JP6530322B2 - 後付モーション操作システム - Google Patents

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Description

本発明は、電子キーシステムに後付され、モーションによって車両を制御する後付モーション操作システムに関する。
従来、電子キーと車両との間で無線通信を行い、電子キーと車両との間でID照合が成立したことに基づいて車両を制御が可能となる電子キーシステムが知られている。この種の電子キーシステムとしては、車両からの無線通信を契機に当該車両と電子キーとが無線通信を開始し、ユーザの動作(モーション)を検出することと、ID照合が成立したこととに基づいて車両の制御が可能となるものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2014−148791号公報
上記特許文献1に記載の電子キーシステムでは、ユーザのモーションを検出する検出部が予め電子キーに設けられ、モーションに基づいて車両の制御を可能としている。このため、検出部が電子キーに設けられてモーションに基づいて制御するようになっていない電子キーシステムでは、モーションによって車両を制御することができない。そこで、モーションによる操作を有していない電子キーシステムに対して後付でモーション操作を行うことが求められている。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子キーシステムに後付して、ユーザのモーションによって車両を制御することができる後付モーション操作システムを提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する後付モーション操作システムは、電子キーと車両とのID照合が成立したことに基づいて前記車両の制御が可能となる電子キーシステムに後付され、ユーザのモーションによって前記車両の制御が可能となる後付モーション操作システムであって、前記車両は、前記車両の制御を作動させるトリガスイッチと、前記電子キーにIDコードの送信を依頼するリクエスト信号を送信するリクエスト信号送信部と、前記リクエスト信号に対して返信されたIDコードによって前記ID照合を行い、前記ID照合の成立に基づいて前記車両を制御する照合制御部と、を備え、前記電子キーは、前記リクエスト信号を受信するリクエスト信号受信部と、前記リクエスト信号に対して前記IDコードを含むIDコード信号を送信するIDコード信号送信部と、を備え、前記電子キーを携帯するユーザに携帯される後付キー側ユニットと、前記車両に後付で取り付けられる後付車両側ユニットと、を備え、前記後付キー側ユニットは、自身に対するモーションを検出するモーション検出部と、前記モーション検出部が検出したモーションを含むモーション信号を送信するモーション信号送信部と、を備え、前記後付車両側ユニットは、前記モーション信号送信部から送信された前記モーション信号を受信するモーション信号受信部と、前記トリガスイッチの通信線に接続され、前記トリガスイッチが操作されたときに流れるトリガ信号を生成するトリガ信号生成部と、前記モーション信号受信部が受信した前記モーション信号に基づいて前記トリガ信号を前記トリガ信号生成部に生成させるモーション制御部と、を備えることをその要旨としている。
上記構成によれば、電子キーを携帯するユーザに携帯される後付キー側ユニットと、車両に後付で取り付けられる後付車両側ユニットとを備えることによって、電子キーシステムに後付でモーションによって車両を制御するモーション操作システムを提供することができる。すなわち、後付キー側ユニットが検出したユーザのモーションを含むモーション信号、例えばモーション自体やモーションに基づく判定結果を後付車両側ユニットに送信し、後付車両側ユニットがトリガスイッチの通信線にトリガ信号を生成することで、トリガスイッチを押さなくても車両の制御が実行されるので、電子キーシステムのID照合を行うことで車両の制御を行うことができる。
上記後付モーション操作システムについて、前記モーション制御部は、前記モーション信号を受信してから前記車両の制御が行われると予測される時間までの所定時間、連続で前記トリガ信号を前記トリガ信号生成部に生成させることが好ましい。
上記構成によれば、車両に到達した上で車両の制御が行われるまでの所定時間連続でトリガ信号がトリガスイッチの通信線に生成される。このため、モーションが車両から離れた位置で行われたとしても、車両に近づいたときに改めてモーションを行わずに車両を制御することができる。
上記後付モーション操作システムについて、前記所定時間は、前記モーション信号の通信可能距離に基づいて設定されることが好ましい。
上記構成によれば、モーション信号の通信可能距離に基づいて所定時間が設定されるので、ユーザがモーションを行ってモーション信号が送信される範囲においてはユーザが一度行ったモーションを有効として車両を制御することができる。
上記後付モーション操作システムについて、前記所定時間は、ユーザの歩行速度に基づいて設定されることが好ましい。
上記構成によれば、ユーザの歩行速度に基づいて所定時間が設定されるので、ユーザがモーションを行って車両に到達するまでの範囲においてはユーザが一度行ったモーションを有効として車両を制御することができる。
上記後付モーション操作システムについて、前記モーション信号送信部による前記モーション信号の送信可能距離は、前記リクエスト信号送信部による前記リクエスト信号の送信可能距離よりも長く設定されることが好ましい。
上記構成によれば、モーション信号の送信可能距離がリクエスト信号の送信可能距離よりも長く設定されるので、ID照合が行われる通信範囲よりも車両から遠方においてユーザがモーションを行っても車両に近づいた際に車両を制御することができる。
上記後付モーション操作システムについて、前記モーション検出部は、ユーザのモーションに応じて前記後付キー側ユニットに加わる加速度を検出する加速度センサであることが好ましい。
上記構成によれば、モーション検出部を加速度センサとすることで、ユーザのモーションに応じて後付キー側ユニットに加わる加速度を検出することができる。
本発明によれば、電子キーシステムに後付して、ユーザのモーションによって車両を制御することができる。
一実施形態の電子キーシステム及び後付モーション操作システムの概略構成を示すブロック図。 同実施形態の電子キーシステム及び後付モーション操作システムの動作を示すタイミングチャート。 比較例の電子キーシステム及び後付モーション操作システムの動作を示すタイミングチャート。
以下、図1及び図2を参照して、後付モーション操作システムの一実施形態について説明する。後付モーション操作システムは電子キーシステムに後付して使用されるので、後付された状態で説明する。
図1に示されるように、車両20は、電子キー10と無線によりID照合を行う電子キーシステムが搭載されている。電子キーシステムは、例えば車両20からの通信を契機に狭域無線によりID照合を実行するシステムである。
電子キー10は、電子キー10の動作を制御するキー制御部11と、電子キー10において電波受信を可能とするLF受信部12と、電子キー10において電波送信を可能とするUHF送信部13とを備えている。キー制御部11のメモリ11aには、電子キー10の固有IDとしてキーIDが保存されている。LF受信部12は、例えばLF(Low Frequency)帯の電波を受信可能である。UHF送信部13は、例えばUHF(Ultra High Frequency)帯の電波を送信可能である。なお、LF受信部12は、リクエスト信号受信部として機能する。また、UHF送信部13がIDコード信号送信部として機能する。
車両20は、電子キー10と各種照合を実行する照合ECU(Electric Control Unit)21と、車載電装品の電源を管理するボディECU24とを備えている。これらは、車内の通信線25を通じて電気接続されている。通信線25は、例えばCAN(Controller Area Network)やLIN(Local Interconnect Network)である。照合ECU21のメモリ21aには、車両20に登録された電子キー10のID(キーID)が保存されている。なお、照合ECU21は、照合制御部として機能する。
車両20は、ID照合の通信において車外に電波を送信可能なLF送信部22と、ID照合の通信において電子キー10から送信される電波を受信可能なUHF受信部23とを備えている。これらは、照合ECU21に電気接続されている。LF送信部22は、例えばLF帯の電波を送信可能である。UHF受信部23は、例えばUHF帯の電波を受信可能である。なお、LF送信部22がリクエスト信号送信部として機能する。
車両20は、ドア30の施解錠を切り替えるメカ機構としてロック機構31と、ドア30の開閉を自動で行う開閉機構32と、ドア30の施解錠や開閉を作動させるトリガスイッチ33とを備えている。ボディECU24は、照合ECU21のID照合の照合結果に基づき、ロック機構31の施解錠や開閉機構32の開閉を切り替える。車両20のドア30は、例えばパワースライドドアであって、自動開閉が可能なドアである。トリガスイッチ33は、照合ECU21に通信線26を介して接続されている。トリガスイッチ33は、ユーザに操作、例えば押圧されるとトリガ信号を照合ECU21に通信線26を介して出力する。なお、この通信線26は、トリガスイッチ33に操作があったときに電気が流れる電線であってもよい。
LF送信部22が車外にLF電波の通信エリアを形成するとき、この通信エリアに電子キー10が進入すると、車外スマート通信が実行される。具体的には、LF送信部22から送信されたウェイク(Wake)信号を電子キー10が受信すると、電子キー10が起動してアック(Ack)信号を返信し、続く通信課程において、チャレンジレスポンス認証、ID照合の各種照合を実行する。チャレンジレスポンス認証は、送信の度にコードが毎回変わるチャレンジコード(以下、チャレンジ信号)を車両20から電子キー10に送信し、電子キー10の暗号鍵によってレスポンスコード(以下、レスポンス信号)を生成し、このレスポンス信号を車両20に返信する。続いて、チャレンジレスポンス認証は、車両20において同様に演算したレスポンスと電子キー10のレスポンスとが一致するか否かを確認する照合である。ID照合は、車両20から送信されたリクエスト信号に対して電子キー10に保存されたキーIDを車両20に送信し、車両20においてキーIDが同一であるか否かを確認する照合である。電子キー10は、レスポンス信号とともにIDコード信号を送信する。よって、チャレンジ信号がリクエスト信号に相当する。照合ECU21は、これら照合が全て成立することとトリガスイッチ33が操作されたこととを確認すると、ボディECU24による車両20のドア30の施解錠や開閉を実行する。
後付モーション操作システムは、電子キー10を携帯するユーザに携帯される後付キー側ユニット40と、車両20に後付で取り付けられる後付車両側ユニット50とを備えている。後付モーション操作システムは、図1中の破線の範囲に含まれる装置で構成されている。
後付キー側ユニット40は、後付キー側ユニット40の動作を制御するモーション制御部41と、後付キー側ユニット40において電波送信を可能とするUHF送信部42と、自身に対するモーションを検出する加速度センサ43とを備えている。モーション制御部41は、加速度センサ43が検出した加速度情報を含むモーション信号をUHF送信部42から送信させる。UHF送信部42は、加速度センサ43が検出したモーションを含むモーション信号を送信する。加速度センサ43は、加速度を検出してモーション制御部41に出力する。なお、UHF送信部42がモーション信号送信部として機能する。また、加速度センサ43がモーション検出部として機能する。なお、加速度情報によってモーションを推定することが可能である。
後付車両側ユニット50は、後付車両側ユニット50の動作を制御するモーションECU51と、後付車両側ユニット50において電波受信を可能とするUHF受信部52とを備えている。モーションECU51は、トリガスイッチ33と照合ECU21とを接続する通信線26に接続され、トリガスイッチ33が操作されたときに流れるトリガ信号を生成することができ、UHF受信部52が受信したモーションに基づいてトリガ信号を生成する。モーションECU51は、後付キー側ユニット40が検出したモーションが予め規定したモーションであれば、通信線26にトリガ信号を所定時間連続で生成する。所定時間は、後付車両側ユニット50がモーション信号を受信してから車両20の制御が行われると予測される時間までの時間であって、モーション信号の通信可能距離とユーザの歩行速度に基づいて設定される。すなわち、モーション信号の通信可能距離は予めわかるので、この通信可能距離をユーザが踏破するのに必要な時間から設定したり、ユーザの歩行速度で距離を割ることで設定したりすることができる。ユーザ毎に設定してもよい。なお、UHF受信部52がモーション信号受信部として機能する。また、モーションECU51がモーション制御部及びトリガ信号生成部として機能する。
ここで、後付キー側ユニット40のUHF送信部42から送信されるモーション信号は、車両20のLF送信部22から送信されるリクエスト信号等よりも通信可能距離が長い。このため、ユーザがリクエスト信号等のLF通信範囲に入るより前に、モーション信号を後付車両側ユニット50に受信させて、トリガスイッチ33の通信線26にトリガ信号を生成させることができる。そして、後付モーション操作システムによってドア30のトリガスイッチ33が操作された状態となっているので、電子キー10を携帯したユーザがLF通信範囲に進入してID照合が成立すると、車両20の制御としてドア30の解錠と開動作とを行うことができる。
次に、図2を参照して、上記のように構成された電子キーシステム及び後付モーション操作システムの動作について説明する。ここでは、電子キー10及び後付キー側ユニット40を携帯したユーザが車両20のLF通信範囲よりも車両20から離れた位置でモーション操作を行うときについて説明する。
図2に示されるように、車両20は、Wake信号をLF送信部22から送信する。すなわち、照合ECU21は、Wake信号をLF送信部22から間欠的に送信させる。電子キー10からのAck信号の返信があるまで継続する。
後付キー側ユニット40は、ユーザがモーションを行うと、モーション信号をUHF送信部42から送信する。すなわち、ユーザのモーションによって発生した加速度を加速度センサ43が検出すると、モーション制御部41は検出された加速度情報を含むモーション信号をUHF送信部42から送信させる。
後付車両側ユニット50は、モーション信号をUHF受信部52で受信すると、モーション判定を行う。すなわち、モーションECU51は、モーション信号をUHF受信部52で受信すると、モーション信号に含まれる加速度情報からユーザが行ったモーションが予め規定したモーションで会ったか否かを判定する。そして、モーションECU51は、既定したモーションであった場合には、車両20を制御すべくトリガ信号、例えばドア開要求を所定時間連続して、トリガスイッチ33の通信線26に生成させる。
電子キー10は、LF通信範囲に進入すると、Wake信号をLF受信部12で受信して、Ack信号をUHF送信部13から送信する。すなわち、キー制御部11は、Wake信号をLF受信部12によって受信したことをトリガとして、Ack信号をUHF送信部13から送信させる。
車両20は、Ack信号をUHF受信部23で受信すると、チャレンジ信号(Cha)をLF送信部22から送信する。すなわち、照合ECU21は、Ack信号をUHF受信部23で受信すると、チャレンジコードを含むチャレンジ信号をLF送信部22から送信させる。
電子キー10は、チャレンジ信号をLF受信部12で受信すると、レスポンス信号(Res)をUHF送信部13から送信する。すなわち、キー制御部11は、チャレンジ信号をLF受信部12によって受信すると、暗号鍵によって生成したレスポンスコードを含むレスポンス信号をUHF送信部13から送信させる。キー制御部11は、レスポンス信号にキーIDを含めて送信する。
車両20は、レスポンス信号をUHF受信部23で受信すると、レスポンス認証及びID照合を行い、レスポンス認証及びID照合が成立すると、トリガ信号であるドア開要求があることを確認して、ドア30を開制御する。すなわち、照合ECU21は、レスポンス信号をUHF受信部23で受信して、レスポンス認証及びID照合が成立すると、実際にユーザによる要求なのか確認するためにトリガスイッチ33による操作で確認する。そして、照合ECU21は、トリガスイッチ33の通信線26にモーションECU51によってトリガ信号が生成されているので、トリガ信号であるドア開要求があるとして、ドア30の開制御をロック機構31及び開閉機構32に実行させる。
よって、後付キー側ユニット40と後付車両側ユニット50とを有する後付モーション操作システムを後付することによってモーション操作によって車両20を制御することができる。なお、電子キー10がLF通信範囲内にあるときだけID照合が成立するので、トリガスイッチ33の通信線26にトリガ信号が生成されても、電子キー10がLF通信範囲になければ、ドア30等の車両20の制御が実行されない。このため、セキュリティ性を低下させずに利便性を向上させることができる。
