車載用通信装置
【課題】車車間通信及び路車間通信に適した低コストで実現可能な車載用通信装置を提供する。
【解決手段】車載用通信装置１は、車両に備えられる、水平面に対し全方向に亘って一様な指向特性を有する無指向性アンテナ１１と、車両に少なくとも一つ備えられる、特定の方向に対して指向特性を有する指向性アンテナ１２と、車両から情報を発信する場合には送信情報に応じて無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２のいずれか一方に切り替え、空中伝搬する送信波を受信する場合には受信待ちの情報に応じて無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２のいずれか一方に切り替えるアンテナ切替部２１と、を備える。
【解決手段】車載用通信装置１は、車両に備えられる、水平面に対し全方向に亘って一様な指向特性を有する無指向性アンテナ１１と、車両に少なくとも一つ備えられる、特定の方向に対して指向特性を有する指向性アンテナ１２と、車両から情報を発信する場合には送信情報に応じて無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２のいずれか一方に切り替え、空中伝搬する送信波を受信する場合には受信待ちの情報に応じて無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２のいずれか一方に切り替えるアンテナ切替部２１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に備えられる通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される通信装置を介して道路に設置されているインフラ機器からの道路情報を当該車両に送る「路車間通信」や車両に搭載される通信装置を用いて他の車両に直接情報を送る「車車間通信」の開発が行われている。このような技術は、車両の安全性を向上させることを目的の一つとして行われている。
【０００３】
例えば、このような技術を利用することにより、見通しの悪い交差点等における出会い頭の事故を防止することができる。見通しの悪い交差点にあっては、車両のフロント部に取り付けられたアンテナを介して自車がいる方向に向かってくる他の車両に対して自車が交差点に接近していることを示す。これにより、他の車両は自車の交差点への接近を予め認識することが可能となる。このような場合には、指向性のないアンテナ（以下、無指向性アンテナ）を用いると好適である。一方、路車間通信においては、基本的には、道路に沿って備えられている自車の前方の基地局との通信が対象となる。したがって、このような場合には、指向性のあるアンテナ（以下、指向性アンテナ）を用いると好適である。このような無指向性アンテナと指向性アンテナとを備えた通信装置に関する技術がある（例えば、特許文献１及び２）。
【０００４】
特許文献１の車々間通信装置は、車両に搭載され、他の車両に搭載された通信装置と無線通信を行う。当該車々間通信装置は、アンテナと指向性変更手段とを備えて構成され、自車両の前方に交差点が存在する等の車両の走行状況に応じて送信機或いは受信機に切り替えると共に、アンテナを用いて送受信する電波の指向性を変える。
【０００５】
特許文献２に記載の小型無線通信機器は、筐体アンテナ励振用エレメントと、当該筐体アンテナ励振用エレメントに近接して配置された複数個の無給電素子とを有して構成される。当該小型無線通信機器は、無給電素子と筐体アンテナ励振用エレメントとを半導体素子を介してオン／オフすることによりアンテナの指向性を変えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７４２３７号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の車々間通信装置は、電波の指向性を変える方法としてアンテナ自体を物理的に回転させるため、それを回転させるための駆動部と当該駆動部を制御する制御部とが必要となる。したがって、回路や機構が複雑になり、コストアップの要因となってしまう。
【０００８】
また、特許文献２に記載の小型無線通信機器は、電波の指向性を変える方法としてアンテナの持つ指向性を直接変えるため、複数個の無給電素子と当該無給電素子を電気的にオン／オフする制御回路とが必要となる。したがって、回路構造が複雑になってしまう。また、既存のアンテナを用いることができず、新規アンテナの開発が必要となるのでコストアップの要因となってしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、車車間通信及び路車間通信に適した低コストで実現可能な車載用通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る車載用通信装置の特徴構成は、車両に備えられる、水平面に対し全方向に亘って一様な指向特性を有する無指向性アンテナと、前記車両に少なくとも一つ備えられる、特定の方向に対して指向特性を有する指向性アンテナと、前記車両から情報を発信する場合には送信情報に応じて前記無指向性アンテナ及び前記指向性アンテナのいずれか一方に切り替え、空中伝搬する送信波を受信する場合には受信待ちの情報に応じて前記無指向性アンテナ及び前記指向性アンテナのいずれか一方に切り替えるアンテナ切替部と、を備えている点にある。
【００１１】
このような特徴構成とすれば、状況に応じて無指向性アンテナと指向性アンテナとを切り替えて情報の送受信を行うことができる。また、アンテナ切替部が適宜アンテナを切り替える構成であるので、既存の無指向性アンテナと指向性アンテナとを用いることができる。したがって、新たなアンテナの開発を要しないので低コストで車車間通信及び路車間通信に適した車載用通信装置を実現することが可能となる。
【００１２】
また、前記指向性アンテナは、前記指向特性のピークが前記車両の前方を向くように備えられると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、指向性アンテナが配設された車両の前方に対して、同じ出力で無指向性アンテナを用いた場合に比べ、遠くに亘って車車間通信及び路車間通信を行うことが可能となる。
【００１４】
また、前記指向性アンテナは、前記指向特性のピークが前記車両の後方を向くように備えられると好適である。
【００１５】
このような構成とすれば、指向性アンテナが配設された車両の後方に対して、同じ出力で無指向性アンテナを用いた場合に比べ、遠くに亘って車車間通信及び路車間通信を行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記アンテナ切替部は、前記送信情報が前記車両の後方に向けて送信される渋滞情報である場合に、前記指向性アンテナに切り替えると好適である。
【００１７】
このような構成とすれば、後方に向けて渋滞情報を送信することができるので、後続車両に対していち早く前方の渋滞情報を知らせることが可能となる。
【００１８】
また、前記アンテナ切替部は、前記送信情報が前記車両の前方に向けて送信される後方からの緊急車両の接近を示す緊急情報である場合に、前記指向性アンテナに切り替えると好適である。
【００１９】
このような構成とすれば、前方に向けて緊急情報を送信することができるので、前方の車両に対していち早く緊急車両の接近を知らせることができる。したがって、緊急車両が走行できるように道路端に寄せることができるので、緊急車両が円滑に走行することが可能となる。
【００２０】
また、前記アンテナ切替部は、前記受信待ちの情報が前記車両に対して定まった方向から空中伝搬されてくる送信波に基づいて取得される場合に、前記指向性アンテナに切り替えると好適である。
【００２１】
このような構成とすれば、無指向性アンテナよりもアンテナ利得の高い指向性アンテナを用いることができるので、より遠くの情報を取得することが可能となる。
【００２２】
また、前記アンテナ切替部は、前記車両が走行に支障をきたす状況になったことを示す情報を発信する場合に、前記無指向性アンテナに切り替えると好適である。
【００２３】
このような構成とすれば、走行に支障をきたす状況となったことを周囲を走行する車両に知らせることが可能となる。このため、衝突を防止することができる。また、周囲を走行している車両が他の道路に迂回して走行することが可能となる。このため、交通渋滞の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車載用通信装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】車載用通信装置を備えた車両を示す図である。
【図３】各アンテナの平面指向性を示す図である。
