JP3481701B2 - 重量計測装置 - Google Patents
重量計測装置Info
- Publication number
- JP3481701B2 JP3481701B2 JP26509694A JP26509694A JP3481701B2 JP 3481701 B2 JP3481701 B2 JP 3481701B2 JP 26509694 A JP26509694 A JP 26509694A JP 26509694 A JP26509694 A JP 26509694A JP 3481701 B2 JP3481701 B2 JP 3481701B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- vibration
- displacement
- spring
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は重量物の重量を計測する
重量計測装置に関し、特に貨物車両に積載された積載貨
物の重量を計測する重量計測装置に関するものである。
重量計測装置に関し、特に貨物車両に積載された積載貨
物の重量を計測する重量計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】重量物を支持する支持機構において、そ
の重量物の重量を正確に計測したいというのは必然的な
要求である。このような重量計測としては、例えば、ト
ラックやダンプカーなどの貨物車両あるいは鉄道車両に
おいて積載貨物の重量の計測が挙げられる。また、大き
なものでは橋梁における通過交通量の総重量計測などが
ある。
の重量物の重量を正確に計測したいというのは必然的な
要求である。このような重量計測としては、例えば、ト
ラックやダンプカーなどの貨物車両あるいは鉄道車両に
おいて積載貨物の重量の計測が挙げられる。また、大き
なものでは橋梁における通過交通量の総重量計測などが
ある。
【０００３】これらのうち貨物車両の積載貨物の重量計
測には、従来より、主に以下の２つの方式が用いられて
いる。 歪みゲージを貨物車両の車軸などに取り付け、車軸な
どの歪みに伴う歪みゲージの電気抵抗の変化を測定する
ことで重量を計測する方式。 貨物車両の積載貨物を支持する支持機構であるサスペ
ンションが、積載貨物の重量により沈み込んで変位する
変位量をセンサにより測定することで重量を計測する方
式。
測には、従来より、主に以下の２つの方式が用いられて
いる。 歪みゲージを貨物車両の車軸などに取り付け、車軸な
どの歪みに伴う歪みゲージの電気抵抗の変化を測定する
ことで重量を計測する方式。 貨物車両の積載貨物を支持する支持機構であるサスペ
ンションが、積載貨物の重量により沈み込んで変位する
変位量をセンサにより測定することで重量を計測する方
式。
【０００４】しかしながら、前者の方式では、歪みゲ
ージの取り付けは接着によって行われるが、接着力を高
めるために接着面の洗浄や乾燥が必要となり、また、接
着そのものに時間（２４時間程）が掛かってしまう。更
に、接着が完了した後に初期校正が必要であり、０点補
正が常に必須であった。また、歪みゲージからの電気信
号の出力は微弱でありノイズや電波に弱いため、歪みゲ
ージから電気信号を取り出す配線にシールドやツイスト
ペア線が必要であり、コストアップを招いていた。更
に、一般に誤差要因が多いため、精度が悪いものであっ
た。
ージの取り付けは接着によって行われるが、接着力を高
めるために接着面の洗浄や乾燥が必要となり、また、接
着そのものに時間（２４時間程）が掛かってしまう。更
に、接着が完了した後に初期校正が必要であり、０点補
正が常に必須であった。また、歪みゲージからの電気信
号の出力は微弱でありノイズや電波に弱いため、歪みゲ
ージから電気信号を取り出す配線にシールドやツイスト
ペア線が必要であり、コストアップを招いていた。更
に、一般に誤差要因が多いため、精度が悪いものであっ
た。
【０００５】以上のような問題点をクリアするためには
さまざまな工夫を施さねばならず、そのため、この前者
の方式を実施する装置は価格が高くなってしまうもの
であった。
さまざまな工夫を施さねばならず、そのため、この前者
の方式を実施する装置は価格が高くなってしまうもの
であった。
【０００６】また、後者の方式においては、一般にト
ラックなどの貨物車両がサスペンションを構成するシャ
ーシバネに板バネを使っており、板バネを構成する複数
枚の板状バネの間の摩擦によるヒステリシス（重量・変
位特性でヒステリシスループを描くこと）の影響により
正しい重量計測ができ難かった。
ラックなどの貨物車両がサスペンションを構成するシャ
ーシバネに板バネを使っており、板バネを構成する複数
枚の板状バネの間の摩擦によるヒステリシス（重量・変
位特性でヒステリシスループを描くこと）の影響により
正しい重量計測ができ難かった。
【０００７】即ち、トラックなどの貨物車両のサスペン
ションをモデル化した振動系は図９のようになり、貨物
車両の車体や積載貨物などの重量物１をバネ２で支持す
る場合、このバネ２にショックアブソーバ３が並列に設
けられ、摩擦要素４が存在することになる。
ションをモデル化した振動系は図９のようになり、貨物
車両の車体や積載貨物などの重量物１をバネ２で支持す
る場合、このバネ２にショックアブソーバ３が並列に設
