(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有料道路の料金所の入口レーンに設置され、走行状態における車両の各軸重及び総重量を算出し、この算出した各軸重及び総重量が各々の閾値に基づいて異常であるか否かを判定し、この判定結果が異常であるときに、その異常である旨の情報を前記車両に搭載されたＥＴＣ車載器へ送信するように構成された第１の車両計測装置と、
前記車両に搭載され、前記第１の車両計測装置から送信されてきた情報を音声で出力するように構成された前記ＥＴＣ車載器と
を備えた有料道路の車両計量システム。
【請求項２】
前記料金所より車両進行方向前方に設けられた待避場所に設置され、前記第１の車両計測装置よりも高い精度で前記車両の各軸重及び総重量を算出する第２の車両計測装置をさらに備え、
前記第１の車両計測装置は、前記算出した前記各軸重及び総重量のいずれかの判定結果が異常であるときに、前記第２の車両計測装置で再計測する指示を示す情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成された、請求項１に記載の有料道路の車両計量システム。
【請求項３】
前記第１の車両計測装置は、さらに、
前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置のうちの少なくとも一方の重心位置を算出し、この算出した重心位置が異常であるか否かを所定の基準に基づいて判定し、この判定結果が異常であるときに、その異常である旨の情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成された、請求項１に記載の有料道路の車両計量システム。
【請求項４】
前記料金所より車両進行方向前方に設けられた待避場所に設置され、前記第１の車両計測装置よりも高い精度で前記車両の各軸重及び総重量と前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置のうちの少なくとも前記一方の重心位置とを算出する第２の車両計測装置をさらに備え、
前記第１の車両計測装置は、前記算出した前記各軸重、総重量及び重心位置のいずれかの判定結果が異常であるときに、前記第２の車両計測装置で再計測する指示を示す情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成された、請求項３に記載の有料道路の車両計量システム。
【請求項５】
前記第１の車両計測装置は、前記算出した前記各軸重、総重量及び重心位置のいずれかの判定結果が異常であるときに、前記料金所より車両進行方向前方に設けられた待避場所へ案内する情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成された、請求項３に記載の有料道路の車両計量システム。
【請求項６】
前記第１の車両計測装置は、さらに、
前記車両の最前方の車軸から最後方の車軸までの距離に対する、前記車両の最前方の車軸から前記車両の全長方向の重心位置までの距離の比率を相対的重心位置として算出し、この相対的重心位置を示す情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成された、請求項３に記載の有料道路の車両計量システム。
【請求項７】
前記ＥＴＣ車載器は、
自身が搭載されている前記車両のトレッド幅及び各車軸間の軸間距離の情報を予め記憶しており、この記憶している情報を前記第１の車両計測装置へ送信するように構成され、
前記第１の車両計測装置は、
前記車両の各輪重を算出するように構成されるとともに、前記ＥＴＣ車載器から送信されてきた前記車両のトレッド幅及び各車軸間の軸間距離の情報と、前記算出した各輪重及び各軸重とに基づいて前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置を算出するように構成された、請求項３に記載の有料道路の車両計量システム。
【請求項８】
前記第１の車両計測装置は、
前記車両の左側の車輪が順次通過する左側荷重計測部と、前記車両の右側の車輪が順次通過する右側荷重計測部と、重心位置算出手段とを有し、
前記左側荷重計測部及び前記右側荷重計測部のそれぞれは、
前記車両の進行方向に第１の長さを有し、前記車両の左右いずれかの車輪が通過する載荷板と、
前記車両の幅方向に第１の間隔をおいて配され、前記幅方向における前記載荷板の両端部を支持する複数の荷重センサとを有し、
前記左側荷重計測部の載荷板と前記右側荷重計測部の載荷板とが前記幅方向に並んで所定位置に配され、
前記重心位置算出手段は、
前記車両の各々の車軸が前記載荷板上を通過するときの前記左側及び右側荷重計測部の前記複数の荷重センサの荷重信号及び前記第１の間隔に基づいて前記各々の車軸の荷重重心位置を算出し、この各々の車軸の荷重重心位置と各々の車軸の軸重とに基づいて前記車両の幅方向の重心位置を算出するように構成されるとともに、
前記荷重センサの荷重信号に基づいて前記車両の前記各々の車軸が前記載荷板上を通過するのに要する通過時間を求めるとともに、任意の一の前記車軸が前記載荷板上を通過し始めたときから次の前記車軸が前記載荷板上を通過し始めるまでの移動時間を求め、前記通過時間と前記移動時間と前記載荷板の前記第１の長さとに基づいて隣り合う車軸間の軸間距離を算出し、この算出した軸間距離と各軸重とに基づいて前記車両の全長方向の重心位置を算出するように構成された、請求項３に記載の有料道路の車両計量システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有料道路の車両計量システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速道路等の有料道路の入口レーンに軸重計を設置して車両の軸重、総重量を計測している（例えば、特許文献１参照）。そして軸重もしくは総重量が違反の場合（法令で定められた制限値を超えた場合）は、違反車両に対して車両進行方向前方に設置された警告表示板に“軸重違反”等の文字を点灯して運転手に報知している。これは、道路や橋脚へのダメージを減らすために、その主原因である過積載車両、軸重超過車両を特定することで違反車両を減少させることを目的としている。
【０００３】
また、特許文献２には、車両の幅方向（左右方向）の重心位置及び全長方向（前後方向）の重心位置を求めることができる車両計測装置が記載されている。また、特許文献３には、トラックが載台上に載って停止する過程において、トラックの総重量、軸重及び輪重等を測定することができるトラックスケールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９２２８３号公報
【特許文献２】特開平６−５８７９６号公報
【特許文献３】特開２００６−３２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、高速道路等の有料道路ではＥＴＣシステムが普及し、料金所入口レーン（ＥＴＣレーン）の通行速度が速い上に、レーン道路幅が狭いこともあり、違反車両の運転手は、前方の安全に注意を払っていて警告表示板の点灯に気付かない場合がある。そのため、違反車両の運転手は意識して警告表示板を見ない限り、警告されていることを把握できない。また、入口レーンが渋滞している場合や大型車両が連続接近して通行している場合には、どの車両に対して警告表示しているのかがわからず、違反車両の運転手が自身への警告であると認識できないこともある。また、車両の水平重心位置（車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置）に関する情報については運転手に報知されていない。
【０００６】
現在、高速道路等に設置されている軸重計では、車両の水平重心位置を求めることはできない。また、特許文献２に記載の車両計測装置では、車両の水平重心位置を求めることができるが、そのためには車両の車軸間の軸間距離及び左右の車輪間の幅（トレッド幅）を予め情報として取得（記憶）しておく必要がある。
