JPH06117909A - 走行車両の重量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両１を、計量台３上を比較的短時間で且つ
無停車で通過させた場合であっても、読み取るべき定常
部分でのデジタル電気信号値を平坦化することにより、
正確な車両重量を計測し得るようにする。 【構成】 荷重検出器４から発せられるアナログ電気信
号中の雑音成分である高周波成分を除去するためのロー
パスフイルター６と、該ローパスフイルター６を通過し
たアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するため
のＡ／Ｄ変換器７と、該Ａ／Ｄ変換器７を通して得られ
たデジタル電気信号から、全車輪１１，１２が計量台３
上に乗った瞬間の立上り部分と該全車輪１１，１２が計
量台３上に乗って進行している定常部分とを判別するた
めの判別装置８と、該判別装置８からの信号を受けて前
記定常部分でのデジタル電気信号を平滑化するためのデ
ジタルフイルター９とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計量すべき車両を停止
させることなく、車両重量を計測し得るようにした走行
車両の重量測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばゴミ焼却場や採石場などにおいて
は、車両に積み込んだ積み荷の計量管理をする必要があ
る。このような車両の積み荷重量は、トラックスケール
により積み荷込みの車両重量を計測した後、予め登録さ
れている車両自体の重量を減算するなどして求められ
る。

【０００３】従来では、トラックスケールにより車両重
量を求める場合には、一般に車両をトラックスケールの
計量台上で一旦停車させて、車載当初のショック荷重
（振動）等による計量数値の乱れが収束した後の数値を
計測していた。ところが、このような停車計量型のトラ
ックスケールでは、１台当たりの計量時間が長くなり、
順番待ちの時間がロスになるという問題があった。

【０００４】ところで、本発明者等は、図５に示すよう
な停車計量型のトラックスケール２を用いて、無停車計
量を行うための研究を行っている。図６は、計量すべき
車両１を停車計量型トラックスケール２の計量台３上を
停車させることなく通過させ、そのとき荷重検出器（ロ
ードセル）４から発する出力データ（電圧）の変化を示
したグラフである。尚、この実験例では、次の条件で行
った。即ち、図５に示すような前輪１１と後輪１２とが
それぞれ一対づつのトラックを使用し、さらに計量台上
通過時の車両スピードを時速１５Kmに設定して行った。
又、図６において、Ａ点は車両の前輪１１が計量台３の
始端に載った時点（図５のａの位置）、Ｂ点は車両の前
後両輪１１，１２が計量台３上に載った時点（図５のｂ
の位置）、Ｃ点は車両の前輪１１が計量台３の終端から
降りた時点（図５のｃの位置）、Ｄ点は車両の後輪１２
が計量台３から降りた時点（図５のｄの位置）、をそれ
ぞれ示している。尚、図５において、符号５はアンプ、
７はＡ／Ｄ変換器、１０はＣＰＵ（中央演算処理装置）
である。

【０００５】図６のグラフをみると、従来の停車計量型
トラックスケール２の計量台３上を無停車走行した場合
に、前後各車輪が計量台３上に乗り・降りした瞬間に発
生電圧（出力データ）が大きく変動したことがわかる
が、その瞬間的な変動とは別に、それぞれの段階（Ａ〜
Ｂ、Ｂ〜Ｃ、Ｃ〜Ｄ）において、ショック荷重によると
思われる比較的大きな範囲の振幅が発生していることが
わかる。ところで、計量したい車両重量は、前後両輪が
計量台３上に載っているときに発生するデータ（図６に
おけるＢ〜Ｃの範囲に現れる電圧）に基づいて求める必
要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５のよう
な停車計量型のトラックスケール２を使用して、無停車
状態の車両重量を計量しようとすると、上記のように車
両が走行していることにより、正規の重量（例えば静止
状態で計量する重量）による変動分に加えてショック荷
重による変動分が合成された状態で出力され、図６にお
いて符号Ｅの範囲で変動するようになる。このように、
車両重量を計量するに際して、計量すべき範囲（Ｂ〜Ｃ
の範囲）において、出力データの変動幅（図６における
符号Ｅの振幅）が大きいと、正確なデータを得ることが
できず、従ってこのような停車計量型のトラックスケー
ルを使用して、無停車状態の車両重量を計量することは
できなかった。

【０００７】又、公知の重量測定装置として、例えば特
開平３ー２２０４２６号公報で示されるものがある。こ
の公知の重量測定装置は、牛等の大型動物を計量台上を
歩行させながら、該動物の重量を計測し得るようにした
ものである。そして、この公知の重量測定装置では、計
量すべき動物が計量台上を通過中にロードセルから発せ
られるアナログ電気信号を、アンプで増幅し、ローパス
フイルターによって平滑化させた後、Ａ／Ｄ変換器へ送
るようにしている。

