JP3030357B2 - 車両荷重測定方法 - Google Patents
車両荷重測定方法Info
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Description
搭載する車両において、荷物の積載量及びこれに自重を
加えた車両総重量等の車両荷重を測定する車両荷重測定
方法に係り、特に磁歪センシング素子を車両の構成部品
の適宜位置に取り付けて車両の荷重を検出し、車両の積
載量、総重量等を測定する車両荷重測定方法に関する。
示すように、パーマロイ等の強磁性体(磁歪材)の薄肉
板10に、十字方向に4個の小さな孔19を穿孔すると
共に、その孔19に縦方向と横方向に十字にコイル線を
通して、励磁用コイル11と出力用コイル12を力の作
用方向と45°の方向に互いに直交して構成する。そし
て前記薄肉板10に力が作用していないときには、図4
(b)に示すように、励磁用コイル11の磁束分布方向
は出力用コイル12の巻回方向に対し平行となり、励磁
側、出力側のコイル11/12間結合がなくゲイン電圧
(出力側コイルよりの出力電圧)は変化しない。
板10に力が作用すると、透磁率が力の作用方向で(圧
縮応力が発生するために)減少し、且つそれと直交する
方向に(引っ張り応力が発生するために)増加して励磁
用コイル11の磁束分布が45°の方向に変化する。そ
して前記変化した磁束分布の一部が出力用コイル12と
交差して、出力用コイル12より加えた力に比例した電
圧が誘起され、該電圧を利用して例えば荷重検知用の出
力信号を得ることが出来る。
載を防止するために、車両自体に直接荷重測定装置を組
込み、運転者や積荷業者が容易に積載量を判断できるよ
うにする事を検討している。たとえば本出願人は先に特
願平7ー273524において、図5に示すように、リ
ーフスプリング26a、26bによるサスペンション構
造を有する大型車両において、積荷及び/又は車両の自
重を測定するため、積荷等の重量による荷重を受ける部
材、つまり前輪25側は、ブラケット31とシャックル
32とを結合するシャックルピン34、後輪20側はト
ラニオンブラケット2に支承されるトラニオンシャフト
3に磁歪式センサ7を取付け、これらの部材に加わる車
両荷重を検出している。
側の荷重は、車両のサスペンション(リーフスプリン
グ)26aと、荷台フレーム1側のブラケット31とを
ブッシュ33を介して結合するシャックルピン34の中
心線上に、軸方向に沿って軸穴6を穿設し、該軸穴6内
に一対の磁歪式センサ7を嵌合配置し、前輪25側の車
両バネ上荷重に比例して変形するシャックルピン34の
歪を前記磁歪センサ7で検知する。
示すように、荷台フレーム1に取付けられたトラニオン
ブラケット2に嵌合されるトラニオンシャフト3の水平
軸部3aの中心線上に軸方向に沿って軸穴6を穿設し、
該軸穴6内に一対の磁歪センサ7を嵌合配置し、後輪2
0側の車両バネ上荷重に比例して変形するトラニオンシ
ャフト3の歪を前記磁歪センサ7で検知し、前記夫々の
センサ7で得られた出力信号をアンプ41により増幅す
るとともにV/F変換して車両バネ上荷重を得、これに
バネ下荷重を加える等の演算処理をコントローラ40で
行ない、車両荷重や積載荷重を測定し、必要に応じ表示
装置に表示するものである。すなわち、前記コントロー
ラ40においては、前記車両荷重の検出信号、後述する
各スイッチからの切換え信号、車速センサからの車速の
検出信号等の入力信号に基づき、所定の処理を行い、積
載量、車両の総重量等の表示信号を運転室内の表示装置
42に送る。
置によれば、トラニオンシャフト3やシャックルピン3
