JP3686184B2 - 車両の輪重計測装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば低速から高速までの比較的広い速度範囲内の任意の速度で走行する車両の静的輪重値又は静的軸重値を精度良く計測することができる車両の軸重計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行中の車両の静的軸重値、静的輪重又はこれらを加算して車両の重量を計測する装置として、路面に設置されている電気式荷重検出器と、この荷重検出器により検出した荷重を種々の方法により処理し、この処理によって得られた荷重を静的軸重値として出力する処理手段と、からなるものがある。その際、荷重検出器は、構造上、経済上の理由から走行方向の長さが約１ｍ程度のものを用いている。図１０（ａ）は、車輪が荷重検出器上を通過しようとする状態を示す図で、１は車両の車輪を概略的に表し、２は載荷板、３ａ、３ｂは荷重検出器である。この載荷板２の上を車輪１が通過すると、荷重検出器３ａ、３ｂの出力は、図１０（ｂ）の５ａ、５ｂとなり、その合成波５の高さが真の荷重であり、波形としては台形波が期待される。しかし、荷重検出器３ａ、３ｂの上を通過する車両には振動があり、その振幅及び位相は必ずしも一定ではなく、荷重検出器３ａ、３ｂの出力は図１１（ａ）、（ｂ）のような波形７、８となり、図１０（ｂ）に示す真の荷重４と相違する。そして、車両はほとんどの場合、図１１に示すような略正弦的定常振動６をしながら荷重検出器３ａ、３ｂの上を通過する。
【０００３】
そこで、この略正弦的定常振動をしながら荷重検出器の上を通過する車両の軸重を正確に測定しようとして考え出された車両の軸重計測装置が特公昭５９−４４５７２号公報に掲載されている。この軸重計測装置は、動的軸重値Ｗから振動成分ｇを算出し、荷重補正を行うことを特徴とし、その目的は真の静的軸重値との誤差が極めて小さい静的軸重値Ｗ0 を計測することである。図１２は荷重検出器３ａ、３ｂで得られる動的軸重値Ｗの出力波形７を示す。動的軸重値Ｗは、車両の上下振動成分ｇと静的軸重値Ｗ0 の和である。今、ｋ0 をこの振動成分ｇの振幅、θを位相、ｔを時間、ｆを振動成分ｇの周波数とし、
ｇ＝ｋ0 ・ｓｉｎ（２Πｆｔ＋θ） ・・・・（７）
とすると、動的軸重値Ｗは、
Ｗ＝Ｗ0 ＋ｋ0 Ｗ0 ・ｓｉｎ（２Πｆｔ＋θ） ・・・・（８）
と表すことができる。図１２の出力波形７において、任意の時刻ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 における動的軸重値を夫々Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 とすると、（８）式より、連立方程式
【０００４】
【数３】
【０００５】
が成立し、これを解けば、
【０００６】
【数４】
【０００７】
が得られる。即ち、車両の上下振動成分の周波数ｆと動的軸重値を検出するサンプリング時刻Ｔ1 ＝ｔ1 、Ｔ2 ＝ｔ2 、Ｔ3 ＝ｔ3 が決まれば、静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。ここで、時刻ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 のサンプリング間隔を常に一定にして計算処理上一定とし、車両の上下振動成分の周波数ｆは、計測の対象となる車両の載荷状態では、３Ｈｚ前後であることが経験的に知られているので、この周波数ｆを定数の３Ｈｚとして扱うことにより静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の軸重計測装置では、車両速度が比較的低速の約２５ｋｍ／ｈ未満の場合には静的軸重値Ｗ0 を正確に計測することができるが、走行速度が約２５ｋｍ／ｈ以上の場合は計測誤差が極端に大きくなり、従って、上記従来の軸重計測装置では、車両の走行速度が２５ｋｍ／ｈ以上の場合は静的軸重値Ｗ0 を正確に計測することができないという問題がある。
【０００９】
つまり、車両の走行速度が或る一定以上となると計測精度が急激に悪化するのは、車両の走行速度が早くなるに従って車輪が１ｍの載荷板２上を通過する時間が短くなり、この通過時間が短くなると、サンプリング時刻ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 の時間間隔が短くなって各動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 が互いに接近することとなる。これによって、各動的軸重値どうしの偏差｜Ｗ1 −Ｗ2 ｜、｜Ｗ2 −Ｗ3 ｜、｜Ｗ1 −Ｗ3 ｜が小さくなって、各偏差が各種の誤差やノイズの大きさに近づくと、もはや各動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 に基づいて図１２に示す正弦的定常振動を正確に演算することができなくなり、これによって静的軸重値Ｗ0 を正確に算出することができないからである。また、場合によっては、この軸重計測装置により計算された静的軸重値が、正弦的定常振動の最大重量を越えたり最小重量未満となることがあり、この軸重計測装置を使用せずに、単に正弦的定常振動の実測重量を静的軸重値とした方が静的軸重値の計測精度が上がることとなる。このように、この計測装置の使用自体が無意味となる。
【００１０】
本発明は、例えば低速から高速までの比較的広い速度範囲内の任意の速度で走行する車両の静的輪重値又は静的軸重値を精度良く計測することができると共に、装置の費用が安価であり、設置面積が比較的狭くてよい車両の輪重計測装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために第１の発明は、車両の通過する路面に互いに間隔を隔てて設けた２台以上の荷重検出手段と、これら荷重検出手段上を通過する車両の速度を検出する速度検出手段と、上記速度が２以上の速度範囲に区分されて、これら区分された各速度範囲ごとに対応して定めた２つ以上の第１の輪重値演算手段と、これら２つ以上の第１の輪重値演算手段のうちから、上記速度検出手段が検出した上記車両の検出速度と対応する輪重値演算手段を選択して、上記車両の静的輪重値をその選択した第１の輪重値演算手段に演算させる選択手段とを、具備する車両の輪重計測装置において、上記各第１の輪重値演算手段は、上記車両の上下振動のほぼ１周期の範囲内にあり、ばらつきが大きい複数の動的荷重値と、これら動的荷重値の取得時点とに基づいて上記車両の静的輪重値を演算するように、上記各荷重検出手段のうち、上記各第１の輪重値演算手段に対応する速度に応じて予め定めた台数のものからの上記動的荷重値が供給され、上記２つ以上の速度範囲のうち速い速度範囲に対応する第１の輪重値演算手段には多くの上記荷重検出手段から上記動的荷重値が供給されるものである。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の車両の輪重計測装置において、上記各第１の輪重値演算手段が対応する上記車両の速度よりも遅い速度範囲に対応して第２の輪重値演算手段が設けられ、第２の輪重値演算手段は、上記車両の上下振動のほぼ１周期にわたって検出された複数の動的荷重値の平均値に基づいて静的輪重値を演算するように１台の上記荷重検出手段の動的荷重値が供給されるものである。
【００１３】
第３の発明は、車両の通過する路面に互いに間隔を隔てて設けた２台以上の荷重検出手段と、これら荷重検出手段上を通過していく車両の速度を検出する速度検出手段と、互いに異なる少なくとも時刻Ｔ１＝０、Ｔ２＝ｔ１、Ｔ３＝ｔ２と、これら時刻における上記荷重検出手段の動的荷重値Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を下記（１３）式と（１４）式に代入し、下記（１３）乃至（１５）式に基づいて静的輪重値Ｗ０を演算する輪重値演算手段とを有する車両の輪重計測装置において、上記車両が上記各荷重検出手段上を通過していく時間帯の中で少なくとも上記各時刻Ｔ １ 、Ｔ ２ 、Ｔ３が、上記車両の上下振動のほぼ１周期の範囲内に入り、かつ、上記各時刻Ｔ １ 、Ｔ ２ 、Ｔ３における検出動的荷重値Ｗ １ 、Ｗ ２ 、Ｗ ３ のばらつきが大きくなるように、上記速度検出手段が検出した速度に応じて予め定めた台数の上記荷重検出手段が検出した上記検出動的荷重値を選択して、上記輪重値演算手段に供給する選択手段が設けられ、上記選択手段は、上記速度検出手段によって検出された上記車両の速度が、予め定めた２以上の速度範囲のいずれに属するかによって上記検出動的荷重値を供給する上記荷重検出手段を決定し、上記２つ以上の速度範囲のうち速い速度範囲ほど多くの上記荷重検出手段から上記動的荷重値が上記輪重値演算手段に供給されるものである。
【００１４】
【数５】
【００１６】
第１及び第２の各発明は、例えば予め定めた低速から高速までの比較的広い速度範囲内の任意の速度で走行する車両の静的輪重値Ｗ0を精度良く計測することができるようにしたものであり、そのために、この速度を２以上の速度範囲に区分して各速度範囲ごとに夫々対応して定めた２以上の第１の輪重値演算手段と、車両の速度を速度検出手段が検出してその検出速度と対応する第１の輪重値演算手段を選択する選択手段とを備えている。例えば区分されている比較的高速度範囲内の速度で走行する車両に対しては、高速度用の第１の輪重値演算手段が予め定めた台数、例えば２台以上の所定の荷重検出手段を使用して静的輪重値を演算し、区分されている比較的低速度範囲内の速度で走行する車両に対しては、低速度用の第１の輪重値演算手段が予め定めた台数、例えば上記台数よりも少ない台数の所定の荷重検出手段を使用して静的輪重値を演算する。つまり、各第１の輪重値演算手段は、それぞれと対応する速度に適した予め定めた台数又は設置位置の荷重検出手段が夫々予め定めた時刻に出力する動的荷重値を使用して静的輪重値を演算することができる。つまり、高速で走行する車両の静的輪重値を正確に演算するには、従来例で説明したように、各動的荷重値Ｗ 1 、Ｗ 2 、Ｗ 3 どうしの偏差｜Ｗ 1 −Ｗ 2 ｜、｜Ｗ 2 −Ｗ 3 ｜、｜Ｗ 1 −Ｗ 3 ｜が大きくなるようにすることが必要であるので、比較的大きい偏差の動的荷重値Ｗ 1 、Ｗ 2 、Ｗ 3 を採用することができるように、予め定めた適切なサンプリング時刻Ｔ 1 、Ｔ 2 、Ｔ 3 における動的荷重値Ｗ 1 、Ｗ 2 、Ｗ 3 に基づいて静的輪重値Ｗ 0 を演算する方式を採用している。従って、第１の輪重値演算手段では、サンプリング時刻Ｔ 1 、Ｔ 2 、Ｔ 3 の間隔を長くとるために、例えば、設置されている各荷重検出手段のうち互いの間隔が比較的長いもの使用して比較的高速で走行する車両の静的輪重値を精度よく演算することができる。
【００１７】
そして、荷重検出手段が車両の左右の動的荷重値を計測する構成とすることにより、輪重値演算手段がその動的荷重値に基づいて車両の静的軸重値を演算することができる。
【００１９】
第２の発明において、第２の輪重値演算手段は、車両の上下振動の略１周期に亘って検出された複数の動的荷重値の平均値に基づいて静的輪重値Ｗ0を演算することができる。つまり、この第２の輪重値演算手段は、車両の速度が比較的低速であり、車両の上下振動の略１周期に亘って逐次動的荷重値を検出することができる場合に静的輪重値Ｗ0を演算して求めるものである。例えば、設置されている各荷重検出手段のうち互いの間隔が比較的短いもの、又は１台の荷重検出手段を使用して比較的低速で走行する車両の上下振動の略１周期に亘って検出した動的荷重値の平均値を演算することにより静的輪重値Ｗ0を正確に計測することができる。
【００２０】
第３の発明によると、少なくとも時刻Ｔ1 ＝０、Ｔ2 ＝ｔ1 、Ｔ3 ＝ｔ2 における荷重検出手段の出力した動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を上記（１３）式と（１４）式に代入し、上記（１３）乃至（１５）式に基づいて静的輪重値Ｗ0 を演算することができる。そして、選択手段は、速度検出手段が検出した検出速度に基づいて、車両が荷重検出手段上を通過する時間帯の中で少なくとも各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 が、車両の上下振動の略１周期の範囲内に入り、かつ、各時刻における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択する。つまり、車両の上下振動の振動波形を或る限られたサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 に基づいて正確に演算するには、その振動波形の１周期の波形を正確に演算するのがよく、従って、これら少なくとも３つのサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を車両の上下振動の１周期内に収め、かつ、各時刻における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択することにより、その上下振動の振動波形（振幅、位相角等）を正確に演算することができ、従って、静的輪重値Ｗ0 を正確に演算することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る車両の輪重計測装置を車両の軸重計測装置に適用した一実施形態を各図を参照して説明する。図１乃至図３に示す８、９、１０は第１、第２、第３の荷重検出部である。第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０は、図１及び図３に示すように、夫々同等のものであり同一の構造、形状、及び大きさのものであり、横幅は走行する車両の左右の両輪の間隔よりも少し広く形成してある。そして、これら３台の荷重検出部８、９、１０は、路面１１に車両１２の走行方向１３に沿って設けてあり、第１の荷重検出部８と第２の荷重検出部９との間隔は、ｄ1 （１．７３６ｍ）であり、第１の荷重検出部８と第３の荷重検出部１０との間隔は、ｄ2 （３．４７２ｍ）である。
【００２２】
