(57)【要約】【課題】路側機から出射された電波の受信電力に基づいて異常を判定することによって、車載器側だけで異常を検出できるとともに、完全に通信ができなくなる前に異常を検出して改善できるようにすることのできるＥＴＣ車載器を提供する。【解決手段】本発明のＥＴＣ車載器は、路側機との通信中における受信電力を検出し、検出された受信電力とデータベースに格納されている異常判定データの異常判定閾値とを比較して車載器の受信系に異常があるか否かを判定することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路上に設置された路側機と無線通信を行うＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受システム）車載器であって、
前記路側機から出射された電波の受信電力を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記受信電力に基づいて異常を判定する判定手段と
を備えることを特徴とするＥＴＣ車載器。
【請求項２】
前記検出手段は前記受信電力の最大値を検出し、
前記判定手段は前記受信電力の最大値が所定の値よりも小さいときに異常と判定することを特徴とする請求項１に記載のＥＴＣ車載器。
【請求項３】
前記路側機の設置されているインターチェンジ及び走行レーン毎に前記受信電力のデータを蓄積する記憶手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記受信電力のデータに基づいてインターチェンジ及び走行レーン毎に異常の判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＥＴＣ車載器。
【請求項４】
前記記憶手段に蓄積される前記受信電力のデータは、前記路側機を通過するたびごとに更新されることを特徴とする請求項３に記載のＥＴＣ車載器。
【請求項５】
新たな走行レーンを通過したときには前記受信電力のデータに、新たな走行レーンのデータを追加することを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載のＥＴＣ車載器。
【請求項６】
路上に設置された路側機と無線通信を行うＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受システム）車載器の異常検出方法であって、
前記路側機から出射された電波の受信電力を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出された前記受信電力に基づいて異常を判定する判定ステップと
を含むことを特徴とするＥＴＣ車載器の異常検出方法。
【請求項７】
前記検出ステップでは前記受信電力の最大値を検出し、
前記判定ステップでは前記受信電力の最大値が所定の値よりも小さいときに異常と判定することを特徴とする請求項６に記載のＥＴＣ車載器の異常検出方法。
【請求項８】
前記路側機の設置されたインターチェンジ及び走行レーン毎に前記受信電力のデータをデータベースに蓄積する記憶ステップをさらに含み、
前記判定ステップでは、前記受信電力のデータに基づいてインターチェンジ及び走行レーン毎に異常の判定を行うことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載のＥＴＣ車載器の異常検出方法。
【請求項９】
前記記憶ステップで蓄積される前記受信電力のデータは、前記路側機を通過するたびごとに更新されることを特徴とする請求項８に記載のＥＴＣ車載器の異常検出方法。
【請求項１０】
新たな走行レーンを通過したときには前記受信電力のデータに、新たな走行レーンのデータを追加することを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載のＥＴＣ車載器の異常検出方法。
【請求項１１】
路上に設置された路側機と車両に搭載された車載器との間で無線通信を行うＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受システム）システムであって、
前記路側機は、設置されているインターチェンジ及び走行レーンに関する情報を送信し、
前記車載器は、前記路側機から出射された電波の受信電力を検出して、インターチェンジ及び走行レーン毎に前記受信電力のデータを蓄積し、前記受信電力のデータに基づいてインターチェンジ及び走行レーン毎に異常の判定を行うことを特徴とするＥＴＣシステム。
【請求項１２】
前記受信電力のデータは、前記路側機を通過するたびごとに更新されることを特徴とする請求項１１に記載のＥＴＣシステム。
【請求項１３】
