(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行経路の近傍に設置された路上機との通信のために車両に搭載される路車間通信用の車載器であって、
受信した下り信号とは異なる周波数帯を用いて上り信号を自律的に送信するアクティブ方式により路上機との通信を行う第１車側通信手段と、
受信した質問信号に対し、該質問信号に続いて受信する無変調の搬送波を応答信号にて変調し返送することで応答するパッシブ方式により路上機との通信を行う第２車側通信手段と、
前記路上機から受信した信号の周波数帯を識別する周波数識別手段と、
前記路上機の通信エリアに進入すると、前記周波数識別手段にて識別された周波数帯が、前記第２車側通信手段の専用周波数帯に属する場合には、前記第２車側通信手段による路車間通信を行い、それ以外の周波数帯に属する場合には、前記第１車側通信手段による路車間通信を試みて、通信不能であれば前記第２車側通信手段へ切り替える車側切替手段と、
を備えることを特徴とする車載器。
【請求項２】
車両の走行経路の近傍に設置された路上機との通信を行うために車両に搭載される路車間通信用の車載器であって、
受信した下り信号とは異なる周波数帯を用いて上り信号を自律的に送信するアクティブ方式により路上機との通信を行う第１車側通信手段と、
受信した質問信号に対し、該質問信号に続いて受信する無変調の搬送波を応答信号にて変調し返送することで応答するパッシブ方式により路上機との通信を行う第２車側通信手段と、
前記路上機から受信した信号の周波数帯を識別する周波数識別手段と、
前記路上機の通信エリアに進入すると、前記周波数識別手段にて識別された周波数帯が、前記第２車側通信手段の専用周波数帯に属する場合には前記第２車側通信手段による路車間通信を行い、それ以外の周波数帯に属する場合には、前記第１及び第２車側通信手段を並列動作させ、正常な出力が得られた側を継続して動作させる選択制御手段と、
を備えることを特徴とする車載器。
【請求項３】
受信した下り信号とは異なる周波数帯を用いて上り信号を自律的に送信するアクティブ方式の車載器、及び受信した質問信号に対し、該質問信号に続いて受信する無変調の搬送波を応答信号にて変調し返送することで応答するパッシブ方式の車載器のいずれとも通信が可能な路車間通信用の路上機であって、
前記アクティブ方式の車載器との通信を行う第１路側通信手段と、
前記パッシブ方式の車載器との通信を行う第２路側通信手段と、
を備え、前記第１及び第２路側通信手段を、それぞれの通信エリアが車両の走行経路に沿って且つ互いに重なり合うことなく配置されるよう設定したことを特徴とする路上機。
【請求項４】
受信した下り信号とは異なる周波数帯を用いて上り信号を自律的に送信するアクティブ方式の車載器、及び受信した質問信号に対し、該質問信号に続いて受信する無変調の搬送波を応答信号にて変調し返送することで応答するパッシブ方式の車載器のいずれとも通信が可能な路車間通信用の路上機であって、
前記アクティブ方式の車載器との通信を行う第１路側通信手段と、
該第１路側通信手段と通信エリアが一致するよう設定され、前記パッシブ方式の車載器との通信を行う第２路側通信手段と、
予め設定されたタイミングに従って、前記第１或いは第２路側通信手段のいずれかを択一的に動作させる路側切替制御手段と、
を備えることを特徴とする路上機。
【請求項５】
請求項４記載の路上機において、
前記第１路側通信手段は、複数の車載器との同時通信が可能なようにデータ用スロットを複数設けた通信フレームを使用し、
前記路側切替制御手段は、前記第１路側通信手段による使用が禁止されたデータ用スロットを少なくとも一つ設定し、該データ用スロットの期間に前記第２路側通信手段を動作させることを特徴とする路上機。
【請求項６】
前記路側切替制御手段は、前記データ用スロットに空きがある場合、該スロット期間でも前記第２路側通信手段を動作させることを特徴とする請求項５記載の路上機。
【請求項７】
路上機から受信した下り信号とは異なる周波数帯を用いて、路上機への上り信号を車載器が自律的に送信するアクティブ方式と、路上機から受信した質問信号に対して車載器は該質問信号に続いて送信されてくる無変調の搬送波を応答信号にて変調し返送することで応答するパッシブ方式とが混在する路車間通信システムであって、
路車間通信用の通信フレームとして、車載器が路上機に対する通信要求を書き込むための上り制御用スロット、通信が許可された車載器に対して割り当てられる複数のデータ用スロット、該データ用スロット及び前記上り制御用スロットより先に送出され、路上機が車載器に対して前記データ用スロットの割当状態を通知するための下り制御用スロットからなるアクティブ方式用のものを使用し、
路上機は、前記上り制御用スロットの期間、及びパッシブ方式の車載器に割り当てられたデータ用スロット内の下り信号に続く期間に無変調の搬送波を送信し、該搬送波を変調することでパッシブ方式の車載器から返送されてくる応答信号を、アクティブ方式の車載器からの上り信号と同等のものとして処理すると共に、
パッシブ方式の車載器は、前記下り制御用スロットをポーリング信号とみなして、前記上り制御用スロットの期間に送信されてくる無変調の搬送波をポーリング信号に対する応答信号にて変調し返送すると共に、前記下り制御用スロットに当該車載器に対するデータ用スロットの割当が示されている場合、該割り当てられたデータ用スロットの期間に受信する下り信号を問合信号とし、該下り信号に引き続いて送信されてくる無変調の搬送波を、問合信号に対する応答信号にて変調し返送することを特徴とする路車間通信システム。
【請求項８】
請求項７記載の路車間通信システムにて使用される路上機であって、
前記下り制御用スロット，データ用スロット，上り制御用スロットからなる通信フレームを用いてアクティブ方式にて車載器との通信を行う路側通信手段と、
前記上り制御用スロットの期間、及びパッシブ方式の車載器に割り当てられたデータ用スロット内の下り信号に続く期間に無変調の搬送波を送信する搬送波送信手段と、
を備え、前記路側通信手段は、前記搬送波を変調することでパッシブ方式の車載器から返送されてくる応答信号を、アクティブ方式の車載器からの上り信号と同等のものとして処理することを特徴とする路上機。
【請求項９】
請求項７記載の路車間通信システムにて使用されるパッシブ方式の車載器であって、
路上機の通信エリアに進入すると、前記下り制御用スロットをポーリング信号とみなして、前記上り制御用スロットの期間に送信されてくる無変調の搬送波を、ポーリング信号に対する応答信号にて変調し返送する第１応答手段と、
前記下り制御用スロットにて当該車載器に対するデータ用スロットの割当が示されている場合、該割り当てられたデータ用スロットの期間に受信する下り信号を問合信号とし、該下り信号に引き続いて送信されてくる無変調の搬送波を、問合信号に対する応答信号にて変調し返送する第２応答手段と、
を備えることを特徴とする車載器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路車間通信に使用されている二つの方式（パッシブ，アクティブ）が混在する路車間通信システム、及び両方式や路車間通信を介した種々のアプリケーションに対応可能な車載器，路上機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両に搭載された車載器、及び車両の走行路近傍に設置された路上機との間で双方向通信を行うことにより、有料道路における料金自動収受（ＥＴＣ）等を実現するための通信方式として、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication） が知られている。この通信方式には二つの方式、即ち、車載器から路上機への上り信号の送信を、路上機から車載器への下り信号に続けて送信されてくる搬送波を変調して返送することにより行うパッシブ方式（ヨーロッパ，中国，東南アジアで採用）と、上り信号の送信を、下り信号とは異なる周波数帯を用いて車載器が自律的に行うアクティブ方式（日本で採用）とが存在している。
【０００３】
このため将来的には、道路が続いていても、政治的な管轄や法律が変わる境界（国境など）にて、ＥＴＣに使用されている通信方式がパッシブ方式からアクティブ方式（又はその逆）に変わってしまったり、上記境界を挟んだ地域では、両方式の路上機が混在して配置されることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、前者の場合、いずれか一方の方式に対応した車載器しか搭載していない車両では、車両を停止することなく料金収受を行えるという利便性が、上記境界を越えることによって損なわれてしまうだけでなく、通信方式の異なる路上機とは通信ができないため、このような路上機によって違反車両として取り扱われてしまう可能性があるという問題があった。
