JP4500642B2

JP4500642B2 - 車々間通信システム及び車々間通信機

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Publication number: JP4500642B2
Application number: JP2004286139A
Authority: JP
Inventors: 晃一加藤
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2006101294A

Description

本発明は、車両等の移動体間で通信する車々間通信システム、及び、この車々間通信システムに用いて好適な車々間通信機に関する。

従来から、車両等の移動体に車々間通信機（無線通信装置）を搭載し、車々間で通信を行う車々間通信システムが知られている。この種の車々間通信システムにおいては、無線チャンネルへのアクセス制御方式として、路側（インフラ側）から車々間通信機に対して制御信号を送信し、この制御信号に基づいて車々間通信機が無線チャンネルへアクセスする方式や、例えばアロハ方式（ALOHA method）に代表されるように全く制御を伴わないランダムアクセス制御方式などがある。

しかしながら、路側から制御信号を送る方式にあっては、車両が通信する際に、その場所（路側）にインフラが存在する必要があり、インフラが構築されていない場所では、車々間通信ができず、車々間通信システムの利用環境が制限されるといった問題がある。

また、上記アロハ方式に代表されるランダムアクセス制御方式の場合、車々間通信機間での通信タイミングの制御が行われないため、通信帯域を約１８％までしか利用できないことが知られており、通信資源を有効に利用できないという問題がある。

そこで近年では、予め定められた特定の車両が通信制御局の機能を担い通信タイミングを規定するビーコン信号等を他の車両に送信することで、この特定の車両がサービスエリア（通信可能範囲）内に存在する車両（移動体）のアクセス制御を行い、インフラを不要とすると共に、通信資源を有効に利用することが可能な方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３３６０９２号公報

ところで、サービスエリア内においては、同一のサービスエリアに存在する他の車両の通信制御を行う制御局モードで動作する車々間制御通信機を搭載した車両が、駐車される場合等、車両のエンジンが停止し、車両に搭載された車々間制御通信機を含む殆ど全ての車載機器が停止することがある。この場合、制御局モードで動作する車々間制御通信機が停止してしまい、現在のサービスエリア内の通信タイミングを制御する車々間通信機が存在しなくなるため、制御局モードで動作する車々間制御通信機を新たに選定する必要がある。そこで、上記車々間制御通信機が停止する際に、サービスエリア内に残る車々間通信機の中から、制御モードで動作する車々間制御通信機を出現させるようにする。しかしながら、この場合、サービスエリアに残る車々間通信機が各々独立して車々間制御通信機として動作しようとすると、車々間制御通信機が同時に複数発生してしまう可能性があり、無線データ通信用のパケットが相互に衝突する等して、システム運用に障害が発生する恐れがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、制御局モードで動作する車々間制御通信機がサービスエリア内に常時安定的に存在するようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の車両の各々に搭載される車々間通信機を備え、これらの車々間通信機が互いに無線通信する車々間通信システムにおいて、前記車々間通信機は、予め設定された複数のサービスエリアのうち、現在在圏しているサービスエリアの識別情報を取得するサービスエリア識別情報取得手段と、現在在圏するサービスエリアの識別情報を送信する情報に付加して送信する送信手段と、現在在圏するサービスエリア内での通信タイミングを規定する制御情報を受信する制御情報受信手段と、前記制御情報受信手段により前記制御情報が受信されない場合に、現在在圏するサービスエリアの前記制御情報を生成し、同一のサービスエリアに存在する他の車々間通信機に向けて前記送信手段に順次送信させる第１送信制御手段と、自機が搭載された前記車両のエンジン停止を検知する停止検知手段と、前記第１送信制御手段が前記制御情報を前記送信手段に順次送信させているときに、前記停止検知手段によって前記車両のエンジン停止が検知された場合、同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機のいずれか一つの車々間通信機に対して、前記制御情報の送信動作を行うことを指示する指示信号を前記送信手段に送信させる第２送信制御手段とを具備し、前記第２送信制御手段は、同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機の中から、当該サービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある車々間通信機を選定し、この選定した車々間通信機に対して前記指示信号を前記送信手段に送信させることを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記車々間通信機は、自機が搭載された前記車両の現在位置、移動速度及び移動方向を取得する移動情報取得手段と、前記現在位置、移動速度及び移動方向を間欠的に前記送信手段に送信させる第３送信制御手段と、同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機から送信されてきた各々の車々間通信機の現在位置、移動速度及び移動方向を受信する位置情報受信手段と、前記位置情報受信手段により受信された前記現在位置、移動速度及び移動方向を、車々間通信機ごとに記憶する記憶手段とを更に備え、前記第２送信制御手段は、前記記憶手段に記憶されている車々間通信機の現在位置、移動速度及び移動方向に基づいて、現在在圏するサービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある車々間通信機を選定し、この選定した車々間通信機に対して前記指示信号を前記送信手段に送信させることを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記停止検知手段は、前記車両から当該車々間通信機に入力されるＡＣＣ（アクセサリ）ラインの電圧値に基づいて、前記車両のエンジン停止を検知することを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記車々間通信機は、前記停止検知手段によって前記車両のエンジン停止が検知された後、少なくとも前記第２送信制御手段が前記送信手段により前記指示信号を送信させる動作が完了するまでの間、前記車両から前記車々間通信機に対する電源供給を継続させる電源制御手段をさらに備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明は、車両に搭載された、他の通信機と無線通信する車々間通信機において、予め設定された複数のサービスエリアのうち、現在在圏しているサービスエリアの識別情報を取得するサービスエリア識別情報取得手段と、現在在圏するサービスエリアの識別情報を送信する情報に付加して送信する送信手段と、現在在圏するサービスエリア内での通信タイミングを規定する制御情報を受信する制御情報受信手段と、前記制御情報受信手段により前記制御情報が受信されない場合に、現在在圏するサービスエリアの前記制御情報を生成し、同一のサービスエリアに存在する他の通信機に向けて前記送信手段に順次送信させる第１送信制御手段と、自機が搭載された前記車両のエンジン停止を検知する停止検知手段と、前記第１送信制御手段が前記制御情報を前記送信手段に順次送信させているときに、前記停止検知手段によって前記車両のエンジン停止が検知された場合、同一のサービスエリア内に存在する他の通信機のいずれか一つの通信機に対して、前記制御情報の送信動作を行うことを指示する指示信号を前記送信手段に送信させる第２送信制御手段とを具備し、前記第２送信制御手段は、同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機の中から、当該サービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある車々間通信機を選定し、この選定した車々間通信機に対して前記指示信号を前記送信手段に送信させることを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、同一のサービスエリア内に存在する他の通信機から送信された各々の通信機の現在位置、移動速度及び移動方向を受信する位置情報受信手段と、前記位置情報受信手段により受信された前記現在位置、移動速度及び移動方向を、通信機ごとに記憶する記憶手段とを更に備え、前記第２送信制御手段は、前記記憶手段に記憶されている通信機の現在位置、移動速度及び移動方向に基づいて、現在在圏するサービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある通信機を選定し、この選定した通信機に対して前記指示信号を前記送信手段に送信させることを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記車両から当該車々間通信機に入力されるＡＣＣ（アクセサリ）ラインの電圧値に基づいて、前記車両のエンジン停止を検知することを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記停止検知手段によって前記車両のエンジン停止が検知された後、少なくとも前記第２送信制御手段が前記送信手段により前記指示信号を送信させる動作が完了するまでの間、前記車両から前記車々間通信機に対する電源供給を継続させる電源制御手段をさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、予め設定された複数のサービスエリアのうち、現在在圏しているサービスエリアの識別情報を取得し、現在在圏するサービスエリア内での通信タイミングを規定する制御情報を受信し、制御情報が受信されない場合に、現在在圏するサービスエリアの制御情報を生成し、同一のサービスエリアに存在する他の車々間通信機に向けて、現在在圏するサービスエリアの識別情報を付加して送信し、自機が搭載された車両のエンジン停止を検知し、制御情報を順次送信させているときに、前記車両のエンジン停止が検知された場合、同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機の中から、当該サービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある車々間通信機を選定し、この選定した車々間通信機に対して、制御情報の送信動作を行うことを指示する指示信号を送信するので、サービスエリア内での通信タイミングを規定する制御情報を送信する車々間通信機を搭載した車両のエンジンが停止する際には、他の車々間通信機が、その動作を引き継ぐことができる。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる車々間通信システム１の構成を模式的に示す図であり、図２は、当該車々間通信システム１の機能的構成を示すブロック図である。また、図３は、図２に示す車々間通信機１０の内部構成をより詳細に示すブロック図である。

