(57)【要約】【課題】  車両が料金所を通過する際に、より手前でＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を警告する。【解決手段】  狭帯域バンドパスフィルタ１２ｅの帯域幅を狭帯域にして、ＥＴＣ路上機から受信した電波に含まれる搬送波と側帯波のうち、搬送波のみを抽出して検出する。ＥＴＣ路上機から送信される電波の有無を高感度で検出できるので、車両が料金所を通過する際に、より手前でＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を警告できる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナによってＥＴＣ路上機から送信された電波を受信し、このアンテナからの信号に含まれる搬送波と側帯波のうち前記搬送波を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記搬送波のレベルが所定の閾値よりも大きいか否かに基づき、ＥＴＣ路上機から送信された電波の有無を判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記ＥＴＣ路上機から送信された電波が有ると判定された場合、ＩＣカードの挿入状態を検出するＩＣカード挿入状態検出手段と、
前記ＩＣカード挿入状態検出手段によって前記ＩＣカードの挿入異常が検出された場合、ユーザに警告する警告手段と、を備えたことを特徴とする車載器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を検出して警告する車載器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有料道路の入口ゲート、出口ゲートなどにある路上機と通信し、この入口ゲート、出口ゲートをノンストップで通過しながら入場、退場、料金支払を行うＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ：ノンストップ自動料金支払いシステム）が実用化されている。
【０００３】
また、ＥＴＣ車載器の普及に伴い、ＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良が原因で、ＥＴＣレーンにおいて開閉バーが開かずに停車する事象が増加している。
【０００４】
そこで、ナビゲーション装置を備え、このナビゲーション装置によって設定された走行経路に基づいて、車両が料金所を通過するか否かを推定し、車両が料金所を通過する前に、ＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を検出して警告するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３２１４２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の発明は、例えば、ＥＴＣゲートが新たに設置され、ナビゲーション装置の地図データにこの新たに設置されたＥＴＣゲートに関する情報が追加されない場合、ＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良は警告されない。
【０００６】
そこで、ナビゲーション装置を備えることなく、料金所に設けられたＥＴＣ路上機から送信される電波の有無を検出することによって、車両が料金所を通過する際に、前もってＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を警告することが考えられる。
【０００７】
料金所に設けられたＥＴＣ路上機から送信される電波を受信した場合、ＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を検出し、ＩＣカードの挿入状態が異常の場合、ＩＣカードの挿入状態が異常であることを運転者に警告する方法が考えられる。
【０００８】
しかし、このようなＥＴＣ車載器は、受信レベルが所定の閾値以上になってからＥＴＣ路上機と通信を開始するようになっているため、例えば、車両がＥＴＣ路上機の数メートル手前まで接近してからでないとＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良が警告されない。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、車両が料金所を通過する際に、より手前でＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を警告することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、アンテナによってＥＴＣ路上機から送信された電波を受信し、このアンテナからの信号に含まれる搬送波と側帯波のうち前記搬送波を抽出する抽出手段と、前記抽出手段が抽出した前記搬送波のレベルが所定の閾値よりも大きいか否かに基づき、ＥＴＣ路上機から送信された電波の有無を判定する判定手段と、前記判定手段によって前記ＥＴＣ路上機から送信された電波が有ると判定された場合、ＩＣカードの挿入状態を検出するＩＣカード挿入状態検出手段と、前記ＩＣカード挿入状態検出手段によって前記ＩＣカードの挿入異常が検出された場合、ユーザに警告する警告手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
このように、抽出手段は、アンテナによってＥＴＣ路上機から送信された電波を受信し、このアンテナからの信号に含まれる搬送波と側帯波のうち前記搬送波を抽出し、判定手段は、抽出手段が抽出した前記搬送波のレベルが所定の閾値よりも大きいか否かに基づき、ＥＴＣ路上機から送信された電波の有無を判定するので、ＥＴＣ路上機から送信された電波の有無を高感度で検出することができる。この結果、車両が料金所を通過する際に、より手前でＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を警告することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態に係るＥＴＣ車載器のブロック構成を図１に示す。図に示すように、ＥＴＣ車載器１は、送受信回路１１、搬送波検出回路１２、ＩＣカード状態検出回路１３、音声出力回路１４および制御回路１５を備えている。なお、送受信回路１１、ＩＣカード状態検出回路１３、音声出力回路１４および制御回路１５はＥＴＣ車載器１の本体に設けられ、搬送波検出回路１２は本体とは別体で設けられる。また、搬送波検出回路１２は、接続ケーブルによって本体の制御回路１５と接続される。
【００１３】
送受信回路１１は、ＥＴＣ路上機との間で電波を送受信する高仰角のＥＴＣアンテナ１１ａを備え、このＥＴＣアンテナ１１ａが受信した信号に対して増幅、周波数変換、復調等の処理を施し、これらの処理によって生成された受信データ信号を制御回路１５に出力する。
【００１４】
また、送受信回路１１は、制御回路１５から出力されたベースバンド信号に対してＤ／Ａ変換、変調、増幅等の処理を施し、ＥＴＣアンテナ１１ａから送信する。
【００１５】
搬送波検出回路１２は、ＥＴＣ路上機からの電波を受信する低仰角のＥＴＣアンテナ１２ａを備え、このＥＴＣアンテナ１２ａから出力される信号に基づいてＥＴＣ路上機からの電波の有無を検出し、検出結果を制御回路１５に出力する。なお、搬送波検出回路１２の詳細については後述する。
【００１６】
ＥＴＣ車載器１は、図２に示すように、ＩＣカード２０を挿入するための挿入口１３ａを備え、この挿入口１３ａからＩＣカード２０が挿入されるようになっている。
【００１７】
ＩＣカード状態検出回路１３は、この挿入口１３ａにＩＣカード２０が挿入されているか否かを検出し、検出結果を制御回路１５へ出力する。
【００１８】
音声出力回路１４は、スピーカにより構成され、制御回路１５から入力される音声信号に応じて当該音声を出力する。
【００１９】
制御回路１５は、通常のコンピュータとして構成されており、内部にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。制御回路１５は、ＲＯＭから読み出したプログラムを実行し、その実行の際には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリに対して情報の書き込みを行い、Ｉ／Ｏを介して送受信回路１１、搬送波検出回路１２、ＩＣカード状態検出回路１３、音声出力回路１４と各種信号の授受を行う。
【００２０】
ＥＴＣ車載器１の制御回路１５は、搬送波検出回路１２から入力される信号を定期的に監視し、ＥＴＣ路上機から送信される電波の有無を検出したか否かを判定する。そして、ＥＴＣ路上機から送信される電波が有ると判定すると、ＩＣカード状態検出回路１３から入力される信号に基づき、ＥＴＣ車載器へのＩＣカード２０の挿入忘れや差し込み不良が有るか否かを判定する。そして、ＥＴＣ車載器へのＩＣカード２０の挿入忘れや差し込み不良が無いと判定した場合、その後、所定の動作エリア内に入った時点で、ＩＣカード２０に通行料金の支払いのための情報を記憶するとともに、ＩＣカード２０に記憶された通行料金の支払いのための情報を読み出し、送受信回路１１を介してＥＴＣ路上機へ送信する。また、ＥＴＣ車載器へのＩＣカード２０の挿入忘れや差し込み不良が有ると判定した場合、ただちに、音声出力回路１４に音声信号を出力し、音声出力回路１４から「ＩＣカードが挿入されていません。」あるいは、「ＩＣカードが認識できません。」といった警告を発生させる。
【００２１】
次に、搬送波検出回路１２の構成について説明する。図３に、搬送波検出回路１２のブロック構成を示す。図に示すように、搬送波検出回路１２は、低仰角ＥＴＣアンテナ１２ａ、ローノイズアンプ１２ｂ、掃引発振器１２ｃ、ミキサ１２ｄ、狭帯域バンドパスフィルタ（以下、狭帯域ＢＰＦと称す）１２ｅ、整流回路１２ｆおよびピークホールド回路１２ｇを有している。
【００２２】
ローノイズアンプ１２ｂは、ＥＴＣアンテナ１２ａから入力されるＲＦ周波数帯の信号を低雑音で増幅する。
【００２３】
掃引発振器１２ｃは、ＲＦ周波数帯の信号をＩＦ周波数信号に変換するための局発信号（正弦波）を出力する。この掃引発振器１２ｃ出力はミキサ１２ｄへ出力される。なお、掃引発振器１２ｃは、電圧制御発振器（ＶＣＯ）により構成され、制御回路１５からの制御電圧信号（図示せず）に応じて発振周波数を可変できるようになっている。
【００２４】
ミキサ１２ｄは、掃引発振器１２ｃから出力される局発信号（正弦波）によって、ローノイズアンプ１２ｂで増幅されたＲＦ周波数帯の信号をＩＦ周波数帯の信号にダウンコンバートする。
【００２５】
狭帯域ＢＰＦ１２ｅは、ミキサ１２ｄによってダウンコンバートされたＩＦ周波数帯の信号を中心周波数とし、２０ｋＨｚ幅の周波数帯域の信号のみを通過させる狭帯域バンドパスフィルタである。この２０ｋＨｚの帯域幅は、ＥＴＣ路上機から送信される１チャネル当たりの帯域幅である４．４ＭＨｚと比較して十分に狭くなっている。
【００２６】
整流回路１２ｆは、ダイオードを用いて整流する検波回路により構成され、狭帯域ＢＰＦ１２ｅから出力される信号の振幅に応じた直流電圧信号を出力する。
【００２７】
ピークホールド回路１２ｇは、整流回路１２ｆから出力される信号の最大値（最大電圧値）を保持し、保持した値を制御回路１５に出力する。また、ピークホールド回路１２ｇは、制御回路１５から定期的にリセット信号が入力され、このリセット信号によってリセットされる。
【００２８】
上記したように、ＥＴＣ路上機から送信された電波は低仰角ＥＴＣアンテナ１２ａによって受信され、ローノイズアンプ１２ｂによって増幅され、ミキサ１２ｄによってＩＦ周波数帯の信号にダウンコンバートされ、狭帯域ＢＰＦ１２ｅによって搬送波が抽出される。この搬送波は、整流回路１２ｆによって整流され、ピークホールド回路１２ｇによって保持された最大値が出力される。
【００２９】
制御回路１５は、ピークホールド回路１２ｇの出力が、所定の閾値以上であるか否かに基づき、ＥＴＣ路上機から送信された電波の有無を判定する。
【００３０】
図４は、有料道路の一般的な料金所を表した図である。図に示す料金所には、入口（入口料金所）と出口（出口料金所）に、一般レーンとＥＴＣレーンが各１レーンずつ設置されている。そして、入口と出口の各ＥＴＣレーンの上部には、ＥＴＣ路上機（図示せず）の路側アンテナが設けられている。なお、これらの路側アンテナは、料金所の手前に設けられている。
【００３１】
送受信回路１１の高仰角ＥＴＣアンテナ１１ａは、路側アンテナからの電波を受信するため、それぞれ車両の前方上向きに指向性を有するように車室内に設置されている。また、搬送波検出回路１２の低仰角ＥＴＣアンテナ１２ａは、よりＥＴＣ路上機の手前で路側アンテナからの電波を受信するため、送受信回路１１の高仰角ＥＴＣアンテナ１１ａよりも、上下方向の指向性が低仰角となるように設置されている。
【００３２】
上記した搬送波検出回路１２は、狭帯域ＢＰＦ１２ｅの帯域幅を狭帯域（２０ｋＨｚ幅）にすることにより、ＥＴＣ路上機から送信される電波の有無を検出する際の検出感度を改善するようになっている。
【００３３】
次に、狭帯域ＢＰＦ１２ｅの帯域幅について説明する。図５に、ＥＴＣ路上機から送信される電波（被変調波）の周波数特性をシミュレーションした波形を示す。なお、図に示す波形は、中心周波数は５７９５ＭＨｚ、変調方式はＡＳＫ、変調指数は１とした場合のものである。
【００３４】
図に示すように、ＥＴＣ路上機から送信される電波には、振幅の大きな線状のスペクトル（線スペクトル）を有する搬送波Ａとこの搬送波Ａの両側の盛り上がり部分を有する側帯波Ｂが含まれる。
【００３５】
搬送波Ａは、搬送波成分によるのもで、振幅変調（ＡＭ変調）や振幅変位変調（ＡＳＫ変調）された変調波には必ず含まれる。なお、搬送波Ａには、ＥＴＣ路上機において変調された送信データ（変調波成分）は含まれない。
【００３６】
また、側帯波Ｂには、ＥＴＣ路上機において変調された送信データ（変調波成分）が含まれる。
【００３７】
つまり、路側アンテナからの電波の有無の検出の目的には搬送波成分の部分のみを抽出して検出すれば、十分で、すなわち狭帯域フィルタによって熱雑音や外来雑音等不要成分を除去して検出すれば、搬送波Ａの有無を高感度で検出することが可能となる。同時に側帯波Ｂも除去されてしまうことになるが、データを受信する目的ではないので、問題とはならない。
【００３８】
したがって、搬送波検出回路１２の狭帯域ＢＰＦ１２ｅは、熱雑音や外来雑音等不要成分を除去して搬送波成分の部分のみを抽出するため、帯域幅が２０ｋＨｚに設定されている。
【００３９】
なお、搬送波検出回路１２では、ミキサ１２ｄによってダウンコンバートされたＩＦ周波数帯において、狭帯域ＢＰＦ１２ｅにより熱雑音や外来雑音等不要成分を除去し、搬送波のみを抽出するようになっている。
【００４０】
次に、検出感度がどれだけ改善するかを示す検出感度改善量について説明する。
【００４１】
ＥＴＣ路上機から送信される電波を受信する従来の受信回路では、一般的に、アンテナが受信した無線電波は、増幅器で増幅され、ミキサでＲＦ周波数帯からＩＦ周波数帯にダウンコンバートされ、バンドパスフィルタによって不要な周波数成分が除去されるように構成されている。そして、このバンドパスフィルタの帯域幅は、ＥＴＣ路上機から送信される１チャネル当たりの帯域幅に合わせて、４．４ＭＨｚ幅となっている。
【００４２】
このような、従来の受信回路と検出感度の改善量を比較する場合、従来の受信回路におけるバンドパスフィルタの帯域幅を「従来のフィルタの帯域幅」、本発明の搬送波検出回路１２における狭帯域ＢＰＦ１２ｅの帯域幅を「狭帯域フィルタの帯域幅」とすると、検出感度改善量は、数式１で求められる。
【００４３】
（数１）
検出感度改善量（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ（従来のフィルタの帯域幅（Ｈｚ）／狭帯域フィルタの帯域幅（Ｈｚ））
したがって、「従来のフィルタの帯域幅」を４．４ＭＨｚ、「狭帯域フィルタの帯域幅」を２０ｋＨｚとすると、検出感度改善量＝２３．４ｄＢとなり、検出感度は大幅に改善する。
【００４４】
図６は、搬送波検出可能エリアと通信エリアを示した図である。図に示すように、搬送波検出可能エリアは、ＥＴＣ路上機との通信エリアよりも広くなるため、ＥＴＣ路上機のより手前でＥＴＣ路上機から送信される電波の有無を検出することが可能となり、車両が料金所を通過する際に、より手前でＥＴＣ車載器へのＩＣカード２０の挿入忘れや差し込み不良を警告することができる。
