JP2004192512A - アンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ接続異常を自動的に検出することができるアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置を提供する。
【解決手段】別体で構成されているアンテナ部２と車載器本体部３との間を電気的に接続しているコネクタ付き同軸ケーブル（アンテナ接続ケーブル）４の接続状態を検出するアンテナ接続検出回路１１と、アンテナ接続検出回路１１が接続異常を検出したら音声や視覚で知らせるための報知手段（スピーカ１３や表示部１６）とを設けた。これにより、アンテナ設置工事時におけるアンテナ接続ケーブルの接続忘れ及び車両設置工事後のアンテナ接続ケーブルの断線及びショート等、アンテナ接続異常があると、それをアンテナ接続検出回路１１が検出して報知手段により運転者等に報知し、料金所での混乱を回避する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有料道路等で自動料金収受を行なう自動料金収受システム（ Electronic Toll Collection : ETC ）に用いられる自動料金収受車載装置に関し、特にアンテナ部と装置本体部を分離した自動料金収受車載装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＴＣシステムは、料金所に設置されたアンテナと車両に搭載された車載装置との間で必要な情報を無線によって交信し、通行料金の課金処理を自動的に行うシステムであり、このシステムの導入により、車両は料金所をノンストップで通過することができる。
【０００３】
また、ＥＴＣシステムにおける車載装置には、車載器本体部とアンテナ部とを一体化してなるものと、分離してなるものとがあり、この中、本発明の技術は車載器本体部とアンテナ部とが分離されているアンテナ分離型の自動料金収受システム用車載装置（以下、「ＥＴＣ車載器」という）に属する。
【０００４】
図３は、従来のアンテナ分離型ＥＴＣ車載器の一例を示す構成ブロック図である。図３において、ＥＴＣ車載器５１は、料金所に設置された路側機側のアンテナを介して交信するためのアンテナ部５２と、そのアンテナ部５２と路側機側のアンテナとの間の無線交信を制御するための車載器本体部５３を有しており、車載器本体部５３とアンテナ部５２との間はコネクタ付き同軸ケーブル５４で接続されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに詳述すると、アンテナ部５２にはアンテナ素子５５が内蔵されており、そのアンテナ素子５５に同軸ケーブル５４の一端を接続させ、同軸ケーブル５４の他端をコネクタ５６を介して車載器本体部５２に接続させている。一方、車載器本体部５３は、送信回路及び受信回路から構成された無線部５７と、無線部５７の信号を処理する信号処理部５８と、電源回路５９を備える。また、車載器本体部５３には、信号処理部５８と外部機器との接続用端子として外部Ｉ／Ｆ端子６０が設けられている。電源回路５９には電源回路５９への電源供給用として電源供給端子６１が接続されており、電源供給端子６１から電源供給を受け電源回路５９によって所定の電圧が各ブロックに供給されている。
【０００６】
このように構成されたＥＴＣ車載器５１を用いたＥＴＣシステムは、ＥＴＣ車載器５１を搭載した車両が有料道路の料金所に進入すると、ＥＴＣ車載器５１と料金所に設置された路側無線装置は通行料金を自動的に収受するために必要な情報を双方向通信する。例えば、入口側では入口情報が路側無線装置から送られると、その入口情報をアンテナ部５２のアンテナ素子５５で受信し、同軸ケーブル５４を介して無線部５７に送り、信号処理部５８で信号処理してＥＴＣ車載器５１側で記憶する。出口側料金所では、ＥＴＣ車載器５１のアンテナ素子５５が路側無線装置から信号を受けると、ＥＴＣ車載器５１は、そのＥＴＣ車載器５１側に記憶されている入口情報と車両に関わる個人情報を無線部５７からアンテナ素子５５を介して路側無線装置に送る。したがって、出口料金所では、ＥＴＣ車載器５１から入口情報と車両に関わる個人情報を得ることで、入口側から出口側までの通行料金が算出できる。
【０００７】
このように、上記従来のアンテナ分離型ＥＴＣシステム用車載装置でも、料金所に設置されている路側機との双方向通信により、料金を課金することができる。
【特許文献１】特開２００１−１６０３２公報、第４ページ、図１
