JP7215276B2

JP7215276B2 - 車両通信装置

Info

Publication number: JP7215276B2
Application number: JP2019056650A
Authority: JP
Inventors: 健正神▲崎▼; 直矢土谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020161881A

Description

本発明は、車両通信装置に関する。

無線通信においては、無線通信に使用する無線通信帯域、即ち、キャリア周波数帯に異なる電波、即ち、ノイズ電波が到来することがあり、このノイズ電波によって電波干渉が発生して通信が妨害されることがある。特に、キャリア周波数帯がＩＳＭバンドである場合、ＩＳＭバンドは通信波以外の用途、例えば電子レンジ等にも広く使われているので、ノイズ電波の到来が多くなる。

ノイズ電波の到来による通信途絶を防止する構成として、特許文献１に記載された装置が知られている。この装置では、複数のキャリア周波数帯で通信可能な装置において、複数のキャリア周波数帯毎に、到来するノイズ電波の受信強度を測定し、ノイズ電波の受信強度が低いキャリア周波数帯を選択して通信を行うように構成されている。

特開２００９－７７２２４号公報

車両に搭載された無線装置の場合、車両走行による移動や乗員の位置・有無などにより電波環境が常に変動している。このため、ノイズ電波の受信強度が低いキャリア周波数帯を選択して通信しても、選択したキャリア周波数帯にてノイズ電波の到来が急に多くなることがあり、通信が妨害されることがあった。
本発明の目的は、ノイズ電波が到来したときに、通信が途絶することを極力防止できる車両通信装置を提供することにある。

請求項１の発明は、車両の外部の通信装置と無線通信を行う通信部４と、無線通信に対して電波干渉を発生させる干渉ノイズとなりうる電力を測定する電力測定部５と、前記干渉ノイズの到来の有無を予測する予測部６と、前記予測部６により前記干渉ノイズが到来すると予測されたときに、他の無線通信帯域に切り替える切替部とを備え、前記予測部は、ビット誤り率の変化率、及び、電力の変化率の双方に基づいて、前記干渉ノイズの到来を予測する車両通信装置である。

第１実施形態を示す車両通信装置の機能ブロック図通信制御のフローチャート電力量を算出する制御のフローチャート電力量の算出を説明する図第２実施形態を示すもので、全ての無線通信帯域に干渉ノイズが到来している状態を示す図車両通信装置の機能ブロック図

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。本実施形態の車両無線装置１は、図１に示すように、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）で構成されており、制御部２と、切替制御部３と、通信部４と、電力測定部５と、予測部６とを備えて構成されている。車両無線装置１は、無線通信に使用するキャリア周波数帯を複数備えており、複数のキャリア周波数帯の中から任意の１つを選択して無線通信可能なように構成されている。

制御部２は、車両無線装置１の全体を制御する機能を有しており、無線通信を実行制御する例えば通信アプリを実行可能なように構成されている。切替制御部３は、制御部２からの指示信号を受けて、複数のキャリア周波数帯の中から１つを選択する選択信号を通信部４へ出力する。

通信部４は、切替制御部３からの選択信号を受けて、選択されたキャリア周波数帯で無線通信を実行する機能を有している。通信部４は、通信ドライバ７と、送信アンテナ８と、受信アンテナ９と、復元器１０とを備えている。通信ドライバ７は、上記選択されたキャリア周波数帯の電波を送信アンテナ８を介して出力する。復元器１０は、外部の無線装置から送信された上記選択されたキャリア周波数帯の電波を受信アンテナ９を介して受信して復元し、復元した受信信号を予測部６へ出力する。

