JP2008072211A - 車載用無線送信装置及び車載用無線送信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 送信出力用の大容量の増幅器や安定化電源が不要で安価であり、かつ確実に探索用電波の到達エリアを変更可能な車載用無線送信装置及び車載用無線送信システムを提供する。
【解決手段】 無線携帯キーを探索するための車載用無線送信装置であり、送信駆動電源回路２４から送信用アンテナ２１０への送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１の通電がスイッチング回路２５によりスイッチングされるよう構成されるとともに、スイッチング回路２５を探索用電波の搬送波周波数にて周期的にスイッチング駆動するドライバ回路２２が、スイッチングのモードを、送信用アンテナ２１０に対する送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１の印加方向を半周期毎に反転させる両振りモードと、前記送信用アンテナに対する送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１の印加方向は一定とし、電圧印加期間と電圧非印加期間とを交替させる片振りモードとの間で切替え可能とされてなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車載用無線送信装置及び車載用無線送信システムに関する。

特開平１１−７１９４８号公報

近年、ユーザーが携帯する無線電子キー（携帯機とも称される）との間で無線通信によりＩＤ認証し、さらには、該携帯機からの指令により、ドアロックの施錠／開錠やエンジン始動などの制御を可能とした電子キーシステム（スマートエントリ方式などとも称される）が普及している。特許文献１には、このような電子キーシステムにおいて電子キーの探索用電波を送出するための車両側の送信装置において、上記探索用電波の到達エリアを可変設定可能とした構成が開示されている。

特許文献１の構成では、エリア変更のための送信波出力レベルを調整する方法として、出力電圧を可変抵抗器により調整する方法が開示されている。しかし、この方式では、アンテナ出力段に設けられた可変抵抗器を通過する際に、その出力に少なからぬ損失が生じ、電力効率が悪い欠点がある。

本発明の課題は、送信波出力レベルを調整する際の出力損失を減じ、かつ確実に探索用電波の到達エリアを変更可能な車載用無線送信装置及び車載用無線送信システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明は、車両の無線施開錠システムにおいて車両側の予め定められた位置に固定配置され、無線携帯キーを探索するための探索用電波を所定の電波到達エリアが形成されるように送出する車載用無線送信装置に係るものであり、上記の課題を解決するために、
車両の無線施開錠システムにおいて車両側の予め定められた位置に固定配置され、無線携帯キーを探索するための探索用電波を所定の電波到達エリアが形成されるように送出する車載用無線送信装置であって、
送信用アンテナと、
車載バッテリーから受電するとともに送信用アンテナへ送信駆動電源電圧を供給する送信駆動電源回路と、
該送信駆動電源回路と送信用アンテナとの間に介在し、該送信駆動電源回路による送信用アンテナへの通電をスイッチングするスイッチング回路と、
スイッチング回路を、探索用電波の搬送波周波数にて周期的にスイッチング駆動するとともに、該スイッチングのモードを、送信用アンテナに対する送信駆動電源電圧の印加方向を半周期毎に反転させる両振りモードと、送信用アンテナに対する送信駆動電源電圧の印加方向は一定とし、電圧印加期間と電圧非印加期間とを交替させる片振りモードとの間で切替え可能なドライバ回路と、
搬送波周波数よりも低周波のデジタルベースバンド信号入力に基づいて、ドライバ回路の切替え駆動出力をオンオフ変調する変調回路と、
を備えることを特徴とする。

上記本発明の構成は、ドライバ回路により、スイッチング回路による送信アンテナへの通電モードを上記両振りモードと上記片振りモードとの２つの間で切替え可能とした。つまり、通電モードの設定により探索用電波の送信出力を切替えることができるので、特許文献１のごとく出力を可変抵抗により変更する構成と比較して出力の損失が少ない。

スイッチング回路は、送信用アンテナの第一端と送信駆動電源回路及び接地との間にそれぞれ設けられる第一スイッチングトランジスタ及び第二スイッチングトランジスタと、送信用アンテナの第二端と送信駆動電源回路及び接地との間にそれぞれ設けられる第三スイッチングトランジスタ及び第四スイッチングトランジスタとを有するとともに、第一スイッチングトランジスタ及び第四スイッチングトランジスタがオンとなり、第三スイッチングトランジスタ及び第二スイッチングトランジスタがオフとなることで送信用アンテナを第一通電方向とし、第一スイッチングトランジスタ及び第四スイッチングトランジスタがオフとなり、第三スイッチングトランジスタ及び第二スイッチングトランジスタがオンとなることで送信用アンテナを第二通電方向とするＨブリッジ回路として構成することができる。送信用アンテナの駆動スイッチング回路を、トランジスタブリッジ回路により簡単かつ安価に実現できる。

この場合、ドライバ回路は、片振りモードにおいては、第四スイッチングトランジスタを常時オン、第三スイッチングトランジスタを常時オフとして、第一スイッチングトランジスタがオンとなり第二スイッチングトランジスタがオフとなる第一状態と、その逆となる第二状態とを探索用電波の搬送波周波数にて交互に切替え駆動する一方、両振りモードにおいては、第一スイッチングトランジスタ及び第四スイッチングトランジスタのみがオンとなり他はオフとなる第三状態と、その逆となる第四状態とを探索用電波の搬送波周波数にて交互に切替え駆動するものとできる。スイッチングトランジスタの駆動設定により両振りモードと片振りモードとを簡易に切替えることが可能となる。

また、スイッチング回路を両振りモードと片振りモードとの間で切替えるようドライバ回路を駆動制御する出力モード変更手段を設けることもできる。この構成によると、スイッチング回路の通電モードの変更を容易に行なうことができる。

送信駆動電源回路は、探索用電波の電波到達エリアを変更するために、送信用アンテナへの送信駆動電源電圧の出力指令値を入力する送信駆動電源電圧指令入力部と、車載バッテリーからの入力電圧を出力指令値に対応する送信駆動電源電圧の出力に変換する電圧変換部とを有する可変電源回路として構成できる。この構成によると、送信アンテナの第一端を送信駆動電源に第二端を接地に接続する形で増幅器を介さずに駆動通電するとともに、その通電方向をスイッチング回路により交互に切替えることで送信電波出力を得ることができる。そして、車載バッテリーからの入力電圧を可変電源回路により、出力指令値に対応した送信駆動電源電圧に変換して送信アンテナに入力する。つまり、送信アンテナの駆動電源電圧を直接変更する形で探索用電波の送信出力、すなわち電波到達エリアを変更するように構成している。これにより、入力信号を直接増幅する方式と比較して、アンテナ出力の振幅を設定値に安定に保持しやすく、また、大出力の信号増幅器も不要で安価であり、探索用電波の到達エリアも確実に変更できる。さらに、これに、両振りモードと片振りモードとの選択の自由度が加わることにより、一層きめ細かい出力変更設定が可能となる。

ドライバ回路は、第一〜第四のスイッチングトランジスタを個別にオンオフするための第一〜第四の入力駆動トランジスタを有するものとして構成できる。また、変調回路は、搬送波周波数に対応した周波数の方形波搬送波信号を出力する搬送波信号出力部と、搬送波周波数よりも小さい周波数の方形波デジタルベースバンド信号に基づいて方形波搬送波信号をオンオフ変調した変調方形波信号を出力する変調方形波信号出力部と、変調方形波信号を受け、該変調方形波信号がオン変調期間であって第一レベルのとき、各スイッチングトランジスタが第一通電方向に対応した駆動状態となり、同じく第二レベルのとき、各スイッチングトランジスタが第二通電方向に対応した駆動状態となり、変調方形波信号がオフ変調期間のとき各スイッチングトランジスタが全てオフとなるよう各入力駆動トランジスタを動作させるための入力駆動信号に変換する駆動ロジック回路とを有するものとして構成できる。すなわち、送信すべきデータ内容を反映したデジタルベースバンド信号により方形波搬送波信号を変調した変調方形波信号を作り、その変調方形波信号を駆動ロジック回路にて、ドライバ回路の各入力駆動トランジスタの駆動信号を生成することで、該変調方形波信号に従ってＨブリッジ回路が駆動されることになり、探索用電波を、送信駆動電源電圧の出力指令値に応じて可変に出力することが可能となる。

