JPS61196080A - 無線式利用者識別装置 - Google Patents

無線式利用者識別装置

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JPS61196080A
JPS61196080A JP60033878A JP3387885A JPS61196080A JP S61196080 A JPS61196080 A JP S61196080A JP 60033878 A JP60033878 A JP 60033878A JP 3387885 A JP3387885 A JP 3387885A JP S61196080 A JPS61196080 A JP S61196080A
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loop coil
vehicle
loop
circuit
impedance
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JP60033878A
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平野　元幹
幹夫 竹内
金一郎 中野
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
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    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、車両の施解錠制御などに好適な無線式利用
者識別装置に関する。
（従来技術とその問題点） 本出願人は、先に、車載機のループコイルから誘導電磁
界を利用して無線送出された送信リクエストに応答して
、携帯機のループコイルから誘導電磁界を利用して固有
コードを返送させ、これを車載機のループコイルで受信
後、予め記憶された固有コードと照合して、車両利用者
を識別する新規な無線式利用者識別装置を開発し、これ
を利用した電波式キーシステムを特願昭５７−１３２１
１８号において出願した。
第４図は車載機と携帯機との関係を示す斜視図、第５図
は車載機のハードウェア構成を示す図、第６図は携帯機
のハードウェア構成を示す図、第７図は車載機及び携帯
機で実行されるシステムプログラムを示すフローチャー
トである。
この電波式キーシステムの動作を概略説明すると、車両
１のドアハンドルスイッチ２が操作されると、車載機本
体３のマイ渉ロコンピュータ３０に割込がかかり、車両
のイグニッションスイッチからキーが後出されていれば
マイクロコンピュータ３０から出力された送信リクエス
ト信号は、変副回路３１．キャリア発信回路３２の動作
によって、ＡＭ変調された後、ＣＷ波として車両側ルー
プコイル３３から誘導電磁界を利用して携帯機４側へと
送出される（第７図ステップ１００，１０１）。
すると、携帯機４側では、ループコイル４１゜受信復調
回路４２を介してリクエスト信号を検出し、これに応じ
てマイクロコンピュータ４３が動作し、固有コード記憶
部４４から読出した固有コードを、変調回路４５．キャ
リア発信回路４６の動作でＡＭ変調して、ループコイル
４１がら誘導電磁界を利用して車載機側へと返送する。
次いで、車載機側では、ループコイル３３．受信復調回
路３４で固有コードを受信し、これを固有コード記憶部
３５から読出した固有コードと照合して、予め登録され
た利用者が否かの識別を行なう（第７図ステップ１０２
，１０３．１０４＞。
ここで、固有コードの一致が判別されると、アクチュエ
ータ駆動回路３６を介して、ドアロック用のアクチユエ
ータ３７が駆動され、ドアの解錠または施錠が行なわれ
る（第７図ステップ１０５゜１０６．１０７＞。
これにより、車両利用者は携帯機４を例えば胸ポケット
、鞄の中などに所持するだけで、何等特別なキー操作を
行なわずともドアの施錠または解錠を自由に行なえると
いう便利さがある。
ところで、第８図に示す如く携帯機４側では、バッテリ
４８を長持ちさせるために、受信用ループコイル４１ａ
の出力を、消費電力の大きな高周波増幅段を用いること
なく直ちに検波回路４２ａへ導き、その検波出力を低周
波増幅回路４２ｂで増幅してマイクロコンピュータ４３
に読込ませるようにしている。
このため、車載機側からの送信リクエストの受信レベル
が余り低いと、検波回路４２ａが信号を検波できず、少
なくとも電圧換算で１２０ｃｉＢμ／ｍ程度の強い受信
磁界が必要となる。なおここで、電界換算とは、Ｅ＝η
Ｈ＝１２０πＨとして、誘導磁界Ｈの強さを電界Ｅの強
度に換算して表わしたものである。
一方、車載機側ループコイル３３の取付位置としては、
