JPH09148970A - 磁気通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力の送信レベルと応答信号の受信レベルと
のバランスを最適化することにより、通信距離を長くす
ることができる磁気通信装置を提供する。 【解決手段】 送受信機２４からキー１２に周波数ｆ１
で周波数変調された電力が電磁誘導信号によって送信さ
れると、キー１２が送受信機２４に対して周波数ｆ１及
びｆ２で周波数変調された応答信号を電磁誘導信号によ
って送信する場合に、送受信機２４の送受信回路２３の
共振周波数ｆ０´を（ｆ１＋ｆ２）／２に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力供給側送受信
機から携帯側送受信機に周波数ｆ１で周波数変調された
電力が電磁誘導信号によって送信されると、携帯側送受
信機が電力供給側送受信機に対して周波数ｆ１及びｆ２
で周波数変調された応答信号を電磁誘導信号によって送
信する磁気通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この様な磁気通信装置を車両のイモビラ
イザに適用した場合の構成を図９に示す。車両たる自動
車側に設けられた送受信機（電力供給側送受信機）１の
マイクロコンピュータなどからなる制御回路２は、自動
車のバッテリから電源回路を介して（何れも図示せず）
電源を供給されるようになっており、その出力端子は送
信用のインバータ３の入力端子に接続されている。

【０００３】インバータ３の出力端子は切替えスイッチ
４の固定接点４ａに接続されており、切替えスイッチ４
の固定接点４ｂはアースに接続されている。切替えスイ
ッチ４の可動接点４ｃは、コイル５（インダクタンスＬ
１）及びコンデンサ６（容量Ｃ１）の直列回路を介して
アースに接続されている。コイル５は、例えば自動車の
ドアのハンドルブラケットの背面側に配置されたコアに
巻装されたり、ドアミラーの周縁部（いずれも図示せ
ず）にループ状に配置されているものである。

【０００４】また、制御回路２の出力端子は、切替えス
イッチ４の切替え信号入力端子に接続されており、制御
回路２は、切替えスイッチ４に切替え制御信号を与える
ことにより、可動接点４ｃを固定接点４ａ若しくは４ｂ
側に接続するように切替え制御するようになっている。

【０００５】コンデンサ６には、コンデンサ７（容量Ｃ
２）及びダイオード８ａの直列回路が並列に接続されて
いる。そして、ダイオード８ａには、逆方向のダイオー
ド８ｂが並列に接続されており、コンデンサ７及びダイ
オード８ｂの共通接続点には、コンデンサ９及び受信ア
ンプ１０の直列回路を介して制御回路２の入力端子に接
続されている。尚、コイル５，コンデンサ６及び７，ダ
イオード８ａ及び８ｂは、送受信回路１１を構成してい
る。

【０００６】一方、携帯側送受信機たるキー１２のコイ
ル１３の両端子は充電回路１４の入力端子に接続されて
おり、充電回路１４の出力端子は、マイクロコンピュー
タなどからなる制御回路１５の電源入力端子に接続され
ていると共に、平滑用のコンデンサ１６を介してアース
に接続されている。制御回路１５の２つの出力端子はコ
イル１３の両端に接続されている。

【０００７】以上の構成において、送受信機１の送受信
回路１１の共振周波数ｆ０は、コイル５，コンデンサ６
及び７の各インダクタンス及び容量によって次式のよう
に決定される。

【数１】 そして、制御回路２が切替えスイッチ４に切替え制御信
号を与えない（ローレベルの信号を与える）場合は、可
動接点４ｃは固定接点４ａ側に接続されており、送受信
機１は送信状態となって周波数ｆ１で周波数変調された
電力を電磁誘導信号として送信する。その後、ハイレベ
ルの切替え制御信号を切替えスイッチ４に与えて可動接
点４ｃを固定接点４ｂ側に接続するように切替えること
により、送受信機１を一定時間受信状態にしてキー１２
からの応答信号の受信を待つ動作を繰返す。

【０００８】キー１２は、コイル１３が送受信機１のコ
イル５に近付けられると、そのコイル１３を介して電磁
誘導信号として送信された電力を受信する。すると、そ
の電力によって充電回路１４が充電され、安定化された
電源がコンデンサ１６を介して制御回路１５の電源入力
端子に与えられる。そして、制御回路１５は処理を開始
して、内部の図示しないＲＯＭに記憶された自動車のＩ
Ｄコードのデータを読出すと、そのデータの「１，０」
に応じて周波数がｆ１，ｆ２に変化する周波数変調信号
を応答信号として、コイル１３を介して送受信機１に送
信する。

