JP2020170879A - 通信機能を備えた電子装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 外部環境を考慮して通信制御を行う電子装置を提供することを目的とする。【解決手段】 本発明の車載装置は、無線によるデータ通信機能を含むTCUと、TCUによりデータをダウンロードするときに要するダウンロード時間を算出する手段と、移動体の外部環境情報を取得する取得手段と、外部環境情報およびダウンロード時間に基づきダウンロードが完了するときの無線通信手段の温度を予測する予測手段と、予測された温度が無線通信手段の動作制限に関する閾値温度を超えない場合には、無線通信手段にダウンロードを開始させ、予測された温度が閾値温度を超える場合には、無線通信手段によるダウンロードを開始させない通信制御手段とを有する。【選択図】 図3
Description
本発明は、通信機能を備えた電子装置に関し、特に、移動体において外部からデータをダウンロードするときの制御に関する。
車載装置に通信モジュールを内蔵したり、あるいはスマートフォン等の携帯用通信端末を接続することで、車載装置に通信機能を持たせることが可能である。車載装置は、通信機能を利用して、クラウドサーバーから提供される道路地図の更新データをダウンロードしたり、リアルタイムの交通情報等を取得することができる。
通信モジュールとして携帯用通信端末を利用した場合、その温度依存性により送信出力が低下することがある。これを回避するため、携帯用通信端末に温度センサを内蔵し、内部温度に応じて送信出力を制御する方法があるが、この方法は、通信端末の小型化、低コスト化の障害になり得る。そこで、特許文献1は、温度センサを内蔵することなく携帯用通信端末の内部温度を予測し、温度依存対象を補正する方法を開示している。
今後、自動車の通信モジュールとして、テレマティクスコントロールユニット(以下、TCUという)を搭載した、いわゆるConnected Carが増加することが予想される。図1に、TCUを利用したときの通信形態の概要を示す。車両Mの車載装置10や携帯端末12は、有線または無線によりTCU14に接続される。TCU14は、アンテナ16を介して、GPS衛星からGPS信号を受信したり、3G/4G/5G等の携帯電話通信網に接続したり、WiFi等に接続することができる複合通信ユニットである。TCU14を利用することで、GPS信号から移動体の自車位置を検出したり、インターネット上のクラウドサーバーから車メーカー等が提供する道路地図の更新データ、ソフトウエアのアップデート、アプリケーション等をダウンロードしたり、事故が発生したときに携帯電話通信網を利用して自動的に緊急通報したり(e−Call)、車車間通信をしたり、その他、交通情報や気象情報を取得したり、ネット配信動画や音楽データをダウンロードしたりすることが可能になり、その結果、車載装置10や携帯端末12で利用できるコンテンツが格段に広がる。
アンテナ16は、図1(B)に示すように、GPS信号を受信したり、携帯電話通信網やWiFi等との間で双方向の通信を可能にするものであり、伝播の補足性を良くするため、通常、車両Mの屋根に取り付けられる。また、アンテナ16との接続を容易にするため、TCU14は、アンテナ16から近距離にある車両のルーフ内に配置されることが多い。このため、TCU14は、日射により内部が非常に高温になり易く、さらにTCU14の筐体は、無線信号の都合上、モールド樹脂が多く、内部の熱を外部に逃が難い構造になっている。また、車両事故等によりアンテナ16との接続が切断された場合でも、緊急通報(e−Call)を可能にするため、TCU14の内部にアンテナを搭載するのが一般的であり、内部アンテナにとっても熱的に厳しい環境である。
TCU14の内部温度が上昇すると、TCU14の半導体デバイス等のパフォーマンスが低下し、場合によっては内部温度を低下させるために通信を停止し、あるいは通信速度や処理速度を制限する必要性が発生する。一方で、地図情報の更新データやソフトウエアのアップデートのデータ量が比較的大きいため、長時間クラウドサーバーや携帯電話通信網に接続する必要がある。TCU14の内部温度が上昇し、ダウンロードの途中で通信が切断することは望ましいことではない。
