JP3282534B2 - 車両の積載荷重測定装置 - Google Patents

車両の積載荷重測定装置

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JP3282534B2 JP07896697A JP7896697A JP3282534B2 JP 3282534 B2 JP3282534 B2 JP 3282534B2 JP 07896697 A JP07896697 A JP 07896697A JP 7896697 A JP7896697 A JP 7896697A JP 3282534 B2 JP3282534 B2 JP 3282534B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はトラック等の荷物を
搭載する車両において、荷物の積載量及び/又はこれに
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
重測定装置に係り、特に車両の積載荷重の変化に応じて
歪を生じる部材に装着された複数の磁歪式荷重センサの
出力に基づき車両の積載荷重を測定する車両の積載荷重
測定装置に関する。
【0002】近年トラック等の大型車両に対し過積載を
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。
【0003】たとえば本出願人は先に特願平7ー273
524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
側は、ブラケット31とリーフスプリング26aの前端
とを結合するシャックルピン34、後輪側はトラニオン
ブラケット22に支承されるトラニオンシャフト23に
磁歪式センサ等の荷重センサ1a、1bを取付け、これ
らの部材に加わる車両荷重を検出する車両荷重測定装置
を提案している。即ち、車両バネ上荷重に比例して変形
するシャックルピン34やトラニオンシャフト23の歪
を前記荷重センサで検知し、前記夫々のセンサで得られ
た出力信号をアンプ41a、41bにより増幅して車両
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42に表示するものであ
る。
【0004】そしてこのような荷重センサの取り付け構
造として例えば図3(A)に示すように(図3は本発明
の実施例である)前輪25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
16を穿設し、該軸穴16内に荷重センサ1a、1b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の歪を前記荷重センサ1a、
1bで検知するものであり、又後輪20側も同様に、図
5に示すように、トラニオンブラケット22に支承され
るトラニオンシャフト23の中心線上に、軸方向に沿っ
て穿設した軸穴16内に荷重センサ1a、1bを嵌合配
置するが、そのセンシング精度を向上させるために、荷
重センサ1a、1bを複数、例えば剪断歪みが一番大き
いP2及びP1点に、夫々1つずつ配設している。
【0005】なお、磁歪式センサ1a、1bは、図4
(先願技術)に示すように、パーマロイ等の強磁性体
(磁歪材)の薄肉板10に、縦方向と横方向に十字にコ
イル線を巻回して、励磁用コイル11と出力用コイル1
2を力の作用方向と45°の方向に互いに直交して構成
するために励磁用コイル11に電力を供給する駆動用線
14と、出力用コイル12よりの検知信号を収受する検
知用線13とを有して構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記セン
サ1a、1bはシャックルピンやトラニオンシャフト等
のピン軸孔に、而も剪断歪みが一番大きいP2及びP1
という相当深い位置に圧入して配設する必要があるため
に、前記圧入による薄肉板変形等により薄肉板の透磁率
等が変化し、結果としてこれらの圧入状態のばらつきに
より夫々のセンサ1a、1bの荷重に対する出力勾配が
変動し、そして出力勾配の異なるセンサ1a、1bを直
列(並列)接続して荷重計測を行なっても精度よい荷重
計測が出来ない。例えば、図2の(A)のようにセンサ
1a、1b間に出力特性の差が生じていると、両センサ
にWo の均等荷重が作用している状況下では出力の合計
はVao+Vbo となるが、積載状態の変動等により両セ
ンサ間の分担荷重がΔWずつ増減したとすると(分担荷
重の合計がWo +Wo であることに変わりはない)。両
センサの出力合計はVa1 +Vb1 となる。そして、Va1
+Vb1 ≠ Vao +Vboであり、ΔVの出力差が生じる
ことは図2(A)から容易に理解できる。即ち、複数の
センサ間に出力特性の差が生じていると、合計の荷重は
同じでも分担荷重が異なれば測定値が変動することにな
り精度よい荷重検知が困難になる。
【0007】本発明は、複数の磁歪センサの出力に基づ
き車両の積載荷重を測定する車両の積載荷重測定装置に
おいて、前記夫々のセンサの(検知)出力勾配を略同一
にし、これにより精度よい荷重検知を可能とする荷重測
定装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる技術課題
