帶有傳感器的車輪用軸承裝置的制造方法
【專利說明】帶有傳感器的車輪用軸承裝置
[0001]相關(guān)申請
[0002]本發(fā)明要求申請日為2012年12月6日、申請?zhí)枮镴P特愿2012-266847號申請的優(yōu)先權(quán)，通過參照其整體將其作為構(gòu)成本申請的一部分的內(nèi)容而進(jìn)行引用。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其具有檢測作用于車輪的軸承部上的荷載的荷載傳感器。
【背景技術(shù)】
[0004]作為檢測作用于汽車的各車輪上的荷載的技術(shù)，人們提出有帶有傳感器的車輪用軸承裝置，在該帶有傳感器的車輪用軸承裝置中，將形變儀貼于車輪用軸承的外圈外徑面上，根據(jù)外圈外徑面的形變而檢測荷載(比如專利文獻(xiàn)I)。但是，在專利文獻(xiàn)I中公開的技術(shù)中，在檢測作用于車輪用軸承上的荷載的場合，由于荷載的固定圈變形量小，故形變量也小，檢測靈敏度低，無法以良好的精度檢測荷載。
[0005]作為解決該問題的方式，提出有下述的裝置(比如，專利文獻(xiàn)2)，其由通過三個接觸固定部而固定的形變發(fā)生部件以及設(shè)置于該形變發(fā)生部件上的兩個形變傳感器構(gòu)成，可輸出形變信號的傳感單元設(shè)置于軸承的外圈上，上述兩個形變傳感器(一對傳感器)的輸出信號的加法運(yùn)算值、振幅值等用作傳感單元的輸出，進(jìn)行輸入荷載(從路面輸入到車輪上到荷載，即施加荷載)的推算運(yùn)算處理。還提出有形成下述結(jié)構(gòu)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置(專利文獻(xiàn)3、4)。
[0006]在專利文獻(xiàn)3中公開的帶有傳感器的車輪用軸承裝置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)于兩個部件的面對的滾動面之間，該車輪用軸承以能自由旋轉(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，按照至少一對的方式設(shè)置傳感單元，該傳感單元由兩個傳感單元構(gòu)成，該兩個傳感單元設(shè)置于具有該固定側(cè)部件的圓周方向的180度的相位差的位置。各傳感單元包括形變發(fā)生部件和傳感器，該形變發(fā)生部件具有兩個以上的接觸固定部，該接觸固定部接觸而固定于上述固定側(cè)部件的外徑面上，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。
[0007]在該結(jié)構(gòu)中，根據(jù)上述傳感單元對中的兩個傳感單元中的傳感器輸出信號的差分，在徑向荷載推算機(jī)構(gòu)中，推算作用于車輪用軸承的徑向的徑向荷載。另外，根據(jù)上述傳感單元對中的兩個傳感單元的傳感器輸出信號的和，在軸向荷載推算機(jī)構(gòu)中推算作用于車輪用軸承的軸向的軸向荷載。另外，至少一對的傳感單元對的兩個傳感單元設(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與底面部。根據(jù)該傳感單元對的傳感器的輸出信號振幅，通過軸向荷載方向判斷機(jī)構(gòu)，判斷上述軸向荷載的方向。
[0008]如果上述傳感單元中的形變發(fā)生部件的固定接觸部設(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)，傳感器輸出信號呈現(xiàn)接近正弦波的變化。其中，檢測到滾動體的通過造成的形變的變化。在該方案中，由于根據(jù)在上下設(shè)置的兩個傳感單元的傳感器輸出信號的振幅值(伴隨滾動體的公轉(zhuǎn)運(yùn)動的振動成分)的差分，判斷軸向荷載，對應(yīng)于軸向荷載的正負(fù)，采用適合于該正負(fù)值的荷載推算參數(shù)，對荷載進(jìn)行推算，故可以良好的靈敏度推算荷載。
