JP7413878B2 - 車載通信装置 - Google Patents

Description

本開示は、車載通信装置に関する。

車両において提供すべき通信サービスの増加を考慮した技術が開発されている。たとえば、特許文献１（特開２００９－１７７７８５号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、車載用無線通信装置は、周波数の異なる複数のアンテナと合波回路と分波回路と前記周波数の異なる複数のアンテナに対応する複数の無線機とを備え、前記複数のアンテナは前記合波回路または前記分波回路の何れかに接続され、さらに接続された前記合波回路または前記分波回路と共に車両のルーフ上、フロントガラス上部、リアガラス上部のいずれかに設置され、前記複数の無線機は、前記アンテナとは逆の前記分波回路または合波回路の何れかに無線機側アンテナケーブルにより接続され、前記合波回路と分波回路は、ピラー内を通して配索されているアンテナ装置側アンテナケーブルにより接続されている。

特開２００９－１７７７８５号公報

前畠 貴、外３名、"ＳＥＩテクニカルレビュー ２０１３年１月号 Ｎｏ．１８２ １ビットデジタルＲＦ無線装置の開発"、住友電気工業株式会社、２０１３年１月、Ｐ．９０－９４

複数の異なる通信方式において信号処理回路またはアンテナ等を共用する技術が開発されている一方で、提供すべき通信サービスが増加する傾向にある車載環境において、どのようなタイミングで通信方式を切り替えるかが課題となっている。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、車両において複数の異なる通信方式に対して信号処理回路またはアンテナ等を共用する場合に、適切に通信方式の切り替えを行うことが可能な車載通信装置を提供することである。

本開示の車載通信装置は、車両に搭載される車載通信装置であって、データを含むＲＦ信号を送信し、かつ通信方式を変更可能な無線通信部と、車両の状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記通信方式を変更する切り替え制御を行う制御部とを備える。

本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える車載通信装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現され得たり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、車載通信装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得たり、車載通信装置を含むシステムとして実現され得る。

本開示によれば、車両において複数の異なる通信方式に対して信号処理回路またはアンテナ等を共用する場合に、適切に通信方式の切り替えを行うことができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムおよび車載通信装置の構成を示す図である。 図２は、本開示の実施の形態に係る車載通信装置における無線通信部の例１の構成を示す図である。 図３は、本開示の実施の形態に係る車載通信装置における無線通信部の例２の構成を示す図である。 図４は、本開示の実施の形態に係る車載通信装置における無線通信部の例３の構成を示す図である。 図５は、本開示の実施の形態に係る車載通信装置における無線通信部の例４の構成を示す図である。

最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本開示の実施の形態に係る車載通信装置は、車両に搭載される車載通信装置であって、データを含むＲＦ信号を送信し、かつ通信方式を変更可能な無線通信部と、車両の状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記通信方式を変更する切り替え制御を行う制御部とを備える。

このような構成により、車両において提供される各種通信サービスに対応する通信方式を、車両の状態に応じて切り替えることができるため、車両の現在の状態に対応する無線機能を動的に実装することができる。これにより、車両において提供すべき通信サービスの増加に伴う無線回路およびアンテナ等の増加を抑制することができ、部品の配置スペース、車重および製造コスト等を低減することができる。したがって、車両において複数の異なる通信方式に対して信号処理回路またはアンテナ等を共用する場合に、適切に通信方式の切り替えを行うことができる。

（２）好ましくは、前記無線通信部は、アンテナと、通信方式に応じたＲＦ信号を生成して前記アンテナへ出力し、前記通信方式を変更可能な無線信号処理部とを含み、前記制御部は、前記切り替え制御として、前記無線信号処理部の前記通信方式を変更する。

このような構成により、プロセッサおよびＤ／Ａコンバータ等、ＲＦ信号を生成するための部品を共用し、部品点数を削減することができる。また、たとえばアンテナを追加するだけの低コストで、通信サービスの増加に対応することができる。

