JP5566244B2 - 車両計量システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態の車両計量システムを設置したコンテナターミナルの一例を示す図である。図2は、本実施形態の車両計量システムの構成を示す概念図である。また、図3(a)は、本実施形態の車両計量システムにおける第1の車両計測装置の車両計測部の平面図であり、図3(b)は、図3(a)におけるA−A線に沿った断面図であり、図3(c)は、図3(b)におけるB−B線に沿った断面図である。また、図4は、本実施形態の車両計量システムの構成を示すブロック図である。
次に、第1の車両計測装置3による車両総重量等の算出方法について詳しく説明する。
W1=W1R+W1L
W2=W2R+W2L
W3=W3R+W3L
W4=W4R+W4L
さらに、車両総重量WTを次式により算出する。
WT=W1+W2+W3+W4
また、コンテナ重量WT3を、車両総重量WTからトラクタの自重WT1とトレーラの自重WT2とを減算することにより算出する。すなわち、次式により算出する。
WT3=WT−(WT1+WT2)
さらに、コンテナ内容量WT4を、コンテナ重量WT3からコンテナ自重WTCを減算することにより算出する。すなわち、次式により算出する。
WT4=WT3−WTC
なお、計量制御装置4は、トラクタの自重WT1とトレーラの自重WT2とを車両情報DB9bから取得し、コンテナ自重WTCをコンテナ情報DB9aから取得している(ステップS7)。
つぎに、車両1全体の水平重心位置の算出方法を説明する。この水平重心位置としては、車両全体の幅方向(左右方向)重心位置と全長方向(前後方向)重心位置とを求める。
まず、車両1の4軸の右側輪重の総和WR、左側輪重の総和WLとを以下の式により算出する。
WR=W1R+W2R+W3R+W4R
WL=W1L+W2L+W3L+W4L
つぎに、図6(a)に示すように、トレーラ1bのトレッド幅をLRLとし、トレッド幅の右端から重心Gまでの幅方向の距離をYRとすれば、YRは次の式で示すことができる。なお、トレッド幅LRLは、車両情報DB9bから取得している(ステップS7)。
したがって、X軸より左側を正の値とした場合の車両の幅方向の重心位置YGは、次の式で示すことができ、同式に基づいて重心位置YGを算出する。
=LRL〔WL/(WR+WL)−1/2〕
車両幅方向の中心線(X軸)より右側に重心位置がある場合はYG<0となり、左側に重心位置がある場合はYG>0となる。
図6(b)に示すように、第1軸〜第2軸間の軸間距離をL1、第2軸〜第3軸間の軸間距離をL2、第3軸〜第4軸間の軸間距離をL3とする。ここで、軸間距離L1はステップS7で車両情報DB9bから取得したトラクタ1aの軸間距離であり、軸間距離L2、L3はステップS7で車両情報DB9bから取得したトレーラ1bの軸間距離である。また、Lは、最前軸(ここでは第1軸)と最後軸(ここでは第4軸)との距離であり、L=L1+L2+L3の式から算出する。
XG=a+(L/2) ・・・(1)
上記の距離aと、軸間距離L1、L2、L3と、先に算出した各軸重W1、W2、W3、W4とを用いたモーメントのつりあいの式から次のように距離aを算出することができる。
コンテナの水平重心位置、すなわち、コンテナの幅方向重心位置(YG3)及び全長方向の重心位置(XG3)は、車両総重量WTと、トラクタの自重WT1と、トレーラの自重WT2と、車両全体の幅方向重心位置YG及び全長方向重心位置XGと、トラクタの幅方向重心位置YG1及び全長方向重心位置XG1と、トレーラの幅方向重心位置YG2及び全長方向重心位置XG2とを用いて、次の式に基づいて算出する。
<第2の算出方法による車両幅方向の重心位置YGの求め方>
図8及び図3を参照しながら車両幅方向の重心位置YGの他の求め方を説明する。図8は、図6と同様の本実施形態において被測定対象となる車両の一例を示す図であり、図8(a)は、同車両の平面図であり、図8(b)は、同車両の側面図である。
WT:車両総重量(=W1+W2+・・・+Wn)
Wi:第i軸の軸重
WiR:第i軸の右側輪重
WiL:第i軸の左側輪重
Bi:第i軸のトレッド幅(左右の車輪中心間距離)
BiR:第i軸の右車輪から第i軸荷重重心位置までの距離
BiL:第i軸の左車輪から第i軸荷重重心位置までの距離
ei:Y軸方向の第i軸荷重重心位置(位置座標)
biR:右タイヤ踏面から中心側ロードセルLC5(LC6)までの車両幅方向の距離
biL:左タイヤ踏面から中心側ロードセルLC3(LC4)までの車両幅方向の距離
b:左右各荷重計測部5L,5R内の車両幅方向のロードセル中心間距離
S:左側載荷板51Lを支持して右側載荷板51R寄りのロードセルLC3(LC4)の中心と右側載荷板51Rを支持して左側載荷板51L寄りのロードセルLC5(LC6)の中心との距離(以下、中央側ロードセル間中心距離)
D:載荷板51L,51Rの車両進行方向の長さ(以下、載荷板の車両進行方向長)
なお、以下の説明では、ロードセル反力Pには車軸番号に関する添え文字(i)を付けていないが、それぞれ第i軸の輪重WiR、WiLに関して発生する反力とする。
P56biR=P78(b−biR)
となり、距離biRは、
biR=b/(P56/P78+1)
となり、この式から距離biRを算出する。
P34biL=P12(b−biL)
となり、距離biLは、
biL=b/(P34/P12+1)
となり、この式から距離biLを算出する。
Bi=biR+biL+S
ここで、第i軸のトレッド幅Biは、ダブルタイヤの場合には片輪2タイヤの中心位置間の距離となり、片輪2タイヤのそれぞれの空気圧が異なる場合は片輪2タイヤの実効的荷重支持点間の距離となる。
WiR=P5+P6+P7+P8
WiL=P1+P2+P3+P4
Wi=WiR+WiL
そして、第i軸の右車輪から第i軸荷重重心位置までの距離BiRと、第i軸の左車輪から第i軸荷重重心位置までの距離BiLとを次式によって算出する。
BiR=BiWiL/Wi
BiL=BiWiR/Wi
ここでは、最終的に求める重心位置YGが、例えば、前述の算出方法における幅方向の重心位置YGと同様、車両左右幅の中心線(X軸)より右に重心位置がある場合はYG<0となり、左に重心位置がある場合はYG>0となるようにする。そこで、例えば次式によって第i軸荷重重心位置eiを算出する。
ei=BiR−Bi/2
この場合、上記BiLを算出していなくてもよい。
ei=Bi/2−BiL
この場合、上記BiRを算出していなくてもよい。
YG=(e1W1+e2W2+・・・+enWn)/(W1+W2+・・・+Wn)
先に、車両総重量WTを算出していれば、重心位置YGは次式で算出できる。
YG=(e1W1+e2W2+・・・+enWn)/WT
以上のようにして、車両幅方向の重心位置YGを求めるようにしてもよい。この場合、計量制御装置4は、コンテナ積載車両1の各々の車軸が載荷板51L、51R上を通過するときの左側荷重計測部5Lの複数のロードセルLC1〜LC8の荷重信号と、左右各荷重計測部5L,5R内の車両幅方向のロードセル中心間距離bと、左右荷重計測部5L,5Rの中央側ロードセル間中心距離Sとに基づいて、各々の車軸の荷重重心位置(ei)を算出し、この各々の車軸の荷重重心位置(ei)と各々の車軸の軸重(Wi)とに基づいて車両幅方向の重心位置YGを算出するように構成される。ここで、各々の車軸の荷重重心位置(ei)の算出方法は、コンテナ積載車両1のある車軸が載荷板51L、51R上を通過するときの左側荷重計測部5Lの複数のロードセルLC1〜LC4の荷重信号と、ロードセル中心間距離bとに基づいて、同車軸による左側載荷板51Lへの幅方向における荷重位置(biL)を求めるとともに、右側荷重計測部5Rの複数のロードセルLC5〜LC8の荷重信号に基づいて、同車軸による右側載荷板51Rへの幅方向における荷重位置(biR)を求め、これらの荷重位置(biL、biR)と中央側ロードセル間中心距離Sとに基づいて同車軸のトレッド幅(Bi)を算出し、このトレッド幅(Bi)と同車軸の左右の輪重(WiL、WiR)とに基づいて同車軸の荷重重心位置(ei)を算出するようにしている。
次に、さらに図9を参照して車両の全長方向重心位置XGの他の求め方を説明する。図9(a)は、車両1が載荷板51L、51R上を通過するときに、例えば左側載荷板51Lが受ける荷重(すなわちロードセルLC1〜LC4からの荷重信号が示す荷重の合計値)の経時変化を示す図である。右側載荷板51Rが受ける荷重(すなわちロードセルLC5〜LC8からの荷重信号が示す荷重の合計値)の経時変化も同様である。また、図9(b)は、車両1の第1軸が載荷板51L、51R上を通過するときに、第1軸の左側車輪(タイヤ1TL)の左側載荷板51L上の通過状態を示す図である。
