JP2023154339A - load sensor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両における積載重量などの測定に利用可能な荷重センサシステムに関する。 The present invention relates to a load sensor system that can be used to measure loaded weight in a vehicle.
例えばタンクローリーのような車両においては、積載物の重量を測定する必要がある。また、トラック等の大型車両においては過積載の防止のために積載物の重量を測定したり、車両の総重量を測定することが必要になる。このような用途で利用可能な測定装置の従来技術は、例えば特許文献1及び特許文献2に開示されている。
For example, in a vehicle such as a tank truck, it is necessary to measure the weight of the loaded object. Furthermore, in large vehicles such as trucks, it is necessary to measure the weight of the loaded items or the total weight of the vehicle to prevent overloading. Conventional techniques of measuring devices that can be used for such purposes are disclosed in, for example,
特許文献1は、温度変化により荷重センサ出力が変化しても容易にこれを補正し、積載重量や車両重量を測定するための技術を開示している。具体的には、出力変化が小さい時には、最新のセンサ検出出力に対しても温度変化前と同じ荷重演算値を出力するように補正処理を行なう。一方変化が大きい場合には補正は行なう事なく最新のセンサ検出出力を取込む。
特許文献2は、積載量変化が少ない場合にも温度の変化による測定誤差を的確に排除して精度を改善するための技術を開示している。具体的には、荷重検出手段の出力変化または荷重演算値の変化が小さい場合でも挙動検出手段に所定値以上の出力変化が生じていれば、積載状況が変化したと判定して記憶中の積載荷重を荷重検出手段の出力に基づく最新の演算結果に更新する。 Patent Document 2 discloses a technique for improving accuracy by accurately eliminating measurement errors due to temperature changes even when changes in loading amount are small. Specifically, even if the change in the output of the load detection means or the change in the load calculation value is small, if the behavior detection means has an output change of more than a predetermined value, it is determined that the loading situation has changed and the stored load is changed. The load is updated to the latest calculation result based on the output of the load detection means.
車両の車軸などにおいて荷重を検出する装置は、荷重を検出するために歪みゲージのようなセンサを利用しているので、温度変化の影響を受けて物理特性が変化し、出力信号に変動が発生する。そのため、温度変化が測定値に影響を及ぼすのを避けるために特許文献1及び特許文献2のような対策が必要になる。
Devices that detect loads such as on vehicle axles use sensors such as strain gauges to detect loads, so physical characteristics change due to temperature changes, causing fluctuations in the output signal. do. Therefore, measures such as those described in
また、発熱する電子回路と歪みゲージなどのセンサとが一体に構成されたセンサユニットを利用する場合には、外気などの環境温度変化だけでなく、センサ自身の発熱に起因する内部温度の変化も考慮しなければならない。 In addition, when using a sensor unit that integrates a heat-generating electronic circuit and a sensor such as a strain gauge, it is important to note that not only changes in the environmental temperature such as the outside air, but also changes in the internal temperature due to the heat generation of the sensor itself must be taken into account.
したがって、実際に荷重の測定を行う場合には、測定装置の電源を投入してから一定の待ち時間(例えば30分)を経過した後で、計測が可能であることを利用者に通知するように運用するのが一般的である。すなわち、測定装置の電源を投入してから一定の待ち時間を経過すれば、センサ自身の発熱に起因する内部温度の変動はほぼなくなると考えられるので、温度の変動に起因する計測誤差を減らすことができる。 Therefore, when actually measuring a load, it is recommended that the user be notified that measurement is possible after a certain waiting time (for example, 30 minutes) has passed after the measuring device is turned on. Generally, it is operated in In other words, once a certain waiting time has elapsed after the measurement device was powered on, fluctuations in the internal temperature caused by the sensor's own heat generation are thought to almost disappear, so measurement errors caused by temperature fluctuations can be reduced. Can be done.
しかしながら、測定装置の電源を投入してから実際に内部温度の変動がなくなるまでの所要時間は一定ではない。例えば、センサ周辺の環境温度が比較的低い状況下では前記所要時間が長くなる傾向がある。したがって、前記待ち時間を経過した後で荷重の測定を行う場合でも、環境温度が低い状況下では内部温度の変動に起因する誤差が増大する可能性がある。また、内部温度の変動に起因する誤差を減らすために前記待ち時間を長めに定めると、実際に内部温度の変動がなくなった後も前記待ち時間を経過するまでは荷重の測定を開始できないので、無駄な時間が増えるのは避けられない。 However, the time required from when the measuring device is turned on until the internal temperature actually stops changing is not constant. For example, the required time tends to be longer under conditions where the environmental temperature around the sensor is relatively low. Therefore, even if the load is measured after the waiting time has elapsed, errors due to internal temperature fluctuations may increase under conditions where the environmental temperature is low. Furthermore, if the waiting time is set to be long in order to reduce errors caused by internal temperature fluctuations, load measurement cannot be started until the waiting time has elapsed even after the internal temperature fluctuations have actually stopped. It is inevitable that more time will be wasted.
