JP5717397B2

JP5717397B2 - 車載重量測定装置

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Publication number: JP5717397B2
Application number: JP2010241815A
Authority: JP
Inventors: 孝橋　徹; 孝橋　　徹; 宏江向
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: JP2012093272A

Description

本発明は、消費電力低減機能を備えた車載重量測定装置に関するものである。

従来、車両の荷台に貨物を積載する収納ケースを設け、該収納ケースを荷重センサによって荷台から支持して、これら収容ケースと荷重センサとから計量器を構成し、荷重センサに重量指示計を接続して収納ケースに積み込んだ貨物の重量を測定するように構成される車載重量測定装置がある。

通常、貨物の積載は、車両の停車中に行われる。貨物が多種類に及び積載場所が異なる場合には、ある地点で貨物Ａを積み込むとＢ地点に移動して貨物Ｂを積み込む。
作業員は指示計の重量表示を読み取ったり零点調節をしたり表示内容の切り替えなどのために指示計に設けられたキースイッチを操作する。指示計は運転席に設置される場合もあるが、貨物の積み込み中に積み込んだ貨物の重量測定値がその場で読み取れるようにするために荷台部に設置される。
例えば、貨物Ａを積み込んで貨物Ａの重量値表示を行った上で貨物Ｂを貨物Ａの上に積み込む際には、貨物Ａの表示重量値を表示重量値零点調整用のキースイッチによって零にしてから貨物Ｂの積み込みを行い、貨物Ｂのみの重量値を表示させる。

必要に応じて各種キースイッチを操作すれば、貨物ＡまたはＢのみの重量値など、測定済みの品種別の積載重量値を呼び出すことや、貨物Ａ，Ｂなど全ての品種の記憶済みの合計重量値を呼び出すことができる。また、個別品種毎に記憶された積載重量値をクリアしたり、全ての品種の積載重量値をクリアしたりすることもできる。
また、プリンタを設置し、品種、測定場所を貨物積載の都度入力して重量測定を行うようにすれば、品種別重量に加えて測定年月日・時刻、測定場所の印字や合計重量値の印字を行うことができる。

指示計やプリンタ、荷重センサへは車載のバッテリから電源を供給するが、車載バッテリは本来、エンジンスタートモータ、プラグ点火、エアコン、カーナビ、音響機器、各種ランプなど多くの機器に電源を供給するために設けられている。
荷重センサとしてストレインゲージ式ロードセルが適用されるのが一般的であり、かつ収容ケースを４個のロードセルを使用して安定的に支持する構成が一般的であるが、ロードセルに対してだけでも多くの電流（例えば、５Ｖ励磁、１枚３５０Ωのゲージ４枚によるブリッジ回路構成であるから５／３５０アンペア）が消費される上、表示回路、ＣＰＵ回路等でも電流が消費される。

車載のバッテリは、劣化が進行すると充電能力が低下するので、車両の走行中、停止中に関わらずできるだけバッテリの消費電力を減らす必要がある。
車速センサによって車両が停止中か走行中かを判断し、走行中は荷重測定を行わないようにする提案（特許文献１参照）があるが、車両停止中のみしか計量しないにしても停車中は環境への配慮からエンジンが停止されて車載バッテリへの充電は行われないのでバッテリの放電量を節減するため、荷台の貨物収容ケースの扉の開閉検出手段を設け、扉を開いたときのみ重量測定装置に電源を供給するようにしているものがある（特許文献２参照）。

しかし、扉を閉じて貨物の積み込みをしない状態であっても貨物の重量値を呼び出したり、計量器の状態を確認したり、車外の機器へデータを送信したり、プリンタへ記憶データを印字させたりする操作、作業が必要であるので電源供給は必要である。
反対に、車両が走行中である場合は勿論のこと、車両が停車中である場合には指示計を継続的に使用しないにも関わらず作業員が電源オフの手動操作をしなかったとき、扉の開閉がどのような状態であっても供給電源が自動的にオフされるのが望ましい。

一方、一般の重量測定装置で電源をバッテリから供給するものでは自動電源オフ機能が備わっており、計重値がバランス（安定）してから規定の時間の経過を検出すると、自動的に電源をオフする旨の提案がある（特許文献３参照）。
また、電源スイッチをオンしてから所定時間計量が行わなければ自動的に電源をオフしてバッテリの消耗を防止する旨の提案もある（特許文献４参照）。

特許第３３４１６５７号公報（第３頁右欄３５−３８行）特許第３５２５４０９号公報特開平５−２７３０３６号公報特公平３−５６４号公報

ところで、車載重量測定装置における自動電源オフについて、計量器を使用していない場合には速やかに自動的に電源オフさせたいという課題に対して、一般の重量測定装置と異なり、以下のような特有の問題がある。

