JPS5815048B2 - 車輌軸重測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は走行中の車輛の重量を測定する装置に関し、特
に複数の車線を有する自動車用道路における車輛軸重測
定装置に係る。

かかる測定装置は車輛が車輛制限台の軸重の制御値であ
る１０トンを越えるか否かを検出したり或は各車輛の軸
重を計測する場合等に使用される。

走行中の車輛の軸重を測定する装置として、従来から軸
重計が使用されている。

この概略を第１図及び第２図に示し、これについて説明
する。

第１図のＡは検出部の平面図、Ｂは第１図Ａ−４断面図
、Ｃは第１図Ｂ−Ｂ′線断面図であり、第２図は検出部
及び計測部のブロック図である。

この第１図の検出部■の構成において、ＩＡ。

１Ｂは車輪がその上に乗る載荷板、２Ａ〜２Ｈは電気式
荷重変換器、３は台枠である。

そして、載荷板１人に加わる走行車輛の車輪４の軸重は
複数の荷重変換器２八〜２Ｄに分散され、各荷重変換器
２Ａ〜２Ｄから電気信号が出力される。

第２図で明らかなように、検出部■における各荷重変換
器２Ａ〜２Ｈの出力は平均化回路５により平均化された
後に、計測部■へ送られる。

計測部■では入力信号を６で増幅、Ａ／Ｄ変換（アナロ
グ−ディジクル変換）し、そして指示器７へ送る。

上記載荷板ＩＡ、ＩＢはこの車輛進行方向（第１図Ａの
矢印方向）の幅を、原理上及び構造上の理由により６０
〜８０ｃｍ程度となっている。

また検出部■の横幅は１車線分の幅だけ必要となると共
に、１車線分の検出部を１枚の載荷板で構成するのは構
造上、強度上困難であり、通常２枚の載荷板ＩＡ、ＩＢ
に分割される。

上述した軸重計は高速道路の入口附近に設置されること
が多いが、その設置例を第３図に示す。

検出部３Ｌ３２，３３は１車線ごとに設置され、隣の車
線との境界には車線分離用の構造物３４が設けられてい
る。

この為車輛の軸は必らず検出部上を通過し、１つの検出
部に同時に２台の車輛の軸がのることもない。

従って各検出部に対応して計測部を設ければ、軸重の測
定が可能となる。

即ち、第４図にこの検出部と計測部との構成を示してお
り、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ。

３３ａ 、３３ｂは載荷板に対応した荷重変換器、３５
．３６，３７は平均化回路、３８、３９ 。

４０は検出部３１，３２，３３に対応した計測部である
。

そしてＡは第１車線、Ｂは第２車線、Ｃは第３車線を示
している。

ところが、複数の車線を有する一般道路の本線上で走行
車輛の軸車を測定する場合、第３図の３４で示された構
造物を設置することは不可能である。

従って、この様な一般道路で第４図の様な構成で走行車
輛の軸重を測定しようとすると、軸重の測定が出来ない
状況が発生する。

すなわち車線の分離の為の構造物が無い道路では運転者
の意志により自由に車線をまたがって走行することが出
来る為第５図、第６図の様な状況が発生する。

第５図の場合、軸重が２車線の検出部に分散する為、第
２車線用Ｂ、第３車線用Ｃの軸重計は共に軸重を測定し
たことにはならない。

第６図の場合、第３車線用Ｃの軸重計はＸ車の軸重とＹ
車の軸重の一部を加えたものを測定してしまう。

軸重計を軸重違反車輛の抽出の目的で使用する場合、第
５図、第６図の様な状況に対し何らかの処置が必要とな
る。

この様な意味から複数車線の道路で走行中の車輌の重量
を測定する手段として軸重計が使用されることがある。

軸重計の原理の代表的な例を第７図に示す。

検出部７１は第６図の様な状況を検知するのを容易にす
べく分割される。

該図では１車線分（Ａ、Ｂ及びＣが各車線を示している
）を３分割した場合を示す。

各検出部７１内の数個の電気式荷重変換器の出力は平均
化回路７２を介して計測部７０に入る。

載荷判別回路７３は、検出部７１上に設定値以上の荷重
がかかつている事を識別する。

Ｎ巾変換回路７４で各検出部７１の出力はデジタル化さ
れ、制御回路７５に入る。

制御回路７５では載荷判別回路７３の各出力を論理演算
し、いずれのＡ／Ｄ変換回路７４の出力を採用するかを
決定する。

従って指示回路７６は上記の例では３枚の載荷板のうち
のいずれか１枚の載荷板にかかる荷重を指示する。

制御回路７５の制御方式には種々の方式が採用され、１
枚の載荷板の上に異なる車輛の軸が同時にのった場合、
この載荷板の出力は不採用とする様に工夫されている。

この様な軸重計により走行車輛の輪荷重を測定する事が
可能となり、既に実用化されている。

ところが車輪の輪荷重は路面の横断勾配、左右の輪が接
触する路面の凹凸差、旋回による遠心力により左右の輪
荷重配分が変化し、さらに左右輪のバネ定数の差により
常時変動するものである。

輪荷重は軸重が左右の輪に分配されたものである；が、
走行中の車輛の軸重自体が種々の要因により変動する事
を考えると、走行中の車輛の輪荷重を測定した場合のバ
ラツキは軸重測定の場合よりさらに大きなものとなる事
は必至である。

本発明は精度的に輪重計測方式より有利な軸重計測方式
により複数車線を有する道路上を走行する車輛の重量（
軸重）の測定を可能とするものである。

以下本発明について実施例と共に説明する。第８図は本
発明に係る４車線道路Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄに適用させた場合のブロック図を示している。

・ ８１ａ〜８１ｊは検出部で、各検出部には数個の電
気式荷重変換器が内蔵されている。

８２ａ〜８２ｊは各検出部ごとに荷重変換器の出力を平
均化する平均化回路である。

この出力信号は８３ａ〜８３ｊの載荷判定回路に与えら
れる。

前記載荷判定回路８３ａ〜８３］は平均化回路８２ａ〜
８２ｊの出力が予め設定された閾値以上になると、検出
部上に荷重が加えられた事を識別する。

８４ａ〜８４ｄは加算回路であり、連続した４つの検出
部の電気信号を平均化回路を介して加算するものである
。

８５ａ〜８５ｄはパターン識別回路で載荷判定回路の出
力を用いて各加算回路の加算範囲内の検出部に測定車輛
の両輪が所定のパターンで通過したか、又加算範囲内の
検出部に他の車輛が同時にのらなかったかを識別し加算
回路の出力が有効なものであるか、無効なものであるか
を判別する。

８６ａ〜８６ｄはＡ／Ｄ変換回路で加算回路８４ａ〜８
４ｄの出力をデジタル信号化し、軸重値として出力する
。

８７ａ〜８７ｄは表示器、プリンタ等の出力装置で、８
６ａ〜８６ｄの出力である軸重値を出力する。

この際８５ａ〜８５ｄの出力信号をストローブ信号とし
て使用する。

次に車輛の通過位置により上記第８図の装置がどの様に
して軸重を測定するかを、第９図に示す位置を車輛が通
過した場合を例にして説明する。

第９図において、Ｗは車輛の両輪の幅（車軸の位置）を
示し、ｔは検出部の幅、Ｍは第３車線用Ｃの加算範囲（
加算回路８４Ｃの範囲）、Ｎは第４車線用りの加算範囲
（加算回路８４Ｄの範囲）を示している。

この例において、第４車線用りの加算回路８４ｄは検出
部８１ｇ、８１ｈ、８１１ｓ８１ ｊの出力を加算する
ものである為、８４ｄの出力を指示させても軸重を測定
したものではない。