この場合、前述の可変電源回路は、送信用アンテナに予め定められた範囲内にて可変とされた正極性電源電圧を供給するものとして構成することができる。Ｈブリッジ回路は、第一〜第四スイッチングトランジスタが全て、ソースが可変電源回路からの入力側に、ドレインが接地側に接続されるＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成することができる。ドライバ回路は、第一通電方向又は第二通電方向が得られるように各Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートを駆動するとともに、オン状態とするべきＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートに対し、可変電源回路からのソース側への入力電圧よりも閾電圧以上高い昇圧ゲート駆動電圧を供給するためのゲート昇圧回路を備えるものとして構成することができる。昇圧ゲート駆動電圧は、車載バッテリー電圧よりも高圧に設定することができる。

上記の構成では、Ｈブリッジ回路を構成する第一〜第四スイッチングトランジスタを全てＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成する。Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴをスイッチング駆動するには、上記のごとく、送信駆動電源電圧Ｖ_Ｘ（ソース電圧Ｖ_Ｓ）より閾電圧（Ｖｋ）以上高いゲート電圧Ｖ_Ｇを与える必要があるが、上記の構成では、ゲート昇圧回路を設けることにより、該条件を充足する昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＧＥを供給できるようにする。このように構成することで、各ＭＯＳＦＥＴは送信駆動電源電圧Ｖ_Ｘの設定値によらず全て正電圧で駆動でき、負電圧電源を追加する必要がなくなる。また、これにより、正極性電源電圧の出力可変下限値Ｖｘｍｉｎを（昇圧）ゲート駆動電圧Ｖ_ＧＥよりも低く設定することが可能となり、電源電圧の可変範囲を低電圧側に大幅に拡張することができる。前述のＶｋの値は概ね２．５Ｖ程度であり、正極性電源電圧の出力可変下限値Ｖｘｍｉｎは、例えば１．５Ｖ以上２．５Ｖ未満に設定することができる。

ゲート昇圧回路は、例えば昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータなどで構成することも可能であるが、前述のごとく、ＭＯＳＦＥＴはゲートの入力インピーダンスが高いため出力電流容量がそれほど要求されない。従って、ゲート昇圧回路は、これをチャージポンプ回路で構成することが回路の簡便化及び低コスト化を図る上で有効である。

次に、送信駆動電源回路が上記送信駆動電源電圧指令入力部と上記電圧変換部とを有する可変電源回路として構成される場合に、電圧変換部は、車載バッテリーからの入力電圧を送信駆動電源電圧の出力に降圧変換する半導体電圧変換部として構成することができる。可変抵抗等による電圧降下を利用しないので、低電圧側の送信駆動電源電圧を出力する際にも損失が少ない。このような半導体電圧変換部は、送信駆動電源電圧の出力電圧のフィードバック入力と参照電圧との差分が縮小するように、車載バッテリーからの入力電圧を増幅制御する半導体増幅部を有するものとして構成する。送信駆動電圧を参照電圧値にフィードバック制御する形なので、入力信号波形を直接増幅する方式と比較して、アンテナ出力波形の振幅を設定値に保持しやすい。また、制御の対象が、スイッチング回路のハイサイド側で一定に保つべき送信駆動電源電圧なので、例えば、ローサイド側で検出される電流をフィードバックする構成等と比較して、フィードバック系の回路構成も簡略化できる。なお、半導体増幅部の出力変更方式は、上記参照電圧値を変更する方式と、送信駆動電源電圧の出力電圧を分圧してフィードバック入力とする構成において、そのフィードバック入力の分圧比を変更する方式との２通りが可能である。

具体的には、半導体増幅部は、車載バッテリーからの入力電圧がコレクタ又はソース側に供給され、エミッタ又はドレイン側からの送信駆動電源電圧の増幅制御出力が取り出される増幅用トランジスタと、該増幅用トランジスタのベース又はゲートに、送信駆動電源電圧の出力電圧のフィードバック入力と参照電圧との差分を演算する演算増幅器とを備え、該演算増幅器の出力を、送信駆動電源電圧の増幅制御電圧として入力するものとして構成できる。演算増幅器は、増幅用トランジスタの入力信号をコントロールできる程度の規模のものでよく、特許文献１のごとく変調信号をアンテナ出力用に増幅する大電力型の増幅器は不要である。

本発明の車載用無線送信システムは、上記本発明の車載用無線装置が複数、車両上の互いに異なる位置に分散配置され、各車載用無線装置が上記出力モード変更手段を備え、送信駆動電源回路が上記送信駆動電源電圧指令入力部と電圧変換部とを有する可変電源回路として構成されるとともに、
各車載用無線装置のアンテナ出力の指示値を取得するアンテナ出力指示値取得手段と、
種々のアンテナ出力指示値を得るために、各アンテナ出力指示値と、設定すべき送信駆動電源電圧の出力指示値及びスイッチングのモードとを対応付けて記憶するアンテナ出力指示値設定テーブルと、
取得したアンテナ出力指示値に対応する送信駆動電源電圧の出力指示値及びスイッチングのモードとをアンテナ出力指示値設定テーブルから読み出して、対応する車載用無線送信装置に設定するアンテナ出力設定手段と、
を有したことを特徴とする。

上記本発明によると、複数の車載用無線装置毎に、送信アンテナの出力設定値（つまり、電波到達エリア）を、アンテナ出力指示値設定テーブルを参照することにより、送信駆動電源電圧の出力指示値及びスイッチングのモードにより、容易に指示できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の適用対象となる車両の無線施開錠システムの概略構成を示すブロック図である。無線施開錠システム１は、自動車側搭載部１００と、ユーザーが携帯する携帯機（無線携帯キー）２００とを有する。この携帯機２００は、具体的には、車両毎の固有のＩＤコードを記録するとともに車載機器との間で無線通信を行ない、車載機器が、車両から所定距離範囲内に当該車両用の携帯機が存在するか否かをＩＤコードによって照合し、その照合結果に基づいて所定の機能制御（例えば、ドアロック／ロック解除、イモビライザのアンロックなど）を行なうためのものである。一方、自動車側搭載部１００は、ＬＦアンテナ２１０が接続された複数のＬＦ送信装置２０と、ＲＦアンテナ３１０が接続されたＲＦ受信装置３０とを有し、各々ＥＣＵ１０に接続されている。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ（図示なし）等を備える周知の構成を有する。また、ＲＯＭ１２は不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭであり、ＬＦアンテナ２１０のアンテナ出力指示値と、ＬＦアンテナ２１０に設定すべき送信駆動電源電圧の出力指示値及びスイッチングのモード（後述する両振りモードと片振りモード）とを対応付けて記憶するアンテナ出力指示値設定テーブルを記憶している。ＣＰＵ１１は、このアンテナ出力指示値設定テーブルから、各ＬＦ送信装置２０のアンテナ出力の指示値に対応する送信駆動電源電圧の出力指示値及びスイッチングのモードを読み出して、各ＬＦ送信装置２０に対しこれらの指示信号を出力する。なお、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された制御プログラムの実行により、このＥＣＵ１０は本発明のアンテナ出力指示値取得手段及びアンテナ出力設定手段として機能する。

