(57)【要約】【課題】本発明は、路車間通信用車載機に関し、車室内天井に設置された車載機本体とその車載アンテナとの間の伝送損失を低減することを目的とする。【解決手段】ＥＴＣシステムを構成する車載機１０は、路側機の路側アンテナとの間で信号の送受信を行うＥＴＣアンテナ７２と、ＥＴＣアンテナ７２から外部へ送信すべき信号およびＥＴＣアンテナ７２で受信された信号を処理する制御部３４を有する車載機本体３０と、を備える。車載機本体３０を車室内天井に取り付けられたオーバヘッドコンソールに配設する。車室内天井に対して固定された部位に取り付けられた制御部３４の制御基板上にＥＴＣアンテナ７２を取り付ける。そして、ＥＴＣアンテナ７２を、制御基板上に形成された伝送経路７４を介して高周波部４０の受信部６６及び送信部６８に接続する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路側アンテナとの間で信号を送信又は受信する車載アンテナと、車室内天井に設置された、前記車載アンテナから送信すべき信号或いは前記車載アンテナで受信された信号を処理する制御部を有する車載機本体と、を備える路車間通信用車載機であって、
前記車載アンテナが、前記車載機本体の前記制御部に一体化されていることを特徴とする路車間通信用車載機。
【請求項２】
前記車載アンテナが、前記制御部の回路基板上において該制御部の高周波部に基板伝送線路を介して接続することを特徴とする請求項１記載の路車間通信用車載機。
【請求項３】
前記車載アンテナが、車両ガラスに面するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の路車間通信用車載機。
【請求項４】
前記車載アンテナは、自動料金収受用アンテナであり、
前記車載機本体は、車両に対する料金収受処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の路車間通信用車載機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路車間通信用車載機に係り、特に、車載アンテナを用いて路側アンテナと信号の送受信を行ううえで好適な路車間通信用車載機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、路側アンテナとの間で信号の送受信を行う車載アンテナと、その車載アンテナに接続し、車載アンテナから送信すべき信号および車載アンテナで受信された信号を処理する制御部と、を備える車載機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車載機において、制御部は、耐久性等の低下を防止すべく直射日光に曝されない車室内天井に配設されている。また、車載アンテナは、室内ミラー等の路側アンテナとの間の電波送受を行い易い部位に配置されている。そして、車載アンテナは、制御部とは別体とされており、アンテナ線およびコネクタを介して制御部本体の高周波部に接続されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７５８９９号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車載機では、車載アンテナが制御部と別体とされると共に、両者がアンテナ線およびコネクタを介して接続されているので、アンテナ線およびコネクタにおける伝送損失が増大する。このため、路側アンテナ側と車載機との間の高周波信号の送受が適切に行われず、通信不良を招くおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、車室内天井に設置された車載機本体とその車載アンテナとの間の伝送損失を低減することが可能な路車間通信用車載機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、路側アンテナとの間で信号を送信又は受信する車載アンテナと、車室内天井に設置された、前記車載アンテナから送信すべき信号或いは前記車載アンテナで受信された信号を処理する制御部を有する車載機本体と、を備える路車間通信用車載機であって、
前記車載アンテナが、前記車載機本体の前記制御部に一体化されている路車間通信用車載機により達成される。
【０００７】
本発明において、路側アンテナとの間で通信を行う車載アンテナは、車室内天井に設置された車載機本体の信号処理を行う制御部に一体化されている。かかる構成においては、車載アンテナと制御部とを接続するためのアンテナ線及びコネクタを設けることは不要である。このため、アンテナ線及びコネクタを設けることによる伝送損失は発生しない。