図２は、第１の荷重検出部８の車両１２の走行方向１３に平行する方向の断面図である。第１の荷重検出部８は、路面１１と略同一高さに水平に設けられている矩形の載荷板１４と、この載荷板１４を支持する４つのロードセル１５〜１８を備えている。この載荷板１４の車両の走行方向１３と平行する横の長さは約１．２ｍ、縦の長さが約４．０ｍである。この第１の荷重検出部８は、図１０に示す従来の荷重検出器３ａ、３ｂと同様に、載荷板１４上を車両１２の左右の両輪が通過すると、図１２の７に示すような波形の信号（動的軸重値）を出力する。なお、第２及び第３の荷重検出部９、１０は、第１の荷重検出部８と同等であるので説明を省略する。
【００２３】
図１は、軸重計測装置の電気回路を示すブロック図である。第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が備えている各ロードセル１５〜１８は４枚の歪ゲージ１９からなるホイートストンブリッジ回路を備えている。そして、この４つのロードセル１５〜１８は、並列接続されて等価的に１つのホイートストンブリッジ回路を構成している。なお、これら４つのロードセル１５〜１８のブリッジ回路には、直流電源電圧が印加されている。また、これら第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０は、図１に示すように、増幅器２０、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２１を介して演算制御部２２に接続されている。即ち、各荷重検出部８、９、１０は、歪ゲージ１９が検出した歪み量に応じたアナログ荷重信号を出力し、このアナログ荷重信号は、対応する増幅器２０により増幅されてＡ／Ｄ変換器２１によってデジタル荷重信号に変換され、そして演算制御部２２に入力する。このデジタル荷重信号が請求項１、２、３に記載の動的荷重値であり、この動的荷重値は、この実施形態では動的軸重値を意味する。
【００２４】
この演算制御部２２には、パルス発振器２３、記憶部２４、設定表示部２５が接続している。
パルス発振器２３は、所定の微小時間間隔おきにパルス信号を発信し、このパルス信号を演算制御部２２に供給する。後述する速度検出手段及び４つの軸重値演算手段は、このパルス数をカウントし、そのカウント数を用いて下記各々の時刻、時間間隔、及び計測期間を算出することができる。
【００２５】
記憶部２４は、４つの軸重値演算手段のプログラム、各軸重値演算手段と対応する速度範囲等を記憶している。軸重値演算手段は、請求項１乃至３に記載の輪重値演算手段と対応しており、車両１２の両輪の動的軸重値に基づいて静的軸重値を演算する手段である。
【００２６】
設定表示部２５は、上記速度範囲等の設定、変更を行うことができ、更に演算された静的軸重値Ｗ0 等を表示することができる。
【００２７】
演算制御部２２は、速度検出手段と選択手段と４つの軸重値演算手段を備えている。
速度検出手段は、車両１２が第１乃至第３の荷重検出部８、９、１０上を通過したときに各荷重検出部８、９、１０は夫々荷重信号（以下、動的軸重値という。）を出力するので、第１の荷重検出部８が出力する動的軸重値を入力した時点から第３の荷重検出部１０が出力する動的軸重値を入力した時までの時間間隔を測定し、その測定した時間間隔を、第１の荷重検出部８と第３の荷重検出部１０が設置されている所定距離間隔ｄ2 で除算することによって走行車両１２の平均速度を算出することができる機能を備えている。
【００２８】
選択手段は、４つの軸重値演算手段のうちから速度検出手段が検出した車両１２の検出速度と対応する軸重値演算手段を選択して、その速度が検出された車両１２の静的軸重値をその選択した軸重値演算手段に演算させる機能を備えている。
つまり、４つの軸重値演算手段は、例えば時速が１００ｋｍ以下の範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算するためのものである。即ち、時速が４０ｋｍを越えて１００ｋｍまでの範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算する高速用軸重値演算手段と、時速が２３ｋｍを越えて４０ｋｍまでの範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算する中速用軸重値演算手段と、時速が１０ｋｍを越えて２３ｋｍまでの範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算する低速用軸重値演算手段と、時速が１０ｋｍ以下の範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算する超低速用軸重値演算手段とからなっている。
従って、速度検出手段が検出した車両１２の検出速度が時速５０ｋｍであるとすると、選択手段は、この時速５０ｋｍが属する速度範囲（４０ｋｍを越えて１００ｋｍ）と対応する高速用軸重値演算手段を選択し、この選択した高速用軸重値演算手段により車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算させることができる。
【００２９】
上記４つの各軸重値演算手段は、略正弦的定常振動をしながら第１乃至第３の荷重検出器８、９、１０の上を通過する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を正確に測定するものである。即ち、動的軸重値Ｗから振動波形を算出し、この振動波形に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算するものである。今、ａをこの振動波形の振幅、ψを位相、ｔを時間、ｆを振動波形の周波数とすると、動的軸重値Ｗは、
Ｗ＝ａ・ｓｉｎ（２Πｆｔ＋ψ）＋Ｗ0 ・・・・（１６）
と表すことができる。図５の振動波形２６において、所定の時刻ｔ＝０（＝Ｔ1 ）、ｔ＝ｔ1 （＝Ｔ2 ）、ｔ＝ｔ2 （＝Ｔ3 ）における動的軸重値を夫々Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 とすると、（１６）式より、連立方程式
【００３０】
【数６】
【００３１】
が成立し、これを解けば、
【００３２】
【数７】
【００３３】
が得られる。即ち、車両１２の上下振動波形の周波数ｆと動的軸重値を検出するサンプリング時刻ｔ＝０、ｔ＝ｔ1 、ｔ＝ｔ2 が決まれば、真の静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。ここで、車両１２の上下振動波形の周波数ｆは、計測の対象となる重量車の載荷状態では、従来例で説明したように３Ｈｚ前後であることが経験的に知られているので、この周波数ｆ＝３Ｈｚとして代入することにより静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【００３４】
高速用軸重値演算手段は、この軸重計測装置が計測しようとする車両１２の車輪が第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０上を通過した時に、各荷重検出部８、９、１０が出力する動的軸重値Ｗ1 （ｔ）、Ｗ2 （ｔ＋ｔ1 ）、Ｗ3 （ｔ＋ｔ2 ）を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （ｔ）を演算して求める機能を備えている。
つまり、例えば車両１２の左右の前輪が図５に示すように、第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０を乗り上げる時間（時刻）が、ｔ＝０、ｔ＝ｔ1 、ｔ＝ｔ2 であり、車輪が第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０から降りる時間（時刻）が、ｔ＝ｔW 、ｔ＝ｔ1 ＋ｔW 、ｔ＝ｔ2 ＋ｔW である。従って、車輪が第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０上を走行している時間が夫々ｔW であり、この各走行時間ｔW が第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０による動的軸重値の計測時間である。
【００３５】
この高速用軸重値演算手段によると、まず、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝０における動的軸重値Ｗ1 （０）、第２の荷重検出部９の時間ｔ＝ｔ1 における動的軸重値Ｗ2 （ｔ1 ）、第３の荷重検出部の時間ｔ＝ｔ2 における動的軸重値Ｗ3 （ｔ2 ）を、式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （０）を演算して求める。同様に、
第１の荷重検出部の時間ｔ＝１、２、・・・、ｔW −１における動的軸重値はＷ1 （１）、Ｗ1 （２）、・・・、Ｗ1 （ｔW −１）であり、
第２の荷重検出部の時間ｔ＝ｔ1 ＋１、ｔ1 ＋２、・・・、ｔ1 ＋ｔW −１における動的軸重値はＷ2 （ｔ1 ＋１）、Ｗ2 （ｔ1 ＋２）、・・・、Ｗ2 （ｔ1 ＋ｔW −１）であり、
第３の荷重検出部の時間ｔ＝ｔ2 ＋１、ｔ2 ＋２、・・・、ｔ2 ＋ｔW −１における動的軸重値はＷ3 （ｔ2 ＋１）、Ｗ3 （ｔ2 ＋２）、・・・、Ｗ3 （ｔ2 ＋ｔW −１）であり、
各動的軸重値〔Ｗ1 （１）、Ｗ2 （ｔ1 ＋１）、Ｗ3 （ｔ2 ＋１）〕、〔Ｗ1 （２）、Ｗ2 （ｔ1 ＋２）、Ｗ3 （ｔ2 ＋２）〕、・・・、〔Ｗ1 （ｔW −１）、Ｗ2 （ｔ1 ＋ｔW −１）、Ｗ3 （ｔ2 ＋ｔW −１）〕を、上記と同様に式（２０）、（２１）に順次代入して式（２２）により各静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （ｔW −１）を順次演算して求め、これら各静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （ｔW −１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【００３６】
次に、この高速用軸重値演算手段が時速４０ｋｍを越えて１００ｋｍまでの範囲内における任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算するように定めた理由を説明する。車両１２の上下振動の振動波形を限られたサンプル時刻Ｔ1 （ｔ＝０〜ｔW −１）、Ｔ2 （ｔ＝ｔ1 〜ｔ1 ＋ｔW −１）、Ｔ3 （ｔ＝ｔ2 〜ｔ2 ＋ｔW −１）において対応する３つのサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 に基づいて静的軸重値Ｗ0 を正確に演算するには、その振動波形の１周期の波形を正確に求めるのがよく、従って、これら３つのサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を車両１２の上下振動の１周期内に収め、かつ、各時刻における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択することにより、その上下振動の振動波形（振幅、位相角等）を正確に求めることができ、よって、静的軸重値Ｗ0 を正確に演算することができる。そこで、車両１２の走行速度が高速になるほど動的軸重値の振動波形（図５参照）の１周期の長さ（メートル）が長くなるので、この１周期の長さ（メートル）が長くなるほど互いの距離的間隔が広い状態で設置された荷重検出部の出力する動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を採用する必要がある。その為に、この３つの動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を１つの荷重検出部が出力する動的軸重値から採用するのではなく、互いに間隔を隔てて設けられている第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が出力する動的軸重値を採用することとしている。因みに、図５は、時速約７２ｋｍで走行する車両１２の振動波形を示している。なお、この振動波形の周波数ｆを３Ｈｚとしている。
【００３７】
中速用軸重値演算手段は、図６に示すように、この軸重計測装置が計測しようとする車両１２の車輪が第１及び第２の各荷重検出部８、９上を通過した時に、各荷重検出部８、９が出力する動的軸重値Ｗ1 （ｔ）、Ｗ2 （ｔ＋ｔW ／２）、Ｗ3 （ｔ＋ｔ1 ）を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （ｔ）を演算して求める機能を備えている。
つまり、例えば車両１２の左右の前輪が図６に示すように、第１の荷重検出部８を乗り上げる時間（時刻）がｔ＝０、第１の荷重検出部８の中央を通過する時間（時刻）がｔ＝ｔW ／２、第１の荷重検出部８から降りる時間（時刻）がｔ＝ｔW 、第２の荷重検出部９を乗り上げる時間（時刻）がｔ＝ｔ1 、第２の荷重検出部９の中央を通過する時間（時刻）がｔ＝ｔ1 ＋ｔW ／２である。この場合、第１の荷重検出部８による動的軸重値の計測時間がｔW であり、第２の荷重検出部９による動的軸重値の計測時間がｔW ／２である。ただし、図６は、中速度で走行する車両１２の振動波形を示しているので、車両１２が第１、第２の荷重検出部上を通過する時間ｔW 及びｔ1 は、図５に示す通過時間ｔW 及びｔ1 よりも長いが、計測時間及び時刻を示すものとして図では同一の符号で示している。
【００３８】
この中速用軸重値演算手段によると、まず、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝０における動的軸重値Ｗ1 （０）、第１の荷重検出部の時間ｔ＝ｔW ／２における動的軸重値Ｗ2 （ｔW ／２）、第２の荷重検出部の時間ｔ＝ｔ1 における動的軸重値Ｗ3 （ｔ1 ）を、式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （０）を演算して求める。同様に、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝１、２、・・・、（ｔW ／２）−１における動的軸重値はＷ1 （１）、Ｗ1 （２）、・・・、Ｗ1 （（ｔW ／２）−１）であり、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝（ｔW ／２）＋１、（ｔW ／２）＋２、・・・、ｔW −１における動的軸重値はＷ2 （ｔW ／２＋１）、Ｗ2 （（ｔW ／２）＋２）、・・・、Ｗ2 （ｔW −１）であり、
