带有传感器的车轮用轴承装置的制造方法

文档序号:8491564阅读:522来源:国知局
带有传感器的车轮用轴承装置的制造方法
【专利说明】带有传感器的车轮用轴承装置
[0001]相关申请
[0002]本发明要求申请日为2012年12月6日、申请号为JP特愿2012-266847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进行引用。
技术领域
[0003]本发明涉及一种带有传感器的车轮用轴承装置,其具有检测作用于车轮的轴承部上的荷载的荷载传感器。
【背景技术】
[0004]作为检测作用于汽车的各车轮上的荷载的技术,人们提出有带有传感器的车轮用轴承装置,在该带有传感器的车轮用轴承装置中,将形变仪贴于车轮用轴承的外圈外径面上,根据外圈外径面的形变而检测荷载(比如专利文献I)。但是,在专利文献I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。
[0005]作为解决该问题的方式,提出有下述的装置(比如,专利文献2),其由通过三个接触固定部而固定的形变发生部件以及设置于该形变发生部件上的两个形变传感器构成,可输出形变信号的传感单元设置于轴承的外圈上,上述两个形变传感器(一对传感器)的输出信号的加法运算值、振幅值等用作传感单元的输出,进行输入荷载(从路面输入到车轮上到荷载,即施加荷载)的推算运算处理。还提出有形成下述结构的带有传感器的车轮用轴承装置(专利文献3、4)。
[0006]在专利文献3中公开的带有传感器的车轮用轴承装置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;多排滚动体,该多排滚动体夹设于两个部件的面对的滚动面之间,该车轮用轴承以能自由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,按照至少一对的方式设置传感单元,该传感单元由两个传感单元构成,该两个传感单元设置于具有该固定侧部件的圆周方向的180度的相位差的位置。各传感单元包括形变发生部件和传感器,该形变发生部件具有两个以上的接触固定部,该接触固定部接触而固定于上述固定侧部件的外径面上,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。
[0007]在该结构中,根据上述传感单元对中的两个传感单元中的传感器输出信号的差分,在径向荷载推算机构中,推算作用于车轮用轴承的径向的径向荷载。另外,根据上述传感单元对中的两个传感单元的传感器输出信号的和,在轴向荷载推算机构中推算作用于车轮用轴承的轴向的轴向荷载。另外,至少一对的传感单元对的两个传感单元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与底面部。根据该传感单元对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。
[0008]如果上述传感单元中的形变发生部件的固定接触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,传感器输出信号呈现接近正弦波的变化。其中,检测到滚动体的通过造成的形变的变化。在该方案中,由于根据在上下设置的两个传感单元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,采用适合于该正负值的荷载推算参数,对荷载进行推算,故可以良好的灵敏度推算荷载。
[0009]在专利文献4中公开的带有传感器的车轮用轴承装置中,在专利文献3中给出的车轮用轴承的固定侧部件的外径面上设置三个以上的传感单元,根据上述三个以上的传感单元的输出信号,通过荷载推算机构而推算作用于车轮用轴承的径向的径向荷载和作用于车轮用轴承的轴向的轴向荷载。该场合的传感单元包括形变发生部件和一个以上的传感器,该形变发生部件具有两个以上的接触固定部,该接触固定部接触而固定于上述固定侧部件的外径面上,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。另外,上述各传感单元的输出信号通过输出信号分离机构而分离为直流成分和交流成分,通过荷载推算机构,将上述各直流成分(平均值)和交流成分的振幅值作为变量,并且乘以针对在各变量中推算的各方向的荷载而确定的补偿系数的一次式,从而推算各方向的荷载。
[0010]在像这样构成的带有传感器的车轮用轴承装置中,无论在什么样的荷载条件的情况下,均可以良好的灵敏度推算径向荷载和轴向荷载。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:JP特表2003-530565号公报
[0014]专利文献2:JP特开2009-270711号公报
[0015]专利文献3:JP特开2010-43901号公报
[0016]专利文献4:JP特开2010-96565号公报

