JPH035523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば自動車道路の料金所や交通調
査を実施する場所に於て用いられる車種判別装
置、あるいは自動車の停止位置を計測する装置等
に適用できる車輌のトレツド測定方式の改良に関
するものである。

車輌のトレツドを測定し、その値を車種判別の
１手段として利用することは従来から提案されて
いる。車輌のトレツド（tread）とは、第１図に
於ける車輌（自動車）１のタイヤ２と２の中心間
距離L_nを指す。上記の提案例としては、例えば
特開昭53−19860号公報に記載のものがある。本
公知例は、第２図に示した如く、測長センサ３を
道路に埋設し、その上を車輌１に走行させ、タイ
ヤの内側間距離および外側間距離、すなわち第１
図に於ける寸法L_i，L_pを測定し、これらの寸法か
ら演算によりトレツドL_nを測定する方式である。
本公知例は、実用的であるが車輌がセンサ３に対
して傾斜して通過すると、左右のタイヤが同時に
測長センサを踏圧することがなくなりトレツドの
測定上問題が生じる。

第２の公知例としては、特開昭53−19051号公
報に記載のものがあり、これの測定原理を第３図
を参照して説明する。すなわち公知例２の場合
は、公知例１の場合と異なり、左右のタイヤ位置
およびタイヤ踏面幅をそれぞれ別個の測長センサ
３ａ，３ｂにより独立に計測し、その結果を用い
て演算回路によりトレツドを算出している。タイ
ヤが測長センサ上に停止している場合は、本公知
例の方式でトレツドを計測できるが、走行中のタ
イヤ位置およびタイヤ路面幅を計測する場合に
は、瞬時に計測することを要するため問題が残
る。以下この問題点について説明する。

公知例２に於ては、左右の測長センサは対称に
設置されるものであるので、一方の測長センサの
電気回路だけを代表として第４図に示す。同図に
おいて、測長センサ３は、道路の巾方向に設置さ
れる長い板状の抵抗体５、その上部に踏圧された
状態にある部分のみ導通状態となり、その他の部
分は、絶縁状態を保つ感圧ゴムシート６を配し、
その上部には充分可撓性のある板状の可撓性導体
７を配したサンドイツチ構造からなる。そして板
状の抵抗体５に定電流源８から一定の電流i_pを流
す。

この状態でセンサ３上にタイヤ９をのせて通過
させ、抵抗体５の両端間電圧V_Rと導体７とアー
ス間電圧V_cの変化を測定すると、第５図ａ，ｂ
に示した波形を得る。

なお第４図において、センサ３上にタイヤ９が
位置しない状態において電圧V_cを測定すると、
導体７と抵抗体５との間の静電容量の故に、導体
７にノイズが現われ、電圧V_cが本来零ボルトに
一定すべきなのに一定しないで、点線で示したよ
うに高抵抗Ｒを接続し、電圧V_cをグランド電位
にクランプしておく。

次に第５図ａ，ｂの波形を説明するが、その前
に、タイヤ９がセンサ３上を通過するときの過渡
状態について第６図を参照して説明する。

第６図ａは、タイヤ９がセンサ３上に進入する
直前（または進入瞬時）におけるタイヤ９の形状
を示している。すなわちこのとき、タイヤ９のセ
ンサ３との接触個所は、まだ車の充分な重みが加
わらないため潰れることがないから、点接触の状
態にある。従つて第４図における感圧ゴムシート
６も、導体７と抵抗体６の間を、タイヤ９の中心
点位置においてのみ導通させる。次にタイヤ９が
センサ３上に充分進入すると、タイヤ９とセンサ
３との接触個所に充分な重みが加わるため、第４
図ｂに示す如く、タイヤ９は潰れ、タイヤの幅寸
法ΔLにわたつて面接触の状態になる。従つて第
４図における感圧ゴムシート６も、導体７と抵抗
体６の間を、タイヤ幅寸法ΔLにわたつて導通さ
せる。抵抗体５におけるΔL長相当分の電圧降下
をΔVで表わす。

次に、タイヤ９はセンサ３上を脱出することに
なるが、この脱出瞬時においては、タイヤの形状
は第６図ａに示す如く複元し、従つて感圧ゴムシ
ート６における導通状態も、前述したタイヤ進入
瞬時の場合と同様になる。

以上説明した如き事情にあるため、電圧V_Rは
第５図ａに示す如き波形となる。ここでV_p＝V₁
＋ΔV＋V₂である。また電圧V_cは、第５図ｂに示
すように、タイヤの進入時と脱出時にビークとな
り、その中間部で安定した電圧V₂となる。

さて前述の公知例２における測定方式は、タイ
ヤ９がセンサ３上に充分進入した状態における電
圧V_RとV_Cを用いて車輌の測長トレツドを測定す
る方式であつた。タイヤが充分進入した状態にお
ける電圧V_Rは、第５図ａの波形において、最小
値（V₀−ΔV）を検出することにより得られる。
しかし、同じ状態における電圧V_Cは、第５図ｂ
の波形においてV₂であり、これはピークとピー
クの間の中間値であり、最大値でもなく最少値で
もないので、タイヤが通過する瞬時において、こ
の電圧V₂を正確に検出することは困難であつた。
すなわち公知例２におけるトレツド測定方式は、
走行中の車輌のトレツドを測定するには充分なも
のと云えないという問題点があつた。

この発明は、上述のような従来技術における問
題点を解決するためになされたものであり、従つ
てこの発明の目的は、センサに対して斜めに通過
するような、しかも走行中の車輌のトレツドをも
測定するに充分なトレツド測定方式を提供するこ
とにある。

この発明の構成の要点は、車輌進行方向に対し
てほゞ直角に一列に、複数個の測長変換器を配置
し、各変換器毎に、抵抗体の両端および可撓性導
体から端子を引き出し、抵抗体の両端間に一定電
流を流し、各抵抗体の両端のうち電位の高い方の
端部を、抵抗体の抵抗値に較べて十分に高い抵抗
を持つ抵抗器を介して、可撓性導体に接続し、車
輌が該変換器を踏んだとき、各抵抗体の両端間電
圧および各抵抗体の両端のうち一方の端部と前記
導体との間の電圧を測定し、これを用いて演算に
よりトレツドを求めるようにした点にある。

次に図を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。

第７図はこの発明によるトレツド測定方式にお
いて用いる測長センサの電気回路図である。この
電気回路が第４図に示すそれと相違する点は、抵
抗体５の両端のうち、電位の高い方の端部Ａと可
撓性導体７との間を抵抗体５の抵抗値に較べて十
分に高い抵抗値をもつ抵抗器Ｒを介して結線す
る。次に定電流源８から一定の電流を流した状態
で、タイヤ９が測長センサ３上を通過すると電圧
V_RおよびV_Cとして第８図ａ，ｂに示した信号波
形が得られる。

ここで第８図ｂに示す電圧V_Cの波形は、タイ
ヤが充分センサに位置した時点における電圧V₂
より小くなることはなく、第５図ｂのそれに比し
単純な波形となる。従つてこのような波形の最小
値V₂の検出は、第５図ｂの波形におけるV₂の検
出に比し、技術的にきわめて容易となる。このよ
うにして、タイヤの通過時に検出されるV_Rの最
小値とV_Cの最小値を第９図に示す演算回路によ
つて演算することにより、確実にタイヤ位置を計
測することができる。

以下、第９図について説明する。同図におい
て、１１は車輌検知器である。すなわち、測長セ
ンサを設置してある道路上付近で、道路の一側に
投光器を、他側に光電スイツチを設置し、常時は
投光器からの光が光電スイツチに投射されている
が、車輌が到来すると光を遮るので光電スイツチ
に光が投射されず、そのため該スイツチから信号
Ｓを発生するが如き検知器１１を用いる。また１
２は軸有無検知器であり、第１０図に示すよう
に、２本の測長センサ３ｃ，３ｄを近接して設
け、両センサが一つのタイヤにより同時に踏圧さ
れているとき、軸有信号Ａを発生する如き検知器
である。そのほか第９図において、１３および１
８はそれぞれピーク値ホールド回路、１４は切換
スイツチ、１５は差動アンプ、１６はバツフア増
幅器、１７は加算器である。

先ず常時は、ピーク値ホールド回路１３におい
てスイツチが閉じている。そのため、電圧V_Rと
して電圧V₀（第８図参照）がコンデンサに貯えら
れている。また、スイツチ１４は出力信号として
零ボルトの電圧信号を発生している。）次に車輌
が到来すると、車輌検知器１１から信号Ｓが発生
してピーク値ホールド回路１３においてスイツチ
を開き、スイツチ１４において電圧V_Cに接続す
る。そして電圧V_R，V_Cとして、車輌がセンサ上
を通過したときに生じる最小電圧が差動アンプ１
５およびバツフア増幅器１６に印加される。その
結果、差動アンプ１５からは電圧ΔVが、またバ
ツフア増幅器１６からは電圧V₂が出力されるこ
とは、第８図ａ，ｂの波形からも理解されるであ
ろう。

次に加算器（演算増幅器）１７において、入力
抵抗R₁と帰還抵抗R₂の値を適当に定めることに
より、出力側に（V₂＋ΔV／２）なる電圧を得るこ とができる。そこで軸有無検知器１２により軸有
信号Ａが出力されたとき、ピーク値ホールド回路
１８におけるスイツチを閉じ、コンデンサに
（V₂＋ΔV／２）なる電圧を貯える。この電圧出力 （V₂＋ΔV／２）は、第７図において測長センサ３に おける寸法（L₂＋ΔL／２）すなわちタイヤ９の中心 位置を表わすものである。

第１１図はこの発明に基づいて構成された車輌
のトレツド測定方式の一例を示す概略図である。
この例では、理解を容易にするために、車輌進行
方向に対して左右に２本の測長センサを配置した
例について説明する。

しかして、３ｌは道路の左側に配置された左側
測長センサ、３ｒは道路の右側に配置された右側
測長センサである。９ｌは車輌の左側タイヤ、９
ｒは右側タイヤである。各測長センサ３ｌ，３ｒ
は第７図に示した測長センサ３と同じものが用い
られ、説明の都合上、測長センサ３ｌにおいては
測長センサ３の各部品符号に添字ｌを付し、一方
測長センサ３ｒにおいては、測長センサ３の各部
品符号に添字ｒを付してある。

しかして、この第１１図においては、車輌のト
レツドL_nは、次式で求めることができる。

L_n＝ｌ＋（L_2l＋ΔL_l／２）＋（L_1r＋ΔL_r／２）……
(1) ここで、ｌは各測長センサ３ｌ，３ｒ間の間隔
で、既知数である。さらに、第(1)式右辺の第３項
は次式で表わせる。

L_1l＋ΔL_r／２＝l₂−（L_2r＋ΔL_r／２） ……(2) ここで、l₂は右側測長センサ３ｒの長さで、既
知である。従つて、第(1)式は第(3)式に変形でき
る。

L_n＝ｌ＋l₂＋（L_2l＋ΔL_l／２）−（L_2r＋ΔL_r／２） ……(3) この第(3)式において、（L_2l＋ΔL_l／２）は電圧値 （V_2l＋ΔV_l／２）で、また（L_2r＋ΔL_r／２）は電圧値 （V_2r＋ΔV_r／２）で求めることがどきる。従つて、 第９図に示した回路によつて算出することができ
る。

なお、第１１図において、Ｌは道路の幅、L_lは
道路の左端と測長センサ３ｌとの間の間隔、L_rは
道路の右端と測長センサ３ｒとの間隔、l₁は測定
センサ３ｌの長さである。

なお、第７図の実施例においては、電圧V_cは
可撓性導体７の左端とアースとの間の電圧として
検出されている。この電圧V_cは、第８図から明
らかなように、車輌が存在しないときには電圧
V₀であり、車輌が通過するときには電圧V₂とな
る。従つて、当然のことながら、この電圧V_cは、
可撓性導体７の右端とアースとの間の電圧として
検出することもできる。

以上説明した通りであるから、この発明によれ
ば、車輌がセンサに対して斜めに通過する場合で
あつて、しかもセンサ上を車輌が瞬時に通過して
しまうような場合においても、車輌のトレツドを
正確に測定できるという利点がある。

上記に示した実施例の説明に於ては、被押圧部
としてタイヤの例を示しているが、押圧可能なも
のならばタイヤに限る必要はなく、それ以外のも
のの一般的な測長センサとしても本発明は利用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車の背面を示す概念図、第２図は
進行中の車輌に対する測長センサの配置の一例を
示す上面図、第３図は同じく配置の他の例を示す
上面図、第４図は従来のトレツド測定方式に用い
る測長センサの電気回路図、第５図は第４図にお
ける電圧V_RとV_Cの波形図、第６図はタイヤがセ
ンサ上を通過するときの過渡状態を示す説明図、
第７図はこの発明によるトレツド測定方式におい
て用いる測長センサの電気回路図、第８図は第７
図における電圧V_RとV_Cの波形図、第９図は電圧
V_RとV_Cからタイヤ位置を求める演算回路のブロ
ツク図、第１０図は車輌の軸有無検知器の説明
図、第１１図は本発明による車輌のトレツド測定
方式の一実施例の概略図、である。 符号説明、１……車輌、２……タイヤ、３……
測長センサ、５……抵抗体、６……感圧ゴムシー
ト、７……可撓性導体、８……定電流源、９……
タイヤ、１１……車輌有無検知器、１２……軸有
無検知器、１３……ピーク値ホールド回路、１４
……切換スイツチ、１５……差動アンプ、１６…
…バツフア増幅器、１７……加算器、１８……ピ
ーク値ホールド回路、Ｒ……抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可撓性導体と、これに平行に配置された抵抗
   体と、前記両者間に挿入され接触して、可撓性導
   体を介して印加される圧力に応じて圧力印加部分
   がオン・オフの電気的スイツチ効果を示す介在物
   とから成る測長変換器を、車輌進行方向に対して
   ほぼ直角に一列に複数個配置し、各測長変換器毎
   に、抵抗体の両端および可撓性導体から端子を引
   き出し、抵抗の両端間に一定電流を流し、各抵抗
   体の両端のうち電位の高い方の端部を、前記抵抗
   体の抵抗値に較べて十分に高い抵抗値を持つ抵抗
   器を介して、前記可撓性導体に接続し、車輌が前
   記測長変換器を踏んだとき、各抵抗体の両端間電
   圧および各抵抗体の両端のうち一方の端部と前記
   導体との間の電圧を測定し、該測定値に基づき車
   輌のトレツドを測定することを特徴とする車輌の
   トレツド測定方式。