JP2013040795A - Axle weight measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の車軸重量（軸重）を測定する車軸重量測定装置に関する。 The present invention relates to an axle weight measuring device for measuring an axle weight (axle weight) of a vehicle.
車軸重量測定装置は、車両走行路に埋設した荷重センサの出力信号に基づいて車軸重量を測定するものであるが、路面の凹凸や車両の加減速などの影響で走行車両が振動し、荷重センサで計測される荷重の瞬間的な値は変動するので、車両走行路の一箇所で軸重を測定するだけでは正確な値を求めることができない。 The axle weight measuring device measures the axle weight based on the output signal of the load sensor embedded in the vehicle travel path. The running vehicle vibrates due to road surface unevenness and acceleration / deceleration of the vehicle. Since the instantaneous value of the load measured in (1) fluctuates, it is not possible to obtain an accurate value only by measuring the axle load at one place on the vehicle travel path.
このため、例えば図１６に示すように、車両の車軸３１の左右の車輪３２，３３の両方を同時に載せて車軸の重量を計測する車軸荷重センサ２１，２２，２３を、車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って少なくとも３台以上配置し、計測される車軸重量に含まれる正弦波ノイズ信号の周波数と位相を考慮し、コンピュータによるシミュレーションによって、計測誤差を小さくする配置間隔についての提案がなされている（特許文献１，２参照）。
Therefore, for example, as shown in FIG. 16,
これに対して、上記車軸荷重センサ２１，２２，２３よりも車両走行路４０の幅方向の長さが短く、片側の車輪の荷重を計測する車輪荷重センサを用いた車軸重量測定装置として、例えば、図１７に示すように、３台の車輪荷重センサ１１ａ，１１ｂ，１２ｂを、車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って第１，第２の位置Ｐ１，Ｐ２に配置したものがある（特許文献３参照）。この車軸重量測定装置では、第１の位置Ｐ１に、車軸３１の左側及び右側の各車輪３２，３３の荷重をそれぞれ計測する車輪荷重センサ１１ａ，１１ｂを配置すると共に、第２の位置Ｐ２に片側、例えば、右側の車輪３３の荷重を計測する車輪荷重センサ１２ｂを配置している。
On the other hand, as an axle weight measuring apparatus using a wheel load sensor that measures the load of a wheel on one side, which is shorter in the width direction of the
この車軸重量測定装置では、第１の位置Ｐ１の左右の車輪荷重センサ１１ａ，１１ｂによる計測荷重を加算して、第１の位置Ｐ１における軸重を算出すると共に、左右の計測荷重の比率を算出し、この比率を用いて第２の位置Ｐ２の車輪荷重センサ１２ｂの計測荷重から左側の車輪３２の荷重を算出し、この算出した左側の荷重と車輪荷重センサ１２ｂによる右側の計測荷重とから第２の位置Ｐ２における軸重を算出する。そして、第１の位置Ｐ１における軸重と第２の位置Ｐ２における軸重の平均値を、車軸の軸重としている。
In this axle weight measuring device, the load measured by the left and right
更に、構成の簡素化、コストの低減を図るために、例えば、図１８に示すように、２台の車輪荷重センサ１１ａ，１２ｂを、車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って第１，第２の位置Ｐ１，Ｐ２に配置したものがある（特許文献４参照）。第１の位置Ｐ１には、車軸３１の片側、例えば、左側の車輪３２の荷重を計測する車輪荷重センサ１１ａが配置され、第２の位置Ｐ２には、右側の車輪３３の荷重を計測する車輪荷重センサ１２ｂが配置されている。この車軸重量測定装置では、車輪荷重センサ１１ａによる計測荷重を２倍して第１の位置Ｐ１における軸重とし、車輪荷重センサ１２ｂによる計測荷重を２倍して第２の位置Ｐ２における軸重とし、両位置Ｐ１，Ｐ２の軸重の平均値を、車軸の軸重としている。
Further, in order to simplify the configuration and reduce the cost, for example, as shown in FIG. 18, the two
車軸重量測定装置の荷重センサ上を通過する車両には多くの種類があり、構造、車体質量も様々である。また、荷重センサを通過する車両の速度も停止寸前の速度から１００ｋｍ／ｈ付近まで様々である。その結果、荷重センサで計測される信号に含まれる正弦波の振動ノイズ信号の周期は、車種や車体質量や車載バネ定数によって数Ｈｚから１０Ｈｚ位まで異なる値を取ることになる。車両走行路に複数の荷重センサを設置して測定するとき、複数の荷重センサによる荷重の測定タイミングに対する正弦波振動ノイズの位相は、車両速度や周波数によって様々に変化する。 There are many types of vehicles that pass over the load sensor of the axle weight measuring device, and the structure and mass of the vehicle body are also various. Further, the speed of the vehicle passing through the load sensor also varies from the speed just before the stop to around 100 km / h. As a result, the period of the sinusoidal vibration noise signal included in the signal measured by the load sensor varies from several Hz to about 10 Hz depending on the vehicle type, the vehicle body mass, and the vehicle-mounted spring constant. When measuring by installing a plurality of load sensors on the vehicle travel path, the phase of the sinusoidal vibration noise with respect to the load measurement timing by the plurality of load sensors varies depending on the vehicle speed and frequency.
したがって、上述の従来技術のように、所定の間隔で設置された荷重センサにおいては、毎回の車両の速度、周波数が様々に異なる条件下では、荷重測定タイミングと振動ノイズ信号の位相の関係が不特定となり、個々の荷重センサに印加される振動ノイズを、演算によって相殺することは極めて難しく、その振動ノイズの減衰効果、すなわち、測定精度は、従来技術毎に区々である。 Therefore, in the case of a load sensor installed at a predetermined interval as in the prior art described above, the relationship between the load measurement timing and the phase of the vibration noise signal is inconsequential under conditions where the speed and frequency of the vehicle are different each time. The vibration noise applied to each load sensor is extremely difficult to cancel out by calculation, and the attenuation effect of the vibration noise, that is, the measurement accuracy is different for each conventional technique.
これら各従来技術の測定精度を評価できるようにし、それに基づいて、種々の車両が種々の速度で荷重センサの上を走行する場合に、通行車両全体の車軸重量の測定結果として、統計的に測定精度が高く、コスト展開に有利な車軸重量測定装置の開発が望まれる。 Based on this, it is possible to evaluate the measurement accuracy of each of these conventional technologies, and based on this, when various vehicles travel on the load sensor at various speeds, they are measured statistically as the measurement results of the axle weight of the entire passing vehicle. It is desired to develop an axle weight measuring device that has high accuracy and is advantageous for cost development.
本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであって、軸重の測定精度が高く、低コストの車軸重量測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a low-cost axle weight measuring apparatus with high axle load measurement accuracy.
上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
本発明の車軸重量測定装置は、車両走行路に配置されて、車軸左右の車輪の片側の車輪の重量である輪重を計測する複数台の車輪荷重センサと、前記複数台の車輪荷重センサそれぞれによって計測される計測輪重に基づいて、車軸重量を演算する演算部とを備える車軸重量測定装置であって、前記複数台の車輪荷重センサとして３台以上の車輪荷重センサを有し、これら３台以上の車輪荷重センサは、そのすべてが車両走行路の車両の走行方向に沿って互いに位置を異にし、かつ、前記車両走行路の１つの車線を幅方向に左右に二分する車線左側部と車線右側部とにそれぞれ分かれて配置される。 The axle weight measuring device according to the present invention includes a plurality of wheel load sensors that are arranged on a vehicle traveling path and measure wheel weights that are the weights of wheels on one side of the left and right wheels of the axle, and the plurality of wheel load sensors. An axle weight measuring device comprising a computing unit for computing axle weight based on the measured wheel weight measured by the vehicle, comprising three or more wheel load sensors as the plurality of wheel load sensors. The wheel load sensors of the pedestal or higher are all located at different positions along the vehicle traveling direction of the vehicle traveling path, and the left side of the lane that divides one lane of the vehicle traveling path into left and right in the width direction; They are arranged separately on the right side of the lane.
車輪荷重センサのすべてが、車両走行路の車両の走行方向に沿って互いに位置を異にするというのは、車両走行路の車両の走行方向に沿う位置において、同一の位置に車輪荷重センサを配置しないということであり、各車輪荷重センサが、車両走行路の車両の走行方向に沿って間隔をあけて配置されるということである。 All the wheel load sensors are located at different positions along the vehicle traveling direction on the vehicle traveling path because the wheel load sensors are arranged at the same position in the vehicle traveling direction along the vehicle traveling direction. This means that the wheel load sensors are arranged at intervals along the traveling direction of the vehicle on the vehicle traveling path.
１つの車線を幅方向に左右に二分した車線左側部と車線右側部とにおいて、車線左側部に配置する車輪荷重センサの台数と車線右側部に配置する車輪荷重センサの台数との関係は任意である。左側の方が多くてもよいし、逆に、右側の方が多くてもよい。総数が偶数の場合は、左側と右側とで同数であってもよい。左右の振り分けについては、まったく任意である。 The relationship between the number of wheel load sensors arranged on the left side of the lane and the number of wheel load sensors arranged on the right side of the lane is arbitrary in the left side of the lane and the right side of the lane that divides one lane in the width direction. is there. The left side may be more, and conversely, the right side may be more. When the total number is an even number, the left and right sides may be the same number. The left / right distribution is completely arbitrary.
したがって、車両の走行方向に沿って、左側（または右側）に１台または複数台、右側（または左側）に１台または複数台配置してもよく、この場合、左側または右側への交互の配置の繰返しの回数も任意である。例えば、車両の走行方向に沿って、左側（または右側）に１台または複数台、右側（または左側）に１台または複数台、左側（または右側）に１台または複数台配置してもよいし、あるいは、車両の走行方向に沿って、左側（または右側）に１台または複数台、右側（または左側）に１台または複数台、左側（または右側）に１台または複数台、右側（または左側）に１台または複数台配置してもよく、更に、車両の走行方向に沿って、左側（または右側）に１台または複数台、右側（または左側）に１台または複数台、左側（または右側）に１台または複数台、右側（または左側）に１台または複数台、左側（または右側）に１台または複数台配置してもよいといったように、左右の交互の繰返しの回数も任意である。 Accordingly, one or more units may be arranged on the left side (or right side) and one or more units on the right side (or left side) along the traveling direction of the vehicle. The number of repetitions of is also arbitrary. For example, one or more units may be arranged on the left side (or right side), one or more units on the right side (or left side), and one or more units on the left side (or right side) along the traveling direction of the vehicle. Alternatively, one or more units on the left side (or right side), one or more units on the right side (or left side), one or more units on the left side (or right side), or right side (or right side) Alternatively, one or more units may be arranged on the left side, and further, one or more units on the left side (or right side), one or more units on the right side (or left side), and the left side along the traveling direction of the vehicle One or more units (or right side), one or more units on the right side (or left side), and one or more units on the left side (or right side) may be arranged. Is also optional.
上記のように走行方向の最上流位置の第１番目の車輪荷重センサの配置につき、それを車線左側部としてもよいし、車線右側部としてもよい。 As described above, regarding the arrangement of the first wheel load sensor at the most upstream position in the traveling direction, it may be the lane left side or the lane right side.
本発明の車軸重量測定装置によると、片側の車輪の重量である輪重を計測する少なくとも３台の車輪荷重センサを、そのすべてが車両走行路の車両の走行方向に沿って互いに位置を異にし、かつ、車線左側部と車線右側部とにそれぞれ分けて配置することによって、後述のように車輪荷重センサで計測される信号に含まれる振動ノイズのノイズ減衰効果が高まり、測定精度が向上する。すなわち、それぞれの車輪荷重センサにおいて独立したランダムノイズを、設置した台数分だけ測定することができるので、加算平均処理した車軸重量測定値において大きなノイズ減衰効果を得ることができる。本発明は、言い換えれば、車軸重量値を測定するに当たって車輪荷重センサの使用台数の割に、最もノイズ減衰効果が高くなるような車輪荷重センサの配置方法を提供する。 According to the axle weight measuring device of the present invention, at least three wheel load sensors for measuring the wheel weight, which is the weight of one wheel, are all located at different positions along the traveling direction of the vehicle on the vehicle traveling path. Moreover, by separately arranging the lane left side portion and the lane right side portion, the noise attenuation effect of the vibration noise included in the signal measured by the wheel load sensor is increased as described later, and the measurement accuracy is improved. In other words, since independent random noise can be measured by the number of installed units in each wheel load sensor, a large noise attenuation effect can be obtained in the axle weight measurement value obtained by the averaging process. In other words, the present invention provides a wheel load sensor arrangement method that has the highest noise attenuation effect for the number of wheel load sensors used in measuring the axle weight value.
しかも、１台で左右の車輪の両方を同時に載せて車軸の重量を計測する車軸荷重センサを用いる場合に比べて、片側の車輪の重量である輪重を計測する車輪荷重センサを用いるので、コストを低減することができ、また、車輪荷重センサのすべてを、車両走行路の走行方向において互いに異なる位置に配置するので、従来技術の走行方向の左右同一箇所に２台の車輪荷重センサを直線的に並べて敷設する場合に比べて、車両走行路における車輪荷重センサの効率良い敷設工事が可能となる。 In addition, compared to the case of using an axle load sensor that measures the weight of the axle by placing both the left and right wheels at the same time, a wheel load sensor that measures the wheel weight that is the weight of the wheel on one side is used. Moreover, since all the wheel load sensors are arranged at different positions in the traveling direction of the vehicle traveling path, two wheel load sensors are linearly arranged at the same left and right positions in the traveling direction of the prior art. As compared with the case where the vehicle is laid side by side, the wheel load sensor can be laid efficiently in the vehicle travel path.
本発明の車軸重量測定装置の好ましい実施態様では、前記演算部は、前記車線左側部に配置されている前記車輪荷重センサが複数台の場合にはその複数台の車輪荷重センサそれぞれによる計測輪重の平均値を前記車線左側部の計測輪重とし、前記車線左側部に配置されている前記車輪荷重センサが１台の場合にはその１台の車輪荷重センサによる計測輪重を前記車線左側部の計測輪重とする一方、前記車線右側部に配置されている前記車輪荷重センサが複数台の場合にはその複数台の車輪荷重センサそれぞれによる計測輪重の平均値を前記車線右側部の計測輪重とし、前記車線右側部に配置されている前記車輪荷重センサが１台の場合にはその１台の車輪荷重センサによる計測輪重を前記車線右側部の計測輪重として、前記車線左側部の計測輪重と前記車線右側部の計測輪重とを加算して前記車軸重量を算出する。 In a preferred embodiment of the axle weight measuring apparatus according to the present invention, when the wheel load sensors arranged on the left side of the lane include a plurality of wheel load sensors, the calculation unit is configured to measure the wheel load by each of the plurality of wheel load sensors. When the wheel load sensor arranged on the left side of the lane is one, the wheel load sensor measured by the one wheel load sensor is used as the measurement wheel weight on the left side of the lane. When there are a plurality of wheel load sensors arranged on the right side of the lane, the average value of the measured wheel weights of the plurality of wheel load sensors is measured on the right side of the lane. When the number of wheel load sensors arranged on the right side of the lane is one, the measurement wheel weight of the one wheel load sensor is used as the measurement wheel weight of the right side of the lane, and the left side of the lane Measurement Heavy said by adding the lane right portion of the measuring wheel load calculating the axle weight.
この実施態様によると、左側または右側の車線片側部に配置されている車輪荷重センサが複数台の場合にはその複数台の車輪荷重センサよる計測輪重の平均値を該車線片側部の計測輪重とし、該車線片側部に配置されている車輪荷重センサが１台の場合にはその１台の車輪荷重センサによる計測輪重を該車線片側部の計測輪重とし、左側及び右側の両車線片側部の計測輪重を加算して軸重を算出することによって、後述のように車輪荷重センサによって計測される信号に含まれる振動ノイズのノイズ減衰効果に優れ、軸重の測定精度を高めることができる。 According to this embodiment, when there are a plurality of wheel load sensors arranged on one side of the left or right lane, the average value of the measurement wheel weights by the plurality of wheel load sensors is measured on the measurement wheel on the one side of the lane. If there is only one wheel load sensor arranged on one side of the lane, the measurement wheel weight of the one wheel load sensor is taken as the measurement wheel weight on the one side of the lane, and both the left and right lanes By calculating the axle load by adding the wheel load on one side, as described later, it is excellent in the noise attenuation effect of vibration noise contained in the signal measured by the wheel load sensor, and increases the axle load measurement accuracy. Can do.
本発明の車軸重量測定装置によれば、荷重センサに印加される振動ノイズのノイズ減衰効果を高めて測定精度を向上させることができると共に、低コスト化を図ることができる。 According to the axle weight measuring device of the present invention, the noise attenuation effect of vibration noise applied to the load sensor can be enhanced to improve the measurement accuracy, and the cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は本発明の一つの実施形態に係る車軸重量測定装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an axle weight measuring apparatus according to one embodiment of the present invention.
