JP7117121B2

JP7117121B2 - 無線通信方法及び無線通信装置

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Publication number: JP7117121B2
Application number: JP2018061712A
Authority: JP
Inventors: 英雄大村; 充伸神沼
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2038-03-28
Also published as: JP2019176296A

Description

本発明は、無線通信方法及び無線通信装置に関する。

従来より、車両の乗員（ユーザ）が所有する携帯機が車室内に持ち込まれた際にこれを認識して車載機と無線通信する技術が知られている。また、特許文献１には車室内に複数の携帯機が持ち込まれた際に、運転者が所有する携帯機を特定して車載機と無線通信する技術が開示されている。

特開２０１３－２４９００５号公報

しかし、車室内に持ち込まれた携帯機と車載機との間で無線通信を実施している際に、何らかの原因により通信の遮断することがあるが、上述した特許文献１では、遮断の原因を特定する対応について考慮されていない。このため、無線通信が遮断された際に、乗員は遮断の原因を認識することができず、適切な対応を採ることが難しいという問題が生じる。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、無線通信が遮断した際に、遮断の原因をユーザに認識させることが可能な無線通信方法及び無線通信装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願発明は、携帯機が無線通信装置から所定の範囲内に持ち込まれた際に第１の通信方式による無線通信を行い、第１の通信方式による無線通信の遮断を検出した場合に第１の通信方式とは異なる第２の通信方式により、携帯機と無線通信を行い、携帯機からの応答信号が受信されない場合には遮断の原因が無線通信装置と携帯機の間の通信異常であるものと推定する。

本発明では、無線通信が遮断した際に、遮断の原因をユーザに認識させることが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の処理手順を示すフローチャートである。図３は、図２に示した排他処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。図４は、図２に示した再登録処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。図５は、再登録を促す画像の表示例である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（本実施形態の構成説明）
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信方法が適用される無線通信システムの構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、車室内（無線通信装置から所定の範囲内）に設置された車載機１００（無線通信装置）と、車両の乗員（ユーザ）が携帯する携帯電話、スマートフォン等の携帯機３とを備えている。そして、車載機１００と携帯機３との間の無線通信が遮断した場合に、車載機１００による遮断原因の推定を行う。なお、本実施形態では、車室内に設置して該車室内に持ち込まれた携帯機３との間の通信を行う車載機１００を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、鉄道車両の室内や一般家屋の室内等に設置する無線通信装置とすることもできる。

図１に示す車載機１００は、携帯機３との間でブルートゥース（Bluetooth）通信（登録商標；近距離無線通信）を行うＢＴ通信機１と、ＩＶＩ（in-vehicle infotainment）装置２を備えている。

ＢＴ通信機１は、ＢＴ通信回路１１（第１無線通信回路）と、低電力通信回路１２（第２無線通信回路）と、通信制御回路１３と、ＢＴモジュール１４を備えている。なお、以下ではブルートゥース通信を「ＢＴ通信」と略す。

ＢＴ通信回路１１は、車室内に持ち込まれた携帯機３との間で、ＢＴ通信（第１の通信方式による無線通信）により、通信を行うものである。ＢＴ通信では、２．４ＧＨｚの広帯域（２４０２～２４８０ＭＨｚ）の中に、１ＭＨｚ毎、７９個のチャネルを設定しており、周波数ホッピング方式（ＦＨＳＳ：Frequency Hopping Spread Spectrum）を採用しており、１秒間に１６００回のチャネル切り替えを行いながら通信を実行する。周波数ホッピングによって、周囲に干渉の原因となり得るデバイスが存在していても、その影響を極力少なくすることができる。例えば、携帯機３として携帯電話やスマートフォンが車室内に持ち込まれた場合には、携帯機３とＢＴ通信回路１１とのＢＴ通信により、ハンズフリーの通話が可能になる。或いは、携帯機３に入力している音楽データの再生、ショートメールサービス等を行うことができる。

