JPS61245299A - 路車間通信機能付き車両感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、例えば、道路を走行する車両の通過に伴う磁
界の変化を検出することによって車両を感知するととも
に、路車間での通信も行えるように構成されたもので、
詳しくは、車両感知に基づいて車両の台数を検出して信
号機を制御することにより車両の通行を円滑化したりす
る交通管制システムとか、有料道路を走行する車両を感
知して通行料金を自動徴収したり、駐車場に入った車両
を感知して駐車料金を自動徴収する場合とか、バス、パ
トロールカー、タクシ−あるいは自動倉庫の無人搬送車
などの特定車両の走行位置を検出して路車間でデータ通
信を行ったりする場合などに使用される路車間通信機能
付き車両感知器に関する。

（発明の概要） 本発明は、施工時におけるｊ路のカッティングなどの工
事を簡略化するとともに、断線事故の発生を抑制でき、
かつ、路車間通信機能付き車両感知器の構造の簡略化と
誤動作の防止とを図れるようにするものである。

（従来技術とその問題点） 従来のこの種の路車間通信機能付き車両感知器の一例と
して、第７図に示すようなループコイル式のものがある
。この路車間通信機能付き車両感知器は、出願人が先に
出願したものである（特願昭６０−０４１６７８号参照
）。

第７図において、５０は通路（道路）に埋設されたルー
プコイル、５１はループコイル５０に周波数ｆ１の高周
波信号Ｓ、を出力するための高周波発振回路、５２は高
周波発振回路５１の次段の電力増幅回路である。金属体
である車両がループコイル５０上を通過することによっ
てループコイル５０のインダクタンスが変化する。５３
はこのインダクタンス変化をとらえて車両感知信号Ｓ１
を中実装置に出力する車両感知信号出力手段である。５
４は、車両から発信されループコイル５０で受信された
周波数ｆ２の車載データ信号Ｓ２を出力する車載データ
信号出力であり、この車載データ信号出力手段５４は、
周波数ｒｔの車載データ信号Ｓ２のみを帯域通過させる
バンドパスフィルタ５５と、帯域通過された車載データ
信号Ｓｔの増幅回路５６と、増幅された信号を復調して
制御手段５８に出力する復調器５７とから構成されてい
る。

制御手段５８は、車両感知信号出力手段５３とも接続さ
れており、車両感知信号Ｓ１と車載データ信号Ｓ、とを
選択的にモデム５９を介して中実装置に出力するもので
ある。

高周波発振回路５１の次段の電力増幅回路５２および車
載データ信号出力手段５４と、車両感知信号出力手段５
３とは、切替手段６０を介してループコイル５０に接続
されているとともに、切替手段６０は、制御手段５８か
らの制御信号によって切替えられるように構成されてい
る。

このループコイル式の路車間通信機能付き車両感知器の
動作は、次の通りで誌る。

■　平常時は、制御手段５８から切替手段６０に“Ｈ”
レベルの制ｍ信号が出力されており、切替手段６０がル
ープコイル５０を車両感知信号出力手段５３に接続して
いる。

ループコイル５０を車両が通過するときにループコイル
５０のインダクタンスが変化し、車両感知信号出力手段
５３が車両感知信号Ｓ１を制御手段５８およびモデム５
９を介して中実装置に出力する。

■　制御手段５８は、車両感知信号Ｓ、に基づいて切替
手段６０に対する制御信号をＬ”レベルに切替える。こ
の切替に伴って切替手段６０がループコイル５０を車載
データ信号出力手段５４および電力増幅回路５２に接続
する。このため、ループコイル５０から周波数ｆ、の高
周波信号Ｓ。

が発信される。

車両は、周波数ｆ、の高周波信号Ｓ０を受信すると、周
波数ｒ！の車載データ信号Ｓ２を発信する。この車載デ
ータ信号Ｓオがループコイル５０によって受信され、復
調器５７で復調されたのち、制御手段５８およびモデム
５９を介して中実装置に出力される。また、切替手段６
０に対する制御信号が“Ｈ″レベル復帰される。

