(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信機能を有する携帯機と車両に搭載された通信装置とを備え、その携帯機と通信装置との間での無線通信により携帯機の照合をおこなうスマートキーシステムであって、
前記通信装置は、
前記携帯機へ電波を送信する送信用アンテナと、
その送信用アンテナへ送るディジタル情報を含んだ２値の電圧値を切り替えた電圧波形を一対の出力端子から出力するスイッチング回路と、
抵抗素子、容量素子、または誘導素子から構成されたアナログ回路であり、前記一対の出力端子の一方に接続された第１アナログ回路部と、
抵抗素子、容量素子、または誘導素子から構成されたアナログ回路であり、前記一対の出力端子の他方に接続された第２アナログ回路部と、
前記第１アナログ回路部と前記送信用アンテナの一方の端子との間を接続した第１ワイヤ部と、前記第２アナログ回路部と前記送信用アンテナの他方の端子との間を接続した第２ワイヤ部とが撚り合わされて構成されたワイヤハーネスとを備え、
前記第１アナログ回路部におけるインピーダンス値と、前記第２アナログ回路部におけるインピーダンス値とが同じであることを特徴とするスマートキーシステム。
【請求項２】
前記第１アナログ回路部と前記第２アナログ回路部とには抵抗素子と容量素子とが組み込まれ、
前記送信用アンテナ内には誘導素子が組み込まれた請求項１に記載のスマートキーシステム。
【請求項３】
前記ワイヤハーネスにおける撚り合わされたツイストのピッチは４５ミリメートル未満である請求項１又は２に記載のスマートキーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートキーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日自動車にいわゆるスマートキーシステムが装備することが普及してきている。スマートキーシステムには、使用者あるいは運転者が車外から車両に近づく際に使用者が持つ携帯機（スマートキー、電子キー）と車両に搭載された通信機器との間で自動的に信号の送受信を行って、携帯機がその車両のための携帯機であるかを照合し、照合の結果が肯定的な場合、使用者が車両のドアに触れるとセンサで検知し自動的にロック解除（アンロック）するスマートエントリーシステムがある。
【０００３】
また、スマートスタートシステムと呼ばれるシステムもあり、それは車室内において携帯機と通信機器との間で照合を行い、結果が肯定的ならばエンジン始動用のスイッチを押すことでエンジンが始動できるシステムである。一般にスマートキーシステムは、こうした複数の機能が複合されたシステムである。
【０００４】
このようなスマートキーシステムに関して、多様な技術が提案されている。例えば下記特許文献１では、携帯機や車載通信装置における消費電力を抑える技術が開示されている。具体的には、車室内にスマートキーがある場合にスマートキーから各アンテナに送信される電磁波の電界強度が前回の送信時と同じ場合はスマートキーからの応答信号を停止している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４６５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スマートキーシステムにおける車載通信装置では、無線送信部分の従来構成として図６で示された構成の配線が用いられることが一般的である。ここで端子Ａと端子Ｂとは照合ＥＣＵにおけるディジタル信号を含む電圧波形が出力される出力端子に接続される端子である。そして端子Ａ、端子Ｂと送信用アンテナ３０との間が第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８とワイヤハーネス５０とで接続されている。第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８には図６のとおり、抵抗７１とキャパシタンス７２とが組み込まれている。また送信用アンテナ３０にはインダクタンス７０が組み込まれている。
【０００７】
こうした構成を備えた車載通信装置を用いた従来のスマートキーシステムでは、ワイヤハーネス５０の近傍に携帯機を配置すると照合がとれてしまう場合があった。通常スマートキーシステムにおいては、車両の複数の位置にアンテナを配置して、それぞれにカバーする範囲を決めている。例えば車外をカバーするアンテナや、車内をカバーするアンテナ、トランク内をカバーするアンテナがある。
