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)：
作為檢測作用于機動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荷載(比如，專利文獻I)。但是，在涉及專利文獻I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輪變形量較小，故形變量也較小，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，人們提出有形成下述方案的帶有傳感器的車輪用軸承(專利文獻2)。該文獻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；多排滾動體，該多排滾動體夾設(shè)于兩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，至少設(shè)置I個由兩個傳感組件構(gòu)成的傳感組件對，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)上述傳感組件對中的兩個傳感組件的傳感器輸出信號的差，通過徑向荷載推算機構(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個傳感組件對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)該傳感組件對的傳感器的輸出信號振幅，通過軸向荷載方向判斷機構(gòu)判斷上述軸向荷載的方向。圖20的方框圖表示該場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)部件的滾動面附近，則伴隨車輪的旋轉(zhuǎn)，在傳感器輸出信號中呈現(xiàn)圖21那樣的接近正弦波的變化。在該場合，檢測滾動體的通過造成的形變的變化。在該方案中，通過上下設(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)運動的振動成分)的差，判斷軸向荷載，對應(yīng)于軸向荷載的正負，采用適用于該正負的軸向荷載的荷載推算參數(shù)，對荷載進行運算，由此，能以良好的靈敏度推算荷載。但是，在專利文獻2的方案的場合，為了選擇最佳的荷載推算參數(shù)，必須要求計算傳感器輸出信號的振幅值，無法應(yīng)對不能計算振幅值的場合。即，處于旋轉(zhuǎn)靜止的狀態(tài)、或極低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，沒有滾動體荷載造成的信號變化、或只有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，求出振幅的值。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構(gòu)，還具有下述機構(gòu):在足以觀察滾動體荷載的影響的區(qū)域(相當(dāng)于滾動體的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，故成本上升和可靠性的確保成為新的課題。于是，本發(fā)明人開發(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構(gòu)的、如圖22的方框圖所示的構(gòu)成的類型(專利文獻3)。該方案的荷載推算機構(gòu)為下述的類型，其包括第I荷載推算機構(gòu)，該第I荷載推算機構(gòu)僅僅根據(jù)傳感器輸出信號的平均值，對作用于車輪用軸承上的荷載進行運算與推算；第2荷載推算機構(gòu)，該第2荷載推算機構(gòu)根據(jù)傳感器輸出信號的平均值和振幅值，對作用于車輪用軸承上的荷載進行運算與推算；選擇輸出機構(gòu)，該選擇輸出機構(gòu)對應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度，切換選擇而輸出該兩個荷載推算機構(gòu)中的任意的推算荷載值。在該方案中，作為荷載推算運算式，準(zhǔn)備出:變量僅僅采用傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)的式、與變量采用傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)和振幅值B的式，通過車輪旋轉(zhuǎn)速度切換荷載運算處理。即，在普通行駛狀態(tài)，進行采用傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)和振幅值B的運算式的荷載推算運算，在低速或停止?fàn)顟B(tài)，進行僅僅采用上述平均值A(chǔ)的運算式的荷載推算運算。在該方案的場合，旋轉(zhuǎn)速度的判斷采用旋轉(zhuǎn)速度信息。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特表2003-530565號公報專利文獻2:日本特開2010-43901號公報專利文獻3:日本特開2010-181154號公報

發(fā)明內(nèi)容
在像專利文獻2、專利文獻3的方案那樣，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)中選擇最佳參數(shù)，對推算荷載進行運算的方案的場合，可獲得對傳感器的非線性特性等進行了補償?shù)恼`差較小的檢測結(jié)果。但是，在通過運算而求出傳感器輸出信號的振幅值的場合，由于有必要采用某一定時間內(nèi)或一定的取樣個數(shù)的傳感器輸出信號的運算處理，故發(fā)生信號處理的時間延遲。比如，如果計算一定時間T內(nèi)的傳感器輸出信號的均方值(RMS值)，將該值用作當(dāng)前的振幅值，則產(chǎn)生約T/2的時間延遲。特別是像專利文獻3的方案那樣，根據(jù)行駛速度(車輪旋轉(zhuǎn)速度)切換而使用變量僅僅采用傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)的荷載推算運算式，與采用平均值A(chǔ)和振幅值B的荷載推算運算式的場合，由于通過該切換，推算荷載輸出的延遲時間也改變，故會觀測到檢測誤差。另外，還有兩個運算式的運算結(jié)果產(chǎn)生不同的情況，如果在該狀態(tài)進行荷載推算運算式的切換，則有推算荷載輸出不連續(xù)地變化的情況。對于根據(jù)已檢測的推算荷載值進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、較大的檢測誤差是不優(yōu)選的。為了防止這些不佳狀況，也可通過裝載旋轉(zhuǎn)傳感器檢測車輪的旋轉(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，對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度而連續(xù)地切換兩個運算式的運算結(jié)果，但是，在無法獲得旋轉(zhuǎn)速度信息的狀況下無法應(yīng)對。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)傳感器輸出信號計算以旋轉(zhuǎn)速度為基準(zhǔn)的評價值，根據(jù)該評價值切換荷載運算處理。在該方法中，即使在無法采用旋轉(zhuǎn)傳感器信號的狀況、或無法連續(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)的評價值。但是，雖然可通過該評價值判斷是否是低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，然而由于無法形成與速度成正確比例的評價值，故難以用于對應(yīng)于速度的連續(xù)地切換處理。此外，在通過AD轉(zhuǎn)換電路，對傳感器輸出信號進行數(shù)字?jǐn)?shù)值化處理，構(gòu)成取樣的處理電路的場合，由于通過軸承滾動體的公轉(zhuǎn)運動而產(chǎn)生的傳感器輸出信號的振動頻率與車輛的行駛速度成比例地變化，所以在高速行駛時，有時會達到接近AD轉(zhuǎn)換的取樣率的頻率。在該場合，因在取樣數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的混淆，無法獲得正確的振幅值B。