムを低コストに提供できる。
【００８９】
［２］センサユニット２１の信号処理回路２６は、圧力センサ値および温度センサのデータのＬＳＢ側の各ビットを圧縮データのＬＳＢ側に集めて配置し、圧縮データのＬＳＢ付近に温度センサ値のデータのＬＳＢ付近を割り付けて配置する（図６（Ｂ）参照）。
【００９０】
そのため、第１実施形態では、圧縮データの重要な上位ビットはノイズの影響を受けないことに加え、圧力センサ値または温度センサ値の片方が大きく変化しても、その変化が圧縮データの各ビットに分散されることから、正確な圧縮データが得られる。
【００９１】
［３］センサユニット２１の信号処理回路２６は、圧縮データの最下位ビットに該当する温度センサ値のデータ（デジタル信号）の最下位ビットにディザとして±１ＬＳＢを追加した上で、圧力センサ値と温度センサ値を多重化する（図６参照）。
ＥＣＵ１１の信号処理回路１４は、分離した圧力センサ値と温度センサのデータのうち、ディザが追加されている温度センサ値のデータに対して、デジタルフィルタによるローパスフィルタをかけることにより、温度センサ値のデータの下位ビットを確定する（図７（Ｃ）（Ｄ）参照）。
【００９２】
そのため、第１実施形態では、ディザ法を用いることにより、センサユニット２１のアウトプットコンペア回路２２のタイマ分解能を、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能以上にし、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能以上のＰＷＭ通信精度を達成できる。
【００９３】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態のＰＷＭ通信システム１００の概略構成を示すブロック回路図である。
ＰＷＭ通信システム１００は、ＥＣＵ１０１およびセンサユニット１０２と、ＥＣＵ１０１とセンサユニット１０２を接続するワイヤハーネスＷ１〜Ｗ３とから構成され、車両に搭載されている。
【００９４】
センサユニット１０２は、アウトプットコンペア回路２２、タイマ回路２３、ＮＰＮトランジスタTr１，Tr２、抵抗Ｒ２，Ｒ５、圧力センサ２４、温度センサ２５、信号処理回路２６、センサ１０３，１０４を備え、４個のセンサ２４，２５，１０３，１０４が統合されている。
【００９５】
センサ１０３は車両の適宜な検出対象（例えば、照度、車両の傾斜など）を検出し、その検出結果に応じたアナログ信号のセンサ値を生成する。
センサ１０４は、センサ１０３のセンサ値を補正するための検出対象を検出し、その検出結果に応じたアナログ信号のセンサ値を生成する。
つまり、各センサ１０３，１０４の関係は、各センサ２４，２５の関係に相当する。
【００９６】
信号処理回路２６は、第１実施形態と同じく、各センサ２４，２５のセンサ値をデジタル信号にＡＤ変換し、各センサ値をデジタル信号を多重化して１データにデータ圧縮したデジタル信号を生成する。
また、信号処理回路２６は、各センサ１０３，１０４のセンサ値をデジタル信号にＡＤ変換し、各センサ値をデジタル信号を多重化して１データにデータ圧縮したデジタル信号を生成する。
【００９７】
アウトプットコンペア回路２２は、第１実施形態と同じく、タイマ回路２３が生成したタイマクロックに従って動作する。
そして、アウトプットコンペア回路２２は、第１実施形態と同じく、信号処理回路２６が生成した各センサ２４，２５のセンサ値のデジタル信号に基づいて、デューティ時間td1のＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をトランジスタTr１のゲートに印加する。
また、アウトプットコンペア回路２２は、信号処理回路２６が生成した各センサ１０３，１０４のセンサ値のデジタル信号に基づいて、デューティ時間td2のＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をトランジスタTr２のゲートに印加する。
【００９８】
トランジスタTr２のエミッタは抵抗Ｒ５を介してグランドに接続され、トランジスタTr２のコレクタは抵抗Ｒ２を介してプラス側電源Ｖccに接続されている。つまり、トランジスタTr２のコレクタは、トランジスタTr１のコレクタに接続されている。
そのため、各トランジスタTr１，Tr２のコレクタからは、アウトプットコンペア回路２２から出力されたＰＷＭ信号の論理レベルを反転したＰＷＭ信号が、センサユニット１０２の送信信号ＳＧとして送信される。
【００９９】
ＥＣＵ１０１は、インプットキャプチャ回路１２、タイマ回路１３、信号処理回路１４、コンデンサＣ、抵抗Ｒ３，Ｒ４を備えている。
【０１００】
センサユニット１０２の送信信号ＳＧは、ワイヤハーネスＷ３を介してＥＣＵ１０１へ伝送される。
