DE10304683A1

DE10304683A1 - System und Verfahren für adaptiven variablen Magnetfeldgenerator

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Publication number: DE10304683A1
Application number: DE10304683A
Authority: DE
Inventors: John S. Brighton Nantz; Thomas J. Famington Lemense; Qingfeng Novi Tang; Riad Dearborn Heights Ghabra; Ronald O. Brownstown King
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2023-02-06
Also published as: GB0300172D0; US6911904B2; US20040041699A1; GB2392741A; DE10304683B4; GB2392741B

Abstract

Ein System für das Steuern einer Magnetfeldstärke umfasst einen Magnetfeldgenerator für das Erzeugen eines Magnetfeldes für den Empfang durch eine reaktionsfähige Vorrichtung und eine Steuerung in Kommunikation mit dem Magnetfeldgenerator für das Festlegen einer Stärke des Magnetfeldes auf einen Pegel, der für die Verwendung bei der Steuerung der reaktionsfähigen Vorrichtung ausreichend ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Magnetfeldgeneratoren und insbesondere auf einen adaptiven variablen Magnetfeldgenerator.
STAND DER TECHNIK
Magnetfelderzeugungsvorrichtungen, Schaltungen und Systeme werden in Verbindung mit niederfrequenten Initiatorvorrichtungen (LFI-Vorrichtungen), um eine Vielzahl drahtloser Operationen durchzuführen implementiert. Im Fall eines konventionellen Fahrzeugreifendrucküberwachungssystems können Operationen, die über die sich auf den LFI beziehnden Operationen durchgeführt werden können, Systemdiagnosen, eine Systemrekonfiguration für verschiedene Umgebungen und die Identifikation einer Reifenverschiebung nach der Reifendrehung.
Im konventionellen Reifendrucküberwachungssystem ist ein LFI nahe dem jeweiligen Reifen montiert. Der LFI erzeugt ein Magnetfeld in Erwiderung auf eine Information (das heißt Signale), die durch ein zentrales Steuermodul im Fahrzeug, in dem das Reifendrucküberwachungssystem implementiert ist, geliefert werden. Reifenüberwachungsvorrichtungen (beispielsweise Vorrichtungen, die Empfänger einschließen, die die LFI-Systemsignale empfangen und Sender, die Signale in Erwiderung auf den Druck, die Temperatur etc. liefern) sind in den jeweiligen Reifen angeordnet. Das LFI-System umfasst eine Leistungs versorgung, einen Datengenerator (oder Treibersteuerungsabschnitt), einen Ausgangstreiber und eine Resonanzschaltung (beispielsweise eine Antennenspule und eine Kapazität). Im konventionellen LFI-System liefert die Leistungsversorgung Leistung (das heißt sie liefert Spannung und Strom) an den Datengenerator und den Ausgangstreiber. Der Datengenerator liefert Signale an den Ausgangstreiber. Der Ausgangstreiber verstärkt die Signale und liefert die verstärkten Signale zur Resonanzschaltung und die Resonanzschaltung liefert die Signale drahtlos an die Reifenüberwachungsvorrichtungen mittels des elektromagnetischen LFI-Feldes. In Erwiderung auf die LFI-Signale übertragen die Reifenvorrichtungen Signale in Bezug auf die Reifenidentifikation, den Reifendruck, die Reifentemperatur etc.
Um ein magnetisches Feld zu erzeugen, dass eine ausreichende Größe aufweist, um drahtlos mit den Reifenüberwachungssystemen zu kommunizieren, liefert die konventionelle Leistungsversorgung des LFI-Systems einen relativ hohen Strom an den Ausgangstreiber. Da der Strom des Ausgangstreibers relativ hoch ist ist die Versorgungsspannung, die an den Ausgangstreiber geliefert wird, typischerweise eine ungeregelte Batteriespannung. Die ungeregelte Versorgungsspannung des Ausgangstreibers kann zwischen ungefähr 9 Volt und 16 Volt Gleichspannung bei typischen konventionellen Fahrzeugreifendrucküberwachungssystemen variieren. Da die Magnetfeldstärke direkt mit der Versorgungsleistung (Das ist Spannung und Strom) des Ausgangstreibers variiert, kann die Variation der Versorgungsspannung des Ausgangstreibers eine Variation in der Magnetfeldstärke verursachen. Weiterhin können Änderungen bei den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs (das heißt Eis Schlamm oder Schnee, der sich in den Radkästen aufweist, wo die LFIs installiert sind, Änderungen in der Temperatur, Änderung in der Ausrichtung der Reifen, wenn sich das Rad dreht etc.) die elektromagnetische Feldstärke im drahtlosen Kommu nikationspfad zwischen dem LFI und dem jeweiligen Reifen ändern.
