JP2005267420A

JP2005267420A - データ送信装置

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Publication number: JP2005267420A
Application number: JP2004081179A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Sugino; 正芳杉野; Ryoji Koi; 良治小井; Seiki Inoue; 清貴井上; Atsushi Matsui; 淳松井
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】データを無線送信するテレメータ等において、消費電力低減を図る。
【解決手段】テレメータの電力は、固定側に設けられた永久磁石と可動側に設けられたコイル２６、５８との相対的変位による電磁誘導により供給する。送信機２４は、動作中（発電中）は誘導起電力により所定の周期でデータを送信し、停止中（非発電中）は蓄積用キャパシタ３８に蓄積された電力を用いるとともに、所定の周期よりも長い周期でデータを送信することで省電力化を図る。
【選択図】図５

Description

本発明はデータ送信装置、特に、データを無線で送信するテレメータ等の装置に関する。

従来より、センサで検出した物理量データを無線で送信し、受信側で物理量データについて解析乃至記録を行う計測装置、いわゆるテレメータが知られている。テレメータでは、センサと受信側機器が相対的に移動してもリアルタイムで計測が可能であることから、車両エンジンのピストン部やタイヤにおける各種物理量を計測する等に広く適用されている。

テレメータを駆動するための電力としては、一般に特許文献１に示すような結合コイルを用いた電磁結合方式や、特許文献２に示すような内部電池方式が用いられている。

特開平７−３３４７８３号公報特許第３０６８８１８号

しかしながら、電磁結合方式では、電力送信部と受信部の距離が変動すると供給される電力量が変動するため、安定した電力供給が困難となる。また、内部電池方式では、その消耗時には交換を要するため長期間の使用は不向きであり、かつ、交換時にはセンサの全品交換となるため煩雑である。

そこで、相対変位する２つの部材の一方に永久磁石、他方にコイルを設け、電磁誘導により電力を供給する方式も提案されているが、２つの部材が相対的に停止状態にある場合には電力が供給されず、物理量の検出及び検出データの送信ができなくなる。

もちろん、テレメータにて動作中の部材の物理量を検出することが目的であれば停止中に物理量を検出する必要は生じないとも考えられる。しかし、動作、非動作、動作、非動作と動作／非動作を繰り返す部材において動作中のみ物理量を検出したのでは、仮に検出物理量に異常が生じていたとしても、その異常が動作中に生じたのか、あるいは非動作中に生じたのかを判別することができない。また、歪みゲージで歪みを検出する場合等では、被測定対象が実際に変化した量を正確に把握するためには、停止中にキャリブレーションの基準値を検出し、そこからの変化量を検出する必要があり、動作中だけでなく停止中においても物理量の検出及び検出データの送信が必要となる。

本発明の目的は、電磁誘導等のように、２つの部材間の相対的変位による運動エネルギを電気エネルギに変換して電力を供給する構成を採用しつつ、停止中においても物理量の検出、さらには検出データの送信が可能なデータ送信装置を提供することにある。

本発明は、２つの部材間の相対的変位を電気エネルギに変換する変換手段と、前記電気エネルギを蓄積する蓄積手段と、前記２つの部材の動作状態と停止状態とを検出する検出手段と、前記検出手段で動作状態を検出した場合に前記変換手段からの電気エネルギにより動作して所定周期でデータを無線送信し、前記検出手段で停止状態を検出した場合に前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギにより動作して前記所定周期よりも長い周期でデータを送信する送信手段とを有する。

本発明において、前記データを記憶する記憶手段をさらに有し、前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に前記データを送信せずに前記メモリに順次記憶し、前記停止状態から動作状態に移行した場合に前記記憶手段に記憶されたデータを読み出して送信してもよい。

また、本発明において、前記データを取得する手段を有し、前記停止状態を検出した場合に前記データの取得周期及び送信周期を前記所定周期よりも長くする、あるいは前記データの取得周期を前記所定周期よりも長くしてもよい。

本発明の１つの実施形態では、前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギの残存量が少なくなるほど長い周期でデータを送信する。

また、本発明の他の実施形態では、前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に、過去の停止状態の出現パターンから今回の停止状態の継続パターンを推定し、該推定結果に応じた周期でデータを送信する。

