JPH06221902A - 車両の積載重量の計測装置 - Google Patents

車両の積載重量の計測装置

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JPH06221902A
JPH06221902A JP860593A JP860593A JPH06221902A JP H06221902 A JPH06221902 A JP H06221902A JP 860593 A JP860593 A JP 860593A JP 860593 A JP860593 A JP 860593A JP H06221902 A JPH06221902 A JP H06221902A
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JP
Japan
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vehicle
weight
time
empty
vehicle speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP860593A
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English (en)
Inventor
Takeo Kato
武雄 加藤
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
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Publication of JPH06221902A publication Critical patent/JPH06221902A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】積載物の重量計測の精度向上。 【構成】車両の車速が検出され、この検出された車速と
所定車速との偏差が所定値以内であることが判定され
る。そして、この判定結果に基づき上記偏差が所定値以
内となっている走行時間が計時される。車両の空車時に
車両が走行されるとともに上記計時がスタートされ、計
時された走行時間が所定時間に達するまで車両重量が逐
次演算される。そして、これら逐次演算された車両重量
が平均され、空車時の車両重量の平均値が演算される

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダンプトラック等車両
のサスペンションシリンダにかかる力から積載重量を計
測する計測装置に関し、特に空車時におけるキャリブレ
ーションを精度よく行うことができる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ダンプトラック等の車両では、車体の前
後左右に4本のサスペンションシリンダが配設されてお
り、これら全サスペンションシリンダにかかる力、つま
りシリンダ内圧を検出し、これら検出値の合計より積載
物の積載重量を計測する計測システムが、いわゆるペイ
ロードメータシステムとしてすでに公知となっている。
このシステムで計測を行うには、まず最初に空車時の車
両重量の計測するキャリブレーションを行う必要があ
る。すなわち、車両を空荷状態にして平坦地を規定の一
定速度で一定時間(たとえば、車速10km/hで30
秒間)走行させ、そのときのサスペンションシリンダに
加わる力(内圧)を逐次検出しこの逐次検出された力よ
り空車時の車両重量を逐次演算し、これら逐次演算され
た空車時の車両重量の平均値を求める。
【0003】このようなキャリブレーションを行うの
は、サスペンションシリンダに伸縮運動をさせ、時間平
均することによりサスペンションシリンダの摺動抵抗を
キャンセルするためである。なお、このキャリブレーシ
ョン自体に係る発明は、本出願人の特許出願によりすで
に公知となっている(特開昭60−161532号)。
さて、このようにして計測された平均値(空車重量)は
キャリブレーションデータとして記憶されておかれる。
そして、積載物が車両に積載された際に、同様に車両の
サスペンションシリンダに加わる力(内圧)を検出し、
この検出された力から積載時の車両重量を演算する。そ
して、上述すように記憶しておいたキャリブレーション
データを、積載時の車両重量から減算することにより積
載重量を計測するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、積載
重量は、積載時の車両重量から空車時の車両重量を減算
したものとして得られることから、キャリブレーション
によって得られた空車重量のデータは積載重量の計測精
度に多大な影響を与えることになる。
【0005】したがって、キャリブレーションが正しく
実施されない場合には、空車重量の値が不正確となり、
