JP2005257451A - 車載重量検知装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストで車両の積載重量を検知する。
【解決手段】車両Cの車輪W1〜W4に連繋されたサスペンションの伸縮するコイルバネ25の長さを検知するセンサ11と、センサ11から出力されるコイルバネ25のバネ長に応じて、車両Cへの積載物の重量を算出する重量換算部16を有する演算制御手段15とを備え、センサ11は、コイルバネ25の一部に固定されたホール素子24と、コイルバネ25の他部に固定された磁石23とを備え、重量判定部17において重量換算部16で算出された積載重量が予め設定された法定重量を超えているかを判定する。
【選択図】図3
【解決手段】車両Cの車輪W1〜W4に連繋されたサスペンションの伸縮するコイルバネ25の長さを検知するセンサ11と、センサ11から出力されるコイルバネ25のバネ長に応じて、車両Cへの積載物の重量を算出する重量換算部16を有する演算制御手段15とを備え、センサ11は、コイルバネ25の一部に固定されたホール素子24と、コイルバネ25の他部に固定された磁石23とを備え、重量判定部17において重量換算部16で算出された積載重量が予め設定された法定重量を超えているかを判定する。
【選択図】図3
Description
本発明は、車載重量検知装置に関し、詳しくは、車両への積載物の重量および積載配置の偏り等を検知するものである。
従来より、車両に積載された物の重量を計測する装置が種々提案されている。
例えば、特開平5−221251号公報において、ダンプトラックが過積載の時に最高速度を制限する装置が開示されている。この装置は、図6に示すように、サスペンションシリンダ1、2の伸張室圧力を検出する圧力センサ3と、この圧力センサ3で取得された圧力に基づいて積載重量を演算する積載重量演算部4と、コントロールバルブ6により変速される変速機7と、シフトレバー8からの速度信号でコントロールバルブ6に切換信号を出力するシフトコントローラ5とを備え、積載重量演算部4で演算した積載重量が過積載重量の時にはシフトコントローラ5が最高速度段への切換信号の出力をカットするようにして過積載重量の時には変速機7が最高速度段に変速されないようにしている。
例えば、特開平5−221251号公報において、ダンプトラックが過積載の時に最高速度を制限する装置が開示されている。この装置は、図6に示すように、サスペンションシリンダ1、2の伸張室圧力を検出する圧力センサ3と、この圧力センサ3で取得された圧力に基づいて積載重量を演算する積載重量演算部4と、コントロールバルブ6により変速される変速機7と、シフトレバー8からの速度信号でコントロールバルブ6に切換信号を出力するシフトコントローラ5とを備え、積載重量演算部4で演算した積載重量が過積載重量の時にはシフトコントローラ5が最高速度段への切換信号の出力をカットするようにして過積載重量の時には変速機7が最高速度段に変速されないようにしている。
しかしながら、上記公報の装置では、積載重量の計測のために圧力センサを用いているためコストアップになる問題がある。この他にも一般的には、6分力計、圧電計、ピエゾ式、半導体静電容量式、ロードセル式などの積載重量検知装置が提案されているが、コストが掛かることに変わりはない。
また、積載物を車両に対して前後左右に偏って積載している場合には、カーブ走行時に車両がロールオーバ(進行方向の軸回りの回転)して車両が横転し易くなるため、そのような危険を自動で検知して回避できる装置が望まれるところである。
特開平5−221251号公報
また、積載物を車両に対して前後左右に偏って積載している場合には、カーブ走行時に車両がロールオーバ(進行方向の軸回りの回転)して車両が横転し易くなるため、そのような危険を自動で検知して回避できる装置が望まれるところである。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、低コストで車両の積載重量を検知できると共に、積載物の車両上での積載配置の偏りを検知できる装置を提供することを課題としている。
上記課題を解決するため、本発明は、車両の車輪に連繋されたサスペンションの伸縮するコイルバネの長さを検知するセンサと、
前記センサから出力される前記コイルバネのバネ長に応じて、車両への積載物の重量を算出する重量換算部を有する演算制御手段とを備え、
前記センサは、前記コイルバネの一部あるいは該一部に連続された部位に固定されたホール効果を有する半導体素子と、前記コイルバネの他部あるいは該他部に連続された部位に固定された磁性体とを備えた磁気式変位センサであることを特徴とする車載重量検知装置を提供している。
前記センサから出力される前記コイルバネのバネ長に応じて、車両への積載物の重量を算出する重量換算部を有する演算制御手段とを備え、