L2=D・T23/T2
L3=D・T34/T3
なお、車両進行速度の変化は誤差要因となるが、各軸毎に時間Ti、同時間Tiを含む時間Ti(i+1)を計算するので実用上許容出来る誤差範囲となる。
なお、車軸数をnとすれば、第i軸と第(i+1)軸との軸間距離Liを次式により算出できる。
そして、車両全長方向重心位置XGは、次式によって算出できる。
+・・・+Wn(L1+L2+L3+・・・+Ln−1)}/WT
上記説明では、左側荷重計測部5LのロードセルLC1〜LC4の荷重データを用いるようにしたが、これに代えて右側荷重計測部5RのロードセルLC5〜LC8の荷重データを用いるようにしてもよい。あるいは、左側荷重計測部5Lと右側荷重計測部5Rの両方のデータを用いて平均するとより正確となる。
計量制御装置4は各計測値を算出した後、異常判定処理(ステップS10)を行う。この異常判定処理では、例えば、各計測値について異常であると判定するための閾値を予め決めておく。例えば、輪重については5t、軸重については10t、車両総重量については30tを閾値として、それぞれ閾値を超えた場合にその計測値が異常であると判定する。同様に、コンテナ重量についても予め決められた閾値を超えた場合に異常であると判定する。
XGC=L+Xd−XG3−CL/2
として算出すればよい。
例えば、上記割合Rが2/5のとき、車両重心が第1軸から最後軸(ここでは第4軸)までの間の2/5の位置にあることを示す情報(重心位置情報)を運転手に報知する。これを報知することは、運転手が車両の重心位置(全長方向重心位置)を感覚的に把握することができ、運転手にとって安全運転上の意義が大きい。
A1 ゲートエリア
A2 コンテナヤード
A3 荷役エリア
IG 入口ゲート
EG1,EG2 出口ゲート
LC1〜LC8 ロードセル
1 車両
2 ETC車載器
3 第1の車両計測装置
4 計量制御装置
5 車両計測部
5L 左側荷重計測部
5R 右側荷重計測部
51L 左側載荷板
51R 右側載荷板
6 DSRCアンテナ
7 車両分離器
8 電光表示板
9 管理コンピュータ
9a コンテナ情報データベース
9b 車両情報データベース
9c 重量情報データベース
10 第2の車両計測装置
Claims (15)
- 走行状態における車両の各輪重、各軸重及び総重量を算出する重量計測手段と、前記重量計測手段で算出される各輪重、各軸重及び総重量が各々の閾値に基づいて異常であるか否かを判定する重量異常判定手段とを有する第1の車両計測装置と、
前記第1の車両計測装置よりも高い精度で前記車両の各輪重、各軸重及び総重量を算出する第2の車両計測装置とを備え、
前記重量異常判定手段の判定結果が異常であるときに、その異常である旨と前記第2の車両計測装置で再計測する指示とを前記車両の運転手に報知する報知手段と
を備えた車両計量システム。 - 走行状態における車両の各輪重、各軸重及び総重量を算出する重量計測手段と、前記重量計測手段で算出される各輪重、各軸重及び総重量が各々の閾値に基づいて異常であるか否かを判定する重量異常判定手段と、前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置のうちの少なくとも一方の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記重心位置算出手段で算出される重心位置が異常であるか否かを所定の基準に基づいて判定する重心異常判定手段とを有する第1の車両計測装置と、
前記第1の車両計測装置よりも高い精度で前記車両の各輪重、各軸重及び総重量と、前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置のうちの少なくとも前記一方の重心位置とを算出する第2の車両計測装置と、
前記重量異常判定手段の判定結果が異常であるときに、その異常である旨と、前記第2の車両計測装置で再計測する指示とを前記車両の運転手に報知し、前記重心異常判定手段の判定結果が異常であるときに、その異常である旨と、前記第2の車両計測装置で再計測する指示とを前記車両の運転手に報知する報知手段と
を備えた車両計量システム。 - 前記重心位置算出手段は、さらに、
前記車両の最前方の車軸から最後方の車軸までの距離に対する、前記車両の最前方の車軸から前記車両の全長方向の重心位置までの距離の比率を相対的重心位置として算出するように構成され、
前記報知手段は、さらに、
前記相対的重心位置をも報知するように構成された、請求項2に記載の車両計量システム。 - 前記車両のトレッド幅及び各車軸間の軸間距離を記憶した記憶手段をさらに備え、
前記重心位置算出手段は、
前記記憶手段から前記車両のトレッド幅及び各車軸間の軸間距離を取得し、この取得した前記トレッド幅及び各車軸間の軸間距離と、前記重量計測手段で算出される各輪重及び各軸重とに基づいて前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置を算出するように構成された、請求項2に記載の車両計量システム。 - 前記重量計測手段は、
前記車両の左側の車輪が順次通過する左側荷重計測部と、前記車両の右側の車輪が順次通過する右側荷重計測部とを有し、
前記左側荷重計測部及び前記右側荷重計測部のそれぞれは、
前記車両の進行方向に第1の長さを有し、前記車両の左右いずれかの車輪が通過する載荷板と、
前記車両の幅方向に第1の間隔をおいて配され、前記幅方向における前記載荷板の両端部を支持する複数の荷重センサとを有し、
前記左側荷重計測部の載荷板と前記右側荷重計測部の載荷板とが前記幅方向に並んで所定位置に配され、
前記重心位置算出手段は、
前記車両の各々の車軸が前記載荷板上を通過するときの前記左側及び右側荷重計測部の前記複数の荷重センサの荷重信号及び前記第1の間隔に基づいて前記各々の車軸の荷重重心位置を算出し、この各々の車軸の荷重重心位置と各々の車軸の軸重とに基づいて前記車両の幅方向の重心位置を算出するように構成されるとともに、
前記荷重センサの荷重信号に基づいて前記車両の前記各々の車軸が前記載荷板上を通過するのに要する通過時間を求めるとともに、任意の一の前記車軸が前記載荷板上を通過し始めたときから次の前記車軸が前記載荷板上を通過し始めるまでの移動時間を求め、前記通過時間と前記移動時間と前記載荷板の前記第1の長さとに基づいて隣り合う車軸間の軸間距離を算出し、この算出した軸間距離と各軸重とに基づいて前記車両の全長方向の重心位置を算出するように構成された、請求項2に記載の車両計量システム。 - 前記車両にコンテナが積載されており、
前記重心異常判定手段は、さらに、
前記車両の最前方の車軸から前記車両の全長方向の重心位置までの距離に対する、前記車両の幅方向の中心から前記車両の幅方向の重心位置までの距離の比率を算出し、この比率に基づいて重心位置が異常であるか否かの判定をも行うように構成された、請求項2に記載の車両計量システム。 - 前記車両にコンテナが積載されており、
前記車両自身の重量を記憶した記憶手段をさらに備え、
前記重量計測手段は、さらに、前記記憶手段から前記車両自身の重量を取得し、前記車両に積載されている前記コンテナの重量をも算出するように構成され、
前記重量異常判定手段は、さらに、前記コンテナの重量が異常であるか否かをも判定するように構成された、請求項1に記載の車両計量システム。 - 前記車両にコンテナが積載されており、
前記車両自身の重量と前記車両自身の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置とを記憶した記憶手段をさらに備え、
前記重量計測手段は、さらに、前記記憶手段から前記車両自身の重量を取得し、前記車両に積載されている前記コンテナの重量をも算出するように構成され、
前記重量異常判定手段は、さらに、前記コンテナの重量が異常であるか否かをも判定するように構成され、
前記重心位置算出手段は、さらに、前記記憶手段から前記車両自身の重量と前記車両自身の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置とを取得し、前記車両に積載されている前記コンテナの幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置をも算出するように構成され、
前記重心異常判定手段は、さらに、前記コンテナの幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置が異常であるか否かを所定の基準に基づいて判定するように構成された、請求項2に記載の車両計量システム。 - 前記第1の車両計測装置は、前記車両に積荷を積むための構内に設置された、請求項1〜8のいずれかに記載の車両計量システム。
- 前記第1の車両計測装置は、コンテナターミナル内のコンテナヤードに蔵置されている輸入コンテナが積載された前記車両が前記コンテナヤードから前記コンテナターミナルの複数の出口ゲートの配置場所へ進行する経路の途中に設置され、
前記第2の車両計測装置は、前記複数の出口ゲートのうちの特定の出口ゲートに設置された、請求項1〜8のいずれかに記載の車両計量システム。 - 前記報知手段は、前記車両に搭載されたETC車載器からなり、
前記第1の車両計測装置は、前記異常である旨の情報を前記ETC車載器へ送信する通信手段をさらに有し、
前記ETC車載器は、前記通信手段から前記異常である旨の情報を受信したときに前記異常である旨の情報を音声出力するように構成された、請求項1〜10のいずれかに記載の車両計量システム。 - 走行状態における車両の各輪重、各軸重及び総重量を算出する重量計測手段と、前記重量計測手段で算出される各輪重、各軸重及び総重量が各々の閾値に基づいて異常であるか否かを判定する重量異常判定手段とを有する第1の車両計測装置と、
前記重量異常判定手段の判定結果が異常であるときに、その異常である旨を前記車両の運転手に報知する報知手段とを備え、
前記報知手段は、前記車両に搭載されたETC車載器からなり、
前記第1の車両計測装置は、前記異常である旨の情報を前記ETC車載器へ送信する通信手段をさらに有し、
前記ETC車載器は、前記通信手段から前記異常である旨の情報を受信したときに前記異常である旨の情報を音声出力するように構成された、車両計量システム。 - 走行状態における車両の各輪重、各軸重及び総重量を算出する重量計測手段と、前記重量計測手段で算出される各輪重、各軸重及び総重量が各々の閾値に基づいて異常であるか否かを判定する重量異常判定手段とを有する第1の車両計測装置と、
前記重量異常判定手段の判定結果が異常であるときに、その異常である旨を前記車両の運転手に報知する報知手段とを備え、
前記報知手段は、前記車両に搭載されてETC車載器を内蔵するカーナビゲーションシステム、または前記車両に搭載されてETC車載器と連動するカーナビゲーションシステムからなり、
前記第1の車両計測装置は、前記異常である旨の情報を前記ETC車載器へ送信する通信手段をさらに有し、
前記ETC車載器が前記通信手段から前記異常である旨の情報を受信したときに、前記カーナビゲーションシステムが前記異常である旨の情報を報知するように構成された、車両計量システム。 - 前記第1の車両計測装置は、さらに、
前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置のうちの少なくとも一方の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記重心位置算出手段で算出される重心位置が異常であるか否かを所定の基準に基づいて判定する重心異常判定手段とを有し、
前記報知手段は、前記重心異常判定手段の判定結果が異常であるときに、その異常である旨をも報知するように構成された、請求項12または13に記載の車両計量システム。 - 前記報知手段は、前記車両に搭載されてETC車載器を内蔵するカーナビゲーションシステム、または前記車両に搭載されてETC車載器と連動するカーナビゲーションシステムからなり、
前記第1の車両計測装置は、前記異常である旨の情報を前記ETC車載器へ送信する通信手段をさらに有し、
前記ETC車載器が前記通信手段から前記異常である旨の情報を受信したときに、前記カーナビゲーションシステムが前記異常である旨の情報を報知するように構成された、請求項1〜10のいずれかに記載の車両計量システム。
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