為了降低混淆，在信號輸入側(cè)設(shè)置LPF (低通濾波器)。但是，其結(jié)果是，在高速行駛時檢測的振幅值B受到LPF的影響，以較小程度檢測，荷載推算誤差增加。這樣的不連續(xù)的變化、檢測誤差增加的情況，對于根據(jù)已檢測的推算荷載值而進行各種的操作的機動車等的控制系統(tǒng)來說，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，可一邊對傳感器的非線性特性進行補償，降低荷載推算誤差，一邊可對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，對連續(xù)的推算荷載值進行運算，可以盡可能小的檢測時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、或來自車輛的車輪旋轉(zhuǎn)速度信息的情況下進行荷載推算運算處理，可獲得正確的推算荷載值。下面采用表示實施方式的附圖中的標(biāo)號，對本發(fā)明的概要進行說明。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包括:在內(nèi)周上形成有多排滾動面的外方部件I ;在外周上形成有與上述滾動面面對的滾動面的內(nèi)方部件2 ;多排滾動體5，該多排滾動體夾設(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)置荷載檢測用傳感組件20A、20B，該荷載檢測用傳感組件由形變發(fā)生部件21和兩個以上的傳感器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個以上的接觸固定部21a，該兩個以上的傳感器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。設(shè)置:第I荷載推算機構(gòu)31，該第I荷載推算機構(gòu)31采用上述傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)來運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；第2荷載推算機構(gòu)32，該第2荷載推算機構(gòu)32采用上述傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)和振幅值B來運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；推算荷載輸出機構(gòu)33，該推算荷載輸出機構(gòu)33按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對應(yīng)的比例r將這些荷載推算機構(gòu)31、32所輸出的運算結(jié)果進行合成，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，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，該形變通過傳感器22A、22B以良好的靈敏度而檢測出來，在該輸出信號中產(chǎn)生的滯后也較小。特別是，設(shè)置第I荷載推算機構(gòu)31，該第I荷載推算機構(gòu)31采用傳感組件20A(20B)中的形變傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)來運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；第2荷載推算機構(gòu)32，該第2荷載推算機構(gòu)32采用傳感器輸出信號的振幅值B和上述平均值A(chǔ)來運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，設(shè)置推算荷載輸出機構(gòu)33，該推算荷載輸出機構(gòu)33按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對應(yīng)的比例r，將該兩個荷載推算機構(gòu)31、32所輸出的運算結(jié)果進行合成，輸出推算荷載值，由此，獲得在下面列舉的效果。 可將荷載推算運算處理的檢測時間延遲抑制到最少，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間也急劇地變化，故其結(jié)果是觀測到檢測誤差，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將上述兩個運算結(jié)果合成，故所獲得的推算荷載值沒有不連續(xù)變化，對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將上述兩個運算結(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，傳感器輸出信號的振動頻率有時達到接近AD轉(zhuǎn)換的取樣率的值，但是，由于采用合成 比例r，將上述兩個運算結(jié)果合成，故即使在高速行駛時產(chǎn)生上述振幅值B的誤差的情況下，仍可通過提高僅僅采用上述平均值A(chǔ)而運算出的第I荷載值LA的比例，減小振幅值B的誤差的影響，可提聞荷載的檢測精度。根據(jù)以上的結(jié)果，可一邊對傳感器的非線性特性進行補償，降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)，對連續(xù)的推算荷載值進行運算，通過盡可能小的檢測時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荷載推算機構(gòu)31、32將上述兩個傳感器22A、22B的輸出信號的和用作平均值A(chǔ)。在該方案的場合，兩個傳感器22A、22B的輸出信號具有約180度的相位差,其平均值A(chǔ)為消除了滾動體通過造成的變動成分的值。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的影響的值。由此，兩個傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)為抵消了滾動體通過造成的變動成分的值。振幅值B為更加確實地排除了溫度的影響、轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面之間等的滑動的影響的值。
在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機構(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構(gòu)33所采用的合成比例r也可對應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度進行映像化處理，能從外部通過參數(shù)而改變。另外，在這里所說的“映像化處理”指對應(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構(gòu)33確定上述映像化處理的信息的機構(gòu)，以及從構(gòu)成推算荷載輸出機構(gòu)33的前級的各處理機構(gòu)以外。在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機構(gòu)33也可被設(shè)計成直接輸入設(shè)置于車輪用軸承上的車輪旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器的輸出信號，檢測車輪旋轉(zhuǎn)速度。另外，在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機構(gòu)33還可以被設(shè)計成從車身側(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構(gòu)33也可被設(shè)計成根據(jù)上述傳感器22A、22B的輸出信號中包括的滾動體5的公轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的振幅成分的頻率，檢測車輪旋轉(zhuǎn)速度。