JPH109937A - 車両荷重測定装置 - Google Patents

車両荷重測定装置

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JPH109937A
JPH109937A JP8183990A JP18399096A JPH109937A JP H109937 A JPH109937 A JP H109937A JP 8183990 A JP8183990 A JP 8183990A JP 18399096 A JP18399096 A JP 18399096A JP H109937 A JPH109937 A JP H109937A
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一恭 上原
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眞哉 松浦
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化により荷重センサ出力が変化しても
容易にこれを補正し、積載重量や車両重量を測定する装
置。 【解決手段】 温度変化によりセンサ検出出力が変化し
た場合のように出力変化が小さい時には、最新のセンサ
検出出力に対しても温度変化前と同じ荷重演算値を出力
するように補正処理を行なう。一方変化が大きい場合に
は補正は行なう事なく最新のセンサ検出出力を取込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はトラック等の荷物を
搭載する車両において、例えば荷物の積載量あるいはこ
れに自重を加えた車両総重量等の車両荷重を測定する車
両荷重測定装置に係り、特に荷重センサを車両の構成部
品の適宜位置に取り付けて車両の荷重を検出し、例えば
車両の積載量、総重量等を測定する車両荷重測定装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年トラック等の大型車両に対し過積載
を防止するために、車両自体に直接荷重測定装置を組込
み、運転者や積荷業者が容易に積載量を判断できるよう
にする事を検討している。たとえば実開平6−6975
9号や本出願人が先に出願した特願平7ー273524
において、図5に示すように、リーフスプリング26
a、26bによるサスペンション構造を有する大型車両
において、積荷及び/又は車両の自重を測定するため、
積荷等の重量による荷重を受ける部材、つまり前輪25
側は、ブラケット31とシャックル32とを結合するシ
ャックルピン34、後輪20側はトラニオンブラケット
2に支承されるトラニオンシャフト3に磁歪式センサや
歪センサ等の荷重センサ7bR、7bLを取付け、これら
の部材に加わる車両荷重を検出する車両荷重測定装置を
提案している。
【0003】即ち、図6及び図5に示すように前輪25
側の荷重は、車両のサスペンション(リーフスプリン
グ)26aと、荷台フレーム1側のブラケット31とを
ブッシュ33を介して結合するシャックルピン34の中
心線上に、軸方向に沿って軸穴6を穿設し、該軸穴6内
に一対の荷重センサ7a1、7a2を嵌合配置し、前輪2
5側の車両バネ上荷重に比例して変形するシャックルピ
ン34の歪を前記荷重センサ7a1、7a2で検知する。
尚、一対の荷重センサ7a1、7a2は左右夫々のシャッ
クルピン34に取り付けられており、従って後記実施例
に示す右前軸センサ出力fFR及び左前軸センサ出力fFL
は左右夫々のシャックルピン34に取り付けられた一対
の荷重センサ7a1、7a2出力の和となる。
【0004】一方後輪20側の荷重は、図7及び図5に
示すように、荷台フレーム1に取付けられたトラニオン
ブラケット2に嵌合されるトラニオンシャフト3の水平
軸部3aの中心線上に軸方向に沿って軸穴6を穿設し、
該軸穴6内に荷重センサ7bを嵌合配置し、後輪20側
の車両バネ上荷重に比例して変形するトラニオンシャフ
ト3の歪を前記荷重センサ7bで検知し、前記夫々のセ
ンサ7a、7bで得られた出力信号をアンプ41a、4
