JP2011107079A - 転がり軸受ユニットの物理量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】システム異常の診断を、煩雑な演算処理を要する事なく、的確に行える構造を実現する。
【解決手段】物理量測定装置に、異常診断機能を付加する。この異常診断機能は、物理量演算に用いる１対のセンサのパルス信号Ａ、Ｂに関して、これら両信号Ａ、Ｂの立下りエッジが演算器に交互に入力されると言う＜条件１＞と、これら両パルス信号Ａ、Ｂの相対的な位相変化が予め設定しておいた所定範囲内に収まっていると言う＜条件２＞とのうち、少なくとも何れか一方の条件を逸脱した場合に、システム異常が発生したと診断する機能である。この様な構成を採用する事により、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明に係る転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わる荷重等の物理量を求める為に利用する。更に、この求めた物理量を、自動車等の車両の走行安定性確保を図る為に利用する。特に、本発明は、構成部品である複数個のセンサの出力信号に異常が発生した事を検知可能とする技術に関する。

自動車の走行安定性確保の為の制御を、より高度に行わせる為に、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに物理量測定装置を組み込み、各車輪に加わるアキシアル荷重やラジアル荷重を測定する事が考えられている。図７〜８は、この様な転がり軸受ユニットの物理量測定装置の従来構造の第１例として、特許文献１に記載されたものを示している。この従来構造の第１例は、懸架装置に支持された状態で使用時にも回転しない静止側部材である外輪１の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転する、回転側部材であるハブ２を、複数個の転動体３、３を介して、回転自在に支持している。これら各転動体３、３には、互いに逆向きの（図示の場合には背面組み合わせ型の）接触角と共に、予圧を付与している。

又、前記ハブ２の内端部（軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図７、９、１０の右側。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる図７、９、１０の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。）には、円筒状のエンコーダ４を、前記ハブ２と同心に支持固定している。又、前記外輪１の内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー５の内側に、１対のセンサ６ａ₁、６ａ₂を支持すると共に、これら両センサ６ａ₁、６ａ₂の検出部を、前記エンコーダ４の被検出面である外周面に近接対向させている。

前記エンコーダ４は、磁性金属板製である。このエンコーダ４の軸方向内半部には、それぞれが「く」字形である、透孔７、７と柱部８、８とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。そして、これら透孔７、７と柱部８、８とを形成した部分の外周面を、被検出面としている。又、この被検出面のうち、前記「く」字形の折れ曲がり部を挟んだ軸方向片側を第一特性変化部９とし、軸方向他側を第二特性変化部１０としている。

又、前記１対のセンサ６ａ₁、６ａ₂はそれぞれ、磁界発生用の永久磁石と、検出部を構成するホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子とを含んで構成されている。これら両センサ６ａ₁、６ａ₂は、前記カバー５の内側に支持固定した状態で、一方のセンサ６ａ₁の検出部を前記第一特性変化部９に、他方のセンサ６ａ₂の検出部を前記第二特性変化部１０に、それぞれ近接対向させている。

上述の様に構成する転がり軸受ユニットの物理量測定装置の場合、車輪の回転時に、外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用（これら外輪１とハブ２とがアキシアル方向に相対変位）すると、１対のセンサ６ａ₁、６ａ₂のパルス信号（出力信号）同士の間の位相差比（＝位相差／周期）が変化する。この場合に、この位相差比は、当該アキシアル荷重（アキシアル方向の相対変位）に見合った値をとる。従って、この位相差比に基づいて、当該アキシアル荷重（アキシアル方向の相対変位）を算出する事ができる。尚、この算出処理は、図示しない演算器により行う。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた前記位相差比と前記アキシアル荷重（アキシアル方向の相対変位）との関係を、計算式やマップ等の形式で組み込んでおく。

次に、図９〜１１は、転がり軸受ユニットの物理量測定装置の従来構造の第２例として、前記特許文献１に記載されたものを示している。本例の場合には、エンコーダ４の被検出面に、６個のセンサ６ａ₁〜６ｃ₂の検出部を対向させている。そして、図示しない演算器により、これら６個のセンサ６ａ₁〜６ｃ₂のパルス信号（出力信号）同士の間の位相差比（所定の５つの位相差比）を算出する事に基づいて、外輪１に対するハブ２の５方向変位（変位ｘ、ｙ、ｚ及び傾きφx、φz）と、これら外輪１とハブ２との間に作用する５方向外力（荷重Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ及びモーメントＭｘ、Ｍｚ）とを算出できる様にしている。この様な従来構造の第２例に関する、より具体的な構造及び作用に就いては、前記特許文献１に記載されている為、これ以上の詳しい説明は省略する。

