JP2020085514A - 過積載状態判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の重量を直接に計測することなく、簡易に、過積載状態を判別することが可能となる過積載状態判別装置を提供する。【解決手段】 車両の加速度データを計測する加速度計測手段１２と、加速度データに基づき、所定の周波数帯における車両重量要因による固有振動数を特定する固有振動数特定手段３４と、車両の過積載の有無を判別するための過積載状態判別手段３５とを備え、過積載状態判別手段３５は、特定固有振動数が、所定数の特定固有振動数中の最小値から、所定出現割合の値である閾値の範囲内に属する場合に、過積載状態であると判別することが可能となるように構成されていること、を特徴とする過積載状態判別装置Ｗとした。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の過積載状態を判別する過積載状態判別装置に関する。

過積載は、規定の積載重量を超えた貨物を積載して車両を走行させる行為であり、道路路面、道路構造及び橋梁等に損傷を与え、周辺に騒音及び震動等による交通公害を及ぼす違法行為であることから、その改善が求められている。そのため、有料道路の入口等の所定場所において車両の重量を計測等しているが、計測場所が限られること、及び、計測に時間を要するため場合によっては交通渋滞を引き起こす等の問題を有していた。

上記問題を解決する目的で、例えば、車両の重量を直接に計測しない下記車両重量監視システムにより、車両重量を算出する方法が提案されている。すなわち、車両に設けられた車載装置と、当該車載装置とデータの授受を行うサーバと、を備えた車両重量監視システムであって、上記車載装置は、路面を走行中の車両の振動データを計測する計測手段を備え、サーバは、車両の固有振動数と重量とを関係づける情報を含む車両モデル情報を記憶する記憶手段と、振動データ（加速度データ、角速度データ）に基づいて、車両の固有振動数を特定する固有振動数特定手段と、特定した上記固有振動数と上記車両モデル情報とに基づいて、車両の重量を算出する重量算出手段と、を備えている（特許文献１参照）。

特開２０１６−１０２７３０号公報

上記車両重量監視システムでは、車両のバウンジング（上下方向の加速度）及びピッチング（前後回転）の固有振動数（サスペンションの固有振動数）を特定するものである。しかし、当該固有振動数は１．５ＨＺの近傍であることから、その値を精度良く特定することが難しく、正確に車両重量を算出することができにくいという問題点を有していた。また、正確に固有振動数を特定するためには、路面形状等の外部データの入力を必要とし、所定の形状を有する区間を走行しなくてはならないため、計測場所が限られるという問題点を有していた。

本発明は、上記各問題点を解決するためになされたものであり、計測場所を問わず、車両の重量を直接に計測することなく、任意の場所において、簡易に、過積載状態を判別することが可能となる過積載状態判別装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、車両データ計測部と、過積載状態判別部とを有する過積載状態判別装置（以下、「本過積載状態判別装置」という場合がある。）において、上記車両データ計測部は、車両の加速度データを計測する加速度計測手段を備え、上記過積載状態判別部は、計測された上記加速度データに基づき、所定の周波数帯における車両重量要因による固有振動数を特定する固有振動数特定手段と、上記特定された固有振動数である特定固有振動数の記憶手段と、上記車両の過積載の有無を判別するための過積載状態判別手段と、を備え、上記過積載状態判別手段は、上記特定固有振動数が、上記特定固有振動数の記憶手段に記憶されている所定数の上記特定固有振動数の最小値から、所定出現割合の値である閾値の範囲内に属する場合に、過積載状態であると判定することが可能となるように構成されていること、を特徴としている。

まず、本発明において、車両に関する重量等の用語は、下記の定義に基づいて使用される。
「車両総重量」とは、道路運送車両法に定められている「最大定員が乗車し、最大積載量の荷物を積んだ状態の車両の総重量」をいう。
「車両重量」とは、「積載物を積載していない状態であって、燃料・オイル・水など規定の全量及び標準仕様の荷台等を装備した重量」をいう。
「車両実重量」とは、「本過積載状態判別装置において算出される車両の重量（演算値）」である。
「過積載状態」とは、車両が、車両総重量以上の積載物を搭載した状態をいう。
なお、単に、「車両の重量」と記載した場合には、一般的、抽象的な意味としての「車両の重量」を意味している。

また、本明細書中では、慣例に従い、文脈によって「周波数」と「振動数」の用語を使い分けているが、同義で用いている。

本発明において、対象とする車両に制限はなく、貨物車、旅客車両、乗用車、特殊作業車及び建設重機等の各種車両に適用することができる。
また、特定固有振動数の記憶手段に記憶されている所定数（判別の正確性を担保するためには、一定数以上が必要であるが、特段の定めはない）の特定固有振動数中の最小値から所定出現割合の値は、実際の過積載車両の割合に応じて、適宜、定めることが可能であり、例えば、３％値又は５％値等として定めることが可能である。