電力測定部５は、無線通信に対して電波干渉を発生させる干渉ノイズとなりうる電力を測定する機能を有する。そして、電力測定部５は、通信中の無線通信帯域以外の無線通信帯域例えば通信中のキャリア周波数帯に隣接するキャリア周波数帯についても干渉ノイズとなりうる電力を測定するように構成されている。この場合、電力測定部５は、受電アンテナ１１と、電力チェック部１２とを有する。電力チェック部１２は、受電アンテナ１１によって受電した電力、即ち、通信中の無線通信帯域、即ち、キャリア周波数帯に隣接する無線通信帯域についても干渉ノイズとなりうるノイズ電波の電力を測定する。また、電力チェック部１２は、通信中の無線通信帯域に対して電波干渉を発生させる干渉ノイズとなりうるノイズ電波の電力も測定する。そして、電力測定部５による電力の測定結果は、予測部６に出力される。

予測部６は、電力測定部５からの測定結果と、通信部４からの受信信号とを入力し、干渉ノイズ、即ち、ノイズ電波の到来の有無を予測する機能を有する。予測部６は、妨害チェック部１３と、通信チェック部１４とを有する。通信チェック部１４は、通信部４からの受信信号に基づいてＢＥＲ（Bit Error Rate）の変化率を計算し、計算したＢＥＲの変化率を妨害チェック部１３に出力する。妨害チェック部１３は、電力測定部５からの測定結果に基づいて電力の変化率を計算する。そして、妨害チェック部１３は、ＢＥＲの変化率と電力の変化率とに基づいて、干渉ノイズ、即ち、ノイズ電波の到来の有無を予測し、予測結果を制御部２に出力する。

制御部２は、予測部６からの予測結果に基づいて、干渉ノイズが到来すると予測されたときに、通信中の無線通信帯域を他の無線通信帯域に切り替えることを指示する指示信号を切替制御部３に出力する。切替制御部３は、制御部２からの指示信号を受けて、複数のキャリア周波数帯の中から上記他の無線通信帯域に対応するキャリア周波数帯を選択する選択信号を通信部４へ出力する。この構成の場合、制御部２及び切替制御部３は、切替部としての機能を有している。

次に、上記構成の車両無線装置１の動作について、図２、図３及び図４を参照して説明する。図２のフローチャートは、車両無線装置１の無線通信制御の内容、特には、ノイズ電波が到来すると予測されたときの制御の内容を示す。まず、図２のステップＳ１０においては、通信中の無線通信帯域に隣接する無線通信帯域について、干渉ノイズとなりうるノイズ電波の電力を測定する。

上記ステップＳ１０の処理としては、具体的には、図３に示すサブルーチンの制御を実行するように構成されている。この図３のステップＳ１１０では、例えば積分法にて通信中の無線通信帯域に隣接する複数の無線通信帯域の電力量、即ち、図４に示す電力量の面積Ｐ１、Ｐ２等を算出する。尚、ステップＳ１１０においては、通信中の無線通信帯域電力量も算出するように構成することが好ましい。

続いて、ステップＳ１２０へ進み、隣接する複数の無線通信帯域毎に、前回のステップＳ１１０で算出した電力量Ｐ１と、今回のステップＳ１１０で算出した電力量Ｐ２との差分ΔＰ、即ち、ΔＰ＝Ｐ２－Ｐ１を算出する。尚、ステップＳ１２０においては、通信中の無線通信帯域の差分ΔＰも算出することが好ましい。

そして、ステップＳ１３０へ進み、差分ΔＰが０よりも大きいか否かを判断する。ここで、差分ΔＰが０よりも大きいときには（ステップＳ１３０にて「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４０へ進む。このステップＳ１４０では、電力が上昇したと判断し、判断結果を内部のメモリに記憶する。これにより、図３のサブルーチンを終了する。また、上記ステップＳ１３０において、差分ΔＰが０以下であるときには、「ＮＯ」へ進み、図３のサブルーチンを終了する。

この後、図２のステップＳ２０へ進み、電力が上昇したか否かを判断する。ここで、電力が上昇していないという判断結果であるときには（ＮＯ）、ステップＳ３０へ進み、無線通信終了であるか否かを判断する。このステップＳ３０にて、無線通信終了でないときには（ＮＯ）、ステップＳ１０へ戻り、上述した処理を繰り返す。また、ステップＳ３０にて、無線通信終了であるときには、「ＹＥＳ」へ進み、本制御を終了する。