【０００９】送受信機１の制御回路２は、キー１２から
応答信号が送信されると、ＩＤコードを復調して、内部
の図示しないＲＯＭに記憶されたＩＤコードと比較す
る。而して、両者のＩＤコードが一致している場合に
は、自動車の図示しないエンジンを始動させるなどの処
理を行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な磁気通信装置では、送受信回路１１の共振周波数ｆ０
は、電力送信時の周波数ｆ１に合わせてｆ０＝ｆ１とな
るように設定されている。そのため、キー１２から周波
数がｆ１，ｆ２に変化する応答信号が送信される場合、
周波数ｆ２の受信レベルは共振点から外れているので周
波数ｆ１の受信レベルよりも低下してしまう（図１０参
照）。従って、送受信回路１１の共振の鋭さ所謂Ｑを高
くして送受信機１からの送電距離を長くしても、送受信
機１の受信感度は周波数ｆ２の受信感度によって規定さ
れるので、キー１２との通信距離は短くなってしまう。

【００１１】本発明は上記課題を解決するものであり、
その目的は、電力の送信レベルと応答信号の受信レベル
とのバランスを最適化することにより、通信距離を長く
することができる磁気通信装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の磁気通信装置は、電力供給側送受信
機から携帯側送受信機に周波数ｆ１で周波数変調された
電力が電磁誘導信号によって送信されると携帯側送受信
機が電力供給側送受信機に対して周波数ｆ１及びｆ２で
周波数変調された応答信号を電磁誘導信号によって送信
するものにおいて、電力供給側送受信機の送受信回路の
共振周波数が、（ｆ１＋ｆ２）／２に設定されているこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の磁気通信装置は、電力供給
側送受信機から携帯側送受信機に周波数ｆ１で周波数変
調された電力が電磁誘導信号によって送信されると携帯
側送受信機が電力供給側送受信機に対して周波数ｆ１及
びｆ２で周波数変調された応答信号を電磁誘導信号によ
って送信するものにおいて、電力供給側送受信機の送受
信回路の共振周波数が電力送信時にはｆ１に設定され、
応答信号受信時には（ｆ１＋ｆ２）／２に設定されるこ
とを特徴とする。

【００１４】この場合、電力供給側送受信機の送受信回
路は、応答信号受信時における共振の鋭さを鈍くするダ
ンプ手段を備えると良い（請求項３）。また、電力供給
側送受信機の送受信回路を、半導体スイッチング素子を
用いて共振周波数及び共振の鋭さを切替えるように構成
しても良い（請求項４）。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両たる自動車の
イモビライザに適用した場合の第１実施例について図１
及び図２を参照して説明する。尚、図９と同一部分には
同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分のみ説
明する。電気的構成を示す図１において、図９における
送受信機１のコイル５，コンデンサ６及び７は、夫々コ
イル２０（インダクタンスＬ２），コンデンサ２１及び
２２（容量Ｃ３及びＣ４）に置き換わっており、以て、
送受信回路２３を有する電力供給側送受信機たる送受信
機２４を構成している。尚、携帯側送受信機たるキー１
２の構成は、図９と同様である。

【００１６】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例の送受信動作については、図９に示す従来の送受信機
１及びキー１２の動作と同様であるが、以上の構成にお
いて送受信回路２３の共振周波数ｆ０´は、コイル２
０，コンデンサ２１及び２２の各インダクタンス及び容
量によって次式のように決定される。

【数２】 この共振周波数ｆ０´は、キー１２が周波数変調信号と
して送信する周波数ｆ１，ｆ２の中間の周波数、即ち
（ｆ１＋ｆ２）／２となるように各素子の定数が設定さ
れている。例えば、周波数ｆ１を１３０ＫＨｚ，周波数
ｆ２を１１９ＫＨとすると、両者の周波数差は１１ＫＨ
ｚである。

