JP2015147509A - 車両用通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の緊急時において通信可能な状態をできるだけ確保する。【解決手段】車両の緊急通信を行う通信システムは、基地局から車両側へは同じ周波数帯域の複数チャネルによる無線データ伝送が行われることで車両側で受信のために複数のアンテナが用いられ、車両側から基地局への無線データ伝送には車両側の１つのアンテナが用いられる通信方式を用いる。この場合に、車両側では通常時に送信と受信を行う第１の送受信アンテナと、通常時に受信を行う第２の送受信アンテナを設け、第１の送受信アンテナは、車室外でルーフ後方に配置し、第２の送受信アンテナは車室内前方に配置する。緊急時に第１の送受信アンテナによる通信が不能となった場合に第２の送受信アンテナを用いて緊急通信を行う。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される車両用通信装置に関し、特に緊急通信の用途に適した通信装置についての技術分野に関する。

特開２００６−４１８０号公報 特開２０１２−１７２３３４号公報

近年、いわゆるテレマティクス通信システムとして、車両と外部システムが、基地局を介して各種の通信を行う技術が知られている。
テレマティクス通信システムでは、車両に関する情報、道路交通情報等を車両側に提供したり、緊急通信を行うことが想定されている。

なお上記特許文献１には、車両に備えた無線通信装置により車両外部と情報通信を行う車両の情報通信システムが開示されている。
上記特許文献２には、車両においてドアロックの施錠／解錠を無線電子キーにより行うためアンテナとして車外用アンテナと車内用アンテナが設けられることが開示されている。

ところで、上記のテレマティクス通信システムにより、車両が衝突等の事故に遭遇した場合に緊急通信が行えることは、人身の安全確保、救護等に大いに役立つものではあるが、そのためには緊急時の通信が確保されなければならないことはいうまでもない。
ところが衝突事故等が発生した場合に、車両に設置したアンテナやアンテナへの配線が破損する可能性は高く、これによって通信不能となる事態は容易に想定される。
一方で、アンテナの破損を想定して、予備のために無闇に多数のアンテナを車両に設置することは、配置設計、車両デザイン、コスト等の面から制約が大きい。

そこで、本発明は、なるべく少ないアンテナにおいて、できるだけ緊急時の通信を確保できるようにすることを目的とする。

第１に、本発明に係る車両用通信装置は、基地局から車両側へは同じ周波数帯域の複数チャネルによる無線データ伝送が行われることで車両側で受信のために複数のアンテナが用いられ、車両側から基地局への無線データ伝送には車両側の１つのアンテナが用いられる通信方式のために、車両の車室外であってルーフ後方位置に配置され、通常状態において前記通信方式による受信及び送信に用いられる第１の送受信アンテナと、前記通信方式のために車両の車室内前方位置に配置され、通常状態において前記通信方式による受信に用いられる第２の送受信アンテナと、緊急状態を検知し、かつ前記第１の送受信アンテナによる送信が不能であると検知した場合に、前記第２の送受信アンテナを用いて緊急データの送信の実行制御を行う制御部と、を備えたものである。
上記の通信方式の場合、１つの送受信アンテナと、１つの受信専用アンテナの合計２つのアンテナが最低限必要になるところ、本発明の構成では、少なくとも第１，第２の２つの送受信アンテナを設ける。ここで、第１，第２の送受信アンテナは、車室外で車両後方と、車室内で車両前方に振り分けて配置し、車両事故発生の際に両方が破損する危険性を小さくする。また第１の送受信アンテナは、車室外のルーフ上とするが、これは無線データ通信のための電波環境を考えた場合、アンテナ配置位置として好適となる。

第２に、上記した本発明に係る車両用通信装置においては、前記第１の送受信アンテナは、ルーフ上部の後方であって車両幅方向に略中央となる位置に配置されることが望ましい。
車両の幅方向に略中央の位置は、衝突の影響を受けにくい位置である。

第３に、上記した本発明に係る車両用通信装置においては、前記第２の送受信アンテナは、車室内前方位置でダッシュボード内の空間に配置されることが望ましい。
ダッシュボード内の空間（インストルメントパネルの奥側の空間）は、後方衝突の影響を受けにくいだけでなく、車種によっては前方衝突にも比較的強い。さらに通常は乗員が触れることのない空間である。

第４に、上記した本発明に係る車両用通信装置においては、前記制御部は、前記緊急状態の検知として、車両の衝突を検知することが望ましい。
衝突時には車室外の第１の送受信アンテナは破損の可能性が高い。そのような場合に、緊急通信を第２の送受信アンテナで行えるようにすることが好適である。

本発明によれば、少なくとも第１，第２の送受信アンテナにより、無闇に多数のアンテナを配置すること無く、緊急時にできるだけ通信可能な状態を確保できるようにすることができる。

