JP2011188273A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路車間・車車間通信においてモータ駆動により発生する電気雑音の影響を抑制
【解決手段】ナビゲーション装置１０を搭載した車両（以下、自車両という）では、自車両とは別にナビゲーション装置１０を搭載した車両（以下、他車両という）からノイズ周期情報を受信すると、自車両の車車間通信機１９がパケット通信方式によりパケットを送信するときのパケット送信周期を、受信したノイズ周期情報が示すノイズ周期の整数倍と一致しない送信周期に設定する。なお、他車両のナビゲーション装置１０は、他車両が搭載しているエアコンの風量レベル（すなわち、ブロアモータ４１の回転周期）に基づいて、風量レベルに対応したノイズ周期を示すノイズ周期情報をノイズ周期情報リスト２０ａから取得し、このノイズ周期情報を無線送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パケット通信方式により無線通信を行う無線通信装置に関する。

車両に搭載される装置として、車両の走行経路の近傍に設置された路側機や、他の車両との間で無線通信を行う無線通信装置が知られている。この無線通信装置を用いて路側機や他の車両からの情報を受信することにより、運転者からは見えない位置にある車両や道路の状況を知り、危険を事前に検知することができる。

ところで、車両には、例えばエアコンの送風ファンを駆動するための直流モータが搭載されている。直流モータでは、モータ駆動時に整流子とブラシとの間で発生する火花に起因して電気雑音が発生する。この電気雑音は、図６（ａ）に示すように、直流モータの回転周期に同期して周期的に発生し（図６（ａ）の電気雑音ｎ１を参照）、無線通信に悪影響を及ぼす。

この電気雑音の発生を抑制するために、例えば、電動モータと電源接続部との間を遮蔽する金属プレートと電動モータのフレームとを電気的に接続するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開昭５８−７９４５２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、電気雑音を完全に除去することが困難であり、例えば、７００ＭＨｚ帯を使用する路車間・車車間通信において電気雑音の影響を排除することができないという問題があった。

図６（ｂ）は、パケット受信電力とパケットエラーレート（以下、ＰＥＲという）との関係をエアコンの風量毎に模式的に示したグラフである。図６（ｂ）では、曲線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はそれぞれ風量が大、中、小のときのＰＥＲを示す。なお、風量が大きくなるほど、エアコンの送風ファンを駆動するための直流モータが高速で回転し電気雑音の発生頻度が高くなる。

図６（ｂ）に示すように、パケット受信電力が小さいほどＰＥＲが大きくなり、パケット受信状態が悪化する。また、風量が大きくなるほど、同じパケット受信電力で比較したときのＰＥＲが大きくなる。すなわち、直流モータから発生する電気雑音によりパケット受信状態が悪化する。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、路車間・車車間通信において、モータ駆動により発生する電気雑音の影響を抑制することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の無線通信装置は、車両、または道路の近傍に設置された路側機に搭載されて、車両とは別の他車両に搭載された通信装置である他車両通信装置との間でパケット通信方式により無線通信を行う無線通信装置であって、周期情報受信手段が、他車両が搭載しているモータの回転周期を示すモータ回転周期情報を、他車両通信装置から受信すると、送信周期設定手段が、当該無線通信装置がパケット通信方式によりパケットを送信するときの送信周期であるパケット送信周期を、モータ回転周期情報が示す回転周期の整数倍と一致しない送信周期に設定する。

このように構成された無線通信装置によれば、他車両が搭載しているモータの回転周期の整数倍と一致しない送信周期で、他車両に対してパケット通信方式により情報を送信することができる。このため、当該無線通信装置が他車両へ送信した情報を他車両通信装置で受信するタイミングと、他車両が搭載しているモータ駆動に起因してモータ回転周期に同期して周期的に発生する電気雑音の発生タイミングとが一致し難くなる。例えば、他車両がパケットを受信する或るタイミングで電気雑音が発生したとしても、当該無線通信装置から他車両へのパケット送信タイミングがモータの回転周期の整数倍と一致しないため、次のパケット受信タイミングでは電気雑音が発生しない。

これにより、電気雑音の影響により他車両においてパケットを受信できなくなる状況の発生を抑制することができる。
また、周期情報受信手段が他車両のモータ回転周期情報を受信することを簡便に実現するには、モータ回転周期情報を他車両から直接送信するとよい。すなわち、請求項１に記載の無線通信装置との間でパケット通信方式により無線通信を行う無線通信装置において、請求項２に記載のように、周期情報取得手段が、当該無線通信装置が搭載しているモータの回転周期を示すモータ回転周期情報を取得し、周期情報送信手段が、周期情報取得手段が取得したモータ回転周期情報を無線送信するようにするとよい。