【００１７】従来は、共振周波数ｆ０（１３０ＫＨｚ）
に対する周波数ｆ２の周波数差は１１ＫＨｚであるが、
本実施例の場合、共振周波数ｆ０´＝（１１９＋１３
０）／２ＫＨｚ＝１２４．５ＫＨｚに対する周波数ｆ１
若しくはｆ２の周波数差は、５．５ＫＨｚとなる（図２
参照）。

【００１８】従って、従来例の送受信回路１１と本実施
例の送受信回路２３との共振の鋭さＱが略同じ（実際に
は、共振周波数を５．５ＫＨｚ変更した分だけ僅かに変
化する）であるとすると、本実施例における周波数ｆ１
の受信レベルは、従来例における周波数ｆ１（＝ｆ０）
の受信レベルよりも若干低下するが、本実施例における
周波数ｆ２の受信レベルは、従来例における周波数ｆ２
の受信レベルよりも著しく増加する。よって、キー１２
が送信する応答信号を送受信機２４が受信可能な距離、
即ち通信距離は、前記周波数ｆ２の受信レベルの増加分
だけ従来よりも長くなることになる。

【００１９】以上のように本実施例によれば、送受信機
２４からキー１２に周波数ｆ１で周波数変調された電力
が電磁誘導信号によって送信されると、キー１２が送受
信機２４に対して周波数ｆ１及びｆ２で周波数変調され
た応答信号を電磁誘導信号によって送信する場合に、送
受信機２４の送受信回路２３の共振周波数ｆ０´を（ｆ
１＋ｆ２）／２に設定したので、周波数ｆ１と周波数ｆ
２との受信レベルのをバランスをとって等しくすること
ができ、両者間の通信距離を長くすることができる。

【００２０】図３乃至図５は本発明の第２実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分のみ説明する。電気的
構成を示す図３においては、図１に示す送受信機２４の
コンデンサ２１及び２２は、コンデンサ２５及び２６
（容量Ｃ６及びＣ７）に置き換っている。そして、コイ
ル２０及びコンデンサ２５の共通接続点とコンデンサ２
６との間には、リレー２７のリレースイッチ２７ａが介
挿されている。

【００２１】また、リレー２７の励磁コイル２７ｂは、
その一方の端子が電源Ｖccに接続され、他方の端子がイ
ンバータ２８を介して切替えスイッチ４の制御信号入力
端子、即ち、制御回路２の出力端子に接続されている。
以て、送受信回路２９を有する電力供給側送受信機たる
送受信機３０を構成している。尚、携帯側送受信機たる
キー１２の構成は第１実施例と同様である。

【００２２】次に、第２実施例の作用を図４及び図５を
も参照して説明する。第１実施例と同様に、制御回路２
は、キー１２に周波数ｆ１で周波数変調された電力を電
磁誘導信号として送信する場合は切替えスイッチ４に切
替え制御信号与えない（ローレベルの信号を与える）よ
うにするが、この時、インバータ２８の出力端子はハイ
レベルとなってリレー２７の励磁コイル２７ｂには通電
されず、リレースイッチ２７ａはオフとなる。よって、
送受信回路２９の送信時の共振周波数ｆｔ０は次式のよ
うになる。

【数３】 そして、この共振周波数ｆｔ０は、周波数ｆ１に等しく
なるように各回路定数が決定される（図４参照）。

【００２３】而して、制御回路２は、キー１２からの応
答信号の受信を待つ受信状態にする場合は切替えスイッ
チ４に切替え制御信号与えるが、この時、インバータ２
８の出力端子はローレベルとなってリレー２７の励磁コ
イル２７ｂは通電されて、リレースイッチ２７ａはオン
となる。よって、送受信回路２９の受信時の共振周波数
ｆｒ０は次式のようになる。

【数４】 そして、この共振周波数ｆｒ０は、周波数（ｆ１＋ｆ
２）／２に等しくなるように各回路定数が決定される
（図５参照）。

【００２４】従って、第２実施例によれば、第１実施例
と同様の効果が得られ、特に、図４及び図５に示すよう
に、送受信回路２９の送信時及び受信時の共振周波数ｆ
ｔ０及びｆｒ０は、夫々ｆ１及び（ｆ１＋ｆ２）／２に
切替えられるので、送受信機３０の送信時と受信時の共
振周波数を夫々最適となるように切替えることができ
る。

