JP5104580B2

JP5104580B2 - 車両重量測定システム、車両重量測定方法、及び車両重量測定プログラム

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Publication number: JP5104580B2
Application number: JP2008159174A
Authority: JP
Inventors: 良次池田; 俊朗山本; 雄瀬戸山; 敏生高田; 順哉田坂; 正和堀内
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-06-18
Also published as: JP2010002207A

Description

本発明は、移動中の車両の重量を測定する車両重量測定システム、及びこれに用いられる車両重量測定方法、並びに実行用の車両重量測定プログラムに関する。

トラック等の車両を用いて荷を運送する場合、車両の破損や車両の通行する道路、橋梁等の過剰な損耗を防止するために、適正な積載量による運行が求められており、過積載に対する規制が強化されている。これに対し、運送業界では、車両の運行にあたって車両の重量を測定し、これに基づいて積荷重量を把握し、過積載とならないようにする取組みも一部で行われるようになっている。従来のこうしたトラック等の荷を積載した車両の重量測定には、台貫等の大型の秤を用いる方法や、地面にマット状の測定器具を敷設し、その上を前後のタイヤが通るように車両を移動させ、車両の重量を測定する方法が一般的であった。

ただし、台貫等の秤類で重量を測定する場合、測定装置のある場所まで車両を移動させる必要があり、また、マット状の測定器具を用いる場合も、その設置と測定対象車両をゆっくり移動させる測定手順との関係上、他の車両が通行する箇所での測定ができず、安全に測定を行える場所まで車両を移動させる必要があり、重量測定に手間がかかるなど問題が多かった。

このため、上記のような直接の重量測定によらない方法で車両重量を取得する方法も種々提案されており、その一例として、下記特許文献１に開示されるものがある。

一方、車両における各種制御の質を高めるために利用する情報の一つとして、車両の重量が近年着目され、例えば、自動変速機の制御やサスペンションの制御に車両重量が用いられるようになっている。こうした制御に用いるための車両重量の取得においては、移動中の車両の重量を導くために様々な手法が提案されており、そうした例として、下記特許文献２ないし４に開示されるものがある。
特開平７−１７４６１１号公報特表２００５−５００５２５号公報特開２００５−２６５６１０号公報特表２００５−５０４３１１号公報

従来の車両重量を取得する方法のうち、前記特許文献１に記載されるようなものについては、車両に設置した各測定器により、場所を選ばずに重量測定が行えるが、車両の複数箇所にそれぞれ測定器を設置する必要があり、手間とコストがかかると共に、重量の算出において車両の移動に伴うサスペンション変位を考慮していないため、車両が移動中の場合には測定が行えないという課題を有していた。加えて、サスペンションの経年変化に伴う積荷無し状態（基準状態）の車***置変化を考慮していないため、重量算出の基準の変化に対応できず、得られる値の正確さに欠ける面があり、取得した車両重量に基づいて過積載か否かを正しく評価することは難しいという課題を有していた。

また、前記特許文献２ないし４に記載されるような従来の車両重量の取得方法については、移動中の車両の重量を把握できるものの、そもそも車両重量の情報を過積載か否かの判断に用いることを目的としたものではなく、非常に複雑な制御機構を要することから、車両において単純な制御システムが採用されて上記のような重量の情報を用いる複雑な制御を行っておらず、車両重量の算出を全く行っていない場合に、過積載の判定用に単に車両重量を導くものとして新たに採用することはコスト等の面で非常に厳しいという課題を有していた。

本発明は前記課題を解消するためになされたもので、車両の移動状態における車両重量の測定が簡略且つ精度良く行え、測定の手間とコストを大幅に削減できると共に、過積載状態を正しく判定でき、且つ運転者等に過積載状態を適切に把握させて速やかな対応を実現可能とする車両重量測定システム、及びこれに用いられる車両重量測定方法、並びに当該方法を実行可能とする車両重量測定プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様である車両重量測定システムは、移動中の車両の荷を含む重量を測定するシステムにおいて、車両の前輪及び後輪の各懸架部における弾性変形部分のばね定数を記録する記録手段と、前記車両に配設されて車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段と、前記車両における車体に配設されて車体の前後への傾きを検出する傾き検出手段と、前記加速度、傾き、及びばね定数、並びに、車両の重量、重心高さ、及びホイールベースの各値の関係式に基づいて、車両の加減速状態における所定の二つの時刻で検出された前記加速度及び傾きの異なる二通りの値と前記前後懸架部の各ばね定数の値から車両重量を算出する車両重量算出手段と、当該車両重量算出手段で得られた車両重量のうちの積荷分と前記車両の積載許容量とを比較し、車両の積荷重量が前記積載許容量を超えて過積載状態であるか否かを判定する過積載判定手段とを備えるものである。

