(57)【要約】【課題】車両により異なる車載器の設置環境によらず、路車間通信に必要な通信時間を確保し、通信エラーの発生を低減する。【解決手段】車載器に受信した無線信号の電界強度に応じたＲＳＳＩ電圧と基準電位を比較することにより通信を開始すべきタイミングを決定する機能を備える。そして、基準電位は車載器の制御処理部からの制御信号に従って微調整可能とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路側機との間で通信を行い料金を決済する狭域通信システムに用いられる車載器であって、
前記路側機から送信される電波の電界強度が、当該車載器内に予め保持している基準値になった時点で前記路側機と通信を開始する通信開始手段と、
前記基準値を微調整する微調整手段とを備えること
を特徴とする車載器。
【請求項２】
請求項１記載の車載器であって、
前記微調整手段は、
外部からの制御信号に従って、前記基準値を微調整することを特徴とする車載器。
【請求項３】
請求項２記載の車載器であって、
前記基準値は電圧であり、
前記微調整手段は、前記基準値を、前記外部からの制御信号の電界強度に応じた電圧に合致させるよう微調整することを特徴とする車載器。
【請求項４】
請求項３記載の車載器であって、
前記微調整手段は、
抵抗値可変のデバイスを備え、
前記抵抗値を変化させることで、前記基準値を前記電界強度に応じた電圧に合致させるよう微調整することを特徴とする車載器。
【請求項５】
請求項４記載の車載器であって、
前記微調整手段は、メモリを備え、
前記合致させた基準値を生成する前記抵抗値を、前記メモリに記憶させることを特徴とする車載器。
【請求項６】
路側機との間で通信を行い料金を決済する狭域通信システムに用いられる車載器において、路車間通信を開始させる前記路側機から送信される電波の電界強度に応じた電圧と比較する基準電位を微調整することで路車間通信の開始タイミングを微調整するタイミング調整方法であって、
路車間通信通信開始タイミングの変更を指示する制御信号を受信すると、当該信号の電界強度に応じた電圧（受信電圧）と、前記基準電位を前記受信電圧に合致させる基準電圧微調整ステップ
を備えることを特徴とするタイミング調整方法。
【請求項７】
請求項６記載のタイミング調整方法において、
前記電圧微調整ステップは、
前記受信電圧が前記基準電圧より高い場合、車載器の電源電圧を降下させて前記基準電位を発生させる抵抗の値を小さくすることで、前記基準電圧と前記受信電圧とを合致させ、
前記受信電圧が前記基準電圧より低い場合、前記抵抗の値を大きくすることで前記基準電圧と前記受信電圧とを合致させる
ことを特徴とするタイミング調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は狭域通信システム用車載器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有料道路の料金所などに設置されたアンテナ（路側機）と通過する車両に搭載した端末（車載器）との間で無線通信を行うことによって、自動的に料金の決済を行なう狭域通信システム（ＥＴＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）がある。図６に狭域通信システムの構成と車両が受信する電波の電界強度を示す。
【０００３】
このようなシステムにおいては、図６に示すように、車載器１００は、路側機２００から受信する電波の電界強度がある特定の電界強度閾値（基準電位Ｅ０）を越えたことを検知すると、路側機２００との間で通信を開始する。
【０００４】
ここで、Ｓ１、Ｓ２は車両検知器であり、路側機２００は、車両検知器Ｓ１が車両の通過を検知したことを受けて電波の送信を開始し、車両検知器Ｓ２が車両の通過を検知したことを受けて電波の送信を終了する。
【０００５】
例えば、車載器１００側に、基準電位Ｅ０を記憶させ、路側機から受信した電波の電界強度に応じた電圧と比較し、路車間通信を開始する方法が知られている。
【０００６】
また、通信開始前に、路側機２００側から発信したポーリング信号に対して、車載器Ｂから正常応答を連続して複数回受信したとき、安定的に通信可能な電界強度を有する領域に達したとみなして通信を開始する技術がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１―３３８３１５号公報
【発明が解決しようとする課題】
ここで、車載器１００は、車内のダッシュボードの上などに取り付けられ、車外からの電波は、フロントガラス等を通して受信することとなる。車両によりフロントガラス材質や厚さ、また、路側機２００から電波を受信するための車載器側のアンテナの取付角度などが異なるため、車載器１００が、予め定められた基準電位Ｅ０を超えたと判断するタイミングは、個々の車両により異なってくる。
【０００７】
その結果、例えば、フロントガラスによる電界強度損失が大きい車種の場合、図６に示すように、通信を開始するタイミングが遅れ、その分、通信可能な領域（時間帯）が狭くなり、通信完了前に通信可能な電界強度領域を通過してしまうことがある。そして、最悪の場合は通信エラーが発生してしまい、料金の決済に失敗することがある。
【０００８】
本発明はこのような事情を鑑みなされたもので、簡易な構成で、路車間通信間において、車載器の設置環境に係わらず料金決済に必要な通信時間を確保することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、路側機との間で無線通信を行なうことによって自動的に料金の決済を行なう狭域通信システム用車載器であって、車両に設置した際に、路側機と通信を開始するタイミングを微調整する手段を備える。
【００１０】
具体的には、路側機との間で通信を行い料金を決済する狭域通信システムに用いられる車載器であって、前記路側機から送信される電波の電界強度が、当該車載器内に予め保持している基準値になった時点で前記路側機と通信を開始する通信開始手段と、前記基準値を微調整する微調整手段とを備えることを特徴とする車載器を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した車載器１００の一実施形態を図面を用いて説明する。本実施形態における、車両と車載器１００、路側機２００、車両検知器Ｓ１、Ｓ２の関係は図６で説明したものと基本的に同様である。
【００１２】
図１は、本実施形態の車載器１００の機能構成図である。
【００１３】
本図に示すように、車載器１００は、アンテナ１９０を介して路側機２００と無線通信を行なう無線送受信部１１０、車載器の全体制御及び通信制御を行なう制御処理部１２０、データの暗号化及び復号化を行なうセキュリティモジュール部（ＳＡＭ）１３０と、ＩＣカードの読み書きをおこなうＩＣカードインタフェース部１４０と、
車載器指示情報をユーザへ通知するヒューマンマシンインタフェース部（ＨＭＩ）１５０とを備える。
【００１４】
車載器１００は、上記の構成で、路側機２００と無線で交信し、料金の決済を行なう。以下は、ＥＴＣで使用される場合を例に挙げて説明するが、車載器１００の使用目的は、これに限られない。例えば、ファーストフード店のドライブスルーでの支払いなど、車両に搭乗した状態で料金の決済が行なう様々な場面への適用が可能である。
【００１５】
次に、車載器１００における、路側機２００との路車間通信を開始するタイミング調整に係る構成を以下に説明する。
【００１６】
車載器１００は、路側機２００から受信した電波の電界強度が、予め定められた強度を超えた際に、通信を開始するよう構成されている。本機能は、上述の無線送受信部１１０と制御処理部１２０とにより実現される。
【００１７】
図２に、無線送受信部１１０および制御処理部１２０の、機能ブロックを示す。
【００１８】
無線送受信部１１０は、受信処理部１１１と、比較回路１１２と、基準電位生成部１１３と、基準電位変更部１１４とを備える。
【００１９】
受信処理部１１１は、路側機２００から電波を受信し、処理する。受信電波の電界強度を直流電位に変換するＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）回路を有し、受信した電波の電界強度に応じた電圧（ＲＳＳＩ電圧）を出力する。また、受信電波を復調してデータ（ＲＸＤ）を、制御処理部１２０へ出力する。
【００２０】
基準電位生成部１１３は、車載器１００に供給されている電源電圧Ｖｃｃから基準電位Ｅ０を生成し、比較回路１１２に供給する。なお、基準電位Ｅ０は、車載器１００の出荷時に設定されるものとする。
【００２１】
比較回路１１２は、受信処理部１１１から供給されたＲＳＳＩ電圧と基準電位生成部１１３から供給された基準電位Ｅ０とを比較し、その結果を比較結果信号として出力する。
【００２２】
制御処理部１２０は、比較回路１１２から出力された比較結果信号に基づいて路側機２００との通信の開始および終了を制御する。
【００２３】
以上の構成により、本実施形態の車載器１００は、路側機２００から受信した電波の電界強度が所定以上となった際、路車間通信を開始する。すなわち、本実施形態の車載器１００は、自身の基準電位Ｅ０の高低により路車間通信の開始時期が定まる。
