JP2015058781A - スマートシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】スマートシステムにおいて、携帯機と制御システムとの双方で電力消費を抑制する。【解決手段】本体とメカキーとを機械的に有する携帯機3は、ユーザがメカキーを本体から取外す操作を行うと、停止信号を車載システム2に無線送信し、その後にLF受信部12及びRF送信部13を停止する。車載システム2は、携帯機3から停止信号を無線受信すると、LF送信部5を停止する。ユーザが携帯機3のメカキーを本体から取外すという簡単な操作を行うだけで、携帯機3及び車載システム2の双方で電力消費を抑制できる。【選択図】図1

Description

本発明は、スマート駆動を制御する制御システムと、ユーザが携帯可能な携帯機とを備え、制御システムと携帯機とが双方向の通信を行うことで、制御システムがスマート駆動を行うスマートシステムに関する。
従来より、車両ドアの解錠や車両駆動装置(例えばエンジン)の始動等のスマート駆動を制御する車載システムと、ユーザが携帯可能な携帯機とを備え、車載システムと携帯機とが双方向の通信を行うことで、車載システムがスマート駆動を行う車両用のスマートシステムが供されている(例えば特許文献1参照)。
特開2002−187503号公報
この種のスマートシステムでは、車載システムは、携帯機の存在を検知するためにリクエスト信号を無線送信し、携帯機は、車載システムからリクエスト信号を無線受信すると、そのリクエスト信号に含まれるリクエストデータを認証し、認証結果が正であることを条件としてアンサー信号を車載システムに無線送信する。そして、車載システムは、携帯機からアンサー信号を無線受信すると、そのアンサー信号に含まれるアンサーデータを認証し、認証結果が正であることを条件としてスマート駆動を行う。
ところで、車載システムは、携帯機の存在を検知するためにリクエスト信号を定期的に無線送信する必要があるが、車両バッテリからの供給電力を動作電力とする構成上、車両バッテリの寿命を延ばすという観点から電力消費の抑制が課題となっている。電力消費を抑制する手法としては、携帯機の存在を検知しない期間を計測してリクエスト信号の送信周期を段階的に延長する手法や、ユーザ操作によりリクエスト信号の無線送信を強制的に停止する手法がある。これにより、車載システムでの電力消費を抑制することができる。その一方で、携帯機では、車載システムからリクエスト信号を無線受信したときに速やかにアンサー信号を無線送信し得る状態としておく必要があるという事情から、携帯機での電力消費を抑制することは困難であり、携帯機での電力消費を抑制することが課題となっていた。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、携帯機と制御システムとの双方で電力消費を抑制することができるスマートシステムを提供することにある。
請求項1に記載した発明によれば、携帯機では、第1の所定条件が成立すると、第1の切替信号を制御システムに無線送信し、その後に第1の機器状態から当該第1の機器状態よりも電力消費が少ない第2の機器状態に切替わる。これにより、携帯機では、第1の所定条件が成立することで、電力消費を抑制することができる。又、制御システムでは、携帯機から第1の切替信号を無線受信すると、第1のシステム状態から当該第1のシステム状態よりも電力消費が少ない第2のシステム状態に切替わる。これにより、制御システムでは、携帯機側で第1の所定条件が成立したことに応じて携帯機から第1の切替信号を無線受信することで、電力消費を抑制することができる。このように携帯機側で第1の所定条件が成立することで、携帯機と制御システムとの双方で電力消費を抑制することができる。
本発明の一実施形態を示す全体構成図 携帯機の構成を示す側面図(a)及び正面図(b) 電源スイッチのオンオフを示す側面図 携帯機の処理を示すフローチャート