図１に示すように、車々間通信システム１は、移動体たる車両２の各々に搭載された車々間通信機１０を備え、この車々間通信機１０により車両２の間で無線パケット通信を行うものである。車々間通信機１０の各々は、図２に示すように、動作モードとして制御局モードと被制御局モードとの２つの動作モードを有し、無線通信時には、各々がいずれかの動作モードで動作するように構成されている。

制御局モードは、同一のサービスエリア２０２に存在する他の車両２の通信制御を行う機能を実行する動作モードであり、この制御局モードで動作する車々間通信機１０は、同一のサービスエリア２０２内の他の車々間通信機１０に対して通信タイミングを指示する動作を実行する。一方、被制御局モードは、制御局モードで動作する車々間通信機１０からの通信タイミングの指示を受ける動作モードであり、被制御局モードで動作する車々間通信機１０は、制御局モードで動作する車々間通信機１０により、無線パケット通信における通信タイミングが制御されることとなる。

すなわち、本実施の形態にかかる車々間通信システム１においては、同一のサービスエリア２０２に存在する複数の車々間通信機１０のうち、いずれか一の車々間通信機１０が制御局モードで動作すると共に、その他の車々間通信機１０が被制御局モードで動作することで、制御局モードで動作する車々間通信機１０が他の車々間通信機１０の通信タイミングを制御し、複数の車々間通信機１０（車両２）間での安定した無線通信を提供可能としている。

なお、以下の説明においては、制御局モードで動作する車々間通信機１０を車々間制御通信機１０ａと称し、また、被制御局モードで動作する車々間通信機１０を車々間被制御通信機１０ｂと称することで、各々を区別することにする。

次いで、車々間通信機１０の構成について詳細に説明する。図３に示すように、車々間通信機１０は、無線パケット通信を実行する通信処理部１００と、通信処理部１００に対する電源供給のオン／オフを制御する電源制御部１０４とを備える。
通信処理部１００は、アンテナ（図示略）に接続された無線送受信部１０１、通常運用時における無線パケット通信にかかる処理を実行する通常運用時パケット処理部１０２、及び、車々間通信機１０を搭載する車両２のエンジン停止を検知して、無線パケット通信にかかる処理を実行する車両停止時パケット処理部１０３により構成される。

無線送受信部１０１は、通常運用時パケット処理部１０２及び車両停止時パケット処理部１０３から入力される信号を変調・増幅して無線信号を生成し、上記アンテナにより無線送信するとともに、上記アンテナにより受信した無線信号を増幅・復調して、通常運用時パケット処理部１０２に出力する。

通常運用時パケット処理部１０２は、通常運用時、すなわち車々間通信機１０を搭載する車両２の走行中等において、動作モード選択・移行処理（図６）を実行し、上述した制御局モード又は被制御局モードのいずれかを選択し、選択した動作モードによる各種通信処理を実行する。
また、通常運用時パケット処理部１０２は、同一車両２に搭載された車載ナビゲーション装置１１と相互にデータ通信可能に信号ケーブル等で接続され、車載ナビゲーション装置１１との間で各種データを送受信する。

車両停止時パケット処理部１０３は、自機を搭載する車両２の電源回路（図示略）から延びるＡＣＣ（アクセサリ）ラインに接続されている。
車両２の電源回路が有するＡＣＣラインは、車載ナビゲーション装置１１やオーディオ装置（図示略）等の各種車載機器を駆動させるための信号ラインであり、各種車載機器の電源としても利用可能である。
ＡＣＣラインは、車両２のイグニッションキー（図示略）の操作により図示しないＡＣＣスイッチがオンに切り替えられると、所定の電圧が出力されて「Ｈ（High）」となり、上記イグニッションキーの操作によりＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられると、電圧の出力が停止されて「Ｌ（Low）」となる。なお、車両２のエンジン動作中に、イグニッションキー（図示略）の操作によりＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられる際には、車両２のエンジンは停止する。
車両２が搭載する各種車載機器は、ＡＣＣラインの電圧値が「Ｈ」に切り替わると動作を開始し、或いは動作可能な状態に移行する。また、ＡＣＣラインの電圧値が「Ｌ」に切り替わると動作を停止する。
車両停止時パケット処理部１０３は、ＡＣＣラインの電圧値が「Ｈ」から「Ｌ」に切り替わったことを検知し、このとき車々間通信機１０が制御局モードで動作していれば、後述する車々間制御通信機１０ａの切替処理（図７）を実行する。

電源制御部１０４は、自機を搭載する車両２のバッテリー２１に接続され、バッテリー２１から通信処理部１００に対する電源供給のオン／オフを制御する。電源制御部１０４には、自機を搭載する車両２の電源回路（図示略）から延びるＡＣＣラインが接続されており、ＡＣＣラインの電圧値が「Ｈ」から「Ｌ」に切り替わったことを検知すると、所定の時間（例えば、１秒間）が経過するまでバッテリー２１から通信処理部１００に対する電源供給を継続させ、その後、通信処理部１００に対する電源供給をオフに切り替える。
車々間通信機１０は車載機器の一つであるから、通常、車両２のＡＣＣラインの電圧値が「Ｌ」に切り替わったときに電源がオフになって停止する。しかしながら、本実施形態では、電源制御部１０４によって、所定の時間だけバッテリー２１からの電源供給が継続されるようにしている。つまり、電源制御部１０４は、車々間通信機１０の電源をオフにするタイミングを、所定の時間だけ遅延させるものである。ここで、所定の時間は、車両停止時パケット処理部１０３が、車々間制御通信機１０ａの切替処理（図７）を完了するために必要な時間よりも、長い時間に設定されている。

なお、図３に示す通常運用時パケット処理部１０２及び車両停止時パケット処理部１０３は、各種プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵにより実行可能なプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、ＣＰＵにより実行されるプログラムやデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えているが、ここでは図示しない。この場合において、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を、通常運用時パケット処理部１０２と車両停止時パケット処理部１０３とが共有する構成としてもよい。

図２に示す車載ナビゲーション装置１１は、自装置の各部を制御する制御手段としての制御部の他、自車位置を検出する手段としての自車位置検出部１１０と、地図データベース部１２０とを備えている。

自車位置検出部１１０は、ＧＰＳアンテナ１１１を有するＧＰＳ（Global Positioning System）航法ユニットと、車速パルスセンサや加速度センサ等の各種センサを有する自立航法ユニットとを備えている。ＧＰＳ航法ユニットは、ＧＰＳレシーバを備え、測位衛星からの受信電波に基づいて自車位置を検出するものである。自立航法ユニットは、車速パルスセンサからのセンサ信号や加速度センサからのセンサ信号に基づいて車両２の速度（移動距離）や移動方向を検出し車両２外部（例えばＧＰＳ衛星）からの信号を用いずに自車位置を検出するものである。かかる構成により、自車位置検出部１１０は、ＧＰＳ航法と自立航法とのハイブリット航法により、自車位置を精度よく計算可能となっている。

地図データベース部１２０は、地図データ１２１を格納するものであり、ハードディスク装置或いは光ディスク装置等の記憶手段を備えている。図４は、地図データベース部１２０に格納されている地図データ１２１の構成を模式的に示す図である。

図４に示すように、地図データ１２１には、予め設定された複数のサービスエリア２０２の中心を示す制御局ポイント２００の位置情報（座標情報）と、当該制御局ポイント２００、すなわち、サービスエリア２０２を一意に特定するための制御局ポイントコード（識別情報）２０１と、制御局ポイント２００を中心としたサービスエリア２０２のサイズ（半径）Ｒとが登録されている。各制御局ポイント２００は、隣接するサービスエリア２０２が互いに重なり合うように地図上に配置されており、これにより途切れることの無い車々間通信が可能となる。