しかしながら、このような構成を有する従来例には、次
のような問題点がある。

（イ）ループコイル５０は、通常、２ｍ×２ｍ程度の大
きさをもち、このように大きいループコイル５０を通路
（道路）に埋設するには、通路を大きな範囲においてカ
ッティングしなければならない、このようなカッティン
グ工事は大掛かりなものであり、工事費が高くつくとと
もに、工事に多くの手間を必要とする。

（ロ）通路に埋設されたループコイル５０は、頻繁に車
両の通過に伴う荷重を受けるため、断線事故を発生しや
すい。断線事故が生じると車両感知が不能となる。

（ハ）ループコイル５０を、車両感知器側から車両側へ
の高周波信号Ｓ、の送信と、車両側から発信された車載
データ信号Ｓ２の受信ならびに車両感知信号Ｓ、の取り
出しとに兼用しているため、切替手段６０を必要とする
。この切替手段６０のために、車両感知器全体の構造が
複雑化している。

（ニ）車両感知と車載データ信号の受信とが時分割的に
しか行われないため、車間の非常に狭い状態で複数の車
両が連続的に通過すると、誤動作が発生するおそれがあ
る。

（発明の目的） 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、施工時における通路のカッティングなどの工事を簡
略化するとともに、断線事故の発生を抑制でき、かつ、
路車間通信機能付き車両感知器の構造の簡略化と誤動作
の防止とを図れるようにすることを目的とする。

（発明の構成と効果） 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本発明の路車間通信機能付き車両感知器は、通路
の一側に配置された送信用コイルと、この送信用コイル
に高周波信号を出力する発信回路と、前記通路の他側に
配置され、前記送信用コイルからの高周波信号を受信す
るとともに、前記送信用コイルからの高周波信号を受信
する車両から発信される車載データ信号を受信する受信
用コイルと、この受信用コイルが受信した前記送信用コ
イルからの高周波信号の所定量以上の変化に応答して車
両感知信号を出力する車両感知信号出力手段と、前記受
信用コイルが受信した前記車両からの車載データ信号を
出力する車載データ信号出力手段とを備えたものである
。

この構成において、「通路」とは、広く、車両の通行す
るところを指し、道路はもちろん、構内における路面、
床面なども指す。また、「通路の一側、他側」とは、通
路を横断する方向での一側。

他側はもちろん、通路に沿った方向での一例、他側とか
、斜め方向での一側、他側なども含む広義のものである
。

この構成による作用は、次の通りである。

（ｉ）発信回路からの高周波信号が送信用コイルに流れ
ると、送信用コイルと受信用コイルとの間に磁界が形成
される。このＭｌｗＡを車両が通過するときに相互イン
ダクタンスが変化し、受信用コイルが受ける信号のレベ
ルが変化する。この受信信号が車両感知信号出力手段に
入力され、受信信号のレベルの変化が所定量以上のとき
（即ち、車両感知のとき）、車両感知信号が出力される
。

また、受信用コイルが車両からの車載データ信号を受信
すると、この車載データ信号が車載データ信号出力手段
から出力される。

（ｉｉ）送信用コイルおよび受信用コイルは、従来のル
ープコイルに比べて十分に小さいため、これらを通路に
埋設するにしても、カッティング工事を従来の場合より
も簡略化できる。また、車両感知のために必ずしも送信
用コイル、受信用コイルを埋設する必要がなく、単に通
路上に設置するだけでもよい。この場合には、工事が一
層簡略化できる。

発信回路と車両感知信号出力手段と車載データ信号出力
手段とを通路の横脇の一側に配置する場合には、通路を
横断する状態で送電線を配線する必要があるが、この送
電線を通路に埋設する場合でも、送電線１本分のカッテ
ィングですむ。また、通路ｐ上方に配線する場合には、
カッティングは不要である。

