JPS6020300A - 車種判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抵抗接点方式の踏板を用いた車種判別装置に関
するものである。

有料道路は一般に、普通車、大型車、特大車などの車種
別に通行料金が異なる料金体系を用いている場合が多い
。また、高速道路などのように多区間の有料道路では、
更に利用区間毎に定めた料金を徴収する。

このような廟料道路システムでは、入口インターチェン
ジの入口ダートにおいて、人ロインターチェンジ名や番
号および入ロ辿入年月日、一時刻、更には上記分類によ
る車種の車種コードなどの必要なｒ−夕を記入した通行
券をう１〕行し、これを出口インターチェンジの出口ダ
ートにおいて受け取シ、この受け取った通行券の前記デ
ータを処理装置の読取機で読取って出口インターチェン
ジまでの利用区間に対応する車種別料金をめ、これを表
示して係員がその表示料金を利用者よシ徴収することに
なる。

ところが有料道路業・務は昼夜を通して行わなくてはな
らず、有料道路網も拡大の一途を辿るなど係員も多人数
必要であることなどから有料道路のインターチェンジに
おける出入口ダートの無人化が望まれている。

この有料道路システムにおける入口の無人化を図る方法
として通行車両の車種（例えば、普通車、大型車■、大
型車■の種別）を自動判別し、当該車両に相当する通行
券を発行することが考えられている。

車種を自動判別するためのパラメータとして、通過車両
毎に輪圧（トレッド）、タイヤ幅（ダブルタイヤか、シ
ングルタイヤかの判別用）。

軸数などを測定し、これらの情報よ）判別することが考
えられているが、これらのうち、輪圧の測定方法の１つ
として例えば抵抗線とこの抵抗線に対峙させてその上方
側に弾力性のある上部接点を配した抵抗接点を用いた踏
板式のものがある。

この抵抗接点を用いた踏板の栴成を第１図に、またこの
踏板による輪圧測定原理を第２図に示す。

第１図は抵抗接点を有する’ｍ＋輪検知型踏板１０の構
造を示したものであシ、長手方向を路面の横断方向に向
けて設置される。第１図の（、）はＸＦ−面図を示すも
ので、１１．１２ね：抵抗接点であり１通行車両の輪数
、輪圧（トレッド）、タイヤ幅を測定する。これらの抵
抗接点１ノ。

１２は車両の進行方向に順に並べられ、一方は路面の左
半分を、また１３は平型接点であり、通行車両の軸数を
測定する。この平型接点１３は抵抗接点１１．１２の間
にこれらに平行に２組設けられ、これらは路面を横断し
て路幅にほぼ一杯に配される。また、抵抗接点１１．１
２位置には路面の残シ半分をカバーするように平型接点
１３と同じ構造の平型接点１３′をそれぞれ設けである
。なお、これら平型接点１３．１３’はその動作ノ４タ
ーンよシ車両の前後進判別を行うために設けられるもの
である。１４はリード線でおる。第１図の（ｂ）は、抵
抗接点１１．１２の構造を示したものであり、１５は上
部接点。

１６はこの上部接点１５の下方に位置させで所定寸法の
短い複数の接点を等１１号隔で水平位ｔｊ：ｊ、に配置
させた下部接点であり、下部接点１６には各隣接する接
点の間には、それぞれ抵抗値が同一の固定抵抗１２が接
続さｔＪでいる。接点材料はステンレス等の材質で４１
・１成でれ、車両が通過することにより、上部接点Ｊ５
のタイヤ踏圧を受けた部分が弾性髪形し、弾性変形した
箇Ｗｒが下部接点ノロに接触して、変形した箇所のみ短
絡状態となシ、下部接点１６の両端の抵抗値が変化する
。第１図の（ｃ）は平型接点ノ３の構造を示したもので
めシ、１８は上部接点、１９は下部接点を示したもので
ステンレス等の材質で溝底され、車両が通過することに
ょシ弾性変形を起して接触する。