【００２５】図６及び図７は本発明の第３実施例を示す
ものであり、第２実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分のみ説明する。電気的
構成を示す図６においては、図３に示す第２実施例の構
成におけるコイル２０の両端には、リレー３１のリレー
スイッチ３１ａ及び抵抗３２（抵抗値Ｒ）の直列回路が
接続されている。

【００２６】リレー３１の励磁コイル３１ｂにおいて、
一方の端子は電源Ｖccに接続され、他方の端子はインバ
ータ３３を介して、励磁コイル２７ｂと同様に制御回路
２の出力端子に接続されている。尚、抵抗３２，リレー
３１及びインバータ３３はダンプ手段を構成しており、
以て、送受信回路３４を有する電力供給側送受信機たる
送受信機３５を構成している。尚、携帯側送受信機たる
キー１２の構成は第１実施例と同様である。

【００２７】次に、第３実施例の作用を説明する。制御
回路２は、キー１２に周波数ｆ１で周波数変調された電
力を電磁誘導信号として送信する場合は、第２実施例と
同様に共振周波数ｆｔ０によって送信する。この時、イ
ンバータ３３の出力端子はハイレベルとなってリレー３
１の励磁コイル３１ｂには通電されず、リレースイッチ
３１ａはオフとなる。

【００２８】而して、制御回路２は、キー１２からの応
答信号の受信を待つ受信状態にする場合は、やはり第２
実施例と同様に共振周波数ｆｒ０によって受信する。す
ると、インバータ３３の出力端子はローレベルとなって
リレー３１の励磁コイル３１ｂは通電されて、リレース
イッチ３１ａはオンとなり、コイル２０には、抵抗３２
が並列に接続される。

【００２９】この時、送受信回路３４の受信時の共振の
鋭さＱ１を、第２実施例の送受信回路２９の受信時の共
振の鋭さＱと比較すると、送受信回路２９においては、
コイル２０に等価抵抗値ｒの抵抗が存在するとした場
合、送受信回路２９のアドミタンスＹは、等価抵抗値ｒ
が小であるほど大となる。また、送受信回路３４のアド
ミタンスＹ１は、コイル２０に抵抗３２が並列に接続さ
れたことにより等価抵抗値ｒが低下することとなり、Ｙ
１＞Ｙとなる。

【００３０】従って、共振の鋭さＱ１及びＱを、共振時
の電流値が共にｉである場合の電圧値Ｅ１及びＥの比で
比較すると、 Ｑ１／Ｑ＝Ｅ１／Ｅ＝（ｉ／Ｙ１）／（ｉ／Ｙ）＝Ｙ／
Ｙ１＜１ となり、共振の鋭さＱ１はＱよりも小さく（鈍く）な
る。この様に、受信時の共振の鋭さＱ１を鈍くすること
により、図７に示す受信レベルのカーブは共振周波数
（ｆ１＋ｆ２）／２におけるピークが低下して、そのピ
ークの両肩となる周波数ｆ１，ｆ２の受信レベルは、破
線で示す第２実施例の受信レベルよりも上昇する。

【００３１】以上のように第３実施例によれば、送受信
回路３４は、キー１２からの応答信号の受信時に、抵抗
３２をコイル２０に並列に接続するようにして共振の鋭
さＱ１を第２実施例における共振の鋭さＱよりも鈍くす
るようにしたので、周波数ｆ１及びｆ２の受信レベルを
高めて送受信機３５とキー１２との通信距離をより長く
することができる。

【００３２】本発明は上記しかつ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。第１実施例において、コイル２０の
両端に抵抗を並列に接続することにより、送受信回路２
３の共振の鋭さＱを調整しても良い。例えば、図８に実
線で示すように、周波数ｆ１及びｆ２の受信感度を−３
ｄＢに設定すると、ｆ０＝１２４．５ＫＨｚ，ｆ１−ｆ
２＝１１ＫＨｚであるから、共振の鋭さＱは、Ｑ＝１２
４．５／１１で表され約１１．３となる。これに対し
て、従来の場合は、破線で示すようにｆ０＝ｆ１＝１３
０ＫＨｚであり、ｆ２の受信感度を−３ｄＢに設定する
と、共振の鋭さＱは、Ｑ＝１３０／（１１×２）で表さ
れ約６となる。従って、共振周波数ｆ０を（ｆ１＋ｆ
２）／２に設定することにより、共振の鋭さＱをより高
く設定することができるので、受信感度をより高めて通
信距離を更に長くすることも可能となる。