ＬＦ送信装置２０では、携帯キーＩＤ等が反映されたベースバンド信号によりＬＦ搬送波信号を変調し、ＬＦアンテナ２１０からポーリング電波として定期的に繰り返し送信する。ポーリング電波の到達範囲内に携帯機２００が存在すれば、携帯機２００は該ポーリング電波を受信しベースバンド信号を復調して内容解析する。解析の結果、自身に対するポーリングであることが確認されれば、携帯機２００は、認証用ＩＤが反映されたＲＦ応答電波を自動車側に送信する。自動車側では、ＲＦアンテナ３１０を介してＲＦ受信装置３０によりこれを受信し、認証用ＩＤを含んだベースバンド信号を復調する。ＥＣＵ１０は、復調されたベースバンド信号に含まれる認証用ＩＤを不揮発性メモリ１２に記憶されたマスターＩＤと照合して認証処理を行なうとともに、結果が認証受理であった場合に限り、ドアロック４０やイモビライザ６０の動作制御を行なう。例えば、携帯機２００を持ったユーザーが自動車に近づき、上記のポーリングに応答して認証受理となることで、自動車側搭載部１００側ではドアノブに設けられたタッチセンサ５０の入力を有効化し、該タッチセンサ５０にユーザーが触れたことを検出してドアロック４０に、施錠ないし開錠の動作を行なわせるように構成することができる。

ＬＦ送信装置２０は、携帯機２００を探索するための探索用電波を所定の電波到達エリアが形成されるように送出する本発明の車載用無線送信装置として構成され、複数のものが車両上の互いに異なる位置に分散配置されている（以下、そのうちの一つのもので代表させて説明する）。また、ＬＦアンテナ２１０が送信用アンテナに相当する（以下、送信用アンテナ２１０ともいう）。図２は、ＬＦ送信装置２０の一例を示すブロック図であり、以下のものを備える。
・送信駆動電源回路（可変電源回路）２４：車載バッテリーＶＢから受電するとともに送信用アンテナ２１０へ送信駆動電源電圧を供給する。
・スイッチング回路２５：送信駆動電源回路２４と送信用アンテナ２１０との間に介在し、該送信駆動電源回路２４による送信用アンテナ２１０への通電をスイッチングする。具体的には、該送信駆動電源回路２４による送信用アンテナ２１０への通電方向を、該送信用アンテナ２１０の第一端２１０ａ側から第二端２１０ｂ側に向う第一通電方向Ｘと、該第一通電方向とは逆の第二通電方向Ｙとの間で切替える。
・ドライバ回路２２：スイッチング回路２５を、探索用電波の搬送波周波数にて周期的にスイッチング駆動するとともに、該スイッチングのモードを、送信用アンテナに対する送信駆動電源電圧の印加方向を半周期毎に反転させる両振りモードと、前記送信用アンテナに対する送信駆動電源電圧の印加方向は一定とし、電圧印加期間と電圧非印加期間とを交替させる片振りモードとの間で切替える。アンテナ２１０の共振特性により、上記スイッチング周期に対応して第一通電方向Ｘと第二通電方向Ｙとが交互に反転する通電特性となる。
・変調回路２１：駆動ロジック回路２１ａを有し、搬送波周波数よりも低周波のデジタルベースバンド信号入力に基づいて、ドライバ回路２２の切替え駆動出力をオンオフ変調する。

そして、送信駆動電源回路２４は、探索用電波の電波到達エリアを変更するために、ＥＣＵ１０から送信用アンテナ２１０への送信駆動電源電圧の出力指令値を入力するＳＰＩインターフェース（送信駆動電源電圧指令入力部）２６と、車載バッテリーＶＢからの入力電圧を前記出力指令値に対応する送信駆動電源電圧（正極性電源電圧）Ｖｃｃ１の出力に変換する電圧変換部２４ａとを有する可変電源回路として構成されている。

送信用アンテナ２１０は、アンテナコイル２１１と該アンテナコイル２１１に直列共振結合するキャパシタ２１２とを有する共振アンテナであり、上記ドライバ回路２２は、共振アンテナの共振周波数に対応した搬送波周波数にてスイッチング回路２５を切替え駆動するものである。キャパシタ２１２との結合により共振アンテナを構成することで、方形波電源スイッチングによりアンテナを直接駆動しているにも拘わらず共振正弦波状の搬送波出力が得られ、ノイズやＥＭＩの要因となる方形波特有の高調波成分を効果的にカットすることができる。また、共振回路の構成により、アンテナコイル２１１の巻線長は送信波長よりもはるかに短くなり、アンテナの小形化を図ることができる。本実施形態では、送信波の帯域が長波長のＬＦ帯（５０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下）に設定されており、この効果が著しい。また、ユーザーが遠方にいる場合は携帯機２００が探索用電波に反応せず、他方、ユーザーが接近したときは、ユーザーが体のどこに携帯機２００を保持していても探索用電波が回り込んで電波検知できるようにする観点からもＬＦ帯の採用が有利であるといえる。

スイッチング回路２５は、ツイストペアケーブル２１３を介して送信用アンテナ２１０の第一端２１０ａ及び第二端２１０ｂとに接続されており、該送信用アンテナ２１０の第一端２１０ａと可変電源回路２４及び接地との間にそれぞれ設けられる第一スイッチングトランジスタ２５１及び第二スイッチングトランジスタ２５２と、送信用アンテナ２１０の第二端２１０ｂと可変電源回路２４及び接地との間にそれぞれ設けられる第三スイッチングトランジスタ２５３及び第四スイッチングトランジスタ２５４とを有したＨブリッジ回路として構成されている。該Ｈブリッジ回路２５は、第一スイッチングトランジスタ２５１及び第四スイッチングトランジスタ２５４がオンとなり、第三スイッチングトランジスタ２５３及び第二スイッチングトランジスタ２５２がオフとなることで送信用アンテナ２１０は第一通電方向Ｘとなる。また、第一スイッチングトランジスタ２５１及び第四スイッチングトランジスタ２５４がオフとなり、第三スイッチングトランジスタ２５３及び第二スイッチングトランジスタ２５２がオンとなることで送信用アンテナ２１０は第二通電方向Ｙとなる。なお、Ｈブリッジ回路２５と送信用アンテナ２１０との間にはインピーダンス整合用の抵抗２６１，２６２が挿入されている。なお、スイッチング回路２５に向う可変電源回路２４からの電源線には、デカップリングコンデンサ２７が設けられている。

次に、図３に示すように、ドライバ回路２２は、第一〜第四のスイッチングトランジスタ２５１〜２５４を個別にオンオフするための第一〜第四の入力駆動トランジスタ２２１〜２２４を有するものとして構成されている。また、図４に示すように、変調回路２１は、搬送波周波数に対応した周波数で搬送波信号出力部２８から出力される方形波搬送波信号と、搬送波周波数よりも小さい周波数でＥＣＵ１０側から出力される方形波デジタルベースバンド信号とに基づいて、方形波搬送波信号をオンオフ変調した変調方形波信号を出力する変調方形波信号出力部２１ｂを備える。搬送波信号出力部２８は、基本発振回路１１１と、該基本発振回路１１１からの出力信号を、それよりも低周波の搬送波信号にダウンコンバートする分周回路１１２とを備える。また、変調方形波信号出力部２１ｂは、方形波搬送波信号と方形波デジタルベースバンド信号との論理積を変調方形波信号として出力する論理ゲートにて構成されているが、方形波搬送波信号の出力経路上に設けられたスイッチングトランジスタ（例えばＦＥＴ）等で構成してもよい。

