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)明涉及內(nèi)置有荷載檢測傳感器的帶有傳感器的車輪用軸承，該荷載檢測傳感器檢測作用于車輪的軸承部上的荷載。
背景技術(shù)：
作為檢測作用于汽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上形變儀，根據(jù)外圈外徑面的形變檢測荷載(比如，專利文獻(xiàn)I)。但是，在專利文獻(xiàn)I中公開的技術(shù)中，在檢測作用于車輪用軸承上的荷載的場合，由于相對荷載的固定圈變形量小，故形變量也小，檢測靈敏度低，無法以良好的精度檢測荷載。
作為解決該課題的方案，人們提出有下述的結(jié)構(gòu)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)周形成多排的滾動面；內(nèi)方部件，在該內(nèi)方部件的外周形成與上述滾動面面對的滾動面；多排的滾動體，該多排的滾動體介設(shè)于兩個部件的面對的滾動面之間，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，設(shè)置至少一對傳感組件，該對傳感組件由設(shè)置于該固定側(cè)部件的圓周方向中的具有180度的相位差的位置的兩個傳感組件構(gòu)成。各傳感組件具有形變發(fā)生部件與傳感器，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，檢測形變發(fā)生部件的形變。
在該方案中，根據(jù)該對傳感組件中的兩個傳感組件的傳感器輸出信號的差分，通過徑向荷載推算機(jī)構(gòu)推算作用于車輪用軸承的徑向的徑向荷載。另外，根據(jù)該對傳感組件中的兩個傳感組件的傳感器輸出信號的和，通過軸向荷載推算機(jī)構(gòu)推算作用于車輪用軸承的軸向的軸向荷載。另外，該至少一對傳感組件中的兩個傳感組件設(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)該對傳感組件的傳感器的輸出信號振幅，通過軸向荷載方向判斷機(jī)構(gòu)判斷上述軸向荷載的方向。該場合下的荷載推算處理的基本內(nèi)容通過圖26的方框圖而示出。
如果將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)部件的滾動面附近，則伴隨車輪的旋轉(zhuǎn)，在傳感器信號中呈現(xiàn)圖27那樣的接近正弦波的變化。在該變化中，檢測到滾動體的通過造成的形變的變化。在上述結(jié)構(gòu)中，根據(jù)上下設(shè)置的兩個傳感組件的傳感器輸出信號的振幅值(伴隨滾動體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動的振動成分)的差分判斷軸向荷載。對應(yīng)于軸向荷載的正負(fù)，采用適用于各自場合的荷載推算參數(shù)，對荷載進(jìn)行運(yùn)算，由此，可以良好的靈敏度推算荷載。
現(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號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-43901號公報
專利文獻(xiàn)3:日本特開2010-181154號公報發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
但是，在專利文獻(xiàn)2的方案的場合，為了選擇最佳的荷載推算參數(shù)，必須計算傳感器輸出信號的振幅值，無法應(yīng)對不能對振幅值進(jìn)行計算的場合。即，在旋轉(zhuǎn)靜止的狀態(tài)或極低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，處于沒有滾動體荷載的信號變化或僅僅非常慢的變化的狀態(tài)。在該場合，無法根據(jù)傳感器輸出信號的變化求出振幅的大小。
另一方面，作為即使在靜止?fàn)顟B(tài)，仍檢測滾動體荷載的傳感器輸出信號的振幅值的機(jī)構(gòu)，還包括有下述的機(jī)構(gòu)，其中，在足以觀測滾動體荷載的影響的區(qū)域(相當(dāng)于滾動體配置間距的周向長度)設(shè)置多個傳感器，直接測定形變的分布。但是，在該場合，由于傳感器個數(shù)增加，檢測電路復(fù)雜，故成本上升和確保可靠性成為新的課題。
于是，本發(fā)明人等開發(fā)了下述結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)，其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)，結(jié)構(gòu)由圖28的方框圖表示(專利文獻(xiàn)3)。在這里，符號A像后述的那樣，表示滾動體信號接近180°相位差的位置而設(shè)置的兩個傳感器輸出信號的平均值。在該結(jié)構(gòu)中，作為荷載推算運(yùn)算式，配備下述運(yùn)算式，以根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度切換荷載運(yùn)算處理，該運(yùn)算式分別為:作為變量僅僅采用傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)的運(yùn)算式；與作為變量采用傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)和振幅值B的運(yùn)算式。即，在普通行駛狀態(tài)，進(jìn)行采用傳感器輸出信號的平均值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。在該方案的場合，旋轉(zhuǎn)速度的判斷采用旋轉(zhuǎn)速度信息。
在像專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)的技術(shù)，或本發(fā)明人等在專利文獻(xiàn)3中新提出的上述結(jié)構(gòu)的技術(shù)那樣，形成對應(yīng)于已檢測的傳感器輸出信號的狀態(tài)、已推算的荷載的狀態(tài)，從多個荷載推算參數(shù)中選擇最佳的參數(shù)、對推算荷載進(jìn)行運(yùn)算的方案的場合，可獲得對傳感器的非線性特性等進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼`差小的檢測結(jié)果。
但是，在該場合，如果根據(jù)多個條件，選擇荷載推算參數(shù)，則具有作為運(yùn)算的結(jié)果而獲得的推算荷載值因參數(shù)的切換而不連續(xù)的情況。這樣的不連續(xù)的變化對于根據(jù)已檢測的推算荷載值而進(jìn)行各種的操作的汽車等的控制系統(tǒng)來說是優(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，其可一邊對傳感器的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，獲得連續(xù)的推算荷載。以下，對于本發(fā)明的概述，采用表示實施方式的附圖中的標(biāo)號而進(jìn)行說明。
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為下述的車輪用軸承，該車輪用軸承包括:外方部件1，在該外方部件I的內(nèi)周形成多排的滾動面；內(nèi)方部件2，在該內(nèi)方部件2的外周形成與上述滾動面面對的滾動面；多排的滾動體5，該多排的滾動體5介設(shè)于兩個部件的面對的滾動面之間，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)置多個荷載檢測用傳感組件20，上述傳感組件20包括:形變發(fā)生部件21，該形變發(fā)生部件21具有接觸而固定于上述固定側(cè)部件上的兩個以上的接觸固定部21a ;—個以上的傳感器22、22A、22B，該傳感器安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測該形變發(fā)生部件21的形變，另外，設(shè)置荷載推算機(jī)構(gòu)30，該荷載推算機(jī)構(gòu)30根據(jù)上述多個傳感組件20的傳感器22、22A、22B的輸出信號推算作用于車輪上的荷載。
上述荷載推算機(jī)構(gòu)30包括:荷載推算運(yùn)算部35，該荷載推算運(yùn)算部35將上述各傳感組件20的傳感器22的輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算；評價值計算部32，該評價值計算部32根據(jù)上述多個傳感組件20的傳感器22的輸出信號，計算構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值Ei ；參數(shù)切換部34，該參數(shù)切換部34將該評價值Ei與已確定的閾值Ci進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果，切換上述推算運(yùn)算式的參數(shù)，上述荷載推算運(yùn)算部35包括運(yùn)算補(bǔ)償部35a，在上述評價值Ei位于包括上述閾值Ci的已確定的區(qū)域內(nèi)時，該運(yùn)算補(bǔ)償部35a采用夾持閾值Ci的兩側(cè)的評價值區(qū)域的參數(shù)，通過合成推算運(yùn)算式所演算的兩個荷載推算結(jié)果，由此對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。
按照該方案，在荷載推算機(jī)構(gòu)30中包括荷載運(yùn)算部35，該荷載運(yùn)算部35將各傳感組件20的傳感輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算。在荷載推算機(jī)構(gòu)30中，根據(jù)多個傳感組件20的傳感器輸出信號，通過評價值計算部32計算構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值Ei，另外，在評價值切換部34中，將該評價值Ei與已確定的閾值Ci進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果切換上述參數(shù)。另外，在荷載推算運(yùn)算部35中，在評價值Ei位于夾持閾值Ci的區(qū)域內(nèi)時，運(yùn)算補(bǔ)償部35a將采用夾持閾值Ci的兩側(cè)的評價值區(qū)域的參數(shù)，通過上述推算運(yùn)算式而運(yùn)算的兩個荷載推算結(jié)果合成，由此，對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。因此，可一邊對傳感器22的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，獲得連續(xù)的推算荷載。