ＥＣＵ１０１のインプットキャプチャ回路１２は、ワイヤハーネスＷ３を介して伝送されてくる送信信号ＳＧを受信する。
そのため、センサユニット１０２の送信信号ＳＧは、ＥＣＵ１０１の受信信号となる。
【０１０１】
インプットキャプチャ回路１２は、td1用とtd2用の２個の入力ポートを備えている。
インプットキャプチャ回路１２のtd1用入力ポートとグランドの間には、各抵抗Ｒ３，Ｒ４が直列接続されている。
インプットキャプチャ回路１２のtd2用入力ポートとグランドの間には、コンデンサＣと抵抗Ｒ４が並列接続されている。
【０１０２】
ＥＣＵ１０１が受信した送信信号ＳＧは、インプットキャプチャ回路１２のtd1用入力ポートに直接入力される。
ＥＣＵ１０１が受信した送信信号ＳＧは、抵抗Ｒ３を介してインプットキャプチャ回路１２のtd2用入力ポートに入力される。
インプットキャプチャ回路１２は、タイマ回路１３が生成したタイマクロックに従って動作し、センサユニット１０２の送信信号ＳＧのデューティ時間td1，td2およびＰＷＭ周期tbを計測する。
【０１０３】
信号処理回路１４は、１００％デューティおよび０％デューティの送信信号ＳＧについて、インプットキャプチャ回路１２が計測した１００％デューティおよび０％デューティにおけるデューティ時間td1，td2およびＰＷＭ周期tbに基づいて、デューティ補正係数ｋを生成する。
次に、信号処理回路１４は、第１実施形態と同じく、デューティ時間td1とＰＷＭ周期tbとデューティ補正係数ｋとに基づいて、各センサ２４，２５のセンサ値の受信データＤ１を算出し、受信データＤ１を各センサ２４，２５のセンサ値のデータに分離する。
【０１０４】
また、信号処理回路１４は、予め設定しておいたデューティ時間td1の関数ｆ（td1）と、デューティ時間td2とに基づいて、各センサ１０３，１０４のセンサ値の受信データＤ２（ｍｓ）を算出する。
続いて、信号処理回路１４は、受信データＤ２を各センサ１０３，１０４のセンサ値のデータに分離する。
そして、ＥＣＵ１０１は、センサ１０４のセンサ値のデータに基づいてセンサ１０３のセンサ値のデータを補正することにより、正確なセンサ１０３のセンサ値に基づいて車両の各種制御を高精度に行う。
【０１０５】
図９は、第２実施形態において、アウトプットコンペア回路２２のトランジスタTr１，Tr２のオンオフ動作と、ＥＣＵ１０１のインプットキャプチャ回路１２のtd1用入力ポートの入力電圧（以下、「td1用ＩＰＣ電圧」と記載する）と、インプットキャプチャ回路１２のtd2用入力ポートの入力電圧（以下、「td2用ＩＰＣ電圧」と記載する）との関係を示す波形図である。
【０１０６】
ここで、各抵抗Ｒ２〜Ｒ５は、td1用ＩＰＣ電圧およびtd2用ＩＰＣ電圧が図９に示す電圧値になるために設けられており、プラス側電源Ｖccの電圧が５Ｖの場合には、抵抗Ｒ２の抵抗値が２４ｋΩ、抵抗Ｒ３の抵抗値が４９ｋΩ、抵抗Ｒ４の抵抗値が１３３ｋΩ、抵抗Ｒ５の抵抗値が１８０ｋΩに設定されている。
【０１０７】
両トランジスタTr１，Tr２がオン状態になると、td1用ＩＰＣ電圧およびtd2用ＩＰＣ電圧は共に０Ｖになる。
トランジスタTr２がオン状態のまま、トランジスタTr１がオフ状態になると、td1用ＩＰＣ電圧は３．９５Ｖになり、td2用ＩＰＣ電圧は２．８９Ｖになる。
両トランジスタTr１，Tr２がオフ状態になると、td1用ＩＰＣ電圧は４．４２Ｖになり、td2用ＩＰＣ電圧は３．２３Ｖになる。
【０１０８】
送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbは、両トランジスタTr１，Tr２がオン状態になった時点からオフ状態になり次にオン状態になった時点までの時間であり、１ｍｓに固定されている。
送信信号ＳＧのデューティ時間td1は、１つのＰＷＭ周期tbにおいてトランジスタTr１がオン状態になっている時間であり可変値である。
送信信号ＳＧのデューティ時間td2は、１つのＰＷＭ周期tbにおいてトランジスタTr２がオン状態になっている時間であり可変値である。
【０１０９】
ここで、各デューティ時間td1，td2は、１つのＰＷＭ周期tbの先頭側（開始側）の片エッジにタイミングを合わせて設定されると共に、デューティ時間td1がデューティ時間td2以下になるように設定されている（td1≦td2）。
そのため、数式３に示すように、デューティ時間td2を受信データＤ２と関数ｆ（td1）で表すことができる。
換言すれば、デューティ時間td1の関数ｆ（td1）をオフセット値として、デューティ時間td2を受信データＤ２と関数ｆ（td1）の和で表すことが可能なように、関数ｆ（td1）を設定しておく。
但し、関数ｆ（td1）は、デューティ時間td1以下になるように設定する必要がある（ｆ（td1）≦td1）。
【０１１０】
td2＝Ｄ２＋ｆ（td1）  ………（数式３）
【０１１１】
