JP3209137B2 - 連結車用積載荷重測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は連結車用積載荷重測
定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の積載荷重を測定する装置として
は、例えば、実開昭６３−１６８８３８号に、トラクタ
にカプラを介してセミトレーラを連結する車両におい
て、トラクタの後軸にエアサスペンションを備え、前記
エアサスペンションのエア圧を荷重に換算して表示する
表示装置を設けた提案がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記提案のように構成
すると、トラクタの駆動車軸における軸荷重を一応検出
することができるが、エアサスペンションはトラクタ側
の荷重の影響を受けるため、トレーラの積載荷重を正確
に計測することができない問題がある。このため本発明
者は、カプラに負荷される荷重を検知してセミトレーラ
の積載荷重を検知することを検討した。

【０００４】検討の結果、カプラベースを揺動支持する
支持軸の荷重を検出すれば、比較的精度の良い測定が可
能となることが判明したが、カプラベースが過大に揺動
してストッパ当たりを生じると、支持軸だけではなくス
トッパ側にも荷重が分散してしまうため、荷重検出の際
の測定精度が悪化してしまう問題があった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、カプラの支持軸に作用する荷重を検出
してセミトレーラの荷重を測定すると共に、カプラのス
トッパが機能した際には測定精度異常処理を実行して異
常を把握することができるようにした連結車用積載荷重
測定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は次の手段によ
り達成される。

【０００７】請求項１に記載の発明は、セミトレーラを
牽引するトラクタに装着されて上記セミトレーラが連結
されるカプラのカプラベースを揺動自在に支持する支持
軸に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、上記カプ
ラベースの過大揺動変位を規制するために上記カプラに
設けられるストッパが機能した状態を検知するストッパ
当たり検知手段と、上記荷重検出手段の検出出力に基づ
いて上記トラクタに負荷される荷重又は上記セミトレー
ラの積載荷重を演算すると共に、上記ストッパ当たり検
知手段の検知出力に基づいて上記ストッパが機能した状
態を検知すると測定精度異常処理を実行する制御手段
と、を備えたことを特徴とする。このように請求項１に
記載の発明にあって、荷重検出手段は、カプラのカプラ
ベースを揺動自在に支持する支持軸に作用する荷重を検
出して出力し、制御手段は、上記荷重検出手段の検出出
力に基づいてトラクタに負荷される荷重又は上記セミト
レーラの積載荷重を正しく演算する。また、制御手段
は、上記ストッパ当たり検知手段の検知出力に基づいて
上記ストッパが機能した状態を検知したとき測定精度異
常処理を実行する。すなわち、ストッパ当たり検知手段
によりカプラベースが過大に揺動して正しい検出値が出
力されないときを検知し、このときに測定精度異常処理
を実行することにより、検出精度の低下を防止する。こ
のため、トラクタに負荷される荷重又はセミトレーラの
積載荷重の正確な測定が可能となり、ストッパ当たりに
起因した精度低下状態に適切に対処できる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記演算結果を表示する表示手段を更
に有し、上記制御手段は、上記ストッパ当たりが生じた
場合は、上記測定精度異常処理として演算結果の表示を
中止してストッパ当たりが生じたこと上記表示手段に警
報表示することを特徴とする。係る請求項２に記載の発
明にあっては、ストッパ当たりが生じていることを容易
に認識することができるようになる。

【０００９】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、上記演算結果を記録する記録手段
を更に有し、上記制御手段は、上記ストッパ当たりが生
じた場合は、上記測定精度異常処理として上記記録手段
にストッパ当たりが生じたこと記録することを特徴とす
る。請求項３記載の発明では、記録手段にストッパ当た
りが生じたことを記録するので、記録の信頼性が増す。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る連結車用積
載荷重測定装置の一実施形態を添付図面を参照して詳細
に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成
部品の寸法、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、単なる説明例に過ぎない。

【００１１】まず、図１を参照しつつ連結車両の連結構
造について詳述するに、トラクタ１のシャシフレーム２
後部にはカプラ３が装着され、このカプラ３を介してト
ラクタ１にセミトレーラ４が連結されている。カプラ３
には、図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、主として
トラクタ１のシャシフレーム２に固定されたベースプレ
ート５と、このベースプレート５に車体のピッチング及
びローリング方向に対して揺動自在にカプラベース６を
軸支するための支持軸を備えている。

