JP4089134B2 - 軸数検知装置、車種判別装置および料金収受システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、道路交通において、道路に埋設したセンサにより、車両の軸数を検知する軸数検知装置、およびその軸数検知装置を用いて車種判別を行い、車載機を搭載した車両との間で通信を行って料金を収受する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、世界的に道路交通システムの高度化（高度道路交通システム：Intelligent Transport System、以下ITSと呼ぶ）に関する開発機運が高まっている。日本においても、1995年2月に政府の「高度情報通信社会推進に向けた基本方針」により、ITSの推進が決定され、これに基づいて同年8月に「道路・交通・車両分野における情報化実施指針」が打ち出され、その中で11の推進施策と9の開発分野が示されている。ここで、9つの開発分野とは、ナビゲーションの高度化、自動料金収受システム、安全運転の支援、交通管理の最適化、道路管理の効率化、公共交通の支援、商用車の効率化、歩行者等の支援および緊急車両の運行支援）が示されている。
【０００３】
また、日本経済新聞（1998‐8‐28夕刊）の「初の料金自動徴収首都圏高速に登場」にあるように、車両に搭載した車載器と路側に設置した路側アンテナとの間で通信することによって通行料金を自動的に収受するノンストップ自動料金収受システム（Electronic Toll Collection以下ETCと呼ぶ）の開発も推進されている。ここで、ETCの基本構成を図１０に示す。図１０において１は道路、2は車両、3は料金所の屋根（図示せず）などにとりつけられ、路側機（図示せず）に接続された路側アンテナ、４は車載器であり、例えば図示のように車両２のバックミラーの窓ガラス側に固定される。また、６は料金所情報、７は車載器情報、８は車両２の前輪、９は車両２の後輪である。このような構成において車載器４を搭載した車両２が路側アンテナ3の通信領域に到達すると、路側アンテナ３と車載器4との間で無線による通信が行われ、車載器4からは、所有者情報、料金の引き落とし銀行口座、軸数情報、料金車種情報などの車載器情報７が路側アンテナ３側に送信される。一方、路側アンテナ３を介して得られた車載器情報７に基づいて路側機で通行料金が計算され、この通行料金の情報は路側アンテナ３を介して車載器4に送信される。また、通過日時などの料金所情報６が路側アンテナ３から車載器4に送信される。この双方向通信によって自動的に通行料金が課金される。
車載器情報７には、上記の所有者の情報、料金の引き落とし銀行口座などの他にその車両の軸数データ（図１０では、前輪８と後輪９から構成されるので軸数は２つ）を含む料金車種情報を通信データとして使えるよう、車載器の記憶装置に予め登録される。
【０００４】
一方、有料道路では、車両の種別により、徴収される通行料金が異なり、この車両の種別を決定する要素は、車長、車幅、軸数、車高、牽引の有無等である。例えば、都市高速道路では、均一料金方式が主として用いられており、普通自動車と大型車で料金が異なる。また、都市間高速道路では、入口発券出口収受方式が主として用いられ、軽自動車、普通車、中型車、大型車、特大車に分かれた料金車種体系が適用されている。また、牽引車の場合には、普通車が牽引する時は一段上位の中型車の料金が適用される等、一段上位の料金車種が適用される。
ＥＴＣにおいては、路上に設置された軸数検知器によって路側アンテナとの通信領域に進入する通行車両の軸数が計測され、車種判別装置（図示せず）によってこの計測された軸数と予め設定された軸数と、車種との対応関係を規定する情報とに基づいて通行車両の車種判別が行われ、路側機にこの車種判別の情報が出力されて、路側機ではこの車種判別情報を通行車両の履歴データとして記憶する。また、軸数比較器（図示せず）において、路側アンテナ３と車載器４との通信で得られた料金車種情報中の軸数データ（あるいは車種情報）と、上記軸数検知器で判別された軸数（あるいは車種判別装置からの車種情報）とが比較され、この比較の結果両者が不一致である場合に、不正車両（例えば、車載器に記憶された軸数データが車両の軸数に対応していないような、不正に入手した車載器を搭載している車両）が通行しているものと判定される。
【０００５】
図１１は、有料道路で通常用いられている軸数検知器に設けられた軸数センサの設置例であり、図において、８aは車両２の前輪（左）、８ｂは車両２の前輪（右）、９ｂは車両２の後輪（右）、１０は第１の軸数センサ、２０は第２の軸数センサであり、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０とは、同一の構造と機能とを備えている。このような構成において、前輪（左）８aと前輪（右）８ｂとは車軸（図示せず）で結合され、前輪の車軸を構成する。また、後輪側も後輪（左）９a（図示せず）と後輪（右）９ｂとで後輪の車軸を構成する。第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０は、道路１の進行方向に対して直角に、かつ所定の間隔で埋設設置される。車両２の前進に伴い、第１の軸数センサ１0、第２の軸数センサ２0を順次前輪と後輪が踏み、移動する。
【０００６】
図１２は、軸数センサと車輪のタイヤとの関係を示す図であり、車両進行方向に対して側方から見た図である。図１２において、５はタイヤであり、車両が進行するに伴い、第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ２０を通過する状況を示す。
図１３は、第１の軸数センサ１０、および第２の軸数センサ２０の断面構造図であり、１１は第１の接点、12は第２の接点、13は第１の接点の出力、１４は第２の接点の出力、１５は軸数センサの外皮であり、第１の接点11および第２の接点１２を覆い浸水防止などを実現するものである。ここで図示したのは軸数センサの一例であり、タイヤ５が軸数センサを踏むことにより、オン（第１の接点１１と第２の接点12とが接触）、タイヤ５が軸数センサを踏まない場合、オフ（第１の接点１１と第２の接点12とが非接触）となる。なお、同等の機能を圧電効果により実現することもある。また、軸数センサの感知領域のどの部分をタイヤが踏んでも1つの信号として取り出すような構造となっている。図１３において第１の接点１１と第２の接点１２は、車両のタイヤによって踏まれていない時は、互いに接触していない。図１４は、タイヤ５によって矢印の方向に力が加わり、第１の接点１１と第２の接点12とが接触した状態を示す。図１５は、軸数センサの出力波形を示しており、軸数センサにタイヤが乗っていない状態ではオフ、タイヤが軸数センサに乗った状態ではオンとなる。即ち、タイヤの移動に伴って軸数センサからは「オフ」→「オン」→「オフ」と状態が変化する。
【０００７】
図１６は、従来の軸数検知器の構成を示す。図１６において、２１は第１の軸数センサ１０の出力、２２は第２の軸数センサ２０の出力、２３は、第１の軸数センサ１０の出力２１をセットとし、第２の軸数センサ２０の出力２２をリセットとするフリップフロップ、２４はフリップフロップ２３の出力、２５はフリップフロップ出力２４のパルス数を計測する計数回路である。なお、第１の軸数センサ１０の出力２１および第２の軸数センサ２０の出力２２は、実際には図１３で示したようにそれぞれ２つの接点で構成されるが、簡単のため１つの出力で示した。
