JPH0783739A

JPH0783739A - 車両の積載重量計測システム及び積載重量計測システムの応力付加装置

Info

Publication number: JPH0783739A
Application number: JP22734493A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sugawara; 浩一菅原
Original assignee: EEBITSUKU INTERNATL KK
Current assignee: EEBITSUKU INTERNATL KK
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】ばね系の経年変化の影響を較正しつつ常に正確
な積載重量の算出を可能とするとともに、車両の偏積載
を正確に検知すること。【構成】ストロークセンサと、ストロークセンサからの
検出信号を入力し演算処理する主制御部と、較正プログ
ラム、測定実行プログラム、演算処理過程で生成される
データ、を格納する記憶部と、表示部とを有し、主制御
部は較正プログラムに基づいて、基準積荷を荷台の縦中
央線上の所定位置に積載してストローク量を取り込むス
テップと、車両の各アクスルにおける分担重量を計算す
るステップと、各アクスルとフレーム間のバネ系の関数
Ｗ＝f(S)の定数項（バネ定数（Ｋ））を計算し記憶部に
記憶するステップと、測定実行プログラムに基づいて、
基準点（０点）補正を行うステップと、ストロークデー
タを取り込むステップと、分担重量をバネ定数（Ｋ）を
基に計算するステップと、積荷の総重量を計算するステ
ップと、分担重量同士を比較するステップと、を順次実
行する車両の積載重量計測システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラックあるいは鉄道
貨車等の積み荷運搬用の車両において、その積載重量を
自動計測するシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の積載重量を自動計測する
技術としては、たとえば（１）特開昭６３−６３９２４
号公報に記載されているように、車体の沈み込み量をセ
ンサで検出して、この沈み込み量を演算処理することに
よって最大積載重量を超過しているか否かを判断するも
のがある。すなわち、この技術では、各位置に取り付け
られた車高センサから各々の位置での車体の沈み込み量
を検出して、これをあらかじめ準備されている対応テー
ブルで車両全体の荷台の沈み込み量に換算して積載総重
量を表示している。

【０００３】また、（２）特開昭６２−１２４４２４号
公報に記載されているように、各車輪の車軸懸架ばねの
撓み分から車高の変化分を検出し、これによって荷台上
における積み荷の位置のバランスを判断し、最適な位置
への積み荷の移動を促す表示を行うものもある。

【０００４】さらに、（３）特開昭５２−１０２７６２
号公報に記載されているように、フレームに渡し材もし
くは載荷部材を渡し、その中央部分にジャッキ等で荷重
を与え、このときの板バネの変位量の撓み分から車高の
変化分を検出し、これによって荷重と車高の変化分との
関係を算出し、これを基礎に積載重量計を較正するよう
にしたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の技
術の（１）および（２）のいずれも車軸を懸架するばね
系の経年変化については全く考慮されてはいなかった。
すなわち、この種のばね系では荷台への積み荷の積載→
搬出を長期間にわたり繰り返すうちにばね材料の金属部
分等に疲労が生じ、弾性係数が次第に変化していくこと
が知られている。すなわち、（１）および（２）の従来
技術では、長期間のうちには同じ車体の沈み量であって
もその積載重量を正しく反映しないことになる可能性が
高かった。

【０００６】また、（３）ではフレームの撓みを加味し
た変位量を測定でき、またウエイトを車載することなく
測定することができるという利点はあるが、その構成か
ら装置全体が複雑・大型化してしまうという問題があ
る。

【０００７】本発明は、前記事項に鑑みてなされたもの
であり、ばね系の経年変化の影響を較正しつつ常に正確
な積載重量の算出を可能とするとともに、車両の偏積載
を正確に検知する車両の積載重量計測システムを提供す
ることを目的とする。また、このような車両の積載重量
計測システムを容易に実行する応力付加装置を得ること
を目的とする。さらに、車両の走行安定性を向上させる
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、荷物運搬用の
車両に積載された荷重を計測するシステムにおいて以下
のような構成とした。

【０００９】即ち、各車輪を支持するそれぞれのアクス
ルとフレーム間に設けられ、各アクスルとフレーム間に
おけるたわみ量を検出するストロークセンサと、前記ス
トロークセンサからの検出信号を入力し演算処理する主
制御部と、前記主制御部における演算処理ステップを指
示する較正プログラム及び測定実行プログラム、演算処
理過程で生成されるデータ、を格納する記憶部と、前記
主制御部における演算処理結果を出力する表示部とを有
し、前記主制御部は前記較正プログラムに基づいて、
（Ａ）予め重量が判明している重量差のある２種以上の
基準積荷を荷台の縦中央線上の所定位置に積載して各ス
トロークセンサからの検出信号に基づいてストローク量
（Ｓ）を取り込むステップと、（Ｂ）予め登録されてい
る車両諸元および荷台の所定位置から車両の各アクスル
における分担重量（Ｗ）を計算するステップと、（Ｃ）
前記ストローク量（Ｓ）と前記分担重量（Ｗ）とからそ
れぞれのアクスルとこれに対応するフレーム間のバネ系
の関数Ｗ＝f(S)の定数項（以下これをバネ定数（Ｋ）と
呼ぶ）を計算するステップと、を順次実行し、これによ
って得られた各アクスルとフレーム間のバネ定数（Ｋ）
を前記記憶部に記憶するとともに、前記主制御部は、前
記測定実行プログラムに基づいて、（１）車両の積荷が
積まれていない状態の各ストロークセンサからの検出信
号で基準点（０点）補正を行うステップと、（２）車両
に積荷が積載された状態で各ストロークセンサからの検
出信号に基づくストロークデータ（Ｓｘ）を取り込むス
テップと、（３）各ストロークセンサの設置部位におけ
る積荷の分担重量（Ｗｘ）を前記較正プログラムによる
演算で得られたバネ定数（Ｋ）を基に計算するステップ
と、（４）積荷の総重量（ΣＷｘ）を計算するステップ
と、（５）各ストロークセンサの設置部位における分担
重量（Ｗｘ）を他のストロークセンサの設置部位におけ
る分担重量（Ｗｘ）と比較するステップと、を順次実行
する車両の積載重量計測システムとした。

【００１０】また、本発明は、各車輪を支持するそれぞ
れのアクスルとフレーム間に設けられ、各アクスルとフ
レーム間におけるたわみ量を検出するストロークセンサ
と、前記ストロークセンサからの検出信号を入力し演算
処理する主制御部と、前記主制御部における演算処理ス
テップを指示する較正プログラム及び測定実行プログラ
ム、演算処理過程で生成されるデータ、を格納する記憶
部と、前記主制御部における演算処理結果を出力する表
示部と、車両の前後方向に配置された左右のフレームを
鉛直下方向に引き下げる応力付加装置とを有し、前記主
制御部は前記較正プログラムに基づいて、（Ａ）前記応
力付加装置が２種以上の基準応力により前記左右のフレ
ームを鉛直下方向に引き下げ、各ストロークセンサから
の検出信号に基づいてストローク量（Ｓ）を取り込むス
テップと、（Ｂ）予め登録されている車両諸元およびク
ランプの所定位置から車両の各アクスルにおける分担重
量（Ｗ）を計算するステップと、（Ｃ）前記ストローク
量（Ｓ）と前記分担重量（Ｗ）とからそれぞれのアクス
ルとこれに対応するフレーム間のバネ系の関数Ｗ＝f(S)
の定数項（以下これをバネ定数（Ｋ）と呼ぶ）を計算す
るステップと、を順次実行し、これによって得られた各
アクスルとフレーム間のバネ定数（Ｋ）を前記記憶部に
記憶するとともに、前記主制御部は、前記測定実行プロ
グラムに基づいて、（１）車両の積荷が積まれていない
状態の各ストロークセンサからの検出信号で基準点（０
点）補正を行うステップと、（２）車両に積荷が積載さ
れた状態で各ストロークセンサからの検出信号に基づく
ストロークデータ（Ｓｘ）を取り込むステップと、
（３）各ストロークセンサの設置部位における積荷の分
担重量（Ｗｘ）を前記較正プログラムによる演算で得ら
れたバネ定数（Ｋ）を基に計算するステップと、（４）
積荷の総重量（ΣＷｘ）を計算するステップと、（５）
各ストロークセンサの設置部位における分担重量（Ｗ
ｘ）を他のストロークセンサの設置部位における分担重
量（Ｗｘ）と比較するステップと、を順次実行する車両
の積載重量計測システムとすることもできる。

【００１１】また、前記主制御部は、前記車両のブレー
キ制御系を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記
各ストロークセンサの設置部位における分担重量（Ｗ
ｘ）、あるいは、前記各アクスルにおける、積荷の分担
重量（Ｗｘ）と車両自重の分担自重を加算した重量、に
応じてブレーキ制御系における車輪毎のブレーキ力を制
御する車両の積載重量計測システムとしてもよい。

【００１２】さらに、本発明は、地上側に固定された滑
車と、水平方向に伸縮し一端が地上側に固定された油圧
シリンダ装置と、一端を前記油圧シリンダ装置側に連結
するとともに前記滑車を介して他端を車両のフレームに
取り付けられるクランプに連結するワイアとを備え、前
記油圧シリンダ装置の作動により前記クランプを鉛直下
方向に引き下げて車両に下方向への負荷をかける車両の
積載重量計測システムの応力付加装置とすることができ
る。

【００１３】

【作用】本発明においては、較正プログラムにより得ら
れるばね定数（Ｋ）を用いて各アクスルあるいは各車輪
での分担重量計算を行うことにより、計測時点での各ア
クスルとフレーム間におけるばねの疲労状態を考慮して
正確な分担重量及び総積載重量の算出が可能となる。さ
らに、各アクスルあるいは各車輪での分担重量と他のア
クスルあるいは車輪での分担重量とを比較することによ
り、偏積載を正確に認識して、積荷位置の修正を行うこ
とができる。

【００１４】また、主制御部は各ストロークセンサから
の検出信号に基づき常時各アクスルあるいは車輪の分担
輪重を計算し、この分担輪重に応じてブレーキ制御系を
制御して各車輪のブレーキ力を制御する。したがって、
旋回時等のように各車輪毎に分担輪重が著しく異なる場
合であっても、各車輪に最適なブレーキ力の配分で制動
を行うことができる。なお、車両走行中の各車輪の分担
輪重の演算は、１秒間に数回程度リアルタイムで行うこ
とが好ましい。また、この走行中における演算は、ブレ
ーキペダルの踏み込みを検知した時点で開始するように
してもよい。

【００１５】応力付加装置にて車両へ与えられる荷重
と、各軸とフレーム間におけるたわみ量との関係を計測
するに際しては、はじめにクランプを車両の前後方向に
配置された左右のメインフレームに夫々取り付ける。前
記クランプにはこのクランプを鉛直下方向に引き下げる
応力付加部が連結されている。

【００１６】そして、主制御部からの指令により応力付
加部を作動させる。応力付加部の作動によりメインフレ
ームが鉛直下方向に引き下げられる。前記クランプを取
り付けるには、後輪側に主な荷重をかけたい場合にはフ
レームの後方、前輪側に主な荷重をかけたい場合にはフ
レームの前方とする。

【００１７】このように、荷台の任意箇所に任意量の荷
重をかけることができるため、あらゆる積荷状態に対応
することができる。なお、前記応力付加部を、クラン
プ、滑車、油圧シリンダ装置、ワイアで構成したもので
は、地上側に固定された滑車で力の方向を９０度変換
し、水平方向に置いた油圧シリンダ装置で前記メインフ
レームを鉛直下方向に引き下げるよう作用する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
では、トラックに本発明を適用した場合について説明す
る。

【００１９】＜実施例１＞実施例１を図１ないし図１
０、及び図１７に基づき説明する。トラック１は前輪を
有する前軸Ｆと、後側前輪を有する第１後軸ＲＦと、後
側後輪を有する第２後軸ＲＲとの３軸を備えている。こ
の前軸Ｆは、左輪側前軸ＦＬ及び右輪側前軸ＦＲを有
し、左輪側のサスペンションスプリング１０ａ及び右輪
側のサスペンションスプリング１０ｂを介して車体フレ
ーム３に取り付けられている。また、前記第１後軸ＲＦ
は、左輪側第１後軸ＲＦＬ及び右輪側第１後軸ＲＦＲを
有し、左輪側のサスペンションスプリング２０ａ及び右
輪側のサスペンションスプリング２０ｂを介して車体フ
レーム３に取り付けられている。さらに、前記第２後軸
ＲＲは、左輪側第２後軸ＲＲＬ及び右輪側第２後軸ＲＲ
Ｒを有し、左輪側のサスペンションスプリング３０ａ及
び右輪側のサスペンションスプリング３０ｂを介して車
体フレーム３に取り付けられている。

【００２０】前記左輪側前軸ＦＬ及び前記右輪側前軸Ｆ
Ｒと車体フレーム３間には、車軸と車体フレーム３間と
のたわみ量を測定するストロークセンサ７０ａ，７０ｂ
が設けられている。また、前記左輪側第１後軸ＲＦＬ及
び前記右輪側第１後軸ＲＦＲと車体フレーム３間にも、
同様にストロークセンサ７０ｃ，７０ｄが設けられてい
る。さらに、前記左輪側第２後軸ＲＲＬ及び前記右輪側
第２後軸ＲＲＲと車体フレーム３間には、ストロークセ
ンサ７０ｅ，７０ｆがそれぞれ設けられている。

【００２１】また本システムは、前記各ストロークセン
サ７０で検出された信号を入力して演算処理を行う主制
御部５０と、この主制御部５０における演算処理ステッ
プを指示する較正プログラム・測定実行プログラム及び
演算処理過程で生成されるデータを格納する記憶部５
３，５４と、主制御部５０における演算処理結果を出力
する表示部６０とを有している。

【００２２】前記ストロークセンサ７０は、例えば図３
に示す光学式のストロークセンサを採用することができ
る。このストロークセンサ７０は、車軸から延長したリ
ンク８７が車体フレーム３側に取り付けられたセンサ部
８３と結合している。前記センサ部８３は、リンク８７
の上下動に伴い回転する複数のスリット８８を有する遮
光板８５を備えている。そして、この遮光板８５を挟ん
で発光ダイオードとフォトトランジスタを取り付けてフ
ォトインタラプタ８９を構成している。前記遮光板８５
の回転によりフォトインタラプタ８９はパルス信号を発
生するため、前記センサ部８３はこのパルスをカウント
することによってストローク量を検出するようになって
いる。

【００２３】また、積荷が車両の後方に偏って積まれた
場合、フロント側の分担軸重がマイナスとなり、フロン
ト側の車体フレームが浮き上がり、前軸と車体フレーム
間が広がることがある。さらに、積荷の積載時、ばね系
のリバウンド等によってストロークが上下方向に振幅す
ることがある。

【００２４】このため、ストロークセンサ７０は、図４
に示すようにフォトインタラプタ８９を遮光板の２箇所
に設けることが望ましい。この２つのフォトインタラプ
タ８９，８９は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に示すように
位相をずらしてある。つまり、遮光板８５がプラス方向
に回転する場合は、図５（Ａ）に示すように、周期Ｔに
おいて、第１フォトインタラプタ８９ａが１（ＯＮ）状
態の間に第２フォトインタラプタ８９ｂが０（ＯＦＦ）
状態となる。すなわち、図５（Ａ）の状態では、たわみ
ストロークがプラスの状態であることが検知できる。

【００２５】また、遮光板８５がマイナス方向に回転す
る場合は、図５（Ｂ）に示すように、周期Ｔにおいて第
１フォトインタラプタ８９ａが１（ＯＮ）状態の間に第
２フォトインタラプタ８９ｂが０（ＯＦＦ）状態とな
る。すなわち、図５（Ｂ）の状態では、たわみストロー
クがマイナスの状態であることが検知できる。

