KR20120101348A - 휠 모니터링 시스템용 트랙킹 필터 장치 - Google Patents

Abstract

변화하는 메인 주파수를 갖는 신호를 트랙킹하는 트랙킹 필터 장치를 포함하는 휠 모니터링 시스템이 개시된다. 트랙킹 필터 장치는 필터링된 신호의 진폭을 측정하여 그 진폭을 레퍼런스 값에 비교하도록 배열된 조정가능한 필터 및 필터 제어기를 갖는다. 필터 제어기는 측정된 진폭이 임계값을 초과하는 양 만큼 레퍼런스 값과 상이한 경우에 필터의 컷 오프 주파수를 조정한다. 필터 제어기는 메인 주파수가 필터의 주파수 응답의 롤 오프 영역내에 있도록 컷 오프 주파수를 조정한다. 시스템은 휠 장착 모니터링 디바이스에서의 충격 센서들에 의해 생성된 신호들을 트랙킹하기 위해 사용될 수도 있다.

Description

휠 모니터링 시스템용 트랙킹 필터 장치{TRACKING FILTER APPARATUS FOR WHEEL MONITORING SYSTEMS}

본 발명은 전기 신호들, 특히, 이동 차량들의 휠들과 같은 회전하는 휠들로부터 나오는 신호들을 트랙킹하는 필터들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 휠 장착 모니터링 디바이스들용 필터들에 관한 것이다.

차량의 휠에 탑재된 장치로부터 나오는 전기 신호들은 일반적으로, 특히, 차량이 거친 지면상에서 이동할 때 상당한 양의 신호 잡음을 포함한다. 몇몇 경우들에서, 검출하기를 원하는 신호 성분은 휠 속도에 의존하고, 이것은 잡음으로부터 원하는 신호 성분의 추출을 곤란하게 한다.

예로서, 미국 특허 7,367,227호는 한 쌍의 충격 센서들이 휠 장착 타이어 공기압 측정 디바이스에 포함되는 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS)을 개시하고, 이 충격 센서들은 차량의 각각의 휠의 위치가 추정될 수 있는 전기 신호들을 생성한다. 충격 센서들에 의해 생성된 전기 신호들은 충격 센서의 출력을 나타내는 메인 신호 성분, 및 신호 잡음을 포함한다. 신호 잡음의 주파수 및 진폭은 메인 신호 성분을 신뢰할 수 있게 검출하는 것이 어려울 수 있는 메인 신호 성분의 주파수 및 진폭에 충분히 가깝다. 또한, 메인 신호 성분의 주파수는 휠의 회전 속도에 의해 결정된다. 이것은 메인 신호 성분의 주파수가 초기에는 알려지지 않고 가변이기 때문에 메인 신호 성분을 검출하는데 있어서 어려움을 증가시킨다. 그 결과, 종래의 고정 필터들은 특히, 차량이 거친 지면상에서 이동할 때 메인 신호 성분을 신뢰할 수 있게 추출할 수 없다. 다른 센서들, 예를 들어, 마이크로전자기계 시스템(MEMs) 센서들 또는 가속도계들이 사용될 때 유사한 문제가 발생한다.

따라서, 회전하는 휠에 탑재된 장치로부터 나오는 전기 신호들을 신뢰가능하게 검출할 수 있는 필터링 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 양태는 휠에 장착가능하고 상기 휠의 특징을 나타내는 제 1 신호를 생성하도록 구성되는 휠 모니터링 디바이스를 포함하는 휠 모니터링 시스템을 제공하고, 휠은 사용중에 가변 회전 속도를 갖고, 상기 제 1 신호는 상기 가변 회전 속도에 의존하는 메인 주파수를 갖고, 상기 휠 모니터링 시스템은 트랙킹 필터 장치를 더 포함하고, 이 트랙킹 필터 장치는,

상기 제 1 신호를 수신하는 입력부;

상기 제 1 신호를 수신하고 필터링된 제 1 신호를 생성하도록 배열된 조정가능한 필터로서, 상기 조정가능한 필터는 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖는, 상기 조정가능한 필터; 및

상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하고, 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하도록 배열된 필터 제어기로서, 상기 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능한, 상기 필터 제어기를 포함한다.

임계값은 제로일 수도 있거나, 비교에서 공차를 허용하는 레벨에서 설정될 수도 있다.

통상적으로, 필터링된 제 1 신호는 상기 메인 주파수에서 메인 신호 성분을 갖고, 상기 메인 신호 성분은 진폭을 갖고, 상기 필터링된 제 1 신호의 상기 적어도 하나의 특징은 편의상 상기 진폭을 포함한다.

바람직한 실시예들에서, 조정가능한 필터는 상기 필터가 주파수에 따라 변화하는 감쇠를 적용하는 롤 오프 영역을 포함하는 주파수 응답을 갖고, 상기 필터 제어기는 상기 메인 주파수가 상기 롤 오프 영역내에 있도록 상기 필터의 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 배열된다.

몇몇 실시예들에서, 트랙킹 필터 장치는 주파수 독립형 이득을 상기 필터링된 제 1 신호에 적용할 수도 있고, 이 경우에, 상기 주파수 제어기는 상기 필터에 의해 적용된 상기 감쇠가 상기 필터링된 제 1 신호에 대한 상기 주파수 독립형 이득의 효과를 적어도 부분적으로 무효로 하는 상기 롤 오프 영역에서의 위치에 상기 메인 주파수가 있도록 상기 필터의 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 배열될 수도 있다. 상기 롤 오프 영역에서의 상기 위치에서 상기 필터에 의해 적용된 상기 감쇠는 상기 컷 오프 주파수에서 상기 필터에 의해 적용된 감쇠 보다 높을 수도 있다.

옵션으로, 상기 롤 오프 영역에서의 상기 위치에서 상기 필터에 의해 적용된 상기 감쇠는 상기 필터링된 제 1 신호에 대한 상기 주파수 독립형 이득의 전체 효과를 실질적으로 무효로 한다.

바람직한 실시예들에서, 상기 제 1 신호 및 상기 필터링된 제 1 신호 각각은, 상기 메인 주파수에서 메인 신호 성분을 갖고, 상기 각각의 메인 신호 성분들은 각각의 진폭을 갖고, 트랙킹 필터 장치는 상기 입력부와 상기 조정가능한 필터 사이에 증폭기를 더 포함하고, 증폭기는 상기 메인 주파수가 상기 롤 오프 영역상의 선택된 위치에 있을 때 상기 필터링된 제 1 신호의 진폭으로 하여금 상기 레퍼런스 값에 실질적으로 매칭하게 하는 레벨로 상기 제 1 신호의 진폭을 조정하기 위해 배열된다.

상기 조정가능한 필터는 저역 필터를 포함하고, 이 경우에서, 상기 필터 제어기는, 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 레퍼런스 값 보다 제 1 임계값을 초과하는 양 만큼 작은 경우에 상기 컷 오프 주파수를 증가시키고, 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 레퍼런스 값 보다 제 2 임계값을 초과하는 양 만큼 큰 경우에 상기 컷 오프 주파수를 감소시키기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능하다.

다르게는, 상기 조정가능한 필터는 고역 필터를 포함하고, 이 경우에서, 상기 필터 제어기는, 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 레퍼런스 값 보다 제 1 임계값을 초과하는 양 만큼 큰 경우에 상기 컷 오프 주파수를 증가시키고, 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 레퍼런스 값 보다 제 2 임계값을 초과하는 양 만큼 작은 경우에 상기 컷 오프 주파수를 감소시키기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능하다.

몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 상기 휠 모니터링 디바이스가 타이어 공기압 모니터를 포함할 때, 상기 휠 모니터링 디바이스는 제 1 모션 센서를 포함하고, 상기 제 1 신호는 상기 제 1 모션 센서에 의해 생성된다. 통상의 실시예들에서, 제 1 모션 센서는 충격 센서, 가속도계 또는 마이크로전자기계 시스템(MEMs) 센서를 포함한다.

더욱 일반적으로, 본 발명을 구현하는 트랙킹 필터 장치는 임의의 디바이스, 특히, 센서로부터 생성된 입력 신호와 사용될 수도 있고, 입력 신호의 메인 주파수 성분은 잡음으로부터 추출될 필요가 있다.

트랙킹 필터 장치는 특히, 동일한 기본 주파수 성분을 갖는 각각의 출력 신호를 각각 생성하는 2개의 센서들(또는 다른 디바이스들)이 제공되는 경우에서 유용하고, 2개의 출력 신호들 사이의 위상 관계를 결정하는 것이 요구된다.

예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 상기 휠 모니터링 디바이스는 제 2 센서(예를 들어, 제 2 충격 센서, 또는 제 2 가속도계, 또는 제 2 MEMs 센서)를 포함하고, 상기 제 2 센서는 상기 휠의 상기 특징을 나타내는 제 2 신호를 생성하고, 상기 제 2 신호는 상기 가변 회전 속도에 의존하는 메인 주파수를 갖고, 상기 휠 모니터링 시스템은 제 2 트랙킹 필터 장치를 더 포함하고, 이 제 2 트랙킹 필터 장치는, 상기 제 2 신호를 수신하는 입력부; 및 상기 제 2 신호를 수신하고 필터링된 제 2 신호를 생성하도록 배열된 조정가능한 필터를 포함하고, 상기 조정가능한 필터는 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖고, 상기 필터 제어기는 상기 필터링된 제 2 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하여, 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 상기 레퍼런스 값에 대해 비교하도록 배열되고, 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 상기 제 2 트랙킹 필터 장치의 상기 조정가능한 필터와 연동가능하다.

시스템은 위상 검출기를 더 포함할 수도 있고, 상기 제 1 및 제 2 필터링된 신호들 각각은 위상 검출기에 제공되고, 위상 검출기는 상기 제 1 필터링된 신호와 제 2 필터링된 신호 사이의 위상 관계를 결정하도록 배열된다. 이러한 경우들에서, 상기 휠은 통상적으로 차량에 장착되고, 상기 시스템은 상기 위상 관계에 의존하여 상기 차량상의 상기 휠의 위치에 관한 결정을 하도록 배열된다.

트랙킹 필터 장치는 상기 휠 모니터링 디바이스에 포함될 수도 있거나 그로부터 개별적으로 제공될 수도 있다.

