(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載される車上通信装置であって、
電力波を送信し、情報波を受信する送受信アンテナと、
前記送受信アンテナで受信した情報波を復調する情報波復調部と、
前記送受信アンテナに対して電力波の出力を行う電力波出力部と、
前記移動体の停止を検出し、前記情報波復調部で復調された情報に誤りがないことを判定したときに、前記電力波の出力を、前記停止が検出された際の前記電力波の出力より低減する指示を前記電力波出力部に対して行い、前記電力波の出力を低減する指示の後、前記移動体の走行を検出したときに、前記低減した前記電力波の出力を増加する指示を電力波出力部に対して行う演算部と、を備える車上通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車上通信装置において、
前記演算部は、
前記電力波の出力の強さを複数の段階で指示し、
前記移動体が停止している状態において、前記情報が誤りなく受信される前記電力波の出力の最も低い前記段階を探索し、前記探索された前記最も低い段階での前記電力波の出力を指示する
ことを特徴とする車上通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車上通信装置において、
前記演算部は、前記移動体が停止している状態において、前記送受信アンテナが送受信を行う地上通信装置が前記送受信アンテナの直下にある場合に誤りなく情報を取得する前記電力波の出力の下限値で、前記情報の誤りの有無を判定し、前記情報が誤りなく受信される場合に、前記下限値での出力を指示する
ことを特徴とする車上通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車上通信装置において、
前記電力波の出力の低減は、前記電力波の出力の停止である
ことを特徴とする車上通信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車上通信装置において、
前記演算部は、前記復調された情報の誤りがないことの判定において、所定の回数連続して取得した情報に誤りがないことにより判定する
ことを特徴とする車上通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車上通信装置において、
前記演算部は、前記移動体の走行中において、前記電力波出力部に対し走行中所定の出力での前記電力波の出力を指示し、前記電力波の出力の低減の後、再び前記走行を検出した際には、前記走行中所定の出力での前記電力波の出力を指示する
ことを特徴とする車上通信装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車上通信装置において、
前記電力波出力部は、
前記電力波を生成する電力波生成部と、
前記電力波生成部で生成された電力波を増幅する電力波増幅部と、
前記電力波増幅部の増幅率を調整する増幅率調整部と、を有し、
前記演算部における前記電力波の出力の指示は、前記増幅率調整部に対して前記増幅率を送信することにより行う
ことを特徴とする車上通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車上通信装置に関し、例えば、移動体に搭載され、地上通信装置から情報を受信する車上通信装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
車上通信装置は、移動体に搭載され、地上通信装置の近くを通過する際に、地上通信装置に電力波を供給し、これに応じて地上通信装置が出力する情報波を受信する無線装置である。車上通信装置は、走行中、地上通信装置が如何なるタイミングで出現しても地上通信装置を起動させて情報を得ることが出来るよう常に電力波を出力し続ける必要がある。また、車上通信装置には、搭載される移動体の速度の変化、緩衝装置の上下動による送受信アンテナ高さの変位、及び送受信アンテナの取り付け高さの違い等の通信環境を劣化させる要因があり、地上通信装置には、砂利やごみが乗っている場合や浸水している等の通信環境を劣化させる要因があるが、このような場合であっても、車上通信装置は地上通信装置との通信を確立する必要がある。
【０００３】