車両の固有振動は、種々の要因と相関があり、複数種類が存在することが明らかとなっている。本発明者は、車両の過積載状態の識別法について鋭意検討をした結果、車両の加速度データから抽出される、特定の周波数領域（周波数帯）における固有振動数と、車両の重量との間に強い相関関係があること、及び、特に、前後方向の加速度データを使用した場合には、従来技術が車両重量判定に用いているサスペンションの固有振動数より高い周波数にあるため周波数を特定しやすいことを見出すに至った。

また、本発明者の研究によれば、車両の重量が増加するにつれて固有振動数が小さくなることが明らかになった。一般的に、過積載状態での走行は、車両に損傷を与えるために定常的に行われることは少なく、その頻度は非常に少ない割合である。そこで、本発明では、算出を行う個別の車両ごとに、特定固有振動数の記憶手段に記憶されている所定数の特定固有振動数中の最小値を基準として所定出現割合の値（実際の過積載車両の割合に応じて定めた値）を、車両総重量に対応する特定固有振動数の閾値として利用して、過積載状態にあるか否かを判別することとしたものである。

上記のように、本発明は、対象車両の前後方向の加速度データから特定された所定の周波数帯の特定固有振動数のデータを、個別の対象車両ごとに多数蓄積し、予め固有振動数と車両実重量の関係式を与えることなく、過積載状態判別手段により、対象車両が過積載状態にあるか否かを判別することができる。なお、過積載状態であるとして判別された車両は、警告を行なうことや、適時、対象機関に連絡し、最寄りの重量計測地点において、大型の秤を用いて実測（以下、「実測」という。）すること等に利用することができる。

また、本過積載状態判別装置において、上記過積載状態判別部は、予め定められている固有振動数と車両実重量の関係式に基づき、上記特定固有振動数を使用して上記車両実重量を算出する車両実重量算出手段を備えることとすれば、路面形状等の外部データの入力を必要とせず、実測することなく、簡易かつ高精度で車両実重量を算出することができるため好適である。

また、本過積載状態判別装置において、上記過積載状態判別部は、上記記憶手段に記憶されている所定数の上記特定固有振動数中の最小値から所定出現割合の値である下限基準値と、上記所定数の上記特定固有振動数中の最大値から所定出現割合の値である上限基準値に基づき、上記固有振動数と車両実重量の関係式を修正する修正手段を備えることとすれば、使用中に、常時、車両実重量算出手段の関係式を修正することができるため、高精度で車両実重量を算出することが可能となる。

また、本過積載状態判別装置において、上記車両データ計測部は、上記車両の速度データを計測する速度計測手段を備えるとともに、上記過積載状態判別部は、計測された速度データの判別手段を備え、上記車両実重量算出手段は、計測された速度データが所定速度以上の場合にのみ、上記積算量を算出することができるように構成されていることとすれば好適である。

本発明において、加速度データから固有振動数を特定しているが、加速度データに関し一定程度の信頼性を確保するためには、所定速度以上の速度により、走行していることが必要である。本発明によれば、速度計測手段と、速度データの判別手段とを備え、計測された速度データが所定速度以上の場合にのみ過積載状態の判別又は車両実重量の算出が可能であることから、効率的かつ高精度で、車両実重量を算出することができる。

また、本過積載状態判別装置において、上記過積載状態判別部は、車両停止状態判別手段を備えることが好適である。

ここで、車両停止状態判別手段は、速度データを使用すること、あるいは、停止状態であることの検知装置（例えば、パーキングブレーキの作動状態の検知装置）等を用いることができる。

対象車両が一定時間にわたって停止している際には、積載物の積み込み、積卸し等を行っている場合が多いことが経験的に知られている。本発明によれば、車両停止状態判別手段により、対象車両が所定の一定時間にわたって停止しているか、走行中であるかを判別することができるため、停止前後における各時点において車両実重量の算出を行い、その状態の変化を把握することが可能となる。

さらに、本過積載状態判別装置において、上記車両データ計測部は、上記車両の位置情報の検知手段を備えるとともに、さらに、マッピング部を有し、上記マッピング部は、上記検知された車両の位置情報に対応する地図情報を検索し、道路情報を含む上記検索された地図情報を表示する地図情報表示手段と、検索された地図情報上に、上記車両の位置を表示するマッピング手段と、を備えることが好適である。

