JP5579114B2 - Vehicle axle weight measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、有料道路における自動料金収受システムに利用される車両軸重計測装置に関する。 The present invention relates to a vehicle axle load measuring device used in an automatic toll collection system on a toll road.
近年、高速道路等の有料道路や駐車場等の料金所ゲートにおいて、料金の収受を自動化するシステムとしてETC(Electronic Toll Collection Sysem)が導入されている。このETCによる料金収受方法は、車両に搭載された車載器にセットしたICカードと料金所に設置された料金収受システムのアンテナとの間で無線通信を行うことで当該車両の車両特定情報を取得し、通行料金を収受するものである。 In recent years, ETC (Electronic Toll Collection System) has been introduced as a system for automating toll collection at toll gates such as toll roads and parking lots. This toll collection method by ETC obtains vehicle specific information of the vehicle by performing wireless communication between the IC card set in the vehicle-mounted device mounted on the vehicle and the antenna of the toll collection system installed at the toll gate The toll is collected.
この料金収受システムにおける料金所の通行処理用の通行経路には、車両の進入検知を行うための踏板が設けられている(例えば特許文献1参照)。この踏板は、通行経路に埋設されており、内部に設けられた接点体が車両に重量によって短絡されることで当該車両の押圧を検知する。押圧の有無を示す押圧信号は料金収受システムの車線サーバに出力され、車線サーバは押圧信号に基づいて車両の進入検知や前後進検知を行う。 In the toll collection passage in the toll collection system, a tread for detecting entry of a vehicle is provided (for example, see Patent Document 1). This tread board is embedded in the passage, and detects the pressing of the vehicle when a contact body provided therein is short-circuited to the vehicle by weight. A pressing signal indicating the presence or absence of pressing is output to a lane server of the toll collection system, and the lane server performs vehicle entry detection and forward / backward detection based on the pressing signal.
また、この他、車両における車輪の左右間の距離(トレッド)を検知可能な踏板も知られている(例えば特許文献2参照)。
このような踏板によって検出される車両の押圧に基づく情報(以下、踏板検出情報と称する)は、アンテナが取得する車両特定情報と車線サーバにて紐付けられ、有料道路の円滑な運用に供されている。
In addition, a tread board that can detect a distance (tread) between left and right wheels in a vehicle is also known (see, for example, Patent Document 2).
Information based on the pressure of the vehicle detected by such a tread (hereinafter referred to as tread detection information) is linked to the vehicle specifying information acquired by the antenna by the lane server, and is used for smooth operation of the toll road. ing.
一方、有料道路の料金所の手前には、上記料金収受システムとは別個に軸重計が設けられている(例えば特許文献3参照)。この軸重計は、道路保全等の目的から、通行する車両の軸重を測定してその過積載の可能性有無を判定するものである。
また、車両の軸重を歪ゲージ等の軸重検出部で検出するとともに当該検出された軸重情報に基づいて車両の軸数やトレッド、前後進等の踏板検出情報を取得可能な踏板も知られている(例えば特許文献4参照)。
On the other hand, an axle weight meter is provided in front of the toll gate on the toll road separately from the toll collection system (see, for example, Patent Document 3). This axle weight meter measures the axle weight of a passing vehicle and determines the possibility of overloading for the purpose of road maintenance and the like.
Also known is a tread that can detect the axle weight of a vehicle by an axle weight detector such as a strain gauge and obtain tread detection information such as the number of axles of the vehicle, tread, and forward / reverse based on the detected axle weight information. (See, for example, Patent Document 4).
しかしながら、特許文献4に記載の踏板は、軸重検出部を前後方向にずらして配置した上で、一定時間をおいて検出された信号を元に軸重を計算する構成であるため、従来の踏板に対して構成が大きく異なり、従来の踏板からの換装に際して時間およびコストがかかるという問題があった。
However, since the tread described in
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、従来の踏板の構成を大きく変更することなく構築することができる軸重計測装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an axle load measuring device that can be constructed without greatly changing the configuration of a conventional tread.
