[发明专利]距离指示系统和方法

说明书

技术领域

本发明的新的构思一般涉及距离测量领域，更具体地说，涉及利用电磁波调制来指示相关的结构部件之间的距离的系统和方法。

背景技术

本发明的系统和方法能够广泛地适用于大量不同的应用和环境。一个适当应用的例子是本发明的系统和方法在相关的流体悬架部件(例如车辆的空气弹簧)上的应用。本系统和方法将在后面具体地参照在这种相关的流体悬架部件上的应用被详细地讨论。不过，尤其应当理解，所述系统和方法具有广泛的应用，并不限于这里给出并讨论的特定例子，这些例子仅仅是一些适当应用的例子。

当前使用各种熟知的和通用的装置与结构用于监视一个结构部件和另一个结构部件的相对位置。例如，包括一个或多个连接部件的机械连接传感器通常用于连接在相邻的结构部件之间，例如车辆的悬架元件和悬架元件的相应框架或者本体之间。连接部件一般通过可变电阻或者响应连接的运动而改变的其它合适元件来起作用。电子控制电路(ECU)或其它适当装置然后根据可变电阻上的电压的相应改变或通过电阻的电流的相应改变，来确定一个结构元件相对于另一个的相对位置。

不幸的是，这种布置具有通常与其连续使用有关的若干问题和/或缺点。使用这种机械连接，特别是和车辆的悬架系统相关联使用的那些连接的一个问题是，这些连接频繁受到物理撞击，例如由行车道上的碎片引起的撞击。这可能导致连接被严重破坏或者断开，使得这种装置即使工作也全然不再正确地工作。

机械连接传感器的另一个问题是，其电子元件一般暴露于沿着行车道行驶的车辆通常所经受的苛刻环境条件下(例如极端的温度、水、污物、盐)。这种暴露的结果，传感器的电子元件可能被腐蚀，因而不能正确地工作。由于这些或其它问题中的一个或两个，在任何给定时刻，一个或多个机械连接传感器可能是不工作的。因而，一般需要定期地检查和更换这种传感器。

机械连接传感器的另一个缺点是，其是和其它的悬架元件分开地安装的。结果，在装配处理期间一般要花费额外的时间和劳动来安装这些元件。此外，为了形成用于机械连接的安装和操作所需的净空区域，一般也涉及附加的劳动。因而，这种传感器不利地要求用于安装和操作所需的大量的劳动和空间。

作为机械连接传感器的一种替代，使用一种非接触传感器用于确定结构元件间的相对位置，这种传感器利用穿过流体介质行进的一般在超声波频率下的声波或压力波。这种应用的一个例子包括超声传感器，用于确定流体悬架部件(例如空气弹簧)的高度。在这种应用中，超声传感器被支撑在空气弹簧的一个端部件上，并通过空气弹簧的弹簧室朝向相对端部件发送超声波。通过相对端部件的合适特征向回反射所述超声波，并以常规方式确定其间的距离。

这种结构相对于机械连接的一个优点是，超声传感器至少部分地被保护免于撞击和暴露。不过，利用超声传感器也存在许多缺点。一个缺点是，这种传感器相对昂贵，这使得不希望地增加生产成本。此外，同样也增加了受到撞击或暴露而破坏的传感器的更换成本。

另一个缺点是，超声传感器需要适合于向回朝向用于确定其间的距离的传感器反射超声波的靶子。如果不提供靶子，便不能正确地向回反射超声波，因而不能正确地确定距离。因而，必须提供一个靶子区域，以便使超声传感器正确地工作。然而，当产品的设计约束限制关于包括靶子区域的可能性时，这尤其成为问题。当现有产品没有适当靶子区域时，对于配备超声传感器的现有产品，这也是个问题。

发明内容

按照本发明的新的构思，提供一种包括用于广播第一电磁波的发送器的距离指示系统。收发器被支撑在离开发送器一定距离处。收发器操作用于接收第一电磁波并发送第二电磁波。收发器还操作用于与所述距离有关地调制第二电磁波。接收器和收发器以隔开的关系被支撑着，操作用于接收调制的第二电磁波。

按照前述距离指示系统，其中，所述收发器利用幅度调制和频率调制之一来调制所述第二电磁波。

按照前面的段落之一所述的距离指示系统，其中，使用具有第一频率的第一载波来发射所述第一电磁波，使用具有第二频率的载波来发射所述第二电磁波。

按照前面的段落之一所述的距离指示系统，其中，所述第一频率在大约30kHz到大约300MHz的范围内。

按照前面的段落之一所述的距离指示系统，其中，所述第二频率在大约300kHz到大约6GHz的范围内。