JPH0146014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、走行中の車両の軸重を測定して該車
両の重量を測定する方法に関するものである。

走行中の車両は、各種ばね系により振動し重心
の移動が生じるため、その軸重は、静止時の軸重
を中心として変動する。従来の軸重測定は、軸重
測定用の検出板（一般に、複数の荷重変換器の上
に載荷板が配設されている）が小さいため、上記
変動する軸重値の一時の値しか計測できず、従つ
て測定結果が不正確となる欠点があつた。

この軸重値の変動を減少させるためには検出板
自体は勿論のこと、その検出板前後のある長さの
路面を厳密に平坦に仕上げる必要がある。しかし
ながら、この平坦仕上げは、技術的にかなり困難
であり、経済的にも著しく不利を伴なう。

ところで、軸重を測定し、車両総重量を測定す
るには、１台の車両の各軸の軸重値を総計するこ
ととなるが、その場合、同一車両の軸重か他の車
両の軸重かを判別する必要がある。この判別方法
としては、目視により行なう方法と目視によら
ず、光電管、ループコイル、速度計等の機器を組
み合わせて自動的に判別する方法とがある。この
後者の従来の車両判別装置は、光電管、ループコ
イル、速度計等の単機能検出器からの検出情報を
適宜電気的に処理して車種を判別するものである
ため、装置が複雑化するという難点があり、また
必らずしも正確な車種判別を行ない得るものでは
なかつた。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、測定用桁上面およびその
前後の路面を平坦に仕上げずとも軸重を精度よく
測定でき、この軸重をもとに車両の総重量を高精
度に測定し得る車両重量測定方法を提供すること
にある。

更に、本発明の第２の目的は、車両の軸重を測
定すると共に一車両の軸重を自動的に総計して車
両総重量を測定し得る車両重量測定方法を提供す
ることにある。

上記目的を達成させるため、第１と発明は、走
行中の車両の軸重を測定して該車両の重量を測定
する方法において、前記車両の最長軸間距離以上
の長さの橋梁状の桁に、前記車両の車体振動に基
づく軸重波形の変動周期の少なくとも１周期以上
に相当する範囲にわたり最短軸間距離以下の等間
隔区間でせん断力検出用の検出器を配備し、前記
桁上を前記車両が走行するとき前記各検出器から
連続して出力される軸重値出力を所定のサンプリ
ング周期でサンプリングし且つ前記検出器の出力
毎に順次記憶した後、車両進行方向に対し最初に
配設された前記検出器の出力に対し連続した時間
的関係をもつて記憶された前記検出器の軸重値デ
ータを順次読出して加算し且つ加算されたデータ
を加算回路で除して平均して一軸分の軸重を演算
し、このような軸重測定手順を前記桁上を走行す
る車両の各軸毎に行うと共に、隣接する前記区間
をほぼ同時刻に通過する車両の各軸による前記検
出器からの出力パルスのタイミング差を検出し、
そのタイミング差がほぼ等しいとき同一車両の軸
と判定し、その同一車両と判定された各軸の軸重
を総計して走行中の一車両の重量を測定すること
を特徴とし、 また、第２の発明は、走行中の車両の軸重を測
定して該車両の重量を測定する方法において、前
記車両の最長軸間距離以上の長さの橋梁状の桁
に、前記車両の車体振動に基づく軸重波形の変動
周期の少なくとも１周期以上に相当する範囲にわ
たり最短軸間距離以下の等間隔区間でせん断力検
出用の検出器を配備し、前記桁上を前記車両が走
行するとき前記各検出器から連続して出力される
軸重値出力を所定のサンプリング周期でサンプリ
ングし且つ前記検出器の出力毎に順次記憶した
後、車両進行方向に対し最初に配設された前記検
出器の出力に対し連続した時間的関係をもつて記
憶された前記検出器の軸重値データを順次読出し
て加算し且つ加算されたデータを加算回数で除し
て平均して一軸分の軸重を演算し、このような軸
重測定手順を前記桁上を走行する車両の各軸毎に
行うと共に、同時に出力されている２つの検出器
が配備されている２つの前記区間を調べ、当該２
つの区間の区間数から軸間距離を演算し、得られ
た該軸間距離の変化から同一車両の軸か否かを判
別して、前記演算により得られた軸重を総計して
走行中の一車両の重量を測定することを特徴とし
ている。

