KR20190072430A - 가속도 센서를 포함하는 wim 센서 및 이를 이용한 편향 및 존재 측정 방법 - Google Patents

가속도 센서를 포함하는 wim 센서 및 이를 이용한 편향 및 존재 측정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190072430A
KR20190072430A KR1020180158873A KR20180158873A KR20190072430A KR 20190072430 A KR20190072430 A KR 20190072430A KR 1020180158873 A KR1020180158873 A KR 1020180158873A KR 20180158873 A KR20180158873 A KR 20180158873A KR 20190072430 A KR20190072430 A KR 20190072430A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor signal
digital
algorithm
wim
acceleration sensor
Prior art date
Application number
KR1020180158873A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102170580B1 (ko
Inventor
데니스 민코리
브룩 하일레실라시에
Original Assignee
키스틀러 홀딩 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 키스틀러 홀딩 아게 filed Critical 키스틀러 홀딩 아게
Publication of KR20190072430A publication Critical patent/KR20190072430A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102170580B1 publication Critical patent/KR102170580B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • G01G19/03—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing during motion
    • G01G19/035—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing during motion using electrical weight-sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • G01G19/022—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing wheeled or rolling bodies in motion
    • G01G19/024—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing wheeled or rolling bodies in motion using electrical weight-sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • G01G19/021—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles having electrical weight-sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/06—Means for damping oscillations, e.g. of weigh beams
    • G01G23/10—Means for damping oscillations, e.g. of weigh beams by electric or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
    • G01G3/13—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing having piezoelectric or piezoresistive properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/04—Measuring force or stress, in general by measuring elastic deformation of gauges, e.g. of springs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802—Details

Abstract

본 발명은 WIM 센서(20) 위로 자동차(10)의 바퀴(11)가 횡단하는 동안 차도 구간(1) 상의 자동차(10)의 하중을 검출하는 WIM 시스템(19)에 관한 것으로서; WIM 센서(20)는 차도 표면(6)과 동일한 높이의 도로 표면(2)에서 차도 구간(1) 내에 배치되고; WIM 센서(20)는 적어도 하나의 스페이스(21, 22)를 갖는 세로축(XX')을 따라서 긴 프로파일(26)로서 대략 형성되며; 스페이스(21, 22) 내에는 적어도 하나의 힘 센서(23)가 배치되고; 상기 힘 센서(23)는 힘 센서 신호(100)를 생성하며; 힘 센서 신호(100)는 횡단하는 바퀴(11)에 동적인 지면 반발력에 상당하고; 적어도 하나의 가속도 센서(29)가 상기 WIM 센서(20)가 적어도 하나의 공간 방향으로 배치되어 있는 상기 차도 구간(1)의 도로 표면(2)의 가속도를 검출하여, 가속도 센서 신호(102)로서 제공하는 된다.

Description

가속도 센서를 포함하는 WIM 센서 및 이를 이용한 편향 및 존재 측정 방법{A WIM　sensor comprising acceleration sensors and method for deflection and presence measurement using the same}
본 발명은 차도의 상태를 분석하기 위한, 그리고 측정 정확도를 향상시키기 위한 적어도 WIM 센서 및 적어도 가속도 센서를 포함하는 WIM 시스템에 관한 것이다.
이동 중 하중 검사(Weigh-in-Motion), 간략히 WIM 시스템이 자동차의 총 하중 또는 차축 하중을 결정하기 위해 또는 차도 구간 위로의 차축 또는 자동차의 관통하는 횟수를 결정하기 위해 운송 분야에서 사용된다. 이러한 목적을 위해, WIM 시스템이 적어도 WIM 센서 및 적어도 평가 소자로 이루어지는 것으로 제한되지는 않는다. 차도 구간은 도로 표면, 도로 표면 하면뿐만 아니라 차도 옆의 영역을 포함하는 차도를 지칭한다. 자동차의 검출된 횟수 및 차축 하중을 기초로 하여, 그 중에서도 초과 하중으로 인한 차도에의 손상을 방지하기 위해, 차도에 대한 사용에 따른 유지 보수 간격을 결정하기 위해, 자동차의 차축의 수 또는 차축 하중 또는 총 하중에 따르는 비용을 결정하기 위해, 및 교통 안전을 향상시키기 위해 측정이 시작될 수도 있다.
WIM 센서가 차도 구간 내의 도로 표면 내에 매설되고, 이동 방향에 대해 세로축 방향으로, 하나의 WIM 센서가 자동차의 바퀴 자국(a wheel track of a vehicle)마다 횡단하도록 하기 위해 이동하는 방향으로 나란하게 도로 표면 내에 삽입되는 여러 개의 WIM 센서에 의해 자동차의 바퀴 자국이 횡단되며, WIM 센서는 차도 구간의 도로 표면과 동일한 높이가 되도록 차도 구간의 표면 내에 배치된다. 통상적으로, WIM 센서는 긴 프로파일(elongated profile)의 형태이다. 바퀴 자국은 자동차가 횡단할 때 도로 표면 상의 자동차의 바퀴의 궤적을 지칭한다. 바퀴 자국은 자동차의 모든 바퀴 자국의 총수(totality)를 의미한다. 또한, 자동차의 전체 바퀴 자국이 단일의 긴 WIM 센서에 의해 횡단되는 일 실시예가 알려져 있다.
일반적으로, 적어도 하나의 힘 센서가 바퀴 또는 차축의 하중을 결정하기 위한 WIM 센서 내에 배치된다. 힘의 인가 시에, 예를 들어, 횡단하는 바퀴의 바퀴 하중으로 인해, 힘 센서는 힘 센서 신호를 출력한다.
바퀴의 하중의 결정은 바퀴가 횡단할 때 적어도 하나의 힘 센서에 의해 동적인 지면 반발력을 측정함으로써 그리고 바퀴의 속도를 측정함으로써 실행된다. 지면 반발력은 지면에 대해 바퀴에 의해 가해지는 힘에 대항하는 힘을 의미한다. 속도는 일반적으로 바퀴의 이동 방향으로 이격되어 있는 2개의 WIM 센서 간의 체류 시간(transit time)을 기초로 하여 계산된다.
바퀴의 하중의 결정은 WIM 센서가 삽입되는 도로 표면 및/또는 도로 표면 하면의 공진으로 인해 왜곡된다. 따라서, 부드러운 도로 표면 또는 도로 표면 하면이 도로 표면 또는 도로 표면 하면의 강한 공진을 발생시키므로 더 견고한 단단한 지하 또는 도로 표면에 비해 더 낮은 힘이 검출된다. 이하에는, 지하의 공진이 편향(deflection)이라고 지칭되며, 편향은 도로 표면 또는 도로 표면 하면이 휴면 위치(resting position)로부터 얼마나 강하게 편향되는지를 나타내고, 상기 휴면 위치는 어떠한 하중도 작용하지 않는 도로 표면 또는 도로 표면 하면의 위치이다.