【００２６】なお、ストロークセンサはその他差動変圧
器式、超音波式等、種々のセンサを適用して構成するこ
とが可能である。図６に主制御部５０の内部構成ブロッ
ク図を示す。

【００２７】同図において、主制御部５０は、中央処理
装置５１（ＣＰＵ；CETRAL PROCESSING UNIT,以下ＣＰ
Ｕと記す），読み出し／書き込みメモリ５３（ＲＡＭ;R
ANDOMACCESS MEMORY、以下ＲＡＭと記す）、読み出し専
用メモリ５４（ＲＯＭ；READONLY MEMORY,以下ＲＯＭと
記す）、入出力装置５６（Ｉ／Ｏ；INPUT/OUTPUT，以下
Ｉ／Ｏと記す）を備え、これらはバスにより接続する。

【００２８】ここで、Ｉ／Ｏ（５６）には前記各ストロ
ークセンサ７０及び各車輪のブレーキ力を制御するブレ
ーキ系１００を接続する。ＲＡＭ５３は、後述するばね
定数値を格納するため、車両電源以外の電源によってデ
ータをバックアップすることが望ましい。このため本実
施例では、バッテリーバックアップ機能付のＲＡＭか、
あるいは電気的書換え可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ；ELEC
TRICALLY ERASABLE PROGRAMMBLE ＲＯＭ，以下、ＥＥＰ
ＲＯＭと記す）または、強電誘性のＲＡＭであるＦＲＡ
Ｍ（登録商標：RAMTRON INTERNATIONAL CORPORATION）
等を使用する。

【００２９】ＲＯＭ５４には、前記較正プログラム及び
測定実行プログラムを格納する。これらのプログラム内
容についての詳細な説明は後述する。また、前記較正プ
ログラムと測定実行プログラムとの読み出し・実行は、
外部からのスイッチ操作により切換える。

【００３０】次に、主制御部５０における動作過程を説
明する。図７は主制御部５０における較正プログラムの
実行フローである。外部のオペレータにより、較正プロ
グラムの実行スイッチが作動されると、主制御部５０は
車両に積荷が積まれていない状態での各ストロークセン
サ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆか
らの信号で基準点（０点）補正を行う（ステップ１０
１）。この後に重量の判明している第１の荷を、図２に
示す荷台の縦方向中心線ＣＬ上に積載し、各ストローク
センサ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０
ｆからのストロークデータを取り込む。さらに、第１の
荷とは重量の異なった第２の荷を荷台の縦方向中心線Ｃ
Ｌ上に積載し、ストロークデータを取り込む（ステップ
１０２）。次に、ＲＯＭ５４に予め格納してある車両の
諸元データを読み込み、この諸元データに基づき、左輪
側前軸ＦＬ、右輪側前軸ＦＲ、左輪側第１後軸ＲＦＬ、
右輪側第１後軸ＲＦＲ、左輪側第２後軸ＲＲＬ、右輪側
第２後軸ＲＲＲの各軸の分担重量を計算する（ステップ
１０３）。そして、これら各軸のストロークデータと分
担重量の値から、各軸と車体フレーム３間におけるばね
定数を計算する（ステップ１０４）。前記ばね定数は、
車体フレームのたわみ等を含んだばね系のばね定数であ
る。

【００３１】このステップ１０４で計算された各軸のば
ね定数は、ＲＡＭ（あるいはＥＥＰＲＯＭまたはＦＲＡ
Ｍ）５３に格納する。ここで、ステップ１０３における
分担重量の計算例を示す。

【００３２】各軸の分担重量の計算は、車両の車軸間の
寸法、荷台寸法、荷重合成中心寸法、基準となる荷重、
荷重の分布等の値から、前軸中心の荷重モーメントを算
出し、この荷重モーメントを前軸と荷重合成中心間の距
離で除して、後軸の負荷荷重を求める。

【００３３】例えば、図９に示すように、前１軸、後２
軸を有する車両において、全長が11,850mm、前端と前軸
間が1,430mm、前軸と第１後軸間が5,600mm、第１後軸と
第２後軸間が1,300mm、後端と第２後軸が3,520mm、荷台
長さが9,400mm、前軸と荷重合成中心間が6,070mm、の場
合の分担荷重の計算を以下に示す。

【００３４】仮に荷重８トンを荷台の縦方向中心線上の
８箇所に１トンずつ分けて均等積載したとすると（１番
目の荷は前軸から2,540mm、２番目以下は900mmずつ距離
をおいて順次積載することとする）、各荷重のモーメン
トの合計は、45.52トンとなる。この値を前軸と荷重合
成中心間の距離で除すと、後軸の負荷荷重が算出される
（45.52t×ｍ÷6.07ｍ＝7.50t）。

【００３５】次に、第２後軸の負荷荷重を求めるため、
後軸の負荷荷重に次の値を乗ずる。すなわち、第１後軸
と第２後軸間の距離を２分した値から、荷重合成中心位
置と第１後軸〜第２後軸の中心位置との間の距離を減算
し、この値を両後軸間の距離で除した値を、後軸の負荷
荷重に乗ずる（7.50t×(650-180)／1,300＝2.70t）。

