JP3341657B2 - 車両の積載荷重測定装置 - Google Patents
車両の積載荷重測定装置Info
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Description
搭載する車両において、荷物の積載量を測定する車両の
積載荷重測定装置に関する。
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
にする事が検討されている(例えば実開平6-69759 号公
報参照)。従来の積載荷重測定装置は、積荷等の重量に
よる荷重を受ける部材、例えば、シャックルピンやトラ
ニオンシャフトに磁歪式センサや歪センサ等の荷重セン
サを取付け、これらの部材に加わる車両荷重を検出する
ようになっている。
測定装置は、荷重センサが車両の重量を受けるシャック
ルピンやトラニオンシャフト等に取り付けられ、これら
の部材は車両重量を受ける必要上、いずれもボディ下方
のエンジン、排気管等の各種熱源の近傍に配置されてい
る。このため、各種熱源の熱がシャックルピンやトラニ
オンシャフトに伝達し、走行前後においてその熱伝導に
より、積載重量が同一であるにも拘らず歪量の変化が生
じ、結果として荷重演算値に変化が生じ誤差要因となっ
ていた。このため、荷物の積卸しを行っていないにも拘
らず測定値が変化する問題があり、十分な測定精度が得
られていなかった。
シャフトから遠ざけた位置に配設したとしても、停車中
もしくは走行中における地面からの輻射熱や大気温度に
より、前述と同様に積載重量が同一であるにも拘らず歪
量の変化が生じ、結果として荷重演算値に変化が生じる
ことがあった。このように、積載量が一定であるにも拘
らず温度変化に起因して荷重演算値が変動する現象は、
磁歪式センサや歪センサを使用するものに限らず、エア
スプリングの内圧を検知するもの等、他の方式の荷重セ
ンサでも同様に生じる。
90号公報において、荷重センサの出力変化が小さい時
は、温度変化に起因して出力変化が生じたものと見な
し、最初のセンサ出力に対応して出力変化前の荷重演算
値が演算されるように演算式を補正することで、温度変
化の影響を排除する手法を提案した。しかしながら、こ
の手法を採用した場合、所定値以下のセンサ出力変化は
単純に温度変化によるものと判定されてしまうため、荷
重の測定精度を上記所定値以下のレベルまで向上させる
ことができず、精度向上に限度があった。
で、温度変化が生じても温度変化による測定誤差だけを
排除しながら積載荷重の測定精度も向上できる車両の積
載荷重測定装置を提供することを目的とする。
本発明の請求項1では、車両の停車中において、車両挙
動検出手段に所定値以上の出力変化が生じた場合は荷重
検出手段の出力に基づき所定の演算式により積載荷重を
演算して記憶中の積載荷重を更新し、車両挙動検出手段
の出力変化が所定値に満たない場合は荷重検出手段の出
力に対応して記憶中の積載荷重が演算されるよう演算式
を補正することで、車両の積載状況が変化したことを挙
動検出手段の出力変化で確認した上で、記憶中の積載荷
重を荷重検出手段の出力に基づく積載荷重演算値に更新
することができるようにすると共に、温度変化により荷
重検出手段の出力が変化した場合でも、温度変化以前と
同じ荷重演算値が出力されるようにする。
手段の出力変化が所定値に満たない場合の処理を所定時
間毎に実行し、停車中の消費電力を節減できるようにす
ると共に、温度変化が問題となりやすい時間間隔に合わ
せた効率のよい処理を実現可能にする。
らの荷重検出手段の出力の変化または荷重演算値の変化
が規定値以上の場合、または、挙動検出手段に所定値以
上の出力変化が生じた場合、荷重検出手段の出力に基づ
き所定の演算式により積載荷重を演算して記憶中の積載
荷重を更新するので、これにより、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できるようにし、
挙動検出手段の出力変化が小さい場合でも荷重検出手段
の出力変化または荷重演算値の変化が規定値以上であれ
ば、積載状況が変化したと判定して同様に最新の演算結
果に更新できる。また、所定時点からの荷重検出手段の
出力の変化または荷重演算値の変化が規定値未満で且つ
挙動検出手段の出力変化が所定値に満たない場合、荷重