図2は、TCU14によりデータをダウンロードするときに要する時間とTCU14の内部温度との関係を示すグラフである。ダウンロード開始前のTCUの内部温度をT0、TCU14の動作制限が生じるときの閾値温度をTsとする。動作制限とは、上記したように通信速度や処理速度を制限したり、内部温度を一定以下にするために通信を停止するである。TCU14は、時刻t1でサーバーからアップデートの通知を受け取り、これに応答してデータのダウンロードを開始する。ダウンロードを開始すると、TCU14の内部温度が徐々に上昇し、特に日射等が強いと、外部環境の影響により内部温度がさらに上昇する。時刻t2でTCU14の内部温度が動作制限閾値温度Tsに到達すると、車載装置10は、温度上昇を抑えるためにTCU14の通信速度を低減させる。これにより、予想されるダウンロード時間内にダウンロードが完了せず、ダウンロードの所要時間が延びる。そして、時刻t3で、再び内部温度が動作制限閾値Tsに到達すると、もはや手立てがなくなり、TCU14の通信が停止されてしまう。このため、ダウンロード中に通信が切断され、正常にデータのダウンロードを完了することができなくなってしまう。ダウンロードの途中で通信が停止した場合、再度、ダウンロードを行わなければならず、無駄な通信を生じさせてしまう。
本発明は、上記従来の課題を解決し、外部環境を考慮して通信制御を行う電子装置を提供することを目的とする。
本発明に係る通信機能を備えた電子装置は、無線によるデータ通信機能を含む無線通信手段と、前記無線通信手段によりデータをダウンロードするときに要するダウンロード時間を算出る算出手段と、移動体の外部環境情報を取得する取得手段と、前記外部環境情報および前記ダウンロード時間に基づき、ダウンロードが完了するときの前記無線通信手段の温度を予測する予測手段と、前記予測された温度が前記無線通信手段の動作制限に関する閾値温度を超えない場合には、前記無線通信手段にダウンロードを開始させ、前記予測された温度が前記閾値温度を超える場合には、前記無線通信手段によるダウンロードを開始させない通信制御手段とを有する。
ある実施態様では、前記取得手段は、移動体の現在位置の気象情報を前記外部環境情報として取得し、前記気象情報は、気温、天候、風速および季節の少なくとも1つを含む。ある実施態様では、前記取得手段は、移動体が屋外または屋内のいずれかに存在するか示す情報を前記外部環境情報として取得する。ある実施態様では、前記取得手段は、移動体が車両であるとき、車種および車体の色の少なくとも1つの情報を前記外部環境情報として取得する。ある実施態様では、前記無線通信手段は筐体を含み、前記筐体は、車両の天井近傍に取り付けられ、前記予測手段は、前記筐体の内部温度を予測する。ある実施態様では、前記予測手段は、前記筐体内の温度を検出する検出手段を含み、前記予測手段は、前記検出手段により検出された筐体の内部温度と前記外部環境情報とに基づきダウンロードが完了するときの前記筐体の内部温度を予測する。ある実施態様では、前記通信制御手段は、前記予測された温度が前記閾値温度を超える場合には、一定時間経過後に取得された外部環境情報に基づき予測された前記無線通信手段の予測された温度が前記閾値温度を超えるか否かを判定し、ダウンロードの開始の有無を決定する。ある実施態様では、前記無線通信手段は、テレマティクスコントロールユニットを含む。ある実施態様では、前記無線通信手段は、電子装置に含まれるデータを更新するときあるいはソフトウエアをアップデートするとき前記データをダウンロードする。
本発明によれば、外部環境情報に基づきダウンロードが完了するときの無線通信手段の温度を予測し、予測した温度が動作制限に関する閾値温度を超えない場合にダウンロードを開始するようにしたので、ダウンロード中に通信を切断することなく正常にダウンロードを完了することができる。さらに外部環境情報を考慮することで高精度の温度予測を行うことができる。
次に、本発明の実施の形態について説明する。本発明に係る電子装置は、コンピュータ装置、スマートフォンに代表される高機能型携帯電話端末、ポータブル端末、またはナビゲーション・オーディオ・ビジュアル機能を備えた車載装置であることができる。以下の説明では、通信機能としてTCUが搭載された車載装置を例示する。