第２の荷重検出部９の時間ｔ＝ｔ1 ＋１、ｔ1 ＋２、・・・、ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１における動的軸重値はＷ3 （ｔ1 ＋１）、Ｗ3 （ｔ1 ＋２）、・・・、Ｗ3 （ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１）であり
各動的軸重値〔Ｗ1 （１）、Ｗ2 （ｔW ／２＋１）、Ｗ3 （ｔ1 ＋１）〕、〔Ｗ1 （２）、Ｗ2 （ｔW ／２＋２）、Ｗ3 （ｔ1 ＋２）〕、・・・、〔Ｗ1 （（ｔW ／２）−１）、Ｗ2 （ｔW −１）、Ｗ3 （ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１〕を、式（２０）、（２１）に順次代入して式（２２）により各静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／２）−１）を順次演算して求め、これら各静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／２）−１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【００３９】
次に、この中速用軸重値演算手段が時速２３ｋｍを越えて４０ｋｍまでの範囲内における任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算するように定めた理由を説明する。高速用軸重値演算手段について説明したように、３つのサンプル時刻Ｔ1 （ｔ＝０〜ｔW ／２−１）、Ｔ2 （ｔ＝ｔW ／２〜ｔW −１）、Ｔ3 （ｔ＝ｔ1 〜ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１）において対応する各３つのサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を車両１２の上下振動の１周期内に収め、かつ、各時刻における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択することにより、その上下振動の振動波形（振幅、位相角等）を正確に演算することができ、よって、静的軸重値Ｗ0 を正確に演算することができる。従って、３つの動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を第１乃至第３の荷重検出部８、９、１０が出力する動的軸重値から採用すると、これら動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のサンプル時刻Ｔ1 とＴ3 の時間間隔が振動波形２７の１周期を越えることとなって静的軸重値Ｗ0 を正確に演算することができないので、サンプル時刻Ｔ1 とＴ3 の時間間隔が振動波形２７の１周期を越えないように、互いに時間間隔が比較的短い第１及び第２の荷重検出部８、９が出力する動的軸重値を採用することとした。因みに、図６は、時速約３６ｋｍで走行する車両１２の振動波形を示している。なお、この振動波形の周波数ｆを３Ｈｚとしている。
【００４０】
ただし、中速用軸重値演算手段は、図６に示すように、時間ｔ＝０〜（ｔW ／２）−１と、時間ｔ＝ｔW ／２〜ｔW −１と、時間ｔ＝ｔ1 〜ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１の３つの各時間の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としたが、この代わりに、中速用軸重値演算手段は、図７に示すように、時間ｔ＝０〜（ｔW ／２）−１と、時間ｔ＝ｔ1 〜ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１と、時間ｔ＝ｔ1 ＋（ｔW ／２）〜ｔ1 ＋ｔW −１の３つの各時間の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。また、図６と図７に示す各方法により求めた２つの静的軸重値Ｗ0 の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。更に、中速用軸重値演算手段は、第１と第２の各荷重検出部８、９の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算すると共に、第２と第３の各荷重検出部９、１０の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算し、これら２つの静的軸重値Ｗ0 の平均値を静的軸重値Ｗ0 として出力する構成としてもよい。
【００４１】
低速用軸重値演算手段は、図８に示すように、この軸重計測装置が計測しようとする車両１２の車輪が第１の荷重検出部８上を通過した時に、この第１の荷重検出部８が出力する動的軸重値Ｗ1 （ｔ）、Ｗ2 （ｔ＋ｔW ／３）、Ｗ3 （ｔ＋２ｔW ／３）を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （ｔ）を演算して求める機能を備えている。
つまり、例えば車両１２の左右の前輪が図８に示すように、第１の荷重検出部８を乗り上げる時間（時刻）がｔ＝０、第１の荷重検出部８の乗り上げ位置から１／３の部分を通過する時間（時刻）がｔ＝ｔW ／３、第１の荷重検出部８の乗り上げ位置から２／３の部分を通過する時間（時刻）がｔ＝２ｔW ／３、第１の荷重検出部８から降りる時間（時刻）がｔ＝ｔW である。従って、車輪が第１の荷重検出部８上を走行している時間がｔW であり、この走行時間ｔW が第１の荷重検出部８による動的軸重値の計測時間である。ただし、図８は、低速度で走行する車両１２の振動波形を示しているので、車両１２が第１の荷重検出部８上を通過する時間ｔW は、図５乃至図７に示す通過時間ｔW よりも長いが、計測時間を示すものとして図では同一の符号で示している。
【００４２】
この低速用軸重値演算手段によると、まず、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝０における動的軸重値Ｗ1 （０）、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝ｔW ／３における動的軸重値Ｗ2 （ｔW ／３）、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝２ｔW ／３における動的軸重値Ｗ3 （２ｔW ／３）を、式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （０）を演算して求める。同様に、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝１、２、・・・、（ｔW ／３）−１における動的軸重値はＷ1 （１）、Ｗ1 （２）、・・・、Ｗ1 （（ｔW ／３）−１）であり、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝（ｔW ／３）＋１、（ｔW ／３）＋２、・・・、（２ｔW ／３）−１における動的軸重値はＷ2 （（ｔW ／３）＋１）、Ｗ2 （（ｔW ／３）＋２）、・・・、Ｗ2 （（２ｔW ／３）−１）であり、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝（２ｔW ／３）＋１、（２ｔW ／３）＋２、・・・、ｔW −１における動的軸重値はＷ3 （（２ｔW ／３）＋１）、Ｗ3 （（２ｔW ／３）＋２）、・・・、Ｗ3 （ｔW −１）であり、
各動的軸重値〔Ｗ1 （１）、Ｗ2 （（ｔW ／３）＋１）、Ｗ3 （（２ｔW ／３）＋１）〕、〔Ｗ1 （２）、Ｗ2 （（ｔW ／３）＋２）、Ｗ3 （（２ｔW ／３）＋２）〕、・・・、〔Ｗ1 （（ｔW ／３）−１）、Ｗ2 （（２ｔW ／３）−１）、Ｗ3 （ｔW −１）〕を、式（２０）、（２１）に順次代入して式（２２）により各静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／３）−１）を演算して求め、これら静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／３）−１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【００４３】
次に、この低速用軸重値演算手段が時速１０ｋｍを越えて２３ｋｍまでの範囲内における任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算するように定めた理由を説明する。高速用及び中速用軸重値演算手段について説明した理由と同様に、組をなす３つの動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を第１乃至第３、又は第１及び第２の荷重検出部８乃至１０、又は８及び９が出力する動的軸重値から採用すると、これら動的軸重値Ｗ1 とＷ3 のサンプル時刻Ｔ1 とＴ3 の時間間隔が振動波形２８の１周期を越えることとなって静的軸重値Ｗ0 を正確に演算することができないので、サンプル時刻Ｔ1 とＴ3 の時間間隔が振動波形２８の１周期を越えないように、第１の荷重検出部８が出力する動的軸重値から採用することとした。因みに、図８は、時速約２０ｋｍで走行する車両１２の振動波形を示している。なお、この振動波形２８の周波数ｆを３Ｈｚとしている。
【００４４】
ただし、低速用軸重値演算手段は、図８に示すように、第１の荷重検出部８の各時間の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としたが、この代わりに、第２又は第３の荷重検出部９又は１０の各時間の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。また、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０の動的軸重値に基づいて第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０ごとに３つの静的軸重値Ｗ0 を演算し、合計３つの静的軸重値Ｗ0 の平均値を静的軸重値Ｗ0 として出力する構成としてもよい。
【００４５】
超低速用軸重値演算手段は、車両１２の振動波形（上下振動）２９の周波数を３Ｈｚとしてその振動波形の１周期の時間を演算し、この１周期の時間内に第１の荷重検出部８が出力する動的軸重値の平均値を演算して、その平均値を静的軸重値Ｗ0 として求める機能を備えている。
つまり、例えば車両１２の左右の前輪が第１の荷重検出部８を乗り上げる時刻を図９に示すｔ＝０、第１の荷重検出部８の乗り上げた時刻ｔ＝０からこの車両１２の振動波形２９の１周期の時間ｔW が経過した時刻がｔ＝ｔW である。この時間ｔW が第１の荷重検出部８による動的軸重値の計測時間である。ただし、図９に示す１周期の時間ｔW は、図５乃至図８に示す通過時間ｔW と長さが相違しているが、計測時間を示すものとして図では同一の符号で示している。
【００４６】
この超低速用軸重値演算手段によると、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝０、１、２、・・・、ｔW −１における動的軸重値Ｗ1 （０）、Ｗ1 （１）、Ｗ1 （２）、・・・、Ｗ1 （ｔW −１）の平均値を演算して静的軸重値Ｗ0 を求める。
【００４７】
次に、この超低速用軸重値演算手段が時速１０ｋｍ以下の範囲内における任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算するように定めた理由を説明する。車両１２が時速１０ｋｍで走行する場合に、振動波形の１周期の期間で走行する距離が約０．９２ｍであり、この０．９２ｍの長さは第１の荷重検出部８の走行方向の長さである１．２ｍよりも短く、従って、高速、中速、低速用の各軸重値演算手段のように３つの動的軸重値のデータから振動波形を推定して静的軸重値Ｗ0 を演算するよりも、第１の荷重検出部８上を通過する車両１２の実際の振動波形２９において、その１周期の期間に亘って逐次動的軸重値Ｗ1 を検出してそれらの平均値を静的軸重値Ｗ0 とした方が精度が向上するからである。因みに、図９は、時速約７ｋｍで走行する車両１２の振動波形を示している。なお、この振動波形の周波数ｆを３Ｈｚとしている。
【００４８】
ただし、超低速用軸重値演算手段は、図９に示すように、第１の荷重検出部８が振動波形の１周期の期間に出力する動的軸重値の平均値を静的軸重値Ｗ0 として演算する構成としたが、この代わりに、第２又は第３の荷重検出部９又は１０が振動波形の１周期の期間に出力する動的軸重値の平均値を静的軸重値Ｗ0 として演算する構成としてもよい。また、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が振動波形の１周期の期間に出力する動的軸重値の平均値を計算して第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０ごとに合計３つの静的軸重値Ｗ0 を演算し、これら３つの静的軸重値Ｗ0 の平均値を静的軸重値Ｗ0 として出力する構成としてもよい。
【００４９】
次に、上記車両の軸重計測装置により静的軸重値Ｗ0 を演算する手順を図４に示すフローチャートを参照して説明する。まず、車両１２が図３に示す第１乃至第３の荷重検出部８〜１０上を通過すると、速度検出手段が車両１２の走行速度Ｖを検出する（Ｓ１００）。次に、選択手段は、その走行速度Ｖが時速４０ｋｍ（Ｖ3 ）を越える高速範囲、時速２３ｋｍ（Ｖ2 ）を越えて４０ｋｍ（Ｖ3 ）までの中速範囲、時速１０ｋｍ（Ｖ1 ）を越えて２３ｋｍ（Ｖ2 ）までの低速範囲、時速１０ｋｍ（Ｖ1 ）以下の超低速範囲の４つの速度範囲のうちのどの速度範囲内に属するかを判定する（Ｓ１０２、Ｓ１０６、Ｓ１１０）。そして、選択手段が、走行速度Ｖが上記高速範囲内であると判定すると、高速用軸重値演算手段が車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算し（Ｓ１０４）、走行速度Ｖが中速範囲内であると判定すると、中速用軸重値演算手段が車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算し（Ｓ１０８）、走行速度Ｖが低速範囲内であると判定すると、低速用軸重値演算手段が車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算し（Ｓ１１２）、走行速度Ｖが超低速範囲内であると判定すると、超低速用軸重値演算手段が車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算し（Ｓ１１４）、この演算により求めた静的軸重値Ｗ0 を設定表示部２５に表示して終了する。
