JP2006279237A - 車両用無線装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 LC共振回路に供給する電流を変化させても共振周波数を一定に保つことができる車両用無線装置を提供する。
【解決手段】 磁界発生領域を広くする場合には、ゲインアンプ部12のゲインを大きく設定し、インダクタ17とコンデンサからなるLC共振回路に供給する電流を大とし、磁界発生領域を狭くする場合には、ゲインアンプ部12のゲインを小さく設定し、LC共振回路に供給する電流を小とする。LC共振回路に供給する電流を大としたときには、第1のFET20を導通状態に駆動し、第1のコンデンサ18を用いる。LC共振回路に供給する電流を小としたときには、第2のFET21を導通状態に駆動し、第2のコンデンサ19を用いる。供給する電流によってインダクタ17のインダクタンスが変化するが、容量を切り替えることで共振周波数を一定に保つ。
【選択図】 図1
【解決手段】 磁界発生領域を広くする場合には、ゲインアンプ部12のゲインを大きく設定し、インダクタ17とコンデンサからなるLC共振回路に供給する電流を大とし、磁界発生領域を狭くする場合には、ゲインアンプ部12のゲインを小さく設定し、LC共振回路に供給する電流を小とする。LC共振回路に供給する電流を大としたときには、第1のFET20を導通状態に駆動し、第1のコンデンサ18を用いる。LC共振回路に供給する電流を小としたときには、第2のFET21を導通状態に駆動し、第2のコンデンサ19を用いる。供給する電流によってインダクタ17のインダクタンスが変化するが、容量を切り替えることで共振周波数を一定に保つ。
【選択図】 図1
Description
本発明は、スマートエントリシステムに用いられる車両用無線装置に関する。
スマートエントリシステムでは、車両用無線装置(車載機)から携帯機への無線通信にLF帯(例えば周波数125KHz)を用いており、LF帯の磁界発生手段としてインダクタとコンデンサとを直列接続したLC共振回路を使用している。LC共振回路の共振周波数f0は、インダクタンスをLとし、キャパシタンスをCとすれば、f0=1/(2π√(LC))となる。インダクタは、フェライトコア等の磁性材料に巻線を施したものが用いられている。
磁界発生領域を広大な領域または狭小な領域に切り替えるために、LC共振回路に供給する電流を切り替えることがなされている(特許文献1参照)。
特開2000−261245号公報
フェライトコア等の磁性材料に巻線を施したインダクタのインダクタンスは、インダクタに供給される電流によって変化する。このため、磁界発生領域の広大/狭小切り替えに伴ってLC共振回路に供給する電流を変化させると、LC共振回路の共振周波数がずれてしまい(供給電流が大になると共振周波数が低下する)、交信距離の低下もしくは最悪交信できないという問題が発生する。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、LC共振回路に供給する電流を変化させても共振周波数を一定に保つことができる車両用無線装置を提供することを目的とする。
本発明に係る車両用無線装置は、磁性体に巻線が施されたインダクタとコンデンサとを直列接続したLC共振回路に所定周波数の交流電力を供給して交流磁界を発生させる車両用無線装置であって、前記コンデンサの容量値を切り替える容量切替回路と、前記LC共振回路に供給する前記交流電力の大小に対応して前記コンデンサの容量値の切り替えを制御する容量値切替制御手段とを有する。
これにより、LC共振回路の共振周波数を所定周波数に保つことができる。すなわち、LC共振回路に供給する交流電力の大小に応じて磁性体に巻線が施されたインダクタのインダクタンスが変化するが、コンデンサの容量値の切り替えることで共振周波数を一定に保つことができる。
また、本発明に係る車両用無線装置は、磁性体に巻線が施されたインダクタとコンデンサとを直列接続したLC共振回路に所定周波数の交流電力を供給して交流磁界を発生させる車両用無線装置であって、前記コンデンサの容量値を切り替える容量切替回路と、前記LC共振回路に流れる電流を測定する電流値測定手段と、前記コンデンサの容量値を切り替えて前記LC共振回路に流れる電流を測定し、電流が最大となる前記コンデンサの容量値に切り替え状態を保持する容量値切替制御手段とを有する。
これにより、LC共振回路の共振周波数を所定周波数に保つことができる。すなわち、LC共振回路の共振周波数が所定周波数に一致した場合にLC共振回路に流れる電流が最大になるので、電流が最大となるコンデンサの容量値に切り替え状態を保持することで、共振周波数を一定に保つことができる。
本発明によれば、LC共振回路に供給する電流に大小に拘らず共振周波数を一定に保つことができ、交信性能の低下を防ぐことができる。
以下、発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。