【００４５】
上記したように、ＥＴＣ車載器１は、ＥＴＣ路上機から送信された電波を受信し、受信した前記電波から搬送波を抽出し、搬送波のレベルが所定の閾値よりも大きいか否かに基づき、ＥＴＣ路上機から送信された電波の有無を判定するようになっている。これにより、ＥＴＣ路上機から送信される電波の有無を検出する際の検出感度を大幅に改善することができ、車両が料金所を通過する際に、より手前でＥＴＣ車載器へのＩＣカードの挿入忘れや差し込み不良を警告することができる。
【００４６】
上記実施形態において、搬送波検出回路１２の狭帯域ＢＰＦ１２ｅの帯域幅は狭帯域となっているため、ＥＴＣ路上機から送信される電波の周波数偏差を考慮した場合、狭帯域ＢＰＦ１２ｅの帯域幅から外れてしまう場合が考えられる。すなわち、ＥＴＣ路上機から送信される電波の周波数偏差は±２０ｐｐｍ以内、周波数で表すと±１１６ｋＨｚ以内となっているのに対し、搬送波検出回路１２の狭帯域ＢＰＦ１２ｅの帯域幅は２０ｋＨｚとなっているため、ＥＴＣ路上機から送信される電波に含まれる搬送波を検出できない場合が考えられる。
【００４７】
これを防ぐために、制御回路１５は、予め、制御電圧信号によって掃引発振器１２ｃの出力信号の周波数を所定の周波数範囲（例えば、±５００ｋＨｚ）内で定期的に掃引させて、ミキサ１２ｄから出力されるＩＦ周波数帯の信号の周波数が狭帯域ＢＰＦ１２ｅの通過帯域に入るようにするとともに、掃引発振器１２ｃの出力信号の周波数の掃引と同期して、ピークホールド回路１２ｇから出力される信号を監視すればよい。
【００４８】
なお、上記実施形態において、抽出手段は低仰角ＥＴＣアンテナ１２ａ、ローノイズアンプ１２ｂ、掃引発振器１２ｃ、ミキサ１２ｄ、狭帯域ＢＰＦ１２ｅに相当し、判定手段は制御回路１５に相当し、ＩＣカード挿入状態検出手段は制御回路１５およびＩＣカード状態検出手段に相当し、警告手段は制御回路１５および音声出力回路１４に相当する。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。
【００５０】
例えば、上記実施形態では、車載器としてＥＴＣ車載器１を例に説明したが、ＥＴＣ車載器に限定されるものではなく、ＡＭ変調波、ＡＳＫ変調された電波を受信する車載器に適用することができる。
【００５１】
また、上記実施形態におけるＥＴＣ車載器１は、指向性の異なる２つのアンテナ（送受信回路１１の高仰角ＥＴＣアンテナ１１ａと搬送波検出回路１２の低仰角ＥＴＣアンテナ１２ａ）を備えた例について示したが、例えば、指向性を可変可能なＥＴＣアンテナを備え、このＥＴＣアンテナの指向性を制御回路からの制御信号によって切り替えるようにして構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＴＣ車載器のブロック構成を示す図である。
【図２】ＥＴＣ車載器の外観図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＥＴＣ車載器の搬送波検出回路のブロック構成を示す図である。
【図４】有料道路の一般的な料金所を表した図である。
【図５】ＥＴＣ路上機から送信される電波の周波数特性のシミュレーション波形を示す図である。
【図６】通信エリアと搬送波検出可能エリアを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…ＥＴＣ車載器、１１…送受信回路、１２…搬送波検出回路、１２ａ…ＥＴＣアンテナ、１２ｂ…ローノイズアンプ、１２ｃ…掃引発振器、１２ｄ…ミキサ、１２ｅ…狭帯域バンドパスフィルタ、１２ｆ…整流回路、１２ｇ…ピークホールド回路、１３…ＩＣカード状態検出回路、１４…音声出力回路、１５…制御回路、２０…ＩＣカード。
【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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