JP2008164046A - Sensor-equipped bearing for wheel - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車輪の軸受部にかかる荷重を検出する荷重センサを内蔵したセンサ付車輪用軸受に関する。 The present invention relates to a sensor-equipped wheel bearing with a built-in load sensor for detecting a load applied to a bearing portion of the wheel.
従来、自動車の安全走行のために、各車輪の回転速度を検出するセンサを車輪用軸受に設けたものがある。従来の一般的な自動車の走行安全性確保対策は、各部の車輪の回転速度を検出することで行われているが、車輪の回転速度だけでは十分でなく、その他のセンサ信号を用いてさらに安全面の制御が可能なことが求められている。
そこで、車両走行時に各車輪に作用する荷重から姿勢制御を図ることも考えられる。例えばコーナリングにおいては外側車輪に大きな荷重がかかり、また左右傾斜面走行では片側車輪に、ブレーキングにおいては前輪にそれぞれ荷重が片寄るなど、各車輪にかかる荷重は均等ではない。また、積載荷重不均等の場合にも各車輪にかかる荷重は不均等になる。このため、車輪にかかる荷重を随時検出できれば、その検出結果に基づき、事前にサスペンション等を制御することで、車両走行時の姿勢制御(コーナリング時のローリング防止、ブレーキング時の前輪沈み込み防止、積載荷重不均等による沈み込み防止等)を行うことが可能となる。しかし、車輪に作用する荷重を検出するセンサの適切な設置場所がなく、荷重検出による姿勢制御の実現が難しい。
また、今後ステアバイワイヤが導入されて、車軸とステアリングが機械的に結合しないシステムになってくると、車軸方向荷重を検出して運転手が握るハンドルに路面情報を伝達することが求められる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a wheel bearing provided with a sensor for detecting the rotational speed of each wheel for safe driving of an automobile. Conventional measures to ensure driving safety of general automobiles are performed by detecting the rotational speed of the wheels of each part, but the rotational speed of the wheels is not sufficient, and it is further safer by using other sensor signals. It is required that the surface can be controlled.
Therefore, it is conceivable to control the posture from the load acting on each wheel during vehicle travel. For example, a large load is applied to the outer wheel in cornering, and the load applied to each wheel is not uniform. In addition, even when the load is uneven, the load applied to each wheel is uneven. For this reason, if the load applied to the wheel can be detected at any time, the suspension control etc. is controlled in advance based on the detection result, thereby controlling the attitude during vehicle travel (preventing rolling during cornering, preventing the front wheel from sinking during braking, It is possible to prevent subsidence due to uneven load capacity. However, there is no appropriate installation location of a sensor that detects a load acting on the wheel, and it is difficult to realize posture control by load detection.
In addition, when steer-by-wire is introduced in the future and the system becomes a system in which the axle and the steering are not mechanically coupled, it is required to detect the axle direction load and transmit the road surface information to the handle held by the driver.
このような要請に応えるものとして、変位センサを用いて回転側と固定側の間のギャップ(相対変位)を測定し、荷重を算出する車輪用軸受が提案されている(例えば特許文献1,2)。
しかし、特許文献1,2に開示された技術では、転動体の配置状態により荷重方向の剛性が変わり、同じ荷重が負荷されていても検出部の出力信号がばらつくので、正確に荷重を検出できないといった問題がある。具体例として、図7のように、軸受に対して垂直方向荷重Fzを印加し、車輪用軸受の固定輪となる外輪内径面に変位センサの検出部37を、回転輪となる内輪外径面に変位センサの被検出部36をそれぞれ設け、回転輪と固定輪間のギャップ(相対変位)を検出する場合の問題について、以下に説明する。
図7(A)は変位センサの検出部37が転動体23と同じ位相となる場合の転動体配列を、図7(B)は変位センサの検出部37が転動体23からP/2(Pは転動体ピッチ)ずれた位相となる場合の転動体配列をそれぞれ示す。転動体23の個数にもよるが、図7(A)の場合と図7(B)の場合とでは軸受剛性が異なり、同じ荷重が印加されても固定輪と回転輪間のギャップが異なるので、正確な荷重を算出することができない。
However, in the techniques disclosed in
7A shows a rolling element arrangement in the case where the detection unit 37 of the displacement sensor has the same phase as the
この発明の目的は、車両にコンパクトに荷重センサを設置できて、車輪にかかる荷重を正確に検出できるセンサ付車輪用軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a sensor-equipped wheel bearing in which a load sensor can be compactly installed in a vehicle and a load applied to the wheel can be accurately detected.
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が形成された固定輪と、この固定輪の転走面と対向する転走面を形成した回転輪と、対向する両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、固定輪に備えられた検出部および回転輪に配置された被検出部より構成されて、タイヤと路面間の作用力もしくは車輪用軸受の予圧量により変化する固定輪と回転輪の間のギャップを検出する変位センサを少なくても1つ設け、前記検出部に対する前記転動体の配列ピッチ内の位相が互いに異なる2種の状態における前記変位センサの出力信号を比較することにより、タイヤと路面間の作用力もしくは車輪用軸受の予圧量を推定する推定手段を設けたことを特徴とする。
この構成によると、変位センサの検出部に対する転動体の配列ピッチ内の位相が互いに異なる2種類の状態における前記変位センサの出力信号を推定手段で比較し、この比較結果からタイヤと路面間の作用力もしくは車輪用軸受の予圧量を推定するようにしているので、車輪にかかる荷重を正確に検出することができ、この検出結果を自動車の車両制御に利用することができる。また、荷重検出のセンサの構成も簡単であるため、車両にコンパクトに荷重センサを設置でき、量産性に優れたものとでき、コスト低減を図ることができる。
The sensor-equipped wheel bearing according to the present invention includes a fixed wheel having a double-row rolling surface, a rotating wheel having a rolling surface facing the rolling surface of the fixed wheel, and both facing rolling surfaces. In a wheel bearing having a double row rolling element interposed therebetween and rotatably supporting the wheel with respect to the vehicle body, the wheel bearing is composed of a detection unit provided on the fixed wheel and a detected unit disposed on the rotation wheel. In addition, at least one displacement sensor for detecting a gap between the fixed wheel and the rotating wheel, which varies depending on an acting force between the tire and the road surface or a preload amount of the wheel bearing, is provided, and the arrangement of the rolling elements with respect to the detection unit Characterized in that there is provided an estimation means for estimating an acting force between a tire and a road surface or a preload amount of a wheel bearing by comparing output signals of the displacement sensor in two kinds of states having different phases in the pitch. To do.
According to this configuration, the output signal of the displacement sensor in two types of states in which the phases in the arrangement pitch of the rolling elements with respect to the detection unit of the displacement sensor are different from each other is compared by the estimation means. Since the force or the preload amount of the wheel bearing is estimated, the load applied to the wheel can be accurately detected, and the detection result can be used for vehicle control of the automobile. In addition, since the configuration of the load detection sensor is simple, it is possible to install the load sensor in a compact manner in the vehicle, and to improve the mass productivity, thereby reducing the cost.
この発明において、前記推定手段は、前記2種の状態における変更センサの出力信号の差または比を求めるものであってもよい。この構成の場合、変位センサの検出部に対する転動体の配列ピッチ内の位相が互いに異なる2種類の状態での前記変位センサの出力信号の差または比を推定手段で算出し、この算出値からタイヤと路面間の作用力もしくは車輪用軸受の予圧量を推定する。 In this invention, the said estimation means may obtain | require the difference or ratio of the output signal of a change sensor in the said 2 types of state. In the case of this configuration, the difference or ratio between the output signals of the displacement sensor in two types of states in which the phases in the arrangement pitch of the rolling elements with respect to the detection unit of the displacement sensor are different from each other is calculated by the estimation means, Estimate the acting force between the road and the road surface or the preload amount of the wheel bearing.
この発明において、前記推定手段は、前記変位センサの出力信号の差または比の他に、変位センサの出力信号の大きさを加味して、車輪用軸受に作用する荷重を推定するものであっても良い。
この構成の場合、変位センサの出力信号の差や比の値が荷重の変化に対して小さい場合でも、感度の良い荷重検出が可能となる。
In the present invention, the estimating means estimates a load acting on the wheel bearing by taking into account the magnitude of the output signal of the displacement sensor in addition to the difference or ratio of the output signal of the displacement sensor. Also good.
In the case of this configuration, even when the difference or ratio value of the output signals of the displacement sensor is small with respect to the change in load, it is possible to detect the load with high sensitivity.
この発明において、前記検出部に対する前記転動体の配列ピッチ内の位相が互いに異なる2種の状態とは、転動体が前記変位センサの検出部と同位相にある状態と、転動体が前記変位センサの検出部からP/2(P:転動体のピッチ)の位相にある状態とであっても良い。この構成の場合、推定手段は、軸受剛性が高くなる転動体の配列状態での変位センサの出力信号と、軸受剛性が低くなる転動体の配列状態での変位センサの出力信号とについて、差または比を求めて荷重を推定するので、より正確な荷重検出が可能となる。 In the present invention, the two types of states having different phases within the arrangement pitch of the rolling elements with respect to the detection unit are a state in which the rolling element is in the same phase as the detection unit of the displacement sensor, and the rolling element is the displacement sensor. It may be in a state of being in a phase of P / 2 (P: the pitch of the rolling elements) from the detector. In the case of this configuration, the estimation means differs between the output signal of the displacement sensor in the arrangement state of the rolling elements with high bearing rigidity and the output signal of the displacement sensor in the arrangement state of the rolling elements with low bearing rigidity. Since the load is estimated by obtaining the ratio, more accurate load detection is possible.
この発明において、複列の転動体列の少なくても一方に転動体検出手段を2つ配置し、1つの転動体検出手段は前記変位センサの検出部に対してnP(n=0,1,…)の位相になるように配置し、もう1つの転動体検出手段は前記変位センサの検出部に対してnP+P/2(n=0,1,…)の位相になるように配置しても良い。この構成の場合も、推定手段は、軸受剛性が高くなる転動体の配列状態での変位センサの出力信号と、軸受剛性が低くなる転動体の配列状態での変位センサの出力信号とについて、差または比を求めて荷重を推定するので、より正確な荷重検出が可能となる。 In this invention, two rolling element detection means are arranged in at least one of the double-row rolling element rows, and one rolling element detection means is nP (n = 0, 1, 1) with respect to the detection part of the displacement sensor. ..)) And the other rolling element detection means may be arranged so that the phase of the displacement sensor is nP + P / 2 (n = 0, 1,...). good. Also in this configuration, the estimation means makes a difference between the output signal of the displacement sensor in the arrangement state of the rolling elements with high bearing rigidity and the output signal of the displacement sensor in the arrangement state of the rolling elements with low bearing rigidity. Alternatively, since the load is estimated by obtaining the ratio, more accurate load detection is possible.
この発明において、前記変位センサおよび前記転動体検出手段は、インボード側の転動体列とアウトボード側の転動体列に対してそれぞれ1組ずつ配置しても良い。この構成の場合、インボード側とアウトボード側の両方の転動体列における軸受剛性を考慮できるので、より正確な荷重検出が可能となる。 In the present invention, the displacement sensor and the rolling element detection means may be arranged in pairs for each of the inboard side rolling element row and the outboard side rolling element row. In the case of this configuration, it is possible to consider the bearing rigidity in the rolling element rows on both the inboard side and the outboard side, so that more accurate load detection is possible.
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が形成された固定輪と、この固定輪の転走面と対向する転走面を形成した回転輪と、対向する両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、固定輪に備えられた検出部および回転輪に配置された被検出部より構成されて、タイヤと路面間の作用力もしくは車輪用軸受の予圧量により変化する固定輪と回転輪の間のギャップを検出する変位センサを少なくても1つ設け、前記検出部に対する前記転動体の配列ピッチ内の位相が互いに異なる2種の状態における前記変位センサの出力信号を比較することにより、タイヤと路面間の作用力もしくは車輪用軸受の予圧量を推定する推定手段を設けたため、車両にコンパクトに荷重センサを設置できて、車輪にかかる荷重を正確に検出できる。 The sensor-equipped wheel bearing according to the present invention includes a fixed wheel having a double-row rolling surface, a rotating wheel having a rolling surface facing the rolling surface of the fixed wheel, and both facing rolling surfaces. In a wheel bearing having a double row rolling element interposed therebetween and rotatably supporting the wheel with respect to the vehicle body, the wheel bearing is composed of a detection unit provided on the fixed wheel and a detected unit disposed on the rotation wheel. In addition, at least one displacement sensor for detecting a gap between the fixed wheel and the rotating wheel, which varies depending on an acting force between the tire and the road surface or a preload amount of the wheel bearing, is provided, and the arrangement of the rolling elements with respect to the detection unit Since the estimation means for estimating the acting force between the tire and the road surface or the preload amount of the wheel bearing is provided by comparing the output signals of the displacement sensors in two different states in the pitch, the vehicle is compact. Load sensor on Made location, can accurately detect the load applied to the wheels.
この発明の一実施形態を図1ないし図5と共に説明する。この実施形態は、第3世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。図1では、左側がアウトボード側、右側がインボード側となる。
図1のように、この車輪用軸受10は、内周に複列の転走面4が形成された外方部材1と、これら転走面4にそれぞれ対向する転走面5が形成された内方部材2と、これら複列の転走面4,5間に介在した複列の転動体3とを備える。この車輪用軸受10は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体3はボールからなり、各列毎に保持器6で保持されている。上記各転走面4,5は断面円弧状であり、各転走面4,5はボール接触角が背面合わせとなるように形成されている。内外の部材2,1間に形成される環状空間のアウトボード側およびインボード側の各開口端部は、それぞれ密封装置である接触式のシール7,8で密封されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is a third generation inner ring rotating type and is applied to a wheel bearing for driving wheel support. In this specification, the side closer to the outer side in the vehicle width direction of the vehicle when attached to the vehicle is referred to as the outboard side, and the side closer to the center of the vehicle is referred to as the inboard side. In FIG. 1, the left side is the outboard side and the right side is the inboard side.
As shown in FIG. 1, the wheel bearing 10 is formed with an
外方部材1は固定輪となるものであって、その外周に形成されたフランジ1aが車体側のナックル(図示せず)にボルトで締結される。
内方部材2は回転輪となるものであって、外周に車輪取付フランジ2aを有するハブ輪2Aと、このハブ輪2Aのインボード側の外周に嵌合した別体の内輪2Bとからなり、ハブ輪2Aには等速ジョイント11の片方の継手部材となる外輪11aが連結される。ハブ輪2Aおよび内輪2Bに、各列の転走面5がそれぞれ形成される。ハブ輪2Aは中央孔12を有し、この中央孔12に、等速ジョイント外輪11aに一体に形成されたステム13が挿通され、ステム13の先端に螺合するナット14の締め付けにより、等速ジョイント外輪11aが内方部材2に連結される。このとき、等速ジョイント外輪11aに設けられたアウトボード側に向く段面11aaが、ハブ輪2Aに圧入した内輪2Bのインボード側に向く端面に押し付けられ、等速ジョイント外輪11aとナット14とで内方部材2が幅締めされる。ハブ輪2Aの中央孔12にはスプライン溝12aが形成されており、ステム13のスプライン溝13aとスプライン嵌合する。
The
The
この車輪用軸受10には、一例としてタイヤと路面間の作用力により変化する外方部材1と内方部材2の間のギャップを検出する変位センサ15が、荷重センサとして設けられている。この変位センサ15は、内方部材2の外周に内方部材2と同心に設けられるリング状の被検出部16と、この被検出部16と径方向に対向するように外方部材1の内周に設けられる検出部17とで構成され、その出力信号は前記被検出部16と検出部17のギャップにより変動する。この場合、変位センサ15は、アウトボード側の転動体3の列とインボード側の転動体3の列の間に配置される。また、ここでは、タイヤと路面間の作用力のうち、垂直方向荷重Fzを前記変位センサ15で検出する場合を例示している。したがって、変位センサ15の検出部17は、図1、および図1のインボード側から見た正面図を示す図2のように、垂直方向荷重Fzの検出に好適な位置として、外方部材1の内周面における鉛直方向(Z軸方向)の上側面(車両に対して上側)と、鉛直方向の下側面(車両に対して下側)とに、それぞれ1つずつ設けられる。図4(A)は前記検出部17の出力信号の一例の波形図を、図4(B)は同出力信号の他の例の波形図をそれぞれ示す。なお、図1における車輪用軸受10の断面図は、図2におけるI−O−I矢視断面を示す。
As an example, the wheel bearing 10 is provided with a
また、外方部材1の内周面におけるアウトボード側の転動体列の位置からアウトボード側に隣接した位置には、図1および図3に示すように、アウトボード側の転動体3を検出する2つの転動体検出手段18A,18Bが設けられる。そのうち、1つ目の転動体検出手段18Aは、変位センサ15の1つの検出部17に対応する鉛直方向の上側面に設けられ、この転動体検出手段18Aの位置に対してP/2(Pは転動体ピッチ)だけずらした位置に2つ目の転動体検出手段18Bが設けられる。図5(A)は1つ目の転動体検出手段18Aによる転動体3の検出信号の波形図を示し、図5(B)は2つ目の転動体検出手段18Bによる転動体3の検出信号の波形図を示す。これらの波形図において、各検出信号のピークは、各転動体検出手段18A,18Bの設置位置を転動体3が通過する時点を示しており、両検出信号のピークの間にはP/2の位相差が生じる。すなわち、1つ目の転動体検出手段18Aが転動体3を検出するタイミングでの転動体列における転動体3の配列状態と、2つ目の転動体検出手段18Bが転動体3を検出するタイミングでの転動体列における転動体3の配列状態との間には、P/2の位相差が生じる。軸受剛性はこれら2つの転動体3の配列状態で異なるので、2つの転動体検出手段18A,18Bは、互いに軸受剛性の異なる上記した2つの転動体配列状態になるタイミングを検出する役割を担う。
Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, the rolling
前記変位センサ15の検出部17および前記転動体検出手段18A,18Bは、図1に示すように推定手段19に接続される。推定手段19は、変位センサ15の検出部17の出力信号からタイヤと路面間の作用力(ここでは垂直方向荷重Fz)を推定する手段である。推定手段19は、変位センサ15の出力信号とタイヤと路面間の作用力の関係を設定したテーブルまたは演算式等の関係設定手段(図示せず)を有し、上記出力信号を上記関係設定手段の設定内容と比較して作用力の推定を行う。上記関係設定手段の内容は、センサ付車輪用軸受を搭載した車両のユーザによる使用よりも前に、予め実測した値やシミュレーションを行った結果等に基づいて設定する。
具体的には、推定手段19は、1つ目の転動体検出手段18Aが転動体3を検出するタイミング(図5(A)の信号波形のピーク時:軸受剛性が高くなる転動体3の配列状態)における変位センサ検出部17の出力値(例えば図4(A)の波形における山部の値V1、あるいは図4(B)の波形における山部の値V3)と、2つ目の転動体検出手段18Bが転動体3を検出するタイミング(図5(B)の信号波形のピーク時:軸受剛性が低くなる転動体3の配列状態)における変位センサ検出部17の出力値(例えば図4(A)の波形における谷部の値V2、あるいは図4(B)の波形における谷部の値V4)とを取り込み、これら出力値V1,V2(V3,V4)の差(V1−V2),(V3−V4)または比(V1/V2),(V3/V4)から前記垂直方向荷重Fzを推定する。つまり、推定手段19は、変位センサ検出部17に対するアウトボード側の転動体列における転動体3の配列ピッチ内の位相が互いに異なる2種類の状態での変位センサ検出部17の検出値を取り込み、これら出力値の差または比から前記垂直方向荷重Fzを推定する。
The
Specifically, the estimating means 19 is the timing at which the first rolling element detection means 18A detects the rolling element 3 (at the peak of the signal waveform in FIG. 5A: the arrangement of the rolling
前記変位センサ15としては、例えば光や渦電流などを利用した方式のものを使用することができる。また、この実施形態では、変位センサ15の被検出部16として、内方部材2の外周にリング状の部材を設けているが、リング状の部材を設けずに、内方部材2の外径面を被検出部16としても良い。前記転動体検出手段18A,18Bは、転動体3の有無を判断できるものであれば良く、例えば光などを利用した近接スイッチを使用することができる。
なお、変位センサ15の検出部17や転動体検出手段18A,18Bの設置位置および個数については、特に限定しない。例えば、この実施形態では、転動体3が変位センサ15の検出部17を通過するタイミングと、隣り合う転動体3,3の中間位置が変位センサ15の検出部17を通過するタイミングで、軸受剛性が変わると仮定しているため、上記した位置に転動体検出手段18A,18Bを設置しているが、それ以外の場所で軸受剛性が大きく変化する場合は、その場所を転動体3が通過するタイミングを検出できるように転動体検出手段18A,18Bを配置すれば良い。
As the
In addition, the installation position and the number of the
このように、このセンサ付車輪用軸受10では、固定輪となる外方部材1に変位センサ15の検出部17を、回転輪となる内方部材2に変位センサ15の被検出部16をそれぞれ配置し、タイヤと路面間の作用力(例えば垂直方向荷重Fz)により変化する内外の部材2,1間のギャップを前記変位センサ15で検出し、前記検出部17に対する転動体3の配列ピッチ内の位相が互いに異なる2種類の状態での前記変位センサ15の出力信号の差または比を推定手段19で算出し、この算出値から例えば垂直方向荷重Fzを推定するようにしているので、車輪にかかる荷重を正確に検出することができ、この検出結果を自動車の車両制御に利用することができる。また、荷重検出のセンサの構成も簡単であるため、車両にコンパクトに荷重センサを設置でき、量産性に優れたものとでき、コスト低減を図ることができる。
As described above, in the sensor-equipped wheel bearing 10, the detecting
また、この実施形態では、上記センサ構成により、タイヤと路面間の作用力を検出する場合について説明したが、車輪用軸受の予圧量を検出する場合にも同様に適用できる。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the acting force between a tire and a road surface was detected with the said sensor structure, it is applicable similarly when detecting the preload amount of a wheel bearing.
また、この実施形態では、1つ目の転動体検出手段18Aを変位センサ15の検出部17の位置に対応する上位置に配置し、2つ目の転動体検出手段1Bを前記検出部17の位置からP/2ずらした位置に配置しているが、その設置位置はこれに限らない。すなわち、1つ目の転動体検出手段18Aを変位センサ15の検出部17の位置に対してnP(n=0,1,…)ずれた位置とし、2つ目の転動体検出手段18Bを変位センサ15の検出部17の位置に対してnP+P/2(n=0,1,…)としても良く、この条件の位置に配置すると、転動体検出手段18A,18Bから図5(A),(B)と同様の出力信号が得られる。
In this embodiment, the first rolling element detection means 18A is arranged at an upper position corresponding to the position of the
また、この実施形態では、推定手段19による荷重の推定において、上記したように変位センサ検出部17の検出値の最大値(図4(A)の場合V1,図4(B)の場合V3)と最小値(図4(A)の場合V3,図4(B)の場合V4)の差(V1−2),(V3−V4)または比(V1/V2),(V3/V4)を算出して行っているが、このような差や比の値が荷重の変化に対して小さい場合は、これらの値にさらに以下のように出力信号の大きさも加味して荷重を推定しても良い。すなわち、例えば、図4(A)の出力信号の場合、最大値と最小値の差に最大値を乗算した値(V1−V2)×V1、あるいは最大値と最小値の比に最大値を乗算した値(V1/V2)×V1とする。図4(B)の出力信号の場合であれば、(V3−V4)×V3、あるいは(V3/V4)×V3とする。
例えば垂直方向荷重Fzの場合、荷重が大きくなるにつれて内外の部材2,1間のギャップが狭くなり、変位センサ15の出力信号が大きくなるので、上記した差や比の値に出力信号の大きさを加味して荷重を算出すれば、検出感度を大きくすることができる。
Further, in this embodiment, in the load estimation by the estimating means 19, as described above, the maximum value of the detection value of the displacement sensor detection unit 17 (V1 in the case of FIG. 4A, V3 in the case of FIG. 4B). And the difference (V1-2), (V3-V4) or the ratio (V1 / V2), (V3 / V4) between the minimum value (V3 in FIG. 4A and V4 in FIG. 4B) However, if the value of such a difference or ratio is small with respect to the change in load, the load may be estimated by adding the magnitude of the output signal to these values as follows. . That is, for example, in the case of the output signal in FIG. 4A, the difference between the maximum value and the minimum value is multiplied by the maximum value (V1−V2) × V1, or the ratio between the maximum value and the minimum value is multiplied by the maximum value. The obtained value (V1 / V2) × V1. In the case of the output signal of FIG. 4B, it is set to (V3−V4) × V3 or (V3 / V4) × V3.
For example, in the case of the vertical load Fz, as the load increases, the gap between the inner and
なお、上記実施形態において、例えば、転動体検出手段18A,18Bを設けないで、変位センサ15の出力信号の最大値と最小値を求め、その差あるいは比を計算して荷重を算出することもできる。また、軸受性能に影響を及ぼさない程度であれば、転動体3の配列状態によって軸受剛性が変化するように、転動体3の個数、あるいは内外の部材2,1の形状を工夫しても良い。
In the above embodiment, for example, without providing the rolling element detection means 18A and 18B, the maximum value and the minimum value of the output signal of the
図6は、この発明の他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受10では、先の実施形態において、インボード側の転動体列とアウトボード側の転動体列に対して、それぞれ1組ずつ変位センサ15および転動体検出手段18A,18Bを設けている。すなわち、インボード側の転動体列からインボード側に片寄った位置に1組の変位センサ15と転動体検出手段18A,18Bが配置され、アウトボード側の転動体列からアウトボード側に片寄った位置に他の1組の変位センサ15と転動体検出手段18A,18Bが配置される。推定手段19は、各組の変位センサ15の出力信号から荷重を推定する。その他の構成は先の実施形態の場合と同様である。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. In the sensor-equipped wheel bearing 10, in the previous embodiment, one set of the
この実施形態では、インボード側とアウトボード側の両方の転動体列における軸受剛性を考慮できるので、より正確に荷重を算出することができる。 In this embodiment, since the bearing rigidity in the rolling element rows on both the inboard side and the outboard side can be considered, the load can be calculated more accurately.
1…外方部材(固定輪)
2…内方部材(回転輪)
3…転動体
4,5…転走面
15…変位センサ
16…被検出部
17…検出部
18A,18B…転動体検出手段
19…推定手段
1. Outer member (fixed ring)
2 ... Inward member (rotating wheel)
3 ... rolling
Claims (6)
固定輪に備えられた検出部および回転輪に配置された被検出部より構成されて、タイヤと路面間の作用力もしくは車輪用軸受の予圧量により変化する固定輪と回転輪の間のギャップを検出する変位センサを少なくても1つ設け、前記検出部に対する前記転動体の配列ピッチ内の位相が互いに異なる2種の状態における前記変位センサの出力信号を比較することにより、タイヤと路面間の作用力もしくは車輪用軸受の予圧量を推定する推定手段を設けたことを特徴としたセンサ付車輪用軸受。 A fixed wheel having a double-row rolling surface, a rotating wheel having a rolling surface facing the rolling surface of the fixed wheel, and a double-row rolling element interposed between the opposing rolling surfaces; In a wheel bearing that rotatably supports the wheel with respect to the vehicle body,
The gap between the fixed wheel and the rotating wheel, which is composed of a detecting part provided on the fixed wheel and a detected part arranged on the rotating wheel, varies depending on the acting force between the tire and the road surface or the preload amount of the wheel bearing. By providing at least one displacement sensor to detect and comparing the output signals of the displacement sensor in two different states with different phases within the arrangement pitch of the rolling elements with respect to the detection unit, A wheel bearing with a sensor, characterized in that an estimation means for estimating an acting force or a preload amount of the wheel bearing is provided.
6. The sensor-equipped wheel bearing according to claim 5, wherein one set of the displacement sensor and the rolling element detection means is arranged for each of the inboard side rolling element array and the outboard side rolling element array.
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JP2006353593A JP2008164046A (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Sensor-equipped bearing for wheel |
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