본 발명의 제 2 양태는 휠상에 장착가능하고 상기 휠의 특징을 나타내는 제 1 신호를 생성하도록 구성된 휠 모니터링 디바이스를 제공하고, 휠은 사용중에 가변 회전 속도를 갖고, 상기 제 1 신호는 상기 가변 회전 속도에 의존하는 메인 주파수를 갖고, 상기 휠 모니터링 디바이스는 트랙킹 필터 장치를 더 포함하고, 트랙킹 필터 장치는, 상기 제 1 신호를 수신하는 입력부; 상기 제 1 신호를 수신하여 필터링된 제 1 신호를 생성하도록 배열된 조정가능한 필터로서, 상기 조정가능한 필터는 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖는, 상기 조정가능한 필터; 및 상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하여 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하도록 배열된 필터 제어기로서, 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능한, 상기 필터 제어기를 포함한다.

본 발명의 제 3 양태는 휠 모니터링 시스템에서 제 1 신호의 메인 주파수 성분을 트랙킹하는 방법을 제공하고, 상기 휠은 사용중에, 가변 회전 속도를 갖고, 상기 메인 주파수는 상기 가변 회전 속도에 의존하고, 상기 휠 모니터링 시스템은 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖는 조정가능한 필터를 더 포함하고, 이 방법은, 상기 조정가능한 필터를 사용하여 상기 제 1 신호를 필터링하여 필터링된 제 1 신호를 생성하는 단계; 상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하는 단계; 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하는 단계를 포함한다.

본 발명이 회전 휠들로부터 나오는 신호들 이외의 신호들을 트랙킹하기 위해 사용될 수 있다는 것이 예상된다.

따라서, 본 발명의 제 4 양태는, 제 1 신호를 수신하는 입력부로서 상기 제 1 신호는 변화하는 메인 주파수를 갖는, 상기 입력부; 상기 제 1 신호를 수신하여 필터링된 제 1 신호를 생성하도록 배열된 조정가능한 필터로서, 상기 조정가능한 필터는 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖는, 상기 조정가능한 필터; 및 상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하여 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하도록 배열된 필터 제어기로서, 상기 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능한, 상기 필터 제어기를 포함하는 트랙킹 필터 장치를 제공한다.

본 발명의 제 5 양태는 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖는 조정가능한 필터를 포함하는 시스템에서 제 1 신호의 메인 주파수 성분을 트랙킹하는 방법을 제공하고, 이 방법은, 상기 조정가능한 필터를 사용하여 상기 제 1 신호를 필터링하여 필터링된 제 1 신호를 생성하는 단계; 상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하는 단계; 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 양태들은 특정한 실시예의 아래의 설명을 검토하고 첨부한 도면들을 참조하여 당업자에게 명백해질 것이다.

입력 신호의 주파수 성분들에 관하여 여기에서 사용되는 바와 같은 용어 "기본(fundamental)"은 주파수가 조화 급수(harmonic series)에서 최저의 톤이어야 한다는 것을 암시하도록 의도되지 않는다. 오히려, 트랙킹하도록 요구되는 임의의 타겟 신호 성분의 주파수를 포함하는 것으로 의도된다. 반드시는 아니지만 통상적으로, 타겟 신호 성분은 입력 신호에서 우세한 주파수 성분이고, 조화 급수의 최저의 톤일 수도 있거나 최저의 톤이 아닐 수도 있다.

이제, 본 발명의 실시형태가 첨부한 도면들을 참조하여 예로서 설명된다.
도 1은 차량의 일부들과 함께 도시된 타이어 모니터리 시스템(TMS)의 일 실시예의 블록도이다.
도 2는 도 1의 TMS에 포함된 타이어 모니터링 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 양태를 구현하는 제 1 트랙킹 필터 장치의 블록도이다.
도 4는 저역 필터의 주파수 응답을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 상기 일 양태를 구현하고, 위상 검출 장치와 함께 충격 센서 인터페이스의 일부로서 도시된 제 2 트랙킹 필터 장치의 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 제 2 트랙킹 필터 장치의 예시적인 구현을 도시하는 개략도이다.
도 7은 공통 필터 제어 회로를 공유하는 2개의 충격 센서들에 대한 각각의 트랙킹 필터 장치의 대안의 실시예를 도시한다.

이제, 도면들 중 도 1을 참조하면, 차량(100)상에 인 시츄(in situ)로 도시된 타이어 모니터링 시스템(TMS)(일반적으로 도면부호 102로 표시됨)이 도시되어 있다. 명확화를 위해, 본 발명을 이해하는데 유용한 차량(100) 및 TMS(102)의 일부분들만 도시되어 있다.

차량(100)은 휠들(104, 106, 108, 110)을 포함하고, 각 휠은 림(rim)상에 장착된 타이어를 포함한다. TMS(102)는 (차량 엔진 제어 유닛(ECU), 또는 차체 제어 모듈(BCM)과 같은) 제어 유닛(112) 및 통상적으로 센서들, 송신기들, 휠 유닛들 등으로 칭하는 타이어 모니터들(124, 126, 128, 130)을 포함한다. 타이어 모니터들(124, 126, 128, 130)은 하나 이상의 타이어 특징들(예를 들어, 압력 및/또는 온도)을 측정하고, 제어 유닛(112)에 의한 수신 및 처리를 위해 대응하는 타이어 데이터를 송신한다. 통상적으로, 각각의 타이어 모니터는 차량(100)의 각 휠과 관련된다.

통상의 실시예들에서, 타이어 모니터들은 압력을 측정할 수 있고, 측정된 타이어 압력을 나타내는 데이터 및 일반적으로는 또한 각각의 모니터를 고유하게 식별하는 식별 정보를 포함하는 데이터를 제어 유닛(112)으로 송신할 수 있다. 타이어 모니터들(124, 126, 128, 130) 각각은 알맞게 전력공급된 무선 송신기, 편리하게 배터리 전력공급된 무선 주파수(RF) 송신기, 및 타이어내의 기체(일반적으로, 공기)의 압력을 측정하는 압력 센서를 포함한다. 이러한 실시형태들에서, 시스템(102)을 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS)으로서 칭할 수도 있다.

임의의 적합한 제어 유닛이 시스템(102)에서 사용될 수도 있다. 예로서, 예시된 실시예에서, 제어 유닛(112)은 제어기(132), 메모리 디바이스(134) 및 타이어 모니터들로부터 무선 송신들을 수신하는 수신기(136)를 포함한다.

이제, 도 2를 참조하면, 타이어 모니터(200)의 일 실시예의 블록도가 도시되어 있다. 타이어 모니터(200)는 제어기(202), 배터리(204)와 같은 전원, 트랜스폰더 코일(206), 압력 센서(208), 하나 이상의 압전 모션 센서들(210, 212), 무선 송신기(214) 및 안테나(216)를 포함한다. 이러한 예시에서, 모션 센서들(210, 212)은 가속되는 것에 응답하여 전기 신호를 생성하는 타입의 각각의 충격 센서(통상적으로, 충격 센서는 가속에서의 변화들에 응답함)를 각각 포함하고, 전기 신호는 경험한 가속, 통상적으로는 가속에서의 경험한 변화, 특히, 가속의 변화율을 나타내고, 통상적으로는 이에 비례한다. 다르게는, 센서들(210, 212)은 가속도계, 가속도 디바이스 또는 마이크로전자기계 시스템들(MEMs) 센서를 각각 포함한다. 가속도계와 충격 센서 사이의 주요 차이점은, 충격 센서로부터의 출력 신호가 충격 센서에 인가된 힘의 변화에 관련되는 반면에, 가속도계로부터의 출력 신호는 인가된 절대력에 비례한다는 것이다.

사용 동안, 제어기(202)는 휠이 회전할 때, 충격 센서들(210, 212)에 의해 생성된 전기 신호들에 기초하여, 타이어 모니터의 위치의 적어도 하나의 양태, 예를 들어, 좌측 또는 우측에 있는지를 결정할 수 있다.

충격 센서들(210, 212)은 타이어 모니터(200)에 대한 모션 스위치 또는 회전 센서로서 기능할 수도 있다. 충격 센서들(210, 212)은 이중축 가속도계를 결합하여 형성할 수도 있고, 제 1 축을 따른 제 1 가속도 및 제 2 축을 따라 제 2 가속도를 결정할 수도 있다. 충격 센서들(210, 212)은 힘 센서, 변위 센서, 또는 회전 센서의 하나의 예이다. 충격 센서들을 또한 일반적으로 압전 회전 센서들로서 칭할 수도 있다. 다른 타입의 압전 회전 센서들, 또는 다른 타입의 힘 센서, 변위 센서, 회전 센서 또는 모션 센서가 여기에 설명된 충격 센서들 대신에 사용될 수도 있다.

여기서, 예시된 실시예에서, 충격 센서들(210, 212)은 타이어가 이동하는 때를 결정하고, 타이어가 차량의 어느 측상에 위치되는지를 결정하기 위해 모션 스위치로서 양자가 사용될 수도 있다. 충격 센서들(210, 212)은 제어기(202)와 커플링된다.

