JP3456317B2 - 車両積載重量測定装置 - Google Patents
車両積載重量測定装置Info
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Description
【発明の属する技術分野】本発明は車両積載重量測定装
置に関し、特に車両が走行する前にその積載重量を測定
する装置に関するものである。
置に関し、特に車両が走行する前にその積載重量を測定
する装置に関するものである。
【０００１】
【従来の技術】車両の走行前に積載重量を測定する装置
としては、車両を軸重計に乗せるもの（特開昭５９−２
０４７２４号公報）があるが、この装置では車両走行前
に重量測定を行うことは出来るものの、一般的にはこの
装置を車両に搭載することが出来ない。
としては、車両を軸重計に乗せるもの（特開昭５９−２
０４７２４号公報）があるが、この装置では車両走行前
に重量測定を行うことは出来るものの、一般的にはこの
装置を車両に搭載することが出来ない。
【０００２】また、トラックの荷台の床面に感圧導電シ
ート等のセンサを配置し、それぞれのポイントの積荷の
荷重を積算する方式も知られているが、この場合にはセ
ンサの性能、耐久信頼性、測定精度等で実用性が劣って
しまう。
ート等のセンサを配置し、それぞれのポイントの積荷の
荷重を積算する方式も知られているが、この場合にはセ
ンサの性能、耐久信頼性、測定精度等で実用性が劣って
しまう。
【０００３】一方、車高の変位量（アクスルとシャシフ
レームの間の変位量）を測定し、その交流成分からバネ
の振動基本周波数を求め、これとバネ定数との関係から
車両重量を演算する方式も知られている（特開昭６３−
２２２２２６号公報等）が、この場合には、アクスルと
シャシフレームとの間の変位量Ｘと積載重量ｍとの関係
に図１２に示すようなヒステリシス特性が存在し、この
ことを考慮すると正確な重量測定が出来ないという問題
がある。
レームの間の変位量）を測定し、その交流成分からバネ
の振動基本周波数を求め、これとバネ定数との関係から
車両重量を演算する方式も知られている（特開昭６３−
２２２２２６号公報等）が、この場合には、アクスルと
シャシフレームとの間の変位量Ｘと積載重量ｍとの関係
に図１２に示すようなヒステリシス特性が存在し、この
ことを考慮すると正確な重量測定が出来ないという問題
がある。
【０００４】このようなヒステリシス特性の影響を打ち
消すため、図１３に示すように、車両のシャシフレーム
６と、このシャシフレーム６をタイヤ９の軸となるアク
スル７によって支持されるバネ８との間に加振器３０
（油圧式、空圧式、電動式等）を設け、この加振器３０
を加振している間にアクスル７とシャシフレーム６との
間の変位量（図１２における部分Ｂ）の平均値等から積
載重量を求める方式が提案されている。
消すため、図１３に示すように、車両のシャシフレーム
６と、このシャシフレーム６をタイヤ９の軸となるアク
スル７によって支持されるバネ８との間に加振器３０
（油圧式、空圧式、電動式等）を設け、この加振器３０
を加振している間にアクスル７とシャシフレーム６との
間の変位量（図１２における部分Ｂ）の平均値等から積
載重量を求める方式が提案されている。
【０００５】そして、このような図１３に示す方式を停
車中に応用するためには、加振器３０で強制振動を発生
させ、その加振器３０からの外力を遮断した後の共振周
波数を測定するという方式が提案されている。
車中に応用するためには、加振器３０で強制振動を発生
させ、その加振器３０からの外力を遮断した後の共振周
波数を測定するという方式が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１３に示したような
従来例の場合には、加振器がアクスルとシャシフレーム
とに接続されているため走行時の振動・衝撃の影響に耐
えるように設計する必要があり、また、トラックの荷台
のような重量物を動かすとなると大型で重量の重いもの
となる欠点があり実用性が低いという問題点があった。
従来例の場合には、加振器がアクスルとシャシフレーム
とに接続されているため走行時の振動・衝撃の影響に耐
えるように設計する必要があり、また、トラックの荷台
のような重量物を動かすとなると大型で重量の重いもの
となる欠点があり実用性が低いという問題点があった。
【０００７】また、アクスルとシャシフレームは相対的
に変位するので、加振器はその変位を妨げないような複
雑な構造にする必要がある。
に変位するので、加振器はその変位を妨げないような複
雑な構造にする必要がある。
【０００８】したがって本発明は、車両が走行する前に
その積載重量を測定する装置において、走行時の振動や
衝撃の影響を受けず小型で軽量の加振器を用いて積載重
量を求めることを目的とする。
その積載重量を測定する装置において、走行時の振動や
衝撃の影響を受けず小型で軽量の加振器を用いて積載重
量を求めることを目的とする。
【０００９】
〔１〕上記の目的を達成するため、本発明に係る車両積
載重量測定装置においては、自ら振動し且つ振動周波数
可変式の加振器をサスペンションのバネ上部分を加振で
きる位置に取り付ける。
載重量測定装置においては、自ら振動し且つ振動周波数
可変式の加振器をサスペンションのバネ上部分を加振で
