JP3948413B2 - 車々間通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車々間通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車々間通信は、１つの周波数を用いて実現することが検討されている。この場合、多数の車両から成る隊列が密集して車々間通信を行うと、それぞれの通信による電波干渉を回避するための工夫が必要となる。この工夫としては、例えば時分割多重（ＴＤＭＡ）方式や符号分割多重（ＣＤＭＡ）方式等を用い、１つの周波数を複数のチャネルに分離することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような多重方式を実現するには、チャネルの使用状況の確認、割り当てチャネルの管理等、複雑な制御が必要となる。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、新規な構成で車々間通信の電波干渉を低減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、請求項１に記載の発明は、車々間通信の通信隊列内で前方車両および後方車両と無線による送受信を行う送受信手段と、前記送受信手段が前記前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段と、前記比較手段の比較に基づき、前記第１の偏波成分および前記第２の偏波成分のうち、受信強度の高い方の偏波成分で前記送受信手段に前記前方車両への送信を行わせ、受信強度の低い方の偏波成分で前記送受信手段に前記後方車両との送受信を行わせる送受信制御手段と、を備えた車々間通信装置である。
【０００６】
これによって、車々間通信装置は、前方車両からの受信した偏波を用いて前方と送受信を行い、また後方の車両との通信にはこれと異なる偏波を用いて送受信を行うので、このような車々間通信装置を搭載した車両の隊列による車々間通信においては、２つの車両間で用いられる偏波が交互になり、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車々間通信装置において、自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、前記通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
これによって、１台の車両が通信隊列から抜けるときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車々間通信装置において、車々間通信の通信隊列に入ったとき、前記通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
これによって、１台の車両が通信隊列に割り込むときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車々間通信装置において、自車両が属する通信隊列の先頭にあって前方の通信隊列の最後尾の車両に近づいたとき、この最後尾の車両からの受信の偏波に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前記最後尾の車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する結合制御手段を備え、この結合制御手段は、前記自車両が属する通信隊列および前記前方の通信隊列からなる通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、前記送受信の偏波を切り替える命令を前記最後尾の車両に送信することを特徴とする。
【００１２】
これによって２つの通信隊列が結合するときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、車々間通信の通信隊列内で前方車両から無線受信し、後方車両に無線送信する送受信手段と、前記送受信手段が前記前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段と、前記比較手段の比較に基づき、前記第１の偏波成分および前記第２の偏波成分のうち、受信強度の低い方の偏波成分で前記送受信手段に前記後方車両への送信を行わせる送信制御手段と、を備えた車々間通信装置である。
【００１５】
これによって、車々間通信装置は、前方車両からの受信した偏波を用いて前方と送受信を行い、また後方の車両との通信にはこれと異なる偏波を用いて送受信を行うので、このような車々間通信装置を搭載した車両の隊列による車々間通信においては、２つの車両間で用いられる偏波が交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車々間通信装置において、自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に後方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する後方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
これによって、１台の車両が通信隊列から抜けるときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の車々間通信装置において、車々間通信の通信隊列に入ったとき、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に後方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する後方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
これによって、１台の車両が通信隊列に割り込むときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【００２１】
一般に車両の速度と車間距離との間には正の相関関係があるので、これによって車間力と送信電力の強度とが正の相関関係を有するようになるので、過剰な電波の送出を抑えることができる。したがって、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第1実施形態に係る車々間通信装置１の構成を示す。本実施形態における車々間通信装置１は、車両の隊列中において自車両の前後の車両の車々間通信装置１と無線通信を行うためのものである。車両の隊列とは、進行方向に直列に並ぶ一群の車両が成す列のことである。図２に、車々間通信装置１を搭載する車両２の隊列の概念図を示す。図中の車両２の列が隊列である。隊列中の各車両２間の矢印は、当該車両２間の通信を表している。本実施形態においては、隊列内の車両２間の通信として、垂直偏波、水平偏波を隊列の先頭から最後尾まで交互に使用するようになっている。
【００２５】
車々間通信装置１は、前方Ａアンテナ１１、前方Ｂアンテナ１２、後方Ｂアンテナ１３、後方Ａアンテナ１４、レベル比較部１５、スイッチ１６〜２３、前方送信部２４、前方受信部２５、後方送信部２６、後方受信部２７、制御部２８、メモリ２９、および入力装置３０から構成される。
【００２６】
前方Ａアンテナ１１は、車両の前方と電波の授受を行うためのアンテナであり、電波の垂直偏波成分の送受信ができるような偏波特性を有している。前方Ｂアンテナ１２は、車両の前方と電波の授受を行うためのアンテナであり、電波の水平偏波成分の送受信ができるような偏波特性を有している。
【００２７】
後方Ｂアンテナ１３は、車両の後方と電波の授受を行うためのアンテナであり、電波の水平偏波成分の送受信ができるような偏波特性を有している。後方Ａアンテナ１４は、車両の後方と電波の授受を行うためのアンテナであり、電波の垂直偏波成分の送受信ができるような偏波特性を有している。
【００２８】
アンテナの種類としては、パッチアンテナ、チップ誘電体アンテナ等の平面、小型アンテナを用いる。このような小型アンテナの場合、車両に搭載することが容易になる。図３に、これらアンテナの車両２への取り付け位置を示す。前方Ａアンテナ１１および前方Ｂアンテナ１２は車両２のフロントバンパー部に設置され、後方Ｂアンテナ１３および後方Ａアンテナ１４はリアバンパー部に設置される。このようにすることで、当該アンテナを用いた通信の障害物となるものが無く、良い通信状態を保てる。
【００２９】
スイッチ１６は、前方Ａアンテナ１１をスイッチ２０とスイッチ２１のいずれに接続させるかを制御するスイッチであり、その切り替えは制御部２８によって制御される。
【００３０】
スイッチ１７は、前方Ｂアンテナ１２をスイッチ２０とスイッチ２１のいずれに接続させるかを制御するスイッチであり、その切り替えは制御部２８によって制御される。
【００３１】
スイッチ１８は、後方Ｂアンテナ１３をスイッチ２２とスイッチ２３のいずれに接続させるかを制御するスイッチであり、その切り替えは制御部２８によって制御される。
【００３２】
スイッチ１９は、後方Ａアンテナ１４をスイッチ２２とスイッチ２３のいずれに接続させるかを制御するスイッチであり、その切り替えは制御部２８によって制御される。
【００３３】
スイッチ２０は、レベル比較部１５からハイ信号（図中ではＨと記載）が入力されると前方送信部２４をスイッチ１６に接続し、ロー信号（図中ではＬと記載）が入力されると前方送信部２４をスイッチ１７に接続する。
【００３４】
スイッチ２１は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると前方受信部２５をスイッチ１６に接続し、ロー信号が入力されると前方受信部２５をスイッチ１７に接続する。
【００３５】
スイッチ２２は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると後方送信部２６をスイッチ１８に接続し、ロー信号が入力されると後方送信部２６をスイッチ１９に接続する。
【００３６】
スイッチ２３は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると後方受信部２７をスイッチ１８に接続し、ロー信号が入力されると後方受信部２７をスイッチ１９に接続する。
【００３７】
前方送信部２４は、制御部２８から入力された送信データに対してＤ／Ａ変調、増幅、周波数変換を施し、車々間通信の通信方式に則った送信信号をスイッチ２０に出力する。
【００３８】
前方受信部２５は、スイッチ２１から入力された信号に対して周波数変換、増幅、復調、Ａ／Ｄ変換を施し、受信データとして制御部２８に出力する。
【００３９】
後方送信部２６は、制御部２８から入力された送信データに対してＤ／Ａ変調、増幅、周波数変換を施し、車々間通信の通信方式に則った送信信号をスイッチ２２に出力する。
【００４０】
後方受信部２７は、スイッチ２３から入力された信号に対して周波数変換、増幅、復調、Ａ／Ｄ変換を施し、受信データとして制御部２８に出力する。
【００４１】
メモリ２９は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の記憶媒体から成り、制御部２８から読み出し、書き込みの制御を受ける。
【００４２】
入力装置３０は、車々間通信装置１のユーザによるボタン押下等の操作に基づく信号を制御部２８に出力する。
【００４３】
レベル比較部１５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、リアルタイムクロックを有し、このＣＰＵがこのＲＯＭに保存されたプログラムを読み出して実行し、必要に応じてＲＡＭに対して情報の読み出し／書き込みを行い、リアルタイムクロックにリセット信号を出力し、スイッチ２０〜２３に信号を出力する。リアルタイムクロックは、所定の時間（例えば１秒）が経過するとこのＣＰＵに割り込み信号を送信し、ＣＰＵからリセット信号の入力があると計測時間を初期化して時間計測を最初からやり直す。
