JPS5828533B2 - 走行車両の軸重測定装置 - Google Patents

走行車両の軸重測定装置

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JPS5828533B2
JPS5828533B2 JP51046235A JP4623576A JPS5828533B2 JP S5828533 B2 JPS5828533 B2 JP S5828533B2 JP 51046235 A JP51046235 A JP 51046235A JP 4623576 A JP4623576 A JP 4623576A JP S5828533 B2 JPS5828533 B2 JP S5828533B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速道路の料金所(入口)付近に設置して、
走行車両の軸重、総重量等を測定する軸重測定装置の改
良に関するものである。
第1図は従来の軸重検出部が路面に埋設され、走行車両
が接近しつつある状態を示す平面図で、1は軸重検出部
、2はひずみゲージ式ロードセル、3は載荷板、4は埋
設用外枠、5はレーンマーク、6は走行車両、7は走行
車両の前輪、8は走行車両の後輪である。
第1図に示すように、軸重測定装置の軸重検出部1は路
面に埋設され、左右の輪重をそれぞれ4個のひずみゲー
ジ式ロードセル2等で受け、第2図に示す接続箱で電気
的に両者の和がとられて軸重として第3図に示すような
波形が検出される。
この場合、各ロードセルは4枚のひずみゲージでホイー
トストンブリッジが組まれ、左右輪重検出部の各4個の
ホイートストンブリッジがそれぞれ並列に接続されて等
価的に各1個のホイートストンブリッジとなった後、最
終的に両者が並列に接続され、全体として等価的に1個
のホイートストンブリッジを持つ1個の軸重検出部が構
成されている。
第2図は従来の軸重測定装置の一構成例を示すブロック
図で、1は軸重検出部、9は接続箱、10はブリッジ電
源、11は増幅器、12はルΦ変換器、13は最大値検
出回路、14はプリンタ、15は電源部、16はコンピ
ュータである。
前記のホイートストンブリッジの一対の入力端子には第
2図のブリッジ電源10よりブリッジ電圧が印加され、
他方一対の出力端子から出力がとられ、増幅器11で適
当に増幅した後A/D変換器12でディジタル量に変換
して、最大値検出回路13を経て、第3図のPfm、P
rmで示すように、前軸、後軸の最大軸重値が各1個づ
つ送出されて、プリンタ14で印字されるようになって
いる。
第4図は従来の軸重検出部の上を走行車両のタイヤが通
過する場合、タイヤ接地面の長さと軸重検出部の長さの
関係を示す断面図で、17はタイヤ、18は路面、tは
タイヤ接地面の長さ、Lは軸重検出部の車両走行方向の
長さであり、第1図と同一のものは同一符号で示しであ
る。
第4図は右方から進入して来たタイヤ11が、第3図に
示すように、ゆるやかに軸重値を増加させつつ、ちょう
どピーク軸重値Pfm(またはPrm)を発生する付近
に来たことを示している。
この軸重検出部の車両走行方向の長さLはタイヤ接地面
の長さtより相当大であり、従って、第3図のTf 、
Trで示す軸重波形のパルス幅は、走行車両の速度、タ
イヤの形状で異なるが、通常の使用状態では200〜3
00m5となり、しかもこの間に発生する走行車両の振
動は、すべて第3図中点線で示した理想的な軸重波形に
重畳し、(Pfm ”ft)あるいは(Prm−P、1
)の軸重測定誤差を発生していた。
この誤差は、軸重検出部ん重量計として応答にすぐれて
いればいるほど大きく、換言すれば軸重検出部としては
適していないという矛盾を生じていた。
この走行車両の有害な振動成分Nは、路面の凹凸や車両
自身の振動が原因で、真の軸重Wtに重畳さされた形で
変動し、軸重検出部の検出する軸重Wは、フーリエ級数
に展開して、で示される。
しかも、この有害な車両振動の実際の周波数スペクトル
は、はとんどの場合2〜3Hzに集中しており、他の周
波数成分は相対的に無視できるレベルのものである。
従って(1)式は、W=W t (1+acos(ωを
十φ) ) −−−−−−(2)なる単純な式で近
似でき、この模様を第5図に波形例として示した。
(2)式の右辺第2項の示す有害な車両振動成分はTn
なる周期で繰返すので、少くともTnより長い時間、軸
重波形を観測しないかぎり、この振動成分を除去して正
しい軸重Wtを推定することは、不可能であった。
