JP4534739B2

JP4534739B2 - 車両用通信装置

Info

Publication number: JP4534739B2
Application number: JP2004351639A
Authority: JP
Inventors: 寛幸金光
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: JP2006165806A

Description

本発明は、車両の情報の通信を行う車両用通信装置に関するものである。

従来、車両の情報の通信を行う車両用通信装置として、特開２００１−４５０１３号公報に記載されるように、ＣＳＭＡ方式を用いて通信するものが知られている。この装置は、送信時にビジー状態であるときに、通信を行う車両の台数に応じてキャリアセンスを行う時間を設定して、送信に成功する車両台数を増加させようとするものである。
特開２００１−４５０１３号公報

上述した通信装置にあっては、適切な通信が行えない場合があるという問題点がある。例えば、通信可能な車両台数が多いときには、通信を行う車両の台数に応じてキャリアセンスを行う時間を設定しても、送信が行える車両台数に一定の制限があり、全ての通信が行えない場合がある。その際、重要度の高い情報と重要度の低い情報が同等に扱われると、重要度の高い情報が送信されず、適切な通信が行えないこととなる。

そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、重要度の高い情報を優先して送信可能とし、適切な通信が行える車両用通信装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る車両用通信装置は、車両の情報の送信を行う送信手段と、通信チャネルの使用状況を監視する監視手段と、通信チャネルがアイドル状態の場合には前記車両の情報の送信を開始し通信チャネルがビジー状態の場合には前記車両の情報の送信を開始しない判定手段と、を備えた車両用通信装置において、車両の車速に基づいて送信確率を設定する送信優先度設定手段と、前記通信チャネルがアイドル状態となったときに前記送信確率に応じて前記送信手段に前記車両の情報を送信させる送信制御手段とを備えて構成されている。

この発明によれば、車両の車速に基づいて送信確率を設定し、その送信確率に応じて車両の情報を送信することにより、送信確率に応じて優先度の高い情報を優先して送信でき、車両の運転状態に応じた適切な通信が行える。

また本発明に係る車両用通信装置は、前記送信優先度設定手段が、自車両の走行速度が速いほど前記送信確率を高く設定することを特徴とする。

この発明によれば、車速が速いほど送信確率を高めて送信しやすくすることにより、車速の速い車両の情報が送信できないという事態を防止でき、適切な通信を行うことができる。

また本発明に係る車両用通信装置において、前記送信優先度設定手段が自車両の走行速度変化が大きいほど前記送信確率を高く設定することが好ましい。また本発明に係る車両用通信装置において、前記送信優先度設定手段が自車両の進行方向の変化がある場合に前記送信確率を高く設定することが好ましい。また本発明に係る車両用通信装置において、前記送信優先度設定手段は自車両が非常停止している場合に前記送信確率を高く設定することが好ましい。

また本発明に係る車両用通信装置は、前記送信優先度設定手段が、自車両が走行している道路の種類に応じて前記送信確率を設定することが好ましい。

また本発明に係る車両用通信装置は、前記送信優先度設定手段が車両の運転状態に基づいて送信確率を設定し、前記送信制御手段が前記通信チャネルがアイドル状態となったときに、前記送信確率に応じて前記送信手段に前記車両の情報を送信させることが好ましい。

また本発明に係る車両用通信装置は、前記送信優先度設定手段が車両の運転状態に基づいて前記通信チャネルがアイドル状態か否かの検出するまで待機時間を設定し、前記送信制御手段が前記待機時間の経過後に前記通信チャネルがアイドル状態か否かを検出し、アイドル状態であった場合に前記送信手段に前記車両の情報を送信させることが好ましい。

また本発明に係る車両用通信装置は、他車の車両の情報を受信し、前記他車の車両の情報に基づいて自車両の運転に注意を喚起する情報を提供する情報提供手段を備えたこと特徴とする。