【００４４】
制御部２８は、メモリ２９のＲＯＭまたはフラッシュメモリから所定のプログラムを読み出して実行することで動作し、その動作の必要に応じてメモリ２９のＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリから情報を読み出し、またこれらＲＡＭ、フラッシュメモリに対して情報を書き込む。また制御部２８は、その動作の必要に応じて前方送信部２４、後方送信部２６にデータを出力し、また前方受信部２５、後方受信部２７からデータの入力を受け、レベル比較部１５、スイッチ１６〜１９に制御信号を出力する。また制御部２８は、ウインカー信号が入力されるようになっており、これによって自車両のウインカーの点滅を検出することができる。また制御部２８は、図示しない信号線を介してレベル比較部１５のスイッチ２０〜２３への出力信号を検知することができる。
【００４５】
制御部２８が実行するプログラムとしては、隊列中における前後の車両に搭載される車々間通信装置とのリンクの確立、確立したリンクを用いた隊列内の情報の交換がある。隊列内で交換する隊列の情報とは、各車両の識別番号、隊列中の位置、および隊列を構成する車両の全体数等がある。車両の識別番号としては、例えば車々間通信装置１のメモリ２９にあらかじめ記録されたシリアルナンバー等を用いることができる。
【００４６】
隊列中の自車の位置は、すなわち自車の隊列内順位、例えば前方の車両から当該前方車両の隊列中の先頭からの順位の情報を受信し、それに１を加算することで特定することができる。隊列中を構成する車両の全体数、すなわち隊列構成車数は、例えば前後の車両からその情報を受信することで特定できる。これらの情報を受信した車々間通信装置１は、前後に隊列構成車数を送信し、後方に自車の先頭からの順位を送信する。これによって、隊列中の全車両は隊列構成車数、隊列中の自車の位置を特定することができる。
【００４７】
なお、隊列の先頭の車々間通信装置１の制御部２８は、自車の前方から所定以上のレベルの信号を受信できないことを検出することで、自車の先頭にいることを特定することができる。また、隊列の最後尾の車両に搭載された車々間通信装置１の制御部２８は、自車の後方から所定以上のレベルの信号を受信できないことを検出することで、自車が最後尾にいることを特定することができる。また、この最後尾の車両の制御部２８は、自車が最後尾であることと、自車の先頭からの順位とから、隊列構成車数を特定することができる。
【００４８】
また制御部２８は、無線送信時には、前方Ａアンテナ１１とスイッチ２０とが接続され、前方Ｂアンテナ１２とスイッチ２０とが接続され、後方Ｂアンテナ１３とスイッチ２２とが接続され、後方Ａアンテナ１４とスイッチ２２とが接続されるようにスイッチ１６〜１９に制御信号を出力する。また制御部２８は、無線受信時には、前方Ａアンテナ１１とスイッチ２１とが接続され、前方Ｂアンテナ１２とスイッチ２１とが接続され、後方Ｂアンテナ１３とスイッチ２３とが接続され、後方Ａアンテナ１４とスイッチ２３とが接続されるようにスイッチ１６〜１９に制御信号を出力する。
【００４９】
また制御部２８は、通信において後方車両から後述する偏波切り替え信号を受信すると、同様の切り替え信号を前方の車両に送信し、その後レベル比較部１５に制御信号を出力する。
【００５０】
上記のような構成の車々間通信装置１により、レベル比較部１５がスイッチ２０〜２３にハイ信号を出力するとき、無線送信時には、前方送信部２４の出力は前方Ａアンテナ１１から自車両前方に放射され、後方送信部２６の出力は後方Ｂアンテナ１３から自車両後方に放射される。またこのとき、無線受信時には、前方Ａアンテナ１１において受信した信号が前方受信部２５に入力され、後方Ｂアンテナ１３において受信した信号が後方受信部２７に入力される。すなわち、前方の車両とは垂直偏波で無線送受信を行い、後方の車両とは水平偏波で無線送受信を行う。
【００５１】
また、レベル比較部１５がスイッチ２０〜２３にロー信号を出力するとき、無線送信時には、前方送信部２４の出力は前方Ｂアンテナ１２から自車両前方に放射され、後方送信部２６の出力は後方Ａアンテナ１４から自車両後方に放射される。またこのとき、無線受信時には、前方Ｂアンテナ１２において受信した信号が前方受信部２５に入力され、後方Ａアンテナ１４において受信した信号が後方受信部２７に入力される。すなわち、前方の車両とは水平偏波で無線送受信を行い、後方の車両とは垂直偏波で無線送受信を行う。
【００５２】
次に、図４にレベル比較部１５のＣＰＵがＲＯＭから読みだして実行するプログラムのフローチャートを示す。このフローチャートに沿ってレベル比較部１５の動作を説明する。
【００５３】
まず、レベル比較部１５に電力が供給されることで処理が始まると、ステップ２０３で、計測のための時間を初期化する。具体的には、リアルタイムクロックに対してリセット信号を出力する。
【００５４】
次に、ステップ２０５で、制御信号を制御部２８から受信したか否かを判定する。制御信号を受信した場合はステップ２１０で所定のフラグをレベル比較部１５内のＲＡＭにセットして処理をステップ２０３に戻す。制御信号を受信していない場合は処理はステップ２１５に進む。
【００５５】
ステップ２１５では、所定時間が経過したか否かを判定する。具体的には、リアルタイムクロックから割り込み信号を受信したか否かを判定する。受信していない場合、処理はステップ２０３に戻る。
【００５６】
割り込み信号を受信した場合、処理はステップ２２０に進み、ステップ２１０で言及した所定のフラグがセットされているか否かを判定する。フラグがセットされている場合、処理はステップ２４５に進み、セットされていない場合処理はステップ２２５に進む。
【００５７】
ステップ２４５では、現在ＣＰＵがスイッチ２０〜２３に出力している信号レベルを反転する。すなわち出力を、ロー信号を出力していればハイ信号に、ハイ信号を出力していればロー信号に切り替える。そしてステップ２５０では、当該フラグをリセットし、その後処理はステップ２０３に戻る。
【００５８】
ステップ２２５では、入力される前方Ａアンテナ１１からの信号の受信レベルと前方Ｂアンテナ１２からの信号の受信レベルが共に所定のレベルより低いか否かを判定する。共に低い場合は、処理はステップ２０３に戻る。どちらか一方でも低くない場合は、処理はステップ２３０に進む。
【００５９】
ステップ２３０では、入力される前方Ａアンテナ１１からの信号の受信レベルと前方Ｂアンテナ１２からの信号の受信レベルを比較する。前方Ａアンテナ１１からのレベルが高い場合は処理はステップ２４０に進み、スイッチ２０〜２３に出力する信号をローレベルとし、その後処理はステップ２０３に戻る。
前方Ｂアンテナ１２からのレベルが高い場合は処理はステップ２３５に進み、スイッチ２０〜２３に出力する信号をハイレベルとし、その後処理はステップ２０３に戻る。
【００６０】
上記処理によって、レベル比較部１５は定期的にスイッチ１６からの信号の入力とスイッチ１７からの信号の入力とを比較し、スイッチ１６からの信号レベルが高い場合スイッチ２０〜２３に出力する信号をハイとし、またスイッチ１７からの信号レベルが高い場合スイッチ２０〜２３に出力する信号をローとする。ただし、スイッチ１６からの信号とスイッチ１７からの信号のレベルが共に所定の閾値より低い場合は、現在のスイッチ２０〜２３への出力信号を保持する。また、制御部２８から制御信号を受信した場合は、上記スイッチ１６、１７からの信号レベルに関わらず、スイッチ２０〜２３への出力のハイ、ローを１周期だけ現在の状態から反転する。
【００６１】
次に、自車両が新たに車両の隊列に割り込むときのための、制御部２８がメモリ２９のＲＯＭから読み出して実行するプログラムについて説明する。図５に、このプログラムのフローチャートを示す。
【００６２】
この図の処理は、車々間通信装置１に電力が供給されると共に開始し、制御部２８が実行する他のプログラムと並行して実行される。このプログラムは、まずステップ３１０で、自車両が隊列に入ったか否かを判定する。具体的には、前回のこのステップ３１０の判定時に後方および前方から受信する無線信号のレベルが共に所定の閾値以下であり、かつ今回の判定時にそれらの少なくともいずれか一方からの無線信号のレベルが所定の閾値以上となったか否かを判定する。なお、この処理の開始直後の判定においては、前回の判定時には後方および前方から受信する無線信号のレベルが共に所定の閾値以下であったとみなして判定する。この判定を制御部２８が実行するために、２８はステップ３１０において前方および後方からの受信レベルを検出し、その値をＲＡＭに記録する。
そして隊列に入ったと判定するまでこの処理を繰り返す。
【００６３】
隊列に入ったと判定した場合、処理はステップ３２０に進み、当該隊列中の自車位置は隊列の中央、すなわち中位より前であるか否かを判定する。この判定は、先述した制御部２８の処理によって得た隊列構成車数および隊列中の自車位置の情報を元にして行う。
【００６４】
中央より前であると判定した場合、処理はステップ３３０に進み、前方車両に偏波切り替え信号を送信し、その後処理はステップ３１０に戻る。中央より前でないと判定した場合、ステップ３１０に戻る。
【００６５】
次に、自車両が車両の隊列から出るときのために制御部２８がメモリ２９のＲＯＭから読み出して実行するプログラムについて説明する。図６に、このプログラムのフローチャートを示す。
【００６６】
この図の処理は、車々間通信装置１に電力が供給されると共に開始し、制御部２８が実行する他のプログラムと並行して実行される。このプログラムは、まずステップ４１０で、自車両が隊列から抜けようとしているか否かを判定する。具体的には、現在隊列中の通信を行っており、かつウインカー信号の入力があるか否かを判定する。そして隊列から抜けようとしていることを判定するまでこの処理を繰り返す。
【００６７】
隊列から抜けようとしていると判定した場合、すなわち隊列を抜けるとき、処理はステップ４１５に進み、自車位置が隊列の先頭および最後尾のいずれかであるか否かを判定する。この判定は、先述した制御部２８の処理によって得た隊列構成車数および隊列中の自車位置の情報を元にして行う。自車位置が先頭であるかまたは最後尾である場合、処理はステップ４１０に戻り、それ以外の場合、処理はステップ４２０に進む。
【００６８】
ステップ４２０、４３０の処理は、それぞれ図５のステップ３２０、３３０の処理と同等である。
【００６９】
以上のような構成および作動の車々間通信装置１において、この車々間通信装置１を搭載した車両が隊列中で通信を行っている場合、レベル比較部１５の作動におけるステップ２３０、２３５、２４０の処理、およびスイッチ２０〜２３の作動によって、前方Ａアンテナ１１からの信号レベルが前方Ｂアンテナ１２からの信号レベルよりも高ければ、すなわち前方車両からの送信が垂直偏波によるものであれば、前方車両との送受信は垂直偏波用の前方Ａアンテナ１１が用いられ、後方車両との送受信は水平偏波用の後方Ｂアンテナ１３が用いられる。また前方Ｂアンテナ１２からの信号レベルが前方Ａアンテナ１１からの信号レベルよりも高ければ、すなわち前方車両からの送信が水平偏波によるものであれば、前方車両との送受信は水平偏波用の前方Ｂアンテナ１２が用いられ、後方車両との送受信は垂直偏波用の後方Ａアンテナ１４が用いられる。
【００７０】
これによって、車々間通信装置は、前方車両からの受信した偏波を用いて前方と送受信を行い、また後方の車両との通信にはこれと異なる偏波を用いて送受信を行うので、このような車々間通信装置を搭載した車両の隊列による車々間通信においては、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００７１】
