KR20100106909A - 축 중량 계측 장치 및 축 중량 계측 방법 - Google Patents

축 중량 계측 장치 및 축 중량 계측 방법 Download PDF

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요스케 가와사키
히데시 니시다
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오므론 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 측정 결과의 정확성의 향상을 도모하면서, 부품 점수를 삭감 하여, 기기 비용을 절감하는 것이 가능한 축 중량 계측 장치를 제공한다.
축 중량 계측 장치는, 차축(201)에 마련된 한쪽 차륜(202a)의 중량을 계측하는 륜 중량 센서(2a)와, 차축(201)에 마련된 다른 쪽 측의 차륜(202b)의 중량을 계측하는 륜 중량 센서(2b)와, 연산부를 구비하고 있다. 륜 중량 센서(2b)는, 주행차 량의 주행 방향 X1에 있어서, 륜 중량 센서(2a)와 소정의 간격(D)을 두고 배치된다. 연산부는, 륜 중량 센서(2a)의 계측 결과를 2배로 함으로서, 차축(201)의 제 1의 중량치를 산출함과 동시에, 륜 중량 센서(2b)의 계측 결과를 2배로 하는 것에 의해, 차축(201)의 제 2의 중량치를 산출하여, 제 1의 중량치와 제 2의 중량치와의 평균치에 근거하여 차축(201)의 중량을 산출한다.

Description

축 중량 계측 장치 및 축 중량 계측 방법{Axle weight measuring apparatus and Axle weight measuring method}
본 발명은, 주행 차량의 차축의 중량을 계측하는 축 중량 계측 장치 및 축 중량 계측 방법에 관한 것이다.
종래, 주행 차량의 차축에 설치된 차륜의 중량을 계측하는 륜(輪) 중량계를 복수 구비한 축 중량 계측 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
상기 특허 문헌 1에는, 제 1 계측 위치에 배치되고, 주행 차량의 좌륜 중량을 계측하는 좌륜 중량계와, 제 1 계측 위치에 배치되고, 주행 차량의 우륜 중량을 계측하는 우륜 중량계와, 제 2 계측 위치에 배치되고, 주행 차량의 좌우 어느 쪽이나 한 쪽의 륜 중량을 계측하는 편륜 중량계와, 각 륜(바퀴) 중량계의 계측 결과에 근거하여, 차축의 중량을 산출하는 연산부를 구비한 축 중량 계측 장치가 개시되어 있다. 또한, 제 2 계측 위치는, 주행 차량의 주행 방향에 있어서, 제 1 계측 위치와 소정의 간격을 둔 위치이다.
상기 특허 문헌 1의 축 중량 계측 장치에서는, 연산부에 의해, 좌륜 중량계의 계측 결과 및 우륜 중량계의 계측 결과에 근거하여, 좌륜 중량 및 우륜 중량의 배분치가 산출된다. 그리고, 연산부는, 그 배분치와 편륜 중량계의 계측 결과에 근거하여, 제 2 계측 위치에 있어서 또한 한 쪽의 륜 중량치를 산출한다. 그 후, 연산부는, 좌륜 중량계의 계측 결과와 우륜 중량계의 계측 결과를 가산하는 것에 의해, 제 1 계측 위치에 있어서 축 중량치를 산출한다. 또, 연산부는, 편륜 중량계의 계측 결과와 또 한편의 륜 중량치를 가산하는 것에 의해, 제 2 계측 위치에 있어서 축 중량치를 산출한다. 그리고, 연산부는, 제 1 계측 위치에 있어서 축 중량치와 제 2 계측 위치에 있어서 축 중량치와의 평균치를 차축의 중량으로서 산출한다.
여기에서, 주행 차량은, 노면의 재질, 노면의 요철 및 서스펜션 등에 기인하여 진동한다. 이 때문에, 주행 차량의 축 중량은, 정지 상태 차량의 축 중량으로부터 변동한다. 그러면, 상기 특허 문헌 1의 축 중량 계측 장치에서는, 제 1 계측 위치에 있어서 축 중량치와 제 2 계측 위치에 있어서 축 중량치와의 평균치를 차축의 중량으로서 산출하는 것에 의해, 주행 차량의 진동에 기인하여 발생하는 측정 오차를 작게 하는 것을 가능하게 하고 있다.
