專利名稱:滾動軸承單元的轉(zhuǎn)速檢測裝置和載荷測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種滾動軸承單元的轉(zhuǎn)速檢測裝置和載荷測量裝置。例如,本發(fā)明涉及用于支撐汽車、鐵路車輛、各種運輸車輛等移動體的車輪的滾動軸承的改進(jìn),以通過測量構(gòu)成滾動軸承單元的轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速和測量加載在滾動軸承單元上的載荷(徑向載荷和軸向載荷中的一個或兩者)來確保移動體移動的穩(wěn)定性。
背景技術(shù):
例如,汽車車輪通過兩排徑向止推類型(double row angular)的滾動軸承單元由懸掛滾動地支撐。此外,為了確保汽車的運行穩(wěn)定性,使用了防抱死制動系統(tǒng)(ABS),牽引控制系統(tǒng)(TCS)、車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)(VSC)等的車輛運行穩(wěn)定裝置。為了控制各種車輛運行穩(wěn)定裝置,指示車輛轉(zhuǎn)速、在施加在車體等上的各方向上的加速度的信號變得必要。此外,為了實現(xiàn)更高級的控制,最好能知道經(jīng)過車輪施加在滾動軸承單元上的載荷(徑向載荷和軸向載荷中的一個或兩者)的大小。
鑒于這樣的情形,JP-A-2001-21577(以下稱作“專利參考文獻(xiàn)1”)描述了一種滾動軸承單元,該滾動軸承單元具有能夠測量徑向載荷的載荷測量裝置。根據(jù)背景技術(shù)的第一實例的具有載荷測量裝置的滾動軸承單元用于測量徑向載荷并且如圖15所示那樣構(gòu)成。輪轂2構(gòu)成由通過懸架支撐、用于連接車輪的轉(zhuǎn)動環(huán),外環(huán)1構(gòu)成固定環(huán),輪轂2固定到外環(huán)1的內(nèi)徑側(cè)。輪轂2具有輪轂主體4和內(nèi)環(huán)6,所述輪轂主體4具有用于將車輪固定在其外端部(在整合到車輛上的狀態(tài)下在寬度方向上形成外側(cè)的端部)的轉(zhuǎn)動側(cè)凸緣3。內(nèi)環(huán)6向外安裝在輪轂主體的內(nèi)端部(在整合到車輛上的狀態(tài)下在寬度方向上形成外側(cè)的端部)并且被螺母5壓緊。外環(huán)1的內(nèi)周面形成有分別構(gòu)成固定側(cè)軌道的兩排外環(huán)軌道7、7。輪轂2的外周面形成有分別構(gòu)成轉(zhuǎn)動側(cè)軌道的兩排內(nèi)環(huán)軌道8、8。此外,各個多個滾動件9a、9b設(shè)置在外環(huán)1的兩排外環(huán)軌道7、7和輪轂2的兩排內(nèi)環(huán)軌道8、8之間,以使輪轂2能夠在外環(huán)1的內(nèi)徑側(cè)轉(zhuǎn)動。
在徑向上穿過外環(huán)1的安裝孔10形成在外環(huán)1的軸向上的中間部上和基本在豎直方向上的外環(huán)1的上端部處的兩排外環(huán)軌道7、7之間的外環(huán)的部分上。此外,安裝孔10的內(nèi)部安裝有具有圓桿形(桿形)的位移傳感器,該傳感器構(gòu)成用于測量載荷的傳感器。位移傳感器11為非接觸類型并且設(shè)置在其前端面(下端面)的檢測面設(shè)置成與傳感器環(huán)12的外周面接近地相對,該傳感器環(huán)2向外地安裝成由在輪轂2的軸向上的中間部固定。當(dāng)所述的檢測面和傳感器環(huán)12的外周面之間的距離對應(yīng)一變化量變化時,位移傳感器11輸出信號。
在具有如上構(gòu)造的背景技術(shù)的載荷測量裝置的滾動軸承的情況中,基于位移傳感器11的檢測信號,可以計算施加在滾動軸承單元上的載荷。也就是說,盡管車輛的重量將由車輛懸架支撐的外環(huán)1壓向下側(cè),但是固定地支撐車輪的輪轂2會保持在其應(yīng)該在的位置。因此,基于外環(huán)1和輪轂2以及滾動件9a、9b的彈性變形,重量增加的越多,外環(huán)1的中心和輪轂的中心之間的變動增加地越多。此外,重量增加地越多,位移傳感器11的檢測面和設(shè)置在外環(huán)1的上端部處的傳感器環(huán)12的外周面之間的距離越小。因此,當(dāng)位移傳感器11的檢測信號傳輸給控制器時,施加在集成有位移傳感器11的滾動軸承單元上的徑向載荷可以通過由試驗等預(yù)先計算出的關(guān)系或映射來計算?;谝栽摲椒ㄋ嬎愠龅氖┘釉诟鳚L動軸承單元上的載荷,ABS得以恰當(dāng)?shù)乜刂?,此外,在?fù)載狀態(tài)的故障通知給駕駛員。
此外,根據(jù)如圖15所示的背景技術(shù)的結(jié)構(gòu),除了可以檢測施加在滾動軸承單元上的載荷之外,還能使輪轂2的轉(zhuǎn)速得以檢測。因此,傳感器轉(zhuǎn)子13向外安裝成由內(nèi)環(huán)6的外端部固定并且檢測轉(zhuǎn)速的傳感器15由連接到外環(huán)1的內(nèi)端開口部上的蓋14支撐。此外,轉(zhuǎn)速檢測傳感器15的檢測部分設(shè)置成經(jīng)由一檢測間隙與傳感器轉(zhuǎn)子13的檢測部相對。
在使用集成有上述轉(zhuǎn)速檢測裝置的滾動軸承單元時,當(dāng)傳感器轉(zhuǎn)子13與固定在車輪上的輪轂2一起轉(zhuǎn)動并且使傳感器轉(zhuǎn)子13的檢測部在轉(zhuǎn)速檢測傳感器15的檢測部附近運轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)速檢測傳感器15的輸出發(fā)生變化。以這種方式改變轉(zhuǎn)速檢測傳感器15的輸出的頻率與車輪的轉(zhuǎn)數(shù)成比例。因此,當(dāng)轉(zhuǎn)速檢測傳感器15的輸出信號傳輸給控制器時,ABS和TCS能夠得以適當(dāng)?shù)乜刂疲渲兴隹刂破魑词境觥?br>
雖然具有上述背景技術(shù)結(jié)構(gòu)的第一實例的載荷測量裝置的滾動軸承單元用于測量施加在滾動軸承單元上的徑向載荷,但是測量施加在滾動軸承單元上的軸向載荷的結(jié)構(gòu)也記載在JP-A-3-209016(以下稱作“專利參考文獻(xiàn)2”)等中并且在背景技術(shù)中已經(jīng)公知。圖16示出了具有記載在專利參考文獻(xiàn)2中的用于測量軸向載荷的載荷測量裝置的滾動軸承單元。在背景技術(shù)結(jié)構(gòu)的第二實例的情況中,用于支撐車輪的轉(zhuǎn)動側(cè)凸緣3a固定地設(shè)置在形成轉(zhuǎn)動環(huán)的輪轂2a的外端部的外周面上。此外,形成固定環(huán)的外環(huán)1a的外周面固定地設(shè)置有固定側(cè)凸緣17,用于由形成懸架的轉(zhuǎn)向節(jié)16固定地支撐外環(huán)1a.此外,外環(huán)1a的內(nèi)周面形成有兩排外環(huán)軌道7、7。輪轂2a的外周面形成有兩排內(nèi)環(huán)軌道8、8。此外,通過在外環(huán)1a的兩排外環(huán)軌道7、7和輪轂2a的兩排內(nèi)環(huán)軌道8、8之間滾動地設(shè)置各個多個滾動件9a、9b,輪轂2a可由外環(huán)1a的內(nèi)徑側(cè)滾動地支撐。
此外,各載荷傳感器20連接到固定側(cè)凸緣17的內(nèi)側(cè)面的多個部分上和圍繞螺孔19的多個部分上,該螺孔19用于擰入螺釘18以連接轉(zhuǎn)向節(jié)16的固定側(cè)凸緣17。在通過轉(zhuǎn)向節(jié)16來固定地支撐外環(huán)1a的狀態(tài)中,各載荷傳感器20支撐在轉(zhuǎn)向節(jié)16的外側(cè)和固定側(cè)凸緣14的內(nèi)側(cè)面之間。
在背景技術(shù)結(jié)構(gòu)第二實例的滾動軸承單元的載荷測量裝置的情況中,當(dāng)軸向載荷施加在車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)16之間,轉(zhuǎn)向節(jié)16的外側(cè)面和固定側(cè)凸緣17的內(nèi)側(cè)面從各載荷傳感器20的兩個面在軸向方向上強(qiáng)烈地壓各載荷傳感器20,所述車輪未示出。因此,通過將各載荷傳感器20的測量值加起來,可以計算車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)之間的軸向載荷。此外,雖然JP-B-62-3365(以下稱作“專利參考文獻(xiàn)3”)未示出,但其記載了一種由外環(huán)相應(yīng)構(gòu)件的振動頻率來計算滾動件的公轉(zhuǎn)速度和測量施加在滾動軸承上的軸向載荷的方法,所述外環(huán)相應(yīng)構(gòu)件的剛度被部分地減小。
在圖15中所示的背景技術(shù)結(jié)構(gòu)的第一實例的上述情況中,施加在滾動軸承單元上的載荷通過由位移傳感器11檢測外環(huán)1和輪轂2之間在直徑方向上的位移來測量。然而,在直徑方向上的位移量較小,因此為了精確地計算載荷,需要使用具有高精確度的位移傳感器11。具有高精確度的非接觸類型的傳感器較為昂貴,因此,具有載荷測量裝置的滾動軸承的成本不可避免地增加。
此外,在圖16中所示的背景技術(shù)結(jié)構(gòu)的第二實施例的上述情況中,需要設(shè)置與螺釘18的數(shù)量相同數(shù)量的載荷傳感器20,螺釘18用來將外環(huán)1a固定地支撐到轉(zhuǎn)向節(jié)16上。因此,除了載荷傳感器20本身較為昂貴之外,滾動軸承單元的載荷測量裝置的成本不可避免地顯著地增加。此外,根據(jù)在專利參考文獻(xiàn)3中記載的方法,必須部分地減小外環(huán)相應(yīng)構(gòu)件的剛度并且存在難以確保外環(huán)相應(yīng)構(gòu)件耐用性的可能性。
此外,根據(jù)用在滾動軸承單元的載荷測量裝置中的用于檢測各種轉(zhuǎn)動構(gòu)件之轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測裝置,當(dāng)其轉(zhuǎn)速將要被檢測的構(gòu)件的轉(zhuǎn)動中心與編碼器的幾何中心相互不一致時,轉(zhuǎn)速檢測的精確度下降。為了防止由于該原因使轉(zhuǎn)速檢測的精確度下降,可想到用如下方法來消除上述兩個中心的變動影響,即,將在編碼器上沿徑向相互相對的側(cè)面上的位置設(shè)置的一對轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號加在一起。然而,在上述情況中,需要兩個轉(zhuǎn)速檢測傳感器,該數(shù)量造成了成本和安裝空間的增加,因此,還是可以想到,存在難以采用上述的裝置的情況。
作為用于消除具有相對較低頻率的噪聲成分的技術(shù),已知一種通過LMS算法運行的自適應(yīng)濾波器,其記述在“自適應(yīng)濾波器的基本原理(部分2)”,日本聲學(xué)協(xié)會會議錄,第45卷,第9號日本聲學(xué)協(xié)會,1989,p.731-738(HaruoHamada,“Fundamental of an adaptive filter(part 2)”,proceeding of the JapanAcoustic Society,vol.45,No.9,(corp.),Japan Acoustic Society)(以下稱作“非專利參考文獻(xiàn)1”)中。此外,關(guān)于自適應(yīng)濾波器的概要,所公知的是chuo university,electric,electronic,intormation,communication engineeringdepartment,chao research lab,“what is afaptive filter”,[online],[searched onAugust 29,Heisei 15],internet<URLhttp://www.elect.chuo-u.ac.jp/chao/forB3/dsp/volterra/filter.html>(以下稱作“非專利參考文獻(xiàn)2”),The MathWorks,Inc.,“Outline and application of adaptivefilter”,[online],[searched on August 29,Heisei 15],internet<URLhttp://www.mathworks.ch/access/helpdesk/jhelp/toolbox/filterdesign/adaptiv2.shtml>(以下稱作“非專利參考文獻(xiàn)3”),The Mathworks,Inc.,“Example ofadapative filter using LMS algorism”,[online],[search on August 29,Heisei15],Internet,<URLhttp://www.mathworks.ch/access/helpdesk/jhelp/toolbox/filterdesign/adaptiv9.shtmai>(以下稱作“非專利參考文獻(xiàn)4”)等。