JP2009295109A - 車両用窓ガラス板破損検出装置、車両用窓ガラス板及び車両用盗難防止システム - Google Patents

車両用窓ガラス板破損検出装置、車両用窓ガラス板及び車両用盗難防止システム Download PDF

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Hiroomi Nakao
博臣 中尾
Takuji Hayashi
拓司 林
Kenichiro Shimo
憲一郎 下
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Abstract

【課題】本発明は、無線通信とガラス板破損検出のために車両用窓ガラス板にパターンを設けても、パターンの占有面積の増加を抑えることができる、車両用窓ガラス板破損検出装置の提供を目的とする。
【解決手段】アンテナ素子のグランドパターン25が設けられた車両用窓ガラス板50と、グランドパターン25の断線を検知するECU30とを備える、車両用窓ガラス板破損検出装置であって、グランドパターン25上の第1の部位25cと第2の部位25bは、車両用窓ガラス板50の破損により生じた前記断線をまたぐことが可能な間隔Aで互いに離れた部位であって、ECU30は、第1の部位25cを接地基準に検出される信号であって第2の部位25bから入力される信号の変化によって前記断線を検知する、車両用窓ガラス板破損検出装置。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両用窓ガラス板に設けられたパターンの断線によって車両用窓ガラス板の破損を検出する車両用窓ガラス板破損検出装置、該断線の検知を可能にする車両用窓ガラス板、及び該断線の検知結果に基づいて盗難防止機能を作動させる車両用盗難防止システムに関する。
従来技術として、ガラスの破損を検出することができるガラス破損検出システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の開示内容によれば、このガラス破損検出システムは、ガラスが破損すると、ガラスのセンシングスタブが破損することによってスタブの長さ(電気長)が変化し、破損検出部が検出する信号強度に変化が生じるため、その変化を検知することによってガラスの破損を検出するものである。
特開2006−251909号公報
ところで、車両用窓ガラス板には、例えば図6に示されるように、放送受信等の無線通信用のアンテナパターン80とガラス板破損検出専用パターン90の両方が設けられることがある。しかしながら、このように目的別にパターンを用意すると、パターンの数が増え、ガラス板上のパターンの占有面積が広くなってしまう。
そこで、本発明は、無線通信とガラス板破損検出のために車両用窓ガラス板にパターンを設けても、パターンの占有面積の増加を抑えることができる、車両用窓ガラス板破損検出装置の提供を目的とする。また、パターンの占有面積の増加が抑えられた車両用窓ガラス板、及びパターンの占有面積の増加を抑えつつ車両用窓ガラス板を不正に破損させることを防止可能な車両用盗難防止システムの提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る車両用窓ガラス板破損検出装置は、
アンテナ素子のグランドパターンが設けられた車両用窓ガラス板と、
前記グランドパターンの断線を検知する断線検知手段とを備えるものである。
ここで、前記グランドパターン上の第1の部位と第2の部位は、前記車両用窓ガラス板の破損により生じた前記断線をまたぐことが可能な間隔で互いに離れている部位であって、
前記断線検知手段は、前記第1の部位を接地基準に検出される信号であって前記第2の部位から入力される信号の変化によって前記断線を検知すると好適である。
また、前記第1の部位と前記第2の部位は、前記グランドパターン上の端部に存在すると好適である。
また、前記断線検知手段は、前記第2の部位に直列に接続された検出抵抗を介して入力される前記信号の変化によって前記断線を検知すると好適である。また、前記検出抵抗が、前記車両用窓ガラス板の車室側に取り付けられるとよい。
また、前記間隔が、15mm以上に設定されると好ましい。また、前記アンテナ素子は、前記車両用窓ガラス板に設けられたアンテナパターンであってもよく、好ましくは、前記アンテナ素子のアンテナパターンは、放送受信用のアンテナパターン(例えば、車両用音響システム用のアンテナパターン)である。さらに、前記車両用窓ガラスは、クォーターガラスであると好適である。
また、前記断線検知手段による前記断線の検知結果を、該検知結果に基づき盗難防止機能を働かせる制御手段に伝送すると好適である。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る車両用窓ガラス板は、
アンテナ素子のグランドパターンと、
前記グランドパターンの断線による信号の変化を伝送する検出素子と、
を備え、
前記グランドパターンは、前記断線が発生した場合に該断線をまたぐことが可能な間隔で互いに離れている第1の部位と第2の部位とを有し、
前記検出素子は、外部との接続点である第1の端子、第2の端子、第3の端子、第4の端子を有し、前記第1の端子と前記第2の端子は配線によって電気的に接続され、前記第3の端子と前記第4の端子は配線によって電気的に接続され、
前記第2の端子は、前記第2の部位に電気的に接続され、前記第3の端子は、前記第1の部位と電気的に接続されていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明に係る車両用盗難防止システムは、
アンテナ素子のグランドパターンが設けられた車両用窓ガラス板と、
前記グランドパターンの断線を検知する断線検知手段と、
前記断線検知手段の検知結果に基づいて、盗難防止機能を働かせる制御手段とを備える。
ここで、前記判断手段は、車両から離れた場所に設けられ、
前記判断手段は、前記断線検知手段による該断線の検知結果に基づく無線信号を受信することによって、前記盗難防止機能を該該車両に対して働かせると好適である。
また、前記判断手段は、車両に設けられ、
前記判断手段は、前記断線検知手段による該断線の検知結果に基づく信号を受信することによって、前記盗難防止機能を該車両に対して働かせると好適である。
本発明によれば、無線通信とガラス板破損検出のために車両用窓ガラス板にパターンを設けても、パターンの占有面積の増加を抑えることができる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図1は、本発明に係る車両用窓ガラス板破損検出装置の破損検出対象である車両用窓ガラス板50とそれに設けられたパターン20を示した図である。車両用窓ガラス板50は、例えば、車両の側面に設けられた、いわゆるクォーターガラスである。クォーターガラスは、例えば、車両の側面のうち乗降ドアより後方部分に取り付けられており、車両のBピラーとCピラーの間に取り付けられている。クォーターガラスは、車両に取り付けられている窓ガラスの中で比較的小さなガラスであるので、パターンの占有面積が狭くなれば、デザイン性や視界確保の点で、その効果は他のガラスに比べて大きい。また、車両に固定されたクォーターガラスは、乗降ドア等のドアに付随する窓ガラスに比べ振動が少ないため、ガラス板破損検出装置の検出対象をクォーターガラスとすると、当該検出装置の誤動作を防ぐという点で、その効果はドアに付随する窓ガラスに比べて大きい。
窓ガラス板50に形成されたパターン20は、アンテナ素子が線条導体のパターンとして形成されたアンテナ導体26と、アンテナ導体26に給電する給電部26aと、アンテナ導体26のグランドをとるためのグランドパターン25とから構成される。パターン20は、視界を確保するために、窓ガラス板50の縁部に形成されることが好ましい。例えば、図1において左側を車両の前方側とすると、窓ガラス板50を車両に取り付けた状態で車両の前方側の縁部に形成される。もちろん、車両に取り付けられた状態において、窓ガラス板50の上側縁部、下側縁部、後方側縁部に形成されてもよい。
アンテナ導体26、給電部26a及びグランドパターン25の形状は、使用電波の周波数帯に応じて決められる。図1は、高周波ガラスアンテナとして、より具体的には日本国内の地上波デジタル放送(470〜770MHz)やUHF帯のアナログテレビ放送の周波数帯の受信用のアンテナとして、チューニングされたパターンの一例を示している。
グランドパターン25等のパターン20は、窓ガラス板50にプリントされるプリント導体である。プリント導体はガラスの曇りを除去するためのデフォッガパターンとして使われることがよく知られている。なお、パターン20は、プリント導体に限らず一般に導体と言われるものでもよく、例えば、金属板や金属箔でもよい。
本実施例の車両用窓ガラス板破損検出装置は、図1に示されるように、窓ガラス板50の破損検出用パターンとグランドパターン25を27で示される領域で共用化することによって、パターンの占有面積の削減を図っている。グランドパターン25は、アンテナ導体26より幅広の長方形状のパターンである。アンテナ導体26は、長方形の長辺の中心線又は略中心線上に配置されている。その中心線から離れた長方形状の先端部に共用領域27を設けることによって、アンテナのグランドとしての機能に影響を与えないようにすることができる。図1では、共用領域27は長方形状の一方の先端部に設けられている。窓ガラス板50の車両の取り付け状態において長方形の長辺が上下方向になるようにグランドパターン25が形成されている場合、共用領域27は長方形状の下側の先端部に設けられている。共用領域27は長方形状の下側の先端部に設けられていれば、後述の断線を検出・判定する手段であるECU30が、座席下やコンソール内等の車体の下方に設置されている場合、共用領域27とECU30との距離が近くなるため、それらを結ぶワイヤハーネスの長さを短くできる。
図2は、本発明の一実施形態である車両用窓ガラス板破損検出装置100の構成図である。破損検出装置100は、グランドパターン25が設けられた窓ガラス板50と、グランドパターン25の断線を検出・判定する電子制御装置(ECU)30とを備える。また、破損検出装置100は、検出抵抗15を内蔵する検出素子10を備える。検出素子10は、グランドパターン25上の図1に示した共用領域27に配置される。
検出素子10は、検出素子10自体の破損や不正な細工を回避しつつその存在を車外から目視できるようにするため、車室側に取り付けられるとよい。目視できることによって、ガラスを割ることによって盗難を図ろうとすることを躊躇させることができる。
検出素子10は、検出抵抗15を覆うカバー11と、脚部12(12a,12b)と、取付部13(13a,13b)を備えるガラス割れ検出端子である。カバー11によって、検出抵抗15を外力などから保護し、断線の誤検出を防止する。また、脚部12と取付部13を設けることによって、検出抵抗15を窓ガラス板50に取り付けやすくすることができる。検出素子10は、外部との接続点である端子(第1の端子10a,第2の端子10b,第3の端子10c,第4の端子10d)を備える。端子10aに検出抵抗15の一端が電気的に接続され、端子10bに検出抵抗15の他端が電気的に接続される。端子10cと端子10dは、配線で電気的に接続されている。
一方、グランドパターン25上には、検出素子10がグランドパターン25に溶着される部位である端子溶着部25b(第2の部位)と25c(第1の部位)とを備える。端子溶着部25b,25cは、グランドパターン25と同電位のランドである。検出素子10は、取付部13と端子溶着部25b,25cとが溶着されることにより、ガラス板50に固定される。例えば、半田付けなどによって溶着される。また、検出素子10は、溶着に限らず、例えば、ボルトとナットなどの締結部材によってガラス板50に固定してもよい。
取付部13aと端子溶着部25bとが溶着することにより、端子10bがグランドパターン25に電気的に接続され、取付部13bと端子溶着部25cとが溶着することにより、端子10cがグランドパターン25に電気的に接続される。つまり、検出抵抗15は、端子10bに直列に接続され、端子10bと端子10cとの間のグランドパターン25上の経路25aに直列に挿入されることになる。
端子溶着部25bと25c(つまり、グランドパターン25と検出素子10との接続点である端子10bと端子10c)は、間隔Aを空けて設けられている。間隔Aは、グランドパターン20の断線を検出するため、ガラス板50が割られることによって生じる亀裂が端子溶着部25bと25cの間を通るような長さに設定される。すなわち、その亀裂をまたぐように設けられ、その亀裂が入ることにより端子10bと端子10cとが互いに電気的に遮断される位置に、端子溶着部25bと25cは配置される。
間隔Aの下限値は、15mm以上であればよく、より好ましくは20mm以上であればよい。間隔Aの上限値は、2つの部位のうちグランドパターン25の先端部側に存在する端子溶着部25cを起点に直線距離でグランドパターン25が存在する範囲内の長さであればよい。必要以上に長くする必要はないが、例えば、30mm以下であればよい。間隔Aが15mm以上好ましくは20mm以上であれば、当該亀裂がそれらの間を通らないことにより断線検出できないことを防ぐことができる。
また、長方形状のグランドパターン25の短辺の幅Bは、アンテナを正常に機能させるための長さ以上を確保した上で、ガラス板50が割られることによって生じる亀裂がグランドパターン25を当該幅方向に完全に横切るような長さに設定される。例えば、幅Bは、3mm以上15mm以下であればよく、好ましくは8mm以上10mm以下であればよい。幅Bが3mm以上好ましくは8mm以上であれば、アンテナのグランドの機能を確保することができる。また、幅Bを15mm以下好ましくは10mm以下にすれば、完全に亀裂が横切らないことにより断線検出できないことを防ぐことができるとともに、視界が必要以上に遮られないようにすることができる。
検出素子10は、端子10aに接続されるワイヤハーネス41と端子10dに接続されるワイヤハーネス42で、ECU30に接続されている。ECU30は、例えば、車両の内装の中に配置されている。
ECU30は、端子溶着部25bに電気的に接続された検出抵抗15によって信号の変化を検出する。つまり、ECU30は、端子溶着部25cを接地基準に検出される信号であって端子溶着部25bから入力される信号の変化によってグランドパターン25(経路25a)の断線を検出する。端子溶着部25cは、端子10c,端子10d,ワイヤハーネス42を介して、経路25aの断線を検知する回路(ECU30に内蔵)のグランドに接地される。当該断線検知回路のグランドレベルと端子溶着部25cのグランドレベルを一致させることにより、断線検知回路の誤動作を防止することができる。
図3は、車両用ガラス板破損検出装置100の回路図である。ECU30は、断線検出回路35を備える。断線検出回路35は、電源35a(例えば、5V電源等の内部電源)と、プルアップ抵抗35bと、コンパレータ35cと、基準電圧35d(抵抗分圧などによって生成される電圧)とを備える、電圧検出型の断線検出回路である。マイクロコンピュータ(マイコン)39は、窓ガラス板50の破損の有無を判定する判定手段である。端子10bと端子10cとの間のグランドパターン25の経路25aが断線すると、断線検出回路35に入力される入力電圧が基準電圧35dを超えることにより、コンパレータ35cの出力はLからHレベルに切り替わる。マイコン39は、Hレベルを検出した場合、窓ガラス板50が破損したと判断する。
図4は、本発明に係る一実施形態である車両用ガラス板破損検出装置200の回路図である。破損検出装置100と同様の構成については、説明を省略する。上述の検出素子10に内蔵の検出抵抗15に代えて、ECU30に内蔵される検出抵抗16でもよい。検出素子10は、それに内蔵される検出抵抗15が無くてもよいため削除してもよいが、ワイヤハーネス41,42とグランドパターン25との取付性の向上のために残しておいてもよい。
図5は、本発明の一実施形態である車両用ガラス板破損検出装置300の回路図である。破損検出装置100と同様の構成については、説明を省略する。断線検出回路37は、定電流源37aと、検出抵抗17と、ADコンバータ37cとを備える、電流検出型の断線検出回路である。経路25aが断線する前、ADコンバータ37cは、検出抵抗17により生ずる電圧により一定の第1の電圧X1を出力する。経路25aが断線すると、電流が流れなくなり検出抵抗17による電圧が生じなくなるため、ADコンバータ37cの出力電圧は第1の電圧値X1より低い第2の電圧値X2(例えば、零)になる。マイコン39は、第2の電圧値X2を検出した場合、窓ガラス板50が破損したと判断する。
したがって、上述の実施例によれば、放送受信とガラス板破損検出のために車両用窓ガラス板にパターンを設けても、パターンの占有面積の増加を抑えることができる。占有面積が小さくなれば、視界確保やデザイン性の点で有利になる。また、パターンの共用化によって、コストの低減も図ることができる。パターンの共用化を図ることができるため、例えば、図6に示されるように、窓ガラス板破損検出専用パターン90を設ける場合に比べ、線条の断線検出用パターン91やパターン91とワイヤーハーネス(不図示)との接続パターン92,93を削除することができる。
