JP2006232181A - 自動二輪車用の車載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置性と通信性能を確保することのできる自動二輪車用の車載装置を提供する。【解決手段】車載装置本体とアンテナとで構成され、アンテナがベルト状になっているため、車載装置本体を様々な車種に取り付けることができる。また、ベルトの面に対して垂直方向に指向性を有するアンテナ素子を採用することで、指向性が放射状に広がり、自動二輪車がカーブを曲がるために傾いても、指向性が大きく変化することがない。特にベルト状のアンテナを自動二輪車の走行方向を軸とする回転方向に巻き付けることによって、走行方向に対して垂直な方向への電波の指向性が確保され、自動二輪車がカーブを曲がるために傾いても、路側に設置された通信相手のアンテナとの通信を維持することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コース上での自動二輪車の走行状況を管理するシステムに用いられる自動二輪車用の車載装置に関する。

テストコースやサーキットなど高速走行が可能なコースを有する施設においては、コース上の車両がどこにどの様に走行しているか（走行状況）を常時監視し、コースの安全運用を図っている。従来、コース全体での車両の走行状況を管理するため、たとえば中央監視室を設けて監視員を配置するとともに、コース脇の要所にそれぞれコース監視員を配置することが行われている。そして、コース監視員が転倒車両、コースアウト車両などを発見した場合には、コース監視員自らが後続車両に黄色の旗を振って通知するほか、必要に応じて中央監視室にいる監視員に連絡を取り、救急車両を手配するなど、コースの安全管理を図っている。

ところで、コースは見通しが利くところばかりではないため、コース脇や中央監視室にいる監視員のみがコース状況を的確に把握しようとすると、監視員を多数配置する必要があり、コストがかかる。特に、敷地が広大でコースが複数あり、昼夜を問わず２４時間運用で多くの車両が走行をしているような施設では、コース脇に監視員を配置して目視でコース状況を把握し、それらをすべて中央監視室で的確に把握することは現実的でない。

このようなテストコースなどの周回コースを走行する車両の走行体の耐久試験や性能試験などの試験において車両の状況を管理する車両管理システムとしては、走行体の車速、エンジン回数、アクセル開度、水温、湯温等の走行データを逐次無線で管理端末へ送信する走行体用データ通信システムが提案されている（たとえば特許文献１）。
特開平７−２７３７１８号公報 特開２００１−３５２２０９号公報

車両に搭載された車載装置にて自車の位置情報を逐一測定して無線で管理装置へ送信し、管理装置では、受信した車両の位置情報とコースの地図情報とを照合することによってコース上での車両の走行位置を求めて時刻データともに記憶部に蓄積するとともに表示装置に表示し、コースアウトした車両や故障などにより停止した車両を判定する車両管理システムが検討されている。

しかしながら、自動二輪車に無線通信機を設置する場合には、風雨の影響や、転倒による破損、エンジンやマフラーの熱などによる影響を考慮する必要があるとともに、運転者や車体が車載装置のアンテナと通信相手との間の電波の遮蔽者とならないように設置位置の選定なども慎重に行わなければならない。

たとえば、特許文献２には、車両前方に指向性をもつアンテナを自動二輪車のヘッドライトより上で且つバーハンドルのセンタと前輪車軸とを結ぶ仮想的斜線より前に配置した構造が開示されている。すなわち、これは自動二輪車の前方に通信相手のアンテナが存在するような場合に好適な構造といえる。

しかしながら、テストコースにおいては、コースの内側の路肩に無線基地局が所々設置され、自動二輪車の車載装置はハンドオーバーを繰り返しながら最も近い位置にある無線基地局との間で無線での交信を行っている。したがって、車両前方に指向性をもつアンテナではコースの内側の路肩に設置された無線基地局との通信には不向きである。