此外,還關(guān)于同步類型的的濾波器,這也是一種自適應(yīng)濾波器,已知的是,例如,Haruo Hamda,other 3“Synchronizing type adaptive filter and active application to activenoise/vibration control”,proceeding of the Japan Acoustic Society,3-5-13,(Corp.)Japan Acoustic Society,March,Heisei 4,p.515-516(以下稱作非專利參考文獻(xiàn)5”)。此外,關(guān)于通過同步型LMS算法來抑制發(fā)動機(jī)振動的技術(shù),已知記述在Shigeki,Sato,other 4“Development of active mount”,automobile technology,(Corp.)The Society of Automobile Engineers of Japan,Vol.53,No.2,F(xiàn)ebruary1999,p.62-66(以下稱“非專利參考文獻(xiàn)6”。然而,在背景技術(shù)中,上述自適應(yīng)濾波器集中用于,通過發(fā)射具有與低頻噪聲相位相反的相位的聲波實現(xiàn)所謂的主動噪聲控制(so-to-speak active noise control),以減小低頻率噪聲。也就是說,在背景技術(shù)中,自適應(yīng)濾波器僅用于減小低頻噪聲,以使得從空調(diào)導(dǎo)管散發(fā)到室內(nèi)的低頻噪聲得以減小,或進(jìn)入到客車車廂內(nèi)部的低頻的排放或行駛噪聲得以減小,此外,由耳機(jī)外部進(jìn)入的外部低頻噪聲得以減小等。非專利文獻(xiàn)6所描述的技術(shù)的目的是抑止發(fā)動機(jī)的振動。換句話說,關(guān)于記述在非專利參考文獻(xiàn)1等中的在背景技術(shù)中已知的自適應(yīng)濾波器技術(shù),根本未能想到,通過使用編碼器而不考慮編碼器的回轉(zhuǎn)運動來提高轉(zhuǎn)速檢測的精確度。此外,特別是未能考慮到通過使用其他類型的濾波器來提高轉(zhuǎn)速檢測的精確度。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情形,本發(fā)明的目的是提供一種能夠以低成本構(gòu)成的滾動軸承單元的轉(zhuǎn)速檢測裝置和載荷測量裝置,其不會帶來耐用性或安裝空間的問題,并且在確保控制所需的精度的同時能夠檢測轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速。
優(yōu)選地,本發(fā)明的目的是提供一種能夠檢測轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速而不產(chǎn)生延遲的轉(zhuǎn)速檢測裝置,這通過將自適應(yīng)濾波器技術(shù)應(yīng)用到轉(zhuǎn)速檢測領(lǐng)域中來實現(xiàn),這與在背景技術(shù)中應(yīng)用到聲學(xué)領(lǐng)域等十分不同。
通過以下的構(gòu)造來實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)速檢測裝置包括編碼器,編碼器由轉(zhuǎn)動構(gòu)件固定地支撐、隨同所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件一起轉(zhuǎn)動,并且該編碼器在圓周方向上交替地改變其上的特性;轉(zhuǎn)速檢測傳感器,其上設(shè)有處于與所述編碼的檢測表面相對的狀態(tài)的檢測部;以及計算單元,其基于從所述檢測傳感器傳輸來的并且周期性改變的檢測信號來計算所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速。
特別是,根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)速檢測裝置,所述計算單元包括用于消除所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號的變動影響的濾波器電路,所述變動構(gòu)成所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的所述轉(zhuǎn)速計算中的誤差{例如,歸因于編碼器的轉(zhuǎn)動中心和幾何中心之間的不一致}。
優(yōu)選地,自適應(yīng)濾波器用作濾波電路。
根據(jù)如上述所構(gòu)成的本發(fā)明的轉(zhuǎn)速檢測裝置,例如,即使當(dāng)所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)動中心和所述編碼器的幾何中心相互不一致,也可以精確地計算所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速。也就是說,即使當(dāng)所述中心彼此不一致并且基于該不一致性的變動產(chǎn)生于所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號中,該變動可以抵消。因此,通過精確地把握基于轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速的各種狀態(tài),可以進(jìn)行迅速和正確的測量。
特別地,當(dāng)自適應(yīng)濾波器用作濾波電路時,與抵消變動相應(yīng)的信號處理延遲可以為零并且利用轉(zhuǎn)速的各種控制可以迅速地執(zhí)行。
當(dāng)本發(fā)明被實施時,優(yōu)選地,檢測信號的誤差分量由編碼器的一級轉(zhuǎn)動分量構(gòu)成,所述誤差分量構(gòu)成了作為所述變動的影響而被濾波器電路消除的對象。
編碼器的一級轉(zhuǎn)動分量的變動寬度與其他分量相比容易增加,因此,通過由濾波器電路來抵消所述分量的變動,可以有效地增加轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速檢測的精確度。
此外,除了自適應(yīng)濾波器之外,一個或多個種類的數(shù)字濾波器或模擬濾波器,或低通濾波器,或陷波濾波器可以分別地用作濾波電路。
在使用濾波電路的情況中,當(dāng)使用切斷頻率隨著轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速變化的級數(shù)固定類型濾波器時,即使在轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化的使用中,檢測信號也可以由濾波電路來有效地處理。
此外,當(dāng)在實施采用自適應(yīng)濾波器和濾波電路的本發(fā)明時,優(yōu)選地,所述自濾波器的接線頭數(shù)設(shè)置成等于所述編碼器每一轉(zhuǎn)時的脈沖數(shù)。
此外,優(yōu)選地將由同步類型的LMS運行的濾波器用作自適應(yīng)濾波器。
當(dāng)以該種方式構(gòu)成時,在編碼器的每次脈沖時處理轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號所必需的計算次數(shù)顯著地降低到足以能夠由低成本的計算單元(CPU)來處理,該低成本的計算單元(CPU)的計算速度不是特別地快。
此外,優(yōu)選地,計算所述自適應(yīng)濾波器的濾波系數(shù)的平均值并且基于該平均值修正所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的DC水平。
在該種情況中,優(yōu)選地將如下數(shù)值用作濾波系數(shù)的平均值,即,在所述編碼器的轉(zhuǎn)動方向上于等間距處(彼此相對180度的側(cè)面的位置)出現(xiàn)的任意兩個點取樣的濾波系數(shù)的平均值,或是構(gòu)成多個組合數(shù)據(jù)的四點或多于四點上的濾波系數(shù)的平均值,所述組合數(shù)據(jù)是在所述編碼器的轉(zhuǎn)動方向上于等間距處出現(xiàn)的任意兩個點取樣的濾波系數(shù)對的組合。
當(dāng)以該方式構(gòu)成時,即使在使用由同步類型LMS算法運行的自適應(yīng)濾波器的情況中,所述自適應(yīng)濾波器也能防止所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的DC水平被抵消,并且可以精確地把握基于所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速的各種狀態(tài)。
此外,優(yōu)選地,所述自適應(yīng)濾波器并聯(lián)于主信號通道(主通道)設(shè)置,所述主信號通道用于傳輸所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號。此外,沿著此通道,在所述主信號通道的下游部處將從所述自適應(yīng)濾波器所計算的構(gòu)成所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的變動量的誤差分量減去。此外,通過這樣的構(gòu)成,可以消除所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的變動影響。
當(dāng)自適應(yīng)濾波器以該方式并聯(lián)于主信號通道設(shè)置時,通過采用不同于濾波器與主信號通道串聯(lián)地(插入)布置、并且濾波器的特性通過背景技術(shù)中常用的一些方法而成為可變之構(gòu)型的構(gòu)型,可以容易地和充分地消除轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的變動影響。此外,雖然在陷波濾波器等濾波器串連地插入到主信號通道的情況中具有在主信號通道中產(chǎn)生時間延遲的可能性,通過將濾波器與主信號通道并聯(lián)地設(shè)置,不用擔(dān)心在主信號通道產(chǎn)生時間延遲。
此外,優(yōu)選地,由最速下降方法運行的數(shù)字濾波器或模擬濾波器用作自適應(yīng)濾波器。此外,更優(yōu)選地,將由LMS(最小均方)算法(基于最速下降方法將均方誤差最小化的運算規(guī)則)運行的數(shù)字濾波器或模擬濾波器用作自適應(yīng)濾波器。
在使用由最速下降方法(更優(yōu)選地,LMS算法)運行的自適應(yīng)濾波器時,自適應(yīng)濾波器可以在將基于轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)動中心和編碼器的幾何中心的不一致所產(chǎn)生的變動最小化的狀態(tài)下完成。因此,可以容易地和充分地消除基于變動的誤差。
此外,優(yōu)選地,構(gòu)成自適應(yīng)濾波器的輸入的基準(zhǔn)信號(與基于振擺的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的輸出信號的變動相關(guān)的信號)通過與所述編碼器(其中,在一轉(zhuǎn)中特征的變化次數(shù)已知)相對的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的處理電路、或者基于檢測信號計算轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速的處理電路由所述基準(zhǔn)信號自己來產(chǎn)生。
