JP5115857B2 - 積載量計測装置及び積載量計測システム - Google Patents

Description

本発明は、荷重センサが出力する積載車両の車軸に加わる荷重に応じた荷重信号に基づいて、前記車両が停車してから走行開始するまでの計測区間に積載した区間積載量を計測する積載量計測装置及び積載量計測システムに関するものである。

車両の積載重量の計測は、主としてトラック等の大型車両を対象とし、例えば過積載による横転等の交通事故や車両劣化の促進を防ぐ目的で行われている。在来の車両の積載重量計測は、俗に看貫（かんかん）と呼ばれる台秤に計測対象の車両を載せて行っていたが、施設が大掛かりで広い設置スペースを必要とするため、設置できる台秤の台数が制限され多くの車両を計測することができない他、設置コストが嵩んでしまう。

そこで、車両自体に搭載して積載重量を計測する自重計（積載量計測装置）が提供されている。車両搭載型の従来の自重計では、例えば、フロント、リアの両アクスル（車軸）のに左右両端部に、例えばひずみ式ゲージセンサ等、重量測定用の荷重センサを取り付け、前後左右の各タイヤに掛る荷重に比例するそれら各荷重センサの出力の合計により積載重量を計測するようにしている。

本出願人は、特許文献１に示すように、センサ温度の上昇、車両停止直後の車軸の温度上昇等によって荷重センサと車軸との温度差に急激な変化が発生すると、温度による膨張量に差が生じてしまい、この差が荷重以外の歪みとしてセンサが検出してしまい、これが誤差となって荷重センサの出力に含まれてしまうために、その温度差による誤差を補正するセンサ信号補正装置を提案してきた。
特開２００４−１３２８７１号公報

近年では、過積載防止、資源ごみ分別収集、ごみの料金課金、等の観点からパッカー車（機械式ごみ収集車）への自重計（荷重センサ）の搭載が望まれている。そして、パッカー車は、図１０に示すように、停車した後、ＰＴＯ（Power Take Off）スイッチがＯＮされて、収集ごみを自動的に荷箱に押し込み圧縮する装置に動力が切り替えられると、作業者等によるごみの積み込み作業が開始される。その積み込み作業が終了すると、パッカー車は、ＰＴＯスイッチがＯＦＦされることで、動力を車両側に切り替えて、次の集積場所に移動することになる。そして、パッカー車は集積場所に停車する毎に、上述した集積作業が繰り返される。

しかしながら、上述した特許文献１の問題を考慮すると、パッカー車の停車から計測開始までに５〜１０秒の待ち時間を自重計は必要とするが、その待ち時間はごみ収集の業務上致命的な問題であるため、自重計をパッカー車に搭載することが困難であった。また、パッカー車に自重計を搭載した場合、停車時に車軸の歪み量が変化するため、積荷が変化していなくても計測値が変化してしまい、約数百ｋｇの変化が生じることを確認できた。パッカー車は約２０〜３００ｋｇのごみを収集することから、数百ｋｇの誤差が生じると、自重計によって正確な積載重量を表示することができないため、自重計をパッカー車に搭載する意味がなくなってしまう。さらに、停車時に生じる車軸の歪み量は、停止時毎に異なるため、１回の作業毎の積載量を正確に計測するには、停車後の待ち時間を自重計から削除することができなかった。

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、車両の停車後から計測開始までの待ち時間を短縮し且つ停車時の積載量を正確に計測することができる積載量計測装置及び積載量計測システムを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の積載量計測装置は、図１の基本構成図に示すように、荷重センサ７が出力する積載車両の車軸に加わる荷重に応じた荷重信号に基づいて、前記積載車両が停車してから走行開始するまでの間の計測区間に積載した区間積載量を計測する積載量計測装置１０において、前記停車中の積載作業の開始を検出する作業開始検出手段Ｐ１と、前記作業開始検出手段Ｐ１が積載作業の開始を検出した後に、前記荷重センサ７が時系列的に出力した荷重信号の振幅収束を検出する振幅収束検出手段Ｐ２と、前記振幅収束検出手段Ｐ２が検出した荷重信号の振幅収束に基づいて、前記計測区間における基準重量を検出する基準重量検出手段Ｐ３と、前記積載作業の開始に対応する作業終了を検出する作業終了検出手段Ｐ４と、前記作業終了検出手段Ｐ４による作業終了の検出に応じた前記荷重センサ７からの荷重信号と前記基準重量とに基づいて前記区間積載量を計測する区間積載量計測手段Ｐ５と、を有することを特徴とする。

上記請求項１に記載した本発明の積載量計測装置によれば、作業開始検出手段Ｐ１によって停車中の積載作業の開始が検出され、荷重センサ７が時系列的に出力した荷重信号の振幅収束が振幅収束検出手段Ｐ２によって検出されると、その振幅収束に基づいた計測区間の基準重量、即ち積載作業開始時の重量が検出される。そして、作業終了検出手段Ｐ４によって積載作業の終了が検出されると、荷重センサ７からの荷重信号と前記基準重量とに基づいて、１回の停車中の区間積載量が区間積載量計測手段Ｐ５によって計測される。

請求項２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の積載量計測装置において、前記振幅収束検出手段Ｐ２が、前記荷重センサ７から時系列的に取得した荷重信号の振幅収束を、指数平滑平均及び移動平均収束拡散法の少なくとも一方に基づいて検出する手段であることを特徴とする。

上記請求項２に記載した本発明の積載量計測装置によれば、荷重センサ７から時系列的に取得した荷重信号の振幅収束は、振幅収束検出手段Ｐ２によって指数平滑平均及び移動平均収束拡散法の少なくとも一方に基づいて、時系列的に収集された複数の荷重信号の将来値が予測されて検出される。

請求項３記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項１又は２に記載の積載量計測装置において、前記積載車両に搭乗する乗員の体重を示す体重情報を記憶する体重情報記憶手段Ｄ１と、前記基準重量及び前記区間積載量の計測時の前記乗員の乗降状態を検出する乗降検出手段Ｐ６と、前記区間積載量計測手段Ｐ５が計測した区間積載量を、前記乗降検出手段Ｐ６が検出した乗降状態と前記体重情報とに基づいて補正する乗員変化補正手段Ｐ７と、を有することを特徴とする。

上記請求項３に記載した本発明の積載量計測装置によれば、体重情報記憶手段Ｄ１には、積載車両に搭乗する乗員の各々の体重を示す体重情報が記憶される。そして、乗降検出手段Ｐ６によって基準重量及び区間積載量の計測時、つまり区間積載量の計測開始及び計測終了時等における乗員の乗降状態が検出されると、区間積載量計測手段Ｐ５によって計測された区間積載量が、その乗降状態と体重情報とに基づいて乗員変化補正手段Ｐ７によって補正される。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項４記載の積載量計測システムは、図１の基本構成図に示すように、積載車両の車軸に加わる荷重に応じた荷重信号を出力する荷重センサ７と、請求項１〜３の何れか１項に記載の積載量計測装置１０と、前記積載量計測装置１０の区間積載量計測手段Ｐ５が計測した区間積載量を前記積載車両の乗員に対して出力する出力装置１３と、を有することを特徴とする。

上記請求項４に記載した本発明の積載量計測システムによれば、荷重センサ７によって荷重信号を時系列的に出力している状態で積載車両が停車すると、積載量計測装置１０は荷重信号の振幅収束を検出し、該振幅収束に基づいた基準重量を検出する。そして、積載量計測装置１０は、その集積作業の終了を検出すると、その作業終了に応じた荷重信号と基準重量とに計測区間における区間積載量を計測する。そして、出力装置１３は、その区間積載量を乗員に対して出力する。

以上説明したように請求項１に記載した本発明の積載量計測装置によれば、積載車両の停車中における積載作業の開始を検出すると、荷重センサが出力した荷重信号の振幅収束に基づいた基準重量を検出するので、従来の停車後の待ち時間を短縮することができるため、積載作業の効率低下を防止することができる。また、その基準重量に基づいて計測区間における区間積載量を計測しているので、積載車両の停車毎に車軸の歪み量が変化しても、その歪み量に応じた基準重量を検出できるため、各計測区間における区間積載量を正確に検出することができる。従って、積載車両の停車後から計測開始までの待ち時間を短縮し且つ停車時の区間積載量を正確に計測することができるため、この区間積載量によって過積載防止、資源ごみ分別収集、ごみの料金課金、等を支援することができる。

請求項２に記載した本発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、荷重センサから出力される荷重信号の振幅収束の検出に、指数平滑平均及び移動平均収束拡散法の少なくとも一方を用いるようにしたことから、振幅収束をより一層正確且つ短時間で検出することができるため、積載車両の停車後直ぐに基準重量を正確に検出することができる。従って、積載車両が停車してからの待ち時間をより短縮することができるため、この本発明の積載量計測装置はごみ収集車等の積載車両に好適である。

請求項３に記載した本発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、積載車両に搭乗する乗員の各々の体重を示す体重情報を記憶しておき、計測区間における乗員の乗降状態に基づいて区間積載量を補正するようにしたことから、基準重量の計測時と区間積載量の計測時で乗員の人数が異なっても、乗員変化分を補正することができるため、区間積載量をより一層正確に計測することができる。