【図４】緊急車両の接近時における車載用通信装置の動作について示す図である
【図５】交通渋滞時における車載用通信装置の動作について示す図である。
【図６】緊急停車した場合の車載用通信装置の動作について示す図である。
【図７】交差点に接近した場合の車載用通信装置の動作について示す図である。
【図８】交差点に接近した場合の車載用通信装置の動作について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る車載通信装置について図１−図８を用いて説明する。本車載通信装置１は、車両１００の走行に適した情報の送受信を無線通信で行うことが可能であり、当該送受信される情報に応じて当該車載通信装置１が備えるアンテナの指向特性を変更する機能を備えている。図１は車載通信装置１の概略構成を模式的に示したブロック図である。本車載通信装置１は、アンテナ部１０、演算処理部２０、報知部３０を備えて構成される。
【００２６】
アンテナ部１０は、無指向性アンテナ１１と指向性アンテナ１２とから構成される。図１においては、理解を容易とするために、無指向性アンテナ１１は黒塗りで示し、指向性アンテナ１２は白塗りで示している。また、詳細は後述するが本実施形態においては指向性アンテナ１２は車両１００のフロント部とリア部とに各１つ配設される。演算処理部２０は、アンテナ切替部２１、送受信切替部２２、制御部２３、送信部２４、受信部２５、情報判定部２６、情報管理部２７から構成される。特に、このように構成される本車載用通信装置１の演算処理部２０は、ＣＰＵを中核部材として車両１００が通信を行う種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【００２７】
無指向性アンテナ１１は、車両１００に備えられ、水平面に対し全方向に亘って一様な指向特性を有する。無指向性アンテナ１１は、図２に示されるような所謂ロッドアンテナで構成することができる。したがって、水平面とは当該ロッドアンテナの軸心に直交する面である。全方向に亘って一様な指向特性とは、当該水平面においてロッドアンテナからの距離が同じ場合にはアンテナ利得が同様である特性を示す。このような無指向性アンテナ１１は、例えば図２に示されるようにその軸心が車両１００の鉛直上方を向いて頂部に配設される。これにより、車両１００の水平方向から空中伝搬してくる電波の受信を可能とし、且つ、車両１００の水平方向に対して電波を送信することが可能となる。
【００２８】
指向性アンテナ１２は、車両１００に少なくとも一つ備えられ、特定の方向に対して指向特性を有する。本実施形態では、指向性アンテナ１２はフロント指向性アンテナ１２ｆとリア指向性アンテナ１２ｒとから構成される。指向性アンテナ１２は、図２に示されるようなプレート状のアンテナで構成することができる。特定の方向に対して指向特性を有するとは、所定の方向に対してアンテナ利得が大きくなる特性を有することを意味する。フロント指向性アンテナ１２ｆは指向特性のピークが車両１００の前方を向くように、例えば車両１００のフロント部に配設されるエンブレム近傍に配設される（図２参照）。これにより、フロント指向性アンテナ１２ｆは車両１００の前方から伝搬してくる電波の受信を可能とし、且つ、車両１００の前方に対して電波を送信することが可能となる。また、リア指向性アンテナ１２ｒは指向特性のピークが車両１００の後方を向くように、例えば車両１００のリア部に配設されるエンブレム近傍に配設される（図２参照）。これにより、リア指向性アンテナ１２ｒは車両１００の後方から伝搬してくる電波の受信を可能とし、且つ、車両１００の後方に対して電波を送信することが可能となる。
【００２９】
このように車両１００に備えられた無指向性アンテナ１１、フロント指向性アンテナ１２ｆ、及びリア指向性アンテナ１２ｒの指向特性（通信可能領域）を図３に示す。なお、図３に示される指向特性は、利得が所定の値以上となるエリアを図示したものである。即ち、当該エリア外では利得が前記所定の値未満であり、完全に通信不能となるわけではない。無指向性アンテナ１１の指向特性は、図３において左下がりのハッチングを付して示される。この左下がりのハッチングで示された領域が、無指向性アンテナ１１の通信可能領域３１になる。一方、フロント指向性アンテナ１２ｆ及びリア指向性アンテナ１２ｒの指向特性は、図３において右下がりのハッチングを付して示される。フロント指向性アンテナ１２ｆの通信可能領域は符号３２を付して示され、リア指向性アンテナ１２ｒの通信可能領域は符号３３を付して示される。
【００３０】
ここで、一般的にアンテナによる電波の伝送距離は、アンテナ利得により決定される。このアンテナ利得と上述のアンテナの指向特性の広さ（半値角）とは相反する。即ち、高いアンテナ利得を有するアンテナ程、通信できる角度が狭くなる。したがって、無指向性アンテナ１１の電力と指向性アンテナ１２の電力とが同じ場合には、アンテナにより通信可能となる距離は指向性アンテナ１２の方が無指向性アンテナ１１よりも長くなる。このような無指向性アンテナ１１と指向性アンテナ１２との通信可能距離の差異が図３に明示される。図３に示されるように、同じ電力の場合には無指向性アンテナ１１の伝送距離よりも指向性アンテナ１２の伝送距離の方が長くなる。本車載用通信装置１は、送受信する情報に応じて伝送距離が異なる無指向性アンテナ１１と指向性アンテナ１２とを切り替えて通信する機能を備えている。
【００３１】
アンテナ切替部２１は、車両１００から情報を発信する場合には送信情報に応じて無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２のいずれか一方に切り替え、空中伝搬する送信波を受信する場合には受信待ちの情報に応じて無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２のいずれか一方に切り替える。特に、本実施形態においては、指向性アンテナ１２は、フロント指向性アンテナ１２ｆ及びリア指向性アンテナ１２ｒを備えて構成される。したがって、アンテナ切替部２１は、無指向性アンテナ１１、フロント指向性アンテナ１２ｆ、リア指向性アンテナ１２ｒのうちのいずれか１つのアンテナに切り替える。
【００３２】
ここで、本車載通信装置１は上述のように他の通信装置（例えば基地局や他車両）と無線通信が可能なように複数のアンテナ（無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２）が備えられる。車両が行う通信の形態として、路車間通信、車車間通信がある。路車間通信は、車両と例えば道路端に設置された路側機とが情報の送受を行う。車車間通信は、車両同士が直接情報の送受を行う。また、特に路車間通信は、同報通信と個別通信とに分けられる。同報通信は、障害物情報等通信領域内で同一の情報を提供する。具体的には、通信領域内に存在する車両に対して障害物情報、路面情報、周辺車両情報、歩行者情報等を一斉に送信する。個別通信は、周辺車両情報等、車両毎に異なる情報を提供する。具体的には、障害物との相対位置に関する位置情報を個別に送信する。
【００３３】
車車間通信は、先行車両から後続車両に対して渋滞情報や事故情報を配信するのに利用可能である。後続車両は特定の車両に限定して配信しても良いし、先行車両の後方を走行する不特定多数の後続車両に対して配信しても良い。例えば、特定の車両に限定して配信する形態としては、先行車両が有するカーナビゲーションシステムから出力される経路案内情報を特定の後続車両に対して配信するような形態も可能である。一方、不特定多数の車両に対して配信する形態としては、車両１００が上述のように後続する車両に対して前方の渋滞情報等を配信する形態が可能である。
【００３４】
したがって、アンテナ切替部２１は、車両１００から送信する送信情報が何れの方向に送信すべきか特定するのが不要である場合や送信すべき方向が特定不可能である場合に無指向性アンテナ１１に切り替え、送信情報を特定の方向に送信すべき場合や送信すべき方向が特定可能である場合に、その方向に応じてフロント指向性アンテナ１２ｆ又はリア指向性アンテナ１２ｒに切り替える。
【００３５】
また、無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２は、空中伝搬される電波の受信も可能である。アンテナ切替部２１は、車両１００に対して全方向から伝搬してくる可能性がある情報の受信待ちをしている場合に無指向性アンテナ１１に切り替え、受信待ちしている情報が車両１００の前方から特定可能である場合にはフロント指向性アンテナ１２ｆに切り替え、受信待ちしている情報が車両１００の後方から特定可能である場合にはリア指向性アンテナ１２ｒに切り替える。
【００３６】