このように、本発明では、２つの部材間に相対的変位のない停止状態においては変換手段で電気エネルギを生成できず、蓄積手段に蓄積された電気エネルギを用いて動作する必要があることを考慮し、停止状態においては動作状態におけるよりも消費電力の少ないモードでデータを送信する。すなわち、停止状態におけるデータ送信周期を動作状態における周期よりも長く設定し、データ送信に伴う電力消費を低減する。なお、周期を長く設定する場合には、周期を十分長く設定することにより、実質的にデータ送信を行わない態様も含まれ得る。この場合、停止状態において取得したデータは記憶手段に記憶しておき、停止状態から動作状態に移行した際に当該データを送信できる。停止状態においてデータ送信周期を増大させる他、送信すべきデータ量を削減して電力消費を抑制してもよい。

本発明は、データを無線送信するテレメータ等の装置あるいはシステムに適用することができる。

本発明によれば、２つの部材間の相対的変位による運動エネルギを電気エネルギに変換して電力を供給する構成を採用しつつ、停止中においても少ない消費電力で物理量の検出、検出データの送信が可能となる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について、永久磁石とコイルを用いた電磁誘導方式を例にとり説明する。

まず、車両エンジンのピストン部にテレメータを組み込む場合である。

図１には、テレメータをピストン−クランク系に組み込んだ状態が示されている。ピストン１０は、ピストンピン１２を介してコネクティングロッド１４の小端部１６と連結している。コネクティングロッド１４は、ピストンピン１２を中心として首振り運動可能であり、コネクティングロッド１４のもう一方の端、すなわち大端部１８は、クランクシャフトのクランクピン２０と相対的に回転可能に連結されている。

ピストン１０には、ピストンに関する所定の物理量を測定するためのセンサ２２が設置されている。測定物理量は、温度、シリンダボアとの隙間、ピストンの歪み、変形等であり、検出すべき物理量に応じて適切なセンサの種類及び適切な設置位置が選定される。コネクティングロッドの幹部には、テレメータ送信機２４が固定されており、センサ２２から送られた信号を処理して当該内燃機関の外部に設置されたテレメータ受信機（不図示）に無線で送信する。テレメータ受信機は、受信した信号に基づき測定値の算出、記録、解析等の処理を行う。

テレメータは、テレメータ送信機２４とセンサに電力を供給する電源装置を有している。電源装置は、コネクティングロッド大端部１８の側面の開口の周囲に複数配置されたコイル２６と、クランクシャフトウエブ２８のクランクピン２０の周囲部分に配置された永久磁石３０と、コイル２６が接続される電源回路３２を含む。コイル２６は、その軸がクランクピン２０の軸とほぼ平行に、すなわち図１の紙面を貫く方向に位置するように配置される。永久磁石３０は、図２に示されるように、コイル２６と対向するように、コネクティングロッド１４の両側または片側のクランクシャフトウエブ２８に埋設されている。図２においては、コネクティングロッド１４の側面とウエブ２８の間に大きな間隙があるように示されているが、これは永久磁石３０を明瞭に示すためであって実際の間隙は非常に狭い。コイル２６と永久磁石３０をクランクピン２０の軸方向にほぼ平行となるように対向配置することにより、永久磁石３０をクランクピン２０ではなくウエブ部分に配置することができる。これにより、追加工を行う必要がなく、クランクピンの強度低下を防止できる。

また、コネクティングロッド大端部１８の側面の開口の周囲の一部に、停止状態検出コイル２７が配置される。この検出コイル２７はコイル２６と同様に、永久磁石３０と対向するように配置されており、コイル２６と同様に内燃機関運転中は永久磁石３０との相対変位により誘導起電力を生じ、内燃機関停止中は誘導起電力はゼロとなる。

