JP2006112796A - 車両の積荷重量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
空荷荷重を確実に計測可能な車両の積荷重量計測装置を提供することにある。
【解決手段】
荷重計測装置１０は、荷重計測処理プログラムＳ１にて、サスペンションシリンダの圧力を検出する圧力検出手段によって検出された圧力値を用いて、ボディの重量を算出し、空荷状態のボディ重量を補正荷重値として記憶する。荷重補正処理プログラムＳ２では、記憶されている補正荷重値とともに、荷重計測手段によって計測された補正荷重値を表示装置に表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の積荷重量計測装置に係り、特に、ダンプトラック等の空荷荷重を計測するに好適な車両の積荷重量計測装置に関する。

鉱山や採石現場では、ダンプトラックに積み込んだ採掘物の量を計測できることが望まれる。そこで、車体と積荷を搭載するボディを有するダンプドラックでは、ボディを支持する複数のサスペンションシリンダの圧力を計測する手段を有し、計測手段の圧力値によって荷重を算出し、積載状態での荷重から空荷状態での荷重を減算することで、積荷重量を算出するようにしている。

ここで、鉱山や採石現場では、その現場に応じてダンプトラックのボディの補強ために鉄板などを溶接することがある。また、この補強鉄板がすり減ることによりボディの重量が変化することがある。このため、空荷荷重は一定ではないため、空荷荷重を精度良く計測するために、例えば、ダンプトラックの空荷状態の重量を、所定速度で所定時間の走行を実行したときに補正値計測開始スイッチを押すことにより計測を開始し、所定時間に計測した重量の平均値を空荷状態の重量とするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ダンプトラックの空荷状態の重量を、所定の速度で所定時間の走行することにより自動的に計測を実行し、所定時間に計測した重量の平均値を空荷状態の重量とするものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭６０−１６１５３２号公報 特開平６−２２１９０２号公報

しかしながら、特許文献１記載の方法では、積載荷重補正値として使用する空荷状態の重量の計測はあくまでダンプトラックの操作者が補正値計測開始スイッチを操作することにより実行されるため、ダンプトラックの走行速度が所定範囲内でない場合でも計測開始スイッチを操作すれば空荷状態の重量の計測が実行することが可能なため、走行中ではない精度の悪い状態で計測した空荷状態の重量を積載荷重補正値とし、確実に空荷荷重を計測できないという間題がある。

また、特許文献２記載の方法では、ダンプトラックの空荷状態の重量の計測を走行速度が所定範囲内で所定時間継続した場合に実行されるため、ダンプトラックが空荷でない状態であっても走行速度が所定範囲で所定時間経過した場合には、空荷の重量の計測が実行され、そのとき計測した重量を積載荷重補正値とするため、確実に空荷荷重を計測できないという間題がある。

本発明の目的は、空荷荷重を確実に計測することができる車両の積荷重量計測装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、車体に対して、積荷を積載するボディを複数のサスペンションシリンダにより支持する運搬車両に用いられ、前記サスペンションシリンダの圧力を検出する圧力検出手段によって検出された圧力値を用いて、前記ボディの重量を算出する荷重計測処理手段を有し、空荷状態のボディ重量を補正荷重値として記憶する車両の積荷重量計測装置において、前記記憶されている補正荷重値とともに、前記荷重計測手段によって計測された補正荷重値を表示装置に表示する荷重補正処理手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、空荷荷重を確実に計測することができるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記荷重補正処理手段に対して、補正荷重計測の要否を入力する入力手段を備えるようにしたものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記荷重補正処理手段は、前記記憶されている補正荷重値と、前記荷重計測手段によって計測された補正荷重値との差が所定範囲を超えた場合にはその旨を前記表示装置に表示するようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記荷重補正処理手段は、前記荷重計測手段によって計測された荷重が所定範囲を超えた場合にはその旨を前記表示装置に表示するようにしたものである。

本発明によれば、空荷荷重を確実に計測できるものとなる。

以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置の構成について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による車両の積荷重量計測装置を搭載した車両の構成について説明する。ここでは、鉱山や採石現場などの大きな現場で稼動するダンプトラックの一例として説明する。
図１は、本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置を搭載したダンプトラックの構成を示す正面図である。