また、走行する移動体に搭載された車上通信装置が地上通信装置との許容通信範囲（以下、「コンタクトゾーン」という。）に侵入した直後においては、車上通信装置と地上通信装置との距離が遠いため、地上通信装置に供給される電力は小さく、その後、地上通信装置と最も接近したときに地上通信装置に供給される電力は最大となり、更に、地上通信装置から離れ、コンタクトゾーンの外縁に近づくにつれて、地上通信装置に供給される電力は再び小さくなる。このように地上通信装置への供給電力は大きく変動するが、このような条件下であっても、地上通信装置から確実に情報波を得られるようにする必要がある。車上通信装置は、上述のいずれの条件であっても地上通信装置を起動できる電力波の値を定格値とし、常時定格値での電力波送信を行っている。
【０００４】
特許文献１には、車上子と地上子を有し、地上子は、信号制御器から送られた現示情報と方向条件に応じた送信情報の制御条件によりデータ記憶部に設定されている送信情報を一意的に選択することについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８３４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、どのような環境であっても地上通信装置を起動できる定格値での電力波送信を行う車上通信装置は、様々な通信条件において車上通信装置と地上通信装置との安定した通信を確立するのに有効である。しかしながら、車上通信装置が地上通信装置の直上に停止する等で車上通信装置と地上通信装置とが接近した状態が継続する場合には、地上通信装置は、必要な電力をはるかに上回る強さの電力波の連続受信に起因して、内部の電力波受電回路周辺素子の温度が上昇する。更に、異なる移動体が、繰り返し同じ地上通信装置に接近した状態の場所に停止する等の場合には、移動体が地上通信装置に接近した状態と、移動体が地上通信装置から離れた状態とが交互に繰り返されるため、電力波受電回路周辺素子の温度上昇と温度低下の繰り返しが発生し、このサイクルが電力波受電回路周辺素子の半田に与えるストレスとストレス緩和の繰り返しとなり、クラック発生の原因の一つとなる。これは結果として地上通信装置の寿命の低下を招く恐れがある。
【０００７】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、地上通信装置の耐久性の低下を抑える車上通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明に係る移動体に搭載される車上通信装置は、電力波を送信し、情報波を受信する送受信アンテナと、前記送受信アンテナで受信した情報波を復調する情報波復調部と、前記送受信アンテナに対して電力波の出力を行う電力波出力部と、前記移動体の停止を検出し、前記情報波復調部で復調された情報に誤りがないことを判定したときに、前記電力波の出力を、前記停止が検出された際の前記電力波の出力より低減する指示を前記電力波出力部に対して行い、前記電力波の出力を低減する指示の後、前記移動体の走行を検出したときに、前記低減した前記電力波の出力を増加する指示を電力波出力部に対して行う演算部と、を備える車上通信装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、地上通信装置の耐久性の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態に係る車上通信装置及び車上通信装置が搭載された移動体について概略的に示すブロック図である。
【図２】電力波出力部の内部構成の例について示すブロック図である。
【図３】演算部により行われる電力波出力調整処理について示すフローチャートである。
【図４】演算部により行われる送信電力低減処理の例について示すタイミングチャートである。
【図５】演算部により行われる停止時電力波出力調整処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。以下の説明において、同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
（１）  本実施の形態による車上通信装置の構成
図１は、本実施の形態に係る車上通信装置１００及び車上通信装置１００が搭載された移動体２００について概略的に示すブロック図である。この図に示されるように、車上通信装置１００は、移動体２００に搭載され、電力波を送信し、情報波を受信する送受信アンテナ１４０と、送受信アンテナ１４０で受信した情報波を復調する情報波復調部１３０と、送受信アンテナ１４０に対して電力波の出力を行う電力波出力部１２０と、移動体２００の停止を検出し、情報波復調部１３０で復調された情報に誤りがないことを判定したときに、電力波の出力を、停止が検出された際の電力波の出力より低減する指示を電力波出力部１２０に対して行い、電力波の出力を低減する指示の後、移動体２００の走行を検出したときに、低減した電力波の出力を増加する指示を電力波出力部１２０に対して行う演算部１１０と、を有している。ここで、誤りがないことの判定とは、例えばパリティビットやＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）により判定されるものであり、通信においてエラーが発生しているかどうかの判定を意味する。
【００１３】
地上通信装置３００は、地上に固定され、車上通信装置１００からの電力波を受信することにより起動し、情報波を送信する。車上通信装置１００は、移動体２００が走行して、送受信アンテナ１４０が、通信可能な範囲であるコンタクトゾーン３１０に入った際に、地上通信装置３００との通信が可能となる。したがって、車上通信装置１００は、移動体２００の走行中は、地上通信装置３００のコンタクトゾーン３１０に入った時に地上通信装置３００を起動することができるよう、走行時の所定出力（定格値）の電力波を出力し続け、地上通信装置３００から送られてくる情報波を待っている。
【００１４】
移動体２００は、少なくとも移動体の停止状態及び走行状態のいずれかを演算部１１０に通知する速度計２１０を有している。ここで速度計２１０は、演算部１１０に対し速度を通知し、演算部１１０が速度に基づいて停止状態及び走行状態のいずれかを判断するものであってもよい。ここで、情報波復調部１３０は、受信した情報波より受信レベルを算出して所定の閾値以上のときにはＣＤ（キャリアディテクト）をオンして、コンタクトゾーンであることを示し、受信した情報波を復調することとしてもよい。
【００１５】
図２は、電力波出力部１２０の内部構成の例について示すブロック図である。この図に示されるように、電力波出力部１２０は、電力波を生成する電力波生成部１２１と、電力波生成部１２１で生成された電力波を増幅する電力波増幅部１２２と、電力波増幅部１２２の増幅率を調整する増幅率調整部１２３と、で構成していてもよい。この場合には、演算部１１０は、増幅率を決定し、増幅率調整部１２３に増幅率を送信する構成とすることができる。なお、本実施の形態においては、電力波出力部１２０の構成を図２のような構成としたが、これ以外の構成であってもよいし、この構成を用いる場合であっても、例えば、電力波の出力停止を、電力波生成部１２１により行なったり、送受信アンテナ１４０に接続されるスイッチにより行ったりすることができる。
【００１６】
（２）  電力波出力調整処理
図３は、演算部１１０により行われる電力波出力調整処理Ｓ１０について示すフローチャートである。この図に示されるように、電力波出力調整処理Ｓ１０では、まず、速度計２１０から出力される信号に基づいて、移動体２００が停止しているかどうかを判定する（Ｓ１１）。ここで、移動体２００が停止していないと判定した場合、つまり走行中である場合には、電力波出力調整処理Ｓ１０を終了する。一方、移動体２００が停止していると判定した場合には、送受信アンテナ１４０が地上通信装置３００のコンタクトゾーン内であるかどうかが判定される（Ｓ１２）。コンタクトゾーン３１０内に入っているか否かは情報波復調部１３０内で生成される情報波受信レベル信号により演算部１１０にて判断する。ここで、コンタクトゾーン３１０内でないと判定された場合には、電力波出力調整処理Ｓ１０を終了する。一方、コンタクトゾーン３１０内であると判定された場合には、情報波復調部１３０で復調されたデータ列の情報が、演算部１１０で所定の回数以上誤りなく受信されるか否かが判定される（Ｓ１３）。ここで否定的な判定の場合には、電力波出力調整処理Ｓ１０を終了する。一方、肯定的な判定の場合には、送信電力低減処理Ｓ２０に移行する。なお、ここでの所定の回数は、複数であることが望ましいが、１回であってもよい。
【００１７】
送信電力低減処理Ｓ２０において、演算部１１０は、増幅率調整部１２３に対して増幅率を０にすることを指示し、電力波増幅部１２２の出力を０として送受信アンテナ１４０からの電力波出力を停止することとしてもよい。また、送信電力低減処理Ｓ２０において、演算部１１０は、増幅率調整部１２３に対して、増幅率を予め定められた０より大きく、定格値（走行時の所定出力）より小さい増幅率で出力することを指示することとしてもよい。このようにすることにより、地上通信装置に負荷を与えることがない又は軽減することができるため、より地上通信装置の耐久性の低下を抑えることができる。
【００１８】
図４は、送信電力低減処理Ｓ２０の他の例について示すフローチャートである。図４の送信電力低減処理Ｓ２０の例は、電力波の出力の強さを複数の段階で指示し、移動体２００が停止している状態において、情報が誤りなく受信される電力波の出力の最も低い段階を探索し、探索された最も低い段階での電力波の出力を指示するための処理のフローチャートである。図４において、最大増幅率Ｇmaxは、走行時の所定出力（定格値）となる増幅率であり、最少増幅率Ｇminは、送受信アンテナが送受信を行う地上通信装置が送受信アンテナの直下にある場合に誤りなく情報を取得する電力波の出力強さの下限値であり、Ｇは演算部１１０が増幅率調整部１２３に指示する増幅率である。また、カウンタＣntは処理のループ回数を表し、Ｇaは次のループ処理における増幅率の変化量であり、Ｇsは送信電力低減処理Ｓ２０において情報受信に最後に成功した増幅率を表している。なお、本実施の形態においては、最少増幅率Ｇminは、上述のように定められることとしたが、これに限られず、例えば０を用いることとしてもよい。
【００１９】
この図４に示される送信電力低減処理Ｓ２０の例では、まず、最大増幅率Ｇmaxと最少増幅率Ｇminとの差の１／２を次のループ処理における増幅率の変化量Ｇaとし、カウンタに０を設定する（Ｓ２１）。次に、増幅率Ｇに最少増幅率Ｇminを設定し、情報受信に最後に成功した増幅率Ｇsに最大増幅率Ｇmaxを設定する（Ｓ２２）。引き続き、カウンタＣntが８より大きいか否かを判定し（Ｓ２３）、肯定的な判定の場合には、増幅率Ｇに情報受信に最後に成功した増幅率Ｇsを設定し（Ｓ３１）、送信電力低減処理Ｓ２０を終了する。一方、ステップＳ２３で否定的な判定の場合には、電力波出力調整処理Ｓ１０のステップＳ１３と同様に、情報波復調部１３０で復調されたデータ列の情報が、演算部１１０で所定の回数以上誤りなく受信されるか否かが判定される（Ｓ２５）。ここで否定的な判定の場合には、ステップＳ３０に移行する。ステップＳ２５で肯定的な判定の場合には、情報受信に最後に成功した増幅率Ｇsに現在の増幅率を設定し（Ｓ２６）、情報受信に最後に成功した増幅率Ｇsが最少増幅率Ｇminである場合には（Ｓ２７）、増幅率Ｇに情報受信に最後に成功した増幅率Ｇsに現在の増幅率を設定し（Ｓ３１）、送信電力低減処理Ｓ２０を終了する。一方、情報受信に最後に成功した増幅率Ｇsが最少増幅率Ｇminでない場合には（Ｓ２７）、増幅率Ｇに現在の増幅率Ｇから増幅率の変化量Ｇaを引いた値を設定する（Ｓ２８）。
【００２０】
ステップＳ３０では、増幅率Ｇに現在の増幅率Ｇから増幅率の変化量Ｇaを足した値が設定される。ステップＳ２８又はステップＳ３０が終了すると、次のループ処理における増幅率の変化量Ｇaを現在の変化量Ｇaの１／２とし、カウンタＣntに１を加算し（Ｓ２９）、ステップＳ２３に戻って以降の処理を繰り返す。カウンタＣntが８を超えた時点で処理を終了し、その時点で情報受信に最後に成功した増幅率Ｇsを増幅率Ｇに設定し（Ｓ３１）、送信電力低減処理Ｓ２０を終了する。このような処理を行うことにより、受信データが誤りなく受信成功する増幅率で、かつ最大増幅率Ｇmaxと最少増幅率Ｇminの間を２５６段階（８ビットの分解能）に分けた中で最も小さな電力波の出力強さで出力を行うことができる。この結果、移動体２００が、地上通信装置３００に対して必要な電力をはるかに上回る強さの電力波を与えることがなく、内部の電力波受電回路周辺素子の温度の上昇を抑えることができるため、地上通信装置３００の耐久性の低下を抑えることができる。また、演算部１１０は、最も低い段階での電力波の出力を指示することができるため、電力波の出力を抑えながら、リアルタイムに必要な情報波の情報、例えば走行を開始するために必要な信号の変化等の情報等を取得することができる。ここで逐次比較回数であるカウンタＣntの値は８を超えた時点で終了としたが、この値は、演算部１１０が増幅率調整部１２３に送る増幅率指令のビット幅で任意に決定できる。この例の場合は８ビットを想定したが、もちろん１６ビットでも３２ビットでもよいし、最下位ビットまでの逐次比較を行う必要は必ずしもない。
【００２１】
（３）  停止時電力波出力調整処理
図５には、送信電力低減処理Ｓ２０を行った後の演算部１１０による停止時電力波出力調整処理Ｓ５０のフローチャートである。この図に示されるように、演算部１１０は、まず、速度計２１０の出力に基づいて移動体が走行を開始したかどうかを判定する（Ｓ５１）。ここで走行を開始していない、つまり停止状態を継続していると判定した場合には、このステップＳ５１の判定処理を繰り返す。一方、走行を開始していると判定した場合には、例えば、走行時の所定出力（定格値）となる最大増幅率Ｇmaxを増幅率に設定する等により、電力波の出力を定格値（走行時所定の出力）に戻す（Ｓ５２）。
【００２２】
（４）  本実施の形態の効果
本実施の形態における車上通信装置１００は、電力波を送信し、情報波を受信する送受信アンテナ１４０と、送受信アンテナ１４０で受信した情報波を復調する情報波復調部１３０と、送受信アンテナ１４０に対して電力波の出力を行う電力波出力部１２０と、移動体２００の停止を検出し、情報波復調部１３０で復調された情報に誤りがないことを判定したときに、電力波の出力を、停止が検出された際の電力波の出力より低減する指示を電力波出力部１２０に対して行い、電力波の出力を低減する指示の後、移動体２００の走行を検出したときに、低減した電力波の出力を増加する指示を電力波出力部１２０に対して行う演算部１１０と、を備えているため、地上通信装置３００の耐久性の低下を抑えることができる。
【００２３】
また、演算部１１０は、電力波の出力の強さを複数の段階で指示し、移動体２００が停止している状態において、情報が誤りなく受信される電力波の出力の最も低い段階を探索し、探索された最も低い段階での電力波の出力を指示することとしてもよい。この場合には、電力波の出力を抑えながら、情報波の情報を取得することができるため、リアルタイムに必要な情報、例えば信号の変化等の情報等を取得することができる。
【００２４】
また、演算部１１０は、移動体２００が停止している状態において、送受信アンテナ１４０が送受信を行う地上通信装置３００が送受信アンテナ１４０の直下にある場合に誤りなく情報を取得する電力波の出力の下限値で、情報の誤りの有無を判定し、情報が誤りなく受信される場合に、下限値での出力を指示することとしてもよい。この場合には、より効率的に情報が誤りなく受信される電力波の出力の最も低い段階を探索することができる。
【００２５】
また、電力波の出力の低減は、電力波の出力の停止としてもよい。この場合には、特に停止状態において情報の取得の必要がない場合には、地上通信装置３００に負荷を与えることがないため、より地上通信装置３００の耐久性の低下を抑えることができる。
【００２６】
また、演算部１１０は、復調された情報の誤りがないことの判定において、所定の回数連続して取得した情報に誤りがないことにより判定することとしてもよい。これにより、例えば、同じ情報が連続して取得されることにより、送受信アンテナ１４０がコンタクトゾーン３１０内の通信可能な位置に配置されたままであることについて確実に判定することができる。
【００２７】
また、演算部１１０は、移動体２００の走行中において、電力波出力部１２０に対し走行中所定の出力での電力波の出力を指示し、電力波の出力の低減の後、再び走行を検出した際には、走行中所定の出力での電力波の出力を指示することとしてもよい。この場合には、走行中における地上通信装置３００からの情報の取得を再び行うことができる。
【００２８】
また、電力波出力部１２０は、電力波を生成する電力波生成部１２１と、電力波生成部１２１で生成された電力波を増幅する電力波増幅部１２２と、電力波増幅部１２２の増幅率を調整する増幅率調整部１２３と、を有し、演算部１１０における電力波の出力の指示は、増幅率調整部１２３に対して増幅率を送信することにより行ってもよい。これにより、上述の形態を増幅器を用いた構成により実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、例えば、移動体に搭載され、地上通信装置から情報を受信する車上通信装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１００  車上通信装置
１１０  演算部
１２０  電力波出力部
１２１  電力波生成部
１２２  電力波増幅部
１２３  増幅率調整部
１３０  情報波復調部
１４０  送受信アンテナ
２００  移動体
２１０  速度計
３００  地上通信装置
３１０  コンタクトゾーン
【図１】
0006399997.tif 000002
【図２】
0006399997.tif 000003
【図３】
0006399997.tif 000004
【図４】
0006399997.tif 000005
【図５】
0006399997.tif 000006