JP4651246B2

JP4651246B2 - 路車間通信用車載アンテナ

Info

Publication number: JP4651246B2
Application number: JP2001296747A
Authority: JP
Inventors: 典利古田; 啓之榊原; 恭文山田
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003109181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、限定された通信エリア内で行うスポット的な路車間通信のために車両に搭載される路車間通信用車載アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、路車間通信や車車間通信を駆使して、車両の走行状態を制御することにより、走行中の安全性の向上や渋滞の解消を図る交通システムが提案されている。
【０００３】
このような交通システムの一つとして、所定の走行ルートを走行するバス車両に自動走行や隊列走行を行わせたり、車両同士の衝突を防止するための閉塞制御等を行うＩＭＴＳ（Intelligent Multi-mode Transit System ）が知られている。なお、閉塞制御とは、走行ルートを多数の区間に分割し、一定区間内に同時に複数の車両（隊列）が進入することを禁止することにより、車両同士の衝突を防止するものである。
【０００４】
なお、閉塞制御を行う場合、各車両がどの区間に存在するかを特定するために、各区間毎に、その区間内に位置する車両のみと個別に路車間通信を行う、いわゆるスポット通信を可能とすることが必要であり、そのようなスポット通信に好適な通信装置として、電磁結合方式及び電磁誘導方式のものが知られている。
【０００５】
これらの通信装置では、路側及び車側のいずれにもループアンテナを使用し、走行ルートとなる専用道路に埋設された路側ループアンテナと、車体の下面に設置された車載ループアンテナとの相互誘導を利用して通信を行う。つまり、両ループアンテナのループ部分が互いに重なり合った状態の時に、両ループアンテナ間の電磁的な結合が大きくなり通信が可能となる。従って、通常は、路側のループアンテナを通信エリアとほぼ一致する形状に形成することにより、通信エリア内の全域に渡って路車間通信が可能となるようにされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、閉塞制御等のために、路車間通信が可能な区間を連続して設定した場合、隣接する区間の境界部分では、図３（ａ）に示すように、路側のループアンテナを離して敷設する場合と、図３（ｂ）に示すように、路側のループアンテナをクロスさせて敷設する場合とがある。
【０００７】
しかし、この境界部分では、前者の場合、車載アンテナＡＮＴｃは、いずれの路側アンテナＡＮＴｒとも、ループ部分が十分に重なり合うことがないことにより、いずれの路側アンテナＡＮＴｒとも通信できない通信不能エリアが存在し、後者の場合、車載アンテナＡＮＴｃは、いずれの路側アンテナＡＮＴｒからも十分な大きさの信号が得られ、両者が混信してしまうことにより、いずれとも通信できない通信不能エリアが存在する。
【０００８】
そして、これらの通信不能エリアに、車載アンテナＡＮＴｃが位置する時には、路車間通信が途絶えることになる。つまり、路側通信装置を介した車両との通信に基づき各種制御を実行する管制センターでは、路車間通信の途絶えた車両Ｍが、通信不能エリアで停車したのか、走行ルートから逸脱して専用道路Ａ以外を走行しているのかを特定することができず、このような場合に、制御の安全性を確保できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために、隣接区間の境界部分に通信不能エリアが存在しても、路車間通信を途絶えることなく行うことが可能な路車間通信用車載アンテナを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための発明である請求項１記載の路車間通信用車載アンテナでは、送信出力のピークが複数存在し、且つ該ピークが車両の走行方向に沿って配置された送信特性を有している。また、送信出力のピークの中心間の距離は、隣接する区間の境界部分に存在する通信不能エリアより長く設定されている。
【００１１】
このため、隣接する区間の境界部分に通信不能エリアが存在していても、複数のピークのうち、少なくとも一つが常に通信可能エリアに位置するように、送信出力のピークの配置を設定すれば、路側通信装置との通信を途絶えることなく確実に行うことができる。
【００１２】
なお、送信出力のピークの配置は、具体的には、路側通信装置のアンテナがループアンテナからなる場合、送信出力のピークの中心間の距離を、ループアンテナの最も接近している部分間の距離より大きくすればよい。
【００１３】
また、上述のような送信出力の特性は、単一のアンテナにて実現してもよいが、請求項２記載のように、それぞれが送信出力のピークを一つずつ有する複数の単位アンテナにて構成すれば、所望の送信出力の特性を簡単に実現できる。
そして、このように複数の単位アンテナにて車載アンテナを構成する場合、単位アンテナは、例えば請求項３記載のように、いずれも互いに直列接続され且つ別途設けられた同調コンデンサと共に共振回路を構成するコイルからなり、路側通信装置との間の無線信号の送受信を、コイルの相互誘導を利用した電磁結合方式或いは電磁誘導方式にて行うように構成してもよい。