図３には、内燃機関の運転中の状態が示されている。ピストン１０は上下方向に往復運動し、クランクシャフト４３は回転運動を行う。クランクピン２０は、クランクジャーナルを中心に回転運動する。これにより、クランクピン２０とコネクティングロッド大端部１８は相対的に回転運動を行う。この運動に伴い、コイル２６と永久磁石３０も相対運動を行い、コイル２６に鎖交する永久磁石３０の磁束が周期的に変化する。これにより、コイル２６内に誘導起電力が生じ、この電力が電源回路３２に供給されることになる。一方、検出コイル２７の電圧に着目すると、内燃機関動作中はコイル２６と同様に誘導起電力が生じるが、内燃機関停止中は誘導起電力はゼロとなる。したがって、検出コイル２７の電位を監視することで、内燃機関が動作中であるか停止中であるかを検出できる。

次に、テレメータを車両の車輪に組み付ける場合について説明する。

図４には、テレメータを車両の車輪に組み付けた状態が示されている。車輪５０は、ホイール５２とこれに取り付けられたタイヤ５４を含む。車輪５０は、アップライト、操舵輪に関してはステアリングナックル等と称される支持部材５６により軸受けを介して支持されている。支持部材５６は、車体に対してロッド等のサスペンション部材により所定の範囲での動きが許容されるように支持されている。しかし、車輪５０と共に回転することはなく、その意味では車体側の部品である。

ホイール５２のリム５７の車体側の縁近傍に、周方向にコイル５８が配置され、これに対向するように支持部材５６の所定位置に永久磁石６０が配置されている。コイル５８は、テレメータ送信側本体６２に備えられた電源回路に接続されている。また、コイル５８の一部が停止状態検出コイル５９として機能する。

センサは、車輪に関する所定の物理量を検出し、これを送信部が車体側に備えられた受信部に対し無線で送信する。検出対象の物理量は、例えばタイヤの空気圧である。車両の走行に伴って、車輪５０が回転し、コイル５８と永久磁石６０の相対運動によってコイル５８に誘導起電力が生じる。この電力により、センサおよび送信部が駆動される。一方、検出コイル５９の電圧に着目すると、走行中はコイル５８と同様に誘導起電力が生じるが、停止中は誘導起電力はゼロとなる。したがって、検出コイル５９の電位を監視することで、走行中であるか停止中であるかを検出できる。

このように、２つの場合のいずれにおいても、動作中はコイル２６、５８からの誘導起電力により電力が供給されるため物理量の検出及び検出データの送信が可能であるが、停止中は電力供給が中断するため、検出及び送信が不能となる。上記したように、動作中のみ物理量を検出したのでは、仮に検出物理量に異常が生じていたとしても、その異常が動作中に生じたのか、あるいは非動作中に生じたのかを判別することができない。また、歪みゲージで歪みを検出する場合等では、停止中にキャリブレーションの基準値を検出する必要もある。

そこで、本実施形態では、検出コイル２７、５９で動作中か停止中かを検出し、動作中であれば誘導起電力の一部をキャパシタ等に蓄積して停止状態に備えるとともに、停止中であることが検出された場合に、蓄積電力を用い、かつ所定の省電力モードで検出及び送信を実行する。

図５には、本実施形態の電源回路が示されている。電源回路は、コイル２６、５８、ダイオードブリッジ３４、４２、蓄積用キャパシタ３８、平滑用キャパシタ４４、レギュレータ３９を有して構成される。

ダイオードブリッジ３４は、コイル２６、５８に接続され、コイル２６、５８からの誘導起電力を整流して脈流を生成する。

蓄積用キャパシタ３８は、ダイオードブリッジ３４の両端子間に接続され、誘導起電力を蓄積する。

レギュレータ３９は、ダイオードブリッジ３４からの脈流を調整（脈流成分を除去）して送信機２４及びセンサに供給する。

送信機２４は、無線機能を有する無線回路基板２４ａと、信号処理回路を有する信号処理基板２４ｂとを有する。無線回路基板２４ａ及び信号処理回路基板２４ｂはともにレギュレータ３９からの電力により動作する。信号処理回路基板２４ｂはセンサからの信号を入力し、センサからの検出データを無線回路基板２４ａに供給する。無線回路基板２４ａは、検出データを所定のキャリアに重畳して無線送信する。

