(57)【要約】【課題】自車両周辺の電波環境に拘らず車両無線通信を行うことができる車両通信装置を提供する。【解決手段】車両内で互いに異なる通信プロトコルに従って無線通信を行う複数の通信部３６ａ，３６ｂと、複数の通信部３６ａ，３６ｂのうち通信を行う対象として選択されている通信部を選択対象とし、自車両の周辺において、選択対象による無線通信に対して電波干渉を生じる妨害波が届くエリアである干渉エリアを特定するエリア特定部３１と、自車両の進行方向とエリア特定部３１により特定された干渉エリアとの位置関係から、自車両への妨害波の到来の有無を予測する予測部３１と、予測部３１により妨害波が到来すると予測された場合に、選択対象を他の通信部に切り替える切替部３３と、を備える。【選択図】図１
2018129719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内で互いに異なる通信プロトコルに従って無線通信を行うように構成された複数の通信部（３６ａ，３６ｂ）と、
前記複数の通信部のうち通信を行う対象として選択されている前記通信部を選択対象とし、自車両の周辺において、前記選択対象による無線通信に対して電波干渉を生じる妨害波が届くエリアである干渉エリアを特定するように構成されたエリア特定部（３１）と、
前記自車両の進行方向と前記エリア特定部により特定された前記干渉エリアとの位置関係から、前記自車両への前記妨害波の到来の有無を予測するように構成された予測部（３１）と、
前記予測部により前記妨害波が到来すると予測された場合に、前記選択対象を他の前記通信部に切り替えるように構成された切替部（３３）と、を備える車両通信装置。
【請求項２】
前記予測部は、前記自車両の車速情報と前記エリア特定部により特定された前記干渉エリアの位置とから、前記妨害波が前記自車両に到達する時点である到達時点を予測するように構成されており、
前記切替部は、前記予測部により予測された前記到達時点までに、前記通信部を切り替えるように構成されている、請求項１に記載の車両通信装置。
【請求項３】
前記予測部は、前記エリア特定部により特定された前記干渉エリアの通過に伴って、前記自車両への前記妨害波の到来が継続する期間である継続期間を予測するように構成されており、
前記切替部は、前記予測部により予測された前記継続期間が、予め設定された前記無線通信の切断が許容される許容期間以下の場合に、前記選択対象の切り替えを中止するように構成されている、請求項１または２に記載の車両通信装置。
【請求項４】
前記自車両と前記自車両の前方車両との間で無線通信を行う車車間通信装置（１５）を備え、
前記切替部は、前記車車間通信装置が前記前方車両の車両内における無線通信環境に関する情報を受信した場合に、受信された前記無線通信環境に応じて、前記選択対象を切り替えるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両内で無線通信を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の軽量化及び車室スペースの確保のために、車載機器間を無線で接続して、車載機器間を繋ぐワイヤを削減したいという要望がある。しかしながら、無線通信では、そのキャリア周波数帯に他の電波（以下、妨害波）が到来すると、電波干渉が発生して無線通信が妨げられることがある。そして、妨害波の到来の有無といった電波環境は、車両の移動に伴い常に変動する。
【０００３】
特許文献１に記載の無線通信装置は、予め自己と電波干渉が生じる通信エリアに関する情報を記憶しておき、自己の位置を検出して、電波干渉が生じる通信エリア内に自己の位置が入ると、送信不可と判定して送信を禁止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９９１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記無線通信装置は、電波干渉が生じる通信エリア内に自己の位置が入ると、送信を禁止してしまうため、通信不能になってしまう。したがって、上記無線通信装置を車両に適用した場合、電波干渉が生じる通信エリア内に自車両が入ると、車載機器間で通信不能となり、スイッチを押しても窓が開かない等の問題が発生する可能性がある。車載機器間を無線で接続する場合は、電波環境に拘らず、車載機器間の無線接続が維持されることが望ましい。
