JPS63113321A

JPS63113321A - 車両の積載重量測定装置

Info

Publication number: JPS63113321A
Application number: JP25933386A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Shibuya; 正敏渋谷
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-05-18
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPH068744B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車両の積載重量測定装置に関し、所定の入力
信号により、車両の走行抵抗及びエンジン駆動力を算出
して道路勾配を求めることにより正確な積載重量を測定
できる装置に関するものである。

〔従来の技術〕

最近の自動車には、運転車にギヤ操作方法（シフトアン
プ、シフトダウン）を指示する装置が亀付けられている
が、従来のシフト変更装置では、積載物の重量を考慮し
ないものであったため、重量変化の大きい貨物車両等に
おいては、正確なシフト変更の判断ができず、急坂路で
の走行安定性が確保できなかったり、最適なギヤ段が選
定されないため、燃費が改善されず経済運転ができない
。

このような問題に対処するために、本出願人は特開昭６
１−２４６２１号公報に示されるシフト変更制御装置を
提寓した。この装置は、第４図に示されるように、自動
車の車速、エンジン回転数、エンジン負荷、積載重量の
検出装置４１と、この検出装Ｍ４１から得られる検出信
号により、自動車の加速度を演算し、この加速度と申告
積載重量とファイナルギア申告値とから走行抵抗に相当
する値を求め、最適のギヤ段及びギヤシフト変更のタイ
ミングを決定する制御装Ｎ４２と、この制御装Ｗ４２の
出力信号によりシフト変更を指示する指示装置４３と、
を有するシフト変更装置であり、これにより、自動車の
走行安定性を高めると共に省燃費運転が行えるようにな
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

自動車の省燃費運転及び安定走行を行う場合、特に傾斜
路においては、ギヤ段のシフト変更及びそのタイミング
が極めて重要であり、そのためには正確なｆ！！！重量
と走行路の傾斜角（道路勾配）を把握しなければ適正な
シフト変更を実施することはできない。

ところで、前述の特開昭６１−２４６２１号公報に示さ
れたシフト変更装置では、ｔｌ　Ｉ３！重量を考慮して
いるとはいえ、積載物の推定重量を入力しているに過ぎ
ない、即ち、実際には、正確な重量は分からない場合が
多く、例えば、貨物車両であれば、商品が何個で何ｋｇ
　（梱包等があるため正確には分からない）とか、乗用
車であれば何人で何に、とかのように推定した値を入力
している。そのため、実際の重量と推定重量とに誤差が
生じる。

積載物の重量を自動的に検出する手段としては、停車時
だけ、荷台とシャーシとの高さ関係から、重量を検出す
るもの（例えば実開昭５４−２７４１４号公報に記載さ
れた過積載防止装置）もあるが、板バネの劣化、積載物
の配分のアンバランスによる変化等で検出精度が極めて
悪く使用できない。

従って、本発明の目的は、車両の走行中においても、常
時、正確な積載重量を知ることのできる車両の積載重量
測定装置を提供することに在る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決する手段として、本発明に係る車両
の積載重量測定装置においては、車両の速度、エンジン
回転数及び燃料噴射量の検出手段と、申告積載重量人力
手段と、前記速度と重量から車両の走行抵抗及び前記エ
ンジン回転数と燃料噴射量からエンジン駆動力をそれぞ
れ求めて道路勾配を演算する手段と、該道路勾配を表示
する手段と、前記道路勾配が実際の道路勾配に一致する
ように修正した申告積ａ３１重量を表示する手段と、を
備えている。

〔作　　　用〕

本発明においては、車両の速度、エンジン回転数、燃料
噴射量及び積載重量の申告値がら車両の走行抵抗及びエ
ンジン駆動力を求め、これら走行抵抗及びエンジン駆動
力から更に道路勾配を算出して表示する。そして、この
算出した道路勾配が道路標識等に表示された実際の勾配
に対して一致するよう申告積載量入力手段を修正し、一
致したときの申告積載量を実際の積載量として表示する
。