低電力通信回路１２は、ＢＴＬＥ通信（Bluetooth Low Energy；第２の通信方式による無線通信）により、携帯機３との間で低電力の通信を行うものである。ＢＴＬＥ通信は、低電力で通信を行うことができ、例えば、ボタン電池１個で１０年程度の駆動が可能である。また、低電力通信回路１２は、ＢＴ通信回路１１とは独立して通信を行うものであり、ＢＴ通信回路１１によるＢＴ通信が遮断した場合でも、低電力通信回路１２による低電力の通信を実行することができる。なお、ＢＴＬＥ通信以外で、例えばビーコンを用いることも可能である。

通信制御回路１３は、ＢＴ通信回路１１、及び低電力通信回路１２を制御して、携帯機３との間での近距離通信を行う。また、通信制御回路１３は、ＢＴ通信回路１１によるＢＴ通信に異常が発生した等の理由により携帯機３との間のＢＴ通信が遮断した場合には、この遮断した原因を推定する遮断推定回路１３ａを有している。ＢＴ通信回路１１によるＢＴ通信（無線通信）を監視し、ＢＴ通信の遮断を検出した場合には、ＢＴＬＥ通信により携帯機３とのＢＴＬＥ通信（無線通信）を行う制御を実施する。即ち、通信制御回路１３は、ＢＴ通信による無線通信の状態を監視する無線通信監視回路としての機能を備えている。また、ＢＴＬＥ通信により、ＢＴ通信が遮断した原因を推定する制御を行う。

また、通信制御回路１３は、ＢＴ通信の遮断を検出した後、ＢＴＬＥ通信により携帯機３の状態の変化を検出し、状態の変化がない場合には、遮断の原因がＢＴ通信機１と携帯機３との間の通信異常によるものと推定する制御を行う。状態の変化とは、例えば、携帯機３が車室内から外部へ持ち出された場合、乗員の操作でＢＴ通信の遮断が操作された場合、電源がオフとされた場合等、乗員の操作に起因して生じる変化である。

更に、通信制御回路１３は、メモリ１３ｂを有しており、ＢＴ通信を実行する携帯機３から登録要求がある場合には、この携帯機のＩＤ及び認証情報（パスキー等）をメモリ１３ｂに記憶する。また、携帯機３との間でＢＴ通信を行った場合には、該携帯機３の情報が通信履歴としてメモリ１３ｂに登録される。

ＢＴモジュール１４は、ＢＴ通信を行う際の、階層化された複数の上位プロトコルレイヤ（１）～（ｎ）、及び、下位プロトコルレイヤが設定されている。また、ＢＴ通信に異常が発生した場合には、各プロトコルレイヤを解析して、どのプロトコルレイヤで異常が発生しているかを解析する解析部１５を備えている。周知のように上位プロトコルレイヤは、「Generic Access Profile(GAP)」、「Generic Attribute Profile (GATT)」、「セキュリティ管理者（Security Manager）」、「Attribute Protocol (ATT）」、「論理リンク制御・適応プロトコル（L2CAP）」、等である。また、下位プロトコルレイヤは、「リンクレイヤ」、「物理レイヤ」等である。

解析部１５は、後述するように、ＢＴ通信が遮断する等の異常が発生した場合に、より上位のプロトコルレイヤから順に接続状態を確認し、どのプロトコルレイヤで異常が発生しているかを解析する。解析結果を通信制御回路１３に出力する。なお、本実施形態では第１無線通信方式としてＢＴ通信（ブルートゥース通信）を例に挙げて説明するが、Ｗｉ－Ｆｉ通信等の他の通信方式を用いることも可能である。

図１に示すＩＶＩ装置２は、コントローラ２１と、オーディオ制御回路２２と、ディスプレイ２３と、スピーカ２４、及びマイクロフォン２５、を備えている。

マイクロフォン２５は、車室内の乗員が発話した音声を電気信号に変換してコントローラ２１に出力する。
スピーカ２４は、携帯機３より送信された音声データ、音楽データを出力する。
オーディオ制御回路２２は、マイクロフォン２５より入力された音声データ、ＢＴ通信機１より送信された音声データや音楽データを、スピーカ２４に出力可能なデータに変換する制御を行う。