【０００７】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、総重量違反であるというような車両の重量異常に関する情報を運転手に確実に伝達することができる有料道路の車両計量システムを提供することを目的としている。また、本発明は、異常な偏荷重であるというような重心位置異常に関する情報も運転手に確実に伝達することができる有料道路の車両計量システムを提供することを目的としている。また、本発明は、車両のトレッド幅及び軸間距離の情報を用いなくても車両の幅方向及び全長方向の重心位置を算出することができる車両計測装置を実現し、それを用いて重心位置異常に関する情報を生成し運転手に確実に伝達することができる有料道路の車両計量システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の有料道路の車両計量システムは、有料道路の料金所の入口レーンに設置され、走行状態における車両の各軸重及び総重量を算出し、この算出した各軸重及び総重量が各々の閾値に基づいて異常であるか否かを判定し、この判定結果が異常であるときに、その異常である旨の情報を前記車両に搭載されたＥＴＣ車載器へ送信するように構成された第１の車両計測装置と、前記車両に搭載され、前記第１の車両計測装置から送信されてきた情報を音声で出力するように構成された前記ＥＴＣ車載器とを備えている。
【０００９】
この構成によれば、第１の車両計測装置によって、車両を停止させることなく走行状態において、同車両の各軸重及び総重量を算出し、それらの値が異常であるか否かを判定し、異常であるときにその異常である旨の情報をＥＴＣ車載器へ送信し、ＥＴＣ車載器から異常である旨の情報が音声出力されるので、車両の運転手に総重量違反（総重量超過）であるというような車両の重量異常に関する情報を確実に伝達することができる。
【００１０】
なお、上記構成において、前記第１の車両計測装置は、前記算出した前記各軸重及び総重量のいずれかの判定結果が異常であるときに、前記料金所より車両進行方向前方に設けられた待避場所へ案内する情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成されていてもよい。これにより、運転手は、車両を待避場所で停止させ、積荷の点検を行い、その後の安全走行に貢献できる。例えば、積荷をロープで固定している場合にはロープの本数を増やすなどして積荷落下の対策をとり、その後の安全走行に貢献できる。
【００１１】
また、前記料金所より車両進行方向前方に設けられた待避場所に設置され、前記第１の車両計測装置よりも高い精度で前記車両の各軸重及び総重量を算出する第２の車両計測装置をさらに備え、前記第１の車両計測装置は、前記算出した前記各軸重及び総重量のいずれかの判定結果が異常であるときに、前記第２の車両計測装置で再計測する指示を示す情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成されていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、第１の車両計測装置によって異常と判定された車両の運転手は、精度の高い第２の車両計測装置によって再計測することで、より正確な情報を得ることができる。また、待避場所で、積荷の点検を行い、その後の安全走行に貢献できる。
【００１３】
また、前記第１の車両計測装置は、さらに、前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置のうちの少なくとも一方の重心位置を算出し、この算出した重心位置が異常であるか否かを所定の基準に基づいて判定し、この判定結果が異常であるときに、その異常である旨の情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成されていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、第１の車両計測装置は、算出した車両の重心位置が異常であるときにその異常である旨の情報をＥＴＣ車載器へ送信し、ＥＴＣ車載器から異常である旨の情報が音声出力されるので、車両の運転手に総重量違反であるというような車両の重量異常に関する情報のみならず、異常な偏荷重であるというような重心位置異常に関する情報も確実に伝達することができる。
【００１５】
また、前記料金所より車両進行方向前方に設けられた待避場所に設置され、前記第１の車両計測装置よりも高い精度で前記車両の各軸重及び総重量と前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置のうちの少なくとも前記一方の重心位置とを算出する第２の車両計測装置をさらに備え、前記第１の車両計測装置は、前記算出した前記各軸重、総重量及び重心位置のいずれかの判定結果が異常であるときに、前記第２の車両計測装置で再計測する指示を示す情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成されていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、第１の車両計測装置によって異常と判定された車両の運転手は、精度の高い第２の車両計測装置によって再計測することで、より正確な情報を得ることができる。また、待避場所で、積荷が片寄っていないかなどの積荷の点検を行い、その後の安全走行に貢献できる。
【００１７】
また、前記第１の車両計測装置は、前記算出した前記各軸重、総重量及び重心位置のいずれかの判定結果が異常であるときに、前記料金所より車両進行方向前方に設けられた待避場所へ案内する情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成されていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、運転手は、車両を待避場所で停止させ、積荷が片寄っていないかなどの積荷の点検を行い、その後の安全走行に貢献できる。例えば、積荷をロープで固定している場合にはロープの本数を増やすなどして積荷落下の対策をとり、その後の安全走行に貢献できる。
【００１９】
また、前記第１の車両計測装置は、さらに、前記車両の最前方の車軸から最後方の車軸までの距離に対する、前記車両の最前方の車軸から前記車両の全長方向の重心位置までの距離の比率を相対的重心位置として算出し、この相対的重心位置を示す情報も前記ＥＴＣ車載器へ送信するように構成されていてもよい。
【００２０】
この構成によれば、ＥＴＣ車載器から相対的重心位置が運転手に通知されることにより、運転手が車両の全長方向の重心位置を感覚的に把握することができる。
【００２１】
また、前記ＥＴＣ車載器は、自身が搭載されている前記車両のトレッド幅及び各車軸間の軸間距離の情報を予め記憶しており、この記憶している情報を前記第１の車両計測装置へ送信するように構成され、前記第１の車両計測装置は、前記車両の各輪重を算出するように構成されるとともに、前記ＥＴＣ車載器から送信されてきた前記車両のトレッド幅及び各車軸間の軸間距離の情報と、前記算出した各輪重及び各軸重とに基づいて前記車両の幅方向の重心位置及び全長方向の重心位置を算出するように構成されていてもよい。
【００２２】
また、前記第１の車両計測装置は、前記車両の左側の車輪が順次通過する左側荷重計測部と、前記車両の右側の車輪が順次通過する右側荷重計測部と、重心位置算出手段とを有し、前記左側荷重計測部及び前記右側荷重計測部のそれぞれは、前記車両の進行方向に第１の長さを有し、前記車両の左右いずれかの車輪が通過する載荷板と、前記車両の幅方向に第１の間隔をおいて配され、前記幅方向における前記載荷板の両端部を支持する複数の荷重センサとを有し、前記左側荷重計測部の載荷板と前記右側荷重計測部の載荷板とが前記幅方向に並んで所定位置に配され、前記重心位置算出手段は、前記車両の各々の車軸が前記載荷板上を通過するときの前記左側及び右側荷重計測部の前記複数の荷重センサの荷重信号及び前記第１の間隔に基づいて前記各々の車軸の荷重重心位置を算出し、この各々の車軸の荷重重心位置と各々の車軸の軸重とに基づいて前記車両の幅方向の重心位置を算出するように構成されるとともに、前記荷重センサの荷重信号に基づいて前記車両の前記各々の車軸が前記載荷板上を通過するのに要する通過時間を求めるとともに、任意の一の前記車軸が前記載荷板上を通過し始めたときから次の前記車軸が前記載荷板上を通過し始めるまでの移動時間を求め、前記通過時間と前記移動時間と前記載荷板の前記第１の長さとに基づいて隣り合う車軸間の軸間距離を算出し、この算出した軸間距離と各軸重とに基づいて前記車両の全長方向の重心位置を算出するように構成されていてもよい。
【００２３】
この構成によれば、第１の車両計測装置は、車両のトレッド幅及び軸間距離が不明でも、車両の幅方向及び全長方向の重心位置を算出することができる。すなわち、第１の車両計測装置は、車両のトレッド幅及び軸間距離の情報を用いなくても車両の幅方向及び全長方向の重心位置を算出することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以上に説明した構成を有し、総重量違反であるというような車両の重量異常に関する情報等を運転手に確実に伝達することができる有料道路の車両計量システムを提供することができるという効果を奏する。また、本発明は、異常な偏荷重であるというような重心位置異常に関する情報も運転手に確実に伝達することができる有料道路の車両計量システムを提供することができるという効果を奏する。また、本発明は、車両のトレッド幅及び軸間距離の情報を用いなくても車両の幅方向及び全長方向の重心位置を算出することができる車両計測装置を実現し、それを用いて重心位置異常に関する情報を生成し運転手に確実に伝達することができる有料道路の車両計量システムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態の有料道路の車両計量システムの構成を示す概念図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態の車両計量システムにおける第１の車両計測装置の車両計測部の平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、図２（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態の車両計量システムの第１の車両計測装置の構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態において被測定対象となる一車両の平面図であり、（ｂ）は、同車両の側面図である。
【図５】本発明の実施形態における第１の車両計測装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は、本発明の実施形態において被測定対象となる一車両の平面図であり、（ｂ）は、同車両の側面図である。
【図７】（ａ）は、車両が載荷板上を通過するときに、左側載荷板が受ける荷重の経時変化を示す図であり、（ｂ）は、同車両の第１軸が載荷板上を通過するときに、第１軸の左側車輪（タイヤ）の左側載荷板上の通過状態を示す図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態における第１の車両計測装置の車両計測部の他の構成例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００２７】
（実施形態）
図１は、本実施形態の有料道路の車両計量システムの構成を示す概念図である。また、図２（ａ）は、本実施形態の車両計量システムにおける第１の車両計測装置の車両計測部の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。また、図３は、本実施形態の車両計量システムの第１の車両計測装置の構成を示すブロック図である。
【００２８】
本実施形態の車両計量システムは、車両１に搭載されたＥＴＣ（Electric Toll Collection；自動料金収受システム）車載器２と、第１の車両計測装置３と、第２の車両計測装置１０とを有している。第１の車両計測装置３は、高速道路等の有料道路の料金所の入口付近に設置されている。第２の車両計測装置１０は、待避場所ＰＡに設置され、第１の車両計測装置３において異常と判定された車両１を計測対象とする。第２の車両計測装置１０が設置される待避場所ＰＡは、例えば、料金所より車両進行方向前方の車両が通行する本線のわきに設けられた所定の場所、あるいは、次のパーキングエリア内の所定の場所等である。
【００２９】
第１の車両計測装置３は、計量制御装置４と、料金所の入口レーン（ＥＴＣレーン）に設置された車両計測部５と、ＥＴＣ制御装置８が車両１に搭載されたＥＴＣ車載器（ＥＴＣアンテナを含む）２と通信を行うためのＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication；専用狭域通信）アンテナ６と、車両分離器７と、ＥＴＣ車載器２と通信を行うＥＴＣ制御装置８の通信機能とによって構成される。車両分離器７は、光センサ等を用いて構成され、車両を１台ごとに分離して検知するものである。
【００３０】
ここでは、ＤＳＲＣアンテナ６及びＥＴＣ制御装置８はＥＴＣシステムと共用されている。ＥＴＣシステムは、ＤＳＲＣアンテナ６、ＥＴＣ制御装置８及び発進制御棒９等によって構成されている。ＥＴＣ制御装置８は、ＤＳＲＣアンテナ６を介してＥＴＣ車載器２と無線通信を行い、ＥＴＣ車載器２から所定の情報を受け取り、また、通行料金等の情報をＥＴＣ車載器２へ送信する。ＥＴＣ車載器２にはスピーカが内蔵され、通行料金等の情報が音声出力される。また、ＥＴＣ制御装置８は、発進制御棒９の開閉を制御する。なお、ＥＴＣ車載器２には、ＥＴＣ制御装置８と相互に無線通信するための通信手段としての通信回路と、制御手段としてのＣＰＵと、ＣＰＵのプログラムや各種のデータを記憶する記憶手段としてのメモリと、音声出力手段としての前述のスピーカなどが備えられ、ＥＴＣカードがセットされている。また、ＥＴＣ制御装置８については、以下では、主に、本実施形態の車両計量システムに寄与する機能についての説明をする。
【００３１】
車両計測部５は、図２（ａ）に示すように、左側荷重計測部５Ｌと右側荷重計測部５Ｒとが車両進行方向（矢印５３で示す方向）と直交する方向に並んで配置されてなる。左側荷重計測部５Ｌには、左側の車輪が載って通過する方形の左側載荷板５１Ｌと、車両の幅方向および進行方向にそれぞれ所定の間隔（ｂ、ｃ）をおいて配され、左側載荷板５１Ｌを支持する複数のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４とを備えている。ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４は、方形の左側載荷板５１Ｌの四隅を支持するように配置されている。同様に、右側荷重計測部５Ｒには、右側の車輪が載って通過する方形の右側載荷板５１Ｒと、車両の幅方向および進行方向にそれぞれ所定の間隔（ｂ、ｃ）をおいて配され、右側載荷板５１Ｒを支持する複数のロードセルＬＣ５〜ＬＣ８とを備えている。ロードセルＬＣ５〜ＬＣ８は、方形の右側載荷板５１Ｒの四隅を支持するように配置されている。また、左右の荷重計測部５Ｌ、５Ｒにおいて、２つの載荷板５１Ｌ、５１Ｒの隣接する側に配置されるロードセルＬＣ３、ＬＣ４とロードセルＬＣ５、ＬＣ６とは間隔Ｓをおいて配置される。なお、間隔ｂ、ｃ、Ｓはロードセルの中心間の距離である。また、載荷板５１Ｌ，５１Ｒの車両進行方向の長さはＤである。車両計測部５は、２つの載荷板５１Ｌ，５１Ｒのタイヤと接する表面（上面）が路面５２と同じ高さとなるように設置されている。図２（ａ）では、車両１の第１軸（最前方の車軸）の左側車輪のタイヤ１ＴＬ及び右側車輪のタイヤ１ＴＲが例示されている。
【００３２】
計量制御装置４は、例えば、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）及びメモリ等によって構成され、図３に示すように、荷重センサである各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ８からの荷重信号を入力するとともに、車両分離器７から車両検知信号を入力する。なお、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ８には、例えばアナログロードセルの荷重信号を増幅及びＡ／Ｄ変換してデジタル出力するデジタルロードセルを用いている。
【００３３】
また、計量制御装置４は、ＥＴＣ制御装置８と互いに必要な情報の授受が可能なように接続されている。
【００３４】
計量制御装置４は、重量算出手段４ａ、重心位置算出手段４ｂ、重量異常判定手段４ｃ、重心異常判定手段４ｄ及び後述する異常情報等の運転手へ通知する情報（通知情報）を生成する通知情報生成手段４ｅ等として機能する。なお、計量制御装置４は、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して本実施形態における計量制御装置４として機能するよう構成されていてもよい。
【００３５】