【００５０】
この車両１２の軸重計測装置によると、選択手段が車両１２の走行速度に応じて自動的にその走行速度に適した軸重値演算手段を予め記憶部２４に記憶されている４つの軸重値演算手段から選択し、その選択された軸重値演算手段が、対応する速度に応じて予め定めた荷重検出手段の出力する動的軸重値に基づいて車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算する構成であるので、超低速から高速までの比較的広い速度範囲内（時速１００ｋｍ以下）のいずれの速度で走行する車両１２であっても静的軸重値Ｗ0 を自動的に精度良く計測することができる。因みに、この軸重計測装置により時速１００ｋｍ以下の速度範囲内の任意の速度で走行する車両１２の動的軸重値を計測して静的軸重値を演算すると、実際には５ｔ（トン）の静的軸重値を５±０．３ｔ（トン）の精度で計測することが可能である。
【００５１】
ただし、上記実施形態において、高速用軸重値演算手段が、静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （ｔW −１）を演算して求め、これら静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （ｔW −１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求める構成としたが、図５に示す動的軸重値Ｗ1 （０）〜Ｗ1 （ｔw −１）の平均値、動的軸重値Ｗ2 （ｔ1 ）〜Ｗ2 （ｔ1 ＋ｔw −１）の平均値、動的軸重値Ｗ3 （ｔ2 ）〜Ｗ3 （ｔ2 ＋ｔw −１）の平均値を夫々求めてこの３つの平均値を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を演算して求める構成としてもよい。
【００５２】
同様に、中速用軸重値演算手段が、静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／２）−１）を演算して求め、これら静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／２）−１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求める構成としたが、図６に示す動的軸重値Ｗ1 （０）〜Ｗ1 （（ｔW ／２）−１）の平均値、動的軸重値Ｗ2 （ｔW ／２）〜Ｗ2 （ｔw −１）の平均値、動的軸重値Ｗ3 （ｔ1 ）〜Ｗ3 （ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１）の平均値を夫々求めてこの３つの平均値を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を演算して求める構成としてもよい。
【００５３】
更に、低速用軸重値演算手段が、静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／３）−１）を演算して求め、これら静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／３）−１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求める構成としたが、図８に示す動的軸重値Ｗ1 （０）〜Ｗ1 （（ｔW ／３）−１）の平均値、動的軸重値Ｗ2 （ｔW ／３）〜Ｗ2 （（２ｔw ／３）−１）の平均値、動的軸重値Ｗ3 （２ｔw ／３）〜Ｗ3 （ｔW −１）の平均値を夫々求めてこの３つの平均値を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を演算して求める構成としてもよい。
【００５４】
そして、上記実施形態において、車両１２の走行速度の高速、中速、低速、超低速の４つの各速度範囲と夫々対応する４つの各軸重値演算手段により静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としたが、走行速度を４つ以外の２以上の速度範囲に区分して、各速度範囲と夫々対応する４つ以外の２以上の各軸重値演算手段により静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。即ち、上記４つの速度範囲のうち例えば高速、中速、低速の３つの各速度範囲と夫々対応する３つの高速、中速、低速用の各軸重値演算手段により静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。
【００５５】
また、中速、低速、超低速の３つの各速度範囲で走行する車両１２の静的軸重値を計測する軸重計測装置とする場合は、高速用軸重値演算手段と第３の荷重検出部１０を省略することができる。
【００５６】
更に、上記実施形態では、高速範囲と中速範囲の境界速度を時速４０ｋｍ、中速範囲と低速範囲の境界速度を時速２３ｋｍ、低速範囲と超低速範囲の境界速度を時速１０ｋｍとしたが、各境界速度は第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０の間隔ｄ1 、ｄ2 や載荷板１４の走行方向の長さに応じて変更する必要がある。つまり、上記各境界速度は、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０の間隔ｄ1 、ｄ2 や載荷板１４の走行方向の長さ、及び車両１２が第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０上を通過する時間帯の中で少なくとも動的軸重値検出時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 が、車両１２の上下振動の１周期の範囲内に入り、かつ、各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を選択することができるように決定する。
【００５７】
そして、上記実施形態では、図３に示すように、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が車両１２の両輪の合計輪重を計測して静的軸重値Ｗ0 を演算して求める構成としたが、これに代えて、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が車両１２の左側又は右側の車輪の荷重、即ち動的輪重値Ｗ1 ’、Ｗ2 ’、Ｗ3 ’を計測して静的輪重値Ｗ0 ’を演算して求める構成としてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、振動波形の周波数ｆを３Ｈｚとし、３つの各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を求めたが、振動波形の周波数ｆを未知数とし、４つの各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 、Ｗ4 を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を求めてもよい。なお、時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 は、車両の振動波形の略１周期の範囲内に入り、かつ、各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 、Ｗ4 のばらつきが大きくなる各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 を選択することとする。
【００５９】
【発明の効果】
第１の発明によると、車両の通過する路面に互いに間隔を隔てて２台以上の荷重検出手段を設け、選択手段が車両の走行速度に応じて自動的にその走行速度に適した第１の輪重値演算手段を選択し、その選択された第１の輪重値演算手段が、対応する速度に応じて予め定めた荷重検出手段の検出した動的荷重値に基づいて車両の静的輪重値を演算する構成であるので、例えば低速から高速までの比較的広い速度範囲内のいずれの速度で走行する車両の静的輪重であっても自動的に精度良く計測することができるという効果がある。そして、荷重検出手段が車両の左右の動的荷重値を計測する構成とすることにより、輪重値演算手段がその動的荷重値に基づいて車両の静的軸重値を正確に演算することができる。また、比較的高速で走行する車両の静的輪重値を計測する場合は、第１の輪重値演算手段が、互いに異なる時刻Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3における動的荷重値Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3に基づいて静的輪重値Ｗ0を演算する方式を採用しているので、時刻Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3の間隔を適切に長くとるように荷重検出手段を選択することにより各動的荷重値Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3どうしの偏差｜Ｗ1−Ｗ2｜、｜Ｗ2−Ｗ3｜、｜Ｗ1−Ｗ3｜が各種の誤差やノイズの大きさよりも比較的大きくなり、これによって静的輪重値Ｗ0を正確に計測することができるという効果がある。
【００６０】
第２の発明によると、比較的低速で走行する車両の静的輪重値を計測する場合は、第２の輪重値演算手段が、車両の上下振動の略１周期に亘って逐次検出された複数の動的荷重値の平均値に基づいて静的輪重値Ｗ0を演算する方式を採用しているので、静的輪重値Ｗ0を正確に計測することができるという効果がある。
【００６１】
第３の発明の選択手段は、速度検出手段が検出した検出速度に基づいて、車両が荷重検出手段上を通過する時間帯の中で少なくとも各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 が、車両の上下振動の略１周期の範囲内に入り、かつ、各時刻における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択する構成である。従って、これら少なくとも各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 に基づいて、比較的広い速度範囲内における任意の速度で走行中の車両の静的輪重値Ｗ0 を正確に演算することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る車両の軸重計測装置の電気回路を示すブロック図である。
【図２】同実施形態の荷重検出部を車両の走行方向と平行する方向に切断した縦断面図である。
【図３】同実施形態の第１乃至第３の荷重検出部を示す平面図である。
【図４】同実施形態の軸重計測装置により静的軸重値を演算する手順を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態の高速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【図６】同実施形態の中速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【図７】同実施形態の中速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測する他のタイミングを示す図である。
【図８】同実施形態の低速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【図９】同実施形態の超低速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【図１０】（ａ）は車輪が従来の荷重検出器上を通過する状態を示す図、（ｂ）は同従来の荷重検出器の上を車輪が通過するときのその荷重検出器の出力波形を示す図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は車両振動の位相が相違する荷重検出器の出力波形を示す図である。
【図１２】従来の軸重計測装置により車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【符号の説明】
８ 第１の荷重検出部
９ 第２の荷重検出部
１０ 第３の荷重検出部
１２ 車両
２２ 演算制御部
２４ 記憶部
２６、２７、２８、２９ 車両の振動波形
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば低速から高速までの比較的広い速度範囲内の任意の速度で走行する車両の静的輪重値又は静的軸重値を精度良く計測することができる車両の軸重計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行中の車両の静的軸重値、静的輪重又はこれらを加算して車両の重量を計測する装置として、路面に設置されている電気式荷重検出器と、この荷重検出器により検出した荷重を種々の方法により処理し、この処理によって得られた荷重を静的軸重値として出力する処理手段と、からなるものがある。その際、荷重検出器は、構造上、経済上の理由から走行方向の長さが約１ｍ程度のものを用いている。図１０（ａ）は、車輪が荷重検出器上を通過しようとする状態を示す図で、１は車両の車輪を概略的に表し、２は載荷板、３ａ、３ｂは荷重検出器である。この載荷板２の上を車輪１が通過すると、荷重検出器３ａ、３ｂの出力は、図１０（ｂ）の５ａ、５ｂとなり、その合成波５の高さが真の荷重であり、波形としては台形波が期待される。しかし、荷重検出器３ａ、３ｂの上を通過する車両には振動があり、その振幅及び位相は必ずしも一定ではなく、荷重検出器３ａ、３ｂの出力は図１１（ａ）、（ｂ）のような波形７、８となり、図１０（ｂ）に示す真の荷重４と相違する。そして、車両はほとんどの場合、図１１に示すような略正弦的定常振動６をしながら荷重検出器３ａ、３ｂの上を通過する。
【０００３】
そこで、この略正弦的定常振動をしながら荷重検出器の上を通過する車両の軸重を正確に測定しようとして考え出された車両の軸重計測装置が特公昭５９−４４５７２号公報に掲載されている。この軸重計測装置は、動的軸重値Ｗから振動成分ｇを算出し、荷重補正を行うことを特徴とし、その目的は真の静的軸重値との誤差が極めて小さい静的軸重値Ｗ0 を計測することである。図１２は荷重検出器３ａ、３ｂで得られる動的軸重値Ｗの出力波形７を示す。動的軸重値Ｗは、車両の上下振動成分ｇと静的軸重値Ｗ0 の和である。今、ｋ0 をこの振動成分ｇの振幅、θを位相、ｔを時間、ｆを振動成分ｇの周波数とし、
ｇ＝ｋ0 ・ｓｉｎ（２Πｆｔ＋θ） ・・・・（７）
とすると、動的軸重値Ｗは、
Ｗ＝Ｗ0 ＋ｋ0 Ｗ0 ・ｓｉｎ（２Πｆｔ＋θ） ・・・・（８）
と表すことができる。図１２の出力波形７において、任意の時刻ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 における動的軸重値を夫々Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 とすると、（８）式より、連立方程式
【０００４】
【数３】
が成立し、これを解けば、
【０００６】
【数４】
が得られる。即ち、車両の上下振動成分の周波数ｆと動的軸重値を検出するサンプリング時刻Ｔ1 ＝ｔ1 、Ｔ2 ＝ｔ2 、Ｔ3 ＝ｔ3 が決まれば、静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。ここで、時刻ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 のサンプリング間隔を常に一定にして計算処理上一定とし、車両の上下振動成分の周波数ｆは、計測の対象となる車両の載荷状態では、３Ｈｚ前後であることが経験的に知られているので、この周波数ｆを定数の３Ｈｚとして扱うことにより静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の軸重計測装置では、車両速度が比較的低速の約２５ｋｍ／ｈ未満の場合には静的軸重値Ｗ0 を正確に計測することができるが、走行速度が約２５ｋｍ／ｈ以上の場合は計測誤差が極端に大きくなり、従って、上記従来の軸重計測装置では、車両の走行速度が２５ｋｍ／ｈ以上の場合は静的軸重値Ｗ0 を正確に計測することができないという問題がある。
【０００９】
つまり、車両の走行速度が或る一定以上となると計測精度が急激に悪化するのは、車両の走行速度が早くなるに従って車輪が１ｍの載荷板２上を通過する時間が短くなり、この通過時間が短くなると、サンプリング時刻ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 の時間間隔が短くなって各動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 が互いに接近することとなる。これによって、各動的軸重値どうしの偏差｜Ｗ1 −Ｗ2 ｜、｜Ｗ2 −Ｗ3 ｜、｜Ｗ1 −Ｗ3 ｜が小さくなって、各偏差が各種の誤差やノイズの大きさに近づくと、もはや各動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 に基づいて図１２に示す正弦的定常振動を正確に演算することができなくなり、これによって静的軸重値Ｗ0 を正確に算出することができないからである。また、場合によっては、この軸重計測装置により計算された静的軸重値が、正弦的定常振動の最大重量を越えたり最小重量未満となることがあり、この軸重計測装置を使用せずに、単に正弦的定常振動の実測重量を静的軸重値とした方が静的軸重値の計測精度が上がることとなる。このように、この計測装置の使用自体が無意味となる。
【００１０】
本発明は、例えば低速から高速までの比較的広い速度範囲内の任意の速度で走行する車両の静的輪重値又は静的軸重値を精度良く計測することができると共に、装置の費用が安価であり、設置面積が比較的狭くてよい車両の輪重計測装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために第１の発明は、車両の通過する路面に互いに間隔を隔てて設けた２台以上の荷重検出手段と、これら荷重検出手段上を通過する車両の速度を検出する速度検出手段と、上記速度が２以上の速度範囲に区分されて、これら区分された各速度範囲ごとに対応して定めた２つ以上の第１の輪重値演算手段と、これら２つ以上の第１の輪重値演算手段のうちから、上記速度検出手段が検出した上記車両の検出速度と対応する輪重値演算手段を選択して、上記車両の静的輪重値をその選択した第１の輪重値演算手段に演算させる選択手段とを、具備する車両の輪重計測装置において、上記各第１の輪重値演算手段は、上記車両の上下振動のほぼ１周期の範囲内にあり、ばらつきが大きい複数の動的荷重値と、これら動的荷重値の取得時点とに基づいて上記車両の静的輪重値を演算するように、上記各荷重検出手段のうち、上記各第１の輪重値演算手段に対応する速度に応じて予め定めた台数のものからの上記動的荷重値が供給され、上記２つ以上の速度範囲のうち速い速度範囲に対応する第１の輪重値演算手段には多くの上記荷重検出手段から上記動的荷重値が供給されるものである。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の車両の輪重計測装置において、上記各第１の輪重値演算手段が対応する上記車両の速度よりも遅い速度範囲に対応して第２の輪重値演算手段が設けられ、第２の輪重値演算手段は、上記車両の上下振動のほぼ１周期にわたって検出された複数の動的荷重値の平均値に基づいて静的輪重値を演算するように１台の上記荷重検出手段の動的荷重値が供給されるものである。
【００１３】
第３の発明は、車両の通過する路面に互いに間隔を隔てて設けた２台以上の荷重検出手段と、これら荷重検出手段上を通過していく車両の速度を検出する速度検出手段と、互いに異なる少なくとも時刻Ｔ１＝０、Ｔ２＝ｔ１、Ｔ３＝ｔ２と、これら時刻における上記荷重検出手段の動的荷重値Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を下記（１３）式と（１４）式に代入し、下記（１３）乃至（１５）式に基づいて静的輪重値Ｗ０を演算する輪重値演算手段とを有する車両の輪重計測装置において、上記車両が上記各荷重検出手段上を通過していく時間帯の中で少なくとも上記各時刻Ｔ １ 、Ｔ ２ 、Ｔ３が、上記車両の上下振動のほぼ１周期の範囲内に入り、かつ、上記各時刻Ｔ １ 、Ｔ ２ 、Ｔ３における検出動的荷重値Ｗ １ 、Ｗ ２ 、Ｗ ３ のばらつきが大きくなるように、上記速度検出手段が検出した速度に応じて予め定めた台数の上記荷重検出手段が検出した上記検出動的荷重値を選択して、上記輪重値演算手段に供給する選択手段が設けられ、上記選択手段は、上記速度検出手段によって検出された上記車両の速度が、予め定めた２以上の速度範囲のいずれに属するかによって上記検出動的荷重値を供給する上記荷重検出手段を決定し、上記２つ以上の速度範囲のうち速い速度範囲ほど多くの上記荷重検出手段から上記動的荷重値が上記輪重値演算手段に供給されるものである。
【００１４】
【数５】
第１及び第２の各発明は、例えば予め定めた低速から高速までの比較的広い速度範囲内の任意の速度で走行する車両の静的輪重値Ｗ0を精度良く計測することができるようにしたものであり、そのために、この速度を２以上の速度範囲に区分して各速度範囲ごとに夫々対応して定めた２以上の第１の輪重値演算手段と、車両の速度を速度検出手段が検出してその検出速度と対応する第１の輪重値演算手段を選択する選択手段とを備えている。例えば区分されている比較的高速度範囲内の速度で走行する車両に対しては、高速度用の第１の輪重値演算手段が予め定めた台数、例えば２台以上の所定の荷重検出手段を使用して静的輪重値を演算し、区分されている比較的低速度範囲内の速度で走行する車両に対しては、低速度用の第１の輪重値演算手段が予め定めた台数、例えば上記台数よりも少ない台数の所定の荷重検出手段を使用して静的輪重値を演算する。つまり、各第１の輪重値演算手段は、それぞれと対応する速度に適した予め定めた台数又は設置位置の荷重検出手段が夫々予め定めた時刻に出力する動的荷重値を使用して静的輪重値を演算することができる。つまり、高速で走行する車両の静的輪重値を正確に演算するには、従来例で説明したように、各動的荷重値Ｗ 1 、Ｗ 2 、Ｗ 3 どうしの偏差｜Ｗ 1 −Ｗ 2 ｜、｜Ｗ 2 −Ｗ 3 ｜、｜Ｗ 1 −Ｗ 3 ｜が大きくなるようにすることが必要であるので、比較的大きい偏差の動的荷重値Ｗ 1 、Ｗ 2 、Ｗ 3 を採用することができるように、予め定めた適切なサンプリング時刻Ｔ 1 、Ｔ 2 、Ｔ 3 における動的荷重値Ｗ 1 、Ｗ 2 、Ｗ 3 に基づいて静的輪重値Ｗ 0 を演算する方式を採用している。従って、第１の輪重値演算手段では、サンプリング時刻Ｔ 1 、Ｔ 2 、Ｔ 3 の間隔を長くとるために、例えば、設置されている各荷重検出手段のうち互いの間隔が比較的長いもの使用して比較的高速で走行する車両の静的輪重値を精度よく演算することができる。
【００１７】
そして、荷重検出手段が車両の左右の動的荷重値を計測する構成とすることにより、輪重値演算手段がその動的荷重値に基づいて車両の静的軸重値を演算することができる。
【００１９】
第２の発明において、第２の輪重値演算手段は、車両の上下振動の略１周期に亘って検出された複数の動的荷重値の平均値に基づいて静的輪重値Ｗ0を演算することができる。つまり、この第２の輪重値演算手段は、車両の速度が比較的低速であり、車両の上下振動の略１周期に亘って逐次動的荷重値を検出することができる場合に静的輪重値Ｗ0を演算して求めるものである。例えば、設置されている各荷重検出手段のうち互いの間隔が比較的短いもの、又は１台の荷重検出手段を使用して比較的低速で走行する車両の上下振動の略１周期に亘って検出した動的荷重値の平均値を演算することにより静的輪重値Ｗ0を正確に計測することができる。
【００２０】
第３の発明によると、少なくとも時刻Ｔ1 ＝０、Ｔ2 ＝ｔ1 、Ｔ3 ＝ｔ2 における荷重検出手段の出力した動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を上記（１３）式と（１４）式に代入し、上記（１３）乃至（１５）式に基づいて静的輪重値Ｗ0 を演算することができる。そして、選択手段は、速度検出手段が検出した検出速度に基づいて、車両が荷重検出手段上を通過する時間帯の中で少なくとも各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 が、車両の上下振動の略１周期の範囲内に入り、かつ、各時刻における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択する。つまり、車両の上下振動の振動波形を或る限られたサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 に基づいて正確に演算するには、その振動波形の１周期の波形を正確に演算するのがよく、従って、これら少なくとも３つのサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を車両の上下振動の１周期内に収め、かつ、各時刻における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択することにより、その上下振動の振動波形（振幅、位相角等）を正確に演算することができ、従って、静的輪重値Ｗ0 を正確に演算することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る車両の輪重計測装置を車両の軸重計測装置に適用した一実施形態を各図を参照して説明する。図１乃至図３に示す８、９、１０は第１、第２、第３の荷重検出部である。第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０は、図１及び図３に示すように、夫々同等のものであり同一の構造、形状、及び大きさのものであり、横幅は走行する車両の左右の両輪の間隔よりも少し広く形成してある。そして、これら３台の荷重検出部８、９、１０は、路面１１に車両１２の走行方向１３に沿って設けてあり、第１の荷重検出部８と第２の荷重検出部９との間隔は、ｄ1 （１．７３６ｍ）であり、第１の荷重検出部８と第３の荷重検出部１０との間隔は、ｄ2 （３．４７２ｍ）である。
【００２２】
図２は、第１の荷重検出部８の車両１２の走行方向１３に平行する方向の断面図である。第１の荷重検出部８は、路面１１と略同一高さに水平に設けられている矩形の載荷板１４と、この載荷板１４を支持する４つのロードセル１５〜１８を備えている。この載荷板１４の車両の走行方向１３と平行する横の長さは約１．２ｍ、縦の長さが約４．０ｍである。この第１の荷重検出部８は、図１０に示す従来の荷重検出器３ａ、３ｂと同様に、載荷板１４上を車両１２の左右の両輪が通過すると、図１２の７に示すような波形の信号（動的軸重値）を出力する。なお、第２及び第３の荷重検出部９、１０は、第１の荷重検出部８と同等であるので説明を省略する。
【００２３】
図１は、軸重計測装置の電気回路を示すブロック図である。第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が備えている各ロードセル１５〜１８は４枚の歪ゲージ１９からなるホイートストンブリッジ回路を備えている。そして、この４つのロードセル１５〜１８は、並列接続されて等価的に１つのホイートストンブリッジ回路を構成している。なお、これら４つのロードセル１５〜１８のブリッジ回路には、直流電源電圧が印加されている。また、これら第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０は、図１に示すように、増幅器２０、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２１を介して演算制御部２２に接続されている。即ち、各荷重検出部８、９、１０は、歪ゲージ１９が検出した歪み量に応じたアナログ荷重信号を出力し、このアナログ荷重信号は、対応する増幅器２０により増幅されてＡ／Ｄ変換器２１によってデジタル荷重信号に変換され、そして演算制御部２２に入力する。このデジタル荷重信号が請求項１、２、３に記載の動的荷重値であり、この動的荷重値は、この実施形態では動的軸重値を意味する。
【００２４】
