WO1991017413A1 - System for measuring carrying weight of vehicle - Google Patents

Description

明 細 書

車両の積載重量の計測装置 技 術 分 野

本発明 は車体の重量をサ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに よ つ て支持す る ダ ン プ ト ラ ッ ク 等の車両の積載重量を精度良 く 計測す る と と も に正確に認識す る こ と がで き る 計測装 置 に関す る 。 背 景 技 術

ダ ン プ 卜 フ ッ ク 等の車両は、 岩石や鉱石 ま た は土砂等 を運搬す る た め に使用 さ れ る が、 積荷の正確な重量を知 る こ と は、 定格荷重を越え た過積み に よ る た め に極めて 重要であ る

そ こ で近年、 ダ ン プ ト ラ ッ ク 等の車両の積載重量を計 測す る た め に車載型の荷重計が開発 さ れて い る 。 こ の種 の車載型荷重計で は、 た と え ば 4 本 の サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力 を、 サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 内 の 圧力 と シ リ ン ダの断面積 と の積 と し て そ れぞれ求め、 こ れ ら 4 本 の サ ス ペ ン シ ヨ ン シ リ ン ダに加わ る 合計値か ら 積載 時 に お け 重量か ら 空車重量を減算 し て積載重量を 求め る よ う に し て い る 。

し 力、 し 、 こ の よ う に 4 本の サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に か力、 る 力 を単純に し 、 こ れ に よ り 積載重量を求め た 場合に は、 車体の前後方向 の傾斜、 つ ま り 路面の傾斜の 影響を受 け た と き に 、 こ れに起因 し て計測誤差が生 じ る こ と 力 あ き ら かに な っ た。 そ こ で、 本発明者等は路面の 傾斜を傾斜計で逐次検出 し て、 こ の検出値に応 じ て各サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力 を補正 し て正確な積載 重量を得 る こ と がで き る 装置を提案 し て い る 。

ま た、 車載型荷重計に よ っ て測定 さ れた積載重量は車 両に配設 さ れた表示器に表示す る よ う に し てい る 。 こ れ に よ り 、 オ ペ レ ー タ は表示器 に表示 さ れて い る 積載重量 を確認 し な力 ら作業を行 う こ と がで き る 。

さ ら に 、 積載重量の精度を劣化 さ せ る 原因 と し てつ ぎ の こ と が明 ら かに な っ た。 すな わ ち 、 懸架方式 と し て リ ジ ッ ド式の場合は、 それほ ど問題は な い も の の、 サ ス ぺ ン シ ヨ ン シ リ ン ダを使用す る 車両で は、 前輪側サ ス ペ ン シ ヨ ン の支持方法、 後輪側サ ス ペ ン シ ョ ン の支持方法の 違い に起因 し て、 積載重量の大 き さ に応 じ て前輪側、 後 輪側に加わ る 荷重の配分が異な っ て く る こ と が明 ら かに な っ た。 すな わ ち 、 サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力 か ら 車両重量を求め る と き に、 積載重量の大 き さ の影響 を受 け、 計測誤差が生 じ る 。 こ の と き積載重量の大 き さ の影響はサ スペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに よ る 車体 と 車軸 と の 支持方法の違い に応 じ て異な る 。

ま た、 オ ペ レ ー タ 各人 と し て は普段慣れ親 し んでい る 積載重量の 工学単位はそ れぞれ異な る こ と が多 い。 し た が っ て積載重量の工学単位を一義的 に設定 し た場合に は 異な る 単位を使用す る オペ レ ー タ と し て は正確な積載重 量を認識す る こ と がで き な い と い う 問題が生 じ る 。

本発明 は こ う し た実情に鑑みて な さ れた も の であ り 、 サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ を使用す る 車両に お い て車両個 々 に そ の サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ の取 り 付 け方が異 な つ た と し て も 常に精度 よ く 積載重量を計測す る こ と がで き る こ と を第 1 の 目 的 と し 、 表示器に表示 さ れ る 積載重量 の単位をオ ペ レ ー タ が異な っ た と し て も そ れぞれが普段 慣れ親 し んでい る 単位 にす る こ と がで き る こ と を第 2 の 目 的 と し 、 正確な積載重量を認識す る こ と がで き る よ う に す る こ と を共通の 目 的 と し てい る 。 発 明 の 開 示