コントローラ２１は、ＩＶＩ装置２を総括的に制御する。特に、ＢＴ通信機１で受信した音声データ、音楽データ、ＳＮＳ（social networking service）データ等の各種のデータを取得し、オーディオ制御回路２２、スピーカ２４、ディスプレイ２３に出力する制御を行う。また、マイクロフォン２５より出力された音声データをＢＴ通信機１に出力する制御を行う。

従って、車両の乗員は、マイクロフォン２５に向かって発話し、スピーカ２４より出力される音声データを聞き取ることにより、携帯機３との間のハンズフリーの通話が可能となる。更に、携帯機３より送信される音楽データをスピーカ２４にて出力することにより、車室内で音楽を聴くことができる。また、ディスプレイ２３を用いて、ＳＮＳを行うことができる。

ＩＶＩ装置２は、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備えるマイクロコンピュータを用いて実現可能である。マイクロコンピュータをコントローラ２１、オーディオ制御回路２２として機能させるためのコンピュータプログラムを、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、マイクロコンピュータは、コントローラ２１、オーディオ制御回路２２として機能する。なお、ここでは、ソフトウェアによってＩＶＩ装置２を実現する例を示すが、各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、ＩＶＩ装置２を構成することも可能である。更に、ＩＶＩ装置２は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）等と兼用してもよい。

（本実施形態の作用の説明）
次に、上述のように構成された本実施形態に係る車載機１００（無線通信装置）の処理手順を、図２～図４に示すフローチャートを参照して説明する。図２は全体処理を示すフローチャート、図３は図２に示す排他処理の処理手順を示すフローチャート、図４は図２に示す再接続処理を示すフローチャートである。

車室内にスマートフォン等の携帯機３が持ち込まれると、図２に示すように、携帯機３と車載機１００との間で、任意のプロファイルでのＢＴ通信が行われる（ステップａ１）。初期的には、携帯機３と車載機１００とのＢＴ通信を開始する際に、乗員による登録操作が行われる。登録操作により、携帯機３のＩＤが車載機１００の通信制御回路１３に設けられるメモリ１３ｂに登録される。更に、携帯機３の認証情報（パスキー等）が設定され、ＩＤとリンクしてメモリ１３ｂに登録される。

携帯機３のＩＤの登録操作が終了すると、携帯機３と車載機１００との間でＢＴ通信が行われる。ＩＶＩ装置２は、ＢＴ通信を実行することにより、例えばハンズフリーの通話、音楽の再生、ＳＮＳ、等の各種のアプリケーションを車載機１００にて作動させることができる（ステップＳ１１）。この際、通信制御回路１３のメモリ１３ｂには、携帯機３との間でＢＴ通信を行ったことを示す通信履歴が登録される。

また、何らかの原因によりＢＴ通信が遮断すると（ステップａ２）、ＩＶＩ装置２ではＢＴ通信の遮断が検出される（ステップＳ１２）。

ＩＶＩ装置２は、携帯機３或いは車載機１００に状態の変化が生じているか否かを判断する（ステップＳ１３）。前述したように、状態の変化とは、例えば、携帯機３が車室内から外部へ持ち出された場合、乗員の操作でＢＴ通信の遮断が操作された場合、電源がオフとされた場合等、乗員の操作に起因して生じる変化である。そして、状態の変化が生じている場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、本処理を終了する。即ち、乗員の操作に起因してＢＴ通信が遮断された場合には、ＢＴ通信を再接続する必要はないので、再接続処理を実施しない。

状態の変化がないと判断された場合には（ステップＳ１３でＮＯ）、ＢＴ通信は何らかの原因で不作為に遮断したものと判断し、ＩＶＩ装置２は、異常遮断が発生したことを報知する（ステップＳ１４）。具体的には、図１に示すディスプレイ２３に「ＢＴ通信が遮断されました」等の文字を表示したり、スピーカ２４により音声出力することにより、乗員に報知する。

