距離指示システムおよび方法
距離指示システムには、電磁波（ＣＷＶ）を送出するトランシーバ（１００）と、該トランシーバとの間に距離（ＤＳＴ）を有し前記電磁波を受信するトランスポンダ（４００）とが含まれる。前記トランスポンダは、前記トランシーバと該トランスポンダの間の距離に応じて、前記電磁波に変調を誘導するよう構成する。さらに、方法（７００）を開示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この新規な概念は、広く距離測定技術、より詳細には、結合した構造部材間の距離を、電磁搬送波変調を用いて指示するシステムおよび方法に関する。
【０００２】
本システムおよび方法は、多種多様な用途および環境において広範に使用することができる。好適な用途の１例として、本システムおよび方法を、例えば車両の空気バネなどの結合した流体サスペンション部材の上で、これらと併せて使用することができる。本システムおよび方法は、このような結合した流体サスペンション部材への使用を特に参照しながら後に詳細に説明する。しかしながら、本システムおよび方法はより広範な適用の可能性を有し、この特定の好適な適用例に限定することを意図するものではないことを特に理解するべきである。
【背景技術】
【０００３】
ある構造部材と別の構造部材の間の相対位置をモニターするため、様々な公知の一般的な装置および構成がこれまでに用いられ、また現在使用されている。例えば、１個または複数の連結部材を含む機械的連結センサが、車両のサスペンション部品と該車両の対応するフレームまたはボディーなど、隣接する構造部材間をつなぐものとしてしばしば使用される。典型的には、連結部材は、連結（リンク）の動きに反応して変化する可変抵抗またはその他の適切な部品を通じて作動する。次に、可変抵抗を越える、即ち経たときの電位の対応する変化、即ち、同抵抗を流れる電流の対応する変化を基に、電子制御装置（ＥＣＵ）またはその他の好適な装置により、ある構造部材と別の構造部材の間の相対位置を決定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
都合の悪いことに、このような構成には、通例連続使用に関係して、多くの問題および／または不都合がある。機械的連結、特に車両のサスペンションシステムと結合して用いられるものを使用する際の問題の１つは、連結が、例えば道路上の破片によって引き起こされうる物理的衝撃に頻繁に曝されることである。これにより、連結に重大な損傷または破壊が引き起こされ、装置がたとえ作動するとしても、正常な作動が不可能になる可能性がある。
【０００５】
機械連結センサのもう１つの問題は、その電気部品が、道路上を移動する車両であれば通常経験する厳しい環境条件（例えば、極端な気温、水、ほこり、塩分）に曝されるのが一般的であるという点である。こうした曝露の結果として、センサの電気部品が腐食し、正しく機能しなくなる可能性がある。これらの問題の１つもしくは両者またはその他の問題により、機械連結センサの１個または複数が作動しなくなる可能性が常に存在する。そこで、この種のセンサは、一般に、定期的な検査および交換を必要とする。
【０００６】
機械連結センサのさらに別の不都合は、これらが、それ以外のサスペンション部品と別個のものとして搭載されるという点である。結果として、一般に、組立工程において、これらの部品を組み込むための余分の時間および労力が費やされる。加えて、機械連結の装着および作動のためのクリアランス空間を形成するのに余分の労力が一般に必要となる。このように、この種のセンサは、装着および作動のために多大な労力および空間が必要となるという不都合がある。
【０００７】
機械連結センサの代替として、流体媒質中を伝わる、典型的には超音波周波数の音波または圧力波を利用した非接触センサが、ある構造部材と別の構造部材の間の相対位置を決定するために使用されている。このような適用の１例は、空気バネなどの流体サスペンション部材の高さを決定するために使用される超音波センサを含む。このような使用において、超音波センサは空気バネの一方の端部材上に支持され、超音波を空気バネ（エアスプリング）のバネ室を通して反対側の端部材へ向けて送出する。この超音波は反対側端部材の適当な形状により反射され、両者間の距離が従来の方法により決定される。
【０００８】
このような構成が機械連結に対して持つ優位点の１つは、超音波センサは、少なくとも部分的に、衝撃および曝露から保護されていることである。しかし、超音波センサの使用には多くの不都合も存在する。不都合の１つは、この種のセンサは比較的高価であり、生産コストの望ましくない増加をもたらす傾向があるという点である。また、同様に、衝撃や曝露により損傷したセンサの交換コストも増加する。
【０００９】
別の不都合は、超音波センサは、距離を決定するために、超音波を反射してセンサに返すのに適したターゲット（的）を必要とする点である。そのようなターゲットがなければ、超音波は正しく反射されず、したがって距離の正しい決定は不可能になる。このように、超音波センサの正しい作動のためには、ターゲット領域を用意しなければならない。しかし、このことは、製品の設計上の制約によりターゲット領域を設ける余地が限定されることから、特に問題となりうる。また、現行の製品は適当なターゲット領域を持たないため、現行製品に超音波製品を装備する際にも問題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
電磁波を送信するためのトランシーバと、該送信器とある距離を置いて設置したトランスポンダを含む本件新構想に記載の距離指示システムを提供する。トランスポンダは、電磁波に距離に応じて変調を加える。
【００１１】
結合された車両において使用される結合された空気バネのための本件新構想に記載の距離指示システムを提供する。結合した空気バネは、エラストマー壁で共に固定され結合した空気バネに加わる負荷に対応して互いに相対移動するようにした第１および第２の支持部材を含む。距離指示システムは、電磁搬送波を送出するためのトランシーバを含む。システムは、また、該トランシーバとある距離を置いて設置し、電磁波に対し距離に応じて変調を与えるトランスポンダを含む。前記トランシーバおよび前記トランスポンダの１つは、第１および第２の支持部材の１つの上に支持される。
【００１２】
上端部材と、該上端部材と離隔した下端部材とを含む本件新構想に係るエアサスペンションアセンブリを提供する。上端部材と下端部材との間でフレキシブルなバネ部材が支持される。トランシーバが、上端部材および下端部材の１つに支持され、電磁搬送波を送信する。トランスポンダが、上端部材および下端部材のもう一方に支持され、トランシーバとトランスポンダとの間の距離に応じて搬送波に変調を加えるように構成する。
【００１３】
第１の構造部材に支持されているトランシーバを提供する（即ち設ける）ステップと、第２の構造部材に支持されているトランスポンダを提供するステップとを含む、第１および第２の構造部材間の距離を決定するための本件新構想に係る方法を提供する。その他のステップには、電磁波を送信するステップと、トランシーバとトランスポンダとの間の距離に応じて電磁波に変調を加えるステップとが含まれる。さらなるステップには、電磁波の変調の大きさを検出するステップと、トランシーバとトランスポンダとの間の距離を決定するステップとが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を詳細に参照して、図１はトランシーバ１００を概略的に示す。トランシーバ１００は、トランシーバとある距離ＤＳＴを置いて設置したトランスポンダＴＳＰと共に使用されている。ここで、図面は本件新システム、装置および／または方法の望ましい実施の形態を説明するためだけのものであって、これを限定する目的ではない。トランスポンダＴＳＰはトランシーバ１００などのトランシーバと協働する好適なトランスポンダの代表例にすぎないこと、および、好適なトランスポンダの例示的な実施形態の構造および動作は後でより詳しく説明することが理解されるであろう。トランシーバ１００は、例えば電磁搬送波ＣＷＶなどの電磁信号をトランスポンダＴＳＰに向けて送信することができる。
【００１５】
トランシーバ１００は、アンテナ１０４と電気的に接続した搬送波生成器１０２を含む。搬送波生成器１０２は電気搬送波をアンテナ１０４に出力するよう構成し、アンテナ１０４は、搬送波生成器１０２による搬送波信号に対応して、例えば電磁搬送波ＣＷＶなどの電磁搬送波を送信するよう構成する。また、変調検出器１０６をアンテナ１０４と電気的に接続し、そのアンテナに沿った、またはアンテナを越える電気的特性の変調を検出するよう構成する。前記変調検出器は、そのアンテナに沿った、またはアンテナを越える（横切る）変調の大きさに対応して、例えば電位や電流などの電気信号を出力する。図１において、変調検出器１０６はアナログ信号を出力する。矢印１１０によって全般的に示したように、このアナログ信号は、例えば電子制御装置（図示なし）など他の電気装置、回路またはシステムとの通信に先立って、オプションの増幅器１０８により増幅することができる。
【００１６】
図１には、さらに電源回路１１２を示している。この電源回路は、トランシーバ１００の完全統合回路の一部として形成することもできるし、トランシーバ１００上に支持した別回路としてもよいし、トランシーバ１００とは完全に別の部品の上の別回路とすることもできる。図１に示した１つの望ましい実施の形態において、電源回路１１２は、トランシーバの完全統合回路の一部として形成している。しかし、構成に関わらず、電源回路１１２は好適に調整し制御した電力を電源（図示なし）からトランシーバ１００の部品へ供給するようにする。これらの部品には、限定するものではないが、図１において電源回路１１２を直接電気的に接続している搬送波生成器１０２を含むことができる。電源（図示なし）は、例えばバッテリー（車両その他）、発電機または交流器、電子制御装置または電源制御モジュールなどあらゆる適当なＡＣまたはＤＣ電源とすることができる。
【００１７】
一般に、トランシーバ１００のアンテナ１０４は、例えば上述した搬送波ＣＷＶなどの電磁波を送信その他の方法で出力する。トランスポンダＴＳＰのアンテナＡＮＴは搬送波を受信する。当業者であれば理解できるように、搬送波は距離により変化する１個または複数の性質または特性を有している。トランスポンダは、誘導またはその他の方法により、搬送波に対しトランシーバとトランスポンダとの間の距離に応じて変調を与える。そのような操作の１例において、当業者であれば、アンテナ１０４およびＡＮＴが、搬送波ＣＷＶの影響下において、緩やかに結合した変圧器の巻き線として作用することを理解できるであろう。このように、１つのアンテナの電気的性質または特性の瞬間的な変化により、もう一方のアンテナに沿って、或いは、そのアンテナを越えて対応する変化または変調が誘導され、またはその他の方法により生じることになる。この変調は、トランシーバとトランスポンダとの間の距離ＤＳＴを決定し、または、後に詳しく述べるように両者の間で交互にデータ通信するために利用することができる。
【００１８】
トランシーバ２００の代替の実施形態を図２に示す。ここでは、アンテナ２０４と電気通信している搬送波生成器２０２が含まれる。搬送波生成器２０２は電気搬送波をアンテナ２０４に出力するよう構成し、アンテナ２０４は、搬送波生成器からの搬送波信号を受信し、例えば搬送波ＣＷＶなど、搬送波生成器２０２により出力した搬送波信号に対応する電磁搬送波を送信するよう構成する。
【００１９】
また、変調検出器２０６は、アンテナ２０４と電気通信しているアンテナに沿って、或いは、そのアンテナを越える電気的特性の変調を検出するようにする。変調検出器２０６は、アンテナ２０４に沿って、或いはアンテナ２０４を越える変調の大きさと対応関係にあるアナログ信号を出力する。しかし、トランシーバ２００は、トランシーバ１００におけるようにアナログ出力の増幅を行わず、変調検出器と電気通信しているアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０８を含む。Ａ／Ｄ変換器は変調検出器２０６からのアナログ信号を受信し、これをデジタルデータストリームに変換する。その後、変換器２０８からのデータストリームは、一般的な方法により、例えばマイクロコントローラ２１０などの装置、またはその他の部品またはシステムに伝達することができる。マイクロコントローラ２１０を含むそのような装置またはその他のシステムは、トランシーバ２００と統合してもよく、その他別のシステムの一部としてもよいことが理解されるであろう。例えば、そのような処理装置は、例えばＣＡＮバス、ＳＡＥ Ｊ１８５０データバス、またはその他の車両情報システムといった車両のデータバスと通信し、またはその一部とすることができる。
【００２０】
電源回路２１２を図２に示す。しかし、電源回路２１２は、回路２００に好適に調整し制御された電力を提供するため、上述したような多様な実施方法および／または構成のうちのどの形態で提供してもよいことが理解されるであろう。
【００２１】
搬送波生成器１０２および２０２は、接続したアンテナにより電磁搬送波として送信するのに適した電気搬送波信号を出力するようにする。１つの好適な実施の形態において、生成器１０２および２０２により出力する電気搬送波信号は、実質的に一定の振幅および周波数を有するサイン波である。もっとも、適当な電気搬送波信号であれば、どのようなものでも使用できることを特に理解すべきである。生成器により出力した電気信号は、任意の好適な電位、例えば約５０ボルトから約１００ボルトとすることができ、任意の適当な周波数、例えば１００ｋＨｚから３０ＭＨｚとすることができることが理解されるであろう。１つの例示的な実施の形態において、該電気信号は約１２５ｋＨｚの周波数および約１００ボルトの大きさを持つ。もっとも、上述したように、これらの値は適用例ごとに変化しうる。
【００２２】