そ こ で こ の発明で は、 積載物が積載 さ れた車両の前輪 サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 第 1 の力 お よ び後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 第 2 の力 を そ れぞれ検出 し て、 こ れ ら 検出 さ れた第 1 お よ び第 2 の力か ら 積載時 の車両重量を求め、 こ の積載時車両重量か ら 空車時の車 両重量を減算す る こ と に よ り 前記積載物の重量を計測す る 車両の積載重量の計測装置 に お い て、 前記第 1 の 力 に 対応 し て該第 1 の力か ら 車両の前輪側重量を求め る 第 1 の補正値を記憶す る と と も に前記第 2 の力 に対応 し て該 第 2 の力か ら車両の後輪側重量を求め る 第 2 の補正値を 記億す る 記憶手段 と 、 前記第 1 の力 お よ び第 2 の力 に そ れぞれ対応す る 第 1 の補正碴お よ び第 2 の捕正値を前記 記憶手段か ら 読み 出 し 、 第 1 の力 お よ び第 2 の力 を こ れ ら 読み 出 さ れた第 1 の補正値お よ び第 2 の補正値で そ れ ぞれ補正 し て前記前輪側重量お よ び後輪側重量を演算す る 手段 と を具え 、 演算 さ れた前輪側重量 と 後輪側重量の 和を前記積載時車両重量 と し て前記積載物の重量を計測 す る よ う に し て い る 。

す な わ ち 、 か力、 る 構成 に よ れば、 車両の サ ス ペ ン シ ョ ン の取 り 付 け方の違 い に よ り 、 前輪サ ス ペ ン シ ョ ン に加 わ る 第 1 の力 と 前輪側重量 と の関係お よ び後輪サ ス ペ ン シ ヨ ン に加わ る 第 2 の力 と 後輪側重量 と の関係 は車両の 種類 ご と に異な る こ と 力、 ら 、 こ れ ら の関係を予め求めて お き 、 前輪サ ス ペ ン シ ョ ン お よ び後輪サ ス ペ ン シ ヨ ン （こ 加わ る 第 1 、 第 2 の それぞれの大 き さ に各対応 し て該カ か ら前輪側重量お よ び後輪側重量を演算す る 前輪側、 後 輪側の各第 1 、 第 2 の補正値を記憶手段 ίこ §ΰ し てお く そ し て、 前輪 サ ス ペ ン シ ョ ン お よ び後輪サ ス ぺ ン シ ヨ ン に加わ る 第 1 、 第 2 の力が得 ら れた際に こ れ ら第 1 、 第

2 の力を記憶手段に記憶 さ れた 各 第 2 の補正値で 補正 し て前輪側重量お よ び後輪側重量を求め る o に よ り サ ス ぺ ン シ ョ ン の取 り 付け方およ び積載重量の大 き さ を加味 し た精度よ い積載重量を求め る こ と がで き る 。 ま た、 こ の発明で は、 車載型荷重計に よ っ て車両の積 載物の重量を計測 し て、 計測値を車両搭載の表示器に表 示す る 車両の積載重量の計測装置 に お い て、 重量の単位 を選択す る 選択手段を車両に設け、 こ の選択手段に よ つ て選択 さ れた重量の単位に よ つ て前記計測値を前記表示 器に表示す る よ う に し てい る 。

か力、 る 構成に よ れば、 選択手段に よ っ てオ ペ レ ー タ が 望む重量単位が選択 さ れ る 。 そ し て選択 さ れた重量単位 に よ っ て表示器 に積載重量が表示 さ れ る 。 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1 図 は本発明 に係 る 車両の積載重量の計測装置の実 施例装置の構成を概念的に示すブ ロ ッ ク 図、 第 2 図 は第 1 図 に示す装置が搭載 され る と さ れ る 車両の側面を概念 的 に示す側面図、 第 3 図 は実施例 に適用 さ れ る 原理を説 明す る た め に用 い た 図で、 車両の側面の幾何学的関係を 示す側面図、 第 4 図 は実施例 に適用 さ れ る 原理を説明す る た め に用 い た 図で、 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン の構成を示す 側面図、 第 5 図 は サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダの構成の一例 を示す断面図であ る 。 発明 を実施す る た め の最良の形態