このように本システムによれば、車両の加速度と車両の車体の傾きを検出し、これら加速度及び傾きと車両重量の関係式に検出値を代入して車両重量を算出し、この車両重量から積荷重量を取得して過積載状態か否かを判定することにより、必要最小限の重量測定機構ながら、移動中の車両における車両重量を速やかに導き出すことができ、車両重量を取得する手間とコストを大幅に削減できると共に、積荷重量から過積載であるか否かを正確に判別でき、過積載状態での運行防止が図れる。

また、本発明の他の態様である車両重量測定方法は、車両の移動状態で且つ加減速状態における所定の二つの時刻で、車両の前後方向の加速度をそれぞれ検出する加速度検出ステップと、前記二つの時刻で、車両の車体の前後方向の傾きをそれぞれ検出する傾き検出ステップと、所定の記録手段に記録された車両の前輪及び後輪の各懸架部における弾性変形部分のばね定数を読出すステップと、前記加速度、傾き、及びばね定数、並びに、車両の重量、重心高さ、及びホイールベースの各値の関係式に基づいて、前記二つの時刻で検出された前記加速度及び傾きの異なる二通りの値と前記前後懸架部の各ばね定数の値から車両重量を算出する車両重量算出ステップと、得られた車両重量のうちの積荷分と車両の積載許容量とを比較し、車両の積荷重量が前記積載許容量を超えて過積載状態であるか否かを判定する過積載判定ステップとを含むものである。

このように本方法によれば、検出された車両の加速度及び車両の車体の傾きと車両重量との関係式に検出値を代入して車両重量を算出し、この車両重量から積荷重量を取得して過積載状態か否かを判定することにより、必要最小限の重量測定手順で、移動中の車両における車両重量を速やかに導き出すことができ、車両重量を取得する手間とコストを大幅に削減できると共に、積荷重量から過積載であるか否かを正確に判別でき、過積載状態での運行防止が図れる。

加えて、本発明のさらに他の態様である車両重量測定プログラムは、前記車両重量測定方法における各ステップをコンピュータに実行させるためのものであり、前記同様、車両重量算出に係る手間とコストを削減できると共に、車両が過積載状態か否かを正確に判別でき、過積載状態での運行防止が図れる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両重量測定システムを、図１ないし図４に基づいて説明する。本実施形態では、車両重量測定システムを適用する車両がトラックであり、荷が容易に荷室から移動できる箱等の形態とされたものである例を用いて説明する。

前記各図において本実施形態に係る車両重量測定システム１は、車両８０の前輪及び後輪の各懸架部における弾性変形部分のばね定数Ｋ_f、Ｋ_rを記録する記録手段１０と、車両８０の前後方向の加速度ａを検出する前記加速度検出手段及び車両８０における車体８１の前後への傾きθを検出する前記傾き検出手段としての検出器２０と、前記加速度ａ、傾きθ、及びばね定数Ｋ_f、Ｋ_r、並びに、車両重量Ｗ、重心高さｈ、及びホイールベースｌの各値の関係式に基づいて、車両の加減速状態における所定の二つの時刻で検出された前記加速度及び傾きの異なる二通りの値ａ₁、ａ₂、θ₁、θ₂と前記前後懸架部の各ばね定数Ｋ_f、Ｋ_rの値から車両重量Ｗを算出する車両重量算出手段３０と、この車両重量算出手段３０で得られた車両重量のうちの積荷分と車両８０の積載許容量とを比較し、車両８０の積荷重量が前記積載許容量を超えて過積載状態であるか否かを判定する過積載判定手段４０と、この過積載判定手段４０で車両８０が過積載状態であると判定された場合に、車両８０の運転者及び管理センター９０の管理者に過積載状態であることを通知する通知手段５０と、車両８０の現在位置を取得する位置測定手段６０とを備える構成である。