本発明によれば、重要度の高い情報を優先して送信することにより、適切な通信を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係る車両用通信装置の概略構成図を示す。本実施形態に係る車両用通信装置１は、車両の情報の通信を行う装置であり、例えば通信情報に基づいて運転支援を行う運転支援アプリケーションに適用されるものである。

車両用通信装置１は、車両と車両との間の無線通信をＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）方式で行う。ここでＣＳＭＡ方式とは、通信装置が通信路において一定時間以上の空き（アイドル）を確認してから情報送信する方式を意味する。また、車両と車両との間の通信を行うものであれば、車両と歩行者など車両以外のものと通信する機能を持つものであってもよい。

図１に示すように、車両用通信装置１は、車両（図示なし）に設置される装置であって、通信部２、アンテナ３及び制御部４を備えている。

通信部２は、アンテナ３を通じて自車の車両の情報を他車に送信する送信手段として機能するとともに、アンテナ３を通じて他車からの車両の情報を受信する受信手段として機能するものである。この通信部２は、例えば制御部４から送られる送信情報に応じて搬送波を変調して送信信号を生成し、その送信信号をアンテナ３から送信する。一方、通信部２は、例えば受信信号を復調して他車の車両情報を抽出する。抽出された車両情報は、制御部４に入力される。

制御部４は、装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。この制御部４は、通信部２と接続され、通信部２に車両の情報を送信させる送信制御手段として機能する。例えば、キャリアセンスを行い通信部２を通じて他車の信号送信状態を検知し、通信チャネルがアイドル状態となったときに、優先度が高い場合ほど送信までの時間が短くなるように車両の情報を送信させる。また、制御部４は、車両の運転状態に基づいて送信の優先度を設定する送信優先度設定手段として機能する。

また、制御部４は、通信部２で受信される受信信号に基づいて通信チャネルの使用状況を監視する監視手段として機能する。また、制御部４は、通信チャネルがアイドル状態の場合には前記車両の情報の送信を開始し通信チャネルがビジー状態の場合には前記車両の情報の送信を開始しない判定手段としても機能する。

この制御部４は、操作部５と接続されている。操作部５は、車両状態を指示表示するための操作手段であり、例えばウインカ操作部、ハザード操作部などが該当する。また、制御部４は、ナビゲーション部６と接続されている。ナビゲーション部６は、自車の走行位置を地図上で検出可能な自車位置検出手段として機能するものであり、例えば予め地図情報を記憶しＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて自車位置を検出するものが用いられる。制御部４には、ナビゲーション部６から自車の車両位置情報が入力される。なお、ナビゲーション部６としては、自車の位置情報、道路情報などを取得できるものであれば、ＧＰＳを用いるもの以外のものであってもよい。

制御部４は、情報提供部７と接続されている。情報提供部７は、自車両の運転者に運転に関する情報を提供する情報提供手段であり、例えば表示モニタ、ランプ、ブザー、スピーカなどが該当する。また、制御部４は、アクチュエータ８と接続されている。アクチュエータ８は、運転制御を行う駆動部であり、例えばブレーキ、スロットル、変速機などが該当する。

さらに、制御部４は、通信に応じて実行されるアプリケーションを処理する情報処理手段としても機能する。例えば、制御部４は、通信部２から入力される受信情報を情報処理し、受信情報に基づいてアプリケーションを実行させる。

次に、本実施形態に係る車両用通信装置の動作について説明する。

図２は、本実施形態に係る車両用通信装置１の動作についてのフローチャートである。この図２の制御処理は、例えば制御部４により実行される。図２のＳ１０に示すように、送信確率設定処理が行われる。この送信確率設定処理は、車両の運転状態に基づいて送信優先度である送信確率を設定する処理である。例えば、自車の車速に基づいて送信確率が設定され、自車両の走行速度が速いほど送信確率が高くなるように設定される。