〔実　施　例）以下、本発明に係る車両の積載重量測定装置の一実施例
を説明する。

まず最初に、本発明において、積載重量を求める前段階
として道路勾配を検出するに至る原理について説明する
。

今、車両の駆動力をＦ、走行抵抗をＲ１加速度をα、総
重量をＷとすると、Ｆ雪Ｒ÷αｕ（１）の関係が成り立ち、総重量Ｗは、車両自体（空荷状態）
の重ＮＷ１、積載重量Ｗ２、そして使用中のギヤ段の段
数ｉで決まる慣性モーメントに相当する重ｉｔ　Ｗ　ｓ
から成り、曾諺１１　＋１１１　＋Ｊ　　　　　　　　　　（２１
となる。但し、積載量Ｉｔ　ｗ　ｚは運転者による推定
の申告値である。

また、走行抵抗Ｒは近似的に、Ｒ−θ（Ｉｌｌ＋＋Ｌ）＋Ｋｔ（Ｗｔ＋Ｌ）＋ＫｇＬ”
　　　　　　＋３１で表わすことができ、θは道路勾配
に関係する量（ラジアン）、Ｋ、はころがり抵抗係数、
Ｋｌは空気抵抗係数、■１は対空車速である。そして道
路勾配をδとすれば、 δ＝θＸＩＱＯ（χ）（４１となり、上記（１）〜（４）式より道路勾配δはδ＝　
（ｐ−α（Ｗ＋Ｊｚ＋Ｗｔ）−に＋（Ｗ＋＋Ｗｚ）−Ｋ
ｚＶ＋”）Ｘ　１００／　（Ｗｒ＋Ｗｇ）　　　　　　
　　＋５１として求まる。

加速度αは時間ΔＴの間に対地速度ｖ８が変化した量△
Ｖ２から、 α”Ｋｓ　（ΔＶｚ／ΔＴ　）　　　　　　　　　＋６
１として求められる。但し、Ｋ、は重力加速度に関する
係数である。そして車両の駆動力Ｆは、エンジンの軸平
均有効圧ＰｔａｅからＦ＝Ｋａ・ｔｔｓ−ＰＩｌｅ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（７１として近似的に求まる。ここでに
４は車両に搭載されたエンジン、ファイナルギヤ、タイ
ヤの種類で決まる係数、μ逸は使用中のギヤ段ｉの減速
比を表わしている。

エンジンの軸平均有効圧Ｐｍｅは第３図のようなＰｍｅ
マツプから、エンジンの回転数Ｎと、燃料噴射制御電圧
りとが分かれば求めることができる。

しかし、エンジンに対して排気ブレーキが作動している
場合には、マツプ上の負のＰｍｅ値より大きくなるため
、補正をしないと正確な道路勾配δを求めることができ
なくなるので、その時には、補正量をＸとし、Ｐｍｅ（
１÷Ｘ）をＰｍｅ値として採用する必要がある。

最終的に、道路勾配δは、（５）〜（７）式よりδ　−
（Ｋｎ・／ｊ　ｉ・Ｐｍｅ−Ｋｓ（１’ｌ＋＋Ｗｔ＋Ｗ
ｉ）×ΔＶＺ／ΔＴ−Ｋｔ（Ｊ＋Ｊ）　−に！Ｖｌ”　
）ｘｌｏＯ／（Ｗ＋＋ｌ’ｌｘ）　　　　　　　　　（
ｓ）トナリ変数Ｗｌ＋　Ｗｉ＋　Ｖ　ｌ＋　Ｖ　Ｘ＋　
Ｉ’　直＋　Ｐ　ｍｅを入力し、係数に、〜に４を記憶
しておけば、（８）式の計算により道路勾配δが求めら
れる。

以上に説明した原理に基づき道路勾配を検出した上で車
両の積載重量を測定する装置のハードウェア構成図を第
１図に示す、ｌは、入力処理回路２と、中央演算処理装
置（ＣＰＵ）３と、上記の各演算式、定数Ｗ　、　、　
Ｗ　、　、μｉｌｌ〜に４を記憶したメモリ４と出力処
理回路５とから成るコントロールユニット、６は積載重
量（申告値）の入力装置、７は対空車速検出器、８は対
地車速検出器、９はエンジン回転数検出器、１０は燃料
噴射制御電圧検出器、１１は排気ブレーキ作動検出器、
１２はクラッチ作動検出器、１３は使用ギヤ段検出器を
示し、検出器６〜１３より得られた信号に基づき、コン
トロールユニットで前述の（８）式を演算し、道路勾配
表示！Ｓ１４に勾配δを表示し、さらに、積載重量検出
器６による申告値と、修正された積載重量とを表示する
記載重量表示器１５を備えている。

尚、対地車速検出器８は、車軸の回転速度を検出するマ
グネチックビックアンプのようなものでよく、対空車速
検出器７は、風車と発Ｔ１Ｎを組み合わせ、車両の外側
に取り付けられるようなものでよい。

また、対空車速を対地車速で代用しても、道路勾配の計
算はできるが走行中の向い風、あるいは追い風によって
走行抵抗に誤差が発生するため、対空車速検出器を用い
た方が精度が良くなる。

また、燃料噴射制御電圧としては、噴射ポンプのラック
位置、コントロールレバー位置、空気流量、マニホール
ドブースト圧等から得ることができる。

次に、第２図はコントロールユニット１のメモリ４に格
納されたプログラムのフローチャートを示す図で、この
フローチャートを参照しながら、車両の積載重量測定装
置の動作を説明する。

最初に、運転者は積載重量が分らないので、積載重量測
定装置６（例えば可変抵抗器）を用いて推定した積載型
Ｉｔ　ｗ　ｚを手動入力する。これと同様にコントロー
ルユニット）は対空車速検出器７、対地車速検出器８、
エンジン回転数検出器９、燃料噴射制御電圧検出器１０
、ギヤ段検出器１３より、それぞれ、対空車速■８、対
地車速ｖｚ、回転数Ｎ、燃料噴射制御電圧し、そして使
用ギヤ段ｌを読み込み、メモリ４に記憶すると共に、積
載重量表示器１５に積載重量検出器６で申告した積載型
１ｗｚを表示しておく、さらに、中央演算処理装置３で
、対地車速Ｖｘを用いて、ΔＴ待時間おける速度ΔＶ、
を求め、車両の加速度αを演算する（ステップ３１）。

次に、クラッチ作動検出器１２により、クラ。

チが「断」であるのか、「接続」であるのかを判定しく
ステップＳ２）、もしクラッチが「断」の時は道路勾配
δを算出できないので、表示器１４での６表示のデータ
更新を行わず、ステップを終了する。クラッチが接続さ
れている場合には、道路勾配δを計算できるので、次の
ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ１で読み込んだエンジン
回転数Ｎと燃料噴射制御電圧りとを用いて、予めメモリ
４に記憶しである第３図に示すＰｍｅマンプより、その
時のＰｓｅ値を求める。

ＰＩｌｅ値が求められたら、そのＰ■ｅ値が負でないか
否かを判定する（ステップＳ４）、もし、Ｐｓｅ値が正
または零であれば、そのＰｓｅ値を用いて道路勾配δの
計算を行うことができるが、Ｐｓｅ値が負の場合に、排
気ブレーキが作動中では、制御力が大きく働くため、そ
のままＰｓｅ値を用いて道路勾配δの計算をすると、誤
差が出てくる。

従って、排気ブレーキが作動しているかど、うかを排気
ブレーキ作動検出器１１の出力から判定しくステップＳ
５）、排気ブレーキが作動していなければ、ステップＳ
３で求めたＰ＋ｍｅ値をそのまま用いて道路勾配δの計
算に移行するが、排気ブレーキが作動中であれば、誤差
が出ないようにするため、補正率Ｘ（例えば０．７）を
考慮に入れて、Ｐｓｅ（１＋ｘ）を補正後のＰｓｅ値と
して採用する（ステップＳ６）。

そしてステップＳ１で読み込んだ使用ギヤ段ｉに対する
、予めメモリ４に記憶された減速ギヤ比μ、を読みだし
、（７）式に基づいて車両の駆動力Ｆを演算する（ステ
ップＳ７）。

駆動力Ｆが求められたところで、予めメモリ４に記憶さ
れている慣性モーメントによる重量Ｗｉと、車両の重量
Ｗ１とを読み出し、ステップＳｌで読み込んだ積載重量
（申告値）Ｗ２及び対空車速ｖ１と、ステップＳ１で演
算した車両の加速度αと、そしてステップＳ７で演算し
た車両の駆動力Ｆとを用いて、前述の（５）式により道
路勾配δを演算する（ステップＳ８）。

そして、ステップＳ８で求めた道路勾配δを道路勾配表
示器１４に表示する（ステップＳ９）。

これは第１図のようなアナログ表示でも、あるいはディ
ジタル表示でも構わない。

以後は、ステップ５１〜Ｓ９を繰り返して実行する。

ところが、表示された道路勾配δはあくまでも運転者の
自己申告による積載１ｆｆｉＷ！に対する仮定値であり
、実際の積載重量を表わしているわけではない、そこで
、次に述べる操作をすることにより、正確な値を求める
ことができる。

まず、運転者は、道路標識あるいは地図に道路勾配が表
示されている場所で、または感覚的に明らかに勾配を判
断できる場所（例えば、平坦路）で、道路勾配表示器１
４が、それらの場所の道路勾配に一致するように、積載
重量入力装置６で積載重量申告値を変更してやる。

このようにして表示された道路勾配と実際の道路勾配と
が一致した時、積載重量表示器１５に表示された重量が
実際の正確な積！１重量を表わしていることとなる。

以後、この積載重量申告値を変更しなければ（同一の積
載物であれば）、各検出器７〜１３の検出信号に基づき
、コントロールユニット１で道路勾配δが演算され、道
路勾配表示器１４に走行中の正確な道路勾配δが表示さ
れる。

尚、表示器１５はコントロールユニット１において計算
された総重量Ｗ　＋　＋　Ｗ　ｚ　＋　Ｗ　！を表示す
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の車両の積載重量測定装置では、
車両の速度とエンジン回転数と燃料噴射と積載重量の申
告値とにより道路勾配を算出し、これと実際の道路勾配
とを対比し、積載重量を修正して実際の負の積載重量を
得るようにしたので、車両の走行中であっても正確な積
載重量を知ることができる。これにより、トラック等の
積載重量の運行管理が実施できることとなる。

更に、積載重量の申告値を一旦正確な道路勾配に合わせ
てしまえば、以後、コントロールユニットは正確な走行
抵抗を計算でき、正確な道路勾配が自動的に表示され、
道路勾配検出装置としての機能も果たすことができる。

そして、このような積載ｆｆｉ量測定装置をシフト変更
装置に応用すれば、正確な道路勾配と積載重量とを知る
ことにより、正確なシフト変更の指示ができ、急坂路に
おける走行安全性が確保でき、最適なギヤ段が選定され
て燃費が改善される効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車両の積載重量測定装置の一実
施例を示すハードウェア構成図、第２図は、本発明のコ
ントロールユニットで実行されるプログラムのフローチ
ャート図、第３図は、軸平均を動圧力Ｐｉｅのマツプを
示すグラフ図、第４図は、従来から用いられているシフト変更装置のハ
ードウェア構成図、である。第１図において、１はコントロールユニット、４はメモ
リ、６〜１３は各種検出器、１４．１５は表示器、を示
す。図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。特　許出願人　　いす−白動車株式会社代理人弁理士　
　茂　　泉　　修　　司第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車両の速度、エンジン回転数及び燃料噴射量の検
出手段と、申告積載重量入力手段と、前記速度と重量か
ら車両の走行抵抗及び前記エンジン回転数と燃料噴射量
からエンジン駆動力をそれぞれ求めて道路勾配を演算す
る手段と、該道路勾配を表示する手段と、前記道路勾配
が実際の道路勾配に一致するように修正した申告積載重
量を表示する手段と、を備えたことを特徴とする車両の
積載重量測定装置。
（２）前記車速は、対空車速と対地車速を含んでいる特
許請求の範囲第１項に記載の車両の積載重量測定装置。
（３）前記演算手段は、前記エンジン回転数と燃料噴射
量とから求まるエンジンの軸平均有効圧が負のとき、排
気ブレーキが作動中であれば、前記軸平均有効圧を補正
するものである特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
の車両の積載重量測定装置。