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CN101343962B - 发送装置以及方法 - Google Patents

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CN101343962B
CN101343962B CN2008101282781A CN200810128278A CN101343962B CN 101343962 B CN101343962 B CN 101343962B CN 2008101282781 A CN2008101282781 A CN 2008101282781A CN 200810128278 A CN200810128278 A CN 200810128278A CN 101343962 B CN101343962 B CN 101343962B
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Omron Automotive Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明的发送装置以及方法能够进行噪声较少的通信。从CPU(221)输出作为用于变更从电压变换单元(222)提供给LFI(202)的电压值的指令的电压值控制信号。LFI(202)的驱动单元(223)根据从ECU(201)所提供的电压值，输出用于驱动FET电路单元(224)的125kHz的控制信号。FET电路单元(224)基于驱动单元(223)的控制，输出天线的驱动电流。连接导线(241-2)的连接器端子(251-2)与电压变换单元(222)的GND用的端子一同被连接到GND连接用的连接器端子(271)，连接导线(241-2)的连接器端子(252-2)与FET电路单元(224)的GND的端子一同被连接到GND连接用的连接器端子(272)。

Description

发送装置以及方法
技术领域
本发明涉及发送装置以及方法，特别涉及能够进行噪声较少的通信的发送装置以及方法。
背景技术
近年来，例如作为车辆的进入(entry)系统，无操作(handsfree)而自动进行车门的关锁或开锁的所谓的无源(passive)进入系统被实用化，今后有望得到进一步普及(例如，参照专利文献1)。这例如是使用者进行可移动的便携机和车载机之间的双向无线通信，车载机基于从便携机接收到的电磁波(信号)而进行便携机的真假确认、分析便携机的位置等，从而通过车载机的控制而自动实现车辆门的关锁机构的动作(解锁动作或关锁动作)等的系统。
进而，检测车胎的空气压，当存在异常时向用户发出警告的TPMS(tirepressure monitoring system)也有望在今后得到普及。这例如是在用于检测车胎的空气压的传感器和车载机之间进行双向无线通信，车载机基于从传感器接收到的电磁波(信号)而判定空气压的异常等，从而根据需要来输出基于指示器(indicator)或声音等的警告的系统。
在无源进入系统、或者TPMS中，与车辆机连接的天线被配置在车辆的固定位置，该天线根据需要向便携机或者传感器发送LF(Low Frequency)波(例如，100～200KHz)的信号，并接收从便携机或者传感器所发送的信号，从而进行车载机与便携机或者与传感器的通信。
[专利文献1]日本特开2003-269023号公报
在无源进入系统、或者TPMS中，天线被配置的位置和用于进行信号的生成或各种控制等的ECU(Electronic Control Unit)被配置的位置之间存在一定程度的距离。因此，若在ECU(Electronic Control Unit)上设置驱动天线的驱动电路，则成为用两条导线(harness)连接驱动电路和天线。导线中流过用于驱动天线的较大的电流。因此，会产生不需要的辐射噪声，有可能会使无线电产生杂音，或者对车辆上所安装的其它电子设备等的动作带来不良影响。即，将驱动天线的驱动电路和ECU一体构成并不理想，通常，驱动电路与天线为一体。
为此，ECU和驱动电路使用电源线、地线以及信号线的3条导线而连接，导线增加。但是，在导线增加时，会对车辆的结构或制造成本等带来影响。
发明内容
本发明鉴于这样的状况而完成，其可进行噪声较少的通信。
