JP5553731B2 - センサ付車輪用軸受 - Google Patents
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Description
前記荷重推定手段30は、前記各センサユニット20のセンサ22の出力信号を定められた推定演算式に当てはめて車輪用軸受に作用する荷重を演算する荷重推定演算部35と、前記推定演算式のパラメータの切り替えの指標となる1つ以上の評価値Eiを出力する評価値出力部32と、前記評価値Eiを定められたしきい値Ciと比較し、その比較結果により前記推定演算式のパラメータを切り替えるパラメータ切替部34とを備え、前記しきい値Ciにはヒステリシスが設定されていることを特徴とする。
この構成の場合、2つのセンサ22の出力信号は略180度の位相差を有することになり、その平均値は転動体通過による変動成分をキャンセルした値となる。また、振幅値は温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響をより確実に排除した正確なものとなる。
内方部材2は回転側部材となるものであって、車輪取付用のハブフランジ9aを有するハブ輪9と、このハブ輪9の軸部9bのインボード側端の外周に嵌合した内輪10とでなる。これらハブ輪9および内輪10に、前記各列の転走面4が形成されている。ハブ輪9のインボード側端の外周には段差を持って小径となる内輪嵌合面12が設けられ、この内輪嵌合面12に内輪10が嵌合している。ハブ輪9の中心には貫通孔11が設けられている。ハブフランジ9aには、周方向複数箇所にハブボルト(図示せず)の圧入孔15が設けられている。ハブ輪9のハブフランジ9aの根元部付近には、車輪および制動部品(図示せず)を案内する円筒状のパイロット部13がアウトボード側に突出している。
この場合に、2つの歪みセンサ22A,22Bの前記円周方向の間隔を、転動体5の配列ピッチPの{1/2+n(n:整数)}倍、またはこれらの値に近似した値としても良い。この場合にも、両歪みセンサ22A,22Bの出力信号a,bの和は転動体5の通過による変動成分をキャンセルした値となる。
なお、この発明とは異なる参考提案例を説明すると、例えばタイヤ接地面に対して上下位置となる前記外方部材1の外径面の上面部および下面部に設けられたセンサユニット20のセンサ出力信号から求められる振幅値Bの差分を、評価値出力部32で演算して評価値Ei として出力する。また、評価値Ei として、評価値出力部32から車両走行速度を出力しても良い。そのほか、評価値Ei として、タイヤ接地面に対して左右位置となる前記外方部材1の外径面の左面部および右面部に設けられたセンサユニット20のセンサ出力信号から求められる振幅値Bの差分を演算して出力することも考えられる。
Ci≧Ei ……(1)
となる領域では、推定演算式のパラメータとして係数M1(図7)を用い。また、評価値Eiが、
Ci<Ei ……(2)
となる領域では、推定演算式のパラメータとして係数M2(図7)を用いる。
そこで、この不連続性を解消する対策として、前記パラメータ切替部34で用いるしきい値Ciに図9のようなヒステリシスを設定し、以下のようにして推定演算式のパラメータの切り替えを行う。なお、図9ではヒステリシスの大きさを±hとして示している。
すなわち、評価値Eiが増加するときには、推定演算式のパラメータの切り替えのしきい値をCi+hとし、評価値Eiが減少するときには、しきい値をCi−hとする。これにより、一旦、推定演算式のパラメータの切り替えが発生すると、逆方向へのパラメータの切り替えのためのしきい値が変更されることになり、頻繁なパラメータの切り替えが発生しなくなる。
また、これらの実施形態では第3世代型の車輪用軸受に適用した場合につき説明したが、この発明は、軸受部分とハブとが互いに独立した部品となる第1または第2世代型の車輪用軸受や、内方部材の一部が等速ジョイントの外輪で構成される第4世代型の車輪用軸受にも適用することができる。また、このセンサ付車輪用軸受は、従動輪用の車輪用軸受にも適用でき、さらに各世代形式のテーパころタイプの車輪用軸受にも適用することができる。
2…内方部材
3,4…転走面
5…転動体
20…センサユニット
21…歪み発生部材
21a…接触固定部
22,22A,22B…歪みセンサ
30…荷重推定手段
31…前処理部
32…評価値出力部
33…Fy 方向判定部
34…パラメータ切替部
34a…方向対応命令部
35…荷重推定演算部
36…温度センサ
Claims (9)
- 複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、
上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に複数の荷重検出用センサユニットを設け、前記センサユニットは、前記固定側部材に接触して固定される2つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する1つ以上のセンサを有し、これら複数のセンサユニットのセンサの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段を設けたセンサ付車輪用軸受であって、
前記荷重推定手段は、前記各センサユニットのセンサの出力信号を定められた推定演算式に当てはめて車輪用軸受に作用する荷重を演算する荷重推定演算部と、前記推定演算式のパラメータの切り替えの指標となる1つ以上の評価値を出力する評価値出力部と、前記評価値を定められたしきい値と比較し、その比較結果により前記推定演算式のパラメータを切り替えるパラメータ切替部とを備え、前記評価値出力部が出力する評価値はステアリング角度であり、前記しきい値にはヒステリシスが設定されていることを特徴とするセンサ付車輪用軸受。 - 複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、
上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に複数の荷重検出用センサユニットを設け、前記センサユニットは、前記固定側部材に接触して固定される2つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する1つ以上のセンサを有し、これら複数のセンサユニットのセンサの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段を設けたセンサ付車輪用軸受であって、
前記荷重推定手段は、前記各センサユニットのセンサの出力信号を定められた推定演算式に当てはめて車輪用軸受に作用する荷重を演算する荷重推定演算部と、前記推定演算式のパラメータの切り替えの指標となる1つ以上の評価値を出力する評価値出力部と、前記評価値を定められたしきい値と比較し、その比較結果により前記推定演算式のパラメータを切り替えるパラメータ切替部とを備え、前記評価値出力部が出力する評価値は操舵角信号であり、前記しきい値にはヒステリシスが設定されていることを特徴とするセンサ付車輪用軸受。 - 複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、
上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に複数の荷重検出用センサユニットを設け、前記センサユニットは、前記固定側部材に接触して固定される2つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する1つ以上のセンサを有し、これら複数のセンサユニットのセンサの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段を設けたセンサ付車輪用軸受であって、
前記荷重推定手段は、前記各センサユニットのセンサの出力信号を定められた推定演算式に当てはめて車輪用軸受に作用する荷重を演算する荷重推定演算部と、前記推定演算式のパラメータの切り替えの指標となる1つ以上の評価値を出力する評価値出力部と、前記評価値を定められたしきい値と比較し、その比較結果により前記推定演算式のパラメータを切り替えるパラメータ切替部とを備え、前記評価値出力部は、タイヤ接地面に対して上下左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、左面部および右面部に設けられたセンサユニットのセンサの出力信号の振幅値の合計を前記評価値として出力し、前記しきい値にはヒステリシスが設定されていることを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
センサ付車輪用軸受。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記しきい値に設定されるヒステリシスの大きさを、前記パラメータによって調整可能としたセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記センサユニットを3つ以上設け、前記荷重推定手段は、前記3つ以上のセンサユニットのセンサの出力信号から、車輪用軸受の径方向に作用する上下方向および左右方向の2つの径方向荷重と、軸方向に作用する一つの軸方向荷重との3方向の荷重を推定するものとしたセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記センサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に円周方向90度の位相差で4つ等配したセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記荷重推定手段は前記各センサユニットにおける各センサの出力信号の一定時間内の平均値と振幅値を算出する前処理部を有し、前記荷重推定演算部の推定演算式は、前記平均値のみ、または振幅値のみ、または前記平均値と振幅値の両方の、いずれかを用いて荷重を演算処理するセンサ付車輪用軸受。
- 請求項7において、前記センサユニットは3つ以上の接触固定部と2つのセンサを有し、隣り合う第1および第2の接触固定部の間、および隣り合う第2および第3の接触固定部の間に各センサをそれぞれ取付け、隣り合う接触固定部もしくは隣り合うセンサの前記固定側部材の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの{1/2+n(n:整数)}倍とし、前記荷重推定手段は前記2つのセンサの出力信号の和を平均値として用いるものとしたセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか1項において、前記各センサユニットに温度センサを設け、この温度センサの出力信号に基づき、センサユニットのセンサの出力信号を補正するものとしたセンサ付車輪用軸受。
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