例えばトランシーバ１００などのトランシーバとして動作する、好適な電子回路３００の１つの実施形態の図を、図３に示す。ここには、搬送波生成器回路３０２、アンテナ回路３０４、変調検出器回路３０６および増幅器回路３０８が含まれる。回路３０２は、一般に図１および図２に示した生成器１０２および１０４に対応すること、および回路３０４，３０６および３０８は同様にアンテナ１０４および２０４、変調検出器１０６および２０６、増幅器１０８にそれぞれ対応することが理解されるであろう。加えて、Ａ／Ｄ変換器２０８およびマイクロコントローラ２１０は当業者に既知の典型的な構成であること、当業者であれば、概略図がなくとも、Ａ／Ｄ変換器２０８を変調検出器２０６と電気的に接続することが可能であることが理解されるであろう。さらに、電源１１２および２１２に対応する電源回路が回路３００にはないことが理解されるであろう。しかしながら、主電源に付帯的な調整および制御回路が含まれている場合であっても、入力される電力の望ましい調整・制御を確実にするため、回路３００に補充的に電源回路を含むこともできることを理解されたい。さらにまた、回路３００を例えばシリコンウエハーなどの単一基板上の統合回路として形成し、または代替的に、別個の部品から任意の好適な実装法によりおよび／または任意の好適な回路製造技術を用いて形成することができることを、当業者であれば理解するであろう。
【００２３】
図３に示すように、回路３００には多様な在来の電気部品が含まれ、限定するものではないが、抵抗、キャパシタ、ダイオード、オペアンプおよびインダクタが含まれる。これらの部品は、特に断らない限り、実質的に標準的な構成であり、一般に入手可能なものであることが理解されるであろう。加えて、回路３００は、各部で電源（図示なし）または電源回路（図示なし）の正極と１個または複数の共有点で接続している。このように接続した回路３００の各部は、回路図においてその全体を端子矢印３１０により示している。同様に、回路は各部で共通のアースに接続しており、これら各部は全体として端子矢印３１２で示している。
【００２４】
上述したように、回路３００には、複数のオペアンプ（ｏｐ−ａｍｐ）が含まれる。当業者であれば、図３において、オペアンプが伝統的なピン型の記号で模式的に示されていることをよく理解するであろう。ピンは項目番号によって個別的に識別されていないが、各オペアンプには対向する供給電圧ピン（ＳＶピン）、プラス入力ピン（ＰＩピン）、マイナス入力ピン（ＮＩピン）および出力ピン（ＯＴピン）が含まれる。好適なオペアンプの１例は、テキサス州ダラスのＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社から部品番号ＬＭ２４８として入手可能である。
【００２５】
搬送波生成回路３０２には、オペアンプ３１４、抵抗３１６〜３２４およびキャパシタ３２６が含まれる。オペアンプ３１４は、端子矢印３１０ａおよび３１２ａで接続されたＳＶピンを有する。ＯＴピンは、抵抗３１６および３１８により端子矢印３１０ｂと３１２ｂの間に形成した分圧器に接続されている。このＯＴピンは、抵抗３２０および３２２を介して分圧器と接続され、抵抗３２０と３２２の間に接続されたオペアンプ３１４のＰＩピンによりフィードバックループを形成している。加えて、オペアンプのＯＴピンは、抵抗３２４およびキャパシタ３２６を介して端子矢印３１２ｃにおいてアース接続している。
【００２６】
電気搬送波信号はオペアンプ３１４のＯＴピンにより出力され、リード３２８に沿ってアンテナ回路３０４に伝達される。アンテナ回路３０４には、インダクタ３３２を介して端子矢印３１２ｄにおいてアースに電気的に接続しているキャパシタ３３０が含まれる。インダクタは図３において標準的な記号で示している。しかしながら、アンテナのチューニングおよび最適化を行うことが望ましいことがあり、そのような場合、インダクタは、例えば四角形など特定の形状または構成とすることができることが理解されるであろう。１つの例示的な実施形態において、インダクタ３３２は円形もしくはループ形状の電線コイルである。
【００２７】
変調検出回路３０６は、キャパシタ３３０とインダクタ３３２の間に接続したリード３３４を介してアンテナ回路３０４と電気接続している。リード３３４は、ダイオード３３８およびキャパシタ３４０を介してオペアンプ３３６のＮＩピンと電気接続している。オペアンプ３３６は端子矢印３１０ｃおよび３１２ｅに接続したＳＶピンを有する。オペアンプ３３６のＯＴピンとＮＩピンの間には、ダイオード３４４および抵抗３４６を介して接続されたリード３４２により、フィードバックループが形成されている。オペアンプ３３６のＰＩピンは、抵抗３４８およびダイオード３５０を介して、それぞれ端子矢印３１０ｄおよび３１２ｆの間に接続されている。ダイオード３５０は図３ではツェナーダイオードとして示している。加えて、端子矢印３１２ｆはリード３３４を通して、抵抗３５２を介してオペアンプ３３６のＮＩピンと接続している。端子矢印３１２ｇは、キャパシタ３５４および抵抗３５６のそれぞれを別々に介してリード３３４と並列に接続している。
【００２８】
増幅器回路３０８は、リード３５８により変調検出回路３０６に電気接続されている。増幅器回路３０８には、第１のオペアンプ３６０が含まれ、リード３５８は、そのＰＩピンと、オペアンプ３３６のＮＩピンとキャパシタ３４０の間でリード３３４と並行して接続している。オペアンプ３６０は、端子矢印３１０ｅおよび３１２ｈに接続したＳＶピンを有する。オペアンプ３６０のＯＴピンとＮＩピンの間に接続したリード３６２により、フィードバックループが形成されている。ダイオード３６４はリード３６２に沿って接続され、オペアンプ３６０のＮＩピンも、抵抗３６６を介して端子矢印３１２ｉへ、またキャパシタ３６８を介して端子矢印３１２ｊへ接続している。第２のオペアンプ３７０のＰＩピンは、リード３７２を介して、ダイオード３６４とオペアンプ３６０のＮＩピンの間のリード３６２に接続している。出力コネクタ３７４は、出力リード３７６によりオペアンプ３７０のＯＴピンに接続している。ＮＩピン、およびＯＴピンと出力コネクタ３７４の間のリード３７６の間を接続するリード３７８によりフィードバックループが形成されている。出力コネクタ３７４は、一般に通信のためのインターフェース、図１の矢印１１０として動作することが理解されるであろう。そのようなものとして、コネクタ３７４は任意の好適なタイプ、種類および／または構成とすることができる。
【００２９】
トランスポンダ４００を図４に示す。ここには、アンテナ４０２、電力回路４０４および分路（シャント回路）４０６が含まれる。一般に、トランスポンダ４００はトランシーバ１００と２００のいずれか１つと一定の距離を置いて配置し、それと協働して作動する。より詳細には、アンテナ４０２はトランシーバのアンテナから送信される電磁搬送波ＣＷＶを受信するようにする。電磁搬送波は、アンテナに沿って、或いはアンテナを越える電気出力を誘導する。この電気出力は電力回路４０４に伝達され、該電力回路４０４は電気出力を収集して周期的に分路４０６へ電圧を印加する。電圧を印加されると、分路はアンテナ４０２を短絡する。これにより、アンテナ４０２の電磁的特性が変化して、例えばアンテナのインダクタンスが実質的に減少する。アンテナ４０２の電磁的特性の変化は、例えばトランシーバ１００または２００など対応するトランシーバのアンテナに沿って、または、アンテナを越えて対応する変化を誘導する。この対応するトランシーバのアンテナに沿って、或いは、アンテナを越える変化を、例えば変調検出器１０６または２０６など、結合したトランシーバの変調検出器により検出するのである。
【００３０】
ある例示的な実施の形態において、トランスポンダ４００のアンテナ４０２には、誘導素子（図示なし）が含まれる。電磁搬送波は、この誘導素子を越えてまたはこの誘導素子に沿って、電力回路４０４に伝送される電気出力を誘導する。電圧および／または電流を含むこの電気出力は電力回路４０４内に蓄積され、該電力回路４０４は、その回路内に一定の既定量の電気エネルギーが蓄積されると、電気エネルギーパルスを分路４０６へ送出する。この電気エネルギーパルスにより、分路４０６は、アンテナ４０２の誘導素子を越える電気的短絡を形成する。誘導素子を越える短絡により、そのインダクタンスはほぼ０まで減少する。当業者であれば、これにより、２つの素子が緩やかに結合した変圧器として機能するということから、結合されたトランシーバ内のアンテナの誘導素子に沿ってまたは誘導素子を越えて、対応する変化が生じることを理解できるであろう。この対応する変化を、変調検出器によりモニターする。このような誘導場変調を図４のサイン波ＩＦＭによって全体的に示す。
【００３１】
トランスポンダ４００として作動する好適な電子回路５００の１つの実施形態の図を、図５に示す。ここには、アンテナ回路５０２、電力回路５０４および分路５０６が含まれる。一般に、アンテナ回路５０２は図４のアンテナ４０２に対応する。同様に、電力回路５０４は回路４０４に、分路５０６は回路４０６に対応する。上述したように、当業者であれば、回路５００には多様な在来の電気部品、限定するものではないが、抵抗、キャパシタ、ダイオード、オペアンプおよびインダクタを含むことを理解できるであろう。これらの部品は、特に断らない限り、実質的に標準的な構成であり、一般に入手可能なものであることが理解されるであろう。加えて、回路５００は、例えばシリコンウエハーなど単一基板上の統合回路として形成することができ、または、代替的に、別部品から任意の好適な実装方法によりおよび／または任意の好適な回路製造技術を用いて形成することができる。さらに、回路５００は各部で共通のアースに接続しており、これら各部は端子矢印５０８により全体を示している。
【００３２】
アンテナ回路５０２には、リード５１４とリード５１６の間に並列に接続したキャパシタ５１０およびインダクタ５１２を含む。リード５１６は、インダクタ５１２に隣接する端子矢印５０８ａに接続している。図５において、インダクタは標準的な記号で示している。しかしながら、アンテナを例えばアンテナ回路３０４のインダクタ３３２と協働させるために、アンテナのチューニングまたは最適化が望ましい場合があることを理解されたい。そのような場合、インダクタを例えば四角形、円形またはループ形の電線コイルなど特定の形状または構成とすることができる。
【００３３】
電力回路５０４は、リード５１４および５１６を介してアンテナ回路５０２に接続している。ダイオード５１８および抵抗５２０は、リード５１４に沿って直列に接続している。トランジスタ５２２およびキャパシタ５２４は、リード５１４とリード５１６の間に並列に接続する。トランジスタ５２２のコレクタ端子５２２ｃはリード５１４に並行して接続し、トランジスタのエミッタ端子５２２ｅはリード５１６に並行して接続している。リード５２６は、ダイオード５２８を介して、トランジスタ５２２のベース端子５２２ｂをリード５１４に接続する。１つの例示的な実施形態において、ダイオード５１８はショットキダイオードであり、トランジスタ５２２は標準的なｎ−ｐ−ｎトランジスタであるが、いずれも当業者にはよく知られたものである。
【００３４】
分路５０６は、リード５３０により電力回路５０４に接続している。リード５３０は、リード５１４に並行して、ほぼコレクタターミナル５２２ｃまで延びている。リード５３０は、抵抗５３２と５３４とにより形成された分圧器の上部の経路として機能する。抵抗５３２および５３４は、リード５３０と端子矢印５０８ｂとの間に接続されている。分路には、さらにオペアンプ５３６が含まれる。オペアンプの１つのＳＶピンはリード５３８を介してリード５３０に接続し、もう一方のＳＶピンは端子矢印５０８ｃに接続している。リード５４０は抵抗５３２と５３４の間からオペアンプ５３６のＰＩピンに、その間に接続した抵抗５３４を介して接続している。オペアンプ５３６のＯＴピンとＰＩピンの間には、リード５４４によりフィードバックループが形成され、抵抗５４６を介して接続をなしている。オペアンプ５３６のＯＴピンもまた、抵抗５５０およびキャパシタ５５２を介して接続したリード５４８により、端子矢印５０８ｄに接続している。オペアンプのＮＩピンは、リード５４８へ、抵抗５５０とキャパシタ５５２の間からリード５５４により接続している。図５において、リレー５５６は、オペアンプ５３６のＯＴピンとリード５１４および５１６との間、キャパシタ５１０の隣、インダクタ５１２の反対側に接続している。リレー５５６の代替として、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）など、任意の好適なスイッチ式装置を用いることができることが理解されるであろう。
【００３５】
トランスポンダのアンテナ５０２が、トランシーバＲＦの場に導入され、アンテナ５０２を超えて導入されるべき電圧を生じさせる。この電圧は、ダイオード５１８を経て電源回路５０４に通じる。電源回路５０４は、分路５０６が正常に作動するように、リード５３０に印加される電圧を制御する。抵抗５３２および５３４は、リード５３０からの電圧を分割し、リード５５４からのＮＩピンにおける電位に匹敵するようにする。抵抗５５０およびキャパシタ５５２は、リード５５４に沿ったＮＩピンにおける電位の増加率を制御する。リード５５４に沿った電位が、抵抗５４６と５４２の間から取られたＰＩピンにおける電位を超えて増加した場合、オペアンプ５３６のＯＴピンにおける出力がオンになる。すると、これにより、リレー５５６（または例えばＦＥＴなど他の好適な装置）がアースに短絡し、アンテナ５０２を短絡させる。このアンテナの短絡がトランシーバの電位を引き下げ、距離を得るのに用いる測定可能な変化を生み出す。
【００３６】
図６は、標準的なサイン波形および電位Ｖで表される初期振幅を有する電磁搬送波ＣＷＶの変調の１つの典型的な形状を示す。この搬送波は間隔ＤＴの間変調を受け、その間大きさＤＶで示すように振幅が減少する。電位Ｖの好適な範囲の１例は、約５０〜約１５０ボルトである。大きさＤＶで示した対応する振幅変調の範囲の１例は、約１０から約１０００ミリボルトである。振幅変調は、例えば約０．１から約５ミリ秒など、任意の持続時間ないし間隔ＤＴで生じうる。上に示したように、搬送波ＣＷＶは、例えば約１００キロヘルツから約１４メガヘルツまで、任意の好適な周波数とすることができる。このような変調は、当業者が通常後方散乱変調と呼ぶものであり、トランスポンダとトランシーバの間の通信に有用なものである。