【００１４】
この場合、上述のような送信特性を、極めて簡易な構成により実現できる。
なお、上述した複数の単位アンテナは、請求項４記載のように、単位アンテナを構成するコイルのループ部分の半径をｄ、単位アンテナのループ部分の中心点間の間隔をｘ、路側通信装置を構成する路側アンテナのアンテナ端間距離である通信不能エリアの長さをｙとして、ｙ≦ｘ−２ｄを満たすように配置されていることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図２は、実施形態の路車間通信用車載アンテナが適用された交通システムの概略構成を表す説明図である。
【００１６】
図２に示すように、交通システムは、単線で構成され、当該システムに適応した車両Ｍだけが走行する専用道路Ａを備えている。
この専用道路Ａには、道路に沿って等間隔に磁気マーカ（図示せず）が設置されていると共に、閉塞制御のために設定された区間のそれぞれに路車間通信用の路側アンテナ２が設置されている。
【００１７】
路側アンテナ２は、専用道路Ａに沿って長辺が位置するように配置された長方形のループアンテナからなり、このループアンテナで区切られた範囲が、ほぼ通信エリアと一致する。
また、路側アンテナ２の一方の長辺の中央部分からは、路側に設けられた路側通信機６に到る給電線４が接続されており、これら路側アンテナ２及び給電線４は、アスファルト又はコンクリート舗装された専用道路Ａの路面から深さ３ｃｍ程度の位置に埋設されている。なお、ここでは、路側アンテナ２のアンテナ端間の距離をｙとする。
【００１８】
そして、各路側通信機６は、路側アンテナ２を介して得た車両Ｍに関する情報を図示しない管制センターに送信すると共に、閉塞制御等を行うための各種指令を、管制センターから受信し、路側アンテナ２を介して車両Ｍに通知するようにされている。
【００１９】
一方、車両Ｍは、車体下面に設置された車載アンテナ１２、及びこの車載アンテナ１２と路側アンテナ２との相互誘導を利用して無線通信を行う電磁結合方式或いは電磁誘導方式の車載通信機１４からなる路車間通信装置１０の他、他車両との通信を行う車車間通信装置、路面に設置された磁気マーカを検出する磁気センサ、車両の走行状態を検出する各種センサなどを備えている。そして、車両Ｍは、路車間通信装置１０や車車間通信装置による路車間通信や車車間通信によって得られる管制センターや他車両からの各種情報や指令に基づいて、ステアリング制御や車速制御を行い、磁気センサが検出する磁気マーカを辿って専用道路を自動走行するように構成されている。
【００２０】
なお、車載アンテナ１２は、図１に示すように、同一形状（円形状）、同一サイズ、同一巻線数を有し、電流を流した時に同一強度で同一方向の磁界が発生するように直列接続された一対のループアンテナ（コイル）１２ａ，１２ｂと、この一対のループアンテナ１２ａ，１２ｂと共に、共振回路を構成する同調コンデンサ１２ｃとを備えている。
【００２１】
そして、ループアンテナ１２ａ，１２ｂは、ループ部分の半径をｄとして、両ループアンテナ１２ａ，１２ｂの中心点間の間隔（以下「アンテナ間隔」という）ｘが、（１）式を満たすような配置で、車両Ｍの下面に固定されている（図２参照）。
【００２２】
ｙ≦ｘ−２ｄ（１）
このように構成された本実施形態の車載アンテナ１２は、両ループアンテナ１２ａ，１２ｂと対向する２カ所の地点で送信出力のピークが表れる特性を有し、これらループアンテナ１２ａ，１２ｂのいずれか一方でも、路側通信機６との通信が可能なエリア、即ち路側アンテナ２のループ内に位置していれば、路車間通信が可能となる。
【００２３】
そして、本実施形態の車載アンテナ１２によれば、両ループアンテナ１２ａ，１２ｂ間のアンテナ間隔ｘが、（１）式を満たすように設定されているので、車両Ｍが区間の境界部分を通過する時でも、ループアンテナ１２ａ，１２ｂのうちいずれか一方は、ループ部分の全体が路側アンテナ２のループ内に確実に位置し、路車間通信を途切れることなく行うことができる。
【００２４】
その結果、本実施形態の車載アンテナ１２を適用した交通システムでは、管制センターにて、走行ルート上の車両Ｍの位置を確実に把握することができ、システムの安全性を向上させることができる。
なお、本実施形態では、ループアンテナ１２ａ，１２ｂ間のアンテナ間隔ｘが、両ループアンテナ１２ａ，１２ｂのうちいずれか一方は、ループ部分の全体が路側アンテナ２のループ内に確実に位置するように設定されているが、路車間通信を確保できる範囲内でアンテナ間隔ｘを狭めてもよい。
【００２５】
例えば、ループアンテナ１２ａ，１２ｂのループ部分の半分以上が路側アンテナ２のループ内に位置すれば路車間通信を確保できる場合には、アンテナ間隔ｘは、路側アンテナ２のアンテナ端間距離ｙより大きく（ｙ≦ｘ）なるように設定すればよい。
【００２６】
また、本実施形態では、アンテナ端間距離をｙとしたが、路側アンテナ２がクロス敷設されている場合には、その境界部分に生じる通信不能エリアの長さをｙとすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の車載アンテナの構成図である。
【図２】実施形態の車載アンテナが適用された交通システムの概略構成を表す説明図である。
【図３】従来装置の問題点を示すための説明図である。
【符号の説明】
２…路側アンテナ４…給電線６…路側通信機
１０…路車間通信装置１２…車載アンテナ
１２ａ，１２ｂ…ループアンテナ１２ｃ…同調コンデンサ
１４…車載通信機Ａ…専用道路Ｍ…車両

Claims

走行ルート上に設定された複数の区間のそれぞれにて、該区間内のみを通信エリアとしたスポット通信を提供する路側通信装置との間で、無線信号を送受信するために車両に搭載される路車間通信用車載アンテナであって、
送信出力のピークが複数存在し、且つ該ピークが車両の走行方向に沿って配置された送信特性を有し、
前記送信出力のピークの中心間の距離は、隣接する区間の境界部分に存在する通信不能エリアより長く設定されていることを特徴とする路車間通信用車載アンテナ。
それぞれが送信出力のピークを一つずつ有する複数の単位アンテナからなることを特徴とする請求項１記載の路車間通信用車載アンテナ。
前記単位アンテナは、いずれも互いに直列接続され且つ別途設けられた同調コンデンサと共に共振回路を構成するコイルからなり、前記路側通信装置との間の無線信号の送受信を、コイルの相互誘導を利用した電磁結合方式或いは電磁誘導方式にて行うことを特徴とする請求項２記載の路車間通信用車載アンテナ。
前記単位アンテナを構成するコイルのループ部分の半径をｄ、前記単位アンテナの前記ループ部分の中心点間の間隔をｘ、前記路側通信装置を構成する路側アンテナのアンテナ端間距離である前記通信不能エリアの長さをｙとして、前記複数の単位アンテナは、以下に示す式を満たすように配置されていることを特徴とする請求項３記載の路車間通信用車載アンテナ。
ｙ≦ｘ−２ｄ