図において、１１，１２，１３，１４は、片側の車輪の重量である輪重を計測する車輪荷重センサ、２は増幅部、３はＡ／Ｄ変換部、４は入出力部、５は演算部、６は記憶部、７は表示部、８は操作部／データ入力部である。また、３１は車両の車軸、３２，３３は車輪、４０は車両走行路、４０ａは車両走行路４０を幅方向に左右に二分した車線左側部、４０ｂは車線右側部である。この図１では、車輪荷重センサの配置パターンを代表的に示しており、具体的な各種の配置パターンについては後述する。
In the figure, 11, 12, 13, and 14 are wheel load sensors that measure the wheel weight, which is the weight of a wheel on one side, 2 is an amplifying unit, 3 is an A / D converter, 4 is an input / output unit, and 5 is an arithmetic unit. , 6 is a storage unit, 7 is a display unit, and 8 is an operation unit / data input unit.
車輪荷重センサ１１，１２，１３，１４は、例えば、タイヤの接地幅よりも幅の広い載荷板で走行車両の片側の車輪の全体重量を計測する載荷板型の車輪荷重センサである。なお、車輪荷重センサ１１，１２，１３，１４は、タイヤの接地幅よりも幅の狭いセンサで片側の車輪の分圧値を計測するバー型の車輪荷重センサであってもよく、この場合には、バー型の車輪荷重センサで計測される分圧値を積分して片側の車輪の全体重量を算出する。
The
これら複数の車輪荷重センサ１１，１２，１３，１４の出力端子が増幅部２の入力端子に接続され、増幅部２の出力端子が車輪荷重センサ単位でＡ／Ｄ変換部３の入力端子に接続され、Ａ／Ｄ変換部３の出力端子が入出力部４を介して演算部５に接続されている。演算部５は例えばマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などを備えている。演算部５には記憶部６が接続され、この記憶部６は例えばハードディスクで構成されている。入出力部４には表示部７と操作部／データ入力部８が接続されている。
The output terminals of the plurality of
各車輪荷重センサ１１，１２，１３，１４による荷重信号ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４は増幅部２に入力され、増幅部２において振幅増幅される。増幅部２から出力される増幅後のアナログの荷重信号はＡ／Ｄ変換部３によってデジタルの荷重データに変換される。Ａ／Ｄ変換部３によって生成された荷重データは入出力部４を介して演算部５に入力される。
Load signals
演算部５は、ＲＡＭをワークメモリとして用いながらＲＯＭから読み出したプログラムに従って動作し、Ａ／Ｄ変換部３からの荷重データ（ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４）に基づいて所定の演算処理を行い、得られた演算結果を記憶部６に格納する。その結果には最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗも含まれる。また、演算部５は、処理結果に基づいて得られた表示データを、入出力部４を介して表示部７に出力する。オペレータは、操作部／データ入力部８を用いて各種の命令を与えたり、各種のデータを入力したりする。
The
各車輪荷重センサ１１，１２，１３，１４は、複数のロードセルとその上部の計量台を有している。図１に示されるように、計量台の長さＬは、車両走行路４０の片側通行域寸法Ｌ３より短く、かつ、車軸３１の左右の車輪３２，３３のタイヤの内側間寸法Ｌ１よりは短く設定されている。また、例えば、車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１３を、車線左側部４０ａの車輪荷重センサ１１と車両走行方向の同じ位置に配置したと仮定した場合に、両車輪荷重センサ１１，１３間の距離をＬ４、すなわち、車輪荷重センサ１１から車線中央までの距離と車輪荷重センサ１３から車線中央までの距離を加算した距離をＬ４とすると、タイヤの内側間寸法Ｌ１と車輪３２，３３の幅Ｌ２とを加算した値（Ｌ１＋Ｌ２）は、前記距離Ｌ４と計量台の長さＬとを加算した値（Ｌ４＋Ｌ）よりも小さくなるように、すなわち、（Ｌ１＋Ｌ２）＜（Ｌ４＋Ｌ）に設定される。これは、車両走行路４０上を車両が通行するとき、必ず片方の車輪の幅Ｌ２のタイヤが計量台上に完全に載り込むにようにするためである。
Each
据え付け段階で、操作部／データ入力部８を用いて車輪荷重センサ１１等における計量台荷重などの初期荷重を入力すると、そのデータが演算部５を介して記憶部６に保持される。また、零点変動量も記憶部６に保持される。車両の左右の車輪が計量台上を通過する実測時には、オフセット演算により、計量台上の荷重のみが輪重ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４として算出され、表示部７に表示されるとともに、記憶部６に記憶される。
When an initial load such as a weighing platform load in the wheel load sensor 11 or the like is input using the operation unit /
本発明は、３台以上の車輪荷重センサを備えると共に、その配置パターンに特徴を有し、精度の高い軸重の測定を行えると共に、コストを低減できるものである。 The present invention includes three or more wheel load sensors, has a feature in its arrangement pattern, can measure the axial weight with high accuracy, and can reduce the cost.
本発明の具体的な車輪荷重センサの配置パターンの説明に先立って、軸重の測定精度の評価方法について説明する。 Prior to the description of the specific wheel load sensor arrangement pattern of the present invention, a method for evaluating the measurement accuracy of the axle load will be described.
この測定精度の評価方法では、荷重センサの計測信号に含まれる振動ノイズを、ランダムノイズと見なしてそのノイズ減衰効果に基づいて、測定精度を評価するものである。 In this measurement accuracy evaluation method, vibration noise included in the measurement signal of the load sensor is regarded as random noise, and the measurement accuracy is evaluated based on the noise attenuation effect.
すなわち、上述のように、走行中の車体には車両走行路面の凹凸や車両の加減速によって振動が引き起こされる。車体を弾性的に支持するタイヤにその振動が伝達され、軸重の計測信号に正弦波状の振動ノイズ信号が重畳される。測定対象の車両には、構造や車体重量など種々様々なものがあり、またその走行速度も停止寸前の速度から１００ｋｍ／ｈ付近まで様々であるので、振動ノイズ信号の周波数も数Ｈｚから１０Ｈｚ位まで区々である。 That is, as described above, vibration is caused in the traveling vehicle body by the unevenness of the vehicle traveling road surface and the acceleration / deceleration of the vehicle. The vibration is transmitted to the tire that elastically supports the vehicle body, and a sinusoidal vibration noise signal is superimposed on the axial load measurement signal. There are various types of vehicles to be measured, such as the structure and weight of the vehicle body, and the running speed varies from the speed just before the stop to around 100 km / h, so the frequency of the vibration noise signal is also several Hz to 10 Hz. Until the ward.
したがって、種々の車両が、種々の速度で荷重センサを通過したときに、荷重センサに対して個別にランダムなノイズが加わる場合と殆ど変わらない状態になると考えられる。 Therefore, when various vehicles pass through the load sensor at various speeds, it is considered that the state becomes almost the same as when random noise is individually applied to the load sensor.
そこで、かかる振動ノイズをランダムノイズとして扱い、ノイズ減衰効果に基づいて、車軸重量測定装置の測定精度を評価するものである。 Therefore, such vibration noise is treated as random noise, and the measurement accuracy of the axle weight measuring device is evaluated based on the noise attenuation effect.
ここでは、先ず、上述の図１６〜図１８の各従来技術の車軸重量測定装置について、評価を行う。 Here, first, the axle weight measuring devices according to the prior art shown in FIGS. 16 to 18 are evaluated.
上述の図１６の従来技術についての評価を、図１１に基づいて説明する。 The above-described evaluation of the prior art shown in FIG. 16 will be described with reference to FIG.
図１６に対応する図１１（ａ）に示すように、３台の車軸荷重センサ２１，２２，２３が配置されている。これらの車軸荷重センサは、車両の車軸３１の左右の車輪３２，３３の両方を載せて、その車軸の重量を計測するものである。３台の車軸荷重センサ２１，２２，２３は、車両走行路４０において、矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って互いに異なる位置に配置されている。
As shown in FIG. 11A corresponding to FIG. 16, three
車軸３１の左右の車輪３２，３３が第１の車軸荷重センサ２１を通過するときに、この第１の車軸荷重センサ２１によって計測される軸重Ｗ１は、左右の車輪３２，３３の荷重を加算したものに相当する。同じ車軸の左右の車輪が第２の車軸荷重センサ２２を通過するときに、第２の車軸荷重センサ２２によって計測される軸重をＷ２とし、同じ車軸の左右の車輪が第３の車軸荷重センサ２３を通過するときに、第３の車軸荷重センサ２３によって計測される軸重をＷ３とすると、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗは、これら３台の車軸荷重センサ２１，２２，２３による軸重Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の単純平均値で表される。すなわち、図１１（ｂ）に示すように、
Ｗ＝（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）／３ ……………（１）
である。
When the left and
W = (W1 + W2 + W3) / 3 (1)
It is.
ここで、軸重の計測信号に重畳される振動ノイズ信号を、上述のようにランダムノイズとして扱い、左および右の車輪荷重を合わせた軸重の検出信号に重畳される振動ノイズ信号の標準偏差を「σ」とする。この振動ノイズ信号は左右の車輪３２，３３に対してほぼ同じ大きさ、同じ位相で加わる。したがって、１個の車軸荷重センサについては、合計で標準偏差（２σ）のノイズ信号が加わることになる。
Here, the vibration noise signal superimposed on the axle load measurement signal is treated as random noise as described above, and the standard deviation of the vibration noise signal superimposed on the axle load detection signal including the left and right wheel loads is combined. Is “σ”. This vibration noise signal is applied to the left and
ところで、３台の車軸荷重センサは同じ仕様であり、同じ条件に設置されることから、同じノイズ源からの信号が加わる。しかし、ほとんどの車両走行において、設置位置の異なる複数の車軸荷重センサ間では、正弦波の位相関係による特別な相殺条件は成立しない。そこで、複数の車軸荷重センサそれぞれのノイズ信号は、互いに独立しているとみなしてよく、ランダムノイズとして扱うことができる。 By the way, since the three axle load sensors have the same specifications and are installed under the same conditions, signals from the same noise source are added. However, in most vehicle traveling, a special cancellation condition due to the phase relationship of the sine wave is not established between a plurality of axle load sensors having different installation positions. Therefore, the noise signals of each of the plurality of axle load sensors may be regarded as independent from each other and can be treated as random noise.
したがって、上記のように、１個の車軸荷重センサについて標準偏差（２σ）のノイズ信号が重畳され、そのことが３台の車軸荷重センサ２１，２２，２３で同様に当てはまると、単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓは、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ｝1/2 ／３
＝（４／３）1/2 σ＝１．１５５σ ……………（２）
となる。ここで「３で割る」ことは、数式（１）において「３で割る」ことに対応している。上記の１台の車軸荷重センサについての標準偏差（２σ）を基準にすると、３台の車軸荷重センサ２１，２２，２３を用いた場合の車軸重量Ｗ＝（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）／３におけるノイズ信号の減衰率Ｒは、
Ｒ＝（１．１５５σ）／（２σ）＝０．５７７ ……………（３）
となる。減衰率は、その値Ｒが小さいほどノイズ減衰効果に優れ、好ましい。すなわち、車軸重量Ｗの測定精度は、減衰率Ｒが小さいほど優れている。
Therefore, as described above, if a noise signal having a standard deviation (2σ) is superimposed on one axle load sensor and this is similarly applied to the three
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 3
= (4/3) 1/2 σ = 1.155σ (2)
It becomes. Here, “divide by 3” corresponds to “divide by 3” in Equation (1). With reference to the standard deviation (2σ) for the one axle load sensor, the noise signal is attenuated at the axle weight W = (W1 + W2 + W3) / 3 when the three
R = (1.155σ) / (2σ) = 0.777 (3)
It becomes. The attenuation rate is preferably as the value R is smaller, because the noise attenuation effect is better. That is, the measurement accuracy of the axle weight W is more excellent as the attenuation rate R is smaller.
以上のように、用いている複数の荷重センサによる計測軸重Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の総合に基づく車軸重量Ｗの測定精度は、減衰率Ｒによって評価することが可能である。すなわち、複数の荷重センサのそれぞれに印加される振動ノイズ信号の標準偏差（２σ）を総合して、最終目標である単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓを求める。さらに、１台の車軸荷重センサについての標準偏差（２σ）に対する単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓの比を減衰率Ｒとして求め、この減衰率Ｒをもって車軸重量Ｗの測定精度を評価する。 As described above, the measurement accuracy of the axle weight W based on the total of the measurement axle weights W1, W2, and W3 by the plurality of load sensors used can be evaluated by the attenuation rate R. In other words, the standard deviation (2σ) of the vibration noise signal applied to each of the plurality of load sensors is integrated to obtain the vibration noise signal variation index S in the axle weight W obtained by the simple average as the final target. Further, the ratio of the variation index S of the vibration noise signal in the axle weight W obtained by a simple average with respect to the standard deviation (2σ) for one axle load sensor is obtained as an attenuation rate R, and this attenuation rate R is used to determine the axle weight W. Evaluate measurement accuracy.
上記は車軸荷重センサが３台の場合であったが、参考として、車軸荷重センサを２台、４台、５台並べた構成の車軸重量測定装置の場合を次に説明する（図１１（ｂ）の下段参照）。 The above description is for the case where there are three axle load sensors. As a reference, the case of an axle weight measuring device in which two, four, and five axle load sensors are arranged will be described next (FIG. 11 (b). ) Refer to the lower part).
２台設置の場合、上記同様の単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓと減衰率Ｒは、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ｝1/2 ／２＝２1/2 σ
＝１．４１４σ ……………（４）
Ｒ＝（１．４１４σ）／（２σ）＝０．７０７ ……………（５）
となる。
When two units are installed, the variation index S and the attenuation rate R of the vibration noise signal in the axle weight W obtained by the simple average as described above are as follows:
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 2 = 2 1/2 σ
= 1.414σ …………… (4)
R = (1.414σ) / (2σ) = 0.707 (5)
It becomes.
４台設置の場合、上記同様の単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓと減衰率Ｒは、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ｝1/2 ／４
＝２・（２σ）／４＝σ ……………（６）
Ｒ＝０．５ ……………（７）
となる。
When four units are installed, the variation index S and the attenuation rate R of the vibration noise signal in the axle weight W obtained by the simple average as described above are:
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 4
= 2 ・ (2σ) / 4 = σ (6)
R = 0.5 (7)
It becomes.
５台設置の場合、上記同様の単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓと減衰率Ｒは、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2｝1/2 ／５
＝５1/2 ・（２σ）／５＝（２／５1/2 ）σ＝０．８９４σ ……………（８）
Ｒ＝（０．８９４４σ）／（２σ）＝０．４４７ ……………（９）
となる。
When five units are installed, the variation index S and the damping rate R of the vibration noise signal in the axle weight W obtained by the simple average as described above are as follows:
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 5
= 5 1/2 · (2σ) / 5 = (2/5 1/2 ) σ = 0.894σ (8)
R = (0.8944σ) / (2σ) = 0.447 (9)
It becomes.
上記は、ランダムノイズが印加された場合の、設置台数に対する減衰率Ｒの理論値である。 The above is the theoretical value of the attenuation rate R with respect to the number of installed units when random noise is applied.
本件発明者らは、上記した理論値に基づく減衰率Ｒが車軸重量Ｗの計測精度の評価の指標として、どの程度の正しさを有しているかをシミュレーションした。 The inventors of the present invention simulated how much the damping rate R based on the above-described theoretical value has as an index for evaluating the measurement accuracy of the axle weight W.
上記の理論値に基づく減衰率に対して、振動ノイズ信号を周波数２Ｈｚ、３Ｈｚ、４Ｈｚの正弦波とし、車両が３０〜９０ｋｍ／ｈの種々の速度で走行したとする。車軸荷重センサの台数が２台、３台、４台、５台の場合で、いずれも幅広の載荷板型のセンサを１台使用し、残りを細長いバー型のセンサを使用した場合をシミュレートして、車速３０ｋｍ／ｈを超える領域での車軸重量の測定誤差の減衰率Ｒを求めた。その結果、
２台設置の場合は、Ｒ＝０．８５
３台設置の場合は、Ｒ＝０．７
４台設置の場合は、Ｒ＝０．５
５台設置の場合は、Ｒ＝０．３
となった。
It is assumed that the vibration noise signal is a sine wave having a frequency of 2 Hz, 3 Hz, and 4 Hz with respect to the attenuation rate based on the above theoretical value, and the vehicle travels at various speeds of 30 to 90 km / h. When the number of axle load sensors is 2, 3, 4, and 5, each simulates the case of using one wide loading plate type sensor and the rest using an elongated bar type sensor. Then, the attenuation rate R of the measurement error of the axle weight in the region exceeding the vehicle speed of 30 km / h was obtained. as a result,
R = 0.85 when two units are installed
In case of 3 units, R = 0.7
In case of 4 units, R = 0.5
R = 0.3 when 5 units are installed
It became.
