JPH02105023A - 車両計量方法および装置 - Google Patents

車両計量方法および装置

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JPH02105023A
JPH02105023A JP21428889A JP21428889A JPH02105023A JP H02105023 A JPH02105023 A JP H02105023A JP 21428889 A JP21428889 A JP 21428889A JP 21428889 A JP21428889 A JP 21428889A JP H02105023 A JPH02105023 A JP H02105023A
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vehicle
force
measuring
shaft
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John Kirby
ジョン カービー
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    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01G19/00Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/24Devices for determining the value of power, e.g. by measuring and simultaneously multiplying the values of torque and revolutions per unit of time, by multiplying the values of tractive or propulsive force and velocity
    • G01L3/242Devices for determining the value of power, e.g. by measuring and simultaneously multiplying the values of torque and revolutions per unit of time, by multiplying the values of tractive or propulsive force and velocity by measuring and simultaneously multiplying torque and velocity

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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Weight Measurement For Supplying Or Discharging Of Specified Amounts Of Material (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は車両の重量計測に関する。
(従来技術) 車両は従来より計量台に載せてその重量を測っている。
この計量台は大型で機構も複雑であり、基本的に備え付
は型である。
車両の総重量に関し、重量オーバーのときは相当な罰金
を課す法律か施行され脅威となっているため、ポータプ
ルで複雑でなく、より小型で安価な計量台について多く
の提案かなされている。そのうち、たとえば車輪または
車軸の重量を測定し総計して総重量を出すものがある。
このアイディアは車両の運転者にとって計量台に載るこ
となく車両か過負荷でなく法律で規定された範囲内であ
ることをチエツクすることかできる。
しかしながら、個々の車輪または車軸の重量を測定する
これらの提案は、装置に一度に1個の車輪または車軸を
置くことも含めてわずられしい操作を伴うものである。
またこのような操作は同時に不正確さをもたらすもので
ある。
(発明の目的および構成) 本発明は短時間に必要なときはいつでも利用できる計量
方法(とくに道路運送車両だが、それには限定されない
)および装置を提供するものである。
本発明は、車両の加速度およびその加速度から生じる加
速力を測定し、その測定値から重量を決定する車両の重
量測定方法を含むものである。
本明細書の中では「重量」という語句が用いられている
。これはそれが一般に用いられているからであるが、厳
密に言えば「質量」という語句のほうが科学的にはより
適切である。
加速力は動力伝達部材の変形または変位によって測定す
ることかできる。たとえばプロペラシャフトのねじれに
よって測定される。このようなねじれは、上記シャフト
上の軸方向に離れた位置に設けられた外周上のマークが
、固定されたセンサを通過するときの時間の遅れを測定
することによって測定できる。このマークは磁気マーク
で形成することができ、センサがそのマークを検出する
ように構成される。磁気マークは、たとえばシャフト上
に付設した強磁性体であり、センサはたとえばコイルで
ある。たとえば、コンピュータ用の円板上の磁気記録デ
ィスクをシャフトの両端に取り付け、コンピュータ内に
あるような読出しヘッドをディスクの近くに配置してデ
ィスク上に記録された磁気信号を読み出す。
他の検出部を用いることもでき、たとえばシャフトの両
端に光学的なエンコーダを取り付け、光電セルによって
検出する。
ねじれを完全に測定するため、時間遅れはシャフトの回
転速度と関連付けられていなくてはならない0回転速度
は、磁気(または光学やその他の)マークか通過するた
びにいずれかのセンサで検出される信号から得ることが
てきる。
加速度は、2つの与えられた速度間を一定の加速度で加
速するのにかかる時間を測定することにより測定するこ
とができる。たとえば、車両に過を積んだ直後に「テス
ト」走行し、ドライバーは広く障害のない平らな一部の
道路を選んで、たとえば5マイル/時(8キロメートル
/時)から15マイル/時(24キロメートル/時)ま
で−様に加速し、5マイル/時のときスイッチを手動で
ONL/、15マイル/時のときOFFにする。あるい
は、好ましくは速度検出手段はそれを自動的に行なうよ
うにするとよい。
もちろん加速度情報はシャフトのねじれを測定する手段
の一部である磁気または光学エンコーダから得ることも
できる。
測定期間中の加速度を一定に維持する必要を避けるには
、加速度の測定を連続的に行ない、もつと複雑な数学的
処理たとえば測定期間にわたって積分または平均化すれ
ばよい。もちろんこれは設定速度インターバルを越える
よりむしろ設定期間または距離を越えるものである。
加速度は他にも慣性計器によって測定することもできる
。これにはたとえば回転するジャイロスコープ、環状レ
ーザ、ジャイロスコープ、または単一反射ビームなどが
ある。
車両の重量はもちろんシャフトのねじれおよび測定され
た加速度の関数であり、車両の特性およびオプロペラシ
ャフトなどの構成部品に依存する定数要素をもっている
。この定数要素は、車両に相異なる既知の(たとえば計
μ台で測定された)総重量をかけたとき2回またはそれ
以りの測定作業を行なったときの測定値によっておそら
く最も良く決定される。
加速度は広い意味ではもちろん減速度も含み、それは本
