JP2012156701A

JP2012156701A - 送信機

Info

Publication number: JP2012156701A
Application number: JP2011013161A
Authority: JP
Inventors: Junji Murase; 順司村瀬
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-08-16

Abstract

【課題】出力の強弱を容易に調整できる送信機を提供する。
【解決手段】各アンテナ５０〜９０の両端に発生する電位差に応じてアンテナ５０〜９０の出力の強弱が決定される送信機において、アンテナ５０〜９０の両端にそれぞれ異なるタイミングで電位を印加することにより、電位差を設けるＬＦ送信部２２を有する。ＬＦ送信部２２は、アンテナ５０〜９０の両端にそれぞれ接続されて、内蔵されたスイッチング素子のオンオフにより電源電圧をアンテナの両端に印加するドライバ４１、５１、６１、７１、８１、９１と、ドライバのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ異なるタイミングで切り替えることにより、ドライバの出力電圧の位相を制御する位相調整部２１ｂとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両から同車両の内外に向けて無線信号を送信する送信機に関する。

近年、車両には、電子キーとの間でＩＤコードを含ませた無線信号の交信を行い、ＩＤ照合が成立したときには、車載機器の制御を行う電子キーシステムが搭載されている。通常、車両には、複数の送信機が設けられる。特許文献１に示される電子キーシステムの送信機には、各車両ドアに設けられたアンテナから車両の外側に向けてＬＦ帯の無線信号を送信するものと、車内に設けられたアンテナから車両の室内に向けてＬＦ帯の無線信号を送信するものとがある。このように、複数の送信機を有する場合、各送信機は無線信号が到達する通信エリアが可能な限り重複しないようにアンテナ毎の出力を調整している。また、室内に向けて無線信号を送信する送信機は、その無線信号が室外に漏れないように、アンテナ毎の出力を調整している。

特開２０１０−１６２９９５号公報

送信機は、アンテナのドライバ（駆動回路）を備えている。アンテナのドライバは、例えば、ＦＥＴ，ＦＦＴ等のスイッチング素子（トランジスタ）がＨブリッジ状に接続されてなるＨブリッジ回路を利用したものが採用される。２組のハイ（Ｈｉ）側及びロー（Ｌｏ）側のスイッチング素子の接続点には、駆動対象であるアンテナが設けられる。制御装置は各トランジスタのオンオフを制御することにより、アンテナの両端に電位差を生じさせ、これを利用して、同アンテナから無線信号を送信する。

ところで、通信エリアの広狭は、車種等によってことなる。この送信機では、アンテナの両端に発生させる電位差によって無線信号の出力が調整される。従って、通信エリアを広くしたり狭くしたりするには、アンテナ毎のドライバのそれぞれにおいてトランジスタのオン抵抗を設定する必要があった。すなわち、この構成の送信機を車両に搭載する場合、車種毎に異なる抵抗を設定する必要があるので、通信エリアを可変させることが困難であった。換言すれば、車種毎に専用のドライバを設定する必要があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力の強弱を容易に調整できる送信機を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、アンテナの両端に発生する電位差に応じて同アンテナの出力の強弱が決定される送信機において、前記アンテナの両端にそれぞれ異なるタイミングで電位を印加することにより、前記電位差を設ける位相差可変回路を有することを要旨とする。

同構成によれば、アンテナの両端には、それぞれに印加される電位の位相差に応じた電位差が発生する。従って、回路中に設定される抵抗等を可変することなく、両端にかかる位相差を調整するだけで、アンテナ出力を調整することができる。ひいては、アンテナから送信される無線電波の到達するエリアの広狭を容易に設定することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の送信機において、前記位相差可変回路は、前記アンテナの両端にそれぞれ接続されて、内蔵されたスイッチング素子のオンオフにより電源電圧を前記アンテナの両端に印加する２つのドライバと、前記２つのドライバのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ異なるタイミングで切り替えることにより前記２つのドライバの出力電圧の位相を制御する制御する位相調整部とを有することを要旨とする。