【００３７】
後方散乱変調のよく知られた例として、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムの分野におけるものがある。しかしながら、本件新構想は従来のＲＦＩＤの応用とはかなり違っていることが理解されるであろう。特に、従来のＲＦＩＤシステムは、使い捨てタグ内にエンコードされたデータの転送に用いられる。タグは目的物と関連付けされており、データには、一般にその目的物特有の１個または複数の詳細情報が含まれる。一般に、ＲＦＩＤシステムでは、タグとシステムの他の要素の間の距離を決定することには関心がない。これらＲＦＩＤシステムの主たる関心は、タグ内にエンコードされたデータを読み出すことにある。
【００３８】
図７は、例示的な実施方法７００を示す。ここには、例えばトランシーバ１００または２００およびトランスポンダ４００など、互いに間隔を置いた関係にあるトランシーバとトランスポンダとを提供する（設ける）第１ステップ７０２が含まれる。別のステップ７０４には、例えば搬送波ＣＷＶなどの電磁搬送波を、トランシーバのアンテナからトランスポンダのアンテナへ向けて送信することが含まれる。別のステップ７０６には、トランスポンダのアンテナにおいてまたはアンテナに沿って搬送波を受信することが含まれる。当業者であれば、電磁波の受信および影響により、インダクタに沿っておよび／またはインダクタを越えて（横切って）電気エネルギーが発生することをよく理解することができる。ここで、オプションのステップ７０８には、電磁波を受信した結果、トランスポンダのアンテナに沿っておよび／またはアンテナを越えて発生した電気エネルギーを収集することが含まれる。別のステップ７１０には、トランスポンダのアンテナを選択的に分路し、それにより、トランシーバのアンテナに、例えば瞬間的な電圧低下といった１個または複数の電気的特性の変調が生じるようにする。さらなるステップ７１２には、アンテナに沿ったまたはアンテナを越える（横切る）電気的特性の変調を検出することが含まれる。別のステップ７１４には、少なくとも部分的にステップ７１２の電気的特性の変調に基づいて、トランシーバとトランスポンダとの間の距離を決定することを含む。
【００３９】
本件新構想を利用した応用の１例は、図８に示す流体サスペンション部材８００に対するおよびそれに接続したものである。この流体サスペンション部材は、より詳細には、伝統的なピストンおよび回転ローブ構造を有する空気バネとして示している。しかしながら、本件新構想の趣旨から逸脱することなく、任意の好適なタイプ、形式、種類および／または構成の流体サスペンション部材が使用できることを明確に理解するべきである。流体サスペンション部材８００には、例えば上板８０２などの第１端部材、第１端部材とは間隔を置いた関係にある、例えばピストン８０４などの第２端部材、および、それらの間に支持され実質的に例えば流体室８０８などの内容積を規定する例えばフレキシブルスリーブ８０６などのフレキシブル部材を含む。
【００４０】
トランシーバ８１０を流体室８０８内で上板８０２に支持し、トランスポンダ８１２を該トランシーバと間隔を置いてピストン８０４上に支持する。ピストン８０４は、外周壁８１４を含み、それに沿ってフレキシブルスリーブ８０６が移動する。また、ピストン８０４は中心内壁８１６を含む。この内壁は、図８において実質的に凹面または皿状のものとして示しており、内面凹部８１８を形成している。内壁８１６は、側壁部８２０およびトランスポンダ８１２を固定する下壁部８２２を有する。トランスポンダ８１２は、例えば接着剤や機械的留め具など、任意の好適な方法により内壁８１６上に固定することができる。代替的に、トランスポンダ８１２’として示したように、トランスポンダ８１２をモールドまたはその他の方法により内壁８１６内に形成することもできる。トランシーバ８１０は一般に任意の好適なトランシーバを代表するものであり、例えば、限定するものではないが、トランシーバ１００および２００を含む、ここに開示された多様なトランシーバの任意のものとすることができることが理解されるであろう。同様に、トランスポンダ８１２は、一般に任意の好適なトランスポンダを代表するものであり、例えば、限定するものではないが、トランスポンダ４００を含む、ここに開示された多様なトランスポンダとすることができることを理解されるであろう。
【００４１】
電磁搬送波ＣＷＶが送信され、トランスポンダ８１２により受信されると、例えばトランスポンダ４００のアンテナ回路４０２などのアンテナに沿っておよび／またはアンテナを越えて電気的エネルギーが発生し、すでに電力回路４０４について説明したように、少なくとも周期的にトランスポンダに電力を供給する。代替的に、電気的エネルギーはバッテリーまたはその他の好適な電源によって供給することもできる。トランスポンダ８１２に電力が加わると、例えばトランスポンダ４００の分路４０６などの分路は周期的にトランスポンダ８１２のアンテナを短絡し、それによって例えばアンテナ１０４または２０４などのトランシーバ８１０のアンテナに変調が生じる。トランスポンダとトランシーバのアンテナの間の相互関係は前に述べたが、説明のみの目的で、図８にサイン波ＩＦＭとして一般的に示す。変調の１個または複数の性質または特性は、当業者であればよく理解できるように、トランスポンダとトランシーバの間の距離と直接対応し、あるいはその他の数学的関係を持つ。このようなものとしてトランシーバが変調を検出し、トランシーバとトランスポンダとの間の距離を表す信号を出力する。しかしながら、以上に述べた以外の実施方法であっても、本件新構想から逸脱することなく用いることが可能であるということがよく理解されるであろう。
【００４２】
トランシーバ９００の別の代替的な実施の形態を図９に概略的に示す。トランシーバ９００は、アンテナ９０４と電気的に接続した搬送波生成器９０２を含む。上述した搬送波生成器１０２および２０２と同様に、搬送波生成器９０２は、電気搬送波をアンテナに出力し、該アンテナが対応する搬送波ＣＷＶを送信するよう構成する。変調検出器９０６は、一般に搬送波生成器９０２に向かい合うアンテナ９０４に電気的に接続されている。変調検出器９０６は、アンテナに沿ったまたはアンテナを越える（横切る）電気的性質または特性の変調を検出するよう構成されている点で、上述した検出器１０６および２０６と同様である。しかしながら、変調検出器９０６は、アンテナ回路９０４に沿ったまたはアンテナ回路９０４を横切る変調に対応するデジタル信号ＤＳＧを出力するよう構成しており、検出器１０６および２０６におけるように、変調の大きさと対応関係にある電圧や電流レベルなどの特性を有するアナログ信号を出力するのではないという点で、検出器１０６および２０６とは異なっている。デジタル信号ＤＳＧは、デジタル信号ＤＳＧを変換、デコードおよび／または分析し、トランシーバおよびそれに関連するトランスポンダの間の距離を表す対応する信号を出力することができる適当なデジタル装置、例えば、デジタル信号プロセッサまたはマイクロコントローラ９０８などに伝送される。マイクロコントローラ９０８の信号出力は、矢印９１０で表すように、下流のシステムまたは装置に伝送される。
【００４３】
加えて、電源回路９１２を搬送波生成器９０２と電気的に接続した状態で図９に示す。他の実施形態において、電源回路９１２は、同様にまたは代替的に、トランシーバ９００の１個または複数の他の要素に電力を供給することができることを理解できるであろう。例えば図１のトランシーバ１００の電源回路１１２に関連して上述したように、回路９１２は任意の形態、形状または構成とすることができ、トランシーバ９００の他の要素と一体としてもよいし、別個のものとしてもよい。好適なトランシーバの１例は、アリゾナ州チャンドラーのＭｉｃｒｏｔｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から指示または部品番号ＭＣＲＦ２００として入手可能である。
【００４４】
トランシーバ９００と関連づけて使用するのに適したトランスポンダの１例を、図１０にトランスポンダ１０００として示す。一般に、トランスポンダ１０００は例えばトランシーバ９００などのトランシーバとの組み合わせで作動し、上で詳細に説明したように、それらの間の距離を決定して該距離を表す信号を出力する。しかし、前述の実施形態においては、トランシーバ１００または２００などのトランシーバは、そのアンテナに沿ったまたはアンテナを横切る変調の大きさを基にして２つの部品間の距離を決定する。トランスポンダ４００など結合されたトランスポンダの主たる動作は、この変調を実現し、または生じさせることである。ここで、トランシーバ９００およびトランスポンダ１０００の動作は、本件新構想に基づき、他の実施の形態に関して上述した基本的な動作原理としては同じものを利用している。しかしながら、トランスポンダ１０００は、例えばデジタル処理装置を使うことにより、少なくとも部分的に２つの部品間の距離を決定することができる。これにより、距離、および／または例えば識別コードあるいは番号などその他のデータに対応するデジタルデータが、少なくともトランスポンダからトランシーバへ伝送されることになる。このようなデータ伝送、通信および／または交換は、任意の好適な形態を取ることができ、限定するものではないが、後に説明するように、直接データ伝送およびエンコード化データ伝送を含む。
【００４５】
図１０〜１４からは、後に詳細に述べるが、この構成が、前述した実施形態から、構造や動作において異なっていることが理解されるであろう。トランスポンダ１０００は、例えばトランシーバ９００のアンテナ９０４によって送信することができる電磁搬送波ＣＷＶを受信するよう構成したアンテナ１００２を含む。上で詳細に説明したように、搬送波ＣＷＶは、アンテナ１００２に沿ったおよび／またはアンテナ１００２を横切る電気的エネルギー出力を誘導する。この電気的エネルギー出力は、アンテナと電気的に接続した電力回路１００４およびスケーラ１００６に伝送される。上述したように、一般に、電力回路は電気的エネルギーの少なくとも一部を収集し、トランスポンダの１個または複数の部品に周期的に電圧を加える。
【００４６】
スケーラ１００６は、そこを通過するアンテナ１００２からの信号の、例えば電圧や電流レベルなどの１個または複数の電気的性質または特性を減少させ、またはその他の方法で縮小することができる。スケーラ１００６は、スケーラおよび電力回路と電気的に接続されたデジタル信号プロセッサまたはマイクロコントローラ１００８の受信および使用に適するよう、アンテナ１００２からの信号を適切に調整する。しかしながら、この電気信号の減少または縮小は、アンテナからの原信号に対する縮小信号の関係が維持されるように行うのが望ましい。このようにして、マイクロコントローラ１００８は、例えばトランシーバ９００などの結合されたトランシーバとトランスポンダ１０００の間の距離を決定するために使用することができる。上述したように、当業者であれば、電磁波の１個または複数の特性が、伝わる距離に応じて、よく知られた関係に従って変化することを理解することができる。
【００４７】
上に示したように、電力回路１００４はトランスポンダの１個または複数の回路または部品に周期的に電圧を供給する。電力回路によって加圧されるそのような部品の１つには、マイクロコントローラ１００８があり、該マイクロコントローラ１００８は、スケーラ１００６が出力する信号の強度またはその他の電気的性質または特性を規定する。この強度またはその他の特性は、トランシーバとトランスポンダの間の距離と直接またはその他の数学的関係を持つ。このように、マイクロコントローラは、実際の距離値を決定し、これをトランシーバへ逆伝送する動作をすることができる。代替的に、マイクロコントローラは、スケーラが出力する信号の強度またはその他の特性を、特に実際の距離値を決定することなく、単に伝送する動作をすることもできる。この代替例では、スケーラからの信号がトランシーバに逆伝送されると、トランシーバ内のマイクロコントローラが実際の距離値を変換し、または算出することができる。
【００４８】
マイクロコントローラ１００８が加圧され、スケーラ１００６により出力した信号の性質または特性が決定されると、該マイクロコントローラは、分路１０１０を選択的にアクティブにして、データを結合されたトランシーバに逆伝送する。データには、限定するものではないが、距離値に対応するデータまたはスケーラにより出力する信号が含まれる。分路１０１０は、アクティブにされた場合、アンテナ１００２を短絡し、該アンテナ１００２は、例えばトランシーバ９００のアンテナ９０４など対応するアンテナを横切るまたはアンテナに沿った変調を誘導する。トランシーバとトランスポンダのアンテナ間の相互関係は重要な細部についてすでに上述したが、図１０にサイン波ＩＦＭとして一般的に示す。
【００４９】
１つの例示的な実施形態において、分路１０１０を選択的に作動させるマイクロコントローラ１００８の動作により、信号値または実距離値のいずれかをトランスポンダからトランシーバへデータとして逆伝送する。トランスポンダからトランシーバへのデータ伝送は、信号または距離値に直接対応するバイナリデータストリームなど、任意の形態またはタイプのものとすることができる。代替的に、例えば干渉によるロスを最小化するため、デジタル通信をエンコードすることができる。例えば周波数偏移キーイング（ＦＳＫ）および位相偏移キーイング（ＰＳＫ）を用いるものなど、多様なエンコード処理が知られており、かつ利用可能である。ＦＳＫおよびＰＳＫは、いずれも当業者にはよく知られているものである。ＦＳＫを用いて変調した搬送波ＣＷＶの１例を図１１に示す。これは、大振幅状態ＨＳＴと小振幅状態ＬＳＴの間で変調された搬送波ＣＷＶを含む。変調により、例えば０値に対応する８周期シフトＦＳ１および１値に対応する１０周期シフトＦＳ２を有するなど、任意の好適な方法でデータを伝送することができる。このようにして、バイナリデータストリームをトランスポンダとトランシーバの間で伝送することができる。ＰＳＫを用いて変調した搬送波ＣＷＶの１例を図１２に示す。これも、２つの状態ＨＳＴとＬＳＴの間で変調した搬送波ＣＷＶを含む。図１２から明らかなように、ＨＳＴの１つの周期、次のＬＳＴの周期、その次のＨＳＴの周期など、周期搬送波のシフトに用いる周波数は一定である。しかしながら、データを伝送するため、２つの周期で同じ状態が生じるように位相シフトを行うことができる。１つの例において、各位相シフトＰＳＴはバイナリデータストリームにおける０を表す。別の例では、各シフトＰＳＴはデータ値の変化（０から１または１から０）を表す。しかしながら、任意の他の好適な変調および／またはデータ伝送技術を代替として用いることができることが理解されるであろう。