そこで、信号処理回路１４は、デューティ時間td1の関数ｆ（td1）と、デューティ時間td2とに基づいて、数式４により受信データＤ２を算出する。
【０１１２】
Ｄ２＝td2−ｆ（td1）  ………（数式４）
【０１１３】
［第２実施形態の作用・効果］
第２実施形態のＰＷＭ通信システム１００では、送信信号ＳＧの信号レベルを２段階の階段状に時間変位させ、その信号レベルの階段状の時間変位にデューティ時間td1，td2を対応させることにより、２つのデューティ時間td1，td2を１つの送信信号ＳＧに重畳できる。
【０１１４】
そのため、第２実施形態では、デューティ時間td1に基づいて各センサ２４，２５のセンサ値のデータを送受信すると共に、デューティ時間td2に基づいて各センサ１０３，１０４のセンサ値のデータを送受信することが可能になり、合計４つのセンサ値のデータを１つの送信信号ＳＧを用いるだけでＰＷＭ通信することができる。
【０１１５】
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態のＰＷＭ通信システム２００の概略構成を示すブロック回路図である。
ＰＷＭ通信システム２００は、ＥＣＵ１０１およびセンサユニット２０１と、ＥＣＵ１０１とセンサユニット２０１を接続するワイヤハーネスＷ１〜Ｗ３とから構成され、車両に搭載されている。
【０１１６】
センサユニット２０１は、アウトプットコンペア回路２２、タイマ回路２３、ＮＰＮトランジスタTr１，Tr２，Tr３、抵抗Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６、圧力センサ２４、温度センサ２５、信号処理回路２６、センサ１０３，１０４を備え、４個のセンサ２４，２５，１０３，１０４が統合されている。
【０１１７】
アウトプットコンペア回路２２は、第１実施形態と同じく、タイマ回路２３が生成したタイマクロックに従って動作する。
そして、アウトプットコンペア回路２２は、信号処理回路２６が生成した各センサ２４，２５のセンサ値のデジタル信号に基づいて、デューティ時間td1のＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をトランジスタTr１のゲートに印加する。
また、アウトプットコンペア回路２２は、信号処理回路２６が生成した各センサ１０３，１０４のセンサ値のデジタル信号に基づいて、デューティ時間td2のＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をトランジスタTr２のゲートに印加する。
加えて、アウトプットコンペア回路２２は、信号処理回路２６が生成した各センサ２４，２５，１０３，１０４のセンサ値のデジタル信号に基づいて、デューティ時間td3のＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をトランジスタTr３のゲートに印加する。
【０１１８】
トランジスタTr３のエミッタは抵抗Ｒ６を介してグランドに接続され、トランジスタTr３のコレクタは抵抗Ｒ２を介してプラス側電源Ｖccに接続されている。つまり、トランジスタTr３のコレクタは、各トランジスタTr１，Tr２のコレクタに接続されている。
そのため、各トランジスタTr１〜Tr３のコレクタからは、アウトプットコンペア回路２２から出力されたＰＷＭ信号の論理レベルを反転したＰＷＭ信号が、センサユニット２０１の送信信号ＳＧとして送信される。
【０１１９】
センサユニット２０１の送信信号ＳＧは、ワイヤハーネスＷ３を介してＥＣＵ１０１へ伝送される。
ＥＣＵ１０１のインプットキャプチャ回路１２は、ワイヤハーネスＷ３を介して伝送されてくる送信信号ＳＧを受信する。
そのため、センサユニット２０１の送信信号ＳＧは、ＥＣＵ１０１の受信信号となる。
【０１２０】
ＥＣＵ１０１は、第２実施形態と同様に、各センサ２４，２５のセンサ値の受信データＤ１を算出し、受信データＤ１を各センサ２４，２５のセンサ値のデータに分離すると共に、各センサ１０３，１０４のセンサ値の受信データＤ２を算出し、受信データＤ２を各センサ１０３，１０４のセンサ値のデータに分離する。
【０１２１】
図１１は、第３実施形態において、アウトプットコンペア回路２２のトランジスタTr１，Tr２のオンオフ動作と、ＥＣＵ１０１のインプットキャプチャ回路１２のtd1用入力ポートの入力電圧（td1用ＩＰＣ電圧）と、インプットキャプチャ回路１２のtd2用入力ポートの入力電圧（td2用ＩＰＣ電圧）との関係を示す波形図である。
【０１２２】
ここで、各抵抗Ｒ２〜Ｒ６は、td1用ＩＰＣ電圧およびtd2用ＩＰＣ電圧が図１１に示す電圧値になるために設けられており、プラス側電源Ｖccの電圧が５Ｖの場合には、抵抗Ｒ２の抵抗値が２４ｋΩ、抵抗Ｒ３の抵抗値が４９ｋΩ、抵抗Ｒ４の抵抗値が１３３ｋΩ、抵抗Ｒ５の抵抗値が１８０ｋΩ、抵抗Ｒ６の抵抗値が１６ｋΩに設定されている。