次に、車々間通信装置１を備えた車両が新たに隊列に入るときの隊列の作動について説明する。
【００７２】
まず、隊列外の車両が隊列内に入ると、制御部２８が前方からの信号を受信し、その受信した信号の偏波と同じ偏波で前方車両との無線リンクを確立し、この前方車両から隊列構成車数、前車の隊列中の位置の情報を取得し、隊列中の自車の位置を特定する。
【００７３】
そして制御部２８は、図５の処理により、隊列中の自車の位置が中央より前の場合は、前方車両に偏波切り替え信号を送信する。切り替え信号を受信した側の車々間通信装置１の制御部２８は、上述した通りさらに前方の車両に向けて偏波切り替え信号を送信し、その後レベル比較部１５に制御信号を出力する。制御信号の入力があったレベル比較部１５のＣＰＵでは、ステップ２１０でフラグをセットし、その後所定時間が経過するとステップ２４５で現在の出力レベルを反転する。これによって、この車々間通信装置１からの後方への送信の偏波はそれまでと異なるものとなる。ただし、ステップ２５０の処理により、一度の切り替え信号受信につき出力レベルの反転は一度限りとなり、次にステップ２１５で所定時間経過と判定した場合の出力レベルは通常通りとなる。しかし、このときには既に当該車両の更に前方の車両で出力レベルが反転しているので、当該車両の偏波は出力レベル反転時の状態が持続する。このような処理が先頭の車両まで順に繰り返されることで、隊列に入った車両より前にある全車両の送受信の偏波が切り替わる。また、隊列に入った車両より後ろにある全車両の送受信の偏波は切り替わらない。
【００７４】
これによって、車両が隊列に割り込んでも、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００７５】
また、制御部２８の図５の処理においては、割り込んだ車両の隊列中の位置が中央より前でない場合は、前方車両に偏波切り替え信号を送信することはない。したがって、割り込んだ車両より前の全ての車両では送受信の偏波は切り替わらない。また、割り込んだ車両は前方の車両と異なる偏波を後方に送信するので、後方車両は割り込みがあるまで受信していた偏波とは異なる偏波の信号を受信することになり、その結果送受信の偏波が切り替わる。この切り替わりは、隊列の最後尾の車両まで繰り返されるので、隊列に入った車両より後ろにある全車両の送受信の偏波が切り替わる。これによって、車両が隊列に割り込んでも、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００７６】
また、車々間通信装置１を備えた車両が隊列から出るときの隊列の作動について説明する。まず、隊列から抜けようとする車両において乗員によってウインカーの操作が行われると、当該車両の制御部２８は図６の処理によって、自車が隊列の先頭または最後尾の場合は、特に退出のための処理を行うことがない。この場合、隊列の先頭の車両または後方の車両が隊列から抜けても、他の車両の送受信の偏波に変化はない。
【００７７】
また、図６の処理において、自車両が先頭でもなく最後尾でもなく、かつ隊列の中央より前でない場合も特に退出のための処理を行うことがない。この場合、抜け出した車両の後方車両は、抜け出した車両の前方車両からの偏波を受信することになるので、それまで受信していた偏波と異なる偏波の信号を受信し、その結果送受信の偏波が切り替わる。この切り替わりは、隊列の最後尾まで繰り返され、結果として隊列に入った車両より後ろにある全車両の送受信の偏波が切り替わる。
【００７８】
また、図６の処理において、自車両が先頭でもなく最後尾でもなく、かつ隊列の中央より前である場合は、前方車両に偏波切り替え信号を送信する。この場合は、上述した車両が隊列に入るときに前方車両に偏波切り替え信号が送信された場合と同様、抜け出す車両の前にある全車両の送受信の偏波が切り替わる。
【００７９】
これによって、車両が隊列から抜け出しても、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００８０】
次に、車々間通信装置１を備えた車両が隊列の先頭にいるとき、当該車両の前方に別の隊列があり、その隊列の最後尾が近づいて、２つの隊列が１つになる場合、すなわち隊列が結合する場合の当該先頭車両の車々間通信装置１の作動について説明する。
【００８１】
まず、当該車両の車々間通信装置1の制御部２８は、隊列間の通信により、自車の隊列の隊列構成車数および隊列中の自車位置の情報を有している。
【００８２】
図７に、自車両が先頭になったことを契機として制御部２８がＲＯＭから読み出して実行を開始する、隊列の結合のためのプログラムをフローチャートとして示す。
【００８３】
まず、ステップ５１０で、前方から隊列が接近しているか否かを判定する。具体的には、前方からいずれかの偏波で信号を受信したか否かを判定する。隊列が接近していると判定するまで、このステップ５１０の処理は繰り返され、接近していると判定すると処理はステップ５１５に進む。
【００８４】
ステップ５１５では、現在自車が属している隊列において自車が前方に送信するようになっている偏波と、前方の隊列の最後尾の車々間通信装置１から送信されている偏波とが同じであるか否かを判定する。具体的には、レベル比較部１５からスイッチ２０〜２３への信号レベルがそれまでと同じであるか変化したかを判定する。偏波が同じであれば処理はそのまま終了する。偏波が変化した場合は処理はステップ５３０に進む。
【００８５】
ステップ５３０では、自車位置が中央より前か否かを判定する。ここでいう「中央より前」とは、前方の隊列と自隊列とが結合した１つの隊列における中央より前か否かで判定する。具体的には、自隊列の隊列構成車数が、前方車両から受信した前方隊列の隊列構成車数以上であるか否かを判定する。中央より前でない場合は、そのまま処理は終了する。
【００８６】
中央より前である場合は、処理はステップ５３０に進み、前方車両に偏波の切り替え信号を送信する。これによって、図５のステップ３３０、図６のステップ４３０と同様、前方の隊列の全ての車両が用いる偏波が切り替わる。
【００８７】
これによって、２つの隊列が結合するときも、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００８８】
なお、本実施形態においては、図３に示したような位置にアンテナを取り付けたが、図８のように前方Ａアンテナ１１、前方Ｂアンテナ１２を車両２のダッシュボード上に設置し、後方Ｂアンテナ１３、後方Ａアンテナ１４を車両２のリアダッシュボードまたはルーフに設置してもよいし、あるいは図９のように４つのアンテナをまとめて車両２のルーフに設置しても良い。
【００８９】
（第２実施形態）
図１０に、本発明の第２実施形態に係る車々間通信装置３の構成を示す。この車々間通信装置３は、前方Ａアンテナ１１、前方Ｂアンテナ１２、後方Ｂアンテナ１３、後方Ａアンテナ１４、レベル比較部１５、前方受信部２５、後方送信部２６、制御部２８、メモリ２９、入力装置３０、およびスイッチ３１、３２より構成される。
【００９０】
本実施形態の車々間通信装置３が第１実施形態の車々間通信装置１と異なるのは、車々間通信装置１が自車両前後に送受信の両方を行うことができるのに対し、車々間通信装置３は自車両前方からは受信のみ、自車両後方には送信のみが行えるようになっていることである。なお、図１０において図１と同機能の構成要素については、図１と同様の符号を付し、その説明については省略する。
【００９１】
スイッチ３１は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると前方受信部２５を前方Ａアンテナ１１に接続し、ロー信号が入力されると前方受信部２５を前方Ｂアンテナ１２に接続する。
【００９２】
スイッチ３２は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると後方送信部２６を後方Ｂアンテナ１３に接続し、ロー信号が入力されると後方送信部２６を後方Ａアンテナ１４に接続する。
【００９３】
次に、車々間通信装置３の作動について、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９４】
本実施形態においては、車々間通信装置３が前方に対して送信を行えないので、隊列構成車数の情報は隊列中でやりとりされることはない。
【００９５】
制御部２８は、信号を前方車両の車々間通信装置３から受信して後方車両の車々間通信装置３に送信する他、通信において前方車両から偏波切り替え信号を受信すると、同様の切り替え信号を後方の車両に送信し、その後レベル比較部１５に制御信号を出力する。その他、制御部２８は、メモリ２９のＲＯＭに記録された図１１、１２に示すプログラムを実行する。
【００９６】
図１１は、自車両が新たに車両の隊列に割り込むときのために車々間通信装置３の制御部２８がメモリ２９のＲＯＭから読み出して実行するプログラムを示すフローチャートである。
【００９７】
この図の処理は、車々間通信装置３に電力が供給されると共に開始し、制御部２８が実行する他のプログラムと並行して実行される。このプログラムは、まずステップ６１０で、第１実施形態における図５と同様に自車両が隊列に入ったか否かを判定する。そして隊列に入ったと判定するまでこの処理を繰り返す。
【００９８】
隊列に入ったと判定した場合、処理はステップ６３０に進み、後方車両に偏波切り替え信号を送信し、その後処理はステップ６１０に戻る。
【００９９】
図１２は、自車両が車両の隊列から出るときのために制御部２８がメモリ２９のＲＯＭから読み出して実行するプログラムを示すフローチャートである。
【０１００】
この図の処理は、車々間通信装置３に電力が供給されると共に開始し、制御部２８が実行する他のプログラムと並行して実行される。このプログラムは、まずステップ７１０で、図６のステップ４１０と同様に自車両が隊列から抜けようとしているか否かを判定する。そして隊列から抜けようとしていることを判定するまでこの処理を繰り返す。
【０１０１】
隊列から抜けようとしていると判定した場合、すなわち隊列を抜けるとき、処理はステップ７３０に進み、後方に切り替え信号を送信する。そして処理はステップ７１０に戻る。
【０１０２】
以上のような構成および作動の車々間通信装置３において、この車々間通信装置１を搭載した車両が隊列中で通信を行っている場合、レベル比較部１５の作動におけるステップ２３０、２３５、２４０の処理、およびスイッチ３１、３２の作動によって、前方Ａアンテナ１１からの信号レベルが前方Ｂアンテナ１２からの信号レベルよりも高ければ、すなわち前方車両からの送信が垂直偏波によるものであれば、前方車両からの受信は垂直偏波用の前方Ａアンテナ１１が用いられ、後方車両への送信は水平偏波用の後方Ｂアンテナ１３が用いられる。また前方Ｂアンテナ１２からの信号レベルが前方Ａアンテナ１１からの信号レベルよりも高ければ、すなわち前方車両からの送信が水平偏波によるものであれば、前方車両からの受信は水平偏波用の前方Ｂアンテナ１２が用いられ、後方車両への送信は垂直偏波用の後方Ａアンテナ１４が用いられる。
【０１０３】
これによって、車々間通信装置は、前方車両からの受信した偏波を用いて前方と送受信を行い、また後方の車両との通信にはこれと異なる偏波を用いて送受信を行うので、このような車々間通信装置を搭載した車両の隊列による車々間通信においては、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【０１０４】
次に、車々間通信装置３を備えた車両が新たに隊列に入るときの隊列の作動について説明する。
【０１０５】