【００５０】
トランスポンダ１０００として使用するのに好適な回路１１００の１つの実施の形態の図を図１３に示す。この回路は、アンテナ回路１１０２と、電力回路１１０４と、スケーラ１１０６と、マイクロコントローラ１１０８と、分路１１１０とを含む。一般に、アンテナ回路１１０２は、図１０におけるアンテナ１００２に対応する。同様に、電力回路１１０４は回路１００４に対応し、スケーラ１１０６はスケーラ１００６に対応し、マイクロコントローラ１１０８はマイクロコントローラ１００８に対応し、分路１１１０は分路１０１０に対応する。
【００５１】
当業者であれば、上述したように、回路１１００は、限定するものではないが、抵抗、キャパシタ、ダイオード、インダクタ、トランジスタおよびその他のよく知られた部品を含む多様な従来型の電気部品を含むことが認識されるであろう。これらの部品は、特に断らない限り、実質的に標準的な構成であり、一般に入手可能なものであることが理解されるであろう。加えて、回路１１００は、例えばシリコンウエハーなどの単一基板上の統合回路として形成することができ、または、代替的に任意の好適な実装方法で、および／または任意の好適な回路製造技術を用いて別部品から形成することもできる。さらに、回路１１００は各部で共通のアースに接続しており、これら各部は端子矢印１１１２で一般的に示している。
【００５２】
アンテナ回路１１０２は、リード１１１８と１１２０の間で並列に接続したインダクタ１１１４とキャパシタ１１１６とを含む。端子矢印１１１２は、図１３において標準的な記号で示したインダクタに隣接してリード１１２０に沿って接続している。しかしながら、例えばトランシーバ９００のアンテナ９０４など別のアンテナと協働させるためには、アンテナの調整または最適化が望ましいことがある。そのような場合、インダクタ１１１４を、例えば四角形、円形またはループ状に形成した電線コイルなど、特定の形状または構成とすることができる。
【００５３】
電力回路１１０４は、リード１１１８および１１２０を介してアンテナ回路１１０２に接続している。ダイオード１１２２および抵抗１１２４は、リード１１１８に沿って直列接続している。トランジスタ１１２６およびキャパシタ１１２８は、リード１１１８と１１２０の間で並列に接続している。トランジスタ１１２６のコレクタ端子１１２６ｃは、リード１１１８に並行して接続し、トランジスタのエミッタ端子１１２６ｅはリード１１２０に並行して接続している。リード１１３０は、ダイオード１１３２を介して、トランジスタ１１２６のベース端子１１２６ｂをリード１１１８に接続している。１つの例示的な実施の形態において、ダイオード１１２２はショットキダイオードであり、トランジスタ１１２６は標準的なｎ−ｐ−ｎトランジスタであるが、いずれも当業者にはよく知られたものである。
【００５４】
マイクロコントローラ１１０８は、リード１１３４を介して電力回路１１０４に接続しており、リード１１３４は、抵抗１１２４とキャパシタ１１２８の間で、コレクタ端子１１２６ｃに隣接してリード１１１８に接続している。加えて、マイクロコントローラ１１０８は、リード１１３６により、スケーラ１１０６を介してリード１１２０と電気的に接続している。マイクロコントローラ１１０８は、任意の好適なタイプまたは構成のものとすることができる。好適なマイクロコントローラの１例は、テキサス州オースチンのＦｒｅｅｓｃａｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｉｎｃ．から指示または部品番号６８ＨＣ０５Ｌ２５として入手可能である。このマイクロコントローラは、プロセッサ、メモリおよびクロックを含む。加えて、スケーラ１１０６は、任意の好適な形態または構成とすることができる。
【００５５】
分路１１１０は、アンテナ回路１１０２のリード１１１８および１１２０とリード１１４０との間に接続したリレー１１３８を含み、リード１１４０は、マイクロコントローラ１１０８と電気的に接続している。リレー１１３８に替えて、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）など、任意の好適なスイッチ式装置を用いることができることが理解されるであろう。
【００５６】
実施方法１２００の別の例示的な実施形態を図１４に示す。ここには、例えばトランシーバ９００およびトランスポンダ１０００など、互いに距離を置いた関係にあるトランシーバおよびトランスポンダを提供するステップ１２０２が含まれる。別のステップ１２０４は、トランシーバのアンテナから、トランスポンダのアンテナへ向けて、電磁搬送波を送出することを含む。別のステップ１２０６は、トランスポンダのアンテナにおいてまたはアンテナに沿って、搬送波を受信することを含む。オプションのステップ１２０８は、トランスポンダのアンテナに沿っておよび／またはアンテナを越えて（横切って）発生する電気エネルギーを収集することを含む。
【００５７】
方法１２００の別のステップ１２１０は、トランスポンダのアンテナからの電気信号を、プロセッサまたはマイクロコントローラによる使用に適した大きさに縮小することを含む。さらに別のステップ１２１２は、縮小した電気信号出力を基礎として、距離および距離に対応する値のうち１つを決定することを含む。さらなるステップ１２１４は、距離および距離に対応する値のうち１つに対応するデータを生成することを含む。オプションのステップ１２１６は、生成したデータをエンコードすることを含む。さらに別のステップ１２１８は、トランスポンダのアンテナを選択的に分路して、トランシーバのアンテナを変調してデータ通信を行うことを含む。別のステップ１２２０は、トランシーバのアンテナの変調を検出することを含む。さらに別のステップ１２２２は、検出した変調に対応するデータを出力することを含む。さらなるオプションのステップ１２２４は、オプションのエンコードステップ１２１６と協調的な方法で、データをデコードすることを含む。さらなる別のステップ１２２６は、距離を示すデータまたはその他のデジタル信号を出力することを含む。
【００５８】
以上、本発明を前述した実施の諸形態を参照して説明し、また開示した実施の諸形態における構成部品間の構造および構造上の相互関係にかなりの重点を置いてきたが、本発明は、他の実施形態で実施することもでき、図示および説明した実施形態には、本発明の原理から逸脱することなく多くの変更を加えることが可能であることが理解されるであろう。前述した詳細な説明を読み、これを理解した諸氏が修正および改変を着想できることは明らかである。したがって、上で説明した事項は、本発明を説明するためのものにすぎず、限定を加えるものではないと解釈するべきであるということを、明確に理解すべきである。このように、本発明は、添付の請求項およびその同等物の範囲に収まる限度で、そのような修正および改変をすべて含むものとして解釈されるよう意図されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本件新構想に係るトランシーバの実施の形態の１つを概略的に示す。
【図２】図１に示したトランシーバの代替の実施の形態を概略的に示す。
【図３】図１のトランシーバとして作動する電子回路の実施の形態の１つの図である。
【図４】本件新構想に係るトランスポンダの実施の形態の１つを概略的に示す。
【図５】図４のトランスポンダとして作動する電子回路の実施の形態の１つの図である。
【図６】変調波部分を有する電磁搬送波を示す。
【図７】本件新構想に係る距離指示方法の１つのステップを示すフローチャートである。
【図８】本件新構想に係る高さ指示システムを有し、かつこれを支持する流体サスペンション部材の側面図であり、部分的な断面図を含む。
【図９】本件新構想に係るトランシーバの代替の実施の形態を概略的に示す。
【図１０】本件新構想に係るトランスポンダの代替の実施の形態を概略的に示す。
【図１１】図１０のトランスポンダとして作動する電子回路の実施の形態の１つを概略的に示す。
【図１２】周波数偏移キーイングを用いて変調した電磁搬送波を示す。
【図１３】位相偏移キーイングを用いて変調した電磁搬送波を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１００、２００、９００ トランシーバ
１０２、２０２、９０２ 搬送波生成器
１０４、２０４、９０４ アンテナ
１０６、２０６、９０６ 変調検出器
１０８ 増幅器
１１２、２１２、９１２ 電源回路
２０８ Ａ／Ｄ変換器
２１０ マイクロコントローラ
４００、１０００ トランスポンダ
４０２、１００２ アンテナ
４０４、１００４ 電力回路
４０６、１０１０ 分路
９０８ マイクロコントローラ
１００６ スケーラ
１００８ マイクロコントローラ
【技術分野】
【０００１】
この新規な概念は、広く距離測定技術、より詳細には、結合した構造部材間の距離を、電磁搬送波変調を用いて指示するシステムおよび方法に関する。
【０００２】
本システムおよび方法は、多種多様な用途および環境において広範に使用することができる。好適な用途の１例として、本システムおよび方法を、例えば車両の空気バネなどの結合した流体サスペンション部材の上で、これらと併せて使用することができる。本システムおよび方法は、このような結合した流体サスペンション部材への使用を特に参照しながら後に詳細に説明する。しかしながら、本システムおよび方法はより広範な適用の可能性を有し、この特定の好適な適用例に限定することを意図するものではないことを特に理解するべきである。
【背景技術】
【０００３】
ある構造部材と別の構造部材の間の相対位置をモニターするため、様々な公知の一般的な装置および構成がこれまでに用いられ、また現在使用されている。例えば、１個または複数の連結部材を含む機械的連結センサが、車両のサスペンション部品と該車両の対応するフレームまたはボディーなど、隣接する構造部材間をつなぐものとしてしばしば使用される。典型的には、連結部材は、連結（リンク）の動きに反応して変化する可変抵抗またはその他の適切な部品を通じて作動する。次に、可変抵抗を越える、即ち経たときの電位の対応する変化、即ち、同抵抗を流れる電流の対応する変化を基に、電子制御装置（ＥＣＵ）またはその他の好適な装置により、ある構造部材と別の構造部材の間の相対位置を決定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
都合の悪いことに、このような構成には、通例連続使用に関係して、多くの問題および／または不都合がある。機械的連結、特に車両のサスペンションシステムと結合して用いられるものを使用する際の問題の１つは、連結が、例えば道路上の破片によって引き起こされうる物理的衝撃に頻繁に曝されることである。これにより、連結に重大な損傷または破壊が引き起こされ、装置がたとえ作動するとしても、正常な作動が不可能になる可能性がある。
【０００５】
機械連結センサのもう１つの問題は、その電気部品が、道路上を移動する車両であれば通常経験する厳しい環境条件（例えば、極端な気温、水、ほこり、塩分）に曝されるのが一般的であるという点である。こうした曝露の結果として、センサの電気部品が腐食し、正しく機能しなくなる可能性がある。これらの問題の１つもしくは両者またはその他の問題により、機械連結センサの１個または複数が作動しなくなる可能性が常に存在する。そこで、この種のセンサは、一般に、定期的な検査および交換を必要とする。
【０００６】
機械連結センサのさらに別の不都合は、これらが、それ以外のサスペンション部品と別個のものとして搭載されるという点である。結果として、一般に、組立工程において、これらの部品を組み込むための余分の時間および労力が費やされる。加えて、機械連結の装着および作動のためのクリアランス空間を形成するのに余分の労力が一般に必要となる。このように、この種のセンサは、装着および作動のために多大な労力および空間が必要となるという不都合がある。
【０００７】
機械連結センサの代替として、流体媒質中を伝わる、典型的には超音波周波数の音波または圧力波を利用した非接触センサが、ある構造部材と別の構造部材の間の相対位置を決定するために使用されている。このような適用の１例は、空気バネなどの流体サスペンション部材の高さを決定するために使用される超音波センサを含む。このような使用において、超音波センサは空気バネの一方の端部材上に支持され、超音波を空気バネ（エアスプリング）のバネ室を通して反対側の端部材へ向けて送出する。この超音波は反対側端部材の適当な形状により反射され、両者間の距離が従来の方法により決定される。
【０００８】
このような構成が機械連結に対して持つ優位点の１つは、超音波センサは、少なくとも部分的に、衝撃および曝露から保護されていることである。しかし、超音波センサの使用には多くの不都合も存在する。不都合の１つは、この種のセンサは比較的高価であり、生産コストの望ましくない増加をもたらす傾向があるという点である。また、同様に、衝撃や曝露により損傷したセンサの交換コストも増加する。
【０００９】