【０１２３】
トランジスタTr１がオフ状態で各トランジスタTr２，Tr３がオン状態になると、td1用ＩＰＣ電圧は１．８１Ｖになり、td2用ＩＰＣ電圧は０．４９Ｖになる。
トランジスタTr２がオン状態のまま、トランジスタTr１がオン状態でトランジスタTr３がオフ状態になると、td1用ＩＰＣ電圧およびtd2用ＩＰＣ電圧は共に０Ｖになる。
全トランジスタTr１〜Tr３がオフ状態になると、td1用ＩＰＣ電圧は４．４２Ｖになり、td2用ＩＰＣ電圧は３．２３Ｖになる。
【０１２４】
送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbは、各トランジスタTr２，Tr３がオン状態になった時点からオフ状態になり次にオン状態になった時点までの時間であり、１ｍｓに固定されている。
送信信号ＳＧのデューティ時間td1は、１つのＰＷＭ周期tbにおいてトランジスタTr１がオン状態になっている時間であり可変値である。
数式５に示すように、１つのＰＷＭ周期tbにおいてトランジスタTr２がオン状態になっている時間Ｑは、デューティ時間td1，td2で表すことができる。
【０１２５】
Ｑ＝２×td1−td2  ………（数式５）
【０１２６】
そこで、信号処理回路１４は、時間Ｑとデューティ時間td1とに基づいて、数式６によりデューティ時間td2を算出する。
【０１２７】
td2＝２×td1−Ｑ  ………（数式６）
【０１２８】
［第３実施形態の作用・効果］
第３実施形態によれば、第２実施形態と同様の作用・効果が得られる。
加えて、第３実施形態によれば、デューティ時間td1がデューティ時間td2を超える場合（td1＞td2）にも対応できる。
【０１２９】
また、第３実施形態によれば、トランジスタTr３を設けることにより、トランジスタTr１がオフ状態で各トランジスタTr２，Tr３がオン状態のときのtd2用ＩＰＣ電圧が０．４９Ｖになり、そのtd2用ＩＰＣ電圧を、インプットキャプチャ回路１２が送信信号ＳＧの論理レベルをローレベルと判定する閾値電圧（＝１Ｖ）以下の電圧にできる。
【０１３０】
＜第４実施形態＞
第４実施形態のＰＷＭ通信システム３００の構成は、図１に示した第１実施形態のＰＷＭ通信システム１０と同じである。
【０１３１】
図１２は、第４実施形態において、アウトプットコンペア回路２２のトランジスタTr１のオンオフ動作と、センサユニット２１の送信信号ＳＧ（ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２の入力電圧）との関係を示す波形図である。
トランジスタTr１がオン状態のとき送信信号ＳＧの論理レベルはローレベル（＝０Ｖ）になり、トランジスタTr１がオフ状態のとき送信信号ＳＧの論理レベルはハイレベル（＝４．４１Ｖ）になる。
【０１３２】
送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbは、トランジスタTr１がオン状態になった時点からオフ状態になり次にオン状態になった時点までの時間であり、１ｍｓ以下の可変値になっている。
送信信号ＳＧのデューティ時間td1は、１つのＰＷＭ周期tbにおいてトランジスタTr１がオン状態になっている時間（送信信号ＳＧがローレベルになっている時間）であり、０．１ｍｓ（所定時間）に固定されている。
【０１３３】
送信信号ＳＧにおいて、１つのＰＷＭ周期tbの先頭側には、０．１ｍｓの不感帯が２つ連続するように設定されている。
そのため、送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbから２つの不感帯の時間（＝０．２ｍｓ）を差し引いた時間が受信データＤ１となる。
送信信号ＳＧに不感帯が設けられているため、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２では、送信信号ＳＧが１００％周期または０％周期の場合に、送信信号ＳＧのデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbを速やかに計測できる。
【０１３４】
図１３（Ａ）は、第４実施形態において、送信信号ＳＧが１００％周期の場合に、センサユニット２１が送信した送信信号ＳＧ（基準パルス）と、ＥＣＵ１１が受信してインプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとの関係を示す波形図である。
ここで、ＥＣＵ１１の受信信号について、送信信号ＳＧが１００％周期の場合には、デューティ時間td1を「t100d1」と表記し、ＰＷＭ周期tbを「t100b」と表記する。
送信信号ＳＧが１００％周期の場合のＰＷＭ周期t100bは１ｍｓに設定されている。
【０１３５】