4という車両荷重や振動を受けるために強度を持たせた
太径の軸内に磁歪式センサ7を挿入する構成としたため
に、前記センサ7が受ける歪は数μm程度と小さい。こ
の為前記した車両荷重測定装置に用いるセンサ7におい
て、前記のような小さな歪を効率良く検知するために、
前記センサ7を薄肉板10で構成しているがトラニオン
シャフト3やシャックルピン34という太径の軸に生じ
る数〜10数μmという微小な歪変位を精度よく且つ再
現性よく検知するのはなかなか困難である。
イッチ等と連動してオンオフ制御され、この為磁歪セン
サ7の励磁コイル11に励磁電流を印加した状態又は、
印加しない状態で、荷物の積下ろし時の積載量の変動を
検出する事になるが、このような測定方法を採用する
と、荷物を積下ろし時に励磁電流を印加した状態と印加
しない状態の荷重値との間で誤差が出ることが判明し
た。
量及び車両重量を正確かつ安定して測定可能にして、測
定精度を向上せしめることを目的とする。
明する。まず本発明者は、図2(B)に示すようにシャ
ックルピンに挿設した磁歪センサ7に定荷重を変化させ
る都度、印加した状態で、該センサ7の励磁コイル11
への励磁電源をオフからオンに切替え、該オン直後の出
力値(電圧)と、図2(C)に示すように励磁コイル1
1の励磁電源のオン状態を継続しながら得られた出力値
が異なる事を見出し、しかもその誤差は図3(A)に示
すように、Δnが生じたことが理解できた。
のであり、請求項1記載の発明においては、磁歪センシ
ング素子を車両の構成部品の適宜位置に取り付けて車両
の荷重を検出し、車両の積載量、総重量等を測定する車
両荷重測定方法において、図2(A)に示すように、前
記磁歪センシング素子に車両荷重を印加した状態で、前
記センシング素子の励磁コイルへの励磁電源をオフから
オンに切替え、該励磁電源をオン/オフスイッチングパ
ルス状に印加しながら、該オンパルス時に得られた所定
の測定タイミングに基づく荷重検出信号に基づいて前記
車両の荷重検出を行なうとともに、前記オンパルス間隔
毎に得られる前記測定タイミング数とオフパルス間隔に
おける測定タイミング数を異ならせた事を特徴とする。
時のみ前記励磁コイル11に電源印加する構成を取って
もよいが、ソフト及びハード的に繁雑化するために、本
発明においては、前記磁歪センシング素子への励磁電源
をオン/オフスイッチングパルス状に印加しながら、該
センシング素子より荷重検出信号を取り出すように構成
している。
る前記測定タイミング数とオフパルス間隔における測定
タイミング数を異ならせ、前記励磁電源のオン間隔をオ
フ間隔より大なるパルス間隔に設定するのがよく、更に
好ましくは請求項2に記載のように、前記励磁電源のオ
ン/オフスイッチングパルスのパルス発生時期を、前記
測定タイミング間隔に対し、異ならせるとともに、前記
励磁電源の各オンパルス/オフパルス間隔で測定タイミ
ング数が(2〜3:1)になるように設定する、言い換
えれば励磁電源のオン間隔を測定タイミング間隔の略
1.5〜3倍、オフ間隔を1.5倍以下、好ましくは1
倍以下のパルス間隔に設定するのがよい。
磁歪センサ7の検出出力は連続的に取込むのではなく、
図2に示すように任意の測定サンプルタイミングで取込
む。従って前記磁歪センシング素子への励磁電源をオン
/オフスイッチングパルス状に印加した場合、オフ状態
にあるときに前記測定サンプルタイミングが合致した場
合、その部分における荷重検出出力を得る事が出来な
い。
示す同一パルス間隔ではなく、図2(A)に示すごとく
測定タイミング間隔の略1.5〜3倍、オフ間隔を1.
5倍以下、好ましくは1倍以下のパルス間隔に設定する
事により、図2(A)に示すように、1パルス周波数単
位で最小の無効検出出力(1回)の規定精度内の有効検
知出力を2〜3回得ることが出来る。
形態を説明する。但し、この実施形態に記載されている
構成部品及び要素の寸法、材質、形状、その相対的配置
等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲
をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
センサ7が組込まれた車両荷重測定装置の概略ブロック
図で、前輪25側のシャックルピン34に内挿した一対
の磁歪センサ7、後輪20側のトラニオンシャフト3に
内挿した一対の磁歪センサ7、前記夫々のセンサ7より
の検知出力を増幅するとともにV/F変換するアンプ4
1、前記した各入力データ及び記憶データに基づき演算
を行い、荷物の積載量及びこれに自重を加えた車両総重
量等の車両荷重を測定するコントローラ40、及び表示
装置42からなり、そして本実施例は前記各センサ7の
励磁コイル11に印加する電源44との間にスイッチン
グ回路45を介装し、オンオフパルス状のスイッチング
パルス電圧を前記夫々のセンサ7に印加するように構成
する。
わる部分についてのみ説明する。前記コントローラ40
ではたとえば2秒間隔毎に測定タイミングパルス(イネ
ーブル信号)を生起させ、該パルス毎にセンサ7よりの
検出信号をコントローラ40側に取込むように構成して
いる。又コントローラ40では前記測定タイミングパル
スをトリガとして1秒遅延させたタイミングでオンパル
ス幅が4秒、オフパルス幅が2秒になるパルス間隔でス
イッチングパルスを生成し、該スイッチングパルスを前
記スイッチング回路45を構成するトランジスタ(不図
示)のベース側に印加する事により、図2に示すように
磁歪センサ7への励磁電源をスイッチングパルス状に印
加させる事が出来る。
オンパルスが4秒と、測定タイミングパルスの2倍であ
り、又オフパルスは測定タイミングと同一の2秒であ
り、且つ両パルスは1秒ずれているために、励磁電源の
1パルス周波数単位毎に1回の無効検出出力(電圧レベ
ルが0の出力)と、2回の有効検知出力(荷重対応電圧
の出力)を2回得ることが出来る。
イミング毎に前記アンプ41を介してセンサ7より取込
んだ検出出力が0vか否かを判別し0v以外の出力を有
効検知出力としてサンプリングし、所定の演算処理を行
なう。尚、図2において、(C)は非公知の先行技術の
励磁電圧の印加状態、(B)は励磁電源のオン/オフパ
ルスが測定タイミングと同一の2秒に設定した実施例
で、励磁電源の1パルス周波数単位毎に1回の無効検出
出力と、1回の有効検知出力を得ることが出来る。
載量及び車両重量を正確かつ安定して測定可能にして、
測定精度を向上せしめることが出来る。
の測定装置のブロック図、(B)は本発明にに係わる部
分の図1のコントローラの動作説明フロ−チャ−ト図で
ある。
に印加される励磁電源の励磁電圧を示し、(A)は本発
明のベストモードである請求項3記載の発明に対応する
励磁電圧、(B)は本発明の請求項2記載の発明に対応
する実施形態、(C)は非公知の先行技術の励磁電圧を
示す。
ン直後のセンサの検出出力と先行技術のように励磁電源
を印加した状態で繰返しセンサの検出出力との間の出力
誤差を示すグラフ図である。
透視斜視図、(B)及び(C)は剪断力検出センサとし
て適用した例で、(B)は剪断力が作用しない場合の磁
束分布、(C)は剪断力が作用した場合の磁束分布を夫
々示す。
の測定装置の構成図である。
近傍を示す断面図である。
近傍を示す断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 磁歪センシング素子を車両の構成部品の
適宜位置に取り付けて車両の荷重を検出し、車両の積載
量、総重量等を測定する車両荷重測定方法において、 前記磁歪センシング素子に車両荷重を印加した状態で、
前記センシング素子の励磁コイルへの励磁電源をオフか
らオンに切替え、該励磁電源をオン/オフスイッチング
パルス状に印加しながら、該オンパルス時に得られた所
定の測定タイミングに基づく荷重検出信号に基づいて前
記車両の荷重検出を行なうとともに、前記オンパルス間
隔毎に得られる前記測定タイミング数とオフパルス間隔
における測定タイミング数を異ならせた事を特徴とする
車両荷重測定方法。 - 【請求項2】 前記励磁電源のオン/オフスイッチング
パルスのパルス発生時期を、前記測定タイミング間隔に
対し、異ならせるとともに、前記励磁電源の各オンパル
ス/オフパルス間隔で測定タイミング数が(2〜3:
1)になるように設定した請求項1記載の車両荷重測定
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8163899A JP3030357B2 (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 車両荷重測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8163899A JP3030357B2 (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 車両荷重測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09325066A JPH09325066A (ja) | 1997-12-16 |
JP3030357B2 true JP3030357B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=15782940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8163899A Expired - Fee Related JP3030357B2 (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 車両荷重測定方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3030357B2 (ja) |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP8163899A patent/JP3030357B2/ja not_active Expired - Fee Related
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