同構成によれば、トランジスタのオンオフのタイミングを切り替えるという簡易な制御により、アンテナの両端にかかる電位差を制御することができる。従って、アンテナの出力の強弱を容易に可変することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の送信機において、前記位相差可変回路は、複数のアンテナを有し、前記複数のドライバは、前記複数のアンテナにおける一端がそれぞれ並列に接続される共通ドライバと、前記複数のアンテナにおける他端のそれぞれが接続される複数の個別ドライバとを備え、前記位相調整部は、前記共通ドライバのスイッチング素子のオンオフのタイミングと異なるタイミングで前記個別ドライバのスイッチング素子のオンオフのタイミングを切り替えることを要旨とする。

同構成によれば、位相調整部によるスイッチング素子のオンオフ制御を通じて、共通ドライバの出力電圧の位相に対する各個別ドライバの出力電圧の位相が異なる。すなわち、各アンテナの両端に発生する電位差は、個別ドライバ毎に設定されるスイッチング素子のオンオフのタイミングに応じたものとなる。このため、アンテナ毎に個別回路を設定しなくとも、各アンテナの出力の強弱を変えることができる。

本発明では、出力の強弱を容易に調整できる送信機を提供することができる。

本実施形態の電子キーシステムの概略構成を示すブロック図。車両に搭載される各アンテナから送信される無線信号が到達するエリアを示す平面図。各アンテナに接続される回路の詳細を示す模式図。（ａ）は共通ドライバ、（ｂ）〜（ｄ）は各個別ドライバから出力される電圧パルスの位相を示すタイムチャート。

以下、本発明を電子キーシステムに具体化した一実施形態について図１〜図４に従って説明する。
図１に示されるように、電子キーシステム１は、車両２の運転者によって所持される電子キー１０と、車両２に配設される車載機２０とを備えている。電子キー１０と車載機２０との間では、相互無線通信が行われる。この相互無線通信が成立したことを条件に、ドア錠の施解錠及びエンジンの始動が実行される。

＜電子キー＞
電子キー１０は、無線通信機能を有し、車載機２０との相互無線通信を通じて、各種車載機器の制御を行う。電子キー１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットによって構成された電子キー制御部１１と、その電子キー制御部１１に電気的に接続されてＬＦ帯の要求信号を受信するＬＦ受信部１４と、ＵＨＦ帯の応答信号を送信するＵＨＦ送信部１３とを備えている。本例では、要求信号は車載機２０から、応答信号は要求信号に応答して電子キー１０から送信される。

ＬＦ受信部１４は、車載機２０から送信される要求信号を受信すると、同信号を復調し、その復調した復調信号を受信データとして電子キー制御部１１へ出力する。
電子キー制御部１１には、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等からなる不揮発性のメモリ１１ａが設けられている。このメモリ１１ａには、電子キー１０のキーコード等が記憶されている。

電子キー制御部１１は、受信データが妥当である旨認識すると、キーコード等を含む応答信号を生成して、この信号をＵＨＦ送信部１３へ出力する。そして、ＵＨＦ送信部１３はＵＨＦ帯の応答信号を車両２側へ返信する。

＜車載機＞
通信機としての車載機２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットを備えて構成されている。車載機２０は、図１に示されるように、各種の車載機器を制御する車載制御部２１と、その車載制御部２１に電気的に接続されてＬＦ帯の要求信号を送信するＬＦ送信部２２及びＵＨＦ帯の応答信号を受信するＵＨＦ受信部２４とを備えている。ＬＦ送信部２２は、位相差可変回路を構成する。

また、車載制御部２１には、ドアハンドルに設けられてユーザの同ドアハンドルへの接触の有無を検出するドアハンドルセンサ３２と、自動で車両ドアの施解錠を行うドアロック装置３４とが電気的に接続されている。さらに、車載制御部２１には、エンジン始動時に操作されるエンジンスイッチ３３と、車両２のエンジンの始動制御を行うエンジン制御装置３５とが電気的に接続されている。ドアハンドルセンサ３２は接触された旨示す電気信号を、エンジンスイッチ３３は操作された旨示す電気信号を車載制御部２１へ出力する。