前記センサは、前記コイルバネの一部あるいは該一部に連続された部位に固定されたホール効果を有する半導体素子と、前記コイルバネの他部あるいは該他部に連続された部位に固定された磁性体とを備えた磁気式変位センサであることを特徴とする車載重量検知装置を提供している。
前記構成とすると、前記ホール効果を有する半導体素子と前記磁性体の近接距離に応じて前記半導体素子に流れる電流値が相違することを利用して、半導体素子と磁性体との間の距離を算出することができるので、該距離より求められるコイルバネ長から換算して積載重量を容易に求めることができる。また、コイルバネ長の検出用に前記ホール効果を有する半導体素子として安価なホール素子を用いれば、低コストで積載重量の計測を行うことができる。
前記演算制御手段は、前記重量換算部で算出された積載重量が予め設定された制限重量を超えているかを判定する重量判定部を備えている。
前記構成とすると、例えば、前記制限重量として法定重量を設定しておけば、現在の積載重量が法定重量を超えていることを運転手が認知することができ、法令遵守に役立てることができる。
前記センサは、前記車両の前後左右の各車輪に連繋された夫々のサスペンションのコイルバネに対応して取り付けられており、前記演算制御手段で前記各センサから取得された各車輪に負荷される重量を合算して全積載重量を算出している一方、
前記演算制御手段には、前記各センサから取得された前記各車輪に負荷される夫々の重量のうち、最大値と最小値との差が所定値を超えている場合に、積載配置に偏りがあると判断する偏り判定部を備えている。
前記演算制御手段には、前記各センサから取得された前記各車輪に負荷される夫々の重量のうち、最大値と最小値との差が所定値を超えている場合に、積載配置に偏りがあると判断する偏り判定部を備えている。
例えば、車両の前後左右に均一に積載されずに偏って積載物が搭載されている場合に、積載物からの負荷が大きい車輪のコイルバネに取り付けられたセンサから取得される重量と、負荷が小さい車輪のコイルバネに取り付けられたセンサから取得される重量との差が大きくなるが、前記構成とすれば、各センサから取得される重量の最大値と最小値との差を求めるだけで簡単に積載配置分布の偏りを検知することができる。よって、偏り積載に起因するロールオーバや横転の危険を予め知ることができ、事故防止に貢献することができる。
前記演算制御手段は、前記重量判定部において積載重量が制限重量を超えていると判断された場合に、警告アラームの発生を指令する通報回路部を備えている。
前記構成とすると、過積載を検出した場合に運転手に警告を発することで運転手は危険を認識することができる。
前記演算制御手段は、前記偏り判定部において積載配置に偏りがあると判断された場合に、警告アラームの発生を指令する通報回路部を備えている。
前記構成とすると、車両上の積載配置の偏りを検出した場合に運転手に警告を発することで運転手は危険を認識することができる。
前記重量判定部において積載重量が法定重量を超えていると判断された場合に、車両駆動源を動作させない駆動停止制御部を備えている。
前記構成とすると、車両が過積載を検知したときに車両が走行できないように制御することができるので、運転手の意思に関わらず強制的に法令違反を防止することができる。なお、駆動停止制御部が駆動停止させる駆動源としてはエンジンやモータ等が挙げられる。
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、前記ホール効果を有する半導体素子と前記磁性体との近接距離に応じて該半導体素子に流れる電流値が相違することを利用して求められる前記半導体素子と磁性体との間の距離よりコイルバネ長を算出し、このコイルバネ長から換算して積載重量を求めることができる。また、前記半導体素子として安価なホール素子を用いれば低コストで車載重量検知を行うことができる。さらに、車両の各車輪に対応して取り付けられた各センサから取得される重量の最大値と最小値との差を求めるだけで簡単に積載配置分布の偏りが検知され、車両のロールオーバや横転の危険を認識して事故防止を図ることが可能となる。
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1および図2に示すように、車載重量検知装置10は車両Cに搭載されており、車両Cの前輪W1、W2および後輪W3、W4に連繋された各サスペンションのコイルバネ25に取り付けられた磁気式変位センサである第1〜第4センサ11A〜11Dと、第1〜第4センサ11A〜11Dから出力される電気信号を増幅する信号増幅器12と、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器13と、後述する重量判定や偏り判定などを行う本体14とを備えている。
図1および図2に示すように、車載重量検知装置10は車両Cに搭載されており、車両Cの前輪W1、W2および後輪W3、W4に連繋された各サスペンションのコイルバネ25に取り付けられた磁気式変位センサである第1〜第4センサ11A〜11Dと、第1〜第4センサ11A〜11Dから出力される電気信号を増幅する信号増幅器12と、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器13と、後述する重量判定や偏り判定などを行う本体14とを備えている。