在本發(fā)明中，設(shè)置3個以上的上述傳感組件20A (20B)，上述第I和第2荷載推算機構(gòu)31、32可以被設(shè)計成根據(jù)上述3個以上的傳感組件20A(20B)的傳感器22A、22B的輸出信號來運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個上述傳感組件20A(20B)。通過像這樣設(shè)置4個傳感組件，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)動力、制動力的荷載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)置溫度補償機構(gòu)37，該溫度補償機構(gòu)37通過該溫度傳感器19的檢測信號，對上述傳感器輸出信號進行補償。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，由于即使在荷載沒有變化的情況下，傳感組件20A(20B)的傳感器輸出信號因熱膨脹等而改變，故在已檢測的荷載中殘留溫度的影響。于是，如果設(shè)置溫度補償機構(gòu)37，該溫度補償機構(gòu)37對應(yīng)于車輪用軸承的溫度或其周邊溫度對傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)進行補償，則可降低溫度的檢測荷載誤差。在本發(fā)明中，也可不同于上述推算荷載輸出機構(gòu)33設(shè)置第2推算荷載輸出機構(gòu)35，該第2推算荷載輸出機構(gòu)35將上述第I荷載推算機構(gòu)31運算并推算的第I推算荷載值LA、與上述第2荷載推算機構(gòu)32運算并推算的第2推算荷載值LB逐個輸出到外部。像這樣，獨立于上述推算荷載輸出機構(gòu)33設(shè)置第2推算荷載輸出機構(gòu)35，該第2推算荷載輸出機構(gòu)35分別輸出第I和第2荷載推算機構(gòu)31、32運算的第I和第2荷載值LA、LB，若如此，可進行將這些運算結(jié)果對應(yīng)車身側(cè)的ECU行駛狀態(tài)，進行合成的處理。在該場合，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)速度評價機構(gòu)36，該旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)(36)根據(jù)上述各傳感器22A、22B的輸出信號求出表示車輪的旋轉(zhuǎn)速度的評價值V，上述推算荷載輸出機構(gòu)33A按照比例r進行上述運算結(jié)果的合成，該比例r與上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間相對應(yīng)。按照該方案，特別是，還設(shè)置兩個推算機構(gòu)30，該推算機構(gòu)30由第I荷載推算機構(gòu)31和第2荷載推算機構(gòu)32構(gòu)成，該第I荷載推算機構(gòu)31僅僅采用傳感組件20A(20B)的傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)，運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，該第2荷載推算機構(gòu)32采用傳感器22A、22B的輸出信號的振幅值B和上述平均值A(chǔ)，運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36，該旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36根據(jù)上述各傳感器22A、22B的輸出信號，求出表示車輪的旋轉(zhuǎn)速度的評價值V ;推算荷載輸出機構(gòu)33A，該推算荷載輸出機構(gòu)33A根據(jù)上述評價值V將上述推算機構(gòu)30中的推算機構(gòu)31、32的運算結(jié)果合成，輸出推算荷載值，該推算荷載輸出機構(gòu)33A按照與上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間相對應(yīng)的比例r進行上述運算結(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、來自車輛的車輪旋轉(zhuǎn)速度信息，可進行荷載推算運算處理，故不必要求信號布線數(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的自由度。 由于通過切換普通的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中的荷載推算運算處理與低速時的荷載推算運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。 即使在對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度切換荷載推算運算處理時，通過合成比例連續(xù)地變化的方法，荷載信號的不連續(xù)變化消失，各種的車輪控制的荷載信號的利用變?nèi)菀住?在行駛中使緊急制動器動作的場合，有時也具有處于旋轉(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)，將信號用于車輛控制等的方面。在本發(fā)明中，上述推算機構(gòu)30中的用于運算處理的上述各傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)和振幅值B還可米用一定時間T內(nèi)的各傳感器22A、22B的輸出信號。在該場合，上述一定時間T的值也可對應(yīng)于上述旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36所求出的評價值V而變化。如果按照在車輪的旋轉(zhuǎn)速度較低的狀態(tài)較長地設(shè)定上述一定時間T、在旋轉(zhuǎn)速度變快時上述一定時間T縮短的方式構(gòu)成，則可一邊抑制推算機構(gòu)30的振幅值B的運算處理在低速區(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)域縮短運算結(jié)果的反應(yīng)時間。在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機構(gòu)33A所采用的合成比例r還可通過一次函數(shù)而確定，該一次函數(shù)以上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間為變量。在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機構(gòu)33A所采用的合成比例r也可通過二次以上的函數(shù)而確定，該二次以上的函數(shù)以上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間為變量。在本發(fā)明中，上述推算荷載輸出機構(gòu)33A所采用的合成比例r的變化可經(jīng)過從上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間中的預(yù)定的遷移時間a而完成。在該場合，從上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始到再次橫切閾值Vth時的經(jīng)歷時間不滿足上述遷移時間a的場合，也可將再次橫切閾值Vth時的合成比例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 評價機構(gòu)36可將選擇各傳感器22A、22B的輸出信號的振幅值B而合計的值作為上述評價值V而求出。