車載制御部２１は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等からなる不揮発性のメモリ２１ａを備え、そのメモリ２１ａには自車両に対応するキーコードが記憶されている。
車載制御部２１は、ＬＦ送信部２２から車両外側及び車両室内のあらかじめ設定された通信エリアに向けて要求信号を間欠的に送信する。ＵＨＦ受信部２４は、電子キー１０から先の要求信号に対する応答信号を受信すると、これを復調し、その復調した復調信号を受信データとして車載制御部２１へ出力する。

車載制御部２１は、ＵＨＦ受信部２４から受信データが入力されると、その受信データに含まれるキーコードと、自身のメモリ２１ａに記憶されたキーコードとの照合を行う。この照合が車外で成立すると、車載制御部２１はドアロック装置３４を作動可能な状態とする。この照合が車内で成立すると、車載制御部２１は、エンジン制御装置３５を作動可能な状態とする。
＜ＬＦ送信部の構成＞
図１に示されるように、ＬＦ送信部２２は、共通ドライバ４１及び５つの個別ドライバ５１，６１，７１，８１，９１と、５つのアンテナ５０，６０，７０，８０，９０とで構成されている。パルス状の電圧を出力する共通ドライバ４１及び各個別ドライバ５１〜９１は、車載制御部２１に設けられる。図２に示されるように、アンテナ５０，６０は、車両室内の前部座席側及び後部座席側における床下に搭載され、車両室内に向けて無線信号を送信する。また、アンテナ７０，８０，９０は、それぞれ運転席ドア、助手席ドア、及びトランクドアにおけるドアハンドルの近傍に搭載され、車両外側に向けて無線信号を送信する。同図に示されるように、各アンテナ５０〜９０から送信される無線信号が到達する範囲（通信エリアＳ５０〜Ｓ９０）は、それぞれ異なる。

各アンテナ５０〜９０はコイルアンテナであって、その一端が共通ドライバ４１に並列に接続されるとともに、他端はそれぞれ個別ドライバ５１〜９１に接続されている。なお、車載制御部２１には、共通ドライバ４１及び各個別ドライバ５１〜９１の出力電圧の位相を調節する位相調整部２１ｂが設けられている。

図３に示されるように、共通ドライバ４１及び各個別ドライバ５１〜９１は、２つのトランジスタを有する。共通ドライバ４１を代表して説明すると、位相調整部２１ｂに接続される２つのトランジスタ４２，４３のうち一方のトランジスタ４２（エミッタ端子）は電源に、他方のトランジスタ４３（エミッタ端子）はグランドに接続されている。また、両者の間（コレクタ端子間）は接続線４４により接続されている。位相調整部２１ｂは、トランジスタ４２，４３のオンオフを切り替えることが可能とされている。なお、各個別ドライバ５１〜９１もこの共通ドライバ４１と同じ構成とされ、図３では、それら符号の十の位の数値が各個別ドライバの符号の十の位の数値に合わせて標記されている。また、共通、個別を含む各ドライバと接続される電源は、共通のものである。

アンテナ５０〜９０は、その一端が共通ドライバ４１における接続線４４に、他端が各個別ドライバ５１〜９１における信号線５４，６４，７４，８４，９４に接続されている。この構成により、各アンテナ５０〜９０は、それぞれ共通ドライバ４１と各個別ドライバ５１〜９１とともにＨブリッジ回路を構成している。

位相調整部２１ｂは、共通ドライバ４１及び各個別ドライバ５１〜９１に配設される各トランジスタのオンオフの切り替えを通じて、各接続線４４〜９４へ出力する電圧パルスの位相を調整する。このため、位相調整部２１ｂは、接続線４４と各接続線５４〜９４とに接続される各アンテナ５０〜９０の両端において、位相の異なる電圧を負荷させることが可能とされている。従って、位相調整部２１ｂは、各アンテナ５０〜９０に接続される個別ドライバ５１〜９１毎に電圧パルスの位相を調整することにより、アンテナ５０〜９０のアンテナ出力、すなわち、無線電波の通信エリアの広狭を調整することが可能とされている。

