JP7287167B2

JP7287167B2 - 車載通信装置

Info

Publication number: JP7287167B2
Application number: JP2019139788A
Authority: JP
Inventors: 克彦別所
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2039-07-30
Also published as: CN112312356A; CN112312356B; JP2021021692A; US20210037401A1; US11323895B2

Description

本発明は、車両等に搭載される通信装置に関する。

車外のセンターが車両に各種サービスを提供することが普及しつつある。このようなサービスにおいては、例えば、車両は自車両の位置や速度等の状態や路面上の障害物等の情報をセンターに無線送信し、センターは当該車両や他の車両から収集した情報に基づいて、渋滞回避やより安全な走行実現のための情報を生成して車両に無線送信する。

車両とセンターとの通信に関して、各種技術が提案されている。特許文献１は、センターから受信した走行路の障害物の有無情報と、車両のドライブレコーダーが走行路を撮影することによって得た障害物の有無情報とが一致しない場合に、撮影データをセンターサーバに送信することを開示している。このように、センターサーバによる動的データベースの更新に役立つデータのみをセンターサーバに送信することで、通信量や通信に使用する帯域を節約することができる。

特許文献２は、車両が、走行予定経路における、センターとの通信が成立する通信成立区間と通信が途絶する通信途絶区間とを、先行車両による通信実績等をセンターから受信することによって特定し、通信成立区間を走行中には、センターから受信した道路状況情報を活用して自動運転のようなシステム主導運転を行うことを可能とし、通信途絶区間を走行中は、手動運転のようなドライバ主導運転に切り替えることを開示している。このように、通信途絶時にシステム主導運転を制限することで、運転制御への影響を抑制することができる。

特開２０１８－１９８００４号公報特開２０１８－１３２９８５号公報

トンネル内や地下等、センターとの通信環境が好適でない場所が存在しうる。このような場所でセンターとの通信が途絶した場合、車両に搭載された通信装置の処理として、例えば、定期的にセンターへのデータの送信やセンターからのデータの受信を試行することが考えられる。しかし、このような処理をやみくもに繰り返すと、通信装置や他の車載機器等の車両のリソース（処理能力）や電力を無駄に消費することになる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、センターとの通信途絶時にリソースや電力の無駄を抑制する通信装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一局面は、車両に設けられ、外部のセンターと通信する通信装置であって、センターに送信するデータを収集する収集部と、センターに収集部が収集したデータの送信を行う通信部と、所定の情報に基づいてセンターと通信部との通信途絶の発生を予測する予測部と、現在から通信途絶の発生までの予測時間が第１所定時間未満であることを予測部が予測した場合、通信部にデータの送信を停止させる制御部とを備える、通信装置である。

本発明によれば、センターとの通信途絶時に通信を抑制することにより、リソースや電力の無駄を抑制する通信装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る通信装置とその周辺機器の構成図本発明の一実施形態に係る通信装置の処理を示すフローチャート

本発明に係る通信装置は、センターとの通信が途絶する期間を予測し、通信途絶期間内は通信を抑制する。これにより、通信装置や他の車載機器等の車両のリソース（処理能力）や電力を無駄に消費することを抑制できる。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜構成＞
図１に、本実施形態に係る通信装置１０とその周辺機器の構成図を示す。通信装置１０と複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０とがバス３０を介して互いに接続され、車載ネットワークシステムを構成している。各ＥＣＵ２０は、車両の運転制御等の処理を分担して実行し、処理に必要なデータを互いに送受信する。

通信装置１０は、車外のセンターに設けられた通信装置等とアンテナ４０を介して無線通信し、センターとの間で各種データを送受信することができる。各ＥＣＵ２０は、通信装置１０を経由して、自装置が生成した車両の制御状態や走行路状態を表すデータをセンターに提供したり、センターからデータを受け取って各種制御に用いたりすることができる。

通信装置１０は、収集部１１、通信部１２、予測部１３、制御部１４を含む。収集部１１は、例えばバス３０を流れるデータのうち、データに付与された識別子やデータ本体の内容等に基づいて、センターに送信するデータを判別して収集する。通信部１２は、送信するデータを適宜符号化および変調し送信信号にしてアンテナ４０を介してセンターに送信したり（データ送信）、センターからアンテナ４０を介して受信する受信信号を適宜復調および復号化しデータにしてバス３０に送出したりする（データ受信）。予測部１３は、後述するような所定の情報に基づいて、センターと通信装置１０との通信途絶の発生や解消のタイミングを予測することができる。制御部１４は、収集部１１、通信部１２、予測部１３等の動作を制御する。なお、これら各部の機能の実装態様は限定されず、１つの通信装置１０として集約的に実装されなくてもよく、例えば車載ネットワークシステム上の２つ以上の装置に分散して実装されてもよい。

＜処理＞
以下に本実施形態に係る、通信装置１０が行うデータ送信制御処理を図２のフローチャートを参照して説明する。本処理は、例えば、車両の電源がオンにされ、ネットワークシステムが起動した時点で開始され、起動中は実行が継続される。また、本処理と並行して通信装置１０は適宜センターからのデータ受信を行うことができる。

（ステップＳ１０１）：予測部１３は、センターとの通信の途絶が発生してから解消するまでの期間である通信途絶期間を予測する。予測の方法は、限定されないが、例えば車載ナビゲーションシステムに走行予定の経路として予め設定された走行経路を用いる方法と、予め設定された走行経路を用いない方法とに大別できる。

予め設定された走行経路を用いる方法の一例について説明する。この例では、予測部１３は、現在の車両の位置、速度と地図上の走行経路と、所定の地域におけるセンターとの通信可能なエリアと通信不可能なエリアとを表す所定の情報である通信カバーエリア情報とに基づいて、走行経路に沿って車両が移動した場合に、通信が可能なエリアから不可能なエリアに移動する時刻と、通信が不可能なエリアから通信が可能なエリアに移動する時刻とを導出することにより、通信途絶期間を予測する。この方法は、車載ナビゲーションシステムに走行経路が設定されていれば用いることができ、車両が走行経路に沿って走行する限り比較的長い走行時間においても予測が可能である。

予め設定された走行経路を用いない方法の一例について説明する。この例では、予測部１３は、現在の車両の位置、速度と現在走行中の道路を地図上で特定する情報と、通信カバーエリア情報とに基づいて、現在走行中の道路に沿って車両が移動した場合に、通信が可能なエリアから不可能なエリアに移動する時刻と、通信が不可能なエリアから通信が可能なエリアに移動する時刻とを導出することにより、通信途絶期間を予測する。この方法は、車載ナビゲーションシステムに走行経路が設定されていなくても用いることができるが、予測ができるのは車両がその道路を走行している比較的短い走行時間内に限られる。しかし、この方法において、例えば、ステアリングの操舵角に基づいて、交差点等で車両が曲がり、走行中の道路が変更されたことを検出するようにし、変更された道路に基づいて予測を更新すれば、長い走行時間においても予測が可能となる。

上述のいずれの方法においても、予測に必要な各情報は、それぞれ各ＥＣＵ２０のいずれかから予測部１３が取得することができる。なお、通信カバーエリア情報は、予測部１３やいずれかのＥＣＵ２０が予め記憶していてもよいし、センターとの無線通信が可能なときにセンターから受信してもよい。また、上述の両方の方法を組み合わせてもよい。例えば、ユーザーが車載ナビゲーションシステムに走行経路を設定している場合に、走行経路から外れる運転をした場合、車載ナビゲーションシステムが走行経路を再設定するまでに時間を要する。そこで、予測部１３は、例えば、車両が設定された走行経路を走行している間は、設定された走行経路に基づいて予測を行い、車両が走行経路から外れ、走行経路が再設定されるまでの間は、実際に走行中の道路に基づいて予測を行うようにすれば、常時精度の高い予測が可能となる。

（ステップＳ１０２）：制御部１４は、現在が通信途絶期間内であるか否か判定する。制御部１４は、現在時刻が、通信途絶期間の開始予測時間以降かつ終了予測時間以前であれば通信途絶期間内であると判定することができる。現在が通信途絶期間内でない場合、ステップＳ１０３に進み、通信途絶期間内である場合、ステップＳ１０８に進む。

（ステップＳ１０３）：制御部１４は、現在から次の通信途絶期間の開始予測時間までの時間が第１所定時間（ｔ１秒）未満であるか否か判定する。開始予測時間まで第１所定時間未満であればステップＳ１０５に進み、第１所定時間未満でなければステップＳ１０４に進む。

（ステップＳ１０４）：制御部１４は、センターへのデータ送信を実行する。すなわち制御部１４は、収集部１１に、バス３０を流れるデータから、センターに送信するデータを順次収集させる。また、制御部１４は、通信部１２に、収集部１１が収集したデータを取得させ順次送信させる。本ステップにおいては、現在が通信途絶期間内ではなく、通信途絶の開始までの時間が第１所定時間以上あるので通信可能な時間が十分にあるとみなし、このような通常のデータ送信が行われる。このようなデータの収集と送信とが継続した状態で、ステップＳ１０１に進む。

（ステップＳ１０５）：制御部１４は、センターへのデータ送信を優先度の高いデータに限り実行する。すなわち、制御部１４は、これまでに収集部１１が収集したデータのなかに未送信のデータがある場合、通信部１２に、そのうち優先度の高いデータのみを送信させる。優先度の高いデータとは、例えば、センターによるサービス提供のために活用されているデータや、事故発生の通知等の緊急性の高いデータである。また、例えば、サービス提供のために活用されていないが、将来のサービスに向けてセンターが収集する試験用や参考用のデータは、優先度の低いデータである。このような優先度の高いデータの判別は、データに付与された識別子やデータ本体の内容等に基づいて、行うことができる。本ステップにおいては、現在が通信途絶期間内ではないが、通信途絶の開始までの時間が第１所定時間未満であるので通信可能な時間が十分にないとみなし、このような優先度の高いデータに限定したデータ送信が行われる。第１所定時間は、通信装置１０とセンターとの間の通信データ量や通信速度に応じて、通信途絶の開始までに未送信の優先度の高いデータだけであれば送信することが可能な時間が定められることが好ましい。もし現在未送信の優先度の高いデータの量が多く、第１所定時間内にすべて送信できない場合は、例えば送信可能な量のデータを送信すればよい。

（ステップＳ１０６）：制御部１４は、通信部１２にデータの送受信に関する通信機能を停止させる。

（ステップＳ１０７）：制御部１４は、収集部１１に、バス３０を流れるデータから、センターに送信するデータとして優先度の高いデータを順次収集させる。このような優先度の高いデータの収集が継続した状態で、ステップＳ１０１に進む。

（ステップＳ１０８）：制御部１４は、現在から通信途絶期間の終了予測時間までの時間が第２所定時間（ｔ２秒）未満であるか否か判定する。終了予測時間まで第２所定時間未満であればステップＳ１１０に進み、第２所定時間未満でなければステップＳ１０９に進む。

（ステップＳ１０９）：制御部１４は、収集部１１に、バス３０を流れるデータから、センターに送信するデータとして優先度の高いデータを順次収集させる。本ステップにおいては、現在が通信途絶期間内であり、通信途絶の終了までに第２所定時間以上あるので、当分の間はデータの送信が不可能であるとみなし、ステップＳ１０７から引き続き、優先度の高いデータの収集のみが継続され、データの送信は抑制される。このような優先度の高いデータの収集が継続した状態で、ステップＳ１０１に進む。

（ステップＳ１１０）：制御部１４は、通信部１２に、通信機能を再開させる、本ステップにおいては、現在が通信途絶期間内であり、通信途絶の終了までの時間が第２所定時間未満であるので、間もなくデータの送信が可能になるとみなし、通信機能の再開を行う。第２所定時間は、通信装置１０の通信再開の所要時間等に応じて、データの送信が可能になる時刻が通信途絶期間の終了直後となる時間が定められることが好ましい。

（ステップＳ１１１）：制御部１４は、通信部１２に、ステップＳ１０７、Ｓ１０９において収集部１１が収集した優先度の高いデータを取得させ、センター宛てに送信させる。また、制御部１４は、ステップＳ１０４において収集部１１が収集した優先度の高いデータのうち、ステップＳ１０５において送信できなかったものがある場合は、通信部１２に、センター宛てに送信させてもよい。

（ステップＳ１１２）：制御部１４は、ステップＳ１０４と同様のセンターへの通常のデータ送信を再開する。すなわち制御部１４は、収集部１１に、バス３０を流れるデータから、センターに送信するデータを順次収集させる。また、制御部１４は、通信部１２に、収集部１１が収集したデータを取得させ順次送信させる。このようなデータの収集と送信とが継続した状態で、ステップＳ１０１に進む。

（効果）
本実施形態によれば、センターとの通信が途絶する期間を予測し、通信途絶期間内は通信を抑制する。また、通信途絶期間内は優先度の高いデータのみ収集する。これらにより、通信装置や他の車載機器等の車両のリソース（処理能力）や電力を無駄に消費することを抑制できる。

また、通信途絶期間の直前や直後には、優先度の高いデータを優先的に送信するので、通信途絶によるサービス品質等への影響を低減した通信が可能である。

また、予測部１３は、予め設定された走行経路を用いなくても、通信途絶期間の予測ができるので、ユーザーが近年普及している携帯端末等によるナビゲーションサービスを利用し、車載ナビゲーションシステムに走行経路を設定していない場合でも、通信途絶期間を予測することができる。