まず、隊列外の車両が隊列内に入ると、制御部２８が前方からの信号を受信し、図１１の処理によって後方車両に偏波切り替え信号を送信する。切り替え信号を受信した側の車々間通信装置３の制御部２８は、上述した通りさらに後方の車両に向けて偏波切り替え信号を送信し、その後レベル比較部１５に制御信号を出力する。制御信号の入力があったレベル比較部１５のＣＰＵでは、ステップ２１０でフラグをセットし、その後所定時間が経過するとステップ２４５で現在の出力レベルを反転する。これによって、この車々間通信装置１からの後方への送信の偏波はそれまでと異なるものとなる。ただし、ステップ２５０の処理により、一度の切り替え信号受信につき出力レベルの反転は一度限りとなり、次にステップ２１５で所定時間経過と判定した場合の出力レベルは通常通りとなる。しかし、このときには既に当該車両の更に前方の車両で送信偏波が切り替わっているので、当該車両の偏波は出力レベル反転時の状態が持続する。このような処理が先頭の車両まで順に繰り返されることで、隊列に入った車両より後ろにいる全車両の送受信の偏波が切り替わる。これによって、車両が隊列に割り込んでも、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【０１０６】
また、車々間通信装置１を備えた車両が隊列から出るときの隊列の作動について説明する。まず、隊列から抜けようとする車両において乗員によってウインカーの操作が行われると、当該車両の制御部２８は図１２の処理によって、後方車両に偏波切り替え信号を送信する。この場合は、上述した車両が隊列に入るときに前方車両に偏波切り替え信号が送信された場合と同様、抜け出す車両の後ろにいる全車両の送受信の偏波が切り替わる。
【０１０７】
これによって、車両が隊列から抜け出しても、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【０１０８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態が第１実施形態と異なる部分は、本実施形態の車々間通信装置1が、自車両の走行速度に基づいて無線送信の送信電力、または送信距離を制御するようになっていることである。このために、車々間通信装置1は図１に図示しない制御線によって前方送信部２４、後方送信部２６の増幅レベルを制御できるようになっている。また、車両に搭載され、エンジンＥＣＵから車速パルス信号を取得して出力する図示しない車速センサからの信号が制御部２８に入力されるようになっている。
【０１０９】
また、制御部２８は、第１実施形態に示した作動に加え、図１３に示すプログラムをＲＯＭから読み出して実行する。この処理は、車々間通信装置１に電力が供給された後に開始する。
【０１１０】
まず、ステップ８１０で、車速センサからの入力から車速を検出する。次にステップ８２０で、車速−距離表を参照する。この車速−距離表は、あらかじめメモリ２９のＲＯＭに記録されている。図１４に、この車速−距離表について示す。図中の各行が、自車両の時速（ｋｍ／ｈ表示）と、それに対応する通信距離（ｍ表示）とを表している。
各時速に対応する通信距離は、各時速における２秒間の移動距離に相当する。これは、一般に車間距離は最低２秒必要であるとされることに基づいている。ただし、時速０ｋｍ／ｈの場合は、通信距離は０でなく有限の値である。この表の通り、車速の増加に伴い通信距離も増大している。すなわち、車速と通信距離とは正の相関関係を有する。
【０１１１】
次にステップ８３０で、送信電力を、取得した通信距離にある他の車々間通信装置１にのみ電波が到達する程度にするよう、前方送信部２４および後方送信部２６に制御信号を出力する。これによって、車速と送信電力とも正の相関関係を有するようになる。そして処理はステップ８１０に戻る。
【０１１２】
このように車速に基づいて送信電力を決定することで、前方車両および後方車両以外の車両に到達するために必要な電力以上の過剰な電力で送信することがなくなり、隊列における干渉を制御することができる。また、車速がゼロの場合には、送信電力がゼロより大きくなるよう制御するので、車両停止時においても通信が可能となる。なお、隊列中で交互に異なる偏波が用いられていず、同じ偏波が用いられていても、これらの効果は有効である。
【０１１３】
なお、本発明の第１実施形態においては、前方送信部２４、前方受信部２５、後方送信部２６、および後方受信部２７が、前方車両および後方車両と無線による送受信を行う送受信手段を構成する。
【０１１４】
また、レベル比較部１５のステップ２３０が、送受信手段が前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段を構成する。
【０１１５】
また、ステップ２３５およびステップ２４０の処理が、この比較手段に基づき、第１の偏波成分および第２の偏波成分のうち、受信強度の高い方の偏波成分で送受信手段に前方車両への送信を行わせ、受信強度の低い方の偏波成分で送受信手段に後方車両との送受信を行わせる送受信制御手段を構成する。
【０１１６】
また、図６に示す制御部２８の処理が、自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、前方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を構成する。
【０１１７】
また、図５に示す制御部２８の処理が、車々間通信の通信隊列に入ったとき、通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、前方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を構成する。
【０１１８】
また、図７に示す制御部２８の処理が、自車両が属する通信隊列の先頭にあって前方の通信隊列の最後尾に近づいたとき、この最後尾の車両からの送信の偏波に基づいて、前方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する結合制御手段を構成する。
【０１１９】
また、第２実施形態においては、前方受信部２５および後方送信部２６が、前方車両から無線受信し、後方車両に無線送信する送受信手段を構成する。
【０１２０】
また、レベル比較部１５のステップ２３０が、前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段を構成する。
【０１２１】
また、ステップ２３５およびステップ２４０の処理が、この比較手段に基づき、第１の偏波成分および第２の偏波成分のうち、受信強度の低い方の偏波成分で送受信手段に後方車両への送信を行わせる送信制御手段を構成する。
【０１２２】
また、図１２に示す制御部２８の処理が、自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、後方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を構成する。
【０１２３】
また、図１１に示す制御部２８の処理が、車々間通信の通信隊列に入ったとき、後方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を構成する。
【０１２４】
また、第３実施形態において、図１３に示す制御部２８のステップ８１０の処理が、自車両の走行速度を特定する特定手段を構成する。
【０１２５】
また、制御部２８のステップ８３０の処理が、特定手段の特定した前記走行速度と正の相関関係を有する送信電力ので前記送受信手段に無線送受信させる電力制御手段を構成する。
【０１２６】
なお、各実施形態においては、垂直偏波成分を第１の偏波成分、水平偏波成分を第２の偏波成分としているが、例えば右４５度偏波成分および左４５度偏波成分をそれぞれ第１および第２の偏波成分としてもよいし、右旋偏波成分および左旋偏波成分をそれぞれ第１および第２の偏波成分としてもよい。すなわち、第１の偏波成分と第２の偏波成分とは互いに干渉し合わない偏波の成分であればよい。
【０１２７】
また、右旋偏波成分および左旋偏波成分をそれぞれ第１および第２の偏波成分とする場合、図１５の斜視図に示すような長方形の対向する２頂点に切り欠きを入れた形状のパッチアンテナ３５を用いても良い。
【０１２８】
また、図１６の斜視図に示すような、誘電体３６およびグランド板３７から成る平面板の両面にパターン３８を設けたアンテナを用いれば、１つのアンテナで車両の前後の両方に対する電波の送受信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1実施形態に係る車々間通信装置１の構成図である。
【図２】車々間通信装置１を搭載する車両２の隊列の概念図である。
【図３】アンテナの車両２への取り付け位置を示す図である。
【図４】レベル比較部１５のＣＰＵが実行するプログラムのフローチャートである。
【図５】車両の隊列に割り込むときのために制御部２８が実行するプログラムのフローチャートである。
【図６】車両の隊列から出るときのために制御部２８が実行するプログラムのフローチャートである。
【図７】制御部２８の実行する隊列の結合のためのプログラムをフローチャートである。
【図８】アンテナの車両２への取り付け位置を示す図である。
【図９】アンテナの車両２への取り付け位置を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る車々間通信装置３の構成図である。
【図１１】車両の隊列に割り込むときのために制御部２８が実行するプログラムを示すフローチャートである。
【図１２】車両の隊列から出るときのために制御部２８が実行するプログラムを示すフローチャートである。
【図１３】車速によって送信電力を制御するためのプログラムのフローチャートである。
【図１４】車速−距離表を示す図表である。
【図１５】パッチアンテナの斜視図である。
【図１６】誘電体３６およびグランド板３７から成る平面板の両面にパターン３８を設けたアンテナの斜視図である。
【符号の説明】
１…車々間通信装置、２…車両、３…車々間通信装置、
１１…前方Ａアンテナ、１２…前方Ｂアンテナ、
１３…後方Ｂアンテナ、１４…後方Ａアンテナ、１５…レベル比較部、
１６〜２３…スイッチ、２４…前方送信部、２５…前方受信部、
２６…後方送信部、２７…後方受信部、２８…制御部、２９…メモリ、
３０…入力装置、３１…スイッチ、３２…スイッチ、
３５…パッチアンテナ、３６…誘電体、３７…グランド面、
３８…パターン。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車々間通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車々間通信は、１つの周波数を用いて実現することが検討されている。この場合、多数の車両から成る隊列が密集して車々間通信を行うと、それぞれの通信による電波干渉を回避するための工夫が必要となる。この工夫としては、例えば時分割多重（ＴＤＭＡ）方式や符号分割多重（ＣＤＭＡ）方式等を用い、１つの周波数を複数のチャネルに分離することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような多重方式を実現するには、チャネルの使用状況の確認、割り当てチャネルの管理等、複雑な制御が必要となる。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、新規な構成で車々間通信の電波干渉を低減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、請求項１に記載の発明は、車々間通信の通信隊列内で前方車両および後方車両と無線による送受信を行う送受信手段と、前記送受信手段が前記前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段と、前記比較手段の比較に基づき、前記第１の偏波成分および前記第２の偏波成分のうち、受信強度の高い方の偏波成分で前記送受信手段に前記前方車両への送信を行わせ、受信強度の低い方の偏波成分で前記送受信手段に前記後方車両との送受信を行わせる送受信制御手段と、を備えた車々間通信装置である。