ここで、位置情報の検知手段には、車両の現在位置をＧＰＳ衛星電波の受信により検知する等の手段を用いることができる。
また、地図情報表示手段は、外部サーバに記憶されている地図情報を使用し、本過積載状態判別装置の表示手段（出力手段）に表示等させる構成、又は、地図情報が記憶されている記憶装置と地図情報の検索装置を備える構成とすることとができる。

また、本過積載状態判別装置において、車両の位置情報と、車両情報、計測時間及び車両実重量等の記憶手段を備えることもできる。さらに、所定の時間帯等ごとに、車両実重量を集計し、所望の平均値その他の指標化を行うための車両実重量指標化手段や、対象車両の車両総重量と算出された車両実重量を比較し、当該車両総重量を超えている過積載状態である車両であることを、上記過積載状態判別手段と比べて更に詳細に判断する過積載状態詳細判別手段、過積載となった荷積み場所である過積載起点を検出する過積載起点検出手段、所定重量以上（例えば、過積載状態）の車両を抽出する特定車両抽出手段、及び、車両の停止位置での荷積み荷降ろし量検出手段等の各手段を設けることも好適である。

本発明によれば、対象車両の過積載状態及び車両実重量と、上記検知された車両の位置情報に対応する地図情報及び位置情報の検知装置により特定された位置情報を適宜に組み合わせて、マッピング手段により地図データの地図上に表示することができる。そのため、例えば、過積載状態車両の走行状況を地図上に表示させて、視覚的に把握することや、車両ごとの走行軌跡を把握し、所定の時間帯ごと等に複数車両の走行軌跡を集計し、車両実重量が大きく、道路に過大な負荷がかかる路線等を表示させることが可能となる。

なお、本過積載状態判別装置を構成する手段のうち、車両データ計測部は、対象車両に設置する必要がある。しかし、過積載状態判別部及びマッピング部は、その設置箇所に制限はない。そのため、その他の構成手段を対象車両に設置して、そのデータを蓄積すること、加速度計測手段、速度計測手段及び位置情報検知手段以外の各手段を管理センター等の外部機関に設置し、通信手段を介して、計測された加速度データ及び速度データを必要となる手段に送信すること、又は、過積載状態情報又は車両実重量を、通信手段を介して外部機関に送信することなど、使用目的及び使用環境等に応じて、適宜、装置の構成を変更することができる。

本発明によれば、路面形状等の外部データの入力を必要とせず、かつ、車両の重量を直接に計測することなく、簡易に、過積載状態を判別することが可能となる過積載状態判別装置を提供することができる。

本発明の過積載状態判別装置を示す構成図である。 特定固有振動数の特定方法の説明図である。 特定固有振動数と車両実重量の関係についての説明図である。 本発明の過積載状態判別装置の動作を示すフロー図である。 本発明の過積載状態判別装置におけるマッピング部による出力画面の一例を示す説明図である。 本発明の過積載状態判別装置におけるマッピング部による出力画面例の他の例を示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ、本過積載状態判別装置Ｗの一実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［全体構成］
図１に示されているように、本過積載状態判別装置Ｗは、対象である車両（以下、「対象車両Ｃ」という。）に積載されている車載装置Ｓと、管理センターに設置されているデータ解析装置Ｋとが、通信手段Ｔで接続されることにより構成されている。本過積載状態判別装置Ｗは、システム管理部６０により、全体の供用が管理されており、また、各装置は、図示しない公知の入出力装置を用いて、外部から所望の操作が可能となっている。

（１）車載装置
車載装置Ｓは、車両データ計測部１０及び計測データ送信部２０を構成しており、対象車両Ｃの速度データを計測する速度計測手段１１と、前後方向の加速度データを計測する加速度計測手段１２と、位置情報検知手段１３と、パーキングブレーキ動作検知手段１４とを備えており、対象車両Ｃの所定箇所に設置されている。

速度計測手段１１と加速度計測手段１２は、公知の装置を用いることが可能であり、それぞれ、対象車両Ｃの速度データと、前後方向の加速度データを計測できるようになっている。

また、位置情報検知手段１３は、対象車両Ｃの現在位置を複数個のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、これらの衛星からの距離を電波の速度と電波の伝搬時間から測定することで、現在位置を測定する手段であり、公知の装置を用いることが可能である。

また、パーキングブレーキ動作検知手段１４は、パーキングブレーキ（図示せず）の使用状態を識別し、パーキングブレーキが使用されている場合には、パーキングブレーキ作動信号を送信できるようになっている。

