JP4250558B2 - Ｄｓｒｃ車載器 - Google Patents

Description

この発明は、自動車に搭載される狭域通信システムに用いられる車載器の改良に関する。より具体的には、１つのスイッチを多機能に利用する手段を設けた車載器に関する。

一般道路を走行する自動車には、高度道路交通システム（IntelligentTransport Systems：ITSと略す）の狭域通信（Dedicated Short-Rage Communication：ＤＳＲＣと略す）システムが普及しつつある。ＤＳＲＣには路側無線機器との交信を行う無線通信部を備えたいわゆる車載機器が用いられている。
この車載機器によりユーザ（運転手）は有料道路の料金を支払ったり、道路の渋滞状況に関する情報を受け取るなどのサービスを受けることができる。そして運転手が自分で操作できるよう運転席から手の届く範囲に設置する必要がある。ＤＳＲＣは最近普及し始めたシステムであるため、車両に後付（車両が製造され使用され始めた後に取り付けられる）されることが多く、取り付けやすいダッシュボードの上に取り付けられる場合が多い。しかし、この装置が視界を妨げては安全性を損なうので、車載器は可能な限り小型化することが要求される。

このような小型化要求に応えるため、例えば特許文献１の図１には車載器の外観が開示されている。この図の車載器の前面には、２個の押しボタンスイッチ（外部入力部１２、１３）と、キャッシュカードなどのカードを挿入する口（５）と、表示部（１０）が取り付けられている。２つの押しボタンスイッチはそれぞれに音量設定用や履歴確認用などの単一の機能を有している。また、２個のスイッチをＵＰ／ＤＯＷＮ機能として、表示器に表示され、上下に並んだ複数の機能を順次スクロールして選択するものもある。
ＤＳＲＣの提供サービスの種類が有料道路の料金支払いだけであった当初においては、押しボタンスイッチの数は２個で十分であったが、ＤＳＲＣシステムで提供可能なサービスの種類が、最近増える一方であるという事情から、押しボタンスイッチの数を増やす必要が生じている。

ところが、押しボタンスイッチの数を増やすことは、前面パネル面積の増大を招き、前述の小型化要求に反するため、増やすことができない。このため車載器で対応可能なサービスの種類に制限を設けなければならないなどの課題が生じている。また、上記選択式では基本的に表示面を読みながら操作しなければならないため運転中には使用できず、車載用としては基本的に採用できないという課題があった。
もちろん、いわゆるファンクションキーを用いることで、一つのスイッチの機能を複数通りにする技術は、電卓や携帯電話などで普通に使われている。しかし、ファンクションキーを用いる方法も、スイッチ面に記載した文字が読めるという前提がなければ使用しづらい点があり、運転しながら使用する機会の多いＤＳＲＣ車載器では採用が難しい。
特開２００２−１５０３３５ 図１

以上に説明したように、従来のＤＳＲＣ車載器は、ユーザーが使用可能なスイッチを２つ有し、それぞれに音量設定用や履歴確認用などの単一の機能を持っていた。
昨今、車載器の機能として、音量調整、履歴確認、車載器管理番号、累積履歴などの多機能を要求されるようになり、スイッチを多数準備しなくてはならないが、車載器の小型化に反するため、増やすことができないという課題があった。またスイッチの増加は価格の高騰を招くという課題があった。

この発明は上記の課題を解消し、スイッチの数を増やすことなく、その機能を見かけ上増やすことにより、対応可能な機能を大幅に増やすことが可能で、しかも、押しボタンの文字面や表示面を全く見なくても複数の用途に切り替え使用が容易にできる車載器を提供することを目的とする。

この発明のＤＳＲＣ車載器は、高度道路交通システムの狭域通信システムに使用されるものであって、道路を走行する車両に搭載され、
路側に設置された情報無線機器との交信を行う無線通信部、情報を音声で告知するスピーカの音量を設定する音量設定部、パネル前面に配置され前記音量設定部に設定レベルを入力する前記音量設定機能を有する押しボタン式の第１スイッチ、
電子情報を記憶したカードを読み込むとともに、前記カードの挿抜にしたがって動作するカードスイッチを有するカード読み込み部、
前記カードスイッチの接／断状況を時間経過とともに検知し、時間経過に対するパターンとして認識するとともに、あらかじめ記憶した複数の前記パターンと比較して、いずれかと一致すれば、一致した前記パターンにあらかじめ割り当てられた機能を前記カードスイッチに割り当てるカードスイッチ判定部、
前記第１スイッチのオン／オフに従って、前記カードスイッチ判定部が割り当てた機能を変更するスイッチトータル判定部とを備えたものである。

