JP2005196664A

JP2005196664A - 車載装置及び自動料金支払システム

Info

Publication number: JP2005196664A
Application number: JP2004004434A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Yasukawa; 大輔安川; Naoyoshi Kosakai; 直義小堺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】車両を利用するユーザが簡単に自動料金支払システムを利用することができるようにする。
【解決手段】自動料金支払サービスを提供する施設に設けられた通過制御装置との間で無線通信を行う車載装置において、携帯端末と接続する通信インターフェース部と、該通信インターフェース部に接続された携帯端末の認証を行うセキュリティ部と、車両に関する情報を格納する記憶部と、上記通過制御装置との間でデータの交信を行う通信制御部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両を利用する施設のための自動料金支払いシステムに関し、特に有料道路の通行料の支払に好適な自動料金支払いシステムに関する。

車両の利用者のための自動料金支払システムとしてＥＴＣシステム（Electronic Toll Collection System）が知られている。このシステムでは、料金所に設置したアンテナと車両に搭載した車載装置の間で無線通信を行い、現金による料金の支払を行うことなく、料金所を通行することができる。ユーザは、車両の運転を開始する時、自身の個人情報が記録されたＩＣカードを車載装置に挿入する。料金所は、ＩＣカードよりユーザ情報を読み出し、ユーザ認証を行う。ユーザが正当であると判定した場合には、車両の通過を許可し、通行料及び経路を含む料金情報を車載装置及び料金管理サーバに送信する。車載装置は、受信した料金情報をＩＣカードに書き込む。料金管理サーバは、ユーザが契約しているクレジット会社との間で通行料の決済を行う。

料金所は、入口と出口の２箇所に設けられる場合と、入口の１箇所に設けられる場合があるが、データの流れは基本的には同一である。車両の利用者のための自動料金支払システムとして、ＥＴＣシステムばかりでなく、駐車場等の料金支払サービスも知られている。このような自動料金支払システムは、ガソリンスタンド、パーキングエリア内のレストラン等にて利用されることが提案されている。

特開2001-243513号公報には、「携帯端末を利用する有料道路料金自動支払い装置及び方法」が記載されている。この公報には、携帯端末の基地局アンテナを使用して専用無線機の無い自動料金支払い装置が記述されている。しかしながら、基地局アンテナによる携帯端末の位置特定精度を向上させ、かつ携帯端末の電池消耗や電源切断などによる利用時の混乱を避ける仕組みが必要である。

特開2001-243513号公報

従来の自動現金支払システムでは、ユーザは、クレジット会社との間でＩＣカードの契約を行う必要がある。ＩＣカードの契約が完了するまで時間がかかり、それまでは、車載装置を使用することができない。

更に、ＩＣカードには、個人情報、金銭情報等が書き込まれており、盗難又は他人の不正使用を防止する必要がある。従って、ユーザは、ＩＣカードを使用しないときには、財布等に収納して管理しなければならない。また、使用前に、ＩＣカードを車載装置に挿入し、使用後にＩＣカードを車載装置から取り出さなければならない。

本発明の目的は、車両を利用するユーザが自動料金支払システムを簡単に利用することができるようにすることにある。

本発明によると、自動料金支払サービスを提供する施設に設けられた通過制御装置との間で無線通信を行う車載装置において、携帯端末と接続する通信インターフェース部と、該通信インターフェース部に接続された携帯端末の認証を行うセキュリティ部と、車両に関する情報を格納する記憶部と、上記通過制御装置との間でデータの交信を行う通信制御部と、を有する。

本発明によると、車両を利用するユーザが自動料金支払システムを簡単に利用することができる。

図１は本発明による自動料金支払システムの概念を示す図である。本例の自動料金支払システムは、ユーザの車両１０の搭載された車載装置１１とユーザが使用する携帯端末１２と有料道路の料金所に設けられた通過制御装置２１と通過制御装置に接続された料金管理サーバ２２とユーザが契約するクレジット会社等の金融機関２３及び携帯電話会社２４を含む。本例によると、従来の自動料金支払システムと比較してＩＣカードの代わりに、携帯端末１２を使用する点が異なる。車載装置１１と携帯端末１２の間は、以下に、詳細に説明するが、有線又は無線にて接続される。