また、上記ステップＳ２０において、電力が上昇したという判断結果であるときには（ＹＥＳ）、ステップＳ４０へ進み、ＢＥＲが上昇したか否か、即ち、ＢＥＲの変化率が設定値よりも大きくなったか否かを判断する。このステップＳ４０にて、ＢＥＲが上昇していないときには（ＮＯ）、ステップＳ３０へ進み、無線通信終了を判断する。

また、上記ステップＳ４０において、ＢＥＲが上昇したときには（ＹＥＳ）、ステップＳ５０へ進む。この場合、電力が上昇し、且つ、ＢＥＲが上昇したときには、通信中の無線通信帯域において、干渉ノイズ、即ち、ノイズ電波が到来することが予測されると判断し、この予測に基づいて、以下の処理を実行する。即ち、上記ステップＳ５０においては、電力量が低い無線通信帯域、即ち、キャリア周波数帯を複数選択する。続いて、ステップＳ６０へ進み、上記選択した複数の無線通信帯域の中から電力変化量が最も小さい無線通信帯域、即ち、ノイズ電波の到来が最も少ない無線通信帯域を選択する。そして、ステップＳ７０へ進み、通信中の無線通信帯域を、上記選択した無線通信帯域、即ち、電力変化量が最も小さい無線通信帯域に切り替える処理を実行する。この後は、ステップＳ３０へ進み、無線通信終了を判断する。

このような構成の本実施形態では、無線通信に対して電波干渉を発生させる干渉ノイズとなりうる電力を測定し、干渉ノイズの到来の有無を予測し、干渉ノイズが到来すると予測されたときに、他の無線通信帯域に切り替えるように構成した。この構成によれば、干渉ノイズが到来すると予測されたときに、他の無線通信帯域に切り替えるので、干渉ノイズが到来しても、干渉が発生しなくなり、無線通信が途絶することを極力防止することができ、通信可能状態を保つことができる。

また、本実施形態では、通信中の無線通信帯域以外の無線通信帯域についても干渉ノイズとなりうる電力を測定するように構成したので、切り替える候補の無線通信帯域の選択を良好に行なうことができる。

本実施形態では、ＢＥＲ、即ち、ビット誤り率が上昇した場合に、干渉ノイズが到来していると判定するように構成したので、干渉ノイズの到来を正確に判定することができる。また、本実施形態では、電力測定部５により測定された電力の変化に基づいて干渉ノイズが到来していると判定するように構成したので、干渉ノイズの到来を正確に判定することができる。

本実施形態では、電力測定部５により測定された電力量が低い無線通信帯域を切替候補の無線通信帯域として選択するように構成したので、干渉ノイズが到来する可能性が低い無線通信帯域に切り替えることができる。

本実施形態では、選択された切替候補の無線通信帯域の中から、電力測定部５で測定された電力の変化量が小さい無線通信帯域に切り替えるように構成したので、干渉ノイズが到来する可能性が低い無線通信帯域に切り替えることができる。

本実施形態では、通信中の無線通信帯域に隣接する無線通信帯域の電力をチェックして電力の変化率を算出し、算出した電力の変化率に基づいて干渉ノイズの到来を予測するように構成されている。そして、本実施形態では、電力の変化率と、当該無線通信のＢＥＲの変化率とから、通信波または電磁波を判別するように構成されている。また、本実施形態では、複数の無線通信帯域の電力の変化率とＢＥＲの変化率とをモニタすることにより、通信波または電磁波の判別も可能となり、例えば、電子レンジの影響等により数十秒から数分間妨害が続くこと、即ち、ノイズ電波が到来することを予測可能となる。また、影響する無線通信帯域を予測することも可能となる。

（第２実施形態）
図５及び図６は、第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。図５は、車両通信装置１が無線通信可能な全ての無線通信帯域に干渉ノイズが発生した状態を示しており、このような状態では、間もなく通信が途絶することが予測される。そこで、第２実施形態においては、図５の状態が到来することが予測されたときには、通信の相手側へ通信が途絶する旨を示す信号を送信するように構成されている。