以上説明したように請求項４に記載した本発明の積載量計測システムによれば、積載車両が停車した後に、積載量計測装置が積載作業の開始を検出すると、荷重信号の振幅収束を検出して計測区間における基準重量を検出し、該基準重量に基づいて区間積載量を検出して出力装置から乗員に対して出力するようにしたことから、従来のように停車後の待ち時間を必要とすることなく、各計測区間の正確な区間積載量を乗員に認識させることができるため、過積載防止、資源ごみ分別収集、ごみの料金課金、等を実現することができる。

以下、本発明に係る積載量計測装置を有する積載量計測システムの一実施形態を、図２〜図９の図面を参照して以下に説明する。

図２及び図３において、積載量計測装置１０は、積載車両であるパッカー車１の運転席に表示内容が視認可能に搭載されている。積載量計測装置１０は、パッカー車１が停車してから走行開始するまでの間に定められた計測区間、即ち１回の停車中に積載された区間積載量を計測する。

なお、本実施形態では、積載車両をパッカー車１とした場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、各種ゴミ収集車等の停車して直ぐに積み卸し作業が行われる特装車両が挙げられる。そして、パッカー車１は、キャブ１ａと、荷箱１ｂと、テールゲート１ｃと、ＡＣＣ（accessory）スイッチ２と、テールゲートセンサ３と、ＰＴＯ（Power Take Off）スイッチ４と、シートスイッチ５と、を有している。

パッカー車１は、積載場所に停車すると、テールゲート１ｃを閉じた状態で、作業員によってホッパーに収集されたごみを自動的に荷箱１bに押し込み圧縮する構成となっている。パッカー車１は、クリーンセンターなどの処理施設に収集したごみを搬入し、テールゲート１ｃを上げ、その開口に向けて押し出し板を移動させることで、荷箱１ｂの中のごみを全て押し出して排出する。

ＡＣＣスイッチ２は、車両における主に計器やラジオなどの電装品に電力を供給する電気系統であるＡＣＣ系のスイッチであり、ＯＮ状態で計器の照明やオーディオ機器の作動が可能になる。テールゲートセンサ３は、テールゲート１ｃが開状態であるか閉状態であるかを示すテールゲート信号を出力する。ＰＴＯスイッチ４は、車両の動力を切り替えるスイッチであり、ＯＮされると、収集ごみを自動的に荷箱１ｂに押し込み圧縮する装置に動力が切り替え、また、ＯＦＦされると、動力を車両側に切り替える。

シートスイッチ５は、メンブレンスイッチであり、パッカー車１のキャブ１ａ内の座席シートの各々に設けられて、乗員が乗車しているか降車しているかを示す乗降信号をＭＰＵ１１に出力する。そして、ＣＰＵ１１ａは、その乗降信号に基づいて乗員の乗降状態を検出する。

複数の荷重センサ７は、図４に示すように、パッカー車１の前後の車軸１ｄにおけるタイヤ寄りの左右に設けられた歪み式のセンシング素子となっている。荷重センサ７は、パッカー車１の荷箱１ｂにおける荷重に応じて変化する車軸１ｄの歪み量を示すパルス信号を発生する。

図２において、積載量計測システム１００は、上述した複数の荷重センサ７と、積載量計測装置１０と、を有している。積載量計測装置１０は、ＭＰＵ１１と、メモリ１２と、表示部１３と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１４と、を有して構成している。ＭＰＵ１１には、メモリ１２と表示部１３とＩ／Ｆ部１４とが電気的に接続されている。

ＭＰＵ１１は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１ａ、ＣＰＵ１１ａのためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１１ｂ、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ１１ａの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１１ｃ等を有して構成している。

ＲＯＭ１１ｂは、図１に示す請求項中の作業開始検出手段Ｐ１、振幅収束検出手段Ｐ２、基準重量検出手段Ｐ３、作業終了検出手段Ｐ４、区間積載量計測手段Ｐ５、乗降検出手段Ｐ６、乗員変化補正手段Ｐ７、等の各種手段としてＣＰＵ１１ａを機能させるための各種プログラムを記憶している。

メモリ１２は、電力供給が断たれた場合でも、格納された各種データの保持が可能であり、ＣＰＵ１１ａの処理作業に必要な各種格納エリアを有する電気的消去／書き換え可能なメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等が用いられる。メモリ１２は、サンプリングした荷重信号の値である荷重データを時系列的に複数記憶する記憶領域を有している。

