特開 2024-126479 ＥＴＣ車載器およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126479

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】ＥＴＣ車載器およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   G07B 15/00 20110101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

G07B15/00 510

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034870

(22)【出願日】2023-03-07

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＶＩＣＳ

(71)【出願人】

【識別番号】318006365

【氏名又は名称】ＪＲＣモビリティ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(72)【発明者】

【氏名】杉▲崎▼ 裕吾

【テーマコード（参考）】

3E127

【Ｆターム（参考）】

3E127AA16

3E127BA70

3E127CA14

3E127CA18

3E127FA27

3E127FB10

(57)【要約】

【課題】消費電力を削減可能なＥＴＣ車載器及びその制御方法を提供する。
【解決手段】ＥＴＣゲート路側機５と通信を行うアンテナ１１及びＲＦ部１２と、アンテナ１１及びＲＦ部１２を介してＥＴＣゲート路側機５と料金収受処理を行なう通常モードと、休止状態となるスリープモードとを備えるＣＰＵ１４と、ＥＴＣゲート路側器５からの送信波を受信するための受信処理をアンテナ１１及びＲＦ部１２に間欠的に行なわせ、アンテナ１１及びＲＦ部１２が前記送信波を受信した場合にはＣＰＵ１４へ割込信号を出力して、ＣＰＵ１４をスリープモードから通常モードへ切り替えるＦＰＧＡ１３と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、ＥＴＣゲート路側機と通信を行なって有料道路の通行料金を支払うための料金収受処理を行なうＥＴＣ車載器であって、
前記ＥＴＣゲート路側機と通信を行う通信手段と、
前記通信手段を介して前記ＥＴＣゲート路側機と前記料金収受処理を行なう通常モードと、休止状態となるスリープモードとを備えるＣＰＵと、
前記ＥＴＣゲート路側器からの送信波を受信するための受信処理を前記通信手段に間欠的に行なわせ、前記通信手段が前記送信波を受信した場合には前記ＣＰＵへ割込信号を出力して、前記ＣＰＵを前記スリープモードから前記通常モードへ切り替えるＣＰＵ補助演算手段と、
を備える、ことを特徴とするＥＴＣ車載器。

【請求項2】

前記ＣＰＵ補助演算手段が、前記料金収受処理の終了後に前記ＣＰＵを前記通常モードから前記スリープモードへ切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＴＣ車載器。

【請求項3】

前記ＣＰＵ補助演算手段が、前記車両の位置情報を取得する外部装置からＥＴＣゲート付近であることを知らせる判定信号を受信した場合に、前記ＣＰＵへ割込信号を出力して、前記ＣＰＵを前記スリープモードから前記通常モードへ切り替える、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のＥＴＣ車載器。

【請求項4】

前記ＣＰＵ補助演算手段が、前記車両の停車を知らせる停車信号を受信した場合に、前記通信手段の受信処理を停止させる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のＥＴＣ車載器。

【請求項5】

車両に搭載され、ＥＴＣゲート路側機と通信を行なって有料道路の通行料金を支払うための料金収受処理を行なうＥＴＣ車載器の制御方法であって、
前記料金収受処理を行なうＣＰＵをスリープモードに切り替えるステップと、
前記ＥＴＣゲート路側機からの送信波を受信するための受信処理を通信手段に間欠的に行なわせるステップと、
前記通信手段が前記送信波を受信した場合には前記ＣＰＵへ割込信号を出力し、前記ＣＰＵを前記スリープモードから前記料金収受処理を行なう通常モードへと切り替えるステップと、
を備える、ことを特徴とするＥＴＣ車載器の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高速道路等の有料道路において、無線を介して自動で通行料金の収受を行う技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、高速道路等の有料道路において、料金所付近の渋滞の解消および緩和を図るためＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムが導入されつつある。

【0003】

このＥＴＣシステムは、無線通信機能を有し、ユーザー固有の情報等が記憶されたＩＣカードが着脱自在に設けられたＥＴＣ車載器を車両に搭載し、このＥＴＣ車載器と有料道路等の料金所のゲートに設けられた路側機（ＥＴＣゲート路側機）との間で無線通信を行い、当該車両の通行料金を電子的に徴収するものである。

