JP5285298B2 - 自動車運転課金システム、その車載装置及び自動車運転課金方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車運転に係る排気ガスの低減、交通渋滞緩和等のため、自動車の運転に応じて課金を行う際に用いて好適な自動車運転課金システム、その車載装置及び自動車運転課金方法に関する。

自動車の運転にともなう環境負荷には、ＣＯ２（二酸化炭素）排出による地球温暖化への影響、交通集中地域における大気汚染の発生などがある。地球温暖化の原因とされる温室効果ガスのうちで二酸化炭素が占める割合は９割以上であるとされている。そのため、二酸化炭素の低減が重要な課題となっている。また、日本における二酸化炭素排出量のうち運輸部門が占める割合は約２割である。そして、そのうち約９割が自動車からの排出である（２００５年度、交通エコロジー・モビリティ財団ホームページ）。さらに運輸部門が占める二酸化炭素の排出量のうちの約５割は、自家用自動車による排出である。なお、２００１年度には１９９０年度比で運輸部門の二酸化炭素の排出量が約２割増加している。増加の最大の要因は自家用自動車による走行量の増加であると言われている（非特許文献１）。

自動車からの排出ガスを削減するための運転方法は、エコドライブ（環境に配慮した自動車の使用）と呼ばれ、普及方策が検討されている。現在、実技講習などが行われているほか、ＩＴ（情報技術）を利用した診断方法の検討などが行われている（非特許文献１）。

非特許文献１に記載されているエコドライブの診断システムでは、車載機によって、燃料噴射量、エンジン回転数、走行速度、スロットルポジション、エアコンのオン・オフなどの運転状況を示す情報が取り込まれる。そして、取り込まれた情報が無線パケット通信でセンタに送信される。センタでは、各車両から取得した運転状況を示す情報に基づいて、燃費、二酸化炭素排出量、アイドリング時間、空ぶかし時間、急発進、急加速、走行速度などの各項目が診断され、診断の結果とアドバイスとが、電子メールやホームページによって利用者に提供される。

一方、排出ガスによる大気汚染については、ＮＯｘ（窒素酸化物）やＳＰＭ（浮遊粒子状物質）による沿道環境や都市環境の環境悪化が問題となっている。都市部では、交通量が多いことに加え、交通渋滞の発生による燃費の悪化が排出ガス増加の原因となっている。たとえば東京都内では、多くの排出ガス測定局で窒素酸化物濃度が環境基準を上回る状況が続いている。

このような交通集中地域における大気汚染対策の一つとして、ロードプライシングが検討されている。ロードプライシングは、都市部の一定範囲へ進入する自動車から通行料を徴収することで、当該地域の交通集中を緩和しようとする措置である。海外の一部の都市ではすでに導入されている。

ロードプライシングにおける料金徴収は、国内の有料道路ですでに導入されているＥＴＣ（Electronic Toll Collection System；ノンストップ自動料金収受システム）と同様なシステムで行うことができると考えられる。さらに、ロードプライシングシステムの設定地域を対象として、自動車運転の丁寧さ、すなわちエコドライブの診断結果に応じて、通行料を徴収するようにしたシステムが提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載されているシステムでは、ＥＴＣと同様のシステムを用いて所定地域である料金徴収区間の境界部分に固定端末装置をそれぞれ設け、各車両に搭載した移動体端末装置から当該車両の走行データを固定端末装置に送信することで、走行データに基づく通行料の算出が行われる。そこで走行データは、当該車両の走行による環境への影響の大きさを示す指標であり、具体的には、走行距離と消費燃料量から算出される燃費データである。
特許第３８９１４０４号公報 "平成１５年度ＩＴ技術利用エコドライブ 診断モデル事業支援業務報告書"、[online]、独立行政法人環境再生保全機構、[平成２０年１月８日検索]、インターネット<URL: http://www.erca.go.jp/ondanka/it-eco/index.html>

特許文献１に記載されているシステムによれば、排気ガスの排出量がより少なくなるような運転に対して通行料を安くすることができるので、環境への影響がなるべく少なくなるような運転を運転者に促すことができる。しかしながら、特許文献１に記載されているシステムは、ロードプライシングによって通行料が設定された所定の地域内の走行を対象として走行データを収集し、収集した走行データに基づいて通行料を可変するものである。そのため、ロードプライシングなどの通行料が設定されていない地域については、自動車の走行にともなう環境負荷の低減についての効果が得られないという課題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、通行料の設定の有無にかかわらず交通集中などによる環境負荷が問題となる地域への自動車の流入削減や当該地域におけるエコドライブの促進を図るのに適するように、自動車の運転に対して課金を行うことができる自動車運転課金システム、その車載装置及び自動車運転課金方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、車両の位置を測定する測位手段と、燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の燃料消費量と設定された燃料消費量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と、前記通信手段と無線通信を行う複数の基地局と、基地局から取得した課金情報を課金システムに送信する課金手段とを備えることを特徴とする自動車運転課金システムである。

