专利名称：乘骑型车辆用车载通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及和地面通信装置间进行相互通讯的车载通信装置，具体地说涉及在二轮摩托车等乘骑型车辆上搭载的车载通信装置。
最近，由于开发了将高速公路上的通行费利用地面和车辆间的数据通信自动地收费的系统，因而产生了在车辆上搭载通信装置的必要性。该系统大概情况为，由在高速公路的入口处设置的地面通信装置向车载通信装置发送并在其中存储入口的识别信息，车载通信装置将入口的识别信息发送给在高速公路的出口处配置的地面通信装置，地面一侧作为计算通行费并收费的装置，将收费额由指定的银行帐户等自动地提取，并将收费金额的信息传送到车载通信装置，利用卡读出器进行结算，从预付卡的余额中将付费额扣除。这种系统在日本专利公报特开平8-7131(丰田Toyota)中已有论述。
可是，对应上述的系统需要在车辆上搭载通信机器和卡读出器，在二轮摩托车等乘骑型的车辆上，各种装置的设置受到空间的限制，难以将该装置设置于操作性好的位置。并且即便可以设置，二轮摩托车和四轮车不同，需要相对于车辆的振动和环境的影响确保其耐久性。
本发明将开发可以在乘骑型车辆上搭载的确保环境适应性和操作性的车辆通信装置作为课题。
为了解决上述问题，本发明的作为具有和地面通信装置之间交互通信的通信装置的乘骑型车辆用的车载通信装置，除包括从存储着通信装置动作所用的信息的卡中读取该信息的卡读出器和控制通信装置的控制装置外，还在乘骑型车辆车体的前部设置的仪器盖罩中，至少装有通信装置和卡读出器，并在仪器罩上形成卡的插口。
采用上述结构，在向地面通信装置发送信息时，发送卡上记录的比如银行账户等信息，作为地面通信装置处理接收信息的动作比如在以接收信息进行付费额的结算时，由卡上记录的预付卡的余额中将该付费额扣除，根据车载通信装置所记录的信息不同时，即使由于车辆被盗或车载信息装置的丢失和被盗，合法所有人不知道的人盗用车载通信装置时，不能根据合法的所有人指定的银行账户等信息和由购入预付卡得到的预付金额的余额等信息进行上述动作。因此，由盗用人应当付费的金额，不能从合法所有者的银行账户等提取或从预付卡(预付金额)的余额中扣除，即不能进行结算。
另外，因为通信装置的动作是根据卡上存储的信息进行，同一规格的卡即可以应用。换句话说一个卡可在不同的车载通信装置上应用。
因为将通信装置和卡读出器内装于仪器罩中，在防止车载通信装置丢失的同时还因为与仪器罩成为一体所以可以进一步提高防盗的效果，并且不影响运转时的前方视野。并且，因为在仪器罩上设置卡插入孔，驾驶员可以容易地用目视确认卡插入孔的同时，可防止忘记插入和拔出卡，操作简单。
此外，仪器罩为了保护内装的各种仪器类采用了确保耐热性、耐水性和耐振动性等可耐受所有的环境条件的结构，从而可以确保在仪器罩中内装的卡读出器和通信装置的耐受环境的能力。而且，将卡读出器和通信装置内装于仪器罩，可以不用通信装置专用的罩和防振用的固定橡胶等，达到削减零件个数、减低成本的目的。
可是，因为和车载通信装置之间进行相互通信的地面通信装置的地面天线一般设于比车辆高的位置，将与通信装置连接的通信天线沿仪器罩的上面设置时，在车辆向地面天线走行时，通信天线和地面天线间可以高的接收强度进行交互通信，不易受干扰电波的影响，提高通信的可靠性。
而且，使卡插入孔的开口面向仪器罩，在卡插入性好的同时可以进一步防止忘记将卡取出，将卡读出器配置于卡插入孔的壁的外侧，可以形成不用接触就可由卡上将信息读出的结构，使卡读出器的耐受环境的能力进一步提高。此外，在卡插入孔形成排水口，在卡插入孔中不会有水积存，可以防止插入卡插入孔中的卡浸水。