【０００６】
これによって、車々間通信装置は、前方車両からの受信した偏波を用いて前方と送受信を行い、また後方の車両との通信にはこれと異なる偏波を用いて送受信を行うので、このような車々間通信装置を搭載した車両の隊列による車々間通信においては、２つの車両間で用いられる偏波が交互になり、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車々間通信装置において、自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、前記通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
これによって、１台の車両が通信隊列から抜けるときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車々間通信装置において、車々間通信の通信隊列に入ったとき、前記通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
これによって、１台の車両が通信隊列に割り込むときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車々間通信装置において、自車両が属する通信隊列の先頭にあって前方の通信隊列の最後尾の車両に近づいたとき、この最後尾の車両からの受信の偏波に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前記最後尾の車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する結合制御手段を備え、この結合制御手段は、前記自車両が属する通信隊列および前記前方の通信隊列からなる通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、前記送受信の偏波を切り替える命令を前記最後尾の車両に送信することを特徴とする。
【００１２】
これによって２つの通信隊列が結合するときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、車々間通信の通信隊列内で前方車両から無線受信し、後方車両に無線送信する送受信手段と、前記送受信手段が前記前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段と、前記比較手段の比較に基づき、前記第１の偏波成分および前記第２の偏波成分のうち、受信強度の低い方の偏波成分で前記送受信手段に前記後方車両への送信を行わせる送信制御手段と、を備えた車々間通信装置である。
【００１５】
これによって、車々間通信装置は、前方車両からの受信した偏波を用いて前方と送受信を行い、また後方の車両との通信にはこれと異なる偏波を用いて送受信を行うので、このような車々間通信装置を搭載した車両の隊列による車々間通信においては、２つの車両間で用いられる偏波が交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車々間通信装置において、自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に後方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する後方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
これによって、１台の車両が通信隊列から抜けるときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の車々間通信装置において、車々間通信の通信隊列に入ったとき、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に後方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する後方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
これによって、１台の車両が通信隊列に割り込むときに、速やかに偏波を交互とする車々間通信の隊列が形成される。
【００２１】
一般に車両の速度と車間距離との間には正の相関関係があるので、これによって車間力と送信電力の強度とが正の相関関係を有するようになるので、過剰な電波の送出を抑えることができる。したがって、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第1実施形態に係る車々間通信装置１の構成を示す。本実施形態における車々間通信装置１は、車両の隊列中において自車両の前後の車両の車々間通信装置１と無線通信を行うためのものである。車両の隊列とは、進行方向に直列に並ぶ一群の車両が成す列のことである。図２に、車々間通信装置１を搭載する車両２の隊列の概念図を示す。図中の車両２の列が隊列である。隊列中の各車両２間の矢印は、当該車両２間の通信を表している。本実施形態においては、隊列内の車両２間の通信として、垂直偏波、水平偏波を隊列の先頭から最後尾まで交互に使用するようになっている。
【００２５】
車々間通信装置１は、前方Ａアンテナ１１、前方Ｂアンテナ１２、後方Ｂアンテナ１３、後方Ａアンテナ１４、レベル比較部１５、スイッチ１６〜２３、前方送信部２４、前方受信部２５、後方送信部２６、後方受信部２７、制御部２８、メモリ２９、および入力装置３０から構成される。
【００２６】
前方Ａアンテナ１１は、車両の前方と電波の授受を行うためのアンテナであり、電波の垂直偏波成分の送受信ができるような偏波特性を有している。前方Ｂアンテナ１２は、車両の前方と電波の授受を行うためのアンテナであり、電波の水平偏波成分の送受信ができるような偏波特性を有している。
【００２７】
後方Ｂアンテナ１３は、車両の後方と電波の授受を行うためのアンテナであり、電波の水平偏波成分の送受信ができるような偏波特性を有している。後方Ａアンテナ１４は、車両の後方と電波の授受を行うためのアンテナであり、電波の垂直偏波成分の送受信ができるような偏波特性を有している。
【００２８】
アンテナの種類としては、パッチアンテナ、チップ誘電体アンテナ等の平面、小型アンテナを用いる。このような小型アンテナの場合、車両に搭載することが容易になる。図３に、これらアンテナの車両２への取り付け位置を示す。前方Ａアンテナ１１および前方Ｂアンテナ１２は車両２のフロントバンパー部に設置され、後方Ｂアンテナ１３および後方Ａアンテナ１４はリアバンパー部に設置される。このようにすることで、当該アンテナを用いた通信の障害物となるものが無く、良い通信状態を保てる。
【００２９】
スイッチ１６は、前方Ａアンテナ１１をスイッチ２０とスイッチ２１のいずれに接続させるかを制御するスイッチであり、その切り替えは制御部２８によって制御される。
【００３０】
スイッチ１７は、前方Ｂアンテナ１２をスイッチ２０とスイッチ２１のいずれに接続させるかを制御するスイッチであり、その切り替えは制御部２８によって制御される。
【００３１】
スイッチ１８は、後方Ｂアンテナ１３をスイッチ２２とスイッチ２３のいずれに接続させるかを制御するスイッチであり、その切り替えは制御部２８によって制御される。
【００３２】
スイッチ１９は、後方Ａアンテナ１４をスイッチ２２とスイッチ２３のいずれに接続させるかを制御するスイッチであり、その切り替えは制御部２８によって制御される。
【００３３】
スイッチ２０は、レベル比較部１５からハイ信号（図中ではＨと記載）が入力されると前方送信部２４をスイッチ１６に接続し、ロー信号（図中ではＬと記載）が入力されると前方送信部２４をスイッチ１７に接続する。
【００３４】
スイッチ２１は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると前方受信部２５をスイッチ１６に接続し、ロー信号が入力されると前方受信部２５をスイッチ１７に接続する。
【００３５】
スイッチ２２は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると後方送信部２６をスイッチ１８に接続し、ロー信号が入力されると後方送信部２６をスイッチ１９に接続する。
【００３６】
スイッチ２３は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると後方受信部２７をスイッチ１８に接続し、ロー信号が入力されると後方受信部２７をスイッチ１９に接続する。
【００３７】
前方送信部２４は、制御部２８から入力された送信データに対してＤ／Ａ変調、増幅、周波数変換を施し、車々間通信の通信方式に則った送信信号をスイッチ２０に出力する。
【００３８】
前方受信部２５は、スイッチ２１から入力された信号に対して周波数変換、増幅、復調、Ａ／Ｄ変換を施し、受信データとして制御部２８に出力する。
【００３９】
後方送信部２６は、制御部２８から入力された送信データに対してＤ／Ａ変調、増幅、周波数変換を施し、車々間通信の通信方式に則った送信信号をスイッチ２２に出力する。
【００４０】
後方受信部２７は、スイッチ２３から入力された信号に対して周波数変換、増幅、復調、Ａ／Ｄ変換を施し、受信データとして制御部２８に出力する。
【００４１】
メモリ２９は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の記憶媒体から成り、制御部２８から読み出し、書き込みの制御を受ける。
【００４２】
入力装置３０は、車々間通信装置１のユーザによるボタン押下等の操作に基づく信号を制御部２８に出力する。
【００４３】
レベル比較部１５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、リアルタイムクロックを有し、このＣＰＵがこのＲＯＭに保存されたプログラムを読み出して実行し、必要に応じてＲＡＭに対して情報の読み出し／書き込みを行い、リアルタイムクロックにリセット信号を出力し、スイッチ２０〜２３に信号を出力する。リアルタイムクロックは、所定の時間（例えば１秒）が経過するとこのＣＰＵに割り込み信号を送信し、ＣＰＵからリセット信号の入力があると計測時間を初期化して時間計測を最初からやり直す。
【００４４】
制御部２８は、メモリ２９のＲＯＭまたはフラッシュメモリから所定のプログラムを読み出して実行することで動作し、その動作の必要に応じてメモリ２９のＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリから情報を読み出し、またこれらＲＡＭ、フラッシュメモリに対して情報を書き込む。また制御部２８は、その動作の必要に応じて前方送信部２４、後方送信部２６にデータを出力し、また前方受信部２５、後方受信部２７からデータの入力を受け、レベル比較部１５、スイッチ１６〜１９に制御信号を出力する。また制御部２８は、ウインカー信号が入力されるようになっており、これによって自車両のウインカーの点滅を検出することができる。また制御部２８は、図示しない信号線を介してレベル比較部１５のスイッチ２０〜２３への出力信号を検知することができる。
【００４５】
制御部２８が実行するプログラムとしては、隊列中における前後の車両に搭載される車々間通信装置とのリンクの確立、確立したリンクを用いた隊列内の情報の交換がある。隊列内で交換する隊列の情報とは、各車両の識別番号、隊列中の位置、および隊列を構成する車両の全体数等がある。車両の識別番号としては、例えば車々間通信装置１のメモリ２９にあらかじめ記録されたシリアルナンバー等を用いることができる。
【００４６】