また、駆動ロジック回路２１ａは、上記変調方形波信号を受け、該変調方形波信号がオン変調期間Ｐ_Ａであって第一レベルＨのとき、各スイッチングトランジスタ２５１〜２５４が第一通電方向Ｘに対応した駆動状態となり、同じく第二レベルＬのとき、各スイッチングトランジスタ２５１〜２５４が第二通電方向Ｙに対応した駆動状態となり、変調方形波信号がオフ変調期間Ｐ_Ｂのとき各スイッチングトランジスタ２５１〜２５４が全てオフとなるよう各入力駆動トランジスタ２２１〜２２４を動作させるための入力駆動信号（１Ｎ１Ｈ、１Ｎ２Ｈ，１Ｎ１Ｌ，１Ｎ２Ｌ）に変換し、ドライバ回路２２（図２参照）に出力する。

可変電源回路２４は、送信用アンテナ２１０に予め定められた範囲内にて可変とされた正極性電源電圧Ｖｃｃ１を供給するものとして構成されている。Ｈブリッジ回路２５は、第一〜第四スイッチングトランジスタ２５１〜２５４が全て、ソースが可変電源回路２４からの入力側に、ドレインが接地側に接続されるＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成されている。ドライバ回路２２は、第一通電方向Ｘ又は第二通電方向Ｙが得られるように各Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートを駆動するとともに、オン状態とするべきＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートに対し、可変電源回路２４からのソース側への入力電圧よりも閾電圧（Ｖｋ）以上高い昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨを供給するためのゲート昇圧回路（チャージポンプ回路）２３を備える。昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨは、車載バッテリー電圧Ｖ_Ｂよりも高圧に設定されている。

Ｈブリッジ回路２５は、オン抵抗が小さく、また、ゲートの入力インピーダンスが高いＭＯＳＦＥＴ（エンハンスメント型）でスイッチングデバイスを構成することで、省電力型のスイッチング回路を実現できる。ＭＯＳＦＥＴのソース電圧をＶｃｃ１、ゲート電圧をＶ_Ｇ、ＭＯＳＦＥＴをオンにするために必要な臨界ゲート−ソース電圧をＶｋ（Ｖｋは概ね２．５Ｖ程度）として、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴはＶｃｃ１−Ｖ_Ｇ≧Ｖｋのとき、つまり、ソース電圧Ｖｃｃ１よりＶｋ以上低いゲート電圧Ｖ_Ｇを与えたときにオンとなり、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴは、Ｖ_Ｇ−Ｖｃｃ１≧Ｖｋのとき、つまり、ソース電圧Ｖｃｃ１よりＶｋ以上高いゲート電圧Ｖ_Ｇを与えたときにオンとなる。スイッチングするべき送信駆動電源電圧Ｖ_Ｘ（Ｖｃｃ１に対応）は、一般的な信号電源電圧Ｖｃｃ２（例えば＋５Ｖ：Ｖ_Ｇに対応）よりも十分高いことが多く、この場合は、ハイサイド（送信駆動電源回路２４側）のＭＯＳＦＥＴをＰチャネル型とし、ローサイド（接地側）のＭＯＳＦＥＴをＮチャネル型とすることで、上記の信号電源電圧Ｖｃｃ２をゲート駆動用に用いてもＨブリッジ回路２５を問題なく駆動できる。しかしながら、本発明のごとく電波到達エリア変更のためにスイッチングするべき送信駆動電源電圧Ｖ_Ｘが可変になっている場合、送信駆動電源電圧Ｖ_Ｘの設定値が小さくなると、ハイサイドのＭＯＳＦＥＴがＰチャネル型の場合、オン条件となるＶｃｃ１−Ｖ_Ｇ≧Ｖｋを充足させるために、Ｖ_Ｇを負電圧に設定する必要が生ずる場合があり、負電圧電源を追加しなければならない分だけ回路コストが高騰する問題を生ずる。

そこで、本実施形態では、以下のごとき構成を採用する。まず、Ｈブリッジ回路２５を構成する第一〜第四スイッチングトランジスタ２５１〜２５４を全てＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴとする。Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴをスイッチング駆動するには、上記のごとく、送信駆動電源電圧Ｖ_Ｘ（ソース電圧Ｖｃｃ１）より閾電圧（Ｖｋ）以上高いゲート電圧Ｖ_Ｇを与える必要があるが、上記の構成では、ゲート昇圧回路２３を設けることにより、該条件を充足する昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨを供給できるようにする。このように構成することで、各ＭＯＳＦＥＴは送信駆動電源電圧Ｖ_Ｘの設定値によらず全て正電圧で駆動でき、負電圧電源を追加する必要がなくなる。また、これにより、正極性電源電圧Ｖｃｃ１の出力可変下限値Ｖｘｍｉｎを（昇圧）ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨよりも低く設定することが可能となり、電源電圧の可変範囲を低電圧側に大幅に拡張することができる。前述のＶｋの値は概ね２．５Ｖ程度であり、正極性電源電圧Ｖｃｃ１の出力可変下限値Ｖｘｍｉｎは、例えば１．５Ｖ以上２．５Ｖ未満に設定することができる。本実施形態ではＶｘｍｉｎが１．７Ｖ、Ｖｘｍａｘが６．８Ｖであり、０．３Ｖステップの一定変更幅にて正極性電源電圧Ｖｃｃ１を可変設定できるようにしている。

ゲート昇圧回路（チャージポンプ回路）２３は、可変電源回路２４からの正極性電源電圧Ｖｃｃ１の入力値に対し２．５Ｖ以上高い（昇圧）ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨを、オン状態とするべきＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートに供給することで、安定したスイッチング駆動が可能となる。（昇圧）ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨは、正極性電源電圧Ｖｃｃ１の入力値に応じて上記条件を充足するように可変設定することも可能であるが、本実施形態では次のように構成している。すなわち、ゲート昇圧回路２３を、可変電源回路２４からの正極性電源電圧Ｖｃｃ１が出力可変上限値Ｖｘｍａｘに設定された場合に当該可変上限値Ｖｘｍａｘよりも閾電圧Ｖｋ以上高い電圧が確保されるよう、ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨを一定レベルにて出力するものとして構成している。本実施形態では、Ｖｘｍａｘ＝＋６．８Ｖであり、昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨをこれよりも高い値（例えば１０Ｖ以上２５Ｖ以下（ここでは２０Ｖ））に設定している。当然、採用するＭＯＳＦＥＴの仕様に定められたゲート耐電圧を超えてゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨが設定されてはならない。

ゲート昇圧回路２３は、例えば昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータなどで構成することも可能であるが、前述のごとく、ＭＯＳＦＥＴはゲートの入力インピーダンスが高いため出力電流容量がそれほど要求されない。従って、ゲート昇圧回路２３は、本実施形態ではチャージポンプ回路で構成しており、回路の簡便化及び低コスト化に寄与している。また、チャージポンプ回路２３は、ダイオード、コンデンサ、スイッチングトランジスタ及び配線部を有するだけなので、モノリシックＩＣに組み込むことも非常に簡単である。本実施形態では、Ｈブリッジ回路２５、ドライバ回路２２、ゲート昇圧回路（チャージポンプ回路）２３及び駆動ロジック回路２１がＣＭＯＳモノリシックＩＣの形でワンチップ化されている。