在本發(fā)明中，上述旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36可根據(jù)上述傳感器22A、22B的輸出信號所包含的滾動體的公轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的振幅成分的頻率，求出上述評價值V。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)利要求書中的各項權(quán)利要求的兩個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)明的范圍由后附的權(quán)利要求書確定。在附圖中，多個附圖中的同一部件標(biāo)號表不同一或相應(yīng)部分。圖1為按照將本發(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為表示滾動體位置對傳感組件的輸出信號的影響的說明圖；圖7為對傳感器輸出信號的平均值和振幅值進行運算的運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)系的一個例子的曲線圖；圖10為表示傳感器輸出信號的預(yù)處理部中的取樣處理電路的一個結(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)思方案的方框圖組合的方式而表示的圖；圖16為對傳感器輸出信號的平均值和振幅值進行運算的運算處理部的電路例子的方框圖；圖17為表示檢測系統(tǒng)的整體的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖18為表示評價值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構(gòu)的推算荷載值Lout的計算例子的圖；圖20為表示已有例子的荷載推算處理的流程的說明圖21為該已有例子的傳感器輸出信號的波形圖；圖22為表示其它的已有例子的荷載推算機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實施例方式根據(jù)圖1 圖13，對本發(fā)明的第I實施方式進行說明。該實施方式為第3代的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型，適用于驅(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、與多排滾動體5構(gòu)成，在該外方部件I的內(nèi)周形成有多排滾動面3，在該內(nèi)方部件2的外周形成有與各滾動面3面對的滾動面4，該多排滾動體5夾設(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滾珠軸承型，滾動體5由滾珠構(gòu)成，針對各排，由保持器6保持。上述滾動面3、4的截面呈圓弧狀，該滾動面3、4按照滾珠接觸角在背面對合的方式形成。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的周向的多個部位，開設(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的中心開設(shè)通孔11。在輪轂法蘭9a的周向多個部位，開設(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，對車輪和制動部件(圖中未示出)進行導(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與兩個以上的(在這里為兩個)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個以上(在這里為3個)的接觸固定部21a。3個接觸固定部21a朝向形變發(fā)生部件21的縱向，按照I列并列而設(shè)置。兩個形變傳感器22A、22B粘貼于形變發(fā)生部件21中的相對各方向的荷載形變大的部位。具體來說，在形變發(fā)生部件21的外面?zhèn)?，設(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，對形變的測定產(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，并且到達各接觸固定部21a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，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)排的滾動面3的周邊處的軸向位置。在這里所說的外側(cè)排的滾動面3的周邊指從內(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。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個接觸固定部21a的3個部位的各中間部處開設(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，可通過金屬箔應(yīng)變儀構(gòu)成形變傳感器22A、22B。在該場合，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，通過厚膜抵抗體而形成形變傳感器22A、22B。傳感組件20A(20B)的兩個形變傳感器22A、22B像圖1所示的那樣，與平均值運算部28和振幅值運算部29連接。像圖7所示的那樣，平均值運算部28由加法運算器構(gòu)成，對兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號的和進行運算，將該和作為平均值A(chǔ)而導(dǎo)出。振幅值運算部29由減法運算器構(gòu)成，對兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號的差進行運算，將其差值作為振幅值B而導(dǎo)出。另外，對于平均值A(chǔ)，不但對傳感器輸出信號的和進行運算，而且還可導(dǎo)出傳感器輸出信號的時間平均值。上述平均值運算部28和振幅值運算部29與推算機構(gòu)30連接。推算機構(gòu)30為根據(jù)由各傳感組件20A、20B的傳感器輸出信號而運算的平均值A(chǔ)和振幅值B運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)的機構(gòu)。該推算機構(gòu)30包括第I荷載推算機構(gòu)31和第2荷載推算機構(gòu)32，該第I荷載推算機構(gòu)31用作采用上述形變傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)，運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載值LA，該第2荷載推算機構(gòu)32用作采用上述形變傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)和振幅值B，運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載值LB的運算處理部。S卩，第I和第2荷載推算機構(gòu)31、32分別將第I和第2荷載值LA、LB作為運算結(jié)果而輸出。對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S的關(guān)系，如果在線性范圍內(nèi)，將偏差量除外，則可通過下述的關(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)定的補償系數(shù)。在上述第I荷載推算機構(gòu)31中，從形變傳感器22A、22B的輸出信號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)定的補償系數(shù)Ml與該變量相乘的一次式，即，LA = MlXA......(2)運算并推算第I荷載值(運算結(jié)果)LA。通過像這樣，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，由于采用兩個傳感組件20A、20B，故在式(2)的運算的場合，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)定的補償系數(shù)，MlB表示與平均值A(chǔ)B相乘的規(guī)定的補償系數(shù)。在上述第2荷載推算機構(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)定的補償系數(shù)M2、M3與這些變量相乘的一次式，即，LB=M2XA + M3XB......(3)運算并推算第2荷載值(運算結(jié)果)LB。可通過像這樣，采用2種變量，進一步提高荷載推算精度。