隊列中の自車の位置は、すなわち自車の隊列内順位、例えば前方の車両から当該前方車両の隊列中の先頭からの順位の情報を受信し、それに１を加算することで特定することができる。隊列中を構成する車両の全体数、すなわち隊列構成車数は、例えば前後の車両からその情報を受信することで特定できる。これらの情報を受信した車々間通信装置１は、前後に隊列構成車数を送信し、後方に自車の先頭からの順位を送信する。これによって、隊列中の全車両は隊列構成車数、隊列中の自車の位置を特定することができる。
【００４７】
なお、隊列の先頭の車々間通信装置１の制御部２８は、自車の前方から所定以上のレベルの信号を受信できないことを検出することで、自車の先頭にいることを特定することができる。また、隊列の最後尾の車両に搭載された車々間通信装置１の制御部２８は、自車の後方から所定以上のレベルの信号を受信できないことを検出することで、自車が最後尾にいることを特定することができる。また、この最後尾の車両の制御部２８は、自車が最後尾であることと、自車の先頭からの順位とから、隊列構成車数を特定することができる。
【００４８】
また制御部２８は、無線送信時には、前方Ａアンテナ１１とスイッチ２０とが接続され、前方Ｂアンテナ１２とスイッチ２０とが接続され、後方Ｂアンテナ１３とスイッチ２２とが接続され、後方Ａアンテナ１４とスイッチ２２とが接続されるようにスイッチ１６〜１９に制御信号を出力する。また制御部２８は、無線受信時には、前方Ａアンテナ１１とスイッチ２１とが接続され、前方Ｂアンテナ１２とスイッチ２１とが接続され、後方Ｂアンテナ１３とスイッチ２３とが接続され、後方Ａアンテナ１４とスイッチ２３とが接続されるようにスイッチ１６〜１９に制御信号を出力する。
【００４９】
また制御部２８は、通信において後方車両から後述する偏波切り替え信号を受信すると、同様の切り替え信号を前方の車両に送信し、その後レベル比較部１５に制御信号を出力する。
【００５０】
上記のような構成の車々間通信装置１により、レベル比較部１５がスイッチ２０〜２３にハイ信号を出力するとき、無線送信時には、前方送信部２４の出力は前方Ａアンテナ１１から自車両前方に放射され、後方送信部２６の出力は後方Ｂアンテナ１３から自車両後方に放射される。またこのとき、無線受信時には、前方Ａアンテナ１１において受信した信号が前方受信部２５に入力され、後方Ｂアンテナ１３において受信した信号が後方受信部２７に入力される。すなわち、前方の車両とは垂直偏波で無線送受信を行い、後方の車両とは水平偏波で無線送受信を行う。
【００５１】
また、レベル比較部１５がスイッチ２０〜２３にロー信号を出力するとき、無線送信時には、前方送信部２４の出力は前方Ｂアンテナ１２から自車両前方に放射され、後方送信部２６の出力は後方Ａアンテナ１４から自車両後方に放射される。またこのとき、無線受信時には、前方Ｂアンテナ１２において受信した信号が前方受信部２５に入力され、後方Ａアンテナ１４において受信した信号が後方受信部２７に入力される。すなわち、前方の車両とは水平偏波で無線送受信を行い、後方の車両とは垂直偏波で無線送受信を行う。
【００５２】
次に、図４にレベル比較部１５のＣＰＵがＲＯＭから読みだして実行するプログラムのフローチャートを示す。このフローチャートに沿ってレベル比較部１５の動作を説明する。
【００５３】
まず、レベル比較部１５に電力が供給されることで処理が始まると、ステップ２０３で、計測のための時間を初期化する。具体的には、リアルタイムクロックに対してリセット信号を出力する。
【００５４】
次に、ステップ２０５で、制御信号を制御部２８から受信したか否かを判定する。制御信号を受信した場合はステップ２１０で所定のフラグをレベル比較部１５内のＲＡＭにセットして処理をステップ２０３に戻す。制御信号を受信していない場合は処理はステップ２１５に進む。
【００５５】
ステップ２１５では、所定時間が経過したか否かを判定する。具体的には、リアルタイムクロックから割り込み信号を受信したか否かを判定する。受信していない場合、処理はステップ２０３に戻る。
【００５６】
割り込み信号を受信した場合、処理はステップ２２０に進み、ステップ２１０で言及した所定のフラグがセットされているか否かを判定する。フラグがセットされている場合、処理はステップ２４５に進み、セットされていない場合処理はステップ２２５に進む。
【００５７】
ステップ２４５では、現在ＣＰＵがスイッチ２０〜２３に出力している信号レベルを反転する。すなわち出力を、ロー信号を出力していればハイ信号に、ハイ信号を出力していればロー信号に切り替える。そしてステップ２５０では、当該フラグをリセットし、その後処理はステップ２０３に戻る。
【００５８】
ステップ２２５では、入力される前方Ａアンテナ１１からの信号の受信レベルと前方Ｂアンテナ１２からの信号の受信レベルが共に所定のレベルより低いか否かを判定する。共に低い場合は、処理はステップ２０３に戻る。どちらか一方でも低くない場合は、処理はステップ２３０に進む。
【００５９】
ステップ２３０では、入力される前方Ａアンテナ１１からの信号の受信レベルと前方Ｂアンテナ１２からの信号の受信レベルを比較する。前方Ａアンテナ１１からのレベルが高い場合は処理はステップ２４０に進み、スイッチ２０〜２３に出力する信号をローレベルとし、その後処理はステップ２０３に戻る。
前方Ｂアンテナ１２からのレベルが高い場合は処理はステップ２３５に進み、スイッチ２０〜２３に出力する信号をハイレベルとし、その後処理はステップ２０３に戻る。
【００６０】
上記処理によって、レベル比較部１５は定期的にスイッチ１６からの信号の入力とスイッチ１７からの信号の入力とを比較し、スイッチ１６からの信号レベルが高い場合スイッチ２０〜２３に出力する信号をハイとし、またスイッチ１７からの信号レベルが高い場合スイッチ２０〜２３に出力する信号をローとする。ただし、スイッチ１６からの信号とスイッチ１７からの信号のレベルが共に所定の閾値より低い場合は、現在のスイッチ２０〜２３への出力信号を保持する。また、制御部２８から制御信号を受信した場合は、上記スイッチ１６、１７からの信号レベルに関わらず、スイッチ２０〜２３への出力のハイ、ローを１周期だけ現在の状態から反転する。
【００６１】
次に、自車両が新たに車両の隊列に割り込むときのための、制御部２８がメモリ２９のＲＯＭから読み出して実行するプログラムについて説明する。図５に、このプログラムのフローチャートを示す。
【００６２】
この図の処理は、車々間通信装置１に電力が供給されると共に開始し、制御部２８が実行する他のプログラムと並行して実行される。このプログラムは、まずステップ３１０で、自車両が隊列に入ったか否かを判定する。具体的には、前回のこのステップ３１０の判定時に後方および前方から受信する無線信号のレベルが共に所定の閾値以下であり、かつ今回の判定時にそれらの少なくともいずれか一方からの無線信号のレベルが所定の閾値以上となったか否かを判定する。なお、この処理の開始直後の判定においては、前回の判定時には後方および前方から受信する無線信号のレベルが共に所定の閾値以下であったとみなして判定する。この判定を制御部２８が実行するために、２８はステップ３１０において前方および後方からの受信レベルを検出し、その値をＲＡＭに記録する。
そして隊列に入ったと判定するまでこの処理を繰り返す。
【００６３】
隊列に入ったと判定した場合、処理はステップ３２０に進み、当該隊列中の自車位置は隊列の中央、すなわち中位より前であるか否かを判定する。この判定は、先述した制御部２８の処理によって得た隊列構成車数および隊列中の自車位置の情報を元にして行う。
【００６４】
中央より前であると判定した場合、処理はステップ３３０に進み、前方車両に偏波切り替え信号を送信し、その後処理はステップ３１０に戻る。中央より前でないと判定した場合、ステップ３１０に戻る。
【００６５】
次に、自車両が車両の隊列から出るときのために制御部２８がメモリ２９のＲＯＭから読み出して実行するプログラムについて説明する。図６に、このプログラムのフローチャートを示す。
【００６６】
この図の処理は、車々間通信装置１に電力が供給されると共に開始し、制御部２８が実行する他のプログラムと並行して実行される。このプログラムは、まずステップ４１０で、自車両が隊列から抜けようとしているか否かを判定する。具体的には、現在隊列中の通信を行っており、かつウインカー信号の入力があるか否かを判定する。そして隊列から抜けようとしていることを判定するまでこの処理を繰り返す。
【００６７】
隊列から抜けようとしていると判定した場合、すなわち隊列を抜けるとき、処理はステップ４１５に進み、自車位置が隊列の先頭および最後尾のいずれかであるか否かを判定する。この判定は、先述した制御部２８の処理によって得た隊列構成車数および隊列中の自車位置の情報を元にして行う。自車位置が先頭であるかまたは最後尾である場合、処理はステップ４１０に戻り、それ以外の場合、処理はステップ４２０に進む。
【００６８】
ステップ４２０、４３０の処理は、それぞれ図５のステップ３２０、３３０の処理と同等である。
【００６９】
以上のような構成および作動の車々間通信装置１において、この車々間通信装置１を搭載した車両が隊列中で通信を行っている場合、レベル比較部１５の作動におけるステップ２３０、２３５、２４０の処理、およびスイッチ２０〜２３の作動によって、前方Ａアンテナ１１からの信号レベルが前方Ｂアンテナ１２からの信号レベルよりも高ければ、すなわち前方車両からの送信が垂直偏波によるものであれば、前方車両との送受信は垂直偏波用の前方Ａアンテナ１１が用いられ、後方車両との送受信は水平偏波用の後方Ｂアンテナ１３が用いられる。また前方Ｂアンテナ１２からの信号レベルが前方Ａアンテナ１１からの信号レベルよりも高ければ、すなわち前方車両からの送信が水平偏波によるものであれば、前方車両との送受信は水平偏波用の前方Ｂアンテナ１２が用いられ、後方車両との送受信は垂直偏波用の後方Ａアンテナ１４が用いられる。
【００７０】
これによって、車々間通信装置は、前方車両からの受信した偏波を用いて前方と送受信を行い、また後方の車両との通信にはこれと異なる偏波を用いて送受信を行うので、このような車々間通信装置を搭載した車両の隊列による車々間通信においては、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００７１】
次に、車々間通信装置１を備えた車両が新たに隊列に入るときの隊列の作動について説明する。
【００７２】
まず、隊列外の車両が隊列内に入ると、制御部２８が前方からの信号を受信し、その受信した信号の偏波と同じ偏波で前方車両との無線リンクを確立し、この前方車両から隊列構成車数、前車の隊列中の位置の情報を取得し、隊列中の自車の位置を特定する。
【００７３】
そして制御部２８は、図５の処理により、隊列中の自車の位置が中央より前の場合は、前方車両に偏波切り替え信号を送信する。切り替え信号を受信した側の車々間通信装置１の制御部２８は、上述した通りさらに前方の車両に向けて偏波切り替え信号を送信し、その後レベル比較部１５に制御信号を出力する。制御信号の入力があったレベル比較部１５のＣＰＵでは、ステップ２１０でフラグをセットし、その後所定時間が経過するとステップ２４５で現在の出力レベルを反転する。これによって、この車々間通信装置１からの後方への送信の偏波はそれまでと異なるものとなる。ただし、ステップ２５０の処理により、一度の切り替え信号受信につき出力レベルの反転は一度限りとなり、次にステップ２１５で所定時間経過と判定した場合の出力レベルは通常通りとなる。しかし、このときには既に当該車両の更に前方の車両で出力レベルが反転しているので、当該車両の偏波は出力レベル反転時の状態が持続する。このような処理が先頭の車両まで順に繰り返されることで、隊列に入った車両より前にある全車両の送受信の偏波が切り替わる。また、隊列に入った車両より後ろにある全車両の送受信の偏波は切り替わらない。
【００７４】
これによって、車両が隊列に割り込んでも、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００７５】