（３）より好ましくは、前記無線通信部は、さらに、前記無線信号処理部と前記アンテナとの間に接続されたフィルタを含み、前記無線信号処理部は、１ビットのデジタル信号を前記ＲＦ信号として前記フィルタへ出力する。

このような構成により、プロセッサ等を共用しながら、Ｄ／Ａコンバータを不要とし、部品点数をさらに削減することができる。

（４）より好ましくは、前記無線通信部は、複数の前記フィルタを含み、前記無線信号処理部は、１つのポートから複数の通信方式に応じた前記ＲＦ信号を並行して前記複数のフィルタへ出力可能であり、前記制御部は、前記切り替え制御として、前記無線信号処理部が生成すべき前記ＲＦ信号の前記通信方式を１つ選択するかまたは複数選択するかを切り替え可能である。

このような構成により、ポート数が削減された簡易な構成において、１つの通信方式に従って無線通信が行われている状態と複数の通信方式に従って無線通信が行われている状態とを切り替えることができ、車両の状態に応じたより多様な通信方式の提供を実現することができる。

（５）好ましくは、前記取得部は、前記車両のイグニッション電源の状態を示す前記状態情報を取得し、前記制御部は、前記状態情報が前記イグニッション電源のオフ状態を示す場合、前記切り替え制御において、リモートスタートに対応した前記通信方式を選択し、前記状態情報が前記イグニッション電源のオン状態を示す場合、前記切り替え制御において、リモートスタートに対応した前記通信方式とは異なる前記通信方式を選択する。

このような構成により、イグニッション電源の状態に着目した適切な通信方式の選択が可能となる。

（６）より好ましくは、前記無線信号処理部は、リモートスタート、ＩＴＳ、無線ＬＡＮおよびＴＣＵのうちのいずれか複数の通信方式に応じた前記ＲＦ信号を出力可能である。

このような構成により、車両において広く用いられる有用な通信方式の、車両の状態に応じた切り替えを行うことができる。

（７）好ましくは、前記無線通信部は、共振周波数を変更可能なアンテナと、ＲＦ信号を生成して前記アンテナへ出力する無線信号処理部とを含み、前記制御部は、前記切り替え制御として、前記アンテナの共振周波数を変更する。

このような構成により、複数の通信方式に対応するアンテナを共用することができ、たとえばシャークフィンアンテナの小型化に寄与することができる。

以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

図１は、本開示の実施の形態に係る車載通信システムおよび車載通信装置の構成を示す図である。図１を参照して、車載通信システム３０１は、車載通信装置１０１と、複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０２とを備える。なお、車載通信システム３０１は、１つのＥＣＵ２０２を備える構成であってもよい。車載通信システム３０１は、車両４０１に搭載される。

車載通信装置１０１は、車内通信部１と、無線通信部２と、制御部３と、記憶部４とを含む。たとえば、車内通信部１、無線通信部２および制御部３の一部または全部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサによって実現される。記憶部４は、たとえば不揮発性メモリである。

複数のＥＣＵ２０２は、たとえば、自動運転ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、センサ、ナビゲーション装置、セントラルゲートウェイ、ヒューマンマシンインタフェース、およびカメラ等である。

車内通信部１は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（登録商標）の通信規格に従って、ＥＣＵ２０２とデータの送受信を行う。なお、車載通信システム３０１では、ＣＡＮの通信規格に従ってデータの送受信が行われる構成に限らず、たとえば、イーサネット（登録商標）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）（登録商標）およびＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信規格に従ってデータの送受信が行われる構成であってもよい。

たとえば、車内通信部１は、ＥＣＵ２０２からＣＡＮフレームを受信し、受信したＣＡＮフレームに格納されたデータを記憶部４に保存するか、または無線通信部２へ出力する。

無線通信部２は、車内通信部１から受けたデータを含む、すなわち車両４０１において生成された情報を含む、ＲＦ信号を生成して送信する。なお、無線通信部２は、車載通信装置１０１が生成したデータを含むＲＦ信号を生成して送信する構成であってもよい。また、無線通信部２は、送信機能に加えて、他の装置から送信されたＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号に含まれるデータを取得して車内通信部１へ出力する構成であってもよい。