新たな走行レーンを通過したときには前記受信電力のデータに、新たな走行レーンのデータを追加することを特徴とする請求項１１または１２のいずれかに記載のＥＴＣシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有料道路などに設置されたＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受システム）の車載器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＴＣシステムは、有料道路の料金所ゲートに設置された路側機と、車両に搭載されたＥＴＣ車載器との間で無線通信を行い、通行料金などの支払いのために料金所で止まることなく通行することができるようにするためのシステムである。
【０００３】
このＥＴＣシステムで車両に搭載される車載器は、民間メーカーにより販売され、故障した場合や車載器の診断を行う場合は、利用者が専用の施設へ車載器を持ち込んで修理または動作診断を行わなければならなかった。
【０００４】
そこで、ＥＴＣ車載器をわざわざ専用の施設へ持ち込まなくても異常が検出できるようにするための装置の従来例として、例えば特開２００１−３３１８２０号公報（特許文献１）には、車載器の稼動状況を記録した稼動データと、車載器の障害内容の詳細を記録したエラーログとを車載器で保持し、路側機が履歴情報送信要求を発行した際には車載器より履歴情報を取得し、取得した履歴情報を基に車載器の健全性を診断し、診断結果を車載器へ通知する技術が開示されている。
【０００５】
また、特開平８−２０２９０７号公報（特許文献２）には、車両が路上の車両検知器を通過してから車載器との通信が開始されるタイミングを計測し、所定時間内に通信が開始されないときには、車載器の不搭載か故障とみなして車載器側の表示器に異常を表示する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３３１８２０号公報
【特許文献２】特開平８−２０２９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例は、路側機が車載器の健全性を診断するので、車載器だけでは車載器の故障を検出することができないという問題点があった。
【０００７】
同様に、上述した特許文献２に開示された従来例についても、路側機側で車載器の故障あるいは未搭載を検出するので、車載器だけでは車載器の異常を検出することができないとともに、車載器に異常発生の兆候があったとしても未然に検出することはできないという問題点があった。
【０００８】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、車載器側だけで車載器の異常を検出することができるとともに、異常が発生する兆候を検出して故障により通信ができなくなることを未然に防止することのできるＥＴＣ車載器及びその異常検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のＥＴＣ車載器は、路上に設置された路側機と無線通信を行うＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受システム）車載器であって、前記路側機から出射された電波の受信電力を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記受信電力に基づいて異常を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るＥＴＣ車載器では、路側機との通信中における受信電力を検出して、この受信電力に基づいて異常を判定するので、車載器側だけで車載器の異常を検出することができる。さらに、異常が発生する兆候を検出できるので、故障により通信ができなくなることを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るＥＴＣ車載器の一実施形態の構成を示すブロック図である。同図に示すように、ＥＴＣ車載器は、路側機と無線通信を行うアンテナ１と、ＲＦ波を検波するＲＦ部２と、通行料金の収受などＥＴＣに関する情報の処理を行う演算部３と、ＥＴＣに関する演算処理の制御を行う制御部４と、路側機から出射された電波の受信電力を絶対電力値[ｄＢｍ]に変換して検出する受信電力検出部（検出手段）５と、データベースの管理をするとともに車載器の異常判定を行うデータベース処理部（判定手段）６と、異常の判定に必要なデータを蓄積するデータベース記憶領域（記憶手段）７と、ＥＴＣ車載器の異常を検出したときに運転者に警告を発する警告発生部８とを備えている。
【００１２】
ここで、ＥＴＣ処理部９は、有料道路の料金所に設置された路側機との間で無線通信を行って、通行料金の収受や車線案内情報の提供などＥＴＣに関する処理を行っている。
【００１３】
