JP4166776B2 - 高度道路交通システムの狭域通信用車載器 - Google Patents
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Description
路上に設置され路上局と移動する車輌側に設けられた狭域通信(DSRC)用車載器との間で無線通信を行い、各種のデータ授受を行うことによって、料金収受や道路情報提供などのサービスを行い、運転者、および道路や駐車場などの管理者に利益をもたらすシステムである。
DSRCを使用したシステムとしては、例えば、自動料金収受システム(Electronic Tool Collection System:ETCと略称される)を始めとして、ガソリンスタンド、ドライブスルーでの料金収受、交通情報の提供など、種々のアプリケーションが考えられている。
なお、環境ロードプライシングとは、交通渋滞や大気汚染の著しい地域に入る自動車に対して課金することであり、実用化に向けて東京都や近畿圏などで既に実験が開始されている。
特許文献1に示されているような従来のDSRC車載器においては、車載バッテリから無線部やデータ処理部への給電が行われており、車載器の無線部およびデータ処理部の両方の回路(あるいは一部の回路)に電力が供給されていて、各回路は連続的に駆動されている。
ところで、最近では、バイク(自動二輪車)に対するDSRC車載器の使用や、車載器の取り付け性の向上を目的として、電池式のDSRC車載器のニーズが増大しつつある。
しかしながら、従来のDSRC車載器は、上記のように、無線部および制御部での消費電流(例えば、100mA程度)が大きい。
従って、連続通電で使用した場合に、例えば、携帯電話に使用されている電池容量(500mAHh程度)の蓄電池を用いた場合でも、連続使用可能時間が5時間程度の短時間であり、実用性が無い。
また、DSRC車載器を設置した車輌が駐車中であって、DSRC車載器を使用する必要の無い場合でも、常に給電されているため、無駄に電池が消費されている。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、必要の無いときにはDSRC車載器の消費電流を抑え、電池寿命を延長できる低消費電力のDSRC(狭域通信)用車載器を得ることを目的とする。
更に、車輌動作状態判定部は、エンジンがオンしているときのイグニッションコイルから輻射されるノイズ電界強度の変化量に基づいてエンジンのオン/オフ判定をしているので、精度よくエンジンのオン/オフを判定することができる。
なお、各図間において、同一符合は、同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による高度道路交通システムの狭域通信(DSRC)用車載器の構成を示すブロック図であり、例えば、バイク(自動二輪車)に搭載される高度道路交通システムの狭域通信(DSRC)用車載器(以下、DSRC車載器とも略す)の構成を示している。
図に示すように、本実施の形態によるDSRC車載器は、DSRC車載器全体の制御を行う制御部10、制御部10他へ電力を供給する電池20、路上局である路側無線機器(図示なし)との間で交信を行う移動局としての無線部30、自車輌(例えば、バイク)エンジンのイグニッションコイルより輻射されるノイズを検出して、自車輌のエンジンが動作中か否かを判定する車輌動作状態判定部40より構成されている。
また、制御部10は、通常動作モード時には無線部30および車輌動作状態判定部40に電池20から給電される電力を供給する。
車輌動作状態判定部40は、DSRC車載器周辺の電波状況よって自車輌のエンジンのイグニッションコイルから輻射されるノイズ輻射の有無を検出し、エンジンのオン/オフを判定する。即ち、車輌動作状態判定部40は、イグニッションコイルから輻射されるノイズ輻射を検出したときエンジンはオンであり、ノイズ輻射を検出しないときエンジンはオフであると判定する。