車内通信部１は、車両４０１の状態を示す状態情報を取得する。より詳細には、ＥＣＵ２０２は、車両４０１の状態を示す状態情報を生成し、生成した状態情報をＣＡＮフレームに格納して車載通信装置１０１へ送信する。状態情報は、たとえば、車両４０１の、位置、走行する道路の種別、イグニッション電源の状態、アクセサリ電源の状態、またはドアロックの状態を示す。

車内通信部１は、取得部として、ＥＣＵ２０２から受信したＣＡＮフレームに含まれる状態情報を取得して記憶部４に保存する。

無線通信部２は、通信方式を変更可能である。たとえば、無線通信部２は、リモートスタート、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ）無線、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）およびラジオのうちのいずれか複数の通信方式に応じたＲＦ信号を出力可能である。一例として、各通信方式におけるキャリア周波数は、リモートスタートが９２０ＭＨｚであり、ＩＴＳ無線が日本および米国でそれぞれ７６０ＭＨｚおよび５．９ＧＨｚであり、無線ＬＡＮが２．４ＧＨｚであり、ＴＣＵが８００ＭＨｚである。

たとえば、無線通信部２は、ＴＣＵの機能を有している場合、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）または３Ｇ等の通信規格に従って、車両４０１の外部の無線基地局と無線通信を行うことが可能である。

制御部３は、車内通信部１によって取得された状態情報に基づいて、無線通信部２の通信方式を変更する切り替え制御を行う。制御部３は、たとえば記憶部４における状態情報を参照し、１または複数の通信方式を示す制御情報を無線通信部２へ出力する。

［無線通信部の例１］
図２は、本開示の実施の形態に係る車載通信装置における無線通信部の例１の構成を示す図である。図２を参照して、無線通信部２は、無線信号処理部１１と、フィルタ１２，１３と、アンテナ１４，１５とを含む。無線通信部２は、いわゆるソフトウェア無線（ＳＤＲ：Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｒａｄｉｏ）の通信機の一例である。

無線信号処理部１１は、車内通信部１から受けたデータに対して変調等の各種信号処理を行い、処理後のデータを含むアナログ信号であるＲＦ信号を生成する。このＲＦ信号は、所定の周波数帯域においてスペクトルを有し、かつ他の帯域におけるノイズレベルの小さい信号である。無線信号処理部１１は、生成したＲＦ信号を、フィルタおよびアンテナ経由で、車両４０１外の無線基地局等の装置または車両４０１内のスマートフォン等の装置へ送信する。

一例として、無線信号処理部１１は、リモートスタート、ＩＴＳ、無線ＬＡＮおよびＴＣＵのうちのいずれか２つの通信方式に応じたＲＦ信号を出力可能である。無線信号処理部１１は、通信方式を変更可能であり、通信方式に応じたＲＦ信号を生成して対応のアンテナへ出力する。すなわち、無線信号処理部１１は、複数の通信方式の中から選択した１つの通信方式に従うＲＦ信号を対応のアンテナへ出力する。

制御部３は、切り替え制御として、無線信号処理部１１の通信方式を変更する。より詳細には、無線信号処理部１１は、制御部３から受けた制御情報の示す通信方式に応じて、変調方式、キャリア周波数、およびデータレート等の通信パラメータを変更することにより、たとえば、複数の通信方式のうちのいずれか１つの通信方式を選択する。無線信号処理部１１は、制御情報が通信方式１を示す場合、通信方式１に従うＲＦ信号を、対応のポートＰ１経由でフィルタ１２へ出力する。また、無線信号処理部１１は、制御情報が通信方式２を示す場合、通信方式２に従うＲＦ信号を、対応のポートＰ２経由でフィルタ１３へ出力する。

フィルタ１２，１３は、異なる通信方式に対応して設けられ、無線信号処理部１１とアンテナ１４，１５との間にそれぞれ接続されている。フィルタ１２，１３は、たとえばＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）であり、無線信号処理部１１から受けたＲＦ信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させる。フィルタ１２，１３の通過帯域は互いに異なる。フィルタ１２，１３を通過したＲＦ信号は、アンテナ１４，１５へそれぞれ伝送される。

なお、無線信号処理部１１は、３種類以上の通信方式に対応するＲＦ信号を出力可能であってもよい。この場合、無線通信部２は、フィルタおよびアンテナを、通信方式に対応してそれぞれ３つ以上含む。そして、無線信号処理部１１は、３種類以上の通信方式の中から選択した１つの通信方式に従うＲＦ信号を対応のフィルタへ出力する。

車内通信部１は、たとえば車両４０１のイグニッション電源の状態を示す状態情報を取得する。制御部３は、状態情報が前記イグニッション電源のオン状態を示す場合およびオフ状態を示す場合において互いに異なる通信方式を選択する。具体的には、制御部３は、状態情報がイグニッション電源のオフ状態を示す場合、切り替え制御において、リモートスタートに対応した通信方式を選択する。また、制御部３は、状態情報がイグニッション電源のオン状態を示す場合、切り替え制御において、リモートスタートに対応した通信方式とは異なる通信方式たとえばＩＴＳを選択する。

すなわち、イグニッション電源のオフ状態、すなわち車両４０１のエンジンが始動していない状態においてＩＴＳを利用する必要性は低いことから、エンジン始動後においてＩＴＳの通信方式を選択する。また、イグニッション電源のオン状態、すなわち車両４０１のエンジンが始動した後の状態においてリモートスタートを利用する必要はないことから、エンジン始動前においてリモートスタートの通信方式を選択する。

［無線通信部の例２］
図３は、本開示の実施の形態に係る車載通信装置における無線通信部の例２の構成を示す図である。図３を参照して、無線通信部２は、無線信号処理部２１と、フィルタ２２～２５と、アンテナ２６～２９とを含む。無線通信部２は、いわゆるソフトウェア無線の通信機の一例である。具体的には、無線通信部２は、たとえば、非特許文献１（前畠 貴、外３名、”ＳＥＩテクニカルレビュー ２０１３年１月号 Ｎｏ．１８２ １ビットデジタルＲＦ無線装置の開発”、住友電気工業株式会社、２０１３年１月、Ｐ．９０－９４）に記載された１ビットデジタル無線装置と同様の機能を有する。

無線信号処理部２１は、車内通信部１から受けたデータに対して変調等の各種信号処理を行い、処理後のデータを含むＲＦ信号を生成する。より詳細には、無線信号処理部２１は、１次変調として直交変調を行い、２次変調としてバンドパスデルタシグマ変調を行うことにより、１ビットのデジタル信号をＲＦ信号として生成する。このＲＦ信号は、所定の周波数帯域においてスペクトルを有し、かつ他の帯域におけるノイズレベルが当該スペクトルのレベルと同等の信号である。このＲＦ信号では、振幅および位相の情報が時間軸上におけるビット列の疎密となって現れる。

無線信号処理部２１は、生成したＲＦ信号を、フィルタ２２～２５およびアンテナ２６～２９経由で、車両４０１外の無線基地局等の装置または車両４０１内のスマートフォン等の装置へ送信する。一例として、無線信号処理部２１は、リモートスタート、ＩＴＳ、無線ＬＡＮおよびＴＣＵの通信方式に応じたＲＦ信号を出力可能である。

フィルタ２２～２５は、異なる通信方式に対応して設けられ、無線信号処理部２１とアンテナ２６～２９との間にそれぞれ接続されている。フィルタ２２～２５は、たとえばＢＰＦであり、無線信号処理部２１から受けたＲＦ信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させる。フィルタ２２～２５の通過帯域は互いに異なる。フィルタ２２～２５を通過したＲＦ信号は、アンテナ２６～２９へそれぞれ伝送される。

無線信号処理部２１は、通信方式を変更可能であり、通信方式に応じたＲＦ信号を生成して対応のアンテナへ出力する。すなわち、無線信号処理部２１は、複数の通信方式の中から選択した１または複数の通信方式に従うＲＦ信号をそれぞれ対応のアンテナへ出力する。

制御部３は、切り替え制御として、無線信号処理部２１の通信方式を変更する。より詳細には、無線信号処理部２１は、制御部３から受けた制御情報の示す通信方式に応じて、変調方式、キャリア周波数、およびデータレート等の通信パラメータを変更することにより、たとえば、複数の通信方式のうちのいずれか１つの通信方式を選択する。無線信号処理部２１は、制御情報が通信方式１を示す場合、通信方式１に従うＲＦ信号を、対応のポートＰ１１経由でフィルタ２２へ出力する。また、無線信号処理部２１は、制御情報が通信方式２、３または４を示す場合、通信方式２、３または４に従うＲＦ信号を、対応のポートＰ１２経由でフィルタ２３～２５へ出力する。そして、フィルタ２３～２５のうちの選択された通信方式に対応するフィルタを通過したＲＦ信号が、対応のアンテナへ伝送される。

あるいは、たとえば、無線信号処理部２１は、１つのポートＰ１２から複数の通信方式に応じたＲＦ信号を並行して複数のフィルタ２３～２５へ出力可能である。

この場合、制御部３は、切り替え制御として、無線信号処理部２１が生成すべきＲＦ信号の通信方式を１つ選択するかまたは複数選択するかを切り替え可能である。より詳細には、無線信号処理部２１は、制御情報が通信方式２～４のうちのいずれか２つまたは全部を示す場合、当該制御情報の示す複数の通信方式に従うＲＦ信号を重畳して、対応のポートＰ１２経由でフィルタ２３～２５へ出力する。

なお、無線信号処理部２１は、２種類または４種類以上の通信方式に対応するＲＦ信号を並行して出力可能であってもよい。この場合、無線通信部２は、１つのポートからのＲＦ信号を受けるフィルタおよびアンテナを、通信方式に対応してそれぞれ２つまたは４つ以上含む。

また、無線信号処理部２１は、複数の通信方式に従うＲＦ信号を重畳して出力する構成に限らず、各通信方式のＲＦ信号を時分割で出力する構成であってもよい。また、無線通信部２は、ポートＰ１１、フィルタ２２およびアンテナ２６を含まない構成であってもよい。

車内通信部１は、たとえば車両４０１のイグニッション電源の状態を示す状態情報を取得する。制御部３は、状態情報がイグニッション電源のオフ状態を示す場合、切り替え制御において、リモートスタートに対応した通信方式を選択する。また、制御部３は、状態情報がイグニッション電源のオン状態を示す場合、切り替え制御において、ＩＴＳ、無線ＬＡＮおよびＴＣＵに対応した通信方式を選択する。

たとえば、ポートＰ１１がＩＴＳに対応し、ポートＰ１２がリモートスタート、無線ＬＡＮおよびＴＣＵに対応する場合、無線信号処理部２１は、イグニッション電源のオフ状態において、ポートＰ１２からリモートスタートに対応する通信方式のＲＦ信号を出力する。一方、無線信号処理部２１は、イグニッション電源のオン状態において、ポートＰ１１からＩＴＳに対応する通信方式のＲＦ信号を出力し、ポートＰ１２から無線ＬＡＮに対応する通信方式のＲＦ信号およびＴＣＵに対応する通信方式のＲＦ信号を重畳して出力する。

すなわち、イグニッション電源のオフ状態、すなわち車両４０１のエンジンが始動していない状態において、ＩＴＳ、無線ＬＡＮおよびＴＣＵを利用する必要性は低いことから、エンジン始動後においてＩＴＳ、無線ＬＡＮおよびＴＣＵの通信方式を選択する。また、イグニッション電源のオン状態、すなわち車両４０１のエンジンが始動した後の状態において、リモートスタートを利用する必要はないことから、エンジン始動前においてリモートスタートの通信方式を選択する。

［変形例１］
無線通信部２の例１および例２において、車内通信部１は、車両４０１が一般道に位置するかまたは高速道に位置するかを示す状態情報を取得する。制御部３は、状態情報が一般道を示す場合、切り替え制御において、ＩＴＳに対応した通信方式を選択し、また、状態情報が高速道路を示す場合、切り替え制御において、無線ＬＡＮおよびＴＣＵの少なくともいずれか一方に対応した通信方式を選択する。

すなわち、車両４０１が一般道に位置する場合、交差点等においてＩＴＳを利用する必要性が高いことから、ＩＴＳの通信方式を選択する。また、車両４０１が高速道に位置する場合、交差点等が存在せずＩＴＳを利用する必要性が低いことから、無線ＬＡＮまたはＴＣＵの通信方式を選択する。

なお、制御部３は、状態情報が示す車両４０１の地域または国等に応じて無線通信部２の通信方式を変更する構成であってもよい。

［変形例２］
無線通信部２の例１および例２において、車内通信部１は、車両４０１のドアが施錠された状態であるかまたは開錠された状態であるかを示す状態情報を取得する。制御部３は、状態情報が施錠を示す場合、切り替え制御において、リモートスタートに対応した通信方式を選択し、また、状態情報が開錠を示す場合、切り替え制御において、ＩＴＳ、無線ＬＡＮおよびＴＣＵのうちの少なくともいずれか１つに対応した通信方式を選択する。

すなわち、車両４０１のドアが施錠された状態において、ＩＴＳ、無線ＬＡＮおよびＴＣＵを利用する必要性は低いことから、リモートスタートの通信方式を選択する。また、車両４０１のドアが開錠された状態において、リモートスタートを利用する必要性は低いことから、ＩＴＳ、無線ＬＡＮまたはＴＣＵの通信方式を選択する。

［無線通信部の例３］
図４は、本開示の実施の形態に係る車載通信装置における無線通信部の例３の構成を示す図である。図４を参照して、無線通信部２は、無線信号処理部３１，３２と、フィルタ３３，３４と、合成回路３５と、マルチバンドアンテナ３６とを含む。

無線信号処理部３１，３２は、車内通信部１から受けたデータに対して変調等の各種信号処理を行い、処理後のデータを含むアナログ信号であるＲＦ信号を生成する。このＲＦ信号は、所定の周波数帯域においてスペクトルを有し、かつ他の帯域におけるノイズレベルの小さい信号である。無線信号処理部３１，３２は、ソフトウェア無線の通信機のような通信方式を変更する機能を有しておらず、互いに異なる特定の通信方式に従うＲＦ信号を出力する。

無線信号処理部３１，３２は、生成したＲＦ信号を、フィルタ３３，３４、合成回路３５およびマルチバンドアンテナ３６経由で、車両４０１外の無線基地局等の装置または車両４０１内のスマートフォン等の装置へ送信する。

フィルタ３３，３４は、異なる通信方式に対応して設けられる。フィルタ３３，３４は、たとえばＢＰＦであり、無線信号処理部３１，３２から受けたＲＦ信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させる。フィルタ３３，３４の通過帯域は互いに異なる。フィルタ３３，３４を通過したＲＦ信号は、合成回路３５へ伝送される。

合成回路３５は、フィルタ３３を通過したＲＦ信号およびフィルタ３４を通過したＲＦ信号を合成してマルチバンドアンテナ３６へ出力する。

マルチバンドアンテナ３６は、共振周波数を変更可能である。制御部３は、切り替え制御として、マルチバンドアンテナ３６の共振周波数を変更する。より詳細には、マルチバンドアンテナ３６は、制御部３から受けた制御情報の示す通信方式に応じて、たとえば、スイッチ等を用いたアンテナ長の変更、またはマッチング回路におけるバラクタダイオードへの印加電圧の変更を行うことにより、共振周波数を変更する。変更後の共振周波数に対応するＲＦ信号が、マルチバンドアンテナ３６から出力される。これにより、無線通信部２において、複数の通信方式のうちのいずれか１つの通信方式が選択される。

なお、無線通信部２は、３種類以上の通信方式に対応する無線信号処理部を含む構成であってもよい。この場合、無線通信部２は、フィルタを、通信方式に対応して３つ以上含み、また、マルチバンドアンテナ３６は、３つ以上の共振周波数のうちのいずれか１つを選択可能である。

［無線通信部の例４］
図５は、本開示の実施の形態に係る車載通信装置における無線通信部の例４の構成を示す図である。図５を参照して、無線通信部２は、無線信号処理部４１と、フィルタ４２，４３と、合成回路４４と、マルチバンドアンテナ４５とを含む。

無線信号処理部４１は、車内通信部１から受けたデータに対して変調等の各種信号処理を行い、処理後のデータを含むＲＦ信号を生成する。より詳細には、無線信号処理部４１は、図３に示す無線信号処理部２１と同様に、非特許文献１に記載された１ビットデジタル無線装置と同様の機能を有する。無線信号処理部４１は、１次変調として直交変調を行い、２次変調としてバンドパスデルタシグマ変調を行うことにより、１ビットのデジタル信号をＲＦ信号として生成する。無線信号処理部４１は、たとえば通信方式を変更する機能を有しておらず、互いに異なる特定の通信方式に従うＲＦ信号を重畳して出力する。

無線信号処理部４１は、生成したＲＦ信号を、フィルタ４２，４３、合成回路４４およびマルチバンドアンテナ４５経由で、車両４０１外の無線基地局等の装置または車両４０１内のスマートフォン等の装置へ送信する。

フィルタ４２，４３は、異なる通信方式に対応して設けられる。フィルタ４２，４３は、たとえばＢＰＦであり、無線信号処理部４１から受けたＲＦ信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させる。フィルタ４２，４３の通過帯域は互いに異なる。フィルタ４２，４３を通過したＲＦ信号は、合成回路４４へ伝送される。

合成回路４４は、フィルタ４２を通過したＲＦ信号およびフィルタ４３を通過したＲＦ信号を合成してマルチバンドアンテナ４５へ出力する。

マルチバンドアンテナ４５は、共振周波数を変更可能である。制御部３は、切り替え制御として、マルチバンドアンテナ４５の共振周波数を変更する。より詳細には、マルチバンドアンテナ４５は、制御部３から受けた制御情報の示す通信方式に応じて、たとえば、スイッチ等を用いたアンテナ長の変更、またはマッチング回路におけるバラクタダイオードへの印加電圧の変更を行うことにより、共振周波数を変更する。変更後の共振周波数に対応するＲＦ信号が、マルチバンドアンテナ４５から出力される。これにより、無線通信部２において、複数の通信方式のうちのいずれか１つの通信方式が選択される。

なお、無線信号処理部４１は、３種類以上の通信方式に対応するＲＦ信号を出力可能であってもよい。この場合、無線通信部２は、フィルタを、通信方式に対応して３つ以上含み、また、マルチバンドアンテナ４５は、３つ以上の共振周波数のうちのいずれか１つを選択可能である。

無線通信部の例３および例４において、車内通信部１は、たとえば、車両４０１が他のＩＴＳ無線装置からの通信指示を受けたかまたはＴＣＵサーバの通信指示を受けたかを示す状態情報を取得する。制御部３は、状態情報がＩＴＳの通信指示を示す場合、切り替え制御において、ＩＴＳに対応した通信方式を選択し、また、状態情報がＴＣＵの通信指示を示す場合、切り替え制御において、ＴＣＵに対応した通信方式を選択する。

すなわち、日本においてキャリア周波数の近いＩＴＳの通信方式およびＴＣＵの通信方式を切り替え対象とする、マルチバンドアンテナにより適合した車載通信装置を実現することができる。

なお、上述した無線通信部２の各例における切り替え制御の具体例を、無線通信部２の他の例に適用してもよい。

ところで、複数の異なる通信方式において信号処理回路またはアンテナ等を共用する技術が開発されている一方で、提供すべき通信サービスが増加する傾向にある車載環境において、どのようなタイミングで通信方式を切り替えるかが課題となっている。