別の不都合は、超音波センサは、距離を決定するために、超音波を反射してセンサに返すのに適したターゲット（的）を必要とする点である。そのようなターゲットがなければ、超音波は正しく反射されず、したがって距離の正しい決定は不可能になる。このように、超音波センサの正しい作動のためには、ターゲット領域を用意しなければならない。しかし、このことは、製品の設計上の制約によりターゲット領域を設ける余地が限定されることから、特に問題となりうる。また、現行の製品は適当なターゲット領域を持たないため、現行製品に超音波製品を装備する際にも問題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
電磁波を送信するためのトランシーバと、該送信器とある距離を置いて設置したトランスポンダを含む本件新構想に記載の距離指示システムを提供する。トランスポンダは、電磁波に距離に応じて変調を加える。
【００１１】
結合された車両において使用される結合された空気バネのための本件新構想に記載の距離指示システムを提供する。結合した空気バネは、エラストマー壁で共に固定され結合した空気バネに加わる負荷に対応して互いに相対移動するようにした第１および第２の支持部材を含む。距離指示システムは、電磁搬送波を送出するためのトランシーバを含む。システムは、また、該トランシーバとある距離を置いて設置し、電磁波に対し距離に応じて変調を与えるトランスポンダを含む。前記トランシーバおよび前記トランスポンダの１つは、第１および第２の支持部材の１つの上に支持される。
【００１２】
上端部材と、該上端部材と離隔した下端部材とを含む本件新構想に係るエアサスペンションアセンブリを提供する。上端部材と下端部材との間でフレキシブルなバネ部材が支持される。トランシーバが、上端部材および下端部材の１つに支持され、電磁搬送波を送信する。トランスポンダが、上端部材および下端部材のもう一方に支持され、トランシーバとトランスポンダとの間の距離に応じて搬送波に変調を加えるように構成する。
【００１３】
第１の構造部材に支持されているトランシーバを提供する（即ち設ける）ステップと、第２の構造部材に支持されているトランスポンダを提供するステップとを含む、第１および第２の構造部材間の距離を決定するための本件新構想に係る方法を提供する。その他のステップには、電磁波を送信するステップと、トランシーバとトランスポンダとの間の距離に応じて電磁波に変調を加えるステップとが含まれる。さらなるステップには、電磁波の変調の大きさを検出するステップと、トランシーバとトランスポンダとの間の距離を決定するステップとが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を詳細に参照して、図１はトランシーバ１００を概略的に示す。トランシーバ１００は、トランシーバとある距離ＤＳＴを置いて設置したトランスポンダＴＳＰと共に使用されている。ここで、図面は本件新システム、装置および／または方法の望ましい実施の形態を説明するためだけのものであって、これを限定する目的ではない。トランスポンダＴＳＰはトランシーバ１００などのトランシーバと協働する好適なトランスポンダの代表例にすぎないこと、および、好適なトランスポンダの例示的な実施形態の構造および動作は後でより詳しく説明することが理解されるであろう。トランシーバ１００は、例えば電磁搬送波ＣＷＶなどの電磁信号をトランスポンダＴＳＰに向けて送信することができる。
【００１５】
トランシーバ１００は、アンテナ１０４と電気的に接続した搬送波生成器１０２を含む。搬送波生成器１０２は電気搬送波をアンテナ１０４に出力するよう構成し、アンテナ１０４は、搬送波生成器１０２による搬送波信号に対応して、例えば電磁搬送波ＣＷＶなどの電磁搬送波を送信するよう構成する。また、変調検出器１０６をアンテナ１０４と電気的に接続し、そのアンテナに沿った、またはアンテナを越える電気的特性の変調を検出するよう構成する。前記変調検出器は、そのアンテナに沿った、またはアンテナを越える（横切る）変調の大きさに対応して、例えば電位や電流などの電気信号を出力する。図１において、変調検出器１０６はアナログ信号を出力する。矢印１１０によって全般的に示したように、このアナログ信号は、例えば電子制御装置（図示なし）など他の電気装置、回路またはシステムとの通信に先立って、オプションの増幅器１０８により増幅することができる。
【００１６】
図１には、さらに電源回路１１２を示している。この電源回路は、トランシーバ１００の完全統合回路の一部として形成することもできるし、トランシーバ１００上に支持した別回路としてもよいし、トランシーバ１００とは完全に別の部品の上の別回路とすることもできる。図１に示した１つの望ましい実施の形態において、電源回路１１２は、トランシーバの完全統合回路の一部として形成している。しかし、構成に関わらず、電源回路１１２は好適に調整し制御した電力を電源（図示なし）からトランシーバ１００の部品へ供給するようにする。これらの部品には、限定するものではないが、図１において電源回路１１２を直接電気的に接続している搬送波生成器１０２を含むことができる。電源（図示なし）は、例えばバッテリー（車両その他）、発電機または交流器、電子制御装置または電源制御モジュールなどあらゆる適当なＡＣまたはＤＣ電源とすることができる。
【００１７】
一般に、トランシーバ１００のアンテナ１０４は、例えば上述した搬送波ＣＷＶなどの電磁波を送信その他の方法で出力する。トランスポンダＴＳＰのアンテナＡＮＴは搬送波を受信する。当業者であれば理解できるように、搬送波は距離により変化する１個または複数の性質または特性を有している。トランスポンダは、誘導またはその他の方法により、搬送波に対しトランシーバとトランスポンダとの間の距離に応じて変調を与える。そのような操作の１例において、当業者であれば、アンテナ１０４およびＡＮＴが、搬送波ＣＷＶの影響下において、緩やかに結合した変圧器の巻き線として作用することを理解できるであろう。このように、１つのアンテナの電気的性質または特性の瞬間的な変化により、もう一方のアンテナに沿って、或いは、そのアンテナを越えて対応する変化または変調が誘導され、またはその他の方法により生じることになる。この変調は、トランシーバとトランスポンダとの間の距離ＤＳＴを決定し、または、後に詳しく述べるように両者の間で交互にデータ通信するために利用することができる。
【００１８】
トランシーバ２００の代替の実施形態を図２に示す。ここでは、アンテナ２０４と電気通信している搬送波生成器２０２が含まれる。搬送波生成器２０２は電気搬送波をアンテナ２０４に出力するよう構成し、アンテナ２０４は、搬送波生成器からの搬送波信号を受信し、例えば搬送波ＣＷＶなど、搬送波生成器２０２により出力した搬送波信号に対応する電磁搬送波を送信するよう構成する。
【００１９】
また、変調検出器２０６は、アンテナ２０４と電気通信しているアンテナに沿って、或いは、そのアンテナを越える電気的特性の変調を検出するようにする。変調検出器２０６は、アンテナ２０４に沿って、或いはアンテナ２０４を越える変調の大きさと対応関係にあるアナログ信号を出力する。しかし、トランシーバ２００は、トランシーバ１００におけるようにアナログ出力の増幅を行わず、変調検出器と電気通信しているアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０８を含む。Ａ／Ｄ変換器は変調検出器２０６からのアナログ信号を受信し、これをデジタルデータストリームに変換する。その後、変換器２０８からのデータストリームは、一般的な方法により、例えばマイクロコントローラ２１０などの装置、またはその他の部品またはシステムに伝達することができる。マイクロコントローラ２１０を含むそのような装置またはその他のシステムは、トランシーバ２００と統合してもよく、その他別のシステムの一部としてもよいことが理解されるであろう。例えば、そのような処理装置は、例えばＣＡＮバス、ＳＡＥ Ｊ１８５０データバス、またはその他の車両情報システムといった車両のデータバスと通信し、またはその一部とすることができる。
【００２０】
電源回路２１２を図２に示す。しかし、電源回路２１２は、回路２００に好適に調整し制御された電力を提供するため、上述したような多様な実施方法および／または構成のうちのどの形態で提供してもよいことが理解されるであろう。
【００２１】
搬送波生成器１０２および２０２は、接続したアンテナにより電磁搬送波として送信するのに適した電気搬送波信号を出力するようにする。１つの好適な実施の形態において、生成器１０２および２０２により出力する電気搬送波信号は、実質的に一定の振幅および周波数を有するサイン波である。もっとも、適当な電気搬送波信号であれば、どのようなものでも使用できることを特に理解すべきである。生成器により出力した電気信号は、任意の好適な電位、例えば約５０ボルトから約１００ボルトとすることができ、任意の適当な周波数、例えば１００ｋＨｚから３０ＭＨｚとすることができることが理解されるであろう。１つの例示的な実施の形態において、該電気信号は約１２５ｋＨｚの周波数および約１００ボルトの大きさを持つ。もっとも、上述したように、これらの値は適用例ごとに変化しうる。
【００２２】
例えばトランシーバ１００などのトランシーバとして動作する、好適な電子回路３００の１つの実施形態の図を、図３に示す。ここには、搬送波生成器回路３０２、アンテナ回路３０４、変調検出器回路３０６および増幅器回路３０８が含まれる。回路３０２は、一般に図１および図２に示した生成器１０２および１０４に対応すること、および回路３０４，３０６および３０８は同様にアンテナ１０４および２０４、変調検出器１０６および２０６、増幅器１０８にそれぞれ対応することが理解されるであろう。加えて、Ａ／Ｄ変換器２０８およびマイクロコントローラ２１０は当業者に既知の典型的な構成であること、当業者であれば、概略図がなくとも、Ａ／Ｄ変換器２０８を変調検出器２０６と電気的に接続することが可能であることが理解されるであろう。さらに、電源１１２および２１２に対応する電源回路が回路３００にはないことが理解されるであろう。しかしながら、主電源に付帯的な調整および制御回路が含まれている場合であっても、入力される電力の望ましい調整・制御を確実にするため、回路３００に補充的に電源回路を含むこともできることを理解されたい。さらにまた、回路３００を例えばシリコンウエハーなどの単一基板上の統合回路として形成し、または代替的に、別個の部品から任意の好適な実装法によりおよび／または任意の好適な回路製造技術を用いて形成することができることを、当業者であれば理解するであろう。
【００２３】
図３に示すように、回路３００には多様な在来の電気部品が含まれ、限定するものではないが、抵抗、キャパシタ、ダイオード、オペアンプおよびインダクタが含まれる。これらの部品は、特に断らない限り、実質的に標準的な構成であり、一般に入手可能なものであることが理解されるであろう。加えて、回路３００は、各部で電源（図示なし）または電源回路（図示なし）の正極と１個または複数の共有点で接続している。このように接続した回路３００の各部は、回路図においてその全体を端子矢印３１０により示している。同様に、回路は各部で共通のアースに接続しており、これら各部は全体として端子矢印３１２で示している。
【００２４】
上述したように、回路３００には、複数のオペアンプ（ｏｐ−ａｍｐ）が含まれる。当業者であれば、図３において、オペアンプが伝統的なピン型の記号で模式的に示されていることをよく理解するであろう。ピンは項目番号によって個別的に識別されていないが、各オペアンプには対向する供給電圧ピン（ＳＶピン）、プラス入力ピン（ＰＩピン）、マイナス入力ピン（ＮＩピン）および出力ピン（ＯＴピン）が含まれる。好適なオペアンプの１例は、テキサス州ダラスのＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社から部品番号ＬＭ２４８として入手可能である。
【００２５】
搬送波生成回路３０２には、オペアンプ３１４、抵抗３１６〜３２４およびキャパシタ３２６が含まれる。オペアンプ３１４は、端子矢印３１０ａおよび３１２ａで接続されたＳＶピンを有する。ＯＴピンは、抵抗３１６および３１８により端子矢印３１０ｂと３１２ｂの間に形成した分圧器に接続されている。このＯＴピンは、抵抗３２０および３２２を介して分圧器と接続され、抵抗３２０と３２２の間に接続されたオペアンプ３１４のＰＩピンによりフィードバックループを形成している。加えて、オペアンプのＯＴピンは、抵抗３２４およびキャパシタ３２６を介して端子矢印３１２ｃにおいてアース接続している。
【００２６】
電気搬送波信号はオペアンプ３１４のＯＴピンにより出力され、リード３２８に沿ってアンテナ回路３０４に伝達される。アンテナ回路３０４には、インダクタ３３２を介して端子矢印３１２ｄにおいてアースに電気的に接続しているキャパシタ３３０が含まれる。インダクタは図３において標準的な記号で示している。しかしながら、アンテナのチューニングおよび最適化を行うことが望ましいことがあり、そのような場合、インダクタは、例えば四角形など特定の形状または構成とすることができることが理解されるであろう。１つの例示的な実施形態において、インダクタ３３２は円形もしくはループ形状の電線コイルである。
【００２７】
変調検出回路３０６は、キャパシタ３３０とインダクタ３３２の間に接続したリード３３４を介してアンテナ回路３０４と電気接続している。リード３３４は、ダイオード３３８およびキャパシタ３４０を介してオペアンプ３３６のＮＩピンと電気接続している。オペアンプ３３６は端子矢印３１０ｃおよび３１２ｅに接続したＳＶピンを有する。オペアンプ３３６のＯＴピンとＮＩピンの間には、ダイオード３４４および抵抗３４６を介して接続されたリード３４２により、フィードバックループが形成されている。オペアンプ３３６のＰＩピンは、抵抗３４８およびダイオード３５０を介して、それぞれ端子矢印３１０ｄおよび３１２ｆの間に接続されている。ダイオード３５０は図３ではツェナーダイオードとして示している。加えて、端子矢印３１２ｆはリード３３４を通して、抵抗３５２を介してオペアンプ３３６のＮＩピンと接続している。端子矢印３１２ｇは、キャパシタ３５４および抵抗３５６のそれぞれを別々に介してリード３３４と並列に接続している。
【００２８】