【０００５】
また、後者の場合、アクティブ方式とパッシブ方式とでは、使用する周波数帯の一部が互いに重なり合っているため、干渉が生じて通信品質が劣化し、通信不能となるおそれがあるという問題があった。
即ち、図２１に斜線にて示すように、アクティブ方式には、５７９５ＭＨｚ，５８０５ＭＨｚ，５８３５ＭＨｚ，５８４５ＭＨｚを中心周波数とする帯域幅が５ＭＨｚの四つの周波数帯Ｆad１，Ｆad２，Ｆau１，Ｆau２が、路上器から車載器への下り信号用（Ｆad１，Ｆad２）、及び車載器から路上機への上り信号用（Ｆau１，Ｆau２）に、それぞれ二つずつ割り当てられ、一方、パッシブ方式には、５７９７．５ＭＨｚ，５８０２．５ＭＨｚ，５８０７．５ＭＨｚ，５８１２．５ＭＨｚを中心周波数とする帯域幅が５ＭＨｚの四つの周波数帯Ｆｐ１〜Ｆｐ４が、いずれも双方向の通信用に割り当てられている。従って、アクティブ方式のＦad１はパッシブ方式のＦｐ１と、アクティブ方式のＦad２はパッシブ方式のＦｐ２，Ｆｐ３と干渉を起こす可能性があるのである。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するために、路車間通信で用いられる二つの方式（アクティブ，パッシブ）のいずれにも対処可能な車載器，路上機、及び路車間通信システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための発明である請求項１記載の車載器では、第１車側通信手段が、受信した下り信号とは異なる周波数帯を用いて上り信号を自律的に送信するアクティブ方式により路上機との通信を行い、第２車側通信手段が、受信した質問信号に対し、該質問信号に続いて受信する無変調の搬送波を応答信号にて変調し返送することで応答するパッシブ方式により路上機との通信を行う。
【００１３】
そして、路上機の通信エリアに進入すると、周波数識別手段にて、路上機から送信される信号の周波数帯を識別し、車側切替制御手段は、その識別された周波数帯が、第２車側通信手段の専用周波数帯に属する場合には、第２車側通信手段による路車間通信を行い、それ以外の周波数帯に属する場合には、第１車側通信手段による路車間通信を試みて、通信不能であれば第２車側通信手段へ切り替えることにより、通信可能な車側通信手段をサーチする。
従って、本発明の車載器によれば、路上機がアクティブ方式或いはパッシブ方式のいずれか一方に対応した専用の機種であったとしても、これと確実に通信することができる。
【００１４】
しかも、路上機が路車間通信に使用する周波数帯が第２車側手段の専用周波数帯である場合には、サーチ動作を行うことなく、直ちに第２車側手段による路車間通信を開始させているので、通信開始までに要する平均時間を短縮することができる。
【００１６】
次に請求項２記載の車載器では、路上機の通信エリアに進入すると周波数識別手段にて、路上機から送信される信号の周波数帯を識別し、車側切替制御手段は、その識別された周波数帯が、第２車側通信手段の専用周波数帯に属する場合には、第２車側通信手段による路車間通信を行い、それ以外の周波数帯に属する場合には、第１及び第２車側通信手段を並列動作させ、正常な出力が得られた側を継続して動作させる。
従って、本発明の車載器によれば、路上機がアクティブ方式及びパッシブ方式のいずれか一方のみに対応した専用の機種であったとしても、これと確実に通信することができ、しかも必要最小限の時間で、路上機との通信を開始させることができる。
【００１７】
ここまでは、いずれの通信方式にも対処できるように構成した車載器について説明したが、以下では、いずれの通信方式にも対処できるように構成した路上機について説明する。
まず、請求項３記載の路上機では、アクティブ方式の車載器との通信を行う第１路側通信手段と、パッシブ方式の車載器との通信を行う第２路側通信手段とを備え、これら第１及び第２路側通信手段を、それぞれの通信エリアが車両の走行経路に沿って且つ互いに重なり合うことなく配置されるよう設定している。従って、走行経路に沿って走行する車両は、第１及び第２路側通信手段の各通信エリアをいずれも通過することになる。
【００１８】
このように、本発明の路上機によれば、両通信方式の通信エリアが空間的に分離されているため、両通信方式で同じ周波数帯が用いられていたとしても、両通信方式の信号が干渉を起こすことがなく、いずれの通信方式の車載器に対しても良好な通信品質が確保される。その結果、車両に搭載された車載器が、いずれか一方の通信方式に専用のものであったとしても、これと確実に通信することができる。
【００２０】
また次に請求項４記載の路上機では、第１及び第２路側通信手段を、それぞれの通信エリアが一致するように設定し、路側切替制御手段が、予め設定されたタイミングに従って、第１或いは第２路側通信手段のいずれかを択一的に動作させている。
【００２１】
このように、本発明の路上機によれば、両通信方式の信号が時間的に分離されているため、両通信方式の通信エリアが同じであっても、両通信方式の信号が干渉を起こすことがなく、いずれの通信方式の車載器であっても良好な通信品質が確保される。その結果、車両に搭載された車載器が、いずれか一方の通信方式に専用のものであったとしても、これと確実に通信することができる。
【００２２】
なお、路側切替制御手段が、動作させる路側通信手段（即ち通信方式）を切り替えるタイミングとしては、それぞれが用いる通信フレームの単位で切り替えるようにしてもよいが、例えば、請求項５記載のように、アクティブ方式の通信フレームとして、複数の車載器との同時通信が可能なようにデータ用スロットを複数設けたものが用いられている場合には、第１路側通信手段による使用が禁止されたデータ用スロットを少なくとも一つ設定し、そのデータ用スロットの期間に第２路側通信手段を動作させるようにしてもよい。
【００２３】
更に、路側切替制御手段は、請求項６記載のように、路上機との通信を必要とするアクティブ方式の車載器が、アクティブ方式用に確保されたデータ用スロットの数より少なく、データ用スロットに空きがある場合、該スロット期間でも第２路側通信手段を動作させるようにしてもよい。
【００２４】
この場合、データ用スロットが効率よく使用され、１度に１つの車載器としか通信できないパッシブ方式での通信を、短時間で終了させることができ、処理能力を向上させることができる。
ところで、上述の方法では、いずれかがアクティブ，パッシブ両方式の通信手段を持ち、これを切り替えて使用しているため、それぞれの通信方式の手順に変更を加える必要がなく従来装置を利用して簡単に構成できるが、装置が大型化してしまうことが予想される。
【００２５】
この問題を解決するため、請求項７記載の路車間通信システムでは、図２２に示すように、車間通信用の通信フレームとして、車載器が路上機に対する通信要求を書き込むための上り制御用スロット（ＡＣＴＳに対応）、この上り制御用スロットに書き込まれた通信要求に基づき、通信を許可する車載器に対して割り当てられる複数のデータ用スロット（ＭＤＳに対応）、データ用スロット及び上り制御用スロットより先に送出され、データ用スロットの割当状態を路上機が車載器に対して通知するための下り制御用スロット（ＦＣＭに対応）からなるアクティブ方式用のものを使用し、この通信フレームを用いてパッシブ方式での通信も可能となるように、路上機及びパッシブ方式の車載器を以下のように構成する。
【００２６】
即ち、路上機は、上り制御用スロットの期間、及びパッシブ方式の車載器に割り当てられたデータ用スロット内の下り信号に続く期間に無変調の搬送波を送信し、この搬送波を変調することでパッシブ方式の車載器から返送されてくる応答信号を、アクティブ方式の車載器からの上り信号と同等のものとして処理する。
【００２７】
一方、パッシブ方式の車載器は、下り制御用スロットをポーリング信号とみなして、上り制御用スロットの期間に送信されてくる無変調の搬送波をポーリング信号に対する応答信号にて変調し返送すると共に、下り制御用スロットに当該車載器に対するデータ用スロットの割当が示されている場合、該割り当てられたデータ用スロットの期間に受信する下り信号を問合信号とし、該下り信号に引き続いて送信されてくる無変調の搬送波を、問合信号に対する応答信号にて変調し返送する。
【００２８】
