JP7444673B2 - 車両通信システム - Google Patents

Description

本発明は、車両通信システムに関する。

従来から、車両内の装置を互いに通信可能に構成する通信ネットワークが知られている。特許文献１は、この種の通信ネットワークである車両能動ネットワークを開示する。

特許文献１の能動ネットワークは、車両内の装置間に多重通信路を備える。この能動ネットワークには、様々な装置がそれぞれのインタフェースを介して接続される。インタフェースは、有線、光、無線又はその組み合わせである。

特表２００５－５１８１１２号公報

上記特許文献１には、通信冗長性が提供される旨の記載はあるものの、多重通信路の具体的な構成については記載されていない。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、柔軟に構成することができるとともに、通信冗長性を確保することができる車両通信システムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

発明の観点によれば、以下の構成の車両通信システムが提供される。即ち、この車両通信システムは、車両に設けられて通信ネットワークを構成する複数の装置を備える。前記複数の装置は、それぞれ、前記通信ネットワークに属する他の装置と有線により通信可能に構成されている。前記複数の装置は、無線により通信可能な第１装置を含む。前記第１装置は、前記他の装置と有線通信路により通信を行う。前記第１装置は、前記有線通信路に用いられる通信線に断線が発生した場合、少なくとも一部が無線通信路で構成される通信路を用いて前記他の装置と通信を行う。前記複数の装置は、第２装置及び第３装置を含む。前記第２装置は、前記第１装置と有線により通信可能に構成される。前記第３装置は、前記第１装置と無線により通信可能に、かつ、前記第２装置と有線により通信可能に構成される。前記第１装置は、前記第２装置との間の前記有線通信路に用いられる通信線に断線が発生した場合、前記第３装置と無線により通信を行い、当該第３装置を経由して前記第２装置と通信を行う。

これにより、第１装置と他の装置との間で通信冗長性を確保することができる。また、多重通信路を有線及び無線の異なる通信方式で構成するので、１種類の通信方式のみで構成する場合に比べて、車両通信システムを柔軟に構成することができる。また、３つの装置の連携によって通信冗長性を実現することができる。

前記の車両通信システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記複数の装置は、第２装置を含む。前記第２装置は、前記第１装置と有線及び無線により通信可能に構成される。前記第１装置は、前記第２装置と有線通信路により通信を行う。前記第１装置は、前記有線通信路に用いられる通信線に断線が発生した場合、無線通信路を用いて前記第２装置と通信を行う。

これにより、簡素な構成で、通信冗長性を実現することができる。

前記の車両通信システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第３装置は複数備えられる。前記第１装置は、前記有線通信路に用いられる通信線に断線が発生した場合、前記第３装置のうち、前記車両の車幅方向外側に位置する第３装置との無線通信を優先的に試みる。

これにより、第１装置から送信される電波の影響が、車両の車幅方向中央部に配置され易い計器類に対して及びにくくすることができる。

前記の車両通信システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第１装置は、前記車両の外部に設けられた外部装置と通信可能な通信装置である。前記第２装置は、前記車両の少なくとも一部を制御する制御装置である。

これにより、車両の挙動のうち少なくとも一部を良好に制御することができる。

前記の車両通信システムにおいては、前記通信ネットワークを構成する複数の装置は、前記車両の一部を制御する制御装置を含むことが好ましい。

これにより、車両の挙動のうち少なくとも一部を良好に制御することができる。

前記の車両通信システムにおいては、前記通信ネットワークのうち有線通信ネットワークがリング型であることが好ましい。

この場合、リングの何れかにおいて通信線が断線しても、断線箇所が１箇所にとどまるならば、有線通信を維持することができる。

前記の車両通信システムにおいては、前記通信ネットワークのうち有線通信ネットワークがスター型であることが好ましい。

この場合、通信線の配線を簡素化することができる。

前記の車両通信システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第１装置は、無線による通信を可能とする無線通信部を備える。前記無線通信部は、通信アンテナであるフェーズドアレイアンテナを有する。

これにより、ビームフォーミングによって、電波の送受信の方向を絞ることができる。この結果、品質の良い無線通信を実現することができる。

前記の車両通信システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第１装置と無線通信可能な少なくとも１つの装置が、無線による通信を可能とする無線通信部を備える。前記無線通信部は、通信アンテナであるフェーズドアレイアンテナを有する。