なお通過車両１台毎に分離して検出できるよう踏板は車
両通過路をはさんで対向する投受光器を垂直方向に複数
対積重した光電式の車両分離器の光軸下に敷設し、この
車両分離器の光軸がしゃ断されている間に得られる踏板
の出方をもって通過車両の輪圧の情報を得ることにょシ
他の車両の情報と区別できるようにしである。

第２図は、動輪検知型踏板ｉｏの動作原理を説明するだ
めの図であシ１図中の２１．２３は前述の抵抗接点の上
部接点１５を、また、２２並びに２４は下部接点１６及
び固定抵抗１２を示したもので、以後は抵抗体と呼ぶこ
とにする。

抵抗接点１１．１２は、Ｍｆｆ述の所定の位置に配置さ
れ、また抵抗接点１１　、’１２はそれぞれａ。

ｂ・Ｃとａ′・ｂ′、Ｃ′の端子を有している。これら
のうち端子ａ　、　ａ／は上部接点２１．２３の片端に
接続され、またｂ　、　ｂ’は抵抗体２２．２４の一方
の端部に、またｃ　、　ｃ／は抵抗体２２　、２４の他
方の端部に接続される。

ここで、仁の軸輪検知型踏板１．０による通過車両の輪
数、輪圧、タイヤ幅の測定原理を説ＩＪＩしておく。

今１輪圧がＬなる長さを有し、タイヤ幅がｔなる車輪Ａ
ｔ装着した車両が、軸輪検知型踏板１０上にさじかかシ
、抵抗接点１１．１２を踏圧したとする。

抵抗接点１１は一車線分の幅の車両通過路の中央よシ右
側に、また抵抗接点１２は左側に配設されているため車
両の右側車輪は抵抗接点１１を、また、左側車輪は、抵
抗接点１２を踏圧する。

すると、この抵抗通点１１では、その、、Ｉ：部接点体
２ノは踏圧を受けた部分が下方にへこみ。

下部の抵抗体２２に接触する。また、同様に。

抵抗接点１２では左側車輪によシ踏圧を受けた部分が下
方にへこみ、下部の抵抗体２４に接触する。

この抵抗体２２．２４における上部接点体２１．２３と
の接触部と非接触部とを区別すると抵抗体３２側では、
タイヤ＠ｔの対応の幅で中央に接触部分が、そしてその
両脇に非接触の部分が生じ、また、抵抗体２４１１１１
ではタイヤ幅を対応の幅で、中央に接触部分が、またそ
の両脇に非接触部分が生ずる。

これらのうち、タイヤ幅ｔに対応する接触部分区間の抵
抗体抵抗値ｒ２及びｒ５とし、その両脇部分の非接触区
間の抵抗体抵抗値をそれぞれｒｌ　＋ｒ３　＋ｒ４１ｒ
ｌ＋とすると、それぞれの抵抗体２２．２４の両側子す
、ｃ及びｂ′、Ｃ′各々の端子間抵抗値Ｒ１’　ｒ　Ｒ
２’は、各々の抵抗体２２゜２４０本来の抵抗値をＲ１
ｒ　Ｒ２とすると、このＲ１ｒ　Ｒ２から各々の上部接
点体２１．２３の接触による短絡区間部分のＪｊ＋、’
、抗値ｒ２．ｒ５を差し引いた抵抗値、即ち Ｒ１’＝Ｒ１ｒ２　、Ｒ２’＝Ｒ２ｒ５となって、踏圧
を受けだ除、それぞれＲ１からＲ１’　ｒ　Ｒ２からＲ
２１へと抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を車両の
タイヤ通過毎に測定比較すれば、尚該車両のタイヤ幅が
計測できる。

一方、抵抗接点１１．１２の端子ａ、ｂ及びａ　／　、
　ｂ／それぞれの区間の抵抗値は抵抗接点１１側では上
部接点２ノに接触しない左側部分の抵抗値ｒｉｎまた抵
抗接点１２側では、上部接点２３に接触しない右側部分
の抵抗値ｒ６を示すことになる。