図１２に、上記の理論値とシミュレーション結果とを比較するグラフを示す。 FIG. 12 shows a graph comparing the above theoretical values with simulation results.
○で示す理論値の場合は、２台で減衰率は０．７０７、３台で減衰率は０．５７７、４台で減衰率は０．５、５台で減衰率は０．４７７であった。一方、◆で示すシミュレーション結果では、２台で０．８５、３台で０．７、４台で０．５、５台で０．３となった。 In the case of the theoretical value indicated by ○, the attenuation rate is 0.707 for 2 units, 0.577 for 3 units, 0.577 for 4 units, 0.5 for 5 units, and 0.477 for attenuation rate. It was. On the other hand, in the simulation results indicated by ◆, the number of the two units was 0.85, the number of the three units was 0.7, the number of the four units was 0.5, and that of the five units was 0.3.
上記の理論値（０．７０７，０．５７７，０．５，０．４７７）とシミュレーション結果（０．８５，０．７，０．５，０．３）とを比較すると、振動ノイズ信号をランダムノイズとみなしたときのランダムノイズに対する減衰率は、ほぼ近似しているとしてもよい。ここには、減衰率において、位相相殺による特別に有効な効果は見られない。したがって、本件発明者らが考案したこの評価方式は、種々の車両が種々の速度で走行する場合において設置台数と減衰率との関係において正当性をもつと捉えることができる。 Comparing the above theoretical values (0.707, 0.577, 0.5, 0.477) with the simulation results (0.85, 0.7, 0.5, 0.3), the vibration noise signal is The attenuation rate for random noise when considered as random noise may be approximately approximate. Here, there is no particularly effective effect due to the phase cancellation in the attenuation rate. Therefore, this evaluation method devised by the present inventors can be regarded as valid in the relationship between the number of installed vehicles and the attenuation rate when various vehicles travel at various speeds.
車軸荷重センサは、その１台でもって左右の車輪の両方を同時に載せて車軸の重量を計測するものである。したがって、車軸荷重センサは車両走行路の車両の走行方向に対して直角な幅方向で長い寸法をもったものとして製作されている。つまり、路幅全体の大きな部分を占めるに足る長さを持っている。車軸荷重センサは、左右車輪を同時に載せる板状の計量台と、計量台の下方において計量台を支持するとともに印加される重量を検出する複数個のロードセルとを備えているが、計量台が長い寸法のものであること、また計量台が長いことに関連してロードセルの使用個数が多いことのために、車軸荷重センサのイニシャルコストが高いものにつく。さらにこの長い車軸荷重センサを路面に埋設する工事が大掛かりなものになり、設置コストも高くつく。 One axle load sensor measures both the weight of the axle by placing both the left and right wheels at the same time. Therefore, the axle load sensor is manufactured as having a long dimension in the width direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle on the vehicle traveling path. In other words, it has a length sufficient to occupy a large portion of the entire road width. The axle load sensor includes a plate-like weighing platform on which the left and right wheels are simultaneously mounted, and a plurality of load cells that support the weighing platform and detect applied weight under the weighing platform, but the weighing platform is long. Due to the size and the large number of load cells associated with the long weighing platform, the initial cost of the axle load sensor is high. Furthermore, the construction for embedding this long axle load sensor on the road surface becomes large and the installation cost is high.
このようなことから、近年では、「車軸荷重センサ」の長さの約半分の長さの「車輪荷重センサ」を用いることが増えてきている。 For this reason, in recent years, the use of “wheel load sensors” having a length that is approximately half the length of “axle load sensors” has increased.
次に、かかる車輪荷重センサを用いた上述の図１７の従来技術ついての評価を、図１３に基づいて説明する。 Next, the evaluation of the above-described prior art of FIG. 17 using such a wheel load sensor will be described with reference to FIG.
図１７に対応する図１３（ａ）に示すように、３台の車輪荷重センサ１１ａ，１１ｂ，１２ｂが配置されている。配置は、車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って隔てた２か所の位置Ｐ１，Ｐ２である。第１の位置Ｐ１には、車両走行路４０の車線左側部４０ａに車輪荷重センサ１１ａが配置されているとともに、車線右側部４０ｂに車輪荷重センサ１１ｂが配置されている。これら２台の車輪荷重センサ１１ａ，１１ｂは、車両走行路４０の走行方向において同じ第１の位置Ｐ１に配置されている。第２の位置Ｐ２には、車線右側部４０ｂに車輪荷重センサ１２ｂが配置されている。
As shown in FIG. 13A corresponding to FIG. 17, three
第１の位置Ｐ１の車線左側部４０ａの車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重の大きさをｗ１ａとし、同じく第１の位置Ｐ１の車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１１ｂによる計測輪重の大きさをｗ１ｂとし、第２の位置Ｐ２の車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重の大きさをｗ２ｂとする。
The size of the wheel load measured by the
第２の位置Ｐ２においては、その車線左側部４０ａに車輪荷重センサが配置されていないが、もしここに車輪荷重センサが配置されていると仮定して、その仮想の車輪荷重センサによる計測輪重の大きさを推定して、これをｗ２ａ′とする。この仮想の車線左側部４０ａの車輪荷重センサによる計測輪重ｗ２ａ′を計算によって求める。
At the second position P2, the wheel load sensor is not disposed on the
第１の位置Ｐ１での左右の計測輪重の比ｒは、
ｒ＝ｗ１ａ／ｗ１ｂ ……………（１０）
である。この左右の計測輪重の比ｒを用いて、第２の位置Ｐ２での右側の計測輪重ｗ２ｂから仮想の左側の計測輪重ｗ２ａ′を求めると、
ｗ２ａ′＝ｒ・ｗ２ｂ＝（ｗ１ａ／ｗ１ｂ）・ｗ２ｂ
となる。
The ratio r of the left and right measurement wheel weights at the first position P1 is
r = w1a / w1b (10)
It is. Using the right and left measurement wheel weight ratio r, the virtual left measurement wheel weight w2a ′ is obtained from the right measurement wheel weight w2b at the second position P2.
w2a '= r.w2b = (w1a / w1b) .w2b
It becomes.
この従来技術においては、第１の位置Ｐ１での軸重Ｗ１は、左側の計測輪重ｗ１ａと右側の計測輪重ｗ１ｂとから、
Ｗ１＝ｗ１ａ＋ｗ１ｂ
としている。
In this prior art, the axial load W1 at the first position P1 is determined from the left measurement wheel weight w1a and the right measurement wheel weight w1b.
W1 = w1a + w1b
It is said.
第２の位置Ｐ２での軸重Ｗ２は、左側の仮想の計測輪重ｗ２ａ′と右側の計測輪重ｗ２ｂとから、
Ｗ２＝ｗ２ａ′＋ｗ２ｂ
としている。
The axial load W2 at the second position P2 is calculated from the left virtual wheel load w2a 'and the right wheel load w2b.
W2 = w2a ′ + w2b
It is said.
求める１軸の車軸重量Ｗは、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２での平均値をとって、
Ｗ＝（Ｗ１＋Ｗ２）／２
＝｛（ｗ１ａ＋ｗ１ｂ）＋（ｗ２ａ′＋ｗ２ｂ）｝／２ ……………（１１）
としている。
The obtained axle weight W of one axis is obtained by taking an average value at the first position P1 and the second position P2.
W = (W1 + W2) / 2
= {(W1a + w1b) + (w2a ′ + w2b)} / 2 (11)
It is said.
種々の車両が任意の車速で車輪荷重センサ上を通過する場合に、左側の計測輪重ｗ１ａと右側の計測輪重ｗ１ｂには、同位相のほぼ同じ大きさの正弦波振動ノイズ信号が加わる。ノイズによる誤差をΔｅとする。誤差Δｅは、計測輪重ｗ１ａ，ｗ１ｂに比ベて十分小さいが、誤差の大きさとしては無視できない値であるとする。誤差Δｅを含んだ左側の計測輪重、右側の計測輪重はそれぞれ（ｗ１ａ＋Δｅ），（ｗ１ｂ＋Δｅ）となる。したがって、左右の計測輪重の比ｒは、
ｒ＝（ｗ１ａ＋Δｅ）／（ｗ１ｂ＋Δｅ）
この式の分母、分子にそれぞれ（ｗ１ｂ−Δｅ）を掛け算して、
ｒ＝｛（ｗ１ａ＋Δｅ）・（ｗ１ｂ−Δｅ）｝／｛（ｗ１ｂ＋Δｅ）・（ｗ１ｂ−Δｅ）｝
＝（ｗ１ａ・ｗ１ｂ＋ｗ１ｂ・Δｅ−ｗ１ａ・Δｅ−Δｅ2 ）／（ｗ１ｂ2 −Δｅ2 ）
≒（ｗ１ａ・ｗ１ｂ＋ｗ１ｂ・Δｅ−ｗ１ａ・Δｅ）／ｗ１ｂ2
＝ｗ１ａ／ｗ１ｂ＋（ｗ１ｂ−ｗ１ａ）・Δｅ／ｗ１ｂ2
ここで、左右の車輪に大きい重量差はないとすると、ｗ１ａ≒ｗ１ｂで、（ｗ１ｂ−ｗ１ａ）≒０となる。Δｅも小さいから、Δｅ2 ≒０、（ｗ１ｂ−ｗ１ａ）・Δｅ／ｗ１ｂ2 ≒０と考えてもよい。結果として、
ｒ≒ｗ１ａ／ｗ１ｂ ……………（１２）
となる。したがって、第１の位置Ｐ１での左右の計測輪重の比ｒにはノイズ信号による誤差が含まれないと考えることができる。第２の位置Ｐ２での左右の計測輪重の比ｒについても同様である。結果として、左側の計測輪重ｗ１ａと右側の計測輪重ｗ１ｂとには位相が同じで振幅がほぼ同じノイズ信号が含まれ、左側の仮想の計測輪重ｗ２ａ′と右側の計測輪重ｗ２ｂとには位相が同じで振幅がほぼ同じノイズ信号が含まれると考えられる。
When various vehicles pass over the wheel load sensor at an arbitrary vehicle speed, sinusoidal vibration noise signals having substantially the same phase and the same magnitude are applied to the left measurement wheel weight w1a and the right measurement wheel weight w1b. Let Δe be the error due to noise. The error Δe is sufficiently small compared to the measurement wheel weights w1a and w1b, but is assumed to be a value that cannot be ignored as the magnitude of the error. The left measurement wheel weight and the right measurement wheel weight including the error Δe are (w1a + Δe) and (w1b + Δe), respectively. Therefore, the ratio r of the left and right measurement wheel weights is
r = (w1a + Δe) / (w1b + Δe)
Multiply the denominator and numerator of this equation by (w1b-Δe) respectively.
r = {(w1a + Δe) · (w1b−Δe)} / {(w1b + Δe) · (w1b−Δe)}
= (W1a · w1b + w1b · Δe−w1a · Δe−Δe 2 ) / (w1b 2 −Δe 2 )
≒ (w1a · w1b + w1b · Δe-w1a · Δe) / w1b 2
= W1a / w1b + (w1b-w1a) · Δe / w1b 2
Here, if there is no large weight difference between the left and right wheels, w1a≈w1b and (w1b−w1a) ≈0. Since Δe is also small, Δe 2 ≒ 0, may be considered as (w1b-w1a) · Δe /
r≈w1a / w1b (12)
It becomes. Therefore, it can be considered that the error r due to the noise signal is not included in the ratio r of the left and right measurement wheel weights at the first position P1. The same applies to the ratio r of the left and right measurement wheel weights at the second position P2. As a result, the left measurement wheel weight w1a and the right measurement wheel weight w1b include noise signals having the same phase and substantially the same amplitude, and the left measurement wheel weight w2a ′ and the right measurement wheel weight w2b Are considered to include noise signals having the same phase and substantially the same amplitude.
上記の図１１の従来技術の場合と同様に、左および右のタイヤが受ける振動ノイズ信号の標準偏差をそれぞれ「σ」とする。そうすると、第１の位置Ｐ１での軸重Ｗ１＝（ｗ１ａ＋ｗ１ｂ）と、第２の位置Ｐ２での軸重Ｗ２＝（ｗ２ａ′＋ｗ２ｂ）には、それぞれ標準偏差（２σ）のランダムノイズが含まれることになる。よって、数式（１１）に対応して、単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓは、結局、車軸荷重センサを２台並べた場合と同じであり、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ｝1/2 ／２＝２1/2 σ
＝１．４１４σ ……………（１３）
となる。ここで「２で割る」ことは、数式（１１）において「２で割る」ことに対応している。
As in the case of the prior art of FIG. 11 above, the standard deviations of the vibration noise signals received by the left and right tires are each “σ”. Then, the axial weight W1 = (w1a + w1b) at the first position P1 and the axial weight W2 = (w2a ′ + w2b) at the second position P2 each include random noise with a standard deviation (2σ). become. Therefore, the variation index S of the vibration noise signal in the axle weight W obtained by the simple average corresponding to the equation (11) is the same as the case where two axle load sensors are arranged in the end.
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 2 = 2 1/2 σ
= 1.414σ …………… (13)
It becomes. Here, “divide by 2” corresponds to “divide by 2” in Equation (11).
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝（１．４１４σ）／（２σ）＝０．７０７ ……………（１４）
となる。この性能は、従来から多用されている図１１の車軸重量測定装置に比べ劣っている。ただし、図１１のように車軸荷重センサではなく、車輪荷重センサを用いるので、低コストとなる。
The attenuation rate R at this time is
R = (1.414σ) / (2σ) = 0.707 (14)
It becomes. This performance is inferior to the axle weight measuring device of FIG. However, since the wheel load sensor is used instead of the axle load sensor as shown in FIG. 11, the cost is low.
更に、従来技術の他の配置例として、図１４に示すように、４台の車輪荷重センサ１１ａ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂが配置されている場合について評価を行う。車輪荷重センサ１１ａ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂの配置は、車両走行路の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って隔てた３か所の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３である。第１の位置Ｐ１には、車両走行路４０の車線左側部４０ａに車輪荷重センサ１１ａが配置されているとともに、車線右側部４０ｂに車輪荷重センサ１１ｂが配置されている。これら２台の車輪荷重センサ１１ａ，１１ｂは、車両走行路の走行方向において同じ第１の位置Ｐ１に配置されている。第２の位置Ｐ２には、車線右側部４０ｂに車輪荷重センサ１２ｂが配置されている。第３の位置Ｐ３には、車線右側部４０ｂに車輪荷重センサ１３ｂが配置されている。
Furthermore, as another arrangement example of the prior art, as shown in FIG. 14, evaluation is performed for a case where four
第１の位置Ｐ１の車線左側部４０ａの車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重の大きさをｗ１ａとし、同じく第１の位置Ｐ１の車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１１ｂによる計測輪重の大きさをｗ１ｂとし、第２の位置Ｐ２の車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重の大きさをｗ２ｂとし、第３の位置Ｐ３の車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重の大きさをｗ３ｂとする。
The size of the wheel load measured by the
第２の位置Ｐ２においては、その車線左側部４０ａに車輪荷重センサが配置されていないが、もしここに車輪荷重センサが配置されていると仮定して、その仮想の車輪荷重センサによる計測輪重の大きさを推定して、これをｗ２ａ′とする。この仮想の車線左側部４０ａの車輪荷重センサによる計測輪重ｗ２ａ′を計算によって求める。これは、上記の図１３の従来技術の場合と同様、ｒ＝ｗ１ａ／ｗ１ｂとして、
ｗ２ａ′＝ｒ・ｗ２ｂ＝（ｗ１ａ／ｗ１ｂ）・ｗ２ｂ
となる。
At the second position P2, the wheel load sensor is not disposed on the
w2a '= r.w2b = (w1a / w1b) .w2b
It becomes.
第３の位置Ｐ３においては、その車線左側部４０ａに車輪荷重センサが配置されていないが、もしここに車輪荷重センサが配置されていると仮定して、その仮想の車輪荷重センサによる計測輪重の大きさを推定して、これをｗ３ａ′とする。この仮想の車線左側部４０ａの車輪荷重センサによる計測輪重ｗ３ａ′を計算によって求めると、
ｗ３ａ′＝ｒ・ｗ３ｂ＝（ｗ１ａ／ｗ１ｂ）・ｗ３ｂ
となる。
At the third position P3, no wheel load sensor is arranged on the
w3a ′ = r · w3b = (w1a / w1b) · w3b
It becomes.