検出手段の出力に対応して記憶中の積載荷重が演算され
るように演算式を補正することで、積載状況に変化がな
いことを確認した上で温度変化による誤差を的確に排除
できるようにする。
係る車両の積載荷重測定装置の全体構成、図2には積載
荷重測定装置のブロック構成、図3には荷重測定手順を
表すフローチャート、図4、図5には補正処理を表すフ
ローチャート、図6には温度補正を表すフローチャート
を示してある。
a,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に磁歪式センサや
歪センサ等の荷重検出手段としての荷重センサ7a,7
bが設けられている。
ブラケット31とを連結するシャックルピン34、及び
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に一対の荷重センサ7aが取付けられ、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の歪を荷重センサ7aで検知する。そして、後
述する右前軸センサ出力fFR及び左前軸センサ出力fFL
は、左右それぞれのシャックルピン34に取り付けられ
た一対の荷重センサ7aの出力の和となる。
れた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に一対の荷重センサ7bが取付けられ、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の歪を荷重センサ7bで検知する。具体的に
は、トラニオンシャフト3の左右それぞれに荷重センサ
7bが取り付けられており、これらにより、後述する右
後軸センサ出力fRR及び左後軸センサ出力fRLが得られ
る。
た出力信号はアンプ41a,41bにより増幅され且つ
V/f変換され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。
トローラ40の中央制御部50には、温度検知センサ4
5、停車検出手段としてのブレーキ信号検知スイッチ4
6及び車速センサ47、スタータスイッチ48、積載量
表示スイッチ49等の各種信号が入力される。また、中
央制御部50には、車両に発生する上下方向の加速度変
化や車高変化を検出する挙動検出手段としてのGセンサ
61及び車高センサ62の信号が入力される。
bとともにシャックルピン34及びトラニオンシャフト
3に設けられ、荷重センサ7a,7b近傍の温度を的確
に検知可能に構成されている。スタータスイッチ48は
このスイッチ48をONとすることにより、コントロー
ラ40側で車両荷重や運転状態の測定等を開始するトリ
ガ信号として機能する。積載量表示スイッチ49は、こ
のスイッチ49をONすることにより、車速センサ47
よりの車速信号が“0”の場合にのみ前記表示装置42
の表示が積載量表示に変わるようになっている。表示装
置42は、車速信号が“0”の場合に車両の積載量、総
重量等の車両荷重表示がなされ、車速信号が“0”以
外、即ち走行中の場合に種々の運転情報が切り換え可能
に多重表示されるように構成している。
らなる中央制御部50と共に、各種センサ検出出力を受
けて種々の運転状態(各種センサ検出出力)を記憶する
記憶手段52A、及び積載量表示スイッチ49のON信
号と車速センサ47の“0”信号を受けて中央制御部5
0により演算され、車両の積載量、総重量等の車両荷重
を記憶する荷重記憶手段52Bをそれぞれ設けている。
また、荷重記憶手段52Bには荷重演算値Wとともに繰
返し検知タイミングより10秒前の荷重演算値Wa、荷
重演算記憶値WO をそれぞれ記憶される記憶領域が設け
られている。
動作を図3乃至図6に基づいて説明する。尚、図中の記
号は下記の通りである。 fFR:右シャックルピンに挿設した前軸右センサの検出
出力(周波数) fFL:左シャックルピンに挿設した前軸左センサの検出
出力(周波数) fRR:右トラニオンシャフトに挿設した後軸右センサの
検出出力(周波数) fRL:左トラニオンシャフトに挿設した後軸左センサの
検出出力(周波数) fFRO :前軸右センサの検出出力記憶値 fFLO :前軸左センサの検出出力記憶値 fRRO :後軸右センサの検出出力記憶値 fRLO :後軸左センサの検出出力記憶値 T:現在の温度 TO :温度記憶値 WO :荷重演算記憶値(積載量) W:最新検出出力に基づく現在の荷重演算値(積載量)
