JP5254087B2 - 車輪または車軸の重量値測定システム - Google Patents
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wi=w1(k)+w2(k)
によって求められ、位置p1乃至p2間のサンプリング重量値の個数をNとすると、タイヤ9の動的重量測定値W1dは
W1d=Σwi/N
によって求められる。このようにしてW1dを求めることを動的重量測定モードという。
W1s=Σwi/Nm
によって求める。このようにしてW1sを求めることを静的重量測定モードという。
W=P*S=P*Σ(Ai*Di)
である。サンプリング時間間隔Tごとにタイヤ9が移動する距離Diは、車両速度がVであるとすると、図4(a)において
Di=V*T
である。タイヤ9の接地長さL’は、第2の計量器16、18の計量台の長さL2よりも長いので、上述したように、タイヤ接地面全体の荷重はL2部と道路面2とに分割負荷され、タイヤ9の接地面全体の荷重Wのうち、第2の計量器16、18の計量台の長さL2の部分が一部の荷重を受けるとすると、第2の計量器16、18がタイヤ9から受ける荷重の測定値、すなわち第2の計量器16、18の出力信号をサンプリングした重量測定値wiは、図4(b)より、
wi=P*Ai*L2
で表される。これを変形すると、
P*Ai=wi/L2
となり、上記タイヤ接地面の全荷重Wの式、移動距離Diの式、P*Aiの式から、タイヤ9の重量であるタイヤ接地面の全荷重W2dは、
W2d=P*S=P*Σ(Ai*Di)=Σ(P*Ai*Di)=Σ(P*Ai*V*T)=Σ[(wi*V*T)/L2]=(V*T/L2)ΣWi
の式で求められる。第2の計量器16、18の出力信号をw3とし、この出力信号を時間間隔Tごとにサンプリングした重量測定値をw3(k)とすると、
W2d=(V*T/L2)Σw3(k)
と表される。この測定は、車両が一定の速度Vで進行しているときのみタイヤ9の重量を正確に測定可能であり、このようにしてW2dを求めることを第2の計量器における動的重量測定モードという。
V1=A/(C1*T)
によって算出される。Tは上述したサンプリング時間間隔である。
V3=L31/(C3*T)
として検出する。
V4=L41/[(C4−C3)*T]
によって検出できる。
各ノイズ信号の振幅が大きくなる上に、第1の計量器4の荷重信号をサンプリングしている時間も、低周波振動ノイズの1周期に満たなくなり、図6(a)に実線で示すように、次第に第1の計量器4と第2の計量器16、18の重量測定値のばらつきは接近する。
W1=Wi+Δw1
W2=Wi+Δw2
W3=Wi+Δw3
である。ここで、第1の計量器4、第2の計量器16の測定値W1、W2から、(W1−W2)/W1を求めると、
(W1−W2)/W1={(Wi+Δw1)−(Wi+Δw2)}/(Wi+Δw1)
=(Δw1−Δw2)/(Wi+Δw1)
=(Δw1−Δw2)(Wi−Δw1)/(Wi+Δw1)(Wi−Δw1)
=(Δw1−Δw2)(Wi−Δw1)/(Wi2−Δw12)
≒(Δw1−Δw2)Wi/Wi2
=Δw1/Wi−Δw2/Wi
(W2−W3)/W1≒Δw2/Wi−Δw3/Wi
(W3−W1)/W1≒Δw3/Wi−Δw1/Wi
となる。
σr122=σr12+σr22
の関係が成立する。しかし、稼働運転時においてσr12は、第1及び第2の計量器の重量測定値W1、W2から求めることができるが、車輪重量の真値Wiは分からないので、直接にσr1、σr2を求めることはできない。
σr232=σr22+σr32
の関係がある。上記と同様に直接にσr2、σr3を求めることはできない。
σr312=σr32+σr12
の関係がある。これらの場合でも、σr3、σr1を直接に求めることはできない。
