JP4251328B2 - タンクローリの計量装置及び計量方法 - Google Patents

Description

本発明は、車軸方向と直交する断面が一様な楕円形状に形成された複数のハッチを有するタンクローリの油量計量装置及び油量計量方法に関する。

タンクローリの各ハッチ（ハッチ）における油面管理は、適切に打刻された検尺棒によって、個々に計測を行うのが一般的であった。検尺棒の取付け位置（計測位置）は、タンクローリ自体の傾斜の影響を受け難いハッチの中央に設置することが望ましい。
しかしながら、ハッチの中央には荷卸し用ハッチが設けてあるため、検尺棒の取付け位置は、中央から離れた位置とならざるを得ない。検尺棒を中央から離れた位置に設置した場合は、タンクローリが停車した路面が傾斜している場合には、当該路面の傾斜の影響を受けてハッチ内の油面も水平面に対して傾斜するため、油量の計量が不正確となる。

近年、油槽所から給油所へ燃料を運ぶ際に、タンクローリによる輸送の効率向上が求められている。その一環として、タンクローリの各ハッチ（ハッチ）に貯留された油を一つの給油所で全てに卸するばかりでなく、ハッチ毎に分割荷卸（いわゆる尺割荷卸）することで、タンクローリの１回の輸送で複数の給油所への荷卸を行う場合がある。

燃料油の輸送は、交通量の少ない夜間に行われることも多く、そのような場合は、給油所の作業員がいない状況下で荷卸は行われる。
ここで、検尺棒による従来の計測方法では、タンクローリの上部に作業員が登上しなければならず、係る作業は夜間においては大変に危険な作業となる。従って、検尺棒によらずに液位を計測することが望まれていた。
その様な要請に対して、各種のレベルセンサ或いは液面計（油面計）を適用することが考えられる。

その様な各種のレベルセンサ或いは液面計（油面計）を適用する場合において、尺割荷卸の際には、指定量（荷卸量）が実際に荷卸されたか否かは、給油所側の油面計から出力されたデータと、上述の（油槽所において計測された）タンクローリ側の油面計との差によって把握することが出来る。
しかし、タンクローリの各ハッチ毎に油面計等を設けた場合においても、タンクローリは必ずしも水平状態で停車するとは限らない。特に、給油所においては、地下タンクの位置、すなわちタンクローリの停車位置は平坦ではない場合が多い。その様にタンクローリが傾斜した箇所に停車している場合には、油面計等からのデータからハッチ内の油量を直接求めることが出来ないので、尺割荷卸の信頼性に問題が生じる。

その他の従来技術として、タンクローリに給油所情報を送信し且つタンクローリの荷卸情報を受信する無線機を給油所に設け、当該タンクローリには荷卸情報を送信し且つ給油所情報を受信する無線機を設ける技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、当該技術は、タンクローリ車からの荷卸作業を容易にすることが目的であり、上述した問題を解決するものではない。
特開２００２−３６２６９９号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、タンクローリの停車位置が傾斜していても、タンクローリにおけるハッチ内の油量を高精度に計量することを可能とする計量装置及び計量方法の提供を目的としている。

本発明のタンクローリの油量計量装置は、車軸方向と直交する断面が一様な楕円形状のハッチ（２１）を有するタンクローリ（１）の（ハッチ２１内の油量の）計量装置において、ハッチ（２１）内（に貯留された油）の液位（液面、或いは、ハッチ２１内に貯蔵された油のレベル）を計測する液面計測手段（２２、２３）と、車両の前後方向の傾斜（角度Ψ）を計測する前後傾斜計測手段（２４）と、車両の左右方向の傾斜（角度Φ）を計測する左右傾斜計測手段（２５）と、計量制御手段（コントロールユニット１０、１０Ａ）とを有し、該計量制御手段（１０、１０Ａ）は、液面計測手段（２２、２３）により計測された液位と、前後傾斜計測手段（２４）で計測された前後傾斜角度（Ψ）と、左右傾斜計測手段（２５）で計測された左右傾斜角度（Φ）とに基づいて、ハッチ（２１）内に積載された油量を決定する様に構成されていることを特徴としている（請求項１）。

前記計量制御手段（コントロールユニット１０）は、微小区分分割手段（１１）と、微小区分油量演算手段（１２）と、ハッチ油量演算手段（１３）とを有し、前記微小区分分割手段（１１）は、均一な楕円形状の断面を有し且つ前後方向（タンクローリの車軸方向）について微小寸法（ｄＺ）だけ延在する微小区分にハッチ（２１）を分割する演算処理を行う様に構成されており、微小区分油量演算手段（１２）は、液面計測手段（２２、２３）により計測された液位と、前後傾斜計測手段（２４）で計測された前後傾斜角度（Ψ）と、左右傾斜計測手段（２５）で計測された左右傾斜角度（Φ）とに基づいて、油で満たされた部分の面積を微小区分毎に演算すると共に、その面積に微小厚み（ｄＺ）を乗じた微小区分油量を演算する様に構成されており、ハッチ油量演算手段（１３）は、前記演算した各微小区分の油量を積分してハッチ油量を演算するように構成されているのが好ましい（請求項２）。