携帯端末１２には、ＩＣカードに格納される情報と同様な情報、即ち、ユーザの個人情報、金融機関情報、履歴情報等が格納されている。ユーザの個人情報には、ユーザの識別番号、氏名、生年月日等が含まれる。金融機関情報には、契約先の金融機関の名称、契約番号、識別番号、口座番号、暗証番号等が含まれる。履歴情報には、料金所の使用履歴、課金履歴、決済履歴等が含まれる。料金所の使用履歴には、入口及び出口の料金所の名称及び時間が含まれる。

ユーザは、先ず、車載装置１１の初期設定を行う。この初期設定は、従来の車載装置の場合と同様であり、車両登録番号、料金種別等の車両情報を登録する。初期設定が行われた車載装置１１を車両１０に搭載する。ユーザは、自動料金支払システムを利用するとき、車載装置１１にＩＣカードの代わりに携帯端末１２を接続する。

車両が有料道路の料金所を通過するとき、車載装置１１は、車載装置自身に格納された車両情報と携帯端末１２から取得したユーザ情報及び金融機関情報を通過制御装置２１に送信する。料金所は、車載装置１１から送信されたユーザ情報よりユーザ認証を行う。ユーザが正当であると判定した場合には、車両の通過を許可し、通行料及び経路を含む料金情報を車載装置及び料金管理サーバに送信する。車載装置は、受信した料金情報を携帯端末１２に書き込む。料金管理サーバ２２は、ユーザが契約している金融機関２３又は携帯電話会社２４との間で通行料の決済を行う。本例によると、金融機関２３は、ユーザの通行料を、携帯電話の使用料と共に決済する。

図２及び図３を参照して、携帯端末１２を車載装置１１にケーブルにより接続する方法を説明する。本例では、携帯端末１２と車載装置１１の間はケーブル１３により接続されている。図３の信号表は、ケーブル１３を介して車載装置１１から携帯端末１２へ伝送される信号を示す。ここでは、正負の電源、電源スイッチ信号、送信データ及び受信データの５個の信号が伝送される。従って、ケーブル１３の両端には５個の端子が設けられている。

本例では、第１及び第２の端子を介して、車載装置１１から携帯端末１２へ電源が供給される。従って、携帯端末１２自身の電池を使用する必要がない。このため、車載装置１１と携帯端末１２の間の通信中に、携帯端末の電池切れは起こらない。また、第３の端子を介して、車載装置１１から携帯端末１２へ電源スイッチ信号を送信することにより、携帯端末１２の電源を強制的にオンオフする。これにより、車載装置１１と携帯端末１２の間の通信中に、携帯端末１２の電源が不正に切断されることが防止される。さらに、車載装置１１は、第４の端子を介して、携帯端末１２へ自動料金支払システムの使用履歴を送信し、第５の端子を介して、携帯端末１２からユーザの個人情報等を受信する。

図４を参照して本発明による車載装置１１及び携帯端末１２の構成を説明する。車載装置１１は、携帯端末に対する有線又は無線の接続インターフェースを提供し携帯端末接続検出スイッチを有する通信インターフェース部１０１、携帯端末１２に電源を供給し携帯端末１２に対する電源オンオフ信号を生成する電源供給部１０２、液晶ディスプレイ等の表示部１０３、ユーザが各種の命令を入力する入力部１０４、車両登録番号、料金種別等の車両情報を格納する記憶部１０５、車載装置１１の各部を制御する制御部１０６、通過制御装置２１との間で電波を送受信するアンテナ部１０７、アンテナ部１０７を介した通信を制御する通信制御部１０８、及び、ユーザの認証、課金制御等を行うセキュリティ部１０９を有する。

セキュリティ部１０９は、ＳＡＭ（Secure Application Module）と称される１チップ化したモジュールによって構成してよい。ＳＡＭは、車載装置１１と通過制御装置２１の両者に設けられ、両者間の交信によってセキュリティ機能を実現する。ＳＡＭによって実行されるセキュリティ機能には、ユーザの正当性を認証する認証機能、車載装置１１と通過制御装置２１の間を交信するデータの暗号化機能等が含まれる。ＳＡＭは、周知の技術であり、ここでは詳細な説明は省略する。

アンテナ部１０７及び通信制御部１０８は、通過制御装置２１との間で、ＤＳＲＣ（Dedicated Short-Range Communication）と称される専用狭域無線通信を行う。このＤＳＲＣの周波数帯域は５．８ＧＨｚであり、送受信周波数間隔は４０ＭＨｚ、通信方式はＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）/ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）であり、変調方式はＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）である。また、通信領域は、地上高１ｍ、進行方向４ｍ、斜線幅方向３ｍの範囲であり、対応車両速度は停止状態から８０ｋｍ／ｈまでである。

携帯端末１２は、車載装置１１に対する有線又は無線の接続インターフェースを提供する通信インターフェース部２０１、車載装置１１から供給された電源を制御する電源制御部２０２、液晶ディスプレイ等の表示部２０３、ユーザが各種の命令を入力する入力部２０４、ユーザの個人情報、金融機関情報等を格納する記憶部２０５、携帯端末１２の各部を制御するマイクロコンピュータ２０６、高周波部２０７、及び、ベースバンド部２０８を有する。高周波部２０７及びベースバンド部２０８によって携帯電話の機能が提供される。

図５を参照して、携帯端末１２を車載装置１１にケーブル１３によって接続する処理を説明する。例えば、ユーザが、エンジンキーを挿入したとき、車載装置１１の電源がオンになる。ステップＳ５０１にて、車載装置１１の通信インターフェース部１０１は、ユーザがケーブル１３によって、携帯端末１２を車載装置１１に接続したことを検出する。ステップ５０２にて、車載装置１１の通信インターフェース部１０１は、携帯端末接続検出スイッチをオンにする。車載装置１１の電源供給部１０２は、携帯端末１２に電源オンスイッチ信号を送信し、電源を供給する。ステップＳ５０３にて、制御部１０６は、セキュリティ部１０９に携帯端末１２の接続を通知する。ステップＳ５０４にて、セキュリティ部１０９は、携帯端末１２の認証を行う。即ち、セキュリティ部１０９は、携帯端末１２の記憶部２０５に記憶されたユーザ情報を読み出し、読み出した識別番号と自身の記憶部１０５に登録された識別番号とを照合し、携帯端末１２が正当なユーザのものであるか否かを判定する。携帯端末１２が正当なユーザのものであると判定したなら、ステップＳ５０５にて、制御部１０６は通信制御部１０８に、自動料金支払システムの利用が可能な状態であることを通知する。それにより、携帯端末１２と車載装置１１はケーブル１３を介して通信が可能になる。ステップＳ５０６にて、制御部１０６は通信インターフェース部１０１に対してリセット解除を命令する。

図６を参照して、携帯端末１２を車載装置１１に近距離無線通信によって接続する処理を説明する。先ず、ステップＳ６０１にて、車載装置１１の通信インターフェース部１０１は、携帯端末１２に対して、接続要求信号を無線送信する。例えば、ユーザが、エンジンキーを挿入したとき、車載装置１１は、携帯端末１２に対して、接続要求信号を送信する。接続要求信号には、携帯端末１２の識別信号が含まれる。ステップＳ６０２にて、車載装置１１は、携帯端末１２から接続許可信号を受信する。ステップＳ６０３にて、車載装置１１の通信インターフェース部１０１は、携帯端末接続検出スイッチをオンにする。車載装置１１の電源供給部１０２は、携帯端末１２に電源オンスイッチ信号を送信する。ステップＳ６０４にて、制御部１０６は、セキュリティ部１０９に携帯端末１２の接続を通知する。ステップＳ６０５にて、セキュリティ部１０９は、携帯端末１２の認証を行う。即ち、セキュリティ部１０９は、携帯端末１２からユーザ情報を受信し、受信した識別番号と自身の記憶部１０５に登録された識別番号を照合し、携帯端末１２が正当なユーザのものであるか否かを判定する。携帯端末１２が正当なユーザのものであると判定したなら、ステップＳ６０６にて、制御部１０６は通信制御部１０８に、自動料金支払システムの利用が可能な状態であることを通知する。それにより、携帯端末１２と車載装置１１は無線通信が可能になる。ステップＳ６０７にて、制御部１０６は通信インターフェース部１０１に対してリセット解除を命令する。