Das konventionelle LFI-System ist konfiguriert, um eine passende Magnetfeldstärke für den passenden Systembetrieb mit der niedrigsten Versorgungsspannung des Ausgangstreibers zu liefern. Wenn jedoch die Versorgungsspannung zunimmt, so erzeugt das konventionelle LFI-System Magnetfelder höherer Stärke. Insbesondere können bei höheren Versorgungsspannungspegeln des Ausgangstreibers die konventionellen LFI-Systeme-Magnetfelder liefern, die eine elektromagnetische Interferenz (EMI) mit anderen Modulen und/oder Schaltungen im Fahrzeug, in dem das konventionelle LFI-System implementiert ist, erzeugen. Zusätzlich können die höheren Versorgungsspannungspegel des Ausgangstreibers übermäßig Leistung aus der Fahrzeugbatterie verbrauchen. Konventionelle Versuche, um den oberen Pegel der Magnetfeldamplitude zu begrenzen, umfassen typischerweise eine Regulierung der LFI-Versorgungsspannung. Eine Regulierung der LFI-Versorgungsspannung ist jedoch kostspielig und kann übermäßige Wärme im LFI erzeugen.

Es existiert somit ein Bedürfnis nach einem Magnetfeldgenerator, der eine relativ feste Feldstärke aufweist, wenn die Eingangsspannung des Generators variiert, der im wesentlichen das minimale Magnetfeld erzeugt, das passend ist, um die Magnetfeldempfänger zu betätigen und der somit die im wesentliche minimale elektromagnetische Interferenz erzeugt, den Leistungsverbrauch reduziert, die Wärmeerzeugung minimiert und/oder sich an Variationen bei den Bauteilen, der Installation, des Betriebs und/oder der Umgebungsbedingungen anpasst.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Somit kann die vorliegende Erfindung ein verbessertes System und ein Verfahren für einen adaptiven, variablen, niederfrequenten Magnetfeldgenerator mit Initiator liefern, wobei das System einen Magnetfeldgenerator für das Erzeugen eines Magnetfeldes für den Empfang durch eine zugehörige Vorrichtung und eine Steuerung in Verbindung mit dem Magnetfeldgenerator für das Bestimmen einer Stärke des Magnetfeldes bis zu einem Pegel, der für die Verwendung der Steuerung der jeweiligen Vorrichtung ausreicht, um somit die elektromagnetische Interferenz zu minimieren, den Leistungsverbrauch zu reduzieren, die Wärmeerzeugung zu reduzieren und/oder die Kosten im Vergleich zu konventionellen Lösungen zu reduzieren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System für das Steuern einer Magnetfeldstärke, das einen Magnetfeldgenerator für das Erzeugen eines Magnetfeldes für den Empfang durch eine reaktionsfähige Vorrichtung und eine Steuervorrichtung in Kommunikation mit dem Magnetfeldgenerator für das Festlegen einer Stärke des Magnetfeldes auf einen Pegel, der bei der Verwendung der Steuerung der reaktionsfähigen Vorrichtung ausreichend ist, umfasst, bereit gestellt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren für das Steuern einer Magnetfeldstärke, das das Erzeugen eines Magnetfeldes für den Empfang durch eine reaktionsfähige Vorrichtung und das Einstellen der Stärke des Magnetfeldes auf einen Pegel, der für die Verwendung bei der Steuerung der reaktionsfähigen Vorrichtung ausreichend ist, umfasst, bereit gestellt.

Die obigen Merkmale und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Diagramm einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3(a-d) sind Diagramme von Wellenformen der vorliegenden Erfindung; und
4(a-c) sind alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezug auf die Zeichnungsfiguren werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nun im Detail beschrieben. Im allgemeinen liefert die vorliegende Erfindung ein niederfrequentes Initiatorsystem (low frequency initiator system, LFI-System), das eine adaptive variable Magnetfelderzeugung aufweist. Die adaptive variable Magnetfelderzeugung der vorliegenden Erfindung kann eine relativ feste Feldstärke aufweisen, wenn die Eingangsspannung des Magnetfeldgenerators variiert, sie kann ein im wesentlichen minimales Magnetfeld erzeugen, das passend ist, um die Magnetfeldempfänger zu betätigen und kann somit die elektromagnetische Interferenz (EMI) minimieren, den Leistungsverbrauch reduzieren und/oder sich an Variationen bei den Bauteilen der Installation und/oder den Umgebungsbedingungen anpassen.
Die vorliegende Erfindung kann vorteilhafterweise in Verbindung mit einem Fahrzeugreifendrucküberwachungssystem imple mentiert werden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in Verbindung mit jeder passenden Magnetfelderzeugungsimplementierung implementiert werden, um Gestaltungskriterien einer speziellen Anwendung zu erfüllen.