也可在本發(fā)明中，上述評價值計算部32所計算的評價值Ei表示車輛行駛速度。在該方案的場合，可將荷載推算運(yùn)算部35中所采用的推算運(yùn)算式的參數(shù)切換為與車輪的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域相對應(yīng)的參數(shù)，以良好的可靠性，推算作用于車輪上的荷載。
此外，還可在本發(fā)明中，上述評價值計算部32將傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的差分作為上述評價值Ei而計算，該傳感組件20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上。在該方案的場合，對應(yīng)于上下荷載，進(jìn)行精度更加良好的荷載推算。
還有，上述評價值計算部32也可將傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的差分作為上述評價值Ei而計算，該傳感組件20設(shè)置于:位于輪胎觸地面的左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的左面部和右面部上。在該方案的場合，進(jìn)行對應(yīng)于車輪推進(jìn)方向的荷載的、精度更加良好的荷載推算。
再有，上述評價值計算部32還可將第I評價值、第2評價值和第3評價值中的任意兩個以上評價值復(fù)合，將該復(fù)合值作為評價值Ei而計算，該第I評價值為表示車輛行駛速度的評價值，該第2評價值作為傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的差分而求出，該傳感組件20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上，該第3評價值作為傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的差分而求出，該傳感組件20設(shè)置于:位于輪胎觸地面的左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的左面部和右面部上。在該方案的場合，進(jìn)行對應(yīng)于各方向的荷載的、精度更加良好的荷載推笪ο
還可在本發(fā)明中，上述荷載推算運(yùn)算部35的運(yùn)算補(bǔ)償部35a對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?、上述評價值Ei的包括上述閾值Ci的已確定的區(qū)域為:將超過閾值Ci的規(guī)定寬度m的區(qū)域與到達(dá)閾值Ci的規(guī)定寬度m的區(qū)域合并的區(qū)域。通過形成該區(qū)域，能以簡單的運(yùn)算進(jìn)行穩(wěn)定的補(bǔ)正。
也可針對本發(fā)明，在上述評價值Ei的包括上述閾值Ci的已確定的區(qū)域，在上述荷載推算運(yùn)算部35的運(yùn)算補(bǔ)償部35a將上述兩個荷載推算結(jié)果合成而進(jìn)行的運(yùn)算結(jié)果的補(bǔ)償中，求出該兩個荷載推算結(jié)果的線性之和。在該方案的場合，能以簡單的運(yùn)算，進(jìn)行精度良好的荷載推算。
還可在本發(fā)明中，在上述評價值Ei的包括上述閾值Ci的已確定的區(qū)域，在上述荷載推算運(yùn)算部35的運(yùn)算補(bǔ)償部35a將上述兩個荷載推算結(jié)果合成而進(jìn)行的運(yùn)算結(jié)果的補(bǔ)償中，采用2次以上的函數(shù)進(jìn)行上述兩個荷載推算結(jié)果的合成。在該方案的場合，可進(jìn)行精度更加良好的荷載推算。
也可在本發(fā)明中，設(shè)置三個以上的上述傳感組件20，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30根據(jù)上述三個以上的傳感組件20的傳感器22的輸出信號，推算作用于車輪用軸承的徑向的上下方向和左右方向的兩個徑向荷載、與作用于軸向的一個軸向荷載的共三個方向的荷載。通過形成該方案，可進(jìn)行各方向的荷載的推算。
還可在本發(fā)明中，將四個上述傳感組件20以圓周方向90度的相位差均等配置于: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、右面部與左面部上。通過像這樣設(shè)置四個傳感組件20，能以更加良好的精度，推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載Fz、構(gòu)成驅(qū)動力或制動力的荷載Fx、軸向荷載Fy。
也可在本發(fā)明中，上述 荷載推算機(jī)構(gòu)30具有方向判斷部33，該方向判斷部33采用與上下位置面對而配置的兩個傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的差分來判斷軸向荷載的方向，上述參數(shù)切換部34具有方向?qū)?yīng)命令部34a，該方向?qū)?yīng)命令部34a對應(yīng)于上述方向判斷部33的判斷結(jié)果，進(jìn)行上述荷載推算運(yùn)算部35的推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換。根據(jù)該方案，可進(jìn)行與作用于車輪用軸承上的軸向荷載的方向相對應(yīng)的、精度更加優(yōu)良的荷載推算。
還可在本發(fā)明中，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30包括:前處理部31，該前處理部31計算上述各傳感組件中的各傳感器的輸出信號的一定時間內(nèi)的平均值和振幅值，上述荷載推算運(yùn)算部35的推算運(yùn)算式采用下述之一對荷載進(jìn)行運(yùn)算處理，即，僅采用上述平均值、或僅采用振幅值、或上述平均值和振幅值這兩者。
也可在本發(fā)明中，上述傳感組件20包括三個以上的接觸固定部2Ia和兩個傳感器22，在鄰接的第I和第2接觸固定部21a之間、以及在鄰接的第2和第3接觸固定部21a之間，分別安裝各傳感組件22，鄰接的接觸固定部21a或鄰接的傳感器22的上述固定側(cè)部件的圓周方向的間距為滾動體5的排列間距的{l/2 + n(n為整數(shù))}倍，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30將上述兩個傳感器22的輸出信號的和用作平均值。在該方案的場合，兩個傳感器22的輸出信號具有基本180度的相位差，其平均值為消除了滾動體通過造成的變動成分的值。另外，振幅值為更加可靠地排除了溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)及法蘭面間等的滑動的影響的正確的值。
還可在本發(fā)明中，在上述各傳感組件20中設(shè)置溫度傳感器36，根據(jù)該溫度傳感器36的輸出信號，對傳感組件20的傳感器的輸出信號進(jìn)行補(bǔ)償。在該方案的場合，可對傳感組件20的傳感器的輸出信號的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償，能以更良好的精度，進(jìn)行荷載的推算。
本發(fā)明的第2方案的帶有傳感器的車輪用軸承為下述的車輪用軸承，該車輪用軸承包括:外方部件1，在該外方部件I的內(nèi)周形成多排的滾動面；內(nèi)方部件2，在該內(nèi)方部件2的外周形成與上述滾動面面對的滾動面；多排的滾動體5，該多排的滾動體5介設(shè)于兩個部件的面對的滾動面之間，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)置多個荷載檢測用傳感組件20，上述傳感組件20包括:形變發(fā)生部件21，該形變發(fā)生部件21具有接觸而固定于上述固定側(cè)部件上的兩個以上的接觸固定部21a ;—個以上的傳感器22、22A、22B，該傳感器安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測該形變發(fā)生部件21的形變，另外設(shè)置荷載推算機(jī)構(gòu)30，該荷載推算機(jī)構(gòu)30根據(jù)上述多個傳感組件20的傳感器22、22A、22B的輸出信號推算作用于車輪上的荷載。
上述荷載推算機(jī)構(gòu)30包括:荷載推算運(yùn)算部35，該荷載推算運(yùn)算部35將上述各傳感組件20的傳感器22的輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算；評價值輸出部32，該評價值輸出部32輸出構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值Ei ;參數(shù)切換部34，該參數(shù)切換部34將上述評價值Ei與已確定的閾值Ci進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果，切換上述推算運(yùn)算式的參數(shù)，在上述閾值Ci中設(shè)定滯值(hysteresis)。
按照上述方案，在荷載推算機(jī)構(gòu)30中，包括將上述各傳感組件20的傳感器輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中、對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算的荷載運(yùn)算部35，在荷載推算機(jī)構(gòu)30中，從評價值輸出部32輸出構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值Ei，另外在參數(shù)切換部34中，將該評價值Ei與已確定的閾值Ci進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果，切換上述參數(shù)。特別是，由于在上述閾值Ci中設(shè)定滯值，故不產(chǎn)生參數(shù)切換的邊界區(qū)域的頻繁的參數(shù)的切換，可抑制推算荷載值不連續(xù)的情況，可一邊對傳感器的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，獲得連續(xù)的推算荷載。另外，由于難以產(chǎn)生推算荷載值不連續(xù)的狀態(tài)，故還容易用于根據(jù)已推算的荷載值，進(jìn)行各種的操作的控制系統(tǒng)。
還可在本發(fā)明中，上述評價值輸出部32所輸出的評價值Ei為車輛行駛速度。在該方案的場合，可將荷載推算運(yùn)算部35中所采用的推算運(yùn)算式的參數(shù)切換為與車輪的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域相對應(yīng)的參數(shù)，能以良好的可靠性，推算作用于車輪上的荷載。
也可在本發(fā)明中，上述評價值輸出部32所輸出的評價值Ei為轉(zhuǎn)向角度。在該方案的場合，可將荷載推算運(yùn)算部35中所采用的推算運(yùn)算式的參數(shù)切換為與轉(zhuǎn)向角度相對應(yīng)的參數(shù)，以良好的可靠性，推算作用于車輪上的荷載。
另外,上述評價值輸出部32所輸出的評價值Ei還可為轉(zhuǎn)向角信號。在該方案的場合，可將荷載推算運(yùn)算部35中所采用的推算運(yùn)算式的參數(shù)切換為與轉(zhuǎn)向角相對應(yīng)的參數(shù)，能以良好的可靠性，推算作用于車輪上的荷載。
還可在本發(fā)明中，上述評價值輸出部32將傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的差分作為上述評價值Ei而輸出，該傳感組件20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上。
此外，上述評價值輸出部32將傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的差分作為上述評價值Ei而輸出，該傳感組件20設(shè)置于位于輪胎觸地面的左右位置的、上述固定側(cè)部件的外徑面的左面部和右面部上。
此外，上述評價值輸出部32將傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的總計作為上述評價值Ei而輸出，該傳感組件20設(shè)置于位于輪胎觸地面的上下左右位置的、上述固定側(cè)部件的外徑面的的頂面部、底面部、左面部和右面部上。
另外，上述評價值輸出部32將對下述的評價值中的任意兩個以上評價值進(jìn)行復(fù)合處理而得到的值作為評價值Ei而輸出，該評價值包括:表示車輛行駛速度的評價值；表示轉(zhuǎn)向角度的評價值；表示轉(zhuǎn)向角度信號的評價值；傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值進(jìn)行差分而求出的評價值，該傳感組件20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上；傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值進(jìn)行差分而求出的另一評價值，該傳感組件20設(shè)置于位于輪胎觸地面的左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的左面部和右面部上；作為傳感組件20的傳感器22的輸出信號的振幅值的總計而求出的評價值，該傳感組件20設(shè)置于位于輪胎觸地面的上下左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、左面部和右面部上。
也可在本發(fā)明中，通過上述參數(shù)而調(diào)整按照上述閾值Ci設(shè)定的滯值的大小。
還可在本發(fā)明中，設(shè)置三個以上的上述傳感組件20，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30根據(jù)上述三個以上的傳感組件20的傳感器22的輸出信號，推算作用于車輪用軸承的徑向的上下方向和左右方向的兩個徑向荷載、與作用于軸向的一個軸向荷載的共三個方向的荷載。
也可在本發(fā)明中，四個上述傳感組件20以圓周方向90度的相位差均等配置于: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、右面部與左面部上。通過像這樣，設(shè)置四個傳感組件20，能以更加良好的精度，推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載Fz、構(gòu)成驅(qū)動力或制動力的荷載Fx、軸向荷載Fy。
還可在本發(fā)明中，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30包括前處理部31，該前處理部31計算上述各傳感組件20中的各傳感器22的輸出信號的一定時間內(nèi)的平均值和振幅值,上述荷載推算運(yùn)算部35的推算運(yùn)算式采用下述之一對荷載進(jìn)行運(yùn)算處理:僅采用上述平均值、或僅采用振幅值、或采用上述平均值和振幅值這兩者。
也可在本發(fā)明中，上述傳感組件20包括三個以上的接觸固定部2Ia和兩個傳感器22，在鄰接的第I和第2接觸固定部21a之間、以及在鄰接的第2和第3接觸固定部21a之間分別安裝各傳感器22，鄰接的接觸固定部21a或鄰接的傳感器22的上述固定側(cè)部件的圓周方向的間距為滾動體的排列間距的U/2 + n(n為整數(shù))}倍，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30將上述兩個傳感器22的輸出信號的和用作平均值。在該方案的場合，兩個傳感器22的輸出信號具有基本180度的相位差，其平均值為消除了滾動體通過造成的變動成分的值。另外，振幅值為更加可靠地排除了溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié).法蘭面間等的滑動的影響的正確的值。
還可在本發(fā)明中，在上述各傳感組件20中設(shè)置溫度傳感器36，根據(jù)該溫度傳感器36的輸出信號，對傳感組件20的傳感器22的輸出信號進(jìn)行補(bǔ)償。
權(quán)利要求書和/或說明書和/或附圖中公開的至少兩個方案的任意組合均包括在本發(fā)明中。特別是，權(quán)利要求書中的各項權(quán)利要求的兩個以上的任意組合也均包括在本發(fā)明中。


根據(jù)參照附圖的下面的優(yōu)選的實施形式的說明，會更清楚地理解本發(fā)明。但是，實施形式和附圖用于單純的圖示和說明，不應(yīng)用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書確定。在附圖中，多個附圖中的同一部件標(biāo)號表示同一或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 圖1為以組合的方式表示本發(fā)明的第I實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系統(tǒng)的構(gòu)思結(jié)構(gòu)的方框圖的圖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4為沿圖3中的IV-1V線的剖視圖5為表示傳感組件的另一設(shè)置例子的放大縱向剖視圖6為滾動體位置對傳感組件的輸出信號的影響的說明圖7為表示切換推算運(yùn)算式的參數(shù)的場合的推算荷載值的不連續(xù)性的曲線圖8為表示切換推算運(yùn)算式的參數(shù)的場合的推算荷載值的不連續(xù)性的曲線圖9為表示評價值的包括閾值的已確定區(qū)域和與其相對應(yīng)而補(bǔ)償?shù)耐扑氵\(yùn)算式的參數(shù)的關(guān)系的一個例子的曲線圖10為表示本例子的評價值和對參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償系數(shù)的關(guān)系的曲線圖11為本例子的荷載運(yùn)算結(jié)果的時間變化的曲線圖12為表示評價值的包括閾值的已確定區(qū)域和與其相對應(yīng)而補(bǔ)償?shù)耐扑氵\(yùn)算式的參數(shù)的關(guān)系的另一例子的曲線圖13為表示本例子的評價值和對參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償系數(shù)的關(guān)系的曲線圖14為表示荷載運(yùn)算機(jī)構(gòu)中的前處理部的結(jié)構(gòu)的一個例子的方框圖15(A)為外方部件外徑面頂部的傳感器輸出信號的振幅和軸向荷載的方向的關(guān)系的曲線圖，圖15(B)為表示其外徑面底部的傳感器輸出信號的振幅和軸向荷載的關(guān)系的曲線圖16為表不軸向荷載的大小和上下的傳感組件的傳感器輸出信號的差分的關(guān)系的曲線圖17為以組合的方式表示本發(fā)明的第2實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系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖18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19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20為沿圖19中的XX-XX線的剖視圖21為表示傳感組件的另一設(shè)置例子的剖視圖22為以組合的方式表示本發(fā)明的第3實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系統(tǒng)的構(gòu)思結(jié)構(gòu)的方框圖23為表示切換推算運(yùn)算式的參數(shù)的場合的推算荷載值的不連續(xù)性的曲線圖24為表示評價值和閾值的滯值的關(guān)系的一個例子的曲線圖25為表示本例子的荷載運(yùn)算結(jié)果的時間變化的曲線圖26為表示建議方案例子中的荷載運(yùn)算處理的流程的說明圖27為該建議方案例子中的傳感器輸出信號的波形圖28為表示另一建議方案例子中的荷載推算機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實施方式
根據(jù)圖1 圖16，對本發(fā)明的第I實施方式進(jìn)行說明。本實施方式為第3代的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型，用于驅(qū)動輪支承用的車輪用軸承。另外，在本說明書中，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與多排滾動體5構(gòu)成，在該外方部件I的內(nèi)周形成多排的滾動面3，在內(nèi)方部件2的外周形成與各滾動面3面對的滾動面4，該多排滾動體5介設(shè)于該外方部件I和內(nèi)方部件2的滾動面3、4之間。該車輪用軸承為多排的角接觸球軸承型，滾動體5由滾珠形成，針對每排而通過保持器6保持。上述滾動面3、4的截面呈圓弧狀，按照滾珠接觸角在背面對準(zhǔn)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一對密封件7、8而分別密封。
外方部件I構(gòu)成固定側(cè)部件，在其外周具有安裝于車體的懸架裝置(圖中未示出)中的轉(zhuǎn)向節(jié)16上的車體安裝用法蘭la，整體為一體的部件。在法蘭Ia中的圓周方向的多個部位開設(shè)有轉(zhuǎn)向節(jié)安裝用的螺紋孔14，轉(zhuǎn)向節(jié)螺栓(圖中未示出)從內(nèi)側(cè)穿過轉(zhuǎn)向節(jié)16的螺栓插孔17，通過將轉(zhuǎn)向節(jié)螺栓與上述螺紋孔14螺合，將車體安裝用法蘭Ia安裝于轉(zhuǎn)向節(jié)16上。
內(nèi)方部件2為旋轉(zhuǎn)側(cè)部件，其由輪轂圈9和內(nèi)圈10構(gòu)成，該輪轂圈9具有車輪安裝用的輪轂法蘭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和內(nèi)圈10上形成上述各排的滾動面4。在輪轂圈9的內(nèi)側(cè)端的外周上，設(shè)置具有高差而直徑變小的內(nèi)圈嵌合面12，該內(nèi)圈10嵌合于該內(nèi)圈嵌合面12上。在輪轂圈9的中心開設(shè)通孔11。在該輪轂法蘭9a中的周向多個部位，開設(shè)有輪轂螺栓(圖中未示出)的壓配合孔15。在輪轂圈9的輪轂法蘭9a的根部附近，對車輪和制動部件(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)突出。
圖2表示從外側(cè)觀看該車輪用軸承的外方部件I的主視圖。另外，圖1表示沿圖2中的1-1線的剖視圖。上述車體安裝用法蘭Ia像圖2那樣，為開設(shè)有各螺紋孔14的圓周方向部分相對其它的部分而向外徑側(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)置四個傳感組件20。在這里，這些傳感組件20設(shè)置于:位于相對輪胎觸地面的上下位置和前后位置的外方部件I的外徑面的頂面部、底面部、右面部與左面部上。
這些傳感組件20像圖3和圖4的放大俯視圖和放大縱向剖視圖所示的那樣，由形變發(fā)生部件21與兩個形變傳感器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，檢測該形變發(fā)生部件21的形變。形變發(fā)生部件21采用鋼材等的可彈性變形的金屬而制成，由2mm以下的薄板件構(gòu)成，平面的大致形狀呈在全長的范圍內(nèi)以一定寬度的帶狀，在中間的兩側(cè)邊部具有缺口部21b。該缺口部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的外徑面上的三個接觸固定部21a。三個接觸固定部21a朝向形變發(fā)生部件21的縱向，按照I排并列的方式設(shè)置。兩個形變傳感器22A、22B貼于相對形變發(fā)生部件21中的相對各方向的荷載，形變變大的部位。
具體來說，設(shè)置于在形變發(fā)生部件21的外面?zhèn)揉徑拥慕佑|固定部21a之間。即，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)置一個形變傳感器22A，在中間的接觸固定部2Ia和右端的接觸固定部2Ia之間，設(shè)置另一個形變傳感器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)邊部中的與上述形變傳感器22A、22B的配置部相對應(yīng)的兩個部位的位置。由此，形變傳感器22A、22B檢測形變發(fā)生部件21中的缺口部21b的周邊的縱向的形變。另外，最好，形變發(fā)生部件21為即使在施加假定的最大的力的狀態(tài)的情況下，仍不發(fā)生塑性變形的類型，該力為作為作用于構(gòu)成固定側(cè)部件的外方部件I上的外力或作用于輪胎和路面之間的作用力。其原因在于:如果發(fā)生塑性變形，則外方部件I的變形不傳遞給傳感組件20，則對形變的測定產(chǎn)生影響。
上述傳感組件20像圖4所示的那樣，按照該形變發(fā)生部件21的三個接觸固定部21a在外方部件I的軸向的相同位置、并且各接觸固定部21a到達(dá)相互在圓周方向離開的位置的方式設(shè)置，這些接觸固定部21a分別經(jīng)由間隔件23，通過螺栓24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上的沿徑向貫通的螺栓插孔25穿過間隔件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，通過經(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，使作為薄板狀的形變發(fā)生部件21中的具有缺口部21b的各部位處于與外方部件I的外徑面離開的狀態(tài)，缺口部21b的周邊的形變變形容易。
設(shè)置上述接觸固定部21a的軸向位置選擇在這里位于外方部件I的外側(cè)排的滾動面3的周邊的軸向位置。在這里所說的外側(cè)排的滾動面3的周邊，是指從內(nèi)側(cè)排和外側(cè)排的滾動面3的中間位置，到外側(cè)排的滾動面3的形成部的范圍內(nèi)。為了以良好的穩(wěn)定性將傳感組件20固定于外方部件I的外徑面上，在外方部件I的外徑面中的接觸固定有上述間隔件23的部位，形成平坦部lb。
此外，也可像圖5的放大縱向剖視圖所示的那樣，通過在外方部件I的外徑面中的固定上述形變發(fā)生部件21的三個接觸固定部21a的三個部位的中間部中開設(shè)槽lc，省略上述間隔件23，形變發(fā)生部件21中的缺口部21b所在的各部位離開外方部件I的外徑面。
形變傳感器22A、22B可采用各種類型。比如，可通過金屬箔應(yīng)變儀，構(gòu)成形變傳感器22A、22B。在此場合，通常，與形變發(fā)生部件21進(jìn)行粘接固定。另外，也可通過厚膜電阻體，在形變發(fā)生部件21上形成形變傳感器22A、22B。
傳感組件20的形變傳感器22A、22B像圖1所示的那樣，與荷載推算機(jī)構(gòu)30連接，該荷載推算機(jī)構(gòu)30根據(jù)其輸出信號推算作用于車輪上的荷載。在這里，推算作用于車輪的軸向的軸向荷載Fy、作用于垂直方向的垂直方向荷載Fz、與構(gòu)成驅(qū)動力或制動力的作用于前后方向的荷載Fx。該荷載推算機(jī)構(gòu)30包括前處理部31、評價值計算部32、Fy方向判斷部33、參數(shù)切換部34與荷載推算運(yùn)算部35。
在前處理部31中，根據(jù)傳感組件20中的兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號，計算其平均值A(chǔ)和振幅值B。具體來說，前處理部31像圖14那樣，包括由加法運(yùn)算器構(gòu)成的平均值運(yùn)算部31a、與由減法運(yùn)算器構(gòu)成的振幅運(yùn)算部31b，在該平均值運(yùn)算部31a中，對兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號的和進(jìn)行運(yùn)算，將該和作為平均值而取出。在振幅運(yùn)算部31b中，對兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號的差分進(jìn)行運(yùn)算，將其差分值作為振幅值B而取出。
由于傳感組件20設(shè)置于位于外方部件I的外側(cè)排的滾動面3的周邊的軸向位置，故形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b像圖6那樣，受到通過傳感組件20的設(shè)置部的附近的滾動體5的影響。另外，即使在軸承的停止時，形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b仍受到滾動體5的位置的影響。即，在滾動體5通過最接近傳感組件20中的形變傳感器22A、22B的位置時(或，滾動體5位于該位置時)，形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b為最大值，伴隨像圖6那樣，滾動體5相對該位置的遠(yuǎn)離(或在滾動體5位于與上述位置離開的位置時)而減小。在軸承旋轉(zhuǎn)時，由于滾動體5以規(guī)定的排列間距P而依次通過上述傳感組件20的設(shè)置部的附近，故形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b為接近正弦波的波形，該正弦波以滾動體5的排列間距P為周期，像圖6中的實線所示的那樣，呈周期性地變化。另外，形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b受到溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)16和車身安裝用法蘭la(圖1)的面之間等的滑動造成的滯后的影響。
在本實施方式中，在前處理部31 (圖1)中，將各傳感組件20中的兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b的振幅的和作為上述的平均值A(chǔ)，對振幅的差分(絕對值)| a —b丨進(jìn)行時間平均處理，作為上述振幅值B而求出。由此，平均值A(chǔ)為消除了滾動體5的通過造成的變化成分的值。另外，振幅值B為抵消了在兩個形變傳感器22A、22B的各輸出信號a、b中出現(xiàn)的溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)及法蘭面間等的滑動的影響的值。于是，通過采用該平均值A(chǔ)和振幅值B，可正確地檢測作用于車輪用軸承、輪胎觸地面上的荷載。
在圖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三個接觸固定部21a中，位于該排列的兩端的兩個接觸固定部21a的間距按照與滾動體5的排列間距P相同的方式設(shè)定。在該場合，分別設(shè)置于鄰接的接觸固定部21a的中間位置的兩個形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距為滾動體5的排列間距P的約1/2。其結(jié)果是，兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b具有約180度的相位差，在上述前處理部31中，作為兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b的和而求出的平均值A(chǔ)為消除了滾動體5的通過造成的變動成分的值。另外，作為其差分而求出的振幅值B為抵消了溫度的影響或轉(zhuǎn)向節(jié)及法蘭面之間等的滑動的影響的值。
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)置各一個形變傳感器22A、22B，由此，兩個形變傳感器22A、22B間的上述圓周方向的間距為滾動體5的排列間距P的基本1/2。不同于該情況，也可將兩個形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距設(shè)定為滾動體5的排列間距P的基本1/2。
在該場合，兩個形變傳感器22A、22B的上述圓周方向的間距也可為滾動體5的排列間距P的{1/2 + η (η:整數(shù))}倍，或近似于它們的值。同樣在該場合，兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b的和為消除了滾動體5的通過造成的變動成分的值。
在評價值演算部32中，采用通過前處理部31計算的各傳感器輸出信號的一定時間內(nèi)的比如振幅值B，計算構(gòu)成在后述的荷載推算運(yùn)算部35中所采用的推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值Ei (圖7)。該場合的后綴i用于識別多個參數(shù)切換條件。比如，作為評價值Ei，作為求出表示車輛行駛速度的值的一個例子，也可計算上述振幅值B的總和。此外，對于評價值Ei，還可從評價值輸出部32輸出轉(zhuǎn)向角度，也可輸出轉(zhuǎn)向角信號。另外，也可計算根據(jù)下述傳感組件20的傳感器輸出信號而求出的振幅值B的差分，該傳感組件20設(shè)置于位于輪胎觸地面的上下位置的上述外方部件I的外徑面的頂面部和底面部上。另外，作為評價值Ei，還可計算根據(jù)下述傳感組件20的傳感器輸出信號而求出的振幅值B的差分，該傳感組件20設(shè)置于位于輪胎觸地面的左右位置的上述外方部件I的外徑面的左面部和右面部上。還有，也可從上述多個評價值Ei中，選擇兩個以上的評價值，將其復(fù)合，將由此得到的結(jié)果作為評價值而計算。
在參數(shù)切換部34中，將上述評價值Ei與確定的閾值Ci進(jìn)行比較，通過該比較結(jié)果，切換上述推算演算式的參數(shù)。
在Fy方向判斷部33中,像下述那樣,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)中，在傳感組件20的傳感器輸出信號的振幅中，產(chǎn)生接近正弦波的周期的變化，但是，該振幅值伴隨軸向荷載(力矩)Fy的大小而變化。圖15(A)表示設(shè)置于外方部件I的外徑面的頂面部上的傳感組件20的傳感器輸出，圖15(B)表示設(shè)置于外方部件I的外徑面的底面部上的傳感組件20的傳感器輸出。
在這些圖中，橫軸表不軸向荷載Fy、縱軸表不外方部件I的形變量，即傳感器輸出信號，其最大值和最小值表示信號的最大值和最小值。根據(jù)這些圖而知道，在軸向荷載Fy為+方向的場合，各個滾動體5的荷載在外方部件I的外徑面的頂面部變小(即，振幅的最大值和最小值的差變小)，在外方部件I的外徑面的底面部變大(即，振幅的最大值和最小值的差變大)。另外知道，相對該情況，在軸向荷載Fy為一方向的場合，相反地，各個滾動體5的荷載在外方部件I的外徑面的頂面部變大，在外方部件I的外徑面的底面部變小。圖16通過曲線圖而表示這些上下的傳感組件20的傳感器輸出信號的振幅的差分和軸向荷載Fy的方向的關(guān)系。
于是，在Fy方向判斷部33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上的傳感組件20的傳感器輸出信號的振幅的上述差分，對這些值進(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器輸出信號的振幅的最大值和最小值的差分小，外方部件的外徑面底面部的傳感組件20的傳感器輸出信號的最大值和最小值的差分大時，在Fy方向判斷部33中，判定軸向荷載Fy的方向為+方向。與此相反，在外方部件I的外徑面頂面部的傳感組件20的傳感器輸出信號的的最大值和最小值的差分大，外方部件I的外徑面底面部的傳感組件20的傳感器輸出信號的最大值和最小值的差分小時，在Fy方向判斷部33中，判定軸向荷載Fy的方向為一方向。與該情況相對應(yīng)，上述參數(shù)切換部34具有方向?qū)?yīng)命令部34a，在荷載運(yùn)算部35中進(jìn)行軸向荷載Fy的運(yùn)算時，該方向?qū)?yīng)命令部34a將反映上述Fy方向判斷部33的判斷結(jié)果、選擇運(yùn)算推算式的參數(shù)等的命令提供給荷載運(yùn)算部35。
在荷載運(yùn)算部35中，將各傳感組件20的傳感器輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承的各荷載Fz、Fx、Fy進(jìn)行運(yùn)算.推算。作為該場合的運(yùn)算推算式的變量，既可僅僅采用通過上述前處理部31計算的平均值A(chǔ)，也可僅僅采用振幅值B，也可采用平均值A(chǔ)和振幅值B這兩者。該荷載運(yùn)算部35具有運(yùn)算補(bǔ)償部35a，在上述評價值Ei位于包括上述閾值Ci的已確定的區(qū)域內(nèi)時，將采用包括閾值Ci的兩側(cè)的評價值區(qū)域的參數(shù)，通過上述推算運(yùn)算式而運(yùn)算的兩個荷載推算結(jié)果合成，由此，對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。在參數(shù)切換部34中，將上述評價值Ei與已確定的閾值Ci相比較，根據(jù)該比較結(jié)果，切換上述推算運(yùn)算式的參數(shù)。即，對于評價值Ei，在Ci 彡 E1......(I)的區(qū)域，推算運(yùn)算式的參數(shù)采用系數(shù)Ml (圖7)。另外，對于評價值Ei，在Ci < E1......(2)的區(qū)域，推算運(yùn)算式的參數(shù)采用系數(shù)M2 (圖7)。但是，如果在參數(shù)切換 部34中，像圖7那樣，對應(yīng)于多個條件，切換荷載推算運(yùn)算部35中所采用的推算運(yùn)算式的參數(shù)，則具有根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果而獲得的推算運(yùn)算值通過切換，產(chǎn)生不連續(xù)的情況。另外，在圖7中，橫軸表示用于參數(shù)的切換的評價值Ei，縱軸表示已推算的荷載值。在該狀態(tài)，時間序列的荷載推算結(jié)果如圖8所示，產(chǎn)生不連續(xù)的部分。另夕卜，在圖8中，將橫軸作為時間軸，將縱軸作為已演算的推算荷載值。特別是，在輸入狀態(tài)在參數(shù)切換附近的狀況繼續(xù)的場合，因輸入的微妙的變化，頻繁地產(chǎn)生參數(shù)切換。即，在評價值Ei橫切閾值Ci時，產(chǎn)生推算荷載值不連續(xù)地變化的狀態(tài)。在評價值Ei停留于閾值Ci的附近的場合，時間序列的推算荷載值像圖8那樣，產(chǎn)生頻繁的不連續(xù)的部分。在像這樣，推算荷載值不連續(xù)地變化的場合，所輸出的推算荷載值的誤差變大，或形成與本來的不同的特性的推算荷載值。在像汽車中的控制系統(tǒng)那樣，根據(jù)已推算的荷載值，進(jìn)行各種的操作的控制系統(tǒng)中，最好不像這樣，推算荷載值不連續(xù)地變化。于是，作為消除該不連續(xù)地變化的對策，在設(shè)置于荷載推算運(yùn)算部35中的運(yùn)算補(bǔ)償部35a中，進(jìn)行下述這樣的處理。首先，在評價值Ei中的切換推算運(yùn)算式的參數(shù)的閾值Ci附近，比如，像圖9那樣，設(shè)置寬度2 Xm的邊界區(qū)域(Ci 一 m，Ci +m)。在該區(qū)域內(nèi)部，進(jìn)行計算考慮了評價值Ei中的夾持閾值Ci的兩側(cè)處的推算荷載值的不連續(xù)性的推算荷載的處理。如果比如，閾值Ci的左側(cè)的區(qū)域的推算運(yùn)算式的參數(shù)為M1，右側(cè)的區(qū)域的推算運(yùn)算式的參數(shù)為M2。通過相應(yīng)的參數(shù)而計算的荷載推算值為F(Ml)和F(M2)，則在上述區(qū)域內(nèi)部，像下述式那樣，將兩者的推算運(yùn)算結(jié)果合成，形成補(bǔ)償推算運(yùn)算式F。F= a F(Ml) + β F (M2)......(3)α + β = 1......(4)在這里，α與β滿足(4)式的關(guān)系，分別表示推算荷載F(Ml)的比例和推算荷載F(M2)的比例。比如，α與β也可像圖10那樣，在上述邊界區(qū)域內(nèi)，直線地變化。在該場合，上述邊界區(qū)域內(nèi)的推算荷載值像圖9所示的那樣，呈折線狀而變化。在這里，如果相對閾值Ci的增量由X表示，則α與β的關(guān)系為下述式的關(guān)系。 α / β = (m — x) / (m + x)......(5) 此外，推算荷載F(Ml)、F(M2)的比例也可為像圖13那樣，通過二次曲線而表示的合成比例。在該場合，上述邊界區(qū)域內(nèi)的推算荷載值像圖12所示的那樣平滑地變化。通過運(yùn)算補(bǔ)償部35a中的這樣的處理，通過荷載運(yùn)算部35運(yùn)算的推算荷載值像圖11中的作為時間序列變化而表示的那樣，具有連續(xù)性。由此，還容易適合于下述的控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在按照適合于車輛的行駛狀態(tài)的方式對在荷載運(yùn)算部35中使用的推算運(yùn)算式的參數(shù)進(jìn)行切換的同時，由于在所運(yùn)算的推算荷載值中沒有不連續(xù)的部分，故荷載推算精度提高，根據(jù)已推算的荷載，進(jìn)行各種的操作。
另外，所輸出的推算荷載的種類并不限于上述三個方向的荷載Fx、Fy、Fz，還可按照下述的方式構(gòu)成，該方式為:追加荷載運(yùn)算部35中的推算運(yùn)算式F的參數(shù)，對轉(zhuǎn)向力矩Mz、圍繞X軸的力矩Mx進(jìn)行演算。
此外，也可像圖3那樣，在傳感組件20中安裝溫度傳感器36，通過該溫度傳感器36的檢測信號，對各傳感器輸出信號進(jìn)行補(bǔ)償。在圖14中，給出下述結(jié)構(gòu)例，在前處理部31中，采用溫度傳感器36的檢測信號，通過溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)37，對作為兩個傳感器22A、22B的輸出信號的和而計算的平均值A(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)償。如果伴隨軸承旋轉(zhuǎn)的發(fā)熱、或由于周邊環(huán)境等車輪用軸承的溫度改變，由于即使在荷載不改變的情況下，傳感組件20的傳感器輸出信號仍因熱膨脹等而改變，故在已檢測的荷載中殘留有溫度的影響。于是，如果像上述那樣，通過溫度傳感器36的檢測信號，對各傳感器檢測信號進(jìn)行補(bǔ)償，則可降低溫度造成的檢測荷載誤差。
如果在車輪的輪胎和路面之間作用有荷載，則還在圖1所示的車輪用軸承的作為固定側(cè)部件的外方部件I上施加荷載，產(chǎn)生變形。由于在這里，傳感組件20中的形變發(fā)生部件21的三個接觸固定部21a接觸固定于外方部件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，該形變通過形變傳感器22A、22B以良好的靈敏度而檢測，在其輸出信號中產(chǎn)生的滯后也變小。
特別是在荷載推算機(jī)構(gòu)30中具有荷載運(yùn)算部35，該荷載運(yùn)算部35將各傳感組件20的傳感器輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算，在荷載推算機(jī)構(gòu)30中，根據(jù)多個傳感組件20的傳感器輸出信號，通過評價值計算部32而計算構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值Ei (圖7)，另外通過參數(shù)切換部34，將該評價值Ei與已確定的閾值Ci (圖7)進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果切換上述參數(shù)。另外，在荷載運(yùn)算部35中，在評價值Ei位于夾持閾值Ci的區(qū)域內(nèi)時，運(yùn)算補(bǔ)償部35a對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償，具體采用夾持閾值Ci的兩側(cè)的評價值區(qū)域的參數(shù)，通過將上述推算運(yùn)算式運(yùn)算的兩個荷載推算結(jié)果進(jìn)行合成。由此，可一邊對形變傳感器22A、22B的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，獲得連續(xù)的推算荷載。
圖17 圖21表示本發(fā)明的第2實施方式。在該帶有傳感器的車輪用軸承中，針對圖1 圖16所示的第I實施方式，各傳感組件20按照下述的方式構(gòu)成。在該場合，傳感組件20像圖20的放大縱向剖視圖所示的那樣，由形變發(fā)生部件21與一個形變傳感器22構(gòu)成，該一個形變傳感器22安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測形變發(fā)生部件21的形變。形變發(fā)生部件21在兩端部具有兩個接觸固定部21a，該兩個接觸固定部21a經(jīng)由間隔件23而接觸固定于外方部件I的外徑面上。此外，像圖21的剖視圖所示的那樣，通過在外方部件I的外徑面中的固定有上述形變發(fā)生部件21的兩個接觸固定部21a的兩個部位的中間部上開設(shè)槽lc，也可省略上述間隔件23，形變發(fā)生部件21中的缺口部21b所在的部位與外方部件I的外徑面離開。
但是，按照前述的各實施方式的帶有傳感器的車輪用軸承，與過去的帶有傳感器的車輪用軸承相比較，具有一定的優(yōu)良的效果，但是，在其荷載推算機(jī)構(gòu)30的結(jié)構(gòu)中，對于根據(jù)荷載推算運(yùn)算部35的運(yùn)算的結(jié)果而獲得的推算荷載值，通過推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換，推算荷載值的不連續(xù)的變化，誤差增大。S卩，像圖1所示的那樣，在荷載推算機(jī)構(gòu)30中具有荷載運(yùn)算部35，其中，將各傳感組件的傳感器輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式，對作用于車輪用軸承的荷載進(jìn)行運(yùn)算，在該荷載推算機(jī)構(gòu)30中，根據(jù)多個傳感組件的傳感器輸出信號，通過評價值計算部33，計算構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值Ei，另外通過參數(shù)切換部34，將該評價值Ei與已確定的閾值Ci相比較，通過該比較結(jié)果，切換上述參數(shù)。另外，在荷載運(yùn)算部35中，在評價值Ei在夾持閾值Ci的已確定的區(qū)域內(nèi)時，運(yùn)算補(bǔ)償部35a通過下述方式對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償，即采用夾持閾值Ci的兩側(cè)的評價值區(qū)域的參數(shù)，對上述推算運(yùn)算式所運(yùn)算的兩個荷載推算結(jié)果進(jìn)行合成。由此，可一邊對傳感器的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，獲得連續(xù)的推算荷載值。但是，同樣在該方案的場合，在輸入荷載狀態(tài)在參數(shù)切換附近的狀況繼續(xù)的場合，通過輸入的微妙的變化，參數(shù)切換頻繁地發(fā)生。此時，在通過荷載推算參數(shù)切換，推算荷載值不連續(xù)地變化的場合，所輸出的推算荷載值的誤差變大，或形成與本來的不同的特性的推算荷載值。對于根據(jù)已檢測的推算荷載值而進(jìn)行各種的操作的汽車等的控制系統(tǒng)，這樣的不連續(xù)的變化或誤差的放大是不優(yōu)選的。對于解決這樣的課題的第3實施方式，通過圖22 圖25而進(jìn)行說明。另外，對于與圖1 圖16所示的第I實施方式，與圖17 圖21所示的第2實施方式相同或相應(yīng)的部分，采用同一標(biāo)號，具體的說明省略。像圖22所示的那樣，在該第3實施方式中，沒有設(shè)置圖1所示的第I實施方式的荷載推算機(jī)構(gòu)30中的運(yùn)算補(bǔ)償部35a。代替設(shè)置運(yùn)算補(bǔ)償部35a，第3實施方式中的荷載推算機(jī)構(gòu)30包括荷載推算部35，該荷載推算部35將上述各傳感組件的傳感器的輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算；評價值計算部32，其輸出構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值；參數(shù)切換部，其將上述評價值與已確定的閾值 進(jìn)行比較，通過該比較結(jié)果，切換上述推算運(yùn)算式的參數(shù)，在上述閾值中設(shè)定滯值。特別是在輸入狀態(tài)在參數(shù)切換附近的狀況繼續(xù)的場合，因輸入的微妙的變化，參數(shù)切換會頻繁地發(fā)生。即，在評價值Ei橫切閾值Ci時，產(chǎn)生推算荷載值不連續(xù)地變化的狀態(tài)。在評價值Ei停留于閾值Ci的附近的場合，時間序列的推算荷載值像圖23那樣，產(chǎn)生頻繁的不連續(xù)的部分。在像這樣，推算荷載值不連續(xù)地變化的場合，所輸出的推算荷載值的誤差變大，或形成與本來的不同的特性的推算荷載值。在第3實施方式中，作為消除推算荷載值的不連續(xù)性的對策，在上述參數(shù)切換部34中采用的閾值Ci中設(shè)定圖24那樣的滯值，像下述那樣，進(jìn)行推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換。另外，在圖24中，將滯值的大小作為±1!而表示。即，在評價值Ei增加時，推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的閾值為Ci + h，在評價值Ei減少時，閾值為C1- h。由此，如果一旦發(fā)生推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換，則改變反向的參數(shù)的切換用的閾值，不產(chǎn)生頻繁的參數(shù)的切換。像這樣，即使在評價值Ei在閾值Ci附近的狀態(tài)的情況下，推算運(yùn)算式的參數(shù)仍不頻繁地切換，不連續(xù)的輸出狀態(tài)不會繼續(xù)產(chǎn)生，像圖25中的作為時間序列變化而表示的那樣，推算荷載值變得具有連續(xù)性。其結(jié)果是，還容易適合于下述的控制系統(tǒng)，其中，在按照適合于車輛的行駛狀態(tài)的方式，對荷載運(yùn)算部35所采用的推算運(yùn)算式的參數(shù)進(jìn)行切換的同時，由于在所運(yùn)算的推算荷載值中沒有不連續(xù)的部分，故荷載推算精度提高，根據(jù)已推算的荷載，進(jìn)行各種的操作。對于上述滯值的大小土h，可按照荷載推算時的誤差變小的方式，對應(yīng)于上述參數(shù)，調(diào)整到最佳的值。
特別是在具有荷載運(yùn)算部35的荷載推算機(jī)構(gòu)30中，荷載運(yùn)算部35將各傳感組件20的傳感器輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算，在荷載推算機(jī)構(gòu)30中，從評價值計算部32而輸出構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值Ei，另外通過參數(shù)切換部34將該評價值Ei與已確定的閾值Ci進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果，切換上述參數(shù)。另外，在該閾值Ci中設(shè)定滯值。由此，不產(chǎn)生推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的邊界區(qū)域的、頻繁的參數(shù)的切換，可抑制通過荷載運(yùn)算部35而運(yùn)算輸出的推算荷載值不連續(xù)的情況。其結(jié)果是，可一邊對形變傳感器22A、22B的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償、降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，獲得連續(xù)的推算荷載。
由于在各傳感組件20中，僅僅安裝一個形變傳感器22，故在荷載推算機(jī)構(gòu)30的前處理部31中，按照一定時間觀測各傳感組件20中的一個形變傳感器22的輸出信號，求出該傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)和振幅值B。其它的結(jié)構(gòu)與前面第I實施方式的場合基本相同。
另外，在上述各實施方式中，對外方部件I為固定側(cè)部件的場合進(jìn)行了說明，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，在該場合，傳感組件20設(shè)置于位于內(nèi)方部件的內(nèi)周的周面上。
此外，在這些實施方式中，對用于第3代的車輪用軸承的場合進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明也可用于軸承部分和輪轂為相互獨立的部件的第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還可用于從動輪用的車輪用軸承，此外，還可用于各代的錐滾型的車輪用軸承。
如上所述，參照附圖，對優(yōu)選的實施形式進(jìn)行了說明，但是，如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員，閱讀本申請說明書后，會在顯然的范圍內(nèi)容易想到各種變更和修改方式。于是，對于這樣的變更和修改方式，應(yīng)被解釋為根據(jù)權(quán)利要求書而確定的發(fā)明的范圍內(nèi)。
標(biāo)號的說明:
標(biāo)號I表不外方部件；
標(biāo)號2表不內(nèi)方部件；
標(biāo)號3、4表示滾動面；
標(biāo)號5表示滾動體；
標(biāo)號20表示傳感組件；
標(biāo)號21表示形變發(fā)生部件；
標(biāo)號21a表示接觸固定部；
標(biāo)號22、22A、22B表不形變傳感器；
標(biāo)號30表示荷載推算機(jī)構(gòu)；
標(biāo)號31表示前處理部；
標(biāo)號32表示評價值計算部；
標(biāo)號33表示Fy方向判斷部；標(biāo)號34表示參數(shù)切換部；標(biāo)號34a表示方向?qū)?yīng)命令部；標(biāo)號35表示荷載推算運(yùn)算部；標(biāo)號35a表示運(yùn)算補(bǔ)償部；標(biāo)號36表不溫度傳感器。
權(quán)利要求
1.一種帶有傳感器的車輪用軸承，該車輪用軸承包括:外方部件，在該外方部件的內(nèi)周形成多排的滾動面；內(nèi)方部件，在該內(nèi)方部件的外周形成與上述滾動面面對的滾動面；多排的滾動體，該多排的滾動體介設(shè)于兩個部件的面對的滾動面之間，該車輪用軸承以能旋轉(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)置多個荷載檢測用傳感組件，上述傳感組件包括:形變發(fā)生部件，該形變發(fā)生部件具有接觸而固定于上述固定側(cè)部件上的兩個以上的接觸固定部；一個以上的傳感器，該傳感器安裝于該形變發(fā)生部件上，檢測該形變發(fā)生部件的形變， 另外設(shè)置荷載推算機(jī)構(gòu)，該荷載推算機(jī)構(gòu)根據(jù)上述多個傳感組件的傳感器的輸出信號推算作用于車輪上的荷載， 上述荷載推算機(jī)構(gòu)包括:荷載推算運(yùn)算部，該荷載推算運(yùn)算部將上述各傳感組件的傳感器的輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算；評價值計算部，該評價值計算部根據(jù)上述多個傳感組件的傳感器的輸出信號，計算構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值；參數(shù)切換部，該參數(shù)切換部將該評價值與已確定的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果，切換上述推算運(yùn)算式的參數(shù)， 上述荷載推算運(yùn)算部包括運(yùn)算補(bǔ)償部，在上述評價值位于包括上述閾值的已確定的區(qū)域內(nèi)時，該運(yùn)算補(bǔ)償部采用夾持閾值的兩側(cè)的評價值區(qū)域的參數(shù)，通過合成上述推算運(yùn)算式所演算的兩個荷載推算結(jié)果，由此對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。
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，上述評價值計算部所計算的評價值表示車輛行駛速度。
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，上述評價值計算部將傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的差分作為上述評價值而計算，該傳感組件設(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上。
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，上述評價值計算部將傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的差分作為上述評價值而計算，該傳感組件設(shè)置于:位于輪胎觸地面的左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的左面部和右面部上。
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，上述評價值計算部將第I評價值、第2評價值和第3評價值中的任意兩個以上評價值復(fù)合，將該復(fù)合值作為評價值而計算，該第I評價值 為表示車輛行駛速度的評價值，該第2評價值作為通過對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上的傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的差分而求出，該第3評價值作為通過位于輪胎觸地面的左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的左面部和右面部上的傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的差分而求出。
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，上述荷載推算運(yùn)算部的運(yùn)算補(bǔ)償部對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?、上述評價值的包括上述閾值的已確定的區(qū)域為:將超過閾值的規(guī)定寬度的區(qū)域與到達(dá)閾值的規(guī)定寬度的區(qū)域合并的區(qū)域。
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，在上述評價值的包括上述閾值的已確定的區(qū)域，在上述荷載推算運(yùn)算部的運(yùn)算補(bǔ)償部將上述兩個荷載推算結(jié)果合成而進(jìn)行的運(yùn)算結(jié)果的補(bǔ)償中，求出該兩個荷載推算結(jié)果的線性之和。
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，在上述評價值的包括上述閾值的已確定的區(qū)域，在上述荷載推算運(yùn)算部的運(yùn)算補(bǔ)償部將上述兩個荷載推算結(jié)果合成而進(jìn)行的運(yùn)算結(jié)果的補(bǔ)償中，采用2次以上的函數(shù)進(jìn)行上述兩個荷載推算結(jié)果的合成。
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)置三個以上的上述傳感組件，上述荷載推算機(jī)構(gòu)根據(jù)上述三個以上的傳感組件的傳感器的輸出信號，推算作用于車輪用軸承的徑向的上下方向和左右方向的兩個徑向荷載、與作用于軸向的一個軸向荷載的共三個方向的荷載。
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，四個上述傳感組件以圓周方向90度的相位差均等配置于: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、右面部與左面部上。
11.根據(jù)權(quán)利要求3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)具有方向判斷部，該方向判斷部采用與上下位置面對而配置的兩個傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的差分來判斷軸向荷載的方向，上述參數(shù)切換部具有方向?qū)?yīng)命令部，該方向?qū)?yīng)命令部對應(yīng)于上述方向判斷部的判斷結(jié)果，進(jìn)行上述荷載推算運(yùn)算部的推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換。
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，上述荷載推算機(jī)構(gòu)包括:前處理部，該前處理部計算上述各傳感組件中的各傳感器的輸出信號的一定時間內(nèi)的平均值和振幅值，上述荷載推算運(yùn)算部的推算運(yùn)算式采用下述情況之一對荷載進(jìn)行運(yùn)算處理:僅采用上述平均值、或僅采用振幅值、或采用上述平均值和振幅值這兩者。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述傳感組件包括三個以上的接觸固定部和兩個傳感器，在鄰接的第I和第2接觸固定部之間、以及在鄰接的第2和第3接觸固定部之間，分別安裝各傳感組件，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體的排列間距的{l/2 + n(n為整數(shù))}倍，上述荷載推算機(jī)構(gòu)將上述兩個傳感器的輸出信號的和用作平均值。
14.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，在上述各傳感組件中設(shè)置溫度傳感器，根據(jù)該溫度傳感器的輸出信號，對傳感組件的傳感器的輸出信號進(jìn)行補(bǔ)償。
15.一種帶有傳感器的車輪用軸承，該車輪用軸承包括:外方部件，在該外方部件的內(nèi)周形成多排的滾動面；內(nèi)方部件，在該內(nèi)方部件的外周形成與上述滾動面面對的滾動面；多排的滾動體，該多排的滾動體介設(shè)于兩個部件的面對的滾動面之間，該車輪用軸承以能旋轉(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)置多個荷載檢測用傳感組件，上述傳感組件包括:形變發(fā)生部件，該形變發(fā)生部件具有接觸而固定于上述固定側(cè)部件上的兩個以上的接觸固定部；一個以上的傳感器，該傳感器安裝于該形變發(fā)生部件上，檢測該形變發(fā)生部件的形變， 另外設(shè)置荷載推算機(jī)構(gòu)，該荷載推算機(jī)構(gòu)根據(jù)上述多個傳感組件的傳感器的輸出信號推算作用于車輪上的荷載， 上述荷載推算機(jī)構(gòu)包括:荷載推算運(yùn)算部，該荷載推算運(yùn)算部將上述各傳感組件的傳感器的輸出信號代入已確定的推算運(yùn)算式中，對作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算；評價值輸出部，該評價值輸出部輸出構(gòu)成上述推算運(yùn)算式的參數(shù)的切換的指標(biāo)的一個以上的評價值；參數(shù)切換部，該參數(shù)切換部將該評價值與已確定的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果，切換上述推算運(yùn)算式的參數(shù)，在上述閾值中設(shè)定滯值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述評價值輸出部所輸出的評價值為車輛行駛速度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述評價值輸出部所輸出的評價值為轉(zhuǎn)向角度。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述評價值輸出部所輸出的評價值為轉(zhuǎn)向角信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述評價值輸出部將傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的差分作為上述評價值而輸出，該傳感組件設(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上。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述評價值輸出部將傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的差分作為上述評價值而輸出，該傳感組件設(shè)置于位于輪胎觸地面的左右位置的、上述固定側(cè)部件的外徑面的左面部和右面部上。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述評價值輸出部將傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的總計作為上述評價值而輸出，該傳感組件設(shè)置于位于輪胎觸地面的上下左右位置的、上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、左面部和右面部上。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，將對下述的評價值中的任意兩個以上評價值進(jìn)行復(fù)合處理而得到的值作為評價值而輸出，該評價值包括:表示車輛行駛速度的評價值；表示轉(zhuǎn)向角度的評價值；表示轉(zhuǎn)向角度信號的評價值；傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值進(jìn)行差分而求出的評價值，該傳感組件設(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上；傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值進(jìn)行差分而求出的另一評價值，該傳感組件設(shè)置于位于輪胎觸地面的左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的左面部和右面部上；作為傳感組件的傳感器的輸出信號的振幅值的總計而求出的評價值，該傳感組件設(shè)置于位于輪胎觸地面的上下左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、左面部和右面部上。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，可通過上述參數(shù)而調(diào)整按照上述閾值設(shè)定的滯值的大小。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，設(shè)置三個以上的上述傳感組件，上述荷載推算機(jī)構(gòu)根據(jù)上述三個以上的傳感組件的傳感器的輸出信號，推算作用于車輪用軸承的徑向的上下方向和左右方向的兩個徑向荷載、與作用于軸向的一個軸向荷載的共三個方向的荷載。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，四個上述傳感組件以圓周方向90度的相位差均等配置于: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、右面部與左面部上。
26.根據(jù)權(quán)利要求15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)包括前處理部，該前處理部計算上述各傳感組件中的各傳感器的輸出信號的一定時間內(nèi)的平均值和振幅值，上述荷載推算運(yùn)算部的推算運(yùn)算式采用下述之一對荷載進(jìn)行運(yùn)算處理，僅采用上述平均值、或僅采用振幅值、或上述平均值和振幅值這兩者。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述傳感組件包括三個以上的接觸固定部和兩個傳感器，在鄰接的第I和第2接觸固定部之間、以及在鄰接的第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體的排列間距的U/2 + n(n為整數(shù))}倍，上述荷載推算機(jī)構(gòu)將上述兩個傳感器的輸出信號的和用作平均值。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，在上述各傳感組件中設(shè)置溫度傳感器，根據(jù)該溫度 傳感器的輸出信號，對傳感組件的傳感器的輸出信號進(jìn)行補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有傳感器的車輪用軸承，其可一邊對傳感器的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償、降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，獲得連續(xù)的推算荷載。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(20)及根據(jù)傳感組件(20)的傳感器輸出信號推算荷載的荷載推算機(jī)構(gòu)(30)。荷載推算機(jī)構(gòu)(30)包括荷載推算運(yùn)算部(35)，其采用推算運(yùn)算式對荷載進(jìn)行運(yùn)算；評價值計算部(32)，其根據(jù)多個傳感器輸出信號，計算構(gòu)成推算運(yùn)算式的參數(shù)切換指標(biāo)的評價值(Ei)；參數(shù)切換部(34)，其根據(jù)對評價值(Ei)與閾值(Ci)進(jìn)行比較的結(jié)果切換參數(shù)。荷載推算運(yùn)算部(35)包括運(yùn)算補(bǔ)償部(35a)，其在包括閾值(Ci)的一定的評價值區(qū)域內(nèi)，將通過夾持閾值(Ci)的兩側(cè)的評價值區(qū)域的參數(shù)而運(yùn)算的兩個荷載推算結(jié)果合成，對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。
文檔編號F16C19/52GK103140745SQ201180043038
公開日2013年6月5日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者秋山步, 高橋亨, 西川健太郎, 乘松孝幸 申請人:Ntn株式會社