JP7003833B2 - 車両計測装置及び車両計測方法 - Google Patents
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Description
本発明は、車両の車種(大型車又は小型車)を判別するとともに車両の軸重を計測する車両計測装置及び車両計測方法に関する。
従来、車両道路を走行する車両の軸重を算出し、算出した軸重が法令に規定された基準を超えるか否かを判定する処理が行われている。また、車両道路における車両の交通量を計測するために、車両の車種(大型車又は小型車)を判別する処理が行われている。これら軸重を算出する処理(以下、軸重算出処理という。)及び車種を判別する処理(以下、車種判別処理という。)を並行して実行することが可能な装置が、例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1の装置は、車両道路の路面に幅方向に沿って配置される踏板と、踏板からの入力により車両の軸数を検出する複数の軸数検出器と、踏板からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体と、断熱圧縮体の温度を計測する温度センサと、温度センサが計測した断熱圧縮体の温度に基づいて算出した軸重と軸数検出器が検出した車両の軸数とに基づいて車種を判別する車種判別部とを備えている。
しかし、特許文献1の装置では、温度センサにより計測された温度を用いて、軸重を計測したり車種を判別したりしているため、環境変化の影響を受け易く、軸重の計測精度及び車種の判別精度が低下するおそれがある。また、計測された温度の変化を正確に検出しなければならないため、装置全体の構成が複雑化するおそれがある。
本発明の目的は、簡易な構成により、車両の車種を確実に判別するとともに車両の軸重を正確に計測することが可能な車両計測装置及び車両計測方法を提供することにある。
本発明の一の局面に係る車両計測装置は、車両道路を走行する車両の走行方向の上流側に配置され、第1検出信号を検出する第1車両検出センサと、前記第1車両検出センサより走行方向の下流側において、前記第1車両検出センサから予め設定された間隔で配置され、第2検出信号を検出する第2車両検出センサと、前記第1車両検出センサと前記第2車両検出センサとの間に配置され、第1計測値を計測する第1軸重計と、前記第2車両検出センサより走行方向の下流側に配置され、第2計測値を計測する第2軸重計と、前記第1車両検出センサにより検出される前記第1検出信号と、前記第2車両検出センサにより検出される前記第2検出信号とに基づいて、前記車両の車種を判別する車種判別処理部と、前記第1軸重計により計測される前記第1計測値と、前記第2軸重計により計測される前記第2計測値とに基づいて、前記車両の軸重を算出する軸重算出処理部と、を備える。
本発明の他の局面に係る車両計測方法は、車両道路を走行する車両の走行方向の上流側に配置され、第1検出信号を検出する第1車両検出センサにより前記車両を検出するステップと、前記第1車両検出センサより走行方向の下流側において、前記第1車両検出センサから予め設定された間隔で配置され、第2検出信号を検出する第2車両検出センサにより前記車両を検出するステップと、前記第1車両検出センサと前記第2車両検出センサとの間に配置され、第1計測値を計測する第1軸重計により前記車両を計測するステップと、前記第2車両検出センサより走行方向の下流側に配置され、第2計測値を計測する第2軸重計により前記車両を計測するステップと、前記第1車両検出センサにより検出される前記第1検出信号と、前記第2車両検出センサにより検出される前記第2検出信号とに基づいて、前記車両の車種を判別するステップと、前記第1車両検出センサにより前記車両が検出されてから前記第2車両検出センサにより前記車両が検出されなくなるまでの期間に所定の付加時間を加えた合計期間である計測期間を設定するステップと、前記計測期間に前記第1軸重計により計測される前記第1計測値と、前記計測期間に前記第2軸重計により計測される前記第2計測値とに基づいて、前記車両の軸重を算出するステップと、を含む。
本発明によれば、簡易な構成により、車両の車種を確実に判別するとともに車両の軸重を正確に計測することが可能である。
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。尚、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
本発明に係る車両計測装置は、車両が大型車種(大型車両)であるか又は小型車種(小型車両)であるかを判別する車種(車両)判別機能と、車両の各車軸が車両道路の路面に与える垂直方向の荷重に相当する軸重を計測する軸重計測機能とを備える。また本発明に係る車両計測方法は、車種を判別する方法と、軸重を計測する方法とを含む。以下、本発明の具体的な実施形態の一例を説明する。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る車両計測装置100は、車両道路10において、車両道路10を走行する車両200の走行方向Aの上流側に配置される車両検出センサR1(本発明の第1車両検出センサに相当)と、車両検出センサR1より走行方向Aの下流側に配置される車両検出センサR2(本発明の第2車両検出センサに相当)と、車両検出センサR1及び車両検出センサR2の間において走行方向Aの上流側に配置される軸重計W1(本発明の第1軸重計の一例)と、車両検出センサR1及び車両検出センサR2の間において軸重計W1より走行方向Aの下流側に配置される軸重計W2(本発明の第3軸重計の一例)と、車両検出センサR2より走行方向Aの下流側に配置される軸重計W3(本発明の第2軸重計の一例)と、を備えている。