また、発信回路と、車両感知信号出力手段および車載デ
ータ信号出力手段を互いに通路の反対側に配置する場合
には、通路を横断して送電線を配線する必要がない。

（ｉｉｉ　）前記（ｉｉ　）に記載したことから、大き
なループコイルの全体を通路に埋設する従来の場合に比
べて、断線事故の可能性が著しく減少する。

（ｉｖ）送信と受信とを兼用する従来のループコイルと
比較すると明らかなように、本発明では送信専用の送信
用コイルと、受信専用の受信用コイルとに分離しである
ため、従来必要とした切替手段が不要となる。従って、
路車間通信機能付き車両感知器全体の構造を簡略化しや
すい。

同様の理由により、車両感知と車載データ信号の受信と
を同時的に行うことも容易に実現できる。

従って、車間の非常に狭い状態で複数の車両が連続的に
通過した場合でも、誤動作が発生するおそれかない。

以上のように、本発明によれば、施工時における通路の
カッティングなどの工事を簡略化するとともに、断線事
故の発生を抑制でき、かつ、路車間通信機能付き車両感
知器の構造の簡略化と誤動作の防止とを図ることができ
るという効果が発揮される。

（実施例の説明） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

〔構成〕

第１図は本発明の実施例に係る路車間通信機能付き車両
感知器のブロック図、第２図は概略構成図である。

第２図において、２は、フェライトなどの磁性体を磁心
２ａとする送信用コイルで、通路（道路）１の幅方向の
一側に配置されている。この送信用コイル２は、送ｉｆ
、％ｉ５ａを介してコントロールボックス３に接続され
ている。４は、フェライトなどの磁性体を磁心４ａとす
る受信用コイルで、通路ｌの幅方向の他側に配置されて
いる。この受信用コイル４は、送電線５ｂを介してコン
トロールボックス３に接続されている。コントロールボ
ックス３からは、中実装置（図示せず）につながる電話
回線５Ｃが導出されている。

受信用コイル４とコントロールボックス３とを接続する
送電線５ｂは、カッティングにより通路１に形成された
溝に配線され、埋設されている。

また、送信用コイル２および受信用コイル４も通路１に
埋設されている。

一方、車両Ｍには、車載送受信機６およびこの車載送受
信＠６に接続された車載アンテナ７、路上データ表示器
８．車載データ設定器９が搭載されている。

送信用コイル２は、受信用コイル４との間で磁界Ｈを形
成する機能と、車両Ｍの車載アンテナ７に対して路上デ
ータを送信する機能とを併せもつ。

また、受信用コイル４は、送信用コイル２との間で磁界
Ｈを形成する機能と、車載アンテナ７からの車載データ
信号Ｓ２を受信子る機能とを併せもつ。

次に、コントロールボックス３および車載送受信機６の
内部回路を第１図に基づいて詳しく説明する。

路上側のコントロールボックス３は、次のように構成さ
れている。

１０は送信用コイル２に高周波信号を出力する発信回路
であり、この発信回路１０は、高周波発振回路１１．変
調回路１２．アッテネータ１３゜周波数ｆ、の信号成分
を通過させるフィルタ１４および電力増幅回路１５から
構成されている。

１６は、受信用コイル４が受信した送信用コイル２から
の高周波信号を入力し、この高周波信号の所定量以上の
変化に応答して車両感知信号ＳＩを出力する車両感知信
号出力手段である。この車両感知信号出力手段１６は、
フィルタ１７．検波回路１８およびＡ／Ｄ変換回路１９
から構成されている。

２０は、受信用コイル４が受信した車両Ｍからの車載デ
ータ信号Ｓ！を出力する車載データ信号出力手段２０で
ある。この車載データ信号出力手段２．０は、周波数【
２の信号成分を通過させるフィルタ２１．復調回路２２
および直／並変換回路２３から構成されている。