このＤＳＲＣ車載器によって、ひとつのスイッチを多機能なスイッチとして使用可能となるだけでなく、使用者がパネル面の表示や、スイッチの文字を見なくても多機能の切り替えを行うことができ、低価格化を実現できるとともに車載器の小型化も実現できる。
このＤＳＲＣ車載器によって、ひとつのスイッチをカードの挿入の有無で音量設定と利用履歴確認機能に使い分け、ユーザーの感覚にフィットした使い方を実現できるとともに、スイッチの押させる手順を記憶しておく必要がなくなりスイッチ判定部１を簡素化できる。

実施の形態１．
本発明のＤＳＲＣ車載器では１個のスイッチを複数（数１０）の機能として使用することができるものであるが、理解を助けるため実施の形態１では、単純な３つの機能として利用する形態について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１のＤＳＲＣ車載器のブロック図、図２は図１の動作を説明するフローチャート、図３は動作を説明するための機能割り振り説明図、図４は外観図である。図１は車載器の機能ブロックを示し、図示されていないＤＳＲＣ路上機と無線交信をするための無線通信部１、スピーカやブザーなど音を発生させてユーザーへ情報を伝える音源部２、前記音源部２を駆動するため音声アンプ等から構成されている音源駆動部３、前記音源駆動部３を制御して前記音源部２の音量を設定する音量設定部４、車載器のユーザーが手で押すことのできる第１スイッチ５、第１スイッチ５の押され方（詳細は後述するがパターンという）を検知して、第１スイッチ５の用途（機能）を判定するスイッチ判定部６、車載器へ挿入される図示しないカードの情報を読み取るカード読み込み部７、これらを総合的に制御する図示しない演算処理装置やメモリを備えたデータ処理部１４とを備えている。
なお、カード読み込み部７の使用法については実施の形態３以降で説明する。

データ処理部１４は複数のソフトウェアで各種の機能を達成する装置であるが、説明の都合上、タイマー１１と音量調整部１２のみを図示して説明する。
ＤＳＲＣ車載器の音声は、高速道路の料金収受に使われるＥＴＣシステム(Electronic Toll Collection System)の場合、料金所入り口では正常に通行できる趣旨の案内や、料金所出口では使用した料金を発声している。通常上記スイッチ１はこれらを発声する音量調整のために使用され、第１スイッチ５を押すたびに音量を段階的に設定できるようになっている。
電源が投入された初期状態では第１スイッチ５は音量設定部４に音量のレベルの変化を指示する音量設定器としての機能（第１用途という）を有している。
ＤＳＲＣ車載器では図示しないカードに通行料金などの利用履歴を記憶させてあり、ユーザーはその利用履歴を読みだして残額などの確認を行う必要がある。その場合、上記スイッチ判定部６にあらかじめ記憶させている第１スイッチ５の押す手順（詳細は後述）どおりに第１スイッチ５を押すことで、第１スイッチ５が音量設定ではなく利用履歴を読みだす（第２用途という）スイッチとして使用できるようになる。

次に、前記の第１スイッチ５を押す手順について説明する。
通常、第１スイッチ５を用いてユーザが音量設定を行う場合、スイッチをそれほど長時間押し続けるということはない。長く押し続けると音量が最大または最小でそれ以上変化しないからである。そこでこのスイッチを異なる用途に用いる場合にはユーザーが普通には押さないような特殊な手順（パターンという）を記憶させておく。例えば第１スイッチを３秒以上連続して長押しをする場合、２秒以上の長押しを短い時間を間に置いて２回連続押す場合など、長押しを基本とした押し方を記憶させておき、その手順どおりに押された場合に、第１スイッチ５を音量設定用途以外の用途のスイッチとして使用できるようにする。

第１スイッチの用途を切り替えるためのスイッチ判定部６の動作について、図２の動作フローチャートにより説明する。まず（ステップＳ１）で第１スイッチ５が押される。第１スイッチ５の押し下げ状態（時間経過に対するパターン）はスイッチ判定部６の図示しない記憶手段により記憶される。そして（ステップＳ２以下）で、同じく図示しない記憶手段にあらかじめ記憶している押し下げ状態参照表（図３に示す）に記載された複数の押し下げ状態のどれかと一致するかどうかを順次比較される。例えば３秒以上の長押しと一致すれば（ステップＳ２）、図３から用途１（例えば利用履歴確認機能）であると判定する（ステップＳ３）。一致するものがなければ次に（ステップＳ４）で、次の押し下げ状態と比較する。このような比較を順次続けて、最後まで一致するものがなければもとの音量設定となる。