本发明的发送装置中，控制单元控制与其通过导线所连接的天线驱动单元，从而从天线发送LF信号，其中，控制单元包括：电压控制部件，基于要发送的信号，输出控制信号；以及电压供给部件，基于从电压控制部件所输出的控制信号，将规定的电压在规定的时间内提供给天线驱动单元，天线驱动单元包括：晶体管驱动控制部件，基于经由导线而从电压供给部件所提供的电压的值，控制向天线输出驱动电流的晶体管的驱动。
电压控制部件例如由CPU构成，晶体管驱动控制部件例如作为电子电路构成，由FET驱动电路以及输出控制信号以驱动或者停止FET驱动电路的输出许可电路构成。
在本发明的发送装置中，通过控制单元，基于要发送的信号，控制信号被输出，基于所输出的控制信号，规定的电压在规定的时间内被提供给天线驱动单元。此外，通过天线驱动单元，基于经由导线而从电压供给部件所提供的电压的值，向天线输出驱动电流的晶体管的驱动被控制。
因此，导线上不必流过作为大电流的信号的天线的驱动电流，基于天线的驱动电流的与规定频率的信号的LC谐振所导致的无线电噪声的发生会被抑制，并且还能够抑制导线的数量增加。
所述晶体管驱动控制部件包括电压占空控制部件，基于经由导线而从电压供给部件所提供的电压的值来控制晶体管的驱动，以改变从天线发送的信号的占空比或者电压，电压控制部件可使与从天线发送的信号的占空比或者电压对应的电压，从电压供给部件提供给天线驱动单元。
所述晶体管驱动控制部件可基于从用于生成预先设定的频率的信号的信号生成单元所提供的信号，对与从所述电压供给部件所提供的电压的值的变化所对应的信号进行ASK(Amplitude Shift Keying)调制，并生成用于驱动所述晶体管的控制信号。
本发明的发送方法用于发送装置，该发送装置中，控制单元控制与其通过导线所连接的天线驱动单元，从而从天线发送LF信号，其中，控制单元包括：电压控制部件，基于要发送的信号，输出控制信号；以及电压供给部件，基于从电压控制部件所输出的控制信号，将规定的电压在规定的时间内提供给天线驱动单元，天线驱动单元包括：晶体管驱动控制部件，基于经由导线而从电压供给部件所提供的电压的值，控制向天线输出驱动电流的晶体管的驱动，控制单元基于要发送的信号，将规定的电压在规定的时间内提供给天线驱动单元，天线驱动单元基于经由导线而从电压供给部件所提供的电压的值，控制向天线输出驱动电流的晶体管的驱动。
在本发明的发送方法中，通过控制单元，基于要发送的信号，控制信号被输出，基于所输出的控制信号，规定的电压在规定的时间内被提供给天线驱动单元。此外，通过天线驱动单元，基于经由导线而从电压供给部件所提供的电压的值，向天线输出驱动电流的晶体管的驱动被控制。
根据本发明，能够进行噪声较少的通信。
附图说明
图1是表示应用了本发明的通信系统的一实施方式的结构例的图。
图2是表示以往的车载机的详细的结构例的方框图。
图3是表示以往的车载机的其他的详细的结构例的方框图。
图4是表示应用了本发明的车载机的详细的结构例的方框图。
图5是表示图4的驱动电路的详细的结构例的方框图。
图6是说明信号发送处理的流程图。
标号说明
1汽车
10便携机
20车载机
201ECU
202LFI
221CPU
222电压变换单元
223驱动单元
224FET电路单元
241-1、241-2导线
251-1、251-2连接器端子
252-1、252-2连接器端子
272连接器端子
301电压检测单元
302输出许可电路
303电压/占空变换电路
304125kHz生成电路
305FET驱动电路
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是表示应用了本发明的通信系统的一实施方式的结构例的图。该图是将本发明的通信系统50作为无源进入系统，应用到4门类型的汽车1的例子，该无源进入系统例如是使用者进行可移动的便携机10和车载机20之间的双向无线通信，车载机基于从便携机接收到的电磁波(信号)而进行便携机的真假确认、分析便携机的位置等，从而通过车载机的控制而自动进行车辆门的关锁机构的动作(解锁动作或关锁动作)等的系统。通信系统50由便携机10、汽车1上所安装的车载机20构成。
作为车载机20的天线，设置有在各个门的门把手(door knob)上设置的门把手天线22-1以及22-2、在汽车1的室内设置的室内天线24。车载机20和便携机10之间的通信中使用LF带(例如，100～200KHz)的低频率。
作为用于与车载机20进行无线通信的部件，便携机10具有由内置天线或发送电路组成的通信单元，同时具有在内部包含用于实现便携机整体的控制处理的微型计算机的控制电路、内置电池等，在便携机10的操作表面上例如设置有按钮型的操作单元即开关等(省略图示)。
车载机20例如在与便携机10之间进行规定的信号的发送接收，从而进行汽车1的车门的开关锁处理、车门或行李箱等的开启等处理，车载机20由ECU(Electronic Control Unit)21、门把手天线22-1和22-2、室内天线24构成，该ECU21控制用于进行汽车1的车门的开关锁处理、车门或行李箱等的开启等处理的各种运算处理、各种控制信号的输出、各种天线的驱动等。
此外，例如设置有LFI(LF initiator)，其被连接到门把手天线22-1和22-2、室内天线24等各个天线，驱动天线从而使天线发送LF信号。LFI也可以与各个天线一体构成。
在本发明中，LFI与各个天线一体构成。另外，假设这里所说的一体除了配置在相同的壳体内的情况之外，还包括配置在不同的壳体而布署在附近的情况。
图2是表示以往的车载机20的详细的结构例的方框图。如该图所示，车载机20中，图中左侧的(对应于图1的ECU21)ECU101和图中右侧的LFI102通过导线141-1以及141-2连接。即，在车载机20中，ECU101被配置的位置和天线(门把手天线22-1和22-2、室内天线24等)之间存在一定程度的距离，因此ECU101和LFI102使用导线而连接。
另外，导线141-1以及141-2设为分别具有规定长度的导电线。
另外，在该图中，LFI102的内部的电阻、电容器以及线圈的记号表示天线。
图2的ECU101的CPU(Central Processing Unit)121例如执行用于进行汽车1的车门的开关锁处理、车门或行李箱等的开启等处理的各种运算处理等，并将各种控制信号适当地输出到未图示的汽车1的各个部分。此外，CPU121控制电压变换单元122，从而使从汽车的电池所提供的电源电压(图中的“+BAT”)变换为预先设定的电压。
CPU121将要从天线发送的信号输出到串行线131上。另外，串行线131上所输出的信号例如作为对要发送到便携机10的数据进行曼彻斯特编码(Manchester encoding)，并进行了ASK(Amplitude Shift Keying)调制后的125kHz的信号。另外，CPU121也可以作为输出与数据对应的脉冲信号，另外设置对该脉冲信号进行ASK调制的功能模块。
驱动单元123在接受到从电压变换单元122提供的规定的电源电压时，根据从CPU121输出的、经由串行线131所提供的信号，驱动FET(Field EffectTransistor：场效应晶体管)电路单元124。
FET电路单元124基于驱动单元123的控制，对LFI102输出天线的驱动电流。驱动单元123对应于从CPU121所提供的125kHz的信号而被驱动，所以FET电路单元124对LFI102提供的驱动电流也成为具有125kHz的周期的信号。由此，成为从天线发送了LF波的信号。另外，从FET电路单元124输出的天线的驱动电流的大小与串行线131上的信号等的电流大小相比而言相当大。
另外，如图2所示，连接导线141-2的连接器端子151-2与FET电路单元124的GND用的端子一同被连接到GND连接用的连接器端子171。
如上所述，ECU101的连接器端子151-1以及151-2、和LFI102的连接器端子152-1以及152-2上，分别连接有导线141-1以及导线141-2。因此，从FET电路单元124输出的天线的驱动电流直接流过导线141-1。
这样，在作为规定长度的导电线的导线上流过大电流信号的天线的驱动电流时，根据导线上存在的电抗分量和电容器分量，有时会因天线的驱动电流而产生与规定频率的信号的LC谐振。并且，在导线中发生了LC谐振的情况下，从导线输出作为规定频率的信号的无线电噪声。无线电噪声有可能会对例如汽车1上所安装的车载无线电等电子设备的动作带来影响。
为了抑制无线电噪声的发生，例如像图3所示的那样构成车载机20即可。
图3是表示以往的车载机20的其他的详细的结构例的方框图，在与图2对应的各个部分上附加了相同的标号，在图3的方框图中与图2对应的各个部分的结构和功能等与参照图2叙述的相同，因此省略详细的说明。在图3的例子中，与图2的情况不同，驱动单元123和FET电路单元124被设置在LFI102内。
此外，在图3的例子中，为了使FET电路单元124的GND用的端子连接到GND连接用的连接器端子171，设置有连接器端子152-3、导线141-3、以及连接器端子151-3。
通过如图3那样构成车载机20，从FET电路单元124输出的天线的驱动电流(相当大的电流)不必流过导线，导线上流过与串行线131上的信号同等级大小的电流。因此，能够抑制上述的无线电噪声的发生。
但是，在图3的结构中，不得不追加在图2的结构中所不需要的导线141-3。即，为了实现图3的结构，与图2的情况相比，导线增加。若导线增加，则对汽车1的结构和制造成本等带来影响，因此在汽车1上所安装的电子设备等中，希望尽可能减少导线的数量。
因此，在本发明中，使用不必增加导线而能够抑制无线电噪声的结构的车载机20。
图4是表示应用了本发明的图1的车载机20的详细的结构例的方框图。如该图所示，车载机20中，图中左侧的(对应于图1的ECU21)ECU201和图中右侧的LFI202通过导线241-1以及241-2连接。即，在车载机20中ECU201被配置的位置和天线(门把手天线22-1和22-2、室内天线24等)之间存在一定程度的距离，因此将ECU201和用于驱动天线的LFI202一体构成较为困难，ECU201和LFI202使用导线241-1和241-2连接。
另外，导线241-1以及241-2设为分别具有规定长度的导电线。
另外，在该图中，LFI202的内部的电阻、电容以及线圈的记号表示天线，这里为了简化说明，假设通过LFI202驱动一个天线。
ECU201的CPU(Central Processing Unit)221例如执行用于进行汽车1的车门的开关锁处理、车门或行李箱等的开启等处理的各种运算处理等，并将各种控制信号适当地输出到未图示的汽车1的各个部分。此外，CPU221控制电压变换单元222，从而使从汽车的电池所提供的电源电压(图中的“+BAT”)变换为预先设定的电压。
在图4的结构中，从CPU221经由串行线231输出作为用于变更从电压变换单元222提供给LFI202的电压值的指令的电压值控制信号。即，电压变换单元222基于CPU221的控制，变更提供给LFI202的电压值。该控制信号控制电压变换单元222，同时作为例如对要发送到便携机10的数据进行了曼彻斯特编码的信号。
LFI202中设置有驱动单元223。驱动单元223如后述那样构成，使得可根据从ECU201提供的电压值，将驱动FET电路单元224的125kHz的控制信号作为规定占空比(脉冲的电压值为超过阈值的值的期间和低于阈值的值的期间的比率)或者规定电压的脉冲而输出。即，构成为，在提供给驱动单元223的电压值变化时，驱动FET电路单元224的控制信号的占空比或者电压变化。
驱动单元223构成为，在其经由连接器端子251-1、导线241-1、以及连接器端子252-1而从电压变换单元222接受到规定的电源电压时，检测该电压值，并根据电压值来驱动FET电路单元224。
FET电路单元224构成为，基于驱动单元223的控制而输出天线的驱动电流。由此，成为从天线发送LF波的信号。此外，如图5所示，FET电路单元224实际上由两个FET组合构成。另外，从FET电路单元224输出的天线的驱动电流的大小与导线241-1或者241-2上的信号等的电流大小相比，相当大。
另外，如图4所示，连接导线241-2的连接器端子251-2与电压变换单元222的GND用的端子一同被连接到GND连接用的连接器端子271。此外，连接导线241-2的连接器端子252-2与FET电路单元224的GND用的端子一同被连接到GND连接用的连接器端子272。即，在图4的结构中，可以使FET电路单元224的GND用的端子在LFI202侧接地，例如不需要像参照图3的上述情况那样的用于使FET的GND用的端子在ECU侧接地的导线(例如，图3的导线141-3)。
在图4的结构中，不需要在作为规定长度的导电线的导线上流过大电流信号的天线的驱动电流，所以基于天线的驱动电流的与规定频率的信号的LC谐振所引起的无线电噪声的发生被抑制。此外，在图4的结构中，FET电路单元224的GND用的端子被连接到LFI202的连接器端子272，因此连接ECU201和LFI202的导线可以设为导线241-1和导线241-2的两条，还能够抑制导线的增加。
图5是表示图4的驱动单元223的详细的结构例的方框图。另外，该图中，用虚线包围的部分与图4的驱动单元223对应。
电压检测单元301检测从电压变换单元222提供给LFI202的电压值，从而将与该电压值对应的信号输出到输出许可电路302以及电压/占空变换电路303。电压检测单元301例如将从电压变换单元222提供给LFI202的电压值与预先设定的基准电压进行比较，从而在从电压变换单元222提供给LFI202的电压值高于基准电压时，将用于表示该意旨的信息所对应的信号输出到输出许可电路，并将用于表示从电压变换单元222提供给LFI202的电压值比基准电压高多少的信息所对应的信号输出到电压/占空变换电路303。
输出许可电路302构成为，基于从电压检测单元301提供的信号，判定从电压变换单元222提供给LFI202的电压值是否高于基准电压，例如在从电压变换单元222提供给LFI202的电压值高于基准电压时，输出用于驱动FET驱动电路305的控制信号，在从电压变换单元222提供给LFI202的电压值为基准电压以下时，输出控制信号以不驱动(停止)FET驱动电路305。
电压/占空变换电路303构成为，基于从电压检测单元301提供的信号，确定从电压变换单元222提供给LFI202的电压值比基准电压高多少，并根据该电压值的高度来控制FET驱动电路305，以改变FET驱动电路305输出的用于驱动FET电路单元224的控制信号(驱动信号)的占空比或者电压。
FET驱动电路305基于从输出许可电路302提供的控制信号而被驱动或停止，在自身被驱动的期间中，基于125kHz生成电路304生成的频率为125kHz的信号，生成FET电路单元224的驱动信号并输出。因此，该驱动信号例如作为对从电压检测单元301提供的信号(用于表示从电压变换单元222提供给LFI202的电压值是否高于基准电压的信号)进行脉冲化而编码，进而进行了ASK(Amplitude Shift Keying)调制的125kHz的信号。FET驱动电路305还基于电压/占空变换电路303的控制而改变自身输出的驱动信号的占空比或者电压。
即，在从电压变换单元222提供给LFI202的电压值为基准电压以下时，FET驱动电路305不输出驱动信号。另一方面，在从电压变换单元222提供给LFI202的电压值高于基准电压时，FET驱动电路305以与从电压变换单元222提供给LFI202的电压值对应的占空比或者电压，将频率为125kHz的驱动信号输出到FET电路单元224。如上所述，FET电路单元224基于驱动单元223的控制，对LFI202输出天线的驱动电流。由此，成为125kHz的信号从天线作为LF波输出。
这样，根据从电压变换单元222提供给LFI202的电压值，驱动单元223的动作被控制。因此，在ECU201中，例如对要发送到便携机10的数据进行脉冲化，CPU221适当地控制电压变换单元222而使电压变换单元222输出的电压值在规定的定时改变，以与该脉冲相对应，从而在LEF202中，可以从天线输出要发送到便携机10的数据经过ASK调制后的信号。
这样，根据图4所示的车载机20，作为规定长度的导电线的导线上不必流过作为大电流的信号的天线的驱动电流，基于天线的驱动电流的与规定频率的信号的LC谐振所导致的辐射噪声的发生会被抑制，并且还能够抑制导线的数量增加。进而，还可以根据需要来改变从天线输出的信号的占空比或者电压。
结果，根据本发明，例如在车载机20和便携机10进行通信时，可以实现噪声较少的通信，而不会增加导线的数量。
下面，参照图6的流程图说明基于图4的车载机20的信号发送处理。
在步骤S101中，CPU221判定是否存在要发送到便携机10等的信息，并等待直到判定为存在要发送的信息。在步骤S101中判定为存在要发送的信息时，处理进至步骤S102。
在步骤S102中，CPU221使电压变换单元222提供与在步骤S101的处理中判定为要发送的信号所对应的电压给LFI202。这时，CPU221改变从电压变换单元222提供给LFI202的电压值，以形成与信号对应的脉冲，同时使电压变换单元222向LFI202提供电压，以使该电压值成为与所发送的信号的占空比或者电压对应的值。
在步骤S103中，电压检测单元301检查从电压变换单元222提供的电压值。
在步骤S104中，电压检测单元301判定在步骤S103的处理中检查的电压值是否高于预先设定的基准电压。当判定为在步骤S103的处理中检查的电压值(从电压变换单元222提供给LFI202的电压值)高于预先设定的基准电压时，电压检测单元301将用于表示该意旨的信息所对应的信号输出到输出许可电路302，并将用于表示从电压变换单元222提供给LFI202的电压值比基准电压高多少的信息所对应的信号输出到电压/占空变换电路303。然后，处理进至步骤S105。
在步骤S105中，电压/占空变换电路303基于从电压检测单元301提供的信号，确定从电压变换单元222提供给LFI202的电压值比基准电压高多少，并根据该电压值的高度来控制(设定)FET驱动电路305，以改变FET驱动电路305输出的用于驱动FET电路单元224的控制信号(驱动信号)的占空比或者电压。
在步骤S106中，输出许可电路302输出用于驱动FET驱动电路305的控制信号。
在步骤S107中，FET驱动电路305基于125kHz生成电路304生成的频率为125kHz的信号，生成FET电路单元224的驱动信号并输出。结果，FET电路单元224基于驱动单元223的控制来输出天线的驱动电流。
另一方面，在步骤S104中，当判定为在步骤S103的处理中检查的电压值(从电压变换单元222提供给LFI202的电压值)低于预先设定的基准电压时，电压检测单元301将用于表示该意旨的信息所对应的信号输出到输出许可电路302。这时，输出许可电路302不驱动FET驱动电路305，所以天线的驱动电路不会被输出。
在步骤S107的处理之后，或者在步骤S104中判定为在步骤S 103的处理中检查的电压值(从电压变换单元222提供给LFI202的电压值)低于预先设定的基准电压时，处理返回到步骤S 101，其以后的处理被重复执行。
并且，在步骤S102的处理中从电压变换单元222提供给LFI202的电压的变化所对应的信号进行了ASK调制后的125kHz的信号的驱动电流在步骤S107的处理中被提供给天线，对应于该信号的LF波从天线(门把手天线22-1和22-2、室内天线24等)被发送。
这样，信号从天线被发送。

Claims (4)

1.一种发送装置，控制单元控制与其通过导线而连接的天线驱动单元，从而从天线发送LF信号，其中，
所述控制单元包括：
电压控制部件，基于要发送的信号，输出控制信号；以及
电压供给部件，基于从所述电压控制部件所输出的控制信号，将规定电压在规定时间内提供给所述天线驱动单元，
所述天线驱动单元包括：
晶体管驱动控制部件，基于经由所述导线而从所述电压供给部件所提供的电压的值，控制向所述天线输出驱动电流的晶体管的驱动。
2.如权利要求1所述的发送装置，其中，
所述晶体管驱动控制部件包括：
电压占空控制部件，基于经由所述导线而从所述电压供给部件所提供的电压的值来控制所述晶体管的驱动，以改变从所述天线发送的信号的占空比或者电压，
所述电压控制部件使与从所述天线发送的信号的占空比或者电压对应的电压，从所述电压供给部件提供给所述天线驱动单元。
3.如权利要求2所述的发送装置，其中，
所述晶体管驱动控制部件基于从用于生成预先设定的频率的信号的信号生成单元所提供的信号，对与从所述电压供给部件所提供的电压的值的变化所对应的信号进行ASK(Amplitude Shift Keying)调制，并生成用于驱动所述晶体管的控制信号。
4.一种发送方法，用于发送装置，该发送装置中，控制单元控制与其通过导线而连接的天线驱动单元，从而从天线发送LF信号，其中，
所述控制单元包括：
电压控制部件，基于要发送的信号，输出控制信号；以及
电压供给部件，基于从所述电压控制部件所输出的控制信号，将规定电压在规定时间内提供给所述天线驱动单元，
所述天线驱动单元包括：
晶体管驱动控制部件，基于经由所述导线而从所述电压供给部件所提供的电压的值，控制向所述天线输出驱动电流的晶体管的驱动，
所述控制单元基于要发送的信号，将规定电压在规定时间内提供给所述天线驱动单元，
所述天线驱动单元基于经由所述导线而从所述电压供给部件所提供的电压的值，控制向所述天线输出驱动电流的晶体管的驱动。
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