図５はチャージポンプ回路２３の構成例であり、各々スイッチングトランジスタ１０５，１０６に接続され、逆流防止用ダイオード１０３とこれに並列接続された電圧逓倍用コンデンサ１０１とからなる第一の組と、同じく逆流防止用ダイオード１０４とこれに並列接続された電圧逓倍用コンデンサ１０２とからなる第二の組とを交互に直列接続し、クロック信号ＣＬＫ（及びインバータ１０７によるその反転信号）によりスイッチングトランジスタ１０５，１０６を相補的にオン／オフ駆動することにより、入力電圧Ｖｃｃ２を上記第一の組と第二の組との接続段数に応じ逓倍化して出力する周知の回路である。

ところで、送信用アンテナ２１０への送信駆動電源電圧Ｖｘ（ソース電圧Ｖｃｃ１）を可変に構成する場合、その可変下限値Ｖｘｍｉｎには、電源仕様に応じた限界がある。そこで、本実施形態では、ドライバ回路２２が、Ｈブリッジ回路２５のスイッチングのモードを、第一通電方向Ｘへの通電と第二通電方向Ｙへの通電をと交互に切替える両振りモードと、通電方向を第一通電方向Ｘと第二通電方向Ｙとの一方に固定し、送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１の供給及び遮断を繰り返す片振りモードとの間で切替え可能となるように構成している。同じ電源電圧Ｖｃｃ１であっても、片振りモードでは出力電圧振幅が両振りモードの半分となり、両振りモードでのアンテナ出力の下限値よりもさらに小出力の設定が可能となる。

具体的には、ＥＣＵ１０はアンテナ出力の指示値を取得すると、ＲＯＭ１２に記憶するアンテナ出力指示値設定テーブルから、各ＬＦ送信装置２０のアンテナ出力の指示値に対応する送信駆動電源電圧の出力指示値及びスイッチングのモード（両振り／片振り）を読み出して、各ＬＦ送信装置２０に対し、これらの指示情報を送信する。ドライバ回路２２は、送信駆動電源電圧を、ＥＣＵ１０からの上記指示情報が示す値に設定し、上記指示情報が示すスイッチングモードにてスイッチングトランジスタ２５１〜２５４を駆動する。

ＥＣＵ１０からの上記指示情報は、ＳＰＩインターフェース２６に入力される。ＳＰＩインターフェース２６は、入力された指示情報に含まれる送信駆動電源電圧Ｖｘの出力設定値を可変電源回路２４へ出力する一方、指示情報が示すスイッチングモードの指令信号を駆動ロジック回路２１ａに出力する。指令信号が片振りモードを指示する片振り信号である場合、駆動ロジック回路２１ａは、第四スイッチングトランジスタ２５４を常時オン、第三スイッチングトランジスタ２５３を常時オフとして、第一スイッチングトランジスタ２５１がオンとなり第二スイッチングトランジスタ２５２がオフとなる第一状態と、その逆となる第二状態とを探索用電波の搬送波周波数にて交互に切替え駆動するための駆動信号をドライバ回路２２に出力する。

他方、指令信号が両振りモードを指示する両振り信号であった場合は、駆動ロジック回路２１ａは、第一スイッチングトランジスタ２５１及び第四スイッチングトランジスタ２５４のみがオンとなり他はオフとなる第三状態と、その逆となる第四状態とを探索用電波の搬送波周波数にて交互に切替え駆動する駆動信号をドライバ回路２２に出力する。

ドライバ回路２２は、具体的には以下のように構成することができる。すなわち、入力駆動信号を第一及び第二の入力駆動トランジスタ２２１，２２２との間で入力レベルが互いに反転するように定める。ここでは、図４において駆動ロジック回路２１内で、変調波信号の出力を４つに分岐し、第一及び第四の入力駆動トランジスタ２２１，２２４への入力と、第二及び第三の入力駆動トランジスタ２２２，２２３への入力とを互いに反転させる構成としている。

そして、入力駆動トランジスタ２２１，２２２を、各々駆動入力電圧が昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨよりも低く設定されるとともに（ここでは、Ｖｃｃ２（＋５Ｖ））、対応するＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ２５１，２５２のゲートとゲート昇圧回路（チャージポンプ回路）２３との間に配置され、入力駆動信号が第一レベル（ここではＨレベル）のときは導通状態となってゲートに昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨを入力し、同じく第二レベル（ここではＬレベル）のときは遮断状態なってゲートへの昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨの入力を遮断するオン駆動用トランジスタ２３１と、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ２５１，２５２のゲートと接地との間に配置され、入力駆動信号が第一レベルのときゲートと接地との接続を遮断し、同じく第二レベルのときは導通状態となってゲートの入力を接地短絡させるオフ駆動用トランジスタ２３２とを有するものとして構成する。各ＭＯＳＦＥＴにオン駆動用トランジスタとオフ駆動用トランジスタとを対にして設けることで、ＭＯＳＦＥＴを導通状態と遮断状態との間で確実に切替えることができる。

前述のごとく、駆動ロジック回路２１の信号電源電圧は、車載バッテリーＶＢからの入力電圧よりも低い安定化信号電源電圧Ｖｃｃ２（例えば＋５Ｖ）である。ゲート昇圧回路（チャージポンプ回路）２３は安定化信号電源電圧Ｖｃｃ２を昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨに昇圧するものとして構成されている。このようにすると、安定化信号電源電圧Ｖｃｃ２を基準として、必要な昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨを安定的に発生させることができる。特に、ゲート昇圧回路２３を、ダイオードとコンデンサとの組み合わせによる上記電圧逓倍回路を用いたチャージポンプ回路にて構成すると、昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨを安定化信号電源電圧の整数倍にて安定的に発生することができる。

次に、駆動ロジック回路２１ａにおいて、前述の入力駆動信号は第三及び第四の入力駆動トランジスタ２２３，２２４との間で入力レベルが互いに反転するように定められている。そして、それら入力駆動トランジスタ２２３，２２４は、各々駆動入力電圧が昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨよりも低く設定されるとともに、対応するＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ２５３，２５４のゲートとゲート駆動電源ＶＢとの間に配置され、入力駆動信号が第一レベル（ここでは、Ｈレベル）のときは導通状態となってゲートにゲート駆動電源からのゲート駆動電圧Ｖ_ＥＨを入力し、同じく第二レベル（ここでは、Ｌレベル）のときは遮断状態なってゲートへのゲート駆動電圧Ｖ_Ｂの入力を遮断するオン駆動用トランジスタ２３１と、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ２５３，２５４のゲートと接地との間に配置され、入力駆動信号が第一レベルのときゲートと接地との接続を遮断し、同じく第二レベルのときは導通状態となってゲートの入力を接地短絡させるオフ駆動用トランジスタ２３２とを有する。