并且，将卡读出器读出的信息和车载通信装置中存储的信息在控制装置中进行对照，假如对照结果一致时允许通信装置动作，对一个卡可以控制的车载通信装置加以限定。换句话说，因为控制一个通信装置动作的卡限定为特定的时，他人即便盗窃了车载通信装置，因没有特定的卡也不能使限定的盗窃的车载通信装置动作。
可是，最近开发了可以利用卡式销匙允许发动机起动解除方向盘锁从而可以走行的系统(参考日本专利公报特开平7-180602号)。因此在存储允许发动机起动的信息的卡式销匙中，存储着允许通信装置动作的信息，当将卡式钥匙兼用作通信装置用的卡时，即可在可以走行的同时使通信装置可以动作，将卡式钥匙插入上述的卡插入孔中，驾驶员仅需携带卡式钥匙，提高了便利性。
以下参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1.搭载本发明的车载通信装置的二轮摩托车前部的外视图。
图2.二轮摩托车仪表的正视图。
图3.二轮摩托车仪表的侧视图。
图4.卡式销匙的正视图。
图5.卡式销匙和卡读出器的结构的斜视图。
图6.本发明的车载通信装置的结构框图。
图7.通信天线和地面天线相互位置关系的概念图。
图8.发动机控制装置动作的流程图。
图9.解除方向盘锁的程序的流程图。
图10.收送信程序的流程图。
图11.天线方向性图。
图12.表示仪器罩的方向和信号收送信的关系的仪器罩的侧视图。
参见图1，图中1为作为乘骑型车辆的二轮摩托车的车架。车架1的前端设置有转向头1a，转向头1a保持对转向装置6的操纵，该装置由支持前轮2的左右一对前悬架叉3a，3b、将两个前悬架叉3a，3b的上端连接的上桥4和在该上桥4两端设置的手柄5等构成；在转向头1a和其前方的前面板7a之间，转向头1a中设置有借助支持构件8支撑的仪器罩10。又，前面板7a与固定在车架1的上罩7形成一体。
参见图2和图3，在仪器罩10中，左侧装有速度表11，右侧装有转速表。仪器罩10中，两个表11、12的显示的表面的设置朝向于驾驶员的视线方向，为确保速度表11等计量器具的正确动作，采用了水密封性、耐热性和耐振性等(即耐受所有环境的能力)好的结构。又，在仪器罩10的下面，车宽度方向的两侧配置一对表示方向的指示灯13a，13b，中间设置有中央位置指示灯13c和远光前照灯的指示灯13d。
并且，在仪器罩10的速度表11和转速表12间的空间，开有插入后述的卡式钥匙20的插入孔(以下仅称插入孔)10a。
插入孔10a的开口面向乘二轮摩托车的驾驶员，在使卡式钥匙20容易插入的同时，可以容易地看到插入的卡式钥匙20，具有防止忘记将卡式钥匙20拔出的效果。此外卡式钥匙20采用与仪器罩10不同的颜色，可以进一步防止忘记拔出。在插入孔10a的后端，具有比插入孔10a的高度方向的尺寸的厚度薄的排水孔10b，该排水孔沿插入孔10a的整个下表面延伸，使得进入插入孔10a的雨水等水可以由此排出孔外。并且排水孔形成的同时，相对插入孔10a的上表面形成台阶10c，可以防止卡式钥匙20由插入孔10a脱落。
在插入孔10a中设置有如图6所示的发动机控制装置40的主开关41，将卡式钥匙20插入插入孔10a时，由于卡式钥匙20推压主开关41使控制装置40电源接通。发动机控制装置40设置于仪器罩10的下部等，二轮摩托车的设定位置上，也可将仪器罩10装于大型的仪器罩10中。
