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ETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路 - 三菱重工業株式会社
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発明の名称 ETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−87139(P2003−87139A)
公開日 平成15年3月20日(2003.3.20)
出願番号 特願2001−280097(P2001−280097)
出願日 平成13年9月14日(2001.9.14)
代理人 【識別番号】100083024
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 昌久 (外1名)
【テーマコード(参考)】
5K061
5K067
【Fターム(参考)】
5K061 BB01 CC45 FF13 JJ06 
5K067 AA21 AA42 BB21 BB41 DD44 EE02 EE12 FF03 HH22 HH23
発明者 飯塚 健二 / 加藤 聖樹
要約 課題
ETCシステムにおける車載機は、ETCシステムデータの通信のみに使うのではなく、道路状況放送、一般のラジオ放送やFMラジオ放送の受信などの複数アプリケーションに対応できるようにすることが望まれるが、従来のETCシステム用車載機における感度は、感度検出用の基準電圧を可変抵抗器で決定していたため、通信領域の大きさが任意に調整できなかった。

解決手段
車輌が現在走行している位置における最適アプリケーションを判断する手段と、アプリケーション毎に定めた複数の基準電圧を記憶し、最適アプリケーション判断手段が判断したアプリケーションに適した基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、その基準電圧と前記アプリケーション毎の受信電波を増幅整形した受信信号を比較し、受信信号が基準電圧よりも大きいときに前記車載機を通信可能に切り替える手段とで構成した。
特許請求の範囲
【請求項1】 ETCシステム関係電波、道路状況放送電波、一般のラジオやFM放送電波などの複数のアプリケーションを受信できるようにしたETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路であって、前記車載機を搭載した車輌が現在走行している位置における最適なアプリケーションを判断する最適アプリケーション判断手段と、前記アプリケーション毎に定めた複数の基準電圧を記憶し、前記最適アプリケーション判断手段が判断したアプリケーション、もしくは別途指示されたアプリケーションに適した基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、該基準電圧生成手段が生成した基準電圧と前記アプリケーション毎の受信電波を増幅整形した受信信号を比較し、受信信号が基準電圧よりも大きいときに前記車載機を通信可能に切り替える手段とからなり、走行位置における最適なアプリケーションに対応して生成された基準電圧と受信信号を比較して前記車載機を通信可能に切り替える手段で、最適なアプリケーションとの通信を可能にすることを特徴とするETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路。
【請求項2】 前記最適アプリケーション判断手段は、走行位置におけるアプリケーション情報を路上に設けられた予告アンテナから得ることを特徴とする請求項1に記載したETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路。
【請求項3】 前記最適アプリケーション判断手段は、走行位置におけるアプリケーション情報を道路面に埋め込んだループコイルからの情報を受信する車輌底面に取り付けたセンサによって得ることを特徴とする請求項1に記載したETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路。
【請求項4】 前記最適アプリケーション判断手段は、予め記憶させたアプリケーション位置情報とGPS(Global Positioning System)システムにより取得した現在位置情報を比較して最適アプリケーションを判断することを特徴とする請求項1に記載したETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路。
【請求項5】 前記基準電圧生成手段を、車載機内の既存のCPUを用いて構成することを特徴とする請求項1に記載したETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路。
【請求項6】 前記車載機を通信可能に切り替える手段は、車載機を通信可能に切り替えるに際し、アプリケーションへの送信出力をも同時に切り替えるよう構成したことを特徴とする請求項1に記載したETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線を利用したノンストップ有料道路料金収受システム(Electronic Toll Collection:以下ETCシステムと称する)における車載機の感度自動調整回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ETCシステムは、図4にその一例を示したように、複数の車線を有する道路40をまたいで設けられたガントリー41、42上に各車線毎に対応して課金用アンテナ43、44を設け、その下を通過する車輌45に搭載された車載機46と無線によって必要な情報の交信を行い、通行料金の課金処理が自動的に行われる。そのため車輌45は、料金所などで停車することなく通過することができ、有料道路の渋滞解消に大きな効果をもたらすことができる。