【００３３】第２実施例において、共振周波数を変更す
るのにコイル２０のインダクタンスを変更しても良い。
第３実施例において、リレー２７及び３１の代わりに半
導体スイッチング素子たるトライアックなどを使用し
て、制御回路２が切替えスイッチ４に与える切替え制御
信号をゲート信号として与えることによりオンオフ制御
しても良く、斯様に構成すれば、送受信機３５を小形に
構成することができる。イモビライザに限ること無く、
ドアロックシステムなどに適用しても良い。自動車に限
ること無く、車両一般に対して適用が可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載の磁気通信装置によ
れば、電力供給側送受信機の送受信回路の共振周波数
が、周波数変調信号である携帯側送受信機の応答信号の
周波数ｆ１及びｆ２に対して（ｆ１＋ｆ２）／２に設定
されているので、両者間の通信距離を長くすることがで
きる。

【００３５】請求項２記載の磁気通信装置によれば、電
力供給側送受信機の送受信回路の共振周波数が電力送信
時にはｆ１に設定され、応答信号受信時には（ｆ１＋ｆ
２）／２に設定されるので、電力側送受信機の送信時と
受信時の共振周波数を夫々最適となるように切替えるこ
とができる。

【００３６】請求項３記載の磁気通信装置によれば、電
力供給側送受信機の送受信回路に設けられたダンプ手段
は、応答信号受信時における共振の鋭さを鈍くするの
で、応答信号の受信レベルをより高めることができ、電
力供給側送受信機と携帯側送受信機との通信距離をより
長くすることができる。

【００３７】請求項４記載の磁気通信装置によれば、電
力供給側送受信機の送受信回路は、半導体スイッチング
素子を用いて共振周波数及び共振の鋭さを切替えるの
で、電力供給側送受信機を小形に構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成図

【図２】送受信機の周波数に対する受信レベルを示す図

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】送受信機の周波数に対する送信時のレベルを示
す図

【図５】送受信機の周波数に対する受信時のレベルを示
す図

【図６】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図７】図２相当図

【図８】変形例を示す図２相当図

【図９】従来技術を示す図１相当図

【図１０】図２相当図

【符号の説明】

１２はキー（携帯側送受信機）、２３は送受信回路、２
４は送受信機（電力供給側送受信機）、２９は送受信回
路、３０は送受信機（電力供給側送受信機）、３１はリ
レー（ダンプ手段）、３２は抵抗（ダンプ手段）、３３
はインバータ（ダンプ手段）、３４は送受信回路、３５
は送受信機（電力供給側送受信機）を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力供給側送受信機から携帯側送受信機
   に周波数ｆ１で周波数変調された電力が電磁誘導信号に
   よって送信されると、携帯側送受信機が電力供給側送受
   信機に対して周波数ｆ１及びｆ２で周波数変調された応
   答信号を電磁誘導信号によって送信する磁気通信装置に
   おいて、 前記電力供給側送受信機の送受信回路の共振周波数が、
   （ｆ１＋ｆ２）／２に設定されていることを特徴とする
   磁気通信装置。
2. 【請求項２】 電力供給側送受信機から携帯側送受信機
   に周波数ｆ１で周波数変調された電力が電磁誘導信号に
   よって送信されると、携帯側送受信機が電力供給側送受
   信機に対して周波数ｆ１及びｆ２で周波数変調された応
   答信号を電磁誘導信号によって送信する磁気通信装置に
   おいて、 前記電力供給側送受信機の送受信回路の共振周波数が、
   電力送信時にはｆ１に設定され、応答信号受信時には
   （ｆ１＋ｆ２）／２に設定されることを特徴とする磁気
   通信装置。
3. 【請求項３】 電力供給側送受信機の送受信回路は、応
   答信号受信時における共振の鋭さを鈍くするダンプ手段
   を備えたことを特徴とする請求項２記載の磁気通信装
   置。
4. 【請求項４】 電力供給側送受信機の送受信回路は、半
   導体スイッチング素子を用いて共振周波数及び共振の鋭
   さを切替えるように構成されていることを特徴とする請
   求項３記載の磁気通信装置。