JP7571526B2 - 軸重計測装置、軸重センサの劣化推定方法、および軸重センサの劣化推定プログラム - Google Patents

Description

この発明は、走行している車両の軸重を計測する軸重センサの劣化を推定する技術に関する。

従来、道路を走行している車両の重量を計測する装置があった。この装置は、車両の走行方向に並べて道路に埋設した複数（２つ以上）の軸重センサの計測信号を処理して、走行している車両の重量を計測するものである（特許文献１、２等参照）。軸重センサは、車両の車軸毎に、その車軸に取り付けられている車輪が通過するときの垂直力（軸重）の計測に用いるセンサである。

軸重は、車両の走行方向に並べて埋設された複数の軸重センサの計測信号を処理して算出される。例えば、車軸毎に、その車軸について複数の軸重センサで計測された軸重の平均値を、当該車軸の軸重として算出する。また、車両について算出した各車軸の軸重の総和（合計）を、その車両の重量として算出する。

また、特許文献１、２では、軸重センサ間で計測信号を比較することによって、計測精度が適正でない軸重センサ（計測精度が劣化した軸重センサ）の検出を行っている。

特開２０２０－ ９１２０５号公報 特開２０２０－ ９１２０６号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された構成は、軸重センサ間で計測信号を比較することによって、計測精度が劣化した軸重センサを検出している。このため、軸重センサ間において、計測精度の劣化が同程度であると、計測精度が劣化した軸重センサを検出できないことがある。

この発明の目的は、他の軸重センサの計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している軸重センサを検出できる技術を提供することにある。

この発明の軸重計測装置は、上記目的を達成するため以下に示すように構成している。

軸重センサ接続部には、車両の走行方向に並べて配置された複数の軸重センサの計測信号が入力される。軸重算出部は、複数の軸重センサから入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する。また、劣化推定部は、軸重センサ毎に、入力された計測信号の波形によって劣化を推定する。

この構成では、軸重センサの劣化の推定が、その軸重センサから入力された計測信号の波形によって行われる。すなわち、軸重センサの劣化の推定が、他の軸重センサの計測精度の劣化の程度に影響されることなく行える。言い換えれば、他の軸重センサの計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している軸重センサを検出できる。

例えば、劣化推定部は、軸重センサの計測信号がピークに達したタイミングを基準タイミングにし、この基準タイミングの前後における計測信号の波形の比較により劣化を推定する。軸重センサの通過時における車輪の回転速度（車輪の通過速度）は、略一定である。このため、計測精度が適正である軸重センサであれば、車輪の通過時における計測信号の波形は、ピークに達したタイミング（基準タイミング）の前後で略対称な形状になる。したがって、劣化推定部は、基準タイミングに達するまでの計測信号の対称波形（基準タイミングを軸にして反転させた波形）と、基準タイミングに達した後の計測信号の波形と、の類似度を算出し、その類似度の大きさによって、計測精度の劣化の程度を推定してもよい。

なお、劣化推定部は、基準タイミングに達するまでの計測信号の波形と、基準タイミングに達した後の計測信号の対称波形と、の類似度を算出し、その類似度の大きさによって、計測精度の劣化の程度を推定してもよい。

また、例えば、劣化推定部は、基準タイミングの後における軸重センサの計測信号の下限値が、下限閾値以下であるかどうかによっても劣化を推定する構成にしてもよい。

また、例えば、劣化推定部は、基準タイミングの前における軸重センサの計測信号の波形に変曲点があるかどうかによっても劣化を推定する構成にしてもよい。

また、例えば、劣化推定部は、基準タイミングの後における軸重センサの計測信号の振動波形の振幅の大きさによっても劣化を推定する構成にしてもよい。

さらに、劣化推定部は、一定期間にわたって車両が通過しておらず、軸重センサの計測信号が安定しているときにおける、計測信号が示す計測値の大きさが、適正範囲内であるかどうかによっても劣化を推定する構成にしてもよい。

この発明によれば、他の軸重センサの計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している軸重センサを検出できる。

この例にかかる軸重計測装置を適用した、車両重量計測システムを示す概略図である。 この例にかかる軸重計測装置の主要部の構成を示すブロック図である。 輪重センサの計測信号を示す図である。 計測処理を示すフローチャートである。 図５（Ａ）～（Ｃ）は、計測精度が劣化した輪重センサの計測信号の変化を示す図である。 図６（Ａ）～（Ｃ）は、計測精度が劣化した輪重センサの計測信号の変化を示す図である。 劣化推定処理を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施形態について説明する。