制御部10は、車輌動作状態判定部40によって自車輌のエンジンがオフ状態であると判定された場合は、車輌動作状態判定部40への電力供給を停止して、通常動作モードから省電力モードに復帰する。
一方、車輌動作状態判定部40により自車輌のエンジンがオン状態であると判定された場合には、通常動作モードを継続すると共に、無線部30への電力供給を開始する。
なお、制御部40は、通常動作モード時において車輌動作判定部で自車輌のエンジンのオン/オフ判定を行っている期間は、無線部30への電力供給を停止する。
車輌動作状態判定部40は、車載器周辺のノイズ電波強度を検出する。
図2は、自車輌のエンジンをオフ→オン→オフと操作したときの車載器周辺の電波強度の変化を示ものであり、図2のグラフの横軸は経過時間、縦軸はエンジンから輻射されるノイズの電波強度(ノイズ強度)である。
図2において、TONはエンジンがオンとなる時刻、TOFFはエンジンがオフとなる時刻を示している。
図2に示すように、エンジンのオン/オフに伴って、エンジンから輻射されるノイズの電波強度(ノイズ強度)が大小と変化している。
車輌動作状態判定部40は、エンジンから輻射される電波強度が予め設定された判定レベルLONより大きい場合は、自車輌のエンジンがオンであると判定する。
また、エンジンから輻射される電波強度が予め設定された判定レベルLOFFより小さい場合は、自車輌のエンジンがオフであると判定する。
そして、車輌動作状態判定部40によって検出された電波強度に基づいて自車輌の動作状態(即ち、エンジンのオン/オフ)を判定する。
また、車輌動作状態判定部40は、検出された電波強度が予め設定された判定レベルより大きい場合は、自車輌のエンジンがオンであると判定する。
これによって、DSRC車載器自身より輻射されるノイズ(即ち、無線部30より輻射されるノイズ)を抑え、輻射電波の検出手段がDSRC車載器自身より輻射されるノイズによってエンシジンから輻射される電波の検出が阻害されるのを防止することができる。
更に、車輌動作状態判定部40が自車輌の動作状態を判定している期間、無線部30への給電を停止させることにより、無線部30から輻射されるノイズに阻害されることなくDSRC車載器以外の他の車載器(例えば、後述するナビゲーションシステムなど)から輻射される電波を確実に検出して、他の車載器の動作状態を精度よく判定することも可能となる。
本実施の形態による高度道路交通システムの狭域通信用車載器は、前述の実施の形態1による高度道路交通システムの狭域通信用車載器において、車輌動作状態判定部40は、イグニッションコイルから輻射されるノイズの電波強度を複数回検出して一時記憶し、今回検出されたイグニッションコイルのノイズ電波強度と前回検出されたイグニッションコイルのノイズ電波強度との差異が予め定めた判定レベルより大きい場合は、エンジンがオンであると判定することを特徴とするものである。
図3は、本実施の形態による高度道路交通システムの狭域通信用車載器の車輌動作状態判定部40で検出されるイグニッションコイルのノイズ電波強度を示している。
図3において、符号“L”は、エンジンがオンしているときのイグニッションコイルのノイズ電波強度のレベルである。
前回検出されたイグニッションコイルのノイズ電波強度のレベルLと今回検出されたイグニッションコイルのノイズ電波強度のレベルLとの差異に基づいて自車輌のエンジンのオン/オフが判定される。
このように、本実施の形態では、エンジンがオンしているときのイグニッションコイルから輻射されるノイズ電波強度の変化量に基づいてエンジンのオン/オフを判定しているので、より精度よくエンジンのオン/オフを判定することができる。
本実施の形態では、例えば、FMトランスミッターを備えたナビゲーションシステムを搭載した車輌に当発明によるDSRC車載器を搭載した場合の例について説明する。
図4は、本実施の形態による高度道路交通システムの狭域通信(DSRC)用車載器の構成を示す図である。
図に示すように、本実施の形態による狭域通信(DSRC)用車載器は、DSRC車載器全体の制御を行う制御部11、制御部11他へ電力を供給する電池20、路上局である路側無線機器(図示なし)との間で交信を行う無線部30、自車輌に搭載された他の車載器(例えば、ナビゲーションシステム)からの電波を検出して他の車載器が動作中であるか否かを判定する車輌動作状態判定部41、ユーザーがDSRC車載器の初期設定操作を行うためのスイッチ(イニシャルスイッチ)50、DSRC車載器の初期設定状態などを記録する不揮発性メモリ(EEPROM)60より構成されている。
車輌動作状態判定部41は、自車輌に搭載された他の車載器(例えば、ナビゲーションシステム)からの電波を検出して、他の車載器が動作中か否か(即ち、他の車載器がオンかオフか)を判定する。
以下、他の車載器はナビゲーションシステムであるとして説明する。
一方、車輌動作状態判定部41によってナビゲーションシステムがオン状態であると判定された場合は、通常動作モードを継続すると共に、無線部30への電力供給を開始する。
通常動作モード時においても、周期的に車輌動作状態判定部41により自車輌に搭載されたナビゲーションシステムのオン/オフ判定を行い、ナビゲーションシステムがオフ状態であると判定された場合には、制御部11は無線部30および車輌動作状態判定部41への電力供給を停止し省電力モードに復帰する。
実施の形態1の場合と同様に、車輌動作状態判定部41は、DSRC車載器周辺の電波強度を検出する。
DSRC車載器周辺の電波強度の例を図5に示す。
図5(a)はナビゲーションシステムの電源がオフ(不動作)のときのDSRC車載器周辺の電波強度を示しており、図5(b)はナビゲーションシステムの電源がオン(動作中)のときの電波強度を表す図であり、グラフの横軸は周波数、縦軸は電波強度である。
図5(a)に示すように、ナビゲーションシステムの電源がオフであるときは、FM放送局からの電波(例えば、図中のA、B、C、D)が検出される。
一方、図5(b)に示すように、ナビゲーションシステムの電源がオンであるときは、FM放送局からの電波(例えば、図中のA、B、C、D)に加えて、ナビゲーションシステムのFMトランスミッターよりの電波(図中のT)が検出される。
そして、FMトランスミッターの出力周波数に用いられる周波数帯域の電波強T度が、予め設定された判定レベル(LON)より大きい場合は、ナビゲーションシステムの電源がオンであると判定する。
また、FMトランスミッターの出力周波数に用いられる周波数帯域の電波強度Tが、予め設定された判定レベル(LOFF)より小さい場合は、ナビゲーションシステムの電源がオフであると判定する。
更に、それ以外の場合は前回の判定結果を保持する
イニシャル処理は、一般的には車載器を取り付けたときに一度だけ実施すればよい。
イニシャル処理を行うためにユーザーは車輌のメインスイッチをオフしてDSRC車載器が省電力モードになる所定時間が経過するまで待機する。
次に、ユーザーは車載器が省電力モードになった状態でDSRC車載器の制御部11に接続されたスイッチ(イニシャルスイッチ)50を所定時間オンする。
DSRC車載器の制御部11は、スイッチ50がオンされると起動され、車輌動作状態判定部41への電力供給を開始するとともにスイッチ50のオン/オフ状態を監視する。
車輌動作状態判定部41は、FM放送局の各チャンネル全ての周波数帯域もしくはナビゲーションシステムでFMトランスミッターの出力周波数に用いられる一部の周波数帯域それぞれについて電波強度を測定する。
制御部11では、所定時間(5秒程度)スイッチのオン状態が継続されると、車輌動作判定部41で測定された電波強度を一時記録する。
制御部11では、DSRC車載器のスイッチ50がオフされた時点から所定時間(5秒程度)の間スイッチ50のオフ状態が継続されると、測定を行っている周波数帯域それぞれについて車輌動作判定部41で測定された電波強度と一時記録した電波強度の中間値に3dBm加えた値を、システム電源オンの判定レベル、3dBm減じた値を電源オフの判定レベルとしてEEPROMに記録する。
