(57)【要約】  【課題】少ない個数の輪重計で走行車両の輪重を求める。  【解決手段】輪重計Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ３Ｌによって計測された走行車両の輪重は演算制御部のメモリーに記憶されている。まず、輪重計Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒによって計測された左輪重Ｗ１Ｌおよび右輪重Ｗ１Ｒから、左輪重Ｗ１Ｌと右輪重Ｗ１Ｒの配分値を求める。第１配分値Ｒ１はＷ１Ｒ／Ｗ１Ｌによって算出する。第２配分値Ｒ２はＷ１Ｌ／Ｗ１Ｒによって算出する。第２計測位置Ｐ２における左輪重Ｗ２Ｌを当該計測位置の輪重計Ｓ２Ｒによって計測された右輪重Ｗ２Ｒに第２配分値Ｒ２を乗算することによって求める。さらに、第３計測位置Ｐ３における右輪重Ｗ３Ｒを当該計測位置の輪重計Ｓ３Ｌによって計測された左輪重Ｗ３Ｌに第１配分値Ｒ１を乗算することによって求める。【選択図】  図３
2005127941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行路の複数の計測位置に配置された輪重計と、これらの輪重計の計測結果から走行車両の軸重を算出する演算制御部とを備えた軸重計測装置において、
第１計測位置に配置され、走行車両の左輪重を計測する左輪重計と、第１計測位置に配置され、走行車両の右輪重を計測する右輪重計と、第２計測位置に配置され、走行車両の左輪重または右輪重のいずれか片方の輪重を計測する片輪重計とを備え、
前記演算制御部は、前記左輪重計および右輪重計の計測結果から左輪重と右輪重との配分値を算出し、前記片輪重計の計測結果および前記配分値から前記第２計測位置における他方の輪重を算出し、前記左輪重計の計測結果、前記右輪重計の計測結果、前記片輪重計の計測結果および前記算出された他方の輪重から走行車両の軸重を算出することを特徴とする軸重計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸重計測装置において、
前記配分値は、前記左輪重計の計測結果に対する前記右輪重計の計測結果の比である第１配分値または前記右輪重計の計測結果に対する前記左輪重計の計測結果の比である第２配分値であることを特徴とする軸重計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の軸重計測装置において、
前記演算制御部は、前記片輪重計で計測された左輪重に第１配分値を乗算することによって前記第２計測位置の右輪重を算出し、前記片輪重計で計測された右輪重に第２配分値を乗算することによって前記第２計測位置の左輪重を算出することを特徴とする軸重計測装置。
【請求項４】
請求項２に記載の軸重計測装置において、
前記演算制御部は、前記左輪重計の計測結果と前記片輪重計で計測された左輪重との平均値に第１配分値を乗算することによって前記第２計測位置の右輪重を算出し、前記右輪重計の計測結果と前記片輪重計で計測された右輪重との平均値に第２配分値を乗算することによって前記第２計測位置の左輪重を算出することを特徴とする軸重計測装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の軸重計測装置において、
前記第２計測位置は複数の計測位置からなり、前記各計測位置には走行車両の左輪重または右輪重のいずれか片方の輪重を計測する片輪重計が配置され、前記第１計測位置および前記第２計測位置の前記複数の計測位置は不均等な間隔で配置されることを特徴とする軸重計測装置。
【請求項６】
車両走行路の複数の計測位置に輪重計を配置し、これらの輪重計の計測結果から走行車両の軸重を求める軸重計測方法において、
第１計測位置に配置された左輪重計および右輪重計でそれぞれ走行車両の左輪重および右輪重を計測し、
第２計測位置に配置された片輪重計で走行車両の左輪重または右輪重のいずれか片方の輪重を計測し、
前記左輪重計および右輪重計の計測結果から左輪重と右輪重との配分値を算出し、
前記片輪重計の計測結果および前記配分値から前記第２計測位置における他方の輪重を算出し、
前記左輪重計の計測結果、前記右輪重計の計測結果、前記片輪重計の計測結果および前記算出された他方の輪重から走行車両の軸重を算出することを特徴とする軸重計測方法。
【請求項７】