以下、本発明を車両用のスマートシステムに適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。車両用のスマートシステム1は、車両に搭載される車載システム2(制御システム)と、ユーザが携帯可能な携帯機3とを備えて構成される。スマートシステム1は、車載システム2と携帯機3とが双方向の通信を行うことで、その通信結果に応じて車両ドアの解錠や車両駆動装置(例えばエンジン)の始動等のスマート駆動を行う。この場合、スマートシステム1は、車両ドアの解錠及び車両駆動装置の始動のうち双方を行っても良いし一方のみを行っても良い。
車載システム2は、車載側制御部4、LF送信部5、RF受信部6、センサ7、アクチュエータ8、電力供給部9等を有する。車載側制御部4は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、I/O(Input/Output)等を有するマイクロコンピュータを有し、CPUがROMに記録されている制御プログラムを読出し、RAMを作業領域として当該制御プログラムを実行することで、携帯機3との間の通信処理やスマート駆動処理等を制御する。
LF送信部5は、LF送信アンテナ5aを接続しており、LFキャリア発振器、LF変調部等を有する。LF送信部5は、車載側制御部4からデータを入力すると、その入力したデータに対して、LFキャリア発振器から発振されるLF帯域内の所定周波数(例えば100[kHz]程度の周波数)のLFキャリア信号を乗算してデータを変調し、そのデータを変調したLF帯域の信号をLF送信アンテナ5aから無線送信する。この場合、変調方式としては、ASK(Amplitude Shift Keying)、FSK(Frequency Shift Keying)、PSK(Phase Shift Keying)等である。
RF受信部6は、RF受信アンテナ6aを接続しており、RF復調部等を有する。RF受信部6は、RF受信アンテナ6aからRF帯域の信号を入力すると、その入力したRF帯域の信号に対して、増幅、周波数フィルタリング、IF(Intermediate Frequency)帯域(中間周波数帯域)への周波数ダウンコンバート等を行い、IF帯域の信号を復調してデータを生成し、その生成したデータを車載側制御部4に出力する。この場合、復調方式としては、BPSK(Binary Phase Shift Keying)等であり、後述する携帯機3の変調方式で用いた方式と同じ方式を採用する。
センサ7は、車両ドアのハンドル部分等に取付けられ、ユーザが車両ドアに手を掛ける動作を検知し、その検知結果を車載側制御部4に出力するセンサであり、例えばタッチセンサから構成される。アクチュエータ8は、スマート駆動の対象となるアクチュエータであり、車両ドアの施錠及び解錠を行うドアロック機構(又はドアロック機構を制御するドアECU(Electronic Control Unit))、エンジンのスタータモータ(又はスタータモータを制御するエンジンECU)等から構成される。電力供給部9は、車両に搭載されている車両バッテリ10からの供給電力を動作電力として各機能ブロックに供給する。
携帯機3は、携帯側制御部11、LF受信部12、RF送信部13、ドア施錠ボタン14、ドア解錠ボタン15、トランク解錠ボタン16、ロックボタン17等を有する。携帯側制御部11は、CPU、ROM、RAM、I/O等を有するマイクロコンピュータを有し、CPUがROMに記録されている制御プログラムを読出し、RAMを作業領域として当該制御プログラムを実行することで、車載システム2との間の通信処理等を制御する。
LF受信部12は、LF受信アンテナ12aを接続しており、LF復調部等を有する。LF受信部12は、LF受信アンテナ12aからLF帯域の信号を入力すると、その入力したLF帯域の信号に対して、増幅、周波数フィルタリング、IF帯域への周波数ダウンコンバート等を行い、IF帯域の信号を復調してデータを生成し、その生成したデータを携帯側制御部11に出力する。この場合、復調方式としては、車載システム2における変調方式に対応してASK、FSK、PSK等であり、車載システム2の変調方式で用いた方式と同じ方式を採用する。
RF送信部13は、RF送信アンテナ13aを接続しており、RFキャリア発振器、RF変調部等を有する。RF送信部13は、携帯側制御部11からデータを入力すると、その入力したデータに対して、RFキャリア発振器から発振されるRF帯域内の所定周波数(例えば300[kHz]程度の周波数)のRFキャリア信号を乗算してデータを変調し、そのデータを変調したRF帯域の信号をRF送信アンテナ13aから無線送信する。この場合、変調方式としては、BPSK等である。
ドア施錠ボタン14は、ユーザが車両ドアの施錠を行うために操作(押下)可能なボタンである。ドア解錠ボタン15は、ユーザが車両ドアの解錠を行うために操作(押下)可能なボタンである。トランク解錠ボタン16は、ユーザがトランクの解錠を行うために操作(押下)可能なボタンである。これらドア施錠ボタン14、ドア解錠ボタン15、トランク解錠ボタン16は、それぞれユーザが操作すると、ユーザが操作した旨を示す操作検知信号を携帯側制御部11に出力する。
上記した構成では、車載システム2は、LF帯域のリクエスト信号を定期的に無線送信する。このとき、携帯機3を携帯するユーザが車載システム2を搭載した車両の周囲に存在しており、携帯機3がリクエスト信号の到達範囲内に存在していれば、携帯機3は、LF帯域のリクエスト信号を無線受信する。携帯機3は、LF帯域のリクエスト信号を無線受信すると、そのリクエスト信号に含まれるリクエストデータを認証し、認証結果が正であることを条件としてRF帯域のアンサー信号を車載システム2に無線送信する。車載システム2は、携帯機3からRF帯域のアンサー信号を無線受信すると、そのアンサー信号に含まれるアンサーデータを認証し、認証結果が正であることを条件としてスマート駆動を行う。これにより、ユーザが携帯機3を携帯して車両に近付くだけで、又はユーザが携帯機3を携帯して車両ドアに手を掛ける動作をセンサ7により検知すると、車両ドアの解錠や車両駆動装置の始動が行われる。尚、携帯機3は、リクエストデータの認証結果が否であれば、アンサー信号を車載システム2に無線送信することはない。又、車載システム2は、アンサーデータの認証結果が否であれば、スマート駆動を行うことはない。又、携帯機3の存在を検知する感度を高めるためにLF送信アンテナ5aが複数設けられても良いし、携帯機3からのアンサー信号を受信する感度を高めるためにRF受信アンテナ6aが複数設けられても良い。
次に、上記した携帯機3の機械的な構成について説明する。図2に示すように、携帯機3は、本体21と、本体21に対して着脱可能なメカキー(エマージェンシーキー)22とを有する。本体21は、平面視において略長方形の皿型の形状であり、4隅が湾曲した2つのケース部材(表側のケース部材23と裏側のケース部材24)が一体に重ね合わされて構成されている。ケース部材23とケース部材24とが重ね合わされた状態では、それらの内部に空間部が形成され、その空間部に各種電子部品を実装した基板25(図3参照)が収容されている。本体21の表側のケース部材23には、上記したドア施錠ボタン14、ドア解錠ボタン15、トランク解錠ボタン16が設けられている。これらドア施錠ボタン14、ドア解錠ボタン15、トランク解錠ボタン16には、それぞれ車両ドアの施錠状態、車両ドアの解錠状態、トランクの解錠状態を示す表示が施されており、ユーザによる誤操作の防止が図られている。又、本体21にあって表側のケース部材23と裏側のケース部材24との接合箇所には上記したロックボタン17が設けられている。又、本体21には、携帯機3の動作電源である電池26(図1参照)が所定部位に交換可能に収容されていると共に、メカキー22の一部を収容するための収容穴部27が設けられている。電池26は、例えばリチウムボタン電池である。
メカキー22は、通常時において本体21と一体に取付けられており(収容穴部27に収容されており)、非常時(例えば電池26の容量切れの場合)において本体21から取外される。メカキー22は、車両ドアのキーシリンダ(図示せず)に挿入可能な棒状のキー本体部28と、キー本体部28の一端側に一体に設けられたグリップ部29とを有する。キー本体部28が収容穴部27に挿通されて収容された状態(図2で二点鎖線にて示す状態)では、グリップ部29が本体21から露出される。
又、本体21には、キー本体部28を収容穴部27に対してロックする(固定する)ことで、メカキー22を本体21に対してロックするためのロック機構(図示せず)が設けられている。ロック機構は、キー本体部28を収容穴部27に対してロックするロック状態と、キー本体部28を収容穴部27に対してアンロックするアンロック状態とを機械的に切替える。キー本体部28が収容穴部27に正常に収容されている状態ではロック機構がロック状態となっており、ユーザが上記したロックボタン17を操作(押下)すると、ロック機構がロック状態からアンロック状態に機械的に切替えられ、メカキー22を本体21から取外可能となる。尚、ロックボタン17も、ユーザが操作すると、ユーザが操作した旨を示す操作検知信号を携帯側制御部11に出力する。又、ユーザがキー本体部28を収容穴部27に正常に挿通して収容すると、ロック機構がアンロック状態からロック状態に機械的に切替えられ、メカキー22を本体21から取外不可能となる。
図3に示すように、本体21にあって収容穴部27の付近には、キー本体部28の収容穴部27への挿通状態に応じてオンオフを切替える電源スイッチ30が基板25に実装されて設けられている。電源スイッチ30は、固定部材31と、固定部材31に対して上下方向(キー本体部28の挿通方向に対して直交する方向)に往復移動可能な可動部材32とを有する。電源スイッチ30は、図1に示すように、電池26から携帯側制御部11への電源経路33に設けられている。電源スイッチ30は、図3(a)に示すように、キー本体部28が収容穴部27に挿通されている状態では、可動部材32が下方位置に移動してオン(図1で実線にて示す状態)となる。このとき、電池26から携帯側制御部11への動作電力の供給は許可される。一方、電源スイッチ30は、図3(b)に示すように、キー本体部28が収容穴部27に挿通されていない状態では、可動部材32が上方位置に移動してオフ(図1で破線にて示す状態)となる。このとき、電池26から携帯側制御部11への動作電力の供給は禁止(遮断)される。
又、電池26と携帯側制御部11との間には、上記した電源経路33と分岐する態様でバックアップ経路34が設けられており、バックアップ経路34にはバックアップ駆動素子35が接続されている。バックアップ駆動素子35は、例えばPNPトランジスタから構成され、エミッタ端子が電池26側に接続されていると共に、コレクタ端子及びベース端子が携帯側制御部11側に接続されている。
上記した構成では、携帯機3は、キー本体部28が収容穴部27に正常に収容されており、メカキー22が本体21に正常に取付けられている状態では、電池26から携帯側制御部11に動作電力が供給されることで、LF受信部12及びRF送信部13の双方が起動している。即ち、LF受信部12は、車載システム2からのリクエスト信号の無線受信を待機しており、RF送信部13は、車載システム2へのアンサー信号の無線送信を待機している。一方、車載システム2は、車両バッテリ10からLF送信部5及びRF受信部6の双方に動作電力が供給されることで、LF送信部5及びRF受信部6の双方が起動している。即ち、LF送信部5は、携帯機3の存在を検知するためにリクエスト信号を定期的に無線送信しており、RF受信部6は、携帯機3からのアンサー信号の無線受信を待機している。
次に、上記した構成の作用について、図4も参照して説明する。携帯側制御部11は、本発明に関連して以下の処理を実行する。
携帯側制御部11は、ロックボタン17から操作検知信号を入力したか否かを監視し、ユーザがロックボタン17を操作したか否か、即ち、ユーザがメカキー22を本体21から取外す操作を行ったか否かを監視している(ステップS1)。携帯側制御部11は、ロックボタン17から操作検知信号を入力したと判定し、ユーザがロックボタン17を操作した、即ち、ユーザがメカキー22を本体21から取外す操作を行った(第1の所定条件が成立した)と判定すると(ステップS1:YES)、バックアップ駆動素子35の駆動を開始し(ステップS2)、タイマ機能による計時を開始する(ステップS3)。このとき、ユーザがメカキー22を本体21から取外す操作を行ったことで、電源スイッチ30の可動部材32が下方位置から上方位置に移動し、電源スイッチ30がオンからオフに切替わり、電池26から電源経路33を経由した携帯側制御部11への動作電力の供給が遮断されるが、バックアップ駆動素子35が駆動を開始すると、電池26からバックアップ経路34を経由した携帯側制御部11への動作電力の供給が開始される。