また、測定された電波強度と一時記録した電波強度の差異が6dBmより小さいときは、その周波数帯域を無効帯域としてEEPROMに記録する。
車輌動作判定部41は、EEPROM60に記録された判定レベルに基づいて判定処理を行う。
また、無効帯域と記録された帯域については判定処理を行わずスキップする。
従って、他の車載器(ナビゲーションシステム)の動作状態を容易に判定することが可能であり、他の車載器(ナビゲーションシステム)が動作中はDSRC車載器を自動的に省電力モードに切り替え、電池の浪費を抑えることができる。
従って、車載機器によって異なる輻射電波のレベルに応じて判定レベルの設定が可能となるので、車輌動作状態判定部41の判定確度を向上することができる。
本実施の形態による高度道路交通システムの狭域通信(DSRC)用車載器の基本的な構成と動作は、図4に示した実施の形態3による高度道路交通システムの狭域通信(DSRC)用車載器と同じであるので、車輌動作状態判定部41の動作以外の詳細な動作説明は省略する。
車輌動作状態判定部41は、DSRC車載器周辺の電波強度を検出する。
本実施の形態におけるDSRC車載器周辺の電波強度の例を図6に示す。
図6(a)は他の車載器であるナビゲーションシステムの電源がオフ(不動作)のときのDSRC車載器周辺の電波強度を示しており、図6(b)はナビゲーションシステムの電源がオン(動作中)のときの電波強度を表す図であり、グラフの横軸は周波数、縦軸は電波強度である。
図6(a)に示すように、他の車載器(ナビゲーションシステム)の電源がオフであるときは、FM放送局からの電波(例えば、図中のA、B、C、D)が検出される。
一方、図6(b)に示すように、ナビゲーションシステムの電源がオンであるときは、FM放送局からの電波(例えば、図中のA、B、C、D)に加えて、FMトランスミッターよりの電波(図中のT)が検出されている。
なお、FM放送局の各チャンネルの電波(例えば、図中のA、B、C)およびFMトランスミッターよりの電波(図中のT)に対して、図6(b)に示すように、それぞれ電波検出の判定レベルが設定されている。
なお、図6(b)において、破線は、それぞれの周波数帯域の電波に対する判定レベルを示しており、上側の破線は図5(b)の“LON”に相当し、上側の破線は図5(b)の“LOFF”に相当する。
全ての周波数帯域において電波の検出判定結果が「検出あり」となった場合は、ナビゲーションシステムの電源がオンであると判定する。
一方、全ての周波数帯域において電波の「検出なし」と判定されている場合は、ナビゲーションシステムの電源がオフであると判定する。
更に、それ以外の場合は前回の判定結果を保持する。
イニシャル処理は、一般的には車載器を取り付けたときに一度だけ実施すればよい。
イニシャル処理を行うためにユーザーは車輌のメインスイッチをオフしてDSRC車載器が省電力モードになる所定時間が経過するまで待機する。
次にユーザーは車載器が省電力モードになった状態で車載器の制御部に接続されたスイッチ(イニシャルイッチ)50を所定時間オンする。
DSRC車載器の制御部11は、イッチ50がオンされると起動され、車輌動作状態判定部41への電力供給を開始するとともにスイッチのオン/オフ状態を監視する。
車輌動作状態判定部41は、FM放送局の各チャンネル全て、もしくはナビゲーションシステムでFMトランスミッターの出力周波数に用いられる一部の帯域それぞれについて電波強度を測定する。
次にユーザーは、DSRC車載器のスイッチ50をオンした状態で車輌のメインスイッチをオンしてからDSRC車載器のスイッチをオフにする。
制御部11ではDSRC車載器のスイッチ50がオフされた時点から所定時間(5秒程度)スイッチ50のオフ状態が継続されると、測定を行っている周波数帯域それぞれについて車輌動作判定部41で測定された電波強度と一時記録した電波強度の差異を判定レベル差としてEEPROMに記録する。
また、判定レベル差が6dBmより小さいときは、その周波数帯域を無効帯域としてEEPROM60に記録する。