本発明の実施の形態で採用する通信方式の説明図である。 実施の形態の車両用通信装置のブロック図である。 実施の形態のアンテナ及びユニットの配置状態の説明図である。 実施の形態のアンテナ切換処理のフローチャートである。 実施の形態の衝突時の状況の説明図である。

以下、図１〜図５を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態は自動車としての車両に搭載される、テレマティクス通信システムに対応する車両用通信装置とする。

まず、本実施の形態で想定するテレマティクス通信システムの概要及び通信方式について説明する。
本実施の形態のテレマティクス通信システムは、個々の車両（及び乗員）とサービスプロバイダとの間の通信により、個々の車両に各種サービスを提供するもので、例えば次のようなサービスが想定される。

・緊急通信
例えば衝突事故等によりエアバッグが作動した状況など、緊急事態を認識した場合において、自動的に現在位置などの情報の送信を行ったり、自動的に通話回線を開いて乗員がサービスオペレータ、医療機関、警察機関などとの間で会話ができるようにする。
・ロードサービス
車両故障、ガス欠等の場合に、車両の現在位置情報を送信したり、音声通話により状況を伝えるなどのための通信を行う。
・車両関係
オイル交換や定期点検などのメンテナンス情報を乗員に通知したり、故障診断警告を行う。
・盗難対応／セキュリティ関係
車両が盗難にあった場合に、サービス側で通信により車両の位置情報を取得し、オーナーに通知したり、データ通信により車両の状況を監視し、なんらかの異常事態が発生した際に車両のオーナーの携帯端末にアラームを送信する。

以上はテレマティクス通信システムで実現可能なサービスの一例に過ぎず、これら以外にも各種サービスが考えられるが、テレマティクス通信システムを利用することで、各ドライバーに対して安全、安心なドライブ環境や、運転時の便利さを提供することが想定されている。そして本実施の形態の技術は、特に緊急通信の確保という視点に基づくものである。

本実施の形態のテレマティクス通信システムでは、基地局から車両側へは同じ周波数帯域の複数チャネルによる無線データ伝送が行われることで車両側で受信のために複数のアンテナが用いられ、車両側から基地局への無線データ伝送には車両側の１つのアンテナが用いられる通信方式である。具体的な例としては、３Ｇ／３．９Ｇ（「G」はGeneration）のＬＴＥ（Long Term Evolution）に対応したＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）方式である。公知の通りＭＩＭＯ方式は、複数のアンテナを用いて同じ周波数帯の複数の経路（チャネル）でデータを同時に送受信する技術である。アンテナ数を増やすことで通信の高速化が可能であるが、アンテナ数を増やすとチャネルも増え、送受信時の端末の電力量負担が大きくなる。
本実施の形態のテレマティクス通信システムは、車両側では２つのアンテナを用いるものとしている。

図１Ａは、基地局アンテナ１００Ａ、１００Ｂと車両１を示している。図示しないサービスプロバイダと車両１の通信は各所に設置された基地局を介して行う。
車両１には最小限のアンテナ構成として送受信アンテナ２と受信専用アンテナ３Ａが必要になる。

下り通信（基地局→車両）では図１Ａのように、２つの基地局アンテナ１００Ａ、１００Ｂから２チャネルで無線データ伝送を行う。車両１では、２つのアンテナ（送受信アンテナ２，受信専用アンテナ３Ａ）を用いてデータを受信する。
一方上り通信（車両→基地局）では図１Ｂのように、車両１側の送受信アンテナ２を用いて１チャネルで無線データ通信を行う。車両１からの送信は１チャネルであることで、車両１側としては、送信のためには送受信アンテナ３が１つあればよい。

従って、車両１側の最小限のアンテナ構成は、送受信アンテナ２と受信専用アンテナ３Ａの２つのアンテナとなる。
但し送受信アンテナ３と受信専用アンテナ２を搭載すると、送受信アンテナ２に通信不能な障害が発生した際に対応できない。そこで本実施の形態では、車両１には受信専用アンテナ３Ａに代えて送受信アンテナ３を設置し、２つの送受信アンテナ２，３を用いることとしている。
これにより図１Ａ、図１Ｂの無線データ通信に加えて、図１Ｃのように送受信アンテナ３を用いて車両１から基地局に対する無線データ送信が実行できる。

図２に実施の形態の車両用通信装置の構成例を示す。この車両用通信装置は、基地局１００を介してサービスプロバイダ１１０との通信が可能なテレマティクス通信システムの車両側通信端末システムとして構成される。
実施の形態の車両用通信装置は、送受信アンテナ２（以下「主アンテナ２」という）、送受信アンテナ３（以下「副アンテナ３」という）、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナ４、ＤＣＭ（Data Communication Module）５、スピーカ６Ｌ、６Ｒ、ユーザ対応コンソール７を備えている。