前述したように、抵抗接点１１．１２の車両通過路面上
における設定位置は路面の横断方向に沿い、中央よシそ
れぞれ右及び左の路肩方向へ伸びる所定の飽飽であシ、
従ってａ、ｂ端子間抗抵及びａ′、ｂ′端子間抵抗を加
えた値は、車両の輪圧に密接な関係を示す値となる。促
って、抵抗接点１１．１２に電圧を加えて端子ａ、ｂ及
びａ′、ｂ′間の抵抗値をそれぞれ電圧信号として取シ
出し加算すると、この加算値は輪圧に対応したものとな
ることからこれより輪圧を測定することができる。

ところが、この電圧の実際の変化は、第５図（ａｌ）、
（ｂｌ）、（ｃｌ）に示すように種々の・ぐターンがあ
る。第５図（−１’）は車両が踏板の敷設方向に対しほ
ぼ直角に進入し、従って第２図に示すｒ４〜ｒ６をショ
ートする様に同時に抵抗接点を踏み同時に離れた場合を
示す。また第５図（ｂｌ）は、はぼ直角に進入したがタ
イヤ中央部がまず抵抗接点を踏み、次に両側へ広がシ最
後は中央部を残しながら通過する状態である。これは偏
平率の低いタイヤの場合起シやすい。第５図（ｃｌ）は
、車両が踏板に対して直角に通過しなかった場合、すな
わち、斜めに進入した場合で、このときは高い電圧が入
力され次第に低くなって行く。

これらの電圧変化によシ、タイヤ位置を認識する回路に
おいてこの電圧値は最大値を保持するピークホールド回
路を経由するため第５図（ａ、）の場合は問題ないが、
第５図（ｂｔ）および第５図（ｃ、）の場合６１１定誤
差を生じることとなる。

以上のことから１検測の測定値は最大でタイヤ幅の２倍
の誤差を生じる場合があシ、トレッドによる車種区分を
行う上で誤判別の原因となる。このためよシ正確に輪圧
を測定することのできる車種判別装置が望１れる。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、少なくとも
通過車両の輪圧情報を用いて車種判別を行う車種判別装
置において、車両通過路に埋設され通過車両の車輪の踏
圧作用幅に応じて電気抵抗を変化させこれによシ同車両
のタイヤ幅、輪圧などの情報を得る踏板襄１６と、この
踏板装置よシ得た輪圧及びタイヤ幅の情報を加算してそ
の最大値よシ車輪の外側間距離をめ、これを輪圧の情報
として倚る手段とよ多構成し、タイヤ幅と輪圧の情報を
加算してその最大値を得ると、前記踏板装置に対し、通
過車両が直角方向に横切ってた場合でも、或いは斜め方
向に横切った場合でも、また、車輪の状態が異った場合
でも該加算情報の最大値は′変らないことに着目し、該
加算情報の最大値を用いて上記通過車両の車輪外側間の
距離を得、これを輪圧情報として出力するようにしてこ
れによシ常に正しい輪圧情報を得られるようにして高精
度に車種判別を行えるようにした車種判別装置を提供す
ることを目的とする。

第３図は本発明装置の構成を示すブロック図である。図
中１０は第１卜１、第２図に示した踏板であＦ）、１１
．１２はその踏板１０の前記抵抗接点である。そして２
１．２３は踏板における各々抵抗接点１１．１２の前記
上部接点体、２２．２４は抵抗体である。ａ、ｂ、ｃ、
ａ’。

ｂ／　、　ｃ　／は抵抗接点１１．１２における第２図
で説明した前記端子、３１，３２，３６．３７は抵抗値
を電圧値に変換する抵抗−電圧変換回路である。これら
のうち３ノは前記端子ａ、ｂ間に接続され、また３２は
ｃ、ｂ間に、３６はａ／　、　ｂＩ間に、そして３７は
Ｃ′、ｂ′間に接続され谷々の接続された端子間の示す
抵抗値を電圧値に変換して出力する。３３及び３８は２
つの電圧信号を加算する回路で、これらのうち３３は、
前記抵抗−電圧変換回路３１の出力と同じく抵抗−電圧
変換回路３２の出力との加算を行う。