一方、ダイオードブリッジ４２は、検出コイル２７、５９に接続され、検出コイル２７、５９からの電圧信号を整流する。

平滑用キャパシタ４４は、ダイオードブリッジ４２の両端子間に接続され、電圧信号を平滑化する。

直列接続された抵抗Ｒ１及びＲ２は平滑用キャパシタ４４に接続され、電圧を分圧して動作（発電）／停止（非発電）検出信号ＳＩとして送信機２４の信号処理回路基板２４ｂに出力する。動作中（発電）であればＳＩは所定電位のＨｉレベルとなり、停止中（非発電）であればＳＩはＬｏｗレベルとなる。信号処理回路基板２４ｂ内のプロセッサは、このＳＩ信号のレベルにより動作中か停止中かを判断し、動作中であれば所定の周期でセンサにて物理量を検出して無線回路基板２４ａに供給する。また、停止中であれば蓄積用キャパシタ３８からの電力で動作するとともに、センサでの検出周期及び無線回路基板２４ａからのデータ送信周期を増大させて電力消費を低減する。

図６には、送信機２４の処理フローチャートが示されている。まず、信号処理回路基板２４ｂ内のプロセッサは、検出信号ＳＩのレベルに基づき、現在内燃機関が動作中あるいは走行中であって発電中であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。発電中であれば、コイル２６、５８からの誘導起電力を用いることができるので、無線回路基板２４ａ及び信号処理回路基板２４ｂは通常モードで動作する（Ｓ１０２）。この通常モードでは、信号処理回路基板２４ｂは所定の周期でデータを検出して無線回路基板２４ａに供給し、無線回路基板２４ａは所定の周期で受信側にデータを無線送信する。所定の周期は適宜設定され、例えば１ｓｅｃに設定される。

一方、発電中ではないと判定された場合、蓄積用キャパシタ３８からの蓄積電力を用いてデータ検出及びデータ送信を行うため、電力消費量を削減する必要がある。そこで、この場合には、無線回路基板２４ａ及び信号処理回路基板２４ｂは省電力モードで動作する（Ｓ１０３）。具体的には、通常モードにおける周期よりも長い周期でデータを検出し、かつ、通常モードにおける周期よりも長い周期でデータを送信する。省電力モードにおけるデータ検出及び送信の周期も適宜設定されるが、例えば通常モードが１ｓｅｃであれば省電力モードでは数十ｓｅｃとする。

図７には、動作中（発電中）におけるデータ検出及び送信タイミングと、停止中（非発電中）におけるデータ検出及び送信タイミングが示されている。発電中ではパルス１００で示されるタイミングでデータが検出、送信され、非発電中ではパルス２００で示されるタイミングでデータが検出、送信される。非発電中における周期を長くとり、データ検出、送信の回数を低減することで、停止中（非発電中）であってもデータを受信側に送信できるとともに、無線回路基板２４ａ及び信号処理回路基板２４ｂでの電力消費を低減できる。

したがって、受信側では、送信機２４から送信されたデータを解析し、動作中には異常がないものの停止中において異常が生じたと判定することもできる。なお、受信側では、データ送信の周期を検出することで、当該データが動作中のものであるか停止中のものであるかを判定することが可能であるが、送信機２４は、動作中であるか停止中であるかを示すデータないしフラグをセンサ検出データに付加して送信してもよい。

上記の例では省電力モードの周期を通常モードの周期よりも一律に長く設定しているが、停止中（非発電中）は蓄積用キャパシタ３８に蓄積された電力でデータ検出及び送信を実行するため、より直接的に蓄積用キャパシタ３８の残存容量あるいは端子間電圧に応じて周期を適応的に変化させてもよい。