請求項２に記載の発明は、車両の位置を測定する測位手段と、燃料消費量に基づく排ガス量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の排ガス量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の排ガス量と設定された排ガス量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と、前記通信手段と無線通信を行う複数の基地局と、基地局から取得した課金情報を課金システムに送信する課金手段とを備えることを特徴とする自動車運転課金システムである。

請求項３に記載の発明は、前記算出情報記憶手段が、複数の時間帯に分けて、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶したものであり、前記課金情報算出手段が、時刻と前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、課金情報を所定の走行距離毎に算出するものであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記各基地局が、有料道路の入口又は出口に設置されたものであり、前記通信手段が、前記課金情報とともに当該車両の車種情報を送信するものであり、前記課金システムが、各車両の車種情報に基づいて有料道路の通行料を課金するシステムであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記各基地局が、有料道路の入口又は出口に設置されたものであり、前記課金情報累積記憶手段が、前記通信手段による出口に設置された基地局との通信を契機として前記課金情報算出手段が算出した各課金情報の累積を開始する機能を有し、前記通信手段が、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を入口に設置されている基地局に送信する機能を有することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、車両の位置を測定する測位手段から測位情報を入力する手段と、燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の燃料消費量と設定された燃料消費量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段とを備えることを特徴とする自動車運転課金システムの車載装置である。

請求項７に記載の発明は、車両の位置を測定する測位手段から測位情報を入力する手段と、燃料消費量に基づく排ガス量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の排ガス量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の排ガス量と設定された排ガス量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段とを備えることを特徴とする自動車運転課金システムの車載装置である。

請求項８に記載の発明は、車両の位置を測定する測位過程と、燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得過程と、前記測位過程で取得した車両位置に基づいて複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の燃料消費量と設定された燃料消費量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出過程と、前記課金情報算出過程で算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶過程と、前記課金情報累積記憶過程で記憶された課金情報を近傍の基地局に送信する通信過程とを含むことを特徴とする自動車運転課金方法である。

請求項９に記載の発明は、車両の位置を測定する測位過程と、燃料消費量に基づく排ガス量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得過程と、前記測位過程で取得した車両位置に基づいて複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両排ガス量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の排ガス量と設定された排ガス量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出過程と、前記課金情報算出過程で算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶過程と、前記課金情報累積記憶過程で記憶された課金情報を近傍の基地局に送信する通信過程とを含むことを特徴とする自動車運転課金方法である。
また、本発明の一態様は、車両の位置を測定する測位手段と、燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と、前記通信手段と無線通信を行う複数の基地局と、基地局から取得した課金情報を課金システムに送信する課金手段とを備え、前記各基地局が、有料道路の入口又は出口に設置されたものであり、前記通信手段が、前記課金情報とともに当該車両の車種情報を送信するものであり、前記課金システムが、各車両の車種情報に基づいて有料道路の通行料を課金するシステムであることを特徴とする自動車運転課金システムである。
また、本発明の一態様は、車両の位置を測定する測位手段と、燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と、前記通信手段と無線通信を行う複数の基地局と、基地局から取得した課金情報を課金システムに送信する課金手段とを備え、前記各基地局が、有料道路の入口又は出口に設置されたものであり、前記課金情報累積記憶手段が、前記通信手段による出口に設置された基地局との通信を契機として前記課金情報算出手段が算出した各課金情報の累積を開始する機能を有し、前記通信手段が、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を入口に設置されている基地局に送信する機能を有することを特徴とする自動車運転課金システムである。

本発明によれば、取得した車両位置に基づいて複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段を参照して課金情報を所定の走行距離毎に算出し、算出した各課金情報を累積して記憶するとともに、累積記憶した課金情報を近傍の基地局に送信する。したがって、算出情報記憶手段に記憶させる地域毎の算出情報を、環境負荷の影響度に応じて各地域で異ならせることで、通過した地域の環境負荷の度合いに応じた課金情報の累積を行うことができる。これによれば、たとえば環境負荷が特に問題となる地域を通行した場合に、当該地域を通行した距離に応じて課金を増加させるといったことなどができるようになる。ここで、算出情報記憶手段には、通行料の設定の有無に関わらず複数の地域と、その地域の算出情報とを記憶させることができる。したがって、本発明によれば、通行料の設定の有無にかかわらず交通集中などによる環境負荷が問題となる地域への自動車の流入削減を図るのに適した課金を行うことができる。

