JP6519386B2 - アンテナ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、いわゆるスマートキーシステムにおいて、認証情報をスマートキーと送受信するためのアンテナを駆動するアンテナ駆動装置に関するものである。
今日、利便性および防犯上の要求により、いわゆるスマートキーシステムを実装した車両が普及している。スマートキーシステムとは、車両の利用者が車両用ドア等の車両用開閉体に接近または接触すると、無線により、利用者が携帯する携帯機(スマートキー)と車載機器との間で認証情報が交換され、認証情報が合致した場合には車両用開閉体が自動的に施解錠されるというものである(例えば、特許文献1参照)。
従来のスマートキーシステムは、(1)車両の利用者が携帯する携帯機と認証情報を交換するためのアンテナ、(2)車両用開閉体近くに設けられた人検知領域に利用者が接触したことを検知するための人検知IC、(3)アンテナおよび人検知ICを駆動および制御するためのECU(Electronic Control Unit)を有して構成されるのが一般的である。
しかしながら、このような従来の構成では、構成要素間を接続するための接続線を多数必要とするため、装置が大型化かつ高コスト化してしまうという課題があった。例えば、特許文献1では5〜8mのハーネスが少なくとも6本必要となる。
このような課題を解決するための従来技術として、アンテナおよび人検知ICを一つの車載機器に統合するとともに、人検知IC用の直流電源電圧、人検知信号、アンテナ駆動信号を一本の接続線に重畳して送受信することにより、装置を小型化かつ低コスト化したものがある(例えば、特許文献2参照)。特許文献2では、中央処理装置(3)と電子通信モジュール(2)とを接続する接続線を、ワイヤ(4、5)の2本に纏めるとともに、ワイヤ(4、5)に重畳される信号の最大値が大きくならないように、DC電圧とアンテナ駆動信号を切り替えて出力している。
特開2009−084829号公報 特表2014−506306号公報
特許文献2のような、DC電圧とアンテナ駆動信号とを同一の接続線を用いて切り替えて出力するアンテナ駆動装置では、ワイヤ(4、5)に出力されるDC電圧による電流が、低周波電圧生成器(30)方向に逆流しないように、ワイヤ(4、5)と低周波電圧生成器(30)の間にキャパシタ(38、39)を設ける必要がある。しかし、このようなキャパシタ(38、39)としては、アンテナの共振回路のインピーダンスへの影響を抑えるために大容量のものを用いる必要があるので、装置が高コスト化してしまうという課題があった。
また、キャパシタ(38、39)を設けると、電子通信モジュール(2)への出力をアンテナ駆動信号からDC電圧に切り替える際に、キャパシタ(38、39)に充電されたアンテナ駆動信号がDC電圧に重畳されて、アンテナ駆動信号とDC電圧の和となる電圧が電子通信モジュール(2)に印加されてしまう。この結果、電子通信モジュール(2)の定格を大きくする必要があるため、装置が更に高コスト化してしまうという課題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、大容量のキャパシタを用いることなく、直流電源電圧とアンテナ駆動信号とを同一の接続線を用いて切り替えて出力できる低コストなアンテナ駆動装置を得ることを目的とする。
本発明に係るアンテナ駆動装置は、車両の利用者が車両の人検知領域に接触したことを検知する人検知ICに直流電力を供給する直流電源であって、人検知ICの電源端子と電気的に接続された第一接続線に直流電源電圧を出力し、人検知ICのGND端子と電気的に接続された第二接続線に基準電位を出力する直流電源と、利用者が携帯する携帯機に信号を送信するアンテナを駆動するアンテナ駆動回路であって、アンテナの一端と電気的に接続された第一接続線に、直流電源電圧と基準電位とをスイッチングすることにより生成した第一アンテナ駆動信号を出力し、アンテナの他端と電気的に接続された第二接続線に出力する第二アンテナ駆動信号と第一アンテナ駆動信号との電位差を、アンテナ駆動信号としてアンテナに出力するアンテナ駆動回路と、第一接続線および第二接続線に出力する直流電源電圧およびアンテナ駆動信号を切り替え制御するとともに、アンテナ駆動回路をスイッチング制御する制御部とを備えるものである。
また、本発明に係る別のアンテナ駆動装置は、車両の利用者が車両の人検知領域に接触したことを検知する人検知ICに直流電力を供給する直流電源であって、人検知ICの電源端子と電気的に接続された第一接続線に直流電源電圧を出力し、人検知ICのGND端子と電気的に接続された第二接続線に基準電位を出力する直流電源と、利用者が携帯する携帯機に信号を送信するアンテナを駆動するアンテナ駆動回路であって、アンテナの一端に電気的に接続された第一接続線とアンテナの他端に電気的に接続された第二接続線とにアンテナ駆動信号を出力するアンテナ駆動回路と、直流電源とアンテナ駆動回路の間に接続され、直流電源電圧による電流がアンテナ駆動回路を介して直流電源方向に逆流することを防止する保護ダイオードと、第一接続線および第二接続線に出力する直流電源電圧およびアンテナ駆動信号を切り替え制御するとともに、アンテナ駆動回路をスイッチング制御する制御部とを備えるものである。
本願の請求項1に係る発明では、直流電源電圧およびアンテナ駆動信号が切り替えて出力される第一接続線に出力するアンテナ駆動信号を、直流電源電圧と基準電位とをスイッチング制御することにより生成している。これにより、第一接続線に出力されるアンテナ駆動信号のON電圧は、アンテナ駆動信号の振幅が変化しても、直流電源が出力する直流電源電圧と同じ値に維持されるので、第一接続線とアンテナ駆動回路の間にキャパシタを設ける必要がない。
また、本願の請求項4に係る発明では、直流電源とアンテナ駆動回路の間に接続された保護ダイオードを備えている。これにより、直流電源電圧による電流がアンテナ駆動回路を介して直流電源方向に逆流することを防止することができるので、第一接続線とアンテナ駆動回路の間にキャパシタを設ける必要がない。
この結果、大容量のキャパシタを用いることなく、直流電源電圧とアンテナ駆動信号とを同一の接続線を用いて切り替えて出力できる低コストなアンテナ駆動装置を得ることができる。
本発明の第1実施形態に係るアンテナ駆動装置が制御する車載機器を含む車両用開閉体の斜視図であって、車両用開閉体として車両用ドアを用いる場合の例を示した概略図である。 本発明の第1実施形態に係るアンテナ駆動装置の回路構成を、車載機器とともに示した概略図である。 本発明の第1実施形態に係るアンテナ駆動装置が出力するアンテナ駆動信号の波形の概略図である。 従来のアンテナ駆動装置が出力するアンテナ駆動信号の波形の概略図である。 本発明の第2実施形態に係るアンテナ駆動装置の回路構成を、車載機器とともに示した第1の概略図である。 本発明の第2実施形態に係るアンテナ駆動装置の回路構成を、車載機器とともに示した第2の概略図である。 本発明の第2実施形態に係るアンテナ駆動装置の回路構成を、車載機器とともに示した第3の概略図である。 本発明の第2実施形態に係るアンテナ駆動装置の回路構成を、車載機器とともに示した第4の概略図である。 本発明の第3実施形態に係るアンテナ駆動装置の回路構成を、車載機器とともに示した概略図である。 本発明の第4実施形態に係るアンテナ駆動装置の回路構成を、車載機器とともに示した概略図である。
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構造または様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係るアンテナ駆動装置200が制御する車載機器100を含む車両用開閉体の斜視図であって、車両用開閉体として車両用ドアを用いる場合の例を示した概略図である。なお、本実施形態に係る車両用開閉体は、図1に示すような車両用ドアに限定されるものではなく、例えば、車両後部トランクの蓋、車両前部ボンネットの蓋、給油栓の蓋等であってもよい。以下では、車両用ドアを想定した場合の車載機器100について、図1を参照しながら説明する。
図1に示すように、車両用ドアを構成するドアパネル1のアウトサイドには、車両用ドアのドアハンドル2が、車両の前後方向に延在して設置されている。このドアハンドル2は、前後2箇所でドアパネル1に取り付けられている。ドアハンドル2は、例えば樹脂成型により内部空間を有する中空形状に形成されている。また、ドアパネル1の、ドアハンドル2に対向する部位には、図1に示すように、窪み1aが形成されているので、人の手が容易にドアハンドル2の中央付近を把持できるようになっている。