図3は、本実施例の車載装置100の内部構成を示すブロック図である。車載装置100は、入力部110、位置検出部120、ナビゲーション部130、TCU140、TCU140の内部温度を検出する温度検出部150、表示部160、音声出力部170、記憶部180、および制御部190を含んで構成される。但し、ここに示す構成は一例であり、車載装置100は、他の機能、例えば、オーディオ・ビジュアル機能、テレビ・ラジオ放送の受信機能、車載カメラの映像を表示する機能等を包含するものであってもよい。
入力部110は、入力キーデバイス、音声入力認識装置、タッチパネルなどを含み、これらのデバイスを介してユーザーからの指示を受け取り、これを制御部190へ提供する。位置検出部120は、TCU140を介して受信されたGPS信号および/またはジャイロセンサ等の自立方位センサの検出結果を利用して自車の現在位置を検出する。位置検出部120で検出された自車の現在位置は制御部190やナビゲーション部130に提供される。
ナビゲーション部130は、位置検出部120により検出された自車位置を道路地図データのリンク上にマップマッチングする機能を備える。また、ナビゲーション部130は、入力部110を介して目的地または経由地が設定されたとき、自車位置等から目的地までの経路を探索し、探索した経路案内を表示部160や音声出力部170から出力させる。
TCU140は、図1(B)に示すように、車両のルーフトップに取り付けられたアンテナ16に接続され、アンテナ16は、GPS信号を受信したり、3G/4G/5G等の携帯無線通信網やWiFiの無線信号を送受信する複合型の通信モジュールである。TCU140は、筐体内に複数の電子部品や緊急時に使用する内蔵アンテナを含み、TCU140の筐体は、車両Mのルーフに取付けられる。また、TCU140は、車両の前部座席近傍に配置された車載装置100の本体ユニットと有線または無線により接続される。TCU140は、例えば、ナビゲーション部130の道路地図の更新データやソフトウエアの更新データをサーバーからダウンロードしたり、車両事故時に緊急番号に自動で緊急電話をする。
温度検出部150は、TCU140の筐体内の内部温度を検出し、検出結果を制御部190へ提供する。温度検出部150により検出された内部温度がTCU140の動作制限閾値温度に到達すると、制御部190は、TCU140の通信速度を制限したり、場合によっては通信を停止させる。記憶部180は、ナビゲーション部130に使用される道路地図データを記憶したり、車載装置100に必要なデータやソフトウエア等を記憶する。
制御部190は、車載装置100の各部の動作を制御する。ある実施態様では、制御部190は、ROM/RAM等を備えたマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含み、ROMには、各部を制御するためのプログラムが格納される。本実施例では、制御部190は、TCU140を制御するためのプログラムを実行し、ここでは、TCU140がデータをダウンロードするときの制御について説明する。
図4は、本実施例に係るダウンロード制御プログラムの機能的な構成を示すブロック図である。ダウンロード制御プログラム200は、ダウンロード検知部210、ダウンロード時間算出部220、外部環境情報取得部230、筐体内温度予測部240およびダウンロード制御部250を含む。
ダウンロード検知部210は、例えば、車載装置100がTCU140を介してサーバーにアクセスしたときあるいは通信中に、サーバーから車載装置100に対してソフトウエアや道路地図等のアップデートに関する通知が成された場合、データのダウンロードがあることを検知する。また、ユーザーがサーバーに対してデータのダウンロードを要求し、サーバーからダウンロードに関する通知を受信したとき、データのダウンロードがあることを検知する。