また、課金情報算出手段によって、車両位置に基づいて算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報を所定の走行距離毎に算出するようにすれば、さらに、課金情報を車両の燃料消費量に応じて累積することができるようになる。これによれば、各地域におけるエコドライブの促進を図るのに適した課金を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明による自動車運転課金システムの構成を説明するためのブロック図である。本システムにおいて課金対象となる自動車１には、エンジン制御等を行うエンジン制御装置２と、課金情報の算出等を行う車載器３とが搭載されている。車載器３は、内部にＣＰＵ（中央処理装置）と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、書き換え可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ等のメモリと、各種周辺回路とからなるコンピュータを有して構成されている。そして、車載器３は、ＣＰＵによってＲＯＭなどに記憶されているプログラムを実行することで、エンジン制御装置２から各種車両センサを用いて取得された車両の運転状態についての情報（走行距離、燃料消費量の情報など）を、車内ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）や所定の信号線を介して取得するとともに、自動車１の位置を測定する測位機能３１や、有料道路の通行料の自動支払いを行うためのＥＴＣ機能３２を実現する。

また、車載器３は、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した課金係数マップ３３を、フラッシュメモリ等のメモリ内に記憶している。そして、車載器３は、測位機能３１によって取得した車両位置に基づいて課金係数マップ３３を参照し、課金の際の基準となる情報として用いられる課金情報を所定の走行距離毎に算出する機能を実現する。

また、車載器３は、ＥＴＣにおいて有料道路の入口に設置されている入口基地局４や出口に設置されている出口基地局５と、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication；狭域無線通信）によって通信する機能を有している。

入口基地局４や出口基地局５は、通信回線６を介して課金装置７に接続されている。課金装置７は、サーバコンピュータなどから構成され、入口基地局４や出口基地局５から取得した各車両に対する課金情報を、センターシステム９に通信回線８を介して送信する。センターシステム９は、各車両の車種情報などに基づいて有料道路の通行料を各利用者に対して課金するためのシステムを提供するものであり、各情報を管理するためのデータベースなどを備え、図示していないクレジット会社などと通信回線を介して接続されている。

なお、図１では、自動車１、入口基地局４、出口基地局５及び課金装置７をそれぞれ１台のみ示しているが、本システムではそれぞれ複数台存在している。

次に、図２を参照して、図１の車載器３の構成について説明する。図２は、図１に示す車載器３の構成例を示すブロック図である。制御部３０１は、ＣＰＵ、各種メモリ及び各種周辺回路からなるコンピュータであって、各部を制御するとともに、所定のメモリに課金係数マップ３３を記憶している。時計・タイマー３０２は、年月日と時刻とを示す情報を制御部３０１に出力したり、制御部３０１の制御に基づいて時間を計測したりする。操作・スイッチ部３０３は、複数のスイッチなどを有し、利用者の操作に応じた信号を制御部３０１に出力する。測位部３０４は、ＧＰＳ（global positioning system）を利用して自動車１の位置を測定し、測定した結果を制御部３０１に出力する。

表示・音声出力部３０５は、発光ダイオードや液晶表示装置などとスピーカなどを有して構成され、制御部３０１の指示に基づいて、所定の発光出力や文字情報等の出力及び信号音や音声信号の出力を行う。車との送受信部３０６は、エンジン制御装置２などと車内ＬＡＮや所定の信号線を介して各種制御信号を送受信する。

ＥＴＣ処理部３０７は、ＥＴＣカードと呼ばれるＩＣ（integrated circuit）カードが脱着自在に挿入され、ＥＴＣカードと入口基地局４や出口基地局５との間で、ＤＳＲＣによって、車両情報や各基地局の通過情報、有料道路の通行料の課金情報などを送受信する機能を実現する。メモリ（データ累積部）３０８は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成されていて、制御部３０１が所定の走行距離毎に算出した各課金情報を累積して記憶する。ＤＳＲＣ部３０９は、ＥＴＣ処理部３０７と自動車１の近傍にある入口基地局４や出口基地局５との間の情報の送受信を行うとともに、制御部３０１の指示に基づいてメモリ３０８に記憶されている課金情報を近傍の基地局（入口基地局４や出口基地局５）に送信する機能を実現する。

なお、図１及び図２では、測位機能３１あるいは測位部３０４を車載器３内の機能あるいは構成としているが、たとえばナビゲーションシステムなどが自動車１に搭載されている場合にはナビゲーションシステムから測位情報を取得することで車載器３からは測位機能３１あるいは測位部３０４を省略することも可能である。

次に図３及び図４を参照して、図１あるいは図２に示す課金係数マップ３３の構成例について説明する。本実施の形態の課金係数マップ３３は、図３に示す全国の各地域に対応するテーブル３３１と、図３のテーブル３３１に登録されている各地域名（Ａ１、Ａ２、…）に対応する地域毎のテーブル３３２（図４参照）とから構成されている。