次に、可変電源回路（送信駆動電源回路）２４は、探索用電波の電波到達エリアを変更するために、送信用アンテナへ２１０の送信駆動電源電圧の出力指令値を入力する送信駆動電源電圧指令入力部と、車載バッテリーＶＢからの入力電圧を出力指令値に対応する送信駆動電源電圧の出力に変換する電圧変換部２４ａとを有する可変電源回路として構成されている。送信駆動電源電圧指令入力部は、前述のＳＰＩインターフェース２６が兼用している。電圧変換部２４ａは、送信駆動電源電圧の出力電圧のフィードバック入力と参照電圧との差分が縮小するように、車載バッテリーＶＢからの入力電圧を増幅制御するものである。具体的には、電圧変換部２４ａは、車載バッテリーＶＢからの入力電圧Ｖ_Ｂがコレクタ側に供給され、エミッタ側からの送信駆動電源電圧の増幅制御出力が取り出される、バイポーラトランジスタからなる増幅用トランジスタ２４ｄと、該増幅用トランジスタ２４ｄのベースに、送信駆動電源電圧の出力電圧のフィードバック入力と出力一定の参照電圧Ｖｒｅｆとの差分を演算する演算増幅器２４ｃとを備え、該演算増幅器２４ｃの出力Ｖａｍｐが、送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１の増幅制御電圧として入力される。送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１は、抵抗分圧ブリッジを介して演算増幅器２４ｃの入力にフィードバックされる。参照電圧をＶｒｅｆ、抵抗分圧ブリッジによる送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１の分圧比をλとすると、演算増幅器２４ｃの２つの入力が仮想的に短絡していると考えれば、
λ・Ｖｃｃ１＝Ｖｒｅｆ ‥(1)
であり、送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１は分圧比λを変化させることにより、
Ｖｃｃ１＝Ｖｒｅｆ／λ ‥(2)
にて調整可能である。

本実施形態では、図３に示すように、電源側の抵抗２４０の電気抵抗値Ｒ２が固定とされ、接地側の抵抗２４１の電気抵抗値Ｒ１が可変とされている。
λ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２） ‥(3)
であるから、(1)(2)より、
Ｖｃｃ１＝（１＋Ｒ２／Ｒ１）Ｖｒｅｆ ‥(4)
であり、Ｒ２の値に応じてＶｃｃ１をＶｒｅｆよりも大きい電圧範囲で調整可能である。

図２では、制御の便宜を図るため、接地側の抵抗２４１を、抵抗２４０との分圧出力点から並列に分岐するとともに互いに電気抵抗値の異なる複数の抵抗２４１ａにて構成し、対応するスイッチ２４１ｂにより抵抗２４０に対し選択的に接続されるようになっている。これらスイッチ２４１ｂは、ＳＰＩインターフェース２６からの電圧指示値に応じて必要な抵抗２４１ａが接続されるように動作する。

なお、増幅用トランジスタ２４ｄはＦＥＴで代替することも可能であるが、この場合は、上記の「コレクタ」を「ソース」に、「エミッタ」を「ドレイン」に、「ベース」を「ゲート」に読み替える。演算増幅器２４ｃは、増幅用トランジスタ２４ｄの入力信号をコントロールできる程度の規模のものでよく、特許文献１のごとく変調信号をアンテナ出力用に増幅する大電力対応の増幅器は不要である。

以下、図２のＬＦ送信装置２０の動作について説明する。
まず、ＥＣＵ１０が、探索用電波の出力を出力すべきＬＦ送信装置２０の送信駆動電源電圧の出力指示値及びスイッチングのモードを、ＲＯＭ１２に記憶されたアンテナ出力指示値設定テーブルからから読み出し、読み出した指示情報を該ＬＦ送信装置２０のＳＰＩインターフェース２６に出力する。ＳＰＩインターフェース２６は、このうちの送信駆動電源電圧の出力指示値に応じて可変電源回路２４に対し、必要なスイッチ２４１ａの選択駆動信号を入力する。これにより、車載バッテリーＶＢの出力電圧Ｖ_Ｂは、出力指示値に対応する送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１に変換され、Ｈブリッジ回路２５へと出力される。

図４に示すように、探索用電波により送信するべきデジタルデータに対応したベースバンド信号（リクエストデータ）を方形波信号として入力し、これを用いて方形波搬送波信号をオンオフ変調する形で変調波信号を発生させる。この変調波信号は、駆動ロジック回路２１ａにて図３のドライバ回路２２への入力駆動信号に変換される。

駆動ロジック回路２１ａは、上記変調方形波信号を受けると、該変調方形波信号がオン変調期間Ｐ_Ａであって第一レベルＨのとき、各ＭＯＳＦＥＴ２５１〜２５４が第一通電方向Ｘに対応した駆動状態となり、同じく第二レベルＬのとき、各ＭＯＳＦＥＴ２５１〜２５４が第二通電方向Ｙに対応した駆動状態となり、変調方形波信号がオフ変調期間Ｐ_Ｂのとき各ＭＯＳＦＥＴ２５１〜２５４が全てオフとなるよう各入力駆動トランジスタ２２１〜２２４を動作させるための入力駆動信号（１Ｎ１Ｈ、１Ｎ２Ｈ，１Ｎ１Ｌ，１Ｎ２Ｌ：図２参照）に変換する。

ところが、スイッチングのモードに係る指示信号がＳＰＩインターフェース２６に入力されると、駆動ロジック回路２１ａは、該指示信号に応じてドライバ回路２２への入力駆動信号を変更する。つまり、駆動ロジック回路２１ａは、図８に示すように、指示信号として両振り信号が入力された場合には、ドライバ回路２２が、第一のＭＯＳＦＥＴ２５１及び第四のＭＯＳＦＥＴ２５４のみがオンとなり他はオフとなる第三状態と、その逆となる第四状態とを探索用電波の搬送波周波数にて交互に切替え駆動する入力駆動信号を出力する。他方、片振り信号が入力された場合には、駆動ロジック回路２１ａは、ドライバ回路２２が、第三のＭＯＳＦＥＴ２５３を常時オフ、第四のＭＯＳＦＥＴ２５４を方形波信号がハイレベルのときに常時オンとして、第一のＭＯＳＦＥＴがオンとなり第二のＭＯＳＦＥＴ２５２がオフとなる第一状態と、その逆となる第二状態とを探索用電波の搬送波周波数にて交互に切替え駆動する入力駆動信号を出力する。

駆動ロジック回路２１ａに両振り信号が入力されている場合には、ドライバ回路２２は、入力駆動信号のオン変調期間Ｐ_Ａにおいては、図６に示すごとく、Ｈブリッジ回路２５の第一／第四のＭＯＳＦＥＴ２５１，２５４の組と、第二／第三のＭＯＳＦＥＴ２５２，２５３の組とを交互にオン／オフスイッチングする。その結果、送信用アンテナ２１０には、設定した送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１に対応した振幅にて正弦波状の交流電流が流れ、探索用電波が出力される。また、入力駆動信号のオフ変調期間Ｐ_Ｂにおいては全てのＭＯＳＦＥＴ２５１〜２５４がオフとなり、探索用電波の出力が停止する。結局、探索用電波の出力期間と停止期間とがベースバンド信号を反映した形で交替し、デジタルデータの送信が可能となる。

図７に示すように、ハイサイドのＭＯＳＦＥＴ２５１，２５３は、ゲート昇圧回路２３からゲート電圧入力を受け、これが前述の昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＦとなったときオンとなり、設定された送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１がソース電圧として印加される。一方、ローサイドのＭＯＳＦＥＴ２５２，２５４は、車載バッテリーＶＢからゲート電圧入力を受け、これがバッテリー電圧Ｖ_Ｂとなったときオンとなり、ソースが接地される。

なお、上記の構成では、送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１の設定値とは無関係に、ゲート昇圧回路２３から一定の昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＦをＭＯＳＦＥＴ２５１〜２５４のゲートに供給するようにしていたが、送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１にゲート昇圧回路２３からの出力電圧を重畳して供給するようにしてもよい。この場合、ゲート駆動電圧は、送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１に対しゲート昇圧回路２３からの一定の出力電圧分が加算された形で、送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１に応じて変化することになる。