＜車両停止時の計量器の使用・不使用条件について＞
一般の重量測定装置の場合、上記のように計量値がバランス（安定）した状態が所定時間以上に経過すると自動的に電源をオフする機能が設けられている。
車載の重量測定装置の場合は、計量器が車体に一体的に組み込まれる構成であるから、一般の重量測定装置と事情が異なる。

車載の重量測定装置では作業員が運転席に乗り込んだり、車体に触れたり、車に強風が当たったり、当該車両のすぐ傍を別の車が通ったりするので、計量器が大きい振動ノイズ信号を受け、計量値が不安定になる機会が数多くある。言い換えれば計量器の不使用中にも関わらず計量信号は一般の計量器とすれば使用中のような状態になる場合が多くある。
また、計量器の使用中はエンジンを停止させ、計量器の使用を完了すれば比較的短い時間の内にエンジンを起動させる場合があり、エンジン起動時に発生する大きい振動も計量器に大きい振動ノイズ信号を与える代表的要因である。

したがって、一般の重量測定装置と同様に、計量器を使用していない状態を荷重信号の安定状態でもって検出し、安定タイマーを用いて安定継続時間をカウントし、所定の時間が経過すれば自動的に電源をオフする機能を組み込んでいても、車載重量測定装置では上記のような大きい振動ノイズを受ける機会が多いため、計量器が不使用状態になっても計量器使用中の条件が再三成立してしまい、なかなか安定タイマーが所定時間に達せず、電源オフするタイミングが遅くなるという問題がある。

そこで、計量器に貨物を積載して重量測定値を読み取る間に電源をオフさせてはならないので、計量器の使用中、つまり貨物の積み込みのために荷重信号に与えられる振動と、上記の外乱振動とを区別し、計量器への貨物の積み込み中は安定タイマーが作動せず、計量器への貨物の積み込みが終わった後は、計量器が外乱振動による振動ノイズ信号を受けても自動電源オフのための安定タイマーの時間カウントが継続作動する対策が必要である。

＜エンジンの振動を考慮した計量器の使用・不使用条件の境界値設定について＞
エンジンを起動したまま計量器を使用する場合もあるので貨物の積載作業を行っていないときに荷重信号にエンジンによる振動ノイズ信号が含まれていても計量器は不使用状態であると判断させる必要がある。
計量器を使用していないにも関わらず計量器使用中の判定が成立すると、いつまでも自動電源オフ機能が作動しない。反対に計量器を使用しているにも関わらず計量器不使用中の判定が成立すると、自動的に電源をオフさせてしまう。

荷重信号の振幅の大きさを検出して計量器の使用、不使用状態の境界値を設定する場合に、エンジンの振動を考慮して大きい値に設定しすぎると貨物を積み込んだときに現れる振動信号の振幅が少し小さく収束するとすぐ安定タイマーが作動を開始し、電源オフのタイミングが速くなりすぎて使いにくくなる。反対に小さく設定しすぎると、計量器の不使用中でもエンジンの振動によって安定タイマーが作動しなくなり電源が自動オフしない。

エンジン振動の荷重信号への影響は車種や測定回路のフィルタ等、安定判別の論理条件によって異なるので設定値の決定が難しいが、容易に最適に設定できるようになっていなければならない。

＜車両走行時の計量器の使用・不使用について＞
車両走行時は計量器が不使用であっても計量器は継続的に大きい振動ノイズを受ける。車両停車中に計量器の使用やキースイッチの操作を終え、すぐに車両走行を開始させる場合があるが、計量値の安定条件の継続のみをもって自動電源オフする仕様にしていると、計量作業の終了後、上記の安定タイマーが完了する前に走行を開始すれば荷重信号に大きい振動が継続的に発生して計量値の安定条件が成立せず、走行中、いつまでも電源が自動オフしない。
したがって、計量値に大きい振動が継続し、安定条件の不成立が継続しても計量器を使用していない場合は自動的に電源がオフするという機能が必要である。

＜コストについて＞
ブレーキやイグニッションスイッチ、車速センサなどの車載機器の一部にスイッチやセンサを設け、これらのセンサ等から得られる車両の状態信号によって重量測定装置の使用・不使用状態や車両の停止・走行中を判定させる方法があるが、部品コスト、部品の設置コスト、部品から指示計までの配線コストがかかる。

本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたもので、安価な構成で、計量器が不使用状態にあるときには電源を確実にオフして消費電力の低減を図ることができる車載重量測定装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、第１発明による車載重量測定装置は、
車両の荷台に設置される荷重センサとその荷重センサによって支持される貨物収容ケースとからなる計量器と、前記荷重センサに接続される重量指示計とを備え、前記貨物収容ケースに積み込まれる貨物の重量を測定するように構成される車載重量測定装置において、
（ａ）当該車載重量測定装置に電力を供給する電源手段と、
（ｂ）前記計量器の不使用状態を前記荷重センサから出力される荷重信号の振動状態の継続時間と振動振幅のレベル差とに基づいて判別する計量器不使用状態判別手段と、
（ｃ）前記計量器不使用状態判別手段にて前記計量器が不使用状態であると判別されたとき、前記電源手段による電力の供給を止める電源オフ指令信号を出力する電源オフ指令信号出力手段と
を備えることを特徴とするものである。