図３に示すように、所定の車速範囲ごとに送信確率Ｐが設定され、０〜９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．１、１０〜１９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．２、２０〜２９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．３、３０〜３９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．４、４０〜４９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．５、５０〜５９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．６、６０〜６９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．７、７０〜７９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．８、８０〜８９ｋｍ／ｈでは送信確率Ｐを０．９、９０ｋｍ／ｈ以上では送信確率Ｐを１．０というように、１０ｋｍ／ｈ範囲ごとに送信確率が設定され、車速が速くなるほど送信確率が高くなるように設定される。

なお、送信確率は、上述したように車速が速くなるに従って段階的に高くなるように設定されてもよいし、車速に応じて連続的に高くなるように設定されてもよい。

そして、図２のＳ１２に移行し、キャリアセンスが行われる。キャリアセンスは、受信信号の有無に基づいて通信チャネルがアイドル状態か否か（通信チャネルが空いているか否か）を監視する処理である。

そして、Ｓ１４に移行し、送信タイミングか否かが判断される。送信タイミングか否かは、キャリアセンスの結果及び送信確率Ｐに応じて決定される。例えば、キャリアセンスの結果、通信チャネルがアイドル状態であり、かつ、送信確率Ｐに応じて送信するとなった場合に送信タイミングとなったと判断される。一方、キャリアセンスの結果、通信チャネルがアイドル状態でない場合、及びキャリアセンスの結果、通信チャネルがアイドル状態であっても送信確率Ｐに応じて送信しないとなった場合には送信タイミングとなっていないと判断される。

このＳ１４にて送信タイミングとなっていないと判断されたときには、Ｓ１０に戻る。一方、Ｓ１４にて送信タイミングとなったと判断されたときには、送信処理が行われる（Ｓ１６）。送信処理は、車両情報を送信する処理である。例えば、制御部４から送信情報信号が通信部２出力される。通信部２は、搬送波に対して送信情報に応じた変調を行って送信信号を生成し、その送信信号をアンテナ３を通じて送信させる。

その際、送信確率Ｐが小さい場合には送信確率Ｐが大きい場合に比べて、通信チャネルがアイドル状態になっても送信しない場合が多いため、送信までの時間が長くなる。逆に、送信確率Ｐが大きい場合は小さい場合に比べてアイドル状態になったら送信する場合が多いため送信までの時間が短くなる。

このように送信された車両情報は、他の車両により受信され、所定のアプリケーションの車両情報として利用される。例えば、他車の走行などによる自車の危険性に応じて運転支援を行うアプリケーションに利用する場合、他車の走行位置、走行速度、走行方向を認識し、他車が急接近する時などには、車両の運転者にランプ点灯、画像表示又は音声などによって注意を喚起することができる。これにより、出会い頭の事故などを防止することが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る車両用通信装置１によれば、車両の運転状態に基づいて送信の優先度を設定し、その優先度が高いほど送信までの時間が短くなるように車両情報を送信することにより、優先度の高い車両情報を優先して送信でき、車両の運転状態に応じた適切な通信が行える。また、車速が速いほど送信の優先度を高めて送信しやすくすることにより、車速の速い車両の車両情報が送信できないという事態を防止でき、適切な通信が行える。

例えば、図４に示すように、他車１０の走行などによる自車１１の危険性に応じて運転支援を行うアプリケーションを実行している場合、走行速度の遅い他車１２、１３に対し走行速度の速い他車１０の車両情報を優先して送信させることにより、危険性の高い他車１０の情報をより確実に送信することができる。これにより、運転支援に有益な情報が優先して送信され、適切な運転支援が行える。
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係る車両用通信装置について説明する。

第一実施形態に係る車両用通信装置１では車両の走行速度が速いほど送信の優先度を高く設定して通信を行う場合について説明したが、本実施形態に係る車両用通信装置では車両の走行速度変化が大きいほど送信の優先度を高く設定し、車両の進行方向の変化がある場合に送信の優先度を高く設定し、車両が非常停止している場合に送信の優先度を高く設定して通信を行うものである。