図３のテーブル３３１には、区分された各地域を示す情報（図３の例では、東京都２３区内で環状７号線内の地域、同環状７号線外の地域、東京都の２３区外の地域、Ａ県の地域、Ｂ県の地域など）と、各地域の領域（範囲）を示す座標情報と、各地域の識別情報である地域名の情報（地域名Ａ１、Ａ２、…）とが対応づけられて登録されている。また、図４のテーブル３３２は、図３のテーブル３３１の東京都２３区内で環状７号線内の地域（地域名Ａ１）に対応するテーブルであり、月〜金の各曜日と土日あるいは祝日で分類された暦日と、２４時間を所定の時間毎に区分した複数の時間帯とに対応させて、各地域で課金情報を算出するための算出情報であるところの課金係数（「０．８」、「１．５」等）を複数含んで構成されている。

図４に示す例では、たとえば「月曜日」の「０時から７時」の課金係数は「０．８」であり、「月曜日」の「７時から９時」の課金係数は「１．５」であり、渋滞が発生しやすい時間帯は比較的大きな課金係数が設定され、そうでない時間帯は比較的小さな課金係数が設定されている。また、同じ時間であっても、曜日などによって異なる係数が設定されている。この課金係数を用いて課金情報（課金する際の基準となる情報）を算出することで、より交通集中が起こりやすい地域、条件での通行に、課金額を増加させることが可能となる。

なお、課金情報を算出するための算出情報としては、図４に示すような１個の係数に限らず、たとえば複数の係数であったり、課金情報の算出式そのものを地域ごと等で異ならせて設定するようにしたものであったりしてもよい。また、地域の区分としては、県、市町村といった行政区域や道路に応じた区分に限らず、ビジネス街、住宅街、商業地、工場地帯、…といった用途による区分を単位として行ったり、あるいはそれらを混在させたり組み合わせたりすることも可能である。また、たとえば課金係数は、曜日、祝祭日、時間帯ごとに設定を変えるだけでなく、季節によって変更したりすることも可能である。

次に、図５を参照して、車載器３における課金金額算出フローの一例について説明する。図５に示す例は、有料道路の地域内において走行距離に応じて、環境負荷を低減するための自動車の運転に対する課金額（以下、ＥＣＯ（エコ）課金額とする）を算出する例である。

まず、有料道路の入口に到着したかどうかを判定し（ステップＳ１０１）、入口に到着した場合にはＥＴＣ処理部３０７でＥＴＣの入口処理を行う（ステップＳ１０２）。次にメモリ３０８内のＥＣＯ課金額の累積データの記憶領域を初期化する処理を行う（ステップＳ１０３）。次に、走行距離の計測を開始する（ステップＳ１０４）。

次に、エンジン制御装置２から受信した情報に基づいて自動車１が所定の単位距離を走行したかを判定し（ステップＳ１０５）、単位距離を走行した場合には、まず時刻を参照する（ステップＳ１０６）。次に、測位部３０４から入力される車両の位置情報を参照する（ステップＳ１０７）。そして、時刻と車両位置に基づいて課金係数マップ３３を参照して課金係数を取得する（ステップＳ１０８）。そして、取得した課金係数に基づいて当該単位距離走行分のＥＣＯ課金額を計算し、計算されたＥＣＯ課金額をメモリ３０８に累積する（Ｓ１０９）。ただし、ステップＳ１０３でＥＣＯ課金額をクリアした直後は、累積額は「０」であり、計算されたＥＣＯ課金額がそのままメモリ３０８に格納されることになる。

たとえば現在、車両位置が図３の地域名Ａ１の地域内にあり、時刻が午前８時、曜日が月曜日であるとすると、図４から課金係数「１．５」が取得され、この課金係数を用いて当該単位距離走行分のＥＣＯ課金額を計算される。そして、計算されたＥＣＯ課金額がメモリ３０８に格納される。

以後、有料道路の出口に到着するまでの間は（ステップＳ１１０で「Ｎｏ」の場合は）、単位距離走行毎に（ステップＳ１０５で「Ｙｅｓ」となる度に）、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０９の処理が繰り返し実行され、メモリ３０８にＥＣＯ課金額が累積されることになる。

一方、有料道路の出口に到着すると（ステップＳ１１０で「Ｙｅｓ」）、ＥＴＣ処理部３０７で車種情報などを送信するＥＴＣの出口処理が行われる（ステップＳ１１１）。次に、ＤＳＲＣ部３０９及び出口基地局５を介して、メモリ３０８に累積されたＥＣＯ課金額の情報が、課金装置７へと送信される（ステップＳ１１２）。そして、メモリ３０８内のＥＣＯ課金額の累積データの記憶領域を初期化する処理が行われる（ステップＳ１１３）。

その後、センターシステム９によって、課金装置７で受信したＥＣＯ課金額を当該車両のＥＴＣにおいて登録されている課金先に対して課金することで、ＥＣＯ課金額を徴収することが可能となる。以上の処理で走行地域と走行距離に応じた課金を行うことができる。

次に、図６を参照して、車載器３における課金金額算出フローの他の例について説明する。図６に示す例は、有料道路の地域内において走行距離と燃費に応じて、ＥＣＯ課金額を算出する例である。

まず、有料道路の入口に到着したかどうかを判定し（ステップＳ２０１）、入口に到着した場合にはＥＴＣ処理部３０７でＥＴＣの入口処理を行う（ステップＳ２０２）。次にメモリ３０８内のＥＣＯ課金額の累積データの記憶領域を初期化する処理を行う（ステップＳ２０３）。次に、走行距離の計測を開始する（ステップＳ２０４）。次に、エンジン制御装置２から受信した情報に基づいて燃料残量（あるいは燃料消費量）の計測を開始する（ステップＳ２０５）。

次に、走行距離が所定の単位距離に達したかどうかを判定し（ステップＳ２０６）、単位距離を走行した場合には、まず当該単位距離走行による燃料消費量Ｌを算出する（ステップＳ２０７）。次にＥＣＯ係数Ｍを算出式（Ｍ＝Ｌ／Ｐ）に基づいて算出する（ステップＳ２０８）。ただしＰは、当該車種における単位距離走行による標準燃料消費量である。

次に時刻を参照する（ステップＳ２０９）。次に、測位部３０４から入力される車両の位置情報を参照する（ステップＳ２１０）。そして、時刻と車両位置に基づいて課金係数マップ３３を参照して課金係数Ｑを取得する（ステップＳ２１１）。そして、取得した課金係数Ｑに基づいて当該単位距離走行分のＥＣＯ課金係数Ｒを算出式（Ｒ＝Ｑ×Ｍ）に基づいて算出する（ステップＳ２１２）。

そして、算出したＥＣＯ課金係数Ｒに基づいて当該単位距離走行分のＥＣＯ課金額を計算し、計算されたＥＣＯ課金額をメモリ３０８に累積する（Ｓ２１３）。ただし、ステップＳ２０３でＥＣＯ課金額をクリアした直後は、累積額は「０」であり、計算されたＥＣＯ課金額がそのままメモリ３０８に格納されることになる。

たとえば、ステップＳ２０７で算出された燃料消費量Ｌが「０．１０」であり、標準燃料消費量Ｐが「０．０９」であったとすると、ＥＣＯ係数Ｍは「０．１０／０．０９＝１．１」となる。また、現在、車両位置が図３の地域名Ａ１の地域内にあり、時刻が午前８時、曜日が月曜日であるとすると、図４から課金係数Ｑ＝１．５が取得される。そして、これらのＥＣＯ係数Ｍと課金係数Ｑから計算されたＥＣＯ課金係数Ｒを用いて当該単位距離走行分のＥＣＯ課金額を計算される。そして、計算されたＥＣＯ課金額がメモリ３０８に格納される。

以後、有料道路の出口に到着するまでの間は（ステップＳ２１４で「Ｎｏ」の場合は）、単位距離走行毎に（ステップＳ２０６で「Ｙｅｓ」となる度に）、ステップＳ２０７〜ステップＳ２１３の処理が繰り返し実行され、メモリ３０８にＥＣＯ課金額が累積されることになる。

一方、有料道路の出口に到着すると（ステップＳ２１４で「Ｙｅｓ」）、ＥＴＣ処理部３０７で車種情報などを送信するＥＴＣの出口処理が行われる（ステップＳ２１５）。次に、ＤＳＲＣ部３０９及び出口基地局５を介して、メモリ３０８に累積されたＥＣＯ課金額の情報が、課金装置７へと送信される（ステップＳ２１６）。そして、メモリ３０８内のＥＣＯ課金額の累積データの記憶領域を初期化する処理が行われる（ステップＳ２１７）。

その後、センターシステム９によって、課金装置７で受信したＥＣＯ課金額を当該車両のＥＴＣで登録されている課金先に対して課金することで、ＥＣＯ課金額を徴収することが可能となる。以上の処理で走行地域と走行距離及び燃費（すなわち燃料消費率）に応じた課金を行うことができる。

なお、標準燃料消費量Ｐ、すなわち単位走行距離当たりの燃料消費量の標準値は、たとえば、次のようにして設定することができる。（１）１０モード燃費や６０ｋｍ／ｈ走行燃費など車の仕様に基づいて設定する。（２）環境施策に基づき、車種に関係なく一律に設定する。（３）（１）と（２）の値に重み付けて設定する。

次に、図７を参照して、車載器３における課金金額算出フローのさらに他の例について説明する。図７に示す例は、有料道路の地域内において走行距離と排ガス量に応じて、ＥＣＯ課金額を算出する例である。

まず、有料道路の入口に到着したかどうかを判定し（ステップＳ３０１）、入口に到着した場合にはＥＴＣ処理部３０７でＥＴＣの入口処理を行う（ステップＳ３０２）。次にメモリ３０８内のＥＣＯ課金額の累積データの記憶領域を初期化する処理を行う（ステップＳ３０３）。次に、走行距離の計測を開始する（ステップＳ３０４）。次に、エンジン制御装置２から受信した情報や別途取り付けた排ガスセンサからの情報に基づいて排ガス量の計測を開始する（ステップＳ３０５）。

次に、走行距離が所定の単位距離に達したかどうかを判定し（ステップＳ３０６）、単位距離を走行した場合には、まず当該単位距離走行による排ガス量Ｌを算出する（ステップＳ３０７）。次にＥＣＯ係数Ｍを算出式（Ｍ＝Ｌ／Ｐ）に基づいて算出する（ステップＳ３０８）。ただしＰは、当該車種における単位距離走行による標準排ガス量である。

次に時刻を参照する（ステップＳ３０９）。次に、測位部３０４から入力される車両の位置情報を参照する（ステップＳ３１０）。そして、時刻と車両位置に基づいて課金係数マップ３３を参照して課金係数Ｑを取得する（ステップＳ３１１）。そして、取得した課金係数Ｑに基づいて当該単位距離走行分のＥＣＯ課金係数Ｓを算出式（Ｓ＝Ｑ×Ｍ）に基づいて算出する（ステップＳ３１２）。

そして、算出したＥＣＯ課金係数Ｓに基づいて当該単位距離走行分のＥＣＯ課金額を計算し、計算されたＥＣＯ課金額をメモリ３０８に累積する（Ｓ３１３）。ただし、ステップＳ３０３でＥＣＯ課金額をクリアした直後は、累積額は「０」であり、計算されたＥＣＯ課金額がそのままメモリ３０８に格納されることになる。

たとえば、ステップＳ３０７で算出された排ガス量Ｌが「０．２２」であり、標準燃料消費量Ｐが「０．２４」であったとすると、ＥＣＯ係数Ｍは「０．２２／０．２４＝０．９２」となる。また、現在、車両位置が図３の地域名Ａ１の地域内にあり、時刻が午前８時、曜日が月曜日であるとすると、図４から課金係数Ｑ＝１．５が取得される。そして、これらのＥＣＯ係数Ｍと課金係数Ｑから計算されたＥＣＯ課金係数Ｓを用いて当該単位距離走行分のＥＣＯ課金額を計算される。そして、計算されたＥＣＯ課金額がメモリ３０８に格納される。

以後、有料道路の出口に到着するまでの間は（ステップＳ３１４で「Ｎｏ」の場合は）、単位距離走行毎に（ステップＳ３０６で「Ｙｅｓ」となる度に）、ステップＳ３０７〜ステップＳ３１３の処理が繰り返し実行され、メモリ３０８にＥＣＯ課金額が累積されることになる。

一方、有料道路の出口に到着すると（ステップＳ３１４で「Ｙｅｓ」）、ＥＴＣ処理部３０７で車種情報などを送信するＥＴＣの出口処理が行われる（ステップＳ３１５）。次に、ＤＳＲＣ部３０９及び出口基地局５を介して、メモリ３０８に累積されたＥＣＯ課金額の情報が、課金装置７へと送信される（ステップＳ３１６）。そして、メモリ３０８内のＥＣＯ課金額の累積データの記憶領域を初期化する処理が行われる（ステップＳ３１７）。

その後、センターシステム９によって、課金装置７で受信したＥＣＯ課金額を当該車両のＥＴＣで登録されている課金先に対して課金することで、ＥＣＯ課金額を徴収することが可能となる。以上の処理で走行地域と走行距離及び排ガス量に応じた課金を行うことができる。

なお、別途排ガスセンサを設けて排ガス量を測定する場合には、（１）ＣＯ２の排出量を計測するか、（２）ＳＰＭの排出量を計測するか、（３）ＣＯ２、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＳＰＭの排出量を計測し、それぞれに重み付け加算し、排ガス量とするか、などすることができる。また、標準排ガス量Ｐ、すなわち単位走行距離当たりの排ガス発生量の標準値は、次のようにして設定することができる。（１）１０モード燃費や６０ｋｍ／ｈ走行燃費など車の仕様に基づいて設定する。（２）環境施策に基づき、車種に関係なく一律に設定する。（３）（１）と（２）の値に重み付けて設定する。

次に、有料道路の地域外（すなわち一般道）において走行距離などに応じて、ＥＣＯ課金額を算出する場合の車載器３のフローについて説明する。この場合、図５〜図７に示すフローにおいて、有料道路の入口と出口の処理を反対にすることで有料道路外の地域のＥＣＯ課金額の算出を行うことができる。

たとえば図５に示すフローでは、ステップＳ１０１で有料道路の出口か否かの判定を行い、ステップＳ１０２でＥＴＣ出口処理を行い、ステップＳ１１０で有料道路入口か否かの判定を行い、ステップＳ１１１でＥＴＣ入口処理を行うようにする。なお、他の処理は同一である。これによって有料道路出口に設置された出口基地局５との通信を契機として単位距離走行毎に算出される各ＥＣＯ課金額の累積が開始されることになる。また、次に有料道路を走行する際に、入口基地局４に対して累積されているＥＣＯ課金額の情報が送信されることになる。

また、図６に示すフローでは、ステップＳ２０１で有料道路の出口か否かの判定を行い、ステップＳ２０２でＥＴＣ出口処理を行い、ステップＳ２１４で有料道路入口か否かの判定を行い、ステップＳ２１５でＥＴＣ入口処理を行うようにする。なお、他の処理は同一である。これによって有料道路出口に設置された出口基地局５との通信を契機として単位距離走行毎に算出される各ＥＣＯ課金額の累積が開始されることになる。また、次に有料道路を走行する際に、入口基地局４に対して累積されているＥＣＯ課金額の情報が送信されることになる。

また、同様に図７に示すフローでは、ステップＳ３０１で有料道路の出口か否かの判定を行い、ステップＳ３０２でＥＴＣ出口処理を行い、ステップＳ３１４で有料道路入口か否かの判定を行い、ステップＳ３１５でＥＴＣ入口処理を行うようにする。なお、他の処理は同一である。これによって有料道路出口に設置された出口基地局５との通信を契機として単位距離走行毎に算出される各ＥＣＯ課金額の累積が開始されることになる。また、次に有料道路を走行する際に、入口基地局４に対して累積されているＥＣＯ課金額の情報が送信されることになる。

以上のように、本発明の実施の形態によれば、車載器３は、有料道路への進入あるいは有料道路からの退出を検知すると、走行距離と走行位置を計測し、単位距離ごとに当該地域に応じて課金係数マップ３３を参照し、ＥＣＯ課金額を累積していくことができる。

なお、有料道路の出口では、車種情報（車両重量、燃料種、排気量）をＤＳＲＣで出口基地局５に通知することで、課金装置７にてＥＣＯ課金とともに、ＥＴＣ料金を徴収することができる。

また、燃料残量あるいは燃料消費量の計測を追加することで、単位走行距離ごとの燃料消費量を計測して、燃費を含めてＥＣＯ課金することができる。また、排ガス量の計測を追加することで、単位走行距離ごとの排ガス量を計測し、排ガス量を含めてＥＣＯ課金することができる。

なお、上記の課金においては、通行料金の割引きや加算の代わりに、たとえばＥＣＯポイント（環境ポイント）を付与し、景品・買い物券・旅行券などと交換するサービスを提供することもできる。

また、一般道路を走行中において、ＥＣＯ課金を算出し、環境課金を行うことで、都市部や住宅密集地域などへの車両流入を抑制する環境ロードプライシングと同等の効果を規定することができる。その際、ロードプライシングと同等の課金は、有料道路の入口で行うことができる。

本発明によれば、エコドライブすることにより，料金が割り引かれるため、環境に配慮したドライバーが増加することにより、全体のＣＯ２排出量が削減できる。また、本システム構成を使用することにより、都市流入制御（ロードプライシング）にも適用でき、都市部の交通渋滞などを減少でき、環境負荷を低減することができる。また、走行中において、急加速や急減速が減少し、安全運転につながると考えられる。

なお、本発明の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、たとえば図１あるいは図２に示す各構成を他の構成と統合したり、あるいはさらに分割したりすることが可能である。

本発明による自動車運転課金システムの実施の形態を説明するためのブロック図である。 図１の車載器３の構成例を説明するためのブロック図である。 図１の課金係数マップ３３の構成例を説明するための説明図である。 図１の課金係数マップ３３の構成例を説明するための他の説明図である。 図１の車載器３の動作フローを説明するためのフローチャートである。 図１の車載器３の他の動作フローを説明するためのフローチャートである。 図１の車載器３のさらに他の動作フローを説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 自動車
２ エンジン制御装置
３ 車載器
４ 入口基地局
５ 出口基地局
７ 課金装置（課金手段）
９ センターシステム（課金システム）
３３ 課金係数マップ（算出情報記憶手段）
３０１ 制御部（課金情報算出手段）
３０４ 測位部
３０６ 車との送受信部（運転状態情報取得手段）
３０８ メモリ（データ累積部）（課金情報累積記憶手段）
３０９ ＤＳＲＣ部（通信手段）

Claims (11)

1. 車両の位置を測定する測位手段と、
   燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、
   複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、
   前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の燃料消費量と設定された燃料消費量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、
   前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、
   前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と、
   前記通信手段と無線通信を行う複数の基地局と、
   基地局から取得した課金情報を課金システムに送信する課金手段と
   を備えることを特徴とする自動車運転課金システム。
2. 車両の位置を測定する測位手段と、
   燃料消費量に基づく排ガス量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、
   複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、
   前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の排ガス量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の排ガス量と設定された排ガス量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、
   前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、
   前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と、
   前記通信手段と無線通信を行う複数の基地局と、
   基地局から取得した課金情報を課金システムに送信する課金手段と
   を備えることを特徴とする自動車運転課金システム。
3. 前記算出情報記憶手段が、複数の時間帯に分けて、複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶したものであり、
   前記課金情報算出手段が、時刻と前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、課金情報を所定の走行距離毎に算出するものである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車運転課金システム。
4. 前記各基地局が、有料道路の入口又は出口に設置されたものであり、
   前記通信手段が、前記課金情報とともに当該車両の車種情報を送信するものであり、
   前記課金システムが、各車両の車種情報に基づいて有料道路の通行料を課金するシステムである
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載された自動車運転課金システム。
5. 前記各基地局が、有料道路の入口又は出口に設置されたものであり、
   前記課金情報累積記憶手段が、前記通信手段による出口に設置された基地局との通信を契機として前記課金情報算出手段が算出した各課金情報の累積を開始する機能を有し、
   前記通信手段が、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を入口に設置されている基地局に送信する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車運転課金システム。
6. 車両の位置を測定する測位手段から測位情報を入力する手段と、
   燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、
   複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、
   前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の燃料消費量と設定された燃料消費量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、
   前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、
   前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と
   を備えることを特徴とする自動車運転課金システムの車載装置。
7. 車両の位置を測定する測位手段から測位情報を入力する手段と、
   燃料消費量に基づく排ガス量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、
   複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、
   前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の排ガス量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の排ガス量と設定された排ガス量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、
   前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、
   前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と
   を備えることを特徴とする自動車運転課金システムの車載装置。
8. 車両の位置を測定する測位過程と、
   燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得過程と、
   前記測位過程で取得した車両位置に基づいて複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の燃料消費量と設定された燃料消費量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出過程と、
   前記課金情報算出過程で算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶過程と、
   前記課金情報累積記憶過程で記憶された課金情報を近傍の基地局に送信する通信過程と を含むことを特徴とする自動車運転課金方法。
9. 車両の位置を測定する測位過程と、
   燃料消費量に基づく排ガス量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得過程と、
   前記測位過程で取得した車両位置に基づいて複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の排ガス量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報として、前記車両の排ガス量と設定された排ガス量の標準値とに基づく課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出過程と、
   前記課金情報算出過程で算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶過程と、
   前記課金情報累積記憶過程で記憶された課金情報を近傍の基地局に送信する通信過程と を含むことを特徴とする自動車運転課金方法。
10. 車両の位置を測定する測位手段と、
    燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、
    複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、
    前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、
    前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、
    前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と、
    前記通信手段と無線通信を行う複数の基地局と、
    基地局から取得した課金情報を課金システムに送信する課金手段と
    を備え、
    前記各基地局が、有料道路の入口又は出口に設置されたものであり、
    前記通信手段が、前記課金情報とともに当該車両の車種情報を送信するものであり、
    前記課金システムが、各車両の車種情報に基づいて有料道路の通行料を課金するシステムである
    ことを特徴とする自動車運転課金システム。
11. 車両の位置を測定する測位手段と、
    燃料消費量についての情報を少なくとも含む車両の運転状態についての情報を取得する運転状態情報取得手段と、
    複数の地域と各地域で課金情報を算出するための算出情報とを対応づけて記憶した算出情報記憶手段と、
    前記測位手段が取得した車両位置に基づいて前記算出情報記憶手段を参照し、少なくとも車両の燃料消費量に応じた車両の運転状態に対応する課金情報を所定の走行距離毎に算出する課金情報算出手段と、
    前記課金情報算出手段が算出した各課金情報を累積して記憶する課金情報累積記憶手段と、
    前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を近傍の基地局に送信する車両に搭載された通信手段と、
    前記通信手段と無線通信を行う複数の基地局と、
    基地局から取得した課金情報を課金システムに送信する課金手段と
    を備え、
    前記各基地局が、有料道路の入口又は出口に設置されたものであり、
    前記課金情報累積記憶手段が、前記通信手段による出口に設置された基地局との通信を契機として前記課金情報算出手段が算出した各課金情報の累積を開始する機能を有し、
    前記通信手段が、前記課金情報累積記憶手段に記憶されている課金情報を入口に設置されている基地局に送信する機能を有する
    ことを特徴とする自動車運転課金システム。

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