第１発明において、前記計量器不使用状態判別手段は、所定時間を存して互いに隣接する所定時間領域における前記荷重信号の信号状態のレベル差に基づいて前記計量器の不使用状態を判別するのが好ましい（第２発明）。

次に、第３発明による車載重量測定装置は、
車両の荷台に設置される荷重センサとその荷重センサによって支持される貨物収容ケースとからなる計量器と、前記荷重センサに接続される重量指示計とを備え、前記貨物収容ケースに積み込まれる貨物の重量を測定するように構成される車載重量測定装置において、
（ａ）当該車載重量測定装置に電力を供給する電源手段と、
（ｂ）前記計量器の不使用状態を前記荷重センサから出力される荷重信号の振動状態の継続時間と振動振幅のレベル差とに基づいて判別する計量器不使用状態判別手段と、
（ｃ）前記計量器不使用状態判別手段にて前記計量器が不使用状態であると判別されたとき、前記電源手段による電力の供給を止める電源オフ指令信号を出力する電源オフ指令信号出力手段と、
（ｄ）前記計量器の不使用時に前記荷重センサから出力される荷重信号の振動状態に基づいて前記計量器の不使用状態を判別する境界値を自動的に設定する境界値自動設定手段と
を備えることを特徴とするものである。

次に、第４発明による車載重量測定装置は、
車両の荷台に設置される荷重センサとその荷重センサによって支持される貨物収容ケースとからなる計量器と、前記荷重センサに接続される重量指示計とを備え、前記貨物収容ケースに積み込まれる貨物の重量を測定するように構成される車載重量測定装置において、
（ａ）当該車載重量測定装置に電力を供給する電源手段と、
（ｂ）前記計量器の不使用状態を前記荷重センサから出力される荷重信号の振動状態の継続時間と振動振幅のレベル差とに基づいて判別する計量器不使用状態判別手段と、
（ｃ）前記計量器不使用状態判別手段にて前記計量器が不使用状態であると判別されたとき、前記電源手段による電力の供給を止める電源オフ指令信号を出力する電源オフ指令信号出力手段と
（ｄ）前記荷重センサから出力される荷重信号の前記計量器の使用時における振動状態と、前記計量器に与えられる外乱によって前記荷重センサから出力される荷重信号の前記計量器の不使用時における振動状態とを、当該振動状態の継続時間に基づいて識別する振動信号識別手段と
を備えることを特徴とするものである。

本発明の車載重量測定装置においては、荷重センサから出力される荷重信号の振動状態とレベル差とに基づいて計量器の不使用状態が判別される。このため、例えば、車両への乗り降りに伴う振動ノイズや、エンジン起動による振動ノイズ、車両走行に伴う振動ノイズなどが荷重信号に含まれていたとしても、計量器の不使用状態を確実に判別することができる。計量器が不使用状態であると判別されたときには、電源手段による車載重量測定装置への電力供給が止められるので、消費電力の低減を図ることができる。しかも、このような作用効果は、車載機器に特別な部品やセンサ等を設けることなく得ることができる。
本発明の車載重量測定装置によれば、安価な構成で、計量器が不使用状態にあるときには電源を確実にオフして消費電力の低減を図ることができるという効果がある。

本発明の一実施形態に係る車載重量測定装置が装備される車両を模式的に表した斜視図本実施形態の車載重量測定装置の制御系の概略システム構成図ＣＰＵ回路の処理内容を説明するフローチャート（１）ＣＰＵ回路の処理内容を説明するフローチャート（２）ＣＰＵ回路の処理内容を説明するフローチャート（３）ＣＰＵ回路の処理内容を説明するフローチャート（４）安定判別境界値の設定に関する操作手順を説明するフローチャート（ａ）および安定判別境界値の設定に関するＣＰＵの処理内容を説明するフローチャート（ｂ）外乱信号判別境界値の設定に関する操作手順を説明するフローチャート（ａ）および外乱信号判別境界値の設定に関するＣＰＵの処理内容を説明するフローチャート（ｂ）

次に、本発明による車載重量測定装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係る車載重量測定装置が装備される車両を模式的に表した斜視図が示されている。また、図２には、本実施形態の車載重量測定装置の制御系の概略システム構成図が示されている。

＜車載重量測定装置の概略構成の説明＞
図１に示されるように、本実施形態の車載重量測定装置１は、車両２に一体的に組み付けられており、計量器３と重量指示計４とを備えている。
計量器３は、車両２の荷台２ａに設置される複数個（４個）の荷重センサ（ロードセル）５，６，７，８と、これらロードセル５〜８によって支持される貨物収容ケース９とから構成されている。
各ロードセル５〜８は、ストレインゲージ式のロードセルであり、重量指示計４に接続されている。
こうして、貨物収容ケース９に積み込まれる貨物の重量を測定することができるようになっている。

＜重量指示計のシステム構成の説明＞
図２に示されるように、重量指示計４は、電源回路１１と、演算増幅器１２と、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１３と、入出力回路（Ｉ／Ｏ回路）１４と、中央処理装置（ＣＰＵ）回路１５と、メモリ回路１６と、表示器１７と、キースイッチ１８とを備えている。

電源回路１１は、ロードセル５〜８、演算増幅回路１２およびＡ／Ｄ変換回路１３にそれぞれアナログ用電源Ｐ_１，Ｐ_２を与えるとともに、Ａ／Ｄ変換器１３、Ｉ／Ｏ回路１４、ＣＰＵ回路１５、メモリ回路１６および表示器１７にそれぞれデジタル用電源Ｐ_３，Ｐ_４を与える。
演算増幅器１２は、ロードセル５〜８から送り込まれる信号をＡ／Ｄ変換可能な大きさに増幅してＡ／Ｄ変換器１３に送り出す。
Ａ／Ｄ変換器１３は、１０ｍｓｅｃ毎にＩ／Ｏ回路１４から与えられる信号Ｖでもって演算増幅器１２からのアナログ荷重信号をデジタル荷重信号に変換してＩ／Ｏ回路１４に送り出す。
Ｉ／Ｏ回路１４は、Ａ／Ｄ変換器１３と、ＣＰＵ回路１５と、表示器１７と、キースイッチ１８との間で各種の信号やデータの受け渡しを行う。
ＣＰＵ回路１５は、メモリ回路１６に格納されている所定プログラムの指示に従って、必要な信号をＩ／Ｏ回路１４を介して受け取り、また必要なデータをメモリ回路１６から受け取り、受け取った信号やデータに基づいて演算を実行する。
メモリ回路１６は、ＰＲＯＭやＲＡＭなどで構成され、所定プログラムや基本データなどを長期的に記憶したり、種々のデータや演算用数値などを一時的に記憶したりする。
表示器１７は、例えば液晶ディスプレイからなり、測定結果や各種データの入出力画面などが表示される。
キースイッチ１８は、各種の操作スイッチや数値キーなどを備えてなり、測定の開始・終了や零点調整、使用モードの切り換え、数値設定などの種々の動作の際に用いられる。

ＣＰＵ回路１５の演算データはＩ／Ｏ回路１４を通して表示器１７へ出力され、ＣＰＵ回路１５の演算に必要な設定値や操作指令はキースイッチ１８より与えられる。

なお、ロードセル５〜８に代えて、個々のロードセル自身に測定回路やＡ／Ｄ変換器、演算回路等を組み込んでデジタル荷重信号を出力する構成のデジタルロードセルを使用しても良い。この場合は４個のデジタルロードセルのデジタル荷重信号がそれぞれＩ／Ｏ回路１４に入力され、ＣＰＵ回路１５で加算される。

＜電源に関する補足説明＞
図示による詳細な説明は省略するが、電源をオン・オフするスイッチについて、基板交換などメンテナンスのために車載重量測定装置１の全ての電源供給をオン・オフさせるスイッチと、通常の計量作業の開始、終了の際に下記のようにバッテリの小電力のため部分的に電源供給をオン・オフさせるスイッチが設けられる。
後者の電源スイッチについて、この電源スイッチをオフすることによってＩ／Ｏ回路１４から電源回路１１に電源オフ指令信号ｕが与えられる。これにより、電源回路１１からのアナログ用電源が遮断される。
デジタル用電源Ｐ_３，Ｐ_４もＡ／Ｄ変換器１３、Ｉ／Ｏ回路１４、表示器１７へ与えるものをＣＰＵ回路１５、メモリ回路１６と分離して遮断するようにしても良い。また、Ｉ／Ｏ回路１４は電源オフ指令信号ｕの出力と同時にＣＰＵ回路１５にスリープモード信号Ｓを出力し、ＣＰＵ回路１５をスリープモードにすることでＣＰＵ回路１５の消費電力を節減させる。
しかし、作業者は計量作業を終えてもしばしば電源スイッチをオフすることを忘れるので、重量指示計４には車載重量測定装置１として特有の性能を備えた自動電源オフ手段を設ける必要がある。

＜ＣＰＵ回路の処理内容の説明＞
本実施形態の車載重量測定装置１において、上記の自動電源オフ手段は、図３〜図６に示されるフローチャートに基づいて作成された所定プログラムがＣＰＵ回路１５で実行されることにより、その機能が実現される。
以下において、ＣＰＵ回路１５の処理内容を主に図３〜図６のフローチャートを用いて説明し、これらフローチャートの説明に際して適宜に図７および図８を参照することとする。
なお、図３〜図６において記号「Ｓ」、図７において記号「Ｔ」，「Ｒ」、および図８において記号「Ｕ」，「Ｑ」はそれぞれステップを表す。

