JP6374827B2 - 作業機械の荷重計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業機械の荷台に積載された積荷の荷重を計測する作業機械の荷重計測装置に関する。

一般に、鉱山等で採掘された鉱物や土砂等を積荷として運搬するダンプトラック等の作業機械は、車体フレームと、この車体フレームに回転可能に設けられた前輪及び後輪と、車体フレームに対して起伏可能に設けられ、積荷を積載する荷台と、車体フレームと前輪及び後輪との間にそれぞれ介装され、走行時の車体への衝撃を緩和する前側サスペンションシリンダ及び後側サスペンションシリンダとを備えている。そして、このような構成の作業機械には、荷台に積載された積荷の荷重を計測する荷重計測装置が設けられている。

この種の作業機械の荷重計測装置の従来技術の１つとして、荷台に積載した積載荷重を、圧力センサによって前側サスペンションシリンダ、及び後側サスペンションシリンダのシリンダ圧を取込んで演算する処理装置を備えた荷重計測装置が知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。

この従来技術の荷重計測装置は、車体の左右の後輪の速度をそれぞれ検出する後輪速度検出器と、各後輪速度検出器からの速度差を検出する速度差検出器と、速度差検出器からの各後輪の速度の差が予め設定した設定値以下に達した場合、処理装置で演算した積載荷重を最終の積載荷重として出力し、予め設定した設定値以上の場合には、処理装置で演算した積載荷重を最終の積載荷重の出力として無効とする最終確認演算部を有する最終積載荷重確認手段とを備えている。

特許第５１６０４６８号公報

ところで、ダンプトラック等の作業機械が走行路を走行すると、車輪が走行路の地面等から路面抵抗を受けることにより、車体の進行方向への抗力だけでなく、車体が浮き上がる上方向への抗力が車輪に作用する。このとき、車体フレームと車輪との間に配置された前後左右の各サスペンションシリンダにかかる荷重のバランスがずれて不安定になることにより、荷重計測装置によって計測される積荷の荷重に誤差が生じる。

一方、特許文献１に開示された従来技術の荷重計測装置は、作業機械が曲線状の経路を走行した際に、車体が前後左右に傾くことに伴って各サスペンションシリンダにかかる荷重のバランスの影響を排除することにより、積荷の荷重の計測精度の向上を図っているが、上述した路面抵抗に起因する積荷の荷重の計測誤差が考慮されていない。従って、泥地等の地盤が緩い路面のように、路面抵抗が比較的大きくなり易い路面を作業機械が走行する場合には、仮に作業機械の走行経路が直線状であっても、各サスペンションシリンダにかかる荷重のバランスが不安定になる。そのため、各サスペンションシリンダを構成するリンク機構を介して荷重がサスペンションシリンダ以外の部分に分散されることにより、路面抵抗に起因する積荷の荷重の計測誤差が大きくなるので、積荷の荷重の計測精度が低下することが懸念されている。

本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、荷台に積載された積荷の荷重の計測精度を向上させることができる作業機械の荷重計測装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の作業機械の荷重計測装置は、車体フレームと、前記車体フレームに回転可能に設けられた前輪及び後輪と、前記車体フレームに対して起伏可能に設けられ、積荷を積載する荷台と、前記車体フレームと前記前輪及び前記後輪との間にそれぞれ介装され、走行時の車体への衝撃を緩和する前側サスペンションシリンダ及び後側サスペンションシリンダとを備えた作業機械に適用され、前記荷台に積載された前記積荷の荷重を計測する作業機械の荷重計測装置であって、前記前側サスペンションシリンダにかかる前側荷重を取得する前側荷重取得器と、前記後側サスペンションシリンダにかかる後側荷重を取得する後側荷重取得器と、前記作業機械の走行路の路面抵抗を検出する路面抵抗検出部と、前記前側荷重取得器によって取得された前記前側荷重、及び前記後側荷重取得器によって取得された前記後側荷重に基づいて、前記積荷の荷重を求めるための前記前側サスペンションシリンダ及び前記後側サスペンションシリンダに作用する全荷重を演算する全荷重演算部と、前記路面抵抗検出部によって検出された前記路面抵抗に応じて、前記全荷重演算部によって演算された前記全荷重を補正する全荷重補正部と、前側荷重と後側荷重との比である前後荷重比と、荷台における積荷の偏りに起因する誤差を補正するための補正比率との第１関係、路面抵抗と、全荷重に対して路面抵抗に起因する誤差を補正するための補正係数である全荷重補正係数との第２関係、及び路面抵抗と、前後荷重比に対して路面抵抗に起因する誤差を補正するための補正係数である前後荷重比補正係数との第３関係を記憶する記憶装置と、前側荷重取得器によって取得された前側荷重と、後側荷重取得器によって取得された後側荷重との比から前後荷重比を演算する前後荷重比演算部と、記憶装置に記憶された第１関係に対して、前後荷重比演算部によって演算された前後荷重比を適用して補正比率を演算する補正比率演算部と、を備え、全荷重補正部は、記憶装置に記憶された第２関係に対して、路面抵抗検出部によって検出された路面抵抗を適用して全荷重補正係数を演算する全荷重補正係数演算部と、全荷重演算部によって演算された全荷重に対して、全荷重補正係数演算部によって演算された全荷重補正係数を乗算する全荷重補正係数乗算部と、記憶装置に記憶された第３関係に対して、路面抵抗検出部によって検出された路面抵抗を適用して前後荷重比補正係数を演算する前後荷重比補正係数演算部と、補正比率演算部によって演算された補正比率に対して、前後荷重比補正係数演算部によって演算された前後荷重比補正係数を乗じる前後荷重比補正係数乗算部と、全荷重補正係数乗算部による全荷重の乗算結果を、前後荷重比補正係数乗算部による補正比率の乗算結果で除する除算部と、を含むことを特徴としている。

本発明の作業機械の荷重計測装置によれば、荷台に積載された積荷の荷重の計測精度を向上させることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る荷重計測装置の第１実施形態が適用される作業機械の一例として挙げたダンプトラックの構成を示す全体図である。 本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置の概略構成を示す図である。 図２に示すコントローラのハードウェア構成を示す図である。 図３に示すコントローラの主な機能を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置による積荷の荷重の計測処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る荷重計測装置のコントローラの主な機能を示す機能ブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る荷重計測装置による積荷の荷重の計測処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る作業機械の荷重計測装置を実施するための形態を図に基づいて説明する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一又は関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態では、特に必要なとき以外は同一又は同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

［第１実施形態］
本発明に係る荷重計測装置の第１実施形態は、例えば図１に示すように、鉱山等で採掘された鉱物や土砂等を積荷として運搬するダンプトラック１に適用される。このダンプトラック１は、車体フレーム１１と、この車体フレーム１１に回転可能に設けられた車輪１２とを備えている。