더욱이, WIM 시스템의 비용이 또한 점진적으로 증가하는 중요한 역할을 한다. 유지 보수 간격이 가능한 더 길어질 것이, 그리고, 복수의 WIM 시스템을 상호 연결하는 경향의 결과로서, WIM 센서가 가능한 자동으로 기능할 것이 요구된다.
WIM 센서는 US5265481A호로부터 알려져 있으며, 세로축 방향으로 속이 빈 프로파일 내에 배치되는 간략히 피에조 소자라고 지칭되는 복수의 압전 측정 소자를 포함하고; 피에조 소자는 개별 피에조 소자 또는 피에조 소자의 그룹을 병렬로 전기적으로 접촉하도록 하기 위해 신호 처리 유닛에 접속되며; 피에조 소자는 힘 도입 구간 사이에 배치되는 피에조 디스크로 이루어진다. 피에조 소자에 측방향으로 다음에 속이 빈 프로파일 내에는 피에조 소자 또는 피에조 소자의 그룹을 접촉하는 전치 증폭기(preamplifier)와 같은 전자 부품이 배치된다. 이것이 WIM 센서가 배치되는 환경에 대해 전치 증폭기에 의해 소자들의 또는 관련된 피에조 소자의 국소 측정 감도의 적응을 가능하게 한다. 또한, 캘리브레이션(calibration)이라고도 지칭되는 이러한 적응으로 인해, WIM 센서의 측정 정확도가 WIM 센서가 배치되는 환경을 고려하지 않고 제작한 후의 캘리브레이션에 비해 향상된다.
그러나, 단점은 캘리브레이션이 캘리브레이션 자동차에 의해 행해지고, 원래의 측정 정확도를 회복하기 위해 일정한 간격으로 반복되어야 한다는 것이다.
실제 동작 시에는, 정상 동작 시에 발생하는 도로 표면 및 도로 표면 하면의 편향의 변경으로 인해, 예를 들어, 도로 표면 또는 도로 표면 하면의 노화, 마모 또는 온도의 변화로 인해, WIM 센서의 측정 정확도가 지속적으로 저하된다.
본 발명의 제1 목적은 차도 구간의 도로 표면의 편향을 분석함으로써 차도 구간의 도로 표면의 상태를 평가하는 것이다. 다른 목적은 도로 표면의 편향을 분석함으로써 WIM 시스템의 정확도를 향상시키는 것이다.
이들 목적 중 적어도 하나는 독립항의 특징에 의해 달성된다.
본 발명은 WIM 센서 위로 자동차의 바퀴가 통과하는 동안 차도 구간 상의 자동차의 바퀴 하중을 결정하기 위한 WIM 시스템에 관한 것으로서; WIM 센서는 차도의 표면과 동일한 높이의 도로 표면에 삽입되어 차도 구간 내에 배치되고; WIM 센서는 적어도 하나의 스페이스를 갖는 세로축을 따라서 연장하는 긴 프로파일로서 대략 형성되며; 스페이스에는 적어도 하나의 힘 센서가 배치되고; 힘 센서는 힘 센서 신호를 생성하며; 힘 센서 신호는 횡단하는 바퀴에 동적인 지면 반발력에 상당하고; 적어도 하나의 가속도 센서가 상기 WIM 센서가 적어도 하나의 공간 방향으로 배치되어 있는 차도 도로 표면의 가속도를 검출하여, 가속도 센서 신호로서 제공한다.
하중은 지면에 대해 물체에 의해 가해지는 중량 힘, 간략하게는 힘이다. 따라서, 바퀴 하중은 도로 상에 자동차의 바퀴에 의해 가해지는 힘이고, 차축 하중은 차도 상에 자동차의 차축의 모든 바퀴들에 의해 가해지는 힘이다.
지면 반발력 및 그에 따라, 바퀴의 하중의 결정, 간략하게 바퀴 하중은 차도 구간 내에 배치되는 WIM 센서의 근처의 도로 표면의 및 이 WIM 센서 아래의 도로 표면 하면의 편향에 의존한다. 편향은 힘의 작용 하에 평형 위치로부터 물체의 가역성 변위(reversible displacement)를 지칭한다. 편향 동작은 물체 상에 작용하는 힘에 대한 물체의 편향을 설명한다. 또한, 도로 표면 및 도로 표면 하면이 편향하는 크기는 동일한 힘이 작용할 때에도 예를 들어, 도로 표면 및 도로 표면 하면의 노화 또는 마모로 인해 변화할 수도 있다. 따라서, 도로 표면 및 도로 표면 하면의 편향의 변화는 측정 정확도에 직접적으로 영향을 준다. 이하에서는, 측정 정확도는 WIM 센서의 압전 측정 소자 위로 이동하는 자동차의 바퀴에 의해 가해지는 힘의 측정의 정확도를 지칭한다.
자동차의 바퀴 하중으로 인해, 이동 방향을 따라서 차도 구간 상을 이동하는 자동차의 바퀴가 차도 구간의 동적인 편향을 발생시키고, 그 편향은 압력파의 형태로 차도 구간 내에서 전파된다. 이와 관련하여, 양의 이동 방향은 바퀴의 이동 방향이다. 더욱이, 차도 표면의 편향은 도로 표면에 수직으로 연장하는 양의 높이 방향으로 이동하는 바퀴의 전방에서 발생한다. 이와 관련하여, 양의 높이 방향은 차도 표면으로부터 자동차를 향하는 방향이다. 바퀴가 차도 표면에 접촉하는 포인트에서, 차도 표면의 편향이 음의 높이 방향으로 존재한다.
차도 표면을 횡단하는 바퀴의 동적인 움직임으로 인해, 도로 표면 및 도로 표면 하면의 가속도에 의해 수반되는 동적인 편향이 발생한다. 이동하는 방향으로 및 높이 방향으로의 양자로 가속도가 발생한다.
동적인 편향으로 인해, 압력파가 바퀴의 이동 방향으로의 가속도 부품을 포함하는 도로 표면 내에서 전파한다.
도로 표면의 모든 가속도가 또한, 도로 표면 내에 삽입되는 WIM 센서 또는 가속도 센서와 같은 도로 표면 내에 도입되는 소자들에 영향을 주는 것을 이해해야 한다. 유리하게는 WIM 센서 내에 또는 차도 구간 내에 배치되는 가속도 센서는 이 가속도를 검출하여 검출된 가속도를 높이 방향으로의 가속도 센서 신호뿐만 아니라 이동하는 방향으로의 가속도 센서 신호로서 제공한다.
가속도 센서 신호는 마이크로프로세서 내에서 평가되고, 편향 파라미터가 계산된다. 이들 편향 파라미터는 적어도 하나의 힘 센서 신호를 캘리브레이트하기 위해 이용되므로 지하의 편향은 측정 결과에 영향을 주지 않는다.
더욱이, 편향 파라미터들이 저장되고 파라미터들의 시간 경과가 정해진 시간의 기간 동안 평가된다. 이 방법으로, 마모, 노화와 관련된 편향 동작의 변화가 검출될 수도 있고, 차도 구간의 유지 보수가 시작될 수도 있다.