上記計測等された各データは、車台番号及び車載装置番号等の車両識別情報、計測日時等の所定データとともに、計測データ送信部２０（計測データ送信手段）により、通信手段Ｔを介して、データ解析装置Ｋにおける計測データ受信部５０（計測データ受信手段）に送信されるように構成されている（以下、送信されるデータを「送信車両データ」という場合がある。）。
なお、通信手段Ｔに関しても、制限はなく、一般通信回線（有線、無線）を利用すること、又は、有料道路等の路肩に設置されている専用通信装置を利用すること等ができる。

（２）データ解析装置
データ解析装置Ｋは、過積載状態判別部３０と、マッピング部４０と、計測データ受信部５０と、システム管理部６０を備えている。なお、計測データ受信部５０は、受信した各データを適宜、各手段に出力できるように構成されている。

［過積載状態判別部］
過積載状態判別部３０は、データ記憶手段３１と、車両停止状態判別手段３２と、速度データ判別手段３３と、固有振動数特定手段３４と、過積載状態判別手段３５と、車両実重量算出手段３６と、算出式修正手段３７と、演算用特定固有振動数更新手段３８を備えている。

（データ記憶手段）
データ記憶手段３１は、さらに、計測データ記憶手段３１ａと、車両基本情報記憶手段３１ｂと、特定固有振動数記憶手段３１ｃと、車両実重量記憶手段３１ｄを備えている。なお、各記憶手段に記憶されているデータは、データ入出力手段（図示せず）により、適宜、入力、修正、読み出し等の入出力が可能となっている。

計測データ記憶手段３１ａは、車載装置Ｓの計測データ送信部２０から送信され、計測データ受信部５０が受信した送信車両データが関連付けられて記憶されている。

車両基本情報記憶手段３１ｂには、車台番号、車載装置番号、製造会社名、車両所有会社名、運転者名、車種（トラック、バス）及び重量種（小型、中型、大型）（以下、「種別」という場合がある。）、車両総重量、車両重量及び乗車定員数等の所定データが関連付けられて記憶されている。

特定固有振動数記憶手段３１ｃは、後記固有振動数特定手段３４により特定された特定固有振動数（下記下位５％特定固有振動数値及び上位５％特定固有振動数値を含む）が、少なくとも、車両識別情報及び計測日時と関連付けられて記憶されている。

車両実重量記憶手段３１ｄは、車両実重量算出手段３６により算出された車両実重量が少なくとも、車両識別情報及び計測日時と関連付けられて記憶されている。

（車両停止状態判別手段）
車両停止状態判別手段３２は、パーキングブレーキの作動状況を検知し、対象車両Ｃが停止状態であるか否かを判別するための手段である。車両停止状態判別手段３２は、パーキングブレーキ作動信号を受信した場合には、パーキングブレーキが動作しており、対象車両Ｃが停止していると判断することができるように構成されている。

（速度データ判別手段）
速度データ判別手段３３は、計測された速度データ（以下、「計測速度値」という。）が、予め定められている基準走行速度（本実施形態では、時速２０ｋｍ）以上であるか否かを判定するための手段である。速度データ判別手段３３では、計測データ受信部５０から出力された計測速度値が、基準走行速度以上である場合には、固有振動数の特定以降の各処理を行ない、基準走行速度未満である場合には、当該処理を行なわないように構成されている。

（固有振動数特定手段）
固有振動数特定手段３４は、計測された加速度データ（以下、「計測加速度値」という。）を用い、所定の種別ごとに予め定められている基準周波数帯に属する対象車両Ｃの固有振動数を特定するための手段である。

固有振動数の発生要因は種々存在しており、車両の重量に起因する固有振動数の属する基準周波数帯は、所定の種別ごとに異なっているが、予め実験により特定可能である。本発明者は、車両実重量の算出方法について鋭意検討した結果、加速度データ（好ましくは、車両の前後方向の加速度データ）から抽出される固有振動数（特に、好ましくは、４Ｈｚ〜１０Ｈｚの範囲内であるが、この値に限られるものではない）と、車両の重量との間に強い相関関係があることを解明するに至った。

計測データ受信部５０から出力された計測加速度値から特定振動数を特定するためには、所定の解析時間を定め、特殊要因によって発生する振動数を除外し、振幅が最大となる振動数を抽出する処理を行う必要がある。この処理は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等の周波数解析を行い、所定の基準振幅（パワースペクトル）以上、かつ、所定の周波数帯域（特定固有振動数の上限値及び下限値の間）に属する振幅（パワースペクトル）が最大の振動数を特定することが可能である（図２）。

算出された特定固有振動数は、車両識別情報及び計測日時と関連付けられて特定固有振動数記憶手段３１ｃに保存されるとともに、過積載状態判別手段３５及び車両実重量算出手段３６に出力されるようになっている。

（過積載状態判別手段）
過積載状態判別手段３５は、計測時における特定固有振動数が、特定固有振動数データ記憶手段３１ｃに記憶されている所定数の特定固有振動数中の最小値を基準として５％の出現割合の値（５％値）（個別の対象車両ごとの総計測回数（以下、「総計測回数」という。）中における５％の出現頻度の値）の固有振動数（以下、「下位５％特定固有振動数値」という。）以下である場合において、過積載状態であると判定し、その結果を出力する手段である。

本発明者の研究によれば、車両の重量が増加するにつれて固有振動数が小さくなることが明らかになった。そのため、本実施形態では、各車両における過積載状態での計測回数が、総計測回数の５％であると仮定し、下位５％特定固有振動数値を、車両総重量に対応する特定固有振動数の閾値として利用して、過積載状態にあるか否かを判別することとしたものである（図３）。

なお、以下の説明において、特定固有振動数記憶手段３１ｃに記憶されている所定数の特定固有振動数中の最大値を基準として、５％の割合の値（５％値）の固有振動数を、「上位５％特定固有振動数値」（個別の対象車両Ｃごとの総計測回数中における５％の出現頻度の値）（上限基準値）という。
また、特許請求の範囲における「下限基準値」には、上記下位５％特定固有振動数値を使用する。

（車両実重量算出手段）
車両実重量算出手段３６は、予め定められている固有振動数と車両実重量の関係式に基づき、固有振動数特定手段３４により特定された特定固有振動数を使用して、対象車両Ｃの車両実重量を算出するための手段であり、具体的には、下記車両実重量算出式（１）（以下、「算出式」という。）から、対象車両Ｃの車両実重量を特定できるように構成されている。

Ｗ（ｉ，ｔ）＝α（ｉ，ｔ）×｛ｆ（ｉ，ｔ）−ＦＨ（ｉ，ｔ）｝＋Ｗ（ｉ） （１）
Ｗ（ｉ，ｔ）：対象車両ｉの計測時ｔにおける車両実重量（算出値）
α（ｉ，ｔ）：対象車両ｉの車両の計測時ｔにおける換算係数（後記式（２））
Ｗ（ｉ）：対象車両ｉの車両重量（所与）
ｆ（ｉ，ｔ）：対象車両ｉの計測時ｔにおける特定固有振動数
ＦＨ（ｉ，ｔ）：対象車両iの計測時ｔまでの上位５％特定固有振動数値

ここで、α（ｉ，ｔ）は、換算係数であり、算出式修正出手段３７により修正されることになる。また、Ｗ（ｉ）は車両基本情報記憶手段３１ｂに記憶されている対象車両ｉごとの車両重量が用いられるとともに、動作開始時（計測時ｔ＝０）において、ＦＨ（ｉ，０）には、所与の初期値が定められている。

特定固有振動数及び車両実重量は、車両識別情報及び計測日時と関連付けられて車両実重量記憶手段３１ｄに保存されるように構成されている。

なお、本実施形態では、算出式（１）を一次式としているが、精度を向上させるために高次式を使用することもできる。

（算出式修正出手段）
算出式修正出手段３７は、演算用特定固有振動数更新手段３８により更新されている最新の上位５％特定固有振動数値及び下位５％特定固有振動数値に基づき、上記算出式（１）を、修正する手段である。

α（ｉ，ｔ）＝｛Ｗmax（ｉ）−Ｗ（ｉ）｝／｛ＦＬ（ｉ，ｔ）−ＦＨ（ｉ，ｔ）｝ （２）
α（ｉ，ｔ）：対象車両車ｉの計測時ｔにおける換算係数
Ｗmax（ｉ）：対象車種ｉの車両総重量（所与）
Ｗ（ｉ）：対象車両ｉの車両重量（所与）
ＦＬ（ｉ，ｔ）：対象車両ｉの計測時ｔまでの下位５％特定固有振動数値
ＦＨ（ｉ，ｔ）：対象車両ｉの計測時ｔまでの上位５％特定固有振動数値

上記のとおり、車両の重量が増加するにつれて、固有振動数が小さくなり振幅が大きくなる。一方、過積載状態での走行は、車両に損傷を与え、かつ、法令違反であるため、一般的には、過積載状態での走行が、定常的に行われることは少ない。

このような状況を考慮すると、本過積載状態判別装置Ｗを稼働させ、一定の時間が経過し、特定固有振動数の特定値が蓄積されることに伴い、車両総重量に対応する特定固有振動値が、特定固有振動数の最小値に近似することとなる。一方、車両重量（正確には、運転者重量を加えた値であるが、この値は誤差として考量していない）に近似する重量に対応する特定固有振動値が、特定固有振動数の最大値となる。