このような構成において、車両２が道路を進行するに伴い、第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ20が車両２のタイヤによって順次踏まれ、第１の軸数センサの出力２１、第２の軸数センサの出力２２が、順次「オフ」→「オン」→「オフ」に変化する。フリップフロップ２３は、第１の軸数センサ１０の出力２１の立ち上がり（「オフ」→「オン」）によってセットされ、第２の軸数センサ２０の出力２２の立ち上がり（「オフ」→「オン」）によってリセットされるようにしてあり、１つの車軸が前進することによってフリップフロップ出力２４にパルスが1つ発生する。前輪と後輪からなる車両が通過するとフリップフロップ出力２４にパルスが２つ発生する。計数回路２５はこのパルス数を計数するので通過した車両が2軸であることが検知できる。なお、簡単な回路構成とする場合には、単に第１の軸数センサ１０の出力２１、第２の軸数センサ２０の出力２２を計数することもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１６で示した従来の軸数検知器の構成では、車両が第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ20に対して直角に進入してきた場合は、正常に軸数を計数できるが、斜めに進入してきた場合、過剰計数することがある。図１７は、車両の斜め進入についての説明図であり、道路上方から道路面を俯瞰した図であり、図において図中の２、８a、8b、9a、10、20は図１０の同一符号部と同一あるいは同等のものである。図では、車両２が図の矢印方向、即ち直進方向に対して角度θで斜め進入した場合を示している。
この時、角度θと第１の軸数センサ１０の出力２１との関係を図１８、図１９及び図２０に示し、いずれも左右に１つずつのタイヤを持つ車軸1本についての状況を示す。ここで、図１８は、進入角度θがほぼゼロの場合、図１９はある程度進入角度θが小さい場合、図２０は進入角度θが大きい場合を示している。図１８に示すように、進入角度θが小さい場合は、前輪（左）８aと前輪（右）８bはほぼ同時に第１の軸数センサ１０に進入する。しかし、進入角度θが大きくなるに従い、前輪（右）８bは前輪（左）８aに遅れて第１の軸数センサ１０に到達する。
この結果、図１９から図２０に示すような出力が発生し、特に図２０では、第１の軸数センサ10から2個のパルスが発生して、本来、前輪のみでは1軸であるにも拘わらず、2軸として誤った計測を行う。また、軸数センサとして図１３に示すように軸数センサのどの部分をタイヤが踏んでも1つの信号として取り出すようなものではなく、道路幅員方向に例えば30ｃｍ毎にその踏んだ位置が検出できるような構成のものもあるが、この場合は、軸数センサを多数の検知部分で構成する必要があり、センサそのものが高価になると共に、その信号処理も複雑化してしまう。
【０００９】
図２１は、従来の軸数検知器の構成における出力波形図であり、進入角度θが大きい場合、即ち図２０で示した進入状態の場合での第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ20の出力を示す波形図である。図において前述のように、第１の軸数センサ１０の出力11の立ち上がりでセットし、第２の軸数センサ２０の出力1２の立ち上がりでリセットするような場合では、図示のように前輪のみで2個のパルスを発生し、この場合後輪の計測と併せて、車両２の軸数が４であるかの如く誤った計測をしてしまう。
以上述べたとおり、従来の軸数検知器の構成では、車両の斜め進入に対して軸数を過剰計測する場合があった。このため、ＥＴＣにおいて、軸数検知器の出力する軸数に基づいて車種判別を行う場合や、車載器４に記憶され通信によって得られた軸数データと軸数検知器の出力する軸数との比較判別を行う場合に、正確な判別を行うことができなくなり、車両の情報の入手や料金収受を正しく行えないという問題があった。
【００１０】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、正確に軸数を計測する軸数検知器を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による軸数検知装置は、道路の路幅方向に設置され、車両のタイヤに踏まれてタイヤを検知する軸数センサを有し、上記軸数センサによるタイヤの検知に応じて車両の軸数を計測する軸数検知装置において、道路の進路方向における車両のタイヤの接地長さ以下の間隔で、上記軸数センサを２個並置し、上記２つの軸数センサのいずれもが上記車両のタイヤを検知した時にオンとなる第１の処理回路と、上記２つの軸数センサのいずれもが上記車両のタイヤを検知していない時にオンとなる第２の処理回路と、上記第１の処理回路の出力オンに基づきセットされ、上記第２の処理回路の出力オンに基づきリセットされるフリップフロップ回路と、当該フリップフロップ回路の出力に基づいて上記車両の軸数を計数する計数手段とを備えたものである。
【００１２】
第２の発明による軸数検知装置は、道路の路幅方向に設置され、車両のタイヤに踏まれてタイヤを検知する軸数センサを有し、上記軸数センサによるタイヤの検知に応じて車両の軸数を計測する軸数検知装置において、道路の進路方向における車両のタイヤの接地長さ以下の間隔で、上記軸数センサを２個並置し、上記２つの軸数センサが両方ともオンとなった時に計数用のパルス信号をオンの状態とするとともに、上記２つの軸数センサが両方ともオフとなった時に当該パルス信号をオフの状態とする処理回路と、上記処理回路から出力されるパルス信号のパルス数に基づいて上記車両の軸数を計数する計数手段とを備えたものである。
【００１３】
第３の発明による軸数検知装置は、上記第１、第２の発明のいずれかの発明において、上記軸数センサは、車両に許容される進入角度範囲内で車両が斜め進入する際に、同一車軸の一方の車輪が一方の軸数センサを踏み始めてから両車輪が軸数センサを両方とも通過するまでの間、２つの軸数センサのいずれか一方が踏まれているように、当該２つの軸数センサの間隔を設定したものである。
【００１４】
第４の発明による軸数検知装置は、上記第１、第２の発明のいずれかの発明において、上記２つの軸数センサの間隔を、概ね７０〜８０ｍｍとしたものである。
【００１５】
第５の発明による軸数検知装置は、上記第１、第２の発明のいずれかの発明において、上記軸数検知装置は、路幅方向の両側にアイランドが設置された道路に配置したものである。
【００１６】
第６の発明による軸数検知装置は、上記第１〜第５の発明のいずれかの発明において、車両の進入を検知する車両検知器と、上記車両検知器の検知に応じて上記２つの軸数センサが上記タイヤを検知する順序を計測し、当該計測された順序に基づいて上記車両の進行方向を識別する方向弁別手段とを備えたものである。
【００１７】
第７の発明による車種判別装置は、上記第１〜第６の発明のいずれかに記載の軸数検知装置を備え、上記軸数検知装置で計測された軸数に基づいて車種を判別するものである。
【００１８】
第８の発明による料金収受システムは、車両に搭載された車載器と路上に設けられた路側機との間で通信を行うことにより、通行料金を収受する料金収受システムにおいて、上記第１から第６の発明のいずれかに記載の軸数検知装置と、上記軸数検知装置で計測された軸数の情報と上記車載器に記憶され当該車載器から送信された軸数の情報とを比較する比較手段とを備え、この比較結果に基づいて通行料金を収受するものである。
【００１９】
第９の発明による軸数検知装置は、車両に搭載された車載器と路上に設けられた路側機との間で通信を行うことにより、通行料金を収受する料金収受システムにおいて、上記第１から第６の発明のいずれかに記載の軸数検知装置と、上記軸数検知装置で計測された軸数の情報と上記車載器に記憶され当該車載器から送信された軸数の情報とを比較する比較手段とを備え、この比較結果に基づいて通行料金を収受するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す軸数検知器の構成図、図２はこの実施の形態１における、タイヤと軸数センサの設置関係を示す図、図３はこの実施の形態１における波形図である。