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の車両軸重計測装置は、車両の通行経路上に設けられ、踏板フレームと、前記踏板フレーム内に支持され、前記通行経路に沿って、前記車両の車輪の通過により開閉動作する複数のスイッチを内蔵した踏板本体と、前記踏板フレームより延在するように設けられ、前記車両の車輪の荷重を受けて前記踏板フレームに対し独立して変位するフランジ部と、から構成された踏板と、前記フランジ部の下方に配置され、前記フランジ部の変位により、流体に圧力を与える圧力変換器と、前記流体の圧力を検出するセンサと、前記センサの出力から前記車両の軸重を計算する演算部とを有し、前記通行経路に沿って、前記車輪の通過により開閉動作する複数のスイッチを設け、前記演算部は、前記複数のスイッチの開閉タイミングにより前記センサの出力を補正して前記車両の軸重を計算することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
A vehicle axle weight measuring device according to the present invention is provided on a traffic path of a vehicle, and is supported by the tread frame and the tread frame, and opens and closes by passing the wheels of the vehicle along the traffic path. A tread board constituted by a tread board body having a built-in switch, and a flange portion that is provided so as to extend from the tread frame, and that is independently displaced with respect to the tread frame by receiving a load of a wheel of the vehicle ; A pressure transducer that is arranged below the flange portion and applies pressure to the fluid by displacement of the flange portion , a sensor that detects the pressure of the fluid, and an operation that calculates the axle load of the vehicle from the output of the sensor possess a section, along the traffic route, a plurality of switches for opening and closing the passage of the wheel is provided, wherein the arithmetic unit, the cell by opening and closing timings of the plurality of switches And correcting the output of Sa and calculates the axle load of the vehicle.
上記構成によれば、従来の踏板の一部である踏板フレームの変位を検出して車両の軸重を計算するため、従来の踏板を大きく変更することなく軸重計測装置を構築することができる。また、踏板の外部に圧力変換器を配置することによって、踏板との連動が可能となり、車両の複雑な挙動に対応することが可能となる。 According to the above configuration, since the displacement of the tread frame that is a part of the conventional tread is detected and the axle load of the vehicle is calculated, the axle load measuring device can be constructed without significantly changing the conventional tread. . Further, by disposing the pressure transducer outside the tread, it is possible to interlock with the tread, and it is possible to cope with the complex behavior of the vehicle.
上記構成によれば、制御部が複数のスイッチの開閉タイミングを参照することにより、車両の軸重の誤検出を防止することができる。 According to the above configuration, the control unit can prevent erroneous detection of the axle load of the vehicle by referring to the opening / closing timings of the plurality of switches.
また、前記演算部は、最も手前のスイッチより車両前方に向かって順に全てのスイッチから閉信号が発信された場合のみ、前記センサの出力より軸重を計算することが好ましい。 In addition, it is preferable that the arithmetic unit calculates the axial load from the output of the sensor only when a close signal is transmitted from all the switches in order from the frontmost switch toward the front of the vehicle.
上記構成によれば、制御部が複数のスイッチの出力順を参照して車両の進行方向を判断する為、車両の軸重の誤検出の防止がより確実となる。 According to the above configuration, since the control unit determines the traveling direction of the vehicle with reference to the output order of the plurality of switches, the erroneous detection of the axle load of the vehicle is more reliably prevented.
また、前記圧力変換器は、前記流体が充填された筒形状のシリンダ体と、ピストンロッドが連結されたピストンとから構成され、前記踏板フレームの変位により前記ピストンロッド及び前記ピストンが押圧され、前記ピストンが前記流体に圧力を与えることにより前記シリンダ体が前記センサを押圧し、前記流体の圧力を検出することが好ましい。 The pressure transducer is composed of a cylindrical cylinder body filled with the fluid and a piston connected to a piston rod, and the piston rod and the piston are pressed by displacement of the tread frame, It is preferable that the cylinder body presses the sensor when the piston applies pressure to the fluid to detect the pressure of the fluid.
上記構成によれば、シリンダ体等にセンサなどの電気部材がないことにより、雨水などの環境条件に対して耐性のある車両軸重計測装置を構築することができる。 According to the above configuration, since there is no electrical member such as a sensor in the cylinder body or the like, it is possible to construct a vehicle axle load measuring device that is resistant to environmental conditions such as rainwater.
また、前記踏板は、前記踏板フレーム内に支持され、前記複数のスイッチを内蔵した踏板本体と、前記踏板フレームとから構成され、前記踏板フレームは、その一部が独立して変位することが好ましい。 Further, the tread is comprised of a tread body that is supported in the tread frame and contains the plurality of switches, and the tread frame, and a part of the tread frame is displaced independently. .