さらに、メモリ１２は、今回の作業でパッカー車１に搭乗する乗員の各々の体重を示す体重情報と、補正判定情報と、を記憶している。なお、本実施形態では、乗員を運転手と助手に区別した場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、乗員をＩＣタグ等で個人認証するなど種々異なる実施形態とすることができる。

体重情報は、各乗員の体重データと、各乗員を識別するための識別データ等の各種データを有している。なお、本実施形態では、各乗員をシートスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態によって検出するため、識別データはそのシートスイッチと乗員を関連付けるデータ構造となっている。

補正判定情報は、図５に示すように、作業開始時と作業終了時における運転手及び助手の乗降状態に対応したマトリックス状の乗員加減算テーブルとなっている。なお、図５中において、「運」は運転者、「助」は助手、「１」は乗車、「０」は降車をそれぞれ示している。そして、作業開始時に運転者及び助手がともに降車、且つ、作業終了時に運転者及び助手がともに降車の場合、補正判定情報は「補正無し」を示している。また、作業開始時に運転者及び助手がともに乗車、且つ、作業終了時に運転者及び助手がともに降車の場合、補正判定情報は「運転者及び助手の双方を加算」を示している。また、作業開始時に運転者及び助手がともに乗車、且つ、作業終了時に運転者が乗車及び助手が降車の場合、補正判定情報は「助手を加算」を示している。

表示部１３は、周知である液晶ディスプレイ、セグメント表示装置等の各種表示装置が用いられる。表示部１３は、ＣＰＵ１１ａの制御によって計測した積載重量等の各種情報を表示する。そして、Ｉ／Ｆ部１４は、上述したＡＣＣスイッチ２、テールゲートセンサ３、ＰＴＯスイッチ４、シートスイッチ５、複数の荷重センサ７、等が電気的に接続されており、それらから入力された信号を変換してＭＰＵ１１に出力する。

Ｉ／Ｆ部１４は、励磁電流の供給により各荷重センサ７を励磁させ、各荷重センサ７の励磁によって生じる交流電圧を検出して直流電圧に変換し、該直流電圧の電圧値に比例した周波数のパルス信号に変換してＣＰＵ１１ａに出力する。そして、ＣＰＵ１１ａは、入力されるパルス信号に基づいて周波数を計測して時系列的にメモリ１２等に記憶する。

また、Ｉ／Ｆ部１４は、ＡＣＣスイッチ２、テールゲートセンサ３、ＰＴＯスイッチ４、シートスイッチ５のそれぞれの状態信号をＣＰＵ１１ａに出力する。そして、ＣＰＵ１１ａは、各状態信号に基づいて、ＡＣＣスイッチ２、テールゲートセンサ３、ＰＴＯスイッチ４、シートスイッチ５の各状態を検出する。

次に、上述した構成の積載量計測装置１０が用いる「指数平滑平均」と「ＭＡＣＤ（Moving Average Convergence and Divergence）＝移動平均収束拡散法」の概略を説明する。

指数平滑平均は、時系列データから将来値を予測する際に利用される代表的な時系列分析手法である。そして、指数平滑平均は、得られた過去データのうち、より新しいデータに大きなウェイトを置き、過去になるほど小さな（指数関数的に減少する）ウェイトを掛けて移動平均を算出する加重平均法の１つである。

本願発明に関する指数平滑平均の計算式（１次式）は、次の式１で表すことができる。
予測値＝前回予測値＋α＊（実測値−前回予測値） ・・・ （式１）
なお、αは係数（平滑定数）を示し、０＜α＜１の範囲で設定される。そして、αは１に近いほど直前値を重視し、０に近いほど過去の経過を重視することになるため、一定期間内におけるデータ数ｎの移動平均を考える場合は、α＝２／（ｎ＋１）と設定するのが一般的である。

また、ＭＡＣＤは、区間の異なる２つの指数平滑平均の差から、移動平均の変動を予測する時系列分析手法である。そして、本発明に係るＭＡＣＤの計算式は次の式２で表すことができる。
ＭＡＣＤ＝（長期指数平滑平均）−（短期指数平滑平均） ・・・ （式２）

ＭＡＣＤは、移動平均曲線がトレンドに対してどれだけ乖離しているかを表す先行指標であり、急激な変動が発生した後に、それが収束に向かうポイントを時系列データの中で把握することができる。即ち、ＭＡＣＤの数値が順次小さくなっていけば、それは収束に向かっていると推測することができる。よって、閾値を任意に定め、ＭＡＣＤの数値がそこに至る経過を監視すれば、変動の収束ポイントをより迅速に推測することができる。

本実施形態では、積載量計測装置１０が所定のサンプリング間隔で荷重信号を荷重データとしてサンプリングしている場合に、例えば、メモリ１２に時系列的に記憶している複数の荷重データの中から直近の３つの荷重データに基づいて短期指数平滑平均を算出し、また、その３つの荷重データを含む直近の６つの荷重データに基づいて短期指数平滑平均を算出する場合について説明する。

よって、メモリ１２は、荷重信号の振幅収束を検出するために、例えば図６に示すように、収束判定閾値、短期指数平滑平均ＢＭＡ１、長期指数平滑平均ＢＭＡ２、ＭＡＣＤ、振幅収束フラグ、荷重、等の各種データを記憶することになる。なお、収束判定閾値の一例としては、荷重信号の実験結果等に基づいて定められた閾値等が任意に定められる。また、荷重データｄ１〜ｄ６は、４つの荷重センサ７の各々に対応して設けている。

次に、上述した構成の積載量計測装置１０のＣＰＵ１１ａが実行する荷重信号のサンプリング処理の一例を、図７のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、サンプリング処理は、積載量計測装置１０の電源断、上位処理からの強制終了等に応じて処理を終了することを前提としている。そして、本実施形態では、説明を簡単化するために、ＣＰＵ１１ａは荷重センサ７の個数分、サンプリング処理を実行することを前提に説明するが、本発明は１つのサンプリング処理によって複数の荷重センサ７からの各荷重信号をサンプリングする実施形態としても差し支えない。

ＣＰＵ１１ａによってＲＯＭ１１ｂに予め記憶されたサンプリング処理プログラムが実行されることで、ステップＳ１１において、メモリ１２の荷重データｄ１〜ｄ５が荷重データｄ２〜ｄ６に移動されると共に、Ｉ／Ｆ部１４を介して各荷重センサ７から入力されるパルス信号に基づいて周波数が計測され、それが荷重データｄ１としてメモリ１２に記憶され、その後ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、メモリ１２から前回の短期指数平滑平均ＢＭＡ１及び長期指数平滑平均ＢＭＡ２がＲＡＭ１１ｃに読み込まれ、ステップＳ１３において、今回の短期指数平滑平均ＢＭＡ１及び長期指数平滑平均ＢＭＡ２が算出されてＲＡＭ１１ｃに記憶され、その後ステップＳ１４に進む。

なお、短期指数平滑平均ＢＭＡ１及び長期指数平滑平均ＢＭＡ２の算出方法の一例としては、短期指数平滑平均ＢＭＡ１＝前回の短期指数平滑平均ＢＭＡ１＋２＊（今回の荷重データｄ１−前回の短期指数平滑平均ＢＭＡ１）／（ｎ１＋１）の算出式で算出する。そして、本実施形態では上述したように、ｎ１＝３（短期の場合に有効とするサンプル数）となっている。同様に、長期指数平滑平均ＢＭＡ２＝前回の長期指数平滑平均ＢＭＡ２＋２＊（今回の荷重データｄ１−前回の長期指数平滑平均ＢＭＡ２）／（ｎ２＋１）の算出式で算出する。なお、本実施形態では上述したように、ｎ２＝６（長期の場合に有効とするサンプル数）となっている。

ステップＳ１４において、ＲＡＭ１１ｃに記憶している今回の長期指数平滑平均ＢＭＡ２から今回の短期指数平滑平均ＢＭＡ１が差し引かれることで、ＭＡＣＤ（＝ＢＭＡ２−ＢＭＡ１）が算出されてメモリ１２に記憶され、その後ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、ＭＡＣＤがメモリ１２の収束判定閾値よりも小さいか否か（ＭＡＣＤ＜収束判定閾値）が判定される。ＭＡＣＤが収束判定閾値よりも小さくないと判定された場合（Ｓ１５でＮ）、荷重信号は変動中であると見なすことができるため、ステップＳ１６において、メモリ１２の振幅収束フラグに変動中であることを示す”１”が設定され、ステップＳ１８に進む。

一方、ステップＳ１５でＭＡＣＤが収束判定閾値よりも小さいと判定された場合（Ｓ１５でＹ）、荷重信号の変動が収束していると見なすことができるため、ステップＳ１７において、メモリ１２の振幅収束フラグに変動収束を示す”０”が設定され、ステップＳ１８において、ＲＡＭ１１ｃに今回算出した短期指数平滑平均ＢＭＡ１及び長期指数平滑平均ＢＭＡ２がメモリ１２に記憶され、その後ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。