積載重量も不正確な値となる。
【0006】しかるに、実際の現場においては、以下の
ようにキャリブレーションが必ずしも正しく実施されな
い場合が想定される。
【0007】 1)規定通りの一定車速で走行されない場合 車両がたとえば0〜30km/hといった許容値外の速
度域を含む広範囲で加速、減速しているときに取得され
た車両重量を用いて平均値を演算するような場合であ
る。この場合には加減速により前輪、後輪のシリンダ圧
が変動してしまい正確な平均値を計測することができな
い。
【0008】2)車両の走行が規定時間に達しない場合 たとえば、車両を全く走行させない状態で、キャリブレ
ーションを実施するような場合である。この場合には車
両が上下に振動しないのでサスペンションシリンダの摺
動抵抗の影響を除去できなく、正確な平均値を計測する
ことができない。
【0009】このような1)、2)は、オペレータ自身
の怠慢等の問題だけでなく、たとえば車両が走行する現
場の広さ等の諸条件に起因しても発生し得る。
【0010】また、キャリブレーション時に正しくデー
タが取り込まれたかの判定は、現場のオペレータの独自
の判断によってなされており、そのように判断された以
上はそれ以上のチェックはもはや不可能であり、現実に
キャリブレーションが正しく行われたかはわからない。
しかも、キャリブレーションを実施した者も正しく行わ
れたかの判定を必ずしも正確に行うことができない。
【0011】このように現行システムにあってはキャリ
ブレーションが必ずしも規定通りに正しく行われている
わけでもなく、またキャリブレーションが正しく行われ
たことの判定も必ずしも正確ではないので、キャリブレ
ーションデータが誤差を含んでいることを看過してしま
い、精度よい計測が行われないこととなっていた。本発
明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、キャリ
ブレーションが正しく行われたことの判定を自動的かつ
正確になし得ることができる装置を提供することをその
目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、積
載物積載時に車両のサスペンションシリンダに加わる力
を検出し該検出された力から積載時の車両重量を演算す
るとともに、空車時に車両を所定車速で所定時間走行さ
せたときのサスペンションシリンダに加わる力を逐次検
出し該逐次検出された力より空車時の車両重量を逐次演
算し、該逐次演算された空車時の車両重量の平均値を前
記積載時の車両重量から減算することにより積載重量を
計測する車両の積載重量の計測装置において、前記車両
の車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段で
検出された車速と前記所定車速との偏差が所定値以内で
あることを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結
果に基づき前記偏差が前記所定値以内となっている走行
時間を計時する計時手段と前記車両が空車での走行中、
前記計時手段による計時をスタートさせ、前記計時手段
によって計時された走行時間が前記所定時間に達するま
で車両重量を逐次演算し、該逐次演算された車両重量を
平均することにより前記平均値を演算する手段とを具え
るようにしている。
【0013】
【作用】かかる構成によれば、車両の車速が検出され、
この検出された車速と所定車速との偏差が所定値以内で
あることが判定される。そして、この判定結果に基づき
上記偏差が所定値以内となっている走行時間が計時され
る。
【0014】車両の空車時に車両が走行されるとともに
上記計時がスタートされ、計時された走行時間が所定時
間に達するまで車両重量が逐次演算される。そしてこれ
ら逐次演算された車両重量が平均され、空車時の車両重
量の平均値が演算される。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る車両の積
載重量の計測装置の実施例について説明する。なお、こ
の実施例では、車両として図2に示すように4本のサス
ペンションシリンダ1A(前左)、1B(前右)、1C
(後左)、1D(後右)で車体の重量を支持するダンプ
トラックを想定している。なお、サスペンションシリン
ダ1A〜1Dは、バネ性と減衰性とを有するいわゆるハ
イドロニューマチックサスペンションである。
【0016】さて、前述した特開昭60−161532
号にも開示されているように、車体の重量を知るには、
上記4本のサスペンションシリンダ1A〜1Dに加わる
力を計測すればよい。
【0017】ここで、計測原理について説明するに、い
ま、サスペンションシリンダ1のピストンに力Wが加わ
っている場合、ボトム圧をPB、トップ圧をPT、シリン
ダの断面積をSB、ピストンの断面積をSTおよびピスト
ンとシリンダ内壁との摺動抵抗をFとすると、上記加わ