図1は本発明の実施例1に係る車両用無線装置のブロック図である。実施例1に係る車両用無線装置1は、CPU部10と、CPU部10から出力される周波数125KHzの矩形波を入力とし正弦波を出力するフィルタ部11と、CPU部10から出力されるゲイン切替信号に基づいてゲインを切り替えるゲインアンプ部12と、非反転アンプ部13と、ドライバ部14と、反転アンプ部15と、ドライバ部16と、インダクタ17と、第1のコンデンサ18と、第2のコンデンサ19と、容量切替回路を構成する第1のFET20および第2のFET21とを有して構成される。インダクタ17は、フェライトコア等の磁性材料に巻線が施されて構成されている。
CPU部10は、周波数125KHzの矩形波を生成する矩形波生成手段10Aと、ゲイン切替信号に基づいてゲインアンプ部12のゲインを2段階に切り替えることで磁界発生領域を広大/狭小の2段階に切り替える制御を行なう磁界発生領域切替制御手段10Bと、磁界発生領域の切り替えに対応してキャパシタ1切替信号およびキャパシタ2切替信号の出力を制御して容量値を切り替える制御を行なう容量値切替制御手段10Cとを有している。
フィルタ部11は、加算器11Aと、HPF(高域通過フィルタ)部11Bと、BPF(帯域通過フィルタ)部11Cと、LPF(低域通過フィルタ)部11Dを有しており、状態変数型のバンドパスフィルタを構成している。
フィルタ部11から出力される正弦波はゲインアンプ部12に入力される。ゲインアンプ部12の出力は、非反転アンプ部13および反転アンプ部15に供給される。非反転アンプ部13の出力はドライブ部14に供給され、ドライブ部14の出力はインダクタ17の一端側に供給される。インダクタ17の他端側は第1および第2のコンデンサ18,19の一端側に接続される。第1のコンデンサ18の他端側は第1のFET20を介してドライバ部16の出力に接続される。第2のコンデンサ19の他端側は第2のFET21を介してドライバ部16の出力に接続される。
磁界発生領域切替制御手段10Bは、磁界発生領域を狭小とする場合には例えばLレベルのゲイン切替信号を出力してゲインアンプ部12のゲインを低く設定し、磁界発生領域を広大とする場合には例えばHレベルのゲイン切替信号を出力してゲインアンプ部12のゲインを高く設定する。
容量値切替制御手段10Cは、ゲインアンプ部12のゲインが低く設定された場合にはキャパシタ1切替信号を出力して第1のFET20を導通状態に駆動する。第1のFET20が導通状態に駆動されることにより、インダクタ17と第1のコンデンサ18とからなる直列共振回路が形成され、この直列共振回路に周波数125KHzの正弦波信号が供給され、インダクタ17から磁界が発生される。ゲインアンプ部12のゲインが低く設定されているので、インダクタ17と第1のコンデンサ18とからなる直列共振回路に供給される電流は小である。この電流が小の状態におけるインダクタ17のインダクタンスをL1とすると、このインダクタンスL1と第1のコンデンサ18の容量C1とで共振周波数が125KHzとなるように第1のコンデンサ18の容量C1が設定されている。
ゲインアンプ部12のゲインが高く設定されると直列共振回路に供給される電流は大となり、インダクタ17のインダクタンスがL1からL2に変化する(L1<L2)。このため、インダクタ17と第1のコンデンサC1との直列共振回路を用いた場合は、共振周波数が駆動信号の周波数125KHzからずれてしまう(共振周波数が125KHzよりも低くなってしまう)。そこで、容量値切替制御手段10Cは、ゲインアンプ部12のゲインが高く設定された場合には、キャパシタ2切替信号を出力して第2のFET21を導通状態に駆動する。なお、キャパシタ1切替信号の出力は停止して第1のFET20は非導通状態に制御する。これにより、インダクタ17と第2のコンデンサ19とからなる直列共振回路に大電力の正弦波信号が供給される。ここで、電流が大のときのインダクタ17のインダクタンスL2と第2のコンデンサ19の容量C2とで共振周波数が125KHzとなるように第2のコンデンサ19の容量C2が設定されている。
このように、磁界発生領域の広大/狭小の切り替えに伴ってインダクタ17に供給する電流を変化させると、インダクタ17のインダクタンスが変化し、LC共振回路の共振周波数にずれが生ずるが、磁界発生領域の広大/狭小の切り替えに対応してコンデンサの容量値を切り替えることで、LC共振回路の共振周波数を一定に保つことができる。
図2は実施例1に係る車両用無線装置の動作を示すフローチャートである。ステップS1でLF出力要求(磁界発生要求)がなされると、ステップS2でゲイン切替の大小(すなわち磁界発生領域を広大にするか狭小にするか)が判定される。ゲインアンプ部12のゲインを小に設定した場合には、ステップS3でキャパシタ1切替信号を出力して第1のFET20を導通状態に制御し、インダクタ17と第1のコンデンサ18とからなる直列共振回路を形成し、ステップS4で矩形波を入力することでLF帯の磁界を発生させる。ゲインアンプ部12のゲインを大に設定した場合には、ステップS5でキャパシタ2切替信号を出力して第2のFET21を導通状態に制御し、インダクタ17と第2のコンデンサ19とからなる直列共振回路を形成し、ステップS4で矩形波を入力することでLF帯の磁界を発生させる。
なお、本実施例ではLC共振回路に供給する電力を2段階に切り替え、それに伴ってコンデンサの容量を2段階に切り替える例を示したが、LC共振回路に供給する電力を多段階に切り替える場合はコンデンサの容量を多段階に切り替える構成とする。
