JP6350407B2 - 車両用情報通信システム - Google Patents

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本発明は、車両情報を車外へ送信する車両用情報通信システムに関する。
乗用車などの車両には、パワートレイン制御、ボディ制御、車両制御などのさまざまな制御を行うためのさまざまな電子制御モジュール(EUC:Electronic Control Unit)が搭載されている。また、車両のさまざまな作動状況を記録する運転データレコーダ(ODR:Operation Data Recorder)が搭載されていることもある。このような各種車載装置から収集した車両に関する各種情報(車両情報)は、車両の故障診断やメンテナンス管理などに役立つものである。
車両情報はセンター装置などの車外装置において蓄積および解析・加工されるが、センター装置が車両情報を取得するには、USBメモリなどのメモリデバイスに車両情報を書き出してUSBメモリをPCに接続してPCからインターネット経由でセンター装置に車両情報を送信する必要があり不便である。かかる問題に対して、双方向通信が可能な専用の通信モジュールまたは携帯電話機を用いて、走行中の車両のダイアグ情報をセンター装置に送信する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2006−25048号公報
上記の従来技術のように車両情報の送信専用の通信モジュールを車載するよりも、スマートフォンやタブレット端末などの乗車者が所持する携帯端末を車両情報を送信する送信機として用いることがコスト面で有利であり好ましい。しかし、携帯端末は車両情報の送信専用の機器ではないため、携帯端末を車両情報の送信機として使用するにあたって携帯端末特有の事情を考慮する必要がある。
上記問題に鑑み、本発明は、携帯電話機やスマートフォンなどの携帯端末を車両情報の送信機として使用するのに好適な車両用情報システムを提供することを目的とする。
本発明の一局面に従った車両用情報通信システムは、車載機器から、少なくとも、走行情報の累積データと、直近のイグニッションオンからオフまでの期間における走行情報のデータと、車両の故障情報を含むデータと、安全デバイスの作動情報のデータとを含む、複数種別の車両情報を収集する情報収集部と、車内に持ち込まれた通信機能を有する携帯端末が接続される複数の通信インタフェースと、前記情報収集部によって収集された車両情報を前記複数の通信インタフェースのいずれかを介して前記携帯端末に転送する制御部とを有する車載情報装置を備え、前記制御部は、第1の通信インタフェースと第2の通信インタフェースとがいずれも利用可能な状態において、前記第1の通信インタフェースを介した前記携帯端末への車両情報の転送が制限されるとき、前記第2の通信インタフェースを介して前記携帯端末に車両情報を転送するように構成されており、車両情報が転送された携帯端末が当該転送された車両情報をセンター装置に転送するものである。
本発明によると、車両情報を車外へ送信する車両用情報システムにおいて、同時に利用可能な2系統の通信インタフェースを、複数の車両情報の各々における転送に必要な速度等に応じて切り替えて利用することで、携帯電話機やスマートフォンなどの携帯端末を送信機として好適に使用することができる。また、携帯端末の本来の使用用途を優先しつつ、車載情報装置から携帯端末に車両情報を転送することができる。
一実施形態に係る車両用情報通信システムの概略図 一例に係る車載システムの構成図 携帯端末の車内通信および車外通信の環境設定画面を示す図 車載情報装置、携帯端末、およびセンター装置間での車両情報の転送手順を示すシーケンス図 車両用情報通信システムにおける車両情報の送信処理のフローチャート
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者らは、当業者が本発明を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
図1は、一実施形態に係る車両用情報通信システムの概略を示す。本実施形態に係る車両用情報通信システム100は、車載情報装置(CMU:Connectivity Master Management Unit)10と、携帯端末20(DTU:Data Transfer Unit)と、センター装置30とを含む。このうち車載情報装置10および携帯端末20は車両101の車内に配置され、センター装置30は車外(遠隔地)に配置される。
車両101は、内燃機関エンジン、ハイブリッドエンジン、電動モーターなどの原動機の動力により走行する自動車であり、典型的には乗用車である。
車載情報装置10は、車両101のダッシュボードあるいはセンターコンソールに配置される車載装置である。車載情報装置10は、タッチパネル機能を有する小型表示装置(図示せず)を備えており、タッチ操作によりカーナビゲーション、車載AV装置、車内空調、車両設定などの各種操作を行うことができるようになっている。