車両１に搭載されたＥＴＣ車載器２には、同車両１のトレッド幅及び軸間距離等の車両情報が内部のメモリに予め記憶されている。ＥＴＣ制御装置８は、本車両計量システムにおける通信手段８ａとして機能し、ＥＴＣ車載器２から車両１のトレッド幅及び軸間距離等の車両情報を受信し、それらの情報を計量制御装置４へ与えるとともに、計量制御装置４から与えられる通知情報をＥＴＣ車載器２へ送信する。
【００３６】
車両１は、料金所の入口レーンに設置された車両計測部５上を通過する。この通過時に第１の車両計測装置３によって、各輪重、各軸重、車両総重量、及び車両の水平重心位置が求められる。
【００３７】
図４は、本実施形態において被測定対象となる車両の一例を示す図であり、図４（ａ）は、同車両の平面図であり、図４（ｂ）は、同車両の側面図である。この車両１は、４軸（車軸数が４）のトラックである。
【００３８】
図５は、第１の車両計測装置３の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、計量制御装置４の制御によって実現される。
【００３９】
計量制御装置４は、車両分離器７から車両１の検知信号を入力すると（ステップＳ１）、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ８から入力される荷重信号に基づいて、車輪（タイヤ）が載荷板５１Ｌ，５１Ｒに載ったか否かを判定し（ステップＳ２）、載った場合には、上記荷重信号に基づいて左右の輪重を算出し（ステップＳ３）、左右の輪重を合計して軸重を算出する（ステップＳ４）。このようにして、車両が検知されている間に、各輪重及び各軸重が求められる。
【００４０】
また、計量制御装置４は、車両分離器７から車両１の検知信号を入力すると（ステップＳ１）、車両１が検知されなくなるまでの間に、ＥＴＣ制御装置８がＤＳＲＣアンテナ６を介してＥＴＣ車載器２から受信した車両情報をＥＴＣ制御装置８から取得する。そのため、ＥＴＣ制御装置８に車両情報を受信したか否かを問い合わせ（ステップＳ６）、受信していれば、ＥＴＣ制御装置８から車両情報を取得する（ステップＳ７）。なお、ＥＴＣ制御装置８は、計量制御装置４からの問い合わせ（ステップＳ６）に応じて、ＥＴＣ車載器２から車両情報を受信していれば計量制御装置４へ与える。また、計量制御装置４は、ＥＴＣ制御装置８から車両情報を取得すれば、その後は、ステップＳ６、Ｓ７の処理を行わずに、車輪（タイヤ）が載荷板５１Ｌ，５１Ｒに載るたびに、ステップＳ３、Ｓ４の処理を行うものとする。
【００４１】
計量制御装置４は、ステップＳ８で、車両１の総重量を算出する。次にステップＳ９では、車両１の水平重心位置を算出する。
【００４２】
次にステップＳ１０では、各計測値（輪重、軸重、車両総重量、車両の水平重心位置）について異常判定処理を行う。この異常判定処理では、例えば、各計測値が各々について定められている閾値を超えたか否かの判定を行い、閾値を超えた計測値があればその計測値が異常であると判定する。そして、異常であると判定した計測値が有れば、ステップＳ１２へ進む（ステップＳ１１）。
【００４３】
ステップＳ１２では、異常情報と、待避場所ＰＡの第２の車両計測装置１０での再計測の指示を示す情報（再計測指示情報）とからなる通知情報を生成し、その通知情報をＥＴＣ制御装置８に与えて、ＥＴＣ制御装置８からＥＴＣ車載器２へ送信させる。異常情報とは、ステップＳ１０での異常判定処理において異常と判定された計測値等についてその計測値等が異常である旨を示す情報であり、総重量違反（車両総重量が異常）などの情報である。例えば、ＥＴＣ制御装置８に、「総重量違反です。２００ｍ先の待避場所で、再計量してください。」という内容の情報をＥＴＣ車載器２へ送信させ、ＥＴＣ車載器２から同内容を音声で出力させる。前半の「総重量違反です。」が異常情報であり、後半の「２００ｍ先の待避場所で、再計量してください。」が再計測指示情報である。
【００４４】
以上の動作において、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ８は計量制御装置４の重量算出手段４ａとしての機能であり、ステップＳ９は重心位置算出手段４ｂとしての機能であり、ステップＳ１０は重量異常判定手段４ｃ及び重心異常判定手段４ｄとしての機能である。
【００４５】
そして、ステップＳ１２の指示を受けた車両１は、待避場所ＰＡへ進み、第２の車両計測装置１０にて再計量する。
【００４６】
第２の車両計測装置１０では、例えば第１の車両計測装置３の場合と同様、ＥＴＣ車載器２から車両情報（トレッド幅及び軸間距離等）を取得するように構成されている。そして、車両１の各輪重、各軸重、車両総重量及び水平重心位置等を第１の車両計測装置３よりも正確に計測するとともに、それらの計測値について第１の車両計測装置３におけるステップＳ１０と同様の異常判定処理を行い、異常な計測値が有る場合にはそれに関する異常情報を生成し、運転手に報知する。この場合、第１の車両計測装置３の場合と同様、ＥＴＣ車載器２で報知するようにしてもよいし、電光表示板のような表示装置で表示させるようにしてもよい。
【００４７】
第２の車両計測装置１０は、第１の車両計測装置３よりも各計測値を高精度に計測できるものである。第１の車両計測装置３は、走行状態における車両１を計測するものであるが、第２の車両計測装置１０は、停止状態における車両１を計測するものである。第２の車両計測装置１０は、例えば、車両１の全てのタイヤの各々が載荷板に載って、同時に各輪重を計測できるように構成されていてもよい。また、第２の車両計測装置１０として、例えば、第１の車両計測装置３と同様の構成のものを用いてもよい。この場合、車両１の第１軸〜第４軸の各軸の左右のタイヤを順番に左右の載荷板５１Ｌ、５１Ｒ（図２参照）に載せ、各軸の左右のタイヤが左右の載荷板５１Ｌ、５１Ｒに載るたびに車両１を停止させて計測すれば、走行状態の車両１を計測する第１の車両計測装置３よりも精度よく計測することができる。また、第２の車両計測装置１０が、車両の水平重心位置に加え、高さ方向の重心位置をも算出できるものであればより好ましい。
【００４８】
〔車両の輪重、軸重及び車両総重量の算出方法〕
次に、第１の車両計測装置３による車両総重量等の算出方法について詳しく説明する。
【００４９】
まず、車両１の各輪重、各軸重及び車両総重量の算出方法を説明する。
【００５０】
例えば、図４に示すように４軸の車両１の場合、車両１の前寄りの車軸から順番に第１軸（最前方の車軸）、第２軸、第３軸、第４軸（最後方の車軸）とする。そして、第１軸の左側輪重をＷ１Ｌ、右側輪重をＷ１Ｒとし、第２軸の左側輪重をＷ２Ｌ、右側輪重をＷ２Ｒとし、第３軸の左側輪重をＷ３Ｌ、右側輪重をＷ３Ｒとし、第４軸の左側輪重をＷ４Ｌ、右側輪重をＷ４Ｒとする。
【００５１】
計量制御装置４は、載荷板５１Ｌ，５１Ｒに第１軸の車輪が載ったときに、左側荷重計測部５ＬのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４から入力される各荷重信号によって示される重量値を合計することにより第１軸の左側輪重Ｗ１Ｌを算出し、右側荷重計測部５ＲのロードセルＬＣ５〜ＬＣ８から入力される各荷重信号によって示される重量値を合計することにより第１軸の右側輪重Ｗ１Ｒを算出する。同様にして、第２軸の左側輪重Ｗ２Ｌ及び右側輪重Ｗ２Ｒと、第３軸の左側輪重Ｗ３Ｌ及び右側輪重Ｗ３Ｒと、第４軸の左側輪重Ｗ４Ｌ及び右側輪重Ｗ４Ｒを算出する。
【００５２】
そして、第１軸の軸重Ｗ１、第２軸の軸重Ｗ２、第３軸の軸重Ｗ３、及び第４軸の軸重Ｗ４を、それぞれ以下の式に基づいて算出する。
Ｗ１＝Ｗ１Ｒ＋Ｗ１Ｌ
Ｗ２＝Ｗ２Ｒ＋Ｗ２Ｌ
Ｗ３＝Ｗ３Ｒ＋Ｗ３Ｌ
Ｗ４＝Ｗ４Ｒ＋Ｗ４Ｌ
さらに、車両総重量ＷＴを次式により算出する。
ＷＴ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４
以上のようにして、車両１の各輪重、各軸重及び総重量を算出できる。
【００５３】
〔車両の水平重心位置の算出方法〕
つぎに、車両１の水平重心位置の算出方法を説明する。この水平重心位置としては、車両全体の幅方向（左右方向）重心位置と全長方向（前後方向）重心位置とを求める。
【００５４】
車両全体の重心Ｇの水平位置は、例えば図４に示すように、車両１の全長方向（前後方向）をＸ軸方向、幅方向（左右方向）をＹ軸方向として、Ｘ軸は車両１の第１軸の車軸の位置を原点（０）として車両全長方向の重心位置を示す値をＸＧとし、Ｙ軸はトレッド幅中央を原点（０）として車両幅方向の重心位置を示す値をＹＧとして、ＸＧ、ＹＧを求める。