発明においても同様である。エンジンによる加速度に基
づいて測定を行なう代わりに、車両を正規または特別の
ブレーキ力によって測定することができる。
このような特別なブレーキ手段は回生ブレーキを有し、
そのブレーキ力は制動によって発生したパワーを測定す
ることによって測定できる。摩擦ブレーキは、ストレン
ゲージや他の付属部品を有し、制動負荷のもとてブレー
キシューの弾性のある変位を測定することによって測定
できる。
さらに、この方法を実施するための装置の大量生産およ
び規格適合ができるような最大の標準化をするために、
車両の他の妨害手段の独立して用いられる特別のブレー
キ手段を製造することができる。これは全てでないにし
ても多くのタイプの車両に簡単に取付は取外しができる
。このブレーキ手段はその中にまたはそれと関連して全
ての必要なセンサおよびコンピュータを有し1本発明の
方法を完全にまたは実質的に自動的に実現する。
(実施例) 次に本発明による車両計量装置および方法の実施例につ
いて添付図面を参照して説明する0図面は車両の加速度
およびその加速度によって生じる力を測定し、その測定
値から重量を決定する車両計量方法および装置を示して
いる。
第1図および第2図は道路車両の駆動伝達部材すなわち
プロペラシャフト11の変形を測定することによって加
速力を測定することを示す図である。シャフト11がギ
アボックス12から軸13へ駆動力を伝達するとき、シ
ャフト11は伝達トルクによってねじられる。このねじ
れの程度はトルクに対してほぼリニアである。
磁気マーカー14.15はシャフト11の両端に設けら
れている。これらのマーカー14.15はシャフト11
が通常の状態すなわちねじれていないときは並んでいる
ように設けると便利である(しかしそれは本質的なこと
ではない)、固定され整列されたセンサ16,17が磁
気マーカー14.15の近傍に設けられ、シャフト11
が回転するにつれてマーカーが通過して検出される。
整列されたマーカーおよびセンサは、シャフト11に負
荷がかかってなければ、センサ16゜17からは同時に
出力信号が出力される。しかし、−駆動力が伝達される
と、シャフト11はトルクにより加速力に比例してねじ
られる。
もちろん、ここではある仮定が前提になっている。すな
わち、それはシステム内あるいは車輪と道路との間には
すべりがなく、さらに空気の抵抗および摩擦が無視でき
るほどに車両スピードか遅いということである。
上記ねじれが起こるため、センサ17からの信号はセン
サ16からの信号よりある時間間隔だけ遅延する。この
時間間隔はねじれに比例し、したがって加速力に比例す
る。
上記遅延はまたシャフトの回転速度に反比例する。この
回転速度はセンサ16.17いずれかのパルスから測定
することができる。シャフト外周の1つのマークから受
ける情報以上の情報が得られるようにすることが望まし
い、第3図は第1図および第2図のマーカー14.15
の代わりに使用することができる光学エンコーダ31を
示したものである。光学エンコーダ31はシャフト11
に取付けられ、多数の窓32を有し、シャフトが回転す
るごとに一連のパルスを与える。第3図は磁気エンコー
ダを示すものとしてもよい、この場合、窓32はコンピ
ュータ用の磁気データ記憶のような磁気ディスク上の磁
気マークとなる。このとき光学読出しヘッドの代わりに
磁気読み出しヘットを用いることになる。
第4図は、第1図ないし第3図に示すようなセンサから
の測定値を用いて車両の総重量を算出する一構成例を示
している。
力の測定結果はセンサ部41からコンピユータ42ヘス
ピードメータ部43からの時間信号とともに入力される
。スピードメータ部43は指針がたとえば5マイル/時
(8キロメートル/時)マーク44および15マイル/
時(24キロメートル時)マーク45を越えるとパルス
を発生する。ただしここでの測定は車両が上記2つのス
ピード間で一定の加速度て水平面上を走行して行なわれ
るものとする。
力の測定値は力に比例する時間間隔の形で示される。そ
れはに、fで表わされる。ここでに、は定数、fは力で
ある。加速度の測定値は加速度に反比例する時間間隔の
形て示され、K、aで表わされる。ここでに2は別の定
数、aは加速度である。車両重量W = f / aで
ある(重力定数は無視する)、コンピュータの出力は 
K、/に、aある。この定数に3は較正して削除するこ
ともできる。
ある特定の車両について、計量台で測定した総重量を用
いてテストを行ない、K3を求めることができる。また
別の方法として、車両を空車のまま走行させて最初の測
定な行ない、次に値の知られた負荷をかけて再び測定す
る。そうすれば車両の総重量がわからなくてもに3を求
めることができる。
第5図に示す構成においては、ジャイロスコープや振り
子あるいは環状レーザジャイロスコープなどの慣性加速
時計51からコンピュータ52へ加速度の値が入力され
る。このような構成を用いれば、力測定部53からの加
速度および力の即時値を、一定期間に与えられた加速度
を維持しなくても計算することができる。
車両の動力部によってもたらされる正の加速度に依存す
る代わりに、第6図および第7図に示すように、負の加
速度または減速度を用いることもできる。
第6図はシャフトまたは軸によるブレーキ機構を示し、
シャフトまたは軸61はブレーキ円板62を有し、ブレ
ーキバット部63はそのブレーキ円板62に作用する。
もちろんブレーキバッド部63は車両の固定構造に取り
付けられ、ブレーキの力によって可動である。この可動
性は図においてバット部63と固定構造65との間の弾
性のある連結部64として図式的に描かれている。
変位センサ66(ストレンゲージまたは口〒トセル)が
ブレーキバット部6!3と固定構造65との間に配置さ
れている。
第7図は別のブレーキ機構を示し、ここては回生ブレー
キ71は電流を発生させ、この電流はコントロール部7
3を介して車両のバッテリ72を充電する。74は回生
ブレーキ71からの充電電流はブレーキ効果したかって
減速度の測定値となる。
第6図および第7図のブレーキ装置は、いずれの場合も
車両を低速または停止させるために必要な唯一の動力を
与える1個の装置とみなすことができる。あるいはそれ
らは分割されたブレーキ効果を有する。たとえば異なる
車輪のブレーキなどのいくつかのブレーキ要素のうちの
1つとみることができる。
いずれにせよ、添付図面を参照して説明したL記方法は
、異なる車両の異なる状態に適合するように変形するこ
とが可使である。本発明をとくに道路車両について説明
したが、本発明は鉄道車両、船舶および航空機などにも
同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はトルクを伝達していないときの道路車両のプロ
ペラシャフトの磁気検出手段を示す図、第2図は1図の
シャフトでトルクを伝達しているときの図、第3図はシ
ャフトに取り付けた光学エンコーダの図、第4図は本発
明による方法を実施するための自動システムのブロック
図、第5図は本発明による方法を実施するための別のシ
ステムのブロック図、第6図は減速度を測定するブレー
キ機構のブロック図、第7図は別のブレーキ機構のブロ
ック図である。 11−・・プロペラシャフト、14.15・・・磁気マ
ーカー、16.17・・・センサ、42・・・コンピュ
ータ 特許出願人  ジョン カービー 代理人  弁理士  鈴 木 弘 男

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)車両の加速度およびこの加速度を生じさせる力を
    測定し、この測定値から車両の重量を求める計量方法。 (2)動力伝達部材の変形または変位を測定することに
    よって加速力を測定する請求項1に記載の方法。 (3)プロペラシャフトのねじれを測定することによっ
    て加速力を測定する請求項2に記載の方法 (4)前記プロペラシャフト上に軸方向に離して設けら
    れ、固定されたサンサを通過するマークの遅れ時間を測
    定することによって前記ねじれを測定する請求項3に記
    載の方法。(5)前記マークが磁気マークであり、セン
    サがその磁気マークを検出する請求項4に記載の方法。 (6)2つの与えられた速度間を一定の加速度で加速す
    るのにかかる時間を測定することによって前記加速度を
    測定する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法
    。 (7)車両が前記速度のうち遅い方の速度で通過したと
    き始動し、速い方の速度で通過したとき停止するタイマ
    によって前記時間を自動的に測定する請求項6に記載の
    方法。 (8)慣性計器によって前記加速度を測定する請求項1
    ないし5のいずれか1項に記載の方法。 (9)車両の加速度を測定する加速度測定手段と、前記
    加速度を発生させる力を測定する力測定手段と、測定さ
    れた加速度および力から車両の重量を演算する演算手段
    とを有する車両計量装置。 (10)前記力測定手段が車両の動力伝達部材の変形ま
    たは変位を測定する手段を有する請求項9に記載の装置
    。 (11)前記力測定手段が、プロペラシャフト上に設け
    られ、プロペラシャフトにより円周上の相対位置が変化
    させられる軸方向に離間されたマークと、加速力による
    プロペラシャフトのねじれによって生じた円周上の位置
    を通過するマーク間の時間遅れを検出するセンサとを有
    する請求項10に記載の装置。 (12)前記マークが磁気マークである請求項11に記
    載の装置。 (13)前記マークが光学マークである請求項11に記
    載の方法。 (14)前記加速度測定手段がスピードメータ部と、こ
    のスピードメータ部と連結されたタイマとを有し、スピ
    ードメータ部が所与の速度変化を示す時間遅れを測定す
    る請求項9ないし13のいずれか1項に記載の装置。 (15)前記加速度手段が慣性速度メータを有する請求
    項9ないし13のいずれか1項に記載の装置。 (16)車両の加速度によって生じた力が制動部によっ
    て生じ負の加速度を有する制動力である請求項9ないし
    15のいずれか1項に記載の装置。 (17)車両の固定機構に取り付けられ制動力の効果の
    下で可動であるブレーキパッド部を設け、その動きが力
    を示す請求項16に記載の装置。
JP21428889A 1988-08-23 1989-08-22 車両計量方法および装置 Pending JPH02105023A (ja)

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GB8819937.7 1988-08-23

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JP (1) JPH02105023A (ja)
DK (1) DK412989A (ja)
GB (2) GB8819937D0 (ja)
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