以上の説明からも明らかなように、ＣＰＵ１１ａがサンプリング処理プログラムを実行することで、図１に示す請求項中の振幅収束検出手段Ｐ２として機能する。

次に、上述した構成の積載量計測装置１０のＣＰＵ１１ａが実行する区間積載量計測処理の一例を、図８のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、区間積載量計測処理は、積載量計測装置１０の電源断、上位処理からの強制終了等に応じて処理を終了することを前提としている。

ＣＰＵ１１ａによってＲＯＭ１１ｂに予め記憶された区間積載量計測処理プログラムが実行されることで、ステップＳ３１において、Ｉ／Ｆ部１４を介してＰＴＯスイッチ４の状態信号が取得され、該状態信号に基づいてＰＴＯスイッチ４がＯＮ状態（ＰＴＯ−ＯＮ）であるか否かが判定される。ＰＴＯ−ＯＮではないと判定された場合（Ｓ３１でＮ）、この判定処理を繰り返すことで、パッカー車１の積み込み作業開始を待つ。一方、ＰＴＯ−ＯＮであると判定された場合（Ｓ３１でＹ）、積み込み作業が開始されたと見なして、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２において、Ｉ／Ｆ部１４を介してパッカー車１が停車中であるか否かを示す信号（例えば、速度信号等）が取得され、その信号に基づいてパッカー車１が停車中であるか否かが判定される。停車中ではないと判定された場合（Ｓ３２でＮ）、ステップＳ３１に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、停車中であると判定された場合（Ｓ３２でＹ）、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３において、メモリ１２の振幅収束フラグが”０”であるか否かに基づいて、荷重信号が振幅収束しているか否かが判定される。振幅収束していないと判定された場合（Ｓ３３でＮ）、ステップＳ３１に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、振幅収束していると判定された場合（Ｓ３３でＹ）、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４において、荷重信号の振幅収束を検出した後の荷重データｄ１〜ｄ６、重量換算係数、等に基づいて、計測区間における基準重量が算出（検出）されてＲＡＭ１１ｃ等に記憶され、その後ステップＳ３５に進む。この処理によって計測区間に対応した基準重量を検出しているので、停車毎にパッカー車１の車軸１ｄの弾性変形振動が大きく発生しても、その停車に応じた作業開始時の基準重量を設定することができる。

ステップＳ３５において、メモリ１２に記憶されている最新の荷重データｄ１〜ｄ６、重量換算係数、等に基づいて最新の積載重量が算出され、この積載重量から前記基準重量が差し引かれて区間積載量が算出されてＲＡＭ１１ｃに記憶され、ステップＳ３６において、Ｉ／Ｆ部１４を介してＰＴＯスイッチ４の状態信号が取得され、該状態信号に基づいてＰＴＯスイッチ４がＯＦＦ状態（ＰＴＯ−ＯＦＦ）であるか否かが判定される。ＰＴＯ−ＯＦＦではないと判定された場合（Ｓ３６でＮ）、ステップＳ３５に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、ＰＴＯ−ＯＦＦであると判定された場合（Ｓ３６でＹ）、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７において、Ｉ／Ｆ部１４を介してシートスイッチ５の状態信号が取得され、該状態信号に基づいてパッカー車１の乗降状態が検出され、ステップＳ３８において、その乗降状態とメモリ１２の補正判定情報との比較結果に基づいて、補正する必要が無しか否かが判定される。補正無しと判定された場合（Ｓ３８でＹ）、ステップＳ４０に進む。一方、補正無しではない、つまり補正が必要であると判定された場合（Ｓ３８でＮ）、ステップＳ３９において、検出された乗降状態と前記補正判定情報に基づいて図５に示す補正内容が特定され、該補正内容とメモリ１２の体重情報とに基づいて補正すべき補正重量が算出され、該補正重量に基づいてＲＡＭ１０ｃの区間積載量が補正され、その後ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、ＲＡＭ１０ｃの区間積載量が計測区間の最終的な区間積載量としてメモリ１２に記憶され、ステップＳ４１において、ＣＰＵ１１ａがＲＡＭ１０ｃの区間積載量の表示を表示部１３に要求することで、表示部１３に区間積載量が表示され、その後ステップＳ３１に戻り、次の計測区間の作業開始を待つことになる。

以上の説明からも明らかなように、ＣＰＵ１１ａが区間積載量計測処理プログラムを実行することで、図１に示す請求項中の作業開始検出手段Ｐ１、基準重量検出手段Ｐ３、作業終了検出手段Ｐ４、区間積載量計測手段Ｐ５、乗降検出手段Ｐ６、乗員変化補正手段Ｐ７の各種手段として機能することになる。そして、積載量計測装置１０の表示部１３が図１に示す請求項中の出力装置として機能していることからも明らかなように、本実施形態では積載量計測装置１０が前記出力装置を有している場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、積載量計測装置１０が表示機能を有していない場合は外部の表示装置を出力装置として機能させるなど装置構成に応じて種々異なる実施形態とすることができる。