σr122−σr312=(σr12+σr22)−(σr32+σr12)
=σr22−σr32
となり、σr32は、
σr32=σr22−(σr122−σr312)
となる。このσr32を、
σr232=σr22+σr32
に代入すると、
σr232=σr22+σr22−(σr122−σr312)
=2σr22−(σr122−σr312)
となり、σr22は、
σr22=[σr232+(σr122−σr312)]
となる。同様にして、σr12、σr32は、
σr12=[σr122+(σr312−σr232)]
σr32=[σr312+(σr232−σr122)]
で求めることができる。このようにして、このシステムが稼働中でも、第1及び第2の計量器4、16、18の重量測定値W1、W2、W3を集計し、それらの分散σr12、σr23、σr31を求めることによって、第1及び第2の計量器4、16、18の測定誤差率の標準偏差σr1、σr2、σr3を求めることができる。
r2v=σ2v/σ1v
r3v=σ3v/σ1v
で求める。比率r2v、r3vの逆数に比例した重み平均式によってシステム重量測定値Wtvを算出すると、Wtvは、
Wtv={W1v+(1/r2v)W2v+(1/r3v)W3v}/{1+(1/r2v)+(1/r3v)}
で求められる。このように重み係数を定めると、誤差測定率のばらつきが最小の計量器の重量測定値の重みが最も大きくなり、システム重量測定値の測定誤差のばらつきを小さくすることができる。
σtv={σ1v2+(σ1v/r2v)2+(σ1v/r2v)2}1/2/{1+(1/r2v)+(1/r3v)}
=[31/2/{1+(1/r2v)+(1/r3v)}]σ1v
と表される。
σtv=(σ1v2+σ2v2+σ3v2)1/2/3
で表される。第1及び第2の計量器4、16、18の測定誤差率のばらつきがほぼ同じである場合には、単純平均方式のばらつきは、
σtv=(3σ1v2)1/2/3=0.5773σv1
である。
C1.システム重量測定値Wtv=第1の計量器4の重量測定値W1v
とする。
車速v≧10km/hの場合
C21.1+(1/r2v)+(1/r3v)>2.3の場合
単純平均方式を採用して
Wtv=(W1v+W2v+W3v)/3
とする。
C22.1+(1/r2v)+(1/r3v)≦2.3の場合
重み平均方式を採用して
Wtv={W1v+(1/r2v)W2v+(1/r3v)W3v}/{1+(1/r2v)+(1/r3v)}
とする。
r1v=σ1v/σ2v
r3v=σ3v/σ2v
で求め、システム重量算出式は、
C1.システム重量測定値Wtv=第1の計量器4の重量測定値W1v
とする。
車速v≧10km/hの場合
C21.(1/r1v)+1+(1/r3v)>2.3の場合
単純平均方式を採用して
Wtv=(W1v+W2v+W3v)/3
とする。
C22.(1/r2v)+1+(1/r3v)≦2.3の場合
重み平均方式を採用して
Wtv={(1/r1v)W1v+W2v+(1/r3v)W3v}/{(1/r1v)+1+(1/r3v)}
とする。そして、図7と同様なテーブルを形成する。
r1v=σ1v/σ3v
r2v=σ2v/σ3v
で求め、システム重量算出式は、
C1.システム重量測定値Wtv=第1の計量器4の重量測定値W1v
とする。
車速v≧10km/hの場合
C21.(1/r1v)+(1/r2v)+1>2.3の場合
単純平均方式を採用して
Wtv=(W1v+W2v+W3v)/3
とする。
C22.(1/r1v)+(1/r2v)1+≦2.3の場合
重み平均方式を採用して
Wtv={(1/r1v)W1v+(1/r2v)W2v+W3v}/{(1/r1v)+(1/r2v)+1}
とする。そして、図7と同様なテーブルを形成する。
σ10x>2σ10、σ20x>2σ20、σ30x>σ2σ30のいずれかが成立すると、道路の補修を必要と判断して、警報信号を出力する。
4 第1の計量器
14 演算回路(重量算出手段)
16 18 第2の計量器
Claims (8)
- タイヤ接地面よりも長い寸法を有する第1の計量台を備え、タイヤが道路面と非接触状態で車輪または車軸の重量を測定して第1の重量測定値を出力する第1の計量器と、
前記タイヤ接地面よりも短い寸法を有する第2の計量台を備え、前記タイヤが前記道路面と接触状態で前記車輪または車軸の重量を測定して第2の重量測定値を出力する第2の計量器とを、
備え、第1及び第2の計量器が、前記タイヤを備える車両の走行方向に沿って配置され、
前記車輪または車軸の重量を第1及び第2の重量測定値を重み平均することによって算出する重量算出手段を有し、前記重み算出手段は、第1及び第2の計量器の系統誤差のばらつきに基づいて、第1及び第2の計量器のうち、前記系統誤差のばらつきの大きいものの重量測定値に小さな重み係数を、前記系統誤差のばらつきの小さいものの重量測定値に大きい重み係数を与える
車輪または車軸の重量値測定システム。 - 請求項1記載の車輪または車軸の重量値測定システムにおいて、
前記各重み係数は、前記第1及び第2の計量器の系統誤差のばらつきのうち、最小のものに対する他のものの比率に関連して定められている
車輪または車軸の重量値測定システム。 - 請求項1記載の車輪または車軸の重量値測定システムにおいて、前記重量算出手段は、第1及び第2の重量測定値を単純平均することによって前記車輪または車軸の重量を算出可能にも構成され、前記第1及び第2の計量器の系統誤差のばらつきが接近した値であるときに前記単純平均によって前記車輪または車軸の重量を算出する
車輪または車軸の重量値測定システム。 - 請求項1乃至4いずれか記載の車輪または車軸の重量値測定システムにおいて、前記第1の計量器の系統誤差のばらつきは、第1の重量測定値に含まれる誤差の第1の重量測定値に対する比率のばらつきで表され、前記第2の計量器の系統誤差のばらつきは、第2の重量測定値に含まれる誤差の第2の重量測定値に対する比率のばらつきで表される
車輪または車軸の重量値測定システム。 - タイヤ接地面よりも短い寸法を有する計量台を備え、タイヤが道路面と接触状態で車輪または車軸の重量を測定して重量測定値を出力する複数台の計量器が、前記タイヤを備える車両の走行方向に沿って配置され、
前記車輪または車軸の重量を前記各計量器の前記重量測定値を重み平均することによって算出する重量算出手段を有し、前記重み算出手段は、前記各計量器の系統誤差のばらつきに基づいて、前記各計量器のうち、前記系統誤差のばらつきの大きいものの重量測定値に小さな重み係数を、前記系統誤差のばらつきの小さいものの重量測定値に大きい重み係数を与える
車輪または車軸の重量値測定システム。 - 請求項5記載の車輪または車軸の重量値測定システムにおいて、
前記各重み係数は、前記各計量器の計量誤差のばらつきのうち、最小のものに対する他のものの比率に関連して定められている
車輪または車軸の重量値測定システム。 - 請求項5記載の車輪または車軸の重量値測定システムにおいて、前記重量算出手段は、前記各計量器の前記各重量測定値を単純平均することによって前記車輪または車軸の重量を算出可能にも構成され、前記各計量器の系統誤差のばらつきが接近した値であるときに前記単純平均によって前記車輪または車軸の重量を算出する
車輪または車軸の重量値測定システム。 - 請求項5乃至7いずれか記載の車輪または車軸の重量値測定システムにおいて、前記各計量器の系統誤差のばらつきは、前記重量測定値に含まれる誤差の前記重量測定値に対する比率のばらつきで表される
車輪または車軸の重量値測定システム。
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