前記記録手段１０は、車両８０に搭載され、あらかじめ取得された車両８０の前輪及び後輪の各懸架部における弾性変形部分のばね定数Ｋ_f、Ｋ_rを、車両重量算出手段３０から読出せる状態で記録保持するものである。この記録手段１０は、ばね定数の他、車両の種類毎に決る値であるホイールベースｌ、車両単独の重量（無載荷状態重量）、及び車両の積載許容量を記録している。また、これら当初から記録された情報の他、加速度及び傾きの検出時にはその検出時点における車両の現在位置情報を記録されると共に、過積載判定手段４０で車両８０が過積載状態であるか否かを判定された結果も記録され、履歴情報として後から必要に応じて読出せるようにしている。特に、この記録手段１０に記録された過積載に関する情報をプリンタ等の所定の出力手段で日報等として印字された状態で出力することもでき、車両が適正な荷量で運行されているかを適切に管理できることとなる。

なお、記録手段１０は必要に応じて車両から取外して持出せるメモリーカード等の可搬性を有するものでもよい。

前記検出器２０は、車両８０の懸架部より上側の車体８１に一体に配設され、前後左右上下の各方向の検出能を有する三軸加速度センサを用いて、前後方向の加速度を検出すると共に、各軸の加速度変化から車体８１の前後の傾き（ピッチ角）を検出する、前記加速度検出手段と傾き検出手段とを兼ねるものであり、その検出機構については従来公知の加速度センサによる加速度及び傾きの検出機構と共通のものとして詳細な説明を省略する。

この検出器２０は車体８１に直接取付けられる他、車体における既設の車載機器に内蔵される状態として配設することもできる。

前記車両重量算出手段３０は、前記検出器２０で検出される加速度及び傾きの値を入力され、車両８０の加減速状態における所定の二つの時刻Ｔ₁、Ｔ₂に検出器２０から得られた加速度及び傾きの二通りの値（ａ₁、θ₁）、（ａ₂、θ₂）と他の既知の値を用いて、未知の車両重量の値を算出するものである。

詳細に説明すると、車両重量算出手段３０は、加速度ａ、傾きθ、及びばね定数Ｋ_f、Ｋ_r、並びに、車両重量Ｗ、重心高さｈ、及びホイールベースｌの各値の関係式
ｔａｎθ＝（Ｋ_f＋Ｋ_r）Ｗａｈ／ｇＫ_fＫ_rｌ²（注：ｇは重力加速度）
に基づいて、未知の値である車両重量Ｗを求めるものであるが、前記関係式において未知の値が二つ存在することから、前記二つの時刻Ｔ₁、Ｔ₂で検出された前記加速度及び傾きの異なる二通りの値（ａ₁、θ₁）、（ａ₂、θ₂）と、記録手段１０に記録された前後懸架部の各ばね定数Ｋ_f、Ｋ_r、ホイールベースｌの各値を用いて、車両重量Ｗと重心高さｈを変数とする連立式を作り、これを解く形で車両重量Ｗを算出する仕組みである。

前記関係式は、以下のように導かれる。まず、前輪側の懸架部に加わる荷重Ｗ_fと後輪側の懸架部に加わる荷重Ｗ_rは、加減速による前後の荷重移動量Ｗ_aが、前後方向の加速度により発生する力Ｆ＝Ｗａ／ｇと、重心周りのモーメントの釣合いからＷ_a＝Ｆｈ／ｌ＝Ｗａｈ／ｇｌで表されることから、前輪から重心までの水平距離ｌ_f、後輪から重心までの水平距離ｌ_rを用いて、下記の二式
Ｗ_f＝Ｗｌ_r／ｌ＋Ｗａｈ／ｇｌ
Ｗ_r＝Ｗｌ_f／ｌ−Ｗａｈ／ｇｌ
で示される。

また、前後懸架部の各ばね成分の変位量（ストローク）は、静止状態並びに定速移動状態を基準、すなわち変位０として考えると、変位量ｕ_f、ｕ_rは、加減速による前後荷重移動により発生すると考えられるから、荷重移動量とばね定数から、下向きの変位を正として、前輪側ｕ_f＝Ｗ_a／Ｋ_f、後輪側ｕ_r＝−Ｗ_a／Ｋ_rで示される。

そして、車体の傾き（ピッチ角）θとこれら変位量ｕ_f、ｕ_rとの関係を示す式が
ｔａｎθ＝（ｕ_f＋ｕ_r）／ｌ
で表されることから、これら各式を組合わせると前記関係式が得られることとなる。

この車両重量算出手段３０で、前記関係式から連立式を生成して車両重量Ｗを導くためには、加速度又は傾きが０とならず、且つ各検出値（ａ₁、θ₁）と（ａ₂、θ₂）が異なることを必要とするため、検出された値が０でないことを確認すると共に、時刻Ｔ₁に検出器２０で検出された加速度及び傾きの値（ａ₁、θ₁）に対し、時刻Ｔ₂に検出される加速度及び傾きの値（ａ₂、θ₂）が同じものでないことを確認した上で、車両重量算出に用いる正式な加速度及び傾きの値として採用するようにしている。

なお、車両重量算出手段３０においては、車両重量を正確に算出するために、前記位置特定手段６０で取得された車両８０の現在位置が、加速度と傾きの検出に適した位置、例えば、勾配による影響を受けない平地であると認められた場合に、検出器２０で検出された加速度及び傾きの各値を使用する。また、前後懸架部の弾性変形部分の変位が縮み限界や伸び限界に達し、車体の傾きが加速度に対応して変化しない状態での各検出値を使用しないようにしている。詳しくは、弾性変形部分の縮み限界と伸び限界は既知であるので、これらの限界位置から求められた傾きの限界値を参照して、この限界値に達しない範囲内の傾きの値のみを検出値として採用する仕組みである。

前記過積載判定手段４０は、前記車両重量算出手段３０で得られた車両重量の値を受取ると共に、記録手段１０から車両単独の重量及び車両の積載許容量を読出し、車両重量から車両単独の重量を差引いた積荷重量を求め、さらにこの積荷重量と積載許容量とを比較して、積荷重量が車両８０の積載許容量を超えて過積載状態であるか否かを判定するものである。判定された結果は記録手段１０に記録される。積荷重量と積載許容量との比較においては、積荷重量が積載許容量より大きい場合にはその超過量、積荷重量が積載許容量より小さい場合には残りの積載可能量がそれぞれ求められ、記録手段１０に記録されると共に通知手段５０により運転者や管理者に通知され、後の積載量調整等に使用される。

前記通知手段５０は、車両８０が過積載状態であることをはじめとする各種情報を、車両８０の運転者、及び外部の管理センター９０における管理者又は管理者と同じ作業を自動実行する管理用サーバ等にそれぞれ通知するものであり、運転者に表示及び／又は音声出力で情報を伝達する報知部５１と、情報を外部の管理センター９０へ無線通信等により送信する通信手段５２とを備える構成である。

車両８０が過積載状態と判定されると、通知手段５０が運転者あるいは車両８０の管理部門に過積載の事実を通知し、対応を促すことから、車両８０の過積載状態の把握が容易且つ確実となり、過積載状態での車両運行を速やかに中止したり、適正量を超過した分の荷を代りに積載する代替車両を手配するなどの対応を迅速に実行でき、過積載状態での車両８０の必要以上の運行を防止でき、安全の確保や法律違反の抑止が図れる。

前記位置測定手段６０は、車両８０の現在位置を取得し、車両位置が加速度と傾きの検出に適した位置か否かを判定すると共に、加速度及び傾きの検出時点での現在位置情報を記録手段１０に記録するものであり、車両現在位置特定の仕組みは、ＧＰＳ（Global Positioning System）と地図情報を組合わせて現在位置を特定可能な公知のナビゲーションシステムと同様であり、詳細な説明を省略する。

車両重量の算出に用いた加速度及び傾きの各値を検出した地点を位置測定手段６０で取得して記録手段１０に記録することにより、適切な箇所で測定したか、荷積載状態で測定したか、等が後でチェックでき、過積載の判断が適正に行われたか否かの検証が容易となっている。

次に、本実施形態に係る車両重量測定システムの車両重量算出及び過積載判定の一連の動作について、図３及び図４のフローチャートに基づいて説明する。前提として、あらかじめ車両重量測定システム１における記録手段１０に対し、車両８０の前後懸架部の各ばね定数Ｋ_f、Ｋ_r、ホイールベースｌ、車両単独の重量、及び車両の積載許容量の各値が測定、調査された上で記録されているものとする。また、車両８０に運ぼうとする全ての荷を積載して荷室で動かないよう固定した段階で、検出器２０において傾きの初期値を検出し、車両移動中の傾きの値がこれを基準（角度０）として出力されるように設定されているものとする。

まず、荷を積込んだ車両８０の移動開始に伴い、位置測定手段６０がＧＰＳと地図情報による車両の現在位置の地形情報を取得し（ステップＳ０１）、測定場所である現時点での車両位置が検出に適した地形、すなわち平地であるか否かを判定する（ステップＳ０２）。現在位置が平地である場合、時刻Ｔ₁における第１回目の検出値として、検出器２０で検出された加速度と傾きの各値（ａ₁、θ₁）が車両重量算出手段３０に入力される（ステップＳ０３）。同時に、位置測定手段６０が取得した時刻Ｔ₁での車両位置情報を記録手段１０に記録する（ステップＳ０４）。前記ステップＳ０２で車両の現在位置が平地でない場合には、前記ステップＳ０１に戻り、以降の処理を車両現在位置が平地であると認められるまで繰返す。

車両重量算出手段３０では、入力された検出値について、いずれも０でない、すなわち、車両８０が定速で移動していない加減速状態であるか否かを判定し（ステップＳ０５）、検出値が０でなく加減速状態である場合には、各検出値を正式な値として採用し（ステップＳ０６）、続いて所定時間経過後の時刻Ｔ₂における検出値として、新たに検出器２０で検出された加速度と傾きの各値（ａ₂、θ₂）が、車両重量算出手段３０に入力される（ステップＳ０７）。同時に、位置測定手段６０が取得した時刻Ｔ₂での車両位置情報を記録手段１０に記録する（ステップＳ０８）。前記ステップＳ０５で車両が加減速状態でないと判定された場合には、前記ステップＳ０１に戻り、以降の処理を繰返す。

車両重量算出手段３０では、新たに入力された検出値について、いずれも０でなく、且つ時刻Ｔ₁での加速度及び傾きの値（ａ₁、θ₁）と異なる値であるか否かを判定し（ステップＳ０９）、検出値が０でなく加減速状態であり、且つ時刻Ｔ₁での各値と異なる場合には、各検出値を正式な値として採用する（ステップＳ１０）。前記ステップＳ０９で車両が加減速状態でないか、時刻Ｔ₁、Ｔ₂における各検出値が同じ値であると判定された場合には、前記ステップＳ０７に戻り、以降の処理を繰返す。

こうして加速度及び傾きの時刻Ｔ₁、Ｔ₂で検出された二通りの値（ａ₁、θ₁）、（ａ₂、θ₂）がそれぞれ異なる値として得られた状態で、車両重量算出手段３０が、記録手段１０に記録された前後懸架部の各ばね定数Ｋ_f、Ｋ_r、ホイールベースｌの各値を読出し（ステップＳ１１）、前記関係式に時刻Ｔ1における加速度及び傾きの値（ａ₁、θ₁）とばね定数Ｋ_f、Ｋ_r、ホイールベースｌの各値を代入して得た第一の式、及び、前記関係式に時刻Ｔ2における加速度及び傾きの値（ａ₂、θ₂）とばね定数Ｋ_f、Ｋ_r、ホイールベースｌの各値を代入して得た第二の式からなる、車両重量Ｗと重心高さｈを変数とする連立式を作成し、これを解いて車両重量Ｗを算出する（ステップＳ１２）。

得られた車両重量に対し、過積載判定手段４０が記録手段１０から読出した車両単独の重量の値を用いて車両重量のうちの積荷重量を算出し（ステップＳ１３）、さらに記録手段１０から読出した車両の積載許容量と、求めた積荷重量とを比較し、積荷重量が車両８０の積載許容量以下の正常な積載状態であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ここで正常積載状態であると判定された場合、過積載判定手段４０は積載許容量に対する残り積載可能量を算出し（ステップＳ１５）、正常積載状態であることと前記積載可能量を記録手段１０に記録すると共に、通知手段５０に伝達する（ステップＳ１６）。通知手段５０は報知部５１を通じて運転者に正常積載状態である旨を報知する（ステップＳ１７）と共に、通信手段５２が積荷重量算出に用いられた加速度と傾きの検出位置情報と正常積載状態であること、及び積載可能量を管理センター９０に対し送信する（ステップＳ１８）。この後、位置測定手段６０において車両８０が荷の運送目的地に到達したか否かが判定され（ステップＳ１９）、まだ目的地に達していない場合には、所定時間の経過、あるいは荷の積み降ろしに伴う停車を経た運行再開まで待機（ステップＳ２０）した後、前記ステップＳ０１に戻り、以降の処理を繰返すこととなる。前記ステップＳ１９で車両８０が目的地に達していれば処理完了となる。

一方、前記ステップＳ１４で正常積載状態ではなく、過積載であると判定された場合、過積載判定手段４０は積荷重量の積載許容量に対する超過量を算出し（ステップＳ２１）、過積載の事実と前記超過量を記録手段１０に記録すると共に、通知手段５０に伝達する（ステップＳ２２）。通知手段５０は報知部５１を通じて運転者に過積載状態である旨を報知する（ステップＳ２３）。

過積載状態が報知されたら、運転者が過積載状態を認知することとなり、運転者は速やかに車両８０を安全に荷の積替えが行える場所に停止させる。車両８０の停止状態で、通知手段５０の通信手段５２が位置測定手段６０で取得された車両８０の現在位置情報と過積載の事実、及び超過量を管理センター９０に対し送信する（ステップＳ２４）。車両８０の停車後、荷の超過分の積替え等を経て、車両８０が移動を再開したら、前記ステップＳ０１に戻り、以降の処理を繰返すこととなる。

続いて、過積載判明時の車両に対する対応について説明する。通信手段５２からの送信情報を受けた管理センター９０では、管理者が過積載状態の車両８０における積載許容量からの超過分の荷を代りに積載可能な代替車両を手配し、得られた車両８０の現在位置情報に基づいて、車両８０に向けて代替車両を誘導する。この場合、同じ車両重量測定システムを搭載して移動中で且つ正常積載状態であることが判明している他の車両の中から、前記過積載状態の車両８０に最も近く、且つ積載可能量が過積載状態の車両８０における荷の超過量を上回るものを自動選択して、代替車両として車両８０の位置に向わせることもできる。

過積載状態の車両８０の運転者は、代替車両の到着後、超過量として示された分に相当する荷を代替車両に積替える。そして、積替えが完了したら、車両８０による運送を再開させることとなる。

運送中、記録手段１０に記録された検出値や検出位置、車両重量の値、過積載の有無、代替車両と移載内容等の履歴情報は、運送完了後、日報等の形で随時印字や表示等出力可能である。こうした履歴情報を記録保存しておくことで、車両８０が過積載による過負荷状態で継続使用されなかったことの証明とすることができる。

この他、移動中の加速度と傾きの検出を経て過積載か否かを判定され、正常積載状態と認められた車両８０については、残りの積載可能量が判明し且つ運転者や管理センター９０において認識されていることから、過積載状態の車両の代替車両として利用される場合とは別に、運送中の突発的な追加の荷運送依頼にも、積載可能量の範囲で対応できることとなる。

なお、本実施形態では、車両の重量測定を車両重量測定システム１により行う場合について説明したが、このシステムに用いられる車両重量測定方法は、様々な態様で実現することができ、例えば、車両重量測定方法をコンピュータで実行可能なプログラムとして実装することで実現できることとなる。前記コンピュータは、ＣＰＵ等の演算制御部や、メインメモリや固定ディスク装置、着脱式外部記録装置等の記憶装置、キーボード等の入力装置、及び液晶ディスプレイ等の表示装置を備える公知の構成であり、詳細な説明を省略する。

コンピュータでは、演算制御部が車両重量測定プログラムを記憶装置から読出し、車両重量測定方法の各ステップを実行させることとなる。コンピュータにおいては、記憶装置が前記記録手段１０の、表示装置が前記通知手段５０における報知部５１の役割も担うことができる。

この車両重量測定プログラムは、必ずしもコンピュータにおける記憶装置に格納されている必要はなく、コンピュータとは別の所定の記憶媒体に記憶されたものを必要に応じてコンピュータが読出して実行するようにしたり、ネットワークを介してプログラムを読出して実行するようにしてもよい。

このように、本実施形態に係る車両重量測定システムにおいては、前後輪の各懸架部における弾性変形部分のばね定数Ｋ_f、Ｋ_rが既知である車両８０の加速度ａ及び車体の傾きθを検出し、これら加速度及び傾きと車両重量Ｗの関係式に検出値を代入して車両重量を求め、さらに積荷重量を取得して過積載状態の有無を判定することから、必要最小限の重量測定機構ながら、移動中の車両８０における車両重量を速やかに導き出すことができ、車両重量を取得する手間とコストを大幅に削減できると共に、車両重量から導ける積荷重量から過積載であるか否かを正確に把握できる。また、車両８０が過積載状態と判定されると、通知手段５０が運転者あるいは外部の管理者に過積載の事実を通知し、対応を促すことから、過積載状態での車両運行を速やかに中断したり、適正量を超過した分の荷を代りに積載する代替車両を手配するなどの対応を迅速に実行でき、過積載状態での車両の必要以上の運行を防止して安全を確保できる。

なお、前記実施形態に係る車両重量測定システムにおいては、システムを構成する各手段が全て車両８０に配設されるものとしているが、これに限らず、検出器や通知手段、位置測定手段以外の各手段を外部の管理センター９０等に配置し、検出値等の情報を無線通信（通信経路の一部に公衆回線網やネットワークが介在する場合も含む）によりやり取りするようにしてもよく、通信事情が良好であれば車両設置の場合と同様に動作させられる一方、車両８０におけるスペースを有効利用できる。また、車外設置とした車両重量算出手段等のデータ処理を行う各手段や記録手段等については、システムを適用する複数の車両について共用とすることもでき、システム構成機器の設置数を削減してコストダウンが図れることとなる。

また、前記実施形態に係る車両重量測定システムにおいては、車両重量算出手段３０で加速度と傾きの検出値と関係式とを用いて車両重量Ｗと重心高さｈを算出し、このうち車両重量Ｗに着目し、この車両重量に基づいて過積載判定手段４０で車両８０が過積載状態であるか否かを判定するものとしているが、この他、車両重量Ｗと同時に算出できる重心高さｈについて、車両の安全運行に係る一指標として積極的に利用することもでき、例えば、同じ車両重量でも重心位置が高くなると、実際の運行の際におけるカーブ通行時や強風時に横転の危険性が増すことを考慮して、車両における車両重量と一般的な走行条件で安全走行可能な重心高さ上限との対応関係をあらかじめ把握して記録手段に記録しておき、前記実施形態同様に車両移動中に検出した加速度と傾きから算出した車両重量Ｗと重心高さｈについて、所定の重心安定性判定手段を用いて、重心高さｈと、記録手段から読出した車両重量Ｗとの前記対応関係情報から導かれる重心高さ上限値とを比較し、重心高さｈが上限値を超える場合には、横転危険性有りと判定し、前記実施形態における過積載状態判明の場合と同様、記録手段に記録したり、通知手段により危険性を運転者及び／又は管理者に通知し、徐行運転や荷の代替車両への移載等を促すようにすることができ、荷積載状態における車両の運行についてさらに安全性を高められる。

また、前記実施形態に係る車両重量測定システムにおいて、検出器２０は三軸加速度センサを用いて一台で加速度と傾きを検出するものとしているが、これに限らず、車両前後方向の加速度を検出する加速度センサによる加速度検出手段と、車体の前後への傾きを検出する加速度センサによる傾き検出手段との二つを使用するようにしてもかまわない。さらに、車両における既設の加速度センサ、例えば、ナビゲーションシステムに用いられているもの、がある場合には、これを加速度や傾きの検出手段として利用することもできる。

また、前記実施形態に係る車両重量測定システムにおいては、本システム単独で車両に配設されるものとしているが、これに限らず、デジタルタコグラフやナビゲーションシステム等の他の車載機器に組込んだ状態で配設することもできる。この場合、車載機器に元々ある機能や情報を流用したり組合わせたりすることができ、例えば位置情報取得部分をそのまま本システムの位置測定手段として使用したり、速度情報を参照して車両の移動、停車に伴う処理の切換を実行したり、運転記録用のメモリ部を記録手段として用いるなど、重複する機能を有効に活用して部品点数を減らし、機器全体のコストを抑えることができる。また、車載機器の機能に車両重量の情報を組合わせることで新たな機能を追加でき、例えば、荷室の温度情報、ドア開閉情報等と車両重量の燃料消費以外による変化を合わせて監視することで、運行中の荷の落下、異常な荷の移載（盗難）等を速やかに判別できることとなる。

本発明の一実施形態に係る車両重量測定システムのブロック構成図である。本発明の一実施形態に係る車両重量測定システムで測定対象とする車両への力の作用及び車体の傾きを示す模式説明図である。本発明の一実施形態に係る車両重量測定システムの動作前半フローチャートである。本発明の一実施形態に係る車両重量測定システムの動作後半フローチャートである。

符号の説明

１車両重量測定システム
１０記録手段
２０検出器
３０車両重量算出手段
４０過積載判定手段
５０通知手段
５１報知部
５２通信手段
６０位置測定手段
８０車両
８１車体
９０管理センター

Claims

移動中の車両の荷を含む重量を測定するシステムであって、
車両の前輪及び後輪の各懸架部における弾性変形部分のばね定数を記録する記録手段と、
前記車両に配設されて車両の前後方向の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記車両における車体に配設されて車体の前後への傾きを検出する傾き検出手段と、
前記加速度、傾き、及びばね定数、並びに、車両の重量、重心高さ、及びホイールベースの各値の関係式に基づいて、車両の加減速状態における所定の二つの時刻で検出された前記加速度及び傾きの異なる二通りの値と前記前後懸架部の各ばね定数の値から車両重量を算出する車両重量算出手段と、
当該車両重量算出手段で得られた車両重量のうちの積荷分と前記車両の積載許容量とを比較し、車両の積荷重量が前記積載許容量を超えて過積載状態であるか否かを判定する過積載判定手段と
を備える車両重量測定システム。
車両重量測定システムであって、
前記過積載判定手段で車両が過積載状態であると判定された場合に、前記車両の運転者及び／又は管理者に過積載状態であることを通知する通知手段
を備える前記請求項１に記載の車両重量測定システム。
車両重量測定システムであって、
前記過積載判定手段で車両が過積載状態であると判定された場合に、過積載状態である点を前記記録手段に記録し、
当該記録手段に記録された過積載に関する情報を所定の出力手段で表示可能に出力する
前記請求項１又は２に記載の車両重量測定システム。
車両重量測定システムであって、
前記加速度検出手段及び傾き検出手段による各値の検出が、所定の位置測定手段により得られる車両現在位置が前記検出に適した位置として認定された状況で行われる
前記請求項１ないし３のいずれかに記載の車両重量測定システム。
車両の移動状態で且つ加減速状態における所定の二つの時刻で、車両の前後方向の加速度をそれぞれ検出する加速度検出ステップと、
前記二つの時刻で、車両における車体の前後方向の傾きをそれぞれ検出する傾き検出ステップと、
所定の記録手段に記録された車両の前輪及び後輪の各懸架部における弾性変形部分のばね定数を読出すステップと、
前記加速度、傾き、及びばね定数、並びに、車両の重量、重心高さ、及びホイールベースの各値の関係式に基づいて、前記二つの時刻で検出された前記加速度及び傾きの異なる二通りの値と前記前後懸架部の各ばね定数の値から車両重量を算出する車両重量算出ステップと、
得られた車両重量のうちの積荷分と車両の積載許容量とを比較し、車両の積荷重量が前記積載許容量を超えて過積載状態であるか否かを判定する過積載判定ステップと
を含む車両重量測定方法。
車両重量測定方法であって、
前記過積載判定ステップで車両が過積載状態であると判定された場合に、前記車両の運転者及び／又は管理者に過積載状態であることを通知する通知ステップを
さらに含む前記請求項５に記載の車両重量測定方法。
車両の移動状態で且つ加減速状態における所定の二つの時刻で、車両の前後方向の加速度をそれぞれ検出する加速度検出ステップと、
前記二つの時刻で、車両における車体の前後方向の傾きをそれぞれ検出する傾き検出ステップと、
所定の記録手段に記録された車両の前輪及び後輪の各懸架部における弾性変形部分のばね定数を読出すステップと、
前記加速度、傾き、及びばね定数、並びに、車両の重量、重心高さ、及びホイールベースの各値の関係式に基づいて、前記二つの時刻で検出された前記加速度及び傾きの異なる二通りの値と前記前後懸架部の各ばね定数の値から車両重量を算出する車両重量算出ステップと、
得られた車両重量のうちの積荷分と車両の積載許容量とを比較し、車両の積荷重量が前記積載許容量を超えて過積載状態であるか否かを判定する過積載判定ステップとを
コンピュータに実行させる車両重量測定プログラム。