次に、ＬＦ送信部の作用について説明する。なお、本例では、説明を容易にするために、共通ドライバ４１及び各個別ドライバ５１〜９１から出力される電圧のＨｉとＬｏとの比、すなわちデューティー比は、１：１であるものとする。また、ここでは、説明の理解を容易にするために、同時に駆動される３つの個別ドライバＡ１，Ｂ１，Ｃ１を例に挙げて、共通ドライバ４１の出力電圧と各個別ドライバＡ１，Ｂ１，Ｃ１の出力電圧との位相差、並びにアンテナ出力との関係について説明する。なお、個別ドライバＡ１，Ｂ１，Ｃ１に対応するアンテナをアンテナＡ０，Ｂ０，Ｃ０とする。

図４（ａ），（ｂ）に示されるように、共通ドライバ４１のパルス周期（基準周期）に対して、個別ドライバＡ１の周期（位相）が、０．５周期分ずれているとき、アンテナ出力は最も大きくなる。すなわち、共通ドライバ４１の出力電圧がＨｉレベルであるとき、個別ドライバＡ１の出力電圧はＬｏレベルであり、共通ドライバ４１の出力電圧がＬｏレベルであるとき、個別ドライバＡ１の出力電圧はＨｉレベルである。このため、アンテナＡ０における両端の電位差、ひいてはアンテナＡ０における出力が最も大きくなる。従って、アンテナＡ０から送信される無線信号の到達するエリアが最も広くなる。

次に、図４（ｃ）に示されるように、個別ドライバＢ１の周期（位相）が、共通ドライバ４１のパルス周期に対して、例えば０．７周期分ずれている場合においては、共通ドライバ４１の出力電圧がＨｉレベル又はＬｏレベルであるとき、個別ドライバＢ１の出力電圧の０．２周期分はＨｉレベル又はＬｏレベルとなる。すなわち、アンテナＢ０における両端の電位差がなくなる時間帯が発生する。従って、この電位差がなくなる時間分だけアンテナＢ０の出力は、アンテナＡ０に比べて小さくなる（アンテナＢ０の出力は中）。つまり、アンテナＢ０から送信される無線信号の到達するエリアは、アンテナＡ０のものに比べて狭くなる。

最後に図４（ｄ）に示されるように、個別ドライバＣ１の周期（位相）が、共通ドライバ４１のパルス周期に対して、例えば０．９周期分ずれている場合においては、共通ドライバ４１の出力電圧がＨｉレベル又はＬｏレベルであるとき、個別ドライバＣ１の出力電圧の０．４周期分はＨｉレベル又はＬｏレベルとなる。従って、アンテナＣ０の両端にかかる電位差がなくなる時間帯は、アンテナＢ０のものに比べて更に長い。このため、アンテナＣ０の出力は、アンテナＢ０に比べて更に小さくなる（アンテナＣ０の出力は小）。すなわち、アンテナＣ０から送信される無線信号の到達するエリアも、アンテナＢ０のものに比べて更に狭くなる。まとめると、共通ドライバ４１の出力電圧に対する個別ドライバＡ１，Ｂ１，Ｃ１の出力電圧の位相差が小さくなるほどアンテナＡ０，Ｂ０，Ｃ０のアンテナ出力は小さくなる。

このように、位相調整部２１ｂが共通ドライバ４１における出力電圧の位相に対して、各個別ドライバＡ１，Ｂ１，Ｃ１毎に出力電圧の位相を調整することによって、各アンテナＡ０，Ｂ０，Ｃ０の両端の電位差を調整することができる。個別ドライバＡ１，Ｂ１，Ｃ１と同様にして各個別ドライバ５１〜９１の出力電圧の位相を調整することによって、各アンテナ５０〜９０の両端の電位差、ひいては、各アンテナ５０〜９０から送信される無線信号の到達するエリアの広狭を調整することができる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）車載制御部２１に共通、個別を含む各ドライバに設けられるトランジスタのオンオフを切り替える位相調整部２１ｂを設けた。この構成により、車載制御部２１は、共通ドライバ４１と各個別ドライバ５１〜９１との間に両端が接続された各アンテナ５０〜９０の両端に発生する電位差を、共通ドライバ４１と各個別ドライバ５１〜９１との出力電圧に位相差を生じさせることにより設定することができる。これにより、各アンテナ５０〜９０のアンテナ出力を調整することができる。ひいては、各アンテナ５０〜９０から送信される無線信号の到達するエリアの広さを容易に設定することができる。