충격 센서들(210, 212)로부터 우/좌측 및/또는 시계방향/반시계 방향 정보를 제공하기 위해 임의의 적합한 방법이 사용될 수도 있다. 그러나, 바람직하게는, Stewart 등이 공유하는 Determination of Wheel Sensor Position Using Shock Sensors and a Wireless Solution이란 명칭의 미국 특허 제 7,367,227 호에 개시된 바와 같은 우/좌측 및/또는 시계방향/반시계방향 정보를 제공하기 위한 시스템들 및 방법들이 사용된다. 여기에서, 제 1 충격 센서(210)는 제 1 모션 신호를 생성하고, 제 2 충격 센서(212)는 제 2 모션 신호를 생성하고, 제어기는 제 1 충격 센서 및 제 2 충격 센서에 커플링된다. 제어기 회로가, 제 1 모션 신호 및 제 2 모션 신호의 지상-진상(lag-lead) 관계에 기초하여 타이어 모니터에 대한 우측-좌측 위치 정보를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 휠이 회전할 때, 충격 센서들에 의해, 90도 만큼 위상이 다른 2개의 파형들이 생성된다. 휠의 회전의 방향, 시계방향 또는 반시계방향에 의존하여, 하나의 축은 다른 축을 진상하거나 지상한다. 충격 센서들은 그들이 검출하는 가속도를 전압 파형들과 같은 신호들로 변환한다. 그 후, 하나의 축상의 가속도에 대한 제 1 신호 및 제 2 축상의 가속도에 대한 제 2 신호를 포함하는 이들 신호들은 증폭되고, 필터링되며, 변환될 수 있어서 타이어의 모니터의 제어기에 의해 데이터를 디지털화할 수 있다. 그 후, 타이어 모니터를 포함하는 타이어의 위치에 관한 위치 정보가 신호에 기초하여 결정될 수 있다. 이어서, 충격 센서로부터의 샘플링된 신호들에 기초하여 타이어 모니터가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하고 있는지에 관한 판정이 이루어질 수 있다. 우측 포지셔닝 및 좌측 포지셔닝과 같은 위치 정보는 회전의 방향으로부터 결정될 수 있다. 특히, 타이어 모니터의 제어기는 x 축에 대한 제 1 가속 신호 및 z 축에 대한 제 2 가속 신호의 지상/진상 관계를 결정할 수 있다. 제어기는 x 축이 z 축 신호를 진상 또는 지상시키는지를 결정한다. 지상/진상 정보는 시계방향 또는 반시계방향 회전 정보, 및 차량이 후진하기 보다는 전진한다는 정보를 나타내고, 제어기는 타이어 모니터가 차량의 우측 또는 좌측에 있는지를 결정할 수 있다. 방향 회전을 위해, 개시된 방법 및 장치는 교호하는 +1g/-1g 성분을 분석할 수도 있다.

제어기(202)는 임의의 적합한 수단, 예를 들어, 마이크로프로세서, 마이크로제어기 또는 여기에 설명된 기능들을 실시하기 위해 프로그램된 다른 적합한 데이터 프로세싱 디바이스에 의해 구현될 수도 있다.

예시된 실시예에서, 압력 센서(208)는 타이어 모니터(200)가 관련되는 타이어의 공기압을 검출한다. 대안의 실시예에서, 압력 센서(208)는 온도 센서 또는 타이어 데이터를 검출하는 다른 디바이스들로 보완될 수도 있거나 대체될 수도 있다. 타이어 데이터의 표시가 입력부(220)에서 제어기(202)에 의해 제공된다.

충격 센서 인터페이스(207)가 타이어 모니터(200)에 제공되고, 충격 센서들(210, 212)로부터 전기 신호들을 검출하고 필요한 제어 신호들을 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서의 충격 센서들(210, 212)은 가속도에서의 변화들에 응답하여 전하 출력 신호의 형태로 출력을 생성한다. 출력 신호는 통상적으로, 대략 1mV/g이다. 충격 센서 인터페이스(207)는 사실상 아날로그인 전기 출력 신호를 수신하고, 이 신호를 증폭 및 필터링하여, 대응하는 처리된 출력 신호를 제어기(202)에 제공한다. 충격 센서 인터페이스(207)는 제어기(202)로부터의 제어 신호들에 응답하여 동작한다. 바람직하게는, 충격 센서들(210, 212) 양자는 멀티플렉싱을 통해 동일한 인터페이스(207)를 공유할 수 있다.

각 충격 센서에 의해 생성된 출력 신호는 메인 신호 성분 및 신호 잡음 형태의 다른 신호 성분들을 포함한다. 잡음 성분들의 주파수 및 진폭은 메인 신호 성분의 주파수 및 진폭에 충분히 근접하여, 메인 신호 성분을 신뢰가능하게 검출하는 것은 어려울 수 있다. 또한, 메인 신호 성분의 주파수는 휠의 회전 속에 의해 결정되고, 즉, 그 회전 속도에 따라 변화한다.

도 3은 본 발명의 일 양태를 구현하는 트랙킹 필터 장치(300)의 블록도이다. 장치(300)는 입력 신호를 수신하는 입력부(301) 및 출력 신호를 공급하는 출력부(302)를 갖는다. 입력 신호는 통상적으로 전기적이며, 애플리케이션에 의존하여 아날로그 또는 디지털일 수도 있다. 출력 신호는 입력 신호의 처리된 버전이다. 필요한 경우에 하나 이상의 다른 처리 동작들이 실시될 수도 있지만, 입력 신호에 대해 장치(300)에 의해 실시될 주요 처리 동작은 필터링, 예를 들어, 고역 통과, 저역 통과 또는 대역 통과 필터링이다.

특히, 장치(300)는 가변 주파수를 갖는 입력 신호들을 필터링하는데 적합하다. 통상적으로, 입력 신호는 하나 보다 많은 신호 성분들로 구성되고, 각 성분은 자신의 각각의 주파수를 가지며, 이 경우에서, 메인 또는 기본 신호 성분(들)으로서 칭할 수도 있는 적어도 하나의 신호 성분이 가변 주파수를 갖는다는 것이 가정된다. 이러한 경우에서, 장치(300)의 주요 기능은 (잡음으로서 간주될 수도 있는) 다른 신호 성분들을 감쇠하면서 입력 신호가 통과하는 것을 허용함으로써 입력 신호로부터 주요 신호 성분을 추출하는 것일 수도 있다. 따라서, 장치(300)는 특히, 휠 장착 디바이스들로부터 나오는 전기 신호들을 필터링하는데 적합하지만 이에 배타적이지는 않다. 장치(300)는 휠 장착 디바이스로 통합될 수도 있거나, 휠 장착 디바이스로부터 분리될 수도 있지만, 휠 장착 디바이스로부터 전기 신호를 수신하기 위해 그와 연관될 수도 있다. 예로서, 장치(300)는 타이어 모니터링 디바이스로 통합될 수도 있거나 타이어 모니터링 디바이스와 연관될 수도 있다. 이러한 경우들에서, 장치(300)는 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 바와 같은 충격 센서에 의해 생성된 전기 신호를 입력 신호로서 수신할 수도 있다. 이와 같이, 장치(300)는 충격 센서 인터페이스(207), 또는 필적하는 시스템의 유사한 컴포넌트로의 통합에 적합하다.

메인 신호 성분은 장치(300)가 추출하기를 원하는 타겟 신호 성분이다. 통상적으로, 반드시는 아니지만, 메인 신호 성분은 우세한 신호 성분이고, 기본 주파수 성분으로서 또한 칭할 수도 있다.

통상의 실시예들에서, 트랙킹 필터 장치(300)는 입력 신호에 대해 하나 이상의 신호 처리 동작들, 예를 들어, 증폭 및/또는 필터링을 수행하는 신호 전처리 모듈(304)을 포함한다. 전처리 동작들은 임의의 종래의 형태를 취할 수 있고, 애플리케이션 및/또는 입력 신호의 특성에 의존할 수 있다. 통상의 실시예들에서, 전처리 모듈(304)은 입력 신호의 진폭(특히, 피크 진폭)을 레퍼런스 레벨로 설정하도록 배열된 증폭기(도 3에는 미도시)를 포함한다. 이러한 목적을 위해, 증폭기가 가변 이득 증폭기인 경우가 바람직하다. 더욱 특히, 입력 신호의 진폭은 레퍼런스 값에 비교할 때 필터(306)의 응답(예를 들어, 컷 오프 주파수)의 롤 오프 경사상의 선택된 포인트와 대응하는 레벨로 실질적으로 설정된다. 이것은 이하 더욱 상세히 설명된다.

입력 신호(이러한 예에서는 신호 전처리 이후)를 필터링하여 필터링된 출력 신호를 생성하는 조정가능한 필터(306)가 제공된다. 필터(306)는 통상적으로, 고역 통과 또는 저역 필터이지만, 다르게는 다른 형태들, 예를 들어, 대역 통과 또는 대역 저지를 취할 수 있다. 필터(306)는 입력부(307)에서 수신된 제어 신호에 의해 조정가능한 적어도 하나의 컷 오프 주파수(또한, 코너 주파수 또는 절점 주파수(break frequency)로서 알려짐)를 갖는다. 컷 오프 주파수 또는 각 컷 오프 주파수는 필터(306)의 통과 대역과 저지 대역 사이의 경계를 정의한다. 통상적으로, 컷 오프 주파수는 감쇠의 레벨이 더 높은 레벨 또는 낮은 레벨에서 정의될 수도 있지만, 필터가 3dB 이상 만큼 신호들을 감쇠시키는 주파수이다. 통상의 실시예에서, 필터(306)는 저역 필터 또는 고역 필터이고, 이 경우에서, 단일 컷 오프 주파수가 존재한다.

필터(306)는 애플리케이션에 적합하게, 아날로그 필터 또는 디지털 필터를 포함할 수도 있고, 임의의 적합한 종래의 형태를 취할 수도 있다. 입력부(307)에 수신된 제어 신호의 형태는 필터(306)의 타입에 의존한다. 예를 들어, 스위칭 커패시터 필터들 또는 몇몇 트랜스컨덕터 커패시터 필터들과 같은 몇몇 아날로그 필터들에 대해, 제어 신호는 그 주파수가 필터의 컷 오프 주파수를 결정하는 클록 신호의 형태를 취한다. 다른 필터들에 대해, 제어 신호는 상이한 형태들을 취할 수도 있고, 예를 들어, 디지털 필터에서, 제어 신호는 필터 계수들을 조정하는 정보를 포함할 수도 있다.

장치(300)는 필터(306)로부터의 필터링된 출력 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하고, 그 측정된 특징(들)을 레퍼런스 값에 대해 비교하는 필터 제어 모듈(308)을 더 포함한다. 비교의 결과에 따라, 제어 모듈(308)은 필터(306)의 컷 오프 주파수를 조정할 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 컷 오프 주파수는, 입력 신호의 타겟 신호 성분의 주파수(이하, 입력 신호의 기본 주파수라 칭함)인 입력 신호의 메인 주파수가 필터(306)의 응답의 롤 오프 영역과 대응하는 주파수 영역내에 있도록 조정된다. 통상적으로, 이것은, 입력 신호의 기본 주파수가 실질적으로 롤 오프 영역에서의 선택된 위치, 예를 들어, 실질적으로, 필터(306)의 감쇠가 수용가능한 레벨에 있는 주파수에 있도록 컷 오프 주파수를 조정함으로써 달성된다. 편의상, 컷 오프 주파수 이상 또는 이하의 주파수가 선택되더라도, 필터(306)가 주파수 독립형 이득을 신호에 도입하면, 필터(306)의 컷 오프 주파수는 롤 오프 영역에서의 선택된 위치로서 기능할 수도 있다.