けられ、摩擦要素４が存在することになる。
【０００８】このような振動系において、重量・変位特
性は一般的に、図１０に示すようなヒステリシスループ
５を描く。このヒステリシスループ５において、重量及
び変位が共に０である原点Ａ点から、重量をｘまで増加
させバネ変位がＰになるＢ1点まで到達した後、重量を
ｙまで減らしＣ1点に移動する。
性は一般的に、図１０に示すようなヒステリシスループ
５を描く。このヒステリシスループ５において、重量及
び変位が共に０である原点Ａ点から、重量をｘまで増加
させバネ変位がＰになるＢ1点まで到達した後、重量を
ｙまで減らしＣ1点に移動する。
【０００９】このＢ1点からＣ1点の移動においてバネ変
位はＰのままである。即ち、それだけ重量計測に誤差が
生じることを意味する。
位はＰのままである。即ち、それだけ重量計測に誤差が
生じることを意味する。
【００１０】同様に、Ａ点から重量ｚで変位ＱのＢ2点
へ到達した後、重量をｘまで減らしＣ2点に移動して
も、バネの変位はＱのままである。
へ到達した後、重量をｘまで減らしＣ2点に移動して
も、バネの変位はＱのままである。
【００１１】このように同一のバネ変位ＰまたはＱに対
し、複数の重量が存在することとなるので、それだけ重
量計測に誤差が生じ、正しい重量計測が困難であること
を意味している。
し、複数の重量が存在することとなるので、それだけ重
量計測に誤差が生じ、正しい重量計測が困難であること
を意味している。
【００１２】このようなヒステリシスループ５は、サス
ペンションの板バネに生じる摩擦や、板バネと並列に設
けられるショックアブソーバ内の摩擦などによって発生
する。従って、ヒステリシス５により、積載貨物を貨物
車両の荷台に置く置き方や、置いた後に発生する揺れを
停止する停止の仕方によって、板バネの変位量に大きな
差が生じてしまうことになる。
ペンションの板バネに生じる摩擦や、板バネと並列に設
けられるショックアブソーバ内の摩擦などによって発生
する。従って、ヒステリシス５により、積載貨物を貨物
車両の荷台に置く置き方や、置いた後に発生する揺れを
停止する停止の仕方によって、板バネの変位量に大きな
差が生じてしまうことになる。
【００１３】上記の２つの方式，が有する種々の問
題点を避けるため、支持機構であるサスペンションの振
動を利用して重量を計測しようとする方式がある。これ
は、上記の２つの方式，が歪みや変位を利用した静
的な重量計測であったのに対して、振動を利用した動的
な重量計測である。この振動を利用した動的な重量計測
の方式として、例えば特開昭６３−２２２２２６号公報
及び特開昭６２−１４０２５号公報に記載された従来技
術がある。
題点を避けるため、支持機構であるサスペンションの振
動を利用して重量を計測しようとする方式がある。これ
は、上記の２つの方式，が歪みや変位を利用した静
的な重量計測であったのに対して、振動を利用した動的
な重量計測である。この振動を利用した動的な重量計測
の方式として、例えば特開昭６３−２２２２２６号公報
及び特開昭６２−１４０２５号公報に記載された従来技
術がある。
【００１４】これらの技術は周波数と重量との間に一定
の関係があることから、この関係を利用して重量を計測
しようとするものである。即ち、質量Ｍの重量物をバネ
定数Ｋのバネで支えた振動系における基本周波数ｆは次
の式（１）で表される。
の関係があることから、この関係を利用して重量を計測
しようとするものである。即ち、質量Ｍの重量物をバネ
定数Ｋのバネで支えた振動系における基本周波数ｆは次
の式（１）で表される。
【００１５】
【数１】
【００１６】従って貨物車両に振動を与えておいて（例
えば走行時）、振動の基本周波数ｆを求めることにより
重量（質量Ｍ）を計測できる。
えば走行時）、振動の基本周波数ｆを求めることにより
重量（質量Ｍ）を計測できる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
式（１）は重量・変位特性が線形バネの場合に成立する
ものであり、非線形バネの場合には成立しないので基本
周波数ｆを求めることで重量を計測することはできな
い。
式（１）は重量・変位特性が線形バネの場合に成立する
ものであり、非線形バネの場合には成立しないので基本
周波数ｆを求めることで重量を計測することはできな
い。
【００１８】また、振動を利用して重量計測を行う上記
の２つの従来技術は、基本周波数を求めるために、現実
の振動からバンドパスフィルタ用いて共振の要素を分離
し、共振を起こしている周波数を基本周波数として採用
するものであるが、実際にはバンドパスフィルタでは共
振の要素を分離できない。
の２つの従来技術は、基本周波数を求めるために、現実
の振動からバンドパスフィルタ用いて共振の要素を分離
し、共振を起こしている周波数を基本周波数として採用
するものであるが、実際にはバンドパスフィルタでは共
振の要素を分離できない。
【００１９】そこで本発明は、問題の多い歪みゲージを
使用する方式や、ヒステリシスの影響を受ける支持機構
のバネの変位量を測定する方式を採らずに、サスペンシ
ョンの振動の基本周波数から重量を計測する装置におい
て、バネが非線形の場合であっても正確に重量計測がで
きるようにすることを目的とする。
使用する方式や、ヒステリシスの影響を受ける支持機構
のバネの変位量を測定する方式を採らずに、サスペンシ
