特開 2024-3617 短距離無線通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024003617

(43)【公開日】2024-01-15

(54)【発明の名称】短距離無線通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 48/08 20090101AFI20240105BHJP

   H04W 84/10 20090101ALI20240105BHJP

   H04W 92/18 20090101ALI20240105BHJP

   H04W 76/10 20180101ALI20240105BHJP

   H04W 88/06 20090101ALI20240105BHJP

   H04W 4/02 20180101ALI20240105BHJP

   H04W 4/40 20180101ALI20240105BHJP

   H04M 11/00 20060101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

H04W48/08

H04W84/10 110

H04W92/18

H04W76/10

H04W88/06

H04W4/02

H04W4/40

H04M11/00 301

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022102874

(22)【出願日】2022-06-27

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-09-11

(71)【出願人】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】野辺 啓太

(72)【発明者】

【氏名】柴森 一浩

(72)【発明者】

【氏名】水野谷 一

【テーマコード（参考）】

5K067

5K201

【Ｆターム（参考）】

5K067AA21

5K067DD20

5K067DD34

5K067EE02

5K067EE38

5K067JJ52

5K201BA01

5K201CC04

5K201EB07

5K201EC06

5K201ED04

5K201ED08

(57)【要約】

【課題】最新の法規制に準拠しつつ、携帯通信端末と車載通信端末とを短距離無線通信で接続することが可能な短距離無線通信システムを提供する。
【解決手段】管理サーバ３は、最新の法規制情報を取得し記憶する記憶部１７を備え、携帯通信端末１から無線通信オン要求を受信した場合に、記憶部１７に記憶された最新の法規制情報に基づいて、車載通信端末２から受信した車体６の現在位置が、短距離無線通信が許可されている地域に含まれるか否かを判定し、短距離無線通信が許可されている地域に前記現在位置が含まれると判定した場合は、前記短距離無線通信オン要求を車載通信端末２に送信し、短距離無線通信が許可されている地域に前記現在位置が含まれないと判定した場合は、前記短距離無線通信オン要求を車載通信端末２に送信しない。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体に搭載された車載通信端末と、
前記車載通信端末と短距離無線通信回線で接続可能な携帯通信端末とを備えた短距離無線通信システムにおいて、
通信ネットワークを介して前記車載通信端末と前記携帯通信端末とに接続された管理サーバを備え、
前記携帯通信端末は、前記車載通信端末と短距離無線通信回線で接続する際に、無線通信オン要求を前記管理サーバに送信し、
前記管理サーバは、
最新の法規制情報を取得し記憶する記憶部を備え、
前記携帯通信端末から前記無線通信オン要求を受信した場合に、前記記憶部に記憶された最新の法規制情報に基づいて、前記車載通信端末から受信した前記車体の現在位置が、短距離無線通信が許可されている地域に含まれるか否かを判定し、
短距離無線通信が許可されている地域に前記現在位置が含まれると判定した場合は、前記無線通信オン要求を前記車載通信端末に送信し、
短距離無線通信が許可されている地域に前記現在位置が含まれないと判定した場合は、前記無線通信オン要求を前記車載通信端末に送信しない
ことを特徴とする短距離無線通信システム。

【請求項2】

請求項１に記載の短距離無線通信システムにおいて、
前記車載通信端末は、前記車体の位置情報を前記管理サーバに定期的に送信し、
前記管理サーバは、
前記携帯通信端末から前記無線通信オン要求を受信した場合に、前記車載通信端末から最後に受信した前記車体の位置情報である過去位置情報が、短距離無線通信が許可されている地域に含まれる場合に、前記過去位置情報を前記車載通信端末に送信し、
前記車載通信端末は、前記過去位置情報から前記車体の現在位置情報までの移動距離が所定の閾値以下である場合は短距離無線通信をオンにし、前記移動距離が前記閾値を上回る場合は、短距離無線通信をオンにせず、前記現在位置情報を前記管理サーバに送信する
ことを特徴とする短距離無線通信システム。