車輌動作判定部41は、EEPROM60に記録された判定レベル差に基づいて判定処理を行う。
また、無効帯域と記録された帯域については判定処理を行わずスキップする。
従って、車輌外より一時的に到来する電波によって、他の車載器(ナビゲーションシステム)の電源のオン/オフの判定を誤ることを防止でき、他の車載器(ナビゲーションシステム)が動作中は確実にDSRC車載器を自動的に省電力モードとすることができる。
従って、車載機器によって異なる輻射電波のレベルに応じて判定レベル差を設定することが可能であり、車輌動作状態判定部41の判定確度を向上することができる。
20 電池
30 無線部
40、41 車輌動作状態判定部
Claims (6)
- 道路を移動する車輛に搭載され、路上に設置された路上局との間で狭域通信によってデータの送受信を行う高度道路交通システムの狭域通信用車載器であって、
上記路上局との間でデータの送受信を行う無線部と、
自車輌のエンジンがオンしているときにイグニッションコイルから輻射されるノイズの電波強度を複数回検出して一時記憶しておき、今回検出して記憶したイグニッションコイルのノイズ電波強度と前回検出して記憶したイグニッションコイルのノイズ電波強度との差異が予め定めた判定レベルより大きい場合は、エンジンがオンであると判定する車輌動作状態判定部と、
上記無線部および上記車輌動作状態判定部に給電を行うための電池と、
上記車輌動作状態判定部に上記電池から周期的に給電を行って上記車輌動作状態判定部を動作状態にすると共に、上記車輌動作状態判定部が判定した自車輌の動作状態判定結果に基づいて上記無線部および上記車輌動作状態判定部に上記電池から給電を行う通常動作モードと上記無線部および上記車輌動作状態判定部に上記電池からの給電を停止する省電力モードとを切り替える制御部とを備えたことを特徴とする高度道路交通システムの狭域通信用車載器。 - 上記車輌動作状態判定部は、自車輌に搭載された他の車載器の動作状態を判定するものであって、上記他の車載器が発する所定周波数帯域の輻射電波の強度を検出する機能を備えており、検出する輻射電波の強度が予め設定された判定レベルよりも大きい場合は上記他の車載器の電源がオンであり、検出する輻射電波の強度が予め設定された判定レベルよりも小さい場合は上記他の車載器の電源がオフであると判定することを特徴とする請求項1に記載の高度道路交通システムの狭域通信用車載器。
- 上記車輌動作状態判定部は、車輛のメイン電源がオフのときに検出する輻射電波の検出レベルと車輛のメイン電源がオンのときに検出する輻射電波の検出レベルとによって判定レベルを計算して記録し、記録した判定レベルに基づいて上記他の車載器の電源のオン/オフの判定を行う機能を有していることを特徴とする請求項2に記載の高度道路交通システムの狭域通信用車載器。
- 上記車輌動作状態判定部は、複数の周波数帯域ごとに輻射電波の検出を行うものであり、判定レベルが上記複数の周波数帯域ごとに設定されており、全ての周波数帯域で輻射電波の検出があると判定した場合は上記他の車載器の電源がオンであると判定し、全ての周波数帯域で輻射電波の検出がないと判定した場合は上記他の車載器の電源がオフであると判定し、それ以外の場合には前回の判定結果を保持することを特徴とする請求項2に記載の高度道路交通システムの狭域通信用車載器。
- 車輌動作状態判定部は、自車輛のメイン電源がオフのときに検出した輻射電波の検出レベルと自車輛のメイン電源がオンのときに検出した輻射電波の検出レベルよって判定レベルを計算して記録し、記録した判定レベル差に基づいて上記他の車載器の電源のオン/オフの判定を行うことを特徴とする請求項2に記載の高度道路交通システムの狭域通信用車載器。
- 上記他の車載器は、ナビゲーションシステムであることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の高度道路交通システムの狭域通信用車載器。
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