図１において、２６は、第１の軸数センサ10の出力21と第２の軸数センサ20の出力2２とを入力とし、いずれかがオンのとき、即ち第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれかがタイヤによって踏まれている場合にオア回路２６の出力２７をオンにし、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれもがタイヤによって踏まれていない状態の時にオフする回路であり、計数回路２５は、オア回路２６の出力２７のオンの数を数える計数回路、２８は計数回路２７の計数出力である。図２において、Ｄは第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ20との道路進行方向での間隔、Ｌはタイヤ５の道路進行方向における接地長さであり、Ｄ＜Ｌの条件で設置する。自動車に使われるタイヤの諸元は規定されており、例えば軽自動車では１４５Ｒ１２が、普通乗用車では１４５Ｒ１３などが使用される。最もタイヤ径の小さい軽自動車の１４５Ｒ１２の場合、タイヤ径は約４８０ｍｍあり、その接地部分の長さＬは100ｍｍから120ｍｍ程度である。従って軸数センサの接地間隔Ｄは１００ｍｍ以下とすることになる。
【００２１】
図３は、車両が斜め進入した場合の各部の波形を示しており、進入角度θは図２に示した状態に相当している。図３に基づいて説明する。車両２が第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ２０に対して斜め進入した場合は、第１の軸数センサ１０の出力２１は、図示のように前輪（左）と前輪（右）が時間をあけて軸数センサを踏むため、図示のように、一旦波形が落ち込む、つまり波形割れを持つ波形となる。また、第２の軸数センサ２０の出力２２も同様となる。この時、オア回路出力２７は、第１の軸数センサ１０の出力２１と第２の軸数センサ２０の出力２２のいずれかがオンの時にオンになり図示のような出力となる。この結果、前輪の移動に伴って第１の軸数センサ１０の出力２１と第２の軸数センサ２０の出力２２が、それぞれ一旦オンになった後、両者の波形割れの部分が重なり会わない範囲の進入角度まで正常に軸数を計数することができる。Ｄを70ｍｍとし、軽自動車を使った実験によると、図１の構成により、進入角度θが9度まで正しく軸数を計測できている。料金所は、一般的に道路幅３ｍで、道路両側にはアイランドと呼ばれる構造が施されており、車両が斜め進入し難い構造であって、上記の進入角度約９度は実用上問題のない値である。なお、車両がある程度以上の進入角度θ（例えば５°以上）で斜めに進入する際、図３に示すように前輪（左）と前輪（右）におけるそれぞれのタイヤの接地面が、車軸の傾きに応じて間隔Ｋを空けて第１の軸数センサ１０をそれぞれ順に踏むことがある（第２の軸数センサ２０についても同様）。このとき、Ｄの大きさを小さくし過ぎると、間隔Ｋに対応したある時間Ｔｋ内において、第１、第２の軸数センサ１０、２０の出力２１と出力２２が両方ともオフになる区間を生じてしまう。したがって、車両の所定の進入角度θ内（例えば９°以下）において、図３に示すように時間Ｔ2（前輪（左もしくは右）が第１の軸数センサ１０を踏み始めてから前輪（右もしくは左）が第２の軸数センサ２０を通過するまでの時間）が、時間Ｔ1（前輪（左もしくは右）が第１の軸数センサ１０を踏み始めてから前輪（右もしくは左）が第１の軸数センサ１０を踏み始めるまでの時間）よりも大きくなるように、Ｄの大きさを適宜設定しておくことが望ましい（例えば、５０ｍｍ≦Ｄ≦１００ｍｍとする。より好ましくはＤを概ね７０〜８０ｍｍとすると良い。）。
以上のように軸数検知器を構成することにより、特定の車線幅内を通過する車両が軸数センサに対して斜めに進入した場合であっても、軸数を正確に計測できる。また、ＥＴＣのように軸数情報が重要な役割を果たすシステムに適用した場合、実用に供する軸数検知器を提供することができる。例えば、軸数検知器で計測された軸数に基づいて車種判別を行う際に、軸数を誤りなく計測できるため、正確な車種判別を行うことができる。また、車載器４との通信で得られた軸数データ（あるいは車種情報）と軸数検知器で判別された軸数（あるいは車種判別装置からの車種情報）とを比較する軸数比較器においても、正確な判別が可能となる。
【００２２】
実施形態２．
図４は、この発明の実施の形態２を示す軸数検知器の構成図である。図４において２９は方向弁別回路、３０は方向弁別回路２９の出力である前進検知信号、３０は方向弁別回路２９の出力である前進検知信号、３２は第１のゲート回路、３３は第２のゲート回路、４０は投光器、４１は受光器、４２は車両検知出力である。なお、タイヤと軸数センサの設置関係は、図２が適用される。また、投光器４０と、受光器４１は、車両が通過する道路の両側に、かつ第１の軸数センサ10の近傍の上流側にそれぞれ設置され、車両が投光器４０と受光器４１の間を通過する際、車両の前端部周辺もしくは後端部周辺が投光器４０からの光を遮ったときに車両検知信号４２を出力する。図４において、方向弁別回路２９は、第１の軸数センサ10の出力21と第２の軸数センサ20の出力2２とを入力とし、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれが時間的に先行してタイヤによって踏まれたかを弁別するものであり、具体的にはフリップフロップなどで実現され、第１の軸数センサ１０が時間的に第２の軸数センサ２０に先行して踏まれた場合には前進検知信号３０を、逆に第2の軸数センサ2０が時間的に第1の軸数センサ１０に先行して踏まれた場合には後退検知信号３１を出すようになっている。
【００２３】
また、方向弁別回路２９は、車両前端部周辺もしくは後端部周辺が投光器４０と受光器４１の間をよぎり、車両検知信号４２が出力された場合に動作を開始するようにしてあり、車両の進行方向の弁別を車両に対してのみ動作するようにしている。第１のゲート回路32は、計数出力２８が前進検知信号30によってゲートが掛けられているため、車両が前進した場合にその軸数計数結果が出力される。また、第2のゲート回路33は、計数出力２８が後退検知信号31によってゲートが掛けられているため、車両が後退した場合にその軸数計数結果が出力される。これによって前進の場合と後進の場合を区別して軸数を計測できる。このように、実施の形態１では車両の進行方向が判別できないのに比べ、実施の形態２では車両の進行方向と、その際の軸数を計数できる。
【００２４】
実施形態３．
図５は、この発明の実施の形態３を示す軸数検知器の構成図である。図５において、３４は第１の処理回路、３５は第２の処理回路、３６は第１の処理回路３４の出力、３７は第２の処理回路３５の出力、２８は計数回路２５の出力である。なお、タイヤと軸数センサの設置関係は、図２と同様である。図において、１０、２０、２１、２２、２３、２４、２５は、図１５の同一符号部と同等の機能をもつ。このような構成において、第１の処理回路３４は、第１の軸数センサ出力２１と第２の軸数センサ出力２２とがいずれもがオンのとき、即ち、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれもがタイヤによって踏まれた状態の場合、第１の処理回路出力３６をオンにするようになっている。また、第２の処理回路３５は、第１の軸数センサ出力２１と第２の軸数センサ出力２２とがいずれもがオフのとき、即ち、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれもがタイヤによって踏まれない状態の場合、第２の処理回路出力３７をオンにするようになっている。また、フリップフロップ２３は、第１の処理回路出力３６の立ち上がり（オフ→オン）でセットされ、第２の処理回路出力３７の立ち上がり（オフ→オン）でリセットされるようになっている。計数回路２５はフリップフロップ２３の出力３８のパルス数を計数し、計数回路出力２８を出す。
【００２５】
図６は、車両が斜め進入した場合の各部の波形を示しており、進入角度θは図２に示した状態に相当している。図６に基づいて説明する。車両２が第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ２０に対して斜め進入した場合は、第１の軸数センサ１０の出力２１は、前輪（左）と前輪（右）が時間をあけて軸数センサを踏むため、図示のように、一旦波形が落ち込む、つまり波形割れを持つ波形となる。また、第２の軸数センサ２０の出力２２も同様となる。この時、第１の処理回路３４の出力３６は、第１の軸数センサ１０の出力２１と第２のセンサ２０の出力２２のいずれもがオンの時にオンになり図示のような出力となる。また、第２の処理回路３５の出力３７は、第１の軸数センサ１０の出力２１と第２のセンサ２０の出力２２のいずれもがオフの時ににオンになり、図示のような出力となる。一方、フリップフロップ２３は、第１の処理回路３４の出力３６の立ち上がりでセットされ、また第２の処理回路３５の出力３７の立ち上がりでリセットされ、図６（ｅ）に示すように動作する。この結果、前輪の移動に伴って第１の軸数センサ１０の出力２１と第２の軸数センサ２０の出力２２が、それぞれ一旦オンになった後、両者の波形割れの部分が重なり会わない範囲の進入角度まで正常に軸数を計数することができる。
【００２６】
なお、実施の形態１との比較を図７と図８に示す。いずれも軸数センサの出力にチャタリングのある場合の比較であり、図７は実施の形態１の場合の波形図、図８は実施の形態３の場合の波形図である。図７に示すように軸数センサのチャタリングは、即オア回路の出力に表われ、軸数の過剰計測が発生する。一方、図８ではフリップフロップ回路２３の効果によって軸数の過剰計測は防止される。
【００２７】
実施形態４．
図９は、この発明の実施の形態４を示す軸数検知器の構成図である。図９は、実施の形態３の構成に加えて方向弁別機能を付加している。つまり、実施の形態３の構成に、方向弁別回路２９、投光器４０、受光器４１、第１のゲート回路２２および第２のゲート回路３３を付加することによって、車両が前進、即ち第１の軸数センサ１０→第２の軸数センサ２０の方向に移動した場合の軸数、逆に車両が後退即ち即ち第２の軸数センサ２０→第１の軸数センサ１０の方向に移動した場合の軸数を検知できるようにしている。
【００２８】
なお、実施の形態１から４において、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０の２つの軸数センサを用いた構成について説明してきたが、上記構成に加えて、例えば軸数センサの摩耗などによる故障への対応のため、予備系の軸数センサを予め設置しておくことも可能であることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、軸数センサに対して斜めに進入した場合にも一定の進入角度内では軸数を正確に計測できると共に、軸数センサの近傍で停止あるいは少し移動した場合に生ずるセンサのチャタリングを克服できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す軸数検知器の構成図である。
【図２】 タイヤと軸数センサの設置関係を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における波形図である。
【図４】 この発明の実施の形態２を示す軸数検知器の構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態3を示す軸数検知器の構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態３における波形図である。
【図７】 この発明の実施の形態１でチャタリングがある場合の波形図である。
【図８】 この発明の実施の形態３でチャタリングがある場合の波形図である。
【図９】 この発明の実施の形態４を示す軸数検知器の構成図である。
【図１０】 ＥＴＣの基本構成を示す図である。
【図１１】 軸数センサの設置例を示す図である。
【図１２】 軸数センサとタイヤとの関係を示す図である。
【図１３】 軸数センサの断面構造図を示す図である。
【図１４】 軸数センサの動作図を示す図である。
【図１５】 軸数センサの出力波形を示す図である。
【図１６】 車両の斜め進入を示す図である。
【図１７】 進入角度がほぼ０の場合の軸数センサの出力を示す図である。
【図１８】 進入角度がある程度小さい場合の軸数センサの出力を示す図である。
【図１９】 進入角度がある程度大きい場合の軸数センサの出力を示す図である。
【図２０】 従来の軸数検知器の構成における出力波形図を示す図である。
【図２１】 従来の軸数検知器の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 道路
2 車両
3 路側アンテナ
4 車載器
5 タイヤ
6 料金所情報
7 車載器情報
8 前輪
８a 前輪（左）
8b 前輪（右）
9 後輪
9a 後輪（左）
9b 後輪（右）
10 第２の軸数センサ
11 第１の接点
12 第2の接点
13 第1の接点の出力
14 第2の接点の出力
15 外皮
20 第２の軸数センサ
21 第１の軸数センサの出力
22 第2の軸数センサの出力
23 フリップフロップ
24 フリップフロップ出力
25 計数回路
26 オア回路
27 オア回路の出力
28 計数出力
29 方向弁別回路
30 前進検知信号
31 後退検知信号
32 第１のゲート回路
33 第2のゲート回路
40 投光器
41 受光器
42 車両検知信号
【発明の属する技術分野】
この発明は、道路交通において、道路に埋設したセンサにより、車両の軸数を検知する軸数検知装置、およびその軸数検知装置を用いて車種判別を行い、車載機を搭載した車両との間で通信を行って料金を収受する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、世界的に道路交通システムの高度化（高度道路交通システム：Intelligent Transport System、以下ITSと呼ぶ）に関する開発機運が高まっている。日本においても、1995年2月に政府の「高度情報通信社会推進に向けた基本方針」により、ITSの推進が決定され、これに基づいて同年8月に「道路・交通・車両分野における情報化実施指針」が打ち出され、その中で11の推進施策と9の開発分野が示されている。ここで、9つの開発分野とは、ナビゲーションの高度化、自動料金収受システム、安全運転の支援、交通管理の最適化、道路管理の効率化、公共交通の支援、商用車の効率化、歩行者等の支援および緊急車両の運行支援）が示されている。
【０００３】
また、日本経済新聞（1998‐8‐28夕刊）の「初の料金自動徴収首都圏高速に登場」にあるように、車両に搭載した車載器と路側に設置した路側アンテナとの間で通信することによって通行料金を自動的に収受するノンストップ自動料金収受システム（Electronic Toll Collection以下ETCと呼ぶ）の開発も推進されている。ここで、ETCの基本構成を図１０に示す。図１０において１は道路、2は車両、3は料金所の屋根（図示せず）などにとりつけられ、路側機（図示せず）に接続された路側アンテナ、４は車載器であり、例えば図示のように車両２のバックミラーの窓ガラス側に固定される。また、６は料金所情報、７は車載器情報、８は車両２の前輪、９は車両２の後輪である。このような構成において車載器４を搭載した車両２が路側アンテナ3の通信領域に到達すると、路側アンテナ３と車載器4との間で無線による通信が行われ、車載器4からは、所有者情報、料金の引き落とし銀行口座、軸数情報、料金車種情報などの車載器情報７が路側アンテナ３側に送信される。一方、路側アンテナ３を介して得られた車載器情報７に基づいて路側機で通行料金が計算され、この通行料金の情報は路側アンテナ３を介して車載器4に送信される。また、通過日時などの料金所情報６が路側アンテナ３から車載器4に送信される。この双方向通信によって自動的に通行料金が課金される。
車載器情報７には、上記の所有者の情報、料金の引き落とし銀行口座などの他にその車両の軸数データ（図１０では、前輪８と後輪９から構成されるので軸数は２つ）を含む料金車種情報を通信データとして使えるよう、車載器の記憶装置に予め登録される。
【０００４】
一方、有料道路では、車両の種別により、徴収される通行料金が異なり、この車両の種別を決定する要素は、車長、車幅、軸数、車高、牽引の有無等である。例えば、都市高速道路では、均一料金方式が主として用いられており、普通自動車と大型車で料金が異なる。また、都市間高速道路では、入口発券出口収受方式が主として用いられ、軽自動車、普通車、中型車、大型車、特大車に分かれた料金車種体系が適用されている。また、牽引車の場合には、普通車が牽引する時は一段上位の中型車の料金が適用される等、一段上位の料金車種が適用される。
ＥＴＣにおいては、路上に設置された軸数検知器によって路側アンテナとの通信領域に進入する通行車両の軸数が計測され、車種判別装置（図示せず）によってこの計測された軸数と予め設定された軸数と、車種との対応関係を規定する情報とに基づいて通行車両の車種判別が行われ、路側機にこの車種判別の情報が出力されて、路側機ではこの車種判別情報を通行車両の履歴データとして記憶する。また、軸数比較器（図示せず）において、路側アンテナ３と車載器４との通信で得られた料金車種情報中の軸数データ（あるいは車種情報）と、上記軸数検知器で判別された軸数（あるいは車種判別装置からの車種情報）とが比較され、この比較の結果両者が不一致である場合に、不正車両（例えば、車載器に記憶された軸数データが車両の軸数に対応していないような、不正に入手した車載器を搭載している車両）が通行しているものと判定される。
【０００５】
図１１は、有料道路で通常用いられている軸数検知器に設けられた軸数センサの設置例であり、図において、８aは車両２の前輪（左）、８ｂは車両２の前輪（右）、９ｂは車両２の後輪（右）、１０は第１の軸数センサ、２０は第２の軸数センサであり、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０とは、同一の構造と機能とを備えている。このような構成において、前輪（左）８aと前輪（右）８ｂとは車軸（図示せず）で結合され、前輪の車軸を構成する。また、後輪側も後輪（左）９a（図示せず）と後輪（右）９ｂとで後輪の車軸を構成する。第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０は、道路１の進行方向に対して直角に、かつ所定の間隔で埋設設置される。車両２の前進に伴い、第１の軸数センサ１0、第２の軸数センサ２0を順次前輪と後輪が踏み、移動する。
【０００６】
図１２は、軸数センサと車輪のタイヤとの関係を示す図であり、車両進行方向に対して側方から見た図である。図１２において、５はタイヤであり、車両が進行するに伴い、第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ２０を通過する状況を示す。
図１３は、第１の軸数センサ１０、および第２の軸数センサ２０の断面構造図であり、１１は第１の接点、12は第２の接点、13は第１の接点の出力、１４は第２の接点の出力、１５は軸数センサの外皮であり、第１の接点11および第２の接点１２を覆い浸水防止などを実現するものである。ここで図示したのは軸数センサの一例であり、タイヤ５が軸数センサを踏むことにより、オン（第１の接点１１と第２の接点12とが接触）、タイヤ５が軸数センサを踏まない場合、オフ（第１の接点１１と第２の接点12とが非接触）となる。なお、同等の機能を圧電効果により実現することもある。また、軸数センサの感知領域のどの部分をタイヤが踏んでも1つの信号として取り出すような構造となっている。図１３において第１の接点１１と第２の接点１２は、車両のタイヤによって踏まれていない時は、互いに接触していない。図１４は、タイヤ５によって矢印の方向に力が加わり、第１の接点１１と第２の接点12とが接触した状態を示す。図１５は、軸数センサの出力波形を示しており、軸数センサにタイヤが乗っていない状態ではオフ、タイヤが軸数センサに乗った状態ではオンとなる。即ち、タイヤの移動に伴って軸数センサからは「オフ」→「オン」→「オフ」と状態が変化する。
【０００７】
図１６は、従来の軸数検知器の構成を示す。図１６において、２１は第１の軸数センサ１０の出力、２２は第２の軸数センサ２０の出力、２３は、第１の軸数センサ１０の出力２１をセットとし、第２の軸数センサ２０の出力２２をリセットとするフリップフロップ、２４はフリップフロップ２３の出力、２５はフリップフロップ出力２４のパルス数を計測する計数回路である。なお、第１の軸数センサ１０の出力２１および第２の軸数センサ２０の出力２２は、実際には図１３で示したようにそれぞれ２つの接点で構成されるが、簡単のため１つの出力で示した。
このような構成において、車両２が道路を進行するに伴い、第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ20が車両２のタイヤによって順次踏まれ、第１の軸数センサの出力２１、第２の軸数センサの出力２２が、順次「オフ」→「オン」→「オフ」に変化する。フリップフロップ２３は、第１の軸数センサ１０の出力２１の立ち上がり（「オフ」→「オン」）によってセットされ、第２の軸数センサ２０の出力２２の立ち上がり（「オフ」→「オン」）によってリセットされるようにしてあり、１つの車軸が前進することによってフリップフロップ出力２４にパルスが1つ発生する。前輪と後輪からなる車両が通過するとフリップフロップ出力２４にパルスが２つ発生する。計数回路２５はこのパルス数を計数するので通過した車両が2軸であることが検知できる。なお、簡単な回路構成とする場合には、単に第１の軸数センサ１０の出力２１、第２の軸数センサ２０の出力２２を計数することもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１６で示した従来の軸数検知器の構成では、車両が第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ20に対して直角に進入してきた場合は、正常に軸数を計数できるが、斜めに進入してきた場合、過剰計数することがある。図１７は、車両の斜め進入についての説明図であり、道路上方から道路面を俯瞰した図であり、図において図中の２、８a、8b、9a、10、20は図１０の同一符号部と同一あるいは同等のものである。図では、車両２が図の矢印方向、即ち直進方向に対して角度θで斜め進入した場合を示している。
この時、角度θと第１の軸数センサ１０の出力２１との関係を図１８、図１９及び図２０に示し、いずれも左右に１つずつのタイヤを持つ車軸1本についての状況を示す。ここで、図１８は、進入角度θがほぼゼロの場合、図１９はある程度進入角度θが小さい場合、図２０は進入角度θが大きい場合を示している。図１８に示すように、進入角度θが小さい場合は、前輪（左）８aと前輪（右）８bはほぼ同時に第１の軸数センサ１０に進入する。しかし、進入角度θが大きくなるに従い、前輪（右）８bは前輪（左）８aに遅れて第１の軸数センサ１０に到達する。