このように、本発明の路車間通信システムによれば、パッシブ方式の処理を一部変更して、アクティブ方式の処理と共通の通信フレームを用いて処理できるようにされており、両通信方式の車載器との通信を共通に処理することが可能なため、両通信方式の車載器に対処可能な路上機の構成を大幅に簡易化できる。
【００２９】
また、アクティブ方式の上り／下り信号、パッシブ方式の問合／応答信号に用いるコマンド、及びこれらのコマンドを用いた通信手順も共通化すれば、これらの信号に対する処理も、アクティブ，パッシブの違いを意識することなく行うことができる。
【００３０】
なお、請求項７記載の路車間通信システムにおいて、路側器は、例えば請求項８記載のように、下り制御用スロット，データ用スロット，上り制御用スロットからなる通信フレームを用いてアクティブ方式にて車載器との通信を行いう路側通信手段に加えて、上り制御用スロットの期間、及びパッシブ方式の車載器に割り当てられたデータ用スロット内の下り信号に続く期間に無変調の搬送波を送信する搬送波送信手段を設け、路側通信手段は、搬送波を変調することでパッシブ方式の車載器から返送されてくる応答信号を、アクティブ方式の車載器からの上り信号と同等のものとして処理するように構成すればよい。
【００３１】
同じく請求項７記載の路車間通信システムにおいて、アクティブ方式の車載器は、従来のものをそのまま用いることができるが、パッシブ方式の車載器は、例えば請求項９記載のように、路上機の通信エリアに進入すると、第１応答手段が、下り制御用スロットをポーリング信号とみなして、上り制御用スロットの期間に送信されてくる無変調の搬送波を、ポーリング信号に対する応答信号にて変調し返送し、第２応答手段が、下り制御用スロットにて当該車載器に対するデータ用スロットの割当が示されている場合、割り当てられたデータ用スロットの期間に受信する下り信号を問合信号とし、その下り信号に引き続いて送信されてくる無変調の搬送波を、問合信号に対する応答信号にて変調し返送するように構成すればよい。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、アクティブ方式の路車間通信によりＥＴＣアプリケーションの提供を行う路上機、パッシブ方式の路車間通信によりＥＴＣアプリケーションの提供を行う路上機が混在する第１実施形態の路車間通信システムにおいて、いずれの路上機とも通信可能な車載器の構成を表すブロック図である。
【００４０】
なお、アクティブ方式の路車間通信、及びパッシブ方式の路車間通信では、いずれも図２２に示す周知の通信フレームが使用されるものとする。
即ち、アクティブ方式の路車間通信では、３台の車載器との同時通信が可能なように３個のメッセージデータスロット（ＭＤＳ）を備え、そのＭＤＳの前に、路上機が車載器に対してＭＤＳの割当状態を通知するためのフレームコントロールメッセージチャネル（ＦＣＭ）、ＭＤＳの後に、車載器が路上機に対して存在を知らせるためのアクティベーションスロット（ＡＣＴＳ）とからなる通信フレームが用いられている（図２２（ａ）参照）。なお、ＦＣＭ，ＭＤＳ，ＡＣＴＳがそれぞれ本発明における下り制御用スロット，データ用スロット，上り制御用スロットに相当する。
【００４１】
また、パッシブ方式の路車間通信では、路上機が車載器に所望のデータを送信させるためのポーリング信号、問合信号を送信した後、引き続き予め設定された期間だけ無変調の搬送波を送信し、この搬送波をポーリング信号や問合信号に対応した応答信号にて変調して返送する方法が用いられている（図２２（ｂ）参照）。
【００４２】
但し、従来技術の欄にて説明したように（図２１参照）、アクティブ方式において、路上機から車載器への下り信号用のダウンリンクでは二つの周波数帯Ｆad１，Ｆad２、車載器から路上機への上り信号用のアップリンクでは二つの周波数帯Ｆau１，Ｆau２がそれぞれ使用され、一対の周波数帯Ｆad１とＦau１（二つを総称する場合はＦａ１）、又はＦad２とＦau２（同じくＦａ２）のいずれかを用いて双方向の通信を行うようにされている。また、パッシブ方式では四つの周波数帯Ｆｐ１〜Ｆｐ４が使用され、いずれか一つの周波数帯を用いて双方向の通信を行うようにされている。
【００４３】
以下では、他の周波数帯との重なりのない周波数帯Ｆｐ４を、パッシブ専用周波数帯とよび、周波数帯Ｆad１〜Ｆad２（即ちＦｐ１〜Ｆｐ３が含まれる）を、共用周波数帯とよぶ。
図１に示すように、本実施形態の車載器１０は、アンテナ１１にて受信された受信信号から、指定された特定周波数帯の信号成分を抽出し、その受信レベル（電界強度）を測定する電界強度検出部１２と、アンテナ１１を介してアクティブ方式にて路上機との通信を行う第１車側通信手段としてのアクティブ通信部１３と、アンテナ１１を介してパッシブ方式にて路上機との通信を行う第２車側通信手段としてのパッシブ通信部１４と、周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、上記各部１２〜１４を制御し、路上機との通信により得られたデータの処理等を実行するデータ処理部１５とを備えている。なお、データ処理部１５には、図示しないが、料金精算のためにＩＣカードリーダライタ等を備えた課金処理装置が接続される。
【００４４】
ここでデータ処理部１５が実行するメイン処理を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理が起動すると、まず電界強度検出部１２に測定指令を出力し、周波数帯Ｆad１の下限周波数から周波数帯Ｆｐ４の上限周波数までをスキャンさせ（Ｓ１１０）、測定した電界強度が予め設定された下限値以上であるか否かを監視する（Ｓ１２０）。
【００４５】
電界強度が下限値より小さければ、Ｓ１１０に戻って測定を繰り返し、電界強度が下限値以上であれば、当該車載器１０を搭載した車両が路上機の通信エリアに進入したものとして、その時の周波数を検出周波数として記憶し（Ｓ１３０）、その検出周波数がパッシブ専用周波数帯Ｆｐ４に属しているか否かを判断する（Ｓ１４０）。
【００４６】
検出周波数がパッシブ専用周波数帯Ｆｐ４に属していなければ、検出周波数が属する周波数帯を、アクティブ方式のダウンリンク用周波数帯Ｆad１，Ｆad２の中から特定し、その特定された周波数帯Ｆadｉ（ｉ＝１又は２）、及びこれと対になるアップリング用の周波数帯Ｆauｉを用いて通信を行うようアクティブ通信部１３を設定し、これを起動することにより（Ｓ１５０）、アクティブ方式による路車間通信を開始させる。
【００４７】
その後、アクティブ通信部１３による通信が終了したか否かを判断し（Ｓ１６０）、通信が終了すると、その終了が、信号は受信するが内容を解析できない解析不能によるものか否かを判断する（Ｓ１７０）。そして、通信終了が解析不能によるものでなければ、そのままＳ１１０に戻り、一方、解析不能によるものであれば、先のＳ１３０にて記憶された検出周波数が属する周波数帯を、パッシブ方式用の周波数帯Ｆｐ１〜Ｆｐ４の中から特定し、その特定された周波数帯を用いて通信を行うようパッシブ通信部１４を設定し、これを起動することにより（Ｓ１８０）、パッシブ方式による路車間通信を開始させる。
【００４８】
その後、パッシブ通信部１４による通信が終了したか否かを判断し（Ｓ１９０）、通信が終了するとＳ１１０に戻る。
一方、Ｓ１４０にて、検出周波数がパッシブ専用周波数帯に属していると判断された場合には、Ｓ１８０に移行し、以下、先に説明した通りパッシブ通信部１４を設定，起動し、パッシブ方式による路車間通信を開始させる。但し、この場合、通信には周波数帯Ｆｐ４が使用されることになる。
【００４９】
なお、本処理において、Ｓ１５０〜Ｓ１９０が本発明における車側切替制御手段に相当し、Ｓ１１０，Ｓ１２０及び電界強度検出部１２が、周波数識別手段に相当する。
つまり、本処理では、電界強度が下限値以上となる検出周波数が、パッシブ専用周波数帯に属する場合には、直ちにパッシブ方式による路車間通信を行い、それ以外の共用周波数帯に属する場合には、最初、アクティブ方式による路車間通信を試み、受信信号を解析できず通信に失敗した場合には、パッシブ方式に切り替えて路車間通信を行うようにされている。
【００５０】
ここで、アクティブ通信部１３の動作を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
図示の如く、アクティブ通信部１３が起動すると、まず、アンテナ１１を介して何等かの信号を受信したか否かを判断し（Ｓ２１０）、信号を受信していれば、その信号はＦＣＭであるか否かを判断する（Ｓ２２０）。
【００５１】
そして、受信した信号がＦＣＭである場合には、その内容を解析し、自車両に対してＭＤＳが割り当てられているか否かを判断し（Ｓ２３０）、割り当てられていなければ、ＡＣＴＳの送信タイミングを待って（Ｓ２４０）、自車両（車載器１０）の存在を路上機に知らせるための応答データの送信（Ｓ２５０）を行った後、Ｓ２１０に戻る。この応答データには、少なくとも当該車載器１０或いは当該車載器１０を搭載した車両を特定するための識別番号（以下「車両ＩＤ」という）が含まれている。
【００５２】
一方、ＦＣＭの内容を解析した結果、自車両に対してＭＤＳが割り当てられていれば（Ｓ２３０−ＹＥＳ）、その割り当てられたＭＤＳのタイミングまで待機し（Ｓ２６０）、そのタイミングで下り信号を受信したか否か、また受信した下り信号の内容であるＭＤＳコマンドが正常なものであるか否かを判断する（Ｓ２７０）。
【００５３】
そして、下り信号を受信できないか、又は受信したとしてもＭＤＳコマンドに異常がある場合には、そのままＳ２１０に戻り、一方、下り信号を受信し、且つＭＤＳコマンドが正常であった場合には、そのＭＤＳコマンドに対する応答データを送信する（Ｓ２８０）。この応答データの送信により、予め設定された手順に従った一連の通信が完了したか否かを判断し（Ｓ３００）、通信が完了したのであれば、データ処理部１５を構成するメモリの所定エリアに、通信が正常に終了したことを示す通信結果を記憶（Ｓ３１０）した後、アクティブ通信部１３の動作を停止し、未だ通信が完了していないのであれば、そのままＳ２１０に戻る。
【００５４】
先のＳ２２０にて、受信した信号がＦＣＭではない場合には、アクティブ方式のフォーマットに従って解析可能な信号であるか否かを判断し（Ｓ３２０）、解析不能であれば、通信終了の終了理由として解析不能通知を出力（Ｓ３３０）した後、アクティブ通信部１３の動作を停止する。この場合、先に説明したメイン処理のＳ１８０にて肯定判定されるため、引き続きパッシブ方式での路車間通信が試みられることになる。
【００５５】
また、受信した信号がＦＣＭではないが、アクティブ方式のフォーマットによって解析可能な信号である場合（Ｓ３２０−ＮＯ）、或いは信号を受信できない場合（Ｓ２１０−ＮＯ）には、アクティブ通信部１３を起動後、或いは最後にＦＣＭを受信後に、予め設定されたロック時間以上経過したか否かを判断し（Ｓ３４０）、ロック時間をまだ経過していなければ、そのままＳ２１０に戻り、一方、ロック時間以上経過していれば、アクティブ通信部１３の動作を停止する。この場合、メイン処理のＳ１８０にて否定判定されるため、パッシブ方式での路車間通信が試みられることなく、直ちに周波数スキャン（Ｓ１１０）に戻ることになる。
【００５６】
次に、パッシブ通信部１４の動作を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。
図示の如く、パッシブ通信部１４が起動されると、まず、アンテナ１１を介して何等かの信号を受信したか否かを判断し（Ｓ４１０）、信号を受信していれば、それがポーリング信号や問合信号といった正常なものであるか否かを判断する（Ｓ４２０）。
【００５７】
受信した信号が正常なものでなければ、そのままＳ４１０に戻り、一方、受信した信号が正常なものであれば、これに続けて送信されてくる搬送波を予め用意されている応答信号にて変調し、アンテナ１１を介して返送する（Ｓ４３０）。この応答信号の送信により、予め設定された手順に従った一連の通信が完了したか否かを判断し（Ｓ４４０）、通信が完了したのであれば、通信結果をメモリの所定エリアに記憶（Ｓ４５０）した後、パッシブ通信部１４の動作を停止し、未だ通信が完了していないのであれば、そのままＳ４１０に戻る。
【００５８】
一方、信号を受信できない場合（Ｓ４１０−ＮＯ）には、パッシブ通信部１４を起動後、或いは最後にポーリング信号又は問合信号を受信した後に、予め設定されたロック時間以上経過したか否かを判断し（Ｓ４６０）、ロック時間をまだ経過していなければ、そのままＳ４１０に戻り、一方、ロック時間以上経過していれば、パッシブ通信部１４の動作を停止する。
【００５９】
なお、Ｓ４３０及び先のＳ２５０，Ｓ２８０における応答信号／応答データは、データ処理部１５にて別途実行される路車間通信を利用したアプリケーションプログラムによって適宜設定される。
以上説明したように、本実施形態の車載器１０においては、アクティブ方式による路車間通信が可能なアクティブ通信部１３、及びパッシブ方式による路車間通信が可能なパッシブ通信部１４を備え、路上機の通信エリアに進入した時には、両通信部１３，１４を順次切り替えるサーチ動作を行い、通信可能となる方を用いて、路上機との路車間通信を行うようにされている。
【００６０】
従って、本実施形態の車載器１０によれば、路上機がアクティブ方式，パッシブ方式のいずれで路車間通信を行うものであっても、これと確実に通信を行うことができる。
しかも、本実施形態では、路上機が路車間通信に使用する周波数帯が、パッシブ専用周波数帯である場合には、サーチ動作を行うことなく、直ちにパッシブ方式による路車間通信を開始させているので、通信開始までに要する平均時間を短縮することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、周波数スキャンにより検出された検出周波数が、共用周波数帯に属している場合、まず、アクティブ通信部１３を起動して、アクティブ方式による路車間通信を試み、通信できなかった場合に、パッシブ通信部１４に切り替えて、パッシブ方式による路車間通信を試みるようにされているが、両通信部１３，１４を同時に動作させ、正常な出力が得られる方を選択して、通信を行うようにしてもよい。
【００６２】
この場合、メイン処理は、図５に示すように、図２に示すフローチャートからＳ１７０を省略すると共に、アクティブ通信部１３のみを起動するＳ１５０の代わりに、検出周波数に基づいて両通信部１３，１４の使用周波数帯の設定し、両通信部１３，１４を起動するＳ１５５を挿入すればよい。
【００６３】
また、この場合、両通信部１３，１４の同時起動後、少なくとも一方は、ロック時間が経過すれば動作を停止するが、ロック時間が比較的長い場合には、いずれか一方の通信部が、有効な信号を最初に受信した時点（Ｓ２２０−ＹＥＳ，Ｓ４２０−ＹＥＳ）で、他方の通信部の動作を強制的に停止させるように構成してもよい。この場合、Ｓ１５５、及び通信できない側を停止させる処理が、本発明における選択制御手段に相当する。
【００６４】
また、本実施形態では、アクティブ通信部１３及びパッシブ通信部１４にて、ロック時間が経過することにより動作を終了した場合に、特に何の処理も行っていないが、例えば、外部に設けられた警報装置（ランプやブザーなど）を作動させるようにしてもよい。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
【００６５】
図６は、アクティブ方式にて路車間通信を行う車載器、パッシブ方式にて路車間通信を行う車載器が混在する第２実施形態の路車間通信システムにおいて、有料道路の料金所の各車線毎に設けられる路上機の構成を表すブロック図である。
なお、図６において、（ａ）は、いずれの通信方式の車載器とも通信可能な共用路上機であり、（ｂ）は、アクティブ方式の車載器とのみ通信可能なアクティブ専用路上機、（ｃ）は、パッシブ方式の車載器とのみ通信可能なパッシブ専用路上機である。また、通信フレームや、通信に使用する周波数帯は、第１実施形態の場合と同様である。
【００６６】
まず共用路上機２０ａは、図６（ａ）に示すように、アンテナ２１を介してアクティブ方式の車載器との路車間通信を行う第１路側通信手段としてのアクティブ通信部２２と、アンテナ２３を介してパッシブ方式の車載器との路車間通信を行う第２路側通信手段としてのパッシブ通信部２４と、両通信部２２，２４の動作タイミングを制御する路側切替制御手段としてのタイミング制御部２５と、周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、両通信部２２，２４が車載器との路車間通信にて送受するデータの処理等を実行するデータ処理部２６とを備えている。
【００６７】
次に、アクティブ専用路上機２０ｂは、図６（ｂ）に示すように、共用路上機２０ａからアンテナ２３及びパッシブ通信部２４を省略した構成を有しており、また、パッシブ専用路上機２０ｃは、図６（ｃ）に示すように、共用路上機２０ａからアンテナ２１及びアクティブ通信部２２を省略した構成を有している。
【００６８】
そして、料金所では、これらの路上機２０（２０ａ〜２０ｃ）を適宜組み合わせることで構成され、図示しないが、各路上機２０のタイミング制御部２５は、互いに連動するように構成されている。
ここで、路上機２０ａ，２０ｂにおけるアクティブ通信部２２の動作を、図７に示すフローチャートに沿って説明する。なお、アクティブ通信部２２は、タイミング制御部２５からの指令に従って起動する。
