JP6741797B2 - 車載システム、課金システム、課金方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車載システム、課金システム、課金方法及びプログラムに関する。

現在、高速道路等の有料道路に用いられる課金システムは、料金決定部と、走行する車両の車種区分を判別する車種判別システム（車種判別装置）と、を備えている。この場合、料金決定部は、車種判別システムによって判別された車種区分に関連した額の料金（通行料金）を決定している。

これに関連する技術として、特許文献１には、入口レーンに設けられ軸重計により計測された各車両の前輪と後軸の軸重から、各車両が非積載時であるか積載時であるかを識別し、非積載時の車種区分に関連した料金又は積載時の車種区分に関連した料金を算出する課金システムが開示されている。

特開２００５−０９２２８３号公報

上記特許文献１のような課金システムは、走行中の各車両において積載重量に関連した料金を課金できる。しかし、このような課金システムは、軸重計の路面への設置工事が必要となるため、課金システムの設置工事において、工事期間中、車線の閉鎖を必要とするものであった。
そこで、本発明は、課金システムの設置工事において、車線の閉鎖を必要としない車載システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る車載システム（１０）は、車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する複数の荷重計（３０）と、前記荷重計の計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機（４０）との間で通信可能な車載器（２０）とを備える。

本態様によれば、車載システムは、計測された車両の重量に関する情報を路側機との間で通信することができる。これによって、車両の重量を計測するための設備を路面に設置する必要がない。したがって、車載システムが供される課金システムは、設置工事において、車線の閉鎖を必要としない。

本発明の一態様に係る車載システムは、前記車両の静止を検出し、前記車載器に静止検出信号を送信する静止センサ（２１）をさらに備え、前記車載器は、前記静止検出信号に応答して、各荷重計に要求信号を送信し、各荷重計は、前記要求信号に応答して、各車軸の計測結果を決定する。

本態様によれば、車載システムは、静止時に計測された静荷重を利用して各車軸の静荷重を決定するため、走行時の振動や加速度に影響されない計測結果を決定することができる。

本発明の一態様に係る車載システムは、各荷重計が、前記車両の走行時の荷重の平均値を演算し、各車軸の静荷重を計測結果として決定する。

本態様によれば、車載システムは、走行時に計測された動荷重を利用して静荷重に換算できる。そのため、料金所進入直前の静荷重を取得できるので、静荷重を振動や加速度に影響されない直近の荷重に関連した料金を課金することができる。

本発明の一態様に係る車載システムは、前記荷重計が、前記車両の牽引車及び被牽引車にそれぞれ搭載され、前記車載器が、前記荷重計の各計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記牽引車の重量に関する重量情報と、前記計測結果に基づく前記被牽引車の重量に関する重量情報とを合わせて、路側機に送信する。

本態様によれば、車載システムは、牽引車の重量に関する重量情報と、被牽引車の重量に関する重量情報とを合わせて路側機に送信するため、車載システムは、一度の通信で牽引車の各軸重と被牽引車の各軸重とを送信することができる。

本発明の一態様に係る課金システムは、前記車載システムと通信可能な前記路側機と、前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報に基づいて料金を決定する料金決定部（５１Ｃ）と、を備える。

本態様によれば、課金システムは、車載システムで計測された車両の重量に関する情報を利用して料金を決定することができる。したがって、課金システムは、設置工事において、車線の閉鎖を必要としない。

本発明の一態様に係る課金システムは、各車軸の計測結果の間の代表値を演算する重量情報演算部（５１Ｂ）をさらに備える。

本態様によれば、課金システムは、各車軸の計測結果の間の代表値に関連した料金を決定することができる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、例えば、（積載物含む）車両の軸重の最大値、平均値、中央値等の代表値に関連する。そのため、課金システムは、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。

本発明の一態様に係る課金システムは、前記代表値が、各車軸の計測結果の間の最大値又は平均値である。

本態様によれば、課金システムは、各車軸の計測結果の最大値に関連した料金を決定するため、同じ総重量の車両であっても、車軸単位の局所的な最大荷重に関連した料金を課金できる。
また、本態様によれば、課金システムは、各車軸の計測結果の平均値に関連した料金を決定するため、同じ総重量の車両であっても、車軸数に関連した料金を課金とすることができる。

本発明の一態様に係る課金システムは、各車軸の計測結果の総和を演算する重量情報演算部をさらに備える。

本態様によれば、課金システムは、各車軸の計測結果の総和に関連した料金を決定するため、車両の総重量に関連した料金を課金できる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、車種、車軸数、積載物の片寄り等の条件が同じ場合、各車両の総重量に関連するので、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。

本発明の一態様に係る課金方法は、車両に搭載された複数の荷重計によって、車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する荷重計測ステップと、前記車両の車載器によって、前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信する計測結果通信ステップと、前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報に基づいて料金を決定する料金決定ステップと、を有する。

本発明の一態様に係るプログラムは、車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測する複数の荷重計を備える車載システムのコンピュータを、車両に関する情報を保持する車両情報保持部（２０Ａ）、前記荷重計の計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する情報に前記車両に関する情報を付して路側機に送信する計測結果処理部（２０Ｂ）、として機能させる。

本発明の一態様に係るプログラムは、課金システムのコンピュータを、車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測して決定された計測結果に基づく前記車両の重量に関する情報を取得する重量情報取得部（５１Ａ）、前記車両の重量に関する情報を演算する重量情報演算部、路側機で受信した前記車両の重量に関する情報に基づいて料金を決定する料金決定部、として機能させる。

本発明の一態様によれば、課金システムの設置工事において、車線の閉鎖を必要としない車載システムを提供する。

本発明に係る実施形態の概略図である。 本発明に係る実施形態のブロック図である。 本発明に係る実施形態の詳細を説明する図である。 本発明に係る実施形態の変形例を説明する図である。 本発明に係る実施形態のフローチャートである。 本発明に係る実施形態の変形例のフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。

（全体構成）
課金システム１の全体構成について説明する。
課金システム１は、図１に示すように、有料道路である高速道路の出口料金所（料金形式によっては入口料金所）に設けられ、高速道路の利用者から、当該利用者が乗車する車両Ａに関連した額の料金の収受を行うための設備である。
車両Ａは、出口料金所に設けられた課金システム１において高速道路側から一般道路側へと通じる車線Ｌを走行している。車線Ｌの両側にはアイランドＩが敷設されており、課金システム１を構成する各種装置が設置されている。
以下、車線Ｌが延在する方向（図１における±Ｘ方向）を「車線方向」と記載し、また、車線Ｌの車線方向における高速道路側（図１における＋Ｘ方向側）を「上流側」と記載する。また、車線Ｌの車線方向における一般道路側（図１における−Ｘ方向側）を「下流側」と記載する。
更に、車線Ｌの幅方向を車線幅方向（図１における±Ｙ方向）と称し、車両Ａの車高方向を上下方向（図１における±Ｚ方向）と称する。

図１及び図２に示すように、課金システム１は、第１アンテナ４０（路側機）と、課金通信処理装置５０と、第２アンテナ８０とを備え、無線通信システム（ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System（登録商標））、ＲＦＩＤ等）による課金処理が行われる。さらに、課金システム１は、進入側車両検知器６０と、発進制御機９１と、発進側車両検知器９２とをさらに備える。
本実施形態では、課金システム１の各装置は、上流側から下流側に向かって、進入側車両検知器６０、第１アンテナ４０、課金通信処理装置５０、発進制御機９１、発進側車両検知器９２の順で路側に設けられている。第２アンテナ８０は、車線方向（±Ｘ方向）に関して第１アンテナ４０とほぼ同じ位置であって、車線幅方向に沿って第１アンテナ４０と並ぶように路側に設けられている。

車載システム１０は、車線Ｌを走行する車両Ａに搭載されている。車載システム１０は、第１アンテナ４０及び第２アンテナ８０と無線による通信処理（以下、単に「無線通信」と表記）を行う。
車載システム１０は、車載器２０と、複数の荷重計３０と、を備える。

課金通信処理装置５０は、課金システム１による一連の課金処理を司る処理部である。本実施形態では、課金通信処理装置５０は、課金情報処理部５１を備える。課金情報処理部５１は、重量情報取得部５１Ａ、重量情報演算部５１Ｂ及び料金決定部５１Ｃを機能的に備える。

本実施形態では、後述するプログラムを実行することにより、コンピュータを重量情報取得部５１Ａ、重量情報演算部５１Ｂ及び料金決定部５１Ｃとして機能させている。

第１アンテナ４０は、車載器２０との間で無線通信を行い、図３に示すように、車両Ａの車両ＩＤを含む車両情報及び重量情報を受信する。

第２アンテナ８０は、車両Ａの車載器２０との間で無線通信を行い、通過する車両Ａの詳細情報（車軸数、各車軸の車輪数、車両ＩＤ、車種区分、カード情報、入口情報等）を受信する。
また、第２アンテナ８０は、通過する車両Ａの車載器２０に、課金処理の結果を含む課金データを送信する。

第１アンテナ４０及び第２アンテナ８０は、所定周波数（例えば、５．８ＧＨｚ程度）の電磁波を送受可能に形成されており、当該電磁波を介することで到来した車両Ａが搭載する車載器２０との無線通信を行う。なお、第１アンテナ４０が無線通信で用いる電磁波の周波数と、第２アンテナ８０が無線通信で用いる電磁波の各周波数は、同じであっても異なっていてもよい。

課金通信処理装置５０は、第１アンテナ４０が受信した車両Ａの車両ＩＤを含む車両情報及び重量情報を、第１アンテナ４０から有線又は無線によって受信する。また、課金通信処理装置５０は、第２アンテナ８０が受信した車両Ａの車種区分を含む詳細情報を、第１アンテナ４０から有線又は無線によって受信する。このとき、課金通信処理装置５０は、車種区分及び軸重情報のうち、軸重情報だけを利用し、車軸情報に関連した料金を課金する重量課金方式としてもよい。また、課金通信処理装置５０は、車種区分及び軸重情報を利用し、車種区分及び軸重情報に関連した料金を課金する車両区分課金及び重量課金を併用した方式としてもよい。
図１及び図２に示すように、課金通信処理装置５０は、取得した情報や課金処理の結果等を、遠隔地Ｊに設置された中央決済処理装置７０（上位装置）に出力する。

進入側車両検知器６０は、アイランドＩ上に設けられ、車線Ｌを車線幅方向（±Ｙ方向）に挟んで対向する投光塔及び受光塔を通じて、車線Ｌを走行する車両Ａ（車体）の存在の有無を判別し、車両通過情報として車両Ａ一台分の所定位置の通過（進入）を検出する。

発進制御機９１は、車線Ｌの下流側に設けられ、車線Ｌを走行する車両Ａの発進の制御を行う装置である。例えば、発進制御機９１は、車両Ａとの課金処理が正規に行われなかった場合には、車両Ａの退出を制限すべく車線Ｌを閉塞する。また、発進制御機９１は、車両Ａに対する課金処理が正規に完了した場合には、車線Ｌを開放する。

発進側車両検知器９２は、車線Ｌの最も下流側に設けられ、車両Ａの課金システム１からの退出を検知する。

（車載システム）
車載システム１０の各構成及び機能について詳しく説明する。
複数の車軸を有する車両Ａは、車載器２０及び複数の荷重計３０を備える。図３に示すように、本実施形態では、車両Ａは、車載器２０を１台、静止センサ２１を１台備え、荷重計３０を車両Ａの車軸の数と同じ台数備える。図３の場合、車両Ａの車軸数は４なので、車両Ａは、荷重計３０を４台備える。

各荷重計３０は、計測部３０Ａ、計測値取得部３０Ｂ及び計測結果決定部３０Ｃを備える。
計測部３０Ａは、車両Ａの各車軸に設置され、各車軸に掛かる各瞬間の荷重を常時計測する。
ここで、「車軸に掛かる各瞬間の荷重」を、後述する計測結果決定部３０Ｃが決定する「軸重」と区別するために、「車軸に掛かる各瞬間の荷重」を、以降「瞬間軸重」という。

各瞬間軸重は、車軸又は車輪に作用する荷重を計測することによって取得される。本実施形態では、各車軸に関連する懸架装置（サスペンション）に歪ゲージといった変位センサを設置し、各車軸の瞬間軸重を計測する。本実施形態では、各車軸を懸架する懸架装置に変位センサを設けている。

変形例として、各車輪が別々の懸架装置に懸架される場合、各車軸の複数の車輪のうち、１つの車輪を懸架する懸架装置に設けた変位センサの計測値を各車軸の瞬間軸重としてもよい。
他の変形例として、各車輪が別々の懸架装置に懸架される場合は、各懸架装置に変位センサを設けて、車軸別に求めた各変位センサの平均値を、各車軸の瞬間軸重としてもよい。

計測結果決定部３０Ｃは、計測値取得部３０Ｂを介して計測部３０Ａから、計測部３０Ａが計測した瞬間軸重を計測値として順次取得する。計測結果決定部３０Ｃは、取得した計測値の平均値を順次算出する。計測結果決定部３０Ｃは、新たに取得された計測値の変化が大きいか否かを判断し、計測値の変化が大きい（荷重変化が大きい）と判断したときは、平均値をリセットする。新たに取得された計測値の変化が大きいか否かは、例えば過去の所定時間の計測値と比較して判断する。また、一度平均値を算出した後であれば、計測結果決定部３０Ｃは、算出した平均値と、新たに取得された計測値とを比較して計測の変化を判断してもよい。

計測結果決定部３０Ｃは、後述する車載器２０の要求信号に応答して、車載器２０が要求するタイミングで、算出している平均値を軸重（計測結果）として決定し、当該軸重を車載器２０に出力する。

ここで車載システム１０は、速度計、加速度計、回転計等を含む静止センサ２１をさらに備え、車両Ａの速度、車両Ａの上下方向の加速度、車両Ａの車軸の回転等を計測し、車両Ａの静止を検出する。静止センサ２１は車両Ａの静止を検出すると、静止検出信号を車載器２０に送信する。そして、車載器２０は、静止検出信号を受信すると、各計測結果決定部３０Ｃに軸重の要求信号を出力する。
変形例として、静止センサ２１は、車両Ａに搭載された速度計、加速度計、回転計等からの信号を用いて車両Ａの静止を検出してもよい。

これによって、車載システム１０は、車両Ａの静止時の軸重を決定することができる。
他方、車両Ａの静止時は、車両Ａは停車中であって、車両Ａの積載物の積み下ろしを行う可能性がある。そこで本実施形態の車載システム１０は、静止センサ２１によって静止時と判断している間は、車両Ａの瞬間軸重の平均値を順次算出し、積載物の積み下ろしによる荷重の変化がある度に当該平均値をリセットしている。そして、車載システム１０は、車両Ａ静止と判断できなくなる走行開始時に軸重を決定している。

なお、計測結果決定部３０Ｃは、計測値取得部３０Ｂを介して計測部３０Ａから計測値を取得しているが、計測値に関連した荷重情報であれば、どのようなアナログ信号やどのようなデジタル信号を取得してもよい。計測結果決定部３０Ｃが提供する軸重についても同様に、軸重に関連した荷重情報であれば、どのようなアナログ信号やどのようなデジタル信号を提供してもよい。

車載器２０は、車両情報保持部２０Ａ及び計測結果処理部２０Ｂを備える。
本実施形態では、後述するプログラムを実行することにより、コンピュータを車両情報保持部２０Ａ及び計測結果処理部２０Ｂとして機能させている。

車両情報保持部２０Ａは、各車両別の車両ＩＤを保持しており、保持している車両ＩＤを計測結果処理部２０Ｂへ通知する。

計測結果処理部２０Ｂは、車両ＩＤを取得すると共に、計測結果決定部３０Ｃで決定された各軸重を取得する。本実施形態では、計測結果処理部２０Ｂは、取得した各軸重に車両ＩＤを付して第１アンテナ４０に送信する。したがって、車両Ａの車載システムで取得された各軸重は、いずれも同じ車両ＩＤが付されており、他の車両で取得された軸重と区別することができる。これにより、車両分離のための設備が不要になる。

本実施形態では、計測結果処理部２０Ｂは、荷重計３０から取得する各軸重に対し、車両ＩＤを付すと共に、関連する各車軸の識別情報（前輪の車軸、後輪の車軸、前々輪の車軸、前後輪の車軸、後前輪の車軸、後々輪の車軸等）をさらに付して第１アンテナ４０に送信する。第１アンテナ４０を介して、関連する各車軸の識別情報を付された各軸重を、課金通信処理装置５０に送信すれば、課金通信処理装置５０は、車両Ａの軸重と車両Ａの車軸とを、一対一に関連されることができる。
変形例として、課金通信処理装置５０が、各軸重に関連する車軸を特定する必要がないときは、計測結果処理部２０Ｂは、関連する各車軸の識別情報を付さなくてもよい。

（車載システムの変形例）
変形例として車載システムは、図４のように構成されてもよい。本変形例では、牽引車Ａ’及び被牽引車Ｂ’を車両として、牽引車Ａ’に車載システム１０が搭載され、被牽引車Ｂ’に補助車載システム１０’が搭載されている。
牽引車Ａ’に搭載される車載システム１０は、車両Ａと同様に、車載器２０、静止センサ２１及び複数の荷重計３０を備える。
被牽引車Ｂ’に搭載される補助車載システム１０’も、車両Ａと同様に、補助車載器２０’、静止センサ２１’及び複数の荷重計３０’を備える。なお、変形例として被牽引車Ｂ’は、静止センサ２１’を備えなくてもよい。

牽引車Ａ’が被牽引車Ｂ’を牽引するために連結された場合、牽引車Ａ’との車載器２０と被牽引車Ｂ’の補助車載器２０’は、有線又は無線の通信回線により接続される。牽引車Ａ’の車両ＩＤは、車載器２０を介して補助車載器２０’に送信される。補助車載器２０’に送信された牽引車Ａ’の車両ＩＤは、補助車載器２０’に保持される。補助車載器２０’は、送信された牽引車Ａ’の車両ＩＤを荷重計３０’から取得する各軸重に付して、車載器２０に有線又は無線の通信回線によりに送信する。これにより、車載器２０は、補助車載器２０’から、被牽引車Ｂ’の各軸重を、牽引車Ａ’の車両ＩＤが付された状態で取得する。
したがって、本変形例において、車載器２０は、牽引車Ａ’の各軸重に被牽引車Ｂ’の各軸重を合わせて第１アンテナ４０に送信する。すなわち、車載器２０は、牽引車Ａ’の各軸重と被牽引車Ｂ’の各軸重とを合わせて、第１アンテナ４０に送信する。このとき、被牽引車Ｂ’の各軸重は、牽引車Ａ’の各軸重と同様に、牽引車Ａ’の車両ＩＤが付された状態で第１アンテナ４０に送信される。