第３車線用Ｃの加算回路８４Ｃは８１ｅ、８１ｆ、８１
ｇ８１ｈの出力を加算する為、８４Ｃの出力を指示すれ
ば軸重を測定したものとなる。

従って第３車線用の加算回路８４Ｃの出力は可であり、
第４車線用の加算回路８４Ｄの出力は不可である事を識
別できれは軸重測定が可能となる。

この識別を行うのがパターン識別回路８５ａ〜８５ｄの
機能の１つで、加算回路の加算範囲内の検出部に所定の
組み合わせて荷重が加わったかどうかを判断してこの識
別を行う。

この場合、車輛の通過位置により荷重を受ける検出部の
組み合わせは数多く発生する。

１台の検出部の横幅ｔが狭くなり検出部の数が増えれば
組み合わせ数も増加し、パターン識別回路が複雑になり
好ましくない。

又検出部の数が増える事は経済的な理由からも好ましく
ない。

従って検出部の数は出来るだけ少なく、すなわち検出部
の横幅ｔ（第９図）を出来るだけ大きくして、この識別
が可能な６寸法とする事が望ましい。

我国では車輛の幅は車輛制限台により２．５ｍ以下と定
められている。

このため、第１０図に示す様に車輛の両輪の巾Ｗは２．
５ｍを越える事はない。

従って１台の車輛の両輪が荷重を与え得る検出部の数は
限定される事になる。

一般道路において、第１１図の如く検出部１１゜１１が
複数ある限り、如何に検出部１１の幅が大きくても２枚
の検出部１１．１１に荷重を加える事を避けることがで
きない。

道路上の如何なる位置を車輛が通過しても荷重が加わる
検出部１１の数を２枚以内とする為には、検出部の幅ｔ
をｔ≧Ｗすなわち２．５ｍ以上とする必要がある。

同様に３枚以内とする為には第１２図に示す様に、２ｔ
≧Ｗすなわちｔ≧Ｗ／２とする必要がある。

従って検出部の幅ｔが１．２５ ｍ＜ｌ （２，５ｍの
範囲で１台の車輛の１つの軸により１〜３枚の検出部に
荷重が加わることになる。

第１２図で点の入った検出部分は荷重を受ける検出部を
示す。

次に各加算回路の加算対象の検出部に測定対象の車輌の
軸重以外に他の車輛による荷重が加わった場合これを検
知するのがパターン識別回路８５ａ〜８５ｄのもう１つ
の機能である。

第１３図ａの様にｎの検出部にＡ車の左輪がのっている
とき、さらにｎの検出部にＢ車の右輪が加わった場合、
ｎｌの検出部にもＢ車による荷重力ｉ ７７０わってい
る。

第１３図すの場合はＢ車の軸重は全てｎの検出部にかか
つていて、ｎ−１の検出部には荷重がかからない。

Ｂ車が如何なる車輛でも第１３図すの状態が起り得ない
様な検出部の幅ｔとすれば第１３図ａの如く連続した４
枚の検出部に荷重が刃口わる瞬間がある。

ところが検出部の幅ｔを１．２５ ｍ＜ｔ ２．５ ｍ
とした場合、前述の如く１台の車輛により荷重を受ける
検出部の数は１〜３枚であるから、連続した４枚の検出
部に同時に荷重が加わる状態が発生すれば加算範囲の検
出部に測定対象の車輛の軸重以外に他の車輌による荷重
がかかつている可能性がある事を判断出来る。