在該例子中，由于采用兩個傳感組件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)定的補償系數(shù)，M2B表示與平均值A(chǔ)B相乘的規(guī)定的補償系數(shù)，M3A表示與振幅值BA相乘的規(guī)定的補償系數(shù)，M3B表示與振幅值BB相乘的規(guī)定的補償系數(shù)。上述各運算式的各補償系數(shù)的值預(yù)先通過試驗、模擬而求出，進行設(shè)定。上述第I荷載推算機構(gòu)31和第2荷載推算機構(gòu)32的運算并行地進行。由于傳感組件20A(20B)設(shè)置于位于外方部件I的外側(cè)列的滾動面3的周邊處的軸向位置，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20A (20B)的設(shè)置部附近的滾動體5的影響。S卩，該滾動體5的影響為上述的偏差量。另外，即使在軸承停止時的情況下，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。S卩，在滾動體5通過傳感組件20A(20B)中的最接近形變傳感器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的振幅為最大值，像圖6那樣，隨著滾動體5遠離該位置(或滾動體5位于離開該位置的位置時)，振幅降低。在軸承旋轉(zhuǎn)時，由于滾動體5按照規(guī)定的排列間距P而依次通過上述傳感組件20A(20B)的設(shè)置部的附近，故形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b為像圖6中的實線所示的那樣，將滾動體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)的面之間等的滑動造成的滯后的影響。在本實施方式中，將上述形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b的和作為上述的平均值A(chǔ)，將根據(jù)輸出信號a、b的差而求出絕對值I a — b I進行時間平均處理的值、或根據(jù)輸出信號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)為消除了滾動體5的通過造成的變動成分的值。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)和法蘭面之間等的滑動的影響的值。于是，可通過采用該平均值A(chǔ)和振幅值B，正確地檢測作用于車輪用軸承、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，作為其和而求出的平均值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I個的形變傳感器22A、22B，由此，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。不同于此，也可直接地將兩個形變傳感器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1/2。在該場合，還可使兩個形變傳感器22A、22B的上述圓周方向的間距為滾動體5的排列間距P的{l/2 + n(n為整數(shù))}倍、或近似它們的值。在該場合，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)同樣地為消除了滾動體5的通過造成的變動成分的值，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的影響的值。像圖8那樣，上述推算機構(gòu)30與下一級的推算荷載輸出機構(gòu)33連接。該推算荷載輸出機構(gòu)33按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對應(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荷載推算機構(gòu)31、32所輸出的運算結(jié)果的LA、LB合成，輸出最終的推算荷載值Lout。Lout=rLA + (I — r) LB......(4)
本場合的合成比例r對應(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，在靜止時合成比例r為I，在普通行駛時為I以下的值，在高速行駛時再次增加。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可從外部通過參數(shù)而變更。另外，在這里所說的“映像化處理”指對應(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、推算荷載輸出機構(gòu)33以外。另外，對于通過推算機構(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的兩者而進行推算與運算的第2荷載推算機構(gòu)32的運算結(jié)果LB的精度變高。于是，在精度優(yōu)先于延遲時間的場合，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間的場合，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的預(yù)處理部的上述平均值運算部28、振幅值運算部29中，通過AD轉(zhuǎn)換構(gòu)成對傳感器輸出信號進行數(shù)字?jǐn)?shù)值化處理、取樣處理的處理電路的場合產(chǎn)生問題。由于通過滾動體5的公轉(zhuǎn)運動，像圖6那樣產(chǎn)生的傳感器輸出信號的振動頻率與車輛的行駛速度成比例地變化，故在高速行駛時有時會到達接近AD轉(zhuǎn)換的取樣率的頻率。在該場合，因在取樣數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的混淆，振幅值運算部29無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的信號輸入側(cè)設(shè)置LPF38，其結(jié)果是，在高速行駛時檢測的振幅值B受到LPF38的影響，以較小程度而檢測，采用該值的第2荷載推算機構(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，由于通過提高第I荷載值LA側(cè)的比例，檢測延遲時間變小，故在車速較高的場合，獲得更高速度的荷載檢測反應(yīng)。由于它們對于控制車輛的穩(wěn)定性的各種控制程序來說也是有利的特性，故可獲得進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?！皬耐獠俊敝笍耐扑愫奢d輸出機構(gòu)33、其前級的各運算部28、29、推算機構(gòu)30以外。在該場合，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)速度檢測傳感器(圖中未示出)的輸出信號，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a、b檢測滾動體5的通過頻率，推算車輪旋轉(zhuǎn)速度。另外，還可獨立于上述推算荷載輸出機構(gòu)33，而像圖8那樣設(shè)置第2推算荷載輸出機構(gòu)35，該第2推算荷載輸出機構(gòu)35分別輸出通過第I和第2荷載推算機構(gòu)31、32而運算的第I和第2荷載值LA、LB，將這些運算結(jié)果進行下述處理:車身側(cè)的E⑶對應(yīng)于行駛狀態(tài)進行合成。在該場合，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，則還可進一步推算構(gòu)成驅(qū)動力、制動力的荷載Fx ；軸向荷載Fy。此外，也可像圖7那樣，設(shè)置溫度補償機構(gòu)37，在該溫度補償機構(gòu)37中，溫度傳感器19安裝于傳感組件20A、20B上，通過該溫度傳感器19的檢測信號，對上述傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)進行補償。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，由于即使在荷載沒有變化的情況下，傳感組件20A、20B的傳感器輸出信號因熱膨脹等因素而變化，故在已檢測的荷載中有溫度的影響。