また、本実施例ではコンデンサの容量切替を第1および第2のコンデンサの切替によって行なう構成を示したが、第1のコンデンサに第2のコンデンサを並列に接続するか否かによって容量を切り替える構成としたり、第1のコンデンサに第2のコンデンサを直列に接続するか否かによって容量を切り替える構成としたりしてもよい。
図3は本発明の実施例2に係る車両用無線装置のブロック図である。実施例2に係る車両用無線装置2は、LC共振回路に直列に電流検出用抵抗31を接続し、この電流検出用抵抗31に発生した電圧を電流検出部32で検出し、CPU部30内のA/D変換器30Dを介して電流データとして取り込む構成としている。他の構成は実施例1で示したものと同じである。電流検出用抵抗31と電流検出部32とA/D変換器30Dとで電流検出手段を構成している。
そして、容量値切替制御手段30Cは、各FET20,21の導通/非導通を制御することで、容量C1と容量C2とを並列接続した大容量の状態と、容量C1のみを用いた中容量の状態と、容量C1のみを用いた小容量の状態のそれぞれについてLC共振回路を流れる電流を検出し、検出された電流が最大となる容量の状態を保持する。容量値切替制御手段30Cは、電流検出による容量値設定動作をゲインアンプ部12のゲインを切り替えるたびに行なう。
駆動信号の周波数(125KHz)とLC共振回路の共振周波数とが一致していればLC共振回路に流れる電流は最大となり、駆動信号の周波数(125KHz)に対して共振周波数がずれるほど電流は小となる。したがって、容量値を切り替えてそれぞれの容量値における電流を測定し、測定された電流が最大となる容量値を用いることで、駆動信号の周波数(125KHz)とLC共振回路の共振周波数と一致またはずれの少ない状態に保つことができる。
図4は実施例2に係る車両用無線装置の動作を示すフローチャートである。ステップS11でLF出力要求(磁界発生要求)がなされると、ステップS12でキャパシタ1切替信号およびキャパシタ2切替信号を共に出力した状態、すなわち第1および第2のFET20,21を共に導通状態に駆動して第1および第2のコンデンサが並列接続された状態(容量C1+C2)で、矩形波生成手段10Aから矩形波を出力させる。そして、この容量C1+C2の状態における電流値X1を検出し、検出した値X1を記憶する(ステップS13)。次に、キャパシタ1切替信号を出力し、第1のコンデンサのみを用いた状態(容量C1)とし(ステップS14)、その状態(容量C1)における電流値X2を検出し、検出した値X2を記憶する(ステップS15)。
そして、電流値X1と電流値X2との大小関係を比較する(ステップS16)。電流値X1が電流値X2よりも大である場合、キャパシタ1切替信号およびキャパシタ2切替信号を共に出力する状態を記憶し、ゲインアンプ部12のゲインを切り替えるまで第1および第2のコンデンサが並列接続された状態(容量C1+C2)とする。
電流値X2が電流値X1よりも大である場合、キャパシタ2切替信号を出力し、第2のコンデンサのみを用いた状態(容量C2)とし(ステップS17)、その状態(容量C2)における電流値X3を検出し、検出した値X3を記憶する(ステップS18)。そして、電流値X2と電流値X3との大小関係を比較する(ステップS16)。
電流値X3が電流値X2よりも大である場合、キャパシタ2切替信号のみを出力する状態を記憶し、ゲインアンプ部12のゲインを切り替えるまで第2のコンデンサ19(容量C2)を使用する(ステップS20)。
電流値X2が電流値X3よりも大である場合、キャパシタ1切替信号のみを出力する状態を記憶し、ゲインアンプ部12のゲインを切り替えるまで第1のコンデンサ18(容量C1)を使用する(ステップS21)。
そして、ゲインアンプ部12のゲインを切り替えるたびに、上記電流検出動作を行なって最適な容量を設定する。
このように、容量が大(C1+C2)、容量が中(C1)、容量が小(C2)の3つの状態の中から、電流が最大となる状態を選択する。これにより、LC共振回路の共振周波数を所定の周波数に一致させるまたは近づけることができる。
本発明によれば、LC共振回路に供給する電流に大小に拘らず共振周波数を一定に保つことができ、交信性能の低下を防ぐことができるという効果を有し、スマートエントリシステムに用いられる車両用無線装置に有用である。
1,2 車両用無線装置
10,30 CPU部
10A 矩形波生成手段
10B 磁界発生領域切替制御手段
10C,30C 容量値切替制御手段
11 フィルタ部
12 ゲインアンプ部
13 非反転アンプ部
14,16 ドライバ部
15 反転アンプ部
17 インダクタ
18,19 コンデンサ
20,21 FET
30D A/D変換器
10,30 CPU部
10A 矩形波生成手段
10B 磁界発生領域切替制御手段
10C,30C 容量値切替制御手段
11 フィルタ部
12 ゲインアンプ部
13 非反転アンプ部
14,16 ドライバ部
15 反転アンプ部
17 インダクタ
18,19 コンデンサ
20,21 FET
30D A/D変換器
Claims (2)
- 磁性体に巻線が施されたインダクタとコンデンサとを直列接続したLC共振回路に所定周波数の交流電力を供給して交流磁界を発生させる車両用無線装置であって、
前記コンデンサの容量値を切り替える容量切替回路と、
