JP4624312B2

JP4624312B2 - 車両の送信装置

Info

Publication number: JP4624312B2
Application number: JP2006177972A
Authority: JP
Inventors: 泰仕岡田; 和久佐藤; 正規林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2026-06-28
Also published as: JP2008011039A

Description

本発明は、車両の送信装置に関するものである。

車両に関するデータを、無線通信回線を通じて管理センターに無線送信する技術が開発されている。例えば特許文献１には、事故車両からセンターへの送信データ量をベクトルの合成処理により削減してデータ伝送を効率化する車両緊急通報装置が提案されている。
特開平１１−３４５３８４号公報

しかしながら、上述した車両事故のデータなどは、データ量を削減して送信してもおおよその情報を把握可能であるが、近年では車両のＩＴ化が進み、車両のさまざまなデータを管理センターで把握したいという要求がある。
特に燃料電池自動車では、燃料電池の開発に利用するため、走行中の車両における燃料電池の運転状態に関するデータを、メーカで把握したいという要求がある。しかしながらそのデータ量は膨大であり、データ記録手段を車両に搭載するには多くのコストを要する。そこで、そのデータを無線通信により送受信することが検討されている。

近年の無線通信網は、通信可能エリアおよび通信速度ともに発達してきているものの、車両が通行しうるすべてのエリアにつき十分な通信速度が確保されているわけではない。例えば山あいを走行する時には、移動車両と基地局との間が山で遮られるため、電波強度の強い場所と弱い場所とが交互に現れる。そのため、電波強度の強い場所で通信を開始しても、電波強度の弱い場所で通信が中断することになる。この通信エラーによりデータの再送処理が増加し、最悪の場合には送りきれなかったファイル（一群のデータのかたまり）を後で送りなおすという事態が生じる。これにより、通信費用が増大するという問題がある。
そこで本発明は、車両におけるデータ送信を確実かつ効率的に行うことが可能な車両の送信装置の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両（例えば、実施形態における車両１０）のデータを取得するセンサ（例えば、実施形態におけるセンサ１４）と、前記データを、無線通信回線（例えば、実施形態における無線通信回線４０）を通じて無線送信する送信手段（例えば、実施形態における送信手段３０）と、複数の地点における前記無線通信回線の回線状態が記録された回線状態マップ（例えば、実施形態における電波強度マップ２２および通信速度マップ２４）と、前記回線状態マップから前記車両の現在位置における前記回線状態（例えば、実施形態における電波強度および通信速度）を取得して、前記回線状態が回線状態所定値以上か判断し、前記回線状態が前記回線状態所定値以上の場合に、前記送信手段による無線送信を行うと判断する判断手段（例えば、実施形態における判断手段２０）と、を備え、前記判断手段は、前記回線状態が前記回線状態所定値未満の場合に、未送信の前記データ量が多いほど前記回線状態所定値より低く回線状態閾値（例えば、実施形態における電波強度の閾値Ｐｍおよび通信速度の閾値Ｂｍ）を設定して、前記回線状態が前記回線状態閾値以上か判断し、前記回線状態が前記回線状態閾値以上の場合に、前記未送信のデータの無線送信を行うと判断することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記回線状態は、電波強度および通信速度であり、前記回線状態マップは、電波強度マップおよび通信速度マップであり、前記回線状態所定値は、電波強度所定値および通信速度所定値であり、前記回線状態閾値は、電波強度閾値および通信速度閾値であり、前記判断手段は、前記電波強度が前記電波強度所定値未満の場合に、前記未送信のデータ量が多いほど前記電波強度所定値より低く電波強度閾値を設定して、前記電波強度が前記電波強度閾値以上か判断し、前記通信速度が前記通信速度所定値未満の場合に、前記未送信のデータ量が多いほど前記通信速度所定値より低く通信速度閾値を設定して、前記通信速度が前記通信速度閾値以上か判断し、前記電波強度が前記電波強度閾値以上であって、なおかつ、前記通信速度が前記通信速度閾値以上の場合に、前記未送信のデータの無線送信を行うと判断する、ことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、前記データは、燃料電池スタックを構成する複数のセルの発電量であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、前記車両は、電波強度を測定して前記電波強度のデータを送信するとともに、該電波強度のデータに基づいて作成された電波強度マップを前記回線状態マップとして受信することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、現在位置における回線状態を把握して、回線状態が悪い地点ではデータ送信を控え、回線状態が良い地点においてデータ送信を行うことが可能になる。したがって、送信エラーを発生させることなく確実にデータ送信を行うことができる。これに伴って、データの再送信を防止することが可能になり、通信費用を低減することができる。また、送信中断によるデータの欠損を防止することができる。
加えて、回線状態が回線状態所定値未満の場合に、未送信のデータ量が多いほど回線状態所定値より低く回線状態閾値を設定して、回線状態が回線状態閾値以上か判断する。これにより、回線状態が中程度であっても、未送信データ量が多ければデータ送信を行うので、記録装置のオーバーフローを防止することができる。