次いで、携帯側制御部11は、停止信号(第1の切替信号)をRF送信アンテナ13aから無線送信させる(ステップS4)。このとき、車載システム2において、車載側制御部4は、携帯機3からの停止信号をRF受信部6により無線受信すると、車両バッテリ10からLF送信部5への動作電力の供給を遮断し、リクエスト信号の無線送信に係る動作を停止させる。即ち、車載システム2では、車両バッテリ10からLF送信部5への動作電力の供給が遮断され、リクエスト信号の無線送信に係る動作を停止する分、電力消費が抑制される。
次いで、携帯側制御部11は、タイマ機能による計時を開始してから所定時間(例えば60秒)が経過したか否かを判定し(ステップS5)、タイマ機能による計時を開始してから所定時間が経過した(タイムアップした)と判定すると(ステップS5:YES)、バックアップ駆動素子35の駆動を終了する(ステップS6)。このとき、バックアップ駆動素子35が駆動を終了すると、電池26からバックアップ経路34を経由した携帯側制御部11への動作電力の供給が終了され、その結果、電池26から携帯側制御部11への動作電力の供給が終了される。即ち、携帯機3では、電池26からLF受信部12及びRF送信部13の双方への動作電力の供給が遮断され、リクエスト信号の無線受信に係る動作及びアンサー信号の無線送信に係る動作の双方を停止する分、電力消費が抑制される。
尚、これ以降、ユーザがメカキー22を本体21に取付ける操作を行う(第2の所定条件が成立する)ことで、電源スイッチ30の可動部材32が上方位置から下方位置に移動し、電源スイッチ30がオフからオンに切替わると、電池26から電源経路33を経由した携帯側制御部11への動作電力の供給が再開される。即ち、携帯機3は、電池26から携帯側制御部11への動作電力の供給が再開されることで、リクエスト信号の無線受信に係る動作及びアンサー信号の無線送信に係る動作の双方を再起動する。そして、携帯側制御部11は、再起動信号(第2の切替信号)をRF送信アンテナ13aから無線送信させる。このとき、車載システム2において、車載側制御部4は、携帯機3からの再起動信号をRF受信部6により無線受信すると、車両バッテリ10からLF送信部5への動作電力の供給を再開し、リクエスト信号の無線送信に係る動作を再起動させる。
以上に説明した一連の処理を行うことで、携帯機3においては、ユーザがメカキー22を本体21から取外す操作を行うと、停止信号を車載システム2に無線送信し、その後、リクエスト信号の無線受信に係る動作及びアンサー信号の無線送信に係る動作の双方を起動する状態(第1の機器状態)からリクエスト信号の無線受信に係る動作及びアンサー信号の無線送信に係る動作の双方を停止する状態(第2の機器状態)に切替わる。又、車載システム2においては、携帯機2から停止信号を無線受信すると、リクエスト信号の無線送信に係る動作及びアンサー信号の無線受信に係る動作の双方を起動する状態(第1のシステム状態)からリクエスト信号の無線送信に係る動作を停止する状態(第2のシステム状態)に切替わる。
又、携帯機3においては、ユーザがメカキー22を本体21に取付ける操作を行うと、ユーザがメカキー22を本体21から取外す操作を行う前の状態に復帰し、再起動信号を車載システム2に無線送信し、車載システム2においては、携帯機2から再起動信号を無線受信すると、ユーザがメカキー22を本体21から取外す操作を行う前の状態に復帰する。
以上に説明したように本実施形態によれば、スマートシステム1において、携帯機3は、ユーザがメカキー22を本体21から取外す操作を行うと、停止信号を車載システム2に無線送信し、その後にLF受信部12及びRF送信部13を停止するようにした。これにより、携帯機3では、LF受信部12及びRF送信部13を停止する分、電力消費を抑制することができ、電池26の寿命を延ばすことができる。又、車載システム2は、携帯機3から停止信号を無線受信すると、LF送信部5を停止するようにした。これにより、車載システム2では、LF送信部5を停止する分、電力消費を抑制することができ、車両バッテリ10の寿命を延ばすことができる。ユーザが携帯機3のメカキー22を本体21から取外すという簡単な操作を行うだけで、携帯機3及び車載システム2の双方で電力消費を抑制することができる。
又、携帯機3は、ユーザがメカキー22を本体21に取付ける操作を行うと、LF受信部12及びRF送信部13を再起動し、その後に再起動信号を車載システム2に無線送信し、車載システム2は、携帯機3から再起動信号を無線受信すると、LF送信部5を再起動するようにした。これにより、電力消費を抑制する前の状態に速やかに復帰することができる。ユーザが携帯機3のメカキー22を本体21に取付けるという簡単な操作を行うだけで、電力消費を抑制する前の状態に速やかに復帰することができる。
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。又、複数の変形例を組み合わせても良い。
車両用のスマートシステムに適用する構成に限らず、住宅用のスマートシステムに適用しても良い。
携帯機3において、ユーザがメカキー22を本体21から取外す操作を行うと、LF受信部12及びRF送信部13を停止するようにしたが、LF受信部12及びRF送信部13のうち何れかのみを停止しても良い。即ち、何れかのみを停止しても、その分、電力消費を抑制することができ、電池26の寿命を延ばすことができる。又、LF受信部12におけるリクエスト信号の無線受信を待機する周期を長くする(間欠的に起動する)ことで、電力消費を抑制しても良い。
図面中、1はスマートシステム、2は車載システム(制御システム)、3は携帯機、21は本体、22はメカキーである。

Claims (6)

  1. スマート駆動を制御する制御システム(2)と、ユーザが携帯可能な携帯機(3)とを備え、前記制御システムがリクエスト信号を無線送信し、前記携帯機が前記制御システムからリクエスト信号を無線受信したことに応じてアンサー信号を前記制御システムに無線送信し、前記制御システムが前記携帯機からアンサー信号を無線受信したことに応じてスマート駆動を行うスマートシステムにおいて、
    前記携帯機は、第1の機器状態と、当該第1の機器状態よりも電力消費が少ない第2の機器状態とを切替可能であり、第1の所定条件が成立した場合に、第1の切替信号を前記制御システムに無線送信し、その後に第1の機器状態から第2の機器状態に切替わり、
    前記制御システムは、第1のシステム状態と、当該第1のシステム状態よりも電力消費が少ない第2のシステム状態とを切替可能であり、前記携帯機から第1の切替信号を無線受信した場合に、第1のシステム状態から第2のシステム状態に切替わることを特徴とするスマートシステム。
  2. 請求項1に記載したスマートシステムにおいて、
    前記携帯機は、本体(21)と、本体に対して着脱可能なメカキー(22)とを有し、前記キーが前記本体から取外される操作が行われたことを第1の所定条件とすることを特徴とするスマートシステム。
  3. 請求項1又は2に記載したスマートシステムにおいて、
    前記携帯機は、第2の所定条件が成立した場合に、第2の機器状態から第1の機器状態に切替わり、その後に第2の切替信号を前記制御システムに無線送信し、
    前記制御システムは、前記携帯機から第2の切替信号を無線受信した場合に、第2のシステム状態から第1のシステム状態に切替わることを特徴とするスマートシステム。
  4. 請求項3に記載したスマートシステムにおいて、
    前記携帯機は、本体(21)と、本体に対して着脱可能なメカキー(22)とを有し、前記キーが前記本体に取付けられる操作が行われたことを第2の所定条件とすることを特徴とするスマートシステム。
  5. 請求項1から4の何れか一項に記載したスマートシステムにおいて、
    前記携帯機は、第1の機器状態として、リクエスト信号の無線受信に係る動作及びアンサー信号の無線送信に係る動作の双方を起動し、第2の機器状態として、リクエスト信号の無線受信に係る動作及びアンサー信号の無線送信に係る動作のうち少なくとも何れかを停止することを特徴とするスマートシステム。
  6. 請求項1から5の何れか一項に記載したスマートシステムにおいて、
    前記制御システムは、第1のシステム状態として、リクエスト信号の無線送信に係る動作及びアンサー信号の無線受信に係る動作の双方を起動し、第2のシステム状態として、リクエスト信号の無線送信に係る動作を停止することを特徴とするスマートシステム。
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