JP2017103609A - アンテナ故障検知装置及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの仕様にかかわらず、アンテナの接続故障を検知することが可能なアンテナ故障検知装置、及び無線通信装置を提供する。【解決手段】アンテナ故障検知装置は、コイル２１及びコンデンサ２２の直列回路を有するＬＦアンテナ２の故障を検知する。ＬＦアンテナ故障検知装置は、コンデンサ２２に並列接続される電気抵抗２３と、直列回路に印加された電圧を取得し、取得した電圧と閾値を比較し、比較結果に基づいてＬＦアンテナ２の接続故障を検知するコントローラ３とを備える。無線通信装置は、ＬＦアンテナ２と、アンテナ故障検知装置とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ故障検知装置及び無線通信装置に関する。

近年、ＬＦ帯の電波で通信する装置が増えてきている。例えば、車両に設けられている車載機と携帯機との間で、ＬＦアンテナを介して、通信およびＩＤ照合を行うことにより、ドアロックの施解錠、エンジンの始動を行うシステムが知られている。特許文献１には、ＬＦアンテナの接続故障の有無を自己診断するアンテナ接続診断装置が開示されている（特許文献１）。

特許文献１のアンテナ接続診断装置は、ＬＦアンテナに直流の検査用電圧を出力する発振回路と、発振回路を制御するスマートＥＣＵとを有する。スマートＥＣＵは、ＬＦアンテナの接続故障を自己診断する際、発振回路から一定時間に亘って検査用電圧をＬＦアンテナに出力させてＬＦアンテナのコンデンサに電荷を蓄積し、電圧供給停止から所定時間経過後のＬＦアンテナの端子間電圧を閾値と比較する。スマートＥＣＵは、この時の端子間電圧が閾値以上となればＬＦアンテナが正常であると判別する。また、スマートＥＣＵは、端子間電圧が閾値より低くなればＬＦアンテナが異常であると判別する。

特開２００８−２２４５２２号公報

しかし、特許文献１のアンテナ接続診断装置において、判別用の時間及び閾値はコンデンサの放電電圧波形に基づいて定められる。コンデンサの容量などＬＦアンテナの仕様により、電圧の立下り波形が異なるため、ＬＦアンテナが変更されると、判別用の時間及び閾値を調整する必要がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アンテナの仕様にかかわらず、アンテナの接続故障を検知することが可能なアンテナ故障検知装置、及び無線通信装置を提供することにある。

本発明に係るアンテナ故障検知装置は、コイル及びコンデンサの直列回路を有するアンテナの故障を検知するアンテナ故障検知装置であって、前記コンデンサに並列接続される電気抵抗と、前記直列回路に印加された電圧を取得する取得部と、該取得部により取得された電圧及び閾値を比較する比較部と、該比較部の比較結果に基づいて前記アンテナの接続故障を検知する検知部とを備えることを特徴とする。
本発明に係る無線通信装置は、前記アンテナ故障検知装置と、前記アンテナとを備えることを特徴とする。

なお、本願は、このような特徴的な構成を備えるアンテナ故障検知装置又は無線通信装置として実現することができるだけでなく、係る特徴的な処理をステップとするアンテナ故障検知方法又は無線通信方法として実現したり、係るステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、アンテナ故障検知装置又は無線通信装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、アンテナ故障検知装置又は無線通信装置を含むその他のシステムとして実現したりすることができる。

