自動料金収受システム、通行料課金装置及びＥＴＣ車載器
【課題】車両の環境に配慮した走行実績を通行料金に反映可能な自動料金収受システム及びその装置を提供する。
【解決手段】有料道路の入／出口ゲートの通過時に各ゲートから受信したゲート識別情報と、少なくとも該各時点に車両から取得した燃料残量の情報とをＩＣカードに記憶する。一方、通行料課金手段は、前記ＩＣカードが記憶するゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求めると共に、該求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量から求めた区間の燃料消費量とに基づき区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づき前記標準の通行料金に変更を加える。
【解決手段】有料道路の入／出口ゲートの通過時に各ゲートから受信したゲート識別情報と、少なくとも該各時点に車両から取得した燃料残量の情報とをＩＣカードに記憶する。一方、通行料課金手段は、前記ＩＣカードが記憶するゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求めると共に、該求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量から求めた区間の燃料消費量とに基づき区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づき前記標準の通行料金に変更を加える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動料金収受システム及びその装置に関し、特に、有料道路や高速道路における環境に配慮した走行に対して適切な課金を行う環境（ecology）対応型の自動料金収受システム、通行料課金装置及びＥＴＣ車載器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高速道路の通行料金は普通車、大型車、軽車両等の車種毎に決まっており、車両の性能（燃費等）には関係しない。一方で、車両の走行燃費は年々向上しており、Ｃ０２やＮ０ｘの排出量は削減される傾向にあるが、古いタイプの車両でも環境対応型の車両でも通行料金は等しいのが現状である。
【０００３】
一方、高速道路のＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）システムを利用した運用では、混雑や環境に対する影響の少ない臨海部（湾岸線等）を走行する大型車両に適用する割引制度のように、環境走行に対応した割引が実施されている。しかし、あくまで走行経路が環境（渋滞緩和）に配慮した走行を対象としており、Ｃ０２やＮ０ｘの削減など、環境そのものに配慮した走行についての割引は実施されていない。
【非特許文献１】http://www.go-etc.jp/waribiki/waribiki.html（平成20年2月19日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の高速道路等の有料道路の通行料金の設定にあっては、環境そのものに配慮した走行についての割引は実施されていなかった。
【０００５】
本発明は上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、車両の環境に配慮した走行実績を通行料金に反映可能な自動料金収受システム、通行料課金装置及びＥＴＣ車載器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様による自動料金収受システムは、有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムにおいて、前記入口ゲート及び出口ゲートの通過の際に各ゲートから受信したゲート識別情報と、該各時点に車両から取得した燃料残量の情報とをＩＣカードに記憶するＥＴＣ車載器と、前記ＩＣカードが記憶するゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求め、かつ該求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量の情報から求めた区間の燃料消費量とに基づき該区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加える通行料課金手段とを備える。
【０００７】
本発明では、通行区間の平均の燃費で標準の通行料金に変更を加えることにより、環境に配慮したエコ走行を奨励でき、地球環境の改善に寄与できる。
【０００８】
本発明の第２の態様では、前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された燃料残量の情報を更に含み、前記通行料課金手段は、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量の情報に基づき車両の走行内容を表すイベントを判定すると共に、該判定したイベントに基づき走行イベントに属する燃料消費量を抽出して区間の走行燃費を求め、該求めた走行燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加える。
【０００９】
本発明では、区間の途中における燃料残量の推移を定期的に観測することにより、燃料残量が急激に変化するような給油イベントや脱油イベントに起因する燃料残量の変化分を有効に除外でき、区間の正確な走行燃費を求めることが可能となる。
【００１０】
本発明の第３の態様による通行料課金装置は、有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムの通行料課金装置において、前記ＩＣカードが記憶する入口ゲート及び出口ゲートの各ゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求める情報抽出手段と、前記求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する入口ゲート及び出口ゲートの各通過時点における車両の燃料残量から求めた区間の燃料消費量とに基づき、区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づき前記標準の通行料金に変更を加える通行料変更手段とを備える。
【００１１】
本発明の第４の態様では、前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された燃料残量の情報を更に含み、前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量の情報に基づき車両の走行の内容を表すイベントを判定すると共に、該判定したイベントに基づき走行イベントに属する燃料消費量を抽出して区間の走行燃費を求め、該求めた走行燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加える。
【００１２】
本発明の第５の態様では、前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が所定以上増加したことにより給油イベントと判定する。これにより給油イベントと走行イベントを有効に区別できる。
【００１３】
本発明の第６の態様では、前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が０よりも大きく第１の閾値未満の範囲内で減少したことによりアイドリングイベントと判定する。これによりアイドリングイベントと走行イベントを有効に区別できる。たとえアイドリングであっても、暖房や冷房を伴う長時間のアイドリング停車（休憩）ではかなりの燃料を消費するため、走行実績に与える影響を無視できない。
【００１４】
本発明の第７の態様では、前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が前記第１の閾値から、該第１の閾値よりも大きい第２の閾値までの範囲内で減少したことにより走行イベントと判定する。これにより区間の実質の走行イベントを有効に抽出できる。
【００１５】
本発明の第８の態様では、前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が前記第２の閾値を超えて減少したことにより脱油イベントと判定する。これにより脱油イベントと走行イベントを有効に区別できる。
【００１６】
本発明の第９の態様では、前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された速度の情報を更に含み、前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する速度の情報を含めてイベントの判定を行う。
【００１７】
例えば、速度ｖ＝０の場合は、駐車、停車（アイドリング停車を含む）、給油又は脱油のイベント判定を確実なものにできる。また、例えば速度ｖが１〜２０ｋｍ／ｈの範囲内にある場合は、徐行や渋滞のイベントと判定でき、区間の燃費の悪化を理解できる。また速度ｖが４０ｋｍ／ｈ〜１１０ｋｍ／ｈの範囲にある場合は、通常のエコ走行と判定でき、環境に配慮した走行のコア部分を抽出できる。
【００１８】
本発明の第１０の態様では、前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する当該車両の公称の走行燃費と、前記求めた走行イベントに基づく走行燃費とを比較し、前記公称の走行燃費からの乖離率に応じて前記標準の通行料金に変更を加える。従って、カタログ等に記載される公称の走行燃費を基準として、ドライバーによる環境に配慮した走行実績を有効、かつ車両そのものの性能の相違によらず公平に評価できる。
【００１９】
本発明の第１１の態様では、ＥＴＣ車載器は、有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムの前記ＥＴＣ車載器において、前記入口ゲートの通過時に該ゲートから通知された入口ゲートの識別情報及び通過日時の情報と、 該時点で車両より取得した車両の燃料残量の情報とを前記ＩＣカードに記憶する記録手段と、前記出口ゲートの通過時に、前記ＩＣカードから読み出した入口ゲートの識別情報、通過日時の情報及び燃料残量の情報と、前記ＥＴＣ車載器で検出した出口ゲートの識別情報及び通過日時の情報と、該時点に検出した車両の燃料残量と、予めＥＴＣ車載器に登録されている車両情報とを該出口ゲートの路側装置に送信する送信手段とを備える。
【００２０】
本発明の第１２の態様では、前記記録手段は、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得した燃料残量の情報を更に記憶し、前記送信手段は、前記ＩＣカードから読み出した入口ゲートから出口ゲートまでの燃料残量の情報を更に送信する。
【００２１】
本発明の第１３の態様では、前記ＥＴＣ車載器に登録されている車両情報にはエンジンの排気量、エンジンのタイプ、使用燃料の種類及び環境対応車種の情報の内の何れか１又は２以上が含まれる。これにより、環境に配慮した車両の通行を無条件で優遇できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、車両の環境に配慮した走行実績を通行料金に反映可能な自動料金収受システム、通行料課金装置及びＥＴＣ車載器を提供することが可能となる。その結果、環境に優しい車両の走行には通行料金を安くすることで、利用者へのメリットと地球環境改善への貢献が図れ、環境対応車の普及促進にも拍車が掛かることが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は実施の形態による環境対応道路課金システムの構成を示す図である。例えば高速道路のインターチェンジＩＣ１，ＩＣ２には入口ゲート２０ａと出口ゲート２０ｂが設けられており、これらはネットワーク（ＮＷ）１００を介して中央の課金処理センタ２５に接続している。
【００２４】
図２に出口ゲート２０ｂの概略構成を示す。この出口ゲート２０ｂは、レーンを跨ぐように設置されたガントリ１と、ガントリ１の上部に固定されてレーン上の所定エリアを通過する車両１０のＥＴＣ車載器３０と無線通信を行う路側無線器２と、光電センサにより車両１０の通過（侵入及び退出）を検出する車両検知器３〜５と、通過ゲート７の開／閉制御を行う発進制御機６と、これらを制御すると共にネットワーク１００を介して遠隔の課金処理センタ２５にオンラインで接続する路側装置２１ｂとを備える。入口ゲート２０ａについても同様である。
【００２５】
図３，４に実施の形態によるＥＴＣ車載器の構成を示す。一般に、車両１０のダッシュボード１２にはスピードメータ１２ａと、燃料メータ１２ｂと、走行距離メータ１２ｃ等が既に設けられており、燃料メータ１２ｂは燃料センサ１４で検出した燃料タンク１３の燃料残量を表示する。本実施の形態では、この燃料残量の検出信号をＥＴＣ車載器３０にも取り込むと共に、所定時間毎にサンプリングした燃料残量の推移を走行履歴の情報としてＥＴＣカード４０に記録する。
【００２６】
このＥＴＣ車載器３０は、例えばダッシュボード上に設置されており、ゲート２０の路側無線器２と無線通信するための無線通信部３２と、そのアンテナ３１と、ＥＴＣ車載器３０の主制御・処理を行うＣＰＵ３３と、ＣＰＵ３３が使用する主メモリ（ＭＭ）３４と、ＥＴＣカード４０を着脱自在に保持するカード収容部（ＣＨＬＤ）３８と、そのカード接続用端子（ＣＮ）３８ａと、車両１０で検出された燃料残量や速度の信号をアナログスイッチ（ＡＳＷ）で選択し、かつＡ／Ｄ変換してＣＰＵ３３に取り込むためのアナログインタフェース（ＡＩＦ）３７と、利用者が操作をするコンソール（ＣＳＬ）３５と、ＥＴＣサービスに係る各種情報を表示するための表示部３６とを備える。
【００２７】
またこの主メモリ３４は、ＣＰＵ３３が実行する図５、図６のアプリケーションプログラムの他、ＥＴＣ車載器３０のＩＤ番号や、このＥＴＣ車載器３０を搭載している車両１０の基本的な情報等を記憶している。この車両の基本的な情報には、車種や車両１０の登録番号の他、車両１０の走行性能に関係のある、排気量、エンジンのタイプ｛（レシプロ（reciprocal engine）／ディーゼル（diesel engine）／ロータリ（rotary engine）｝、燃料の種類｛ガソリン（レギュラー又はハイオクタン）／軽油ディーゼル／灯油ディーゼル／バイオディーゼル｝、環境対応車種（ハイブリッド車／燃料電池車／２次電池車）等の各種情報が含まれる。このうちの車両の走行性能に関係のある情報は、課金処理センタ２５における通行料金の割引サービスにも利用される。
【００２８】
更に、このＥＴＣ車載器３０は、ＥＴＣカード４０を挿入するためのカード挿入口を備えており、利用者が乗車時にＥＴＣカード４０をカード挿入口に挿入すると、ＥＴＣ車載器３０がＥＴＣカード４０のカード番号を読取って主メモリ３４に記憶保持する。またＥＴＣカード４０を引抜くと前記記憶保持したカード番号をクリアする。これにより、このＥＴＣ車載器３０では複数の異なるＥＴＣカード４０を使用できる。
【００２９】
一例のＥＴＣカード４０（本発明のＩＣカードに相当）は、クレジットカードサイズのプラスチックカードに、ＩＣチップと、ＥＴＣ車載器３０に接続するための接続用端子（ＣＮ）４３とを埋め込んだものである。このＩＣチップには、ＥＴＣカード４０の主制御・処理を行うマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）４１と、該ＭＰＵ４１が使用するフラッシュメモリ（ＦＭ）４２とが含まれる。このフラッシュメモリ４２には、ＥＴＣカード４０を特定するためのカード番号の他、ユーザ預託金の口座番号、契約の有効期限等の決済情報が予め記憶されている。また、このフラッシュメモリ４２には、図７に示す如く入力ゲート２０ａの通過から出口ゲート２０ｂの通過に至るまでに取得された一連の走行履歴の情報を時系列に記録するための走行履歴テーブル８１が設けられている。
【００３０】
以上の構成により、ＣＰＵ３３は、車両１０が入口ゲート２０ａを通過する際には、該ゲート２０ａから通知されたゲートＩＤ及び通過日時の情報と、 該時点で車両１０より取得した燃料残量の情報とをＥＴＣカード４０の履歴テーブル８１に記録する。好ましくは、引き続き、入口ゲート２０ａから出力ゲート２０ｂに至るまでの走行区間に車量１０から定期的に取得した燃料残量の情報を履歴テーブル８１に順次記録する。そして、車両１０が出口ゲート２０ｂを通過する際には、前記履歴テーブル８１から読み出した入口ゲート２０ａのゲートＩＤ、通過日時の情報及び該時点で車両１０より取得した燃料残量の情報と、該ＥＴＣ車載器３０が受信した出口ゲート２０ｂのゲートＩＤ及び通過日時の情報と、該時点に車両１０より取得した燃料残量と、前記入／出口のゲート区間で収集した走行履歴（燃料残量）の情報と、予めＥＴＣ車載器３０に登録されている車両の基本的な情報等とを、出口ゲート２０ｂの路側装置２１ｂに送信する。
【００３１】
課金処理センタ２５は、図１１に示す通行料金テーブル８２や、図１２に示す走行燃費の良否をランク分けするためのランクテーブル８３を備えており、上記ＣＰＵ３３から路側装置２１ｂを介して通知された入／出口ゲートの各通過情報に基づき図７又は図８の通行料課金処理によって車両１０の標準の通行料金を求めると共に、その際には、更に走行履歴の情報に基づき車両１０の走行燃費を求めて該燃費をランキング分けし、通行料金の割引サービスに反映する。以下詳細に説明する。
【００３２】
図５は実施の形態によるゲート入／退出処理のフローチャートで、ＥＴＣ車載器３０のＣＰＵ３３により実行される。ステップＳ１１では車両１０がゲートに侵入するのを待ち、やがて、侵入を検出すると、ステップＳ１２では入口ゲート２０ａか否かを判別する。入口ゲート２０ａの場合は、ステップＳ１３で図７に示すＥＴＣカード４０の走行履歴テーブル８１を初期化する。ステップＳ１４では無線通信部３２を介して入口ゲート２０ａの通過情報（入口ゲート２０ａのＩＤ情報、通過時刻の情報等）を取得し、これらを履歴テーブル８１の「時刻」と「イベント」の欄に記録する。ステップＳ１５ではアナログインタフェース３７を介して車両１０から入口ゲート通過時点の燃料残量を取得し、履歴テーブル８１の「燃料残量」の欄に記録する。そして、ステップＳ１６ではその後の燃料残量を定期的に取得するための計測タイマをスタートし、ステップＳ１１に戻る。
【００３３】
また、上記ステップＳ１２の判別で入口ゲート２０ａでない場合は、ステップＳ２１で出口ゲート２０ｂか否かを判別し、出口ゲート２０ｂでもない場合はステップＳ１１に戻る。また、出口ゲート２０ｂの場合は、ステップＳ２２で計測タイマをストップさせ、それ以降の燃料残量の計測を停止させる。ステップＳ２３では無線通信部３２を介して出口ゲート２０ｂの通過情報（出口ゲート２０ｂのＩＤ情報、通過時刻の情報等）を取得し、これらを履歴テーブル８１の「時刻」と「イベント」の欄に記録する。ステップＳ２４では車両１０から出口ゲート通過時点の燃料残量を取得し、履歴テーブル８１の「燃料残量」の欄に記録する。ステップＳ２５ではＥＴＣ車載器３０から通過車両１０の基本的な情報を読み出し、これを無線通信部３２を介して路側装置２１ｂに送信する。ステップＳ２６では無線通信部３２を介して走行履歴テーブル８１の履歴情報を路側装置２１ｂに送信する。
【００３４】
なお、前記入口ゲート２０ａの通過情報（入口ゲート２０ａのＩＤ情報、通過時刻の情報）は通常、ＥＴＣ車載器３０で保持するため、この場合のＥＴＣカード４０には入口通過時の燃料残量のみを記録しても良い。また、実際の運用では、ＥＴＣレーンの無線走行のみならず、ＥＴＣ車載器３０からＥＴＣカード４０を抜き取って一般の出口料金所で課金するケースもあり得る。このため、もしもＥＴＣカード４０が入口ゲートの通過情報を保持した状態で再度他の入口ゲートの通過情報を受信したような場合には、ステップＳ１３で走行履歴テーブル８１を初期化し、再度入口通過情報からの書き込みを開始する。
【００３５】
図６は実施の形態による走行履歴収集処理のフローチャートで、上記計測タイマが毎回タイムアウトすると、ＣＰＵ３３のこの処理に割込入力する。ステップＳ３１では、タイマがタイムアウトする所定時間間隔（例えば５分）で走行履歴ＴＢ８１の「時刻」欄を更新する。ステップＳ３２では車両１０から今回の燃料残量を取得し、走行履歴ＴＢ８１に記録する。ステップＳ３３では今回の燃料残量が前回の燃料残量よりも顕著に多いか否かを判別し、多い場合は、ステップＳ３４で履歴ＴＢ８１の「イベント」欄に給油イベントを記録する。また、上記ステップＳ３３の判別がＮＯの場合は、更にステップＳ３５で今回の燃料残量が前回の燃料残量よりも顕著に少ないか否かを判別し、少ない場合は、ステップＳ３６で「イベント」欄に脱油イベントを記録する。また、上記ステップＳ３５の判別がＮＯの場合は、更にステップＳ３７で今回の燃料残量が前回の燃料残量と略等しいか否かを判別し、等しい場合は、ステップＳ３８で「イベント」欄に駐車（又は停車）イベントを記録する。また、上記ステップＳ３７の判別がＮＯの場合は、更にステップＳ３９で、今回の燃料残量が前回の燃料残量よりは少ないが、前回の燃料残量から所定量αを差し引いた値より多いか否かを判別し、ＴＥＳの場合は、ステップＳ４０で「イベント」欄にアイドリング停車イベントを記録する。また、上記ステップＳ３９の判別がＮＯの場合は、更にステップＳ４１で、今回の燃料残量が前回の燃料残量から所定量αを差し引いたものよりは少ないが、前回の燃料残量から所定量β（＞α）を差し引いたものより多いか否かを判別し、ＹＥＳの場合は、ステップＳ４２で「イベント」欄に走行イベントを記録する。以上により、走行に伴う実質的な燃料消費量と、それ以外の理由による燃料消費量とを区別できるため、区間の環境に配慮した走行実績（燃費）をより忠実に分析できる。
【００３６】
図７に実施の形態による走行履歴テーブル８１を示す。時刻の進行に伴い、図６の走行履歴収集処理で収集された、燃料残量[l]と、その分析に基づき判定されたイベントとが記録されている。所定時間当たりの「燃料消費量」の欄は、実際には履歴テーブル８１に記録しなくても良いが、前回の燃料残量から今回の燃料残量を差し引くことで容易に得られる。これら所定時間当たりの燃料残量の推移を分析することで、走行イベントに係るトータルの燃料消費量を有効に抽出でき、実走行に忠実な燃費が求まる。
【００３７】
ところで、車両１０の走行実績を所定時間当たりの燃料消費量のみで判断すると、車両１０が走行中であることは推定できるが、同一の燃料消費量であっても平地を高速で走行中であるのか、あるいは山道や渋滞などによりセカンドやサードで走行中なのか区別がつかない。そこで、本第２の実施の形態では、更に車両１０から速度（ｋｍ／ｈ）の情報を取得し、イベントの判定に役立てる。
【００３８】
例えば、速度が「０」ｋｍ／ｈで、かつ所定時間当たりの燃料消費量が「０」リットルの場合は駐車（又は停車）と判定できる。一方、速度が「０」ｋｍ／ｈであっても、所定時間当たりの燃料消費量が「０．１」リットル（即ち、少ないが「０」ではない）の場合には、アイドリング停車と判定できる。アイドリング停車であっても暖房や冷房が伴う場合には区間の燃費を少なからず悪化させるため、これを無視できない。また、給油や脱油の行為も速度が「０」ｋｍ／ｈの時に行われる。なお、図の「走行距離」ｋｍの欄も設けるには及ばないが、所定時間当たりの走行距離（＝所定時間×速度）を積分することで容易に得られる。
【００３９】
また、図７の例では所定時間を５分としたが、他の所定時間も任意に設定できる。この所定時間は、短いほど走行履歴を精密に分析できるが、フラッシュメモリ４２を沢山使用することになる。例えば首都高速など、比較的短い区間を走行する場合には所定時間を相対的に短く設定し、東名高速など、比較的長い区間を走行する場合は所定時間を相対的に長く設定しても良い。
【００４０】
また、図７の例は、走行区間の中間時点で取得した各燃料残量を記録した場合を示したが、これに限らない。上記図５のステップＳ１６の処理で、もし計測タイマを起動しなかった場合には定期的な燃料残量の取得は行われず、このため履歴テーブル８１には入口ゲート通過時点と出口ゲート通過時点の各通過時刻と、ゲート入／退出のイベントと、各ゲートの通過時点で取得した燃料残量のみが記録されることになる。従って、少ないメモリ容量でも走行履歴情報を記憶できる。図８に上記図７の走行履歴のグラフ図を示す。もし、このような走行履歴のグラフを表示部３６にリアルタイムで表示をすれば、ドライバ−のマナー運転を有効に支援できる。
【００４１】
図９は第１の実施の形態による通行料課金処理のフローチャートで、入／出口の各ゲート通過情報に基づき通行料金を決定する場合を示している。この処理は課金処理センタ２５で実行される。ステップＳ５１では入／出口の各ゲート通過情報で図１１の料金テーブル８２を参照し、両ＩＣ間の標準通行料金と距離を取得する。ステップＳ５２では入／出口ゲート通過時の各燃料残量の情報に基づき、区間の燃料消費量（＝入口の燃料残量−出口の燃料残量）を求める。ステップＳ５３では、区間の燃費を、
区間の燃費＝（区間の距離）／（区間の燃料消費量）
により求める。即ち、燃料１リッター当たり平均何キロメートル走ったかを求める。ステップＳ５４では、該求めた区間の燃費で図１２のランクテーブル８３を参照し、当該区間における走行実績（燃費）をランク分けする。ステップＳ５５では該求めたランクに応じて料金の割り引き率を決定し、ステップＳ５６では該決定した割引率に応じて標準通行料金を割り引く。あるいは、ランクに応じて通行料金の減額分を決定し、標準通行料金から差し引いてもよい。
【００４２】
図１０は第２の実施の形態による通行料課金処理のフローチャートで、入／出口のゲート間で定期的に取得した燃料残量の情報を利用することでより走行実績に忠実な課金処理を行う場合を示している。なお、図９と同一又は相当の処理には同一のステップ番号を付す。ステップＳ５１では入／出口の各ゲート通過情報で図１１の料金テーブル８２を参照し、両ＩＣ間の標準の通行料金と距離を取得する。ステップＳ６２では図７の走行履歴テーブル８１を参照し、区間の走行イベントで使用したトータルの走行燃料消費量を求める。この走行燃料消費量は、走行イベントの欄の燃料消費量を合計することで容易に得られる。この走行燃料消費量には、給油による増量分も、脱油による減量分も、更にはアイドリング停車による休憩分も含まれないため、より実際の走行実績に忠実な燃料消費量が求まる。ステップＳ６３では区間の走行燃費を、
区間の走行燃費＝（区間の距離）／（区間の走行燃料消費量）
により求める。即ち、燃料１リッター当たり平均何キロメートル走ったかを求める。ステップＳ６４では、該求めた区間の走行燃費で図１２のランクテーブル８３を参照し、当該区間における走行実績（燃費）をランク分けする。ステップＳ５５では該求めたランクに応じて料金の割り引き率を決定し、ステップＳ５６では該決定した割引率に応じて標準料金を割り引く。あるいは、ランクに応じて通行料金の減額分を決定し、標準通行料金から差し引く。本第２の実施の形態にでは、実際の走行分に則した燃費が得られるため、途中における給油の有／無に関わらず、実際の走行にのみ忠実なランク分け（即ち、料金割引）を行える。
【００４３】
図１１に料金テーブル８２の一例を示す。図は東名高速における普通車への適用例を示しているが、大型車や軽車両についても同様の料金テーブルが設けられており、普通車と同様に適用できる。このテーブル８２の第１列目にはインターチェンジ名（但し、図は主なもののみを示している）が順に配列されており、例えば東京から横浜までの料金は７５０円、距離は１９．７ｋｍ、所要時間は１４分と読み取れる。また東京から静岡までの料金は４３００円、距離は１６１．８ｋｍ、所要時間は１時間５３分と読み取れる。更に、このテーブル８２の第３列目には横浜ＩＣを起点とした他の各ＩＣまでの通行料金が示されおり、第４列目には御殿場ＩＣを起点とした他の各ＩＣまでの通行料金が示されている。これらの場合の距離と所要時間については簡単な引き算により容易に求められる。
【００４４】
図１２に燃費のランクテーブル８３を示す。今、燃費を燃料１リッター当たり何キロメートル走ったかで表すとすると、燃費が良い（距離が長い）順に１，２，３等とランク分けする。例えば、ガソリンを燃料とするガソリン車については、燃費がａ〜ｂ（ｋｍ）の範囲をランク１、これよりも距離が短いｂ〜ｃの範囲をランク２等とランク分けする。一方、燃料（車種）が異なると、燃費の標準や環境への影響の度合も異なってくるため、上記とは異なるグループでランク分けする。例えば、軽油を燃料とするディーゼル車については、燃費がａ’〜ｂ’（ｋｍ）の範囲をランク１、これよりも距離が短いｂ’〜ｃ’の範囲をランク２等とランク分けする。図示しないが、他の燃料電池車、バイオ燃料車等についても同様の考え方でランク分けできる。こうすれば、元々燃費の良い車種については別途の尺度で優遇すると共に、この表ではそれらの車種グループの中でも相対的に良い走りをした車両をきめ細かく優遇できる。
【００４５】
即ち、このようなランクテーブル８３を使用すれば、どのような燃料を使用する車両でも、同一の燃料グループ内で相対的に燃費の良かった車両には高いランクが与えられ、燃費が悪かった車量には低いランクが与えられる。即ち、通常はランク３に分類されるような車両でも、ランク２に相当する走行を行えば、ランク２にランクされ得る。これにより燃費の良い走行を奨励できる。また同様にして、車両の基本的な情報から推定される標準の燃費と、実際の走行による燃費とを比較し、標準からの乖離の度合いに応じて通行料金を決定するようにしても良い。勿論、燃費の良い車両（行政機関等で認定された低燃費車や低公害車）を購入することで常に高いランクを与えられ得る。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、車両の通行料金が走行燃費の良さに応じて割り引かれるため、環境対応車種への乗り換えの促進、貨物車両などの積載量を減らす工夫、環境へ配慮した車両運転への工夫、無駄のない経路の選択等の促進が図れる。
【００４７】
なお、本発明はプリペイド方式のＥＴＣカードにも提供できる。この場合は出口ゲート２０ｂの通過の際にＥＴＣカードから直接通行料金が差し引かれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による実施の形態の環境対応道路課金システムが適用される高速道路の構成を示す説明図である。
【図２】出口ゲートの構成を模式的に示す説明図である。
【図３】実施の形態によるＥＴＣ車載器の概略構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態によるＥＴＣ車載器の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態によるゲート入／退出処理のフローチャートである。
【図６】実施の形態による走行履歴収集処理のフローチャートである。
【図７】実施の形態による走行履歴テーブルを示す説明図である。
【図８】図７に示す走行履歴をグラフ化して示す説明図である。
【図９】第１の実施の形態による通行料課金処理のフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態による通行料課金処理のフローチャートである。
【図１１】実施の形態による料金テーブルの構成例を示す説明図である。
【図１２】実施形態によるランクテーブルの構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 車両
２０ 入出口ゲート
２１ 路側装置
２５ 課金処理センタ
２６ クレジット会社
３０ ＥＴＣ車載器
４０ ＥＴＣカード
１００ ネットワーク（ＮＷ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動料金収受システム及びその装置に関し、特に、有料道路や高速道路における環境に配慮した走行に対して適切な課金を行う環境（ecology）対応型の自動料金収受システム、通行料課金装置及びＥＴＣ車載器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高速道路の通行料金は普通車、大型車、軽車両等の車種毎に決まっており、車両の性能（燃費等）には関係しない。一方で、車両の走行燃費は年々向上しており、Ｃ０２やＮ０ｘの排出量は削減される傾向にあるが、古いタイプの車両でも環境対応型の車両でも通行料金は等しいのが現状である。
【０００３】
一方、高速道路のＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）システムを利用した運用では、混雑や環境に対する影響の少ない臨海部（湾岸線等）を走行する大型車両に適用する割引制度のように、環境走行に対応した割引が実施されている。しかし、あくまで走行経路が環境（渋滞緩和）に配慮した走行を対象としており、Ｃ０２やＮ０ｘの削減など、環境そのものに配慮した走行についての割引は実施されていない。
【非特許文献１】http://www.go-etc.jp/waribiki/waribiki.html（平成20年2月19日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の高速道路等の有料道路の通行料金の設定にあっては、環境そのものに配慮した走行についての割引は実施されていなかった。
【０００５】
本発明は上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、車両の環境に配慮した走行実績を通行料金に反映可能な自動料金収受システム、通行料課金装置及びＥＴＣ車載器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様による自動料金収受システムは、有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムにおいて、前記入口ゲート及び出口ゲートの通過の際に各ゲートから受信したゲート識別情報と、該各時点に車両から取得した燃料残量の情報とをＩＣカードに記憶するＥＴＣ車載器と、前記ＩＣカードが記憶するゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求め、かつ該求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量の情報から求めた区間の燃料消費量とに基づき該区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加える通行料課金手段とを備える。
【０００７】
本発明では、通行区間の平均の燃費で標準の通行料金に変更を加えることにより、環境に配慮したエコ走行を奨励でき、地球環境の改善に寄与できる。
【０００８】
本発明の第２の態様では、前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された燃料残量の情報を更に含み、前記通行料課金手段は、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量の情報に基づき車両の走行内容を表すイベントを判定すると共に、該判定したイベントに基づき走行イベントに属する燃料消費量を抽出して区間の走行燃費を求め、該求めた走行燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加える。
【０００９】
本発明では、区間の途中における燃料残量の推移を定期的に観測することにより、燃料残量が急激に変化するような給油イベントや脱油イベントに起因する燃料残量の変化分を有効に除外でき、区間の正確な走行燃費を求めることが可能となる。
【００１０】
本発明の第３の態様による通行料課金装置は、有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムの通行料課金装置において、前記ＩＣカードが記憶する入口ゲート及び出口ゲートの各ゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求める情報抽出手段と、前記求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する入口ゲート及び出口ゲートの各通過時点における車両の燃料残量から求めた区間の燃料消費量とに基づき、区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づき前記標準の通行料金に変更を加える通行料変更手段とを備える。
【００１１】
本発明の第４の態様では、前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された燃料残量の情報を更に含み、前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量の情報に基づき車両の走行の内容を表すイベントを判定すると共に、該判定したイベントに基づき走行イベントに属する燃料消費量を抽出して区間の走行燃費を求め、該求めた走行燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加える。
【００１２】
本発明の第５の態様では、前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が所定以上増加したことにより給油イベントと判定する。これにより給油イベントと走行イベントを有効に区別できる。
【００１３】
本発明の第６の態様では、前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が０よりも大きく第１の閾値未満の範囲内で減少したことによりアイドリングイベントと判定する。これによりアイドリングイベントと走行イベントを有効に区別できる。たとえアイドリングであっても、暖房や冷房を伴う長時間のアイドリング停車（休憩）ではかなりの燃料を消費するため、走行実績に与える影響を無視できない。
【００１４】
本発明の第７の態様では、前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が前記第１の閾値から、該第１の閾値よりも大きい第２の閾値までの範囲内で減少したことにより走行イベントと判定する。これにより区間の実質の走行イベントを有効に抽出できる。
【００１５】
本発明の第８の態様では、前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が前記第２の閾値を超えて減少したことにより脱油イベントと判定する。これにより脱油イベントと走行イベントを有効に区別できる。
【００１６】
本発明の第９の態様では、前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された速度の情報を更に含み、前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する速度の情報を含めてイベントの判定を行う。
【００１７】
例えば、速度ｖ＝０の場合は、駐車、停車（アイドリング停車を含む）、給油又は脱油のイベント判定を確実なものにできる。また、例えば速度ｖが１〜２０ｋｍ／ｈの範囲内にある場合は、徐行や渋滞のイベントと判定でき、区間の燃費の悪化を理解できる。また速度ｖが４０ｋｍ／ｈ〜１１０ｋｍ／ｈの範囲にある場合は、通常のエコ走行と判定でき、環境に配慮した走行のコア部分を抽出できる。
【００１８】
本発明の第１０の態様では、前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する当該車両の公称の走行燃費と、前記求めた走行イベントに基づく走行燃費とを比較し、前記公称の走行燃費からの乖離率に応じて前記標準の通行料金に変更を加える。従って、カタログ等に記載される公称の走行燃費を基準として、ドライバーによる環境に配慮した走行実績を有効、かつ車両そのものの性能の相違によらず公平に評価できる。
【００１９】
本発明の第１１の態様では、ＥＴＣ車載器は、有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムの前記ＥＴＣ車載器において、前記入口ゲートの通過時に該ゲートから通知された入口ゲートの識別情報及び通過日時の情報と、 該時点で車両より取得した車両の燃料残量の情報とを前記ＩＣカードに記憶する記録手段と、前記出口ゲートの通過時に、前記ＩＣカードから読み出した入口ゲートの識別情報、通過日時の情報及び燃料残量の情報と、前記ＥＴＣ車載器で検出した出口ゲートの識別情報及び通過日時の情報と、該時点に検出した車両の燃料残量と、予めＥＴＣ車載器に登録されている車両情報とを該出口ゲートの路側装置に送信する送信手段とを備える。
【００２０】
本発明の第１２の態様では、前記記録手段は、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得した燃料残量の情報を更に記憶し、前記送信手段は、前記ＩＣカードから読み出した入口ゲートから出口ゲートまでの燃料残量の情報を更に送信する。
【００２１】
本発明の第１３の態様では、前記ＥＴＣ車載器に登録されている車両情報にはエンジンの排気量、エンジンのタイプ、使用燃料の種類及び環境対応車種の情報の内の何れか１又は２以上が含まれる。これにより、環境に配慮した車両の通行を無条件で優遇できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、車両の環境に配慮した走行実績を通行料金に反映可能な自動料金収受システム、通行料課金装置及びＥＴＣ車載器を提供することが可能となる。その結果、環境に優しい車両の走行には通行料金を安くすることで、利用者へのメリットと地球環境改善への貢献が図れ、環境対応車の普及促進にも拍車が掛かることが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は実施の形態による環境対応道路課金システムの構成を示す図である。例えば高速道路のインターチェンジＩＣ１，ＩＣ２には入口ゲート２０ａと出口ゲート２０ｂが設けられており、これらはネットワーク（ＮＷ）１００を介して中央の課金処理センタ２５に接続している。
【００２４】
図２に出口ゲート２０ｂの概略構成を示す。この出口ゲート２０ｂは、レーンを跨ぐように設置されたガントリ１と、ガントリ１の上部に固定されてレーン上の所定エリアを通過する車両１０のＥＴＣ車載器３０と無線通信を行う路側無線器２と、光電センサにより車両１０の通過（侵入及び退出）を検出する車両検知器３〜５と、通過ゲート７の開／閉制御を行う発進制御機６と、これらを制御すると共にネットワーク１００を介して遠隔の課金処理センタ２５にオンラインで接続する路側装置２１ｂとを備える。入口ゲート２０ａについても同様である。
【００２５】
図３，４に実施の形態によるＥＴＣ車載器の構成を示す。一般に、車両１０のダッシュボード１２にはスピードメータ１２ａと、燃料メータ１２ｂと、走行距離メータ１２ｃ等が既に設けられており、燃料メータ１２ｂは燃料センサ１４で検出した燃料タンク１３の燃料残量を表示する。本実施の形態では、この燃料残量の検出信号をＥＴＣ車載器３０にも取り込むと共に、所定時間毎にサンプリングした燃料残量の推移を走行履歴の情報としてＥＴＣカード４０に記録する。
【００２６】
このＥＴＣ車載器３０は、例えばダッシュボード上に設置されており、ゲート２０の路側無線器２と無線通信するための無線通信部３２と、そのアンテナ３１と、ＥＴＣ車載器３０の主制御・処理を行うＣＰＵ３３と、ＣＰＵ３３が使用する主メモリ（ＭＭ）３４と、ＥＴＣカード４０を着脱自在に保持するカード収容部（ＣＨＬＤ）３８と、そのカード接続用端子（ＣＮ）３８ａと、車両１０で検出された燃料残量や速度の信号をアナログスイッチ（ＡＳＷ）で選択し、かつＡ／Ｄ変換してＣＰＵ３３に取り込むためのアナログインタフェース（ＡＩＦ）３７と、利用者が操作をするコンソール（ＣＳＬ）３５と、ＥＴＣサービスに係る各種情報を表示するための表示部３６とを備える。
【００２７】
またこの主メモリ３４は、ＣＰＵ３３が実行する図５、図６のアプリケーションプログラムの他、ＥＴＣ車載器３０のＩＤ番号や、このＥＴＣ車載器３０を搭載している車両１０の基本的な情報等を記憶している。この車両の基本的な情報には、車種や車両１０の登録番号の他、車両１０の走行性能に関係のある、排気量、エンジンのタイプ｛（レシプロ（reciprocal engine）／ディーゼル（diesel engine）／ロータリ（rotary engine）｝、燃料の種類｛ガソリン（レギュラー又はハイオクタン）／軽油ディーゼル／灯油ディーゼル／バイオディーゼル｝、環境対応車種（ハイブリッド車／燃料電池車／２次電池車）等の各種情報が含まれる。このうちの車両の走行性能に関係のある情報は、課金処理センタ２５における通行料金の割引サービスにも利用される。
【００２８】
更に、このＥＴＣ車載器３０は、ＥＴＣカード４０を挿入するためのカード挿入口を備えており、利用者が乗車時にＥＴＣカード４０をカード挿入口に挿入すると、ＥＴＣ車載器３０がＥＴＣカード４０のカード番号を読取って主メモリ３４に記憶保持する。またＥＴＣカード４０を引抜くと前記記憶保持したカード番号をクリアする。これにより、このＥＴＣ車載器３０では複数の異なるＥＴＣカード４０を使用できる。
【００２９】
一例のＥＴＣカード４０（本発明のＩＣカードに相当）は、クレジットカードサイズのプラスチックカードに、ＩＣチップと、ＥＴＣ車載器３０に接続するための接続用端子（ＣＮ）４３とを埋め込んだものである。このＩＣチップには、ＥＴＣカード４０の主制御・処理を行うマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）４１と、該ＭＰＵ４１が使用するフラッシュメモリ（ＦＭ）４２とが含まれる。このフラッシュメモリ４２には、ＥＴＣカード４０を特定するためのカード番号の他、ユーザ預託金の口座番号、契約の有効期限等の決済情報が予め記憶されている。また、このフラッシュメモリ４２には、図７に示す如く入力ゲート２０ａの通過から出口ゲート２０ｂの通過に至るまでに取得された一連の走行履歴の情報を時系列に記録するための走行履歴テーブル８１が設けられている。
【００３０】
以上の構成により、ＣＰＵ３３は、車両１０が入口ゲート２０ａを通過する際には、該ゲート２０ａから通知されたゲートＩＤ及び通過日時の情報と、 該時点で車両１０より取得した燃料残量の情報とをＥＴＣカード４０の履歴テーブル８１に記録する。好ましくは、引き続き、入口ゲート２０ａから出力ゲート２０ｂに至るまでの走行区間に車量１０から定期的に取得した燃料残量の情報を履歴テーブル８１に順次記録する。そして、車両１０が出口ゲート２０ｂを通過する際には、前記履歴テーブル８１から読み出した入口ゲート２０ａのゲートＩＤ、通過日時の情報及び該時点で車両１０より取得した燃料残量の情報と、該ＥＴＣ車載器３０が受信した出口ゲート２０ｂのゲートＩＤ及び通過日時の情報と、該時点に車両１０より取得した燃料残量と、前記入／出口のゲート区間で収集した走行履歴（燃料残量）の情報と、予めＥＴＣ車載器３０に登録されている車両の基本的な情報等とを、出口ゲート２０ｂの路側装置２１ｂに送信する。
【００３１】
課金処理センタ２５は、図１１に示す通行料金テーブル８２や、図１２に示す走行燃費の良否をランク分けするためのランクテーブル８３を備えており、上記ＣＰＵ３３から路側装置２１ｂを介して通知された入／出口ゲートの各通過情報に基づき図７又は図８の通行料課金処理によって車両１０の標準の通行料金を求めると共に、その際には、更に走行履歴の情報に基づき車両１０の走行燃費を求めて該燃費をランキング分けし、通行料金の割引サービスに反映する。以下詳細に説明する。
【００３２】
図５は実施の形態によるゲート入／退出処理のフローチャートで、ＥＴＣ車載器３０のＣＰＵ３３により実行される。ステップＳ１１では車両１０がゲートに侵入するのを待ち、やがて、侵入を検出すると、ステップＳ１２では入口ゲート２０ａか否かを判別する。入口ゲート２０ａの場合は、ステップＳ１３で図７に示すＥＴＣカード４０の走行履歴テーブル８１を初期化する。ステップＳ１４では無線通信部３２を介して入口ゲート２０ａの通過情報（入口ゲート２０ａのＩＤ情報、通過時刻の情報等）を取得し、これらを履歴テーブル８１の「時刻」と「イベント」の欄に記録する。ステップＳ１５ではアナログインタフェース３７を介して車両１０から入口ゲート通過時点の燃料残量を取得し、履歴テーブル８１の「燃料残量」の欄に記録する。そして、ステップＳ１６ではその後の燃料残量を定期的に取得するための計測タイマをスタートし、ステップＳ１１に戻る。
【００３３】
また、上記ステップＳ１２の判別で入口ゲート２０ａでない場合は、ステップＳ２１で出口ゲート２０ｂか否かを判別し、出口ゲート２０ｂでもない場合はステップＳ１１に戻る。また、出口ゲート２０ｂの場合は、ステップＳ２２で計測タイマをストップさせ、それ以降の燃料残量の計測を停止させる。ステップＳ２３では無線通信部３２を介して出口ゲート２０ｂの通過情報（出口ゲート２０ｂのＩＤ情報、通過時刻の情報等）を取得し、これらを履歴テーブル８１の「時刻」と「イベント」の欄に記録する。ステップＳ２４では車両１０から出口ゲート通過時点の燃料残量を取得し、履歴テーブル８１の「燃料残量」の欄に記録する。ステップＳ２５ではＥＴＣ車載器３０から通過車両１０の基本的な情報を読み出し、これを無線通信部３２を介して路側装置２１ｂに送信する。ステップＳ２６では無線通信部３２を介して走行履歴テーブル８１の履歴情報を路側装置２１ｂに送信する。
【００３４】
なお、前記入口ゲート２０ａの通過情報（入口ゲート２０ａのＩＤ情報、通過時刻の情報）は通常、ＥＴＣ車載器３０で保持するため、この場合のＥＴＣカード４０には入口通過時の燃料残量のみを記録しても良い。また、実際の運用では、ＥＴＣレーンの無線走行のみならず、ＥＴＣ車載器３０からＥＴＣカード４０を抜き取って一般の出口料金所で課金するケースもあり得る。このため、もしもＥＴＣカード４０が入口ゲートの通過情報を保持した状態で再度他の入口ゲートの通過情報を受信したような場合には、ステップＳ１３で走行履歴テーブル８１を初期化し、再度入口通過情報からの書き込みを開始する。
【００３５】
図６は実施の形態による走行履歴収集処理のフローチャートで、上記計測タイマが毎回タイムアウトすると、ＣＰＵ３３のこの処理に割込入力する。ステップＳ３１では、タイマがタイムアウトする所定時間間隔（例えば５分）で走行履歴ＴＢ８１の「時刻」欄を更新する。ステップＳ３２では車両１０から今回の燃料残量を取得し、走行履歴ＴＢ８１に記録する。ステップＳ３３では今回の燃料残量が前回の燃料残量よりも顕著に多いか否かを判別し、多い場合は、ステップＳ３４で履歴ＴＢ８１の「イベント」欄に給油イベントを記録する。また、上記ステップＳ３３の判別がＮＯの場合は、更にステップＳ３５で今回の燃料残量が前回の燃料残量よりも顕著に少ないか否かを判別し、少ない場合は、ステップＳ３６で「イベント」欄に脱油イベントを記録する。また、上記ステップＳ３５の判別がＮＯの場合は、更にステップＳ３７で今回の燃料残量が前回の燃料残量と略等しいか否かを判別し、等しい場合は、ステップＳ３８で「イベント」欄に駐車（又は停車）イベントを記録する。また、上記ステップＳ３７の判別がＮＯの場合は、更にステップＳ３９で、今回の燃料残量が前回の燃料残量よりは少ないが、前回の燃料残量から所定量αを差し引いた値より多いか否かを判別し、ＴＥＳの場合は、ステップＳ４０で「イベント」欄にアイドリング停車イベントを記録する。また、上記ステップＳ３９の判別がＮＯの場合は、更にステップＳ４１で、今回の燃料残量が前回の燃料残量から所定量αを差し引いたものよりは少ないが、前回の燃料残量から所定量β（＞α）を差し引いたものより多いか否かを判別し、ＹＥＳの場合は、ステップＳ４２で「イベント」欄に走行イベントを記録する。以上により、走行に伴う実質的な燃料消費量と、それ以外の理由による燃料消費量とを区別できるため、区間の環境に配慮した走行実績（燃費）をより忠実に分析できる。
【００３６】
図７に実施の形態による走行履歴テーブル８１を示す。時刻の進行に伴い、図６の走行履歴収集処理で収集された、燃料残量[l]と、その分析に基づき判定されたイベントとが記録されている。所定時間当たりの「燃料消費量」の欄は、実際には履歴テーブル８１に記録しなくても良いが、前回の燃料残量から今回の燃料残量を差し引くことで容易に得られる。これら所定時間当たりの燃料残量の推移を分析することで、走行イベントに係るトータルの燃料消費量を有効に抽出でき、実走行に忠実な燃費が求まる。
【００３７】
ところで、車両１０の走行実績を所定時間当たりの燃料消費量のみで判断すると、車両１０が走行中であることは推定できるが、同一の燃料消費量であっても平地を高速で走行中であるのか、あるいは山道や渋滞などによりセカンドやサードで走行中なのか区別がつかない。そこで、本第２の実施の形態では、更に車両１０から速度（ｋｍ／ｈ）の情報を取得し、イベントの判定に役立てる。
【００３８】
例えば、速度が「０」ｋｍ／ｈで、かつ所定時間当たりの燃料消費量が「０」リットルの場合は駐車（又は停車）と判定できる。一方、速度が「０」ｋｍ／ｈであっても、所定時間当たりの燃料消費量が「０．１」リットル（即ち、少ないが「０」ではない）の場合には、アイドリング停車と判定できる。アイドリング停車であっても暖房や冷房が伴う場合には区間の燃費を少なからず悪化させるため、これを無視できない。また、給油や脱油の行為も速度が「０」ｋｍ／ｈの時に行われる。なお、図の「走行距離」ｋｍの欄も設けるには及ばないが、所定時間当たりの走行距離（＝所定時間×速度）を積分することで容易に得られる。
【００３９】
また、図７の例では所定時間を５分としたが、他の所定時間も任意に設定できる。この所定時間は、短いほど走行履歴を精密に分析できるが、フラッシュメモリ４２を沢山使用することになる。例えば首都高速など、比較的短い区間を走行する場合には所定時間を相対的に短く設定し、東名高速など、比較的長い区間を走行する場合は所定時間を相対的に長く設定しても良い。
【００４０】
また、図７の例は、走行区間の中間時点で取得した各燃料残量を記録した場合を示したが、これに限らない。上記図５のステップＳ１６の処理で、もし計測タイマを起動しなかった場合には定期的な燃料残量の取得は行われず、このため履歴テーブル８１には入口ゲート通過時点と出口ゲート通過時点の各通過時刻と、ゲート入／退出のイベントと、各ゲートの通過時点で取得した燃料残量のみが記録されることになる。従って、少ないメモリ容量でも走行履歴情報を記憶できる。図８に上記図７の走行履歴のグラフ図を示す。もし、このような走行履歴のグラフを表示部３６にリアルタイムで表示をすれば、ドライバ−のマナー運転を有効に支援できる。
【００４１】
図９は第１の実施の形態による通行料課金処理のフローチャートで、入／出口の各ゲート通過情報に基づき通行料金を決定する場合を示している。この処理は課金処理センタ２５で実行される。ステップＳ５１では入／出口の各ゲート通過情報で図１１の料金テーブル８２を参照し、両ＩＣ間の標準通行料金と距離を取得する。ステップＳ５２では入／出口ゲート通過時の各燃料残量の情報に基づき、区間の燃料消費量（＝入口の燃料残量−出口の燃料残量）を求める。ステップＳ５３では、区間の燃費を、
区間の燃費＝（区間の距離）／（区間の燃料消費量）
により求める。即ち、燃料１リッター当たり平均何キロメートル走ったかを求める。ステップＳ５４では、該求めた区間の燃費で図１２のランクテーブル８３を参照し、当該区間における走行実績（燃費）をランク分けする。ステップＳ５５では該求めたランクに応じて料金の割り引き率を決定し、ステップＳ５６では該決定した割引率に応じて標準通行料金を割り引く。あるいは、ランクに応じて通行料金の減額分を決定し、標準通行料金から差し引いてもよい。
【００４２】
図１０は第２の実施の形態による通行料課金処理のフローチャートで、入／出口のゲート間で定期的に取得した燃料残量の情報を利用することでより走行実績に忠実な課金処理を行う場合を示している。なお、図９と同一又は相当の処理には同一のステップ番号を付す。ステップＳ５１では入／出口の各ゲート通過情報で図１１の料金テーブル８２を参照し、両ＩＣ間の標準の通行料金と距離を取得する。ステップＳ６２では図７の走行履歴テーブル８１を参照し、区間の走行イベントで使用したトータルの走行燃料消費量を求める。この走行燃料消費量は、走行イベントの欄の燃料消費量を合計することで容易に得られる。この走行燃料消費量には、給油による増量分も、脱油による減量分も、更にはアイドリング停車による休憩分も含まれないため、より実際の走行実績に忠実な燃料消費量が求まる。ステップＳ６３では区間の走行燃費を、
区間の走行燃費＝（区間の距離）／（区間の走行燃料消費量）
により求める。即ち、燃料１リッター当たり平均何キロメートル走ったかを求める。ステップＳ６４では、該求めた区間の走行燃費で図１２のランクテーブル８３を参照し、当該区間における走行実績（燃費）をランク分けする。ステップＳ５５では該求めたランクに応じて料金の割り引き率を決定し、ステップＳ５６では該決定した割引率に応じて標準料金を割り引く。あるいは、ランクに応じて通行料金の減額分を決定し、標準通行料金から差し引く。本第２の実施の形態にでは、実際の走行分に則した燃費が得られるため、途中における給油の有／無に関わらず、実際の走行にのみ忠実なランク分け（即ち、料金割引）を行える。
【００４３】
図１１に料金テーブル８２の一例を示す。図は東名高速における普通車への適用例を示しているが、大型車や軽車両についても同様の料金テーブルが設けられており、普通車と同様に適用できる。このテーブル８２の第１列目にはインターチェンジ名（但し、図は主なもののみを示している）が順に配列されており、例えば東京から横浜までの料金は７５０円、距離は１９．７ｋｍ、所要時間は１４分と読み取れる。また東京から静岡までの料金は４３００円、距離は１６１．８ｋｍ、所要時間は１時間５３分と読み取れる。更に、このテーブル８２の第３列目には横浜ＩＣを起点とした他の各ＩＣまでの通行料金が示されおり、第４列目には御殿場ＩＣを起点とした他の各ＩＣまでの通行料金が示されている。これらの場合の距離と所要時間については簡単な引き算により容易に求められる。
【００４４】
図１２に燃費のランクテーブル８３を示す。今、燃費を燃料１リッター当たり何キロメートル走ったかで表すとすると、燃費が良い（距離が長い）順に１，２，３等とランク分けする。例えば、ガソリンを燃料とするガソリン車については、燃費がａ〜ｂ（ｋｍ）の範囲をランク１、これよりも距離が短いｂ〜ｃの範囲をランク２等とランク分けする。一方、燃料（車種）が異なると、燃費の標準や環境への影響の度合も異なってくるため、上記とは異なるグループでランク分けする。例えば、軽油を燃料とするディーゼル車については、燃費がａ’〜ｂ’（ｋｍ）の範囲をランク１、これよりも距離が短いｂ’〜ｃ’の範囲をランク２等とランク分けする。図示しないが、他の燃料電池車、バイオ燃料車等についても同様の考え方でランク分けできる。こうすれば、元々燃費の良い車種については別途の尺度で優遇すると共に、この表ではそれらの車種グループの中でも相対的に良い走りをした車両をきめ細かく優遇できる。
【００４５】
即ち、このようなランクテーブル８３を使用すれば、どのような燃料を使用する車両でも、同一の燃料グループ内で相対的に燃費の良かった車両には高いランクが与えられ、燃費が悪かった車量には低いランクが与えられる。即ち、通常はランク３に分類されるような車両でも、ランク２に相当する走行を行えば、ランク２にランクされ得る。これにより燃費の良い走行を奨励できる。また同様にして、車両の基本的な情報から推定される標準の燃費と、実際の走行による燃費とを比較し、標準からの乖離の度合いに応じて通行料金を決定するようにしても良い。勿論、燃費の良い車両（行政機関等で認定された低燃費車や低公害車）を購入することで常に高いランクを与えられ得る。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、車両の通行料金が走行燃費の良さに応じて割り引かれるため、環境対応車種への乗り換えの促進、貨物車両などの積載量を減らす工夫、環境へ配慮した車両運転への工夫、無駄のない経路の選択等の促進が図れる。
【００４７】
なお、本発明はプリペイド方式のＥＴＣカードにも提供できる。この場合は出口ゲート２０ｂの通過の際にＥＴＣカードから直接通行料金が差し引かれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による実施の形態の環境対応道路課金システムが適用される高速道路の構成を示す説明図である。
【図２】出口ゲートの構成を模式的に示す説明図である。
【図３】実施の形態によるＥＴＣ車載器の概略構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態によるＥＴＣ車載器の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態によるゲート入／退出処理のフローチャートである。
【図６】実施の形態による走行履歴収集処理のフローチャートである。
【図７】実施の形態による走行履歴テーブルを示す説明図である。
【図８】図７に示す走行履歴をグラフ化して示す説明図である。
【図９】第１の実施の形態による通行料課金処理のフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態による通行料課金処理のフローチャートである。
【図１１】実施の形態による料金テーブルの構成例を示す説明図である。
【図１２】実施形態によるランクテーブルの構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 車両
２０ 入出口ゲート
２１ 路側装置
２５ 課金処理センタ
２６ クレジット会社
３０ ＥＴＣ車載器
４０ ＥＴＣカード
１００ ネットワーク（ＮＷ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有料道路の入口ゲート及び出口ゲートの通過の際に各ゲートから受信したゲート識別情報と各ゲートの通過の時点で車両から取得した燃料残量情報とをＩＣカードに記憶するＥＴＣ車載器と、
前記ＩＣカードが記憶するゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求め、かつ該求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量情報から求めた区間の燃料消費量とに基づき該区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加える通行料課金手段と、
を備えることを特徴とする自動料金収受システム。
【請求項２】
前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された燃料残量情報を更に含み、
前記通行料課金手段は、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量情報に基づき車両の走行内容を表すイベントを判定すると共に、該判定したイベントに基づき走行イベントに属する燃料消費量を抽出して区間の走行燃費を求め、該求めた走行燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加えることを特徴とする請求項１記載の自動料金収受システム。
【請求項３】
有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムの通行料課金装置において、
前記ＩＣカードが記憶する入口ゲート及び出口ゲートの各ゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求める情報抽出手段と、
前記求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する入口ゲート及び出口ゲートの各通過時点における車両の燃料残量から求めた区間の燃料消費量とに基づき、区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づき前記標準の通行料金に変更を加える通行料変更手段とを備えることを特徴とする通行料課金装置。
【請求項４】
前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された燃料残量の情報を更に含み、
前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量の情報に基づき車両の走行の内容を表すイベントを判定すると共に、該判定したイベントに基づき走行イベントに属する燃料消費量を抽出して区間の走行燃費を求め、該求めた走行燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加えることを特徴とする請求項３記載の通行料課金装置。
【請求項５】
前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が所定以上増加したことにより給油イベントと判定することを特徴とする請求項４記載の通行料課金装置。
【請求項６】
前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が０よりも大きく第１の閾値未満の範囲内で減少したことによりアイドリングイベントと判定することを特徴とする請求項４記載の通行料課金装置。
【請求項７】
前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が前記第１の閾値から、該第１の閾値よりも大きい第２の閾値までの範囲内で減少したことにより走行イベントと判定することを特徴とする請求項６記載の通行料課金装置。
【請求項８】
前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が前記第２の閾値を超えて減少したことにより脱油イベントと判定することを特徴とする請求項７記載の通行料課金装置。
【請求項９】
前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された速度の情報を更に含み、
前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する速度の情報を含めてイベントの判定を行うことを特徴とする請求項４乃至８の何れか１項に記載の通行料課金装置。
【請求項１０】
前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する当該車両の公称の走行燃費と、前記求めた走行イベントに基づく走行燃費とを比較し、前記公称の走行燃費からの乖離率に応じて前記標準の通行料金に変更を加えることを特徴とする請求項４記載の通行料課金装置。
【請求項１１】
有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムの前記ＥＴＣ車載器において、
前記入口ゲートの通過時に該ゲートから通知された入口ゲートの識別情報及び通過日時の情報と、 該時点で車両より取得した車両の燃料残量の情報とを前記ＩＣカードに記憶する記録手段と、
前記出口ゲートの通過時に、前記ＩＣカードから読み出した入口ゲートの識別情報、通過日時の情報及び燃料残量の情報と、前記ＥＴＣ車載器で検出した出口ゲートの識別情報及び通過日時の情報と、該時点に検出した車両の燃料残量と、予めＥＴＣ車載器に登録されている車両情報とを該出口ゲートの路側装置に送信する送信手段とを備えることを特徴とするＥＴＣ車載器。
【請求項１２】
前記記録手段は、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得した燃料残量の情報を更に記憶し、
前記送信手段は、前記ＩＣカードから読み出した入口ゲートから出口ゲートまでの燃料残量の情報を更に送信することを特徴とする請求項１１記載のＥＴＣ車載器。
【請求項１３】
前記ＥＴＣ車載器に登録されている車両情報にはエンジンの排気量、エンジンのタイプ、使用燃料の種類及び環境対応車種の情報の内の何れか１又は２以上が含まれることを特徴とする請求項１１記載のＥＴＣ車載器。
【請求項１】
有料道路の入口ゲート及び出口ゲートの通過の際に各ゲートから受信したゲート識別情報と各ゲートの通過の時点で車両から取得した燃料残量情報とをＩＣカードに記憶するＥＴＣ車載器と、
前記ＩＣカードが記憶するゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求め、かつ該求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量情報から求めた区間の燃料消費量とに基づき該区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加える通行料課金手段と、
を備えることを特徴とする自動料金収受システム。
【請求項２】
前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された燃料残量情報を更に含み、
前記通行料課金手段は、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量情報に基づき車両の走行内容を表すイベントを判定すると共に、該判定したイベントに基づき走行イベントに属する燃料消費量を抽出して区間の走行燃費を求め、該求めた走行燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加えることを特徴とする請求項１記載の自動料金収受システム。
【請求項３】
有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムの通行料課金装置において、
前記ＩＣカードが記憶する入口ゲート及び出口ゲートの各ゲート識別情報により所定の料金テーブルを参照して区間の標準の通行料金と距離を求める情報抽出手段と、
前記求めた距離と、前記ＩＣカードが記憶する入口ゲート及び出口ゲートの各通過時点における車両の燃料残量から求めた区間の燃料消費量とに基づき、区間の平均の燃費を求め、該求めた燃費に基づき前記標準の通行料金に変更を加える通行料変更手段とを備えることを特徴とする通行料課金装置。
【請求項４】
前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された燃料残量の情報を更に含み、
前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する燃料残量の情報に基づき車両の走行の内容を表すイベントを判定すると共に、該判定したイベントに基づき走行イベントに属する燃料消費量を抽出して区間の走行燃費を求め、該求めた走行燃費に基づいて前記標準の通行料金に変更を加えることを特徴とする請求項３記載の通行料課金装置。
【請求項５】
前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が所定以上増加したことにより給油イベントと判定することを特徴とする請求項４記載の通行料課金装置。
【請求項６】
前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が０よりも大きく第１の閾値未満の範囲内で減少したことによりアイドリングイベントと判定することを特徴とする請求項４記載の通行料課金装置。
【請求項７】
前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が前記第１の閾値から、該第１の閾値よりも大きい第２の閾値までの範囲内で減少したことにより走行イベントと判定することを特徴とする請求項６記載の通行料課金装置。
【請求項８】
前記通行料変更手段は、所定時間内に燃料残量が前記第２の閾値を超えて減少したことにより脱油イベントと判定することを特徴とする請求項７記載の通行料課金装置。
【請求項９】
前記ＩＣカードは、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得された速度の情報を更に含み、
前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する速度の情報を含めてイベントの判定を行うことを特徴とする請求項４乃至８の何れか１項に記載の通行料課金装置。
【請求項１０】
前記通行料変更手段は、前記ＩＣカードが記憶する当該車両の公称の走行燃費と、前記求めた走行イベントに基づく走行燃費とを比較し、前記公称の走行燃費からの乖離率に応じて前記標準の通行料金に変更を加えることを特徴とする請求項４記載の通行料課金装置。
【請求項１１】
有料道路の入口ゲート及び出口ゲートを通過する車両のＥＴＣ車載器に搭載されたＩＣカードの記憶情報に基づき通行料金を課金する自動料金収受システムの前記ＥＴＣ車載器において、
前記入口ゲートの通過時に該ゲートから通知された入口ゲートの識別情報及び通過日時の情報と、 該時点で車両より取得した車両の燃料残量の情報とを前記ＩＣカードに記憶する記録手段と、
前記出口ゲートの通過時に、前記ＩＣカードから読み出した入口ゲートの識別情報、通過日時の情報及び燃料残量の情報と、前記ＥＴＣ車載器で検出した出口ゲートの識別情報及び通過日時の情報と、該時点に検出した車両の燃料残量と、予めＥＴＣ車載器に登録されている車両情報とを該出口ゲートの路側装置に送信する送信手段とを備えることを特徴とするＥＴＣ車載器。
【請求項１２】
前記記録手段は、入口ゲートから出口ゲートまでの区間において車両より定期的に取得した燃料残量の情報を更に記憶し、
前記送信手段は、前記ＩＣカードから読み出した入口ゲートから出口ゲートまでの燃料残量の情報を更に送信することを特徴とする請求項１１記載のＥＴＣ車載器。
【請求項１３】
前記ＥＴＣ車載器に登録されている車両情報にはエンジンの排気量、エンジンのタイプ、使用燃料の種類及び環境対応車種の情報の内の何れか１又は２以上が含まれることを特徴とする請求項１１記載のＥＴＣ車載器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２５１８２６（Ｐ２００９−２５１８２６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９７５２６（Ｐ２００８−９７５２６）
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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