【００６９】
図示の如く、アクティブ通信部２２が起動すると、まず、データ処理部２６により予めデータが設定されたＦＣＭを送信し（Ｓ５１０）、続けて各ＭＤＳ毎に、そのＭＤＳが割り当てられた車載器との間でデータの送受を行うＭＤＳ処理を実行する（Ｓ５２０）。
【００７０】
その後、ＡＣＴＳのタイミングで車載器からの応答データ（車両ＩＤ）を受信したか否かを判断し（Ｓ５３０）、受信していなければ、そのまま本処理を終了する。一方、応答データを受信していれば、データ処理部２６を構成するメモリの所定エリアに、その応答データの内容である車両ＩＤと応答数とを記憶して（Ｓ５４０）、本処理を終了する。
【００７１】
このＳ５４０にて記憶された車両データと応答数とに基づき、データ処理部２６では、ＭＤＳの割当を行うＭＤＳ割当処理を実行し、次の通信フレームのＦＣＭにて送信される（即ちＳ５１０にて使用される）データの設定を行うと共に、車載器との通信に割り当てられたＭＤＳの状態を、「スロット使用中」に設定する等の処理を実行する。
【００７２】
次に、先のＳ５２０におけるＭＤＳ処理の詳細を、図８に示すフローチャートに沿って説明する。本処理は、各ＭＤＳのタイミング毎に（即ち本実施形態では３回）繰り返し実行されるものとする。
図示の如く、ＭＤＳ処理が起動されると、まず、データ処理部２６によるＭＤＳ割当処理の結果、現在処理の対象となっているＭＤＳの状態が「スロット使用中」である否かを判断し（Ｓ６１０）、「スロット使用中」でなければ、そのまま本処理を終了する。一方、当該ＭＤＳの状態が「スロット使用中」であれば、そのＭＤＳのタイミングにて、予め用意されているＭＤＳコマンドの送信（Ｓ６２０）と、車載器からの応答データの受信（Ｓ６３０）を行い、受信した応答データが、送信したＭＤＳコマンドに対応した正常なものであるか否かを判断する（Ｓ６４０）。
【００７３】
応答データが正常なものであれば、その応答データの受信によって、予め設定されたシーケンスに従った一連の通信が完了したか否かを判断し（Ｓ６５０）、通信が完了していなければ、次シーケンスの準備（Ｓ６２０にて送信すべきＭＤＳコマンドの設定等）を行って（Ｓ６６０）、本処理を終了する。一方、通信が完了していれば、データ処理部２６を構成するメモリの所定エリアに、通信が正常に終了したことを示す通信結果を記憶して（Ｓ６７０）、本処理を終了する。
【００７４】
先のＳ６４０にて、応答データに異常があれば、リトライ回数のカウント値が上限値より大きいか否かを判断し（Ｓ６８０）、上限値以下であれば、当該処理が次回起動された時に、今回送信したものと同じＭＤＳコマンドが先のＳ６２０にて送信されるようリトライ設定して（Ｓ６９０）、本処理を終了する。一方、リトライ回数のカウント値が上限値より大きければ、データ処理部２６を構成するメモリの所定エリアに、通信が異常終了したことを示す通信結果を記憶して（Ｓ７００）、本処理を終了する。
【００７５】
このように、アクティブ通信部２２では、ＡＣＴＳのタイミングで応答した車載器に対してＭＤＳを割り当て、ＭＤＳ毎に異なった通信を行うことにより、最大３つの車載器との同時通信が可能なようにされている。
次に、パッシブ通信部２４の動作を、図９に示すフローチャートに沿って説明する。なお、パッシブ通信部２４は、アクティブ通信部２２と同様に、タイミング制御部２５からの指令に従って起動する。
【００７６】
図示の如く、パッシブ通信部２４が起動すると、まず、パッシブ方式の車載器と通信中であることを示す「パッシブ通信中」の設定が成されているか否かを判断し（Ｓ７１０）、「パッシブ通信中」でなければ、ポーリング信号を送信し（Ｓ７２０）、引き続き所定期間だけ搬送波を送信して、車載器からの応答（車両ＩＤを表す応答信号にて搬送波を変調したもの）を受信する（Ｓ７３０）。
【００７７】
このとき、受信した応答信号の内容がポーリング信号に対応した正常なものであるか否かを判断し（Ｓ７４０）、正常ではない場合には、そのまま本処理を終了する。一方、受信した応答信号の内容が正常であれば、データ処理部２６を構成するメモリの所定エリアに、応答信号に示された車載ＩＤを記憶して、「パッシブ通信中」の設定を行い（Ｓ７５０）、次シーケンスの準備（後述するＳ７７０にて送信すべき問合信号の設定）を行って（Ｓ７６０）、本処理を終了する。
【００７８】
先のＳ７１０にて、「パッシブ通信中」の設定がなされていれば、予め用意されている問合信号を送信し（Ｓ７７０）、引き続き所定期間だけ搬送波を送信して、車載器からの応答（応答信号にて搬送波を変調したもの）を受信する（Ｓ７８０）。
【００７９】
このとき、受信した応答信号の内容が、Ｓ７７０にて送信した問合信号に対応した正常なものであるか否かを判断し（Ｓ７９０）、正常であれば、その応答信号の受信によって、予め設定されたシーケンスに従った一連の通信が完了したか否かを判断し（Ｓ８００）、通信が完了していなければ、次のシーケンスの準備を行って（Ｓ７６０）、本処理を終了する。一方、通信が完了していれば、データ処理部２６を構成するメモリの所定エリアに、通信が正常に終了したことを示す通信結果を記憶し、「パッシブ通信中」の設定を解除して（Ｓ８１０）、本処理を終了する。
【００８０】
先のＳ７９０にて、受信した応答信号に異常があれば、リトライ回数のカウント値が上限値より大きいか否かを判断し（Ｓ８２０）、上限値以下であれば、当該処理が次回起動された時に、今回送信したものと同じ問合信号が先のＳ７７０にて送信されるようリトライ設定（Ｓ８３０）した後、本処理を終了する。一方、リトライ回数のカウント値が上限値より大きければ、データ処理部２６を構成するメモリの所定エリアに、通信が異常終了したことを示す通信結果を記憶し、「パッシブ通信中」の設定を解除して（Ｓ８４０）、本処理を終了する。
【００８１】
このように、パッシブ通信部２４では、ポーリング信号に応答した車載器の中のいずれか一つと通信を行うようにされている。
次に、３つの車線Ｌ１〜Ｌ３を有する料金所を例にして、路上機２０ａ〜２０ｃの組合せと、その動作タイミング、即ちタイミング制御部２５の制御内容について説明する。
【００８２】
まず、図１０（ａ）に示す料金所Ｍ１では、車線Ｌ１，Ｌ２に共用路上機２０ａ、車線Ｌ３にパッシブ専用路上機２０ｃを設置し、しかも、車線Ｌ１，Ｌ２では、アンテナ２１によるアクティブ方式用の通信エリアと、アンテナ２３によるパッシブ方式用の通信エリアとが、空間的に離され、互いに重なり合うことのないように設定されている。但し、図中には、各路上機の構成のうちアンテナのみが記載されている（以下、図１１，図１２でも同様）。
【００８３】
また、車線Ｌ１の共用路上機２０ａでは、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ１，アクティブ通信用に周波数帯Ｆａ２、車線Ｌ２の共用路上機２０ａでは、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ２，アクティブ通信用に周波数帯Ｆａ１、車線Ｌ３のパッシブ専用路上機２０ｃでは、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ３が割り当てられている。
【００８４】
なお、アクティブ方式で用いるフレームの１周期（以下「アクティブ区間」という）と、パッシブ方式でポーリング信号又は問合信号の送出開始後、搬送波の送出を停止するまでの１周期（以下「パッシブ区間」という）とが、同じ長さに設定されている。
【００８５】
そして、図１０（ｂ）に示すように、車線Ｌ１，Ｌ２の各共用路上機２０ａのタイミング制御部２５は、いずれも、同一車線内において、ポーリング信号又は問合信号の送出タイミングと、ＦＣＭの送出タイミングとが異なるように、両通信部２２，２４の動作タイミングを制御する。
【００８６】
また、車線Ｌ１〜Ｌ３の各路上機２０のタイミング制御部２５は連動して、車線Ｌ１，Ｌ３と車線Ｌ２とでポーリング信号又は問合信号の送出タイミングが互いに異なり、また、車線Ｌ１と車線Ｌ２とでＦＣＭの送出タイミングが互いに異なるように、各通信部２２，２４の動作タイミングを制御する。
【００８７】
以上のように構成された料金所Ｍ１において、共用路上機２０ａを使用する車線Ｌ１，Ｌ２では、アクティブ方式の通信エリアとパッシブ方式の通信エリアとを空間的に分離し、互いに干渉を起こすことがないようにされているので、アクティブ及びパッシブいずれの通信方式の車載器とも、良好な通信品質を確保でき、車載器の通信方式によらず路車間通信を介した料金自動収受を確実に行うことができる。