Betrachtet man die 1, so ist dort ein Diagramm, das ein Fahrzeugreifendrucküberwachungssystem 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, gezeigt. Das System 100 umfasst allgemein ein zentrales Steuermodul 102, eine Vielzahl niederfrequenter Initiatoren (LFIs) 104 (beispielsweise die LFIs 104a–104n), eine Vielzahl von Reifenüberwachungsvorrichtungen 106 (beispielsweise die Vorrichtungen 106a–106n), und eine Vielzahl von Reifen 108 (beispielsweise die Reifen 108a–108n). Das Modul 102 kann als allein fungierendes System implementiert werden. Das Modul 102 kann jedoch in Verbindung mit jedem passenden Modul und/oder jeder passenden Schaltung implementiert werden, um die Gestaltungskriterien einer speziellen Anwendung zu erfüllen. Das Modul 102 kommuniziert im allgemeinen mit mindestens einem anderen Modul, einer Schnittstelle, einer Steuervorrichtung etc. (nicht gezeigt) im Fahrzeug, in dem das System 100 implementiert ist, um eine Anzahl von Operationen (beispielsweise eine Reifendrucküberwachung, eine Überwachung der Reifentemperatur, eine Überwachung der Reifendrehung etc.) durchzuführen.
Die LFIs 104 sind im allgemeinen mit dem Modul 102 verbunden. Die LFIs 104 sind im allgemeinen in der Nähe der jeweiligen Reifen 108 angeordnet (beispielsweise montiert, installiert, positioniert etc.). Die Vorrichtungen 106 sind im allgemeinen innerhalb der jeweiligen Reifen 108 angeordnet. Die Vorrichtungen 106 sind im allgemeinen konfiguriert, um Daten (das heißt Information), die sich auf die jeweiligen Reifen 108 beziehen (beispielsweise eine Reifenidentifikation, einen Reifendruck, eine Reifentemperatur etc.), zu liefern. Die LFIs 104 sind im allgemeinen Magnetfeldgeneratoren, die drahtlos mit den jeweiligen reaktionsfähigen Vorrichtungen 106 über niederfrequente elektromagnetische Wellen kommunizieren. Die Vorrichtungen 106 sind im allgemeinen konfiguriert, um drahtlos mit mindestens einem anderen Modul, einer Schnittstelle, einer Steuervorrichtung etc. (nicht gezeigt) innerhalb des Fahrzeugs, in dem das System 100 implementiert ist, zu kommunizieren.
Das Modul 102 kann Signale (beispielsweise VDD, VSS und/oder CTLa–CTLn) an die LFIs 104 liefern. Das Signal VDD kann als die Batteriespannung (das ist die Versorgungsspannung) implementiert sein, und das Signal VSS kann als das elektrische Erdpotential der Leistungsversorgung (oder des Fahrzeugs) implementiert sein. Die Signale CTLa–CTLn können als mindestens ein Steuersignal implementiert sein. Die Signale CTLa–CTLn können als Bussignale, serielle Steuersignale etc. implementiert sein. Die Signale CTLa–CTLn können jedoch als irgend welche passende Steuersignale, um die Gestaltungskriterien einer speziellen Anwendung zu erfüllen, implementiert sein. Die Signale CTLa–CTLn steuern im allgemeinen mindestens eine Operation (beispielsweise die Sendeoperation) der jeweiligen LFIs 104a–104n.
Die LFIs 104a bis 104n können konfiguriert sein, um drahtlos ein jeweiliges Signal (beispielsweise LFEMa bis LFEMn) in Erwiderung auf das jeweilige Signal CTLa bis CTLn zu übertragen. Das Signal LFEM kann als mindestens ein Steuersignal implementiert werden. Das Signal LFEM wird im allgemeinen über ein Magnetfeld implementiert (das ist eine niederfrequente elektromagnetische Welle). Das Signal LFEM kann mindestens eine Operation der jeweiligen Vorrichtung 106 (beispielsweise eine Übertragungsoperation) steuern.
Die Vorrichtungen 106a bis 106n können konfiguriert sein, um ein jeweiliges Signal (beispielsweise TSa bis TSn) in Erwiderung auf die Signale LFEMa bis LFEMn zu erzeugen. Die Vorrichtungen 106 können auch konfiguriert sein, um das Signal TS in Erwiderung auf andere Parameter (beispielsweise nach einer vorbestimmten Zeit, periodisch, in Erwiderung auf andere drahtlose Signale (nicht gezeigt) etc.) zu erzeugen. Das Signal TS kann als ein Datensignal, das Information (beispielsweise Reifendruck, Reifentemperatur, Reifenidentifikation, so dass jede Reifenvorrichtung 106 (und der jeweilige Reifen 108) eindeutig identifiziert werden kann, etc.) liefert, implementiert sein. Das Signal TS wird im allgemeinen drahtlos zu und vom Modul 102 und/oder mit dem mindestens einen anderen Modul, der Schnittstelle, der Steuervorrichtung etc. innerhalb des Fahrzeuges, in dem das System 100 implementiert ist, übertragen. Da die Vorrichtung 106 im allgemeinen konfiguriert ist, um das Signal TS in Erwiderung auf das Signal LFEM zu erzeugen, kann eine (nicht gezeigte) Batterie, die im allgemeinen in Verbindung mit der Vorrichtung 106 intern im Reifen 108 implementiert ist, eine verbesserte Lebensdauer im Vergleich zur Batterie, die in konventionellen LFI-Lösungen implementiert ist, aufweisen.