また、請求項３に記載の無線通信装置は、車両、または道路の近傍に設置された路側機に搭載されて、車両とは別の他車両に搭載された通信装置である他車両通信装置との間でパケット通信方式により無線通信を行う無線通信装置であって、当該無線通信装置がパケット通信方式によりパケットを送信するときの送信周期であるパケット送信周期をランダムに変更するように構成されることを特徴とする。

このように構成された無線通信装置によれば、送信周期がランダムに変更されるので、他車両が搭載しているモータの回転周期の整数倍と一致する送信周期で他車両に対してパケット通信方式により情報を送信する状況を継続し難くすることができる。例えば、他車両がパケットを受信する或るタイミングで電気雑音が発生したとしても、次のパケット受信タイミングでは電気雑音が発生し難くなる。

これにより、電気雑音の影響により他車両においてパケットを受信できなくなる状況の発生を抑制することができる。

ナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。 ノイズ周期情報送信処理を示すフローチャートである。 送信周期設定処理を示すフローチャートである。 第１実施形態におけるパケット受信タイミングと電気雑音発生タイミングを示す図である。 第２実施形態におけるパケット受信タイミングと電気雑音発生タイミングを示す図である。 電気雑音を説明する図と、パケット受信電力とＰＥＲとの関係を模式的に示したグラフである。

（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態について図面とともに説明する。
図１は、本実施形態のナビゲーション装置１０の構成、及びナビゲーション装置１０が接続された車内ＬＡＮ２５の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、ナビゲーション装置１０は、車両に搭載され、車内ＬＡＮ２５を介して、エンジンＥＣＵ３１、ブレーキＥＣＵ３２、ステアリングＥＣＵ３３、及びエアコンＥＣＵ３４をはじめとする各種ＥＣＵや車載機器と接続されている。

このうち、エンジンＥＣＵ３１は、少なくとも、運転者のアクセルペダルの踏込量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度センサからの検出信号に基づいて、エンジンの回転を制御するように構成されている。また、ブレーキＥＣＵ３２は、少なくとも、運転者のブレーキペダル操作に応じてブレーキ油を圧送するマスタシリンダの油圧からブレーキ操作量を検出するマスタシリンダ圧センサや、車速を検出する車速センサからの検出信号に基づいて、ＡＢＳ制御やトラクション制御等を実行するように構成されている。また、ステアリングＥＣＵ３３は、少なくとも、ドライバのステアリング操作時における前輪の操舵角を検出するステア角センサからの検出信号に基づいて、操舵輪の舵角変更時のアシスト力を発生させるパワーステアリング制御を実行するように構成されている。また、エアコンＥＣＵ３４は、少なくとも、車外の温度である外気温度を検出する外気温センサと、車室内の温度である内気温度を検出する内気温センサからの検出信号に基づいて、熱交換用のコンプレッサ（不図示）や送風用のブロアモータ４１などからなるエアコン装置（不図示）を制御するように構成されている。

そして、これらＥＣＵ３１〜３４等にて検出される各種車両情報（アクセル開度、ブレーキ操作量、車速、内・外気温度など）は、車内ＬＡＮ２５を介して相互に任意に送受信できるようにされている。

次に、ナビゲーション装置１０は、車両の現在位置を検出する位置検出器１１と、ユーザーからの各種指示を入力するための操作スイッチ群１２と、操作スイッチ群１２と同様に各種指示を入力可能であってナビゲーション装置１０とは別体となったリモートコントロール端末（以下、「リモコン」と称す）１３ａと、リモコン１３ａからの信号を入力するリモコンセンサ１３ｂと、地図データや各種の情報を記録した地図記憶媒体から地図データ等を入力する地図データ入力器１４と、地図や各種情報の表示を行うための表示部１５と、各種のガイド音声等を出力するための音声出力部１６と、ユーザーが発話した音声に基づく電気信号を出力するマイクロフォン１７と、車両の走行経路の近傍に設置された路側機（不図示）との間で無線通信を行う路車間通信機１８と、他の車両に搭載された通信機（不図示）との間で無線通信を行う車車間通信機１９と、各種の情報を記憶可能なデータ記憶装置２０と、車内ＬＡＮ２５を介して他の装置と各種車両情報等をやりとりする車内ＬＡＮ通信部２１と、上述した位置検出器１１、操作スイッチ群１２、リモコンセンサ１３ｂ、地図データ入力器１４、マイクロフォン１７、路車間通信機１８、車車間通信機１９、データ記憶装置２０、車内ＬＡＮ通信部２１からの入力に応じて各種処理を実行し、表示部１５、音声出力部１６、路車間通信機１８、車車間通信機１９、データ記憶装置２０、車内ＬＡＮ通信部２１を制御する制御部２２とを備えている。

このうち、位置検出器１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星からの電波を図示しないＧＰＳアンテナを介して受信してその受信信号を出力するＧＰＳ受信機１１ａと、車両に加えられる回転運動の大きさを検出するジャイロスコープ１１ｂと、車両の前後方向の加速度等から走行した距離を検出するための距離センサ１１ｃと、地磁気から進行方位を検出するための地磁気センサ１１ｄとを備えている。そして、これら各センサ等１１ａ〜１１ｄからの出力信号に基づいて制御部２２が、車両の位置，方位，速度等を算出する。

操作スイッチ群１２は、表示部１５の表示面と一体に構成されたタッチパネル、及び表示部１５の周囲に設けられたメカニカルなキースイッチ等から構成される。
地図データ入力器１４は、図示しない地図記憶媒体に記憶された各種データを入力するための装置である。地図記憶媒体には、地図データ（ノードデータ、リンクデータ、コストデータ、道路データ、地形データ、マークデータ、交差点データ、一時停止地点データ、施設のデータ等）、対象用の音声データ、音声認識データ等が記憶されている。このようなデータを記憶する記憶媒体の種類としては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭの他、ハードディスクやメモリカード等の記憶媒体を用いてもよい。

表示部１５は、カラー表示装置であり、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴなどがあるが、その何れを用いてもよい。表示部１５の表示画面には、地図データ入力器１４より入力された地図データに基づく地図画像が表示され、この地図画像に重ねて位置検出器１１にて検出した車両の現在位置を示すマーク、目的地までの誘導経路、名称、目印、各種施設のマーク等の付加データも表示される。

音声出力部１６は、地図データ入力器１４より入力した施設のガイドや各種対象の音声を出力する。
マイクロフォン１７は、利用者が音声を入力（発話）するとその入力した音声に基づく電気信号（音声信号）を制御部２２に出力するものである。このマイクロフォン１７を介して入力される音声コマンドによって、ナビゲーション装置１０の操作が可能なように構成されている。

路車間通信機１８および車車間通信機１９は、パケット通信方式により、電波通信、光通信または赤外線通信などの無線通信を行うように構成されている。これらは、モータ等から発生する電気雑音により受信性能に影響を受ける特徴を持っている。

データ記憶装置２０は、位置特定の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、地図データ、マークデータを含む各種データ、ナビゲーション装置１０を動作させるために制御部２２が実行するナビゲーションプログラム、エアコンの動作状況（風量レベル）と電気雑音の発生周期（以下、ノイズ周期という）とが対応付けられたノイズ周期情報リスト２０ａを記憶するための装置である。これらのデータの記録媒体としては、そのデータ量からハードディスクなどの磁気記憶装置を用いている。なお、ノイズ周期情報リスト２０ａには、風量レベル０，１，２，３，４，５，６，７それぞれに対応したノイズ周期が設定されている。風量レベル０は風量が０であること、すなわち、ブロアモータ４１が駆動を停止している状態であることを示している。さらに、風量レベルの数字が大きいほど風量が大きいことを示している。すなわち、ブロアモータ４１が駆動している状態において、風量レベル１が最小風量、風量レベル７が最大風量であることを示す。

車内ＬＡＮ通信部２１は、車内ＬＡＮ２５を介して車内ＬＡＮ２５に接続された様々な機器（エンジンＥＣＵ３１等）と通信を行う。
制御部２２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、ＲＯＭ及びＲＡＭに記憶されたプログラムに基づいて各種処理を実行する。

このように構成されたナビゲーション装置１０において、制御部２２は、ノイズ周期情報を送信するノイズ周期情報送信処理と、車車間通信のパケット送信周期を設定する送信周期設定処理とをそれぞれ独立に実行する。

まず、制御部２２が実行するノイズ周期情報送信処理の手順を、図２を用いて説明する。図２はノイズ周期情報送信処理を示すフローチャートである。このノイズ周期情報送信処理は、制御部２２が起動（電源オン）している間に繰り返し実行される処理である。

このノイズ周期情報送信処理が実行されると、制御部２２は、まずＳ１０にて、エアコンの動作状況、すなわちエアコンの風量レベルを確認する。そしてＳ２０にて、Ｓ１０での確認結果に基づいて、ブロアモータ４１が駆動中であるか否かを判断する。具体的には、風量レベルが１〜７であるときにはブロアモータ４１が駆動中、風量レベルが０であるときにはブロアモータ４１が停止中であると判断する。

ここで、ブロアモータ４１が駆動中でないと判断した場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、ノイズ周期情報送信処理を一旦終了する。一方、ブロアモータ４１が駆動中であると判断した場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ３０にて、Ｓ１０で確認した風量レベルに対応したノイズ周期を示すノイズ周期情報をノイズ周期情報リスト２０ａから取得し、Ｓ４０にて、Ｓ３０で取得したノイズ周期情報を車車間通信機１９に送信させ、ノイズ周期情報送信処理を一旦終了する。

次に、制御部２２が実行する送信周期設定処理の手順を、図３を用いて説明する。図３は送信周期設定処理を示すフローチャートである。この送信周期設定処理は、制御部２２が起動（電源オン）している間に繰り返し実行される処理である。

この送信周期設定処理が実行されると、制御部２２は、まずＳ１１０にて、車車間通信機１９に、他の車両に搭載された通信機からの情報を受信させる。そしてＳ１２０にて、Ｓ１１０にて受信した情報の中に、ノイズ周期情報が含まれているか否かを判断する。

ここで、ノイズ周期情報が含まれていない場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、送信周期設定処理を一旦終了する。一方、ノイズ周期情報が含まれている場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０にて、受信したノイズ周期情報が示すノイズ周期の整数倍にならないようにパケット送信周期を決定する。

さらにＳ１４０にて、Ｓ１３０で決定したパケット送信周期を、車車間通信機１９に対して設定し、送信周期設定処理を一旦終了する。これにより、車車間通信機１９は、Ｓ１４０で設定されたパケット送信周期でパケットを無線送信する。

このように構成されたナビゲーション装置１０を搭載した車両（以下、自車両という）では、自車両とは別にナビゲーション装置１０を搭載した車両（以下、他車両という）からノイズ周期情報を受信すると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、自車両の車車間通信機１９がパケット通信方式によりパケットを送信するときのパケット送信周期を、受信したノイズ周期情報が示すノイズ周期の整数倍と一致しない送信周期に設定する（Ｓ１３０，Ｓ１４０）。

なお、他車両のナビゲーション装置１０は、他車両が搭載しているエアコンの風量レベル（すなわち、ブロアモータ４１の回転周期）に基づいて、風量レベルに対応したノイズ周期を示すノイズ周期情報をノイズ周期情報リスト２０ａから取得し（Ｓ３０）、このノイズ周期情報を無線送信する（Ｓ４０）。

このように構成されたナビゲーション装置１０によれば、他車両が搭載しているブロアモータ４１の回転周期の整数倍と一致しない送信周期で、他車両に対してパケット通信方式により情報を送信することができる。このため、自車両のナビゲーション装置１０が他車両へ送信した情報を他車両のナビゲーション装置１０で受信するタイミングと、他車両が搭載しているブロアモータ４１の駆動に起因してモータ回転周期に同期して周期的に発生する電気雑音の発生タイミングとが一致し難くなる。

例えば図４（ａ）に示すように、パケット送信周期Ｔｐがノイズ周期Ｔｎの整数倍であるときには、パケットを受信するタイミング毎に電気雑音が発生して（図４（ａ）の時刻ｔ１，ｔ２を参照）、全てのパケットを受信できなくなる状況が発生する可能性がある。一方、図４（ｂ）に示すように、パケット送信周期Ｔｐがノイズ周期Ｔｎの整数倍でないときには、パケットを受信する或るタイミングで電気雑音が発生したとしても（図４（ｂ）の時刻ｔ１１を参照）、次のパケット受信タイミングでは電気雑音が発生せず（図４（ｂ）の時刻ｔ１２を参照）、電気雑音の影響によりパケットを受信できなくなる状況の発生を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、ナビゲーション装置１０は本発明における無線通信装置、Ｓ１１０の処理は本発明における周期情報受信手段、Ｓ１３０，Ｓ１４０の処理は本発明における送信周期設定手段、Ｓ３０の処理は本発明における周期情報取得手段、Ｓ４０の処理は本発明における周期情報送信手段、ノイズ周期情報は本発明におけるモータ回転周期情報である。

（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

第２実施形態のナビゲーション装置１０は、ノイズ周期情報送信処理と送信周期設定処理が省略された点と、車車間通信機１９の構成が変更された点以外は第１実施形態と同じである。

そして第２実施形態の車車間通信機１９は、パケット送信周期が、パケットを送信する毎にランダムに変更されるように構成されている。具体的には、車車間通信機１９は、１つのパケットを送信する毎に、乱数を発生させ、この乱数の値に基づいて、次のパケットを送信するまでのパケット送信周期を決定する。

このように構成されたナビゲーション装置１０によれば、パケット送信周期がランダムに変更されるので、他車両が搭載しているブロアモータ４１の回転周期の整数倍と一致する送信周期で、他車両に対してパケット通信方式により情報を送信する状況を継続し難くすることができる。

例えば図５に示すように、パケット送信周期Ｔｐがランダムに変更される場合には、パケットを受信する或るタイミングで電気雑音が発生して（図５の時刻ｔ２１を参照）、次のパケット受信タイミングでも電気雑音が発生したとしても（図５の時刻ｔ２２を参照）、さらに次のパケット受信タイミングでも電気雑音が発生するという状況は起こり難い（図５の時刻ｔ２３を参照）。

これにより、電気雑音の影響により他車両においてパケットを受信できなくなる状況の発生を抑制することができる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。

例えば上記実施形態においては、ナビゲーション装置１０において送信周期設定処理を実行するものを示したが、車両との間でパケット通信方式により無線通信を行うものであればよく、例えば、道路の近傍に設置された路側機において送信周期設定処理を実行するようにしてもよい。

また上記実施形態においては、電気雑音の発生周期（ノイズ周期）を示すノイズ周期情報を送信するものを示したが、ノイズ周期を特定可能な情報であればノイズ周期情報に限定されるものではなく、例えば、ブロアモータ４１の回転周期を示す情報であってもよい。

また上記実施形態においては、ブロアモータ４１の駆動により発生する電気雑音の影響を抑制するものを示したが、車両に搭載された直流モータであればこれに限定されるものではなく、例えば、ワイパーに用いられる直流モータの駆動により発生する電気雑音の影響を抑制するものであってもよい。

さらには、雑音発生源は電気モータに限らず、パケット送信周期より長い期間の一定周期の雑音を発生するものであれば、同様に扱うことが出来る。
また上記第２実施形態においては、１つのパケットを送信する毎にパケット送信周期をランダムに変更するものを示したが、パケット送信周期の変更タイミングはこれに限定されるものではなく、例えば、複数パケットを送信する毎にパケット送信周期をランダムに変更するようにしてもよい。

１０…ナビゲーション装置、１１…位置検出器、１２…操作スイッチ群、１３ａ…リモコン、１３ｂ…リモコンセンサ、１４…地図データ入力器、１５…表示部、１６…音声出力部、１７…マイクロフォン、１８…路車間通信機、１９…車車間通信機、２０…データ記憶装置、２０ａ…ノイズ周期情報リスト、２１…車内ＬＡＮ通信部、２２…制御部、２５…車内ＬＡＮ、３１…エンジンＥＣＵ、３２…ブレーキＥＣＵ、３３…ステアリングＥＣＵ、３４…エアコンＥＣＵ、４１…ブロアモータ

Claims (3)

1. 車両、または道路の近傍に設置された路側機に搭載されて、前記車両とは別の他車両に搭載された通信装置である他車両通信装置との間でパケット通信方式により無線通信を行う無線通信装置であって、
   前記他車両が搭載しているモータの回転周期を示すモータ回転周期情報を、前記他車両通信装置から受信する周期情報受信手段と、
   前記周期情報受信手段が前記モータ回転周期情報を受信すると、当該無線通信装置がパケット通信方式によりパケットを送信するときの送信周期であるパケット送信周期を、前記モータ回転周期情報が示す回転周期の整数倍と一致しない送信周期に設定する送信周期設定手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 車両に搭載されて、請求項１に記載の無線通信装置との間でパケット通信方式により無線通信を行う無線通信装置であって、
   当該無線通信装置が搭載しているモータの回転周期を示すモータ回転周期情報を取得する周期情報取得手段と、
   前記周期情報取得手段が取得した前記モータ回転周期情報を無線送信する周期情報送信手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
3. 車両、または道路の近傍に設置された路側機に搭載されて、前記車両とは別の他車両に搭載された通信装置である他車両通信装置との間でパケット通信方式により無線通信を行う無線通信装置であって、
   当該無線通信装置がパケット通信方式によりパケットを送信するときの送信周期であるパケット送信周期をランダムに変更するように構成される
   ことを特徴とする無線通信装置。