他方、駆動ロジック回路２１ａに片振り信号が入力されている場合には、ドライバ回路２２は、入力駆動信号のオン変調期間Ｐ_Ａにおいては、図１０に示すごとく、Ｈブリッジ回路２５の第一のＭＯＳＦＥＴ２５１と、第二のＭＯＳＦＥＴ２５２とを交互にオン／オフスイッチングする。そして、第四のＭＯＳＦＥＴ２５４を常時オンとし、第三のＭＯＳＦＥＴ２５３を常時オフとする。その結果、送信用アンテナ２１０には、両振りモードの約半分の振幅にて正弦波状の交流電流が流れ、探索用電波が出力される。また、入力駆動信号のオフ変調期間Ｐ_Ｂにおいては全てのＭＯＳＦＥＴ２５１〜２５４がオフとなり、探索用電波の出力が停止する。結局、両振りモードと同様、探索用電波の出力期間と停止期間とがベースバンド信号を反映した形で交替し、デジタルデータの送信が可能となる。

また、片振りモードにおいても、図７に示すように、ハイサイドのＭＯＳＦＥＴ２５１は、ゲート昇圧回路２３からゲート電圧入力を受け、これが前述の昇圧ゲート駆動電圧Ｖ_ＥＦとなったときオンとなり、設定された送信駆動電源電圧Ｖｃｃ１がソース電圧として印加される。一方、ローサイドのＭＯＳＦＥＴ２５２は、車載バッテリーＶＢからゲート電圧入力を受け、これがバッテリー電圧Ｖ_Ｂとなったときオンとなり、ソースが接地される。

なお、図９に示すように、第一及び第四のＭＯＳＦＥＴ２５１，２５４がオンになる期間と、第二及び第三のＭＯＳＦＥＴ２５２，２５３がオンになる期間との間に、全てのＭＯＳＦＥＴ２５１〜２５４がオフとなる貫通電流防止時間Ｔｄが設定されている。

本発明の適用対象となる車両の無線施開錠システムの概略ブロック図。 本発明の一実施例であるＬＦ送信装置の構成例を示すブロック図。 図２のＨブリッジ回路及びドライバ回路の詳細を示す回路図。 変調回路の概念図。 ゲート昇圧回路を構成するチャージポンプ回路の一例を示す回路図。 両振りモードにおける、図２のＬＦ送信装置の動作タイミング図。 Ｈブリッジ回路の各ＭＯＳＦＥＴのスイッチングシーケンスを、ゲート電圧及びソース電圧の変化とともに示すタイミング図。 両振りモード及び片振りモードにおけるＨブリッジ回路の各ＭＯＳＦＥＴのスイッチングシーケンスを示すタイミング図。 図８の詳細図。 片振りモードにおける、図２のＬＦ送信装置の動作タイミング図。

符号の説明

１ 無線施開錠システム
１０ ＥＣＵ（変調方形波信号出力部、アンテナ出力指示値取得手段、アンテナ出力設定手段）
１２ ＲＯＭ（アンテナ出力指示値設定テーブル）
１００ 車載用無線送信装置
２００ 無線携帯キー
２１０ 送信用アンテナ（ＬＦ共振アンテナ）
２１１ アンテナコイル
２１２ キャパシタ
２１ａ 駆動ロジック回路
２２ ドライバ回路
２２１〜２２４ 入力駆動トランジスタ
２３ ゲート昇圧回路（チャージポンプ回路）
２４ 送信駆動電源回路（可変電源回路）
２６ ＳＰＩインターフェース（送信駆動電源電圧指令入力部）
２４ａ 電圧変換部
２５ スイッチング回路（Ｈブリッジ回路）
２５１〜２５４ スイッチングトランジスタ（Ｎチャネル型ＦＥＴ：ＭＯＳＦＥＴ）
２１ｂ 変調回路
２８ 搬送波信号出力部
ＶＢ 車載バッテリー
Ｖｃｃ１ 正極性電源電圧（送信駆動電源電圧）
Ｖｃｃ２ 安定化信号電源電圧

Claims (20)