また、図2に示されるように、破損検知装置100と、破損検知装置100の検知結果に基づいて盗難防止機能を働かせる盗難防止装置5とを備えたシステムとして、車両用盗難防止システムが考えられる。ECU30は、断線を検知したことを表す断線検知信号を送信する。盗難防止装置5は、ECU30から断線検知信号を受信することによって、該断線を不正行為によるものとみなして、該断線を不正行為による窓ガラス板50の破損と判断するコンピュータである。すなわち、盗難防止装置5は、断線検知信号を受信した場合、窓ガラス板50を破損させる不正行為が行われたと判断する。
盗難防止装置5は、例えば、警報、警告表示、エンジンの始動禁止、盗難検知信号の送信、ハザードランプの点滅、強制ロック作動、不正行為の撮影などの盗難防止動作のための盗難防止制御を行う。盗難防止装置5は、盗難防止動作の制御を実行するためのプログラムを実行するCPUや、それらのプログラムを記憶するROMやプログラムの演算結果を一時的に記憶するRAM等からなる記憶装置を有している。
盗難防止装置5は、車両に搭載されても、車両に離れた場所(例えば、家、路側装置、情報管理センターなど)に設置されてもよい。
盗難防止装置5が車両に搭載される場合、盗難防止装置5は、車内のワイヤハーネスを介してECU30からの断線検知信号を受信することによって、自車に対して盗難防止機能を働かせる。
盗難防止装置5が車両に離れた場所に設置される場合、盗難防止装置5は、車載のECU30からの断線検知信号を受信することによって、断線検知信号を送信したECU30を搭載する車両に対して盗難防止機能を働かせる。ECU30は、車外と通信可能な無線通信手段を介して、盗難防止装置5と無線通信を行えばよい。盗難防止装置5は、盗難防止動作をさせる指令信号を当該車両に対して送信することによって、当該車両上で盗難防止動作が行われる。
したがって、このような車両用盗難防止システムによって、窓ガラス板50に設けられるパターンの占有面積の増加を抑えつつ、窓ガラス板50を不正に破損させることによる、ロック解除、車内への侵入、無断使用、車両自体や車室内物品等の盗難行為などが抑制可能となる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述の実施例では、アンテナ素子をパターンとして形成されたアンテナ導体26を例示したが、アンテナ導体26は、窓ガラス板に形成されない(プリント導体ではない)アンテナ素子であってもよい。また、放送受信用に適したアンテナパターンを例示したが、グランドパターンが必要な無線通信であれば、放送受信用アンテナのグランドパターンに限らなくてもよい。例えば、車両用音響システムの車載テレビやラジオ等の放送受信機用アンテナのグランドパターンに限らず、800MHz帯や1.5GHz帯の電話用アンテナのグランドパターンでもよい。
また、例えば、上述の実施例では窓ガラス板50をクォーターガラスとしたが、フロントガラス、サイドガラス、リヤガラスでもよい。
本発明に係る車両用窓ガラス板破損検出装置の破損検出対象である車両用窓ガラス板50とそれに設けられたパターン20を示した図である。 本発明の一実施形態である車両用窓ガラス板破損検出装置100の構成図である。 車両用ガラス板破損検出装置100の回路図である。 本発明の一実施形態である車両用ガラス板破損検出装置200の回路図である。 本発明の一実施形態である車両用ガラス板破損検出装置300の回路図である。 破損検出用パターンとアンテナパターンの両方が設けられた車両用窓ガラスの一例である。
符号の説明
5 盗難防止装置
10 検出素子
15,16,17 検出抵抗
25,85 グランドパターン
26,86 アンテナ導体
26a,87 給電部
30 ECU
35,37 断線検出回路
39 マイクロコンピュータ
41,42 ワイヤハーネス
50 窓ガラス板
80 無線通信専用アンテナパターン
90 窓ガラス板破損検出専用パターン
100,200,300 車両用窓ガラス板破損検出装置

Claims (18)

  1. アンテナ素子のグランドパターンが設けられた車両用窓ガラス板と、
    前記グランドパターンの断線を検知する断線検知手段とを備える、車両用窓ガラス板破損検出装置。
  2. 前記グランドパターン上の第1の部位と第2の部位は、前記車両用窓ガラス板の破損により生じた前記断線をまたぐことが可能な間隔で互いに離れている部位であって、