増幅器回路３０８は、リード３５８により変調検出回路３０６に電気接続されている。増幅器回路３０８には、第１のオペアンプ３６０が含まれ、リード３５８は、そのＰＩピンと、オペアンプ３３６のＮＩピンとキャパシタ３４０の間でリード３３４と並行して接続している。オペアンプ３６０は、端子矢印３１０ｅおよび３１２ｈに接続したＳＶピンを有する。オペアンプ３６０のＯＴピンとＮＩピンの間に接続したリード３６２により、フィードバックループが形成されている。ダイオード３６４はリード３６２に沿って接続され、オペアンプ３６０のＮＩピンも、抵抗３６６を介して端子矢印３１２ｉへ、またキャパシタ３６８を介して端子矢印３１２ｊへ接続している。第２のオペアンプ３７０のＰＩピンは、リード３７２を介して、ダイオード３６４とオペアンプ３６０のＮＩピンの間のリード３６２に接続している。出力コネクタ３７４は、出力リード３７６によりオペアンプ３７０のＯＴピンに接続している。ＮＩピン、およびＯＴピンと出力コネクタ３７４の間のリード３７６の間を接続するリード３７８によりフィードバックループが形成されている。出力コネクタ３７４は、一般に通信のためのインターフェース、図１の矢印１１０として動作することが理解されるであろう。そのようなものとして、コネクタ３７４は任意の好適なタイプ、種類および／または構成とすることができる。
【００２９】
トランスポンダ４００を図４に示す。ここには、アンテナ４０２、電力回路４０４および分路（シャント回路）４０６が含まれる。一般に、トランスポンダ４００はトランシーバ１００と２００のいずれか１つと一定の距離を置いて配置し、それと協働して作動する。より詳細には、アンテナ４０２はトランシーバのアンテナから送信される電磁搬送波ＣＷＶを受信するようにする。電磁搬送波は、アンテナに沿って、或いはアンテナを越える電気出力を誘導する。この電気出力は電力回路４０４に伝達され、該電力回路４０４は電気出力を収集して周期的に分路４０６へ電圧を印加する。電圧を印加されると、分路はアンテナ４０２を短絡する。これにより、アンテナ４０２の電磁的特性が変化して、例えばアンテナのインダクタンスが実質的に減少する。アンテナ４０２の電磁的特性の変化は、例えばトランシーバ１００または２００など対応するトランシーバのアンテナに沿って、または、アンテナを越えて対応する変化を誘導する。この対応するトランシーバのアンテナに沿って、或いは、アンテナを越える変化を、例えば変調検出器１０６または２０６など、結合したトランシーバの変調検出器により検出するのである。
【００３０】
ある例示的な実施の形態において、トランスポンダ４００のアンテナ４０２には、誘導素子（図示なし）が含まれる。電磁搬送波は、この誘導素子を越えてまたはこの誘導素子に沿って、電力回路４０４に伝送される電気出力を誘導する。電圧および／または電流を含むこの電気出力は電力回路４０４内に蓄積され、該電力回路４０４は、その回路内に一定の既定量の電気エネルギーが蓄積されると、電気エネルギーパルスを分路４０６へ送出する。この電気エネルギーパルスにより、分路４０６は、アンテナ４０２の誘導素子を越える電気的短絡を形成する。誘導素子を越える短絡により、そのインダクタンスはほぼ０まで減少する。当業者であれば、これにより、２つの素子が緩やかに結合した変圧器として機能するということから、結合されたトランシーバ内のアンテナの誘導素子に沿ってまたは誘導素子を越えて、対応する変化が生じることを理解できるであろう。この対応する変化を、変調検出器によりモニターする。このような誘導場変調を図４のサイン波ＩＦＭによって全体的に示す。
【００３１】
トランスポンダ４００として作動する好適な電子回路５００の１つの実施形態の図を、図５に示す。ここには、アンテナ回路５０２、電力回路５０４および分路５０６が含まれる。一般に、アンテナ回路５０２は図４のアンテナ４０２に対応する。同様に、電力回路５０４は回路４０４に、分路５０６は回路４０６に対応する。上述したように、当業者であれば、回路５００には多様な在来の電気部品、限定するものではないが、抵抗、キャパシタ、ダイオード、オペアンプおよびインダクタを含むことを理解できるであろう。これらの部品は、特に断らない限り、実質的に標準的な構成であり、一般に入手可能なものであることが理解されるであろう。加えて、回路５００は、例えばシリコンウエハーなど単一基板上の統合回路として形成することができ、または、代替的に、別部品から任意の好適な実装方法によりおよび／または任意の好適な回路製造技術を用いて形成することができる。さらに、回路５００は各部で共通のアースに接続しており、これら各部は端子矢印５０８により全体を示している。
【００３２】
アンテナ回路５０２には、リード５１４とリード５１６の間に並列に接続したキャパシタ５１０およびインダクタ５１２を含む。リード５１６は、インダクタ５１２に隣接する端子矢印５０８ａに接続している。図５において、インダクタは標準的な記号で示している。しかしながら、アンテナを例えばアンテナ回路３０４のインダクタ３３２と協働させるために、アンテナのチューニングまたは最適化が望ましい場合があることを理解されたい。そのような場合、インダクタを例えば四角形、円形またはループ形の電線コイルなど特定の形状または構成とすることができる。
【００３３】
電力回路５０４は、リード５１４および５１６を介してアンテナ回路５０２に接続している。ダイオード５１８および抵抗５２０は、リード５１４に沿って直列に接続している。トランジスタ５２２およびキャパシタ５２４は、リード５１４とリード５１６の間に並列に接続する。トランジスタ５２２のコレクタ端子５２２ｃはリード５１４に並行して接続し、トランジスタのエミッタ端子５２２ｅはリード５１６に並行して接続している。リード５２６は、ダイオード５２８を介して、トランジスタ５２２のベース端子５２２ｂをリード５１４に接続する。１つの例示的な実施形態において、ダイオード５１８はショットキダイオードであり、トランジスタ５２２は標準的なｎ−ｐ−ｎトランジスタであるが、いずれも当業者にはよく知られたものである。
【００３４】
分路５０６は、リード５３０により電力回路５０４に接続している。リード５３０は、リード５１４に並行して、ほぼコレクタターミナル５２２ｃまで延びている。リード５３０は、抵抗５３２と５３４とにより形成された分圧器の上部の経路として機能する。抵抗５３２および５３４は、リード５３０と端子矢印５０８ｂとの間に接続されている。分路には、さらにオペアンプ５３６が含まれる。オペアンプの１つのＳＶピンはリード５３８を介してリード５３０に接続し、もう一方のＳＶピンは端子矢印５０８ｃに接続している。リード５４０は抵抗５３２と５３４の間からオペアンプ５３６のＰＩピンに、その間に接続した抵抗５３４を介して接続している。オペアンプ５３６のＯＴピンとＰＩピンの間には、リード５４４によりフィードバックループが形成され、抵抗５４６を介して接続をなしている。オペアンプ５３６のＯＴピンもまた、抵抗５５０およびキャパシタ５５２を介して接続したリード５４８により、端子矢印５０８ｄに接続している。オペアンプのＮＩピンは、リード５４８へ、抵抗５５０とキャパシタ５５２の間からリード５５４により接続している。図５において、リレー５５６は、オペアンプ５３６のＯＴピンとリード５１４および５１６との間、キャパシタ５１０の隣、インダクタ５１２の反対側に接続している。リレー５５６の代替として、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）など、任意の好適なスイッチ式装置を用いることができることが理解されるであろう。
【００３５】
トランスポンダのアンテナ５０２が、トランシーバＲＦの場に導入され、アンテナ５０２を超えて導入されるべき電圧を生じさせる。この電圧は、ダイオード５１８を経て電源回路５０４に通じる。電源回路５０４は、分路５０６が正常に作動するように、リード５３０に印加される電圧を制御する。抵抗５３２および５３４は、リード５３０からの電圧を分割し、リード５５４からのＮＩピンにおける電位に匹敵するようにする。抵抗５５０およびキャパシタ５５２は、リード５５４に沿ったＮＩピンにおける電位の増加率を制御する。リード５５４に沿った電位が、抵抗５４６と５４２の間から取られたＰＩピンにおける電位を超えて増加した場合、オペアンプ５３６のＯＴピンにおける出力がオンになる。すると、これにより、リレー５５６（または例えばＦＥＴなど他の好適な装置）がアースに短絡し、アンテナ５０２を短絡させる。このアンテナの短絡がトランシーバの電位を引き下げ、距離を得るのに用いる測定可能な変化を生み出す。
【００３６】
図６は、標準的なサイン波形および電位Ｖで表される初期振幅を有する電磁搬送波ＣＷＶの変調の１つの典型的な形状を示す。この搬送波は間隔ＤＴの間変調を受け、その間大きさＤＶで示すように振幅が減少する。電位Ｖの好適な範囲の１例は、約５０〜約１５０ボルトである。大きさＤＶで示した対応する振幅変調の範囲の１例は、約１０から約１０００ミリボルトである。振幅変調は、例えば約０．１から約５ミリ秒など、任意の持続時間ないし間隔ＤＴで生じうる。上に示したように、搬送波ＣＷＶは、例えば約１００キロヘルツから約１４メガヘルツまで、任意の好適な周波数とすることができる。このような変調は、当業者が通常後方散乱変調と呼ぶものであり、トランスポンダとトランシーバの間の通信に有用なものである。
【００３７】
後方散乱変調のよく知られた例として、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムの分野におけるものがある。しかしながら、本件新構想は従来のＲＦＩＤの応用とはかなり違っていることが理解されるであろう。特に、従来のＲＦＩＤシステムは、使い捨てタグ内にエンコードされたデータの転送に用いられる。タグは目的物と関連付けされており、データには、一般にその目的物特有の１個または複数の詳細情報が含まれる。一般に、ＲＦＩＤシステムでは、タグとシステムの他の要素の間の距離を決定することには関心がない。これらＲＦＩＤシステムの主たる関心は、タグ内にエンコードされたデータを読み出すことにある。
【００３８】
図７は、例示的な実施方法７００を示す。ここには、例えばトランシーバ１００または２００およびトランスポンダ４００など、互いに間隔を置いた関係にあるトランシーバとトランスポンダとを提供する（設ける）第１ステップ７０２が含まれる。別のステップ７０４には、例えば搬送波ＣＷＶなどの電磁搬送波を、トランシーバのアンテナからトランスポンダのアンテナへ向けて送信することが含まれる。別のステップ７０６には、トランスポンダのアンテナにおいてまたはアンテナに沿って搬送波を受信することが含まれる。当業者であれば、電磁波の受信および影響により、インダクタに沿っておよび／またはインダクタを越えて（横切って）電気エネルギーが発生することをよく理解することができる。ここで、オプションのステップ７０８には、電磁波を受信した結果、トランスポンダのアンテナに沿っておよび／またはアンテナを越えて発生した電気エネルギーを収集することが含まれる。別のステップ７１０には、トランスポンダのアンテナを選択的に分路し、それにより、トランシーバのアンテナに、例えば瞬間的な電圧低下といった１個または複数の電気的特性の変調が生じるようにする。さらなるステップ７１２には、アンテナに沿ったまたはアンテナを越える（横切る）電気的特性の変調を検出することが含まれる。別のステップ７１４には、少なくとも部分的にステップ７１２の電気的特性の変調に基づいて、トランシーバとトランスポンダとの間の距離を決定することを含む。
【００３９】
本件新構想を利用した応用の１例は、図８に示す流体サスペンション部材８００に対するおよびそれに接続したものである。この流体サスペンション部材は、より詳細には、伝統的なピストンおよび回転ローブ構造を有する空気バネとして示している。しかしながら、本件新構想の趣旨から逸脱することなく、任意の好適なタイプ、形式、種類および／または構成の流体サスペンション部材が使用できることを明確に理解するべきである。流体サスペンション部材８００には、例えば上板８０２などの第１端部材、第１端部材とは間隔を置いた関係にある、例えばピストン８０４などの第２端部材、および、それらの間に支持され実質的に例えば流体室８０８などの内容積を規定する例えばフレキシブルスリーブ８０６などのフレキシブル部材を含む。
【００４０】
トランシーバ８１０を流体室８０８内で上板８０２に支持し、トランスポンダ８１２を該トランシーバと間隔を置いてピストン８０４上に支持する。ピストン８０４は、外周壁８１４を含み、それに沿ってフレキシブルスリーブ８０６が移動する。また、ピストン８０４は中心内壁８１６を含む。この内壁は、図８において実質的に凹面または皿状のものとして示しており、内面凹部８１８を形成している。内壁８１６は、側壁部８２０およびトランスポンダ８１２を固定する下壁部８２２を有する。トランスポンダ８１２は、例えば接着剤や機械的留め具など、任意の好適な方法により内壁８１６上に固定することができる。代替的に、トランスポンダ８１２’として示したように、トランスポンダ８１２をモールドまたはその他の方法により内壁８１６内に形成することもできる。トランシーバ８１０は一般に任意の好適なトランシーバを代表するものであり、例えば、限定するものではないが、トランシーバ１００および２００を含む、ここに開示された多様なトランシーバの任意のものとすることができることが理解されるであろう。同様に、トランスポンダ８１２は、一般に任意の好適なトランスポンダを代表するものであり、例えば、限定するものではないが、トランスポンダ４００を含む、ここに開示された多様なトランスポンダとすることができることを理解されるであろう。
【００４１】