よって、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２と第３の位置Ｐ３での総合の１軸の車軸重量Ｗは、平均値をとって、
Ｗ＝｛（ｗ１ａ＋ｗ１ｂ）＋（ｗ２ａ′＋ｗ２ｂ）＋（ｗ３ａ′＋ｗ３ｂ）｝／３
＝｛（ｗ１ａ＋ｗ１ｂ）＋（ｒ・ｗ２ｂ＋ｗ２ｂ）＋（ｒ・ｗ３ｂ＋ｗ３ｂ）｝／３ ……………（１５）
となる。
Therefore, the total uniaxial axle weight W at the first position P1, the second position P2, and the third position P3 takes an average value.
W = {(w1a + w1b) + (w2a ′ + w2b) + (w3a ′ + w3b)} / 3
= {(W1a + w1b) + (r · w2b + w2b) + (r · w3b + w3b)} / 3 (3)
It becomes.
上記の図１３の従来技術の場合と同様に、左および右のタイヤが受ける振動ノイズ信号の標準偏差をそれぞれ「σ」とする。そうすると、第１の位置Ｐ１での軸重Ｗ１＝（ｗ１ａ＋ｗ１ｂ）と、第２の位置Ｐ２での軸重Ｗ２＝（ｗ２ａ′＋ｗ２ｂ）と、第３の位置Ｐ３での軸重Ｗ３＝（ｗ３ａ′＋ｗ３ｂ）とには、それぞれ標準偏差（２σ）のランダムノイズが含まれることになる。よって、数式（１５）に対応して、単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓは、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ｝1/2 ／３
＝（４／３）1/2 σ＝１．１５５σ ……………（１６）
となる。
As in the case of the prior art of FIG. 13 above, the standard deviations of the vibration noise signals received by the left and right tires are each “σ”. Then, the axial weight W1 = (w1a + w1b) at the first position P1, the axial weight W2 = (w2a ′ + w2b) at the second position P2, and the axial weight W3 = (w3a ′) at the third position P3. + W3b) includes random noise of standard deviation (2σ). Therefore, corresponding to Equation (15), the variation index S of the vibration noise signal in the axle weight W obtained by the simple average is
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 3
= (4/3) 1/2 σ = 1.155σ (16)
It becomes.
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝（１．１５５σ）／（２σ）＝０．５７７ ……………（１７）
となる。この性能は、従来から多用されている図１１の車軸重量測定装置と同じである。
The attenuation rate R at this time is
R = (1.155σ) / (2σ) = 0.777 (17)
It becomes. This performance is the same as that of the axle weight measuring apparatus of FIG.
次に、図１８の従来技術についての評価を、図１５に基づいて説明する。 Next, evaluation of the prior art in FIG. 18 will be described based on FIG.
図１８に対応する図１５（ａ）に示すように、２台の車輪荷重センサ１１ａ，１２ｂが配置されている。配置は、車両走行路の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って隔てた２か所の位置Ｐ１，Ｐ２である。第１の位置Ｐ１には、車両走行路４０の車線左側部４０ａに車輪荷重センサ１１ａが配置されている。第２の位置Ｐ２には、車線右側部４０ｂに車輪荷重センサ１２ｂが配置されている。
As shown in FIG. 15A corresponding to FIG. 18, two
第１の位置Ｐ１の車線左側部４０ａの車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重の大きさをｗ１ａとし、第２の位置Ｐ２の車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重の大きさをｗ２ｂとする。
The size of the wheel load measured by the
第１の位置Ｐ１においては、その車線右側部４０ｂに車輪荷重センサが配置されていないが、もしここに車輪荷重センサが配置されていると仮定して、その仮想の車輪荷重センサによる計測輪重の大きさを推定して、これをｗ１ｂ′とする。この仮想の車線右側部４０ｂの車輪荷重センサによる計測輪重ｗ１ｂ′は、車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重の大きさをｗ１ａと同じとし、
ｗ１ｂ′＝ｗ１ａ
としている。
At the first position P1, the wheel load sensor is not arranged on the
w1b '= w1a
It is said.
第１の位置Ｐ１での軸重Ｗ１は、左側の計測輪重ｗ１ａと右側の仮想の計測輪重ｗ１ｂ′とから、
Ｗ１＝ｗ１ａ＋ｗ１ｂ′＝２ｗ１ａ
としている。
The axial load W1 at the first position P1 is calculated from the left measurement wheel weight w1a and the right virtual measurement wheel weight w1b ′.
W1 = w1a + w1b ′ = 2w1a
It is said.
第２の位置Ｐ２においては、その車線左側部４０ａに車輪荷重センサが配置されていないが、もしここに車輪荷重センサが配置されていると仮定して、その仮想の車輪荷重センサによる計測輪重の大きさを推定して、これをｗ２ａ′とする。この仮想の車線左側部４０ａの車輪荷重センサによる計測輪重ｗ２ａ′は、車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重の大きさをｗ２ｂと同じとし、
ｗ２ａ′＝ｗ２ｂ
としている。
At the second position P2, the wheel load sensor is not disposed on the
w2a '= w2b
It is said.
第２の位置Ｐ２での軸重Ｗ２は、左側の仮想の計測輪重ｗ２ａ′と右側の計測輪重ｗ２ｂとから、
Ｗ２＝ｗ２ａ′＋ｗ２ｂ＝２ｗ２ｂ
としている。
The axial load W2 at the second position P2 is calculated from the left virtual wheel load w2a 'and the right wheel load w2b.
W2 = w2a ′ + w2b = 2w2b
It is said.
求める１軸の車軸重量Ｗは、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２での平均値をとって、
Ｗ＝（Ｗ１＋Ｗ２）／２＝（２ｗ１ａ＋２ｗ２ｂ）／２
＝ｗ１ａ＋ｗ２ｂ ……………（１８）
となる。
The obtained axle weight W of one axis is obtained by taking an average value at the first position P1 and the second position P2.
W = (W1 + W2) / 2 = (2w1a + 2w2b) / 2
= W1a + w2b …………… (18)
It becomes.
式（１８）に対応して、単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓは、結局、車軸荷重センサを２台並べた場合と同じであり、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ｝1/2 ／２＝２1/2 σ
＝１．４１４σ ……………（１９）
となる。
Corresponding to the equation (18), the vibration noise signal variation index S in the axle weight W obtained by the simple average is the same as the case where two axle load sensors are arranged.
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 2 = 2 1/2 σ
= 1.414σ …………… (19)
It becomes.
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝（１．４１４σ）／（２σ）＝０．７０７ ……………（２０）
となる。この性能は、従来から多用されている図１１の車軸重量測定装置に比べ劣っている。ただし、車軸荷重センサを３台用いる図１１の車軸重量測定装置に比べて低コストとなる。
The attenuation rate R at this time is
R = (1.414σ) / (2σ) = 0.707 (20)
It becomes. This performance is inferior to the axle weight measuring device of FIG. However, the cost is lower than the axle weight measuring apparatus of FIG. 11 using three axle load sensors.
なお、図１５に示す従来技術は、車両の速度と振動ノイズ信号の周波数につき特定範囲内という制限をもつもので、そもそもランダムノイズに対して適するように考慮してなされたものではない。 Note that the prior art shown in FIG. 15 has a restriction that the speed of the vehicle and the frequency of the vibration noise signal are within a specific range, and is not originally designed to be suitable for random noise.
以上で従来技術の車軸重量測定装置の測定精度の評価を終えて、次に、本発明の実施形態の複数の車輪荷重センサの配置の形態について説明する。 The evaluation of the measurement accuracy of the conventional axle weight measuring device has been completed as described above. Next, the arrangement of the plurality of wheel load sensors according to the embodiment of the present invention will be described.
《１》配置パターン１：車輪荷重センサ３台の場合
図２（ａ）に示すように、用いる車輪荷重センサの台数は１１ａ,１２ｂ，１３ｂの３台である。車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って間隔を隔てて３つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が定められている。これら３つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の相互の間隔は、互いに等しくてもよく、あるいは、異なっていてもよい。第１の位置Ｐ１において車両走行路４０の車線左側部４０ａに第１の車輪荷重センサ１１ａが配置され、第２の位置Ｐ２において車線右側部４０ｂに第２の車輪荷重センサ１２ｂが配置され、第３の位置Ｐ３において車線右側部４０ｂに第３の車輪荷重センサ１３ｂが配置されている。
<< 1 >> Arrangement Pattern 1: In the Case of Three Wheel Load Sensors As shown in FIG. 2A, the number of wheel load sensors used is three, 11a, 12b, and 13b. Three positions P1, P2, and P3 are defined at intervals along the traveling direction of the vehicle indicated by the arrow A of the
これら３台の車輪荷重センサ１１ａ,１２ｂ，１３ｂの配置の仕方においては、そのすべてが車両走行路４０の走行方向において互いに位置を異にし（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）、かつ、車両走行路４０の１つの車線における車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとに分かれる状態に配置されている。つまり、車輪荷重センサのすべてを車線左側部４０ａのみに配置するのでもなければ、すべてを車線右側部４０ｂのみに配置するのでもなく、必ず車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂの両方に配置されるようにしている。
In the manner of arrangement of these three
配置パターンは、上記の
〔左，右，右〕
のほか、
〔左，右，左〕、
〔左，左，右〕
と、
〔右，左，左〕、
〔右，左，右〕、
〔右，右，左〕
とがあり、合計のパターン数は６となる。走行方向の最上流位置の第１番目の車輪荷重センサは、本例では第１の位置Ｐ１の車輪荷重センサであり、これは車線左側部４０ａに配置してあるが、逆に、車線右側部４０ｂに配置してもよい。
Placement pattern is [Left, Right, Right]
Besides,
[Left, Right, Left],
[Left, Left, Right]
When,
[Right, Left, Left],
[Right, Left, Right],
[Right, Right, Left]
The total number of patterns is 6. The first wheel load sensor at the most upstream position in the traveling direction is the wheel load sensor at the first position P1 in this example, which is disposed on the lane left
本例では、車線左側部４０ａに配置される車輪荷重センサの台数は１であり、車線右側部４０ｂに配置する車輪荷重センサの台数は２であるが、上記のパターン変化に示すように、車線左側部４０ａに２台、車線右側部４０ｂに１台としてもよい。また、本例の配置パターンは〔左，右，右〕であり、第２の車輪荷重センサ１２ｂと第３の車輪荷重センサ１３ｂとが同一の車線右側部４０ｂで連続して配置されている。また、〔左，左，右〕、〔右，左，左〕の場合も同一の車線部側で連続して配置されている。しかし、これに代えて、〔左，右，左〕、〔右，左，右〕のように、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとで交互に配置するのでもよい。
In this example, the number of wheel load sensors arranged in the lane left
第１の車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重の大きさをｗ１ａとし、第２の車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重の大きさをｗ２ｂとし、第３の車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重の大きさをｗ３ｂとする。
The size of the wheel load measured by the first
ここで、図２（ｂ）に示すように、車線右側部４０ｂの輪重ωｂを考える。この車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、第２の車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重ｗ２ｂと第３の車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重ｗ３ｂを加算し、その加算結果の単純平均値を求めたものである。すなわち、
ωｂ＝（ｗ２ｂ＋ｗ３ｂ）／２ ……………（２７）
である。図２（ｂ）で１２ｂ′は、第２の車輪荷重センサ１２ｂと第３の車輪荷重センサ１３ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
Here, as shown in FIG. 2B, the wheel load ωb of the lane
ωb = (w2b + w3b) / 2 (27)
It is. In FIG. 2B, 12b ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the second
車線左側部４０ａの輪重ωａについては、車線左側部４０ａに配置されているのが第１の車輪荷重センサ１１ａの１台のみであるので、
ωａ＝ｗ１ａ ……………（２８）
である。図２（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと同じものであるが、これは、その車輪荷重センサが１台のみであることによる。
As for the wheel load ωa of the lane left
ωa = w1a …………… (28)
It is. In FIG. 2B, 11a 'is the same as the first
以下、車軸重量Ｗの測定値と車軸重量Ｗの測定値におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓと減衰率Ｒの算出方法について、図２（ｃ）を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method for calculating the random noise variation index S and the attenuation rate R in the measured value of the axle weight W and the measured value of the axle weight W will be described with reference to FIG.
本例において最終的に求めるべき車軸重量Ｗの測定値は、車線左側部４０ａの輪重ωａと車線右側部４０ｂの輪重ωｂとを加算したものである。すなわち、
Ｗ＝ωａ＋ωｂ
＝ｗ１ａ＋（ｗ２ｂ＋ｗ３ｂ）／２ ……………（２９）
となる。
The measured value of the axle weight W to be finally obtained in this example is the sum of the wheel load ωa of the lane left
W = ωa + ωb
= W1a + (w2b + w3b) / 2 ......... (29)
It becomes.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第３の車輪荷重センサ１１ａ，１２ｂ，１３ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ｂ，ｗ３ｂを入力し、上記の数式（２７）〜（２９）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
次に、上記数式（２９）に基づいて検討する。 Next, examination will be made based on the above formula (29).
左側の車輪または右側の車輪に印加される振動ノイズをランダムノイズとみなして、左側の車輪荷重センサまたは右側の車輪荷重センサによる計測荷重信号に重畳される振動ノイズ信号の標準偏差を「σ」とする。第１の車輪荷重センサ１１ａでの標準偏差も第２の車輪荷重センサ１２ｂでの標準偏差も第３の車輪荷重センサ１３ｂの標準偏差も共通であり、その標準偏差は「σ」である。
The vibration noise applied to the left or right wheel is regarded as random noise, and the standard deviation of the vibration noise signal superimposed on the load signal measured by the left or right wheel load sensor is σ. To do. The standard deviation of the first
計測輪重ｗ２ｂと計測輪重ｗ３ｂの単純平均値である輪重ωｂに対応する標準偏差Σｂは、計測輪重ｗ２ｂの標準偏差σと計測輪重ｗ３ｂの標準偏差σの平均値であり、これは、
Σｂ＝（σ2 ＋σ2 ）1/2 ／２＝（１／２）1/2 σ ……………（３０）
と表すことができる。ここで「２で割る」ことは、数式（２７）において「２で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σb corresponding to the wheel weight ωb, which is a simple average value of the measurement wheel weight w2b and the measurement wheel weight w3b, is an average value of the standard deviation σ of the measurement wheel weight w2b and the standard deviation σ of the measurement wheel weight w3b. Is
Σb = (σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 2 = (1/2) 1/2 σ (30)
It can be expressed as. Here, “divide by 2” corresponds to “divide by 2” in Equation (27).
一方、計測輪重ｗ１ａそのものである輪重ωａに対応する標準偏差Σａは、計測輪重ｗ１ａの標準偏差σであり、
Σａ＝σ ……………（３１）
である。これは、数式（２８）に対応している。
On the other hand, the standard deviation Σa corresponding to the wheel load ωa that is the measurement wheel weight w1a itself is the standard deviation σ of the measurement wheel weight w1a.
Σa = σ …………… (31)
It is. This corresponds to Equation (28).
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓは、標準偏差Σａと標準偏差Σｂとを合成化したものであり、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2
＝｛σ2 ＋｛（１／２）1/2 σ｝2 ｝1/2
＝（３／２）1/2 σ＝１．２２５σ ……（３２）
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝（１．２２５σ）／（２σ）＝０．６１３ ……………（３３）
となる。
The random noise variation index S in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb is a combination of the standard deviation Σa and the standard deviation Σb.
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2
= {Σ 2 + {(1/2) 1/2 σ} 2 } 1/2
= (3/2) 1/2 σ = 1.225σ (32)
The attenuation rate R at this time is
R = (1.225σ) / (2σ) = 0.613 (33)
It becomes.
本発明の本実施形態では、輪重を求めるときは計測輪重の平均値をとっているが、左右の輪重から車軸重量を求めるときは平均値ではなく単に加算値をとっている。また、標準偏差を求めるときは各計測輪重の標準偏差の平均値をとっているが、その左右の標準偏差から車軸重量Ｗにおけるランダムノイズのばらつき指標Ｓを求めるときには平均化ではなく合成化している（２で割らない）。 In the present embodiment of the present invention, the average value of the measured wheel weights is taken when obtaining the wheel weight, but when the axle weight is obtained from the left and right wheel weights, the average value is simply taken instead of the average value. In addition, when calculating the standard deviation, the average value of the standard deviation of each measurement wheel load is taken, but when determining the random noise variation index S in the axle weight W from the left and right standard deviations, it is synthesized instead of averaged. Yes (do not divide by 2).
本例と図１１、図１３〜図１５の従来技術との比較は次のようになる。 Comparison between this example and the prior art of FIGS. 11 and 13 to 15 is as follows.
まず、図１５の従来技術であるが、これは、減衰率Ｒ＝０．７０７と高すぎるし、そもそも使用台数が２本であることから、使用台数３台以上が前提の本例の比較対象とはならない。 First, the prior art of FIG. 15 is too high with an attenuation factor R = 0.707, and the number of units used is two in the first place. It will not be.