【0003】そしてこのETCシステムにおける車載機46は、図5に示したように、前記課金用アンテナ43、44と信号をやりとりするアンテナ51からの信号を検波回路52、ローパスフィルタ(LPF)53を通して比較器54に入力し、可変抵抗器55によって作られた基準電圧と比較して、この課金用アンテナ43、44からの信号が基準電圧以上の場合のみ車載機46(図5には図示せず)が通信可能なように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのようなETCシステムにおける車載機46は、この車載機46をETCデータの通信のみに使うのではなく、例えば特開平11−339181号公報に示されているように文字ラジオ等の放送電波を受信できるようにし、ETCデータの送受を行うところではETCデータの通信を行い、ETCデータの送受の必要ないところでは文字ラジオ等を受信するようにして、複数のアプリケーションに対応できるよう通信領域を変更することが行われている。
【0005】ところが従来のETCシステム用車載機46における感度は、前記図5に示したように、基準電圧を可変抵抗器55で決定していたため、通信領域の大きさは課金用アンテナ43、44のパターン、及び送信出力で変更するしかなかった。そのため、前記したような複数のアプリケーションに対応するためには、可変抵抗器55の値を調整する必要があるが、運転中の調整は実質的に不可能である。
【0006】そのため本発明においては、複数のアプリケーションに対応できるようなETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路を提供することが課題である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため本発明においては、請求項1に記載したように、ETCシステム関係電波、道路状況放送電波、一般のラジオやFM放送電波などの複数のアプリケーションを受信できるようにしたETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路であって、前記車載機を搭載した車輌が現在走行している位置における最適なアプリケーションを判断する最適アプリケーション判断手段と、前記アプリケーション毎に定めた複数の基準電圧を記憶し、前記最適アプリケーション判断手段が判断したアプリケーション、もしくは別途指示されたアプリケーションに適した基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、該基準電圧生成手段が生成した基準電圧と前記アプリケーション毎の受信電波を増幅整形した受信信号を比較し、受信信号が基準電圧よりも大きいときに前記車載機を通信可能に切り替える手段とからなり、走行位置における最適なアプリケーションに対応して生成された基準電圧と受信信号を比較して前記車載機を通信可能に切り替える手段で、最適なアプリケーションとの通信を可能にすることを特徴とする。
【0008】このようにETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路を構成することにより、走行位置における最適なアプリケーションに対応した基準電圧が自動的に生成でき、それによって走行位置におけるアプリケーションとの通信が可能になりる。
【0009】そして走行位置における最適アプリケーションの判断は、請求項2乃至4に記載したように、前記最適アプリケーション判断手段は、走行位置におけるアプリケーション情報を路上に設けられた予告アンテナから得ることを特徴とする。前記最適アプリケーション判断手段は、走行位置におけるアプリケーション情報を道路面に埋め込んだループコイルからの情報を受信する車輌底面に取り付けたセンサによって得ることを特徴とする。前記最適アプリケーション判断手段は、予め記憶させたアプリケーション位置情報とGPS(Global Positioning System)システムにより取得した現在位置情報を比較して最適アプリケーションを判断することを特徴とする。
【0010】このようにすることにより、例えば請求項2の場合は、ETCシステムにおける車載機用のアンテナを用いることで特別なアンテナを設けることなくアプリケーション情報を得ることができ、請求項3の場合は、道路面に埋め込んだループアンテナと車輌に設けたセンサの間隔が車輌によって極端な違いが出ないため、安定した情報の送受が可能になる。そして請求項4の場合は、カーナビゲーションシステムなどをそのまま使うことができ、どのような場所においても確実にアプリケーション情報を得ることができる。
【0011】そして基準電圧生成手段は、請求項5に記載したように、前記基準電圧生成手段を、車載機内の既存のCPUを用いて構成することにより、新たなCPUを用いることなく安価に構成できる。
【0012】そしてこの車載機の感度自動調整回路は請求項6に記載したように、前記車載機を通信可能に切り替える手段は、車載機を通信可能に切り替えるに際し、アプリケーションへの送信出力をも同時に切り替えるよう構成したことを特徴とする。