或いは、前記計量制御手段（コントロールユニット１０Ａ）は、基準容量演算手段（１１）と、ハッチ油量演算手段（１３Ａ）と、記憶手段（１９）とを有し、記憶手段（１９）は、前後傾斜計測手段（２４）によって計測された前後傾斜角（Ψ）及び液面計測手段（２２、２３）により計測された液位に対応して決定される前後傾斜補正係数と、左右傾斜計測手段（２５）によって計測された左右傾斜角（Φ）及び液面計測手段（２２、２３）により計測された液位に対応して決定される左右傾斜補正係数とを記憶する様に構成され、前記基準容量演算手段（１１）は、前記液面計測手段で計測された液位から傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量（基準容量）を演算する様に構成されており、ハッチ油量演算手段（１３Ａ）は、前記傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量（基準容量）に前後傾斜補正係数と左右傾斜補正係数とを乗じることによってハッチ（２１）内の油量を演算する様に構成されているのが好ましい（請求項３）。

本発明のタンクローリの油量計量方法は、請求項１、請求項２の何れかのタンクローリ（１）の計量装置を用いた計量方法において、液位（液面）を計測する工程（Ｓ２）と、前後傾斜角（Ψ）及び左右傾斜角（Φ）を計測する工程（Ｓ４）と、計測した液位（液面）、計測した前後傾斜角（Ψ）及び左右傾斜角（Φ）に基いてハッチ（２１）内に貯留された油量を演算する工程（Ｓ５、Ｓ６）とを有する（請求項４）。

本発明のタンクローリの油量計量方法は、請求項１、請求項３の何れかのタンクローリ（１）の計量装置を用いた計量方法において、液面を計測する工程（Ｓ１２）と、前記液面計測手段で計測された液位から傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量（基準容量）を演算する工程（Ｓ１３）と、前後傾斜角（Ψ）及び左右傾斜角（Φ）を計測する工程（Ｓ１４、Ｓ１６）と、前後傾斜角（Ψ）及び液面計測手段（２２、２３）により計測された液位に対応して前後傾斜補正係数を決定し、左右傾斜計測手段（２５）によって計測された左右傾斜角（Φ）及び液面計測手段（２２、２３）により計測された液位に対応して左右傾斜補正係数を決定する工程（Ｓ１５、Ｓ１７）と、演算された傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量（基準容量）に前後傾斜補正係数及び左右傾斜補正係数を乗じてハッチ（２１）に貯留された油量を演算する工程、とを有している（請求項５）。

上述した構成及び計量方法を具備する本発明によれば、微小区分油量演算手段（１２）は、液面計測手段（２２、２３）により計測された液位と、前後傾斜計測手段（２４）で計測された前後傾斜角度（Ψ）と、左右傾斜計測手段（２５）で計測された左右傾斜角度（Φ）とに基づいて、油で満たされた部分の面積を微小区分毎に演算すると共に、その面積に微小厚み（ｄＺ）を乗じた微小区分油量を演算する様に構成されており、ハッチ油量演算手段（１３）は、前記演算した各微小区分の油量を積分してハッチ油量を演算することが出来るので（請求項１、請求項２、請求項４）、タンクローリの停車位置の傾斜の有無にかかわらず、精度の高い計量を行うことが出来る。
そして、従来技術の様に検尺棒を用いる必要が無いので、夜間における尺割荷卸作業に際して、作業員がタンクローリの頂部に登上する必要がなく、安全性も向上する。

或いは、本発明のタンクローリの油量計量装置によれば、前後傾斜角（Ψ）及び液面計測手段（２２、２３）により計測された液位に対応して前後傾斜補正係数を決定し、左右傾斜計測手段（２５）によって計測された左右傾斜角（Φ）及び液面計測手段（２２、２３）により計測された液位に対応して左右傾斜補正係数を決定し、演算された傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量（基準容量）に前後傾斜補正係数及び左右傾斜補正係数を乗じてハッチ（２１）に貯留された油量を演算することが出来る（請求項１、請求項３、請求項５）。そして、前後傾斜補正係数や左右傾斜補正係数等は、自前に求めておくことが出来るので、計量制御手段（コントロールユニット１０、１０Ａ）は、積分を行うこと無く、ハッチ（２１）の油量を簡単、且つ、実用上の精度を確保した計量ができる。
この場合においても、検尺棒を用いる必要が無く、作業員がタンクローリの頂部に登上する必要がないので、特に夜間における尺割荷卸作業に際して、安全性が向上する。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明を実施するタンクローリの油量計測装置の概要について、図１、図２に基づいて説明する。

当該タンクローリ１には、図示の例では４つのハッチ（油槽）２１・・・を備えたタンク２が搭載されている。
各ハッチ２１の上端部（ハッチ上部）には液面計（油面計）２２が設けられ、その液面計２２からハッチ２１内の垂直下方に向かって、液面センサ（油面センサ）２３が、ハッチ２１の底部近傍まで延在するように配置されている。