更に、ＩＶＩ装置２は、異常遮断の通知指令を出力する（ステップＳ１５）。ＢＴＬＥ通信により、携帯機３の接続チェックを行う（ステップａ４）。

携帯機３より応答信号が送信された場合には（ステップａ５）、ＩＶＩ装置２は、携帯機３からの応答を確認する（ステップＳ１６）。携帯機３からの応答信号が受信されない場合には（ステップＳ１７でＮＯ）、ＢＴＬＥ通信による通信が不能になっているので、乗員に携帯機３の再登録を促す。即ち、ＢＴ通信、及びＢＴＬＥ通信の双方で通信ができない状態になると、再接続することが難しいので、携帯機３の再登録を行うように乗員に報知する。即ち、再登録を促す情報を提示する。なお、「提示」とは、画像の表示、音声出力、振動などの乗員に知らせる動作を示す。例えば、図５に示すように、「通信が遮断されました。再登録を実施してください。」等の再登録を促す情報をディスプレイ２３に表示する（ステップＳ１８）。
また、携帯機３の認証情報（例えば、パスキー等）が消失、破損等の理由によりメモリ１３ｂに登録されていない場合についても同様に、再登録を促す情報を提示する。

一方、応答信号が受信された場合には（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ１９において、ＩＶＩ装置２は、排他処理を実施する。

以下、図３に示すフローチャートを参照して排他処理の手順について説明する。初めに、ステップＳ３１において、ＩＶＩ装置２は、ＢＴＬＥ通信よる接続チェックに対して応答のあった携帯機が１つであるか否かを判断する。例えば、車室内に複数の乗員が存在し、各乗員がそれぞれスマートフォン等の携帯機を所持している場合には、複数の携帯機からの応答が発生する。

１つの携帯機である場合には（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２において、ＩＶＩ装置２は、その携帯機を通信対象として設定する。

一方、車室内に携帯機が複数存在する場合（１つの携帯機でない場合）には（ステップＳ３１でＮＯ）、ステップＳ３３において、ＩＶＩ装置２は、複数の携帯機の中から直近に接続した携帯機を検索する。この操作は、通信制御回路１３のメモリ１３ｂに登録されている通信履歴から検索することが可能である。ある携帯機３（これを、携帯機３Ａとする）でＢＴ通信しているときに、何らかの原因によるＢＴ通信が遮断した場合には、この携帯機３Ａが直近に接続した携帯機として検索される。そして、ステップＳ３４において、ＩＶＩ装置２は、検索した携帯機３Ａを通信対象として設定する。

その後、図２のステップＳ２０において、ＩＶＩ装置２はステップＳ１９の排他処理で通信対象として設定した携帯機３Ａを特定する。
ステップＳ２１において、この携帯機３Ａに対して再接続処理を実行する。以下、図４に示すフローチャートを参照して、再接続処理の詳細な手順について説明する。

ステップＳ５１において、ＩＶＩ装置２は、ＢＴモジュール１４に設定されている複数のプロトコルレイヤの中から、異常が発生しているプロトコルレイヤを検出し、異常が発生しているプロトコルレイヤが検出された場合には、このプロトコルレイヤでの再接続を行う。

ステップＳ５２において、ＢＴ通信が再接続されたか否かを判断する。そして、ＢＴ通信が再接続された場合には（ステップＳ５２でＹＥＳ）、本処理を終了する。

一方、ＢＴ通信が再接続されない場合には（ステップＳ５２でＮＯ）、一段階だけ下位のプロトコルレイヤでの再接続を試行する。ステップＳ５４において、ＢＴ通信が再接続されたか否かを判断し、再接続された場合には（ステップＳ５４でＹＥＳ）、本処理を終了する。再接続されない場合には（ステップＳ５４でＮＯ）、ステップＳ５５において、最下位のプロトコルレイヤであるか否かを判断し、最下位のプロトコルレイヤでない場合には（ステップＳ５５でＮＯ）、ステップＳ５３に処理を戻す。従って、一段階ずつ下位のプロトコルレイヤに切り替えながら再接続を試行し、接続された場合には再接続処理を終了する。

最下位のプロトコルレイヤである場合には（ステップＳ５５でＹＥＳ）、プロトコルレイヤでの再接続ができないものと判断し、ステップＳ５６において、ＩＶＩ装置２は、携帯機３の再登録指令を出力する。

なお、上記したステップＳ５１の処理において、異常の発生を検出したプロトコルレイヤが不明である場合には、最上位のプロトコルレイヤでの再接続を試行し、その後、ステップＳ５２以降の処理を実施する。

再接続が試行されると、図２のステップａ６に示すように、ＢＴ通信機１は、ＢＴＬＥ通信により、携帯機３に再接続指令を出力する。ステップａ７において、携帯機３より再接続要求が出力されると、ステップＳ２２においてＩＶＩ装置２は、携帯機３とＢＴ通信機１との間の再接続を行う。そして、ステップａ８において、ＢＴ通信が再開されることになる。

また、図４のステップＳ５６において、再登録指令が出力された場合には、携帯機３はＢＴ通信機１に対して改めて登録処理を実施し、ＢＴ通信を行う。

こうして、携帯機３とＢＴ通信機１との間のＢＴ通信が遮断された場合でも、再接続が行われるか、或いは再登録の操作を促すことが提示されるので、乗員に不安感を与えることを回避できるのである。

（本実施形態の効果の説明）
本実施形態に係る車載機１００（無線通信装置）では、以下に示す効果を達成できる。
（１）
ＢＴ通信（第１の通信方式）による無線通信が遮断した場合には、ＢＴＬＥ通信（第２の通信方式）により、遮断の原因が推定されるので、例えば携帯機３を用いてハンズフリーによる通話が行われている途中に通信が遮断された場合でも、再接続により通話を継続することができる。

（２）
ＢＴ通信に遮断が発生した場合には、ＢＴＬＥ通信により状態の変化を検出し、状態の変化がない場合に、遮断の原因が携帯機３と車載機１００との間に通信異常が発生しているものと判断するので、例えば、乗員が携帯機３を車外に持ち出した場合や、故意に通信を遮断した場合等に、異常と判断することを防止できる。

（３）
ＢＴ通信が遮断された場合で、携帯機３と車載機１００との間に通信異常が発生していると判断された場合には、異常が発生したプロトコルレイヤで再接続を実施し、再接続されない場合には、下位のプロトコルレイヤに順次変更して再接続を実施するので、再接続に要する処理を軽減できる。このため、ＢＴ通信を根底から全てやり直す必要がないので、再接続を短時間に行うことが可能となる。

（４）
ＢＴ通信（第１の通信方式）で無線通信した携帯機３の情報をメモリ１３ｂに通信履歴として登録し、再接続を試行する携帯機３が通信履歴として登録されている場合に再接続を行うので、無関係な携帯機との間で誤って再接続することを防止できる。

（５）
再接続を試行しても再接続できない場合には、携帯機３を再登録することを促す情報が携帯機３に画面表示や音声等により提示されるので、通信が突然遮断したことについての不安感を軽減することができる。

（６）
携帯機３の認証情報（例えば、パスキー等）が消失、破損することに起因して再接続ができない場合でも、携帯機３を再登録する情報が携帯機３に画面表示や音声等により提示されるので、速やかに再接続の操作を行うことが可能となる。

（７）
車室内（無線通信装置から所定の範囲内）に複数の携帯機が存在する場合には、前回の通信終了時にＢＴ通信した携帯機を他の携帯機よりも優先的に再接続するので、ＢＴ通信が遮断され、その後、異なる携帯機と再接続するという問題の発生を回避することができる。

（８）
ＢＴ通信の遮断を検出した場合には、遮断の原因が携帯機３に提示されるので、携帯機３を所持する乗員は遮断の原因を認識でき、乗員に不安感を与えることを回避することができる。

以上、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

１ＢＴ通信機
２ＩＶＩ装置
３携帯機
１１ＢＴ通信回路（第１無線通信回路）
１２低電力通信回路（第２無線通信回路）
１３通信制御回路（無線通信監視回路）
１３ａ遮断推定回路
１３ｂメモリ
１４ＢＴモジュール
１５解析部
２１コントローラ
２２オーディオ制御回路
２３ディスプレイ
２４スピーカ
２５マイクロフォン
１００車載機（無線通信装置）

Claims

携帯機との間で無線通信を行う無線通信装置の無線通信方法であって、
前記携帯機が前記無線通信装置から所定の範囲内に持ち込まれた際に、前記携帯機との間で第１の通信方式による無線通信を行い、
前記第１の通信方式による無線通信を監視し、前記第１の通信方式による無線通信の遮断を検出した場合には、前記第１の通信方式とは異なる第２の通信方式により、前記携帯機と無線通信を行って前記携帯機に状態変化が発生しているか否かを判定し、
前記状態変化が発生していないと判定され、前記第２の通信方式による無線通信により、前記携帯機からの応答信号が受信されない場合には、前記遮断の原因が前記無線通信装置と前記携帯機の間の通信異常によるものであると推定すること
を特徴とする無線通信方法。
前記遮断の原因が、前記無線通信装置と前記携帯機の間の通信異常によるものであると推定された場合には、前記第１の通信方式による無線通信の、通信異常が発生したプロトコルレイヤで前記第１の通信方式による再接続を実行し、前記第１の通信方式による再接続ができない場合には、プロトコルレイヤを下位のプロトコルレイヤに順次変更して再接続を実施すること
を特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
前記第１の通信方式で無線通信した携帯機の情報を登録し、
前記第１の通信方式による無線通信の遮断の発生後、前記第２の通信方式により無線通信した携帯機の情報が登録されている場合に、この携帯機との間で前記第１の通信方式による再接続を実施すること
を特徴とする請求項１または２に記載の無線通信方法。
前記携帯機との再接続を実施し、前記第１の通信方式による再接続ができないときには、前記携帯機の再登録を促す情報を前記携帯機のユーザに提示すること
を特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
前記携帯機を再接続する際に、前記携帯機の認証情報が存在しない場合には、前記携帯機の再登録を促す情報を前記携帯機のユーザに提示すること
を特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
前記第１の通信方式による無線通信の再接続の際に、前記無線通信装置から所定の範囲内に複数の携帯機の存在を検出した場合には、前回の通信終了時に前記第１の通信方式で無線通信を行った携帯機を他の携帯機よりも優先的に接続すること
を特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の無線通信方法。
前記第２の通信方式は前記第１の通信方式よりも、消費エネルギーが小さい通信方式であること
を特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の無線通信方法。
前記遮断の原因を推定した場合に、推定した原因を前記携帯機のユーザに提示すること
を特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の無線通信方法。
携帯機との間で無線通信を行う無線通信装置であって、
前記携帯機が前記無線通信装置から所定の範囲内に持ち込まれた際に、前記携帯機との間で第１の通信方式による無線通信を行う第１無線通信回路と、
前記第１の通信方式による無線通信の状態を監視する無線通信監視回路と、
前記無線通信監視回路にて前記第１の通信方式による無線通信の遮断を検出した場合に、前記携帯機に状態変化が発生しているか否かを判定するＩＶＩ装置と、
前記ＩＶＩ装置にて、前記状態変化が発生していないと判定された際には、前記第１の通信方式とは異なる第２の通信方式により、前記携帯機と無線通信を行う第２無線通信回路と、
前記第２の通信方式による無線通信により、前記遮断の原因を推定する遮断推定回路と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。