図７を参照して、携帯端末１２と車載装置１１の間の近距離無線通信を切断する処理を説明する。先ず、車載装置１１から切断する場合を説明する。ステップＳ７０１にて、車載装置１１の通信インターフェース部１０１は、携帯端末１２に対して、切断要求信号を無線送信する。例えば、ユーザが、エンジンキーを停止したとき、車載装置１１は、携帯端末１２に対して、切断要求信号を送信する。ステップＳ７０２にて、車載装置１１は、携帯端末１２から切断許可信号を受信する。ステップＳ７０３にて、制御部１０６は、セキュリティ部１０９に切断許可信号の受信を通知する。ステップＳ７０４にて、セキュリティ部１０９は、切断許可信号の認証を行う。切断許可信号が正当なものであると判定したなら、ステップＳ７０５にて、車載装置１１の通信インターフェース部１０１は、携帯端末接続検出スイッチをオフにする。車載装置１１は、電源オフ信号を携帯端末１２に送信する。それにより、携帯端末１２と車載装置１１は無線通信が切断される。ステップＳ７０６にて、制御部１０６は通信制御部１０８に、自動料金支払システムの利用が不可能な状態であることを通知する。ステップＳ７０７にて、制御部１０６は通信インターフェース部１０１に対してリセットを命令する。

次に、携帯端末１２から切断する場合を説明する。ステップＳ８０１にて、携帯端末１２の通信インターフェース部２０１は、車載装置１１に対して、切断要求信号を無線送信する。ステップＳ８０２にて、車載装置１１の通信インターフェース部１０１は、携帯端末１２からの切断要求信号を受信する。制御部１０６は、セキュリティ部１０９に切断要求信号の受信を通知する。ステップＳ８０３にて、セキュリティ部１０９は、切断要求信号の認証を行う。切断許可信号が正当なものであると判定したなら、ステップＳ８０４にて、車載装置１１の通信インターフェース部１０１は、携帯端末接続検出スイッチをオフにする。車載装置１１は、電源オフ信号を携帯端末１２に送信する。それにより、携帯端末１２と車載装置１１は無線通信が切断される。ステップＳ８０５にて、制御部１０６は通信制御部１０８に、自動料金支払システムの利用が不可能な状態であることを通知する。ステップＳ８０６にて、制御部１０６は通信インターフェース部１０１に対してリセットを命令する。

図８を参照して、車両が有料道路の料金所を進入するときの車載装置の動作を説明する。ステップＳ９０１にて、車載装置１１は、携帯端末１２が接続されているか否かを判定する。携帯端末１２が接続されている場合には、ステップＳ９０２に進み、携帯端末１２が接続されていない場合には、ステップＳ９０５に進む。ステップＳ９０５にて、表示部１０３に、「携帯端末が接続されていません。」の文字を表示する。ステップＳ９０２にて、車載装置１１のアンテナ部１０７は、料金所の通過制御装置２１に、進入許可要求を送信する。車載装置１１のアンテナ部１０７は、例えば、料金所から送信された予告信号を受信することにより、料金所に近づいたことを検知してよい。

ステップＳ９０３にて、車載装置１１の通信制御部１０８は、通過制御装置２１から進入許可信号を受信したか否かを判定する。進入許可信号を受信した場合には、ステップＳ９０４に進み、進入許可信号を受信しない場合には、ステップＳ９０６に進む。ステップＳ９０６にて、表示部１０３に、「進入が許可されていません。」の文字を表示する。ステップＳ９０４にて、車載装置１１の通信制御部１０８は、アンテナ部１０７を介して、通過制御装置２１との間で、データの交信を行う。ステップＳ９０４の詳細は、後に、図９を参照して説明する。

図９を参照して、本発明による料金所に設けられた通過制御部２１の処理を説明する。本例では、有料道路の入口と出口の２箇所に料金所が設置されている。ステップＳ１００１にて、車載装置１１は有料道路の入口に設けられた料金所の通過制御部２１に進入許可信号を送信する。上述にように、車載装置１１のアンテナ部１０７は、例えば、料金所から送信された予告信号を受信することにより、料金所に近づいたことを検知してよい。ステップＳ１００２にて、通過制御装置２１は、車載装置１１から送信されたユーザ情報から、ユーザ認証を行う。ステップＳ１００３にて、通過制御装置２１は、車載装置１１から送信された車両情報及び料金所に設けられた車両検出装置からの車両情報より、車種を判別する。ステップＳ１００４にて、通過制御装置２１は、入口情報及び車両情報を車載装置１１に送信し、ゲートを開ける。ステップＳ１００５にて、車載装置１１は、入口情報及び車両情報を受信する。ステップＳ１００６にて、車載装置１１は、入口情報及び車両情報を携帯端末１２の記憶部２０５に記憶する。こうして車両は有料道路の入口の料金所を通過する。

ステップＳ１００７にて、車載装置１１は有料道路の出口に設けられた料金所の通過制御装置２１に進入許可信号を送信する。ステップＳ１００８にて、通過制御装置２１は、車載装置１１から送信されたユーザ情報から、ユーザ認証を行う。ステップＳ１００９にて、通過制御装置２１は、車載装置１１から送信された車両情報及び料金所に設けられた車両検出装置からの車両情報より、車種を判別する。ステップＳ１０１０にて、通過制御装置２１は、車載装置１１から送信された入口情報から料金を計算する。ステップＳ１０１１にて、通過制御装置２１は、経路情報及び料金情報を車載装置１１及び料金管理サーバ２２に送信し、ゲートを開ける。ステップＳ１０１２にて、料金管理サーバ２２は、金融機関との間で課金処理を行う。ステップＳ１０１３にて、車載装置１１は経路情報及び料金情報を受信する。ステップＳ１０１４にて、車載装置１１は、経路情報及び料金情報を携帯端末１２の記憶部２０５に記憶する。

図１０を参照して、本発明による料金所に設けられた通過制御部２１の処理を説明する。本例では、有料道路の入口又は出口の１箇所に料金所が設置されている。ステップＳ１１０１にて、車載装置１１は有料道路に設けられた料金所の通過制御部２１に進入許可信号を送信する。上述にように、車載装置１１のアンテナ部１０７は、例えば、料金所から送信された予告信号を受信することにより、料金所に近づいたことを検知してよい。ステップＳ１１０２にて、通過制御装置２１は、車載装置１１から送信されたユーザ情報から、ユーザ認証を行う。ステップＳ１１０３にて、通過制御装置２１は、車載装置１１から送信された車両情報及び料金所に設けられた車両検出装置からの車両情報より、車種を判別する。ステップＳ１１０４にて、通過制御装置２１は、車種に基づいて料金を計算する。ステップＳ１１０５にて、通過制御装置２１は、通過情報及び料金情報を車載装置１１及び料金管理サーバ２２に送信し、ゲートを開ける。ステップＳ１１０６にて、料金管理サーバ２２は、金融機関との間で課金処理を行う。ステップＳ１１０７にて、車載装置１１は通過情報及び料金情報を受信する。ステップＳ１１０８にて、車載装置１１は、通過情報及び料金情報を携帯端末１２の記憶部２０５に記憶する。

図１１は、携帯端末１２を利用してユーザが自動料金支払システムを利用した明細を得る方法を説明する。ステップＳ１２０１にて、携帯端末１２はインターネットに接続する。ステップＳ１２０２にて、自動料金支払システムのサイトにアクセスする。ステップＳ１２０３にて、認証番号を送信し、ユーザの利用状況を表示させる。

上述の例では、本発明による自動料金支払システムを有料道路の通行料の支払に適用したが、本発明は、有料道路の通行料の支払に限定されるものではなく、例えば、駐車場、ドライブスルーサービス等に適用可能である。

本発明によると、有料施設の料金課金に関するクレジットカードの新規契約が不要となり契約時の利用者負担が軽減される。車載装置との接続機能を持つ携帯端末を所持していれば自動料金支払システムを、利用できるため、ＩＣカードの煩雑な操作も無く、車載装置の普及に繋がることが期待出来る。