【0004】

ＥＴＣ車載器は、本来、車両がＥＴＣゲートに近接したときだけ、路側機の間で電波送受信を行うものであるが、従来は車両がＥＴＣゲートを通過するタイミングがわからないため、常時受信しており、無効な電力を消費していた（図４（ｂ）参照）。

【0005】

特許文献１には、ＶＩＣＳ、ＥＴＣ及びＧＰＳの各システム別に無線回路が収納されている無線ユニットとカーナビゲーション装置とを接続した構成を有する車載用複合ユニットが開示されている。この車載用複合ユニットによれば、ＧＰＳで検出された位置情報に基づいて、自動車が料金徴収所に近接したときだけ電源が自動投入されるようにしているので、通常走行時におけるＥＴＣ車載電源の電力消費がなく、その分、車載電源の電力消費量を低減することが可能になるという効果がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１－３３７３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の車載用複合ユニットにおいて、自動車が料金所のごく近傍に達した時にＥＴＣ用の無線回路に電源が入るようにするためには、カーナビゲーション装置の電源を常に入れておく必要があり、車載用複合ユニット全体としての低消費電力化には至っていなかった。

【0008】

一方、車両のＥＶ化に伴い、車両の装着機器の低消費電力化がますます必要とされている。

【0009】

本発明は、消費電力を削減可能なＥＴＣ車載器及びその制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、ＥＴＣゲート路側機と通信を行なって有料道路の通行料金を支払うための料金収受処理を行なうＥＴＣ車載器であって、前記ＥＴＣゲート路側機と通信を行う通信手段と、前記通信手段を介して前記ＥＴＣゲート路側機と前記料金収受処理を行なう通常モードと、休止状態となるスリープモードとを備えるＣＰＵと、前記ＥＴＣゲート路側器からの送信波を受信するための受信処理を前記通信手段に間欠的に行なわせ、前記通信手段が前記送信波を受信した場合には前記ＣＰＵへ割込信号を出力して、前記ＣＰＵを前記スリープモードから前記通常モードへ切り替えるＣＰＵ補助演算手段と、を備える、ことを特徴とする。

【0011】

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のＥＴＣ車載器であって、前記ＣＰＵ補助演算手段が、前記料金収受処理の終了後に前記ＣＰＵを前記通常モードから前記スリープモードへ切り替える、ことを特徴とする。

【0012】

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のＥＴＣ車載器であって、前記ＣＰＵ補助演算手段が、前記車両の位置情報を取得する外部装置からＥＴＣゲート付近であることを知らせる判定信号を受信した場合に、前記ＣＰＵへ割込信号を出力して、前記ＣＰＵを前記スリープモードから前記通常モードへ切り替える、ことを特徴とする。

【0013】

請求項４記載の発明は、請求項１または２に記載のＥＴＣ車載器であって、前記ＣＰＵ補助演算手段が、前記車両の停車を知らせる停車信号を受信した場合に、前記通信手段の受信処理を停止させる、ことを特徴とする。

【0014】

請求項５記載の発明は、車両に搭載され、ＥＴＣゲート路側機と通信を行なって有料道路の通行料金を支払うための料金収受処理を行なうＥＴＣ車載器の制御方法であって、前記料金収受処理を行なうＣＰＵをスリープモードに切り替えるステップと、前記ＥＴＣゲート路側器からの送信波を受信するための受信処理を通信手段に間欠的に行なわせるステップと、前記通信手段が前記送信波を受信した場合には前記ＣＰＵへ割込信号を出力し、前記ＣＰＵを前記スリープモードから前記料金収受処理を行なう通常モードへと切り替えるステップと、を備える、ことを特徴とする。
である。

【発明の効果】

【0015】

請求項１および請求項５記載の発明によれば、ＣＰＵ補助演算手段を設けることにより、ＥＴＣゲート路側器からの送信波を受信してＣＰＵへ割込信号を出力するまでは、ＣＰＵを休止状態にしておくことができるので、ＣＰＵの消費電力を削減し、延いてはＥＴＣ車載器の消費電力を低減することが可能となる。また、ＥＴＣゲート路側機からの送信波を間欠的に受信するので、通信手段の消費電力を削減し、延いてはＥＴＣ車載器の消費電力を低減することが可能となる。

【0016】

請求項２記載の発明によれば、料金収受処理の終了後にはＣＰＵを休止状態へ切り替えるので、ＣＰＵの稼働時間を最小限に抑え、ＣＰＵの消費電力を一層削減することが可能となる。