きる位置に取り付ける。
【００１０】また、アクスルとシャシフレームとの距離
の変位量を測定する変位計を設け、演算装置は、停車状
態検出手段によって停車状態が検出されたとき最大積載
時の共振周波数から空荷時の共振周波数までの範囲で加
振器を振動させる。
の変位量を測定する変位計を設け、演算装置は、停車状
態検出手段によって停車状態が検出されたとき最大積載
時の共振周波数から空荷時の共振周波数までの範囲で加
振器を振動させる。
【００１１】これにより演算装置は変位計で測定した変
位量の平均値からの変動に基づき現在の積載状態での共
振周波数を検出する。
位量の平均値からの変動に基づき現在の積載状態での共
振周波数を検出する。
【００１２】そして、この共振周波数での変位量の平均
値から車両のバネ上質量を求めている。
値から車両のバネ上質量を求めている。
【００１３】〔２〕本発明では、上記〔１〕において変
位計を用いる代わりに加速度センサを用い、この加速度
センサによって加振器の振動加速度を測定してもよい。
位計を用いる代わりに加速度センサを用い、この加速度
センサによって加振器の振動加速度を測定してもよい。
【００１４】この場合には、演算装置は停車状態が検出
されたとき、同様にして最大積載時の共振周波数から空
荷時の共振周波数までの範囲で加振器を振動させること
により加速度センサで測定された加速度の変動から現在
の積載状態での共振周波数を検出する。
されたとき、同様にして最大積載時の共振周波数から空
荷時の共振周波数までの範囲で加振器を振動させること
により加速度センサで測定された加速度の変動から現在
の積載状態での共振周波数を検出する。
【００１５】そして、この検出した共振周波数から車両
のバネ上質量を求めることもできる。
のバネ上質量を求めることもできる。
【００１６】〔３〕本発明では、上記の演算装置は、該
最大積載時及び該空荷時の各共振周波数として、予め決
められた値か、或いは該最大積載時及び該空荷時の車両
重量から求めた値を用いることができる。
最大積載時及び該空荷時の各共振周波数として、予め決
められた値か、或いは該最大積載時及び該空荷時の車両
重量から求めた値を用いることができる。
【００１７】〔４〕さらに本発明では、上記の演算装置
は、該現在の積載状態での共振周波数から車両のバネ上
質量を求める際、換算表を用いるか、又はタイヤ上下バ
ネ定数とバネ上−バネ下間の上下バネ定数に基づき演算
により行ってもよい。
は、該現在の積載状態での共振周波数から車両のバネ上
質量を求める際、換算表を用いるか、又はタイヤ上下バ
ネ定数とバネ上−バネ下間の上下バネ定数に基づき演算
により行ってもよい。
【００１８】〔５〕さらに本発明では、上記の加振器を
複数個設けることにより該演算装置が複数のバネ上質量
を求め、これらを積算して該車両のバネ上質量とするこ
ともできる。
複数個設けることにより該演算装置が複数のバネ上質量
を求め、これらを積算して該車両のバネ上質量とするこ
ともできる。
【００１９】〔６〕さらに本発明では、能動ダンパーを
設け、該演算装置が、該加振器を振動させるときに該ダ
ンパーを制御して該加振器の振動を増大させてもよい。
設け、該演算装置が、該加振器を振動させるときに該ダ
ンパーを制御して該加振器の振動を増大させてもよい。
【００２０】〔７〕さらに本発明では、上記の加振器
が、回転体中で偏心ロータを回転させる構造を有してい
るものとすることができる。
が、回転体中で偏心ロータを回転させる構造を有してい
るものとすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る車両積載重量
測定装置（その１）に用いる自励式加振器の基本的な構
造を示したもので、この実施例では、自励式加振器１は
回転体２の中を偏心ロータ３が回転体２の中心と重心が
一致しないように回転するもので、回転体２は減速ギヤ
４を介してモータ５によって回転駆動されるようになっ
ており、以て上下・左右方向に加速度を発生させること
ができる。
測定装置（その１）に用いる自励式加振器の基本的な構
造を示したもので、この実施例では、自励式加振器１は
回転体２の中を偏心ロータ３が回転体２の中心と重心が
一致しないように回転するもので、回転体２は減速ギヤ
４を介してモータ５によって回転駆動されるようになっ
ており、以て上下・左右方向に加速度を発生させること
ができる。
【００２２】なお、自励式加振器１は偏心ロータ２を有
するものに限らず自ら振動するタイプであればどのよう
なものでもよい。
するものに限らず自ら振動するタイプであればどのよう
なものでもよい。
【００２３】また、モータ５は直流モータであれば、そ
の回転速度はモータの駆動電流を変えることで調整で
き、またステップモータであればパルスの周期を変える
ことで調整できる。このように、モータ５の回転速度を
変えることで偏心ロータ３が発生する加振周波数を変化
させることができる。
の回転速度はモータの駆動電流を変えることで調整で
き、またステップモータであればパルスの周期を変える
ことで調整できる。このように、モータ５の回転速度を
変えることで偏心ロータ３が発生する加振周波数を変化
させることができる。
【００２４】図２は図１３と同様にタイヤ９の中心軸を
成すアクスル７がバネ８を介してシャシフレーム６を支