車両走行路の複数の計測位置に配置された輪重計または軸重計（以下、輪重計という）と、これらの輪重計の計測結果から走行車両の軸重を算出する演算制御部とを備えた軸重計測装置において、
前記各計測位置に走行車両の走行方向に沿って配置された第１輪重計と第２輪重計とを備え、
走行車両の走行方向における前記第１および第２輪重計の幅は走行車両のタイヤの接地幅よりも狭く、前記演算制御部は、前記第１および第２輪重計の出力信号の発生時間差から前記各計測位置における走行車両の速度を求めることを特徴とする軸重計測装置。
【請求項８】
請求項７に記載の軸重計測装置において、
走行車両の走行方向における前記第１および第２輪重計の中心間距離は前記タイヤの接地幅よりも狭いことを特徴とする軸重計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行車両の軸重を計測する軸重計測装置および計測方法に関し、特に、少ない個数の輪重計で走行車両の軸重を計測する軸重計測装置および軸重計測方法、ならびに走行車両の速度の変動が大きいときでも走行車両の軸重を計測することのできる軸重計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重量違反の走行車両の取締り等を行うために、走行車両の各車軸が走行路の路面に与える垂直力（軸重）を走行路に配設された軸重計よって計測し、これを合計することにより走行車両の重量を求めるようにした軸重計測装置が知られている。ところで、走行車両は、路面の凹凸、加減速等による重心移動によって、２Ｈｚ〜１５Ｈｚの共振周波数で振動するので、走行車両の車軸が路面に与える瞬間的な軸重は変動する。このため、走行路の一箇所で計測するだけでは正確な軸重を求めることができないという問題がある。
【０００３】
後記の特許文献１には、以下のようにして上記の問題を解決することが示されている。図９（ａ）に示されるように、走行路７１に沿って５つの軸重計７２Ａ〜７２Ｅを不均一な間隔Ｌ１〜Ｌ４で配置し、矢印の方向に走行する車両７０の軸重を軸重計７２Ａ〜７２Ｅによって上記振動の互いに異なる位相で計測する。この計測結果から振動波形を推定することによって振動の中心値を求め、それを軸重とする。尚、左右のタイヤの輪重を計測し、両輪重を加算して軸重を求める軸重計測装置においては、図９（ｂ）に示されるように左タイヤの輪重を計測する輪重計７３Ａ〜７３Ｅおよび右タイヤの輪重を計測する輪重計７４Ａ〜７４Ｅが配置される。
【０００４】
一方、走行路７１に配設される軸重計には２つのタイプがある。第１のタイプは、図１０（ａ）に示されるように、タイヤ７５の接地幅ＤＴよりも広い幅ＤＳの載荷板７６で走行車両の軸重の全体を検出するタイプ（以下、載荷板型という）である。第２のタイプは、軸重計の小型化軽量化を図る目的で使用されるが、図１０（ｂ）に示されるように、タイヤ７５の接地幅ＤＴよりも狭い幅ＤＳの軸重計７７で軸重の分圧を検出するタイプ（以下、棒型という）である。この棒型の軸重計７７では、走行車両７０が通過することに伴って発生する軸重の分圧を検出し、検出信号の積分値に走行車両７０の速度および比例定数を乗算することによって軸重を求める。  
【０００５】
図１１を参照して上記の速度の求め方を説明する。走行路７１の３つの計測位置には、それぞれ軸重計７８〜８０が配設され、走行車両７０のタイヤ７５が軸重計７８〜８０上を通過することによって軸重が計測される。ここで、Ｄ１は軸重計７８，７９間の距離、Ｄ２は軸重計７９，８０間の距離、Ｔ１は軸重計７８，７９間の軸重の検出時間差，Ｔ２は軸重計７９，８０間の軸重の検出時間差である。従って、軸重計７８，７９間の走行車両の平均速度はＤ１／Ｔ１、軸重計７９，８０間の平均速度はＤ２／Ｔ２となる。軸重を算出する際に必要となる軸重計７８〜８０上における瞬間速度として、それぞれＤ１／Ｔ１、（Ｄ１／Ｔ１＋Ｄ２／Ｔ２）／２、Ｄ２／Ｔ２を使用している。また、一般的には上記の距離Ｄ１，Ｄ２は数ｍ以上である。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２１４１８号公報（段落００２７〜段落００３６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のものにおいては、走行車両の振動周波数が変動しても軸重を正確に求めるためには、振動波形を高精度で推定しなければならず、より多くの軸重計が必要となる。このため、軸重計の個数が増加し、軸重計測装置自体の価格が高くなると共に、その設置工事の工数が増大するという問題がある。
【０００８】
一方、棒型の軸重計を使用した場合には、軸重計上での走行車両の瞬間速度または瞬間速度に近い速度を求めることが正確な軸重を求めるための条件となる。従って、以下の場合には、軸重計間での走行車両の平均速度と軸重計上での瞬間速度との差が大きく、正確な軸重を求めることができないという問題がある。第１に、走行車両の速度が大きく変動する所（例えば、高速道路の料金所の近辺）に軸重計測装置が設置されている場合。第２に、走行速度が著しく低速であり、走行速度の変化は僅かであるが変動量が大きい場合。第３に、走行車両が図１１に示される計測範囲Ｒ内で一旦停止する場合。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、少ない個数の輪重計の計測結果から輪重計が設けられていない位置における輪重を算出することによって走行車両の軸重を計測する軸重計測装置および軸重計測方法、ならびに各計測位置に２つの輪重計（または軸重計）を設けることによって走行車両の速度の変動が大きいとき等でも走行車両の軸重を計測することのできる軸重計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の軸重計測装置は、第１計測位置に配置され、走行車両の左輪重を計測する左輪重計と、第１計測位置に配置され、走行車両の右輪重を計測する右輪重計と、第２計測位置に配置され、走行車両の左輪重または右輪重のいずれか片方の輪重を計測する片輪重計と、演算制御部とを備える。演算制御部は、左輪重計および右輪重計の計測結果から左輪重と右輪重との配分値を算出し、片輪重計の計測結果および配分値から第２計測位置における他方の輪重を算出する。さらに、左輪重計の計測結果、右輪重計の計測結果、片輪重計の計測結果および算出された他方の輪重から走行車両の軸重を算出する。
【００１１】
このようにすることで、第２計測位置の他方の側に輪重計が設けられていない場合であっても、片輪重計の計測結果から第２計測位置における他方の輪重が算出される。これにより、輪重計の数を減らすことができ、軸重計測装置自体の価格が安くなると共に、輪重計の設置工数を減らすことができる。
【００１２】
本発明においては、上記の配分値は、左輪重計の計測結果に対する右輪重計の計測結果の比である第１配分値または右輪重計の計測結果に対する左輪重計の計測結果の比である第２配分値である。このようにすることで、第２計測位置の輪重計が設けられている側に応じて、第１配分値と第２配分値とを使い分けることができ、片輪重計の各種の配置形態に対して輪重を算出することができる。
【００１３】
また、本発明においては、演算制御部は、片輪重計で計測された左輪重に第１配分値を乗算することによって第２計測位置の右輪重を算出し、片輪重計で計測された右輪重に第２配分値を乗算することによって第２計測位置の左輪重を算出する。このようにすることで、第１および第２計測位置において左右の輪重の配分が同じであるという前提の下で、輪重計が設けられていない位置の輪重が算出されるので、走行車両が振動している場合であっても正確な輪重の算出が可能となる。
【００１４】
さらに、本発明においては、演算制御部は、左輪重計の計測結果と片輪重計で計測された左輪重との平均値に第１配分値を乗算することによって第２計測位置の右輪重を算出し、右輪重計の計測結果と片輪重計で計測された右輪重との平均値に第２配分値を乗算することによって第２計測位置の左輪重を算出する。
【００１５】
さらに、本発明においては、第２計測位置は複数の計測位置からなり、各計測位置には走行車両の左輪重または右輪重のいずれか片方の輪重を計測する片輪重計が配置され、第１計測位置および第２計測位置の複数の計測位置は不均等な間隔で配置される。このようにすることで、不均等な間隔で配置された多数の計測位置で輪重の計測が行われ、且つ輪重計が設けられていない位置での輪重が算出されるので、走行車両の振動の互いに異なる位相での多数の軸重値が求められる。これにより、多数の軸重値を平均化する、または振動の波形を推定して振動の中心値を求める等によって、走行車両の振動がある場合であっても、正確な軸重を求めることができる。
【００１６】
また、本発明の軸重計測方法は、第１計測位置に配置された左輪重計および右輪重計でそれぞれ走行車両の左輪重および右輪重を計測し、第２計測位置に配置された片輪重計で走行車両の左輪重または右輪重のいずれか片方の輪重を計測する。そして、左輪重計および右輪重計の計測結果から左輪重と右輪重との配分値を算出し、片輪重計の計測結果および配分値から第２計測位置における他方の輪重を算出する。さらに、左輪重計の計測結果、右輪重計の計測結果、片輪重計の計測結果および算出された他方の輪重から走行車両の軸重を算出する。
【００１７】
このようにすることで、第２計測位置の他方の側に輪重計が設けられていない場合であっても、片輪重計の計測結果から第２計測位置における他方の輪重が算出される。これにより、輪重計の数を減らすことができ、安価で設置工数の少ない軸重計測装置を用いて軸重の計測を行うことができる。
【００１８】
さらに、本発明の軸重計測装置は、車両走行路の複数の計測位置に配置された輪重計または軸重計（以下、輪重計という）と、これらの輪重計の計測結果から走行車両の軸重を算出する演算制御部とを備えた軸重計測装置であって、各計測位置に走行車両の走行方向に沿って配置された第１輪重計と第２輪重計とを備える。走行車両の走行方向における第１および第２輪重計の幅は走行車両のタイヤの接地幅よりも狭くなっている。そして、演算制御部は、第１および第２輪重計の出力信号の発生時間差から各計測位置における走行車両の速度を求める。
【００１９】
このようにすることで、各計測位置に備えられた第１輪重計および第２輪重計の間隔は狭く、両輪重計間における走行車両の平均速度は、各輪重計上における瞬間速度に略等しくなる。これにより、走行車両の速度の変化量が大きいとき等でも、各輪重計上における実質的な瞬間速度を得ることができ、この速度を使用して各計測位置における正確な輪重が求められる。
【００２０】
さらに、本発明においては、走行車両の走行方向における第１および第２輪重計の中心間距離はタイヤの接地幅よりも狭い。このようにすることで、タイヤが計測位置で停止する場合、第１、第２輪重計の両方を踏んだ状態で停止するか、または、いずれか一方だけを踏んだ状態で停止するかとなる。これにより、両軸重計の信号によって停止状態を判別することができ、停止状態に応じた軸重計測処理を行うことが可能になる。例えば、両方の軸重計を踏んだ状態で停止した場合には、当該計測位置で輪重を計測しないようにし、走行車両が停止しなかった他の計測位置での計測結果のみに基づいて軸重を求めるようにするので、不正確な軸重の算出が防止される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、輪重計の数を減らすことができ、軸重計測装置自体の価格が安くなると共に、輪重計の設置工数を減らすことができる。また、本発明によれば、走行車両の速度の変化量が大きいとき等でも、棒型の輪重計または軸重計を用いて正確な軸重を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る軸重計測装置１の概略構成図である。図において、３は車両走行路（走行路）４を矢印の向きに走行する走行車両（車両）である。５は軸重の計測領域Ｒへの車両３の進入を検出する車両進入検出センサ、６は計測領域Ｒからの車両３の退出を検出する車両退出検出センサである。両センサ５，６は、例えば、走行路４に埋設されたループコイルからなる。両センサ５，６の出力信号は軸重計測装置１の演算制御ユニット２の車両検知部１２へ送られ、そこでループコイルのインダクタンスの変化を検知することによって、車両３の進入および退出が判断される。この車両３の進入および退出の情報は演算制御ユニット２の演算制御部１３に送られ、演算制御部１３のメモリー（不図示）に保存される。この情報は車両３ごとに軸重を求める際に参照される。
【００２３】
Ｓ１Ｌは第１計測位置Ｐ１において車両３の左側の輪重を計測する輪重計、Ｓ１Ｒは第１計測位置Ｐ１において車両３の右側の輪重を計測する輪重計、Ｓ２Ｒは第２計測位置Ｐ２において右側の輪重を計測する輪重計、Ｓ３Ｌは第３計測位置Ｐ３において左側の輪重を計測する輪重計である。図１および以下の図では、輪重計を黒色の細長い長方形で図示する。また、個々の輪重計を特定しない場合には、単に「輪重計Ｓ」と記す。ここで、第１計測位置Ｐ１と第２計測位置Ｐ２との間隔は、第２計測位置Ｐ２と第３計測位置Ｐ３との間隔とは異なるように、つまり、両間隔が不均等になるように各輪重計Ｓは配置されている。軸重計Ｓとして、例えば、水晶圧電式センサが使用される。
【００２４】
各輪重計Ｓの出力信号は演算制御ユニット２の信号変換部１１に送られ、適宜電流／電圧変換、増幅およびＡ／Ｄ変換が行われる。Ａ／Ｄ変換された輪重データは演算制御部１３のメモリーに時間情報と共に保存され、このデータを使用して後述の軸重の演算が行われる。ここで、時間情報とは、車両３の進入が車両進入検出センサ５によって検出されたときを基準時としたときの各Ａ／Ｄ変換された輪重データの発生時刻である。従って、２つの輪重データの時間情報の差が、時間差となる。この時間差および２つの輪重計Ｓ間の距離から走行車両３の速度が求められる。
【００２５】
図２は軸重の求め方の概要を示すフローチャートである。尚、このフローチャートは全体的な流れを示すものであって、実際のプログラムに相当するものではない。まず、車両進入検出センサ５が車両３の計測領域Ｒへの進入を検出する（ＳＴ１）。次に、車両３が各軸重計上を走行するのに伴って各輪重計Ｓから出力される信号をＡ／Ｄ変換したデータ（計測結果である輪重データ）を演算制御部１３のメモリーに保存する（ＳＴ２）。更に、車両３が走行すると、車両退出検出センサ６が車両３の計測領域Ｒからの退出を検出する（ＳＴ３）。次に、輪重計で計測されていない輪重（図１の第２計測位置Ｐ２の左輪重および第３計測位置Ｐ３の右輪重）を算出する（ＳＴ４）。この算出方法については後述する。次に、輪重計の計測結果および算出された輪重から軸重を求める（ＳＴ５）。この求め方ついても後述する。
【００２６】
また、演算制御部１３では、輪重計の出力信号および上述の車両進入情報から、当該出力信号が前輪または後輪（または中間輪）のいずれによる輪重であるかを判別する。輪重計の出力信号が前輪によるものであれ、後輪によるものであれ、その取り扱いは同じであるので、以下では前輪または後輪のいずれか一方の輪重について説明する。
【００２７】
図３は輪重計で計測されない輪重を算出する態様を示す図であり、図１の計測領域Ｒに相当する部分を示す。図において、破線で示された細長い長方形は、その位置には輪重計は設けられていないが、当該位置での輪重が後述のように算出される位置を示す。別の表現をすれば仮想輪重計の位置を示す。輪重計Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ３Ｌの右側に示されたＷ１Ｌ、Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｌは当該輪重計で計測された計測結果を示す。例えば、Ｗ１Ｌは第１計測位置Ｐ１における左輪重であり、Ｗ２Ｒは第２計測位置Ｐ２における右輪重である。また、仮想輪重計の右側の括弧内に示されるＷ２Ｌ，Ｗ３Ｒは、当該仮想輪重計の位置での輪重であって、後述のようにして算出される輪重である。
【００２８】
第１計測位置Ｐ１では輪重計Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒでそれぞれ左輪重Ｗ１Ｌおよび右輪重Ｗ１Ｒが計測される。この２つ輪重計Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒは、車両３の走行方向（以下、前後方向ともいう）に直交する方向（以下、左右方向という）に平行な同一直線上に配置されている。従って、上述の振動の同じ位相で左輪重Ｗ１Ｌおよび右輪重Ｗ１Ｒが計測されることになる。まず、左輪重Ｗ１Ｌと右輪重Ｗ１Ｒとの配分を示す配分値を下記の式（１）、（２）で算出する。
Ｒ１（第１配分値）＝Ｗ１Ｒ／Ｗ１Ｌ      （１）
Ｒ２（第２配分値）＝Ｗ１Ｌ／Ｗ１Ｒ      （２）
【００２９】
次に、第２計測位置Ｐ２における左輪重Ｗ２Ｌを算出する方法について説明する。軸重の計測に影響を与える振動は上下方向の振動であるので、左輪重と右輪重との配分は、第１および第２計測位置Ｐ１，Ｐ２で等しい。従って、下記の式（３）が成立する。
Ｗ２Ｌ：Ｗ２Ｒ＝Ｗ１Ｌ：Ｗ１Ｒ          （３）
式（２）および（３）から下記の式（４）が導かれる。つまり、第２計測位置Ｐ２における左輪重Ｗ２Ｌは式（４）によって算出される。
Ｗ２Ｌ＝Ｗ２Ｒ×Ｒ２                    （４）
【００３０】
次に、第３計測位置Ｐ３における右輪重Ｗ３Ｒを算出する方法について説明する。上記と同様に下記の式（５）が成立する。
Ｗ３Ｌ：Ｗ３Ｒ＝Ｗ１Ｌ：Ｗ１Ｒ          （５）
式（１）および（５）から下記の式（６）が導かれる。つまり、第３計測位置Ｐ３における右輪重Ｗ３Ｒは式（６）によって算出される。
Ｗ３Ｒ＝Ｗ３Ｌ×Ｒ１                    （６）
【００３１】
次に、第１計測位置Ｐ１における軸重Ｗ１は左輪重Ｗ１Ｌと右輪重Ｗ１Ｒとを加算することによって求められ、第２計測位置Ｐ２における軸重Ｗ２は左輪重Ｗ２Ｌと右輪重Ｗ２Ｒとを加算することによって求められ、第３計測位置Ｐ３における軸重Ｗ３は左輪重Ｗ３Ｌと右輪重Ｗ３Ｒとを加算することによって求められる。そして、最終的な軸重は、例えば、上記３つの軸重Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を平均することによって、または前記特許文献１に示されるように各軸重Ｗ１，Ｗ２、Ｗ３から上述の振動波形を推定して振動の中心値を求めることによって求められる。または、別の方法によって最終的な軸重を求めてもよい。
または、上記の方法に代えて、第１〜第３計測位置Ｐ１〜Ｐ３の左輪重Ｗ１Ｌ，Ｗ２Ｌ，Ｗ３Ｌを平均する等によって左輪重ＷＬを求め、第１〜第３計測位置Ｐ１〜Ｐ３の右輪重Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｒ，Ｗ３Ｒを平均する等によって右輪重ＷＲを求め、左輪重ＷＬと右輪重ＷＲとの加算値を最終的な軸重Ｗとするようにしてもよい。
【００３２】
図４は輪重計で計測されない輪重を算出する他の態様を示す図であり、計測位置Ｐ１〜Ｐ３および輪重計Ｓの配置は図３と同じである。まず、先の態様と同様にして、式（１）、（２）によって第１配分値Ｒ１および第２配分値Ｒ２を算出する。次に、第２計測位置Ｐ２における左輪重Ｗ２Ｌを算出する方法について説明する。第２計測位置Ｐ２における左輪重Ｗ２Ｌと、第１および第２計測位置Ｐ１，Ｐ２における右輪重Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｒの平均値との配分が、第１計測位置における左輪重Ｗ１Ｌと右輪重Ｗ１Ｒとの配分と略同じであるとすると、下記の式（７）が成立する。
Ｗ２Ｌ：（Ｗ１Ｒ＋Ｗ２Ｒ）／２＝Ｗ１Ｌ：Ｗ１Ｒ          （７）
式（２）および（７）から下記の式（８）が導かれる。つまり、第２計測位置Ｐ２における左輪重Ｗ２Ｌは式（８）によって算出される。
Ｗ２Ｌ＝（Ｗ１Ｒ＋Ｗ２Ｒ）／２×Ｒ２                    （８）
このように、第１および第２計測位置Ｐ１，Ｐ２における右輪重Ｗ１Ｒ，Ｗ２Ｒの平均値を用いることによって、第２計測位置Ｐ２における左輪重Ｗ２Ｌを算出することもできる。
【００３３】
次に、第３計測位置における右輪重Ｗ３Ｒを算出する方法について説明する。第３計測位置Ｐ３においても、同様にして下記の式（９）が成立する。
（Ｗ１Ｌ＋Ｗ３Ｌ）／２：Ｗ３Ｒ＝Ｗ１Ｌ：Ｗ１Ｒ          （９）
式（１）および（９）から下記の式（１０）が導かれる。つまり、第３計測位置Ｐ３における右輪重Ｗ３Ｒは式（１０）によって算出される。
Ｗ３Ｒ＝（Ｗ１Ｌ＋Ｗ３Ｌ）／２×Ｒ１                    （１０）
そして、先の態様と同様にして、最終的な軸重Ｗが求められる。
【００３４】
図５は輪重計Ｓの他の配置形態を示す図であり、図１に示される配置形態と同様に、これらの配置形態でも本発明を実施することができる。尚、この図では、輪重計Ｓの符号の図示は省略されている。図５（ａ）は、計測位置が２つであり、第２計測位置Ｐ２に右輪用の輪重計が存在しない場合を示す。この場合、第２計測位置Ｐ２における右輪重は上述の方法によって算出される。図５（ｂ）は、計測位置が３つであり、第１および第２計測位置Ｐ１，Ｐ２に右輪用の輪重計が存在しない場合を示す。この場合、第１および第２計測位置Ｐ１，Ｐ２における右輪重は上述の方法によって算出される。図５（ｃ）は、計測位置が３つであり、第１および第２計測位置Ｐ１，Ｐ２に左輪用の輪重計が存在しない場合を示す。この場合、第１および第２計測位置Ｐ１，Ｐ２における左輪重は上述の方法によって算出される。
【００３５】
図５（ｄ）は、計測位置が５つであり、第２および第５計測位置Ｐ２，Ｐ５に左輪用の輪重計が存在せず、第１および第３計測位置Ｐ１，Ｐ３に右輪用の輪重計が存在しない場合を示す。この場合、第１〜第３および第５計測位置Ｐ１〜Ｐ３，Ｐ５における左輪重および右輪重は上述の方法によって算出される。尚、各計測位置Ｐ１〜Ｐ５間の間隔は、図９（ａ）に示される従来例と同様に、不均等になっている。図５（ｅ）は、図５（ｄ）の配置形態に対して第１計測位置Ｐ１に右輪重計を追加したものである。この場合、上述の相対値は第１または第４計測位置Ｐ１，Ｐ４の輪重計のいずれかによって算出される。いずれの相対値を使用しても本発明を実施することができる。ここで、第１および第４計測位置Ｐ１，Ｐ４で計測された左右の輪重の平均値から相対値を算出するようにすれば、輪重計の計測誤差の影響をより軽減させ精度の高い計測を行なうことができる。
また、図２に示されるように輪重計が存在しない位置における輪重の算出は、各輪重計の計測結果が一旦演算制御部１３のメモリーに保存された後に行われるので、図５（ａ）〜（ｅ）に示される各計測位置Ｐ１〜Ｐ５の軸重計を前後方向における任意の位置間で入れ替えても、本発明を実施することができる
【００３６】
次に、図６〜図８を参照して、複数の計測位置の各計測位置に一対の棒型の輪重計を設け、一対の輪重計で当該計測位置での走行車両３の速度を求め、上述のように、この速度を使用して輪重を算出する場合について説明する。図６は一対の棒型の輪重計および軸重計の配置例を示す図である。図６（ａ）は、図１の輪重計の配置に相当するものであり、計測位置Ｐ１〜Ｐ３に一対の短い棒型の輪重計を配置したものである。図６（ｂ）は、計測位置Ｐ１〜Ｐ３に一対の長い棒型の軸重計を配置したものである。
【００３７】
図７は一対の棒型の輪重計Ｓ１、Ｓ２とタイヤ１４との関係を示す図である。図７（ａ）に示されるように、走行路４には一対の棒型の輪重計Ｓ１，Ｓ２が配設され、走行車両３のタイヤ１４から受ける輪重の分圧を計測すると共に、走行車両３の速度を計測する。この場合、輪重計Ｓ１，Ｓ２の一方の出力に基づいて輪重を求めてもよいし、両方の出力に基づいてそれぞれの軸重を求め、両軸重の平均値を当該計測位置における軸重とするようにしてもよい。ここで、ＤＴはタイヤ１４の接地幅、Ｄは輪重計Ｓ１，Ｓ２の中心位置間の距離、Ｔは各輪重計Ｓ１，Ｓ２の出力信号の発生する時間差である。
【００３８】
図７（ｂ）は輪重計Ｓ１の縦断面の拡大図であり、棒型の水晶圧電式センサの構造を示すものである。Ｓ１Ａは輪重の分圧に比例した電流を出力する水晶である。Ｓ１Ｂは輪重を水晶Ｓ１Ａに伝えるアルミニウム製の水晶保持体である。Ｓ１Ｃは水晶保持体Ｓ１Ｂを覆う樹脂製のケースであり、その断面形状は矩形である。また、ＤＳは輪重計Ｓ１の幅であり、５０ｍｍ程度である。ＤＤは輪重計Ｓ１の検出領域の幅であり、３０ｍｍ程度である。これらの幅は、他の検出方式の棒型センサでも同程度である。
【００３９】
次に、走行車両３の速度に関して説明する。上記のことから、輪重計Ｓ１，Ｓ２間での走行車両３の平均速度ＶはＤ／Ｔから求められる。そして、輪重を算出する際に使用される輪重計Ｓ１，Ｓ２上での瞬間速度Ｖ１、Ｖ２として平均速度Ｖを使用する。ここで、一対の輪重計Ｓ１，Ｓ２が各計測位置に設けられており、輪重計Ｓ１，Ｓ２の中心間の距離Ｄは、図１１に示される従来例よりも十分に短く設定されているので、平均速度Ｖは、瞬間速度Ｖ１、Ｖ２に十分に近い値となる。従って、計測領域Ｒ（図１参照）内で走行車両３の速度が大きく変化した場合、速度が著しく低速であり、速度の変化は僅かであるが変化量が大きい場合、および計測領域Ｒ内で走行車両３が一旦停止した場合でも、計測位置における瞬間速度Ｖ１、Ｖ２に十分に近い値を得ることができるので、正確な輪重を算出することが可能となる。
【００４０】
ここで、タイヤ１４の接地幅ＤＴは１００ｍｍ〜３００ｍｍ程度であるので、上記の中心間距離Ｄを１００ｍｍ以下とする。中心間距離をこのように設定することで、タイヤ１４は輪重計Ｓ１、Ｓ２を同時に踏むように停止することは少なく、輪重計Ｓ１を踏んで停止するか、輪重計Ｓ２を踏んで停止するかとなる。輪重計Ｓ１を踏んで停止した場合は、次に車両が走行したときに輪重計Ｓ２を踏み、その分圧の積分値を求めることができる。また、平均速度Ｖは、輪重計Ｓ１の輪重信号の立ち下りの時間および輪重計Ｓ２の輪重信号の立ち下りの時間を用いることで計算できる。輪重計Ｓ２に停止した場合は、タイヤ１４が停止する前に輪重計Ｓ１の分圧の積分値を求めることができる。また、平均速度Ｖは、停止前の輪重計Ｓ１の輪重信号の立ち上がりの時間および輪重計Ｓ２の輪重信号の立ち上がりの時間を用いることで計算できる。上記の場合、瞬間速度Ｖ１，Ｖ２に近い平均速度Ｖおよび分圧の積分値から輪重を求めることができる。
尚、中心間距離Ｄの下限値は、輪重計Ｓ１，Ｓ２の幅ＤＳによる制限を受ける。仮に、輪重計Ｓ１，Ｓ２の幅ＤＳが５ｍｍであるとしても、中心間距離Ｄが極端に短くなると、時間差計測の精度が厳しくなり、瞬間速度Ｖ１，Ｖ２に近い値を求めることが難しくなる。従って、中心間距離Ｄは５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度であることが望ましい。
【００４１】
それに対して、輪重計Ｓ１，Ｓ２の両方の負荷状態が所定の時間を超えて継続する場合は、演算制御部１３はタイヤ１４が輪重計Ｓ１、Ｓ２を同時に踏む状態で停止したと判断する。この場合、輪重計Ｓ１、Ｓ２の分圧の積分値を求めることができないので、当該計測位置で輪重を計測しないようにし、走行車両３が停止しなかった他の計測位置での計測結果のみに基づいて軸重を求める。これにより、不正確な軸重が算出されるのが防止される。
【００４２】
図８は一対の棒型の輪重計Ｓ１，Ｓ２の出力信号を示す図であり、図８（ａ）は輪重計Ｓ１の出力信号を示す図であり、図８（ｂ）は輪重計Ｓ２の出力信号を示す図である。図１１に示される従来例と比較して輪重計Ｓ１，Ｓ２間の距離が短いので、時間差Ｔ（図７（ａ）参照）の計測誤差が速度計算に与える影響が大きくなる。そこで、この時間差Ｔを正確に計測するために、下記の４つのいずれかを時間差Ｔとする。第１に、両出力信号がピーク値ＰＫをとる時刻Ｔ１ｐ，Ｔ２ｐの時間差であるＴｐｐ。第２に、両出力信号が立ち上がり時にスレシュホールド値ＴＨとなる時刻Ｔ１ｒ，Ｔ２ｒの時間差であるＴｒｒ。第３に、両出力信号が立ち下がり時にスレシュホールド値ＴＨとなる時刻Ｔ１ｆ，Ｔ２ｆの時間差であるＴｆｆ。第４に、時間差Ｔｐｐ，Ｔｒｒ，Ｔｆｆの２つまたは３つの平均値。
【００４３】
以上述べた実施形態においては、棒型の水晶圧電式センサを輪重計Ｓとして用いる場合について説明したが、図１から図５に示される発明では、他の棒型の輪重計（例えば、セラミック圧電式センサ、歪ゲージ式センサ等）および載荷板型の輪重計を使用して当該発明を実施することができる。また、図６から図８に示される発明でも、上記他の棒型の輪重計を使用して当該発明を実施することができる。また、上記実施形態では、図６から図８に示される発明においては、輪重計Ｓ１，Ｓ２を使用する場合について説明したが、軸重計を使用する場合にも当該発明を実施することができる。さらに、図１から図５に示される発明と図６から図８に示される発明とを組み合わせて実施するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る軸重計測装置の概略構成図である。
【図２】軸重の求め方の概要を示すフローチャートである。
【図３】輪重計で計測されない輪重を算出する態様を示す図である。
【図４】輪重計で計測されない輪重を算出する他の態様を示す図である。
【図５】輪重計の他の配置形態を示す図である。
【図６】一対の棒型の輪重計および軸重計の配置例を示す図である。
【図７】一対の棒型の輪重計とタイヤとの関係を示す図である。
【図８】一対の棒型の輪重計の出力信号を示す図である。
【図９】従来の軸重計および輪重計の配置を示す図である。
【図１０】載荷板型軸重センサおよび棒型軸重センサを示す図である。
【図１１】従来の走行車両の速度の算出方法を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    軸重計測装置
２    演算制御ユニット
３    車両（走行車両）
４    走行路（車両走行路）
５    車両進入検出センサ
６    車両退出検出センサ
１３  演算制御部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５  計測位置
Ｒ    計測領域
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ３Ｌ  輪重計
【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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