次に、図１１の従来技術であるが、これは、Ｒ＝０．５７７と、本例よりも低い。しかし、図１１の車軸荷重センサは車両走行路のほぼ全幅にわたるものであり、それはコストが大きすぎて、これも本例の比較対象とはならない。 Next, although it is the prior art of FIG. 11, this is R = 0.777 and is lower than this example. However, the axle load sensor of FIG. 11 extends over almost the entire width of the vehicle travel path, which is too costly and is not a subject of comparison in this example.
次に、図１４の従来技術であるが、これは減衰率Ｒ＝０．５７７と、本例よりも低いが、そもそも使用している台数が４個であり、本例は使用台数が３個であるので、これも本例の比較対象とはならない。 Next, in the prior art of FIG. 14, this is an attenuation factor R = 0.777, which is lower than this example, but the number of units used is four in the first place, and this example uses three units. Therefore, this is not a comparison target of this example.
図１３の従来技術は、荷重センサとして車輪荷重センサを用いていること、その使用台数が３台と、条件が本例と同じであることから、本例の比較対象となる。この従来技術の減衰率Ｒ＝０．７０７に比べると、本例の減衰率Ｒ＝０．６１３であるので、本例は、図１３の従来技術に比べて、コスト面では遜色なく、車軸重量Ｗの測定精度の面では精度向上が達成されている。 The prior art of FIG. 13 uses a wheel load sensor as a load sensor, and the number of units used is three, and the conditions are the same as in this example, and therefore is a comparison target of this example. Compared with the attenuation rate R = 0.707 of this prior art, the attenuation rate R = 0.613 of this example, therefore, this example is comparable in cost to the prior art of FIG. In terms of W measurement accuracy, accuracy has been improved.
《２》配置パターン２：車輪荷重センサ４台の場合（その１）
図３（ａ）に示すように、用いる車輪荷重センサの台数は１１ａ,１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの４台である。車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って間隔を隔てて４つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が定められている。これら４つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の相互の間隔は、互いに等しい場合もあれば、異なっている場合もある。第１の位置Ｐ１において車両走行路４０の車線左側部４０ａに第１の車輪荷重センサ１１ａが配置され、第２の位置Ｐ２において車線右側部４０ｂに第２の車輪荷重センサ１２ｂが配置され、第３の位置Ｐ３において車線右側部４０ｂに第３の車輪荷重センサ１３ｂが配置され、第４の位置Ｐ４において車線右側部４０ｂに第４の車輪荷重センサ１４ｂが配置されている。
<< 2 >> Arrangement pattern 2: In case of four wheel load sensors (part 1)
As shown in FIG. 3A, the number of wheel load sensors used is four, 11a, 12b, 13b, and 14b. Four positions P1, P2, P3, and P4 are defined at intervals along the traveling direction of the vehicle indicated by the arrow A of the
これら４台の車輪荷重センサ１１ａ,１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの配置の仕方においては、そのすべてが車両走行路４０の走行方向において互いに位置を異にし（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）、かつ、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとに分かれる状態に配置されている。
In the arrangement of these four
配置パターンは、上記の
〔左，右，右，右〕
のほか、
〔右，左，右，右〕、
〔右，右，左，右〕、
〔右，右，右，左〕
と、
〔右，左，左，左〕、
〔左，右，左，左〕、
〔左，左，右，左〕、
〔左，左，左，右〕
とがあり、合計のパターン数は８となる。これらの配置パターンに共通の事項は、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとのいずれか一方に１台、他方に３台ということである。
Placement pattern is [Left, Right, Right, Right]
Besides,
[Right, Left, Right, Right],
[Right, Right, Left, Right],
[Right, Right, Right, Left]
When,
[Right, Left, Left, Left],
[Left, Right, Left, Left],
[Left, Left, Right, Left],
[Left, Left, Left, Right]
And the total number of patterns is 8. The matter common to these arrangement patterns is that one vehicle is in one of the lane left
本例では、車線左側部４０ａに配置される車輪荷重センサの台数は１であり、車線右側部４０ｂに配置する車輪荷重センサの台数は３であるが、上記のパターン変化に示すように、車線左側部４０ａに３台、車線右側部４０ｂに１台としてもよい。また、本例の配置パターンは〔左，右，右，右〕であり、第２の車輪荷重センサ１２ｂと第３の車輪荷重センサ１３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂとが同一の車線右側部４０ｂで連続して配置されている。２台連続の場合もあるし、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとで交互に配置するのでもよい。
In this example, the number of wheel load sensors arranged in the lane left
第１の車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重の大きさをｗ１ａとし、第２の車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重の大きさをｗ２ｂとし、第３の車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重の大きさをｗ３ｂとし、第４の車輪荷重センサ１４ｂによる計測輪重の大きさをｗ４ｂとする。
The size of the wheel load measured by the first
ここで、図３（ｂ）に示すように、車線右側部４０ｂの輪重ωｂを考える。この車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、第２の車輪荷重センサ１２ｂによる計測輪重ｗ２ｂと第３の車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重ｗ３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂによる計測輪重ｗ４ｂを加算し、その加算結果の単純平均値を求めたものである。すなわち、
ωｂ＝（ｗ２ｂ＋ｗ３ｂ＋ｗ４ｂ）／３ ……………（３４）
である。図３（ｂ）で１２ｂ′は、第２の車輪荷重センサ１２ｂと第３の車輪荷重センサ１３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
Here, as shown in FIG. 3B, the wheel load ωb of the lane
ωb = (w2b + w3b + w4b) / 3 (34)
It is. In FIG. 3B, 12b 'represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the second
車線左側部４０ａの輪重ωａについては、車線左側部４０ａに配置されているのが第１の車輪荷重センサ１１ａの１台のみであるので、
ωａ＝ｗ１ａ ……………（３５）
である。図３（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと同じものであるが、これは、その車輪荷重センサが１台のみであることによる。
As for the wheel load ωa of the lane left
ωa = w1a …………… (35)
It is. In FIG. 3B, 11a 'is the same as the first
以下、車軸重量Ｗの測定値と車軸重量Ｗの測定値におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓと減衰率Ｒの算出方法について、図３（ｃ）を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method of calculating the random noise variation index S and the attenuation rate R in the measured value of the axle weight W and the measured value of the axle weight W will be described with reference to FIG.
本実施形態において、最終的に求めるべき車軸重量Ｗの測定値は、車線左側部４０ａの輪重ωａと車線右側部４０ｂの輪重ωｂとを加算したものである。すなわち、
Ｗ＝ωａ＋ωｂ
＝ｗ１ａ＋（ｗ２ｂ＋ｗ３ｂ＋ｗ４ｂ）／３ ……………（３６）
となる。
In the present embodiment, the measurement value of the axle weight W to be finally obtained is the sum of the wheel load ωa of the lane left
W = ωa + ωb
= W1a + (w2b + w3b + w4b) / 3 (3)
It becomes.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第４の車輪荷重センサ１１ａ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ｂ，ｗ３ｂ，ｗ４ｂを入力し、上記の数式（３４）〜（３６）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
次に、上記数式（３６）に基づいて検討する。 Next, examination will be made based on the above formula (36).
第１の車輪荷重センサ１１ａでの標準偏差も第２の車輪荷重センサ１２ｂでの標準偏差も第３の車輪荷重センサ１３ｂの標準偏差も第４の車輪荷重センサ１４ｂの標準偏差も共通であり、その標準偏差は「σ」である。
The standard deviation of the first
計測輪重ｗ２ｂと計測輪重ｗ３ｂと計測輪重ｗ４ｂの単純平均値である輪重ωｂに対応する標準偏差Σｂは、計測輪重ｗ２ｂの標準偏差σと計測輪重ｗ３ｂの標準偏差σと計測輪重ｗ４ｂの標準偏差σの平均値であり、
Σｂ＝（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／３＝（１／３）1/2 σ ……………（３７）
となる。ここで「３で割る」ことは、数式（３４）において「３で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σb corresponding to the wheel weight ωb, which is a simple average value of the measurement wheel weight w2b, the measurement wheel weight w3b, and the measurement wheel weight w4b, is measured with the standard deviation σ of the measurement wheel weight w2b and the standard deviation σ of the measurement wheel weight w3b. The average value of the standard deviation σ of the wheel load w4b,
Σb = (σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 3 = (1/3) 1/2 σ (37)
It becomes. Here, “divide by 3” corresponds to “divide by 3” in Equation (34).
一方、計測輪重ｗ１ａそのものである輪重ωａに対応する標準偏差Σａは、計測輪重ｗ１ａの標準偏差σであり、
Σａ＝σ ……………（３８）
である。これは、数式（３５）に対応している。
On the other hand, the standard deviation Σa corresponding to the wheel load ωa that is the measurement wheel weight w1a itself is the standard deviation σ of the measurement wheel weight w1a.
Σa = σ …………… (38)
It is. This corresponds to Equation (35).
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓは、標準偏差Σａと標準偏差Σｂとを合成化したものであり、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2
＝［σ2 ＋｛（１／３）1/2 σ｝2 ］1/2
＝（４／３）1/2 σ＝１．１５５σ ……（３９）
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝（１．１５５σ）／（２σ）＝０．５７７ ……………（４０）
となる。
The random noise variation index S in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb is a combination of the standard deviation Σa and the standard deviation Σb.
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2
= [Σ 2 + {(1/3) 1/2 σ} 2 ] 1/2
= (4/3) 1/2 σ = 1.155σ (39)
The attenuation rate R at this time is
R = (1.155σ) / (2σ) = 0.777 (40)
It becomes.
本例と図１４の従来技術との比較は次のようになる。荷重センサの使用台数等が異なる図１１、図１３、図１５の従来技術は比較対象外である。図１４の従来技術の減衰率Ｒは０．５７７であり、本例はこれと同じ値を持つ。すなわち、車両走行路４０の走行方向に沿ってすべての車輪荷重センサを互いに異なる位置に配置しても、従来技術と遜色のない減衰率Ｒが得られる。そして、すべての車輪荷重センサを異なる位置に配置できるので、車両走行路４０の路面における車輪荷重センサの効率良い敷設工事がより楽になる。また、左右同一箇所に２台の車輪荷重センサを直線的に並べて敷設すると路面亀裂などの問題も生じかねないが、本例ではそのような不都合が生じにくい。
A comparison between this example and the prior art of FIG. 14 is as follows. The prior art shown in FIGS. 11, 13, and 15 in which the number of load sensors used is different is out of comparison. The attenuation rate R of the prior art in FIG. 14 is 0.577, and this example has the same value. That is, even if all the wheel load sensors are arranged at different positions along the traveling direction of the
《３》配置パターン３：車輪荷重センサ４台の場合（その２）
図４（ａ）に示すように、用いる車輪荷重センサの台数は１１ａ,１２ａ，１３ｂ，１４ｂの４台である。第１の位置Ｐ１において車両走行路４０の車線左側部４０ａに第１の車輪荷重センサ１１ａが配置され、第２の位置Ｐ２において車線左側部４０ａに第２の車輪荷重センサ１２ａが配置され、第３の位置Ｐ３において車線右側部４０ｂに第３の車輪荷重センサ１３ｂが配置され、第４の位置Ｐ４において車線右側部４０ｂに第４の車輪荷重センサ１４ｂが配置されている。図３（ａ）との違いは、第２の車輪荷重センサ１２ａが車線左側部４０ａに配置されている点である。
<< 3 >> Arrangement pattern 3: In case of four wheel load sensors (part 2)
As shown to Fig.4 (a), the number of the wheel load sensors to be used is four, 11a, 12a, 13b, 14b. At the first position P1, the first
これら４台の車輪荷重センサ１１ａ,１２ａ，１３ｂ，１４ｂの配置の仕方においては、そのすべてが車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って互いに位置を異にし、かつ、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとに分かれる状態に配置されている。
In the manner of arrangement of these four
配置パターンは、上記の
〔左，左，右，右〕
のほか、
〔左，右，左，右〕、
〔左，右，右，左〕、
と、
〔右，右，左，左〕、
〔右，左，右，左〕、
〔右，左，左，右〕
とがあり、合計のパターン数は６となる。これらの配置パターンに共通の事項は、車線左側部４０ａに２台、車線右側部４０ｂに２台ということである。
Placement pattern is [Left, Left, Right, Right]
Besides,
[Left, Right, Left, Right],
[Left, Right, Right, Left],
When,
[Right, Right, Left, Left],
[Right, Left, Right, Left],
[Right, Left, Left, Right]
The total number of patterns is 6. The matters common to these arrangement patterns are two in the lane left
本例の配置パターンは〔左，左，右，右〕であり、第１の車輪荷重センサ１１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａとが同一の車線左側部４０ａで連続して配置され、第３の車輪荷重センサ１３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂとが同一の車線右側部４０ｂで連続して配置されている。ただし、先に述べたように各車輪荷重センサにはランダムなノイズが加わるものとして考えてよいので、車輪荷重センサの配置については、２台目と３台目とを連続させるのでもよいし、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとで交互に配置するのでもよい。
The arrangement pattern of this example is [left, left, right, right], and the first
第１の車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重の大きさをｗ１ａとし、第２の車輪荷重センサ１２ａによる計測輪重の大きさをｗ２ａとし、第３の車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重の大きさをｗ３ｂとし、第４の車輪荷重センサ１４ｂによる計測輪重の大きさをｗ４ｂとする。
The size of the wheel load measured by the first
ここで、図４（ｂ）に示すように、車線左側部４０ａの輪重ωａを考える。この車線左側部４０ａの輪重ωａは、第１の車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重ｗ１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａによる計測輪重ｗ２ａを加算し、その加算結果の単純平均値を求めたものである。すなわち、
ωａ＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ）／２ ……………（４１）
である。図４（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
Here, as shown in FIG. 4B, the wheel load ωa of the
ωa = (w1a + w2a) / 2 (41)
It is. In FIG. 4B, 11a ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the first
一方、車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、第３の車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重ｗ３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂによる計測輪重ｗ４ｂを加算し、その加算結果の単純平均値を求めたものである。すなわち、
ωｂ＝（ｗ３ｂ＋ｗ４ｂ）／２ ……………（４２）
である。図４（ｂ）で１２ｂ′は、第３の車輪荷重センサ１３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
On the other hand, the wheel load ωb of the
ωb = (w3b + w4b) / 2 (2)
It is. In FIG. 4B, 12b 'represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the third
以下、車軸重量Ｗの測定値と車軸重量Ｗの測定値におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓと減衰率Ｒの算出方法について、図４（ｃ）を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method of calculating the random noise variation index S and the attenuation rate R in the measured value of the axle weight W and the measured value of the axle weight W will be described with reference to FIG.
本例において、最終的に求めるべき車軸重量Ｗの測定値は、車線左側部４０ａの輪重ωａと車線右側部４０ｂの輪重ωｂとを加算したものである。すなわち、
Ｗ＝ωａ＋ωｂ
＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ）／２＋（ｗ３ｂ＋ｗ４ｂ）／２
……………（４３）
となる。
In this example, the measured value of the axle weight W to be finally obtained is the sum of the wheel load ωa of the lane left
W = ωa + ωb
= (W1a + w2a) / 2 + (w3b + w4b) / 2
…………… (43)
It becomes.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第４の車輪荷重センサ１１ａ，１２ａ，１３ｂ，１４ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ａ，ｗ３ｂ，ｗ４ｂを入力し、上記の数式（４１）〜（４３）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
次に、上記数式（４３）に基づいて検討する。 Next, examination will be made based on the above formula (43).
第１の車輪荷重センサ１１ａでの標準偏差も第２の車輪荷重センサ１２ａでの標準偏差も第３の車輪荷重センサ１３ｂの標準偏差も第４の車輪荷重センサ１４ｂの標準偏差も共通であり、その標準偏差は「σ」である。
The standard deviation of the first
計測輪重ｗ１ａと計測輪重ｗ２ａの単純平均値である輪重ωａに対応する標準偏差Σａは、計測輪重ｗ１ａの標準偏差σと計測輪重ｗ２ａの標準偏差σの平均値であり、
Σａ＝（σ2 ＋σ2 ）1/2 ／２＝（１／２）1/2 σ ……………（４４）
となる。ここで「２で割る」ことは、数式（４１）において「２で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σa corresponding to the wheel weight ωa, which is a simple average value of the measurement wheel weight w1a and the measurement wheel weight w2a, is an average value of the standard deviation σ of the measurement wheel weight w1a and the standard deviation σ of the measurement wheel weight w2a.
Σa = (σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 2 = (1/2) 1/2 σ (44)
It becomes. Here, “divide by 2” corresponds to “divide by 2” in Equation (41).