【0017】

請求項３記載の発明によれば、車両の位置情報を取得する外部装置からＥＴＣゲート付近であることを知らせる判定信号を受信した場合にも、ＣＰＵを起動させる（スリープモードから通常モードに切り替える）ので、間欠受信をさせることによりＥＴＣゲート路側機からの送信波を受信し損ねて料金収受処理に失敗するという事態を回避することが可能となる。

【0018】

請求項４記載の発明によれば、車両の停車を知らせる停車信号を受信した場合に、通信手段の受信処理を停止させるので、無効な電力消費を削減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】この発明の実施の形態１に係るＥＴＣ車載器の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図１のＥＴＣ車載器により実行される処理手順を示すフローチャートである。

【図3】この発明の実施の形態２及び３に係るＥＴＣ車載器の概略構成を示すブロック図である。

【図4】車両のＥＴＣゲート通過を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

【0021】

（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係るＥＴＣ車載器１の概略構成を示すブロック図である。ＥＴＣ車載器１は、車両４に搭載され、車両４がＥＴＣゲート路側機５の通信エリアに入ると、ＥＴＣゲート路側機５と通信を行い、有料道路の通行料金を支払うための料金収受処理を行なう装置である（図４参照）。ＥＴＣ車載器１は、アンテナ１１と、ＲＦ部１２と、ＦＰＧＡ１３（ＣＰＵ補助演算手段）と、ＣＰＵ１４と、ＩＣカードソケット１５とを備える。この実施の形態では、アンテナ１１と本体部（ＲＦ部１２、ＦＰＧＡ１３、ＣＰＵ１４）とＩＣカードソケット１５が一体型のＥＴＣ車載器１を用いているが、ＥＴＣ車載器１は、アンテナ１１が本体部とＩＣカードソケット１５から分離された２ピースタイプであっても良いし、アンテナ１１、本体部、ＩＣカードソケット１５の３つに分離された３ピースタイプであっても良い。また、ＥＴＣ車載器１としては、ＤＳＲＣ（Dedicated Short-Range Communications）通信用の車載器を用いても良い。

【0022】

ＥＴＣ車載器１の通信手段は、ＥＴＣゲート路側機５と通信を行う。アンテナ１１とＲＦ（Radio Frequency）部１２が、この通信手段に相当する。アンテナ１１は、無線信号の送受信を行い、ＲＦ部１２に接続されている。ＲＦ部１２は、無線信号の処理を行い、ＦＰＧＡ１３を介して、ＣＰＵ１４に接続されている。

【0023】

ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）１３は、所定のプログラムを搭載した集積回路・デバイスである。ＦＰＧＡ１３は、一方で、ＲＦ部１２に間欠受信信号を送信し、ＥＴＣゲート路側器５からの送信波を受信するための受信処理を通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）に間欠的に行なわせる（図４（ａ）参照）。間欠受信とすることにより、通信手段の中でも特に電力消費量の多いＲＦ部１２を低消費電力化することができる。

【0024】

間欠受信信号には、間欠受信の指示信号だけでなく、間欠受信の受信間隔についての信号も含まれる。この受信間隔は、車両４が通信エリアを通過する間にＥＴＣゲート路側機５からの送信波を確実に受信できる間隔に設定するのが好ましい。具体的には、ＥＴＣゲート路側機５の通信エリアの長さ（ＥＴＣゲート路側機５から送信波が到達する距離）と、ゲートを通過する車両４の速度（例えば、ゲート通過時の推奨速度２０ｋｍ／ｈ）とからゲート通過時間を算出し、このゲート通過時間内に複数回の間欠受信が行なえるようにするなどして設定する。

【0025】

ＦＰＧＡ１３は、もう一方で、通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）がＥＴＣゲート路側機５からの送信波を受信した場合には、ＣＰＵ１４へ割込信号を出力して、ＣＰＵを休止状態のスリープモードから、ＥＴＣゲート路側機５と料金収受処理を行なう通常モードへ切り替える。このようにＣＰＵ１４に加えてＦＰＧＡ１３を設けることにより、ＥＴＣゲート路側器５からの送信波を受信してＣＰＵ１４へ割込信号を出力するまでは、ＣＰＵを休止状態にしておくことができる。この場合、ＦＰＧＡ１３は常時作動しておくことになるが、消費電力の高いＣＰＵ１４を休止状態にできるので、ＥＴＣ車載器１の消費電力の低減化を実現することが可能となる。

【0026】

料金収受処理は、ＥＴＣ車載器１において一般的に行われている処理である。具体的には、ＣＰＵ１４とＥＴＣゲート路側機５との通信により、ＥＴＣゲート路側機５からの料金収受に関する情報（車両情報、入口料金所情報、決済情報、課金情報および料金収受の履歴等）をＣＰＵ１４がＩＣカードソケット１５に収納されたＩＣカードへ書き込み、ＩＣカードの情報（ＩＣカードを特定するための情報等）をＣＰＵ１４が読み出してＥＴＣゲート路側機５へ送信する処理である。ＵＩ（user interface）としてアラームやスピーカを設けたり、ＥＴＣ車載器１の表示装置に表示したりすることにより、処理の完了、処理の異常などをユーザーに知らせるようにしても良い。

【0027】

ＦＰＧＡ１３は、料金収受処理の終了後に、ＣＰＵ１４を通常モードからスリープモードへ切り替えることが好ましい。これにより、ＣＰＵ１４の稼働時間を最小限に抑え、ＣＰＵ１４の消費電力を削減することが可能となる。

【0028】

なお、ＣＰＵ１４からＦＰＧＡ１３へ、及び、ＦＰＧＡ１３からＲＦ部１２へ、タイミング信号を送信し、これら機能ブロック間の同期を取っても良い。

【0029】

次に、図２に示すフローチャートに従って、上記の実施の形態１に係る作用について説明する。車両４の電源が入ると、ＥＴＣ車載器１の電源が入り、ＣＰＵ１４による各部の機能チェックが行われ（ステップＳ１）、ＣＰＵ１４がスリープモードへ切り替わる（ステップＳ２）。そして、ＦＰＧＡ１３からの間欠受信信号により通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）が間欠受信処理を開始する（ステップＳ３）。

【0030】

ステップＳ３において、通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）がＥＴＣゲート路側機５からの送信波を受信した場合には（ステップＳ４）、ＦＰＧＡ１３がＣＰＵ１４へ割込信号を出力して、ＣＰＵ１４を通常モードへ切り替え（ステップＳ５）、ＣＰＵ１４はＥＴＣゲート路側機５と通信を行って、料金収受処理を行う（ステップＳ６）。料金収受処理の終了後、ＣＰＵ１４は再びスリープモードに切り替わることが好ましい。

【0031】

一方、ステップＳ３において、通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）がＥＴＣゲート路側機５からの送信波を受信しなかった場合には（ステップＳ４）、通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）は間欠受信処理を継続する。

【0032】

以上説明した通り、この実施の形態に係るＥＴＣ車載器１によれば、ＦＰＧＡ１３を設けることにより、ＥＴＣゲート路側器５からの送信波を受信してＣＰＵ１４へ割込信号を出力するまでは、ＣＰＵ１４を休止状態にしておくことができるので、ＣＰＵ１４の消費電力を削減することができる。また、ＥＴＣゲート路側機５からの送信波を間欠的に受信するので、通信手段（特に、ＲＦ部１２）の消費電力を削減することができる。また、料金収受処理の終了後にはＣＰＵ１４を休止状態へ切り替えることにより、ＣＰＵ１４の稼働時間を最小限に抑え、ＣＰＵ１４の消費電力を一層削減することができる。これらの構成を備えることにより、ＥＴＣ車載器１の低消費電力化が可能となる。

【0033】

（実施の形態２）
図３は、この実施の形態に係るＥＴＣ車載器１の概略構成を示すブロック図である。

【0034】

この実施の形態に係るＥＴＣ車載器１は、ナビゲーション２（車両４の位置情報を取得する外部装置）からＥＴＣゲート付近であることを知らせる判定信号を受信するという補助機能を有する点において上記の実施の形態１と構成が異なるものの、その他の構成は上記の実施の形態１と同等であるので、上記の実施の形態１と同等の構成については同一符号を付することでその説明を省略する。

【0035】

実施の形態２では、ナビゲーション２とＥＴＣ車載器１のＦＰＧＡ１３とを接続し、ＦＰＧＡ１３が、ナビゲーション２から、ＥＴＣゲート付近であることを知らせる判定信号を受信した場合にも、ＣＰＵ１４へ割込信号を出力して、ＣＰＵ１４をスリープモードから通常モードへ切り替える構成となっている。なお、外部装置はナビゲーション２に限定されない。