當(dāng)以該方式構(gòu)成時,可以低成本地和節(jié)省空間地產(chǎn)生基準(zhǔn)信號。即,在背景技術(shù)中已公知的使用自適應(yīng)濾波器的主動噪聲控制的情況中,不必知道需要被減低的外部噪聲的頻率和波形。因此,需要基于由分開設(shè)置的麥克風(fēng)所收集的外部噪聲(通過從外部輸入的信號來產(chǎn)生基準(zhǔn)信號)來產(chǎn)生用于抵消所述外部噪聲的聲音(具有與外部噪聲相同幅值的、并且其波形相位從所述外部噪聲的波形相位偏離180度的聲音)的基準(zhǔn)信號。與此相反的是,在將自適應(yīng)濾波器用作濾波電路的本發(fā)明的情況中,通過使用自適應(yīng)濾波器,基于振擺的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的變動信號得以減小。此外,編碼器的一轉(zhuǎn)中的特征變化次數(shù)預(yù)先已知,因此,通過觀察編碼器每一轉(zhuǎn)的脈沖次數(shù),在不需要特別地提供用于測量振擺的傳感器的情況下,可以產(chǎn)生與變動相關(guān)的基準(zhǔn)信號。所述基準(zhǔn)信號可以由編碼器每一轉(zhuǎn)構(gòu)成一個周期的下列任何波形構(gòu)成,即正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波和脈沖波。
此外,優(yōu)選地,關(guān)于所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號的變動,低通濾波器設(shè)置在所述自適應(yīng)濾波器的前面或后面,以平均第二變動,該第二變動基于的原因與基于編碼器的振擺的變動(所謂的累積磁極距誤差)的原因不同,并且該第二變動的周期短于基于振擺的變動(第一變動)的周期。
在由于編碼器的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的變動中,除了存在基于振擺的具有較長的周期的變動(第一變動)(低頻波)之外,還存在由在圓周方向上的特征的變化構(gòu)成的磁極距誤差(磁極距誤差)引起的具有較短的周期的變動(第二變動)(高頻波)。通過自適應(yīng)濾波器難以減小高頻波的變動。然而,可以通過使用平均值濾波器等的低通濾波器來修正高頻波變動,平均值濾波器執(zhí)行移動平均等的平均處理。因此,當(dāng)平均值濾波器等的低通濾波器設(shè)置在如上所述的自適應(yīng)濾波器的前面或后面時,不僅可以減小基于編碼器振擺的轉(zhuǎn)動檢測傳感器的檢測信號的變動(第一變動)(稱為所謂累積磁極距誤差),還可以減小基于編碼器特征變化的磁極距誤差的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的變動(第二變動)。
此外,當(dāng)實施將自適應(yīng)濾波器用作濾波器電路的本發(fā)明時,優(yōu)選地,固定地支撐編碼器的轉(zhuǎn)動構(gòu)件由保持架構(gòu)成,該保持架設(shè)置在構(gòu)成滾動軸承單元的一對軸承環(huán)之間并且與保持在多個槽窩中的滾動件的公轉(zhuǎn)一致地轉(zhuǎn)動。
歸因于編碼器的轉(zhuǎn)動中心和幾何中心的不一致性產(chǎn)生了基于編碼器振擺的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的變動。此外,該不一致性還由集成誤差等產(chǎn)生。然而,通過增加集成精度,基于集成誤差的兩個中心的不一致性可以被抑制到實際不造成問題的程度。
然而,在編碼器由保持架支撐的情況中,即使當(dāng)保持架和編碼器的各自幾何中心被制成相互完全的一致,仍會產(chǎn)生編碼器的轉(zhuǎn)動中心和幾何中心的不一致性。原因是,如上所述,在各滾動件的滾動面和保持架的槽窩的內(nèi)面之間存在間隙。
因此,當(dāng)使用由保持架固定支撐的編碼器來檢測該保持架的轉(zhuǎn)速時,重要的是處理基于編碼器的轉(zhuǎn)動中心和幾何中心之間的不一致的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號的變動。
此外,特別地,當(dāng)檢測面為在編碼器的軸向方向上的一個側(cè)面時,重要的是實施將自適應(yīng)濾波器用作濾波電路的本發(fā)明。
在編碼器由保持架的一個部分固定支撐的情況中和在編碼器的幾何中心和轉(zhuǎn)動中心不彼此一致的情況中,即使編碼器的檢測面由不論是周邊面、還是在軸向方向上的一個側(cè)面的任何面構(gòu)成,轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號基于所述的不一致性會發(fā)生變動。然而,當(dāng)編碼器和轉(zhuǎn)速檢測裝置的檢測部設(shè)置在滾動軸承中的有限空間的內(nèi)部,通過將在編碼器的軸向方向上的一個側(cè)面來構(gòu)成檢測面可以增加設(shè)計的自由度。
此外,可以想到的是,將自適應(yīng)濾波器用作過濾電路的本發(fā)明的實施例優(yōu)選是滾動軸承單元的載荷測量裝置。
滾動軸承的載荷測量裝置具有固定環(huán),轉(zhuǎn)動環(huán),多個滾動件,一對轉(zhuǎn)速檢測裝置和計算單元。
其中固定環(huán)即使在被使用時也不轉(zhuǎn)動。
此外,轉(zhuǎn)動環(huán)與固定環(huán)同中心地設(shè)置并且轉(zhuǎn)動環(huán)在使用時轉(zhuǎn)動。
此外,所述的各滾動件在固定環(huán)和轉(zhuǎn)動環(huán)的彼此相對的部分處可滾動地設(shè)置在各為兩排的固定側(cè)軌道和轉(zhuǎn)動側(cè)軌道之間,每排各有多個滾動件,所述多個滾動件的接觸角的方向在所述兩排之間彼此相反。
此外,轉(zhuǎn)速檢測裝置用于檢測保持兩排滾動件的保持架對的轉(zhuǎn)速。
此外,計算單元基于由各轉(zhuǎn)速檢測裝置所檢測到的保持架對的轉(zhuǎn)速來計算在所述固定環(huán)和所述轉(zhuǎn)動環(huán)之間的載荷。
將自適應(yīng)濾波器用作濾波電路的本發(fā)明應(yīng)用到滾動軸承單元的載荷測量裝置中時,上述各轉(zhuǎn)速檢測裝置由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
更優(yōu)選地,轉(zhuǎn)動環(huán)由處于固定在汽車車輪上的狀態(tài)下與車輪一起轉(zhuǎn)動的輪轂形成。
圖1是用于測量載荷的集成有轉(zhuǎn)速檢測裝置的滾動軸承單元的剖視圖,其示出了本發(fā)明的第一實施例;圖2是放大圖1的部分A的示圖;圖3是取出了保持架和滾動件、編碼器、轉(zhuǎn)速檢測傳感器以在從圖2的上側(cè)觀察到的狀態(tài)示出的示意圖;圖4是滾動軸承的示意圖,其用于說明能夠基于轉(zhuǎn)速測量載荷的原因;圖5是示出了電路的框圖,該電路用于通過自適應(yīng)濾波器來減小基于保持架回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的輸出信號的變動;圖6是從圖1至3的側(cè)向示出了保持架和編碼器的示意圖,其用于說明基于保持架回轉(zhuǎn)而使轉(zhuǎn)速檢測傳感器的輸出信號變化的原因;圖7是示出了指示轉(zhuǎn)速的信號基于保持架回轉(zhuǎn)和磁極距誤差而發(fā)生變化的狀態(tài)的曲線圖,該信號從轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號計算得到;圖8是示出了通過自適應(yīng)濾波器來減小指示轉(zhuǎn)速的信號的變動的曲線圖,所述信號從轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號計算得到;圖9是示出了這樣情形的曲線圖,即,在采用同步類的LMS算法來使自適應(yīng)濾波器工作并且沒有關(guān)于DC水平的修正時,用于指示轉(zhuǎn)速的信號發(fā)生變化的情形,從而來說明本發(fā)明的第二實施例的必要性;圖10是類似于圖5的示圖,其示出了本發(fā)明的第二實施例;圖11是示出了對濾波器系數(shù)進(jìn)行取樣以進(jìn)行關(guān)于DC水平的修正的示圖;圖12是示出了這樣情形的曲線圖,即,在采用同步類型的LMS算法來使自適應(yīng)濾波器工作并且進(jìn)行關(guān)于DC水平的修正時,用于指示轉(zhuǎn)速的信號發(fā)生變化的情形,以顯示第二實施例的效果;
圖13是示出了用在本發(fā)明的第三實施例中的低通濾波器的工作的流程圖;圖14是示出了用在本發(fā)明的第四實施例中的陷波濾波器的工作的流程圖;圖15是在背景技術(shù)中已知的集成有用于測量徑向載荷的傳感器的滾動軸承單元的剖視圖;圖16是在背景技術(shù)中已知的集成有用于測量軸向載荷的傳感器的滾動軸承單元的剖視圖。
此外,在附圖中的附圖標(biāo)記中,標(biāo)記1、1a指示外環(huán),標(biāo)記2、2a指示輪轂,標(biāo)記3、3a指示轉(zhuǎn)動側(cè)凸緣,標(biāo)記4指示輪轂主體,標(biāo)記5指示螺母,標(biāo)記6指示內(nèi)環(huán),標(biāo)記7指示外環(huán)軌道,標(biāo)記8指示內(nèi)環(huán)軌道,標(biāo)記9a、9b指示滾動件,標(biāo)記10、10a指示安裝孔,標(biāo)記11指示位移傳感器,標(biāo)記12指示傳感器環(huán),標(biāo)記13指示傳感器轉(zhuǎn)子,標(biāo)記14指示蓋子,標(biāo)記15指示轉(zhuǎn)速檢測傳感器,標(biāo)記16指示轉(zhuǎn)向節(jié),標(biāo)記17指示固定側(cè)凸緣,標(biāo)記18指示螺栓,標(biāo)記19指示螺孔,標(biāo)記20指示載荷傳感器,標(biāo)記21a、21b指示保持架,標(biāo)記22指示傳感器單元,標(biāo)記23指示前端部,標(biāo)記24a、24b指示公轉(zhuǎn)速度(revolution speed)檢測傳感器,標(biāo)記25指示邊緣部,標(biāo)記26a、26b指示公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器,標(biāo)記27指示轉(zhuǎn)速檢測編碼器,標(biāo)記28指示自適應(yīng)濾波器。
具體實施例方式
參考如下附圖,將對根據(jù)本發(fā)明的各實施例的滾動軸承單元的轉(zhuǎn)速檢測裝置和載荷測量裝置進(jìn)行詳細(xì)地說明。
(第一實施例)圖1至8示出了本發(fā)明的第一實施例。所示出的實施例是本發(fā)明應(yīng)用到滾動軸承單元的載荷測量裝置上時的實施例,所述載荷測量裝置用于測量施加在支撐汽車驅(qū)動輪(FR車輛、RR車輛的前輪,MD車輛的前輪,F(xiàn)F車輛的后輪)的滾動軸承單元上的載荷。在此的滾動軸承單元部的滾動軸承的構(gòu)成和運轉(zhuǎn)類似于在圖15中所示出的上述背景技術(shù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成和運轉(zhuǎn),因此等同的部分附有相同的附圖標(biāo)記以省略或簡化重復(fù)的說明,并且如下將集中地對本實施例的特征操作進(jìn)行說明。
構(gòu)成轉(zhuǎn)動環(huán)的輪轂2的外周面形成有兩排徑向止推類型的內(nèi)環(huán)軌道8、8,其分別構(gòu)成轉(zhuǎn)動側(cè)軌道。此外,構(gòu)成固定環(huán)的外環(huán)1的內(nèi)周面形成有兩排徑向止推類型的外環(huán)軌道7、7,其分別構(gòu)成固定側(cè)軌道。此外,通過在如下狀態(tài)下將滾動件(滾珠)9a、9b滾動地支撐在輪轂2的兩排徑向止推類型內(nèi)軌道8、8和外環(huán)1的兩排徑向止推類型外軌道7、7之間而使輪轂2被外環(huán)1的內(nèi)徑側(cè)可轉(zhuǎn)動地支撐,所述狀態(tài)即,將各滾動件(滾珠)9a、9b分成兩排(2排)并且由保持架21 a、21b保持,其中各排中分別保持有滾動件中的多個。在該狀態(tài)下,各排的滾動件9a、9b具有方向彼此相反的接觸角αa,βb(圖2)并且具有相同的大小以構(gòu)成具有背面一體化類型(back faceintegrating type)的兩排徑向止推類型滾珠軸承。各排的滾動件9a、9b被施加足夠大小的預(yù)載荷,其程度是使得滾動件在使用時不會因施加的軸向載荷而損壞(lost)。在采用滾動軸承單元時,外環(huán)1由懸架和制動盤固定地支撐,而車輪的輪部由輪轂2的轉(zhuǎn)動側(cè)凸緣3固定地支撐。
安裝孔10a以如下狀態(tài)形成,即,其在外環(huán)1的軸向方向的中間部和在構(gòu)成上述滾動軸承單元的兩排外環(huán)軌道7、7之間的部分穿過外環(huán)1。此外,傳感器單元22沿外環(huán)1的直徑方向從外側(cè)向內(nèi)側(cè)插入到安裝孔10a中,并且傳感器單元22的前端部23從外環(huán)1的內(nèi)周面突出來。前端部23具有一對分別構(gòu)成轉(zhuǎn)動檢測傳感器的公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b和單個的轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a。