ダンプトラックの車体０１には、積荷を運ぶボディ０２が装着されている。運転席に備えられたボディ操作レバーを操作者が操作するとボディ操作シリンダ０３が動作し、ボデイ０２が点線図示のように起床することによって、積み込まれた土砂を放土することができる。ダンプトラックには、前後の車軸上に車体０１を支える形で４個のサスペンション０４があり、ボディ０２や搭載された土砂を含め、車体の荷重が各サスペンション０４にかかることとなる。積荷の荷重を計測する機器として、サスペンション０４それぞれに後述のシリンダ圧力センサ０５を取り付けてある。これらのセンサ信号は、荷重の計算を行う荷重計測装置へ送られる。

次に、図２を用いて、本実施形態による車両の積荷重量計測装置の構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置の構成を示すシステムブロック図である。

荷重計測装置１０には、シリンダ圧力センサ０５（０５ａ，０５ｂ，０５ｃ，０５ｄ）が接続される。また、荷重計測装置１０には、車体の操作信号として、トランスミッションのシフトギア位置センサ０６と、車体速度センサ０７と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２からの信号が入力される。なお、シフトギア位置センサ０６や車体速度センサ０７からの信号は、トランスミッションやボディを制御する別のコントローラから通信によって取得する構成であってもよい。

荷重計測装置１０は、演算を行うＣＰＵ１１と、ＣＰＵｌｌを駆動する駆動タイマ１２と、時刻を取得するための時計１３と、各種処理プログラムを保存するＲＯＭ１４と、変数値や荷重計測の結果であるデータを保存するＲＡＭ１５と、センサ入力や通信を行う入力インターフェイス１６と、ＣＰＵ１１の演算結果を表示装置２０や外部装置に出力する出力インターフェイス１７とを有している。また、表示装置２０はキャブ内に設けられ、操作者に荷重量などの表示を行う。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１４に格納された各種処理プログラムを実行する。ＲＯＭ１４には、重量演算処理プログラムＳ１と、荷重補正処理プログラムＳ２とが記憶されている。

次に、図３及び図４を用いて、本実施形態による車両の積荷重量計測装置による重量演算処理プログラムＳ１と荷重補正処理プログラムＳ２の処理内容について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置による重量演算処理プログラムＳ１と荷重補正処理プログラムＳ２の処理内容を示すフローチャートである。図４は、本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置による重量演算処理時及び荷重補正処理時の表示例の説明図である。なお、図３のステップＦ０１，Ｆ０２は、重量演算処理プログラムＳ１によって実行され、ステップＦ０３〜Ｆ１４は、荷重補正処理プログラムＳ２によって実行される。

重量演算処理では、各シリンダ圧力センサ０５によって検出されたシリンダ圧力に所定係数を掛けて重量を求め、各シリンダ圧力センサ０５によって求められた重量の総和によって、積載時や空荷時のボディの重量を演算する。ボディ重量が求められると、図３のステップＦ０１において、荷重計測装置１０は、表示装置２０に荷重表示画面を表示する。図４（ａ）は、荷重表示画面の一例を示している。図示するように、重量演算処理で求められた荷重を「ａａａａ[kg]」として表示するとともに、表示画面の下に「Ｓｗ１：補正荷重計測」の表示を行う。この表示は、スイッチＳＷ１を押すと、補正荷重の計測が行われることを意味している。ダンプトラックの操作者は、ボディ０２が空荷状態であり、補正荷重の計測を行いたい場合には、スイッチＳＷ１を押すことにより、荷重補正処理プログラムＳ２によって空荷荷重の計測が実行される。

次に、図３のステップＦ０２において、荷重計測装置１０は、スイッチＳＷ１が押されたか否かを判定する。スイッチＳＷ１が押されていない場合にはステップＦ０１に戻り、スイッチＳＷ１が押された場合にはステップＦ０３に進む。

スイッチＳＷ１が押された場合には、図３のステップＦ０３において、荷重計測装置１０は、表示装置２０に補正荷重の計測を実行するか確認するための画面（図４（ｂ））を表示する。補正荷重計測の確認画面には、図４（ｂ）に示すように、「補正荷重の計測を実行しますか？」のメッセージを表示するとともに、「Ｓｗ１：実行 Ｓｗ２：中止」の画面を表示する。スイッチＳＷ１が押されれば、補正荷重計測が実行され、スイッチＳＷ２が押されれば、補正荷重計測が中止されることを意味している。

次に、ステップＦ０４において、荷重計測装置１０は、スイッチＳＷ１が押されたか否かを判定する。スイッチＳＷ１が押された場合にはステップＦ０５に進み、スイッチＳＷ２が押された場合にはステップＦ０１に戻る。