특허 문헌 1 일본 특개2005－127941호 공보
그렇지만, 상기 특허 문헌 1에 개시된 종래의 축 중량 계측 장치에서는, 적어도 3개의 륜(輪) 중량계를 설치할 필요가 있기 때문에, 부품 점수를 삭감하는 것이 곤란한다는 문제점이 있다. 이것에 의해, 축 중량 계측 장치의 기기 비용 및 설치 비용의 절감을 도모하는 것이 곤란하다.
본 발명은, 상술한 과제를 해결하는 것으로서, 그 목적으로 하는 것은, 측정 결과의 정확성의 향상을 도모하면서, 부품 점수를 삭감하고, 기기 비용을 절감하는 것이 가능한 축 중량 계측 장치 및 축 중량 계측 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 축 중량 계측 장치는, 주행 차량의 차축의 중량을 계측하는 축 중량 계측 장치에 있어서, 차축에 설치된 한쪽의 차륜의 중량을 계측하는 제 1 계측 위치에 배치된 제 1 륜 중량계와, 차축에 설치된 다른 쪽 측의 차륜의 중량을 계측하는 제 2 계측 위치에 배치된 제 2 륜 중량계와, 제 1 륜 중량계의 계측 결과와 제 2 륜 중량계의 계측 결과에 근거하여 차축의 중량을 산출하는 연산부를 구비하고, 제 2 륜 중량계는, 주행 차량의 주행 방향에 있어서, 제 1 륜 중량계와 소정의 간격을 사이에 두고 배치되고, 연산부는, 제 1 륜 중량계의 계측 결과를 2배로 하는 것에 의해, 차축의 제 1의 중량치를 산출함과 동시에, 제 2 륜 중량계의 계측 결과를 2 배로 하는 것에 의해, 차축의 제 2의 중량치를 산출하고, 이들 제 1의 중량치와 제 2의 중량치와의 평균치에 근거하여, 차축의 중량을 산출한다.
이처럼 구성하는 것에 의해, 2개의 륜 중량계를 이용하여 차축의 중량을 산출하는 것에 의해, 3개의 륜 중량계를 설치한 경우와 비교하여, 부품 점수를 삭감할 수 있다. 또, 제 1의 중량치와 제 2의 중량치와의 평균치에 근거하여, 차축의 중량을 산출하는 것에 의해, 주행 차량의 진동에 기인하여 발생한 측정 오차를 작게 할 수 있기 때문에, 측정 결과의 정확성의 향상을 도모할 수 있다.
상기 축 중량 계측 장치에 있어서, 제 1 륜 중량계 및 제 2 륜 중량계는, 주행 차량의 주행 방향과 직교하는 방향에 있어서, 노면의 중앙부에서 서로 역방향으로 늘어나도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 주행 방향과 직교하는 방향에는, 주행 방향과 실질적으로 직교하는 방향도 포함한다.
상기 축 중량 계측 장치에 있어서, 차축의 중량은, 제 1의 중량치와 제 2의 중량치와의 평균치로서 산출할 수 있다.
또, 본 발명의 축 중량 계측 방법은, 주행 차량의 차축의 중량을 계측하는 축 중량 계측 방법에 있어서, 제 1 계측 위치에 배치된 제 1 륜 중량계에 의해, 차축에 설치된 한쪽의 차륜의 중량을 계측하는 공정과, 연산부에 의해, 제 1 륜 중량계의 계측 결과를 2 배로 하는 것에 의해, 차축의 제 1의 중량치를 산출하는 공정과, 주행 차량의 주행 방향에 있어서, 제 1 륜 중량계와 소정의 간격을 사이에 두고 배치된 제 2 륜 중량계에 의해, 차축에 설치된 다른쪽 측의 차륜의 중량을 계측하는 공정과, 연산부에 의해, 제 2 륜 중량계의 계측 결과를 2 배로 하는 것에 의해, 차축의 제 2의 중량치를 산출하는 공정과, 연산부에 의해, 이들 제 1의 중량치와 제 2의 중량치와의 평균치에 근거하여, 차축의 중량을 산출하는 공정을 구비한다.
