JP5901686B2

JP5901686B2 - キーレスエントリー車載装置

Info

Publication number: JP5901686B2
Application number: JP2014093421A
Authority: JP
Inventors: 澤田　明宏; 明宏澤田; 高橋　康弘; 康弘高橋; 嘉昭佐々木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2034-04-30
Also published as: JP2015209170A

Description

この発明は、例えば二輪車等の鞍上型車両のキーレスエントリーシステムに適用されるキーレスエントリー車載装置に関する。

従来、自動車分野において、利用者が携帯機のボタン操作を行わなくても、携帯機を所持することで、携帯機と車載装置との間で無線通信による認証を行い、認証が成立すれば車両を操作（ロック、アンロック等）することができるキーレスエントリーシステムが知られている。

このようなキーレスエントリーシステムにおいて、遠隔で車両を操作することを目的とする携帯機からの無線信号には、遠距離からの操作を実現するために、数百ＭＨｚのＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号が用いられている。また、ＲＦ帯の信号（以下、「ＲＦ信号」と称する）を受信するためのアンテナ（以下、「ＲＦアンテナ」と称する）は、車載装置に搭載されている。

また、車載装置から送信される無線信号には、数百ｋＨｚのＬＦ（ＬｏｗＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の信号が用いられている。これは、利用者がキーレスエントリーシステムを利用する際に、車両と利用者との距離を制限し、人体による電磁波遮蔽の効果を小さくするためである。

また、ＬＦ帯の信号（以下、「ＬＦ信号」と称する）を送信するためのアンテナ（以下「ＬＦアンテナ」と称する）は、利用者がキーレスエントリーシステムを利用する範囲の付近（例えば、ドア付近）に配置する必要があり、車載装置とＬＦアンテナとは、ハーネスで互いに接続されている。

なお、二輪車やスノーモービル、水上バイク等の、ＬＦ通信範囲が１エリアのみで成立する鞍上型車両においても、ＬＦアンテナの特性を十分に活かすために、ＬＦアンテナの周辺には、金属物をなるべく配置しないよう、車載装置とＬＦアンテナとをハーネスで接続している。

ここで、ＬＦアンテナをハーネスで接続する構成では、ハーネスによる寄生インダクタンスの影響や長さの公差が大きいことから、通信の中心周波数のずれが発生し、通信距離が定まらないという問題が発生する。

そこで、上記の問題を解決するために、携帯機のＬＦ受信回路に共振周波数を多段階に切り替える共振回路を設け、携帯機は車載機から送信された電界強度測定用信号を共振回路の共振周波数を切り替えながら受信して各段階の電界強度を測定し、測定した電界強度のうち、電界強度が最大値となるときの共振周波数に共振回路を切り替えることで、通信性能の低下を防止する無線通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−６７４９９号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１で開示された無線通信システムでは、携帯機のＬＦ受信回路に多段階の共振回路を追加で設ける必要があり、携帯性が求められる携帯機の大型化やコストアップを招く恐れがある。また、ハーネスによる寄生インダクタンスの影響に関しては、対策がとられていないという問題もある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、寄生インダクタンスによる通信周波数のずれを解消するとともに、良好なＬＦ送信性能を確保することができるキーレスエントリー車載装置を得ることを目的とする。

この発明に係るキーレスエントリー車載装置は、鞍上型車両のキーレスエントリーシステムに適用されるキーレスエントリー車載装置であって、キーレスエントリー車載装置の各種部品が実装される基板と、利用者が携帯機を所持しているか否かを確認するためのＬＦ信号を送信するＬＦ送信アンテナと、ＬＦ送信アンテナを駆動するＬＦ送信アンテナ駆動回路と、鞍上型車両を遠隔操作するためのＲＦ信号を受信するＲＦ受信アンテナと、を備え、ＬＦ送信アンテナは、基板に実装され、ＬＦ送信アンテナとＬＦ送信アンテナ駆動回路とは、基板のパターンで互いに接続されており、１つの筐体内にＬＦ送信アンテナとＬＦ送信アンテナ駆動回路とＲＦ受信アンテナとが内蔵されているものである。

この発明に係るキーレスエントリー車載装置によれば、利用者が携帯機を所持しているか否かを確認するためのＬＦ信号を送信するＬＦアンテナは、キーレスエントリー車載装置の各種部品が実装される基板に実装されている。
そのため、寄生インダクタンスによる通信周波数のずれを解消するとともに、良好なＬＦ送信性能を確保することができる。

この発明の実施の形態１に係るキーレスエントリー車載装置が適用されるキーレスエントリーシステムを示す全体構成図である。この発明の実施の形態１に係るキーレスエントリー車載装置を示すブロック構成図である。この発明の実施の形態１に係るキーレスエントリー車載装置のＬＦアンテナにおける周波数とインピーダンスとの関係を示す説明図である。この発明の実施の形態１に係るキーレスエントリー車載装置における基板上のアンテナの配置を示す説明図である。この発明の実施の形態２に係るキーレスエントリー車載装置における基板上のアンテナの配置を示す説明図である。