【０００８】ところが、この公知例のように、被計量物
（動物）が計量台上に乗っている時間が長い場合には、
上記アナログ電気信号をローパスフイルターにかけるだ
けで、かなりの精度で計量し得るものの、走行車両（時
速１０〜１５Km）がトラックスケールの計量台上を２〜
３秒で通過してしまう場合（車両の全車輪が計量台上に
完全に乗っている時間は１秒程度）では、ロードセルか
らのアナログ電気信号をローパスフイルターに通したと
きの応答遅れなどにより正確なデータ読み取りが困難と
なる。即ち、本発明者等が実験したところによると、時
速１５Kmでトラックスケールの計量台上を通過させたと
きに、図７に示すように全車輪が計量台上に乗っている
ときに生じるデータ最大部分が符号Ｆで示すように円弧
状に現れ、該円弧状部分のどの高さのデータが正常値を
現しているのか判別しにくいという問題があった。

【０００９】本発明は、計量台上を比較的短時間で且つ
無停車で通過させた場合であっても正確な車両重量を計
測し得るようにした走行車両の重量測定装置を提供する
ことを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、トラックスケ
ールの計量台上に車両を停止することなく通過させ、そ
のときに荷重検出器から発する出力データに基づいて車
両の重量を計測するようにした走行車両の重量測定装置
において、荷重検出器から発せられるアナログ電気信号
中の雑音成分である高周波成分を除去するためのローパ
スフイルターと、該ローパスフイルターを通過したアナ
ログ電気信号をデジタル電気信号に変換するためのＡ／
Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器を通して得られたデジタル
電気信号から、全車輪が計量台上に乗った瞬間の立上り
部分と該全車輪が計量台上に乗って進行している定常部
分とを判別するための判別装置と、該判別装置からの信
号を受けて定常部分でのデジタル電気信号を平滑化する
ためのデジタルフイルターとを備えたことを特徴として
いる。

【００１１】

【作用】トラックスケールを使用して、無停車状態で走
行する車両の重量を計測しようとする場合には、計量台
上に、車両の前輪が乗ったとき、前後両輪が乗ったと
き、前輪が降りたときなどに、荷重検出器（例えばロー
ドセル）から発する電気信号値（電圧）が大きく変動す
るようになる。又、車両重量は、前後両輪が完全に計量
台上に乗っているときに発する電気信号値に基づいて求
められる。

【００１２】本発明の重量測定装置では、車両重量の計
測時において、まず荷重検出器（ロードセル）から発せ
られるアナログ電気信号をローパスフイルターにかけて
平滑化するが、このときのフイルター作用は、アナログ
電気信号中の高周波成分を除去する程度の比較的ゆるい
ものでよい。そして、該ローパスフイルターにかけられ
たアナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル電
気信号に変換される。

【００１３】又、計量台上に車両の全車輪が乗った瞬間
には、Ａ／Ｄ変換器を通して得られたデジタル電気信号
値が急激に増大する（出力データが急激に立上る）が、
その直後（最大出力付近）において該デジタル電気信号
値の増加率が漸次小さくなり、延いてはその増加率が
「０」になる。即ち、全車輪が計量台上に乗った直後に
おいて、該全車輪が計量台上を進行するときには、該デ
ジタル電気信号値の変動率は小さくなる。又、全車輪が
計量台上に乗った状態から前輪が計量台から降りた瞬間
には、該デジタル電気信号値が急激に減少する（出力デ
ータが急激に降下する）。

【００１４】ところで、本発明の重量測定装置では、計
量台上に全車輪が乗った瞬間に発生する出力データの立
上り部分と、全車輪が計量台上に乗って進行している定
常部分とを判別する判別装置が設けられている。この判
別装置は、計量台上に全車輪が乗った時点から、上記出
力データの変化率の絶対値の大きさを判別して、その絶
対値の大きさが許容設定範囲内にあるときに上記定常部
分と判別するようになっている。そして、この判別装置
が出力データを定常部分と識別すると、その信号により
デジタルフイルターが作動せしめられて、該定常部分で
のデジタル電気信号を平滑化するように作用する。従っ
て、上記定常部分でのデジタル電気信号値（出力デー
タ）は平坦化されて、その信号値を読み取ることができ
るようになる。