이처럼 구성하는 것에 의해, 2개의 륜 중량계를 이용하여 차축의 중량을 산출하는 것에 의해, 3개의 륜 중량계를 이용하는 경우와 비교하고, 부품 점수를 삭감 할 수 있다. 또, 제 1의 중량치와 제 2의 중량치와의 평균치에 근거하여, 차축의 중량을 산출하는 것에 의해, 주행 차량의 진동에 기인하여 발생한 측정 오차를 작게 할 수 있기 때문에, 측정 결과의 정확성의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 측정 결과의 정확성의 향상을 도모하면서, 부품 점수를 삭감하고, 기기 비용을 절감하는 것이 가능한 축 중량 계측 장치 및 축 중량 계측 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 의한 주행 차량의 중량 계측 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 형태에 의한 주행 차량의 중량 계측 장치에 있어서 륜 중량 센서의 배치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시 형태에 의한 주행 차량의 중량 계측 장치의 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에서는, 주행 차량의 중량 계측 장치에 본 발명을 적용한 경우에 관하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 한 실시 형태에 의한 주행 차량의 중량 계측 장치(100)의 구성에 관하여 설명한다.
본 실시 형태에 의한 주행 차량의 중량 계측 장치(100)는, 도 1에 나타내듯이, 루프 코일(1a, 1b)과, 륜 중량 센서(2a, 2b)와, 연산 장치(3)를 구비하고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 루프 코일(1a, 1b)과, 륜 중량 센서(2a, 2b)가, 도 2에 나타내듯이, 주행 차량(200)이 통행하는 노면(300)에 설치된 경우에 관하여 설명한다.
주행 차량(200)은, 노면(300) 위를 화살표 X1 방향으로 주행한다. 또, 주행 차량(200)은, 복수(본 실시 형태에서는, 2개 )의 차축(201)을 갖고 있다. 이 차축(201)에는, 화살표 Y1 방향측(한 쪽 측)에 차륜(202a)이 설치됨과 동시에, 화살표 Y2 방향측(다른 쪽 측)에 차륜(202b)이 마련되어 있다.
루프 코일(1a, 1b)은, 화살표 X1 방향으로 늘어나는 노면(300)의 계측 영역(R)에 매설되어 있다. 이 루프 코일(1a, 1b)은, 주행 차량(200)의 주행 방향과 실질적으로 직교하는 방향(화살표 Y1 방향 및 화살표 Y2 방향)에, 노면(300)의 화살표 Y1 방향측의 단부 부근에서 화살표 Y2 방향측의 단부 부근까지 늘어나도록 형성되어 있다. 루프 코일(1a)은, 계측 영역(R)의 화살표 X2 방향측의 단부에 배치되어 있고, 주행 차량(200)이 계측 영역(R)에 진입한 것을 검출하기 위해 마련되어 있다. 루프 코일(1b)은, 계측 영역(R)의 화살표 X1 방향측의 단부에 배치되어 있고, 주행 차량(200)이 계측 영역(R)으로부터 퇴출된 것을 검출하기 위해 마련되어 있다.