【０００８】
また，上記の目的は、請求項２に記載する如く、請求項１記載の路車間通信用車載機において、前記車載アンテナが、前記制御部の回路基板上において該制御部の高周波部に基板伝送線路を介して接続する路車間通信用車載機により達成される。
【０００９】
本発明において、車載アンテナは、制御部の回路基板上において高周波部に基板伝送線路を介して接続される。かかる構成においては、車載アンテナと制御部の高周波部とがアンテナ線及びコネクタを用いて接続されないので、アンテナ線及びコネクタを設けることによる伝送損失は発生しない。
【００１０】
尚、請求項３に記載する如く、請求項１又は２記載の路車間通信用車載機において、前記車載アンテナが、車両ガラスに面するように配置されていることとすれば、車体ボディによる電波の遮断が抑制され、車載アンテナの送受信感度が確保される。
【００１１】
これらの場合、請求項４に記載する如く、請求項１乃至３の何れか一項記載の路車間通信用車載機において、前記車載アンテナは、自動料金収受用アンテナであり、前記車載機本体は、車両に対する料金収受処理を実行することとすればよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である路車間通信用車載機（以下、単に車載機と称す）１０を用いたシステムを説明するための図を示す。本実施例のシステムは、車両１２に搭載された車載機１０と道路１４に設置された路側機１６との路車間通信により、車両が有料道路等を走行する際の通行料金や駐車場等における駐車料金等をノンストップで自動的に収受するシステム（以下、ＥＴＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌ　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムと称す）である。
【００１３】
路側機１６は、フラットアンテナからなる路側アンテナ１８、及び、路側アンテナ１８に接続された制御装置２０を備えている。路側アンテナ１８は、道路１４の分離帯２２と２４との間に形成された１つのレーン２６を跨ぐように設けられたアーチ２８の、レーン２６の直上に取り付けられている。路側アンテナ１８は、レーン２６の幅方向に所定の通信可能領域を有しており、レーン２６を走行する車両１２の車載機１０と電波による情報の送受信を行う。また、制御装置２０は、分離帯２２に配設されている。制御装置２０は、路側アンテナ１８から車載機１０へ送信すべき信号を処理すると共に、路側アンテナ１８で受信された信号を処理する。
【００１４】
路側機１６は、入口ゲートや出口ゲート，途中経路上等の各所に設置されている。各路側機１６の制御装置２０は、中央センタ（図示せず）を介して互いに接続されている。各制御装置２０は、路側アンテナ１８を介して受信した有料道路の入口ゲートや出口ゲート，途中地点を通過した車両に関する情報を中央センタに送信し、また、中央センタから送られた料金情報を路側アンテナ１８を介してレーン２６を通過する車両１２の車載機１０に送信する。中央センタは、有料道路に進入した車両に関する入口ゲートや日時等の情報、通過経路情報、及び進入車両に対する課金情報を統括管理する。
【００１５】
図２は、本実施例の車載機１０のブロック構成図を示す。図３は、本実施例の車載機１０の有する制御部の斜視図を示す。図４は、本実施例の車載機１０を車両１２に搭載した状態を車室内から見た斜視図を示す。また、図５は、図４に示す車載機１０の側断面図を示す。
【００１６】
本実施例の車載機１０は、車載機本体３０を備えている。車載機本体３０は、車室内天井３１に取り付けられたオーバヘッドコンソール３２に配設されている。車載機本体３０は、制御部３４と表示＆カード挿入部３６とにより構成されている。制御部３４は、車室内天井３１に対して固定された部位に取り付けられた制御基板３８を有している。制御基板３８上には、外部との通信機能を担当する高周波部４０、各種の情報処理を行うＥＴＣ処理部４２、及び、カード情報を処理するセキュリティモジュール部４４が形成されている。
【００１７】