本発明によれば、アンテナの仕様にかかわらず、アンテナの接続故障を検知することが可能なアンテナ故障検知装置、及び無線通信装置を提供することができる。

実施の形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 地絡故障診断時のスイッチ制御の説明図である。 地絡故障診断時の等価回路図である。 天絡故障診断時のスイッチ制御の説明図である。 天絡故障診断時の等価回路図である。 オープン故障診断時のスイッチ制御の説明図である。 オープン故障診断時の等価回路図である。 地絡故障を検知する場合にコントローラのＣＰＵが実行する処理の手順を示すフローチャートである。 天絡故障を検知する場合にコントローラのＣＰＵが実行する処理の手順を示すフローチャートである。 オープン故障を検知する場合にコントローラのＣＰＵが実行する処理の手順を示すフローチャートである。 周波数と合成インピーダンスとの関係を示すグラフである。 電気抵抗の抵抗値と合成インピーダンスとの関係を示すグラフである。 合成インピーダンスが２０Ω以下である場合の電気抵抗の抵抗値の限界値とコイルのインダクタンスとの関係を示すグラフである。 電気抵抗の抵抗値と電圧比との関係を示すグラフである。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施様態を例記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１） 本発明の一様態に係るアンテナ故障検知装置は、コイル及びコンデンサの直列回路を有するアンテナの故障を検知するアンテナ故障検知装置であって、前記コンデンサに並列接続される電気抵抗と、前記直列回路に印加された電圧を取得する取得部と、該取得部により取得された電圧及び閾値を比較する比較部と、該比較部の比較結果に基づいて前記アンテナの接続故障を検知する検知部とを備えることを特徴とする。

本様態にあっては、コイル及びコンデンサの直列回路において電気抵抗をコンデンサと並列に接続することで、直流経路を形成することができる。このため、コンデンサの容量などアンテナの仕様が変化しても、アンテナの端子間の電圧が大きく変化しない。このため、アンテナ故障検知装置は、アンテナの仕様にかかわらず、アンテナの接続故障を検知することが可能である。

（２） 本発明の一様態に係るアンテナ故障検知装置は、前記直列回路の一端及び直流電位の間に介在する第１スイッチと、前記直列回路の前記一端を前記直流電位に接続するように前記第１スイッチの切り替えを制御する制御部とを備え、前記検知部は前記比較部の比較結果に基づいて前記アンテナの地絡故障を検知することを特徴とする。

本様態にあっては、検知部はアンテナの地絡故障を検知することができる。

（３） 本発明の一様態に係るアンテナ故障検知装置は、前記直列回路の前記一端及び接地電位の間に介在する第２スイッチと、前記直列回路の前記一端を前記接地電位に接続するように前記第２スイッチの切り替えを制御する制御部とを備え、前記検知部は前記比較部の比較結果に基づいて前記アンテナの天絡故障を検知することを特徴とする。

本様態にあっては、検知部はアンテナの天絡故障を検知することができる。

（４） 本発明の一様態に係るアンテナ故障検知装置は、前記直列回路の他端及び接地電位の間に介在する第３スイッチと、前記直列回路の前記一端を前記直流電位に接続し、前記直列回路の前記他端を前記接地電位に接続するように前記第１スイッチ及び第３スイッチ夫々の切り替えを制御する制御部とを備え、前記検知部は前記比較部の比較結果に基づいて前記アンテナのオープン故障を検知することを特徴とする。

本様態にあっては、検知部はアンテナのオープン故障を検知することができる。

（５） 本発明の一様態に係る無線通信装置は、上記（１）から（４）のいずれか一つに係るアンテナ故障検知装置と、前記アンテナとを備えることを特徴とする無線通信装置。

本様態にあっては、上記各様態のアンテナ故障検知装置を備えるため、無線通信装置はアンテナの仕様にかかわらず、アンテナの接続故障を自己診断することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
図１は実施の形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。無線通信装置は、ＬＦアンテナドライバ１と、ＬＦアンテナ２と、コントローラ３とを備える。

ＬＦアンテナドライバ１は、駆動部１２を備え、ＬＦアンテナ２を駆動する機能、及びＬＦアンテナ２の自己診断を行う機能を有するものである。駆動部１２は、コントローラ３に接続されており、コントローラ３により動作が制御される。

駆動部１２は、発振回路を含み、入力端に入力されたコントローラ３からの指示に応じて、ＬＦアンテナ２を駆動するための例えば矩形波の交流信号をＬＦアンテナ２へ出力する。ここで、出力すべき交流信号の周波数は必要に応じて予め設定すればよい。駆動部１２の出力端には、スイッチＳＷ１ａの一端が接続されている。スイッチＳＷ１ａの他端には、スイッチＳＷ２ａの一端が接続されている。スイッチＳＷ２ａの他端は電気抵抗Ｒ１１を介して、直流電圧Ｖｃｃを供給する電源（未図示）に接続されている。言い換えれば、スイッチＳＷ２ａの他端は直流電位に接続されている。ここで、直流電圧Ｖｃｃを供給する電源は、ＬＦアンテナドライバ１に内蔵してもよく、ＬＦアンテナドライバ１の外部に設けてもよい。