車両検出センサR1、R2はそれぞれ、例えばループコイルで構成されており、車両200が近づいたり遠ざかったりするとループコイルのインダクタンスが変化する性質を有する磁気センサである。車両検出センサR1、R2はそれぞれ、約1m~2m(図1では1.5m)の長方形のループコイルで構成され、車両道路10の路面下数cmの深さに埋設されている。また車両検出センサR1、R2はそれぞれ、車両道路10の各車線に予め設定された間隔で配置されている。前記間隔は例えば7mであり、この場合、車両検出センサR1、R2間の距離は5.5mである。
軸重計W1、W2、W3はそれぞれ、枠体の中央部に車両200の軸重を受ける載荷板を収納した構成である。軸重計W1、W2、W3はそれぞれ、計測した車両200の軸重(瞬間荷重)をアナログ信号で出力する。軸重計W1、W2、W3は、隣り合う軸重計同士の間隔が異なるように不均等に配置されている。具体的には、軸重計W1、W2、W3は、軸重計W1及び軸重計W2の間隔P1と、軸重計W2及び軸重計W3の間隔P2とが互いに異なるように配置されている。尚、図1では、3個の軸重計W1、W2、W3を例示しているが、軸重計の数は3個に限定されず、2個以上であればよい。
また図1に示すように、軸重計W1は、車両検出センサR1から下流側に距離X1だけ離れた位置に配置され、軸重計W2は、車両検出センサR1から下流側に距離X2だけ離れた位置に配置され、軸重計W3は、車両検出センサR1から下流側に距離X3だけ離れた位置に配置されている。軸重計W2は軸重計W1より下流側に配置され、軸重計W3は軸重計W2より下流側に配置されている。
図2は、車両計測装置100の構成を示すブロック図である。車両計測装置100は、制御部11、記憶部12、タイマ13、車両検出器14、及びA/D変換器15を備える。
記憶部12は、例えばHDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)等を含む不揮発性の記憶媒体である。記憶部12には、制御部11に各種処理を実行させるための制御プログラム、車両計測装置100で実行される車種判別処理及び軸重算出処理に用いられる計測データなどが記憶される。車種判別処理及び軸重算出処理はそれぞれ、本発明の車両計測方法の一例である。
車両検出器14は、車両200が車両検出センサR1の検出範囲内に存在するか否かを検出する。また車両検出器14は、車両200が車両検出センサR2の検出範囲内に存在するか否かを検出する。具体的には例えば、車両200が車両検出センサR1のループコイルに接近すると、当該ループコイルのインダクタンスが変化する。車両検出器14は、例えば当該インダクタンスの変化量が所定の閾値を超えた場合に、車両200が車両検出センサR1の検出範囲内に存在すると判断し、ONレベルの車両検出信号r1を制御部11に出力する。また車両200が車両検出センサR1のループコイルから離れると、当該ループコイルのインダクタンスが変化する。車両検出器14は、例えば当該インダクタンスの変化量が所定の閾値以下となった場合に、車両200が車両検出センサR1の検出範囲内に存在しないと判断し、OFFレベルの車両検出信号r1を制御部11に出力する。車両検出信号r1は、本発明の第1検出信号の一例である。
同様に例えば、車両200が車両検出センサR2のループコイルに接近すると、当該ループコイルのインダクタンスが変化する。車両検出器14は、例えば当該インダクタンスの変化量が所定の閾値を超えた場合に、車両200が車両検出センサR2の検出範囲内に存在すると判断し、ONレベルの車両検出信号r2を制御部11に出力する。また車両200が車両検出センサR2のループコイルから離れると、当該ループコイルのインダクタンスが変化する。車両検出器14は、例えば当該インダクタンスの変化量が所定の閾値以下となった場合に、車両200が車両検出センサR2の検出範囲内に存在しないと判断し、OFFレベルの車両検出信号r2を制御部11に出力する。車両検出信号r2は、本発明の第2検出信号の一例である。
A/D変換器15は、各軸重計W1、W2、W3により計測された瞬間荷重の計測データw1、w2、w3(アナログデータ)である軸重計測信号を取得し、取得した計測データw1、w2、w3をデジタルデータに変換して制御部11に出力する。
制御部11は、車両計測装置100の各部の動作を制御する。制御部11は、CPU、ROM、及びRAMなどの制御機器を有する。前記ROMは、前記CPUに各種の処理を実行させるための制御プログラムが予め記憶された不揮発性の記憶媒体である。前記RAMは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶媒体であり、前記CPUが実行する各種の処理の一時記憶メモリ(作業領域)として使用される。制御部11は、前記ROM又は記憶部12に予め記憶された各種の制御プログラムを前記CPUで実行することにより車両計測装置100を制御する。
図2に示すように、制御部11は、車種判別処理部111(本発明の車種判別処理部に相当)、計測値取得処理部112、切り出し処理部113(本発明の設定処理部に相当)、軸重算出処理部114(本発明の軸重算出処理部に相当)等の各処理部を含む。制御部11は、前記CPUで前記制御プログラムに従った各処理を実行することによって前記各処理部として機能する。また、制御部11に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。尚、前記制御プログラムは、複数のプロセッサーを前記各処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。