持しており、図１に示した自励式加振器１はシャシフレ
ーム６等の振動が発生し易い場所に固定する。なお、こ
の加振器１の設置位置はサスペンションのバネ８より上
の部分（バネ上部分）を振動させることができる位置で
あればバネ８の上または下のいずれでもよい。
成すアクスル７がバネ８を介してシャシフレーム６を支
持しており、図１に示した自励式加振器１はシャシフレ
ーム６等の振動が発生し易い場所に固定する。なお、こ
の加振器１の設置位置はサスペンションのバネ８より上
の部分（バネ上部分）を振動させることができる位置で
あればバネ８の上または下のいずれでもよい。
【００２５】さらに図２において、アクスル７とシャシ
フレーム６との間の距離の変位量を測定するために、シ
ャシフレーム６とアクスル７に固定された支持板１１と
の間に変位計１０が設けられている。
フレーム６との間の距離の変位量を測定するために、シ
ャシフレーム６とアクスル７に固定された支持板１１と
の間に変位計１０が設けられている。
【００２６】図３は図１及び図２に示した自励式加振器
１を用いてバネ上質量を演算する本発明に係る車両積載
重量測定装置（その１）の全体構成を示したものであ
り、１１は必要に応じて用いられる後述する自己申告重
量（最大積載時・無積載時）データＭmax,Ｍminと、最
低周波数ｆL,ｆM と、自己申告バネ定数Ｋ1,Ｋ2とを入
力するためのデータ入力装置であり、１２は車速信号を
発生する車速センサ、１３は車速センサ１２と共に停車
状態検出手段を構成し得るパーキングブレーキ作動信号
を発生するパーキングブレーキスイッチ、１４は変位計
１０からの変位量Ｘとデータ入力装置１１からの各デー
タと車速センサ１２からの車速信号とパーキングブレー
キ１３からのパーキングブレーキ作動信号とを入力して
自励式加振器１を駆動制御するとともに能動ダンパー１
５を必要に応じて制御することによりバネ上質量を出力
する演算装置である。
１を用いてバネ上質量を演算する本発明に係る車両積載
重量測定装置（その１）の全体構成を示したものであ
り、１１は必要に応じて用いられる後述する自己申告重
量（最大積載時・無積載時）データＭmax,Ｍminと、最
低周波数ｆL,ｆM と、自己申告バネ定数Ｋ1,Ｋ2とを入
力するためのデータ入力装置であり、１２は車速信号を
発生する車速センサ、１３は車速センサ１２と共に停車
状態検出手段を構成し得るパーキングブレーキ作動信号
を発生するパーキングブレーキスイッチ、１４は変位計
１０からの変位量Ｘとデータ入力装置１１からの各デー
タと車速センサ１２からの車速信号とパーキングブレー
キ１３からのパーキングブレーキ作動信号とを入力して
自励式加振器１を駆動制御するとともに能動ダンパー１
５を必要に応じて制御することによりバネ上質量を出力
する演算装置である。
【００２７】図４は、図３に示した演算装置１４に格納
され且つ実行されるバネ上質量の演算処理プログラムを
示したもので、以下、このフローチャートを参照して図
１乃至図３に示した実施例の動作を説明する。
され且つ実行されるバネ上質量の演算処理プログラムを
示したもので、以下、このフローチャートを参照して図
１乃至図３に示した実施例の動作を説明する。
【００２８】まず、演算装置１４は車速センサ１２の出
力信号及びパーキングブレーキスイッチ１３の出力信号
に基づき、現在車両が停車状態にあるか否かを判定する
（ステップＳ１）。
力信号及びパーキングブレーキスイッチ１３の出力信号
に基づき、現在車両が停車状態にあるか否かを判定する
（ステップＳ１）。
【００２９】即ち、車速センサ１２の出力信号より車速
がほぼ“０”km/hであり、且つ好ましくはパーキングブ
レーキ（図示せず）が操作されてパーキングブレーキス
イッチ１３がＯＮとなったとき、演算装置１４は停車状
態と判定してステップＳ２に進むが、そうでないときは
車両が走行状態であるとしてこのフローチャートを出
る。
がほぼ“０”km/hであり、且つ好ましくはパーキングブ
レーキ（図示せず）が操作されてパーキングブレーキス
イッチ１３がＯＮとなったとき、演算装置１４は停車状
態と判定してステップＳ２に進むが、そうでないときは
車両が走行状態であるとしてこのフローチャートを出
る。
【００３０】ステップＳ２においては初期値の設定を行
う。即ち、加振器１を加振する周波数ｆ0の初期値とし
て最低周波数ｆLを設定する。この最低周波数ｆLは加振
器１の振動数を掃引する最低周波数で想定できる最大の
重量物を積載したときに発生すると考えられる共振周波
数である。
う。即ち、加振器１を加振する周波数ｆ0の初期値とし
て最低周波数ｆLを設定する。この最低周波数ｆLは加振
器１の振動数を掃引する最低周波数で想定できる最大の
重量物を積載したときに発生すると考えられる共振周波
数である。
【００３１】また、変数ｉは演算装置１４に内蔵するカ
ウンタ（図示せず）の値で初期値を“０”に設定する。
ウンタ（図示せず）の値で初期値を“０”に設定する。
【００３２】次に、ステップＳ３において演算装置１４
は加振器１を周波数ｆ0で加振する。
は加振器１を周波数ｆ0で加振する。
【００３３】これは、図３に示す如く演算装置１４から
加振器１に対して振動周波数を変更する制御量（図１に
示すモータ５が直流モータであれば電流量、ステップモ