    前記断線検知手段は、前記第1の部位を接地基準に検出される信号であって前記第2の部位から入力される信号の変化によって前記断線を検知する、請求項1に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  3. 前記第1の部位と前記第2の部位は、前記グランドパターン上の端部に存在する、請求項2に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  4. 前記断線検知手段は、
    前記第2の部位に直列に接続された検出抵抗を介して入力される前記信号の変化によって前記断線を検知する、請求項2又は3に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  5. 前記検出抵抗が、前記車両用窓ガラス板の車室側に取り付けられた、請求項4に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  6. 前記間隔が、15mm以上に設定された、請求項2から4のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  7. 前記アンテナ素子は、前記車両用窓ガラス板に設けられたアンテナパターンである、請求項1から6のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  8. 前記アンテナ素子のアンテナパターンは、放送受信用のアンテナパターンである、請求項7に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  9. 前記アンテナ素子のアンテナパターンは、車両用音響システム用の、放送受信用のアンテナパターンである、請求項8に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  10. 前記車両用窓ガラスは、クォーターガラスである、請求項1から9のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  11. 前記断線検知手段による前記断線の検知結果を、該検知結果に基づき盗難防止機能を働かせる制御手段に伝送する、請求項1から10のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス板破損検出装置。
  12. アンテナ素子のグランドパターンと、
    前記グランドパターンの断線による信号の変化を伝送する検出素子と、
    を備え、
    前記グランドパターンは、前記断線が発生した場合に該断線をまたぐことが可能な間隔で互いに離れている第1の部位と第2の部位とを有し、
    前記検出素子は、外部との接続点である第1の端子、第2の端子、第3の端子、第4の端子を有し、前記第1の端子と前記第2の端子は配線によって電気的に接続され、前記第3の端子と前記第4の端子は配線によって電気的に接続され、
    前記第2の端子は、前記第2の部位に電気的に接続され、前記第3の端子は、前記第1の部位と電気的に接続されていることを特徴とする、車両用窓ガラス板。
  13. 前記第1の部位と前記第2の部位は、前記グランドパターン上の端部に存在する、請求項12に記載の車両用窓ガラス板。
  14. 前記第1の端子と前記第2の端子とを電気的に接続する配線中に直列に接続された検出抵抗を有する、請求項12又は13に記載の車両用窓ガラス板。
  15. 前記検出素子は、前記車両用窓ガラス板の車室側に取り付けられた、請求項12から14のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス板。
  16. アンテナ素子のグランドパターンが設けられた車両用窓ガラス板と、
    前記グランドパターンの断線を検知する断線検知手段と、
    前記断線検知手段の検知結果に基づいて、盗難防止機能を働かせる制御手段とを備える、車両用盗難防止システム。
  17. 前記制御手段は、車両から離れた場所に設けられ、
    前記制御手段は、前記断線検知手段の検知結果に基づく無線信号を受信することによって、前記盗難防止機能を該車両に対して働かせる、請求項16に記載の車両用盗難防止システム。
  18. 前記制御手段は、車両に設けられ、
    前記制御手段は、前記断線検知手段による該断線の検知結果に基づく信号を受信することによって、前記盗難防止機能を該車両に対して働かせる、請求項16に記載の車両用盗難防止システム。
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