JP2019172148A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この場合、乗員が正規のユーザであると判別された場合には、自動運転装置は、任意の目的地、経由地の設定や、手動運転モードへの切り替えなど、各種機能の利用が許可された状態となる。
しかし、例えば、事前に設定されていた最終目的地や、ユーザ自宅等の車両使用の本拠地、車両のサービス拠点など、所定の目的地に強制的に自動運転により走行させる構成とした場合、例えば走行中にユーザの体調が悪化した場合であっても目的地を医療機関などに変更することはできず、不測の事態に対応することができない。
また、何らかの手段により非正規ユーザが認証をクリアし、自動走行を可能としてしまった場合、目的地に到着した後、車両に手を加えてキーなしでも手動走行可能とし、車両が盗まれることが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、正規のユーザが携帯キーを利用不可能な場合における利便性を向上しつつ防盗性を確保した車両制御装置を提供することである。
請求項1に係る発明は、車両を使用するユーザが所持する携帯キーの認証を行う携帯キー認証部と、前記車両を自動運転する機能を有する自動運転制御部とを備える車両制御装置であって、前記自動運転制御部は、前記携帯キー認証部において前記携帯キーの認証が不可能である場合に前記ユーザの本人認証が可能な本人認証拠点を目的地とする自動運転を許可しかつ前記本人認証拠点以外を目的地とする自動運転及び手動運転を禁止する自動運転制限制御を実行するとともに、前記車両が前記本人認証拠点に到着し前記本人認証が成立した後に前記自動運転制限制御を終了し、又は、前記自動運転制限制御を緩和することを特徴とする車両制御装置である。
これによれば、ユーザが外出先等にて携帯キーを紛失、破損等した場合であっても、自動運転制限制御により本人認証拠点まで自動運転で走行し、本人認証が成立し次第、自動運転制限制御を終了し、又は、自動運転制限制御を緩和することによって、任意の目的地への車両の運行を続行することができる。
また、自動運転制限制御が終了し又は緩和された後は、通常の手動運転や、任意の目的地への自動運転が許可されることによって、例えば乗員の体調が悪化した際に病院等の医療機関に立ち寄る、飲料や食料等を買うために店舗に立ち寄る、仮眠をとるために停車するといったイレギュラーな対応が可能となる。
一方、犯罪者等が車両に乗り込んだ場合であっても、本人認証拠点への自動運転以外の走行が禁止されることから、不正な行為を働くことを防止するとともに、犯罪者がこのような機能を搭載した車両の盗難を試みることを抑止できる。
これによれば、自動運転制限制御による自動走行を生体認証が成立した場合にのみ許可することによって、防盗性をより向上することができる。
これによれば、自動運転制限制御による走行開始可否の判断をユーザに委ねることによって、ユーザの意図を反映させた適切な制御を行うことができる。
これによれば、提示された複数の本人認証拠点から、例えば最終目的地へのルート途上に存在するもののように、ユーザにとって好都合なものを任意に選択することができ、利便性を向上することができる。
これによれば、自車両が立ち寄る本人認証拠点として、最終目的地へのルート途上に存在するものや、最終目的地に到達するまでの時間ロスが少ないものなどを自動的に選択することによって、ユーザ自身が本人認証拠点を選択する必要がなく、利便性を向上することができる。
実施形態の車両制御装置は、例えば、自動運転モードと手動運転モードとを切り換え可能な乗用車等の自動車に設けられるものである。
図1は、実施形態の車両制御装置の構成を示すブロック図である。
上述した各ユニットは、直接、あるいは、例えばCAN通信システム等の車載LANを介して接続され、相互に通信を行なうことが可能となっている。
環境認識ユニット100には、例えば、ステレオカメラ装置110、ミリ波レーダ装置120、レーザスキャナ装置130、高精度地図データベース140、測位装置150等が接続されている。
ステレオ画像処理装置は、左右カメラの出力画像データを利用して公知のステレオ画像処理を行い、車線左右の白線形状や、画像内に含まれる各種物体(被写体)の種類、自車両に対する相対位置、相対速度等を判別する。
レーザスキャナ装置130は、例えば、自車両の全方位(周囲360°)において物体の形状検出を行うことが可能となっている。
立体的な道路形状に関するデータは、路面の勾配(傾斜方向、斜度)に関するデータを含む。
道路形状に関するデータは、例えば、3D LiDARを搭載した測定用車両を、事前に走行させて得られたスキャンデータ等に基づいて生成される。
また、高精度地図データベース140は、ユーザが携帯キーを利用不可能な場合に、正規ユーザの認証を行うことが可能な拠点である本人認証拠点の位置に関するデータを保持している。
環境認識ユニット100は、測位装置150による測位結果に基づいて、高精度地図データベース140から、自車両周囲の道路形状等に関する地図データを読み出すことが可能となっている。
自動運転制御ユニット200には、EPS制御ユニット300、エンジン制御ユニット400、トランスミッション制御ユニット500、ブレーキ制御ユニット600等が接続されている。
自動運転制御ユニット200は、これらの各ユニットに対して適宜指令を与えることにより、車両の操舵機能、加減速機能を統括的に制御して自動運転を行う。
また、自動運転制御ユニット200には、携帯キー認証ユニット710、生体認証ユニット720、認証情報取得ユニット730等が接続されている。
自動運転制御ユニット200は、これらの各ユニットからの認証情報に基づいて、ユーザが利用可能な車両の機能を設定する。この点については後に詳しく説明する。
入出力装置210は、例えば、画像、文字等の情報を表示することが可能であるとともに、表示上をタップすることによって入力操作が可能なタッチパネル等を有して構成されている。
入出力装置210は、自動運転における目的地や、後述する自動運転制限制御における本人認証拠点の設定に用いられる。
EPS制御ユニット300は、自動運転時においては、自動運転制御ユニット200が生成した目標軌跡に沿って自車両が走行するよう、操舵装置を駆動して車両の操向制御を行う。
モータは、操舵装置にトルクを付与して駆動し、転舵動作や保舵動作を行う電動アクチュエータである。
モータの出力は、ギヤ列等を有する減速装置を介して転舵装置のステアリングラックやステアリングシャフトに伝達される。
トルクセンサは、ドライバが操舵操作を入力するステアリングホイールに接続された回転軸であるステアリングシャフトの中間部に設けられ、ステアリングシャフトに作用しているトルクを検出するものである。
EPS制御ユニットは、手動運転時においては、トルクセンサの出力に基づいてモータによるアシストトルクの発生方向及び大きさを決定する。
舵角センサは、ステアリングシャフトの回転角度位置を検出するエンコーダを備え、操舵装置における前輪の舵角を検出するものである。
例えば、エンジンが直噴ガソリンターボ過給エンジンである場合、エンジン制御ユニット400は、スロットル開度、過給圧、燃料噴射量、燃料噴射時期(複数回噴射の場合各回の噴射量及び噴射時期)、点火時期、吸排気バルブのバルブタイミング、EGR率などを制御する。
また、自動運転時においては、自動運転制御ユニット200が設定する要求トルクに、出力トルクが近づくようエンジンの出力調整を行う。
変速機として、例えば、変速機構部(バリエータ)としてチェーン式の無段変速機(CVT)を有するものを用いることができる。
変速機は、変速機構部の入力軸回転速度とエンジンのクランクシャフトの回転速度との速度差を吸収し、車速ゼロからの発進を可能とする発進デバイスとして、例えば流体継手であるトルクコンバータを有する。
トルクコンバータには、車両の走行時に入力側のインペラと出力側のタービンとの相対回転を拘束するロックアップクラッチが設けられる。
また、車両がAWD車両であって、トランスミッションケース内にトランスファを有する場合には、トランスミッション制御ユニット500は、後輪側又は前輪側への伝達トルクを調節するトランスファクラッチの締結力制御等も行う。
ブレーキは、ハブベアリングハウジングに取り付けられるキャリパ内部のホイルシリンダに供給されるブレーキフルードの液圧によって、摩擦材であるブレーキパッドを車輪とともに回転するロータに押圧し、制動力を発生させる。
ブレーキ制御ユニット600は、アンチロックブレーキ制御、車両挙動制御等を行う機能を有する。
アンチロックブレーキ制御は、制動時に車輪のロックが発生した場合に、当該車輪のホイルシリンダのブレーキフルード液圧を周期的に減圧して車輪の回転を回復させるものである。
車両挙動制御は、オーバーステア挙動、アンダーステア挙動の検出に応じて、左右のブレーキの制動力差を発生させ、これらの挙動を抑制する方向のヨーモーメントを発生させるものである。
ハイドロリックコントロールユニットは、ブレーキフルードを加圧する電動ポンプ、各車輪に供給されるブレーキフルード液圧を制御する制御弁などを有するブレーキアクチュエータである。
ハイドロリックコントロールユニットは、各車輪のブレーキの制動力を個別に制御する機能を有する。
車速センサ、ヨーレートセンサ、横Gセンサ、前後Gセンサは、それぞれ車両の走行速度、車体ヨーレート、車幅方向加速度、前後方向加速度を検出するものである。
携帯キー認証ユニット710には、キー通信装置711が接続されている。
キー通信装置711は、所定の通信範囲内に携帯キーが検出された場合に、この携帯キーと無線通信を行い、携帯キーが保持するキー側IDコードを取得するものである。
携帯キー認証ユニット710は、取得されたキー側IDコードを、予め保持している車両側IDコードと照合し、照合結果を自動運転制御ユニット200に伝達する。
生体認証として、例えば、指紋、網膜、虹彩、静脈パターン、顔認証などを用いることができる。
生体認証ユニット720は、自車両近傍の車外にいるユーザに対して生体認証を行うことが可能なセンサを有する。
例えば、車両の外部に設けられるドアノブ部に、指紋認証用のセンサを設け、予め登録された正規ユーザの指紋とセンサが取得した指紋とを照合する構成とすることができる。
生体認証ユニット720の認証結果は、自動運転制御ユニット200に伝達される。
認証情報取得ユニット730には、地上局通信装置731が接続されている。
地上局通信装置731は、例えば、インターネット等のネットワークを介して、地上局と暗号化された通信を行うことが可能となっている。
地上局は、例えば車両のメーカ等に設置され、個々の車両を識別する情報(例えば車検証等に記載される車台番号等)と、各車両に対して登録された正規ユーザに関する情報とをデータベースとして保持している。
正規ユーザに関する情報として、例えば、運転免許証番号、ソーシャルセキュリティナンバー等の個々のユーザに対して公的機関から割り当てられた固有の番号、符号等を用いることができる。
認証情報取得ユニット730が地上局から取得した情報は、自動運転制御ユニット200に伝達される。
以下、この自動運転制限制御について、詳細に説明する。
図2は、実施形態の車両制御装置における自動運転制限制御時の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
携帯キー認証ユニット710は、ユーザが所持する携帯キーとの通信が成立し、かつ、携帯キーのIDコードと車両側のIDコードとの照合による認証が成立するか否かを判別する。
携帯キーの認証が成立しない場合は、自動運転制限制御を行う可能性があるものとしてステップS02に進み、認証が成立した場合は、自動運転制限制御を行う必要がないものとして一連の処理を終了し、通常の車両制御を行う。
生体認証ユニット720は、ユーザが例えば指紋認証等の生体認証を試みた場合に、認証が成立するか否かを判別する。
生体認証が成立し、正規ユーザである可能性が高いと判断した場合は、自動運転制限制御の実行準備のためステップS03に進み、生体認証が不成立であり、正規ユーザである可能性が低いと判断した場合は、車両の利用(ドアアンロック、エンジン始動、走行等)を不可とした状態で一連の処理を終了する。
生体認証ユニット720は、自動運転制御ユニット200を介して図示しないドアロックアクチュエータの制御装置に指令を出し、ドアロックを開錠させ、ユーザを乗車可能な状態にする。
また、生体認証ユニット720は、自動運転制御ユニット200を介してエンジン制御ユニット400に指令を出し、車両の主電源を投入してエンジンの始動を可能なイグニッションオン状態とすることを許可する。これによって、車両の各種電装品も起動する。
その後、ステップS04に進む。
自動運転制御ユニット200は、ユーザに対して最終的な目的地の設定を促す表示を入出力装置210のタッチパネルに表示させる。
ユーザは、入出力装置210を操作して、車両の最終的な目的地を任意に設定する。
最終的な目的地として、例えば、自宅や車両のサービス拠点等のスペアの携帯キーを入手可能な場所とすることができる。
その後、ステップS05に進む。
自動運転制御ユニット200は、高精度地図データベース140の地図データを用いて目的地へのルート設定を行うとともに、ルート上あるいはルートから比較的少ない逸脱量で立ち寄ることが可能な本人認証拠点を複数抽出する。
本人抽出拠点は、ユーザが正規ユーザであることの認証を、第三者の関与のもと受けることが可能な拠点であって、例えば警察関連施設などの官公庁等の公的機関や、民間警備業者の施設、カーディーラ等に設定することができる。
抽出された複数の本人認証拠点は、候補として入出力装置210に表示される。
このとき、自動運転制御ユニット200は、ユーザに対して任意の一つを選択するよう促す表示を入出力装置210に表示させる。
ユーザが入出力装置210を操作して、一つの本人認証拠点を立寄り地として選択した後、ステップS06に進む。
自動運転制御ユニット200は、ステップS05において選択された本人認証拠点(立寄り地)への自動運転が許可されるとともに、他の目的地への自動運転、及び、手動運転が禁止された自動運転制限制御を開始する。
自動運転制御ユニット200は、入出力装置210に、本人認証拠点までの自動運転による走行準備が整ったことを表示し、ユーザに対して走行開始の指示を入力するよう促す。
ユーザが入出力装置210に走行開始の指示を入力すると、自動運転制御ユニット200は、エンジン制御ユニット400にエンジンを始動させ、選択された本人認証拠点への自動運転による走行を開始する。
その後、ステップS07に進む。
車両が選択された本人認証拠点に到着すると、自動運転制御ユニット200は、入出力装置210に、本人認証拠点における本人認証を受けるよう促すメッセージを表示する。
その後、ステップS08に進む。
本人認証拠点において、ユーザは、携帯キー以外の手段による本人認証を試みる。
例えば、ユーザは、本人認証拠点に備えられた端末が有するカメラに、運転免許証及び車両の車検証を提示して撮像させる。
本人認証拠点の端末は、運転免許証及び車検証の画像データを、例えばインターネット等のネットワークを介した暗号化通信により、地上局に伝送する。
地上局においては、車検証の記載事項に基づいて車両を特定するとともに、運転免許証の記載事項が当該車両の正規ユーザとして予め登録された者の運転免許証記載事項と一致するか照合する。
照合の結果、正規ユーザであるとの認証が成立した場合はステップS09に進み、認証が不成立である場合には車両の利用を禁止して一連の処理を終了する。
地上局は、車両の地上局通信装置731へ、自動運転制限制御による機能制限の一部又は全部を解除する指令を送信する。
地上局通信装置731が受信した指令は、認証情報取得ユニット730を介して、自動運転制御ユニット200に伝達される。
指令を受信した自動運転制御ユニット200は、自動運転制限制御を解除(終了)又は緩和する。
自動運転制御ユニット200が自動運転制限制御を解除されると、最終的な目的地への自動運転を通常時(携帯キー所持時)と同様に行うことが可能となる。
この状態においては、ユーザが走行ルートを任意に変更、編集することが可能であり、例えばユーザの体調が悪化した場合には病院へ立ち寄ったり、飲料等の購入やトイレの利用のためにコンビニエンスストア等の店舗に立ち寄ることも可能である。
また、ユーザが希望する場合には、手動運転を選択することも可能である。
また、自動運転制限制御を完全に解除せず、機能制限の一部を部分的に解除することによって、自動運転制限制御を緩和する構成としてもよい。この場合、自動運転の目的地設定や、手動走行により走行可能なルート、目的地等に所定の制約が加わる以外は、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
その後、一連の処理を終了する。
(1)ユーザが外出先等にて携帯キーを紛失、破損等した場合であっても、自動運転制御ユニット200が自動運転制限制御により本人認証拠点まで自動運転で走行し、本人認証が成立し次第、自動運転制限制御を終了又は緩和することによって、最終的な目的地までの車両の運行を続行することができる。
また、自動運転制限制御が終了し又は緩和された後は、通常の手動運転や、任意の目的地への自動運転が許可されることによって、例えば乗員の体調が悪化して病院等の医療機関に立ち寄る、飲料や食料等を買うために店舗に立ち寄る、仮眠をとるために停車するといったイレギュラーな対応が可能となる。
一方、犯罪者等が車両に乗り込んだ場合であっても、本人認証拠点への自動運転以外の走行が禁止されることから、不正な行為を働くことを防止するとともに、犯罪者がこのような機能を搭載した車両の盗難を試みることを抑止できる。
(2)自動運転制限制御による自動走行を、生体認証ユニット720による生体認証が成立した場合にのみ許可することによって、防盗性をより向上することができる。
(3)自動運転制限制御による本人認証拠点への自動運転を、ユーザから入出力装置210に入力される発進指示に応じて開始することにより、ユーザの意に反して自動運転が開始されることがなく、ユーザの意図を反映させた適切な制御を行うことができる。
(4)最終的な目的地に応じて抽出された複数の本人認証拠点の候補から入出力装置210でユーザが選択可能とすることによって、例えば最終目的地へのルート途上に存在するもののように、ユーザにとって好都合であるものを任意に選択することができ、利便性を向上することができる。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)車両及び車両制御装置の構成は、上述した実施形態の構成に限定されず、適宜変更することが可能である。
例えば、車両制御装置のハードウェア構成は一例であり、実施形態において複数のユニット等により実現されている機能を、単一の要素により実現してもよい。
逆に、実施形態において単一のユニット等により実現されている機能を、複数の要素により実現してもよい。
また、実施形態に設けられている一部のユニット、センサ類を省略したり、逆に他のユニット、センサ類を追加してもよい。
(2)環境認識に用いられるセンサ類の構成は一例であり、これらに追加して、あるいは、これらと置換して他種のセンサ等を用いてもよい。
例えば、ステレオカメラに代えて、単眼カメラを、ミリ波レーダ等の測距手段とともに用いることができる。
(3)実施形態において、車両のエンジンは、一例として、ガソリン直噴ターボ過給エンジンであったが、エンジンはこれに限らず、適宜変更することが可能である。
例えば、過給機の有無や燃料噴射方式は特に限定されず、また、ガソリン以外の燃料を用いる火花点火式エンジンや、ディーゼルエンジン、予混合圧縮着火(HCCI)を行うエンジンであってもよい。
また、車両の動力源はエンジンに限らず、車両は例えばエンジン−電気ハイブリッド車や、電動モータのみを動力源とする電動車両であってもよい。
(4)実施形態において、車両のトランスミッションは、例えば発進デバイスとしてトルクコンバータを有する無段変速機(CVT)であったが、これに限らず、複数のプラネタリギヤセットを用いた有段変速機(ステップAT)や、AMT、DCTなど他種の変速機であってもよい。
(5)実施形態においては、最終的な目的地に応じて抽出された複数の本人認証拠点からユーザが任意の一つを選択する構成としているが、これに限らず、例えば車両制御装置が、ユーザからの選択操作を介在させず、最終的な目的地に応じて自動的に本人認証拠点を決定する構成としてもよい。
例えば、最終目的地へのルートから所定範囲内にある最寄りの本人認証拠点を自動的に選択する構成としてもよい。
(6)実施形態においては、本人認証の成立後に、自動運転制限制御を終了させる指令を車両メーカ等が設置する地上局から通信により車両に伝送しているが、本人認証の成立後に自動運転制限制御を終了させる手法はこれに限定されず、適宜変更することができる。
例えば、本人認証拠点に、車両側の各ユニットにアクセス可能な端末機器を予め準備しておき、この端末機器を車両に接続して自動運転制限制御を終了させてもよい。
また、本人認証の終了後、本人認証拠点において自動運転制限制御を解除可能な情報が含まれる二次元バーコード等の識別子を発行し、これを車両に設けられたセンサ(カメラ等)で読み取らせるようにしてもよい。
100 環境認識ユニット 110 ステレオカメラ装置
120 ミリ波レーダ装置 130 レーザスキャナ装置
140 高精度地図データベース 150 測位装置
200 自動運転制御ユニット 210 入出力装置
300 電動パワーステアリング(EPS)制御ユニット
400 エンジン制御ユニット(ECU)
500 トランスミッション制御ユニット(TCU)
600 ブレーキ制御ユニット
710 携帯キー認証ユニット 711 キー通信装置
720 生体認証ユニット
730 認証情報取得ユニット 731 地上局通信装置
Claims (5)
- 車両を使用するユーザが所持する携帯キーの認証を行う携帯キー認証部と、
前記車両を自動運転する機能を有する自動運転制御部と
を備える車両制御装置であって、
前記自動運転制御部は、前記携帯キー認証部において前記携帯キーの認証が不可能である場合に前記ユーザの本人認証が可能な本人認証拠点を目的地とする自動運転を許可しかつ前記本人認証拠点以外を目的地とする自動運転及び手動運転を禁止する自動運転制限制御を実行するとともに、前記車両が前記本人認証拠点に到着し前記本人認証が成立した後に前記自動運転制限制御を終了し、又は、前記自動運転制限制御を緩和すること
を特徴とする車両制御装置。 - 車両に設けられ前記ユーザの生体認証を行う生体認証部を有し、
前記自動運転制御部は、前記ユーザの生体認証が成立した場合にのみ前記自動運転制限制御における前記本人認証拠点を目的地とする自動運転を許可すること
を特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記ユーザが自動運転による走行開始を指示する指示入力部を有し、
前記自動運転制御部は、前記自動運転制御における前記本人認証拠点を目的地とする自動運転を、前記走行開始の指示に応じて開始すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両制御装置。 - 前記自動運転制限制御の開始時に、複数の前記本人認証拠点を前記ユーザに提示するとともに、提示された複数の前記本人認証拠点から目的地とするものを前記ユーザが選択する本人認証拠点選択部を有すること
を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両制御装置。 - 前記自動運転制御部は、前記ユーザが設定した最終目的地と、自車両の現在位置とに基づいて、目的地とする前記本人認証拠点を自動的に選択すること
を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両制御装置。
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