タンク２の前方には、荷役制御装置６が設けられ、その荷役制御装置６における後述するコントロールユニット（第１実施形態では符号１０、第２実施形態では符号１０Ａで表示する）と液面計２２とは、信号ケーブル７によって接続されている。

各ハッチ２１の底部には図示しないバルブを備えた送出口２９が設けられ、各送出口２９は１本の供給パイプＬｏに接続されている。
供給パイプＬｏのハッチ２１側と反対側の端部近傍には油供給用のバルブＶが介装されている。
一方、給油所（ガソリンスタンド）の、しかるべき領域の地下Ｇには地下タンク５が埋設してあり、この地下タンク５は、地上側の注油口３と注油パイプＬｔで接続されている。

図１では、車両前方のハッチ２１から、例えば、レギュラーガソリン、ハイオクガソリン、経由、灯油が順に積載されており、その内のレギュラーガソリンを給油所の地下タンク５に荷卸する場合が示されているものとする。
タンクローリ１の後端は、注油口３近傍に接近し、タンクローリ１の供給パイプＬｏが注油口３に接続され、そして、荷卸しされるべきレギュラーガソリンが充填されているハッチ２１の送出口２９における図示しない排出バルブが開放される。次に、供給パイプＬｏ後端の排出用バルブＶが開放されて、タンクローリ１のハッチ２１内のレギュラーガソリンが、給油所の地下タンク５に供給される（注油される）。

ここで、給油所における荷卸しの場所の地面４が、図１のような平坦な場合であれば、油面センサ２３の指示値は、荷卸し量或いは充填量を正しく表示することが出来る。しかし、前述した通り、給油所によっては、積み降ろしの場所の地面が、図２のように傾斜している（４ｃ）場合があり、そのような場合には、液面計２２の表示する数値から、荷卸し量或いは積み込み量を正しく把握することは出来ない。
第１実施形態及び第２実施形態は、その様な傾斜した場所においても、正確に荷卸し量或いは積み込み量を決定できる様に構成されている。

図１において、車両の前後方向の傾斜角を計測する前後傾斜角センサ２４と、車両の左右方向の傾斜角を計測する左右傾斜角センサ２５とが設けられており、該センサ２４、２５は、信号ケーブル８によって、前記荷役制御装置６内のコントロールユニット（第１実施形態では符号１０（図３参照）、第２実施形態では符号１０Ａ（図１１参照））に接続されている。

図示の実施形態の計量方法の説明に入る前に、図４〜図９を参照して、図示の実施形態における油量計量の原理を説明する。
図４は、タンクローリのタンク２を立体的に且つ積載された燃料油を透視して見た斜視図である。ここで、タンク２はハッチ（図４では明示せず）を有しており、当該ハッチは、タンク２の前後方向（車軸方向）に直交する断面の形状が、一様な楕円形状に構成されている。なお、図４では明示されていないが、当該タンク２は、複数（図示では４区画：図１及び図２参照）のハッチを設けている。
図５は、左右方向の傾斜が無い場合におけるハッチ２１の、タンク２の前後方向（車軸方向）に直交する断面を示している。すなわち、図５は、上方に隙間を残した状態で燃料油が積載された状態（液面はラインＬで示される）の楕円形状のハッチ２１を、正面から見た断面図である。

図５において、Ｘ軸とＹ軸との原点ｏを中心とし、長径（長軸の１／２）の長さをａ、短径（短軸の１／２）の長さをｂとする楕円形状断面を有するハッチ２１において、ラインＬ（液面ライン）まで、燃料油が積載されているものとする。
ここで、液面ラインＬと楕円との交点をｃ、−ｃとし、交点ｃのＸ座標とＹ座標をＸ_１、Ｙ_１、交点−ｃのＸ座標とＹ座標をＸ_２、Ｙ_２とする。そして、Ｘ軸と線分ｏｃで形成される角度をθで表し、交点ｃからＹ軸への垂線とＹ軸との交点をｄで表す。
尚、長径の両端点（楕円形のＸ軸座標）の符号もａ、−ａで示し、短径の両端点（楕円形のＹ軸座標）の符号もｂ、−ｂで示している。

この楕円の式は式１で表される。
（Ｘ^２／ａ^２）＋（Ｙ^２／ｂ^２）＝１ （式１）
この時の燃料油の積載部分の面積Ｓ、すなわち、図５の楕円形において液面ラインＬよりも下方の領域の面積Ｓは、楕円の下半分の面積（楕円の半分の面積πａｂ／２）と、三角形ｏｃｄの面積の２倍（２×（Ｘ１・Ｙ１／２）＝Ｘ１・Ｙ１）と、扇形ｏｃａの面積の２倍の数値（扇形ｏｃａの面積については、以下、図６に基づいて説明する）を合計した値で表される。すなわち、面積Ｓは
Ｓ＝「楕円の下半分の面積」＋２×Δｏｃｄ（＝Ｘ１・Ｙ１）＋２×扇形ｏｃａ
なる式で表される。

図６は、図５の楕円に、半径がｂの円を重ねて描いたものである。ラインＬと半径ｂの円との交点をｅ、半径ｂの円とＸ軸との交点をｆとする。
周知のように、円における扇形ｏｅｆの面積は以下のようにして求められる。
扇形ｏｅｆの面積＝πｂ^２×ｓｉｎ^−１（ｄ／ｂ）／２π
＝ｂ^２×ｓｉｎ^−１（ｄ／ｂ）／２ （式２）
ここで、「ｓｉｎ^−１（ｄ／ｂ）」は扇形ｏｅｆの中心角である。

同じく周知のように、楕円における扇形ｏｃａの面積は、上記円における扇形ｏｅｆの面積に長径短径の比率、即ち、ａ／ｂを乗じたものとして示される。
したがって、扇形ｏａｃの面積＝ａｂ×ｓｉｎ^−１（ｄ／ｂ）／２ （式３）
この式３を上述した面積Ｓを求める式に代入すれば、左右方向の傾斜が無い場合における燃料油の積載部分の面積Ｓは、
Ｓ＝πａｂ／２＋Ｘ１・Ｙ１＋ａｂｓｉｎ^−１（ｄ／ｂ）
として表される。

次に、図７に示すように左右方向に傾斜（傾斜角＝Φ）を生じた場合において、燃料油の積載部分の面積Ｓを求める方法について述べる。
Ｘ軸と楕円（図７で示すの同じ楕円）との交点をａ（図７の右側）、ｊ（図７の左側）、Ｙ軸と楕円との交点をｂ（図７の上方のみ図示）、液面ラインＬと楕円との交点をｃ（図７の右側：座標Ｘ_１、Ｙ_１）、ｆ（図７の左側：座標はＸ_２、Ｙ_２）、液面ラインＬとＹ軸との交点（液面センサで計測された液位）をｄとする。
更に、ｃ点からＹ軸に下ろした垂線とＹ軸との交点をｇ、ｆ点からＹ軸に下ろした垂線とＹ軸との交点をｈとする。
なお、Ｘ_１＝｜ｃｇ｜、Ｙ_１＝｜ｏｇ｜であり、Ｘ_２＝｜ｆｈ｜、Ｙ_２＝｜ｏｈ｜となる。

ａ点、ｏ点、ｃ点で構成される角度をθ１、ｊ点、ｏ点、ｆ点で構成される角度をθ２とする。
この場合、ｄ点、ｃ点、ｇ点で構成される角度、及びｄ点、ｆ点、ｈ点で構成される角度は、共に、傾斜角Φと等しくなる。

図７で示す燃料油で満たされた面積（図７の楕円形における液面Ｌよりも下方の領域の面積）Ｓは、下式４によって求められる。
Ｓ＝楕円形下半分の面積（ｓ１）＋Δｏｃｄの面積（ｓ２）＋Δｏｆｄの面積（ｓ３）＋扇形ｏｃａの面積（ｓ４）＋扇形ｏｆｊの面積（ｓ５） （式４）

ここで、
楕円形下半分の面積ｓ１は、ｓ１＝πａｂ／２である。
Δｏｃｄの面積ｓ２は、ｓ２＝ｄ・Ｘ_１／２で表される。
同様に、Δｏｆｄの面積ｓ３は、ｓ３＝ｄ・Ｘ_２／２で表される。
扇形の面積は、θ１、θ２が、θ１＝ｔａｎ^−１（Ｙ_１／Ｘ_１）、θ２＝ｔａｎ^−１（Ｙ_２／Ｘ_２）となるので、積分によって求めることも可能であるが、（式２）、（式３）で前述したように、半径ｂの円の扇形の面積ｂ^２ｓｉｎ^−１（Ｙ_１／ｂ）／２にａ／ｂを乗じて求めれば良い。

すなわち、例えば扇形ｏｃａの面積は、 ａｂｓｉｎ^−１（Ｙ_１／ｂ）／２ で表される。
これ等を上記（式４）に代入すれば、（式４）は
Ｓ＝πａｂ／２＋ｄ・Ｘ_１／２＋ｄ・Ｘ_２／２＋ａｂｓｉｎ^−１（Ｙ_１／ｂ）／２＋ａｂｓｉｎ^−１（Ｙ_２／ｂ）／２ （式４´）

ここで、液面ラインＬをＸ軸、Ｙ軸に関する１次式として表せば、以下の式５のように表される。
Ｙ＝ｔａｎΦ・Ｘ＋ｄ （式５）
また楕円の式を再掲して、
（Ｘ^２／ａ^２）＋（Ｙ^２／ｂ^２）＝１ （式１）
式１と式２の連立方程式を解き、そのときの二つの解が、交点ｃ、交点ｆの座標（Ｘ_１、Ｙ_１）、（Ｘ_２、Ｙ_２）として与えられる。そして、係る解により、Ｘ_１、Ｙ_１、Ｘ_２、Ｙ_２がａ、ｂ、ｄ、Φで表現されることとなる。

この解を（式４´）に代入すれば、（式４´）は、ａとｂとｄとΦとにより表現される。ここで、楕円形の長径ａと短径ｂとは各々固定値であるので、（式４´）はｄとΦで表現出来る。係る式（式４´をｄとΦで表現した式）に、液面センサ２３の指示値ｄと、前記左右傾斜センサ２４での計測値Φを代入すれば、上述した面積Ｓ（図７において、オイルレベルＬ下方の面積：燃料油の占める面積）を算出することが出来る。

タンクローリ１は左右に傾斜するのみならず、図２で示したように、車両の前後方向にも傾斜が生じる場合がある。そのように、車両の前後方向（車軸方向）について傾斜が生じた場合において、ハッチ２１を車両側方から透視した図が図８である。
図８は、例えば、液面センサ２３がハッチ２１の前後方向の中央にあるものと仮定して、ハッチ２１の上下方向の中央にＺ軸（横軸）、前後方向の中央に（図示の左右方向）にＹ軸を設けた座標系を、前後方向の傾斜角Ψだけ傾けて示している。

ハッチ２１の（前後方向の）長さをＬｔとすると、ハッチ２１に積載された燃料油の容積は、ハッチ２１を図中ｄＺで示した微小幅の微小区分に分割し、ハッチ２１の全長Ｌｔに亙って微小区分の油量を積分することによって求められる。この時の微小区分ｄＺの積載油の面積Ｓが、上述してきた方法により求められており（式４´参照）、その面積Ｓに微小幅ｄＺを乗ずれば微小幅の油量は求まる。

ただし、液面センサ２３から例えば、Ｚ軸方向距離がＺｎだけ隔たった任意の微小区分ｄＺｎでは、油面センサ２３の指示値が「ｄ」である場合において、微小区分ｄＺｎにおける油面レベルｄｎは、下式６で求められる。
ｄｎ＝ｄ＋Ｚｎ・ｔａｎΨ （式６）
したがって、ハッチ２１に積載された油量Ｖは、微小区分の面積をＳとすれば、下式７によって求められる。
Ｖ＝∫Ｓ（ｄ）・ｄＺ （式７）

式７は不定積分の形で表現されているが、これは、式７を表示する際の煩雑さを減少するためである。実際は、式７は、積分領域を−Ｌｔ／２〜Ｌｔ／２とした定積分の数式として表される。なお、式７において、「Ｓ（ｄ）」なる表示は、上記面積Ｓが油面センサ２３の指示値が「ｄ」の関数として表現出来ることを示している（式４´参照）。

ここで、図示の実施形態においては専用の傾斜センサを備えているが、専用の傾斜センサを備えていなくても、以下に説明する構成により、傾斜角Φ、Ψを決定することが可能である。
例えば、左右方向における傾斜角Φの計測に際しては、専用の傾斜センサを設ける代わりに、中心線ＣＬから距離Ｗだけオフセットして配置した液面センサ２３Ａを設ける。

ハッチの中心線ＣＬにおける液面位置を「ｄ」と仮定した場合に、図示しない油槽所の様に平坦な場所においては、液面センサ２３Ａで計測された液位も「ｄ」となる。
図９で示す様に、左右方向の傾斜角度がΦの給油所において、液面センサ２３Ａで計測された液位（液面位置）を点ｍで示し、点ｍから中心線ＣＬに下ろした垂線と中心線ＣＬとの交点を点ｎで示すものとする。点ｄと点ｎの距離をｒとすれば、距離ｒは、油槽所の様に平坦な場所において（液面センサ２３Ａで）計測された液位「ｄ」と、傾斜角度がΦの給油所において（液面センサ２３Ａで）計測された液位「ｍ」との差として求まる。

一方、図９から明らかな様に、 ｒ＝ＷｔａｎΦ であるので、左右傾斜角Φは、次式で表される。
Φ＝ｔａｎ^−１（ｒ／Ｗ）
このように、ハッチの中心線ＣＬから距離Ｗだけオフセットして配置した液面センサ２３Ａを設ければ、専用の傾斜角度検出用のセンサを省略することが出来る。

次に、図３を参照して、第１実施形態における制御手段であるコントロールユニット１０の詳細構成を説明する。
図３において、コントロールユニット１０は、微小区分分割ブロック１１と、微小区分油量演算ブロック１２と、ハッチ油量演算ブロック１３と、表示手段１４とによって構成されている。

微小区分分割ブロック１１は、ハッチ２１を車両の前後方向に微小幅（ｄＺ）に分割する。分割個数は、タンクローリが積み降ろしする給油所の前後傾斜角度Ψや、その他の条件により、ケース・バイ・ケースで随意設定する。
微小区分油量演算ブロック１２は、液面センサ２３（ｄ）、前後傾斜センサ２４（Ψ）及び左右傾斜センサ２５（Φ）からの入力信号（ｄ、Ψ、Φの計測値）を受信し、上述した式４´を用いて、微小区分の油量を演算する。

ハッチ油量演算ブロック１３は、微小区分油量演算ブロック１２で演算して求めた油量を、式７に従って、タンクの車軸方向に積算して、ハッチ２１全体の積載油量を演算する。
明確には図示されていないが、係る構成においては、微小区分油量演算ブロック１２とハッチ油量演算ブロック１３とにより、前記式７に従って積分してハッチ２１全体の積載油量を求める場合も包含する。

図１０は、第１実施形態の油量計量方法を示したフローチャートである。以下、図１０のフローチャートに基づいて、第１実施形態の油量計量方法を説明する。
先ず、ステップＳ１では、楕円形断面のハッチの長径ａ（長軸の１／２）、短径ｂ（短軸の１／２）、ハッチ２１の前後方向の長さ寸法Ｌｔを入力する。
次のステップＳ２では、コントロールユニット１０は、微小区分分割ブロック１１において、ハッチ２１を車両（タンクローリ）１の前後方向（車軸方向）に所定の数だけ分割する。

ステップＳ３では、液面センサ２３で計測された液面（油面）の計測値（ｄ）を読み取る。そして、次のステップＳ４では、前後傾斜センサ２４によって計測された前後傾斜角の計測値（Ψ）と、左右傾斜センサ２５によって計測された左右傾斜角の計測値（Φ）とを読み取る。

ステップＳ５では、コントロールユニット１０は微小区分油量演算ブロック１２で、前記分割して区分した微小区分の油量を上述した演算方法（式４´）によって演算する。
そして、ステップＳ６では、ハッチ油量演算ブロック１３で、ハッチ２１の車軸方向全長Ｌｔに渡って微小区分の油量を積分して、ハッチ２１に積載された油量の全量を演算する。

明確には図示されていないが、ステップＳ５では、式４´に従って求めた面積Ｓに、ローリ前後方向の微小距離を乗じて微小区分の油量を求め、ステップＳ６で微小区分の油量を積算する旨を包含することは勿論である。
演算されたハッチ２１中の燃料油の油量は、表示手段であるモニタ１４に表示される（ステップＳ７）。

次のステップＳ８では、コントロールユニット１０は制御を終了するか否かを判断する。制御終了と判断すれば（ステップＳ８のＹＥＳ）、そのまま終了し、制御を続けるのであれば（ステップＳ８のＮＯ）、ステップＳ３まで戻り、再びステップＳ３以降を繰り返す。
ここで、制御終了の判断としては、例えば、モニタ１４に表示された油量の数値が一定値のまま、一定時間経過しても変動が無い状態で、当該ハッチの送出口２９の図示しないバルブを閉鎖した旨の信号を受信した場合等が挙げられる。

第１実施形態では、ハッチ２１を、前後方向（ローリ車軸方向）について、微小厚みの要素ｄＺに分割区分し、区分ごとに油量を演算し、演算した各微小区分の油量をハッチ２１の全長に亘って積分して求めている。
これに対して、第２実施形態では、次に述べる様な近似を用いて、ハッチ内の油量を計算する。

各給油所（ガソリンスタンド）に降ろす前に燃料油を積み込む油槽所（図示せず）では、タンクローリの積み込み場所は、傾斜の無い平坦面である。これに対して、各給油所のタンクローリ停車箇所の傾斜は、実用的な範囲としては±１０°未満である。
そして、傾斜角度Φ、Ψが１０°未満であれば、左右方向及び前後方向に傾斜している場合の油量が、平坦な箇所にローリが停車している場合における油量に対する誤差（以下「全体の誤差」と記載する）は、左右方向のみに傾斜しており前後方向には平坦な場合における誤差（以下「左右のみ傾斜の誤差」と記載する）に、前後方向のみに傾斜しており左右方向には平坦な場合における誤差（以下「前後のみ傾斜の誤差」と記載する）を乗算した結果（以下「乗算の誤差」と記載する）と概略同様である。そして、全体の誤差に対して、乗算の誤差（「左右のみ傾斜の誤差」×「前後のみ傾斜の誤差」）は、０．３％未満の差異しか無い。

そこで、予め、傾斜の無い平坦面におけるハッチ内の油量（以下、「基準容量」という）と、液面センサ２３によって計測された液位（油面レベル）との関係を求めておく。
そして、液面センサ２３により計測された液位と、前後傾斜角（Ψ）とから、同一の液位における基準容量に対応する補正係数（前後傾斜補正係数：「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）を求める。それと共に、液面センサ２３により計測された液位と、左右傾斜角（Φ）とから、同一の液位における基準容量に対応する補正係数（左右傾斜補正係数：「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）を求める。

次に、「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数と「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数とを乗じて、「乗算の誤差」の補正係数を求め、当該補正係数（「乗算の誤差」の補正係数）を、上記基準容量に乗算すれば、十分な精度を有する近似値を求めることが出来る。
係る手法によれば、第１実施形態で説明したような積分を行うためのソフト、すなわち複雑な処理を行うソフト、を開発する工数が省略できる。
なお、上述した「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数と、「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数とは、予め用意しておくことが出来る。

図１１、図１２で説明する第２実施形態は、そのように、液位及び前後傾斜角（Ψ）に対応する前後傾斜補正係数（「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）と、液位及び左右傾斜角（Φ）に対応する左右傾斜補正係数（「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）とを用いて、近似的に精度良い計量を行おうとする実施形態である。換言すれば、第２実施形態は、上述した基準容量及び「乗算の誤差」の補正係数（「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数に、「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数を乗じたもの）を用いて、精度の良い油量を計量しようとするものである。
尚、上述した「乗算の誤差」の補正係数、「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数、「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数は、予め演算や実測等で求めた数値を、テーブルやマップの形態で、記憶手段に記憶させればよい。

図１１に基づいて、第２実施形態の制御手段であるコントロールユニット１０Ａの詳細構成を説明する。
コントロールユニット１０Ａは、基準容量演算ブロック１５と、補正条件決定ブロック１６と、ハッチ油量演算ブロック１３Ａと、データベース１９と、表示手段１４と、から構成されている。

基準容量演算ブロック１５は、ハッチ２１が前後に傾斜（Ψ）しておらず、且つ、左右に傾斜（Φ）していないと仮定した場合において、液面センサ２３で計測された液位から基準容量を求める様に構成されている。
データベース１９には、前述した前後傾斜補正係数（「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）のテーブル（表）或いはマップと、左右傾斜補正係数（「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）のテーブル（表）或いはマップが記憶されている。

補正条件決定ブロック１６は、前後傾斜センサ２４で計測された前後方向傾斜角Ψ及び液面センサ２３で計測された液位に基いて、前述した前後傾斜補正係数（「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）を決定する機能を有する様に構成されている。それと共に、補正条件決定ブロック１６は、左右傾斜センサ２５で計測された左右方向傾斜角Φ及び液面センサ２３で計測された液位に基いて、前述した左右傾斜補正係数（「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）を決定する機能を有する様に構成されている。それに加えて、補正条件決定ブロック１６は、前後傾斜補正係数（「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）と左右傾斜補正係数（「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）を乗じて、「乗算の誤差」の補正係数を決定する様に構成されている。
そして、ハッチ油量演算ブロック１３Ａに、「乗算の誤差」の補正係数を送信する。

ここで、補正条件決定ブロック１６は、前後傾斜補正係数（「前後のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）と左右傾斜補正係数（「左右のみ傾斜の誤差」に対する補正係数）とを決定し、両者を乗じて、「乗算の誤差」の補正係数を決定する様に構成することに代えて、前後傾斜センサ２４で計測された前後方向傾斜角Ψ、左右傾斜センサ２５で計測された左右方向傾斜角Φ、液面センサ２３で計測された液位から、データベース１９に記憶されているマップ等に基いて、前記「乗算の誤差」の補正係数を直接決定する様に構成しても良い。

ハッチ油量演算ブロック１３Ａは、前記送信された「乗算の誤差」の補正係数を基準容量に乗じて、ハッチ２１内の積載燃料油の量を演算（計量）する。

次に、図１３のフローチャートに基づいて、第２実施形態の油量計量方法を説明する。
先ず、ステップＳ１１では、楕円形断面のハッチ２１の長径ａ及び短径ｂ、ハッチ２１の前後方向の長さ寸法Ｌｔを入力する。次のステップＳ１２では、液面センサ２３により液位（油面のレベル）を計測する。そして、次のステップＳ１３では、計測した液位を用いて、傾斜が無いと仮定した場合の油量（基準容量）を計測する。

ステップＳ１４では、左右傾斜角Φを左右傾斜センサ２５によって計測する。そして、ステップＳ１２で計測された液位と左右傾斜角Φとに基いて、補正条件決定ブロック１６により左右傾斜補正係数を決定し、前記基準容量に乗じる（ステップＳ１５）。

ステップＳ１６では、前後傾斜角Ψを前後傾斜センサ２４によって計測する。そして、ステップＳ１２で計測された液位と前後傾斜角Ψとに基いて、補正条件決定ブロック１６により前後傾斜補正係数を決定し、前後傾斜補正係数をステップＳ１５で求めた値に乗じる（ステップＳ１７）。これにより、ステップＳ１７では、ハッチ内の油量が演算される。
演算された油量はモニタ１４に表示される（ステップＳ１８）。

次のステップＳ１９では、制御を終了するか否かを判断する。制御終了と判断すれば（ステップＳ１９のＹＥＳ）、そのまま終了する。制御を続けるのであれば（ステップＳ１９のＮＯ）、ステップＳ１２まで戻り、再びステップＳ１２以降を繰り返す。

図１２では、左右傾斜補正係数を決定して前記基準容量に乗じ（ステップＳ１５）、そして、前後傾斜補正係数を決定して乗算している（ステップＳ１７）が、前後傾斜補正係数を決定して前記基準容量に乗じ、その後で、左右傾斜補正係数を決定して乗じても良い。
或いは、左右傾斜補正係数及び前後傾斜補正係数を決定し、両者を乗算して「乗算の誤差」の補正係数を求め、当該補正係数を基準容量に乗算して、ハッチ内の油量を求めても良い。

さらに、ステップＳ１２で液位を計測し、ステップＳ１４で左右傾斜角Φを計測し、ステップＳ１６で前後傾斜角Ψを計測してから、液位、左右傾斜角Φ、前後傾斜角Ψより「乗算の誤差」の補正係数（左右傾斜補正係数と前後傾斜補正係数を乗算した補正係数）を直接決定し、決定された「乗算の誤差」の補正係数を基準容量に乗算し、以って、ハッチ内の油量を求めることが可能である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。

本発明の実施形態の概要構成を示した構成図。 傾斜地に本発明の実施形態のタンクローリを停車させた様態図。 本発明の第１実施形態のコントロールユニットの詳細構成を示したブロック図。 タンクに燃料油を所定量積載した状態を示す斜視図。 正立した楕円断面の容器内の液体の量を計量する方法を示した説明図。 楕円の扇状部分の面積を求めるための説明図。 左右に傾斜した楕円断面の容器内の液体の量を計量する方法を示した説明図。 計量方法を説明するための前後傾斜の有るハッチを横から見た断面図。 左右方向の傾斜を計測する別の方法を示した図。 本発明の第１実施形態の計量方法を示したフローチャート。 本発明の第１実施形態のコントロールユニットの詳細構成を示したブロック図。 本発明の第２実施形態の計量方法を示したフローチャート。

符号の説明

１・・・タンクローリ
２・・・ローリタンク／タンク
３・・・注油口
４・・・平坦面
４ｃ・・・傾斜面
５・・・地下タンク
６・・・荷役制御装置
７、８・・・信号ケーブル
１０、１０Ａ・・・制御手段／コントロールユニット
２１・・・ハッチ
２２・・・油面計
２３・・・液面センサ
２４・・・前後傾斜計測手段／前後傾斜センサ
２５・・・左右傾斜計測手段／左右傾斜センサ

Claims (5)

1. 車軸方向と直交する断面が一様な楕円形状のハッチを有するタンクローリの計量装置において、ハッチ内の液位を計測する液面計測手段と、車両の前後方向の傾斜を計測する前後傾斜計測手段と、車両の左右方向の傾斜を計測する左右傾斜計測手段と、計量制御手段とを有し、該計量制御手段は、液面計測手段により計測された液位と、前後傾斜計測手段で計測された前後傾斜角度と、左右傾斜計測手段で計測された左右傾斜角度とに基づいて、ハッチ内に積載された油量を決定する様に構成されていることを特徴とする計量装置。
2. 前記計量制御手段は、微小区分分割手段と、微小区分油量演算手段と、ハッチ油量演算手段とを有し、前記微小区分分割手段は、均一な楕円形状の断面を有し且つ前後方向について微小寸法だけ延在する微小区分にハッチを分割する演算処理を行う様に構成されており、微小区分油量演算手段は、液面計測手段により計測された液位と、前後傾斜計測手段で計測された前後傾斜角度と、左右傾斜計測手段で計測された左右傾斜角度とに基づいて、油で満たされた部分の面積を微小区分毎に演算すると共に、その面積に微小厚みを乗じた微小区分油量を演算する様に構成されており、ハッチ油量演算手段は、前記演算した各微小区分の油量を積分してハッチ油量を演算するように構成されている請求項１の計量装置。
3. 前記計量制御手段は、基準容量演算手段と、ハッチ油量演算手段と、記憶手段とを有し、記憶手段は、前後傾斜計測手段によって計測された前後傾斜角及び液面計測手段により計測された液位に対応して決定される前後傾斜補正係数と、左右傾斜計測手段によって計測された左右傾斜角及び液面計測手段により計測された液位に対応して決定される左右傾斜補正係数とを記憶する様に構成され、前記基準容量演算手段は、前記液面計測手段で計測された液位から傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量を演算する様に構成されており、ハッチ油量演算手段は、前記傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量に前後傾斜補正係数と左右傾斜補正係数とを乗じることによってハッチ内の油量を演算する様に構成されている請求項１の計量装置。
4. 請求項１、請求項２の何れかのタンクローリの計量装置を用いた計量方法において、液位を計測する工程と、前後傾斜角及び左右傾斜角を計測する工程と、計測した液位、計測した前後傾斜角及び左右傾斜角に基いてハッチ内に貯留された油量を演算する工程、とを有することを特徴とする計量方法。
5. 請求項１、請求項３の何れかのタンクローリの計量装置を用いた計量方法において、液面を計測する工程と、前記液面計測手段で計測された液位から傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量を演算する工程と、前後傾斜角及び左右傾斜角を計測する工程と、前後傾斜角及び液面計測手段により計測された液位に対応して前後傾斜補正係数を決定し、左右傾斜計測手段によって計測された左右傾斜角及び液面計測手段により計測された液位に対応して左右傾斜補正係数を決定する工程と、演算された傾斜が存在しない場合のハッチ内の油量に前後傾斜補正係数及び左右傾斜補正係数を乗じてハッチに貯留された油量を演算する工程、とを有することを特徴とする計量方法。

Images