車両感知信号出力手段１６の入力端子と車載データ信号
出力手段２０の入力端子とが接続され、その接続点が増
幅回路２４を介して受信用コイル４に接続されている。

また、車両感知信号出力手段１６の出力端および車載デ
ータ信号出力手段２０の出力端は、それぞれマイクロコ
ンピュータ２５（以下マイコンという）の入力インタフ
ェース２６に結合されている。

一方、発信回路１０における変調回路１２は、並／直変
換回路２７を介してマイコン２５の出力インタフェース
２８に結合され、路上データをマイコン２５から入力す
るように構成されている。

また、発信回路１０におけるアッテネータ１３も出力イ
ンタフェース２８に結合され、マイコン２５からアッテ
ネータ値制御信号を入力するように構成されている。

マイコン２５において、２９はＣＰＵ、３０はＲＯＭ、
３１はＲＡＭ、３２はタイマ、３３は中実装置との間で
交信を行う入出力インタフェース、３４はバスである。

マイコン２５の入出力インターフェース３３は、モデム
３５および電話図ｖＡ５ｃを介して中実装置に結合され
ている。

次に、車両Ｍにおける車載送受信機６を説明する。

周波数ｒ、の信号成分を通過させるフィルタ３６゜増幅
回路３７および復調回路３８が、送信用コイル２から発
信された路上データの受信回路３９を構成している。こ
の受信回路３９はＣＰＵ４０に入力接続され、ＣＰＵ４
０は路上データ表示器８に接続されている。また、ＣＰ
Ｕ４０には車載データ設定器９が人力接続されていると
ともに、車載データ信号Ｓ、の発信回路４４が接続され
ている。この発信回路４４は、変調回路４１．増幅回路
４２および周波数ｆｔの信号成分を通過させるフィルタ
４３から構成されている。

〔動作〕

（Ａ）まず、この実施例の基本的動作を説明する。

路上データ信号Ｓ、が電話回線５Ｃを介してモデム３５
に受信され、入出力インターフェース３３を介してマイ
コン２５のＲＡＭ３１に書き込まれる。この路上データ
信号Ｓ、は、出力インタフェース２８を介して並／直変
換回路２７に送出され、直列信号に変換される。この直
列信号が変調回路１２に加えられる。

変調回路１２では、高周波発振回路１１で発振された高
周波信号に変調をかける。変調された被変調信号は、ア
ッテネータ１３で振幅調整され、フィルタ１４で高調波
などの余分な周波数成分が除去されたのち電力増幅回路
１５で増幅される。

増幅された信号は、送信用コイル２に出力され、受信用
コイル４との間で磁界Ｈを形成する。

受信用コイル４で受信した高周波信号は、増幅回路２４
で増幅され、フィルタ１０でノイズ成分が除去され、検
波回路１１で検波される。

検波されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換回路１９によって
デジタル信号に変換され、入力インクフェース２６およ
びバス３４を介してＣＰＵ２９に送られ、ＣＰＵ２９か
らＲＡＭ３１に送られる。

ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３０に書き込まれたプログラムに
従ってアッテネータ１３のアッテネータ値の調整を行う
とともに、受信用コイル４からの受信データの処理を実
行し、車両感知の場合には車両感知信号ＳＩを入出力イ
ンターフェース３３およびモデム３５を介して中実装置
に出力する。

即ち、車両Ｍが磁界Ｈを通過するとき、磁束が車両Ｍの
金属部に集中するため、送信用コイル２と受信用コイル
４との相互インダクタンスが変化する。これによって、
受信用コイル４から入力される電流レベルが変化し、そ
の変化量が所定量以上のときに車両感知信号Ｓ１を出力
する。