次に、上述した構成の積載量計測装置１０の本発明に係る動作（作用）の一例を、図９等の図面を参照して以下に説明する。

積載量計測装置１０は、ＡＣＣスイッチ２のＯＮ操作等によって起動されると、複数の荷重センサ７から入力される荷重信号を所定のサンプリング間隔でサンプリングする。そして、パッカー車１が集積場所等で停車した後、積載量計測装置１０はＰＴＯ−ＯＮを検出すると、複数の荷重センサ７からの荷重信号を監視し、その荷重信号の振幅収束を検出すると、該振幅収束に基づいて計測区間における基準重量を検出する。積載量計測装置１０は、その後は該基準重量に基づいて、ごみ積み込み作業に応じて変化する積載重量を計測して区間積載量を検出し、その区間積算量を表示部１３に表示する。そして、乗員は積載作業が終了すると、ＰＴＯスイッチ４をＯＦＦしてパッカー車１を次の集積場所等に移動させることになるが、積載量計測装置１０の表示部１３には区間積載量が表示されることから、乗員は今回の積載作業でどれだけ積載量が増加したかを正確に把握することができる。

また、荷重センサ７からの荷重信号の演算重量値が、パッカー車１の停車から時間の経過に応じて図９に示すように変化する場合、弾性変形振動量により、停車時では１００〜６００ｋｇの誤差が発生しており、ＰＴＯ−ＯＮ時でも５０〜３００ｋｇの誤差が発生している。そのため、従来の自重計等では、弾性変形振動量が１０〜２０ｋｇ以下となった安定波形Ｗを得るために、停車後から待機時間Ｔ（５〜１０秒等）を設ける必要があった。しかしながら、パッカー車１の実際の積載作業では、ＰＴＯ−ＯＮすると待機時間Ｔ中であってもごみの積載作業を開始してしまうため、従来の自重計等では正確な積載量を計測することができなかった。

それに対し、本発明の積載量計測装置１０は、ＰＴＯ−ＯＮ後の荷重信号の波形、つまり演算重量値（荷重データ）から振幅収束Ｃを検出して、該振幅収束Ｃに基づいて基準重量を検出するようにしたことから、従来の待機時間Ｔを設ける必要がないため、積み込み作業に支障を来すこともないので、本発明の積載量計測装置１０をパッカー車１等に搭載させることができる。

以上説明した積載量計測装置１０によれば、パッカー車（積載車両）１の停車中における積載作業の開始を検出すると、荷重センサ７が出力した荷重信号の振幅収束に基づいた基準重量を検出するので、従来の停車後の待機（待ち）時間を短縮することができるため、積載作業の効率低下を防止することができる。また、その基準重量に基づいて計測区間における区間積載量を計測しているので、パッカー車１の停車毎に車軸１ｄの歪み量が変化しても、その歪み量に応じた基準重量を検出できるため、各計測区間における区間積載量を正確に検出することができる。従って、パッカー車１の停車後から計測開始までの待ち時間を短縮し且つ停車時の区間積載量を正確に計測することができるため、この区間積載量によって過積載防止、資源ごみ分別収集、ごみの料金課金、等を支援することができる。

また、積載量計測装置１０によれば、荷重センサ７から出力される荷重信号の振幅収束の検出に、指数平滑平均及び移動平均収束拡散法を用いるようにしたことから、振幅収束をより一層正確且つ短時間で検出することができるため、パッカー車１の停車後直ぐに基準重量を正確に検出することができる。従って、パッカー車１が停車してからの待ち時間をより短縮することができるため、この本発明の積載量計測装置はパッカー車１に好適である、

さらに、積載量計測装置１０によれば、パッカー車１に搭乗する乗員の各々の体重を示す体重情報をメモリ１２等に予め記憶しておき、計測区間における乗員の乗降状態に基づいて区間積載量を補正するようにしたことから、基準重量の計測時と区間積載量の計測時で乗員の人数が異なっても、乗員変化分を補正することができるため、区間積載量をより一層正確に計測することができる。

また、本発明の積載量計測システム１００によれば、パッカー車１が停車した後に、積載量計測装置１０が積載作業の開始を検出すると、荷重信号の振幅収束を検出して計測区間における基準重量を検出し、該基準重量に基づいて区間積載量を検出して表示部（出力装置）１３から乗員に対して出力するようにしたことから、従来のように停車後の待ち時間を必要とすることなく、各計測区間の正確な区間積載量を乗員に認識させることができるため、過積載防止、資源ごみ分別収集、ごみの料金課金、等を実現することができる。

なお、上述した本実施形態では、図７に示すサンプリング処理で設定したメモリ１２の振幅収束フラグの設定状態を参照して、荷重信号の振幅収束を判定する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば振幅収束フラグを時系列的に参照し、その連続性に基づいて振幅収束を判定するなど種々異なる実施形態とすることができる。なお、振幅収束フラグの連続性を加味する場合は、計測区間における振幅収束フラグの状態をカウントするカウンタを設け、そのカウンタ値に基づいて振幅収束を判定することで実現することができる。

また、上述した実施形態では、指数平滑平均及び移動平均収束拡散法によって荷重信号の振幅収束を検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば指数平滑平均のみを用いて振幅収束を検出することもできる。

さらに、上述した実施形態では、ＰＴＯ−ＯＦＦによって作業終了を検出する場合について説明したが、上述した作業開始時と同様に、ＰＴＯ−ＯＦＦ後に荷重信号の収束を検出して作業終了を判定するなど種々異なる実施形態とすることもできる。

このように上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の積載量計測装置及び積載量計測システムの基本構成を示す構成図である。 本発明に係る積載量計測システムの概略構成の一例を示す構成図である。 積載車両の概略構成の一例を示す構成図である。 図３の積載車両の底面における概略構成を説明するための図である。 補正判定情報の一例を説明するための図である。 本発明に係るメモリマップの一例を説明するための図である。 図２のＣＰＵが実行するサンプリング処理の一例を示すフローチャートである。 図２のＣＰＵが実行する区間積載量計測処理の一例を示すフローチャートである。 荷重センサの重量値と経過時間との関係に対する本発明の動作（作用）を説明するための図であり、（ａ）は重量値と経過時間との関係を示すグラフ、（ｂ）は（ａ）を簡易的に表現した図をそれぞれ示している。 パッカー車を用いた積載作業の一例を説明するための図である。

符号の説明

１ 積載車両（パッカー車）
４ ＰＴＯスイッチ
７ 荷重センサ
１０ 積載量計測装置
１３ 出力装置（表示部）
Ｄ１ 体重情報記憶手段
Ｐ１ 作業開始検出手段
Ｐ２ 振幅収束手段
Ｐ３ 基準重量検出手段
Ｐ４ 作業終了検出手段
Ｐ５ 区間積載量計測手段
Ｐ６ 乗降検出手段
Ｐ７ 乗員変化補正手段

Claims (4)

1. 荷重センサが出力する積載車両の車軸に加わる荷重に応じた荷重信号に基づいて、前記積載車両が停車してから走行開始するまでの間の計測区間に積載した区間積載量を計測する積載量計測装置において、
   前記停車中の積載作業の開始を検出する作業開始検出手段と、
   前記作業開始検出手段が積載作業の開始を検出した後に、前記荷重センサが時系列的に出力した荷重信号の振幅収束を検出する振幅収束検出手段と、
   前記振幅収束検出手段が検出した荷重信号の振幅収束に基づいて、前記計測区間における基準重量を検出する基準重量検出手段と、
   前記積載作業の開始に対応する作業終了を検出する作業終了検出手段と、
   前記作業終了検出手段による作業終了の検出に応じた前記荷重センサからの荷重信号と前記基準重量とに基づいて前記区間積載量を計測する区間積載量計測手段と、
   を有することを特徴とする積載量計測装置。
2. 前記振幅収束検出手段が、前記荷重センサから時系列的に取得した荷重信号の振幅収束を、指数平滑平均及び移動平均収束拡散法の少なくとも一方に基づいて検出する手段であることを特徴とする請求項１に記載の積載量計測装置。
3. 前記積載車両に搭乗する乗員の体重を示す体重情報を記憶する体重情報記憶手段と、
   前記基準重量及び前記区間積載量の計測時の前記乗員の乗降状態を検出する乗降検出手段と、
   前記区間積載量計測手段が計測した区間積載量を、前記乗降検出手段が検出した乗降状態と前記体重情報とに基づいて補正する乗員変化補正手段と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の積載量計測装置。
4. 積載車両の車軸に加わる荷重に応じた荷重信号を出力する荷重センサと、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の積載量計測装置と、
   前記積載量計測装置の区間積載量計測手段が計測した区間積載量を前記積載車両の乗員に対して出力する出力装置と、
   を有することを特徴とする積載量計測システム。

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