[发明专利]带有传感器的车轮用轴承装置

说明书

相关申请

本发明要求申请日为2012年12月18日、申请号为JP特愿2012—275631号申请的优先权，通过参照其整体，将其作为本申请的一部分的内容而进行引用。

技术领域

本发明涉及一种带有传感器的车轮用轴承装置，其具有检测施加于车轮的轴承部上的荷载的功能，更具体地说，本发明涉及一种带有传感器的车轮用轴承装置，其采用多个轮的传感器信号，进行求出构成对象的车轮的触地荷载的推算运算处理。

背景技术

作为检测施加于汽车的各车轮上的荷载的技术，人们提出了下述的带有传感器的车轮用轴承装置，在该装置中，将形变仪贴于车轮用轴承的外圈的外径面上，根据外圈的外径面的形变检测荷载(比如专利文献1)。另外，人们提出了下述的装置，在车轮用轴承上安装有形变发生部件，该形变发生部件将该车轮用轴承的形变放大并转印，检测该形变发生部件的形变并检测荷载(比如专利文献2)。

此外，人们提出了下述的结构(专利文献3)，其中，根据设置于车轮用轴承的上下的传感器信号的振幅值(伴随滚动体的公转运动的振动成分)的差分，判断轴向荷载Fy的朝向，对应于轴向荷载Fy的正负，采用分别适用于正负值的荷载推算参数计算荷载；采用平均值和振幅的荷载运算方法(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特表2003—530565号公报

专利文献2：JP特开2009—270711号公报

专利文献3：JP特开2010—43901号公报

专利文献4：JP特开2010—96565号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述现有的各带有传感器的车轮用轴承装置中，在车轮位于旋转内侧等处的行驶条件下的作用于车轮上的触地荷载非常低的场合，具有传感器的信号电平降低，无法进行正常的荷载推算的危险。另外，在现有的结构中，由于各轮独立地进行荷载运算处理，故难以仅仅根据传感器信号判断处于这样的状态，因上述现象的影响，荷载推算精度降低。对于将荷载输出用于车辆控制的系统来说，如果荷载输出不正确，则无法实现希望的控制。

由此，必须要求可检测上述触地荷载低的状态、可推算与其相对应的正确的荷载值的方法。

根据图15～图17对该课题进行说明。像图15所示的那样，定义施加于车辆的各车轮路面触地点上的荷载。即，作用于各车轮上的车辆的行进方向荷载为Fx、作为垂直方向的荷载的触地荷载为Fz、轴向荷载为Fy。对于正负的方向，行进方向的前方为+，垂直方向的上方为+，针对轴向，车宽度方向的中间侧为+。另外，将相对基本状态的车轮的作用荷载，触地荷载Fz极低的状态称为Fz低荷载状态。图中的FL、FR、RL、RR的符号分别表示前左轮、前右轮、后左轮、后右轮。这些荷载的定义和车轮的区分的定义用于本说明书的整体。

图17表示现有的传感器ECU 130的一个例子。向传感器信号运算机构131中，输入从设置于车轮用轴承的多个部位的传感单元120而输出的形变检测值等的传感器信号S。传感器运算机构131形成比如进行了平均处理、求和差分处理等的信息(SA、Sadd、Srms)，将该信号输入到各轮的荷载推算运算机构132中。荷载推算运算机构132根据这些信息，推算各轮的上述三轴向的荷载(Fx、Fy、Fz)，将其输出给进行车辆控制的主ECU133。将对应的一个车轮的传感器信号S输入到各车轮FL、FR、RL、RR的荷载传感器ECU 130中。

图16表示施加于车轮上的轴向荷载Fy与触地荷载Fz的关系。在通过车轮用轴承的形变的检测而检测出荷载的传感器中，如果处于施加于轴承上的荷载小，几乎没有形变的状态，则信号电平降低，轴向荷载Fy与触地荷载Fz的分离困难。在处于这样的Fz低荷载状态的场合，由于触地荷载Fz小，故可发生的轴向荷载Fy(横力)也小(处于相对图16的摩擦系数μ＝1.0的虚线的中间侧)，其结果是，任意的方向的施加荷载均变小。由于在施加荷载小时，荷载和轴承变形量的关系是非线性的，相对各荷载的传感器信号的灵敏度非常低，故在与充分地施加触地荷载Fz时相同的荷载运算方法的场合，荷载推算精度恶化。

对于将荷载输出用于车辆控制的系统来说，如果荷载输出不正确，则无法实现希望的控制，这是不愿被看到的。于是，需要采用可检测Fz低荷载状态，进行与此相对应的适当的运算处理的荷载推算方法。