次に、ステップＦ０５において、荷重計測装置１０は、表示装置２０に対し荷重補正の計測するための画面（図４（ｃ））を表示する。荷重補正計測画面としては、図４（ｃ）に示すように、「検出荷重 aaaa[kg]、補正荷重 mmmm[kg]、検出重量 bbbb[kg]、速度 ０[km/h]、ギアポジション ｇ」という画面を表示する。ここで、検出荷重は積載物の重量であり、補正重量はボディ０２の空荷荷重であり、検出重量はボディ０２＋積載物の重量であり、「検出荷重＝検出重量−補正荷重」の関係となっている。

次に、ステップ０６において、荷重計測装置１０は、積載重量補正値を計測するために走行速度やギア位置などが計測を実行する所定範囲の条件となったか否かを判定し、条件が成立していればステップＦ０７に進み、条件未成立であればステップＦ０５に戻る。また、ここで、スイッチＳＷ２が押された場合は荷重補正を中止し、ステップＦ０１に戻る。補正荷重計測の成立条件は、例えば、走行速度が５〜１０ｋｍ／ｈで、ギア位置が１速の場合である。この条件を満たしていれば、ステップＦ０７に進む。

条件を満たしている場合には、ステップＦ０７において、荷重計測装置１０は、表示装置２０に対し荷重補正値の計測中であることを示す画面（図４（ｄ））を表示する。すなわち、図４（ｄ）に示すように、「速度 vv[km/h]、ギアポジション g」を表示するとともに、「補正重量計測中」の表示を行う。

次に、ステップＦ０８において、荷重計測装置１０は、時計１３を用いて、計測時間を加算する。

次に、ステップＦ０９において、荷重計測装置１０は、積載重量補正値の計測状態の判定，すなわち、計測条件成立状態で一定時間が経過したか否かを判定する。ここで、一定時間とは、例えば、１０秒である。積載重量の計測が正常に終了した場合はステップＦ１０に進み、計測が終了していない場合はステップＦ０８を繰り返す。なお、積載重量の計測に走行速度やギア位置などが計測を実行するための条件である所定範囲外となった場合にはステップＦ０５に戻り、再度計測するための条件の成立待ちとなる。また、スイッチＳＷ２を押された場合もステップＦ０５に戻る。

次に、積載重量の計測が正常に終了した場合はステップＦ１０において、荷重計測装置１０は、新たに取得した積載重量補正値と現在記億している以前の積載重量補正値との差が所定範囲内であるかを確認する。所定範囲とは、例えば、空荷状態におけるボディ重量に対して±５％程度である。例えば、積載量が４０ｔのダンプトラックの場合、ボディの重量は２ｔ程度である。したがって、２ｔの５％である１００ｋｇが所定範囲となる。差が所定範囲内である場合はステップＦ１１に進み、差が所定範囲外である場合はステップＦ１２に進む。ボディに鉄板等で補強を行った場合等は、ボディ重量が増加するための所定範囲外となる。

ステップＦ１１において、荷重計測装置１０は、表示装置２０に対し新たに計測した積載重量の設定変更の実行を行うか確認する画面（図４（ｅ））を表示する。この場合、新たに計測した積載重量補正値が正常な範囲内であることを示す。図４（ｅ）の表示例において、「補正荷重 mmmm[kg]」が現在記憶している積載重量補正値であり、「取得補正荷重 nnnn[kg]」が新たに取得された積載重量補正値である。また、図４（ｅ）に示すように、「計測した補正重量を設定しますか？」というメッセージ画面を表示するとともに、「Ｓｗ１：設定、Ｓｗ２：中止」と表示する。

一方、ステップＦ１２において、荷重計測装置１０は、表示装置２０に対し新たに計測した積載重量が正常な範囲外ではあるが設定変更の実行を行うか確認する画面（図４（ｆ））を表示する。図４（ｆ）の表示例において、「補正荷重 mmmm[kg]」が現在記憶している積載重量補正値であり、「取得補正荷重 pppp[kg]」が新たに取得された積載重量補正値である。また、図４（ｆ）に示すように、「計測した補正重量が一定範囲を超えていますが設定しますか？」というメッセージ画面を表示するとともに、「Ｓｗ１：設定、Ｓｗ２：中止」と表示する。

次に、ステップＦ１３において、荷重計測装置１０は、操作者に対し積載重量補正値の更新を実行するか否かを判定させる。スイッチＳＷ１[設定]が押された場合はステップＦ１４に進み、スイッチＳＷ２[中止]が押された場合はステップＦ０５に戻る。

最後に、ステップＦ１４において、荷重計測装置１０は、積載重量補正値の更新を実行する。

以上説明したように、積荷重量補正値としてダンブトラックが空荷状態での重量の計測を所定条件下で実行することができるとともに、計測した積載重量の更新を自動的に行わず操作者に所定範囲内であるか否かを伝え、正常か否かを判断した上で設定を更新することにより、積載重量補正値としてダンプトラックが空荷の状態で計測したものを使用することができる。また、積載重量補正を選択していない場合には、積荷走行時に走行速度などの各条件が所定条件を満たしても積載重量補正値が変更されることはない。

なお、上述の説明では、積載重量補正値の計測時のみ重量の範囲確認を有効としているが、積載重量補正値の計測時でない場合に、計測している重量が所定範囲外となったときに、その旨を示す表示画面（図４（ｇ））を表示装置に表示することより、操作者に積載重量補正を実行することを促すようにすることもできる。図４（ｇ）の表示例において、通常の荷重表示モードにおいて、「荷重 cccc[kg]」の表示とともに、「補正荷重計測を実行してください」との注意画面を表示する。空荷状態での走行中は、荷重の補正が正確に行われていれば、「荷重０kg」となるが、走行中の振動等の誤差を含むことにより、数十ｋｇ等の表示になることはあり得る。それに対して、ボディを鉄板で補強した後などでは、１００ｋｇ〜２００ｋｇの表示となる。一方、積載状態では、積載重量に応じて、例えば、「荷重40000kg(40t)」となる。従って、ダンプトラックの操作者は、空荷状態で走行中に、図４（ｇ）の画面が表示された場合には、現在の空荷荷重が、記億している積載重量補正値よりもずれたことがわかるため、スイッチＳＷ１を押すことにより、補正荷重計測を実行することができる。所定範囲外とは、例えば、空荷状態におけるボディ重量に対して±５％程度とする。例えば、積載量が４０ｔのダンプトラックの場合、ボディの重量は２ｔ程度である。したがって、２ｔの５％である１００ｋｇが所定範囲となる。所定範囲外である場合には図４（ｇ）の注意画面を表示する。

本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置を搭載した建設機械の構成を示す正面図である。 本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置の構成を示すシステムブロック図である。 本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置による重量演算処理プログラムＳ１と荷重補正処理プログラムＳ２の処理内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による車両の積荷重量計測装置による重量演算処理及び荷重補正処理時の表示例の説明図である。

符号の説明

０１…車体
０２…ボディ
０３…ボディ操作シリンダ
０４…サスペンション
０５…圧力センサ
０６…シフトギア位置
０７…車体速度
０８…ボディ操作レバー
１０…荷重計測装置
２０…表示装置
Ｓ１…荷重計測処理
Ｓ２…荷重補正処理
ＳＷｌ…スイッチ１
ＳＷ２…スイッチ２

Claims (4)

1. 車体に対して、積荷を積載するボディを複数のサスペンションシリンダにより支持する運搬車両に用いられ、
   前記サスペンションシリンダの圧力を検出する圧力検出手段によって検出された圧力値を用いて、前記ボディの重量を算出する荷重計測処理手段を有し、空荷状態のボディ重量を補正荷重値として記憶する車両の積荷重量計測装置において、
   前記記憶されている補正荷重値とともに、前記荷重計測手段によって計測された補正荷重値を表示装置に表示する荷重補正処理手段を備えたことを特徴とする車両の積荷重量計測装置。
2. 請求項１記載の車両の積荷重量計測装置において、
   前記荷重補正処理手段に対して、補正荷重計測の要否を入力する入力手段を備えたことを特徴とする車両の積荷重量計測装置。
3. 請求項１記載の車両の積荷重量計測装置において、
   前記荷重補正処理手段は、前記記憶されている補正荷重値と、前記荷重計測手段によって計測された補正荷重値との差が所定範囲を超えた場合にはその旨を前記表示装置に表示することを特徴とする車両の積荷重量計測装置。
4. 請求項１記載の車両の積荷重量計測装置において、
   前記荷重補正処理手段は、前記荷重計測手段によって計測された荷重が所定範囲を超えた場合にはその旨を前記表示装置に表示することを特徴とする車両の積荷重量計測装置。

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