[0009]在專利文獻(xiàn)4中公開的帶有傳感器的車輪用軸承裝置中，在專利文獻(xiàn)3中給出的車輪用軸承的固定側(cè)部件的外徑面上設(shè)置三個以上的傳感單元，根據(jù)上述三個以上的傳感單元的輸出信號，通過荷載推算機(jī)構(gòu)而推算作用于車輪用軸承的徑向的徑向荷載和作用于車輪用軸承的軸向的軸向荷載。該場合的傳感單元包括形變發(fā)生部件和一個以上的傳感器，該形變發(fā)生部件具有兩個以上的接觸固定部，該接觸固定部接觸而固定于上述固定側(cè)部件的外徑面上，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。另外，上述各傳感單元的輸出信號通過輸出信號分離機(jī)構(gòu)而分離為直流成分和交流成分，通過荷載推算機(jī)構(gòu)，將上述各直流成分(平均值)和交流成分的振幅值作為變量，并且乘以針對在各變量中推算的各方向的荷載而確定的補(bǔ)償系數(shù)的一次式，從而推算各方向的荷載。
[0010]在像這樣構(gòu)成的帶有傳感器的車輪用軸承裝置中，無論在什么樣的荷載條件的情況下，均可以良好的靈敏度推算徑向荷載和軸向荷載。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:JP特表2003-530565號公報
[0014]專利文獻(xiàn)2:JP特開2009-270711號公報
[0015]專利文獻(xiàn)3:JP特開2010-43901號公報
[0016]專利文獻(xiàn)4:JP特開2010-96565號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明要解決的問題
[0018]在專利文獻(xiàn)2?4等的帶有傳感器的車輪用軸承裝置中，采用進(jìn)行了 LPF (低通濾波器)處理的傳感器輸出信號進(jìn)行荷載運(yùn)算處理。由此，會產(chǎn)生下述列舉的問題。
[0019].在輸入荷載中包括的振動的頻率高的場合，對應(yīng)于LPF的截止頻率，傳感器輸出信號中產(chǎn)生的高的頻率成分被截止。由此，從路面輸入的荷載的振動成分沒有出現(xiàn)于所輸出的推算荷載值中。
[0020].在采用進(jìn)行了 LPF處理的傳感器輸出信號，對推算荷載值進(jìn)行運(yùn)算的結(jié)構(gòu)中，由于傳感器輸出信號中產(chǎn)生的高的頻段的振動成分被截止，故所輸出的推算荷載值的誤差變大，或作為具有不同于本來的性質(zhì)的推算荷載值而被輸出。
[0021]?在所輸出的推算荷載值用于車輛控制的系統(tǒng)中，如果推算荷載值不正確，則無法進(jìn)行希望的控制。
[0022]下面更具體地對上述課題進(jìn)行說明。在專利文獻(xiàn)2?4等的帶有傳感器的車輪用軸承裝置中的荷載傳感器中，像圖14所示的那樣，在傳感器信號運(yùn)算部131a中，通過對已獲得的形變傳感器信號進(jìn)行LPF處理(Save:移動平均值；Srms:平方平均值；SaddA:—對傳感器的輸出和等)的值，荷載運(yùn)算處理部132進(jìn)行荷載推算。
[0023]但是，在像于輪胎的滑移開始時容易產(chǎn)生的粘滑現(xiàn)象造成的荷載的變化、在凹凸路面行駛時產(chǎn)生的振動等的那樣，輸入給輪胎的荷載的振動頻率高的場合，由于從傳感器信號中去除與LPF的截止頻率相對應(yīng)的高頻帶的輸入成分，故在荷載運(yùn)算處理部的輸出中，不會出現(xiàn)振動。
[0024]因此，在輸入荷載的振動成分的頻率高時，如果采用進(jìn)行了 LPF處理的傳感器信號而進(jìn)行荷載運(yùn)算處理，則所輸出的推算荷載值具有不同于本來的性質(zhì)，或推算誤差變大。對于荷載輸出用于車輛控制的系統(tǒng)，具有如果荷載輸出不正確，則可能無法實現(xiàn)所希望的控制的危險。
[0025]于是，在采用進(jìn)行了 LPF處理的傳感器輸出信號而進(jìn)行荷載運(yùn)算處理的結(jié)構(gòu)的場合，必須采取下述對策:可在不被在所輸入的荷載中產(chǎn)生的振動的頻率所左右的情況下，推算正確的荷載值。