在其中的各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b用于測量設(shè)置成兩排的滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度。各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b在前端部23中沿輪轂2的軸向(圖1至2的左右方向)的兩側(cè)面處設(shè)置有其各自的檢測面。在本實施例的情況中,各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b檢測設(shè)置成兩排的各滾動件9a、9b的轉(zhuǎn)速作為相應(yīng)的保持架21a、21b的轉(zhuǎn)速。為此目的,在本實施例的情況中,構(gòu)成各保持架21a、21b的邊緣部25、25相對于彼此設(shè)置在兩側(cè)。此外,分別形成圓環(huán)形的公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a、26b連接在各邊緣部25、25的面上并由其支撐,所述邊緣部25、25在其整個周界上彼此相對。各編碼器26a、26b的檢測面的特性沿圓周方向等間隔地和交替地變化,從而使各保持架21a、21b的轉(zhuǎn)速可通過公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b來測量。
為此目的,將各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b的檢測面設(shè)置成與形成各轉(zhuǎn)速檢測編碼器26a、26b的檢測面的彼此相對面接近地相對。此外,優(yōu)選地將各轉(zhuǎn)速檢測編碼器26a、26b的檢測面和公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b的檢測面之間的距離(檢測間隙)設(shè)置成大于槽窩間隙(picket clearance)并且等于或小于2mm,所述槽窩間隙為各保持架9a、9b的各槽窩的內(nèi)面和各滾動件9a、9b的滾動面之間的間隙。當(dāng)檢測間隙等于或小于槽窩間隙時,在各保持架21a、21b被移動該槽窩間隙的大小的情況中,這帶來了測量面和測量面磨損的可能性,因此該情況不是優(yōu)選的。相反地,當(dāng)檢測間隙超過2mm時,難以通過各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b來精確地測量各公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a、26b的轉(zhuǎn)動。
另一方面,轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a用于檢測形成轉(zhuǎn)動環(huán)的輪轂2的轉(zhuǎn)速,并且其檢測面設(shè)置在前端部23的前端面上,即外環(huán)1在直徑方向上的內(nèi)端面上。此外,具有柱形的轉(zhuǎn)速編碼器27向外安裝成固定在輪轂2的中間部以及兩排的內(nèi)軌道8、8之間。轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a的檢測面設(shè)置成與形成檢測面的轉(zhuǎn)速檢測編碼器27的外周面相對。轉(zhuǎn)速檢測編碼器27的檢測面的特性在圓周方向等間隔地并且交替地變化,從而使輪轂2的轉(zhuǎn)速可通過轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a檢測。還有,轉(zhuǎn)速檢測編碼器27的外周面和轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a的檢測面之間的測量間隙限制為等于或小于2mm。
此外,具有用于檢測車輪轉(zhuǎn)速的各種結(jié)構(gòu)的各編碼器26a、26b、27可用來提供在背景技術(shù)中控制ABS或TCS的信號。例如,可以優(yōu)選地使用由多個磁體制成的各編碼器26a、26b,所述的多個磁體在檢測面(側(cè)面或外周面)上N磁極和S磁極交替地和等間隔地排列。附帶地,可以使用簡單地由磁性材料制成的編碼器或其光學(xué)特性在圓周方向上等間隔地并且交替地變化的編碼器(通過與光學(xué)類轉(zhuǎn)速檢測傳感器結(jié)合)。
在本實施例的情況中,將圓環(huán)形的永久磁體用作各轉(zhuǎn)速檢測編碼器26a、26b,其中,其形成檢測面的側(cè)面交替地和等間隔地布置有S磁極和N磁極。各轉(zhuǎn)速檢測編碼器25a、25b連接成固定在各保持架21a、21b的邊緣部25、25的側(cè)面上,這通過粘合來單獨制造,或通過插入模制來模制,所述插入模制即在通過注模方法模制各保持架21a、21b時將轉(zhuǎn)速檢測編碼器26a、26b放置在空腔的內(nèi)部的方法。根據(jù)成本和所需要的連接強(qiáng)度等因素來選擇所要采用的方法。
此外,磁性類的轉(zhuǎn)速檢測傳感器可以優(yōu)選地用作各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b和轉(zhuǎn)速檢測傳感器14a,所有的這些傳感器是用于檢測轉(zhuǎn)速的傳感器。此外,集成有霍爾元件(hole element)、霍爾IC(hole IC)、抗磁性元件(MR元件,GMR元件)、MI元件等的磁性檢測元件的有源類型(active type)轉(zhuǎn)動檢測傳感器優(yōu)選用作磁性類的轉(zhuǎn)速檢測傳感器。為了構(gòu)成集成有磁性檢測元件的有源類型的轉(zhuǎn)速檢測傳感器,例如,磁性檢測元件的一個側(cè)面直接地或經(jīng)由磁性材料制成的定子(當(dāng)使用由磁性材料制成的編碼器時)抵靠在永久磁體的磁化方向上的一個端面上,而磁性檢測元件的另一側(cè)面設(shè)置成直接地或經(jīng)由磁性材料制成的定子與各編碼器26a、26b、27的檢測面相對。此外,在本實施例的情況中,不需要在傳感器的一側(cè)上的、由永久磁體制成的編碼器。
在根據(jù)本發(fā)明的滾動軸承單元的載荷測量裝置的情況中,各傳感器24a、24b、15a的檢測信號輸入到計算單元中,該計算單元未示出。此外,該計算單元基于從各傳感器24a、24b、15a傳輸來的檢測信號計算在外環(huán)1和輪轂2之間施加的徑向載荷和軸向載荷的一個或兩者。例如,當(dāng)計算徑向載荷時,計算單元計算由公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b檢測到的各排的滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度的和。此外,計算單元基于該總和與轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a所檢測到的輪轂2的轉(zhuǎn)速的比值來計算徑向載荷。此外,當(dāng)計算軸向載荷時,計算單元計算公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b所檢測到的各排滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度的差值。此外,計算單元基于該差值與由轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a所檢測到的輪轂2的轉(zhuǎn)速的比值來計算軸向載荷。參考圖4將給出對這方面的說明。此外,接下來將給出的說明基于如下假設(shè),即,在不施加軸向載荷Fa的狀態(tài)中各排的滾動件9a、9b的接觸角αa、αb彼此相同。
圖4通過簡要顯示滾動軸承來示出負(fù)載工作狀態(tài),該滾動軸承用于支撐如圖1所示的車輪。預(yù)載荷F0、F0施加在布置于兩排內(nèi)環(huán)軌道8、8和兩排外環(huán)軌道7、7之間的兩排軌道中的滾動件9a、9b上。此外,滾動軸承單元在使用時被車身重量等施加徑向載荷Fr。此外,在轉(zhuǎn)彎行駛等時所施加的離心作用力施加為徑向載荷Fa。預(yù)載荷F0、F0、徑向載荷Fr、軸向載荷Fa中的任何一個都影響各滾動件9a、9b的接觸角α(αa、αb)。此外,當(dāng)接觸角αa、αb改變時,各滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度nc改變。當(dāng)各滾動件9a、9b的節(jié)圓直徑由標(biāo)記D標(biāo)示、各滾動件9a、9d的直徑由標(biāo)記d標(biāo)示、具有相應(yīng)內(nèi)環(huán)軌道8、8的輪轂2的轉(zhuǎn)速由標(biāo)記ni標(biāo)示,以及具有相應(yīng)外環(huán)軌道7、7的外環(huán)1由標(biāo)記n0標(biāo)示時,公轉(zhuǎn)速度nc由下述方程(1)表示。
nc={1-(d·cos α/D)·(ni/2)}+{1+(d·cos α/D)·(n0/2)}...(1)從方程(1)顯然可知,各滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度nc隨各滾動件9a、9b的接觸角α(αa、αb)的變化而變化,并且如上所述,接觸角αa、αb隨徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的變化而變化。因此,公轉(zhuǎn)速度nc隨徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的變化而變化。具體地說,關(guān)于徑向載荷Fr,徑向載荷Fr越大,公轉(zhuǎn)速度nc越小,原因是輪轂2轉(zhuǎn)動而外環(huán)1不轉(zhuǎn)動。此外,關(guān)于軸向載荷,支撐軸向載荷的排的公轉(zhuǎn)速度變大而不支撐軸向載荷的排的公轉(zhuǎn)速度變小。因此,基于公轉(zhuǎn)速度nc來計算徑向載荷Fr和軸向載荷Fa。
然而,與公轉(zhuǎn)速度nc的變化相關(guān)的接觸角α不僅隨徑向載荷Fr和軸向載荷Fa在彼此關(guān)聯(lián)的同時變化,而且還隨預(yù)載荷F0、F0變化。而且,公轉(zhuǎn)速度nc還與輪轂2的轉(zhuǎn)速ni成正比地變化。因此,只有軸向載荷Fa、預(yù)載荷F0、F0、轉(zhuǎn)速ni的每一個都相關(guān)地得以考慮,才能準(zhǔn)確地計算公轉(zhuǎn)速度nc。在其中的預(yù)載荷F0、F0不隨工作狀態(tài)變化,因此可容易地通過初始設(shè)置等排除影響。與此相反的,徑向載荷Fr、軸向載荷Fa和輪轂2的轉(zhuǎn)速ni總是隨工作狀態(tài)變化,因此,不能通過初始設(shè)置等來排除影響。
鑒于上述情形,在上述實施例的情況中,如上所述,在計算徑向載荷時,通過計算由各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b所檢測到的各排滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度的總和,可以減小軸向載荷Fa的影響。此外,在計算軸向載荷時,通過計算各排滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度之間的差值,可減小徑向載荷Fr的影響。此外,在任何的情況中,通過基于上述總和或上述差值與由轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a所檢測到的輪轂2的轉(zhuǎn)速ni的比值,輪轂2的轉(zhuǎn)速ni的影響得以排除。然而,在基于各排地滾動件9a、9b的轉(zhuǎn)速的比值來計算軸向載荷Fa時,輪轂2的轉(zhuǎn)速則不必需要。
此外,雖然存在基于各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b的信號來計算徑向載荷和軸向載荷的其中一個和兩者的各種現(xiàn)有方法,但是這些方法與本發(fā)明的本質(zhì)不相關(guān),因此對其的詳細(xì)地說明將被省略。
然而,在通過任何方法計算任一載荷時,重要的是基于各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b的檢測信號來精確地計算各排滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度,從而增加載荷測量的精確度。