이하에서, 발명을 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 차도 구간에 배치된 WIM 센서와 함께 차도 구간의 개략적인 부분도를 도시한다.
도 2는 자동차의 바퀴와 WIM 센서와 함께 바람직한 실시예에서의 차도 구간의 일부분의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 WIM 센서의 일부분의 바람직한 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 WIM 센서의 일부분의 바람직한 실시예의 다른 개략적인 단면도를 도시한다.
도 5는 바퀴가 횡단할 때의 시간에 관하여 높이 방향의 가속도 신호의 개략도를 도시한다.
도 6은 도 5의 가속도 센서 신호로부터 산출된 편향 신호의 개략도를 도시한다.
도 7은 바람직한 실시예에서의 WIM 센서의 신호의 개략 표시를 도시하며, 여기에서 WIM 센서의 개별 부품들이 또한 표시에서 개략적으로 도시되어 있다.
도 8은 전원 장치와 함께 WIM 센서의 일부분의 다른 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 9는 자동차의 바퀴, 가속도 센서 및 WIM 센서와 함께 또 다른 바람직한 실시예에서의 차도 구간의 일부분을 도시한다.
도 10은 자동차의 바퀴, 가속도 센서 및 WIM 센서와 함께 또 다른 바람직한 실시예에서의 차도 구간의 일부분을 도시한다.
도 11은 에너지 하베스팅(harvesting) 회로와 함께 WIM 센서의 일부분의 다른 실시에의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 1은 자동차(10)의 바퀴 하중을 결정하기 위한 WIM 시스템(19)의 바람직한 실시예에 의해 차도 구간(1)을 도시한다. 유리하게도, 도시된 실시예에서는, 차도 바로 옆에 하우징(9)이 존재한다.
바람직한 실시예에서는, WIM 시스템(19)은 바퀴 거리 상의 차도 구간(1) 내에 적어도 2개의 WIM 센서의, 바퀴 거리 상에 적어도 하나의 가속도 센서(29)의, 적어도 하나의 마이크로프로세서(31)의, 적어도 하나의 비휘발성 메모리 소자(32)의, 및 적어도 하나의 외부 평가 소자(36)의 배치를 의미하도록 의도된다.
바람직한 실시예에서는, 외부 평가 소자(36)는 아래의 위치 즉, 하우징(9) 내 또는 차도 구간(1)의 외부의 어떤 위치에 중 하나에 배치된다.
도 2는 내부에 배치되는 WIM 센서(20)를 구비하는 바람직한 실시예에서의 차도 구간(1)의 단면도를 도시한다. 차도 구간(1)의 차도는 간략한 방식으로 도시되어 있고, 차도 표면(2) 및 차도 표면 아래로 이루어진다. WIM 센서(20)는 차도 표면(6)과 같은 높이로 되는 차도 구간(1)에 배치된다.
도 1 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, WIM 센서(20)는 하나 이상의 스페이스(21, 22)를 포함하는 연장된 프로파일(profile)(26)로서 형성된다. 공간(21, 22)은 프로파일(26)에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 둘러싸이고 프로파일(26)의 세로축 YY'의 전체 또는 부분에 걸쳐 연장하는 영역을 의미한다. 또한, 공간(22)은 도 3에 도시되어 있는 프로파일(26) 바로 옆에 또는 아래에 배치될 수도 있거나, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 세로축 YY'에 대해 프로파일(26)의 단부와 인접할 수도 있다.
공간(21) 내에, 적어도 하나의 힘 센서(23)가 바퀴 하중 또는 차축 하중을 결정하기 위해 배치되고, 힘 센서(23)는 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 힘 센서 신호(100)를 수신 및 제공한다.
이하에서는, 신호를 제공하는 것은 제공된 신호가 추가의 사용을 위해 이용 가능한 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 신호를 제공하는 것은 또한, 전자 메모리 내에 신호를 저장하는 것과 전자 메모리로부터 신호를 검색하는 것을 포함한다. 신호를 제공하는 것은 또한, 디스플레이 상에 신호를 디스플레이하는 것을 포함한다.
바람직한 실시예에서는, 힘 센서(23)는 전극을 갖는 적어도 하나의 압전 측정 소자 및 적어도 하나의 전하 증폭기로 이루어지며; 압전 측정 소자는 힘이 인가될 때 전하를 발생시키고; 전하는 전하 증폭기에서 전극에 의해 이용 가능해지며; 전하 증폭기는 전하를 힘 센서 신호(100)로 변환시키고; 힘 센서 신호(100)는 전기 신호 바람직하게는 전압이다.
당업자는, 힘의 작용 하에 힘에 대응하는 신호를 발생시키고 이 신호를 힘 센서 신호(100)로 출력하는 유사한 전기 회로 또는 전기 증폭기를 포함하거나 하지 않는 변형 게이지(strain gauge) 또는 압전 저항 측정 소자 또는 상이한 측정 소자와 같은 힘 센서(23)의 상이한 실시예를 또한 선택할 수도 있음을 이해해야 한다.
유리한 실시예에서는, 힘 센서(23)는 차도 표면(6)에 수직보다 크거나 작은 및 높이 축(ZZ')에 평행한 감도를 갖는다.
도 7은 본 발명을 이해하는 데 중요한 WIM 시스템의 구성요소와 함께 WIM 시스템(19)의 신호의 개략적인 표시를 도시한다.
유리하게도, 적어도 하나의 가속도 센서(29)가 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 차도 구간(1)에 배치되며, 가속도 센서(29)는 하나의 공간 방향으로 가속도를 검출하고, 검출한 가속도를 가속도 센서 신호(102)로 제공한다.
바람직한 실시예에서는, 가속도 센서가 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 스페이스(21, 22)에 배치된다.
다른 바람직한 실시예에서는, 적어도 하나의 가속도 센서(29)가 프로파일(26)의 세로축(XX')에 수직인 방향으로 프로파일(26)로부터 이격되고 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 차도 표면(6)과 같은 높이로 놓여있는 도로 표면(2)에 배치된다.
또 다른 바람직한 실시예에서는, 적어도 하나의 가속도 센서(29)가 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 높이 축(ZZ')에 대해 프로파일(26) 아래에 배치된다.
축 YY뿐만 아니라 YY를 따라서 Y 방향이 X 방향, Y 방향 및 Z 방향이 직교 좌표계를 형성한다는 사실에 의해 제공된다.
바람직한 실시예에서는, 간략히 전자 소자라고 칭해지는 전기 및 전자 부품이 차도 구간(1)에 배치되며; 차도 구간(1) 내에 힘 센서 신호(100)를 디지털 힘 센서 신호(101)로 변환하여 이 신호를 제공하기 위한 적어도 전자 소자가 배치되고; 유리하게도, 차도 구간(1) 내에는 적어도 하나의 가속도 센서 신호(102)를 디지털 가속도 센서 신호(103)로 변환하여 이 신호를 추가의 사용을 위해 제공하기 위한 적어도 전자 소자가 배치된다.