これにより、上記と同様に、品質の良い無線通信を実現することができる。

前記の車両通信システムにおいては、前記無線通信部は、電波の送信と受信とで、前記通信アンテナの指向性を変更可能であることが好ましい。

これにより、指向性の大小を送信と受信で切り替えて、良好な無線通信を行うことができる。

前記の車両通信システムにおいては、前記通信アンテナは、前記第１装置と一体的に構成されていることが好ましい。

これにより、コンパクトな構成を実現できる。

前記の車両通信システムにおいては、前記通信アンテナは、前記第１装置と別体に構成することもできる。

この場合、通信アンテナの設置自由度を高めることができるので、通信品質を容易に向上させることができる。

前記の車両通信システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第１装置は、無線通信のための電波の送受信の方向を変更可能である。前記第１装置は、無線通信のために、予め定められた角度に基づいて指向性走査を行う。

これにより、無線通信品質が良好な角度を走査によって取得して、その角度で電波を送受信することができる。また、装置の位置関係が既知であれば、走査も容易に行うことができる。

前記の車両通信システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第１装置は、無線通信のための電波の送受信の方向を変更可能である。前記第１装置は、無線通信のために、全方向にスキャンを行う。

この場合、装置同士の位置関係が不明であっても、全方向スキャンによって、電波を送受信することが好ましい方向を特定することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両通信システムの概略構成を示す図。 第１実施形態に係る車両通信システムの変形例を示す図。 第１実施形態に係る車両通信システムにおける通信実行時の処理を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態に係る車両通信システムの概略構成を示す図。 本発明の第３実施形態に係る車両通信システムの概略構成を示す図。 本発明の第４実施形態に係る車両通信システムの概略構成を示す図。 第３実施形態に係る車両通信システムの変形例を示す図。 第４実施形態に係る車両通信システムの変形例を示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両通信システム１の概略構成を示す図である。

図１に示す車両通信システム１は、車両２に搭載された通信システムである。車両２としては、例えば、乗用車、トラック、バス、大型・小型特殊自動車を挙げることができる。なお、車両の種類については、これらに限られない。

車両通信システム１は、車両２の外部に設けられたサーバ（外部装置）３との間で、無線の通信回線を介してデータを送受信可能である。サーバ３は、車両通信システム１との間でデータを送受信可能なものであれば良い。

車両通信システム１は、車両２に設けられた複数の装置５を備える。複数の装置５は、通信ネットワーク６を構成する。通信ネットワーク６に属するそれぞれの装置５は、他の何れかの装置５と有線により通信することができる。

複数の装置５は、それぞれ、他の１又は複数の装置５と通信線１７により接続されている。この通信線１７により、装置５同士が有線により通信することができる。また、詳細は後述するが、複数の装置５のうち一部の装置は、他の装置５と無線により通信することができる。

本実施形態において、複数の装置５は、外部通信モジュール（第１装置）１１と、中央ＥＣＵ（第２装置）１２と、エリアＥＣＵ（第３装置）１３と、を含んでいる。外部通信モジュール１１は、通信装置の一種である。ＥＣＵは、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔの略称であり、制御装置の一種である。ＥＣＵ１２，１３の数は特に限定されないが、本実施形態でＥＣＵ１２，１３は複数備えられている。

外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と有線により通信可能である。更に、外部通信モジュール１１は、サーバ３と無線により通信可能である。

外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と通信線１７を介して接続されている。外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と公知のＣＡＮ通信等によりデータの送受信を行う。ＣＡＮとは、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略称である。

外部通信モジュール１１は、後述の無線通信部２１を用いて、データをサーバ３に対して送信することができる。データの送信は、中央ＥＣＵ１２からの制御信号に従って行われる。サーバ３に送信されるデータとしては、例えば、車両２の位置情報を示すデータ、各エリアＥＣＵ１３が行う処理の内容を示すデータ、及び、各エリアＥＣＵ１３が行う処理の結果を示すデータを挙げることができる。

外部通信モジュール１１は、車両２の適宜の位置、例えばダッシュボードに配置されている。外部通信モジュール１１の配置場所は、これに限らず、例えば、車両２の車室内の他の場所（ダッシュボード以外の場所）であっても良いし、車両２のラゲッジルームであっても良い。

外部通信モジュール１１は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力部、有線通信部１５、及び、断線検知部１９等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等を記憶装置から読み出して実行することができる。記憶装置には、各種のプログラムやデータが記憶されている。有線通信部１５は、有線による通信を可能にする。

外部通信モジュール１１は、断線検知部１９の検知結果に基づいて、当該外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２とを接続する通信線１７に断線が発生したか否かを判断することができる。断線の発生は、第１通信路２６による通信障害の発生と言い換えることもできる。本実施形態では、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、外部通信モジュール１１を、断線検知部１９として動作させることができる。外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と有線により通信し、その通信ができなかった場合に、外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２との間で断線が発生したと判断する。