【００８８】
なお、上記料金所Ｍ１において、共用路上機２０ａを使用する車線Ｌ１，Ｌ２では、同一車線のアクティブ方式とパッシブ方式とに割り当てる周波数帯を、互いに重なり合わないものを選択して組み合わせているが、互いに重なり合うものを選択して組み合わせてもよい。つまり、このように通信エリアが空間的に分離されている場合、共用路上機２０ａにおける両通信方式の周波数帯の組合せは任意である。
【００８９】
次に、図１１（ａ）に示す料金所Ｍ２では、車線Ｌ１に共用路上機２０ａ、車線Ｌ２にパッシブ専用路上機２０ｃ、車線Ｌ３にアクティブ専用路上機２０ｂを設置し、しかも、車線Ｌ１では、アンテナ２１によるアクティブ方式用の通信エリアと、アンテナ２３によるパッシブ方式用の通信エリアとが、互いに重なり合うように設定されている。
【００９０】
また、車線Ｌ１の共用路上機２０ａでは、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ４，アクティブ通信用に周波数帯Ｆａ１、車線Ｌ２のパッシブ専用路上機２０ｃではパッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ１、車線Ｌ３のアクティブ専用路上機２０ｂではアクティブ通信用に周波数帯Ｆａ２が割り当てられている。
なお、先に説明した料金所Ｍ１の場合と同様に、アクティブ区間とパッシブ区間とは、同じ長さに設定されている。そして、図１１（ｂ）に示すように、車線Ｌ１の共用路上機２０ａのタイミング制御部２５では、両通信部２２，２４を並列動作させ、しかもポーリング信号又は問合信号の送出タイミングと、ＦＣＭの送出タイミングとが同時となるように、両通信部２２，２４の動作タイミングを制御する。
【００９１】
また、車線Ｌ１〜Ｌ３の各路上機２０のタイミング制御部２５は連動し、車線Ｌ１，Ｌ３と車線Ｌ２とで、ポーリング信号又は問合信号の送出タイミング、及びＦＣＭの送出タイミングが互いに異なるように、各通信部２２，２４の動作タイミングを制御する。
以上のように構成された料金所Ｍ２において、共用路上機２０ａを使用する車線Ｌ１では、アクティブ方式とパッシブ方式とで同一の通信エリアを周波数分割にて使用し、互いに干渉を起こすことがないようにされているので、アクティブ及びパッシブいずれの通信方式の車載器とも、良好な通信品質を確保でき、車載器の通信方式によらず路車間通信を介した料金自動収受を確実に行うことができる。
【００９２】
また、料金所Ｍ２では、アクティブ方式とパッシブ方式とで同一の通信エリアを使用しているため、両通信方式の通信エリアが空間的に分離されている料金所Ｍ１と比較して、設備を小さくすることができる。
なお、上記料金所Ｍ２において、両通信方式が可能な車線Ｌ１の共用路上機２０ａでは、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ４，アクティブ通信用に周波数帯Ｆａ１を用いているが、周波数帯が重なり合わなければよいため、アクティブ通信用に周波数帯Ｆａ１を用いた場合には、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ２，Ｆｐ３を用いてもよく、また、アクティブ通信用に周波数帯Ｆａ２を用いた場合には、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ１，Ｆｐ４を用いてもよい。
【００９３】
次に、図１２（ａ）に示す料金所Ｍ３では、車線Ｌ１，Ｌ２に共用路上機２０ａ、車線Ｌ３にパッシブ専用路上機２０ｃを設置し、しかも、車線Ｌ１，Ｌ２では、アンテナ２１によるアクティブ方式用の通信エリアと、アンテナ２３によるパッシブ方式用の通信エリアとが、互いに重なり合うように設定されている。
【００９４】
また、車線Ｌ１の共用路上機２０ａでは、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ１，アクティブ通信用に周波数帯Ｆａ２、車線Ｌ２の共用路上機２０ａでは、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ２，アクティブ通信用に周波数帯Ｆａ１、車線Ｌ３のパッシブ専用路上機２０ｃでは、パッシブ通信用に周波数帯Ｆｐ４が割り当てられている。
なお、先に説明した料金所Ｍ１の場合と同様に、アクティブ区間とパッシブ周期とは、同じ長さに設定されている。そして、図１２（ｂ）に示すように、車線Ｌ１，Ｌ２の各共用路上機２０ａのタイミング制御部２５は、いずれも、アクティブ区間とパッシブ区間とが交互に現れるよう、即ち同一通信エリアを時分割して使用するように、両通信部２２，２４の動作タイミングを制御する。
【００９５】
また、車線Ｌ１〜Ｌ３の各路上機２０のタイミング制御部２５は連動し、車線Ｌ１，Ｌ３と車線Ｌ２とで、ポーリング信号又は問合信号の送出タイミング、及びＦＣＭの送出タイミングが互いに異なるように、各通信部２２，２４の動作タイミングを制御する。
【００９６】
以上のように構成された料金所Ｍ３において、共用路上機２０ａを使用する車線Ｌ１，Ｌ２では、アクティブ方式とパッシブ方式とで同一の通信エリアを時分割にて使用し、互いに干渉を起こすことがないようにされているので、アクティブ及びパッシブいずれの通信方式の車載器とも、良好な通信品質を確保でき、車載器の通信方式によらず路車間通信を介した料金自動収受を確実に行うことができる。
【００９７】
また、料金所Ｍ３では、アクティブ方式とパッシブ方式とで同一の通信エリアを使用しているため、両通信方式の通信エリアが空間的に分離されている料金所Ｍ１と比較して、設備を小さくすることができる。
なお、上記料金所Ｍ３において、共用路上機２０ａを使用する車線Ｌ１，Ｌ２では、同一車線のアクティブ方式とパッシブ方式とに割り当てる周波数帯を、互いに重なり合わないものを選択して組み合わせているが、互いに重なり合うものを選択して組み合わせてもよい。つまり、このように通信エリアを時分割で使用する場合、共用路上機２０ａにおける両通信方式の周波数帯の組合せは任意である。
【００９８】
また、上記各例におけるタイミング制御部２５は、アクティブ区間とパッシブ区間とが連続するように制御しているが、これら両区間の間にいずれの方式の送受信も行わないブランク区間が挿入されるように制御してもよい。
ところで、上記料金所Ｍ３における共用路上機２０ａでは、両通信部２２，２４の動作を、アクティブ区間及びパッシブ区間単位、即ち通信フレーム単位で切り替えているが、例えば、図１３（ａ）に示すように、アクティブ通信部２２では、その通信フレームの複数あるＭＤＳのうちの一つ（ここではＭＤＳ０）を使用禁止とし、パッシブ通信部２４では、パッシブ区間の長さを一つのＭＤＳに収まる大きさに設定し、タイミング制御部２５では、このＭＤＳ０の期間に、パッシブ通信部２４を動作させるように構成してもよい。
【００９９】
なお、パッシブ通信部２４を動作させるために割り当てるＭＤＳの数は、２個以上でもよく、例えば、図１３（ｂ）に示すように、複数設定されたＭＤＳ（ここでは８個）のうち、アクティブ通信部２２では、偶数番目（０，２，４，６）に位置する半数のＭＤＳを使用可能とし、奇数番目（１，３，５，７）に位置する残りの半数のＭＤＳを使用禁止として、タイミング制御部２５では、この使用禁止とされたＭＤＳの期間のそれぞれにて、パッシブ通信部２４を動作させるように構成してもよい。
【０１００】
更に、パッシブ通信部２４を動作させるために割り当てるＭＤＳの数を、通信状態に応じて可変設定するように構成してもよい。この場合に、データ処理部２６にて実行されるＭＤＳ割当処理を、図１４に示すフローチャートに沿って説明する。但し、アクティブ通信部２２及びパッシブ通信部２４の動作は、図７〜図９のフローチャートにて説明したものと全く同様である。
【０１０１】
図示の如く、本処理が起動すると、アクティブ方式にて現在通信中の車載器の数ＣＡが、アクティブ方式にて同時通信可能な最大数ＳＡmax（ここでは２）より小さく（ＣＡ＜ＳＡmax）、新たなアクティブ方式の通信を開始させることが可能な空きＭＤＳがあるか否かを判断し（Ｓ９１０）、空きＭＤＳがあれば、先のＳ５４０にて記憶されたＡＣＴＳの応答データ（アクティブ方式の通信要求）があるか否かを判断する（Ｓ９２０）。
【０１０２】
ＡＣＴＳの応答データがあれば、その中から、ＳＡmax−ＣＡ個を限度として新たにＭＤＳを割り当てる通信要求を選択し（Ｓ９３０）、一方、ＡＣＴＳの応答データがなければ、現在通信中のものがある（ＣＡ≧１）か否かを判断する（Ｓ９４０）。なおＳ９３０にて通信要求の選択が行われると、その分だけ、通信中の車載器の数ＣＡは増加する。
【０１０３】
そして、現在通信中のものがあるか、先のＳ９１０で空きＭＤＳがないと判定されるか、或いは先のＳ９３０にて通信要求が選択された場合、次に送信する通信フレームにて、ＭＤＳを割り当てるべきアクティブ方式の通信が少なくとも一つはあるので、これらの通信（車両ＩＤにて識別される）に対して使用すべきＭＤＳの割当を行う（Ｓ９５０）。
【０１０４】
このＭＤＳの割当が終了するか、或いは先のＳ９４０にてアクティブ方式にて現在通信中のものがないと判定された場合、今度は、パッシブ通信部２４の状態として「パッシブ通信中」が設定されているか否かを判断し（Ｓ９６０）、「パッシブ通信中」が設定されていれば、空きＭＤＳがある（ＣＡ＜ＳＡmax）か否かを判断する（Ｓ９７０）。
【０１０５】
そして「パッシブ通信中」が設定されていなか、或いは空きＭＤＳがない場合には、パッシブ通信用に予め確保されている一つのＭＤＳを割り当てる基本割当を行って（Ｓ９８０）、本処理を終了する。
一方、「パッシブ通信中」が設定されており、且つ空きＭＤＳがある場合には、空きＭＤＳのいくつか（ここでは２個を上限とする）をパッシブ通信用に割り当てる拡張割当を行って（Ｓ９９０）本処理を終了する。
【０１０６】
ここで図１５は、通信フレームを構成する３個のＭＤＳのうち、パッシブ方式での通信用に一つのＭＤＳを常時確保し、アクティブ方式での通信用に割当可能なＭＤＳの最大数を２（＝ＳＡmax）とした場合の通信フレームの状態を表したものである。上記ＭＤＳ割当処理を実行することにより、パッシブ方式での通信がないか、又はアクティブ方式での通信に割当可能なＭＤＳの全てが、アクティブ方式での通信に割り当てられている場合には、（ａ）に示すように、パッシブ通信用にＭＤＳが１個だけ割り当てられる。また、パッシブ方式での通信があり、且つアクティブ方式での通信用に割り当てられたＭＤＳが１個以下の場合には、（ｂ）に示すように、パッシブ通信用にＭＤＳが２個割り当てられることになる。
【０１０７】
このようなＭＤＳ割当処理を行うことにより、アクティブ方式での通信に使用されない空きＭＤＳがある場合、これがパッシブ方式での通信に有効利用されるため、共用路上機２０ａの処理能力を向上させることができる。
なお、ここでは、パッシブ方式での通信（パッシブ通信部２４）に割当可能なＭＤＳの最大数を２としたが、アクティブ方式による通信がない場合に、全てのＭＤＳをパッシブ方式での通信に割り当てるようにしてもよい。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。
【０１０８】
図１６は、アクティブ方式にて路車間通信を行う車載器、パッシブ方式にて路車間通信を行う車載器が混在する本実施形態の路車間通信システムにおいて、有料道路の料金所の各車線毎に設けられる路上機の構成を表すブロック図である。図示の如く、本実施形態において路上機３０は、パッシブ方式用の送信アンテナ３１ａ，受信アンテナ３１ｂ、及びアクティブ方式用の送受信アンテナ３２を備えている。そして、送受信アンテナ３２に対する送受信信号を分離する方向性結合器３３と、これらアンテナ３１ａ，３１ｂ，３２を介して信号を送受することにより車載器との路車間通信を行う路側通信手段としての共用通信部３５と、共用通信部３５からの切替信号Ｇに従って、共用通信部３５からの送信信号を、送信アンテナ３１ａ或いは方向性結合器３３を介して送受信アンテナ３２のいずれかに供給すると共に、受信アンテナ３１ｂ或いは方向性結合器３３を介した送受信アンテナ３２からの受信信号のいずれかを、共用通信部３５に供給するアンテナ切替部３４と、周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、共用通信部３５により車載器との間で送受されるデータの処理等を実行するデータ処理部３６とを備えている。
【０１０９】
そして、本実施形態の路車間通信システムでは、路上機３０と車載器との間の路車間通信には、アクティブ，パッシブの通信方式に関わらず、アクティブ方式のものをベースにした共通の通信フレームが使用される。
この通信フレームは、図１７に示すように、ＦＣＭ，複数のＭＤＳ（ここでは４個），ＡＣＴＳからなる従来の通信フレームに、以下の変更が加えられている。  即ち、ＡＣＴＳが前半部分と後半部分とに分割され、前半部分にてアクティブ方式の車載器からの応答（通信要求）を受け、後半部分では搬送波を送信することにより、パッシブ方式の車載器からの応答（ＦＣＭをポーリング信号とみなして、そのポーリングに対する応答）を受けることが可能なようにされている。
【０１１０】
また、ＭＤＳを、アクティブ方式での通信、及びパッシブ方式での通信のいずれにも割り当てることを可能とし、パッシブ方式での通信用に割り当てられたＭＤＳでは、下りコマンド（アクティブ方式のＭＤＳコマンドと、パッシブ方式の問合信号を共通化したもの）の送信後、そのＭＤＳの残りの期間の間、搬送波を送信することにより、パッシブ方式の車載器からの応答を受けることが可能なようにされている。
【０１１１】
そして、アクティブ方式の車載器とは、従来と同様の方法（但し、車載器からの通信要求にはＡＣＴＳの前半部分のみを使用）で通信を行い、一方、パッシブ方式の車載器とは、ＦＣＭをポーリング信号と見なして、ポーリング信号に対する応答信号を、ＡＣＴＳの後半部分で返送し、以後、割り当てられたＭＤＳを用いて通信を行う。
【０１１２】
なお、共用通信部３５は、パッシブ方式での通信用に割り当てられたＭＤＳの期間、及びＡＣＴＳの後半部分だけ、パッシブ用のアンテナ３１ａ，３１ｂを選択し、それ以外の期間では、アクティブ用のアンテナ３２を選択するように、アンテナ切替部３４を動作させる切替信号Ｘを生成するように構成されている。
【０１１３】
ここで、共用通信部３５における通信フレームの送受に関する動作を、図１８に示すフローチャートに沿って説明する。但し、その内容は、第２実施形態のアクティブ通信部２２の動作（図７参照）と一部異なっているだけであるため、同様の処理については、同一符号を付して説明を省略し、処理の相違する部分を中心に説明する。
【０１１４】
図示の如く、共用通信部３５では、ＦＣＭの送信（Ｓ５１０）、後述する各ＭＤＳ毎の処理（Ｓ５２０）、ＡＣＴＳタイミングでのアクティブ方式の車載器からの応答の処理（Ｓ５３０，Ｓ５４０）を行う。但し、第２実施形態におけるＳ５１０〜Ｓ５４０について説明のうち、データ処理部２６はデータ処理部３６に、またアクティブ通信部２２は共用通信部３５に読み替えるものとする。
【０１１５】
引き続き所定期間（ＡＣＴＳの後半部分）だけ搬送波を送信し（Ｓ５５０）、パッシブ方式の車載器からの応答（ポーリングに対する応答データにて搬送波を変調したもの）があったか否かを判断する（Ｓ５６０）。そして、応答がなければそのまま本処理を終了し、一方、応答があった場合には、データ処理部３６を構成するメモリの所定エリアに、その応答データ（車両ＩＤ）を記憶して（Ｓ６７０）本処理を終了する。
【０１１６】
次にＳ５２０におけるＭＤＳ処理の詳細を、図１９に示すフローチャートに沿って説明する。本処理は、各ＭＤＳのタイミング毎に繰り返し実行されるものとする。
図示の如く、本処理が起動されると、先のＳ５４０及びＳ５７０にて記憶された応答データに基づいて、データ処理部３６が実行するＭＤＳ割当処理の結果、現在処理の対象となっているＭＤＳの状態が、アクティブ或いはパッシブいずれかの方式での通信に割り当てられた「スロット使用中」であるか否かを判断し（Ｓ６１０）、「スロット使用中」でなければ、そのまま本処理を終了する。一方、当該ＭＤＳの状態が「スロット使用中」であれば、そのＭＤＳのタイミングにて、予め設定された下りコマンドを送信し（Ｓ６２０）、当該ＭＤＳがパッシブ方式の通信に割り当てられたものである場合（Ｓ６２２−ＹＥＳ）には、引き続き当該ＭＤＳの残りの期間だけ搬送波の送信を行って（Ｓ６２４）、車載器からの応答データを受信する（Ｓ６３０）。
【０１１７】
以下、受信した応答データについて、第２実施形態にて説明したＭＤＳ処理におけるＳ６４０〜Ｓ７００と同様に処理を実行する。但し、Ｓ６７０，Ｓ７００では、パッシブ通信が完了した場合に「パッシブ通信中」の設定を解除するものとする。また、第２実施形態での記載において、ＭＤＳコマンドは下りコマンドに、またデータ処理部２６はデータ処理部３６に読み替えるものとする。
【０１１８】
なお、上記処理においてＳ５５０，Ｓ６２４が本発明における搬送波送信手段に相当する。
次に、データ処理部３６が実行するＭＤＳ割当処理を、図２０に示すフローチャートに沿って説明する。
【０１１９】