【０００６】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、自車両周辺の電波環境に拘らず車両無線通信を行うことができる車両通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、車両通信装置であって、複数の通信部（３６ａ，３６ｂ）と、エリア特定部（３１）と、予測部（３１）と、切替部（３３）と、を備える。複数の通信部は、車両内で互いに異なる通信プロトコルに従って無線通信を行う。エリア特定部は、複数の通信部のうち通信を行う対象として選択されている前記通信部を選択対象とし、自車両の周辺において、選択対象による無線通信に対して電波干渉を生じる妨害波が届くエリアである干渉エリアを特定する。予測部は、自車両の進行方向とエリア特定部により特定された干渉エリアとの位置関係から、自車両への前記妨害波の到来の有無を予測する。切替部は、予測部により妨害波が到来すると予測された場合に、選択対象を他の通信部に切り替える。
【０００８】
本開示によれば、自車両の周辺において、選択されている通信部による無線通信と電波干渉を生じる妨害波が届くエリアである干渉エリアが特定される。そして、自車両の進行方向と干渉エリアとの位置関係から、自車両への妨害波の到来の有無が予測される。妨害波が到来すると予測されると、通信部は、選択されている通信部から、異なる通信プロトコルに従って通信を行う通信部へ切り替えられる。すなわち、妨害波による影響を受けない通信を行う通信部へ切り替えられる。したがって、自車両周辺の電波環境に拘らず車両無線通信を行うことができる。
【０００９】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。
【図２】通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。
【図３】車両周辺の電波環境の一例を説明する図である。
【図４】車両無線通信を行う処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．構成］
本実施形態に係る通信装置が適用される車両通信システムは、車載機器間を無線接続した無線通信システムである。車載機器は、ＥＣＵやセンサ、スイッチなどであり、それぞれが通信装置となる。車両通信システムでは、ＥＣＵとＥＣＵ、ＥＣＵとセンサ、ＥＣＵとスイッチが、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）やBluetooth（登録商標）などの無線通信で接続される。以下では、ＥＣＵ２０とＥＣＵ４０との間を無線通信で接続する場合について説明する。
【００１２】
まず、ＥＣＵ２０及びＥＣＵ４０の構成について、図１及び図２を参照して説明する。
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びバス等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、送信部３０を備えた通信装置となっており、ＣＰＵが、半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより、車両無線通信の送信を制御する。
【００１３】
送信部３０は、妨害チェック部３１と、アプリ３２と、切替部３３と、通信部３６ａ，３６ｂと、を備える。
アプリ３２は、ＥＣＵ２０上で実行されるアプリケーションである。ＥＣＵ２０のＣＰＵによるアプリ３２の実行に伴い、ＥＣＵ２０からＥＣＵ４０へ送信されるデータが生成される。
【００１４】
切替部３３は、アプリ３２の実行結果を出力する出力端子と、通信部３６ａ，３６ｂのうちの通信を行う対象として選択されている通信部（以下、選択対象）とを接続する。そして、切替部３３は、ＣＰＵによるアプリ３２の実行に伴い生成されたデータを、入力信号として選択対象へ入力する。
【００１５】
通信部３６ａは、通信ドライバ３４ａ及びアンテナ３５ａを備える。一方、通信部３６ｂは、通信ドライバ３４ｂ及びアンテナ３５ｂを備える。そして、通信部３６ａ，３６ｂは、互いに異なる通信プロトコルに従って無線通信を行う。本実施形態では、通信部３６ａ，３６ｂは、互いに異なる周波数帯で無線通信を行う。
【００１６】
詳しくは、通信ドライバ３４ａは、２．４ＧＨｚのキャリア周波数帯を入力信号で変調して出力信号を生成する。アンテナ３５ａは、２．４ＧＨｚ帯に対応しており、通信ドライバ３４ａにて生成された出力信号をＥＣＵ４０へ送信する。一方、通信ドライバ３４ｂは、５ＧＨｚのキャリア周波数帯を入力信号で変調して出力信号を生成する。アンテナ３５ｂは、５ＧＨｚ帯に対応しており、通信ドライバ３４ｂにて生成された出力信号をＥＣＵ４０へ送信する。
【００１７】
妨害チェック部３１は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される機能である。妨害チェック部３１は、ＧＰＳ受信機１１、ナビシステム１２、及び方向指示器１３から種々の情報を取得し、自車両の進行方向から妨害波が到来するか否か予測する。詳しくは、妨害チェック部３１は、ＧＰＳ受信機１１から自車両の位置情報を取得し、ナビシステム１２から自車両周辺の地図情報を取得する。また、妨害チェック部３１は、方向指示器１３から方向指示信号を取得する。妨害波は、選択対象による無線通信に対して電波干渉を生じる電磁波である。地図情報は、通信部３６ａを選択対象とした場合に妨害波が届いて電波干渉が生じる干渉エリア、及び、通信部３６ｂを選択対象とした場合に妨害波が届いて電波干渉が生じる干渉エリアの情報を含んだ情報である。方向指示信号は、右折、左折、直進のいずれかを示す信号である。
【００１８】
そして、妨害チェック部３１は、自車両の進行方向から妨害波が到来すると予測した場合には、選択対象の切替指示を、アプリ３２の実行結果を出力する出力端子を介して、切替部３３へ指令を出す。これにより、切替部３３の接続が切り替えられ、選択対象が他の通信ドライバへ切り替えられる。さらに、妨害チェック部３１は、速度センサ１４から車速を取得し、干渉エリアの通過に要する時間を算出する。
【００１９】
また、ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びバス等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。本実施形態では、ＥＣＵ４０は、受信部５０を備えた通信装置となっており、ＣＰＵが、半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより、車両無線通信の受信を制御する。
【００２０】
受信部５０は、通信部５３ａ，５３ｂと、アプリ５４と、を備える。
通信部５３ａは、アンテナ５１ａ及び復元器５２ａを備える。アンテナ５１ａは、２．４ＧＨｚ帯に対応しており、アンテナ３５ａから送信された送信信号を受信する。復元器５２ａは、アンテナ５１ａにて受信された受信信号を復調してデータを復元する。一方、通信部５３ｂは、アンテナ５１ｂ及び復元器５２ｂを備える。アンテナ５１ｂは、５ＧＨｚ帯に対応しており、アンテナ３５ｂから送信された送信信号を受信する。復元器５２ｂは、アンテナ５１ｂにて受信された受信信号を復調してデータを復元する。
【００２１】
アプリ５４は、ＥＣＵ４０上で実行されるアプリケーションである。アプリ５４は、ＥＣＵ４０のＣＰＵにより、復元器５２ａ又は復元器５２ｂにより復元されたデータを用いて実行される。
【００２２】
本実施形態では、妨害チェック部３１がエリア特定部及び予測部に相当し、ＥＣＵ２０が車両通信装置に相当する。なお、図１及び図２では、ＥＣＵ２０及びＥＣＵ４０は、送信部３０及び受信部５０の一方のみを備えているが、送信部３０及び受信部５０のどちらも備え、送信及び受信を行うようになっていてもよい。通常、車載機器は、送信部３０及び受信部５０のどちらも備え、送信及び受信を行う。
【００２３】
［２．電波環境］
次に、車両周辺の電波環境の一例について、図３を参照して説明する。本実施形態において、車両無線通信は、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚのＩＳＭバンドのキャリア周波数帯を用いている。図３に示すように、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯はＷｉ-Ｆｉスポットでも使われている。よって、自車両が２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯のＷｉ-Ｆｉスポットに近づくと、電波干渉が発生し得る。また、２．４ＧＨｚ帯は電子レンジでも使われている。コンビニエンスストアなどの店舗で使われる業務用の電子レンジは出力が大きく、電磁波が建物から外部へ漏れる。よって、自車両が店舗に近づくと、電波干渉が発生し得る。
【００２４】
ナビシステム１２の地図情報には、図３に示す干渉エリア７０Ａ，７０Ｂのように、電波干渉が発生し得るエリアである干渉エリアの位置情報が含まれている。干渉エリア７０Ａは、２．４ＧＨｚ帯のＷｉ-Ｆｉスポットの送信アンテナを中心として、２．４ＧＨｚ帯を用いた車両無線通信と電波干渉を生じる妨害波が届くエリアである。干渉エリア７０Ａの外側では、Ｗｉ-Ｆｉスポットの送信アンテナから送信された電磁波の強度は十分に小さくなっており、車両無線通信と電波干渉を生じない。また、干渉エリア７０Ｂは、５ＧＨｚ帯のＷｉ-Ｆｉスポットの送信アンテナを中心として、５ＧＨｚ帯を用いた車両無線通信と電波干渉を生じる妨害波が届くエリアである。ナビシステム１２の地図情報には、店舗を中心とした干渉エリアの位置情報なども含まれている。
【００２５】
図３に示すように、自車両が車両６０Ａの位置に存在し、且つ、２．４ＧＨｚ帯を用いた車両無線通信を行っている場合は、自車両の進行方向に干渉エリア７０Ａが存在する。よって、２．４ＧＨｚ帯を用いた車両無線通信を続けると、電波干渉が発生して、車両無線通信が切断される可能性がある。なお、自車両が車両６０Ａの位置に存在し、且つ、５ＧＨｚ帯を用いた車両無線通信を行っている場合は、干渉エリア７０Ａは認識されない。
【００２６】
また、自車両が車両６０Ｂの位置に存在し、且つ、５ＧＨｚ帯を用いた車両無線通信を行っている場合は、自車両の進行方向に干渉エリア７０Ｂが存在する。よって、５ＧＨｚ帯を用いた車両無線通信を続けると、電波干渉が発生して、車両無線通信が切断される可能性がある。また、自車両が車両６０Ｃの位置に存在する場合は、自車両の進行方向に干渉エリアが存在しない。よって、２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚのいずれの周波数帯を用いた車両無線通信を行っていても、そのまま車両無線通信を続けることができる。
【００２７】
［３．処理］
次に、車両無線通信を行う処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、送信部３０が送信を開始する際に実行する。
【００２８】
まず、ステップＳ１０では、ＧＰＳ受信機１１から自車両の位置情報を取得して、自車両の位置を特定する。さらに、特定した自車両の位置の周辺、例えば、自車両から半径数百ｍの範囲の地図情報をナビシステム１２から取得し、自車両周辺において、選択対象による車両無線通信に対して電波干渉が生じる干渉エリアを特定する。
【００２９】
続いて、ステップＳ２０では、方向指示器１３から方向指示信号を取得して自車両の進行方向を判定し、自車両の進行方向から妨害波が到来するか否か判定する。すなわち、自車両の進行方向に、ステップＳ１０で特定した干渉エリアが存在するか否か判定する。自車両の進行方向から妨害波が到来すると判定した場合は、ステップＳ３０へ進み、自車両の進行方向から妨害波が到来しないと判定した場合は、ステップＳ５０へ進む。
【００３０】
ステップＳ３０では、ステップＳ１０で特定した干渉エリアを通過する際に、自車両への妨害波の到来が継続する期間、すなわち妨害波の影響を受け続ける期間である継続期間を予測する。具体的には、速度センサ１４から車速を取得し、干渉エリアの通過に要する期間を算出する。干渉エリアの通過に要する期間が継続期間となる。そして、予測した継続期間が、予め設定された車両無線通信の切断が許容される許容期間よりも長いか否か判定する。許容期間は、車両無線通信が切断しても人が感じられない程度の期間や、車両電子システムの演算周期などから切断しても演算が成立する程度の期間とする。
【００３１】
継続期間が許容期間以下の場合には、妨害波を受けて車両無線通信が切断しても支障がないため、選択対象の切り替えを行わずに、そのままステップＳ５０へ進む。一方、継続期間が許容期間よりも長い場合には、ステップＳ４０へ進む。
【００３２】
ステップＳ４０では、選択対象を切り替える。具体的には、現在の選択対象が通信部３６ａである場合には、通信部３６ａを用いた無線通信で、通信部を切り替えることを受信部５０へ通知した後、切替部３３の接続を通信部３６ｂ側へ切り替える。その際、車速と干渉エリアの位置とから、妨害波が自車両に到達する時点である到達時点、すなわち、自車両が干渉エリアに入り始める時点を予測し、予測した到達時点までに、通信部を切り替える。
【００３３】
さらに、送信部３０は、ＥＣＵ２０以外の車載機器に対しても、通信部の切り替えを通知するようにしてもよい。これにより、ＥＣＵ２０以外の車載機器も、通信部を切り替えることができる。あるいは、送信部３０は、受信部５０のみに通信部の切り替えを通知し、他の車載機器はそれぞれ、妨害波の到来を予測して、通信部を切り替えるようにしてもよい。同じアルゴリズムで妨害波の到来を予測すれば、同じタイミングで通信部が切り替えられる。ステップＳ４０において通信部を切り替えた後、ステップＳ５０へ進む。
【００３４】
ステップＳ５０では、受信部５０との無線通信が終了しているか否か判定する。無線通信が終了している場合には、そのまま本処理を終了する。無線通信が終了していない場合には、ステップＳ１０へ戻り、処理を繰り返す。
【００３５】