【0013】このようにすることにより、ETCシステムとのデータの送受や各アプリケーションとのデータの送受が確実におこなえるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【0015】図1は本発明の実施の形態を示した装置の概略ブロック図、図2はETCシステムとの通信、道路状況放送の受信など、それぞれのアプリケーションにおける受信可能領域を模式的に示した図、図3はアプリケーション情報を発信する道路面に埋め込んだループコイルを示した図である。図中1はアンテナ、2は検波回路、3はローパスフィルタ(LPF)、4は比較器、5はデジタル/アナログ変換器(D/A−C)、6は複数のアプリケーションに対応した基準電圧を記憶し、最適アプリケーション選択装置7の選択したアプリケーションに対応した基準電圧をデジタル/アナログ変換器(D/A−C)5に送る演算装置(CPU)、7は現在の走行位置に最適なアプリケーションを選択する最適アプリケーション選択装置、8は現在位置を判断する現在位置判断装置で、これは前記図4に示したような道路40をまたいだガントリー41、42と同様な形で設けた予告アンテナ用ガントリーなどから発せられたアプリケーション予告信号、図3に示した道路面に埋め込んだループアンテナ30からのアプリケーション予告信号を受信する装置、またはGPS(Global Positioning System)システムなどによる現在位置情報等を元に、現在の走行位置を判断する装置である。9は手動により複数あるアプリケーションから希望のものを選択するアプリケーション選択装置である。
【0016】図2において、20は例えば図4に43、44で示したガントリー41、42上のETCシステム用アンテナ、21はこのアンテナ20により道路上に作られたETCシステム用の通信領域、22は例えば道路情報のようなアプリケーション用の通信領域、23は車の進行方向である。図3において30は、前記したように道路情報などのアプリケーションが始まることを予告するため、道路40に埋め込んだループアンテナである。
【0017】今例えば前記ETCシステムの車載機46が、一般のラジオやFM放送、道路状況放送、ETC関係通信などの複数のアプリケーションに対する受信、または通信を行えるように構成されている場合、まず図1における現在位置判断装置8が車の現在の走行位置を判断し、最適アプリケーション選択装置7に知らせる。この車の現在位置の判断は、例えば道路状況放送、ETC関係通信に関しては、前記図4に示したような道路40をまたいだガントリー41、42と同様な形で設けた予告アンテナ用ガントリーなどから発せられたアプリケーション予告信号、図3に示した道路面に埋め込んだループアンテナ30からのアプリケーション予告信号などが用いられ、一般のラジオやFM放送に関しては、カーナビゲーションやGPSシステムなどを用いる。
【0018】このうち、予告アンテナ用ガントリーなどから発せられたアプリケーション予告信号は、通常のETCシステム用車載機の通信用アンテナで受ければ良く、図3に示した道路面に埋め込んだループアンテナ30からのアプリケーション予告信号の場合は、車輌底面にセンサを取り付け、そのセンサによって予告信号を得る。また一般のラジオやFM放送に関しては、カーナビゲーションやGPSシステムなどに用いられるアンテナを用いる。
【0019】こうして受信したそれぞれのアプリケーションに関する予告信号、または車の位置信号は、最適アプリケーション選択装置7に送られる。この最適アプリケーション選択装置7は、現在位置判断装置8がカーナビゲーションやGPSシステムなどで構成されている場合、ETCシステムにおける通信や道路状況放送がなされる位置を、また一般のラジオやFM放送の場合はその地域における放送局の発信周波数などを記憶している。そしてこれら予告アンテナやGPSシステムからの信号を元に、その地域における最適のアプリケーションを選択する。
【0020】すなわち、ETCシステムが近くなった場合はそのETCシステムに対応することが最優先されて選択がおこなわれ、ETCシステムから離れた場合、道路情報が流されている地域では道路情報が、道路情報もETCシステムも無い場所においては、その地域における一般のラジオやFM放送の放送局が選択される。
【0021】また演算装置(CPU)6は、前記したETC関係通信、道路状況放送の受信、一般のラジオやFM放送などの受信などのそれぞれに対応した基準電圧を記憶しており、最適アプリケーション選択装置7から最適のアプリケーションの信号が送られてくると、そのアプリケーションに対応した基準電圧をデジタル/アナログコンバータ5に送るように構成されている。
【0022】このように構成した本発明のETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路において、現在位置の判断装置が例えば前記図4に示したような道路40をまたいだガントリー41、42と同様な形で設けた予告アンテナ用ガントリーなどから発せられたアプリケーション予告信号である場合、図2に示したように矢印23の方向に車が進行してくると、まず道路状況放送の予告信号が現在位置判断装置8で検出され、その信号が最適アプリケーション選択装置7に伝えられ、最適アプリケーション選択装置7は道路状況放送が始まるとしてそれを演算装置(CPU)6に伝える。そのため演算装置(CPU)6は、道路状況放送に適した基準電圧をアナログ/デジタルコンバータ(D/A−C)5に送り、アナログ/デジタルコンバータ(D/A−C)5はその信号に対応した基準電圧を発生して比較器4に送る。そのため比較器4は、車が図2における22で示した領域にはいると、アンテナ1で受信し、検波回路2で検波されてローパスフィルタ(LPF)3を通して送られてきた道路状況放送の信号とこの基準信号を比較し、道路状況放送の信号が比較信号より大きい場合はETCシステムの車載機(図示せず)を道路状況放送受信用に切り替える。