また、計測輪重ｗ３ｂと計測輪重ｗ４ｂとの単純平均値である輪重ωｂに対応する標準偏差Σｂは、計測輪重ｗ３ｂの標準偏差σと計測輪重ｗ４ｂの標準偏差σの平均値であり、
Σｂ＝（σ2 ＋σ2 ）1/2 ／２＝（１／２）1/2 σ ……………（４５）
となる。ここで「２で割る」ことは、数式（４２）において「２で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σb corresponding to the wheel weight ωb, which is a simple average value of the measurement wheel weight w3b and the measurement wheel weight w4b, is an average value of the standard deviation σ of the measurement wheel weight w3b and the standard deviation σ of the measurement wheel weight w4b. Yes,
Σb = (σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 2 = (1/2) 1/2 σ (45)
It becomes. Here, “divide by 2” corresponds to “divide by 2” in Equation (42).
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓは、標準偏差Σａと標準偏差Σｂとを合成化したものであり、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2
＝［｛（１／２）1/2 σ｝2 ＋｛（１／２）1/2 σ｝2 ］1/2
＝σ ……………（４６）
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝σ／（２σ）＝０．５ ……………（４７）
となる。
The random noise variation index S in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb is a combination of the standard deviation Σa and the standard deviation Σb.
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2
= [{(1/2) 1/2 σ} 2 + {(1/2) 1/2 σ} 2 ] 1/2
= Σ …………… (46)
The attenuation rate R at this time is
R = σ / (2σ) = 0.5 (47)
It becomes.
本例と図１４の従来技術との比較は次のようになる。コスト面では従来技術と同等である。図１４の従来技術の減衰率Ｒは０．５７７であり、本例はこれよりも低い値を持つ。すなわち、車両走行路４０の走行方向に沿ってすべての車輪荷重センサを互いに異なる位置に配置し、かつ、車線左側部４０ａでも車線右側部４０ｂでも２台ずつ配置した場合には、従来技術よりも低い減衰率Ｒが得られ、減衰効果が向上する。
A comparison between this example and the prior art of FIG. 14 is as follows. In terms of cost, it is equivalent to the prior art. The attenuation rate R of the prior art in FIG. 14 is 0.577, and this example has a lower value. That is, when all the wheel load sensors are disposed at different positions along the traveling direction of the
そして、すべての車輪荷重センサを異なる位置に配置できるので、車両走行路４０の路面における車輪荷重センサの効率良い敷設工事がより楽になる。また、左右同一箇所に２台の車輪荷重センサを直線的に並べて敷設すると路面亀裂などの問題も生じかねないが、本例ではそのような不都合が生じにくい。
And since all the wheel load sensors can be arrange | positioned in a different position, the efficient construction of the wheel load sensor in the road surface of the
図４と図３とを比較すると、一側に１台、他側に３台の不均等配置の図３のパターンに比べて、一側に２台、他側に２台の均等配置の図４のパターンの方が、より減衰率が低く、車軸重量Ｗの測定の高精度化にとってより好ましいといえる。 4 and 3 are compared with the pattern of FIG. 3 in which one is arranged on one side and three on the other side, and two are arranged on one side and two are arranged on the other side. It can be said that the pattern No. 4 has a lower attenuation rate and is more preferable for improving the accuracy of measuring the axle weight W.
《４》配置パターン４：車輪荷重センサ５台の場合（その１）
図５（ａ）に示すように、用いる車輪荷重センサの台数は１１ａ,１２ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの５台である。４台の場合で示したように、片側の車線に１台のみ配置する構成は、設置台数の割に小さい減衰率が期待できないので、本例では、第１の位置Ｐ１において車線左側部４０ａに第１の車輪荷重センサ１１ａが配置され、第２の位置Ｐ２において車線左側部４０ａに第２の車輪荷重センサ１２ａが配置され、第３の位置Ｐ３において車線右側部４０ｂに第３の車輪荷重センサ１３ｂが配置され、第４の位置Ｐ４において車線右側部４０ｂに第４の車輪荷重センサ１４ｂが配置され、第５の位置Ｐ５において車線右側部４０ｂに第５の車輪荷重センサ１５ｂが配置されている。
<< 4 >> Arrangement pattern 4: In case of five wheel load sensors (part 1)
As shown in FIG. 5A, the number of wheel load sensors used is five, 11a, 12a, 13b, 14b, and 15b. As shown in the case of four vehicles, the configuration in which only one vehicle is arranged in one lane cannot expect a small attenuation rate for the number of installed vehicles. Therefore, in this example, in the first position P1, the lane left
これら５台の車輪荷重センサ１１ａ,１２ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの配置の仕方においては、そのすべてが車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って互いに位置を異にし、かつ、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとに分かれる状態に配置されている。
In the manner of arrangement of these five
配置パターンは、上記の
〔左，左，右，右，右〕
のほか、
〔左，右，左，右，右〕、
〔左，右，右，左，右〕、
〔左，右，右，右，左〕、
〔右，左，左，右，右〕、
〔右，左，右，左，右〕、
〔右，左，右，右，左〕、
〔右，右，左，左，右〕、
〔右，右，左，右，左〕、
〔右，右，右，左，左〕
があり、合計のパターン数は１０となる。これらの配置パターンに共通の事項は、車線左側部４０ａに２台、車線右側部４０ｂに３台ということである。
Placement pattern is [Left, Left, Right, Right, Right]
Besides,
[Left, Right, Left, Right, Right],
[Left, Right, Right, Left, Right],
[Left, Right, Right, Right, Left],
[Right, Left, Left, Right, Right],
[Right, Left, Right, Left, Right],
[Right, Left, Right, Right, Left],
[Right, Right, Left, Left, Right],
[Right, right, left, right, left],
[Right, Right, Right, Left, Left]
And the total number of patterns is 10. The matters common to these arrangement patterns are that there are two cars on the
本例の配置パターンは〔左，左，右，右，右〕であり、第１の車輪荷重センサ１１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａとが同一の車線左側部４０ａで連続して配置され、第３の車輪荷重センサ１３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂと第５の車輪荷重センサ１５ｂが同一の車線右側部４０ｂで連続して配置されている。ただし、２台目と３台目とが連続の場合もあるし、３台目と４台目とが連続の場合もあるし、４台目と５台目とが連続の場合もあるし、あるいは、１台目と２台目と３台目とが連続の場合もあるし、２台目と３台目と４台目とが連続の場合もあるし、３台目と４台目と５台目とが連続の場合もある。車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとで交互に配置するのでもよい。
The arrangement pattern of this example is [left, left, right, right, right], and the first
第１の車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重の大きさをｗ１ａとし、第２の車輪荷重センサ１２ａによる計測輪重の大きさをｗ２ａとし、第３の車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重の大きさをｗ３ｂとし、第４の車輪荷重センサ１４ｂによる計測輪重の大きさをｗ４ｂとし、第５の車輪荷重センサ１５ｂによる計測輪重の大きさをｗ５ｂとする。
The size of the wheel load measured by the first
ここで、図５（ｂ）に示すように、車線左側部４０ａの輪重ωａを考える。この車線左側部４０ａの輪重ωａは、第１の車輪荷重センサ１１ａによる計測輪重ｗ１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａによる計測輪重ｗ２ａを加算し、その加算結果の単純平均値を求めたものである。すなわち、
ωａ＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ）／２ ……………（４８）
である。図５（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
Here, as shown in FIG. 5B, the wheel load ωa of the
ωa = (w1a + w2a) / 2 (48)
It is. In FIG. 5B, 11a ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the first
一方、車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、第３の車輪荷重センサ１３ｂによる計測輪重ｗ３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂによる計測輪重ｗ４ｂと第５の車輪荷重センサ１５ｂによる計測輪重ｗ５ｂを加算し、その加算結果の単純平均値を求めたものである。すなわち、
ωｂ＝（ｗ３ｂ＋ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ）／３ ……………（４９）
である。図５（ｂ）で１２ｂ′は、第３の車輪荷重センサ１３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂと第５の車輪荷重センサ１５ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
On the other hand, the wheel load ωb of the
ωb = (w3b + w4b + w5b) / 3 (49)
It is. In FIG. 5B, 12b ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the third
以下、車軸重量Ｗの測定値と車軸重量Ｗの測定値におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓと減衰率Ｒの算出方法について、図５（ｃ）を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method of calculating the random noise variation index S and the attenuation rate R in the measured value of the axle weight W and the measured value of the axle weight W will be described with reference to FIG.
本例において、最終的に求めるべき車軸重量Ｗの測定値は、車線左側部４０ａの輪重ωａと車線右側部４０ｂの輪重ωｂとを加算したものである。すなわち、
Ｗ＝ωａ＋ωｂ
＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ）／２＋（ｗ３ｂ＋ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ）／３ ………（５０）
となる。
In this example, the measured value of the axle weight W to be finally obtained is the sum of the wheel load ωa of the lane left
W = ωa + ωb
= (W1a + w2a) / 2 + (w3b + w4b + w5b) / 3 (5)
It becomes.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第５の車輪荷重センサ１１ａ，１２ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ａ，ｗ３ｂ，ｗ４ｂ，ｗ５ｂを入力し、上記の数式（４８）〜（５０）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
次に、上記数式（５０）に基づいて検討する。 Next, examination will be made based on the above formula (50).
第１の車輪荷重センサ１１ａでの標準偏差も第２の車輪荷重センサ１２ａでの標準偏差も第３の車輪荷重センサ１３ｂの標準偏差も第４の車輪荷重センサ１４ｂの標準偏差も第５の車輪荷重センサ１５ｂの標準偏差も共通であり、その標準偏差は「σ」である。
The standard deviation of the first
計測輪重ｗ１ａと計測輪重ｗ２ａの単純平均値である輪重ωａに対応する標準偏差Σａは、計測輪重ｗ１ａの標準偏差σと計測輪重ｗ２ａの標準偏差σの平均値であり、
Σａ＝（σ2 ＋σ2 ）1/2 ／２＝（１／２）1/2 σ ……………（５１）
である。ここで「２で割る」ことは、数式（４８）において「２で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σa corresponding to the wheel weight ωa, which is a simple average value of the measurement wheel weight w1a and the measurement wheel weight w2a, is an average value of the standard deviation σ of the measurement wheel weight w1a and the standard deviation σ of the measurement wheel weight w2a.
Σa = (σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 2 = (1/2) 1/2 σ (51)
It is. Here, “divide by 2” corresponds to “divide by 2” in Equation (48).
また、計測輪重ｗ３ｂと計測輪重ｗ４ｂと計測輪重ｗ５ｂの単純平均値である輪重ωｂに対応する標準偏差Σｂは、計測輪重ｗ３ｂの標準偏差σと計測輪重ｗ４ｂの標準偏差σと計測輪重ｗ５ｂの標準偏差σの平均値であり、
Σｂ＝（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／３＝（１／３）1/2 σ ……………（５２）
となる。ここで「３で割る」ことは、数式（４９）において「３で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σb corresponding to the wheel weight ωb, which is a simple average value of the measurement wheel weight w3b, the measurement wheel weight w4b, and the measurement wheel weight w5b, is the standard deviation σ of the measurement wheel weight w3b and the standard deviation σ of the measurement wheel weight w4b. And the average value of the standard deviation σ of the measurement wheel weight w5b,
Σb = (σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 3 = (1/3) 1/2 σ (52)
It becomes. Here, “divide by 3” corresponds to “divide by 3” in Equation (49).
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓは、標準偏差Σａと標準偏差Σｂとを合成化したものであり、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2
＝［｛（１／２）1/2 σ｝2 ＋｛（１／３）1/2 σ｝2 ］1/2
＝（５／６）1/2 σ＝０．９１３１σ ……………（５３）
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝０．４５７ ……………（５４）
となる。
The random noise variation index S in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb is a combination of the standard deviation Σa and the standard deviation Σb.
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2
= [{(1/2) 1/2 σ} 2 + {(1/3) 1/2 σ} 2 ] 1/2
= (5/6) 1/2 σ = 0.9131σ (53)
The attenuation rate R at this time is
R = 0.457 …………… (54)
It becomes.
《５》配置パターン５：車輪荷重センサ５台の場合（その２）
図６（ａ）に示すように、用いる車輪荷重センサの台数は１１ａ,１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ｂの５台である。これら４台の車輪荷重センサ１１ａ,１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ｂの配置パターンは、
〔左，左，左，右，右〕
であるが、このほか、
〔左，左，右，左，右〕、
〔左，左，右，右，左〕、
〔左，右，左，左，右〕、
〔左，右，左，右，左〕、
〔左，右，右，左，左〕、
〔右，左，左，左，右〕、
〔右，左，右，左，左〕、
〔右，右，左，左，左〕、
〔右，左，左，右，右〕
があり、合計のパターン数は１０となる。これらの配置パターンに共通の事項は、車線左側部４０ａに３台、車線右側部４０ｂに２台ということである。
<< 5 >> Arrangement pattern 5: In the case of five wheel load sensors (part 2)
As shown in FIG. 6A, the number of wheel load sensors used is five, 11a, 12a, 13a, 14b, and 15b. The arrangement pattern of these four
[Left, Left, Left, Right, Right]
But besides this,
[Left, Left, Right, Left, Right],
[Left, Left, Right, Right, Left],
[Left, Right, Left, Left, Right],
[Left, Right, Left, Right, Left],
[Left, Right, Right, Left, Left],
[Right, Left, Left, Left, Right],
[Right, Left, Right, Left, Left],
[Right, right, left, left, left],
[Right, Left, Left, Right, Right]
And the total number of patterns is 10. The matters common to these arrangement patterns are that there are three vehicles in the lane left
この場合、車線左側部４０ａの輪重ωａは、
ωａ＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ＋ｗ３ａ）／３ ……………（５５）
である。図６（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａと第３の車輪荷重センサ１３ａとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
In this case, the wheel load ωa of the lane left
ωa = (w1a + w2a + w3a) / 3 (5)
It is. In FIG. 6B, 11a ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the first
車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、
ωｂ＝（ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ）／２ ……………（５６）
である。図６（ｂ）で１２ｂ′は、第４の車輪荷重センサ１４ｂと第５の車輪荷重センサ１５ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
The wheel load ωb on the
ωb = (w4b + w5b) / 2 (56)
It is. In FIG. 6B, 12b ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the fourth
最終的に求めるべき車軸重量Ｗの測定値は、
Ｗ＝ωａ＋ωｂ
＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ＋ｗ３ａ）／３＋（ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ）／２
……………（５７）
となる。
The final measured axle weight W is:
W = ωa + ωb
= (W1a + w2a + w3a) / 3 + (w4b + w5b) / 2
…………… (57)
It becomes.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第５の車輪荷重センサ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ａ，ｗ３ａ，ｗ４ｂ，ｗ５ｂを入力し、上記の数式（５５）〜（５７）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
次に、上記数式（５７）に基づいて検討する。 Next, examination will be made based on the above formula (57).
計測輪重ｗ１ａと計測輪重ｗ２ａと計測輪重ｗ３ａの単純平均値である輪重ωａに対応する標準偏差Σａは、
Σａ＝（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／３＝（１／３）1/2 σ ……………（５８）
となる。ここで「３で割る」ことは、数式（５５）において「３で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σa corresponding to the wheel load ωa, which is a simple average value of the measurement wheel weight w1a, the measurement wheel weight w2a, and the measurement wheel weight w3a,
Σa = (σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 3 = (1/3) 1/2 σ (58)
It becomes. Here, “divide by 3” corresponds to “divide by 3” in Equation (55).
また、計測輪重ｗ４ｂと計測輪重ｗ５ｂの単純平均値である輪重ωｂに対応する標準偏差Σｂは、
Σｂ＝（σ2 ＋σ2 ）1/2 ／２＝（１／２）1/2 σ ……………（５９）
となる。ここで「２で割る」ことは、数式（５６）において「２で割る」ことに対応している。
Further, the standard deviation Σb corresponding to the wheel load ωb, which is a simple average value of the measurement wheel weight w4b and the measurement wheel weight w5b, is
Σb = (σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 2 = (1/2) 1/2 σ (59)
It becomes. Here, “divide by 2” corresponds to “divide by 2” in Equation (56).
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓは、標準偏差Σａと標準偏差Σｂとを合成化したものであり、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2
＝［｛（１／３）1/2 σ｝2 ｝1/2 ＋｛（１／２）1/2 σ｝2 ］1/2
＝（５／６）1/2 σ＝０．９１３１σ ……………（６０）
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝０．４５７ ……………（６１）
となる。これは、図５の場合と同様である。
The random noise variation index S in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb is a combination of the standard deviation Σa and the standard deviation Σb.
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2
= [{(1/3) 1/2 σ} 2 } 1/2 + {(1/2) 1/2 σ} 2 ] 1/2
= (5/6) 1/2 σ = 0.9131σ (60)
The attenuation rate R at this time is
R = 0.457 …………… (61)
It becomes. This is the same as in the case of FIG.