送受信切替部２２は、後述する送信部２４及び受信部２５の一方に切り替える。車両１００から情報を発信する場合には、送受信切替部２２は送信部２４に切り替える。一方、車両１００が情報を取得する場合には、送受信切替部２２は受信部２５に切り替える。このため、無指向性アンテナ１１、フロント指向性アンテナ１２ｆ、リア指向性アンテナ１２ｒのいずれか一つと、送信部２４及び受信部２５の一方とが、アンテナ切替部２１及び送受信切替部２２により電気的に接続されることとなる。本車載用通信装置１によれば、車両１００から無指向性アンテナ１１で情報を送信したり、車両１００からフロント指向性アンテナ１２ｆ又はリア指向性アンテナ１２ｒで情報を送信したり、他車から無指向性アンテナ１１で情報を受信したり、他社からフロント指向性アンテナ１２ｆ又はリア指向性アンテナ１２ｒで情報を受信したりすることが可能となる。このようなアンテナ切替部２１及び送受信切替部２２の切り替えは、後述する制御部２３により行われる。
【００３７】
送信部２４は、アンテナ部１０から送信する情報を生成する。即ち、アンテナ部１０から送信される所定の周波数を有する電波に情報を重畳させる。送信する情報は、後述する情報管理部２７から伝達される。このような処理は、公知技術であるため説明は省略する。送信部２４により生成された情報は、送受信切替部２２及びアンテナ切替部２１を介してアンテナ部１０から空中伝搬される。
【００３８】
受信部２５は、アンテナ部１０を介して空中伝搬してきた情報を受信する。即ち、アンテナ部１０を介して得られた所定の周波数を有する電波から情報を取り出す。このような処理は、公知技術であるため説明は省略する。受信部２５により取り出された情報は、後述の情報管理部２７に伝達される。
【００３９】
情報管理部２７は、車載用通信装置１により送信する情報及び受信した情報を管理する。送信する情報とは、車両１００以外の通信装置から取得された情報や車両１００が有するカーナビゲーションシステム等により生成された情報が相当する。車両１００以外の通信装置から取得された情報とは、受信部２５により受信された情報である。カーナビゲーションシステム等により生成された情報とは例えば経路案内情報である。受信した情報とは、車両１００以外の通信装置から取得された情報である。情報管理部２７は、このような各種の情報を管理する。
【００４０】
情報判定部２６は、送信部２４から送信しようとしている情報の属性を判定する。送信部２４から送信しようとしている情報は、情報管理部２７から送信部２４に伝達しようとしている情報である。このため、情報判定部２６は情報管理部２７が送信部２４に情報を伝達する際、同じ情報が情報管理部２７から伝達される。情報判定部２６は、情報管理部２７から送信部２４に伝達された情報が、特定の車両に対して送信される情報であるか、或いは不特定多数の車両に対して送信される情報であるかを判定する。この判定結果は、後述する制御部２３に伝達される。このような情報の判定は、送信しようとしている情報に、その属性を表わす情報を含ませることにより実現可能である。
【００４１】
また、情報判定部２６は、受信部２５により受信された情報の属性を判定する。受信部２５により受信された情報は、受信部２５から情報管理部２７に伝達された情報である。このため、情報判定部２６は情報管理部２７が受信部２５から情報が伝達された際、同じ情報が情報管理部２７から伝達される。情報判定部２６は、受信部２５から情報管理部２７に伝達された情報が、特定の車両に対して送信された情報であるか、また、当該情報が車両１００から他車に送信すべき情報であるかを判定する。この判定結果は、後述する制御部２３に伝達される。
【００４２】
制御部２３は、情報判定部２６の判定結果に応じて、アンテナ切替部２１及び送受信切替部２２を制御する。アンテナ切替部２１の制御は、無指向性アンテナ１１、フロント指向性アンテナ１２ｆ、リア指向性アンテナ１２ｒのいずれか１つに切り替える制御である。送受信切替部２２の制御は、送信部２４又は受信部２５に切り替える制御である。
【００４３】
報知部３０は、受信部２５により受信された情報を車両１００の乗員に報知する。受信部２５により受信された情報は、情報管理部２７を介して報知部３０に伝達される。具体的には、報知部３０は車室に備えられる表示モニタとすることも可能であるし、スピーカとすることも可能である。本車載用通信装置１は、このような機能部を備えて構成される。
【００４４】
次に、本車載用通信装置１が行う車車間通信及び路車間通信について説明する。なお、以下の説明は適用例であり、これに限定されるものではない。アンテナ切替部２１は、送信情報が車両１００の前方に向けて送信される後方からの緊急車両Ｄの接近を示す緊急情報である場合に、指向性アンテナ１２に切り替えると好適である。以下、これについて図を用いて説明する。図４は、緊急車両Ｄの接近時における車載用通信装置１の動作について示す図である。図４（ａ）は、片側１車線の道路を車両Ａが紙面左手方向から右手方向に走行し、車両Ｂ及びＣが紙面右手方向から左手方向に走行して状態を示している。また、図４（ａ）において車両Ａ−Ｃは破線で囲まれて図示されているが、これは理解を容易とするために無指向性アンテナ１１を用いて受信待ち状態で走行している状況を示している。
【００４５】
このような状況において、図４（ｂ）に示されるように車両Ｃの後方から緊急車両Ｄが接近してきたとする。緊急車両Ｄは前方に向けて自車（緊急車両Ｄ）が接近していることを示す緊急情報を指向性アンテナを用いて送信している。このような指向性アンテナの出力範囲を図４（ｂ）では符号ｄで示している。
【００４６】
無指向性アンテナ１１を用いた受信待ち状態で走行中の車両Ｃの車載用通信装置１は後方から緊急情報を受信すると、アンテナ切替部２１が無指向性アンテナ１１からフロント指向性アンテナ１２ｆに切り替える。また、送受信切替部２２が受信部２５から送信部２４に切り替える。したがって、車両Ｃの車載用通信装置１は、「無指向性アンテナ１１を用いた受信」から「フロント指向性アンテナ１２ｆを用いた送信」に切り替えられる。
【００４７】
図４（ｂ）においては、理解を容易とするために「アンテナ切替」及び「送信モード」として図示している。「アンテナ切替」で示される概略図は、図１におけるアンテナ切替部２１に対応して図示している。即ち、図４における「アンテナ切替」で示される概略図において、下段の黒丸が無指向性アンテナ１１との接続状態を示し、中段の白丸がフロント指向性アンテナ１２ｆとの接続状態を示し、上段の白丸がリア指向性アンテナ１２ｒとの接続状態を示している。これは、以下の説明においても同様である。
【００４８】
また、「送信モード」で示される概略図は、送受切替部２２が送信部２４に切り替えたことを示している。当該概略図において、矢印が車を中心とするあらゆる方向に放射して記載されているが、これは車両１００から送信波があらゆる方向に放射していることを示しているわけではない。単に車両１００から送信波が出ていることのみを示している。送信波の放射する方向は、上述の「アンテナ切替」で示される概略図による。これは、以下の説明においても同様である。また、緊急車両Ｄが車両Ｃの後方から接近していることを示す緊急情報を受信すると、車両Ｃの報知部３０（図４においては表示モニタ）に「緊急車両接近」と表示される。
【００４９】
上述のように「フロント指向性アンテナ１２ｆを用いた送信」に切り替えられた後の車両Ｃのフロント指向性アンテナ１２ｆの出力範囲が図４（ｃ）において符号ｃで示される。車両Ｃからフロント指向性アンテナ１２ｆにより送信された、緊急車両Ｄが当該車両Ｃの後方から接近していることを示す緊急情報が車両Ａ及びＢにより受信されると、車両Ａ及びＢの報知部３０（図４においては表示モニタ）に「緊急車両接近」と表示される。また、車両Ａのアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１からリア指向性アンテナ１２ｒに切り替え（「アンテナ切替」参照）、送受信切替部２２が受信部２５から送信部２４に切り替える（「送信モード」参照）。一方、また、車両Ｂのアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１からフロント指向性アンテナ１２ｆに切り替え（「アンテナ切替」参照）、送受信切替部２２が受信部２５から送信部２４に切り替える（「送信モード」参照）。
【００５０】
そして、図４（ｄ）に示されるように、車両Ａは当該車両Ａの後方に対して緊急車両Ｄが前方から接近していることを示す緊急情報を送信する。また、車両Ｂは当該車両Ｂの前方に対して緊急車両Ｄが後方から接近していることを示す緊急情報を送信する。これにより、緊急車両Ｄの接近を当該緊急車両Ｄの前方に位置する車両に対していち早く知らせることができるので、緊急車両Ｄが優先して走行可能なように他の車両（Ａ−Ｃ等）は、緊急車両Ｄが通り過ぎるまでに夫々自車両を道路端に寄せることが可能となる。このように、アンテナ切替部２１は、受信待ちの情報が車両１００に対して定まった方向から空中伝搬されてくる送信波に基づいて取得される場合に、指向性アンテナ１２に切り替える。