なお、本実施形態におけるサービスエリア２０２は、一般的な固定基地局が形成する移動端末との無線通信可能範囲ではなく、地図上において、通信可能領域を複数のエリアに分割してなるエリアを指す。このサービスエリア２０２の配置（すなわち、制御局ポイント２００の設定位置）は、電波環境測定データや交通量情報等に基づき最も有利な通信状態が得られるポイントに配置するのが望ましく、また、一定間隔で幾何学的な配置を取ることも可能である。また、同図に示す制御局ポイント２００の位置情報等は、地図データ１２１に付加する構成に限らず、上記制御局ポイント２００ごと、すなわち、制御局ポイントコード２０１ごとに、その位置情報と、サービスエリア２０２のサイズとがテーブルデータとして地図データ１２１と別途に格納される構成としても良い。

さて、かかる構成の下、車載ナビゲーション装置１１は、上記自車位置検出部１１０にて計算された自車位置に基づいて、自車両２が在圏しているサービスエリア２０２及びその制御局ポイントコード２０１を上記地図データベース部１２０に格納されているデータを検索することで特定し、車々間通信機１０に出力する。そして、車々間通信機１０は、車載ナビゲーション装置１１から制御局ポイントコード２０１を取得すると、当該制御局ポイントコード２０１を通信データに付加して通信する。

ここで、本実施の形態にかかる車々間通信システム１においては、車々間通信機１０が送受する通信データ２５０として、制御パケット２５０ａと、データパケット２５０ｂとの２種類の通信データが用いられる。図５は、制御パケット２５０ａとデータパケット２５０ｂとの構成を模式的に示す図である。

制御パケット２５０ａは、制御局モードで動作する車々間通信機１０、すなわち、車々間制御通信機１０ａが通信タイミングの制御のために一定の時間間隔で定期的に送出する通信データである。この制御パケット２５０ａのパケットヘッダには、上記車載ナビゲーション装置１１から出力された制御局ポイントコード２０１と、ＩＤと、距離と、速度とが含まれ、これに移動局通信タイミング制御情報がデータとして付加されて制御パケット２５０ａが構成されている。

ＩＤは車々間通信機１０を一意に特定する識別情報であり、距離は自車位置から制御局ポイント２００（サービスエリアの中心位置）までの距離を示すものであり、また、速度は車両２の移動速度を、走行方向と共に示すものである。

移動局通信タイミング制御情報は、スロット同期通信等に用いられる、いわゆるビーコンパケットと略同等な情報が格納される。詳述すると、移動局通信タイミング制御情報は、時分割された通信スロットのうち何番目のスロットにて当該制御パケット２５０ａが送信されたかを示す情報である。従って、被制御局モードで動作する車々間通信機１０、すなわち、車々間被制御通信機１０ｂは、この制御パケット２５０ａを受信することで、制御パケット２５０ａの受信タイミングを同期ポイントとして同期をとると共に、移動局通信タイミング制御情報に基づいてデータを送信すべき期間（タイミング）を特定することとなる。

データパケット２５０ｂは、各車々間通信機１０の間で送受するデータ（情報）を送信するための通信パケットである。このデータパケット２５０ｂのパケットヘッダには、制御パケット２５０ａと同様に、上記車載ナビゲーション装置１１から出力された制御局ポイントコード２０１と、ＩＤと、距離と、速度とが含まれ、これに各車々間通信機１０の間で送受するデータが付加されてデータパケット２５０ｂが構成されている。

このように、本実施の形態にかかる車々間通信システム１にあっては、車々間制御通信機１０ａが制御パケット２５０ａを送信する際に、移動局通信タイミング制御情報に制御局ポイントコード２０１を付加して送信することで、同一のサービスエリア２０２に存在する他の車々間通信機１０に対して当該移動局通信タイミング制御情報に基づいて通信同期を確立し通信データを送受する旨を明示する構成となっている。

また、本実施の形態では、制御局パケット２５０ａ及びデータパケット２５０ｂの各々に、ＩＤ、距離及び速度を含める構成とし、車々間通信機１０の各々が、同一のサービスエリア２０２に存在する各車両２の自車位置や移動速度、移動方向を取得可能となっている。

次いで、本実施の形態の動作について説明する。以下の動作説明においては、まず、車両２が新たなサービスエリアに進入した際に、この車両２に搭載された車々間通信機１０が制御局モード及び被制御局モードのいずれかの動作モードを選択・実行するときの動作について説明する。

図６は、かかる動作モード選択・実行処理を示すフローチャートである。この図に示す動作モード選択・実行処理は、車々間通信機１０が備える通常運用時パケット処理部１０２によって、無線送受信部１０１を制御することにより実行される。
車載ナビゲーション装置１１による自車位置検出によって、車両２が新たなサービスエリア２０２に進入したことを車々間通信機１０が検知すると、車々間通信機１０は、先ず、このサービスエリア２０２内で他の車々間通信機１０から制御パケット２５０ａが既に送信されているかを検知するために、受信待機状態に移行して、当該サービスエリア内で送受されている全ての通信データの受信を行うための処理を実行する（ステップＳ１０１）。

具体的には、車々間通信機１０は、車載ナビゲーション装置１１から、現在のサービスエリアの制御局ポイントコード２０１を受信し（ステップＳ１０２）、そして、この制御局ポイントコード２０１が付加された制御パケット２５０ａを受信すべく受信待機状態に移行し（ステップＳ１０３）、予め設定された一定時間の間、制御パケット２５０ａの受信を試みる（ステップＳ１０４）。