【0036】

ＥＴＣゲート付近であることを知らせる判定信号は、例えば、車両４がＥＴＣゲート路側機５から所定距離以内手前に位置すると判定した場合に送信する、と設定することができる。また、ＥＴＣゲート路側機５から所定距離以内手前になったことをＥＴＣ車載器１の表示装置、アラームやスピーカ、又は、ナビゲーション１２の表示装置によりユーザーに通知するようにしても良い。

【0037】

なお、この実施の形態では、ＦＰＧＡ１３がＣＰＵ１４へ割込み信号を出力してＣＰＵ１４を通常モードへ切替えるタイミングが２つある。１つは、通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）がＥＴＣゲート路側機５からの送信波を受信したタイミング（間欠受信のタイミング）で、もう一つは、ナビゲーション２からＥＴＣゲート付近であることを知らせる判定信号を受信したタイミング（ナビゲーションのタイミング）である。消費電力の低減化の点から、ＣＰＵ１４を通常モードへ切替えるのは一回であることが好ましい。従って、例えば、間欠受信のタイミングとナビゲーションのタイミングのうち、最先のタイミングにのみ、ＣＰＵ１４へ割込み信号を出力するという構成にしても良い。或いは、間欠受信のタイミングを優先する構成、具体的には、基本的には間欠受信のタイミングでＣＰＵ１４へ割込み信号を出力するようにしておき、ナビゲーション２からの判定信号を受信して所定時間経過してもＥＴＣゲート路側機５からの送信波を受信できない場合にのみ、ナビゲーション２からの判定信号に基づく割込み信号をＣＰＵ１４へ出力する、という構成にしても良い。

【0038】

以上説明した通り、この実施の形態に係るＥＴＣ車載器１によれば、ＥＴＣゲート路側機５からの送信波を受信した場合だけでなく、ナビゲーション２からＥＴＣゲート付近であることを知らせる判定信号を受信した場合にも、ＣＰＵを起動させる（スリープモードから通常モードに切り替える）ことができるので、間欠受信をさせることによりＥＴＣゲート路側機５からの送信波を受信し損ねて料金収受処理に失敗するという事態を回避することが可能となる。

【0039】

（実施の形態３）
図３は、この実施の形態に係るＥＴＣ車載器１の概略構成を示すブロック図である。

【0040】

この実施の形態に係るＥＴＣ車載器１は、パーキングブレーキ３が作動して車両４が停車した場合に、車両４の停車を知らせる停車信号を受信するという補助機能を有する点において上記の実施の形態１と構成が異なるものの、その他の構成は上記の実施の形態１と同等であるので、上記の実施の形態１と同等の構成については同一符号を付することでその説明を省略する。

【0041】

実施の形態３では、パーキングブレーキ３の作動により車両４が停車して、ＥＴＣ車載器１のＦＰＧＡ１３が車両４の停車を知らせる停車信号を受信した場合には、通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）の受信処理を停止させる構成となっている。車両４の停車中は、ＥＴＣゲート路側機５と通信を行って料金収受処理を行う必要がないからである。

【0042】

この実施の形態では、パーキングブレーキ３が作動したことに基づいて車両４が停車したと判定しているが、判定基準はパーキングブレーキ３の作動に限定されない。例えば、エンジンやモータの回転数、振動センサによって検出された振動などに基づいて、車両４の停車を判定しても良い。

【0043】

以上説明した通り、この実施の形態に係るＥＴＣ車載器１によれば、車両４の停車を知らせる停車信号を受信した場合には、通信手段（アンテナ１１及びＲＦ部１２）の受信処理を完全に停止させるので、無効な電力消費を削減することが可能となる。

【0044】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、ＣＰＵ補助演算手段としてＦＰＧＡ１３を用いているが、これに限定されず、例えば、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＣＳＳＰ（Customer Specific Standard Products、登録商標）などで構成してもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ ＥＴＣ車載器
１１ アンテナ
１２ ＲＦ部
１３ ＦＰＧＡ（ＣＰＵ補助演算手段）
１４ ＣＰＵ
１５ ＩＣカードソケット
２ ナビゲーション（車両の位置情報を取得する外部装置）
３ パーキングブレーキ
４ 車両
５ ＥＴＣゲート路側機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】