(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-21
(45)【発行日】2023-07-31
(54)【発明の名称】車両間通信を確立するためのシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
H04W 24/04 20090101AFI20230724BHJP
H04W 76/15 20180101ALI20230724BHJP
H04W 4/48 20180101ALI20230724BHJP
【FI】
H04W24/04
H04W76/15
H04W4/48
(21)【出願番号】P 2021510778
(86)(22)【出願日】2019-07-30
(86)【国際出願番号】 EP2019070429
(87)【国際公開番号】W WO2020043412
(87)【国際公開日】2020-03-05
【審査請求日】2021-03-24
(32)【優先日】2018-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】597007363
【氏名又は名称】クノル-ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Knorr-Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
【住所又は居所原語表記】Moosacher Strasse 80, D-80809 Muenchen, Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】ベンス セメス
(72)【発明者】
【氏名】フーバ ネーメト
(72)【発明者】
【氏名】タマス コーニャ
(72)【発明者】
【氏名】ガーボル テレキ
(72)【発明者】
【氏名】クリストフ ヒリアー
(72)【発明者】
【氏名】ベネデック ポウル
【審査官】齋藤 浩兵
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2016/0023587(US,A1)
【文献】特開2018-056764(JP,A)
【文献】特開2005-204218(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2018/0205650(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04W 4/00-99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも第1の商用車両(5)および第2の商用車両(7)の車両間通信を確立するためのシステム(10)であって、該システム(10)が、
少なくとも第1および第2の無線通信回線および/または有線通信回線および/または物理的通信回線(11,12)を含み、少なくとも
第1および第2のメッセージ送信モジュール(11A,11B,12A,12B)および少なくとも
第1および第2のメッセージ受信モジュール(11A,11B,12A,12B)をさらに含み、
前記
第1および第2のメッセージ送信モジュール(11A,11B,12A,12B)が、
前記第1および第2の通信回線(11,12)を介して少なくとも1つのメッセージを送信するように構成および配置されており、
前記
第1および第2のメッセージ受信モジュール(11A,11B,12A,12B)が、前記
第1および第2の通信回線(11,12)を介してメッセージを受信するように構成され、
前記システム(10)が、前記メッセージ送信モジュール(11A,11B,12A,12B)から前記メッセージ受信モジュール(11A,11B,12A,12B)に送信されるメッセージの伝送品質を監視および/または評価するように構成および配置された、少なくとも1つのメッセージ伝送品質監視モジュール(15)をさらに含み、
前記第1のメッセージ送信モジュール(11A,11B)と前記第1のメッセージ受信モジュール(11A,11B)間の前記第1の通信回線(11)の伝送品質の低下があった場合に、前記第2の通信回線(12)が通信を引き継ぐことができるように準備するように、前記第2のメッセージ送信モジュール(12A,12B)と前記第2のメッセージ受信モジュール(12A,12B)間の前記第2の通信回線(12)がウォームバックアップ状態にあるように構成され、
前記メッセージ伝送品質監視モジュール(15)は、メッセージを伝送している回線の伝送品質の低下が検出された場合、メッセージを伝送する
前記第1の通信回線(11)、前記第1のメッセージ送信モジュール(11A,11B)および前記第1のメッセージ受信モジュール(11A,11B)から、前記第2の通信回線(12)、前記第2のメッセージ送信モジュール(12A,12B)および前記第2のメッセージ受信モジュール(12A,12B)へ、非一時的に切り替えるように構成されている、
システム(10)。
【請求項2】
通信回線(11,12)のうち少なくとも2つが、非重複無線チャネルである、請求項1記載のシステム(10)。
【請求項3】
前記無線チャネル(11,12)が、50MHzよりも互いに近接していない、請求項2記載のシステム(10)。
【請求項4】
前記無線回線のうちの少なくとも1つを介した通信が、WiFi、Bluetooth、WAVE、ETSI ITS‐G5、IEEE802.15.4、C‐V2Xなどの規格のうちの少なくとも1つに準拠している、請求項1から3までのいずれか1項記載のシステム(10)。
【請求項5】
少なくとも第1の商用車両(5)および第2の商用車両(7)の車両間通信を確立するための方法であって、該方法は、少なくとも、
少なくとも第1および第2の無線通信回線および/または有線通信回線(
11、12)を提供するステップと、
第1のメッセージ送信モジュール(11A,11B)により、少なくとも1つのメッセージを前記
第1の通信回線(11)を介して送信するステップと、
第1のメッセージ受信モジュール(11A,11B)により、前記
第1の通信回線(11)を介して前記メッセージを受信するステップと、
メッセージを伝送している回線の伝送品質の低下を監視するステップと、
前記第1のメッセージ送信モジュール(11A,11B)と前記第1のメッセージ受信モジュール(11A,11B)間の前記第1の通信回線(11)の伝送品質の低下があった場合に、前記第2の通信回線(12)が通信を引き継ぐことができるように準備するように、前記第2のメッセージ送信モジュール(12A,12B)と前記第2のメッセージ受信モジュール(12A,12B)間の前記第2の通信回線(12)をウォームバックアップ状態に保持するステップと、
メッセージを伝送している回線の伝送品質の低下が検出された場合、メッセージを伝送する
前記第1の通信回線(11)、前記第1のメッセージ送信モジュール(11A,11B)および前記第1のメッセージ受信モジュール(11A,11B)から、前記第2の通信回線(12)、前記第2のメッセージ送信モジュール(12A,12B)および前記第2のメッセージ受信モジュール(12A,12B)へ、非一時的に切り替えるステップと、
を含む、方法。
【請求項6】
請求項1から4までのいずれか1項記載のシステム(10)を使用して行われる、請求項5記載の方法。
【請求項7】
請求項1から4までのいずれか1項記載の車両間通信を確立するためのシステム(10)のためのメッセージ送信モジュール(11A,11B,12A,12B)であって、前記メッセージ送信モジュール(11A,11B,12A,12B)の特徴部を含む、メッセージ送信モジュール(11A,11B,12A,12B)。
【請求項8】
請求項1から4までのいずれか1項記載の車両間通信を確立するためのシステム(10)のためのメッセージ受信モジュール(11A,11B,12A,12B)であって、前記メッセージ受信モジュール(11A,11B,12A,12B)の特徴部を含む、メッセージ受信モジュール(11A,11B,12A,12B)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、少なくとも第1の商用車両および第2の商用車両の車両間通信を確立するためのシステムおよび方法に関する。
【0002】
商用車両の分野では、トラック、トレーラ、複数のトレーラ間の有線通信インタフェース(例:ISO11992規格による定義)が広く使用されている。特に、自律走行車両の普及に伴い、著しく多くの量のデータをより確実に伝送する必要が生じている。これらの信号をサポートするために、無線通信インタフェースを使用した新しい通信ソリューションが登場している。
【0003】
現在の通信ソリューションの問題点は、それらが全て単一の物理リンクに依存していることである。当該リンクが破損した場合、その上の通信の全ての層も同様に破損する。無線ソリューションに関しては、車両外のソースでさえも通信に悪影響を与える可能性があるため、この問題は重大である。
【0004】
例えば、気象レーダおよび軍用レーダにより5GHz帯のUNIIバンドの無線通信チャネルが一時的に遮断される場合や、近くにある高出力装置の誤動作により外乱信号が放射される場合、意図的に有害な放射により対象周波数での一時的な停止が引き起こされる場合がある。
【0005】
本発明は、通信リンクの一部が一時的にダウンしても通信を維持することを可能とする冗長通信ソリューションに関するものである。
【0006】
独国特許出願公開第102015212951号明細書は、第1の通信経路または第2の通信経路のいずれかを介してメッセージを送信するための2つの並列通信経路を有する車載通信システムを開示している。当該特許文献には、車両内通信が記載されている。
【0007】
豪国特許出願公開第2012101599号明細書は、無線通信を使用して牽引車両とトレーラとの間でブレーキ情報を通信するための無線トレーラブレーキ制御システムを開示しており、ここでは、トレーラ制御モジュールはトレーラのトレーラブレーキシステムに通信的に結合されている。しかし、この先行技術では、信頼性および冗長性は考慮されていない。
【0008】
米国特許出願公開第2017/0217372号明細書は、ビジョンシステムに関するものであり、カメラがトレーラ上に配置され、カメラ画像が牽引車両に無線で伝送され、カメラ画像が牽引車両内のスクリーン上に提示されている。この先行技術は、カメラ画像伝送のみに関するものであり、信頼性および冗長性は考慮されていない。
【0009】
本発明の目的は、少なくとも第1の商用車両および第2の商用車両の車両間通信を確立するためのシステムおよび方法を提供することであり、特に、車両間通信における信号および情報伝送の信頼性および冗長性を改善し、より高い信頼性および冗長性を提供することである。
【0010】
この目的は、請求項1の特徴を有する車両間通信を確立するためのシステムによって解決される。したがって、少なくとも第1の商用車両および第2の商用車両の車両間通信を確立するためのシステムが提供され、当該システムは、複数の無線通信回線および/または有線通信回線および/または物理的通信回線を含み、少なくとも1つのメッセージ送信モジュールおよび少なくとも1つのメッセージ受信モジュールをさらに含み、メッセージ送信モジュールは、1つ以上の回線を介して少なくとも1つのメッセージを送信するように構成および配置されており、メッセージ受信モジュールは、1つ以上の回線を介してメッセージを受信するように構成されている。
【0011】
本発明は、商用車両の分野において、車両間通信システムが連結された車両間に提供されるという基本的な考え方に基づいており、例えば、かかる連結は、ロードトレインのシナリオの場合、トラックとトレーラとの連結またはトレーラ同士の連結でありうる。アーキテクチャは、複数の通信回線またはリンクを包含するものとする。1つ以上の通信リンクを介して、データまたはメッセージを転送することができる。リンクを介したメッセージの伝送は、同時に行うことも、またはウォームバックアップ方式で機能させることもできる。1つのリンクに障害が発生した場合、例えばサービスの品質が一定レベル以下に低下した場合、バックアップは直ちに通信を引き継ぐ。冗長物理通信リンクは全て、有線または無線で接続することができる。かかる冗長性が提供されることにより、意図的でない外乱または意図的な外乱に対する車両間通信の信頼性および可用性を大幅に向上させることができる。
【0012】
システムはさらに、メッセージ送信モジュールからメッセージ受信モジュールに送信されるメッセージの伝送品質を監視および/または評価するように構成および配置された少なくとも1つのメッセージ伝送品質監視モジュールを含むことができる。伝送品質を監視することで、メッセージの伝送品質が安定した信頼性の高い通信を行うのに十分であるかどうかを、システムが知ることができる。品質が閾値以下であることが判明した場合、かかるイベントによって特定の対策がトリガされてもよい。
【0013】
特に、メッセージ伝送品質監視モジュールは、伝送品質の低下が検出された場合に、1つ以上の回線を介したメッセージの追加伝送をトリガするように構成および配置されている。これにより、伝送品質の低下があっても、信号伝送に外乱が生じても、必要なデータの伝送または通信を確実に行うことができる。
【0014】
さらに、少なくとも2本の通信回線は、非重複無線チャネルである可能性がある。かかる無線チャネルの選択によって、一方のチャネル内の外乱またはノイズは、他方の無線チャネルに影響を与えない。その結果、より高いレベルの伝送セキュリティが達成される。
【0015】
無線チャネルは、50MHzよりも互いに近接していない場合がある。その場合、チャネルは互いに周波数における十分な距離を有することになる。このように、システム全体としては、外乱に対する脆弱性が小さいため、より信頼性が高く、安定なものとなりうる。
【0016】
さらに、無線回線のうちの少なくとも1つを介した通信は、WiFi、Bluetooth、WAVE、ETSI ITS‐G5、IEEE802.15.4、C‐V2Xなどの規格のうちの少なくとも1つに準拠している可能性がある。これらの規格のいずれかを使用することにより、かかる通信回線の実装形態の簡略化が可能になる。特に、独自の規格を確立する必要がなくなる。また、標準素子を使用することができ、他のネットワークとの互換性も可能となる。
【0017】
さらに、本発明は、車両間通信を確立するための方法に関する。したがって、車両間通信を確立するための方法は、少なくとも、
‐複数の無線通信回線および/または有線通信回線および/または物理的通信回線を提供するステップと、
‐少なくとも1つのメッセージを1つ以上の回線を介して送信するステップと、
‐1つ以上の回線を介してメッセージを受信するステップと、
を含む。
【0018】
メッセージは、少なくとも2つの通信回線を介して同時に送信することができる。
【0019】
また、メッセージは、少なくとも2つの通信回線を介して送信されてもよく、第2の回線は、第1の回線が一時的に動作していない場合、および/または伝送品質が低下している場合、および/または第1の回線の伝送が破損している場合に使用される。
【0020】
また、方法は、上述したようなシステムに係るシステムを用いて実施することができる。
【0021】
さらに、本発明は、車両間通信を確立するためのシステムのメッセージ送信モジュールに関する。メッセージ送信モジュールは、本開示に記載されているように、メッセージ送信モジュールの特徴部を含む。特に、メッセージ送信モジュールは通信機でありうる。また、メッセージ送信モジュールが冗長送信機能(すなわち、少なくとも2つの送信要素が、データおよび/または情報を、特に通信回線を介してメッセージ受信モジュールに伝送する機能)を含むことも可能である。例えば、メッセージ送信モジュールは、2つの無線チャネルを介してメッセージを送信または伝送することができる。また、少なくとも1つの無線回線および少なくとも1つの有線回線および/または物理回線を介してメッセージを送信する機能を含んでいてもよい。
【0022】
さらに、本発明は、車両間通信を確立するためのシステムのメッセージ受信モジュールに関する。メッセージ受信モジュールは、本開示に記載されているように、メッセージ受信モジュールの特徴部を含む。
【0023】
特に、メッセージ受信モジュールは通信機でありうる。また、メッセージ受信モジュールが冗長受信機能(すなわち、少なくとも2つの受信要素が、データおよび/または情報を、特に通信回線を介してメッセージ送信モジュールへ受信する機能)を含むことも可能である。例えば、メッセージ受信モジュールは、2つの無線チャネルを介してメッセージを受信することができる。また、少なくとも1つの無線回線および少なくとも1つの有線回線および/または物理回線を介してメッセージを受信する機能を含んでいてもよい。
【0024】
さらなる詳細および利点について、ここで図に関連して説明する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【
図1】本発明の実施形態による、少なくとも第1の商用車両および第2の商用車両の車両間通信を確立するためのシステムを備えた車両間通信のブロック図における、トラックとトレーラとを含む連結車両を有する商用車両の概略図である。
【
図2】同時メッセージングの時間ダイアグラムである。
【
図3】ウォームバックアップメッセージングにおける冗長通信の時間ダイアグラムである。
【0026】
図1は、少なくとも第1の商用車両および第2の商用車両(ここではトラック5とトレーラ7との間)の車両間通信を確立するためのシステム10を備えた、トラック5およびトレーラ7を含む連結車両を有する商用車両の概略図を示している。
【0027】
本実施形態では、連結車両は、トラック5およびトレーラ7である。
【0028】
全体として言えば、例えばロードトレインのシナリオでは、連結車両を第1のトレーラおよび第2のトレーラとすることも可能であろう。かかるシナリオでは、連結車両は、トラック、第1のトレーラおよび第2のトレーラでありうる。
【0029】
両車両は、少なくとも1つの通信ECU13,14を有する。
【0030】
ECU13はトレーラ7のECUであり、ECU14はトラック5のECUである。
【0031】
両ECU13,14は、2つ以上の通信リンク11,12を備えている。
【0032】
通信リンク11,12は有線であってもよいし、または無線であってもよい。図示の実施形態では、通信リンク11,12は無線である。
【0033】
また、任意の適切な種類の物理的な通信リンクを使用することができる。
【0034】
ここで、通信リンク11,12はWiFi接続である。
【0035】
トレーラのECU13は、2つのそれぞれの通信機11B,12Bを有し、トラック5のECU14は、それぞれ対応する通信機11A,12Aを有している。
【0036】
通信機11A,11Bおよび12A,12Bは、システムのメッセージ送信モジュールおよびメッセージ受信モジュールを形成する。
【0037】
通信機11A,11Bおよび12A,12Bは、送受信機能を有しているので、メッセージ送信機能とメッセージ受信機能を統合したモジュールを形成している。したがって、通信機11A,11Bおよび12A,12Bは、メッセージ送信モジュールとメッセージ受信モジュールとを同時に有し、1つ以上の通信リンク/回線11,12を介してメッセージを送信するように構成および配置されており、1つ以上の通信リンク/回線11,12を介してメッセージを受信するように構成されている。
【0038】
2つ以上のWiFiチャネル/WiFi接続11,12は、周波数に関して互いに十分に離れている。
【0039】
WiFiの代替として、無線回線のうちの少なくとも1つを介した通信は、Bluetooth、WAVE、ETSI ITS‐G5、IEEE802.15.4、C‐V2Xなどの規格のうちの少なくとも1つに準拠しうる。
【0040】
組み合わせとして、WiFi規格に加え、Bluetoothを使用することが考えられる。そのため、一方の通信リンクはWiFiリンクであってよく、他方の通信リンクはBluetoothリンクであってよい。
【0041】
概して、第1のリンクに第1の規格を使用し、第2のリンクに第2の規格を使用することができる。ここで、第2の規格は、第1のリンクに使用される規格とは異なるものである。
【0042】
これらのリンクは、非重複無線チャネル11,12として配置および構成されてもよい。
【0043】
したがって、同一の外乱源により双方に害が及ぼされる可能性は低い。
【0044】
例えば、無線チャネル11,12は、50MHzよりも互いに近接しないように選択することができる。
【0045】
代替的に、接続部11,12のうちの一方は、5GHz範囲のWiFiリンクであってもよく、他方の接続部は、2.4GHz範囲のBluetoothリンクであってもよい。
【0046】
システム10は、少なくとも1つのメッセージ伝送品質監視モジュール15をさらに含む。
【0047】
メッセージ伝送品質監視モジュール15は、メッセージ送信モジュール11A,11B,12A,12Bからメッセージ受信モジュール11A,11B,12A,12Bに送信されるメッセージの伝送品質を監視および/または評価するように構成および配置されている。
【0048】
図2に示すように、一実施形態では、メッセージM1,M2,M3,M4,M5,M6,M7またはM8の形態のデータが、通信リンク11を介して、通信機11Aから通信機11Bへ(またその逆に)同時に移動する。
【0049】
同時に、同じメッセージM1,M2,M3,M4,M5,M6,M7またはM8は、他方の通信リンク12を介して、通信機12Aから通信機12Bへ(またその逆に)同時に移動する。
【0050】
通信リンク11で送信されたメッセージM4~M7の場合のように、通信リンクの一方が破損した場合、その破損が一時的なものであったとしても(ここでは、ある一定の短い時間のサービス品質の低下の事例が示されている)、他方の通信リンク12は依然として機能しており、これにより、データを伝送することができる。
【0051】
かかるサービス品質の低下は、メッセージ伝送品質監視モジュール15によって検出される。
【0052】
このモジュールは、通信リンク11,12におけるデータまたはメッセージ伝送のサービス品質を連続的に測定する。
【0053】
その結果、メッセージM4~M7は正しく送受信されることになり、かかる場合でも、車両間通信はアクティブなままで動作することができる。
【0054】
ここで、第2のチャネルまたは通信リンク12はアクティブであり、かつ外乱のない状態のままであり、これにより、連続した通信が可能となる。
【0055】
図3に示すように、別の実施形態では、全ての通信リンクが連続的にアクティブにはされない。
【0056】
当該実施形態では、
図1のシステム3の全ての構造的特徴部および機能的特徴部が存在し、実現されている。
【0057】
以下の相違点のみが存在しており、これを以下で説明する。
【0058】
ここでは、通信リンク11,12が設けられている。
【0059】
非アクティブなリンクは、通信機12A,12B間の通信リンク12である。
【0060】
通信機12A,12B間の通信リンク12は、ウォームバックアップ状態にあり、必要な場合に通信を引き継ぐことができるように準備されている。必要な場合とは、例えば、通信機11A,11B間の通信リンク11のサービス品質の低下があった場合である。
【0061】
図3に示すようなサービスの低下は、メッセージM4~M7の伝送に影響を与える。
【0062】
これを実現するためには、トラック5とトレーラ7との両方の車両にリンクセレクタロジック17を実装する必要がある。
【0063】
リンクセレクタロジック17は、メッセージ伝送品質監視モジュール15の一部でありうる。
【0064】
リンクセレクタロジック15は、アクティブな通信リンクのサービス品質がいつ閾値レベルを下回るかを判別できなければならない。かかるソリューションの利点は、無線リンクの場合、スペクトルをより効率的に使用できることである。
【0065】
そこで、メッセージ伝送品質監視モジュール15は、伝送品質の低下が検出された場合、1つ以上の回線、すなわち通信リンク11,12を介したメッセージの追加の伝送をトリガするように構成および配置されている。
【符号の説明】
【0066】
5 トラック
7 トレーラ
10 車両間通信を確立するためのシステム
11,12 通信回線、通信リンク
11A,11B,12A,12B 通信機
13,14 電子制御ユニット(ECU)
15 メッセージ伝送品質監視モジュール
17 リンクセレクタロジック
M1 メッセージ1
M2 メッセージ2
M3 メッセージ3
M4 メッセージ4
M5 メッセージ5
M6 メッセージ6
M7 メッセージ7
M8 メッセージ8