ータであれば制御パルス等）を出力することにより、モ
ータ５の回転速度を所定の周波数で加振できるように調
整する。
加振器１に対して振動周波数を変更する制御量（図１に
示すモータ５が直流モータであれば電流量、ステップモ
ータであれば制御パルス等）を出力することにより、モ
ータ５の回転速度を所定の周波数で加振できるように調
整する。
【００３４】ステップＳ４においては、変位計１０で測
定した変位量Ｘを定期的またはモータ５の回転速度と同
期してサンプリングし、且つ複数のデータを得ることに
よりその平均値Ｘavrとこの平均値Ｘavrからずれた変位
量の実効値である標準偏差δＸrmsを求め、周波数ｆ
i（＝ｆ0）をパラメータとして記憶する。なお、標準偏
差δＸrpmは次式のようにして求めることができる。
定した変位量Ｘを定期的またはモータ５の回転速度と同
期してサンプリングし、且つ複数のデータを得ることに
よりその平均値Ｘavrとこの平均値Ｘavrからずれた変位
量の実効値である標準偏差δＸrmsを求め、周波数ｆ
i（＝ｆ0）をパラメータとして記憶する。なお、標準偏
差δＸrpmは次式のようにして求めることができる。
【００３５】
【数１】
【００３６】次に、ステップＳ５においては掃引するた
め周波数をδｆだけ増加し、カウンタ値ｉを“１”だけ
インクリメントする。
め周波数をδｆだけ増加し、カウンタ値ｉを“１”だけ
インクリメントする。
【００３７】そしてステップＳ６において、加振周波数
ｆ0が最高周波数ｆMを越えたか否かを判定し、越えてい
なければステップＳ４に戻り、越えていればステップＳ
７に進む。なお、最高周波数ｆMは空荷（無積載）時で
生ずると考えられる共振周波数である。
ｆ0が最高周波数ｆMを越えたか否かを判定し、越えてい
なければステップＳ４に戻り、越えていればステップＳ
７に進む。なお、最高周波数ｆMは空荷（無積載）時で
生ずると考えられる共振周波数である。
【００３８】ステップＳ７においては、ステップＳ４に
おいて求めたδＸ（ｆi）の中で最大値を示す周波数ｆi
を検出し、この周波数ｆiを共振周波数ｆHとする。
おいて求めたδＸ（ｆi）の中で最大値を示す周波数ｆi
を検出し、この周波数ｆiを共振周波数ｆHとする。
【００３９】図５はこのような共振周波数ｆHを見つけ
出すためのタイムチャートを示しており、同図（１）に
示す如く加振器１の周波数ｆ0が最低周波数ｆLから最高
周波数ｆMまで掃引されるとき、変位量Ｘは同図（３）
に示されるような波形となり、この変位量Ｘの平均値Ｘ
avr からずれた変位量の実効値である標準偏差δＸrm s
は同図（２）に示すように同図（１）に示した周波数ｆ
Hにおいて突出した波形となっており、この周波数を共
振周波数ｆHとして検出することになる。
出すためのタイムチャートを示しており、同図（１）に
示す如く加振器１の周波数ｆ0が最低周波数ｆLから最高
周波数ｆMまで掃引されるとき、変位量Ｘは同図（３）
に示されるような波形となり、この変位量Ｘの平均値Ｘ
avr からずれた変位量の実効値である標準偏差δＸrm s
は同図（２）に示すように同図（１）に示した周波数ｆ
Hにおいて突出した波形となっており、この周波数を共
振周波数ｆHとして検出することになる。
【００４０】なお、この検出方法は、演算装置１４にお
いて図５をディジタル信号処理すれば容易にできること
は当業者であれば明らかであろう。
いて図５をディジタル信号処理すれば容易にできること
は当業者であれば明らかであろう。
【００４１】次にステップＳ８においては、ステップＳ
７で求めた共振周波数ｆHにおける変位量Ｘの平均値Ｘ
avr(ｆH）に対するバネ上質量を変位量対バネ上質量換
算表（対応表）を元にして求めることにより処理を終了
する。なお、この換算表は周知のものを用いることがで
きる。
７で求めた共振周波数ｆHにおける変位量Ｘの平均値Ｘ
avr(ｆH）に対するバネ上質量を変位量対バネ上質量換
算表（対応表）を元にして求めることにより処理を終了
する。なお、この換算表は周知のものを用いることがで
きる。
【００４２】なお、上記の実施例においては、ステップ
Ｓ２及びＳ６で用いられる最低周波数ｆ0及び最高周波
数ｆMはデータ入力装置１１から予め演算装置１４に与
えているが、任意の車両に本発明の装置を取り付ける場
合には、最低周波数ｆL及び最高周波数ｆMを初期データ
として算出する必要がある。
Ｓ２及びＳ６で用いられる最低周波数ｆ0及び最高周波
数ｆMはデータ入力装置１１から予め演算装置１４に与
えているが、任意の車両に本発明の装置を取り付ける場
合には、最低周波数ｆL及び最高周波数ｆMを初期データ
として算出する必要がある。
【００４３】即ち、バネ上質量Ｍとバネ上振動の近似共
振周波数ｆHの関係は次式で表されることが知られてい
る（武田信之著「大形トラックの設計」山海堂１４６
頁，式(5.14)参照) 。
振周波数ｆHの関係は次式で表されることが知られてい
る（武田信之著「大形トラックの設計」山海堂１４６
頁，式(5.14)参照) 。
【００４４】
【数２】
【００４５】ここで、Ｋ1はバネ上−バネ下間の上下バ
ネ定数であり、Ｋ2はタイヤ上下バネ定数を示してい
る。
ネ定数であり、Ｋ2はタイヤ上下バネ定数を示してい
る。
【００４６】そこで、図６に示すように、まずデータ入
