JP5234073B2

JP5234073B2 - 車載装置

Info

Publication number: JP5234073B2
Application number: JP2010199808A
Authority: JP
Inventors: 晃也山田; 竜太金子
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: US8954027B2; US20120058724A1; JP2012058899A

Description

本発明は、路側装置との間で狭域通信を行う車載装置に関する。

従来、基地局である路側装置と移動局である車載装置との間の狭域通信として、いわゆる同報通信および個別通信が用いられている（特許文献１、２参照）。同報通信は、例えばＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：登録商標）などのように路側装置から道路を走行する不特定の複数の車両に対して通信を行うものである。これに対し、個別通信は、例えばＥＴＣ（Electronic Toll Collection System：登録商標）などのように路側装置から道路を走行する特定の車両に対して通信を行うものである。近年では、これら同報通信および個別通信を同時に実行する混在通信が普及しつつある。

ところで、非特許文献１によると、個別通信を実行する場合、路側装置からのアクティベーションチャネル（ＡＣＴＣ）割付に対し、所定時間が経過しても車載装置からの応答がないとき、再度通信周波数の選定を含む初期接続手順処理を繰り返すことが規定されている。また、非特許文献２によると、同報通信を実行する場合、車載装置で同報通信を受信すると、車載装置は、接続管理タイマ（ＣＴＯ）を起動し、同報通信を受信するごとにＣＴＯを更新することが規定されている。そして、車載装置は、該当する基地局との通信エリアを離脱して同報通信を受信できなくなった後にＣＴＯがタイムアウトすると、通信エリアを離脱したと判断することが規定されている。さらに、これらの標準規格では、個別通信と同報通信とを含む混在通信の場合、いずれか最初に受信した通信のＣＴＯを優先することが規定されている。

このような標準規格にしたがうと、混在通信の場合、同報通信を先行して実行した後、引き続き個別通信を実行することになる。この場合、路側装置と車載装置との間で送受信のレベルが均衡している安定した通信エリアであれば、混在通信における同報通信と個別送信とが順次開始され、通信に問題が生じることはない。しかしながら、路側装置と車載装置との間で送受信のレベルが乱れた不安定な通信エリアであれば、車載装置は路側装置から受信可能であっても、路側装置へ送信不能な不安定な通信エリアが形成されるおそれがある。図４に示す例のように、路側装置１００から送信された電波の反射や干渉によって、安定した通信エリア１０１よりも路側装置１００から遠い位置に不安定な通信エリア１０２が存在する。通常の走行時であれば、車載装置を搭載した車両１０３はこの不安定な通信エリア１０２は短時間で通過し、通信の成立に大きな問題を招くことはない。しかし、例えば渋滞などによってこの不安定な通信エリア１０２に車両１０３が所定時間以上滞留すると、路側装置１００から送信される同報通信は通信可能であるにも関わらず、個別通信の通信が不可能なため、個別通信についてタイムアウトが発生することになる。その結果、車両１０３が不安定な通信エリア１０２を通過した後に安定した通信エリア１０１に進入しても、既に個別通信についてタイムアウトが発生しており、混在通信における個別通信ができないという問題が生じる。

特許第４２９６１２７号公報特開２０１０−９２８０号公報

社団法人電波産業会ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ７５社団法人電波産業会ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ８８

そこで、本発明の目的は、路側装置の設定の変更などを必要とすることなく、簡単な構造で混在通信時における個別通信を確実に実施する車載装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、開始通知判断手段は、路側装置が混在通信を実行しているとき、同報通信の同報開始通知から予め設定された設定期間内に個別通信の個別開始通知を受信したか否かを判断する。周波数再選定手段は、この開始通知判断手段において設定期間内に個別開始通知を受信していないと判断されると、周波数選定手段においてあらためて通信周波数を選定する。そのため、同報開始通知から設定期間内に、路側装置から個別開始通知を受信できないとき、再度通信周波数が選定され、個別通信の成立が繰り返される。その結果、通信が不安定なエリアでも、個別通信が成立されるまでタイムアウトが生じない。また、これらの処理は、車側で処理され、路側装置の設定などの変更を招かない。したがって、路側装置の設定の変更などを必要とすることなく、簡単な構造で混在通信時における個別通信を確実に実施することができる。

