JP4947328B1 - 横転警報システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シャーシ210L,210Rの上面にコンテナを載せたコンテナトレーラ200の横転の危険性を判断する横転警報システムであって、シャーシ210L,210Rの上面とコンテナ200の底部との間に設置され、コンテナ400の荷重を計測する荷重計測器L1〜L6,R1〜R6と、コンテナトレーラ200に設置されコンテナトレーラ200の車幅方向の加速度を計測する加速度計測器40と、荷重計測器L1〜L6,R1〜R6の計測値と加速度計測器40の計測値とに基づいてコンテナトレーラ200の横転の危険性を判断するデータ処理装置100と、を備えている。
【選択図】図3
Description
よって、特許文献1では、トラクタが牽引するコンテナトレーラの状態、具体的にはコンテナを載せたコンテナトレーラの車幅方向である左右の積荷バランスを把握することは実際には難しい。
本発明の横転警報システムにおいて、好ましくは、データ処理装置が、コンテナトレーラの走行中に前記コンテナトレーラの横転の危険性を繰り返し判断する。
(1)第1実施形態
(1−1)実施形態の概要
(1−2)コンテナトレーラについて
(1−3)横転警報システムの構成
A.荷重計測器
B.加速度計測器
C.データ処理装置
(2)第2実施形態
(3)第3実施形態
(1−1)実施形態の概要
本発明は、コンテナトレーラを牽引するトラクタのドライバーへ、コンテナトレーラの走行安全性の情報、言い換えればコンテナトレーラの横転の危険性を知らせる横転警報システムに関する。
本発明は、コンテナからシャーシへ掛かる荷重を検出すると共に、コンテナを積載したコンテナトレーラに作用する水平加速度を検出して、荷重と加速度とに基づいてコンテナトレーラの横転の危険性を判断し、その評価をドライバーへ知らせる。
以下、本発明を適用するコンテナトレーラと、本発明システムの構成、作用について説明する。
図1は本発明の第1実施形態に係る横転警報システムを適用するコンテナトレーラ200及びトラクタ300の構成を示す図である。(A)は側面図であり、(B)は平面図である。図中のUpはコンテナトレーラ200の上方、Frはコンテナトレーラ200の前方、LHはコンテナトレーラ200の車幅方向であって左方を示す。
本実施形態の横転警報システム1は、複数の荷重計測器と、加速度計測器Sと、データ処理装置と、を備えている。以下、荷重計測器と加速度計測器Sとデータ処理装置とを順に説明する。
荷重計測器は、コンテナトレーラ200とコンテナ400との間に介在させて、コンテナトレーラ200に作用するコンテナ400の荷重を計測する。具体的には、メインレール210L、210Rとコンテナ400との間に装着される。本実施形態では、図3に示すように左右のメインレール210L、210Rのそれぞれに、6個ずつ荷重計測器R1〜R6、L1〜L6が設けられる。
プレート部21Aは、コンテナ400の底部411を載せるために利用される。なお、コンテナ400の底部411は、図2に示すように、横幅方向に延びるクロスメンバ430が前後方向に間隔を置いて複数設けられているので、コンテナ底部の数本のクロスメンバ430がプレート部21Aに載るように、コンテナ400の前後方向に沿ったプレート部21Aの長さLが選定され、本実施形態では3、4本のクロスメンバ430が上面に載るように長さLが800mm〜1500mmに設定されている。また、プレート部21Aの幅W1は、第2フレーム部212の上部212Bの横幅W2よりも広いが、両端部が車幅方向へ若干突出する程度に選定され、本実施形態では幅W1が250mmに設定されている。本実施形態のプレート部21Aは、メインレール210L、210Rの長さ方向に沿って細長い長方形状に形成されている。なお、プレート部21Aの長さLや幅W1は図示例に限定されるものではない。このプレート部21Aは、例えば鋼板で構成されている。
構成(i):補強部21Bが、プレート部21Aの幅方向の片側の端部にだけ設けられている。
構成(ii):プレート部21Aの幅方向内側で前後の両端部(図4で破線の円Cで囲う領域に対応する部分)が図4のプレート部21Aと異なり、90度のコーナーを画成しないように切除されている。
構成(iii):左右の第1フレーム部211に設けられる一対の荷重計測器L1,R1が連結されている。
加速度計測器40は、例えば図3に示すようにコンテナトレーラ200のシャーシ、例えばシャーシの前後方向の中央部に取り付けられコンテナトレーラ210の加速度を計測する。特に、加速度計測器40として、水平方向の加速度を計測し、コンテナトレーラ210の車両前後方向と車両上下方向とにそれぞれ直交する車幅方向に関して、例えば車幅方向で左側への加速度を負(マイナス)の電圧として検出し、車幅方向で右側への加速度を正の電圧として検出する加速度センサを利用する。
信号変換部51は、各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6及び加速度計測器40からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号変換部51は、例えばローパスフィルタ、増幅器、ADコンバータから構成されている。
処理部52は、例えばROMなどの記憶部54に格納されたプログラムを実行する。本実施形態では、処理部52は、各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6をスキャンして、各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6の計測値を求める。具体的には、信号変換部51を介して各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6からの電圧値を取得する。加速度計測器40の電圧値も同様に取得される。
データ処理装置100は、コンテナトレーラ200に設置した各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6の計測値に基づいて、コンテナトレーラ200の走行安全性を評価し、その危険度をドライバーへ知らせる。
コンテナ400の総荷重W′はコンテナ400自体の荷重Wcとコンテナ400に収容された貨物の総重量(以下、単に貨物の重量と呼ぶ。)との和であり、コンテナ自体の荷重Wcは例えば本システムの初期設定時に記憶部195に登録される。荷重判断部110は算出した総荷重W′と既知コンテナ400自体の重量Wcとから貨物の重量Wnを算出する。
このように算出された値W′,Wnは記憶部195に保持され、以後の処理に活用される。なお、別の構成要素で算出される後述する各種の値δ,δm,δc,bや情報なども同様に、記憶部195で管理される。
ここで、αは加速度計測器40が計測した水平方向の加速度である。
ここで、hは重心Gの高さ、Shはコンテナトレーラ200の高さ、Chは図11に示すようにコンテナ400の底面から天井までの高さ、hnはコンテナトレーラ200に掛かる荷重のコンテナ400の底面からの高さ、Wnは前述したようにコンテナに詰まれた貨物の荷重である。なお、本実施形態では、模擬的に荷重の高さhnを設定している。
ここで、Swはコンテナトレーラ200の車幅方向の寸法としての本実施形態では車輪間隔を示す輪距で、Wcは前述したようにコンテナ自体の荷重、Wsはコンテナトレーラ200の荷重である。これらの値Sw、Wc、Wsは、例えば本システムの初期設定時に記憶部195に登録されており、これを利用する。
WとWnとは荷重判断部110で算出された値を利用する。
ここで、図11に示すように、車幅方向左側へ加速度が作用していることで、右端のタイヤ500と路面Rとの接触位置Kまわりのモーメントを考察する。
コンテナトレーラ200の右側のメインレール210Rに設置した荷重計測器R1〜R6から、メインレール210Rに作用する荷重を算出する。ここで、各荷重計測器R1〜R6で計測された荷重の総和を算出する。この値を右側総荷重WRと呼ぶ(図12参照)。
横転警報システム1が起動している状態では、常に偏荷重チェックが行われる。所定時間毎(例えば、10msec〜100msec間隔)に、コンテナトレーラ200に設置された制御装置50から送られてくる各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6及び加速度計測器40からの信号に基づいて、荷重判断部110が総荷重Wを算出する。重力モーメント算出部130は、荷重判断部110が算出した総荷重Wなどに基づいて、重力モーメントM1を算出する(ステップS1)。
次に、第2実施形態に係る横転警報システムについて説明する。
本実施形態の横転警報システムは、第1実施形態と同様に、複数の荷重計測器L1〜L6、R1〜R6と、加速度計測器40と、データ処理装置100と、を備えているが、本実施形態のデータ処理装置100はさらに下記の機能Eを備えている。
機能E:転倒危険性判断部170が、左側総荷重WLと右側総荷重WRとに基づいて、コンテナ積載トレーラー200′の横転の危険性を判断する。
具体的には、転倒危険性判断部170は、左側総荷重WLと右側総荷重WRとを比較して、それらの差分の絶対値|WL−WR|が下記の表1の設定値を超える場合に、コンテナ積載トレーラー200′が横転する危険性が高いと判断する。なお、設定値は、下記の表1に示すように、重量W′毎に7段階に設定されている。コンテナ積載トレーラー200′が横転する危険性が高いと判断された場合、出力部180が、例えば図13に示すようにディスプレイに転倒の危険性を知らせるメッセージ181を表示したり、スピーカから危険であることを知らせる音や音声を流したりして、ドライバーへ危険であることを知らせる。また、本実施形態では、左側総荷重WLと右側総荷重WRとの割合を図15に示すように円グラフとして表示する。なお、転倒危険性が無いと判断された場合(つまり、δc<δである場合)は、メッセージ表示などは行われない。
次に、第3実施形態に係る横転警報システムについて説明する。
本実施形態の横転警報システムは、第1実施形態及び第2実施形態と同様に、複数の荷重計測器L1〜L6、R1〜R6と、加速度計測器40と、データ処理装置100と、を備えているが、各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6が、複数のセンサ部22を備えている。例えば、図16(A)に示す本第3実施形態の荷重計測器L2〜L6、R2〜R6及び図16(B)に示す本第3実施形態の荷重計測器L1、R1は、2つのセンサ部22を備えている。これらのセンサ部22,22は車両前後方向に沿って互いの距離を置いて、プレート部21Aの底面に固定されている。
本実施形態によれば、各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6が、2つのセンサ部22,22を備えることで、各荷重計測器L1〜L6、R1〜R6をシャーシに安定して配設することができる。
なお、センサ部が増えることで、データ処理部に表示される情報、例えば図13に示す荷重の程度を表すバーも、各メインレールに設ける12個の各センサ部が計測した荷重がそれぞれ表示される。
例えばコンテナは海上コンテナに限定されるものではない。
また、上記説明で挙げた数値は例示である。
コンテナトレーラに設置する荷重検出器や加速度計測器の数は、上記説明や図示例に限定されるものではない。本発明の横転警報システムを設置するコンテナトレーラは、上記図示例に限定されるものではない。
また、コンテナ積載トレーラー200′の横転の危険性の判断の際、警告率dを乗ずることを省略して、δをそのまま利用してもよい。
R1〜R6、L1〜L6 荷重計測器
21 荷重計測器のコンテナ載部
21A プレート部
21B 補強部
22 荷重計測器のセンサ部
23 荷重計測器の外れ防止部
28 ケーブル
29 バー部材
40 加速度計測器
50 制御装置
51 信号変換部
52 処理部
53 通信部
54 記憶部
100 データ処理装置
110 荷重判断部
120 加速度判断部
130 重力モーメント算出部
140 遠心力モーメント算出部
150 転倒限界位置判断部
160 重心位置判断部
170 転倒危険性判断部
180 出力部
190 操作部
200 コンテナトレーラ
210L、210R メインレール
211 第1フレーム部
211A 第1フレーム部の上面
211B 第1フレーム部の上部
211C 第1フレーム部の下部
211D 第1フレーム部の中間部
212 第2フレーム部
212A 第2フレーム部の上面
212B 第1フレーム部の上部
212C 第1フレーム部の下部
212D 第1フレーム部の中間部
220F 前端フレーム
220R 後端フレーム
230 補強レール
300 トラクタ
400 コンテナ
411 コンテナの底部
420 コンテナのグースネック
500 タイヤ
Claims (11)
- トラクタによって牽引されシャーシの上面にコンテナを載せたコンテナトレーラの横転の危険性を判断する横転警報システムであって、
上記シャーシの上面と該上面に対向する上記コンテナの底部との間に設置され、上記コンテナの荷重を計測する荷重計測器と、
上記コンテナトレーラに設置され当該コンテナトレーラの車幅方向の加速度を計測する加速度計測器と、
上記荷重計測器の計測値と上記加速度計測器の計測値とを利用して上記コンテナトレーラの横転の危険性を判断するデータ処理装置と、を備え、
上記荷重計測器は、上記シャーシを構成し車両前後方向に沿って長手状に形成され車幅方向に並んで設けられた左右のメインレールのそれぞれに、上記車両前後方向に互いに間隔を置いて複数設けられ、
上記データ処理装置が、上記コンテナトレーラの輪距の中間を通るセンターラインから車幅方向へずれた位置であり上記コンテナを積載した上記コンテナトレーラが横転する当該コンテナトレーラの重心の位置を示す第1の位置と上記センターラインから車幅方向へずれた位置であり上記コンテナの実際の重心の位置を示す第2の位置とを算出し、上記第2の位置が上記第1の位置より車幅方向外側にある場合に上記コンテナトレーラが横転する危険性の情報を出力することを特徴とする、横転警報システム。 - 前記データ処理装置が、前記コンテナトレーラの走行中に前記コンテナトレーラの横転の危険性を繰り返し判断することを特徴とする、請求項1に記載の横転警報システム。
- 前記データ処理装置は、
前記複数の荷重計測器の計測値を利用して、前記コンテナを積載した前記コンテナトレーラの重力モーメントを算出する重力モーメント算出部と、
前記加速度計測器の計測値を利用して、前記コンテナを積載した前記コンテナトレーラの遠心力モーメントを算出する遠心力モーメント算出部と、
前記第1の位置として、上記重力モーメントと上記遠心力モーメントとを利用して前記コンテナを積載した前記コンテナトレーラが横転する当該コンテナトレーラの重心の位置を算出する転倒限界位置判断部と、
前記第2の位置として、前記複数の荷重計測器の計測値を利用して前記コンテナの実際の重心の位置を算出する重心位置判断部と、
上記転倒限界位置判断部が算出した重心の位置と上記重心位置判断部が算出した実際の重心の位置とから、前記コンテナを積載した前記コンテナトレーラの横転の危険性を判断する転倒危険性判断部と、
上記転倒危険性判断部が横転の危険性ありと判断したとき、前記コンテナトレーラが横転する危険性の情報を前記コンテナトレーラを牽引するトラクタのドライバーへ出力する出力部と、を備えていることを特徴とする、請求項2に記載の横転警報システム。 - 前記転倒限界位置判断部は、さらに前記コンテナトレーラの横転危険性の警告率を利用して、前記コンテナトレーラが横転する当該コンテナトレーラの重心の位置を算出することを特徴とする、請求項3に記載の横転警報システム。
- 前記転倒危険性判断部は、前記複数の荷重計測器の計測値を利用して、前記コンテナを積載した前記コンテナトレーラの停止中の横転の危険性を判断することを特徴とする、請求項3又は4に記載の横転警報システム。
- 前記荷重計測器は、前記センサ部を複数備えていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の横転警報システム。
- シャーシの上面にコンテナを載せたコンテナトレーラの横転の危険性を判断するコンテナ横転警報システムで上記コンテナの荷重を計測する荷重計測器であって、
上記シャーシの上面に載せられる複数のセンサ部と、センサ部上に設けられて上記コンテナが上面に載せられると共に下面が上記シャーシの上面に非接触であるプレート部と、上記プレート部の底面に設けられ上記プレート部の車幅方向の端部を補強する補強部と、を備え、
上記プレート部は、上記コンテナの底部に設けられ横幅方向に延びた数本のクロスメンバが載るように形成され、
上記複数のセンサ部は車両前後方向に沿って互いの距離を置いて上記プレート部の底面に備えられ、
上記シャーシの上面と該上面に対向する上記コンテナの底部との間に設置されることを特徴とする、荷重計測器。 - 前記シャーシからの脱落を防止する外れ防止部を備えていることを特徴とする、請求項7に記載の荷重計測器。
- トラクタによって牽引されたコンテナトレーラのシャーシの上面と該上面に対向するコンテナの底部との間に複数設置された荷重計測器の各計測値と、上記コンテナトレーラに設置された加速度計測器の計測値と、を利用して、上記シャーシの上面に上記コンテナを載せた上記コンテナトレーラの横転の危険性を判断する横転チェックプログラムであって、
コンピュータを、
上記複数の荷重計測器の各計測値を利用して、上記コンテナを積載した上記コンテナトレーラの重力モーメントを算出する重力モーメント算出部、
上記加速度計測器の計測値を利用して、上記コンテナを積載した上記コンテナトレーラの遠心力モーメントを算出する遠心力モーメント算出部、
上記重力モーメントと上記遠心力モーメントとを利用して、上記コンテナトレーラの輪距の中間を通るセンターラインから車幅方向へずれた位置であり上記コンテナを積載した上記コンテナトレーラが横転する当該コンテナトレーラの重心の位置を算出する転倒限界位置判断部、
上記複数の荷重計測器の計測値を利用して、上記コンテナトレーラの輪距の中間を通るセンターラインから車幅方向へずれた位置であり上記コンテナの実際の重心の位置を算出する重心位置判断部、
上記転倒限界位置判断部が算出した重心の位置と上記重心位置判断部が算出した実際の重心の位置とから、上記コンテナを積載した上記コンテナトレーラの横転の危険性を判断する転倒危険性判断部、
として機能させることを特徴とする、横転チェックプログラム。 - 前記転倒限界位置判断部は、さらに前記コンテナトレーラの横転危険性の警告率を利用して、前記コンテナトレーラが横転する当該コンテナトレーラの重心の位置を算出することを特徴とする、請求項9に記載の横転チェックプログラム。
- 前記転倒危険性判断部は、前記複数の荷重計測器の各計測値を利用して、前記コンテナを積載した前記コンテナトレーラの停止中の横転の危険性を判断することを特徴とする、請求項9又は10に記載の横転チェックプログラム。
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