【００５５】
＜車両幅方向の重心位置ＹＧの求め方＞
まず、車両１の４軸の右側輪重の総和ＷＲ、左側輪重の総和ＷＬとを以下の式により算出する。
ＷＲ＝Ｗ１Ｒ＋Ｗ２Ｒ＋Ｗ３Ｒ＋Ｗ４Ｒ
ＷＬ＝Ｗ１Ｌ＋Ｗ２Ｌ＋Ｗ３Ｌ＋Ｗ４Ｌ
つぎに、図４（ａ）に示すように、トレッド幅をＬＲＬとし、トレッド幅の右端から重心Ｇまでの幅方向の距離をＹＲとすれば、ＹＲは次の式で示すことができる。なお、トレッド幅ＬＲＬは、ＥＴＣ車載器２から取得された値である。
【００５６】
ＹＲ＝ＬＲＬ・ＷＬ／（ＷＲ＋ＷＬ）
したがって、Ｘ軸より左側を正の値とした場合の車両の幅方向の重心位置ＹＧは、次の式で示すことができ、同式に基づいて重心位置ＹＧを算出する。
【００５７】
ＹＧ＝ＬＲＬ・ＷＬ／（ＷＲ＋ＷＬ）−ＬＲＬ／２
＝ＬＲＬ〔ＷＬ／（ＷＲ＋ＷＬ）−１／２〕
車両幅方向の中心線（Ｘ軸）より右側に重心位置がある場合はＹＧ＜０となり、左側に重心位置がある場合はＹＧ＞０となる。
【００５８】
＜車両全長方向の重心位置ＸＧの求め方＞
図４（ｂ）に示すように、第１軸〜第２軸間の軸間距離をＬ１、第２軸〜第３軸間の軸間距離をＬ２、第３軸〜第４軸間の軸間距離をＬ３とする。ここで、軸間距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３はＥＴＣ車載器３から取得した軸間距離である。また、Ｌは、最前軸（ここでは第１軸）と最後軸（ここでは第４軸）との距離であり、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３の式から算出する。
【００５９】
そして、図４（ｂ）に示すように、最前軸（第１軸）と最後軸（第４軸）との中心位置から重心Ｇまでの全長方向の距離をａとすると、第１軸を原点としたときの車両全長方向の重心位置ＸＧは、次の（１）式で示される。
ＸＧ＝ａ＋（Ｌ/２）  ・・・（１）
上記の距離ａと、軸間距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と、先に算出した各軸重Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４とを用いたモーメントのつりあいの式から次のように距離ａを算出することができる。
【００６０】
【数１】
0005517871.tif 000002
【００６１】
したがって、（１）式に上記ａを代入した式を用いて車両全長方向の重心位置ＸＧを算出する。
【００６２】
なお、上記では、計量制御装置４は、ＥＴＣ車載器２から取得したトレッド幅ＬＲＬと軸間距離Ｌ１〜Ｌ３とを用いて車両の水平重心位置（ＹＧ、ＸＧ）を求めたが、次に述べる車両水平重心位置の第２の算出方法によって、車両の水平重心位置を求めるようにしてもよい。この算出方法によれば、トレッド幅及び軸間距離をＥＴＣ車載器２から取得しなくてもよい。
【００６３】
〔車両水平重心位置の第２の算出方法〕
＜第２の算出方法による車両幅方向の重心位置ＹＧの求め方＞
図６及び図２を参照しながら車両幅方向の重心位置ＹＧの他の求め方を説明する。図６は、図４と同様の被測定対象となる車両の一例を示す図であり、図６（ａ）は、同車両の平面図であり、図６（ｂ）は、同車両の側面図である。
【００６４】
図６において、図４と同一符号は同一のものであり、図６（ａ）において、Ｇ１、・・・、Ｇ４は、それぞれ第１軸、・・・、第４軸の荷重重心位置を示す。また、ｅ１、・・・、ｅ４は、それぞれトレッド幅中央を原点（０）とするＹ軸における第１軸、・・・、第４軸の荷重重心位置（位置座標）を示す。
【００６５】
それぞれのロードセルＬＣ１、・・・、ＬＣ８の反力（計測荷重）を、Ｐ１、・・・、Ｐ８とする。また、各ロードセル反力の合算値、例えば、ロードセルＬＣ１の計測荷重Ｐ１とロードセルＬＣ２の計測荷重Ｐ２との合算値（Ｐ１＋Ｐ２）を、Ｐ１２と表す。
【００６６】
なお、図６に示す車両１は、第１軸から第４軸までの車軸が４個ある車両を示しているが、車軸数はこれに限られるものではないので、以下では、第１軸から第ｎ軸までの車軸がｎ個ある車両について説明する。また、説明で用いる記号の意味を次のように定義する（図２、図６参照）。
【００６７】
ｉ：車軸番号（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）
ＷＴ：車両総重量（＝Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗｎ）
Ｗｉ：第ｉ軸の軸重
ＷｉＲ：第ｉ軸の右側輪重
ＷｉＬ：第ｉ軸の左側輪重
Ｂｉ：第ｉ軸のトレッド幅（左右の車輪中心間距離）
ＢｉＲ：第ｉ軸の右車輪から第ｉ軸荷重重心位置までの距離
ＢｉＬ：第ｉ軸の左車輪から第ｉ軸荷重重心位置までの距離
ｅｉ：Ｙ軸方向の第ｉ軸荷重重心位置（位置座標）
ｂｉＲ：右タイヤ踏面から中心側ロードセルＬＣ５（ＬＣ６）までの車両幅方向の距離
ｂｉＬ：左タイヤ踏面から中心側ロードセルＬＣ３（ＬＣ４）までの車両幅方向の距離
ｂ：左右各荷重計測部５Ｌ，５Ｒ内の車両幅方向のロードセル中心間距離
Ｓ：左側載荷板５１Ｌを支持して右側載荷板５１Ｒ寄りのロードセルＬＣ３（ＬＣ４）の中心と右側載荷板５１Ｒを支持して左側載荷板５１Ｌ寄りのロードセルＬＣ５（ＬＣ６）の中心との距離（以下、中央側ロードセル間中心距離）
Ｄ：載荷板５１Ｌ，５１Ｒの車両進行方向の長さ（以下、載荷板の車両進行方向長）
なお、以下の説明では、ロードセル反力Ｐには車軸番号に関する添え文字（ｉ）を付けていないが、それぞれ第ｉ軸の輪重ＷｉＲ、ＷｉＬに関して発生する反力とする。
【００６８】
ここでは、各荷重計測部５Ｌ，５Ｒ内の車両幅方向のロードセル中心間距離ｂと、中央側ロードセル間中心距離Ｓと、載荷板の車両進行方向長Ｄとは、予め計量制御装置４の内部のメモリに記憶されている。
【００６９】
まず、第ｉ軸の右側輪重ＷｉＲに関するモーメントのつりあいの式に基づいて距離ｂｉＲを求める。モーメントのつりあいの式は、
Ｐ５６ｂｉＲ＝Ｐ７８（ｂ−ｂｉＲ）
となり、距離ｂｉＲは、
ｂｉＲ＝ｂ／（Ｐ５６／Ｐ７８＋１）
となり、この式から距離ｂｉＲを算出する。
【００７０】
また、第ｉ軸の左側輪重ＷｉＬに関するモーメントのつりあいの式に基づいて距離ｂｉＬを求める。モーメントのつりあいの式は、
Ｐ３４ｂｉＬ＝Ｐ１２（ｂ−ｂｉＬ）
となり、距離ｂｉＬは、
ｂｉＬ＝ｂ／（Ｐ３４／Ｐ１２＋１）
となり、この式から距離ｂｉＬを算出する。
【００７１】
次に、求めた距離ｂｉＲ、ｂｉＬを用いて次式により第ｉ軸のトレッド幅Ｂｉを求める。
Ｂｉ＝ｂｉＲ＋ｂｉＬ＋Ｓ
ここで、第ｉ軸のトレッド幅Ｂｉは、ダブルタイヤの場合には片輪２タイヤの中心位置間の距離となり、片輪２タイヤのそれぞれの空気圧が異なる場合は片輪２タイヤの実効的荷重支持点間の距離となる。
【００７２】
次に、第ｉ軸荷重重心位置ｅｉを求める。そのために、まず、第ｉ軸の左右の輪重ＷｉＲ、ＷｉＬ及び軸重Ｗｉを次式によって算出する。なお、これらは、先に算出していてもよい。
ＷｉＲ＝Ｐ５＋Ｐ６＋Ｐ７＋Ｐ８
ＷｉＬ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４
Ｗｉ＝ＷｉＲ＋ＷｉＬ
そして、第ｉ軸の右車輪から第ｉ軸荷重重心位置までの距離ＢｉＲと、第ｉ軸の左車輪から第ｉ軸荷重重心位置までの距離ＢｉＬとを次式によって算出する。
ＢｉＲ＝ＢｉＷｉＬ／Ｗｉ
ＢｉＬ＝ＢｉＷｉＲ／Ｗｉ
ここでは、最終的に求める重心位置ＹＧが、例えば、前述の算出方法における幅方向の重心位置ＹＧと同様、車両左右幅の中心線（Ｘ軸）より右に重心位置がある場合はＹＧ＜０となり、左に重心位置がある場合はＹＧ＞０となるようにする。そこで、例えば次式によって第ｉ軸荷重重心位置ｅｉを算出する。
ｅｉ＝ＢｉＲ−Ｂｉ／２
この場合、上記ＢｉＬを算出していなくてもよい。
【００７３】
また、次式によって第ｉ軸荷重重心位置ｅｉを算出してもよい。
ｅｉ＝Ｂｉ／２−ＢｉＬ
この場合、上記ＢｉＲを算出していなくてもよい。
【００７４】
そして、車両幅方向の重心位置ＹＧと車両総重量（ＷＴ）との積が、全ての車軸における第ｉ軸荷重重心位置ｅｉと軸重Ｗｉとの積の総和に等しくなるので、車両幅方向の重心位置ＹＧを、次式によって算出できる。
ＹＧ＝（ｅ１Ｗ１＋ｅ２Ｗ２＋・・・＋ｅｎＷｎ）／（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗｎ）
先に、車両総重量ＷＴを算出していれば、重心位置ＹＧは次式で算出できる。
ＹＧ＝（ｅ１Ｗ１＋ｅ２Ｗ２＋・・・＋ｅｎＷｎ）／ＷＴ
以上のようにして、車両幅方向の重心位置ＹＧを求めるようにしてもよい。この場合、計量制御装置４は、車両１の各々の車軸が載荷板５１Ｌ、５１Ｒ上を通過するときの左側荷重計測部５Ｌの複数のロードセルＬＣ１〜ＬＣ８の荷重信号と、左右各荷重計測部５Ｌ，５Ｒ内の車両幅方向のロードセル中心間距離ｂと、左右荷重計測部５Ｌ，５Ｒの中央側ロードセル間中心距離Ｓとに基づいて、各々の車軸の荷重重心位置（ｅｉ）を算出し、この各々の車軸の荷重重心位置（ｅｉ）と各々の車軸の軸重（Ｗｉ）とに基づいて車両幅方向の重心位置ＹＧを算出するように構成される。ここで、各々の車軸の荷重重心位置（ｅｉ）の算出方法は、車両１のある車軸が載荷板５１Ｌ、５１Ｒ上を通過するときの左側荷重計測部５Ｌの複数のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の荷重信号と、ロードセル中心間距離ｂとに基づいて、同車軸による左側載荷板５１Ｌへの幅方向における荷重位置（ｂｉＬ）を求めるとともに、右側荷重計測部５Ｒの複数のロードセルＬＣ５〜ＬＣ８の荷重信号に基づいて、同車軸による右側載荷板５１Ｒへの幅方向における荷重位置（ｂｉＲ）を求め、これらの荷重位置（ｂｉＬ、ｂｉＲ）と中央側ロードセル間中心距離Ｓとに基づいて同車軸のトレッド幅（Ｂｉ）を算出し、このトレッド幅（Ｂｉ）と同車軸の左右の輪重（ＷｉＬ、ＷｉＲ）とに基づいて同車軸の荷重重心位置（ｅｉ）を算出するようにしている。
【００７５】
＜第２の算出方法による車両の全長方向重心位置ＸＧの求め方＞
次に、さらに図７を参照して車両の全長方向重心位置ＸＧの他の求め方を説明する。図７（ａ）は、車両１が載荷板５１Ｌ、５１Ｒ上を通過するときに、例えば左側載荷板５１Ｌが受ける荷重（すなわちロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの荷重信号が示す荷重の合計値）の経時変化を示す図である。右側載荷板５１Ｒが受ける荷重（すなわちロードセルＬＣ５〜ＬＣ８からの荷重信号が示す荷重の合計値）の経時変化も同様である。また、図７（ｂ）は、車両１の第１軸が載荷板５１Ｌ、５１Ｒ上を通過するときに、第１軸の左側車輪（タイヤ１ＴＬ）の左側載荷板５１Ｌ上の通過状態を示す図である。
【００７６】
図７（ａ）において、Ｔｉ（例えばＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）は、第ｉ軸（第１軸、第２軸、第３軸、第４軸）の車軸の載荷板通過時間（車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過する時間）である。また、Ｔｉ（ｉ＋１）（例えばＴ１２、Ｔ２３、Ｔ３４）は、第ｉ軸の車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過し始めてから次の第（ｉ＋１）軸の車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過し始めるまでの時間である。例えば、Ｔ１２は、第１軸の車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過し始めてから次の第２軸の車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過し始めるまでの時間である。同様に、Ｔ２３は、第２軸の車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過し始めてから次の第３軸の車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過し始めるまでの時間であり、Ｔ３４は、第３軸の車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過し始めてから次の第４軸の車軸が載荷板５１Ｌの直上を通過し始めるまでの時間である。
【００７７】
例えば第１軸の車軸の載荷板通過時間Ｔ１中における第１軸の左側車輪（タイヤ１ＴＬ）は、図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ１のときに、タイヤ１ＴＬ（ｔ１）が左側載荷板５１Ｌ上に載り込み始める。次に時刻ｔ２のときに、同タイヤ１ＴＬ（ｔ２）は左側載荷板５１Ｌ上に完全に載る。次に時刻ｔ３のときに、同タイヤ１ＴＬ（ｔ３）は左側載荷板５１Ｌ上から降り始める。そして時刻ｔ４のときに、同タイヤ１ＴＬ（ｔ４）は左側載荷板５１Ｌ上から完全に降りた状態になる。これは、タイヤ１ＴＬには接地面が生じるからである。
【００７８】
ここで、タイヤ１ＴＬが載荷板５１Ｌに載るときには、第１軸の車軸Ａｘ１は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時刻（時刻ｘ１とする）に載荷板５１Ｌの直上に来て、タイヤ１ＴＬが載荷板５１Ｌから降りるときには、第１軸の車軸Ａｘ１は、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間の時刻（時刻ｘ２とする）に載荷板５１Ｌの直上から外れることになる。本例では、第１軸の左側車輪（タイヤ１ＴＬ）が載荷板５１Ｌに載るときに、載荷板５１Ｌに完全に載っている状態のときの荷重Ｆ１の半分（Ｆ１／２）になったときの時刻を求めて、それを上記時刻ｘ１とし、第１軸の左側車輪（タイヤ１ＴＬ）が載荷板５１Ｌから降りるときに、載荷板５１Ｌに完全に載っている状態のときの荷重Ｆ１の半分（Ｆ１／２）になったときの時刻を求めて、それを上記時刻ｘ２とし、時刻ｘ１から時刻ｘ２までの時間を第１軸の車軸の載荷板通過時間Ｔ１として算出している。第２軸、第３軸、第４軸の車軸の載荷板通過時間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４についても同様である。例えば、第２軸の車軸の載荷板通過時間Ｔ２は、第２軸の左側車輪が載荷板５１Ｌに載るときに、載荷板５１Ｌに完全に載っている状態のときの荷重Ｆ２の半分（Ｆ２／２）になったときの時刻から、第２軸の左側車輪が載荷板５１Ｌから降りるときに、上記荷重Ｆ２の半分（Ｆ２／２）になったときの時刻までの時間である。
【００７９】
そして、載荷板通過時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４はそれぞれ載荷板の車両進行方向長Ｄに対応し、時間Ｔ１２、Ｔ２３、Ｔ３４はそれぞれ軸間距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に対応する。各軸間距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、以下のように、載荷板の車両進行方向長Ｄに、時間の比率Ｔ１２／Ｔ１、Ｔ２３／Ｔ２、Ｔ３４／Ｔ３を掛けて算出する。
【００８０】
Ｌ１＝Ｄ・Ｔ１２／Ｔ１
Ｌ２＝Ｄ・Ｔ２３／Ｔ２
Ｌ３＝Ｄ・Ｔ３４／Ｔ３
なお、車両進行速度の変化は誤差要因となるが、各軸毎に時間Ｔｉ、同時間Ｔｉを含む時間Ｔｉ（ｉ＋１）を計算するので実用上許容出来る誤差範囲となる。
【００８１】
上記で求めた各軸間距離と、幅方向の重心位置を求めるときに計測した各軸の軸重とに基づいて、車両全長方向重心位置ＸＧを、第１軸を基準としたモーメントのつりあいの式から得られる次式によって算出する。
【００８２】
ＸＧ＝｛Ｗ２Ｌ１＋Ｗ３（Ｌ１＋Ｌ２）＋Ｗ４（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）｝／ＷＴ
なお、車軸数をｎとすれば、第ｉ軸と第（ｉ＋１）軸との軸間距離Ｌｉを次式により算出できる。
【００８３】
Ｌｉ＝Ｄ・Ｔｉ（ｉ＋１）／Ｔｉ  （但し、ｉは１〜ｎ−１）
そして、車両全長方向重心位置ＸＧは、次式によって算出できる。
【００８４】
ＸＧ＝｛Ｗ２Ｌ１＋Ｗ３（Ｌ１＋Ｌ２）＋Ｗ４（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）
＋・・・＋Ｗｎ（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋・・・＋Ｌｎ−１）｝／ＷＴ
上記説明では、左側荷重計測部５ＬのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の荷重データを用いるようにしたが、これに代えて右側荷重計測部５ＲのロードセルＬＣ５〜ＬＣ８の荷重データを用いるようにしてもよい。あるいは、左側荷重計測部５Ｌと右側荷重計測部５Ｒの両方のデータを用いて平均するとより正確となる。
【００８５】
すなわち、この場合、計量制御装置４は、左側荷重計測部５Ｌと右側荷重計測部５Ｒとの少なくとも一方のロードセルの荷重信号に基づいて車両１の各々の車軸（Ａｘ１等）が載荷板５１Ｌ、５１Ｒ上を通過するのに要する載荷板通過時間（Ｔ１〜Ｔ４）を求めるとともに、ある車軸が載荷板５１Ｌ、５１Ｒ上を通過し始めたときから次の車軸が載荷板５１Ｌ、５１Ｒ上を通過し始めるまでの移動時間（Ｔ１２、Ｔ２３、Ｔ３４）を求め、載荷板通過時間と移動時間と載荷板５１Ｌ、５１Ｒの車両進行方向長Ｄ（第１の長さ）とに基づいて各車軸間の軸間距離（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を算出し、これらの軸間距離と各軸重とに基づいて車両１の全長方向の重心位置ＸＧを算出するように構成される。
【００８６】
また、この場合、計量制御装置４は、載荷板通過時間Ｔｉ及びＴｉ（ｉ＋１）を計測するためのタイマを有している。
【００８７】
以上に述べた第２の算出方法によれば、計量制御装置４は、車両１のトレッド幅及び軸間距離をＥＴＣ車載器２から取得しなくても、車両１の水平重心位置（ＹＧ、ＸＧ）を算出することができる。したがって、ＥＴＣ車載器２にそれを搭載した車両１のトレッド幅及び軸間距離を記憶しておかなくてもよい。すなわち、車両のトレッド幅及び軸間距離の情報を用いなくても車両の幅方向及び全長方向の重心位置を算出することができる。
【００８８】
〔異常判定処理〕
計量制御装置４は各計測値を算出した後、異常判定処理（ステップＳ１０）を行う。この異常判定処理では、例えば、各計測値について異常であると判定するための閾値を予め決めておく。各閾値としては法令で定められた制限値を用いて、例えば、輪重については５ｔ、軸重については１０ｔ、車両総重量については３０ｔを閾値とし、それぞれ閾値を超えた場合にその計測値が異常であると判定する。
【００８９】
また、車両の水平重心位置（ＹＧ、ＸＧ）については、｜ＹＧ｜／（ＬＲＬ／２）が閾値（例えば１０％）を超えた場合に、幅方向重心位置（ＹＧ）が異常であると判定する。より具体的には、｜ＹＧ｜／（ＬＲＬ／２）が閾値（例えば１０％）を超えた場合で、ＹＧ＞０のときには、重心が左に偏りすぎていると判定し、ＹＧ＜０のときには、重心が右に偏りすぎていると判定する。なお、前述の第２の算出方法によって幅方向重心位置（ＹＧ）を算出する場合には、上記においてトレッド幅ＬＲＬに代えて、例えば、全ての車軸についてのトレッド幅（Ｂｉ）の平均値を算出して用いればよい。
【００９０】
また、｜ＸＧ−（Ｌ／２）｜／（Ｌ／２）が閾値（例えば１０％）を超えた場合、全長方向重心位置（ＸＧ）が異常であると判定する。より具体的には、｜ＸＧ−（Ｌ／２）｜／（Ｌ／２）が閾値（例えば１０％）を超えた場合で、ＸＧ−（Ｌ／２）＞０のときには、重心が後ろに偏りすぎていると判定し、ＸＧ−（Ｌ／２）＜０のときには、重心が前に偏りすぎていると判定する。なお、Ｌは、最前軸と最後軸との距離（車軸数が４の車両１の場合、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）である。
【００９１】
但し、上記水平重心位置（ＹＧ、ＸＧ）についての判定は、車両総重量が軽い場合（例えば空荷の場合）は、車両の横転等の危険性が低いので、車両総重量が予め定めた所定重量以上の場合にだけ判定するようにしてもよい。
【００９２】
計量制御装置４は、以上のようにして異常判定処理を行った後、異常と判定したものについて運転者に通知する通知情報を生成する（通知情報生成手段４ｅとしての機能）。ここでは、通知情報として異常情報と再計測指示情報とを生成する。具体的には、前述したように、車両総重量が異常であると判定された場合には、例えば「総重量違反です。」という内容の異常情報を生成する。また、第ｘ軸（ｘは整数）の左側（あるいは右側）の輪重が異常であると判定された場合には、例えば「第ｘ軸の左側（あるいは右側）の輪重違反です。」という内容の異常情報を生成し、第ｘ軸の軸重が異常であると判定された場合には、例えば「第ｘ軸の軸重違反です。」という内容の異常情報を生成する。また、車両の幅方向重心位置（ＹＧ）が異常であり、重心が左（あるいは右）に偏りすぎていると判定された場合には、例えば「積荷が左（あるいは右）に片寄っています、右（あるいは左）カーブに注意してください。」という内容の異常情報を生成し、車両の幅方向重心位置（ＸＧ）が異常であり、重心が前（あるいは後ろ）に偏りすぎていると判定された場合には、例えば「積荷が前（あるいは後ろ）に片寄っています。」という内容の異常情報を生成する。
【００９３】
また、計量制御装置４は上記のような異常情報を生成したときには、前述したように、例えば「２００ｍ先の待避場所で、再計量してください。」という内容の再計測指示情報も生成する。
【００９４】
これらの異常情報及び再計測指示情報を、予め計量制御装置４の内部のメモリに記憶しておいて、計量制御装置４では、異常判定処理の結果に基づいて該当する異常情報を抽出するとともに、記憶している再計測指示情報を用いて通知情報を生成し、この通知情報をＥＴＣ制御装置８へ与えて、ＥＴＣ制御装置８からＥＴＣ車載器２へ送信させる。ＥＴＣ車載器２では、上記通知情報を、例えばＥＴＣシステムにおける情報（通行可能である旨の情報や通行料金の情報）とともに、内蔵のスピーカから出力する。
【００９５】
本実施形態では、第１の車両計測装置３によって、車両１を停止させることなく走行状態において、その車両１の総重量、軸重、輪重、水平重心位置を計測し、それらの計測値が異常であるか否かを判定し、異常であるときに異常情報をＥＴＣ車載器２へ送信し、ＥＴＣ車載器２から異常である旨の情報が音声出力されるので、車両１の運転手に異常情報を確実に伝達することができる。また、前述の異常情報で示したように、いずれの輪重が異常であるか、いずれの軸重が異常であるか、あるいは総重量が異常であるかというように、何の計測値が異常であるかがわかり、また、車両の重心位置がどのように異常であるかもわかるので、運転手にとって安全な運転操作をする上で有用である。
【００９６】
また、再計測指示情報も異常情報とともに伝達されるので、運転手は、第１の車両計測装置３より精度の高い第２の車両計測装置１０によって再計測することで、より正確な情報が得られる。また、第２の車両計測装置１０が設置された待避場所ＰＡで、積荷の点検を行い、その後の安全走行に貢献できる。例えば、積荷が前後左右のいずれかに片寄っている場合等の積荷の積みなおしや、積荷をロープで固定している場合にはロープの本数を増やすなどして積荷落下の対策をとることができる。
【００９７】
また、本実施形態において、計量制御装置４は、車両１の第１軸から最後軸までの全長（Ｌ）に対する第１軸から車両全長方向重心位置までの距離（ＸＧ）の割合（Ｒ）を求め、これも通知情報として、ＥＴＣ車載器２からの音声出力によって、運転手に報知するようにしてもよい。上記割合Ｒは次式により算出する。
【００９８】
Ｒ＝ＸＧ／Ｌ  （車軸数が４の車両１の場合、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）
例えば、上記割合Ｒが２／５のとき、車両重心が第１軸から最後軸（ここでは第４軸）までの間の２／５の位置にある旨の情報（重心位置情報）を通知情報として生成し、ＥＴＣ車載器２へ送信して音声出力させる。この場合、予め計量制御装置４の内部のメモリに重心位置情報の所定のフォームを記憶しておいて、そのフォームを用いて、例えば「車両の重心は前から２／５の位置にあります。」というような重心位置情報を生成して通知情報とし、この通知情報をＥＴＣ制御装置８へ与えて、ＥＴＣ制御装置８からＥＴＣ車載器２へ送信させる。このような情報を運転手に通知することは、運転手が車両の重心位置（全長方向重心位置）を感覚的に把握することができ、運転手にとって安全運転上の意義が大きい。
【００９９】
なお、本実施形態において、待避場所ＰＡに第２の車両計測装置１０が設けられていない構成であってもよい。この場合、計量制御装置４は、ステップＳ１２において、再計測指示情報に代えて、待避場所の案内情報を生成し、それを異常情報とともにＥＴＣ車載器２へ送信して音声出力させるようにすればよい。ここで、待避場所の案内情報とは、例えば、「２００ｍ先の待避場所で、積荷の点検をしてください。」というような情報である。この情報も計量制御装置４は予め内部のメモリに記憶しておき、必要に応じて通知情報として用いればよい。この場合、運転手は待避場所ＰＡで車両１を停止させて、積荷の点検を行い、その後の安全走行に貢献できる。
【０１００】
また、本実施形態において、第１の車両計測装置３として、車両１の１つの車軸の左右の車輪が別々に載る左側荷重計測部５Ｌ及び右側荷重計測部５Ｒを有する車両計測部５を用いたが、図８（ａ）、（ｂ）のそれぞれに示されるような車両計測部５Ａ、５Ｂを用いてもよい。
【０１０１】
図８（ａ）に示す車両計測部５Ａは、車両１の各車軸の左右の車輪が載って通過する方形の載荷板５１Ａと、車両の幅方向および進行方向にそれぞれ所定の間隔をおいて配され、載荷板５１Ａを支持する複数のロードセルＬＣ１１〜ＬＣ１４とを備えている。ロードセルＬＣ１１〜ＬＣ１４は、方形の載荷板５１Ａの四隅を支持するように配置されている。この場合、１つの車軸が載荷板５１Ａ上を通過するときに全てのロードセルＬＣ１１〜ＬＣ１４の各荷重信号によって示される重量値を合計することにより同車軸の軸重を算出する。各車軸が載荷板５１Ａ上を通過するたびに、同様にして軸重を算出する。そして、各軸重と軸間距離とから車両全長方向の重心位置を算出することができることについては前述した通りである。
【０１０２】
また、図８（ｂ）に示す車両計測部５Ｂは、車両１の全ての車輪が同時に載ることができる方形の載荷板５１Ｂと、車両の幅方向および進行方向にそれぞれ所定の間隔をおいて配され、載荷板５１Ｂを支持する複数のロードセルＬＣ２１〜ＬＣ２４とを備えている。ロードセルＬＣ２１〜ＬＣ２４は、方形の載荷板５１Ｂの四隅を支持するように配置されている。この場合、矢印５３方向に走行している車両１の第１軸のみが載荷板５１Ｂ上に載ったときに、全てのロードセルＬＣ２１〜ＬＣ２４の各荷重信号によって示される重量値を合計することにより第１軸の軸重が算出される。次に、第２軸が載荷板５１Ｂ上に載ったときに、全てのロードセルＬＣ２１〜ＬＣ２４の各荷重信号によって示される重量値を合計することにより第１軸と第２軸の軸重の合計が算出される。この第１軸と第２軸の軸重の合計から先に算出の第１軸の軸重を減算することにより第２軸の軸重を算出する。以降、同様にして各車軸の軸重を算出する。そして、各軸重と軸間距離とから車両全長方向の重心位置を算出することができることについては前述した通りである。なお、車両１進行方向に対し左側のロードセル（ＬＣ２１，ＬＣ２２）及び右側のロードセル（ＬＣ２３，ＬＣ２４）はそれぞれ３個以上設けられていてもよい。
【０１０３】
また、特開２００６−３２９１号公報（以下、「文献Ａ」という）に開示されている方法を用いて、載荷板５１Ｂに対する車両１の進入位置のずれ量（載荷板５１Ｂに対して車両１が進入するときの車両１の左右方向中心と載荷板５１Ｂの左右方向中心とのずれ量）Ｌｅを求め、そのずれ量Ｌｅと、トレッド幅（左右の輪間距離）ＬＲＬと、左右のロードセルの中心距離Ｌｂと、各々の車軸に対する左側ロードセルＬＣ２１，ＬＣ２２の合計荷重と、各々の車軸に対する右側ロードセルＬＣ２３，ＬＣ２４の合計荷重とから、各車軸の左右の輪重を算出することができる。そして、算出した各輪重とトレッド幅ＬＲＬとから車両幅方向の重心位置を算出することができることについては前述した通りである。また、図８（ａ）に示す車両計測部５Ａの場合も、同様にして、各輪重及び車両幅方向の重心位置を算出することができる。
【０１０４】
なお、車両１の進入位置のずれ量Ｌｅは、文献Ａに開示されているように、超音波距離計５５にて測定される距離から算出するようにしてもよいし、載荷板５１Ａ，５１Ｂの前方上部にカメラを取り付け、カメラにより撮像される画像を処理して算出するようにしてもよいし、車両１の１軸目における左右の輪重値が同一であるとしてその１軸目の輪重値から演算により算出するようにしてもよい。また、前述の超音波距離計５５にて測定される距離から車両１の進入位置のずれ量Ｌｅを算出する場合、あるいは、カメラにより撮像される画像を処理して車両１の進入位置のずれ量Ｌｅを算出する場合には、文献Ａにも開示されているように、トレッド幅（左右の輪間距離）をも算出するようにしてもよい。また、超音波距離計５５の代わりに、例えばレーザ距離計を用いてもよい。
【０１０５】
なお、図８（ｂ）に示すような、車両１の全ての車輪が同時に載ることができる車両計測部５Ｂを用いる場合には、先行車両が載荷板５１Ｂから完全に降りた後で後続車両が載荷板５１Ｂに載り込むように、各車両に十分な車間距離をとらせる必要がある。
【０１０６】
また、上記実施形態において、ＥＴＣ車載器２は、同車両１に搭載されたカーナビ（カーナビゲーションシステム）に内蔵されたもの、または同車両１に搭載されたカーナビと連動するものであってもよい。この場合、上記説明において、計量制御装置４で生成され、ＥＴＣ車載器２から音声出力されていた全ての通知情報を、カーナビから報知するように構成されてあってもよい。
【０１０７】
この場合において、通知情報をカーナビから音声出力することに加え、カーナビのディスプレイ画面に表示するようにしてもよい。例えば、カーナビのディスプレイ画面に、車輪及び車軸を持つ車両が模式的に表示された車両平面図を表示し、この車両平面図において、輪重が異常と判定された車輪の色を異常と判定されていない他の車輪の色と異ならせて表示させる、または、輪重が異常と判定された車輪を点滅させるなどして、輪重が異常と判定された車輪を他の車輪と識別可能に表示（区別して表示）することにより、輪重が異常と判定された車輪を報知するようにしてもよい。また、同様に、上記車両平面図において、軸重が異常と判定された車軸の色を異常と判定されていない他の車軸の色と異ならせて表示させる、または、軸重が異常と判定された車軸を点滅させるなどして、軸重が異常と判定された車軸を他の車軸と識別可能に表示（区別して表示）することにより、軸重が異常と判定された車軸を報知するようにしてもよい。このように表示された車両平面図を見ることにより、運転手は異常と判定された車輪、車軸を認識しやすくなる。また、車両総重量が異常である場合にはその旨を例えば文字（例えば「総重量超過」）で表示してもよい。同様に、輪重、軸重が異常である場合も、その旨を文字で表示してもよい。
【０１０８】
また、車両の幅方向重心位置が異常である場合には、その旨を例えば文字で「右寄り偏荷重、左カーブ注意」、「左寄り偏荷重、右カーブ注意」等として表示してもよいし、車両の全長方向重心位置が異常である場合には、その旨を例えば文字で、「前寄り偏荷重」、「後寄り偏荷重」等として表示してもよい。また、車両の幅方向及び／又は全長方向重心位置が異常である場合には、上記車両平面図に重心の位置を例えば図４（ａ）に示す重心Ｇのように表示してもよい。
【０１０９】
上記のような異常情報以外の通知情報、例えば再計測指示情報、重心位置情報、待避場所の案内情報についてもカーナビのディスプレイ画面に例えば文字等で表示してもよい。なお、音声出力は上述のようにカーナビで行うようにしてもよいし、あるいはＥＴＣ車載器２で行うようにしてもよい。また、第２の車両計測装置１０の設置場所をカーナビに案内させるようにしてもよい。以上のように、カーナビに内蔵またはカーナビと連動するＥＴＣ車載器を採用することで、より確実に、且つ、ユーザフレンドリーに情報の提供を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、総重量違反であるというような車両の重量異常に関する情報等を運転手に確実に伝達することができる有料道路の車両計量システムや、車両のトレッド幅及び軸間距離の情報を用いなくても車両の幅方向及び全長方向の重心位置を算出することができる車両計測装置を実現し、それを用いて重心位置異常に関する情報を生成し運転手に確実に伝達することができる有料道路の車両計量システム等として有用である。
【符号の説明】
【０１１１】
ＰＡ  待避場所
ＬＣ１〜ＬＣ８  ロードセル
１  車両
２  ＥＴＣ車載器
３  第１の車両計測装置
４  計量制御装置
５  車両計測部
５Ｌ  左側荷重計測部
５Ｒ  右側荷重計測部
５１Ｌ  左側載荷板
５１Ｒ  右側載荷板
６  ＤＳＲＣアンテナ
７  車両分離器
８  ＥＴＣ制御装置
１０  第２の車両計測装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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