一実施形態による車載装置を含む路車間狭域通信システムの概略を示すブロック図一実施形態による車載装置の処理の流れを示す概略図一実施形態による車載装置と路側装置との間の通信を示す模式図路側装置が形成する通信エリアを示す模式図

以下、一実施形態による車載装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
一実施形態による車載装置を適用した狭域通信システムの概略を図１に示す。狭域通信システム１０は、路側装置１１としての基地局である狭域通信路側装置１２およびＥＴＣ路側装置１３と、移動局である車載装置１４とを備えている。狭域通信路側装置１２は、制御部２１および狭域通信アンテナ２２を有している。狭域通信路側装置１２は、無線により例えばＶＩＣＳのように道路を走行する不特定の車両に対して広く同一の情報を通信する。狭域通信路側装置１２の制御部２１は、図示しないデータ提供部から提供されたデータを狭域通信アンテナ２２から同報通信する。ＥＴＣ路側装置１３は、制御部２４および料金所アンテナ２５を有している。ＥＴＣ路側装置１３は、道路を走行する特定の車両との間で通信を実行する。ＥＴＣ路側装置１３の制御部２４は、無線により車両の車載装置１４との間で例えば車両に固有の識別データおよび道路料金の課金データなどをやりとりする。

車載装置１４は、図示しない車両に搭載されている。車載装置１４は、制御部３１、通信部３２、電源部３３、ＩＣカード制御部３４、外部機器接続部３５、記憶部３６、表示部３７、スピーカ３８および入力操作部３９などを有している。制御部３１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるマイクロコンピュータで構成されている。制御部３１は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムにしたがって、車載装置１４の全体を制御する。通信部３２は、アンテナ４１を有しており、路側装置１１である狭域通信路側装置１２およびＥＴＣ路側装置１３との間で通信を行う。電源部３３は、例えばバッテリなどの外部の電源４２に接続され、車載装置１４の各部に供給する電力を制御する。

ＩＣカード制御部３４は、ＩＣカードコネクタ４３を有している。ＩＣカードコネクタ４３には、外部の記録媒体であるＩＣカード４４が着脱可能に装着される。ＩＣカード制御部３４は、ＩＣカードコネクタ４３に装着されたＩＣカード４４との間でデータの読み書きを行う。ＩＣカード４４は、例えばＥＰＲＯＭなどの不揮発性の記憶媒体からなる記憶部４５および制御部４６を有している。外部機器接続部３５は、ナビゲーション装置４７およびイグニッションスイッチ４８など車両に搭載されている外部の機器と接続され、ナビゲーション装置４７やイグニッションスイッチ４８などとデータのやりとりを行う。記憶部４５は、制御部３１の図示しないＲＯＭおよびＲＡＭと一体または別体に構成され、制御部３１で用いるデータを記憶する。なお、記憶部４５は、ＩＣカード４４と併用してもよい。

表示部３７は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイを有しており、ナビゲーション装置４７で用いる地図画像や制御部３１で処理された各種のデータなどを表示する。スピーカ３８は、ナビゲーション装置４７で用いる音声案内や各種警報音などを発する。入力操作部３９は、例えば表示部３７と一体のタッチスイッチや表示部３７の周囲に設けられた図示しないメカニカルスイッチなどを有している。入力操作部３９は、ナビゲーション装置４７をはじめとする車載装置１４の各部を操作するために必要なユーザの指示を受け付ける。これら車載装置１４の構成は、ナビゲーション装置４７などの周知の車載装置と共通する構成である。