바람직한 실시예에서는, 전자 소자의 비포괄적인 리스트는 아래의 소자 즉, 힘 센서(23), 가속도 센서(29), 온도 센서(30), A/D 컨버터(27), 신호 송신 소자(28) 중 적어도 하나를 포함한다.
바람직한 실시예에서는, 적어도 하나의 A/D 컨버터(27)가 아래의 위치 즉, 스페이스(21, 22) 내 또는 하우징(9) 내 중 하나에 배치된다.
상이한 기능을 갖는 전자 소자들이 예를 들어, 응용 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit) 또는 간략하게 ASIC와 같은 단일 전자 부품의 형태로 존재할 수도 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 유사한 기능을 갖는 복수의 전자 소자들이 단일 전자 부품의 형태로 존재할 수도 있다.
유리하게도, 적어도 하나의 온도 센서(30)가 차도 구간(1) 내에 배치되며, 온도 센서(30)는 도 4 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 온도를 검출하여 검출한 온도를 온도 센서 신호(104)로서 제공한다. 바람직한 실시예에서는, 온도 센서는 도로 표면(2) 내에 또는 스페이스(21, 22) 내에 배치되며, 여기에서 전자(前者)의 위치는 도면들에 표시되어 있지 않다.
또한, 적어도 하나의 A/D 컨버터(27)가 유리하게도 차도 구간 내에 배치되어, 적어도 하나의 온도 센서 신호(104)를 디지털 온도 센서 신호(105)로 변환하여 이 신호를 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 제공한다.
바람직한 실시예에서는, 적어도 2개의 가속도 센서(29, 29')가 차도 구간(1) 내에 배치되며, 그 중 제1 가속도 센서(29)는 축 XX'를 따르는 X 방향이라고 또한 지칭하는 횡단하는 바퀴(11)가 이동하는 방향으로의 가속도를 측정하고, 그 중 제2 가속도 센서(29')는 바람직한 실시예와 관련하여 도 4 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 축 ZZ'를 따르는 Z 방향이라고 또한 지칭하는 높이 방향으로의 가속도를 측정한다. 가속도 센서 신호(102)가 각각 디지털 가속도 센서 신호(103)로서 X 방향으로 및 디지털 가속도 센서 신호(103)로서 Z 방향으로 제공된다.
자동차(10)가 차도 구간(1)을 이동할 때, 횡단하는 바퀴(11)의 바퀴 하중이 도 2에서 변형(4, 5)으로 표시되는 도로 표면(2) 및 도로 표면(3)의 동적인 편향을 야기한다. 이 동적인 편향은 가속차도서 측정될 수 있다.
도 5는 시간에 관하여 바퀴(11)의 횡단 중에 도로 표면(2)의 Z 방향으로의 가속도의 전형적인 가속도 센서 신호(102)를 도시한다.
바람직한 실시예에서는, 적어도 마이크로프로세서(31) 및 적어도 비휘발성 메모리 소자(32)가 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 차도 구간(1)에 배치된다.
바람직한 실시예에서는, 마이크로프로세서가 아래의 위치 중 하나에 즉, 스페이스(21, 22) 내에 또는 하우징(9) 내에 배치된다.
유리하게도, 디지털 가속도 센서 신호(103)는 적어도 관련된 디지털 힘 센서 신호(101) 및 적어도 관련된 디지털 온도 센서 신호(105)와 함께 마이크로프로세서(31)에 기록되어 평가된다. 디지털 가속도 센서 신호(103)는 디지털 가속도 센서 신호(103)가 동일한 바퀴(11)에 의해 발생된 것이라면 디지털 힘 센서 신호(101)와 관련된다. 디지털 온도 센서 신호(105)는 디지털 온도 센서 신호(105)가 디지털 힘 센서 신호(101)의 검출 중에 1분보다 짧게 검출되었다면 디지털 힘 센서 신호(101)와 관련된다. 디지털 가속도 센서 신호(103)와 디지털 힘 센서 신호(101)의 관련 및 디지털 온도 센서 신호(105)와 디지털 힘 센서 신호(101)의 관련은 도 7에 도시되어 있는 바와 같은 알고리즘에 의해 결정된다.
적어도 하나의 디지털 가속도 센서 신호(103)가 알고리즘에 의해 평가된다.
비휘발성 메모리 소자(32) 상에 마이크로프로세서(31)에 로드되는 적어도 하나의 알고리즘이 저장된다.
알고리즘은 Z 방향으로의 디지털 가속도 센서 신호(103) 및 X 방향으로의 디지털 가속도 센서 신호(103)를 적어도 가속도 센서(29, 29')의 근처에서 횡단하는 바퀴(11)의 존재에 대한 특정 시그너처(characteristic signature)와 비교하여, 그로부터 존재 정보(107)를 발생시킨다. 특정 시그너처는 비휘발성 메모리 소자(32)에 저장되는 디지털 가속도 센서 신호(103)의 적어도 하나의 알려진 및 미리 정해진 진폭이다. 특정 시그너처는 마이크로프로세서(31)로 로드된다. 로드된 특정 시그너처를 디지털 가속도 센서 신호(103)와 비교하는 알고리즘이 일치함을 발견하면, 가속도 센서(29, 29') 상의 바퀴(11)의 존재가 검출되고 알고리즘이 음의 존재 정보(107)를 제공한다.
다른 알고리즘이 Z 방향으로의 디지털 가속도 센서 신호(103)로부터 도로 표면(2)의 편향을 계산하여 계산한 편향을 편향 정보(109)로서 제공한다. 이에 대해, 도로 표면(2)의 편향은 시간에 따른 디지털 가속도 센서 신호(103)이며, 여기에서 양의 Z 방향 또는 음의 Z 방향으로의 가속도가 2회 적분되어 발생한다. 시간과 관련하여 도로 표면(2)의 전형적인 편향이 도 6에 도시되어 있다. 편향 정보(109)는 변수로서 시간을 갖는 수학적인 함수이며, 변수로서 시간을 갖는 변수의 멱(power)마다 하나의 계수를 갖는 유한한 정도의 다항식(예를 들어, 테일러 다항식)으로서 적어도 표현될 수 있다. 알고리즘은 편향 정보(109)의 다항식에 편향 파라미터(110)로서 계수를 제공한다. 편향 파라미터(110)는 알고리즘에 의해 제공된다.
당업자는 수학적인 함수와 다른 편향 정보(109)의 표시를 또한 선택할 수도 있음을 이해해야 한다. 숙련된 장인은 수학적인 함수에 도입되는 각 함수마다의 편향 파라미터(110)를 결정할 수도 있고, 변수(시간)를 사용하여 편향 정보(109)를 제공할 수도 있다.