電磁搬送波ＣＷＶが送信され、トランスポンダ８１２により受信されると、例えばトランスポンダ４００のアンテナ回路４０２などのアンテナに沿っておよび／またはアンテナを越えて電気的エネルギーが発生し、すでに電力回路４０４について説明したように、少なくとも周期的にトランスポンダに電力を供給する。代替的に、電気的エネルギーはバッテリーまたはその他の好適な電源によって供給することもできる。トランスポンダ８１２に電力が加わると、例えばトランスポンダ４００の分路４０６などの分路は周期的にトランスポンダ８１２のアンテナを短絡し、それによって例えばアンテナ１０４または２０４などのトランシーバ８１０のアンテナに変調が生じる。トランスポンダとトランシーバのアンテナの間の相互関係は前に述べたが、説明のみの目的で、図８にサイン波ＩＦＭとして一般的に示す。変調の１個または複数の性質または特性は、当業者であればよく理解できるように、トランスポンダとトランシーバの間の距離と直接対応し、あるいはその他の数学的関係を持つ。このようなものとしてトランシーバが変調を検出し、トランシーバとトランスポンダとの間の距離を表す信号を出力する。しかしながら、以上に述べた以外の実施方法であっても、本件新構想から逸脱することなく用いることが可能であるということがよく理解されるであろう。
【００４２】
トランシーバ９００の別の代替的な実施の形態を図９に概略的に示す。トランシーバ９００は、アンテナ９０４と電気的に接続した搬送波生成器９０２を含む。上述した搬送波生成器１０２および２０２と同様に、搬送波生成器９０２は、電気搬送波をアンテナに出力し、該アンテナが対応する搬送波ＣＷＶを送信するよう構成する。変調検出器９０６は、一般に搬送波生成器９０２に向かい合うアンテナ９０４に電気的に接続されている。変調検出器９０６は、アンテナに沿ったまたはアンテナを越える（横切る）電気的性質または特性の変調を検出するよう構成されている点で、上述した検出器１０６および２０６と同様である。しかしながら、変調検出器９０６は、アンテナ回路９０４に沿ったまたはアンテナ回路９０４を横切る変調に対応するデジタル信号ＤＳＧを出力するよう構成しており、検出器１０６および２０６におけるように、変調の大きさと対応関係にある電圧や電流レベルなどの特性を有するアナログ信号を出力するのではないという点で、検出器１０６および２０６とは異なっている。デジタル信号ＤＳＧは、デジタル信号ＤＳＧを変換、デコードおよび／または分析し、トランシーバおよびそれに関連するトランスポンダの間の距離を表す対応する信号を出力することができる適当なデジタル装置、例えば、デジタル信号プロセッサまたはマイクロコントローラ９０８などに伝送される。マイクロコントローラ９０８の信号出力は、矢印９１０で表すように、下流のシステムまたは装置に伝送される。
【００４３】
加えて、電源回路９１２を搬送波生成器９０２と電気的に接続した状態で図９に示す。他の実施形態において、電源回路９１２は、同様にまたは代替的に、トランシーバ９００の１個または複数の他の要素に電力を供給することができることを理解できるであろう。例えば図１のトランシーバ１００の電源回路１１２に関連して上述したように、回路９１２は任意の形態、形状または構成とすることができ、トランシーバ９００の他の要素と一体としてもよいし、別個のものとしてもよい。好適なトランシーバの１例は、アリゾナ州チャンドラーのＭｉｃｒｏｔｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から指示または部品番号ＭＣＲＦ２００として入手可能である。
【００４４】
トランシーバ９００と関連づけて使用するのに適したトランスポンダの１例を、図１０にトランスポンダ１０００として示す。一般に、トランスポンダ１０００は例えばトランシーバ９００などのトランシーバとの組み合わせで作動し、上で詳細に説明したように、それらの間の距離を決定して該距離を表す信号を出力する。しかし、前述の実施形態においては、トランシーバ１００または２００などのトランシーバは、そのアンテナに沿ったまたはアンテナを横切る変調の大きさを基にして２つの部品間の距離を決定する。トランスポンダ４００など結合されたトランスポンダの主たる動作は、この変調を実現し、または生じさせることである。ここで、トランシーバ９００およびトランスポンダ１０００の動作は、本件新構想に基づき、他の実施の形態に関して上述した基本的な動作原理としては同じものを利用している。しかしながら、トランスポンダ１０００は、例えばデジタル処理装置を使うことにより、少なくとも部分的に２つの部品間の距離を決定することができる。これにより、距離、および／または例えば識別コードあるいは番号などその他のデータに対応するデジタルデータが、少なくともトランスポンダからトランシーバへ伝送されることになる。このようなデータ伝送、通信および／または交換は、任意の好適な形態を取ることができ、限定するものではないが、後に説明するように、直接データ伝送およびエンコード化データ伝送を含む。
【００４５】
図１０〜１４からは、後に詳細に述べるが、この構成が、前述した実施形態から、構造や動作において異なっていることが理解されるであろう。トランスポンダ１０００は、例えばトランシーバ９００のアンテナ９０４によって送信することができる電磁搬送波ＣＷＶを受信するよう構成したアンテナ１００２を含む。上で詳細に説明したように、搬送波ＣＷＶは、アンテナ１００２に沿ったおよび／またはアンテナ１００２を横切る電気的エネルギー出力を誘導する。この電気的エネルギー出力は、アンテナと電気的に接続した電力回路１００４およびスケーラ１００６に伝送される。上述したように、一般に、電力回路は電気的エネルギーの少なくとも一部を収集し、トランスポンダの１個または複数の部品に周期的に電圧を加える。
【００４６】
スケーラ１００６は、そこを通過するアンテナ１００２からの信号の、例えば電圧や電流レベルなどの１個または複数の電気的性質または特性を減少させ、またはその他の方法で縮小することができる。スケーラ１００６は、スケーラおよび電力回路と電気的に接続されたデジタル信号プロセッサまたはマイクロコントローラ１００８の受信および使用に適するよう、アンテナ１００２からの信号を適切に調整する。しかしながら、この電気信号の減少または縮小は、アンテナからの原信号に対する縮小信号の関係が維持されるように行うのが望ましい。このようにして、マイクロコントローラ１００８は、例えばトランシーバ９００などの結合されたトランシーバとトランスポンダ１０００の間の距離を決定するために使用することができる。上述したように、当業者であれば、電磁波の１個または複数の特性が、伝わる距離に応じて、よく知られた関係に従って変化することを理解することができる。
【００４７】
上に示したように、電力回路１００４はトランスポンダの１個または複数の回路または部品に周期的に電圧を供給する。電力回路によって加圧されるそのような部品の１つには、マイクロコントローラ１００８があり、該マイクロコントローラ１００８は、スケーラ１００６が出力する信号の強度またはその他の電気的性質または特性を規定する。この強度またはその他の特性は、トランシーバとトランスポンダの間の距離と直接またはその他の数学的関係を持つ。このように、マイクロコントローラは、実際の距離値を決定し、これをトランシーバへ逆伝送する動作をすることができる。代替的に、マイクロコントローラは、スケーラが出力する信号の強度またはその他の特性を、特に実際の距離値を決定することなく、単に伝送する動作をすることもできる。この代替例では、スケーラからの信号がトランシーバに逆伝送されると、トランシーバ内のマイクロコントローラが実際の距離値を変換し、または算出することができる。
【００４８】
マイクロコントローラ１００８が加圧され、スケーラ１００６により出力した信号の性質または特性が決定されると、該マイクロコントローラは、分路１０１０を選択的にアクティブにして、データを結合されたトランシーバに逆伝送する。データには、限定するものではないが、距離値に対応するデータまたはスケーラにより出力する信号が含まれる。分路１０１０は、アクティブにされた場合、アンテナ１００２を短絡し、該アンテナ１００２は、例えばトランシーバ９００のアンテナ９０４など対応するアンテナを横切るまたはアンテナに沿った変調を誘導する。トランシーバとトランスポンダのアンテナ間の相互関係は重要な細部についてすでに上述したが、図１０にサイン波ＩＦＭとして一般的に示す。
【００４９】
１つの例示的な実施形態において、分路１０１０を選択的に作動させるマイクロコントローラ１００８の動作により、信号値または実距離値のいずれかをトランスポンダからトランシーバへデータとして逆伝送する。トランスポンダからトランシーバへのデータ伝送は、信号または距離値に直接対応するバイナリデータストリームなど、任意の形態またはタイプのものとすることができる。代替的に、例えば干渉によるロスを最小化するため、デジタル通信をエンコードすることができる。例えば周波数偏移キーイング（ＦＳＫ）および位相偏移キーイング（ＰＳＫ）を用いるものなど、多様なエンコード処理が知られており、かつ利用可能である。ＦＳＫおよびＰＳＫは、いずれも当業者にはよく知られているものである。ＦＳＫを用いて変調した搬送波ＣＷＶの１例を図１１に示す。これは、大振幅状態ＨＳＴと小振幅状態ＬＳＴの間で変調された搬送波ＣＷＶを含む。変調により、例えば０値に対応する８周期シフトＦＳ１および１値に対応する１０周期シフトＦＳ２を有するなど、任意の好適な方法でデータを伝送することができる。このようにして、バイナリデータストリームをトランスポンダとトランシーバの間で伝送することができる。ＰＳＫを用いて変調した搬送波ＣＷＶの１例を図１２に示す。これも、２つの状態ＨＳＴとＬＳＴの間で変調した搬送波ＣＷＶを含む。図１２から明らかなように、ＨＳＴの１つの周期、次のＬＳＴの周期、その次のＨＳＴの周期など、周期搬送波のシフトに用いる周波数は一定である。しかしながら、データを伝送するため、２つの周期で同じ状態が生じるように位相シフトを行うことができる。１つの例において、各位相シフトＰＳＴはバイナリデータストリームにおける０を表す。別の例では、各シフトＰＳＴはデータ値の変化（０から１または１から０）を表す。しかしながら、任意の他の好適な変調および／またはデータ伝送技術を代替として用いることができることが理解されるであろう。
【００５０】
トランスポンダ１０００として使用するのに好適な回路１１００の１つの実施の形態の図を図１３に示す。この回路は、アンテナ回路１１０２と、電力回路１１０４と、スケーラ１１０６と、マイクロコントローラ１１０８と、分路１１１０とを含む。一般に、アンテナ回路１１０２は、図１０におけるアンテナ１００２に対応する。同様に、電力回路１１０４は回路１００４に対応し、スケーラ１１０６はスケーラ１００６に対応し、マイクロコントローラ１１０８はマイクロコントローラ１００８に対応し、分路１１１０は分路１０１０に対応する。
【００５１】
当業者であれば、上述したように、回路１１００は、限定するものではないが、抵抗、キャパシタ、ダイオード、インダクタ、トランジスタおよびその他のよく知られた部品を含む多様な従来型の電気部品を含むことが認識されるであろう。これらの部品は、特に断らない限り、実質的に標準的な構成であり、一般に入手可能なものであることが理解されるであろう。加えて、回路１１００は、例えばシリコンウエハーなどの単一基板上の統合回路として形成することができ、または、代替的に任意の好適な実装方法で、および／または任意の好適な回路製造技術を用いて別部品から形成することもできる。さらに、回路１１００は各部で共通のアースに接続しており、これら各部は端子矢印１１１２で一般的に示している。
【００５２】
アンテナ回路１１０２は、リード１１１８と１１２０の間で並列に接続したインダクタ１１１４とキャパシタ１１１６とを含む。端子矢印１１１２は、図１３において標準的な記号で示したインダクタに隣接してリード１１２０に沿って接続している。しかしながら、例えばトランシーバ９００のアンテナ９０４など別のアンテナと協働させるためには、アンテナの調整または最適化が望ましいことがある。そのような場合、インダクタ１１１４を、例えば四角形、円形またはループ状に形成した電線コイルなど、特定の形状または構成とすることができる。
【００５３】
電力回路１１０４は、リード１１１８および１１２０を介してアンテナ回路１１０２に接続している。ダイオード１１２２および抵抗１１２４は、リード１１１８に沿って直列接続している。トランジスタ１１２６およびキャパシタ１１２８は、リード１１１８と１１２０の間で並列に接続している。トランジスタ１１２６のコレクタ端子１１２６ｃは、リード１１１８に並行して接続し、トランジスタのエミッタ端子１１２６ｅはリード１１２０に並行して接続している。リード１１３０は、ダイオード１１３２を介して、トランジスタ１１２６のベース端子１１２６ｂをリード１１１８に接続している。１つの例示的な実施の形態において、ダイオード１１２２はショットキダイオードであり、トランジスタ１１２６は標準的なｎ−ｐ−ｎトランジスタであるが、いずれも当業者にはよく知られたものである。
【００５４】
マイクロコントローラ１１０８は、リード１１３４を介して電力回路１１０４に接続しており、リード１１３４は、抵抗１１２４とキャパシタ１１２８の間で、コレクタ端子１１２６ｃに隣接してリード１１１８に接続している。加えて、マイクロコントローラ１１０８は、リード１１３６により、スケーラ１１０６を介してリード１１２０と電気的に接続している。マイクロコントローラ１１０８は、任意の好適なタイプまたは構成のものとすることができる。好適なマイクロコントローラの１例は、テキサス州オースチンのＦｒｅｅｓｃａｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｉｎｃ．から指示または部品番号６８ＨＣ０５Ｌ２５として入手可能である。このマイクロコントローラは、プロセッサ、メモリおよびクロックを含む。加えて、スケーラ１１０６は、任意の好適な形態または構成とすることができる。
【００５５】
分路１１１０は、アンテナ回路１１０２のリード１１１８および１１２０とリード１１４０との間に接続したリレー１１３８を含み、リード１１４０は、マイクロコントローラ１１０８と電気的に接続している。リレー１１３８に替えて、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）など、任意の好適なスイッチ式装置を用いることができることが理解されるであろう。