第１スイッチ５を音量設定（第１用途）と利用履歴（第２用途）以外の用途として、車載器管理番号の呼び出しや、エラーログの呼び出し、あるいは累積料金の確認に使用する場合も、上記のような押す手順をあらかじめ決めておいて、３秒以上連続して長押しの場合は利用履歴スイッチになり、１秒間に３回押した場合はその他のスイッチになるように設定しておけば、ひとつのスイッチで複数のスイッチとして利用できる。また、スイッチは一定時間使用しなければ、もとの音量設定に戻るようにしておくとよいが、上記のようにあらかじめスイッチを押す手順を決めておいてスイッチ判定部６の判定で、その手順を判定して音量設定機能にもどすようにしてもよい。また、図示していない電源スイッチをオフした場合に、次の電源オンの時にスイッチを音量設定機能にもどすようにしてもよい。
このようにした結果、図４に示すように、パネル面に設けた１つの第１スイッチ５により複数の用途の設定を行うことができ車載器の小型化が達成できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、第１スイッチ５の用途が複数とは言え、例として２通り程度を示したにすぎない。スイッチの機能を数十に増やすには実施の形態１で説明した識別すべき押し下げ状態（パターン）を数十種類決定しなければならない。ここでは、その具体的な決定形態について例を示す。
図５は英数字と符号十数点のモールス信号の符号表であり、周知の資料である。
第１スイッチ５からモールス符号が人手により打ち込まれるとき、その速度や、長短点の比率は人により様々に異なるが、速度が異なっても、実施の形態１の図１に示したスイッチ判定部６が図５のモールス符号を識別できるようにすることは公知の技術により可能である。

図５のモールス符号の一つ一つを異なる用途に割り当てることにより、４０種以上の用途を割り当てることが可能となる。原理上は複数の符号を組み合わせて更に多くの用途を割り当て得るが、複雑になって一般の使用者に使用しやすいとは言えないので、そこまですることは良い使用形態とは言えない。

実施の形態３．
また、図６は実施の形態３のＤＳＲＣ車載器のブロック図である。実施の形態１の図１のブロックに加えて、電子情報を記憶したカードをカード読み込み部７に挿入したとき、ユーザーが車載器にカードを挿入すればＯＮ、車載器からカードを抜けばＯＦＦになるカードスイッチ８が取り付けられている。また、スイッチ判定部６の判定結果と、カードスイッチ８のオン／オフ状態（時間経過に対するパターンという）とにもとづいて、最終的に割り当てるべき用途を決定するスイッチトータル判定部１０を備えている。
図７はカードスイッチ８がオンの場合とオフの場合とで、切り替える用途の判定例を示したものである。図８に動作を説明するためのフローチャートを示す。
第１スイッチ５を、例えば３秒以上の長押しなら（ステップＳ２ｙｅｓ）、ステップＳ１０でカードが挿入された状態（カードスイッチ８がオンの状態）なら、（ステップＳ２ａ）で用途４と判定される。また、ステップＳ１０でカードが挿入されていなければステップＳ２ｂで用途３と判定される。
１秒間に３回押されたとき（ステップＳ４）で、カードが挿入されていればステップＳ４ａで用途８と判定される。カードが未挿入ならステップＳ４ｂで用途７と判定される。各用途に具体的にどのような機能を割り当てるかは任意に決定することができる。

このような判定を順次続けて、図７に記載のパターンに該当するものがない場合、更にカードスイッチ８がＯＮの状態なら（ステップＳ１０がｏｎ）、第１スイッチ５の用途はステップＳ５ａで用途２と判定される。カードスイッチ８がｏｆｆの状態、すなわち車載器にカードが挿入されていない状態で、第１スイッチ５を表７にない押し下げ方で押した場合はステップＳ５ｂで音量設定のスイッチとして機能する（ステップＳ５）。
以上の説明において、ステップＳ１０の判定によって最終的に用途を確定するのは図６のスイッチトータル判定部１０でおこなう。

実施の形態４．
図９では、カードスイッチ８のオン／オフを行った状態（実施の形態１で説明した第１スイッチ５のオンオフ状態と同じ意味）を検知し、この結果によりカードスイッチ８の用途を判定するカードスイッチ判定部９が設けられている。カードスイッチ判定部９は、実施の形態１で説明したスイッチ判定部６と同じ構成／類似した機能を備えている。即ち、あらかじめカードスイッチ８のオンとオフの状態の変化手順を複数通り記憶させておき（実施の形態１の図３と同じ）、ユーザーがカードの抜き差しをその手順どおりに実施した場合に、どの手順に一致するかを判定して、結果をスイッチトータル判定部１０に通知する。