この結果、図１９から図２０に示すような出力が発生し、特に図２０では、第１の軸数センサ10から2個のパルスが発生して、本来、前輪のみでは1軸であるにも拘わらず、2軸として誤った計測を行う。また、軸数センサとして図１３に示すように軸数センサのどの部分をタイヤが踏んでも1つの信号として取り出すようなものではなく、道路幅員方向に例えば30ｃｍ毎にその踏んだ位置が検出できるような構成のものもあるが、この場合は、軸数センサを多数の検知部分で構成する必要があり、センサそのものが高価になると共に、その信号処理も複雑化してしまう。
【０００９】
図２１は、従来の軸数検知器の構成における出力波形図であり、進入角度θが大きい場合、即ち図２０で示した進入状態の場合での第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ20の出力を示す波形図である。図において前述のように、第１の軸数センサ１０の出力11の立ち上がりでセットし、第２の軸数センサ２０の出力1２の立ち上がりでリセットするような場合では、図示のように前輪のみで2個のパルスを発生し、この場合後輪の計測と併せて、車両２の軸数が４であるかの如く誤った計測をしてしまう。
以上述べたとおり、従来の軸数検知器の構成では、車両の斜め進入に対して軸数を過剰計測する場合があった。このため、ＥＴＣにおいて、軸数検知器の出力する軸数に基づいて車種判別を行う場合や、車載器４に記憶され通信によって得られた軸数データと軸数検知器の出力する軸数との比較判別を行う場合に、正確な判別を行うことができなくなり、車両の情報の入手や料金収受を正しく行えないという問題があった。
【００１０】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、正確に軸数を計測する軸数検知器を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による軸数検知装置は、道路の路幅方向に設置され、車両のタイヤに踏まれてタイヤを検知する軸数センサを有し、上記軸数センサによるタイヤの検知に応じて車両の軸数を計測する軸数検知装置において、道路の進路方向における車両のタイヤの接地長さ以下の間隔で、上記軸数センサを２個並置し、上記２つの軸数センサのいずれもが上記車両のタイヤを検知した時にオンとなる第１の処理回路と、上記２つの軸数センサのいずれもが上記車両のタイヤを検知していない時にオンとなる第２の処理回路と、上記第１の処理回路の出力オンに基づきセットされ、上記第２の処理回路の出力オンに基づきリセットされるフリップフロップ回路と、当該フリップフロップ回路の出力に基づいて上記車両の軸数を計数する計数手段とを備えたものである。
【００１２】
第２の発明による軸数検知装置は、道路の路幅方向に設置され、車両のタイヤに踏まれてタイヤを検知する軸数センサを有し、上記軸数センサによるタイヤの検知に応じて車両の軸数を計測する軸数検知装置において、道路の進路方向における車両のタイヤの接地長さ以下の間隔で、上記軸数センサを２個並置し、上記２つの軸数センサが両方ともオンとなった時に計数用のパルス信号をオンの状態とするとともに、上記２つの軸数センサが両方ともオフとなった時に当該パルス信号をオフの状態とする処理回路と、上記処理回路から出力されるパルス信号のパルス数に基づいて上記車両の軸数を計数する計数手段とを備えたものである。
【００１３】
第３の発明による軸数検知装置は、上記第１、第２の発明のいずれかの発明において、上記軸数センサは、車両に許容される進入角度範囲内で車両が斜め進入する際に、同一車軸の一方の車輪が一方の軸数センサを踏み始めてから両車輪が軸数センサを両方とも通過するまでの間、２つの軸数センサのいずれか一方が踏まれているように、当該２つの軸数センサの間隔を設定したものである。
【００１４】
第４の発明による軸数検知装置は、上記第１、第２の発明のいずれかの発明において、上記２つの軸数センサの間隔を、概ね７０〜８０ｍｍとしたものである。
【００１５】
第５の発明による軸数検知装置は、上記第１、第２の発明のいずれかの発明において、上記軸数検知装置は、路幅方向の両側にアイランドが設置された道路に配置したものである。
【００１６】
第６の発明による軸数検知装置は、上記第１〜第５の発明のいずれかの発明において、車両の進入を検知する車両検知器と、上記車両検知器の検知に応じて上記２つの軸数センサが上記タイヤを検知する順序を計測し、当該計測された順序に基づいて上記車両の進行方向を識別する方向弁別手段とを備えたものである。
【００１７】
第７の発明による車種判別装置は、上記第１〜第６の発明のいずれかに記載の軸数検知装置を備え、上記軸数検知装置で計測された軸数に基づいて車種を判別するものである。
【００１８】
第８の発明による料金収受システムは、車両に搭載された車載器と路上に設けられた路側機との間で通信を行うことにより、通行料金を収受する料金収受システムにおいて、上記第１から第６の発明のいずれかに記載の軸数検知装置と、上記軸数検知装置で計測された軸数の情報と上記車載器に記憶され当該車載器から送信された軸数の情報とを比較する比較手段とを備え、この比較結果に基づいて通行料金を収受するものである。
【００１９】
第９の発明による軸数検知装置は、車両に搭載された車載器と路上に設けられた路側機との間で通信を行うことにより、通行料金を収受する料金収受システムにおいて、上記第１から第６の発明のいずれかに記載の軸数検知装置と、上記軸数検知装置で計測された軸数の情報と上記車載器に記憶され当該車載器から送信された軸数の情報とを比較する比較手段とを備え、この比較結果に基づいて通行料金を収受するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す軸数検知器の構成図、図２はこの実施の形態１における、タイヤと軸数センサの設置関係を示す図、図３はこの実施の形態１における波形図である。
図１において、２６は、第１の軸数センサ10の出力21と第２の軸数センサ20の出力2２とを入力とし、いずれかがオンのとき、即ち第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれかがタイヤによって踏まれている場合にオア回路２６の出力２７をオンにし、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれもがタイヤによって踏まれていない状態の時にオフする回路であり、計数回路２５は、オア回路２６の出力２７のオンの数を数える計数回路、２８は計数回路２７の計数出力である。図２において、Ｄは第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ20との道路進行方向での間隔、Ｌはタイヤ５の道路進行方向における接地長さであり、Ｄ＜Ｌの条件で設置する。自動車に使われるタイヤの諸元は規定されており、例えば軽自動車では１４５Ｒ１２が、普通乗用車では１４５Ｒ１３などが使用される。最もタイヤ径の小さい軽自動車の１４５Ｒ１２の場合、タイヤ径は約４８０ｍｍあり、その接地部分の長さＬは100ｍｍから120ｍｍ程度である。従って軸数センサの接地間隔Ｄは１００ｍｍ以下とすることになる。
【００２１】
図３は、車両が斜め進入した場合の各部の波形を示しており、進入角度θは図２に示した状態に相当している。図３に基づいて説明する。車両２が第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ２０に対して斜め進入した場合は、第１の軸数センサ１０の出力２１は、図示のように前輪（左）と前輪（右）が時間をあけて軸数センサを踏むため、図示のように、一旦波形が落ち込む、つまり波形割れを持つ波形となる。また、第２の軸数センサ２０の出力２２も同様となる。この時、オア回路出力２７は、第１の軸数センサ１０の出力２１と第２の軸数センサ２０の出力２２のいずれかがオンの時にオンになり図示のような出力となる。この結果、前輪の移動に伴って第１の軸数センサ１０の出力２１と第２の軸数センサ２０の出力２２が、それぞれ一旦オンになった後、両者の波形割れの部分が重なり会わない範囲の進入角度まで正常に軸数を計数することができる。Ｄを70ｍｍとし、軽自動車を使った実験によると、図１の構成により、進入角度θが9度まで正しく軸数を計測できている。料金所は、一般的に道路幅３ｍで、道路両側にはアイランドと呼ばれる構造が施されており、車両が斜め進入し難い構造であって、上記の進入角度約９度は実用上問題のない値である。なお、車両がある程度以上の進入角度θ（例えば５°以上）で斜めに進入する際、図３に示すように前輪（左）と前輪（右）におけるそれぞれのタイヤの接地面が、車軸の傾きに応じて間隔Ｋを空けて第１の軸数センサ１０をそれぞれ順に踏むことがある（第２の軸数センサ２０についても同様）。このとき、Ｄの大きさを小さくし過ぎると、間隔Ｋに対応したある時間Ｔｋ内において、第１、第２の軸数センサ１０、２０の出力２１と出力２２が両方ともオフになる区間を生じてしまう。したがって、車両の所定の進入角度θ内（例えば９°以下）において、図３に示すように時間Ｔ2（前輪（左もしくは右）が第１の軸数センサ１０を踏み始めてから前輪（右もしくは左）が第２の軸数センサ２０を通過するまでの時間）が、時間Ｔ1（前輪（左もしくは右）が第１の軸数センサ１０を踏み始めてから前輪（右もしくは左）が第１の軸数センサ１０を踏み始めるまでの時間）よりも大きくなるように、Ｄの大きさを適宜設定しておくことが望ましい（例えば、５０ｍｍ≦Ｄ≦１００ｍｍとする。より好ましくはＤを概ね７０〜８０ｍｍとすると良い。）。
以上のように軸数検知器を構成することにより、特定の車線幅内を通過する車両が軸数センサに対して斜めに進入した場合であっても、軸数を正確に計測できる。また、ＥＴＣのように軸数情報が重要な役割を果たすシステムに適用した場合、実用に供する軸数検知器を提供することができる。例えば、軸数検知器で計測された軸数に基づいて車種判別を行う際に、軸数を誤りなく計測できるため、正確な車種判別を行うことができる。また、車載器４との通信で得られた軸数データ（あるいは車種情報）と軸数検知器で判別された軸数（あるいは車種判別装置からの車種情報）とを比較する軸数比較器においても、正確な判別が可能となる。
【００２２】
実施形態２．
図４は、この発明の実施の形態２を示す軸数検知器の構成図である。図４において２９は方向弁別回路、３０は方向弁別回路２９の出力である前進検知信号、３０は方向弁別回路２９の出力である前進検知信号、３２は第１のゲート回路、３３は第２のゲート回路、４０は投光器、４１は受光器、４２は車両検知出力である。なお、タイヤと軸数センサの設置関係は、図２が適用される。また、投光器４０と、受光器４１は、車両が通過する道路の両側に、かつ第１の軸数センサ10の近傍の上流側にそれぞれ設置され、車両が投光器４０と受光器４１の間を通過する際、車両の前端部周辺もしくは後端部周辺が投光器４０からの光を遮ったときに車両検知信号４２を出力する。図４において、方向弁別回路２９は、第１の軸数センサ10の出力21と第２の軸数センサ20の出力2２とを入力とし、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれが時間的に先行してタイヤによって踏まれたかを弁別するものであり、具体的にはフリップフロップなどで実現され、第１の軸数センサ１０が時間的に第２の軸数センサ２０に先行して踏まれた場合には前進検知信号３０を、逆に第2の軸数センサ2０が時間的に第1の軸数センサ１０に先行して踏まれた場合には後退検知信号３１を出すようになっている。
【００２３】
また、方向弁別回路２９は、車両前端部周辺もしくは後端部周辺が投光器４０と受光器４１の間をよぎり、車両検知信号４２が出力された場合に動作を開始するようにしてあり、車両の進行方向の弁別を車両に対してのみ動作するようにしている。第１のゲート回路32は、計数出力２８が前進検知信号30によってゲートが掛けられているため、車両が前進した場合にその軸数計数結果が出力される。また、第2のゲート回路33は、計数出力２８が後退検知信号31によってゲートが掛けられているため、車両が後退した場合にその軸数計数結果が出力される。これによって前進の場合と後進の場合を区別して軸数を計測できる。このように、実施の形態１では車両の進行方向が判別できないのに比べ、実施の形態２では車両の進行方向と、その際の軸数を計数できる。
【００２４】
実施形態３．
図５は、この発明の実施の形態３を示す軸数検知器の構成図である。図５において、３４は第１の処理回路、３５は第２の処理回路、３６は第１の処理回路３４の出力、３７は第２の処理回路３５の出力、２８は計数回路２５の出力である。なお、タイヤと軸数センサの設置関係は、図２と同様である。図において、１０、２０、２１、２２、２３、２４、２５は、図１５の同一符号部と同等の機能をもつ。このような構成において、第１の処理回路３４は、第１の軸数センサ出力２１と第２の軸数センサ出力２２とがいずれもがオンのとき、即ち、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれもがタイヤによって踏まれた状態の場合、第１の処理回路出力３６をオンにするようになっている。また、第２の処理回路３５は、第１の軸数センサ出力２１と第２の軸数センサ出力２２とがいずれもがオフのとき、即ち、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０のいずれもがタイヤによって踏まれない状態の場合、第２の処理回路出力３７をオンにするようになっている。また、フリップフロップ２３は、第１の処理回路出力３６の立ち上がり（オフ→オン）でセットされ、第２の処理回路出力３７の立ち上がり（オフ→オン）でリセットされるようになっている。計数回路２５はフリップフロップ２３の出力３８のパルス数を計数し、計数回路出力２８を出す。
【００２５】
図６は、車両が斜め進入した場合の各部の波形を示しており、進入角度θは図２に示した状態に相当している。図６に基づいて説明する。車両２が第１の軸数センサ１０、第２の軸数センサ２０に対して斜め進入した場合は、第１の軸数センサ１０の出力２１は、前輪（左）と前輪（右）が時間をあけて軸数センサを踏むため、図示のように、一旦波形が落ち込む、つまり波形割れを持つ波形となる。また、第２の軸数センサ２０の出力２２も同様となる。この時、第１の処理回路３４の出力３６は、第１の軸数センサ１０の出力２１と第２のセンサ２０の出力２２のいずれもがオンの時にオンになり図示のような出力となる。また、第２の処理回路３５の出力３７は、第１の軸数センサ１０の出力２１と第２のセンサ２０の出力２２のいずれもがオフの時ににオンになり、図示のような出力となる。一方、フリップフロップ２３は、第１の処理回路３４の出力３６の立ち上がりでセットされ、また第２の処理回路３５の出力３７の立ち上がりでリセットされ、図６（ｅ）に示すように動作する。この結果、前輪の移動に伴って第１の軸数センサ１０の出力２１と第２の軸数センサ２０の出力２２が、それぞれ一旦オンになった後、両者の波形割れの部分が重なり会わない範囲の進入角度まで正常に軸数を計数することができる。
【００２６】
なお、実施の形態１との比較を図７と図８に示す。いずれも軸数センサの出力にチャタリングのある場合の比較であり、図７は実施の形態１の場合の波形図、図８は実施の形態３の場合の波形図である。図７に示すように軸数センサのチャタリングは、即オア回路の出力に表われ、軸数の過剰計測が発生する。一方、図８ではフリップフロップ回路２３の効果によって軸数の過剰計測は防止される。
【００２７】
実施形態４．
図９は、この発明の実施の形態４を示す軸数検知器の構成図である。図９は、実施の形態３の構成に加えて方向弁別機能を付加している。つまり、実施の形態３の構成に、方向弁別回路２９、投光器４０、受光器４１、第１のゲート回路２２および第２のゲート回路３３を付加することによって、車両が前進、即ち第１の軸数センサ１０→第２の軸数センサ２０の方向に移動した場合の軸数、逆に車両が後退即ち即ち第２の軸数センサ２０→第１の軸数センサ１０の方向に移動した場合の軸数を検知できるようにしている。
【００２８】
なお、実施の形態１から４において、第１の軸数センサ１０と第２の軸数センサ２０の２つの軸数センサを用いた構成について説明してきたが、上記構成に加えて、例えば軸数センサの摩耗などによる故障への対応のため、予備系の軸数センサを予め設置しておくことも可能であることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、軸数センサに対して斜めに進入した場合にも一定の進入角度内では軸数を正確に計測できると共に、軸数センサの近傍で停止あるいは少し移動した場合に生ずるセンサのチャタリングを克服できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す軸数検知器の構成図である。
【図２】 タイヤと軸数センサの設置関係を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における波形図である。
【図４】 この発明の実施の形態２を示す軸数検知器の構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態3を示す軸数検知器の構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態３における波形図である。
【図７】 この発明の実施の形態１でチャタリングがある場合の波形図である。
【図８】 この発明の実施の形態３でチャタリングがある場合の波形図である。
【図９】 この発明の実施の形態４を示す軸数検知器の構成図である。
【図１０】 ＥＴＣの基本構成を示す図である。
【図１１】 軸数センサの設置例を示す図である。
【図１２】 軸数センサとタイヤとの関係を示す図である。
【図１３】 軸数センサの断面構造図を示す図である。
【図１４】 軸数センサの動作図を示す図である。
【図１５】 軸数センサの出力波形を示す図である。
【図１６】 車両の斜め進入を示す図である。
【図１７】 進入角度がほぼ０の場合の軸数センサの出力を示す図である。
【図１８】 進入角度がある程度小さい場合の軸数センサの出力を示す図である。
【図１９】 進入角度がある程度大きい場合の軸数センサの出力を示す図である。
【図２０】 従来の軸数検知器の構成における出力波形図を示す図である。
【図２１】 従来の軸数検知器の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 道路
2 車両
3 路側アンテナ
4 車載器
5 タイヤ
6 料金所情報
7 車載器情報
8 前輪
８a 前輪（左）
8b 前輪（右）
9 後輪
9a 後輪（左）
9b 後輪（右）
10 第２の軸数センサ
11 第１の接点
12 第2の接点
13 第1の接点の出力
14 第2の接点の出力
15 外皮
20 第２の軸数センサ
21 第１の軸数センサの出力
22 第2の軸数センサの出力
23 フリップフロップ
24 フリップフロップ出力
25 計数回路
26 オア回路
27 オア回路の出力
28 計数出力
29 方向弁別回路
30 前進検知信号
31 後退検知信号
32 第１のゲート回路
33 第2のゲート回路
40 投光器
41 受光器
42 車両検知信号
Claims (8)
- 道路の路幅方向に設置され、車両のタイヤに踏まれてタイヤを検知する軸数センサを有し、上記軸数センサによるタイヤの検知に応じて車両の軸数を計測する軸数検知装置において、
道路の進路方向における車両のタイヤの接地長さ以下の間隔で、上記軸数センサを２個並置し、
上記２つの軸数センサのいずれもが上記車両のタイヤを検知した時にオンとなる第１の処理回路と、上記２つの軸数センサのいずれもが上記車両のタイヤを検知していない時にオンとなる第２の処理回路と、上記第１の処理回路の出力オンに基づきセットされ、上記第２の処理回路の出力オンに基づきリセットされるフリップフロップ回路と、当該フリップフロップ回路の出力に基づいて上記車両の軸数を計数する計数手段とを備えたことを特徴とする軸数検知装置。 - 道路の路幅方向に設置され、車両のタイヤに踏まれてタイヤを検知する軸数センサを有し、上記軸数センサによるタイヤの検知に応じて車両の軸数を計測する軸数検知装置において、
道路の進路方向における車両のタイヤの接地長さ以下の間隔で、上記軸数センサを２個並置し、
上記２つの軸数センサが両方ともオンとなった時に計数用のパルス信号をオンの状態とするとともに、上記２つの軸数センサが両方ともオフとなった時に当該パルス信号をオフの状態とする処理回路と、
上記処理回路から出力されるパルス信号のパルス数に基づいて上記車両の軸数を計数する計数手段とを備えたことを特徴とする軸数検知装置。 - 上記軸数センサは、
車両に許容される進入角度範囲内で車両が斜め進入する際に、同一車軸の一方の車輪が一方の軸数センサを踏み始めてから両車輪が軸数センサを両方とも通過するまでの間、２つの軸数センサのいずれか一方が踏まれているように、当該２つの軸数センサの間隔を設定したことを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の軸数検知装置。 - 上記２つの軸数センサの間隔を、概ね７０〜８０ｍｍとすることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の軸数検知装置。
- 上記軸数検知装置は、路幅方向の両側にアイランドが設置された道路に配置されたことを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の軸数検知装置。
- 車両の進入を検知する車両検知器と、上記車両検知器の検知に応じて上記２つの軸数センサが上記タイヤを検知する順序を計測し、当該計測された順序に基づいて上記車両の進行方向を識別する方向弁別手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の軸数検知装置。
- 上記請求項１から６のいずれかに記載の軸数検知装置を備え、上記軸数検知装置で計測された軸数に基づいて車種を判別する車種判別装置。
- 車両に搭載された車載器と路上に設けられた路側機との間で通信を行うことにより、通行料金を収受する料金収受システムにおいて、上記請求項１から７のいずれかに記載の軸数検知装置と、上記軸数検知装置で計測された軸数の情報と上記車載器に記憶され当該車載器から送信された軸数の情報とを比較する比較手段とを備え、この比較結果に基づいて通行料金を収受することを特徴とする料金収受システム。
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-
2000
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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