この車輪１２は、例えば、車体フレーム１１の前部の左右両端にそれぞれ一輪ずつ配置された前輪１２Ａｌ，１２Ａｒ（図１には、左側の前輪１２Ａｌのみが図示されている）と、車体フレーム１１の後部の左右両端に回転可能にそれぞれ二輪ずつ配置された後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒ（図１には、左側の後輪１２Ｂｌのみが図示されている）とから構成されている。

前輪１２Ａｌ，１２Ａｒは、ステアリング等を介して入力されるステアリング角度に基づいて操舵される操舵輪であると共に、ダンプトラック１が走行する走行路の路面を介して後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒに従動する従動輪である。一方、後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒは、図示しないエンジンの出力軸から伝達された駆動力を回転運動に変換して駆動する駆動輪である。

また、ダンプトラック１は、前輪１２Ａｌ，１２Ａｒの上方に設けられ、オペレータが搭乗する運転室１３と、車体フレーム１１に対して起伏可能に設けられ、鉱物や土砂等の積荷１４Ａを積載する荷台１４と、車体フレーム１１の後部にブラケット１５を介して設けられたヒンジピン１６と、車体フレーム１１のうちヒンジピン１６よりも前方に配置され、車体フレーム１１と荷台１４とを連結するホイストシリンダ１７とを備えている。そして、ダンプトラック１には、図示されないが、ホイストシリンダ１７へ圧油を供給する油圧ポンプと、この油圧ポンプに供給する作動油を貯蔵する作動油タンクとが搭載されている。

従って、油圧ポンプが圧油を作動油タンクからホイストシリンダ１７へ供給してホイストシリンダ１７を伸長させると、荷台１４がホイストシリンダ１７に押し上げられて起立することにより、荷台１４に積載された積荷１４Ａを放土することができる。一方、油圧ポンプがホイストシリンダ１７に供給した圧油を作動油タンクへ戻してホイストシリンダ１７を収縮させると、荷台１４がホイストシリンダ１７に支持されながら倒伏することにより、積荷１４Ａを荷台１４へ積込むことができる。

このような構成のダンプトラック１は自動車等の普通の乗用車と異なり、荷台１４に積荷１４Ａが積載されている積荷状態のときの車両の重量が、荷台１４に積荷１４Ａが積載されていない空荷状態のときの車両の重量と比較して２倍以上変化する。そのため、積荷状態のときのダンプトラック１の車高が空荷状態のときの車高に対して大きく変化しないように、ダンプトラック１には、一般にガスと油を封入した前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ（図１には、左側の前側サスペンションシリンダ１８Ａｌのみが図示されている）及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒ（図１には、左側の後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌのみが図示されている）が一対ずつ搭載されている。

一対の前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒは、車両の幅方向において左右にそれぞれ配置されると共に、車体フレーム１１と前輪１２Ａｌ，１２Ａｒとの間に介装され、車体、荷台１４、及び荷台１４上の積荷１４Ａを含む重量物を支持して走行時の車体への衝撃を緩和する機能を有している。各前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒには、例えば、左右一対の前輪１２Ａｌ，１２Ａｒをそれぞれ独立して上下に動かすことが可能な独立懸架方式が採用されており、この方式を用いることでダンプトラック１の走行路の路面に形成された凹凸に前輪１２Ａｌ，１２Ａｒが追従し易くなるので、運転室１３内のオペレータの乗り心地を向上させることができる。

一対の後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒは、車両の幅方向において左右にそれぞれ配置されると共に、車体フレーム１１と後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒとの間に介装され、車体、荷台１４、及び荷台１４上の積荷１４Ａを含む重量物を支持して走行時の車体への衝撃を緩和する機能を有している。各後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒには、例えば、左右一対の後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒを連結する車軸の両側を懸架する車軸懸架方式が採用されており、独立懸架方式に比べて強度を高めることができるので、荷台１４に積載された積荷１４Ａを安定して支持することができる。

本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置は、上述のように構成されたダンプトラック１に設けられており、荷台１４に積載された積荷１４Ａの荷重Ｗ（図４参照）を計測するものである。以下、この荷重計測装置の構成について、図２〜図４を参照しながら詳細に説明する。

図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置２は、各前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒに取付けられ、各前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ内の圧力（以下、便宜的にサスペンション圧力と称する）を検出するサスペンション圧力センサ２１Ａｌ，２１Ａｒと、各後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒに取付けられ、各後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒ内のサスペンション圧力を検出するサスペンション圧力センサ２１Ｂｌ，２１Ｂｒとを備えている。

また、荷重計測装置２は、運転室１３内に設置され、車体の前後方向の傾斜角度θ（図４参照）を検出する傾斜角センサ２２と、車体の速度を検出する車体速度検出器２３と、車輪１２の回転速度を検出する車輪回転速度検出器２４と、これらの機器２１Ａｌ，２１Ａｒ，２１Ｂｌ，２１Ｂｒ，２２〜２４からの検出信号を入力し、荷台１４に積載された積荷１４Ａの荷重Ｗを計測する処理を含む、車体全体の動作を制御するための処理を行うコントローラ２５と、運転室１３内に設置され、コントローラ２５が処理した積荷１４Ａの荷重Ｗ等の各種の情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示装置２６とを備えている。

車体速度検出器２３は、例えば、各前輪１２Ａｌ，１２Ａｒの近傍に設けられ、各前輪１２Ａｌ，１２Ａｒの回転速度を検出する前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒから成っている。すなわち、前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒは、ダンプトラック１の従動輪の回転速度を検出するものであるから、車体の速度を検出するものとみなすことができる。車輪回転速度検出器２４は、例えば、駆動輪である各後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒの近傍に設けられ、各後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒの回転速度を検出する後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒから成っている。

図３はコントローラ２５のハードウェア構成を示す図である。

コントローラ２５は、例えば図３に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２５Ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２５Ｂ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２５Ｃ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）２５Ｄ、時計２５Ｅ、タイマ２５Ｆ、入力Ｉ／Ｆ２５Ｇ、出力Ｉ／Ｆ２５Ｈ、及びバス２５Ｉを含んでいる。そして、ＣＰＵ２５Ａ、ＲＡＭ２５Ｂ、ＲＯＭ２５Ｃ、ＨＤＤ２５Ｄ、時計２５Ｅ、タイマ２５Ｆ、入力Ｉ／Ｆ２５Ｇ、及び出力Ｉ／Ｆ２５Ｈがバス２５Ｉを介して接続されて構成される。

ＣＰＵ２５Ａは、荷台１４に積載された積荷１４Ａの荷重Ｗを計測するための各種の演算を行う演算装置であり、車体全体の動作を制御する。ＲＡＭ２５Ｂは、情報の高速な読書きが可能な揮発性の記憶媒体から成る記憶装置であり、ＣＰＵ２５Ａが情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ２５Ｃは、読出し専用の不揮発性記憶媒体から成る記憶装置であり、本発明の第１実施形態の特徴をなす荷重計測プログラムが格納されている。ＨＤＤ２５Ｄは、情報の読書きが可能な不揮発性の記憶媒体から成る記憶装置であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。