ここで第１３図すの状態が起り得ない様にする為には、
車輌の巾が最小の４輪車である軽自動車の幅より検出部
１枚の幅を狭くすればよい事になる。

軽自動車の幅は１．２５７？Ｚ（旧規格）、１．４ｍ（
新規格）であるから検出部の幅は１．２５７７２以下と
することになる。

しかし運転者の心理として通常の走行状態ではこの様に
隣車線の車輌と接近して走行する事は困難である。

従って検出部の幅を１．４ｍ以下とすれば第１３図すの
状態の発生頻度は非常に少ないものとなる。

本装置では検出部の幅を１．２５ ｍ＜ １．４ ｐｍ
とすることによりパターン識別回路８５ａ〜８５ｄがそ
の機能を果たす事が出来る。

検出部の巾をこの様に決定した場合、１台の車輛の軸が
荷重を加え得る検出部の組み合わせパターンは第１４図
のａ−ｄの様になる。

本装置はその目的が車輛制限台の軸重の制限値である１
０トンを越える車輛の抽出及び軸重値の測定が主目的で
ある。

第１４図ａのパターンは大型車輛では起り得ないので１
車輛による検出部の荷重パターンから除外し、計測は行
わない様にする。

第１４図のＡ側はパターンを示し、Ｂ側は車輛の通過位
置を示す。

次に検出部の幅を１．２６ ｍ＜１ （１，４ｍとした
場合、１枚の検出部上に２台の車輛の荷重が加わる場合
のパターンは第１４図のＡにおけるａ−ｄの相互組み合
わせとなるが、ａと他のパターンの組み合わせは検出部
の幅を１．２５ ｍ＜ｔ （１，４ｍとする事により発
生しないものと考える。

従って第１４図のｂ−ｄの相互の組合わせとして第１５
図に示す６パターンがある。

第１５図のＡにおいて、ｌはＡ車により荷重を受ける検
出部、１ｍはＢ車により荷重を受ける検出部、２司はＡ
車、Ｂ車により荷重を受ける検出部を示し、第１５図の
Ｂはパターンｂの場合の車輛Ａ、Ｂの走行状態を示す図
である。

前記パターンａ ” ｆから理解できるように、いずれ
の場合にも１台の検出部上に２台の車輛のタイヤがのっ
た場合には、その検出部に隣接する１台又は２台の検出
部にも荷重が加わる事になり、検出部の幅ｔと車輛の幅
Ｗの関係から第１６図の様な状況は起り得ない。

従って１台の検出部に２台の車輌の荷重が加わっている
かどうかの識別にはその載荷板に隣接する左右２台の検
出部の荷重の有無を調らべればよいことになる。

本装置の上述したパターン識別回路８５ａ〜８５ｄは次
の２つの機能を有するものである。

（１）加算対象の検出部に接続された載荷判定回路の出
力が第１４図ｂ−ｄのいずれか１つのパターンで発生し
た場合、通過車輛は加算対象の検出部に軸重の全てがか
かる状態で通過したものと判断する。

（２） （１）で確認したパターンの発生から消滅ま
での間に、このパターンの両端に相当する検出部に隣接
する左右者２台の検出部に接続された載荷判定回路の出
力が発生しなかった場合、加算回路の出力には測定対象
の車輛以外の他の車輛による荷重が含まれていないもの
と判断して出力装置にストローブ信号を出力する。

次に各検出部の出力を加算し、軸重を算出する加算回路
につき４車線道路の場合を例にとり第１７図を用いて説
明する。

第１７図において、８１ａ〜８１ｊは検出部、Ａ−Ｄは
第１車線〜第４車線、Ａ−Ｑはパターンの種類を夫々示
す。

そして、匹コは１台の車輌の通過により荷重を受ける検
出部であり、ヒフは検出部が他の車輛による荷重を受け
ているかどうかの識別の為に荷重の有無を調らべる必要
のある検出部である。

この第１７図の場合、１台の車輌の通行により発生する
走行パターンにはＡ−Ｑの１７種類が考えられる。

（但し第１４図のａは除外する）） 従ってこの１７種
類のパターンに応じて加算回路を組む方法も考えられる
が、複雑になり好ましくない。

第１７図のＱの場合を見ると測定車輛により荷重を受け
る検出部は８１ａと８１ｂの検出部であるが、この８１
ａと８１ｂの出力を加算す：る力ロ算回路の出力が有効
なものである為には８１ｃと８１ｄの検出部に荷重がか
かつていない事が必要である。