力装置１１からステップＳ１１において最大積載時の車
両重量Ｍmaxを入力し、ステップＳ１２において無積載
時の車両重量Ｍminを入力した後、上記のバネ定数Ｋ1,
Ｋ2とともに車両重量Ｍmax及びＭminを用いることによ
り、ステップＳ１３においては次式に示すように最低周
波数ｆLを求めることができる。
力装置１１からステップＳ１１において最大積載時の車
両重量Ｍmaxを入力し、ステップＳ１２において無積載
時の車両重量Ｍminを入力した後、上記のバネ定数Ｋ1,
Ｋ2とともに車両重量Ｍmax及びＭminを用いることによ
り、ステップＳ１３においては次式に示すように最低周
波数ｆLを求めることができる。
【００４７】
【数３】
【００４８】また、最高周波数ｆMは下記の式に従って
算出することができる。
算出することができる。
【００４９】
【数４】
【００５０】ここで、αは補正値である。
【００５１】また、図４のフローチャートにおいてステ
ップＳ３で加振器１を周波数ｆ0で加振するが、このと
き図３に示す能動ダンパー１５を用いて能動ダンパー１
５の減衰係数を重量測定時のみ小さくする制御信号を出
力すれば、ダンパー（ショックアブソーバ）が装着され
ている車両においては減衰係数を小さくすることにより
より振動を増大させることが可能となり、より測定結果
が顕著な値となる。
ップＳ３で加振器１を周波数ｆ0で加振するが、このと
き図３に示す能動ダンパー１５を用いて能動ダンパー１
５の減衰係数を重量測定時のみ小さくする制御信号を出
力すれば、ダンパー（ショックアブソーバ）が装着され
ている車両においては減衰係数を小さくすることにより
より振動を増大させることが可能となり、より測定結果
が顕著な値となる。
【００５２】さらに、上記の実施例では加振器１を一つ
だけ示したが、これに限らずバネ上部分を加振できる位
置であれば複数の場所に同様にして設置し、これらの複
数個の加振器からバネ上質量を求め、それらのバネ上質
量を積算することにより最終的なバネ上質量を求めても
よい。
だけ示したが、これに限らずバネ上部分を加振できる位
置であれば複数の場所に同様にして設置し、これらの複
数個の加振器からバネ上質量を求め、それらのバネ上質
量を積算することにより最終的なバネ上質量を求めても
よい。
【００５３】このように、上記の実施例では、図１２の
従来例で説明したヒステリシス特性に関して、共振振動
が部分Ｂで発生すると変位量Ｘは変化するが、その平均
値Ｘ avrはバネ上質量と一体値で決まることになり、ヒ
ステリシス特性の影響を受けずに済む。
従来例で説明したヒステリシス特性に関して、共振振動
が部分Ｂで発生すると変位量Ｘは変化するが、その平均
値Ｘ avrはバネ上質量と一体値で決まることになり、ヒ
ステリシス特性の影響を受けずに済む。
【００５４】図７は本発明に係る車両積載重量測定装置
（その２）に用いる自励式加振器１の別の実施例を示し
たもので、この実施例においては加速度センサ２１が設
けられており、偏心ロータ３が回転するときの振動加速
度を検出するようにしている点が図１の実施例と異なっ
ている。
（その２）に用いる自励式加振器１の別の実施例を示し
たもので、この実施例においては加速度センサ２１が設
けられており、偏心ロータ３が回転するときの振動加速
度を検出するようにしている点が図１の実施例と異なっ
ている。
【００５５】また、この実施例においては加速度センサ
２１を用いているため、図８に示す如く図２に示したよ
うな変位計１０は用いず、加振器１をシャシフレーム６
に固定設置しているだけである。
２１を用いているため、図８に示す如く図２に示したよ
うな変位計１０は用いず、加振器１をシャシフレーム６
に固定設置しているだけである。
【００５６】図９は本発明に係る車両積載重量測定装置
（その２）の全体構成を示したもので、この実施例にお
いては図３における実施例において変位計１０の代わり
に加速度センサ２１を設けた点だけが異なっている。
（その２）の全体構成を示したもので、この実施例にお
いては図３における実施例において変位計１０の代わり
に加速度センサ２１を設けた点だけが異なっている。
【００５７】このような実施例の動作を図１０に示した
バネ上質量の演算処理プログラムを参照して以下に説明
する。
バネ上質量の演算処理プログラムを参照して以下に説明
する。
【００５８】まず、ステップＳ２１〜ステップＳ２３は
図４に示したステップＳ１〜ステップＳ３にそれぞれ対
応するものであり、演算装置１４は加振器１を周波数ｆ
0で加振する。
図４に示したステップＳ１〜ステップＳ３にそれぞれ対
応するものであり、演算装置１４は加振器１を周波数ｆ
0で加振する。
【００５９】次に、ステップＳ２４においては、演算装
置１４は加速度センサ２１によって検出された加速度デ
ータＡを定期的またはモータ５の回転速度と同期してサ
ンプリングしてその加速度の実効値Ａrmsを次式のよう
に求める。
置１４は加速度センサ２１によって検出された加速度デ
ータＡを定期的またはモータ５の回転速度と同期してサ
ンプリングしてその加速度の実効値Ａrmsを次式のよう
に求める。
【００６０】
【数５】
【００６１】そして、周波数ｆi（＝ｆ0）をパラメータ
として記憶する。
として記憶する。
【００６２】さらに、ステップＳ２５及びステップＳ２