[0026]本發(fā)明的目的在于提供一種帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，可在不被在所輸入的荷載中產(chǎn)生的振動的頻率所左右的情況下，推算正確的荷載值。
[0027]用于解決問題的技術(shù)方案
[0028]在下面，為了便于容易理解，參照實施方式的標(biāo)號進(jìn)行說明。
[0029]本發(fā)明的帶有傳感器的車輪用軸承裝置包括:
[0030]車輪用軸承100，該車輪用軸承具有:外方部件I，在該外方部件I的內(nèi)周形成多排滾動面；內(nèi)方部件2，在該內(nèi)方部件2的外周形成與上述滾動面面對的滾動面；多排滾動體5，該多排滾動體5夾設(shè)于兩個部件1、2的面對的滾動面之間，該車輪用軸承100以能自由旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車身上，
[0031]多個傳感器20，該多個傳感器20安裝于該車輪用軸承100上，檢測作用于該軸承100上的荷載；
[0032]信號處理機(jī)構(gòu)31，該信號處理機(jī)構(gòu)31對上述各傳感器20的輸出信號進(jìn)行處理，從而形成信號矢量；
[0033]荷載運(yùn)算處理機(jī)構(gòu)32，該荷載運(yùn)算處理機(jī)構(gòu)32根據(jù)上述信號矢量，對作用于上述車輪上的荷載進(jìn)行運(yùn)算；
[0034]輸入荷載振動檢測機(jī)構(gòu)33，該輸入荷載振動檢測機(jī)構(gòu)33檢測上述多個傳感器中的至少一個傳感器20的輸出信號中包含的輸入荷載的變化成分。
[0035]上述荷載運(yùn)算處理機(jī)構(gòu)32對應(yīng)于通過上述輸入荷載振動檢測機(jī)構(gòu)33檢測的上述變化成分，切換荷載運(yùn)算處理的方式，從而對荷載進(jìn)行運(yùn)算。
[0036]按照該方案，由于對應(yīng)于通過輸入荷載振動檢測機(jī)構(gòu)33檢測的上述變化成分，切換荷載運(yùn)算處理的方式，故可在不被輸入的荷載所產(chǎn)生的振動的頻率所左右的情況下，推算正確的荷載值。
[0037]上述荷載運(yùn)算處理機(jī)構(gòu)32也可在通過上述輸入荷載振動檢測機(jī)構(gòu)33檢測的上述變化成分為高頻的變化成分時，采用通過上述信號處理機(jī)構(gòu)31形成的信號矢量中的沒有對上述各傳感器20的輸出信號進(jìn)行基于LPF (低通濾波器)35A的濾波處理的信號矢量，對荷載進(jìn)行運(yùn)算，可在上述變化成分為低頻的變化成分時，采用對上述各傳感器20的輸出信號進(jìn)行了 LPF 35A的濾波處理的信號矢量，對荷載進(jìn)行運(yùn)算。由此，對輸入荷載的響應(yīng)性得以提高。關(guān)于上述變化成分是高頻的變化成分還是低頻的變化成分這一點，比如在后面給出各例子的那樣，按照適當(dāng)確定的基準(zhǔn)而確定。另外，高頻的變化成分比如為判定為主要包括高于所施加的頻率值的頻率的變化成分，低頻的變化成分比如為判定為主要包括低于所施加的頻率值的頻率的變化成分。
[0038]還可在上述荷載運(yùn)算處理機(jī)構(gòu)32采用對上述各傳感器20的輸出信號進(jìn)行了基于LPF 35A的濾波處理的信號矢量而對荷載進(jìn)行運(yùn)算時，上述信號處理機(jī)構(gòu)31對應(yīng)于通過上述輸入荷載振動檢測機(jī)構(gòu)33檢測的上述變化成分，指定針對上述各傳感器20的輸出信號而進(jìn)行的基于LPF 35A的濾波處理的取樣個數(shù)，從而設(shè)定上述基于LPF 35A的濾波處理的截止頻率。
[0039]在該構(gòu)成的場合，由于形成與實時的荷載變化相對應(yīng)的截止頻率，故可進(jìn)行更加正確的荷載推算。
[0040]上述荷載運(yùn)算處理機(jī)