【００１２】上記支持軸は、具体的には、車体ピッチン
グ方向への揺動を許容するビームシャフト７と、車体ロ
ーリング方向への揺動を許容するローリングシャフト８
からなり、ビームシャフト７は、ベースプレート５に固
定された一対のブラケット９，９に設けられた軸受に、
ローリングシャフト８は、ビームシャフト７中央部に形
成された軸支孔１０にそれぞれ軸支されている。そして
このカプラベース６には、その下面前後に相対峙させて
形成された一対のボス１１，１１に上記ローリングシャ
フト８を通す嵌合孔１２が形成され、これら嵌合孔１２
と上記ローリングシャフト８中央部の軸支孔１０とに、
ローリングシャフト８を挿通するようになっている。

【００１３】また、上記カプラ３には、更に、カプラベ
ース６の揺動範囲をトレーラ４の偏積載を防止する範囲
内に規制すべくストッパ１３，１３が設けられ、走行時
の振動の緩衝や、連結・積載時の衝撃力の緩和のため緩
衝手段１４が設けられると共に、更に、上記カプラベー
ス６の過大揺動変位を規制するため、上記ストッパ１３
が機能した状態を検知するストッパ当たり検知手段１５
が設けられている。

【００１４】上記ストッパ１３，１３は、例えば、カプ
ラベース６からベースプレート５側へ突出させて、その
先端が、例えば、上記ブラケット９，９の上面と当接す
るように形成され、上記緩衝手段１４はビームシャフト
７とカプラベース６下面との間に介設され、コイルバ
ネ、引張りばね、ゴム等から構成されている。

【００１５】また、上記ストッパ当たり検知手段１５
は、内部接点（図示せず）を有する筒状の本体１５ａ
と、この本体１５ａに対して出没自在に収容され、その
没時に内部接点をＯＦＦからＯＮに切換え、出時に、Ｏ
ＮからＯＦＦに切換えるスプリングリターン式の入力部
材１５ｂから構成され、上記ベースプレート５に対して
は車幅方向の両側に、また必要に応じてフロントとリヤ
とに一対配設される。

【００１６】各ストッパ当たり検知手段１５は、各入力
部材１５ｂがストッパ１３の下面からブラケット９側へ
突出してその上面と当接するように、且つ、ブラケット
９がストッパ１３の先端と当接する適宜手前から当接す
るまでの間で、内部接点をＯＦＦからＯＮに切換えるよ
うに、例えば、本体１５ａをストッパ１３内に埋没させ
て設けられ、上記ブラケット９，９の押圧により入力部
材１５ｂがＯＮ／ＯＦＦ作動するよう構成される。

【００１７】そして、上記トラクタ１又は上記セミトレ
ーラ４の積載荷重を高い精度で検出するため、負荷を剪
断力として検出し得るピン／シャフト、具体的には、図
１に示されるように、上記カプラ３のカプラベース６を
軸支する支持軸、例えばローリングシャフト８、及び、
セミトレーラ４の後部を支持するレイコ式サスペンショ
ン２６のイコライザピン３２にそれぞれ荷重センサ１６
が取付られる。

【００１８】一方、セミトレーラ４においては、後輪３
軸の車輪構成のためレイコ式サスペンション２６が採用
されている。

【００１９】一般にレイコ式サスペンション２６では、
荷台フレーム２９の車軸３０ａ，３０ｂ，３０ｃの前方
と後方とにそれぞれブラケット３１ａ，３１ｂ，３１
ｃ，３０ｄが固設される。そして図３に示すように、そ
の中間のブラケット３１ｂにイコライザピン３２を介し
てイコライザビーム３３が軸支され図示しない中間のブ
ラケット３１ｃにも同様にイコライザピン３２を介して
イコライザビーム３３が軸支される。そして、中間のブ
ラケット３１ｂ，３１ｃの前後に位置するイコライザビ
ーム３３両端にそれぞれ支持される。また、各リーフス
プリング３４の両端部上面と各ブラケット３１ａ…との
間にはこれらに摺接させてスライドシート３７が設けら
れる。そして各リーフスプリング３４の中央部はＵボル
ト１９及び固定板３８を介してアクスル３９に固定さ
れ、前部側の固定板３８と各アクスル３９より前方のブ
ラケット３１ａ〜３１ｃとはラジアスロッド４０で連結
されている。

【００２０】図４（ａ），（ｂ）は上記各イコライザピ
ン３２、ローリングシャフト８に対する荷重センサ１６
の取付構造の一実施の形態を示している。図示されるよ
うに、イコライザピン３２、ローリングシャフト８の軸
芯部には、それぞれシャフト端面より開口してセンサ取
付孔４１が形成され、これらセンサ取付孔４１に荷重セ
ンサ１６が嵌合され固定されている。

【００２１】これら荷重センサ１６…は、例えば、パー
ライト等の強磁性材料から成る板状のセンサ本体に、駆
動コイルと出力コイルとを互いに直交させて巻き付けた
もので、上記センサ取付孔４１内にそのセンサ本体の板
面が沿うように配設される。この場合、センシングの感
度を良くし、ゲインの向上を図るため、各荷重センサ１
６…は、各イコライザピン３２、ローリングシャフト８
の剪断応力線図に基づく最大剪断力の範囲内にその検出
中心を位置させて配置される。また、偏荷重による測定
精度の低下を防ぐため、各荷重センサ１６…は各イコラ
イザピン３２、ローリングシャフト８に対してその両端
部内に一対配設されるが、このような偏心による測定精
度の低下の虞がない場合は、一方の端部側のみに配設し
ても構わない。また、カプラ３において、ローリングシ
ャフト８に荷重センサ１６を配設したのは、車両の駆動
及び制動時に作用する車両前後方向荷重の影響、ベース
プレート５等の捩りの影響がほとんどなく、荷重センサ
１６を組込んでも充分な強度を維持することができるか
らである。従って、ビームシャフト７の強度が充分であ
れば、ビームシャフト７内に組込んで積載荷重を検出す
ることも可能である。

【００２２】次に、上記荷重センサ１６の検出出力を演
算処理し連結車両の積載重量を表示するシステムを図
１，図６を参照して説明すれば、上記センサ取付孔４１
から引出された信号線は増幅のため必要に応じて個々に
アンプ４５に接続される。そして各アンプ４５はコント
ローラ４６にその増幅信号を入力するよう信号線を介し
て接続されている。

【００２３】このコントローラ４６は、ＣＰＵ等の演算
処理部、入出力部、メモリ等を有し、キャブ内に設置さ
れたＬＣＤ等の表示装置４７、上記ストッパ当たり検知
手段１５に対してそれぞれ信号線を介して接続される。

【００２４】そして、このコントローラ４６の演算処理
部は、基本的には、上記各アンプ４５…で増幅された各
荷重センサ１６…の検出出力に基づいて上記セミトレー
ラ４の積載荷重を演算した後、この演算値を、図５に示
したトラクタ１の繰舵角を検出する繰舵角センサ４８、
トラクタ１の車体傾斜角を検出する車体傾斜角検出セン
サ４９、上記各イコライザピン３２、ローリングシャフ
ト８の熱膨張、熱収縮に関与する温度（気温等）を検出
する温度センサ５０、トラクタ１とセミトレーラ４との
連結角を検出する連結角センサ５１、トレーラ４の傾斜
角を検出する傾斜角検出センサ５２等の運転状態を示す
各入力情報に基づく補正値により補正し、これを真の荷
重値として上記表示装置４７に出力して表示させるよう
構成されている。もちろん、この補正は、予め、試験に
より求められ、マップとしてメモリに書込まれている。

【００２５】なお、コントローラ４６の詳細は図５のよ
うにトラクタＥＣＵとトレーラＥＣＵとにより構成され
ており、トレーラ４側の荷重センサ出力に基づく測定値
をトレーラＥＣＵ内で一旦演算した後、この情報をトラ
クタＥＣＵに送り、トラクタＥＣＵ内でトレーラＥＣＵ
からの情報とローリングシャフト８に設けた荷重センサ
１６の出力とからセミトレーラ４の積載荷重を演算する
ものとなっている。そしてこのようにトラクタＥＣＵと
トレーラＥＣＵとを設けることにより、トラクタ１とト
レーラ４との間の配線数を減少させている。

【００２６】そして、上記ストッパ当たり検知手段１５
の検知出力に基づいて上記ストッパ１３が機能した状態
を検知すると測定精度異常処理を実行するよう構成され
ている。このように、測定精度異常信号を出力するの
は、図７に示したように、セミトレーラ４の荷台に右積
み、あるいは左積みした場合と、中央積みの場合とを比
べると測定誤差が生じ、予定した積載量の積載ができな
くなる結果に基づく。上記コントローラ４６の実行する
測定精度異常処理としては、上記ストッパ当たりが検知
された場合、表示装置４７に対する荷重信号の入力を禁
止して荷重表示を停止し、この表示切換えによって、積
載者、管理者に対してセミトレーラ４の偏積載を警告す
るものである。

【００２７】勿論、測定精度異常処理として、表示停止
と共に、表示装置４７に出力して偏積載表示を表示させ
る処理、警報ブザー，警告ランプ等に作動信号を出力し
て偏積載を警告する処理、及び、ストッパ当たりとこの
時の演算情報を偏積載の情報としてメモリ等の固定記録
装置（記録手段）４８又は着脱可能な固定記憶装置に記
録し、履歴として保存するようにして積荷管理の改善が
喚起されるようにしても構わない。

【００２８】次に、上記コントローラ４６の基本的な制
御を図５のブロック図と図６のフローチャートを参照し
て説明する。

【００２９】まず、コントローラ４６は、ステップＳ１
でカウンタを０に初期化してステップＳ２に進み、積載
荷重測定のためのスイッチ６０（図５参照）がＯＮかＯ
ＦＦかを判断する。ＯＦＦのときは、ＯＮとなるまでル
ーチンを繰返す。ステップＳ２でスイッチ６０がＯＮと
なると次のステップＳ３に進み、ここで車速センサ５６
の信号に基づいて、車速は０Ｋｍか否か、また車速０Ｋ
ｍの状態が１０ｓｅｃ続いたか否かを検出して、セミト
レーラ連結車が停止しているかどうかを確認する。

【００３０】このステップＳ３により連結車の停止が確
認されると、ステップＳ４ａ，ステップＳ４ｂに分れて
それぞれトラクタ１及びセミトレーラ４の車体傾斜角セ
ンサ４９，５２の検出信号からトラクタ１の車体傾斜角
θ1，及びセミトレーラ４の車体傾斜角θ2を得、その
後、ステップＳ５ａ，ステップＳ５ｂに進んでトラクタ
１の荷重センサ１６の検出出力（Ｗ1）、セミトレーラ
４の荷重センサ１６の検出出力（Ｗ2）を得る。そし
て、この後、ステップＳ６ａ，Ｓ６ｂに進む。

【００３１】ステップＳ６ａでは、トラクタ１及びセミ
トレーラ４の車体傾斜角θ1，θ2及びトラクタ１の荷重
センサ１６の検出出力（Ｗ1）、セミトレーラ４の荷重
センサ１６の検出出力（Ｗ2）を下式（１），（２）に
代入してまずトラクタ１側（カプラ３側）の荷重（Ｗ
ｆ），セミトレーラ４側（イコライザピン３２側）の荷
重（Ｗｒ）を求め、次にこれらトラクタ１側の荷重（Ｗ
ｆ），セミトレーラ４側の荷重（Ｗｒ）を下式（３）に
代入して、セミトレーラの積載荷重（Ｗ）を演算する。

【００３２】 トラクタ側の荷重（Ｗｆ）＝Ｗ1／ｃｏｓθ1 …（１） セミトレーラ側の荷重（Ｗｒ）＝Ｗ2／ｃｏｓθ2 …（２） セミトレーラの積載荷重（Ｗ）＝Ｗｆ＋Ｗｒ …（３）

【００３３】一方、ステップＳ６ｂでは、ストッパ当た
り検知手段１５のＯＮ／ＯＦＦにより、カプラ３でスト
ッパ当たりが生じているか否か、すなわち、セミトレー
ラ４の荷台が車体ローリング方向に異常に傾いているか
否かを検出し、上記ストッパ当たり検知手段１５がＯＮ
でストッパ当たりが生じている場合は、ステップ７に進
んで、表示装置４７に対して異常処理信号を出力して荷
重表示の禁止信号と共に偏積載の警報表示信号を入力し
て偏積載の表示を行わせる。また、同時に、運行記録
計、すなわち上記固定記録装置４８に、ストッパ当たり
と、このときの積載荷重を記録し、履歴を保存する。勿
論、この場合、警報表示と共にブザー、警告ランプに作
動信号を出力して警報及び警告ランプの点灯を行い運転
者、作業管理者に一層の注意を喚起することも可能であ
る。

【００３４】ステップ７後、ステップ８に進んで経過時
間の計算（ｔ＝ｔ＋１）を行い、ステップ９に進んで経
過時間が２ｓｅｃ以上か否かを判定し、２ｓｅｃ以上の
ときは、ステップ１０に進んでカウンタを０とした後、
ステップ２に進んで再度、連結車の積載荷重を測定す
る。つまり、２ｓｅｃ毎に積載荷重の値を更新し、かつ
偏積載の有無を監視することにより、信頼性の高い積載
を行うのである。尚、積載荷重を測定する場合は荷台が
空の状態で荷重設定装置５２（図１参照）で”０”較正
すれば良い。

【００３５】なお、本発明は上記実施形態に何等、限定
されるものでなく、カプラ３側にのみ荷重センサ１６を
設けてトレーラ４側からトラクタ１側に負荷される荷重
（第５輪荷重）を測定するものとしても良い。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したことから明らかなように
本発明によれば、次の如き優れた効果を発揮する。

【００３７】（１）カプラの支持軸に作用する荷重に基
づいてトラクタに負荷される荷重又はセミトレーラの積
載荷重を演算するように構成したので、正確な測定が可
能となる。また、カプラにストッパ当たりが生じた際に
は測定精度異常を実行して正しい状態での測定がなされ
るよう構成したので、測定の精度及び信頼性を可及的に
向上することができる（請求項１）。

【００３８】（２）ストッパ当たりが生じた場合は、上
記測定精度異常処理として演算結果の表示を中止してス
トッパ当たりが生じたことを上記表示手段に警報表示す
るよう制御手段を構成したので、ストッパ当たりが生じ
ていることを容易に認識して、正しい状態での測定を行
うことができる（請求項２）。

【００３９】（３）更に、上記演算結果を記録する記録
手段を有し、上記制御手段が上記ストッパ当たりが生じ
た場合は、上記測定精度異常処理として記録手段にスト
ッパ当たりが生じたこと記録するように構成したので、
正しい状態での測定を促すことができ、その測定に対す
る信頼性を可及的に高めることができる（請求項３）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る連結車と荷重測定装置との関係
を示すシステム構成図である。

【図２】 本発明に係る連結車のカプラを示し、図２
（Ａ）はトレーラ後方から見たカプラの断面図、図２
（Ｂ）はトレーラ側方から見たカプラの一部破断側面図
である。

【図３】 トレーラのレイコ式サスペンションを示す要
部詳細側面図である。

【図４】 本発明に係るカプラのローリングシャフト及
びレイコ式サスペンションのイコライザピンに対する荷
重センサの取付位置を示す図である。

【図５】 本発明に係る荷重測定装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】 本発明に係るコントローラの制御内容の一実
施形態を示すフローチャート図である。

【図７】 トレーラの荷台に対する積荷位置に対する測
定荷重の変化を示す比較図である。

【符号の説明】

１ トラクタ ３ カプラ ４ セミトレーラ ６ カプラベース ７ ビームシャフト（支持軸） ８ ローリングシャフト（支持軸） １３ ストッパ １５ ストッパ当たり検知手段 １６ 荷重センサ（荷重検出手段） ４６ コントローラ（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−54752（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−254457（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−318405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−38175（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−148838（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−167776（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−92681（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01G 19/08 - 19/12 B60P 5/00 B62D 53/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セミトレーラを牽引するトラクタに装着
   されて上記セミトレーラが連結されるカプラのカプラベ
   ースを揺動自在に支持する支持軸に作用する荷重を検出
   する荷重検出手段と、 上記カプラベースの過大揺動変位を規制するために上記
   カプラに設けられるストッパが機能した状態を検知する
   ストッパ当たり検知手段と、 上記荷重検出手段の検出出力に基づいて上記トラクタに
   負荷される荷重又は上記セミトレーラの積載荷重を演算
   すると共に、上記ストッパ当たり検知手段の検知出力に
   基づいて上記ストッパが機能した状態を検知すると測定
   精度異常処理を実行する制御手段と、 を備えたことを特徴とする連結車用積載荷重測定装置。
2. 【請求項２】 上記演算結果を表示する表示手段を更に
   有し、 上記制御手段は、上記ストッパ当たりが生じた場合は、
   上記測定精度異常処理として演算結果の表示を中止して
   ストッパ当たりが生じたこと上記表示手段に警報表示す
   ることを特徴とする請求項１記載の連結車用積載荷重測
   定装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の連結車用積載荷重測定装
   置において、 上記演算結果を記録する記録手段を更に有し、 上記制御手段は、上記ストッパ当たりが生じた場合は、
   上記測定精度異常処理として上記記録手段にストッパ当
   たりが生じたこと記録することを特徴とする請求項１記
   載の連結車用積載荷重測定装置。