【００３６】さらに、後軸負荷荷重から第２後軸の負荷
荷重を減算して、第１後軸の負荷荷重を計算する（7.50
t−2.70t＝4.80t）。また、前軸の負荷荷重は、総積載
重量から後軸の負荷荷重を減算して求める（8.00t−7.5
0t＝0.50t）。

【００３７】そして、荷重は荷台の縦方向中心線上に積
載したため、車両のそれぞれの軸の左右輪軸は、左右同
一の負荷荷重となる。したがって、前軸、第１後軸、第
２後軸のそれぞれの負荷荷重を２分して、各車輪軸の負
荷荷重を算出する（0.50t÷２＝0.25t、4.80t÷２＝2.4
0t、2.70t÷２＝1.35t）。

【００３８】また、前記ステップ１０４における各軸Ｆ
Ｌ、ＦＲ、ＲＦＬ、ＲＦＲ、ＲＲＬ、ＲＲＲと車体フレ
ーム３間のばね定数の計算は、次のように行う。ここで
は、左輪側前軸ＦＬ部分でのばね定数Ｋ₁ について示
す。

【００３９】図１０に表すように、ステップ１０３にお
いて検出した第１の荷重でのストローク量（Ｓ₁ ）と荷
重（Ｗ₁ ）、第２の荷重でのストローク量（Ｓ₂ ）と荷
重（Ｗ₂ ）の値から、Ｗ＝f(S)を導き出し、Ｋ₁ の値を
求める。

【００４０】以下同様にして、右輪側前軸ＦＲにおける
ばね定数Ｋ₂ 、左輪側第１後軸ＲＦＬにおけるばね定数
Ｋ₃ 、右輪側第１後軸ＲＦＲにおけるばね定数Ｋ₄ 、左
輪側第２後軸ＲＲＬにおけるばね定数Ｋ₅ 、右輪側第２
後軸におけるばね定数Ｋ₆ を算出する。

【００４１】図８は主制御部５０における測定実行プロ
グラムの実行フローである。外部のオペレータにより、
測定実行プログラムの実行スイッチが作動されると、主
制御部５０は車両に積荷が積載されていない状態での各
ストロークセンサ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７
０ｅ，７０ｆからの検出信号で基準点（０点）補正を行
う（ステップ２０１）。この後に荷を積載し、左輪側前
軸ＦＬ、右輪側前軸ＦＲ、左輪側第１後軸ＲＦＬ、右輪
側第１後軸ＲＦＲ、左輪側第２後軸ＲＲＬ、右輪側第２
後軸ＲＲＲの各軸のストロークデータを取り込む（ステ
ップ２０２）。次に、前述の較正プログラムによってＲ
ＡＭ５３に格納されている各軸のばね定数Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ
₃，Ｋ₄，Ｋ₅，Ｋ₆を読み込み、Ｗ＝ｆ(S) から、左輪側
前軸ＦＬの分担重量Ｗ_FL，右輪側前軸ＦＲの分担重量Ｗ
_FR，左輪側第１後軸ＲＦＬの分担重量Ｗ_RFL，右輪側第
１後軸ＲＦＲの分担重量Ｗ_RFR，左輪側第２後軸ＲＲＬ
の分担重量Ｗ_RRL，右輪側第２後軸ＲＲＲの分担重量Ｗ
_RRR を計算する（ステップ２０３）。そして、各軸にか
かる重量Ｗ_FL，Ｗ_FR，Ｗ_RFL，Ｗ_RFR，Ｗ_RR _L，Ｗ_RRR を
加算して、総積載重量ΣＷｘを計算するとともに、積載
限度重量値から総積載重量ΣＷｘを減算して積載可能重
量を計算する（ステップ２０４）。次に、前記各軸の分
担重量同士を比較して、左右輪間の重量差を計算すると
ともに前後輪間の重量差を計算し、これらの重量差が予
め入力してある許容重量差の範囲内であるか否かを計算
する（ステップ２０５）。そして、表示部６０に信号を
出力し、ステップ２０４にて計算した総積載重量及び積
載可能重量と、ステップ２０５にて計算した左右輪ある
いは前後輪間の重量差及び危険な偏積載であるか否かの
旨を表示する（ステップ２０６）。

【００４２】ここで、各軸の分担重量の値を利用するこ
とにより、各車輪のブレーキ力を制御して良好なブレー
キ制動を行う例を示す。図１７に示すように、ブレーキ
ペダル１４０を操作することにより発生した圧液は、ブ
レーキ制御系１００を介して各車輪のホイールシリンダ
９８に供給され、各車輪毎にブレーキ力が生ずる。

【００４３】主制御部５０は、各ストロークセンサ７０
からのストローク量の信号を入力して各車軸の分担輪重
（積荷の分担重量と車両自重の分担自重とを加算した重
量）を演算し、この各軸の分担輪重に基づいて指示信号
を制御部５０ａから前記ブレーキ制御系１００に出力
し、各車輪のホイールシリンダ９８に供給されるブレー
キ液圧を個別に制御するようになっている。このブレー
キ制御にあっては、予め各ストロークセンサ７０の基準
点（０点）における車両の分担自重を主制御部５０のＲ
ＡＭ５３内に格納しておくこととする。

【００４４】例えば、車両の旋回中にブレーキ制動を行
った場合は、遠心力によって外側の車輪に多くの重量が
かかるため、主制御部５０は、各ストロークセンサ７０
からの情報に基づき、外輪側のホイールシリンダ９８に
内輪側よりも多くのブレーキ圧液を供給する。この結
果、車両は安定したブレーキ制動を行うことが可能とな
り、重量負荷の少なくなった内輪がロックする虞れもな
くなり、オーバーステアを防止することもできる。な
お、主制御部５０からブレーキ制御系１００への制御
は、１秒間に数回程度更新することが好ましい。また、
分担輪重が分担自重より少ない場合（急カーブや急勾配
における走行中、あるいは急ブレーキ作動時）のため
に、ストロークセンサ７０のマイナスストロークにおけ
る輪重を予め計測し、ＲＡＭ５３内に記憶させておくよ
うにしてもよい。

【００４５】以上のように本実施例によれば、較正プロ
グラムにより得られるばね定数（Ｋ）を用いて各軸での
分担重量計算を行うことにより、計測時点での各アクス
ルにおけるばねの疲労状態を考慮して正確な分担重量、
さらには総積載重量及び偏積載であるか否かの算出が可
能となる。

【００４６】なお、前述の較正プログラムは、本実施例
では外部からのオペレータの実行指示（較正プログラム
実行外部スイッチ等）により、随時実行されるようにし
たが、制御部にタイマ及び警報装置を備えておき、一定
時間経過毎にオペレータに較正時期であることを知らせ
るようにしてもよい。あるいは、所定距離を走行した際
に、オペレータに較正時期であることを表示するように
してもよい。

【００４７】また、各アクスル（各輪軸）に適正な比率
で荷重が分担されるように、荷台上の積荷の修正すべき
位置を表示部６０に表示（例えば「後方の荷を左寄りに
修正」「前方の荷を後方寄りに修正」等の表示）するよ
うにしてもよい。

【００４８】さらに、本実施例によれば、高重量がかか
る車輪には強力なブレーキ力を発揮させるとともに、低
重量しかかからない車輪には弱いブレーキ力を与えるの
で、車両の走行安定性を大きく向上することができる。＜実施例２＞実施例２を図１１〜図１６を中心に説明す
る。なお、実施例１と同様の部分は説明を省略する。

【００４９】本実施例２は、タンクローリー車や屋根が
固定されているバン等のように、較正プログラムの実行
に際して、荷台に基準積荷を積載することが困難な車両
に対しても適応できる例を示すものである。

【００５０】前記車両の前軸Ｆと後軸ＲＦ，ＲＲの間に
おけるフレーム３にはクランプ１５が着脱自在に設けら
れる。このクランプ１５は車両の前後方向に配置された
左右のメインフレーム３ａ，３ｂに夫々取り付けられる
ようになっている。その構造は図１３及び図１４に示す
ように、断面「コ」字状に形成した把持部１５ｄに２本
の締着具１５ｂを螺入し、この締着具１５ｂに締着板１
５ａを設けたものである。前記締着具１５ｂはハンドル
を有する螺桿となっており、これを回すことにより前記
締着板１５ａを把持部１５ｄ内に突出させることができ
るようになっている。

【００５１】把持部１５ｄの内面にはパッド１５ｅが貼
着されており、左右のメインフレーム３ａ、３ｂに取り
付けた際に傷をつけないように構成されている。前記締
着具１５ｂ、１５ｂの間にはフック１５ｃが固定され、
ワイア９０が係止することができるように構成されてい
る。

【００５２】前記クランプ１５は応力付加部５により鉛
直下方向に引き下げられるものである。この応力付加部
５は図１２、図１３、及び図１５に示すように、基盤９
２上に設けられるものであり、基盤９２に固定された滑
車９と、水平方向に伸縮し一端が地上側に固定された油
圧シリンダ装置１７と、前記クランプ１５、滑車９、油
圧シリンダ装置１７を連結するワイア９０とを備えてい
る。

【００５３】即ち、前記滑車９は図１３に示すように、
基盤９２にスライドレール９ａ，９ｂを平行に配置し、
これらスライドレール９ａ，９ｂ間に滑車基台９ｃをス
ライド自在に設け、この滑車基台９ｃにプーリ９ｄを回
転自在に取り付けたものである。

【００５４】前記油圧シリンダ装置１７は応力付加部５
を制御する主制御部５０からの指令により図示しない油
圧駆動系を介して伸縮動作するようになっている。前記
ワイア９０は滑車９を通して張架されており、その一端
は前記したようにフック１５ｃに係止されており、ワイ
ア９０の他端はターンバックル５ａ，５ｂを介して前記
油圧シリンダ装置１７に接続されている。前記油圧シリ
ンダ装置１７は前記滑車９と同様に、基盤９２にスライ
ドレール１７ａ，１７ｂを平行に配置し、これらスライ
ドレール１７ａ，１７ｂ間に油圧シリンダ装置１７の基
端１７ｃをスライド自在に取り付けたものである。

【００５５】これにより、前記滑車９と油圧シリンダ装
置１７は矢示Ｆ方向に自在に移動することができ、車両
の任意位置を鉛直方向に引くことができるように構成さ
れている。