ョンの振動の基本周波数から重量を計測する装置におい
て、バネが非線形の場合であっても正確に重量計測がで
きるようにすることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る重量計測装置は、測定すべき重量物
を支持し重量・変位特性が非線形でありヒステリシスル
ープを描くバネを用いた支持機構と、該バネの変位の時
間的変化を検出する変位センサと、該変位を重量に換算
する換算手段と、重量物が振動する際に該換算された重
量の時間的変化から振動成分を取り除き定常成分を得る
手段と、該支持機構に対して振動を加える加振機構と、
該加振機構の加振周波数を所定範囲で変化させ、該所定
範囲内で換算された重量の変化の振幅が最大となる共振
周波数で加振を行うように制御する制御手段と、を備え
ている。
めに、本発明に係る重量計測装置は、測定すべき重量物
を支持し重量・変位特性が非線形でありヒステリシスル
ープを描くバネを用いた支持機構と、該バネの変位の時
間的変化を検出する変位センサと、該変位を重量に換算
する換算手段と、重量物が振動する際に該換算された重
量の時間的変化から振動成分を取り除き定常成分を得る
手段と、該支持機構に対して振動を加える加振機構と、
該加振機構の加振周波数を所定範囲で変化させ、該所定
範囲内で換算された重量の変化の振幅が最大となる共振
周波数で加振を行うように制御する制御手段と、を備え
ている。
【００２１】
【００２２】
【００２３】更には、該重量物が積載貨物であり、該支
持機構がサスペンションであり、貨物車両に搭載された
車載式自重計として使用され車両走行時には該加振機構
が動作停止されるようにしてもよい。
持機構がサスペンションであり、貨物車両に搭載された
車載式自重計として使用され車両走行時には該加振機構
が動作停止されるようにしてもよい。
【００２４】
【作用】本発明では、重量物を支持した支持機構が振動
する際に、変位センサが支持機構のバネの変位の時間的
変化を検出する。このバネの変位は換算手段により重量
に換算される。
する際に、変位センサが支持機構のバネの変位の時間的
変化を検出する。このバネの変位は換算手段により重量
に換算される。
【００２５】支持機構の振動により、換算された重量も
時間的に変化するが、この時間的変化から振動成分を取
り除き、定常成分を得る。この定常成分に基づいて表示
器に重量が表示されたり、記録されたり、或いは何らか
の制御のための入力情報として使用されたりする。
時間的に変化するが、この時間的変化から振動成分を取
り除き、定常成分を得る。この定常成分に基づいて表示
器に重量が表示されたり、記録されたり、或いは何らか
の制御のための入力情報として使用されたりする。
【００２６】このように本発明では、振動を利用して重
量の計測を行おうとする点では従来の動的な重量計測と
同じであるが、従来のように基本周波数を求めず、振動
に伴う重量の時間的変化から定常成分だけを得ることに
より、言わば準静的に重量計測を行うことができる。
量の計測を行おうとする点では従来の動的な重量計測と
同じであるが、従来のように基本周波数を求めず、振動
に伴う重量の時間的変化から定常成分だけを得ることに
より、言わば準静的に重量計測を行うことができる。
【００２７】更に、加振機構により重量物又は支持機構
に積極的に振動を加えれば、重量計測が容易に行われ、
また加振周波数を所定範囲で変化させ、該所定範囲内で
換算された重量の変化の振幅が最大となる共振周波数で
加振を行えば、加振機構は少ないエネルギーで加振を行
える。
に積極的に振動を加えれば、重量計測が容易に行われ、
また加振周波数を所定範囲で変化させ、該所定範囲内で
換算された重量の変化の振幅が最大となる共振周波数で
加振を行えば、加振機構は少ないエネルギーで加振を行
える。
【００２８】更に、車載式自重計としての重量計測装置
を搭載した貨物車両は、走行時の振動を利用して走行時
に重量計測を行うことができ、走行時に加振機構による
加振が停止されることで、走行が不安定になるのを防止
できる。
を搭載した貨物車両は、走行時の振動を利用して走行時
に重量計測を行うことができ、走行時に加振機構による
加振が停止されることで、走行が不安定になるのを防止
できる。
【００２９】
【実施例】図１乃至図３は、本発明に係る重量計測装置
の一実施例である車載式自重計を示したものであり、図
１は自重計の制御回路全体を示しており、図２に示すよ
うに、測定すべき重量物は貨物車両６に積載された積載
貨物である。支持機構は、貨物車両６のシャーシ７を支
持するサスペンション９であり、このサスペンション９
には板バネ１０が使われている。そして、サスペンショ
ン９に振動を加える加振機構１１として、回転モーター
１２により偏心ウエイト１３が回転させられるものが採
用されている。板バネ１０の変位の時間的変化を検出す
る変位センサ（図１の１５）は、この板バネ１０の変位
に伴い抵抗値が変化するバネ変位測定抵抗１４（図１）
を用いたものである。
の一実施例である車載式自重計を示したものであり、図
１は自重計の制御回路全体を示しており、図２に示すよ
うに、測定すべき重量物は貨物車両６に積載された積載
貨物である。支持機構は、貨物車両６のシャーシ７を支
持するサスペンション９であり、このサスペンション９
には板バネ１０が使われている。そして、サスペンショ