與此相反的是,各公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b的檢測信號(基于這些的指示公轉(zhuǎn)速度的信號)包括基于檢測面的磁極距(在圓周方向上彼此鄰近的S極和N極之間的間距)誤差的、具有上述較高頻率的變動和與保持架21a、21b的振擺運動相應(yīng)的具有上述較低頻率的變動。當(dāng)不處理(減小)上述變動時,各排滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度不能得以精確地計算,因此,徑向載荷和軸向載荷的測量精確度下降。因此,在本實施例的情況中,通過采用如圖5所述的自適應(yīng)濾波器,減小了基于振擺運動的具有較小頻率的變動,此外,通過采用如平均值濾波器等的低通濾波器,其未示出,基于磁極距的誤差的具有較高頻率的變動得以減小。
首先,參考圖6至圖7,將對兩種變動所產(chǎn)生的原因進(jìn)行說明。鑒于將各滾動件9a(9b)轉(zhuǎn)動地保持的必要性,保持公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a、26b(或其本身具有編碼器的功能)的保持架21a(21b)的槽窩的內(nèi)面和各轉(zhuǎn)動構(gòu)件9a(9b)的滾動面之間存在間隙。因此,即使各組件整合在一起的精度被盡可能地提高,在滾動軸承單元的工作時,仍存在各滾動件9a(9b)的節(jié)圓中心(輪轂2的轉(zhuǎn)動中心)O2和保持架21a(21b)的轉(zhuǎn)動中心O21相對于彼此偏離δ的量的可能性,該δ量夸大地示出在圖6中。此外,基于該偏心量,轉(zhuǎn)速檢測編碼器26a(26b)在轉(zhuǎn)動中心O21的周圍進(jìn)行振擺運動。該振擺運動的結(jié)果是,公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的檢測面具有在不同于轉(zhuǎn)動方向的方向上的移動速度。在不同于轉(zhuǎn)動方向的方向上的移動速度,例如,在圖6的左右方向上的移動速度疊加到轉(zhuǎn)動方向上的移動速度上和從在轉(zhuǎn)動方向上的移動速度中減去。在另一方面,公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)基于公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的檢測面的移動速度來檢測各滾動件9a(9b)的公轉(zhuǎn)速度,因此,大小為δ的偏心量對其檢測面設(shè)置成與公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的側(cè)面相對的公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的檢測信號具有影響。
當(dāng)公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的檢測面設(shè)置成與公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的側(cè)面相對時,公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的檢測信號(基于其上指示公轉(zhuǎn)速度的信號)如圖7的點劃線α所示正弦地變化。也就是說,即使當(dāng)各滾動件9a(9b)的公轉(zhuǎn)速度不變時,由公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號所指示的公轉(zhuǎn)速度如點劃線α所示正弦地變化。具體地說,當(dāng)在圖6的左右方向上的移動速度加給在轉(zhuǎn)動方向上的移動速度時,輸出信號變成與快于實際公轉(zhuǎn)速度的速度相對應(yīng)的信號。相反地,當(dāng)在左右方向的移動速度從在轉(zhuǎn)動方向上的移動速度中減去,輸出信號變成與慢于實際公轉(zhuǎn)速度的速度相對應(yīng)的信號。雖然在圖中所繪制出的δ量的大小比實際情況中的更夸大,但是,當(dāng)需要更加精確地計算施加在滾動軸承單元上的徑向載荷Fr和軸向載荷Fa以便更加嚴(yán)格地執(zhí)行例如使車輛穩(wěn)定的控制時,需要解決由于偏心所帶來的誤差。
此外,雖然在公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a、25b的側(cè)面上排列的S極和N極之間的磁極距(pitch)應(yīng)該保持固有地相同,但是,由于在制造中所產(chǎn)生的磁化誤差等原因,存在磁極距彼此之間不同的情況,盡管其間的差別較小。此外,基于該誤差,公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的檢測信號被改變?;诖艠O距(magnetizing pitch)的誤差的變動周期比基于振擺運動的變動周期要短得多。例如,當(dāng)公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的側(cè)面(檢測面)的特性(S極和N極的重復(fù))在檢測面的整個外周上改變60次,基于磁極距誤差的變動周期變?yōu)榛谡駭[運動的變動周期的1/60。
通過加入(疊加)兩種變動所構(gòu)成的從公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)輸出的檢測信號(基于其上指示公轉(zhuǎn)速度的信號)如圖7中的粗線β所示。為了精確地計算徑向載荷Fr和軸向載荷Fa,需要減小這兩種變動。因此,在本實施例的情況中,根據(jù)振擺運動的具有較低頻率的變動通過如圖5所示的自適應(yīng)濾波器28來減小,而根據(jù)磁極距誤差的具有較高頻率的變動通過平均值濾波器等的低通濾波器來減小,該低通濾波器未示出。此外,作為自適應(yīng)算法(adaptive algorism),將FIR濾波器用作自適應(yīng)濾波器的LMS(最小均方(least squares mean))算法(基于最速下降方法將均方誤差最小化的運算規(guī)則)是優(yōu)選的,所述FIR濾波器在隨后提到。
首先,如圖5所示,將對通過自適應(yīng)濾波器來減小具有低頻率的變動進(jìn)行說明。在公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)與公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)相對的部分處的移動速度通過下述方式來構(gòu)成,即將實際轉(zhuǎn)速dd與基于偏心量δ而由振擺引起的一次轉(zhuǎn)動分量的表觀速度(apparent speed)的變動量dn疊加。因此,公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號d成為指示將實際轉(zhuǎn)速dd與變動量dn相加的速度之和(d=dd+dn)的信號。當(dāng)自適應(yīng)濾波器將變動量dn從輸出信號d中減去時,實際轉(zhuǎn)速dd得以計算。
另一方面,為了使自適應(yīng)濾波器28工作,需要采用與基于振擺的變動量相關(guān)的基準(zhǔn)信號x。當(dāng)基準(zhǔn)信號dn可以獲得時,自適應(yīng)濾波器28形成FIR(有限脈沖響應(yīng)(finite impulse response))濾波器(具有有限脈沖響應(yīng)時間的濾波器=在有限時間內(nèi)使脈沖響應(yīng)清零的濾波器),該FIR濾波器通過自學(xué)習(xí)具有與實際信號流“dn→d”的傳輸特性相同的特性。此外,當(dāng)由自適應(yīng)濾波器28的計算結(jié)果所提供的抵消信號y{=y(tǒng)(k),其在隨后提到}從公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號d中減去時,該相減變得與由振擺引起的變動量dn從公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號d中移除(d-dn)的效果等同。當(dāng)變動量dn以該種方式移除時,自適應(yīng)濾波器28不過濾在信號主通道(圖5的上半部分)上傳輸?shù)妮敵鲂盘杁,而是基于在子通道(圖5的下半部分)上傳輸?shù)幕鶞?zhǔn)信號x計算用于移除變動量dn的抵消信號y。此外,抵消信號y僅僅從構(gòu)成主通道的輸出信號d中減去,因此,輸出信號d的響應(yīng)不會被延遲。
在本發(fā)明的情況中,基準(zhǔn)信號x由下述電路自己產(chǎn)生,所述電路即,基于在公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的一次轉(zhuǎn)動期間的特性的許多次變化而對與公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)相對的公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號進(jìn)行處理的電路,或基于檢測信號對各滾動件9a(9b)的公轉(zhuǎn)速度進(jìn)行計算的處理電路。因此,可以減小產(chǎn)生基準(zhǔn)信號x所需的成本。也就是說,當(dāng)在背景技術(shù)中已知作為自適應(yīng)濾波器使用的主動噪聲控制結(jié)構(gòu)按原樣應(yīng)用到用于精確計算各滾動件9a(9b)的公轉(zhuǎn)速度的結(jié)構(gòu)中時,公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的振擺由分開設(shè)置的位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等的傳感器檢測,并且所述傳感器的檢測信號用作自適應(yīng)濾波器28的基準(zhǔn)信號x。自然地,本發(fā)明也可以由該結(jié)構(gòu)實施,由于一定量分開設(shè)置的傳感器導(dǎo)致需要成本和安裝空間。
與其相反的是,在本實施例的情況中,在不采用以該方式分開設(shè)置的傳感器的檢測信號的情況下獲得基準(zhǔn)信號,通過自適應(yīng)濾波器28,基于公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的振擺的公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號的變動量dn得以減小。也就是說,可以預(yù)先知道在公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的一次轉(zhuǎn)動期間的特性改變的次數(shù)(S極和N極的次數(shù))。因此,通過觀察在公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)轉(zhuǎn)動一次時的脈沖的次數(shù),在不需要特別地分開設(shè)置如位移傳感器、轉(zhuǎn)動傳感器等的傳感器的情況下,可以產(chǎn)生與變動dn相關(guān)的基準(zhǔn)信號x。具體地說,公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)的振擺的影響由一級轉(zhuǎn)動的主分量的波形構(gòu)成,例如,當(dāng)公轉(zhuǎn)速度檢測編碼器26a(26b)每一轉(zhuǎn)為60個脈沖時,可以自己產(chǎn)生由60個數(shù)據(jù)構(gòu)成一個周期的如正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波、脈沖波等的波形。
基準(zhǔn)信號x的波形還可以由用于計算各滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度的處理電路(CPU)來產(chǎn)生,并且還可以通過固著在公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)上的電子電路部(IC)來產(chǎn)生。無論如何,基于所得到的基準(zhǔn)信號x的抵消信號y從公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號d中被減去以計算指示實際轉(zhuǎn)速dd的修正信號e(=e(k),在隨后提到)。以該方式所計算的修正信號e輸送給用于計算各滾動件9a(9b)的公轉(zhuǎn)速度的處理電路,被用于計算公轉(zhuǎn)速度,此外,還用作由自適應(yīng)濾波器28自己學(xué)習(xí)的信息。