また、データベース処理部６は、データベース記憶領域７の管理をするために必要となる通常の処理を行うとともに、受信電力検出部５で検出された受信電力に基づいて異常の判定を実施するとともに、演算部３からインターチェンジ名や走行レーンに関する情報を入手して異常判定に必要となる異常判定データを生成する処理を行ったりする。さらに、異常判定を実施して異常と判定された場合には利用者に警告を発する命令を警告発生部８に送信することも行う。
【００１４】
データベース記憶領域７は、非通電時にも記憶内容が消去されないようになっており、通行料金の収受に関する情報や履歴情報などＥＴＣに関する処理に必要となる情報やデータが格納されているとともに、異常判定データを始めとする車載器の異常を判定する処理に利用されるデータを格納している。
【００１５】
次に、本実施形態に係るＥＴＣ車載器による異常検出方法について図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００１６】
図２に示すように、まずＥＴＣ車載器は搭載されている車両が有料道路等に設置された料金所のゲートを通過したことを検知する（Ｓ２０１）。これは図３に示すように路側機１０から出射される電波をＥＴＣ車載器１１が受信することによって検知される。そして、演算部３は路側機１０との通信で受信した情報の中からインターチェンジ名と走行レーン番号に関する情報を抽出し、データベース処理部６はその情報を入手する（Ｓ２０２）。
【００１７】
一方、受信電力検出部５では、受信した電波の受信電力を絶対電力値[ｄＢｍ]に変換して検出している（Ｓ２０３）。ここで、検出した受信電力と車両位置との関係を図４に示す。同図において、実線は正常時の受信電力、点線は異常時の受信電力を示しており、どちらの場合も受信電力は車両位置Ａで最大となるような検出結果となっている。そして、実線で示した正常時の受信電力から異常発生時に生じる減衰量の分だけ減少したものが、点線で示した異常時の受信電力となっている。これは、アンテナ位置のずれやアンテナケーブルの断線、アンテナの上に異物が載っているなどの原因により受信電力が減衰したものと考えられる。
【００１８】
こうして受信電力が検出されると、次にデータベース処理部６は検出された受信電力の最大値が、予め設定されている異常判定閾値よりも大きいか否かを比較して異常が発生したか否かを判定する（Ｓ２０４）。
【００１９】
ここで、異常が発生したか否かを判定する方法を図５に基づいて説明する。図５はデータベース記憶領域７に格納されている異常判定データの一例を示す図である。同図に示すように、異常判定データには過去に料金所のゲートを通過したときの最大受信電力がインターチェンジと走行レーン毎に記録されている。そして、これらの最大受信電力の平均値から所定の減衰量、例えば１０[ｄＢｍ]だけ低い電力値を異常判定閾値として設定している。例えば、図５では川崎インターチェンジのレーン番号１とレーン番号２のゲートを通過したときの最大受信電力が過去5回分記録されており、レーン番号２の最大受信電力を平均すると−５５．２[ｄＢｍ]となる。そして、この平均値から減衰量として１０[ｄＢｍ]だけ低い電力値が異常判定閾値として−６５．２[ｄＢｍ]に設定されている。
【００２０】
ただし、図５の異常判定データでは５回分のデータを記録しているが、平均する過去の受信電力のデータ個数については任意に増減させてよい。また、減衰量はアンテナ位置のずれやアンテナケーブルの断線、アンテナの上に異物が載っているなどの何らかの異常が発生した場合に減少すると予測される受信電力の量に設定されるもので、実験により求めて最適化してもよい。
【００２１】
さらに、図５では受信電力の最大値を平均しているが、路側機と通信している間の平均電力値を検出し、この平均電力値を過去数回分平均した平均した値から減衰量を引いて異常判定閾値を設定するようにしてもよい。
【００２２】
また、各路側機が同様の性能で通信時の受信電力に差がないような場合には、路側機を通過したときの受信電力をデータとして蓄積せずに、予め所定の異常判定閾値を設定しておき、この異常判定閾値を下回った場合に異常と判定するようにしてもよい。
【００２３】
こうしてステップＳ２０４において受信電力の最大値と異常判定閾値とを比較して、受信電力の最大値が異常判定閾値よりも小さいときにはＥＴＣ車載器の受信系に異常が発生していると判定して警告発生部８より利用者に警告を発し（Ｓ２０５）ＥＴＣ車載器の異常検出処理は終了する。
【００２４】
この警告では、アンテナ位置のずれやアンテナケーブルの断線、アンテナの上に異物が載っているなどの、通信は可能だが改善する必要のある異常を利用者に知らせることができるので、完全に通信ができなくなる前にアンテナの使用状態の改善や修理の依頼をするように利用者に促すことができる。
【００２５】
一方、ステップＳ２０４において、受信電力の最大値が異常判定閾値よりも大きいときにはＥＴＣ車載器の受信系は正常であると判定し、データベースの更新を行う（Ｓ２０６）。
【００２６】