る力W、つまり重量Wは、 W=PB×SB−PT(SB−ST)±F …(1) で表すことができる。なお、サスペンションシリンダ1
が静的な状態では、上記ボトム圧PBおよびトップ圧PT
は一致するが、動的な状態では不一致となる。また摺動
抵抗Fはそれ自体計測することができない。したがっ
て、上記重量Wを計測するに際し、計測することができ
るボトム圧PBおよびトップ圧PTをそれぞれ圧力センサ
で検出し、摺動抵抗Fを含んだ見かけの重量W´を、次
式、 W´=PB×SB−PT(SB−ST) …(2) により求める。
【0018】摺動抵抗Fが上向きに働いているときに
は、見かけの重量W´と真の重量Wとの関係は、 W´=W−F …(3) となり、摺動抵抗Fが下向きに働いているときには、 W´=W+F …(4) となる。ここでサスペンションシリンダ1が伸縮運動を
していると、摺動抵抗Fはプラスとマイナスの値が交互
に繰り返して現れる。したがって、サスペンションシリ
ンダ1が伸縮運動しているときの所定時間Tの間、上記
(2)式に示される見かけの重量W´を積分して、時間
Tで割ると、摺動抵抗Fはキャンセルされて、真の重量
Wと等しくなる。
【0019】W=(1/T)・∫W´dt …(5) また、車両重量が同じであっても車体が前後に傾斜して
いると、サスペンションシリンダにかかる重量は異なっ
てしまう。そこで上記重量Wを水平時にかかる重量に換
算する補正を行う必要がある。また、車両重量が同じで
あっても車体に対してシリンダ軸の取付角度が異なれば
サスペンションシリンダにかかる重量は異なってしま
う。そこで、上記重量Wに対してサスペンションシリン
ダ取付角度に応じた補正をも行う必要がある。さらに、
上記重量Wを4本のサスペンションシリンダ全てについ
て合計する必要がある。このような補正等を行うことで
最終的に車両重量WDが求められる。
【0020】なお、これら補正等に関する発明は本出願
人の先願(特願平2−117076号)に開示され、す
でに公知となっており、それ自体本願発明の主旨とする
ところではないので、詳しい説明は省略する。
【0021】ところで、空車時には、オペレータが車両
を所定の規定時間T0だけ所定の規定速度V0で走行させ
ることにより上記摺動抵抗Fをキャンセルさせて、空車
時の車両重量WD0を演算する、キャリブレーションが行
われる。
【0022】この実施例では上記キャリブレーションが
図1に示す手順にしたがって行われる。また、図3は空
車時に車両をスタートさせてからの時間tと重量W´お
よび車両の車速Vとの関係を示すグラフである。車両に
は車速Vを検出する車速センサと上記規定時間T0を計
測する計測タイマが配設されており、これら車速センサ
および計測タイマを使用してCPUが上記図1に示す処
理を行う。
【0023】図1に示すように、車両が走行を開始する
とともにキャリブレーションがスタートされ、まず計測
タイマがクリアされ、時間Tの計時が開始される(ステ
ップ101)。ついで、車速Vが規定範囲に収まってい
るか否かが判断される。ここで規定範囲というのは図3
(b)に示すように規定車速V0(たとえば10km/
h)を中心とした上限値V+と下限値V-との間の車速の
ことであり、「規定車速V0で走行している」とみなさ
れる範囲のことである。この規定範囲V+〜V-(たとえ
ば±2km/h)は予め設定されておかれる(ステップ
102)。
【0024】図3(a)、(b)に示すように車両が走
行を開始して間もないころは加減速による車速変動に伴
い、車速Vは上記規定範囲V+〜V-に収まってはいな
い。なお、車速Vが規定範囲V+〜V-に収まっているか
否かの判断は上記車速センサの出力に基づき行われる
(ステップ102の判断NO)。このため計測タイマの
計時は行われず計時時間は零のままである(ステップ1
06)。
【0025】やがて、車速Vが規定範囲V+〜V-に収ま
っているものと判断されると(ステップ102の判断Y
ES)、予設定された所定の待ち時間Tw(たとえば2
秒)が経過した後(ステップ103の判断YES)、計
測タイマによる計時が行われる(ステップ104)。す
なわち、図3に示すように待ち時間Twが経過した後、
車速Vが再度規定範囲V+〜V-外になるまで(ステップ
106)の時間T1が計時され、この間の重量W´が逐
次演算され、上記(5)式により平均値W1の演算が行
われる(ステップ105)。なお、このように待ち時間
Twが経過した後のデータを採用しているのは、車速V
が安定していることを判断するためである。したがっ
て、加減速中である場合のように車速Vが規定範囲V+
〜V-内に入ったとしても待ち時間Twを経過せずに規定
範囲外となるような場合には、車速Vが安定していない
と判断し(ステップ103の判断NO)、タイマによる
時間計時は行われない。
【0026】ついで、タイマの計時時間Tが予設定され
た規定時間T0(たとえば30秒)以上になったか否か
が判断され、いまだこの規定時間T0未満である場合に
は(ステップ107の判断NO)、上記ステップ101
〜106の処理が繰返し実行される。すなわち、タイマ
により計時T=T1+T2+…が順次行われるとともに、
上記(5)式のよる平均値W1、W2、…の演算が順次行
われる。やがて、タイマの計時時間Tが規定時間T0以
上になったと判断されると(ステップ107の判断YE
S)、そのときまでに取得された平均値を合計したもの
W1+W2+…に対して上記補正等がなされて空車時の車
両重量WD0が求められる。
【0027】以上のようにしてキャリブレーションがな
されると、この空車時の車両重量WD0はキャリブレーシ
ョンデータとしてメモリに記憶されておかれる。そし
て、車両に積載物が積載された際に、積載時の車両重量
WDが同様にして求められ、この積載時車両重量WDから
メモリに記憶されたデータWD0を減算することにより積
載物の重量が求められる。ここで、空車時の車両重量W
D0は所定車速V0で所定時間T0だけ規定通りにキャリブ
レーションが正確に行われたときのデータを使用してい
るので、積載物の重量の計測は精度よく行われることに
なる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、キ
ャリブレーションが正しく行われたことの判定が自動的
かつ正確になされるので重量計測が常に精度よく行われ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係る車両の積載重量の計測装置
の実施例の処理手順を示すフローチャートである。
【図2】図2は実施例に適用される車両の側面を概念的
に示した図である。
【図3】図3は車両の車速と演算される重量の時間変化
の様子を示すグラフである。
【符号の説明】
1A〜1D サスペンションシリンダ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積載物積載時に車両のサスペンショ
    ンシリンダに加わる力を検出し該検出された力から積載
    時の車両重量を演算するとともに、空車時に車両を所定
    車速で所定時間走行させたときのサスペンションシリン
    ダに加わる力を逐次検出し該逐次検出された力より空車
    時の車両重量を逐次演算し、該逐次演算された空車時の
    車両重量の平均値を前記積載時の車両重量から減算する
    ことにより積載重量を計測する車両の積載重量の計測装
    置において、 前記車両の車速を検出する車速検出手段と、 前記車速検出手段で検出された車速と前記所定車速との
    偏差が所定値以内であることを判定する判定手段と、 前記判定手段の判定結果に基づき前記偏差が前記所定値
    以内となっている走行時間を計時する計時手段と前記車
    両が空車での走行中、前記計時手段による計時をスター
    トさせ、前記計時手段によって計時された走行時間が前
    記所定時間に達するまで車両重量を逐次演算し、該逐次
    演算された車両重量を平均することにより前記平均値を
    演算する手段とを具えた車両の積載重量の計測装置。
JP860593A 1993-01-21 1993-01-21 車両の積載重量の計測装置 Pending JPH06221902A (ja)

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JP (1) JPH06221902A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002332663A (ja) * 2001-05-09 2002-11-22 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧ショベルの荷重計測装置
JP2012116471A (ja) * 2010-12-01 2012-06-21 Agustawestland Spa 航空機離陸重量の計算方法及び計算システム
EP3962761B1 (de) * 2019-04-30 2023-10-25 ZF CV Systems Europe BV Verfahren zur ermittlung einer achslast an einem mechanisch gefederten fahrzeug

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002332663A (ja) * 2001-05-09 2002-11-22 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧ショベルの荷重計測装置
JP2012116471A (ja) * 2010-12-01 2012-06-21 Agustawestland Spa 航空機離陸重量の計算方法及び計算システム
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