図１３（Ｂ）は、第４実施形態において、送信信号ＳＧが０％周期の場合に、センサユニット２１が送信した送信信号ＳＧ（基準パルス）と、ＥＣＵ１１が受信してインプットキャプチャ回路１２が計測したデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbとの関係を示す波形図である。
ここで、ＥＣＵ１１の受信信号について、送信信号ＳＧが０％周期の場合には、デューティ時間td1を「t0d1」と表記し、ＰＷＭ周期tbを「t0b」と表記する。
送信信号ＳＧが０％周期の場合のＰＷＭ周期t0bは０．２ｍｓに設定されている。
【０１３６】
図１４は、第４実施形態におけるセンサユニット２１の動作を説明するためのフローチャートである。
センサユニット２１は、電源が投入されてプラス側電源Ｖccが供給されると、以下の各ステップ（Ｓ）の処理を実行する。
【０１３７】
センサユニット２１は、まず、図１３（Ａ）に示す１００％周期の送信信号ＳＧを基準パルスとして生成して送信し（Ｓ３０１）、次に、図１３（Ｂ）に示す０％周期の送信信号ＳＧを基準パルスとして生成して送信する（Ｓ３０２）。
尚、Ｓ３０１の処理とＳ３０２の処理を実行する順番を入れ替えてもよい。
【０１３８】
続いて、センサユニット２１は、圧力センサ２４および温度センサ２５の検出動作が安定化し、各センサ２４，２５のセンサ値が両方共に確定したかどうかを判定し（Ｓ３０３）、各センサ２４，２５のセンサ値がいずれか一方でも確定していない場合（確定待ちの場合）にはＳ３０１，Ｓ３０２の処理を繰り返し実行し、各センサ２４，２５のセンサ値が両方共に確定している場合（確定済みの場合）にはＳ３０４の処理へ移行する。
Ｓ３０４において、センサユニット２１は、各センサ２４，２５のセンサ値に対応した送信信号ＳＧをＥＣＵ１１へ送信する処理を繰り返し実行する。
【０１３９】
図１５は、第４実施形態におけるＥＣＵ１１のインプットキャプチャ（ＩＰＣ）割込み処理動作を説明するためのフローチャートである。
ＥＣＵ１１は、所定時間毎にインプットキャプチャ割込み処理動作を開始し、インプットキャプチャ回路１２および信号処理回路１４が以下の各ステップ（Ｓ）の処理を実行する。
【０１４０】
まず、インプットキャプチャ回路１２は、センサユニット２１の送信信号ＳＧを受信し、そのデューティ時間td1を計測して取得し（Ｓ４０１）、次に、送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbを計測して取得する（Ｓ４０２）。
尚、Ｓ４０１の処理とＳ４０２の処理を実行する順番を入れ替えてもよい。
【０１４１】
続いて、信号処理回路１４は、Ｓ４０１の処理で得られたＰＷＭ周期tbが、図１３（Ａ）に示す１００％周期の送信信号ＳＧのＰＷＭ周期t100b以上であるかどうかを判定し（Ｓ４０３）、ＰＷＭ周期tbがＰＷＭ周期t100b以上の場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）にはＳ４０４の処理へ移行し、ＰＷＭ周期tbがＰＷＭ周期t100b未満の場合（Ｓ４０３：Ｎｏ）にはＳ４０５の処理へ移行する。
【０１４２】
尚、インプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能と、アウトプットコンペア回路２２のタイマ分解能とのバラツキにより、ＰＷＭ周期tbの精度にもバラツキが生じるため、ＰＷＭ周期tbがＰＷＭ周期t100b以上になることもある。
そのため、ＰＷＭ周期tbがＰＷＭ周期t100b以上であれば、そのＰＷＭ周期tbはＰＷＭ周期t100bであるといえる。
また、各回路１２，２２のタイマ分解能のバラツキにより、デューティ時間td1の精度にもバラツキが生じるため、デューティ時間td1が固定値の０．１ｍｓからズレることがある。
ここで、各タイマ回路１３，２３が生成したタイマクロックのパルス幅の精度（タイマ精度）のバラツキが、各回路１２，２２のタイマ分解能のバラツキになるため、そのタイマ分解能のバラツキがタイマ精度差になる。
【０１４３】
そこで、Ｓ４０４において、信号処理回路１４は、Ｓ４０１の処理で得られたデューティ時間td1をデューティ時間t100d1として認定すると共に、Ｓ４０２の処理で得られたＰＷＭ周期tbを、図１３（Ａ）に示す１００％周期の送信信号ＳＧのＰＷＭ周期t100bとして認定する。
【０１４４】
また、Ｓ４０５において、信号処理回路１４は、Ｓ４０１の処理で得られたＰＷＭ周期tbが、図１３（Ｂ）に示す０％周期の送信信号ＳＧのデューティ時間t0d1以下であるかどうかを判定し、ＰＷＭ周期tbがデューティ時間t0d1以下の場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）にはＳ４０６の処理へ移行し、ＰＷＭ周期tbがデューティ時間t0d1を超える場合（Ｓ４０５：Ｎｏ）にはＳ４０８の処理へ移行する。
【０１４５】
尚、インプットキャプチャ回路１２のタイマ分解能と、アウトプットコンペア回路２２のタイマ分解能とのバラツキ（タイマ精度差）により、ＰＷＭ周期tbの精度にもバラツキが生じるため、ＰＷＭ周期tbがＰＷＭ周期t0b以下になることもある。
そのため、ＰＷＭ周期tbがＰＷＭ周期t0b以下であれば、そのＰＷＭ周期tbはＰＷＭ周期t0bであるといえる。
【０１４６】
そこで、Ｓ４０６において、信号処理回路１４は、Ｓ４０１の処理で得られたデューティ時間td1をデューティ時間t0d1として認定すると共に、Ｓ４０２の処理で得られたＰＷＭ周期tbを、図１３（Ｂ）に示す０％周期の送信信号ＳＧのＰＷＭ周期t0bとして認定する。
【０１４７】
続いて、信号処理回路１４は、Ｓ４０４，Ｓ４０６の処理で認定したデューティ時間t100d1，t0d1およびＰＷＭ周期t100b，t0bに基づいて、数式７により周期補正係数ｋを算出する（Ｓ４０７）。
ここで、数式７の「０．８」は、ＰＷＭ周期tbの時間から２つの不感帯の時間（＝０．２ｍｓ）を差し引いた時間である。
尚、Ｓ４０３，Ｓ４０４の処理とＳ４０５，Ｓ４０６の処理を実行する順番を入れ替えてもよい。
【０１４８】
ｋ＝０．８／（t100d1×t100b−t0d1×t0b）  ………（数式７）
【０１４９】
Ｓ４０８において、信号処理回路１４は、Ｓ４０１の処理で得られたデューティ時間td1と、Ｓ４０２の処理で得られたＰＷＭ周期tbと、Ｓ４０７の処理で得られた周期補正係数ｋとに基づいて、数式８により受信データＤ１（ｍｓ）を算出する。
ここで、数式８の「０．２」は、ＰＷＭ周期tbの２つの不感帯の時間である。
Ｓ４０８の処理を実行したら、ＥＣＵ１１はインプットキャプチャ割込み処理動作を終了する。
【０１５０】
Ｄ１＝ｋ×td1×tb−０．２  ………（数式８）
【０１５１】
図１４に示すＳ３０４の処理において、センサユニット２１の信号処理回路２６は、第１実施形態と同じく（図６参照）、圧力センサ値の１０ビットのデータと、温度センサ値の６ビットのデータとを多重化して１データにデータ圧縮した圧縮データを生成する。
【０１５２】
図１６は、図１５に示すＳ４０８の処理において、ＥＣＵ１１の信号処理回路１４が行う動作を説明するための説明図である。
尚、図１６では、温度センサ値のデータのビットについては、太枠を用いて図示してある。
【０１５３】
図１６（Ａ）に示すように、信号処理回路１４は、図１５に示すＳ４０１の処理で得られたＰＷＭ周期tbの１４ビット分のデータに対して、０．５ＬＳＢ相当である１８ビット分のデータを付加して拡張することにより、３２ビットのデータを生成する。
ここで、ＰＷＭ周期tbのデータが１４ビットであるのは、ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２が１４ビット分の送信信号ＳＧまでなら確実に受信可能なことによる。
また、ＰＷＭ周期tbのデータを３２ビットに拡張する理由は、ＥＣＵ１１を構成するマイクロコンピュータが３２ビットで動作するためである。
【０１５４】
そして、図１６（Ｂ）に示すように、信号処理回路１４は、３２ビットに拡張したＰＷＭ周期tbと、図１５に示すＳ４０１の処理で得られたデューティ時間td1と、図１５に示すＳ４０７の処理で得られた周期補正係数ｋとに基づいて、前記数式８により受信データＤ１を算出する。
尚、ＰＷＭ周期tbを３２ビットに拡張しているため、受信データＤ１も３２ビットになる。
【０１５５】
その後、図１６（Ｃ）（Ｄ）に示すように、信号処理回路１４は、第１実施形態と同じく（図７（Ｃ）（Ｄ）参照）、受信データＤ１を、圧力センサ２４の圧力センサ値のデータと、温度センサ２５の温度センサ値のデータとに分離する。
【０１５６】
［第４実施形態の作用・効果］
センサユニット２１は、信号処理回路２６がデータ圧縮したデジタル信号に基づく送信信号ＳＧの送信に先立って、１００％周期および０％周期の送信信号ＳＧを基準パルスとして生成して送信する。
ＥＣＵ１１のインプットキャプチャ回路１２は、タイマ回路１３が生成したタイマクロックに従い、送信信号ＳＧのデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbを計測する。
【０１５７】
ＥＣＵ１１の信号処理回路１４は、インプットキャプチャ回路１２が計測した基準パルス（１００％周期および０％周期の送信信号ＳＧ）のデューティ時間t100d1，t0d1およびＰＷＭ周期t100b，t0bに基づいて周期補正係数ｋを生成し、インプットキャプチャ回路１２が計測した送信信号ＳＧのデューティ時間td1およびＰＷＭ周期tbと周期補正係数ｋとに基づいて受信データＤ１を生成し、その受信データＤ１を信号処理回路２６が多重化する以前のデジタル信号である圧力センサ２４のセンサ値と温度センサ２５のセンサ値に分離する。