前記LC共振回路に供給する前記交流電力の大小に対応して前記コンデンサの容量値の切り替えを制御する容量値切替制御手段と
を有することを特徴とする車両用無線装置。 - 磁性体に巻線が施されたインダクタとコンデンサとを直列接続したLC共振回路に所定周波数の交流電力を供給して交流磁界を発生させる車両用無線装置であって、
前記コンデンサの容量値を切り替える容量切替回路と、
前記LC共振回路に流れる電流を測定する電流値測定手段と、
前記コンデンサの容量値を切り替えて前記LC共振回路に流れる電流を測定し、電流が最大となる前記コンデンサの容量値に切り替え状態を保持する容量値切替制御手段と
を有することを特徴とする車両用無線装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005091911A JP2006279237A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 車両用無線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005091911A JP2006279237A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 車両用無線装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006279237A true JP2006279237A (ja) | 2006-10-12 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2005091911A Withdrawn JP2006279237A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | 車両用無線装置 |
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JP (1) | JP2006279237A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009271920A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | St Microelectronics (Rousset) Sas | 能動トランスポンダの再充電 |
JP2017501602A (ja) * | 2013-10-11 | 2017-01-12 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングContinental Automotive GmbH | インダクタ用ドライバ回路、インダクタを動作させる方法およびドライバ回路を備えたアクティブ送信装置 |
JP2017519386A (ja) * | 2014-11-05 | 2017-07-13 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングContinental Automotive GmbH | インダクタ用ドライバ回路およびドライバ回路を備えたアクティブ送信装置 |
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2005
- 2005-03-28 JP JP2005091911A patent/JP2006279237A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009271920A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | St Microelectronics (Rousset) Sas | 能動トランスポンダの再充電 |
JP2017501602A (ja) * | 2013-10-11 | 2017-01-12 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングContinental Automotive GmbH | インダクタ用ドライバ回路、インダクタを動作させる方法およびドライバ回路を備えたアクティブ送信装置 |
US9802572B2 (en) | 2013-10-11 | 2017-10-31 | Continental Automotive Gmbh | Driver circuit for an inductor coil, method for operating an inductor coil and active transmission system with a driver circuit |
JP2017519386A (ja) * | 2014-11-05 | 2017-07-13 | コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングContinental Automotive GmbH | インダクタ用ドライバ回路およびドライバ回路を備えたアクティブ送信装置 |
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