また、スイッチＳＷ１ａの他端には、スイッチＳＷ３ａの一端が接続されている。スイッチＳＷ３ａの他端は電気抵抗Ｒ１２を介して接地されている。言い換えれば、スイッチＳＷ３ａの他端は接地電位に接続されている。さらに、スイッチＳＷ１ａの他端は、ダンピング抵抗Ｒ０を介して、後述するＬＦアンテナ２の第１端子Ｄ１に接続されている。

スイッチＳＷ１ａは、コントローラ３の制御により、駆動部１２からＬＦアンテナ２へ出力された交流信号の投入又は遮断を切替える。具体的には、ＬＦアンテナ２を駆動する時にオンとされ、自己診断を行う時にオフとされる。ダンピング抵抗Ｒ０は、後述するＬＦアンテナ２が備えるＬＣ直列回路の共振の鋭さを抑制することによってノイズを減衰させるためのものである。スイッチＳＷ２ａは本発明に係る第１スイッチとして機能している。スイッチＳＷ３ａは本発明に係る第２スイッチとして機能している。

また、駆動部１２には、スイッチＳＷ１ｂの一端が接続されている。スイッチＳＷ１ｂの他端には、スイッチＳＷ２ｂの一端が接続されている。スイッチＳＷ２ｂの他端は電気抵抗Ｒ１３を介して、直流電圧Ｖｃｃを供給する電源（未図示）に接続されている。言い換えれば、スイッチＳＷ２ｂの他端は直流電位に接続されている。スイッチＳＷ１ｂの他端には、スイッチＳＷ３ｂの一端が接続されている。スイッチＳＷ３ｂの他端は電気抵抗Ｒ１４を介して接地されている。言い換えれば、スイッチＳＷ３ｂの他端は接地電位に接続されている。スイッチＳＷ３ｂは本発明に係る第３スイッチとして機能している。

さらに、スイッチＳＷ１ｂの他端には、後述するＬＦアンテナ２の第２端子Ｄ２に接続されている。スイッチＳＷ１ｂは、コントローラ３の制御により切替える。具体的には、ＬＦアンテナ２を駆動する時にオンとされ、自己診断を行う時にオフとされる。

ＬＦアンテナ２は、ダンピング抵抗Ｒ０を介してスイッチＳＷ１ａの他端に接続される第１端子Ｄ１と、スイッチＳＷ１ｂの他端に接続される第２端子Ｄ２とを備える。また、ＬＦアンテナ２は、コイル２１及びコンデンサ２２を直列接続してなるＬＣ直列回路と、抵抗２３とを備える。コイル２１は、一端が第１端子Ｄ１に接続され、他端がコンデンサ２２の一端に接続されている。コンデンサ２２の他端が第２端子Ｄ２に接続されている。抵抗２３は一端がコイル２１とコンデンサ２２との間に接続され、他端がコンデンサ２２と第２端子Ｄ２との間に接続されている。即ち、抵抗２３はコンデンサ２２に並列接続されている。

コントローラ３は、例えば、ＣＰＵ及びメモリなどを含むマイコンである。ＣＰＵはメモリに予め記憶されたプログラム及びデータを読み出して実行することにより、種々の制御処理及び演算処理などを行う。コントローラ３は、本発明に係る取得部、比較部、検知部、及び制御部として機能している。なお、コントローラ３のメモリには、後述する第１〜３閾値が記憶されている。

コントローラ３は、駆動部１２に接続されており、駆動部１２に発振指示を出力する。また、コントローラ３は、スイッチＳＷ１ａ、スイッチＳＷ２ａ、スイッチＳＷ３ａ、スイッチＳＷ１ｂ、スイッチＳＷ２ｂ、及びスイッチＳＷ３ｂ夫々に接続されており、これらのスイッチ夫々に切替え信号を出力することで、各スイッチの切り替えを制御する。これにより、コントローラ３は、ＬＦアンテナ２を駆動する駆動モードと、ＬＦアンテナ２の自己診断を行う診断モードとを切替える。