この演算制御部２２には、パルス発振器２３、記憶部２４、設定表示部２５が接続している。
パルス発振器２３は、所定の微小時間間隔おきにパルス信号を発信し、このパルス信号を演算制御部２２に供給する。後述する速度検出手段及び４つの軸重値演算手段は、このパルス数をカウントし、そのカウント数を用いて下記各々の時刻、時間間隔、及び計測期間を算出することができる。
【００２５】
記憶部２４は、４つの軸重値演算手段のプログラム、各軸重値演算手段と対応する速度範囲等を記憶している。軸重値演算手段は、請求項１乃至３に記載の輪重値演算手段と対応しており、車両１２の両輪の動的軸重値に基づいて静的軸重値を演算する手段である。
【００２６】
設定表示部２５は、上記速度範囲等の設定、変更を行うことができ、更に演算された静的軸重値Ｗ0 等を表示することができる。
【００２７】
演算制御部２２は、速度検出手段と選択手段と４つの軸重値演算手段を備えている。
速度検出手段は、車両１２が第１乃至第３の荷重検出部８、９、１０上を通過したときに各荷重検出部８、９、１０は夫々荷重信号（以下、動的軸重値という。）を出力するので、第１の荷重検出部８が出力する動的軸重値を入力した時点から第３の荷重検出部１０が出力する動的軸重値を入力した時までの時間間隔を測定し、その測定した時間間隔を、第１の荷重検出部８と第３の荷重検出部１０が設置されている所定距離間隔ｄ2 で除算することによって走行車両１２の平均速度を算出することができる機能を備えている。
【００２８】
選択手段は、４つの軸重値演算手段のうちから速度検出手段が検出した車両１２の検出速度と対応する軸重値演算手段を選択して、その速度が検出された車両１２の静的軸重値をその選択した軸重値演算手段に演算させる機能を備えている。
つまり、４つの軸重値演算手段は、例えば時速が１００ｋｍ以下の範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算するためのものである。即ち、時速が４０ｋｍを越えて１００ｋｍまでの範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算する高速用軸重値演算手段と、時速が２３ｋｍを越えて４０ｋｍまでの範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算する中速用軸重値演算手段と、時速が１０ｋｍを越えて２３ｋｍまでの範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算する低速用軸重値演算手段と、時速が１０ｋｍ以下の範囲内で任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値を演算する超低速用軸重値演算手段とからなっている。
従って、速度検出手段が検出した車両１２の検出速度が時速５０ｋｍであるとすると、選択手段は、この時速５０ｋｍが属する速度範囲（４０ｋｍを越えて１００ｋｍ）と対応する高速用軸重値演算手段を選択し、この選択した高速用軸重値演算手段により車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算させることができる。
【００２９】
上記４つの各軸重値演算手段は、略正弦的定常振動をしながら第１乃至第３の荷重検出器８、９、１０の上を通過する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を正確に測定するものである。即ち、動的軸重値Ｗから振動波形を算出し、この振動波形に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算するものである。今、ａをこの振動波形の振幅、ψを位相、ｔを時間、ｆを振動波形の周波数とすると、動的軸重値Ｗは、
Ｗ＝ａ・ｓｉｎ（２Πｆｔ＋ψ）＋Ｗ0 ・・・・（１６）
と表すことができる。図５の振動波形２６において、所定の時刻ｔ＝０（＝Ｔ1 ）、ｔ＝ｔ1 （＝Ｔ2 ）、ｔ＝ｔ2 （＝Ｔ3 ）における動的軸重値を夫々Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 とすると、（１６）式より、連立方程式
【００３０】
【数６】
が成立し、これを解けば、
【００３２】
【数７】
が得られる。即ち、車両１２の上下振動波形の周波数ｆと動的軸重値を検出するサンプリング時刻ｔ＝０、ｔ＝ｔ1 、ｔ＝ｔ2 が決まれば、真の静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。ここで、車両１２の上下振動波形の周波数ｆは、計測の対象となる重量車の載荷状態では、従来例で説明したように３Ｈｚ前後であることが経験的に知られているので、この周波数ｆ＝３Ｈｚとして代入することにより静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【００３４】
高速用軸重値演算手段は、この軸重計測装置が計測しようとする車両１２の車輪が第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０上を通過した時に、各荷重検出部８、９、１０が出力する動的軸重値Ｗ1 （ｔ）、Ｗ2 （ｔ＋ｔ1 ）、Ｗ3 （ｔ＋ｔ2 ）を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （ｔ）を演算して求める機能を備えている。
つまり、例えば車両１２の左右の前輪が図５に示すように、第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０を乗り上げる時間（時刻）が、ｔ＝０、ｔ＝ｔ1 、ｔ＝ｔ2 であり、車輪が第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０から降りる時間（時刻）が、ｔ＝ｔW 、ｔ＝ｔ1 ＋ｔW 、ｔ＝ｔ2 ＋ｔW である。従って、車輪が第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０上を走行している時間が夫々ｔW であり、この各走行時間ｔW が第１、第２、第３の各荷重検出部８、９、１０による動的軸重値の計測時間である。
【００３５】
この高速用軸重値演算手段によると、まず、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝０における動的軸重値Ｗ1 （０）、第２の荷重検出部９の時間ｔ＝ｔ1 における動的軸重値Ｗ2 （ｔ1 ）、第３の荷重検出部の時間ｔ＝ｔ2 における動的軸重値Ｗ3 （ｔ2 ）を、式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （０）を演算して求める。同様に、
第１の荷重検出部の時間ｔ＝１、２、・・・、ｔW −１における動的軸重値はＷ1 （１）、Ｗ1 （２）、・・・、Ｗ1 （ｔW −１）であり、
第２の荷重検出部の時間ｔ＝ｔ1 ＋１、ｔ1 ＋２、・・・、ｔ1 ＋ｔW −１における動的軸重値はＷ2 （ｔ1 ＋１）、Ｗ2 （ｔ1 ＋２）、・・・、Ｗ2 （ｔ1 ＋ｔW −１）であり、
第３の荷重検出部の時間ｔ＝ｔ2 ＋１、ｔ2 ＋２、・・・、ｔ2 ＋ｔW −１における動的軸重値はＷ3 （ｔ2 ＋１）、Ｗ3 （ｔ2 ＋２）、・・・、Ｗ3 （ｔ2 ＋ｔW −１）であり、
各動的軸重値〔Ｗ1 （１）、Ｗ2 （ｔ1 ＋１）、Ｗ3 （ｔ2 ＋１）〕、〔Ｗ1 （２）、Ｗ2 （ｔ1 ＋２）、Ｗ3 （ｔ2 ＋２）〕、・・・、〔Ｗ1 （ｔW −１）、Ｗ2 （ｔ1 ＋ｔW −１）、Ｗ3 （ｔ2 ＋ｔW −１）〕を、上記と同様に式（２０）、（２１）に順次代入して式（２２）により各静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （ｔW −１）を順次演算して求め、これら各静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （ｔW −１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【００３６】
次に、この高速用軸重値演算手段が時速４０ｋｍを越えて１００ｋｍまでの範囲内における任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算するように定めた理由を説明する。車両１２の上下振動の振動波形を限られたサンプル時刻Ｔ1 （ｔ＝０〜ｔW −１）、Ｔ2 （ｔ＝ｔ1 〜ｔ1 ＋ｔW −１）、Ｔ3 （ｔ＝ｔ2 〜ｔ2 ＋ｔW −１）において対応する３つのサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 に基づいて静的軸重値Ｗ0 を正確に演算するには、その振動波形の１周期の波形を正確に求めるのがよく、従って、これら３つのサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を車両１２の上下振動の１周期内に収め、かつ、各時刻における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択することにより、その上下振動の振動波形（振幅、位相角等）を正確に求めることができ、よって、静的軸重値Ｗ0 を正確に演算することができる。そこで、車両１２の走行速度が高速になるほど動的軸重値の振動波形（図５参照）の１周期の長さ（メートル）が長くなるので、この１周期の長さ（メートル）が長くなるほど互いの距離的間隔が広い状態で設置された荷重検出部の出力する動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を採用する必要がある。その為に、この３つの動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を１つの荷重検出部が出力する動的軸重値から採用するのではなく、互いに間隔を隔てて設けられている第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が出力する動的軸重値を採用することとしている。因みに、図５は、時速約７２ｋｍで走行する車両１２の振動波形を示している。なお、この振動波形の周波数ｆを３Ｈｚとしている。
【００３７】
中速用軸重値演算手段は、図６に示すように、この軸重計測装置が計測しようとする車両１２の車輪が第１及び第２の各荷重検出部８、９上を通過した時に、各荷重検出部８、９が出力する動的軸重値Ｗ1 （ｔ）、Ｗ2 （ｔ＋ｔW ／２）、Ｗ3 （ｔ＋ｔ1 ）を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （ｔ）を演算して求める機能を備えている。
つまり、例えば車両１２の左右の前輪が図６に示すように、第１の荷重検出部８を乗り上げる時間（時刻）がｔ＝０、第１の荷重検出部８の中央を通過する時間（時刻）がｔ＝ｔW ／２、第１の荷重検出部８から降りる時間（時刻）がｔ＝ｔW 、第２の荷重検出部９を乗り上げる時間（時刻）がｔ＝ｔ1 、第２の荷重検出部９の中央を通過する時間（時刻）がｔ＝ｔ1 ＋ｔW ／２である。この場合、第１の荷重検出部８による動的軸重値の計測時間がｔW であり、第２の荷重検出部９による動的軸重値の計測時間がｔW ／２である。ただし、図６は、中速度で走行する車両１２の振動波形を示しているので、車両１２が第１、第２の荷重検出部上を通過する時間ｔW 及びｔ1 は、図５に示す通過時間ｔW 及びｔ1 よりも長いが、計測時間及び時刻を示すものとして図では同一の符号で示している。
【００３８】
この中速用軸重値演算手段によると、まず、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝０における動的軸重値Ｗ1 （０）、第１の荷重検出部の時間ｔ＝ｔW ／２における動的軸重値Ｗ2 （ｔW ／２）、第２の荷重検出部の時間ｔ＝ｔ1 における動的軸重値Ｗ3 （ｔ1 ）を、式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （０）を演算して求める。同様に、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝１、２、・・・、（ｔW ／２）−１における動的軸重値はＷ1 （１）、Ｗ1 （２）、・・・、Ｗ1 （（ｔW ／２）−１）であり、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝（ｔW ／２）＋１、（ｔW ／２）＋２、・・・、ｔW −１における動的軸重値はＷ2 （ｔW ／２＋１）、Ｗ2 （（ｔW ／２）＋２）、・・・、Ｗ2 （ｔW −１）であり、
第２の荷重検出部９の時間ｔ＝ｔ1 ＋１、ｔ1 ＋２、・・・、ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１における動的軸重値はＷ3 （ｔ1 ＋１）、Ｗ3 （ｔ1 ＋２）、・・・、Ｗ3 （ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１）であり
各動的軸重値〔Ｗ1 （１）、Ｗ2 （ｔW ／２＋１）、Ｗ3 （ｔ1 ＋１）〕、〔Ｗ1 （２）、Ｗ2 （ｔW ／２＋２）、Ｗ3 （ｔ1 ＋２）〕、・・・、〔Ｗ1 （（ｔW ／２）−１）、Ｗ2 （ｔW −１）、Ｗ3 （ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１〕を、式（２０）、（２１）に順次代入して式（２２）により各静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／２）−１）を順次演算して求め、これら各静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／２）−１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【００３９】
次に、この中速用軸重値演算手段が時速２３ｋｍを越えて４０ｋｍまでの範囲内における任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算するように定めた理由を説明する。高速用軸重値演算手段について説明したように、３つのサンプル時刻Ｔ1 （ｔ＝０〜ｔW ／２−１）、Ｔ2 （ｔ＝ｔW ／２〜ｔW −１）、Ｔ3 （ｔ＝ｔ1 〜ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１）において対応する各３つのサンプル時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を車両１２の上下振動の１周期内に収め、かつ、各時刻における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択することにより、その上下振動の振動波形（振幅、位相角等）を正確に演算することができ、よって、静的軸重値Ｗ0 を正確に演算することができる。従って、３つの動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を第１乃至第３の荷重検出部８、９、１０が出力する動的軸重値から採用すると、これら動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のサンプル時刻Ｔ1 とＴ3 の時間間隔が振動波形２７の１周期を越えることとなって静的軸重値Ｗ0 を正確に演算することができないので、サンプル時刻Ｔ1 とＴ3 の時間間隔が振動波形２７の１周期を越えないように、互いに時間間隔が比較的短い第１及び第２の荷重検出部８、９が出力する動的軸重値を採用することとした。因みに、図６は、時速約３６ｋｍで走行する車両１２の振動波形を示している。なお、この振動波形の周波数ｆを３Ｈｚとしている。
【００４０】
ただし、中速用軸重値演算手段は、図６に示すように、時間ｔ＝０〜（ｔW ／２）−１と、時間ｔ＝ｔW ／２〜ｔW −１と、時間ｔ＝ｔ1 〜ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１の３つの各時間の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としたが、この代わりに、中速用軸重値演算手段は、図７に示すように、時間ｔ＝０〜（ｔW ／２）−１と、時間ｔ＝ｔ1 〜ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１と、時間ｔ＝ｔ1 ＋（ｔW ／２）〜ｔ1 ＋ｔW −１の３つの各時間の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。また、図６と図７に示す各方法により求めた２つの静的軸重値Ｗ0 の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。更に、中速用軸重値演算手段は、第１と第２の各荷重検出部８、９の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算すると共に、第２と第３の各荷重検出部９、１０の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算し、これら２つの静的軸重値Ｗ0 の平均値を静的軸重値Ｗ0 として出力する構成としてもよい。
【００４１】
低速用軸重値演算手段は、図８に示すように、この軸重計測装置が計測しようとする車両１２の車輪が第１の荷重検出部８上を通過した時に、この第１の荷重検出部８が出力する動的軸重値Ｗ1 （ｔ）、Ｗ2 （ｔ＋ｔW ／３）、Ｗ3 （ｔ＋２ｔW ／３）を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （ｔ）を演算して求める機能を備えている。
つまり、例えば車両１２の左右の前輪が図８に示すように、第１の荷重検出部８を乗り上げる時間（時刻）がｔ＝０、第１の荷重検出部８の乗り上げ位置から１／３の部分を通過する時間（時刻）がｔ＝ｔW ／３、第１の荷重検出部８の乗り上げ位置から２／３の部分を通過する時間（時刻）がｔ＝２ｔW ／３、第１の荷重検出部８から降りる時間（時刻）がｔ＝ｔW である。従って、車輪が第１の荷重検出部８上を走行している時間がｔW であり、この走行時間ｔW が第１の荷重検出部８による動的軸重値の計測時間である。ただし、図８は、低速度で走行する車両１２の振動波形を示しているので、車両１２が第１の荷重検出部８上を通過する時間ｔW は、図５乃至図７に示す通過時間ｔW よりも長いが、計測時間を示すものとして図では同一の符号で示している。
【００４２】
この低速用軸重値演算手段によると、まず、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝０における動的軸重値Ｗ1 （０）、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝ｔW ／３における動的軸重値Ｗ2 （ｔW ／３）、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝２ｔW ／３における動的軸重値Ｗ3 （２ｔW ／３）を、式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 （０）を演算して求める。同様に、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝１、２、・・・、（ｔW ／３）−１における動的軸重値はＷ1 （１）、Ｗ1 （２）、・・・、Ｗ1 （（ｔW ／３）−１）であり、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝（ｔW ／３）＋１、（ｔW ／３）＋２、・・・、（２ｔW ／３）−１における動的軸重値はＷ2 （（ｔW ／３）＋１）、Ｗ2 （（ｔW ／３）＋２）、・・・、Ｗ2 （（２ｔW ／３）−１）であり、
第１の荷重検出部８の時間ｔ＝（２ｔW ／３）＋１、（２ｔW ／３）＋２、・・・、ｔW −１における動的軸重値はＷ3 （（２ｔW ／３）＋１）、Ｗ3 （（２ｔW ／３）＋２）、・・・、Ｗ3 （ｔW −１）であり、
各動的軸重値〔Ｗ1 （１）、Ｗ2 （（ｔW ／３）＋１）、Ｗ3 （（２ｔW ／３）＋１）〕、〔Ｗ1 （２）、Ｗ2 （（ｔW ／３）＋２）、Ｗ3 （（２ｔW ／３）＋２）〕、・・・、〔Ｗ1 （（ｔW ／３）−１）、Ｗ2 （（２ｔW ／３）−１）、Ｗ3 （ｔW −１）〕を、式（２０）、（２１）に順次代入して式（２２）により各静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／３）−１）を演算して求め、これら静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／３）−１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求めることができる。
【００４３】
次に、この低速用軸重値演算手段が時速１０ｋｍを越えて２３ｋｍまでの範囲内における任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算するように定めた理由を説明する。高速用及び中速用軸重値演算手段について説明した理由と同様に、組をなす３つの動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を第１乃至第３、又は第１及び第２の荷重検出部８乃至１０、又は８及び９が出力する動的軸重値から採用すると、これら動的軸重値Ｗ1 とＷ3 のサンプル時刻Ｔ1 とＴ3 の時間間隔が振動波形２８の１周期を越えることとなって静的軸重値Ｗ0 を正確に演算することができないので、サンプル時刻Ｔ1 とＴ3 の時間間隔が振動波形２８の１周期を越えないように、第１の荷重検出部８が出力する動的軸重値から採用することとした。因みに、図８は、時速約２０ｋｍで走行する車両１２の振動波形を示している。なお、この振動波形２８の周波数ｆを３Ｈｚとしている。
【００４４】
ただし、低速用軸重値演算手段は、図８に示すように、第１の荷重検出部８の各時間の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としたが、この代わりに、第２又は第３の荷重検出部９又は１０の各時間の動的軸重値に基づいて静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。また、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０の動的軸重値に基づいて第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０ごとに３つの静的軸重値Ｗ0 を演算し、合計３つの静的軸重値Ｗ0 の平均値を静的軸重値Ｗ0 として出力する構成としてもよい。
【００４５】
超低速用軸重値演算手段は、車両１２の振動波形（上下振動）２９の周波数を３Ｈｚとしてその振動波形の１周期の時間を演算し、この１周期の時間内に第１の荷重検出部８が出力する動的軸重値の平均値を演算して、その平均値を静的軸重値Ｗ0 として求める機能を備えている。
つまり、例えば車両１２の左右の前輪が第１の荷重検出部８を乗り上げる時刻を図９に示すｔ＝０、第１の荷重検出部８の乗り上げた時刻ｔ＝０からこの車両１２の振動波形２９の１周期の時間ｔW が経過した時刻がｔ＝ｔW である。この時間ｔW が第１の荷重検出部８による動的軸重値の計測時間である。ただし、図９に示す１周期の時間ｔW は、図５乃至図８に示す通過時間ｔW と長さが相違しているが、計測時間を示すものとして図では同一の符号で示している。
【００４６】
この超低速用軸重値演算手段によると、第１の荷重検出部８の時間ｔ＝０、１、２、・・・、ｔW −１における動的軸重値Ｗ1 （０）、Ｗ1 （１）、Ｗ1 （２）、・・・、Ｗ1 （ｔW −１）の平均値を演算して静的軸重値Ｗ0 を求める。
【００４７】
次に、この超低速用軸重値演算手段が時速１０ｋｍ以下の範囲内における任意の速度で走行する車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算するように定めた理由を説明する。車両１２が時速１０ｋｍで走行する場合に、振動波形の１周期の期間で走行する距離が約０．９２ｍであり、この０．９２ｍの長さは第１の荷重検出部８の走行方向の長さである１．２ｍよりも短く、従って、高速、中速、低速用の各軸重値演算手段のように３つの動的軸重値のデータから振動波形を推定して静的軸重値Ｗ0 を演算するよりも、第１の荷重検出部８上を通過する車両１２の実際の振動波形２９において、その１周期の期間に亘って逐次動的軸重値Ｗ1 を検出してそれらの平均値を静的軸重値Ｗ0 とした方が精度が向上するからである。因みに、図９は、時速約７ｋｍで走行する車両１２の振動波形を示している。なお、この振動波形の周波数ｆを３Ｈｚとしている。
【００４８】
ただし、超低速用軸重値演算手段は、図９に示すように、第１の荷重検出部８が振動波形の１周期の期間に出力する動的軸重値の平均値を静的軸重値Ｗ0 として演算する構成としたが、この代わりに、第２又は第３の荷重検出部９又は１０が振動波形の１周期の期間に出力する動的軸重値の平均値を静的軸重値Ｗ0 として演算する構成としてもよい。また、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が振動波形の１周期の期間に出力する動的軸重値の平均値を計算して第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０ごとに合計３つの静的軸重値Ｗ0 を演算し、これら３つの静的軸重値Ｗ0 の平均値を静的軸重値Ｗ0 として出力する構成としてもよい。
【００４９】
次に、上記車両の軸重計測装置により静的軸重値Ｗ0 を演算する手順を図４に示すフローチャートを参照して説明する。まず、車両１２が図３に示す第１乃至第３の荷重検出部８〜１０上を通過すると、速度検出手段が車両１２の走行速度Ｖを検出する（Ｓ１００）。次に、選択手段は、その走行速度Ｖが時速４０ｋｍ（Ｖ3 ）を越える高速範囲、時速２３ｋｍ（Ｖ2 ）を越えて４０ｋｍ（Ｖ3 ）までの中速範囲、時速１０ｋｍ（Ｖ1 ）を越えて２３ｋｍ（Ｖ2 ）までの低速範囲、時速１０ｋｍ（Ｖ1 ）以下の超低速範囲の４つの速度範囲のうちのどの速度範囲内に属するかを判定する（Ｓ１０２、Ｓ１０６、Ｓ１１０）。そして、選択手段が、走行速度Ｖが上記高速範囲内であると判定すると、高速用軸重値演算手段が車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算し（Ｓ１０４）、走行速度Ｖが中速範囲内であると判定すると、中速用軸重値演算手段が車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算し（Ｓ１０８）、走行速度Ｖが低速範囲内であると判定すると、低速用軸重値演算手段が車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算し（Ｓ１１２）、走行速度Ｖが超低速範囲内であると判定すると、超低速用軸重値演算手段が車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算し（Ｓ１１４）、この演算により求めた静的軸重値Ｗ0 を設定表示部２５に表示して終了する。
【００５０】
この車両１２の軸重計測装置によると、選択手段が車両１２の走行速度に応じて自動的にその走行速度に適した軸重値演算手段を予め記憶部２４に記憶されている４つの軸重値演算手段から選択し、その選択された軸重値演算手段が、対応する速度に応じて予め定めた荷重検出手段の出力する動的軸重値に基づいて車両１２の静的軸重値Ｗ0 を演算する構成であるので、超低速から高速までの比較的広い速度範囲内（時速１００ｋｍ以下）のいずれの速度で走行する車両１２であっても静的軸重値Ｗ0 を自動的に精度良く計測することができる。因みに、この軸重計測装置により時速１００ｋｍ以下の速度範囲内の任意の速度で走行する車両１２の動的軸重値を計測して静的軸重値を演算すると、実際には５ｔ（トン）の静的軸重値を５±０．３ｔ（トン）の精度で計測することが可能である。
【００５１】
ただし、上記実施形態において、高速用軸重値演算手段が、静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （ｔW −１）を演算して求め、これら静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （ｔW −１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求める構成としたが、図５に示す動的軸重値Ｗ1 （０）〜Ｗ1 （ｔw −１）の平均値、動的軸重値Ｗ2 （ｔ1 ）〜Ｗ2 （ｔ1 ＋ｔw −１）の平均値、動的軸重値Ｗ3 （ｔ2 ）〜Ｗ3 （ｔ2 ＋ｔw −１）の平均値を夫々求めてこの３つの平均値を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を演算して求める構成としてもよい。
【００５２】
同様に、中速用軸重値演算手段が、静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／２）−１）を演算して求め、これら静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／２）−１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求める構成としたが、図６に示す動的軸重値Ｗ1 （０）〜Ｗ1 （（ｔW ／２）−１）の平均値、動的軸重値Ｗ2 （ｔW ／２）〜Ｗ2 （ｔw −１）の平均値、動的軸重値Ｗ3 （ｔ1 ）〜Ｗ3 （ｔ1 ＋（ｔW ／２）−１）の平均値を夫々求めてこの３つの平均値を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を演算して求める構成としてもよい。
【００５３】
更に、低速用軸重値演算手段が、静的軸重値Ｗ0 （１）、Ｗ0 （２）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／３）−１）を演算して求め、これら静的軸重値Ｗ0 （０）、Ｗ0 （１）、・・・、Ｗ0 （（ｔW ／３）−１）の平均値を計算して静的軸重値Ｗ0 を求める構成としたが、図８に示す動的軸重値Ｗ1 （０）〜Ｗ1 （（ｔW ／３）−１）の平均値、動的軸重値Ｗ2 （ｔW ／３）〜Ｗ2 （（２ｔw ／３）−１）の平均値、動的軸重値Ｗ3 （２ｔw ／３）〜Ｗ3 （ｔW −１）の平均値を夫々求めてこの３つの平均値を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を演算して求める構成としてもよい。
【００５４】
そして、上記実施形態において、車両１２の走行速度の高速、中速、低速、超低速の４つの各速度範囲と夫々対応する４つの各軸重値演算手段により静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としたが、走行速度を４つ以外の２以上の速度範囲に区分して、各速度範囲と夫々対応する４つ以外の２以上の各軸重値演算手段により静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。即ち、上記４つの速度範囲のうち例えば高速、中速、低速の３つの各速度範囲と夫々対応する３つの高速、中速、低速用の各軸重値演算手段により静的軸重値Ｗ0 を演算する構成としてもよい。
【００５５】
また、中速、低速、超低速の３つの各速度範囲で走行する車両１２の静的軸重値を計測する軸重計測装置とする場合は、高速用軸重値演算手段と第３の荷重検出部１０を省略することができる。
【００５６】
更に、上記実施形態では、高速範囲と中速範囲の境界速度を時速４０ｋｍ、中速範囲と低速範囲の境界速度を時速２３ｋｍ、低速範囲と超低速範囲の境界速度を時速１０ｋｍとしたが、各境界速度は第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０の間隔ｄ1 、ｄ2 や載荷板１４の走行方向の長さに応じて変更する必要がある。つまり、上記各境界速度は、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０の間隔ｄ1 、ｄ2 や載荷板１４の走行方向の長さ、及び車両１２が第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０上を通過する時間帯の中で少なくとも動的軸重値検出時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 が、車両１２の上下振動の１周期の範囲内に入り、かつ、各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を選択することができるように決定する。
【００５７】
そして、上記実施形態では、図３に示すように、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が車両１２の両輪の合計輪重を計測して静的軸重値Ｗ0 を演算して求める構成としたが、これに代えて、第１乃至第３の各荷重検出部８、９、１０が車両１２の左側又は右側の車輪の荷重、即ち動的輪重値Ｗ1 ’、Ｗ2 ’、Ｗ3 ’を計測して静的輪重値Ｗ0 ’を演算して求める構成としてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、振動波形の周波数ｆを３Ｈｚとし、３つの各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を求めたが、振動波形の周波数ｆを未知数とし、４つの各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 、Ｗ4 を式（２０）、（２１）に代入して式（２２）により静的軸重値Ｗ0 を求めてもよい。なお、時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 は、車両の振動波形の略１周期の範囲内に入り、かつ、各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 における動的軸重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 、Ｗ4 のばらつきが大きくなる各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 を選択することとする。
【００５９】
【発明の効果】
第１の発明によると、車両の通過する路面に互いに間隔を隔てて２台以上の荷重検出手段を設け、選択手段が車両の走行速度に応じて自動的にその走行速度に適した第１の輪重値演算手段を選択し、その選択された第１の輪重値演算手段が、対応する速度に応じて予め定めた荷重検出手段の検出した動的荷重値に基づいて車両の静的輪重値を演算する構成であるので、例えば低速から高速までの比較的広い速度範囲内のいずれの速度で走行する車両の静的輪重であっても自動的に精度良く計測することができるという効果がある。そして、荷重検出手段が車両の左右の動的荷重値を計測する構成とすることにより、輪重値演算手段がその動的荷重値に基づいて車両の静的軸重値を正確に演算することができる。また、比較的高速で走行する車両の静的輪重値を計測する場合は、第１の輪重値演算手段が、互いに異なる時刻Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3における動的荷重値Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3に基づいて静的輪重値Ｗ0を演算する方式を採用しているので、時刻Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3の間隔を適切に長くとるように荷重検出手段を選択することにより各動的荷重値Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3どうしの偏差｜Ｗ1−Ｗ2｜、｜Ｗ2−Ｗ3｜、｜Ｗ1−Ｗ3｜が各種の誤差やノイズの大きさよりも比較的大きくなり、これによって静的輪重値Ｗ0を正確に計測することができるという効果がある。
【００６０】
第２の発明によると、比較的低速で走行する車両の静的輪重値を計測する場合は、第２の輪重値演算手段が、車両の上下振動の略１周期に亘って逐次検出された複数の動的荷重値の平均値に基づいて静的輪重値Ｗ0を演算する方式を採用しているので、静的輪重値Ｗ0を正確に計測することができるという効果がある。
【００６１】
第３の発明の選択手段は、速度検出手段が検出した検出速度に基づいて、車両が荷重検出手段上を通過する時間帯の中で少なくとも各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 が、車両の上下振動の略１周期の範囲内に入り、かつ、各時刻における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 のばらつきが大きくなる各時刻を選択する構成である。従って、これら少なくとも各時刻Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 における動的荷重値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 に基づいて、比較的広い速度範囲内における任意の速度で走行中の車両の静的輪重値Ｗ0 を正確に演算することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る車両の軸重計測装置の電気回路を示すブロック図である。
【図２】同実施形態の荷重検出部を車両の走行方向と平行する方向に切断した縦断面図である。
【図３】同実施形態の第１乃至第３の荷重検出部を示す平面図である。
【図４】同実施形態の軸重計測装置により静的軸重値を演算する手順を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態の高速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【図６】同実施形態の中速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【図７】同実施形態の中速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測する他のタイミングを示す図である。
【図８】同実施形態の低速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【図９】同実施形態の超低速用軸重値演算手段が車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【図１０】（ａ）は車輪が従来の荷重検出器上を通過する状態を示す図、（ｂ）は同従来の荷重検出器の上を車輪が通過するときのその荷重検出器の出力波形を示す図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は車両振動の位相が相違する荷重検出器の出力波形を示す図である。
【図１２】従来の軸重計測装置により車両の動的軸重値を計測するタイミングを示す図である。
【符号の説明】
８ 第１の荷重検出部
９ 第２の荷重検出部
１０ 第３の荷重検出部
１２ 車両
２２ 演算制御部
２４ 記憶部
２６、２７、２８、２９ 車両の振動波形
Claims (3)
- 車両の通過する路面に互いに間隔を隔てて設けた２台以上の荷重検出手段と、
これら荷重検出手段上を通過する車両の速度を検出する速度検出手段と、
上記速度が２以上の速度範囲に区分されて、これら区分された各速度範囲ごとに対応して定めた２つ以上の第１の輪重値演算手段と、
これら２つ以上の第１の輪重値演算手段のうちから、上記速度検出手段が検出した上記車両の検出速度と対応する第１の輪重値演算手段を選択して、上記車両の静的輪重値をその選択した第１の輪重値演算手段に演算させる選択手段とを、
具備する車両の輪重計測装置において、
上記各第１の輪重値演算手段は、上記車両の上下振動のほぼ１周期の範囲内にあり、ばらつきが大きい複数の動的荷重値と、これら動的荷重値の取得時点とに基づいて上記車両の静的輪重値を演算するように、上記各荷重検出手段のうち、上記各第１の輪重値演算手段に対応する速度に応じて予め定めた台数のものからの上記動的荷重値が供給され、上記２つ以上の速度範囲のうち速い速度範囲に対応する第１の輪重値演算手段には多くの上記荷重検出手段から上記動的荷重値が供給される車両の輪重計測装置。 - 請求項１記載の車両の輪重計測装置において、
上記各第１の輪重値演算手段が対応する上記車両の速度よりも遅い速度範囲に対応して第２の輪重値演算手段が設けられ、第２の輪重値演算手段は、上記車両の上下振動のほぼ１周期にわたって検出された複数の動的荷重値の平均値に基づいて静的輪重値を演算するように１台の上記荷重検出手段の動的荷重値が供給される車両の輪重計測装置。 - 車両の通過する路面に互いに間隔を隔てて設けた２台以上の荷重検出手段と、
これら荷重検出手段上を通過していく車両の速度を検出する速度検出手段と、
互いに異なる少なくとも時刻Ｔ１＝０、Ｔ２＝ｔ１、Ｔ３＝ｔ２ と、これら時刻における上記荷重検出手段の動的荷重値Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を下記（４）式と（５）式に代入し、下記（４）乃至（６）式に基づいて静的輪重値Ｗ０を演算する輪重値演算手段と、
上記車両が上記各荷重検出手段上を通過していく時間帯の中で少なくとも上記各時刻Ｔ １ 、Ｔ ２ 、Ｔ３が、上記車両の上下振動のほぼ１周期の範囲内に入り、かつ、上記各時刻Ｔ １ 、Ｔ ２ 、Ｔ３における検出動的荷重値Ｗ １ 、Ｗ ２ 、Ｗ ３ のばらつきが大きくなるように、上記速度検出手段が検出した速度に応じて予め定めた台数の上記荷重検出手段が検出した上記検出動的荷重値を選択して、上記輪重値演算手段に供給する選択手段が設けられ、上記選択手段は、上記速度検出手段によって検出された上記車両の速度が、予め定めた２以上の速度範囲のいずれに属するかによって上記検出動的荷重値を供給する上記荷重検出手段を決定し、上記２つ以上の速度範囲のうち速い速度範囲ほど多くの上記荷重検出手段から上記動的荷重値が上記輪重値演算手段に供給される車両の輪重計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26251396A JP3686184B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 車両の輪重計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP26251396A JP3686184B2 (ja) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | 車両の輪重計測装置 |
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