【０１５８】
つまり、第４実施形態では、信号処理回路２６がデータ圧縮したデジタル信号に基づく送信信号ＳＧの送信毎に、送信信号ＳＧのデューティ時間td1を所定時間（＝０．１ｍｓ）に固定し、その固定値からの変化分を信号処理回路１４にて周期補正係数ｋを用いて補正することにより、センサユニット２１とＥＣＵ１１の間のタイマ分解能の補正を行い、送信信号ＳＧの送信毎にＰＷＭ周期tbの精度を補償する。
【０１５９】
ＥＣＵ１１のタイマ回路１３とセンサユニット２１のタイマ回路２３とは、仕様公差内でタイマ分解能にバラツキを持っているが、各タイマ回路１３，２３の１ＬＳＢに相当する時間の比率は、送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbだけでなく、デューティ時間td1にも同じ比率で反映される。
そこで、ＥＣＵ１１では、デューティ時間td1を所定時間（＝０．１ｍｓ）に固定し、ＰＷＭ周期tbを送信信号ＳＧの受信毎に補正する。
【０１６０】
これにより、アウトプットコンペア回路２２が送信信号ＳＧを生成する元となるタイマ回路２３のタイマクロックが設計値から変化しても、ＥＣＵ１１にて正しい送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbを取得することができる。
そのため、タイマ回路２３のタイマ精度が低くてもよいことから、タイマ回路２３を安価な回路にして低コスト化を図ることができる。
そして、ＥＣＵ１１およびセンサユニット２１は特別な回路を用いていない。
従って、第４実施形態によれば、高精度な多重化通信を行うことが可能なＰＷＭ通信システムを低コストに提供できる。
【０１６１】
加えて、第４実施形態では、各センサ２４，２５のセンサ値が小さい場合にはＰＷＭ周期tbが短くなるため、より敏感に感知したい部分をセンサ値として小さい値に設定することで、より敏感に感知したいセンサ値の場合には最速で０．２ｍｓ毎にＰＷＭ通信することが可能になり、鈍感でよいセンサ値の場合は遅くても１ｍｓ毎にＰＷＭ通信することが可能である。
従って、第４実施形態によれば、第１実施形態よりも高速通信が可能になる。
【０１６２】
＜第５実施形態＞
図１７は、第５実施形態におけるセンサユニット２１の動作を説明するためのフローチャートである。
第５実施形態において、第１実施形態におけるセンサユニット２１の動作（図４参照）と異なるのは、Ｓ１０２の処理とＳ１０３の処理の間にＳ１０５の処理が追加されている点である。
【０１６３】
Ｓ１０５において、センサユニット２１は、Ｓ１０１，Ｓ２０１の処理を繰り返す回数（以下、「ループ回数」と記載する）が設定回数未満かどうかを判定し（Ｓ１０５）、ループ回数が設定回数未満の場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）にはＳ１０１，Ｓ２０１の処理を繰り返し実行し、ループ回数が設定回数になった場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）にはＳ１０３の処理へ移行する。
Ｓ１０３において、センサユニット２１は、圧力センサ２４および温度センサ２５のセンサ値が両方共に確定するまで待ってからＳ１０４の処理へ移行する。
【０１６４】
第５実施形態によれば、ループ回数の設定回数を実験的に求めた最適値に設定することにより、センサユニット２１が送信した１００％デューティおよび０％デューティの送信信号ＳＧ（基準パルス）を、ＥＣＵ１１が確実に受信することが可能になる。
【０１６５】
＜第６実施形態＞
図１８は、第６実施形態におけるセンサユニット２１の動作を説明するためのフローチャートである。
第６実施形態において、第１実施形態におけるセンサユニット２１の動作（図４参照）と異なるのは、Ｓ１０２の処理とＳ１０３の処理の間にＳ１０６の処理が追加されている点である。
【０１６６】
Ｓ１０６において、センサユニット２１は、Ｓ１０１，Ｓ２０１の処理を繰り返す時間（以下、「ループ時間」と記載する）が設定時間未満かどうかを判定し（Ｓ１０５）、ループ時間が設定時間未満の場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）にはＳ１０１，Ｓ２０１の処理を繰り返し実行し、ループ時間が設定時間になった場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）にはＳ１０３の処理へ移行する。
Ｓ１０３において、センサユニット２１は、圧力センサ２４および温度センサ２５のセンサ値が両方共に確定するまで待ってからＳ１０４の処理へ移行する。
【０１６７】
