(57)【要約】  本発明は、自動車のアクセスコントロールおよびイモビライザのための電気回路、ならびにアンテナドライバを較正するための方法に関する。車両のアクセスコントロールとイモビライザのための電気回路が提供される。電子回路は、車両のアクセスコントロール用の、ＩＤ発信器（３）の識別時に信号（１００）を送信する第１アンテナ（１９）を駆動するための第１アンテナドライバ（１２）を含む。さらには車両のイモビライザ用の、IＤ発信器（３）の識別時に信号（１０４）を送信する第２アンテナ（２１）を駆動するための第２アンテナドライバ（２４）が設けられている。さらに電子回路は、イモビライザ用の、ＩＤ発信器（３）の識別のためにアンテナ（２１）によって受信された信号を受信する受信装置（１４）を含む。第１アンテナドライバ（１２）および受信装置（１４）は、共に１つの半導体チップ（１）に組み込まれている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のアクセスコントロールおよびイモビライザのための電気回路において、
該電気回路は、
・車両のアクセスコントロール用の、ＩＤ発信器（３）の識別時に信号（１００）を送信する第１アンテナ（１９）を駆動するための第１アンテナドライバ（１２）と、
・車両のイモビライザ用の、ＩＤ発信器（３）の識別時に信号を送信する第２アンテナ（２１）を駆動するための第２アンテナドライバ（２４）と、
・イモビライザ用の、ＩＤ発信器（３）の識別のためにアンテナ（２１）によって受信された信号（１０２）を受信するための受信装置（１４）と
を含み、
前記第１アンテナドライバ（１２）と前記受信装置（１４）は、共に１つの半導体チップ（１）の中に組み込まれている、
ことを特徴とする電気回路。
【請求項２】
前記半導体チップ（１）の中に、前記第１アンテナ（１９）から送信された信号（１０１）を測定するための診断回路（２２）が設けられており、
該診断回路（２２）の少なくとも１つの入力側は、前記受信装置（１４）の出力側と接続されている、
ことを特徴とする請求項１記載の電気回路。
【請求項３】
前記第１アンテナドライバ（１２）を調整するために較正回路（２３）が設けられており、
該較正回路は、前記診断回路（２２）の出力部と接続された少なくとも１つの入力側を有する、
ことを特徴とする請求項２記載の電気回路。
【請求項４】
車両のアクセスシステム用の、ＩＤ発信器（３）の識別時に第３アンテナ（２０）を駆動するための第３アンテナドライバ（１３）が設けられており、
前記第１アンテナドライバ（１２）と前記第３アンテナドライバ（１３）は、同時に作動する場合、互いに独立して調整される、
ことを特徴とする請求項３記載の電気回路。
【請求項５】
前記半導体チップ（１）にはさらにブーストコンバータの制御回路（１４）が収容されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の電気回路。
【請求項６】
第１アンテナ（１９）および第２アンテナ（２１）を有する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の電気回路。
【請求項７】
前記第２アンテナドライバ（２４）は、前記第１アンテナドライバ（１２）と前記受信装置とともに組み込まれている、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の電気回路。
【請求項８】
少なくとも１つの別の半導体チップとの同期のための基準クロックを出力する同期出力部（１７）を有する、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の電気回路。
【請求項９】
複数のアンテナドライバ（１２，１３，２１）と複数のアンテナ（１９，２０，２１）との間の接続、または、前記受信装置（１４）と複数のアンテナ（１９，２０，２１）との間の接続を切り換える切り換えスイッチを有する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の電気回路。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項記載の電気回路を自動車にて使用する、使用方法。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項記載の電気回路のためのアンテナドライバを測定する方法において、
ａ）第１アンテナドライバ（１２）を駆動して、前記第１アンテナ（１９）が低周波数信号（１０１）を送信するようにするステップ、
ｂ）前記低周波数信号（１０１）を、前記第２アンテナ（２１）および前記受信装置（１４）によって受信するステップ、
ｃ）前記受信した信号を診断するステップ、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