車々間通信機１０は、この受信待機状態の間に制御パケット２５０ａを受信できた場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、既に他の車々間通信機１０により、通信タイミングの制御が実施されているため、その制御パケット２５０ａに基づいて通信同期を確立すべく、動作モードを被制御局モードに移行する（ステップＳ１０５）。

一方、車々間通信機１０は、受信待機状態に移行したときから一定時間が経過しても、制御パケット２５０ａを受信できなかった場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、当該サービスエリア内に制御局モードで動作する車々間通信機１０が存在しないことを意味するため、動作モードを制御局モードに移行して、当該サービスエリアの制御局ポイントコード２０１を付加した制御パケット２５０ａを定期的に送出する動作を開始する（ステップＳ１０６）。

以上の処理により、車々間通信機１０は、制御局モードまたは被制御局モードのいずれかの動作モードを決定し、その後に、車々間で通信データ（データパケット２５０ｂ）の送受を行うこととなる。

ところで、サービスエリア２０２内においては、制御局モードで動作する車々間制御通信機１０ａを搭載した車両２が駐車される場合等、車両２のエンジンが停止し、さらにＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられ、車両２に搭載された車々間制御通信機１０ａ及び車載ナビゲーション装置１１を含む殆ど全ての車載機器が停止することがある。この場合、制御局モードで動作する車々間制御通信機１０ａが停止してしまい、現在のサービスエリア２０２内の通信タイミングを制御する車々間通信機１０が存在しなくなるため、制御局モードで動作する車々間制御通信機１０ａを新たに選定する必要がある。

そこで、上記車々間制御通信機１０ａが停止する際に、その旨をサービスエリア２０２内に残る車々間通信機１０に対して送信し、そして、これらの車々間通信機１０の中から、制御モードで動作する車々間制御通信機１０ａを出現させるようにする。しかしながら、この場合、サービスエリア２０２に残る車々間通信機１０が各々独立して車々間制御通信機１０ａとして動作しようとすると、車々間制御通信機１０ａが同時に複数発生してしまう可能性があり、無線データ通信用のパケットが相互に衝突する等して、システム運用に障害が発生する恐れがある。

これを避けるために、車々間制御通信機１０ａが停止するときに、その他の車々間通信機１０の各々が、制御局モードで動作している車々間制御通信機１０ａが新たに存在しているかという確認を行うための観測期間を充分長くとれば良いものの、その観測期間の間、データ通信ができなくなるといった問題がある。さらに、新たに制御局モードで動作することとなった車々間制御通信機１０ａが、すぐにサービスエリア２０２を出てしまうと、サービスエリア２０２内の通信タイミングを制御する車々間通信機１０が存在しないという状態が再び発生し、さらに別の車々間通信機１０の中から車々間制御通信機１０ａを選出する必要がある。このようなことが連続すると、車々間通信システム１における通信の安定性が阻害され兼ねない。

そこで本実施の形態では、次のようにして、制御局モードで動作する車々間制御通信機１０ａがサービスエリア２０２内に常時安定的に存在するようにしている。すなわち、制御局モードで動作する車々間制御通信機１０ａを搭載した車両２において、ＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられ、車々間制御通信機１０ａが停止する際に、当該車々間通信制御通信機１０ａが、サービスエリア２０２内の他の車々間通信機１０の中から、車々間制御通信機１０ａの役割を担うべき車々間通信機１０、すなわち、サービスエリア２０２に最も長く滞在する可能性の高い車々間通信機１０を選定するようにしている。

さらに詳述すると、本実施の形態では、制御局モードで動作する車々間制御通信機１０ａは、サービスエリア２０２内に存在する車々間通信機１０（被制御局モードで動作する車々間被制御通信機１０ｂ）の各々の制御局ポイント２００（サービスエリアの中心位置）までの距離と、移動速度（移動方向を含む）とを監視する位置監視テーブルを生成して記憶し、サービスエリア２０２内で送受されている通信データ（制御パケット２５０ａ及びデータパケット２５０ｂ）を受信するごとに、この通信データに含まれる上述したＩＤ、距離及び速度に基づいて、上記位置監視テーブルを逐次更新するように構成されている。

そして、この車々間制御通信機１０ａを搭載した車両２においてＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられ、車々間制御通信機１０ａが停止する際に、位置監視テーブルに登録されている車々間通信機１０の中から、最も長く滞在する可能性の高い車々間通信機１０を選定し、この車々間通信機１０の動作モードを制御局モードへ切り替えさせるようにしている。なお、本実施の形態では、各車々間通信機１０が上記ＩＤ、距離及び速度を間欠的（例えば１秒ごと）に送信しており、車々間制御通信機１０ａが、同一サービスエリア２０２に存在する全ての車々間通信機１０の位置、移動速度及び移動方向を逐次監視可能となっている。

図７は、車々間制御通信機１０ａの切替処理を示すシーケンス図である。この図に示す車々間制御通信機１０ａの切替処理は、通信処理部１００が備える車両停止時パケット処理部１０３により、無線送受信部１０１を制御することによって実行される。
まず、現時点において制御局モードで動作している車々間制御通信機１０ａを搭載した車両２において、ＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられると、車両２の電源回路（図示略）から車々間制御通信機１０ａに延びるＡＣＣラインの電圧値が「Ｈ」から「Ｌ」に切り替わる。車々間制御通信機１０ａは、このＡＣＣラインの電圧値の変化を検知して図７の処理を開始する（ステップＳ２０１）。
また、車々間制御通信機１０ａにおいては、電源制御部１０４がＡＣＣラインの電圧値が「Ｈ」から「Ｌ」に切り替わったことを検知して、電源供給をオフにするまでの計時を開始する。

車々間制御通信機１０ａは、ＡＣＣラインの電圧値が「Ｈ」から「Ｌ」に切り替わったことを検知した後、上述した位置監視テーブルを探索して、現在のサービスエリア２０２に最も長く滞在する可能性の高い車々間通信機１０を選定する（ステップＳ２０２）。具体的には、車々間制御通信機１０ａは、現時点において、例えば制御局ポイント２００からサービスエリア２０２の半径Ｒに対して約７５％程度の距離だけ離れた場所に位置し、なおかつ、制御局ポイント２００に向かって移動している車々間通信機１０を条件として位置監視テーブルを探索し、この条件に該当する車々間通信機１０を選定する（例えば、図８にて矢印Ａで示す車々間通信機１０）。なお、この条件に該当する車々間通信機１０が複数存在する場合には、より低速で移動している車々間通信機１０を選定する。一方、この条件に該当する車々間通信機１０が存在しない場合には、制御局ポイント２００に近づく方向に移動している車々間通信機１０のうち制御局ポイント２００から最も遠い車々間通信機１０、或いは、制御局ポイント２００から遠ざかる方向に移動している車々間通信機１０のうち制御局ポイント２００から最も近い車々間通信機１０を選定することとなる。

車々間制御通信機１０ａは、次の車々間制御通信機１０ａとなるのに最適な車々間通信機１０の選定が終了するまで、上記位置監視テーブルの探索を続け、その選定が終了した場合には（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、その車々間通信機１０の動作モードを被制御局モードから制御局モードに変更させるべく次の処理を実行する。すなわち、車々間制御通信機１０ａは、選定した車々間通信機１０に対して、制御局モードへの動作切り替えを指示する制御局モード切替指示パケットを制御パケット２５０ａとして送信する（ステップＳ２０４）。

車々間制御通信機１０ａにより選定された車々間通信機１０が制御局モード切替指示パケットを受信すると（ステップＳ２０５）、自機の動作モードを被制御局モードから制御局モードに移行する（ステップＳ２０６）

その後、車々間制御通信機１０ａにおいては、電源制御部１０４が、ステップＳ２０１で計時を開始してから所定の時間が経過した時点で、電源供給をオフに切り替え、これにより車々間制御通信機１０ａの動作が停止する（ステップＳ２０７）。上記ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の動作は、車両２のＡＣＣラインの電圧値が「Ｈ」から「Ｌ」に切り替わった後で実行されるため、実行中に車両２のエンジンが停止する可能性があるが、その場合も、ステップＳ２０７に至るまでの間、すなわちＡＣＣラインの電圧値が切り替わってから所定の時間が経過するまでの間は、電源制御部１０４により、バッテリー２１から通信処理部１００に対する電源供給が継続される。

以上の処理により、サービスエリア２０２内において制御局モードで動作する車々間制御通信機１０ａが切り替えられることとなる。
なお、車々間制御通信機１０ａが制御局モード切替指示パケットを送信した後、車々間被制御通信機１０ｂから、動作モードの切り替え完了を示す切替完了通知パケットを車々間制御通信機１０ａに送信し、この切替完了通知パケットを車々間制御通信機１０ａが受信するようにしてもよい。この場合、車々間被制御通信機１０ｂが制御局モードに動作モードを切り替えたことを確認できる。さらに、車々間制御通信機１０ａが制御局モード切替指示パケットを送信した後、一定時間が経過しても応答が無い場合、或いは、制御局モードへの切り替えが拒否された場合に、ステップＳ２０２に処理手順を戻し、再度、車々間通信機１０の選定を実行し直すようにしても良い。この場合、サービスエリア２０２内に位置する車々間被制御通信機１０ｂのうち１台を、確実に制御局モードに切り替えさせることができるので、現在のサービスエリア２０２内の通信タイミングを制御する車々間通信機１０が存在しなくなるという事態を確実に回避できる。
上記のような場合、図７に示す処理に要する時間が長くなると考えられるが、本実施の形態において、電源制御部１０４における所定の時間を十分な長さに設定すれば、図７の処理を完了するまでの間、バッテリー２１から車々間制御通信機１０ａに電源が供給されるようにすることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、車々間通信機１０の各々が、通信データを送信する場合に、現在在圏するサービスエリア２０２の制御局ポイントコード２０１を付加して送信するようにした。

また、本実施の形態によれば、車々間通信機１０の各々が制御局モードと被制御局モードとの２つの動作モードを有し、新たなサービスエリアに進入した際に、通信タイミングを規定する制御情報たる制御パケット２５０ａを受信できなかった場合に、制御局モードにて動作し、同一のサービスエリアに存在する他の車々間通信機１０に対して制御パケット２５０ａを送信する構成であるため、路側等に制御パケットを送信するためのインフラを設ける必要が無く、なおかつ、不特定多数の一般の車両２の間で簡単に車々間通信システムを構築することが可能となる。