【发明内容】

[0017]发明要解决的问题
[0018]在专利文献2?4等的带有传感器的车轮用轴承装置中,采用进行了 LPF (低通滤波器)处理的传感器输出信号进行荷载运算处理。由此,会产生下述列举的问题。
[0019].在输入荷载中包括的振动的频率高的场合,对应于LPF的截止频率,传感器输出信号中产生的高的频率成分被截止。由此,从路面输入的荷载的振动成分没有出现于所输出的推算荷载值中。
[0020].在采用进行了 LPF处理的传感器输出信号,对推算荷载值进行运算的结构中,由于传感器输出信号中产生的高的频段的振动成分被截止,故所输出的推算荷载值的误差变大,或作为具有不同于本来的性质的推算荷载值而被输出。
[0021]?在所输出的推算荷载值用于车辆控制的系统中,如果推算荷载值不正确,则无法进行希望的控制。
[0022]下面更具体地对上述课题进行说明。在专利文献2?4等的带有传感器的车轮用轴承装置中的荷载传感器中,像图14所示的那样,在传感器信号运算部131a中,通过对已获得的形变传感器信号进行LPF处理(Save:移动平均值;Srms:平方平均值;SaddA:—对传感器的输出和等)的值,荷载运算处理部132进行荷载推算。
[0023]但是,在像于轮胎的滑移开始时容易产生的粘滑现象造成的荷载的变化、在凹凸路面行驶时产生的振动等的那样,输入给轮胎的荷载的振动频率高的场合,由于从传感器信号中去除与LPF的截止频率相对应的高频带的输入成分,故在荷载运算处理部的输出中,不会出现振动。
[0024]因此,在输入荷载的振动成分的频率高时,如果采用进行了 LPF处理的传感器信号而进行荷载运算处理,则所输出的推算荷载值具有不同于本来的性质,或推算误差变大。对于荷载输出用于车辆控制的系统,具有如果荷载输出不正确,则可能无法实现所希望的控制的危险。
[0025]于是,在采用进行了 LPF处理的传感器输出信号而进行荷载运算处理的结构的场合,必须采取下述对策:可在不被在所输入的荷载中产生的振动的频率所左右的情况下,推算正确的荷载值。
[0026]本发明的目的在于提供一种带有传感器的车轮用轴承装置,其中,可在不被在所输入的荷载中产生的振动的频率所左右的情况下,推算正确的荷载值。
[0027]用于解决问题的技术方案
[0028]在下面,为了便于容易理解,参照实施方式的标号进行说明。
[0029]本发明的带有传感器的车轮用轴承装置包括:
[0030]车轮用轴承100,该车轮用轴承具有:外方部件I,在该外方部件I的内周形成多排滚动面;内方部件2,在该内方部件2的外周形成与上述滚动面面对的滚动面;多排滚动体5,该多排滚动体5夹设于两个部件1、2的面对的滚动面之间,该车轮用轴承100以能自由旋转的方式将车轮支承于车身上,
[0031]多个传感器20,该多个传感器20安装于该车轮用轴承100上,检测作用于该轴承100上的荷载;
[0032]信号处理机构31,该信号处理机构31对上述各传感器20的输出信号进行处理,从而形成信号矢量;
[0033]荷载运算处理机构32,该荷载运算处理机构32根据上述信号矢量,对作用于上述车轮上的荷载进行运算;
[0034]输入荷载振动检测机构33,该输入荷载振动检测机构33检测上述多个传感器中的至少一个传感器20的输出信号中包含的输入荷载的变化成分。
[0035]上述荷载运算处理机构32对应于通过上述输入荷载振动检测机构33检测的上述变化成分,切换荷载运算处理的方式,从而对荷载进行运算。
[0036]按照该方案,由于对应于通过输入荷载振动检测机构33检测的上述变化成分,切换荷载运算处理的方式,故可在不被输入的荷载所产生的振动的频率所左右的情况下,推算正确的荷载值。
[0037]上述荷载运算处理机构32也可在通过上述输入荷载振动检测机构33检测的上述变化成分为高频的变化成分时,采用通过上述信号处理机构31形成的信号矢量中的没有对上述各传感器20的输出信号进行基于LPF (低通滤波器)35A的滤波处理的信号矢量,对荷载进行运算,可在上述变化成分为低频的变化成分时,采用对上述各传感器20的输出信号进行了 LPF 35A的滤波处理的信号矢量,对荷载进行运算。由此,对输入荷载的响应性得以提高。关于上述变化成分是高频的变化成分还是低频的变化成分这一点,比如在后面给出各例子的那样,按照适当确定的基准而确定。另外,高频的变化成分比如为判定为主要包括高于所施加的频率值的频率的变化成分,低频的变化成分比如为判定为主要包括低于所施加的频率值的频率的变化成分。
[0038]还可在上述荷载运算处理机构32采用对上述各传感器20的输出信号进行了基于LPF 35A的滤波处理的信号矢量而对荷载进行运算时,上述信号处理机构31对应于通过上述输入荷载振动检测机构33检测的上述变化成分,指定针对上述各传感器20的输出信号而进行的基于LPF 35A的滤波处理的取样个数,从而设定上述基于LPF 35A的滤波处理的截止频率。
[0039]在该构成的场合,由于形成与实时的荷载变化相对应的截止频率,故可进行更加正确的荷载推算。
[0040]上述荷载运算处理机
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