この識別はパターン識別回路に於て行われるので、加算
回路としては８１ａ〜８１ｄの検出部出力を加えても差
しつかえ無い事になる。

； 又、加算回路の出力は車線ごとに一括したものであ
る方が望ましい。

この考え方で加算回路をまとめると第１８図の様になる
。

第１８図において、８１ａ〜８１ｊは検出部、Ａ−Ｄは
第１車線〜第４車線、８４ａ〜８４ｄは・加算回路、Ａ
−Ｑはパターンの種類を示す。

この様にして加算回路の数は少なくする事が可能である
が、パターン識別回路は各走行パターンごとに第１７図
に示す判別を行う必要がある。

しかし各パターンごとの判別の結果は加算回路の出；力
の有効・無効を知る為に用いるものであるから、その加
算回路に含まれる各走行パターンのパターン識別回路の
論理和を出力すればよい。

上述した点に関して今少し図面を参照して説明するに、
第１９図はかかる軸重測定装置の具体的、回路ブロック
図であり、便宜上ある１車線分を抜き出して示している
。

そして、第８図と同一部分につき同一符号をもって示し
ている。

更に、第２０図は平均化回路８２ａ〜８２ｊの出力Ａに
対して載荷判定回路８３ａ〜８３ｊの動作出力Ｂを示し
１ている。

更に第２１図は第１９図に示されたパターン識別回路８
５ｂ内の具体的回路を示しており、また第２２図は該回
路８５゛ｂの動作を示すタイムチャートであり、２１０
〜２１３で示された回路ブロツク内は同一構成となって
おり、便宜上２１０の回路ブロックについてのみ内部構
成を示している。

そして、２１５はワンショットのパルス発生回路、２１
６はラッチ回路、２１γはワンショットノハルス発生回
路、２１８はフリップフロップ回路、２１９は遅延回路
、２２０及び２２１はアンドゲート、２２２はオアゲー
トであり、該オアゲート２２２の出力はフリップフロッ
プ２１８のリセット端子へ入力されている。

ＣＬはクロック信号である。

前記２１０〜２１３の回路ブロックには入力ゲ−）２２
３〜２３０を介して載荷判定回路８１ａ〜８１ｈ（第１
９図参照）からの出力が導入されており、また回路ブロ
ック２１０〜２１３からの各出力はオアゲート２３１を
介して出力装置へ送られる。

（第２２図参照）回路ブロック２２１に関して、この人
力ゲート２２３には載荷判定回路８３ｃと８３ｄの出力
が入力されていて検出部８１ｃと８１ｄに軸重が生じた
状態を検出するためのものであり（第１９図参照）、こ
れは第１４図におけるパターンｂを検出するためのもの
である。

また入力ゲート２２４には載荷判定回路８３ａ 、８３
ｂ 、８３ｅ 、８３ｆの出力が入力されていて前記検
出部８１ｃと８１ｄに隣接する２つの検出部８１ａ、８
１ｂ及び８１ｅ。

８１ｆにおける軸重の有無を検出するためのものである
。

従って、検出部８１ａ、８１ｂに軸重が生じ、検出部８
１ａ、８１ｂ及び８１ｅ、８１ｆに軸重がない場合には
入力ゲート２２３のみ開き、そのためアンドゲート２２
１が開いてオアゲート２３１へ出力を導出する。

また、検出部８１ａ。８１ｂ及び８１ｅ、８１ｆに軸重
が生じた場合には入力ゲート２２４、ラッチ回路２１６
、フリップフロップ２１８の回路によってアンドゲート
。

２２１が閉じ、オアゲート２３１への出力はない。

他方、回路ブロック２１１に関し、この入力ゲ−）２２
５には載荷判定回路８３ｃと８３ｅの出力が入力されて
いて検出部８１ｃと８３ｅに軸重が生じた状態を検出す
るためのものであり、これ。

は第１４図番こおけるパターンＣ或はｄを検出するため
のものである。

ここでパターンＣとｄは同−範一のパターンとみている
。

これはある１つの車線においてパターンｄにおいて２台
の車輛が重々ることかないからである。

また、入力ゲート２２６には載荷判定回路８３ａ。

８３ｂ及び８３ ｆ 、８３ｇの出力が入力されていて
前記検出部８１ｃと８１ｅに隣接する２つの検出部８１
ａ、８１ｂ及び８１ｆ、８１ｇにおける軸重の有無を検
出するためのものである。

回路ブロック２１２，２１３についても上記と同様にし
て入力ゲート２２７〜２３０に載荷判定回路からの出力
が導入されている。

従って、このパターン識別回路は上述の該回路の説明の
ところで触れた（１）及び（２）の動作を行うものとな
っている。

なお、第８図に示した構成の他の実症例としては第８図
において加算回路８４ａ〜８４ｄの出力を夫々Ａ／Ｄ変
換回路８６ａ〜８６ｄで変換させていたが、各検出部８
１．ａ〜８１ｊの出力をＡ／Ｄ変換した後に加算回路８
４ａ〜８４ｄへ導びく構成にすることもでき、また各検
出部８１ａ〜８１ｊの出力をＡ／Ｄ変換してこの出力を
加算回路８４ａ〜８４ｄと載荷判定回路８３３〜８３ｊ
とへ導ひく構成にすることもできる。

以上、説明した様に、本発明に係る装置にあっては複数
車線を有する一般道路における走行中の車輛の軸重測定
が可能となり、従って重量違反車輛の通行に起因する種
々の常客を低減する場合にこの違反車輛の抽出、取締り
が必要であるが、該装置と自動写真撮影装置を使用する
ことにより重量違反車輛の常時無人監視シンナムが実現
でき、この種の常客低減に大きな効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の軸重計の構成を示す図、第２図は同軸重
計の回路構成を示すブロック図、第３図は同軸重計の実
際の配置構成を示す図、第４図は第３図の軸重計に係る
回路構成を示すブロック図、第５図及び第６図は従来軸
重計の検出部と車輛との関連を示す図、第７図は従来の
軸重計の構成を示す回路ブロック図、第８図は本発明の
軸重計の構成を示す回路ブロック図、第９図は同軸重計
の検出部と車輛との関連を示す図、第１０図は車輛の両
輪の幅を示す図、第１１図及び第１２図は車輌の幅と検
出部の幅との関係を示す図、第１３図は２台の車輛と検
出部との関係を示す図、第１４図及び第１５図は荷重パ
ターンを示す図、第１６図は２台の車輛と検出部との関
係を示す図、第１７図及び第１８図は加算回路と荷重パ
ターンとの関係を示す図、第１９図は第８図の構成の１
車線分の構成を示すブロック図、第２０図は平均化回路
と載荷判定回路の出力関係を示す波形図、第２１図は第
１９図におけるパターン識別回路の具体的構成を示す回
路図、第２２図は第２１図における各部の動作波形を示
すタイムチャート。 ８１ａ〜８１ｊ・・・・・・検出部、８２ａ〜８２ｊ・
・・・・・平均化回路、８３ａ〜８３ｊ・・・・・・載
荷判定回路、８４ａ〜８４ｊ・・・・・・加算回路、８
５ａ〜８５ｄ・・・・・・パターン識別回路、８６ａ〜
８６ｄ・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、８７ａ〜８７ｄ・・
・・・・出力装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の車線を有する道路に設置される複数の荷重検
   出部と、前記検出部からの出力信号が予め定められた閾
   値を越えたか否かを検知して荷重検出部上の荷重の有無
   を判断する荷重検出部に対応して設けられた載荷判定手
   段と、前記荷重検出部をさらに複数の群になしてこの各
   群毎に荷重検出部からの出力を加算する加算手段と、前
   記各加算回路の力ｎ算対象の荷重検出部上に軸重の全て
   がかかる状態で軸が通過し、その通過中にこれら検出部
   に他の車輌による荷重力勃口わったか否かを載荷判定手
   段の出力に基づいて識別して刃口算回路の出力の有効、
   無効を判断する識別回路とを備えた車輛軸重測定装置。