【００２４】
本実施形態の車載器１００は、路車間通信の開始時期を調整するために、さらに、上記の基準電位Ｅ０を、車載器１００の設置環境に合わせて微調整する機能を有する。
【００２５】
制御処理部１２０は、受信処理部１１１から受信したＲＸＤが基準電位の変更を指示する信号（基準電位変更信号）であった場合、比較回路１１２の出力結果に係わらず、基準電位生成部１１３から出力される基準電位Ｅ０を微調整するよう基準電位変更部１１４を制御する。すなわち、制御処理部１２０は、ＲＸＤとして基準電位変更信号を受信すると、その信号を搬送してきた電波の電界強度に応じたＲＳＳＩ電圧の値を新たな基準電位Ｅ０とするよう基準電位変更部１１４を制御する。
【００２６】
なお、基準電位Ｅ０の微調整は、車載器１００が設置された際、例えば、車載器１００の販売店などで行なわれる。そして、路側機２００と路車間通信を開始するために最適な距離から最適な強度に設定された調整用の電波が、車両に設置された車載器１００に向けて送信され、行なわれる。
【００２７】
基準電位変更部１１４は、制御処理部１２０の指示に従って、基準電位生成部１１３が出力する基準電位Ｅ０を変更する。
【００２８】
本実施形態の比較回路１１２、制御処理部１２０、基準電位生成部１１３、基準電位変更部１１４を実現する回路の一例を図３に示す。
【００２９】
本図に示すように、制御処理部１２０は、マイクロコンピュータ（マイコン）４を主体としてＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェース回路などを備えて構成されるもので、後述する基準電位変更処理プログラムとともに、通信処理用のプログラム、決済処理用のプログラム、その他各種の通信制御を行なうためのプログラム等が予め記憶されている。
【００３０】
比較回路１１２は、コンパレータ３により構成される。コンパレータ３は、入力された基準電位Ｅ０とＲＳＳＩ電圧とを比較し、ＲＳＳＩ電圧が基準電位Ｅ０より低い場合はＬｏｗ（０）を、ＲＳＳＩ電圧が基準電位Ｅ０以上の場合はＨｉｇｈ（１）を、マイコン４に出力する。
【００３１】
マイコン４は、コンパレータ３からの出力が０の場合、処理を行なわない。車載器１００は路側機２００と交信を行なっていない状態である。そして、コンパレータ３からの出力が０から１に変わると、マイコン４は、路側機２００から受信したＲＸＤに従って処理を開始する。車載器１００が路側機２００と路車間通信を行なっている状態である。
【００３２】
基準電位生成部１１３と基準電位変更部１１４は、外部からの制御信号に従って抵抗値を変更できる電子ボリウム２で構成される。電子ボリウム２はマイコン４からの制御信号に従って、その抵抗値を変更できるデジタル制御回路２ａと、抵抗値を記憶するための不揮発性メモリ２ｂとを有している。デジタル制御回路２ａは、不揮発性メモリ２ｂに記憶されている抵抗値に従って、車載器１００に供給されている電源電圧Ｖｃｃを降下させて基準電圧Ｅ０を生成し、コンパレータ３に供給する。
【００３３】
ここで、マイコン４は、コンパレータ３からの出力に係わらず、ＲＸＤが基準電位変更指示信号であった場合、電子ボリウム２の抵抗値を変更するよう電子ボリウム２を制御する。
【００３４】
次に、車両に車載器１００を設置後、基準電位Ｅ０を微調整する手順について、以下に説明する。前述したように、これは、車載器１００を車両に取り付けた際などに行なう処理である。
【００３５】
図４は、基準電位変更信号を受信した場合の車載器１００における基準電位を微調整する手順の処理フローである。
【００３６】
マイコン４は、ＲＸＤとして基準電位変更信号を受信すると（ステップ４０１）、その時のコンパレータ３からの出力を確認する（ステップ４０２）。
【００３７】
ここで、出力がＬｏｗ（０）であった場合、マイコン４は、基準電位生成部１１３から出力される電位を下げるよう電子ボリウム２を制御する（ステップ４０３）。電子ボリウム２は、抵抗の大きさを変化させることによって出力する電位を変化させる。
【００３８】
そして、コンパレータ３からの出力がＬｏｗ（０）からＨｉｇｈ（１）に変化した瞬間の電子ボリウム２の抵抗を電子ボリウム２のメモリ２ｂに記憶し（ステップ４０４、４０５）、その時の出力電位を基準電位Ｅ０とする。
【００３９】
また、ステップ４０２において、コンパレータ３からの出力がＨｉｇｈ（１）であった場合、マイコン４は、基準電位生成部１１３から出力される電位を上げるよう電子ボリウム２を制御し（ステップ４０６）、コンパレータ３からの出力がＨｉｇｈ（１）からＬｏｗ（０）に変化した瞬間の電子ボリウム２の抵抗を電子ボリウム２のメモリ２ｂに記憶し（ステップ４０６、４０８）、基準電位Ｅ０とする。
【００４０】
以上の手順で、各車両に取り付けられた個々の車載器１００毎に、車両に取り付けた後、その設置環境に応じた最適な基準電位Ｅ０に調整する。これにより、車載器の設置環境に係わらず最適な路車間通信の開始タイミングを得ることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、基準電位Ｅ０の微調整を、電子ボリウム２を利用してフィードバック制御により自動的に行なう例をあげて説明したが、調整の方法はこれに限られない。例えば、その時点の基準電位Ｅ０を、受信した信号に応じたＲＳＳＩ電圧で置き換える構成であってもよい。また、調整にあたって、基準電位変更信号自体が、基準電位Ｅ０を上下させるコマンドであってもよいし、また、車載器外に取り付けたダイヤル、ボタンなど、何らかの方法で、電源電圧Ｖｃｃを降下させて基準電位Ｅ０を生成する抵抗値を調整してもよい。この場合、例えば、コンパレータ３から出力される信号がＨｉｇｈ（１）からＬｏｗ（０）またはその逆に変化する際にランプなどをつけて作業者に報知できるようにしてもよい。
【００４２】
次に、上記のように最適な基準電位Ｅ０が設定された車載器１００によって、路側機２００と路車間通信を行なう場合の、開始終了制御を以下に説明する。
【００４３】
図５に、路車間通信間の開始終了手順の処理フローを示す。
【００４４】
車載器１００を搭載した車両の先端が第１の車両検知器Ｓ１を通過すると、路側機２００は、車載器１００との路車間通信のための電波の出力を開始する。車載器１００の受信処理部１１１は、路側機１００からの電波を受信すると、ＲＳＳＩ電圧を比較回路１１２に出力する（ステップ５０１）。
【００４５】
比較回路１１２は、ＲＳＳＩ電圧と基準電位Ｅ０とを比較し、比較結果を出力する（ステップ５０２）。
【００４６】
ステップ５０２において、比較回路１１２からの出力が０から１に変化すると、すなわち、ＲＳＳＩ電圧が基準電位Ｅ０以上となると、制御処理部１２０は、路側機２００と交信を開始するよう車載器１００を制御する（ステップ５０３）。
【００４７】
その後、車両の先端が第２の車両検知器Ｓ２を通過する（ステップ５０４）と、路側機２００は、車載器１００ｔの交信のための電波の出力を停止し、路車間通信は終了する（ステップ５０５）。
【００４８】
なお、本実施形態では、車両検知器の通過によって、路側機２００が電波の発信の開始および停止を行う構成としたが、これに限られない。路側機２００は常に電波を発信し、車載器１００において基準電位Ｅ０以上になれば通信を開始し、以下になれば終了するといった構成など、種々の構成が可能である。
【００４９】
以上、本実施形態によれば、車載器１００の設置環境によらず、十分な通信時間を確保できる路車間通信開始タイミングを設定できる。これにより、通信時間不足による通信エラー、決済処理のエラーを低減できる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、車両により異なる車載器の設置環境によらず、路車間通信に必要な通信時間を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施形態の車載器１００の機能構成図である。
【図２】図２は、本実施形態の、本発明に係る構成の機能ブロック図である。
【図３】図３は、本実施形態の、本発明に係る構成を実現する回路の一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態の基準電位を微調整する処理フローである。
【図５】図５は、本実施形態の路車間通信の開始終了処理の流れを示すフローである。
【図６】図６は、狭域通信システムの構成と車両が受信する電波の電界強度を示す図である。
【符号の説明】
２…電子ボリウム、３…コンパレータ、４・・・マイコン、１１０・・・無線送受信部、１２０・・・制御処理部、１３０・・・ＳＡＭ、１４０・・・ＩＣカードインタフェース部、１５０・・・ＨＭＩ、１１１・・・受信処理部、１１２・・・比較回路、１１３・・・基準電位生成部、１１４・・・基準電位変更部
【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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