さらに本実施の形態によれば、制御局モードで動作している車々間通信機１０（車々間制御通信機１０ａ）が搭載される車両２においてＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられる場合、同一のサービスエリア２０２内に存在する他の車々間通信機１０のいずれか一つの車々間通信機１０に対して制御局モードで動作することを指示するようにしたため、制御局モードで動作する車々間通信機１０をサービスエリア２０２内に安定的に存在させることができる。
ここで、車両２のエンジン動作中にＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられる際には、車両２のエンジンは停止する。従って、車々間通信機１０は、車両２の電源回路（図示略）から入力されるＡＣＣラインの電圧値に基づいて車両２におけるエンジン停止を検知し、同一のサービスエリア２０２内に存在する他の車々間通信機１０のいずれか一つの車々間通信機１０に対して制御局モードで動作することを指示するものといえる。

特に、制御局モードで動作している車々間通信機１０（車々間制御通信機１０ａ）は、サービスエリア２０２に滞在する時間が最も長い可能性のある車々間通信機１０を選定し、この選定した車々間通信機１０に対して制御局モードで動作することを指示するようにしたため、制御局モードで動作する車々間通信機１０の切り替え頻度を削減でき、これにより、制御局モードで動作する車々間通信機１０の切り替え時に発生する恐れのある通信データの衝突や隠れ端末問題等を回避し、安定した通信を実現可能となる。

また、車々間通信機１０（車々間制御通信機１０ａ）を搭載する車両２においてＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられた後も、車々間通信機１０に対しては、所定の時間だけ継続して電源が供給されるので、他の車々間通信機１０を選定して制御局モードで動作することを指示する動作を確実に実行できる。

上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様であり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。

例えば、上記実施の形態では、車載ナビゲーション装置１１と車々間通信機１０とを別体として設ける構成としたが、これらを一体とする構成としても良い。すなわち、車々間通信機１０に、上記自車位置検出部１１０や地図データベース部１２０等を設ける構成とし、車々間通信機１０が現在の位置検出やサービスエリア２０２及び制御局ポイント２００の識別情報の特定を行う構成としても良い。

また、上記実施の形態では、通信処理部１００が通常運用時パケット処理部１０２及び車両停止時パケット処理部１０３により、それぞれ無線送受信部１０１を制御して、通常運用時におけるパケット通信にかかる動作、及び、車両２のＡＣＣスイッチ（図示略）がオフに切り替えられた場合におけるパケット通信にかかる動作を実行する構成としたが、例えば、通常運用時パケット処理部１０２と車両停止時パケット処理部１０３とを接続して、車両２のＡＣＣラインのオフ時に、車両停止時パケット処理部１０３が通常運用時パケット処理部１０２を制御する構成としてもよい。その他、車々間通信機１０及び車載ナビゲーション装置１１が備える各部の接続状態等については、任意に変更可能である。

さらに、上記実施の形態では、車々間通信機１０の車両停止時パケット処理部１０３が、車両２のＡＣＣラインの電圧値に基づいて、通信処理部１００に対する電源供給をオン／オフさせる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、車両停止時パケット処理部１０３において、車両２のエンジンの動作状態を検知する構成としてもよい。すなわち、車両停止時パケット処理部１０３が、車両２のエンジンに連結されたオルタネータの出力電圧やエンジン回転数を示すパルス信号等に基づいて、エンジンが動作しているか否かを判別し、エンジン停止を検知したときに、上述した車々間通信機の切替処理（図７）を実行するようにしてもよい。この場合、電源制御部１０４は、車両２のエンジンに連結されたオルタネータの出力電圧やエンジン回転数を示すパルス信号等に基づいてエンジンが動作しているか否かを判別し、エンジン停止を検知した後、上述した所定の時間だけ、通信処理部１００に対する電源供給を継続するように動作すればよい。

また例えば、上記実施の形態において、同一のサービスエリア内では、当該サービスエリアの制御局ポイントコード２０１を識別情報として通信データに付加して送受することで、他のサービスエリアにて送受される通信データとの干渉を防止する構成としたが、これに加えて、更に、互いに隣接するサービスエリアの各々に割り当てる無線周波数チャンネルを互いに異ならせるか、或いは、互いに隣接するサービスエリアの各々での通信タイミングを互いに異ならせることで、通信データの干渉発生を防止する効果をより高めることが可能となる。なお、隣接サービスエリアの各々で通信タイミングを異ならせるには、例えば車々間通信機１０或いは車載ナビゲーション装置１１が、各サービスエリアでの通信タイミングを規定するサービスタイミング情報を予め記憶し、このサービスタイミング情報に基づいて制御パケット２５０ａの送受動作を実行する構成とすれば良い。サービスタイミング情報には、例えば、ＧＰＳ信号から得られる絶対時間を基準とした通信タイミング情報などを用いることが可能である。

本発明の実施の形態にかかる車々間通信システムの構成を模式的に示す図である。車々間通信機及び車載ナビゲーション装置の機能的構成を示すブロック図である。車々間通信機の内部構成をより詳細に示すブロック図である。地図データを模式的に示す図である。通信データとして送受する制御パケット及びデータパケットの構成を示す図である。動作モード選択移行処理を示すフローチャートである。制御局モードで動作する車々間通信機の切替処理を示すフローチャートである。制御局モードで動作する車々間通信機の切り替え時の動作を説明するための図である。

符号の説明

１車々間通信システム
１０車々間通信機
１０ａ車々間制御通信機
１０ｂ車々間被制御通信機
１００通信処理部
１０１無線送受信部
１０２通常運用時パケット処理部
１０３車両停止時パケット処理部
１０４電源制御部
１１車載ナビゲーション装置
１１０自車位置検出部
１２０地図データベース部
１２１地図データ
２車両
２１バッテリー
２０１制御局ポイントコード
２０２サービスエリア
２５０通信データ
２５０ａ制御パケット
２５０ｂデータパケット

Claims

複数の車両の各々に搭載される車々間通信機を複数備え、これらの車々間通信機が互いに無線通信する車々間通信システムにおいて、
前記車々間通信機は、
予め設定された複数のサービスエリアのうち、現在在圏しているサービスエリアの識別情報を取得するサービスエリア識別情報取得手段と、
現在在圏するサービスエリアの識別情報を送信する情報に付加して送信する送信手段と、
現在在圏するサービスエリア内での通信タイミングを規定する制御情報を受信する制御情報受信手段と、
前記制御情報受信手段により前記制御情報が受信されない場合に、現在在圏するサービスエリアの前記制御情報を生成し、同一のサービスエリアに存在する他の車々間通信機に向けて前記送信手段に順次送信させる第１送信制御手段と、
自機が搭載された前記車両のエンジン停止を検知する停止検知手段と、
前記第１送信制御手段が前記制御情報を前記送信手段に順次送信させているときに、前記停止検知手段によって前記車両のエンジン停止が検知された場合、同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機のいずれか一つの車々間通信機に対して、前記制御情報の送信動作を行うことを指示する指示信号を前記送信手段に送信させる第２送信制御手段と、を具備し、
前記第２送信制御手段は、同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機の中から、当該サービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある車々間通信機を選定し、この選定した車々間通信機に対して前記指示信号を前記送信手段に送信させる
ことを特徴とする車々間通信システム。
前記車々間通信機は、
自機が搭載された前記車両の現在位置、移動速度及び移動方向を取得する移動情報取得手段と、
前記現在位置、移動速度及び移動方向を間欠的に前記送信手段に送信させる第３送信制御手段と、
同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機から送信されてきた各々の車々間通信機の現在位置、移動速度及び移動方向を受信する位置情報受信手段と、
前記位置情報受信手段により受信された前記現在位置、移動速度及び移動方向を、車々間通信機ごとに記憶する記憶手段とを更に備え、
前記第２送信制御手段は、
前記記憶手段に記憶されている車々間通信機の現在位置、移動速度及び移動方向に基づいて、現在在圏するサービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある車々間通信機を選定し、この選定した車々間通信機に対して前記指示信号を前記送信手段に送信させる
ことを特徴とする請求項１に記載の車々間通信システム。
前記停止検知手段は、前記車両から当該車々間通信機に入力されるＡＣＣ（アクセサリ）ラインの電圧値に基づいて、前記車両のエンジン停止を検知することを特徴とする請求項１または２記載の車々間通信システム。
前記車々間通信機は、前記停止検知手段によって前記車両のエンジン停止が検知された後、少なくとも前記第２送信制御手段が前記送信手段により前記指示信号を送信させる動作が完了するまでの間、前記車両から前記車々間通信機に対する電源供給を継続させる電源制御手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車々間通信システム。
車両に搭載された、他の通信機と無線通信する車々間通信機において、
予め設定された複数のサービスエリアのうち、現在在圏しているサービスエリアの識別情報を取得するサービスエリア識別情報取得手段と、
現在在圏するサービスエリアの識別情報を送信する情報に付加して送信する送信手段と、
現在在圏するサービスエリア内での通信タイミングを規定する制御情報を受信する制御情報受信手段と、
前記制御情報受信手段により前記制御情報が受信されない場合に、現在在圏するサービスエリアの前記制御情報を生成し、同一のサービスエリアに存在する他の通信機に向けて前記送信手段に順次送信させる第１送信制御手段と、
自機が搭載された前記車両のエンジン停止を検知する停止検知手段と、
前記第１送信制御手段が前記制御情報を前記送信手段に順次送信させているときに、前記停止検知手段によって前記車両のエンジン停止が検知された場合、同一のサービスエリア内に存在する他の通信機のいずれか一つの通信機に対して、前記制御情報の送信動作を行うことを指示する指示信号を前記送信手段に送信させる第２送信制御手段と、を具備し、
前記第２送信制御手段は、同一のサービスエリア内に存在する他の車々間通信機の中から、当該サービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある車々間通信機を選定し、この選定した車々間通信機に対して前記指示信号を前記送信手段に送信させる
ことを特徴とする車々間通信機。
同一のサービスエリア内に存在する他の通信機から送信された各々の通信機の現在位置、移動速度及び移動方向を受信する位置情報受信手段と、
前記位置情報受信手段により受信された前記現在位置、移動速度及び移動方向を、通信機ごとに記憶する記憶手段とを更に備え、
前記第２送信制御手段は、
前記記憶手段に記憶されている通信機の現在位置、移動速度及び移動方向に基づいて、現在在圏するサービスエリアに滞在する時間が最も長い可能性のある通信機を選定し、この選定した通信機に対して前記指示信号を前記送信手段に送信させる
ことを特徴とする請求項５に記載の車々間通信機。
前記停止検知手段は、前記車両から当該車々間通信機に入力されるＡＣＣ（アクセサリ）ラインの電圧値に基づいて、前記車両のエンジン停止を検知することを特徴とする請求項５または６に記載の車々間通信機。
前記停止検知手段によって前記車両のエンジン停止が検知された後、少なくとも前記第２送信制御手段が前記送信手段により前記指示信号を送信させる動作が完了するまでの間、前記車両から前記車々間通信機に対する電源供給を継続させる電源制御手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の車々間通信機。