알고리즘에 의해, 편향 파라미터(110)가 변수로서 디지털 힘 센서 신호(101)를 갖고 보정된 힘 센서 신호(108)를 형성하여 제공하는 다른 수학적인 함수에 도입된다. 추가의 수학적인 함수는 힘 센서(23)의 측정 정확도에 대해 도로 표면 및 도로 표면 하면의 편향의 영향을 최소화시킨다. 힘 센서는 차도 표면(6)에 수직이고 높이 방향 ZZ'에 평행한 방향으로 우세한 감도를 갖는다. 높이 방향 ZZ'로의 도로 표면(2) 및 도로 표면 하면(3)의 편향은 차도 구간(1) 내에 배치되고 높이 방향 ZZ'로의 감도를 갖는 가속도 센서(29)에 의해 편향 정보(109) 또는 편향 파라미터(110)의 형태로 유효하게 만들어진다. 알고리즘은 편향 파라미터(110)를 추가의 수학적인 함수로 도입시킨다. 검출된 힘과 도로 표면(2) 및 도로 표면 하면(3)의 편향 사이의 미리 정해진 관계를 기초로 하여, 수학적인 함수는 편향 파라미터(110)를 사용하여 보정된 힘 센서 신호(108)에 대한 도로 표면(2) 및 도로 표면 하면(3)의 편향의 영향을 최소화시키도록 선택되며, 그에 따라 힘의 작용 하에 도로 표면(2) 또는 도로 표면 하면(3)의 공진으로 인해 바퀴 하중이 바이어싱되는(biased) 것을 방지한다.
추가의 수학적인 함수는 바람직하게는 수치로 된 수학으로부터 알려진 다항식을 이용한 보간법을 이용하여 보간 다항식으로서 결정된다. 이에 대해, 첫번째로 정해진 힘이 가속도 센서 위의 도로 표면 상에 및 WIM 센서 상에 인가된다. 보간 다항식은 변수로서 디지털 힘 센서 신호(101)를 사용하여 가해지는 힘을 결과적으로 산출하는 함수이다.
보정된 힘 센서 신호(108)에 의해 바퀴 하중의 결정에 대한 도로 표면(2)의 편향의 영향이 최소화되며 그에 따라 WIM 시스템(20)의 측정 정확도가 향상된다.
유리한 실시예에서는, 보정된 힘 센서 신호(108)가 획득되기 전에 디지털 힘 센서 신호(101)의 영향이 비휘발성 메모리 소자(32) 상에 저장되는 힘 센서(23)의 알려진 온도 관계에 의해 보정된다. 여기에서, 온도 관계는 이러한 보정을 획득하기 위해 디지털 힘 센서 신호에 의해 곱셈되는 온도 의존형 인자이다. 힘 센서(23)의 온도에 기초로 하는 디지털 힘 센서 신호(101)의 온도 관계의 보정은 오랜 시간 동안 알려진 방법이므로 본 명세서에서는 추가로 논의하지 않을 것이다.
바퀴 하중의 결정은 적어도 보정된 힘 센서 신호(108) 및 횡단하는 바퀴(11)의 속도를 기초로 하여 외부 평가 소자(36)에서 수행된다. 횡단하는 바퀴(11)의 속도는 바퀴(11)의 이동하는 방향으로 차도 구간(1) 내에서 이격되어 있는 2개의 WIM 센서(20, 20') 사이의 바퀴의 통과 시간을 기초로 하여 외부 평가 소자(36)에서 알고리즘에 의해 계산된다.
일 실시예에서는, WIM 센서(20)는 전자 신호 송신 소자(28)를 포함하고; 제1 실시예에서는 전기 신호 송신 소자(28)에 도체용의 접속 소자가 배치되어 있으며, 여기에서 도체는 WIM 센서에 제공되는 신호를 외부 수신기로 송신하기 위해 사용되고; 제2 실시예에서는 전기 신호 송신 소자(28)에 전자기파용의 송신기 및 수신기가 배치되어 있으며; 전기 신호 송신 소자(28)는 WIM 센서(20)에 제공되는 신호를 전자기파에 의해 외부 수신기로 송신한다. 외부 수신기는 예를 들어, 하우징 내에 배치되는 마이크로프로세서(31) 또는 A/D 컨버터(27)일 수도 있다. 외부 수신기는 또한 외부 평가 소자(36)일 수도 있다. 외부 평가 소자(36)는 예를 들면, 랩탑(laptop) 또는 퍼스널 컴퓨터 또는 분산형 IT 기반 구조이다.
추가의 실시예에서는, 적어도 하나의 전원 장치(34)가 차도 구간 내에 바람직한 실시예에서는, 도 8에 예시적으로 도시되어 있는 바와 같이, 스페이스(21, 22) 내에 또는 하우징(9) 내에 배치되며; 여기에서 전원 장치(34)는 차도 구간 내에 배치되는 적어도 하나의 전자 소자에 전기 에너지를 공급한다.
WIM 시스템(19)의 일 실시예에서는, 전원 장치(34)는 오직 WIM 시스템(19)의 전기 에너지원일 뿐이다. 추가의 실시예에서는, 전원 장치(34)는 WIM 시스템(19)의 추가의 전기 에너지원, 예를 들면, 무정전 전원 장치 또는 통상의 대체 전원 장치이며; 여기에서 후자(後者)의 경우에는 메인 전압의 고장 시에 전원 장치(34)가 자동으로 시동하기 전에 전원 장치의 순간 정전이 발생할 것이다.
이하에서는, 전자 소자로의 전기 에너지의 공급이 종결될 때, 이것을 비록 전원 장치(34)가 다른 전자 소자에 전력을 계속 공급하고 있을지라도 전자 소자에 대한 전원 장치(34)의 스위칭 오프라고 지칭한다. 유사하게, 이하에서는, 전기 소자로의 전기 에너지의 공급의 재개를 상기 전자 소자에 대한 전원 장치(34)의 스위칭 온이라고 지칭한다.
유리한 실시예에서는, 전원 장치는 차도 구간(1) 내에 배치되는 적어도 하나의 전자 소자에 전기 에너지를 제공한다. 마이크로프로세서(31) 내의 알고리즘에 의해, 차도 구간(1) 내에 배치되는 전자 소자 중 적어도 하나의 전원 장치가 스위칭 온 또는 오프되거나 차도 구간(1) 내에 배치되는 적어도 하나의 전자 소자가 동작 모드에서 저에너지 모드로 변경되며, 이 저에너지 모드에서는 전자 소자가 동작 모드와 비교하여 감소된 에너지 소요량을 갖는다.
이하에서는, 저에너지 모드로의 전자 소자의 스위칭을 전원 장치(34) 강하(lowering)라고 지칭한다.
전원 장치(34)는 전력 공급 기간 동안 전기 에너지를 제공하고, 전력 공급 기간은 전원 장치(34)가 거의 소모될 때 종료한다.
마이크로프로세서(31) 내의 알고리즘에 의해, 차도 구간(1) 상에 바퀴(11)의 존재가 검출되지 않는 경우, 차도 구간(1) 내에 배치되는 적어도 하나의 전자 소자의 전원 장치는 스위칭 오프되거나 저하되며, 그 전자 소자는 차도 구간(1) 상에 바퀴(11)의 존재를 검출하기 위해 필요가 없다. 차도 구간(1) 상에 바퀴(11)의 존재가 검출되는 경우, 스위칭 오프되거나 저하된 전원 장치(34)가 다시 스위칭 온된다. 전원 장치(34)를 스위칭 오프 또는 저하시킴으로써, 전원 장치(34)의 전력 공급 기간이 연장된다. 유리한 실시예에서는, 차도 구간(1) 내에 배치되는 적어도 하나의 전자 소자용의 전원 장치(34)를 스위칭 또는 저하시키는 것은 존재 정보(107)에 기초로 하여 알고리즘에 의해 수행된다.
WIM 센서(20)의 바람직한 실시예에서는, 소위 에너지 하베스팅 회로(35)가 차도 구간(1) 내에 배치되어, 스페이스(21) 내에 배치되는 압전 소자에 작용하는 힘에 의해 발생하는 전하를 이용하여, 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 전력 공급을 위해 발생된 전하를 제공한다. 이것이 전원 장치의 전력 공급 기간을 연장시킨다.
WIM 센서(20)의 추가의 바람직한 실시예에서는, 적어도 하나의 디지털 가속도 센서 신호(102)가 적어도 하나의 관련된 디지털 힘 센서 신호(101)와 함께 및 적어도 하나의 관련된 디지털 온도 센서 신호(104) 및 비휘발성 메모리 소자(32) 상의 타임 스탬프(time stamp)(106)와 함께 맞춤형 시간 간격에 저장되며, 여기에서 타임 스탬프(106)는 날짜와 시간으로 이루어지고, 마이크로프로세서(8) 내의 알고리즘에 의해 제공되며, 여기에서 타임 스탬프(106)는 날짜와 시간으로 이루어지고 디지털 가속도 센서 신호(102)의 또는 디지털 힘 센서 신호(101)의 검출 시간을 나타낸다.
WIM 센서(20)의 추가의 바람직한 실시예에서는, 편향 파라미터(110) 또는 편향 정보(109)가 외부 평가 소자(36) 또는 비휘발성 메모리 소자(32) 상의 맞춤형 시간 간격에 저장된다. 저장된 정보는 추가의 알고리즘에 의해 외부 평가 소자(36) 또는 비휘발성 메모리 소자(32)로부터 검색되고, 편향 파라미터(110) 또는 편향 정보(109)의 시간 경과가 발생한다. 외삽법의 수학적인 방법을 사용하여, 알고리즘은 편향 정보(109) 또는 편향 파라미터(110)가 일정한 미리 설정된 편향값에 도달할 때 예측을 계산한다. 알고리즘은 시간의 기간 이후에 이러한 편향값이 차도 구간(1)의 이후의 유지 보수 시까지 시간의 기간의 형태로 도달하는 것을 예측하는 시간의 기간을 제공한다.
1 : 차도 구간 2 : 도로 표면
3 : 도로 표면 하면 4, 5 : 변형
6 : 차도 표면 9 : 하우징
10 : 자동차 11 : 바퀴
20 : WIM 센서 21, 22 : 스페이스
23 : 힘 센서 26 : 프로파일
27 : A/D 컨버터 28 : 신호 송신 소자
29 : 가속도 센서 30 : 온도 센서
31 : 마이크로프로세서 32 : 비휘발성 메모리 소자
34 : 전원 장치 35 : 에너지 하베스팅 회로
36 : 외부 평가 소자 100 : 힘 센서 신호
101 : 디지털 힘 센서 신호 102 : 가속도 센서 신호
103 : 디지털 가속도 센서 신호
104 : 온도 센서 신호 105 : 디지털 온도 센서 신호
106 : 타임 스탬프 107 : 존재 정보
108 : 보정된 힘 센서 신호 109 : 편향 정보
110 : 편향 파라미터 111 : 보정된 바퀴 하중 정보
XX' : 자동차의 이동 방향을 따르는 축
YY' : 차도 표면에 평행한 자동차의 이동 방향에 수직인 축
ZZ' : 차도 표면에 수직인 축

Claims (15)

  1. WIM 센서(20) 위로 자동차(10)의 바퀴(11)가 횡단하는 동안 차도 구간(1) 상의 자동차(10)의 하중을 검출하는 WIM 시스템(19)으로서; WIM 센서(20)는 차도 표면(6)과 동일한 높이의 도로 표면(2)에서 차도 구간(1) 내에 배치되고; WIM 센서(20)는 적어도 하나의 스페이스(21, 22)를 갖는 세로축(XX')을 따라서 긴 프로파일(26)로서 대략 형성되며; 스페이스(21, 22) 내에는 적어도 하나의 힘 센서(23)가 배치되고; 상기 힘 센서(23)는 힘 센서 신호(100)를 생성하며; 힘 센서 신호(100)는 횡단하는 바퀴(11)에 동적인 지면 반발력에 상당하는 WIM 시스템(19)에 있어서;
    적어도 하나의 가속도 센서(29)가, 상기 WIM 센서(20)가 적어도 하나의 공간 방향으로 배치되어 있는 상기 차도 구간(1)의 도로 표면(2)의 가속도를 검출하여, 가속도 센서 신호(102)로서 제공하는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가속도 센서(29)는 상기 스페이스(21, 22) 내에 배치되거나; 또는 상기 가속도 센서(29)는 높이 축(ZZ')에 대해 상기 프로파일(26) 아래에 배치되거나; 또는 상기 가속도 센서(29)는 상기 프로파일(26)의 세로축(XX')에 수직인 방향으로 상기 프로파일(26)로부터 이격되어 있는 도로 표면(2)에 배치되는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가속도 센서(29)는 횡단하는 자동차(10)의 이동하는 방향으로 감도를 갖고; 상기 가속도 센서(29)는 차도 표면(6)에 수직인 축(ZZ')을 따라서 감도를 갖는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가속도 센서(29)는 A/D 컨버터(27)에 전기적으로 접속되고; A/D 컨버터(27)는 적어도 하나의 가속도 센서 신호(102)를 디지털 가속도 센서 신호(103)로 변환하여 제공하며; 적어도 하나의 힘 센서(23)가 A/D 컨버터(27)에 전기적으로 접속되고; A/D 컨버터는 힘 센서 신호(100)를 디지털 힘 센서 신호(101)로 변환하여 제공하는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  5. 제4항에 있어서,
    적어도 하나의 온도 센서(30)가 차도 구간(1) 내에 배치되고; 상기 온도 센서(30)는 온도 센서 신호(104)를 제공하며; 상기 온도 센서(30)는 A/D 컨버터(27)에 접속되고; 상기 A/D 컨버터(27)는 온도 센서 신호(104)를 디지털 온도 센서 신호(105)로 변환하여 제공하는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  6. 제5항에 있어서,
    적어도 하나의 마이크로프로세서(31)가 차도 구간(1) 내에 배치되고; 적어도 하나의 비휘발성 메모리 소자(32)가 상기 차도 구간(1) 내에 배치되며; 적어도 하나의 관련된 디지털 힘 센서 신호(101) 및 하나의 관련된 디지털 온도 센서 신호(105)를 갖는 적어도 하나의 디지털 가속도 센서 신호(102)가 상기 마이크로프로세서(31) 내에서 사용 가능하고; 적어도 하나의 알고리즘이 상기 비휘발성 메모리 소자(32) 상에 저장되며; 상기 마이크로프로세서(31)는 상기 비휘발성 메모리 소자(32)로부터 알고리즘을 로드하고; 상기 마이크로프로세서(31)는 상기 알고리즘에 의해 상기 디지털 가속도 센서 신호(102)를 평가하며; 상기 마이크로프로세서(31)는 상기 알고리즘에 의해 상기 디지털 힘 센서 신호(101)를 평가하고; 상기 마이크로프로세서(31)는 상기 알고리즘에 의해 상기 디지털 온도 센서 신호(105)를 평가하며; 상기 알고리즘은 평가를 보정된 힘 센서 신호(108)로서 제공하는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  7. 제6항에 있어서,