＜エンジン起動状態における荷重信号の安定判別の境界値Ｄの設定の説明＞
本実施形態の車載重量測定装置１は、エンジンの起動中に計量器３が不使用の場合に自動電源オフ機能を正常に動作させるため、重量指示計４の荷重信号の測定条件、安定評価条件に基づいて実際の荷重信号によって安定状態を判別する（計量器の不使用状態を判別する）ための境界値Ｄを調整モードにおいて自動的に設定する境界値自動設定手段を備える。
そして、稼働運転モードでは設定された境界値Ｄによって荷重信号（計量値）の安定判別が行われる。

評価方式の一例として本実施形態では、図３のフローチャートに示されるように、１０ｍｓｅｃ毎に出力されるＡ／Ｄ変換器１３からのＡ／Ｄ変換データの２０個の平均値をもって０．２ｓｅｃ単位の一つの計量値とし、シフトレジスタＲの最新の５個ずつの計量値を一つの単位としてその中での最大値と最小値の差によってばらつき量を０．２ｓｅｃ毎に連続的に求める（Ｓ１〜Ｓ１０）。そして、作業員が指定する時間の現れるばらつき量の中で、最大のばらつき量を検出し、この値に余裕値を見込んで境界値Ｄとして設定する。

図７（ａ）の検出操作手順を表すフローチャートに示されるように、重量指示計４を調整モードに設定し（Ｔ１）、その後、エンジンを起動させ（Ｔ２）、計量器３に対して計量器不使用状態にてエンジンによる定常的な振動を与える。エンジンの始動時の大きい振動が収まった後で最大幅検出開始指令用のキースイッチ１８をオンする（Ｔ３）。スイッチオンの時点から境界値取得の演算操作が開始される。

最大幅検出開始指令用のキースイッチ１８のオン操作の後は、図３に示されるように、シフトレジスタＲのデータの最大幅Ｗｄを０．２ｓｅｃ間隔でのレジスタデータの更新に同期して算出し（Ｓ１１）、Ｗｄｍレジスタに記憶したデータと比較してより大きい値であればＷｄｍデータをＷｄに更新記憶させる（Ｓ１２〜Ｓ１５）。

図７（ａ）に示されるように、エンジンが起動状態になって適当な時間の経過後に最大幅検出終了指令用のキースイッチ１８を押すと（Ｔ５）、最大幅の検出期間に現れたシフトレジスタＲのデータの最大幅の中での最大値がＷｄｍに残り、同図（ｂ）に示されるように、最大幅検出終了指令用のキースイッチ１８のオン（Ｒ４：Ｙｅｓ）によって、記憶されている最大値が表示され（Ｒ６）、所定の余裕係数（本例の場合は１．１としている。）を掛けた値を安定判別の境界値Ｄとして設定する（Ｒ７）。

こうして境界値Ｄの値が設定されると、稼働運転モードにおいて、０．２ｓｅｃ毎に逐次更新されるシフトレジスタＲのデータの中の最大幅ＷｄがＤの値を超えるときには（Ｓ１８：Ｙｅｓ：図４参照）、不安定と判別して不安定サイン＝１を出力し（Ｓ１９）、最大幅ＷｄがＤ以下であれば（Ｓ１８：Ｎｏ）、安定と判別して安定サイン＝０を出力する。

なお、上記に説明した安定・不安定判別論理は、計量器３の使用・不使用を判断するため荷重信号の振動振幅の大小や継続性を判定するための、すなわち荷重信号の振動状態を判定するための一例であって、計量器３の使用やフィルタの形式、計量値分解能カウント値（１ｇ当たり何カウントに設定するか）などによって、たとえばＡ／Ｄサンプリング時間やシフトレジスタのシフトメモリ数など安定判別論理の設定方法は異なる。

＜外乱振動時の不安定判別サインデータの継続個数の境界値Ｋの設定の説明＞
外乱振動があっても自動電源オフタイマーのカウントに影響しないようにする。
本実施形態の車載重量測定装置１は、外乱振動信号による計量値の不安定な状態を実際の外乱信号の性質に基づいて記憶させることによって、計量器３の使用時に荷重信号に現れる振動信号と外乱とによって発生する振動信号を識別する振動信号識別手段を備える。

一般に、車載重量測定装置１において、車両２の収容ケース９への貨物の積み込み時間は、外乱による振動信号の継続時間に比べて十分長いことを利用する。

計量器３に貨物を積載する場合に比べ、外乱によって生じる振動信号は継続時間が短い。そこで、外乱によって生じる大きい振動信号と貨物積み込み時に生じる振動信号とを不安定状態の継続時間をもって識別させる。
外乱による振動であると判別するため、外乱信号の時間継続性について、境界値Ｋの設定を、次のように実機において行う。境界値Ｋは不安定サイン＝１が連続する個数でもって定義する。外乱の与え方としてエンジンを起動停止させたり、運転手が車に乗り込む動作を行ったりするなど、一般に通常の作業中に計量器に大きい外乱振動を与える動作を実施することでもって行う。

エンジンを起動・停止させたときに生じる振動はエンジンが継続的に起動しているときに比べて大きい。エンジンが回転を開始する時、および回転を停止する時にエンジンの回転数が丁度エンジンを支持する構造系の共振周波数に達したときに大きい振動が現れ、荷重信号に大きい振動信号が現れる。

なお、安定、不安定判別の境界値は前述の方法で設定したＤを使用する。

図８の検出操作手順のフローチャートに示されるように、調整モードにしてから連続個数検出開始用のキースイッチをオンする（Ｕ１〜Ｕ２）。
次いで、エンジンを起動させたり停止させたり、運転席へ乗り降り動作をしたりして、計量器３に代表的な振動ノイズ信号を与える（Ｕ３）。このような動作を間隔をおいて何回か繰り返す。

図４における調整モードのルーチンにて示されるように、不安定サイン＝１が連続する個数をカウンタＣｒ´にてカウントする（Ｓ３０，Ｓ３５）。安定状態に戻ればカウンタＣｒ´はリセットする。カウンタＣｒ´の値をリセットする前に、連続個数の検出作業中にカウンタＣｒ´の値が最大値であったかどうかＣｒｍレジスタに記憶されているデータと比較し（Ｓ３１）、より大きい値であればその最大値をＣｒｍレジスタに残して更新する（Ｓ３２）。

検出作業を終えて連続個数検出終了用のキースイッチ１８をオンすれば（Ｕ５：図８（ａ）参照）、検出作業中での不安定判定の連続個数の最大値がＣｒｍレジスタに残る。Ｃｒｍレジスタのデータ内容は表示される（Ｑ６：図８（ｂ）参照）。Ｃｒｍレジスタの値に少しの余裕数αを見込んで、外乱振動信号であると判定する境界値Ｋを

Ｋ＝Ｃｒｍ＋α

とし、これを外乱信号判別の境界値として設定する（Ｑ７）。

＜計量器の不使用評価（車両停車時用）の説明＞
稼働運転モードでは、図４に示されるように、計量器３を使用しないときには安定サイン＝０が出力されるので、この状態の継続をカウンタＣｐによってカウントする（Ｓ２１〜Ｓ２３）。
計量器３が使用されることなく、外乱による振動ノイズ信号も加わらなければ、例えばＣｐ＝３００（１分間）のタイマーでもって計量器不使用状態の継続と判断し（Ｓ２４）、電源オフフラグＦ３を１にセットする（Ｓ２５）。
Ｆ３＝１と、いずれかのキースイッチ１８の操作が所定時間以上行われていないという条件とでもって電源オフ指令信号ｕがＩ／Ｏ回路１４から電源回路１１へと出力される。電源回路１１に電源オフ指令信号ｕが与えられると、電源回路１１からのアナログ電源は遮断される。

計量器３が使用されたり（貨物が積載されたり）、外乱による振動ノイズ信号が加わったりすると、不安定サイン＝１が出力される（Ｓ２１：Ｎｏ）。しかし、振動が生じた最初の段階では何れによる不安定であるかを判別することができないので、カウンタＣｐ，Ｃｒを共にカウントする（Ｓ３６，Ｓ３７）。
外乱振動ノイズ信号による不安定判別であればしばらくして戻る（不安定サインが境界値Ｋ個連続するまでに戻る）のでＣｒをリセットし、Ｃｐをそのままカウントさせる。しかし、計量器使用による振動であって不安定判別が連続することによって境界値Ｋ以上になると（Ｓ３９：Ｙｅｓ）、カウンタＣｐをリセットし（Ｓ４０）、改めて電源オフタイミングをカウントし直す。

＜計量器の不使用評価（車両走行時）の説明＞
しかし、計量器３の不使用中でも車両２が走行すれば振動信号が連続し不安定サインが連続するので、計量器３の使用を終えてすぐに車両２を走行させると、電源オフタイマー用のカウンタＣｐが３００に到達せず、電源オフ指令を出すことができない。このため、計量器３の使用終了後に作業者が電源の手動オフを忘れ、すぐに車両２を走行させると、電源が自動オフしない事態となる。
本実施形態の車載重量測定装置１は、荷重信号に大きい振動が継続している状態において計量器３の使用、不使用状態を判別する計量器不使用状態判別手段を備える。これにより、車両２の走行時に荷重信号に大きい振動が継続しても自動的に電源をオフさせることができる。

