(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測される車両が有する全車輪を載せることができる大きさの載台と、前記載台を支持するように配置されて当該載台に掛かる荷重を検出する複数の荷重検出器と、前記複数の荷重検出器からの検出出力を用いて演算を行う指示計とを備え、
前記指示計には、車両の車軸数および前記載台上にある車軸の状況に応じた複数の計算式が記憶されており、
前記指示計が、前記複数の荷重検出器で検出された荷重に基づいて前記車両の重量を算出する計量部と、前記車両の車軸数と前記複数の荷重検出器で検出された荷重の和である検出総量の履歴に基づいて前記載台上にある前記車両の車軸の状況を特定し、前記複数の計算式の中から前記車両の車軸数と前記載台上にある前記車両の車軸の状況に応じて選択された１つを利用して前記車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を算出する速度演算部とを含んで成る、車両計測装置。
【請求項２】
前記複数の計算式は、前記複数の荷重検出器で検出された荷重に基づいて前記車両に付帯する或基準点の位置を算出するものであって、
前記速度演算部は、前記複数の計算式のうち前記選択された１つを用いて前記車両の基準点の位置を算出し、前記基準点の変位量を求め、この変位量に基づいて前記車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を算出する、請求項１に記載の車両計測装置。
【請求項３】
前記基準点は、前記車両の最も前の車軸又は最も後の車軸の中心である、請求項２に記載の車両計測装置。
【請求項４】
前記複数の荷重検出器は、前記載台において前記車両の進行方向の前後中央より後側に配置された一又は複数の後側荷重検出器と、前記載台において前記進行方向の前後中央より前側に配置された一又は複数の前側荷重検出器とを含み、
前記計量部および前記速度演算部が、前記一又は複数の後側荷重検出器で検出された荷重の和と、前記一又は複数の前側荷重検出器で検出された荷重の和とを、それぞれ独立して利用可能なように、前記複数の荷重検出器と前記指示計とが接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両計測装置。
【請求項５】
前記複数の荷重検出器の各々はデジタルロードセルである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両計測装置。
【請求項６】
前記速度演算部は、前記載台の前記車両の進行方向の前後中央より後側にかかる荷重、前記載台の前記進行方向の前後中央より前側にかかる荷重および前記車両の車軸間距離、または、これらに加えて前記載台の前記進行方向の前後中央より後側に配置された前記荷重検出器と前記載台の前記進行方向の前後中央より前側に配置された前記荷重検出器との離間距離を用いて、前記車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を算出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両計測装置。
【請求項７】
前記指示計は、前記速度演算部で算出された前記車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方と所定の規制速度又は所定の規制加速度と比較することにより、前記車両の前記載台上での速度超過、急発進および急停止を検出する車両速度監視部を更に含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、載台に載せた車両の重量を計測するとともに載台上を走行する車両の速度を計測することができる車両計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に積載した積荷の重量管理を行うために、車両の積荷重量の計測が行われている。車両の積荷重量は、車両重量計測装置を用いて積荷を含めた車両重量を計測し、この計測された車両重量から予め登録されている車両自体の重量を減算して求められる。例えば、特許文献１に示すように、車両の全車輪が同時に乗り込める寸法の載台を有するタイプの車両重量計測装置は、載台上に乗り入れた車両を一旦停止させ、振動などによる計量数値の乱れが収束して安定した状態で得られた計量数値を車両重量として計測する。
【０００３】
近年では、車両の車軸の重量（軸重量ともいう）および車両の総重量を計測する車軸重量計測装置も一般的となっている。特許文献２では、車軸重量計測装置において、走行中の車両の軸重量を計測するとともに車両の速度又は加速度を検出するように構成されたものが示されている。特許文献２に示された車軸重量計測装置は、車両の走行方向に並んだ第１および第２の軸重センサを備え、先行車軸（最初にセンサ上を通過した車軸）が第１の軸重センサ上を通過した時刻と、同車軸が第２の軸重センサ上を通過した時刻とにより、これらの軸重センサ間の通過に要した時間（通過時間という）を算出し、該通過時間と軸重センサの配置間隔とに基づいて、先行車軸の速度を車両の速度として算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−８１２２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているような載台を備えた車両重量計測装置は、車両が載台上を走行することにより載台の上面が摩耗するが、これに加えて、載台の下降範囲を規制するストッパーボルトや載台を支持するロードセルおよび基礎が激しく損傷することがある。これらの損傷の程度は、通常は計測回数に比例する。しかし、車両が載台へ乗降する際に急停止や急発進などの乱雑な運転が行われた場合には、これらの損傷の程度の進行が加速する。したがって、載台へ乗降する際の車両の速度が定められた範囲を超える場合や、当該車両の加速度が定められた範囲にない場合に、運転手に定められた走行速度を守るとともに急停止および急発進をしないように勧告するなどの対処を行うことが望ましい。そのためには、車両が載台へ乗降する際の速度および加速度を検出することが必要となる。
【０００６】
ところで、特許文献２に記載の車軸重量計測装置は、先行車軸の速度を複数の軸重センサから検出信号が出力されたタイムラグを利用して算出する。つまり、特許文献２に記載されている車両の速度の検出手法は、車両が軸重センサ上を停止することなく走り抜けることを想定したものであって、車両の先行車軸が複数の軸重センサ上を等速で通過する車両の速度しか正しく検出することができない。したがって、特許文献２に記載された技術を、車両の全車軸を載せ得る載台を備えて当該載台上で車両を一旦停止させて重量を計測するタイプの車両重量計測装置に適用させたとしても、車両が載台へ乗降する際の車両の速度や、車両が載台上で停止および発進するときの加速度などを検出することができない。
【０００７】
本発明は上記に鑑み、複数の車輪を有する車両全体が載置可能な載台と、該載台を支持するように配置された複数の荷重検出器とを備える車両計測装置において、車両の重量を計測するとともに、載台上を走行する車両の速度および加速のうちいずれか一方又は両方を計測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る車両計測装置は、計測される車両が有する全車輪を載せることができる大きさの載台と、前記載台を支持するように配置されて当該載台に掛かる荷重を検出する複数の荷重検出器と、前記複数の荷重検出器からの検出出力を用いて演算を行う指示計とを備え、前記指示計が、前記複数の荷重検出器で検出された荷重に基づいて前記車両の重量を算出する計量部と、前記複数の荷重検出器で検出された荷重に基づいて前記車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を算出する速度演算部とを含んで成るものである。
【０００９】
上記構成の車両計測装置は、複数の荷重検出器で検出した荷重に基づいて、載台上の車両の重量を計測するとともに、載台上を走行する車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を計測することができる。したがって、特別な速度センサ等を備えることなく、車両の重量計測のための構成を利用して載台上を走行する車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を計測することができる。さらに、複数の荷重検出器で検出した荷重を利用するので、載台上にある車両の車軸の数にかかわらず速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を計測することが可能である。よって、車両が載台へ乗降する過程の車両の速度や、車両が載台上で停止および発進するときの加速度なども計測することが可能である。
【００１０】
前記車両計測装置において、前記速度演算部は、前記複数の荷重検出器で検出された荷重に基づいて前記車両に付帯する或基準点の位置の変位量を求め、この変位量に基づいて車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を算出することがよい。そして、前記車両計測装置において、前記基準点は、前記車両の最も前の車軸又は最も後の車軸の中心としてよい。
【００１１】
前記車両計測装置において、前記複数の荷重検出器は、前記載台において前記車両の進行方向の前後中央より後側に配置された一又は複数の後側荷重検出器と、前記載台において前記進行方向の前後中央より前側に配置された一又は複数の前側荷重検出器とを含み、前記計量部および前記速度演算部が、前記一又は複数の後側荷重検出器で検出された荷重の和と、前記一又は複数の前側荷重検出器で検出された荷重の和とを、それぞれ独立して利用可能なように、前記複数の荷重検出器と前記指示計とが接続されていることがよい。かかる構成により、指示計は、後側荷重検出器で検出された荷重と前側荷重検出器で検出された荷重とをそれぞれ利用して、載台上を走行する車両の基準点の位置を算出することができる。
【００１２】
また、前記車両計測装置において、前記複数の荷重検出器の各々はデジタルロードセルであることがよい。これにより、一又は複数の後側荷重検出器で検出された荷重の和と一又は複数の前側荷重検出器で検出された荷重の和とをそれぞれ独立して利用可能な構成を、容易に実現することができる。
【００１３】
前記車両計測装置において、前記指示計には、車両の車軸数および前記載台上にある車両の車軸の状況に応じた複数の計算式が記憶されており、前記速度演算部は、前記複数の計算式のうち、前記車両の車軸数および前記載台上にある前記車両の車軸の状況に応じて１つの計算式を選択的に利用して、前記車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を算出するように構成されていてよい。
【００１４】
前記車両計測装置において、前記速度演算部は、前記載台の前記車両の進行方向の前後中央より後側にかかる荷重、前記載台の前記進行方向の前後中央より前側にかかる荷重および前記車両の車軸間距離、または、これらに加えて前記載台の前記進行方向の前後中央より後側に配置された前記荷重検出器と前記載台の前記進行方向の前後中央より前側に配置された前記荷重検出器との離間距離を用いて、前記車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を算出するように構成されていてよい。
【００１５】
前記車両計測装置において、前記指示計は、前記速度演算部で算出された前記車両の速度および加速度のうちいずれか一方又は両方と所定の規制速度又は所定の規制加速度と比較することにより、前記車両の前記載台上での速度超過、急発進および急停止を検出する車両速度監視部を更に含むことがよい。これにより、車両計測装置で計測された速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を有効に利用することができる。例えば、検出された速度超過および急停止を、車両の載台への乗降の過程での乱雑な運転に対して警告を発するために利用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の車輪を有する車両全体が載置可能な載台と、該載台を支持するように配置された複数の荷重検出器とを備える車両計測装置において、車両の重量を計測するとともに、特別な速度センサ等を備えることなく車両の重量を計測するための構成を利用して、載台上を走行する車両の速度および加速のうちいずれか一方又は両方を計測することができる。さらに、複数の荷重検出器で検出した荷重を利用するので、載台上にある車両の車軸の数にかかわらず速度および加速度のうちいずれか一方又は両方を計測することができる。よって、車両が載台へ乗降する過程の車両の速度や、車両が載台上で停止および発進するときの加速度なども検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両計測装置の構成を概略的に示す側面図である。
【図２】同じく車両計測装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図３】指示計の構成を示すブロック図である。
【図４】車両情報データベースに記憶される車両情報のレイアウトの一例を示す概念図である。
【図５】車両計測装置による検出総量の時系列変化の一例を示すグラフである。
【図６】車両計測装置の動作の概略フローを示すフローチャートである。
【図７】車軸数２の車両の第１車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。
【図８】車軸数２の車両の全車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。
【図９】車軸数２の車両の第２車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。
【図１０】後側重量と車両の走行距離との関係の一例を示すグラフである。
【図１１】車軸数３の車両の全車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。
【図１２】車軸数３の車両の第２車軸と第３車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下では全ての図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。
【００１９】
（車両計測装置１０の構成例）
図１は本発明の一実施形態に係る車両計測装置の構成を概略的に示す側面図、図２は同じく車両計測装置の構成を概略的に示す平面図、図３は指示計の構成を示すブロック図である。図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係る車両計測装置１０は、重量計１と、その重量計１と有線又は無線の通信手段５で通信可能に接続された指示計８とを備えている。
【００２０】
重量計１は、重量を計測する計測対象である車両４を載せるための載台２と、載台２に掛かる荷重を検出するために載台２を支持するように配置された複数のロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとを備えている。本実施の形態に係る重量計１は、載台２の下方の四隅に配置された４個のロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（荷重検出器）を備えている。載台２は、車両４全体を載置できるように、車両４が有する全ての車輪４１，４２，４３，４４を同時に載せることができる寸法を有する。この載台２は、路面を掘り下げて形成されたピットに、その上面が路面と略面一になるように配設されている。なお、本実施の形態に係る車両４は、第１車軸４ｆおよび第２車軸４ｂを有する車軸数２の車両である。但し、車両計測装置１０の計測対象である車両４は、車軸数３以上の車両であってもよいことは勿論である。このような車軸数３以上の車両の重量を計測する場合であっても、車両４が備える全車輪を同時に乗せることができるように、載台２の大きさが定められている。
【００２１】
４個のロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、載台２において車両４の進行方向（図１において矢印９９で示す方向）の前後略中央よりも後側の後列Ｋaと、前側の前列Ｋbとに分かれて配置されている。後列Ｋaと前列Ｋbはいずれも進行方向９９と略直交している。後列Ｋaは、載台２の進行方向９９の後端下部に位置し、この後列Ｋaに２つのロードセル３ａ，３ｃが配置されている。前列Ｋbは、載台２の進行方向９９の前端下部に位置し、この前列Ｋbに２つのロードセル３ｂ，３ｄが配置されている。
【００２２】
各ロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄからの計量信号が独立して指示計８へ出力されるように、ロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと指示計８とが接続されている。したがって、指示計８では各ロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで検出された荷重を個別に取得することができる。但し、後列Ｋaに属するロードセル３ａ，３ｃで検出された荷重（又は荷重の和）と、前列Ｋbに属するロードセル３ｂ，３ｄで検出された荷重（又は荷重の和）とを、指示計８で独立して演算に利用することができれば、各ロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄから指示計８への出力構成は上記に限定されない。換言すれば、複数のロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが車両４の進行方向９９の前後に分けて配置され、車両４の進行方向９９の前部で検出された荷重（ここでは、ロードセル３ａ，３ｃで検出された荷重）と後部で検出された荷重（ここでは、ロードセル３ｂ，３ｄで検出された荷重）とが指示計８で独立して利用可能であれば、重量計１から指示計８への出力構成は本実施例とは異なる構成であってもよい。
【００２３】
本実施の形態に係るロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、いずれもデジタルロードセルである。各ロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、ロードセル自体に増幅部、Ａ/Ｄ変換部、および演算部が組み込まれており、検出した荷重をデジタル計量信号として指示計８へ出力する。このようにロードセルとしてデジタルロードセルが用いられることによって、各ロードセルの計量信号を各々独立して指示計８へ伝達できる構成を容易に構築することができる。但し、重量計１が備えるロードセルとして、デジタルロードセルに代えてアナログロードセルを用いてもよい。この場合には、ロードセルからのアナログ出力は、増幅部およびＡ/Ｄ変換部介して指示計８へ伝達されることとなる。
【００２４】
指示計８は、図３に示すように、演算装置および制御装置として機能するＣＰＵ（中央処理装置：Central  Processing  Unit）８１と、主記憶装置であるメモリ８２と、補助記憶装置であるハードディスク８３と、通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ８６）とを備え、これらはバス８５で接続されている。通信Ｉ／Ｆ８６は、外部の装置と通信するために用いられるインターフェースである。一例として、通信Ｉ／Ｆ８６には、指示計８での処理結果を表示出力するためのディスプレイ装置、車両４の運転手に対して載台２への進入又は退出の可否および警告などの情報を伝達するための信号灯やスピーカなどの出力手段８７と、指示計８へ情報や指令を入力するためのキーボードやタッチパネルなどの入力手段８８とが接続される。
【００２５】
ＣＰＵ８１は、インストールされた所定のプログラムを実行することにより計量制御部８１ａ、計量部８１ｂ、速度演算部８１ｃおよび車両速度監視部８１ｄとして機能する。計量制御部８１ａは、車両計測装置１０の計量動作を制御する。計量部８１ｂは、ロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで検出された荷重に基づいて、載台２上の荷重を計測し、メモリ８２へ記録する。速度演算部８１ｃは、計量部８１ｂで計測された荷重に基づいて載台２上の車両４の速度および加速度を算出する。車両速度監視部８１ｄは、速度演算部８１ｃ速度演算部速度演算部で算出された車両４の速度および加速度に基づいて車両４の載台２上の走行（具体的には、速度超過、急発進および急停止）を監視する。
【００２６】
ハードディスク８３には、重量計１に関する情報である重量計情報８４が格納されている。重量計情報８４には、例えば、重量計１が備えるロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの特性や、載台２の大きさ、後列Ｋaと前列Ｋbの進行方向９９の離間距離（以下「検出点間距離Ｌp」という）などが含まれている。なお、後列Ｋaまたは前列Ｋbに属するロードセルの進行方向９９の位置にバラツキがある場合は、後列Ｋaに属するロードセル３ａ，３ｃの位置の平均を後列Ｋaの進行方向９９の位置とし、前列Ｋbに属するロードセル３ｂ，３ｄの位置の平均を後列Ｋaの進行方向９９の位置とする。
【００２７】
さらに、ハードディスク８３には、車両情報を記憶する車両情報データベース（車両情報ＤＢ５０）が設けられる。図４は車両情報データベースに記憶される車両情報のレイアウトの一例を示す概念図である。図４に示すように、車両情報は、車番（車両番号）フィールド５１、車軸数フィールド５２、軸間距離フィールド５３、総量フィールド５４、風袋量フィールド５５、正味量フィールド５６、事業者フィールド５７、品種フィールド５８、および最大積載量フィールド５９、速度超過フィールド６０の各フィールドを有している。
【００２８】
車番フィールド５１には、車両４の識別情報としての車両番号が格納される。車軸数フィールド５２には、その車両の車軸数が格納され、軸間距離フィールド５３には車軸数に対応して車軸間距離Ｌ1が格納される。また、総量フィールド５４には、その車両の総重量Ｗ０の計測結果が格納される。風袋量フィールド５５には、その車両の風袋量が格納される。正味量フィールド５６には、車両の総重量Ｗ０から風袋量を減ずることによって得られる、積荷の正味量の計測結果が格納される。本実施の形態において、車両情報に含まれる車両番号、車軸数、車軸間距離、車両の総重量、車両の風袋量、および積荷の正味量は、車両属性情報として位置付けられる。この車両属性情報を参照すれば、その車両の属性を知ることができるため、複数の車両群から一の車両を識別すること、すなわち、車両を特定することが可能となる。
【００２９】
また、事業者フィールド５７には、その車両を管理する事業者の事業者名が、品種フィールド５８には、車両に積載された積荷の種別（品種）が、最大積載量フィールド５９には、車検証に記載されている最大積載量がそれぞれ格納される。速度超過フィールド６０には、その車両について車両速度監視部８１ｃにて走行速度違反（具体的には、速度超過、急発進又は急停止）が検出された場合にその回数等が速度違反情報として格納される。なお、車両番号、車軸数、車両の風袋量、事業者名、積荷の品種、および最大積載量は、予め車両情報ＤＢ５０に登録されており、他方、車両の総重量および積荷の正味量の計測結果ならびに速度違反情報は、後述する計量動作の終了時に車両情報ＤＢ５０に登録される。
【００３０】
（車両計測装置１０の動作例）
次に、車両計測装置１０で行われる計量動作の概略について、図６を参照しながら説明する。図６は車両計測装置の動作の概略フローを示すフローチャートである。車両計測装置１０で行われる計量動作に係る制御および演算は指示計８の計量制御部８１ａで行われる。
【００３１】
計量対象である車両４の運転手は、車両４を載台２へ進入させ、車両４の全車軸が載台２に乗り込んだ状態で、車両４を載台２上で停止させる。重量計１での計量は、車両４が載台２に進入する前に開始され（ステップＳ１）、以後継続されている。すなわち、指示計８の計量部８１ｂは、各ロードセル３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで検出された荷重を取得し、後列Ｋaに配置されたロードセル３ａ，３ｃで検出された重量の和（以下「後側重量Ｗa」という）と、前列Ｋbに配置されたロードセル３ｂ，３ｄで検出された重量の和（以下「前側重量Ｗb」という）と、全ロードセルで検出された重量の和（以下「検出総量Ｗ」）とを算出し、これらをメモリ８２に逐次記録する。後側重量Ｗa、前側重量Ｗbおよび検出総量Ｗが逐次算出されて蓄積されることによって、これらの履歴が生成される。
【００３２】
まず、指示計８は、車両４が載台２上で停止したことを検出する（ステップＳ２）。車両４が載台２上を移動している間は、後側重量Ｗaと前側重量Ｗbは変動する。よって、指示計８は、後側重量Ｗaおよび前側重量Ｗbの変動が収まったことから間接的に車両４が載台２上で停止したことを検出できる。このようにして車両４の停止が検出されたときには、重量計１の検出値の変動は収まり安定している。
【００３３】
車両４が載台２上で停止したことが検出されてから、指示計８は計量対象の車両４を特定する（ステップＳ３）。ここで、オペレータは、指示計８に接続された入力手段８８を介して指示計８へ計量対象である車両４の識別情報を入力する。識別情報は、例えば、車両４の車番である。車両４の識別情報を取得した指示計８は、車両情報ＤＢ５０を参照して該当する車両情報を特定し、この車両情報から計量対象情報を生成する（ステップＳ４）。計量対象情報には、車両４の識別番号（車番）、車軸数、車軸間距離Ｌ1、風袋量、最大積載量などの指示計８での処理に必要な情報が含まれており、メモリ８２に一時的に記憶される。
【００３４】
続いて、指示計８は、車両４の総重量Ｗ０と積荷の正味量とを計量する（ステップＳ５）。車両４の総重量Ｗ０は、車両が載台２上で停止したときに検出された検出総量Ｗである。また、積荷の正味量は、車両４の総重量Ｗ０から計量対象情報に含まれる車両４の風袋量を差し引いた値である。
【００３５】
指示計８は、総重量Ｗ０の計量のあとで又は同時に、速度演算部８１ｃにより速度算出処理を行い（ステップＳ６）、車両４が載台２へ進入を開始してから載台２上で停止するまでの速度ｖおよび加速度ａを算出する。さらに、指示計８は速度監視処理を行い（ステップＳ７）、算出された速度ｖおよび加速度ａを用いて車両４の速度の監視活動を行って速度違反データを生成する。速度算出処理および速度監視処理については、後ほど詳述する。
【００３６】
速度監視処理（ステップＳ７）が終われば、指示計８は車両４の総重量Ｗ０および積荷の正味量を少なくとも含む計量結果と、速度違反データと、計量対象情報とから計量結果データを生成し（ステップＳ８）、生成された計量結果データを指示計８に接続されたディスプレイ装置等の出力手段８７に出力する（ステップＳ９）。例えば、計量結果データがディスプレイ装置に出力された場合に、ディスプレイ装置には少なくとも総重量Ｗ０と、積荷の正味量と、速度違反データとが表示される。速度違反データに含まれうる情報には、速度超過、急発進、または急停止の走行速度違反と良好とがあり、このように走行速度違反が出力手段８７に出力されることにより運転手に速度遵守が促される。速度違反データの出力例として、オペレータに向けてディスプレイ装置に速度又は加速度違反であることを報知する画像として出力されたり、運転手に向けて信号灯の点滅として出力されたり、或いは、運転手に向けてスピーカからの警告音として出力されたりする。
【００３７】
続いて、指示計８は退出許可信号を出力する（ステップＳ１０）。退出許可信号は、指示計８に接続された出力手段８７へ出力される。この退出許可信号に基づいて、オペレータが車両４の運転手を案内したり、運転手が自ら退出許可を判断したりして、運転手が車両４を載台２から退出させる。
【００３８】
指示計８は、載台２から車両４が退出したことを検出して（ステップＳ１１）、重量計１の車両４の計量を終了する（ステップＳ１２）。車両４が載台２から退出したことは、重量計１で検出された荷重から判断することができる。車両４が載台２から退出すると、指示計８は速度算出処理を行い（ステップＳ１３）、車両４が載台２上で停止してから載台２から退出するまでの速度ｖおよび加速度ａを算出する。さらに、指示計８は速度監視処理を行い（ステップＳ１４）、算出された速度ｖおよび加速度ａを用いて車両４の速度の監視活動を行って速度違反データを生成する。速度算出処理および速度監視処理については、後ほど詳述する。
【００３９】
最後に、指示計８は、計量結果データに新たに生成された速度違反データを追加し（ステップＳ１５）、この計量結果データを車両情報ＤＢ５０に格納された車両情報に記録するとともに（ステップＳ１６）、上記ステップＳ１１と同様に、指示計８に接続されたディスプレイ装置やプリンタなどの出力手段８７に出力する（ステップＳ１７）。
【００４０】
以上、本実施形態に係る車両計測装置１０の好適な計量動作の流れを説明したが、上記の各処理は、必要に応じて省略したり、順序を変更したり、同時に実行したりすることが可能である。続いて、上記車両計測装置１０の計量動作に含まれる速度算出処理と速度監視処理について説明する。
【００４１】
（速度算出処理）
まず、速度演算部８１ｃが行う速度算出処理（ステップＳ８，ステップＳ１５）について詳細に説明する。指示計８の速度演算部８１ｃは、車両４の速度ｖおよび加速度ａを算出するために、後側重量Ｗaの履歴、前側重量Ｗbの履歴、総量Ｗの履歴、計量対象情報および重量計情報８４を利用する。特に、計量対象情報のうち車軸数および車軸間距離Ｌ1を利用し、重量計情報８４のうち検出点間距離Ｌpを利用する。そして、速度演算部８１ｃは、これらを利用して車両４の基準点の位置（以下「基準位置ｘ」という）を算出し、この基準位置ｘの単位時間の変位量から車両４の速度ｖおよび加速度ａを算出する。ここでは、後列Ｋaを原点とし、車両４の第１車軸４ｆ（先行車軸）の進行方向９９前後の中心（重心）を基準位置ｘとし、後列Ｋaから基準位置ｘまでの進行方向９９の距離を基準位置ｘの変位量として説明する。
【００４２】
図５は車両計測装置による検出総量の時系列変化の一例を示すグラフである。図５に示すグラフでは、縦軸が検出総量Ｗを表している。検出総量Ｗは、後側重量Ｗaと前側重量Ｗbの和である。また、図５に示すグラフでは、横軸が重量計１で計量を開始してからの経過時間を表している。時刻ｔ1に第１車軸４ｆが載台２へ進入し、時刻ｔ2に第２車軸４ｂが載台２へ進入し、時刻ｔ3に車両４が停止し、時刻ｔ4に車両４が発進し、時刻ｔ5に第１車軸４ｆが載台２から退出し、時刻ｔ6に第２車軸４ｂが載台２から退出する。このグラフに示されるように、検出総量Ｗは、車両４が載台２上を移動するうちに階段状に変化する。これは載台２上にある車軸の状況（すなわち、どの車軸が載台２にあるか）に対応している。以下では、説明の便宜を図って、載台２上に第１車軸４ｆのみがある時刻ｔ1から時刻ｔ2までを「第１ステージＳ1」といい、載台２上に第１車軸４ｆおよび第２車軸４ｂがある時刻ｔ2から時刻ｔ5までを「第２ステージＳ2」といい、載台２上に第２車軸４ｂのみがある時刻ｔ5から時刻ｔ6までを「第３ステージＳ3」ということとする。第１ステージＳ1において、検出総量Ｗは第１車軸４ｆの軸重量（第１軸重量Ｗ1）を表している。第２ステージＳ2において、検出総量Ｗは車両４の総重量Ｗ０を表している。第３ステージＳ3において、検出総量Ｗは第２車軸４ｂの軸重量（第２軸重量Ｗ2）を表している。
【００４３】
速度演算部８１ｃは、車両４の車軸数と、載台２上にある車両４の車軸の状況とに応じて最適な計算式を選択し、選択された計算式を利用して基準位置ｘを算出する。具体的には、速度演算部８１ｃは、計量対象情報から車両４の車軸数を取得し、続いて、車軸数と検出総量Ｗの履歴とに基づいて載台２上にある車軸の状況（すなわち、ステージＳ1，Ｓ2，Ｓ3）を特定する。なお、各ステージＳ1，Ｓ2，Ｓ3の境界で検出される検出総量Ｗが大きく変動することから、車軸数と検出総量Ｗの変化量に基づいて載台２上にある車軸の状況を特定できる。車軸数２の場合に検出総量Ｗの急激な変化は、車両４の第１車軸４ｆが載台２へ進入したとき（時刻ｔ1）、車両４の第２車軸４ｂが載台２へ進入したとき（時刻ｔ2）、車両４の第１車軸４ｆが載台２から退出したとき（時刻ｔ5）、車両４の第２車軸４ｂが載台２から退出したとき（時刻ｔ6）の順に４回現れる。例えば、検出総量Ｗの急激な変化が２回のときは第２ステージＳ2（つまり、載台２上に第１車軸４ｆおよび第２車軸４ｂがある状況）である。そして、速度演算部８１ｃは、載台２上にある車軸の状況に対応した計算式を用いて基準位置ｘを算出する。本実施形態では、速度演算部８１ｃは基準位置ｘの位置を算出するにあたり、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの第１ステージＳ1では計算式Ｆ1を用い、時刻ｔ2から時刻ｔ5までの第２ステージＳ2では計算式Ｆ2を用い、時刻ｔ5から時刻ｔ6までの第３ステージＳ3では計算式Ｆ3を用いる。以下、計算式Ｆ1、計算式Ｆ2および計算式Ｆ3について順に説明する。
【００４４】
（計算式Ｆ1）
計算式Ｆ1は、車軸数２の車両が第１ステージＳ1にあるときの基準位置ｘを算出する式である。図７は車軸数２の車両の第１車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。図７に示すように、後列Ｋaから前列Ｋbまでの進行方向９９の距離を検出点間距離Ｌpとすると、基準位置ｘ、後側重量Ｗa、前側重量Ｗbおよび検出点間距離Ｌpの間に次に示す数式１の関係が成立する。そして、数式１の関係から数式２に示された計算式Ｆ1を用いて基準位置ｘを求めることができる。
【００４５】
【数１】
0005795204.tif 000002
【００４６】
【数２】
0005795204.tif 000003
【００４７】
（計算式Ｆ2）
計算式Ｆ2は、車軸数２の車両が第２ステージＳ2にあるときの基準位置ｘを算出する式である。図８は車軸数２の車両の全車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。図８に示すように、後列Ｋaから車両４の重心Ｇまでの進行方向９９の距離をｙとし、車両４の重心Ｇから第１車軸４ｆの中心までの進行方向９９の距離をｚとしたときに、第１軸重量Ｗ1、第２軸重量Ｗ2、検出点間距離Ｌp、後側重量Ｗa、前側重量Ｗb、車軸間距離Ｌ1、距離ｙおよび距離ｚの間に、次に示す数式３の関係が成立する。基準位置ｘは距離ｙと距離ｚの和であるから、数式４に示された計算式Ｆ2を用いて基準位置ｘを求めることができる。なお、第２ステージＳ2の検出総量Ｗは車両の総重量Ｗ０であり、総重量Ｗ０は第１軸重量Ｗ1と第２軸重量Ｗ2の和である。よって、第２ステージＳ2の検出総量Ｗ（＝Ｗ０）から第１ステージＳ1の検出総量Ｗ（＝Ｗ1）を差し引いた値が第２軸重量Ｗ2である。
【００４８】
【数３】
0005795204.tif 000004
【００４９】
【数４】
0005795204.tif 000005
【００５０】
（計算式Ｆ3）
計算式Ｆ3は、車軸数２の車両が第３ステージＳ3にあるときの基準位置ｘを算出する式である。図９は車軸数２の車両の第２車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。図９に示すように、後列Ｋaから第２車軸４ｂの中心までの進行方向９９の距離をｕとすると、検出点間距離Ｌp、後側重量Ｗa、前側重量Ｗbおよび距離ｕの間に、数式５の関係が成立する。そして、基準位置ｘは距離ｕと車軸間距離Ｌ1の和であるから、数式６に示された計算式Ｆ3を用いて基準位置ｘを求めることができる。
【００５１】
【数５】
0005795204.tif 000006
【００５２】
【数６】
0005795204.tif 000007
【００５３】
なお、車両４の第１車軸４ｆと第２車軸４ｂとの車軸間距離Ｌ1は、車両情報ＤＢ５０の軸間距離フィールド５３に格納されている車軸間距離の値を用いることができるが、次に示すように重量計１で検出された荷重に基づいて算出することもできる。図１０は後側重量と車両の走行距離との関係の一例を示すグラフである。図１０に示すグラフでは、縦軸が第１、第２、第３の各ステージにおいて後列Ｋaに属するロードセル３ａ，３ｃで検出された荷重の和である後側重量Ｗaを示しており、横軸が後列から車両４の第１車軸４ｆまでの進行方向９９の距離、即ち、基準位置ｘを表している。基準位置ｘがゼロのときの後側重量Ｗaは、第１車軸４ｆの軸重量である第１軸重量Ｗ1を表している。そして、車両４の第２車軸４ｂが載台２に載る直前の後側重量ＷaをＷa1とし、後列と前列の進行方向９９の距離を検出点間距離Ｌpとすると、次に示す数式７の関係が成立し、ここから数式８に基づいて車軸間距離Ｌ1を算出することができる。また、軸数についても、車両情報ＤＢ５０の車軸数フィールド５２に格納されている車軸数を用いることができるが、図５に示された荷重波形の変化に基づいて車軸数を算出することもできる。
【００５４】
【数７】
0005795204.tif 000008
【００５５】
【数８】
0005795204.tif 000009
【００５６】
上述の通り、独立して利用可能な後側重量Ｗaと前側重量Ｗbを用いて車両４の基準位置ｘを算出できる。さらに、この基準位置ｘを時間微分して速度ｖを算出し、速度ｖを時間微分して加速度ａを算出することができる。このように、車両計測装置１０は、特別な速度センサ等を備えることなく、車両の重量計測のための構成（即ち、重量計１）を利用して、載台２上を走行する車両の速度ｖおよび加速度ａを計測することができる。また、車両計測装置１０では、載台２上にある車両４の車軸数に拘わらず車両４の基準位置ｘを算出できる。よって、載台２上に車両４の１本の車軸しかないとき（車両４が載台２へ進入するとき又は載台２から退出するとき）や、載台２上に車両４の全ての車軸があるとき（車両４が載台２上で停止および発進するとき）などの、車両４が載台２へ乗降する全過程で車両４の速度ｖおよび加速度ａを計測することが可能である。
【００５７】
（車両速度監視処理）
次に、車両速度監視部８１ｄが行う車両速度監視処理（ステップＳ９，ステップＳ１６）について説明する。車両速度監視処理は、車両速度監視部８１ｄは速度演算部８１ｃで算出された速度ｖと加速度ａとを利用して、車両４の載台２へ進入および退出するときの走行速度違反（具体的には、速度超過、急発進、および急停止）を検出する。車両速度監視部８１ｄは、速度ｖと予め設定された規制速度（速度の上限値）とを比較し、加速度ａと予め設定された規制加速度（加速度の上限値および下限値）とを比較する。速度ｖが規制速度を超過している場合には、速度超過が検出される。また、加速度ａが規制加速度の上限値を上回る場合には、急発進が検出され、下限値を下回る場合には、急停止が検出される。
【００５８】
そして、車両速度監視部８１ｄは、速度超過、急発進および急停止の速度違反のうち少なくとも１つを検出した場合に、速度ｖおよび加速度ａならびに速度違反の内容を含む速度違反データを生成する。なお、速度違反データは、前述したように、指示計８に接続された出力手段８７を介してオペレータおよび運転手の少なくとも一方に警告を発する態様で出力される。
【００５９】
さらに、車両速度監視部８１ｄは、車両情報ＤＢ５０の該当する車両４の車両情報の速度超過フィールド６０へ速度違反情報を追記する。速度超過フィールド６０へ追記される速度違反情報には、速度違反を検出した回数、速度違反の内容、速度違反時の速度および加速度、速度違反の検出日時などのうち少なくとも１つが含まれる。車両情報の速度超過フィールド６０に蓄積された速度違反情報は、車両４の運転手や事業者への走行速度違反の警告のために利用される。例えば、車両情報の速度超過フィールド６０に所定回数以上の速度違反情報が蓄積された車両が車両計測装置１０を利用する際に、指示計８が出力手段８７を通じて警告を発し、運転手に対して走行速度違反を再発しないように注意を喚起することができる。また、例えば、或車両の車両情報の速度超過フィールド６０において所定回数の速度違反情報が蓄積された場合に、当該車両の運転手或いは当該車両の属する事業者に警告状を発送することができる。
【００６０】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、次の変形例１〜５に例示されるように、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能である。
【００６１】
［変形例１］
上記実施形態に係る速度演算部８１ｃでは、車両４の速度ｖおよび加速度ａの両方を算出するが、速度ｖのみを算出してもよい。速度演算部８１ｃで速度ｖのみが算出される場合には、車両速度監視部８１ｄは、速度ｖから速度超過を検出するように構成される。このとき、車両速度監視部８１ｄは、連続する速度ｖの差Δｖ（すなわち、前回算出された速度と今回算出された速度との差）を算出して、差Δｖから急発進および急停止を検出するように構成されてもよい。
【００６２】
［変形例２］
また、上記実施形態に係る車両計測装置１０の計量動作では、車両４が載台２で停止した後と、車両４が載台２から退出した後とのタイミングで、それぞれ速度算出処理と車両速度監視処理とを行っているが、これらの処理のタイミングは上記に限定されない。例えば、車両４が載台２から退出した後でのみに速度算出処理と車両速度監視処理とを行っても良い。
【００６３】
［変形例３］
また、上記実施形態に係る車両計測装置１０の計量動作では、車両４を載台２上で一旦停止させて総重量Ｗ０を計量するが、車両４を載台２上で停止させることなく走り抜けるうちに総重量Ｗ０を計量してもよい。この場合、車両４が載台２から退出して計量が終了した後のタイミングで速度算出処理と車両速度監視処理とを行うことができる。また、車両４が載台２上を走行中に速度算出処理と車両速度監視処理とを行っても良い。
【００６４】
［変形例４］
また、速度演算部８１ｃが行う速度算出処理において、車両４の基準点は進行方向９９最も前の車軸の重心（第１車軸４ｆの重心）としているが、車両４の基準点はこれに限定されるものではなく、進行方向９９最も後の車軸の重心（第２車軸４ｂの重心）など他の車軸の重心や、車軸の重心以外の部位を基準点としたりすることができる。例えば、進行方向９９最も後の車軸の重心（第２車軸４ｂの重心）を基準点とした場合に、速度演算部８１ｃは基準位置ｘ（第２車軸４ｂの重心）の位置を算出するにあたり、図１を参照して、第１ステージＳ1では計算式Ｆ4を用い、第２ステージＳ2では計算式Ｆ5を用い、第３ステージＳ3では計算式Ｆ6を用いる。数式９に示された計算式Ｆ4では、計算式Ｆ1で求めた基準位置ｘから車軸間距離Ｌ1を引いて基準位置ｘを求めている。数式１０に示された計算式Ｆ5では、計算式Ｆ2で求めた基準位置ｘから車軸間距離Ｌ1を引いて基準位置ｘを求めている。数式１１に示された計算式Ｆ6では、計算式Ｆ3で求めた基準位置ｘから車軸間距離Ｌ1を引いて、基準位置ｘを求めている。
【００６５】
【数９】
0005795204.tif 000010
【００６６】
【数１０】
0005795204.tif 000011
【００６７】
【数１１】
0005795204.tif 000012
【００６８】
［変形例５］
また、上記実施の形態において、計測対象である車両４は前後２軸の車両を想定しているが、計測対象である車両４が前後３軸以上の車両であっても構わない。例えば、車両４が３本の車軸を有する場合には、速度演算部８１ｃは車軸数３の車両に対応付けられた計算式を利用して基準位置ｘを算出する。具体的には、速度演算部８１ｃは、載台２上にある車軸の状況に応じて、車軸数３の車両に適応する計算式Ｆ1、計算式Ｆ2、計算式Ｆ3、計算式Ｆ7および計算式Ｆ8の中からいずれか１つを選択的に用いて基準位置ｘを算出する。
【００６９】
車軸数３の車両４の第１車軸のみが載台２上にあるときは、計算式Ｆ1を用いて基準位置ｘ（第１軸の重心）を算出する。車軸数３の車両４の第１車軸および第２車軸が載台２上にあるときは、計算式Ｆ2を用いて基準位置ｘを算出する。車軸数３の車両４の第３車軸のみが載台２上にあるときは、計算式Ｆ3を用いて基準位置ｘを算出する。
【００７０】
車軸数３の車両４の全車軸が載台２上にあるときは、計算式Ｆ7を用いて基準位置ｘ（第１軸の重心）を算出する。図１１は車軸数３の車両の全車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。図１１に示すように、車軸数３の車両４は、重心Ｇより進行方向９９前側に第１車軸を有し、重心Ｇより進行方向９９後側に第２車軸および第３車軸を有している。ここで、第１車軸から第２車軸までの車軸間距離をＬ1、第２車軸から第３車軸までの車軸間距離をＬ2、後列Ｋaから車両４の重心Ｇまでの進行方向９９の距離をｙ、車両４の重心Ｇから第１車軸の中心までの進行方向９９の距離をｚ、第１車軸の軸重量を第１軸重量Ｗ1、第２車軸の軸重量を第２軸重量Ｗ2、第３車軸の軸重量を第３軸重量Ｗ3とする。後側重量Ｗa、前側重量Ｗb、第１軸重量Ｗ1、第２軸重量Ｗ2、第３軸重量Ｗ3、車軸間距離Ｌ1、車軸間距離Ｌ2、検出点間距離Ｌp、および距離ｙ，ｚの間に、数式１２に関係が成立する。そして、基準位置ｘは距離ｙ，ｚの和であるから、数式１３に示された計算式Ｆ7を用いて基準位置ｘを求めることができる。
【００７１】
【数１２】
0005795204.tif 000013
【００７２】
【数１３】
0005795204.tif 000014
【００７３】
車軸数３の車両４の第２車軸と第３車軸が載台２上にあるときは、計算式Ｆ8を用いて基準位置ｘ（第１軸の重心）を算出する。図１２は車軸数３の車両の第２車軸と第３車軸が載台上にあるときの基準位置の算出方法を説明する図である。図１２に示すように、第２車軸と第３車軸の重心をＧ23とし、後列Ｋaから重心Ｇ23までの進行方向９９の距離をｙ、重心Ｇ23から第２車軸までの進行方向９９の距離をｚとする。ここで、後側重量Ｗa、前側重量Ｗb、第１軸重量Ｗ1、第２軸重量Ｗ2、第３軸重量Ｗ3、車軸間距離Ｌ1，Ｌ2、検出点間距離Ｌp、および距離ｙ，ｚの間に、数式１４に関係が成立する。そして、基準位置ｘは距離ｙ，ｚおよび車軸間距離Ｌ1の和であるから、数式１５に示された計算式Ｆ8を用いて基準位置ｘを求めることができる。
【００７４】
【数１４】
0005795204.tif 000015
【００７５】
【数１５】
0005795204.tif 000016
【００７６】
上述のように、想定しうる車軸数に対応する基準位置ｘの計算式が指示計８に予め記憶されており、速度演算部８１ｃは車両４の車軸数と、載台２上にある車軸の状況とに基づいて、予め指示計８に記憶されている複数の計算式の中から最適な計算式を選択的に用いて基準位置ｘを算出する。このようにして、速度演算部８１ｃは車軸数に拘わらず車両４の基準位置ｘを算出することが可能であり、算出された基準位置ｘから速度ｖおよび加速度ａを算出することが可能である。また、速度演算部８１ｃは計量動作中に逐次記録される後側重量Ｗaおよび前側重量Ｗbを利用するので、仮に車両４の速度ｖが載台２上を走行するうちに変動しても、変動する車両４の速度ｖおよび加速度ａを算出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、載台上の荷重の変化に基づいて車両の速度を算出するので、車両の重量を計量するための載台を備えた車両計測装置において、その細部構造に拘わらず広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  重量計
２  載台
３  従属
４  車両
４ｆ  第１車軸
４ｂ  第２車軸
４１，４２，４３，４４  車輪
８  指示計
８１  ＣＰＵ
８１ａ  計量制御部
８１ｂ  計量部
８１ｃ  速度演算部
８１ｄ  車両速度監視部
８２  メモリ
８３  ハードディスク
８７  出力手段
８８  入力手段
１０  車両計測装置
５０  車両情報ＤＢ
【図１】
0005795204.tif 000017
【図２】
0005795204.tif 000018
【図３】
0005795204.tif 000019
【図４】
0005795204.tif 000020
【図５】
0005795204.tif 000021
【図６】
0005795204.tif 000022
【図７】
0005795204.tif 000023
【図８】
0005795204.tif 000024
【図９】
0005795204.tif 000025
【図１０】
0005795204.tif 000026
【図１１】
0005795204.tif 000027
【図１２】
0005795204.tif 000028