ドアハンドル2の外周面には、車両の利用者が接触したことを検知するための人検知領域として、車両用ドアを解錠(アンロック)するためのアンロック領域4と、車両用ドアを施錠(ロック)するためのロック領域3が設けられている。例えば図1では、アンロック領域4は、ドアハンドル2内に搭載された静電容量式のアンロックセンサ電極6に沿って、ドアハンドル2の握り部に設けられている。また、ロック領域3は、ドアハンドル2内に搭載された静電容量式のロックセンサ電極5に沿って、アンロック領域4よりも車両前側に設けられている。なお、図1には、ロック領域3が、アンロック領域4よりも車両前側に設けられた例を示したが、ロック領域3は、アンロック領域4よりも車両後側に設けられていてもよい。
また、ドアハンドル2内部には、ロックセンサ電極5およびアンロックセンサ電極6と電気的に接続された車載機器100が搭載されている。車載機器100は、ドアハンドル2外部のアンテナ駆動装置200によって駆動および制御される。アンテナ駆動装置200は、車両の利用者がロック領域3に接触すると、ロックセンサ電極5の静電容量の変化によって接触を検知し、ドアハンドル2を施錠、あるいは施錠可能な状態とする。また、車両の利用者が、アンロック領域4に接触すると、アンロックセンサ電極6の静電容量の変化によって接触を検知し、ドアハンドル2を解錠、あるいは解錠可能な状態とする。
なお、ロックセンサ電極5およびアンロックセンサ電極6は、静電容量式に限定されるものではなく、例えば、圧力センサ、赤外線センサ、またはRFID等の近接センサを用いることも可能である。また、図1では、ロックセンサ電極5およびアンロックセンサ電極6は、ほぼ短冊状であって、アンロックセンサ電極6が、ロックセンサ電極5よりも大きく成形されているが、本実施形態は必ずしもこのような構成に限定されるものではない。また、ロックセンサ電極5およびアンロックセンサ電極6は、必ずしも両方を有する必要はなく、いずれか一方のみを有していてもよい。
図2は、本発明の第1実施形態に係るアンテナ駆動装置200の回路構成を、車載機器100とともに示した概略図である。本実施形態のアンテナ駆動装置200は、制御部210、直流電源220、アンテナ駆動回路230、昇降圧回路240、および人検知回路280を備えて構成される。また、車載機器100は、人検知IC110、アンテナ120、整流ダイオード130、平滑コンデンサ140、および保護抵抗150を備えて構成される。
図2に示す本実施形態のアンテナ駆動装置200は、第一接続線301とアンテナ駆動回路230の間にキャパシタが接続されていない点と、昇降圧回路240が、第二接続線302への出力のみを昇降圧している点を特徴としている。なお、図2に示す昇降圧回路240は、昇圧または降圧のいずれか一方の機能のみを有していてもよいし、両方の機能を有していてもよい。以下、図2を参照しながら、本実施形態の構成および動作について説明する。
車載機器100は、車両用開閉体の近くに搭載される。例えば図1では、ドアハンドル2内部に搭載されている。一方、アンテナ駆動装置200は、車両用開閉体の施解錠以外の制御も兼務するため、車両用開閉体とは離れた箇所に設置されることが多いが、車両用開閉体の近くに設置してもよい。車載機器100とアンテナ駆動装置200は、第一接続線301および第二接続線302によって互いに電気的に接続されている。
表1は、本発明の第1実施形態に係るアンテナ駆動装置200が出力信号を切り替え制御する際のスイッチSW1〜SW6のON/OFF状態を示した論理値表である。スイッチSW1〜SW6としては、例えば、FET(Field Effect Transistor)等のトランジスタ素子を用いることができる。なお、スイッチSW6は、スイッチSW4と共用することも可能である。
Figure 0006519386
アンテナ駆動装置200の制御部210は、アンテナ非駆動時においては、表1に示す論理値表に従って、アンテナ駆動回路230のスイッチSW1〜SW4をOFF状態にするとともに、スイッチSW5およびスイッチSW6をON状態にする。この結果、直流電源220が出力する直流電源電圧VDCが、第一接続線301を介して車載機器100の人検知IC110に供給される。また、第二接続線302には、基準電位VGNDが出力される。
直流電源220としては、例えば、車載用のバッテリ等を用いることができる。なお、車載用バッテリの電圧値が車両の規格等で定められている等の理由で、所望の直流電源電圧VDC値が得られない場合には、車載用バッテリ電圧と直列に、昇降圧回路240とは別の昇降圧回路を接続してバッテリ電圧を昇降圧することで、所望の直流電源電圧VDCを得ることができる。