また、LF通信範囲よりも車両20から遠い位置においてユーザがモーションを行うことで、電子キー10がLF通信範囲に進入するとすぐにトリガスイッチ33を操作することなく、ドア30を解錠して開くことができ、利便性が向上する。すなわち、図3に示すように、電子キー10がLF通信範囲に進入してID照合が成立してからモーションを行うシステムでは、電子キーシステムにおけるID照合までの処理を行ってから、後付モーション操作システムにおけるモーションの判定と車両の制御との処理とが順に行われる。このため、電子キーシステムにおけるID照合までの処理と、後付モーション操作システムにおけるモーションの判定と車両の制御との処理とのそれぞれの処理時間が必要となり、電子キーシステムにおけるID照合までの処理と、後付モーション操作システムにおけるモーションの判定と車両の制御との処理とが重複して行われる上記後付モーション操作システムでは、制御の時間を短縮することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)電子キー10を携帯するユーザに携帯される後付キー側ユニット40と、車両20に後付で取り付けられる後付車両側ユニット50とを備えることによって、電子キーシステムに後付でモーションによって車両20を制御するモーション操作システムを提供することができる。すなわち、後付キー側ユニット40が検出したユーザのモーションを後付車両側ユニット50に送信し、後付車両側ユニット50がトリガスイッチ33の通信線26にトリガ信号を生成することで、トリガスイッチ33を押さなくても車両20の制御が実行されるので、電子キーシステムのID照合を行うことで車両20の制御を行うことができる。
(2)車両20に到達した上で車両20の制御が行われるまでの所定時間連続でトリガ信号がトリガスイッチ33の通信線26に生成される。このため、モーションが車両20から離れた位置で行われたとしても、車両20に近づいたときに改めてモーションを行わずに車両20を制御することができる。
(3)モーション信号の通信可能距離に基づいて所定時間が設定されるので、ユーザがモーションを行ってモーション信号が送信される範囲においてはユーザが一度行ったモーションを有効として車両20を制御することができる。
(4)ユーザの歩行速度に基づいて所定時間が設定されるので、ユーザがモーションを行って車両20に到達するまでの範囲においてはユーザが一度行ったモーションを有効として車両20を制御することができる。
(5)モーション信号の送信可能距離がリクエスト信号の送信可能距離よりも長く設定されるので、ID照合が行われる通信範囲よりも車両20から遠方においてユーザがモーションを行っても車両20に近づいた際に車両20を制御することができる。
(6)加速度センサを用いることで、ユーザのモーションに応じて後付キー側ユニット40に加わる加速度を検出することができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、後付キー側ユニット40のUHF送信部42の通信可能距離よりも車両20のLF送信部22の通信可能距離を長くした。しかしながら、車両20から遠方でのモーション操作が不要であれば、後付キー側ユニット40のUHF送信部42の通信可能距離と車両20のLF送信部22の通信可能距離とを同一にしてもよい。また、後付キー側ユニット40のUHF送信部42の通信可能距離よりも車両20のLF送信部22の通信可能距離を短くしてもよい。
・上記実施形態において、トリガ信号を連続して生成する所定時間は、UHF送信部42の通信可能距離とユーザの歩行速度とのいずれか一方に基づいて設定してもよい。また、UHF送信部42の通信可能距離とユーザの歩行速度との以外によって所定時間を設定してもよい。
・上記実施形態では、電子キー10がレスポンス信号とともにIDコード信号を送信したが、チャレンジレスポンス認証が終わってから、車両20からリクエスト信号を送信し、電子キー10からIDコード信号を送信してもよい。
・上記実施形態では、後付車両側ユニット50においてユーザのモーションが規定したモーションであるか否かを判定した。しかしながら、後付キー側ユニット40においてユーザのモーションが規定したモーションであるか否かを判定して、判定結果を後付車両側ユニット50に送信してもよい。
・上記実施形態の電子キーシステムでは、ID照合を行った後にトリガスイッチ33が操作されると、車両20の制御として例えばドア30が開閉するようにしたが、トリガスイッチ33が操作されるとリクエスト信号を送信してID照合を行い、その後に車両20の制御として例えばドア30の開閉を行ってもよい。
・上記実施形態では、トリガスイッチ33を操作することでドア30の施解錠や開閉が作動する車両20であったが、ドア30の施解錠を作動させる施解錠スイッチと、ドア30の開閉を作動させる開閉スイッチとを別々に備える車両であってもよい。この場合、ドア30の開閉を作動させる開閉スイッチをトリガスイッチとすることで、後付モーション操作システムを採用することができる。