第６実施形態によれば、ループ時間の設定時間を実験的に求めた最適値に設定することにより、センサユニット２１が送信した１００％デューティおよび０％デューティの送信信号ＳＧ（基準パルス）を、ＥＣＵ１１が確実に受信することが可能になる。
【０１６８】
＜別の実施形態＞
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
【０１６９】
［１］第１実施形態（図２参照），第２実施形態（図９参照），第３実施形態（図１１参照）では、送信信号ＳＧのＰＷＭ周期tbを１ｍｓの固定値にしているが、各センサ２４，２５，１０３，１０４の特性およびセンサ値に応じて、１ｍｓ以外の適宜な所定周期を固定値として設定してもよい。
【０１７０】
［２］第４実施形態（図１２参照）では、送信信号ＳＧのデューティ時間td1を０．１ｍｓの固定値にしているが、各センサ２４，２５の特性およびセンサ値に応じて、０．１ｍｓ以外の適宜な所定時間を固定値として設定してもよい。
また、第４実施形態では、送信信号ＳＧが１００％周期の場合のＰＷＭ周期t100bを１ｍｓに設定しているが、各センサ２４，２５のセンサ値に応じて、１ｍｓ以外の適宜な周期に設定してもよい。
【０１７１】
［３］第１実施形態および第４実施形態（図６参照）では、圧力センサ２４の圧力センサ値を１０ビットのデータにすると共に、温度センサ２５の温度センサ値を６ビットのデータにしている。
しかし、各センサ２４，２５のセンサ値のビット数はそれぞれ、各センサ２４，２５の特性およびセンサ値に応じて、適宜なビット数に設定してもよい。
また、第１実施形態および第４実施形態において、３個以上のセンサを設け、その３個以上のセンサのセンサ値のデジタル信号を多重化して１データにデータ圧縮してもよい。
【０１７２】
［４］第２実施形態（図９参照）および第３実施形態（図１１参照）では、送信信号ＳＧの信号レベルを２段階の階段状に時間変位させている。
しかし、送信信号ＳＧの信号レベルを３段階以上の階段状に時間変位させてもよく、その場合には、段階の数に応じたデューティ時間を１つの送信信号ＳＧに重畳できる。
【０１７３】
［５］第２実施形態（図８参照）および第３実施形態（図１０参照）では、ＥＣＵ１０１における１個のインプットキャプチャ回路１２が、td1用とtd2用の２個の入力ポートを備えている。
しかし、td1用とtd2用の２個のインプットキャプチャ回路をＥＣＵ１０１に設け、個々のインプットキャプチャ回路に１個ずつの入力ポートを備えるようにしてもよい。
【０１７４】
［６］第１実施形態（図４参照）では、センサユニット２１が、電源投入時に１００％デューティおよび０％デューティの送信信号ＳＧを基準パルスとして生成して送信している。
また、第４実施形態（図１４参照）では、センサユニット２１が、電源投入時に１００％周期および０％周期の送信信号ＳＧを基準パルスとして生成して送信している。
しかし、センサユニット２１が基準パルスを送信するのは、電源投入時に限らず、各センサ２４，２５のセンサ値に対応した送信信号ＳＧの送信に先立つならば、基準パルスを送信するタイミングは適宜設定すればよい。
【０１７５】
［７］前記各実施形態において、センサユニット２１，１０２，２０１が送信するＰＷＭ信号である送信信号ＳＧは、電圧値が変化する電圧信号である。
しかし、ＰＷＭ信号である送信信号ＳＧを、電流値が変化する電流信号にすることにより、センサユニット２１，１０２，２０１とＥＣＵ１１，１０１との間の通信を電流通信にしてもよい。
【０１７６】
その場合には、送信信号ＳＧを送信するためのデジタル信号線のワイヤハーネスＷ２を、電力線であるプラス側電源線のワイヤハーネスＷ１と共用すれば、更なる信号線削減を実現できる。
【０１７７】
［８］前記各実施形態を適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた実施形態の作用・効果を合わせもたせたり、相乗効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１７８】
１０，１００，２００，３００…ＰＷＭ通信システム
１１，１０１…ＥＣＵ（受信装置）
１２…インプットキャプチャ（ＩＰＣ）回路（計測回路）
１３…タイマ回路（受信側タイマ回路）
１４…信号処理回路（受信側信号処理回路）
２１，１０２，２０１…センサユニット（送信装置）
２２…アウトプットコンペア（ＯＣ）回路（送信回路）
２３…タイマ回路（送信側タイマ回路）
２４…圧力センサ
２５…温度センサ
２６…信号処理回路（送信側信号処理回路）
１０３，１０４…センサ
Ｗ３…ワイヤハーネス（信号線）
ＳＧ…送信信号
td1，td2…デューティ時間
tb…ＰＷＭ周期
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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