図５に示されるように、安定サイン、不安定サインの出力数をそれぞれカウンタＣａ，Ｃｂでカウントし（Ｓ４３，Ｓ５６）、同時にその間の計量値の積算値をΣＷｎ´レジスタで加算する。これは０．２ｓｅｃ毎の計量値の積算値ΣＷｎを更に加算することで行う。そして平均値ＷＡを求め（Ｓ４５）、前回の１分間隔の平均値ＷＡ´との間で差Ｅを算出する（Ｓ４６）。
１分間の計量値が不安定的で、

Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）≧０．９

のごとく（０．９は一事例の数値）、不安定サインの出現回数が大部分を占める場合は計量器使用中か、車両走行中のいずれかである。
つまり、所定の時間間隔における安定、不安定状態の比率と、その間における荷重信号（計量値）の平均値を求める。

不安定条件が成立したとき、前回の１分間の計量値の平均値と今回の１分間の計量値の平均値との差を求め、予め設定した境界値ｗｅと比較し（Ｓ５０）、差が大きく、ｗｅ以上であれば（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、計量器に貨物を積載した結果である判断して計量器使用中、ｗｅ未満であれば（Ｓ５０：Ｎｏ）、走行中の振動によるものと判断して電源オフフラグＦ４を１にセットする（Ｓ５１）。

所定の時間間隔における安定不安定判別と、平均計量値とを求め、荷重信号が所定の時間の間に不安定状態が継続するとき、所定の時間間隔の計量値の平均値に所定値以上の差があれば計量器は使用中、所定値未満の差であれば計量器は不使用中であると判断する。

ここで、計量値の変動について道路から受ける外乱振動信号は殆どのものが１秒周期以下であるから、１分間平均値は零付近になると予想されるので、ｗｅの値は計量器の定格の数％程度の値に設定される。
また、車載重量測定装置の場合は貨物の積み込み時間の関係上、荷重信号データの取得に時間を要するので、事例を１分間（０．２ｓｅｃ単位のデータの３００個分）としている。上記の不安定、安定状態の評価には通常の計量器への貨物の積み込み時間に合わせた値の設定が適切である。

荷重信号に大きい振動信号が継続して存在すれば、通常の仕様であれば計量器の使用中と判定して自動電源オフとしないので、電源供給をオフしない状態で車両の走行を開始すると、走行中はいつまでも電源がオフしないところ、所定時間における荷重信号レベルの変動を検出して差が小さければ計量器は使用中でないと判断して電源をオフさせるのでバッテリの消費電力を小さくすることができる。

＜キースイッチ操作時の処理内容の説明＞
キースイッチ１８の操作を行った場合は、図６に示されるように、キースイッチ操作タイマーカウンタＣｋにタイマー値Ｑがセットされる（Ｓ５９）。例えば、３０ｓｅｃをセットするときはＱ＝３０００とする。
キースイッチ１８が操作されなければＣｋがデクリメントされ、カウンタＣｋ＝０の場合（Ｓ６０：Ｙｅｓ）でＦ３またはＦ４のいずれかの電源オフフラグが１にセットされている場合（Ｓ６１：Ｙｅｓ）のみＩ／Ｏ回路１４から電源オフ指令信号ｕが出力されるようにＩ／Ｏ回路１４に指令する（Ｓ６２）。これにより、ロードセル５〜８の励磁、荷重信号の増幅演算回路１２およびＡ／Ｄ変換器１３の電源が遮断される。これと同時にＣＰＵ回路１５もスリープモードにする。
なお、安定サインが連続し、カウンタＣｐが１分の値に達する直前でキースイッチ１８の操作を行った場合はすぐに電源はオフしないがそのまま計量値が安定していればタイマー値Ｑの設定時間経過後には電源オフとなる。

＜作用効果の説明＞
本実施形態の車載重量測定装置１においては、計量器３の不使用時にロードセル５〜８から出力される荷重信号の振動状態に基づいて計量器３の不使用状態を判別する境界値Ｄを自動的に設定する境界値自動設定手段が設けられる。このため、例えばエンジンによる振動ノイズ信号が荷重信号に含まれていても計量器３の不使用状態を正確に判別することができる。したがって、エンジンの起動中に計量器３が不使用状態の場合には自動的に電源がオフされることになる。

また、ロードセル５〜８から出力される荷重信号の計量器３の使用時における振動状態と、計量器３に与えられる外乱によってロードセル５〜８から出力される荷重信号の計量器３の不使用時における振動状態とを、当該振動状態の継続時間に基づいて識別する振動信号識別手段が設けられ、外乱による振動であると判定するため、外乱の時間継続性について、境界値Ｋが設定される。このため、外乱振動による振動ノイズ信号が荷重信号に含まれていても計量器３の不使用状態を正確に判別することができる。したがって、例えば、作業員が運転席に乗り込んだり、車に触れたり、車に強風が当たったり、別の車がすぐ傍を通ったりして大きい振動ノイズ信号を受けたときでも計量器３が不使用状態の場合には自動的に電源がオフされる。

また、所定時間を存して互いに隣接する所定時間領域における荷重信号の信号状態のレベル差に基づいて計量器の不使用状態が判別される。このため、荷重信号の振動状態から不安定サインが連続したとしても、計量器３の不使用状態を正確に判別することができる。したがって、例えば、計量器３の使用終了後に作業者が電源の手動オフを忘れてすぐに車両２を走行させた場合でも自動的に電源がオフされる。

以上のような作用効果は、車載機器に特別な部品やセンサ等を設けることなく得ることができる。したがって、本実施形態の車載重量測定装置１によれば、安価な構成で、計量器３が不使用状態にあるときには電源を確実にオフして消費電力の低減を図ることができる。

＜本発明との用語の対応説明＞
ロードセル５〜８が本発明の「荷重センサ」に対応する。
電源回路１１が本発明の「電源手段」に対応する。
ＣＰＵ回路１５が本発明の「計量器不使用状態判別手段」、「境界値自動設定手段」および「振動信号識別手段」にそれぞれ対応する。
Ｉ／Ｏ回路１４が本発明の「電源オフ指令信号出力手段」に対応する。

以上、本発明の車載重量測定装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の車載重量測定装置は、安価な構成で、計量器が不使用状態にあるときには電源を確実にオフして消費電力の低減を図ることができるという特性を有していることから、例えば貨物集配車両に積載される貨物の重量測定の用途に好適に用いることができる。

１車載重量測定装置
２車両
２ａ荷台
３計量器
４重量指示計
５〜８ロードセル
９貨物収容ケース
１１電源回路
１４Ｉ／Ｏ回路
１５ＣＰＵ回路

Claims

車両の荷台に設置される荷重センサとその荷重センサによって支持される貨物収容ケースとからなる計量器と、前記荷重センサに接続される重量指示計とを備え、前記貨物収容ケースに積み込まれる貨物の重量を測定するように構成される車載重量測定装置において、
（ａ）当該車載重量測定装置に電力を供給する電源手段と、
（ｂ）前記計量器の不使用状態を前記荷重センサから出力される荷重信号の振動状態の継続時間と振動振幅のレベル差とに基づいて判別する計量器不使用状態判別手段と、
（ｃ）前記計量器不使用状態判別手段にて前記計量器が不使用状態であると判別されたとき、前記電源手段による電力の供給を止める電源オフ指令信号を出力する電源オフ指令信号出力手段と
を備えることを特徴とする車載重量測定装置。
前記計量器不使用状態判別手段は、所定時間を存して互いに隣接する所定時間領域における前記荷重信号の信号状態のレベル差に基づいて前記計量器の不使用状態を判別する請求項１に記載の車載重量測定装置。
車両の荷台に設置される荷重センサとその荷重センサによって支持される貨物収容ケースとからなる計量器と、前記荷重センサに接続される重量指示計とを備え、前記貨物収容ケースに積み込まれる貨物の重量を測定するように構成される車載重量測定装置において、
（ａ）当該車載重量測定装置に電力を供給する電源手段と、
（ｂ）前記計量器の不使用状態を前記荷重センサから出力される荷重信号の振動状態の継続時間と振動振幅のレベル差とに基づいて判別する計量器不使用状態判別手段と、
（ｃ）前記計量器不使用状態判別手段にて前記計量器が不使用状態であると判別されたとき、前記電源手段による電力の供給を止める電源オフ指令信号を出力する電源オフ指令信号出力手段と、
（ｄ）前記計量器の不使用時に前記荷重センサから出力される荷重信号の振動状態に基づいて前記計量器の不使用状態を判別する境界値を自動的に設定する境界値自動設定手段と
を備えることを特徴とする車載重量測定装置。
車両の荷台に設置される荷重センサとその荷重センサによって支持される貨物収容ケースとからなる計量器と、前記荷重センサに接続される重量指示計とを備え、前記貨物収容ケースに積み込まれる貨物の重量を測定するように構成される車載重量測定装置において、
（ａ）当該車載重量測定装置に電力を供給する電源手段と、
（ｂ）前記計量器の不使用状態を前記荷重センサから出力される荷重信号の振動状態の継続時間と振動振幅のレベル差とに基づいて判別する計量器不使用状態判別手段と、
（ｃ）前記計量器不使用状態判別手段にて前記計量器が不使用状態であると判別されたとき、前記電源手段による電力の供給を止める電源オフ指令信号を出力する電源オフ指令信号出力手段と
（ｄ）前記荷重センサから出力される荷重信号の前記計量器の使用時における振動状態と、前記計量器に与えられる外乱によって前記荷重センサから出力される荷重信号の前記計量器の不使用時における振動状態とを、当該振動状態の継続時間に基づいて識別する振動信号識別手段と
を備えることを特徴とする車載重量測定装置。