一方、特許文献1の技術を採用する場合には、所定値以下のセンサ出力変化が単純に温度変化に起因するものと判定されるため、この判定が間違いであった場合は荷重の測定精度が低下することが予想される。
On the other hand, when adopting the technology of
また、特許文献2の技術を採用する場合には、エンジンの始動/停止から所定時間経過した時点で温度補正を実施するので、無駄な待ち時間の発生は避けられず、待ち時間が不足する場合は内部温度の変動に起因して誤差が発生する。更に、車両の挙動を検出するためにGセンサや車高センサが必要になる。また、これらのセンサの出力は風などの影響を受けて変動するので、これが測定の誤差要因となる。 Furthermore, when adopting the technology of Patent Document 2, temperature correction is performed after a predetermined period of time has elapsed from the start/stop of the engine, so the occurrence of unnecessary waiting time is unavoidable, and if the waiting time is insufficient, Errors occur due to internal temperature fluctuations. Furthermore, a G sensor and a vehicle height sensor are required to detect the behavior of the vehicle. Furthermore, the outputs of these sensors fluctuate due to the influence of wind, etc., which causes measurement errors.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサの内部温度変動に起因する荷重測定誤差の発生を抑制すると共に、測定開始可能な状態になるまでの待ち時間を短縮することが可能な荷重センサシステムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to suppress the occurrence of load measurement errors caused by internal temperature fluctuations of the sensor, and to reduce the waiting time until a state in which measurement can be started. The object of the present invention is to provide a load sensor system that can be shortened.
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。 The above object according to the present invention is achieved by the following configuration.
車載器と、
車軸に取り付けられ、前記車載器と接続されたセンサユニットと、
を備え、
前記センサユニットは、ユニット内部で検出された内部温度の信号と、前記車軸上で検出された歪の信号とを出力する機能を有し、
前記車載器は、前記センサユニットから出力される信号に基づいて、前記内部温度が飽和する時間を推定し、推定した時間を通知する機能を有する、
荷重センサシステム。
On-board equipment and
a sensor unit attached to an axle and connected to the on-vehicle device;
Equipped with
The sensor unit has a function of outputting an internal temperature signal detected inside the unit and a strain signal detected on the axle,
The vehicle-mounted device has a function of estimating the time when the internal temperature is saturated based on the signal output from the sensor unit, and notifying the estimated time.
Load sensor system.
本発明の荷重センサシステムによれば、内部温度が飽和して温度変動がほとんど生じない状態になってから実際の荷重計測を開始できる。したがって、センサの温度特性に起因する誤差の発生が抑制され計測精度が向上する。また、装置の電源を投入してから荷重計測を開始するまでの待ち時間を短縮できる。 According to the load sensor system of the present invention, actual load measurement can be started after the internal temperature is saturated and almost no temperature fluctuation occurs. Therefore, the occurrence of errors due to the temperature characteristics of the sensor is suppressed, and measurement accuracy is improved. Furthermore, the waiting time from turning on the device to starting load measurement can be shortened.
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Furthermore, the details of the present invention will be further clarified by reading the mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as "embodiment") described below with reference to the accompanying drawings. .
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to each figure.
<荷重センサシステムの構成>
図1は、本発明の実施形態に係る荷重センサシステムの構成を示すブロック図である。
<Load sensor system configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a load sensor system according to an embodiment of the present invention.
図1に示した荷重センサシステムは、車載器の本体として車両に搭載される電子制御装置10を備えている。また、この電子制御装置10に記録カード21、車両情報入力部22、車両電源23、無線通信部24、4つの荷重センサユニット25A~25D、位置情報取得部26、および設定用パソコン27が接続されている。
The load sensor system shown in FIG. 1 includes an
また、電子制御装置10は、制御部11、本体メモリ12、警報出力部13、表示部14、入出力I/F(インタフェース)15、16、および電源部17を備えている。
The
記録カード21は、電子制御装置10に対して着脱自在な不揮発性のメモリカードであり、運転者毎に個別に用意される。この記録カード21は、荷物の輸送品質に関連する情報を含む運行記録情報を記録するために利用できる。
The