当該変形例によると、補助車載器２０’は、牽引車Ａ’の有する車両ＩＤと同じ車両ＩＤを、被牽引車Ｂ’で計測された各軸重に付すことができる。同じ車両ＩＤが付されることで、課金通信処理装置５０は、牽引車Ａ’及び被牽引車Ｂ’の各軸重を、車両一台分の各車軸の軸重とし、料金を算出することができる。また、当該変形例によると、車載器２０は、牽引車Ａ’の各軸重と被牽引車Ｂ’の各軸重とを合わせて、第１アンテナ４０に送信するため、一度の通信で牽引車Ａ’の各軸重と被牽引車Ｂ’の各軸重とを送信することができる。

なお、被牽引車Ｂ’の補助車載器２０’が、牽引車Ａ’の有する車両ＩＤを取得するタイミングは、第１アンテナ４０を通過する前であればいつでもよい。例えば、牽引車Ａ’と被牽引車Ｂ’とを連結する時でもよいし、被牽引車Ｂ’を牽引する牽引車Ａ’の走行を開始した後でもよい。
また、他の変形例として、牽引車Ａ’の車両ＩＤが付された被牽引車Ｂ’の各軸重は、第１アンテナ４０を経由せずに、直接第１アンテナ４０に送信されてもよい。

（課金通信処理装置）
課金通信処理装置５０の各構成及び機能について詳しく説明する。
重量情報取得部５１Ａは、計測結果処理部２０Ｂから、第１アンテナ４０を介して、車両ＩＤ及び車軸の識別情報が付された各軸重を取得する。このとき、重量情報取得部５１Ａは、同じ車両ＩＤの軸重を、車両Ａ一台分の各車軸の軸重として重量情報演算部５１Ｂに提供する。
重量情報演算部５１Ｂは、重量情報取得部５１Ａを介して、車両Ａ一台分の各車軸の軸重を取得する。

重量情報演算部５１Ｂは、取得した車両Ａ一台分の各車軸の軸重の間の代表値を演算する。本実施形態の場合、重量情報演算部５１Ｂは、代表値として最大値を演算し、当該最大値を料金決定部５１Ｃに通知している。
したがって、重量情報演算部５１Ｂは、取得した車両Ａの各車軸の軸重のうち、道路損傷に与える影響が最も大きい軸重を、料金決定部５１Ｃに通知する。
変形例として、重量情報演算部５１Ｂは、代表値として平均値、中央値等を演算してもよい。
料金決定部５１Ｃは、通知された代表値を利用して、車両Ａの料金を決定する。

車両一台分の各車軸の軸重の間の代表値は、各車両が道路損傷に与える影響を、他の車両と比較するために用いることができる。具体的には、同じ総重量であっても、軸重の最大値や平均値等の大きい車両の方が、軸重の最大値や平均値等が小さい車両に比べて、道路損傷に与える影響が大きい。したがって、課金通信処理装置５０は、車両一台分の各車軸の軸重の間の代表値を用いて料金を算出することによって、少なくとも他の車両と比較において、道路損傷に与える影響度の大きさに応じた料金を課金することができる。

変形例として、重量情報演算部５１Ｂは、車両Ａの全軸重の総和（合算）を演算してもよい。この場合、重量情報演算部５１Ｂは、演算した車両Ａの全軸重の総和を料金決定部５１Ｃに通知して、車両Ａの全軸重の総和に関連した料金を決定する。
車両Ａの全軸重の総和に関連して料金を決定すれば、車両Ａの総重量に関連した料金を課金できる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、各車軸の総重量に関連するので、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。

他の変形例として、料金決定部５１Ｃは、重量情報演算部５１Ｂから、車両Ａの全軸重を取得すると共に第２アンテナ８０を介して各車軸の車輪数を取得してもよい。この場合、重量情報演算部５１Ｂは、軸重を各車輪の車輪数で割って各輪重（各車輪の荷重）を算出する。また、重量情報演算部５１Ｂは、取得した車両Ａ一台分の各車輪の輪重の間の代表値（最大値、平均値等）を演算し、演算した代表値を料金決定部５１Ｃに通知する。そして、料金決定部５１Ｃは、通知された代表値を利用して、車両Ａの料金を決定する。

例えば、同じ軸重であっても、各車軸が備える車輪数が少ない方が局所的な荷重が大きく、各車軸が備える車輪数が多い方が局所的な荷重が小さくなる。そのため、各車両一台分の各輪重の間の最大値や平均値に基づいて料金を課金すれば、車輪別の道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。

（課金方法）
本発明に係る課金方法の一実施形態について、課金システム１及び車載システム１０に用いて説明する。
図５に示すように、各荷重計３０は、車軸又は車輪に作用する荷重を計測し軸重を決定する（Ｓ１〜Ｓ６：荷重計測ステップ）。続いて車載システム１０は、料金所かどうかを判断する（Ｓ７：料金所判断ステップ）。料金所判断ステップＳ７は、例えば、課金システム１が周辺に送信する信号を、車載器２０が検出したかどうかを判断によって実行される。料金所と判断されなかった場合（Ｓ７：ＮＯ）、引き続き、料金所かどうかを判断する。料金所と判断された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、車載器２０は軸重を取得し（Ｓ８：計測結果取得ステップ）、車両ＩＤを付した軸重を課金通信処理装置５０に送信する（Ｓ９：計測結果通信ステップ）。課金通信処理装置５０は、車載システム１０から受信した軸重に基づいて車両Ａの料金を決定する（Ｓ１０：料金決定ステップ）。その後、課金システム１は、課金処理を行い（Ｓ１１：課金処理ステップ）、課金処理結果を車両Ａの車載器２０に送信すると共に、取得した情報や課金処理結果等を、中央決済処理装置７０（上位装置）に出力する。

荷重計測ステップＳ１〜Ｓ６は、以下のステップを含む。
まず、静止センサ２１によって、車載システム１０は、車両Ａが静止しているか否かを判断する（Ｓ１：静止判断ステップ）。
車載システム１０は、車両Ａが静止していると判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、計測部３０Ａは、積載物を含む車両Ａの各車軸の各瞬間の荷重を計測する（Ｓ２：瞬間軸重計測ステップ）。計測結果決定部３０Ｃは、新たに計測された荷重の変化が大きいか否かを判断し（Ｓ３：荷重変化判断ステップ）、大きくないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、計測結果決定部３０Ｃは、取得した計測値の平均値を順次算出する（Ｓ４）。計測値の変化が大きいと判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）は、平均値をリセットし（Ｓ５）、瞬間軸重計測ステップＳ２に戻る。
車載システム１０は、車両Ａが静止していないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、算出している平均値を軸重（計測結果）として決定し、当該軸重を車載器２０に出力する（Ｓ６：計測結果決定ステップ）。

（課金方法の変形例）
変形例として、車両Ａの走行中に計測された動荷重計測結果から静荷重を求めるものであってもよい。具体的には以下の通りである。
図６に示すように、各荷重計３０は、走行中に常時荷重計測を行う（Ｓ２１：常時荷重計測ステップ）。この時、各瞬間に計測される荷重は、動荷重であるから、静荷重に換算する必要がある。動荷重を静荷重に変換するには、例えば、走行中に計測される動荷重の時間平均を算出し、静荷重とすればよい。さらに、車両走行時の振動が図６の吹き出し図に示すように正弦波状に変動する場合、走行中の各車軸の動荷重の周期を検出して、その１周期の期間中の荷重の時間平均を算出すれば、より正確に静荷重に換算することができる。その後、本実施形態と同様に料金所判断ステップＳ２２、計測結果取得ステップＳ２３、計測結果通信ステップＳ２４、料金決定ステップＳ２５、課金処理ステップＳ２６を実行する。

走行時に計測された動荷重を利用して静荷重に換算すれば、料金所進入直前の軸重を計測できるので、静荷重を振動や加速度に影響されない直近の軸重に関連した料金を課金することができる。

（作用及び効果）
本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態では、車載システム１０とは、計測された車両の重量に関する情報を路側機との間で通信することができる。これによって、車両の重量を計測するための設備を路面に設置する必要がない。また、課金システム１は、車載システムで計測された車両の重量に関する情報を利用して料金を決定することができる。したがって、車載システムが供される課金システムは、設置工事において、車線の閉鎖を必要としない。

さらに、車載システム１０は、静止時に計測された静荷重を利用して各車軸の静荷重を決定するため、走行時の振動や加速度に影響されない計測結果を決定することができる。

さらに、課金システム１は、各車軸の計測結果の間の代表値に関連した料金を決定することができる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、例えば、（積載物含む）車両の軸重の最大値、平均値、中央値等の代表値に関連する。そのため、課金システムは、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。
特に、課金システム１は、各車軸の計測結果の最大値に関連した料金を決定するため、同じ総重量の車両であっても、車軸単位の局所的な最大荷重に関連した料金を課金できる。
また、課金システム１は、各車軸の計測結果の平均値に関連した料金を決定するため、同じ総重量の車両であっても、車軸数に関連した料金を課金とすることができる。

なお、上述の各実施形態においては、課金システムの課金情報処理部、車載システムの車載器の各種機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。ここで、上述した各ＣＰＵの各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、課金システムの課金情報処理部、車載システムの車載器の各種機能が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

例えば、本実施形態は、有料道路の通行料金の課金システムであるが、駐車場の駐車料金の課金システムに適用してもよい。

本実施形態は、無線通信システム（ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System（登録商標））、ＲＦＩＤ等）による課金処理を行っているが、車両Ａの運転者等（利用者）に課金額等を提示して、料金収受処理を行う料金自動収受機に適用されてもよい。

本実施形態は、高速処理のために第１アンテナ及び第２アンテナを用いて、車載システムと通信を行っているが、高速処理が要求されない場合、１つのアンテナだけで車載システムと通信を行ってもよい。

また、課金システムは、下記のような場合、第２アンテナを必ずしも備えなくてもよい。
課金システムが、例えば現金決済の場合のように、車両Ａの運転者等（利用者）に課金額等を提示して、料金収受処理を行う料金自動収受機を備える場合、車両の詳細情報（車軸数、各車軸の車輪数、車両ＩＤ、車種区分、カード情報、入口情報等）の受信及び通過する車両の車載器への課金データの送信が必要ない。このため、課金システムは、車両Ａの詳細情報や課金データを送受信しなくてもよいので、第２アンテナを必ずしも備えなくてもよい。
また、課金システムに高速処理が要求されない場合、課金システムは、第２アンテナで送受信を行う情報を第１アンテナで送受信することとすれば、第２アンテナを必ずしも備えなくてもよい。

本実施形態は、アイランドＩに敷設されたセパレートレーン方式であるが、変形例として、フリーフロー方式の課金システムに適用されてもよい。

本発明の車載システムは、課金システムの設置工事において、車線の閉鎖を必要としない。

１ 課金システム
１０ 車載システム
１０’ 補助車載システム
２０ 車載器
２０’ 補助車載器
２０Ａ 車両情報保持部
２０Ｂ 計測結果処理部
２１ 静止センサ
２１’ 静止センサ
３０ 荷重計
３０’ 荷重計
３０Ａ 計測部
３０Ｂ 計測値取得部
３０Ｃ 計測結果決定部
４０ 第１アンテナ（路側機）
５０ 課金通信処理装置
５１ 課金情報処理部
５１Ａ 重量情報取得部
５１Ｂ 重量情報演算部
５１Ｃ 料金決定部
６０ 進入側車両検知器
７０ 中央決済処理装置
８０ 第２アンテナ
９１ 発進制御機
９２ 発進側車両検知器
Ａ 車両
Ａ’ 牽引車
Ｂ’ 被牽引車
Ｉ アイランド
Ｊ 遠隔地
Ｌ 車線

Claims (22)

1. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する複数の荷重計と、
   前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信可能な車載器と、を備え、
   前記車載器が、前記重量情報に、各車軸の識別情報を付して前記路側機に送信する車載システム。
2. 前記車両の静止を検出し、前記車載器に静止検出信号を送信する静止センサをさらに備え、
   前記車載器は、前記静止検出信号に応答して、各荷重計に要求信号を送信し、
   各荷重計は、前記要求信号に応答して、各軸重の計測結果を決定する請求項１に記載の車載システム。
3. 各荷重計は、前記車両の走行時の荷重の平均値を演算し、各車軸の静荷重を計測結果として決定する請求項１に記載の車載システム。
4. 前記荷重計は、前記車両の牽引車及び被牽引車にそれぞれ搭載され、
   前記車載器は、前記荷重計の各計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記牽引車の重量に関する重量情報と、前記計測結果に基づく前記被牽引車の重量に関する重量情報とを合わせて、路側機に送信する請求項１から３のいずれかに記載の車載システム。
5. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する複数の荷重計と、
   前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信可能な車載器と、
   前記車両の静止を検出し、前記車載器に静止検出信号を送信する静止センサと、を備え、
   前記車載器は、前記静止検出信号に応答して、各荷重計に要求信号を送信し、
   各荷重計は、前記要求信号に応答して、各軸重の計測結果を決定する車載システム。
6. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する複数の荷重計と、
   前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信可能な車載器と、を備え、
   前記荷重計が、前記車両の牽引車及び被牽引車にそれぞれ搭載され、
   前記車載器が、前記荷重計の各計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記牽引車の重量に関する重量情報と、前記計測結果に基づく前記被牽引車の重量に関する重量情報とを合わせて、前記路側機に送信する車載システム。
7. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する複数の荷重計と、
   前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信可能な車載器と、を備え、
   各荷重計は、前記車両の走行時の荷重の平均値を演算し、各車軸の静荷重を前記計測結果として決定する車載システム。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の車載システムと通信可能な前記路側機と、
   前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報に基づいて料金を決定する料金決定部と、
   を備える課金システム。
9. 各車軸の計測結果の間の代表値を演算する重量情報演算部をさらに備える請求項８に記載の課金システム。
10. 前記代表値は、各車軸の計測結果の間の最大値又は平均値である請求項９に記載の課金システム。
11. 各車軸の計測結果の総和を演算する重量情報演算部をさらに備える請求項８に記載の課金システム。
12. 車両に搭載された複数の荷重計によって、車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する荷重計測ステップと、
    前記車両の車載器によって、前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信する計測結果通信ステップと、
    前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報に基づいて料金を決定する料金決定ステップと、
    を有し、
    前記計測結果通信ステップにおいて、前記車載器が、前記重量情報に、各車軸の識別情報を付して前記路側機に送信する課金方法。
13. 車両に搭載された複数の荷重計によって、車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する荷重計測ステップと、
    前記車両の車載器によって、前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信する計測結果通信ステップと、
    前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報に基づいて料金を決定する料金決定ステップと、
    を有し、
    前記車載器が、静止センサが前記車両の静止を検出し前記車載器に送信する静止検出信号に応答して、各荷重計に要求信号を送信し、
    各荷重計が、前記要求信号に応答して、各軸重の計測結果を決定する課金方法。
14. 車両に搭載された複数の荷重計によって、車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する荷重計測ステップと、
    前記車両の車載器によって、前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信する計測結果通信ステップと、
    前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報に基づいて料金を決定する料金決定ステップと、
    を有し、
    前記荷重計が、前記車両の牽引車及び被牽引車にそれぞれ搭載され、
    前記車載器が、前記荷重計の各計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記牽引車の重量に関する重量情報と、前記計測結果に基づく前記被牽引車の重量に関する重量情報とを合わせて、前記路側機に送信する課金方法。
15. 車両に搭載された複数の荷重計によって、車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する荷重計測ステップと、
    前記車両の車載器によって、前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信する計測結果通信ステップと、
    前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報に基づいて料金を決定する料金決定ステップと、
    を有し、
    各荷重計は、前記車両の走行時の荷重の平均値を演算し、各車軸の静荷重を前記計測結果として決定する課金方法。
16. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測する複数の荷重計を備える車載システムのコンピュータを、
    前記車両に関する情報を保持する車両情報保持部、
    前記荷重計の計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報に前記車両に関する情報を付して路側機に送信する計測結果処理部、
    として機能させ、
    前記計測結果処理部が、前記重量情報に、各車軸の識別情報を付して前記路側機に送信するプログラム。
17. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測する複数の荷重計と、前記車両の静止を検出し、静止検出信号を送信する静止センサと、を備える車載システムのコンピュータを、
    前記車両に関する情報を保持する車両情報保持部、
    前記荷重計の計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する情報に前記車両に関する情報を付して路側機に送信する計測結果処理部、
    として機能させ、
    前記静止検出信号に応答して、各荷重計に要求信号を送信するように機能させるプログラム。
18. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測する複数の荷重計を備え、前記荷重計が前記車両の牽引車及び被牽引車にそれぞれ搭載される車載システムのコンピュータを、
    前記車両に関する情報を保持する車両情報保持部、
    前記荷重計の計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する情報に前記車両に関する情報を付して路側機に送信する計測結果処理部、
    として機能させ、
    前記荷重計の各計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記牽引車の重量に関する重量情報と、前記計測結果に基づく前記被牽引車の重量に関する重量情報とを合わせて、前記路側機に送信するように機能させるプログラム。
19. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測する複数の荷重計を備える車載システムのコンピュータを、
    前記車両に関する情報を保持する車両情報保持部、
    前記荷重計の計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する情報に前記車両に関する情報を付して路側機に送信する計測結果処理部、
    として機能させ、
    各荷重計は、前記車両の走行時の荷重の平均値を演算し、各車軸の静荷重を前記計測結果として決定するプログラム。
20. 車両に搭載され車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する複数の荷重計と、前記荷重計の計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信可能な車載器と、を備える車載システムと通信可能な前記路側機と、
    前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報と、前記車両の各車輪の車輪数と、に基づき、前記車両の各輪重を算出する重量情報演算部と、
    前記各輪重に基づいて料金を決定する料金決定部と、
    を備える課金システム。
21. 車両に搭載された複数の荷重計によって、車軸又は車輪に作用する荷重を計測し、計測結果を決定する荷重計測ステップと、
    前記車両の車載器によって、前記計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記車両の重量に関する重量情報を路側機との間で通信する計測結果通信ステップと、
    前記路側機で受信した前記車両の重量に関する情報と、前記車両の各車輪の車輪数と、に基づき、前記車両の各輪重を算出する重量情報演算ステップと、
    前記各輪重に基づいて料金を決定する料金決定ステップと、
    を有する課金方法。
22. 課金システムのコンピュータを、
    車両に搭載された複数の荷重計によって、車軸又は車輪に作用する荷重を計測して決定された計測結果に基づく前記車両の重量に関する情報を取得する重量情報取得部、
    取得された前記車両の重量に関する情報と、前記車両の各車輪の車輪数と、に基づき、前記車両の各輪重を算出する重量情報演算部、
    前記各輪重に基づいて料金を決定する料金決定部、
    として機能させるプログラム。

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