[发明专利]带有传感器的车轮用轴承

说明书

相关申请

本申请要求申请日为2010年9月10日、申请号为日本特愿2010-203311号，以及申请日为2010年11月10日、申请号为日本特愿2010-251413号申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及内置有荷载检测传感器的带有传感器的车轮用轴承，该荷载检测传感器检测作用于车轮的轴承部上的荷载。

背景技术

作为检测作用于汽车的各车轮上的荷载的技术，人们提出有下述的车轮用轴承，其中，在车轮用轴承的外圈上贴上形变仪，根据外圈外径面的形变检测荷载(比如，专利文献1)。但是，在专利文献1中公开的技术中，在检测作用于车轮用轴承上的荷载的场合，由于相对荷载的固定圈变形量小，故形变量也小，检测灵敏度低，无法以良好的精度检测荷载。

作为解决该课题的方案，人们提出有下述的结构的带有传感器的车轮用轴承(专利文献2)。该文献的带有传感器的车轮用轴承中的车轮用轴承包括：外方部件，在该外方部件的内周形成多排的滚动面；内方部件，在该内方部件的外周形成与上述滚动面面对的滚动面；多排的滚动体，该多排的滚动体介设于两个部件的面对的滚动面之间，该车轮用轴承以可旋转的方式将车轮支承于车身上。在上述外方部件和内方部件中的固定侧部件的外径面上，设置至少一对传感组件，该对传感组件由设置于该固定侧部件的圆周方向中的具有180度的相位差的位置的两个传感组件构成。各传感组件具有形变发生部件与传感器，该形变发生部件具有接触而固定于上述固定侧部件的外径面上的两个以上的接触固定部，该传感器安装于该形变发生部件上，检测形变发生部件的形变。

在该方案中，根据该对传感组件中的两个传感组件的传感器输出信号的差分，通过径向荷载推算机构推算作用于车轮用轴承的径向的径向荷载。另外，根据该对传感组件中的两个传感组件的传感器输出信号的和，通过轴向荷载推算机构推算作用于车轮用轴承的轴向的轴向荷载。另外，该至少一对传感组件中的两个传感组件设置于位于轮胎触地面的上下位置的上述固定侧部件的外径面的顶面部和底面部。根据该对传感组件的传感器的输出信号振幅，通过轴向荷载方向判断机构判断上述轴向荷载的方向。该场合下的荷载推算处理的基本内容通过图26的方框图而示出。

如果将上述传感组件中的形变发生部件的接触固定部设置于车轮用轴承中的固定侧部件的滚动面附近，则伴随车轮的旋转，在传感器信号中呈现图27那样的接近正弦波的变化。在该变化中，检测到滚动体的通过造成的形变的变化。在上述结构中，根据上下设置的两个传感组件的传感器输出信号的振幅值(伴随滚动体的公转运动的振动成分)的差分判断轴向荷载。对应于轴向荷载的正负，采用适用于各自场合的荷载推算参数，对荷载进行运算，由此，可以良好的灵敏度推算荷载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2003-530565号公报

专利文献2：日本特开2010-43901号公报

专利文献3：日本特开2010-181154号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献2的方案的场合，为了选择最佳的荷载推算参数，必须计算传感器输出信号的振幅值，无法应对不能对振幅值进行计算的场合。即，在旋转静止的状态或极低速旋转状态，处于没有滚动体荷载的信号变化或仅仅非常慢的变化的状态。在该场合，无法根据传感器输出信号的变化求出振幅的大小。

另一方面，作为即使在静止状态，仍检测滚动体荷载的传感器输出信号的振幅值的机构，还包括有下述的机构，其中，在足以观测滚动体荷载的影响的区域(相当于滚动体配置间距的周向长度)设置多个传感器，直接测定形变的分布。但是，在该场合，由于传感器个数增加，检测电路复杂，故成本上升和确保可靠性成为新的课题。

于是，本发明人等开发了下述结构的机构，其作为带有传感器的车轮用轴承中的更新的荷载推算机构，结构由图28的方框图表示(专利文献3)。在这里，符号A像后述的那样，表示滚动体信号接近180°相位差的位置而设置的两个传感器输出信号的平均值。在该结构中，作为荷载推算运算式，配备下述运算式，以根据旋转速度切换荷载运算处理，该运算式分别为：作为变量仅仅采用传感器输出信号的平均值A的运算式；与作为变量采用传感器输出信号的平均值A和振幅值B的运算式。即，在普通行驶状态，进行采用传感器输出信号的平均值A和振幅值B的运算式的荷载推算运算，在低速或停止状态，进行仅仅采用上述平均值A的运算式的荷载推算运算。在该方案的场合，旋转速度的判断采用旋转速度信息。