車両情報入力部22は、例えばイグニッションのオンオフを示す信号、車速信号など車両側の状態を表す情報を取得して電子制御装置10に入力することができる。
車両電源23は、車両に搭載されているバッテリーなどの電源であり、電子制御装置10等の車載器に対して所定の直流電力を供給することができる。
The vehicle
The
無線通信部24は、例えばデータセンタなど車両外の管理装置と電子制御装置10との間を無線通信で接続するために利用できる。
The
荷重センサユニット25A、25B、25C、および25Dは、それぞれ、前方左側(FL)、前方右側(FR)、後方左側(RL)、および後方右側(RR)の各位置の車輪を支持するサスペンションに加わる荷重の大きさを計測できるように設置されている。
位置情報取得部26は、例えば、GPS(Global Positioning System)受信機などを利用して自車両の現在位置の緯度/経度を表す情報を取得することができる。
The position
設定用パソコン27は、電子制御装置10の機能を管理したり保守などを行う際に、必要に応じて電子制御装置10と接続することができる。例えば、電子制御装置10上のテーブルに必要なデータを登録したり、電子制御装置10の制御に用いる各種しきい値などのパラメータを調整する際に設定用パソコン27を利用できる。
The setting
制御部11は、マイクロコンピュータを主体とする電子回路により構成され、事前に用意されたプログラムを実行することにより、電子制御装置10に必要とされる各種の制御機能を実現する。このプログラムの中には、4つの荷重センサユニット25A~25Dが検出した荷重に基づいて自車両の積載重量や総重量を演算する機能が含まれている。
The
本体メモリ12は、事前に定めた各種定数データや電子制御装置10の動作に必要なプログラムが書き込まれた不揮発性メモリ(EEPROMなど)と、一時データを保持するためのメモリ(RAM)とを備えている。
The
警報出力部13は、電子制御装置10に内蔵された警報ランプやブザーなどを用いて異常の発生を運転手に報知するために利用される。
The
表示部14は、自車両の運転手の位置から視認が容易な状態で配置された平面ディスプレイを備えている。この平面ディスプレイの二次元画面に、カラー画像や文字情報などを必要に応じて表示できる。本実施形態では、重量の計測を開始可能な状態になるまでの待ち時間の長さを表示したり、計測可能になったことを表示するために表示部14を利用できる。
The
入出力I/F15は、制御部11が記録カード21のデータにアクセスするための信号処理と、車両情報入力部22からの信号入力のための制御を実施する。入出力I/F16は、無線通信部24、位置情報取得部26、各荷重センサユニット25A~25D、および設定用パソコン27と制御部11との間の信号入出力のための制御を実施する。
The input/output I/
電源部17は、車両電源23から供給される電力に基づいて、安定した直流電力を生成する。電源部17が出力する直流電力は、電子制御装置10内部の各回路と、各荷重センサユニット25A~25Dへ電源として供給される。
The power supply unit 17 generates stable DC power based on the power supplied from the
<荷重センサユニットの構成>
図2は、1つの荷重センサユニット25の構成例を示すブロック図である。図1中に示した荷重センサユニット25A~25Dのそれぞれが図2の荷重センサユニット25に相当する。
<Configuration of load sensor unit>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of one
図2に示すように、この荷重センサユニット25は、歪み検出素子31、専用IC(ASIC)32、温度センサ33、MCU(マイクロコントローラ、又はマイクロコンピュータ)34、入出力I/F35、および電源回路36を内蔵している。
As shown in FIG. 2, this
歪み検出素子31は、これが設置されている箇所に加わる荷重により生じる歪み量を検出する。専用IC32は、歪み検出素子31が検出した歪み量、すなわち荷重に相当する電圧(V)の電気信号を生成する。
The
温度センサ33は、荷重センサユニット25内部の温度を歪み検出素子31の近傍で検出し、その内部温度に応じた電気信号を出力する。
The
荷重センサユニット25内の各構成要素は、保護のため所定のケース内の比較的小さい空間に収容され外気から隔離されている。したがって、荷重センサユニット25の内部回路に対して電源電力供給を開始すると、専用IC32、MCU34、電源回路36などで生じる発熱の影響を受けてケース内の温度が変化する。この内部温度が、歪み検出素子31の物理特性に影響を及ぼす。この内部温度を温度センサ33が検出する。
Each component within the
MCU34は、歪み検出素子31により検出された荷重の大きさを表すデータと、温度センサ33により検出された内部温度を表すデータをそれぞれ生成する。MCU34が生成した荷重および内部温度の検出データは、入出力I/F35を経由して電子制御装置10に入力される。
The
<計測対象のトラック車両の構成例>
荷重センサシステムを搭載したトラック車両41の構成例を図3~図5に示す。図3はトラック車両41の正面図、図4はトラック車両41の右側面図、図5はトラック車両41の底面図である。
<Example of configuration of truck vehicle to be measured>
Examples of the configuration of a
図3に示した例では、トラック車両41の運転席の近傍に電子制御装置10が設置されている。電子制御装置10に接続された4つの荷重センサユニット25A、25B、25C、および25Dは、それぞれ、左前方の車輪44A、右前方の車輪44B、左後方の車輪44C、および右後方の車輪44Dの近傍に設置されている。
In the example shown in FIG. 3, the
トラック車両41の荷台42の内部空間に、様々な荷物が積載される。荷物の積載状況に応じて、各位置の荷重が変動する。また、各位置の荷重のバランスに応じて、車軸43Aの傾斜角度、車軸43Bの傾斜角度、および前後方向の車軸の傾斜角度が変動する。
Various cargoes are loaded into the interior space of the
複数の荷重センサユニット25A、25B、25C、および25Dをそれぞれ適切な位置に設置することで、各車軸43A、43Bに傾斜が生じている場合でも、各荷重センサユニット25A~25Dがそれぞれ検出した荷重に基づいて、トラック車両41における積載重量や総重量を計算により比較的高精度で求めることが可能である。
By installing a plurality of
<センサ内部温度の変化>
図6は、荷重センサユニット25の内部温度と電源投入時からの経過時間との関係を示すグラフである。図6において、横軸は電源投入時からの経過時間の長さ[分]を表し、縦軸は内部温度[℃]を表す。
<Change in sensor internal temperature>
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the internal temperature of the
図6において、温度特性カーブC1は内部温度が0[℃]の状態で電源を投入した場合の内部温度の変化を表している。また、温度特性カーブC2は内部温度が24[℃]の状態で電源を投入した場合の内部温度の変化を表している。 In FIG. 6, a temperature characteristic curve C1 represents a change in the internal temperature when the power is turned on when the internal temperature is 0 [° C.]. Further, a temperature characteristic curve C2 represents a change in the internal temperature when the power is turned on when the internal temperature is 24 [° C.].