例えばドアウィンドの窓枠、運転席のシートバックある
いはドアミラーハウジング内などの種々なものが採用さ
れるが、例えば第４図に示す如くドアミラーハウジング
５内にループコイル３３を内蔵させた場合には、ドアミ
ラーからおよそ２ｍ以内の範囲において、電界換算で１
２０ｄＢμ／ｍ以上の磁界が得られなければならない。
ここで、ループアンテナにより発生する磁界は次式で表
わされることが知られている。
Ｅ＝１２０πＨ＝１２０７ｒＡ−Ｉ　−Ｎ／２πＸ３＝
６０ＡＩＮ／Ｘ３ Ｅ：電界（Ｖ／ｍ） Ａ：ループ面積（ｍ２） Ｔ：ループ電流（Ａ） Ｎ：ループ巻数 Ｘ：ループアンテナからの距離（ｍ） ここで、ドアミラーの面積Ａは約０．０１ｍ２゜距離Ｘ
＝２ｍ、電界１２０ｃ１８μ／ｍ＝　１　Ｖ／ｍを代入
すると、 ＩＮ＝ＥＸ３／６０Ａ＝１３．３　（アンペアターン） となり、ループ電流（電流）Ｘ（巻数）は、１３゜３ア
ンペアターン必要であることがわかる。
また、ループ面積が異なるドアミラーやその他の場所に
装着されたアンテナの場合も考慮すると、およそ１０〜
２０アンペアタ一ン程度のループ電流が必要となる。
一方、ループアンテナの巻数は、ある程度以上増大する
と、ループの自己共振周波数が使用周波数付近まで低下
してしまい、ループコイルの利得Ｑが低下してアンテナ
効率が極端に悪化するので、巻数を余り増大させること
はできない。
また、搬送波周波数として４００〜５００ＫＨ２を用い
る場合、ドアミラー内蔵型ループアンテナでは、１０タ
一ン程度までが望ましく、このため必要な磁界を発生さ
せるためには、１〜２Ａ程度のループ電流が必要となる
。
ループアンテナにこのような電流を流す出力回路として
は、効率の点から見てトランジスタによるＣ級増幅回路
が望ましいが、Ｃ級増幅回路を構成するためには、ルー
プアンテナとコンデンサによる並列共振回路を用いる必
要があり、この並列共振回路を第９図のようにトランジ
スタの負荷として直接駆動しようとすると、並列共振回
路のインピーダンスが高いためｋ、例えば車のバッテリ
のような比較的低い電源電圧（１２Ｖ）では充分な電流
を流すことができず、このためループアンテナから２ｍ
程度の距離では必要な強さ磁界が発生できないという問
題点があった。
さらにこれを具体的に説明すると、Ｃ級増幅器では負荷
に加わる電圧は高々電源電圧Ｖｃｃの２倍であるから、
このときループアンテナに流れる実効電流の最大値は、 ｉｍａｘ　＝２Ｖｃｃ／２’／’！　−１／ωＬ＝Ｖｃ
ｃ／７７″ωｌ− Ｌ：ループアンテナのインダクタンス 搬送波周波数は４００〜５００ＫＨｚ程度、またＶｃｃ
＝１２Ｖであるから、Ｌの値は前述のドアミラー内蔵ル
ープアンテナの場合２０〜３０μＨ程度となり、ｉ　ｍ
ａｘは高々１００ｍＡ程度になり必要な大きざに満たな
いことがわかる。
この原因は、負荷である並列共振回路とトランジスタ出
力段との間にインピーダンス不整合が生じていることに
ある。すなわち、第９図の並列共振回路では抵抗弁Ｒが
ないので、そのインピーダンスは無限大となるが、実際
には第１０図に示すようにコイルの抵抗弁や放射抵抗に
よって生ずるＲが存在する。
前述のドアミラー内蔵のループアンテナの場合、この抵
抗弁Ｒとしては３Ω程度であり、共振時のＱは Ｑ＝ωし／Ｒ＝２πｆ　−Ｌ／Ｒ＝３０また共振インピ
ーダンスＺｏは Ｚｏ−Ｑ２Ｒ＝３にΩ程度でおる。
このループアンテナに２Ａの電流を流すには、Ｐａ　＝
２２・Ｒキ１２Ｗ前後の出力電力を必要とし、このとき
のトランジスタの出力インピーダンスは、 ＲＣ＝ＶＣＣ”／２ＰＯΦ６Ω 程度となり、前述の共振インピーダンスＺｏ　＝３にΩ
と大きなミスマツチングが生じていることがわかる。こ
のマツチングロスを解消するには、インピーダンス整合
用のトランスを挿入する方法があるが、５００ＫＨｚで
２Ａ程度のトランスは大型で高価なものとなり現実的で
はない。
（発明の目的） この発明の目的は、この種の車両における無線式利用者
識別装置において、携帯機として消費電力の低い構成を
とりつつも、これと車載機との間において確実な交信を
行なうことにある。
（発明の構成） この発明は上記の目的を達成するために、車載機側のル
ープコイルに対して、これに誘導結合された低インピー
ダンスループコイルを設け、この低インピーダンスルー
プコイルを介して送信回路により送信用ループコイルを
駆動するようにしたことにある。
（実施例の説明） 第１図は本発明装置の要部の構成を示す回路図、第２図
は同要部の構成を示す模式構造図、第３図は送信回路と
送信用ループコイル３３との関係を示す車載機の全体回
路図である。
第１図に示す如く、この実施例装置にあっては、ドアミ
ラーのハウジング５内に、第１図及び第２図に示す如く
、送信用ループコイル３３．並列共振用コンデンサ３９
．インピーダンス変換用ループコイル３８を一体に内蔵
して構成されている。
送信用ループコイル３３とインピーダンス変換用ループ
コイル３８とは、第２図に示す如く、ドアミラ−５内部
の角型枠体に共通に重ねて巻回されており、このため両
ループコイルは互いに誘導結合されている。
また、インピーダンス変換用ループコイル３８の巻数は
、送信用ループコイル３３の巻数に比べ充分少なく（例
えば１対１０）、このためインピーダンス変換用ループ
コイル３８のインピーダンスは充分低く設定されている
。
また、第３図に示す如く、インピーダンス変換用ループ
コイル３８は、車載機の送信回路を構成する発信、変調
回路３１．３２及び受信、復調回路３４へと共通に接続
されており、アナログスイッチ３４ａによって動作切替
が行なわれるようになっている。
以上の構成によれば、アンテナ入力側から見た負荷イン
ピーダンスは、 ＺＬ＝　（ｋＮ＋　／Ｎ２　）　２Ｚ。
Ｚｏ：共振インピーダンス Ｎ１　；−次側巻数 Ｎ？−二次側巻数 に＝結合係数 空心コイルの場合、ｋの値は高々０．５位であるから、
Ｉ’ｈ　＝１．Ｎ２＝１０．に＝０．４５とすると、Ｚ
ｏ＝３にΩの場合、ＺＬ＝６Ωとなりトランジスタ出力
段のＲＣ＝６０とインピーダンス整合をとることが可能
となる。
このとき、出力電力は全てアンテナの抵抗弁Ｒで消費さ
れるから、アンテナに流れる電流■はＲＩ２＝Ｐｏ＝１
２Ｗ ■ＥＦ「７で＝２Ａ となり、必要な磁界を発生することができることが確認
できた。
また、この実施例では、発信、変調回路３］。
３２からインピーダンス変換用ループコイル３８へ至る
配線コードを比較的長く引回したとしても、ループコイ
ル３８のインピーダンスが小さいため浮遊容量による影
響を受けにくく、同調ずれが起こりにくいという効果も
ある。
なお、前記実施例では、送信用ループアンテナとして、
ドアミラー内蔵型の場合で説明したが、その他バンパー
内蔵型、シートバック内蔵型などその他の場所に装着し
たループアンテナについてもこの発明は同様に適用する
ことができるものである。
（発明の効果） 以上の実施例の説明でも明らかなように、この発明によ
れば携帯機として低消費電力及び低感度構成を採用しつ
つも、車載機と携帯機との間において確実な交信を行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る実施例要部の構成を示す回路図、
第２図は同要部の構成を示す模式斜視図、第３図は車載
機とループアンテナとの関係を示す車載機全体のブロッ
ク図、第４図は車載機と携帯機との関係を示す車両斜視
図、第５図は車載機の全体構成を示すブロック図、第６
図は携帯機の全体構成を示すブロック図、第７図は車載
機及び携帯機の処理を示すフローチャート、第８図は携
帯機の具体的な回路構成を示す電気回路図、第９図は本
発明の詳細な説明する説明図、第１０図は本発明の詳細
な説明するための等価回路図である。 ３３・・・送信用ループコイル ３８・・・低インピーダンスループコイル３９・・・共
振用コンデンサ ３１・・・変調回路 ３２・・・キャリア発信回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）車載機のループコイルから誘導電磁界を利用して
    無線送出された送信リクエストに応答して、携帯機のル
    ープコイルから誘導電磁界を利用して固有コードを返送
    させ、これを車載機のループコイルで受信後、予め記憶
    された固有コードと照合して車両利用者を識別する無線
    式利用者識別装置であつて； 前記車載機側のループコイルは、これに誘導結合された
    低インピーダンスループコイルを介して、送信回路によ
    り駆動されることを特徴とする無線式利用者識別装置。
JP60033878A 1985-02-21 1985-02-21 無線式利用者識別装置 Pending JPS61196080A (ja)

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JP60033878A JPS61196080A (ja) 1985-02-21 1985-02-21 無線式利用者識別装置
US06/831,526 US4973958A (en) 1985-02-21 1986-02-21 Keyless entry system for automotive devices antenna device allowing low power radio signal communication

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