車種判別処理部111は、車両検出器14から取得する車両検出信号r1、r2に基づいて、車両200が大型車種であるか又は小型車種であるかを判別する。具体的には、車両検出信号r1及び車両検出信号r2の信号レベルが共にONレベル(本発明の第1レベルに相当)である場合、車種判別処理部111は、車両200を大型車種と判定する。また、車両検出信号r1及び車両検出信号r2の一方の信号レベルがONレベルであり他方の信号レベルがOFFレベル(本発明の第2レベルに相当)である場合、車種判別処理部111は、車両200を小型車種と判定する。尚、車種判別処理部111は、例えば車速が0km/h~略120km/hの車両200の車種を確実に判別することが可能となっている。尚、車両計測装置100は、車速が0km/h~120km/hの車両200だけでなく、120km/h以上の高速で走行する車両200についても車種を判別可能な構成を有してもよい。例えば、車両計測装置100は、車両検出信号r1、r2を検出する際の車両検出センサR1、R2におけるサンプリング周波数を車速に応じて調整する構成を有してもよい。また、車両計測装置100において、低速車両及び高速車両を検出可能な磁気センサ又は超音波センサが、車両検出センサR1、R2として用いられてもよい。
本実施形態では、車両検出センサR1、R2の間の距離が5.5m(図1参照)に設定されているため、車長が5.5m未満である車両200は小型車種と分類され、車長が5.5m以上である車両200は大型車種と分類される。このように、車両検出センサR1、R2の間の距離に応じて車種を分類することができるが、高速道路等における車種区分に準じた車種分類を行うことができるように、車両検出センサR1、R2の間の距離は5.5mに設定されていることが好ましい。
尚、現状では、互いの距離が5.5mに設定された車両検出センサは、既に多くの車両道路10に配置されているため、既設の車両検出センサを、本実施形態に係る車両検出センサR1、R2に適用してもよい。車両道路10に既設の車両検出センサを用いる場合、軸重計W1、W2、W3を当該車両道路10に追加して配置することにより、本実施形態に係る車両計測装置100が構築される。
計測値取得処理部112は、A/D変換器15から各軸重計W1、W2、W3に対応する計測データ(デジタルデータ)を取得し、取得した計測データに基づいて得られる各軸重計W1、W2、W3に対応する各計測値である軸重計ごとの軸重を記憶部12に記憶する。具体的には、計測値取得処理部112は、車両200が軸重計W1を通過すると、軸重計W1の計測データ(デジタルデータ)を取得し、取得した計測データに基づいて得られる計測値m11を、計測時刻t11とともに記憶部12に記憶する(図3参照)。尚、計測時刻はタイマ13により計測される。
ここで、図4の信号波形に示すように、車両200の車輪が軸重計W1を通過する場合、当該車輪が軸重計W1に乗り始めてから降りるまでの期間に、軸重計W1の計測データ(アナログデータ)は規則的に変化する。そこで、計測値取得処理部112は、例えば、前記車輪が軸重計W1に乗り始めてから降りるまでの期間に軸重計W1により計測された各瞬間荷重の計測データの合計値に車速を乗算して得られた値を、軸重計W1の計測値m11として取得する。尚、軸重計による計測値の算出方法はこれに限定されない。例えば、車輪が乗る軸重計W1の載荷板の幅が車輪の接地幅より大きい場合は、計測値取得処理部112は、前記期間のうち中心位置の時刻における軸重計W1の計測データの値を計測値m11として取得してもよい。
同様に、計測値取得処理部112は、車両200が軸重計W2を通過すると、軸重計W2の計測データ(デジタルデータ)を取得し、取得した計測データに基づいて得られる計測値m21を、計測時刻t21とともに記憶部12に記憶する(図3参照)。また計測値取得処理部112は、車両200が軸重計W3を通過すると、軸重計W3の計測データ(デジタルデータ)を取得し、取得した計測データに基づいて得られる計測値m31を、計測時刻t31とともに記憶部12に記憶する(図3参照)。
尚、本実施形態では、車両200の車軸は、前方1軸、後方2軸で構成されているものとする。よって、図3に示す計測データにおいて、計測値m11、m21、m31(本発明の第1計測値の一例)は車両200の前端軸である第1軸の計測データを示し、計測値m12、m22、m32(本発明の第3計測値の一例)は車両200の中間軸である第2軸の計測データを示し、計測値m13、m23、m33(本発明の第2計測値の一例)は車両200の後端軸である第3軸の計測データを示している。また、図3に示す計測値m14、m24、m34は後続の車両200の第1軸の計測データを示している。
切り出し処理部113は、計測対象の範囲を車両1台分に区切って(又は切り出して)、1台の車両200の軸重を計測するための計測期間TAを設定する。具体的には、切り出し処理部113は、軸重計Wn(nは1,2,3であり、以下同様とする。)ごとに、1台の車両200の軸重を算出するための切り出し期間Tn(計測期間)(nは1,2,3であり、以下同様とする。)を算出し、算出した切り出し期間Tnに基づいて計測期間TAを設定する。図4に示すように、切り出し期間T1(本発明の第1計測期間に相当)は、計測期間TAのうち、軸重計W1による計測が行われる期間を示し、切り出し期間T2(本発明の第2計測期間に相当)は、計測期間TAのうち、軸重計W2による計測が行われる期間を示し、切り出し期間T3(本発明の第3計測期間に相当)は、計測期間TAのうち、軸重計W3による計測が行われる期間を示す。図4に示すように、切り出し期間T2の開始時刻Ts2は、切り出し期間T1の開始時刻Ts1より遅く、切り出し期間T3の開始時刻Ts3は、切り出し期間T2の開始時刻Ts2より遅くなっている。また切り出し期間T2の終了時刻Te2は、切り出し期間T1の終了時刻Te1より遅く、切り出し期間T3の終了時刻Te3は、切り出し期間T2の終了時刻Te2より遅くなっている。計測期間TAの開始時刻は、切り出し期間T1の開始時刻Ts1となり、計測期間TAの終了時刻は、切り出し期間T3の終了時刻Te3となる。