Betrachtet man die 2, so ist ein Diagramm, das einen LFI 104 der vorliegenden Erfindung darstellt, gezeigt. Der LFI 104 umfasst im allgemeinen eine Leistungsversorgung 120, eine Treibersteuerung 122, eine Treiberschaltung 124 und eine Resonanzschaltung (beispielsweise eine Antenne, eine Spule und eine Kapazität etc.) 126. Die Leistungsversorgung 120 kann einen Eingang aufweisen, der die Versorgungsspannung VDD empfängt, einen Eingang, der das Signal CTL empfängt, und einen Ausgang, der ein Signal (beispielsweise VCC) präsentiert. Das Signal VCC kann als eine Versorgungsspannung implementiert werden. Das Signal VCC wird im allgemeinen mit einer Amplitude dargestellt, das dem LFI 104 ausreichend Leistung liefert, um das Signal LFEM mit einer solchen Amplitude zu erzeugen, dass das System 100 mindestens eine normale Operation durchführen kann. Die Leistungsversorgung 120 kann so konfiguriert sein, dass sie die Versorgungsspannung VDD (das heißt den eingeschalteten Zustand) in Erwiderung auf die Versorgungsspannung VDD und das Signal CTL liefert (das heißt, die Versorgungsspannung VCC kann in Erwiderung auf das Signal CTL angeschaltet und ausgeschaltet werden.
Die Leistungsversorgung 120 ist im allgemeinen nicht konfiguriert, um eine hohe Spannungsregulierung der Versorgungsspannung VDD zu liefern. Die Leistungsversorgung 120 ist im allgemeinen preisgünstiger und weist nicht die übermäßige Wärmeerzeugung auf, wie das in vielen konventionellen LFI-Leistungsversorgungsvorrichtungen der Fall ist.
Die Treibersteuerung 122 kann einen Eingang aufweisen, der die Versorgungsspannung VCC empfangen kann, einen Eingang, der das Signal CTL empfangen kann, einen Eingang, der das Erdpotential VSS empfangen kann, und ein Paar Ausgänge, die ein paar Signale (beispielsweise DCa und DCb) liefern können. Die Signale DCa und DCb können als Steuersignale implementiert werden. Die Treibersteuerung 12 kann konfiguriert werden, um die Signale DCa und DCb in Erwiderung auf das Signal CTL zu liefern.
Der Treiber 124 kann ein Paar Eingänge aufweisen, die die Signale DCa und DCb empfangen können, einen Eingang, der die Versorgungsspannung VCC empfangen kann, einen Eingang, der das Erdpotential VSS empfangen kann, und ein Paar Ausgänge, die ein Paar von Signalen (beispielsweise ASa und ASb) präsentieren können. Die Signale ASa und ASb können als komplementäre Teile eines Antennenstromsignals (oder Resonanzschaltungsstromsignals) implementiert sein. Die Schaltung 124 kann konfiguriert sein, um die Signale ASa und ASb in Erwiderung auf die Versorgungsspannung VCC und die Signale DCa beziehungsweise DCb zu erzeugen und zu präsentieren.
Die Resonanzschaltung 126 kann ein Paar Eingänge aufweisen, die die Signale (oder Ströme) ASa und ASb empfangen können, und die Antenne 126 kann drahtlos das Signal LFEM übertragen (beispielsweise ausstrahlen, präsentieren etc.). Die Resonanzschaltung 126 kann konfiguriert sein, um das Signal LFEM in Erwiderung auf die Signale ASa und ASb zu übertragen.
Der Treiber 124 umfasst im allgemeinen ein Paar Verstärker (oder Verstärkerabschnitte oder Verstärkerstufen) 130 (beispielsweise die Verstärker 130a und 130b). Die Verstärker 130a und 130b sind im allgemeinen ähnlich implementiert. Jeder Abschnitt (oder Stufe) 130 kann einen Eingang aufweisen, der die Versorgungsspannung VCC empfangen kann, einen Eingang, der das Erdpotential VSS empfangen kann, einen Eingang, der das jeweilige Steuersignal DC empfangen kann, und einen Ausgang, der das jeweilige Stromsignal AS präsentieren kann.