尚、上述した各従来構造の場合には、エンコーダを単なる磁性金属製としたが、このエンコーダとしては、永久磁石製のものを使用する事もできる。永久磁石製のエンコーダを使用する場合には、被検出面にＳ極とＮ極とを円周方向に関して交互に設ける。又、永久磁石製のエンコーダを使用する場合には、センサ側に磁界発生用の永久磁石を組み込む必要はない。

ところで、上述した様な各転がり軸受ユニットの物理量測定装置の場合、構成部品や配線等に欠陥が生じる事に起因して、各センサ６ａ₁、６ａ₂（６ａ₁〜６ｃ₂）から正常でないパルス信号が出力されると、演算器により正確な物理量（変位、荷重）を算出できなくなる。従って、この様な正確でない物理量に基づいて車両制御が行われる事を防止できる様にすべく、上述した物理量測定装置には、前記各センサ６ａ₁、６ａ₂（６ａ₁〜６ｃ₂）から正常でないパルス信号が出力された場合に、これを検知できる機能を付加しておく事が望ましい。

この様な事情に鑑みて、特許文献２には、各センサのパルス信号同士の間の周期（周波数）差が、予め設定しておいた閾値を超えた場合に、これら各センサのうちの何れかのセンサのパルス信号に異常が発生したと判定する機能を備えた、転がり軸受ユニットの状態量測定装置が記載されている。しかしながら、この特許文献２に記載された従来構造の場合には、システム異常の診断を行う際に、本来｛物理量（変位、荷重）の測定に於いて｝求める事が不要な周期（周波数）差を計算する必要がある為、演算処理が煩雑になる。又、前記特許文献２に記載された従来構造の場合には、各パルス信号同士の間に周期（周波数）差が発生しない限り、システム異常を検知する事ができない。しかしながら、かかる周期（周波数）差が発生していない場合でも、一方のパルス信号に対する他方のパルス信号の位相変化が、本来生じ得る範囲を超えて大きくなった場合にも、システム異常であると診断できる様にする事が好ましいと言える。

特開２００８−６４７３１号公報 特開２００７−２９２５７１号公報

本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、上述の様な事情に鑑み、システム異常の診断を、前記特許文献２に記載された従来構造の場合よりも的確に、且つ、煩雑な演算処理を要する事なく行える構造を実現すべく発明したものである。

本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、転がり軸受ユニットと、物理量測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止側部材と、使用時に回転する回転側部材とを、複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わせて成る。
又、前記物理量測定装置は、エンコーダと、複数個のセンサと、演算器とを備える。
このうちのエンコーダは、前記回転側部材に支持固定されると共に、この回転側部材と同心の被検出面を有し、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させている。
又、前記各センサは、検出部を前記被検出面に対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持固定され、前記回転側部材の回転に伴い、前記被検出面のうち自身の検出部を対向させた部分の特性変化に対応したパルス信号を出力する。
又、前記演算器は、前記各センサのパルス信号同士の間の位相差に基づいて、前記静止側部材と前記回転側部材との相対変位と、これら静止側、回転側両部材同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の物理量を算出する。
特に、本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置に於いては、前記物理量測定装置が異常診断機能を有しており、この異常診断機能は、前記各センサのパルス信号が下記の＜条件１＞＜条件２＞のうちの少なくとも一方の条件を逸脱した場合に、システム異常が発生したと診断する。
＜条件１＞ 位相差を求めるべき２個のセンサのパルス信号に関して、これら両パルス信号の検出エッジ（立下りエッジ又は立上りエッジ）が、前記演算器に交互に入力される。
＜条件２＞ 位相差を求めるべき２個のセンサのパルス信号に関して、これら両パルス信号の相対的な位相変化（これら両パルス信号同士の間の位相差比の変化）が、予め設定しておいた所定範囲内に収まっている。