ここで、データベースの更新について図６に基づいて説明する。データベース処理部６は図６（ａ）に示すように、まず最も古いデータを削除して最新のデータを異常判定データに追加し、それ以外のデータを１つずつ古い位置へ移動させる。そして、図６（ｂ）に示すように更新されたデータに基づいて新たな異常判定閾値を算出して設定する。
【００２７】
このようにゲートを通過するたびごとにデータを更新し、異常判定閾値を算出し直すので、路側機が改修された場合でも異常判定閾値を最適な値に保つことができる。
【００２８】
また、初めて通過したインターチェンジや走行レーンの場合には異常の判定は行わずに、図７に示すように最新の受信電力の最大値を異常判定データに追加し、その受信電力から所定の減衰量だけ低い値を異常判定閾値と設定する。図７では、川崎インターチェンジの走行レーン３を初めて通過した場合であり、今回の受信電力の最大値が−５５［ｄＢｍ］、異常判定閾値が−５５［ｄＢｍ］から減衰量１０［ｄＢｍ］だけ低い値の−６５［ｄＢｍ］と設定されている。
【００２９】
このように新たな走行レーンを通過した場合には、異常判定データに新たな走行レーンの項目を追加して異常判定閾値を設定するので、走行レーンが増設されたような場合でも新たに設置された路側機との間で異常検出処理を行うことができる。
【００３０】
こうしてデータベースの更新が終了すると、ＥＴＣ車載器の異常検出処理は終了する。
【００３１】
上述したように、本実施形態に係るＥＴＣ車載器では、路側機との通信中における受信電力を検出して、この受信電力に基づいて異常を判定するので、車載器側だけで車載器の異常を検出できるとともに、完全に通信ができなくなる前に異常を検出して改善することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係るＥＴＣ車載器では、受信電力の最大値と異常判定閾値とを比較して異常を判定するので、簡単な構成で正確に異常を検出することができる。
【００３３】
さらに、本実施形態に係るＥＴＣ車載器では、インターチェンジ及び走行レーン毎に受信電力のデータを蓄積して異常の判定を行うので、より正確に車載器の異常を検出することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係るＥＴＣ車載器では、ゲートを通過するたびごとにデータを更新し、異常判定閾値を算出し直すので、路側機が改修された場合でも異常判定閾値を最適な値に保つことができる。
【００３５】
さらに、本実施形態に係るＥＴＣ車載器では、新たな走行レーンを通過したときには、異常判定データに新たな走行レーンの項目を追加するので、走行レーンが増設されたような場合でも新たに設置された路側機との間で異常検出処理を行うことができる。
【００３６】
以上、本発明のＥＴＣ車載器及びＥＴＣ車載器における異常検出方法について、図示した実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
有料道路などに設置されたＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受システム）の車載器に関し、車載器側だけで異常を検出することができ、完全に通信ができなくなる前に異常を検出して改善できるようにするための技術として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＴＣ車載器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るＥＴＣ車載器による異常検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明に係るＥＴＣ車載器を搭載した車両が料金所ゲートを通過するときの路側機との通信を説明するための図である。
【図４】ＥＴＣ車載器における受信電力と車両位置との関係を説明するための図である。
【図５】本発明に係るＥＴＣ車載器のデータベースに格納される異常判定データの一例を示す図である。
【図６】データベースが更新される場合を説明するための異常判定データの一例を示す図である。
【図７】新たな走行レーンを通過した場合を説明するための異常判定データの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  アンテナ
２  ＲＦ部
３  演算部
４  制御部
５  受信電力検出部
６  データベース処理部
７  データベース記憶領域
８  警告発生部
９  ＥＴＣ処理部
１０  路側機
１１  ＥＴＣ車載器
【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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【図７】
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