Die Treibersteuerung 122 steuert im allgemeinen das Ausgangssignal LFEM über eine Einstellung (das ist eine Modifikation, Variation, Steuerung etc.) der Stromsignale ASa und/oder ASb der Resonanzschaltung 126 in Erwiderung auf die Steuersignale DCa und/oder DCb. Das Signal LFEM ist im allgemeinen adaptiv variabel. Das Signal LFEM wird im allgemeinen so gesteuert (oder eingestellt), dass das System 100 der vorliegenden Erfindung eine ausreichende und nicht übertriebene Größe des Ausgangssignals LFEM (das ist das jeweilige Magnetfeld) für die Operation der LFI-Signalempfänger in den Reifenvorrichtungen 106 während den normal vorweggenommenen Betriebszuständen liefert, während es die EMI minimiert. Im Gegensatz dazu können konventionelle LFI-System übermäßige Magnetfelder während gewisser Betriebszustände (beispielsweise wenn die Batteriespannung einen Normbereich überschreitet) und unpas sende Magnetfelder während anderer Betriebszustände (beispielsweise wenn die Temperatur des konventionellen LFI angehoben ist, wenn die Batteriespannung unter einem Normbereich liegt, während einiger Radumdrehungen, wenn sich Eis, Schlamm, Schnee etc. in der Nähe des LFI aufbauen etc.) erzeugen. In sogenannten 12 Volt Fahrzeugsystemen liegt die nominale Batteriespannung im Bereich von 9,0 Volt bis 13,8 Volt.
Betrachtet man die 3(a-d), so sind Diagramme, die eine Wellenform 200 der vorliegenden Erfindung darstellen, gezeigt. Die Wellenform 200 entspricht im allgemeinen den Steuersignale DCa und DCb, den jeweiligen Stromsignalen ASa und ASb und/oder den jeweiligen Signalen LFEMa. bis LFEMn. Die Wellenform 200 weist im allgemeinen einen Nullwert (oder eine Amplitude) 202, eine positive Spitzenamplitude 204 und eine negative Spitzenamplitude 206 auf. Die Amplitude 202 entspricht im allgemeinen dem Versorgungserdpotential VSS (oder bezieht sich auf dieses). Der positive Teil der Wellenform 200 entspricht im allgemeinen den positiven Pegeln der Signale LFEM, DCA und/oder ASa, und der negative Teil der Wellenform 200 entspricht im allgemeinen den negativen Pegeln der Signale LFEM, DCb und/oder ASb. Die Amplituden 202 bis 204 und 202 bis 206 weisen im allgemeinen die ähnlichen absoluten Werte auf. Die Amplituden 202 bis 204 und 202 bis 206 können jedoch so implementiert werden, dass sie unterschiedliche absolute Werte aufweisen (beispielsweise durch nicht ähnliche Schaltungen 130a und 130b), um die Gestaltungskriterien einer speziellen Anwendung zu erfüllen. Die Wellenform 200 weist im allgemeinen eine Trägerfrequenz für die Verwendung beim Transport von Information (beispielsweise über eine Modulation) auf.
Betrachtet man die 3a, so kann während einer beispielhaften Betriebsart das System 100 die Magnetfeldstärke, die durch den LFI 104 (das ist die Leistung des Signals LFEM) übertragen wird, über die Impulsbreitenmodulation (PWM) der Trägerfrequenz des Signals LFEM steuern (oder einstellen). Die Impulsbreitenmodulation (PWM) der Trägerfrequenz des Signals LFEM kann über eine Variation (oder Einstellung) des Tastverhältnisses der Wellenform 200 (beispielsweise ein Verhältnis der Zeit, zu der die Wellenform 200 positiv ist, zur gesamten Zykluszeit der Wellenform 200), so dass die mittlere Leistung (oder RMS) des Signals LFEM variiert wird, um die Gestaltungskriterien der speziellen Anwendung für die aktuellen Betriebsbedingungen zu erfüllen, implementiert werden. In einem Beispiel (beispielsweise während der Zeitintervalle 210-212 und 214-216) kann das Tastverhältnis des Signals LFEM während der Behauptung (assertion) des Signals CTL konstant sein. In einem anderen Beispiel (beispielsweise während des Zeitintervalls 218-220) kann das Tastverhältnis des Signals LFEM ausgewählt (oder adaptiv) eingestellt werden, um die Leistungsgestaltungskriterien der Magnetfeldstärke der speziellen Anwendung und der Betriebsbedingungen zu erfüllen. In einem nochmals anderen (nicht gezeigten) Beispiel kann das Tastverhältnis der Wellenform 200 periodisch eingestellt werden (beispielsweise bei jedem anderen Zyklus, jedem dritten Zyklus, jedem vierten Zyklus etc.).