算出式（１）は、（各対象車両の計測時の特定固有振動数−各対象車両の上位５％特定固有振動数値）の値に応じて、車両総重量から車両重量を減じた値（車両総重量−車両重量）を比例配分することによって車両実重量を算出している。
そのため、換算係数修正式（２）では、特定固有振動数記憶手段３１ｃに記憶されている特定固有振動数中の最大値から所定出現割合の値である上限基準値として特定固有振動数の上位５％特定固有振動数値（測定誤差等を考慮して定めた値）を用い、特定固有振動数中の最大値から所定出現割合の値である下限基準値として、下位５％特定固有振動数値を用いて、換算係数を修正しているものである。

また、車両実重量算出手段３６及び算出式修正出手段３７で使用する上位５％特定固有振動数値及び下位５％特定固有振動数値は、後記演算用特定固有振動数更新手段３８の出力値を用いる。

（演算用特定固有振動数更新手段）
演算用特定固有振動数更新手段３８は、特定記固有振動数データ記憶手段３１ｃに記憶されている、対象となる所定数の特定固有振動数に関し、車両実重量算出手段３６及び後記算出式修正出手段３７で使用する上位５％特定固有振動数値及び下位５％特定固有振動数値を更新するための手段である。更新された上位５％特定固有振動数値及び下位５％特定固有振動数値は、特定固有振動数データ記憶手段３１ｃに記憶されるとともに、車両実重量算出手段３６及び後記算出式修正出手段３７に出力されるようになっている。

［マッピング部］
マッピング部４０は、道路情報を含む地図情報を表示させる地図情報表示手段４１と、車両の位置情報に対応する地図情報を検索する地図情報検索手段４２と、マッピングデータ作成手段４３と過積載状態判別部３０によって判別及び算出されたデータを、検索された地図上に表示するマッピング手段４４と、表示条件選択手段４５を備えている。

地図情報検索手段４２は、外部サーバに蓄積されている地図データベース（図示せず）に通信手段Ｔを介して接続可能であり、車両の位置情報に対応する地図情報を検索し、地図情報表示手段４１により、所望の地点の地図をディスプレイ等の表示手段に表示できるように構成されている。

マッピングデータ作成手段４３は、過積載状態判別手段３５により判別された過積載状態の有無、及び車両実重量算出手段３６により算出された車両実重量を、上記地図情報上に表示するためのマッピング用のデータを作成する手段である。例えば、位置情報検知手段１３により特定された位置情報と、過積載状況判別手段３５により判別された過積載の状態の対象車両Ｃについて、車両識別情報、計測情報等の必要データを統合した、マッピングデータを作成することができるようになっている。

マッピング手段４４は、マッピングデータ作成手段４３により作成されたマッピングデータに関し、表示条件選択手段４５により、車両別、車種別、計測時間別、積載重量別等の各種条件に応じて、対象車両Ｃの選択等を行い、所望の条件により、表示をする手段である。例えば、過積載状態である対象車両Ｃに関し、所定時間帯における走行経路をマッピング手段４４により、地図上に表示させて、把握することができるようになっている。

［本過積載状態判別装置の動作］
続いて、本過積載状態判別装置Ｗの動作について説明する（図４）。
なお、説明の便宜上、本過積載状態判別装置Ｗを使用するに際し、対象車両Ｃには車載装置Ｓが装備されていることとする。
また、本過積載状態判別装置Ｗは、所定時間が経過し、対象車両Ｃごとに所定個数の特定固有振動数が蓄積された後に、演算に関して一定の正確性が担保されることになるため、所定時間が経過し、定常状態となっていることを前提とする。

まず、車載装置Ｓの速度計測手段１１、加速度計測手段１２及び位置情報検知手段１３が、対象車両Ｃの速度データ、加速度データ及び位置情報を計測、検知し（Ｓ１）、送信車両データが、計測データ送信部２０によりデータ解析装置Ｋの計測データ受信部５０に送信される。

送信車両データを受信した計測データ受信部５０は、当該送信車両データをデータ記憶手段３１の各手段に記憶させるととともに、計測速度値のデータを速度データ判別手段３３に送信する。

速度データ判別手段３３では、計測速度値が、予め定められている基準走行速度以上であるか否かを判定し、基準走行速度以上である場合には、固有振動数の特定以降の車両実重量の算出を行ない、基準走行速度未満である場合には、上記車両実重量の算出を行なわないことになる（Ｓ２）。

計測速度値が基準走行速度以上である場合には、固有振動数特定手段３４が周波数解析を行い、特定固有振動数を特定し（Ｓ３）、特定固有振動数記憶手段３１ｃに記憶させるとともに、特定固有振動数を過積載状態判別手段３５及び車両実重量算出手段３６出力する。

過積載状態判別手段３５は、特定固有振動数が、下位５％特定固有振動数値以下であるか否かを判断し、特定固有振動数が下位５％特定固有振動数値以下である場合には対象車両Ｃが過積載状態であり、特定固有振動数が下位５％特定固有振動数値より大きい場合には正常積載状態であることを、それぞれ出力手段に出力する（Ｓ４）。

また、車両実重量算出手段３６は、特定固有振動数を用い、算出式（１）に基づき、対象車両Ｃの重量を算出し（Ｓ５）、車両実重量記憶手段３１ｄに記憶させるとともに、マッピング部４０並びにディスプレイ又はプリント手段等の所定表示手段・出力手段に出力する。

上記算出式（１）に使用される換算係数は、特定固有振動数記憶手段３１ｃに記憶されている、上位５％特定固有振動数値及び下位５％特定固有振動数値に基づき、演算用特定固有振動数更新手段３８及び算出式修正出手段３７により、換算係数修正式（２）を介して常時修正（更新）されており（Ｓ６）、最新の修正パラメータを使用して、車両実重量が算出されることになる。

車両実重量は、マッピング部４０により、所望の条件により、検出位置情報に対応する地図上に表示させることが可能である（Ｓ７）。

例えば、特定の対象車両Ｃに関し、リアルタイムで走行位置を特定し、特定された道路地図上に、速度別の走行状態（走行中、規制速度超過、停止中、駐車中等の状態）、車両実重量及び積載状態を表示させること、並びに、所定の車両特定情報等（例えば、車載装置番号、車両所有会社、運転者名等）を表示させることができる（図５）。

また、過積載状態判別手段３５により検出された過積載車両の走行ルートを、走行日時及び走行速度別の走行状態等のデータとともに、道路地図地図上に表示させること（図６）、及び、所定のデータ処理を行わせることにより、道路リンク別に、過積載車両の台数を所定のラング分けをして表示させること等をすることができる。

［本過積載状態判別装置の作用効果］
本過積載状態判別装置Ｗによれば、対象車両Ｃの前後方向の加速度データから特定された所定の周波数帯の特定固有振動数のデータを多数収集し、過積載状態判別手段３５を用いた判別処理を行うことにより、簡易に、対象車両Ｃが過積載状態にあるか否かを判別することができる。

また、対象車両Ｃの前後方向の加速度データから特定された所定の周波数帯の特定固有振動数と、予め定められている固有振動数と車両実重量の関係式に基づき、車両実重量算出手段３６を用いることにより、路面形状等の外部データの入力を必要とせず、実測することなく、簡易かつ高精度で車両実重量を算出することができる。

さらに、演算用特定固有振動数更新手段３８により、収集された多数の特定固有振動数に基づき、上位５％特定固有振動数値及び下位５％特定固有振動数値を更新し、算出式修正出手段３７を用いて車両実重量算出手段３６の算出式（１）を修正することができるため、高精度で車両実重量を算出することができる。

また、本過積載状態判別装置Ｗによれば、速度計測手段１１と、速度データ判別手段３３を備え、計測された速度データが所定速度以上の場合にのみ過積載状態判別手段３５が車両実重量を算出することが可能であるため、効率的かつ高精度で、車両実重量を算出することができる。

また、車両停止状態判別手段３２により、対象車両が所定の一定時間にわたって停止しているか、走行中であるかを判別することができるため、停止前後における各時点において、車両実重量の算出を行い、その状態の変化を把握することが可能となる。

さらに、位置情報検知手段１３により特定された位置情報と、車両実重量をマッピング部４０により、地図データの地図上に表示することができる。例えば、位置情報検知手段１３により特定された位置情報と、過積載状態判別手段３５により判別された過積載の状況の対象車両をマッピング手段４４により、地図上に表示させて、把握することができる。

以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。

例えば、各手段の構成は、同様の機能を実現可能となる各種ソフトウェアを用いて実現することができる。また、送受信するデータの内容、種類、通信方式等についても適宜定めることができる。

また、過積載状態判別装置では、すべての手段を対象車両に設置し、そのデータを記憶手段に蓄積することや、車両実重量のデータのみを通信手段を介して、外部機関に送信することなど、使用目的及び使用環境等に応じて、適宜、装置の構成を変更するものであってもよい。

さらに、上記実施形態では、車両停止状態判別手段をパーキングブレーキの作動状況を検知する構成とした。しかし、予め定められている停止基準速度（例えば、時速１ｋｍ）以下の状態が所定時間継続した場合（例えば、１０分）に、車両停止状態として判別する構成とすることもできる。

また、特定固有振動数記憶手段に記憶されている所定数の特定固有振動数中の最小値から所定出現割合までの値と、最大値から所定出現割合までの値は、実際の過積載車両の走行状態及び算出誤差等を考慮し、過積載状態の判別及び車両実重量の算出の正確性を担保するために適宜、定めることが可能である。例えば、１％値、３％値、５％値、１０％値とすることが可能であり、最小値からの割合と最大値からの割合が異なっているものであってもよい。

また、本実施形態では、過積載状態の判別及び車両実重量の算出にあたっては、個別の車両ごとのデータを用いて行っているが、車種別、その他の種別のデータを集積して行うこともできる。

また、過積載状態であるとして識別された対象車両に対し、車両識別情報に基づき、対象車両、対象車両の事業所、道路管理機関等の所望の関係者に対し、通信手段を介して、警告情報を発する警告情報発信手段を設ける構成とすることも可能である。

また、地図情報表示手段は、地図情報が記憶されている記憶装置と、地図情報の検索装置を過積載状態判別装置に独自に備える構成とするものであってもよい。

さらに、判別された過積載状態の判別情報及び車両実重量と位置情報を使用し、各種方法により有益な利用が可能となる。例えば、車両ごとの走行軌跡を把握し、所定の時間帯ごと等に、複数車両の走行軌跡を集計し、車両実重量が大きく、道路に過大な負荷がかかる路線等を表示させること、対象車両に関し、積載重量の重量ランク（例えば、積載物なし、適正重量状態、過積載状態等）と、走行経路を道路地図上に表示することができことなどに利用することができる。

Ｗ 過積載状態判別装置
Ｃ 対象車両
Ｓ 車載装置
Ｋ データ解析装置
１０ 車両データ計測部
１１ 速度計測手段
１２ 加速度計測手段
１３ 位置情報検知手段
１４ パーキングブレーキ動作検知手段
３０ 過積載状態判別部
３１ データ記憶手段
３１ｃ 特定固有振動数記憶手段
３１ｄ 車両実重量記憶手段
３２ 車両停止状態判別手段
３３ 速度データ判別手段
３４ 固有振動数特定手段
３５ 過積載状態判別手段
３６ 車両実重量算出手段
３７ 算出式修正出手段
４０ マッピング部
４４ マッピング手段
４５ 表示条件選択手段

Claims (6)

1. 車両データ計測部と、過積載状態判別部とを有する過積載状態判別装置において、
   前記車両データ計測部は、車両の加速度データを計測する加速度計測手段を備え、
   前記過積載状態判別部は、
   計測された前記加速度データに基づき、所定の周波数帯における車両重量要因による固有振動数を特定する固有振動数特定手段と、
   前記特定された固有振動数である特定固有振動数の記憶手段と、
   前記車両の過積載の有無を判別するための過積載状態判別手段と、を備え、
   前記過積載状態判別手段は、前記特定固有振動数が、
   前記特定固有振動数の記憶手段に記憶されている所定数の前記特定固有振動数の最小値から、所定出現割合の値である閾値の範囲内に属する場合に、過積載状態であると判別するように構成されていること、を特徴とする過積載状態判別装置。
2. 前記過積載状態判別部は、
   予め定められている固有振動数と車両実重量の関係式に基づき、前記特定固有振動数を使用して前記車両実重量を算出する車両実重量算出手段を備えること、を特徴とする請求項１に記載の過積載状態判別装置。
3. 前記過積載状態判別部は、
   前記記憶手段に記憶されている所定数の前記特定固有振動数中の最小値から所定出現割合の値である下限基準値と、前記所定数の前記特定固有振動数中の最大値から所定出現割合の値である上限基準値に基づき、
   前記固有振動数と車両実重量の関係式を修正する修正手段を備えること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の過積載状態判別装置。
4. 前記車両データ計測部は、前記車両の速度データを計測する速度計測手段を備えるとともに、
   前記過積載状態判別部は、計測された速度データの判別手段を備え、
   前記車両実重量算出手段は、計測された速度データが所定速度以上の場合にのみ、前記過積載状態の判別を行うことができるように構成されていること、を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の過積載状態判別装置。
5. 前記過積載状態判別部は、車両停止状態判別手段を備えること、を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の過積載状態判別装置。
6. 前記車両データ計測部は、前記車両の位置情報の検知手段を備えるとともに、
   さらに、マッピング部を有し、
   前記マッピング部は、前記検知された車両の位置情報に対応する地図情報を検索し、道路情報を含む前記検索された地図情報を表示する地図情報表示手段と、
   前記検索された地図情報上に、前記車両の位置を表示するマッピング手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の過積載状態判別装置。
   
   

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