以下、図面を用いて本発明の実施を詳細に説明
する。

第１図は、本発明方法の実施例に用いる測定用
桁とその配置状態を示す平面図、第２図は、第１
図の縦断面図である。同図において、桁１は、路
面２と同一高さ面に上面をそろえて配置されてい
る。路上には、保守点検用のピツト３が堀削形成
され、このピツト３の左右両端には、上記桁１の
支点としての支持具４，４が設けられ、桁１は、
この支持具４，４上に略水平に保持されている。
桁１は、本実施例においては上面が路面２と同一
高さに配置される１車線幅の平板部１ａと、この
平板部１ａの下面側に所定の高さを有し且つ第１
図および第２図における左右方向に平行に伸びた
２つの桟状板部１ｂ，１ｃとから成り、被測定車
両の最長軸間距離より長い橋梁状を呈している。
桟状板部１ｂ，１ｃの両側面には、せん断力検出
用センサ５（この場合ひずみゲージ）が等間隔の
位置に接着等の手段により添着されている。この
せん断力検出用センサ５としてのひずみゲージ
は、せん断力を検出し得るよう２枚１組で形成さ
れ上記平板部１ａの板面に対しそれぞれ45°およ
び135°ずらせて互いに交差して同一位置に添着さ
れている。上記等間隔区間は、被測定車両の最短
軸間距離以下に設定されており、第１図に示す如
く、隣接するせん断力検出用センサ５をここでは
４つずつ接続して各検出器５Ａ〜５Ｌが構成され
ている。ここで、検出器５Ａ〜５Ｌに対応する区
間をＡ〜Ｌとする。

第３図は、本発明方法の実施例を示す回路の概
略構成と回路内での信号処理の手順を示すブロツ
ク図、第４図ａは車両が測定用桁上を走行する状
態を示す説明図、同図ｂは、車両が通過した場合
の各検出器５Ａ〜５Ｌの出力を表わすタイミング
図、第５図は、第４図示の各出力の軸重波形を、
前軸および後軸のそれぞれにつき合成した波形図
である。

先ずこれら第３図〜第５図を参照して軸重値の
測定方法を説明する。

第３図において、各検出器５Ａ〜５Ｌからの各
出力は、制御回路９に入力される。今、第４図ａ
に示すように、車両６が桁１上を左から右へ通過
すると、検出器５Ａが前輪（前軸）７の重量に応
じた出力を発し、引続き検出器５Ｂ，５Ｃ……，
５Ｌが順次出力する。このときの各検出器の出力
波形は、第４図ｂに示すように横軸に時間をと
り、縦軸に電圧をとつて表わせばＡ７〜Ｌ７の如
くとなる。また、後輪（後軸）８の重量による各
検出器の出力波形は、同様にＡ８〜Ｌ８（Ｈ８〜
Ｌ８は図示せず）の如くとなる。このように各検
出器５Ａ〜５Ｌから連続して出力される前軸出力
Ａ７〜Ｌ７と、後軸出力Ａ８〜Ｌ８を、例えば周
知のアナログマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器
を用いて所定のサンプリング周期でサンプリング
しデジタル値にそれぞれ変換する。そして、この
デシタル測定データは、例えばコンパレータを介
して、所定値（車輪が当該検出器上に載つたこと
を判定し得る電圧値）以上のものだけを用いるよ
うにすることが後述するメモリの利用効率の観点
から望ましい。

このようにサンプリングされた測定データは、
例えば周知のシフトレジタを用いて検出器５Ａ〜
５Ｌの各出力の順に時系列データとし、さらに順
次または、一括してタイムデータと共にメモリの
所定の番地に格納保持される。ここに格納された
時系列データは、第５図に概念的に示すように、
車両６の車体振動に基づく軸重波形の変動周期の
２周期（2T）分であるが、少なくとも１周期分
格納するだけでもよい。

所定のサンプリングサイクル分サンプリングし
最後の検出器の出力５Ｌの測定データがメモリに
格納された後、メモリに記憶された記憶内容、即
ち、車両進行方向に対し最初に配設された前記検
出器の出力に対し連続した時間的関係をもつて記
憶された前記検出器の軸重値データを、タイムデ
ータを参照しつつ順次読出してこれらを周知の演
算器を用いて加算し且つ加算されたデータを加算
回数で除して平均することによつて一軸分の軸重
を演算する。