Betrachtet man die 3b, so kann während eines anderen Beispiels der Betriebsart das System 100 die Magnetfeldstärke, die durch den LFI 104 übertragen wird (das ist die Leistung des Signals LFEM), über eine Variation (oder Einstellung der Trägerfrequenz (oder Periode) oder der Pulszeitlage des Signals LFEM steuern (oder einstellen). Die Einstellung der Trägerfrequenz des Signals LFEM kann so implementiert werden, dass die mittlere Leistung (oder RMS) des Signals LFEM variiert wird, um die Gestaltungskriterien und die aktuellen Betriebsbedingungen zu befriedigen. Die Trägerfrequenz des Signals LFEM kann während eines Zeitintervalls 222–224 erniedrigt und während des Zeitintervalls 224–226 erhöht werden. Die Trägerfrequenz des Signals LFEM kann während der Behauptung des Signals CTL eingestellt werden. Alternativ kann die Trägerfrequenzeinstellung des Signals LFEM bei verschiedenen Behauptungen des Signals CTL gewechselt (beispielsweise erniedrigt und dann erhöht werden oder vice versa) werden (nicht gezeigt). In einem nochmals anderen (nicht gezeigten) Beispiel kann die Trägerfrequenz des Signals LFEM in einem Zyklus durch die Zyklusbasis des Signals LFEM eingestellt (oder modifiziert) werden (beispielsweise bei jedem anderen Zyklus, jedem dritten Zyklus, jedem vierten Zyklus etc.).
Betrachtet man die 3c, so kann während einer anderen beispielhaften Betriebsart das System 100 die Magnetfeldstärke, die durch den LFI 104 übertragen wird (das ist die Leistung des Signals LFEM), über eine Variation (oder Einstellung) einer Verzögerung zwischen dem Anschalten und dem Ausschalter der Treiberschaltung 124 (oder durch Weglassen von Zyklen des Signals LFEM) steuern (oder einstellen). Die Verzögerung kann über die Treibersteuerung 122, die die Impulskanten der Signale DCa und DCbb überwacht, implementiert werden. Beispielsweise kann die Zeit des Ausschaltens bis zum Anschalten um 1,5 Zyklen während des Zeitintervalls 230–232 verzögert werden, um 2 Zyklen während des Zeitintervalls 234–236, um 2,5 Zyklen während des Zeitintervalls 238–240 und um 1,5 Zyklen während des Zeitintervalls 242–244. Während der Verzögerung zwischen dem Ausschalten und dem Anschalten der Resonanzschaltung 126 kann sich die Spule vollständiger entladen und somit die Spitzenausgangsleistung reduzieren. In einem Beispiel kann die Spule der Resonanzschaltung 126 über das schwebende Halten des Ausgangs des Treibers 124 (beispielsweise durch das Versetzen eines Ausgangs des Treibers 124 in einen Zustand hoher Impedanz) geöffnet werden (das heißt, die Magnetfeldstärke des Signals LFEM kann ausgewählt variiert werden).
Betrachtet man die 3d, so kann während einer nochmals anderen beispielhaften Betriebsart das System 100 die Magnetfeldstärke, die durch den LFI 104 übertragen wird (das ist die Leistung des Signals LFEM), über ein Schalten zwischen einem Betrieb der Treiberschaltung 124 in einer einpoligen Betriebsart oder Halbbrückenbetriebsart (das heißt es wird nur eine der Schaltungen 130a und 130b betrieben) und in einer doppelpoligen Betriebsart oder Vollbrückenbetriebsart (das heißt, es werden beide Schaltungen 130a und 130b betrieben) steuern (oder einstellen). Die Schaltung 124 kann in einer Vollbrückenbetriebsart während des Zeitintervalls 250–252 betrieben werden. Die Schaltung 124 kann in einer Halbbrückenbetriebsart während der Zeitintervalle 252–254 (positiv), 254–256 (negativ) und 256–258 (positiv) betrieben werden. Die Vollbrückenbetriebsart kann wirksam die Betriebsschaltung der Resonanzschaltung 126 verdoppeln.
Das System 100 kann in jeder der Betriebsarten, die in Verbindung mit den 3(a-d) beschrieben wurden, allein oder in irgend einer Kombination betrieben werden. In einem Beispiel kann das System 100 die Leistung (das ist die Magnetfeldstärke) des Signals LFEM über eine Kombination einer PWM (wie das beispielsweise in 3a gezeigt ist) und einer Halbbrücken- oder Vollbrückenübertragung (wie das beispielsweise in 3d dargestellt ist) steuern (oder einstellen). In einem anderen Beispiel kann das System 100 die Leistung (das ist die Magnetfeldstärke) des Signals LFEM über eine Kombination aus einer PWM (wie das beispielsweise in 3a gezeigt ist) und einer Übertragungsverzögerung (wie das beispielsweise in 3c gezeigt ist) steuern (oder einstellen). Das System 100 kann jedoch in jeder der Betriebsarten, die in Verbindung mit den 3(a-d) be schrieben wurden, allein oder in einer passenden Kombination betrieben werden, um die Gestaltungskriterien einer speziellen Anwendung zu erfüllen. Da das System 100 in den verschiedenen Betriebsarten alleine oder in irgend einer Kombination betrieben werden kann, liefert das System 100 im allgemeinen eine verbesserte Auflösung im Vergleich zu konventionellen LFI-Lösungen.