《６》配置パターン６：車輪荷重センサ５台の場合（その３）
図７（ａ）の配置パターンは、〔左，右，左，右，右〕であり、これは、すでに説明した（その１）の配置パターン群の２つ目のものである。
<< 6 >> Arrangement pattern 6: In the case of five wheel load sensors (part 3)
The arrangement pattern in FIG. 7A is [left, right, left, right, right], which is the second of the arrangement pattern group (part 1) already described.
この場合、車線左側部４０ａの輪重ωａは、
ωａ＝（ｗ１ａ＋ｗ３ａ）／２ ……………（６２）
である。図７（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと第３の車輪荷重センサ１３ａとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
In this case, the wheel load ωa of the lane left
ωa = (w1a + w3a) / 2 (62)
It is. In FIG. 7B, 11a ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the first
車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、
ωｂ＝（ｗ２ｂ＋ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ）／３ ……………（６３）
である。図７（ｂ）で１２ｂ′は、第２の車輪荷重センサ１２ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂと第５の車輪荷重センサ１５ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
The wheel load ωb on the
ωb = (w2b + w4b + w5b) / 3 (63)
It is. In FIG. 7B, 12b ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the second
この場合の車軸重量Ｗの測定値は、
Ｗ＝（ｗ１ａ＋ｗ３ａ）／２＋（ｗ２ｂ＋ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ）／３
……………（６４）
となる。
The measured value of axle weight W in this case is
W = (w1a + w3a) / 2 + (w2b + w4b + w5b) / 3
…………… (64)
It becomes.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第５の車輪荷重センサ１１ａ，１２ｂ，１３ａ，１４ｂ，１５ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ｂ，ｗ３ａ，ｗ４ｂ，ｗ５ｂを入力し、上記の数式（６４）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓは、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2
＝［｛（σ2 ＋σ2 ）1/2 ／２｝2 ＋｛（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／３｝2 ］1/2
＝（５／６）1/2 σ＝０．９１３１σ ……………（６５）
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝０．４５７ ……………（６６）
となる。これも、図５の場合と同様である。
The random noise variation index S in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb is:
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2
= [{(Σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 2} 2 + {(σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2/3 } 2 ] 1/2
= (5/6) 1/2 σ = 0.9131σ …………… (65)
The attenuation rate R at this time is
R = 0.457 ............... (66)
It becomes. This is also the same as in the case of FIG.
配置パターン４，５，６の例を図１４に示す従来技術と比較すると、次のようになる。
An example of the
比較の前提が５台であるので、比較対象として、図示は省略するが、図１４において、車線右側部４０ｂに、さらに第３の車輪荷重センサ１３ｂの右側に第４の車輪荷重センサ１４ｂを追加配置し、合計台数を５台とした場合を考える。車線左側部４０ａの第１の車輪荷重センサ１１ａと車線右側部４０ｂの第１の車輪荷重センサ１１ｂとは車両走行路の長さ方向で同一位置Ｐ１にあるとする。
Since the comparison is based on five vehicles, illustration is omitted as a comparison target, but in FIG. 14, a fourth
Ｗ＝｛（ｗ１ａ＋ｗ１ｂ）＋（ｗ２ｂ＋ｒ・ｗ２ｂ）＋（ｗ３ｂ＋ｒ・ｗ３ｂ）＋（ｗ４ｂ＋ｒ・ｗ４ｂ）｝／４ ……………（６７）
となる。このとき、単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓは、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ｝1/2 ／４
＝σ …………（６８）
となり、減衰率Ｒは、
Ｒ＝σ／（２σ）＝０．５ ……………（６９）
となる。これは、本発明実施の形態の５台の場合のノイズ減衰効果に及ばない。
W = {(w1a + w1b) + (w2b + r · w2b) + (w3b + r · w3b) + (w4b + r · w4b)} / 4 (6)
It becomes. At this time, the variation index S of the vibration noise signal in the axle weight W obtained by the simple average is
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 4
= Σ ………… (68)
The attenuation rate R is
R = σ / (2σ) = 0.5 (69)
It becomes. This does not reach the noise attenuation effect in the case of the five units according to the embodiment of the present invention.
配置パターン４，５，６の例の場合は、減衰率Ｒ＝０．４５７であるから、上記の図１４の従来技術に１台追加した比較例よりも低い値を持つ。すなわち、車両走行路４０の走行方向に沿ってすべての車輪荷重センサを互いに異なる位置に配置し、かつ、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂのうちいずれか一方に２台、他方に３台配置した場合には、比較例よりも低い減衰率Ｒが得られ、減衰効果が向上する。
In the case of the
そして、すべての車輪荷重センサを異なる位置に配置できるので、車両走行路４０の路面における車輪荷重センサの効率良い敷設工事がより楽になる。また、左右同一箇所に２台の車輪荷重センサを直線的に並べて敷設すると路面亀裂などの問題も生じかねないが、本例ではそのような不都合が生じにくい。
And since all the wheel load sensors can be arrange | positioned in a different position, the efficient construction of the wheel load sensor in the road surface of the
《７》配置パターン７：車輪荷重センサ６台の場合（その１）
図８（ａ）に示すように、用いる車輪荷重センサの台数は１１ａ,１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの６台である。第１の位置Ｐ１において車線左側部４０ａに第１の車輪荷重センサ１１ａが配置され、第２の位置Ｐ２において車線左側部４０ａに第２の車輪荷重センサ１２ａが配置され、第３の位置Ｐ３において車線左側部４０ａに第３の車輪荷重センサ１３ａが配置され、第４の位置Ｐ４において車線右側部４０ｂに第４の車輪荷重センサ１４ｂが配置され、第５の位置Ｐ５において車線右側部４０ｂに第５の車輪荷重センサ１５ｂが配置され、第６の位置Ｐ６において車線右側部４０ｂに第６の車輪荷重センサ１６ｂが配置されている。
<< 7 >> Arrangement Pattern 7: Case of Six Wheel Load Sensors (Part 1)
As shown in FIG. 8A, the number of wheel load sensors used is six, 11a, 12a, 13a, 14b, 15b, and 16b. At the first position P1, the first
これら６台の車輪荷重センサ１１ａ,１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの配置の仕方においては、そのすべてが車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向において互いに位置を異にし、かつ、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとに分かれる状態に配置されている。
In the arrangement of these six
配置パターンは、上記の
〔左，左，左，右，右，右〕
のほか、
〔左，左，右，左，右，右〕、
〔左，左，右，右，左，右〕、
〔左，左，右，右，右，左〕、
〔左，右，左，左，右，右〕、
〔左，右，左，右，左，右〕、
〔左，右，左，右，右，左〕、
〔左，右，右，左，右，左〕、
〔左，右，右，左，左，右〕、
〔左，右，右，右，左，左〕、
と、
〔右，左，左，左，右，右〕、
〔右，左，左，右，左，右〕、
〔右，左，左，右，右，左〕、
〔右，左，右，左，左，右〕、
〔右，左，右，左，右，左〕、
〔右，左，右，右，左，左〕、
〔右，右，左，右，左，左〕、
〔右，右，左，左，右，左〕、
〔右，右，左，左，左，右〕、
〔右，右，右，左，左，左〕
とがあり、合計のパターン数は２０となる。これらの配置パターンに共通の事項は、車線左側部４０ａに３台、車線右側部４０ｂに３台ということである。
Placement pattern is [Left, Left, Left, Right, Right, Right]
Besides,
[Left, Left, Right, Left, Right, Right],
[Left, Left, Right, Right, Left, Right],
[Left, Left, Right, Right, Right, Left],
[Left, Right, Left, Left, Right, Right],
[Left, Right, Left, Right, Left, Right],
[Left, Right, Left, Right, Right, Left],
[Left, Right, Right, Left, Right, Left],
[Left, Right, Right, Left, Left, Right],
[Left, Right, Right, Right, Left, Left],
When,
[Right, Left, Left, Left, Right, Right],
[Right, Left, Left, Right, Left, Right],
[Right, Left, Left, Right, Right, Left],
[Right, Left, Right, Left, Left, Right],
[Right, Left, Right, Left, Right, Left],
[Right, Left, Right, Right, Left, Left],
[Right, Right, Left, Right, Left, Left],
[Right, right, left, left, right, left],
[Right, Right, Left, Left, Left, Right],
[Right, Right, Right, Left, Left, Left]
And the total number of patterns is 20. The matters common to these arrangement patterns are three in the lane left
図８の場合、車線左側部４０ａの輪重ωａは、
ωａ＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ＋ｗ３ａ）／３ ……………（７０）
である。図８（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａと第３の車輪荷重センサ１３ａとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
In the case of FIG. 8, the wheel load ωa of the lane left
ωa = (w1a + w2a + w3a) / 3 (3) (70)
It is. In FIG. 8B, 11a ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the first
車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、
ωｂ＝（ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ＋ｗ６ｂ）／３ ……………（７１）
である。図８（ｂ）で１２ｂ′は、第４の車輪荷重センサ１４ｂと第５の車輪荷重センサ１５ｂと第６の車輪荷重センサ１６ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
The wheel load ωb on the
ωb = (w4b + w5b + w6b) / 3 (1)
It is. In FIG. 8B, 12b 'represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the fourth
最終的に求めるべき車軸重量Ｗの測定値は、
Ｗ＝ωａ＋ωｂ
＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ＋ｗ３ａ）／３＋（ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ＋ｗ６ｂ）／３ …（ ７２）
となる。
The final measured axle weight W is:
W = ωa + ωb
= (W1a + w2a + w3a) / 3 + (w4b + w5b + w6b) / 3 (72)
It becomes.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第６の車輪荷重センサ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ａ，ｗ３ａ，ｗ４ｂ，ｗ５ｂ，ｗ６ｂを入力し、上記の数式（７０）〜（７２）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
次に、上記数式（７２）に基づいて検討する。 Next, examination will be made based on the above formula (72).
計測輪重ｗ１ａと計測輪重ｗ２ａと計測輪重ｗ３ａの単純平均値である輪重ωａに対応する標準偏差Σａは、
Σａ＝（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／３＝（１／３）1/2 σ ……………（７３）
となる。ここで「３で割る」ことは、数式（７０）において「３で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σa corresponding to the wheel load ωa, which is a simple average value of the measurement wheel weight w1a, the measurement wheel weight w2a, and the measurement wheel weight w3a,
Σa = (σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 3 = (1/3) 1/2 σ (73)
It becomes. Here, “divide by 3” corresponds to “divide by 3” in Equation (70).
また、計測輪重ｗ４ｂと計測輪重ｗ５ｂと計測輪重ｗ６ｂの単純平均値である輪重ωｂに対応する標準偏差Σｂは、
Σｂ＝（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／３＝（１／３）1/2 σ ……………（７４）
となる。ここで「３で割る」ことは、数式（７１）において「３で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σb corresponding to the wheel load ωb, which is a simple average value of the measurement wheel weight w4b, the measurement wheel weight w5b, and the measurement wheel weight w6b,
Σb = (σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 3 = (1/3) 1/2 σ (74)
It becomes. Here, “divide by 3” corresponds to “divide by 3” in Equation (71).
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓは、標準偏差Σａと標準偏差Σｂとを合成化したものであり、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2
＝［｛（１／３）1/2 σ｝2 ＋｛（１／３）1/2 σ｝2 ］1/2
＝（２／３）1/2 σ＝０．８１６σ ……………（７５）
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝０．４０８ ……………（７６）
となる。
The random noise variation index S in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb is a combination of the standard deviation Σa and the standard deviation Σb.
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2
= [{(1/3) 1/2 σ} 2 + {(1/3) 1/2 σ} 2 ] 1/2
= (2/3) 1/2 σ = 0.816σ (75)
The attenuation rate R at this time is
R = 0.408 ......... (76)
It becomes.
《８》配置パターン８：車輪荷重センサ６台の場合（その２）
図９（ａ）の配置パターンは、〔左，右，左，右，左，右〕であり、これは、すでに説明した（その１）の配置パターン群の６つ目のものである。
<< 8 >> Arrangement pattern 8: In the case of six wheel load sensors (part 2)
The arrangement pattern of FIG. 9A is [Left, Right, Left, Right, Left, Right], which is the sixth of the arrangement pattern group of (Part 1) already described.
この場合、車線左側部４０ａの輪重ωａは、
ωａ＝（ｗ１ａ＋ｗ３ａ＋ｗ５ａ）／３ ……………（７７）
である。図９（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと第３の車輪荷重センサ１３ａと第５の車輪荷重センサ１５ａとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
In this case, the wheel load ωa of the lane left
ωa = (w1a + w3a + w5a) / 3 (3) (77)
It is. In FIG. 9B, 11a ′ represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the first
車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、
ωｂ＝（ｗ２ｂ＋ｗ４ｂ＋ｗ６ｂ）／３ ……………（７８）
である。図９（ｂ）で１２ｂ′は、第２の車輪荷重センサ１２ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂと第６の車輪荷重センサ１６ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
最終的に求めるべき車軸重量Ｗの測定値は、
Ｗ＝ωａ＋ωｂ
＝（ｗ１ａ＋ｗ３ａ＋ｗ５ａ）／３＋（ｗ２ｂ＋ｗ４ｂ＋ｗ６ｂ）／３ …（ ７９）
となる。この数式（７９）は、図８の場合の数式（７２）と同じ結果となっている。
The wheel load ωb on the
ωb = (w2b + w4b + w6b) / 3 (8)
It is. In FIG. 9B, 12b 'represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the second
The final measured axle weight W is:
W = ωa + ωb
= (W1a + w3a + w5a) / 3 + (w2b + w4b + w6b) / 3 (79)
It becomes. This mathematical formula (79) has the same result as the mathematical formula (72) in the case of FIG.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第６の車輪荷重センサ１１ａ，１２ｂ，１３ａ，１４ｂ，１５ａ，１６ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ｂ，ｗ３ａ，ｗ４ｂ，ｗ５ａ，ｗ６ｂを入力し、上記の数式（７７）〜（７９）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
輪重ωａに対応する標準偏差Σａ、輪重ωｂに対応する標準偏差Σｂは、（その１）と同様に、
Σａ＝（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／３＝（１／３）1/2 σ ……………（８０）
となる。ここで「３で割る」ことは、数式（７７）において「３で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σa corresponding to the wheel load ωa and the standard deviation Σb corresponding to the wheel load ωb are the same as (No. 1),
Σa = (σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 3 = (1/3) 1/2 σ (80)
It becomes. Here, “divide by 3” corresponds to “divide by 3” in Equation (77).
Σｂ＝（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／３＝（１／３）1/2 σ ……………（８１）
となる。ここで「３で割る」ことは、数式（７８）において「３で割る」ことに対応している。
Σb = (σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 3 = (1/3) 1/2 σ (81)
It becomes. Here, “divide by 3” corresponds to “divide by 3” in Equation (78).
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓ、および減衰率Ｒは、図８の場合と同様に、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2 ＝（２／３）1/2 σ
＝０．８１６σ ……………（８２）
Ｒ＝０．４０８ ……………（８３）
となる。
The random noise variation index S and the attenuation rate R in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb are the same as in the case of FIG.
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2 = (2/3) 1/2 σ
= 0.816σ …………… (82)
R = 0.408 ............... (83)
It becomes.