一方、送信用コイル２から発信された路上データ信号Ｓ
、は、車載アンテナ７で受信されたのちフィルタ３６を
介して増幅回路３７で増幅される。

増幅された信号は、復調回路３８で復調され、ＣＰＵ４
０に人力される。ＣＰＵ４０に入力された信号は、路上
データ表示器８で表示される。

路上データ信号Ｓ、を入力したＣＰＵ４０は、車載デー
タ設定器９によって予め設定されている車載データの信
号Ｓ２を変調回路４１に出力する。

変調された信号は、増幅回路４２で増幅されたのちフィ
ルタ４３を介して車載アンテナ７から発信される。

車載アンテナ７から発信された車載データ信号Ｓ２は、
受信用コイル４で受信され、増幅回路２４で増幅された
のちフィルタ２１を介して復調回路２２で復調され、直
／並変換回路２３で並列信号に変換される。この並列信
号は、入力インクフェース２６およびバス３４を介して
ＣＰＵ２９に送られ、ＣＰＵ２９からＲＡＭ３１に送ら
れる。

ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３０に書き込まれたプログラムに
従って受信用コイル４からの受信データの処理を実行し
、車載データ信号Ｓ２を入出力インターフェース３３お
よびモデム３５を介して中実装置に出力する。

（’Ｂ）次に、詳しい動作を第３図のフローチャート、
第４図、第５図のタイムチャートおよび第６図のメモリ
マツプに基づいて説明する。第６図のメモリマツプは、
ＲＡＭ３１についてのもので、中実装置からの路上デー
タ信号のアドレスＳＤＩと、車載データ信号のアドレス
ＲＤＩと、Ａ／Ｄ変換回路２４からの受信データのアド
レスＡＤＩと、アッテネータ値のアドレスＡＴＴとを有
している。

時刻Ｔ１で電源をオンして、ステップ■においてアッテ
ネータ値を最大値に設定し〔第４図（Ａ）参照〕、送信
レベルを最小にする。このアッテネータ値をアドレスＡ
ＴＴにストアする。ステップ■でＡ／Ｄ変換回路１９の
出力値である受信データ〔第４図（Ｂ）参照〕を読み込
む、ステップ■で受信データのレベルが、車両Ｍを感知
するのに必要な所定の電圧に対応する基準値Ｖａに達し
たかどうかを判断する。ＮＯのときはステップ■でアド
レスＡＴＴのアッテネータ値を−１し、ステップ■にリ
ターンする。この繰り返しによってアッテネータ値が階
段状に減少し、受信データのレベルが階段状に上昇して
いく。

時刻Ｔ！において、受信データのレベルが基準値Ｖａに
達し、ステップ■での判断がＹＥＳになるとステップ■
に移行し、モデム３５を介して中実装置からの路上デー
タを読み込む。ステップ■で路上データをアドレスＳＤ
Ｉにストアする。次いで、ステップ■で路上データを出
力インタフェース２８および並／直変換回路２７を介し
て変調回路１２に出力する。

ステップ■で再度Ａ／Ｄ変換回路１９からの受信データ
のレベルを読み込み、ステップ■でＲＡＭ３１のアドレ
スＡＤＩにストアする。次いで、ステップ［相］で一定
時間にわたるアイドリングを行う、ステップ■で再度受
信データのレベルを読み込み、ステップ＠でアドレスＡ
ＤＩにストアされている前回の受信データレベルとの差
を演算する。

ステップ０でその差が感知基準値ｖｔｈを超えているか
どうかを判断する。

ＮＯの場合はステップ［相］に移行し、ステップ■で読
み込んだ受信データレベルをアドレスＡＤＩにストアし
、ステップ■でアイドリングしたのち、ステップ０にリ
ターンする。

以下は、車両Ｍとコントロールボックス３との間の通信
を行わない場合の説明である。

車両Ｍが磁界Ｈに達し、時刻Ｔ、において、今回の受信
データレベルと前回の受信データレベルとの差が感知基
準値ｖｔｈを超えてステップ＠での判断がＹＥＳとなる
と、ステップ［相］に移行する。