さらに、テストコースにおいて自動二輪車はカーブにおいて車体を傾けながら曲がる。このため、自動二輪車の左右の方向に指向性をもつアンテナを搭載したとしても、カーブ走行時の通信の信頼性が低下するおそれがある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、設置性と通信性能を確保することのできる自動二輪車用の車載装置を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明の自動二輪車用の車載装置は、自車の位置を計測する位置計測部と、前記位置計測部の計測結果を含む情報を無線で送信するとともに情報の送信に対する外部からの応答を受信する無線通信部とを有する車載装置本体と、車載装置本体を自動二輪車の後部に固定して巻き付け可能なベルトであって、無線通信部と電気的に接続され前記ベルトの面に対して垂直方向への指向性を有するアンテナ素子が配設されたベルトとを具備することを特徴とする。

この発明は、アンテナがベルト状になっているため、車載装置本体を様々な車種に取り付けることができるとともに、ベルトの面に対して垂直方向に指向性を有するアンテナ素子を採用することで、指向性が放射状に広がり、自動二輪車がカーブを曲がるために傾いても、指向性が大きく変化することがない。特にベルト状のアンテナを自動二輪車の走行方向を軸とする回転方向に巻き付けることによって、走行方向に対して垂直な方向への電波の指向性が確保され、自動二輪車がカーブを曲がるために傾いても、路側に設置された通信相手のアンテナとの通信を維持することができる。

また、本発明の自動二輪車用の車載装置は、複数のアンテナ素子がベルトの長手方向に沿って配設され、自車の傾きとその方向を計測する傾き計測部と、傾き計測部の計測結果に基づき、使用するアンテナ素子を切り替える切り替え部とをさらに具備するものであってよい。自動二輪車の車体の傾斜角と傾斜の方向に合わせて、水平方向を向くアンテナ素子からのみ電波を放出させるようにすることで、電波の混信を回避することができる。

さらに、本発明の自動二輪車用の車載装置は、ベルトの両端どうしを着脱可能に連結する連結具と、連結具どうしの着脱を検出して車載装置への主電源のオン／オフを切り替える電源制御部とをさらに具備するものとしてもよい。

これにより、車載装置への主電源の投入忘れの問題が解消され、また、未使用時に電源を切ることを忘れることで、自動二輪車のバッテリを無駄に消耗することを防止することができる。

さらに、本発明の自動二輪車用の車載装置は、ベルトの一方の面に電波遮蔽層を設けた構成としてもよい。これにより、電波の回り込みや、車体側からの雑音（ノイズ）の影響を減らすことができる。

以上のように本発明の自動二輪車用の車載装置によれば、アンテナがベルト状になっているため、車載装置本体を様々な車種に取り付けることができるとともに、ベルトの面に対して垂直方向に指向性を有するアンテナ素子を採用することで、指向性が放射状に広がり、自動二輪車がカーブを曲がるために傾いても、指向性が大きく変化することがない。したがって、ベルト状のアンテナを自動二輪車の走行方向を軸とする回転方向に巻き付けることによって、走行方向に対して垂直な方向への電波の指向性が確保され、自動二輪車がカーブを曲がるために傾いても、路側に設置された通信相手のアンテナとの通信を維持することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態に係る車載装置を装着した自動二輪車の側面図、図２はその自動二輪車を上から見た平面図、図３はその自動二輪車を後から見た背面図、図４は自動二輪車の車載装置の取り付け形態を示す斜視図である。

これらの図に示すように、本実施形態の車載装置１０は、装置本体１１とベルト状のアンテナ１２とで構成され、装置本体１１は自動二輪車３のリアカウルまたはリアシートなどの後部４にベルト状のアンテナ１２で巻き付けて固定できるようになっている。

車載装置１０の装置本体１１を自動二輪車３のリアカウルまたはリアシートなどの後部４に巻き付けて固定することにより、運転者よりも前方に車載装置がある場合に比べて自動二輪車３の操縦安定性が損なわれず、また、ほとんどの車種に取り付けが可能になる。また、自動二輪車３のサスペンションよりも高い位置に車載装置１０が設置されることになるので、走行時に路面から受ける振動が車載装置１０の装置本体１１に直接伝わらず、振動により車載装置１０の装置本体１１が受けるダメージを最小限に抑えることができる。

また、ベルト状のアンテナ１２が自動二輪車３の後部４に装着されることで、図５に示すように、運転者によって遮られる車体前方や車体フレームによって遮られる下方を除いて、電波が遮蔽されることなく、広い角度で通信を行うことが可能である。また、アンテナ１２がベルト状になっているため、ベルトの面に対して垂直方向に指向性を有するアンテナ素子を採用することで、指向性が放射状に広がり、自動二輪車３がカーブを曲がるために大きく傾いても、指向性が大きく変化することがない。特に、ベルト状のアンテナ１２は自動二輪車３の走行方向を軸とする回転方向に巻き付けられるので、図６に示すように、垂直な方向への電波の指向性Ａが確保され、自動二輪車３がカーブを曲がるために傾いても、路側に設置された通信相手のアンテナとの良好な通信状態を維持することができる。

図７に示すように、テストコースなどでの自動二輪車３の走行管理を行う自動二輪車走行管理システム１においては、車載装置１０と管理装置３０との間での通信を中継するために、たとえば周回コースの内側にコースの路肩に沿って無線基地局２０が複数設置されている。本実施形態の車載装置１０は、特にこのような環境において有益である。

図８に、本実施形態との比較のため、従来のホイップアンテナ５を自動二輪車３の後部４に装着した場合の指向性を示す。同図に示すホイップアンテナ５の場合、ホイップアンテナ５の長手方向に対して垂直方向への指向性をもつ。このため、自動二輪車３がカーブを曲がるために左右に傾くと、左右の水平方向への電波の電界強度が低下し、周回コースの内側に路肩に沿って設置された無線基地局２０との無線通信を良好に行うことができなくなる可能性がある。本実施形態のベルト状のアンテナ１２によれば、図６に示したように、このような問題が解決される。

本実施形態の車載装置１０のアンテナ１２の構造を図９に示す。同図に示すように、このアンテナ１２は、フィルム状のアンテナ６の表裏両側に、防水性・耐腐食性があり、かつ変形に対してフレキシブル性に優れ強度的にも十分な材質からなるカバー７，８が貼り付けられて構成される。また、裏側のカバー７の材質を電波を遮蔽可能なものとすることにより、電波の回り込みや、車体側からの雑音（ノイズ）の影響を減らすことが可能である。

さらに、アンテナ１２の本体も柔軟な材料で作製される。アンテナ１２の方式としては、たとえば、フィルム状の、パッチアンテナやループアンテナ、誘導体アンテナ、スロットアンテナ、ホイップアンテナ、ダイポールアンテナなどを使用できる。図９に示されるアンテナ１２は、ベルト面のほぼ全面にわたってフィルム状のループアンテナ６を複数並べて配設したものである。このような構成のアンテナ１２によれば、ベルトのほぼ全面で、各々の面に対して垂直方向への指向性が得られる。

また、図１０に示すように、複数のフィルム状のループアンテナ６Ａ，６Ｂをベルトの厚み方向に重ねて配置し、これらのループアンテナ６Ａ，６Ｂの合成指向性を位相器９で制御するようにしてもよい。

さらに、図３に示すように、ベルト状のアンテナ１２の両端には、互いに適合する連結具１３Ａ，１３Ｂが取り付けられており、これら連結具１３Ａ，１３Ｂどうしを結合させて車載装置の本体１１を自動二輪車３のリアカウルまたはリアシートなどの後部４に巻き付けて装着することができる。すなわち、着脱の操作を手作業で簡単に行い得る構造となっている。

次に、この実施形態に係る車載装置１０の機能的な構成について説明する。

図１１に示すように、車載装置１０は、位置計測部３１、傾き計測部３２、無線通信部３３、警告表示部３４、電源制御部３５、アンテナ制御部３６、およびアンテナ１２を備えている。

位置計測部３１は、自車（自動二輪車）の現在の位置を測定して位置情報を生成する。位置計測部３１は、自車の位置情報を、たとえば緯度経度、基準点からの方位角と距離、座標位置などにより表されるデータとして生成する。より具体的には、たとえば無線基地局２０から受信した電波の電波強度に基づいて測位する電波測位装置を用いることができる。たとえば、正確な位置と発信される電波強度が既知となっている複数の無線基地局２０からの電波を受信し、受信した電波各々の電波強度に基づいて自車の位置を測位することができる。

傾き計測部３２は、自動二輪車３の車体の傾斜角と傾斜の方向を計測して傾き情報を生成する手段である。この傾き計測部３２は、具体的には、たとえばジャイロセンサ、操舵角センサなどを用いて実現することができる。

無線通信部３３は、位置計測部３１、傾き計測部３２により計測された位置情報、傾き情報および移動情報を、自動二輪車３にあらかじめ割り当てられている、自車の識別情報であるＩＤとともに無線基地局２０に送信する手段である。また、無線通信部３３は、複数の無線基地局２０からの電波の強度を検出して位置計測部３１に渡す機能を有している。無線通信部３３としては、たとえば、送信用（上り通信用）に２．４ＧＨｚ帯の周波数、受信用（下り通信用）に１．２ＧＨｚ帯の周波数を用いた小電力の無線通信装置を用いることができる。なお、無線通信部３３は、発信するデータを圧縮し、または展開する機能を有していてもよい。

警告表示部３４は、無線通信部３３が受信した警告情報に基づいて各種警告を自動二輪車３の運転者に知らせる手段である。警告表示部３４は、運転者に視覚的に警告情報を通知するものであり、例えば赤色や黄色の光を点灯するランプなどの表示装置が用いられる。あるいは、警告表示部３４は、ブザーなどの音響装置を用いて聴覚を通じて運転者に警告を表示するものであってもよく、さらには、その両方により警告を表示するものであってもかまわない。

図１２に警告表示部３４の例を示す。

自動二輪車３の運転者が走行中も容易に警告を視認できるように、警告表示部３４は、自動二輪車３のスピードメータなどの計器類５６，５７の近傍に、計器類の同一の向きに設置されている。警告表示部３４は、発光色の異なる複数のランプ５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ，・・・で構成される。たとえば、赤色のランプ５８Ａは自車のコースアウトの警告、黄色のランプ５８Ｂはコース２内での転倒車、故障車の有無の警告、緑のランプ５８Ｃは速度違反の警告にそれぞれ関連付けられている。また、ランプの点滅の周期、輝度などによって警告に強度を付与するようにしてもよい。

このように、警告表示部３４を車載装置１０の装置本体１１と別体とすることで、警告表示部３４を小型化することができ、自動二輪車３の計器類５６，５７の付近に容易に取り付けることができる。

また、図１１に戻って、電源制御部３５は自動二輪車３のバッテリ３７から電源を取り込んで車載装置１０の各部に動作用の電力を供給する手段である。また、電源制御部３５は、ベルト状のアンテナ１２の両端に取り付けられた連結具１３Ａ，１３Ｂどうしの結合とその解除を電気的に検出し、連結具１３Ａ，１３Ｂどうしの結合を検出したとき、はじめて、車載装置１０内の他の各ブロックへの電力供給をオンに切り替え、また、連結具１３Ａ，１３Ｂどうしの結合が解除されたときに車載装置１０内の他の各ブロックへの電力供給をオフに切り替える機能を有している。この機能によって、車載装置１０への主電源の投入忘れの問題が解消され、また、未使用時に電源を切ることを忘れることで、自動二輪車３のバッテリ３７が無駄に消耗されるのを防止できる。

アンテナ制御部３６は、傾き計測部３２により検出された、自動二輪車３の車体の傾斜角と傾斜の方向に基づいて、アンテナ１２内に配設された複数のアンテナ素子において使用するアンテナ素子を切り替える手段である。すなわち、図４に示したように、アンテナ１２には、ベルト長手方向に沿って複数のアンテナ素子１２ａが並設されている。アンテナ１２は自動二輪車３の後部４に、その自動二輪車３の走行方向を軸とする回転方向に巻き付けられるので、常に水平方向への指向性を持たせるには、自動二輪車３の車体の傾斜角と傾斜の方向に合わせて、水平方向を向くアンテナ素子１２ａからのみ電波を放出させるようにすることが、電波の混信を回避するために有効である。

また、このように使用するアンテナ素子１２ａを切り替えるのではなく、図１０に示した位相器９を有するアンテナにおいては、２つのアンテナ６Ａ，６Ｂの合成指向性を自動二輪車３の車体の傾斜角と傾斜の方向に基づいて、位相器９で制御するように構成してもよい。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、アンテナ１２を車載装置１０の装置本体１１とともに自動二輪車３の後部４にのみ設置するものとしたが、警告表示部３４にも別のアンテナを設置し、これら２つのアンテナをダイバシティ方式で適応的に切り替えて使用するように構成してもよい。警告表示部３４は自動二輪車３の前部に装着されるため、前方への指向性も確保することが可能となる。

また、車載装置１０の装置本体１１と警告表示部３４との接続には有線のほか、Bluetooth（商標名）のような短距離無線通信を使用してもよい。

上記実施形態では、自動二輪車３のバッテリ３７から動作電源をとることとしたが、専用のバッテリを用いてもよいことは言うまでもない。この専用のバッテリを用いた場合、バッテリ交換作業の容易さから、専用バッテリを警告表示部３４に搭載する形態とすることが好ましい。

また、上記の実施形態では、車載装置１０の位置計測部３１は無線基地局２０から受信した電波の電波強度に基づいて測位をするものとしたが、無線基地局２０の電波ではなく、ＧＰＳ（Global Positioning System）やＧＬＯＮＡＳＳ（Global Orbiting Navigation Satellite System）、準天頂衛星をはじめとする測位用衛星からの電波に基づいて自動二輪車３の位置情報を生成するようにしてもよい。

本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に係る車載装置を装着した自動二輪車の側面図である。 図１の自動二輪車を上から見た平面図である。 図１の自動二輪車を後から見た背面図である。 図１の自動二輪車への車載装置の取り付け形態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る車載装置がもつアンテナの平面方向の指向性を示す図である。 本発明の実施形態に係る車載装置がもつアンテナの垂直方向の指向性を示す図である。 自動二輪車走行管理システムの構成を示す図である。 ホイップアンテナを自動二輪車の後部に装着した場合の指向性を示す図である。 本実施形態の車載装置のアンテナの構造の例を示す分解図である。 本実施形態の車載装置のアンテナの構造の他の例を示す分解図である。 本実施形態の車載装置の機能的な構成ほ示すブロック図である。 警告表示部の例を示す図である。

符号の説明

３・・・自動二輪車、４・・・後部、６・・・フィルム状のループアンテナ、７，８・・・カバー、９・・・位相器、１０・・・車載装置、１１・・・装置本体、１２・・・アンテナ、１２ａ・・・アンテナ素子、１３Ａ，１３Ｂ・・・連結具、２０・・・無線基地局、３１・・・位置計測部、３２・・・傾き計測部、３３・・・無線通信部、３４・・・警告表示部、３５・・・電源制御部、３６・・・アンテナ制御部。

Claims (4)

1. 自車の位置を計測する位置計測部と、前記位置計測部の計測結果を含む情報を無線で送信するとともに前記情報の送信に対する外部からの応答を受信する無線通信部とを有する車載装置本体と、
   前記車載装置本体を自動二輪車の後部に固定して巻き付け可能なベルトであって、前記無線通信部と電気的に接続され前記ベルトの面に対して垂直方向への指向性を有するアンテナ素子が配設されたベルトと
   を具備することを特徴とする自動二輪車用の車載装置。
2. 複数の前記アンテナ素子が前記ベルトの長手方向に沿って配設され、
   自車の傾きとその方向を計測する傾き計測部と、
   前記傾き計測部の計測結果に基づき、使用する前記アンテナ素子を切り替える切り替え部と
   をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用の車載装置。
3. 前記ベルトの両端どうしを着脱可能に連結する連結具と、
   前記連結具どうしの着脱を検出して前記車載装置への主電源のオン／オフを切り替える電源制御部とをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用の車載装置。
4. 前記ベルトの一方の面に電波遮蔽層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用の車載装置。

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