具体的には、図６に示すように、予測部６の妨害チェック部１３から通信部４の通信ドライバ７に信号を直接出力可能なように構成した。そして、妨害チェック部１３は、車両通信装置１が無線通信可能な全ての無線通信帯域に干渉ノイズ、即ち、ノイズ電波が到来すると予測されたときに、無線通信の相手側へ無線通信が途絶する旨を示す信号を送信するための指示信号を通信部４の通信ドライバ７に出力する。通信ドライバ７は、妨害チェック部１３からの指示信号を入力すると、無線通信の相手側へ無線通信が途絶する旨を示す信号、即ち、電波を送信アンテナ８を介して送信するように構成されている。この構成の場合、妨害チェック部１３及び通信ドライバ７は、信号送信部を構成している。

上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態では、車両通信装置１が無線通信可能な全ての無線通信帯域に干渉ノイズが到来すると予測されたときに、無線通信の相手側へ無線通信が途絶する旨を示す信号を送信するように構成したので、無線通信の相手側は、無線通信が途絶することを事前に認識することができ、そのための対策等を実施することができる。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１は車両無線装置、２は制御部、３は切替部、４は通信部、５は電力測定部、６は予測部、７は通信ドライバ、８は送信アンテナ、９は受信アンテナ、１０は復元器、１１は受電アンテナ、１２は電力チェック部、１３は妨害チェック部、１４は通信チェック部である。

Claims

車両の外部の通信装置と無線通信を行う通信部（４）と、
無線通信に対して電波干渉を発生させる干渉ノイズとなりうる電力を測定する電力測定部（５）と、
前記干渉ノイズの到来の有無を予測する予測部（６）と、
前記予測部により前記干渉ノイズが到来すると予測されたときに、他の無線通信帯域に切り替える切替部と、
を備え、
前記予測部は、ビット誤り率の変化率、及び、電力の変化率の双方に基づいて、前記干渉ノイズの到来を予測する車両通信装置。
前記電力測定部は、通信中の無線通信帯域以外の無線通信帯域についても干渉ノイズとなりうる電力を測定するように構成された請求項１記載の車両通信装置。
前記予測部により、前記干渉ノイズが通信可能な全ての無線通信帯域に到来すると予測されたときに、通信の相手側へ通信が途絶する旨を示す信号を送信する信号送信部を備えるように構成された請求項１または２記載の車両通信装置。
車両の外部の通信装置と無線通信を行う通信部（４）と、
無線通信に対して電波干渉を発生させる干渉ノイズとなりうる電力を測定する電力測定部（５）と、
前記干渉ノイズの到来の有無を予測する予測部（６）と、
前記予測部により前記干渉ノイズが到来すると予測されたときに、他の無線通信帯域に切り替える切替部と、
を備え、
前記電力測定部は、通信中の無線通信帯域以外の複数の無線通信帯域についても干渉ノイズとなりうる電力を測定するように構成されると共に、
前記予測部により、前記干渉ノイズが通信可能な全ての無線通信帯域に到来すると予測されたときに、通信の相手側へ通信が途絶する旨を示す信号を送信する信号送信部を備えるように構成された車両通信装置。
前記予測部は、ビット誤り率が上昇した場合に、前記干渉ノイズが到来していると判定するように構成された請求項４記載の車両通信装置。
前記予測部は、前記電力測定部により測定された電力の変化に基づいて前記干渉ノイズが到来していると判定するように構成された請求項４または５記載の車両通信装置。
前記切替部は、前記電力測定部により測定された電力量が低い無線通信帯域を切替候補の無線通信帯域として選択するように構成された請求項２、４、５、６のいずれか一項に載の車両通信装置。
前記切替部は、選択された切替候補の無線通信帯域の中から、前記電力測定部で測定された電力の変化量が小さい無線通信帯域に切り替えるように構成された請求項７記載の車両通信装置。