(57)【要約】【課題】  ＩＣカード等の接触不良や、ＩＣカード側での異常発生などを速やかに検出可能にする。【解決手段】  本発明の車両用通信装置は、ＩＣカードが装着可能に構成され、装着されたＩＣカードに記録されている使用者情報を読み出すと共に、路側機との間で無線通信を行って利用料金の課金処理を行うようにしたものにおいて、前記ＩＣカードと前記車両用通信装置との間を接続する通信ラインの中のデータラインを常時監視してその異常を検出するように構成したものである。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣカードが装着可能に構成され、装着されたＩＣカードに記録されている使用者情報を読み出すと共に、路側機との間で無線通信を行って利用料金の課金処理を行うようにした車両用通信装置において、
前記ＩＣカードと前記車両用通信装置との間を接続する通信ラインの中のデータラインを常時監視してその異常を検出する異常検出手段を備えたことを特徴とする車両用通信装置。
【請求項２】
前記異常検出手段により前記データラインの異常を検出したときに、その異常を報知する異常報知手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両用通信装置。
【請求項３】
前記異常検出手段により前記データラインの異常を検出したときに、その異常を自動的に解消させる復旧処理を実行する復旧手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の車両用通信装置。
【請求項４】
前記異常検出手段により前記データラインの異常を検出したときに、その異常検出が誤検出であるか否かを確認する誤検出確認手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有料道路の料金所などにおいてノンストップで利用料金を収受する自動料金収受システム（ＥＴＣシステム）に用いられる車両用通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＴＣシステムは、車両に搭載されＩＣカードが装着可能に設けられた車載器（車両用通信装置）と、有料道路の出口料金所あるいは入口料金所に設置され車載器と無線通信する路側機器とから構成されている。ＥＴＣシステムにおいては、ＩＣカードの契約情報及び料金所情報が記録されたＩＣカードを、予め車両情報が登録されている車載器に装着（挿入）して使用する。
【０００３】
この構成の場合、車両が有料道路の出口料金所あるいは入口料金所に差しかかると、料金所に設置された路側機器が無線アンテナを通じて車載器と無線通信し、上記車両情報、契約情報及び料金所情報を読み出し、その車両に対する通行料金の決済を自動的に行うように構成されている。
【０００４】
また、料金所通過時に路側機器から受信した料金所情報および課金情報は、車載器に挿入されているＩＣカードに記録されるように構成されている。これにより、従来は、磁気カードを介した課金処理に代わり、無線通信を介して課金処理を行うことができることから、車両は料金所で一旦停止する必要がなくなる。
【０００５】
ところで、現行のＥＴＣシステムでは、接触型のＩＣカードを使用している。そして、課金処理に必要な情報のうち、ＩＣカードの契約情報は、ＩＣカードの識別情報や有効期限情報あるいは決済に関する情報であり、これらはＩＣカードの発行時に内部に記録された情報である。また、車両情報は、車両の形状や重量などの車両の特徴を表す情報であり、これらの情報は、車載器を対象車両にセットアップする作業時に車載器内部の記憶手段に記憶される情報である。
【０００６】
更に、課金処理に必要な料金所情報は、路側機器との無線通信で受信する入口情報や通行履歴情報などであり、ＥＴＣ料金所通過時に受信した最新情報がＩＣカードに記録されるように構成されている。この料金所情報は、次の料金所において無線通信を介して読み出され、どの料金所を経由したかを知ることで課金処理を行うことができるように構成されている。
【０００７】
また、車載器からＩＣカードへアクセスする場合、通常、車載器からＩＣカードへコマンドを送信し、ＩＣカードからの応答を車載器で受信するように構成されている。この場合、ＩＣカードに情報を記録するときには、車載器から書き込みコマンドと書き込むデータとをＩＣカードへ送信すると、ＩＣカードにて書き込み処理が実行され、その後、ＩＣカードから書き込み完了した旨の応答が車載器へ送信され、車載器が受信するように構成されている。また、ＩＣカードから情報を読み出すときには、車載器から読み出しコマンドをＩＣカードへ送信して読み出す情報を指定する。そして、ＩＣカードにて読み出し処理が実行され、その後、ＩＣカードから応答結果（読み出し完了した旨の応答）と読み出したデータとが車載器へ送信され、車載器が受信するように構成されている。
【特許文献１】特開平１１−１９５１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来のＥＴＣシステムにおいては、ＩＣカードに記憶されている情報を使用して課金処理を行うと共に、課金処理の結果が車載器によりＩＣカードに記録されるように構成されているので、ＩＣカードへの記録が失敗すると、正しい課金情報が記録されないため、次の料金所において正常に課金処理が行えなくなるという問題がある。
【０００９】
ＩＣカードへの記録に失敗する原因としては、ＩＣカードが接触式であることから、ＩＣカード挿入語、例えば車両の振動等でＩＣカードと車載器の読み取り部との接触が不良となるような場合や、ＩＣカードの電極部に汚れがあったり、静電気などの悪影響を受けてＩＣカードとのデータ通信が異常となったり、ＩＣカード自体が異常となる場合などが考えられる。
【００１０】
そして、上記したように、ＩＣカードへの記録処理が失敗した場合、車載器はＩＣカードに対して書き込みコマンドを送信するが、ＩＣカードから正常な応答が得られない。これにより、車載器はＩＣカードへの記録処理が失敗したことを認識（検出）するように構成されている。このような構成の一例として、特許文献１に示す構成が知られている。
【００１１】
しかし、上記した異常の検出の仕方では、車載器が実際にＩＣカードに対して何らかのコマンドを送信するまでは、ＩＣカードと車載器との接触が不良となったり、ＩＣカード側に異常が発生したりするという異常を検出することができない。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ＩＣカード等の接触不良や、ＩＣカード側での異常発生などを速やかに検出することができる検出車両用通信装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の車両用通信装置は、ＩＣカードが装着可能に構成され、装着されたＩＣカードに記録されている使用者情報を読み出すと共に、路側機との間で無線通信を行って利用料金の課金処理を行うようにしたものにおいて、前記ＩＣカードと前記車両用通信装置との間を接続する通信ラインの中のデータラインを常時監視してその異常を検出する異常検出手段を備えたところに特徴を有する。
【００１４】
上記構成によれば、ＩＣカードと車両用通信装置との間を接続する通信ラインの中のデータラインを常時監視してその異常を検出するように構成したので、ＩＣカード等の接触不良や、ＩＣカード側での異常発生などを速やかに検出することができる。
【００１５】
また、上記構成の場合、前記異常検出手段により前記データラインの異常を検出したときに、その異常を報知する異常報知手段を備えることが好ましい。更に、前記異常検出手段により前記データラインの異常を検出したときに、その異常を自動的に解消させる復旧処理を実行する復旧手段を備えることが良い構成である。更にまた、前記異常検出手段により前記データラインの異常を検出したときに、その異常検出が誤検出であるか否かを確認する誤検出確認手段を備えることがより一層好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明をＥＴＣ車載器に適用した一実施例について、図面を参照しながら説明する。まず、図１に示すように、車両に搭載された車両用通信装置としてのＥＴＣ車載器（以下、車載器と称す）１は、ＥＴＣシステムにおいて料金所に設けられている路側機２のアンテナ２ａとの間で無線通信を行うものである。上記車載器１は、車両の例えばダッシュボード部や運転席の近傍に設けられており、ＩＣカード３が装着可能なように構成されている。
【００１７】
この車載器１において、異常検出手段、異常報知手段、復旧手段および誤検出確認手段としての制御回路４は、マイコンやＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されており、ＥＴＣシステムの課金処理に対応した動作をするようにプログラムが予め組み込まれている。制御回路４には、路側機２と通信を行うための無線部５およびアンテナ６が接続されている。路側機２との間の無線通信においては、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication；狭域通信）方式を採用した通信処理が行われる。アンテナ６は、車載器１の本体に一体に設けられるものや、本体からワイヤを介して独立した構成として設けられるものや、フロントガラスなどに装着するものなどがある。
【００１８】
制御回路４には、この他に外部機器接続部７、記憶部８、表示部９、入力操作部１０、ＩＣカード制御部１１、ＩＣカードコネクタ１２などが接続されている。外部機器接続部７には、例えばカーナビゲーション装置などが接続可能に構成されていて、データの授受を行うことで相互に情報を利用して利用者にとって有益な情報を提供することができるようになっている。記憶部８は、フラッシュメモリに代表される不揮発性の記憶手段であり、車両に搭載する際に車両情報などが予め登録されたデータが記憶されると共に、課金処理に必要な各種のデータが記憶されるように構成されている。
【００１９】
表示部９は、報知手段として機能するもので、ＬＥＤなどの表示手段で課金処理を実行していることを使用者に表示により伝えたり、警告などを表示により行ったりするものである。この表示部９には、例えば処理中を表示する「緑」や警告を表示する「赤」などの異なる色のＬＥＤを設けたり、あるいは液晶表示部などを設けたりする。入力操作部１０は、操作ボタンにより各種設定作業を行ったり所定の情報を表示させたりするための操作入力を受け付けるものである。
【００２０】
尚、報知手段として、外部機器接続部７に接続されたカーナビゲーション装置を利用することができる。制御回路４から、例えばカーナビゲーション装置のスピーカを利用して音声案内をする情報を送信し、これによって音声による通知をすることができるようにしたものである。
【００２１】
ＩＣカード制御部１１は、ＩＣカードコネクタ１２に装着されるＩＣカード３を認識してデータの授受を行うためのものである。具体的には、制御回路４の制御により後述するようにしてデータの授受の制御が行われる。ＩＣカードコネクタ１２は、ＩＣカード３に設けられた電極部と電気的に接触する電極部を備えたコネクタである。
【００２２】
また、車載器１の各部は電源部１３から給電されるようになっており、電源部１３は車載バッテリからキースイッチのアクセサリスイッチ（ＡＣＣスイッチ）を介して接続されており、アクセサリスイッチがオンされると所定の直流電圧を生成して給電するように構成されている。
【００２３】
ＩＣカード３には、制御部１４および記憶手段としての記憶部１５が設けられていると共に、外部とデータの授受を行うための電極部が設けられている。制御部１４は、マイコンなどを主体とした構成とされていて、車載器１に記憶部１５に記憶している情報を要求に応じて出力したり、車載器１から要求される書き込むべきデータの書き込み処理を行ったりするようになっている。記憶部１５としては、フラッシュメモリに代表される不揮発性の記憶手段が設けられている。
【００２４】
次に、上記構成の作用、特には、ＩＣカード３と車載器１との間を接続する通信ラインの中のデータラインを常時監視してその異常を検出する動作について図２ないし図６も参照して説明する。尚、車載器１、路側機２、ＩＣカード３とユーザ（使用者）の間のやり取りの一般的制御については、ここでは説明しないが、特許文献１や本出願人が出願した特願２００４−３８０６７３（未公開）などに記載されている制御を適宜用いれば良い。
【００２５】
まず、ＩＣカード３と車載器１との間を接続する通信ライン、即ち、ＩＣカード３と車載器１とを接続する８個の接続端子について、図２を参照して説明する。端子番号Ｃ１の端子は、端子名がＶＣＣで、回路電圧を供給するラインであり、ＩＣカード３の入出力と車載器１の入出力は、図２に示す通りである。端子番号Ｃ２の端子は、端子名がＲＳＴで、リセット信号を送信するラインであり、ＩＣカード３の入出力と車載器１の入出力は、図２に示す通りである。
【００２６】
端子番号Ｃ３の端子は、端子名がＣＬＫで、クロック信号を送信するラインであり、ＩＣカード３の入出力と車載器１の入出力は、図２に示す通りである。端子番号Ｃ４の端子は、端子名がＲＦＵで、予備のラインである。端子番号Ｃ５の端子は、端子名がＧＮＤで、ゼロ電圧のライン、すなわち、グランドラインであり、ＩＣカード３の入出力と車載器１の入出力は、図２に示す通りである。端子番号Ｃ６の端子は、端子名がＶＰＰで、未使用のラインである。
【００２７】
端子番号Ｃ７の端子は、端子名がＩ／Ｏで、データ入出力用のラインであり、ＩＣカード３の入出力と車載器１の入出力は、図２に示す通り、両方とも入出力である。本実施例の場合、この端子番号Ｃ７のデータラインの電圧レベルを、車載器１により常時監視してＩＣカード３の異常を検出するように構成されている。また、端子番号Ｃ８の端子は、端子名がＲＦＵで、予備のラインである。
【００２８】
さて、ユーザがＩＣカード３を車載器１のＩＣカードスロットに挿入装着すると、上記した８個の接続端子（ＩＣカード３と車載器１の間を接続する通信ライン）が接続され、所定の活性化処理と相互認証処理が実行される。これにより、車載器１は、ＥＴＣシステムの料金所の路側機２と無線通信が可能な状態となる。そして、この後、車両が有料道路の料金所を通過する際に、その路側機２と車載器１との間で無線通信が行われ、利用料金の課金処理等が適宜実行されるように構成されている。
【００２９】