そして、入出力インターフェース３３およびモデム３５
を介して中実装置に車両感知信号Ｓ、を出力する〔第４
図（Ｃ）参照〕。

次いで、ステップＯでは、ステップ■で読み込んだ受信
データレベルをアドレスＡＤＩにストアする。ステップ
［相］で車載データを受信したかどうかを判断する。こ
の場合は、車両Ｍとコントロールボックス３との間の通
信がないため、ＮＯと判断し、ステップ［相］をジャン
プしてステップ［相］に移行する。

ステップ［相］で再度受信データレベルを読み込み、ス
テップ０では、ステップＯでストアしたアドレスＡＤＩ
の受信データレベルとの差が感知基準値Ｖｔ−を超えた
かどうかを判断する。ＹＥＳの場合は、ステップ［相］
にリターンする。

車両Ｍが磁界Ｈを通過し、時刻Ｔ＃において、ステップ
■でストアしたアドレスＡＤＩの受信データレベルとの
差が感知基準値ｖｔｈよりも小さくなったとすると、ス
テップ■でＮｏと判断し、ステップ［相］に移行して車
両感知信号Ｓ、の出力を停止する。

次いでステップ０に移行するが、車両Ｍとコントロール
ボックス３との間の通信がないため、ステップ０は実質
的に機能しない。ステップ０の次にステップ■にリター
ンする。

次に、車両Ｍとコントロールボックス３との間で通信が
ある場合について説明する。

ステップ＠までの動作は、先の説明と同様である。前記
の通信があり、第５図に示すように車両感知信号ＳＩを
出力している期間Ｔ、〜Ｔ、内で、時刻Ｔ、から時刻Ｔ
、の間において、車載データを受信したとする。この場
合には、ステップ＠でＹＥＳと判断し、ステップ＠で車
載データを読み込みアドレスＲＤＩにストアする０次い
でステップ［相］に移行する。

ステップ［相］からステップ◎までの動作は、先の説明
と同様である。前記の通信がある場合には、ステップ０
で、それまでアドレスＲＤＩにストアされていた車載デ
ータを入出力インターフェース３３およびモデム３５を
介して中実装置に伝送する。

なお、車載データ信号Ｓ２は、フィルター７が理想的な
フィルタである場合には、フィルター７を通過せずＡ／
Ｄ変換回路１９の出力に混入しないが、実際にはフィル
ター７を通過し、Ａ／Ｄ変換回路１９の出力に混入する
ため、第５図（Ａ）のように車両感知信号Ｓ、のレベル
に変動が生じるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第苧図は本発明の実施例の路車間通信機能
付き車両感知器に係り、第１図はブロック図、第２図は
概略構成図、第３図はフローチャート、第４閏は路車間
通信がない場合のタイムチャート、第５図は路車間通信
がある場合のタイムチャート、第６図はメモリマツプ、
第７図は従来例のブロック図である。 図中、符号１は通路、２は送信用コイル、４は受信用コ
イル、１０は発信回路、１６は車両感知信号出力手段、
２０は車載データ信号出力手段である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通路の一側に配置された送信用コイルと、この送
   信用コイルに高周波信号を出力する発信回路と、 前記通路の他側に配置され、前記送信用コイルからの高
   周波信号を受信するとともに、前記送信用コイルからの
   高周波信号を受信する車両から発信される車載データ信
   号を受信する受信用コイルと、 この受信用コイルが受信した前記送信用コイルからの高
   周波信号の所定量以上の変化に応答して車両感知信号を
   出力する車両感知信号出力手段と、前記受信用コイルが
   受信した前記車両からの車載データ信号を出力する車載
   データ信号出力手段とを備えた路車間通信機能付き車両
   感知器。
2. （２）前記発信回路が、前記送信用コイルに対して路上
   データを高周波信号として出力するものである特許請求
   の範囲第（１）項記載の路車間通信機能付き車両感知器
   。