    적어도 하나의 신호 송신 소자(28)가 상기 프로파일(26) 상에 또는 내에 배치되고; 상기 신호 송신 소자(28)는 적어도 하나의 힘 센서 신호(100) 또는 적어도 하나의 디지털 힘 센서 신호(101)를 상기 WIM 센서(20) 외부에 위치하는 수신기에 송신하며; 수신기는 상기 차도 구간(1) 내에 배치되는 마이크로프로세서(31) 또는 외부 평가 소자(36)이고; 상기 송신은 적어도 하나의 전기 도체에 의해 또는 전자기파에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 비휘발성 메모리 소자(32)는 적어도 하나의 디지털 가속도 센서 신호(102)를 적어도 하나의 관련된 디지털 힘 센서 신호(101) 및 적어도 하나의 관련된 디지털 온도 센서 신호(104)와 함께 및 타임 스탬프(time stamp)(106)와 함께 맞춤형 시간 간격에 저장하고, 타임 스탬프(106)는 상기 디지털 가속도 센서 신호(102) 또는 상기 디지털 힘 센서 신호(101)의 검출 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    전원 장치(34)가 상기 차도 구간(1) 내에 배치되고; 상기 전원 장치(34)는 상기 차도 구간(1) 내에 배치되는 적어도 하나의 전자 소자에 전기 에너지를 공급하며, 전기 소자는 아래의 소자 즉, 힘 센서(23), 가속도 센서(29), 온도 센서(30), A/D 컨버터(27) 중 적어도 하나이고; 상기 차도 구간(1) 내에 위치하는 적어도 하나의 전자 소자의 상기 전원 장치(34)는 상기 마이크로프로세서(31) 내의 알고리즘에 의해 스위칭 온 또는 오프되거나 저하되며; 상기 저하에 의해 상기 차도 구간(1)에 배치되는 적어도 하나의 전자 소자가 동작 모드에서 저에너지 모드로 변경되고, 저에너지 모드에서 상기 전자 소자는 동작 모드에 비해 감소된 에너지 요구량을 가지며; 상기 전원 장치(34)는 전력 공급 기간 동안 전기 에너지를 제공하고, 전력 공급 기간은 상기 전원 장치(34)가 거의 다 소모될 때 종료하며; 전자 소자의 상기 전원 장치(34)를 스위칭 오프 또는 저하시키면 상기 전력 공급 기간이 연장되는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  10. 제9항에 있어서,
    에너지 하베스팅(harvesting) 회로(35)가 차도 구간(1) 내에 배치되어, 힘이 작용할 때 상기 스페이스(21) 내에 배치되는 압전 소자에 의해 발생하는 전하를 이용하고 발생된 전하를 전원 장치(34)에 제공하는 것을 특징으로 하는 WIM 시스템(19).
  11. 동일한 차도 구간(1) 내에 배치되는 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 WIM 센서(20)의 측정 정확도를 향상시키기 위해 차도 구간(1) 내에 배치되는 가속도 센서(29)의 디지털 가속도 센서 신호(103)를 평가하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 디지털 가속도 센서 신호(103)를 사용함으로써, 알고리즘은 2회의 시간의 흐름에 따른 상기 디지털 가속도 센서 신호(103)의 적분의 형태로 상기 가속도 센서(29)의 위치에서 도로 표면(2)의 편향을 계산하고, 편향은 힘의 작용 하에 평형 위치로부터 상기 도로 표면(2) 및 도로 표면 하면(3)의 가역성 변위(reversible displacement)이며; 상기 알고리즘은 상기 편향을 편향 정보(109)로서 제공하고; 상기 알고리즘은 상기 편향 정보(109)를 수학적인 함수로서 제공하며, 수학적인 함수는 편향 파라미터(110) 및 시간을 변수로서 포함하는 것을 특징으로 하는 평가 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 알고리즘은 추가의 수학적인 함수로 상기 편향 파라미터(110)를 도입하고; 상기 추가의 수학적인 함수는 디지털 힘 센서 신호(101)를 변수로서 포함하며; 상기 알고리즘은 상기 추가의 수학적인 함수를 보정된 디지털 힘 센서 신호(108)에 제공하고; 상기 추가의 수학적인 함수는 상기 보정된 디지털 힘 센서 신호(108) 상으로의 상기 도로 표면(2) 및 도로 표면 하면(3)의 편향의 영향을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 평가 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 알고리즘은 사용자에 의해 미리 정해지는 시점에 관련된 디지털 힘 센서 신호(101) 및 관련된 디지털 온도 센서 신호(105)와 함께 상기 편향 정보(109)를 타임 스템프(106)와 함께 비휘발성 메모리 소자(32) 또는 외부 평가 소자(36) 상에 저장하는 것을 특징으로 하는 평가 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 알고리즘은 상기 비휘발성 메모리 소자(32) 또는 상기 외부 평가 소자(36)로부터 저장된 편향 정보(109)를 로드하여 상기 편향 정보(109)의 시간 경과(time course)를 제공하고; 외삽법에 의해 상기 알고리즘은 상기 편향 정보(109)가 일정한 미리 설정된 값에 도달할 시간의 기간을 계산하며; 상기 알고리즘은 이 미리 설정된 값에 도달할 때까지의 시간의 기간을 상기 차도 구간(1)의 다음의 유지 보수 시까지의 시간의 기간으로서 제공하는 것을 특징으로 하는 평가 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알고리즘은 적어도 하나의 디지털 가속도 센서 신호(103)를 상기 가속도 센서(29) 위의 자동차(10)의 존재에 대한 적어도 하나의 특정 시그너처(characteristic signature)와 비교하고; 특정 시그너처는 상기 비휘발성 메모리 소자(32) 내에 저장되는 상기 디지털 가속도 센서 신호(103)의 적어도 하나의 알려진 미리 정의된 진폭이며; 특정 시그너처가 발견되는 경우 상기 알고리즘은 양의 존재 정보(107)를 발생시키고; 양의 존재 정보(107)는 상기 차도 구간(1) 상의 자동차(10)의 존재를 나타내며; 상기 알고리즘은 양의 또는 음의 존재 정보(107)를 기초로 하여 전자 소자의 상기 전원 장치(34)의 스위칭 온, 스위칭 오프 또는 저하를 수행하는 것을 특징으로 하는 평가 방법.