を解決する為に、車両の積載荷重の変化に応じて歪を生
じる部材に装着された複数の磁歪式荷重センサの出力に
基づき車両の積載荷重を測定する車両の積載荷重測定装
置よりなり、前記部材へ各磁歪式荷重センサを装着後に
前記夫々のセンサの出力特性をほぼ一致させるように、
補正抵抗を前記センサの検知用線側に配線するととも
に、 前記複数の磁歪式荷重センサは車両の積載荷重の変
化に応じて歪を生じる部材に設けられたセンサ取付孔に
装着され、 前記補正抵抗を、前記センサ取付孔の開口端
側に設けたことを特徴とする。これにより前記した複数
のセンサの出力特性が略一致し、精度よい荷重検知が可
能になるとともに、前記補正抵抗の取り付け部が前記セ
ンサ取付孔の開口端側に位置しているために、前記補正
抵抗を外付けで容易に取り付け若しくは交換が出来るた
めに、センサの経年劣化等の場合のメインテナンスが容
易化する。
【0009】そして前記複数のセンサを直列に接続し、
複数の磁歪式荷重センサの合成出力に基づき積載荷重を
測定する場合においては、出力の高い側のセンサに前記
補正抵抗を並列接続させるのが良い。この場合、センサ
側の接続するリード線(駆動用線のプラス側とマイナス
側、検知用線のプラス側とマイナス側)が4本で足り、
配線の煩雑化を防止することができる同時に、複数の
センサの出力特性を簡単に略一致させることができ、極
めて単純な配線構成でありながら、高い測定精度の確保
を実現させることができる。また補正抵抗は、センサ取
付孔の開口端側に設けることが好ましい。従って請求項
3記載の発明は、前記複数のセンサを直列に接続し、前
記複数の磁歪式荷重センサの合成出力に基づき車両の積
載荷重を測定すると共に、出力が高い側のセンサに前記
補正抵抗が並列接続されていることを特徴とし、更に請
求項4記載の発明は、前記複数の磁歪式荷重センサは車
両の積載荷重の変化に応じて歪を生じる部材に設けられ
たセンサ取付孔に装着され、 前記補正抵抗を、前記セン
サ取付孔の開口端側に設けたことを特徴とする。
【0010】この場合、前記センサ取付孔の開口端側に
位置しているために、前記補正抵抗を外付けで容易に取
り付け若しくは交換が出来るために、センサの経年劣化
等の場合のメインテナンスが容易化する。従って請求項
2記載の発明は、前記補正抵抗は、前記部材へ各磁極式
荷重センサを装着した後に配設されることを特徴とす
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。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
明例にすぎない。
【0012】図4は本発明に適用される磁歪式センサ1
a、1bの構造を示し、パーマロイ等の強磁性材からな
る方形の薄肉板10の中央部に、十字方向に4個の小さ
な孔19を穿孔すると共に、その4つの孔19に縦方向
と横方向に十字にコイル線を互いに直交して挿通巻回し
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°の方向に位置するように構成する。そして前
記のように構成したセンサ本体を、管状ホルダ1内に収
納し、該管状ホルダ1と薄肉板10とをスポット溶接に
て固設する。
【0013】そして前記のように構成されたセンサ1
a、1bをシャックルピン34やトラニオンシャフト等
のピン軸孔6に、而も剪断歪みが一番大きいP2及びP1
点に圧入して配設し(図3参照)、そして図1(A)に
示すように、夫々のセンサ1a、1bの励磁用コイル1
1に電力を供給する駆動用線14を、アンプ41のプラ
ス側の電源とアース側間に直列接続している。又夫々の
センサ1a、1bの出力用コイル12よりの検知信号を
収受する検知用線13についても、アンプ41のプラス
側検出端子とマイナス側検出端子間に直列接続してい
る。
【0014】そして前記実施形態において、2つのセン
サ1a、1b夫々の検知電圧(出力電圧)と荷重変化と
の関係をグラフに取ってみると、図2(A)に示すよう
に、前記軸孔6の圧入により夫々のセンサ1a、1bの
荷重に対する出力勾配が変化し、そして出力勾配の異な
るセンサ1a、1bを直列接続して荷重計測を行なって
も精度よい荷重計測が出来ないことが理解できる。
【0015】そして本実施形態においては、前記センサ
1a、1bを直列に接続した場合に、センサ1a、1b
を圧入後、両センサの出力を計測し、センサ1a、1b
のうち出力が高い側に後付けの補正抵抗2を並列接続し
て、図2(B)に示すように、前記2つのセンサ1a、
1bの出力勾配を一致させている。
【0016】図1(B)は駆動用線14を直列接続、検
知用線13を並列接続した実施例で、夫々のセンサ1
a、1bの励磁用コイル11に電力を供給する駆動用線
14を、アンプ41のプラス側の電源とアース側間に直
列接続している点については、前記実施例と同様である
が、夫々のセンサ1a、1bの出力用コイル12よりの
検知信号を収受する検知用線13については、アンプ4
1のプラス側検出端子とマイナス側検出端子を夫々2つ
設け、夫々のセンサ1a、1b毎にアンプ41側で検出
出力を取込み、前記2つのセンサ1a、1bの検知出力
をアンプ41側若しくはコントローラ側で加減算等の演
算処理にて合成して荷重検知を行っている。
【0017】この場合も出力勾配を一致させるために、
一方のセンサ1a、1bのうち出力が高い側に補正抵抗
2を並列接続している。
【0018】図3は前記図1に示すセンサ1a、1bと
補正抵抗2の取り付け状態を示し、シャックルピン34
の中心軸線に沿ってピン軸孔6を貫設し、図3に示す1
対のセンサ1a、1bを剪断歪みが一番大きいP2及び
1点に圧入するとともに、リード線(駆動用線14と
検知用線13)を図1に示すように直列接続して前記軸
孔6内に挿設する。又前記リード線(駆動用線14と検
知用線13)が引出されるセンサ取付孔6の一側開口端
を段部を介して拡径し、該拡径部60に図2(C)に示
す円板状の基板61を固設し、該基板61に前記リード
線(駆動用線14と検知用線13)端を夫々接続すると
ともに、その検知用線13端に図1(A)の回路構成に
なるように補正抵抗2(チップ抵抗)を配設する。尚、
図中64は前記基板61を固定するために、拡径部60
に螺着したカップリング、65は前記基板61より引出
されたハーネスである。
【0019】かかる実施例によれば、前記チップ抵抗2
の取り付け部が前記軸孔6の開口端側の拡径部60に螺
着されたカップリング64により取外し可能に構成され
ているために、前記チップ抵抗2を取り付けた基板を容
易に取り付け若しくは交換が出来、センサ1a、1bの
経年劣化等の場合のメインテナンスが容易化する。
【0020】
【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、後付
けの抵抗により夫々のセンサの出力特性をほぼ一致させ
るようにしたので、センサの装着状態の影響により複数
のセンサ間で出力特性差が生じるような場合でも、簡単
にその差を是正することができ、精度よい荷重検知が可
能になる。又本発明によれば、前記補正抵抗の取り付け
部が前記センサ取付孔の開口端側に位置しているため
に、前記補正抵抗を外付けで容易に取り付け若しくは交
換が出来るために、センサの経年劣化等の場合のメイン
テナンスが容易化する。また、本発明によれば、極めて
単純な配線構成でありながら、簡単にセンサ間の出力特
性差を是正して高い測定精度を確保できる
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態にかかる2つのセンサと補
正抵抗の結線状態を示す回路構成図で、(A)は駆動用
線14と検知用線を直列接続した実施例、(B)は駆動
用線14を直列接続、検知用線を並列接続した実施例を
夫々示す。
【図2】 (A)は2つのセンサ夫々の検知電圧(出力
電圧)と荷重変化との関係をグラフ図、(B)は、前記
一のセンサに補正抵抗を並列接続して、前記2つのセン
サの出力勾配を一致させた荷重変化との関係を示すグラ
フである。
【図3】 (A)は本発明の実施形態にかかる、車両に
おける前輪側の荷重センサの取付部近傍を示す断面図
で、(B)はその補正抵抗取り付け側の要部拡大図、
(C)は補正抵抗が取り付けられる基板を示す。
【図4】 本発明の実施例に適用される磁歪式センサの
構造を示し、管状ホルダに挿入した状態を示す。
【図5】 本発明が適用される車両荷重測定装置のブロ
ック図である。
【符号の説明】
1a、1b 磁歪センサ 2 補正抵抗 6 軸孔(センサ取付孔) 13 検知用線 14 駆動用線 31 ブラケット 34 シャックルピン 60 拡径部 61 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−285667(JP,A) 特開 平7−324967(JP,A) 特開 昭61−145427(JP,A) 特開 平8−313332(JP,A) 実開 平5−45537(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01G 19/12 G01G 3/15 G01L 1/00 G01L 1/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の積載荷重の変化に応じて歪を生じ
    る部材に装着された複数の磁歪式荷重センサの出力に基
    づき車両の積載荷重を測定する車両の積載荷重測定装置
    よりなり、 前記部材へ各磁歪式荷重センサを装着後に前記夫々のセ
    ンサの出力特性をほぼ一致させるように、補正抵抗を前
    記センサの検知用線側に配線するとともに、 前記複数の磁歪式荷重センサは車両の積載荷重の変化に
    応じて歪を生じる部材に設けられたセンサ取付孔に装着
    され、 前記補正抵抗を、前記センサ取付孔の開口端側に設けた
    ことを特徴とする車両の積載荷重測定装置。
  2. 【請求項2】 前記補正抵抗は、前記部材へ各磁極式荷
    重センサを装着した後に配設されることを特徴とする請
    求項1記載の車両の積載荷重測定装置。
  3. 【請求項3】 前記複数のセンサを直列に接続し、前記
    複数の磁歪式荷重センサの合成出力に基づき車両の積載
    荷重を測定すると共に、出力が高い側のセンサに前記補
    正抵抗が並列接続されていることを特徴とする請求項1
    記載の車両の積載荷重測定装置。
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