因此，如果設(shè)置對應(yīng)于車輪用軸承的溫度、其周邊溫度對傳感器輸出信號的平均值A(chǔ)進行補償?shù)臏囟妊a償機構(gòu)37，則可降低溫度造成的檢測荷載誤差。在圖8所示的推算機構(gòu)30中，設(shè)置Fy方向判斷部40，該Fy方向判斷部40在對軸向荷載Fy運算時,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，在傳感組件20A、20B的傳感器輸出信號的振幅中，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，最大值和最小值表示振動的信號的最大值和最小值。根據(jù)這些附圖可知，在軸向荷載Fy為+方向的場合，各個滾動體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，輸出信號的最大值和最小值的差變大)。相對該情況可知，與軸向荷載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的傳感器輸出信號的振幅的上述差，對這些值進行比較，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的傳感器輸出信號的振幅的上述差大時，在Fy方向判斷部40中，判斷軸向荷載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20A的傳感器輸出信號的振幅的上述差大，外方部件I的外徑面底面部的傳感組件20B的傳感器輸出信號的振幅的上述差小時，在Fy方向判斷部40中，判斷軸向荷載Fy的方向為一方向。對應(yīng)于此，在推算機構(gòu)30中，通過第I和第2荷載推算機構(gòu)31、32而進行軸向荷載Fy的運算時，進行反映上述Fy方向判斷部40的判斷結(jié)果，將運算推算式的參數(shù)的正負反轉(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)生的滯后也小。特別是，設(shè)置第I荷載推算機構(gòu)31和第2荷載推算機構(gòu)32，該第I荷載推算機構(gòu)31采用傳感組件20A(20B)的形變傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)，運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，該第2荷載推算機構(gòu)32采用傳感器輸出信號的振幅值B和上述平均值A(chǔ)，運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，設(shè)置推算荷載輸出機構(gòu)33，該推算荷載輸出機構(gòu)33按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對應(yīng)的比例r，將該兩個荷載推算機構(gòu)31、32所輸出的運算結(jié)果合成，輸出推算荷載值，由此，獲得在下面列舉的效果。 可將荷載推算運算處理的檢測時間延遲抑制到最少，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間也急劇地改變，故其結(jié)果是觀測到檢測誤差，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將上述兩個運算結(jié)果合成，故所獲得的推算荷載值沒有不連續(xù)變化，對于推算荷載值對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將上述兩個運算結(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，傳感器輸出信號的振幅頻率有時達到接近AD轉(zhuǎn)換的取樣率的值，但是由于采用合成比例r，將上述兩個運算結(jié)果合成，故即使在高速行駛時產(chǎn)生上述振幅值B的誤差的情況下，仍可通過提高僅僅采用上述平均值A(chǔ)而運算出的第I荷載值LA的比例，減小振幅值 B的誤差的影響，可提聞荷載的檢測精度。根據(jù)以上的結(jié)果，可一邊對傳感器22A、22B的非線性特性進行補償，降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)對連續(xù)的推算荷載值進行運算，可通過盡可能小的檢測時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個傳感組件20A、20B、20C、20D的第2實施方式的從外側(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)與在先的實施方式的場合相同?？赏ㄟ^像這樣，設(shè)置4個傳感組件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)動力、控制力的荷載Fx ;軸向荷載Fy。根據(jù)圖15 圖19對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。在下述的實施方式的說明中，對于對應(yīng)于通過在先的實施方式而說明的事項的部分，采用同一標(biāo)號，省略重復(fù)的說明。在僅僅說明結(jié)構(gòu)的一部分的場合，結(jié)構(gòu)的其它的部分與在先描述的實施方式相同。同一結(jié)構(gòu)部分實現(xiàn)同一作用效果。不僅可以有通過各實施方式而具體說明的部分的組合，而且如果對于組合沒有特別的妨礙，還可部分地將實施方式進行組合。該第3實施方式的帶有傳感器的車輪用軸承沒有采用旋轉(zhuǎn)傳感器的信號、來自車輛的車輪旋轉(zhuǎn)速度信息，而進行荷載推算運算處理，獲得正確的推算荷載值。在本實施方式中，像圖15所示的那樣，將平均值運算部28和振幅值運算部29用作信號預(yù)處理機構(gòu)42，該信號預(yù)處理機構(gòu)42與推算機構(gòu)30連接。上述信號預(yù)處理機構(gòu)42像圖15那樣，與旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36連接。旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36為下述機構(gòu)，其通過采用平均值A(chǔ)和振幅值B，該平均值A(chǔ)和振幅值B為在上述信號預(yù)處理機構(gòu)42中，根據(jù)各形變傳感器22A、22B的輸出信號a、b而求出，從而求出判斷車輪的旋轉(zhuǎn)速度的指標(biāo)的評價值V。像圖17那樣，上述推算機構(gòu)30與下一級的推算荷載輸出機構(gòu)33A連接。該推算荷載輸出機構(gòu)33A將上述推算機構(gòu)30的兩個荷載推算機構(gòu)31、32的運算結(jié)果(荷載值)LA、LB合成，輸出最終的推算荷載值Lout。該場合的兩個運算結(jié)果LA、LB的合成按照下述的比例r(t)而進行，該比例r(t)與通過上述旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36而求出的評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間t相對應(yīng)。閾值Vth從存儲器41中讀出。接著，對該帶有傳感器的車輪用軸承中的上述檢測系統(tǒng)的作用進行說明。首先，在信號預(yù)處理機構(gòu)42中，根據(jù)各形變傳感器22A、22B的輸出信號S求出平均值A(chǔ)和振幅值B，使用它們，通過旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36而計算用于判斷旋轉(zhuǎn)速度的評價值V。在旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36中，通過將已計算的評價值V與單獨確定的閾值Vth相比較，判斷目前的狀態(tài)是處于采用推算機構(gòu)30的第I運算結(jié)果LA的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RA，還是處于采用第2運算結(jié)果LB的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RB。在這里，用于判斷旋轉(zhuǎn)速度的評價值V，例如，采用選擇在一定時間內(nèi)輸入的各形變傳感器22A、22B的輸出信號的振幅值B而合計的值。在該場合,也可將全部的輸出信號的振幅值B合計，還可選擇一部分的傳感器輸出信號的振幅值B而進行合計。另外，作為另外的方法，也可從各形變傳感器22A、22B的輸出信號中抽取基本頻率成分，推算旋轉(zhuǎn)速度。該評價值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，是否超過某一定速度即可。由此，由于對于評價值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構(gòu)，可簡化結(jié)構(gòu)。在推算機構(gòu)30中，并列地計算僅僅采用形變傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)(設(shè)置于按照滾動體5的排列間距P的1/2而錯開的位置的兩個形變傳感器22A、22B的輸出信號的和Sum)的第I運算處理部31的第I運算結(jié)果LA ;與采用平均值A(chǔ)(平均值也可為Sum，還可為時間平均值A(chǔ)v)與振幅值B的第2運算處理部32的第2運算結(jié)果LB。另外，對應(yīng)于用于判斷上述旋轉(zhuǎn)速度的評價值V，對推算荷載值Lout采用哪個運算結(jié)果這一點進行選擇，進行輸出。在行駛中，評價值V變化，越過旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RA和旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域RB的邊界的場合，將對應(yīng)于通過后的時間而進行權(quán)重處理的兩個計算結(jié)果合成，將其輸出。即，按照比例r(t)將運算結(jié)果LA和運算結(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表示評價值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構(gòu)33A的推算荷載值Lout的計算例子。比如,在旋轉(zhuǎn)速度從區(qū)域RA進入?yún)^(qū)域RB的場合，邊界通過后的時間為t，在推算荷載輸出機構(gòu)33A中，像下述那樣計算上述合成。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)的場合，可將切換部分平滑地連接。在任何的場合，為從t=0到t=a，從0變?yōu)镮的函數(shù)。作為該運算的結(jié)果，在邊界通過后的經(jīng)歷時間t=a之前，輸出將第I運算結(jié)果LA和第2運算結(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的計算結(jié)果。另外，在邊界通過后的經(jīng)歷時間中，預(yù)先設(shè)定的時間a(在下面稱為遷移時間)與上述的閾值Vth—起，預(yù)先寫入圖17的存儲器41中。另外，邊界通過后的經(jīng)歷時間t通過設(shè)置于旋轉(zhuǎn)速 度評價機構(gòu)36中的計時器43而計量。與此相反，在旋轉(zhuǎn)速度從區(qū)域RB進入?yún)^(qū)域RA的場合，邊界通過后的時間為t，在推算荷載輸出機構(gòu)33A中，像下述那樣計算上述合成。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進入?yún)^(qū)域RB后，在時間t沒有到達a的狀態(tài)(t=tl)，再次返回到區(qū)域RA的場合，將t=a — tl的合成比例r(t)作為初始值，繼續(xù)進行運算處理。此外，用于推算機構(gòu)30的運算處理的平均值A(chǔ)和振幅值B的信號預(yù)處理機構(gòu)42的計算中，也可形成對應(yīng)于評價值V的值，改變處理對象時間T的大小的方案。車輪的旋轉(zhuǎn)速度較低的狀態(tài)，較長地設(shè)定處理對象時間T，如果旋轉(zhuǎn)速度快，則處理對象時間T變短，按照這種方式構(gòu)成的場合，可一邊抑制采用推算機構(gòu)30的振幅值B的運算處理在低速區(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)域縮短運算結(jié)果的反應(yīng)時間。即使在評價值V和旋轉(zhuǎn)速度的相關(guān)性低的情況下，仍可通過預(yù)先制作與評價值V的值相對應(yīng)的映射圖，對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域而選擇最佳地處理對象時間T。特別是，設(shè)置:推算機構(gòu)30，該推算機構(gòu)30由第I荷載推算機構(gòu)31與第2荷載推算機構(gòu)32構(gòu)成，該第I荷載推算機構(gòu)31僅僅采用傳感組件20A(20B)的形變傳感器22A、22B的輸出信號的平均值A(chǔ)，運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載，該第2荷載推算機構(gòu)32采用傳感器輸出信號的振幅值B和上述平均值A(chǔ)，運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36，該旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)36根據(jù)上述各形變傳感器22A、22B的輸出信號，求出表示車輪的旋轉(zhuǎn)速度的評價值V ;推算荷載輸出機構(gòu)33A，該推算荷載輸出機構(gòu)33A根據(jù)上述評價值V，將上述推算機構(gòu)30中的兩個荷載推算機構(gòu)31、32的運算結(jié)果合成，輸出推算荷載值，該推算荷載輸出機構(gòu)33A按照下述的比例r，進行上述運算結(jié)果的合成，該比例r與上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所的經(jīng)歷時間相對應(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、來自車輛的車輪旋轉(zhuǎn)速度信息而進行荷載推算運算處理，故不必要求信號布線數(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的自由度。 由于通過切換通常的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的荷載推算運算處理與低速時的荷載推算運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。 即使在對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度切換荷載推算運算處理時，通過合成比率連續(xù)地變化的方法，荷載信號的不連續(xù)變化消失，各種的車輛控制的荷載信號的使用變?nèi)菀住?在行駛中使緊急制動器動作的場合，有時也具有旋轉(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，將信號用于車輛控制等。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。