1. 車両の無線施開錠システムにおいて車両側の予め定められた位置に固定配置され、無線携帯キーを探索するための探索用電波を所定の電波到達エリアが形成されるように送出する車載用無線送信装置であって、
   送信用アンテナと、
   車載バッテリーから受電するとともに前記送信用アンテナへ送信駆動電源電圧を供給する送信駆動電源回路と、
   該送信駆動電源回路と前記送信用アンテナとの間に介在し、該送信駆動電源回路による前記送信用アンテナへの通電をスイッチングするスイッチング回路と、
   前記スイッチング回路を、前記探索用電波の搬送波周波数にて周期的にスイッチング駆動するとともに、該スイッチングのモードを、前記送信用アンテナに対する送信駆動電源電圧の印加方向を半周期毎に反転させる両振りモードと、前記送信用アンテナに対する送信駆動電源電圧の印加方向は一定とし、電圧印加期間と電圧非印加期間とを交替させる片振りモードとの間で切替え可能なドライバ回路と、
   前記搬送波周波数よりも低周波のデジタルベースバンド信号入力に基づいて、前記ドライバ回路の切替え駆動出力をオンオフ変調する変調回路と、
   を備えることを特徴とする車載用無線送信装置。
2. 前記スイッチング回路は、前記送信用アンテナの前記第一端と前記送信駆動電源回路及び接地との間にそれぞれ設けられる第一スイッチングトランジスタ及び第二スイッチングトランジスタと、前記送信用アンテナの前記第二端と前記送信駆動電源回路及び接地との間にそれぞれ設けられる第三スイッチングトランジスタ及び第四スイッチングトランジスタとを有するとともに、前記第一スイッチングトランジスタ及び前記第四スイッチングトランジスタがオンとなり、前記第三スイッチングトランジスタ及び前記第二スイッチングトランジスタがオフとなることで前記送信用アンテナを第一通電方向とし、前記第一スイッチングトランジスタ及び前記第四スイッチングトランジスタがオフとなり、前記第三スイッチングトランジスタ及び前記第二スイッチングトランジスタがオンとなることで前記送信用アンテナを前記第二通電方向とするＨブリッジ回路からなり、
   前記ドライバ回路は、前記片振りモードにおいては、前記第四スイッチングトランジスタを常時オン、前記第三スイッチングトランジスタを常時オフとして、前記第一スイッチングトランジスタがオンとなり前記第二スイッチングトランジスタがオフとなる第一状態と、その逆となる第二状態とを前記探索用電波の搬送波周波数にて交互に切替え駆動する一方、前記両振りモードにおいては、前記第一スイッチングトランジスタ及び前記第四スイッチングトランジスタのみがオンとなり他はオフとなる第三状態と、その逆となる第四状態とを前記探索用電波の搬送波周波数にて交互に切替え駆動するものである請求項１記載の車載用無線送信装置。
3. 前記スイッチング回路を前記両振りモードと前記片振りモードとの間で切替えるよう前記ドライバ回路を駆動制御する出力モード変更手段を備える請求項１又は請求項２記載の車載用無線送信装置。
4. 前記送信駆動電源回路は、前記探索用電波の前記電波到達エリアを変更するために、前記送信用アンテナへの前記送信駆動電源電圧の出力指令値を入力する送信駆動電源電圧指令入力部と、車載バッテリーからの入力電圧を前記出力指令値に対応する送信駆動電源電圧の出力に変換する電圧変換部とを有する可変電源回路として構成されてなる請求項１ないし請求項３記載の車載用無線送信装置。
5. 前記送信用アンテナはアンテナコイルと該アンテナコイルに直列共振結合するキャパシタとを有する共振アンテナであり、
   前記ドライバ回路は、前記共振アンテナの共振周波数に対応した前記搬送波周波数にて前記スイッチング回路を切替え駆動するものである請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車載用無線送信装置。
6. 請求項２記載の要件を備え、
   前記ドライバ回路は、前記第一〜第四のスイッチングトランジスタを個別にオンオフするための前記第一〜第四の入力駆動トランジスタを有し、
   前記変調回路は、
   前記搬送波周波数に対応した周波数の方形波搬送波信号を出力する搬送波信号出力部と、前記搬送波周波数よりも小さい周波数の方形波デジタルベースバンド信号に基づいて前記方形波搬送波信号をオンオフ変調した変調方形波信号を出力する変調方形波信号出力部と、
   前記変調方形波信号を受け、該変調方形波信号がオン変調期間であって第一レベルのとき、各スイッチングトランジスタが前記第一通電方向に対応した駆動状態となり、同じく第二レベルのとき、各スイッチングトランジスタが前記第二通電方向に対応した駆動状態となり、前記変調方形波信号がオフ変調期間のとき各スイッチングトランジスタが全てオフとなるよう各入力駆動トランジスタを動作させるための入力駆動信号に変換する駆動ロジック回路とを有する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車載用無線送信装置。
7. 前記送信駆動電源回路は前記送信用アンテナに予め定められた範囲内にて可変とされた正極性電源電圧を供給するものであり、
   前記Ｈブリッジ回路は、前記第一〜第四スイッチングトランジスタが全て、ソースが前記送信駆動電源回路からの入力側に、ドレインが接地側に接続されるＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴにより構成され、
   前記ドライバ回路は、前記第一通電方向又は前記第二通電方向が得られるように各Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートを駆動するとともに、オン状態とするべきＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートに対し、前記送信駆動電源回路からのソース側への入力電圧よりも閾電圧以上高い昇圧ゲート駆動電圧を供給するためのゲート昇圧回路を備える請求項６記載の車載用無線送信装置。
8. 前記正極性電源電圧の出力可変下限値が前記昇圧ゲート駆動電圧よりも低く設定されてなる請求項７記載の車載用無線送信装置。
9. 前記ゲート昇圧回路は、前記送信駆動電源回路からの前記正極性電源電圧の入力値に対し２．５Ｖ以上高いゲート駆動電圧を、前記オン状態とするべきＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートに供給するものである請求項７又は請求項８に記載の車載用無線送信装置。
10. 前記正極性電源電圧の出力可変下限値が１．５Ｖ以上２．５Ｖ未満に設定されている請求項９記載の車載用無線送信装置。
11. 前記ゲート昇圧回路は、前記送信駆動電源回路からの前記正極性電源電圧が前記可変上限値に設定された場合に当該可変上限値よりも前記閾電圧以上高い電圧が確保されるよう、前記ゲート駆動電圧を一定レベルにて出力するものである請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車載用無線送信装置。
12. 前記ゲート昇圧回路がチャージポンプ回路にて構成されている請求項７ないし請求項１１のいずれか１項に記載の車載用無線送信装置。
13. 請求項６記載の要件を備え、前記入力駆動信号は前記第一及び前記第二の入力駆動トランジスタとの間で入力レベルが互いに反転するように定められ、かつ、それら入力駆動トランジスタは、各々駆動入力電圧が前記昇圧ゲート駆動電圧よりも低く設定されるとともに、対応する前記Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴの前記ゲートと前記ゲート昇圧回路との間に配置され、前記入力駆動信号が第一レベルのときは導通状態となって前記ゲートに前記昇圧ゲート駆動電圧を入力し、同じく第二レベルのときは遮断状態なって前記ゲートへの前記昇圧ゲート駆動電圧の入力を遮断するオン駆動用トランジスタと、前記Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴの前記ゲートと接地との間に配置され、前記入力駆動信号が第一レベルのとき前記ゲートと接地との接続を遮断し、同じく第二レベルのときは導通状態となって前記ゲートの入力を接地短絡させるオフ駆動用トランジスタとを有するものである請求項７ないし請求項１２のいずれか１項に記載の車載用無線送信装置。
14. 前記駆動ロジック回路の信号電源電圧が、車載バッテリーからの入力電圧よりも低い安定化信号電源電圧であり、前記ゲート昇圧回路は安定化信号電源電圧を前記昇圧ゲート駆動電圧に昇圧するものである請求項１３記載の車載用無線送信装置。
15. 前記入力駆動信号は前記第三及び前記第四の入力駆動トランジスタとの間で入力レベルが互いに反転するように定められ、かつ、それら入力駆動トランジスタは、各々駆動入力電圧が前記昇圧ゲート駆動電圧よりも低く設定されるとともに、対応する前記Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴの前記ゲートとゲート駆動電源との間に配置され、前記入力駆動信号が第一レベルのときは導通状態となって前記ゲートに前記ゲート駆動電源からのゲート駆動電圧を入力し、同じく第二レベルのときは遮断状態なって前記ゲートへのゲート駆動電圧の入力を遮断するオン駆動用トランジスタと、前記Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴの前記ゲートと接地との間に配置され、前記入力駆動信号が第一レベルのとき前記ゲートと接地との接続を遮断し、同じく第二レベルのときは導通状態となって前記ゲートの入力を接地短絡させるオフ駆動用トランジスタとを有するものである請求項１３又は請求項１４に記載の車載用無線送信装置。
16. 請求項１０に記載の要件を備え、前記第二及び前記第四の入力駆動トランジスタの前記オン駆動用トランジスタが制御するゲート駆動電圧が前記車載バッテリーからの入力電圧とされる請求項１５記載の車載用無線送信装置。
17. 請求項４記載の要件を備え、
    前記電圧変換部は、前記車載バッテリーからの入力電圧を前記送信駆動電源電圧の出力に降圧変換する半導体電圧変換部として構成されている請求項１ないし請求項１６のいずれか１項に記載の車載用無線送信装置。
18. 請求項４記載の要件を備え、
    前記電圧変換部は、送信駆動電源電圧の出力電圧のフィードバック入力と参照電圧との差分が縮小するように、前記車載バッテリーからの入力電圧を増幅制御する半導体増幅部を有する請求項１ないし請求項１７のいずれか１項に記載の車載用無線送信装置。
19. 前記半導体増幅部は、前記車載バッテリーからの入力電圧がコレクタ又はソース側に供給され、エミッタ又はドレイン側からの前記送信駆動電源電圧の増幅制御出力が取り出される増幅用トランジスタと、該増幅用トランジスタのベース又はゲートに、前記送信駆動電源電圧の出力電圧のフィードバック入力と前記参照電圧との差分を演算する演算増幅器とを備え、該演算増幅器の出力が、前記送信駆動電源電圧の増幅制御電圧として入力される請求項１８記載の車載用無線送信装置。
20. 請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の車載用無線装置が複数、車両上の互いに異なる位置に分散配置され、各車載用無線装置が請求項３記載の要件と、請求項４に記載の要件とを備えるとともに、
    各前記車載用無線装置のアンテナ出力の指示値を取得するアンテナ出力指示値取得手段と、
    種々のアンテナ出力指示値を得るために、各アンテナ出力指示値と、設定すべき前記送信駆動電源電圧の前記出力指示値及び前記スイッチングのモードとを対応付けて記憶するアンテナ出力指示値設定テーブルと、
    前記取得したアンテナ出力指示値に対応する前記送信駆動電源電圧の前記出力指示値及び前記スイッチングのモードとを前記アンテナ出力指示値設定テーブルから読み出して、対応する車載用無線送信装置に設定するアンテナ出力設定手段と、
    を有したことを特徴とする車載用無線送信システム。

Images