本実施形態に係る車両用通信装置のハード構成は、図１に示す第一実施形態に係る車両用通信装置と同様なものが用いられる。また、本実施形態に係る車両用通信装置の動作は、図２に示す第一実施形態に係る車両用通信装置とほぼ同様に行われるものであるが、Ｓ１０の送信確率設定の仕方が異なっている。すなわち、本実施形態に係る車両用通信装置における送信確率設定処理では、車両状態に基づいて送信優先度である送信確率が設定される。

図５に示すように、車両状態が進路変更やブレーキングなどのない定常状態の場合には送信確率Ｐが０．１に設定される。進路変更がある場合には、車両の進行方向の変化がある場合として定常状態に比べて送信確率Ｐが高く設定され、送信確率Ｐが１に設定される。進路変更があるか否かは、ウインカー信号の有無により判断される。

非常停止の場合には、車両の走行速度変化がある場合として定常状態に比べて送信確率Ｐが高く設定され、送信確率Ｐが１に設定される。非常停止しているか否かは、ハザード信号の有無により判断される。ブレーキ中の場合には、車両の走行速度変化がある場合として定常状態に比べて送信確率Ｐが高く設定され、送信確率Ｐが０．４に設定される。ブレーキ中であるか否かは、ストップランプ信号の有無により判断される。

また、緊急ブレーキ中の場合には、車両の走行速度変化がある場合として定常状態に比べて送信確率Ｐが高く設定され、送信確率Ｐが１に設定される。緊急ブレーキ中であるか否かは、緊急ブレーキ信号の有無により判断される。スリップ状態である場合には、車両の挙動が不安定な場合として定常状態に比べて送信確率Ｐが高く設定され、送信確率Ｐが０．８に設定される。スリップ状態であるか否かは、ＡＢＳ制御信号に基づいて判断される。衝突を起こしている場合には、車両の走行速度変化がある場合として定常状態に比べて送信確率Ｐが高く設定され、送信確率Ｐが１に設定される。衝突を起こしているか否かは、エアバック作動信号の有無により判断される。

以上のように、本実施形態に係る車両用通信装置によれば、車両の走行速度変化が大きいほど送信の優先度を高く設定し、車両の進行方向の変化がある場合に送信の優先度を高く設定し、車両が非常停止している場合に送信の優先度を高く設定して通信を行う。これにより、危険性の高い車両の車両情報を優先して送信することができる。また、運転支援に有益な情報が優先して送信され、適切な運転支援が行える。
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態に係る車両用通信装置について説明する。

第一実施形態に係る車両用通信装置１では車両の走行速度が速いほど送信の優先度を高く設定して通信を行う場合について説明したが、本実施形態に係る車両用通信装置では車両が走行している道路の種類に応じて送信の優先度を設定して通信を行うものである。

本実施形態に係る車両用通信装置のハード構成は、図１に示す第一実施形態に係る車両用通信装置と同様なものが用いられる。また、本実施形態に係る車両用通信装置の動作は、図２に示す第一実施形態に係る車両用通信装置とほぼ同様に行われるものであるが、Ｓ１０の送信確率設定の仕方が異なっている。すなわち、本実施形態に係る車両用通信装置における送信確率設定処理では、車両が走行している道路の種類に応じて送信優先度である送信確率が設定される。

図６に示すように、車両が細街路を走行している場合には、送信確率Ｐが１に設定される。車両が一般道路を走行している場合には、送信確率Ｐが０．５に設定される。車両が高速道路などの自動車専用道路を走行している場合には、送信確率Ｐが０．１に設定される。車両が交差点や分岐点の前を走行している場合（例えば、交差点や分岐点に対し接近時間ｔ秒以内の場合）には、送信確率Ｐが１に設定される。車両が走行している道路の種類は、ナビゲーション部６の道路情報に基づいて判断される。

このような車両用通信装置によれば、車両が走行している道路の種類に応じて送信確率を変えることにより、危険性の高い道路を走行する車両の送信情報を優先して送信することができる。このため、運転支援に有益な情報が優先して送信され、適切な運転支援が行える。