【0023】そしてこの状態でさらに車が進み、今度はETCシステム用の予告信号が現在位置判断装置8で受信された場合は、その信号が現在位置判断装置8から最適アプリケーション選択装置7に伝えられ、最適アプリケーション選択装置7はETCシステムが近づいたとしてそれを演算装置(CPU)6に伝える。そのため演算装置(CPU)6は、ETCシステム信号の通信に適した基準電圧をアナログ/デジタルコンバータ(D/A−C)5に送り、アナログ/デジタルコンバータ(D/A−C)5はその信号に対応した基準電圧を発生して比較器4に送る。そのため車が進行して図2における領域21にはいると、比較器4はアンテナ1で受信し、検波回路2で検波されてローパスフィルタ(LPF)3を通して送られてきたETCシステムの信号とこの基準信号を比較し、ETCシステムの信号が比較信号より大きい場合はETCシステムの車載機(図示せず)をETCシステム通信用に切り替える。
【0024】そのためETCシステム用車載機(図示せず)は、ETCシステムと無線によって必要な情報の交信を行い、通行料金の課金処理が自動的に行われる。そのため車輌45は、料金所などで停車することなく通過することができる。
【0025】そしてこの図2に領域21で示したETCシステム領域を通過した後は、ETCシステムからの電波が無くなるから比較器4の出力が無くなり、前記したような道路状況放送が続いている場合はそのETCシステムの車載機が道路状況放送の受信に切り替えられ、道路状況放送が受信される。
【0026】以上がアプリケーション予告信号をガントリー41、42と同様な形で設けた予告アンテナ用ガントリーなどから発した場合であるが、これは図3に示した道路面に埋め込んだループアンテナ30からのアプリケーション予告信号などの場合も全く同様であり、ループアンテナ30からのアプリケーション予告信号を車輌底面に取り付けたセンサによって受信することで、全く同様におこなうことができる。
【0027】また車の現在位置が前記したカーナビゲーションやGPSシステムなどから与えられる場合は、これらカーナビゲーションやGPSシステムなどからの現在位置信号が最適アプリケーション選択装置7に送られ、最適アプリケーション選択装置7は記憶しているETCシステムの位置や道路状況放送のおこなわれる位置などから最適のアプリケーションを選択し、それを演算装置(CPU)6に送る。そのため演算装置(CPU)6は、前記したように選択されたアプリケーションに適した基準電圧をアナログ/デジタルコンバータ(D/A−C)5に送り、アナログ/デジタルコンバータ(D/A−C)5はその信号に対応した基準電圧を発生して比較器4に送る。そのため比較器4は、アンテナ1で受信し、検波回路2で検波されてローパスフィルタ(LPF)3を通して送られてきたアプリケーションの信号とこの基準信号を比較し、アプリケーションの信号が比較信号より大きい場合はETCシステムの車載機(図示せず)を選択されたアプリケーションの受信用に切り替える。
【0028】これは例えば一般のラジオやFM放送の受信の場合も全く同様であり、こういった一般のラジオやFM放送の受信の場合は、その地域にある放送局の周波数が選択され、その周波数の受信に最適な基準電圧が演算装置(CPU)6によって出力されるから、最適な方法で放送を受信することができる。なお、一般のラジオ放送やFM放送と道路状況放送が同時に受信できる場合は、アプリケーション選択装置9からの入力により、任意のアプリケーションの選択を可能とする。
【0029】そして本発明のETCシステムにおける車載機の感度自動調整回路は、こういったETCシステムとの通信や道路状況放送の受信、一般のラジオ放送やFM放送の受信だけでなく、例えば他の車との交信などにおける信号の発信においても、送信出力を最適アプリケーション選択装置7が選択した最適アプリケーションに適した出力とするために使うことも可能である。この場合は、比較器4の出力を受信システムだけでなく、信号送信のためのシステムの動作をおこなわせる回路に入力し、それによって送信出力を変化させるようにすればよい。
【0030】
【発明の効果】以上記載の如く請求項1に記載した本発明によれば、走行位置における最適なアプリケーションに対応した基準電圧が自動的に生成でき、それによって走行位置におけるアプリケーションとの通信が可能になる。
【0031】そして請求項2乃至4に記載した本発明によれば、例えば請求項2の場合は、ETCシステムにおける車載機用のアンテナを用いることで特別なアンテナを設けることなくアプリケーション情報を得ることができ、請求項3の場合は、道路面に埋め込んだループアンテナと車輌に設けたセンサの間隔が車輌によって極端な違いが出ないから、安定した情報の送受が可能になる。そして請求項4の場合は、カーナビゲーションシステムなどをそのまま使うことができ、どのような場所においても確実にアプリケーション情報を得ることができる。
【0032】そして請求項5に記載した本発明によれば、基準電圧生成手段を車載機内の既存のCPUを用いて構成することにより、新たなCPUを用いることなく安価に構成できる。
【0033】そして請求項6に記載した本発明によれば、ETCシステムとのデータの送受や各アプリケーションとのデータの送受が確実におこなえるようになる。




 

 


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