を簡単に説明する。初期設定後、車速センサ47より車
両が停止状態か走行状態かを検出し、走行状態にあると
きは荷重測定を行わない(S21)。一方車両が停止状
態にあるときは荷重センサ7a,7bの検出出力
(fFR,fFL,fRR,fRL)を検出し(S22)、セン
サ出力記憶値(fFRO ,fFLO ,fRRO ,fRLO )との
差(ΔfFR=(fFR−fFRO)、fFL=(fFL−
fFLO )、ΔfRR=(fRR−fRRO )、ΔfRL=(fRL
−f RLO ))を採る(S23)。
に示すように、ΔfFR…にそれぞれ荷重変換定数(A,
B,C,D)を乗じたものに荷重演算記憶値WO を加え
て最新の荷重演算値Wを得る(S24)。 W=WO +AΔfFR+BΔfFL+CΔfRR+DΔfRL…(1) 尚、荷重変換定数A,B,C,Dは、荷重センサ7a,
7b検出出力(周波数)を荷重演算値に変換するための
定数である。
からの荷重センサ7a,7bのセンサ出力の変化から荷
重変化量を求め、この荷重変化量を荷重演算記憶値WO
に加算することで、最新の荷重演算値Wを求めている。
その後は、最新の荷重演算値Wに基づいて表示装置42
の表示を更新し(S25)、S21以降の処理を繰り返
す。
行して行なわれる補正処理を示すフローチャートで、先
ずスタータスイッチ48がONからOFFに切り換わっ
た場合、もしくはOFFからONに切り換わった場合
(S0)、図6に示す温度補正を実行する(S1)。そ
して、車速センサ47より車速が0km(停止状態)か
ら「>0km」(走行状態)に切り換わったか否かを判
断し(S2)、走行状態に切り換わった場合は、荷重演
算記憶値WO を10秒前の荷重演算値Wに変更して記憶
すると共に、センサ出力記憶値fFRO ,fFLO ,
fRRO ,fRLO を10秒前のセンサ検出出力fFR,
fFL,fRR,fRLに変更して記憶する(S3)。
荷重演算値及びセンサ出力をそれぞれWO ,fFRO ,f
FLO ,fRRO ,fRLO として記憶する理由は、発進時の
車両挙動の影響を受けることなく積載完了時の状態を記
憶し、その後の再積載時における荷重測定の参照値とし
て利用するためである。車速が発進時でない場合は、車
速が走行状態にあるか否かを判断し、走行状態にあると
きは振動歪等が荷重センサ7a,7bに印加されるため
に、温度補正は行わずに前述した動作を繰返す(S
4)。
び車高センサ62に所定値以上の出力変化が生じて車両
が変化した場合(S5)、荷重演算記憶値WO を最新の
荷重演算値Wに変更して記憶する(S6)。その後、f
FRO ,fFLO ,fRRO ,fRL O ,TO を実際のセンサ検
出出力fFR,fFL,fRR,fRL,Tに更新し(S7)、
tO を0分にリセットする。つまり、Gセンサ61及び
車高センサ62に所定値以上の出力変化が生じた場合
は、実際の積載状況に変化があった(積荷の積卸しがあ
った)として荷重センサ7a,7bの出力に基づき前記
(1)式により積載荷重を演算して記憶中の積載荷重を
更新するようになっている。
61及び車高センサ62に所定値以上の出力変化がなく
車両が変化していない状態で(S5)、スタータスイッ
チ48がONからOFFに切り換わった後、もしくはO
FFからONに切り換わった後、所定時間である30分
(tO =30分)経過したか否かを判断し(S8)、3
0分経過した時点でtO を0分にリセットした後、温度
補正を行う(S9)。以下上述した動作を繰返し、車両
停止中に車両が変化していない状態において、tO =3
0分経過する毎に繰返し温度補正を行う。
化が所定値に満たない場合の処理を30分毎に行うの
で、停車中の消費電力を節減づることができると共に、
温度変化が問題となりやすい時間間隔にあわせた効率の
よい処理を実現することができる。
説明する。尚、本実施形態例では、温度変化に起因して
センサ出力変化が発生したことを判断するための規定値
を、温度変化が3℃未満の場合は100kgf、温度変
化が3℃を越える場合は300kgfにそれぞれ設定し
ている。
現在の温度Tと温度記憶値TO (30分前の温度)の差
(|T−TO |)が3℃未満か否かを判定し(S1
1)、3℃未満の場合はこれに対応する規定値として1
00kgfを採用する。荷重センサ7a,7bの30分
前と現在の検出出力に対応する荷重変化「A×|fFR−
f FRO |、B×|fFL−fFLO |、C×|fRR−fRRO
|、D×|fRL−fRLO |」がいずれも100kgf未
満の場合は(S12)、温度変動に基づく熱膨張(収
縮)変化と看做し、言換えれば荷重センサ7a,7bに
は熱膨張(収縮)変化のみが生じ、積載量の変化が生じ
ていないものと看做し、センサ出力記憶値をf FRO ,f
FLO ,fRRO ,fRLO 、温度記憶値TO を現在のセンサ
出力fFR,fFL,fRR,fRL,Tに変更して記憶する
(S13)。
するWO は更新されず、ΔfFR,ΔfFL,ΔfRR,Δf
RLを算出するためのfFRO ,fFLO ,fRRO ,fRLO の
みが最新値に更新されることになるので、ΔfFR,Δf
FL,ΔfRR,ΔfRLは0となり(1)式からは荷重演算
記憶値WO が荷重演算値Wとして出力されることにな
り、実質的に演算式が補正されることになる。即ち、過
去の荷重演算記憶値WOに対して現在のセンサ出力を対
応させて記憶することにより、温度補正を行なってい
る。
B×|fFL−fFLO |、C×|fRR−fRRO |、D×|
fRL−fRLO |」のいずれかが100kgfよりも大き
い場合は、荷重演算記憶値WO を最新の荷重演算値Wに
変更して記憶し(S14)、その後にfFRO ,fFLO ,
fRRO ,fRLO ,TO を更新する(S13)。この場合
は、WO ,fFRO ,fFLO ,fRRO ,fRLO が同時に更
新されるため、最新の荷重演算値Wを求めた時の状況が
記憶されることになり、以後の荷重測定の参照値として
利用されることになるが、記憶される演算値とセンサ出
力との時期は一致しているため、温度補正は行なわれて
いない。
(S11)、これに対応する規定値として300kgf
を採用し、前述と同様に30分前と現在の荷重センサ7
a,7bの検出出力に対応する荷重変化がいずれも30
0kgf未満の場合は(S15)、温度変動に基づく熱
膨張(収縮)変化のみが生じ積載量の変化が生じていな
いものと見做し、荷重演算記憶値WO の更新は行なわな
いので、fFRO ,fFL O ,fRRO ,fRLO ,TO のみを
更新する(S13)。これにより、最新の荷重演算値と
して記憶値WO が出力されるようになり、温度補正が行
なわれたことになる。
B×|fFL−fFLO |、C×|fRR−fRRO |、D×|
fRL−fRLO |」のいずれかが300kgfより大きい
場合は、WO と共にfFRO ,fFLO ,fRRO ,fRLO ,
TO が更新され(S14,S13)、その後の測定の参
照値として利用される(温度補正なし)。
終了し、Gセンサ61及び車高センサ62の出力変化が
所定値に満たない状態が30分経過した後、再び温度補
正処理が命令されると、同様の処理がなされる。
1及び車高センサ62に所定値以上の出力変化が生じた
場合は、荷重センサ7a,7bの出力に基づき(1)の
演算式で積載荷重を演算して記憶中の積載荷重を更新す
るので、車両の状況が変化したことをGセンサ61及び
車高センサ62の出力変化で確認した上で、記憶中の積
載荷重を荷重センサ7a,7bの出力に基づく積載荷重
演算値に更新することができ、信頼性が高く精度のよい
計測が可能になる。
出力変化が所定値に満たない場合は、荷重センサ7a,
7bの出力に対応して記憶中の積載荷重が演算されるよ
う演算式を補正するので、温度変化により荷重センサ7
a,7bの出力が変化した場合でも温度変化以前と同じ
荷重演算値が出力されるようになり、温度変化による荷
重センサ7a,7bの出力変化を演算式の補正により補
償して温度の変化による測定誤差を的確に排除すること
ができる。
変化により荷重センサ7a,7bの出力が変化した場合
のように、荷重センサ7a,7bの出力変化または荷重
演算値の変化が小さい時で、且つGセンサ61及び車高
センサ62の出力変化が所定値に満たない時に演算式を
補正するので、積載状況に変化がないことを確認した上
で温度変化による誤差をより的確に排除することができ
る。また、荷重センサ7a,7bの出力変化または荷重
演算値の変化が小さい場合でも、Gセンサ61及び車高
センサ62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セン
サ7a,7bの出力に基づく最新の演算結果に更新する
ので、積載量変化が少ない場合にも精度よい測定が可能
になる。
おいて、車両挙動検出手段に所定値以上の出力変化が生
じた場合は荷重検出手段の出力に基づき所定の演算式に
より積載荷重を演算して記憶中の積載荷重を更新するよ
うにしたので、車両の積載状況が変化したことを挙動検
出手段の出力変化で確認した上で、記憶中の積載荷重を
荷重検出手段の出力に基づく積載荷重演算値に更新する
ことができる。また、車両挙動検出手段の出力変化が所
定値に満たない場合は荷重検出手段の出力に対応して記
憶中の積載荷重が演算されるよう演算式を補正するよう
にしたので、温度変化により荷重検出手段の出力が変化
した場合でも、温度変化以前と同じ荷重演算値が出力さ
れるようになる。この結果、信頼性が高く精度のよい計
測が可能になると共に、温度変化による荷重検出手段の
出力変化を演算式の補正により補償して温度の変化によ
る測定誤差を的確に排除することが可能になる。
段の出力変化が所定値に満たない場合の処理を所定時間
毎に実行するようにしたので、停車中の消費電力を節減
できると共に、温度変化が問題となりやすい時間間隔に
合わせた効率のよい処理を実現可能となる。
らの荷重検出手段の出力の変化または荷重演算値の変化
が規定値以上の場合、または、挙動検出手段に所定値以
上の出力変化が生じた場合、荷重検出手段の出力に基づ
き所定の演算式により積載荷重を演算して記憶中の積載
荷重を更新するので、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できるようになるし、挙動検出
手段の出力変化が小さい場合でも、荷重検出手段の出力
変化または荷重演算値の変化が規定値以上であれば、積
載状況が変化したと判定して同様に最新の演算結果に更
新できる。また、所定時点からの荷重検出手段の出力の
変化または荷重演算値の変化が規定値未満で且つ挙動検
出手段の出力変化が所定値に満たない場合、荷重検出手
段の出力に対応して記憶中の積載荷重を演算するように
したので、積載状況に変化がないことを確認した上で温
度変化による誤差を的確に排除できるようになる。この
結果、積載量変化が少ない場合にも精度がよい測定が可
能となる。
定装置の全体構成図。
Claims (3)
- 【請求項1】 車両の積載量変化に応じて生じる変形ま
たは歪を検出する荷重検出手段と、車両に発生する挙動
を検出する車両挙動検出手段と、車両が停車状態にある
ことを検出する停車検出手段と、前記荷重検出手段の検
出出力に基づき所定の演算式により積載荷重を演算して
記憶する制御手段とを備え、前記制御手段には、車両の
停車中において、前記車両挙動検出手段に所定値以上の
出力変化が生じた場合は前記荷重検出手段の出力に基づ
き前記所定の演算式により積載荷重を演算して記憶中の
積載荷重を更新し、前記車両挙動検出手段の出力変化が
前記所定値に満たない場合は前記荷重検出手段の出力に
対応して記憶中の積載荷重が演算されるよう前記演算式
を補正する機能が備えられていることを特徴とする車両
の積載荷重測定装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記制御手段には、
前記挙動検出手段の出力変化が所定値に満たない場合の
処理を所定時間毎に実行する機能が備えられていること
を特徴とする車両の積載荷重測定装置。 - 【請求項3】 請求項1において、前記制御手段には、
所定時点からの前記荷重検出手段の出力の変化または荷
重演算値の変化が規定値以上の場合、または、前記挙動
検出手段に所定値以上の出力変化が生じた場合、前記荷
重検出手段の出力に基づき前記所定の演算式により積載
荷重を演算して記憶中の積載荷重を更新し、前記所定時
点からの前記荷重検出手段の出力の変化または荷重演算
値の変化が規定値未満で且つ前記挙動検出手段の出力変
化が前記所定値に満たない場合、前記荷重検出手段の出
力に対応して前記記憶中の積載荷重が演算されるよう前
記演算式を補正する機能が備えられていることを特徴と
する車両の積載荷重測定装置。
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