【００５６】前記主制御部５０は、前記応力付加部５を
制御するとともに前記各ストロークセンサ７０からの検
出信号を入力して演算処理するように構成されている。
車両へ与えられる荷重と、各軸とフレーム３間における
たわみ量との関係を計測するに際しては、はじめにクラ
ンプ１５を車両の前後方向に配置された左右のメインフ
レーム３ａ，３ｂに夫々取り付ける。取り付けの際には
まず、断面「コ」字状に形成した把持部１５ｄを夫々左
右のメインフレーム３ａ，３ｂに取り付け、この後、２
本の締着具１５ｂを回して左右のメインフレーム３ａ，
３ｂに固定する。

【００５７】これにより締着板１５ａと把持部１５ｄと
の間で左右のメインフレーム３ａ，３ｂを挟持すること
でクランプ１５が固定される。このクランプ１５には前
記したようにワイア９０が張設されており、前記夫々の
油圧シリンダ装置１７を動作させることで左右のメイン
フレーム３ａ，３ｂを鉛直下方向に引き下げられる。こ
こで、左右のメインフレーム３ａ，３ｂを同一の応力に
より引き下げることにより、左右輪には同一の負荷がか
かることとなる。

【００５８】このように、実施例２によれば、荷台の任
意箇所に任意量の荷重を簡易にかけることができるた
め、前記較正プログラムの実行を容易に行うことが可能
となる。

【００５９】

【発明の効果】本発明の車両の積載重量計測システムに
よれば、ばね系の経年変化の影響を較正しつつ常に正確
な積載重量の算出を可能とするとともに、車両の偏積載
を正確に検知することができる。また、車両の積載重量
計測システムを容易に実行する応力付加装置を得ること
ができる。さらに、車両の走行安定性を向上することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概略構成図

【図２】実施例の概略平面図

【図３】実施例の光学式ストロークセンサの概略構成図

【図４】実施例の光学式ストロークセンサのセンサ部を
示す図

【図５】（Ａ）図４の遮光板がプラス方向に回転してい
る場合のフォトインタラプタのパルス信号を示す図（Ｂ）図４の遮光板がマイナス方向に回転している場合
のフォトインタラプタのパルス信号を示す図

【図６】主制御部のブロック図

【図７】主制御部における較正プログラムの実行フロー
チャート図

【図８】主制御部における測定実行プログラムの実行フ
ローチャート図

【図９】車両の諸元データを示す図

【図１０】各軸におけるたわみストローク量と分担重量
との関係を示す図

【図１１】本発明の実施例２を示す全体の側面図

【図１２】実施例２を示す要部側面図

【図１３】実施例２を示す応力付加部周辺の斜視図

【図１４】実施例２を示す応力付加部の部分的斜視図

【図１５】実施例２を示す車両とワイアとの関係の背面
図

【図１６】実施例２を示す車両とワイアとの関係の底面
図

【図１７】実施例２を示すブレーキ制御系の周辺のブロ
ック図

【符号の説明】

１・・トラック３・・車体フレーム３ａ・・右メインフレーム３ｂ・・左メインフレーム５・・応力付加部９・・滑車１０・・（前軸の）サスペンションスプリング１０ａ・・（前軸の左輪側）サスペンションスプリング１０ｂ・・（前軸の右輪側）サスペンションスプリング１５・・クランプ１７・・油圧シリンダ装置２０・・（第１後軸の）サスペンションスプリング２０ａ・・（第１後軸の左輪側）サスペンションスプリ
ング２０ｂ・・（第１後軸の右輪側）サスペンションスプリ
ング３０・・（第２後軸の）サスペンションスプリング３０ａ・・（第２後軸の左輪側）サスペンションスプリ
ング３０ｂ・・（第２後軸の右輪側）サスペンションスプリ
ング５０・・主制御部５０ａ・・制御部５１・・中央処理装置（ＣＰＵ）５３・・読み出し／書き込みメモリ５３（ＲＡＭ）５４・・読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５６・・入出力装置（Ｉ／Ｏ）６０・・表示部７０・・ストロークセンサ７０ａ・・（左前軸の）ストロークセンサ７０ｂ・・（右前軸の）ストロークセンサ７０ｃ・・（左第１後軸の）ストロークセンサ７０ｄ・・（右第１後軸の）ストロークセンサ７０ｅ・・（左第２後軸の）ストロークセンサ７０ｆ・・（右第２後軸の）ストロークセンサ７７・・フォトインタラプタ８０・・光学式ストロークセンサ８３・・センサ部８５・・遮光板８９・・フォトインタラプタ９０・・ワイア９８・・ホイールシリンダ１００・・ブレーキ制御系Ｆ・・前軸ＦＬ・・左輪側前軸ＦＲ・・右輪側前軸ＲＦ・・第１後軸ＲＦＬ・・左輪側第１後軸ＲＦＲ・・右輪側第１後軸ＲＲ・・第２後軸ＲＲＬ・・左輪側第２後軸ＲＲＲ・・右輪側第２後軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷物運搬用車両に積載された荷重を計測
するシステムであって、各車輪を支持するそれぞれのアクスルとフレーム間に設
けられ、各アクスルとフレーム間におけるたわみ量を検
出するストロークセンサと、前記ストロークセンサからの検出信号を入力し演算処理
する主制御部と、前記主制御部における演算処理ステップを指示する較正
プログラム及び測定実行プログラム、演算処理過程で生
成されるデータ、を格納する記憶部と、前記主制御部における演算処理結果を出力する表示部と
を有し、前記主制御部は前記較正プログラムに基づいて、（Ａ）
予め重量が判明している重量差のある２種以上の基準積
荷を荷台の縦中央線上の所定位置に積載して各ストロー
クセンサからの検出信号に基づいてストローク量（Ｓ）
を取り込むステップと、（Ｂ）予め登録されている車両
諸元および荷台の所定位置から車両の各アクスルにおけ
る分担重量（Ｗ）を計算するステップと、（Ｃ）前記ス
トローク量（Ｓ）と前記分担重量（Ｗ）とからそれぞれ
のアクスルとこれに対応するフレーム間のバネ系の関数
Ｗ＝f(S)の定数項（以下これをバネ定数（Ｋ）と呼ぶ）
を計算するステップと、を順次実行し、これによって得
られた各アクスルとフレーム間のバネ定数（Ｋ）を前記
記憶部に記憶するとともに、前記主制御部は、前記測定
実行プログラムに基づいて、（１）車両の積荷が積まれ
ていない状態の各ストロークセンサからの検出信号で基
準点（０点）補正を行うステップと、（２）車両に積荷
が積載された状態で各ストロークセンサからの検出信号
に基づくストロークデータ（Ｓｘ）を取り込むステップ
と、（３）各ストロークセンサの設置部位における積荷
の分担重量（Ｗｘ）を前記較正プログラムによる演算で
得られたバネ定数（Ｋ）を基に計算するステップと、
（４）積荷の総重量（ΣＷｘ）を計算するステップと、
（５）各ストロークセンサの設置部位における分担重量
（Ｗｘ）を他のストロークセンサの設置部位における分
担重量（Ｗｘ）と比較するステップと、を順次実行する
車両の積載重量計測システム。
【請求項２】荷物運搬用車両に積載された荷重を計測
するシステムであって、各車輪を支持するそれぞれのアクスルとフレーム間に設
けられ、各アクスルとフレーム間におけるたわみ量を検
出するストロークセンサと、前記ストロークセンサからの検出信号を入力し演算処理
する主制御部と、前記主制御部における演算処理ステップを指示する較正
プログラム及び測定実行プログラム、演算処理過程で生
成されるデータ、を格納する記憶部と、前記主制御部における演算処理結果を出力する表示部
と、車両の前後方向に配置された左右のフレームを鉛直下方
向に引き下げる応力付加装置とを有し、前記主制御部は前記較正プログラムに基づいて、（Ａ）
前記応力付加装置が２種以上の基準応力により前記左右
のフレームを鉛直下方向に引き下げ、各ストロークセン
サからの検出信号に基づいてストローク量（Ｓ）を取り
込むステップと、（Ｂ）予め登録されている車両諸元お
よびクランプの所定位置から車両の各アクスルにおける
分担重量（Ｗ）を計算するステップと、（Ｃ）前記スト
ローク量（Ｓ）と前記分担重量（Ｗ）とからそれぞれの
アクスルとこれに対応するフレーム間のバネ系の関数Ｗ
＝f(S)の定数項（以下これをバネ定数（Ｋ）と呼ぶ）を
計算するステップと、を順次実行し、これによって得ら
れた各アクスルとフレーム間のバネ定数（Ｋ）を前記記
憶部に記憶するとともに、前記主制御部は、前記測定実行プログラムに基づいて、
（１）車両の積荷が積まれていない状態の各ストローク
センサからの検出信号で基準点（０点）補正を行うステ
ップと、（２）車両に積荷が積載された状態で各ストロ
ークセンサからの検出信号に基づくストロークデータ
（Ｓｘ）を取り込むステップと、（３）各ストロークセ
ンサの設置部位における積荷の分担重量（Ｗｘ）を前記
較正プログラムによる演算で得られたバネ定数（Ｋ）を
基に計算するステップと、（４）積荷の総重量（ΣＷ
ｘ）を計算するステップと、（５）各ストロークセンサ
の設置部位における分担重量（Ｗｘ）を他のストローク
センサの設置部位における分担重量（Ｗｘ）と比較する
ステップと、を順次実行する車両の積載重量計測システ
ム。
【請求項３】前記主制御部は、前記車両のブレーキ制
御系を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記各ストロークセンサの設置部位にお
ける分担重量（Ｗｘ）に応じてブレーキ制御系における
車輪毎のブレーキ力を制御することを特徴とする請求項
１あるいは請求項２記載の車両の積載重量計測システ
ム。
【請求項４】前記主制御部は、前記車両のブレーキ制
御系を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記各アクスルにおける、積荷の分担重
量（Ｗｘ）と車両自重の分担自重を加算した重量（以
下、分担輪重という）に応じてブレーキ制御系における
車輪毎のブレーキ力を制御することを特徴とする請求項
１あるいは請求項２記載の車両の積載重量計測システ
ム。
【請求項５】地上側に固定された滑車と、水平方向に
伸縮し一端が地上側に固定された油圧シリンダ装置と、
一端を前記油圧シリンダ装置側に連結するとともに前記
滑車を介して他端を車両のフレームに取り付けられるク
ランプに連結するワイアとを備え、前記油圧シリンダ装
置の作動により前記クランプを鉛直下方向に引き下げて
車両に下方向への負荷をかけることを特徴とする車両の
積載重量計測システムの応力付加装置。