参照图4和图5，卡式钥匙20具有构成其外形的卡壳20a。在卡壳20a插入方向后端的一角，形成一个缺口20b，使用于机罩架的开关等的现有的钥匙21可以装卸自如地插入。而且，具有在插入卡壳20a中时为使钥匙21不脱落而夹住插入部分21a的构件22a和22b。在卡式钥匙20a的各长边的中央部分的后端附近，形成缺口20c，20d，将卡式钥匙20插入插入孔10a时，两个缺口20c，20d与插入孔10a中图中没有示出的定位装置相连接，确定卡式钥匙20的位置。该定位装置具有解除机构(图中没有表示)，使卡式钥匙20可以装卸。
卡式钥匙20包括存储密码数据等数据的IC存储器23和由该IC存储器23读出数据和向IC存储器23写入数据时用的通信线圈24，它是所谓的IC卡。将读取该卡式钥匙20的IC存储器23的数据，和向发动机控制装置40的CPU(参见图6)传送的卡读出器25，设置在插入孔10a下表面的下侧。这样，当将卡式钥匙20插入插入孔10a时，卡式钥匙20和卡读出器25借助插入孔10a的下表面，从接近的状态相对配置。
卡读出器25具有和卡式钥匙20上的通信线圈23之间利用电磁波收发信交换数据的通信线圈26，以非接触的形式进行由CPU向数据的IC存储器23写入和读出IC存储器23的数据。
另外，在卡式钥匙20和卡读出器25中，设置有将卡式钥匙20插入插入孔10a时，以非接触方式相对的发电线圈27，28；发电线圈27接收由卡读出器25的发电线圈28发出的电磁波，所产生的电流使卡式钥匙20动作。采用这种结构，将卡读出器25装在仪器罩10以内不会曝露在室外空气中，可以长时间地维持数据读写动作的可靠性。
参见图6，发动机控制装置40包括用于存储卡读出器25由卡式钥匙20的IC存储器23中读出的密码数据等数据的RAM和存储用于判断读出的密码数据是否正确的密码数据的ROM(比如EP ROM)。又，在ROM中还存储有除密码数据之外的比如速度表和里程表等的特性数据。并且，在发动机控制装置40的CPU中，除卡读出器25外还有点火线圈43，油泵电磁阀44，一对化油器电磁阀45，排气装置用伺服电机46，油门传感器47，置于图中没有示出的曲轴轴端的AC发电机48的直径外侧的曲轴角度脉冲发生器49，油位开关50，空档开关51，侧支架开关52，在方向盘锁机构14解锁时发出开通信号的开通检出开关53，断路开关54，车速传感器55，温度传感器56等，分别设置在二轮摩托车的所定位置，用于与发动机控制相连接。此外，除发动机控制系统和通信装置29以外的各负荷主开关41开通时与闭合的转换继电器57相连接，在接通发动机控制装置14电源的同时，将负荷接通电源。
在上述结构的二轮摩托车中，为与高速公路通行费用的自动收费系统相对应，搭载了利用与该自动收费系统的地面通信装置之间的通信，将车辆或其所有者的个体特定的个体识别数据等数据向地面通信装置传送的同时，接收由地面通信装置所发出的需要的数据的车载通信装置。此外，在本实施例中，作为个体的识别数据，利用在卡式钥匙20的IC存储器23中存储的密码数据，也可将与其不同的识别数据预先存储于设定的IC存储器23，加以使用。
车载通信装置包括，在将由发动机控制装置40的CPU接收的数据传送到地面通信装置的同时，由地面通信装置将数据传送到CPU的通信装置29；与该通信装置29相连的将通信装置29的信号作为电波发射的同时，将接收的电波信号送往通信装置29的板状通信天线30，它们被装在仪器罩10中以确保耐环境性。如图3所示，仪器罩10其上表面10d设置为前面向上倾斜45°，通信天线30即沿该上表面10d安置。又，通信天线30与地面通信装置的后述的地面天线(参见图7)70之间进行通信。
并且，车载通信装置用于自动交费系统时，具有担心由于盗用产生的被盗窃的人被自动收交高速公路通行费用的问题。因此卡式钥匙系统针对车辆被盗窃，以具有高安全性为目的，利用该系统确保车载通信装置的安全性。即，仅当卡读出器25由IC存储器23读出的密码数据与ROM中存储的密码数据一致时，通信装置29的电源才能接通，车载通信装置也才可以动作。这样，因为没有卡式钥匙20车载通信装置不能工作，可以对车辆通信装置的被盗窃防患于未燃。
并且，利用卡式钥匙系统，不仅可以确保车辆的车载通信装置的安全性，因仅可以一个卡式钥匙起动发动机和使通信装置动作，在提高运转开始时的可操作性的同时，便于防止钥匙管理的复杂化，且可以进一步防止忘记取出钥匙。并且，因为不需另设车载通信装置专用的卡读出器和密码数据校核装置，可以达到使装置小型化和降低价格的目的。此外，在如本实施例的由银行帐户等扣除高速公路通行费用的结算系统，将银行帐户专用的个体识别数据存储于IC存储器23中，即使万一他人使车载通信装置进入可以动作的状态，因为没有存储个体识别的数据，不能将个体识别数据传送到地面通信装置结算高速公路通行费用，使盗窃的受害者不会受到经济上的损失。
这里，对在高速公路出口处设置的自动收费系统的地面通信装置加以说明。
参见图7，70为在接收由车载通信装置的通信天线30的电波的同时向该通信天线发射电波的地面通信装置的地面天线，利用支柱71将其设置于较车辆高的设定位置。此外，地面天线70也有设置于跨越道路的门上。而且地面天线70与图中没有示出的地面通信装置的通信装置相连接，和其交换发射和接收信号。在高速公路的出口处，设置有感知车辆进入地面通信装置和车载通信装置之间以高的接收强度进行收发信的范围的进入传感器72和感知车辆离开该范围的离去传感器73。在离去传感器73的车辆流动方向的下游侧，设置有以按两通信装置间通信的结果收取通行费用为目的和将其金额等加以显示的显示器74。此外，显示器74显示的信息，在位于邻近该显示器74的车辆通过传感器75检知到二轮摩托车的通过时结束。而且，在高速公路出口处车辆的进入端和离去端设置有从前方和后方识别车辆的号码的摄象机76，77。此外78为以现在通行的从现金支付通行费用的高速公路收费站。
以下，参照图8以车载通信装置的控制为中心对发动机控制装置的动作加以说明。
将卡式钥匙20插入插入孔10a时，利用锁紧构件(图中没有示出)将卡式钥匙20保持住不落下的同时，插入孔10a中的主开关41开通，发动机控制装置40的电源接通(S1)。此外，发动机控制装置40内部具有电源电路，不论什么原因卡式钥匙20拔出时，主开关41关断，电源切除。
在发动机控制装置40电源接通时，除发动机控制系统和通信装置29外，卡读出器25等各负荷的电源也接通。卡读出器25的电源一接通，发电线圈28中产生电磁波，接收到该电磁波的卡式钥匙20的发电线圈27由于发电产生电流，该电流使卡式钥匙可以动作，卡读出器25可借助通信线圈23，26读出IC存储器23中存储的数据。
此后，将数据读出信号传送到卡读出器25(S2)。接收到该信号的卡读出器25，将存储于IC存储器23的密码数据等数据读出传送到发动机控制装置40。传送的数据存储于RAM中。将其中密码数据与ROM中存储的密码数据相校核(S3)，一致时，运行解除方向盘锁程序(S4)解除方向盘锁，接下来接通点火线圈43等发动机控制系统中的装置的电源(S5)在使发动机可以起动的同时，通信装置29的电源接通(S6)使车载通信装置可以动作。该车载通信装置一旦可以动作，就进入等待由地面通信装置的信号的状态(S7)，接收到地面通信装置的信号时，即实行收发信程序(S8)。此外，送往车载通信装置的信号，在高速公路出口处的进入传感器72感知到二轮摩托车的进入后，而离去传感器73感知到二轮摩托车的离去之前，处于由地面天线70发信的状态。该定时也和高速公路入口处相同。
并且，通过检出主开关41的开通/关断来检出卡式钥匙20是否插入(S9)，主开关41接通时，判断卡式钥匙20被插入，使通知拔出的警报声停止(S10)。此时如警报声处于不发声的状态，维持警报声不发的状态。另一方面，主开关关断，而车速在1km/h以上(S11)时当卡式钥匙20拔出时发出警报声(S12)。而当车速在1km/h以下(S11)时，判断车辆的运转结束卡式钥匙正被拔出，在进行向控制装置40内的EEPROM写入运行距离的累计值等规定的数据的作业(S13)后，发动机控制装置40自己将电源电路切除(S14)，结束发动机控制。这样，与发动机控制装置40连接的各种装置的电源被切除。此外，在“S3”所示的步骤当密码数据不一致时，显示错误(S15)，此后，判断检出主开关41处于关断(S16)和，卡式钥匙20处于拔出的状态，发动机控制装置自己将电源电路切除(S14)。
这样在方向盘锁解除程序(S4)中，如图9所示，首先检出开通检出开关53的开通/关断(S21)，如该开关53处于关断，可由发出方向盘处于锁住状态的警报声等得知(S22)的同时，进行方向盘锁机构14的驱动部的电磁线圈(图中没有表示)的解锁的动作(S23)。另一方面，开关53处于开通时使警报停止(维持警报停止状态)(S24)的同时，停止方向盘锁机构14的动作(维持停止动作状态)(S25)。
另外，在收发信程序(S8)，如图10所示，首先判断接收的地面通信装置的信号的类别(S31)，如是在高速公路入口接收的信号(S31)，和该信号一起发送的信号中，将高速公路入口处的数据存储于RAM中(S32)；如是在高速公路出口处接收的信号，将折返高速公路入口处的数据和从IC卡20读出的个体识别数据的密码数据，由通信装置29借助通信天线30送往地面通信装置(S33)。
地面通信装置在接收高速公路入口处数据和密码数据时，在根据入口识别数据瞬时算出通行费用的同时，对应密码数据确认银行账户等指定的数据，将通行费用和收到该费用的内容在显示器74上显示。由于通信的失败和指定账户不存在等理由从而不能征收费用时，将通行费用，不能征收的内容和要求在高速公路收费站78支付的内容加以显示。该显示在车辆通过感知机75感知到车辆的通过时结束。当自动收费系统和高速公路收费站78的主管人员均不能征收通行费用时，在出口的进入端和离去端设置的摄像机66、67确定车辆的号码，向车辆所有人和使用人要求通行费用。在本实施例，离去传感器73检收到车辆离去时，由摄像机76、77由车辆的前后将号码识别。
这里，参见图11，在本实施例中用的板状通信天线30，从通信天线30的法线方向A接收信号S时接收强度最大，以和法线方向A成的角为45°以内的方向接收信号S时，具有可以高可靠地进行通信的方向性。地面通信装置的地面天线70，因一般利用支柱71设置于比车辆高的位置，在仪器罩10的显示面将仪器面向驾驶员设置时，自然地沿向车辆前方向上斜的仪器罩10的上表面10d配置通信天线30，在向地面天线70走行时，地面天线70相对于通信天线30的方向和通信天线30的接收面的法线方向A大体为同方向，通信天线30可以高接收强度接收信号，不易受干扰电波的影响，提高了通信的可靠性。
而且如图12所示，由与车辆的前方倾斜45°的上部接收信号S时，即便将仪器罩10的上表面10d，由水平(实线)的状态转向垂直(假想线)的状态间的方向，信号S的方向和通信天线30的接收面的法线方向A所成的角也在45°以内，可以以高可靠性进行通信。因此，即便将通信天线装在里面，为可靠通信不需要提高仪器罩10的位置精度，安装作业简单。
采用如上所述的本发明即便车载通信装置被盗用，因为不能盗用利用通信装置的信息，合法的所有者不知道的情况下，可以防止(比如)以合法的所有者的银行账户等和预付卡进行结算。
并且由于卡的规格统一，可将一个卡上存储的指定的银行帐户等和预付卡的余额(预付金额的余额)等的信息在不同的车辆上搭载的车载通信装置的卡读出器读出。换言之，可以用一个卡读出器读出不同的卡中存储的信息。另外，还可以将一个卡用在不同的车载通信装置上。
而且，因为通信装置和卡读出器内装于仪器罩中，可在防止车载通信装置的丢失的同时提高了防止盗窃的效果，另外，在运行时也不妨碍前方的视线。并且，驾驶员可以用目视容易确认卡插入孔，可以防止忘记将卡插入和拔出。
并且，将通信天线沿仪器罩的上表面设置时，不容易受干扰电波的影响，提高通信的可靠性。
而且，在面向驾驶员一侧的表面形成卡插入孔的开口时，不仅使卡的插入性好，并且提高防止忘记卡的取出的效果，以卡读出器与卡非接触的形式读取信息使卡读出器的耐环境性得到进一步提高。此外在卡插入孔形成排水孔，可以防止插入的卡浸水。
此外，将以卡读出器读出的信息和车载通信装置中存储的信息在控制装置相对照，对照结果一致时，允许通信装置动作；可以限定在一个车载通信装置动作的特定的卡，即便假如他人偷盗了车载通信装置，没有特定的卡，被限定的盗窃的通信装置不能动作，可以提高防止车载通信装置被偷盗的效果。
此外，假如采用存储发动机允许动作的信息和允许通信装置动作的信息的卡式钥匙，可以一个卡使车辆走行的同时使通信装置动作，驾驶员仅携带卡式钥匙即可，从而提高了使用方便程度。
权利要求
1.一种乘骑型车辆用的车载通信装置，该装置作为具有和地面通信装置之间进行通信的通信装置，其特征在于包括从存储通信装置的动作所用的信息的卡中将该信息读出的卡读出器，和控制通信装置的控制装置；同时，至少将通信装置和卡读出器装在乘骑型车辆的车体的前部设置的仪器罩中，并在仪器罩上形成卡的插入孔。
2.根据权利要求1所述的乘骑型车辆用的车载通信装置，其特征在于，与通信装置连接的通信天线被沿仪器罩上表面安置。
3.根据权利要求1或2所述的乘骑型车辆用的车载通信装置，其特征在于，在将卡插入孔的开口形成于仪器罩面向驾驶员一侧的表面，同时，将卡读出器设置于卡插入孔的表面的外侧形成与卡以非接触的形式读出信息的结构，并且在卡的插入孔形成将浸入卡插入孔内的水排出的排水口。
4.根据权利要求1至3中任一所述的乘骑型车辆用的车载通信装置，其特征在于，上述控制装置将卡读出器读出的信息和车载通信装置中存储的信息相对照，对照结果一致时，允许上述通信装置动作。
5.根据权利要求1至4中任一所述的乘骑型车辆用的车载通信装置，其特征在于，上述卡为卡式钥匙。
全文摘要
本发明的目的是提供一种可以确保耐环境性并且安装性好的车载式通信装置。作为具有和地面通信装置之间进行通信的通信装置29的乘骑型车辆用的车载通信装置,它在包括由存储使通信装置29工作所用的信息的卡20的IC存储器23将该信息读出的卡读出器25和控制通信装置29的控制装置的同时,至少将通信装置29和卡读出器25内装在乘骑型车辆的车体的前部设置的仪器罩10中,且在该仪器罩10上具有卡的插入孔10a。
文档编号G08G1/017GK1201108SQ9810554
公开日1998年12月9日 申请日期1998年3月12日 优先权日1997年4月11日
发明者田端肇, 永露敏弥 申请人:本田技研工业株式会社