なお、第２実施形態にて説明したＭＤＳ割当処理（図１４参照）では、パッシブ方式の車載器に対するポーリングを可能とするために、常に少なくとも一つのＭＤＳが割り当てられているが、本実施形態では、ＦＣＭ，ＡＣＴＳにて、ポーリングに相当する処理を実行するため、パッシブ方式の場合にも、通信が開始された時のみＭＤＳが割り当てられる点で異なっている。
【０１２０】
本処理が起動されると、図示の如く、まずパッシブ方式により車載器との通信が行われていることを示す「パッシブ通信中」の設定がなされているか否かを判断し（Ｓ９００）、「パッシブ通信中」でなければ、先のＳ５７０にて、ポーリングに対する応答データが記憶されているか否か、即ちパッシブ方式での通信要求があるか否かを判断し（Ｓ９０２）、パッシブ方式での通信要求があれば、その中から、通信を開始するものを一つだけ選択すると共に、「パッシブ通信中」の設定を行う（Ｓ９０４）。
【０１２１】
そして、Ｓ９００にて「パッシブ通信中」であると判定されるか、或いはＳ９０４にて、新たに「パッシブ通信中」が設定されると、パッシブ方式での通信用に、最低限（ここでは１個）のＭＤＳを確保し（Ｓ９０６）、一方、「パッシブ通信中」ではなく、且つパッシブ方式での通信要求もない場合には、ＭＤＳを確保することなく、次ステップに進む。
【０１２２】
以下、Ｓ９１０〜Ｓ９５０は、第２実施形態での説明と同様に、アクティブ方式での通信に用いるＭＤＳの割当を行う。但し、本実施形態において、アクティブ方式での通信用に割当可能な最大ＭＤＳ数がＳＡmaxは、Ｓ９０６にてパッシブ方式での通信用にＭＤＳが確保されていなければ、ＳＡmax ＝４であり、確保されていれば、その分だけ減少してＳＡmax ＝３となる。
【０１２３】
パッシブ方式用のＭＤＳの割当が終了すると、「パッシブ通信中」が設定されているか否かを判断し（Ｓ９６０）、設定されていなければそのまま本処理を終了し、一方、設定されていれば、先のＳ９０６にて確保したＭＤＳ以外に、空きＭＤＳがあるか、即ち、アクティブ方式用に割り当てられていないＭＤＳが合計２個以上あるか否かを判断する（Ｓ９７０）。そして、空きＭＤＳがなければ、パッシブ方式用に確保されている一つのＭＤＳを割り当てる基本割当を行って（Ｓ９８０）、本処理を終了し、一方、空きＭＤＳがある場合には、空きＭＤＳもパッシブ方式用に割り当てる拡張割当を行って（Ｓ９９０）本処理を終了する。ところで、このようにアクティブ方式とパッシブ方式とで通信フレームを共通化したことにより、パッシブ方式の車載器は、処理を変更する必要があるが、その処理は、図３に示した、アクティブ通信部２２とほぼ同様なものとなる。
【０１２４】
但し、Ｓ２５０，Ｓ２８０での応答データの送信は、搬送波を変調することで行い、Ｓ２６０〜Ｓ３００の処理は、割り当てられたＭＤＳ毎に、繰り返し行うよう必要がある。このように改良されたＳ２５０，Ｓ２８０が、本発明における第１応答手段，第２応答手段にそれぞれ相当する。
【０１２５】
以上、説明したように、本実施形態の路車間通信システムによれば、路上機３０が、アクティブ，パッシブの通信方式に関わらず、統一的に処理を行うことができるため、通信方式毎に個別の通信部を設ける必要がなく、路上機３０の構成を簡易化できる。
【０１２６】
なお、路上機が受信する車載器からの電波の電界強度は、パッシブ方式ではアクティブ方式と比較して非常に小さなものとなっているため、共用通信部３５では、パッシブ方式用の受信アンテナ３１ｂから信号を受信する際には、その受信信号を増幅する増幅器の増幅率を増大させるように構成することが好ましい。勿論、逆に、アクティブ方式用の送受信アンテナ３２から信号を受信する際に、増幅器の増幅率を低下させるように構成してもよい。
【０１２７】
また、本実施形態では、ＡＣＴＳを前半部分と後半部分とに分けて、アクティブ，パッシブの両通信方式の応答を時間的にずらして受信するようにされているが、アクティブ方式のアップリンクの周波数帯と、パッシブ方式の搬送波を送信する周波数帯とが異なっていれば、ＡＣＴＳの全期間に渡って搬送波を送出し、同時に応答を受信してもよい。但し、この場合、少なくともＡＣＴＳの期間では、２種類の周波数帯の信号を同時に受信して、その両方の信号を処理するように構成する必要がある。
【０１６０】
また更に、バスやタクシー或いは運送トラック等の運行管理システムに適用し、各車両の運行状況や配車状況の把握や、各車両への事故情報等の伝達などを、各車両に搭載された車載器と路上機との通信により行うように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態の路車間通信システムにおける車載器の概略構成を表すブロック図である。
【図２】  データ処理部が実行するメイン処理の内容を表すフローチャートである。
【図３】  アクティブ通信部の動作内容を表すフローチャートである。
【図４】  パッシブ通信部の動作内容を表すフローチャートである。
【図５】  変形例のメイン処理の内容を表すフローチャートである。
【図６】  第２実施形態の路車間通信システムにおける路上機の概略構成を表すブロック図である。
【図７】 アクティブ通信部の動作内容を表すフローチャートである。
【図８】  ＭＤＳ処理の詳細な内容を表すフローチャートである。
【図９】  パッシブ通信部の動作内容を表すフローチャートである。
【図１０】  料金所の構成例、及びタイミング制御部での制御方法を表す説明図である。
【図１１】  料金所の構成例、及びタイミング制御部での制御方法を表す説明図である。
【図１２】  料金所の構成例、及びタイミング制御部での制御方法を表す説明図である。
【図１３】  タイミング制御部での制御方法を表す説明図である。
【図１４】  データ処理部が実行するＭＤＳ割当処理の内容を表すフローチャートである。
【図１５】  ＭＤＳ割当処理に基づく制御状態を表す説明図である。
【図１６】  第３実施形態の路車間通信システムにおける路上機の概略構成を表すブロック図である。
【図１７】  路車間通信システムにて用いられる通信フレームの構成、アンテナ切替部の動作を表す説明図である。
【図１８】  共用通信部の動作内容を表すフローチャートである。
【図１９】  ＭＤＳ処理の詳細な内容を表すフローチャートである。
【図２０】  データ処理部が実行するＭＤＳ割当処理の内容を表すフローチャートである。
【図２１】  ＤＳＲＣにて通信に使用される周波数帯の分布を表す説明図である。
【図２２】  従来のパッシブ方式及びアクティブ方式における通信フレームの構成を表す説明図である。
【符号の説明】
１０…車載器、１１…アンテナ、１２…電界強度検出部、１３…アクティブ通信部、１４…パッシブ通信部、１５…データ処理部、２０，３０…路上機、２０ａ…共用路上機、２０ｂ…アクティブ専用路上機、２０ｃ…パッシブ専用路上機、２１，２３，３１ａ，３１ｂ，３２…アンテナ、２２…アクティブ通信部、２４…パッシブ通信部、２５…タイミング制御部、２６，３６…データ処理部、３３…方向性結合器、３４…アンテナ切替部、３５…共用通信部、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…車線、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…料金所。
【図１】
0003772711.tif 000002
【図２】
0003772711.tif 000003
【図３】
0003772711.tif 000004
【図４】
0003772711.tif 000005
【図５】
0003772711.tif 000006
【図６】
0003772711.tif 000007
【図７】
0003772711.tif 000008
【図８】
0003772711.tif 000009
【図９】
0003772711.tif 000010
【図１０】
0003772711.tif 000011
【図１１】
0003772711.tif 000012
【図１２】
0003772711.tif 000013
【図１３】
0003772711.tif 000014
【図１４】
0003772711.tif 000015
【図１５】
0003772711.tif 000016
【図１６】
0003772711.tif 000017
【図１７】
0003772711.tif 000018
【図１８】
0003772711.tif 000019
【図１９】
0003772711.tif 000020
【図２０】
0003772711.tif 000021
【図２１】
0003772711.tif 000022
【図２２】
0003772711.tif 000023