なお、図１に破線で示すように、車車間通信装置１５を備えている場合には、更に車車間通信装置１５で受信した情報を用いて、妨害波の到来を予測してもよい。具体的には、自車両の前方に前方車両が存在する場合に、ステップＳ１０において、自車両の前方車両との間で無線通信を行い、前方車両の車両内における無線通信環境に関する情報を受信する。無線通信環境に関する情報は、第１の周波数帯の通信部から第２の周波数帯の通信部へ切り替えたことや、第１の周波数帯の通信部を継続して用いていることを含む情報である。
【００３６】
そして、自車両が第１の周波数帯の通信部を用いているときに、前方車両が第１の周波数帯の通信部から第２の周波数帯の通信部へ切り替えたことを受信した場合には、ステップＳ２０において、自車両の進行方向からの妨害波の到来を予測すればよい。そして、ステップＳ３０を飛ばして、ステップＳ４０において、第１の周波数帯の通信部から第２の周波数帯の通信部へ切り替えればよい。
【００３７】
［４．効果］
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）自車両の周辺の干渉エリアが特定され、自車両への妨害波が到来するか否か予測される。妨害波が到来すると予測されると、通信部３６ａ，３６ｂのうちの選択されている通信部から、妨害波の影響を受けない他の通信部へ切り替えられる。したがって、自車両周辺の電波環境に拘らず車両無線通信を行うことができる。
【００３８】
（２）自車両の車速情報と干渉エリアの位置とから、妨害波が自車両に到達する到達時点が予測され、予測された到達時点までに、通信部３６ａ，３６ｂのうちの選択されている通信部が他の通信部へ切り替えられる。したがって、自車両は、車両無線通信を切断することなく、干渉エリアを通過することができる。
【００３９】
（３）妨害波の到来が継続する継続期間が予測され、予測された継続期間が、許容期間よりも短い場合には、選択対象の切り替えが中止される。これにより、不要な選択対象の切り替えを抑制することができる。
【００４０】
（４）車車間通信装置１５により前方車両から無線通信環境に関する情報が受信される場合、前方車両が妨害波の影響を避けるように車両内の通信部を切り替えた情報から、妨害波の到来を予測することができる。ひいては、通信部３６ａ，３６ｂのうちの選択されている通信部を他の通信部へ切り替えることができる。
【００４１】
（他の実施形態）
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００４２】
（ａ）上記実施形態では、ＥＣＵ２０，３０は、２．４ＧＨｚ帯の通信部３６ａ，５３ａ，及び５ＧＨｚ帯の通信部３６ｂ，５３ｂを備えていたが、これに限定されるものではない。例えば、異なる周波数帯の通信部を３つ以上備えていてもよい。また、通信部の周波数帯は、９００ＭＨｚ帯など、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯以外の周波数帯でもよい。さらに、異なる周波数帯の通信部を複数備えるとともに、同じ周波数帯でＷｉ-ＦｉとBluetoothのように異なる通信規格に準拠した通信部を複数備えていてもよい。
【００４３】
（ｂ）上記実施形態では、妨害チェック部３１は、方向指示器信号から自車両の進行方向を判定しているが、これに限定されるものではない。例えば、ナビシステム１２の経路案内情報から、自車両の進行方向を判定してもよい。
【００４４】
（ｃ）上記実施形態では、妨害チェック部３１は、ナビシステム１２から地図情報を取得しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＥＣＵ２０のメモリに地図情報を格納しておいて用いてもよいし、ＤＶＤなどの記録媒体から地図情報を取得するようにしてもよい。
【００４５】
（ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００４６】
（ｅ）上述した車両通信装置の他、当該車両通信装置を構成要素とするシステム、当該車両通信装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、車両通信方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００４７】
２０…ＥＣＵ、３０…送信部、３１…妨害チェック部、３３…切替部、３６ａ，３６ｂ…通信部。
【図１】
2018129719.tif 000003
【図２】
2018129719.tif 000004
【図３】
2018129719.tif 000005
【図４】
2018129719.tif 000006