このようにして求められた軸重値は、後述の一
車両判別手順に従つた信号により制御され、一車
両の総重量が求められる（手順13）。

第６図ａは、２台の車両が測定用桁上を走行す
る状態を示す説明図、同図ｂはそれらの車両が通
過した場合の各検出器の出力をデジタル信号とし
て表わしたタイミング図を示す。次に、この第６
図と第３図とを参照してそれぞれ得られた軸重出
力が同一車両のものであるか否かの判別方法を説
明する。制御回路９に入力された検出器５Ａ〜５
Ｌからの信号は、デジタル処理されて第６図ｂに
おけるタイミング図に示す如く出力の有無のみを
表わす波形とされる。先行する車両１４の前軸１
５によつて区間Ａに出力Ａ１５が発生し、後軸１
６によつて出力Ａ１６が発生する。同様に後続の
車両１７の前軸１８により出力Ａ１８が、後軸１
９によつて出力Ａ１９が発生する。他の区間Ｂ〜
Ｌについても同様である。このような出力パルス
から、隣接する区間を通過する前軸または後軸に
よる出力パルスのタイミング差ｔを知ることによ
つて軸速が求められる。すなわち軸速ｖは、 ｖ＝区間距離／ｔ として求めることができる（手順20）。同タイミ
ングで異なる区間に発生する出力パルスは、次の
軸を表わしているが、これらの隣接区間の通過タ
イミング差、例えば、ｔ２とｔ１を比較し（手順
21）、両者が等しければ（ただし、所定の許容範
囲内にある場合を含む）一車両と判別される（手
順22）。第６図に示す例の場合、区間Ａと区間Ｅ
とに略同時に出力パルスＡ１６，Ｅ１５が発生し
ており、次の区間にそれぞれ発生するパルスＢ１
６，Ｆ１５とのタイミング差は、それぞれｔ２と
ｔ１となる。この場合、ｔ２とｔ１とは等しいか
ら同一車両の前軸と後軸が区間Ｅと区間Ａにパル
スを発生していることが分り、従つて、区間Ａ乃
至Ｅ、あるいはＢ乃至Ｆが軸間距離として求めら
れる（手順23）。この軸間距離を仮に第６図示の
タイミング図上にLBFとして表わす。

区間Ａに生じる次の出力Ａ１８とタイミングの
一致する他の区間Ｉの出力Ｉ１６を基に、同様に
してそれぞれ隣接する区間Ｂ，Ｊに生じる出力と
のタイミング差ｔ３とｔ４を求め（手順20）、両
者を比較する（手順21）。タイミング差ｔ３とｔ
４とは、同一でないことから同一車両の軸でない
ことが分るが（手順22）、軸間距離LBJを計測す
る（手順23）。そのLBJは、先行車両の後軸と後
続車両の前軸との軸間距離を示すものである。こ
の軸間距離LBJは、前に求めた軸間距離LBFに
加えず、総軸間距離を出す（手順25）。もし、ｔ
３とｔ４が等しい場合には、LBJがLBFに加え
られ、総軸間距離が求められる。この軸間距離も
軸速と同様、常にスキヤニングされて、順次隣接
区間へ移動するタイミングに合わせて計測し、こ
れら各軸間距離を手順24で比較すると、この変化
から（手順22）、一車両の判別ができる（手順
22）。

斯くして手順10乃至12で得た各軸の軸重値を一
車両判別手順22による信号によつて加算し、一車
両分の総重量を求める（手順13）。これら総重量
と総軸間距離とによつて車両の種類、いわゆる車
種を判別する。

尚、第３図に示す手順は、上述のようである
が、同一車両か否かを判別するには、軸間距離の
測定は必らずしも必要ではなく、手順20と21によ
つて軸速の変化を検知するだけでも充分である。
また、同一車両の判別は、手順23と手順24とによ
つて軸間距離の変化のみから行なつてもよい。

第３図に示した実施例によれば、軸重値を精度
よく計れるのみならず、同一車両の判別によつて
軸重量を、また総軸間距離をそれぞれ計測できる
ため車種の判別が正確、確実であり、これによつ
て過積載車両の監視、取締りや有料道路の料金徴
収業務の省力化乃至無人化を実現することが可能
である。