【０００８】
例えば、携帯機を所持している人が車外にいるのか、車内にいるのかを識別すること等はスマートキーシステムにとって必要不可欠である。したがってアンテナが配置された位置と関係なくワイヤハーネスの近傍で照合がとれてしまうことはスマートキーシステムの基本機能にとって重大な障害となる。
【０００９】
ワイヤハーネス５０の近傍で照合がとれてしまう現象の原因が図４に示されている。図４に示された正弦波状の波形ｉ１、ｉ２は、図６の配線におけるワイヤハーネス５０での一方の導線部と他方の導線部の電流波形である。図２にｉ１、ｉ２の定義が示されている。普通両者は一致すると考えられるが、図４のとおり実際は一致しない。したがって、両者が打ち消しあわないので、ワイヤハーネス５０に差分の電流が流れていることと等価となり、これによりワイヤハーネス５０から電磁波が発信されることとなる。このようにｉ１とｉ２との電流値が同じ値とならないことは、図６の回路が単純な集中定数系ではなく、分布形として扱う必要があることを示している。また、後述の図１のとおり配線内における第１アナログ回路部１０７と第２アナログ回路部１０８とを平衡な回路構成とすれば、出力電圧が同一になりノイズレベルを低下させることができる。したがって図６の配線内におけるインピーダンスの配置を考慮しなければならない。
【００１０】
さらにワイヤハーネスから上記のとおり発信される電磁波はノイズとしての側面も有する。電磁波ノイズの存在は各種電子機器の機能に悪影響を及ぼす場合もあり、照合の問題だけでなくノイズの問題からもワイヤハーネスからの電磁波を抑える必要がある。
【００１１】
このようにｉ１、ｉ２の電流値の差をなくしてワイヤハーネスから電磁波が発信されない装置構成とすることはスマートキーシステムにとって重要である。しかし、特許文献１の技術を含めた従来技術では、こうしたワイヤハーネス部分からの電磁波の発信の問題は考慮されていなかった。
【００１２】
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、ワイヤハーネスからの電磁波の漏れを抑制することにより、ワイヤハーネス近傍での携帯機の照合を回避し、ワイヤハーネスからの無線ノイズも抑えたスマートキーシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１３】
上記課題を達成するために、本発明に係るスマートキーシステムは、無線通信機能を有する携帯機と車両に搭載された通信装置とを備え、その携帯機と通信装置との間での無線通信により携帯機の照合をおこなうスマートキーシステムであって、前記通信装置は、前記携帯機へ電波を送信する送信用アンテナと、その送信用アンテナへ送るディジタル情報を含んだ２値の電圧値を切り替えた電圧波形を一対の出力端子から出力するスイッチング回路と、抵抗素子、容量素子、または誘導素子から構成されたアナログ回路であり、前記一対の出力端子の一方に接続された第１アナログ回路部と、抵抗素子、容量素子、または誘導素子から構成されたアナログ回路であり、前記一対の出力端子の他方に接続された第２アナログ回路部と、前記第１アナログ回路部と前記送信用アンテナの一方の端子との間を接続した第１ワイヤ部と、前記第２アナログ回路部と前記送信用アンテナの他方の端子との間を接続した第２ワイヤ部とが撚り合わされて構成されたワイヤハーネスとを備え、前記第１アナログ回路部におけるインピーダンス値と、前記第２アナログ回路部におけるインピーダンス値とが同じであることを特徴とする。
【００１４】
これにより本発明のスマートキーシステムでは、スイッチング回路とワイヤハーネスとの間に配置された第１アナログ回路部と第２アナログ回路部とにおけるインピーダンス値が同じなので、スイッチング回路と送信用アンテナをつなぐ配線における往路と復路とにおけるインピーダンスが対称となるので、往路と復路との電流値が一致してワイヤハーネスからの電磁波の漏れが抑制できる。したがってワイヤハーネス近傍で携帯機の照合がなく、アンテナを用いた適正な照合がなされることにより精度のよい照合性能を有するスマートキーシステムが構成できる。さらにワイヤハーネスから発せられる無線ノイズも抑制されるので、無線ノイズの抑制されたスマートキーシステムともなる。
【００１５】
また前記第１アナログ回路部と前記第２アナログ回路部とには抵抗素子と容量素子とが組み込まれ、前記送信用アンテナ内には誘導素子が組み込まれたとしてもよい。
【００１６】
このような実験による検証でその効果が立証された構成を用いることによって、ワイヤハーネスからの電磁波の漏れが小さくできるので、ワイヤハーネス近傍で携帯機の照合が抑えられ、さらにワイヤハーネスから発せられる無線ノイズも抑制されたスマートキーシステムが実現できる。さらに車外に配置される場合のある送信用アンテナ部分には抵抗素子と容量素子を組み込まないので、外部環境での素子の劣化を回避することもできる。したがって長期的に性能を維持できるシステムとできる。
【００１７】
前記ワイヤハーネスにおける撚り合わされたツイストのピッチは４５ミリメートル未満であるとしてもよい。
【００１８】
このような実験による検証でその効果が立証されたワイヤハーネスのツイストピッチを用いることによって、ワイヤハーネスからの電磁波の漏れが小さくできるので、ワイヤハーネス近傍で携帯機の照合が抑えられ、さらにワイヤハーネスから発せられる無線ノイズも抑制されたスマートキーシステムが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明に係るスマートキーシステム１全体の主要構成図である。
【００２０】
スマートキーシステム１では、車両に搭載された照合用のＥＣＵ（電子制御装置）である照合ＥＣＵ１０と携帯機４０との間で無線通信により携帯機の照合が行われる。照合ＥＣＵ１０はその無線通信のために受信用アンテナであるＲＦアンテナ２０と送信用アンテナであるＬＦアンテナ３０とを備える。そして各種配線がなされるが、ＬＦアンテナ３０と照合ＥＣＵの間は、ワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）５０により信号の送信がおこなわれる。
【００２１】
照合ＥＣＵ１０は主要構造として、演算、信号処理をおこなうＣＰＵ１１、その作業領域のＲＡＭ１２、記憶手段であるＲＯＭ１３、受信回路１４、送信回路１５を備え、それらはバスで連結され、信号の授受が行われる。受信回路１４は、ＲＦアンテナ２０と接続され、携帯機４０から送信された信号を受信してＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２などに送る。送信回路１５はＬＦアンテナ３０とＷ／Ｈ５０を介して接続され、照合作業のための信号をＬＦ（長波）帯域の電磁波で携帯機４０へ送信する。
【００２２】
送信回路１５の構造は、図１に示されている。まずベースバンド信号生成部１０１で、ＣＰＵ１１からの指令に従い、携帯機４０へ送信する情報をのせた信号であるベースバンド信号を生成する。そして搬送波信号生成部１０２で、ベースバンド信号によって変調されて情報をのせて送られる搬送波信号を生成する。
【００２３】
ベースバンド信号と搬送波信号との例が図７に示されている。同図ではデジタル情報の２値をＨとＬで示している。同図のとおり、ベースバンド信号はＨとＬの２値が切り替えられる方形波であり、搬送波信号は、ベースバンド信号におけるＨ、Ｌの切り替えよりも短い周期の方形波である。そして論理積回路（ＡＮＤ回路）１０３により、ベースバンド信号と搬送波信号の論理積をとり、いわゆるオンオフ変調をおこなう。以下、論理積回路１０３の出力を変調波信号と称することとする。図７のベースバンド信号、搬送波信号に対応した変調波信号の例が図７に示されている。
【００２４】
次に変調波信号が駆動回路１０４へと入力される。駆動回路１０４は、Ｈブリッジ回路１０６を駆動するための回路である。図１のとおり、Ｈブリッジ回路１０６は４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１１０、１１１、１１２、１１３を有する回路であり、ＦＥＴ１１０、１１１、１１２、１１３をスイッチとして用いることでＬＦアンテナ３０を含む回路部分に入力する電圧を決定する回路である。駆動回路１０４とＨブリッジ回路のＦＥＴ１１０、１１１、１１２、１１３のゲート部とが接続されており、駆動回路１０４によってＦＥＴ１１０、１１１、１１２、１１３のゲート電圧が決定される。
【００２５】
駆動回路１０４の具体的な回路構成は省略するが、駆動回路１０４により、変調波信号の値がＨのときはＦＥＴ１１０、１１３のゲート電圧をＦＥＴ１１０、１１３が駆動状態（つまりソース−ドレイン間が導通状態）となる電圧値とし、ＦＥＴ１１１、１１２のゲート電圧をゼロとする。そして、変調波信号の値がＬのときはＦＥＴ１１１、１１２のゲート電圧をＦＥＴ１１１、１１２が駆動状態となる電圧値とし、ＦＥＴ１１０、１１３のゲート電圧をゼロとする。
【００２６】
電源回路１０５はＬＦアンテナ３０へ供給する電圧を設定する回路である。以下では電源回路１０５によって決定される電圧値をＶｃｃとする。上記の駆動回路の機能により、変調波信号の値がＨのときは、図１に示された点Ａと点Ｂ間の電圧ＶＡＢ（点Ａの電位から点Ｂの電位を差し引いた値）は、＋Ｖｃｃとなり、変調波信号の値がＬのときは、電圧ＶＡＢは、−Ｖｃｃとなる。以上の説明に従ったＦＥＴ１１０、１１１、１１２、１１３及びＶＡＢの挙動が、図７に示されている。
【００２７】
点Ａは第１アナログ回路部１０７への入力部の端子となる。また点Ｂは第２アナログ回路部１０８への入力部の端子となる。点Ａと点Ｂ間の電圧ＶＡＢが決定されることによって、第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８、Ｗ／Ｈ５０、ＬＦアンテナ３０の電気的挙動が決定される。
【００２８】
既に述べたように、第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８、Ｗ／Ｈ５０、ＬＦアンテナ３０が本発明の周要部である。本発明においては、第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８は、図１に示された抵抗６０、キャパシタンス６１（容量素子）からなる回路である。従来例では第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８、及びＷ／Ｈ５０、ＬＦアンテナ３０は図６で示された回路構成である。
【００２９】
こうした抵抗、インダクタンス（誘導素子）、キャパシタンスを接続した回路構成によって、方形波状のＶＡＢからアンテナの電圧、電流波形が生成される。図７に示されているように、ＶＡＢが＋Ｖｃｃ、−Ｖｃｃ間を振動して方形波状の波形となっている時間区間においては、この方形波によってＬＦアンテナ３０における電流波形は（過渡状態を経過した後に）正弦波状となる。
【００３０】
この正弦波の振幅、周期は第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８、Ｗ／Ｈ５０、ＬＦアンテナ３０内に配置された抵抗、インダクタンス、キャパシタンスによって決定される。そしてＶＡＢが−Ｖｃｃである時間区間においては、ＬＦアンテナ３０における電流波形も（過渡状態を経過した後に）キャパシタンスの存在によってゼロとなる。
【００３１】
第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８とＬＦアンテナ３０との間はＷ／Ｈ５０によって接続されている。図１に示された本発明のＷ／Ｈ５０のツイストピッチは従来より用いられている４５ｍｍ未満の値を用い、特に２５ｍｍとしている。ツイストピッチとはＷ／Ｈ５０における撚りのピッチであり、図２におけるＰの長さである。
【００３２】
ＬＦアンテナ３０内にはインダクタンス７０が組み込まれている。ＬＦアンテナ３０から照合に係る無線信号が携帯機４０へと送信されて、携帯機４０から返信された電波はＲＦアンテナ２０によって受信される。こうした携帯機４０とＬＦアンテナ３０、ＲＦアンテナ２０との間の信号の送受信によって照合が行われる。
【００３３】
従来より用いられているアナログ回路部１０７、Ｗ／Ｈ５０、ＬＦアンテナ３０の例が図６に示されている。図６の例では、抵抗７１が端子Ａ側、キャパシタンス７２が端子Ｂ側に配置されている。
【００３４】
このように図１に示された本発明の第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８、Ｗ／Ｈ５０、ＬＦアンテナ３０による効果を示す実験結果が表１に示されている。表１には上から順に、図６の配置でツイストピッチが４５ｍｍの場合、２５ｍｍの場合、図１の配置におけるツイストピッチが４５ｍｍの場合、２５ｍｍの場合、後述する図５（ａ）の配置におけるツイストピッチが４５ｍｍの場合、２５ｍｍの場合、図５（ｂ）の配置におけるツイストピッチが４５ｍｍの場合、２５ｍｍの場合、のそれぞれにおけるラジオノイズピーク値、照合可能距離が示されている。
【００３５】
【表１】
0004934560.tif 000002
【００３６】
照合可能距離の計測方法は図３に示されている。図３のとおり、床９０の上にＷ／Ｈ５０を配置し、そこから鉛直方向上方に携帯機４０を配置して、照合がとれる距離Ｌを測定する。図３ではＷ／Ｈ５０に接続された機器は図示を省略している。表１に示されたＸ、Ｙ、Ｚは図３の示されているように携帯機４０の姿勢を示し、横長の向きで立てた姿勢をＸ、縦長の向きで立てた姿勢をＹ、寝かせた姿勢をＺとしている。ラジオノイズは、Ｗ／Ｈ５０からの１００ｋＨｚから１７１０ｋＨｚにおけるラジオノイズのピーク値を計測した。
【００３７】
また図５（ａ）、（ｂ）は本発明における変形例であり、図５（ａ）の配線例は、抵抗７１、キャパシタンス７２をＬＦアンテナ３０内に配置した場合で、図５（ｂ）はキャパシタンス７２はＬＦアンテナ３０内に配置し、抵抗は２等分して抵抗７３、７３をそれぞれ第１アナログ回路部１０７、第２アナログ回路部１０８に配置した場合である。
【００３８】
図１、６、７において、抵抗７１の抵抗値は全て同じであるとする。また抵抗６０、７３は全て同じ抵抗値であり、抵抗７１の抵抗値の１／２であるとする。キャパシタンス６１、７２は全て同じ容量値であるとする。インダクタンス７０は全て同じ誘導値であるとする。
【００３９】
表１に示されているように、図１の配線によれば図６（従来）よりもラジオノイズは減少し、照合可能距離も小さくなっている。さらに図１の配線においてもツイストピッチを２５ｍｍとした方が４５ｍｍの場合よりもラジオノイズ、照合可能距離ともに減少して良好な特性となっている。
【００４０】
なお表１より、図５（ａ）、（ｂ）の変形例の方が、特にツイストピッチが２５ｍｍの場合、図１の配線よりもラジオノイズ、照合可能距離ともに優れた特性を示している。ただ図５（ａ）、（ｂ）の配線においては抵抗や容量がＬＦアンテナ内に配置されるが、ＬＦアンテナは車外に露出して配置される場合があり、この場合、素子の特性が外部環境のもとで劣化することを嫌う場合もある。
【００４１】
したがって、図５の配線を用いれば、ラジオノイズ、照合可能距離のみを重要視する場合に好適であり、それに対して図１の配線を用いれば、アナログ素子の車外配置を回避して、長期にわたって特性が劣化しにくいとの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例におけるスマートキーシステムの概要図。
【図２】ワイヤハーネスを示す図。
【図３】本発明の効果の検証のための実験の構成図。
【図４】従来のワイヤハーネスにおける往路と復路の電流波形を示す図。
【図５】本発明の変形例における第１アナログ回路部、第２アナログ回路部、ワイヤハーネス、送信用アンテナを示す図。
【図６】従来例における第１アナログ回路部、第２アナログ回路部、ワイヤハーネス、送信用アンテナを示す図。
【図７】ベースバンド信号、搬送波信号、変調波信号、ＦＥＴの挙動、ＶＡＢ、ＬＦアンテナ電流の時間波形の例を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１      スマートキーシステム
１０    照合ＥＣＵ（通信装置）
２０    ＲＦアンテナ
３０    ＬＦアンテナ（送信用アンテナ）
４０    携帯機（スマートキー）
５０    ワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）
７０    インダクタンス（誘導素子）
６０、７１、７３    抵抗（抵抗素子）
６１、７２    キャパシタンス（容量素子）
１０６  Ｈブリッジ回路（スイッチング回路）
１０７  第１アナログ回路部
１０８  第２アナログ回路部
【図１】
0004934560.tif 000003
【図２】
0004934560.tif 000004
【図３】
0004934560.tif 000005
【図４】
0004934560.tif 000006
【図５】
0004934560.tif 000007
【図６】
0004934560.tif 000008
【図７】
0004934560.tif 000009