【００５１】
次に、交通渋滞時における車載用通信装置１の動作について図５を用いて説明する。本実施形態におけるアンテナ切替部２１は、送信情報が車両１００の後方に向けて送信される渋滞情報である場合に、指向性アンテナ１２に切り替える。図５（ａ）は車両Ａ及びＢが停車し、それに対して後方から車両Ｃが接近している状況を示している。前方に車両Ａ及びＢが停車していることに気付いた車両Ｃの運転者はブレーキ操作を行って車両Ｃを減速させる。そして、例えば車両Ｃの車速が予め設定された速度（例えば時速２０ｋｍ）以下となり、且つこのような状態が所定時間（例えば１０秒）以上経過した場合に、車両Ｃの車載用通信装置１のアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１からリア指向性アンテナ１２ｒに切り替え（「アンテナ切替」参照）、送受信切替部２２が受信部２５から送信部２４に切り替える（「送信モード」参照）。なお、上述の速度や時間は、適宜変更することは当然に可能である。
【００５２】
そして、車両Ｃの車載用通信装置１は、車両Ｃの後方に対して当該車両Ｃが減速し、前方が渋滞していることを示す渋滞情報を後方に向けてリア指向性アンテナ１２ｒで送信する（図５（ｂ）参照）。このように送信された渋滞情報の出力範囲を符号ｃで示す。前方に位置する車両Ｃから送信された渋滞情報を受信した車両Ｄの車両通信装置１は表示モニタに「渋滞しています」と表示し、当該表示により運転者は前方で渋滞が発生していることを事前に把握することが可能となるので、追突を予防することができる。
【００５３】
図６（ａ）は、車両Ａが故障等により道路端に停車している状況を示す図である。本実施形態におけるアンテナ切替部２１は、車両１００が走行に支障をきたす状況になったことを示す情報を発信する場合に、無指向性アンテナ１１に切り替える。また、送受信切替部２２は送信部２４に切り替える。したがって、車載用通信装置１は「無指向性アンテナ１１による送信」状態となる。図６においては、「アンテナ切替」及び「送信モード」として図示している。このような状況にあっては、車両Ａの車載用通信装置１は、自車（車両Ａ）が道路端に停車していることを示す停車情報を無指向性アンテナ１１で送信する。
【００５４】
一方、図６（ａ）には車両Ｂが車両Ａの前方から接近し、車両Ｃが車両Ａの後方から接近している状況も示されている。これらの車両（車両Ｂ及びＣ）が、図６（ｂ）に示されるように、車両Ａから送信される停車情報の出力範囲ａ内に入ると、車両Ｂの車載用通信装置１は、表示モニタに「停車車両に注意」と表示すると共に、前方（対向車線の前方）で車両Ａが停車していることを示す停車車両情報を自車（車両Ｂ）の後方に対してリア指向性アンテナ１２ｒで送信する。このようにして送信された停車車両情報の出力範囲が符号ｂで示される。
【００５５】
一方、車両Ｃの車載用通信装置１は、車両Ｃの車載用通信装置１は、表示モニタに「停車車両に注意」と表示すると共に、前方（走行中の車線の前方）で車両Ａが停車していることを示す停車車両情報を自車（車両Ｃ）の後方に対してリア指向性アンテナ１２ｒで送信する。このようにして送信された停車車両情報の出力範囲が符号ｃで示される。したがって、車両Ａが道路端に停車していることを当該車両Ａが停車している位置に向かって走行している他の車両に対していち早く知らせることができるので、追突等を防ぐことが可能となる。
【００５６】
図７（ａ）は、片側１車線の道幅の広い道路Ｘと当該道幅の広い道路Ｘよりも道幅の狭い道路Ｙとが交差する交差点を示している。交差点の中心部（道路Ｘと道路Ｙとの交差付近）には、当該交差点に進入してくる車両と通信可能な基地局（基地アンテナ）Ｓが付設されている。本実施形態においては、基地局Ｓから交差点が近いことを示す交差点情報が送信されているとする。このようにして送信された交差点情報の出力範囲が符号ｓで示される。
【００５７】
また、図７（ａ）には、紙面左手方向から交差点の中心部に向かって道路Ｘを走行する車両Ａと、紙面右手方向から交差点の中心部に向かって道路Ｘを走行する車両Ｂと、紙面下手方向から交差点の中心部に向かって道路Ｙを走行する車両Ｃとが示されている。これらの車両（車両Ａ−Ｃ）が基地局Ｓの出力範囲ｓ内に進入すると、夫々の車両が備える車載用通信装置１のアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１に切り替え、送受信切替部２２は送信部２４に切り替える（図７（ｂ）参照）。したがって、これらの車両Ａ−Ｃの車載用通信装置１は「無指向性アンテナ１１による送信」状態となる。このような状態においては、夫々の車載用通信装置１は自車が交差点に接近していることを示す車両接近情報を送信する。このようにして送信された車両接近情報の出力範囲は、夫々ａ、ｂ、ｃで示される（図８（ｃ）参照）。このように送信された車両接近情報は基地局Ｓにより受信される。
【００５８】
車両Ａ−Ｃの車載用通信装置１は車両接近情報を送信すると、夫々の車両が備える車載用通信装置１のアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１に切り替え、送受信切替部２２は受信部２５に切り替える。したがって、これらの車両Ａ−Ｃの車載用通信装置１は「無指向性アンテナ１１による受信待ち」状態となる。図８（ｃ）においては、「受信モード」として概略図により示される。
【００５９】
このように受信待ち状態となった車載用通信装置１に対して、基地局Ｓから交差点に車両Ａ−Ｃが接近していることを示す車両接近情報が送信される（図８（ｄ）参照）。車両接近情報を受信した車両Ａ−Ｃの車載用通信装置１は、表示モニタに「接近車両に注意」と表示し、他の車両が交差点に接近していることを報知する。したがって、夫々の車両は交差点に接近する前に自車以外の車両が交差点に接近していることを認識することができるので、衝突等を未然に防ぐことが可能となる。
【００６０】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、車両１００は、無指向性アンテナ１１とフロント指向性アンテナ１２ｆとリア指向性アンテナ１２ｒとが備えられるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。フロント指向性アンテナ１２ｆとリア指向性アンテナ１２ｒとは、指向特性のピークが車両１００の前方又は車両１００の後方の少なくともいずれか一方を向くように備えられる構成とすることも当然に可能である。即ち、フロント指向性アンテナ１２ｆ及びリア指向性アンテナ１２ｒのうち、いずれか一方のみを備える構成とすることも当然に可能である。
【００６１】
上記実施形態では、送受信切替部２２が送信部２４又は受信部２５に切り替えるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。
【００６２】
本発明は、車両に備えられる通信装置に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１：車載用通信装置
１０：アンテナ部
１１：無指向性アンテナ
１２：指向性アンテナ
１２ｆ：フロント指向性アンテナ
１２ｒ：リア指向性アンテナ
２０：演算処理部
２１：アンテナ切替部
２２：送受信切替部
２３：制御部
２４：送信部
２５：受信部
２６：情報判定部
２７：情報管理部
２８：制御部
３０：報知部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に備えられる通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される通信装置を介して道路に設置されているインフラ機器からの道路情報を当該車両に送る「路車間通信」や車両に搭載される通信装置を用いて他の車両に直接情報を送る「車車間通信」の開発が行われている。このような技術は、車両の安全性を向上させることを目的の一つとして行われている。
【０００３】
例えば、このような技術を利用することにより、見通しの悪い交差点等における出会い頭の事故を防止することができる。見通しの悪い交差点にあっては、車両のフロント部に取り付けられたアンテナを介して自車がいる方向に向かってくる他の車両に対して自車が交差点に接近していることを示す。これにより、他の車両は自車の交差点への接近を予め認識することが可能となる。このような場合には、指向性のないアンテナ（以下、無指向性アンテナ）を用いると好適である。一方、路車間通信においては、基本的には、道路に沿って備えられている自車の前方の基地局との通信が対象となる。したがって、このような場合には、指向性のあるアンテナ（以下、指向性アンテナ）を用いると好適である。このような無指向性アンテナと指向性アンテナとを備えた通信装置に関する技術がある（例えば、特許文献１及び２）。