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置においては、車両への設置工事時に、アンテナ素子５５から引き出されている同軸ケーブル５４を無線部５７に接続するのを忘れたり、あるいは車両への設置工事後の同軸ケーブル５４の断線及びショート等があって、アンテナ接続に異常が生じても、そのアンテナ接続の異常を知らせる手段を有していないため、その異常が判らないという問題を有していた。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的はアンテナ設置工事時におけるアンテナ接続ケーブルの接続忘れ及び車両設置工事後のアンテナ接続ケーブルの断線、ショート等のアンテナ接続異常を自動的に検出することができる優れたアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置は、アンテナ部と車載器本体部との間を電気的に接続しているアンテナ接続ケーブルの接続状態を検出するアンテナ接続検出手段を有しているとともに、前記アンテナ接続手段が接続異常を検出したら報知する報知手段を設けた構成を有している。この構成により、アンテナ設置工事時におけるアンテナ接続ケーブルの接続忘れ及び車両設置工事後のアンテナ接続ケーブルの断線、ショート等のアンテナ接続異常があると、それをアンテナ接続検出手段が検出して報知手段により報知するので、運転者等は事前に料金決済ができないことを知ることができ、料金所での混乱を事前に回避することができる。
【００１１】
また、本発明のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置は、前記アンテナ接続検出手段を、前記アンテナ部を介して信号を送受信する無線部のアンテナ入出力端に設けた方向性結合器と、前記方向性結合器のアンテナ端からの反射波を検出する検波ダイオードと、前記反射波からアンテナ接続状態を検出するアンテナ接続検出回路とで構成している。この構成により、アンテナ設置工事時におけるアンテナ接続ケーブルの接続忘れ及び車両設置工事後のアンテナ接続ケーブルの断線、ショート等のアンテナ接続異常があると、無線部からの送信波は、いずれの場合にも全反射に近い反射波となってアンテナ端子より車載器本体部の無線部に反射される。その反射波をアンテナ入力端子に接続した方向性結合器によって抽出し、検波ダイオードにより検波し、アンテナ接続検出信号を得ることができるという作用を有する。
【００１２】
また、本発明のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置は、前記方向性結合器として、１／４波長線路で構成する平行結合線路を使用した構成を有している。この構成により、多層プリント基板の内層を利用した方向性結合器を用いることができ、より小型化された車載装置の実現が可能となる。
【００１３】
また、本発明のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置は、アンテナ接続検出結果を音声にて報知するスピーカを備えた構成を有している。この構成により、事前に料金決済ができないことを運転者等に音声で案内できることから、運転者などは有料道路の料金所で決済を行う前に利用できないことを音声で知ることができ、料金所での混乱を事前に回避できる。
【００１４】
また、本発明のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置は、アンテナ接続検出結果を視覚的に表示する表示部を備えた構成を有している。この構成により、事前に料金決済ができないことを運転者等に表示部を用いた視覚で案内できることから、運転者等は有料道路の料金所で決済を行う前に利用できないことを知ることができ、料金所での混乱を事前に回避できる。
【００１５】
また、本発明のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置は、アンテナ接続検出結果を音声にて報知するスピーカと視覚的に表示する表示部を備えた構成を有している。この構成により、運転者等は事前に料金決済ができないことを運転者等に音声及び表示部を用いた視覚で案内できることから、有料道路の料金所で決済を行う前に利用できないことを知ることができ、料金所での混乱を事前に回避できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置の構成ブロック図である。図１において、ＥＴＣ車載器１は、料金所に設置された路側機側のアンテナを介して交信するためのアンテナ部２と、そのアンテナ部２と路側機側のアンテナとの間の無線交信を制御するための車載器本体部３を有しており、車載器本体部３とアンテナ部２は別体で構成され、アンテナ部２に接続されたコネクタ付き同軸ケーブル４で接続されている。
【００１７】
さらに詳述すると、アンテナ部２にはアンテナ素子５が接続されており、そのアンテナ素子５に同軸ケーブル４の一端を接続させ、また同軸ケーブル４の他端をコネクタ６を介して車載器本体部２に接続させている。
【００１８】