また、表示＆カード挿入部３６は、車室内天井３１に対してメガネをオーバヘッドコンソール３２内に収納するために可動するメガネホルダ部４６に取り付けられている。表示＆カード挿入部３６は、ヒューマンマシンインタフェース部４８及びＩＣカードインタフェース部５０を有している。ヒューマンマシンインタフェース部４８は、料金情報や日付情報，ＥＴＣ利用可能有無等を表示する表示部５２、及び、ＥＴＣ利用履歴等を表示部５２に表示させるべく車両乗員により操作される操作スイッチ部５４を有している。表示部５２及び操作スイッチ部５４は、メガネホルダ部４６が閉状態にある際に車両乗員に向くように配置されている。
【００１８】
また、ＩＣカードインタフェース部５０は、料金収受に必要なクレジットカード番号等の情報やＥＴＣ利用履歴等の情報が格納された情報カードとしてのＩＣカード５６が着脱可能なカード挿入部５８を有している。カード挿入部５８は、メガネホルダ部４６が開状態にある際に車室内から視認可能に現れ、ＩＣカード５６の着脱を可能とする。
【００１９】
表示＆カード挿入部３６のヒューマンマシンインタフェース部４８には、ケーブル配線６０を介して上記した制御部３４のＥＴＣ処理部４２が接続されている。また、ＩＣカードインタフェース部５０には、ケーブル配線６２を介して上記したセキュリティモジュール部４４が接続されている。セキュリティモジュール部４４は、ＥＴＣ処理部４２に接続されており、カード挿入部５８に装着されたＩＣカード５６に書き込まれている情報を読み出しＥＴＣ処理部４２に送信すると共に、ＥＴＣ処理部４２から送られた情報をＩＣカード５６に書き込む。ＥＴＣ処理部４２は、操作スイッチ部５４の操作有無を検知し、表示部５２の制御を行うと共に、ＩＣカード５６の読み出し／書き込み等の処理を行い、また、通行料金等の収受に関して必要な処理を実行する。
【００２０】
ＥＴＣ処理部４２には、高周波部４０の有する変復調部６４が接続されている。高周波部４０は、また、変復調部６４に接続する受信部６６及び送信部６８を有している。受信部６６及び送信部６８には、切替部７０を介して車載機１０の有するＥＴＣアンテナ７２が接続されている。ＥＴＣアンテナ７２は、路側機１６の路側アンテナ１８との間で信号の送受信を行う。ＥＴＣ処理部４２は、車載機１０のＥＴＣアンテナ７２から路側機１６の路側アンテナ１８へ向けて送信する情報を生成する。変復調部６４は、送信部６８からＥＴＣアンテナ７２を介して無線送信すべきＥＴＣ処理部４２の生成情報を電波信号に変調する。また、変復調部６４は、ＥＴＣアンテナ７２を介して受信部６６に受信された電波信号を復調する。ＥＴＣ処理部４２は、ＥＴＣアンテナ７２に受信され変復調部６４で復調された情報を処理する。
【００２１】
ＥＴＣアンテナ７２は、高周波部４０が形成されている制御部３４の制御基板３８上に取り付けられている。ＥＴＣアンテナ７２は、制御基板３８に形成された高周波部４０の受信部６６及び送信部６８に伝送線路７４を介して接続されている。すなわち、ＥＴＣアンテナ７２は、車載機本体３０の制御部３４に一体に構成されている。
【００２２】
上記したオーバヘッドコンソール３２は、その一部が車両１２のフロントガラス７６に面するような筐体構造を有し、車載機１０と路側機１６との間で使用される無線電波を透過し易い樹脂材で形成されている。制御部３４の制御基板３８は、オーバヘッドコンソール３２内において車室内天井３１に面する位置から車室内インナミラー７８近傍のフロントガラス７６に面する位置にかけて延在している。ＥＴＣアンテナ７２は、制御基板３８上において車両１２のフロントガラス７６に面するように配置されている。一方、高周波部４０、ＥＴＣ処理部４２、及びセキュリティモジュール部４４は、制御基板３８上において車室内天井３１に面するように配置されている。ＥＴＣアンテナ７２は、車両１２が路側アンテナ１８の直下を通過する際にその路側アンテナ１８と通信可能となる通信領域を有している。
【００２３】
本実施例においては、上記の如く、ＥＴＣアンテナ７２が、車載機本体３０の制御部３４に一体に構成されている。具体的には、ＥＴＣアンテナ７２が制御部３４の制御基板３８上に取り付けられていると共に、制御基板３８に形成された高周波部４０の受信部６６及び送信部６８に伝送線路７４を介して接続されている。この場合、ＥＴＣアンテナ７２と制御部３４の高周波部４０とを接続するうえで、同軸ケーブルからなるアンテナ線、及び、アンテナ線をＥＴＣアンテナ７２又は制御部３４に連結するためのコネクタを設けることは不要である。
【００２４】