此外,基于如下所示方程(2)至(4),通過在自適應(yīng)濾波器28的部分計算抵消信號y并且將該抵消信號y從公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號中減去從而提供修正信號e的運算得以執(zhí)行。
y(k)=Σi=0N-1wk(i)·x(k-i)···(2)]]>e(k)=d(k)-y(k) ...(3)wk+1(i)=wk(i)+2μ·e(k)·x(k-i)...(4)在方程(2)(3)(4)中,符號k指示時間序列中的數(shù)據(jù)編號,符號N指示作為自適應(yīng)濾波器28的FIR濾波器的接線頭數(shù)(tap number)。此外,符號w指示FIR濾波器的濾波系數(shù),符號wk指示當(dāng)運算第k個數(shù)據(jù)時所使用的濾波系數(shù),符號wk+1分別指示當(dāng)運算連續(xù)的數(shù)據(jù)序列(第k+1個)所使用的濾波系數(shù)。也就是說,在本實施例中,F(xiàn)IR濾波器成為自適應(yīng)濾波器,其通過方程(4)連續(xù)地適當(dāng)更新濾波系數(shù)。由于在開始運轉(zhuǎn)時濾波系數(shù)可以自己調(diào)整,所以可以用零代替在開始運轉(zhuǎn)時第一次所使用的濾波系數(shù)Wk,然而,可以預(yù)先地計算所期望的濾波特性并且其數(shù)值可以代替在開始運轉(zhuǎn)時第一次所使用的濾波系數(shù)Wk。此外,在前面的運算中最后所使用的濾波系數(shù)可以存儲在EEPROM等的存儲裝置中并且可在再起動時使用。
此外,方程(4)中的符號μ是在濾波系數(shù)參考步長參數(shù)自己適當(dāng)化時用來確定更新量的數(shù)值,并且正常地為大約0.01到0.001的數(shù)值,然而,實際上,該數(shù)值可以通過預(yù)先研究自適應(yīng)操作的可接受性來設(shè)定,或可以通過使用如下所示的方程(5)來連續(xù)地更新。
μ=αΣi=0N-1x2(k-i)···(5)]]>此外,同樣地,方程(5)中的α是用于確定更新量從而使濾波系數(shù)自己適當(dāng)化的參數(shù),α可以在0<α<1的范圍并且α比如上所述的μ更容易地設(shè)置。此外,在本實施例的情況中,基準(zhǔn)信號x自己產(chǎn)生,因此,方程(5)中的分母值為已知并且也可以預(yù)先計算μ的最佳數(shù)值。從減小計算值的觀點來講,優(yōu)選地通過方程(5)預(yù)先計算μ的數(shù)值并且通過μ構(gòu)建常數(shù)以使濾波系數(shù)由方程(4)進(jìn)行自行適當(dāng)化。
如上所述,通過將由自適應(yīng)濾波器28所計算的抵消信號y從公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號d中減去來計算指示實際速度dd的修正信號e。此外,基于以這種方式所計算的修正信號e,各滾動件9a(9b)的公轉(zhuǎn)速度得以精確地計算。此外,在實際的情況中,在公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號d中存在第二變動,該第二變動基于磁極距誤差,該第二變動的周期短于基于公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的振擺的所述變動的周期。因此,通過在自適應(yīng)濾波器28之前或之后設(shè)置用于將第二變動平均的平均值濾波器等的低通濾波器,盡管第二變動存在,各滾動件9a(9b)的公轉(zhuǎn)速度得以精確地計算。用于抑制高頻變動的平均值濾波器等的低通濾波器的結(jié)構(gòu)和運轉(zhuǎn)在背景技術(shù)中為廣為公知,因此將省略對其的詳細(xì)說明。
圖8示出了關(guān)于通過使用自適應(yīng)濾波器28來抑制基于編碼器振擺的變動的工作的模擬實例。圖8示出了通過60脈沖/一轉(zhuǎn)的編碼器來測量以恒定速度100min-1轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速的情況。粗線a指示這樣的結(jié)果,即,轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測結(jié)果(與輸出信號d一致)僅僅經(jīng)過接線頭數(shù)等于15的移動平均處理(僅提供平均值濾波器)。在該情況中,由于編碼器振擺的影響,轉(zhuǎn)速的計算值在大約70到130min-1之間變化。此外,編碼器的振擺量設(shè)定成顯著地大于實際所產(chǎn)生的數(shù)值。
與其相反的是,虛線示出了在由粗線a指示的移動平均后通過使用自適應(yīng)濾波器修正數(shù)據(jù)的結(jié)果(與修正信號e一致)。從虛線b明顯可看出,雖然計算值在濾波器剛起動之后發(fā)生變動,但是濾波系數(shù)在經(jīng)過一短期時間后可自己調(diào)節(jié)并且計算結(jié)果轉(zhuǎn)變成基本上為100min-1的恒定值。從這里可知,通過平均值濾波器和自適應(yīng)濾波器兩者都被采用的方法,即使使用了具有磁極距誤差和在轉(zhuǎn)動中心與幾何中心(轉(zhuǎn)動)之間存在較大的差別的編碼器,轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速也可以得以精確地計算。
此外,在計算如圖8所示的兩條線a,b時,作為基準(zhǔn)信號x的60脈沖構(gòu)成一周期的正弦波在于速度計算裝置中進(jìn)行脈沖計數(shù)的同時而自己形成。此外,自適應(yīng)濾波器的步長參數(shù)設(shè)定為μ=0.002,接線頭數(shù)N=30。
(第二實施例)圖9至12示出了本發(fā)明的第二實施例。本實施例情況的特征在于,通過顯著地減少在編碼器的每次脈沖時的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號所必須的計算處理的次數(shù),處理可以在低成本的計算單元(CPU)中執(zhí)行,在該計算單元中計算速度不是特別地塊。為此目的,在本實施例的情況中,同步類型的LMS算法被采用以能夠相當(dāng)大地減小計算量。然而,在簡單地使用同步類型的LMS算法時,在修正(抵消)構(gòu)成編碼器振擺的一級轉(zhuǎn)動分量的同時,DC水平也被修正(抵消)了,該DC水平指示作為檢測目的的轉(zhuǎn)速。因此,轉(zhuǎn)速檢測裝置的原有功能喪失,所以,監(jiān)控濾波系數(shù)的零點并且執(zhí)行零點修正以防止DC水平被抵消。以下將說明從該角度想到的實施例的特征。此外,在圖8所示的實例中,還存在DC水平細(xì)微偏移的情況,盡管該偏移水平在實際中不會造成問題。因此,為了實現(xiàn)高精度地控制,在該情況中,也優(yōu)選地執(zhí)行零點修正。
雖然在前述第一實施例中所有的上述各方程(2)(3)(4)都是用于使自適應(yīng)濾波器適當(dāng)化,但是在實際應(yīng)用中,可以想到存在計算量成為問題的情況。例如,當(dāng)自適應(yīng)濾波器的接線頭數(shù)設(shè)置為N=60時,在編碼器的每個脈沖期間需要執(zhí)行的總運算次數(shù)為241次,包括方程(2)中的60次乘法,方程(3)中的1次減法,方程(4)中的180次,即120次乘法和60次加法。因此,用于計算設(shè)置在單個滾動軸承單元上的兩排滾動件的公轉(zhuǎn)速度所需的計算量成為482次/1個脈沖。雖然不能物理地處理計算量(運算次數(shù)),當(dāng)時必需使用具有較快運算速度的相對昂貴的CPU。例如,檢測汽車車輪(4輪)的轉(zhuǎn)速以控制車輛運行穩(wěn)定裝置ABS、TCS、VSC等時,必需使用4個昂貴的CPU(或能夠執(zhí)行241次×2×4=1928次的四則運算的高速CPU),其增加了車輛運行穩(wěn)定裝置的成本,因此,該構(gòu)造不是優(yōu)選的。
鑒于這樣的情形,在本實施例的情況中,意圖在于通過采用同步LMS算法來相當(dāng)大地減小計算量,從而可以使用低成本的CPU。然而,當(dāng)自適應(yīng)濾波器在通過同步類型的LMS算法進(jìn)行工作時,以該種方式構(gòu)成的自適應(yīng)濾波器不僅抵消編碼器的轉(zhuǎn)振擺分量,還抵消了指示轉(zhuǎn)速的DC分量。以該種方式抵消DC分量的現(xiàn)象在使用同步的LMS算法時很顯著。因此,在本實施例的情況中,通過提供使自適應(yīng)濾波器的輸出值清零的功能,從而使指示轉(zhuǎn)速的DC水平得以精確地檢測。
首先,將說明同步類型的LMS算法的工作原理。在如圖5所述的框圖中,輸入到自適應(yīng)濾波器28中的基準(zhǔn)信號x可以是由編碼器的轉(zhuǎn)動等代表的信號并且與編碼器的n級(n為正整數(shù))轉(zhuǎn)動分量相關(guān),因此,該信號可以為一個脈沖信號/編碼器每一轉(zhuǎn)。因此,假定情況為基準(zhǔn)信號x是1脈沖信號,同時,自適應(yīng)濾波器28的接線頭數(shù)N等于編碼器的每一轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)。在該情況中,用在時間序列k情況的計算中的基準(zhǔn)信號x表示在如下所示的方程(6)中。
=
···(6)]]>在方程(6)中,基準(zhǔn)信號x成為值為1的脈沖的位置i隨著時間序列k的前進(jìn)一個接一個地移向右側(cè),并且當(dāng)位置j移到最右側(cè)的第“N-1”的位置時,在下一個時間序列,新的脈沖值表示在最左側(cè)的第0個位置。也就是說,基準(zhǔn)信號x成為用于僅僅將值為1的脈沖的位置從第0位置循環(huán)到第N-1位置的數(shù)據(jù)序列。當(dāng)方程(6)應(yīng)用在方程(2)(4)中時,方程(7)(8)提供如下。
y(k)=Σi=0N-1wk(i)·x(k-i)=wk(j)·x(k-j)=wk(j)···(7)]]>wk+1(j)=wk(j)+2μ·e(k)·x(k-j)=wk(j)+2μ·e(k)...(8)當(dāng)自適應(yīng)濾波器28通過一般的LMS算法而不是同步類型的算法來工作時,必須重復(fù)地執(zhí)行在各方程(2)(3)(4)中所示的計算,而當(dāng)自適應(yīng)濾波器通過同步類型的LMS算法來工作時,可以僅執(zhí)行在方程(7)(8)和方程(3)所示的計算。例如,在自適應(yīng)濾波器28的接線頭數(shù)N設(shè)定為60的情況中,當(dāng)自適應(yīng)濾波器28通過一般的LMS算法來工作時,編碼器的各脈沖的運算總次數(shù)變?yōu)槿缟纤龅?14次。與其相反的是,當(dāng)自適應(yīng)濾波器28通過同步類型的LMS算法來工作時,運算通過替換方程(7)的數(shù)據(jù)來執(zhí)行,并且可以在編碼器的每個脈沖期間在方程(3)中執(zhí)行總數(shù)為3次的四則運算,在方程(3)中的1次減法,在方程(8)中的2次運算,即1次乘法和1次加法。也就是說,與不采用同步類型LMS算法的情況相比,通過采用同步類型的LMS算法,可以將運算次數(shù)減小大約1/80。
然而,當(dāng)采用同步類型LMS來使自適應(yīng)濾波器28工作時,為了防止構(gòu)成表示轉(zhuǎn)速的信號的DC分量也被抵消,必須修正自適應(yīng)濾波器28的零點。零點修正將說明如下。圖9示出了由編碼器的轉(zhuǎn)動造成速度檢測誤差的實例,其作為需要進(jìn)行零點修正的現(xiàn)象的具體例子。在圖9中所示的圖線表示出了與圖8的情況類似的情況,以恒定速度100min-1轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速由60個脈沖/1轉(zhuǎn)的編碼器測量。粗線示出了在接線頭數(shù)等于15的移動平均處理(僅提供平均值濾波器)的情況下的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測結(jié)果(與圖10的輸出信號一致)。在該情況下,由于編碼器的振擺,轉(zhuǎn)速的計算值在大約70到130min-1之間變化。此外,編碼器的振擺量設(shè)定為顯著地大于實際所產(chǎn)生的值。
當(dāng)通過使用如圖5所示的自適應(yīng)濾波器28來處理如圖9中的粗線所示的關(guān)于轉(zhuǎn)速的測量數(shù)據(jù)以抵消基于編碼器的振擺的誤差時,取決于自適應(yīng)濾波器28的設(shè)定值,存在下述可能性,即在抵消基于振擺的誤差分量之外,還抵消了構(gòu)成檢測目的的DC水平(由圖9中虛線所指示的表示轉(zhuǎn)速100min-1的信號)。以該種方式抵消必要的DC水平的現(xiàn)象在采用同步類型LMS算法來使自適應(yīng)濾波器工作時較顯著。在圖9中所示的點劃線為其特定實例。
當(dāng)采用同步類型LMS算法來使自適應(yīng)濾波器工作并且沒有采取特別的措施時,如點劃線c所示,不僅基于編碼器轉(zhuǎn)動的誤差分量被抵消而且用于指示轉(zhuǎn)速的DC分量也被抵消,從而使輸出值為零。這是自適應(yīng)濾波器28的濾波系數(shù)W通過自適應(yīng)操縱將DC水平帶走的現(xiàn)象,結(jié)果是,自適應(yīng)濾波器28的輸出信號y帶走了DC水平。為了解決該問題,在本實施例的情況中,如圖10所示,從濾波系數(shù)W的平均值來計算DC水平,并且計算通過將該DC水平乘以基準(zhǔn)信號x的脈沖值所構(gòu)成的DC信號(當(dāng)脈沖值為1時,不需要相乘)。此外,通過將上述所計算的DC信號與信號e相加,可以得到用于指示精確轉(zhuǎn)速的DC水平,所述信號e中誤差已通過自適應(yīng)濾波器28抵消。
接下來,將對由濾波系數(shù)W的平均值來計算DC水平的方法進(jìn)行說明。當(dāng)通過同步類型LMS算法來使自適應(yīng)濾波器28工作時,自適應(yīng)濾波器28的濾波系數(shù)W如圖11所示變化,由公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號所提供的指示轉(zhuǎn)速的信號中所包括的誤差分量被抵消,并且如圖9的點劃線所示,輸出值為零。在圖9中所示的實例中,自適應(yīng)濾波器28的接線頭數(shù)N設(shè)定為60,因此,圖11中所示的濾波系數(shù)W由60個數(shù)值構(gòu)成。濾波系數(shù)W的平均值,即指示所要計算的轉(zhuǎn)速的DC水平通過將60個數(shù)值相加然而除以60來計算得到。然而當(dāng)執(zhí)行這樣的計算時,運算的次數(shù)增加并且不能充分地實現(xiàn)構(gòu)成本實施例目的的低成本形式的CPU。
同時,作為誤差的被抵消的對象,即,基于編碼器振擺的波形由n級轉(zhuǎn)動分量構(gòu)成,該n級轉(zhuǎn)動分量主要由一級轉(zhuǎn)動分量構(gòu)成。此外,在本實施例的情況中,自適應(yīng)濾波器的接線頭數(shù)N設(shè)置成等于每一次編碼器轉(zhuǎn)動的脈沖數(shù),因此,濾波系數(shù)W成為周期函數(shù),該函數(shù)具有周期L(=60)。在其間設(shè)有N/2的間距的任意兩個點的平均值變成與所有的N(N=60)個點的平均值等同。因此,當(dāng)計算兩個點的平均值來構(gòu)成用于指示轉(zhuǎn)速的DC水平時,運算次數(shù)也可以顯著地減少,這對于采用低成本形式的CPU是有益的。在對僅采用兩個點的平均值帶來的穩(wěn)定性存在擔(dān)心時,除了這兩個點之外,還選擇在其間設(shè)有N/2(=30)的間隔的任意兩個點并且計算總共4個點的平均值。此外,雖然未示出,即使當(dāng)濾波系數(shù)W為n級轉(zhuǎn)動的周期函數(shù)時,通過適當(dāng)?shù)卦黾佑糜谟嬎闫骄c的點數(shù)和適當(dāng)?shù)卦O(shè)定其間隔,可以類似地計算上述平均值。
圖12示出了通過本實施例的結(jié)構(gòu)來抑制基于編碼器振擺的變動的工作模擬實例。圖12示出了通過60脈沖/1轉(zhuǎn)的編碼器來測量以100min-1的恒定速度轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速的情況。粗線為在接線頭數(shù)等于15的移動平均處理(僅提供平均值濾波器)的情況下的轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測結(jié)果(與輸出信號d一致)。在該情況下,由于編碼器的振擺,轉(zhuǎn)速的計算值在大約70到130min-1之間變化。虛線b是采用如圖10所示通過同步類型LMS操縱自適應(yīng)濾波器的結(jié)果,并且通過濾波系數(shù)W來執(zhí)行DC分量的修正,從而抵消包括在用于表示轉(zhuǎn)速的信號中的誤差分量,所述信號由公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a(24b)的輸出信號提供。從虛線b顯然可知,雖然數(shù)據(jù)在自適應(yīng)濾波器28剛起動時發(fā)生變化,但是濾波系數(shù)W在一短期時間后可自己適應(yīng),并且計算結(jié)果轉(zhuǎn)變成大約為100min-1的恒定值。
(第三實施例)圖13示出了本發(fā)明的第三實施例。根據(jù)本實施例,低通濾波器用于抑制基于編碼器振擺的變動,該變動稱作累積磁極距誤差(accumulated pitcherror)。也就是說,一級轉(zhuǎn)動分量的誤差分量通過采用低通濾波器來減少,低通濾波器在低于構(gòu)成變動的主成份的一級轉(zhuǎn)動成份頻率的頻率下設(shè)置切斷頻率,一級轉(zhuǎn)動分量的誤差分量稱作累積磁極距誤差。在該情況中,低通濾波器對基于轉(zhuǎn)速檢測傳感器的檢測信號所計算的并且表示轉(zhuǎn)速的信號(在圖7中所示的上述信號)進(jìn)行計算。此外,當(dāng)編碼器的轉(zhuǎn)速變化時,一級轉(zhuǎn)動分量的頻率與轉(zhuǎn)速成比例地變化。因此,為了通過低通濾波器來抑制基于編碼器振擺的變動,低通濾波器的切斷頻率需要隨著編碼器的轉(zhuǎn)速相應(yīng)地變化。
例如,當(dāng)使用數(shù)字低通濾波器時,濾波器計算的取樣頻率(samplingfrequency)不是設(shè)定成固定頻率,而是設(shè)定成與編碼器轉(zhuǎn)動一致的取樣頻率。當(dāng)以該方式設(shè)定取樣頻率時,取樣頻率可以隨著編碼器的轉(zhuǎn)速(成比例)變化。具體地說,可以在與編碼器相對的傳感器每次輸出脈沖信號時對用于濾波器計算的數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣。圖13是流程圖(框圖),其表示通過Z變換的IIR類低通濾波器的圖解,其作為頻率跟蹤類型(frequency following type)(級數(shù)固定類型degree number fixed type)低通濾波器的實例。以下所示的方程(9)(10)是用作低通濾波器的處理的計算方程。
Y′(k)=a0·X(k)+a1·Y′(k-1)+a2·Y′(k-2) ...(9)Y(k)=b0·Y′(k)+b1·Y′(k-1)+b2·Y′(k-2) ...(10)在圖3和方程(9)(10)中,符號X指示輸入到低通濾波器中的數(shù)據(jù),并且其為相應(yīng)于編碼器的脈沖周期或脈沖速度所計算的并且表示轉(zhuǎn)速的信號。此外,符號Y指示低通濾波器的輸出,符號Y′指示在低通濾波器中所處理的信號。此外,Y′(k-1)表示從現(xiàn)在的時刻(處理序數(shù)k)回過1個時段所計算的Y′,而Y′(k-2)表示從現(xiàn)在的時刻(處理序數(shù)k)回過2個時段所計算的Y′。過去的Y′(k-1)和Y′(k-2)存儲在存儲器等中,該存儲器集成在構(gòu)成低通濾波器的處理電路上。雖然過去的Y′在計算的初始狀態(tài)不存在,但可以用零代替初始值來開始計算,或可以將適當(dāng)?shù)臄?shù)值作為初始值提前存儲在上述的存貯器中。此外,圖13和兩個方程(9)(10)中的系數(shù)a0、a1、a2、b0、b1、b2為用于確定低通濾波器的切斷級數(shù)或陡度的常數(shù),并且數(shù)值可以被替換以構(gòu)成所期望的特征。
當(dāng)通過如圖13所示的流程圖運行的低通濾波器按照兩個方程(9)(10)對隨編碼器的轉(zhuǎn)動而變化的傳感器輸出信號進(jìn)行處理時,基于編碼器振擺的變動,即構(gòu)成累積磁極距誤差的一級轉(zhuǎn)動分量的誤差分量,可以得以抑制。此外,通過低通濾波器來處理傳感器的輸出信號,因此,除了一級轉(zhuǎn)動分量的誤差分量之外,基于上述磁極距的誤差的高頻率誤差分量可以同時得以抑制。然而,一般來說,當(dāng)通過使用低通濾波器來處理信號時,會造成響應(yīng)延遲。因此,在響應(yīng)延遲難以造成問題的時,可以如實施例中那樣通過低通濾波器來處理傳感器的輸出信號。例如,在這樣的情形下,即,其中從各滾動件9a、9b的公轉(zhuǎn)速度和從如圖1所示的用于支撐車輪的滾動軸承中的輪轂2的轉(zhuǎn)速來檢測載荷,作為可以想到的、本實施例可以應(yīng)用于其中的情況是,即在汽車行駛時在逐漸彎曲處檢測在車輪和路面之間的接觸部分所產(chǎn)生的滑動作用力的情況和測量施加在機(jī)床、工業(yè)機(jī)器等的轉(zhuǎn)動支撐部上的載荷的情況。在這些情況中,即使在對公轉(zhuǎn)速度檢測傳感器24a、24b和轉(zhuǎn)速檢測傳感器15a的輸出信號進(jìn)行處理中或多或少存在響應(yīng)延遲,但是難以帶來問題。
(第四實施例)圖14示出了本發(fā)明的第四實施例。根據(jù)本實施例,陷波濾波器被用來抑制稱作為累積磁極距誤差的基于編碼器振擺的變動。如上所示,在采用低通濾波器來抑制上述變動時會產(chǎn)生響應(yīng)延遲,因此,當(dāng)在高速行駛時車道突然變化的狀況下對車輪和路面之間的接觸部所產(chǎn)生的滑動作用力進(jìn)行檢測時,通過使用低通濾波器不足以實現(xiàn)確保車輛行駛穩(wěn)定性的控制。因此,在本實施例的情況中,通過陷波濾波器來抑制基于編碼器振擺的一級轉(zhuǎn)動分量的累積磁極距誤差。此外,當(dāng)編碼器的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時,一級轉(zhuǎn)動分量的頻率也隨轉(zhuǎn)速成比例地變化,因此,即使在使用陷波濾波器時,為了抑制基于編碼器振擺的變動,陷波濾波器的切斷頻率需要相應(yīng)于編碼器的轉(zhuǎn)速而變化。
圖14是流程圖,其表示通過Z變換構(gòu)成陷波濾波器的圖解。此外,如下所示的方程(11)(12)為用在陷波濾波器運算中的計算方程。
Y′(k)=X(k)-α·Y′(k-N/A)...(11)Y(k)={(1+α)/2}·{Y′(k)+Y′(k-N/A)} ...(12)在圖14和方程(11)(12)中,符號X指示輸入到陷波濾波器中的數(shù)據(jù),并且符號X是表示根據(jù)編碼器的脈沖周期或脈沖速度所計算的轉(zhuǎn)速。此外,符號Y表示陷波濾波器的輸出,而符號Y′是在陷波濾波器中被處理的信號。此外,分別地,符號N表示編碼器每一轉(zhuǎn)(滾動件一次公轉(zhuǎn))的脈沖數(shù),符號A表示規(guī)定陷波頻率的常數(shù),符號α表示確定陡度(影響收斂性能)的常數(shù)。
此外,術(shù)語Y′(k-N/A)表示從現(xiàn)在的時刻(處理序數(shù)k)回過N/A個時段所計算的Y′。為了在方程(11)中計算在當(dāng)前時間點的Y′(k),從X(k)減去Y′(k-N/A)與α相乘的值。過去的Y′(k-N/A)存儲在存儲器等中,該存儲器集成在構(gòu)成陷波濾波器的處理電路上。雖然過去的Y′(k-N/A)在計算的初始狀態(tài)不存在,但可以用零代替初始值來開始計算,或可以將適當(dāng)?shù)臄?shù)值作為初始值提前存儲在上述的存貯器中。
如方程(12)所示,通過使用最新的Y′(k)和過去的Y′(k-N/A)來計算陷波濾波器的輸出Y。在該情況中,通過與編碼器每一轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)N相結(jié)合地恰當(dāng)?shù)匾?guī)定用于確定陷波頻率的常數(shù)A來構(gòu)成所謂的頻率跟蹤類型(so-to-speak frequency following type)的陷波濾波器(級數(shù)固定類型),所述頻率跟蹤類型的陷波濾波器跟蹤被轉(zhuǎn)速的增加或減小所改變的頻率。例如,當(dāng)A=2時,構(gòu)成了用于除去轉(zhuǎn)動主誤差分量的陷波濾波器。此外,當(dāng)通過陷波濾波器以該方式抑制轉(zhuǎn)動主誤差分量時,其可以比使用低通濾波器的情況更減小響應(yīng)延遲,從而在高速行駛中突然改變車道的狀態(tài)下通過對在車輪和路面的接觸部處所產(chǎn)生的滑動作用力進(jìn)行檢測,能夠執(zhí)行確保車輛運行穩(wěn)定性的控制。
