(57)【要約】【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
2006279237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【特許文献１】特開２０００−２６１２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【実施例１】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【実施例２】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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）。
【００２７】
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。
【００２８】
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）。
【００２９】
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）。
【００３０】
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）。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１に係る車両用無線装置のブロック図
【図２】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
【図３】本発明の実施例２に係る車両用無線装置のブロック図
【図４】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
【符号の説明】
【００３５】
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
【図１】
2006279237.tif 000003
【図２】
2006279237.tif 000004
【図３】
2006279237.tif 000005
【図４】
2006279237.tif 000006