以上詳述したように本発明によれば、測定用桁
の上面およびその前後の路面を敢えて平坦に仕上
げて走行車体の振動を無くさずとも軸重を精度よ
く測定でき、一方、同一車両の軸であるか否かを
判定するために、光電管、ループコイル、速度計
等の単機能検出器からの検出情報を得る必要がな
く、検出器自体の出力をもとに判定するようにし
ているため、装置構成の簡略化およびコストの低
廉化が実現されると共に、一車両毎の総重量の自
動測定を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いる測定用桁と
その配置状態を示す平面図、第２図は第１図の縦
断面図、第３図は本発明の実施例を示す回路の概
略構成と回路内での信号処理の手順を示すブロツ
ク図、第４図ａは、車両が測定用桁上を走行する
状態を示す説明図、同図ｂは、車両が通過した場
合の各検出器の出力を表わすタイミング図、第５
図は第４図示の各出力の軸重波形を前軸および後
軸のそれぞれにつき合成した波形図、第６図ａは
２台の車両が測定用桁上を走行する状態を示す説
明図、同図ｂはそれらの車両が通過した場合の各
検出器の出力をデジタル化して表わしたタイミン
グ図である。 １……測定用桁、１ａ……平板部、１ｂ，１ｃ
……桟状板部、２……路面、３……保守点検用ピ
ツト、４……支持具、５……せん断力検出用セン
サ、５Ａ〜５Ｌ……検出器、Ａ〜Ｌ……区間、
６，１４，１７……車両、７，１５，１８……前
軸（前輪）、８，１６，１９……後軸（後輪）、９
……制御回路、１０，１１，１２，１３，２０，
２１，２２，２３，２４，２５，２６……手順、
ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４……隣接区間間の出力パ
ルスのタイミング差、LBF，LBJ……軸間距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行中の車両の軸重を測定して該車両の重量
   を測定する方法において、前記車両の最長軸間距
   離以上の長さの橋梁状の桁に、前記車両の車体振
   動に基づく軸重波形の変動周期の少なくとも１周
   期以上に相当する範囲にわたり最短軸間距離以下
   の等間隔区間でせん断力検出用の検出器を配備
   し、前記桁上を前記車両が走行するとき前記各検
   出器から連続して出力される軸重値出力を所定の
   サンプリング周期でサンプリングし且つ前記検出
   器の出力毎に順次記憶した後、車両進行方向に対
   し最初に配設された前記検出器の出力に対し連続
   した時間的関係をもつて記憶された前記検出器の
   軸重値データを順次読出して加算し且つ加算され
   たデータを加算回数で除して平均して一軸分の軸
   重を演算し、このような軸重測定手順を前記桁上
   を走行する車両の各軸毎に行うと共に、隣接する
   前記区間をほぼ同時刻に通過する車両の各軸によ
   る前記検出器からの出力パルスのタイミング差を
   検出し、そのタイミング差がほぼ等しいとき同一
   車両の軸と判定し、その同一車両と判定された各
   軸の軸重を総計して走行中の一車両の重量を測定
   することを特徴とする車両重量測定方法。 ２ 走行中の車両の軸重を測定して該車両の重量
   を測定する方法において、前記車両の最長軸間距
   離以上の長さの橋梁状の桁に、前記車両の車体振
   動に基づく軸重波形の変動周期の少なくとも１周
   期以上に相当する範囲にわたり最短軸間距離以下
   の等間隔区間でせん断力検出用の検出器を配備
   し、前記桁上を前記車両が走行するとき前記各検
   出器から連続して出力される軸重値出力を所定の
   サンプリング周期でサンプリングし且つ前記検出
   器の出力毎に順次記憶した後、車両進行方向に対
   し最初に配設された前記検出器の出力に対し連続
   した時間的関係をもつて記憶された前記検出器の
   軸重値データを順次読出して加算し且つ加算され
   たデータを加算回数で除して平均して一軸分の軸
   重を演算し、このような軸重測定手順を前記桁上
   を走行する車両の各軸毎に行うと共に、同時に出
   力されている２つの検出器が配備されている２つ
   の前記区間を調べ、当該２つの区間の区間数から
   軸間距離を演算し、得られた該軸間距離の変化か
   ら同一車両の軸か否かを判別して、前記演算によ
   り得られた軸重を総計して走行中の一車両の重量
   を測定することを特徴とする車両重量測定方法。