《９》配置パターン９：車輪荷重センサ６台の場合（その３）
図１０（ａ）に示すように、用いる車輪荷重センサの台数は１１ａ,１２ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの６台である。第１の位置Ｐ１において車線左側部４０ａに第１の車輪荷重センサ１１ａが配置され、第２の位置Ｐ２において車線左側部４０ａに第２の車輪荷重センサ１２ａが配置され、第３の位置Ｐ３において車線右側部４０ｂに第３の車輪荷重センサ１３ｂが配置され、第４の位置Ｐ４において車線右側部４０ｂに第４の車輪荷重センサ１４ｂが配置され、第５の位置Ｐ５において車線右側部４０ｂに第５の車輪荷重センサ１５ｂが配置され、第６の位置Ｐ６において車線右側部４０ｂに第６の車輪荷重センサ１６ｂが配置されている。
<< 9 >> Arrangement Pattern 9: Six Wheel Load Sensors (Part 3)
As shown in FIG. 10A, the number of wheel load sensors used is six, 11a, 12a, 13b, 14b, 15b, and 16b. At the first position P1, the first
これら６台の車輪荷重センサ１１ａ,１２ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの配置の仕方においては、そのすべてが車両走行路４０の矢符Ａで示される車両の走行方向に沿って互いに位置を異にし、かつ、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとに分かれる状態に配置されている。
In the arrangement of the six
配置パターンは、上記の
〔左，左，右，右，右，右〕
のほか、
〔左，右，左，右，右，右〕、
〔左，右，右，左，右，右〕、
〔左，右，右，右，左，右〕、
〔左，右，右，右，右，左〕、
〔右，左，左，右，右，右〕、
〔右，左，右，左，右，右〕、
〔右，左，右，右，左，右〕、
〔右，左，右，右，右，左〕、
〔右，右，左，左，右，右〕、
〔右，右，左，右，左，右〕、
〔右，右，左，右，右，左〕、
〔右，右，右，左，左，右〕、
〔右，右，右，左，右，左〕、
〔右，右，右，右，左，左〕
と、
〔右，右，左，左，左，左〕、
〔右，左，右，左，左，左〕、
〔右，左，左，右，左，左〕、
〔右，左，左，左，右，左〕、
〔右，左，左，左，左，右〕、
〔左，右，右，左，左，左〕、
〔左，右，左，右，左，左〕、
〔左，右，左，左，右，左〕、
〔左，右，左，左，左，右〕、
〔左，左，右，右，左，左〕、
〔左，左，右，左，右，左〕、
〔左，左，右，左，左，右〕、
〔左，左，左，右，右，左〕、
〔左，左，左，右，左，右〕、
〔左，左，左，左，右，右〕
とがあり、合計のパターン数は３０となる。これらの配置パターンに共通の事項は、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂとのいずれか一方に２台、他方に４台ということである。
Placement pattern is [Left, Left, Right, Right, Right, Right]
Besides,
[Left, Right, Left, Right, Right, Right],
[Left, Right, Right, Left, Right, Right],
[Left, Right, Right, Right, Left, Right],
[Left, Right, Right, Right, Right, Left],
[Right, Left, Left, Right, Right, Right],
[Right, Left, Right, Left, Right, Right],
[Right, Left, Right, Right, Left, Right],
[Right, Left, Right, Right, Right, Left],
[Right, Right, Left, Left, Right, Right],
[Right, Right, Left, Right, Left, Right],
[Right, Right, Left, Right, Right, Left],
[Right, right, right, left, left, right],
[Right, right, right, left, right, left],
[Right, Right, Right, Right, Left, Left]
When,
[Right, Right, Left, Left, Left, Left],
[Right, Left, Right, Left, Left, Left],
[Right, Left, Left, Right, Left, Left],
[Right, Left, Left, Left, Right, Left],
[Right, Left, Left, Left, Left, Right],
[Left, Right, Right, Left, Left, Left],
[Left, Right, Left, Right, Left, Left],
[Left, Right, Left, Left, Right, Left],
[Left, Right, Left, Left, Left, Right],
[Left, Left, Right, Right, Left, Left],
[Left, Left, Right, Left, Right, Left],
[Left, Left, Right, Left, Left, Right],
[Left, Left, Left, Right, Right, Left],
[Left, Left, Left, Right, Left, Right],
[Left, Left, Left, Left, Right, Right]
And the total number of patterns is 30. A matter common to these arrangement patterns is that there are two vehicles on either the lane left
図１０の場合、車線左側部４０ａの輪重ωａは、
ωａ＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ）／２ ……………（８４）
である。図１０（ｂ）で１１ａ′は、第１の車輪荷重センサ１１ａと第２の車輪荷重センサ１２ａとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
In the case of FIG. 10, the wheel load ωa of the lane left
ωa = (w1a + w2a) / 2 (84)
It is. In FIG. 10B, 11a 'represents a virtual wheel load sensor related to the synthesis of the first
車線右側部４０ｂの輪重ωｂは、
ωｂ＝（ｗ３ｂ＋ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ＋ｗ６ｂ）／４ ……………（８５）
である。図１０（ｂ）で１２ｂ′は、第３の車輪荷重センサ１３ｂと第４の車輪荷重センサ１４ｂと第５の車輪荷重センサ１５ｂと第６の車輪荷重センサ１６ｂとの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサを表している。
The wheel load ωb on the
ωb = (w3b + w4b + w5b + w6b) / 4 (5)
It is. In FIG. 10B, reference numeral 12b ′ denotes a virtual wheel load related to the synthesis of the third
最終的に求めるべき車軸重量Ｗの測定値は、
Ｗ＝ωａ＋ωｂ
＝（ｗ１ａ＋ｗ２ａ）／２＋（ｗ３ｂ＋ｗ４ｂ＋ｗ５ｂ＋ｗ６ｂ）／４
…………（８６）
となる。
The final measured axle weight W is:
W = ωa + ωb
= (W1a + w2a) / 2 + (w3b + w4b + w5b + w6b) / 4
………… (86)
It becomes.
演算部５は、増幅部２、Ａ／Ｄ変換部３および入出力部４を介して、第１ないし第６の車輪荷重センサ１１ａ，１２ａ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂからそれぞれ計測輪重ｗ１ａ，ｗ２ａ，ｗ３ｂ，ｗ４ｂ，ｗ５ｂ，ｗ６ｂを入力し、上記の数式（８４）〜（８６）の演算を行って、最終的に求めるべき１軸の車軸重量Ｗを算出する。
The
次に、上記数式（８６）に基づいて検討する。 Next, examination will be made based on the above formula (86).
計測輪重ｗ１ａと計測輪重ｗ２ａの単純平均値である輪重ωａに対応する標準偏差Σａは、
Σａ＝（σ2 ＋σ2 ）1/2 ／２＝（１／２）1/2 σ ……………（８７）
となる。ここで「２で割る」ことは、数式（８４）において「２で割る」ことに対応している。
The standard deviation Σa corresponding to the wheel load ωa, which is a simple average value of the measurement wheel weight w1a and the measurement wheel weight w2a, is
Σa = (σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 2 = (1/2) 1/2 σ (87)
It becomes. Here, “divide by 2” corresponds to “divide by 2” in Equation (84).
また、計測輪重ｗ３ｂと計測輪重ｗ４ｂと計測輪重ｗ５ｂと計測輪重ｗ６ｂの単純平均値である輪重ωｂに対応する標準偏差Σｂは、
Σｂ＝（σ2 ＋σ2 ＋σ2 ＋σ2 ）1/2 ／４
＝（１／４）1/2 σ ……………（８８）
となる。ここで「４で割る」ことは、数式（８５）において「４で割る」ことに対応している。
Further, the standard deviation Σb corresponding to the wheel load ωb, which is a simple average value of the measurement wheel weight w3b, the measurement wheel weight w4b, the measurement wheel weight w5b, and the measurement wheel weight w6b,
Σb = (σ 2 + σ 2 + σ 2 + σ 2 ) 1/2 / 4
= (1/4) 1/2 σ …………… (88)
It becomes. Here, “divide by 4” corresponds to “divide by 4” in Equation (85).
輪重ωａと輪重ωｂとの加算で求めた車軸重量Ｗの測定値（＝ωａ＋ωｂ）におけるランダムノイズのばらつき指標Ｓは、標準偏差Σａと標準偏差Σｂとを合成化したものであり、
Ｓ＝（Σａ2 ＋Σｂ2 ）1/2
＝［｛（１／２）1/2 σ｝2 ＋｛（１／４）1/2 σ｝2 ］1/2
＝（３／４）1/2 σ＝０．８６６σ ……………（８９）
このときの減衰率Ｒは、
Ｒ＝０．４３３ ……………（９０）
となる。
The random noise variation index S in the measured value (= ωa + ωb) of the axle weight W obtained by adding the wheel load ωa and the wheel load ωb is a combination of the standard deviation Σa and the standard deviation Σb.
S = (Σa 2 + Σb 2 ) 1/2
= [{(1/2) 1/2 σ} 2 + {(1/4) 1/2 σ} 2 ] 1/2
= (3/4) 1/2 σ = 0.866σ (89)
The attenuation rate R at this time is
R = 0.433 (90)
It becomes.
配置パターン７，８，９の例を図１４に示す従来技術と比較すると、次のようになる。
An example of the
比較の前提が６台であるので、比較対象として、図示は省略するが、図１４において、車線右側部４０ｂに、さらに車輪荷重センサ１３ｂの右側に２台の車輪荷重センサ１４ｂ，１５ｂを追加配置し、合計台数を６台とした場合を考える。車線左側部４０ａの車輪荷重センサ１１ａと車線右側部４０ｂの車輪荷重センサ１１ｂとは車両走行路の長さ方向で同一位置Ｐ１にあるとする。
Since the comparison is based on six units, illustration is omitted as a comparison target, but in FIG. 14, two
Ｗ＝｛（ｗ１ａ＋ｗ１ｂ）＋（ｗ２ｂ＋ｒ・ｗ２ｂ）＋（ｗ３ｂ＋ｒ・ｗ３ｂ）＋（ｗ４ｂ＋ｒ・ｗ４ｂ）＋（ｗ５ｂ＋ｒ・ｗ５ｂ）｝／５ ……………（９１）
となる。このとき、単純平均で求めた車軸重量Ｗにおける振動ノイズ信号のばらつき指標Ｓは、
Ｓ＝｛（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ＋（２σ）2 ｝1/2 ／５
＝（２０1/2 ／５）σ＝（２／５1/2 ）σ＝０．８９４σ
……………（９２）
となり、減衰率Ｒは、
Ｒ＝０．８９４σ／（２σ）＝０．４４７ ……………（９３）
となる。これは、本発明実施の形態の６台の場合のノイズ減衰効果に及ばない。
W = {(w1a + w1b) + (w2b + r · w2b) + (w3b + r · w3b) + (w4b + r · w4b) + (w5b + r · w5b)} / 5 (91)
It becomes. At this time, the variation index S of the vibration noise signal in the axle weight W obtained by the simple average is
S = {(2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 + (2σ) 2 } 1/2 / 5
= (20 1/2 / 5) σ = (2/5 1/2 ) σ = 0.894σ
…………… (92)
The attenuation rate R is
R = 0.894σ / (2σ) = 0.447 (93)
It becomes. This does not reach the noise attenuation effect in the case of the six units of the embodiment of the present invention.
配置パターン７，８の例の場合は、減衰率Ｒ＝０．４０８であるから、配置パターン９の例の場合は、減衰率Ｒ＝０．４３３であるから、いずれも上記の従来技術よりも低い値を持つ。すなわち、車両走行路４０の車両の走行方向に沿ってすべての車輪荷重センサを互いに異なる位置に配置し、かつ、車線左側部４０ａと車線右側部４０ｂのうちいずれか一方に３台、他方に３台配置した場合、あるいは一方に２台、他方に４台配置した場合には、従来技術よりも低い減衰率Ｒが得られ、ノイズ減衰効果が向上する。
In the case of the
そして、すべての車輪荷重センサを異なる位置に配置できるので、車両走行路４０の路面における車輪荷重センサの効率良い敷設工事がより楽になる。また、左右同一箇所に２台の車輪荷重センサを直線的に並べて敷設すると路面亀裂などの問題も生じかねないが、本例ではそのような不都合が生じにくい。
And since all the wheel load sensors can be arrange | positioned in a different position, the efficient construction of the wheel load sensor in the road surface of the
図８および図９と図１０とを比較すると、一側に２台、他側に４台の不均等配置の図１０のパターンに比べて、一側に３台、他側に３台の均等配置の図８および図９のパターンの方が、より減衰率が低く、車軸重量Ｗの測定の高精度化にとってより好ましいといえる。 8 and 9 are compared with FIG. 10 in comparison with the pattern of FIG. 10 in which there are two units on one side and four units on the other side, and three units on one side and three units on the other side. The arrangement patterns shown in FIGS. 8 and 9 have a lower attenuation rate and are more preferable for increasing the accuracy of measuring the axle weight W.
以上のように本発明の実施形態の内、車輪荷重センサを４台以上とし、車線左側部、車線右側部ともに複数台の車輪荷重センサを配置する場合には、種々の車両が種々の速度で通過する条件においては、従来より多用されている図１１の車軸重量測定装置の持つ測定精度を下回らず、車輪荷重センサを用いた従来技術である図１３、図１４の方法より低コストで、よりノイズ減衰効果を高めることができる。 As described above, in the embodiment of the present invention, when four or more wheel load sensors are provided and a plurality of wheel load sensors are arranged on both the left side and the right side of the lane, various vehicles are operated at various speeds. In the passing condition, the measurement accuracy of the axle weight measuring device of FIG. 11 that has been widely used in the past is not lower, the cost is lower than the method of FIGS. 13 and 14 that is a conventional technique using a wheel load sensor, and more The noise attenuation effect can be enhanced.
このように本発明では、軸重の測定精度が、従来技術よりも高くまるか、悪くても従来技術と同等となる。同等の場合であっても、本発明の場合は車輪荷重センサのすべてを車両走行路の長さ方向において互いに異なる位置に配置するので、車両走行路の路面における車輪荷重センサの効率良い敷設工事がより楽になるとともに、従来技術の左右同一箇所に２台の車輪荷重センサを直線的に並べて敷設する場合の路面亀裂などの問題は、これを回避することが可能となる。 As described above, in the present invention, the measurement accuracy of the axial load becomes higher than that of the prior art or equal to that of the prior art at the worst. Even in an equivalent case, in the case of the present invention, since all the wheel load sensors are arranged at different positions in the length direction of the vehicle travel path, efficient laying work of the wheel load sensors on the road surface of the vehicle travel path is possible. In addition to being easier, it is possible to avoid problems such as road surface cracks in the case where two wheel load sensors are laid in a straight line at the same left and right positions in the prior art.
本発明は、走行中車両の車軸重量を測定する車軸重量測定装置について、車種や走行速度が様々に変化することによる振動ノイズの多様な周波数変化に対して、コスト展開を有利に進めつつ、高いノイズ減衰効果をもって車軸重量を高精度に測定するための技術として有用である。 The present invention relates to an axle weight measuring device that measures the axle weight of a running vehicle, while advantageously promoting cost development against various frequency changes of vibration noise caused by various changes in vehicle type and running speed. This is useful as a technique for measuring axle weight with high noise attenuation effect.
２ 増幅部
３ Ａ／Ｄ変換部
４ 入出力部
５ 演算部
６ 記憶部
７ 表示部
８ 操作部／データ入力部
１１，１２，１３，１４，１５，１６ 車輪荷重センサ
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１５ａ 車線左側部に配置の車輪荷重センサ
１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ 車線右側部に配置の車輪荷重センサ
１１ａ′ 車線左側部での複数の車輪荷重センサの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサ
１２ｂ′ 車線右側部での複数の車輪荷重センサの合成にかかわる仮想の車輪荷重センサ
３１ 車軸
３２，３３ 車輪
４０ 車両走行路
４０ａ 車線左側部
４０ｂ 車線右側部
ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５，ｗ６ 計測輪重
ωａ 車線左側部の輪重
ωｂ 車線右側部の輪重
Ｗ 最終的に求めるべき１軸の車軸重量
σ 各計測輪重の標準偏差
Σａ 輪重ωａに対応する標準偏差
Σｂ 輪重ωｂに対応する標準偏差
Ｓ 車軸重量における振動ノイズ信号のばらつき指標
Ｒ 減衰率
2 Amplifying section 3 A /
Claims (3)
前記複数台の車輪荷重センサとして３台以上の車輪荷重センサを有し、これら３台以上の車輪荷重センサは、そのすべてが車両走行路の車両の走行方向に沿って互いに位置を異にし、かつ、前記車両走行路の１つの車線を幅方向に左右に二分する車線左側部と車線右側部とにそれぞれ分かれて配置される、
ことを特徴とする車軸重量測定装置。 Based on a plurality of wheel load sensors that are disposed on the vehicle travel path and measure the wheel weight, which is the weight of one wheel of the left and right wheels of the axle, and the measured wheel weights measured by each of the plurality of wheel load sensors. An axle weight measuring device comprising an arithmetic unit for calculating axle weight,
There are three or more wheel load sensors as the plurality of wheel load sensors, all of these three or more wheel load sensors are located at different positions along the traveling direction of the vehicle on the vehicle traveling path, and , One lane of the vehicle travel path is divided into a left side lane and a right side lane that are divided into right and left in the width direction.
Axle weight measuring device characterized by that.
請求項１に記載の車軸重量測定装置。 In the case where there are a plurality of wheel load sensors arranged on the left side of the lane, the arithmetic unit uses the average value of the measured wheel load by each of the plurality of wheel load sensors as the measured wheel weight of the left side of the lane. When the number of wheel load sensors arranged on the left side of the lane is one, the measurement wheel weight by the one wheel load sensor is used as the measurement wheel weight of the left side of the lane, while the right side of the lane When there are a plurality of wheel load sensors arranged, the average value of the measured wheel weights of the plurality of wheel load sensors is set as the measured wheel weight of the right side of the lane, and is arranged on the right side of the lane. When there is one wheel load sensor, the measurement wheel weight of the one wheel load sensor is used as the measurement wheel weight of the right side of the lane, and the measurement wheel weight of the left side of the lane and the measurement wheel weight of the right side of the lane. And the car To calculate the weight,
The axle weight measuring device according to claim 1.
請求項１または２に記載の車軸重量測定装置。 The plurality of wheel load sensors is four or more, and each of the plurality of wheel load sensors is disposed on the left side of the lane and the right side of the lane, respectively.
The axle weight measuring device according to claim 1 or 2.
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