これらのＲＯＭ２５ＣやＨＤＤ２５Ｄには、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒの各シリンダ断面積の値ＤＡ（図４参照）と、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒによって支持されている車体側の重量Ｇ（図４参照）とが記憶されている。

また、ＲＯＭ２５ＣやＨＤＤ２５Ｄには、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する全荷重ＰＴａ（図４参照）を傾斜角センサ２２からの車体の傾斜角度θに基づいて、傾斜が作用していない場合の全荷重ＰＴｂ（図４参照）として求めるための傾斜補正特性Ａと、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒに作用する前側荷重ＰＦ（図４参照）と後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する後側荷重ＰＲ（図４参照）との比である前後荷重比ＸＴａ（ＸＴａ＝ＰＦ／ＰＲ）（図４参照）を傾斜角センサ２２からの車体の傾斜角度θに基づいて、傾斜が作用していない場合の前後荷重比ＸＴｂ（図４参照）として求めるための傾斜補正特性Ｂとが記憶されている。

さらに、ＲＯＭ２５ＣやＨＤＤ２５Ｄには、前後荷重比ＸＴａと、荷台１４における積荷１４Ａの偏りに起因する誤差を補正するための補正比率として、例えば、荷台１４上で積荷１４Ａが平均的に分散された場合の補正比率である全荷重ＰＴａの偏心積込補正比率Ｘａ（図４参照）との関係（第１関係）を示す偏心積込補正特性Ｃが記憶されている。また、ＲＯＭ２５ＣやＨＤＤ２５Ｄには、ダンプトラック１が走行する走行路の路面抵抗Ｒ（図４参照）と、サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａに対して路面抵抗Ｒに起因する誤差を補正するための補正係数である全荷重補正係数Ｋａ（図４参照）との関係（第２関係）を示す路面抵抗補正特性Ｄが記憶されている。

この他、ＲＯＭ２５ＣやＨＤＤ２５Ｄには、路面抵抗Ｒと、前後荷重比ＸＴａに対して路面抵抗Ｒに起因する誤差を補正するための補正係数である前後荷重比補正係数Ｋｂ（図４参照）との関係（第３関係）を示す路面抵抗補正特性Ｅと、ダンプトラック１のスリップ率と、路面抵抗Ｒを求めるための路面摩擦係数との関係を示す路面摩擦特性Ｆとが記憶されている。

時計２５Ｅは時刻を取得する装置であり、タイマ２５Ｆは時計２５Ｅによって取得された時刻を参照しながらＣＰＵ２５Ａを駆動する装置である。入力Ｉ／Ｆ２５Ｇは、サスペンション圧力センサ２１Ａｌ，２１Ａｒ，２１Ｂｌ，２１Ｂｒ、傾斜角センサ２２、前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒ、及び後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒを含む外部の機器に接続され、これらの外部の機器から出力された信号を入力するインターフェースである。出力Ｉ／Ｆ２５Ｈは、表示装置２６を含む外部の出力装置に接続され、ＣＰＵ２５Ａの演算結果を外部の出力装置へ出力するインターフェースである。

このようなコントローラ２５のハードウェア構成において、ＲＯＭ２５ＣやＨＤＤ２５Ｄもしくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納された荷重計測プログラムがＲＡＭ２５Ｂに読出され、ＣＰＵ２５Ａの制御に従って動作することにより、荷重計測プログラム（ソフトウェア）とハードウェアとが協働して、荷台１４上の積荷１４Ａの荷重Ｗを計測するためのコントローラ２５の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、積荷１４Ａの荷重Ｗの計測に関するコントローラ２５の機能構成について、図４を参照しながら詳細に説明する。

コントローラ２５は、大略的に荷台１４に積込まれた積荷１４Ａの荷重Ｗを演算する積荷荷重演算部３１と、最終的に決定される積荷１４Ａの荷重Ｗを確認する最終積荷荷重確認部３３とを備えている。

積荷荷重演算部３１は、乗算部３１１Ａｌ，３１１Ａｒ，３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒ、加算部３１２Ａ，３１２Ｂ，３１３、全荷重傾斜補正演算部３１４、全荷重停止補正演算部３１５、除算部３１６、前後荷重比傾斜補正演算部３１７、前後荷重比停止補正演算部３１８、及び偏心積込補正比率演算部３１９を含んでいる。

乗算部３１１Ａｌ，３１１Ａｒは、サスペンション圧力センサ２１Ａｌ，２１Ａｒによって検出された前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ内のサスペンション圧力と、予め記憶したシリンダ断面積ＤＡとを乗じることにより、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒにそれぞれ作用する荷重を演算する。乗算部３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒは、サスペンション圧力センサ２１Ｂｌ，２１Ｂｒによって検出された後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒ内のサスペンション圧力と、予め記憶したシリンダ断面積ＤＡとを乗じることにより、後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒにそれぞれ作用する荷重を演算する。

加算部３１２Ａは、乗算部３１１Ａｌによって演算された左側の前側サスペンションシリンダ１８Ａｌの荷重と、乗算部３１１Ａｒによって演算された右側の前側サスペンションシリンダ１８Ａｒの荷重とを加算することにより、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒにかかる前側荷重ＰＦを演算する。従って、サスペンション圧力センサ２１Ａｌ，２１Ａｒ、乗算部３１１Ａｌ，３１１Ａｒ、及び加算部３１２Ａは、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒにかかる前側荷重ＰＦを取得する前側荷重取得器として機能する。

加算部３１２Ｂは、乗算部３１１Ｂｌによって演算された左側の後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌの荷重と、乗算部３１１Ｂｒによって演算された右側の後側サスペンションシリンダ１８Ｂｒの荷重とを加算することにより、後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒにかかる後側荷重ＰＲを演算する。従って、サスペンション圧力センサ２１Ｂｌ，２１Ｂｒ、乗算部３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒ、及び加算部３１２Ｂは、後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒにかかる後側荷重ＰＲを取得する後側荷重取得器として機能する。

加算部３１３は、加算部３１２Ａによって演算された前側荷重ＰＦと、加算部３１２Ｂによって演算された後側荷重ＰＲとを加算することにより、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する全荷重ＰＴａを演算する。従って、加算部３１３は、前側荷重取得器によって取得された前側荷重ＰＦ、及び後側荷重取得器によって取得された後側荷重ＰＲに基づいて、荷台１４上の積荷１４Ａの荷重Ｗを求めるための前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する全荷重ＰＴａを演算する全荷重演算部として機能する。

全荷重傾斜補正演算部３１４は、加算部３１３によって演算されたサスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａを、傾斜角センサ２２によって検出された傾斜角度θと、予め記憶した傾斜補正特性Ａとに基づいて、車体が傾斜していない場合の全荷重ＰＴｂを演算する。全荷重停止補正演算部３１５は、車体速度検出器２３によって検出された車体の速度、及び全荷重傾斜補正演算部３１４によって演算された全荷重ＰＴｂに基づいて、車体が停止している場合の全荷重ＰＴｃを演算する。

除算部３１６は、加算部３１２Ａによって演算された前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒにかかる前側荷重ＰＦを、加算部３１２Ｂによって演算された後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒにかかる後側荷重ＰＲで除することにより、前側荷重ＰＦと後側荷重ＰＲとの前後荷重比ＸＴａを演算する。従って、除算部３１６は、前側荷重取得器によって取得された前側荷重ＰＦと、後側荷重取得器によって取得された後側荷重ＰＲとの比から前後荷重比ＸＴａを演算する前後荷重比演算部として機能する。

前後荷重比傾斜補正演算部３１７は、除算部３１６によって演算された前後荷重比ＸＴａを、傾斜角センサ２２によって検出された傾斜角度θと、予め記憶した傾斜補正特性Ｂとに基づいて、車体が傾斜していない場合の前後荷重比ＸＴｂを演算する。前後荷重比停止補正演算部３１８は、車体速度検出器２３によって検出された車体の速度、及び前後荷重比傾斜補正演算部３１７によって演算された前後荷重比ＸＴｂに基づいて、車体が停止している場合の前後荷重比ＸＴｃを演算する。

偏心積込補正比率演算部３１９は、予め記憶した偏心積込補正特性Ｃの関係に対して、前後荷重比停止補正演算部３１８によって演算された前後荷重比ＸＴｃを適用することにより、全荷重ＰＴａの偏心積込補正比率Ｘａを演算する。すなわち、偏心積込補正比率演算部３１９は補正比率演算部として機能する。

本発明の第１実施形態では、積荷荷重演算部３１は、ダンプトラック１の走行路の路面抵抗Ｒを検出する路面抵抗検出部３２０と、この路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒに応じて、加算部３１３によって演算されたサスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する全荷重ＰＴａを補正する全荷重補正部３２１とを含んでいる。

路面抵抗検出部３２０は、例えば、前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒによって検出された前輪１２Ａｌ，１２Ａｒの回転速度、及び後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒによって検出された後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒの回転速度に基づいて、ダンプトラック１のスリップ率を演算して路面摩擦係数を算出し、この路面摩擦係数を用いて路面抵抗Ｒを検出する。

具体的には、路面抵抗検出部３２０は、例えば、前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒによって検出された前輪１２Ａｌ，１２Ａｒの回転速度、及び後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒによって検出された後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒの回転速度を下記の数式（１）に代入してスリップ率を求めることができる。なお、下記の数式（１）の従動輪の回転速度には、前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒのいずれかの検出値を用い、駆動輪の回転速度には、後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒのいずれかの検出値を用いればよい。
（スリップ率）＝｛（駆動輪回転速度）―（従動輪回転速度）｝／（駆動輪回転速度）
・・・（１）

次に、路面抵抗検出部３２０は、上述のように演算したスリップ率、及び予め記憶した路面摩擦特性Ｆに基づいて、路面摩擦係数を演算する。そして、路面抵抗検出部３２０は、例えば、演算した路面摩擦係数、及び各乗算部３１１Ａｌ，３１１Ａｒ，３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒによって演算されたサスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの荷重を下記の数式（２）に代入して路面抵抗Ｒを求めることができる。なお、下記の数式（２）のサスペンションシリンダの荷重には、乗算部３１１Ａｌ，３１１Ａｒ，３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒのいずれかの演算結果を用いればよい。
（路面抵抗）＝（路面摩擦係数）×（サスペンションシリンダの荷重）・・・（２）

全荷重補正部３２１は、全荷重補正係数演算部３２１Ａ、乗算部３２１Ｂ、前後荷重比補正係数演算部３２１Ｃ、乗算部３２１Ｄ、除算部３２１Ｅ、及び減算部３２１Ｆを含んでいる。

全荷重補正係数演算部３２１Ａは、予め記憶した路面抵抗補正特性Ｄに対して、路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒを適用して全荷重補正係数Ｋａを演算する。本発明の第１実施形態では、路面抵抗補正特性Ｄにおける路面抵抗Ｒと全荷重補正係数Ｋａとの関係は、例えば、路面抵抗Ｒが所定の閾値Ｒａより小さいとき、全荷重補正係数Ｋａが１になるように設定されている。

乗算部３２１Ｂは、全荷重停止補正演算部３１５によって演算された全荷重ＰＴｃと、全荷重補正係数演算部３２１Ａによって演算された全荷重補正係数Ｋａとを乗じることにより、路面抵抗Ｒの影響が排除された場合の全荷重ＰＴｄを演算する。すなわち、乗算部３２１Ｂは全荷重補正係数乗算部として機能する。

前後荷重比補正係数演算部３２１Ｃは、予め記憶した路面抵抗補正特性Ｅに対して、路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒを適用して前後荷重比補正係数Ｋｂを演算する。本発明の第１実施形態では、路面抵抗補正特性Ｅにおける路面抵抗Ｒと前後荷重比補正係数Ｋｂとの関係は、例えば上述した路面抵抗補正特性Ｄと同様に、路面抵抗Ｒが所定の閾値Ｒａより小さいとき、前後荷重比補正係数Ｋｂが１になるように設定されている。

乗算部３２１Ｄは、偏心積込補正比率演算部３１９によって演算された全荷重ＰＴａの偏心積込補正比率Ｘａと、前後荷重比補正係数演算部３２１Ｃによって演算された前後荷重比補正係数Ｋｂとを乗じることにより、路面抵抗Ｒの影響が排除された場合の偏心積込補正比率Ｙを演算する。すなわち、乗算部３２１Ｄは前後荷重比補正係数乗算部として機能する。

除算部３２１Ｅは、乗算部３２１Ｂによって演算された全荷重ＰＴｄを、乗算部３２１Ｄによって演算された偏心積込補正比率Ｙで除することにより、車体の傾斜、荷台１４における積荷１４Ａの偏り、及び路面抵抗Ｒに起因する誤差の補正が行われた全荷重ＰＴを演算する。減算部３２１Ｆは、除算部３２１Ｅによって演算された全荷重ＰＴから、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒによって支持されている車体側の重量Ｇを減算することにより、荷台１４に積載された積荷１４Ａの荷重Ｗを演算する。

一方、最終積荷荷重確認部３３は、振れ幅計測部３３１、最小振れ幅確認部３３２、速度差演算部３３３、及び最終積荷荷重出力部３３４を含んでいる。

振れ幅計測部３３１は、積荷荷重演算部３１によって演算された積荷１４Ａの荷重Ｗを所定の時間内において数回サンプリング計測する。最小振れ幅確認部３３２は、振れ幅計測部３３１から得られた複数の計測値の平均値を演算し、この平均値に対して最大計測値と最小計測値との差が最小になった、すなわち積荷１４Ａの荷重Ｗが最小振れ幅内であるかどうかを確認する。速度差演算部３３３は、後輪回転速度センサ２４Ｂｌによって検出された左側の後輪１２Ｂｌの回転速度と、後輪回転速度センサ２４Ｂｒによって検出された右側の後輪１２Ｂｒの回転速度との差を演算する。

最終積荷荷重出力部３３４は、車体速度検出器２３によって検出された車体の速度が所定の設定値（例えば、数ｋｍ／ｈ）以上に達した場合、いわゆる、ダンプトラック１が荷重計測可能な走行状態である場合（条件１）と、最小振れ幅確認部３３２によって積荷１４Ａの荷重Ｗが最小振れ幅内であることが確認された場合（条件２）と、速度差演算部３３３によって演算された後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒの回転速度の差が所定の設定値より小さい場合、いわゆる、曲線状ではなく直線状の走行路を走行していると判断できる場合（条件３）とが満たされたときに、積荷荷重演算部３１によって演算された積荷１４Ａの荷重Ｗを最終の積荷１４Ａの荷重として表示装置２６へ出力する。

一方、最終積荷荷重出力部３３４は、ダンプトラック１が荷重計測可能な走行状態である場合（条件１）と、最小振れ幅確認部３３２によって積荷１４Ａの荷重Ｗが最小振れ幅内であることが確認された場合（条件２）と、曲線状ではなく直線状の走行路を走行していると判断できる場合（条件３）とのいずれかが満たされないときに、積荷荷重演算部３１によって演算された積荷１４Ａの荷重Ｗを最終の積荷１４Ａの荷重の出力として無効にする。

次に、本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置２による積荷１４Ａの荷重Ｗの計測処理を、図５のフローチャートに基づいて詳細に説明する。

図５に示すように、まず、積荷荷重演算部３１は、各サスペンション圧力センサ２１Ａｌ，２１Ａｒ，２１Ｂｌ，２１Ｂｒの検出値を取り込む（（ステップ（以下、Ｓと記す）５０１））。

次に、積荷荷重演算部３１の各乗算部３１１Ａｌ，３１１Ａｒは、Ｓ５０１において取り込んだサスペンション圧力センサ２１Ａｌ，２１Ａｒによって検出された前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒのサスペンション圧力と、予め記憶したシリンダ断面積ＤＡとを乗じることにより、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒにそれぞれ作用する荷重を演算する（Ｓ５０２）。

また、積荷荷重演算部３１の各乗算部３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒは、Ｓ５０１において取り込んだサスペンション圧力センサ２１Ｂｌ，２１Ｂｒによって検出された後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒのサスペンション圧力と、予め記憶したシリンダ断面積ＤＡとを乗じることにより、後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒにそれぞれ作用する荷重を演算する（Ｓ５０２）。

次に、積荷荷重演算部３１の加算部３１２Ａは、各乗算部３１１Ａｌ，３１１Ａｒによって演算された前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒの荷重を加算することにより、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒに作用する前側荷重ＰＦを演算する。また、積荷荷重演算部３１の加算部３１２Ｂは、各乗算部３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒによって演算された後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒの荷重を加算することにより、後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する後側荷重ＰＲを演算する。

そして、積荷荷重演算部３１の加算部３１３は、加算部３１２Ａによって演算された前側荷重ＰＦと、加算部３１２Ｂによって演算された後側荷重ＰＲとを加算することにより、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する全荷重ＰＴａを演算する（Ｓ５０３）。また、除算部３１６は、加算部３１２Ａによって演算された前側荷重ＰＦと、加算部３１２Ｂによって演算された後側荷重ＰＲとの前後荷重比ＸＴａを演算する（Ｓ５０４）。さらに、積荷荷重演算部３１は、傾斜角センサ２２の検出値を取り込むと共に（Ｓ５０５）、車体速度検出器２３の検出値を取り込む（Ｓ５０６）。

次に、積荷荷重演算部３１の全荷重傾斜補正演算部３１４は、加算部３１３によって演算された全荷重ＰＴａを、傾斜角センサ２２によって検出された傾斜角度θと、予め記憶した傾斜補正特性Ａとに基づいて、車体が傾斜していない場合の全荷重ＰＴｂを演算する（Ｓ５０７）。また、積荷荷重演算部３１の全荷重停止補正演算部３１５は、車体速度検出器２３によって検出された車体の速度、及び全荷重傾斜補正演算部３１４によって演算された全荷重ＰＴｂに基づいて、車体が停止している場合の全荷重ＰＴｃを演算する（Ｓ５０７）。

積荷荷重演算部３１の前後荷重比傾斜補正演算部３１７は、除算部３１６によって演算された前後荷重比ＸＴａを、傾斜角センサ２２によって検出された傾斜角度θと、予め記憶した傾斜補正特性Ｂとに基づいて、車体が傾斜していない場合の前後荷重比ＸＴｂを演算する（Ｓ５０７）。また、前後荷重比停止補正演算部３１８は、車体速度検出器２３によって検出された車体の速度、及び前後荷重比傾斜補正演算部３１７によって演算された前後荷重比ＸＴｂに基づいて、車体が停止している場合の前後荷重比ＸＴｃを演算する。その後、偏心積込補正比率演算部３１９は、前後荷重比停止補正演算部３１８によって演算された前後荷重比ＸＴｃ、及び予め記憶した偏心積込補正特性Ｃに基づいて、全荷重ＰＴａの偏心積込補正比率Ｘａを演算する（Ｓ５０７）。

次に、積荷荷重演算部３１は、前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒ及び後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒの検出値を取り込む。その後、積荷荷重演算部３１の路面抵抗検出部３２０は、前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒによって検出された前輪１２Ａｌ，１２Ａｒの回転速度、及び後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒによって検出された後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒの回転速度に基づいて、ダンプトラック１のスリップ率を演算して路面摩擦係数を算出し、この路面摩擦係数を用いて路面抵抗Ｒを検出する（Ｓ５０８）。

次に、積荷荷重演算部３１の全荷重補正係数演算部３２１Ａは、Ｓ５０８において路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒ、及び予め記憶した路面抵抗補正特性Ｄに基づいて、全荷重補正係数Ｋａを演算する（Ｓ５０９）。また、積荷荷重演算部３１の乗算部３２１Ｂは、Ｓ５０７において全荷重停止補正演算部３１５によって演算された全荷重ＰＴｃと、全荷重補正係数演算部３２１Ａによって演算された全荷重補正係数Ｋａとを乗じることにより、路面抵抗Ｒの影響が排除された場合の全荷重ＰＴｄを演算する（Ｓ５０９）。

積荷荷重演算部３１の前後荷重比補正係数演算部３２１Ｃは、Ｓ５０８において路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒ、及び予め記憶した路面抵抗補正特性Ｅに基づいて、前後荷重比補正係数Ｋｂを演算する（Ｓ５０９）。また、積荷荷重演算部３１の乗算部３２１Ｄは、偏心積込補正比率演算部３１９によって演算された全荷重ＰＴａの偏心積込補正比率Ｘａと、前後荷重比補正係数演算部３２１Ｃによって演算された前後荷重比補正係数Ｋｂとを乗じることにより、路面抵抗Ｒの影響が排除された場合の偏心積込補正比率Ｙを演算する（Ｓ５０９）。

次に、積荷荷重演算部３１の除算部３２１Ｅは、Ｓ５０９において乗算部３２１Ｂによって演算された全荷重ＰＴｄを、Ｓ５０９において乗算部３２１Ｄによって演算された偏心積込補正比率Ｙで除することにより、サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴを演算する。すなわち、積荷荷重演算部３１は、Ｓ５０３において加算部３１３によって演算された前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａに対して、車体の傾斜、荷台１４における積荷１４Ａの偏り、及び路面抵抗Ｒに起因する誤差の補正を行う（Ｓ５１０）。そして、積荷荷重演算部３１の減算部３２１Ｆは、除算部３２１Ｅによって演算された全荷重ＰＴから、前側サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ及び後側サスペンションシリンダ１８Ｂｌ，１８Ｂｒによって支持されている車体側の重量Ｇを減算することにより、荷台１４に積載された積荷１４Ａの荷重Ｗを演算する（Ｓ５１０）。

次に、最終積荷荷重確認部３３の振れ幅計測部３３１は、Ｓ５１０において減算部３２１Ｆによって演算された積荷１４Ａの荷重Ｗを所定の時間内において数回サンプリング計測する。そして、最終積荷荷重確認部３３の最小振れ幅確認部３３２は、振れ幅計測部３３１によって計測された複数の荷重Ｗを平均化し、積荷１４Ａの荷重Ｗが最小振れ幅内であるかどうかを確認する（Ｓ５１１）。

また、最終積荷荷重確認部３３は、後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒの検出値を取り込む（Ｓ５１２，Ｓ５１３）。そして、最終積荷荷重確認部３３の速度差演算部３３３は、後輪回転速度センサ２４Ｂｌによって検出された左側の後輪１２Ｂｌの回転速度と、後輪回転速度センサ２４Ｂｒによって検出された右側の後輪１２Ｂｒの回転速度との差を演算する（Ｓ５１４）。

次に、最終積荷荷重確認部３３の最終積荷荷重出力部３３４は、Ｓ５０６において車体速度検出器２３によって検出された車体の速度が所定の設定値以上に達した場合（条件１）と、Ｓ５１１において最小振れ幅確認部３３２によって積荷１４Ａの荷重Ｗが最小振れ幅内であることが確認された場合（条件２）と、速度差演算部３３３によって演算された後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒの回転速度の差が所定の設定値より小さい場合（条件３）とが満たされているかどうかを判断する（Ｓ５１５）。

このとき、最終積荷荷重出力部３３４は、上述した条件１〜３の全てが満たされていると判断すると（Ｓ５１５／ＹＥＳ）、Ｓ５１０において減算部３２１Ｆによって演算された積荷１４Ａの荷重Ｗを最終の積荷１４Ａの荷重として表示装置２６へ出力し（Ｓ５１６）、荷重計測装置２による積荷１４Ａの荷重Ｗの計測処理を終了する。一方、Ｓ５１５において、最終積荷荷重出力部３３４は、上述した条件１〜３のいずれかが満たされないと判断すると（Ｓ５１５／ＮＯ）、減算部３２１Ｆによって演算された積荷１４Ａの荷重Ｗを最終の積荷１４Ａの荷重の出力として無効にし（Ｓ５１７）、荷重計測装置２による積荷１４Ａの荷重Ｗの計測処理を終了する。

このように構成した本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置２によれば、積荷荷重演算部３１の全荷重補正部３２１が、路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒに応じて、加算部３１３によって演算されたサスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する全荷重ＰＴａを補正することにより、ダンプトラック１の走行路の路面抵抗Ｒに起因する積荷１４Ａの荷重Ｗの計測誤差の影響を抑制することができる。これにより、荷重計測装置２による積荷１４Ａの荷重Ｗの計測精度を向上させることができる。

また、本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置２では、全荷重補正部３２１は、サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒに作用する全荷重ＰＴａ、及び全荷重ＰＴａの偏心積込補正比率Ｘａに対して、路面抵抗Ｒの影響が排除される補正をそれぞれ行うようにしている。このように、全荷重補正部３２１が、路面抵抗Ｒに起因する２段階の補正を行った上で、車体の傾斜及び荷台１４における積荷１４Ａの偏りにそれぞれ起因する誤差の補正を行うことにより、積荷１４Ａの荷重Ｗの計測精度を効果的に高めることができる。

また、本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置２では、予め記憶された路面抵抗補正特性Ｄにおける路面抵抗Ｒと全荷重補正係数Ｋａとの関係において、路面抵抗Ｒが閾値Ｒａより小さいとき、全荷重補正係数Ｋａが１になるように設定されており、予め記憶された路面抵抗補正特性Ｅにおける路面抵抗Ｒと前後荷重比補正係数Ｋｂとの関係において、路面抵抗Ｒが閾値Ｒａより小さいとき、前後荷重比補正係数Ｋｂが１になるように設定されている。そのため、路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒが予め設定された閾値Ｒａより小さいときのように、路面抵抗Ｒに伴う積荷１４Ａの荷重Ｗの計測への影響が小さいときには、全荷重補正部３２１が、サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａを実質的に補正しないように処理することができる。これにより、荷重計測装置２による積荷１４Ａの荷重Ｗの計測を円滑に行うことができるので、積荷１４Ａの荷重Ｗの計測処理を高速化することができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る荷重計測装置２は、上述した第１実施形態に係る荷重計測装置２の構成に加え、例えば図６に示すように、コントローラ２５ａの積荷荷重演算部３１ａが、路面抵抗検出部３２０からの検出信号に基づいて、路面抵抗Ｒが検出可能かどうかを判定する判定部３２２を備えている。そして、全荷重補正部３２１は、判定部３２２によって路面抵抗Ｒが検出可能でないと判定されたとき、加算部３１３によって演算されたサスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａの補正を無効にするように構成されている。