上述の様な本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記転がり軸受ユニットを、車両の車輪支持用ハブユニットとし、且つ、前記物理量測定装置に、前記異常診断機能に関する作動管理機能を備えさせる。この作動管理機能は、車両の走行速度が少なくとも予め設定した第一の閾値Ｖ₁以下である場合に、前記異常診断機能を停止させると共に、車両の走行速度が少なくとも予め設定した、前記第一の閾値よりも大きな値である第二の閾値Ｖ₂（＞Ｖ₁）以上である場合に、前記異常診断機能を作動させる機能である。

又、本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記転がり軸受ユニットを、車両の車輪支持用ハブユニットとし、且つ、前記物理量測定装置に、前記各センサに対する電源供給管理機能を備えさせる。この電源供給管理機能は、車両の走行速度が少なくとも予め設定した第一の閾値Ｖ₁以下である場合に、前記各センサへの電源供給を停止して、これら各センサからのパルス信号の出力を停止させると共に、車両の走行速度が少なくとも予め設定した、前記第一の閾値よりも大きな値である第二の閾値Ｖ₂（＞Ｖ₁）以上である場合に、前記各センサへの電源供給を行って、これら各センサからのパルス信号の出力を行わせる機能である。

尚、上述した請求項２、３に記載した発明を実施する場合に、車両の走行速度は、例えば、ＡＢＳセンサやトランスミッションに組み込んだ車速センサ等から出力される車速信号に基づいて知る事ができる。
又、上述した請求項２、３に記載した発明を実施する場合に、走行速度に関する第一、第二の閾値Ｖ₁、Ｖ₂は、Ｖ₁＜Ｖ₂の条件を満たす限り、それぞれ任意の大きさに設定する事が可能である。但し、第二の閾値Ｖ₂は、前記演算器が物理量の演算を行うべき走行速度範囲（上位の車両制御システムが車両制御を実行すべき走行速度範囲）の下限値Ｖ₃（例えば、５ｋｍ／ｈ）以下に設定するのが望ましい。これに対し、第一の閾値Ｖ₁は、第二の閾値Ｖ₂よりも小さい範囲で設定すれば良く、０ｋｍ／ｈに設定しても良い。

又、上述の請求項３に記載した発明を実施する場合には、例えば、請求項４に記載した発明の様に、前記電源供給管理機能をソフトウェアによって構成する事もできるし、或いは請求項５に記載した発明の様に、前記電源供給管理機能をハードウェアによって構成する事もできる。

上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置によれば、異常診断機能によって、システム異常の診断を、前記特許文献２に記載された従来構造の場合よりも的確に、且つ、煩雑な演算処理を要する事なく行える。即ち、本発明の場合には、前記＜条件１＞＜条件２＞の条件を満たしているか否かを基準として、システム異常の有無を診断する。この為、位相差を求めるべき２個のセンサのパルス信号同士の間に周期（周波数）差が発生しているか否かに関係なく、システム異常の有無を診断できる。又、本発明の場合、システム異常の診断を行う際には、前記＜条件１＞＜条件２＞を満たしているか否かを監視していれば良く、本来｛物理量（変位、荷重）の測定に於いて｝求める事が不要な、２つのパルス信号同士の間の周期（周波数）差等を計算する必要はない。この為、煩雑な演算処理を要する事なく、短時間でシステム異常の有無を診断できる。従って、この異常診断機能によって、システム異常が発生したと診断された場合に、上位の車両制御システムに通知して、前記物理量測定装置から出力される物理量の算出結果を車両制御に利用する事を停止するか、或いは、この物理量測定装置自身で物理量の算出結果の出力を停止する等の措置をとれば、上位の車両制御システムが誤った物理量（変位、荷重）情報によって誤動作する事を早い段階で防止できる。

又、請求項２、３に記載した発明によれば、車両の停止時に、異常診断機能が、システム異常が発生していないのにも拘らず、誤ってシステム異常が発生したと診断する事を回避できる。この点に就いて、以下に説明する。
本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置の場合、各センサのパルス信号は、基本的には車両の走行時（エンコーダの回転時）にのみ出力され、車両の停止時（エンコーダの非回転時）には出力されない。しかしながら、車両の停止時であっても、乗員の乗降や荷物の積み下ろしの際には、車体が揺れる事に起因してエンコーダが微小回転し（各センサの検出部を貫く磁界が変化し）、これら各センサからパルス信号が出力される可能性がある。この際に出力されるパルス信号は、車両の走行時に出力される正規のパルス信号と異なり、出力状態が定常的ではない為、安定した周期（周波数）で発生する保証が全くない上に、それぞれの発生形態や互いの位相関係が定量的に定義できるものではない。この為、当該パルス信号を利用してシステム異常の診断を行うと、システム異常が発生していないのにも拘らず、誤ってシステム異常が発生したと診断してしまう（不必要な異常判断を頻発させてしまう）可能性がある。
これに対して、請求項２に記載した発明の場合には、車両の停止時に、異常診断機能が停止する。又、請求項３に記載した発明の場合には、車両の停止時に、各センサへの電源供給が停止し、これら各センサからのパルス信号の出力が停止する。この為、これら請求項２、３に記載した発明の場合には、車両の停止時に、異常診断機能が、システム異常が発生していないのにも拘らず、誤ってシステム異常が発生したと診断すると言った不具合が発生する事を回避できる。

本発明の実施の形態の１例に於いて、正常時に１対のセンサから出力されるパルス信号Ａ、Ｂを示す線図。 一方のパルス信号Ａに異常パルスが混入している状態を示す、図１と同様の図。 一方のパルス信号Ａにパルス抜けが生じている状態を示す、図１と同様の図。 両パルス信号Ａ、Ｂの相対的な位相変化の正常範囲を示す線図。 電源供給管理機能を実行する際のフローチャート（Ａ）、及び、当該機能に於ける車速の第一、第二の閾値Ｖ₁、Ｖ₂と荷重演算開始車速Ｖ₃との関係を示す線図（Ｂ）。 電源供給管理機能をハードウェアにより構成する場合に採用可能な回路の１例を示す図。 転がり軸受ユニットの物理量測定装置の従来構造の第１例を示す断面図。 この従来構造の第１例に組み込むエンコーダの被検出面の一部を径方向外方から見た図。 転がり軸受ユニットの物理量測定装置の従来構造の第２例を示す断面図。 この従来構造の第２例を示す模式図。 回転センサの円周方向位置を示す図。

請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の１例に就いて、図１〜６を参照しつつ、以下に説明する。尚、本例の特徴は、転がり軸受ユニットの状態量測定装置に、異常診断機能、及び、電源供給管理機能を付加した点にある。その他の部分の構造及び作用に関しては、前述の図７〜８に示した従来構造の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

上述の様に、本例の場合には、転がり軸受ユニットの状態量測定装置に、異常診断機能、及び、電源供給管理機能を付加している。このうちの異常診断機能は、１対のセンサ６ａ₁、６ａ₂（図７参照）から出力されるパルス信号Ａ、Ｂが、下記の＜条件１＞＜条件２＞を満たしているか否かを監視しながら、これら双方の条件を満たしている間は、システム異常が発生していないと診断し（異常判断を出さず）、何れか一方の条件でも満たさなくなった場合には、即座にシステム異常が発生したと診断する（異常判断を出す）機能である。
＜条件１＞ 前記両パルス信号Ａ、Ｂの立下りエッジ（検出エッジ。図１〜３の各「↓」部分）が、物理量（変位、荷重）の算出を行う演算器に交互に入力される。
＜条件２＞ 前記両パルス信号Ａ、Ｂの相対的な位相変化（これら両パルス信号Ａ、Ｂ同士の間の位相差比の変化）が、予め設定しておいた所定範囲（正常範囲）内に収まっている。

図１は、システム異常が発生していない正常時に於いて、転がり軸受ユニットにアキシアル荷重が作用していない中立状態での、前記両パルス信号Ａ、Ｂを示している。本例の場合には、この図１に示す様に、これら両パルス信号Ａ、Ｂに関しては、少なくとも正常時の周期（位相差）が互いに等しく、且つ、初期位相差比（中立状態での位相差比）が０．５｛＝初期位相差（中立状態での位相差）が１８０度｝となる様に、前記両センサ６ａ₁、６ａ₂及びエンコーダ４（図７参照）の構成や相対位置等を規制している。前記両パルス信号Ａ、Ｂ同士の間の位相差比は、組付公差、軸受変位｛上記アキシアル荷重によって生じる外輪１とハブ２（図７参照）との間のアキシアル方向の相対変位｝等によって変化するが、前記初期位相差比を越える程に位相差比が変化する事はない。従って、少なくとも正常時であれば、この様に位相差比が変化した場合でも、前記両パルス信号Ａ、Ｂの立下りエッジは、前記演算器に交互に入力される（前記＜条件１＞を満たす）。

しかしながら、例えば、図２に示す様に、一方のパルス信号Ａに異常パルス（ノイズ）が重畳した場合や、図３に示す様に、一方のパルス信号Ａにパルス抜けが生じた場合には、これら異常パルスが重畳した時点やパルス抜けが生じた時点で、前記両パルス信号Ａ、Ｂの立下りエッジが前記演算器に交互に入力されると言った関係が崩れる。そこで、本例の場合には、かかる関係が崩れた時点（前記＜条件１＞を満たさなくなった時点）で、前記異常診断機能により、即座にシステム異常が発生したと診断する事とした。

又、図４は、組付公差、軸受変位等によって、前記両パルス信号Ａ、Ｂ同士の間に相対的な位相変化が生じる事を示している。これら両パルス信号Ａ、Ｂ同士の間の位相差比は、基準となる立下りエッジから、対象となる立下りエッジまでの時間（図４中のＸ、Ｙ）を用いて算出され（位相差比＝Ｘ／Ｙ）、この様な位相差比の算出は、前記両パルス信号Ａ、Ｂの１パルス毎に繰り返し行われる。ところで、これら両パルス信号Ａ、Ｂの相対的な位相変化が、本来生じ得る範囲を超えて大きくなる事により、前記演算器に対する、これら両パルス信号Ａ、Ｂの立下りエッジの入力順序が逆転する（位相変化の大きさが初期位相差を超える）と、位相差比の算出が、１パルス分ずれた立下りエッジを用いて行われると言った不具合が生じる。そこで、本例の場合には、組付公差、軸受変位等を考慮した上で、前記エンコーダ４の被検出面に設ける特性変化のピッチ、特性境界の傾斜角度等を規制する事により、図４に示す様に、予め、前記両パルス信号Ａ、Ｂの相対的な位相変化が生じ得る範囲（位相差比の変化が０を跨がない所定の正常範囲）を規定しておき、これら両パルス信号Ａ、Ｂの相対的な位相変化が当該正常範囲から外れた時点（前記＜条件２＞を満たさなくなった時点）で、前記異常診断機能により、即座にシステム異常が発生したと診断する事とした。

尚、上述の様に演算器に対する両パルス信号Ａ、Ｂの立下りエッジの入力順序が逆転した場合には、その時点で瞬間的に、これら両パルス信号Ａ、Ｂの立下りエッジが演算器に交互に入力されると言った関係が崩れる（前記＜条件１＞を満たさなくなる）。この為、上述した＜条件２＞を設定しなくても、前記＜条件１＞を設定しておけば、システム異常が発生した事を検知できる。但し、上述した＜条件２＞を設定しておけば、上述した入力順序の逆転が生じる前に、システム異常が発生した事を検知できる。従って、その分だけ早期にシステム異常が発生した事を検知できる。

尚、本例の場合、上述した異常診断機能によって、システム異常が発生したと診断された場合には、上位の車両制御システムに通知して、前記物理量測定装置から出力される物理量の算出結果を車両制御に利用する事を停止するか、或いは、この物理量測定装置自身で物理量の算出結果の出力を停止する等の措置をとり、上位の車両制御システムが誤動作する事を回避する。

一方、前記電源供給管理機能は、車両の停止時に、上述した異常診断機能が、システム異常が発生していないのにも拘らず、誤ってシステム異常が発生したと診断する事を回避できる様にする為の機能である。即ち、本例の転がり軸受ユニットの物理量測定装置の場合、前記両センサ６ａ₁、６ａ₂のパルス信号Ａ、Ｂは、基本的には車両の走行時（前記エンコーダ４の回転時）にのみ出力され、車両の停止時（このエンコーダ４の非回転時）には出力されない。しかしながら、車両の停止時であっても、乗員の乗降や荷物の積み下ろしの際には、車体が揺れる事に起因して前記エンコーダ４が微小回転し（前記両センサ６ａ₁、６ａ₂の検出部を貫く磁界が変化し）、これら両センサ６ａ₁、６ａ₂からパルス信号が出力される可能性がある。この際に出力されるパルス信号は、車両の走行時に出力される正規のパルス信号Ａ、Ｂ（図１）と異なり、出力状態が定常的ではない為、安定した周期（周波数）で発生する保証が全くない上に、それぞれの発生形態や互いの位相関係が定量的に定義できるものではない。この為、当該パルス信号を利用してシステム異常の診断を行うと、システム異常が発生していないのにも拘らず、誤ってシステム異常が発生したと診断してしまう（不必要な異常判断を頻発させてしまう）可能性がある。

そこで、前記電源供給管理機能は、上述の様な不必要な異常判断が頻発する事を回避する為の機能を発揮する。この様な電源供給管理機能は、図５の（Ａ）に示す様に、ＡＢＳセンサやトランスミッションに組み込んだ車速センサ等から出力される車速信号に基づいて、車速判別を行う（Ｓ₁）。そして、車速が０に近い、第一の閾値Ｖ₁（ｋｍ／ｈ）以下｛同図の（Ｂ）参照｝である場合には、前記両センサ６ａ₁、６ａ₂の検出部を構成するホールＩＣへの通電を停止し、これら両センサ６ａ₁、６ａ₂からのパルス信号の出力を停止させる（Ｓ₂）。又、車速が或る程度以上に大きい、第二の閾値Ｖ₂（ｋｍ／ｈ）以上｛同図の（Ｂ）参照｝である場合には、前記両センサ６ａ₁、６ａ₂の検出部を構成するホールＩＣへの通電を行い、これら両センサ６ａ₁、６ａ₂からパルス信号を出力させる（Ｓ₃）。又、車速がそれ以外（Ｖ₁＜車速＜Ｖ₂）の大きさである場合には、それ以前の通電状態（通電／非通電）を保持する（Ｓ₄）。そして、この様な電源供給管理を、非常に短い時間間隔で繰り返し行う。

尚、第一の閾値Ｖ₁、第二の閾値Ｖ₂、荷重演算開始車速Ｖ₃は、Ｖ₁＜Ｖ₂＜Ｖ₃の条件を満たしていれば、それぞれ適宜の大きさに定める事ができる。何れにしても、本例の場合には、上述の様な電源供給管理機能によって、車両の停止時に、前記両センサ６ａ₁、６ａ₂（ホールＩＣ）への通電を停止し、これら両センサ６ａ₁、６ａ₂からのパルス信号の出力を停止させる事で、不必要な異常判断が頻発する事を回避する。この様な電源供給管理機能は、ソフトウェアによって構成する事もできるし、図６に示す様なハードウェア（回路）によって構成する事もできる。この図６に示した回路では、電源１１の基準電圧Ｖ_refと、２つの抵抗１２、１３の抵抗値Ｒ₁、Ｒ₂とによって、ホールＩＣ１４（前記両センサ６ａ₁、６ａ₂）への通電をＯＮにしたり、ＯＦＦにしたりする為の、車速信号閾値及びヒステリシス（前記第一、第二の閾値Ｖ₁、Ｖ₂）が決定される。又、オペアンプ１５の出力によりトランジスタ１６のＯＮ／ＯＦＦが切り換わる事で、前記ホールＩＣ１４への通電のＯＮ／ＯＦＦが切り換わる。

上述した様な本例の転がり軸受ユニットの物理量測定装置によれば、異常診断機能によって、システム異常の診断を、前記特許文献２に記載された従来構造の場合よりも的確に、且つ、煩雑な演算処理を要する事なく行える。即ち、本例の場合には、前記＜条件１＞＜条件２＞の条件を満たしているか否かを基準として、システム異常の有無を診断する。この為、両センサ６ａ₁、６ａ₂（図６参照）のパルス信号Ａ、Ｂ同士の間に周期（周波数）差が発生しているか否かに関係なく、システム異常の有無を診断できる。又、本例の場合、システム異常の診断を行う際には、前記＜条件１＞＜条件２＞の条件を満たしているか否かを監視していれば良く、本来｛物理量（変位、荷重）の測定に於いて｝求める事が不要な、２つのパルス信号同士の間の周期（周波数）差等を計算する必要はない。この為、煩雑な演算処理を要する事なく、短時間でシステム異常の有無を診断できる。従って、この異常診断機能によって、システム異常が発生したと診断された場合に、上位の車両制御システムに通知して、前記物理量測定装置から出力される物理量の算出結果を車両制御に利用する事を停止するか、或いは、この物理量測定装置自身で物理量の算出結果の出力を停止する等の措置をとれば、上位の車両制御システムが誤った物理量（変位、荷重）情報によって誤動作する事を早い段階で防止できる。

又、本例の場合には、車両の停止時に、前記両センサ６ａ₁、６ａ₂への電源供給が停止し、これら両センサ６ａ₁、６ａ₂からのパルス信号の出力が停止する。この為、車両の停止時に、異常診断機能が、システム異常が発生していないのにも拘らず、誤ってシステム異常が発生したと診断すると言った不具合が発生する事を回避できる。

尚、上述した実施の形態では、車両の停止時に、異常診断機能が不必要な異常判断を頻発すると言った不具合が発生する事を回避する為に、電源供給管理機能を設けた。但し、本発明を実施する場合には、この電源供給管理機能に代えて、請求項２に記載した作動管理機能、即ち、車両の走行速度が少なくとも第一の閾値Ｖ₁以下である場合に、前記異常診断機能を停止させると共に、車両の走行速度が少なくとも第二の閾値Ｖ₂（＞Ｖ₁）以上である場合に、前記異常診断機能を作動させる機能を設ける事によって、上述の様な不具合が発生する事を回避する事もできる。

又、本発明は、前述の図７〜８に示した構造に限らず、前述の図９〜１１に示した構造等、特許請求の範囲に記載した要件を満たす、各種構造の転がり軸受ユニットの物理量測定装置に適用する事ができる。

１ 外輪
２ ハブ
３ 転動体
４ エンコーダ
５ カバー
６ａ₁〜６ｃ₂ センサ
７ 透孔
８ 柱部
９ 第一特性変化部
１０ 第二特性変化部
１１ 電源
１２ 抵抗
１３ 抵抗
１４ ホールＩＣ
１５ オペアンプ
１６ トランジスタ

Claims (5)

1. 転がり軸受ユニットと、物理量測定装置とを備え、
   このうちの転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止側部材と、使用時に回転する回転側部材とを、複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わせて成るものであり、
   前記物理量測定装置は、エンコーダと、複数個のセンサと、演算器とを備え、
   このうちのエンコーダは、前記回転側部材に支持固定されると共に、この回転側部材と同心の被検出面を有し、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させたものであり、
   前記各センサは、検出部を前記被検出面に対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持固定され、前記回転側部材の回転に伴い、前記被検出面のうち自身の検出部を対向させた部分の特性変化に対応したパルス信号を出力するものであり、
   前記演算器は、前記各センサのパルス信号同士の間の位相差に基づいて、前記静止側部材と前記回転側部材との相対変位と、これら静止側、回転側両部材同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の物理量を算出するものである、
   転がり軸受ユニットの物理量測定装置に於いて、
   前記物理量測定装置が異常診断機能を有しており、この異常診断機能は、前記各センサのパルス信号が下記の＜条件１＞＜条件２＞のうちの少なくとも一方の条件を逸脱した場合に、システム異常が発生したと診断する機能である事を特徴とする転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
   ＜条件１＞ 位相差を求めるべき２個のセンサのパルス信号に関して、これら両パルス信号の検出エッジが、前記演算器に交互に入力される。
   ＜条件２＞ 位相差を求めるべき２個のセンサのパルス信号に関して、これら両パルス信号の相対的な位相変化が、予め設定しておいた所定範囲内に収まっている。
2. 転がり軸受ユニットが車両の車輪支持用ハブユニットであると共に、物理量測定装置が異常診断機能に関する作動管理機能を有しており、この作動管理機能は、車両の走行速度が少なくとも予め設定した第一の閾値Ｖ₁以下である場合に、前記異常診断機能を停止させると共に、前記車両の走行速度が少なくとも予め設定した、前記第一の閾値Ｖ₁よりも大きな値である第二の閾値Ｖ₂以上である場合に、前記異常診断機能を作動させる機能である、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
3. 転がり軸受ユニットが車両の車輪支持用ハブユニットであると共に、物理量測定装置が各センサに対する電源供給管理機能を有しており、この電源供給管理機能は、車両の走行速度が少なくとも予め設定した第一の閾値Ｖ₁以下である場合に、各センサへの電源供給を停止して、これら各センサからのパルス信号の出力を停止させると共に、前記車両の走行速度が少なくとも予め設定した、前記第一の閾値Ｖ₁よりも大きな値である第二の閾値Ｖ₂以上である場合に、前記各センサへの電源供給を行って、これら各センサからのパルス信号の出力を行わせる機能である、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
4. 電源供給管理機能をソフトウェアによって構成している、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
5. 電源供給管理機能をハードウェアによって構成している、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。

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