륜 중량 센서(2a, 2b)는, 노면(300)의 계측 영역(R)에 매설되어 있다. 또한, 륜 중량 센서(2a, 2b)는, 각 각, 본 발명의 「제 1 계측 위치에 배치된 제 1 륜 중량계」 및「제 2 계측 위치에 배치된 제 2 륜 중량계」의 하나의 예이다. 륜 중량 센서(2b)는, 주행 차량(200)의 주행 방향(화살표 X1 방향)에 있어서, 륜 중량 센서(2a)와 소정의 간격(D)을 사이에 두고 배치되어 있다. 또, 륜 중량 센서(2a, 2b)는, 주행 차량(200)의 주행 방향과 실질적으로 직교하는 방향에 있어서, 노면(300)의 중앙부에서 서로 역방향으로 늘어나도록 배치되어 있다. 즉, 륜 중량 센서(2a)는, 주행 차량(200)의 주행 방향과 실질적으로 직교하는 방향에, 노면(300)의 중앙부에서 화살표 Y1 방향측의 단부 부근까지 늘어나도록 형성되어 있다. 또, 륜 중량 센서(2b)는, 주행 차량(200)의 주행 방향과 실질적으로 직교하는 방향에, 노면(300)의 중앙부에서 화살표 Y2 방향측의 단부 부근까지 늘어나도록 형성되어 있다. 따라서 륜 중량 센서(2a, 2b)는, 주행 차량(200)으로부터 보아, 계측 영역(R)에 있어 각각 좌측 및 우측으로 치우쳐 배치되어 있다. 이것에 의해, 륜 중량 센서(2a)는, 주행 차량(200)의 화살표 Y1 방향측의 차륜(202a)의 중량을 계측하도록 배치됨과 동시에, 륜 중량 센서(2b)는, 주행 차량(200)의 화살표 Y2 방향측의 차륜(202b)의 중량을 계측하도록 배치되어 있다.
연산 장치(3)는, 도 1에 나타내듯이, 차량 검출부(31)와, 신호 변환부(32)와, 연산부(33)와, 기억부(34)를 포함하고 있다. 연산 장치(3)는, 예를 들면, 노면측에 마련되어 있다. 또한, 륜 중량 센서(2a, 2b)와, 신호 변환부(32)와, 연산부(33)와, 기억부(34)에 의해, 축 중량 계측부(50)가 구성되어 있다.
차량 검출부(31)는, 루프 코일(1a, 1b)의 인덕턴스의 변화를 검출하는 것에 의해, 주행 차량(200)의 계측 영역(R)에 대한 진입 및 퇴출을 검출한다. 그리고, 차량 검출부(31)는, 주행 차량(200)의 계측 영역(R)에 대한 진입 및 퇴출에 관한 정보(이하, 「입퇴 정보」라고 칭함)를 연산부(33)로 출력한다.
신호 변환부(32)는, 륜 중량 센서(2a, 2b)로부터 입력된 신호에 대하여, 전류／전압 변환, 증폭, 및 A／D 변환을 행한다. 그리고, 신호 변환부(32)는, A／D 변환된 디지털 신호를 연산부(33)에 출력한다. 즉, 신호 변환부(32)는, 륜 중량 센서(2a)의 계측치에 대응하는 디지털 신호와, 륜 중량 센서(2b)의 계측치에 대응하는 디지털 신호를 연산부(33)에 출력한다.
연산부(33)는, 차량 검출부(31)로부터 입력된 입퇴 정보를 기억부(34)에 기록한다. 또, 연산부(33)는, 신호 변환부(32)로부터 입력된 디지털 신호에 근거하여, 차륜(202a)의 중량치 및 차륜(202b)의 중량치를 산출하고, 이러한 중량치를 기억부(34)에 기록한다. 그리고, 연산부(33)는, 주행 차량(200)의 차축(201)의 수, 각 차축(201)의 중량(축 중량), 주행 차량(200)의 총 중량 및 차축(201) 사이의 거리 등을 산출한다. 더 상세한 것에 대하여는 후술한다.
다음에, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 실시 형태에 의한 주행 차량의 중량 계측 장치(100)의 동작에 관하여 설명한다. 또한, 이 플로차트의 각 스텝은, 연산부(33)(도 1 참조)에 의해 실행된다. 또, 주행 차량의 중량 계측 장치(100)(도 1 참조)에서는, 이하의 동작이 반복하여 행해진다.
먼저, 주행 차량의 중량 계측 장치(100)에서는, 도 3의 스텝 S1에 있어서, 차량 검출부(31)(도 1 참조)에서 루프 코일(1a)(도 2 참조)이 주행 차량의 계측 영역(R)(도 2 참조)으로의 진입을 검출하였는지 아닌지가 판단된다. 그리고, 주행 차량이 계측 영역(R)에 진입하고 있지 않다고 판단된 경우에는, 스텝 S1이 반복 행해진다. 즉, 중량 계측 장치(100)는, 주행 차량이 계측 영역(R)에 진입할 때까지 대기한다. 그리고, 주행 차량이 계측 영역(R)에 진입했다고 판단된 경우에는, 입퇴 정보가 기억부(34)(도 1 참조)에 기록되고, 스텝 S2로 이전된다.
다음에, 스텝 S2에 있어서, 륜 중량 센서(2a 또는 2b)(도 2 참조)가 주행 차량의 륜 중량을 계측하였는지 아닌지가 판단된다. 구체적으로는, 신호 변환부(32)(도 1 참조)로부터 어느 일정 반응을 일으키는 최소의 물리량을 초과한 디지털 신호가 입력되었는지 아닌지가 판단된다. 그리고, 륜 중량 센서(2a 또는 2b)가 주행 차량의 륜 중량을 계측했다고 판단된 경우에는, 륜 중량치가 시간 정보 등과 동시에 기억부(34)에 기록되고, 스텝 S3으로 이전된다. 그 한편, 륜 중량 센서(2a, 2b)가 주행 차량의 륜 중량을 계측하고 있지 않다고 판단된 경우에는, 스텝 S4로 이전된다.
다음에, 스텝 S3에 있어서, 신호 변환부(32)로부터 입력된 디지털 신호(계측 결과)가 기억부(34)에 정상적으로 기록되었는지 아닌지가 판단된다. 그리고, 계측 결과가 기억부(34)에 정상적으로 기록되었다고 판단된 경우에는, 스텝 S4로 이전된다. 그 한편, 계측 결과가 기억부(34)에 정상적으로 기록되어 있지 않다고 판단된 경우에는, 스텝 S8에 있어서, 계측이 실패했다고 판단되고, 일련의 동작이 종료된다.
다음에, 스텝 S4에 있어서, 차량 검출부(31)에서 루프 코일(1b)이 주행 차량의 계측 영역(R)으로부터의 퇴출을 검출하였는지 아닌지가 판단된다. 그리고, 주행 차량이 계측 영역(R)으로부터 퇴출되어 있지 않다고 판단된 경우에는, 스텝 S5로 이전된다. 그 한편, 주행 차량이 계측 영역(R)으로부터 퇴출되었다고 판단된 경우에는, 입퇴 정보가 기억부(34)에 기록되고, 스텝 S6으로 이전된다.
다음에, 스텝 S5에 있어서, 주행 차량이 계측 영역(R)에 진입하고 나서 소정의 시간이 경과하였는지 아닌지가 판단된다. 그리고, 소정의 시간이 경과하고 있지 않다고 판단된 경우에는, 스텝 S2로 돌아온다. 그 한편, 소정의 시간이 경과했다고 판단된 경우에는, 스텝 S8에 있어서, 계측이 실패했다고 판단된 것에 의해 계측 결과가 소거되고, 일련의 동작이 종료된다.
또, 스텝 S4에 있어서 주행 차량이 계측 영역(R)으로부터 퇴출되었다고 판단된 경우에는, 스텝 S6에 있어서, 기억부(34)에 기록된 계측 결과가 있는지 아닌지가 판단된다. 그리고, 계측 결과가 있다고 판단된 경우에는, 스텝 S7로 이전된다. 그 한편, 계측 결과가 없다고 판단된 경우에는, 스텝 S8에 있어서, 계측이 실패했다고 판단되고, 일련의 동작이 종료된다.
다음에, 스텝 S7에 있어서, 기억부(34)에 기록된 계측 결과나 시간 정보 등에 근거하여, 주행 차량의 차축의 수, 각 차축의 중량, 주행 차량의 총 중량 및 차축간의 거리등이 연산부(33)에서 산출되어 일련의 동작이 종료된다.
여기에서, 스텝 S7에 있어서 축 중량 등의 산출 방법에 관하여 설명한다. 이 설명에서는, 도 2에 나타내듯이, 주행 차량(200)이 노면(300)의 계측 영역(R)을 통행한 경우에 관하여 설명한다.
이 경우에는, 주행 차량(200)이 계측 영역(R)에 진입하고 나서 퇴출되기 까지의 사이에, 륜 중량 센서(2a)에 의해, 주행 차량(200)의 앞쪽(화살표 X1 방향측)의 차축(201)에 설치된 차륜(202a)의 중량이 계측됨과 동시에, 주행 차량(200)의 뒤쪽(화살표 X2 방향측)의 차축(201)에 설치된 차륜(202a)의 중량이 계측되고 있다. 또, 륜 중량 센서(2b)에 의해, 주행 차량(200)의 앞쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202b)의 중량이 계측됨과 동시에, 주행 차량(200)의 뒤쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202b)의 중량이 계측되고 있다.
따라서 기억부(34)에는, 주행 차량(200)의 앞쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202a)의 중량치가, 그 차륜(202a)이 륜 중량 센서(2a) 위를 통과한 시간 정보와 동시에 기록되어 있다. 또, 기억부(34)에는, 주행 차량(200)의 앞쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202b)의 중량치가, 그 차륜(202b)이 륜 중량 센서(2b) 위를 통과한 시간 정보와 동시에 기록되어 있다. 또, 기억부(34)에는, 주행 차량(200)의 뒤쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202a)의 중량치가, 그 차륜(202a)이 륜 중량 센서(2a) 위를 통과한 시간 정보와 동시에 기록되어 있다. 또, 기억부(34)에는, 주행 차량(200)의 뒤쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202b)의 중량치가, 그 차륜(202b)이 륜 중량 센서(2b) 위를 통과한 시간 정보와 동시에 기록되어 있다.
그리고, 주행 차량(200)의 차축(201)의 수는, 주행 차량(200)이 계측 영역(R)에 진입하고 나서 퇴출되기 까지의 사이에, 륜 중량 센서(2a)에 의하여 2개의 차륜(202a)이 계측됨과 동시에, 륜 중량 센서(2b)에 의하여 2개의 차륜(202b)이 계측되어 있는 것으로부터 2개라고 산출된다.
또, 앞쪽의 차축(201)의 중량에 관해서는, 먼저, 앞쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202a)의 중량치를 2 배로 하는 것에 의해, 앞쪽의 차축(201)의 제 1의 중량치가 산출됨과 동시에, 앞쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202b)의 중량치를 2 배로 하는 것에 의해, 앞쪽의 차축(201)의 제 2의 중량치가 산출된다. 그리고, 앞쪽의 차축(201)의 제 1의 중량치와, 앞쪽의 차축(201)의 제 2의 중량치와의 평균치를 연산하는 것에 의해, 앞쪽의 차축(201)의 중량이 산출된다.
또, 뒤쪽의 차축(201)의 중량에 관해서는, 먼저, 뒤쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202a)의 중량치를 2 배로 하는 것에 의해, 뒤쪽의 차축(201)의 제 1의 중량치가 산출됨과 동시에, 뒤쪽의 차축(201)에 설치된 차륜(202b)의 중량치를 2 배로 하는 것에 의해, 뒤쪽의 차축(201)의 제 2의 중량치가 산출된다. 그리고, 뒤쪽의 차축(201)의 제 1의 중량치와, 뒤쪽의 차축(201)의 제 2의 중량치와의 평균치를 연산하는 것에 의해, 뒤쪽의 차축(201)의 중량이 산출된다.
또, 주행 차량(200)의 총 중량은, 앞쪽의 차축(201)의 중량과, 뒤쪽의 차축(201)의 중량을 가산하는 것에 의해 산출된다.