また、制御部２８の図５の処理においては、割り込んだ車両の隊列中の位置が中央より前でない場合は、前方車両に偏波切り替え信号を送信することはない。したがって、割り込んだ車両より前の全ての車両では送受信の偏波は切り替わらない。また、割り込んだ車両は前方の車両と異なる偏波を後方に送信するので、後方車両は割り込みがあるまで受信していた偏波とは異なる偏波の信号を受信することになり、その結果送受信の偏波が切り替わる。この切り替わりは、隊列の最後尾の車両まで繰り返されるので、隊列に入った車両より後ろにある全車両の送受信の偏波が切り替わる。これによって、車両が隊列に割り込んでも、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００７６】
また、車々間通信装置１を備えた車両が隊列から出るときの隊列の作動について説明する。まず、隊列から抜けようとする車両において乗員によってウインカーの操作が行われると、当該車両の制御部２８は図６の処理によって、自車が隊列の先頭または最後尾の場合は、特に退出のための処理を行うことがない。この場合、隊列の先頭の車両または後方の車両が隊列から抜けても、他の車両の送受信の偏波に変化はない。
【００７７】
また、図６の処理において、自車両が先頭でもなく最後尾でもなく、かつ隊列の中央より前でない場合も特に退出のための処理を行うことがない。この場合、抜け出した車両の後方車両は、抜け出した車両の前方車両からの偏波を受信することになるので、それまで受信していた偏波と異なる偏波の信号を受信し、その結果送受信の偏波が切り替わる。この切り替わりは、隊列の最後尾まで繰り返され、結果として隊列に入った車両より後ろにある全車両の送受信の偏波が切り替わる。
【００７８】
また、図６の処理において、自車両が先頭でもなく最後尾でもなく、かつ隊列の中央より前である場合は、前方車両に偏波切り替え信号を送信する。この場合は、上述した車両が隊列に入るときに前方車両に偏波切り替え信号が送信された場合と同様、抜け出す車両の前にある全車両の送受信の偏波が切り替わる。
【００７９】
これによって、車両が隊列から抜け出しても、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００８０】
次に、車々間通信装置１を備えた車両が隊列の先頭にいるとき、当該車両の前方に別の隊列があり、その隊列の最後尾が近づいて、２つの隊列が１つになる場合、すなわち隊列が結合する場合の当該先頭車両の車々間通信装置１の作動について説明する。
【００８１】
まず、当該車両の車々間通信装置1の制御部２８は、隊列間の通信により、自車の隊列の隊列構成車数および隊列中の自車位置の情報を有している。
【００８２】
図７に、自車両が先頭になったことを契機として制御部２８がＲＯＭから読み出して実行を開始する、隊列の結合のためのプログラムをフローチャートとして示す。
【００８３】
まず、ステップ５１０で、前方から隊列が接近しているか否かを判定する。具体的には、前方からいずれかの偏波で信号を受信したか否かを判定する。隊列が接近していると判定するまで、このステップ５１０の処理は繰り返され、接近していると判定すると処理はステップ５１５に進む。
【００８４】
ステップ５１５では、現在自車が属している隊列において自車が前方に送信するようになっている偏波と、前方の隊列の最後尾の車々間通信装置１から送信されている偏波とが同じであるか否かを判定する。具体的には、レベル比較部１５からスイッチ２０〜２３への信号レベルがそれまでと同じであるか変化したかを判定する。偏波が同じであれば処理はそのまま終了する。偏波が変化した場合は処理はステップ５３０に進む。
【００８５】
ステップ５３０では、自車位置が中央より前か否かを判定する。ここでいう「中央より前」とは、前方の隊列と自隊列とが結合した１つの隊列における中央より前か否かで判定する。具体的には、自隊列の隊列構成車数が、前方車両から受信した前方隊列の隊列構成車数以上であるか否かを判定する。中央より前でない場合は、そのまま処理は終了する。
【００８６】
中央より前である場合は、処理はステップ５３０に進み、前方車両に偏波の切り替え信号を送信する。これによって、図５のステップ３３０、図６のステップ４３０と同様、前方の隊列の全ての車両が用いる偏波が切り替わる。
【００８７】
これによって、２つの隊列が結合するときも、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【００８８】
なお、本実施形態においては、図３に示したような位置にアンテナを取り付けたが、図８のように前方Ａアンテナ１１、前方Ｂアンテナ１２を車両２のダッシュボード上に設置し、後方Ｂアンテナ１３、後方Ａアンテナ１４を車両２のリアダッシュボードまたはルーフに設置してもよいし、あるいは図９のように４つのアンテナをまとめて車両２のルーフに設置しても良い。
【００８９】
（第２実施形態）
図１０に、本発明の第２実施形態に係る車々間通信装置３の構成を示す。この車々間通信装置３は、前方Ａアンテナ１１、前方Ｂアンテナ１２、後方Ｂアンテナ１３、後方Ａアンテナ１４、レベル比較部１５、前方受信部２５、後方送信部２６、制御部２８、メモリ２９、入力装置３０、およびスイッチ３１、３２より構成される。
【００９０】
本実施形態の車々間通信装置３が第１実施形態の車々間通信装置１と異なるのは、車々間通信装置１が自車両前後に送受信の両方を行うことができるのに対し、車々間通信装置３は自車両前方からは受信のみ、自車両後方には送信のみが行えるようになっていることである。なお、図１０において図１と同機能の構成要素については、図１と同様の符号を付し、その説明については省略する。
【００９１】
スイッチ３１は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると前方受信部２５を前方Ａアンテナ１１に接続し、ロー信号が入力されると前方受信部２５を前方Ｂアンテナ１２に接続する。
【００９２】
スイッチ３２は、レベル比較部１５からハイ信号が入力されると後方送信部２６を後方Ｂアンテナ１３に接続し、ロー信号が入力されると後方送信部２６を後方Ａアンテナ１４に接続する。
【００９３】
次に、車々間通信装置３の作動について、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９４】
本実施形態においては、車々間通信装置３が前方に対して送信を行えないので、隊列構成車数の情報は隊列中でやりとりされることはない。
【００９５】
制御部２８は、信号を前方車両の車々間通信装置３から受信して後方車両の車々間通信装置３に送信する他、通信において前方車両から偏波切り替え信号を受信すると、同様の切り替え信号を後方の車両に送信し、その後レベル比較部１５に制御信号を出力する。その他、制御部２８は、メモリ２９のＲＯＭに記録された図１１、１２に示すプログラムを実行する。
【００９６】
図１１は、自車両が新たに車両の隊列に割り込むときのために車々間通信装置３の制御部２８がメモリ２９のＲＯＭから読み出して実行するプログラムを示すフローチャートである。
【００９７】
この図の処理は、車々間通信装置３に電力が供給されると共に開始し、制御部２８が実行する他のプログラムと並行して実行される。このプログラムは、まずステップ６１０で、第１実施形態における図５と同様に自車両が隊列に入ったか否かを判定する。そして隊列に入ったと判定するまでこの処理を繰り返す。
【００９８】
隊列に入ったと判定した場合、処理はステップ６３０に進み、後方車両に偏波切り替え信号を送信し、その後処理はステップ６１０に戻る。
【００９９】
図１２は、自車両が車両の隊列から出るときのために制御部２８がメモリ２９のＲＯＭから読み出して実行するプログラムを示すフローチャートである。
【０１００】
この図の処理は、車々間通信装置３に電力が供給されると共に開始し、制御部２８が実行する他のプログラムと並行して実行される。このプログラムは、まずステップ７１０で、図６のステップ４１０と同様に自車両が隊列から抜けようとしているか否かを判定する。そして隊列から抜けようとしていることを判定するまでこの処理を繰り返す。
【０１０１】
隊列から抜けようとしていると判定した場合、すなわち隊列を抜けるとき、処理はステップ７３０に進み、後方に切り替え信号を送信する。そして処理はステップ７１０に戻る。
【０１０２】
以上のような構成および作動の車々間通信装置３において、この車々間通信装置１を搭載した車両が隊列中で通信を行っている場合、レベル比較部１５の作動におけるステップ２３０、２３５、２４０の処理、およびスイッチ３１、３２の作動によって、前方Ａアンテナ１１からの信号レベルが前方Ｂアンテナ１２からの信号レベルよりも高ければ、すなわち前方車両からの送信が垂直偏波によるものであれば、前方車両からの受信は垂直偏波用の前方Ａアンテナ１１が用いられ、後方車両への送信は水平偏波用の後方Ｂアンテナ１３が用いられる。また前方Ｂアンテナ１２からの信号レベルが前方Ａアンテナ１１からの信号レベルよりも高ければ、すなわち前方車両からの送信が水平偏波によるものであれば、前方車両からの受信は水平偏波用の前方Ｂアンテナ１２が用いられ、後方車両への送信は垂直偏波用の後方Ａアンテナ１４が用いられる。
【０１０３】
これによって、車々間通信装置は、前方車両からの受信した偏波を用いて前方と送受信を行い、また後方の車両との通信にはこれと異なる偏波を用いて送受信を行うので、このような車々間通信装置を搭載した車両の隊列による車々間通信においては、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【０１０４】
次に、車々間通信装置３を備えた車両が新たに隊列に入るときの隊列の作動について説明する。
【０１０５】
まず、隊列外の車両が隊列内に入ると、制御部２８が前方からの信号を受信し、図１１の処理によって後方車両に偏波切り替え信号を送信する。切り替え信号を受信した側の車々間通信装置３の制御部２８は、上述した通りさらに後方の車両に向けて偏波切り替え信号を送信し、その後レベル比較部１５に制御信号を出力する。制御信号の入力があったレベル比較部１５のＣＰＵでは、ステップ２１０でフラグをセットし、その後所定時間が経過するとステップ２４５で現在の出力レベルを反転する。これによって、この車々間通信装置１からの後方への送信の偏波はそれまでと異なるものとなる。ただし、ステップ２５０の処理により、一度の切り替え信号受信につき出力レベルの反転は一度限りとなり、次にステップ２１５で所定時間経過と判定した場合の出力レベルは通常通りとなる。しかし、このときには既に当該車両の更に前方の車両で送信偏波が切り替わっているので、当該車両の偏波は出力レベル反転時の状態が持続する。このような処理が先頭の車両まで順に繰り返されることで、隊列に入った車両より後ろにいる全車両の送受信の偏波が切り替わる。これによって、車両が隊列に割り込んでも、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【０１０６】
また、車々間通信装置１を備えた車両が隊列から出るときの隊列の作動について説明する。まず、隊列から抜けようとする車両において乗員によってウインカーの操作が行われると、当該車両の制御部２８は図１２の処理によって、後方車両に偏波切り替え信号を送信する。この場合は、上述した車両が隊列に入るときに前方車両に偏波切り替え信号が送信された場合と同様、抜け出す車両の後ろにいる全車両の送受信の偏波が切り替わる。
【０１０７】
これによって、車両が隊列から抜け出しても、２つの車両間で用いられる偏波が図２に示したように交互になるので、車々間通信の電波干渉を低減することができる。