主アンテナ２、副アンテナ３は、それぞれ図１で説明したＭＩＭＯ方式の無線データ通信を行うための送受信アンテナである。本例では、通常時（衝突事故等の緊急時以外）は、主アンテナ２は送信及び受信に用いられ、副アンテナ３は受信に用いられる。
ＧＰＳアンテナ４は、位置情報（緯度・経度）や速度情報を得るためのＧＰＳ衛星からの電波信号を受信する。

スピーカ６Ｌ、６Ｒは、テレマティクス通信システムによるメッセージ音声や通話音声を車両１の乗員に対して出力するスピーカである。このスピーカ６Ｌ、６Ｒは当該車両用通信装置の専用スピーカとして車両内に設置もよいし、カーオーディオシステムで用いられるスピーカを利用するようにしてもよい。ここでは左右２チャンネルスピーカを例示しているが、車両用通信装置としての音声出力のためには少なくとも１つのスピーカが搭載されていればよい。

ユーザ対応コンソール７は、車両用通信装置のユーザインターフェース部である。例えばオーバーヘッドコンソール形式で、車室内の上方に設けられる。
このユーザ対応コンソール７には、マイクロホン１０、手動通信スイッチ１１、インジケータ１２等が設けられている。
マイクロホン１０は、テレマティクス通信システムによる緊急時の通話の際などに乗員の声を集音する。
手動通信スイッチ１１は、緊急連絡やロードサービス／アシストなどを求める乗員がテレマティクス通信システムでサービスプロバイダ１との通信／通話を行いたい場合に操作するスイッチである。
インジケータ１２は、通信状態、警告メッセージ、車両状態など、テレマティクス通信システムの動作により乗員に通知すべき情報を表示する。

ＤＣＭ５は、テレマティクス通信動作を実現する通信ユニットであり、その機能構成として図示するように、制御部２１、ネットワーク通信部２２、ＧＰＳデコーダ２３、アンプ部２４、ユーザユニットインターフェース２５、バスインターフェース２６、アンテナ異常検出部２７，２８を備える。

制御部２１はＤＣＭ５内の各部を制御し、必要な通信動作等を実行させる。
ネットワーク通信部２２は主アンテナ２、副アンテナ３を介したテレマティクス通信システムによるデータ通信のための処理を行う。例えば制御部１１から転送されてくる送信データのエンコード、変調、高周波増幅等を行って送信信号を生成し、通常は主アンテナ２に供給して送信を実行させる。またネットワーク通信部２２は主アンテナ２及び副アンテナ３による受信信号の検波／復調、２値化、受信データのデコード等を行い、受信データを制御部２１に受け渡す。またネットワーク通信部２２は、制御部２１の指示に応じて、送信時のアンテナの切換も行うことができる。具体的にはデータ送信に用いるアンテナを、主アンテナ２と副アンテナ３の間で切り換える処理を行う。即ち送信信号を主アンテナ２に供給するか、副アンテナ３に供給するかを選択的に行うことができる。

ＧＰＳデコーダ２３は、ＧＰＳアンテナ４で受信された信号のデコードを行い、現在位置情報や速度情報を得、これを制御部２１に受け渡す。
アンプ部２４は、制御部２１から供給される、例えばメッセージ音声や通話音声としての音声データをスピーカ６Ｌ、６Ｒから出力させるための処理を行う。例えば音声データのＤ／Ａ変換（デジタル−アナログ変換）処理、レベル調整／ゲインコントロール処理、パワーアンプ処理等を行って、スピーカ６Ｌ、６Ｒへ音声信号を供給する。

ユーザユニットインターフェース２５は、ユーザ対応コンソール７と制御部２１の間の入出力を行う。例えばマイクロホン１０で集音された音声信号のＡ／Ｄ変換（アナログ−デジタル変換）や、必要なコーデック処理等を行って、送話音声データとして制御部２１に受け渡す。またスイッチ１１の操作があった場合、ユーザユニットインターフェース２５はその操作情報信号を入力して制御部２１に通知する。また制御部２１によるインジケータ１２の表示制御信号をユーザ対応コンソール７に転送する。

バスインターフェース２６は、車両内のバス９との間のインターフェースである。車両１には、エンジンＥＣＵ（electronic control unit）、表示ＥＣＵなど、各種のマイクロコンピュータによる制御ユニットが搭載されているが、ＤＣＭ５はバス９を介して各種制御ユニットと通信可能とされている。図２ではエアバッグＥＣＵ８を示しているが、ＤＣＭ５はエアバッグＥＣＵ８から衝突検知情報を得ることができる。

アンテナ異常検出部２７、２８はそれぞれ主アンテナ２、副アンテナ３の断線／故障検知を行う。例えばアンテナ線１５，１６の端子電圧から断線／地絡を検出したり、受信電界強度信号の判定などにより、主アンテナ２、副アンテナ３のそれぞれについて通信可能か否かを検出する。その検出に基づく異常判定信号を制御部２１に通知する。

このような構成の車両用通信装置の各部の車両１内の配置状態を図３で説明する。図３Ａは車両１を上方から見た場合の各部の配置位置を、また図３Ｂは車両１を側方から見た場合の各部の配置位置を、それぞれ模式的に示している。
なお破線で囲った空間は、車室内空間ＲＭである。また一点鎖線で囲った空間はダッシュボード内空間ＤＳである。ダッシュボード内空間ＤＳとは、車室内空間ＲＭにおける運転席２１及び助手席２２の前方のダッシュボードの内部という意味である。これは運転席２１と助手席２２の乗員が相対するインストルメントパネルの奥側の空間とも言える。
なお図３では、ステアリング２３を示した運転席２１が左側となるいわゆる左ハンドル車を想定している。

主アンテナ２は、車室内空間ＲＭの外部となる車体１のルーフ上であって、車両１の後方位置に配置されている。またこの主アンテナ２の配置位置は車両幅方向には略中央となっている。
副アンテナ３は、車室内空間ＲＭの前方として、ダッシュボード内空間ＤＳに配置されている。特にはダッシュボード内空間ＤＳにおいて運転席２１の正面となる位置とされている。
ＧＰＳアンテナ４は、副アンテナ３と同じくダッシュボード内空間ＤＳであって運転席２１の正面となる位置に配置されている。
このＧＰＳアンテナ４は副アンテナ３は運転席からみて前後に並ぶような位置に配置され運転席２１側にＧＰＳアンテナ４、運転席２１からみて奥側に副アンテナ３が配置される。

ＤＣＭ５はダッシュボード内空間ＤＳにおいて、車両幅方向の略中央位置に配置されている。例えばカーオーディア装置やナビゲーション装置が取り付けられる場合、それらの奥側の位置となる。
エアバッグＥＣＵ８は、ダッシュボード内空間ＤＳ内において、ＤＣＭ５の直下の位置に配置されている。
ユーザ対応コンソール７は、オーバーヘッドコンソールとして運転席２１及び助手席１７の上方位置に取り付けられている。例えば運転席２１及び助手席１７の乗員が見上げるとインジケータ１２やスイッチ１１を確認できる位置である。またマイク１０が乗員の声を拾いやすい位置でもある。
スピーカ６Ｌ、６Ｒは、例えば左右のドア内に配置されている。

本実施の形態の車両用通信装置は、以上の図２，図３の構成及び配置によって車両１内に装備される。この車両用通信装置は、図１で説明したように主アンテナ２、副アンテナ３を用いてＬＴＥに対応したＭＩＭＯ方式で通信を行う。
先に述べたように、通常時は、主アンテナ２は送信及び受信に用いられ、副アンテナ３は受信に用いられる。
ここで本実施の形態では、ＤＣＭ５は制御部２１の制御機能により、緊急時には送信に用いるアンテナを切り換えることが可能とされている。
図４に緊急事態を検知した場合の制御部２１の処理例を示す。

制御部２１は、バスインターフェース２６を介して車内の各制御ユニットからの情報を受け取ることができるが、特にエアバッグＥＣＵ８からの衝突検知情報をステップＳ１０１で常時監視している。
もちろん、エアバッグＥＣＵ８からの情報だけでなく、ＤＣＭ５の内外に衝撃センサ、姿勢センサ等を搭載するなどにより、衝突、横転、車体姿勢異常などを認識できるようにしてもよい。

制御部２１はエアバッグＥＣＵ８からの衝突検知情報などにより、例えば車体が損傷するなどの緊急事態が発生したことを検知した場合、処理をステップＳ１０１からＳ１０２に進め、アンテナ異常検出部２７の異常判定信号を確認し、主アンテナ２が通信可能な状態か否かを判断する。

主アンテナ２が通信可能であれば、制御部２１はステップＳ１０６に進んで緊急通報処理を行う。即ち事故等の緊急事態が発生したことの判断に応じて自動的に緊急データ送信を行う。例えば車両ＩＤ（車両や登録オーナーを識別できる情報）や、ＧＰＳデコーダ２３から得られていた最新の位置情報を含めた緊急通報データを生成し、これをネットワーク通信部２２に受け渡して送信させる。より詳細な情報、例えば破損箇所、破損程度が検知できるのであれば、その情報を含めるようにしてもよい。また、例えば車室内空間ＲＭや車外を撮像するカメラを搭載している場合、それらのカメラで撮像される車室内の乗員の様子や、車外の状況の画像などを、緊急通報データに含めるようにしてもよい。

次にステップＳ１０７で制御部２１は通話処理を行う。即ち乗員によるスイッチ１１の操作がなくとも、自動的に通話回線の発呼処理をネットワーク通信部２２に実行させ、例えばサービスプロバイダ１１０のオペレータ等との間の音声通話回線を開く。そしてオペレータ等からの通話音声のデータを受信してスピーカ６Ｌ、６Ｒにより乗員に届け、またマイク１０で拾った乗員の声を送話音声として送信させる。
以上のステップＳ１０６，Ｓ１０７における送信は、主アンテナ２が正常に機能していれば、特にアンテナ切換処理を行っていないため、主アンテナ２を用いることになる。

一方ステップＳ１０２で主アンテナ２が通信不能な状態であると判断した場合、ステップＳ１０３に進んでアンテナ異常検出部２８の異常判定信号を確認し、副アンテナ３が通信可能な状態か否かを判断する。
主アンテナ２、副アンテナ３の両方が通信不能であれば、緊急通信ができないのでステップＳ１０４で通信不能のエラー処理となる。
副アンテナ３が通信可能であれば、制御部２１はステップＳ１０５に進んで、データ送信に用いるアンテナを副アンテナ３に切り換えるようにネットワーク通信部２２に指示する。
そして制御部２１はステップＳ１０６，Ｓ１０７で上述の緊急通報処理、及び通話処理を行う。この場合ステップＳ１０６，Ｓ１０７における送信及び受信は、副アンテナ３を用いることになる。

このような本実施の形態の車両用通信装置では、以下のような効果が得られる。
実施の形態の車両用通信装置は、基地局から車両側へは同じ周波数帯域の複数チャネルによる無線データ伝送が行われることで車両側で受信のために複数のアンテナが用いられ、車両側から基地局への無線データ伝送には車両側の１つのアンテナが用いられる通信方式の通信を行う。この場合に、車両の車室外であってルーフ後方位置に配置され、通常状態において受信及び送信に用いられる主アンテナ２（第１の送受信アンテナ）と、車両の車室内前方位置に配置され、通常状態において受信に用いられる副アンテナ３（第２の送受信アンテナ）とを備える。そして緊急状態を検知し、かつ主アンテナ２による送信が不能であると検知した場合に、副アンテナ３を用いて緊急データの送信の実行制御を行うＤＣＭ５（制御部２１）を備えている。

この場合、通常時に送信に使用される主アンテナ２は車室外のルーフ上に配置されるが、これは無線データ通信のための電波環境を考えた場合、アンテナ配置位置として好適な配置となる。従って、なるべく送信に主アンテナ２が使用されることは、通常時の通信に好適である。

ここで衝突等の事故の場合を考える。衝突時には、ルーフ上の主アンテナ２は通信不能となる可能性が副アンテナ３に比較して高い。例えば図５Ａのように後方から追突された場合、後方位置に配置されている主アンテナ２が破損する可能性が高い。さらに車体が横転したような場合も、主アンテナ２は破損の可能性が高い。
また図５Ｂに示すように、主アンテナ２とＤＣＭ５の間のアンテナ配線１５は、ダッシュボード内空間ＤＳにおいてＤＣＭ５から例えば左ドア側に伸ばされ、その後の左ウインドウの下方、側方、上方を沿うような経路で後方に配設されている。従って、図５Ｂのように側方から衝突された場合、アンテナ配線１５に断線や地絡が発生し、主アンテナ２による通信が不能となる可能性が高い。

一方、副アンテナ３は車両１内の前方に配置されているため、後方からの追突によって破損する可能性は非常に低い。
また副アンテナ３は車室内空間ＲＭに配置されていることで、車体の横転等があっても破損する可能性は低い。
さらに副アンテナ３はダッシュボード内空間ＤＳに配置されていることで、ダッシュボードによる保護機能も加わり、破損の可能性は更に低くできると共に、乗員が触ることができない位置であるため、人為的な行為で破損することもない。
また副アンテナ３とＤＣＭ５の間のアンテナ配線１５は、ダッシュボード内空間ＤＳ内で完結し、しかも配設距離も短いため、これも断線や地絡が生ずる可能性は低い。

なお、主アンテナ２、副アンテナ３の状態に関わらず、ＤＣＭ５が破損したような場合は、そもそも緊急通信が実行できない。そのため実施の形態では、ＤＣＭ５は、車室内前方のダッシュボード内空間ＤＳであって、且つ幅方向の略中央位置という、前後左右からの衝突時や横転時に最も保護される位置に配置している。従ってＤＣＭ５は副アンテナ３と同様以上に破損の可能性は低い。
また車種によっては、副アンテナ３、アンテナ配線１６、及びＤＣＭ５がダッシュボード内空間ＤＳに配置されることで、車両前方の衝突に対してもこれらが保護される可能性を高くすることができる。特に近年の車両構造は、前方衝突の場合にバンパー、ボンネット、フェンダー等の部位がつぶれても車室内空間ＲＭがなるべく維持されるような構造を採用しているためである。

このようなことから、衝突事故の場合、主アンテナ２が通信不能となる可能性は高いが、その一方で副アンテナ３やＤＣＭ５に異常が生じていないという状況は十分高い確率として想定される。
そこで本実施の形態は、副アンテナ３も送信可能な送受信アンテナとし、図４の処理でわかるように主アンテナ２が通信不能となった場合は、副アンテナ３に切り換えてステップＳ１０６，Ｓ１０７の緊急送信を行うようにしている。これにより、緊急時の送信をできるだけ確保できる。

もちろん車両前方の衝突によっては、副アンテナ３が破損・故障する可能性もある。しかしＤＣＭ５はダッシュボード内空間ＤＳ内で車両幅方向の略中央位置であり、車室内空間ＲＭ内で最も保護機能が高い位置にある。また車体前方衝突の場合は、主アンテナ２は有効に機能する可能性が高い。つまりＤＣＭ５と主アンテナ２が正常であることで、緊急通信が可能となることが高い確率で想定される。
また主アンテナ２は、ルーフ上部の後方であって車両幅方向に略中央となる位置に配置されることで、ルーフ上であっても、なるべく破損の可能性を下げることができる。即ち車両の後方であって幅方向に略中央の位置は、車両前方の衝突や側方からの衝突の影響を受けにくい位置であるためである。

つまり本実施の形態では、主アンテナ２と副アンテナ３を、車室外で車両後方と車室内で車両前方に振り分けて配置し、車両事故発生の際に両方が破損する危険性を小さくすること、及び緊急時に両アンテナ２、３を切り換えて送信を可能とすることで、緊急時の通信環境を確保できる可能性を高めることができる。これによりテレマティクス通信システムによる人身の安全、保全、救護等のための活動をできるだけ有効化できる。
また可能であればなるべく主アンテナ２で送信を行うことで、ルーフ上という、比較的送信環境のよい状態で送信を行う機会を多くできる。

また図４の処理では、制御部２１は、緊急状態の検知として、例えばエアバッグＥＣＵ８からの衝突検知情報等により車両の衝突を検知した場合に、必要に応じたアンテナ切換の処理（Ｓ１０２〜Ｓ１０５）、及び緊急通信の処理（Ｓ１０６，Ｓ１０７）を行う。乗員の救護等のための緊急通報が必要であって、かつアンテナ故障の発生するという事態は衝突時であることが想定されるため、このような場合をステップＳ１０１で判断してステップＳ１０２以下の処理を行うことは、最も効率よくかつ適切な処理となる。

以上、実施の形態について説明したが、本発明は実施の形態の例に限らず、各種の変形例が考えられる。

図５Ｂでは、主アンテナ２へのアンテナ配線１５と、副アンテナ３の配置位置が、車両の幅方向にはいずれも左側とした例を示したが、アンテナ配線１５を右ウインドウ側にする、つまり副アンテナ３とは車幅中央からみて反対側とするようにしてもよい。これにより左右の側面方向からの衝突について、両アンテナ（２，３）が同時に通信不能となる可能性をより低下させることができる。

またテレマティクス通信のためのアンテナ数は、主アンテナ２と副アンテナ３の２つとしたが、３つ以上のアンテナを搭載してもよい。
但し、上記実施の形態のように２つの送受信アンテナを用いることは、ＭＩＭＯ方式に最小限必要なアンテナ数（送受信アンテナと受信専用アンテナの２つ）と同数のままで、より通信可能状態の維持の可能性を高めることができるという点で、非常に好適である。特に２つの送受信アンテナを用いることで、より多数のアンテナを用いる場合に比べて、車内システム設計の容易性が得られ、また多数のアンテナによるデザインの自由度の低下やコストアップを避けることもできる。

また主アンテナ２はルーフ上で車幅方向の略中央位置に配置する例としたが、車幅方向において左側或いは右側に偏倚いた位置としてもよい。
また副アンテナ３は必ずしもダッシュボード内空間ＤＳではない車室内空間ＲＭに配置してもよい。
また通信方式は、３Ｇ／３．９Ｇに対応したＭＩＭＯ方式に限定されず、下り通信に複数のアンテナが用いられ、上り通信に１つのアンテナが用いられる他の通信方式であってもよい。

１…車両、２…主アンテナ、３…副アンテナ、４…ＧＰＳアンテナ、５…ＤＣＭ、６Ｌ，６Ｒ…スピーカ、７…ユーザ対応コンソール、８…エアバッグＥＣＵ、２１…制御部、２２…ネットワーク通信部

第１に、本発明に係る車両用通信装置は、基地局から車両側へは同じ周波数帯域の複数チャネルによる無線データ伝送が行われることで車両側で受信のために複数のアンテナが用いられ、車両側から基地局への無線データ伝送には車両側の１つのアンテナが用いられる通信方式を用いる車両用通信装置である。そして車両の車室外であってルーフ後方位置に配置され、通常状態において前記通信方式による受信及び送信に用いられる第１の送受信アンテナと、車両の車室内前方位置に配置され、通常状態において前記通信方式による受信に用いられる第２の送受信アンテナと、緊急状態を検知し、かつ前記第１の送受信アンテナによる送信が不能であると検知した場合に、前記第２の送受信アンテナを用いて緊急データの送信の実行制御を行う制御部と、を備えたものである。
上記の通信方式の場合、１つの送受信アンテナと、１つの受信専用アンテナの合計２つのアンテナが最低限必要になるところ、本発明の構成では、少なくとも第１，第２の２つの送受信アンテナを設ける。ここで、第１，第２の送受信アンテナは、車室外で車両後方と、車室内で車両前方に振り分けて配置し、車両事故発生の際に両方が破損する危険性を小さくする。また第１の送受信アンテナは、車室外のルーフ上とするが、これは無線データ通信のための電波環境を考えた場合、アンテナ配置位置として好適となる。

下り通信（基地局→車両）では図１Ａのように、２つの基地局アンテナ１００Ａ、１００Ｂから２チャネルで無線データ伝送を行う。車両１では、２つのアンテナ（送受信アンテナ２，受信専用アンテナ３Ａ）を用いてデータを受信する。
一方上り通信（車両→基地局）では図１Ｂのように、車両１側の送受信アンテナ２を用いて１チャネルで無線データ通信を行う。車両１からの送信は１チャネルであることで、車両１側としては、送信のためには送受信アンテナ２が１つあればよい。

従って、車両１側の最小限のアンテナ構成は、送受信アンテナ２と受信専用アンテナ３Ａの２つのアンテナとなる。
但し送受信アンテナ２と受信専用アンテナ３Ａを搭載すると、送受信アンテナ２に通信不能な障害が発生した際に対応できない。そこで本実施の形態では、車両１には受信専用アンテナ３Ａに代えて送受信アンテナ３を設置し、２つの送受信アンテナ２，３を用いることとしている。
これにより図１Ａ、図１Ｂの無線データ通信に加えて、図１Ｃのように送受信アンテナ３を用いて車両１から基地局に対する無線データ送信が実行できる。

ユーザ対応コンソール７は、車両用通信装置のユーザインターフェース部である。例えばオーバーヘッドコンソール形式で、車室内の上方に設けられる。
このユーザ対応コンソール７には、マイクロホン１０、手動通信スイッチ１１、インジケータ１２等が設けられている。
マイクロホン１０は、テレマティクス通信システムによる緊急時の通話の際などに乗員の声を集音する。
手動通信スイッチ１１は、緊急連絡やロードサービス／アシストなどを求める乗員がテレマティクス通信システムでサービスプロバイダ１１０との通信／通話を行いたい場合に操作するスイッチである。
インジケータ１２は、通信状態、警告メッセージ、車両状態など、テレマティクス通信システムの動作により乗員に通知すべき情報を表示する。

制御部２１はＤＣＭ５内の各部を制御し、必要な通信動作等を実行させる。
ネットワーク通信部２２は主アンテナ２、副アンテナ３を介したテレマティクス通信システムによるデータ通信のための処理を行う。例えば制御部２１から転送されてくる送信データのエンコード、変調、高周波増幅等を行って送信信号を生成し、通常は主アンテナ２に供給して送信を実行させる。またネットワーク通信部２２は主アンテナ２及び副アンテナ３による受信信号の検波／復調、２値化、受信データのデコード等を行い、受信データを制御部２１に受け渡す。またネットワーク通信部２２は、制御部２１の指示に応じて、送信時のアンテナの切換も行うことができる。具体的にはデータ送信に用いるアンテナを、主アンテナ２と副アンテナ３の間で切り換える処理を行う。即ち送信信号を主アンテナ２に供給するか、副アンテナ３に供給するかを選択的に行うことができる。

ユーザユニットインターフェース２５は、ユーザ対応コンソール７と制御部２１の間の入出力を行う。例えばマイクロホン１０で集音された音声信号のＡ／Ｄ変換（アナログ−デジタル変換）や、必要なコーデック処理等を行って、送話音声データとして制御部２１に受け渡す。また手動通信スイッチ１１の操作があった場合、ユーザユニットインターフェース２５はその操作情報信号を入力して制御部２１に通知する。また制御部２１によるインジケータ１２の表示制御信号をユーザ対応コンソール７に転送する。