ン９に振動を加える加振機構１１として、回転モーター
１２により偏心ウエイト１３が回転させられるものが採
用されている。板バネ１０の変位の時間的変化を検出す
る変位センサ（図１の１５）は、この板バネ１０の変位
に伴い抵抗値が変化するバネ変位測定抵抗１４（図１）
を用いたものである。
【００３０】図３は、図２の貨物車両６をモデル化した
振動系である。貨物車両６の車体や積載貨物が重量物１
となり、サスペンション９を構成するバネ２（具体的に
は板バネ１０）やショックアブソーバ３によって、この
重量物１が支持されている。このサスペンション９には
摩擦力が生じる。また、サスペンション９はそのような
摩擦力や複雑な機構により、全体としては重量・変位特
性が非線形であり、ヒステリシスループ５（図７参照）
を描くものである。
振動系である。貨物車両６の車体や積載貨物が重量物１
となり、サスペンション９を構成するバネ２（具体的に
は板バネ１０）やショックアブソーバ３によって、この
重量物１が支持されている。このサスペンション９には
摩擦力が生じる。また、サスペンション９はそのような
摩擦力や複雑な機構により、全体としては重量・変位特
性が非線形であり、ヒステリシスループ５（図７参照）
を描くものである。
【００３１】次に図１乃至図３に示した本実施例の動作
を図４乃至図８を参照して説明する。図１において、変
位センサ１５では、サスペンション９の板バネ１０の変
位に伴い抵抗値の変化するバネ変位測定抵抗１４からの
電気信号が信号入力回路１６に入力され、変位−重量換
算回路１７において重量に換算される。
を図４乃至図８を参照して説明する。図１において、変
位センサ１５では、サスペンション９の板バネ１０の変
位に伴い抵抗値の変化するバネ変位測定抵抗１４からの
電気信号が信号入力回路１６に入力され、変位−重量換
算回路１７において重量に換算される。
【００３２】この換算は、サスペンション９が摩擦要素
をほとんど持たない理想的な状態でヒステリシスループ
５を描かないものと仮定したときのバネ定数を表す直線
によって行われる。もっとも、この仮定が難しい場合に
は、後述するように重量の時間的変化から振動成分を取
り除いた定常成分をフィードバックバックし、実際に所
定重量の積載貨物を積載させて換算曲線を得るようにし
ても良い。
をほとんど持たない理想的な状態でヒステリシスループ
５を描かないものと仮定したときのバネ定数を表す直線
によって行われる。もっとも、この仮定が難しい場合に
は、後述するように重量の時間的変化から振動成分を取
り除いた定常成分をフィードバックバックし、実際に所
定重量の積載貨物を積載させて換算曲線を得るようにし
ても良い。
【００３３】このようにして換算された重量は、加振機
構１１により振動が加えられ重量物やサスペンションが
振動する際には、バネ変位が時間的に変化する（図４参
照）のと同様に時間的に変化する。
構１１により振動が加えられ重量物やサスペンションが
振動する際には、バネ変位が時間的に変化する（図４参
照）のと同様に時間的に変化する。
【００３４】この時間的変化の波形を分析すると図５の
ような特性になる。即ち、周波数が０に近い部分で大き
な振動強度（バネの変位に相当）が示され、周波数が大
きくなるにつれ振動強度は小さくなる。そして、周波数
領域での複数箇所で局部的に振動強度が大きくなる共振
点が現れている。なお、周波数が０に近い部分での大き
な振動強度は定常成分を示すものであり、重量物の真の
重量を示す。
ような特性になる。即ち、周波数が０に近い部分で大き
な振動強度（バネの変位に相当）が示され、周波数が大
きくなるにつれ振動強度は小さくなる。そして、周波数
領域での複数箇所で局部的に振動強度が大きくなる共振
点が現れている。なお、周波数が０に近い部分での大き
な振動強度は定常成分を示すものであり、重量物の真の
重量を示す。
【００３５】その後、図６の特性を持つ低域通過フィル
タ１８により、重量の時間的変化から振動成分、即ち周
波数がＦ（図５，図６）より大きな領域の成分を取り除
いて周波数がＦよりも小さな定常成分のみを残す。
タ１８により、重量の時間的変化から振動成分、即ち周
波数がＦ（図５，図６）より大きな領域の成分を取り除
いて周波数がＦよりも小さな定常成分のみを残す。
【００３６】この加振が行われている際に積載されてい
る積載貨物の重量は分かっているのであるから、この重
量を変えて加振を繰り返す事で、これら重量と定常成分
（変換された重量であるが実際にはバネ変位）により、
図７に示すようにヒステリシスループ５の中心線１９
（二点鎖線）が得られる。したがって、この中心線１９
に沿って重量計測が行われるのと等価になる。
る積載貨物の重量は分かっているのであるから、この重
量を変えて加振を繰り返す事で、これら重量と定常成分
（変換された重量であるが実際にはバネ変位）により、
図７に示すようにヒステリシスループ５の中心線１９
（二点鎖線）が得られる。したがって、この中心線１９
に沿って重量計測が行われるのと等価になる。
【００３７】換言すれば、一定の重量の積載貨物を積載
した状態で加振を行うと、図７においてバネ変位はＰと
Ｑの間で変化し、この変化が図４に示されている。この
時間的変化から上述した如く定常成分のみを取り出すこ
とで、摩擦のない状態を示す中心線１９の変位が得ら
れ、ヒステリシスループ５に影響されずに重量計測でき
ることになる。この定常成分に基づいて、電圧計を利用
した表示器２０が重量の表示を行う。
した状態で加振を行うと、図７においてバネ変位はＰと
Ｑの間で変化し、この変化が図４に示されている。この
時間的変化から上述した如く定常成分のみを取り出すこ
とで、摩擦のない状態を示す中心線１９の変位が得ら
れ、ヒステリシスループ５に影響されずに重量計測でき
ることになる。この定常成分に基づいて、電圧計を利用
した表示器２０が重量の表示を行う。
【００３８】このように本実施例は、重量測定に振動を
利用することでは動的であるが、重量計測に基本周波数
ｆを必要としない（上記の式（１）には無関係）であ
り、摩擦のない状態を示す中心線１９を得ようとするこ
とから静的でもある。言わば、準静的な重量計測の方法
であると言える。
利用することでは動的であるが、重量計測に基本周波数
ｆを必要としない（上記の式（１）には無関係）であ
り、摩擦のない状態を示す中心線１９を得ようとするこ
とから静的でもある。言わば、準静的な重量計測の方法
であると言える。
【００３９】また、図８の特性を持つ高域通過フィルタ
２１により、重量の時間的変化から逆に定常成分を取り
除いて振動成分のみを得る。この振動成分を整流器２２
を介して直流成分とし加振周波数を制御する制御回路２
３に入力する。この制御回路２３は、加振機構１１の加
振周波数を所定範囲内で変化させ、この所定範囲内で前
記振動成分の振幅が最大となるよう制御を行う。即ち、
振幅が最大となる共振周波数で振動を行う。
２１により、重量の時間的変化から逆に定常成分を取り
除いて振動成分のみを得る。この振動成分を整流器２２
を介して直流成分とし加振周波数を制御する制御回路２
３に入力する。この制御回路２３は、加振機構１１の加
振周波数を所定範囲内で変化させ、この所定範囲内で前
記振動成分の振幅が最大となるよう制御を行う。即ち、
振幅が最大となる共振周波数で振動を行う。
【００４０】これを詳しく述べると、制御回路２３は、
共振周波数が存在すると予想される周波数の範囲内で、
任意の周波数による加振を開始する。その後、加振周波
数を前後に変化させ、予想される範囲をすべてスイープ
する。その中で、振動成分の振幅が最大となる周波数で
加振を続ける。その後は、その周波数（共振周波数）の
前後のわずかな範囲で周波数を上下させ続ける。そし
て、振幅が大きくなる方向に、前記スイープの中心周波
数を少しずつ変化させる。このように共振周波数で加振
が行われることで加振機構は少ないエネルギーで有効な
加振が行える。
共振周波数が存在すると予想される周波数の範囲内で、
任意の周波数による加振を開始する。その後、加振周波
数を前後に変化させ、予想される範囲をすべてスイープ
する。その中で、振動成分の振幅が最大となる周波数で
加振を続ける。その後は、その周波数（共振周波数）の
前後のわずかな範囲で周波数を上下させ続ける。そし
て、振幅が大きくなる方向に、前記スイープの中心周波
数を少しずつ変化させる。このように共振周波数で加振
が行われることで加振機構は少ないエネルギーで有効な
加振が行える。
【００４１】また、この実施例の貨物車両には車速セン
サ２５が設けられ、車速センサ２５よって検出された車
両の速度信号は車速入力回路２６へ入力され、車速を電
圧値に変換する。この電圧値は車速判定回路２７へ入力
され、電圧値が設定値（例えば車両が走行している状態
に対応した値）を超えるか否かが判定される。超えたこ
とが判定されると、判定信号が制御回路２３へ入力さ
れ、制御回路２３は加振機構１１を停止させる。
サ２５が設けられ、車速センサ２５よって検出された車
両の速度信号は車速入力回路２６へ入力され、車速を電
圧値に変換する。この電圧値は車速判定回路２７へ入力
され、電圧値が設定値（例えば車両が走行している状態
に対応した値）を超えるか否かが判定される。超えたこ
とが判定されると、判定信号が制御回路２３へ入力さ
れ、制御回路２３は加振機構１１を停止させる。
【００４２】なお、図１のブロック図に示される回路
は、固定された電気的回路（ハードウエア）でも実現で
きるし、マイコンを使ったプログラム（ソフトウエア）
でも実現できる。
は、固定された電気的回路（ハードウエア）でも実現で
きるし、マイコンを使ったプログラム（ソフトウエア）
でも実現できる。
【００４３】以上の実施例を上記の従来技術と比較検討
してみる。まず、歪みゲージを使用して静的に重量計測
を行うものに比べ、歪みゲージの使用に伴う問題点が少
ないので、この問題点をクリアするために必要となるコ
ストを削減できる。即ち、歪みゲージと比べて低コスト
なストロークセンサなどが使えることになる。
してみる。まず、歪みゲージを使用して静的に重量計測
を行うものに比べ、歪みゲージの使用に伴う問題点が少
ないので、この問題点をクリアするために必要となるコ
ストを削減できる。即ち、歪みゲージと比べて低コスト
なストロークセンサなどが使えることになる。
【００４４】また、前述したように換算された重量の時
間的変化から定常成分のみを得て重量の表示を行うの
で、ヒステリシスの影響をキヤンセルできる（図７の中
心線１９）。
間的変化から定常成分のみを得て重量の表示を行うの
で、ヒステリシスの影響をキヤンセルできる（図７の中
心線１９）。
【００４５】また、歪みゲージを使用したりサスペンシ
ョンのバネの変位量を計測する静的な重量計測に比べ、
動的な重量計測を行うので車両走行時にも、走行中の振
動を利用して重量計測を行うことができる。
ョンのバネの変位量を計測する静的な重量計測に比べ、
動的な重量計測を行うので車両走行時にも、走行中の振
動を利用して重量計測を行うことができる。
【００４６】また、従来の動的な重量計測に比べ、基本
周波数ｆを用いた式（１）によって重量を計測するもの
ではないので、この式（１）が適用できない非線形のバ
ネを用いたサスペンションを有する車両に対しても重量
の計測が行える。
周波数ｆを用いた式（１）によって重量を計測するもの
ではないので、この式（１）が適用できない非線形のバ
ネを用いたサスペンションを有する車両に対しても重量
の計測が行える。
【００４７】なお、以上の実施例では加振機構１１は少
ないエネルギーで有効な加振を行うように共振周波数で
加振を行うものとしたが、必ずしも共振周波数でなくあ
る程度有効な振動を生じる周波数に固定して加振を行う
ものとすることも可能である。
ないエネルギーで有効な加振を行うように共振周波数で
加振を行うものとしたが、必ずしも共振周波数でなくあ
る程度有効な振動を生じる周波数に固定して加振を行う
ものとすることも可能である。
【００４８】更には貨物車両はシャーシ７に加振機構１
１を備えたものである（図２参照）が、加振機構を備え
なくても貨物車両が走行することで振動を生じ、本発明
を実施することができる。
１を備えたものである（図２参照）が、加振機構を備え
なくても貨物車両が走行することで振動を生じ、本発明
を実施することができる。
【００４９】また、換算された重量の時間的変化から振
動成分を取り除き定常成分を得る手段として低周波通過
フィルタ１８を用いたが、このような周波数フィルタで
はなく、繰り返し波形のパターンマッチングの手法によ
り定常成分を認識する回路を用いても良い。
動成分を取り除き定常成分を得る手段として低周波通過
フィルタ１８を用いたが、このような周波数フィルタで
はなく、繰り返し波形のパターンマッチングの手法によ
り定常成分を認識する回路を用いても良い。
【００５０】また、重量計測装置として車載式自重計を
説明したが、本発明は必ずしも車載式自重計に限らず、
重量物をバネを用いた支持機構により支持するすべての
装置や構造物に対して適用でき、重量を計測できる。例
えばバネで支えられた免振構造の建築物や橋梁などの構
造物にも適用できる。
説明したが、本発明は必ずしも車載式自重計に限らず、
重量物をバネを用いた支持機構により支持するすべての
装置や構造物に対して適用でき、重量を計測できる。例
えばバネで支えられた免振構造の建築物や橋梁などの構
造物にも適用できる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る重量
計測装置によれば、従来の静的な重量計測に用いられて
いた歪みゲージを使用することもなく、歪みゲージの使
用に伴う問題を避ける事ができる。
計測装置によれば、従来の静的な重量計測に用いられて
いた歪みゲージを使用することもなく、歪みゲージの使
用に伴う問題を避ける事ができる。
【００５２】また、バネの変位量を静的に測定するもの
ではないので、ヒステリシスの影響により測定した変位
量に大きな差が生じるということがなく正確な重量測定
ができる。即ち、重量の時間的変化から定常成分のみを
得ることでシステリシスの影響を排除することができ
る。
ではないので、ヒステリシスの影響により測定した変位
量に大きな差が生じるということがなく正確な重量測定
ができる。即ち、重量の時間的変化から定常成分のみを
得ることでシステリシスの影響を排除することができ
る。
【００５３】更に、従来の動的な重量計測のように基本
周波数から式（１）により重量を計測するものではない
ので、式（１）とは無関係に重量計測でき、以て非線形
のバネにも適用できる。
周波数から式（１）により重量を計測するものではない
ので、式（１）とは無関係に重量計測でき、以て非線形
のバネにも適用できる。
【００５４】また基本周波数を求める必要がないので、
従来のように共振の要素をバンドパスフィルタを用いて
分離しようとする必要がない。
従来のように共振の要素をバンドパスフィルタを用いて
分離しようとする必要がない。
【００５５】更に、加振機構により重量物又は支持機構
に積極的に振動を加えることができるので、重量計測が
容易に行われ、共振周波数で加振を行うことができるの
で、加振機構は少ないエネルギーで加振を行える。
に積極的に振動を加えることができるので、重量計測が
容易に行われ、共振周波数で加振を行うことができるの
で、加振機構は少ないエネルギーで加振を行える。
【００５６】更に、車載式自重計としての重量計測装置
を搭載した貨物車両は、走行時の振動を利用して走行時
に重量計測を行うことができる。
を搭載した貨物車両は、走行時の振動を利用して走行時
に重量計測を行うことができる。
【００５７】更に、走行時に加振機構による加振が停止
されることで、走行が不安定になるのを防止できる。
されることで、走行が不安定になるのを防止できる。
【図１】本発明に係る重量計測装置の一実施例の回路を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】本発明に係る重量計測装置に設けられた加振装
置を備えた貨物車両を後方から見た図である。
置を備えた貨物車両を後方から見た図である。
【図３】図２をモデル化した振動系の図である。
【図４】図１の信号入力回路に入力されたバネ変位の時
間的変化を示す波形図である。
間的変化を示す波形図である。
【図５】図４を周波数分析したグラフ図である。
【図６】図１に示した低域通過フィルタの特性を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図７】本発明に係る重量計測装置の一実施例における
重量・変位特性を示すグラフ図である。
重量・変位特性を示すグラフ図である。
【図８】図１の広域通過フィルタの特性を示すグラフ図
である。
である。
【図９】従来の貨物車両をモデル化した振動系を示す図
である。
である。
【図１０】図９における重量・変位特性を示したグラフ
図である。
図である。
１０ 板バネ
１１ 加振機構
１２ 回転用モーター
１３ 偏心ウエイト
１４ バネ変位測定抵抗
１５ 変位センサ
１７ 換算回路（換算手段）
１８ 低域通過フィルタ（時間的変化から定常成分を得
る手段） ２０ 表示器（電圧計） ２１ 高域通過フィルタ ２２ 整流器 ２３ 制御回路（制御手段） ２５ 車速センサ ２６ 車速入力回路 ２７ 車速判定回路 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
る手段） ２０ 表示器（電圧計） ２１ 高域通過フィルタ ２２ 整流器 ２３ 制御回路（制御手段） ２５ 車速センサ ２６ 車速入力回路 ２７ 車速判定回路 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 菅村 信夫
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
株式会社 トランストロン内
(56)参考文献 特開 平２−293636（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−222226（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−286334（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−347311（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−3937（ＪＰ，Ｕ)
実公 平２−5376（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01G 3/
G01G 19/
G01G 23/
B60G 17/00
G01G 19/08 - 19/12
Claims (2)
- 【請求項１】測定すべき重量物を支持し重量・変位特性
が非線形でありヒステリシスループを描くバネを用いた
支持機構と、該バネの変位の時間的変化を検出する変位
センサと、該変位を重量に換算する換算手段と、重量物
が振動する際に該換算された重量の時間的変化から振動
成分を取り除き定常成分を得る手段と、該支持機構に対
して振動を加える加振機構と、該加振機構の加振周波数
を所定範囲で変化させ、該所定範囲内で換算された重量
の変化の振幅が最大となる共振周波数で加振を行うよう
に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする重量
計測装置。 - 【請求項２】該重量物が積載貨物であり、該支持機構が
サスペンションであり、貨物車両に搭載された車載式自
重計として使用され車両走行時には該加振機構が動作停
止されることを特徴とした請求項１に記載の重量計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26509694A JP3481701B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 重量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26509694A JP3481701B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 重量計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122132A JPH08122132A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3481701B2 true JP3481701B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=17412555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26509694A Expired - Fee Related JP3481701B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 重量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481701B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5973273A (en) * | 1998-03-04 | 1999-10-26 | Controload Ltd. | Method for determining weight of a vehicle in motion |