ダウンロード時間算出部220は、ダウンロード検知部210からダウンロードがあることの検知結果を受け取ると、ダウンロードに要する時間を算出する。通常、サーバー等からアップデートの通知やダウンロードの通知には、ダウンロードするデータのサイズが含まれている。場合によっては、ダウンロードに要する時間も含まれていることもある。ダウンロード時間算出部220は、TCU140の接続環境によりダウンロードに要する時間、すなわちTCU140が継続的に通信する時間を算出する。接続環境は、TCU140が利用する通信媒体によって通信速度が大きく異なり、かつ、無線信号の受信強度によっても通信速度が影響を受ける。これらの接続環境は、自車位置によっても異なる。例えば、WiFiに接続できる環境、4Gの無線通信回線網に接続できる環境、3Gの無線通信回線網にしか接続できない環境では、それぞれのデータ通信速度が大きく異なるし、基地局から遠く離れ、受信強度が低い場所では通信速度も遅くなり得る。ダウンロード時間算出部220は、TCU140で現在利用可能な通信媒体(WiFi、3G/4G/5Gなど)および受信感度からデータ通信速度を判定し、判定できない場合には、予め用意された平均的なデータ通信速度を利用してダウンロードに要する時間を算出する。また、サーバーからダウンロードに要する時間を取得した場合には、この時間を利用することも可能である。
外部環境情報取得部230は、TCU140の内部温度に影響を及ぼすおそれがある外部環境情報を取得する。外部環境情報をどのように定義するかは任意であるが、ある実施態様では、現在の自車位置の天候や気温などの気象情報および今後の天候の変化や気温の変化を予測した気象情報、車両の車種や色などの車両情報、車両が屋内にいるか屋外にいるかなどである。
外部環境情報取得部230は、TCU140を介して気象情報等を配信するサーバーにアクセスし、位置検出部120により検出された自車位置周辺の現在の気象情報や今後のダウンロードが完了するまでの気象情報を取得する。例えば、外気温が高くなれば、車両のルーフ内温度(車両の内側の天井部分の温度)が高くなり、TCU140の内部温度も上昇し易くなる。また、晴れていれば、曇天のときよりも日射によりルーフ内温度が高くなる。季節によっても真夏であれば、同じ晴天であっても真冬よりもルーフ内温度が高くなる。さらに風の強い日は、ルーフが冷やされるため、ルーフ内温度の上昇が多少抑制される。
また、ルーフ内温度は車種によっても異なり、車高の高い車はルーフ内温度が上昇し易く、車両の色が黒等の光を吸収する色であれば、白色等に比べてルーフ内温度は上昇し易くなる。車種や車両の色に関する情報は、予め記憶部180に格納され、ここから読み出すことができる。さらに車両が屋内にあれば、直射日光が当たらないので、ルーフ内温度の上昇は比較的抑制される。車両が屋内か屋外かの情報は、例えば、照度センサ、車両のパーキングブレーキ、車速、自車位置に基づき道路地図情報、WiFiが接続できる環境か否かから判定することができる。
筐体内温度予測部240は、ダウンロード時間、外部環境情報および温度検出部150によって検出された現在のTCU140の内部温度に基づき、ダウンロード完了時点でのTCU140の内部温度を予測する。もし、外部環境情報を考慮しなければ、TCU140の内部温度は、現在の内部温度に、例えば、ダウンロードに要する時間×単位時間当たりの内部消費電流による温度上昇を加算することで予測することができる。一方、本実施例では、外部環境情報の少なくとも1つのパラメータを考慮して内部温度を予測する。例えば、ダウンロード開始時からダウンロード完了時までの外気温を予測し、予測された外気温からルーフ内温度を予測し、予測されたルーフ内温度を考慮してTCU140の筐体の内部温度を予測する。例えば、外気温を一定の時間間隔で予測するようにしてもよいし、ダウンロード開始時と完了時の外気温を予測するようにしてもよい。勿論、外気温の他にも、ダウンロード開始から完了予定までの期間中の天候(晴れ、曇り、雨)を考慮したり、天候が晴れの場合には季節(春、夏、秋、冬あるいは暦)に応じて日射量の強さが異なるのでそれを考慮したり、あるいは車種、車の色、屋外か屋内かを考慮して内部温度を予測する。
また、ある実施態様では、外部環境情報の各パラメータがどのように内部温度に影響するのか等の実験を行い、その実験結果に基づきパラメータを考慮したときの内部温度を予測するための補正値などを参照テーブルに用意したり、あるいはパラメータを考慮したときの内部温度を予測するための数式を用意する。筐体内温度予測部240は、参照テーブルまたは数式を利用して、取得された外部環境情報のパラメータに対応する補正値や数式に基づき内部温度を予測する。
ダウンロード制御部250は、筐体内温度予測部240で予測されたダウンロード完了時の内部温度とTCU140の動作制限閾値温度とを比較し、予測された内部温度が動作制限閾値温度を超えない場合には、TCU140にダウンロードを開始させる。他方、予測された内部温度が動作制限閾値温度を超える場合には、ダウンロードを開始させず、ダウンロードする時期を延期または一時保留し、内部温度が動作制限閾値温度を超えないように接続条件や外部環境情報が変化するのを待つ。あるいは、ダウンロード制御部250は、表示部160にダウンロードの開始または中止を指示するためのユーザー入力ボタンを表示させ、ユーザー入力に応じてダウンロードを開始するか否かを決定するようにしてもよい。
次に、本実施例のダウンロード制御プログラムの動作フローを図5に示す。先ず、ダウンロード検知部210が、TCU140を介して接続されたサーバーからアップデート通知あるいはダウンロード通知を受け取ると、ダウンロード時間算出部220が、ダウンロードするデータ容量を取得し、TCU140の接続環境からダウンロードに要する所要時間を計算する(S100)。
次に、外部環境情報取得部230は、TCU140を介して受信されたGPS信号に基づき位置検出部120により検出された自車の現在地を取得する(S102)。次に、外部環境情報取得部230は、TCU140を介して自車の現在地の天候や気温などの情報を取得する(S104)。これらの情報は、予め決められたインターネット上のURLサイトをアクセスすることで取得したり、あるいはプリインストールされているアプリケーションソフトウエアを実行させて取得することが可能である。ここでは、一例として気象情報を取得するが、勿論、これ以外の外部環境情報を取得することも可能である。
さらに外部環境情報取得部230は、TCU140がWiFiに接続されているか否かを判定する(S106)。WiFiに接続されている場合には、登録情報からWiFiスポットの環境を取得する(S108)。環境は、例えば、WiFiスポットの設置場所あるいは位置情報を含み、外部環境情報取得部230は、そのような環境情報から自車が屋内か屋外かを判定する。また、必要であれば、ナビゲーション部130の地図データを参照して、自車が屋内か屋外かを判定するようにしてもよい。
次に、筐体内温度予測部240は、温度検出部150の検出結果からTCU140のダウンロード開始時点の筐体の内部温度を取得し(S110)、そして、外部環境情報取得部によって取得された外部環境情報を考慮してダウンロード完了時点のTCU140の筐体内温上昇を予測する(S112)。
次に、ダウンロード制御部250は、筐体内温度予測部240によって予測された内部温度がTCU140の動作制限閾値温度を超えるか否かを判定する(S114)。予測された内部温度が動作制限閾値温度を超えない場合には、TCU140にダウンロード/アップデータを開始させ(S116)、超える場合には、ダウンロード/アップデートを開始させず、一定時間経過後に、再度、ステップS100からの処理を実行させる(S118)。
図6(A)は、ダウンロード完了時の予測された内部温度が動作制限閾値温度を超えない場合にダウンロード/アップロードが許可されたときの動作グラフである。時刻t1は、ダウンロード開始時であり、そのときのTCU140の内部温度はT0である。時刻t2は、予想されるダウンロード完了時であり、そのときのTCU140の予測された内部温度はTxである。本例では、外部環境情報として、ダウンロード期間中の外気温とルーフ温度の予測を用い、外気温予測とルーフ温度予測を考慮してTCU140の内部温度Txが予測されている。時刻t2で、内部温度Txが動作制限閾値温度Tsを超えないため、ダウンロード/アップデートが開始される。
一方、図6(B)は、予測された内部温度が動作制限閾値温度を超えた場合にダウンロード/アップデートが許可されないときの動作グラフである。グラフからも明らかなように、時刻t2において、TCU140の予測された内部温度Txが動作制限閾値温度Tsを超えているため、ダウンロード制御部250は、ダウンロード/アップデートを開始させない。