以下、この発明に係るキーレスエントリー車載装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、この発明のキーレスエントリー車載装置は、二輪車やスノーモービル、水上バイク等の、ＬＦ通信範囲が１エリアのみで成立する鞍上型車両のキーレスエントリーシステムに適用されるものである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るキーレスエントリー車載装置が適用されるキーレスエントリーシステムを示す全体構成図である。図１において、このキーレスエントリーシステムは、二輪車体１に搭載されたキーレスエントリー車載装置（以下、単に「車載装置」とも称する）２と、この二輪車体１の利用者３に付帯された携帯機４とから構成されている。また、二輪車体１には、スタートボタン５が設けられている。

利用者３は、スタートボタン５を押下することで、二輪車体１の解錠やエンジンスタート等のキーレスエントリー動作を行う。なお、車載装置２は、通信を行うためのアンテナを有しているので、二輪車体１の金属フレーム部を避けて配置することが望ましい。また、この実施の形態では、二輪車体を用いて説明するが、これに限定されず、ＬＦ通信範囲が１エリアでシステムが成立する鞍上型車両（例えば、スノーモービルや水上バイク等）であれば、この実施の形態１を適用することができる。

図２は、この発明の実施の形態１に係るキーレスエントリー車載装置を示すブロック構成図である。図２において、車載装置２は、車載装置２の各種部品が実装される基板６と、利用者３が携帯機４を所持しているか否かを確認するためのＬＦ信号を送信するＬＦアンテナ７と、ＬＦアンテナ７を駆動するＬＦアンテナ駆動回路８と、鞍上型車両を遠隔操作するためのＲＦ信号を受信するＲＦアンテナ９とから構成されている。

ここで、ＬＦアンテナ７は、コイル１０とコンデンサ１１とから構成され、コイル１０およびコンデンサ１１は、モールドで一体成形され、基板６に実装されている。この実施の形態１のような、ＬＦ通信範囲が１エリアでシステムが成立する鞍上型車両の場合には、ＬＦアンテナ７の通信範囲は、１エリアで通信範囲を包括できる場合が多いので、ＬＦアンテナ７を車載装置２に取り込むことができる。

図３は、この発明の実施の形態１に係るキーレスエントリー車載装置のＬＦアンテナにおける周波数とインピーダンスとの関係を示す説明図である。具体的には、ＬＦアンテナ駆動回路８のＬＦアンテナ駆動周波数と、ＬＦアンテナ７のインピーダンスとの関係を示している。

図３において、中心周波数では、インピーダンスが小さくなり、ＬＦアンテナ７に流れる電流が増えて、通信距離が長くなる。なお、中心周波数を、ＬＦ帯である１２５ｋＨｚとした場合には、ＬＦアンテナ７のコイル１０のインダクタンスおよびコンデンサ１１のキャパシタンスの定数は、上記に近くなるように設計される。このとき、インダクタンスおよびキャパシタンスのうち、どちらか一方が定格からずれていても、設計した中心周波数から実際の通信周波数からずれることとなり、通信性能が落ちる。

ここで、実施の形態１のように、基板６にＬＦアンテナ７およびＬＦアンテナ駆動回路８を実装し、基板６のパターンによって接続することにより、従来のＬＦアンテナをハーネスで接続する構成と比較して、ハーネスの寄生インダクタンスによる通信周波数のずれを解消することができ、通信性能の低下を防止することができる。そのため、ＬＦアンテナ７とＬＦアンテナ駆動回路８とを接続する銅箔パターンは、最短の経路であることが好ましい。

また、ＬＦアンテナ７からは、車両の利用者３がエンジンをかけようとボタンを押したタイミングや、携帯機４の紛失を知らせるために、一定間隔のタイミングでＬＦ信号が送信される。携帯機４は、受信した電力に応じて、ＲＦ信号を車載装置２へ送信する。車載装置２は、ＲＦ信号をＲＦアンテナ９で受信すると、そのＲＦ信号に応じて、ステアリングロックの解除や、エンジン始動を許可する。

なお、ＬＦアンテナ７が車載装置２に取り込まれ、基板６に実装される場合には、車載装置２がＲＦアンテナ９も有していること、さらに、ＲＦアンテナ９は銅箔パターンや板金で構成されることが多いことから、ＬＦアンテナ７を車載装置２の外部に置いた場合に比べて、通信距離の低下や通信範囲の歪化が生じやすい。