Betrachtet man die 4(a-c), so sind alternative Ausführungsformen des LFI 104 (beispielsweise LFI 104', LFI 104'' und LFI 104''') gezeigt. Die LFIs 104', 104'' und 104''' sind im allgemeinen ähnlich wie der LFI 104 implementiert. Wie in 4a dargestellt ist, so wird der LFI 104' im allgemeinen ohne die Leistungsversorgung 120 implementiert. Die Schaltungen 122 und 124 können die Versorgungsspannung VDD statt der Versorgungsspannung VCC empfangen.
Betrachtet man die 4b, so ist der LFI 104'' im allgemeinen ohne die Treibersteuerung 122 implementiert. Die Schaltung 122 kann die Signale DCa und DCb von einer modifizierten (nicht gezeigten) Version der Steuervorrichtung 102 empfangen. Wie in 4c dargestellt ist, wird der LFI 104''' im allgemeinen ohne die Leistungsversorgung 120 und die Treibersteuerung 122 implementiert. Im Fall der Implementierung des LFI 104''' können die Schaltungen 122 und 124 die Versorgungsspannung VDD statt der Versorgungsspannung VCC empfangen, und die Schaltung 122 kann die Signale DCa und DCb von der modifizierten Version der Steuervorrichtung 102 empfangen.
In einem Beispiel kann das System 100 den Pegel der Magnetfeldstärke des Signals LFEM über eine Überwachung (oder Messung) des Pegels und/oder der Betriebsparameter (beispielsweise die Anschaltzeit) der Stromsignale ASa und/oder ASb (beispielsweise über die Steuervorrichtung 122) bestimmen (das heißt, die Steuerung 122 kann als ein Stromsensor, der konfiguriert ist, um die Amplitude des Stroms AS zu messen, arbeiten).
In einem anderen Beispiel kann das System 100 den Pegel der Magnetfeldstärke des Signals LFEM über eine Behauptung des Signals CTL und dem inkrementellen Erhöhen der Pegel der Signale ASa und/oder ASb, um die Magnetfeldstärke des Signals LFEM über die Einstellparameter (beispielsweise die Anschaltzeit des Treibers 124, die Trägerfrequenz oder den Tastzyklus des Signals LFEM etc.) inkrementell zu erhöhen, bestimmen, bis die reaktionsfähigen Vorrichtungen 106 antworten (beispielsweise das Signal TS übertragen). Die Routine, der Prozess, das Verfahren etc. für das Bestimmen und/oder Überwachen des Pegels der Magnetfeldstärke des Signals LFEM kann im Treiber 122, der Steuervorrichtung 102 und/oder jeder anderen passenden Schaltung implementiert werden, um die Gestaltungskriterien einer speziellen Anwendung zu erfüllen.
Da das System 100 der vorliegenden Erfindung den Pegel der Magnetfeldstärke des Signals LFEM kontinuierlich überwachen und/oder einstellen kann, kann die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren für einen adaptiven, variablen Magnetfeldgenerator (beispielsweise den LFI 104) liefern. Das System 100 ist im allgemeinen so konfiguriert, dass der Pegel der Magnetfeldstärke des Signals LFEM an jeden LFI 104 und die jeweilige Reifenvorrichtung 106 angepasst werden kann, um die Gestaltungskriterien der Anwendung und die Betriebsbedingungen zu befriedigen.
Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Fahrzeugreifendrucküberwachungssystem, das eine Vielzahl von LFIs 104 aufweist, beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise in Verbindung mit jeder passenden Implementierung einer Magnetfelderzeugung, die mindestens einen LFI 104 aufweist, um die Gestaltungskriterien einer speziellen Anwendung zu erfüllen, implementiert werden.
Während Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, so ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Vielmehr sind die Worte, die in der Beschreibung verwendet werden, zum Zweck der Beschreibung und nicht der Begrenzung vorgesehen, und es sollte verständlich sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

System für das Steuern einer Magnetfeldstärke, wobei das System folgendes umfasst: einen Magnetfeldgenerator für das Erzeugen eines Magnetfeldes für den Empfang durch eine reaktionsfähige Vorrichtung; und eine Steuervorrichtung in Kommunikation mit dem Magnetfeldgenerator für das Bestimmen einer Stärke des Magnetfeldes und das Erzeugen eines Steuersignals, das wirkt, um die Stärke des Magnetfeldes auf einen Pegel einzustellen, der bei der Verwendung bei der Steuerung der reaktionsfähigen Vorrichtung, ausreichend ist.