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 て第 2 図 に示す よ う に フ レ ー ム 3 4 と 前輪 3 1 並びに フ レ ー ム 3 4 と 後輪 3 2 と がそ れぞれサ ス ぺ ン シ ヨ ン シ リ ン ダ 1 A , 1 B 並びに サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 C , I D に よ っ て支持 さ れ る ダ ン プ ト ラ ッ ク 等の 車両 3 0 を想定 し て い る 。 サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 A ， 1 B は地面 R D に対 し て そ の軸が垂直 と な る 直立型の サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダで あ り サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 C , 1 D は そ の軸が地面 R D に対 し て所定の 角 度を も つ て後 ろ に 傾斜 し て い る 非直立型 の サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダであ る 。

こ こ で、 サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に つ い て簡単 に説明 す る 。 こ の サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ は 、 バ ネ 性 と 減衰性 を有す る ハ イ ド ロ ニ ュ ー マ チ ッ ク サ ス ペ ン シ ョ ン で 、 第 2 図 に示す よ う に車両 3 0 の前輪二輪 3 1 と 後輪二輪 3 2 の 合計四輪 に 各一本ずっ配設 さ れ、 四本の サ ス ペ ン シ ヨ ン シ リ ン ダ 1 A (前左） ， 1 B (前右） ， 1 C (後左） , 1 D (後右） で車体の重量を支持 し て い る 。

第 5 図 は 、 サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 の断面図で、 シ 一 ら 一.

リ ン ダ 1 a と ピス ト ン 1 b 力、 ら 構成 さ れて い る 。 ピ ス ト ン 1 b は シ リ ン ダ 1 a 内を ビス ト ン 1 b の 内面 と シ リ ン ダ l a と に よ っ て画成 さ れ る 内室 l c と 、 ピ ス ト ン l b の外面 と シ リ ン ダ 1 a と に よ っ て画成 さ れ る 外室 1 d と に 区分 し て い る 。 こ の 内室 1 c と 外室 1 d はオ リ フ ィ ス 1 e を介 し て通 じ てお り 、 ま た こ の室内 に はオ イ ル と ガ ス が封入 さ れて い る 。

さ て、 車体の重量を知 る に は、 上記四本の サ スペ ン シ ヨ ン シ リ ン ダ 1 A， 1 B , 1 C , 1 D に加わ る 力を計測 すればよ い。 い ま 、 第 5 図 に示すよ う に サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 の ビ ス ト ン 1 b に力 W S 力《加わ っ て い る 場合、 上記内室 1 c の圧力 （ ボ ト ム圧） を P _B 、 外室 1 d の圧 力 （ ト ッ プ圧） を Ρ _τ 、 シ リ ン ダ l a の断面積を S _B 、 ビ ス ト ン 1 b の断面積を S _T お よ び ビ ス ト ン 1 b と シ リ ン ダ内壁 と の褶動抵抗を F と す る と 、 前記加わ る 力 W S は、 次式

w s ' = P _B x s _B - P _T ( S _N - S _T ) ± F "-

( 1 )

で表す こ と がで き る 。 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 P B お よ び ト ッ プ圧 P 了 お よ び圧力 セ ン サ 2 およ び 3 で検出 し 、 摺動抵抗 F を含ん だ 力 W S を、 次式、 ·

W S = P n X S _B - P _τ ( S _Β — S _T ) … ( 2 ) に よ り 求め る 。

つ ぎ に車体前後の傾斜 につ い て検討す る 。 積載重量が 同 じ であ っ て も 、 車体が傾斜 し 、 た と えば車体が前上 り に な る と 、 水平時に比較 し て前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 A , 1 B に か力、 る 重量は小 さ く な り 、 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 C , 1 D に か力、 る 荷重 は大 き く な る 。 そ こ で、 そ れぞれ前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 A , 1 B お よ び後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 C , 1 D に か力、 る 力 に対 し て第 1 図の そ れぞれ 1 0 , 1 1 に示す よ う に 、 車体の前後傾斜角 S (前上 り を正） に対応す る 前輪傾斜 補正係数 P F ( Θ ) お よ び後輪傾斜捕正係数 P R ( Θ ) を乗算す る こ と に よ り 、 水平時にかか る 力 に換算す る 。 な お、 車体の左右方向 の傾斜 に対 し て は前輪の左右サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 A お よ び 1 B に加わ る 力 お よ び 後輪の サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 C お よ び 1 D に 加わ る 力 を そ れぞれ加算す る こ と に よ り ほ ぼ相殺す る こ と がで き る 。