具体的には、判定部３２２は、例えば、荷台１４上の積荷１４Ａの荷重Ｗの計測を開始してから所定の時間内に路面抵抗検出部３２０の検出信号が入力されたとき、路面抵抗Ｒが検出可能であると判定する。一方、判定部３２２は、例えば、コントローラ２５ａと、前輪回転速度センサ２３Ａｌ，２３Ａｒ及び後輪回転速度センサ２４Ｂｌ，２４Ｂｒとの通信が遮断された等の理由により、積荷１４Ａの荷重Ｗの計測を開始してから所定の時間内に路面抵抗検出部３２０の検出信号が入力されなかったとき、路面抵抗Ｒが検出可能でない、すなわち路面抵抗Ｒが不明又は算出不可であると判定する。

本発明の第２実施形態では、全荷重補正部３２１の乗算部３２１Ｂは、判定部３２２によって路面抵抗Ｒが検出可能でないと判定されたとき、全荷重ＰＴｃと全荷重補正係数Ｋａとの乗算を行わずに、全荷重ＰＴｃをそのまま除算部３２１Ｅへ出力する。全荷重補正部３２１の乗算部３２１Ｄは、判定部３２２によって路面抵抗Ｒが検出可能でないと判定されたとき、全荷重ＰＴａの偏心積込補正比率Ｘａと前後荷重比補正係数Ｋｂとの乗算を行わずに、偏心積込補正比率Ｘａをそのまま除算部３２１Ｅへ出力する。なお、その他の第２実施形態の構成は、上述した第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

このように構成した本発明の第２実施形態に係る荷重計測装置２によれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる他、コントローラ２５ａと外部の機器との通信環境等に不具合が生じて路面抵抗Ｒが不明であったり、あるいは算出されなかった場合でも、全荷重補正部３２１によるサスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａの補正が無効になるので、積荷１４Ａの荷重Ｗの計測値として誤った値が表示装置２６へ出力されるのを防止することができる。これにより、荷重計測装置２による積荷１４Ａの荷重Ｗの計測に対して優れた信頼性を得ることができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態では、コントローラ２５に予め記憶された路面抵抗補正特性Ｄにおいて、路面抵抗Ｒが所定の閾値Ｒａより小さいとき、全荷重補正係数Ｋａが１になるように設定され、路面抵抗補正特性Ｅにおいて、路面抵抗Ｒが所定の閾値Ｒａより小さいとき、前後荷重比補正係数Ｋｂが１になるように設定されたのに対して、このような設定の代わりに、第３実施形態に係る全荷重補正部３２１は、路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒが所定の閾値Ｒａより小さいとき、加算部３１３によって演算されたサスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａの補正を無効にするように構成されたことである。なお、その他の第３実施形態の構成は、上述した第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

以下、本発明の第３実施形態に係る荷重計測装置２による積荷１４Ａの荷重Ｗの計測処理を、図７のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、図７に示すＳ５０１〜Ｓ５１７の処理については、上述した図５に示す５０１〜Ｓ５１７の処理と同じであるので、重複する説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

図７に示すように、Ｓ５０７及びＳ５０８の処理が行われると、全荷重補正部３２１は、Ｓ５０８において路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒが閾値Ｒａより小さいかどうかを判断する（Ｓ７０１）。

このとき、全荷重補正部３２１は、路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒが閾値Ｒａより小さいと判断すると（Ｓ７０１／ＹＥＳ）、Ｓ５１０において、サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａに対して、路面抵抗Ｒに起因する誤差の補正を行わずに、車体の傾斜及び荷台１４における積荷１４Ａの偏りに起因する誤差の補正を行い、Ｓ５１１からの処理が行われる。

一方、Ｓ７０１において、全荷重補正部３２１は、路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒが閾値Ｒａ以上であると判断すると（Ｓ７０１／ＮＯ）、Ｓ５０９からの処理が行われる。この場合、上述した第１実施形態と同様の処理が行われる。

このように構成した本発明の第３実施形態に係る荷重計測装置２によれば、上述した第１実施形態と同様の作用効果が得られる他、路面抵抗検出部３２０によって検出された路面抵抗Ｒが予め設定された閾値Ｒａより小さいときのように、路面抵抗Ｒに伴う積荷１４Ａの荷重Ｗの計測への影響が小さいときには、全荷重補正係数演算部３２１Ａによる全荷重補正係数Ｋａの演算及び前後荷重比補正係数演算部３２１Ｃによる前後荷重比補正係数Ｋｂの演算を行わなくても、全荷重補正部３２１が、サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａの補正を無効に処理することができる。これにより、サスペンションシリンダ１８Ａｌ，１８Ａｒ，１８Ｂｌ，１８Ｂｒの全荷重ＰＴａの補正の自由度を高めることができるので、ダンプトラック１の運転室１３に搭乗するオペレータへのサービス性を向上させることができる。

なお、上述した本実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。

また、本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置２では、路面抵抗検出部３２０が、ダンプトラック１のスリップ率から路面摩擦係数を演算し、この路面摩擦係数と、各乗算部３１１Ａｌ，３１１Ａｒ，３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒのいずれかの演算結果とを用いてダンプトラック１の走行路の路面抵抗Ｒを求めた場合について説明したが、本発明はこの場合に限られない。例えば、各後輪１２Ｂｌ，１２Ｂｒに加えられる駆動トルクを検出する駆動トルク検出器（図示せず）を設け、車体速度検出器２３によって検出された車体の速度から車体の加速度を算出し、この車体の加速度、及び駆動トルク検出器によって検出された駆動トルクに基づいて路面抵抗Ｒを求めてもよいし、その他の手段を用いて路面抵抗Ｒを求めてもよい。

さらに、本発明の第１実施形態に係る荷重計測装置２では、コントローラ２５に予め記憶された路面抵抗補正特性Ｄにおける路面抵抗Ｒと全荷重補正係数Ｋａとの関係が、路面抵抗Ｒが所定の閾値Ｒａより小さいとき、全荷重補正係数Ｋａが１になるように設定された場合について説明したが、本発明はこの場合に限られない。例えば、路面抵抗補正特性Ｄにおける路面抵抗Ｒと全荷重補正係数Ｋａとの関係は、路面抵抗Ｒが増加するのに従って全荷重補正係数Ｋａが増加する増加関数に設定されてもよいし、その他の関数に設定されてもよい。なお、路面抵抗補正特性Ｅにおける路面抵抗Ｒと前後荷重比補正係数Ｋｂとの関係についても同様である。

１…ダンプトラック（作業機械）、２…荷重計測装置、１２…車輪、１２Ａｌ，１２Ａｒ…前輪、１２Ｂｌ，１２Ｂｒ…後輪、１４…荷台、１４Ａ…積荷、１８Ａｌ，１８Ａｒ…前側サスペンションシリンダ、１８Ｂｌ，１８Ｂｒ…後側サスペンションシリンダ
２１Ａｌ，２１Ａｒ…サスペンション圧力センサ（前側荷重取得器）、２１Ｂｌ，２１Ｂｒ…サスペンション圧力センサ（後側荷重取得器）、２２…傾斜角センサ、２３…車体速度検出器、２３Ａｌ，２３Ａｒ…前輪回転速度センサ、２４…車輪回転速度検出器、２４Ｂｌ，２４Ｂｒ…後輪回転速度センサ、２５，２５ａ…コントローラ、
３１，３１ａ…積荷荷重演算部、３３…最終積荷荷重確認部、３１１Ａｌ，３１１Ａｒ…乗算部（前側荷重取得器）、３１１Ｂｌ，３１１Ｂｒ…乗算部（後側荷重取得器）、３１２Ａ…加算部（前側荷重取得器）、３１２Ｂ…加算部（後側荷重取得器）、３１３…加算部（全荷重演算部）、３１４…全荷重傾斜補正演算部、３１５…全荷重停止補正演算部、３１６…除算部（前後荷重比演算部）、３１７…前後荷重比傾斜補正演算部、３１８…前後荷重比停止補正演算部、３１９…偏心積込補正比率演算部（補正比率演算部）、３２０…路面抵抗検出部
３２１…全荷重補正部、３２１Ａ…全荷重補正係数演算部、３２１Ｂ…乗算部（全荷重補正係数乗算部）、３２１Ｃ…前後荷重比補正係数演算部、３２１Ｄ…乗算部（前後荷重比補正係数乗算部）、３２１Ｅ…除算部、３２１Ｆ…減算部、３２２…判定部

Claims (2)

1. 車体フレームと、前記車体フレームに回転可能に設けられた前輪及び後輪と、前記車体フレームに対して起伏可能に設けられ、積荷を積載する荷台と、前記車体フレームと前記前輪及び前記後輪との間にそれぞれ介装され、走行時の車体への衝撃を緩和する前側サスペンションシリンダ及び後側サスペンションシリンダとを備えた作業機械に適用され、前記荷台に積載された前記積荷の荷重を計測する作業機械の荷重計測装置であって、
   前記前側サスペンションシリンダにかかる前側荷重を取得する前側荷重取得器と、
   前記後側サスペンションシリンダにかかる後側荷重を取得する後側荷重取得器と、
   前記作業機械の走行路の路面抵抗を検出する路面抵抗検出部と、
   前記前側荷重取得器によって取得された前記前側荷重、及び前記後側荷重取得器によって取得された前記後側荷重に基づいて、前記積荷の荷重を求めるための前記前側サスペンションシリンダ及び前記後側サスペンションシリンダに作用する全荷重を演算する全荷重演算部と、
   前記路面抵抗検出部によって検出された前記路面抵抗に応じて、前記全荷重演算部によって演算された前記全荷重を補正する全荷重補正部と、
   前記前側荷重と前記後側荷重との比である前後荷重比と、前記荷台における前記積荷の偏りに起因する誤差を補正するための補正比率との第１関係、前記路面抵抗と、前記全荷重に対して前記路面抵抗に起因する誤差を補正するための補正係数である全荷重補正係数との第２関係、及び前記路面抵抗と、前記前後荷重比に対して前記路面抵抗に起因する誤差を補正するための補正係数である前後荷重比補正係数との第３関係を記憶する記憶装置と、
   前記前側荷重取得器によって取得された前記前側荷重と、前記後側荷重取得器によって取得された前記後側荷重との比から前記前後荷重比を演算する前後荷重比演算部と、
   前記記憶装置に記憶された前記第１関係に対して、前記前後荷重比演算部によって演算された前記前後荷重比を適用して前記補正比率を演算する補正比率演算部と、を備え、
   前記全荷重補正部は、
   前記記憶装置に記憶された前記第２関係に対して、前記路面抵抗検出部によって検出された前記路面抵抗を適用して前記全荷重補正係数を演算する全荷重補正係数演算部と、
   前記全荷重演算部によって演算された前記全荷重に対して、前記全荷重補正係数演算部によって演算された前記全荷重補正係数を乗算する全荷重補正係数乗算部と、
   前記記憶装置に記憶された前記第３関係に対して、前記路面抵抗検出部によって検出された前記路面抵抗を適用して前記前後荷重比補正係数を演算する前後荷重比補正係数演算部と、
   前記補正比率演算部によって演算された前記補正比率に対して、前記前後荷重比補正係数演算部によって演算された前記前後荷重比補正係数を乗じる前後荷重比補正係数乗算部と、
   前記全荷重補正係数乗算部による前記全荷重の乗算結果を、前記前後荷重比補正係数乗算部による前記補正比率の乗算結果で除する除算部と、を含む
   ことを特徴とする作業機械の荷重計測装置。
2. 車体フレームと、前記車体フレームに回転可能に設けられた前輪及び後輪と、前記車体フレームに対して起伏可能に設けられ、積荷を積載する荷台と、前記車体フレームと前記前輪及び前記後輪との間にそれぞれ介装され、走行時の車体への衝撃を緩和する前側サスペンションシリンダ及び後側サスペンションシリンダとを備えた作業機械に適用され、前記荷台に積載された前記積荷の荷重を計測する作業機械の荷重計測装置であって、
   前記前側サスペンションシリンダにかかる前側荷重を取得する前側荷重取得器と、
   前記後側サスペンションシリンダにかかる後側荷重を取得する後側荷重取得器と、
   前記作業機械の走行路の路面抵抗を検出する路面抵抗検出部と、
   前記前側荷重取得器によって取得された前記前側荷重、及び前記後側荷重取得器によって取得された前記後側荷重に基づいて、前記積荷の荷重を求めるための前記前側サスペンションシリンダ及び前記後側サスペンションシリンダに作用する全荷重を演算する全荷重演算部と、
   前記路面抵抗検出部によって検出された前記路面抵抗に応じて、前記全荷重演算部によって演算された前記全荷重を補正する全荷重補正部と、
   前記路面抵抗と、前記全荷重に対して前記路面抵抗に起因する誤差を補正するための補正係数である全荷重補正係数との関係を記憶する記憶装置と、を備え、
   前記記憶装置に記憶された前記関係は、前記路面抵抗が所定の閾値より小さいとき、前
   記全荷重補正係数が１になるように設定され、
   前記全荷重補正部は、前記記憶装置に記憶された前記関係に対して、前記路面抵抗検出部によって検出された前記路面抵抗を適用して前記全荷重補正係数を演算する全荷重補正係数演算部を含み、前記全荷重演算部によって演算された前記全荷重に対して、前記全荷重補正係数演算部によって演算された前記全荷重補正係数を乗算する
   ことを特徴とする作業機械の荷重計測装置。