System nach Anspruch 1, wobei die reaktionsfähige Vorrichtung eine Reifenüberwachungsvorrichtung umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei der Generator einen niederfrequenten Initiator umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei der Generator eine Spule einschließt, und die Steuervorrichtung einen Stromsensor für das Messen des Stroms in der Spule, um die Magnetfeldstärke zu bestimmen, einschließt.
System nach Anspruch 3, wobei der Initiator die Steuervorrichtung umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei das Magnetfeld eine Trägerfrequenz für eine Verwendung beim Übertragen von Information an die reaktionsfähige Vorrichtung umfasst, und das Steuersignal wirkt, um die Stärke des Magnetfeldes durch das Variieren einer Impulsbreitenmodulation der Trägerfrequenz einzustellen.
System nach Anspruch 6, wobei das Steuersignal wirkt, um die Stärke des Magnetfeldes durch das ausgewählte Variieren der Trägerfrequenzperiode einzustellen.
System nach Anspruch 7, wobei die Stärke des Magnetfeldes ausgewählt auf einer Basis Zyklus um Zyklus variiert wird.
System nach Anspruch 7, wobei der Magnetfeldgenerator eine Treiberschaltung umfasst, und das Steuersignal wirkt, um die Magnetfeldstärke durch das Variieren einer Verzögerung zwischen der Aktivierung und der Deaktivierung der Treiberschaltung einzustellen.
System nach Anspruch 9, wobei die Magnetfeldstärke ausgewählt durch das Platzieren eines Ausgangs des Treibers in einen Zustand hoher Impedanz variiert wird.
System nach Anspruch 8, wobei die Treiberschaltung erste und zweite Abschnitte umfasst, und das Steuersignal wirkt, um die Magnetfeldstärke durch das selektive Aktivieren einer der ersten und zweiten Abschnitte oder beider Abschnitte einzustellen.
System nach Anspruch 1, wobei die Magnetfeldstärke variabel ist und sie mindestens einen minimalen Pegel annimmt, der für die Verwendung bei der Steuerung der reaktionsfähigen Vorrichtung geeignet ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Pegel der Magnetfeldstärke, der für eine Verwendung bei der Steuerung der reaktionsfähigen Vorrichtung ausreichend ist, bei dem Variieren der Eingangsspannung des Magnetfeldgenerators konstant bleibt.
System nach Anspruch 1, wobei der Pegel der Magnetfeldstärke in Erwiderung auf Betriebszustände, dort wo das System implementiert ist, variiert wird.
System nach Anspruch 1, wobei der Magnetfeldgenerator eine Treiberschaltung umfasst, und das Steuersignal wirkt, um die Magnetfeldstärke auf einen Pegel einzustellen, der für die Verwendung bei der Steuerung der reaktionsfähigen Vorrichtung ausreichend ist, durch das inkrementelle Erhöhen des Magnetfeldes, bis die reaktionsfähige Vorrichtung antwortet.
Ein Verfahren für das Steuern einer Magnetfeldstärke, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Erzeugen eines Magnetfeldes für einen Empfang durch eine reaktionsfähige Vorrichtung; Bestimmen einer Stärke des Magnetfeldes; und Einstellen der Stärke des Magnetfeldes auf einen Pegel, der für die Verwendung der reaktionsfähigen Vorrichtung ausreichend ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die reaktionsfähige Vorrichtung eine Reifenüberwachungsvorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Magnetfeld durch einen niederfrequenten Initiator erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Magnetfeld eine Trägerfrequenz für eine Verwendung beim Transport von Information zur reaktionsfähigen Vorrichtung umfasst, und wobei das Einstellen der Stärke des Magnetfeldes ein Variieren einer Impulsbreitenmodulation der Trägerfrequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Einstellen der Stärke des Magnetfeldes weiter das ausgewählte Variieren der Trägerfrequenzperiode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Trägerfrequenz ausgewählt auf der Basis Zyklus für Zyklus variiert wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Magnetfeld durch eine Treiberschaltung erzeugt wird, und das Einstellen der Magnetfeldstärke das Variieren einer Verzögerung zwischen der Aktivierung und Deaktivierung der Treiberschaltung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Einstellen der Magnetfeldstärke das ausgewählte Versetzen des Treibers in einen Zustand hoher Impedanz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Treiberschaltung erste und zweite Abschnitte aufweist, und das Einstellen der Magnetfeldstärke das ausgewählte Aktivieren einer der beiden ersten und zweiten Abschnitte oder beider Abschnitte umfasst.