人検知IC110は、車両の利用者が車両用開閉体の人検知領域に接触したことを、ロックセンサ電極およびアンロックセンサ電極によって検知すると、人検知信号を第一接続線301に重畳させて、アンテナ駆動装置200の制御部210に通知する。ここで、第一接続線301に人検知信号を重畳させる具体的な方法としては、例えば、人検知IC110内にスイッチング手段および抵抗素子を設けて、直流電源電圧VDCを一定期間電圧降下させる方法を用いることができる。この場合、電圧降下の大きさまたは電圧降下期間の長さの違いによりロック/アンロックを識別することが可能である。
制御部210は、第一接続線301に重畳された人検知信号を、人検知回路280を用いて検出すると、アンテナ駆動装置200が出力する信号を、直流電源電圧VDCからアンテナ駆動信号VACへと切り替える。具体的には、制御部210は、表1に示す論理値表に従って、スイッチSW5およびスイッチSW6をOFF状態にするとともに、アンテナ駆動回路230のスイッチSW1〜SW4を、アンテナ120の共振周期で状態1と状態2にスイッチング制御する。なお、本実施形態のアンテナ駆動回路230は、図2に示すようなHブリッジ回路に限定されるものではなく、例えば、ハーフブリッジ回路であってもよい。
図3は、本発明の第1実施形態に係るアンテナ駆動装置200が出力するアンテナ駆動信号VACの波形の概略図である。本実施形態のアンテナ駆動回路230は、図2に示すように、第一接続線301に出力する第一アンテナ駆動信号VAC1を、直流電源電圧VDCと基準電位VGNDとをスイッチングすることにより生成している。この結果、第一接続線301に出力される第一アンテナ駆動信号VAC1のON電圧は、図3(a)に示すように、直流電源電圧VDCと同じ値となる。
一方、第二接続線302に出力する第二アンテナ駆動信号VAC2は、昇降圧回路240によってk倍(但し、kは実数)に昇降圧された電圧と基準電位VGNDとをスイッチングすることにより生成しているので、第二接続線302に出力される第二アンテナ駆動信号VAC2のON電圧は、図3(b)に示すように、直流電源電圧VDCのk倍となる。
この結果、アンテナ120に出力されるアンテナ駆動信号VAC=VAC1−VAC2の振幅は、図3(c)に示すように、直流電源電圧VDCの(1+k)/2倍となる。なお、図3に示すアンテナ駆動信号VACは、説明を分かり易くするために矩形波で表しているが、アンテナ120に印加されるアンテナ駆動信号VACは、アンテナ120の直列共振回路によってフィルタリングされるので、実際には正弦波に近い波形となっている。
このように、本実施形態では、アンテナ駆動信号VACの振幅が昇降圧により変化しても、第一接続線301に出力される第一アンテナ駆動信号VAC1のON電圧は、直流電源220が出力する直流電源電圧VDCと同じ値に維持されるので、アンテナ駆動回路230を介して直流電源220方向に電流が逆流することはなく、第一接続線301とアンテナ駆動回路230の間のキャパシタは不要となる。なお、昇降圧回路240による昇降率kは、アンテナ駆動信号VACの両振幅(1+k)×VDCが、アンテナ120が必要とする電圧幅となるように決定される。
一方、図4は、従来のアンテナ駆動装置が出力するアンテナ駆動信号VACの波形の概略図である。従来のアンテナ駆動装置では、図4(a)、図4(b)に示すように、第一接続線301に出力される第一アンテナ駆動信号VAC1と、第二接続線302に出力される第二アンテナ駆動信号VAC2の両方がk倍に昇降圧される。この結果、アンテナ120に出力されるアンテナ駆動信号VACの振幅は、図4(c)に示すように、直流電源電圧VDCのk倍となる。
このように、従来では、アンテナ駆動信号VACの振幅が昇降圧により変化すると、第一接続線301に出力される第一アンテナ駆動信号VAC1のON電圧が、直流電源220が出力する直流電源電圧VDCとは異なってしまうので、アンテナ駆動回路230を介して直流電源220方向に電流が逆流することを防止するために、大容量のキャパシタが必要であった。
本実施形態では、このような大容量のキャパシタ290を取り除くことができるので、装置を低コスト化できる。そして、この結果として、車載機器100への出力を、アンテナ駆動信号VACから直流電源電圧VDCに切り替える際に、キャパシタ290に充電されたアンテナ駆動信号VACが直流電源電圧VDCに重畳されて、車載機器100の人検知IC110に印加されることはなくなるので、人検知ICの定格を小さくして装置を更に低コスト化できる。