この場合もカードスイッチ判定部９にあらかじめ記憶させておくカードスイッチ８のオンとオフの手順は、通常のカードの抜き差しでは発生しないような手順とする。例えば一秒以内に３回カードを抜き差しする場合や、カードを抜いて1秒以内に再度カードを挿入する操作を３回繰り返した場合などに、前記５スイッチ１の機能を特別に定めた、他の用途（機能）として機能させる。
理解を助けるため図９では第１スイッチは単純な１機能のスイッチとして用いており、スイッチ判定部６は用いていない。
カードスイッチ８の押し方により、決定されるカードスイッチ８の決定例は実施の形態１の図３と同じである。

実施の形態５．
図１０において、スイッチ判定部６とカードスイッチ判定部９との判定結果をもとに第１スイッチ５の機能を判定するスイッチトータル判定部１０を設けている。スイッチトータル判定部１０は前記２つのスイッチのオン／オフと、挿入手順との組合せを記憶させておき、そのとおりの入力がなされたときに第１スイッチ５の機能を変更する。
上記組み合わせの例を図１１に示す。たとえば、カード挿入のパターンをＸ２のようなパターンで挿入し、次に第１スイッチ５をスイッチ判定部６でパターンＹ１と判定されるように操作すると、スイッチトータル判定部１０では、第１スイッチ１を用途２の機能のスイッチとして使用できるようにする。また、カードの挿入をカードスイッチ判定部９でパターンＸ３と判定されるように挿入した後、第１スイッチ５をパターンＹ３のように操作すると、スイッチトータル判定部１０では、第１スイッチ５を用途２３と判定する。
即ち、第１スイッチ５の機能を判定する際に、その前（または直前）に実行されたカードの挿入パターンに基づいて判定されるのである。第１スイッチ５の操作パターンだけで多数の機能に対応させると、操作者がパターンを覚えきれなくなるという問題があるが、図１１の組み合わせを用いることにより少ないパターン数で多数の用途を決めることができるようになる。

実施の形態６．
以上に説明した各実施の形態において、第１スイッチの用途を基本機能（例えば音量設定）から、他の用途に切り替えた後、しばらく操作をしないと、第１スイッチがどんな用途に設定されていたか忘れてしまう可能性がある。もちろん用途の決定時に決定した用途を表示部に表示すればよいが、運転中にはほとんど確認する余裕はない。
そこで、図１においてスイッチ判定部６によって第１スイッチ５の機能を決めたあと、その機能を使用できる時間を規定するタイマ１１を設けている。実施の形態１、２、３または４で前記スイッチの機能を基本機能である音量設定機能から、パターンによって決定された用途、例えば利用履歴確認機能や車載器管理番号の呼び出し機能などとして使用する場合に、スイッチ操作をしない時間があらかじめタイマ１１によって決められた時間経過すると、自動的に本来の音量設定機能に復帰させる。
また、カードスイッチ判定部９の判定結果からガードが抜かれたことを検知してからタイマ１１によって決められた時間経過すると、本来の音量設定機能に復帰させてもよい。

実施の形態７．
図１において１２は音量設定時に前記音量設定部へ設定する音量設定値と前記音源部からその音量と関連づけた発声をさせるための発声内容とを記憶しておく音量調整部であり、前記スイッチを音量設定機能として使用した場合に、例えば一回押すと現在の音量、二回押すと次の音量、３回押すとその次の音量と音量設定値を段階的に上げて行き、最大音量に設定した次に最小音量に戻す。このときに、音量調整部は、設定する音量の大きさを音量設定部に設定するとともに、さらにそのときの音量のレベルを表す例えば番号など音量に関連した情報を発声させるように音源駆動部にデータを設定する。
たとえは、音量調整が３段階ある場合は、１段目は小音量で「一番」、２段目は中音量で「２番」、３段目は大音量で「３番」と発生させるように音量調整部から音量設定部と音源駆動部へデータを設定する。
これによって、ユーザーは自分の設定したい音量レベルを、番号アナウンスと実際の音量との両方から確認でき、確実に最適な音量に設定することができる。
また、発声内容を「一番、二番・・」ではなく、「ピー」音（音量レベルにあわせて周波数が高くなる）のようなブザー音に設定してもよいし、その他の発声にしても良い。

実施の形態８．
図１２において、音量設定値を確定させるための第２タイマー１３を設けている。 動作を図１３のフローを用いて説明する。実施の形態７で説明した音量設定を実施する際に、第１スイッチ５を押して（ステップＳ２１）、「一番」「二番」のように設定のための発声を実施（ステップＳ２２）したあと、この第２タイマー１３に設定された時間を経過したかどうかをチェックする（ステップＳ２３）。そして時間経過後には、設定値を今後発声時に使用する音量を確定するために、図示していない記憶媒体に記憶させる（ステップＳ２４）。
この際に、決定した音量がどの音量なのかを再度通知するために「２番に決定しました」などの発声をしてもよい。