본 실시 형태에서는, 상기와 같이, 2개의 륜 중량 센서(2a, 2b)를 이용하여 차축(201)의 중량을 산출하는 것에 의해, 3개의 륜 중량 센서를 설치한 경우와 비교하고, 부품 점수를 삭감할 수 있다. 이것에 의해, 주행 차량의 중량 계측 장치(100)의 기기 비용 및 설치 비용의 절감을 도모할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 륜 중량 센서(2a, 2b)가 간격(D)을 사이에 두고 배치되고, 륜 중량 센서(2a)의 계측 결과와 륜 중량 센서(2b)의 계측 결과에 근거하여, 차축(201)의 중량을 산출하는 것에 의해, 주행 차량(200)의 진동에 기인하여 발생한 측정 오차를 작게 할 수 있기 때문에, 측정 결과의 정확성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 륜 중량 센서(2a)가 차륜(202a)의 중량을 계측함과 동시에, 륜 중량 센서(2b)가 차륜(202b)의 중량을 계측하는 것에 의해, 주행 차량(200)의 편하율 등에 기인하여, 측정 결과의 정확성이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 편하율이란, 좌우 방향(화살표 Y1 방향 및 화살표 Y2 방향)에 있어서 주행 차량(200)의 중량의 밸런스의 차이의 비율에 관한 것을 말한다. 또, 이 밸런스의 차이는, 주행 차량(200)에 적재한 짐 등의 영향에 의해 발생한다.
다음에, 륜 중량 센서(2a, 2b)의 간격(D)에 관하여 설명한다. 여기에서, n 책의 축 중량계의 계측 결과의 평균치를 산출하는 때에, 그 산출된 평균치에 포함된 측정 오차(PE)는, 이하의 ［수 1］ 및［수 2］에 나타내는 계산식에 의해 요구된다(일본 특개2004－271378호 공보 참조). 또한, 이 측정 오차(PE)는, 노면의 재질, 노면의 요철 및 서스펜션 등에 기인하여 주행 차량이 진동한 것에 의해 발생한다.
[수 1]
Figure pat00001
[수 2]
Figure pat00002
Xn은, n개 째의 축 중량계의 배치 위치이고, λ는, 주행 차량의 진동 파장이고, φ 는, 위상각이다. 그리고, 본 발명에서는, 2개의 륜 중량 센서(2a, 2b)가 배치되기 때문에, 측정 오차(PE)는, 이하의 ［수 3］에 나타내는 계산식에 의해 요구된다.
[수 3]
Figure pat00003
그리고, λ를 주행 차량의 속도에 따른 범위로 변화시키고, 또한, φ를 0 내지 2π 의 범위에서 변화시킨 시뮬레이션에 의해 측정 오차(PE)가 작아지는 간격(D)을 구했다.
여기에서, 주행 차량의 진동 주파수 f를, 1.5Hz 내지 4.5Hz 로 하였다. 또, 주행 차량의 속도 v를, 10km／h 내지 80km／h라고 하였다. 그렇다면, λ＝v／f인 것으로, 속도가 10km／h로, 진동 주파수 f가 4.5Hz인 주행차량의 진동 파장 λ는 약 617mm이고, 속도가 80km／h로, 진동 주파수 f가 1.5Hz 인 주행 차량의 진동 파장 λ는 약 14815mm이다.
그리고, 이 시뮬레이션에서는, 간격(D)을 어느 일정 기준에 따라 결정하고(예를 들면, 10mm 피치로 100 내지 10000mm의 사이에서 결정), 진동 파장 λ를 600mm 내지 15000mm의 범위에서 변화시키고, 또한, 위상 각 φ를 0 내지 2π의 범위에서 변화시켰다. 구체적으로는, 진동 파장 λ를 1.05n 마다 분할한 67 패턴(600× 1.05n (n은 0 내지 66))으로 변화시켰다. 그리고, 위상각 φ를 균등하게 분할한 32 패턴으로 변화시켰다. 따라서 합계 2144(67× 32)패턴에 관하여, 간격(D)마다 측정 오차(PE)를 산출했다. 그 결과, 간격(D)이 4.3m 내지 4.9m의 경우에, 측정 오차(PE)가 작아지는 것이 판명되었다. 즉, 간격(D)이 4.3m 내지 4.9m인 것이 바람직한 것으로 판명되었다.
또, 발명자가 행한 실험에 의해, 중량 계측 장치(100)의 계측 대상인 주행 차량(200)의 속도는, 40km／h 이하의 것이 바람직한 것으로 판명되었다.
본 발명은, 상술한 이외에도 여러 가지의 실시 형태를 채용할 수 있다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 노면(300)의 계측 영역(R)에 2개의 루프 코일(1a, 1b)를 설치한 예를 나타냈지만, 이것에 한정하지 않고, 노면(300)의 계측 영역(R)에 1개의 루프 코일을 설치하도록 하여도 좋다.