【０１０８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態が第１実施形態と異なる部分は、本実施形態の車々間通信装置1が、自車両の走行速度に基づいて無線送信の送信電力、または送信距離を制御するようになっていることである。このために、車々間通信装置1は図１に図示しない制御線によって前方送信部２４、後方送信部２６の増幅レベルを制御できるようになっている。また、車両に搭載され、エンジンＥＣＵから車速パルス信号を取得して出力する図示しない車速センサからの信号が制御部２８に入力されるようになっている。
【０１０９】
また、制御部２８は、第１実施形態に示した作動に加え、図１３に示すプログラムをＲＯＭから読み出して実行する。この処理は、車々間通信装置１に電力が供給された後に開始する。
【０１１０】
まず、ステップ８１０で、車速センサからの入力から車速を検出する。次にステップ８２０で、車速−距離表を参照する。この車速−距離表は、あらかじめメモリ２９のＲＯＭに記録されている。図１４に、この車速−距離表について示す。図中の各行が、自車両の時速（ｋｍ／ｈ表示）と、それに対応する通信距離（ｍ表示）とを表している。
各時速に対応する通信距離は、各時速における２秒間の移動距離に相当する。これは、一般に車間距離は最低２秒必要であるとされることに基づいている。ただし、時速０ｋｍ／ｈの場合は、通信距離は０でなく有限の値である。この表の通り、車速の増加に伴い通信距離も増大している。すなわち、車速と通信距離とは正の相関関係を有する。
【０１１１】
次にステップ８３０で、送信電力を、取得した通信距離にある他の車々間通信装置１にのみ電波が到達する程度にするよう、前方送信部２４および後方送信部２６に制御信号を出力する。これによって、車速と送信電力とも正の相関関係を有するようになる。そして処理はステップ８１０に戻る。
【０１１２】
このように車速に基づいて送信電力を決定することで、前方車両および後方車両以外の車両に到達するために必要な電力以上の過剰な電力で送信することがなくなり、隊列における干渉を制御することができる。また、車速がゼロの場合には、送信電力がゼロより大きくなるよう制御するので、車両停止時においても通信が可能となる。なお、隊列中で交互に異なる偏波が用いられていず、同じ偏波が用いられていても、これらの効果は有効である。
【０１１３】
なお、本発明の第１実施形態においては、前方送信部２４、前方受信部２５、後方送信部２６、および後方受信部２７が、前方車両および後方車両と無線による送受信を行う送受信手段を構成する。
【０１１４】
また、レベル比較部１５のステップ２３０が、送受信手段が前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段を構成する。
【０１１５】
また、ステップ２３５およびステップ２４０の処理が、この比較手段に基づき、第１の偏波成分および第２の偏波成分のうち、受信強度の高い方の偏波成分で送受信手段に前方車両への送信を行わせ、受信強度の低い方の偏波成分で送受信手段に後方車両との送受信を行わせる送受信制御手段を構成する。
【０１１６】
また、図６に示す制御部２８の処理が、自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、前方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を構成する。
【０１１７】
また、図５に示す制御部２８の処理が、車々間通信の通信隊列に入ったとき、通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、前方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を構成する。
【０１１８】
また、図７に示す制御部２８の処理が、自車両が属する通信隊列の先頭にあって前方の通信隊列の最後尾に近づいたとき、この最後尾の車両からの送信の偏波に基づいて、前方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する結合制御手段を構成する。
【０１１９】
また、第２実施形態においては、前方受信部２５および後方送信部２６が、前方車両から無線受信し、後方車両に無線送信する送受信手段を構成する。
【０１２０】
また、レベル比較部１５のステップ２３０が、前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段を構成する。
【０１２１】
また、ステップ２３５およびステップ２４０の処理が、この比較手段に基づき、第１の偏波成分および第２の偏波成分のうち、受信強度の低い方の偏波成分で送受信手段に後方車両への送信を行わせる送信制御手段を構成する。
【０１２２】
また、図１２に示す制御部２８の処理が、自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、後方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を構成する。
【０１２３】
また、図１１に示す制御部２８の処理が、車々間通信の通信隊列に入ったとき、後方車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を構成する。
【０１２４】
また、第３実施形態において、図１３に示す制御部２８のステップ８１０の処理が、自車両の走行速度を特定する特定手段を構成する。
【０１２５】
また、制御部２８のステップ８３０の処理が、特定手段の特定した前記走行速度と正の相関関係を有する送信電力ので前記送受信手段に無線送受信させる電力制御手段を構成する。
【０１２６】
なお、各実施形態においては、垂直偏波成分を第１の偏波成分、水平偏波成分を第２の偏波成分としているが、例えば右４５度偏波成分および左４５度偏波成分をそれぞれ第１および第２の偏波成分としてもよいし、右旋偏波成分および左旋偏波成分をそれぞれ第１および第２の偏波成分としてもよい。すなわち、第１の偏波成分と第２の偏波成分とは互いに干渉し合わない偏波の成分であればよい。
【０１２７】
また、右旋偏波成分および左旋偏波成分をそれぞれ第１および第２の偏波成分とする場合、図１５の斜視図に示すような長方形の対向する２頂点に切り欠きを入れた形状のパッチアンテナ３５を用いても良い。
【０１２８】
また、図１６の斜視図に示すような、誘電体３６およびグランド板３７から成る平面板の両面にパターン３８を設けたアンテナを用いれば、１つのアンテナで車両の前後の両方に対する電波の送受信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1実施形態に係る車々間通信装置１の構成図である。
【図２】車々間通信装置１を搭載する車両２の隊列の概念図である。
【図３】アンテナの車両２への取り付け位置を示す図である。
【図４】レベル比較部１５のＣＰＵが実行するプログラムのフローチャートである。
【図５】車両の隊列に割り込むときのために制御部２８が実行するプログラムのフローチャートである。
【図６】車両の隊列から出るときのために制御部２８が実行するプログラムのフローチャートである。
【図７】制御部２８の実行する隊列の結合のためのプログラムをフローチャートである。
【図８】アンテナの車両２への取り付け位置を示す図である。
【図９】アンテナの車両２への取り付け位置を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る車々間通信装置３の構成図である。
【図１１】車両の隊列に割り込むときのために制御部２８が実行するプログラムを示すフローチャートである。
【図１２】車両の隊列から出るときのために制御部２８が実行するプログラムを示すフローチャートである。
【図１３】車速によって送信電力を制御するためのプログラムのフローチャートである。
【図１４】車速−距離表を示す図表である。
【図１５】パッチアンテナの斜視図である。
【図１６】誘電体３６およびグランド板３７から成る平面板の両面にパターン３８を設けたアンテナの斜視図である。
【符号の説明】
１…車々間通信装置、２…車両、３…車々間通信装置、
１１…前方Ａアンテナ、１２…前方Ｂアンテナ、
１３…後方Ｂアンテナ、１４…後方Ａアンテナ、１５…レベル比較部、
１６〜２３…スイッチ、２４…前方送信部、２５…前方受信部、
２６…後方送信部、２７…後方受信部、２８…制御部、２９…メモリ、
３０…入力装置、３１…スイッチ、３２…スイッチ、
３５…パッチアンテナ、３６…誘電体、３７…グランド面、
３８…パターン。
Claims (7)
- 車々間通信の通信隊列内で前方車両および後方車両と無線による送受信を行う送受信手段と、
前記送受信手段が前記前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段と、
前記比較手段の比較に基づき、前記第１の偏波成分および前記第２の偏波成分のうち、受信強度の高い方の偏波成分で前記送受信手段に前記前方車両への送信を行わせ、受信強度の低い方の偏波成分で前記送受信手段に前記後方車両との送受信を行わせる送受信制御手段と、を備えた車々間通信装置。 - 自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、前記通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車々間通信装置。
- 車々間通信の通信隊列に入ったとき、前記通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車々間通信装置。
- 自車両が属する通信隊列の先頭にあって前方の通信隊列の最後尾の車両に近づいたとき、この最後尾の車両からの受信の偏波に基づいて、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に前方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する前記最後尾の車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する結合制御手段を備え、この結合制御手段は、前記自車両が属する通信隊列および前記前方の通信隊列からなる通信隊列内の自車両の位置に関する情報に基づいて、前記送受信の偏波を切り替える命令を前記最後尾の車両に送信することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車々間通信装置。
- 車々間通信の通信隊列内で前方車両から無線受信し、後方車両に無線送信する送受信手段と、
前記送受信手段が前記前方車両から受信する電波に含まれる第１の偏波成分と第２の偏波成分の受信強度を比較する比較手段と、
前記比較手段の比較に基づき、前記第１の偏波成分および前記第２の偏波成分のうち、受信強度の低い方の偏波成分で前記送受信手段に前記後方車両への送信を行わせる送信制御手段と、を備えた車々間通信装置。 - 自車両が属する車々間通信の通信隊列から抜けるとき、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に後方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する後方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する退出制御手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の車々間通信装置。
- 車々間通信の通信隊列に入ったとき、車々間通信による命令に基づいて送受信の偏波を切り替え更に後方の車両に送受信の偏波を切り替える命令を送信する後方車両、に送受信の偏波を切り替える命令を送信する割り込み制御手段を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の車々間通信装置。
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