【請求項3】

請求項１に記載の短距離無線通信システムにおいて、
前記車体に搭載された車載モニタを備え、
前記車載モニタは、前記通信ネットワークが使用できないことを前記車載通信端末が検知した場合に、短距離無線通信を手動でオンにするための操作メニューを表示する
ことを特徴とする短距離無線通信システム。

【請求項4】

請求項１に記載の短距離無線通信システムにおいて、
前記車載通信端末は、短距離無線通信をオンにしてから一定距離を移動した場合、または、短距離無線通信をオンにしてから一定時間が経過した場合に、短距離無線通信をオフにする
ことを特徴とする短距離無線通信システム。

【請求項5】

請求項１に記載の短距離無線通信システムにおいて、
前記車体に搭載された車載モニタを備え、
前記車載通信端末は、
短距離無線通信が有効である無線通信有効モードと、短距離無線通信がオフでかつ短距離無線通信をオンに切替可能である無線通信停止モードと、短距離無線通信がオフでかつ短距離無線通信をオンに切替不能である無線通信禁止モードとを有し、
前記無線通信有効モードまたは前記無線通信停止モードから前記無線通信禁止モードへの切替は、前記携帯通信端末または前記車載モニタの操作により可能であるが、
前記無線通信禁止モードから前記無線通信有効モードまたは前記無線通信停止モードへの切替は、前記携帯通信端末または前記車載モニタの操作では不能である
ことを特徴とする短距離無線通信システム。

【請求項6】

請求項１に記載の短距離無線通信システムにおいて、
前記携帯通信端末は、所定の操作で有効化することが可能な第１信号を記憶し、前記第１信号が有効化されている状態で前記無線通信オン要求を送信する操作が行われた場合は、前記無線通信オン要求を前記管理サーバに送信せず、前記無線通信オン要求を送信できないことを端末画面上で報知し、
前記車載通信端末は、車載モニタまたはサービスツール上の所定の操作で有効化することが可能な第２信号を記憶し、前記第２信号が有効化されている状態で前記管理サーバから無線通信オン要求を受信した場合は、無線通信をオンにせず、短距離無線通信をオンにできないことを前記管理サーバを介して前記携帯通信端末に報知し、
前記管理サーバは、所定の操作で有効化することが可能な第３信号を記憶し、前記第３信号が有効化されている状態で前記携帯通信端末から前記無線通信オン要求を受信した場合は、前記無線通信オン要求を前記車載通信端末に送信せず、短距離無線通信をオンにできないことを前記携帯通信端末に報知する
ことを特徴とする短距離無線通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、携帯通信端末と車載通信端末とを短距離無線通信で接続する短距離無線通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

IoT機器の発展により、工事現場には多数の無線通信機器が存在する。これらの機器の多くが無免許で使用できる短距離無線通信を使用しており、通信帯域を共有しているため、相互の電波干渉による通信性能低下が懸念される。

【0003】

一方、建設機械において、スマートフォンなどの携帯通信端末と車体を短距離無線通信で接続して車体診断機能を実現することが求められているが、既存の機器への電波干渉による影響を最小限に抑える必要がある。加えて、各国における通信規制によっては短距離無線機能の通信帯域を制限したり、場合によっては短距離無線通信の使用自体を禁止することを求められる場合もある。このような背景から、車体側の短距離無線通信の動作状態を法規制への準拠を確認しつつ、無線を使って任意に切り替える手段が求められる。

【0004】

無線を使った切替に関する技術として、例えば車の電子キーが挙げられる。特許文献１によれば、電子キーが車体側からの起動信号を受信した場合に、電子キーのID情報を車体に送信し、車体側は正しいID情報であればキーロックを解除するという機能を実現している。

【0005】

また、短距離無線通信を使用可能（オン）にする場合、各国法規制への準拠が必要となるが、特許文献２では、通信規制データ（無線通信が許可されている地域とそうでない地域とを区分けしたデータマップ）と車体の現在位置とを比較し、通信規制されていない地域に車体が位置する場合に無線通信を許可し、通信規制されている地域に車体が位置する場合は無線通信を禁止する手法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第５３６５９７９号公報