1bにより増幅して車両バネ上荷重を得、これにバネ下
荷重を加える等の演算処理をコントローラ40で行な
い、車両荷重や積載荷重を測定し、必要に応じ表示装置
42に表示するものである。尚後記実施例において荷重
センサ7bLのセンサ出力が左後軸センサ出力fRL、荷
重センサ7bRのセンサ出力が右後軸センサ出力fRR
なる。
【0005】そして前記コントローラ40においては、
前記車両荷重の検出信号、後述する各スイッチからの切
換え信号、車速センサ47からの車速の検出信号等の入
力信号に基づき、所定の処理を行い、積載量、車両の総
重量等の荷重演算値を運転室内の表示装置42に表示信
号として送るものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例においては、前記センサ7a、7bは車両の重量を受
けるシャックルピン34、トラニオンシャフト3等に貫
装されており、そしてこれらの部材は車両重量を受ける
必要上、いずれもボデイ下方のエンジン、排気管、等の
各種熱源の近傍に配置されているために、これらの熱が
シャックルピン34やトラニオンシャフト3に伝達し、
走行前後においてその熱伝導により、積載重量が同一で
あるにも拘らず歪量の変化が生じ、結果として荷重演算
値に変化が生じ、誤差要因となる。又前記熱源をシャッ
クルピン34やトラニオンシャフト3から遠ざけた位置
に配設したレイアウトを採用したとしても停車中若しく
は走行中における地面からの輻射熱や大気温度により前
記と同様に積載重量が同一であるにも拘らず歪量の変化
が生じ、結果として荷重演算値に変化が生じる場合があ
る。また、このように積載量が一定であるにも限らず、
温度変化に起因して荷重演算値が変動する現象は、上記
従来例のような磁歪式センサ、歪センサを使用するもの
に限らず、他の方式の荷重センサ(例えばエアスプリン
グの内圧を検知するもの)でも同様に生じる。
【0007】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、温
度変化が生じても常に精度良い積載重量や車両重量等を
測定し得る車両荷重測定装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記温度変動に
起因して生じる荷重センサの出力変化が、荷物の積下ろ
しの積載変化に基づいて生じる荷重センサの出力変化よ
り一般的に小さいことに着目したものである。即ち、請
求項1記載の発明は、荷重センサの検出出力に基づき所
定の演算式により荷重を演算する制御手段を備え、上記
制御手段は所定時点における荷重演算値を記憶し、上記
所定時点からの上記センサ検出出力の変化又は荷重演算
値の変化が所定値(第一の閾値)以下である時には最新
センサ検出出力に対応して上記記憶値が演算されるよう
上記演算式を補正することを特徴とするものである。
【0009】かかる発明によれば、温度変化によりセン
サ検出出力が変化した場合のように出力変化が小さい時
には、最新のセンサ検出出力に対しても温度変化前と同
じ荷重演算値が出力されるようになるので、温度変化に
よる誤差を的確に排除することができ、測定精度が向上
するし、変化が大きい場合には補正は行わないので、積
載量の大きな変化は確実に測定でき、実用性に優れる。
即ち、温度変化に起因して生じる荷重センサの出力変化
は、荷物の積下ろしの積載変化に基づいて生じる荷重セ
ンサの出力変化より一般的に小さい為に、前記出力変化
が例えば第1の閾値以下の場合は温度変動による荷重セ
ンサの出力変化とみなし、この場合は実際のセンサ検出
出力を取込んで演算することなく、出力変化が生じる前
の予め記憶された記憶値と同様の荷重測定値が得られる
よう上記演算を補正(置換も含む)する。そして前記前
記出力変化が第1の閾値以上の場合に、実際の荷重変化
とみなし、前記補正を行わずに、荷重測定値を前記記憶
値として記憶する。
【0010】請求項2記載の発明は、上記制御手段は、
所定時間毎に上記所定時点からの上記センサ検出出力の
変化又は荷重演算値の変化を演算して、上記センサ検出
出力の変化又は荷重演算値の変化が所定値以下である時
には最新センサ検出出力に対応して上記記憶値が演算さ
れるよう上記演算を補正するものである。
【0011】かかる発明によれば、温度変化に対する補
正のための処理は、所定時間毎に行うので、温度変化が
問題となり易い時間間隔に合わせた効率の良い処理を実
現できる。
【0012】更に請求項3記載の発明は、上記センサは
複数個設置され、上記制御手段は、全てのセンサの出力
変化が所定値以下であることを検知すると、最新のセン
サ検出出力に対応して上記記憶値が演算されるよう上記
演算を補正することを特徴とするものである。
【0013】かかる発明によれば、例えば荷物を車両の
一側に偏積載した場合、偏積載位置から遠ざかった位置
に配設されたセンサに前記第一の閾値を超えない場合が
あり、誤って温度変化用の補正が実行されてしまうよう
な事態を防止できる。好適には前軸と後軸の左右両軸に
夫々センサを配設し、全てセンサの出力変化が第一の閾
値以下であった場合のみに温度補正を行うように構成す
ることにより、積載量の変化があった場合に誤って温度
変化用の補正が実行されることを確実に防止できる。
【0014】更に請求項4記載の発明において、上記セ
ンサ周辺の温度を検知する温度検知手段を更に有し、上
記制御手段は、上記所定時点からの上記温度の変化が設
定値以上の場合は、センサ検出出力の変化又は荷重演算
値の変化が上記所定値(第一の閾値)より大きい第2所
定値(第二の閾値)以下である時に最新のセンサ検出出
力に対応して上記記憶値が演算されるように上記演算を
補正することを特徴とする。
【0015】温度変化による影響を排除することだけを
優先して前記第一の閾値を大きく設定すると、積載量が
大きく変化した場合でも積載なしと判断して前記温度補
正のみを行ってしまう場合がある。そこで本発明によれ
ば、温度検知手段とともに、第一の閾値と第二の閾値を
用意し、荷重センサ周辺の温度を温度検知手段により検
知し、その検知温度が所定レベル以下の場合は第一の閾
値を採用し、所定レベル以上の場合には第二の閾値を採
用して温度補正を行うものである。
【0016】かかる発明によれば、無用に余裕を持った
閾値を採用する必要がないために、言換えれば温度変化
が大きい時には出力変化に対する閾値も大きい第二の閾
値を採用できるので、温度変化による誤差を温度変化の
度合に応じて的確に排除することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。図1には本発明の実施形態としての車両荷
重等測定装置のブロック図を示し、7a、7bは磁歪セ
ンサ等からなる荷重センサで、前記したように前輪側の
荷重センサ7aはシャックルピン34の軸穴内に、又後
輪側の荷重センサ7bはトラニオンシャフト3の水平軸
部内に挿設され、該センサ7a、7bからの車両荷重検
出信号をアンプ41a、41bにて増幅且つV/f変換
されてコントローラ40に入力可能に構成される。
【0018】そして前記コントローラ40には温度検知
センサ45、ブレーキ信号検知スイッチ46、車速セン
サ47、スタータスイッチ48、積載量表示スイッチ4
9等の各種信号が入力される。温度検知センサ45は前
輪25側はシャックルピン34の軸穴6、後輪20側は
トラニオンンシャフト3の軸穴6内に荷重センサ7a、
7bとともに夫々挿設され、該センサ近傍の温度を的確
に検知可能に構成されている。尚、後記する実施形態で
は簡単を記すために温度検知センサ45が1つの場合の
みの作用を示しているが、本来は夫々の荷重センサ7
a、7b毎に設けるのがよい。
【0019】スタ−タスイッチ48は該スイッチ48を
ONとすることにより、コントロ−ラ40側で車両荷重
や運転状態の測定等を開始するトリガ信号として機能す
る。積載量表示スイッチ49は、このスイッチ49をO
Nすることにより、車速センサ47よりの車速信号が
“0”の場合にのみ前記表示装置42の表示が積載量表
示に変わるようになっている。42は表示装置であり、
車速信号が“0”の場合に車両の積載量、総重量等の車
両荷重表示がなされ、車速信号が“0”以外、即ち走行
中の場合に種々の運転情報が切り換え可能に多重表示さ
れるように構成している。
【0020】又前記コントローラ40には、CPU等か
らなる中央制御部50とともに、各種センサ検出出力を
受けて種々の運転状態(各種センサ検出出力)を記憶す
る記憶手段52A、及び積載量表示スイッチ49のON
信号と車速検知センサの“0”信号を受けて中央制御部
50により演算され、車両の積載量、総重量等の車両荷
重を記憶する荷重記憶手段52Bを夫々設けている。又
前記荷重記憶手段52Bには荷重演算値Wとともに繰返
し検知タイミングより10秒前の荷重演算値W’、荷重
演算値W0を夫々記憶される記憶領域が設けられてい
る。
【0021】次にかかる実施形態に基づく荷重演算処理
動作を図2乃至図4に基づいて説明する。図2は荷重測
定ルーチンを示し、その動作を簡単に説明するに、初期
設定後、車速センサ47より車両が停止状態か走行状態
かを検出し、走行状態にあるときは荷重測定を行わな
い。(S21) 一方停止状態にあるときは夫々の荷重センサ7a、7b
の検出出力(|fFR、fFL 、fRR 、fRL)を検出し
(S22)、後述のセンサ出力記憶値(fFR0、f
FL0 、fRR0 、fRL0)との差(ΔfFR=(fFR
FR0)、ΔfFL=(fFL−fFL0)、ΔfRR=(fRR
RR0)、ΔfRL=(fRL−fRL0))を採る。(S2
3)
【0022】そして後記1)式に示すように、前記Δf
FR…に夫々前記荷重変換定数(A、B、C、D)を掛け
たものに後述の荷重演算記憶値W0を加えて最新の荷重
演算値Wを得る。(S24) W=W0+AΔfFR+BΔfFL+CΔfRR+DΔfRL…1) 尚、前記A、B、C、Dは夫々荷重センサ7a、7b検
出出力(周波数)を荷重演算値に変換するための定数で
ある。すなわち、荷重演算記憶値を記憶した時点からの
センサ出力の変化から荷重変化量を求めて、この荷重変
化量を荷重演算記憶値に加算することで、最新の荷重演
算値Wを求めている。その後は最新の荷重演算値Wに基
づいて表示装置42の表示を更新し(S25)、S21
以降の処理を繰り返す。図3は前述の荷重測定ルーチン
と並行して行なわれる補正処理を示すフローチャート図
で、先ずスタータスイッチ48がON→OFF、若しく
はOFF→ON切り換わった場合(S0)、図4に示す
温度補正を行う。(第1の温度補正)(S1) そして車速センサ47より車速が0km(停止状態)か
ら「>0km」(走行状態)に切り換わったか否かを判
断し(S2)、走行状態に切り換わった場合は、後記す
る荷重演算記憶値W0を10秒前の荷重演算値Wに変更
して記憶すると共に、センサ出力記憶値fFR0、fFL0
RR0、fRL0を10秒前のセンサ検出出力fFR、fFL
RR、fRLに変更して記憶する。(S3) このように、発進直前(発進10秒前)の荷重演算値及
びセンサ出力をそれぞれW0、fFR0、fFL0、fRR0、f
RL0として記憶する理由は、発進時の車両挙動の影響を
受けることなく積載完了時の状態を記憶して、その後の
再積載時における荷重測定の参照値として利用するため
である。
【0023】そして車速が発進時でない場合は、車速が
走行状態にあるか否かを判断し、走行状態にあるときは
振動歪が荷重センサ7a、7bに印加されるために、温
度補正は行わずに前記動作を繰返す。(S4)
【0024】一方、停車中にあるときは前記第1の温度
補正後、言換えればスタータスイッチ48がON→OF
F、若しくはOFF→ON切り換わった後、30分(t
0=30分)経過したか否かを判断し、30分経過した
時点でt0を0分にリセットした後、第2の温度補正を
行う。(S5) 以下前記動作を繰返し、車両停止中においてt0=30
分経過する毎に繰返し温度補正を行う。
【0025】次に温度補正動作について図4に基づいて
説明する。尚、図中の記号は下記の通りである。 fFR:右シャックルピンに挿設した前軸右センサの検出
出力(周波数) fFL:左シャックルピンに挿設した前軸左センサの検出
出力(周波数) fRR:右トラニオンシャフトに挿設した後軸右センサの
検出出力(周波数) fRL:左トラニオンシャフトに挿設した後軸左センサの
検出出力(周波数) fFR0:前軸右センサの検出出力記憶値 fFL0:前軸左センサの検出出力記憶値 fRR0:後軸右センサの検出出力記憶値 fRL0:後軸左センサの検出出力記憶値 T:現在の温度 T0:温度記憶値 W0:荷重演算記憶値(積載量) W:最新検出出力に基づく現在の荷重演算値(積載量)
【0026】なお、この実施例では温度変化に起因して
センサ出力変化が発生したことを判断するための基準
を、温度変化が3℃より小の場合は100Kgf(第1
の閾値)、3℃以上の場合は300Kgf(第2の閾
値)に夫々設定している。図4に基づいて温度補正処理
の流れを説明すると、温度センサよりの検出データによ
り現在の温度と温度記憶値(30分前の温度)の差(|
T−T0|)が3℃より小か否かを判定し(S11)、
3℃より小さい場合はこれに対応する閾値として第1の
閾値(100Kgf)を採用し、夫々の荷重センサ7
a、7bの30分前と現在の検出出力に対応する荷重変
化 「A×|fFR −fFR0 |、B×|fFL−fFL0|、
C×|fRR−fRR0|、D×|fRL−fRL0|」がいずれ
も第1の閾値(100Kgf)より小さい場合は(S1
2)、温度変動に基づく熱膨張(収縮)変化と看做し、
言換えれば前記夫々の荷重センサ7a、7bには熱膨張
(収縮)変化のみが生じ、積載量の変化が生じていない
ものと看做し、センサ出力記憶値をfFR0 、fFL0 、f
RR0 、fRL0 、温度記憶値T0 を現在のセンサ出力
FR、fFL、fRR、fRL、Tに変更して記憶する。(S
13) これにより前記荷重測定ルーチンにおける1)式で使用
するW0は更新されず、ΔfFR 、ΔfFL 、ΔfRR、Δ
RLを算出するためのfFR0、fFL0、fRR0、fRL0のみ
が最新値に更新されることになるので、ΔfFR、Δ
FL、ΔfRR、ΔfRLは0となり1)式からは荷重演算
記憶値W0 が演算値Wとして出力されることになり、実
質的に演算式が補正されることになる。すなわち、過去
の演算値W0に対して現在のセンサ出力を対応させて記
憶することにより、温度補正を行なっている。又荷重変
化 「A×|fFR −fFR0 |、B×|fFL−fFL0|、
C×|fRR−fRR0|、D×|fRL−fRL0|」のいずれ
か第1の閾値(100Kgf)より大きい場合は荷重演
算記憶値W0を最新の荷重演算記憶値Wに変更して記憶
し(S14)、その後にfFR0、fFL0、fRR0、fRL0
0を更新する。(S13) この場合は、W0、fFR0、fFL0、fRR0、fRL0が同時
に更新されるため、最新の荷重演算値Wを求めた時の状
況が記憶されることになり、以後の荷重測定の参照値と
して利用されることになるが、記憶される演算値とセン
サ出力との時期は一致しているため、温度補正は行なわ
れていない。
【0027】一方|T−T0|が3℃以上の場合は(S
11’)、これに対応する閾値として第2の閾値(30
0Kgf)を採用し、前記と同様に夫々の荷重センサ7
a、7bの30分前と現在の検出出力に対応する荷重変
化がいずれも第2の閾値(300Kgf)より小さい場
合は(S15)、温度変動に基づく熱膨張(収縮)変化
のみが生じ積載量の変化が生じていないものと看做し、
荷重演算記憶値W0の更新は行なわないで、fFR0、f
FL0、fRR0、fRL0、T0のみを更新し(S13)、これ
により最新の荷重演算値として記憶値W0が出力される
ようになり、温度補正が行なわれたことになる。又荷重
変化 「A×|fFR −fFR0 |、B×|fFL−f
FL0|、C×|fRR−fRR0|、D×|fRL−fRL0|」
のいずれか第1の閾値(300Kgf)より大きい場合
はW0と共にfFR0、fFL0、fRR0、fRL0、T0が更新さ
れ(S14、13)、その後の測定の参照値として利用
される(温度補正なし)。
【0028】ステップS13を終了した後は処理は一旦
終了し、再び温度補正処理が命令されると(30分後)
再び同様の処理がなされる。なお本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、例えば、他の場所に荷重セン
サを取り付けた場合やエアスプリングの内圧を検知する
方式のもの等にも同様に実施可能である。また、上記実
施例ではセンサ出力の変化を基に温度補正の実行を判断
するものとしたが、荷重演算値の変化(|W0−W|)
を基に判断を行なうようにしても良い。更に温度センサ
を省略して温度変化による閾値の変更を省略することで
コスト低減を図ることも可能である。
【0029】なお、また温度補正には上記実施例のほ
か、他の方法を用いることも当然可能である。例えば過
去のセンサ検出出力を記憶しておき、その記憶値に基づ
いて荷重測定値が得られるようにしても良いし、予め記
憶した荷重測定値を最新の荷重測定値として単純に置換
するようにしても良い。
【0030】
【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、温度
変化に起因して荷重センサに出力変化が生じても容易に
これを補正し、常に精度良い積載重量や車両重量を測定
し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る車両荷重測定装置のブ
ロック図であるである。
【図2】図2乃至図4は図1の実施形態に基づく荷重測
定を行う動作手順を示し、図2は荷重測定手順を示すフ
ローチャート図である。
【図3】補正処理を示すフローチャート図である。
【図4】温度補正を示すフローチャート図である。
【図5】本発明が適用される大型車両における車両荷重
の測定装置の構成図である。
【図6】上記車両における前輪側の荷重センサの取付部
近傍を示す断面図である。
【図7】上記車両における後輪側の荷重センサの取付部
近傍を示す断面図である。
【符号の説明】 3 トラニオンシャフト 7a、7b 荷重センサ 34 シャックルピン 40 コントロ−ラ 45 温度検知センサ 46 ブレーキ信号検知スイッチ 47 車速センサ 52B 荷重記憶手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の重量を受ける部材に取付けられた
    荷重センサにより車両の積載量、総重量等の車両荷重を
    検出するように構成された車両荷重等測定装置におい
    て、 上記センサの検出出力に基づき所定の演算式により荷重
    を演算する制御手段を備え、 上記制御手段は所定時点における荷重演算値を記憶し、
    上記所定時点からの上記センサ検出出力の変化又は荷重
    演算値の変化が所定値以下である時には最新センサ検出
    出力に対応して上記記憶値が演算されるよう上記演算を
    補正することを特徴とする車両荷重測定装置。
  2. 【請求項2】 上記制御手段は、所定時間毎に上記所定
    時点からの上記センサ検出出力の変化又は荷重演算値の
    変化を演算して、上記センサ検出出力の変化又は荷重演
    算値の変化が所定値以下である時には最新センサ検出出
    力に対応して上記記憶値が演算されるよう上記演算を補
    正することを特徴とする請求項1記載の車両荷重測定装
    置。
  3. 【請求項3】 上記センサは複数個設置され、 上記制御手段は、全てのセンサの出力変化が所定値以下
    であることを検知すると、最新のセンサ検出出力に対応
    して上記記憶値が演算されるよう上記演算を補正するこ
    とを特徴とする請求項1記載の車両荷重測定装置。
  4. 【請求項4】 上記センサ周辺の温度を検知する温度検
    知手段を更に有し、 上記制御手段は、上記所定時点からの上記温度の変化が
    設定値以上の場合は、センサ検出出力の変化又は荷重演
    算値の変化が上記所定値より大きい第2所定値以下であ
    る時に最新のセンサ検出出力に対応して上記記憶値が演
    算されるように上記演算を補正することを特徴とする請
    求項1記載の車両荷重測定装置。
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