（変形例）
上述のステップＳ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１１を省略して、通信途絶期間内の優先度の高いデータの収集と、通信途絶期間後の送信とを行わないようにしてもよい。この場合、収集部１１等のリソースをより節約できる。

あるいは、ステップＳ１０７、Ｓ１０９において、制御部１４は、収集部１１に、通信途絶期間内に優先度の高いデータだけでなく他のデータも収集させ、ステップＳ１１１において、通信部１２に、通信途絶期間後に収集したすべてのデータの送信を行わせてもよい。この場合でも通信を抑制するので、リソースや電力の一定程度の節約が可能である。

また、ステップＳ１０１において予測部１３が予測した通信途絶期間を、ステップＳ１０４において、制御部１４は、通信部１２に、センター宛てに送信させてもよい。これによりセンター側でも通信途絶期間を把握できるので、センターは通信途絶に対応して、車両宛てのデータの内容や送信タイミングを好適に変更しサービスの品質を向上することができる。

また、制御部１４は、通信途絶期間内に、通信部１２に、センターとの通信を試行させてもよい。この場合でも試行の頻度が適度に低ければ、リソースや電力の一定程度の節約が可能である。そして、通信が可能であった場合は、ステップＳ１１０に進んで通信を再開し、現在通信途絶期間外であるものとして処理を進めてもよい。これにより、通信環境の一時的な改善等により通信カバーエリア情報の内容に反して通信が可能である場合には、早期に通信を再開することができる。

また、制御部１４は、通信途絶期間内でなくても、例えばデータ送信に連続して所定回数失敗することにより通信途絶を検出した場合、ステップＳ１０６に進んで、通信部１２に通信を抑制させ、現在通信途絶期間内であるものとして、処理を進めてもよい。この場合、その後センターとの通信を低頻度で試行して通信可能であれば、ステップＳ１１０に進んで通信を再開し、現在通信途絶期間外であるものとする。これにより、通信環境の一時的な不具合等により通信カバーエリア情報の内容に反して通信が不可能である場合にも、リソースや電力の一定程度の節約が可能である。

本発明は、通信装置だけでなく通信装置を含むネットワークシステム、通信装置の制御方法、プロセッサとメモリを備えたＥＣＵが実行する通信装置の制御プログラムおよびこれを記憶したコンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体、通信装置またはネットワークシステムを備えた車両等として捉えることが可能である。また、本発明は、車両に搭載される通信装置以外の通信装置にも適用できる。

本発明は、車両等に搭載される通信装置に有用である。

１０通信装置
１１収集部
１２通信部
１３予測部
１４制御部
２０ＥＣＵ
３０バス
４０アンテナ

Claims

車両に設けられ、外部のセンターと通信する通信装置であって、
前記センターに送信するデータを収集する収集部と、
前記センターに前記収集部が収集したデータの送信を行う通信部と、
所定の情報に基づいて前記センターと前記通信部との通信途絶の発生を予測し、前記センターとの通信可否を特定する情報に基づいて前記センターと前記通信部との通信途絶の解消を予測する予測部と、
現在から通信途絶の発生までの予測時間が第１所定時間未満であることを前記予測部が予測した場合、通信途絶が発生する前に前記通信部にデータの送受信に関する処理を実行可能とする通信機能を停止させ、前記通信部に前記通信機能を停止させた後、現在から通信途絶の解消までの予測時間が第２所定時間未満であることを前記予測部が予測した場合、通信途絶が解消する前に前記通信部に前記通信機能を再開させる制御部とを備える、通信装置。
前記制御部は、通信途絶が前記第１所定時間内に発生することを前記予測部が予測した場合、前記通信部に前記通信機能を停止させる前に、前記収集部が収集したデータのうち、優先度が高いデータの送信を前記通信部に行わせる、請求項１に記載の通信装置。
前記制御部は、前記通信部に前記通信機能を停止させている間、前記収集部に、少なくとも優先度が高いデータを収集させ、
前記制御部は、前記通信部に前記通信機能を再開させた後に通信途絶が解消した場合、前記通信部に前記通信機能を停止させている間に前記収集部に収集された前記データを送信させる、請求項１または２に記載の通信装置。
前記所定の情報は、予め設定された走行経路を表す情報、および、車両の周囲の所定範囲内の各地点における通信可否を表す情報を含む、請求項１～３のいずれかに記載の通信装置。
前記所定の情報は、ステアリングの操舵角、および、車両の周囲の所定範囲内の各地点における通信可否を表す情報を含む、請求項１～３のいずれかに記載の通信装置。