[发明专利]车轮支承用滚动轴承单元

说明书

本发明通过内置在车轮支承用滚动轴承单元中的充电器对发电机的输出电压进行检测，并且计算轮毂的转速。当轮毂的转速处于利用来自蓄电池的电力使传感器和无线通信装置工作的低速状态时，根据轮毂的转速或车辆的行驶速度，来改变无线通信电路与配置在车身侧的运算装置之间进行无线通信的频率。

技术领域

本发明涉及一种车轮支承用滚动轴承单元。

背景技术

为了改善汽车的运动性能和安全性能，已经提出有各种控制方法和控制装置。由于汽车的行驶、转弯和停止等运动可以只通过轮胎和路面之间的摩擦力(抓地力，轮胎力)来操作，因此检测作用在轮胎上的力(载荷)可以极大地提高与汽车的运动控制有关的性能。因此，已经提出有许多与检测作用在轮胎上的力有关的技术。

在本发明之前，本发明的申请人已经提出了一种车轮支承用滚动轴承单元的结构，其具有用于向设置在车轮(轮胎或轮子)上的传感器供电并且将由传感器获取的信息以无线的方式与车身侧进行通信的功能(未公开的在先申请：日本专利特愿2015-186307号)。在该在先申请中，作为用于向传感器供电的手段，车轮支承用滚动轴承单元中内置有发电机。此外，在先申请中，进一步提出了通过具备用于对传感器的输出信号进行无线传输的无线通信装置，从而在组装车轮支承用滚动轴承单元时根本不需要任何布线工作。专利文献1描述了一种发明，其中发电功能和供电功能被设置在轴承单元中以向传感器供电并执行无线通信。

然而，如上所述，使用在轴承单元中设置的发电机来供电时，当车轮的转速慢，即低车速时，可能引起如下的问题。即，通常由于发电机的发电电压正比于构成发电机的转子的转速，所以当转速较低时，难以确保足够的发电电压以使传感器和各种电路工作。另一方面，通过增加发电机的线圈匝数，能够提高低速下的发电电压，但是即使在这样的情况下，必然存在下限速度，并且当车辆停止时不可能进行发电。另外，因为用于支承转子的、轴承单元的旋转侧滚道圈部件的转速根据车辆的行驶速度变化较大，所以如果提高低速行驶时的发电电压，则在高速行驶时发电电压过大，这不是所期望的。

为了解决如上所述的问题，本发明人等首先考虑在轴承单元中设置蓄电池和其充电控制电路。即，低速行驶(包括车辆停止)时，如果不能通过发电机获得足够的发电量的情况下，则利用由蓄电池提供的电力使传感器和无线通信电路工作，如果能够通过发电机获得足够的发电量的情况下，则通过发电电力使传感器和无线通信电路工作并给蓄电池充电。充电控制电路根据发电电压来控制这些操作。根据这种结构，即使在低速行驶时也能够向传感器和无线通信电路提供足够的电力，而不会使高速行驶时的发电电压过大。

但是，只是简单地采用如上所述的结构时，根据车辆行驶时的低速行驶的频率和传感器以及无线通信电路的消耗电力，作为蓄电池有可能必须选用具有充足的蓄电容量的大型蓄电池，由于该蓄电池是设置在轴承单元的内部的部件，所以期望蓄电池的体积尽可能小。而且，由于蓄电池的体积大小取决于蓄电容量，所以为了使蓄电池小型化，有可能需要尽可能地减少必要的蓄电容量。

另一方面，当考虑将由传感器获得的、与作用在车轮上的力(轮胎载荷)有关的信息用于车辆的运动控制时，与高速行驶期间相比，低速行驶期间的车辆运动控制的必要性相对较低。此外，当以车辆的行驶距离(前进距离)来考虑时，车辆行驶一定距离所需的时间随着车速的降低而增加。因此，在车速较低的情况下，即使传感器信息的更新频率较低(即，即使更新时间间隔较长)，也没有关系。

再者，作为与本发明相关的其他现有技术文献，有专利文献2和3。专利文献2公开了如下技术：一种轴承单元，该轴承单元具有用于通过非接触式供电使传感器工作的装置，其中，在该装置中设置有电源监视部，以监视所接收的电压并且根据该电压值来控制无线送电功率。然而，专利文献2中描述的发明是用于非接触供电并控制送电功率的装置。另外，在专利文献3中，记载了通过发电机或蓄电池向设置于车轮侧的传感器供电的内容，但没有任何关于将这些发电机和蓄电池两者组合使用情况的说明。而且，关于考虑无线通信所需的电力的情况也没有任何记述。

现有技术文献

专利文献