このため、本実施例の車載機１０においては、ＥＴＣアンテナ７２と高周波部４０との間に同軸ケーブルからなるアンテナ線やコネクタを設けることに起因する伝送損失が発生することはなく、両者間の伝送損失の低減を図ることができる。また、組み付け時におけるコネクタの接続忘れ・締付忘れや車両振動に起因するコネクタの緩み等が生ずることはあり得ず、ＥＴＣアンテナ７２と高周波部４０との接続不良、ひいては、車載機１０と路側機１６との路車間無線通信の不良を防止することができる。従って、本実施例によれば、路車間無線通信の信頼性の向上を図ることができ、自動料金収受システム（ＥＴＣシステム）を信頼性よく実現することが可能となっている。
【００２５】
また、本実施例においては、上記の如く、ＥＴＣアンテナ７２が車載機本体３０の制御部３４に一体化されているので、ＥＴＣアンテナ７２と制御部３４の高周波部４０との間の取付構造が簡素である。また、ＥＴＣアンテナ７２と高周波部４０とを接続するための同軸ケーブルからなるアンテナ線およびそのコネクタを設けることが不要であるので、車載機１０の構成部品点数が削減される。従って、本実施例によれば、車載機１０をオーバヘッドコンソール３２に取り付けるのに必要な作業時間を低減することができ、取付作業性の容易化を図ることが可能となっている。
【００２６】
更に、本実施例においては、上記の如く、ＥＴＣアンテナ７２が制御部３４の制御基板３８上においてフロントガラス７６に面するように配置されている。この場合には、ＥＴＣアンテナ７２が車室内天井３１に面するように配置されている場合と異なり、車載機１０と路側機１６との間の路車間無線通信における電波が車両のボディで遮断され易くなるのは回避される。このため、本実施例の構成によれば、ＥＴＣアンテナ７２の送受信感度の低下を防止でき、その送受信感度を高く維持することができ、これにより、路車間無線通信を効率よく行うことが可能となっている。
【００２７】
一方、高周波部４０、ＥＴＣ処理部４２、及びセキュリティモジュール部４４は、制御基板３８上において車室内天井３１に面するように配置されている。この場合には、それらがフロントガラス７６に面するように配置されている場合と異なり、直射日光に曝されない。このため、本実施例の構成においては、制御部３４の熱環境を比較的快適に維持することができ、その耐久性の向上を図ることが可能となっている。
【００２８】
尚、上記の実施例においては、ＥＴＣアンテナ７２が特許請求の範囲に記載した「車載アンテナ」及び「自動料金収受用アンテナ」に、制御部３４の制御基板３８が特許請求の範囲に記載した「回路基板」に、伝送線路７４が特許請求の範囲に記載した「基板伝送線路」に、フロントガラス７６が特許請求の範囲に記載した「車両ガラス」に、それぞれ相当している。
【００２９】
ところで、上記の実施例においては、情報カードとしてＩＣカードを用いることとしているが、情報の読み出し／書き込みが可能なクレジットカードやプリペイドカード等を用いる構成に適用することも可能である。
【００３０】
また、上記の実施例は、車載アンテナとしてＥＴＣシステムに用いるＥＴＣアンテナ７２を用いたものであるが、ＥＴＣシステム以外にＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）やＧＰＳ受信システム等に用いるアンテナに適用することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１、２、及び４記載の発明によれば、車室内天井に設置された車載機本体に車載アンテナを一体化することにより、車載機本体と車載アンテナとの間の伝送損失を低減することができる。
【００３２】
また、請求項３記載の発明によれば、車載機本体と車載アンテナとの間の伝送損失を低減すると共に、車載アンテナの送受信感度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である路車間通信用車載機を用いたシステムを説明するための図である。
【図２】本実施例の路車間通信用車載機のブロック構成図である。
【図３】本実施例の路車間通信用車載機の有する制御部の斜視図である。
【図４】本実施例の路車間通信用車載機を車両に搭載した状態を車室内から見た斜視図である。
【図５】図４に示す路車間通信用車載機の側断面図である。
【符号の説明】
１０　路車間通信用車載機
１２　車両
１８　路側アンテナ
３０　車載機本体
３１　車室内天井
３４　制御部
３８　制御基板
４０　高周波部
７２　ＥＴＣアンテナ
７６　フロントガラス
【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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