KR1020180158873A 2017-12-15 2018-12-11 가속도 센서를 포함하는 wim 센서 및 이를 이용한 편향 및 존재 측정 방법 KR102170580B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17207625 2017-12-15
EP17207625.9 2017-12-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190072430A true KR20190072430A (ko) 2019-06-25
KR102170580B1 KR102170580B1 (ko) 2020-10-28

Family

ID=60673668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180158873A KR102170580B1 (ko) 2017-12-15 2018-12-11 가속도 센서를 포함하는 wim 센서 및 이를 이용한 편향 및 존재 측정 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10809120B2 (ko)
EP (1) EP3499198B1 (ko)
JP (1) JP6741744B2 (ko)
KR (1) KR102170580B1 (ko)
CN (1) CN109932033B (ko)
HU (1) HUE054562T2 (ko)
PL (1) PL3499198T3 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3724615T3 (pl) * 2017-12-15 2023-08-14 Kistler Holding Ag Czujnik wim z elektroakustycznymi przetwornikami
EP3894808B1 (en) * 2018-12-14 2023-11-15 Kistler Holding AG Calibration of a wim sensor
EP3839447B1 (de) * 2019-12-16 2023-06-07 Kistler Holding AG Wim-kraftaufnehmer und gehäuseprofil für solch einen wim-kraftaufnehmer
JP7447586B2 (ja) * 2020-03-18 2024-03-12 セイコーエプソン株式会社 計測方法、計測装置、計測システム及び計測プログラム
USD1008059S1 (en) * 2022-03-30 2023-12-19 Kistler Holding Ag Acceleration sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001083000A (ja) * 1999-09-14 2001-03-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車重計測装置及び車重計測方法
KR100985734B1 (ko) * 2009-06-24 2010-10-06 (주)뉴컨스텍 주행 차량 자동 계중 시스템
US20140345955A1 (en) * 2012-01-11 2014-11-27 Kistler Holding Ag Sensor package for wim sensor and wim sensor
KR20150081586A (ko) * 2014-01-06 2015-07-15 주식회사 에이엠씨에너지 도로용 압전 발전 장치

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60108717A (ja) 1983-11-17 1985-06-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車両重量測定装置
US4793429A (en) * 1988-04-20 1988-12-27 Westinghouse Electric Corp. Dynamic vehicle-weighing system
US5265481A (en) 1990-12-19 1993-11-30 Kistler Instrumente Ag Force sensor systems especially for determining dynamically the axle load, speed, wheelbase and gross weight of vehicles
US6556927B1 (en) 1998-08-26 2003-04-29 Idaho Transportation Department Picostrain engineering data acquisition system
EP1222445B1 (en) * 1999-10-06 2007-09-05 Vortek, L.L.C. Seismic weigh-in-motion system
CN2653465Y (zh) * 2002-11-29 2004-11-03 魏鲁原 动态称重系统
CN1821725A (zh) 2005-01-14 2006-08-23 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种高速车辆超重的实时在线测量系统
US20110127090A1 (en) 2009-12-02 2011-06-02 Krishna Vijayaraghavan Weigh-In-Motion (WIM) Sensor
CH702963A1 (de) * 2010-04-01 2011-10-14 Kistler Holding Ag Verfahren zum kalibrieren von wim-sensoren.
JP5604200B2 (ja) 2010-07-10 2014-10-08 西日本高速道路ファシリティーズ株式会社 走行車両の重量等測定装置
CN201974224U (zh) * 2010-11-08 2011-09-14 北京万集科技有限责任公司 一种车辆高速动态称重系统
US9121747B2 (en) * 2011-09-19 2015-09-01 International Electronic Machines Corp. Object evaluation accounting for motion-related dynamic forces
CH705675A1 (de) 2011-10-20 2013-04-30 Kistler Holding Ag Hohlprofil-Aufnehmer.
CH705762A1 (de) 2011-11-04 2013-05-15 Kistler Holding Ag Verfahren zum Wiegen eines Fahrzeuges, sowie Messeinrichtung und Messkette hierfür.
CH705783A1 (de) 2011-11-18 2013-05-31 Kistler Holding Ag WIM Hohlprofil.
CH706539A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-29 Kistler Holding Ag Sensormodul eines WIM-Systems und Messverfahren.
CN102928057B (zh) 2012-10-26 2015-05-06 中北大学 一种车载超重监控报警装置
US10198640B2 (en) * 2015-10-02 2019-02-05 Seiko Epson Corporation Measuring device, measuring system, measuring method, and program
JP6645102B2 (ja) 2015-10-02 2020-02-12 セイコーエプソン株式会社 計測装置、計測システム、計測方法、及びプログラム
US20170097278A1 (en) 2015-10-02 2017-04-06 Seiko Epson Corporation Measurement instrument, measurement method, measurement system, and program
CN206313683U (zh) 2016-12-12 2017-07-07 西安文理学院 一种基于车辆动态称重系统的能量收集装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001083000A (ja) * 1999-09-14 2001-03-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車重計測装置及び車重計測方法
KR100985734B1 (ko) * 2009-06-24 2010-10-06 (주)뉴컨스텍 주행 차량 자동 계중 시스템
US20140345955A1 (en) * 2012-01-11 2014-11-27 Kistler Holding Ag Sensor package for wim sensor and wim sensor
KR20150081586A (ko) * 2014-01-06 2015-07-15 주식회사 에이엠씨에너지 도로용 압전 발전 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102170580B1 (ko) 2020-10-28
CN109932033A (zh) 2019-06-25
CN109932033B (zh) 2021-09-07
US20190186982A1 (en) 2019-06-20
JP6741744B2 (ja) 2020-08-19
PL3499198T3 (pl) 2021-10-11
US10809120B2 (en) 2020-10-20
HUE054562T2 (hu) 2021-09-28
EP3499198A1 (de) 2019-06-19
JP2019109238A (ja) 2019-07-04
EP3499198B1 (de) 2021-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102170580B1 (ko) 가속도 센서를 포함하는 wim 센서 및 이를 이용한 편향 및 존재 측정 방법
CN111480055B (zh) 带电声转换器的wim传感器
KR101660919B1 (ko) 차량 타이어 검사 시스템
CA2663653C (en) System for detecting the pressure in a vehicle tire and/or the speed of the vehicle
US7424179B2 (en) Collision detecting apparatus for vehicle
KR102269283B1 (ko) Wim 센서 및 wim 센서를 제조하는 방법
KR100186829B1 (ko) 차량 타이어와 도로면 사이의 마찰력 결정 장치
EP3391003B1 (en) Pressure sensor drift detection and correction
KR100884233B1 (ko) 차량의 적재중량 측정장치
DK2887040T3 (en) Device and method for calculating the contact force between two components
KR100188773B1 (ko) 자동차의 수명예측장치 및 그 방법
KR0168098B1 (ko) 주행도로의 가혹도 평가장치 및 그 방법
JP4266139B2 (ja) ひずみゲージ式測定システムおよびその感度補正方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant