專利名稱：帶有傳感器的車輪用軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有傳感器的車輪用軸承，其內(nèi)置有荷載傳感器，該荷載傳感器檢測(cè)作用于車輪的軸承部上的荷載。
背景技術(shù)：
作為檢測(cè)作用于機(jī)動(dòng)車的各車輪上的荷載的技術(shù)，人們提出有下述的車輪用軸承，其中，在車輪用軸承的外圈上貼有形變儀，根據(jù)外圈外徑面的形變檢測(cè)荷載(比如，專利文獻(xiàn)I)。但是，在涉及專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，在檢測(cè)作用于車輪用軸承上的荷載的場(chǎng)合，由于相對(duì)荷載的固定輪變形量較小，故形變量也較小，檢測(cè)靈敏度低，無(wú)法以良好的精度檢測(cè)荷載。作為解決該課題的方案，人們提出有形成下述方案的帶有傳感器的車輪用軸承(專利文獻(xiàn)2)。該文獻(xiàn)的帶有傳感器的車輪用軸承中的車輪用軸承包括:外方部件，在該外方部件的內(nèi)周形成多排滾動(dòng)面；內(nèi)方部件，在該內(nèi)方部件的外周形成與上述滾動(dòng)面面對(duì)的滾動(dòng)面；多排滾動(dòng)體，該多排滾動(dòng)體夾設(shè)于兩部件的面對(duì)的滾動(dòng)面之間，該車輪用軸承以可旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車身上。在上述外方部件和內(nèi)方部件中的固定側(cè)部件的外徑面上，至少設(shè)置I個(gè)由兩個(gè)傳感組件構(gòu)成的傳感組件對(duì)，該傳感組件設(shè)置于該固定側(cè)部件的圓周方向中的具有180度相位差的位置。各傳感組件包括形變發(fā)生部件和傳感器，該形變發(fā)生部件具有接觸而固定于上述固定側(cè)部件的外徑面上的兩個(gè)以上的接觸固定部，該傳感器安裝于該形變發(fā)生部件上，檢測(cè)形變發(fā)生部件的形變。在該方案中，根據(jù)上述傳感組件對(duì)中的兩個(gè)傳感組件的傳感器輸出信號(hào)的差，通過(guò)徑向荷載推算機(jī)構(gòu)推算在車輪用軸承的徑向作用的徑向荷載。另外，根據(jù)傳感組件對(duì)中的兩個(gè)傳感組件的傳感器輸出信號(hào)的和，通過(guò)軸向荷載推算機(jī)構(gòu)推算在車輪用軸承的軸向作用的軸向荷載。另外，至少I個(gè)傳感組件對(duì)中的兩個(gè)傳感組件設(shè)置于:位于輪胎觸地面的上下位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部和底面部。根據(jù)該傳感組件對(duì)的傳感器的輸出信號(hào)振幅，通過(guò)軸向荷載方向判斷機(jī)構(gòu)判斷上述軸向荷載的方向。圖20的方框圖表示該場(chǎng)合的荷載推算處理的基本內(nèi)容。如果上述傳感組件中的形變發(fā)生部件的接觸固定部設(shè)置于車輪用軸承中的固定側(cè)部件的滾動(dòng)面附近，則伴隨車輪的旋轉(zhuǎn)，在傳感器輸出信號(hào)中呈現(xiàn)圖21那樣的接近正弦波的變化。在該場(chǎng)合，檢測(cè)滾動(dòng)體的通過(guò)造成的形變的變化。在該方案中，通過(guò)上下設(shè)置的兩個(gè)傳感組件的傳感器輸出信號(hào)的振幅值(伴隨滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)成分)的差，判斷軸向荷載，對(duì)應(yīng)于軸向荷載的正負(fù)，采用適用于該正負(fù)的軸向荷載的荷載推算參數(shù)，對(duì)荷載進(jìn)行運(yùn)算，由此，能以良好的靈敏度推算荷載。但是，在專利文獻(xiàn)2的方案的場(chǎng)合，為了選擇最佳的荷載推算參數(shù)，必須要求計(jì)算傳感器輸出信號(hào)的振幅值，無(wú)法應(yīng)對(duì)不能計(jì)算振幅值的場(chǎng)合。即，處于旋轉(zhuǎn)靜止的狀態(tài)、或極低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，沒(méi)有滾動(dòng)體荷載造成的信號(hào)變化、或只有非常慢的變化的狀態(tài)。在該場(chǎng)合，無(wú)法根據(jù)傳感器輸出信號(hào)的變化，求出振幅的值。另一方面，作為即使在靜止?fàn)顟B(tài)，仍檢測(cè)滾動(dòng)體荷載的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的機(jī)構(gòu)，還具有下述機(jī)構(gòu):在足以觀察滾動(dòng)體荷載的影響的區(qū)域(相當(dāng)于滾動(dòng)體的配置間距的周向長(zhǎng)度)設(shè)置多個(gè)傳感器，直接測(cè)定形變的分布。但是，在該場(chǎng)合，由于傳感器個(gè)數(shù)增加，檢測(cè)電路復(fù)雜，故成本上升和可靠性的確保成為新的課題。于是，本發(fā)明人開(kāi)發(fā)了作為帶有傳感器的車輪用軸承中的更新的荷載推算機(jī)構(gòu)的、如圖22的方框圖所示的構(gòu)成的類型(專利文獻(xiàn)3)。該方案的荷載推算機(jī)構(gòu)為下述的類型，其包括第I荷載推算機(jī)構(gòu)，該第I荷載推算機(jī)構(gòu)僅僅根據(jù)傳感器輸出信號(hào)的平均值，對(duì)作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算與推算；第2荷載推算機(jī)構(gòu)，該第2荷載推算機(jī)構(gòu)根據(jù)傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值，對(duì)作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算與推算；選擇輸出機(jī)構(gòu)，該選擇輸出機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度，切換選擇而輸出該兩個(gè)荷載推算機(jī)構(gòu)中的任意的推算荷載值。在該方案中，作為荷載推算運(yùn)算式，準(zhǔn)備出:變量?jī)H僅采用傳感器輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)的式、與變量采用傳感器輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)和振幅值B的式，通過(guò)車輪旋轉(zhuǎn)速度切換荷載運(yùn)算處理。即，在普通行駛狀態(tài)，進(jìn)行采用傳感器輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)和振幅值B的運(yùn)算式的荷載推算運(yùn)算，在低速或停止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)行僅僅采用上述平均值A(chǔ)的運(yùn)算式的荷載推算運(yùn)算。在該方案的場(chǎng)合，旋轉(zhuǎn)速度的判斷采用旋轉(zhuǎn)速度信息?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特表2003-530565號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2010-43901號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2010-181154號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在像專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3的方案那樣，形成對(duì)應(yīng)于已檢測(cè)的傳感器輸出信號(hào)的狀態(tài)、已推算的荷載的狀態(tài)，從多個(gè)荷載推算參數(shù)中選擇最佳參數(shù)，對(duì)推算荷載進(jìn)行運(yùn)算的方案的場(chǎng)合，可獲得對(duì)傳感器的非線性特性等進(jìn)行了補(bǔ)償?shù)恼`差較小的檢測(cè)結(jié)果。但是，在通過(guò)運(yùn)算而求出傳感器輸出信號(hào)的振幅值的場(chǎng)合，由于有必要采用某一定時(shí)間內(nèi)或一定的取樣個(gè)數(shù)的傳感器輸出信號(hào)的運(yùn)算處理，故發(fā)生信號(hào)處理的時(shí)間延遲。比如，如果計(jì)算一定時(shí)間T內(nèi)的傳感器輸出信號(hào)的均方值(RMS值)，將該值用作當(dāng)前的振幅值，則產(chǎn)生約T/2的時(shí)間延遲。特別是像專利文獻(xiàn)3的方案那樣，根據(jù)行駛速度(車輪旋轉(zhuǎn)速度)切換而使用變量?jī)H僅采用傳感器輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)的荷載推算運(yùn)算式，與采用平均值A(chǔ)和振幅值B的荷載推算運(yùn)算式的場(chǎng)合，由于通過(guò)該切換，推算荷載輸出的延遲時(shí)間也改變，故會(huì)觀測(cè)到檢測(cè)誤差。另外，還有兩個(gè)運(yùn)算式的運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生不同的情況，如果在該狀態(tài)進(jìn)行荷載推算運(yùn)算式的切換，則有推算荷載輸出不連續(xù)地變化的情況。對(duì)于根據(jù)已檢測(cè)的推算荷載值進(jìn)行各種的操作的控制系統(tǒng)，上述那樣的推算荷載輸出的不連續(xù)的變化、較大的檢測(cè)誤差是不優(yōu)選的。為了防止這些不佳狀況，也可通過(guò)裝載旋轉(zhuǎn)傳感器檢測(cè)車輪的旋轉(zhuǎn)速度，或從車輛側(cè)以其它方法獲得車輪的旋轉(zhuǎn)速度信息，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度而連續(xù)地切換兩個(gè)運(yùn)算式的運(yùn)算結(jié)果，但是，在無(wú)法獲得旋轉(zhuǎn)速度信息的狀況下無(wú)法應(yīng)對(duì)。不同于該方法，還考慮到不采用旋轉(zhuǎn)傳感器等的信息，而根據(jù)傳感器輸出信號(hào)計(jì)算以旋轉(zhuǎn)速度為基準(zhǔn)的評(píng)價(jià)值，根據(jù)該評(píng)價(jià)值切換荷載運(yùn)算處理。在該方法中，即使在無(wú)法采用旋轉(zhuǎn)傳感器信號(hào)的狀況、或無(wú)法連續(xù)而穩(wěn)定地獲得旋轉(zhuǎn)速度信息的情況下，仍可獲得以旋轉(zhuǎn)速度為基準(zhǔn)的評(píng)價(jià)值。但是，雖然可通過(guò)該評(píng)價(jià)值判斷是否是低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，然而由于無(wú)法形成與速度成正確比例的評(píng)價(jià)值，故難以用于對(duì)應(yīng)于速度的連續(xù)地切換處理。此外，在通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路，對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)值化處理，構(gòu)成取樣的處理電路的場(chǎng)合，由于通過(guò)軸承滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的傳感器輸出信號(hào)的振動(dòng)頻率與車輛的行駛速度成比例地變化，所以在高速行駛時(shí)，有時(shí)會(huì)達(dá)到接近AD轉(zhuǎn)換的取樣率的頻率。在該場(chǎng)合，因在取樣數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的混淆，無(wú)法獲得正確的振幅值B。為了降低混淆，在信號(hào)輸入側(cè)設(shè)置LPF (低通濾波器)。但是，其結(jié)果是，在高速行駛時(shí)檢測(cè)的振幅值B受到LPF的影響，以較小程度檢測(cè)，荷載推算誤差增加。這樣的不連續(xù)的變化、檢測(cè)誤差增加的情況，對(duì)于根據(jù)已檢測(cè)的推算荷載值而進(jìn)行各種的操作的機(jī)動(dòng)車等的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是不優(yōu)選的。本發(fā)明的目的在于提供一種帶有傳感器的車輪用軸承，其中，可一邊對(duì)傳感器的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差，一邊可對(duì)應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，對(duì)連續(xù)的推算荷載值進(jìn)行運(yùn)算，可以盡可能小的檢測(cè)時(shí)間延遲輸出推算荷載值，本發(fā)明的另一目的在于提供一種帶有傳感器的車輪用軸承，其中，可在不采用旋轉(zhuǎn)傳感器的信號(hào)、或來(lái)自車輛的車輪旋轉(zhuǎn)速度信息的情況下進(jìn)行荷載推算運(yùn)算處理，可獲得正確的推算荷載值。下面采用表示實(shí)施方式的附圖中的標(biāo)號(hào)，對(duì)本發(fā)明的概要進(jìn)行說(shuō)明。用于解決課題的技術(shù)方案本發(fā)明的第I方案的帶有傳感器的車輪用軸承包括:在內(nèi)周上形成有多排滾動(dòng)面的外方部件I ;在外周上形成有與上述滾動(dòng)面面對(duì)的滾動(dòng)面的內(nèi)方部件2 ;多排滾動(dòng)體5，該多排滾動(dòng)體夾設(shè)于兩個(gè)部件的面對(duì)的滾動(dòng)面之間，該車輪用軸承以可旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車身上，在上述外方部件I和內(nèi)方部件2中的固定側(cè)部件上設(shè)置荷載檢測(cè)用傳感組件20A、20B，該荷載檢測(cè)用傳感組件由形變發(fā)生部件21和兩個(gè)以上的傳感器22A、22B構(gòu)成，該形變發(fā)生部件21具有接觸而固定于該固定側(cè)部件上的3個(gè)以上的接觸固定部21a，該兩個(gè)以上的傳感器22A、22B安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測(cè)該形變發(fā)生部件21的形變。設(shè)置:第I荷載推算機(jī)構(gòu)31，該第I荷載推算機(jī)構(gòu)31采用上述傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)來(lái)運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；第2荷載推算機(jī)構(gòu)32，該第2荷載推算機(jī)構(gòu)32采用上述傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)和振幅值B來(lái)運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33，該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的比例r將這些荷載推算機(jī)構(gòu)31、32所輸出的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行合成，輸出推算荷載值。
按照該方案，在荷載作用于車輪的輪胎和路面之間時(shí)，也在車輪用軸承的固定側(cè)部件(例如，外方部件I)上施加荷載，產(chǎn)生變形。在這里，由于傳感組件20A(20B)中的形變發(fā)生部件21的3個(gè)以上的接觸固定部21a接觸固定于外方部件上，所以外方部件I的形變?nèi)菀追糯蠖鴤鬟f給形變發(fā)生部件21，該形變通過(guò)傳感器22A、22B以良好的靈敏度而檢測(cè)出來(lái)，在該輸出信號(hào)中產(chǎn)生的滯后也較小。特別是，設(shè)置第I荷載推算機(jī)構(gòu)31，該第I荷載推算機(jī)構(gòu)31采用傳感組件20A(20B)中的形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)來(lái)運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；第2荷載推算機(jī)構(gòu)32，該第2荷載推算機(jī)構(gòu)32采用傳感器輸出信號(hào)的振幅值B和上述平均值A(chǔ)來(lái)運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，設(shè)置推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33，該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的比例r，將該兩個(gè)荷載推算機(jī)構(gòu)31、32所輸出的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行合成，輸出推算荷載值，由此，獲得在下面列舉的效果。 可將荷載推算運(yùn)算處理的檢測(cè)時(shí)間延遲抑制到最少，利用已獲得的荷載信息的控制變得容易。 像已有例子(專利文獻(xiàn)3)那樣的切換荷載推算處理的方法中，由于推算荷載輸出的延遲時(shí)間也急劇地變化，故其結(jié)果是觀測(cè)到檢測(cè)誤差，但是，由于在該帶有傳感器的車輪用軸承中，以連續(xù)地變化的合成比例r將上述兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果合成，故所獲得的推算荷載值沒(méi)有不連續(xù)變化，對(duì)于各種的車輛控制的推算荷載值的利用變得容易。 另外，由于可在靜止?fàn)顟B(tài)或極低速狀態(tài)輸出僅僅上述平均值A(chǔ)的第I荷載值LA，故即使在車輛靜止的狀態(tài)，仍可檢測(cè)作用于輪胎和路面之間的荷載狀態(tài)。 此外，由于采用合成比例r將上述兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果合成，故可按照控制該合成比例r的值，獲得所需的指定的推算荷載值的方式構(gòu)成。 在高速行駛時(shí)，傳感器輸出信號(hào)的振動(dòng)頻率有時(shí)達(dá)到接近AD轉(zhuǎn)換的取樣率的值，但是，由于采用合成 比例r，將上述兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果合成，故即使在高速行駛時(shí)產(chǎn)生上述振幅值B的誤差的情況下，仍可通過(guò)提高僅僅采用上述平均值A(chǔ)而運(yùn)算出的第I荷載值LA的比例，減小振幅值B的誤差的影響，可提聞荷載的檢測(cè)精度。根據(jù)以上的結(jié)果，可一邊對(duì)傳感器的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差，一邊對(duì)應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，對(duì)連續(xù)的推算荷載值進(jìn)行運(yùn)算，通過(guò)盡可能小的檢測(cè)時(shí)間延遲輸出推算荷載值。另外，由于難以產(chǎn)生推算荷載值不連續(xù)的狀態(tài)，所以也容易適用于根據(jù)已推算的荷載值進(jìn)行各種操作的控制系統(tǒng)。在本發(fā)明中，在上述傳感組件20A(20B)中，可以在鄰接的第I和第2接觸固定部21a之間以及鄰接的第2和第3接觸固定部21a之間分別安裝傳感器22A、22B，鄰接的接觸固定部21a或鄰接的傳感器22A、22B的上述固定部件的圓周方向的間距為滾動(dòng)體的排列間距的{l/2 + n(n為整數(shù))}倍，上述第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)31、32將上述兩個(gè)傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的和用作平均值A(chǔ)。在該方案的場(chǎng)合，兩個(gè)傳感器22A、22B的輸出信號(hào)具有約180度的相位差,其平均值A(chǔ)為消除了滾動(dòng)體通過(guò)造成的變動(dòng)成分的值。另外，振幅值B為充分地抵消了溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面之間等的滑動(dòng)的影響的值。由此，兩個(gè)傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)為抵消了滾動(dòng)體通過(guò)造成的變動(dòng)成分的值。振幅值B為更加確實(shí)地排除了溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面之間等的滑動(dòng)的影響的值。
在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33所采用的合成比例r在從車輪停止?fàn)顟B(tài)到車輪旋轉(zhuǎn)速度低的狀態(tài)期間，最好設(shè)定為r = I。另外，在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33所采用的合成比例r最好按照伴隨車輪旋轉(zhuǎn)速度從普通速度的狀態(tài)到高速狀態(tài)而提高的方式設(shè)定。上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33所采用的合成比例r也可對(duì)應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行映像化處理，能從外部通過(guò)參數(shù)而改變。另外，在這里所說(shuō)的“映像化處理”指對(duì)應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度確定合成比例r。另外，“從外部”指從推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33確定上述映像化處理的信息的機(jī)構(gòu)，以及從構(gòu)成推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33的前級(jí)的各處理機(jī)構(gòu)以外。在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33也可被設(shè)計(jì)成直接輸入設(shè)置于車輪用軸承上的車輪旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)，檢測(cè)車輪旋轉(zhuǎn)速度。另外，在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33還可以被設(shè)計(jì)成從車身側(cè)的ECU (電氣控制組件)接收車輪旋轉(zhuǎn)速度的信息。此外，在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33也可被設(shè)計(jì)成根據(jù)上述傳感器22A、22B的輸出信號(hào)中包括的滾動(dòng)體5的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振幅成分的頻率，檢測(cè)車輪旋轉(zhuǎn)速度。在本發(fā)明中，設(shè)置3個(gè)以上的上述傳感組件20A (20B)，上述第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)31、32可以被設(shè)計(jì)成根據(jù)上述3個(gè)以上的傳感組件20A(20B)的傳感器22A、22B的輸出信號(hào)來(lái)運(yùn)算并推算在車輪用軸承的徑向作用的徑向荷載Fx、Fz和在車輪用軸承的軸向作用的軸向荷載Fy。在本發(fā)明中，也可在位于輪胎觸地面的上下位置和左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、右面部、與左面部，以圓周方向90度的相位差均等配置4個(gè)上述傳感組件20A(20B)。通過(guò)像這樣設(shè)置4個(gè)傳感組件，可以更加良好的精度推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載Fz ;構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力的荷載Fx ;軸向荷載Fy。在本發(fā)明中，在上述傳感組件20A(20B)上安裝溫度傳感器19，可設(shè)置溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)37，該溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)37通過(guò)該溫度傳感器19的檢測(cè)信號(hào)，對(duì)上述傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。如果因軸承旋轉(zhuǎn)造成的發(fā)熱、周邊環(huán)境等車輪用軸承的溫度變化，由于即使在荷載沒(méi)有變化的情況下，傳感組件20A(20B)的傳感器輸出信號(hào)因熱膨脹等而改變，故在已檢測(cè)的荷載中殘留溫度的影響。于是，如果設(shè)置溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)37，該溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)37對(duì)應(yīng)于車輪用軸承的溫度或其周邊溫度對(duì)傳感器輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)償，則可降低溫度的檢測(cè)荷載誤差。在本發(fā)明中，也可不同于上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33設(shè)置第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)35，該第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)35將上述第I荷載推算機(jī)構(gòu)31運(yùn)算并推算的第I推算荷載值LA、與上述第2荷載推算機(jī)構(gòu)32運(yùn)算并推算的第2推算荷載值LB逐個(gè)輸出到外部。像這樣，獨(dú)立于上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33設(shè)置第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)35，該第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)35分別輸出第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)31、32運(yùn)算的第I和第2荷載值LA、LB，若如此，可進(jìn)行將這些運(yùn)算結(jié)果對(duì)應(yīng)車身側(cè)的ECU行駛狀態(tài)，進(jìn)行合成的處理。在該場(chǎng)合，由于可根據(jù)涉及車輛的行駛狀態(tài)的更多的信息而判斷，故控制上述合成比例r，輸出最佳的推算荷載值變得容易。在本發(fā)明中，還設(shè)置旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36，該旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)(36)根據(jù)上述各傳感器22A、22B的輸出信號(hào)求出表示車輪的旋轉(zhuǎn)速度的評(píng)價(jià)值V，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A按照比例r進(jìn)行上述運(yùn)算結(jié)果的合成，該比例r與上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間相對(duì)應(yīng)。按照該方案，特別是，還設(shè)置兩個(gè)推算機(jī)構(gòu)30，該推算機(jī)構(gòu)30由第I荷載推算機(jī)構(gòu)31和第2荷載推算機(jī)構(gòu)32構(gòu)成，該第I荷載推算機(jī)構(gòu)31僅僅采用傳感組件20A(20B)的傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)，運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，該第2荷載推算機(jī)構(gòu)32采用傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的振幅值B和上述平均值A(chǔ)，運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36，該旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36根據(jù)上述各傳感器22A、22B的輸出信號(hào)，求出表示車輪的旋轉(zhuǎn)速度的評(píng)價(jià)值V ;推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A，該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A根據(jù)上述評(píng)價(jià)值V將上述推算機(jī)構(gòu)30中的推算機(jī)構(gòu)31、32的運(yùn)算結(jié)果合成，輸出推算荷載值，該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A按照與上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間相對(duì)應(yīng)的比例r進(jìn)行上述運(yùn)算結(jié)果的合成，由此，獲得在下面列舉的效果。 由于不采用旋轉(zhuǎn)傳感器的信號(hào)、來(lái)自車輛的車輪旋轉(zhuǎn)速度信息，可進(jìn)行荷載推算運(yùn)算處理，故不必要求信號(hào)布線數(shù)量的增加，可抑制荷載傳感器的制造成本，并且提高裝載于車輛上時(shí)的自由度。 由于通過(guò)切換普通的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中的荷載推算運(yùn)算處理與低速時(shí)的荷載推算運(yùn)算處理從而抑制荷載推算誤差，故可獲得更加正確的推算荷載值。 即使在對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度切換荷載推算運(yùn)算處理時(shí)，通過(guò)合成比例連續(xù)地變化的方法，荷載信號(hào)的不連續(xù)變化消失，各種的車輪控制的荷載信號(hào)的利用變?nèi)菀住?在行駛中使緊急制動(dòng)器動(dòng)作的場(chǎng)合，有時(shí)也具有處于旋轉(zhuǎn)速度急速地變化滑移的狀態(tài)的情況，但是，由于即使在車輪的旋轉(zhuǎn)為靜止?fàn)顟B(tài)或極低速狀態(tài)的情況下仍輸出推算荷載值，故可不依賴于行駛狀態(tài)，將信號(hào)用于車輛控制等的方面。在本發(fā)明中，上述推算機(jī)構(gòu)30中的用于運(yùn)算處理的上述各傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)和振幅值B還可米用一定時(shí)間T內(nèi)的各傳感器22A、22B的輸出信號(hào)。在該場(chǎng)合，上述一定時(shí)間T的值也可對(duì)應(yīng)于上述旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36所求出的評(píng)價(jià)值V而變化。如果按照在車輪的旋轉(zhuǎn)速度較低的狀態(tài)較長(zhǎng)地設(shè)定上述一定時(shí)間T、在旋轉(zhuǎn)速度變快時(shí)上述一定時(shí)間T縮短的方式構(gòu)成，則可一邊抑制推算機(jī)構(gòu)30的振幅值B的運(yùn)算處理在低速區(qū)域精度劣化的情況，一邊在要求更高速的反應(yīng)的速度區(qū)域縮短運(yùn)算結(jié)果的反應(yīng)時(shí)間。在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A所采用的合成比例r還可通過(guò)一次函數(shù)而確定，該一次函數(shù)以上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間為變量。在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A所采用的合成比例r也可通過(guò)二次以上的函數(shù)而確定，該二次以上的函數(shù)以上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間為變量。在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A所采用的合成比例r的變化可經(jīng)過(guò)從上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間中的預(yù)定的遷移時(shí)間a而完成。在該場(chǎng)合，從上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始到再次橫切閾值Vth時(shí)的經(jīng)歷時(shí)間不滿足上述遷移時(shí)間a的場(chǎng)合，也可將再次橫切閾值Vth時(shí)的合成比例r作為初始值，以后的合成比例r為變化的值。在本發(fā)明中，上述旋轉(zhuǎn)速度 評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36可將選擇各傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的振幅值B而合計(jì)的值作為上述評(píng)價(jià)值V而求出。
在本發(fā)明中，上述旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36可根據(jù)上述傳感器22A、22B的輸出信號(hào)所包含的滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振幅成分的頻率，求出上述評(píng)價(jià)值V。權(quán)利要求書和/或說(shuō)明書和/或附圖中公開(kāi)的至少兩個(gè)方案的任意的組合均包括在本發(fā)明中。特別是，權(quán)利要求書中的各項(xiàng)權(quán)利要求的兩個(gè)以上的任意的組合均包括在本發(fā)明中。


根據(jù)參照附圖的下面的優(yōu)選實(shí)施形式的說(shuō)明，會(huì)更清楚地理解本發(fā)明。但是，實(shí)施形式和附圖用于單純的圖示和說(shuō)明，不應(yīng)用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由后附的權(quán)利要求書確定。在附圖中，多個(gè)附圖中的同一部件標(biāo)號(hào)表不同一或相應(yīng)部分。圖1為按照將本發(fā)明的第I實(shí)施方式的帶有傳感器的車輪用軸承的縱向剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合的方式表示的圖；圖2為從外側(cè)觀看該帶有傳感器的車輪用軸承的外方部件的主視圖；圖3為該帶有傳感器的車輪用軸承中的傳感組件的放大俯視圖；圖4為沿圖3中的IV-1V線的剖視圖；圖5為表示傳感組件的另一設(shè)置例子的縱向剖視圖；圖6為表示滾動(dòng)體位置對(duì)傳感組件的輸出信號(hào)的影響的說(shuō)明圖；圖7為對(duì)傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算部的電路例子的方框圖；圖8為根據(jù)平均值和振幅值推算并輸出荷載的電路部的方框圖；圖9為表示車輪旋轉(zhuǎn)速度和合成比例的關(guān)系的一個(gè)例子的曲線圖；圖10為表示傳感器輸出信號(hào)的預(yù)處理部中的取樣處理電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例子的方框圖；圖11為表示該取樣處理電路中的LPF的頻率特性的曲線圖；圖12(A)為表不外方部件外徑面頂部的傳感器輸出信號(hào)的振幅和軸向荷載的方向的關(guān)系的曲線圖，圖12(B)為表示該外徑面底部的傳感器輸出信號(hào)的振幅和軸向荷載的關(guān)系的曲線圖；圖13為表示軸向荷載的值和上下的傳感組件的傳感器輸出信號(hào)的差的關(guān)系的曲線圖；圖14為從外側(cè)觀看本發(fā)明的第2實(shí)施方式的帶有傳感器的車輪用軸承的外方部件的主視圖；圖15為以將本發(fā)明的第3實(shí)施方式的帶有傳感器的車輪用軸承的縱向剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合的方式而表示的圖；圖16為對(duì)傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算處理部的電路例子的方框圖；圖17為表示檢測(cè)系統(tǒng)的整體的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖18為表示評(píng)價(jià)值V和旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RA、RB的關(guān)系的圖；圖19為表示推算荷載輸出機(jī)構(gòu)的推算荷載值Lout的計(jì)算例子的圖；圖20為表示已有例子的荷載推算處理的流程的說(shuō)明圖21為該已有例子的傳感器輸出信號(hào)的波形圖；圖22為表示其它的已有例子的荷載推算機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1 圖13，對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)施方式為第3代的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型，適用于驅(qū)動(dòng)輪支承用的車輪用軸承。另外，在本說(shuō)明書中將在安裝于車輛上的狀態(tài)靠近車輛的車寬方向的外側(cè)的一側(cè)稱為外側(cè)，將靠近車輛的中間的一側(cè)稱為內(nèi)側(cè)。該帶有傳感器的車輪用軸承中的軸承像圖1的縱向剖視圖所示的那樣，由外方部件1、內(nèi)方部件2、與多排滾動(dòng)體5構(gòu)成，在該外方部件I的內(nèi)周形成有多排滾動(dòng)面3，在該內(nèi)方部件2的外周形成有與各滾動(dòng)面3面對(duì)的滾動(dòng)面4，該多排滾動(dòng)體5夾設(shè)于該外方部件I和內(nèi)方部件2的滾動(dòng)面3、4之間。該車輪用軸承為多排的角接觸滾珠軸承型，滾動(dòng)體5由滾珠構(gòu)成，針對(duì)各排，由保持器6保持。上述滾動(dòng)面3、4的截面呈圓弧狀，該滾動(dòng)面3、4按照滾珠接觸角在背面對(duì)合的方式形成。外方部件I和內(nèi)方部件2之間的軸承空間的兩端通過(guò)一對(duì)密封件7、8而分別密封。外方部件I構(gòu)成固定側(cè)部件，在其外周上具有車身安裝用法蘭la，該車身安裝用法蘭Ia安裝于車身的懸架裝置(圖中未示出)中的轉(zhuǎn)向節(jié)16上，整體為一體的部件。在法蘭Ia的周向的多個(gè)部位，開(kāi)設(shè)有轉(zhuǎn)向節(jié)安裝用的螺紋孔14，將從內(nèi)側(cè)穿插轉(zhuǎn)向節(jié)16的螺栓穿插孔17的轉(zhuǎn)向節(jié)螺栓(圖中未示出)與上述螺紋孔14螺合，由此，將車身安裝用法蘭Ia安裝于轉(zhuǎn)向節(jié)16上。內(nèi)方部件2構(gòu)成旋轉(zhuǎn)側(cè)部件，由輪轂圈9與內(nèi)圈10構(gòu)成，該輪轂圈9具有車身安裝用的輪轂法蘭9a，該內(nèi)圈10嵌合于該輪轂圈9的軸部9b的內(nèi)側(cè)端的外周。在該輪轂圈9與內(nèi)圈10上形成上述各排滾動(dòng)面4。在輪轂圈9的內(nèi)側(cè)端的外周設(shè)置具有高差而為小直徑的內(nèi)圈嵌合面12，在該內(nèi)圈嵌合面12上嵌合內(nèi)圈10。在該輪轂圈9的中心開(kāi)設(shè)通孔11。在輪轂法蘭9a的周向多個(gè)部位，開(kāi)設(shè)輪轂螺栓(圖中未示出)的壓入孔15。在該輪轂圈9的輪轂法蘭9a的根部附近，對(duì)車輪和制動(dòng)部件(圖中未示出)進(jìn)行導(dǎo)向的圓筒狀的導(dǎo)向部13向外側(cè)而突出。圖2表示從外側(cè)觀看該車輪用軸承中的外方部件I的主視圖。另外，圖1的車輪用軸承呈現(xiàn)圖2中的1-1線的剖視圖。上述車身安裝用法蘭Ia像圖2那樣，開(kāi)設(shè)各螺紋孔14的圓周方向部分設(shè)為比其它的部分向外徑側(cè)突出的突片laa。在作為固定側(cè)部件的外方部件I的外徑面上，設(shè)置兩個(gè)傳感組件20A、20B。在這里，這些傳感組件20A、20B分別設(shè)置于位于輪胎觸地面的上下位置的外方部件I的外徑面中的頂面部和底面部上。這些傳感組件20A、20B像圖3和圖4的放大俯視圖和放大剖視圖所示的那樣，由形變發(fā)生部件21與兩個(gè)以上的(在這里為兩個(gè))的形變傳感器22A、22B構(gòu)成，該形變傳感器22A、22B安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測(cè)該形變發(fā)生部件21的形變。形變發(fā)生部件21由鋼材等的可彈性變形的金屬制的厚度2mm以下的薄板件構(gòu)成，其平面大致形狀在全長(zhǎng)的范圍內(nèi)，呈寬度均勻的帶狀，在兩側(cè)邊部具有缺口部21b。缺口部21b的角部的截面呈圓弧狀。另外，形變發(fā)生部件21具有經(jīng)由間隔件23而接觸固定于外方部件I的外徑面上的3個(gè)以上(在這里為3個(gè))的接觸固定部21a。3個(gè)接觸固定部21a朝向形變發(fā)生部件21的縱向，按照I列并列而設(shè)置。兩個(gè)形變傳感器22A、22B粘貼于形變發(fā)生部件21中的相對(duì)各方向的荷載形變大的部位。具體來(lái)說(shuō)，在形變發(fā)生部件21的外面?zhèn)龋O(shè)置于鄰接的接觸固定部2Ia之間。S卩，在圖4中，在左端的接觸固定部2Ia和中間的接觸固定部2Ia之間，設(shè)置I個(gè)形變傳感器22A，在中間的接觸固定部21a和右端的接觸固定部21a之間，設(shè)置另一個(gè)形變傳感器22B。缺口部21b像圖3那樣，分別形成于形變發(fā)生部件21的兩側(cè)部中的與上述形變傳感器22A、22B的配置部相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)部位的位置。由此，形變傳感器22A、22B檢測(cè)形變發(fā)生部件21的缺口部21b的周邊的縱向的形變。另外，形變發(fā)生部件21優(yōu)選即使在預(yù)想的最大的力的狀態(tài)的情況下，仍不發(fā)生塑性變形的部件，該預(yù)想的最大的力為作用于作為固定側(cè)部件的外方部件I的外力、或作用于輪胎和路面之間的作用力。其原因在于:如果產(chǎn)生塑性變形則外方部件I的變形不傳遞給傳感組件20A、20B，對(duì)形變的測(cè)定產(chǎn)生影響。上述傳感組件20A、20B按照該形變發(fā)生部件21的3個(gè)接觸固定部21a于外方部件I的軸向在相同尺寸的位置，并且到達(dá)各接觸固定部21a相互在圓周方向離開(kāi)的位置的方式設(shè)置，這些接觸固定部21a分別經(jīng)由間隔件23，由螺栓24而固定于外方部件I的外徑面上。上述各螺栓24分別從設(shè)置于接觸固定部21a上的在徑向貫通的螺栓貫通孔25穿過(guò)間隔件23的螺栓插孔26，與設(shè)置于外方部件I的外周部上的螺紋孔27螺合。像這樣，經(jīng)由間隔件23，將接觸固定部21a固定于外方部件I的外徑面上，由此，處于薄板狀的形變發(fā)生部件21中的具有缺口部21b的各部位與外方部件I的外徑面呈離開(kāi)的狀態(tài)，缺口部21b周邊的形變變形變得較容易。作為設(shè)置接觸固定部21a的軸向位置，此處選擇位于外方部件I的外側(cè)排的滾動(dòng)面3的周邊處的軸向位置。在這里所說(shuō)的外側(cè)排的滾動(dòng)面3的周邊指從內(nèi)側(cè)排和外側(cè)排的滾動(dòng)面3的中間位置，到外側(cè)排的滾動(dòng)面3的形成部的范圍。在以良好的穩(wěn)定性而將傳感組件20A、20B固定于外方部件I的外徑面上，在外方部件I的外徑面上的接觸固定有上述間隔件23的部位形成平坦部lb。此外，像圖5的縱向剖視圖所示的那樣，也可通過(guò)在外方部件I的外徑面上的固定有上述形變發(fā)生部件21的3個(gè)接觸固定部21a的3個(gè)部位的各中間部處開(kāi)設(shè)槽lc，省略上述間隔件23，也可按照使形變發(fā)生部件21中的缺口部21b所在各部位與外方部件I的外徑面尚開(kāi)的方式設(shè)置。作為形變傳感器22A、22B可采用各種類型。比如，可通過(guò)金屬箔應(yīng)變儀構(gòu)成形變傳感器22A、22B。在該場(chǎng)合，通常，與形變發(fā)生部件21粘接固定。另外，也可在形變發(fā)生部件21上，通過(guò)厚膜抵抗體而形成形變傳感器22A、22B。傳感組件20A(20B)的兩個(gè)形變傳感器22A、22B像圖1所示的那樣，與平均值運(yùn)算部28和振幅值運(yùn)算部29連接。像圖7所示的那樣，平均值運(yùn)算部28由加法運(yùn)算器構(gòu)成，對(duì)兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的和進(jìn)行運(yùn)算，將該和作為平均值A(chǔ)而導(dǎo)出。振幅值運(yùn)算部29由減法運(yùn)算器構(gòu)成，對(duì)兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的差進(jìn)行運(yùn)算，將其差值作為振幅值B而導(dǎo)出。另外，對(duì)于平均值A(chǔ)，不但對(duì)傳感器輸出信號(hào)的和進(jìn)行運(yùn)算，而且還可導(dǎo)出傳感器輸出信號(hào)的時(shí)間平均值。上述平均值運(yùn)算部28和振幅值運(yùn)算部29與推算機(jī)構(gòu)30連接。推算機(jī)構(gòu)30為根據(jù)由各傳感組件20A、20B的傳感器輸出信號(hào)而運(yùn)算的平均值A(chǔ)和振幅值B運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承、車輪和路面之間(輪胎觸地面)的力(例如，垂直方向荷載Fz)的機(jī)構(gòu)。該推算機(jī)構(gòu)30包括第I荷載推算機(jī)構(gòu)31和第2荷載推算機(jī)構(gòu)32，該第I荷載推算機(jī)構(gòu)31用作采用上述形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)，運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載值LA，該第2荷載推算機(jī)構(gòu)32用作采用上述形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)和振幅值B，運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載值LB的運(yùn)算處理部。S卩，第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)31、32分別將第I和第2荷載值LA、LB作為運(yùn)算結(jié)果而輸出。對(duì)于作用于車輪用軸承上的荷載L和形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)S的關(guān)系，如果在線性范圍內(nèi)，將偏差量除外，則可通過(guò)下述的關(guān)系表示:L = MlXS......(I)可根據(jù)該關(guān)系式(I)推算作用于車輪用軸承、車輪和路面之間(輪胎觸地面)上的荷載L。在這里，Ml為規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)。在上述第I荷載推算機(jī)構(gòu)31中，從形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)中除去了偏差量的變量采用上述平均值A(chǔ)，根據(jù)將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)Ml與該變量相乘的一次式，即，LA = MlXA......(2)運(yùn)算并推算第I荷載值(運(yùn)算結(jié)果)LA。通過(guò)像這樣，采用將偏差量除外的變量，可提聞荷載推算精度。另外，在該例子中，由于采用兩個(gè)傳感組件20A、20B，故在式(2)的運(yùn)算的場(chǎng)合，采用根據(jù)各傳感組件20A(20B)而求出的平均值A(chǔ)。即，如果根據(jù)傳感組件20A而求出的平均值為AA，根據(jù)傳感組件20B而求出的平均值為ABJlJS (2)表示為:LA=M1AXAA + MlBXAB......(2，)其中，MlA表示與平均值A(chǔ)A相乘的規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)，MlB表示與平均值A(chǔ)B相乘的規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)。在上述第2荷載推算機(jī)構(gòu)32中，將上述平均值A(chǔ)和振幅值B用作變量，根據(jù)將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)M2、M3與這些變量相乘的一次式，即，LB=M2XA + M3XB......(3)運(yùn)算并推算第2荷載值(運(yùn)算結(jié)果)LB?？赏ㄟ^(guò)像這樣，采用2種變量，進(jìn)一步提高荷載推算精度。在該例子中，由于采用兩個(gè)傳感組件20A、20B，故如果由傳感組件20A求出的平均值為AA、振幅值為BA，由傳感組件20B而求出的平均值為AB、振幅值為BBJUS (3)表示為:LB=M2AXAA + M2BXAB + M3AXBA + M3BXBB......(3’)其中，M2A表示與平均值A(chǔ)A相乘的規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)，M2B表示與平均值A(chǔ)B相乘的規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)，M3A表示與振幅值BA相乘的規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)，M3B表示與振幅值BB相乘的規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)。上述各運(yùn)算式的各補(bǔ)償系數(shù)的值預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)、模擬而求出，進(jìn)行設(shè)定。上述第I荷載推算機(jī)構(gòu)31和第2荷載推算機(jī)構(gòu)32的運(yùn)算并行地進(jìn)行。由于傳感組件20A(20B)設(shè)置于位于外方部件I的外側(cè)列的滾動(dòng)面3的周邊處的軸向位置，故形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b像圖6那樣，受到通過(guò)傳感組件20A (20B)的設(shè)置部附近的滾動(dòng)體5的影響。S卩，該滾動(dòng)體5的影響為上述的偏差量。另外，即使在軸承停止時(shí)的情況下，形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b仍受到滾動(dòng)體5的位置的影響。S卩，在滾動(dòng)體5通過(guò)傳感組件20A(20B)中的最接近形變傳感器22A、22B的位置時(shí)(或，滾動(dòng)體5位于該位置時(shí))，形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b的振幅為最大值，像圖6那樣，隨著滾動(dòng)體5遠(yuǎn)離該位置(或滾動(dòng)體5位于離開(kāi)該位置的位置時(shí))，振幅降低。在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于滾動(dòng)體5按照規(guī)定的排列間距P而依次通過(guò)上述傳感組件20A(20B)的設(shè)置部的附近，故形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b為像圖6中的實(shí)線所示的那樣，將滾動(dòng)體5的排列間距P作為周期，接近周期性地變化的正弦波的波形。另外，形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b受到溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)16和車身安裝用法蘭Ia(圖1)的面之間等的滑動(dòng)造成的滯后的影響。在本實(shí)施方式中，將上述形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b的和作為上述的平均值A(chǔ)，將根據(jù)輸出信號(hào)a、b的差而求出絕對(duì)值I a — b I進(jìn)行時(shí)間平均處理的值、或根據(jù)輸出信號(hào)a、b的差而求出RMS值(平方平均值)的值作為上述的振幅值B。由此，平均值A(chǔ)為消除了滾動(dòng)體5的通過(guò)造成的變動(dòng)成分的值。另外，振幅值B為抵消了在兩個(gè)形變傳感器22A、22B的各輸出信號(hào)a、b中出現(xiàn)的溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面之間等的滑動(dòng)的影響的值。于是，可通過(guò)采用該平均值A(chǔ)和振幅值B，正確地檢測(cè)作用于車輪用軸承、輪胎觸地面上的荷載。在給出作為傳感組件20A(20B)的顯示圖5的結(jié)構(gòu)例類型的圖6中，在作為固定側(cè)部件的外方部件I的外徑面的圓周方向并列的3個(gè)接觸固定部21a中，位于該排列的兩端的兩個(gè)接觸固定部21a的間距按照與滾動(dòng)體5的排列間距P相同的方式設(shè)定。在該場(chǎng)合，分別設(shè)置于鄰接的接觸固定部21a的中間位置的兩個(gè)形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距為滾動(dòng)體5的排列間距P的約1/2。其結(jié)果是，兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b具有約180度的相位差，作為其和而求出的平均值A(chǔ)為消除了滾動(dòng)體5的通過(guò)造成的變動(dòng)成分的值。另外，作為其差而求出的振幅值B為抵消了溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面之間等的滑動(dòng)的影響的值。另外，在圖6中，接觸固定部21a的間距按照與滾動(dòng)體5的排列間距P相同的方式設(shè)定，在鄰接的接觸固定部21a的中間位置，分別設(shè)置各I個(gè)的形變傳感器22A、22B，由此，兩個(gè)形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距為滾動(dòng)體5的排列間距P的約1/2。不同于此，也可直接地將兩個(gè)形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距設(shè)定為滾動(dòng)體5的排列間距P的1/2。在該場(chǎng)合，還可使兩個(gè)形變傳感器22A、22B的上述圓周方向的間距為滾動(dòng)體5的排列間距P的{l/2 + n(n為整數(shù))}倍、或近似它們的值。在該場(chǎng)合，作為兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b的和而求出的平均值A(chǔ)同樣地為消除了滾動(dòng)體5的通過(guò)造成的變動(dòng)成分的值，作為差而求出的振幅值B為抵消了溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面之間等的滑動(dòng)的影響的值。像圖8那樣，上述推算機(jī)構(gòu)30與下一級(jí)的推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33連接。該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的比例r (0 I的值)，像下述的式⑷那樣，將上述第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)31、32所輸出的運(yùn)算結(jié)果的LA、LB合成，輸出最終的推算荷載值Lout。Lout=rLA + (I — r) LB......(4)
本場(chǎng)合的合成比例r對(duì)應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度，從合成比例表格34讀出。在合成比例表格34中進(jìn)行映像化處理的車輪旋轉(zhuǎn)速度和合成比例r的關(guān)系例如像圖9那樣設(shè)定。SP，按照下述傾向設(shè)定，在靜止時(shí)合成比例r為I，在普通行駛時(shí)為I以下的值，在高速行駛時(shí)再次增加。由此，在靜止?fàn)顟B(tài)或極低速狀態(tài)，輸出僅僅平均值A(chǔ)的第I荷載值LA，在處于行駛狀態(tài)，可穩(wěn)定地獲得振幅值B的場(chǎng)合，慢慢地切換到與第2荷載值LB的合成輸出。在合成比例表格34中設(shè)定的合成比例r可從外部通過(guò)參數(shù)而變更。另外，在這里所說(shuō)的“映像化處理”指對(duì)應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度確定合成比例r的意思。另外，“從外部”指從合成比例表格34、推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33以外。另外，對(duì)于通過(guò)推算機(jī)構(gòu)30而獲得的第I和第2荷載值LA、LB，具有下述特性:采用平均值A(chǔ)和振幅值B的兩者而進(jìn)行推算與運(yùn)算的第2荷載推算機(jī)構(gòu)32的運(yùn)算結(jié)果LB的精度變高。于是，在精度優(yōu)先于延遲時(shí)間的場(chǎng)合，最好按照LB側(cè)較高的方式設(shè)定上述合成比例r。與此相反，在要求盡可能地減少延遲時(shí)間的場(chǎng)合，最好按照LA的比例較高的方式設(shè)定合成比例r。此外，還可按照主動(dòng)地控制合成比例r，以獲得所希望的指定的推算荷載輸出的方式構(gòu)成。在這里，像上述那樣，在車輪轉(zhuǎn)數(shù)為高速的一側(cè)，提高LA的比例的方式設(shè)定合成比例r，其原因在于:在作為傳感器輸出信號(hào)的預(yù)處理部的上述平均值運(yùn)算部28、振幅值運(yùn)算部29中，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換構(gòu)成對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)值化處理、取樣處理的處理電路的場(chǎng)合產(chǎn)生問(wèn)題。由于通過(guò)滾動(dòng)體5的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，像圖6那樣產(chǎn)生的傳感器輸出信號(hào)的振動(dòng)頻率與車輛的行駛速度成比例地變化，故在高速行駛時(shí)有時(shí)會(huì)到達(dá)接近AD轉(zhuǎn)換的取樣率的頻率。在該場(chǎng)合，因在取樣數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的混淆，振幅值運(yùn)算部29無(wú)法獲得正確的振幅值B。為了降低混淆，像圖10那樣，在AD轉(zhuǎn)換電路39的信號(hào)輸入側(cè)設(shè)置LPF38，其結(jié)果是，在高速行駛時(shí)檢測(cè)的振幅值B受到LPF38的影響，以較小程度而檢測(cè)，采用該值的第2荷載推算機(jī)構(gòu)32的荷載推算的誤差增加。另外，在圖11中，示出LPF38的頻率特性。在圖9所示的合成比例r的設(shè)定例子中，在高于約90km/h的行駛速度的高速一側(cè)，增加運(yùn)算結(jié)果的合成比例r，提高僅僅采用平均值A(chǔ)的第I荷載推算機(jī)構(gòu)31的第I荷載值LA的比例。由此，即使在高速側(cè)產(chǎn)生振幅值運(yùn)算的誤差的情況下，其影響仍較小，可抑制荷載的推算誤差的增加。另外，由于通過(guò)提高第I荷載值LA側(cè)的比例，檢測(cè)延遲時(shí)間變小，故在車速較高的場(chǎng)合，獲得更高速度的荷載檢測(cè)反應(yīng)。由于它們對(duì)于控制車輛的穩(wěn)定性的各種控制程序來(lái)說(shuō)也是有利的特性，故可獲得進(jìn)一步提高車輛的安全性、穩(wěn)定性的效果。在上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33中，例如，從外部輸入車輪旋轉(zhuǎn)速度的信息，根據(jù)該信息確定上述合成比例r。“從外部”指從推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33、其前級(jí)的各運(yùn)算部28、29、推算機(jī)構(gòu)30以外。在該場(chǎng)合，作為從外部獲得的車輪旋轉(zhuǎn)速度的信息，既可直接輸入設(shè)置于車輪用軸承上的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)傳感器(圖中未示出)的輸出信號(hào)，也可從車身側(cè)的ECU接收車輪旋轉(zhuǎn)速度的信息。另外，作為車輪旋轉(zhuǎn)速度的信息，也可根據(jù)上述形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b檢測(cè)滾動(dòng)體5的通過(guò)頻率，推算車輪旋轉(zhuǎn)速度。另外，還可獨(dú)立于上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33，而像圖8那樣設(shè)置第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)35，該第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)35分別輸出通過(guò)第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)31、32而運(yùn)算的第I和第2荷載值LA、LB，將這些運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行下述處理:車身側(cè)的E⑶對(duì)應(yīng)于行駛狀態(tài)進(jìn)行合成。在該場(chǎng)合，由于可根據(jù)涉及車輛的行駛狀態(tài)的更多的信息而判斷，故控制上述合成比例r，輸出最佳的推算荷載值變得容易。在本實(shí)施方式中，由于在作為固定側(cè)部件的外方部件I的外徑面的上下位置設(shè)置兩個(gè)傳感組件20A、20B，故可以良好的精度推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載Fz。如果增加所配置的傳感組件20的數(shù)量，則還可進(jìn)一步推算構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力的荷載Fx ；軸向荷載Fy。此外，也可像圖7那樣，設(shè)置溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)37，在該溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)37中，溫度傳感器19安裝于傳感組件20A、20B上，通過(guò)該溫度傳感器19的檢測(cè)信號(hào)，對(duì)上述傳感器輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)償。如果因軸承旋轉(zhuǎn)造成的發(fā)熱、周邊環(huán)境等，車輪用軸承的溫度變化，由于即使在荷載沒(méi)有變化的情況下，傳感組件20A、20B的傳感器輸出信號(hào)因熱膨脹等因素而變化，故在已檢測(cè)的荷載中有溫度的影響。因此，如果設(shè)置對(duì)應(yīng)于車輪用軸承的溫度、其周邊溫度對(duì)傳感器輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償機(jī)構(gòu)37，則可降低溫度造成的檢測(cè)荷載誤差。在圖8所示的推算機(jī)構(gòu)30中，設(shè)置Fy方向判斷部40，該Fy方向判斷部40在對(duì)軸向荷載Fy運(yùn)算時(shí),判斷軸向荷載Fy的方向。像上述那樣，在車輪用軸承的旋轉(zhuǎn)時(shí)，在傳感組件20A、20B的傳感器輸出信號(hào)的振幅中，產(chǎn)生接近正弦波的周期性變化，但是，其振幅值伴隨軸向荷載(彎矩力)Fy的值而變化。圖12 (A)表示設(shè)置于外方部件I的外徑面的頂面部的傳感組件20A的傳感器的輸出，圖12 (B)表示設(shè)置于外方部件I的外徑面的底面部的傳感組件20B的傳感器的輸出。在這些附圖中，橫軸表示軸向荷載Fy，縱向表示外方部件I的形變量，即，傳感器輸出信號(hào)，最大值和最小值表示振動(dòng)的信號(hào)的最大值和最小值。根據(jù)這些附圖可知，在軸向荷載Fy為+方向的場(chǎng)合，各個(gè)滾動(dòng)體5的荷載在外方部件I的外徑面頂面部變小(即，輸出信號(hào)的最大值和最小值的差變小)，在外方部件I的外徑面底面部變大(即，輸出信號(hào)的最大值和最小值的差變大)。相對(duì)該情況可知，與軸向荷載Fy為一方向的場(chǎng)合相反地各個(gè)滾動(dòng)體5的荷載在外方部件I的外徑面頂面部變大，在外方部件I的外徑面底面部變小。圖13以通過(guò)曲線圖而表示這些上下的傳感組件20A、20B的傳感器輸出信號(hào)的振幅的差和軸向荷載Fy的方向的關(guān)系。于是，在Fy方向判斷部40中，求出設(shè)置于外方部件I的外徑面頂面部和外徑面底面部的傳感組件20A、20B的傳感器輸出信號(hào)的振幅的上述差，對(duì)這些值進(jìn)行比較，由此，判斷軸向荷載Fy的方向。即，在外方部件I的外徑面頂面部的傳感組件20A的傳感器輸出信號(hào)的振幅的上述差小，外方部件I的外徑面底面部的傳感組件20B的傳感器輸出信號(hào)的振幅的上述差大時(shí)，在Fy方向判斷部40中，判斷軸向荷載Fy的方向?yàn)?方向。與此相反，在外方部件I的外徑面頂面部的傳感組件20A的傳感器輸出信號(hào)的振幅的上述差大，外方部件I的外徑面底面部的傳感組件20B的傳感器輸出信號(hào)的振幅的上述差小時(shí)，在Fy方向判斷部40中，判斷軸向荷載Fy的方向?yàn)橐环较?。?duì)應(yīng)于此，在推算機(jī)構(gòu)30中，通過(guò)第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)31、32而進(jìn)行軸向荷載Fy的運(yùn)算時(shí)，進(jìn)行反映上述Fy方向判斷部40的判斷結(jié)果，將運(yùn)算推算式的參數(shù)的正負(fù)反轉(zhuǎn)等的處理。如果在車輪的輪胎和路面之間作用有荷載，則荷載還施加于作為車輪用軸承的固定側(cè)部件的外方部件I上，產(chǎn)生變形。在這里，由于傳感組件20A(20B)中的形變發(fā)生部件21的3個(gè)以上的接觸固定部21a接觸而固定于外方部件I上，故外方部件I的形變?nèi)菀追糯蠖鴤鬟f給形變發(fā)生部件21，其形變通過(guò)形變傳感器22A、22B以良好的靈敏度而檢測(cè)，在其輸出信號(hào)中產(chǎn)生的滯后也小。特別是，設(shè)置第I荷載推算機(jī)構(gòu)31和第2荷載推算機(jī)構(gòu)32，該第I荷載推算機(jī)構(gòu)31采用傳感組件20A(20B)的形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)，運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，該第2荷載推算機(jī)構(gòu)32采用傳感器輸出信號(hào)的振幅值B和上述平均值A(chǔ)，運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，設(shè)置推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33，該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的比例r，將該兩個(gè)荷載推算機(jī)構(gòu)31、32所輸出的運(yùn)算結(jié)果合成，輸出推算荷載值，由此，獲得在下面列舉的效果。 可將荷載推算運(yùn)算處理的檢測(cè)時(shí)間延遲抑制到最少，采用已獲得的荷載信息的控制變得容易。 在像已有技術(shù)(專利文獻(xiàn)3)那樣的切換荷載推算處理的方法中，由于推算荷載輸出的延遲時(shí)間也急劇地改變，故其結(jié)果是觀測(cè)到檢測(cè)誤差，但是，由于在該帶有傳感器的車輪用軸承中，按照連續(xù)變化的合成比例r將上述兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果合成，故所獲得的推算荷載值沒(méi)有不連續(xù)變化，對(duì)于推算荷載值對(duì)各種的車輪控制的利用變得容易。 另外，由于可在靜止?fàn)顟B(tài)或極低速狀態(tài)輸出僅僅上述平均值A(chǔ)的第I荷載值LA，故即使在車輪靜止的狀態(tài)，仍可檢測(cè)作用于輪胎和路面之間的荷載狀態(tài)。 此外，由于采用合成比例r將上述兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果合成，故按照控制該合成比例r的值，獲得所希望的指定的推算荷載值的方式構(gòu)成。 在高速行駛時(shí)，傳感器輸出信號(hào)的振幅頻率有時(shí)達(dá)到接近AD轉(zhuǎn)換的取樣率的值，但是由于采用合成比例r，將上述兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果合成，故即使在高速行駛時(shí)產(chǎn)生上述振幅值B的誤差的情況下，仍可通過(guò)提高僅僅采用上述平均值A(chǔ)而運(yùn)算出的第I荷載值LA的比例，減小振幅值 B的誤差的影響，可提聞荷載的檢測(cè)精度。根據(jù)以上的結(jié)果，可一邊對(duì)傳感器22A、22B的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差，一邊對(duì)應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)對(duì)連續(xù)的推算荷載值進(jìn)行運(yùn)算，可通過(guò)盡可能小的檢測(cè)時(shí)間延遲輸出推算荷載值。圖14表示在位于輪胎觸地面的上下位置和左右位置的、作為上述固定側(cè)部件的外方部件I的外徑面和頂面部、底面部、右面部、與左面部，以圓周方向90度的相位差均等配置4個(gè)傳感組件20A、20B、20C、20D的第2實(shí)施方式的從外側(cè)而觀看到的主視圖。除了傳感組件20A 20D的配置結(jié)構(gòu)以外的其它的結(jié)構(gòu)與在先的實(shí)施方式的場(chǎng)合相同?？赏ㄟ^(guò)像這樣，設(shè)置4個(gè)傳感組件20A 20D，推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載Fz ;構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力、控制力的荷載Fx ;軸向荷載Fy。根據(jù)圖15 圖19對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在下述的實(shí)施方式的說(shuō)明中，對(duì)于對(duì)應(yīng)于通過(guò)在先的實(shí)施方式而說(shuō)明的事項(xiàng)的部分，采用同一標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。在僅僅說(shuō)明結(jié)構(gòu)的一部分的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)的其它的部分與在先描述的實(shí)施方式相同。同一結(jié)構(gòu)部分實(shí)現(xiàn)同一作用效果。不僅可以有通過(guò)各實(shí)施方式而具體說(shuō)明的部分的組合，而且如果對(duì)于組合沒(méi)有特別的妨礙，還可部分地將實(shí)施方式進(jìn)行組合。該第3實(shí)施方式的帶有傳感器的車輪用軸承沒(méi)有采用旋轉(zhuǎn)傳感器的信號(hào)、來(lái)自車輛的車輪旋轉(zhuǎn)速度信息，而進(jìn)行荷載推算運(yùn)算處理，獲得正確的推算荷載值。在本實(shí)施方式中，像圖15所示的那樣，將平均值運(yùn)算部28和振幅值運(yùn)算部29用作信號(hào)預(yù)處理機(jī)構(gòu)42，該信號(hào)預(yù)處理機(jī)構(gòu)42與推算機(jī)構(gòu)30連接。上述信號(hào)預(yù)處理機(jī)構(gòu)42像圖15那樣，與旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36連接。旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36為下述機(jī)構(gòu)，其通過(guò)采用平均值A(chǔ)和振幅值B，該平均值A(chǔ)和振幅值B為在上述信號(hào)預(yù)處理機(jī)構(gòu)42中，根據(jù)各形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b而求出，從而求出判斷車輪的旋轉(zhuǎn)速度的指標(biāo)的評(píng)價(jià)值V。像圖17那樣，上述推算機(jī)構(gòu)30與下一級(jí)的推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A連接。該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A將上述推算機(jī)構(gòu)30的兩個(gè)荷載推算機(jī)構(gòu)31、32的運(yùn)算結(jié)果(荷載值)LA、LB合成，輸出最終的推算荷載值Lout。該場(chǎng)合的兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果LA、LB的合成按照下述的比例r(t)而進(jìn)行，該比例r(t)與通過(guò)上述旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36而求出的評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間t相對(duì)應(yīng)。閾值Vth從存儲(chǔ)器41中讀出。接著，對(duì)該帶有傳感器的車輪用軸承中的上述檢測(cè)系統(tǒng)的作用進(jìn)行說(shuō)明。首先，在信號(hào)預(yù)處理機(jī)構(gòu)42中，根據(jù)各形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)S求出平均值A(chǔ)和振幅值B，使用它們，通過(guò)旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36而計(jì)算用于判斷旋轉(zhuǎn)速度的評(píng)價(jià)值V。在旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36中，通過(guò)將已計(jì)算的評(píng)價(jià)值V與單獨(dú)確定的閾值Vth相比較，判斷目前的狀態(tài)是處于采用推算機(jī)構(gòu)30的第I運(yùn)算結(jié)果LA的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RA，還是處于采用第2運(yùn)算結(jié)果LB的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RB。在這里，用于判斷旋轉(zhuǎn)速度的評(píng)價(jià)值V，例如，采用選擇在一定時(shí)間內(nèi)輸入的各形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的振幅值B而合計(jì)的值。在該場(chǎng)合,也可將全部的輸出信號(hào)的振幅值B合計(jì)，還可選擇一部分的傳感器輸出信號(hào)的振幅值B而進(jìn)行合計(jì)。另外，作為另外的方法，也可從各形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)中抽取基本頻率成分，推算旋轉(zhuǎn)速度。該評(píng)價(jià)值V也可為非正確地與旋轉(zhuǎn)速度成比例的關(guān)系，可判斷在旋轉(zhuǎn)速度的判斷中所必需的低速的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域中，是否超過(guò)某一定速度即可。由此，由于對(duì)于評(píng)價(jià)值V必要的精度低即可，故不必設(shè)置輸出正確的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)傳感器、或設(shè)置用于輸入外部的傳感器信息機(jī)構(gòu)，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。在推算機(jī)構(gòu)30中，并列地計(jì)算僅僅采用形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)(設(shè)置于按照滾動(dòng)體5的排列間距P的1/2而錯(cuò)開(kāi)的位置的兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的和Sum)的第I運(yùn)算處理部31的第I運(yùn)算結(jié)果LA ;與采用平均值A(chǔ)(平均值也可為Sum，還可為時(shí)間平均值A(chǔ)v)與振幅值B的第2運(yùn)算處理部32的第2運(yùn)算結(jié)果LB。另外，對(duì)應(yīng)于用于判斷上述旋轉(zhuǎn)速度的評(píng)價(jià)值V，對(duì)推算荷載值Lout采用哪個(gè)運(yùn)算結(jié)果這一點(diǎn)進(jìn)行選擇，進(jìn)行輸出。在行駛中，評(píng)價(jià)值V變化，越過(guò)旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RA和旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RB的邊界的場(chǎng)合，將對(duì)應(yīng)于通過(guò)后的時(shí)間而進(jìn)行權(quán)重處理的兩個(gè)計(jì)算結(jié)果合成，將其輸出。即，按照比例r(t)將運(yùn)算結(jié)果LA和運(yùn)算結(jié)果LB合成，輸出最終的推算荷載值Lout。另外，區(qū)域RA為低速的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域，區(qū)域RB為通常速度的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域，圖18表示評(píng)價(jià)值V和旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RA、RB的關(guān)系。圖19表示推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A的推算荷載值Lout的計(jì)算例子。比如,在旋轉(zhuǎn)速度從區(qū)域RA進(jìn)入?yún)^(qū)域RB的場(chǎng)合，邊界通過(guò)后的時(shí)間為t，在推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A中，像下述那樣計(jì)算上述合成。Lout= (I — r (t)) X LA + r (t) X LB ; (r (t)為 0 I 的值)......(4)在這里，比例r(t)也可比如，采用線性函數(shù)，
r (t)=t/a (0 < t < a)......(5)還可采用三角函數(shù)，進(jìn)行r (t) =sin ( n t/2a) '2 (0 < t < a)......(6)等的處理。在采用2次以上的函數(shù)的場(chǎng)合，可將切換部分平滑地連接。在任何的場(chǎng)合，為從t=0到t=a，從0變?yōu)镮的函數(shù)。作為該運(yùn)算的結(jié)果，在邊界通過(guò)后的經(jīng)歷時(shí)間t=a之前，輸出將第I運(yùn)算結(jié)果LA和第2運(yùn)算結(jié)果LB合成的推算荷載值Lout，在之后，輸出旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RB的計(jì)算結(jié)果。另外，在邊界通過(guò)后的經(jīng)歷時(shí)間中，預(yù)先設(shè)定的時(shí)間a(在下面稱為遷移時(shí)間)與上述的閾值Vth—起，預(yù)先寫入圖17的存儲(chǔ)器41中。另外，邊界通過(guò)后的經(jīng)歷時(shí)間t通過(guò)設(shè)置于旋轉(zhuǎn)速 度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36中的計(jì)時(shí)器43而計(jì)量。與此相反，在旋轉(zhuǎn)速度從區(qū)域RB進(jìn)入?yún)^(qū)域RA的場(chǎng)合，邊界通過(guò)后的時(shí)間為t，在推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A中，像下述那樣計(jì)算上述合成。Lout= (I — r (a — t)) X LA + r (a — t) XLB......(7)另外，在旋轉(zhuǎn)速度從區(qū)域RA進(jìn)入?yún)^(qū)域RB后，在時(shí)間t沒(méi)有到達(dá)a的狀態(tài)(t=tl)，再次返回到區(qū)域RA的場(chǎng)合，將t=a — tl的合成比例r(t)作為初始值，繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)算處理。此外，用于推算機(jī)構(gòu)30的運(yùn)算處理的平均值A(chǔ)和振幅值B的信號(hào)預(yù)處理機(jī)構(gòu)42的計(jì)算中，也可形成對(duì)應(yīng)于評(píng)價(jià)值V的值，改變處理對(duì)象時(shí)間T的大小的方案。車輪的旋轉(zhuǎn)速度較低的狀態(tài)，較長(zhǎng)地設(shè)定處理對(duì)象時(shí)間T，如果旋轉(zhuǎn)速度快，則處理對(duì)象時(shí)間T變短，按照這種方式構(gòu)成的場(chǎng)合，可一邊抑制采用推算機(jī)構(gòu)30的振幅值B的運(yùn)算處理在低速區(qū)域精度劣化的情況，一邊在要求更高速的反應(yīng)的速度區(qū)域縮短運(yùn)算結(jié)果的反應(yīng)時(shí)間。即使在評(píng)價(jià)值V和旋轉(zhuǎn)速度的相關(guān)性低的情況下，仍可通過(guò)預(yù)先制作與評(píng)價(jià)值V的值相對(duì)應(yīng)的映射圖，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域而選擇最佳地處理對(duì)象時(shí)間T。特別是，設(shè)置:推算機(jī)構(gòu)30，該推算機(jī)構(gòu)30由第I荷載推算機(jī)構(gòu)31與第2荷載推算機(jī)構(gòu)32構(gòu)成，該第I荷載推算機(jī)構(gòu)31僅僅采用傳感組件20A(20B)的形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的平均值A(chǔ)，運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，該第2荷載推算機(jī)構(gòu)32采用傳感器輸出信號(hào)的振幅值B和上述平均值A(chǔ)，運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36，該旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)36根據(jù)上述各形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)，求出表示車輪的旋轉(zhuǎn)速度的評(píng)價(jià)值V ;推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A，該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A根據(jù)上述評(píng)價(jià)值V，將上述推算機(jī)構(gòu)30中的兩個(gè)荷載推算機(jī)構(gòu)31、32的運(yùn)算結(jié)果合成，輸出推算荷載值，該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)33A按照下述的比例r，進(jìn)行上述運(yùn)算結(jié)果的合成，該比例r與上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所的經(jīng)歷時(shí)間相對(duì)應(yīng)，由此，獲得在下面列出的效果。 由于可不采用旋轉(zhuǎn)傳感器的信號(hào)、來(lái)自車輛的車輪旋轉(zhuǎn)速度信息而進(jìn)行荷載推算運(yùn)算處理，故不必要求信號(hào)布線數(shù)量的增加，可抑制荷載傳感器的制造成本，并且可提高裝載于車輛上時(shí)的自由度。 由于通過(guò)切換通常的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的荷載推算運(yùn)算處理與低速時(shí)的荷載推算運(yùn)算處理從而抑制荷載推算誤差，故可獲得更加正確的推算荷載。 即使在對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度切換荷載推算運(yùn)算處理時(shí)，通過(guò)合成比率連續(xù)地變化的方法，荷載信號(hào)的不連續(xù)變化消失，各種的車輛控制的荷載信號(hào)的使用變?nèi)菀住?在行駛中使緊急制動(dòng)器動(dòng)作的場(chǎng)合，有時(shí)也具有旋轉(zhuǎn)速度急劇地變化處于滑移的狀態(tài)的情況，但是由于即使在車輪的旋轉(zhuǎn)為靜止?fàn)顟B(tài)或極低速狀態(tài)的情況下仍輸出推算荷載值，故可在不依賴于行駛狀態(tài)的情況下，將信號(hào)用于車輛控制等。另外，在上述各實(shí)施方式中，對(duì)外方部件I為固定側(cè)部件的場(chǎng)合進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明還可用于內(nèi)方部件為固定側(cè)部件的車輪用軸承，在該場(chǎng)合，傳感組件20設(shè)置于位于內(nèi)方部件的內(nèi)周的周面。另外，在這些實(shí)施方式中，對(duì)用于第3代的車輪用軸承的場(chǎng)合進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明還可用于軸承部分和輪轂為相互獨(dú)立的部件的第I或第2代的車輪用軸承、內(nèi)方部件的一部分由等速接頭的外圈構(gòu)成的第4代的車輪用軸承。另外，該帶有傳感器的車輪用軸承也可用于從動(dòng)輪用的車輪用軸承，還可用于各代類型的錐滾型的車輪用軸承。 如上面所述，在參照附圖的同時(shí)，對(duì)優(yōu)選的實(shí)施形式進(jìn)行了說(shuō)明，但是，如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在閱讀本說(shuō)明書后會(huì)在顯然的范圍內(nèi)容易想到各種變更和修正方式。于是，這樣的變更和修正應(yīng)被解釋為根據(jù)權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。標(biāo)號(hào)的說(shuō)明:標(biāo)號(hào)I表不外方部件；標(biāo)號(hào)2表不內(nèi)方部件；標(biāo)號(hào)3、4表示滾動(dòng)面；標(biāo)號(hào)5表示滾動(dòng)體；標(biāo)號(hào)19表不溫度傳感器；標(biāo)號(hào)20A 20D表不傳感組件；標(biāo)號(hào)21表示形變發(fā)生部件；標(biāo)號(hào)21a表示接觸固定部；標(biāo)號(hào)22A、22B表不形變傳感器； 標(biāo)號(hào)28表示平均值運(yùn)算部；標(biāo)號(hào)29表示振幅值運(yùn)算部；標(biāo)號(hào)30表示推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)31表示第I荷載推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)32表示第2荷載推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)33、33A表推算荷載輸出機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)34表不合成比例表格；標(biāo)號(hào)35表不第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)37表示溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)42表不信號(hào)預(yù)處理機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種帶有傳感器的車輪用軸承，其中，該車輪用軸承包括:在內(nèi)周上形成有多排滾動(dòng)面的外方部件；在外周上形成有與上述滾動(dòng)面面對(duì)的滾動(dòng)面的內(nèi)方部件；多排滾動(dòng)體，該多排滾動(dòng)體夾設(shè)于兩個(gè)部件的面對(duì)的滾動(dòng)面之間，該車輪用軸承以可旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車身上， 在上述外方部件和內(nèi)方部件中的固定側(cè)部件上設(shè)置荷載檢測(cè)用傳感組件，該荷載檢測(cè)用傳感組件由形變發(fā)生部件和兩個(gè)以上的傳感器構(gòu)成，該形變發(fā)生部件具有接觸而固定于該固定側(cè)部件上的3個(gè)以上的接觸固定部，該兩個(gè)以上的傳感器安裝于該形變發(fā)生部件上，檢測(cè)該形變發(fā)生 部件的形變， 該帶有傳感器的車輪用軸承設(shè)置有:第I荷載推算機(jī)構(gòu)，該第I荷載推算機(jī)構(gòu)采用上述各傳感器的輸出信號(hào)的平均值來(lái)運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；第2荷載推算機(jī)構(gòu)，該第2荷載推算機(jī)構(gòu)采用上述傳感器的輸出信號(hào)的平均值和振幅值來(lái)運(yùn)算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；推算荷載輸出機(jī)構(gòu)，該推算荷載輸出機(jī)構(gòu)按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的比例將這些荷載推算機(jī)構(gòu)所輸出的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行合成，輸出推算荷載值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，在上述傳感組件中，在鄰接的第I和第2接觸固定部之間以及鄰接的第2和第3接觸固定部之間分別安裝各傳感器，鄰接的接觸固定部或鄰接的傳感器的上述固定側(cè)部件的圓周方向的間距為滾動(dòng)體的排列間距的{1/2 + n(n為整數(shù))}倍，上述第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)將上述兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)的和用作平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)所采用的合成比例r在從車輪停止?fàn)顟B(tài)到車輪旋轉(zhuǎn)速度為低速的狀態(tài)的期間，設(shè)定為r = I。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)所采用的合成比例按照伴隨車輪旋轉(zhuǎn)速度從普通速度的狀態(tài)到高速狀態(tài)的變化而提高的方式設(shè)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)所采用的合成比例對(duì)應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行映像化處理，能從外部通過(guò)參數(shù)而改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成直接輸入設(shè)置于車輪用軸承上的車輪旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)傳感器的輸出信號(hào)，檢測(cè)車輪旋轉(zhuǎn)速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成從車身側(cè)的ECU接收車輪旋轉(zhuǎn)速度的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成根據(jù)上述傳感器的輸出信號(hào)中包括的滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振幅成分的頻率，檢測(cè)車輪旋轉(zhuǎn)速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，設(shè)置3個(gè)以上的上述傳感組件，上述第I和第2荷載推算機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成根據(jù)上述3個(gè)以上的傳感組件的傳感器的輸出信號(hào)來(lái)運(yùn)算并推算在車輪用軸承的徑向作用的徑向荷載Fx、Fz以及在車輪用軸承的軸向作用的軸向荷載Fy。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，在位于輪胎觸地面的上下位置和左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、右面部與左面部，以圓周方向90度的相位差均等配置4個(gè)上述傳感組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，在上述傳感組件上安裝溫度傳感器，設(shè)置有溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，該溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)通過(guò)該溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)，對(duì)上述傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，獨(dú)立于上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)，設(shè)置有第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)，該第2推算荷載輸出機(jī)構(gòu)將上述第I荷載推算機(jī)構(gòu)運(yùn)算并推算的推算荷載值以及上述第2荷載推算機(jī)構(gòu)運(yùn)算并推算的推算荷載值逐個(gè)輸出到外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，進(jìn)一步設(shè)置旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)根據(jù)上述各傳感器的輸出信號(hào)求出表示車輪的旋轉(zhuǎn)速度的評(píng)價(jià)值V，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)按照比例r進(jìn)行上述運(yùn)算結(jié)果的合成，該比例r與上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述荷載推算機(jī)構(gòu)中的用于運(yùn)算處理的上述各傳感器的輸出信號(hào)的平均值和振幅值，采用一定時(shí)間T內(nèi)的各傳感器的輸出信號(hào)而計(jì)算。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述一定時(shí)間T的值對(duì)應(yīng)于上述旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)所求出的評(píng)價(jià)值V而變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)所采用的合成比例r通過(guò)一次函數(shù)而確定，該一次函數(shù)以上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間為變量。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)所采用的合成比例r通過(guò)二次 以上的函數(shù)而確定，該二次以上的函數(shù)以上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間為變量。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述推算荷載輸出機(jī)構(gòu)所采用的合成比例r的變化經(jīng)過(guò)從上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始所經(jīng)歷時(shí)間中的預(yù)定的遷移時(shí)間a而完成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，從上述評(píng)價(jià)值V橫切預(yù)定的閾值Vth開(kāi)始到再次橫切閾值Vth為止的經(jīng)歷時(shí)間不滿足上述遷移時(shí)間a的場(chǎng)合，將再次橫切閾值Vth時(shí)的合成比例r作為初始值，以后的合成比例r為變化的值。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)將選擇各傳感器的輸出信號(hào)的振幅值而合計(jì)的值作為上述評(píng)價(jià)值V而求出。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述旋轉(zhuǎn)速度評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)根據(jù)上述傳感器的輸出信號(hào)中所包含的滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振幅成分的頻率，求出上述評(píng)價(jià)值V。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種帶有傳感器的車輪用軸承，其中，一邊對(duì)傳感器的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償、降低荷載推算誤差，一邊對(duì)應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)對(duì)連續(xù)的推算荷載值進(jìn)行運(yùn)算，可通過(guò)盡可能小的檢測(cè)時(shí)間延遲來(lái)輸出推算荷載值。在車輪用軸承的外方部件(1)和內(nèi)方部件(2)中的固定側(cè)部件上設(shè)置傳感組件(20A)、(20B)。傳感組件由形變發(fā)生部件(21)和2個(gè)以上的傳感器(22A)、(22B)構(gòu)成，該形變發(fā)生部件(21)具有接觸固定于固定側(cè)部件上的3個(gè)以上的接觸固定部，該傳感器(22A)、(22B)安裝于該形變發(fā)生部件(21)上，檢測(cè)形變。設(shè)置第1荷載推算機(jī)構(gòu)(31)，其根據(jù)傳感器輸出信號(hào)的平均值來(lái)運(yùn)算作用于車輪用軸承上的荷載；第2荷載推算機(jī)構(gòu)(32)，其根據(jù)傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值來(lái)運(yùn)算作用于車輪用軸承上的荷載；推算荷載輸出機(jī)構(gòu)(33)，其按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的比例將這些荷載推算機(jī)構(gòu)(32)的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行合成，輸出推算荷載值。
文檔編號(hào)F16C19/18GK103210291SQ201180054760
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者高橋亨, 秋山步, 乘松孝幸, 西川健太郎 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社