然而,即使在使用陷波濾波器的情況中,雖然其響應(yīng)延遲小于低通濾波器的響應(yīng)延遲,但是響應(yīng)延遲總是存在,并且存在由相應(yīng)延遲帶來問題的可能性。例如,在通過快速轉(zhuǎn)向來避免突然跳出的障礙物的瞬時對路面抓緊作用力進(jìn)行檢測的情況。為了能夠處理如此這些響應(yīng)延遲幾乎不(根本不)被允許的情況,通過使用第一實施例和第二實施例中的自適應(yīng)濾波器來修正誤差的方法是有效的。根據(jù)需要最快響應(yīng)的情況來確定使用哪種濾波器。還有,取決于包括使用如上所述的自適應(yīng)濾波器和低通濾波器兩者的情況,可以采用使用具有快響應(yīng)的濾波器和具有慢響應(yīng)的濾波器兩者的結(jié)構(gòu)。
雖然結(jié)合特定實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地說明,但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是,在不偏離本發(fā)明的本質(zhì)和范圍的情況下可以對本發(fā)明做各種變化和修改。
本申請基于2003年9月1日提交的日本專利申請(日本專利申請No.2003-320058),2003年11月10日提交的日本專利申請(日本專利申請No.2003-379536),2004年4月22日提交的日本專利申請(日本專利申請No.2004-126311),并且這些內(nèi)容通過引用的方式并入本文中。
(工業(yè)適用性)本發(fā)明的轉(zhuǎn)速檢測裝置不限于滾動軸承單元的載荷測量裝置,其中所述載荷測量裝置用于測量施加在支撐如實施例所示的汽車車輪的滾動軸承單元上的載荷,而是可用于檢測各種轉(zhuǎn)動機(jī)器裝置的轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速。在該情況中,用于固定支撐編碼器的構(gòu)件不限于轉(zhuǎn)動中心和幾何中心具有相互偏離可能性(例如在保持架中那樣)的構(gòu)件,而可以是轉(zhuǎn)動中心和幾何中心不相互偏離(例如在轉(zhuǎn)動軸等中那樣)的構(gòu)件。在該種情況中,不必要特別地提高將編碼器安裝到轉(zhuǎn)動構(gòu)件上的精確度,從而減小集成所需的成本。此外,在本發(fā)明實施時可使用的編碼器不限于S極和N極在轉(zhuǎn)動方向上交替布置的所謂多極磁體編碼器,而是可包括具有諸如色調(diào)輪(tone wheel)、齒輪、槽口盤(slit disk)等的提供轉(zhuǎn)速信息的各種結(jié)構(gòu)的編碼器。此外,轉(zhuǎn)速檢測傳感器也不限于磁性檢測類型,而是可使用光學(xué)類型、渦流類型等的各種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速檢測傳感器。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)速檢測裝置,其特征在于包括編碼器,其由轉(zhuǎn)動構(gòu)件固定地支撐、隨同所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件一起轉(zhuǎn)動,并且該編碼器在圓周方向上交替地改變其上的特性;轉(zhuǎn)速檢測傳感器,其上設(shè)有處于與所述編碼的檢測表面相對的狀態(tài)的檢測部;以及計算單元,其基于從所述檢測傳感器傳輸來的并且周期性改變的檢測信號來計算所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速;其中,所述計算單元包括用于消除所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號的變動影響的濾波器電路,所述變動構(gòu)成所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的所述轉(zhuǎn)速計算中的誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,檢測信號的誤差分量由編碼器的一級轉(zhuǎn)動分量構(gòu)成,所述誤差分量構(gòu)成了作為所述變動的影響而被濾波器電路消除的對象。
3.如權(quán)利要求1和2中的任何一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述濾波器電路是一個或多個種類的數(shù)字濾波器或模擬濾波器。
4.如權(quán)利要求1至3中的任何一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述濾波器電路為低通濾波器。
5.如權(quán)利要求1至3中的任何一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述濾波器電路是陷波濾波器。
6.如權(quán)利要求1至5中的任何一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述濾波器電路是級數(shù)固定類型的濾波器,所述級數(shù)固定類型的濾波器根據(jù)所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速改變切斷頻率。
7.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述的濾波器是自適應(yīng)濾波器。
8.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述濾波器的接線頭數(shù)等于所述編碼器每一轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述自適應(yīng)濾波器通過同步類型LMS來工作。
10.如權(quán)利要求7至9中的任何一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,計算所述自適應(yīng)濾波器的濾波系數(shù)的平均值并且基于該平均值修正所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號的DC水平。
11.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述濾波系數(shù)的所述平均值是在所述編碼器的轉(zhuǎn)動方向上于等間距處出現(xiàn)的任意兩個點取樣的濾波系數(shù)的平均值。
12.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述濾波系數(shù)的平均值是分別構(gòu)成多個組合數(shù)據(jù)的在四點或多于四點上的濾波系數(shù)的平均值,所述組合數(shù)據(jù)是在所述編碼器的轉(zhuǎn)動方向上于等間距處出現(xiàn)的任意兩個點取樣的濾波系數(shù)對的組合。
13.如權(quán)利要求7至12中的任意一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述自適應(yīng)濾波器消除由于所述編碼器的轉(zhuǎn)動中心和幾何中心之間的不一致所帶來的所述轉(zhuǎn)動傳感器的所述檢測信號的變動影響。
14.如權(quán)利要求7至13種的任意一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述自適應(yīng)濾波器并聯(lián)于傳輸所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號的主信號通道設(shè)置,并且所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號的變動影響通過如下方式來消除,即,在所述主信號通道的下游部處將構(gòu)成由所述自適應(yīng)濾波器所計算的所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的變動量的誤差分量減去。
15.如權(quán)利要求7至14中的任何一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述自適應(yīng)濾波器是通過最速下降方法來工作的數(shù)字濾波器或模擬濾波器。
16.如權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述自適應(yīng)濾波器是通過LMS算法來工作的數(shù)字濾波器或模擬濾波器。
17.如權(quán)利要求7、8、10、11、12、13、14、15、16中的任意一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,構(gòu)成所述自適應(yīng)濾波器的的輸入的基準(zhǔn)信號通過與所述編碼器相對的所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號的處理電路或者通過基于所述檢測信號計算所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件的所述轉(zhuǎn)速的處理電路由所述基準(zhǔn)信號自己來產(chǎn)生。
18.如權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述基準(zhǔn)信號由如下的構(gòu)成為所述編碼器每一轉(zhuǎn)一個周期的任何波形構(gòu)成,即正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波和脈沖波。
19.如權(quán)利要求7至18中的任何一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,關(guān)于所述轉(zhuǎn)速檢測傳感器的所述檢測信號的變動,低通濾波器設(shè)置在所述自適應(yīng)濾波器的前面或后面,以平均第二變動,該第二變動基于的原因與由自適應(yīng)濾波器消除的變動基于的原因不同,并且該第二變動的周期短于后者變動的周期。
20.如權(quán)利要求7至19中的任意一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述轉(zhuǎn)動構(gòu)件為保持架,該保持架設(shè)置在構(gòu)成滾動軸承單元的一對軸承環(huán)之間并且與保持在多個槽窩中的滾動件的公轉(zhuǎn)一致地轉(zhuǎn)動。
21.如權(quán)利要求7至20中的任意一項所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置,其中,所述檢測面是在所述編碼器的周向方向上的一個側(cè)面。
22.一種滾動軸承的載荷測量裝置,其包括包括兩排固定側(cè)軌道的固定環(huán);轉(zhuǎn)動環(huán),其與所述固定環(huán)同心地設(shè)置并且包括與所述兩排固定側(cè)軌道相對的兩排轉(zhuǎn)動側(cè)軌道;多個滾動件,所述多個滾動件可滾動地設(shè)置在所述固定側(cè)軌道和所述轉(zhuǎn)動側(cè)軌道之間,各多個滾動件設(shè)置在各兩排軌道之間,所述多個滾動件的接觸角的方向在所述兩排之間彼此相反;一對轉(zhuǎn)速檢測裝置,其檢測用于保持所述兩排滾動件的一對保持架的轉(zhuǎn)速;以及計算單元,其基于由所述各轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測到的所述對保持架的轉(zhuǎn)速來計算施加在所述固定環(huán)和所述轉(zhuǎn)動環(huán)之間的載荷;其中,所述各轉(zhuǎn)速檢測裝置是如權(quán)利要求20所述的轉(zhuǎn)速檢測裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的滾動軸承單元的載荷測量裝置,其中,所述轉(zhuǎn)動環(huán)是在固定于汽車車輪上的狀態(tài)下與車輪一起轉(zhuǎn)動的輪轂。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于檢測轉(zhuǎn)速的傳感器,該傳感器輸出檢測信號d,該檢測信號是實際轉(zhuǎn)速d
文檔編號G01D5/12GK1849516SQ20048002619
公開日2006年10月18日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者小野浩一郎 申請人:日本精工株式會社