アンテナ120は、共振コンデンサ121とアンテナ用コイル122とが直列接続された直列共振回路を有して構成される。なお、図2には、アンテナ120の共振コンデンサ121側が第一接続線301に接続され、アンテナ120のアンテナ用コイル122側が第二接続線302に接続された構成を示したが、共振コンデンサ121とアンテナ用コイル122の接続順は問わない。
図2に示す車載機器100のアンテナ120は、アンテナ駆動装置200から第一接続線301および第二接続線302を介して出力されるアンテナ駆動信号VACと共振することにより、無線により、車両の利用者が携帯する携帯機(スマートキー)との間で、車両用開閉体の施解錠のための認証情報を交換する。なお、アンテナ駆動信号VACに認証情報を変調させる方法については、公知の技術を用いることが可能である。また、アンテナ120は、駆動する必要がある送信用機能のみを持たせて、受信用アンテナは別の構成とすることも可能である。
制御部210は、利用者が携帯する携帯機が出力する認証情報が認証された場合には、表1に示す論理値表に従って、アンテナ駆動装置200のスイッチSW1〜SW4をOFF状態にし、スイッチSW5およびスイッチSW6をON状態にすることで、アンテナ駆動装置200の出力を、再びアンテナ駆動信号VACから直流電源電圧VDCに切り替える。そして、制御部210は、人検知IC110を制御することにより、ドアハンドル2を施解錠、あるいは施解錠可能な状態にする。このときの制御部210と人検知IC110との間の通信方式としては、例えば、前述の人検知信号の場合と同じ方法を用いることが可能である。
図2に示す車載機器100の整流ダイオード130、平滑コンデンサ140、および保護抵抗150は、アンテナ駆動信号VACをAC/DC変換するための整流回路を形成している。これにより、アンテナ駆動信号VACが、整流ダイオード130によって整流されるとともに、平滑コンデンサ140によって平滑されて、人検知IC110に電力が供給されるので、人検知IC110は、直流電源電圧VDCが人検知IC110に供給されないアンテナ駆動時においても、人検知機能を継続することができる。
以上のように、本実施形態では、直流電源電圧およびアンテナ駆動信号が切り替えて出力される第一接続線に出力するアンテナ駆動信号を、直流電源電圧と基準電位とをスイッチングすることにより生成している。これにより、第一接続線に出力されるアンテナ駆動信号のON電圧は、アンテナ駆動信号の振幅が変化しても、直流電源が出力する直流電源電圧と同じ値に維持されるので、第一接続線とアンテナ駆動回路の間にキャパシタを設ける必要がない。この結果、大容量のキャパシタを用いることなく、直流電源電圧とアンテナ駆動信号とを同一の接続線を用いて切り替えて出力できる低コストなアンテナ駆動装置を得ることができる。
[第2実施形態]
図5は、本発明の第2実施形態に係るアンテナ駆動装置200aの回路構成を、車載機器100とともに示した第1の概略図である。図5に示す本実施形態のアンテナ駆動装置200aは、図2に示す先の第1実施形態のアンテナ駆動装置200と比較して、昇降圧回路240の代わりに、電流測定回路250およびアンテナ電圧可変回路260を備えている点が異なっている。その他の構成および動作については先の第1実施形態と同じであるので説明は省略する。
電流測定回路250は、アンテナ120に流れるアンテナ電流IACを測定する。また、アンテナ電圧可変回路260は、アンテナ電流IACの測定値が、アンテナ120が必要とする電流値と等しくなるように、直流電源電圧VDCまたはその昇降圧された電圧を可変し、可変された電圧をアンテナ駆動回路230に出力する。
制御部210は、アンテナ電圧可変回路260によって可変された電圧と基準電位VGNDとを、表1に示す論理値表に従って、アンテナ120の共振周期で状態1と状態2にスイッチング制御することにより、第二接続線302に出力する第二アンテナ駆動信号VAC2を生成する。これにより、例えば、アンテナ120の出力を振幅変調したり、あるいは、アンテナ120に流れる過電流を検出して抑制したりすることが可能となる。
以上のように、本実施形態では、第一接続線に出力するアンテナ駆動信号を、直流電源電圧と基準電位とをスイッチング制御することにより生成し、第二接続線に出力するアンテナ駆動信号を、アンテナ電圧可変回路によって可変された電圧と基準電位とをスイッチング制御することにより生成している。この結果、アンテナに所望のアンテナ電流が流れるように、アンテナ駆動信号の振幅を時間的に可変制御しても、アンテナ駆動信号のON電圧は、直流電源が出力する直流電源電圧と同じ値に維持されるので、大容量のキャパシタを用いることなく、直流電源電圧とアンテナ駆動信号とを同一の接続線を用いて切り替えて出力できる低コストなアンテナ駆動装置を得ることができる。