具体的には、駆動モードでは、コントローラ３は、スイッチＳＷ１ａ、及びスイッチＳＷ１ｂをオン、他の各スイッチをオフとし、駆動部１２に発振指示を出力する。駆動部１２は、コントローラ３からの発振指示に応じて、ＬＦアンテナ２へ交流信号を出力する。ＬＦアンテナ２のＬＣ直列回路に共振が発生する。これにより、ＬＦアンテナ２は駆動され、発信可能な状態となる。

診断モードでは、コントローラ３は、スイッチＳＷ１ａ及びスイッチＳＷ１ｂをオフとする。また、コントローラ３は、スイッチＳＷ２ａ、スイッチＳＷ３ａ及びスイッチＳＷ２ｂ、スイッチＳＷ３ｂのオンオフの組み合わせを変化させて、ＬＦアンテナ２の地絡、天絡及びオープン故障を検知するための直流経路を形成する。コントローラ３は、ＬＣ直列回路に印加された直流電圧を取得し、取得した電圧をコントローラ３のメモリに予め記憶された第１閾値、第２閾値、又は第３閾値と比較し、比較結果に基づいてＬＦアンテナ２の地絡、天絡又はオープン故障を検知する。コントローラ３は、例えば報知部（図示しない）に接続されており、ＬＦアンテナ２の地絡、天絡又はオープン故障を検知した場合に、報知部にその旨を報知させる。

ＬＣ直列回路に印加された直流電圧は、例えば、図１に示すように、スイッチＳＷ１ａ、スイッチＳＷ２ａ、及びスイッチＳＷ３ａの接続箇所に位置するＡ点で取得してもよく、スイッチＳＷ１ｂ、スイッチＳＷ２ｂ、及びスイッチＳＷ３ｂの接続箇所に位置するＢ点で取得してもよい。以下、コントローラ３がＡ点に接続され、Ａ点の電圧に基づいて検知する場合について説明する。

図２は地絡故障診断時のスイッチ制御の説明図である。図３は地絡故障診断時の等価回路図である。図２に示すように、地絡故障診断時に、コントロータ３はスイッチＳＷ２ａをオン、スイッチＳＷ３ａ、スイッチＳＷ２ｂ、スイッチＳＷ３ｂをオフとする。これにより、図３に示すように、直流電圧Ｖｃｃが印加された電気抵抗Ｒ１１は、ダンピング抵抗Ｒ０を介してＬＦアンテナ２の第１端子Ｄ１に接続されている。ＬＦアンテナ２の第２端子Ｄ２はオープンにされている。

ＬＦアンテナ２が正常な場合、Ａ点の電圧ＶａがＶｃｃとなる。一方で、ＬＣ直列回路の一部が地絡した場合、Ａ点の電圧ＶａがＶｃｃより低くなる。例えば、Ａ点及びダンピング抵抗Ｒ０の間のＣ点で地絡した場合、Ａ点は接地されるため、電位が接地電位となる。このように、Ａ点の電圧Ｖａに基づいて、ＬＦアンテナ２の地絡故障の有無を判断することができる。

例えば、コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａを取得して、メモリに予め記憶された第１閾値と比較する。第１閾値はＶｃｃ以下の値として適宜に設定さればよい。コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａが第１閾値以上となる場合（図２において「Ｈ」と記す）、ＬＦアンテナ２が正常であると判断する。一方で、コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａが第１閾値より小さい場合（図２において「Ｌ」と記す）、地絡故障が発生していると判断する。

図４は天絡故障診断時のスイッチ制御の説明図である。図５は天絡故障診断時の等価回路図である。図４に示すように、天絡故障診断時に、コントローラ３は、スイッチＳＷ３ａをオン、スイッチＳＷ２ａ、スイッチＳＷ２ｂ、スイッチＳＷ３ｂをオフとする。これにより、図５に示すように、接地された電気抵抗Ｒ１２は、ダンピング抵抗Ｒ０を介してＬＦアンテナ２の第１端子Ｄ１に接続されている。ＬＦアンテナ２の第２端子Ｄ２はオープンにされている。

ＬＦアンテナ２が正常な場合、Ａ点は電圧が印加されていないため、電位が接地電位となる。一方で、ＬＣ直列回路の一部が天絡した場合、Ａ点は電圧が印加されるため、電位が接地電位より高くなる。例えば、Ａ点及びダンピング抵抗Ｒ０の間のＣ点で天絡した場合、Ａ点は電源電圧が印加されるため、電圧ＶａがＶｃｃとなる。このように、Ａ点の電圧Ｖａに基づいて、ＬＦアンテナ２の天絡故障の有無を判断することができる。

例えば、コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａを取得してメモリに予め記憶された第２閾値と比較する。ここで、第２閾値は、Ｖｃｃ以下の値として適宜に設定さればよい。また、第２閾値は第１閾値と同じでもよく、異なってもよい。コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａが第２閾値以上となる場合（図４において「Ｈ」と記す）、天絡故障が発生していると判断する。一方で、コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａが第２閾値より小さい場合（図４において「Ｌ」と記す）、ＬＦアンテナ２が正常であると判断する。

図６はオープン故障診断時のスイッチ制御の説明図である。図７はオープン故障診断時の等価回路図である。オープン故障診断時に、コントローラ３はスイッチＳＷ２ａ及びスイッチＳＷ３ｂをオン、スイッチＳＷ３ａ及びスイッチＳＷ２ｂをオフとする。これにより、図７に示すように、直流電圧Ｖｃｃが印加された電気抵抗Ｒ１１は、ダンピング抵抗Ｒ０を介してＬＦアンテナ２の第１端子Ｄ１に接続されている。ＬＦアンテナ２の第２端子Ｄ２は、接地された電気抵抗Ｒ１４に接続されている。

ＬＦアンテナ２が正常な場合、Ａ点は電流が流れるため、電圧ＶａがＶｃｃより低いＶ１となる。一方で、ＬＦアンテナ２にオープン故障が発生した場合、Ａ点の電圧ＶａがＶｃｃとなる。このように、Ａ点の電圧Ｖａに基づいて、ＬＦアンテナ２のオープン故障の有無を判断することができる。

例えば、コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａを取得してメモリに予め記憶された第３閾値と比較する。第３閾値は、ＶｃｃとＶ１との間の値に設定すればよい。コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａが第３閾値以上となる場合（図６において「Ｈ」と記す）、オープン故障が発生していると判断する。一方で、コントローラ３は、Ａ点の電圧Ｖａが第３閾値より小さい場合（図６において「Ｌ」と記す）、ＬＦアンテナ２が正常であると判断する。

図８は地絡故障を検知する場合にコントローラ３のＣＰＵが実行する処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵは、各スイッチに切替え信号を出力した場合に処理を実行する。

ＣＰＵは、Ａ点の電圧Ｖａを取得する（ステップＳ１）。ＣＰＵは、メモリから第１閾値を読み出し（ステップＳ２）、ステップＳ１において取得したＡ点の電圧Ｖａが第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

Ａ点の電圧Ｖａが第１閾値以上であると判定した場合（ステップ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵは処理を終了する。Ａ点の電圧Ｖａが第１閾値以上ではないと判定した場合（ステップ３：ＮＯ）、ＣＰＵは報知部に地絡故障を報知する指示を出力し（ステップＳ４）、処理を終了する。

図９は天絡故障を検知する場合にコントローラ３のＣＰＵが実行する処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵは、各スイッチに切替え信号を出力した場合に処理を実行する。

ＣＰＵは、Ａ点の電圧Ｖａを取得する（ステップＳ１１）。ＣＰＵは、メモリから第２閾値を読み出し（ステップＳ１２）、ステップＳ１１において取得したＡ点の電圧Ｖａが第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

Ａ点の電圧Ｖａが第２閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵは報知部に天絡故障を報知する指示を出力し（ステップＳ１４）、処理を終了する。Ａ点の電圧Ｖａが第２閾値以上ではないと判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ＣＰＵは処理を終了する。

図１０はオープン故障を検知する場合にコントローラ３のＣＰＵが実行する処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵは、各スイッチに切替え信号を出力した場合に処理を実行する。

ＣＰＵは、Ａ点の電圧Ｖａを取得する（ステップＳ２１）。ＣＰＵは、メモリから第３閾値を読み出し（ステップＳ２２）、ステップＳ２１において取得したＡ点の電圧Ｖａが第３閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。

Ａ点の電圧Ｖａが第３閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、ＣＰＵは報知部にオープン故障を報知する指示を出力し（ステップＳ２４）、処理を終了する。Ａ点の電圧Ｖａが第３閾値以上ではないと判定した場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、ＣＰＵは処理を終了する。

なお、ＬＦアンテナ２の送信能力及び自己診断時の確実性を両立するために、ＬＦアンテナ２では、ＬＦ電波の送信のため、所定以上の電流値を有する電流を流す必要がある。このため、ＬＦアンテナ２の合成インピーダンスＺは小さいことが望ましい。合成インピーダンスＺは以下の式（１）により示される。

ここで、ｆは発振回路から出力される信号の周波数、Ｌはコイル２１のインダクタンス、Ｒは電気抵抗２３の抵抗値、Ｃはコンデンサ２２の静電容量である。通常、周波数ｆはＬＣ直列回路の共振周波数ｆ₀ と等しい。共振周波数ｆ₀は以下の式（２）により示される。

駆動モードでは、抵抗２３の抵抗値が小さすぎると、例えば１２５ｋＨｚの周波数で合成インピーダンスＺが大きくなり、所望の電流値を流すことができなくなる。合成インピーダンスＺはコイル２１のインダクタンスＬによっても変化するが、ＬＦアンテナ２に使用されるコイル２１として、インダクタンスＬが１００μＨ〜４００μＨ程度と設定されることが多い。また、合成インピーダンスＺの値は回路によって異なるが、本実施の形態では、２０Ω以下とした場合を想定する。

図１１は周波数ｆと合成インピーダンスＺとの関係を示すグラフである。図１１では、横軸が周波数ｆを示し、縦軸が合成インピーダンスＺを示す。また、点線でＬＦアンテナ２がコイル２１及びコンデンサ２２から構成された従来構成の場合を示し、実線でＬＦアンテナ２がコイル２１、コンデンサ２２及び抵抗２３から構成された本実施の形態を示す。ここで、コイル２１のインダクタンスＬが３００μＨ、コンデンサ２２の静電容量Ｃが５４０４ｐＦ、電気抵抗２３の抵抗値Ｒが５ｋΩとされる。

図１１に基づいて、本実施の形態のように抵抗２３をコンデンサ２２に並列接続すると、一定の合成インピーダンスＺの増加が見られる。また、周波数ｆが１２５ｋＨｚである場合、合成インピーダンスＺが２０Ω以下であるため、所定以上の電流値を有する電流を流すことができる。このため、ＬＦアンテナ２の送信能力が確保される。

図１２は電気抵抗２３の抵抗値Ｒと合成インピーダンスＺとの関係を示すグラフである。図１２では、横軸が電気抵抗２３の抵抗値Ｒを示し、縦軸が合成インピーダンスＺを示す。また、点線でコイル２１のインダクタンスＬが１００μＨである場合の関係を示し、実線でコイル２１のインダクタンスＬが４００μＨである場合の関係を示す。

図１２に示すように、コイル２１のインダクタンスＬが大きくなると、合成インピーダンスＺも大きくなる。また、コイル２１のインダクタンスＬが１００μＨである場合には、電気抵抗２３の抵抗値Ｒが２９９Ω以上になると、合成インピーダンスＺが２０Ω以下になる。コイル２１のインダクタンスＬが４００μＨである場合には、電気抵抗２３の抵抗値Ｒが４．９３ｋΩ以上になると、合成インピーダンスＺが２０Ω以下になる。

図１３は、合成インピーダンスＺが２０Ω以下である場合の電気抵抗２３の抵抗値Ｒの限界値とコイル２１のインダクタンスＬとの関係を示すグラフである。図１３では、横軸がコイル２１のインダクタンスＬを示し、縦軸が電気抵抗２３の抵抗値Ｒの限界値、即ち合成インピーダンスＺが２０Ω以下になる条件を満足する電気抵抗２３の最小抵抗値を示す。図１３に示すように、コイル２１のインダクタンスＬが大きくなると、電気抵抗２３の抵抗値Ｒの限界値も大きくなる。

一方で、診断モードでは、特にオープン故障診断を行う場合に、オープン故障の有無を確実に判定するために、抵抗２３の抵抗値を適当に設定する必要がある。

ＬＦアンテナ２が正常接続されていない場合、Ａ点の電圧ＶａはＶｃｃとなる。ＬＦアンテナ２が正常接続された場合、Ａ点の電圧Ｖａは以下の式（３）により示される。

ここで、Ｒは電気抵抗２３の抵抗値、Ｒ₁ は電気抵抗Ｒ１１の抵抗値、Ｒ₂ は電気抵抗Ｒ１４の抵抗値、Ｒ₃ は電気抵抗Ｒ０の抵抗値である。

このように、電気抵抗２３の抵抗値Ｒを大きくすると、正常接続時のＡ点の電圧Ｖａも大きくなる。第３閾値がＶａとＶｃｃとの間の値であるため、この電圧ＶａがＶｃｃに近ければ近いほど、第３閾値に対して余裕がなくなり、判定の確実性が低減する虞がある。

Ａ点の電圧Ｖａは、電気抵抗２３の抵抗値Ｒが０Ωである場合のＡ点の電圧Ｖａ０のほぼ１．１倍以下が好ましい。

電気抵抗２３の抵抗値Ｒが０Ωである場合、Ａ点の電圧Ｖａ０は以下の式（４）により示される。

式（３）、（４）により、以下の式（５）が得られる。

Ｒ₁ を６．５ｋΩ、Ｒ₂ を８．５ｋΩ、Ｒ₃ を０Ωとする場合、式（５）により、Ｒが２．２８ｋΩ以下と求められる。Ｒが２．２８ｋΩである場合、式（１）により、Ｌが２７２μＨと求められる（図１３に示されている）。

図１４は電気抵抗２３の抵抗値Ｒと電圧比との関係を示すグラフであり、式（５）から得られるグラフである。ここで、電圧比はＡ点の電圧Ｖａの直流電圧Ｖｃｃに対する比である。Ａ点の電圧Ｖａの直流電圧Ｖｃｃに対する比である。

従って、本実施の形態では、コイル２１のインダクタンスＬが１００〜２７２μＨ、電気抵抗２３の抵抗値Ｒが２９９Ω〜２．２８ＫΩとすることが好ましい。この場合、ＬＦアンテナ２の送信能力及び自己診断時の確実性を両立することができる。

以上の実施の形態では、コントローラ３がＬＦアンテナドライバ１の外部に設けられた場合について説明したが、コントローラ３はＬＦアンテナドライバ１に内蔵してもよい。

以上の実施の形態では、コントローラ３が図１に示すＡ点に接続され、Ａ点の電圧Ｖａに基づいて検知する場合について説明したが、コントロータ３は図１に示すＢ点に接続され、Ｂ点の電圧基づいて検知するように構成されてもよい。この場合、スイッチＳＷ２ｂは本発明に係る第１スイッチとして機能しており、スイッチＳＷ３ｂは本発明に係る第２スイッチとして機能しており、スイッチＳＷ３ａは本発明に係る第３スイッチとして機能している。

以上の実施の形態では、ＬＦアンテナ２の自己診断について説明したが、電気抵抗をコンデンサに並列接続し、ＬＣ直列回路に印加された電圧に基づいて検知する構成はＬＦアンテナ以外のアンテナにも適用することができる。

実施の形態では、コイル２１及びコンデンサ２２の直列回路において電気抵抗２３をコンデンサ２２と並列に接続することで、直流経路を形成することができる。このため、コンデンサ２２の容量などＬＦアンテナ２の仕様が変化しても、ＬＦアンテナ２の端子間の電圧が大きく変化しない。このため、コントローラ３は、ＬＦアンテナ２の仕様にかかわらず、ＬＦアンテナ２の接続故障を検知することは可能となる。

実施の形態では、スイッチＳＷ２をオン、スイッチＳＷ３ａ、スイッチＳＷ２ｂ、スイッチＳＷ３ｂをオフとすることで、ＬＦアンテナ２の端子Ｄ１を直流電位に接続し、端子Ｄ２をオープンにする。このため、コントローラ３はＬＦアンテナ２の地絡故障を検知することができる。

実施の形態では、スイッチＳＷ３ａをオン、スイッチＳＷ２ａ、スイッチＳＷ２ｂ、スイッチＳＷ３ｂをオフとすることで、ＬＦアンテナ２の端子Ｄ１を接地し、端子Ｄ２をオープンにする。このため、コントローラ３はＬＦアンテナ２の天絡故障を検知することができる。

実施の形態では、スイッチＳＷ２ａ及びスイッチＳＷ３ｂをオン、スイッチＳＷ３ａ及びスイッチＳＷ２ｂをオフとすることで、ＬＦアンテナ２の端子Ｄ１を直流電位に接続し、端子Ｄ２を接地電位に接続する。このため、コントローラ３はＬＦアンテナ２のオープン故障を検知することができる。

実施の形態では、無線通信装置は、ＬＦアンテナ２と、ＬＦアンテナ２の接続故障を検知する装置とを備えるため、ＬＦアンテナの仕様にかかわらず、ＬＦアンテナの接続故障を自己診断することができる。なお、このような無線通信装置は、車両のスマートエントリー（登録商標）システム、スマートスタートシステム、タイヤ空気圧監視システム、及びウェルカムライトなどに適用することができる。

１ ＬＦアンテナドライバ
１２ 駆動部
１３ リターンライン
２ ＬＦアンテナ
２１ コイル
２２ コンデンサ
２３ 電気抵抗
３ コントローラ
Ａ、Ｂ 端子
Ｄ１、Ｄ２ 端子
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４ 電気抵抗
Ｒ０ ダンピング抵抗
ＳＷ１ａ スイッチ
ＳＷ１ｂ スイッチ
ＳＷ２ａ スイッチ
ＳＷ２ｂ スイッチ
ＳＷ３ａ スイッチ
ＳＷ３ｂ スイッチ

Claims (5)

1. コイル及びコンデンサの直列回路を有するアンテナの故障を検知するアンテナ故障検知装置であって、
   前記コンデンサに並列接続される電気抵抗と、
   前記直列回路に印加された電圧を取得する取得部と、
   該取得部により取得された電圧及び閾値を比較する比較部と、
   該比較部の比較結果に基づいて前記アンテナの接続故障を検知する検知部と
   を備えることを特徴とするアンテナ故障検知装置。
2. 前記直列回路の一端及び直流電位の間に介在する第１スイッチと、
   前記直列回路の前記一端を前記直流電位に接続するように前記第１スイッチの切り替えを制御する制御部と
   を備え、
   前記検知部は前記比較部の比較結果に基づいて前記アンテナの地絡故障を検知することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ故障検知装置。
3. 前記直列回路の前記一端及び接地電位の間に介在する第２スイッチと、
   前記直列回路の前記一端を前記接地電位に接続するように前記第２スイッチの切り替えを制御する制御部と
   を備え、
   前記検知部は前記比較部の比較結果に基づいて前記アンテナの天絡故障を検知することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ故障検知装置。
4. 前記直列回路の他端及び接地電位の間に介在する第３スイッチと、
   前記直列回路の前記一端を前記直流電位に接続し、前記直列回路の前記他端を前記接地電位に接続するように前記第１スイッチ及び第３スイッチ夫々の切り替えを制御する制御部と
   を備え、
   前記検知部は前記比較部の比較結果に基づいて前記アンテナのオープン故障を検知することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ故障検知装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のアンテナ故障検知装置と、
   前記アンテナと
   を備えることを特徴とする無線通信装置。

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