（２）また、ＬＦ送信部２２には、各アンテナ５０〜９０の一端と並列に接続された共通ドライバ４１と、他端のそれぞれに接続される各個別ドライバ５１〜９１とを設けた。この構成により、位相調整部２１ｂが共通ドライバ４１の出力電圧の位相に対して、個別ドライバ５１〜９１の出力電圧の位相を可変させることにより、各アンテナ５０〜９０の両端に電位差を設定することができる。このため、電源電圧又はデューティー比を変更しなくとも各アンテナ５０〜９０のアンテナ出力を可変することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各アンテナ５０〜９０が接続される回路はＨブリッジ回路としたが、各個別ドライバ５１〜９１の出力電圧に位相差を設定することができればこれ以外の回路であってもよい。

・上記実施形態では、共通ドライバ４１の出力電圧の位相と個別ドライバ５１〜９１の出力電圧の位相との位相差について３段階（大、中、小）に分けて説明したが、この位相差は４段階以上であってもよいし２段階であってもよい。位相差を４段階以上に設定すれば、アンテナの両端にかかる電位差を細かく設定することができるので、同アンテナの出力の強弱についても細かく設定することができる。

・上記実施形態において、各アンテナ５０〜９０の一端は、共通ドライバ４１に接続されるとしたが、共通ドライバ４１に代えてアンテナ５０〜９０毎に個別のドライバと接続してもよい。このように構成しても、上記実施形態の（１）の効果と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態では、通信機としての車載機２０は、車両２に搭載されたが、車両以外に適用可能である。
・上記実施形態において、ＬＦ送信部２２は、独立した送信機としてもよい。

Ａ０，Ｂ０，Ｃ０、５０，６０，７０，８０，９０…アンテナ、Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，５１，６１，７１，８１，９１…個別ドライバ、１…電子キーシステム、２…車両、１０…電子キー、１１…電子キー制御部、１１ａ…メモリ、１３…ＵＨＦ送信部、１４…ＬＦ受信部、２０…車載機、２１…車載制御部、２１ａ…メモリ、２１ｂ…位相調整部、２２…ＬＦ送信部、２４…ＵＨＦ受信部、３２…ドアハンドルセンサ、３３…エンジンスイッチ、３４…ドアロック装置、３５…エンジン制御装置、４１…共通ドライバ、４２，４３…ト４４，５４，６４，７４，８４，９４…接続線。

Claims

アンテナの両端に発生する電位差に応じて同アンテナの出力の強弱が決定される送信機において、
前記アンテナの両端にそれぞれ異なるタイミングで電位を印加することにより、前記電位差を設ける位相差可変回路を有する送信機。
請求項１に記載の送信機において、
前記位相差可変回路は、前記アンテナの両端にそれぞれ接続されて、内蔵されたスイッチング素子のオンオフにより電源電圧を前記アンテナの両端に印加する２つのドライバと、
前記２つのドライバのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ異なるタイミングで切り替えることにより前記２つのドライバの出力電圧の位相を制御する制御する位相調整部とを有する送信機。
請求項２に記載の送信機において、
前記位相差可変回路は、複数のアンテナを有し、
前記複数のドライバは、前記複数のアンテナにおける一端がそれぞれ並列に接続される共通ドライバと、前記複数のアンテナにおける他端のそれぞれが接続される複数の個別ドライバとを備え、
前記位相調整部は、前記共通ドライバのスイッチング素子のオンオフのタイミングと異なるタイミングで前記個別ドライバのスイッチング素子のオンオフのタイミングを切り替える送信機。