車載器本体部３は、送信回路及び受信回路から構成された無線部７と、無線部７の信号を処理する信号処理部８と、電源回路９を備えているとともに、アンテナ接続検出手段を構成している方向性結合器１０，アンテナ接続検出回路１１，検波ダイオード１２，抵抗Ｒ１，Ｒ２と、報知手段を構成しているスピーカー１３とを備える。また、車載器本体部３には、信号処理部８とＥＴＣカード１７と外部機器との接続用端子として、外部Ｉ／Ｆ端子１０が設けられている。さらに、電源回路９には、電源回路９への電源供給用として電源供給端子１１が接続されており、電源供給端子１１から電源供給を受け、電源回路９によって所定の電圧が各ブロックに供給されている。
【００１９】
方向性結合器６は、同軸ケーブル４のコネクタ６と無線部７との間で、無線部７のアンテナ入出力端に接続されている。この方向性結合器６は、方向性結合器６自体の小型化を図り、これに伴って車載器本体部３の小型化が図れるようにするのに、多層基板の内層に１／４波長線路で構成する平行結合線路を用いている。また、線路インピーダンスの終端抵抗Ｒ１を介して接地されているとともに、検波ダイオード１２と抵抗Ｒ２を介して接地されている。さらに、方向性結合器６は、無線部７からの信号をそのままアンテナ素子５に同軸ケーブル４を介して接続しており、アンテナ素子３からの反射波の結合出力端子に検波ダイオード１２を接続し、その反射波の電圧を、抵抗Ｒ２と検波ダイオード１２との間に接続されているアンテナ接続検出回路１１で検出する構成となっている。そのアンテナ接続検出回路１１では、反射波の電圧が所定の電圧以上となった場合に、アンテナ異常ということで信号処理部８に接続異常の信号を出力する。信号処理部８では、アンテナ接続異常が検出された場合には、自動料金収受決済機能を停止させるとともにスピーカー１３より音声でアンテナ異常であることを運転者に報知し、料金収受が行えないことを有料道路等の決済システムを利用する前に伝えることができる。
【００２０】
このように構成されたＥＴＣ車載器１を使用したＥＴＣシステムは、通常、ＥＴＣ車載器１を搭載した車両が有料道路の料金所に進入すると、ＥＴＣ車載器１と料金所に設置された路側無線装置は通行料金を自動的に収受するために必要な情報を双方向通信する。例えば、入口側では入口情報が路側無線装置から送れると、その入口情報をアンテナ部２のアンテナ素子５で受信し、同軸ケーブル４を介して無線部７に送り、信号処理部８で信号処理してＥＴＣ車載器１側でのＥＴＣカード１７に記録される。出口側料金所では、ＥＴＣ車載器１のアンテナ素子５が路側無線装置から信号を受けると、ＥＴＣ車載器１は、そのＥＴＣ車載器１側に記憶されている入口情報と車両に関わる個人情報を無線部７からアンテナ素子５を介して路側無線装置に送る。したがって、出口料金所では、ＥＴＣ車載器５１から入口情報と車両に関わる個人情報を得ることで、入口側から出口側までの通行料金を算出し、ＥＴＣカード１７に記録するとともに、路側機側にて料金決済が行なわれる。
【００２１】
一方、ＥＴＣ車載器１の設置工事において、同軸ケーブル(・アンテナ接続ケーブル)・４の接続忘れ、及び設置工事後の同軸ケーブル４の断線及びショート等でアンテナ接続に異常があると、無線部７からの送信波は、いずれの場合にも全反射に近い反射波となってアンテナ素子５より車載器本体部２の無線部７に反射される。その反射波を無線部７のアンテナ入力端子に接続した方向性結合器１０によって抽出し、検波ダイオード１２により検波してアンテナ接続検出信号を得、反射波の電圧が所定の電圧以上となった場合には、アンテナ異常ということで、信号処理部８に接続異常信号を出力する。また、信号処理部８では、アンテナ接続異常が検出された場合には、自動料金収受決済機能を停止させるとともにスピーカー１３より音声でアンテナが異常であることを運転者に報知し、料金収受が行えないことを有料道路等の決済システムを利用する前に伝える。これにより、運転者等は、事前に料金決済ができないことを知ることができ、料金所での混乱を事前に回避することができる。
【００２２】
（実施の形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態におけるアンテナ分離型自動利用金収受システム用車載装置について図２を参照して説明する。本実施の形態２におけるアンテナ分離型自動利用金収受システム用車載装置の構成は、図１に示した構成においてアンテナの異常を運転者に報知する報知手段として、スピーカ１３を使用して音声で運転者に報知していたのに変えて、表示部１６を設け、その表示部１６にアンテナ異常を視覚的に表示して運転者に報知するようにしたものであり、他の構成は図１と同じなので、同じ部材には同じ符号を付して重複した説明は省略する。
【００２３】
上記表示部１６は、液晶表示装置を使用して文字や図形でアンテナ異常を表示させる手段を用いたり、単にランプを点灯あるいは点滅させて表示させる手段等が用いられる。
【００２４】