第1〜第4センサ11A〜11Dは夫々同様であるので、図3を用いて1つのセンサ11について代表して説明する。
センサ11は、コイルバネ25の外面の一部に取り付けたホール素子(ホール効果を有する半導体素子)24と、ホール素子24に対向する位置でコイルバネ25の外面の他部に取り付けた磁石(磁性体)23とを備えている。
ホール素子24は、図4に示すように、二対の入力端子および出力端子があり、一方の入力端子および出力端子に電流を流した状態で、磁石23により発生する磁界が与えられることにより、他方の入力端子および出力端子に磁界の強弱に応じた電圧が発生するようになっている。
センサ11は、コイルバネ25の外面の一部に取り付けたホール素子(ホール効果を有する半導体素子)24と、ホール素子24に対向する位置でコイルバネ25の外面の他部に取り付けた磁石(磁性体)23とを備えている。
ホール素子24は、図4に示すように、二対の入力端子および出力端子があり、一方の入力端子および出力端子に電流を流した状態で、磁石23により発生する磁界が与えられることにより、他方の入力端子および出力端子に磁界の強弱に応じた電圧が発生するようになっている。
つまり、コイルバネ25が収縮してホール素子24に磁石23が近接すると、ホール素子24に与えられる磁界が強くなり大きな電圧が発生する一方、コイルバネ25が伸張してホール素子24から磁石23が離反すると、ホール素子24に与えられる磁界が弱まり発生する電圧が小さくなる。このホール効果を利用することで、出力される電圧からホール素子24と磁石23との間の距離を換算して、コイルバネ25の全長Lを求めることができる。
なお、図3は一例を示したものであり、ホール素子24と磁石23の取付位置はコイルバネ25の一部あるいは該一部に連続された部位であればどこでもよい。
なお、図3は一例を示したものであり、ホール素子24と磁石23の取付位置はコイルバネ25の一部あるいは該一部に連続された部位であればどこでもよい。
本体14は、各種演算処理を行う演算制御手段15と、警告アラームを発する発音手段20と、警告を表示するディスプレイである表示手段21と、演算制御手段15からの指令により車両Cのエンジンあるいはモータ等の車両駆動源を駆動させないように制御する駆動停止制御部22とを備えている。
演算制御手段15は、第1〜第4センサ11A〜11Dから出力される電気信号を受信して該電気信号から換算して重量を算出する重量換算部16と、重量換算部16で算出された積載重量が予め設定された制限重量を超えているか否かを判定する重量判定部17と、第1〜第4センサ11A〜11Dから取得された夫々の重量から積載配置の偏りを判断する偏り判定部18と、過積載あるいは積載配置の偏りがあった場合に発音手段20、表示手段21および駆動停止制御部22に指令する通報回路部19とを備えている。
重量換算部16は、ホール素子24から出力される電圧値により磁石23とホール素子24との距離を算出し、該距離にコイルバネ25の巻数を掛けてコイルバネ長Liを算出し、あるいは、該距離とコイルバネ長Liとの予め求めておいた相関関係を用いてコイルバネ長Liを算出し、このコイルバネ長Liを用いて車輪Wiに負荷される車両重量Miを数式1により換算する。
よって、車両全体重量Mは数式2で求められ、積載重量mは数式3で算出される。
なお、kiはコイルバネ25のバネ定数、gは重力加速度、L0iはコイルバネの初期長さ、M0は車両自体の重量とする。また、i=1、2、3、4であり、i=1は左前輪W1、i=2は右前輪W2、i=3は左後輪W3、i=4は右後輪W4を表すこととする。
重量判定部17は、図5に示すように、重量換算部16で取得された積載重量mが予め設定された制限重量(例えば、法定重量)m0を超えているか否かを判断し(S1)、m>m0の場合には通報回路部19により発音手段20に警告アラームを鳴らすよう指令すると共に、表示手段21に警告メッセージを表示するよう指令し、あるいは/および、駆動停止制御部22にエンジンあるいはモータ等の車両駆動源を停止させるように指令する(S2)。
前記構成のように制限重量m0として法定重量を設定しておけば、現在の積載重量が法定重量を超えていることを運転手が認知でき、法令遵守に役立てることができると共に、エンジンあるいはモータ等の車両駆動源を自動的に停止させることで法令違反を強制的に防止することもできる。 また、コイルバネ25の長さの検出用に安価なホール素子24を用いているので、低コストで積載重量の計測を行うことができる。
次に、偏り判定部18は、第1〜第4センサ11A〜11Dの夫々から取得された車両重量Miの最大値と最小値との差αを数式4で算出し、この差αが予め設定された偏り許容定数α0を超えているか否かを判断し(S3)、α>α0の場合には積載配置に偏りがあると判断して通報回路部19により発音手段20に警告アラームを鳴らすよう指令すると共に、表示手段21に警告メッセージを表示するよう指令し、あるいは/および、駆動停止制御部22にエンジンあるいはモータ等の車両駆動源を停止させるように指令する(S4)。