なお、本実施形態に係る車両用通信装置において、第一実施形態及び第二実施形態に係る車両用通信装置のごとく、車両の走行速度が速いほど送信の優先度を高く設定して通信を行い、又は車両の走行速度変化が大きいほど送信の優先度を高く設定し、車両の進行方向の変化がある場合に送信の優先度を高く設定し、車両が非常停止している場合に送信の優先度を高く設定して通信を行うものであってもよい。この場合、例えば、車両の種類及び車両の走行速度に基づいて送信確率を設定すればよい。

また、上述した各実施形態では、車両の運転状態に基づいて送信確率を変えることにより送信の優先度を設定する場合について説明したが、本発明に係る車両用通信装置はそのようなものに限られるものではなく、車両の運転状態に基づいて通信チャネルがアイドル状態か否かの検出するまで待機時間を設定し、その待機時間の経過後に通信チャネルがアイドル状態か否かを検出して、アイドル状態であった場合に送信処理を行うものであってもよい。

すなわち、上述した各実施形態では、p-persistentのＣＳＭＡ方式において送信確率Ｐを変えることにより送信優先度を設定するものであったが、non-persistentのＣＳＭＡ方式において待機時間を変えることにより送信優先度を設定してもよい。この場合、上述した各実施形態において送信確率が高いほど待機時間が短くなるように待機時間を設定すればよい。

本発明の第一実施形態に係る車両用通信装置の構成概要図である。図１の車両用通信装置の動作を示すフローチャートである。図２のフローチャートにおける送信確率設定処理の説明図である。図１の車両用通信装置における運転支援の説明図である。本発明の第二実施形態に係る車両用通信装置の送信確率設定処理の説明図である。本発明の第三実施形態に係る車両用通信装置の送信確率設定処理の説明図である。

符号の説明

１…車両用通信装置、２…通信部、３…アンテナ、４…制御部４…操作部、６…ナビゲーション部、７…情報提供部、８…アクチュエータ。

Claims

車両の情報の送信を行う送信手段と、通信チャネルの使用状況を監視する監視手段と、通信チャネルがアイドル状態の場合には前記車両の情報の送信を開始し通信チャネルがビジー状態の場合には前記車両の情報の送信を開始しない判定手段と、を備えた車両用通信装置において、
車両の車速に基づいて送信確率を設定する送信優先度設定手段と、
前記通信チャネルがアイドル状態となったときに、前記送信確率に応じて前記送信手段に前記車両の情報を送信させる送信制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用通信装置。
前記送信優先度設定手段は、自車両の走行速度が速いほど前記送信確率を高く設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用通信装置。
前記送信優先度設定手段は、自車両の走行速度変化が大きいほど前記送信確率を高く設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用通信装置。
前記送信優先度設定手段は、自車両の進行方向の変化がある場合に前記送信確率を高く設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用通信装置。
前記送信優先度設定手段は、自車両が非常停止している場合に前記送信確率を高く設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用通信装置。
前記送信優先度設定手段は、自車両が走行している道路の種類に応じて前記送信確率を設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用通信装置。
前記送信優先度設定手段は、車両の運転状態に基づいて送信確率を設定し、
前記送信制御手段は、前記通信チャネルがアイドル状態となったときに、前記送信確率に応じて前記送信手段に前記車両の情報を送信させること、
を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車両用通信装置。
前記送信優先度設定手段は、車両の運転状態に基づいて前記通信チャネルがアイドル状態か否かの検出するまで待機時間を設定し、
前記送信制御手段は、前記待機時間の経過後に前記通信チャネルがアイドル状態か否かを検出し、アイドル状態であった場合に前記送信手段に前記車両情報を送信させること、
を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車両用通信装置。
他車の車両の情報を受信し、前記他車の車両の情報に基づいて自車両の運転に注意を喚起する情報を提供する情報提供手段を備えたこと、
特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の車両用通信装置。