したがって、本実施の形態２における構成では、ＥＴＣ車載器１の設置工事において、同軸ケーブル(・アンテナ接続ケーブル)・４の接続忘れ、及び設置工事後の同軸ケーブル４の断線、ショート等でアンテナ接続に異常があると、無線部７からの送信波は、いずれの場合にも全反射に近い反射波となってアンテナ素子５より車載器本体部２の無線部７に反射される。その反射波を無線部７のアンテナ入力端子に接続した方向性結合器１０によって抽出し、検波ダイオード１２により検波してアンテナ接続検出信号を得、反射波の電圧が所定の電圧以上となった場合には、アンテナ異常ということで、信号処理部８に接続異常の信号を出力する。また、信号処理部８では、アンテナ接続異常が検出された場合には、自動料金収受決済機能を停止させるとともに表示部１６に文字や図形で、あるいはランプの点滅によりアンテナ異常であることを運転者に報知し、料金収受が行えないことを有料道路等の決済システムを利用する前に伝える。これにより、運転者等は、事前に料金決済ができないことを知ることができ、料金所での混乱を事前に回避することができる。
【００２５】
なお、図１の第１の実施の形態では報知手段としてスピーカ１３を用いてアンテナ異常を音声で運転者等に報知し、図２の第２の実施の形態では報知手段として表示部１６を用いてアンテナ異常を視覚的に運転者等に報知する場合について説明したが、スピーカ１３と表示部１６の両方を併用し、音声と表示の両方で報知することも可能である。また、以上の説明では、方向性結合器１０に平行結合線路を用いて構成した例で説明したが、その他のブランチラインカップラーを用いた場合についても同様に実施可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアンテナ分離型自動利用金収受システム用車載装置は、別体で構成されているアンテナ部と車載器本体部との間を電気的に接続しているアンテナ接続ケーブルの接続状態を検出するアンテナ接続検出手段を設けるとともに、アンテナ接続検出手段が接続異常を検出したら報知する報知手段を設けているので、アンテナ設置工事時におけるアンテナ接続ケーブルの接続忘れ及び車両設置工事後のアンテナ接続ケーブルの断線、ショート等のアンテナ接続異常があると、運転者等はそれを事前に知り、料金決済ができないことを認識することができる。これにより、有料道路の料金所での混乱を事前に回避することができるという優れた効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置の構成ブロック図
【図２】本発明の実施の形態２におけるアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置の構成ブロック図
【図３】従来のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置の構成ブロック図
【符号の説明】
１ ＥＴＣ車載器
２ アンテナ部
３ 車載器本体部
４ 同軸ケーブル（アンテナ接続ケーブル）
５ アンテナ素子
６ コネクタ
７ 無線部
８ 信号処理部
９ 電源回路
１０ 方向性結合器
１１ アンテナ接続検出回路
１２ 検波ダイオード
１３ スピーカ
１４ 外部Ｉ／Ｆ端子
１５ 電源供給端子
１６ 表示部
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗

Claims (5)

1. アンテナ部と車載器本体部との間を電気的に接続しているアンテナ接続ケーブルの接続状態を検出する方向性結合器と、前記方向性結合器のアンテナ端からの反射波を検出する検波ダイオードと、前記反射波からアンテナ接続状態を検出するアンテナ接続検出回路と、前記アンテナ接続検出回路が接続異常を検出したら報知する報知手段と、を設けたことを特徴とするアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置。
2. 前記方向性結合器として、１／４波長線路で構成する平行結合線路を使用したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置。
3. 前記報知手段は、アンテナ接続検出結果を音声にて報知するスピーカを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置。
4. 前記報知手段は、アンテナ接続検出結果を視覚的に表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置。
5. 前記報知手段は、アンテナ接続検出結果を音声にて報知するスピーカと視覚的に表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ分離型自動料金収受システム用車載装置。

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