複数のＥＣＵ１２，１３は、車両２の適宜の位置に設けられている。中央ＥＣＵ１２は、エリアＥＣＵ１３との間で有線により通信することができる。エリアＥＣＵ１３は、中央ＥＣＵ１２又は他のエリアＥＣＵ１３との間で有線により通信することができる。本実施形態では、図１に示すように、有線の通信ネットワーク６はリング型のネットワークとなっている。ただし、図２のようにスター型の有線通信ネットワークが構築されても良い。

複数のＥＣＵ１２，１３は、それぞれ、ＣＰＵ、記憶装置、入出力部、及び、有線通信部１５等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等を記憶装置から読み出して実行することができる。記憶装置には、各種のプログラムやデータが記憶されている。有線通信部１５は、他のＥＣＵ１２，１３等との有線による通信を可能にする。

中央ＥＣＵ１２は、外部通信モジュール１１及びエリアＥＣＵ１３と、通信線１７を介して接続されている。エリアＥＣＵ１３は、中央ＥＣＵ１２又は他のエリアＥＣＵ１３と、通信線１７を介して接続されている。有線で接続された装置５同士は、例えばＣＡＮ通信により、種々のデータを送受信することができる。

本実施形態において、通信ネットワーク６に属する複数の装置５は、１つの中央ＥＣＵ１２と、複数のエリアＥＣＵ１３と、を含む。

中央ＥＣＵ１２は、車両２を統括的に制御するコンピュータである。中央ＥＣＵ１２は、複数のエリアＥＣＵ１３に、通信線１７によって直接的又は間接的に接続されている。中央ＥＣＵ１２が記憶しているプログラムが実行されることで、当該中央ＥＣＵ１２は、複数のエリアＥＣＵ１３に指令し、エリアＥＣＵ１３を介して車両２の各部を制御する。

エリアＥＣＵ１３は、車両２を複数の区画（前左部、前右部、後左部及び後右部）に分割したそれぞれの領域において、車両２の種々の装備を制御するコンピュータである。エリアＥＣＵ１３が記憶するプログラムが実行されることで、当該エリアＥＣＵ１３は、当該エリアＥＣＵ１３に割り当てられた部品（車両２の一部）を制御する。

例えば、あるエリアＥＣＵ１３は、車両２が備えるエンジンを制御する処理を行う。また、別のエリアＥＣＵ１３は、ブレーキ装置を制御する処理を行う。更に別のエリアＥＣＵ１３は、操舵装置を制御する処理を行う。

複数の装置５のうち少なくとも２つの装置５は、無線通信部２１を備える。本実施形態においては、４つのエリアＥＣＵ１３のうち、車両２の前右部の制御を行うエリアＥＣＵ１３が、無線通信部２１を有する。図１において、当該エリアＥＣＵ１３が＊印で示されている。このエリアＥＣＵ１３は、中央ＥＣＵ１２と通信線１７を介して直接接続されている。

更に、無線通信部２１は、外部通信モジュール１１及び中央ＥＣＵ１２のそれぞれに備えられている。

上述のとおり、中央ＥＣＵ１２は、通信線１７を介して接続された外部通信モジュール１１と、有線により通信することができる。また、中央ＥＣＵ１２は無線通信部２１を備えているので、同じ外部通信モジュール１１と、無線により通信することもできる。

上述のとおり、図１に＊印で示したエリアＥＣＵ１３は、無線通信部２１を有する。従って、このエリアＥＣＵ１３は、外部通信モジュール１１と無線により通信することができる。前述のとおり、このエリアＥＣＵ１３は、中央ＥＣＵ１２と有線により通信することもできる。

外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と、有線により通信することができる。また、外部通信モジュール１１は無線通信部２１を備えている。従って、外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と、無線により通信することもできる。更に、外部通信モジュール１１は、無線通信部２１を有するエリアＥＣＵ１３と、無線により通信することもできる。無線通信方式は特に限定されず、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を利用したものとすることができる。

外部通信モジュール１１は、サーバ３と、無線により通信することができる。この無線通信方式は特に限定されず、例えば、第３世代移動通信システム（３Ｇ）、ＬＴＥ等の第４世代移動通信システム（４Ｇ）、第５世代移動通信システム（５Ｇ）、Ｗｉ－Ｆｉを利用したものとすることができる。ＬＴＥは、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎの略称である。ＬＴＥ及びＷｉ－Ｆｉは登録商標である。

このように、本実施形態においては、外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２との間に、有線（通信線１７）による第１通信路２６と、無線による第２通信路２７と、からなる多重通信路が構成される。第１通信路２６は有線通信路に相当し、第２通信路２７は無線通信路に相当する。

外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２との間には、上記の多重通信路とは別に、＊印のエリアＥＣＵ１３を経由する通信路を構成することができる。