定量的 に以下の よ う な 計算 に よ っ て行 う こ と がで き る 。 すな わ ち 、 第 3 図 に車両 3 0 を概念的 に示す よ う に 、 い ま 車両重量を W、 水平面 H L か ら 車両重心 G ま での高 さ を h 、 車両重心 G か ら 前輪 3 1 中心ま での距離を a 、 車両重心 G か ら 後輪 3 2 中心ま での距離を b 、 水平面 H L に対す る 車両傾斜角 (前上 り ） 、 後輪 3 2 の摩擦力 (すべ り ） を N 、 前輪 3 1 に加わ る 地面 R D 力、 ら の反力、 つ ま り 前輪側の車両重量を F _F 、 後輪 3 2 に 加わ る 地面 R D か ら の反力、 つ ま り 後輪側の車両重量を F _R と す る 。 す る と 、 地面 R D 方向 に 関 し て明 ら か に 、 次式

W c o s ^ = F p + F _R … ( 3 ) が成立 し 、 ま た 地 面 R D に垂直方向 に は関 し て は、

W s i n 0 = N … ( 4 ) - S

が成立す る 。 な お、 こ こ で、 後輪側の み に ブ レ ー キがか か つ てい る も の と し 、 タ イ ヤ の こ ろ 力 り 摩擦は無視 し て い る

モ ー メ ン ト に つ い て は明 ら か に次式が成立す る

a F p - b F _R + h N 0 … ( )

こ れ ら 、 （ ( 4 ) ( 5 ) 式力、 ら 、 F

^F R は それぞれ、

( b c o s ^ - h s i η θ W / ( a + b

^F F =

6 )

( a c o s ^ - h s i n 0 ) W / ( a + b )

^F R =

7 )

と な o

こ で 、 車両傾斜角 0 が任意の値の と き の前輪側重量 に

^F F 対す る 車両傾斜角 0 が 0 (水平時） の と き の前輪 側重里 ^ ( 0 = 0 )

F の比は、 あ き ら 力、に 、

F = / F = { b W / ( a + b )

F F

b c o — h s i n 0 ) W Z ( a + b ) } ( 8 ) と な る 。 前輪側に関 し て は直立型の サ スペ ン シ ョ ン シ リ ン ダであ る ので前輪側重量 F _F は前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力 W S _F ( ( 2 ) 式） に一致す る 。 そ こ で 、 比 F _F ( 0 = 0 ) / F _F を前輪傾斜補正係数 P F

( Θ ) と し て、 演算、

F β P F (、 Θ" )ノ X八 W S ( )

を行え ば、 水平時 に前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力 F _BFを求め る こ と がで き る 。

つ ぎに後輪側につ い て考察す る 。 第 4 図は後輪サ ス ぺ ン シ ヨ ン シ リ ン ダ 1 C , 1 D の構成を示す側面図であ り 、 同図 に示す よ う に 、 車両傾斜角 、 つ ま り 水平面 H L と 地 面 R D と の な す角 を 、 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 C ， 1 D に加わ る 重量を f s 、 ア イ ポ イ ン ト I に加わ る 力 の地面 R D に平行な方向成分を 、 ア イ ポ イ ン ト I に加わ る 力 の地面 R D に垂直な方向成分を f _n 、 後輪サ ス ペ ン シ ヨ ン シ リ ン ダ 1 C , 1 D の軸 と 地面 R D と 力 な す角 を Φ 、 後輪サ ス ぺ ン シ ョ ン シ リ ン ダ軸 と 後輪 3 2 中 心 と の距離を 1 s 、 ァ ィ ポ イ ン ト I と 後輪 3 2 中心 と の 垂直方向 （地面 R D に対 し て） の距離を 、 ア イ ボ イ ン 卜 I と 後輪 3 2 中心 と の地面 R D 方向 の距離を 1

2 後輪半径を L 、 リ ャ ァ ク ス ル と 後輪 3 2 の重量 （ばね し た重量 ) ¾r w と す る と

f s s n ø + w s n ^ - N = 0 ( 1 0 )

1 一 ^f が成立 し 、 地面 R D に垂直な 方向 に 関 し て は、 次式、

s s n ø + w c o s — F = 〇

f 2 +

( 1 1 )

が成立す る モ ー メ ン ト に関 し て は次式、

N L - 1 s f s 0 ( 1 2 )

2 2 1 1 が成立す る 。 こ れ ら （ 1 0 ) , ( 1 1 ) ( 1 2 ) 式 と 上記 （ 4 ) 式力、 ら 、 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン C , 1 D に加 わ る 力 f s 力《、

f s = [ ( F w c o s θ 1 „ - { ( W - w )

2

1 _L + W L n Θ ] ( 1 2 s i n ø + 1 ^ c o s ø + 1 s ) - ( 1 3 )

の ご と く 得 ら れ る 。

こ こ で 、 車両傾斜角 0 が任意の 値の と き に お け る 後輪 サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに 加 わ る 力 f s に 対す る 車両傾 斜角 0 力《 0 (水乎時） の と き に お け る 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に加 わ る 力 f s ( 0 = 0 ) の 比 は、 あ き ら 力、 に 、

f s ( ^ = 0 ) / i s = [ ( F 2 - ) 1 ₂ /

( 1 2 s i η ø + 1 _L c o s ø + 1 s ) ] Z ( F ₉ - w c o s 0 ) 1 り — { ( W - w ) 1 _i + W L } s i n ^ / ( 1 ₂ s i n φ + \ _{ c o s ø + 1 s ) ] … （ 1 4 ) と な る 。 そ こ で、 下記 に 示す よ う に 比 f s ( S = 0 ) / f s を後輪傾斜補正係数 P R ( Θ ) と し て こ れに （ 2 ) 式か ら 得 ら れ る 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に加 わ る 力 W S _R を乗算すれば、 水平時に後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に 加わ る 力 F _BRを求 め る こ と がで き る 。

F _BR= P R ( 0 ) X W S _R - ( 1 5 )

つ ぎ に 、 前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に 加わ る 力 F _{B F} と 前輪側重量 F _F と の関係お よ び後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に加わ る 力 F BRと 後輪側重量 F „ と の 関係 に つ い て考察す る 。

前輪側 に 関 し て は前述す る よ う に 直立型 の サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダで あ る の で前輪側重量 F _F は前輪サ ス ペ ン シ ヨ ン シ リ ン ダ に加 わ る 力 F _BFに一致す る 。 すな わ ち 、 第 2 図 に お い て車両 3 0 の積載物 3 5 の 重量 の 大 き さ 力《 変化 し て こ れ に 応 じ て前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 A , 1 B に 加 わ る 力 が変化 し た と し て も前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 A , 1 B に か力、 る 力 F _Β{?に 係数 1 . 0 を一義 的 に 乗算すれば前輪側重量 F _F が求 め ら れ る 。 そ こ で、 リ ン ク 係数 L F を定数 1 と し て、 演算、 F p = L F x F " （ 1 6 )

を行 う こ と で前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に加わ る 力 F B_pか ら 前輪側重量 F _F が得 ら れ る 。

つ ぎに後輪側 につ い て考察す る 。 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力 F _BR (車両傾斜角 0 が 0 ) に対す る 後輪側重量 F D (車両傾斜角 0 が 0 ) の比は （ 7 ) , ( 1 5 ) 式力、 ら あ き ら 力、 に 、

F _R / F _BR= { a W / ( a + b ) } / [ { ( F _R 一 w ) 1 2 / ^ 2 ^s i n ø + 1 ^ c o s ø + 1 s ) ] ··· ( 1 7 )

と な る 。 こ の式力、 ら わか る よ う に両者の比 は車両重量 W の大 き さ に応 じ て変化す る こ と がわか る 。 すな わ ち 、 両 者の比は積載物 3 5 の重量に 応 じ て変化す る と と も に 、 こ の重量の大 き さ に応 じ て変化す る シ リ ン ダ幸由の傾斜角 ø の大 き さ に おお じ て変化す る 。 こ の た め、 後輪側に つ い て は比 F D Z F BRを リ ン ク 係数 P R ( F _BR) と し て、 演算、

F _R = P R ( F _BR) X F _{B R} - ( 1 8 )

を行い、 後輪側重量 F _R を求め る 必要があ る 。

以上が本発明 に適用 さ れ る 原理であ る 。 こ の実施例で は上記 （ 9 ) , ( 1 5 ) 式 に基づ き 車体の傾斜を加味 し て前輪、 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に加わ る 力を捕正 す る ばか り で は な く 、 上記 （ 1 8 ) 式に基づい て後輪重 量を後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力の大 き さ に 応 じ て精度 よ く 求め る こ と を特徴 と し て い る 。

第 1 図 は実施例装置の構成を概念的 に 示す プ ロ ッ ク 図 で あ る 。 同図 に示す装置 は先 に第 2 図 に示 し た ダ ン プ 卜 ラ ッ ク 等の車両 3 0 に搭載 さ れ る も の と す る 。 第 1 図 に示す よ う に実施例装置は大 き く は、 先に第 5 図 に示 し た サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 の圧力 を検出す る セ ン サ 2 , 3 と 、 た と え ば車両 3 0 の キ ヤ ブ 3 3 に配設 さ れ、 車体の傾斜角 0 を検出す る 傾斜計 8 と か ら な る セ ン サ群な ら びに た と え ばキ ヤ ブ 3 3 の操作盤に配設 さ れ、 重量の工学単位を選択す る 重量単位切 り 替え ス ィ ツ チ 2 1 と 、 こ れ ら セ ン サ群の各出力 お よ び重量単位切 り 替え ス ィ ツ チ 2 1 の切 り 替え に応 じ て後述す る 演算処理を実 行す る C P U と 、 車両 3 0 の所用箇所に配設 さ れ、 C P U に よ っ て最終的 に演算 さ れた車両 3 0 の積載物 3 5 の 重量を ス ィ ツ チ 2 1 で選択 さ れた工学単位で表示す る 表 示器 2 4 と 力、 ら 構成 さ れて い る 。

前輪サ ス ペ ン シ ョ ン 1 A (左側） ， 1 B (右側） お よ び後輪サ ス ペ ン シ ョ ン 1 C (左側） ， I D (右側） に は それぞれ 2 個の ボ ト ム圧 Ρ _π を検出す る 圧力セ ン サ 2 a 〜 2 d と 、 ト ッ プ圧 Ρ _τ を検出す る 圧力セ ン サ 3 a 〜 3 d が設け ら れて い る 。 こ れ ら 8 個の圧力 セ ン サ の 出力信 号 は A / D 変換器 4 でデ ィ ジ タ ル信号 に変換 さ れた後、 入出力回路を経由 し て C P U に加え ら れ る 。 そ し て、 受 圧面積乗算部 5 a ， 5 b , 5 c お よ び 5 d で は上記 （ 2 ) 式に基づい て各サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ ： L A , I B , 1 C お よ び 1 D にかか る 力 （荷重） W S がそ れぞれ演算 さ れ る 。

加算部 6 で は前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 A , 1 B の各力が加算 さ れて、 前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 A , 1 B にかか る 合計の力 W S _F が求め ら れ る 。 一方加算部 7 で も 同様に後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 C , I D の 各力が加算 さ れて 、 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ 1 C , 1 D に か力、 る 合計の力 W S _R が求め ら れ る 。

傾斜計 8 で検出 さ れた車体の水平面に対す る 車体の前 後方向の傾斜角 0 は A D 変換器 9 でデ ィ ジ 夕 ル ί言号 に 変換 さ れた後、 入出力回路を経由 し て C P U に加え ら れ る 。 メ モ リ 1 0 , 1 1 に は前述す る よ う な車体傾斜各 0 に 各対応 し て前輪傾斜補正係数 P F ( Θ ) お よ び車体傾 斜角 0 に 各対応す る 後輪傾斜補正係数 P R ( Θ ) がそ れ ぞれ記憶 さ れて い る 。 こ れ ら 係数 は車体の 傾斜実験ゃ シ ミ ュ レ 一 シ ヨ ン に よ り 予め求めて お く よ う にす る 。 た と え ば空車時、 定格積載時そ れぞれに つ い て角 度 = - 1 0 度〜 + 1 0 度の範囲で 1 度 ご と に求 め、 記憶 さ せて お けばよ い o

C P U は傾斜計 8 で検出 さ れた傾斜角 Θ に 対応す る 前 輪傾斜補正係数 P F ( Θ ) お よ び後輪傾斜捕正係数 P R ( 0 ) を そ れぞれ メ モ リ 1 0 , 1 1 か ら 読み 出 し て、 乗 算部 1 2 , 1 3 に お い て前記 （ 9 ) ， （ 1 5 ) 式の演算 を実行 し て、 前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに か力、 る 水平 時 に換算 し た力 F _B pお よ び後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に かか る 水平時 に換算 し た力 F _BRを求め る 。