바람직한 실시예들에서, 필터(306)의 출력 신호의 측정된 특징은 출력 신호를 진폭, 및 특히, 출력 신호의 피크 진폭이거나 이것을 포함한다. 이것은 예로서, 필터(306)가 저역 필터이다는 것이 가정되는 도 4를 참조하여 예시된다. 저역 필터를 필터(306)로서 사용하는 것은, 잡음을 포함하여 입력 신호의 원치않은 신호 성분들이 기본 주파수 보다 높은 주파수로 이루어지는 경우에 적합하다.

도 4는 저역 필터의 통상의 주파수 응답의 그래프이고, 주파수 응답은 신호들이 통과될 것으로 고려되는 것 아래 및 신호들이 저지될 것으로 고려되는 것 위의 컷 오프 주파수(Fc)를 갖는다. 응답은 신호들의 주파수가 증가할 때 신호들이 점점 더 감쇠되는 롤 오프 영역(경사)(Ro)을 갖는다. 컷 오프 주파수(Fc)는 롤 오프 경사(Ro)에 위치된다. 실질적으로 응답의 롤 오프 경사(Ro)상의 선택된 위치에서 입력 신호의 메인 성분의 주파수를 유지하기 위해 필터 응답을 조정하는 것이 요구된다. 이러한 예에서, 선택된 위치는 실질적으로 컷 오프 주파수(Fc)에 있다. 신호(S1)는 실질적으로 컷 오프 주파수(Fc)에 있는 기본 주파수를 갖는 입력 신호를 나타낸다. 이것은, 기본 주파수에서의 신호들이 필터에 의해 통과되면서, 잡음과 같은 더 높은 주파수 신호들이 필터에 의해 효과적으로 차단되기 때문에 동작의 바람직한 상태이다. 신호(S2)는 컷 오프 주파수(Fc) 아래인 기본 주파수(F2)를 갖는 입력 신호를 나타낸다. 신호(S2)는 필터에 의해 통과되지만, F2와 Fc 사이의 주파수를 갖는 임의의 원치않은 신호 성분들도 통과된다. 따라서, Fc를 바람직하게는 F2와 실질적으로 매칭할 때까지 낮추는 것이 바람직하다. 신호(F3)는 컷 오프 주파수(Fc) 위의 기본 주파수(F3)를 갖는 입력 신호를 나타낸다. 신호(S3)는 필터에 의해 차단되고, Fc를 바람직하게는, F3와 실질적으로 매칭할 때까지 증가시키는 것이 필요하다.

필터 제어기(308)는 신호들(S1, S2, S3)의 진폭을 측정함으로써, 컷 오프 주파수(Fc)가 조정을 요구하는지 여부를 결정할 수 있다. 이것은, Fc에서 필터(306)에 의해 신호에 적용된 감쇠의 레벨이 알려져 있기 때문이고, 따라서, Fc가 입력 신호의 기본 주파수에 매칭할 때, 필터링된 출력 신호에 대한 예상 진폭값은 (필터(306) 및 전처리 모듈(304)에 의해 도입되는 임의의 다른 이득을 또한 고려하여) 입력 신호의 진폭으로부터 계산될 수 있다. 따라서, 출력 신호의 측정된 진폭이 예상 값 보다 작으면, 필터 제어기(308)는 Fc가 너무 낮아서 증가되어야 한다는 것을 추론할 수 있다. 출력 신호의 측정된 진폭이 예상 값 보다 많으면, 필터 제어기(308)는 Fc가 너무 높아서 감소되어야 한다는 것을 추론할 수 있다. 측정값이 예상 값에 실질적으로 매칭하면, Fc는 그것의 현재의 설정에서 유지될 수도 있다. 따라서, 필터 장치(300)는 변화하는 기본 주파수를 갖는 입력 신호를 트랙킹할 수 있다. 입력 신호의 메인 또는 기본 성분의 진폭이 실질적으로 일정하다는 것이 가정된다. 따라서, 장치(300)에 의해 생성된 필터링된 출력 신호는 통상적으로, (이하 더 상세히 설명하는 바와 같이, 공차 한계 이내의) 실질적으로 일정한 진폭이다.

동작의 통상의 모드에서, 컷 오프 주파수는 비교적 낮은 값으로 초기에 설정되고, 입력 신호의 기본 주파수와 호환가능할 때까지 장치(300)에 의해 증가된다. 그 후, 장치(300)의 동작은 입력 신호의 기본 주파수에서의 변화들을 트랙킹하기 위해 컷 오프 주파수가 변경되게 한다.

대응하지만 반대 모드의 동작이 고역 필터들에 적용된다는 것이 명백할 것이고, 즉, Fc는 측정된 진폭이 예상 값을 초과하는 경우에 증가되고, 측정된 진폭이 예상 값 보다 작은 경우에 감소된다.

필터링된 출력 신호에 대한 예상 값은 편의상, 임의의 적합한 방식으로 필터 제어 모듈(308)에 제공되거나 필터 제어 모듈에 이용가능한 (도 3에 예시된 바와 같은) 레퍼런스 값에 의해 표현된다. 장치(300)가 아날로그 회로로 구성되는 경우에서, 레퍼런스 값은 외부 또는 내부 소스로부터 제공될 수도 있는 전기 신호의 형태, 예를 들어, 전압 레벨로 제공될 수도 있다. 디지털 실시예들에서, 레퍼런스 값은 데이터 메모리(미도시)에 홀딩될 수도 있다.

도 3의 실시예에서, 필터 제어기(308)는 필터링된 출력 신호의 관련 특징(들), 이 예에서는 진폭, 바람직하게는 피크 진폭을 측정하고 평가 및 제어 모듈(312)에 동일한 표시를 제공하도록 구성되는 필터 출력 측정 모듈(310)을 포함한다. 평가 및 제어 모듈(312)은 필터 출력 측정 모듈(310)로부터 수신된 데이터를 레퍼런스 값과 비교하고, 컷 오프 주파수(Fc)가 증가, 감소 또는 그것의 현재 레벨에서 유지될 필요가 있는지를 결정한다. 그 후, 평가 및 제어 모듈(312)은 입력부(307)를 통해 통신되는 필터 제어 신호를 적절하게 생성한다.

아날로그 실시예들에서, 평가 및 제어 모듈(213) 및 필터 출력 측정 모듈(310)은 전기 신호들에 의해 서로 및 필터(306)와 통신하는 임의의 적합한 아날로그 회로를 포함할 수도 있다. 디지털 실시예들에서, 평가 및 제어 모듈(312), 필터 출력 측정 모듈(310) 및 필터(306)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 임의의 적합한 조합으로 구현될 수도 있고, 이 경우에서, 필터 제어 신호를 포함하는 통신 및 시그널링 중 몇몇 또는 모두는 소프트웨어에서 실시될 수도 있다.

이제, 도 5를 참조하면, 트랙킹 필터 장치(500)의 제 2 실시예가 도시되어 있다. 장치(500)는 일반적으로 필터 장치(300)와 유사하고, 따라서, 당업자에게 명백한 바와 같이, 동일한 부분들을 나타내기 위해 동일한 부호들이 사용되었고, 동일한 설명을 적용한다.

필터 장치(500)는 예를 들어, 도 2를 참조하여 상술한 타입의 충격 센서 인터페이스에 통합될 수도 있다. 이와 같이, 입력 신호(도 5에서의 입력 신호 A)는 휠의 회전 속도에 의존하여, 충격 센서, 또는 다른 디바이스에 의해 생성된 전기 신호의 기본 주파수를 충격 센서(도 5에는 미도시), 또는 다른 디바이스로부터 발산한다. 입력 신호의 잡음 성분은 기본 주파수 보다 주파수가 더 높은 경향이 있어서, 장치(500)는 저역 필터, 예를 들어, 2-폴 저역 필터로서 작용하도록 구성된 조정가능한 필터(506)를 포함한다. 장치(500)는 또한, 입력 신호의 레벨을 조정하기 위해 가변 이득 증폭기(504)(다른 전처리 회로가 제고될 수도 있지만 명확화 때문에 도 5에는 미도시)를 포함한다. 포인트(O1)에서 출력 신호의 진폭을 측정하고 평가 및 제어 회로(512)에 전송되는 대응하는 출력 신호를 생성하는 출력 신호 측정 회로(510)가 제공된다. 신호에 존재할 수도 있는 임의의 dc 오프셋들을 제거하기 위해 필터(506) 이후이지만 포인트(O1) 이전에 고역 필터(514)가 옵션으로 제공될 수도 있다.

바람직하게는, 출력 신호 측정 회로(510)는 피크 검출기를 포함하고, O1에서 신호를 정류하는 전파 정류 회로를 또한 포함할 수도 있다. 측정 회로(510)는 피크 검출기 및 임의의 적합한 전압 저장 디바이스, 예를 들어, 하나 이상의 커패시터들에 의해 O1에서 신호의 피크 진폭값을 검출하여 홀딩한다. 측정 회로(510)는 O1에서의 신호의 측정된 피크값을 나타내는 출력 신호, 편의상, dc 신호를 생성하도록 구성된다.

평가 및 제어 회로(512)는 레퍼런스 신호(VREF)(통상적으로, 전압 신호의 형태) 및 측정 장치(510)의 출력 신호를 수신하여 비교하도록 배열된 비교기(516)를 포함한다. 비교기(516)는 비교의 결과에 의존하여 출력을 생성한다. 예시된 예에서, 비교기(516)는 2개의 출력 신호들, 즉, 컷 오프 주파수(Fc)가 증가되어야 한다는 것을 비교기(516)가 결정한 경우에 선언되는 UP 신호, 및 컷 오프 주파수(Fc)가 감소되어야 한다는 것을 비교기(516)가 결정한 경우에 선언되는 DOWN 신호를 생성한다. 평가 및 제어 회로(512)는 비교기(516)의 출력들을 수신하고, 조정가능한 필터(506)에 대해 제어 입력 신호로서 작용하도록 제어 입력부(507)에 제공되는 클록 신호(FCLK)를 생성하도록 구성되는 클록 신호 생성기(518)를 더 포함한다. 이러한 예에서, 필터(506)는 제어 입력부, 예를 들어, 스위칭된 커패시터 필터에 제공된 클록 신호의 주파수에서의 변화들에 의해 조정가능한 타입인 것으로 가정된다. 클록 신호 생성기(518)는 UP 또는 DOWN 신호에 응답하여 FCLK의 주파수를 증가 또는 감소시킨다.

바람직한 실시예들에서, 측정 장치(510)는 특히, 피크 검출기 회로를 포함할 때, 가변 시간 상수로 동작하도록 배열된다. 바람직하게는, 클록 신호 생성기(518)로부터의 출력 신호가 측정 장치에 공급되어서, 장치(510)의 시간 상수는 검출된 신호의 주파수에 따라 변화된다. 이것은 정정 시간(settling time)을 최적화하여 바람직하게는 최소화하는 효과를 가져서, 신호를 트랙킹하는데 걸리는 시간을 단축시킨다. 또한, 이것은 신호 출력 진폭에 영향을 미치는 필터(506)의 오버슈트(overshoot) 또는 언더슈트(undershoot)를 감소시키는 것을 돕는다.

클록 신호 생성기(518)는 당업자에게 명백한 바와 같이 임의의 적합한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 클록 신호 생성기는 아날로그 전압 제어 발진기(VCO)를 포함할 수도 있다. 바람직한 클록 생성기들은, 필터(506, 506')에 대한 주파수의 평활한 변화 및 검출된 신호의 실질적으로 일정한 트랙킹 레이트를 제공하도록 배열된다.

측정된 출력 신호와 비교할 때, 공차의 정도가 레퍼런스 신호의 어느 측에나 허용되는 것이 바람직하고, 즉, 측정된 신호가 레퍼런스 신호 보다 임계량 이상 만큼 작거나, 레퍼런스 신호 보다 임계량 이상 만큼 큰 경우에만 측정된 신호가 레퍼런스 신호에 매칭하지 않는 것으로 여겨진다. 이것은 비교기(516)로서 윈도우 타입 비교기를 사용함으로써 달성될 수도 있고, 여기서, 비교기는 임계량 만큼 레퍼런스 신호 아래인 하위 활성 임계치 및 임계량 만큼 레퍼런스 신호 이상인 상위 활성 임계치를 갖는다. 이러한 예에서, (필터(506)가 고역 필터인 경우에 반대의 것이 사실이더라도) UP 신호는 측정된 신호가 하위 활성 임계치 보다 작을 때 선언되고, DOWN 신호는 측정된 신호가 상위 활성 임계치 보다 높은 때 선언된다. 이러한 공차는 컷 오프 주파수의 조정을 둔화시키고, 그렇지 않으면 내부 회로들이 장치(500)의 동작에 대해 가질 수도 있는 효과를 감소시킨다.

가변 이득 증폭기(504)는 그것의 이득이 조정될 수도 있는 이득 입력부(520)를 갖는다. 증폭기(504)의 주요 목적은, 컷 오프 주파수(Fc)(또는 필터(506)의 응답의 롤 오프 경사상의 다른 선택된 포인트)에서 필터에 의해 적용된 알려진 감쇠에 기초하고, 입력 신호가 측정되는 포인트 이전에 입력 신호에 적용될 수도 있는 임의의 다른 이득 또는 감쇠를 고려함으로써, 측정 회로에 의해 측정되는 출력 신호의 예상 진폭값이 레퍼런스 신호(VREF)와 실질적으로 동일하도록 입력 신호의 진폭을 일정 레벨로 조정하는 것이다. 그 결과, 입력 신호의 기본 주파수가 컷 오프 주파수(Fc)(또는 필터(506)의 응답의 롤 오프 경사상의 다른 선택된 포인트)에 실질적으로 매칭할 때, 측정된 출력 신호는 VREF와 실질적으로 동일한 진폭을 가질 것이고, 이 경우에서, Fc의 값은 조정되지 않을 것이다. 그러나, 입력 신호의 기본 주파수가 컷 오프 주파수(Fc)(또는 필터(506)의 응답의 롤 오프 경사상의 다른 선택된 포인트)에 실질적으로 매칭하지 않을 때, 측정된 출력 신호는 레퍼런스 신호(VREF) 보다 높거나 낮은 진폭을 가져서, Fc의 값은 상술한 바와 같이 조정될 것이다. 이러한 배열은 입력 신호의 기본 주파수에서 컷 오프 주파수(Fc)(또는 필터(506)의 응답의 롤 오프 경사상의 다른 선택된 포인트)를 실질적으로 유지하는 효과를 가져서, 장치(500)는 입력 신호를 트랙킹한다고 할 수도 있다.

입력 신호의 기본 주파수와 대응하도록 선택되는 필터 특징의 롤 오프 경상상의 위치는 반드시 컷 오프 주파수(Fc)일 필요는 없다는 것에 유의한다. 예를 들어, 임의의 관련된 컴포넌트들과 함께 필터(506)가 입력 신호에 12dB(또는 임의의 다른 레벨의 이득)의 주파수 독립형 이득을 가산하면, 롤 오프 경사상의 -12dB(또는 다른 대응하는 레벨의 감쇠) 포인트에서 입력 신호에 적용된 순이득은 0dB이다. 따라서, -12dB(또는 다른 감쇠 레벨) 포인트는 롤 오프 영역에서의 선택된 위치일 수 있다. 레퍼런스 신호(VREF)에 실질적으로 매칭하는 레벨로 입력 신호의 진폭이 조정되도록 허용하기 때문에, 실질적으로 0dB의 순이득을 제공하는 주파수 응답의 경상의 롤상의 포인트를 선택하는 것이 편리하다.

도 5의 예에서, 장치(500)가 사용되고 있는 휠 모니터는 2개의 충격 센서들을 포함하고, 이들 각각은 각각의 출력 신호를 생성한다. 센서 신호들 양자를 처리하기 위해, 각각의 가변 이득 증폭기(504'), 조정가능한 필터(506') 및 (필요하다면) 고역 필터(514')가 입력 신호 A와 동일한 방식으로 제 2 입력 신호(이력 신호 B)에 대해 제공된다. 그러나, 필터 제어 회로(510, 512)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 필터들(506, 506') 양자에 의해 공유될 수도 있다. 측정 회로(510)는 필터 브랜치들 양자로부터의 출력 신호의 진폭을 측정하고, 평가 및 제어 회로(512)는 각 필터(506, 506')에 대한 공통 필터 제어 신호를 생성한다. 이러한 배열은 필터들(506, 506') 사이의 위상 관계를 유지하는 효과를 갖는다.

예시된 실시예에서, 각각의 충격 센서들로부터의 필터링된 출력 신호들 사이의 상대적 위상 관계를 결정하기 위한 위상 검출기(530)가 제공된다. 특히, 위상 검출기(530)는 (미국 7,367,227에 더욱 상세히 설명되어 있는 바와 같이) 차량상의 휠의 위치에 관한 결정이 이루어지게 허용하기 때문에 필터링된 출력 신호들 중 어느 것이 다른 하나를 리드하는지를 결정하도록 배열된다. 따라서, 위상 검출기(530)의 출력 신호는 휠 위치에 관한 표시를 제공한다. 위상 검출기(530)에 제공하기 이전에, 각 채널은 예를 들어, 각각의 수신된 필터링 출력 신호에 대응하는 구형파형을 생성하도록 각각 구성되는 제로 크로싱 검출기들로서 때때로 칭하는 타입의 각각의 비교기(532, 532')를 통과한다. 위상 검출기(530)는 당업자에게 명백한 바와 같은 임의의 적합한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 본 발명의 위상 검출기와의 사용에 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다.

도 6a는 예로서, 트랙킹 필터 장치(600)의 특정한 실시예를 도시한다. 도 6b는 필터 장치(600)와 공통 필터 제어 회로를 공유하는 상보형 트랙킹 필터 장치(600')를 도시한다. 장치(600, 600')는 장치(500, 500')의 예들과 같이 도 5의 회로에서의 사용에 함께 적합하다. 도 6a 및 도 6b에서, (다른 센서들, 특히, 모션 센서들, 가속도계들 또는 가속도 디바이스들이 대안으로 사용될 수 있지만) 각각의 입력 신호들을 제공하는 각각의 충격 센서(SS1, SS2)가 또한 도시되어 있고, 도 5와 관련하여 상술한 바와 같이 각각의 비교기(632, 632')에 접속된 각각의 장치(600, 600')의 출력이 도시되어 있다. 필터 장치(600, 600')는 일반적으로 필터 장치(500, 500')와 유사하고, 따라서, 당업자에게 명백한 바와 같이, 동일한 참조부호들이 동일한 부분들을 나타내기 위해 사용되고 유사한 설명들이 적용된다.

필터들(606, 606')은 각각의 충격 센서(SS1, SS2)로부터의 차동 입력을 수용하고 각각의 차동 출력 신호를 각각의 비교기(632, 632')에 제공하는 차동 회로들로서 동작한다. 전처리 모듈(604, 604')은 바람직하게는 가변 이득을 갖는 차동 증폭기를 포함하고, 또한, 다른 전처리 회로, 예를 들어, 애플리케이션에 적합할 수도 있는 필터들 및/또는 버퍼들을 포함할 수도 있다.

조정가능한 필터들(606, 606')은 임의의 편리한 형태, 예를 들어, 스위칭된 커패시터 트랙킹 필터를 취할 수도 있다. 이 예에서, 필터들(606, 606')은 바람직하게는, 2 폴 버터워스(Butterworth) 응답을 갖는 스위칭된 커패시터 고역 필터의 형태를 각각 취한다. 2 폴 필터는, 그것이 양호한 감쇠를 제공하고, 경사상의 신호 진폭을 제어하는데 너무 가파르지 않는 롤 오프 경사를 갖기 때문에 선택된다. 필터가 있는 위치를 신뢰가능하게 제어하기 위해, 기본 신호는 상술한 바와 같이 필터 응답의 경사상에 위치해야 한다.

각각의 더블러(doubler)(609, 611, 609', 611')가 필터들(606, 606')의 입력부 및 출력부에 제공될 수도 있다. 더블러들은 2의 이득을 갖는 스위칭된 커패시터 이득 스테이지들로서 구현될 수도 있다. 이들은 또한, 필터링 특징(통상적으로, 단일 폴 주파수 응답)을 제공하고, 따라서, 예시된 예에서, 입력 더블러(609, 609')는 저역 통과 스위칭된 커패시터 필터(606, 606')의 필터 응답에 기여한다. 출력 더블러는 또한 단일 폴 주파수 응답을 갖지만, 그것의 폴은 필터 응답에 상당히 기여하지 않는 필터들(606, 606')의 컷 오프 주파수(Fc)로부터 충분히 떨어져 있다.

컷 오프 주파수(Fc), 예를 들어, 필터 응답의 -3dB 포인트는 FCLK 신호에 의해 조정가능하다. 필터(606, 606')가 주파수 독립형 이득(이러한 예에서는 12dB의 이득)을 제공하기 때문에, 주파수 독립형 이득(즉, 이러한 예에서는 필터 응답 경사의 -12dB 부분)의 효과를 실질적으로 무효로 하는 대응하는 감쇠를 제공하는 응답의 롤 오프 영역에서의 위치에 입력 신호의 기본 성분을 실질적으로 위치시키도록 필터(606, 606') 응답을 제어하는 것이 편리하다. 그 결과, 필터(606, 606')는 시스템의 이득에 대한 전체 효과를 갖지 않는다.

주파수 응답의 경사상에 신호의 기본 성분을 위치시키는 것, 및 특히 Fc 보다 경사를 더 다운시키는 것은, 신호 잡음 및 변동에 대한 넓은 공차를 허용한다.

고역 필터들(614, 614')은 또한 차동 회로들이다. 고역 필터들(614, 614')의 목적은 임의의 dc 오프셋을 제거하고, 가속 및 감속 동안 충격 센서들(SS1, SS2)에 대해 발생하는 오프셋들을 제거하는 것을 돕는 것이다. 고역 필터들(614, 614')은 각각의 출력 비교기들(632, 632') 및 각각의 측정 회로(610, 610') 양자를 공급한다. 이들 회로들 양자에 대해 그들의 입력에 존재하는 dc 오프셋들을 갖지 않는 것이 바람직하다.

고역 필터(614, 614')는 낮은 주파수들에서 신호의 감쇠를 회피하기 위해 가능한 한 컷 오프 주파수 만큼 낮은 것이 바람직하다. 고역 필터들(614, 614')은 2개의 부분들, 즉, 차동 신호의 포지티브 신호용 및 네거티브 신호용으로 각각 분할된다. 필터의 2개의 절반들 사이에 양호한 매칭을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 매우 낮은 컷 오프 주파수가 존재하기 때문에, 누설에 대해 오프셋을 발생시켜 도입하는 것이 가능하다. 그러나, 필터(614, 614')의 2개의 부분들이 매칭되면, 이것은 차동 오프셋을 발생시키지 않고, 단지 공통 모드 오프셋이다.

출력 비교기들(632, 632')은 완전하게 차동이고 포지티브 출력 및 네거티브 출력을 제공하고, 그것의 입력들 양단에 나타나는 전압의 비교를 제공하고, 이것은 내부적으로 생성된 오프셋 전류에 대해 비교되는 전류를 생성한다. 이것은 포지티브 및 네거티브 센스들에서 발생하는 의도적으로 생성된 전압 오프셋에 비교되는 입력 전압과 동일하다. 입력 전압이 내부 오프셋 전압을 초과하면, 각각 포지티브 또는 네거티브로 트리거할 것이다. 트리거 임계치를 초과하지 않으면, 포지티브 및 네거티브 출력들 양자는 낮게 유지된다. 이것은 위상 검출기(도 6a 및 도 6b에는 미도시)에 의해 더 처리될 수 있는 구형파 로직 레벨 신호를 제공한다.

측정 회로(610, 610')는 각각의 피크 검출기를 포함한다. 피크 검출기 회로는 그것에 의해 수신된 신호들에 대한 전파 정류의 효과를 갖는다. 피크 검출기는 2개의 비교기들(613A, 613B)을 포함한다. 하나의 비교기(613A)는 수신된 차동 신호의 포지티브 출력에 대한 피크 신호를 트랙킹하고, 다른 비교기(613B)는 포지티브로 갈 때 수신된 차동 신호의 네거티브 출력을 트랙킹한다. 신호 홀딩을 위한 단일 커패시터 및 레퍼런스 신호에 대한 바이어싱(이러한 예에서는 1.2V)을 위한 스위칭된 커패시터 저항기가 존재한다.

피크 검출기 회로들은 차동이 아니다. 이들은 싱글 엔드형(single ended)이고, 수신된 차동 신호의 포지티브 또는 네거티브 부분들의 직접 출력 전압을 사용하여, 공통 모드 오프셋에 의해 영향을 받는다. 버퍼 회로(615)가 피크 검출기의 입력부에 제공될 수도 있다. 이것은 주로, 피크 검출기에 높은 입력 임피던스를 제공한다. 더블러 회로(617)가 이중으로 설정될 수 있거나 설정되지 않을 수 있는 버퍼(615)의 출력부에 제공될 수도 있다. 이러한 배열은 고역 필터(614)로부터 올 수도 있는 임의의 공통 모드 오프셋의 직접 정정을 제공한다.

측정 회로의 일부가 613A', 613B', 버퍼(615') 및 더블러(617')로 반복된다는 것을 도 6b로부터 알 수 있다. 그러나, 회로의 이러한 브랜치에 대한 피크 검출기의 출력부는 회로의 브랜치들 양자로부터의 조합된 피크 검출기 출력을 제공하기 위해 도 6a 및 도 6b에 나타나는 접속선(A)에 의해 표시된 바와 같이, 피크 검출기(611)의 출력과 조합된다.

피크 검출기(610, 610')의 출력은 비교기(616)로 공급된다. 도 5와 관련하여 상술한 바와 같이, 비교기는 FCLK 신호를 생성하는 클록 생성기(618)를 통해 스위칭된 커패시터 트랙킹 필터들(606, 606')의 롤 오프 포인트를 이동시키기 위해 사용되는 2개의 출력부, 즉, UP 및 DOWN을 갖는다.

예로서, 비교기(616)는 115mV의 하위 임계치 및 185mV의 상위 임계치를 가질 수도 있다. 비교기(616)는 피크 검출기로부터의 출력을 레퍼런스 신호에 비교하고, 결과적인 출력은 업 신호 또는 다운 신호를 생성한다. 이것은 레퍼런스 신호값의 어느 측상에서나 +/- 35mV의 공차를 허용한다.

본 발명을 구현하는 트랙킹 필터 장치는 다르게는, 충격 센서 이외의 디바이스들, 특히, 센서들로부터 나오는 신호들을 처리하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 트랙킹 장치(300, 500, 600)는 입력 신호로서, 가속도계, MEMs 센서 또는 다른 모션 센서에 의해 생성된 출력 신호를 수신할 수도 있다. 이러한 센서들은 또한, 충격 센서들에 관하여 상술한 바와 같이 쌍으로 사용될 수도 있어서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 2개의 채널 회로들이 다른 센서들, 특히, 모션 센서들의 출력 신호들을 처리하기 위해 또한 사용될 수도 있다.

예로서, 휠 모니터링 디바이스에서 모션 검출기로서 MEMs 센서를 사용할 때, MEMs 센서는, 휠이 회전할 때 관성력(G-force)의 검출을 시도할 때, 도로로부터 나오는 잡음 및 충격들이 또한 픽업되어 G-신호를 도로 잡음으로부터 분리하는 것이 어려워진다는 점에서 충격 센서와 유사한 문제점을 경험한다. G-신호는 특정한 주파수에서 커패시터 판에 전하를 주입하고, 그 후, 전하의 각 샘플을 누적하기 위해 용량성 적분 회로를 사용함으로써 용량성 MEMs 센서로부터 추출될 수 있다. 커패시턴스의 변화는 적분기 외부로 나오는 누적된 전압을 변화시킴으로써, G-신호가 이러한 신호를 증폭함으로써 검출될 수 있다. 그 후, 증폭된 신호는 본 발명을 구현하는 트랙킹 필터 장치로 통과될 수 있어서, 증폭된 충격 센서로부터와 동일한 방식으로 신호를 클린업한다.

MEMs 센서는 2개 또는 심지어 3개의 축을 가질 수도 있지만, 이러한 애플리케이션에 대해서는, 통상적으로 단지 2개의 축이 사용된다. MEMs 센서를 할 때 발생할 수 있는 문제점은, X-축으로부터의 신호가 Y-축으로부터의 진폭과는 상당히 다를 수도 있다는 것이고, 이 경우에서, 이러한 차이는 트랙킹 필터 장치의 상이한 채널들의 증폭기 이득들에 대해 조절되어야 한다.

바람직하게는, 필터 클록 주파수 신호(FCLK)는 트랙킹 필터 장치(300, 500, 600)를 교정하기 위해 사용될 수도 있어서, 증폭기(504)의 이득(또는 신호 전처리 모듈들(304, 604)에서의 등가의 증폭)은 (상술한 바와 같은) 원하는 동작 영역에서 필터(306, 506, 606)를 정렬한다. 바람직한 실시예들에서, 입력 신호의 필터 클록 주파수와 기본 주파수 사이에는 고정된 관계가 있다. 통상적으로, 필터 클록 주파수의 주파수는 기본 주파수의 배수(예를 들어, ×100)이다.

증폭기(304, 504, 604)의 이득이 원하는 레벨에 있을 때, (예를 들어, 도 5의 포인트(O1)에서의) 필터링된 신호의 진폭은 레퍼런스 값과 실질적으로 매칭하고, 그 후, 필터 클록 주파수는 기본 신호 주파수의 알려진 배수이다. 따라서, 장치(300, 500, 600)가 정확하게 교정될 때, 기본 주파수는 필터 클록 주파수로부터 결정될 수 있다. 따라서, 필터 클록 주파수(및 따라서 차량의 속도)로부터 차량의 휠 주파수를 추론하는 것이 가능하다. 이러한 정보는 트랙킹 필터가 정확하게 작동하는지를 체크하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 필터 클록 주파수로부터 추론되는 휠 속도는 (임의의 편리한 종래의 수단에 의해 제공될 수도 있는) 휠 속도의 다른 측정치에 대해 비교될 수 있고, 휠 속도의 2개의 측정치들이 실질적으로 매칭하면, 트랙킹 필터 장치가 정확하게 작동한다는 것이 가정될 수도 있다.

통상적으로, 필터 클록 주파수를 나타내는 데이터는 비교가 실시되게 하기 위해 차량상의 제어 유닛(112) 또는 어디에나 송신된다. 클록 신호 생성기(518)가 카운터를 포함하는 경우에서, 필터 클록 주파수에 대한 필요한 데이터를 획득하는 편리한 방식이 필터 클록 주파수를 생성하는 카운터의 값을 사용하는 것이다.

도 7은 공통 필터 제어 회로를 공유하는 2개의 충격 센서들에 대한 각각의 트랙킹 필터 장치의 대안의 실시예를 도시한다. 각각의 트랙킹 필터 장치는 장치(500, 500')의 예들과 같이 도 5의 회로에서 사용하는데 함께 적합하다. 도 7에서, (다른 센서들, 특히, 모션 센서들, 가속도계들 또는 가속도 디바이스들이 대안으로 사용될 수 있지만) 각각의 입력 신호들을 제공하는 각각의 충격 센서가 또한 도시되어 있고, 도 5와 관련하여 상술한 바와 같이 각각의 비교기(732, 732')에 접속된 각각의 장치의 출력부가 도시되어 있다. 필터 장치는 일반적으로 필터 장치(500, 500') 및 더욱 특히, 장치(600, 600')와 유사하고, 따라서, 동일한 참조부호들이 동일한 부분들을 나타내기 위해 사용되고, 당업자에게 명백한 바와 같이 유사한 설명들이 적용된다.

도 7의 트랙킹 필터 장치는 예를 들어, 바람직하게는 가변 이득을 갖는 차동 증폭기들, 및 다른 전처리 회로, 예를 들어, 애플리케이션에 적합할 수도 있는 필터들 및/또는 버퍼들을 포함하는 각각의 전처리 모듈(704, 704')을 포함한다. 조정가능한 필터들(706, 706')은 임의의 편리한 형태, 예를 들어, 스위칭된 커패시터 트랙킹 필터를 취할 수도 있다. 이 예에서, 필터들(706, 706') 각각은 저역 필터의 형태를 취한다. 각각의 더블러(709, 711, 709', 711')가 필터들(706, 706')의 입력부 및 출력부에 제공될 수도 있다.

도 7의 트랙킹 필터 장치는 또한, 각각의 고역 필터들(714, 714') 및 각각의 측정 회로(710, 710')를 포함한다. 측정 회로(710, 710')는 2개의 비교기들(713A, 713B 및 713A', 713B')을 각각 포함하는 각각의 피크 검출기를 포함한다. 각각의 버퍼 회로(715, 715')가 피크 검출기의 입력에 제공될 수도 있다. 피크 검출기들(710, 710')의 출력들은 비교기(716)에 공급된다. 도 5와 관련하여 설명한 바와 같이, 비교기는 FCLK 신호를 생성하는 클록 생성기(718)를 통해 스위칭된 커패시터 트랙킹 필터들(706, 706')의 롤 오프 포인트를 이동시키기 위해 사용되는 2개의 출력들, UP 및 DOWN을 갖는다.

도 7의 실시예에서, 고역 필터들(714, 714')은 조정가능한 필터들이고, 임의의 편리한 형태, 예를 들어, 스위칭된 커패시터 트랙킹 필터들을 취할 수도 있다. FCLK는 필터들(506, 606)과 관련하여 상술한 바와 유사한 방식으로, 고역 필터들의 필터링 특징, 특히, 그들의 컷 오프 포인트를 조정하기 위해 고역 필터들(714, 714')로 공급된다. 이와 함께, 각각의 저역 필터들(706, 706') 및 각각의 고역 필터들(714, 714')은 FCLK에서의 변화들에 응답하여 조정가능한 통과 대역을 갖는 각각의 조정가능한 대역 통과 필터, 즉, 트랙킹 통과 대역 필터를 제공한다.

도 7의 트랙킹 필터 장치는 가변 액티브 임피던스 모듈(750)을 또한 포함한다. 이 모듈(750)은 충격 센서(또는 다른 입력 디바이스)와 조정가능한 필터(706, 706') 사이의 트랙킹 필터 장치들 또는 각 트랙킹 필터 장치의 각각의 입력에 접속된다. 모듈(750)은 입력 신호 경로에서 가변 임피던스, 예를 들어, 가변 저항을 제공한다. 각각의 입력 신호에 존재하는 임피던스 또는 저항은 모듈(750)에 의해 수신된 제어 신호에 의해 조정가능하다. 편의상, 제어 신호는 FCLK에 의해 제공된다. 따라서, 임피던스 또는 저항은 입력 신호의 메인 또는 기본 성분을 트랙킹하는데, 이것은 FCLK에 의해 제어되기 때문이다. 이것은, 트랙킹 입력 임피던스가 충격 센서들(또는 다른 디바이스들)로부터 실질적으로 일정한 진폭 입력 신호를 생성하는 것을 돕기 때문에 바람직하다. 이것은 충격 센서에 의해 생성된 신호 진폭의 감쇠를 야기하는 충격 센서 양단의 부하 임피던스의 결과로서 낮은 주파수들에서 때때로 발생할 수 있는 문제점을 완화시킨다. 필터 클록 신호(FCLK)는 트랙킹 입력 임피던스를 제공하기 위해 액티브 입력 임피던스(750)로 공급되어, 실질적으로 일정한 입력 신호를 유지한다.

가변 임피던스 모듈(750)은 임의의 적합한 형태를 취할 수도 있다. 예를 들어, 이것은 저항기들로서 작용하도록 배열된 트랜지스터들, 통상적으로, MOSFET들의 네트워크를 포함할 수도 있다. 모듈(750)은 트랜지스터들에 공급된 바이어스 전류의 양의 제어하는 제어 신호로서 FCLK를 수신한다. 이것은 임의의 편리한 수단, 예를 들어, 펄스 폭 변조(PWM) 전류 디지털-아날로그 컨버터(DAC)에 의해 달성될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, PWM에 의해, FCLK는 트랜지스터로의 바이어스 전류를 제어하여, 임피던스, 및 바람직한 실시예에서, 모듈(750)에 의해 제공된 저항을 제어한다. 바람직한 모듈(750)은 PWM 전류 DAC를 포함한다. 실제 액티브 저항기는 전류 미러를 포함할 수도 있지만, 바이어스 전류가 낮고 디바이스 양단의 전압이 작기 때문에(예를 들어, 0 - 790 ㎶), MOSFET는 동작의 서브임계 영역에 있고, 이러한 모드에서, 저항기로서 작용한다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 모듈(750)은 액티브 저항기로서 설명될 수도 있고, 여기서, PWM 전류 DAC는 그 주파수가 트랙킹되는 입력 신호의 기본 주파수와 공진하여 변화하는 클록 신호(FCLK)에 의해 프로그램된 서브 임계 NMOS(Sub Threshold NMOS)를 바이어싱하기 위해 사용된다. 원래의 바이어스 전류는 발진기가 그것의 정확한 주파수를 제공하기 위해 트림될 때 자동으로 트림되는 내부 발진기로부터 올 수도 있다.

대안의 실시예들에서, 완전한 차동 피크 검출기가 상술한 비차동 피크 검출기들 대신에 사용될 수도 있다. 이것은 누설 밸런스 회로를 제공할 필요성을 제거한다.

본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변경되거나 변화될 수도 있는 여기에 설명한 실시예들에 한정되지 않는다.

Claims (31)

1. 휠(wheel)상에 장착 가능하고 상기 휠의 특징을 나타내는 제 1 신호를 생성하도록 구성되는 휠 모니터링 디바이스를 포함하는 휠 모니터링 시스템으로서,
   상기 휠은 사용중에, 가변 회전 속도를 갖고, 상기 제 1 신호는 상기 가변 회전 속도에 의존하는 메인 주파수를 갖고, 상기 휠 모니터링 시스템은 트랙킹 필터 장치를 더 포함하며, 상기 트랙킹 필터 장치는,
   상기 제 1 신호를 수신하는 입력부;
   상기 제 1 신호를 수신하고 필터링된 제 1 신호를 생성하도록 배열된 조정가능한 필터 - 상기 조정가능한 필터는 조정가능한 컷 오프 주파수를 가짐 - ; 및
   상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하고, 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하도록 배열된 필터 제어기 - 상기 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능함 - 를 포함하는
   휠 모니터링 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 필터링된 제 1 신호는 상기 메인 주파수에서 메인 신호 성분을 갖고, 상기 메인 신호 성분은 진폭을 갖고, 상기 필터링된 제 1 신호의 상기 적어도 하나의 특징은 상기 진폭, 바람직하게는, 상기 메인 신호 성분의 피크 진폭을 포함하는
   휠 모니터링 시스템.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 조정가능한 필터는 상기 필터가 주파수에 따라 변화하는 감쇠를 적용하는 롤 오프 영역을 포함하는 주파수 응답을 갖고, 상기 필터 제어기는 상기 메인 주파수가 상기 롤 오프 영역(roll off region)내에 있도록 상기 필터의 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 배열되는
   휠 모니터링 시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 트랙킹 필터 장치는 주파수 독립형 이득을 상기 필터링된 제 1 신호에 적용하도록 구성되고, 상기 주파수 제어기는 상기 필터에 의해 적용된 상기 감쇠가 상기 필터링된 제 1 신호에 대한 상기 주파수 독립형 이득의 효과를 적어도 부분적으로 무효로 하는 상기 롤 오프 영역에서의 위치에 상기 메인 주파수가 있도록 상기 필터의 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 배열되는
   휠 모니터링 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 롤 오프 영역에서의 상기 위치에서 상기 필터에 의해 적용된 상기 감쇠는 상기 컷 오프 주파수에서 상기 필터에 의해 적용된 감쇠 보다 높은
   휠 모니터링 시스템.
   
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 롤 오프 영역에서의 상기 위치에서 상기 필터에 의해 적용된 상기 감쇠는 상기 필터링된 제 1 신호에 대한 상기 주파수 독립형 이득의 전체 효과를 실질적으로 무효로 하는
   휠 모니터링 시스템.
   
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 주파수 독립형 이득은 상기 조정가능한 필터에 의해 적어도 부분적으로 적용되는
   휠 모니터링 시스템.
   
   
8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 신호 및 상기 필터링된 제 1 신호 각각은, 상기 메인 주파수에서 메인 신호 성분을 갖고, 상기 각각의 메인 신호 성분들은 각각의 진폭을 갖고, 상기 트랙킹 필터 장치는 상기 입력부와 상기 조정가능한 필터 사이에 증폭기를 더 포함하고, 상기 증폭기는 상기 메인 주파수가 상기 롤 오프 영역상의 선택된 위치에 있을 때 상기 필터링된 제 1 신호의 진폭이 상기 레퍼런스 값에 실질적으로 매칭하는 레벨로 상기 제 1 신호의 진폭을 조정하기 위해 배열되는
   휠 모니터링 시스템.
   
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조정가능한 필터는 저역 필터(low pass filter)를 포함하고, 상기 필터 제어기는, 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 레퍼런스 값 보다 제 1 임계값을 초과하는 양 만큼 작은 경우에 상기 컷 오프 주파수를 증가시키고, 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 레퍼런스 값 보다 제 2 임계값을 초과하는 양 만큼 큰 경우에 상기 컷 오프 주파수를 감소시키기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능한
   휠 모니터링 시스템.
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조정가능한 필터는 고역 필터(high pass filter)를 포함하고, 상기 필터 제어기는, 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 레퍼런스 값 보다 제 1 임계값을 초과하는 양 만큼 큰 경우에 상기 컷 오프 주파수를 증가시키고, 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 레퍼런스 값 보다 제 2 임계값을 초과하는 양 만큼 작은 경우에 상기 컷 오프 주파수를 감소시키기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능한
    휠 모니터링 시스템.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계값은 제로(0)인
    휠 모니터링 시스템.
    
12. 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 제어기는 상기 필터링된 제 1 신호의 상기 피크 진폭을 검출하는 피크 검출기를 포함하는
    휠 모니터링 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 피크 검출기는 상기 필터링된 제 1 신호의 상기 검출된 진폭을 나타내는 진폭을 갖는 d.c. 신호를 생성하도록 구성되는
    휠 모니터링 시스템.
    
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 상기 레퍼런스 값과 비교하여 적어도 하나의 출력 신호를 생성하도록 배열된 비교기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 출력 신호는 상기 컷 오프 주파수가 어떻게 조정되는지를 결정하는
    휠 모니터링 시스템.
    
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조정가능한 필터는 클록 신호를 수신하는 제어 입력부를 갖고, 상기 클록 신호는 상기 필터의 상기 컷 오프 주파수를 제어하며, 상기 필터 제어기는 상기 클록 신호를 생성하는 클록 신호 생성기를 포함하고, 상기 클록 신호는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 상기 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 클록 신호 생성기에 의해 조정되는 주파수를 갖는
    휠 모니터링 시스템.
    
16. 제 1 항 내지 제 15 항에 있어서,
    상기 휠 모니터링 디바이스는 제 1 모션 센서를 포함하고, 상기 제 1 신호는 상기 제 1 모션 센서에 의해 생성되는
    휠 모니터링 시스템.
    
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휠 모니터링 디바이스는 타이어 공기압 모니터링 디바이스를 포함하는
    휠 모니터링 시스템.
    
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 휠 모니터링 디바이스는 제 2 모션 센서를 포함하고, 상기 제 2 모션 센서는 상기 휠의 상기 특징을 나타내는 제 2 신호를 생성하고, 상기 제 2 신호는 상기 가변 회전 속도에 의존하는 메인 주파수를 갖고, 상기 휠 모니터링 시스템은 제 2 트랙킹 필터 장치를 더 포함하고, 상기 제 2 트랙킹 필터 장치는, 상기 제 2 신호를 수신하는 입력부; 및 상기 제 2 신호를 수신하고 필터링된 제 2 신호를 생성하도록 배열된 조정가능한 필터를 포함하고, 상기 조정가능한 필터는 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖고, 상기 필터 제어기는 상기 필터링된 제 2 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하여, 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 상기 레퍼런스 값에 대해 비교하도록 배열되고, 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 상기 제 2 트랙킹 필터 장치의 상기 조정가능한 필터와 연동가능한
    휠 모니터링 시스템.
    
19. 제 18 항에 있어서,
    위상 검출기를 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 필터링된 신호들 각각은 상기 위상 검출기에 제공되고, 상기 위상 검출기는 상기 제 1 필터링된 신호와 상기 제 2 필터링된 신호 사이의 위상 관계를 결정하도록 배열되는
    휠 모니터링 시스템.
    
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 휠은 차량에 장착되고, 상기 시스템은 상기 위상 관계에 의존하여 상기 차량상의 상기 휠의 위치에 관한 결정을 하도록 배열되는
    휠 모니터링 시스템.
21. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랙킹 필터 장치는 상기 휠 모니터링 디바이스에 포함되는
    휠 모니터링 시스템.
    
22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트랙킹 필터 장치 및 상기 제 2 트랙킹 필터 장치는 상기 휠 모니터링 디바이스에 포함되는
    휠 모니터링 시스템.
    
23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 모션 센서는 충격 센서 또는 가속도계 또는 마이크로전자기계 시스템(Microelectromechanical system: MEMS) 센서를 포함하는
    휠 모니터링 시스템.
    
24. 제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 모션 센서는 충격 센서 또는 가속도계 또는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 센서를 포함하는
    휠 모니터링 시스템.
    
25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력부와 상기 조정가능한 필터 사이에 접속된 조정가능한 임피던스 모듈을 더 포함하고, 상기 조정가능한 임피던스 모듈은 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 조정가능한 임피던스 모듈의 상기 임피던스를 조정하기 위해 상기 필터 제어기에 의해 제어가능한
    휠 모니터링 시스템.
    
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 조정가능한 임피던스 모듈은 트랜지스터들의 네트워크를 포함하고, 상기 필터 제어기는 상기 트랜지스터들의 바이어스 전류를 제어하기 위해 상기 네트워크의 바이어스 제어 입력에 펄스파 변조 클록 신호를 제공하도록 배열되는
    휠 모니터링 시스템.
    
    
27. 휠상에 장착가능하고 상기 휠의 특징을 나타내는 제 1 신호를 생성하도록 구성된 휠 모니터링 디바이스로서,
    상기 휠은 사용중에 가변 회전 속도를 갖고, 상기 제 1 신호는 상기 가변 회전 속도에 의존하는 메인 주파수를 갖고, 상기 휠 모니터링 디바이스는 트랙킹 필터 장치를 더 포함하고, 상기 트랙킹 필터 장치는,
    상기 제 1 신호를 수신하는 입력부; 상기 제 1 신호를 수신하여 필터링된 제 1 신호를 생성하도록 배열된 조정가능한 필터로서, 상기 조정가능한 필터는 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖는, 상기 조정가능한 필터; 및 상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하여 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하도록 배열된 필터 제어기로서, 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능한, 상기 필터 제어기를 포함하는
    휠 모니터링 디바이스.
    
28. 휠 모니터링 시스템에서 제 1 신호의 메인 주파수 성분을 트랙킹하는 방법으로서,
    상기 휠은 사용중에, 가변 회전 속도를 갖고, 상기 메인 주파수는 상기 가변 회전 속도에 의존하고, 상기 휠 모니터링 시스템은 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖는 조정가능한 필터를 더 포함하고, 상기 방법은,
    상기 조정가능한 필터를 사용하여 상기 제 1 신호를 필터링하여 필터링된 제 1 신호를 생성하는 단계;
    상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하는 단계를 포함하는
    방법.
    
29. 제 28 항에 있어서,
    상기 조정가능한 필터는 클록 신호를 수신하는 제어 입력부를 갖고, 상기 클록 신호는 상기 필터의 상기 컷 오프 주파수를 제어하고,
    상기 방법은,
    상기 휠의 상기 속도의 측정치를 상기 클록 신호로부터 유도하는 단계;
    상기 휠 속도의 상기 측정치를 상기 휠 속도의 다른 측정치에 대해 비교하는 단계; 및
    상기 휠 속도의 상기 측정치 및 상기 다른 측정치가 실질적으로 매칭하는 경우에 상기 조정가능한 필터가 정확하게 동작하고 있다는 것을 결정하는 단계를 포함하는
    방법.
    
30. 제 1 신호를 수신하는 입력부 - 상기 제 1 신호는 변화하는 메인 주파수를 가짐 - ;
    상기 제 1 신호를 수신하여 필터링된 제 1 신호를 생성하도록 배열된 조정가능한 필터 - 상기 조정가능한 필터는 조정가능한 컷 오프 주파수를 가짐 - ; 및
    상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하여 상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하도록 배열된 필터 제어기 - 상기 필터 제어기는 상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하기 위해 상기 조정가능한 필터와 연동가능함 - 를 포함하는
    트랙킹 필터 장치.
    
31. 조정가능한 컷 오프 주파수를 갖는 조정가능한 필터를 포함하는 시스템에서 제 1 신호의 메인 주파수 성분을 트랙킹하는 방법으로서,
    상기 조정가능한 필터를 사용하여 상기 제 1 신호를 필터링하여 필터링된 제 1 신호를 생성하는 단계;
    상기 필터링된 제 1 신호의 적어도 하나의 특징을 측정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 측정된 특징을 레퍼런스 값에 대해 비교하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 측정된 특징이 임계값을 초과하는 양 만큼 상기 레퍼런스 값과 상이한 경우에 상기 컷 오프 주파수를 조정하는 단계를 포함하는
    방법.

Images