또, 상기 실시 형태에서는, 차축의 중량을, 제 1의 중량치와 제 2의 중량치와의 평균치로서 산출했지만, 이 평균치에 소정의 연산을 시행한 결과를 가지고 차축의 중량으로 하여도 좋다. 예를 들면, 평균치에 일정한 계수를 곱한 치를 차축의 중량으로 하여도 좋다.
또, 상기 실시 형태에 있어서, 륜 중량 센서(2a, 2b)는, 차륜(202a, 202b)의 접지폭 보다도 화살표 X1 방향의 폭이 넓은 재하판(하물 재치판)형의 압전 센서라도 좋으며, 차륜(202a, 202b)의 접지폭 보다도 화살표 X1 방향의 폭이 좁은 봉형의 압전 센서라도 좋다.
2a : 륜 중량 센서(제 1 륜 중량계)
2b : 륜 중량 센서(제 2 륜 중량계)
33 : 연산부
50 : 축 중량 계측부(축 중량 계측 장치)
200 : 주행 차량
201 : 차축
202a, 202b : 차륜

Claims (4)

  1. 주행 차량의 차축의 중량을 계측하는 축 중량 계측 장치에 있어서,
    상기 차축에 설치된 한쪽 차륜의 중량을 계측하는 제 1 계측 위치에 배치된 제 1 륜 중량계와,
    상기 차축에 설치된 다른쪽 측의 차륜의 중량을 계측하는 제 2 계측 위치에 배치된 제 2 륜 중량계와,
    상기 제 1 륜 중량계의 계측 결과와, 상기 제 2 륜 중량계의 계측 결과에 근거하여, 상기 차축의 중량을 산출하는 연산부를 구비하고,
    상기 제 2 륜 중량계는, 주행 차량의 주행 방향에 있어서, 상기 제 1 륜 중량계와 소정의 간격을 사이에 두고 배치되고,
    상기 연산부는,
    상기 제 1 륜 중량계의 계측 결과를 2 배로 하는 것에 의해, 상기 차축의 제 1의 중량치를 산출함과 동시에,
    상기 제 2 륜 중량계의 계측 결과를 2 배로 하는 것에 의해, 상기 차축의 제 2의 중량치를 산출하고,
    상기 제 1의 중량치와 상기 제 2의 중량치와의 평균치에 근거하여, 상기 차축의 중량을 산출하는 것을 특징으로 하는 축 중량 계측 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 륜 중량계 및 제 2 륜 중량계는, 주행 차량의 주행 방향과 직교하는 방향에 있어서, 노면의 중앙부에서 서로 역방향으로 늘어나도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 축 중량 계측 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 제 1의 중량치와 상기 제 2의 중량치와의 평균치를 상기 차축의 중량으로서 산출하는 것을 특징으로 한 축 중량 계측 장치.
  4. 주행 차량의 차축의 중량을 계측하는 축 중량 계측 방법에 있어서,
    제 1 계측 위치에 배치된 제 1 륜 중량계에 의해, 상기 차축에 설치된 한쪽의 차륜의 중량을 계측하는 공정과,
    연산부에 의해, 상기 제 1 륜 중량계의 계측 결과를 2 배로 하는 것에 의해, 상기 차축의 제 1의 중량치를 산출하는 공정과,
    주행 차량의 주행 방향에 있어서, 상기 제 1 륜 중량계와 소정의 간격을 사이에 두고 배치된 제 2 륜 중량계에 의해, 상기 차축에 설치된 다른쪽측의 차륜의 중량을 계측하는 공정과,
    상기 연산부에 의해, 상기 제 2 륜 중량계의 계측 결과를 2 배로 하는 것에 의해, 상기 차축의 제 2의 중량치를 산출하는 공정과,
    상기 연산부에 의해, 상기 제 1의 중량치와 상기 제 2의 중량치와의 평균치에 근거하여, 상기 차축의 중량을 산출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 축 중량 계측 방법.
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