なお、電流測定回路250は、必ずしも図5に示すように第二接続線302と直列に接続する必要はなく、アンテナ電流IACが測定できるならば他の箇所に設けてもよい。例えば、図6に示すように、第一接続線301と直列に接続してもよいし、図7に示すようにアンテナ駆動回路230の電源ラインと直列に接続してもよいし、図8に示すようにアンテナ駆動回路230の接地ラインと直列に接続してもよい。
特に、図5、図6の構成では、第一接続線301または第二接続線302と直列に接続されたアンテナ120のインピーダンス調整用のダンピング抵抗を、アンテナ電流IAC測定用の抵抗として共用できるので、装置を低コスト化できる。
また、本実施形態の構成は、先の第1実施形態の構成と併用することも可能である。すなわち、昇降圧回路240を用いてアンテナ駆動信号VACを昇降圧したうえで、アンテナ電圧可変回路260を用いて更にアンテナ駆動信号VACを可変することにより、アンテナ駆動信号VACの出力をより柔軟に制御することができる。
また、アンテナ電圧可変回路260を昇降圧回路240に統合して、昇降圧回路240による昇降電圧を可変制御するようにしてもよいし、アンテナ電圧可変回路260をアンテナ駆動回路230に統合して、アンテナ駆動回路230のスイッチSW1〜SW4のON抵抗値、Duty比を可変制御するようにしてもよい。
[第3実施形態]
図9は、本発明の第3実施形態に係るアンテナ駆動装置200eの回路構成を、車載機器100とともに示した概略図である。図9に示す本実施形態のアンテナ駆動装置200eは、図2に示す先の第1実施形態のアンテナ駆動装置200と比較して、昇降圧回路240および保護ダイオード270が、直流電源220とアンテナ駆動回路230の間に接続されている点が異なっている。その他の構成については先の第1実施形態と同じであるので説明は省略する。
本実施形態では、昇降圧回路240は、第一接続線301および第二接続線302への両方の出力を昇降圧しているので、先の第1実施形態のように、第一接続線301に出力される第一アンテナ駆動信号VAC1のON電圧が、直流電源電圧VDCと同じ値に維持される訳ではない。しかしながら、本実施形態のアンテナ駆動装置200eは、キャパシタの代わりに、昇降圧回路240とアンテナ駆動回路230の間に接続された保護ダイオード270を備えているので、先の第1実施形態と同様に、直流電源電圧VDCによる電流がアンテナ駆動回路230を介して直流電源220方向に逆流することを防止することができる。この結果、第一接続線301とアンテナ駆動回路230の間のキャパシタは不要となる。
本実施形態では、大容量のキャパシタの代わりに低コストな保護ダイオード270を用いることができるので、装置を低コスト化できる。また、保護ダイオード270を、アンテナ駆動回路230の直流電源220側に接続することにより、例えば特許文献2では第一接続線301および第二接続線302の2か所に設ける必要があったキャパシタ等の保護素子を1つに減らすことができるので、装置を更に低コスト化できる。
また、キャパシタを取り除いた結果として、車載機器100への出力をアンテナ駆動信号VACから直流電源電圧VDCに切り替える際に、キャパシタに充電されたアンテナ駆動信号VACが直流電源電圧VDCに重畳されて、車載機器100の人検知IC110に印加されることはなくなるので、人検知ICの定格を小さくして装置を更に低コスト化できる。
先の第1実施形態と比較すると、本実施形態では、アンテナ駆動信号VACの振幅の変化に応じて第一アンテナ駆動信号VAC1のON電圧が変化するので、アンテナ駆動信号VACが直流電源電圧VDCと比較して非常に大きい場合には、アンテナ駆動信号VACに合わせて、人検知ICの定格を大きくする必要があるという欠点はあるが、一方で、昇降圧回路240による昇降圧の効率が(1+k)/2倍からk倍に改善するという利点がある。したがって、本実施形態と先の第1実施形態の構成とは、目的に応じて使い分けることが可能である。
以上のように、本実施形態では、昇降圧回路とアンテナ駆動回路の間に接続された保護ダイオードを備えている。これにより、直流電源電圧による電流がアンテナ駆動回路を介して直流電源方向に逆流することを防止することができるので、第一接続線とアンテナ駆動回路の間にキャパシタを設ける必要がない。この結果、大容量のキャパシタを用いることなく、直流電源電圧とアンテナ駆動信号とを同一の接続線を用いて切り替えて出力できる低コストなアンテナ駆動装置を得ることができる。
[第4実施形態]
図10は、本発明の第2実施形態に係るアンテナ駆動装置200fの回路構成を、車載機器100とともに示した概略図である。図10に示す本実施形態のアンテナ駆動装置200fは、図9に示す先の第3実施形態のアンテナ駆動装置200eと比較して、昇降圧回路240の代わりに、電流測定回路250およびアンテナ電圧可変回路260を備えている点が異なっている。その他の構成および動作については先の第3実施形態と同じであるので説明は省略する。また、電流測定回路250およびアンテナ電圧可変回路260の動作については、先の第2実施形態と同じであるので説明は省略する。
制御部210は、アンテナ電圧可変回路260によって可変された電圧と基準電位VGNDとを、表1に示す論理値表に従って、アンテナ120の共振周期で状態1と状態2にスイッチング制御することにより、第一接続線301および第二接続線302に出力するアンテナ駆動信号VAC1、VAC2を生成する。これにより、例えば、アンテナ120の出力を振幅変調したり、あるいは、アンテナ120に流れる過電流を抑制したりすることが可能となる。
以上のように、本実施形態では、アンテナ電圧可変回路とアンテナ駆動回路との間に接続された保護ダイオードを備えている。そして、第一接続線および第二接続線に出力するアンテナ駆動信号を、アンテナ電圧可変回路によって可変された電圧と基準電位とをスイッチングすることにより生成している。この結果、アンテナに所望のアンテナ電流が流れるように、アンテナ駆動信号の振幅を時間的に可変制御しても、直流電源電圧による電流がアンテナ駆動回路を介して直流電源方向に逆流することを防止することができるので、大容量のキャパシタを用いることなく、直流電源電圧とアンテナ駆動信号とを同一の接続線を用いて切り替えて出力できる低コストなアンテナ駆動装置を得ることができる。
なお、先の第2実施形態と同様に、電流測定回路250は、必ずしも図10に示すように第二接続線302と直列に接続する必要はなく、アンテナ電流IACが測定できるならば他の箇所に設けてもよい。例えば、図6に示すように、第一接続線301と直列に接続してもよいし、図7に示すようにアンテナ駆動回路230の電源ラインと直列に接続してもよいし、図8に示すようにアンテナ駆動回路230の接地ラインと直列に接続してもよい。
また、本実施形態の構成は、先の第3実施形態の構成と併用することも可能である。すなわち、昇降圧回路240を用いてアンテナ駆動信号VACを昇降圧したうえで、アンテナ電圧可変回路260を用いて更にアンテナ駆動信号VACを可変することにより、アンテナ駆動信号VACの出力をより柔軟に制御することができる。
また、アンテナ電圧可変回路260を昇降圧回路240に統合して、昇降圧回路240による昇降電圧を可変制御するようにしてもよいし、アンテナ電圧可変回路260をアンテナ駆動回路230に統合して、アンテナ駆動回路230のスイッチSW1〜SW4のON抵抗値、Duty比を可変制御するようにしてもよい。
1 ドアパネル、1a 窪み、2 ドアハンドル、3 ロック領域、4 アンロック領域、5 ロックセンサ電極、6 アンロックセンサ電極、100 車載機器、110 人検知IC、120 アンテナ、121 共振コンデンサ、122 アンテナ用コイル、130 整流ダイオード、140 平滑コンデンサ、150 保護抵抗、200 アンテナ駆動装置、210 制御部、220 直流電源、230 アンテナ駆動回路、240 昇降圧回路、250 電流測定回路、260 アンテナ電圧可変回路、270 保護ダイオード、280 人検知回路、301 第一接続線、302 第二接続線。

Claims (8)

  1. 車両の利用者が前記車両の人検知領域に接触したことを検知する人検知ICに直流電力を供給する直流電源であって、前記人検知ICの電源端子と電気的に接続された第一接続線に直流電源電圧を出力し、前記人検知ICのGND端子と電気的に接続された第二接続線に基準電位を出力する直流電源と、
    前記利用者が携帯する携帯機に信号を送信するアンテナを駆動するアンテナ駆動回路であって、前記アンテナの一端と電気的に接続された前記第一接続線に、前記直流電源電圧と前記基準電位とをスイッチングすることにより生成した第一アンテナ駆動信号を出力し、前記アンテナの他端と電気的に接続された前記第二接続線に出力する第二アンテナ駆動信号と前記第一アンテナ駆動信号との電位差を、アンテナ駆動信号として前記アンテナに出力するアンテナ駆動回路と、