６においては図４のステップＳ５及びステップＳ６と同
様であり、ステップＳ２７においては、ステップＳ２４
において求めた加速度の実効値Ａ（ｆi）の中で最大値
を示す周波数ｆiを検出し、この周波数ｆiを共振周波数
ｆHとする。
６においては図４のステップＳ５及びステップＳ６と同
様であり、ステップＳ２７においては、ステップＳ２４
において求めた加速度の実効値Ａ（ｆi）の中で最大値
を示す周波数ｆiを検出し、この周波数ｆiを共振周波数
ｆHとする。
【００６３】図１１はこの共振周波数ｆHを見つけ出す
ためのタイムチャートを示したもので、同図（１）に示
すように加振器１を周波数ｆ0で周波数ｆLからｆMまで
掃引した場合、加速度Ａの実効値Ａrmsは同図（２）に
示す如く周波数ｆHで突出していることが示されてお
り、以てこの周波数ｆiを共振周波数ｆHとすることがで
きる。
ためのタイムチャートを示したもので、同図（１）に示
すように加振器１を周波数ｆ0で周波数ｆLからｆMまで
掃引した場合、加速度Ａの実効値Ａrmsは同図（２）に
示す如く周波数ｆHで突出していることが示されてお
り、以てこの周波数ｆiを共振周波数ｆHとすることがで
きる。
【００６４】そして、ステップＳ２８においてはステッ
プＳ２７で求めた共振周波数ｆH対バネ上質量換算表
（対応表）からバネ上質量を求めている。
プＳ２７で求めた共振周波数ｆH対バネ上質量換算表
（対応表）からバネ上質量を求めている。
【００６５】なお、上記の実施例においては、バネ上質
量Ｍを共振周波数ｆHから求める方式として実験データ
を元にして換算表を演算装置１４に記憶させる例を示し
たが、図１０のステップＳ２９において点線で示すよう
に、上記のバネ定数Ｋ1，Ｋ2をデータ入力装置１１から
演算装置１４に与え、下記の演算式を用いてバネ上質量
Ｍを求めてもよい。
量Ｍを共振周波数ｆHから求める方式として実験データ
を元にして換算表を演算装置１４に記憶させる例を示し
たが、図１０のステップＳ２９において点線で示すよう
に、上記のバネ定数Ｋ1，Ｋ2をデータ入力装置１１から
演算装置１４に与え、下記の演算式を用いてバネ上質量
Ｍを求めてもよい。
【００６６】
【数６】
【００６７】また、図１０の場合と同様に、最低共振周
波数ｆL,最高共振周波数ｆM を用いる際に図６に示した
演算により求めてもよい。
波数ｆL,最高共振周波数ｆM を用いる際に図６に示した
演算により求めてもよい。
【００６８】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係る車両積載
重量測定装置によれば、停車状態において最大積載時の
共振周波数から空荷時の共振周波数までの範囲でサスペ
ンションのバネ上部分を加振できる位置に取り付けた自
励式の加振器を振動させることによりアクスルとシャシ
フレームとの距離の変位量の変動に基づき現在の積載状
態での共振周波数を検出し、この共振周波数から車両の
バネ上質量を求めるように構成したので、振動の共振を
利用するため加振器自体の大きさを小さくでき軽量化を
図ることができる。
重量測定装置によれば、停車状態において最大積載時の
共振周波数から空荷時の共振周波数までの範囲でサスペ
ンションのバネ上部分を加振できる位置に取り付けた自
励式の加振器を振動させることによりアクスルとシャシ
フレームとの距離の変位量の変動に基づき現在の積載状
態での共振周波数を検出し、この共振周波数から車両の
バネ上質量を求めるように構成したので、振動の共振を
利用するため加振器自体の大きさを小さくでき軽量化を
図ることができる。
【００６９】また、加振器の周波数を掃引して共振周波
数を見つける方式であるため、積載重量が変化しても充
分な大きさの振動を発生させることが可能となる。
数を見つける方式であるため、積載重量が変化しても充
分な大きさの振動を発生させることが可能となる。
【００７０】さらには、アクスルとシャシフレーム間の
変位量を求める代わりに加振器の振動加速度を測定する
ことにより変位量の代わりに加速度を用いてバネ上質量
を求めるように構成すれば、変位量センサを用いず加振
器に内蔵できる加速度センサとなるためシステムが簡略
になり部品の取り付けが簡略化されることになる。ま
た、変位量センサを用いないので部品の作動耐久性も向
上する。
変位量を求める代わりに加振器の振動加速度を測定する
ことにより変位量の代わりに加速度を用いてバネ上質量
を求めるように構成すれば、変位量センサを用いず加振
器に内蔵できる加速度センサとなるためシステムが簡略
になり部品の取り付けが簡略化されることになる。ま
た、変位量センサを用いないので部品の作動耐久性も向
上する。
【図１】本発明に係る車両積載重量測定装置（その１）
に用いる自励式加振器の実施例を示した概略平面図であ
る。
に用いる自励式加振器の実施例を示した概略平面図であ
る。
【図２】本発明に係る車両積載重量測定装置（その１）
に用いる自励式加振器の車両への取り付け構造を説明す
るための概略側面図である。
に用いる自励式加振器の車両への取り付け構造を説明す
るための概略側面図である。
【図３】本発明に係る車両積載重量測定装置（その１）
のシステム構成を示したブロック図である。
のシステム構成を示したブロック図である。
【図４】本発明に係る車両積載重量測定装置（その１）
における演算装置に格納され且つ実効されるバネ上質量
の演算処理プログラムを示したフローチャート図であ
る。
における演算装置に格納され且つ実効されるバネ上質量
の演算処理プログラムを示したフローチャート図であ
る。
【図５】本発明に係る車両積載重量測定装置（その１）
において共振周波数ｆHを求めるためのタイムチャート
図である。
において共振周波数ｆHを求めるためのタイムチャート
図である。
【図６】本発明に係る車両積載重量測定装置（その１，
その２）において、最低周波数ｆL及び最高周波数ｆMの
算出過程を示したフローチャート図である。
その２）において、最低周波数ｆL及び最高周波数ｆMの
算出過程を示したフローチャート図である。
【図７】本発明に係る車両積載重量測定装置（その２）
に用いられる自励式加振器の実施例を示した概略平面図
である。
に用いられる自励式加振器の実施例を示した概略平面図
である。
【図８】図７に示した自励式加振器を車両に取り付けた
ときの構造を示した概略側面図である。
ときの構造を示した概略側面図である。
【図９】本発明に係る車両積載重量測定装置（その２）
のシステム構成を示したブロック図である。
のシステム構成を示したブロック図である。
【図１０】本発明に係る車両積載重量測定装置（その
２）におけるバネ上質量の演算処理プログラムを示した
フローチャート図である。
２）におけるバネ上質量の演算処理プログラムを示した
フローチャート図である。
【図１１】本発明に係る車両積載重量測定装置（その
２）において共振周波数ｆHを求めるためのタイムチャ
ート図である。
２）において共振周波数ｆHを求めるためのタイムチャ
ート図である。
【図１２】従来例におけるヒステリシス特性を説明する
ためのグラフ図である。
ためのグラフ図である。
【図１３】従来例における加振器の車両への取り付け構
造を示した概略側面図である。
造を示した概略側面図である。
１ 自励式加振器
２ 回転体
３ 偏心ロータ
４ 減速ギヤ
５ モータ
６ シャシフレーム
７ アクスル
８ バネ
９ タイヤ
１０ 変位計
１１ データ入力装置
１２ 車速センサ
１３ パーキングブレーキスイッチ
１４ 演算装置
１５ 能動ダンパー
２１ 加速度センサ
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01G 19/
G01G 19/08 - 19/12
B60G 17/00
Claims (7)
- 【請求項１】停車状態検出手段と、サスペンションのバ
ネ上部分を加振できる位置に取り付けられた自ら振動す
る振動周波数可変式の加振器と、アクスルとシャシフレ
ームとの距離の変位量を測定する変位計と、停車状態が
検出されたとき最大積載時の共振周波数から空荷時の共
振周波数までの範囲で該加振器を振動させることにより
該変位量の平均値からの変動に基づき現在の積載状態で
の共振周波数を検出し該共振周波数での該変位量の平均
値から車両のバネ上質量を求める演算装置と、を備えた
ことを特徴とする車両積載重量測定装置。 - 【請求項２】停車状態検出手段と、サスペンションのバ
ネ上部分を加振できる位置に取り付けられた自ら振動す
る振動周波数可変式の加振器と、該加振器の振動加速度
を測定する加速度センサと、停車状態が検出されたとき
最大積載時の共振周波数から空荷時の共振周波数までの
範囲で該加振器を振動させることにより該加速度の変動
から現在の積載状態での共振周波数を検出し該共振周波
数から車両のバネ上質量を求める演算装置と、を備えた
ことを特徴とする車両積載重量測定装置。 - 【請求項３】該演算装置が、該最大積載時及び該空荷時
の各共振周波数として、予め決められた値か、或いは該
最大積載時及び該空荷時の車両重量から求めた値を用い
ることを特徴とした請求項１又は２に記載の車両積載重
量測定装置。 - 【請求項４】該演算装置が、該現在の積載状態での共振
周波数から車両のバネ上質量を求める際、換算表を用い
るか、又はタイヤ上下バネ定数とバネ上−バネ下間の上
下バネ定数に基づき演算により行うことを特徴とした請
求項２に記載の車両積載重量測定装置。 - 【請求項５】該加振器を複数個設けることにより該演算
装置が複数のバネ上質量を求め、これらを積算して該車
両のバネ上質量とすることを特徴とした請求項１乃至４
のいずれかに記載の車両積載重量測定装置。 - 【請求項６】さらに能動ダンパーを設け、該演算装置
が、該加振器を振動させるときに該ダンパーを制御して
該加振器の振動を増大させることを特徴とした請求項１
乃至５のいずれかに記載の車両積載重量測定装置。 - 【請求項７】該加振器が、回転体中で偏心ロータを回転
させる構造を有していることを特徴とした請求項１乃至
６のいずれかに記載の車両積載重量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21998195A JP3456317B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 車両積載重量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21998195A JP3456317B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 車両積載重量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961226A JPH0961226A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3456317B2 true JP3456317B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=16744060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21998195A Expired - Fee Related JP3456317B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 車両積載重量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456317B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019134734A1 (en) * | 2018-01-02 | 2019-07-11 | Volvo Construction Equipment Ab | A working machine provided with means for determining a payload |
| WO2020237372A1 (en) | 2019-05-28 | 2020-12-03 | Blackberry Limited | Method and system for shipping container load estimation |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5397275B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2014-01-22 | 株式会社デンソー | カーナビゲーションシステム |
| JP5866502B2 (ja) * | 2012-08-01 | 2016-02-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 車重算出装置、波状路、および車重算出方法 |
| US10132674B2 (en) | 2013-10-23 | 2018-11-20 | National University Corporation Tokyo University Of Marine Science And Technology | Loading weight detection device for weighing cargo of a mobile body |
| FR3095137B1 (fr) | 2019-04-19 | 2021-04-30 | Exel Ind | Dispositif de mesure d’une masse d’un corps et procédés associés |
| KR102709349B1 (ko) * | 2022-03-22 | 2024-09-24 | 주식회사 반프 | 최적 공진주파수 탐색 무선전력 전송 시스템을 이용한 차량의 하중 측정 시스템 및 방법 |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP21998195A patent/JP3456317B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019134734A1 (en) * | 2018-01-02 | 2019-07-11 | Volvo Construction Equipment Ab | A working machine provided with means for determining a payload |
| WO2020237372A1 (en) | 2019-05-28 | 2020-12-03 | Blackberry Limited | Method and system for shipping container load estimation |
| CN114174775A (zh) * | 2019-05-28 | 2022-03-11 | 黑莓有限公司 | 用于运输集装箱负载估计的方法和系统 |
| EP3953669A4 (en) * | 2019-05-28 | 2023-01-18 | BlackBerry Limited | METHOD AND SYSTEM FOR ESTIMATION OF THE LOAD OF A CARGO CONTAINER |
| CN114174775B (zh) * | 2019-05-28 | 2024-05-17 | 黑莓有限公司 | 用于运输集装箱负载估计的方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0961226A (ja) | 1997-03-07 |
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