(57)【要約】【課題】車両進行方向の微妙な変化の影響を受けることなく、車両の中心がずれた場合であっても、走行中の車両の重量を正確に測定できる重量測定装置を提供する。【解決手段】加重による光ファイバそれ自体の透過光量の変化を損失変動として捉えてその損失変動から負荷された荷重を検出する車両の重量測定装置である。車両１が走行可能な路面２に車両走行方向とほぼ直角に敷設された第１の荷重センサ４Ａと、鋭角な挟み角θ１を有する第２の荷重センサ４Ｂと、同じく鋭角な挟み角θ２を有する第３の荷重センサ４Ｃを並べて配置する。荷重センサ４Ａ〜４Ｃの出力に基づいて、演算装置８にて車両１の車軸数と車輪毎または車軸毎の重量を算出した上で、その車輪毎または車軸毎の重量の総和を車両重量として算出する。【選択図】図１
2011022064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバに荷重を負荷したときの光ファイバそれ自体の透過光量の変化を損失変動として捉えてその損失変動から上記負荷された荷重を検出する少なくとも三つの荷重センサを主要素とする車両の重量測定装置であって、
車両が走行可能な路面に車両走行方向とほぼ直角に敷設された第１の荷重センサと、
上記第１の荷重センサに対して鋭角な挟み角θ１をなすように当該第１の荷重センサの車両走行方向前方側に隣接配置された第２の荷重センサと、
同じく上記第１の荷重センサに対して挟み角θ１よりも大なる鋭角な挟み角θ２をなすように当該第２の荷重センサの車両走行方向前方側に隣接配置された第３の荷重センサと、
上記第１〜第３の荷重センサの出力が入力される演算手段と、
を備えていて、
上記演算手段は、第１〜第３の荷重センサの出力に基づいて車両の車軸数と車輪毎または車軸毎の重量を算出した上で、その車輪毎または車軸毎の重量の総和を車両重量として算出するものであることを特徴とする車両の重量測定装置。
【請求項２】
上記演算手段は、
上記第１の荷重センサの出力に基づいて車両の車軸数を算出する車軸数算出手段と、
上記第２，第３の荷重センサ毎に独立していて、それらの荷重センサの出力に基づいて車両の車軸数と車輪毎または車軸毎の重量を第２，第３の荷重センサ毎に個別に算出する個別情報算出手段と、
上記車軸数算出手段で算出したものに一致する車軸数を算出した個別情報算出手段を特定した上で、その個別情報算出手段で算出した情報をもとに車輪毎または車軸毎の重量の総和を車両重量として算出する車両重量算出手段と、
を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の車両の重量測定装置。
【請求項３】
上記各荷重センサは、一車線分の路面幅の全幅にわたって敷設してあることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の重量測定装置。
【請求項４】
上記各荷重センサは、独立したシート状の基板または共通のシート状の基板に埋設してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両の重量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車をはじめとする車両の重量測定装置に関し、特に光ファイバ式の荷重センサを用いて走行中の車両の重量を正確に測定可能とした重量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばトラックの最大積載量を超える過積載の検知を目的として走行中の車両の重量測定を可能とした装置が特許文献１にて提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の重量測定装置では、互いに平行な一対の長尺なオン・オフ式のスイッチ、例えば一対の光ファイバ式の第１，第３のスイッチの間にもう一つの第２のスイッチを斜めに配置した略Ｎ型構造のスイッチ群を、一対の第１，第３のスイッチが車両進行方向に対してほぼ直角となるように車道上に配置するとともに、これらの第１〜第３のスイッチとは別に、同じく光ファイバ式の互いに平行な一対のスイッチを主要素とする重量測定機構と、当該重量測定機構の主要素である一対のスイッチと平行な単一のスイッチをそれぞれ隣接配置してある。
【０００４】
そして、上記重量測定装置上を通過する車両の重量を平行な一対のスイッチを主要素とする重量測定機構によって求めるとともに、他の略Ｎ型構造等のスイッチ群によって車両の速度、主軸数、ホイールベース、タイヤ数等の各種情報を求めることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平７−５０８８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術について、特に重量測定を目的とした重量測定機構に着目した場合、この重量測定機構は先に述べたように互いに平行で且つ長尺な光ファイバ式の一対のスイッチを主要素としているため、重量測定の精度に限界がある。より具体的には、光ファイバ式のスイッチは光ファイバに荷重を負荷したときの光ファイバそれ自体の透過光量の変化から荷重を検出するものであるため、光ファイバとその上を通過する車両の車軸とが平行であれば特に問題はないものの、車両進行方向の微妙な変化で上記平行度が変化してしまい、光ファイバの透過光量の変化に依存した重量測定が正確に行えないことがある。
【０００７】