このように本実施例によれば、外部環境情報を考慮してTCU140の内部温度上昇を予測してダウンロード/アップデートを制限するようにしたので、TCU140の内部温度の予測精度が高まり、かつダウンロード/アップロード中に通信を切断することなく、正常にダウンロード/アップロードを完了させることができる。
上記実施例では、TCU140は、筐体を備え、当該筐体が車両のルーフに取り付けられる例を示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、TCU140は、必ずしも筐体を備える必要はなく、車載装置100の本体ユニット内に収容されてもよい。この場合、温度検出部150は、TCU140の周囲温度を検出する。また、TCU140は、車両のルーフ以外の場所に設置されてもよく、例えば、車両のダッシュボード付近、後部座席、トランクなどに設置されてもよい。このような場合にも、TCU140に影響を及ぼすおそれがある外部環境情報を取得し、これを考慮してTCUの内部温度を予測する。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。
100:車載装置 110:入力部
120:位置検出部 130:ナビゲーション部
140:TCU 150:温度検出部
160:表示部 170:音声出力部
180:記憶部 190:制御部
200:ダウンロード制御プログラム
120:位置検出部 130:ナビゲーション部
140:TCU 150:温度検出部
160:表示部 170:音声出力部
180:記憶部 190:制御部
200:ダウンロード制御プログラム
Claims (9)
- 通信機能を備えた電子装置であって、
無線によるデータ通信機能を含む無線通信手段と、
前記無線通信手段によりデータをダウンロードするときに要するダウンロード時間を算出する算出手段と、
移動体の外部環境情報を取得する取得手段と、
前記外部環境情報および前記ダウンロード時間に基づき、ダウンロードが完了するときの前記無線通信手段の温度を予測する予測手段と、
前記予測された温度が前記無線通信手段の動作制限に関する閾値温度を超えない場合には、前記無線通信手段にダウンロードを開始させ、前記予測された温度が前記閾値温度を超える場合には、前記無線通信手段によるダウンロードを開始させない通信制御手段と、
を有する電子装置。 - 前記取得手段は、移動体の現在位置の気象情報を前記外部環境情報として取得し、前記気象情報は、気温、天候、風速および季節の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の電子装置。
- 前記取得手段は、移動体が屋外または屋内のいずれかに存在するか示す情報を前記外部環境情報として取得する、請求項1に記載の電子装置。
- 前記取得手段は、移動体が車両であるとき、車種および車体の色の少なくとも1つの情報を前記外部環境情報として取得する、請求項1に記載の電子装置。
- 前記無線通信手段は筐体を含み、前記筐体は、車両の天井近傍に取り付けられ、前記予測手段は、前記筐体の内部温度を予測する、請求項1に記載の電子装置。
- 前記予測手段は、前記筐体内の温度を検出する検出手段を含み、前記予測手段は、前記検出手段により検出された筐体の内部温度と前記外部環境情報とに基づきダウンロードが完了するときの前記筐体の内部温度を予測する、請求項5に記載の電子装置。
- 前記通信制御手段は、前記予測された温度が前記閾値温度を超える場合には、一定時間経過後に取得された外部環境情報に基づき予測された前記無線通信手段の予測された温度が前記閾値温度を超えるか否かを判定し、ダウンロードの開始の有無を決定する、請求項1に記載の電子装置。
- 前記無線通信手段は、テレマティクスコントロールユニットを含む、請求項1ないし7いずれか1つに記載の電子装置。
- 前記無線通信手段は、電子装置に含まれるデータを更新するときあるいはソフトウエアをアップデートするとき前記データをダウンロードする、請求項1に記載の電子装置。
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