ｄ）前記第１アンテナドライバ（１２）を目標値に相応するよう調整するステップ、
をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップｃ）において、前記受信した信号を周波数、信号雑音比、または信号強度に関して診断する、
ことを特徴とする請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップｄ）において、前記第１アンテナドライバから出力された電流を調整する、
ことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のアクセスコントロールおよびイモビライザのための電気回路、ならびにアンテナドライバの測定方法に関する。
【０００２】
ワイヤレスアクセスシステムは、車両技術分野においては、車両を解錠するため、ないし車両ドアの開放を可能にするために使用される。受動的なワイヤレスアクセスシステムの場合には、人員はＩＤ発信器を携帯所持している。このＩＤ発信器は、車両内に位置する基地局との通信を、車両ないし車両内に位置する基地局に対する距離が所定の距離を下回るとすぐに実行する。受動的なシステムの場合には、基地局は通常、低周波（ＬＦ）とも呼ばれる長波領域の信号を送信する。送信周波数は例えば１２５または１３５ｋＨｚである。以下ではトランスポンダとも呼ばれるＩＤ発信器は、基地局に対してデシメートル波領域ないし極超短波（ＵＨＦ）の信号によって応答する。この周波数は欧州では４３２ＭＨｚないし８６８ＭＨｚである。トランスポンダは高周波数によって送信する。なぜなら低周波数を用いた比較的長距離に及ぶ送信は多くのエネルギを必要とし、ＩＤ発信器のバッテリはこのように多くのエネルギを長時間供給し続けることはできないからである。
【０００３】
ＵＳ７３１７３７６Ｂ２はアクセスシステムとイモビライザとのコンビネーション型のシステムを開示している。イモビライザは、運転手が車両にいる場合にのみ車両を始動できるよう保証するものである。ＵＳ７３１７３７６Ｂ２にて提案されたイモビライザの場合には、基地局が低周波数信号を送信し、この低周波数信号に対してトランスポンダも同様に低周波数信号によって反応する。トランスポンダと基地局との間の距離が短い場合には、トランスポンダも少ないエネルギで低周波数信号を送信することができる。この装置の場合、イモビライザ用の低周波数信号とアクセスシステム用の低周波数信号とが同一のアンテナによって制御されるが、しかしこれは不利である。なぜなら２つのシステムにおける共振回路の信号強度および品質に対する要求は異なっており、送信出力を共に良好に最適化することはできないからである。しかしながら２つのシステムのためにそれぞれ異なるアンテナを使用する場合には、これらのシステムのためのコストが上昇するという問題が生じる。
【０００４】
本発明の課題は、車両のアクセスコントロールとイモビライザのための電気回路であって、アンテナの送信出力をより良好に調整することが可能であるにもかかわらず、コストが低く維持された電気回路を提供することである。
【０００５】
本発明の課題はさらに、このような電気回路のためのアンテナ回路を測定するための方法を提供することである。
【０００６】
これらの課題は、独立請求項に記載されている構成によって解決される。さらなる有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００７】
車両のアクセスコントロールとイモビライザのための電気回路が提供される。アクセスコントロールは車両の開放および施錠を制御するものであり、一方でイモビライザは、イモビライザが作動されている間に自動車が始動できないよう保証するものである。電気回路は、車両のアクセスコントロール用の、ＩＤ発信器の識別時に信号を送信する第１アンテナを駆動するための第１アンテナドライバを含む。
【０００８】
さらには車両のイモビライザ用の、ＩＤ発信器の識別時に信号を送信する第２のアンテナを駆動するための第２アンテナドライバが設けられている。さらに電気回路は、イモビライザ用の、ＩＤ発信器の識別のためにアンテナによって受信された信号を受信する受信装置を含む。このアンテナは単なる受信アンテナとすることができ、択一的実施形態においては第２アンテナである。
【０００９】
前記第１アンテナドライバおよび前記受信装置は、共に１つの半導体チップに組み込まれている。本発明の電気回路の利点は、共に組み込むことによってコストが節約されることである。なぜなら使用される構成要素がより少なくなり、構成要素間の通信、例えば第１アンテナドライバと受信装置との間の通信が簡単になるからである。
【００１０】
この利点はとりわけ、本来はイモビライザのための低周波数信号を受信するよう構成されている受信装置が、第１アンテナドライバの診断のためにも使用されるという場合に当てはまる。したがって１つの実施形態においては、第１アンテナによって送信された信号を測定するための診断回路が設けられる。これによって例えば、第１ドライバ回路の動作周波数を測定して、該動作周波数が環境条件によって離調しているか否かを識別することができる。とりわけ半導体チップの外にある構成要素、例えばアンテナまたはコンデンサは温度によって強く変化する。これにより送信された信号の信号強度が変化することがあり、この変化はアンテナドライバの調整によって補償される。
【００１１】
種々異なる車体またはアンテナ位置がしばしばドライバの動作周波数を離調させる。これによりアンテナによって発生した磁界の到達範囲が低減し、場合によってはシステムの機能エラーをもたらす。第１アンテナドライバを調整するための較正回路が付加的に設けられている場合には、診断回路における測定に基づいて、例えば第１アンテナドライバの周波数または出力を変化させることによって、第１アンテナドライバを調整することができる。
【００１２】
別の１つの実施形態においては、車両のアクセスシステム用の、ＩＤ発信器の識別時に第３アンテナを駆動するための第３アンテナドライバが設けられている。アクセスシステムの場合には、ユーザが種々異なる方向から車両に接近する可能性があるので、複数のアンテナを同時に使用すると有利である。２つより多くのアンテナを使用することも可能であり、ある１つの実施形態においては６つのアンテナと６つのアンテナドライバが使用される。第１アンテナドライバの特性と第２アンテナドライバの特性は、同時に動作する場合、互いに独立して調整することができる。なぜならこれらのアンテナドライバの各信号強度または周波数は別々に調節することができるからである。
【００１３】
１つの実施形態においては、半導体チップの上にさらにブーストコンバータの制御回路が収容されている。ブーストコンバータとは、低い電圧からより高い電圧を発生する回路であると解される。ブーストコンバータは、アンテナのための出力信号を駆動する高い電圧を発生させるために必要である。システムのためのコストをさらに低減し、アンテナドライバ、受信回路、ならびにブーストコンバータ用の制御回路の間の通信を低減するために、このブーストコンバータ用の制御回路もまた半導体チップに組み込むことが推奨される。
【００１４】
付加的なコストを節約するために、有利には第２アンテナドライバも、第１アンテナドライバおよび受信装置とともに半導体チップの中に組み込まれている。
【００１５】
１つの実施形態においては、半導体チップに同期出力部が設けられており、該同期出力部は、第１アンテナドライバを少なくとも１つの別の半導体チップと同期させるための基準クロックを出力するために使用される。同期出力部により、複数の半導体チップのアンテナドライバが１つのアンテナを同時に駆動することが可能となる。これにより個々の各チップの電力消費が低減し、ひいてはチップの寿命が延長する。
【００１６】
本発明は自動車における電気回路の使用にも関する。種々異なるアンテナドライバを使用する際にイモビライザの機能とアクセスシステムの機能を統合することによって、これら２つのシステム間の通信が改善され、これらのシステムが互いに障害を及ぼす可能性が低減する。
【００１７】
本発明は、本発明による電気回路のアンテナドライバを測定する方法にも関する。本発明の方法においては、第１アンテナドライバは、第１アンテナが低周波数信号を送信するよう駆動される。その後この低周波数信号は第２アンテナおよび受信装置によって受信され、そして最後にこの受信された信号が診断される。この際受信装置は低周波数信号のための受信装置として、第１アンテナドライバを診断するために使用される。第１アンテナによって送信された信号はＩＤ発信器の動作中に受信され、評価される。
【００１８】
診断時に、有利には低周波数信号の周波数、信号雑音比、または信号強度が測定される。これにより送信された低周波数信号が、ＩＤ発信器によって車両からの特定の距離にて認識可能か否かをチェックすることができる。
【００１９】
有利な実施形態においては、第１アンテナが将来的に所期の特性を有する信号を送信できるようにするために、前記診断ステップの後に、第１アンテナドライバを目標値に調整するステップが後続する。目標値は半導体チップの中のルックアップテーブルに保存することができる。
【００２０】
本発明を実施例において図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、車両のアクセスシステムならびにイモビライザ装置を示す図である。
【００２２】
装置は、半導体チップ１、ＩＤ発信器３、ブーストコンバータの外部コンポーネント１６、外部給電線１８１，１８２、第１アンテナ１９、第２アンテナ２１、第３アンテナ２０を含む。ＩＤ発信器３を除いて全ての要素は車両内の基地局に属する。
【００２３】
半導体チップ１は、制御装置およびデータ処理装置１１、第１アンテナドライバ１２、第２アンテナドライバ２４、第３アンテナドライバ１３、受信装置１４、電圧変換器１５のための回路部分、および同期出力部１７を含む。
【００２４】
第１アンテナドライバ１２は外部給電線１８１を介してアンテナと接続されており、第３アンテナドライバ１３は外部給電線１８２を介して第３アンテナ２０と接続されている。受信装置１４は第２アンテナ２１の入力側と接続されている。
【００２５】
第１アンテナ１９は車両のアクセスコントロール用の送信アンテナとして使用される。車両が駐車および施錠されている場合、第１ドライバ回路１２が規則的な間隔で第１アンテナ１９を駆動し、該第１アンテナ１９は１２５ｋＨｚの低周波数信号を送信する。ＩＤ発信器３が車両近傍にある場合には、ＩＤ発信器３は自身のアンテナ３１によってこの低周波数信号１００を受信する。
【００２６】
送信された信号が車両から正しいコードとともに送信されている場合には、ＩＤ発信器３は基地局に高周波数信号を返信する。この高周波数信号のための、ＩＤ発信器３のアンテナおよび基地局内の受信回路は、図１には図示されていない。この高周波数信号のための付属の受信アンテナは、アクセスコントロールおよびイモビライザのための制御装置の別の半導体チップと接続されている。この別の半導体チップが高周波数信号を処理する。この処理ユニットが、受信した信号が正しいＩＤ発信器３から送信されたものであると認識した場合、処理ユニットは車両を解錠する。
【００２７】
車両が解錠されるとすぐに、車両を始動できるか否かはイモビライザに依存するようになる。イモビライザをアンロックするために、アンテナ２１および３１を介して半導体チップ１とＩＤ発信器３との通信が行われる。１つの実施例においては、第２アンテナ２１は車両のセンターコンソールの凹部に位置している。車両を始動可能にするために運転手はＩＤ発信器３をこの凹部に置かなければならない。第２アンテナ２１とＩＤ発信器との間の距離が近いので、これら２つのコンポーネント間で低周波数信号をワイヤレスに交換するために必要なエネルギはほんの僅かである。距離が近いことは、起こり得る通信障害を制限するのにも役立つ。イモビライザの機能性に対する要求は非常に高く、できるだけ全ての状況において障害のない通信を保証しなければならない。
【００２８】
イモビライザを解除すべきか否かを問い合わせるために、第２アンテナドライバ２４は第２アンテナ２１を駆動して、通常１２５ｋＨｚの領域の周波数を有する低周波数信号１０４を送信するようにする。しかしながら例えば２０ｋＨｚまたは１３５ｋＨｚの周波数を使用することも可能である。ＩＤ発信器３は自身のアンテナ３１にてこの信号１０４を受信して該信号を復号化し、そしてＩＤ発信器３の側から低周波数信号１０２をアンテナ３１を介して返信する。低周波数信号１０２は第２アンテナ２１によって受信され、受信装置１４において復調および復号化される。信号が要求を満たしていることが確認されるとイモビライザは解除され、運転手は例えばボタンを押すことによって車両を始動することが可能となる。
【００２９】
アンテナは半導体チップ１において診断される。第１アンテナドライバ１２は自身の出力側を制御して、第１アンテナ１９が所定の磁界強度の信号１０１を送信するようにする。この信号は受信アンテナ２１によって受信され、受信装置１４によって評価される。受信装置１４の少なくとも１つの出力側は、診断回路２２の少なくとも１つの入力側に接続されている。診断回路自身は少なくとも１つの出力側を有しており、この出力側の出力は、較正回路２３によって受信される。
【００３０】
診断回路２２により、信号が例えば周波数、強度、または信号雑音比に対する所定の要求を満たしていないことが確認された場合、相応の信号が診断回路２２から較正回路２３に送信されて、第１アンテナドライバ１２が正しく調整設定される。この調整設定は例えば、第１アンテナドライバ１２の出力電力または周波数を変更することによって実施される。
【００３１】
アクセスコントロール用のアンテナを駆動するために使用される第１アンテナドライバ１２は、イモビライザのための受信装置１４と同一の半導体１に収容されているので、この受信装置１４を第１アンテナ１２の較正のために利用することが可能となる。
【００３２】
信号の信号強度の誤調整により、アンテナによって発生した磁界の到達範囲が減少し、これにより場合によってはシステムの機能エラーに至ることがある。この離調は、例えば温度変動のような周囲条件の変化によって引き起こされることがある。ここで示した自動較正によれば、第１アンテナドライバ１２の出力電力の較正を、半導体チップ１を自動車に取り付けた後でさえも実施することが可能である。第１アンテナドライバ１２を受信装置１４とともに半導体チップ１の中に組み込むことによって、半導体チップ１の内部で較正を行うことができ、例えば外部ＣＡＮバスを介した高コストの通信が不要となる。
【００３３】
これに加えて第１アンテナドライバ１２、第２アンテナドライバ１３、および受信装置１４を１つの半導体チップ１の上に一緒に設けることにより、制御装置全体に対する所要スペースが小さくなり、これによってコストも低減される。
【００３４】
同じようにして第３アンテナドライバ１３を較正することが可能である。本発明により今や低周波数システムを非常に精確に較正することが可能となる。このことは従来では不可能であったか、または非常に困難であった。このようにして出力を自動的に調整設定することができ、出力値を車両の種類に依存せずに、かつ車両の寿命全体に亘って保証することができる。従来よりも高い品質が可能となり、ドライバ出力が同じである場合により大きな読み取り範囲が達成される。
【００３５】
外部コンポーネント１６は、とりわけブーストコンバータのパワートランジスタを含む。このようなパワートランジスタは、通常は特別に適合された製造技術を必要とするので、有利には外部で製造される。
【００３６】
送信される信号１００の強度は車両の動作条件、例えば温度に依存している。このため、第１アンテナドライバ１２の磁界を車両の動作中にも較正することが重要である。この較正は、プログラミングされた所定の時間間隔で実施することができる。診断の結果、第１アンテナ回路１２がこれ以上較正できないことが明らかになると、運転者が車両を修理に出せるように、運転者に警告が指示される。
【００３７】
図面には図示されていない実施形態においては、アンテナドライバ１２，１３，２４と、相応するアンテナ１９，２０，２１との間に切り換えスイッチが設けられており、この切り換えスイッチによって、複数のアンテナドライバと複数のアンテナとの間の接続を交換することができる。このようにして切り換えスイッチによって、第１アンテナ１９を第３アンテナドライバ１３に接続し、第３アンテナ２０を第１アンテナドライバ１２に接続することが可能となる。１つの実施形態においては、切り換えスイッチが第１アンテナ１９を受信装置１４に接続し、第２アンテナ２１を第１アンテナドライバ１２に接続している。
【００３８】
同期出力部１７は、別の１つまたは複数の半導体チップのアンテナドライバとの同期のために必要とされる。第１アンテナ１９は、１つの実施形態においては別の半導体チップの別のアンテナドライバによって駆動され、この際当該別のアンテナドライバの出力側は、第１アンテナドライバ１２と並列に接続されている。
【００３９】
第１アンテナドライバ１２と前記別のアンテナドライバとを同時間にスイッチングするために、例えば共通の１つのクロック発信器による同期が必要である。
【００４０】
当該別の半導体チップにさらなる別のブーストコンバータ１５を設ける必要はない。なぜなら回路１５および１６によって供給される４０Ｖまで昇圧された電圧は、２つの半導体チップによって使用されるからである。基準周波数を発生する発振器も、複数の半導体チップのうちの１つに設けるだけでよい。
【００４１】
同期のために必要な情報を交換するための信号は同期出力部１７を介して供給される。半導体チップ１がＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）として実現される場合には、半導体チップは、同期出力部１７に基づきカスケード接続可能なＡＳＩＣとして構成されている。これら複数のＡＳＩＣのドライバは互いに基準クロックによって同期されるが、電圧ブースタ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）もマイクロコントローラへの通信も、複数の半導体チップによって共通に使用される。
【符号の説明】
【００４２】
１  半導体チップ
３  ＩＤ発信器
１１  制御装置およびデータ処理装置
１２  第１アンテナドライバ
１３  第３アンテナドライバ
１４  受信装置
１５  電圧変換器のロジック
１６  電圧変換器の外部コンポーネント
１７  同期出力部
１９  第１アンテナ
２０  第３アンテナ
２１  第２アンテナ
２２  診断回路
１３  較正回路
２４  第２アンテナドライバ
３１  アンテナ
１００，１０１，１０２，１０４  低周波数信号
１８１，１８２  外部給電線
【図１】
2011517633.tif 000003
【国際調査報告】
2011517633.tif 000004
2011517633.tif 000005
2011517633.tif 000006
2011517633.tif 000007
2011517633.tif 000008
2011517633.tif 000009