一方、図1に示したような荷重センサシステムにおいては、各荷重センサユニット25A~25D内の歪み検出素子31の特性が温度に応じて変化する。したがって、内部温度が変動している時に荷重の計測を実施すると大きな計測誤差が生じる可能性がある。
On the other hand, in the load sensor system shown in FIG. 1, the characteristics of the
特に、図1に示した荷重センサシステムの場合は電源を投入してからしばらくの間(時間は一定ではない)は、荷重センサユニット25内の電子回路の発熱に起因して図6中の温度特性カーブC1、C2のように内部温度が上昇するので、内部温度が変動している間に計測を実施すると精度の高い計測結果が得られない。 In particular, in the case of the load sensor system shown in FIG. 1, for a while (the time is not constant) after the power is turned on, the temperature shown in FIG. Since the internal temperature increases as shown in the characteristic curves C1 and C2, highly accurate measurement results cannot be obtained if measurement is performed while the internal temperature is fluctuating.
そこで、内部温度の変動に起因する計測誤差の増大を避けるために、装置の電源を投入してから一定の待ち時間を経過するまでは、計測を行わないように運用することが一般的に行われている。つまり、装置の電源を投入してから所定の待ち時間を経過すれば、内部温度が飽和して安定すると考えられるので、内部温度の変動に起因する計測誤差の発生を抑制できる。 Therefore, in order to avoid increasing measurement errors due to internal temperature fluctuations, it is common practice to operate the device so that no measurements are taken until a certain waiting time has elapsed after the device is powered on. It is being said. In other words, the internal temperature is considered to be saturated and stabilized after a predetermined waiting time has elapsed after the device is powered on, so it is possible to suppress the occurrence of measurement errors due to fluctuations in the internal temperature.
しかし、例えば温度特性カーブC1、C2の違いから分かるように内部温度の実際の変動は一定ではないので、待ち時間を一定時間にした場合には、待ち時間の過不足が発生する。つまり、待ち時間が短すぎる場合は内部温度の変動が継続している時に計測を開始してしまうので、比較的大きい計測誤差が発生する可能性がある。また、待ち時間が長すぎる場合は、既に内部温度が安定した状態に到達していても作業者等は時間待ちを続けなければならないので時間の無駄が生じる。 However, as can be seen from, for example, the difference between the temperature characteristic curves C1 and C2, actual fluctuations in the internal temperature are not constant, so if the waiting time is set to a constant time, excess or deficiency in the waiting time will occur. In other words, if the waiting time is too short, measurement will start when the internal temperature continues to fluctuate, which may result in a relatively large measurement error. Furthermore, if the waiting time is too long, the operator or the like has to continue waiting even if the internal temperature has already reached a stable state, resulting in wasted time.
そこで、図1に示した荷重センサシステムは、内部温度が安定した状態に到達するまでの適切な時間の長さを状況に応じて推定すると共に、その時間を使用者に通知する機能を備えている。 Therefore, the load sensor system shown in Figure 1 has a function to estimate the appropriate length of time for the internal temperature to reach a stable state depending on the situation, and to notify the user of this time. There is.
<温度-飽和時間テーブル>
図7は、温度-飽和時間テーブル61の構成例を示す模式図である。図8は、温度-飽和時間テーブル61の特性例を示すグラフである。
<Temperature-saturation time table>
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of the temperature-saturation time table 61. FIG. 8 is a graph showing an example of the characteristics of the temperature-saturation time table 61.
荷重センサユニット25における内部温度は、図6に示した2種類の温度特性カーブC1、C2のように電源投入時から時間の経過と共に指数関数的な曲線に沿ってゆっくりと上昇する。また、この曲線の勾配は時間経過と共に徐々に小さくなり、いずれ飽和点に到達して温度の変動がほぼなくなる。また、この曲線は主に電源投入時における内部温度に依存して温度特性カーブC1、C2のように大きく変化する。
The internal temperature of the
図8に示した予測飽和時間は、電源投入時から内部温度が飽和点に到達するまでの時間の長さの予測値を表し、電源投入時における荷重センサユニット25の内部温度に応じて変化する。つまり、荷重センサユニット25における電源投入時の内部温度と予測飽和時間との間には、例えば図8に示すような相関関係がある。
The predicted saturation time shown in FIG. 8 represents a predicted value of the length of time from when the power is turned on until the internal temperature reaches the saturation point, and changes depending on the internal temperature of the
そこで、本実施形態においては、例えば実験により測定して得られたデータに基づいて、図7に示すような温度-飽和時間テーブル61を事前に作成しておく。この温度-飽和時間テーブル61を利用することで、電源投入時の内部温度から予測飽和時間を容易に求めることができる。 Therefore, in this embodiment, a temperature-saturation time table 61 as shown in FIG. 7 is created in advance, based on data obtained through experimental measurements, for example. By using this temperature-saturation time table 61, the predicted saturation time can be easily determined from the internal temperature when the power is turned on.