【００５６】
実施方法１２００の別の例示的な実施形態を図１４に示す。ここには、例えばトランシーバ９００およびトランスポンダ１０００など、互いに距離を置いた関係にあるトランシーバおよびトランスポンダを提供するステップ１２０２が含まれる。別のステップ１２０４は、トランシーバのアンテナから、トランスポンダのアンテナへ向けて、電磁搬送波を送出することを含む。別のステップ１２０６は、トランスポンダのアンテナにおいてまたはアンテナに沿って、搬送波を受信することを含む。オプションのステップ１２０８は、トランスポンダのアンテナに沿っておよび／またはアンテナを越えて（横切って）発生する電気エネルギーを収集することを含む。
【００５７】
方法１２００の別のステップ１２１０は、トランスポンダのアンテナからの電気信号を、プロセッサまたはマイクロコントローラによる使用に適した大きさに縮小することを含む。さらに別のステップ１２１２は、縮小した電気信号出力を基礎として、距離および距離に対応する値のうち１つを決定することを含む。さらなるステップ１２１４は、距離および距離に対応する値のうち１つに対応するデータを生成することを含む。オプションのステップ１２１６は、生成したデータをエンコードすることを含む。さらに別のステップ１２１８は、トランスポンダのアンテナを選択的に分路して、トランシーバのアンテナを変調してデータ通信を行うことを含む。別のステップ１２２０は、トランシーバのアンテナの変調を検出することを含む。さらに別のステップ１２２２は、検出した変調に対応するデータを出力することを含む。さらなるオプションのステップ１２２４は、オプションのエンコードステップ１２１６と協調的な方法で、データをデコードすることを含む。さらなる別のステップ１２２６は、距離を示すデータまたはその他のデジタル信号を出力することを含む。
【００５８】
以上、本発明を前述した実施の諸形態を参照して説明し、また開示した実施の諸形態における構成部品間の構造および構造上の相互関係にかなりの重点を置いてきたが、本発明は、他の実施形態で実施することもでき、図示および説明した実施形態には、本発明の原理から逸脱することなく多くの変更を加えることが可能であることが理解されるであろう。前述した詳細な説明を読み、これを理解した諸氏が修正および改変を着想できることは明らかである。したがって、上で説明した事項は、本発明を説明するためのものにすぎず、限定を加えるものではないと解釈するべきであるということを、明確に理解すべきである。このように、本発明は、添付の請求項およびその同等物の範囲に収まる限度で、そのような修正および改変をすべて含むものとして解釈されるよう意図されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本件新構想に係るトランシーバの実施の形態の１つを概略的に示す。
【図２】図１に示したトランシーバの代替の実施の形態を概略的に示す。
【図３】図１のトランシーバとして作動する電子回路の実施の形態の１つの図である。
【図４】本件新構想に係るトランスポンダの実施の形態の１つを概略的に示す。
【図５】図４のトランスポンダとして作動する電子回路の実施の形態の１つの図である。
【図６】変調波部分を有する電磁搬送波を示す。
【図７】本件新構想に係る距離指示方法の１つのステップを示すフローチャートである。
【図８】本件新構想に係る高さ指示システムを有し、かつこれを支持する流体サスペンション部材の側面図であり、部分的な断面図を含む。
【図９】本件新構想に係るトランシーバの代替の実施の形態を概略的に示す。
【図１０】本件新構想に係るトランスポンダの代替の実施の形態を概略的に示す。
【図１１】図１０のトランスポンダとして作動する電子回路の実施の形態の１つを概略的に示す。
【図１２】周波数偏移キーイングを用いて変調した電磁搬送波を示す。
【図１３】位相偏移キーイングを用いて変調した電磁搬送波を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１００、２００、９００ トランシーバ
１０２、２０２、９０２ 搬送波生成器
１０４、２０４、９０４ アンテナ
１０６、２０６、９０６ 変調検出器
１０８ 増幅器
１１２、２１２、９１２ 電源回路
２０８ Ａ／Ｄ変換器
２１０ マイクロコントローラ
４００、１０００ トランスポンダ
４０２、１００２ アンテナ
４０４、１００４ 電力回路
４０６、１０１０ 分路
９０８ マイクロコントローラ
１００６ スケーラ
１００８ マイクロコントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両と結合して用いる空気バネのための距離指示システムにおいて、
該結合した空気バネが、
エラストマー壁により共に固定され該結合した空気バネに加わる負荷に対応して互いに相対的に移動するようにした第１および第２の支持部材を含み、
前記距離指示システムが、
電磁波を送出するトランシーバと、
該トランシーバと距離を隔て、該距離に応じて前記電磁波に変調を与えるトランスポンダと、を含み、
前記トランシーバおよび前記トランスポンダの１つが、前記第１および第２支持部材の１つに支持されている、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項２】
請求項１に記載の距離指示システムにおいて、
前記変調は、前記距離と比例関係にある、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項３】
請求項１に記載の距離指示システムにおいて、
前記変調を、前記トランスポンダから前記トランシーバへのデータ通信に利用し、
前記データは、前記距離と対応関係にある、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の距離指示システムにおいて、
前記トランシーバおよび前記トランスポンダが、
アンテナを含み、
該アンテナを通じて磁気的に誘導結合されている、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項５】
請求項４に記載の距離指示システムにおいて、
前記トランスポンダは、
前記トランシーバから前記誘導結合を通じて電気エネルギーを収集し、前記トランスポンダに電力を供給するよう構成した電力回路を含む、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の距離指示システムにおいて、
さらに、上端部材と、
該上端部材と間隔を置いた下端部材と、
該上端および下端部材の間に支持したフレキシブルなバネ部材とを含み、
前記トランシーバが、前記上端部材および前記下端部材の１つに支持され、
前記トランスポンダが、前記上端部材および前記下端部材の残りの１つに支持されている、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項７】
請求項６に記載の距離指示システムにおいて、
前記上端部材が、結合した車両の第１部分に支持され、
前記下端部材が、結合した車両の第２部分に支持されている、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項８】
エアサスペンションアセンブリのフレキシブルなバネにより相互に連結した第１および第２の構造部材の間の距離を決定する方法において、
該方法は、
ａ）前記第１構造部材に指示したトランシーバを提供するステップと、
ｂ）該トランシーバと間隔を置いて支持されているトランスポンダを提供するステップと、
ｃ）電磁波を送出するステップと、
ｄ）該電磁波に前記トランシーバと前記トランスポンダの間の距離に応じて変調を与えるステップと、
ｅ）前記電磁波の前記変調の大きさを検出するステップと、
ｆ）前記トランシーバと前記トランスポンダの間の前記距離を決定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
ステップｄ）は、前記電磁波の前記変調を、前記トランスポンダと前記トランシーバとの間の磁気的誘導結合を用いて行う、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の方法において、
ステップｆ）をステップｄ）およびｅ）の前に行い、
前記方法は、
前記距離に対応したデータを生成し、および該データを前記トランシーバに伝達するステップをさらに含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１】
車両と結合して用いる空気バネのための距離指示システムにおいて、
該結合した空気バネが、
エラストマー壁により共に固定され該結合した空気バネに加わる負荷に対応して互いに相対的に移動するようにした第１および第２の支持部材を含み、
前記距離指示システムが、
電磁波を送出するトランシーバと、
該トランシーバと距離を隔て、該距離に応じて前記電磁波に変調を与えるトランスポンダと、を含み、
前記トランシーバおよび前記トランスポンダの１つが、前記第１および第２支持部材の１つに支持されている、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項２】
請求項１に記載の距離指示システムにおいて、
前記変調は、前記距離と比例関係にある、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項３】
請求項１に記載の距離指示システムにおいて、
前記変調を、前記トランスポンダから前記トランシーバへのデータ通信に利用し、
前記データは、前記距離と対応関係にある、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の距離指示システムにおいて、
前記トランシーバおよび前記トランスポンダが、
アンテナを含み、
該アンテナを通じて磁気的に誘導結合されている、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項５】
請求項４に記載の距離指示システムにおいて、
前記トランスポンダは、
前記トランシーバから前記誘導結合を通じて電気エネルギーを収集し、前記トランスポンダに電力を供給するよう構成した電力回路を含む、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の距離指示システムにおいて、
さらに、上端部材と、
該上端部材と間隔を置いた下端部材と、
該上端および下端部材の間に支持したフレキシブルなバネ部材とを含み、
前記トランシーバが、前記上端部材および前記下端部材の１つに支持され、
前記トランスポンダが、前記上端部材および前記下端部材の残りの１つに支持されている、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項７】
請求項６に記載の距離指示システムにおいて、
前記上端部材が、結合した車両の第１部分に支持され、
前記下端部材が、結合した車両の第２部分に支持されている、
ことを特徴とする距離指示システム。
【請求項８】
エアサスペンションアセンブリのフレキシブルなバネにより相互に連結した第１および第２の構造部材の間の距離を決定する方法において、
該方法は、
ａ）前記第１構造部材に指示したトランシーバを提供するステップと、
ｂ）該トランシーバと間隔を置いて支持されているトランスポンダを提供するステップと、
ｃ）電磁波を送出するステップと、
ｄ）該電磁波に前記トランシーバと前記トランスポンダの間の距離に応じて変調を与えるステップと、
ｅ）前記電磁波の前記変調の大きさを検出するステップと、
ｆ）前記トランシーバと前記トランスポンダの間の前記距離を決定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
ステップｄ）は、前記電磁波の前記変調を、前記トランスポンダと前記トランシーバとの間の磁気的誘導結合を用いて行う、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の方法において、
ステップｆ）をステップｄ）およびｅ）の前に行い、
前記方法は、
前記距離に対応したデータを生成し、および該データを前記トランシーバに伝達するステップをさらに含む、
ことを特徴とする方法。
【図３】
【図５】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１４】
【図５】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１４】
【公表番号】特表２００８−５２７３２７（Ｐ２００８−５２７３２７Ａ）
【公表日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４９４２５（Ｐ２００７−５４９４２５）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４５３１５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７３７１７
【国際公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【出願人】（５０７２２４４８４）ビーエフエス デバーシファイド プロダクツ エルエルシー (7)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４５３１５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７３７１７
【国際公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【出願人】（５０７２２４４８４）ビーエフエス デバーシファイド プロダクツ エルエルシー (7)
【Ｆターム（参考）】
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