另外，在這些實施方式中，對用于第3代的車輪用軸承的場合進行了說明，但是，本發(fā)明還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也可用于從動輪用的車輪用軸承，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，對優(yōu)選的實施形式進行了說明，但是，如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在閱讀本說明書后會在顯然的范圍內(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19表不溫度傳感器；標(biāo)號20A 20D表不傳感組件；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22A、22B表不形變傳感器； 標(biāo)號28表示平均值運算部；標(biāo)號29表示振幅值運算部；標(biāo)號30表示推算機構(gòu)；標(biāo)號31表示第I荷載推算機構(gòu)；標(biāo)號32表示第2荷載推算機構(gòu)；標(biāo)號33、33A表推算荷載輸出機構(gòu)；標(biāo)號34表不合成比例表格；標(biāo)號35表不第2推算荷載輸出機構(gòu)；標(biāo)號37表示溫度補償機構(gòu)；標(biāo)號42表不信號預(yù)處理機構(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面的外方部件；在外周上形成有與上述滾動面面對的滾動面的內(nèi)方部件；多排滾動體，該多排滾動體夾設(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)部件上設(shè)置荷載檢測用傳感組件，該荷載檢測用傳感組件由形變發(fā)生部件和兩個以上的傳感器構(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個以上的接觸固定部，該兩個以上的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， 該帶有傳感器的車輪用軸承設(shè)置有:第I荷載推算機構(gòu)，該第I荷載推算機構(gòu)采用上述各傳感器的輸出信號的平均值來運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；第2荷載推算機構(gòu)，該第2荷載推算機構(gòu)采用上述傳感器的輸出信號的平均值和振幅值來運算并推算作用于車輪用軸承上的荷載；推算荷載輸出機構(gòu)，該推算荷載輸出機構(gòu)按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對應(yīng)的比例將這些荷載推算機構(gòu)所輸出的運算結(jié)果進行合成，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荷載推算機構(gòu)將上述兩個傳感器的輸出信號的和用作平均值。
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構(gòu)所采用的合成比例對應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)速度進行映像化處理，能從外部通過參數(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構(gòu)被設(shè)計成直接輸入設(shè)置于車輪用軸承上的車輪旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器的輸出信號，檢測車輪旋轉(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構(gòu)被設(shè)計成從車身側(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構(gòu)被設(shè)計成根據(jù)上述傳感器的輸出信號中包括的滾動體的公轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的振幅成分的頻率，檢測車輪旋轉(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個以上的上述傳感組件，上述第I和第2荷載推算機構(gòu)被設(shè)計成根據(jù)上述3個以上的傳感組件的傳感器的輸出信號來運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)置有溫度補償機構(gòu)，該溫度補償機構(gòu)通過該溫度傳感器的檢測信號，對上述傳感器輸出信號進行補償。
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，獨立于上述推算荷載輸出機構(gòu)，設(shè)置有第2推算荷載輸出機構(gòu)，該第2推算荷載輸出機構(gòu)將上述第I荷載推算機構(gòu)運算并推算的推算荷載值以及上述第2荷載推算機構(gòu)運算并推算的推算荷載值逐個輸出到外部。
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，進一步設(shè)置旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)根據(jù)上述各傳感器的輸出信號求出表示車輪的旋轉(zhuǎn)速度的評價值V，上述推算荷載輸出機構(gòu)按照比例r進行上述運算結(jié)果的合成，該比例r與上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間相對應(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，上述荷載推算機構(gòu)中的用于運算處理的上述各傳感器的輸出信號的平均值和振幅值，采用一定時間T內(nèi)的各傳感器的輸出信號而計算。
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，上述一定時間T的值對應(yīng)于上述旋轉(zhuǎn)速度評價機構(gòu)所求出的評價值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構(gòu)所采用的合成比例r通過一次函數(shù)而確定，該一次函數(shù)以上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間為變量。
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構(gòu)所采用的合成比例r通過二次 以上的函數(shù)而確定，該二次以上的函數(shù)以上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間為變量。
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構(gòu)所采用的合成比例r的變化經(jīng)過從上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始所經(jīng)歷時間中的預(yù)定的遷移時間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，從上述評價值V橫切預(yù)定的閾值Vth開始到再次橫切閾值Vth為止的經(jīng)歷時間不滿足上述遷移時間a的場合，將再次橫切閾值Vth時的合成比例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)速度評價機構(gòu)將選擇各傳感器的輸出信號的振幅值而合計的值作為上述評價值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)速度評價機構(gòu)根據(jù)上述傳感器的輸出信號中所包含的滾動體的公轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的振幅成分的頻率，求出上述評價值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，一邊對傳感器的非線性特性進行補償、降低荷載推算誤差，一邊對應(yīng)于各種的輸入荷載狀態(tài)對連續(xù)的推算荷載值進行運算，可通過盡可能小的檢測時間延遲來輸出推算荷載值。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，檢測形變。設(shè)置第1荷載推算機構(gòu)(31)，其根據(jù)傳感器輸出信號的平均值來運算作用于車輪用軸承上的荷載；第2荷載推算機構(gòu)(32)，其根據(jù)傳感器輸出信號的平均值和振幅值來運算作用于車輪用軸承上的荷載；推算荷載輸出機構(gòu)(33)，其按照與車輪旋轉(zhuǎn)速度相對應(yīng)的比例將這些荷載推算機構(gòu)(32)的運算結(jié)果進行合成，輸出推算荷載值。
文檔編號F16C19/18GK103210291SQ201180054760
公開日2013年7月17日 申請日期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 申請人:Ntn株式會社