図7に示した温度-飽和時間テーブル61においては、センサ内温度を表すデータ項目61aのデータと、予測飽和時間を表すデータ項目61bのデータとを互いに紐付けした状態で並べて登録してある。
In the temperature-saturation time table 61 shown in FIG. 7, data in a
例えば、電源投入時の内部温度が0[℃]の場合には、図7中に示した温度-飽和時間テーブル61のデータ項目61bの内容から、30[分]の予測飽和時間を求めることができる。また、電源投入時の内部温度が40[℃]の場合には、温度-飽和時間テーブル61のデータ項目61bの内容から、8[分]の予測飽和時間を求めることができる。
For example, if the internal temperature when the power is turned on is 0 [°C], the predicted saturation time of 30 [minutes] can be calculated from the contents of the
なお、図7の温度-飽和時間テーブル61において、センサ内温度を表すデータ項目61aの代わりに、例えば電源投入時から1[分]の時間を経過するまでの実際の温度変動の勾配(初期の1分あたりの温度変化)のデータを登録してもよい。
In the temperature-saturation time table 61 of FIG. 7, instead of the
<荷重センサシステムの動作>
<事前準備の処理>
図1に示した荷重センサシステムを使用する前の事前準備の処理を図9に示す。
<Operation of load sensor system>
<Advance preparation processing>
FIG. 9 shows the preparation process before using the load sensor system shown in FIG. 1.
荷重センサシステムにおいては、最初に電子制御装置10を使用する前に、電子制御装置10の動作に必要なデータを設定用パソコン27を用いて入力し登録する場合を想定している。したがって、必要なデータが予め電子制御装置10に登録してある場合は図9の処理は不要である。
In the load sensor system, it is assumed that before using the
図1に示した荷重センサシステムの管理者は、例えば事前に実験を行った結果として、図8に示すような相関関係のデータを設定用パソコン27上に準備しておく。そして、このデータを設定用パソコン27から電子制御装置10に転送し、図7に示すような温度-飽和時間テーブル61として電子制御装置10上の不揮発性メモリ(例えば本体メモリ12)に書き込み登録する(S01)。
The administrator of the load sensor system shown in FIG. 1 has prepared correlation data as shown in FIG. 8 on the setting
また、管理者は設定用パソコン27を操作して、内部温度が飽和したか否かを識別するための判定で用いる温度勾配の閾値を決定し、この閾値を電子制御装置10上の不揮発性メモリ(例えば本体メモリ12)に書き込み登録する(S02)。
In addition, the administrator operates the setting
<特徴的な動作>
図1に示した荷重センサシステムにおける特徴的な動作を図10及び図11に示す。図10、図11の動作について以下に説明する。
<Characteristic movements>
Characteristic operations in the load sensor system shown in FIG. 1 are shown in FIGS. 10 and 11. The operations in FIGS. 10 and 11 will be explained below.
制御部11は、荷重センサユニット25A~25Dに対する電源電力供給が開始されたか否かをS11で識別し、電源電力供給が開始されるとS11からS12の処理に進む。
制御部11は、荷重センサユニット25A~25Dのそれぞれが出力する歪み(該当部位の荷重)及び内部温度(t)の最新データをS12で取得する。
The
In S12, the
制御部11は、前輪右側(FR)位置の車軸上で荷重を検出する荷重センサユニット25Bが検出した内部温度のデータに基づき、温度-飽和時間テーブル61を参照して、FR位置の予測飽和時間TFRのデータを取得する(S13)。
The
制御部11は、前輪左側(FL)位置の車軸上で荷重を検出する荷重センサユニット25Aが検出した内部温度のデータに基づき、温度-飽和時間テーブル61を参照して、FL位置の予測飽和時間TFLのデータを取得する(S14)。
The
制御部11は、後輪右側(RR)位置の車軸上で荷重を検出する荷重センサユニット25Dが検出した内部温度のデータに基づき、温度-飽和時間テーブル61を参照して、RR位置の予測飽和時間TRRのデータを取得する(S15)。
The
制御部11は、後輪左側(RL)位置の車軸上で荷重を検出する荷重センサユニット25Cが検出した内部温度のデータに基づき、温度-飽和時間テーブル61を参照して、RL位置の予測飽和時間TFRのデータを取得する(S16)。
The
制御部11は、各位置の予測飽和時間TFR、TFL、TRR、TRLの中の最大値を予測飽和時間TP0として特定する(S17)。
制御部11は、警報出力部13の音声出力機能や、表示部14の表示機能を用いて、S17で特定した予測飽和時間TP0を電子制御装置10の利用者に通知する(S18)。
The
The
制御部11は、所定の内部タイマに予測飽和時間TP0の長さをセットして、この内部タイマのカウントダウンを開始する(S21)。すなわち、予測飽和時間TP0が経過したか否かを内部タイマにより把握可能にする。
The
制御部11は、内部カウンタCの値をS22でクリアする。
制御部11は、S12で各荷重センサユニット25A~25Dからそれぞれ取得した内部温度(t)のデータをS23で内部メモリt0に記憶する。
The
The
制御部11は、内部タイマのカウントダウンが終了したか否かをS24で識別し、終了してなければS25に進み、終了した場合はS30の処理に進む。
制御部11は、荷重センサユニット25A~25Dのそれぞれが出力する歪み(該当部位の荷重)及び内部温度(t)の最新データをS25で取得する。
The
In S25, the
制御部11は、各位置の荷重センサユニット25A~25Dの内部温度(t)について、温度勾配ΔtをS26でそれぞれ算出する。この温度勾配Δtは単位時間あたりの温度変化として算出できるので、S25で取得した最新の内部温度(t)と、前回の内部温度の値を保持する内部メモリt0の値との差分として求める。
The
制御部11は、S26で算出した温度勾配Δtとその閾値(例えば0.1℃)とをS27で比較する。そして、FR、FL、RR、RL各位置の温度勾配Δt全てが閾値以内に収束した場合にはS27からS28に進み、閾値以内に収束していない場合はS22に戻って上記の処理を繰り返す。
The
前記内部タイマのカウントダウンが終了した場合は、制御部11は警報出力部13の音声出力機能や、表示部14の表示機能を用いて、電子制御装置10が計測可能な状態になったことを利用者に通知する(S30)。
When the countdown of the internal timer has ended, the
制御部11は、内部カウンタCの値に「1」を加算してこれを更新する(S28)。すなわち、S27の条件を満たした回数を内部カウンタCの値で管理する。
The
制御部11は、内部カウンタCの値をその閾値(例えば「3」)と比較する(S29)。そして、内部カウンタCの値が閾値以上になった場合はS29からS31の処理に進み、この条件を満たさない場合はS23に戻って上記の処理を繰り返す。
The
つまり、FR、FL、RR、RL各位置の温度勾配Δt全てが十分に収束し、内部温度が飽和状態で安定したとみなせる状態になると、制御部11はS29からS31の処理に進む。したがって、実際に内部温度が飽和状態で安定すると、S18で特定した予測飽和時間TP0が経過する前であってもS31の処理に進むことができる。
That is, when all the temperature gradients Δt at the FR, FL, RR, and RL positions have sufficiently converged and the internal temperature can be considered stable in a saturated state, the
制御部11は、内部温度に関する実績データをS31で記録する。すなわち、予測飽和時間TP0が経過する前に内部温度が飽和状態で安定した場合には、その実績データを後述する実績データ記録部62で保存する。この実績データは、S12で取得した電源投入直後の各センサの内部温度と、S29の条件を満たすまでの経過時間のデータを含む。この経過時間は、予測飽和時間TP0と内部タイマの値との差分として取得できる。
The
予測飽和時間TP0が経過する前に内部温度が飽和状態で安定した場合には、制御部11は警報出力部13の音声出力機能や、表示部14の表示機能を用いて、電子制御装置10が計測可能な状態になったことを利用者に通知する(S32)。
If the internal temperature stabilizes in the saturated state before the predicted saturation time TP0 elapses, the
電子制御装置10が計測可能な状態になった後、4つの荷重センサユニット25A~25Dがそれぞれ検出した歪み量のデータと内部温度のデータとに基づいて、温度補正された荷重をFR、FL、RR、及びRLのそれぞれの位置について算出できる。更に、これらの荷重を加算することで、トラック車両41全体の総重量、又は積載重量を算出することができる。
After the
<テーブル更新処理>
図12は、荷重センサシステムにおけるテーブル更新処理の例を示すフローチャートである。図12の処理について以下に説明する。
<Table update process>
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of table update processing in the load sensor system. The processing in FIG. 12 will be explained below.
温度-飽和時間テーブル61の内容に基づいて決定された予測飽和時間TP0よりも短い時間内に内部温度が実際に飽和した場合には、その実績データが図11のS31で実績データ記録部62に記録されている。したがって、実績データ記録部62上の実績データを利用して図12の処理を実行することで、温度-飽和時間テーブル61の内容をより適切なデータに更新することが可能である。
If the internal temperature actually becomes saturated within a time shorter than the predicted saturation time TP0 determined based on the contents of the temperature-saturation time table 61, the actual data is stored in the actual
例えばテーブルの更新処理が必要とされる定期的なタイミングになると、あるいは使用者の操作により設定用パソコン27からの更新指示が発生すると、電子制御装置10の制御部11はS41からS42の処理に進む。そして、制御部11は実績データ記録部62に登録されている実績データを取得して、所定の統計処理により実績データの分析を実施する。
For example, at a regular timing when table update processing is required, or when an update instruction is issued from the setting
例えば、実績データにおける電源投入直後の内部温度毎に、S29の条件を満たした時の経過時間の平均値を制御部11がS42で算出する。
For example, in S42, the
制御部11は、S42で実績データを分析して得られたデータと、温度-飽和時間テーブル61の内容とをS43で比較して内部温度毎の時間の差分を求め、この差分を考慮して最適化した更新データを生成する。
制御部11は、S43で生成した更新データをS44で温度-飽和時間テーブル61に登録し、温度-飽和時間テーブル61の内容を更新する。
The
The
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified, improved, etc. as appropriate. In addition, the material, shape, size, number, arrangement location, etc. of each component in the above-described embodiments are arbitrary as long as the present invention can be achieved, and are not limited.
例えば、図1に示した荷重センサシステムにおいては、同時に4つの荷重センサユニット25A~25Dを利用する場合を想定しているが、使用する荷重センサユニット25の数が1つの場合でも本発明を適用できる。また、車両の車軸の数に応じて更に使用する荷重センサユニット25の数を増やすことも想定される。
For example, in the load sensor system shown in FIG. 1, it is assumed that four
また、図1に示した荷重センサシステムにおいては、4つの荷重センサユニット25A~25Dのそれぞれが温度センサ33を内蔵する場合を想定しているが、4つの荷重センサユニット25A~25Dのうち1つ以上に温度センサ33があれば、内部温度の飽和時間を予測可能である。
Furthermore, in the load sensor system shown in FIG. 1, it is assumed that each of the four
また、上述の荷重センサシステムにおいては、温度-飽和時間テーブル61を利用して予測飽和時間を算出しているが、事前に定めた定数や所定の計算式とを利用して、電源投入時の内部温度、又は電源投入直後の内部温度変化の勾配から、計算により飽和時間を推定することもできる。 In addition, in the above-mentioned load sensor system, the predicted saturation time is calculated using the temperature-saturation time table 61. The saturation time can also be estimated by calculation from the internal temperature or the gradient of internal temperature change immediately after power is turned on.
ここで、上述した本発明の実施形態に係る荷重センサシステムの特徴をそれぞれ以下[1]~[5]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 車載器(電子制御装置10)と、
車軸(43A、43B)に取り付けられ、前記車載器と接続されたセンサユニット(荷重センサユニット25)と、
を備え、
前記センサユニットは、ユニット内部で検出された内部温度の信号と、前記車軸上で検出された歪の信号とを出力する機能を有し、
前記車載器は、前記センサユニットから出力される信号に基づいて、前記内部温度が飽和する時間を推定し(S12~S17)、推定した時間を通知する(S18)機能を有する、
荷重センサシステム。
Here, the features of the load sensor system according to the embodiment of the present invention described above will be briefly summarized and listed below in [1] to [5].
[1] On-vehicle device (electronic control device 10),
a sensor unit (load sensor unit 25) attached to the axle (43A, 43B) and connected to the on-vehicle device;
Equipped with
The sensor unit has a function of outputting an internal temperature signal detected inside the unit and a strain signal detected on the axle,
The on-vehicle device has a function of estimating the time when the internal temperature is saturated based on the signal output from the sensor unit (S12 to S17), and notifying the estimated time (S18).
Load sensor system.
上記[1]の構成の荷重センサシステムによれば、センサユニットにおける内部温度が飽和する時間を推定して通知するので、内部温度に変動が生じない状態で荷重の測定を開始できる。そのため、装置内部での発熱に起因する温度変動に伴う測定誤差を減らすことができる。しかも、内部温度が飽和するまでの待ち時間を短縮し、無駄な時間を減らすことができる。 According to the load sensor system having the configuration [1] above, since the time when the internal temperature of the sensor unit is saturated is estimated and notified, load measurement can be started in a state where no fluctuation occurs in the internal temperature. Therefore, measurement errors due to temperature fluctuations caused by heat generation inside the device can be reduced. Furthermore, it is possible to shorten the waiting time until the internal temperature is saturated, thereby reducing wasted time.
[2] 前記車載器は、前記内部温度に対応する複数の温度値のそれぞれについて、前記内部温度が飽和温度に到達するまでの所要時間の定数を保持する温度飽和テーブル(温度-飽和時間テーブル61)を備え、
前記内部温度の測定値から前記温度飽和テーブルに基づいて、前記内部温度が飽和温度に到達するまでの所要時間(予測飽和時間TP0)を推定する、
上記[1]に記載の荷重センサシステム。
[2] The on-vehicle device stores a temperature saturation table (temperature-saturation time table 61) that holds a constant of the time required for the internal temperature to reach the saturation temperature for each of the plurality of temperature values corresponding to the internal temperature. ),
estimating the time required for the internal temperature to reach the saturation temperature (predicted saturation time TP0) based on the temperature saturation table from the measured value of the internal temperature;
The load sensor system according to [1] above.
上記[2]の構成の荷重センサシステムによれば、複雑な計算処理を必要とすることなく、所要時間を比較的高精度でしかも瞬時に算出できる。 According to the load sensor system having the configuration [2] above, the required time can be calculated instantaneously with relatively high precision without requiring complicated calculation processing.
[3] 前記車載器は、前記内部温度の測定値の変化を監視する温度変化監視部(S25~S29)を有し、
前記車載器は、前記温度変化監視部が前記内部温度の測定値の飽和を検知した場合には、前記内部温度の推定時間に到達する前に温度飽和の通知を許可する(S29、S32)、
上記[1]又は[2]に記載の荷重センサシステム。
[3] The vehicle-mounted device has a temperature change monitoring unit (S25 to S29) that monitors changes in the measured value of the internal temperature,
When the temperature change monitoring unit detects saturation of the measured value of the internal temperature, the on-vehicle device allows notification of temperature saturation before reaching the estimated time of the internal temperature (S29, S32);
The load sensor system according to [1] or [2] above.
上記[3]の構成の荷重センサシステムによれば、推定時間が経過する前に内部温度の測定値が飽和した場合には、荷重の計測を開始するまでの待ち時間を推定時間に対して短縮できる。 According to the load sensor system configured in [3] above, if the measured value of the internal temperature is saturated before the estimated time elapses, the waiting time to start measuring the load is shortened relative to the estimated time. can.
[4] 前記車載器は、前記内部温度の測定値の変化を監視する温度変化監視部(S25~S29)を有し、
前記車載器は、前記温度変化監視部が前記内部温度の測定値の飽和を検知した時間の実績を反映して、前記温度飽和テーブルの登録内容を更新する(図12参照)、
上記[2]又は[3]に記載の荷重センサシステム。
[4] The vehicle-mounted device has a temperature change monitoring unit (S25 to S29) that monitors changes in the measured value of the internal temperature,
The on-vehicle device updates the registered contents of the temperature saturation table by reflecting the actual time when the temperature change monitoring unit detects saturation of the measured value of the internal temperature (see FIG. 12);
The load sensor system according to [2] or [3] above.
上記[4]の構成の荷重センサシステムによれば、実際の使用環境下で検出した内部温度および時間の実績データを反映して、温度飽和テーブルの内容を最適化することが容易になる。 According to the load sensor system having the configuration [4] above, it becomes easy to optimize the contents of the temperature saturation table by reflecting the internal temperature and time performance data detected under the actual usage environment.
[5] 互いに異なる位置に配置された複数の前記センサユニット(荷重センサユニット25A~25D)が前記車載器に接続され、
前記車載器は、前記複数のセンサユニットのそれぞれの内部温度が飽和する時間の中で、最も遅い時間を優先的に通知する(S17、S18)、
上記[1]から[4]のいずれかに記載の荷重センサシステム。
[5] A plurality of the sensor units (
The on-vehicle device preferentially notifies the latest time among the times when the internal temperature of each of the plurality of sensor units is saturated (S17, S18);
The load sensor system according to any one of [1] to [4] above.
上記[5]の構成の荷重センサシステムによれば、同時に使用する複数のセンサユニットの中に内部温度の変動特性が大きく異なるセンサユニットが含まれている場合でも、全てのセンサユニットの内部温度の変動がなくなった後で、荷重の計測を開始できる。したがって、計測結果の信頼性が向上する。 According to the load sensor system configured as described in [5] above, even if a plurality of sensor units used at the same time include sensor units with greatly different internal temperature fluctuation characteristics, the internal temperature of all sensor units is After the fluctuations are gone, you can start measuring the load. Therefore, the reliability of the measurement results is improved.
10 電子制御装置
11 制御部
12 本体メモリ
13 警報出力部
14 表示部
15,16 入出力I/F
17 電源部
21 記録カード
22 車両情報入力部
23 車両電源
24 無線通信部
25,25A,25B,25C,25D 荷重センサユニット
26 位置情報取得部
27 設定用パソコン
31 歪み検出素子
32 専用IC
33 温度センサ
34 MCU
35 入出力I/F
36 電源回路
41 トラック車両
42 荷台
43A,43B 車軸
44A,44B,44C,44D 車輪
61 温度-飽和時間テーブル
61a,61b データ項目
62 実績データ記録部
C1,C2 温度特性カーブ
TFR,TFL,TRR,TRL 時間
TP0 予測飽和時間
10
17
33
35 Input/output I/F
36
Claims (5)
車軸に取り付けられ、前記車載器と接続されたセンサユニットと、
を備え、
前記センサユニットは、ユニット内部で検出された内部温度の信号と、前記車軸上で検出された歪の信号とを出力する機能を有し、
前記車載器は、前記センサユニットから出力される信号に基づいて、前記内部温度が飽和する時間を推定し、推定した時間を通知する機能を有する、
荷重センサシステム。 On-board equipment and
a sensor unit attached to an axle and connected to the on-vehicle device;
Equipped with
The sensor unit has a function of outputting an internal temperature signal detected inside the unit and a strain signal detected on the axle,
The vehicle-mounted device has a function of estimating the time when the internal temperature is saturated based on the signal output from the sensor unit, and notifying the estimated time.
Load sensor system.
前記内部温度の測定値から前記温度飽和テーブルに基づいて、前記内部温度が飽和温度に到達するまでの所要時間を推定する、
請求項1に記載の荷重センサシステム。 The vehicle-mounted device includes a temperature saturation table that holds a constant of the time required for the internal temperature to reach a saturation temperature for each of the plurality of temperature values corresponding to the internal temperature,
estimating the time required for the internal temperature to reach the saturation temperature based on the temperature saturation table from the measured value of the internal temperature;
The load sensor system according to claim 1.
前記車載器は、前記温度変化監視部が前記内部温度の測定値の飽和を検知した場合には、前記内部温度の推定時間に到達する前に温度飽和の通知を許可する、
請求項1に記載の荷重センサシステム。 The vehicle-mounted device includes a temperature change monitoring unit that monitors changes in the measured value of the internal temperature,
When the temperature change monitoring unit detects saturation of the measured value of the internal temperature, the on-vehicle device allows notification of temperature saturation before reaching the estimated time of the internal temperature.
The load sensor system according to claim 1.
前記車載器は、前記温度変化監視部が前記内部温度の測定値の飽和を検知した時間の実績を反映して、前記温度飽和テーブルの登録内容を更新する、
請求項2に記載の荷重センサシステム。 The vehicle-mounted device includes a temperature change monitoring unit that monitors changes in the measured value of the internal temperature,
The on-vehicle device updates the registered contents of the temperature saturation table, reflecting the actual time when the temperature change monitoring unit detected saturation of the measured value of the internal temperature.
The load sensor system according to claim 2.
前記車載器は、前記複数のセンサユニットのそれぞれの内部温度が飽和する時間の中で、最も遅い時間を優先的に通知する、
請求項1に記載の荷重センサシステム。 A plurality of the sensor units arranged at mutually different positions are connected to the on-vehicle device,
The on-vehicle device preferentially notifies the latest time among the times when the internal temperatures of each of the plurality of sensor units are saturated.
The load sensor system according to claim 1.
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