また、車載装置と通過制御装置間の通信は、ＩＤ情報を伴う通過確認に限定されるため、通過制御装置ならびに車載装置の仕様が簡素化され、準備期間の短縮および製品開発コストを削減できる。これにより、製品コストも低減される。更に、料金算出の演算は料金管理サーバに統一されるため、サービスは安定し信頼性も保たれる。

以上本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。

本発明による自動料金支払システムの概念を示す図である。本発明による携帯端末と車載装置をケーブルにより接続した例を示す図である。本発明による携帯端末と車載装置の間を交信する信号の例を示す図である。本発明による携帯端末と車載装置の内部構成の例を示す図である。本発明による携帯端末を車載装置にケーブルによって接続する処理を説明する図である。本発明による携帯端末を車載装置に近距離無線通信によって接続する処理を説明する図である。本発明による携帯端末と車載装置の間の通信を切断する処理を説明する図である。本発明による自動料金支払システムを利用して車両が有料道路の料金所を進入するときの車載装置の動作を説明する図である。本発明による自動料金支払システムを利用して車両が有料道路の２箇所の料金所を進入するときの処理の流れを説明する図である。本発明による自動料金支払システムを利用して車両が有料道路の１箇所の料金所を進入するときの処理の流れを説明する図である。本発明による自動料金支払システムを利用したユーザが携帯端末より自動料金支払システムの利用明細を入手する処理の流れを説明する図である。

符号の説明

１０…車両、１１…車載装置、１２…携帯端末、２１…通過制御装置、２２…料金管理サーバ、２３…金融機関、２４…携帯電話会社、１０１…通信インターフェース部、１０２…電源供給部、１０３…表示部、１０４…入力部、１０５…記憶部、１０６…制御部、１０７…アンテナ部、１０８…通信制御部、１０９…セキュリティ部、２０１…通信インターフェース部、２０２…電源制御部、２０３…表示部、２０４…入力部、２０５…記憶部、２０６…マイクロコンピュータ、２０７…高周波部、２０８…ベースバンド部

Claims

自動料金支払サービスを提供する施設に設けられた通過制御装置との間で無線通信を行う車載装置において、携帯端末と接続する通信インターフェース部と、該通信インターフェース部に接続された携帯端末の認証を行うセキュリティ部と、車両に関する情報を格納する記憶部と、上記通過制御装置との間でデータの交信を行う通信制御部と、を有することを特徴とする車載装置。
請求項１記載の車載装置において、上記携帯端末と上記通信インターフェース部はケーブルによって接続されることを特徴とする車載装置。
請求項２記載の車載装置において、上記ケーブルを介して上記携帯端末に電源を供給する電源供給部を有することを特徴とする車載装置。
請求項３記載の車載装置において、上記電源供給部は携帯端末へ強制的に電源を供給するための電源オン信号と強制的に電源の供給を停止する電源オフ信号を送信することを特徴とする車載装置。
請求項１記載の車載装置において、上記携帯端末と上記通信インターフェース部は近距離無線通信によって接続されることを特徴とする車載装置。
自動料金支払サービスを提供する施設に設けられた通過制御装置と車両に搭載された車載装置と、を有する自動料金支払システムにおいて、
上記車載装置は、携帯端末と接続する通信インターフェース部と、該通信インターフェース部に接続された携帯端末の認証を行うセキュリティ部と、車両に関する情報を格納する記憶部と、上記通過制御装置との間でデータの交信を行う通信制御部と、を有し、上記車両が上記施設を利用するとき、上記通信制御部は上記記憶部に記憶された車両情報と上記携帯端末から取得したユーザの個人情報とを上記通過制御装置に送信することを特徴とする自動料金支払システム。
請求項６記載の自動料金支払システムにおいて、上記携帯端末と上記通信インターフェース部はケーブルにより接続されることを特徴とする自動料金支払システム。
請求項６記載の自動料金支払システムにおいて、上記施設の利用履歴及び料金は、上記携帯端末に記録されると共に上記通過制御装置を介して料金管理サーバに送信されることを特徴とする自動料金支払いシステム。
請求項６の自動料金支払いシステムにおいて、上記該施設の利用料金は上記携帯端末の利用料金とともに決済されることを特徴とする自動料金支払いシステム。