制御部３１は、ＣＰＵでコンピュータプログラムを実行することにより、周波数選定部５１、通信成立判断部５２、リトライ回数判断部５３、終了信号受信部５４および周波数再選定部５５をソフトウェア的に実現している。なお、周波数選定部５１、通信成立判断部５２、リトライ回数判断部５３、終了信号受信部５４および周波数再選定部５５は、いずれも専用の回路によってハードウェア的に実現してもよい。

周波数選定部５１は、狭域通信路側装置１２およびＥＴＣ路側装置１３との狭域通信において予め設定されている通信周波数を選定する。通信周波数は、狭域通信路側装置１２との間の同報通信およびＥＴＣ路側装置１３との間の個別通信に応じて予め設定されている。この場合、通信周波数は、一つに限らず所定の周波数範囲で複数種類が設定されている。周波数選定部５１は、このように複数の通信周波数から予め設定されている規定にしたがって路側装置１１との通信に用いる通信周波数を選定する。

通信成立判断部５２は、路側装置１１が同報通信および個別通信を含む混在通信を実行しているとき、路側装置１１との間で通信が成立したか否かを判断する。通信成立判断部５２は、通信部３２において路側装置１１との間でアクティベーションチャネルにおける通信が成立したか否かを判断する。具体的には、路側装置１１は、混在通信においてフレームコントロールメッセージチャネル（ＦＣＭＣ）により、同報メッセージデータチャネル（ＭＤＣ）割付およびアクティベーションチャネル（ＡＣＴＣ）割付を車載装置１４へ送信する。これを受信した車載装置１４がＡＣＴＣを路側装置１１へ返信することにより、路側装置１１と車載装置１４とは通信が成立する。通信成立判断部５２は、このＦＣＭＣによるＡＣＴＣ割付の際のＡＣＴＣ返信が成立したか、または不成立であるかを判断する。

リトライ回数判断部５３は、通信成立判断部５２においてＡＣＴＣにおける通信の不成立が予め設定されているリトライ上限回数に到達したか否かを判断する。リトライ回数判断部５３は、通信が不成立になるごとにリトライカウンタのカウントを増していく。そして、リトライ回数判断部５３は、リトライカウンタのカウンタが予め設定されたリトライ上限回数に到達したか否かを判断する。

また、通信成立判断部５２は、路側装置１１が混在通信を実行しているとき、混在通信に含まれる個別通信が成立したか否かを判断してもよい。具体的には、個別通信の場合、路側装置１１のうちＥＴＣ路側装置１３は、個別通信のＦＣＭＣにより、ＡＣＴＣ割付を車載装置１４へ送信する。これを受信した車載装置１４がＡＣＴＣを路側装置１１であるＥＴＣ路側装置１３へ返信することにより、個別通信を行うＥＴＣ路側装置１３と車載装置１４とは通信が成立する。したがって、この場合、通信成立判断部５２は、個別通信におけるＦＣＭＣによるＡＣＴＣ割付の際のＡＣＴＣ返信が成立したか、または不成立であるかを判断する。

この場合、リトライ回数判断部５３は、通信成立判断部５２において個別通信の不成立が予め設定されているリトライ上限回数に到達したか否かを判断する。リトライ回数判断部５３は、個別通信の通信が不成立になるごとにリトライカウンタのカウントを増していく。そして、リトライ回数判断部５３は、リトライカウンタのカウンタが予め設定されたリトライ上限回数に到達したか否かを判断する。

終了信号受信部５４は、路側装置１１から終了信号を受信する。具体的には、路側装置１１が混在通信を実行しているとき、路側装置１１と車載装置１４との間で個別通信が予め設定された期間を経過しても成立しない場合がある。この場合、路側装置１１は、車載装置１４に対し、路側装置１１からの通信終了を示す終了信号を発信する。終了信号受信部５４は、この路側装置１１から発信された終了信号を通信部３２を経由して受信する。

周波数再選定部５５は、通信成立判断部５２においてＡＣＴＣにおける通信の不成立がリトライ上限回数に到達、通信成立判断部５２において個別通信の不成立がリトライ上限回数に到達、または終了信号受信部５４で終了信号を受信すると、周波数選定部５１においてあらためて通信周波数を選定する。すなわち、周波数再選定部５５は、予め設定した通信周波数による通信が不成立となり、リトライ上限回数に到達したり、終了信号を受信したりすると、複数の通信周波数を再び設定する。これにより、車載装置１４は、周波数再選定部５５で設定された新たな通信周波数を利用して路側装置１１との間の通信を再び実行する。なお、周波数再選定部５５が選定する通信周波数は、先に選定された通信周波数と同一でもよく、異なっていてもよい。

次に、上記の構成による車載装置１４の作用について図２に基づいて説明する。なお、図２では、ＡＣＴＣにおける通信が成立したか否かに基づいて通信の成立を判断する例について説明する。
路側装置１１を構成する狭域通信路側装置１２およびＥＴＣ路側装置１３は、同報通信および個別通信からなる混在通信を実行している。車載装置１４の周波数選定部５１は、路側装置１１との間で通信を開始するに際して、通信周波数を選定する（Ｓ１０１）。具体的には、周波数選定部５１は、複数の通信周波数から予め設定されている規定にしたがって路側装置１１との通信に用いる通信周波数を選定する。通信周波数が選定されると、車載装置１４の制御部３１は、これらの路側装置１１を構成する狭域通信路側装置１２およびＥＴＣ路側装置１３からＦＣＭＣに含まれるＡＣＴＣ割付を受信する（Ｓ１０２）。具体的には、車載装置１４は、通信部３２において狭域通信路側装置１２から同報ＭＤＣ割付を受信し、ＥＴＣ路側装置１３からＡＣＴＣ割付を受信する。これとともに、制御部３１は、ＣＴＯを再起動、すなわちＣＴＯをリセットする（Ｓ１０３）。すなわち、制御部３１は、路側装置１１からＦＣＭＣのＡＣＴＣ割付を受信すると、その受信ごとに路側装置１１と車載装置１４との間の接続時間を管理するための接続管理タイマ（ＣＴＯ）をリセットする。これにより、制御部３１は、路側装置１１からＦＣＭＣのＡＣＴＣ割付を受信するごとに、路側装置１１との間で管理すべき接続時間の開始時期を更新する。

制御部３１は、ＣＴＯをリセットすると、受信したＦＣＭＣのＡＣＴＣ割付が混在通信または個別通信であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。混在通信または個別通信でない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、個別通信のタイムアウトによる個別通信の不成立という問題は生じない。したがって、制御部３１は、Ｓ１０４において混在通信または個別通信でないと判断すると（Ｓ１０４：Ｎｏ）、処理を終了する。一方、受信したＦＣＭＣのＡＣＴＣ割付が混在通信または個別通信であると判断すると（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、通信成立判断部５２は、Ｓ１０２で選定した通信周波数によって路側装置１１との通信が成立したか否かを判断する（Ｓ１０５）。

リトライ回数判断部５３は、Ｓ１０４において選定した通信周波数で通信が成立しない、すなわち不成立であると判断すると（Ｓ１０５：Ｎｏ）、リトライカウンタのカウントをインクリメントする（Ｓ１０６）。そして、リトライ回数判断部５３は、このリトライカウンタのカウントＮが予め設定されているリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達したか否かを判断する（Ｓ１０７）。リトライ回数判断部５３でカウントＮがリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達していないと判断すると（Ｓ１０７：Ｎｏ）、制御部３１はＳ１０２へリターンし、カウントＮがリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達するまでＳ１０２以降の処理を繰り返す。

具体的には、図３に示すように路側装置１１からは混在通信のＦＣＭＣにより同報ＭＤＣ割付およびＡＣＴＣ割付が車載装置１４へ送信されている。車載装置１４は、通信周波数を選定した後、路側装置１１から混在通信のＦＣＭＣにより同報ＭＤＣ割付およびＡＣＴＣ割付を受信する。車載装置１４の制御部３１は、同報ＭＤＣ割付を受信すると、ＣＴＯをリセットする。これとともに、車載装置１４の制御部３１は、通信部３２を経由して路側装置１１へＡＣＴＣの送信を試みる。ここで、車載装置１４の通信成立判断部５２は、路側装置１１へのＡＣＴＣの返信が成立したか否かを判断する。そして、通信成立判断部５２においてＡＣＴＣが不成立である判断されると、リトライ回数判断部５３はリトライカウンタのカウントを「＋１」すなわちインクリメントする。ここで、リトライ回数判断部５３でリトライカウンタのカウントＮがリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達していなければ、制御部３１は、路側装置１１から混在通信のＦＣＭＣによる同報ＭＤＣ割付およびＡＣＴＣ割付の受信、およびＡＣＴＣの返信を繰り返す。

このＡＣＴＣ割付の受信に対するＡＣＴＣの返信は、リトライ回数判断部５３においてリトライカウンタのカウントＮがリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達するまで繰り返される。本実施形態の場合、Ｎｍａｘは、例えばＮｍａｘ＝１２８に設定されている。そのため、制御部３１は、リトライカウンタのカウントＮがリトライ上限回数Ｎｍａｘ＝１２８に到達するまで、設定された通信周波数によるＡＣＴＣ割付の受信およびＡＣＴＣの返信を繰り返す。

Ｓ１０７においてリトライ回数判断部５３はリトライカウンタのカウントＮがリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達したと判断すると（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、周波数再選定部５５は周波数選定部５１における通信周波数を再選定する（Ｓ１０８）。すなわち、周波数再選定部５５は、Ｓ１０１で選定した通信周波数による通信が成立しなかったため、通信周波数を再選定する。周波数再選定部５５が選定する周波数は、Ｓ１０１で選定した通信周波数と同一であってもよく、異なっていてもよい。制御部３１は、周波数再選定部５５において通信周波数が再選定されると、Ｓ１０２へリターンする。これにより、制御部３１は、Ｓ１０５において通信が成立するまでＳ１０２以降の処理を繰り返す。

制御部３１は、Ｓ１０５において通信が成立したと判断すると（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、図２に示す処理を終了し、混在通信による実際の通信に移行する。
以上説明した一実施形態では、通信成立判断部５２は、路側装置１１が混在通信を実行しているとき、ＡＣＴＣにおける通信が成立したか否かを判断する。そして、リトライ回数判断部５３は、通信成立判断部５２でＡＣＴＣにおける通信の不成立と判断された回数が予め設定されているリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達したか否かを判断する。周波数再選定部５５は、リトライ回数判断部５３でリトライの回数、すなわち通信の不成立がリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達したと判断すると、周波数選定部５１においてあらためて通信周波数を選定する。そのため、通信の不成立がリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達すると、通信周波数が再度選定され、通信が成立するための処理が繰り返される。その結果、通信が不安定なエリアでも、個別通信が成立するまでタイムアウトが生じない。また、これらの処理は、車両側で処理され、路側装置１１の設定の変更やハードウェアの更新などを招かない。したがって、路側装置１１を変更することなく、簡単な構造で混在通信時における個別通信を確実に実施することができる。

また、一実施形態では、ＡＣＴＣのリトライカウンタのカウントＮがリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達したか否かを判断するのに代えて、混在通信に含まれる個別通信における通信が成立したか否かを判断してもよい。この個別通信における通信が成立したか否かは、通信成立判断部５２およびリトライ回数判断部５３において判断される。この場合でも、個別通信における通信の不成立がリトライ上限回数Ｎｍａｘに到達すると、通信周波数が再度選定され、通信が成立するための処理が繰り返される。その結果、通信が不安定なエリアでも、個別通信が成立するまでタイムアウトが生じない。また、これらの処理は、車両側で処理され、路側装置１１の設定の変更やバードウェアの更新などを招かない。したがって、路側装置１１を変更することなく、簡単な構造で混在通信時における個別通信を確実に実施することができる。

さらに、一実施形態では、リトライ回数判断部５３におけるリトライカウンタによるカウントに代えて、終了信号受信部５４において路側装置１１から終了信号を受信すると、周波数再選定部５５が通信周波数を再選定する構成としてもよい。この場合、路側装置１１と車載装置１４との間で個別通信が予め設定された期間を経過しても成立せず、路側装置１１から終了信号が送信されると、車載装置１４の終了信号受信部５４は終了信号を受信する。周波数再選定部５５は、終了信号受信部５４において終了信号を受信すると、通信周波数をあらためて選定する。これにより、周波数再選定部５５において通信周波数が再度選定され、通信を成立するための処理が繰り返される。その結果、通信が不安定なエリアでも、個別通信が成立するまでタイムアウトが生じない。また、これらの処理は、車両側で処理され、路側装置１１の設定の変更やハードウェアの更新などを招かない。したがって、路側装置１１を変更することなく、簡単な構造で混在通信時における個別通信を確実に実施することができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
上述した実施形態におけるリトライ回数の判断、および終了信号の受信などに代えて、路側装置１１の同報通信の開始を通知する同報開始通知と個別通信の開始を通知する個別開始通知との間の期間に基づいて周波数の再選定を行ってもよい。具体的には、車載装置１４に開始通知判断部を設ける。開始通知判断部は、通信成立判断部５２などと同様に制御部３１でコンピュータプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現、またはハードウェア的に実現されている。開始通知判断部は、路側装置１１が混在通信を実行しているとき、通信部３２において路側装置１１から同報通信の同報開始通知、すなわちＦＣＭＣに含まれる同報ＭＤＣを受信すると、通信計測タイマを起動する。そして、開始通知判断部は、通信計測タイマのカウントが予め設定した設定期間に到達するまでに、路側装置１１から個別通信の個別開始通知、すなわちＭＤＣＤＷ割付などを受信したか否かを判断する。周波数再選定部５５は、開始通知判断部において同報開始通知から設定期間内に個別開始通知を受信していないと判断されると、周波数選定部５１においてあらためて通信周波数を選定する。その結果、通信が不安定なエリアでも、個別通信が成立されるまでタイムアウトが生じない。また、これらの処理は、車両側で処理され、路側装置１１の設定などの変更を招かない。したがって、路側装置１１の設定の変更などを必要とすることなく、簡単な構造で混在通信時における個別通信を確実に実施することができる。

図面中、１１は路側装置、１４は車載装置、３２は通信部（通信手段）、５１は周波数選定部（周波数選定手段）、５２は通信成立判断部（通信成立判断手段）、５３はリトライ回数判断部（リトライ回数判断手段）、５４は終了信号受信部（終了信号受信手段）、５５は周波数再選定部（周波数再選定手段）を示す。

Claims

不特定の複数の車両に対して通信を行う同報通信と、前記複数の車両のうち特定の車両に対して通信を行う個別通信と、を含む混在通信を実行する路側装置との間で狭域通信を行う車載装置であって、
前記路側装置との間で通信を行う通信手段と、
前記狭域通信に予め設定されている通信周波数を選定する周波数選定手段と、
前記路側装置が混在通信を実行しているとき、前記通信手段において、前記同報通信の同報開始通知を受信してから予め設定された設定期間内に前記個別通信の個別開始通知を受信したか否かを判断する開始通知判断手段と、
前記開始通知判断手段において、前記同報開始通知を受信してから前記設定期間内に前記個別開始通知を受信していないと判断したとき、前記周波数選定手段においてあらためて前記通信周波数を選定する周波数再選定手段と、
を備える車載装置。