メ モ リ 1 4 , 1 5 に は前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに 加わ る 力 F _{B F}に対応す る リ ン ク 係数 L F ( = 1 ) お よ び 後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力 F _BRに 対応す る リ ン ク 係数 L R ( F _BR) 力くそ れぞれ記憶 さ れて い る 。 こ の リ ン ク 係数 L R ( F _BR) は、 傾斜角 S = 0 と し て、 た と え ば車両重量 Wを空車時の車両重量か ら 定格重量 X 1 . 5 の大 き さ ま で変化 さ せ る 実験、 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 等を 行い 、 力 F _BRの大 き さ に 各対応 し て予 め求め て お き 記憶 さ せてお け ばよ い。 C P U は乗算部 1 2 , 1 3 でそ れぞれ演算 さ れた力 F _BF, 力 F _BRに そ れぞれ対応す る リ ン ク 係数 L F お よ び L R ( F _BR) を メ モ リ 1 4 , 1 5 か ら読み 出 し て、 乗算部 1 6 , 1 7 に お い て前記 （ 1 6 ) , ( 1 8 ) 式の演算を 実行 し て、 車体の前輪側重量 F _F お よ び車体の後輪側重 量 F _R を求め る 。

こ れ ら 演算 さ れた前輪側重量 F _F お よ び後輪側重量 F _R は加算部 1 8 に お い て加算 さ れ、 水平時 （ （ 3 ) 式に お い て 0 力《 0 ) に お け る 車両 3 0 の積載時車両重量 Wが 求め ら れ る 。 メ モ リ 1 9 に は車両 3 0 の空車時に お け る 空車重量 W ( S は 0 ) が記憶 さ れて い る 。 そ こ で、 上 記積載時車両重量 Wが演算 さ れた時点で メ モ リ 1 9 か ら 空車重量 が読み 出 さ れ、 減算部 2 0 に お い て こ れ ら 積載時車両重量 Wか ら空車重量 を減算 し て積載物 3 5 の重量 W D が求め ら れ る 。

一方、 重量単位切 り 替え ス ィ ッ チ 2 1 は、 重量の単位 を シ ョ ー ト ト ン ま た は メ ト リ ッ ク ト ン （ シ ョ ー ト ト ン X 1 . 2 ) に 切 り 替え る た めの ス ィ ッ チであ り 、 オ ペ レ ー タ は重量単位 と し て シ ョ ー ト ト ン を選択す る 場合 に は ス イ ッ チ 2 1 をオ ン状態にす る と と も に、 メ ト リ ッ ク ト ン を選択す る場合に は ス ィ ツ チ 2 1 をオ フ 状態に手動操作 す る 。 ス ィ ッ チ 2 1 のオ ン オ フ 状態を示す信号は C P U に入力 さ れ る 。 メ モ リ 2 2 に は ス ィ ツ チ 2 1 の オ ン状態 お よ びオ フ 状態 に各対応 し て シ ョ ー ト ト ン を示す係数お よ びメ ト リ ッ ク ト ン を示す係数 （ く シ ョ ー ト ト ン係数） が記憶 さ れて い る 。 そ こ で メ モ リ 2 2 力、 ら は ス ィ ツ チ 2 1 の オ ン、 オ フ 状態に応 じ て そ れぞれ シ ョ ー ト ト ン係数、 メ ト リ ッ ク ト ン を示す係数が読み出 さ れ、 読み 出 さ れた 係数が乗算部 2 3 に お い て上記積載重量 W D に乗算 さ れ こ う し て得 ら れた積載重量 W D は表示 ド ラ イ バ等を介 し て表示器 2 4 に 出力 さ れ、 表示器 2 4 の表示画面上 に 、 「積載重量〇〇〇〇 シ ョ ー ト ト ン」 あ る い は 「積載重量 〇 0〇〇 メ ト リ ッ ク ト ン」 と い う 具合に表示 さ れ る こ と に な る 。