軸重算出処理部114は、計測期間TAにおいて、1台の車両200の軸重を算出する。具体的には、軸重算出処理部114は、切り出し期間Tnに軸重計Wnにより計測された計測データに対応する計測値を記憶部12から取得し、取得した計測値に基づいて車両200の軸重を算出する。また制御部11は、車両検出信号r1、r2及び車両200の軸重に基づいて、車両200の総重量、最遠軸距などの軸間距離、車速などを算出する。
ここで、切り出し期間Tnについて考察する。本実施形態に係る車両計測装置100は、上述したように、各切り出し期間T1、T2、T3に各軸重計W1、W2、W3により計測された計測データに対応する計測値(図3参照)を取得し、取得した計測値に基づいて1台の車両200の軸重を算出する。
一般的に、軸重の算出に用いるサンプリングデータである計測値が多い程、軸重の計測精度は高くなる。このため、軸重計を多く配置することが望ましい。そこで例えば、計測期間TAの開始時刻を、車両検出センサR1がONする時刻に設定し、計測期間TAの終了時刻を、車両検出センサR2がOFFする時刻に設定し、両センサを互いの間隔が広くなるように、例えば両センサ間の距離を8.7mで配置し、両センサ間に3個以上(例えば3個)の軸重計を配置したと仮定する。この構成によれば、計測期間TAに、3個の軸重計による計測値を取得して、これらの計測値に基づいて車両200の軸重を算出することできる。このように、車両検出センサR1、R2の間隔を広く取ることにより、両センサ間に多くの軸重計を配置できるため、軸重の計測精度を高めることが可能となる。
しかし、上述の構成とした場合、車両検出センサR1、R2間の距離が5.5m以上(例えば8.7m)となるため、5.5mを基準とした車種区分に準じた車種の判別ができなくなってしまう。
そこで、他の方法として、車両検出センサR1、R2間の距離に関わらず車種を判別する方法を適用することが考えられる。具体的には、軸重計の計測データ及び車両200の走行速度(車速)に基づいて当該軸重計に対応する軸重を算出することができ、当該軸重に基づいて車両200の長さ(車長)を算出することができる。そして、算出された前記車長を利用することにより、例えば5.5mを基準とした車種の判別を行う。しかし、この方法により車種を判別する場合、車速が4km未満となる低速又は停止状態となる0km/hの場合に、前記軸重を算出することができないため、車種の判別を行うことができない。
このように、車両検出センサR1、R2の間隔を広くした場合、5.5mを基準とした車種の判別を行うことができない場合がある。すなわち、車両200の軸重の算出条件として、車速が4km/h~80km/hの範囲に設定されている場合において、例えば渋滞等により車速が低速又は0km/hの場合に、軸重計測機能だけでなく、車種判別機能も無効化されてしまう。
これに対して、本実施形態に係る車両計測装置100は、車両検出センサR1、R2の間の距離を5.5m(間隔7.0m)に設定しつつ、所定の条件として例えば車速を4km/h~80km/hとした場合において、車両200の軸重を正確に計測するとともに、車速に関わらず車種を確実に判別することが可能な構成を備えている。
本実施形態では、車両検出センサR1、R2の間の距離を5.5mに設定しつつ、車速が4km/h~80km/hの範囲において車両200の軸重を正確に計測可能とするために、車両検出センサR1、R2の間に配置する軸重計の数を2個以下とすることが好ましい。これは、車両検出センサR1、R2の間に3個以上の軸重計を配置した場合、軸重の計測が可能となる車速の範囲の上限を低く設定しなければならなくなるためである。
また本実施形態では、軸重の計測精度を高めるために、2個の軸重計(軸重計W1、W2)に加えて、さらに車両検出センサR2の下流側に軸重計W3を配置し、これら3個の軸重計W1、W2、W3を用いて車両200の軸重を算出する。すなわち、車両検出センサR1、R2、軸重計W1、W2、W3を含む領域が、車両200の軸重を計測する計測領域(後述の計測領域SA)となる。
このため、切り出し処理部113は、計測期間TAの終了時刻を、車両検出センサR2がOFFした時刻に所定の時間を付加した時刻に設定する。換言すると、切り出し処理部113は、計測期間TAの終了時刻を、車両検出センサR2がOFFした時刻を所定の時間だけ遅延させた時刻に設定する。以下、前記所定の時間を、「付加時間Ta」(本発明の付加時間に相当)と称す。切り出し処理部113は、例えば以下に示す方法により、付加時間Taを算出する。
切り出し処理部113は、例えば、車両200の車速と、車両検出センサR2から軸重計W3までの距離とに基づいて、車両検出センサR2がOFFしてから軸重計W3が計測を終了するまでの時間を算出し、算出した時間を、付加時間Taに設定する。例えば、切り出し処理部113は、車両検出センサR2から軸重計W3までの距離を車両200の車速で除算して得られる時間に所定のマージン時間を加えた時間を、車両検出センサR2がOFFしてから軸重計W3が計測を終了するまでの時間である付加時間Taに設定する。例えば、切り出し処理部113は、以下の算出式により、付加時間Taを算出する。尚、車両検出センサR1がOFFしてから車両検出センサR2がOFFするまでの時間と、両センサ間の間隔(7.0m)とに基づいて算出される車両200の車速を「Voff」とする。また式(1)の「To」は、車両検出センサR2がOFFしてからの時間であり、保守用に予め設定される時間(オフセット時間)である。また式(2)の「Dm」は、車両検出センサR2からの距離であり、保守用に予め設定される距離(マージン距離)である。