上記構成によれば、踏板フレームの一部のみを変位させる構成としたため、軸重計測の際、踏板フレームの変位がスイッチの動作に影響を及ぼすことなく、スイッチの信頼性を確保することができる。 According to the above configuration, since only a part of the tread frame is displaced, the reliability of the switch can be secured without affecting the operation of the switch when the axial load is measured. .
本発明によれば、より小型な構成で軸重を算出する軸重計測装置を構築することができる。これにより、既存の踏板の直近に軸重計測装置を設置することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to construct an axle load measuring device that calculates axle load with a smaller configuration. Thereby, it is possible to install the axle load measuring device in the immediate vicinity of the existing tread.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の車両軸重計測装置1は、車両の通行経路50上に設けられた踏板2と、通行経路50を挟み、対峙して設置された車両分離器3と、踏板2及び車両分離器3と接続される制御部4とを有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a vehicle axle load measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes a
踏板2は、車両分離器3の光軸下の路面52に埋設され、通行経路50を幅方向に跨ぐように設置されているため、通行経路50を車両51が通過した際、車両51の前輪及び後輪が順に車両軸重計測装置1上を通過する。
車両分離器3は、光透過方式の光センサが用いられており、車両51が、車両分離器3間を通過している間に、車両検知信号を発信する。
Since the
The
図2及び図3に示すように、踏板2は、踏板本体5と、踏板本体5を支持する踏板フレーム6と、車両51が踏板フレーム6上を通過した際、圧力を出力する圧力シリンダ7とを有する。また、図2の矢印は車両51の進行方向(前方)である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
踏板フレーム6は鉄からなる剛体であり、路面52に形成された凹溝53に組み込まれるものである。踏板フレーム6は、上に開口を有する断面コ字状で、かつ、通行経路50の幅方向に延在する本体部9と、本体部9の上端より前方に延在する第一フランジ部10と、後方に延在する第二フランジ部11とからなる。なお、前方とは、車両の進行方向(図2の上方)であり、後方はその反対方向である。第一フランジ部10は、本体部9とは分割され独立しており、車両51の車輪の荷重を受けて上下方向に変位するように構成されている。
The tread frame 6 is a rigid body made of iron, and is incorporated into a
踏板本体5の内部には、3つの長尺形状の踏板接点体13が内蔵されている。3つの踏板接点体13は、車両51の通行経路に沿って等間隔に設置されており、車両51の通過によって開閉動作するように構成されているセンサである。以下、3つの踏板接点体13を、進行方向の順に第一踏板接点体13a、第二踏板接点体13b、第三踏板接点体13cと称する。
Inside the tread board
圧力シリンダ7は、円筒形状のシリンダ体18と、ピストンロッド19が連結されたピストン20とから構成されている。シリンダ体18は、軸方向が鉛直方向に沿うように、第一フランジ部10の下方であって第一フランジ部10の左右方向中央に配置されている。ピストン20は、シリンダ体18の内部に上下方向に往復移動可能に組み込まれており、ピストンロッド19は、ピストン20の中央部より上方に設けられ、シリンダ体18の外部に延在している。
The
また、本実施形態においては、上記構成に加えて圧力センサ8を備えている。
圧力センサ8は、シリンダ体18の外部に設けられており、ピストン20の下方の空間22を検出空間として、この検出空間の圧力を検出するセンサであって、例えば空間22内に挿入された気圧プローブ23によって空間22内の気体の圧力を検出可能とされている。圧力センサ8は制御部4の筐体内に設置されている。
この圧力センサ8が検出する空間22の圧力の値は制御部4に出力される。なお、圧力センサ8は、空間22の気圧を測定可能であればいかなる形式のものであってもよい。
In the present embodiment, a
The
The pressure value in the
第一フランジ部10、圧力シリンダ7は、上方から第一フランジ部10、圧力シリンダ7の順で、鉛直方向に直列に配置されている。ピストンロッド19の上端は、第一フランジ部10の下面10aに突き当てられている。よって、第一フランジ部10が上下方向に変位すると、ピストンロッド19及びピストン20が押圧され、ピストン20が空間22に圧力を与える。
The
次に、本実施形態の車両軸重計測装置1の作用について説明する。
車両51が前方に移動しながら踏板2を踏圧すると、踏板本体5及び第一フランジ部10が押圧される。まず、車両51が踏板2の踏板本体5上を通過すると踏板接点体13より閉信号が発信される。具体的には、第一踏板接点体13a、第二踏板接点体13b、第三踏板接点体13cが順に閉信号を制御部4に発信する。
Next, the operation of the vehicle axle load measuring device 1 of this embodiment will be described.
When the
さらに、車両51が前方に移動すると、車両51によって、第一フランジ部10が上方より押圧され、ピストンロッド19を介してピストン20がシリンダ体18の内部で下方に移動する。次いで、ピストン20の下方の空間22が圧縮されることによって圧力が上昇する。これにより、空間22の気体の圧力は、気圧プローブ23を介して圧力センサ8によって計測され、荷重に応じた電力が制御部4に送信される。
また、車両分離器3により、車両検知信号が制御部4に送信される。
Further, when the
Further, a vehicle detection signal is transmitted to the
制御部4は、複数の踏板接点体13の開閉タイミングにより、圧力センサ8の出力を補正して車両51の軸重を計算する。以下に、図4を参照して、そのプロセスを説明する。
図4(a)に示すように、大型車両54が通常走行した場合は、車両分離器3、踏板接点体13、及び圧力センサ8から制御部4に図4(b)のグラフに示されるような信号が出力される。このグラフにおいて、横軸は時間である。縦軸は車両分離器3及び踏板接点体13がON/OFF、圧力センサ8が荷重である。
The
As shown in FIG. 4A, when the
制御部4は、所定時間内、例えば、車両分離器3の間を標準的な速度で車両51が通過する時間内において、第一踏板接点体13a、第二踏板接点体13b、第三踏板接点体13cの順に、閉信号(ON)が出力された後に、圧力センサ8から、荷重の信号が出力された場合に、車両51が通過したと判断する機能を有している。つまり、所定時間内に、車両軸重計測装置1に進入する車両51に対して最も手前の踏板接点体13aより、車両51前方に向かって順に全ての踏板接点体13から閉信号が発信された場合のみ、圧力センサ8の荷重出力を有効な入力として軸重を計算する。
よって、図4(b)のような出力を検知することによって、車両51が通過したと判断し、圧力センサ8の出力より、車両の軸重を演算する。車両51と判断された場合、荷重信号の最大値を荷重Fとして採用する。
The
Therefore, by detecting the output as shown in FIG. 4B, it is determined that the
また、制御部4は、入力される信号に応じて、車両か否かを選別する機能を有する。
図5(a)に示すように、大型車両54の前輪のみが車両軸重計測装置1に一旦進入し後進した場合は、車両分離器3、踏板接点体13、及び圧力センサ8から制御部4に対して、図5(b)のグラフに示されるような信号が出力される。
制御部4は、第一踏板接点体13a、第二踏板接点体13b、第三踏板接点体13cの順に、閉信号(ON)が出力されることによって、前進を検知するが、その後に、第三踏板接点体13c、第二踏板接点体13b、第一踏板接点体13aの順に、閉信号(ON)が出力されることによって、車両51の後進を検知する。これにより、対象の車両が進入していないと判断し、車両計測をキャンセルする。
Further, the
As shown in FIG. 5A, when only the front wheel of the
The
また、車両軸重計測装置1は、従来の踏板と同様に、自動料金収受システムに使用される車両51の軸数計測機能を有する。車両51の軸数計測機能は、車両51の軸数を計測する機能であり、上述した方法で計測された荷重の入力の大きさ、及びタイミングに基づき、通過する車両51の軸数を計測し、例えば、車両51の車種の判別に利用される。
Further, the vehicle axle load measuring device 1 has a function of measuring the number of axes of the
上記実施形態によれば、従来の踏板の一部である踏板フレーム6の変位を検出して車両51の軸重を計算するため、従来の踏板を大きく変更することなく軸重計測装置1を構築することができる。また、踏板2の内部(フレーム部分)に圧力シリンダ7を配置することによって、踏板2との連動が可能となり、車両の複雑な挙動に対応することが可能となる。
According to the above embodiment, the axle load measuring device 1 is constructed without greatly changing the conventional tread because the displacement of the tread frame 6 that is a part of the conventional tread is detected and the axle weight of the
また、制御部4が複数の踏板接点体13の開閉タイミングを参照することにより、車両51の軸重の誤検出を防止することができる。さらに、制御部4が複数の踏板接点体13の出力順を参照して車両51の進行方向を判断する為、車両51の軸重の誤検出の防止がより確実となる。
Further, the
また、圧力シリンダ7を構成するシリンダ体18等にセンサなどの電気部材がないことにより、雨水などの環境条件に対して耐性のある車両軸重計測装置1を構築することができる。
さらに、踏板フレーム6の一部である第一フランジ部10のみを変位させる構成としたため、軸重計測の際、踏板フレーム6の変位が踏板接点体13の動作に影響を及ぼすことなく、踏板接点体13の信頼性を確保することができる。
Further, since there is no electric member such as a sensor in the
Further, since only the
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、圧縮性流体(気体)を利用した圧力シリンダ7の代替として、不凍液やジェルなどの非圧縮性流体(液体)を封入した液圧シリンダを用いる構成としてもよい。不凍液を用いることによって、積雪地帯など冬季に凍結してしまうことを予想される環境においても車両軸重計測装置を稼働させることができる。また、ジェルのような半固形物を用いることによって、液漏れ防止効果、蒸発防止効果など、取り扱いやすさを向上させることができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, as an alternative to the
また、踏板接点体13の数は進行方向に3つと限ることはなく、4つ以上としてもよい。4つ以上とした場合、より詳細に荷重のデータを収集することができるため、軸重の精度を向上させることができる。 Further, the number of the tread board contact bodies 13 is not limited to three in the traveling direction, and may be four or more. When the number is four or more, since load data can be collected in more detail, the accuracy of the axial load can be improved.
1…車両軸重計測装置、2…踏板、4…制御部(演算部)、5…踏板本体、6…踏板フレーム、7…圧力シリンダ(圧力変換器)、8…圧力センサ(センサ)、10…第一フランジ部、13…踏板接点体(スイッチ)、18…シリンダ体、19…ピストンロッド、20…ピストン、22…空気(流体)、50…通行経路、51…車両。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle axial weight measuring apparatus, 2 ... Tread board, 4 ... Control part (calculation part), 5 ... Tread body, 6 ... Tread frame, 7 ... Pressure cylinder (pressure converter), 8 ... Pressure sensor (sensor), 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1st flange part, 13 ... Tread board contact body (switch), 18 ... Cylinder body, 19 ... Piston rod, 20 ... Piston, 22 ... Air (fluid), 50 ... Passage route, 51 ... Vehicle.
Claims (3)
踏板フレームと、
前記踏板フレーム内に支持され、前記通行経路に沿って、前記車両の車輪の通過により開閉動作する複数のスイッチを内蔵した踏板本体と、
前記踏板フレームより延在するように設けられ、前記車両の車輪の荷重を受けて前記踏板フレームに対し独立して変位するフランジ部と、
から構成された踏板と、
前記フランジ部の下方に配置され、前記フランジ部の変位により、流体に圧力を与える圧力変換器と、
前記流体の圧力を検出するセンサと、
前記センサの出力から前記車両の軸重を計算する演算部とを有し、
前記通行経路に沿って、前記車輪の通過により開閉動作する複数のスイッチを設け、
前記することを特徴とする車両軸重計測装置。 Provided on the traffic route of the vehicle ,
A tread frame,
A tread body that includes a plurality of switches that are supported in the tread frame and that open and close by the passage of wheels of the vehicle along the passage;
A flange portion that is provided so as to extend from the tread frame and that is displaced independently of the tread frame by receiving a load of a wheel of the vehicle;
A tread composed of
A pressure transducer that is disposed below the flange portion and applies pressure to the fluid by displacement of the flange portion ;
A sensor for detecting the pressure of the fluid;
Possess an arithmetic unit for calculating the axle weight of the vehicle from the output of said sensor,
A plurality of switches that open and close by the passage of the wheels along the traffic route are provided
Vehicle axle load measuring device, characterized in that said.
前記踏板フレームの変位により前記ピストンロッド及び前記ピストンが押圧され、前記ピストンが前記流体に圧力を与えることにより前記シリンダ体が前記センサを押圧し、前記流体の圧力を検出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両軸重計測装置。 The pressure transducer is composed of a cylindrical cylinder body filled with the fluid, and a piston connected to a piston rod,
The piston rod and the piston are pressed by displacement of the tread frame, and when the piston applies pressure to the fluid, the cylinder body presses the sensor and detects the pressure of the fluid. The vehicle axle load measuring device according to claim 1 or 2 .
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