以上説明 し た よ う に こ の実施例に よ れば、 前輪サ ス ぺ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に 加わ る 力 お よ び後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに 加わ る 力 を そ の ま ま 合計 し て車両重量を求め る の で は な く て、 前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に 加 わ る 力 に応 じ て車体の前輪側重量を、 ま た後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ に加わ る 力 に応 じ て後輪側重量を補正演算 し て各重量を正確 に求め る よ う に し た ので、 サ ス ペ ン シ ョ ン の取 り 付 け方お よ び積載重量の大 き さ が加味 さ れて精 度 よ く 積載重量を求め る こ と がで き る 。

ま た、 実施例 に よ れば ス ィ ッ チ に よ っ て重量単位を切 り 替え 、 切 り 替え ら れた単位 に よ っ て積載物の重量を表 示す る よ う に し た ので、 オペ レ ー タ が異な っ た と し て も 常 に正確な重量を認識す る こ と がで き る よ う に な る 。

な お、 実施例で は単位の 切 り 替えが 2 者択一の場合 に つ い て説明 し たが、 3 以上の単位を選択す る よ う 実施 も 当然可能で あ る 。

ま た 、 実施例で は前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダの り ン ク 係数が一定値の場合 に つ い て説明 し たが、 本発明 と し て は こ れ に 限定 さ れ る こ と は な い。 すな わ ち 、 前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダ の支持の仕方 に よ っ て は リ ン ク 係数 は後輪側 と 同様 に サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 力 に 応 じ て変化す る こ と 力《あ る 。 産 業 上 の 利 用 可 能 性 以上説明 し た よ う に本発明 に よ ればサ ス ペ ン シ ₃ ン シ リ ン ダを使用す る 車両に おい て積載重量を高精度に求め る こ と がで き る よ う に な る 。 ま た、 積載重量が任意の単 位で表示 さ れ る の で正確な重量を常に認識す る こ と がで き る よ う に な る 。 し た力《 つ て、 本発明 に よ れば積載重量 を正確に認識 し な力 ら 作業を行 う こ と がで き る の で、 車 両の耐久性向上が図れ る と と も に、 生産量管理が正確 に 行われ る 。

Claims

請 求 の 範 囲

( 1 ) 積載物が積載 さ れた 車両の前輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 第 1 の力 お よ び後輪サ ス ペ ン シ ョ ン シ リ ン ダに加わ る 第 2 の力を そ れぞれ検出 し て、 こ れ ら 検 出 さ れた第 1 お よ び第 2 の力か ら 積載時の車両重量を求 め、 こ の積載時車両重量か ら 空車時の車両重量を減算す る こ と に よ り 前記積載物の重量を計測す る 車両の積載重 量の計測装置 に お い て、

前記第 1 の力 に対応 し て該第 1 の力か ら 車両の前輪側 重量を求め る 第 1 の補正値を記憶す る と と も に前記第 2 の力 に対応 し て該第 2 の力か ら 車両の後輪側重量を求め る 第 2 の補正値を記憶す る 記憶手段 と 、

前記第 1 の力 お よ び第 2 の力 に そ れぞれ対応す る 第 1 の補正値お よ び第 2 の補正値を前記記憶手段か ら 読み 出 し 、 第 1 の力 お よ び第 2 の力 を こ れ ら 読み 出 さ れた第 1 の補正値お よ び第 2 の捕正値でそ れぞれ補正 し て前記前 輪側重量お よ び後輪側重量を演算す る 手段 と

を具え 、 演算 さ れた前輪側重量 と 後輪側重量の和を前 記積載時車両重量 と し て前記積載物の重量を計測す る よ う に し た車両の積載重量の計測装置。

( 2 ) 前記車両の前後方向 の傾斜角度を検 出す る 傾斜 角度検出手段が設け ら れ、 前記補正演算 さ れ た 前輪側重 量お よ び後輪側重量を前記傾斜角度検出手段の検出 値 に 基づい て さ ら に補正演算す る 請求の範囲第 （ 1 ) 項記載 の車両の積載重量の計測装置。

( 3 ) 車載型荷重計に よ っ て車両の積載物の重量を計 測 し て、 計測値を車両搭載の表示器に表示す る 車両の積 載重量の計測装置 に お い て、

重量の単位を選択す る 選択手段を車両に設け、 こ の選 択手段に よ つ て選択さ れた重量の単位に よ つ て前記計測 値を前記表示器に表示す る よ う に し た車両の積載重量の 計測装置。