そこで、この課題を解決するために、この発明の実施の形態１に係るキーレスエントリー車載装置における基板上のアンテナの配置を示す図４に表されるように、ＬＦアンテナ７とＲＦアンテナ９とを、車載装置２内で最大限離すべく、互いに基板６の両端付近に配置する。このように、基板６の端部に配置して、ＬＦアンテナ７とＲＦアンテナ９との空間距離を長くすることで、ＲＦアンテナ９の金属の影響を、ＬＦアンテナ７に与えにくくする。

さらに、基板６上の、ＬＦアンテナ７が投影される箇所に、ＧＮＤパターンを引かないことで、金属の影響をより小さくすることができる。

このように、ＬＦアンテナ７が基板６に実装されることにより、ＬＦアンテナとＬＦアンテナ駆動回路とがハーネスで接続される構成と比較して、ハーネスによる寄生インダクタンスの影響を解消することができ、中心周波数に対する通信周波数のずれ量を小さくして、通信距離のずれを小さくできる。

また、ＬＦアンテナ７が基板６に実装される場合の課題である、金属物が近くにあることによるアンテナ性能の劣化に対しては、主な金属物であるＲＦアンテナ９を遠ざけることと、ＬＦアンテナ７が投影される基板６上にＧＮＤパターンを引かないことで、アンテナ性能の劣化を防止することができる。

また、ハーネスを用いる場合には、ハーネスは製造上のばらつきが大きいが、ＬＦアンテナ７とＬＦアンテナ駆動回路８とを基板６の銅箔パターンで接続することで、製造上のばらつきを抑えることができる。さらに、ハーネスを用いないので、ハーネスからの電磁放射および外部からの電磁波の影響が減少し、電磁両立性を向上させることができる。

また、車載装置２がワンパッケージで収まるので、車載装置２のレイアウトの制約を少なくすることができる。さらに、ＬＦアンテナ７が基板６に実装されることで、ハーネスおよび基板６に接続するコネクタのコストを削減することができる。また、耐震性を向上させるためのポッティング材や固定するためのプラスチック材が不要となるので、よりコストを削減することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、利用者が携帯機を所持しているか否かを確認するためのＬＦ信号を送信するＬＦアンテナは、キーレスエントリー車載装置の各種部品が実装される基板に実装されている。
そのため、寄生インダクタンスによる通信周波数のずれを解消するとともに、良好なＬＦ送信性能を確保することができる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係るキーレスエントリー車載装置における基板上のアンテナの配置を示す説明図である。ここで、上記実施の形態１との違いは、ＬＦアンテナ７を構成しているコイル１０およびコンデンサ１１が、別々に基板６上に実装されていることである。その他の構成については、上述した実施の形態１と同様なので、説明を省略する。

図５において、基板６上にＬＦアンテナ７を構成するコイル１０とコンデンサ１１とを別々に実装することにより、コイル１０とコンデンサ１１とをモールドで一体成形する実施の形態１の構成と比較して。コストを低減することができる。すなわち、コンデンサ一体型のＬＦ送信アンテナを使用する必要がなく、それぞれで用意すればよいことから、ＬＦアンテナ７のコストを低減することができる。

１二輪車体、２車載装置、３利用者、４携帯機、５スタートボタン、６基板、７ＬＦアンテナ、８ＬＦアンテナ駆動回路、９ＲＦアンテナ、１０コイル、１１コンデンサ。

Claims

鞍上型車両のキーレスエントリーシステムに適用されるキーレスエントリー車載装置であって、
前記キーレスエントリー車載装置の各種部品が実装される基板と、
利用者が携帯機を所持しているか否かを確認するためのＬＦ信号を送信するＬＦ送信アンテナと、
前記ＬＦ送信アンテナを駆動するＬＦ送信アンテナ駆動回路と、
前記鞍上型車両を遠隔操作するためのＲＦ信号を受信するＲＦ受信アンテナと、を備え、
前記ＬＦ送信アンテナは、前記基板に実装され、前記ＬＦ送信アンテナと前記ＬＦ送信アンテナ駆動回路とは、前記基板のパターンで互いに接続されており、
１つの筐体内に前記ＬＦ送信アンテナと前記ＬＦ送信アンテナ駆動回路と前記ＲＦ受信アンテナとが内蔵されている
キーレスエントリー車載装置。
前記ＬＦ送信アンテナと前記ＲＦ受信アンテナとは、互いに前記基板の両端に実装される
請求項１に記載のキーレスエントリー車載装置。
前記基板上の、前記ＬＦ送信アンテナが投影される箇所には、ＧＮＤパターンを引かない
請求項１または請求項２に記載のキーレスエントリー車載装置。
前記ＬＦ送信アンテナは、コイルとコンデンサとから構成され、
前記コイルおよび前記コンデンサは、それぞれ別体で前記基板に実装されている
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のキーレスエントリー車載装置。