外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２との間で、通常は有線による通信を行う。言い換えれば、第１通信路２６を用いた通信が優先的に行われる。ただし、中央ＥＣＵ１２との間の通信線１７に断線が発生した場合、外部通信モジュール１１は、通信方式を有線から無線に切り替える。通信方式の切替後は、外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と無線により通信を行う。この無線通信には、第２通信路２７が用いられるか、又は、通信路２９及び＊印のエリアＥＣＵ１３を介した通信路が用いられる。

無線通信部２１には、通信アンテナ３１が電気的に接続されている。無線通信部２１は、適宜の方式で変調処理又は復調処理を行って、サーバ３及び中央ＥＣＵ１２のそれぞれとの間でデータの送受信を行うことができる。

通信アンテナ３１としては、例えば、フェーズドアレイアンテナが用いられる。この場合、電波の送受信の向きをビームフォーミングによって実質的に変更することができるので、特定の方向にエネルギーを集中させることができ、無線通信の品質を容易に向上させることができる。ただし、通信アンテナの種類は特に限定されない。

本実施形態で用いられるフェーズドアレイアンテナは、等間隔で並べられた複数のアンテナ素子と、移相器と、を備える公知の構成である。本実施形態では、電波の送信時は多数のアンテナ素子の全てを使用することで、鋭い指向性を実現する一方で、電波の受信時は一部のアンテナ素子を実質的に無効化することで、指向性を弱めている。これにより、角度範囲を細く絞って電波を送信し、ある程度広い角度範囲で電波を受信することができる。

本実施形態において、通信アンテナ３１は、外部通信モジュール１１と別の部品として構成されている。通信アンテナ３１は、通信相手の位置等を考慮して、外部通信モジュール１１の本体から離れた位置（車両２のフロントウィンドウ等）に設けることができる。ただし、通信アンテナ３１は、外部通信モジュール１１と一体的に構成されても良い。

本実施形態の車両において、外部通信モジュール１１、中央ＥＣＵ１２及びエリアＥＣＵ１３の設置場所は予め決まっている。外部通信モジュール１１には、中央ＥＣＵ１２及び＊印のエリアＥＣＵ１３のそれぞれに関して、無線通信を行う場合にどの方向で電波を送受信するのが好ましいかに関する情報が予め記憶されている。以下、この情報を送受信方向情報と呼ぶことがある。送受信方向情報は、各装置の位置関係に基づいて予め求めることができる。

外部通信モジュール１１は、選択された中央ＥＣＵ１２又はエリアＥＣＵ１３と無線により通信を行うとき、送受信方向に基づく向きを中心とした適宜の角度範囲で指向性走査を行う。通信品質が良い角度（例えば、通信エラー率が低い角度）が指向性走査により得られると、外部通信モジュール１１は、当該角度で電波の送受信を行う。

以下、外部通信モジュール１１が無線通信を開始する場合の動作について、詳細に説明する。外部通信モジュール１１は、最初に、中央ＥＣＵ１２との間で無線による通信を試みる。無線通信可能であれば、外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と無線で通信を行う。一方、無線通信不能であれば、外部通信モジュール１１は、次に、＊印のエリアＥＣＵ１３との間で無線により通信を試みる。

図１の構成では、無線通信部２１を有するエリアＥＣＵ１３が１つしかない。しかし、そのようなエリアＥＣＵ１３が車両２に複数設けられる場合もあり得る。この場合において、中央ＥＣＵ１２との間の無線通信の試行に失敗したとき、外部通信モジュール１１は、車両２の車幅方向で最も外側に位置するエリアＥＣＵ１３と通信を試みる。無線通信不能であれば、車両２の車幅方向で２番目に外側に位置するエリアＥＣＵ１３と通信を試みる。更に失敗した場合は、３番目に外側、４番目に外側、・・・というように、外部通信モジュール１１が無線により通信を試行する相手が切り替えられる。この手順が、何れかのエリアＥＣＵ１３との間で無線通信の試行が成功するまで繰り返される。

なお、車両２においては、車室内側に、計器類が設けられたインストルメントパネルが配置されている。そのため、他と無線通信する可能性がある中央ＥＣＵ１２及び＊印のエリアＥＣＵ１３は、電波の計器類への影響を考慮して、インストルメントパネルから離れて配置されることが好ましい。上述のように、外部通信モジュール１１が車幅方向で外側に位置するエリアＥＣＵ１３に対して優先的に通信を試みるのも、車幅方向中央側に配置されることが多い計器への電波の影響を考慮したものである。ここで、エリアＥＣＵ１３が位置する、車両２の車幅方向の外側としては、例えば、当該車両２のカウルサイド、ラゲッジルーム等の領域を挙げることができる。

続いて、図３を参照して、外部通信モジュール１１が行う通信実行時の処理について説明する。図３は、車両通信システム１における通信実行時の処理を示すフローチャートである。

外部通信モジュール１１は、通常は、中央ＥＣＵ１２と有線で通信を行う（ステップＳ１０１）。この通信には、通信線１７（第１通信路２６）が用いられる。

この有線通信の過程で、外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と当該外部通信モジュール１１との間で断線が発生したか否かを常時監視している（ステップＳ１０２）。外部通信モジュール１１は、例えば、中央ＥＣＵ１２の通信応答がない場合、断線が発生したと判定する。

ステップＳ１０２において、断線が発生していないと判定した場合、処理はステップＳ１０１に戻る。外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と引き続き有線で通信を行う。

ステップＳ１０２において、断線が発生したと判定した場合、外部通信モジュール１１は、通信方式を有線から無線に切り替えて、中央ＥＣＵ１２と無線で通信を行う（ステップＳ１０３）。この場合の通信路としては、外部通信モジュール１１が中央ＥＣＵ１２との間で無線通信できた場合は、その無線通信路である第２通信路２７が用いられる。外部通信モジュール１１が中央ＥＣＵ１２との間で無線通信できないが、エリアＥＣＵ１３との間で無線通信できた場合は、外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２の間の通信には、通信路２９、＊印のエリアＥＣＵ１３、及び通信線１７を介する通信路が用いられる。

このように、外部通信モジュール１１が中央ＥＣＵ１２との間で有線通信を行っている途中で、通信線１７に断線が発生する可能性がある。この点、本実施形態の構成によれば、通信線１７が断線した場合でも、外部通信モジュール１１は、第１通信路２６の代わりに第２通信路２７を用いて、中央ＥＣＵ１２と通信することができる。あるいは、外部通信モジュール１１は、通信路２９を一部に含む通信路を用いて、中央ＥＣＵ１２と通信することもできる。従って、車両通信システム１において、外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２との接続に関し、通信冗長性を確保することができる。

以上に説明したように、本実施形態の車両通信システム１は、車両２に設けられて通信ネットワーク６を構成する複数の装置５を備える。複数の装置５は、それぞれ、通信ネットワーク６に属する他の装置５と有線により通信可能に構成されている。複数の装置５は、無線により通信可能な外部通信モジュール１１を含む。外部通信モジュール１１は、他の装置５である中央ＥＣＵ１２と、有線の第１通信路２６により通信を行う。外部通信モジュール１１は、第１通信路２６による通信に障害が発生した場合、無線の第２通信路２７を用いて中央ＥＣＵ１２と通信を行う。

これにより、外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２の間で通信冗長性を確保することができる。また、多重通信路を有線及び無線の異なる通信方式で構成するので、１種類の通信方式のみで構成する場合に比べて、車両通信システム１を柔軟に構成することができる。例えば、有線通信方式のみで多重通信路に係る通信路を構成する場合に比べて、配線を削減することができるので、車両通信システム１を簡素に構成することができる。

本実施形態の車両通信システム１において、複数の装置５は、中央ＥＣＵ１２を含む。中央ＥＣＵ１２は、外部通信モジュール１１と有線及び無線により通信可能に構成される。外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２と有線の第１通信路２６により通信を行う。外部通信モジュール１１は、第１通信路２６による通信に障害が発生した場合、第２通信路２７を用いて中央ＥＣＵ１２と通信を行う。

これにより、簡素な構成で、通信冗長性を実現することができる。

本実施形態の車両通信システム１において、複数の装置５は、中央ＥＣＵ１２及び＊印のエリアＥＣＵ１３を含む。中央ＥＣＵ１２は、外部通信モジュール１１と有線により通信可能に構成される。＊印のエリアＥＣＵ１３は、外部通信モジュール１１と無線により通信可能に、かつ、中央ＥＣＵ１２と有線により通信可能に構成される。外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２との間の有線による第１通信路２６による通信に障害が発生した場合、＊印のエリアＥＣＵ１３と無線により通信を行い、当該エリアＥＣＵ１３を経由して中央ＥＣＵ１２と通信を行う。

これにより、３つの装置５の連携によって通信冗長性を実現することができる。

本実施形態の車両通信システム１において、エリアＥＣＵ１３は複数備えられる。外部通信モジュール１１は、有線の第１通信路２６による通信に障害が発生した場合、無線通信可能なエリアＥＣＵ１３が複数あるときは、当該エリアＥＣＵ１３のうち、車両２の車幅方向外側に位置するエリアＥＣＵ１３との無線通信を優先的に試みる。

これにより、外部通信モジュール１１から送信される電波の影響が、車両２の幅方向中央に配置されることが多い計器類に対して及びにくくすることができる。

本実施形態の車両通信システム１において、外部通信モジュール１１は、車両２の外部に設けられたサーバ３と通信可能な通信装置である。中央ＥＣＵ１２は、車両２の少なくとも一部を制御する制御装置である。このように、通信ネットワーク６を構成する複数の装置５は、車両２の一部を制御する制御装置を含む。

これにより、車両２の挙動のうち少なくとも一部を良好に制御することができる。

本実施形態の車両通信システム１において、通信ネットワーク６のうち有線通信ネットワークが、図１に示すようにリング型である。

これにより、リングの何れかにおいて通信線１７が例えば断線しても、断線箇所が１箇所にとどまるならば、有線通信を維持することができる。

ただし、通信ネットワーク６のうち有線通信ネットワークが、図２に示すようにスター型であっても良い。

この場合、通信線１７の配線を簡素化することが容易である。

本実施形態の車両通信システム１において、外部通信モジュール１１は、無線による通信を可能とする無線通信部２１を備える。また、無線通信部２１は、通信アンテナ３１であるフェーズドアレイアンテナを有する。外部通信モジュール１１と無線通信可能な少なくとも１つの装置５（例えば、中央ＥＣＵ１２及びエリアＥＣＵ１３）も、図略の通信アンテナとして、フェーズドアレイアンテナを有する。

これにより、ビームフォーミングによって、電波の送受信の方向を絞ることができる。この結果、品質の良い無線通信を実現することができる。

本実施形態の車両通信システム１において、無線通信部２１は、電波の送信と受信とで、通信アンテナ３１の指向性を変更可能である。

これにより、例えば、電波の送信時には相手の装置５を狙って鋭い指向性を持たせる一方、相手の装置５からの電波の受信時には、指向性を緩くして、ある程度広い角度で受信することができる。

本実施形態の車両通信システム１において、通信アンテナ３１は、外部通信モジュール１１と別体に構成されている。ただし、通信アンテナ３１が、外部通信モジュール１１と一体に構成されても良い。

通信アンテナ３１が別体の場合、通信アンテナ３１の設置自由度を高めることができるので、通信品質を容易に向上させることができる。通信アンテナ３１が一体の場合、コンパクトな構成を実現できる。

本実施形態の車両通信システム１において、外部通信モジュール１１は、無線通信のための電波の送受信の方向を変更可能である。外部通信モジュール１１は、無線通信のために、予め定められた角度に基づいて指向性走査を行う。

これにより、無線通信品質が良好な角度を走査によって取得して、その角度で電波を送受信することができる。また、装置５の位置関係が既知であれば、走査も容易に行うことができる。

次に、図４を参照して、第２実施形態を説明する。図４は、第２実施形態に係る車両通信システム１の概略構成を示す図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

本実施形態の車両通信システム１では、中央ＥＣＵ１２も、エリアＥＣＵ１３も、無線通信部２１を有していない。その代わりに、車両通信システム１は、通信ネットワーク６を構成する装置５として、冗長化ＥＣＵ１４（第３装置）を備えている。

冗長化ＥＣＵ１４は、無線通信部２１を備える。従って、冗長化ＥＣＵ１４は、外部通信モジュール１１と無線により通信することができる。また、冗長化ＥＣＵ１４は、有線通信部１５を備える。従って、冗長化ＥＣＵ１４は、中央ＥＣＵ１２と有線により通信することができる。冗長化ＥＣＵ１４は、通信線１７を介して、中央ＥＣＵ１２と接続されている。

冗長化ＥＣＵ１４は、車両２において外部通信モジュール１１と良好に通信を行うことができる任意の場所に配置される。本実施形態では、外部通信モジュール１１が車両２のダッシュボードに配置されている。これを考慮して、冗長化ＥＣＵ１４は、ダッシュボードの上部に配置されたカウルの車幅方向端部（車両２の車幅方向外側）に配置されている。第１実施形態の中央ＥＣＵ１２等と同様の理由で、冗長化ＥＣＵ１４は、インストルメントパネルから離れた場所に配置することが好ましい。

このような構成において、外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２との間で断線が発生した場合、第１実施形態と同様に、通信方式を有線から無線に切り替える。通信方式の切替後は、外部通信モジュール１１は、冗長化ＥＣＵ１４と無線により通信を行う。そして、冗長化ＥＣＵ１４が、中央ＥＣＵ１２と有線により通信を行う。以上により、外部通信モジュール１１は、冗長化ＥＣＵ１４を経由して、中央ＥＣＵ１２とデータの送受信を行う。

本実施形態では、外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２との間に、有線による第１通信路２６が形成される。また、外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２との間には、外部通信モジュール１１と冗長化ＥＣＵ１４との間の無線による通信路３５を含む、第３通信路３３が形成される。従って、外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２との間の有線通信に障害が発生した場合であっても、第１通信路２６に代えて第３通信路３３を用いて、中央ＥＣＵ１２との通信を確立することができる。よって、車両通信システム１において、外部通信モジュール１１と中央ＥＣＵ１２との接続に関し、通信冗長性を確保することができる。

以上に説明したように、本実施形態の車両通信システム１において、複数の装置５は、中央ＥＣＵ１２及び冗長化ＥＣＵ１４を含む。中央ＥＣＵ１２は、外部通信モジュール１１と有線により通信可能に構成される。冗長化ＥＣＵ１４は、外部通信モジュール１１と無線により通信可能に、かつ、中央ＥＣＵ１２と有線により通信可能に構成される。外部通信モジュール１１は、中央ＥＣＵ１２との間の有線による通信に障害が発生した場合、冗長化ＥＣＵ１４と無線により通信を行い、冗長化ＥＣＵ１４を経由して中央ＥＣＵ１２と通信を行う。

これにより、３つの装置５の連携によって通信冗長性を実現することができる。

次に、図５を参照して、第３実施形態を説明する。図５は、第３実施形態に係る車両通信システム１の概略構成を示す図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

本実施形態の車両通信システム１では、中央ＥＣＵ１２が無線通信部２１を備える。また、複数のエリアＥＣＵ１３の全てが無線通信部２１を備える。中央ＥＣＵ１２及びエリアＥＣＵ１３は、通信ネットワーク６としてのスター型ネットワークを介して、有線により通信可能に構成される。中央ＥＣＵ１２は、スター型ネットワークの中心に位置する。

中央ＥＣＵ１２は、断線検知部１９を備える。また、複数のエリアＥＣＵ１３の全てが断線検知部１９を備える。

中央ＥＣＵ１２及びエリアＥＣＵ１３は、それぞれ、有線通信によって互いに通信する。有線通信ができなくなった場合（言い換えれば、通信線１７に断線が発生した場合）には、通信方式が有線から無線に切り替えられる。通信方式の切替後は、障害によって有線ネットワークから孤立した装置５（例えば、エリアＥＣＵ１３）は、第４通信路４３を用いて、本来通信したい装置５との間で、無線により通信を行う。

この構成によっても、例えば中央ＥＣＵ１２とエリアＥＣＵ１３との間で、通信冗長性を確保することができる。

次に、図６を参照して、第４実施形態を説明する。図６は、第４実施形態に係る車両通信システム１の概略構成を示す図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

本実施形態は、第３実施形態と通信ネットワークの構成が相違する。即ち、中央ＥＣＵ１２及び複数のエリアＥＣＵ１３は、通信ネットワーク６としてのリング型ネットワークを介して、有線により通信可能に構成される。無線による通信路は、第３実施形態と同様に構成される。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

図１及び図２で例示したように、有線の通信ネットワーク６は、リング型、スター型の何れで構成されても良い。

外部通信モジュール１１の配置場所は、上述のように通信冗長性の実現が可能な場所であれば良く、特に限定されない。例えば、外部通信モジュール１１の配置場所は、車両２のフロントガラス部であっても良いし、車両２の天井部（シャークアンテナが搭載されている場所等）であっても良い。また、この配置場所は、図１で示されるエリアＥＣＵ１３の何れかが配置されている場所であっても良い。

図４に示す第２実施形態において、冗長化ＥＣＵ１４の設置場所は特に限定されない。冗長化ＥＣＵ１４は、外部通信モジュール１１と良好に通信を行うことができるように、車両２において外部通信モジュール１１から見通しの良い場所に設置することが好ましい。

図５に示す第３実施形態において、中央ＥＣＵ１２及びエリアＥＣＵ１３のうち一部につき、無線通信部２１を省略することができる。図６に示す第４実施形態においても同様である。

図７及び図８には、４つのエリアＥＣＵ１３のうち１つが、無線通信部２１を備えていない例が示されている。重要度の低い通信経路においては冗長化を行わないことにより、コストを低減することができる。

通信アンテナ３１の種類は特に限定されない。通信アンテナの種類は、無線通信方式に応じて適宜に選択可能である。

外部通信モジュール１１が他の装置５と無線通信を行う場合に、上述の指向性走査が行われなくても良い。外部通信モジュール１１にとって無線通信相手の装置５の位置が不明であっても、全方向にスキャンを行うことで、外部通信モジュール１１は、どの方向に指向させて電波を送受信すれば良いかに関する情報を得ることができる。

複数の装置５の間でやり取りされる情報は任意であり、例えば、車両２の自動運転を実現するための情報とすることができる。

上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

１ 車両通信システム
２ 車両
５ 装置
６ 通信ネットワーク
１１ 外部通信モジュール（第１装置、通信装置）
１２ 中央ＥＣＵ（第２装置、制御装置）
１３ エリアＥＣＵ（第３装置、制御装置）
２１ 無線通信部
３１ 通信アンテナ

Claims (14)

1. 車両に設けられて通信ネットワークを構成する複数の装置を備え、
   前記複数の装置は、それぞれ、前記通信ネットワークに属する他の装置と有線により通信可能に構成されており、
   前記複数の装置は、無線により通信可能な第１装置を含み、
   前記第１装置は、前記他の装置と有線通信路により通信を行い、
   前記第１装置は、前記有線通信路による通信に障害が発生した場合、少なくとも一部が無線通信路で構成される通信路を用いて前記他の装置と通信を行い、
   前記複数の装置は、第２装置及び第３装置を含み、
   前記第２装置は、前記第１装置と有線により通信可能に構成され、
   前記第３装置は、前記第１装置と無線により通信可能に、かつ、前記第２装置と有線により通信可能に構成され、
   前記第１装置は、前記第２装置との間の前記有線通信路による通信に障害が発生した場合、前記第３装置と無線により通信を行い、当該第３装置を経由して前記第２装置と通信を行うことを特徴とする車両通信システム。
2. 請求項１に記載の車両通信システムであって、
   前記複数の装置は、第２装置を含み、
   前記第２装置は、前記第１装置と有線及び無線により通信可能に構成され、
   前記第１装置は、前記第２装置と有線通信路により通信を行い、
   前記第１装置は、前記有線通信路による通信に障害が発生した場合、無線通信路を用いて前記第２装置と通信を行うことを特徴とする車両通信システム。
3. 請求項１に記載の車両通信システムであって、
   前記第３装置は複数備えられ、
   前記第１装置は、前記有線通信路による通信に障害が発生した場合、前記第３装置のうち、前記車両の車幅方向外側に位置する第３装置との無線通信を優先的に試みることを特徴とする車両通信システム。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の車両通信システムであって、
   前記第１装置は、前記車両の外部に設けられた外部装置と通信可能な通信装置であり、
   前記第２装置は、前記車両の少なくとも一部を制御する制御装置であることを特徴とする車両通信システム。
5. 請求項１に記載の車両通信システムであって、
   前記通信ネットワークを構成する複数の装置は、前記車両の一部を制御する制御装置を含むことを特徴とする車両通信システム。
6. 請求項５に記載の車両通信システムであって、
   前記通信ネットワークのうち有線通信ネットワークがリング型であることを特徴とする車両通信システム。
7. 請求項５に記載の車両通信システムであって、
   前記通信ネットワークのうち有線通信ネットワークがスター型であることを特徴とする車両通信システム。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載の車両通信システムであって、
   前記第１装置は、無線による通信を可能とする無線通信部を備え、
   前記無線通信部は、通信アンテナであるフェーズドアレイアンテナを有することを特徴とする車両通信システム。
9. 請求項１から７までの何れか一項に記載の車両通信システムであって、
   前記第１装置と無線通信可能な少なくとも１つの装置が、無線による通信を可能とする無線通信部を備え、
   前記無線通信部は、通信アンテナであるフェーズドアレイアンテナを有することを特徴とする車両通信システム。
10. 請求項９に記載の車両通信システムであって、
    前記無線通信部は、電波の送信と受信とで、前記通信アンテナの指向性を変更可能であることを特徴とする車両通信システム。
11. 請求項８から１０までの何れか一項に記載の車両通信システムであって、
    前記通信アンテナは、前記第１装置と一体的に構成されていることを特徴とする車両通信システム。
12. 請求項８から１０までの何れか一項に記載の車両通信システムであって、
    前記通信アンテナは、前記第１装置と別体に構成されていることを特徴とする車両通信システム。
13. 請求項１から１２までの何れか一項に記載の車両通信システムであって、
    前記第１装置は、無線通信のための電波の送受信の方向を変更可能であり、
    前記第１装置は、無線通信のために、予め定められた角度で指向性走査を行うことを特徴とする車両通信システム。
14. 請求項１から１２までの何れか一項に記載の車両通信システムであって、
    前記第１装置は、無線通信のための電波の送受信の方向を変更可能であり、
    前記第１装置は、無線通信のために、全方向にスキャンを行うことを特徴とする車両通信システム。

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