例えば、図１５の（Ａ）に示すように、光ファイバ式のスイッチ５１とその上を通過する自動車の車軸５２とが平行である場合には（なお、符号５３は車軸５２上の一対の車輪を示す。）、同図のように光ファイバにおける透過光量の変化ΔＰのピークが顕著の現れるものの、同図（Ｂ）に示すように、車両進行方向の微妙な変化で光ファイバ式のスイッ５１と車両の車軸５２とが平行でなくなると、同図のように光ファイバにおける透過光量の変化ΔＰのピークが大きく低下（変化）してしまい、結果としてその透過光量の変化ΔＰのピーク値に依存した重量測定が正確に行えないことになる。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載の重量測定機構では、当該重量測定機構の主要素となる光ファイバ式の一つのスイッチが左右片輪ずつ独立していることから、その重量測定機構の幅方向中心（道路を幅方向に二分する中心線）に対して車両の中心（車幅を二分する中心）がずれた場合であって、且つ同じ車軸の左右の車輪に加わる重量が異なる場合には、正確な重量測定を行えないことがある。
【０００９】
本発明はこのような課題着目してなされたものであり、とりわけ上記のような車両進行方向の微妙な変化の影響を受けることなく、しかも重量測定機構の幅方向中心に対して車両の中心がずれた場合であっても、走行中の車両の重量を正確に測定できるようにした重量測定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、光ファイバに荷重を負荷したときの光ファイバそれ自体の透過光量の変化を損失変動として捉えてその損失変動から上記負荷された荷重を検出する少なくとも三つの荷重センサを主要素とする車両の重量測定装置であることを前提とする。
【００１１】
その上で、車両が走行可能な路面に車両走行方向とほぼ直角に敷設された第１の荷重センサと、上記第１の荷重センサに対して鋭角な挟み角θ１をなすように当該第１の荷重センサの車両走行方向前方側に隣接配置された第２の荷重センサと、同じく上記第１の荷重センサに対して挟み角θ１よりも大なる鋭角な挟み角θ２をなすように当該第２の荷重センサの車両走行方向前方側に隣接配置された第３の荷重センサと、上記第１〜第３の荷重センサの出力が入力される演算手段と、を備えている。そして、上記演算手段は、第１〜第３の荷重センサの出力に基づいて車両の車軸数と車輪毎または車軸毎の重量を算出した上で、その車輪毎または車軸毎の重量の総和を車両重量として算出するものであることを特徴とする。
【００１２】
より具体的には、例えば請求項２に記載のように、上記演算手段は、上記第１の荷重センサの出力に基づいて車両の車軸数を算出する車軸数算出手段と、上記第２，第３の荷重センサ毎に独立していて、それらの荷重センサの出力に基づいて車両の車軸数と車輪毎または車軸毎の重量を第２，第３の荷重センサ毎に個別に算出する個別情報算出手段と、上記車軸数算出手段で算出したものに一致する車軸数を算出した個別情報算出手段を特定した上で、その個別情報算出手段で算出した情報をもとに車輪毎または車軸毎の重量の総和を車両重量として算出する車両重量算出手段と、を含むものとする。
【００１３】
この場合において、車両１のうち大型トラック等には車軸が３軸以上のもの、例えば後側の車軸のみが２軸で合計３軸のものや、前後の車軸がそれぞれに２軸で合計で４軸のものが存在する。例えば後側の車軸のみが２軸の車両を想定した場合、車軸が相違する後輪同士が相互に接近することになるので、例えば第２，第３の荷重センサの挟み角θ１，θ２の大きさの設定次第では、それらの第２の荷重センサまたは第３の荷重センサの上を車軸が異なる車輪が同時に通過する可能性があるので、極力このような事態を回避できるように、上記後輪同士の相互接近距離を考慮して各挟み角θ１，θ２をそれぞれ設定する。
【００１４】
また、上記光ファイバ式の荷重センサとしては、第１〜第３の荷重センサの合計として少なくとも三つあれば所期の目的を達成できるものであるが、上記車軸数算出手段および各個別情報算出手段で算出した車軸数が相互に不一致であることに基づくエラー発生に備えて、例えばさらに第４，第５の荷重センサのほかその荷重センサごとに独立した個別情報算出手段をそれぞれ備えていても良い。
【００１５】
ここで、上記車軸数算出手段は、例えば第１の荷重センサの出力に含まれる損失変動のピーク数を計数して車軸数を算出するものとする。
【００１６】
また、上記個別情報算出手段は、例えば該当する荷重センサの出力に含まれる損失変動のピーク数を計数して車軸数を、該当する荷重センサの出力に含まれる損失変動のピーク値をもって車輪毎または車軸毎の重量をそれぞれ算出するものとする。
【００１７】
同様に、上記車両重量算出手段は、例えば特定した個別情報算出手段で算出した損失変動のピーク数が車輪の数と一致したことを条件に、車輪毎または車軸毎の重量の総和車両重量として算出するものとする。
【００１８】
なお、上記各荷重センサは、例えば請求項３に記載のように、一車線分の路面幅のほば全幅にわたって敷設してあることが望ましい。
【００１９】
また、上記各荷重センサは、例えば光ファイバの長手方向の一端にＬＥＤあるいは半導体レーザ等の光源または発光手段（発光素子）を、光ファイバの長手方向の他端にフォトダイオード等の受光手段（受光素子）をそれぞれ臨ませてあるものとする。
【００２０】
さらに、上記光ファイバ式の荷重センサは車両が走行可能な路面に敷設されていれば良く、より具体的には、例えば光ファイバ式の荷重センサが例えば道路のアスファルト層に埋め込まれていたり、あるいは路面に置かれたゴム等の基板に光ファイバ式の荷重センサが埋め込まれていても良い。
【００２１】
この場合において、重量測定装置の主要素となる各荷重センサの持ち運びの際のいわゆる可搬性あるいは機動性を考慮した場合には、例えば請求項４に記載のように、上記各荷重センサは例えばゴム等の独立したシート状の基板または共通のシート状の基板に埋設してあることが望ましい。ただし、上記のように各荷重センサを埋設してあるシート状の基板を路面に置く場合には、スリップ防止の観点から、例えば有料道路の料金所の前後等のように車速の極端な低下を余儀なくされる部分に設置することが望ましい。
【００２２】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、第１〜第３の荷重センサのほかそれらの出力が入力される演算手段を備えていることから、各荷重センサ上を車両が通過した場合にそれぞれの荷重センサは車両重量の負荷に基づいて反応または感知動作を行い、演算手段は第１〜第３の荷重センサの出力に基づいて車両の車軸数と車輪毎または車軸毎の重量を算出した上で、その車輪毎または車軸毎の重量の総和を車両重量として算出する。
【００２３】
したがって、上記のように荷重センサが少なくとも三つあることによって、車両の車軸数を的確に検出して確認できることから、車両重量を一段と正確に求めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、従来のものと異なり荷重センサ上を通過する車両の進行方向の微妙な変化の影響を受けることがないので、走行中の車両の重量を一段と正確に測定できる。その結果として、例えば過積載のトラック等の取り締まりに際して、全てのトラック等を停車させる必要はなく、重量測定の結果に基づいて過積載の疑いのある車両のみを検問で停車させれば良いから、車両の重量測定ひいては過積載の車両の取り締まりを効率的に行える。
【００２５】
また、それぞれの車輪または車軸に加わる重量を個別に算出するので、左右前後の重量配分が異なる場所、例えば傾きのある道路あるいはカーブや坂道等でも重量測定が可能となる。
【００２６】
特に請求項２に記載の発明によれば、第２，第３の荷重センサ毎に独立している個別情報算出手段は車軸数算出手段の機能を補完する機能を有していて、車軸数算出手段および第２の荷重センサ側の個別情報算出手段のそれぞれで算出した車軸数が不一致であっても、車軸数算出手段および第３の荷重センサ側の個別情報算出手段のそれぞれで算出した車軸数が一致さえすれば車両重量を算出できる。そのため、車両重量の測定が不可となるいわゆるエラーの発生を抑制できて、車両重量測定装置としての信頼性が高いものとなる。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、一車線分の路面幅のほば全幅にわたって各荷重センサを敷設してあるので、例えば道路の幅方向中心に対して車両の中心がずれた場合であって、且つ同じ車軸の左右の車輪に加わる重量が異なる場合であっても、正確な重量測定を行える。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、各荷重センサは独立したシート状の基板または共通のシート状の基板に埋設してあることから、重量測定装置の主要素となる各荷重センサの持ち運びに際して、いわゆるその可搬性あるいは機動性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る重量測定装置の第１の実施の形態として装置全体の概略構造を示す平面説明図。
【図２】重量測定の対象とされる車両の概略平面図。
【図３】図１の要部を拡大した構成説明図。
【図４】図３の荷重センサを拡大した斜視図。
【図５】図４のＰ−Ｐ線に沿う拡大断面図。
【図６】図３の構成のもとでの信号処理系統の機能ブロック回路図。
【図７】図６の回路構成のもとでの処理手順を示すフローチャート。
【図８】図６の車軸数算出部での機能を説明するための図で、（Ａ）は第１〜第３の荷重センサと車両との相対位置関係を示す平面説明図、（Ｂ）は光ファイバにおける損失変動のピークの説明図。
【図９】図６の一方の個別情報算出部での機能を説明するための図で、（Ａ）は第１〜第３の荷重センサと車両との相対位置関係を示す平面説明図、（Ｂ）は光ファイバにおける損失変動のピークの説明図。
【図１０】図６の一方の個別情報算出部での機能を説明するための図で、（Ａ）は車軸が異なる車輪が同時に第２の荷重センサ上を通過した場合の平面説明図、（Ｂ）は光ファイバにおける損失変動のピークの説明図。
【図１１】図６の他方の個別情報算出部での機能を説明するための図で、（Ａ）は第１〜第３の荷重センサと車両との相対位置関係を示す平面説明図、（Ｂ）は光ファイバにおける損失変動のピークの説明図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態を示す図で、三枚の検知部シートと角度表示シートを併用した場合の説明図。
【図１３】図１２に示した検知部シートおよび角度表示シートを収納する場合の説明図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態を示す図で、ＥＴＣシステムと連携した場合の機能ブロック回路図。
【図１５】従来の技術での機能説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１〜１１は本発明に係る重量測定装置のより具体的な実施の形態を示す図であり、特に図１は重量測定装置の全体の概略構造を示す平面的に示している。
【００３１】
図１に示すように、ここでは車両１が走行可能な例えばアスファルト舗装道路の路面２を想定していて、路面２が一車線分のものとすれば、その一車線分の路面２の全幅にわたってループ式の光ファイバ（光ファイバケーブル）３を主要素とする荷重センサとして第１〜第３の荷重センサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃをそれらの長手方向が路面２の幅方向を指向するように放射状に並べて敷設してある。すなわち、各荷重センサ４Ａ〜４Ｃを形成している光ファイバ３の長手方向が路面２をの幅方向に横断するように第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃを放射状に並べて敷設してある。
【００３２】
これらの第１〜第３の光ファイバ式の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの配置に関しては、車両１の走行方向を矢印Ｑ方向とした場合、第１の荷重センサ４Ａが車両走行方向Ｑで最も後側となり且つ第３の荷重センサ４Ｃが車両走行方向Ｑで最も前側となるように、第１，第２，第３の荷重センサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃをそれぞれ配置してあるとともに、図１に示すように第１の荷重センサ４Ａの長手方向が路面幅方向を指向していて且つ車両走行方向Ｑとほぼ直角となるように設定してある。なお、第１の荷重センサ４Ａの指向方向が車両走行方向Ｑとほぼ直角となる方向とは、後述するように当該第１の荷重センサ４Ａの上を通過する車両１の車軸の向きとほぼ平行になる関係にほかならない。
【００３３】
これに対して、第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃは、それぞれの長手方向の一端が第１の荷重センサ４Ａの一端に近接・収束する一方で、第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃの長手方向の他端が第１の荷重センサ４Ａの他端に対して段階的に離間するように、第１の荷重センサ４Ａに対してそれぞれに角度θ１，θ２をもって傾斜した配置としてある。
【００３４】
この場合において、上記のような共に鋭角な角度θ１，θ２をそれぞれ挟み角と称するものとすると、第１の荷重センサ４Ａに対して第２の荷重センサ４Ｂがなす挟み角θ１と、第１の荷重センサ４Ａに対して第３の荷重センサ４Ｃがなす挟み角θ２との関係は、当然のことながらθ１＜θ２となるように設定してある。
【００３５】
ここで、車両１のうち大型トラック等には車軸が３軸以上のもの、例えば後側の車軸のみが２軸で合計３軸のものや、前後の車軸がそれぞれに２軸で合計で４軸のものが存在する。例えば図２に例示するように、後側の車軸のみが２軸の車両１を想定し、最も前側の車軸上の車輪を前輪Ｗ１と、二番目の車軸上の車輪を後輪Ｗ２と、最も後側の車軸上の車輪を最後輪Ｗ３と、それぞれ呼ぶものとする。この場合において、後輪Ｗ２と最後輪Ｗ３とが相互に接近することになるので、例えば第２の荷重センサ４Ｂの挟み角θ１の大きさの設定次第では、その第２の荷重センサ４Ｂの上に車軸が異なる車輪、例えば図２の例では右側の最後輪Ｗ３と左側の後輪Ｗ２が同時に通過する可能性があるので、極力このような事態を回避できるように各挟み角θ１およびθ２をそれぞれ設定するものとする。
【００３６】
上記第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの光ファイバ３はそれぞれに発・受光部５〜７のいずれかを個別に有していて、各光ファイバ３の長手方向の一端を対応する発・受光部５〜７における発光部としての光源または発光素子に臨ませてあるとともに、他端を同じく発・受光部５〜７における受光部としての受光装置に臨ませてあり、受光装置における検出出力は演算装置８に取り込まれるようになっている。
【００３７】
そして、第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの上を通過する車両１にて踏まれることによる負荷、すなわち加重により光ファイバ３が曲げられたり圧縮されたりすると、それらの曲げ損失（マイクロベント損失）あるいは圧縮損失に応じて当該光ファイバ３を伝搬する透過光量に変化が生じる性質があることから、演算装置８では光ファイバ３自体の透過光量の変化を損失変動ΔＰとして捉えて、後述するようにその損失変動ΔＰに基づいて通過した車両１の車軸の数と車輪または車軸毎の重量を算出した上で、最終的に車両１の総重量を算出することになる。
【００３８】
図３は図１の要部を模式的に拡大して示しており、図４，５はさらに図３における各荷重センサ４Ａ〜４Ｃの詳細を拡大して示している。
【００３９】
図３に示すように、幅（長さ）寸法が路面２の幅寸法よりも大きな矩形状をなす例えばゴム等のシート状の三枚の基板１０を三枚用意し、それぞれの基板１０のなかにループ状の光ファイバ３を主要素とする第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃを埋め込むことで三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｂとし、これらの三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃをそれぞれの荷重センサ４Ａ〜４Ｃが路面２上の全幅に跨るように敷設してある。この場合において、第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃが埋設された三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃは、図１の挟み角θ１とθ２の関係を満たすように路面２上に並べて敷設される。
【００４０】
また、図１において第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃ毎に独立している発・受光部５〜７は、図３に示すように発光部としての光源５ａ，６ａ，７ａと受光装置５ｂ，６ｂ，７ｂとから構成されていて、光源５ａ，６ａ，７ａは第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの主要素である各光ファイバ３の長手方向の一端に接続してあるとともに、受光装置５ｂ，６ｂ，７ｂは各光ファイバ３の長手方向の他端に接続してある。そして、各受光装置５ｂ，６ｂ，７ｂでの検出出力は光ファイバあるいはメタルケーブル等の個々に独立したケーブル１１を介して演算装置８に取り込まれるようになっている（ただし、図３ではケーブル１１は集約された一本のものとして描いてある）。
【００４１】
上記光源５ａ，６ａ，７ａとしては、例えば半導体レーザあるいはＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子が用いられ、他方、受光装置５ｂ，６ｂ，７ｂとしては例えばフォトダイオード等の受光素子が用いられる。また、各光ファイバ３は、周知のように光を伝搬するためのコア部とそのコア部を被覆しているクラッド部とからなる公知の構造のものである。
【００４２】
第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃは、図４，５に示すように、例えば金属製あるいは樹脂等の非鉄金属製で且つ可撓性のある表裏一対のプレート１２，１３同士の間に、片面に凹凸のあるラダー状の突起プレート１４を光ファイバ３とともに挟み込むとともに、突起プレート１４の凹凸面側に当該突起プレート１４とは硬さ（硬度）の異なる樹脂材料を注入して中間プレート１５として成形することにより多層状に一体化したものであって、各荷重センサ４Ａ〜４Ｃ単独での幅（長さ）寸法が図２のように路面２の幅寸法をカバーし得る大きさに設定してある。その上で、先に述べたように、これらの多層状の第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃをこれよりも一回り大きな基板１０に埋設するか、または表裏でセットとなった基板１０，１０同士の間にサンドイッチ状に挟み込んで各検知部シート９Ａ〜９Ｃとしてある。
【００４３】
そして、図５から明らかなように、各荷重センサ４Ａ〜４Ｃの光ファイバ３に対して硬度の異なる突起プレート１４および中間プレート１５の凸部が交互に当接していることで、プレート１２または１３側から荷重が負荷された時には光ファイバ３に対して先に述べた微少曲げを積極的に発生させることが可能となる。
【００４４】
ここで、検知部シート９Ａ〜９Ｃを路面２に敷設する場合には、各荷重センサ４Ａ〜４Ｃを含むその検知部シート９Ａ〜９Ｃの厚みが可及的に小さくなるように、例えば１０〜２０ｍｍ程度内に納まるように配慮するものとし、同時にスリップ防止の観点から、例えば有料道路の料金所の前後等のように車速の極端な低下を余儀なくされる部分に各検知部シート９Ａ〜９Ｃを設置することが望ましい。
【００４５】
また、持ち運びに際してのいわゆる運搬性または可搬性あるいは機動性を考慮して検知部シート９Ａ〜９Ｃを路面２上に敷設するようにしているものであるから、後述するように例えば各検知部シート９Ａ〜９Ｃをロール状に丸めて小さくすれば、その運搬が容易に可能となることは言うまでもない。ただし、運搬性等を考慮しなくて良い場合には、検知部シート９Ａ〜９Ｃを介さずに第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃをアスファルト層のなかに埋め込んでも良く、あるいは第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃが埋め込まれた検知部シート９Ａ〜９Ｃをその表面が露出するようにアスファルト層に埋め込んでも良い。
【００４６】
図６は図３に示した第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃが共有している演算装置８の機能ブロック回路図を示しており、演算装置８には第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃ毎に独立している受光装置５ｂ，６ｂ，７ｂからその検出出力が入力されるようになっている一方、演算装置８の後段にはデータの記録装置１６が接続される。
【００４７】
演算装置８は、第１の荷重センサ４Ａにおける受光装置５ｂからの検出出力に基づいて、通過した車両１の車軸数を算出する車軸数算出部１７と、第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃにおける受光装置６ｂ，７ｂに個別に対応していて、且つその受光装置６ｂ，７ｂからの検出出力に基づいて、通過した車両１の車軸数に加えて車輪毎または車軸毎の重量を算出する二つの個別情報算出部１８，１９と、上記車軸数算出部１７および二つの個別情報算出部１８，１９からの算出データに基づいて車輪毎または車軸毎の重量の総和を車両重量として算出する車両重量算出部２０とを有している。
【００４８】
ここで、第１の荷重センサ４Ａはその長手方向が当該第１の荷重センサ４Ａの上を通過する車両１の車軸の向きとほぼ平行になるように設定してあるのに対して、第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃは第１の荷重センサ４Ａに対して挟み角θ１，θ２をなすように斜めに配置してあることは先に述べた。そして、共に原理が同じ荷重センサ４Ａ〜４Ｃではあっても、第１の荷重センサ４Ａと第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃとではその機能が異なり、後述するように第１の荷重センサ４Ａの検出出力を入力とする車軸数算出部１７では、その第１の荷重センサ４Ａの上を通過する車両１の車軸数を算出するものであるのに対して、第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃは共に挟み角θ１，θ２を持つが故に、それらの第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃの検出出力を入力とするそれぞれの個別情報算出部１８，１９では、当該第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃの上を通過する車両１の車軸数に加えて、その車両１の車輪毎または車軸毎の重量を個別に算出するようになっている。
【００４９】
したがって、このように構成された重量測定装置によれば、図１，３に示すように、第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃが埋め込まれた三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃの上を車両１が通過することでその重量測定が行われる。
【００５０】
図７は図６の回路構成のもとでの処理手順のフローチャートを示しており、図６，７に示すように、第１の荷重センサ４Ａの検出出力は演算装置８の車軸数算出部１７に、第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃの検出出力は演算装置８のそれぞれの個別情報算出部１８，１９に取り込まれる。
【００５１】
そして、第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの上を通過する車両１にて踏まれることによる負荷、すなわち加重により光ファイバ３が曲げられたり圧縮されたりすると、それらの曲げ損失（マイクロベント損失）あるいは圧縮損失に応じて当該光ファイバ３を伝搬する透過光量に変化が生じることから、車軸数算出部１７および個別情報算出部１８，１９ではそれぞれのピークホールド機能により光ファイバ３自体の透過光量の変化を損失変動ΔＰとして捉えて、その損失変動ΔＰに基づいて車両１の車軸の数と車輪または車軸毎の重量を算出する。
【００５２】
より具体的には、ここでは、例えば第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの上を通過する車両１は、図２に例示したような車軸が３軸のトラック等の車両と仮定する。
【００５３】
図７のほか図８の（Ａ），（Ｂ）に示すように、路面２上に並べられた第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃのうち第１の荷重センサ４Ａに着目した場合、その第１の荷重センサ４Ａの上を車両１が通過すると、その車両１の車軸数に応じた損失変動が発生することから、第１の荷重センサ４Ａの検出出力を入力とする図６の車軸数算出部１７では、図８の（Ｂ）のように時間差をもって発生する三つの損失変動ΔＰのピークをそのピークホールド機能により捉えた上で、そのピーク数を計数（カウント）して車軸数として算出する（図７のステップＳ１〜Ｓ３）。なお、図８（Ｂ）の三つの損失変動ΔＰのピークは、第１の荷重センサ４Ａの上を同図（Ａ）に示した車両１の車軸ごとに前輪Ｗ１、後輪Ｗ２および最後輪Ｗ３の順に通過した結果にほかならない。
【００５４】
また、図７のほか図９の（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃのうち二番目の第２の荷重センサ４Ｂに着目した場合、その第２の荷重センサ４Ｂの上を車両１が通過すると、その車両１の車軸数に応じた損失変動が発生することから、第２の荷重センサ４Ｂの検出出力を入力とする図６の個別情報算出部１８では、図９の（Ｂ）のように時間差をもって発生する３組で合計六つの損失変動ΔＰのピークをそのピークホールド機能により捉えた上で、そのピーク数を計数（カウント）し、ピーク数の半分の数値を車軸数として算出する（図７のステップＳ４〜Ｓ６）。なお、この個別情報算出部１８での車軸数算出機能は、先の車軸数算出部１７での機能と同一である。
【００５５】
ここで、図９の（Ｂ）のように、３組で合計六つの損失変動ΔＰのピークが発生するのは、同図（Ａ）および図３に示したように、第１の荷重センサ４Ａはその上を通過する車両１の各車軸とほぼ平行であるのに対して、第２の荷重センサ４Ｂは第１の荷重センサ４Ａに対して挟み角θ１を有していて、且つ第２の荷重センサ４Ｂはその上を通過する車両１の各車軸と平行とならず、図９の（Ａ）に示した車両１の前輪Ｗ１、後輪Ｗ２および最後輪Ｗ３共に左右の車輪がわずかな時間差をもって第２の荷重センサ４Ｂの上を通過するためである。
【００５６】
同時に、図６の個別情報算出部１８では、図９の（Ｂ）に示した３組で合計六つの損失変動ΔＰのピークのピーク値に基づいて、前輪Ｗ１と後輪Ｗ２および最後輪Ｗ３のそれぞれの車輪毎の重量を算出する（図７のステップＳ７，Ｓ８）。
【００５７】
ここで、図１０に示すように、第２の荷重センサ４ｂが挟み角θ１を有していて、しかも同図（Ｂ）に例示したような車軸が３軸の車両１では、後輪Ｗ２と最後輪Ｗ３とが比較的接近することになることから、挟み角θ１の大きさの設定次第では、その第２の荷重センサ４Ｂの上を車軸が異なる車輪、例えば同図（Ｂ）の例では右側の最後輪Ｗ３と左側の後輪Ｗ２が同時に通過する可能性がある。
【００５８】
このような場合には、同図（Ｂ）に示すように、図９の（Ｂ）とは異なり損失変動ΔＰのピークの数が一つ減ぜられることから、車軸数を正確に把握することができなくなる可能性がある。
【００５９】
このような事態を回避するために第３の荷重センサ４Ｃとそれに付帯するもう一つの個別情報算出部１９が設けられており、第３の荷重センサ４Ｃはその挟み角θ２が第２の荷重センサ４Ａの挟み角θ１に対してθ２＞θ１の関係にあるだけで、第３の荷重センサ４Ｃおよび個別情報算出部１９の機能は、第２の荷重センサ４Ｂおよび個別情報算出部１８のそれと異なるところはない。
【００６０】
すなわち、図１１の（Ａ）に示すように、第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃのうち三番目の第３の荷重センサ４Ｃに着目した場合、その第３の荷重センサ４Ｃの上を車両１が通過すると、その車両１の車軸数に応じた損失変動が発生することから、第３の荷重センサ４Ｃの検出出力を入力とする図６の個別情報算出部１９では、図１１の（Ｂ）のように時間差をもって発生する３組で合計六つの損失変動ΔＰのピークをそのピークホールド機能により捉えた上で、そのピーク数を計数（カウント）し、ピーク数の半分の数値を車軸数として算出する（図７のステップＳ９〜Ｓ１１）。
【００６１】
同時に、個別情報算出部１９では、図１１の（Ｂ）に示した３組で合計六つの損失変動ΔＰのピーク値に基づいて、前輪Ｗ１と後輪Ｗ２および最後輪Ｗ３のそれぞれの車輪毎の重量を算出する（図７のステップＳ１２，Ｓ１３）。
【００６２】
つまり、先に説明した図１０の（Ｂ）のように、挟み角θ１の第２の荷重センサ４Ｂの上を車軸が異なる車輪が同時に通過した場合には、損失変動ΔＰのピークの重なりによって車軸数を正確に把握することができない可能性があるのに対して、図１１の（Ｂ）のように、挟み角θ２の第３の荷重センサ４Ｃ側では損失変動ΔＰのピークの重なりを効果的に解消することができることになる。
【００６３】
こうして、図６の車軸数算出部１７での車軸数の算出のほか、それぞれの個別情報算出部１８，１９での車軸数の算出および各車輪毎の重量が算出されたならば、同図の車両重量算出部２０では、車軸数算出部１７およびそれぞれの個別情報算出部１８，１９で算出された情報をもとに所定の演算を行って、車両の総重量を算出する。
【００６４】
より詳しくは、図７に示すように、車軸数算出部１７で算出された車軸数を基準として、この車軸数算出部１７で算出された車軸数と同じ車軸数を算出した個別情報算出部１８または１９を車軸数の一致，不一致をもって特定する（図７のステップＳ１４，Ｓ１５）。
【００６５】
そして、車軸数算出部１７で算出された車軸数と同じ車軸数を算出した個別情報算出部１８または１９が特定されたならば、同図のステップＳ１６，Ｓ１７に示すように、当該個別情報算出部１８または１９が認識した車軸数の２倍が損失変動ΔＰのピークの数であること、すなわち［車軸数×２＝損失変動ΔＰのピーク数］であることを条件に、次のステップＳ１８において、その特定された個別情報算出部１８または１９で算出された車輪毎の重量に基づき、車両重量算出部２０では各車輪毎の重量の総和を車両重量（自動車重量）として算出する。
【００６６】
そして、車両重量算出部２０で算出された車両重量は、車両の通過時間とともに車両重量算出部２０の後段の記録装置１６に記録される。
【００６７】
なお、図７のステップＳ１５において車軸数が不一致である場合、およびステップＳ１７において［車軸数×２＝損失変動ΔＰのピーク数］の条件を満たさない場合には、ステップＳ１９のエラー処理が実行される。
【００６８】
ここで、図７から明らかなように、各個別情報算出部１８，１９では車軸数とともに車輪毎の重量が把握されていることから、同図のステップＳ８およびＳ１３において車輪毎の重量を算出するのに代えて、車軸毎の重量を算出するようにしても良い。
【００６９】
さらに、第３の荷重センサ４Ｃに付帯している個別情報算出部１９は、第２の荷重センサ４Ｂに付帯している個別情報算出部１８を補完する機能を有することから、例えば第４，第５の荷重センサとして当該荷重センサの数さらに増加させるとともに、それに併せて個別情報算出部の数も増加させても良い。こうすることにより図７のステップＳ１９でのエラーの発生回数を抑制できるようになる。
【００７０】
このように本実施の形態によれば、第１の荷重センサ４Ａとともに挟み角θ１，θ２を有する第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃを併用しているので、それらの各荷重センサ４Ａ〜４Ｃ上を通過する車両１の進行方向の微妙な変化の影響を受けることがないので、走行中の車両１の重量を一段と正確に測定できる。
【００７１】
これは、例えば過積載のトラック等の取り締まりに際して、全てのトラック等を停車させる必要がないことを意味し、重量測定の結果に基づいて過積載の疑いのある車両のみを検問で停車させれば良いから、車両の重量測定ひいては過積載の車両の取り締まりに際して好都合となる。
【００７２】
また、それぞれの車輪または車軸に加わる重量を個別に算出するので、左右前後の重量配分が異なる場所、例えば傾きのある道路あるいはカーブや坂道等でも重量測定が可能となる。
【００７３】
さらに、先にも述べたように、第２，第３の荷重センサ４Ｂ，４Ｃ毎に独立している個別情報算出部１８，１９は車軸数算出部１７の機能を補完する機能を有していて、車軸数算出部１７および第２の荷重センサ４Ｂ側の個別情報算出部１８のそれぞれで算出した車軸数が不一致であっても、車軸数算出部１７および第３の荷重センサ４Ｃ側の個別情報算出部１９のそれぞれで算出した車軸数が一致さえすれば車両重量を算出できる。そのため、車両重量の測定が不可となるいわゆるエラーの発生を抑制できて、車両重量測定装置としての信頼性が高いものとなる。
【００７４】
加えて、一車線分の路面幅の全幅にわたって第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃを敷設してあるので、例えば道路の幅方向中心に対して車両の中心がずれた場合であって、且つ同じ車軸の左右の車輪に加わる重量が異なる場合であっても、正確な重量測定を行える。
【００７５】
ここで、本実施の形態では、図３に示したように、第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃをそれぞれに独立した基板１０に埋設して三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃとしているが、当然のことながら共通の一枚の基板に第１〜第３のの荷重センサ４Ａ〜４Ｃを埋設して、実質的に一枚構成の検知部シートのかたちとしても良い。
【００７６】
図１２は本発明に係る重量測定装置の第２の実施の形態を示す図である。
【００７７】
ここでは、図３に示したような第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃを含んでなる三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃの可搬性と設置の容易性あるいは簡便性を考慮して、角度表示シート２１と組み合わせた場合の例を示している。
【００７８】
図１２に示すように、三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃを挟み角θ１，θ２を持たせながら対象とする路面２に並べて配置するにあたって、その路面２の脇に置く矩形状の角度表示シート２１を併用するものとし、その角度表示シート２１には第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃを含んでなる三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃの相対位置関係を決める角度表示、すなわち挟み角θ１，θ２の条件を満たすような指標として角度表示２２を予め付しておく。この角度表示２２は、例えば同図に示すように、角度表示シート２１の地色と異なる三角形状の着色部とする。
【００７９】
そして、同図に示すように、三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃを並べるのに先立って、路面２の長手方向と角度表示シート２１の長手方向とが平行になるように、対象となる路面２の脇にその角度表示シート２１を置き、それに続いて各検知部シート９Ａ〜９Ｃを角度表示シート２１の角度表示２２に合わせて並べるものとする。
【００８０】
その一方、三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃや角度表示シート２１を保管する場合には、図１３に示すように、各検知部シート９Ａ〜９Ｃをロール状に丸め、角度表示シート２１とセットにした上で、所定の収納袋２３に収納するものとする。
【００８１】
こうすることにより、重量測定装置の主要素となる三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃ等の可搬性とともに、設置の容易性あるいは簡便性とを両立することが可能となる。
【００８２】
図１４は本発明に係る重量測定装置の第３の実施の形態を示す図で、図６と共通する部分には同一符号を付してある。
【００８３】
この図１４に示す第３の実施の形態では、ＥＴＣシステム２４との連携を図ったものであり、ＥＴＣレーン入口側に図３と同様な配置で第１〜第３の荷重センサ４Ａ〜４Ｃを含む三枚の検知部シート９Ａ〜９Ｃを並べて配置する一方、そのＥＴＣシステム２４と演算装置８のとの間でＥＴＣ車受信情報２５やＥＴＣレーン開閉バー２６の駆動信号の授受を行うものである。そして、受信した車種情報から明らかに過積載と判断した場合には、ＥＴＣレーン開閉バー２６を開かないようにして、例えば係員を呼び出す一方、ＥＴＣ記録装置２７には車種情報や車両通過時間等のＥＴＣ記録情報とともに、重量に関する情報をも同時記録するようにしたものである。
【００８４】
この第３の実施の形態によれば、ＥＴＣシステムを活用して、例えば過積載のトラック等の取り締まりを一段と効率的に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００８５】
１…車両
２…路面
３…光ファイバ
４Ａ…第１の加重センサ
４Ｂ…第２の加重センサ
４Ｃ…第３の加重センサ
５，６，７…発・受光部
５ａ，６ａ，７ａ…光源
５ｂ，６ｂ，７ｂ…受光装置
８…演算装置（演算手段）
９Ａ…検知部シート
９Ｂ…検知部シート
９Ｃ…検知部シート
１０…基板
１７…車軸数算出部（車軸数算出手段）
１８，１９…個別情報算出部（個別情報算出手段）
２０…車両重量算出部（車両重量算出手段）
θ１…挟み角
θ２…挟み角
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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