【００１５】尚、荷重検出器から出力されたアナログ電
気信号を、ローパスフイルターに通さずにＡ／Ｄ変換器
でデジタル電気信号に変換させた後、本発明の判別装置
及びデジタルフイルターにより、定常部分でのデジタル
電気信号値を平滑化させることも考えられるが、この場
合は、実験結果によると定常部分でのデジタル電気信号
値をある程度まで平坦化させることができるものの、ま
だ変動幅が残っていて正確な重量計測が行えない。

【００１６】

【発明の効果】本発明の重量測定装置では、ローパスフ
イルターと、Ａ／Ｄ変換器と、判別装置と、デジタルフ
イルターとを備えており、上記したように、定常部分、
即ち全車輪が計量台上に乗って走行しているときのデジ
タル電気信号値を平坦化させることができる。従って、
その平坦化された信号値を読み取ることによって、動的
な車両重量を正確に計測することができるとともに、そ
の計測を短時間で行えるという効果がある。

【００１７】

【実施例】図１〜図３を参照して本発明の実施例を説明
すると、この実施例の重量測定装置は、従来から使用さ
れている停車計量型のトラックスケール２を改良したも
ので、計量台３の下部には前後方向に所定間隔をもって
複数個の荷重検出器４，４が設けられている。尚、この
実施例では、荷重検出器４としてロードセルが使用され
ており、以下の説明では、この荷重検出器をロードセル
という。

【００１８】この重量測定装置では、図１に示すように
計量台３上に車両１が乗ると、該車両重量に基づいて各
ロードセル４，４からアナログ電気信号が発せられる。
尚、このロードセル４から発せられるアナログ電気信号
値は、全車輪１１，１２が計量台３上に乗った瞬間から
前輪１１が計量台３から降りるまでの範囲（図６のＢ〜
Ｃの範囲）では、従来技術の項で説明したように、振動
幅が大きく（図６における振幅Ｅ）なって正確な車両重
量を計測することはできない。

【００１９】この重量測定装置には、図１に示すよう
に、ロードセル４から発せられたアナログ電気信号を増
幅するアンプ５と、該アンプ５から出力されたアナログ
電気信号中の雑音成分である高周波成分を除去するロー
パスフイルター６と、該ローパスフイルター６を通過し
たアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するＡ／
Ｄ変換器７と、該Ａ／Ｄ変換器７を通して得られたデジ
タル電気信号から、全車輪１１，１２が計量台３上に乗
った瞬間の立上り部分と該全車輪１１，１２が計量台３
上に乗って進行している定常部分とを判別する判別装置
８と、該判別装置８からの信号を受けて前記定常部分で
のデジタル電気信号を平滑化するデジタルフイルター９
とを備えている。

【００２０】アンプ５から出力されたアナログ電気信号
は、ローパスフイルター６に通すことによって、雑音成
分（高周波成分）が除去されて平滑化される。尚、この
ときのフイルター作用は、高周波成分を除去し得る程度
ま比較的ゆるいものでよい。

【００２１】ローパスフイルター６を通したアナログ電
気信号は、Ａ／Ｄ変換器７により、所定のサンプリング
時間でもって量子化（デジタル電気信号化）される。

【００２２】判別装置８は、計量台３上を車両１が通過
する際の出力データに着目して、該出力データ変化率
（図２における電圧／時間）の絶対値が予め設定した設
定範囲内にあるときに定常状態（車両１の全車輪１１，
１２が計量台３上に乗った状態）と判定するものであ
る。即ち、車両１が計量台３上を通過する際に発生する
出力データは、いわゆるステップ関数と推定される。そ
して、Ａ／Ｄ変換器７を通して得られたデジタル電気信
号値（出力データ）は、全車輪１１，１２が計量台３上
に乗った瞬間には急激に立上り（立上り勾配が急で単位
時間当たりの変化率は大きい）、その直後に該出力デー
タの変化率が漸次小さくなり、延いては該変化率が
「０」又は「マイナス」になる。例えば図２において、
符号Ｂの時点は計量台３上に前輪１１に続いて後輪１２
が乗った瞬間であり、このＢの時点から出力データは急
激に立上り、該出力データが最高値付近に近づく（例え
ば出力データ値Ｂ′）と、出力データ変化率は漸次小さ
くなっていく。そして、この判別装置８では、計量台３
上に全車輪１１，１２が乗った時点から、ごく少時間づ
つ区切って上記出力データの各変化率を計測し、該出力
データ変化率の絶対値の大きさが許容設定範囲内（出力
データ変化率の絶対値が例えば１以下）にあるときに上
記定常状態と判別するようになっている。又、該判別装
置８が定常状態を判別すると、該判別装置８からデジタ
ルフイルター９に向けて信号を発するようになる。

【００２３】デジタルフイルター９は、判別装置８から
の信号を受けて、定常部分（図２におけるＢ′〜Ｃ′の
部分）でのデジタル電気信号（出力データ）を平滑化す
るものであり、この実施例のデジタルフイルター９で
は、判別装置８からの信号が発せられている間における
出力データの単純平均をとるようにしている。このよう
に、定常部分での出力データの平均をとると、該定常部
分（図２におけるＢ′〜Ｃ′の部分）において出力デー
タに平坦部Ｇが出現するようになる。

【００２４】そして、該平坦部Ｇの出力データに基づい
て、図１に示すＣＰＵ（中央演算処理装置）１０で処理
して実際の車両重量を表示部に表示する。

【００２５】図３は、本発明実施例の重量測定装置を使
用して走行車両の重量計測を行ったときの出力データＸ
（点線図示）と、ローパスフイルター６及びデジタルフ
イルター９を通さずに行ったときの出力データＹ（実線
図示）とを重ね合わせたグラフである。尚、この各実験
例では、同一車両をそれぞれ時速１５Kmで計量台３上を
通過させた。この図３のグラフを見ると、本発明実施例
のもの（点線図示のもの）には、車両１の全車輪１１，
１２が計量台３上を定常走行する範囲においてかなりの
時間中、連続して平坦部Ｇが現れているのに対して、各
フイルターを通さないもの（実線図示のもの）では、該
定常走行範囲において出力データが上下に大きく変動し
たままとなっている。

【００２６】このように、本発明実施例の重量測定装置
を使用して得られた出力データによれば、計測すべき定
常部分にかなりの時間長さの平坦部Ｇができるので、そ
の出力データの読み取りが容易となり、しかもこの平坦
部Ｇの出力データ値は実際の車両重量値に近似したもの
であった。又、この実験例からもわかるように、計量す
べき車両を時速１５Km程度のかなりの速度で計量台３上
を通過させた場合でも、上記定常部分にかなり長さの平
坦部Ｇが現れるので、車両重量を短時間でしかも正確に
計測し得るものである。

【００２７】図４は、上記と同一条件の車両で、ロード
セル４から出力されたアナログ電気信号をローパスフイ
ルター６を通さずに、本発明実施例の判別装置８及びデ
ジタルフイルター９を用いて得られた出力データをグラ
フにしたものである。この図４の実験例では、定常部分
での出力データ中に、ある程度の長さの平坦部Ｇ′がで
きるものの、該定常部分の前部側のかなりの長さ範囲に
上下にかなり大きく変動する部分が現れ、平坦部Ｇ′の
長さが短くなって正確な出力データを読み取りにくいと
いう欠点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる走行車両の重量測定装
置の概略図である。

【図２】図１の重量測定装置を使用して得られた出力デ
ータのグラフである。

【図３】図２のグラフと図６のグラフを重ね合わせた合
成グラフである。

【図４】図２のグラフの比較グラフである。

【図５】従来のトラックスケールの説明図である。

【図６】図５トラックスケールを使用して無停車状態で
車両を通過させたときの出力データのグラフである。

【図７】図６のものにローパスフイルターのみを用いた
ときの出力データのグラフである。

【符号の説明】

１は車両、２はトラックスケール、３は計量台、４は荷
重検出器（ロードセル）、５はアンプ、６はローパスフ
イルター、７はＡ／Ｄ変換器、８は判別装置、９はデジ
タルフイルター、１１は前輪、１２は後輪である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラックスケール（２）の計量台（３）
   上に車両（１）を停止することなく通過させ、そのとき
   に荷重検出器（４）から発する出力データに基づいて車
   両（１）の重量を計測するようにした走行車両の重量測
   定装置であって、 前記荷重検出器（４）から発せられるアナログ電気信号
   中の雑音成分である高周波成分を除去するためのローパ
   スフイルター（６）と、 該ローパスフイルター（６）を通過したアナログ電気信
   号をデジタル電気信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器
   （７）と、 該Ａ／Ｄ変換器（７）を通して得られたデジタル電気信
   号から、全車輪（１１，１２）が前記計量台（３）上に
   乗った瞬間の立上り部分と該全車輪（１１，１２）が計
   量台（３）上に乗って進行している定常部分とを判別す
   るための判別装置（８）と、 該判別装置（８）からの信号を受けて前記定常部分での
   デジタル電気信号を平滑化するためのデジタルフイルタ
   ー（９）、 とを備えたことを特徴とする走行車両の重量測定装置。