・上記実施形態では、開閉機構32を備えたパワースライドドアに後付モーション操作システムを採用したが、開閉機構を備えたバックドアに後付モーション操作システムを採用してもよい。また、開閉機構を備えないドアに後付モーション操作システムを採用してドアの施解錠を行ってもよい。更に、ドアの施解錠や開閉に限らず、車両に搭載される装置であって、モーション操作を行いたいものであれば、後付モーション操作システムを適用してもよい。
・上記実施形態では、モーション検出部として加速度センサ43を採用したが、ユーザの動きを検出できるものであれば、モーション検出部は加速度センサに限らず、モーションを検出することができればカメラ等であってもよい。
10…電子キー、11…キー制御部、11a…メモリ、12…リクエスト信号受信部としてのLF受信部、13…IDコード送信部としてのUHF送信部、20…車両、21…照合制御部としての照合ECU、21a…メモリ、22…リクエスト信号送信部としてのLF送信部、23…UHF受信部、24…ボディECU、25…通信線、26…通信線、30…ドア、31…ロック機構、32…開閉機構、33…トリガスイッチ、40…後付キー側ユニット、41…モーション制御部、42…モーション信号送信部としてのUHF送信部、43…モーション検出部としての加速度センサ、50…後付車両側ユニット、51…トリガ信号生成部及びモーション制御部としてのモーションECU、52…モーション信号受信部としてのUHF受信部。

Claims (6)

  1. 電子キーと車両とのID照合が成立したことに基づいて前記車両の制御が可能となる電子キーシステムに後付され、ユーザのモーションによって前記車両の制御が可能となる後付モーション操作システムであって、
    前記車両は、前記車両の制御を作動させるトリガスイッチと、
    前記電子キーにIDコードの送信を依頼するリクエスト信号を送信するリクエスト信号送信部と、
    前記リクエスト信号に対して返信されたIDコードによって前記ID照合を行い、前記ID照合の成立に基づいて前記車両を制御する照合制御部と、を備え、
    前記電子キーは、前記リクエスト信号を受信するリクエスト信号受信部と、
    前記リクエスト信号に対して前記IDコードを含むIDコード信号を送信するIDコード信号送信部と、を備え、
    前記電子キーを携帯するユーザに携帯される後付キー側ユニットと、
    前記車両に後付で取り付けられる後付車両側ユニットと、を備え、
    前記後付キー側ユニットは、自身に対するモーションを検出するモーション検出部と、
    前記モーション検出部が検出したモーションを含むモーション信号を送信するモーション信号送信部と、を備え、
    前記後付車両側ユニットは、前記モーション信号送信部から送信された前記モーション信号を受信するモーション信号受信部と、
    前記トリガスイッチの通信線に接続され、前記トリガスイッチが操作されたときに流れるトリガ信号を生成するトリガ信号生成部と、
    前記モーション信号受信部が受信した前記モーション信号に基づいて前記トリガ信号を前記トリガ信号生成部に生成させるモーション制御部と、を備える
    後付モーション操作システム。
  2. 前記モーション制御部は、前記モーション信号を受信してから前記車両の制御が行われると予測される時間までの所定時間、連続で前記トリガ信号を前記トリガ信号生成部に生成させる
    請求項1に記載の後付モーション操作システム。
  3. 前記所定時間は、前記モーション信号の通信可能距離に基づいて設定される
    請求項2に記載の後付モーション操作システム。
  4. 前記所定時間は、ユーザの歩行速度に基づいて設定される
    請求項2又は3に記載の後付モーション操作システム。
  5. 前記モーション信号送信部による前記モーション信号の送信可能距離は、前記リクエスト信号送信部による前記リクエスト信号の送信可能距離よりも長く設定される
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の後付モーション操作システム。
  6. 前記モーション検出部は、ユーザのモーションに応じて前記後付キー側ユニットに加わる加速度を検出する加速度センサである
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の後付モーション操作システム。
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