このような構成の車両用通信装置の各部の車両１内の配置状態を図３で説明する。図３Ａは車両１を上方から見た場合の各部の配置位置を、また図３Ｂは車両１を側方から見た場合の各部の配置位置を、それぞれ模式的に示している。
なお破線で囲った空間は、車室内空間ＲＭである。また一点鎖線で囲った空間はダッシュボード内空間ＤＳである。ダッシュボード内空間ＤＳとは、車室内空間ＲＭにおける運転席１８及び助手席１７の前方のダッシュボードの内部という意味である。これは運転席１８と助手席１７の乗員が相対するインストルメントパネルの奥側の空間とも言える。
なお図３では、ステアリング１９を示した運転席１８が左側となるいわゆる左ハンドル車を想定している。

主アンテナ２は、車室内空間ＲＭの外部となる車体のルーフ上であって、車両１の後方位置に配置されている。またこの主アンテナ２の配置位置は車両幅方向には略中央となっている。
副アンテナ３は、車室内空間ＲＭの前方として、ダッシュボード内空間ＤＳに配置されている。特にはダッシュボード内空間ＤＳにおいて運転席１８の正面となる位置とされている。
ＧＰＳアンテナ４は、副アンテナ３と同じくダッシュボード内空間ＤＳであって運転席２１の正面となる位置に配置されている。
このＧＰＳアンテナ４と副アンテナ３は運転席１８からみて前後に並ぶような位置に配置され運転席１８側にＧＰＳアンテナ４、運転席１８からみて奥側に副アンテナ３が配置される。

ＤＣＭ５はダッシュボード内空間ＤＳにおいて、車両幅方向の略中央位置に配置されている。例えばカーオーディア装置やナビゲーション装置が取り付けられる場合、それらの奥側の位置となる。
エアバッグＥＣＵ８は、ダッシュボード内空間ＤＳ内において、ＤＣＭ５の直下の位置に配置されている。
ユーザ対応コンソール７は、オーバーヘッドコンソールとして運転席１８及び助手席１７の上方位置に取り付けられている。例えば運転席１８及び助手席１７の乗員が見上げるとインジケータ１２や手動通信スイッチ１１を確認できる位置である。またマイクロホン１０が乗員の声を拾いやすい位置でもある。
スピーカ６Ｌ、６Ｒは、例えば左右のドア内に配置されている。

次にステップＳ１０７で制御部２１は通話処理を行う。即ち乗員による手動通信スイッチ１１の操作がなくとも、自動的に通話回線の発呼処理をネットワーク通信部２２に実行させ、例えばサービスプロバイダ１１０のオペレータ等との間の音声通話回線を開く。そしてオペレータ等からの通話音声のデータを受信してスピーカ６Ｌ、６Ｒにより乗員に届け、またマイクロホン１０で拾った乗員の声を送話音声として送信させる。
以上のステップＳ１０６，Ｓ１０７における送信は、主アンテナ２が正常に機能していれば、特にアンテナ切換処理を行っていないため、主アンテナ２を用いることになる。

一方、副アンテナ３は車両１内の前方に配置されているため、後方からの追突によって破損する可能性は非常に低い。
また副アンテナ３は車室内空間ＲＭに配置されていることで、車体の横転等があっても破損する可能性は低い。
さらに副アンテナ３はダッシュボード内空間ＤＳに配置されていることで、ダッシュボードによる保護機能も加わり、破損の可能性は更に低くできると共に、乗員が触ることができない位置であるため、人為的な行為で破損することもない。
また副アンテナ３とＤＣＭ５の間のアンテナ配線１６は、ダッシュボード内空間ＤＳ内で完結し、しかも配設距離も短いため、これも断線や地絡が生ずる可能性は低い。

Claims (4)

1. 基地局から車両側へは同じ周波数帯域の複数チャネルによる無線データ伝送が行われることで車両側で受信のために複数のアンテナが用いられ、車両側から基地局への無線データ伝送には車両側の１つのアンテナが用いられる通信方式のために、車両の車室外であってルーフ後方位置に配置され、通常状態において前記通信方式による受信及び送信に用いられる第１の送受信アンテナと、
   前記通信方式のために車両の車室内前方位置に配置され、通常状態において前記通信方式による受信に用いられる第２の送受信アンテナと、
   緊急状態を検知し、かつ前記第１の送受信アンテナによる送信が不能であると検知した場合に、前記第２の送受信アンテナを用いて緊急データの送信の実行制御を行う制御部と、を備えた
   車両用通信装置。
2. 前記第１の送受信アンテナは、ルーフ上部の後方であって車両幅方向に略中央となる位置に配置される
   請求項１に記載の車両用通信装置。
3. 前記第２の送受信アンテナは、車室内前方位置でダッシュボード内の空間に配置される
   請求項１又は請求項２に記載の車両用通信装置。
4. 前記制御部は、前記緊急状態の検知として、車両の衝突を検知する
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用通信装置。

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