請求項２に係る発明によれば、車両の現在位置における電波強度に基づいて無線送信を行うか否かを判断するので、データ送信を確実に行うことができる。また、車両の現在位置における通信速度に基づいて無線送信を行うか否かを判断するので、混雑した回線を回避することが可能になり、データ送信を効率的に行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、燃料電池の運転データのような大量のデータであっても、送信エラーを発生させることなく確実にデータ送信を行うことができる。

請求項４に係る発明によれば、電波強度マップを低コストで作成することができる。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
（車両の送信装置）
図１は、実施形態に係る車両の送信装置のブロック図である。本実施形態に係る車両の送信装置１００は、車両１０の燃料電池１２のデータを取得するセンサ１４と、そのデータを、無線通信回線４０を通じて無線送信する送信手段３０と、複数の地点における無線通信回線４０の回線状態が記録された回線状態マップ（電波強度マップ２２および通信速度マップ２４）と、その回線状態マップから車両１０の現在位置における回線状態を取得して、送信手段３０による無線送信を行うか否かを判断する判断手段２０と、を備えている。

（燃料電池）
車両の送信装置１００は、車両１０の燃料電池１２のデータを取得するセンサ１４を備えている。燃料電池１２は、反応ガスを電気化学反応させて電力を得るものであり、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜を備えている。この固体高分子電解質膜をアノード電極およびカソード電極で両側から挟み込んで、膜電極構造体（ＭＥＡ）が形成されている。その膜電極構造体のアノード電極に面してアノード側セパレータが配置され、カソード電極に面してカソード側セパレータが配置されて、セルが形成されている。このセルが複数積層されて燃料電池（スタック）１２が形成されている。

上述したアノード側セパレータの燃料ガス流路に燃料ガスとして水素ガス等を供給し、カソード側セパレータの酸化ガス流路に酸化ガスとして酸素を含む空気等を供給すると、アノード電極で触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソード電極まで移動する。この水素イオンが、カソード電極で酸素と電気化学反応することにより、発電が行われるようになっている。

この燃料電池１２の運転データを取得するため、燃料電池１２には各種センサ１４が装着されている。センサ１４として、例えば各セルの発電量を検出するための電流計等が装着されている。センサ１４により取得されたデータを暫定的に保存するため、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記録装置１６が設けられている。この記録装置１６の記録容量は、センサ１４により単位時間に測定されるデータ量や、後述する送信手段３０により単位時間に送信されるデータ量の平均値等を考慮して、容量不足が発生しないように設定されている。

（送信手段）
また車両の送信装置１００は、センサ１４により取得されたデータを、無線通信回線４０を通じて管理センター５０へ無線送信する送信手段３０を備えている。無線通信回線４０として、さまざまな移動体通信において移動局と基地局との間の通信に使用される公知の無線通信回線を利用することが可能である。また送信手段３０として、その無線通信回線４０における無線通信に必要な送信機を備えている。
管理センター５０は、例えば燃料電池１２のデータを利用するメーカである。なお無線通信の基地局と管理センター５０との間の通信には、有線通信回線を利用することも可能である。

なお本実施形態の車両の送信装置は、公知のＧＰＳ（Global Positioning System）等を利用した自車位置検出手段（不図示）を備えている。この自車位置検出手段は、ＧＰＳアンテナおよび地図情報を備えている。ＧＰＳアンテナは、ＧＰＳ衛星から発信される時間に関するＧＰＳ信号を受信するものである。このＧＰＳ信号と地図情報とに基づいて、自車位置検出手段は自車位置を検出するようになっている。

（回線状態マップ）
また車両の送信装置１００は、複数の地点における無線通信回線４０の回線状態が記録された回線状態マップを備えている。その回線状態マップとして、本実施形態では電波強度マップ２２および通信速度マップ２４を備えている。
図３（ａ）は、電波強度マップの概念図である。電波強度マップ２２は、各地点と基地局との間における電波強度（電波の減衰率に対応する）データの集合体である。電波強度マップ２２は、車両が通行しうる道路５に沿った複数の地点について、５段階程度にランク分けされた電波強度データを保持している。なお、同じ電波強度ランクの地点が等高線で連結されていてもよく、また格子状に区画された各地域につき電波強度の平均値が保持されていてもよい。

電波強度マップ２２は、予め各地点の電波強度を調査して作成しておくことも可能である。しかしながら、作成には膨大な費用と労力が必要であり、また基地局の改廃による電波状況の変化に対応するのが困難である。そこで、無線搭載車両の協力により管理センターが電波強度マップ２２を作成することが望ましい。具体的には、走行中の車両が各地点において電波強度を測定し、測定位置および電波強度のデータを管理センターのサーバに無線送信する。なお測定位置および電波強度のデータは小量であり、逐時送信することも可能である。管理センターのサーバは、多数の車両から送信されたデータを集計して電波強度マップ２２を作成し、各車両に送信する。これにより、電波強度マップ２２を低コストで作成することが可能になり、また基地局の改廃による電波状況の変化に対応することも可能になる。

図５（ａ）は、通信速度マップの概念図である。通信速度マップ２４は、各地点と基地局との間における通信速度（回線の混雑状況に対応する）データの集合体である。一般に電波強度が強くても、通信速度が遅くなる場合がある。例えば、都市部には多くの電波中継局が存在するため電波強度は十分であるが、ある地域で回線利用者数が利用可能者数を上回ると、通信速度が極端に遅くなり電波が繋がらないという状況が発生する。そこで、本実施形態の車両の送信装置は、電波強度マップに加えて通信速度マップを備えている。

この通信速度マップ２４は、電波強度マップと同様に構成されている。すなわち通信速度マップ２４は、車両が通行しうる道路５に沿った複数の地点につき、５段階程度にランク分けされた通信速度データを保持している。また通信速度マップ２４は、電波強度マップと同様に、無線搭載車両の協力により管理センターが作成することが望ましい。特に通信速度マップ２４は、回線の混雑状況に応じて変化するため、更新が容易なこの作成方法を採用することが有効である。

図６は、時間帯ごとの通信速度マップの概念図である。各地点の通信速度が時間帯ごとに記録されている通信速度マップを採用することが望ましい。通信速度は、同じ日の異なる時間帯では変化するが、異なる日の同じ時間帯では同等になることが多いからである。例えば図６では、０時〜５時の通信速度マップ２４ａ、６時〜１１時の通信速度マップ２４ｂ、１２時〜１７時の通信速度マップ２４ｃ、および１８時〜２３時の通信速度マップ２４ｄを備えている。このように通信速度が時間帯ごとに記録された通信速度マップを備えることにより、時間帯により通信速度が異なることを考慮して無線送信を行うか否かを判断することが可能になり、データ送信をより効率的に行うことができる。

（判断手段）
図１に戻り、車両の送信装置１００は、送信手段３０による無線送信を行うか否かを判断する判断手段２０を備えている。この判断手段２０は、車両１０の現在位置における回線状態（電波強度および通信速度）に応じて、無線送信を行うか否かを判断する。
具体的には、電波強度マップ２２を参照し、現在位置における電波強度が強い場合には、無条件で無線送信を実行すると判断する。また電波強度が中程度の場合には、未送信データ量が多い場合のみ無線送信を実行すると判断する。なお、電波強度が中程度でも未送信データ量が少ない場合、または電波強度が弱い場合には、無線送信を実行しないと判断する。
また判断手段２０は、通信速度マップ２４を参照し、現在位置における通信速度が速い場合には、無条件で無線送信を実行すると判断する。また通信速度が中程度の場合には、未送信データ量が多い場合のみ無線送信を実行すると判断する。なお、通信速度が中程度でも未送信データ量が少ない場合、または通信速度が遅い場合には、無線送信を実行しないと判断する。

（車両の送信方法）
次に、本実施形態に係る車両の送信方法について説明する。図２および図４は、本実施形態に係る車両の送信方法のフローチャートである。
まず図２に示すように、自車位置検出手段を用いて車両の現在位置を取得する（Ｓ１０）。次に、電波強度マップ２２から車両の現在位置における電波強度Ｐを取得する（Ｓ１２）。例えば、図３（ａ）の電波強度マップ２２を参照して、車両の現在位置Ｎにおける電波強度Ｐ（＝４）を取得する。なお電波強度マップに現在位置の電波強度データが存在しない場合には、近接する地点の電波強度データを利用（例えば線形に補完）して、現在位置の電波強度Ｐを算出する。

次に判断手段２０は、図３（ｂ）に示すテーブルを用いて、データ送信を行うか否かを判断する。図３（ｂ）は、未送信データ量および電波強度に応じたデータ送信の判断テーブルである。まず、取得した電波強度Ｐが４以上であるか判断し（Ｓ１４）、判断がＹｅｓの場合（図３（ｂ）のＲ領域の場合）、電波強度の観点からはデータ送信すべきと判断し、後述するＳ３０に進む。

判断がＮｏの場合はＳ１６に進み、記録装置１６を参照して未送信データ量Ｄを取得する（Ｓ１６）。次に、取得した未送信データ量Ｄに応じて、電波強度の閾値Ｐｍを決定する（Ｓ１８）。未送信データ量Ｄが多い場合には、データ送信の必要性が高いことから、電波強度が少し弱くてもデータ送信を実行すべきである。そこで、図３（ｂ）において未送信データ量ＤがＤ２以上の場合には、データ送信すべきと判断する電波強度の閾値Ｐｍを「２」に設定する。また未送信データ量ＤがＤ１以上Ｄ２未満の場合には、電波強度の閾値Ｐｍを「３」に設定する。なお未送信データ量ＤがＤ１未満の場合には、電波強度の閾値Ｐｍを「４」に設定する。

次に、Ｓ１２で取得した電波強度Ｐが、Ｓ１８で決定した閾値Ｐｍ以上であるか判断する（Ｓ２０）。例えば、未送信データ量ＤがＤ２以上の場合には、電波強度Ｐが２以上であるか（図３（ｂ）のＳ_２領域であるか）判断する。また未送信データ量ＤがＤ１以上Ｄ２未満の場合には、電波強度Ｐが３以上であるか（図３（ｂ）のＳ_１領域であるか）判断する。なお未送信データ量ＤがＤ１未満の場合には、電波強度Ｐが４以上であるか判断することになるが、Ｓ１４における判断がＮｏであること（電波強度Ｐが４未満であること）が前提であるから、Ｓ２０の判断は常にＮｏとなる。いずれの場合も、判断がＮｏであれば、電波強度の観点からデータ送信すべきでないと判断し、送信を中止する（Ｓ２２）。この場合、データを記録装置１６に蓄積する。判断がＹｅｓであれば、電波強度の観点からはデータ送信すべきと判断し、後述するＳ３０に進む。

次に図４に示すように、車両の現在位置における通信速度Ｂを取得する（Ｓ３０）。例えば、図５（ａ）の通信速度マップ２４を参照して、車両の現在位置Ｎにおける通信速度Ｂ（＝４）を取得する。なお通信速度マップに現在位置の通信速度データが存在しない場合には、近接する地点の通信速度データを利用（例えば線形に補完）して、現在位置の通信速度Ｂを算出する。

次に判断手段２０は、図５（ｂ）に示すテーブルを用いて、無線送信を行うか否かを判断する。図５（ｂ）は、未送信データ量および通信速度に応じたデータ送信の判断テーブルである。まず、取得した通信速度Ｂが４以上であるか判断し（Ｓ３２）、判断がＹｅｓの場合（図５（ｂ）のＥ領域の場合）には、通信速度の観点からもデータ送信すべきと判断し、送信を開始する（Ｓ４０）。

判断がＮｏの場合はＳ３４に進み、記録装置１６を参照して未送信データ量Ｄを取得する（Ｓ３４）。次に、取得した未送信データ量Ｄに応じて、通信速度の閾値Ｂｍを決定する（Ｓ３６）。未送信データ量Ｄが多い場合には、データ送信の必要性が高いことから、通信速度が少し遅くてもデータ送信を実行すべきである。そこで、図５（ｂ）において未送信データ量ＤがＤ２以上の場合には、データ送信すべきと判断する通信速度の閾値Ｂｍを「２」に設定する。また未送信データ量ＤがＤ１以上Ｄ２未満の場合には、通信速度の閾値Ｂｍを「３」に設定する。なお未送信データ量ＤがＤ１未満の場合には、通信速度の閾値Ｂｍを「４」に設定する。

次に、Ｓ３０で取得した通信速度Ｂが、Ｓ３６で決定した閾値Ｂｍ以上であるか判断する（Ｓ３８）。例えば、未送信データ量ＤがＤ２以上の場合には、通信速度Ｂが２以上であるか（図５（ｂ）のＦ_２領域であるか）判断する。また未送信データ量ＤがＤ１以上Ｄ２未満の場合には、通信速度Ｂが３以上であるか（図５（ｂ）のＦ_１領域であるか）判断する。なお未送信データ量ＤがＤ１未満の場合には、通信速度Ｂが４以上であるか判断することになるが、Ｓ３２における判断がＮｏであること（通信速度Ｂが４未満であること）が前提であるから、Ｓ３８の判断は常にＮｏとなる。いずれの場合も、判断がＮｏであれば、通信速度の観点からはデータ送信すべきでないと判断し、送信を中止する（Ｓ３９）。この場合、データを記録装置１６に蓄積する。判断がＹｅｓであれば、通信速度の観点からもデータ送信すべきと判断し、送信を開始する（Ｓ４０）。

以上により、電波強度または通信速度のいずれか一方の観点からデータ送信すべきでないと判断された場合に、送信が中止されることになる。また電波強度および通信速度の両方の観点からデータ送信すべきと判断された場合に、送信が開始されることになる。
そして、上述したＳ１０〜Ｓ４０の処理を単位時間ごとに繰り返す。

以上に詳述したように、図１に示す本実施形態に係る車両の送信装置は、車両１０の燃料電池１２のデータを取得するセンサ１４と、そのデータを、無線通信回線４０を通じて無線送信する送信手段３０と、複数の地点における無線通信回線４０の回線状態が記録された回線状態マップ（電波強度マップ２２および通信速度マップ２４）と、その回線状態マップから車両１０の現在位置における回線状態を取得して、送信手段３０による無線送信を行うか否かを判断する判断手段２０と、を有する構成とした。

この構成によれば、できるだけ回線状態が良好な場所において無線送信を行うことが可能になり、燃料電池の運転データのような大量のデータであっても、送信エラーを発生させることなく確実にデータ送信を行うことができる。これに伴って、データの再送信を防止することが可能になり、通信費用を低減することができる。また、送信中断によるデータの欠損を防止することができる。さらに、回線状態が中程度であっても、未送信データ量が多ければデータ送信を行うので、記録装置のオーバーフローを防止することができる。

また、回線状態として電波強度に基づいて無線送信を行うか否かを判断するので、データ送信を確実に行うことができる。さらに、回線状態として通信速度に基づいて無線送信を行うか否かを判断するので、混雑した回線を回避することが可能になり、データ送信を効率的に行うことができる。

なお、この発明は上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、回線状態マップとして電波強度マップおよび通信速度マップを採用したが、これら以外の回線状態マップを採用することも可能である。また、電波強度マップおよび通信速度マップでは、電波強度および通信速度を５段階にランク分けしたが、５段階以上にランク分けすることも可能である。また、Ｓ１８では未送信データ量Ｄに応じて電波強度の閾値Ｐおよび通信速度の閾値Ｂｍを３段階に決定したが、３段階以上に決定することも可能である。

実施形態に係る車両の送信装置のブロック図である。実施形態に係る車両の送信方法のフローチャートである。（ａ）は電波強度マップの概念図であり、（ｂ）はデータ送信の判断テーブルである。実施形態に係る車両の送信方法のフローチャートである。（ａ）は通信速度マップの概念図であり、（ｂ）はデータ送信の判断テーブルである。時間帯ごとの通信速度マップの概念図である。

符号の説明

１０…車両１２…燃料電池１４…センサ１６…記録装置２０…判断手段２２…電波強度マップ（回線状態マップ）２４…通信速度マップ（回線状態マップ）３０…送信手段４０…無線通信回線５０…管理センター１００…車両の送信装置

Claims

車両のデータを取得するセンサと、
前記データを、無線通信回線を通じて無線送信する送信手段と、
複数の地点における前記無線通信回線の回線状態が記録された回線状態マップと、
前記回線状態マップから前記車両の現在位置における前記回線状態を取得して、前記回線状態が回線状態所定値以上か判断し、前記回線状態が前記回線状態所定値以上の場合に、前記送信手段による無線送信を行うと判断する判断手段と、を備え、
前記判断手段は、前記回線状態が前記回線状態所定値未満の場合に、未送信の前記データ量が多いほど前記回線状態所定値より低く回線状態閾値を設定して、前記回線状態が前記回線状態閾値以上か判断し、前記回線状態が前記回線状態閾値以上の場合に、前記未送信のデータの無線送信を行うと判断することを特徴とする車両の送信装置。
前記回線状態は、電波強度および通信速度であり、
前記回線状態マップは、電波強度マップおよび通信速度マップであり、
前記回線状態所定値は、電波強度所定値および通信速度所定値であり、
前記回線状態閾値は、電波強度閾値および通信速度閾値であり、
前記判断手段は、
前記電波強度が前記電波強度所定値未満の場合に、前記未送信のデータ量が多いほど前記電波強度所定値より低く電波強度閾値を設定して、前記電波強度が前記電波強度閾値以上か判断し、
前記通信速度が前記通信速度所定値未満の場合に、前記未送信のデータ量が多いほど前記通信速度所定値より低く通信速度閾値を設定して、前記通信速度が前記通信速度閾値以上か判断し、
前記電波強度が前記電波強度閾値以上であって、なおかつ、前記通信速度が前記通信速度閾値以上の場合に、前記未送信のデータの無線送信を行うと判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の送信装置。
前記データは、燃料電池スタックを構成する複数のセルの発電量であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の送信装置。
前記車両は、電波強度を測定して前記電波強度のデータを送信するとともに、該電波強度のデータに基づいて作成された電波強度マップを前記回線状態マップとして受信することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両の送信装置。