＜１．適用例＞
図１は、この例にかかる軸重計測装置を適用した、車両重量計測システムを示す概略図である。図１に示す車両重量計測システムは、軸重計測装置１と、３つの軸重センサ２～４と、２つの車両検知センサ６、７とを備えている。軸重センサ２～４、および車両検知センサ６、７は、軸重計測装置１に接続されている。

この例では、図１に示すように、車両検知センサ６、軸重センサ２、軸重センサ３、軸重センサ４、および車両検知センサ７を、この順番に車両１００の走行方向に並べて道路に配置（埋設）している。車両１００の軸重を計測する計測区間は、車両検知センサ６から車両検知センサ７に至る区間である。車両検知センサ６は、計測区間に進入する車両１００を検出する。車両検知センサ７は、計測区間から退出する車両１００を検出する。

この例では、軸重センサ２は、一対の輪重センサ２Ｒ、２Ｌを、道路を走行する車両１００の車幅方向に並べたものである。同様に、軸重センサ３は、一対の輪重センサ３Ｒ、３Ｌを、道路を走行する車両１００の車幅方向に並べたものであり、軸重センサ４は、一対の輪重センサ４Ｒ、４Ｌを、道路を走行する車両１００の車幅方向に並べたものである。輪重センサ２Ｒ～４Ｒは、計測区間を走行する車両１００の右側の車輪が通過する位置に埋設されている。また、輪重センサ２Ｌ～４Ｌは、計測区間を走行する車両１００の左側の車輪が通過する位置に埋設されている。

輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌは、例えば圧電センサであり、車輪の通過時の押圧力に応じた計測信号を軸重計測装置１に出力する。車両検知センサ６、７は、例えばループコイルセンサであり、インダクタンスの変化を車両検知信号（車両１００の有無を示す信号）として軸重計測装置１に出力する。

なお、車両検知センサ６、７は、道路に埋設しない、光学式センサ、電波式センサであってもよい。また、軸重センサ２～４は、一対の輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌを一体化したものであってもよい（軸重センサ２～４は、輪重を計測せずに、軸重を計測する構成であってもよい。）。

輪重センサ２Ｒ～４Ｒは、計測区間を走行した車両１００の車軸毎に、右側の車輪の輪重を計測した計測信号を軸重計測装置１に出力する。また、輪重センサ２Ｌ～４Ｌは、計測区間を走行した車両１００の車軸毎に、左側の車輪の輪重を計測した計測信号を軸重計測装置１に出力する。すなわち、軸重計測装置１には、計測区間を走行した車両１００の車軸毎に、右側の車輪について、輪重センサ２Ｒによる輪重の計測信号、輪重センサ３Ｒによる輪重の計測信号、および輪重センサ４Ｒによる輪重の計測信号が入力される。また、軸重計測装置１には、計測区間を走行した車両１００の車軸毎に、左側の車輪について、輪重センサ２Ｌによる輪重の計測信号、輪重センサ３Ｌによる輪重の計測信号、および輪重センサ４Ｌによる輪重の計測信号が入力される。

車両１００の走行方向における、軸重センサ２と軸重センサ３との距離Ｌ１と、軸重センサ３と軸重センサ４との距離Ｌ２と、は異なる長さである。走行している車両１００は、路面の凹凸、速度、タイヤの空気圧等、様々な要因が複雑に影響しあって振動している。隣接する軸重センサ２と軸重センサ３との距離Ｌ１、および隣接する軸重センサ３と軸重センサ４との距離Ｌ２の両方が、車両１００の振動波長の整数倍に近似すると、軸重の計測誤差が大きくなることがある。このため、この例では、隣接する軸重センサ２と軸重センサ３との距離Ｌ１、または隣接する軸重センサ３と軸重センサ４との距離Ｌ２の一方が車両１００の振動波長の整数倍に近似しても、他方が車両１００の振動波長の整数倍に近似しないように、距離Ｌ１と、距離Ｌ２とを異なる長さにしている。

この例の軸重計測装置１は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、入力された計測信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングして取得した計測値を蓄積的に記憶する。サンプリング周期は、車輪が輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌを通過したときにおける、計測信号の波形を取得できる長さに設定される。輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌは、車両１００の車輪の通過時に限らず、常時、計測信号を出力している。

この例では、軸重計測装置１は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、車輪の通過時における計測信号のピーク値に基づいて、通過した車輪の輪重を算出する。

この例では、軸重計測装置１は、車両１００の各車軸について算出した軸重の総和を、その車両１００の重量（車重）として算出する。車両１００の各車軸の軸重は、その車軸について、軸重センサ２～４毎に算出された軸重（ここでは、個別軸重と言う。）の平均値である。個別軸重は、同じ車軸に取り付けられている左右の車輪について算出された輪重の和である。

なお、上記の説明から明らかなように、軸重計測装置１は、演算式によっては、軸重を算出することなく、車両１００の重量（車重）を算出することもできる。

また、この例の軸重計測装置１は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、その輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌから入力された計測信号の波形によって、計測精度の劣化の程度を推定する。したがって、他の軸重センサ２～４の計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している軸重センサ２～４を検出できる。

なお、この例では、軸重センサ２～４の計測精度が劣化しているとは、その軸重センサ２～４を構成する、少なくとも一方の輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測精度が劣化していることを意味する。

＜２．構成例＞
図２は、この例にかかる軸重計測装置の主要部の構成を示すブロック図である。この例にかかる軸重計測装置１は、制御ユニット１１と、軸重センサ接続部１２と、ループコイルセンサ接続部１３と、観測データベース１４（観測ＤＢ１４）と、出力部１５と、を備えている。

制御ユニット１１は、この例にかかる軸重計測装置１本体各部の動作を制御する。また、制御ユニット１１は、計測値配列部２１と、輪重算出部２２と、軸重算出部２３と、車重算出部２４と、劣化推定部２５とを有している。制御ユニット１１が有する計測値配列部２１、輪重算出部２２、軸重算出部２３、車重算出部２４、および劣化推定部２５の詳細については後述する。

軸重センサ接続部１２には、接続されている軸重センサ２～４の計測信号が入力される。具体的には、軸重センサ接続部１２には、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌが接続され、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号が入力される。軸重センサ接続部１２は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、入力された計測信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングして取得した計測値（ディジタル値）を制御ユニット１１に出力する。

車輪の通過時における輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号は、例えば、図３に示すように変化する。図３に示す、タイミングｔ１は、タイヤによる輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの押圧開始タイミングであり、タイミングｔ３は、タイヤによる輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの押圧終了タイミングである。また、図３に示す、タイミングｔ２は、タイヤの押圧力が最大（ピーク）になったタイミングである。輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号がピークであるとき、車輪が輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌに乗り上げている状態（車輪がほとんど路面に接していない状態）である。軸重センサ接続部１２が輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号をサンプリングするサンプリング周期は、計測値から図３に示す波形が得られる時間に設定されている。

ループコイルセンサ接続部１３には、車両検知センサ６、７が接続されている。ループコイルセンサ接続部１３は、車両検知センサ６、７毎に、インダクタンスの変化を検出し、車両１００の有無を示す車両検知信号を制御ユニット１１に出力する。

観測ＤＢ１４には、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、軸重センサ接続部１２で取得された計測値が時系列に記憶される。輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測値には、計測時刻が対応付けられている。輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測値にかかるデータを、ここでは計測値データと言う。

また、観測ＤＢ１４には、計測区間を走行した車両１００毎に、計測区間への進入時刻、および計測区間からの退出時刻が記憶される。計測区間への進入時刻は、車両検知センサ６による車両検知信号が車両１００を検知していない状態から、車両１００を検知した状態に変化した時刻である。計測区間からの退出時刻は、車両検知センサ７による車両検知信号が車両１００を検知している状態から、車両１００を検知していない状態に変化した時刻である。計測区間への車両１００の進入時刻／退出時刻にかかるデータを、ここでは車両検知データと言う。

また、ここで言う観測データには、計測値データ、および車両検知データが含まれている。

観測ＤＢ１４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）であってもよいし、ＳＳＤ（Solid State Drive）であってもよいし、他の記憶媒体であってもよい。

出力部１５は、軸重センサ２～４の計測精度が適正であるかどうかを判定した判定結果、計測区間を走行した車両１００について算出した軸重、車重等を必要に応じて上位装置（不図示）に出力する。

次に、制御ユニット１１が有する計測値配列部２１、輪重算出部２２、軸重算出部２３、車重算出部２４、および劣化推定部２５について説明する。

計測値配列部２１は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、軸重センサ接続部１２で取得された計測値を時系列に並べて観測ＤＢ１４に記憶させる。また、計測値配列部２１は、計測区間を走行した車両１００毎に、車両検知センサ６による車両検知信号から取得した計測区間への車両１００の進入時刻、および車両検知センサ７による車両検知信号から取得した計測区間からの車両１００の退出時刻を対応づけて観測ＤＢ１４に記憶させる。

輪重算出部２２は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、車輪の通過時における計測信号に基づいて、この車輪の輪重を算出する。例えば、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌで計測された計測信号のピーク値αに基づいて、この車輪の輪重を算出する場合、
輪重＝ｆ（α）
により算出する。ｆ（α）は、αを変数とする予め定められた関数である。

なお、車輪の輪重は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌで計測された計測信号の波形の面積等に基づいて算出してもよいし、その他の手法で算出してもよい。

軸重算出部２３は、車両１００の車軸毎に軸重を算出する。各車軸の軸重は、その車軸について軸重センサ２～４毎に算出した個別軸重の平均値である。個別軸重は、同じ車軸に取り付けられている右側の車輪の輪重と、左側の車輪の輪重との和である。

車重算出部２４は、車両１００の車軸毎に算出された軸重の和を、その車両１００の車重として算出する。

劣化推定部２５は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、その輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌから入力された計測信号の波形によって、計測精度の劣化の程度を推定する。

なお、図２では、観測ＤＢ１４に記憶されている計測値データ、および車両検知データを用いて輪重、軸重、および車重を算出する例を示している。軸重計測装置１は、車両１００が計測区間に進入し、退出するまでの期間に、軸重センサ接続部１２から入力された計測値をメモリに一時的に記憶し、このメモリに記憶した計測値を用いて、輪重、軸重、および車重を算出する構成であってもよい。

軸重計測装置１の制御ユニット１１は、ハードウェアＣＰＵ、メモリ、その他の電子回路によって構成されている。ハードウェアＣＰＵが、この発明にかかる軸重センサの劣化推定プログラムを実行したときに、計測値配列部２１、輪重算出部２２、軸重算出部２３、車重算出部２４、および劣化推定部２５として動作する。また、メモリは、この発明にかかる軸重センサの劣化推定プログラムを展開する領域や、この軸重センサの劣化推定プログラムの実行時に生じたデータ等を一時記憶する領域を有している。制御ユニット１１は、ハードウェアＣＰＵ、メモリ等を一体化したＬＳＩであってもよい。また、ハードウェアＣＰＵが、この発明にかかる軸重センサの劣化推定方法を実行するコンピュータである。

＜３．動作例＞
以下、この例の軸重計測装置の動作について説明する。この例の軸重計測装置１は、観測データ収集処理、計測処理、および劣化推定処理を実行する。

観測データ収集処理は、観測データ（計測値データ、および車両検知データ）を観測ＤＢ１４に記録する処理である。上述したように、軸重センサ接続部１２は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、入力された計測信号をサンプリング周期でサンプリングして得られた計測値を制御ユニット１１に出力している。計測値配列部２１は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、軸重センサ接続部１２が出力した計測値を時系列に並べて、観測ＤＢ１４に記憶させる。

また、ループコイルセンサ接続部１３は、車両検知センサ６、７毎に、車両検知信号を制御ユニット１１に出力している。計測値配列部２１は、計測区間を走行した車両１００毎に、その車両１００が計測区間に進入した時刻、および計測区間から退出した時刻を対応付けて観測ＤＢ１４に記憶させる。計測値配列部２１は、車両検知センサ６の車両検知信号が、車両１００を検知していない状態から、車両１００を検知している状態に変化したタイミングを、車両１００が計測区間に進入した時刻として検出する。また、計測値配列部２１は、車両検知センサ７の車両検知信号が、車両１００を検知している状態から、車両１００を検知していない状態に変化したタイミングを、車両１００が計測区間から退出した時刻として検出する。

この例の軸重計測装置１は、以下に示す計測処理を実行しているとき、この観測データ収集処理を継続的に実行する。

次に、計測処理について説明する。この計測処理は、計測区間を走行した車両１００の軸重、および車重を算出する処理である。図４は、この計測処理を示すフローチャートである。軸重計測装置１は、車両１００が計測区間に進入し、その後、計測区間から退出するのを待つ（ｓ１、ｓ２）。ｓ１、ｓ２では、車両１００が計測区間を走行したことを検出している。

輪重算出部２２は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、通過した車輪の輪重を算出する（ｓ３）。輪重センサ２Ｒ～４Ｒは、車両１００の車軸毎に、その車軸に取り付けられている右側の車輪が通過する。輪重センサ２Ｌ～４Ｌは、車両１００の車軸毎に、その車軸に取り付けられている左側の車輪が通過する。車両１００が計測区間を走行したとき、各輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号は、この車両１００の車軸の本数と同じ個数の波形（図３に示した波形）が時間軸方向に並ぶ。

輪重算出部２２は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号の波形毎に、その波形のピーク値や、その波形の面積等に基づいて、輪重を算出する。輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ間における車軸の対応付けは、波形の出現順によって行える。

軸重算出部２３は、計測区間を走行した車両１００の車軸毎に、個別軸重を算出する（ｓ４）。軸重算出部２３は、軸重センサ２～４毎に、ｓ３で算出した同じ車軸の輪重の和を個別軸重として算出する。軸重算出部２３は、計測区間を走行した車両１００の車軸毎に、ｓ４で算出した個別軸重の平均値を軸重として算出する（ｓ５）。

車重算出部２４は、ｓ５で算出された、計測区間を走行した車両１００の各車軸の軸重の総和を、車重として算出する（ｓ６）。

軸重計測装置１は、出力部１５において、ｓ５で算出した軸重、ｓ６で算出した車重等を上位装置に出力し（ｓ７）、ｓ１に戻る。

また、軸重計測装置１は、ｓ３で算出した輪重を用いて、車幅方向における車両１００の重量バランスの適否を判定し、その判定結果を上位装置に出力してもよい。

次に、劣化推定処理について説明する。この劣化推定処理は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、計測精度が劣化している度合いを推定する処理である。軸重計測装置１は、この劣化推定処理を、予め定められたタイミングで実行する。軸重計測装置１は、例えば、劣化推定処理を毎日午前０時に開始するようにスケジューリングされていてもよいし、劣化推定処理を毎週日曜日の午前０時に開始するようにスケジューリングされていてもよいし、その他のタイミングで開始されるように設定されていてもよい。また、軸重計測装置１は、オペレータ等の入力操作に応じて、この劣化推定処理が開始される構成であってもよい。

輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌは、計測精度が適正であるとき、車両１００の車輪が通過したときの計測信号の波形は、図３に示すように、ピークを中心にして略対称な形状である。一方で、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌは、計測精度が劣化すると、車両１００の車輪が通過したときの計測信号の波形が、劣化の状態に応じて、図５（Ａ）～（Ｃ）、図６（Ａ）～（Ｃ）等に示す形状になる。図５（Ａ）～（Ｃ）、図６（Ａ）～（Ｃ）では、計測信号の波形が計測精度の劣化にともなって変形している箇所を破線で囲んでいる。

なお、図５（Ａ）～（Ｃ）、図６（Ａ）～（Ｃ）は、計測精度が劣化した輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号の波形を例示しているだけである。計測精度が劣化した輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号の波形は、図５（Ａ）～（Ｃ）、図６（Ａ）～（Ｃ）に示した波形に限られるわけではない。

図７は、劣化推定処理を示すフローチャートである。この例では、劣化推定部２５は、計測精度の劣化を推定する対象の輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌを決定する（ｓ１１）。劣化推定部２５は、ｓ１１で決定した対象の輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌについて、最近の車輪通過時における計測信号の波形を取得する（ｓ１２）。

上述したように、観測ＤＢ１４には、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、車輪通過時における計測信号の波形が取得できるサンプリング周期で計測値が記録されている。劣化推定部２５は、ｓ１１で決定した対象の輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌについて、ｓ１２で取得した波形を基に計測精度の劣化の度合いを推定する（ｓ１３）。このｓ１３にかかる処理については、後述する。

劣化推定部２５は、未処理の輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌがあれば（ｓ１４）、ｓ１１に戻る。劣化推定部２５は、未処理の輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌが無ければ、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、推定した計測精度の劣化の度合いを上位装置に出力し（ｓ１５）、本処理を終了する。

ここで、ｓ１３にかかる計測精度の劣化の度合いを推定する処理について説明する。

・推定処理１
劣化推定部２５は、ｓ１２で取得した計測信号の波形のピークを検出する。劣化推定部２５は、検出したピーク以前の波形を時間軸方向に反転させた波形と、検出したピーク以降の波形との類似度を算出する。劣化推定部２５は、算出した類似度を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部２５は、算出した類似度が大きいほど、計測精度の劣化の度合いを小さく推定する。

この推定処理では、計測信号が、例えば、図５（Ａ）～（Ｃ）、図６（Ａ）～（Ｃ）に示した波形であった輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。

なお、劣化推定部２５は、検出したピーク以降の波形を時間軸方向に反転させた波形と、検出したピーク以前の波形との類似度を算出する構成であってもよい。

・推定処理２
劣化推定部２５は、ｓ１２で取得した計測信号の波形において、車輪の通過後における計測値の最小値を取得する。また、劣化推定部２５は、ｓ１２で取得した計測信号の波形において、車輪の通過前の所定時間（１秒程度）における計測値の平均値を取得する。劣化推定部２５は、車輪の通過後の最小値と車輪の通過前の平均値との差分の絶対値を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部２５は、算出した絶対値が小さいほど、計測精度の劣化の度合いを小さく推定する。

この推定処理では、計測信号が、例えば、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示した波形であった輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。

・推定処理３
上記した推定処理２と同様に、劣化推定部２５は、ｓ１２で取得した計測信号の波形において、車輪の通過後における計測値の最小値を取得する。劣化推定部２５は、取得した最小値を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部２５は、取得した最小値が小さいほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。

・推定処理４
劣化推定部２５は、ｓ１２で取得した計測信号の波形において、計測値がピークに達するまでの期間に、計測値の変曲点があるかどうかを検出する。劣化推定部２５は、変曲点があれば、その変曲点にかかる極大値と極小値との差分の絶対値を算出する。劣化推定部２５は、変曲点にかかる極大値と極小値との差分の絶対値を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部２５は、算出した絶対値が大きいほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。

この推定処理では、計測信号が、例えば、図６（Ａ）、（Ｃ）に示した波形であった輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。

・推定処理５
劣化推定部２５は、ｓ１２で取得した計測信号の波形において、計測値がピークに達した以降の期間に、計測値の変曲点があるかどうかを検出する。劣化推定部２５は、変曲点があれば、その変曲点にかかる極大値と極小値との差分の絶対値を算出する。劣化推定部２５は、変曲点にかかる極大値と極小値との差分の絶対値を基に、計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部２５は、算出した絶対値が大きいほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。

この推定処理では、計測信号が、例えば、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示した波形であった輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。

・推定処理６
劣化推定部２５は、ｓ１２で取得した計測信号の波形において、車輪の通過後に、予め定めた振幅を超える振動波形の有無を検出する。劣化推定部２５は、車輪の通過後に、予め定めた振幅を超える振動波形があれば、その振動波形の振幅、個数、振動波形が生じていた時間を検出し、これらに基づいて計測精度の劣化の度合いを推定する。このとき、劣化推定部２５は、振動波形の振幅が大きいほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。また、劣化推定部２５は、振動波形の個数が多いほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。また、劣化推定部２５は、振動波形が生じていた時間が長いほど、計測精度の劣化の度合いを大きく推定する。

この推定処理では、計測信号が、例えば、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示した波形であった輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測精度の劣化の度合いを推定することができる。

・推定処理７
劣化推定部２５は、車輪の通過前の所定時間（１秒程度）における計測値の平均値を算出する。この平均値は、車輪の通過がなく、計測信号が安定しているときにおける輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測値である。劣化推定部２５は、算出した平均値と予め定められた基準値との差分の絶対値を算出する。劣化推定部２５は、算出した絶対値が小さいほど、計測精度の劣化の度合いを小さく推定する。

この推定処理では、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌのオフセットのズレにかかる劣化度を推定できる。

軸重計測装置１の劣化推定部２５は、上記した推定処理１～７の１つ以上を実行する構成であればよい。劣化推定部２５は、上記した推定処理１～７を複数実行する場合、個々の推定結果から総合的に劣化の度合いを推定すればよい。

このように、この例の軸重計測装置１は、輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ毎に、その輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測信号の波形によって、計測精度の劣化の度合い推定できる。したがって、他の輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの計測精度の劣化の程度に影響されることなく、計測精度が劣化している輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌを検出できる。

また、上記した推定処理１～６は、１つの計測信号の波形に対して劣化の度合いを推定する処理を示している。輪重センサ２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌの劣化を推定する場合、複数の計測信号の波形に対して、推定処理１～６を行い、総合的に劣化の度合いを推定してもよい。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

さらに、この発明に係る構成と上述した実施形態に係る構成との対応関係は、以下の付記のように記載できる。
＜付記＞
車両（１００）の走行方向に並べて配置された複数の軸重センサ（２～４）の計測信号が入力される軸重センサ接続部（１２）と、
車両（１００）の車軸毎に、複数の前記軸重センサ（２～４）から入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する軸重算出部（２３）と、
前記軸重センサ（２～４）毎に、その軸重センサ（２～４）から入力された計測信号の波形によって劣化を推定する劣化推定部（２５）と、を備えた軸重計測装置（１）。

１…軸重計測装置
２～４…軸重センサ
２Ｒ～４Ｒ、２Ｌ～４Ｌ…輪重センサ
６、７…車両検知センサ
１１…制御ユニット
１２…軸重センサ接続部
１３…ループコイルセンサ接続部
１４…観測データベース（観測ＤＢ）
１５…出力部
２１…計測値配列部
２２…輪重算出部
２３…軸重算出部
２４…車重算出部
２５…劣化推定部
１００…車両

Claims (9)

1. 車両の走行方向に並べて配置された複数の軸重センサの計測信号が入力される軸重センサ接続部と、
   車両の車軸毎に、複数の前記軸重センサから入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する軸重算出部と、
   前記軸重センサ毎に、その軸重センサから入力された計測信号の波形によって劣化を推定する劣化推定部と、を備え、
   前記劣化推定部は、前記軸重センサの計測信号がピークに達したタイミングを基準タイミングにし、この基準タイミングの前後における計測信号の波形の比較により劣化を推定する、軸重計測装置。
2. 前記軸重算出部が車軸毎に算出した軸重を用いて、車両の重量を算出する車重算出部を備えた請求項１に記載の軸重計測装置。
3. 前記劣化推定部は、前記基準タイミングの前後における前記軸重センサの計測信号の波形の対称性の度合いに基づいて劣化を推定する、請求項１、または２に記載の軸重計測装置。
4. 前記劣化推定部は、前記基準タイミングの後における前記軸重センサの計測信号の下限値が、下限閾値以下であるかどうかによって劣化を推定する、請求項１～３のいずれかに記載の軸重計測装置。
5. 前記劣化推定部は、前記基準タイミングの前における前記軸重センサの計測信号の波形に変曲点があるかどうかによって劣化を推定する、請求項１～４のいずれかに記載の軸重計測装置。
6. 前記劣化推定部は、前記基準タイミングの後における前記軸重センサの計測信号の振動波形の振幅の大きさによって劣化を推定する、請求項１～５のいずれかに記載の軸重計測装置。
7. 前記劣化推定部は、前記軸重センサの計測信号が安定しているときにおける、その計測信号が示す計測値の大きさが、適正範囲内であるかどうかによって劣化を推定する、請求項１～６のいずれかに記載の軸重計測装置。
8. 車両の走行方向に並べて配置された複数の軸重センサの計測信号が入力される軸重センサ接続部を備える軸重計測装置のコンピュータが、
   車両の車軸毎に、複数の前記軸重センサから入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する軸重算出ステップと、
   前記軸重センサ毎に、その軸重センサから入力された計測信号の波形によって劣化を推定する劣化推定ステップと、を実行し、
   前記劣化推定ステップは、前記軸重センサの計測信号がピークに達したタイミングを基準タイミングにし、この基準タイミングの前後における計測信号の波形の比較により劣化を推定するステップである、軸重センサの劣化推定方法。
9. 車両の走行方向に並べて配置された複数の軸重センサの計測信号が入力される軸重センサ接続部を備える軸重計測装置のコンピュータに、
   車両の車軸毎に、複数の前記軸重センサから入力された計測信号に基づいて、軸重を算出する軸重算出ステップと、
   前記軸重センサ毎に、その軸重センサから入力された計測信号の波形によって劣化を推定する劣化推定ステップと、を実行させ、
   前記劣化推定ステップは、前記軸重センサの計測信号がピークに達したタイミングを基準タイミングにし、この基準タイミングの前後における計測信号の波形の比較により劣化を推定するステップである、軸重センサの劣化推定プログラム。

Images