本開示の実施の形態に係る車載通信装置では、無線通信部２は、データを含むＲＦ信号を送信し、かつ通信方式を変更可能である。車内通信部１は、車両４０１の状態を示す状態情報を取得する。制御部３は、車内通信部１によって取得された状態情報に基づいて、無線通信部２の通信方式を変更する切り替え制御を行う。

このような構成により、車両４０１において提供される各種通信サービスに対応する通信方式を、車両４０１の状態に応じて切り替えることができるため、車両４０１の現在の状態に対応する無線機能を動的に実装することができる。これにより、車両４０１において提供すべき通信サービスの増加に伴う無線回路およびアンテナ等の増加を抑制することができ、部品の配置スペース、車重および製造コスト等を低減することができる。したがって、本開示の実施の形態に係る車載通信装置では、車両において複数の異なる通信方式に対して信号処理回路またはアンテナ等を共用する場合に、適切に通信方式の切り替えを行うことができる。

なお、本開示の実施の形態に係る車載通信装置の各例の構成要素および動作のうち、一部または全部を適宜組み合わせることも可能である。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
車両に搭載される車載通信装置であって、
データを含むＲＦ信号を送信し、かつ通信方式を変更可能な無線通信部と、
車両の状態を示す状態情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記通信方式を変更する切り替え制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記状態情報が前記イグニッション電源のオン状態を示す場合およびオフ状態を示す場合において互いに異なる通信方式を選択する、車載通信装置。

１ 車内通信部
２ 無線通信部
３ 制御部
４ 記憶部
１１ 無線信号処理部
１２，１３ フィルタ
１４，１５ アンテナ
２１ 無線信号処理部
２２～２５ フィルタ
２６～２９ アンテナ
３１，３２ 無線信号処理部
３３，３４ フィルタ
３５ 合成回路
３６ マルチバンドアンテナ
４１ 無線信号処理部
４２，４３ フィルタ
４４ 合成回路
４５ マルチバンドアンテナ
１０１ 車載通信装置
２０２ ＥＣＵ
３０１ 車載通信システム

Claims (3)

1. 車両に搭載される車載通信装置であって、
   データを含むＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を送信し、かつ通信方式を変更可能な無線通信部と、
   前記車両の状態を示す状態情報を取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記通信方式を変更する切り替え制御を行う制御部とを備え、
   前記無線通信部は、
   アンテナと、
   通信方式に応じたＲＦ信号を生成して前記アンテナへ出力し、前記通信方式を変更可能な無線信号処理部とを含み、
   前記制御部は、前記切り替え制御として、前記無線信号処理部の前記通信方式を変更し、
   前記無線通信部は、さらに、前記無線信号処理部と前記アンテナとの間に接続されたフィルタを含み、
   前記無線信号処理部は、１ビットのデジタル信号を前記ＲＦ信号として前記フィルタへ出力し、
   前記無線通信部は、複数の前記フィルタを含み、
   前記無線信号処理部は、１つのポートから複数の前記通信方式に応じた前記ＲＦ信号を並行して前記複数のフィルタへ出力可能であり、
   前記制御部は、前記切り替え制御として、前記無線信号処理部が生成すべき前記ＲＦ信号の前記通信方式を１つ選択するかまたは複数選択するかを切り替え可能である、車載通信装置。
2. 前記取得部は、前記車両のイグニッション電源の状態を示す前記状態情報を取得し、
   前記制御部は、前記状態情報が前記イグニッション電源のオフ状態を示す場合、前記切り替え制御において、リモートスタートに対応した前記通信方式を選択し、前記状態情報が前記イグニッション電源のオン状態を示す場合、前記切り替え制御において、リモートスタートに対応した前記通信方式とは異なる前記通信方式を選択する、請求項１に記載の車載通信装置。
3. 前記無線信号処理部は、リモートスタート、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）およびＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）のうちのいずれか複数の前記通信方式に応じた前記ＲＦ信号を出力可能である、請求項１に記載の車載通信装置。

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