又３８は前記抵抗−電圧変換回路３６の出力と同じく抵
抗−電圧変換回路３７の出力との加算を行う。３４．３
９は電圧変化のピーク値を記憶する電圧変化値記憶回路
で、これらのうち３４は、前記加算回路３３に接続され
その出力電圧値を受け、そのピーク値を抽出して記憶し
。

また３９は前記加算回路３８に接続され５その出力を受
け、そのピーク値を抽出して記憶する。

３５．３１０はアナログ信号をデジタル信号に変換する
アナログ−デジタル変換回路であシ、３５は３４の出力
を、また３１θは３９の出力をデジタル信号に変換して
出力するものである。

３１１は演算処理回路で、前記アナログ−デジタル変換
回路３５及びＪ　１　’０からの出力を受け、踏圧を受
けた左右抵抗接点の物理的位置を考慮して通過車両の輪
圧を演算するものである。

この演算処理回路３１１０輪距測定値は図示しない車種
判別手段に与えられる。

次に上記構成の本装置の作用について説明する。本装置
は図示しないが、前記車両分離器の出力によシ通過車両
１台分毎の通過期間情報を得、その間における踏板ＩＱ
の出力をもって輪圧測定を行うものである。

すなわち、車両が進入して来て車両分賠器の位置に差し
かかると車体が車両分離器の光軸をしゃ断する。そして
１次に車輪が踏板ｌＯを踏む。すると、抵抗接点１１．
１２の上部接点２１．２３の車輪踏圧位置がへこみ、そ
の部分が抵抗体２２．２４に接し、各々接した部分の抵
抗がショートされて抵抗値が変わる。この変化は端子＆
　＋　ｂ　ｇ　ｅ　Ｈ＆’　１　ｂ’　ｇ　Ｃ’に接続
された抵抗−電圧変換回路３１．３２，３６．３７によ
シそれぞれ電圧値に変換される。

すなわち、前述したように端子ａ、ｂ間とａ　／　、　
ｂ／間との抵抗値の合計は輪圧の情報を示し、また端子
す、ｃ聞及び１．／　、　０７間の抵抗値はそれぞれタ
イヤ幅の（’ｉｆｆ報を示している。

そして、これらの情報の電圧値変換後の出力は各々対応
する加算回路３３．３８で加算され、そして各々対応す
る電変化値記憶回路３４　、３９に送られて各々電圧変
化のピーク値が記憶される。このピーク値はアナログ−
ｒジタル変換回路３５．３１０に送られデジタル化され
、演算処理回路３１１に送られてここでこのデジタル化
されたデータをもとに左右の抵抗接点の物理的位置を考
慮して通過車両の輪圧を演算する。

ここで、輪圧の情報とタイヤ幅の情報を加算して輪圧を
める理由について少し詳しく説明する。

第４図は片側の抵抗接点について、その上をタイヤが踏
圧する場合の状況を示したものである。Ｓｕは上部接点
、Ｓ１〜Ｓｎは検知最小単位の寸法に作られた下部接点
であシ、ｒは各下部接点間に配置された同一抵抗値の固
定抵抗である。

ａ、ｂ、ｃはそれぞれ上部接点、下部接点の路肩側とそ
の反対側の端子を示す。

又第５図は、タイヤの状態や通過状態による種々の信号
出力のあられれ方を示しくａ、）。

（ｂｌ）、（Ｃ１）は第４図のＣ端子とｂ端子間の抵抗
変化を電圧変化にしたものであシ、又（’ｚ）。

（ｂｚ　）　、（（！２　）は同図のＣ端子とｂ端子間
の抵抗変化ｆＬ電圧変化に変換したものである。更に（
Ｃ３）、（ｂｓ）、（Ｃ３）は、それぞれ（ａｌ）と（
Ｃ２）　、（ｂｔ　）と（ｂｓ　）、（ｃｘ　）と（Ｃ
２）を加算したものである。この電圧値は、第４図の固
定抵抗ｒ−ヶ分の変化電圧をＶとして表−わしている。

ここで４接点分のタイヤ幅をもつタイヤが下部接点Ｓ７
を中心とする位置を通過する場合について述べる。

まず、通過開始時に同時に上部」〆点Ｓｕが下部接点Ｓ
、〜Ｓ９に接触し１通過終了時に同時に上部接点Ｓｕが
下部接点８５〜Ｓ９から離れる様な通過状態を考える。

この場合タイヤ位置の信号電圧の変化は第５図（ａｌ）
の様なものとなる。

この電圧−波形は最初からタイヤ位置Ｓ５を表わす電圧
（４■）となシ最後まで同じ電圧（４■）となる。一方
タイヤ幅の信号電圧の変化は、第５図（Ｃ２）の様なも
のとなシ、踏み始めから踏み終シまで一定の電圧値（４
ｖ）を表すものとなる。このタイヤ幅電圧をタイヤ位置
電圧に加算したものが第５図（Ｃ３）で一定の電圧値（
８ｖ）を表わす波形となる。

次に通過開始時に、タイヤの中央部がまず踏圧し上部接
点Ｓｕが下部接点Ｓ７に接触し、次に両側へ広がって、
下部接点Ｓ６１ｓ、更に下部接点Ｓ５＋８９　と接触し
て行き下部接点Ｓ、＝８９のすべての位置で接触する様
になシ、通過終了時にはタイヤの両側（下部接点Ｓ　５
　１’Ｓ９　）から離れ、最後に中央（下部接点Ｓｙ　
）が離れる様な通過状態を考える。この場合タイヤ位置
信号の電圧変化は第５図（ｂｌ）の様なものになる。す
なわち、最初はタイヤ中央の下部接点ｓ、（６Ｖ）を表
わす電圧となシ途中でタイヤ外側の下部接点Ｓ、を表わ
す電圧（４ｖ）となシ最後にまた下部接点Ｓ７を表わす
電圧（６ｖ）となる。一方タイヤ幅信号の電圧変化は第
５図（ｂｚ）の様なものとなる。すなわち、踏み始めか
ら次第に増加し途中で最大（４■）となシ、以後減少す
る。このタイヤ幅電圧をタイヤ位置電圧と加算したもの
が第５図（ｂｓ）となシ、途中に最大値（８ｖ）のある
電圧波形となる。

更に、通過タイヤが踏板に対して直角に進行せず、次第
に路肩へ寄る様な斜めの通過をした場合、通過開始時に
は上部接点Ｓｕが下部接点Ｓ、に接触し、下部接点ｓ８
　、ｓ７　・Ｓ６　・Ｓ５と順に接触部分が広がシ、下
部接点８５〜Ｓ９のすべての位Ｉ６で接触する様になシ
、通過終了時には、上部接点札が下部接点Ｓ９から離れ
。

下部接点”’８　＋Ｓ＠　、Ｓ６　＋Ｓ５と順に接触部
分が広がシ、下部接点ＳＳ”８９のすべての位置で接触
する様になり、通過終了時には上部接点Ｓｕが下部接点
Ｓ９から離れ、下部接点ＳＢ＋Ｓ　ｇ　）　Ｓ６　＋　
８５と順に離れて通過完了となる様な通過状態を考える
。この場合、タイヤ位置信号の電圧変化は第５図（ｃｌ
）の様なものとなる。

すなわち、最初は車線の中央側の下部接点＄９（８ｖ）
を表わす電圧となシ１順に電圧は低下し２、タイヤの路
肩側の下部接点ｓ５　（４Ｖ）を表わす電圧で一定とな
る。一方タイヤ幅信号の電圧変化は第５図（Ｃ２）の様
なものとなる。すなわち、踏み始めから次第に増加し途
中で最大（４■）となり以後減少する。このタイヤ幅電
圧をタイヤ位置電圧と加算したものが第５図（Ｃ３）と
なシ、最初に最大値（８■）のあられれる電圧波形とな
る。ここで斜めの通過が逆に車線中央へ寄る様な場合に
は第５図（ｃｌ）、（Ｃ２）、（Ｃ３）は左右対称にし
た波形となる。