【０００４】
特許文献１の車々間通信装置は、車両に搭載され、他の車両に搭載された通信装置と無線通信を行う。当該車々間通信装置は、アンテナと指向性変更手段とを備えて構成され、自車両の前方に交差点が存在する等の車両の走行状況に応じて送信機或いは受信機に切り替えると共に、アンテナを用いて送受信する電波の指向性を変える。
【０００５】
特許文献２に記載の小型無線通信機器は、筐体アンテナ励振用エレメントと、当該筐体アンテナ励振用エレメントに近接して配置された複数個の無給電素子とを有して構成される。当該小型無線通信機器は、無給電素子と筐体アンテナ励振用エレメントとを半導体素子を介してオン／オフすることによりアンテナの指向性を変えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７４２３７号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の車々間通信装置は、電波の指向性を変える方法としてアンテナ自体を物理的に回転させるため、それを回転させるための駆動部と当該駆動部を制御する制御部とが必要となる。したがって、回路や機構が複雑になり、コストアップの要因となってしまう。
【０００８】
また、特許文献２に記載の小型無線通信機器は、電波の指向性を変える方法としてアンテナの持つ指向性を直接変えるため、複数個の無給電素子と当該無給電素子を電気的にオン／オフする制御回路とが必要となる。したがって、回路構造が複雑になってしまう。また、既存のアンテナを用いることができず、新規アンテナの開発が必要となるのでコストアップの要因となってしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、車車間通信及び路車間通信に適した低コストで実現可能な車載用通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る車載用通信装置の特徴構成は、車両に備えられる、水平面に対し全方向に亘って一様な指向特性を有する無指向性アンテナと、前記車両に少なくとも一つ備えられる、特定の方向に対して指向特性を有する指向性アンテナと、前記車両から情報を発信する場合には送信情報に応じて前記無指向性アンテナ及び前記指向性アンテナのいずれか一方に切り替え、空中伝搬する送信波を受信する場合には受信待ちの情報に応じて前記無指向性アンテナ及び前記指向性アンテナのいずれか一方に切り替えるアンテナ切替部と、を備えている点にある。
【００１１】
このような特徴構成とすれば、状況に応じて無指向性アンテナと指向性アンテナとを切り替えて情報の送受信を行うことができる。また、アンテナ切替部が適宜アンテナを切り替える構成であるので、既存の無指向性アンテナと指向性アンテナとを用いることができる。したがって、新たなアンテナの開発を要しないので低コストで車車間通信及び路車間通信に適した車載用通信装置を実現することが可能となる。
【００１２】
また、前記指向性アンテナは、前記指向特性のピークが前記車両の前方を向くように備えられると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、指向性アンテナが配設された車両の前方に対して、同じ出力で無指向性アンテナを用いた場合に比べ、遠くに亘って車車間通信及び路車間通信を行うことが可能となる。
【００１４】
また、前記指向性アンテナは、前記指向特性のピークが前記車両の後方を向くように備えられると好適である。
【００１５】
このような構成とすれば、指向性アンテナが配設された車両の後方に対して、同じ出力で無指向性アンテナを用いた場合に比べ、遠くに亘って車車間通信及び路車間通信を行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記アンテナ切替部は、前記送信情報が前記車両の後方に向けて送信される渋滞情報である場合に、前記指向性アンテナに切り替えると好適である。
【００１７】
このような構成とすれば、後方に向けて渋滞情報を送信することができるので、後続車両に対していち早く前方の渋滞情報を知らせることが可能となる。
【００１８】
また、前記アンテナ切替部は、前記送信情報が前記車両の前方に向けて送信される後方からの緊急車両の接近を示す緊急情報である場合に、前記指向性アンテナに切り替えると好適である。
【００１９】
このような構成とすれば、前方に向けて緊急情報を送信することができるので、前方の車両に対していち早く緊急車両の接近を知らせることができる。したがって、緊急車両が走行できるように道路端に寄せることができるので、緊急車両が円滑に走行することが可能となる。
【００２０】
また、前記アンテナ切替部は、前記受信待ちの情報が前記車両に対して定まった方向から空中伝搬されてくる送信波に基づいて取得される場合に、前記指向性アンテナに切り替えると好適である。
【００２１】
このような構成とすれば、無指向性アンテナよりもアンテナ利得の高い指向性アンテナを用いることができるので、より遠くの情報を取得することが可能となる。
【００２２】
また、前記アンテナ切替部は、前記車両が走行に支障をきたす状況になったことを示す情報を発信する場合に、前記無指向性アンテナに切り替えると好適である。
【００２３】
このような構成とすれば、走行に支障をきたす状況となったことを周囲を走行する車両に知らせることが可能となる。このため、衝突を防止することができる。また、周囲を走行している車両が他の道路に迂回して走行することが可能となる。このため、交通渋滞の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車載用通信装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】車載用通信装置を備えた車両を示す図である。
【図３】各アンテナの平面指向性を示す図である。
【図４】緊急車両の接近時における車載用通信装置の動作について示す図である
【図５】交通渋滞時における車載用通信装置の動作について示す図である。
【図６】緊急停車した場合の車載用通信装置の動作について示す図である。
【図７】交差点に接近した場合の車載用通信装置の動作について示す図である。
【図８】交差点に接近した場合の車載用通信装置の動作について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る車載通信装置について図１−図８を用いて説明する。本車載通信装置１は、車両１００の走行に適した情報の送受信を無線通信で行うことが可能であり、当該送受信される情報に応じて当該車載通信装置１が備えるアンテナの指向特性を変更する機能を備えている。図１は車載通信装置１の概略構成を模式的に示したブロック図である。本車載通信装置１は、アンテナ部１０、演算処理部２０、報知部３０を備えて構成される。
【００２６】
アンテナ部１０は、無指向性アンテナ１１と指向性アンテナ１２とから構成される。図１においては、理解を容易とするために、無指向性アンテナ１１は黒塗りで示し、指向性アンテナ１２は白塗りで示している。また、詳細は後述するが本実施形態においては指向性アンテナ１２は車両１００のフロント部とリア部とに各１つ配設される。演算処理部２０は、アンテナ切替部２１、送受信切替部２２、制御部２３、送信部２４、受信部２５、情報判定部２６、情報管理部２７から構成される。特に、このように構成される本車載用通信装置１の演算処理部２０は、ＣＰＵを中核部材として車両１００が通信を行う種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【００２７】
無指向性アンテナ１１は、車両１００に備えられ、水平面に対し全方向に亘って一様な指向特性を有する。無指向性アンテナ１１は、図２に示されるような所謂ロッドアンテナで構成することができる。したがって、水平面とは当該ロッドアンテナの軸心に直交する面である。全方向に亘って一様な指向特性とは、当該水平面においてロッドアンテナからの距離が同じ場合にはアンテナ利得が同様である特性を示す。このような無指向性アンテナ１１は、例えば図２に示されるようにその軸心が車両１００の鉛直上方を向いて頂部に配設される。これにより、車両１００の水平方向から空中伝搬してくる電波の受信を可能とし、且つ、車両１００の水平方向に対して電波を送信することが可能となる。
【００２８】
指向性アンテナ１２は、車両１００に少なくとも一つ備えられ、特定の方向に対して指向特性を有する。本実施形態では、指向性アンテナ１２はフロント指向性アンテナ１２ｆとリア指向性アンテナ１２ｒとから構成される。指向性アンテナ１２は、図２に示されるようなプレート状のアンテナで構成することができる。特定の方向に対して指向特性を有するとは、所定の方向に対してアンテナ利得が大きくなる特性を有することを意味する。フロント指向性アンテナ１２ｆは指向特性のピークが車両１００の前方を向くように、例えば車両１００のフロント部に配設されるエンブレム近傍に配設される（図２参照）。これにより、フロント指向性アンテナ１２ｆは車両１００の前方から伝搬してくる電波の受信を可能とし、且つ、車両１００の前方に対して電波を送信することが可能となる。また、リア指向性アンテナ１２ｒは指向特性のピークが車両１００の後方を向くように、例えば車両１００のリア部に配設されるエンブレム近傍に配設される（図２参照）。これにより、リア指向性アンテナ１２ｒは車両１００の後方から伝搬してくる電波の受信を可能とし、且つ、車両１００の後方に対して電波を送信することが可能となる。
【００２９】
このように車両１００に備えられた無指向性アンテナ１１、フロント指向性アンテナ１２ｆ、及びリア指向性アンテナ１２ｒの指向特性（通信可能領域）を図３に示す。なお、図３に示される指向特性は、利得が所定の値以上となるエリアを図示したものである。即ち、当該エリア外では利得が前記所定の値未満であり、完全に通信不能となるわけではない。無指向性アンテナ１１の指向特性は、図３において左下がりのハッチングを付して示される。この左下がりのハッチングで示された領域が、無指向性アンテナ１１の通信可能領域３１になる。一方、フロント指向性アンテナ１２ｆ及びリア指向性アンテナ１２ｒの指向特性は、図３において右下がりのハッチングを付して示される。フロント指向性アンテナ１２ｆの通信可能領域は符号３２を付して示され、リア指向性アンテナ１２ｒの通信可能領域は符号３３を付して示される。
【００３０】
ここで、一般的にアンテナによる電波の伝送距離は、アンテナ利得により決定される。このアンテナ利得と上述のアンテナの指向特性の広さ（半値角）とは相反する。即ち、高いアンテナ利得を有するアンテナ程、通信できる角度が狭くなる。したがって、無指向性アンテナ１１の電力と指向性アンテナ１２の電力とが同じ場合には、アンテナにより通信可能となる距離は指向性アンテナ１２の方が無指向性アンテナ１１よりも長くなる。このような無指向性アンテナ１１と指向性アンテナ１２との通信可能距離の差異が図３に明示される。図３に示されるように、同じ電力の場合には無指向性アンテナ１１の伝送距離よりも指向性アンテナ１２の伝送距離の方が長くなる。本車載用通信装置１は、送受信する情報に応じて伝送距離が異なる無指向性アンテナ１１と指向性アンテナ１２とを切り替えて通信する機能を備えている。
【００３１】
アンテナ切替部２１は、車両１００から情報を発信する場合には送信情報に応じて無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２のいずれか一方に切り替え、空中伝搬する送信波を受信する場合には受信待ちの情報に応じて無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２のいずれか一方に切り替える。特に、本実施形態においては、指向性アンテナ１２は、フロント指向性アンテナ１２ｆ及びリア指向性アンテナ１２ｒを備えて構成される。したがって、アンテナ切替部２１は、無指向性アンテナ１１、フロント指向性アンテナ１２ｆ、リア指向性アンテナ１２ｒのうちのいずれか１つのアンテナに切り替える。
【００３２】
ここで、本車載通信装置１は上述のように他の通信装置（例えば基地局や他車両）と無線通信が可能なように複数のアンテナ（無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２）が備えられる。車両が行う通信の形態として、路車間通信、車車間通信がある。路車間通信は、車両と例えば道路端に設置された路側機とが情報の送受を行う。車車間通信は、車両同士が直接情報の送受を行う。また、特に路車間通信は、同報通信と個別通信とに分けられる。同報通信は、障害物情報等通信領域内で同一の情報を提供する。具体的には、通信領域内に存在する車両に対して障害物情報、路面情報、周辺車両情報、歩行者情報等を一斉に送信する。個別通信は、周辺車両情報等、車両毎に異なる情報を提供する。具体的には、障害物との相対位置に関する位置情報を個別に送信する。
【００３３】
車車間通信は、先行車両から後続車両に対して渋滞情報や事故情報を配信するのに利用可能である。後続車両は特定の車両に限定して配信しても良いし、先行車両の後方を走行する不特定多数の後続車両に対して配信しても良い。例えば、特定の車両に限定して配信する形態としては、先行車両が有するカーナビゲーションシステムから出力される経路案内情報を特定の後続車両に対して配信するような形態も可能である。一方、不特定多数の車両に対して配信する形態としては、車両１００が上述のように後続する車両に対して前方の渋滞情報等を配信する形態が可能である。
【００３４】
したがって、アンテナ切替部２１は、車両１００から送信する送信情報が何れの方向に送信すべきか特定するのが不要である場合や送信すべき方向が特定不可能である場合に無指向性アンテナ１１に切り替え、送信情報を特定の方向に送信すべき場合や送信すべき方向が特定可能である場合に、その方向に応じてフロント指向性アンテナ１２ｆ又はリア指向性アンテナ１２ｒに切り替える。
【００３５】
また、無指向性アンテナ１１及び指向性アンテナ１２は、空中伝搬される電波の受信も可能である。アンテナ切替部２１は、車両１００に対して全方向から伝搬してくる可能性がある情報の受信待ちをしている場合に無指向性アンテナ１１に切り替え、受信待ちしている情報が車両１００の前方から特定可能である場合にはフロント指向性アンテナ１２ｆに切り替え、受信待ちしている情報が車両１００の後方から特定可能である場合にはリア指向性アンテナ１２ｒに切り替える。
【００３６】
送受信切替部２２は、後述する送信部２４及び受信部２５の一方に切り替える。車両１００から情報を発信する場合には、送受信切替部２２は送信部２４に切り替える。一方、車両１００が情報を取得する場合には、送受信切替部２２は受信部２５に切り替える。このため、無指向性アンテナ１１、フロント指向性アンテナ１２ｆ、リア指向性アンテナ１２ｒのいずれか一つと、送信部２４及び受信部２５の一方とが、アンテナ切替部２１及び送受信切替部２２により電気的に接続されることとなる。本車載用通信装置１によれば、車両１００から無指向性アンテナ１１で情報を送信したり、車両１００からフロント指向性アンテナ１２ｆ又はリア指向性アンテナ１２ｒで情報を送信したり、他車から無指向性アンテナ１１で情報を受信したり、他社からフロント指向性アンテナ１２ｆ又はリア指向性アンテナ１２ｒで情報を受信したりすることが可能となる。このようなアンテナ切替部２１及び送受信切替部２２の切り替えは、後述する制御部２３により行われる。
【００３７】
送信部２４は、アンテナ部１０から送信する情報を生成する。即ち、アンテナ部１０から送信される所定の周波数を有する電波に情報を重畳させる。送信する情報は、後述する情報管理部２７から伝達される。このような処理は、公知技術であるため説明は省略する。送信部２４により生成された情報は、送受信切替部２２及びアンテナ切替部２１を介してアンテナ部１０から空中伝搬される。
【００３８】
受信部２５は、アンテナ部１０を介して空中伝搬してきた情報を受信する。即ち、アンテナ部１０を介して得られた所定の周波数を有する電波から情報を取り出す。このような処理は、公知技術であるため説明は省略する。受信部２５により取り出された情報は、後述の情報管理部２７に伝達される。
【００３９】
情報管理部２７は、車載用通信装置１により送信する情報及び受信した情報を管理する。送信する情報とは、車両１００以外の通信装置から取得された情報や車両１００が有するカーナビゲーションシステム等により生成された情報が相当する。車両１００以外の通信装置から取得された情報とは、受信部２５により受信された情報である。カーナビゲーションシステム等により生成された情報とは例えば経路案内情報である。受信した情報とは、車両１００以外の通信装置から取得された情報である。情報管理部２７は、このような各種の情報を管理する。
【００４０】
情報判定部２６は、送信部２４から送信しようとしている情報の属性を判定する。送信部２４から送信しようとしている情報は、情報管理部２７から送信部２４に伝達しようとしている情報である。このため、情報判定部２６は情報管理部２７が送信部２４に情報を伝達する際、同じ情報が情報管理部２７から伝達される。情報判定部２６は、情報管理部２７から送信部２４に伝達された情報が、特定の車両に対して送信される情報であるか、或いは不特定多数の車両に対して送信される情報であるかを判定する。この判定結果は、後述する制御部２３に伝達される。このような情報の判定は、送信しようとしている情報に、その属性を表わす情報を含ませることにより実現可能である。
【００４１】
また、情報判定部２６は、受信部２５により受信された情報の属性を判定する。受信部２５により受信された情報は、受信部２５から情報管理部２７に伝達された情報である。このため、情報判定部２６は情報管理部２７が受信部２５から情報が伝達された際、同じ情報が情報管理部２７から伝達される。情報判定部２６は、受信部２５から情報管理部２７に伝達された情報が、特定の車両に対して送信された情報であるか、また、当該情報が車両１００から他車に送信すべき情報であるかを判定する。この判定結果は、後述する制御部２３に伝達される。
【００４２】
制御部２３は、情報判定部２６の判定結果に応じて、アンテナ切替部２１及び送受信切替部２２を制御する。アンテナ切替部２１の制御は、無指向性アンテナ１１、フロント指向性アンテナ１２ｆ、リア指向性アンテナ１２ｒのいずれか１つに切り替える制御である。送受信切替部２２の制御は、送信部２４又は受信部２５に切り替える制御である。
【００４３】
報知部３０は、受信部２５により受信された情報を車両１００の乗員に報知する。受信部２５により受信された情報は、情報管理部２７を介して報知部３０に伝達される。具体的には、報知部３０は車室に備えられる表示モニタとすることも可能であるし、スピーカとすることも可能である。本車載用通信装置１は、このような機能部を備えて構成される。
【００４４】
次に、本車載用通信装置１が行う車車間通信及び路車間通信について説明する。なお、以下の説明は適用例であり、これに限定されるものではない。アンテナ切替部２１は、送信情報が車両１００の前方に向けて送信される後方からの緊急車両Ｄの接近を示す緊急情報である場合に、指向性アンテナ１２に切り替えると好適である。以下、これについて図を用いて説明する。図４は、緊急車両Ｄの接近時における車載用通信装置１の動作について示す図である。図４（ａ）は、片側１車線の道路を車両Ａが紙面左手方向から右手方向に走行し、車両Ｂ及びＣが紙面右手方向から左手方向に走行して状態を示している。また、図４（ａ）において車両Ａ−Ｃは破線で囲まれて図示されているが、これは理解を容易とするために無指向性アンテナ１１を用いて受信待ち状態で走行している状況を示している。
【００４５】
このような状況において、図４（ｂ）に示されるように車両Ｃの後方から緊急車両Ｄが接近してきたとする。緊急車両Ｄは前方に向けて自車（緊急車両Ｄ）が接近していることを示す緊急情報を指向性アンテナを用いて送信している。このような指向性アンテナの出力範囲を図４（ｂ）では符号ｄで示している。
【００４６】
無指向性アンテナ１１を用いた受信待ち状態で走行中の車両Ｃの車載用通信装置１は後方から緊急情報を受信すると、アンテナ切替部２１が無指向性アンテナ１１からフロント指向性アンテナ１２ｆに切り替える。また、送受信切替部２２が受信部２５から送信部２４に切り替える。したがって、車両Ｃの車載用通信装置１は、「無指向性アンテナ１１を用いた受信」から「フロント指向性アンテナ１２ｆを用いた送信」に切り替えられる。
【００４７】
図４（ｂ）においては、理解を容易とするために「アンテナ切替」及び「送信モード」として図示している。「アンテナ切替」で示される概略図は、図１におけるアンテナ切替部２１に対応して図示している。即ち、図４における「アンテナ切替」で示される概略図において、下段の黒丸が無指向性アンテナ１１との接続状態を示し、中段の白丸がフロント指向性アンテナ１２ｆとの接続状態を示し、上段の白丸がリア指向性アンテナ１２ｒとの接続状態を示している。これは、以下の説明においても同様である。
【００４８】
また、「送信モード」で示される概略図は、送受切替部２２が送信部２４に切り替えたことを示している。当該概略図において、矢印が車を中心とするあらゆる方向に放射して記載されているが、これは車両１００から送信波があらゆる方向に放射していることを示しているわけではない。単に車両１００から送信波が出ていることのみを示している。送信波の放射する方向は、上述の「アンテナ切替」で示される概略図による。これは、以下の説明においても同様である。また、緊急車両Ｄが車両Ｃの後方から接近していることを示す緊急情報を受信すると、車両Ｃの報知部３０（図４においては表示モニタ）に「緊急車両接近」と表示される。
【００４９】
上述のように「フロント指向性アンテナ１２ｆを用いた送信」に切り替えられた後の車両Ｃのフロント指向性アンテナ１２ｆの出力範囲が図４（ｃ）において符号ｃで示される。車両Ｃからフロント指向性アンテナ１２ｆにより送信された、緊急車両Ｄが当該車両Ｃの後方から接近していることを示す緊急情報が車両Ａ及びＢにより受信されると、車両Ａ及びＢの報知部３０（図４においては表示モニタ）に「緊急車両接近」と表示される。また、車両Ａのアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１からリア指向性アンテナ１２ｒに切り替え（「アンテナ切替」参照）、送受信切替部２２が受信部２５から送信部２４に切り替える（「送信モード」参照）。一方、また、車両Ｂのアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１からフロント指向性アンテナ１２ｆに切り替え（「アンテナ切替」参照）、送受信切替部２２が受信部２５から送信部２４に切り替える（「送信モード」参照）。
【００５０】
そして、図４（ｄ）に示されるように、車両Ａは当該車両Ａの後方に対して緊急車両Ｄが前方から接近していることを示す緊急情報を送信する。また、車両Ｂは当該車両Ｂの前方に対して緊急車両Ｄが後方から接近していることを示す緊急情報を送信する。これにより、緊急車両Ｄの接近を当該緊急車両Ｄの前方に位置する車両に対していち早く知らせることができるので、緊急車両Ｄが優先して走行可能なように他の車両（Ａ−Ｃ等）は、緊急車両Ｄが通り過ぎるまでに夫々自車両を道路端に寄せることが可能となる。このように、アンテナ切替部２１は、受信待ちの情報が車両１００に対して定まった方向から空中伝搬されてくる送信波に基づいて取得される場合に、指向性アンテナ１２に切り替える。
【００５１】
次に、交通渋滞時における車載用通信装置１の動作について図５を用いて説明する。本実施形態におけるアンテナ切替部２１は、送信情報が車両１００の後方に向けて送信される渋滞情報である場合に、指向性アンテナ１２に切り替える。図５（ａ）は車両Ａ及びＢが停車し、それに対して後方から車両Ｃが接近している状況を示している。前方に車両Ａ及びＢが停車していることに気付いた車両Ｃの運転者はブレーキ操作を行って車両Ｃを減速させる。そして、例えば車両Ｃの車速が予め設定された速度（例えば時速２０ｋｍ）以下となり、且つこのような状態が所定時間（例えば１０秒）以上経過した場合に、車両Ｃの車載用通信装置１のアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１からリア指向性アンテナ１２ｒに切り替え（「アンテナ切替」参照）、送受信切替部２２が受信部２５から送信部２４に切り替える（「送信モード」参照）。なお、上述の速度や時間は、適宜変更することは当然に可能である。
【００５２】
そして、車両Ｃの車載用通信装置１は、車両Ｃの後方に対して当該車両Ｃが減速し、前方が渋滞していることを示す渋滞情報を後方に向けてリア指向性アンテナ１２ｒで送信する（図５（ｂ）参照）。このように送信された渋滞情報の出力範囲を符号ｃで示す。前方に位置する車両Ｃから送信された渋滞情報を受信した車両Ｄの車両通信装置１は表示モニタに「渋滞しています」と表示し、当該表示により運転者は前方で渋滞が発生していることを事前に把握することが可能となるので、追突を予防することができる。
【００５３】
図６（ａ）は、車両Ａが故障等により道路端に停車している状況を示す図である。本実施形態におけるアンテナ切替部２１は、車両１００が走行に支障をきたす状況になったことを示す情報を発信する場合に、無指向性アンテナ１１に切り替える。また、送受信切替部２２は送信部２４に切り替える。したがって、車載用通信装置１は「無指向性アンテナ１１による送信」状態となる。図６においては、「アンテナ切替」及び「送信モード」として図示している。このような状況にあっては、車両Ａの車載用通信装置１は、自車（車両Ａ）が道路端に停車していることを示す停車情報を無指向性アンテナ１１で送信する。
【００５４】
一方、図６（ａ）には車両Ｂが車両Ａの前方から接近し、車両Ｃが車両Ａの後方から接近している状況も示されている。これらの車両（車両Ｂ及びＣ）が、図６（ｂ）に示されるように、車両Ａから送信される停車情報の出力範囲ａ内に入ると、車両Ｂの車載用通信装置１は、表示モニタに「停車車両に注意」と表示すると共に、前方（対向車線の前方）で車両Ａが停車していることを示す停車車両情報を自車（車両Ｂ）の後方に対してリア指向性アンテナ１２ｒで送信する。このようにして送信された停車車両情報の出力範囲が符号ｂで示される。
【００５５】
一方、車両Ｃの車載用通信装置１は、車両Ｃの車載用通信装置１は、表示モニタに「停車車両に注意」と表示すると共に、前方（走行中の車線の前方）で車両Ａが停車していることを示す停車車両情報を自車（車両Ｃ）の後方に対してリア指向性アンテナ１２ｒで送信する。このようにして送信された停車車両情報の出力範囲が符号ｃで示される。したがって、車両Ａが道路端に停車していることを当該車両Ａが停車している位置に向かって走行している他の車両に対していち早く知らせることができるので、追突等を防ぐことが可能となる。
【００５６】
図７（ａ）は、片側１車線の道幅の広い道路Ｘと当該道幅の広い道路Ｘよりも道幅の狭い道路Ｙとが交差する交差点を示している。交差点の中心部（道路Ｘと道路Ｙとの交差付近）には、当該交差点に進入してくる車両と通信可能な基地局（基地アンテナ）Ｓが付設されている。本実施形態においては、基地局Ｓから交差点が近いことを示す交差点情報が送信されているとする。このようにして送信された交差点情報の出力範囲が符号ｓで示される。
【００５７】
また、図７（ａ）には、紙面左手方向から交差点の中心部に向かって道路Ｘを走行する車両Ａと、紙面右手方向から交差点の中心部に向かって道路Ｘを走行する車両Ｂと、紙面下手方向から交差点の中心部に向かって道路Ｙを走行する車両Ｃとが示されている。これらの車両（車両Ａ−Ｃ）が基地局Ｓの出力範囲ｓ内に進入すると、夫々の車両が備える車載用通信装置１のアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１に切り替え、送受信切替部２２は送信部２４に切り替える（図７（ｂ）参照）。したがって、これらの車両Ａ−Ｃの車載用通信装置１は「無指向性アンテナ１１による送信」状態となる。このような状態においては、夫々の車載用通信装置１は自車が交差点に接近していることを示す車両接近情報を送信する。このようにして送信された車両接近情報の出力範囲は、夫々ａ、ｂ、ｃで示される（図８（ｃ）参照）。このように送信された車両接近情報は基地局Ｓにより受信される。
【００５８】
車両Ａ−Ｃの車載用通信装置１は車両接近情報を送信すると、夫々の車両が備える車載用通信装置１のアンテナ切替部２１は無指向性アンテナ１１に切り替え、送受信切替部２２は受信部２５に切り替える。したがって、これらの車両Ａ−Ｃの車載用通信装置１は「無指向性アンテナ１１による受信待ち」状態となる。図８（ｃ）においては、「受信モード」として概略図により示される。
【００５９】
このように受信待ち状態となった車載用通信装置１に対して、基地局Ｓから交差点に車両Ａ−Ｃが接近していることを示す車両接近情報が送信される（図８（ｄ）参照）。車両接近情報を受信した車両Ａ−Ｃの車載用通信装置１は、表示モニタに「接近車両に注意」と表示し、他の車両が交差点に接近していることを報知する。したがって、夫々の車両は交差点に接近する前に自車以外の車両が交差点に接近していることを認識することができるので、衝突等を未然に防ぐことが可能となる。
【００６０】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、車両１００は、無指向性アンテナ１１とフロント指向性アンテナ１２ｆとリア指向性アンテナ１２ｒとが備えられるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。フロント指向性アンテナ１２ｆとリア指向性アンテナ１２ｒとは、指向特性のピークが車両１００の前方又は車両１００の後方の少なくともいずれか一方を向くように備えられる構成とすることも当然に可能である。即ち、フロント指向性アンテナ１２ｆ及びリア指向性アンテナ１２ｒのうち、いずれか一方のみを備える構成とすることも当然に可能である。
【００６１】
上記実施形態では、送受信切替部２２が送信部２４又は受信部２５に切り替えるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。
【００６２】
本発明は、車両に備えられる通信装置に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１：車載用通信装置
１０：アンテナ部
１１：無指向性アンテナ
１２：指向性アンテナ
１２ｆ：フロント指向性アンテナ
１２ｒ：リア指向性アンテナ
２０：演算処理部
２１：アンテナ切替部
２２：送受信切替部
２３：制御部
２４：送信部
２５：受信部
２６：情報判定部
２７：情報管理部
２８：制御部
３０：報知部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備えられる、水平面に対し全方向に亘って一様な指向特性を有する無指向性アンテナと、
前記車両に少なくとも一つ備えられる、特定の方向に対して指向特性を有する指向性アンテナと、
前記車両から情報を発信する場合には送信情報に応じて前記無指向性アンテナ及び前記指向性アンテナのいずれか一方に切り替え、空中伝搬する送信波を受信する場合には受信待ちの情報に応じて前記無指向性アンテナ及び前記指向性アンテナのいずれか一方に切り替えるアンテナ切替部と、
を備える車載用通信装置。
【請求項２】
前記指向性アンテナは、前記指向特性のピークが前記車両の前方を向くように備えられる請求項１に記載の車載用通信装置。
【請求項３】
前記指向性アンテナは、前記指向特性のピークが前記車両の後方を向くように備えられる請求項１又は２に記載の車載用通信装置。
【請求項４】
前記アンテナ切替部は、前記送信情報が前記車両の後方に向けて送信される渋滞情報である場合に、前記指向性アンテナに切り替える請求項１又は３に記載の車載用通信装置。
【請求項５】
前記アンテナ切替部は、前記送信情報が前記車両の前方に向けて送信される後方からの緊急車両の接近を示す緊急情報である場合に、前記指向性アンテナに切り替える請求項１又は２に記載の車載用通信装置。
【請求項６】
前記アンテナ切替部は、前記受信待ちの情報が前記車両に対して定まった方向から空中伝搬されてくる送信波に基づいて取得される場合に、前記指向性アンテナに切り替える請求項１から５のいずれか一項に記載の車載用通信装置。
【請求項７】
前記アンテナ切替部は、前記車両が走行に支障をきたす状況になったことを示す情報を発信する場合に、前記無指向性アンテナに切り替える請求項１から６のいずれか一項に記載の車載用通信装置。
【請求項１】
車両に備えられる、水平面に対し全方向に亘って一様な指向特性を有する無指向性アンテナと、
前記車両に少なくとも一つ備えられる、特定の方向に対して指向特性を有する指向性アンテナと、
前記車両から情報を発信する場合には送信情報に応じて前記無指向性アンテナ及び前記指向性アンテナのいずれか一方に切り替え、空中伝搬する送信波を受信する場合には受信待ちの情報に応じて前記無指向性アンテナ及び前記指向性アンテナのいずれか一方に切り替えるアンテナ切替部と、
を備える車載用通信装置。
【請求項２】
前記指向性アンテナは、前記指向特性のピークが前記車両の前方を向くように備えられる請求項１に記載の車載用通信装置。
【請求項３】
前記指向性アンテナは、前記指向特性のピークが前記車両の後方を向くように備えられる請求項１又は２に記載の車載用通信装置。
【請求項４】
前記アンテナ切替部は、前記送信情報が前記車両の後方に向けて送信される渋滞情報である場合に、前記指向性アンテナに切り替える請求項１又は３に記載の車載用通信装置。
【請求項５】
前記アンテナ切替部は、前記送信情報が前記車両の前方に向けて送信される後方からの緊急車両の接近を示す緊急情報である場合に、前記指向性アンテナに切り替える請求項１又は２に記載の車載用通信装置。
【請求項６】
前記アンテナ切替部は、前記受信待ちの情報が前記車両に対して定まった方向から空中伝搬されてくる送信波に基づいて取得される場合に、前記指向性アンテナに切り替える請求項１から５のいずれか一項に記載の車載用通信装置。
【請求項７】
前記アンテナ切替部は、前記車両が走行に支障をきたす状況になったことを示す情報を発信する場合に、前記無指向性アンテナに切り替える請求項１から６のいずれか一項に記載の車載用通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−７１６４６（Ｐ２０１１−７１６４６Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１９５８６（Ｐ２００９−２１９５８６）
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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