図８には、この場合における省電力モード（図６のＳ１０３）における処理フローチャートが示されている。

まず、信号処理回路基板２４ｂ内のプロセッサは、蓄積用キャパシタ３８の端子間電圧Ｖを検出する（Ｓ２０１）。そして、端子間電圧Ｖが所定のしきい電圧Ｖ１以上あるか否かを判定する（Ｓ２０２）。蓄積用キャパシタ３８に未だ十分に電荷が蓄積されている場合には（Ｓ２０２でＹＥＳ）、信号処理回路基板２４ｂ及び無線回路基板２４ａは周期ｔ１、すなわち送信レートｒ１でデータを検出し送信する（Ｓ２０３）。ここで、周期ｔ１は通常モードの周期よりも長い周期である。そして、停止してから一定時間が経過し、端子間電圧ＶがＶ１より小さくなると（Ｓ２０２でＮＯ）、信号処理回路基板２４ｂ及び無線回路基板２４ａは周期ｔ２、すなわち送信レートｒ２でデータを検出し送信する（Ｓ２０４）。ここで、ｔ１＜ｔ２であり、ｒ１＞ｒ２である。蓄積用キャパシタ３８の端子間電圧が低下するほどデータ検出及び送信の周期を長く設定することで、停止期間が長時間に及んでもデータを送信することができる。

図９には、この場合のデータ検出、送信タイミングが示されている。停止中（非発電中）においても、端子間電圧ＶがＶ１以上と高い場合にはパルス２００で示されるように通常モードよりは長い周期で送信し、端子間電圧ＶがＶ１より小さくなった場合にはパルス３００で示されるようにさらに長い周期で送信する。

なお、しきい電圧Ｖ１の他にさらに電圧Ｖ２、Ｖ３（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３・・）を設け、これらと端子間電圧とを順次比較してデータ検出、送信周期を段階的に順次長く設定してもよい。

また、内燃機関や車輪のように、動作と停止が繰り返されるような対象物の場合、過去の動作（発電）と停止（非発電）のパターンを学習し、パターンに応じて省電力モードの周期を設定することも好適である。

図１０には、動作及び停止の繰り返しパターンの一例が示されている。図１０（ａ）は動作期間が停止期間に比べて長い場合、図１０（ｂ）はその逆に停止期間が動作期間に比べて長い場合である。信号処理回路基板２４ｂ内のプロセッサは、内蔵タイマにより停止期間をカウントし、その繰り返しパターンを取得する。図１０（ａ）の場合、停止期間のパターンはｔ１であり、図１０（ｂ）の場合、停止期間のパターンはｔ２（ｔ２＞ｔ１）であると判定される。このようにパターンを学習することで、次に動作状態から停止状態に移行した場合でも、過去のパターンと同様に停止期間が継続するものと推定されるから、その推定停止期間に応じて周期を変化させる。

図１１には、この場合の省電力モードの処理フローチャートが示されている。まず、信号処理回路基板２４ｂ内のプロセッサは、過去のパターンを読み出し、今回の停止状態の継続時間を推定する。推定の一つの方法は、過去の停止期間の加算平均を算出することである。加算平均をもって、今回の停止状態の継続時間と推定する。そして、推定継続時間Ｔが所定のしきい時間ｔ以上か否かを判定する（Ｓ３０１）。例えば、図１０の場合では、パターンがｔ１であればＴ＝ｔ１＜ｔと判定され、パターンがｔ２であればＴ＝ｔ２＞ｔと判定される。推定継続時間Ｔがしきい時間ｔより小さければ（Ｓ３０１にてＮＯ）、通常モードの送信レートよりも低い送信レートｒ１でデータ送信を行う（Ｓ３０２）。一方、推定継続時間Ｔがしきい時間ｔ以上であれば（Ｓ３０１にてＹＥＳ）、通常モードの送信レート及び送信レートｒ１よりもさらに低い送信レートｒ２でデータ送信を行う（Ｓ３０３）。

また、上記の例では省電力モードにおいて通常モードよりも長い周期でデータの検出及び送信を行っているが、長い周期でデータ検出のみを行ってメモリに記憶しておき、その間はデータ送信を行わずに無線回路基板２４ａでの電力消費を削減し、次の動作期間中にメモリからデータを読み出して送信する構成としてもよい。

図１２には、この場合の電源回路の構成が示されている。図５と異なる点は、送信機２４が無線回路基板２４ａ及び信号処理回路基板２４ｂに加え、メモリ２４ｃを有する点である。メモリ２４ｃは揮発性あるいは不揮発性のいずれでもよいが、データ消失を確実に防ぐためにはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリとする。

信号処理回路基板２４ｂは、図５の場合と同様に検出信号ＳＩのレベルにより動作か停止かを判定する。そして、停止中であると判定した場合には、センサで検出されたデータを無線回路基板２４ａには供給せず、メモリ２４ｃに順次格納する。この場合のデータ検出周期は、通常モードと同一の周期でもよいが、通常モードよりも長い周期とするのが好適である。そして、検出信号ＳＩのレベルにより停止状態から動作状態に移行したと判定した場合、信号処理回路基板２４ｂ内のプロセッサは、メモリ２４ｃに記憶されているデータ群を読み出して無線回路基板２４ａに供給して無線送信する。以後は、通常モードで動作し、所定の周期でデータを検出し送信する。

図１３には、この場合の全体処理フローチャートが示されている。まず、信号処理回路基板２４ｂ内のプロセッサは、動作中（発電中）か否かを判定する（Ｓ４０１）。停止中である場合には（Ｓ４０１でＮＯ）、通常モードの周期Ｔよりも長い周期でデータを検出する（Ｓ４０２）。そして、検出データをメモリ２４ｃに格納する（Ｓ４０３）。停止期間中はＳ４０２及びＳ４０３の処理が繰り返し実行され、複数のデータがメモリ２４ｃに記憶されていく。

次に、停止状態から動作状態に移行すると（Ｓ４０１でＹＥＳ）、プロセッサは次にメモリ２４ｃに未送信のデータが存在するか否かを判定する（Ｓ４０４）。未送信のデータ、すなわちＳ４０３でメモリ２４ｃに格納されたデータが存在する場合、プロセッサはメモリ２４ｃからのこれらのデータ群を読み出して無線回路基板２４ａに供給し無線送信する（Ｓ４０５）。全てのデータをメモリ２４ｃから読み出した後、通常モードでデータ検出及び送信を行う（Ｓ４０６）。

このように、停止状態（非発電中）はデータ検出の周期を長くするとともにデータ送信を停止し、動作状態（発電中）において停止期間中に検出したデータをまとめて送信することで、消費電力をより低減できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変形が可能である。

例えば、上記の例では運動エネルギを電気エネルギに変換する手段としてコイル及び永久磁石を用いているが、バイモルフ等の圧電素子を用いてもよい。

また、電力を蓄積する手段としてキャパシタを用いているが、２次電池を用いてもよい。

さらに、上記の例ではテレメータについて説明しているが、本発明はテレメータに限らず、運動する部材に設けられ、データを固定側の受信部に無線あるいは有線送信する任意の装置あるいはシステムに適用することが可能である。

例えば、いわゆる回転寿司においては、移動するベルトコンベヤ上に寿司皿が載置され、ベルトコンベヤに沿って着座した客は自己の前に到達した所望の寿司皿を取り上げることができる。このような回転寿司では、客が取り上げた寿司皿の分だけ空きができ、短時間にこの空きを他の寿司皿で補充することが必要になる。

そこで、寿司皿の所定位置にＲＦＩＤタグを設け、ベルトコンベヤの近傍に配置された固定受信部でＲＦＩＤタグからの無線データを受信するシステムとする。寿司皿がベルトコンベヤに載置されている状態では、寿司皿はベルトコンベヤにより搬送されるため、寿司皿と受信部との相対的位置は変化する。一方、寿司皿が客により取り上げられると、客のテーブル上に固定的に置かれることにあるから、寿司皿と受信部との相対位置は固定となる。そこで、寿司皿がベルトコンベヤ上に載置され移動中である場合には、ＲＦＩＤタグからのデータ送信の周期を短くして受信部との通信を確実に確保しつつ寿司ネタや経過時間等のデータを送信し、一方、寿司皿がベルトコンベヤから取り上げられ固定された場合には、ＲＦＩＤタグからのデータ送信の周期を長くしてデータを送信し電力消費を低減する。受信側では、ＲＦＩＤタグからのデータを受信することで、経過時間の長い寿司皿や、客に取り上げられた寿司皿を検出して店員に寿司皿を追加すべき旨を報知等することができる。