Do=To×Voff ・・・(1)
Da=Dm-Do ・・・(2)
Ta=Da÷Voff ・・・(3)
Do=To×Voff ・・・(1)
Da=Dm-Do ・・・(2)
Ta=Da÷Voff ・・・(3)
前記式(1)において、オフセット時間ToにVoffを乗算した値が、図5に示すオフセット距離「Do」となる。前記式(2)において、前記マージン距離Dmからオフセット距離Doを減算した値が、図5に示す付加距離「Da」となる。図4に示す付加時間Taは、前記式(3)に示すように、付加距離Da(図5参照)をVoffで除算することにより算出される。図5において、車両検出センサR1におけるON状態になる位置から車両検出センサR2におけるOFF状態になる位置までの距離(8.5m)の領域に、付加距離Daの領域を加えた領域が、1台の車両200の計測領域SAとなる。
切り出し処理部113は、車両検出センサR2がOFFした場合に、付加時間Taを算出する処理を実行する。切り出し処理部113は、付加時間Taを算出すると、車両検出センサR2がOFFしてから付加時間Taが経過した場合に、各軸重計Wnの切り出し期間Tnを算出する処理を実行する。
例えば、切り出し処理部113は、以下の算出式により、切り出し期間Tn(図4参照)を算出する。尚、車両検出センサR1がONしてから車両検出センサR2がONするまでの時間と、両センサ間の間隔(7.0m)とに基づいて算出される車両200の車速をVonとする。また、車両検出センサR1におけるON状態になる位置から、軸重計W1、W2、W3のそれぞれまでの距離を、X1、X2、X3とする(図1参照)。また、車両検出センサR1のON時刻を「ts1」とし、車両検出センサR1のOFF時刻を「te1」とし、軸重計W1、W2、W3それぞれの切り出し開始時刻をTs1、Ts2、Ts3とし、軸重計W1、W2、W3それぞれの切り出し終了時刻をTe1、Te2、Te3とする。
Ts1=ts1 ・・・(4)
Ts2=ts1+X2/Von ・・・(5)
Ts3=ts1+X3/Von ・・・(6)
Te1=te1+X1/Voff ・・・(7)
Te2=te1+X2/Voff ・・・(8)
Te3=te1+X3/Voff ・・・(9)
Ts1=ts1 ・・・(4)
Ts2=ts1+X2/Von ・・・(5)
Ts3=ts1+X3/Von ・・・(6)
Te1=te1+X1/Voff ・・・(7)
Te2=te1+X2/Voff ・・・(8)
Te3=te1+X3/Voff ・・・(9)
前記式(4)~(9)により、軸重計W1、W2、W3それぞれの切り出し期間T1、T2、T3は以下の式により算出される。
T1=|Ts1-Te1| ・・・(10)
T2=|Ts2-Te2| ・・・(11)
T3=|Ts3-Te3| ・・・(12)
T1=|Ts1-Te1| ・・・(10)
T2=|Ts2-Te2| ・・・(11)
T3=|Ts3-Te3| ・・・(12)
切り出し処理部113により各軸重計Wnの切り出し期間Tnが算出されると、軸重算出処理部114は、各切り出し期間Tnを1台分の車両200に対応する各軸重計Wnにおける計測期間と判断し、各切り出し期間Tnに計測された計測値を記憶部12から取得し、取得した計測値に基づいて車両200の軸重を算出する。例えば、軸重算出処理部114は、切り出し期間T1に軸重計W1により計測された計測データに対応する複数の計測値m11、m12、m13と、切り出し期間T2に軸重計W2により計測された計測データに対応する複数の計測値m21、m22、m23と、切り出し期間T3に軸重計W3により計測された計測データに対応する複数の計測値m31、m32、m33とを記憶部12(図3参照)から取得し、取得した計測値m11、m21、m31、m12、m22、m32、m13、m23、m33の平均値を車両200の軸重として算出する。
[軸重算出処理]
以下、図6のフローチャートを用いて、車両計測装置100の制御部11によって実行される軸重算出処理(本発明の車両計測方法の一例)の手順の一例について説明する。ここでは、図1に示す構成を例に挙げて、軸重算出処理の手順を説明する。尚、図6において、S101,S102,・・・は処理手順の番号(ステップ番号)を示す。
以下、図6のフローチャートを用いて、車両計測装置100の制御部11によって実行される軸重算出処理(本発明の車両計測方法の一例)の手順の一例について説明する。ここでは、図1に示す構成を例に挙げて、軸重算出処理の手順を説明する。尚、図6において、S101,S102,・・・は処理手順の番号(ステップ番号)を示す。
軸重算出処理は、車両検出センサR1が車両200を検出することにより開始される(S101)。
車両検出センサR1が車両200を検出した場合(S101:YES)、制御部11(計測値取得処理部112)は、軸重計W1、W2のそれぞれから計測データの入力を開始し、各計測データから得られる計測値を取得して記憶部12に記憶する(S102)。具体的には例えば、制御部11(計測値取得処理部112)は、車両200が軸重計W1を通過すると、軸重計W1の計測データ(デジタルデータ)から得られる計測値m11を、計測時刻t11とともに記憶部12に記憶する。続いて、車両200が軸重計W2を通過すると、軸重計W2の計測データ(デジタルデータ)から得られる計測値m21を、計測時刻t21とともに記憶部12に記憶する(図3参照)。
次に、車両検出センサR2が車両200を検出した場合(S103:YES)、制御部11(切り出し処理部113)は、付加時間Ta(図4参照)を算出する(S104)。具体的には、制御部11(切り出し処理部113)は、上述の式(1)~(3)に基づいて、付加時間Taを算出する。
次に、制御部11(計測値取得処理部112)は、軸重計W3から計測データの入力を開始し、計測データから得られる計測値を取得して記憶部12に記憶する(S105)。具体的には例えば、制御部11(計測値取得処理部112)は、車両200が軸重計W3を通過すると、軸重計W3の計測データ(デジタルデータ)から得られる計測値m31を、計測時刻t31とともに記憶部12に記憶する(図3参照)。
次に、制御部11は、車両検出センサR2が車両200を検出してから付加時間Taが経過したか否かを判定する(S106)。車両検出センサR2が車両200を検出してから付加時間Taが経過した場合(S106:YES)、制御部11(切り出し処理部113)は、軸重計W1、W2、W3のそれぞれに対応する切り出し期間T1、T2、T3を算出する(S107)。具体的には、制御部11(切り出し処理部113)は、上述の式(4)~(12)に基づいて切り出し期間T1、T2、T3を算出する(図4参照)。
次に、制御部11(軸重算出処理部114)は、各切り出し期間T1、T2、T3に計測された計測値を記憶部12から取得し(S108)、取得した計測値に基づいて車両200の軸重を算出する(S109)。例えば、制御部11(軸重算出処理部114)は、各切り出し期間T1、T2、T3に計測された計測値m11、m21、m31、m12、m22、m32、m13、m23、m33を記憶部12から取得し、これらの平均値を車両200の軸重として算出する。以上のようにして、軸重算出処理が実行される。
また、車両計測装置100の制御部11は、以下のようにして、車種判別処理(本発明の車両計測方法の一例)を実行する。具体的には、制御部11(車種判別処理部111)は、車両検出センサR1における車両検出信号r1の信号レベルがONレベルであり、かつ車両検出センサR2における車両検出信号r2の信号レベルがONレベルである場合、制御部11(車種判別処理部111)は、車両200を大型車種と判定する。また、車両検出信号r1及び車両検出信号r2の何れか一方の信号レベルがONレベルであり、かつ他方の信号レベルがOFFレベルである場合、制御部11(車種判別処理部111)は、車両200を小型車種と判定する。尚、軸重算出処理及び車種判別処理は、並行して実行される。
上述のように、車両計測装置100は、車両200が計測領域SA(図5参照)に進入して退出、すなわち計測領域SAを通過すると、車両検出センサR1及び車両検出センサR2により検出された検出結果と、計測期間TAに含まれる各切り出し期間T1、T2、T3(図4参照)に計測された計測結果とに基づいて、車両200の車種を判別するとともに車両200の軸重を算出する。
本実施形態に係る車両計測装置100では、制御部11(切り出し処理部113)は、車両検出センサR1により車両200が検出された時刻ts1(ON時刻)から、車両検出センサR2により車両200が検出されなくなった時刻te2(OFF時刻)に付加時間Taを加えた時刻「te2+Ta」までの合計期間「|ts1-(te2+Ta)|」(本発明の合計期間に相当)を、1台の車両200に対する軸重算出処理及び車種判別処理の計測期間TAに設定する(図4参照)。また、車両計測装置100は、車両検出センサR1が車両200を検出すると各軸重計W1、W2、W3による計測及び記憶(記録)を開始し、車両検出センサR1が車両200を検出してから計測期間TAが経過、又は、車両検出センサR2が車両200を検出しなくなってから付加時間Taが経過すると、当該車両200の計測処理を終了する。車両計測装置100は、計測期間TAに計測及び記憶した計測値に基づいて、車両200の軸重を算出する。尚、軸重算出処理は、計測期間TAにおいて、各軸重計W1、W2、W3に割り当てられた各切り出し期間T1、T2、T3に計測された計測結果を用いて実行される。
本発明の実施形態に係る車両計測装置100によれば、2個の車両検出センサR1、R2と3個の軸重計W1、W2、W3とにより車種判別機能及び軸重計測機能を実現することができるため、簡易な構成により車両200の車種を確実に判別するとともに車両200の軸重を正確に計測することができる。また、車両計測装置100によれば、車両検出センサR1、R2の間の距離を5.5m(間隔7.0m)に設定しつつ、所定の条件において車両200の軸重の計測を確実に行うとともに、車速に関わらず車種を判別することができる。例えば、車速が4km/h~80km/hの範囲である場合に、軸重を正確に計測することができる。また例えば、車速が4km未満である低速又は停止状態である0km/hの場合であっても、車種を確実に判別することができる。
また、例えば車両検出センサR1、R2が、車両道路10において所定の距離(5.5m)をあけて既設されている場合に、後から、軸重計W1、W2、W3を配置することにより、車種判別機能及び軸重計測機能を実現することができる。このように、既設の車両検出センサR1、R2を利用することができるため、簡易な構成及び低コストにより車両計測装置100を構築することができる。
また、例えば車両検出センサR1、R2が、車両道路10において所定の距離(5.5m)をあけて既設され、かつ、車両検出センサR1、R2の間に軸重計W1、W2が既設され、2個の軸重計W1、W2により軸重を計測していた従来の装置に、図7に示すように後から、軸重計W3を新設(追加)してもよい。これにより、簡易な構成及び低コストにより車両計測装置100を構築することができるとともに、軸重の計測精度を高めることができる。
ここで、車両計測装置100は、軸重計W1、W2、W3を用いて、8.7mを基準とした車種の判別を行ってもよい。この場合、付加時間Taは、8.7mを基準とした車種の判別処理が完了する時間を考慮して設定される。例えば、切り出し処理部113は、仮に車両検出センサR2が車両検出センサR1から8.7m離れた位置に配置されていると仮定した場合に8.7mの距離を車速Voffで除算して得られる時間から、5.5mの距離を車速Voffで除算して得られる時間を減算して得られる時間を、付加時間Taに設定する。尚、車両検出センサR2が車両検出センサR1から8.7m離れた位置に配置されていると仮定した場合に8.7mの距離を車速Voffで除算して得られる時間は、計測期間TAとなる。
つまり、車両検出センサR2が車両検出センサR1から8.7m離れた位置に配置されていると仮定した場合に車両検出センサR2がOFFする時刻を「Toff」とした場合に、車両検出センサR2が車両検出センサR1から5.5m離れた位置に配置されている構成において(図1等参照)、車両検出センサR2がOFFする時刻を、付加時間Taだけ遅延させて、見かけ上、「Toff」に設定する。これにより、見かけ上の時刻Toffにおいて、1台の車両200に対する車種判別処理及び軸重計測処理が終了する。
上述の構成によれば、車両検出センサR2が車両検出センサR1から8.7m離れた位置に配置されている構成と同様に、8.7mを基準とした車種の判別と、車両200の軸重の計測とを行うことができる。また、車両200の車速に関わらず、5.5mを基準とした車種判別処理と、8.7mを基準とした車種判別処理と、車両200の軸重計測処理とを両立することができる。
本発明に係る車両計測装置は上述の構成に限定されない。例えば、図8に示すように、車両計測装置100において、車両検出センサR1、R2の間に1個の軸重計W11(本発明の第1軸重計の一例)が配置され、車両検出センサR2より走行方向Aの下流側に1個の軸重計W12(本発明の第2軸重計の一例)が配置されてもよい。例えば、図8に示すように、車両検出センサR1がON状態になる位置から、軸重計W11、W12のそれぞれまでの距離が、Y1、Y2に設定され、軸重計W11、W12の間隔はP11に設定される。この構成では、2個の車両検出センサR1、R2と2個の軸重計W11、W12とにより、上述の車種判別処理及び軸重計測処理が行われる。
また、図9に示すように、車両計測装置100において、軸重計W3より走行方向Aの下流側に、さらに車両検出センサR3が配置されてもよい。車両検出センサR3は、例えば、車両検出センサR1から8.7mの位置に配置される。この構成においても、上述の軸重算出処理及び車種判別処理を実行することにより、上述の効果を得ることができる。またこの構成によれば、上述した効果に加えて、さらに8.7mを基準とした車種の判別を行うことができる。図9に示す車両計測装置100では、例えば、車種判別処理部111は、車両検出センサR1により検出される車両検出信号r1と、車両検出センサR2により検出される車両検出信号r2とに基づいて、5.5mを基準とした車種区分に準じた車両200の車種を判別するとともに、車両検出信号r1と、車両検出センサR3により検出される車両検出信号とに基づいて、8.7mを基準として車種区分に準じた車両200の車種を判別する。
また、図10に示すように、車両計測装置100において、車両検出センサR1より走行方向Aの上流側に軸重計W1が配置され、車両検出センサR1、R2の間に軸重計W2が配置され、車両検出センサR2より走行方向Aの下流側に軸重計W3が配置されてもよい。この構成では、軸重計W1から車両検出センサR1までの距離と車速とに基づいて、軸重計W1の切り出し期間T1を算出することにより、1台分の車両200に対応する計測期間TAを算出する。図10に示す車両計測装置100では、例えば、切り出し処理部113は、車両検出センサR1により車両200が検出される時刻より所定の時間(減算時間)だけ前の時刻から、車両検出センサR2により車両200が検出されなくなった時刻に所定の付加時間を加えた時刻までの合計期間を計測期間TAに設定する。前記減算時間は、例えば、軸重計W1から車両検出センサR1までの距離と、車両200の車速とに基づいて算出される時間に所定のマージン時間を加えた時間に設定される。
10 :車両道路
11 :制御部
12 :記憶部
13 :タイマ
14 :車両検出器
15 :A/D変換器
100 :車両計測装置
111 :車種判別処理部
112 :計測値取得処理部
113 :切り出し処理部
114 :軸重算出処理部
200 :車両
R1 :車両検出センサ
R2 :車両検出センサ
TA :計測期間
T1 :切り出し期間
T2 :切り出し期間
T3 :切り出し期間
Ta :付加時間
W1 :軸重計
W2 :軸重計
W3 :軸重計
11 :制御部
12 :記憶部
13 :タイマ
14 :車両検出器
15 :A/D変換器
100 :車両計測装置
111 :車種判別処理部
112 :計測値取得処理部
113 :切り出し処理部
114 :軸重算出処理部
200 :車両
R1 :車両検出センサ
R2 :車両検出センサ
TA :計測期間
T1 :切り出し期間
T2 :切り出し期間
T3 :切り出し期間
Ta :付加時間
W1 :軸重計
W2 :軸重計
W3 :軸重計
Claims (12)
- 車両道路を走行する車両の走行方向の上流側に配置され、第1検出信号を検出する第1車両検出センサと、
前記第1車両検出センサより走行方向の下流側において、前記第1車両検出センサから予め設定された間隔で配置され、第2検出信号を検出する第2車両検出センサと、
前記第1車両検出センサと前記第2車両検出センサとの間に配置され、第1計測値を計測する第1軸重計と、
前記第2車両検出センサより走行方向の下流側に配置され、第2計測値を計測する第2軸重計と、
前記第1車両検出センサにより検出される前記第1検出信号と、前記第2車両検出センサにより検出される前記第2検出信号とに基づいて、前記車両の車種を判別する車種判別処理部と、
前記第1軸重計により計測される前記第1計測値と、前記第2軸重計により計測される前記第2計測値とに基づいて、前記車両の軸重を算出する軸重算出処理部と、
を備える車両計測装置。 - 前記第1軸重計と前記第2車両検出センサとの間に配置され、第3計測値を計測する第3軸重計をさらに備え、
前記第1軸重計と前記第3軸重計との間の距離と、前記第3軸重計と前記第2軸重計との間の距離とは互いに異なる、
請求項1に記載の車両計測装置。 - 前記軸重算出処理部は、前記第1軸重計により計測される前記第1計測値と前記第2軸重計により計測される前記第2計測値と前記第3軸重計により計測される前記第3計測値との平均値を、前記車両の軸重として算出する、
請求項2に記載の車両計測装置。 - 1台の前記車両の軸重を計測するための計測期間を設定する設定処理部をさらに備え、
前記設定処理部は、前記第1車両検出センサにより前記車両が検出されてから前記第2車両検出センサにより前記車両が検出されなくなるまでの期間に所定の付加時間を加えた合計期間を前記計測期間に設定する、
請求項2又は請求項3に記載の車両計測装置。 - 前記付加時間において、前記第2軸重計による計測処理が行われる、
請求項4に記載の車両計測装置。 - 前記設定処理部は、前記車両の走行速度と、前記第2車両検出センサから前記第2軸重計までの距離とに基づいて、前記第2車両検出センサにより前記車両が検出されなくなってから前記第2軸重計による計測処理が終了するまでの時間を算出し、算出した当該時間を前記付加時間に設定する、
請求項4又は請求項5に記載の車両計測装置。 - 前記第2車両検出センサが前記第1車両検出センサから5.5m離れた位置に配置されている場合において、
前記設定処理部は、前記第2車両検出センサが前記第1車両検出センサから8.7m離れた位置に配置されていると仮定した場合に8.7mの距離を前記車両の走行速度で除算して得られる時間から、5.5mの距離を前記車両の走行速度で除算して得られる時間を減算して得られる時間を、前記付加時間に設定する、
請求項4又は請求項5に記載の車両計測装置。 - 1台の前記車両の軸重を計測するための計測期間を設定する設定処理部をさらに備え、
前記第2車両検出センサが前記第1車両検出センサから5.5m離れた位置に配置されている場合において、
前記設定処理部は、前記第2車両検出センサが前記第1車両検出センサから8.7m離れた位置に配置されていると仮定したときに8.7mの距離を前記車両の走行速度で除算して得られる時間を、前記計測期間に設定する、
請求項2又は請求項3に記載の車両計測装置。 - 前記計測期間は、前記第1軸重計により計測される第1計測期間と、前記第2軸重計により計測される第2計測期間と、前記第3軸重計により計測される第3計測期間とを含み、
前記軸重算出処理部は、前記第1計測期間に前記第1軸重計により計測される前記第1計測値と、前記第2計測期間に前記第2軸重計により計測される前記第2計測値と、前記第3計測期間に前記第3軸重計により計測される前記第3計測値との平均値を、前記車両の軸重として算出する、
請求項5又は請求項8に記載の車両計測装置。 - 前記車種判別処理部は、前記第1検出信号の信号レベル及び前記第2検出信号の信号レベルが共に第1レベルの場合に前記車両を大型車種と判定し、前記第1検出信号の信号レベル及び前記第2検出信号の信号レベルの一方が前記第1レベルであり他方が第2レベルである場合に前記車両を小型車種と判定する、
請求項1から請求項9の何れか1項に記載の車両計測装置。 - 前記第1車両検出センサと前記第2車両検出センサとの間の距離は5.5mに設定されている、
請求項1から請求項10の何れか1項に記載の車両計測装置。 - 車両道路を走行する車両の走行方向の上流側に配置され、第1検出信号を検出する第1車両検出センサにより前記車両を検出するステップと、
前記第1車両検出センサより走行方向の下流側において、前記第1車両検出センサから予め設定された間隔で配置され、第2検出信号を検出する第2車両検出センサにより前記車両を検出するステップと、
前記第1車両検出センサと前記第2車両検出センサとの間に配置され、第1計測値を計測する第1軸重計により前記車両を計測するステップと、
前記第2車両検出センサより走行方向の下流側に配置され、第2計測値を計測する第2軸重計により前記車両を計測するステップと、
前記第1車両検出センサにより検出される前記第1検出信号と、前記第2車両検出センサにより検出される前記第2検出信号とに基づいて、前記車両の車種を判別するステップと、
前記第1車両検出センサにより前記車両が検出されてから前記第2車両検出センサにより前記車両が検出されなくなるまでの期間に所定の付加時間を加えた合計期間である計測期間を設定するステップと、
前記計測期間に前記第1軸重計により計測される前記第1計測値と、前記計測期間に前記第2軸重計により計測される前記第2計測値とに基づいて、前記車両の軸重を算出するステップと、
を含む車両計測方法。
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