    前記第一接続線および前記第二接続線に出力する前記直流電源電圧および前記アンテナ駆動信号を切り替え制御するとともに、前記アンテナ駆動回路をスイッチング制御する制御部と、
    を備えるアンテナ駆動装置。
  2. 前記直流電源電圧を昇降圧し、昇降圧された電圧を出力する昇降圧回路を更に備え、
    前記アンテナ駆動回路は、前記昇降圧された電圧と前記基準電位とをスイッチングすることにより、前記第二接続線に出力する前記第二アンテナ駆動信号を生成する
    請求項1に記載のアンテナ駆動装置。
  3. 前記アンテナに流れるアンテナ電流を測定する電流測定回路と、
    前記アンテナ電流の測定値が、前記アンテナが必要とする電流値と等しくなるように、前記直流電源電圧またはその昇降圧された電圧を可変し、可変された電圧を出力するアンテナ電圧可変回路とを更に備え、
    前記アンテナ駆動回路は、前記可変された電圧と前記基準電位とをスイッチングすることにより、前記第二接続線に出力する前記第二アンテナ駆動信号を生成する
    請求項1または2に記載のアンテナ駆動装置。
  4. 車両の利用者が前記車両の人検知領域に接触したことを検知する人検知ICに直流電力を供給する直流電源であって、前記人検知ICの電源端子と電気的に接続された第一接続線に直流電源電圧を出力し、前記人検知ICのGND端子と電気的に接続された第二接続線に基準電位を出力する直流電源と、
    前記利用者が携帯する携帯機に信号を送信するアンテナを駆動するアンテナ駆動回路であって、前記アンテナの一端に電気的に接続された前記第一接続線と前記アンテナの他端に電気的に接続された前記第二接続線とにアンテナ駆動信号を出力するアンテナ駆動回路と、
    前記直流電源と前記アンテナ駆動回路の間に接続され、前記直流電源電圧による電流が前記アンテナ駆動回路を介して前記直流電源方向に逆流することを防止する保護ダイオードと、
    前記第一接続線および前記第二接続線に出力する前記直流電源電圧および前記アンテナ駆動信号を切り替え制御するとともに、前記アンテナ駆動回路をスイッチング制御する制御部と、
    を備えるアンテナ駆動装置。
  5. 前記直流電源電圧を昇降圧し、昇降圧された電圧を出力する昇降圧回路を更に備え、
    前記アンテナ駆動回路は、前記昇降圧された電圧と前記基準電位とをスイッチングすることにより、前記第一接続線および前記第二接続線に出力する前記アンテナ駆動信号を生成し、
    前記保護ダイオードは、前記昇降圧回路と前記アンテナ駆動回路の間に接続され、前記直流電源電圧による電流が前記アンテナ駆動回路を介して前記昇降圧回路に逆流することを防止する
    請求項4に記載のアンテナ駆動装置。
  6. 前記アンテナに流れるアンテナ電流を測定する電流測定回路と、
    前記アンテナ電流の測定値が、前記アンテナが必要とする電流値と等しくなるように、前記直流電源電圧またはその昇降圧された電圧を可変し、可変された電圧を出力するアンテナ電圧可変回路とを更に備え、
    前記アンテナ駆動回路は、前記可変された電圧と前記基準電位とをスイッチングすることにより、前記第一接続線および前記第二接続線に出力する前記アンテナ駆動信号を生成し、
    前記保護ダイオードは、前記アンテナ電圧可変回路と前記アンテナ駆動回路の間に接続され、前記直流電源電圧による電流が前記アンテナ駆動回路を介して前記アンテナ電圧可変回路に逆流することを防止する
    請求項4または5に記載のアンテナ駆動装置。
  7. 前記電流測定回路は、前記第一接続線または前記第二接続線と直列に接続され、前記第一接続線または前記第二接続線と直列に接続された前記アンテナのインピーダンス調整用のダンピング抵抗を、前記アンテナ電流を測定するための抵抗として共用する
    請求項3または6に記載のアンテナ駆動装置。
  8. 前記直流電源電圧が供給されていないときには前記アンテナ駆動信号を電力源として用いることにより動作を継続する前記人検知ICに、前記直流電源電圧および前記アンテナ駆動信号を出力する
    請求項1から7のいずれか1項に記載のアンテナ駆動装置。
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