このことから、従来第6図に示すように、車線に沿って
車両走行方向に相前後して数個の軸重検出部(1−1,
1−2,1−3,1−4,1−9を設置して、第5図の
斜線で示す部分の軸重波形を検出し、(2)式の右辺第
2項を意識的に除去する試みがなされているが、この方
法には、 (1) 軸重検出部が多数必要となり、埋設費用、保
守面で負担があまりにも大きすぎる。
(2)走行車両は通常10Km/H〜20Km/Hの速
度で軸重検出部上を通過するが、これは秒速約3m〜5
mに相当し、仮りに2Hzの車両振動があるとして、そ
の1波長は、路面の長さに換算すると1.5m〜2.5
mとなる。
一方策6図の軸重検出部全体の車両方向長さは一般に0
.8m程度なので、第5図のように車両振動の1波長中
に数個の軸重検出部を設置することは、物理的に不可能
なので、これより長い距離に一定の間隔L0をおいて設
置されることにより、先行車両の軸重測定中に後続車両
が進入してきて、料金所設置用軸重検出部としては使用
できなかった。
等の欠点があった。
本発明は、このような従来の軸重測定装置の欠点を除去
して、走行車両が振動しながら、軸重検出部上を通過し
ても、その影響を最小限に抑えて正確な軸重測定を行う
ことができるようにしたものである。
以下図面により本発明の詳細な説明する。
第7図は本発明による軸重検出部の出力波形を積算して
、軸重を求める方法の説明図で、1−1′および1−2
′は軸重検出部である。
第7図において、真の焼型W1に車両振動成分Wvが重
畳したとき、その主成分の周波数をf、車両の走行速度
を■とすれば、路面の車両走行方向に沿った波長λは、 となる。
第1表は、このλの概略数値例を示す。
いま、1組の軸重検出部を左右それぞれ1個づつの輪重
検出部で構成し、これを1−1’、1−2’の2組用意
して、車両走行方向に相前後してλ力Cm)の間隔をと
って設置すれば、2組の軸重検出部はそれぞれ変動軸重
Wvの谷と山の部分を同期的に測定することになり、両
者の軸重を平均すれば真の軸重Wtが求められることを
も同時に示している。
そして第7図の点線の波形は車両振動成分W7の位相が
φだけずれた場合でも、この平均化が正しく行われ、走
行車両の速度V、車両振動用波数の本成分子が大きく変
化しないかぎり、近似的に真の軸重を求めることが可能
であることを表わしている。
第8図は、本発明の軸重測定装置全体の一実施例の構成
を示すブロック図で、指示部はA/D変換器の出力が得
られるまでは、従来の軸重測定装置と同様の動作をする
が、その後の処理はメモリ19および演算回路20によ
って、軸重検出部1−1’、1−2’それぞれについて
軸重WがW、4.W、として別個に求められた上、真の
軸重Wtは、 として知ることができるようになっている。
第9図は、第7図のように輪重検出部を左右同一直線上
に配置するのではなく、車両の走行方向にλ/2Cm、
lずらせて設置した一実施例を示し、第7図がλ/2区
間で測定しているのに対し、第9図は全体の測定区間は
λとなっていて見掛上、測定区間が長くなるという特徴
がある。
第10図は、左右の輪重検出部をλ/ 4 Cm )ご
と交互に配置して片側の輪重でみるかぎりλ/2区間で
測定し、全体として3/4λ区間で測定する方式の一実
施例を示している。
第11図aは、輪重を測定することなく、最初から軸重
を検出する目的で作られた検出部をλ/2〔m〕離して
設置したー埋設例を示す。
第11図aにおいては、θは90°としであるが、これ
を90°以上にして、λ/2を保ちつつ、見掛上、測定
区間を延長する等の変更を加えることも可能であり、第
11図aおよび第11cには、これを輪重検出部に適用
した一実施例を示す。
この方法は統計的にみた場合、見掛上、延長した測定区
間からより多くの情報を得るということになり、真の軸
重の推定がさらに正確になることを示している。
この他、本発明に用いる軸重検出部の車両の走行方向の
長さLを埋設用外枠の内で車両の走行方向に移動可能と
し、Lの設定位置を調整することができる。
たとえば埋設用外枠を車両の走行方向に、Lの長さより
多少大きめに製作して通常はL以外の部分に1枚または
複数枚の幅の狭い長方形のめくら板をはめ込んでおき、
実際にLの位置を設定するときは、設置場所の車両の走
行速度の分布にあわせて、前記めくら板をはずして埋設
用外枠の内で、Lを車両の走行方向に移動し、λ/2±
αCm、lにLの設定位置を調整することもできる。
ここにαはLの設定位置を調整するための車両の走行方
向の長さである。
以上説明したように、本発明の車両軸重測定装置は、走
行車両の振動による軸重変動を確実に除去することがで
きる。
また2組以上の軸重検出部を埋設しても小型であるから
、車両走行方向の全埋設長さは短くでき、先行車両の測
定中、後続車両が進入してくる等の不合理がない。
なおこの場合、軸重検出部のうち、いずれかの輪重検出
部が故障しても応急的に従来の軸重測定装置と同程度の
精度で軸重測定を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の軸重検出部が路面に埋設され、走向車両
が接近しつつある状態を示す平面図、第2図は従来の軸
重測定装置の一構成例を示すブロック図、第3図は従来
の軸重検出部の上を2軸の車両が通過したときの前軸お
よび後軸によるパルス状軸重波形の説明図、第4図は従
来の軸重検出部の上を走行車両のタイヤが通過する場合
、タイヤ接地面の長さと軸重検出部の長さの関係を示す
断面図、第5図は車両振動成分が除去される原理の説明
図、第6図は軸重検出部を多数使用して、車両振動によ
る軸重変動を除〈従来の方式における軸重検出部の埋設
方法の説明図、第7図は本発明による軸重検出部を路面
に埋設して車両振動による軸重変動を除去する方法の原
理を示す説明図、第8図は本発明の軸重測定装置の一実
施例の構成を示すブロック図、第9図、第10図および
第11図a −cは本発明による軸重検出部を路面に埋
設する配置を変えた他の実施例を示す図である。 1 、1−1 、1−2 、1−3 、1−4 、1−
5・・・・・・軸重検出部、2・・・・・・ひずみゲー
ジ式ロードセル、3・・・・・・載荷板、4・・・・・
・埋設用外枠、5・・・・・・レーンマーク、6・・・
・・・走行車両、7・・・・・・前輪、8・・・・・・
後輪、9・・・・・・接続箱、10・・・・・・ブリッ
ジ電源、11・・・・・・増幅器、12・・・・・・A
/D変換器、13・・・・・・最大値検出回路、14・
・・−・・プリンタ、15・・・・・・電源部、16・
・・・・・コンピュータ、17・・・・・・タイヤ、1
8・・・・・・路面、19・・・・・・メモリ、20・
・・・・・演算回路、Wl・・・・・・真の軸重、Wv
・・・・・・車両の振動による軸重変動波形、■・・・
・・・車両の走行速度、f・・・・・・車両の振動にも
とづく振動に不要な軸重変動周波数の主成分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高速道路の料金所等に設置する走行車両の軸重測定
    装置において、路面に埋設して走行車両の軸重を検出す
    る軸重検出部1組を、左右輪重をそれぞれ別個に検出す
    る2個の輪重検出部をもって構成し、車両の振動の影響
    を除くため、車両の走行速度を■とし、車両の振動にも
    とづく不要な低周波軸重変動周波数の主成分をfとし、
    λ=V/fで与えられる車両の走行方向に沿った波長λ
    の1/2に等しい間隔をおいて、2組の前記軸重検出部
    を車両の走行方向に前後して設置し、これら2組の軸重
    検出部の出力を検出し、算術平均して軸重測定を行うこ
    とを特徴とする走行車両の軸重測定装置。 2 高速道路の料金所等に設置する走行車両の軸重測定
    装置において、路面に埋設して走行車両の軸重を検出す
    る軸重検出部1組を、左右輪重をそれぞれ別個に検出す
    る2個の輪重検出部をもって構成し、車両の振動の影響
    を除くため、車両の走行速度を■とし、車両の振動にも
    とづく不要な低周波軸重変動周波数の主成分をfとし、
    λ−V/fで与えられる車両の走行方向に沿った波長λ
    の1/2に等しい間隔をおいて、2組の前記軸重検出部
    を車両の走行方向に前後して、かつ走行方向に対して9
    0’以上の角度をなすように設置し、これら2組の軸重
    検出部の出力を検出し、算術平均して軸重測定を行うこ
    とを特徴とする走行車両の軸重測定装置。
JP51046235A 1976-04-23 1976-04-23 走行車両の軸重測定装置 Expired JPS5828533B2 (ja)

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JPS52129552A JPS52129552A (en) 1977-10-31
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