この様に、３種類の通過方向において、従来の計測方法
であれば第５図（ａｔ　）、（ｂｓ）、（ｃ＋）に示す
如くその最大値は異なシ通過毎に計測誤差が生じること
がわかる。しかるにタイヤ幅を加算した第５図（Ｃ３）
、（ｂｓ　）、（Ｃ３）においては、この３種類のどの
場合でもその最大値は、一定となシ、通過毎に計測誤差
が生じないことがわかる。ここで、第５図（ａｓ　）、
（ｂ３　）。

（Ｃ３）はタイヤの車線中央側の位置となり、左右の位
置からはタイヤ内側の距離を計測することとなるがタイ
ヤ幅が計測されているため、このタイヤの内側の距離に
タイヤ幅１ヶ分を加算すれば左右タイヤの各中心距離（
一般的に使用するトレッドと称するもの）となり、更に
、タイヤ幅２ヶ分を加算するとタイヤの外側の距＾１ｔ
となる。

従って、これによシタイヤの外側間の距離を得ることに
よって踏板装置を通過する車両の走行状態（直進か斜め
に横切ったか）やタイヤの状態に左右されることなく必
ず正確なタイヤ外側間距離情報が得られることなシ、輪
圧６（１１定において問題となっていた誤差の発生が防
止でき、従って、輪圧を車種判別の要素として用いる車
種判別装置においてより正確な車種判別が行え、るよう
になる。

以上詳述したように本発明は少なくとも通過車両の糀距
↑；′ｆ報を用いて車種判別を行う車種判別装置におい
て、車両通過路に埋設され通過車両の車輪の踏圧作用幅
に応じてｉ（，７，気抵抗を変化させこれにより同車両
のタイヤ幅、ψ１砧距などの情報を得る踏板装置と、こ
の踏板装ｆｆｊより得た輪圧及びタイヤ幅の情報を加算
してその最大値よシ車輪の外側間距所ｔをめ、これを輪
圧のイ１１゛報として得る手段とよりね成し、タイヤ幅
と輪圧の情報を加算してその最大値を得ると、前記踏板
装置に対し１通過車両が直角方向にもへ切ってた場合で
も、或いは斜め方向に横切った場合でも、また、車輪の
状態やね妨が異った場合でも該加算情報の最大値は変ら
ないことに着目し、該加算情報の最大値を用いて上記通
過車両の車輪外側間の距劇１を得、これを輪圧情報とし
て出力するようにしたので、これよシ通過車両の通過状
態や車輪の状態に左右されることなく、常に高精度で輪
圧情報を伺ることができるようになシ、従って、高精度
な車種判別を行うことができる車種判別装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は踏板装置の招成を説明するための図、第２図は
その動作原理を説明するための図、第３図は本発明の一
実施例を示すブロック図、第４図は抵抗接点の動作状況
を説明するだめの図、第５図は抵抗接点から得られた出
カバターンと加算パターンとの関係を示す図である。 １０・・・踏板装置、１１．１２・・・抵抗接点、２１
．２３・・・上部接点、２２．２４・・・抵抗体、３１
．３２，３６．３７・・・抵抗−電圧変換回路、３’３
．３８・・・加算回路、：４４，３９・・・電圧髪化値
記憶回路、３５，３１０・・・アナログ・デジタル変換
回路、３１１・・・演算処理回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも通過車両の輪圧情報を用いて車種判別を行う
   車種判別装置ＶＣおいて、車両通過路に埋設され通過車
   −両の車輪の踏圧作用幅に応じて電気抵抗を変化させこ
   れによシ同車両のタイヤ幅１輪圧などの情報を得る踏板
   装置と、この踏板装置よシ得た輪圧及びタイヤ幅の情報
   を加算してその最大値よシ車輪の外側間距離をめ、これ
   を輪圧の情報として得る手段とを具備してなる車種判別
   装置。