前記構成とすれば、第1〜第4センサ11A〜11Dから取得される重量の最大値Max(Mi)と最小値Min(Mi)との差αを求めるだけで簡単に積載配置分布の偏りを検知して、偏り積載に起因するロールオーバや横転事故等を防止することができる。
10 車載重量検知装置
11 センサ
11A〜11D 第1〜第4センサ
12 信号増幅器
13 A/D変換器
14 本体
15 演算制御手段
16 重量換算部
17 重量判定部
18 偏り判定部
19 通報回路部
20 発音手段
21 表示手段
22 駆動停止制御部
23 磁石
24 ホール素子
25 コイルバネ
C 車両
W1〜W4 車輪
11 センサ
11A〜11D 第1〜第4センサ
12 信号増幅器
13 A/D変換器
14 本体
15 演算制御手段
16 重量換算部
17 重量判定部
18 偏り判定部
19 通報回路部
20 発音手段
21 表示手段
22 駆動停止制御部
23 磁石
24 ホール素子
25 コイルバネ
C 車両
W1〜W4 車輪
Claims (6)
- 車両の車輪に連繋されたサスペンションの伸縮するコイルバネの長さを検知するセンサと、
前記センサから出力される前記コイルバネのバネ長に応じて、車両への積載物の重量を算出する重量換算部を有する演算制御手段とを備え、
前記センサは、前記コイルバネの一部あるいは該一部に連続された部位に固定されたホール効果を有する半導体素子と、前記コイルバネの他部あるいは該他部に連続された部位に固定された磁性体とを備えた磁気式変位センサであることを特徴とする車載重量検知装置。 - 前記演算制御手段は、前記重量換算部で算出された積載重量が予め設定された制限重量を超えているかを判定する重量判定部を備えている請求項1に記載の車載重量検知装置。
- 前記センサは、前記車両の前後左右の各車輪に連繋された夫々のサスペンションのコイルバネに対応して取り付けられており、前記演算制御手段で前記各センサから取得された各車輪に負荷される重量を合算して全積載重量を算出している一方、
前記演算制御手段には、前記各センサから取得された前記各車輪に負荷される夫々の重量のうち、最大値と最小値との差が所定値を超えている場合に、積載配置に偏りがあると判断する偏り判定部を備えている請求項1または請求項2に記載の車載重量検知装置。 - 前記演算制御手段は、前記重量判定部において積載重量が制限重量を超えていると判断された場合に、警告アラームの発生を指令する通報回路部を備えている請求項2に記載の車載重量検知装置。
- 前記演算制御手段は、前記偏り判定部において積載配置に偏りがあると判断された場合に、警告アラームの発生を指令する通報回路部を備えている請求項3に記載の車載重量検知装置。
- 前記重量判定部において積載重量が法定重量を超えていると判断された場合に、車両駆動源を動作させない駆動停止制御部を備えている請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載の車載重量検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004069106A JP2005257451A (ja) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | 車載重量検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004069106A JP2005257451A (ja) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | 車載重量検知装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005257451A true JP2005257451A (ja) | 2005-09-22 |
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ID=35083313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004069106A Withdrawn JP2005257451A (ja) | 2004-03-11 | 2004-03-11 | 車載重量検知装置 |
Country Status (1)
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- 2004-03-11 JP JP2004069106A patent/JP2005257451A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |