(57)【要約】【課題】走行ユニットの移動量や回転ローラの回転量の計測精度を向上させる。【解決手段】磁気センサ１０ａ，１０ｂは，走行ユニット１に取り付けられ，走行ユニット１とともに往復移動して，反力板に取り付けられた磁気スケール１０ｃの磁極を検出する。計測装置６は，磁気センサ１０ａの検出磁極のＳ極からＮ極への変化時およびＮ極からＳ極への変化時ならびに磁気センサ１０ｂの検出磁極のＳ極からＮ極への変化時およびＮ極からＳ極への変化時のそれぞれで，カウンタの値をアップまたはダウンし，この値に基づいて走行ユニット１の移動量を求める。同様にして，計測装置６は，反力ローラ１１についても，磁気センサ１１ａ，１１ｂの検出磁極の４つの変化時のそれぞれにおいて，カウンタの値を操作し，この値に基づいて回転量を求める。４つの変化時でカウンタの値が操作されるので，１つの変化時で操作される場合と比較して精度が４倍に向上する。【選択図】　　　　図２
2004069406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に配置された磁気スケールの両磁極を検出し，該磁石が配置された方向に所定の間隔で配置され，該方向に沿って前記磁気スケールに対し相対的に移動する第１および第２の磁気検出手段と，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数，前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，および前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数のうちの少なくとも２つの回数に基づいて，相対的な移動距離を算出する算出手段と，
を有する移動距離計測装置。
【請求項２】
請求項１において，
前記算出手段は，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時，前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時，および前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時の少なくとも２つの時のそれぞれにおける他方の磁気検出手段の検出磁極がＮ極およびＳ極の一方である場合には，前記移動距離を増加させ，他方である場合には前記移動距離を減少させる，
移動距離計測装置。
【請求項３】
Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に等間隔Ｍで配置された磁気スケールの両磁極を検出し，該磁石が配置された方向に所定の間隔で配置され，該方向に沿って前記磁気スケールに対し相対的に移動する第１および第２の磁気センサと，
前記第１の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時，および，前記第２の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の一方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が他方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させ，前記第１の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時，，および前記第２の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の他方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が一方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させるカウンタと，
前記カウンタの値に前記間隔Ｍの２分の１の値を乗算して，相対的な移動距離を算出する算出手段と，
を有する移動距離計測装置。
【請求項４】
請求項３において，
前記第１および第２の磁気センサの前記所定の間隔が，ｎを正の整数とすると（２ｎ−１）・Ｍ／２である，
移動距離計測装置。
【請求項５】
Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に配置された磁気スケールの該磁石の配置方向に所定の間隔で配置され，該方向に沿って前記磁気スケールに対し相対的に移動する第１および第２の磁気検出手段によって前記磁気スケールの両磁極を検出し，
前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数，前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，および前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数のうちの少なくとも２つの回数に基づいて，相対的な移動距離を算出する，
移動距離計測方法。
【請求項６】
反力板に接触して回転する反力ローラと，試験片に接触して回転するローラとを有し，前記反力板と前記試験片との間で前記反力板および前記試験片に接触した状態で往復運動をする走行ユニットと，
前記反力板に取り付けられ，Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に等間隔で前記走行ユニットの運動方向に沿って配置された第１の磁気スケールと，
前記走行ユニットに前記走行ユニットの移動方向に沿って所定の間隔をおいて取り付けられ，前記第１の磁気スケールの両磁極を検出する第１および第２の磁気センサと，
前記反力ローラに取り付けられ，Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に等間隔で該反力ローラの回転方向に沿って配置された第２の磁気スケールと，
前記走行ユニットに前記反力ローラの回転方向に沿って所定の間隔をおいて取り付けられ，前記第２の磁気スケールの両磁極を検出する第３および第４の磁気センサと，
前記第１の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時，および，前記第２の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の一方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が他方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させ，前記第１の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時，および前記第２の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の他方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が一方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させる第１のカウンタと，
前記第３の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時，および，前記第４の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の一方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が他方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させ，前記第３の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時，および前記第４の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の他方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が一方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させる第２のカウンタと，
前記第１のカウンタのカウント値に基づいて前記走行ユニットの移動量を算出する第１の算出手段と，
前記第２のカウンタのカウント値に基づいて前記反力ローラの回転量を算出する第２の算出手段と，
を有する輪荷重走行試験装置。
【請求項７】
請求項６において，
前記第１の算出手段により算出された移動量と前記第２の算出手段により算出された回転量とに基づいて，前記反力ローラの滑りの有無を判定する判定手段を，さらに有する輪荷重走行試験装置。
【請求項８】
請求項６または７において，
前記第１のカウンタおよび前記第２のカウンタは，前記走行ユニットが所定の位置を通過するごとに０にリセットされる，
輪荷重走行試験装置。
【請求項９】
信号がローレベルからハイレベルに変化する立ち上がり，または，ハイレベルからローレベルに変化する立ち下がりを検出する検出装置であって，
前記信号を所定の時間間隔でサンプリングして，サンプリングされた信号の値を表すサンプリングデータを出力するサンプリング手段と，
前記サンプリング手段によってサンプリングされた連続する少なくとも３つのサンプリングデータの値に基づいて，前記立ち下がりまたは立ち下がりを判定する判定手段と，
を有する検出装置。
【請求項１０】
請求項９において，
前記判定手段は，第１のサンプリングデータの値から，該第１のサンプリングデータの直前にサンプリングされた第２のサンプリングデータの値を減算した結果が所定の第１の閾値より大きく，前記第１のサンプリングデータの直後にサンプリングされた第３のサンプリングデータの値から前記第２のサンプリングデータの値を減算した結果が所定の第２の閾値より大きく，かつ，前記第１のサンプリングデータの値が所定の第３の閾値より大きい場合には，前記第２のサンプリングデータのサンプリング時刻と前記第１のサンプリングデータのサンプリング時刻との間で立ち上がりが存在する判定する，
検出装置。
【請求項１１】
請求項９または１０において，
前記判定手段は，第４のサンプリングデータの値から，該第４のサンプリングデータの直前にサンプリングされた第５のサンプリングデータの値を減算した結果が所定の第４の閾値より小さく，前記第４のサンプリングデータの直後にサンプリングされた第６のサンプリングデータの値から前記第５のサンプリングデータの値を減算した結果が所定の第５の閾値より小さく，かつ，前記第４のサンプリングデータの値が所定の第６の閾値より小さい場合には，前記第５のサンプリングデータのサンプリング時刻と前記第５のサンプリングデータのサンプリング時刻との間で立ち下がりが存在する判定する，
検出装置。
【請求項１２】
信号がローレベルからハイレベルに変化する立ち上がり，または，ハイレベルからローレベルに変化する立ち下がりを検出する検出方法であって，
前記信号を所定の時間間隔でサンプリングし，
前記サンプリングされた連続する少なくとも３つの信号の値に基づいて，前記立ち下がりまたは立ち下がりを判定する，
検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，移動距離計測装置および移動距離計測方法に関し，特に輪荷重走行試験装置に用いられる移動距離計測装置および移動距離計測方法に関する。また，本発明は，輪荷重走行試験装置に関する。さらに，本発明は，ハイレベルおよびローレベルを有する信号のローレベルからハイレベルへの立ち上がり，または，ハイレベルからローレベルへの立ち下がりを検出する検出装置および検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木の分野では，道路の種々のタイプの舗装を開発する上で，路面の耐久性等を評価するために輪荷重走行試験装置が用いられる。図１は，輪荷重走行試験装置の構成図であり，（Ａ）は正面図，（Ｂ）は平面図（上面図）である。
【０００３】
この輪荷重走行試験装置は，走行ユニット１，フライホイール２，コネクティングロッド３，反力板４，および計測装置（図１には図示略）を有する。走行ユニット１は，４つの反力ローラ１１〜１４と，試験片（たとえば道路のアスファルト等の舗装面）７に接触して回転するローラ１５と，ローラ１５を試験片７に押圧するための油圧シリンダ１６とを有する。
【０００４】
走行ユニット１の反力ローラ１１〜１４には，反力板４から荷重が加えられる。これにより，ローラ１５は試験片７に押圧される。この状態で，フライホイール２が駆動源（駆動モータ等）２ａによって回転されると，この回転がコネクティングロッド３により直線運動に変換され，走行ユニット１は反力板４と試験片７との間で直線往復運動を行う。この直線往復運動によって，ローラ１５による試験片７の耐久性等が評価される。
【０００５】
この走行ユニット１の直線往復運動時に，反力ローラ１１〜１４が反力板４に対して滑ると，荷重が変動したり，反力ローラ１１〜１４が摩耗したりして，この輪荷重走行試験装置が壊れるおそれがある。このため，反力ローラ１１〜１４に滑りが発生しているかどうかが計測装置によって計測される。
【０００６】
図２は，反力ローラ１１〜１４の滑りの有無を計測する計測装置６およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。計測装置６（図１では図示略）には，近接センサ２ｂと１０個の磁気センサ１０ａ〜１４ｂとが接続されている。
【０００７】
近接センサ２ｂは，図１に示すように，フライホイール２の円周部に近接して設けられ，フライホイール２の円周部に取り付けられたマーカ（たとえばアルミニウムテープ）２ａを検出する光センサである。近接センサ２ｂは，マーカ２ａを検出すると，検出信号を計測装置６に与える。計測装置６は，近接センサ２ａからの検出信号を受信すると，走行ユニット１の移動力（位置）および反力ローラ１１〜１４の回転量を求めるためのカウンタ（後述）の値を０にリセットする。
【０００８】
磁気センサ１０ａ，１０ｂは，たとえばＭＲ素子，ホール素子等からなり，図１に示すように，走行ユニット１の上部に取り付けられ，反力板４に取り付けられた磁気スケール１０ｃの磁気を検出する。磁気センサ１ａ，１ｂは，Ｎ極を検出するとハイレベルの電気信号（たとえば３Ｖの電圧信号）を計測装置６に出力し，Ｓ極を検出するとローレベルの電気信号（たとえば０Ｖの電圧信号）を計測装置６に出力する。
【０００９】
磁気スケール１０ｃには，Ｎ極の磁石とＳ極の磁石とが同一の間隔Ｍで交互に配置されている。したがって，走行ユニット１が往復運動すると，磁気センサ１０ａ，１０ｂからそれぞれ出力される電気信号は，ハイレベルとローレベルとを交互に繰り返すこととなる。
【００１０】
磁気センサ１０ａ，１０ｂの間隔Ｌは，３Ｍ／２（１．５Ｍ）に設定されている。磁気センサ１０ａがＳ極の位置からＮ極の位置に移動する際，換言すると，磁気センサ１０ａの出力信号がローレベルからハイレベルに変移する立ち上がりエッジの際に，磁気センサ１０ｂの出力信号がローレベルである場合（すなわち磁気センサ１０ａがＳ極に位置する場合）には，走行ユニット１は図２において左から右に移動していることとなる。一方，磁気センサ１０ａがＳ極の位置からＮ極の位置に移動する際に，磁気センサ１０ｂの出力信号がハイレベルである場合には，走行ユニット１は図２において右から左に移動していることとなる。
【００１１】
計測装置６は，磁気センサ１０ａの出力信号の立ち上がりエッジを検出し，立ち上がりエッジにおいて，磁気センサ１０ｂの信号がハイレベルである場合には，走行ユニット１の位置を計測する走行ユニットカウンタ（計測装置６の内部に設けられており，図示略）の値を１減少させる。一方，計測装置６は，磁気センサ１０ａの出力信号の立ち上がりエッジにおいて，磁気センサ１０ｂの信号がローレベルである場合には，走行ユニットカウンタの値を１増加させる。
【００１２】
この走行ユニットカウンタの値の増減分１は，距離２Ｍに対応する。したがって，走行ユニットカウンタの値に２Ｍを乗じることにより，走行ユニット１の移動量が求まる。また，走行ユニットカウンタの値は，近接センサ２ｂがマーカ２ａを検出するごとに，０にリセットされる。したがって，走行ユニットカウンタの値に２Ｍを乗じた値は，マーカ２ａが近接センサ２ｂにより検出された時における走行ユニット１の位置（以下「基準位置」という。）からの移動量となり，この移動量は，換言すると，基準位置を基準とした走行ユニット１の位置となる。
【００１３】
磁気センサ１１ａ，１１ｂは，磁気センサ１０ａ，１０ｂと同じ磁気センサであり，磁気スケール１１ｃの磁気を検出して，ハイレベルまたはローレベルの電気信号を出力する。磁気スケール１１ｃは，反力ローラ１１の円板面にリング状に取り付けられ，反力ローラ１１とともに回転する。この磁気スケール１１ｃには，磁気スケール１０ｃと同様に，Ｓ極とＮ極とが交互に配置されている。
【００１４】
計測装置６は，磁気センサ１１ａの立ち上がりエッジにおいて，磁気センサ１１ｂの信号がハイレベルかローレベルかを判断し，ハイレベルの場合には反力ローラ１１の移動量を計測するためのローラカウンタ（計測装置６の内部に設けられており，図示略）の値を１減少させ，ローレベルの場合には１増加させる。ローラカウンタの値の増減１は，走行ユニットカウンタの値の増減分１に対応している。また，ローラカウンタも，近接センサ２ｂがマーカ２ａを検出するごとに０にリセットされる。
【００１５】
したがって，ローラカウンタの値に距離２Ｍを乗じることにより，基準位置からの反力ローラ１１の回転量（移動量）が求める。この回転量は，反力ローラ１１に滑りが生じていない場合には，走行ユニット１の移動量と等しくなる。
【００１６】
反力ローラ１２についても同様にローラカウンタが計測装置６に設けられ，計測装置６は，磁気センサ１２ａ，１２ｂの信号に基づいて，反力ローラ１２用のローラカウンタの値を１増加または減少させる。他の反力ローラ１３および１４についても同様である。
【００１７】
計測装置６は，走行ユニットカウンタおよび４つのローラカウンタの値から，それぞれの移動量および回転量を求める。４つの反力ローラ１１〜１４の回転量と，走行ユニット１の移動量とが等しい場合には，反力ローラ１１〜１４は，いずれも滑っていないこととなる。一方，反力ローラ１１〜１４のいずれかの回転量が走行ユニット１の移動量と異なる場合には，異なる回転量を有する反力ローラが滑っていることとなる。このようにして，反力ローラの滑りの有無が検出される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，従来は，一方の磁気センサの出力信号の立ち上がりエッジにおける他方の磁気センサの出力信号のハイレベルまたはローレベルによって，カウンタの値を増減していた。このため，走行ユニット１の移動量や反力ローラ１１〜１４の回転量の計測の精度が粗かった。
【００１９】
また，従来，計測装置６は，磁気センサの出力信号をサンプリングし，連続する２つのサンプリング値を比較して，これら２つのサンプリング値がローレベルからハイレベルに変化した場合に，立ち上がりエッジであると判断していた。
【００２０】
しかし，磁気センサの出力信号の立ち上がりエッジにおいては，ジッタ等のノイズが多く発生する。このノイズによって磁気センサのサンプリング値が誤った値となり，計測装置６は，立ち上がりエッジの位置を誤って検出することがあった。これにより，走行ユニット１の移動量や反力ローラ１１〜１４の回転量が正確に計測できない場合があった。
【００２１】
本発明は，このような従来の問題点を解決するためになされたものであり，走行ユニットの移動量や回転ローラの回転量等の移動距離の計測精度を向上させることを目的とする。
【００２２】
また，本発明は，立ち上がりエッジ等の位置の検出ミスをなくすことを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために，本発明による移動距離検出装置は，Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に配置された磁気スケールの両磁極を検出し，該磁石が配置された方向に所定の間隔で配置され，該方向に沿って前記磁気スケールに対し相対的に移動する第１および第２の磁気検出手段と，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数，前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，および前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数のうちの少なくとも２つの回数に基づいて，相対的な移動距離を算出する算出手段と，を有する。
【００２４】
また，本発明による移動距離検出方法は，Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に配置された磁気スケールの該磁石の配置方向に所定の間隔で配置され，該方向に沿って前記磁気スケールに対し相対的に移動する第１および第２の磁気検出手段によって前記磁気スケールの両磁極を検出し，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，前記第１の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数，前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，および前記第２の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数のうちの少なくとも２つの回数に基づいて，相対的な移動距離を算出するものである。
【００２５】
本発明によると，第１の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，第１の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数，第２の磁気検出手段の検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する回数，および第２の磁気検出手段の検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する回数のうちの少なくとも２つの回数に基づいて，相対的な移動距離が算出される。したがって，移動距離の計測精度を向上させることができる。すなわち，２つの回数に基づいて移動距離が算出される場合には計測精度が２倍に向上し，４つの回数に基づいて移動距離が算出される場合には計測精度が４倍に向上する。
【００２６】
本発明による輪荷重走行試験装置は，反力板に接触して回転する反力ローラと，試験片に接触して回転するローラとを有し，前記反力板と前記試験片との間で前記反力板および前記試験片に接触した状態で往復運動をする走行ユニットと，前記反力板に取り付けられ，Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に等間隔で前記走行ユニットの運動方向に沿って配置された第１の磁気スケールと，前記走行ユニットに前記走行ユニットの移動方向に沿って所定の間隔をおいて取り付けられ，前記第１の磁気スケールの両磁極を検出する第１および第２の磁気センサと，前記反力ローラに取り付けられ，Ｎ極およびＳ極の磁石が交互に等間隔で該反力ローラの回転方向に沿って配置された第２の磁気スケールと，前記走行ユニットに前記反力ローラの回転方向に沿って所定の間隔をおいて取り付けられ，前記第２の磁気スケールの両磁極を検出する第３および第４の磁気センサと，前記第１の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時，および，前記第２の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の一方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が他方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させ，前記第１の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時，および前記第２の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の他方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が一方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させる第１のカウンタと，前記第３の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時，および，前記第４の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の一方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が他方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させ，前記第３の磁気センサの検出磁極がＮ極からＳ極へ変化する時，および前記第４の磁気センサの検出磁極がＳ極からＮ極へ変化する時の各時点におけるそれぞれ他方の磁気センサの検出磁極がＮ極およびＳ極の他方の磁極である場合には，カウント値を１つ増加させ，該検出磁極が一方の磁極である場合には，前記カウント値を１つ減少させる第２のカウンタと，前記第１のカウンタのカウント値に基づいて前記走行ユニットの移動量を算出する第１の算出手段と，前記第２のカウンタのカウント値に基づいて前記反力ローラの回転量を算出する第２の算出手段と，を有する。
【００２７】
本発明によると，輪荷重走行試験装置の走行ユニットに移動量の計測精度および反力ローラの回転量の計測精度を向上させることができる。
【００２８】
本発明による検出装置は，信号がローレベルからハイレベルに変化する立ち上がり，または，ハイレベルからローレベルに変化する立ち下がりを検出する検出装置であって，前記信号を所定の時間間隔でサンプリングして，サンプリングされた信号の値を表すサンプリングデータを出力するサンプリング手段と，前記サンプリング手段によってサンプリングされた連続する少なくとも３つのサンプリングデータの値に基づいて，前記立ち下がりまたは立ち下がりを判定する判定手段と，を有する。
【００２９】
また，本発明による検出方法は，信号がローレベルからハイレベルに変化する立ち上がり，または，ハイレベルからローレベルに変化する立ち下がりを検出する検出方法であって，前記信号を所定の時間間隔でサンプリングし，前記サンプリングされた連続する少なくとも３つの信号の値に基づいて，前記立ち下がりまたは立ち下がりを判定するものである。
【００３０】
本発明によると，サンプリングされた連続する少なくとも３つの信号の値に基づいて，立ち下がりまたは立ち下がりが判定されるので，立ち上がりまたは立ち下がりの位置を正確に判断することでき，立ち上がりエッジ等の位置の検出ミスをなくすことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明の一実施の形態について説明する。本発明の一実施の形態における輪荷重走行試験装置は，従来の図１に示すものと同じ構成を有するので，その詳細な説明を省略することとし，走行ユニット等の構成要素は図１に示すものを参照することとする。
【００３２】
計測装置６には，従来と同様に，走行ユニット１の位置を計測するための走行ユニットカウンタと，反力ローラ１１〜１４のそれぞれのローラカウンタとが設けられている。これらのカウンタは，近接センサ２ｂがマーカ２ａを検出するごとに０にリセットされる。
【００３３】
計測装置６は，磁気センサ１０ａ〜１４ｂのそれぞれの出力信号（電圧信号）を所定のサンプリング時間間隔Ｔでサンプリングし，電圧を表す数値（ディジタル値）に変換して内部メモリ（たとえばＲＡＭ）に記憶する。たとえば，磁気センサ１０ａ〜１４ｂのそれぞれがＮ極を検出している場合に出力されるハイレベルの電圧信号は数値３として内部メモリに記憶され，Ｓ極を検出している場合に出力されるローレベルの電圧信号は数値０として内部メモリに記憶される。
【００３４】
計測装置６は，内部メモリに記憶された電圧を表す数値データ（以下「サンプリングデータ」という。）に基づいて走行ユニットカウンタの値の増減および各ローラカウンタの値の増減を行い，これらカウンタの値に基づいて走行ユニット１の移動量（位置）および反力ローラ１１〜１４の回転量を求める。
【００３５】
本実施の形態では，走行ユニットカウンタの値の増減方法が従来と異なり，この増減は，磁気センサ１０ａの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方，ならびに，磁気センサ１０ｂの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方において行われる。
【００３６】
これにより，磁気センサ１０ａ，１０ｂの出力信号のサンプリング時間間隔Ｔが従来と同じ時間間隔であったとしても，従来の４倍の精度で走行ユニット１の移動量（位置）を計測することができる。
【００３７】
反力ローラ１１〜１４のそれぞれのローラカウンタについても同様に，一方の磁気センサの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方，ならびに，他方の磁気センサの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方において増減処理が行われる。これにより，従来の４倍の精度で反力ローラ１１〜１４の回転量が計測される。
【００３８】
図３および図４は，計測装置６が行う処理の流れを示すフローチャートであり，図４は，図３のステップＳ２の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
計測装置６は，前述したように，サンプリング時間間隔Ｔで磁気センサ１０ａ〜１４ｂの出力信号をサンプリングし，サンプリングされた出力信号を，電圧値を表すサンプリングデータとして内部メモリに記憶する（Ｓ１）。
【００４０】
続いて，計測装置６は，走行ユニットカウンタの値の増減処理を行う（Ｓ２）。具体的には，計測装置６は，まず，磁気センサ１０ａの出力信号（以下「Ａ信号」という。）が立ち上がりエッジかどうかを判断する（Ｓ２１）。
【００４１】
以下では，サンプリング時刻ｔｉ＋２（ｉは０以上の整数）における処理について説明する。したがって，内部記憶装置には，時刻ｔ０からｔｉ＋２までの各サンプリング時刻におけるサンプリングデータが記憶されているものとする。
【００４２】
Ａ信号が立ち上がりエッジであるかどうかは，サンプリング時刻ｔｉにおけるＡ信号のサンプリングデータＡ［ｉ］，次のサンプリング時刻ｔｉ＋１におけるＡ信号のサンプリングデータＡ［ｉ＋１］，およびさらに次のサンプリング時刻ｔｉ＋２におけるＡ信号のサンプリングデータＡ［ｉ＋２］の３つに基づいて判断される。なお，言うまでもなく，時刻ｔｉ＋１−ｔｉ＝ｔｉ＋２−ｔｉ＋１＝Ｔ（サンプリング時間間隔）である。
【００４３】
すなわち，
Ａ［ｉ＋１］−Ａ［ｉ］＞１　　　…（１）
Ａ［ｉ＋２］−Ａ［ｉ］＞１　　　…（２）
Ａ［ｉ＋１］＞２　　　…（３）
の３つの条件が満たされる場合に，計測装置６は，時刻ｔｉからｔｉ＋１に移る間（ｔｉ＜ｔ≦ｔｉ＋１）にＡ信号に立ち上がりエッジが存在すると判断する。
【００４４】
一方，
Ａ［ｉ＋１］−Ａ［ｉ］＜１　　　…（４）
Ａ［ｉ＋２］−Ａ［ｉ］＜１　　　…（５）
Ａ［ｉ＋１］＜１　　　…（６）
の３つの条件が満たされる場合には，計測装置６は，時刻ｔｉからｔｉ＋１に移る間にＡ信号に立ち下がりエッジが存在すると判断する。
【００４５】
式（１）〜（３）の３条件が満たされず，かつ，式（４）〜（６）の３条件も満たさない場合には，計測装置６は，立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジはともに存在しないと判断する。
【００４６】
このように，３つの連続するサンプリング時刻におけるサンプリングデータに基づいて，立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの有無が判断される。これにより，立ち上がりエッジ近傍や立ち下がりエッジ近傍でノイズが発生し，サンプリング値が不安定となっても，立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを確実に検出することができ，誤検出をなくすことができる。
【００４７】
なお，ここで，式（１），（２），（４），（５），（６）における数値１や式（３）における数値３は，磁気センサ１０ａのハイレベルの出力電圧が約３Ｖであり，ローレベルの出力電圧が約０Ｖである場合の数値の一例である。したがって，出力電圧がこれと異なる場合には，異なる数値が使用されてもよく，また同じ出力電圧であっても，ノイズの大きさ等を考慮して異なる数値に設定されてもよい。他の磁気センサの数値例も同様である。
【００４８】
Ａ信号に立ち上がりエッジが検出されると（Ｓ２１でＹＥＳ），計測装置６は，磁気センサ１０ｂの出力信号（以下「Ｂ信号」という。）の時刻ｔｉ＋１のサンプリングデータＢ［ｉ＋１］が１より小さいかどうか（すなわち磁気センサ１０ｂがＳ極の位置に存在するかどうかどうか）を判断する（Ｓ２２）。
【００４９】
Ｂ［ｉ＋１］＜１の場合には（Ｓ２２でＹＥＳ），計測装置６は，走行ユニットカウンタの値を１増加させる（Ｓ２３）。一方，Ｂ［ｉ＋１］≧１の場合には（Ｓ２２でＮＯ），計測装置６は，Ｂ［ｉ＋１］＞２かどうかをさらに判断する（Ｓ２５）。Ｂ［ｉ＋１］＞２の場合には（Ｓ２４でＹＥＳ），計測装置６は，走行ユニットカウンタの値を１減少させ，Ｂ［ｉ＋１］≦２の場合には（Ｓ２４でＮＯ），走行ユニットカウンタの値を操作しない。
【００５０】
ステップＳ２１において，立ち上がりエッジが検出されない場合には（Ｓ２１でＮＯ），走行ユニットカウンタの値は操作されない。
【００５１】
続いて，計測装置６は，上記式（４）〜（６）に基づいて，Ａ信号に立ち下がりエッジが存在するかどうかを判断する（Ｓ２６）。立ち下がりエッジが存在する場合には（Ｓ２６でＹＥＳ），計測装置６は，Ｂ［ｉ＋１］＜１かどうかを判断する（Ｓ２７）。
【００５２】
Ｂ［ｉ＋１］＜１の場合には（Ｓ２７でＹＥＳ），計測装置６は，走行ユニットカウンタの値を１減少させ（Ｓ２８），Ｂ［ｉ＋１］≧１の場合には（Ｓ２７でＮＯ），さらにＢ［ｉ＋１］＞２かどうかを判断し（Ｓ２９），Ｂ［ｉ＋１］＞２の場合には（Ｓ２９でＹＥＳ），走行ユニットカウンタの値を１増加させ，Ｂ［ｉ＋１］≦２の場合には（Ｓ２９でＮＯ），走行ユニットカウンタの値を操作しない。
【００５３】
ステップＳ２６において，立ち下がりエッジが検出されない場合には（Ｓ２６でＮＯ），走行ユニットのカウンタの値は操作されない。
【００５４】
続いて，計測装置６は，Ｂ信号に立ち上がりエッジが存在するかどうかを判断する。Ｂ信号についてもＡ信号と同様に，
Ｂ［ｉ＋１］−Ｂ［ｉ］＞１　　　…（７）
Ｂ［ｉ＋２］−Ｂ［ｉ］＞１　　　…（８）
Ｂ［ｉ＋１］＞２　　　…（９）
の３つの条件が満たされる場合には，時刻ｔｉからｔｉ＋１に移る間にＢ信号に立ち上がりエッジが存在すると判断される。
【００５５】
一方，
Ｂ［ｉ＋１］−Ｂ［ｉ］＜１　　　…（１０）
Ｂ［ｉ＋２］−Ｂ［ｉ］＜１　　　…（１１）
Ｂ［ｉ＋１］＜１　　　…（１２）
の３つの条件が満たされる場合には，時刻ｔｉからｔｉ＋１に移る間にＢ信号に立ち下がりエッジが存在すると判断される。
【００５６】
式（７）〜（９）の３条件を満たされず，かつ，式（１０）〜（１２）の３条件も満たさない場合には，立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジはともに存在しないと判断される。
【００５７】
そして，Ｂ信号に立ち上がりエッジが存在すると判断されると，Ａ信号のサンプリングデータＡ［ｉ＋１］の値が判断され（Ｓ３２，Ｓ３４），Ａ［ｉ＋１］＜１の場合には（Ｓ３２でＹＥＳ），走行ユニットカウンタの値が１減少され（Ｓ３３），Ａ［ｉ＋１］＞２の場合に（Ｓ３４でＹＥＳ），走行ユニットカウンタの値が１増加される（Ｓ３５）。
【００５８】
Ｂ信号に立ち下がりエッジが存在すると判断された場合にも（Ｓ３６でＹＥＳ），同様にしてサンプリングデータＡ［ｉ＋１］の値に応じて，走行ユニットカウンタの値が１増減される（Ｓ３７〜Ｓ４０）。
【００５９】
このようにして，ステップＳ２１〜Ｓ４０までの一連の処理により，時刻ｔｉ＋１におけるサンプリングデータＡ［ｉ＋１］およびＢ［ｉ＋１］に対する走行ユニットカウンタの増減処理が行われる。
【００６０】
次に，計測装置６は，走行ユニットカウンタの値に基づいて，走行ユニット１の位置（移動量）を計算する（Ｓ３）。２つの磁気センサ１０ａ，１０ｂのそれぞれの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジにおいて走行ユニットカウンタの値が１増減されているので，この増減分１は，磁気スケール１０ｃのＮ極（またはＳ極）の磁石の長さＭの２分の１（Ｍ／２）に対応する。すなわち，増減分１は，従来の方法では，距離２Ｍに対応していたが，本実施の形態では，精度が４倍になっているので，その４分の１の距離に対応する。
【００６１】
したがって，走行ユニットカウンタの値にＭ／２を乗じた値が走行ユニット１の基準位置からの移動量となる。移動量がプラスの値を有する場合には，走行ユニット１は，図１において基準位置から右に移動していることとなり，移動量がマイナスの値を有する場合には，図１において基準位置から左に移動していることとなる。この時刻ｔｊ＋１の移動量は内部記憶装置に記憶される。
【００６２】
続いて，計測装置６は，４つのローラカウンタについて，ステップＳ２（ステップＳ２１〜Ｓ４０）と同様の処理を実行し，ローラカウンタの増減処理を行う（Ｓ４）。たとえば，反力ローラ１１については，磁気センサ１１ａの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方，ならびに，磁気センサ１１ｂの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方において，反力ローラ１１用のローラカウンタの値の増減が判断された後，増減される。他のローラカウンタについても同様である。
【００６３】
ローラ１１〜１４のそれぞれのローラカウンタが処理されると，計測装置６は，時刻ｔｉ＋１における反力ローラ１１〜１４の回転量をローラカウンタの値に基づいて計算する（Ｓ５）。計算された時刻ｔｊ＋１における各反力ローラの回転量は，内部記憶装置に記憶される。
【００６４】
続いて，計測装置６は，計測終了かどうかを判断する（Ｓ７）。計測終了かどうかは，たとえばオペレータにより計測終了ボタンが押されることにより，あるいは，設定されたタイマの時間の満了により与えられる計測終了信号の有無によって判断される。計測終了でない場合には（Ｓ７でＮＯ），次の時刻ｔｉ＋２におけるサンプリングデータＡ［ｉ＋２］，Ｂ［ｉ＋２］等について，各カウンタの増減処理，移動量および回転量の計算が繰り返される（Ｓ１〜Ｓ５）。
【００６５】
このように，各サンプリング時刻における走行ユニット１の移動量および反力ローラ１１〜１４のそれぞれの回転量が，計測が終了するまで求められ，内部記憶装置に蓄積される（Ｓ１〜Ｓ５）。
【００６６】
計測が終了すると（Ｓ６でＹＥＳ），計測装置６は，内部記憶装置に記憶された走行ユニット１の各サンプリング時刻の移動量のデータと，反力ローラ１１〜１４のそれぞれの各サンプリング時刻の回転量のデータとに基づいて，グラフを作成する（Ｓ７）。作成されたグラフは，図示しない表示装置（ＣＲＴディスプレイ，液晶ディスプレイ等）に表示される。
【００６７】
図５は，計測結果に基づくグラフの一例を示し，（Ａ）および（Ｂ）は時間（横軸）と走行ユニット１の移動量および反力ローラ１１の回転量（縦軸）との関係を示し，（Ｃ）および（Ｄ）は走行ユニット１の移動量（変位量）（横軸）と反力ローラ１１の回転量（変位量）（縦軸）との関係を示している。これらのグラフにおいて，サンプリングデータ間は，計測装置６によって補間（たとえば一次補間）されてグラフ化されている。
【００６８】
（Ａ）は，反力ローラ１１に滑りが生じていない場合のグラフである。滑りが生じていない場合には，走行ユニット１の移動量と反力ローラ１１の回転量とは一致するので，両者のグラフは重なり，走行ユニット１の往復運動によって，グラフはほぼサインカーブとなる。一方，（Ｂ）は，反力ローラ１１に滑りが生じている場合のグラフである。走行ユニット１のグラフ（実線）は，（Ａ）と同様にほぼサインカーブを描くが，反力ローラ１１のグラフ（一点鎖線）は，滑りが生じた地点以降で重ならず，滑りが生じていない位置でサインカーブを描くにすぎない。なお，原点０は，基準位置および基準位置における時刻ｔ０を示している。
【００６９】
（Ｃ）は，反力ローラ１１に滑りが生じている場合のグラフであり，（Ｄ）は，滑りが生じている場合のグラフである。走行ユニット１の変位量と反力ローラ１１の変位量との関係は，滑りが生じていない場合には比例関係（一次直線）となるが，滑りが生じることにより，この関係が崩れる。なお，走行ユニット１の変位量０および反力ローラ１１の変位量０の位置は，基準位置を示している。
【００７０】
同様に，図６は，計測結果に基づくグラフの一例を示し，走行ローラ１の位置（横軸）と反力ローラ１１のすべり量（縦軸）との関係を示している。（Ａ）は反力ローラ１１に滑りが生じていない場合の関係を示し，（Ｂ）は滑りが生じている場合の関係を示している。このグラフにより，滑りが発生した位置を容易に知ることができる。
【００７１】
他の反力ローラ１２〜１４についても同様にグラフが表示される。このようにグラフ化して表示することにより，監視者は，どのローラがどの程度滑っているか，また，走行ユニットのどこの位置で滑っているかを容易に知ることができる。
【００７２】
なお，反力ローラ１１〜１４のそれぞれのグラフは，個別のグラフに表示されてもよいし，１つのグラフに合わせて表示されてもよい。
【００７３】
また，計測装置６は，移動量を該移動量を移動するのに要した時間で除算することにより，移動速度を求めることができる。さらに，計測装置６は，移動速度を時間で除算することにより，加速度を求めることもできる。
【００７４】
これまで述べた実施の形態では，Ａ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方，ならびに，Ｂ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方の４つの箇所で，カウンタの値の増減を行い，移動量（回転量）を求めているが，Ａ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの２箇所のみ，または，Ｂ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの２箇所のみで，カウンタの値の増減を行い，移動量（回転量）を求めることもできる。この場合に，カウンタの増減分１は距離Ｍに対応することとなる。
【００７５】
また，Ａ信号の立ち上がりエッジとＢ信号の立ち上がりエッジの２箇所でカウンタの値の増減および移動量（回転量）を求めることもできる。同様にして，Ａ信号の立ち下がりエッジとＢ信号の立ち下がりエッジの２箇所，Ａ信号の立ち上がりエッジとＢ信号の立ち下がりエッジの２箇所，または，Ａ信号の立ち下がりエッジとＢ信号の立ち上がりエッジの２箇所でカウンタの値の増減および移動量（回転量）を求めることもできる。
【００７６】
さらに，上記実施の形態では，磁気センサ１０ａと１０ｂとの間隔を３Ｍ／２としているが，Ｍ／２であってもよいし，ｎを３以上の整数とした場合の（２ｎ−１）Ｍ／２の間隔とすることもできる。他の磁気センサ１１ａと１１ｂとの間隔等についても同様である。
【００７７】
また，上記実施の形態では，立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジの判断を，連続する３つのサンプリングデータに基づいて判断しているが，連続する４つのサンプリングデータやそれ以上の個数のサンプリングデータに基づいて判断することもできる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によると，走行ユニットの移動量および反力ローラの回転量の計測精度を向上させることができる。また，本発明によると，センサの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを正確に判定することができ，計測ミスをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】輪荷重走行試験装置の構成図であり，（Ａ）は正面図，（Ｂ）は平面図（上面図）である。
【図２】反力ローラの滑りの有無を計測する計測装置およびその周辺機器の構成を示すブロック図である。
【図３】輪荷重走行試験装置の計測装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】輪荷重走行試験装置の計測装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】計測結果に基づくグラフの一例を示し，（Ａ）および（Ｂ）は，時間と走行ユニットの移動量（反力ローラの回転量）との関係を示し，（Ｃ）および（Ｄ）は，走行ユニットの移動量（変位量）と反力ローラの回転量（変位量）との関係を示す。
【図６】走行ローラの位置と反力ローラのすべり量との関係を示し，（Ａ）は反力ローラに滑りが生じていない場合の関係を示し，（Ｂ）は滑りが生じている場合の関係を示す。
【符号の説明】
１　走行ユニット
６　計測装置
１１〜１４　反力ローラ
１０ａ，１０ｂ　磁気センサ
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ　磁気センサ
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ　磁気センサ
１０ｃ，１１ｃ　磁気スケール
【図１】
2004069406.tif 000003
【図２】
2004069406.tif 000004
【図３】
2004069406.tif 000005
【図４】
2004069406.tif 000006
【図５】
2004069406.tif 000007
【図６】
2004069406.tif 000008