【特許文献2】特開２００８－１２１２０３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の技術は、事前にペアリングされた車体と電子キーとの通信によりキーロックを解除するという機能を実現しているが、法規制を考慮していないため、通信規制されている地域において短距離無線通信が使用される可能性がある。

【0008】

また、特許文献２の手法では、通信規制データを車体側で記憶しておく必要があるため、通信規制データが最新のものに更新されていなかった場合に、新たに通信規制されることになった地域において誤って無線通信を許可してしまう可能性がある。

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、最新の法規制に準拠しつつ、携帯通信端末と車載通信端末とを短距離無線通信で接続することが可能な短距離無線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】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明は、車体に搭載された車載通信端末と、前記車載通信端末と短距離無線通信回線で接続可能な携帯通信端末とを備えた短距離無線通信システムにおいて、通信ネットワークを介して前記車載通信端末と前記携帯通信端末とに接続された管理サーバを備え、前記携帯通信端末は、前記車載通信端末と短距離無線通信回線で接続する際に、無線通信オン要求を前記管理サーバに送信し、前記管理サーバは、最新の法規制情報を取得し記憶する記憶部を備え、前記無線通信オン要求を受信した場合に、前記記憶部に記憶された最新の法規制情報に基づいて、前記車載通信端末から受信した前記車体の現在位置が、短距離無線通信が許可されている地域に含まれるか否かを判定し、短距離無線通信が許可されている地域に前記現在位置が含まれると判定した場合は、前記短距離無線通信オン要求を前記車載通信端末に送信し、短距離無線通信が許可されている地域に前記現在位置が含まれないと判定した場合は、前記短距離無線通信オン要求を前記車載通信端末に送信しないものとする。

【0011】

以上のように構成した本発明によれば、短距離無線通信が許可されている地域に車体が存在していると管理サーバが判定した場合に限り、携帯通信端末が発信した無線通信オン要求が管理サーバを経由して車載通信端末に受信される。これにより、最新の法規制に準拠しつつ、携帯通信端末と車載通信端末とを短距離無線通信で接続することが可能となる。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る短距離無線通信システムによれば、最新の法規制に準拠しつつ、携帯通信端末と車載通信端末とを短距離無線通信で接続することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態における短距離無線通信システムの構成を示す図

【図2】本発明の実施形態における短距離無線通信システムの機能ブロック図

【図3】本発明の第１の実施例における短距離無線通信システムの処理を示すフローチャート

【図4】本発明の第２の実施例における短距離無線通信システムの処理を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、各図中、同等の要素には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。

【実施例0015】

図１は、本発明の第１の実施例における短距離通信システムの構成を示す図である。大第１の実施例における短距離無線通信システムは、携帯通信端末１と、車載通信端末２と、管理サーバ３とを備えている。

【0016】

携帯通信端末１は、例えば作業者４が携帯しているスマートフォンやタブレットで構成され、短距離無線通信を介して車載通信端末２と通信可能であり、主にセルラー通信回線やインターネットで構成される通信ネットワーク５を介して管理サーバ３と通信可能である。車載通信端末２は車体６に搭載され、主に有線接続で車内ネットワーク（図示せず）に接続されており、車内ネットワークを介して車体システム７に接続される。車載通信端末２は、通信ネットワーク５を介して管理サーバ３と通信可能である。図１において、車体６として油圧ショベルを例示しているが、車体６の種類は特に限定されない。

【0017】

車体６の通常動作時は、車載通信端末２の短距離無線通信はオフ（無効）になっている。携帯通信端末１は、短距離無線通信で車載通信端末２に接続する際に、通信ネットワーク５を経由して管理サーバ３に無線通信オン要求を送信する。管理サーバ３は、無線通信オン要求を車載通信端末２に送信しても問題ないかを車体６の位置情報などを基に判断する。無線通信オン要求を受信した車載通信端末２は、短距離無線通信をオン（有効）に設定し、車載通信端末２との通信接続に必要な情報（接続情報）を管理サーバ３経由で携帯通信端末１に送信する。携帯通信端末１は、車載通信端末２に短距離無線通信で接続し、車体６からモニタリングデータを受信する。作業者４は、車体６から受信したモニタリングデータを参考にメンテナンス作業等を行う。携帯通信端末１は、車載通信端末２および車体システム７に対してパラメータ設定や操作を行うことも可能である。携帯通信端末１は無線で車載通信端末２に接続されるため、キャブ内の通信ポートへの有線接続が不要であり、作業者４はエンジンルームなどのキャブ外でも配線を気にせずに作業できる。

【0018】

図２は、短距離無線通信システムの機能ブロック図である。管理サーバ３は、最新の法規制情報を取得し記憶する記憶部１７と、車載通信端末２から受信した車体６の現在位置に基づき車体６が稼働している地域（稼働地域）を判定する許可地域判定部８と、携帯通信端末１からの無線通信オン要求を受けて稼働地域を各国の最新の法規制に基づく通信許可国リストと照合して通信可否を判定する無線通信可否判定部９と、無線通信オン要求を車載通信端末２に送信する無線通信オン要求送信部１０と、接続情報を携帯通信端末１に送信する接続情報送信部１１と有する。

【0019】

車体６には、車載通信端末２の他に、車載モニタ１２、車載モニタ１２を制御するモニタコントローラ１３、作業者４の操作に応じてモニタコントローラ１３への指示を入力可能なユーザインタフェース１４が搭載されている。これら機器の機能については後述する。また、サービスツール１５および管理サーバ操作端末１６については、後の実施例で説明する。

【0020】

図３は、短距離無線通信システムの処理を示すフローチャートである。以下、各ステップについて順に説明する。

【0021】

まず、作業者４は、短距離無線通信で接続する先の車体６を特定できる情報を携帯通信端末１に入力し、通信ネットワーク５を通じて管理サーバ３に無線通信オン要求を送信する（ステップＳ１０１）。このとき、携帯通信端末１に固有の情報（例えばＭＡＣアドレス）を合わせて送信してもよい。

【0022】

管理サーバ３は、携帯通信端末１からの無線通信オン要求を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。無線通信オン要求を受信した場合は、通信ネットワーク５を通じて車載通信端末２に位置要求を送信する（ステップＳ１０３）。位置要求を受信した車載通信端末２は、車体６の現在位置を管理サーバ３に送信する（ステップＳ１０４）。

【0023】

車体６の現在位置を取得した管理サーバ３は、短距離無線通信が許可されている地域に車体６が存在するか否か（無線通信可否）を判定する（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０３に代えて、車載通信端末２が使用している通信キャリアに車体６の現在位置を問い合わせてもよいし、管理サーバ３に登録されている顧客情報から車体６の現在位置を推定してもよい。

【0024】

短距離無線通信が可能と判定した管理サーバ３は、車載通信端末２に無線通信オン要求を送信する（ステップＳ１０６）。ここで、携帯通信端末１に固有の情報を取得している場合は、合わせて車載通信端末２に送信してもよい。これにより、通信接続を要求している特定の携帯通信端末１にのみ通信接続を許可することが可能となる。

【0025】

短距離無線通信が不可と判定した管理サーバ３は、短距離無線通信の不許可を携帯通信端末１に報知する（ステップＳ１０７）。短距離無線通信の不許可を報知された携帯通信端末１は、短距離無線通信が使用不可であることを端末画面に表示し、作業者４に報知する（ステップＳ１０８）。

【0026】

車載通信端末２は、管理サーバ３から無線通信オン要求を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。無線通信オン要求を受信した場合は、短距離無線通信をオン（有効）にし（ステップＳ１１０）、接続情報を管理サーバ３に送信する（ステップＳ１１１）。ここでいう接続情報は、例えばＩＤとパスワードなどを指す。

【0027】

車載通信端末２から接続情報を受信した管理サーバ３は、当該接続情報を携帯通信端末１に送信する（ステップＳ１１２）。接続情報を受信した携帯通信端末１は、短距離無線通信を使って車載通信端末２に接続する（ステップＳ１１３）。車載通信端末２は、管理サーバ３から携帯通信端末１の固有情報を受信している場合は、接続を試みてきた携帯通信端末１の固有情報と比較し、両者が一致したときにのみ接続を許可する。

【0028】

なお、国によっては軍用回線や気象衛星などとの干渉を防ぐため、短距離無線通信の帯域を一部使用禁止にしている場合がある。また、それ以外の国では使える帯域が多いほうが通信性能は高くなることから、できるだけ多くの帯域を使って通信できるようにしたいという要求がある。そこで、短距離無線通信自体の使用を許可／禁止する構成を、例えば特定の帯域の使用を許可／禁止する構成と読み替えてもよい。

【0029】

また、対象となる車体６が国境付近で稼働している場合、ＧＰＳなどの衛星測位システムの情報だけでは稼働地域を誤って判定してしまうことが考えられる。そこで、国境から一定距離以内で車体６が稼働している場合は、管理サーバ３によって判定された稼働地域が正しいか否かを問い合わせる画面を車載モニタ１２上に表示し、作業者４によって正しいことが確認された場合は無線通信をオンに切り換え、正しいことが確認されなかった場合は実際の稼働地域を管理サーバ３に送信し、当該稼働地域において無線通信が可能か否かを管理サーバ３に判定させるように構成してもよい。または、国境線から一定距離以内で車体６が稼働している場合は無線通信をオンにしないように構成しても良い。

【0030】

また、短距離無線通信は必要なときのみオンにしておきたいという要求があるため、通信が切断されたら短距離無線通信をオフにするような構成も考えられる。しかし、そのような構成では電波状況などにより切断されるたびに再接続に時間がかかるため、短距離無線通信を使った機能の利便性が低くなってしまう。したがって、例えば車体６のキースイッチがオンになっている間や、日付が変わるまでの間など、短距離無線通信を使った機能を使用するのに十分な時間だけ無線通信オンを維持するように構成してもよい。また、短距離無線通信をオンにした状態で国境線をまたいでしまうリスクを考え、一定距離を移動したら短距離無線通信をオフに切り換えてもよい。

【0031】

第１の実施例では、車体６に搭載された車載通信端末２と、車載通信端末２と短距離無線通信回線で接続可能な携帯通信端末１とを備えた短距離無線通信システムにおいて、通信ネットワーク５を介して車載通信端末２と携帯通信端末１とに接続された管理サーバ３を備え、携帯通信端末１は、車載通信端末２と短距離無線通信回線で接続する際に、無線通信オン要求を管理サーバ３に送信し、管理サーバ３は、最新の法規制情報を取得し記憶する記憶部１７を備え、携帯通信端末１から前記無線通信オン要求を受信した場合に、記憶部１７に記憶された最新の法規制情報に基づいて、車載通信端末２から受信した車体６の現在位置が、短距離無線通信が許可されている地域に含まれるか否かを判定し、短距離無線通信が許可されている地域に前記現在位置が含まれると判定した場合は、前記無線通信オン要求を車載通信端末２に送信し、短距離無線通信が許可されている地域に前記現在位置が含まれないと判定した場合は、前記無線通信オン要求を車載通信端末２に送信しない。

【0032】

以上のように構成した第１の実施例によれば、短距離無線通信が許可されている地域に車体６が存在していると管理サーバ３が判定した場合に限り、携帯通信端末１が発信した無線通信オン要求が管理サーバ３を経由して車載通信端末２に受信される。これにより、最新の法規制に準拠しつつ、携帯通信端末１と車載通信端末２とを短距離無線通信で接続することが可能となる。

【0033】

また、第１の実施例における車載通信端末２は、短距離無線通信をオンにしてから一定距離を移動した場合、または、短距離無線通信をオンにしてから一定時間が経過した場合に、短距離無線通信をオフにする。これにより、短距離無線通信の利便性を向上するとともに、短距離無線通信をオンにした状態で車体６が短距離無線通信が許可されていない地域に侵入することを防ぐことが可能となる。

【実施例0034】

本発明の第２の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。第１の実施例では、短距離無線通信の可否を判定する際に、管理サーバ３から車載通信端末２に位置要求を送信し、位置要求を受信した車載通信端末２が車体６の現在位置を管理サーバ３に送信する。そのため、短距離無線通信をオンにするまでの処理時間、および通信ネットワーク５における通信コストが増加する。第２の実施例はこの点を考慮したものである。

【0035】

車載通信端末２は、管理サーバ３に車体６の位置情報を定期的に送信している。第２の実施例では、この定期的に送信される位置情報を使って無線通信可否判定の補助を行う。この手順を図４を用いて説明する。

【0036】

図４は、第２の実施例における短距離無線通信システムの処理を示すフローチャートである。以下、各ステップについて順に説明する。

【0037】

まず、作業者４は、短距離無線通信で接続する先の車体６を特定できる情報を携帯通信端末１に入力し、通信ネットワーク５を通じて管理サーバ３に無線通信オン要求を送信する（ステップＳ２０１）。

【0038】

管理サーバ３は、携帯通信端末１からの無線通信オン要求を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。無線通信オン要求を受信した場合は、車載通信端末２から最後に受信した位置情報が示す位置（過去位置）での無線通信可否を判定する（ステップＳ２０３）。無線通信可能と判定した場合は、条件付き無線通信オン要求および過去位置を車載通信端末２に送信する（ステップＳ２０４）。無線通信不可と判定した場合は、車載通信端末２に位置要求を送信する（ステップＳ２０５）。この処理は図３のステップＳ１０３と同じである。

【0039】

車載通信端末２は、管理サーバ３から条件付き無線通信オン要求を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。条件付き無線通信オン要求を受信した車載通信端末２は、管理サーバ３から受信した過去位置から現在位置までの移動距離が所定の閾値以下か否かを判定し（ステップＳ２０７）、所定の閾値以下であれば短距離無線通信をオンにする（ステップＳ２０８）。ここでいう閾値は、例えば車体６が過去位置の稼働現場内から移動していないとみなすことができる距離に設定される。ステップＳ２０８に続く処理は、図３に示すステップＳ１１１以降の処理と同じである。

【0040】

過去位置から現在位置までの移動距離が閾値を上回る場合は、車体６が別の現場に移動し、または国外へ輸送されたと想定されるため、管理サーバ３に現在位置を送信し（ステップＳ２０９）、再度無線通信可否判定を行う。ステップＳ２０９に続く処理は、図３に示すステップＳ１０５以降の処理と同じである。

【0041】

第２の実施例における車載通信端末２は、車体６の位置情報を管理サーバ３に定期的に送信し、管理サーバ３は、携帯通信端末１から無線通信オン要求を受信した場合に、車載通信端末２から最後に受信した車体６の位置情報である過去位置情報が、短距離無線通信が許可されている地域に含まれる場合に、前記過去位置情報を車載通信端末２に送信し、車載通信端末２は、前記過去位置情報から車体６の現在位置情報までの移動距離が所定の閾値以下である場合は短距離無線通信をオンにし、前記移動距離が前記閾値を上回る場合は、短距離無線通信をオンにせず、前記現在位置情報を管理サーバ３に送信する。

【0042】

以上のように構成した第２の実施例によれば、短距離無線通信が許可された過去位置の近傍（同一国、同一現場など）で車体６が稼働している限りは、管理サーバ３から車載通信端末２への位置要求の送信、および車載通信端末２から管理サーバ３への位置情報の送信が省略される。その結果、短距離無線通信をオンにするまでの処理時間、および通信ネットワーク５における通信コストを抑制することが可能となる。