上記した実施形態では、停止状態においてデータの送信周期を増大させることで電力消費を抑制しているが、送信周期はそのままで、送信すべきデータ量自体を削減することで電力消費を抑制してもよい。例えば、動作状態において検出データ量を８ビットデータとして送信する場合に、停止状態においては４ビットデータとして送信する、あるいは８ビットデータの上位３ビットだけ送信する、等である。送信すべきデータ量を削減することで、データの精度自体は低下するものの、停止状態における異常の有無を検出できる程度の精度であれば問題はない。停止状態において削減すべきデータ量は、データ送信装置が組み込まれる対象に応じて設定され得る。もちろん、停止状態においてデータ送信周期を増大させるとともに送信データ量を削減してもよく、これにより一層の電力消費抑制効果が得られる。

内燃機関のピストンに装着されたテレメータの構成図である。図１におけるコイルと永久磁石の配置説明図である。ピストン−クランク系の動きを示す説明図である。車輪に装着されたテレメータの構成図である。電源回路の構成図である。全体処理フローチャートである。発電中と非発電中のデータ送信タイミング説明図である。省電力モードにおける処理フローチャートである。省電力モードにおけるデータ送信タイミングチャートである。発電／非発電の繰り返しパターン説明図である。省電力モードにおける他のデータ送信タイミングチャートである。電源回路の他の構成図である。他の全体処理フローチャートである。

符号の説明

１０ピストン、１４コネクティングロッド、１８大端部、２０クランクピン、２２センサ、２４送信機、２６コイル、２７検出コイル、３０永久磁石、３２電源回路、４３クランクシャフト、５０車輪、５２ホイール、５８コイル、５９検出コイル、６０永久磁石。

Claims

２つの部材間の相対的変位を電気エネルギに変換する変換手段と、
前記電気エネルギを蓄積する蓄積手段と、
前記２つの部材の動作状態と停止状態とを検出する検出手段と、
前記検出手段で動作状態を検出した場合に前記変換手段からの電気エネルギにより動作して所定周期でデータを送信し、前記検出手段で停止状態を検出した場合に前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギにより動作して前記所定周期よりも長い周期でデータを送信する送信手段と、
を有することを特徴とするデータ送信装置。
請求項１記載の装置において、さらに、
前記データを記憶する記憶手段と、
を有し、前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に前記データを送信せずに前記記憶手段に順次記憶し、前記停止状態から動作状態に移行した場合に前記記憶手段に記憶されたデータを読み出して送信する
ことを特徴とするデータ送信装置。
請求項１記載の装置において、
前記データを取得する手段と、
を有し、前記停止状態を検出した場合に前記データの取得周期及び送信周期を前記所定周期よりも長くすることを特徴とするデータ送信装置。
請求項２記載の装置において、
前記データを取得する手段と、
を有し、前記停止状態を検出した場合に前記データの取得周期を前記所定周期よりも長くすることを特徴とするデータ送信装置。
請求項１記載の装置において、
前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギの残存量が少なくなるほど長い周期でデータを送信することを特徴とするデータ送信装置。
請求項５記載の装置において、
前記蓄積手段はキャパシタであり、
前記送信手段は、前記キャパシタの端子電圧が小さくなるほど長い周期でデータを送信することを特徴とするデータ送信装置。
請求項１記載の装置において、さらに、
前記停止状態の出現パターンを記憶する手段と、
を有し、
前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に、過去の停止状態の出現パターンから今回の停止状態の継続パターンを推定し、該推定結果に応じた周期でデータを送信することを特徴とするデータ送信装置。
請求項７記載の装置において、
前記停止状態の出現パターンは、停止状態の継続時間であり、
前記送信手段は、過去の停止状態の継続時間から今回の停止状態の継続時間を推定し、推定して得られた継続時間が長いほど長い周期でデータを送信することを特徴とするデータ送信装置。
２つの部材間の相対的変位を電気エネルギに変換する変換手段と、
前記電気エネルギを蓄積する蓄積手段と、
前記２つの部材の動作状態と停止状態とを検出する検出手段と、
前記検出手段で動作状態を検出した場合に前記変換手段からの電気エネルギにより動作してデータを送信し、前記検出手段で停止状態を検出した場合に前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギにより動作して前記動作状態における送信データ量よりも少ないデータ量でデータを送信する送信手段と、
を有することを特徴とするデータ送信装置。