そして、このような状態（即ち、ＩＣカード３の挿入状態）で、車載器１において、接続端子Ｃ７（データライン）の電圧レベルを常時監視してその異常を検出する制御（図６のフローチャート参照）が実行されている。この場合、まず、ステップＳ１０において、端子番号Ｃ７の端子（データライン）の電圧レベルが異常であるか否かを判断し、ここで、異常が検出されなければ、ステップＳ１０にて「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１０の処理を繰り返す。これに対して、異常が検出されたときには、ステップＳ１０にて「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ２０へ進む。
【００３０】
ここで、上記ステップＳ１０において実行する異常検出処理について、具体的に説明する。通常、車載器１とＩＣカード３との間では、端子番号Ｃ７のライン（データライン）を介して、図３に示すような通信（コマンドやデータ等のやりとり）が実行される。例えば、「コマンド＋データ」を車載器１から上記データラインを介してＩＣカード３へ送信すると、「応答」がＩＣカード３から上記データラインを介して車載器１へ送信される。また、例えば、「コマンド」を車載器１から上記データラインを介してＩＣカード３へ送信すると、「応答＋データ」がＩＣカード３から上記データラインを介して車載器１へ送信される。
【００３１】
そして、上記データライン、即ち、端子番号Ｃ７の端子の電圧レベルは、アクセスがないときはハイレベルであり、接点外れ等の異常が発生すると、図４に示すように、上記電圧レベルがロウレベルに低下する。このため、車載器１により、ＩＣカード３に対して何もアクセスしていないときも、端子番号Ｃ７の端子（データライン）の電圧レベルを常時監視することにより、上記電圧レベルの低下（即ち、異常データの受信）を検出したら、端子番号Ｃ７の端子（データライン）の電圧レベルが異常であると判断（検出）するように構成されている。
【００３２】
この場合、上記電圧レベルの低下を検出するに際しては、電圧レベルのロウレベルへの立下りのエッジを検出するように構成することが好ましい。尚、異常データとして検出しても良い。
【００３３】
また、端子番号Ｃ２の端子（リセット信号ライン）の電圧レベルが、接点外れ等により、図５（ａ）に示すように、ロウレベルに低下した場合には、ＩＣカード３は、車載器１からリセット信号を受信したと誤判断して、図５（ｂ）に示すような「リセット応答」を、上記データラインを介して車載器１へ送信する。
【００３４】
従って、このような場合には、車載器１は、ＩＣカード３に対して何もアクセスしていないのに、即ち、リセットコマンドをＩＣカード３に送信していないのに、データライン（端子番号Ｃ７の端子）を介してＩＣカード３から「リセット応答」（ＡＴＲデータ）を受信することになる。このため、車載器１は、上記したような想定しない「リセット応答」を受信したときも、端子番号Ｃ７の端子（データライン）の電圧レベルが異常であると判断（検出）するように構成されている。
【００３５】
次に、ステップＳ２０においては、上記した異常検出が誤検出であるかどうかを確認する処理であるカード状態確認処理を実行する。この場合、例えば、車載器１からＩＣカード３に対して、一旦アクセスした後、正常な応答がない場合のみ、ＩＣカード３との接点に異常が発生した（接点外れ等が発生）、または、ＩＣカード３側で異常が発生したと判断するように構成されている（ステップＳ３０にて「ＹＥＳ］）。
【００３６】
一方、上記カード状態確認処理を実行した後、ＩＣカード３との接点の異常やＩＣカード３側の異常等が発生しなければ、ステップＳ３０にて「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１０へ戻り、データライン（端子番号Ｃ７の端子）の監視を続ける。
【００３７】
さて、上記ステップＳ３０において、異常等が発生したと判断されたときには、「ＹＥＳ」へ進み、復旧処理を実行する（ステップＳ４０）。この復旧処理においては、ＩＣカード３の再起動処理（具体的には、ＩＣカード３の非活性化処理、ＩＣカード３の活性化処理、ＩＣカード３との相互認証処理）を実施することにより、ＩＣカード３の状態を、通信可能状態に復帰させるように構成されている。尚、この場合、ＩＣカード３からの情報は、既に読み出し済みであるから、ＩＣカード３からの情報を再読み出す処理は不要である。
【００３８】
また、上記再起動処理中においては、ユーザーに対して、ＩＣカード３の引き抜きをしないように警告するメッセージを表示したり、音声で出力したりして報知することが好ましい。更に、ステップＳ２０の異常検出において、データライン上を流れるデータ（即ち、応答）を解釈した場合、例えば、図５（ｂ）に示すようなリセット応答を受信した場合には、再起動処理において、ＩＣカード３の非活性化処理は実行しないで、ＩＣカード３の活性化処理と、ＩＣカード３との相互認証処理とだけを実行することにより、復旧させるように構成しても良い。
【００３９】
さて、上記再起動処理、即ち、復旧処理（ステップＳ４０）を実行した後は、ステップＳ５０へ進み、ＩＣカード３との通信可能状態が正常に復旧（復帰）したか否かを判断する。ここで、正常に復旧した場合には、ステップＳ５０にて「ＹＥＳ」へ進み、ステップＳ１０へ戻り、データライン（端子番号Ｃ７の端子）の監視を続ける。
【００４０】
これに対して、正常に復旧しなかった場合には、ステップＳ５０にて「ＮＯ」へ進み、ユーザーへの警告処理を実行する（ステップＳ６０）。この場合、ユーザーに対して、ＩＣカード３との通信状態が異常である旨の警告メッセージを表示したり、音声で出力したり、警告音としてブザーを鳴動させたりして報知するように構成されている。この報知を受けて、ユーザーは、ＩＣカード３の確認や、ＩＣカード３の再挿入操作等を実行する。これにより、ＩＣカード３が通信可能状態に復旧する。
【００４１】
この場合、ユーザーへの警告の通知（報知）方法としては、ＬＥＤ、ＬＣＤ、ブザー、音声出力手段、バイブレータ等のユーザーインターフェースとなりうるものであれば、どんなものでも良い。また、車載器１自体は、ユーザーに対する報知機能がない構成である場合には、車載器１にＬＡＮを介して接続されたり、シリアル接続されたりしている外部機器（カーナビゲーション装置等）を通して報知するように構成しても良い。
【００４２】
そして、このように構成した場合、例えばカーナビゲーション装置の表示装置（地図表示画面）にポップアップ表示したり、音声案内したりすることが好ましい。尚、設定により、音量を変更可能なように構成したり、報知を無くすように構成したりすることも好ましい。また、ユーザーに報知するメッセージの内容としては、ＩＣカード３に異常が発生したことを報知するだけでも良いし、ユーザーにＩＣカード３を引き抜いてＩＣカード３を確認してもらい、ＩＣカード３を再挿入してもらうようなメッセージであっても良い。尚、ＩＣカード３が再挿入されたときには、ＩＣカード３の起動処理が最初から実行される。
【００４３】
このような構成の本実施例によれば、ＩＣカード３と車載器１との間を接続する通信ラインの中のデータライン（端子番号Ｃ７の端子）を常時監視して、その異常を検出するように構成したので、ＩＣカード３等の接触不良や、ＩＣカード３側での異常発生などを速やかに検出することができる。
【００４４】
また、上記実施例においては、ＩＣカード３と車載器１との間を接続する通信ラインの中のデータラインの異常を検出したときに、その異常をユーザーに報知するように構成したので、ユーザーはＩＣカード３の異常を確実に認識することができ、ＩＣカード３の異常に対する対策を速やかに実行することができる。
【００４５】
更に、上記実施例においては、ＩＣカード３と車載器１との間を接続する通信ラインの中のデータラインの異常を検出したときに、その異常を自動的に解消させる復旧処理を実行するように構成したので、ＩＣカード３の異常（特には、自動復旧可能な軽度の異常）を自動的に解消させることができる。
【００４６】
更にまた、上記実施例では、ＩＣカード３と車載器１との間を接続する通信ラインの中のデータラインの異常を検出したときに、その異常検出が誤検出であるか否かを確認するように構成したので、ＩＣカード３の異常の誤検出をほぼ確実に防止することができる。
【００４７】
尚、上記実施例においては、本発明をＥＴＣ用の車載器１に適用したが、これに限られるものではなく、車両に搭載された他の車両用通信装置に適用しても良い。また、車載器１に、警告メッセージを表示可能な表示装置（液晶ディスプレイ等）を設けたり、警告メッセージを音声出力可能な音声出力装置を設けたりしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例を示す電気的なブロック図
【図２】端子の番号、名称、機能等の一覧表を示す図
【図３】車載器とＩＣカードとの間の通信を説明する図
【図４】データラインの異常検出を説明するタイムチャート（その１）
【図５】データラインの異常検出を説明するタイムチャート（その２）
【図６】フローチャート
【符号の説明】
【００４９】
図面中、１はＥＴＣ車載器（車両用通信装置）、２は路側機、３はＩＣカード、４は制御回路（異常検出手段、異常報知手段、復旧手段、誤検出確認手段）、５は無線部、７は外部機器接続部、９は表示部、１１はＩＣカード制御部、１２はＩＣカードコネクタを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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