また、車載情報装置10は、車両101の車両情報を収集する機能を有する。ここでいう車両情報とは、車両101の各種車載機器から得られる情報であり、車載機器が検出したそのままの未加工データ(例えば、GPS(Global Positioning System)情報や時刻情報など)のほか、車載機器において解析・加工処理された加工データ(例えば、ヒータコントロール解析データやブレーキ解析データなど)も含む。
携帯端末20は、乗車者が所持する携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末、ノートPCなどの携帯情報端末あるいは携帯通信機器である。携帯端末20は、車両101の車内に持ち込まれて車載情報装置10と有線および/または無線で接続される。後述するように、車載情報装置10に複数の携帯端末20を同時に接続することができる。また、一つの携帯端末20が有線および無線の二つの通信インタフェースを使用して車載情報装置10に接続することもできる。携帯端末20を車載情報装置10に接続することで、乗車者は、携帯端末20の操作を車載情報装置10側で行うことができる。例えば、携帯端末20が持つ音楽コンテンツや映像コンテンツやラジオを車載情報装置10で操作して車載AV装置で再生したり、ショートメッセージを車載情報装置10で見たり、車載情報装置10を使ってハンズフリー通話をしたりすることができる。
携帯端末20は、3G、LTE(Long Term Evolution)、GSM(登録商標;Global System for Mobile communication)などのキャリア通信機能を有している。携帯端末20において専用のアプリ(アプリケーション)を起動することにより、携帯端末20は、車載情報装置10から車両情報を受けて、当該車両情報を電気通信回線102を介して無線通信によりセンター装置30に転送する送信機として機能する。
電気通信回線102は、3G、LTE、GSMなどの電気通信事業者(通信キャリア)が提供する公衆移動体通信網、インターネット、WAN(Wide Area Network)、およびLAN(Local Area Network)などを含む。
センター装置30は、携帯端末20から転送される車両情報を電気通信回線102を経由して受信し、受信した車両情報を蓄積および解析・加工する装置である。例えば、センター装置30は、複数のサーバーから構成される。電気通信回線102側の末端にはバックエンドサーバー30Aが配置される。バックエンドサーバー30Aは、主に通信プラットフォームとして機能し、携帯端末20から転送される車両情報を受信してそれを蓄積する。バックエンドサーバー30Aは、WANやLANなどを通じてリージョンサーバー30Bなどのさらに別のサーバーに接続されている。リージョンサーバー30Bは、バックエンドサーバー30Aの蓄積情報を適宜読み出して解析・加工する。リージョンサーバー30Bにより解析・加工された情報は車両101のメンテナンスや付加価値の高いサービス提供に活用される。
上記のように、本実施形態に係る車両用情報通信システム100では、車両101に車載された専用の通信機器ではなく車両101の乗車者が所持するスマートフォンなどの汎用の携帯端末を利用して車両情報をセンター装置30に転送する。
次に、車両101の車載システムの構成例について説明する。図2は、一例に係る車載システムの構成を示す。
車両101には、エンジンを含むパワートレインの動作を制御するPCM(Powertrain Control Module)41、変速機の制御を行うTCM(Transmission Control Module)42、ワイパー、ドアロック、ルームライト、ウィンカー、テールランプ、キーレス、セキュリティなどの電装品を制御するBCM(Body Control Module)43、車輪のスリップなどを防止して車両の走行安定性を保つようにエンジントルクの制御を行うDSC(Dynamic Stability Control)44などのさまざまな電子制御モジュール(ECM:Electronic Control Module)が車載されている。これら車載機器は、CAN(Controller Area Network)などの車載バス50に接続されている。
車載情報装置10も車載バス50に接続されている。具体的には、車載情報装置10は、情報収集部11、CPU(Central Processing Unit)12、メモリ13、および通信インタフェース(I/F)14Aおよび14Bを備えている。これら構成要素は内部バス18に接続されている。
情報収集部11は、上記の各種車載機器から車両情報を収集するモジュールである。情報収集部11は、CANバスインタフェースなどの車載バス50に接続するためのインタフェースを介して車載バス50に接続される。
メモリ13は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM(Static Random Access Memory)などの揮発性メモリと、ROM(Read Only Memory)やフラッシュメモリなどの不揮発性メモリとを含む。メモリ13は、車載情報装置10を動作させるためのプログラムを保存したり(ROMやフラッシュメモリの場合)、情報収集部11が収集した車両情報を一時的に記憶したり(RAMの場合)、長期間に亘って蓄積したりする(フラッシュメモリの場合)ことができる。
通信インタフェース14Aおよび14Bは、車載情報装置10と携帯端末20とを接続するインタフェースである。通信インタフェース14Aは、ブルートゥース(登録商標)などの近距離無線インタフェースであり、車載情報装置10と携帯端末20とは無線201により通信する。通信インタフェース14Bは、USB(Universal Serial Bus)などの有線インタフェースであり、車載情報装置10と携帯端末20とはケーブル202で接続され、ケーブル202を通じて通信する。
通信インタフェース14Aおよび14Bのすべてを用いて複数の携帯端末20を車載情報装置10に同時に接続することができる。特に、通信インタフェース14Bは複数のポートを有しており、これら複数のポートに複数の携帯端末20を同時に接続することができる。図2の例では通信インタフェース14Bは二つのポートを有しており、通信インタフェース14Aと合わせて最大で3台の携帯端末20と接続することができる。
ユーザー(乗車者)は、携帯端末20を車載情報装置10からセンター装置30へ車両情報を送信する送信機として機能させるにあたって、車両情報の通信に係る車内外の通信環境を任意に設定することができる。図3は、携帯端末20の車内通信および車外通信の環境設定画面を示す。例えば、車内通信として、ブルートゥースおよびUSBのそれぞれについて使用の可否を設定することができる。また、車外通信として、キャリア通信およびWi−Fi通信のそれぞれについて使用の可否を設定することができる。
図2へ戻り、CPU12は、メモリ13に格納されたプログラムに従って車載情報装置10の全体的な動作を制御する。例えば、CPU12は、情報収集部11が車載機器から車両情報を収集し、収集した情報を必要に応じて解析・加工して所定のデータ構造を有する電子ファイルを生成する。生成された電子ファイルはメモリ13に保存される。
CPU12は、情報種別に応じて複数の電子ファイル、例えば、走行距離および燃費の累積データを保持するファイル(便宜上、ファイルAとする);1ドライブ(イグニッションオンからオフまでの期間)の走行時間、走行距離、燃費、イグニッションオフの場所および時刻を保持するファイル(便宜上、ファイルBとする);ワーニングランプ点灯情報、車両系故障コード、およびワーニングランプ点灯の前後数秒間の車両状態情報を保持するファイル(便宜上、ファイルCとする);インジケータランプ点灯情報およびインジケータランプ点灯の前後数秒間の車両状態情報を保持するファイル(便宜上、ファイルDとする)などを生成する。ファイルの生成タイミングは、例えば、ファイルAおよびファイルBがイグニッションオフ時であり、ファイルCがワーニングランプ点灯時であり、ファイルDがABS(Antilock Brake System)などの安全デバイスの作動時である。
また、CPU12は、所定のタイミングでメモリ13からファイルを読み出して、通信インタフェース14Aおよび14Bのうち通信環境設定で使用可能に設定されている方のインタフェースを介して携帯端末20にファイルを転送する。携帯端末20は、転送されたファイルを電気通信回線102を介してセンター装置30に転送する。CPU12によるファイルの読み出しおよび送信タイミングは、例えば、ファイルAがエンジン始動時であり、ファイルB、ファイルC、およびファイルDがファイル生成後すぐである。
図4は、車載情報装置10、携帯端末20、およびセンター装置30間での車両情報の転送手順を示すシーケンス図である。同図を参照しながら、車載情報装置10、携帯端末20、およびセンター装置30間での車両情報の転送手順について説明する。なお、携帯端末20は、通信インタフェース14Aまたは14Bに接続されて車載情報装置10と通信できる状態にあり、また、電気通信回線102を介してセンター装置30と通信できる状態にあるものとする。
車載情報装置10において車両情報を格納するファイルが生成され、当該ファイルをセンター装置30に送信すべきトリガーが生じると、車載情報装置10は、携帯端末20に対して接続要求をする(S11)。携帯端末20は、当該接続要求を受けると自機が車載情報装置10と接続できる状態にあるか否かを確認して、接続できる状態にあれば車載情報装置10に対して接続許可を出す(S21)。
車載情報装置10は、当該接続許可を受けると携帯端末20に対してファイルの転送要求をする(S12)。携帯端末20は、当該転送要求を受けると車載情報装置10に対してファイルの転送許可を出す(S22)。車載情報装置10は、当該転送許可を受けると、通信インタフェース14Aまたは14Bを介して携帯端末20に、車両情報を格納したファイルを転送する(S13)。
携帯端末20は、車載情報装置10からファイルを受信し、車載情報装置10に受信結果を通知する(S23)。続けて、携帯端末20は、当該受信したファイルを、電気通信回線102を介してセンター装置30に転送する(S24)。
センター装置30は、携帯端末20からファイルを受信し、携帯端末20に受信結果を通知する(S31)。携帯端末20は、携帯端末20から通知された受信結果に基づいて、センター装置30にファイルが転送できたか否かのエラー判定を行う(S25)。
もしセンター装置30にファイルが正しく転送できていなければ、携帯端末20は、車載情報装置10に対してファイルの再送要求をする(S26)。車載情報装置10は、当該再送要求を受けると、通信インタフェース14Aまたは14Bを介して再び携帯端末20に、車両情報を格納したファイルを転送する(S13)。
一方、もしセンター装置30にファイルが正しく転送できたならば、センター装置30は、当該受信したファイルに格納された車両情報を蓄積し、また、解析・加工を行う(S32)。また、携帯端末20は、車載情報装置10に対して転送に成功したファイルの削除要求をする(S27)。
車載情報装置10は、当該削除要求を受けると、携帯端末20を経由してセンター装置30への転送に成功したファイルを削除する(S14)。続けて、車載情報装置10は、携帯端末20に対して転送に成功したファイルをファイルリストから削除する要求をする(S15)。
携帯端末20は、車載情報装置10から受信してセンター装置30へ転送すべきファイルをファイルリストで管理している。携帯端末20は、当該削除要求を受けると、センター装置30に転送したファイルのファイル名をファイルリストから削除する(S28)。このように、ファイルリストを利用することで、センター装置30に転送が完了したファイルが車載情報装置10のメモリ13から削除されたか否かを携帯端末20側で把握することができる。
上記の手順により、車両101の乗車者が車内に持ち込んだ携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末、ノートPCなどの携帯端末20を、車載情報装置10からセンター装置30へ車両情報を送信する送信機として機能させることができる。
ここで、携帯端末20を車両情報の送信機として使用するにあたって携帯端末特有の事情を考慮する必要がある。上述したように、本実施形態に係る車両用情報通信システム100において、車載情報装置10と携帯端末20は、USB(通信インタフェース14B)またはブルートゥース(通信インタフェース14A)で接続することができる。USBはケーブルを使用する必要があるが転送速度は最大で480Mbps(USB2.0の場合)と比較的高速である。ブルートゥースは無線通信であるため、携帯端末20をカバンなどに入れたままで車載情報装置10に接続することができるが、転送速度は最大で24Mbps(Bluetooth3.0の場合)でありUSBに比べると遅い。したがって、車載情報装置10から携帯端末20に車両情報を転送するのにいずれの通信インタフェースも利用可能な場合には、転送速度がより早いUSBを用いることが望ましい。しかし、USBを使用して携帯端末20が持つ音楽コンテンツや映像コンテンツなどを車載情報装置10に転送している場合には、そのような携帯端末20の本来の使用用途を優先し、USBを使用した車両情報の転送を控えるべきである。また、乗車者がイグニッションをオフにして車両101から降車するシーンでは携帯端末20が車載情報装置10のUSBから切り離されるため、USBを使用した車両情報の転送は突然中断されてしまう。
そこで、本実施形態に係る車両用情報通信システム100では、携帯端末20を車両情報の送信機として使用するにあたって、携帯端末20の本来の使用用途を優先しつつ、2系統の通信インタフェースを適宜切り替えて車載情報装置10から携帯端末20に車両情報を転送する。
次に、本実施形態に係る車両用情報通信システム100における車両情報の送信処理について、図5を参照して詳細に説明する。図5は、車両用情報通信システム100における車両情報の送信処理のフローチャートである。
車載情報装置10において車両情報を格納したファイルが生成され、当該ファイルをセンター装置30に送信すべきトリガーが生じると(S101)、CPU12は、車載情報装置10の高速通信インタフェースの利用状況を確認する(S102)。ここでは、USB(通信インタフェース14B)が高速通信インタフェースに該当する。高速通信インタフェースの利用状況は、例えば、車載情報装置10が携帯端末20から音楽コンテンツや映像コンテンツや携帯端末20のアプリのデータなどを受信中か否かなどを確認することで知ることができる。
車載情報装置10が高速通信インタフェースを使用して携帯端末20からデータを受信中でなければ、CPU12は、高速通信インタフェースが利用可能であると判断し(S103でYES)、携帯端末20に対して高速通信インタフェースによる接続要求をする(S11)。携帯端末20は、当該接続要求を受けると通信環境設定の車内通信設定(図3を参照)を確認して車載情報装置10との高速通信インタフェースによる接続の可否を判断し、車載情報装置10に対して接続の可否を通知する(S201)。CPU12は、携帯端末20から接続許可を受けると(S105でYES)、携帯端末20に対して高速通信インタフェースを介したファイル転送の要求をする(図4のS12へ続く)。
CPU12は、高速通信インタフェースが利用不可であると判断するか(S103でNO)、または、携帯端末20に高速通信インタフェースによる接続を拒否されたとき(S105でNO)、高速通信インタフェースを使用して車両情報を転送することをあきらめ、別の通信インタフェースの使用を試みる。すなわち、CPU12は、車載情報装置10の低速通信インタフェースの利用状況を確認する(S106)。ここでは、ブルートゥース(通信インタフェース14A)が低速通信インタフェースに該当する。低速通信インタフェースの利用状況は、例えば、車載情報装置10が携帯端末20から音楽コンテンツや映像コンテンツなどを受信中か否か、ブルートゥースを使用してハンズフリー通話をしているか否かなどを確認することで知ることができる。
車載情報装置10が低速通信インタフェースを使用して携帯端末20からデータを受信中でない、または、ハンズフリー通話をしていなければ、CPU12は、低速通信インタフェースが利用可能であると判断し(S107でYES)、携帯端末20に対して低速通信インタフェースによる接続要求をする(S11)。携帯端末20は、当該接続要求を受けると通信環境設定の車内通信設定(図3を参照)を確認して車載情報装置10との低速通信インタフェースによる接続の可否を判断し、車載情報装置10に対して接続の可否を通知する(S202)。CPU12は、携帯端末20から接続許可を受けると(S109でYES)、携帯端末20に対して低速通信インタフェースを介したファイル転送の要求をする(図4のS12へ続く)。
CPU12は、低速通信インタフェースが利用不可であると判断するか(S107でNO)、または、携帯端末20に低速通信インタフェースによる接続を拒否されたとき(S109でNO)、ファイルの転送処理を中断し、車載情報装置10は送信待ちの状態に入る(S110)。そして、一定時間が経過するか、または、ファイルをセンター装置30に送信すべき次のトリガーが発生すると、高速通信インタフェースの利用状況の確認(S102)から上記の手順を繰り返す。
高速通信インタフェースを使用して車載情報装置10から携帯端末20に車両情報を転送中に高速通信インタフェースが切断されると(S111)、車両情報の転送が中断される。その場合、割り込み処理により、低速通信インタフェースの利用状況の確認(S106)から上記の手順を開始する。
上記の手順により、携帯端末20を車両情報の送信機として使用するにあたって、携帯端末20の本来の使用用途を優先しつつ、2系統の通信インタフェースを適宜切り替えて車載情報装置10から携帯端末20に車両情報を転送することができる。
以上のように、本発明における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本発明における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
100 車両用情報通信システム
10 車載情報装置
11 情報収集部
12 CPU(制御部)
14A 通信インタフェース
14B 通信インタフェース
20 携帯端末
30 センター装置
41 PCM(車載機器)
42 TCM(車載機器)
43 BCM(車載機器)
44 DSC(車載機器)

Claims (5)

  1. 車載機器から、少なくとも、走行情報の累積データと、直近のイグニッションオンからオフまでの期間における走行情報のデータと、車両の故障情報を含むデータと、安全デバイスの作動情報のデータとを含む、複数種別の車両情報を収集する情報収集部と、
    車内に持ち込まれた通信機能を有する携帯端末が接続される複数の通信インタフェースと、
    前記情報収集部によって収集された車両情報を前記複数の通信インタフェースのいずれかを介して前記携帯端末に転送する制御部とを有する車載情報装置を備え、
    前記制御部は、第1の通信インタフェースと第2の通信インタフェースとがいずれも利用可能な状態において、前記第1の通信インタフェースを介した前記携帯端末への車両情報の転送が制限されるとき、前記第2の通信インタフェースを介して前記携帯端末に車両情報を転送するように構成されており、
    車両情報が転送された携帯端末が当該転送された車両情報をセンター装置に転送することを特徴とする車両用情報通信システム。
  2. 前記制御部は、前記複数の通信インタフェースのうち転送速度がより高速のインタフェースを優先的に使用して前記携帯端末に車両情報を転送するように構成されている、請求項1に記載の車両用情報通信システム。
  3. 前記制御部は、前記第1の通信インタフェースが車両情報の転送以外の用途で使用中のとき、前記第2の通信インタフェースを介して前記携帯端末に車両情報を転送するように構成されている、請求項1に記載の車両用情報通信システム。
  4. 前記第1の通信インタフェースが有線通信インタフェースであり、
    前記第2の通信インタフェースが無線通信インタフェースである、請求項1ないし請求項のいずれかに記載の車両用情報通信システム。
  5. 前記第1の通信インタフェースがUSBであり、
    前記第2の通信インタフェースがブルートゥースである、請求項に記載の車両用情報通信システム。
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