この発明のＤＳＲＣ車載器は、実施の形態で説明した具体的なスイッチの機能／用途に限定されるものではなく、ここに説明しなかった、より多くの異なる機能／異なる用途に用いることができる。

実施の形態１のＤＳＲＣ車載器のブロック図である。 図１の動作を説明するためのフローチャートである。 図１の動作を説明するためのスイッチを押すパターンの説明図である。 図１のＤＳＲＣ車載器のパネル面外観図である。 図１の動作を説明するモールス符号表である。 実施の形態２のＤＳＲＣ車載器のブロック図である。 図６の動作を説明するスイッチを押すパターンの説明図である。 図６の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３のＤＳＲＣ車載器のブロック図である。 実施の形態５のＤＳＲＣ車載器のブロック図である。 図１０の動作を説明するスイッチを押すパターンの説明図である。 実施の形態８のＤＳＲＣ車載器のブロック図である。 図１２の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 無線通信部、 ２ 音源部、 ３ 音源駆動部、 ４ 音量設定部、
５ 第１スイッチ、 ６ スイッチ判定部、 ７ カード読み込み部、
８ カードスイッチ、 ９ カードスイッチ判定部、
１０ スイッチトータル判定部、 １１ 第１タイマ、 １２ 音量調整部、
１３ 第２タイマ、 １４ データ処理部。

Claims (6)

1. 道路を走行する車両に搭載され、
   路側に設置された情報無線機器との交信を行う無線通信部、
   情報を音声で告知するスピーカの音量を設定する音量設定部、
   パネル前面に配置され前記音量設定部に設定レベルを入力する前記音量設定機能を有する押しボタン式の第１スイッチ、
   電子情報を記憶したカードを読み込むとともに、前記カードの挿抜にしたがって動作するカードスイッチを有するカード読み込み部、
   前記カードスイッチの接／断状況を時間経過とともに検知し、時間経過に対するパターンとして認識するとともに、あらかじめ記憶した複数の前記パターンと比較して、いずれかと一致すれば、一致した前記パターンにあらかじめ割り当てられた機能を前記カードスイッチに割り当てるカードスイッチ判定部、
   前記第１スイッチのオン／オフに従って、前記カードスイッチ判定部が割り当てた機能を変更するスイッチトータル判定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システムに使用されるＤＳＲＣ車載器。
2. 道路を走行する車両に搭載され、
   路側に設置された情報無線機器との交信を行う無線通信部、
   情報を音声で告知するスピーカの音量を設定する音量設定部、
   パネル前面に配置され前記音量設定部に設定レベルを入力する前記音量設定機能を有する押しボタン式の第１スイッチ、
   前記第１スイッチの接／断状況を時間経過とともに検知し、時間経過に対する接触パターンとして認識するとともに、あらかじめ記憶した複数の前記接触パターンと比較して、いずれかと一致すれば、一致した前記接触パターンにあらかじめ割り当てられた機能を前記第１スイッチに割り当てるスイッチ判定部、
   電子情報を記憶したカードを読み込むとともに、前記カードの挿抜にしたがって動作するカードスイッチを有するカード読み込み部、
   前記カードスイッチの接／断状況を時間経過とともに検知し、時間経過に対する接触パターンとして認識するとともに、あらかじめ記憶した複数の前記接触パターンと比較して、いずれかと一致すれば、一致した前記接触パターンにあらかじめ割り当てられた機能を前記カードスイッチに割り当てるカードスイッチ判定部、
   前記スイッチ判定部が割り当てた機能と、前記カードスイッチ判定部が割り当てた機能とが一致した機能を割り当てるスイッチトータル判定部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システムに使用されるＤＳＲＣ車載器。
3. 前記スイッチトータル判定部が割り当てた機能が有効となる時間長さを設定する第１タイマを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のＤＳＲＣ車載器。
4. 前記第１スイッチまたは前記カードスイッチに前記機能が割り当てられたとき、該機能を前記スピーカから音声で告知する音信号を発生する音源部と、前記音源部からその音量と関連づけた発声をさせるための発声内容を記憶しておく調整部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のＤＳＲＣ車載器。
5. 音量設定値を確定させるための第２タイマーを有することを特徴とする請求項４に記載のＤＳＲＣ車載器。
6. 前記パターンの少なくとも一つはモールス符号に相当するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＤＳＲＣ車載器。

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