| 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 |
| CN107144330A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-09-08 | 深圳市靖洲科技有限公司 | 一种双孔悬臂梁应变片的动态电子小型无人车衡 |
| US11320300B2 (en) * | 2018-10-02 | 2022-05-03 | Blackberry Limited | Method and system for cargo mass estimation using a vertical accelerometer |
| US12101430B2 (en) | 2019-10-24 | 2024-09-24 | Blackberry Limited | Method and system for character display in a user equipment |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP26509694A patent/JP3481701B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08122132A (ja) | 1996-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fancher et al. | Measurement and representation of the mechanical properties of truck leaf springs | |
| JP3044555B2 (ja) | 車の車輪懸架試験装置 | |
| US4103532A (en) | Device for measuring the damping effect of motor vehicle suspensions | |
| JP3055868B2 (ja) | ショックアブソーバの減衰力測定装置 | |
| CN102077070B (zh) | 预测在不平坦地面上行驶的车辆的噪音/舒适性能的方法 | |
| US6618954B2 (en) | Longitudinal profile measuring apparatus | |
| CN111241706A (zh) | 基于动态k&c试验系统的汽车悬架动载性能评价方法 | |
| Cebon | Simulation of the response of leaf springs to broad band random excitation | |
| WO2001006208A1 (en) | Methods and systems for dynamic force measurement | |
| JP3268092B2 (ja) | 車両ロードシミュレータ | |
| JP3481701B2 (ja) | 重量計測装置 | |
| US3815404A (en) | Vehicle suspension checking apparatus | |
| JPS6122251B2 (ja) | ||
| JP3456317B2 (ja) | 車両積載重量測定装置 | |
| EP0647843B1 (en) | System for measuring the damping coefficient of vehicle-mounted shock absorbers | |
| JP3935645B2 (ja) | 車重計測装置及び車重計測方法 | |
| JPH0735646A (ja) | リーフスプリングの特性測定装置 | |
| Nozaki et al. | Technology for measuring and diagnosing the damping force of shock absorbers and the constant of coil springs when mounted on a vehicle | |
| US3877289A (en) | Method and apparatus for testing shock absorbers | |
| JP2710785B2 (ja) | 走行中車両の静止重量計測方法およびその装置 | |
| JP3252794B2 (ja) | 振動発生体の励振力測定装置および方法 | |
| JP4834092B2 (ja) | 角速度センサ | |
| Kumme | Dynamic force measurement in practical applications | |
| JPS5890135A (ja) | 動力計のトルク検出装置 | |
| JP6630203B2 (ja) | 変位計測装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030930 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |