專利名稱：帶有傳感器的車輪用軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有傳感器的車輪用軸承，其內(nèi)置有檢測(cè)作用于車輪的軸承部上的荷載的荷載傳感器。
背景技術(shù)：
作為檢測(cè)作用于汽車的各車輪上的荷載的技術(shù)，人們提出有下述的車輪用軸承， 其中，形變儀貼于車輪用軸承的外圈法蘭上，檢測(cè)形變(比如，專利文獻(xiàn)1)。另外，人們還提出下述的運(yùn)算方法，該方法根據(jù)設(shè)置于車輪上的多個(gè)形變傳感器的輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載(比如，專利文獻(xiàn)2)。已有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特表2003-530565號(hào)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)2 日本特表2008-542735號(hào)文獻(xiàn)

發(fā)明內(nèi)容
像在專利文獻(xiàn)1、2中公開(kāi)的技術(shù)的那樣，在采用形變傳感器，測(cè)量作用于車輪上的荷載的場(chǎng)合，由于形變傳感器本身的溫度特性，以及測(cè)量對(duì)象的溫度形變等作用于形變傳感器的輸出信號(hào)，故該輸出信號(hào)發(fā)生漂移。在該場(chǎng)合，通過(guò)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，可將輸出信號(hào)的誤差降低到某種程度。 圖46通過(guò)方框圖而表示下述的場(chǎng)合的荷載推算機(jī)構(gòu)的提出方案例子的基本外觀結(jié)構(gòu)，在該場(chǎng)合，通過(guò)溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)，對(duì)設(shè)置于車輪用軸承的外圈上的形變傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，推算荷載。在該提出方案例子中，通過(guò)振幅值運(yùn)算部72，對(duì)形變傳感器70的輸出信號(hào)的振幅值進(jìn)行運(yùn)算，通過(guò)平均值運(yùn)算部73，對(duì)形變傳感器70的輸出信號(hào)的平均值進(jìn)行運(yùn)算。形變傳感器70的輸出信號(hào)受到通過(guò)軸承外圈中的形變傳感器設(shè)置部的附近的滾動(dòng)體的影響， 形成接近正弦波的波形，由此，振幅值運(yùn)算部72求出該正弦波的振幅值(交流成分)，平均值運(yùn)算部73求出該正弦波的平均值(直流成分)。已求出的平均值中包括的溫度漂移采用比如，檢測(cè)形變傳感器70附近的溫度的溫度傳感器71的輸出信號(hào)，通過(guò)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)74而進(jìn)行補(bǔ)償。采用該補(bǔ)償?shù)钠骄担c通過(guò)振幅值運(yùn)算部72計(jì)算的振幅值，借助荷載推算部75，推算作用于車輪上的荷載。在荷載推算部75中，通過(guò)以上述振幅值和已補(bǔ)償?shù)钠骄禐樽兞?，將?guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與各變量相乘的一次式，推算荷載。但是，即使在上述提出方案例子的情況下，在設(shè)置多個(gè)形變傳感器的場(chǎng)合，在相應(yīng)的形變傳感器的附近，必須要求溫度傳感器，設(shè)置空間、布線空間和成本增加。另外，由于車輪用軸承長(zhǎng)期使用，承受大的振動(dòng)和沖擊荷載，故還因形變傳感器的設(shè)置狀況，比如密接狀態(tài)的變化，具有輸出信號(hào)產(chǎn)生漂移的可能性。如果像這樣，形變傳感器的輸出信號(hào)產(chǎn)生漂移，則荷載運(yùn)算結(jié)果的誤差大，無(wú)法檢測(cè)正確的荷載。本發(fā)明的目的在于提供一種帶有傳感器的車輪用軸承，其中，可僅僅通過(guò)溫度補(bǔ)償，對(duì)無(wú)法補(bǔ)償?shù)钠频某煞诌M(jìn)行補(bǔ)償，即使伴隨環(huán)境的變化和長(zhǎng)期的使用，檢測(cè)精度仍不惡化，可正確地推算作用于車輪上的荷載。為了容易理解，在實(shí)施形式中標(biāo)上所用的符號(hào)，對(duì)本發(fā)明的帶有傳感器的車輪用軸承進(jìn)行說(shuō)明。該傳感器的車輪用軸承為下述的車輪用軸承，其包括外方部件1，在其內(nèi)周形成多排的滾動(dòng)面3 ；內(nèi)方部件2，在其外周形成與上述滾動(dòng)面3面對(duì)的滾動(dòng)面4 ；多排的滾動(dòng)體5，其介設(shè)于兩部件1、2的面對(duì)的滾動(dòng)面3、4之間，該軸承以能夠旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車體上，其特征在于，在上述外方部件1和內(nèi)方部件2中的固定側(cè)部件上，設(shè)置荷載檢測(cè)用的傳感器組件20，該傳感器組件20包括形變發(fā)生部件21和一個(gè)以上的傳感器22， 該形變發(fā)生部件21具有接觸而固定于上述固定側(cè)部件上的兩個(gè)以上的接觸固定部21a，該傳感器22安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測(cè)形變發(fā)生部件21的形變，設(shè)置荷載推算處理機(jī)構(gòu)30，該機(jī)構(gòu)根據(jù)該傳感器組件20的傳感器22的輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載， 上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為下述的結(jié)構(gòu)。該荷載推算處理機(jī)構(gòu)30包括主荷載推算機(jī)構(gòu)31，該機(jī)構(gòu)具有對(duì)上述傳感器組件 20的傳感器22的輸出信號(hào)的平均值進(jìn)行運(yùn)算的平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32，通過(guò)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33對(duì)該運(yùn)算的平均值進(jìn)行補(bǔ)償，推算作用于車輪上的荷載；振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36，該機(jī)構(gòu)根據(jù)上述傳感器22的輸出信號(hào)的滾動(dòng)體通過(guò)產(chǎn)生的信號(hào)波形的振幅值，對(duì)相當(dāng)于作用于車輪上的荷載的振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行運(yùn)算；漂移量推算機(jī)構(gòu)37，該機(jī)構(gòu)通過(guò)對(duì)作為上述主荷載推算機(jī)構(gòu)31的推算值的推算荷載輸出si和上述振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行比較，推算在上述推算荷載輸出si中出現(xiàn)的傳感器22的輸出信號(hào)的漂移量。上述主荷載推算機(jī)構(gòu)31中的上述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33通過(guò)借助漂移量推算機(jī)構(gòu)37推算的漂移量，對(duì)荷載推算輸出進(jìn)行補(bǔ)償。如果荷載作用于車輪的輪胎和路面之間，則荷載還施加于車輪用軸承的固定側(cè)部件(比如，外方部件1)上，產(chǎn)生變形。在這里，由于傳感器組件20中的形變發(fā)生部件21的兩個(gè)以上的接觸固定部21a接觸固定于外方部件1上，故外方部件1的形變?nèi)菀追糯蠖鴤鬟f給形變發(fā)生部件21，可通過(guò)傳感器22，以良好的靈敏度而檢測(cè)該形變。上述主荷載推算機(jī)構(gòu)31求出像這樣通過(guò)傳感器22檢測(cè)的形變發(fā)生部件21的形變的平均值，通過(guò)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33而對(duì)該平均值進(jìn)行補(bǔ)償，推算作用于車輪上的荷載。由于通過(guò)傳感器22檢測(cè)的形變和作用于車輪上的荷載具有一定關(guān)系，故預(yù)先通過(guò)求出該關(guān)系，可推算作用于車輪上的荷載。通過(guò)傳感器22檢測(cè)的形變?yōu)槊慨?dāng)滾動(dòng)體5通過(guò)傳感器22的附近時(shí)變大的振動(dòng)波形，但是，通過(guò)求出構(gòu)成其直流成分的平均值，獲得不受到滾動(dòng)體5通過(guò)的影響的形變的值。產(chǎn)生像這樣根據(jù)平均值而推算的車輛的荷載像前述那樣，產(chǎn)生伴隨下述因素等而漂移的現(xiàn)象，該因素指?jìng)鞲衅?2本身的溫度特性，以及形變發(fā)生部件21等的溫度形變、長(zhǎng)期使用期間的傳感器22的密貼狀態(tài)等的設(shè)置狀況的變化。但是，在本發(fā)明中，根據(jù)傳感器22的輸出信號(hào)的滾動(dòng)體通過(guò)產(chǎn)生的信號(hào)波形的振幅值，借助振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36，對(duì)相當(dāng)于作用于車輪上的荷載的振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行運(yùn)算，通過(guò)漂移量推算機(jī)構(gòu)37，對(duì)主荷載推算機(jī)構(gòu)31的推算荷載輸出si和振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行比較，由此，推算上述推算荷載輸出si中出現(xiàn)的傳感器22的輸出信號(hào)的漂移量。將該推算的漂移量反饋給主荷載推算機(jī)構(gòu)31，通過(guò)上述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33，進(jìn)行上述平均值的補(bǔ)償。由于上述振幅值對(duì)應(yīng)作用于軸承上的荷載而改變，故還可根據(jù)振幅值，推算作用于車輪上的荷載。另外，由于檢測(cè)局部的形變的振幅信號(hào)難以受到溫度等的影響，故可通過(guò)采用振幅處理荷載推算值s2，推算作為采用平均值的推算荷載輸出si的漂移成分的漂移量。由于像這樣，推算漂移量而進(jìn)行補(bǔ)償，故可減少推算荷載輸出si的誤差，可進(jìn)行精度良好的荷載的檢測(cè)。在本發(fā)明中，主荷載推算機(jī)構(gòu)31還可以包括并用推算機(jī)構(gòu)34，該機(jī)構(gòu)采用上述傳感器22輸出信號(hào)通過(guò)上述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償后的平均值和上述傳感器22的輸出信號(hào)的振幅值這兩個(gè)值，對(duì)上述推算荷載輸出si進(jìn)行運(yùn)算。比如，將構(gòu)成權(quán)重的適合的系數(shù)分別與上述補(bǔ)償后的平均值和上述振幅值相乘，將兩者的值的和作為推算荷載輸出si。通過(guò)像這樣，采用平均值和振幅值這兩者，可以更加良好的精度，對(duì)作用于車輪上的荷載進(jìn)行運(yùn)算。上述漂移量推算機(jī)構(gòu)37針對(duì)像這樣，采用平均值和振幅值這兩者而運(yùn)算的推算荷載輸出sl，推算上述漂移量，反饋該漂移量，進(jìn)行上述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33的補(bǔ)償。還可在本發(fā)明中，設(shè)置三個(gè)以上的上述傳感器組件20，上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)30 根據(jù)上述三個(gè)以上的傳感器組件20的傳感器22的輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載中的前后方向荷載&、垂直方向荷載內(nèi)與軸向荷載Fy。各傳感器組件20的各傳感器22的輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于傳感器組件20的設(shè)置位置等，具有沿車輪用軸承的作為徑向的前后方向、垂直方向以及軸向作用的荷載的成分。由此，針對(duì)每個(gè)傳感器22，適當(dāng)確定是否用于各方向的荷載的推算，以及在使用的場(chǎng)合，各方向的荷載的推算所采用的系數(shù)，由此，進(jìn)行前后方向、 垂直方向以及軸向荷載的推算。通過(guò)比如試驗(yàn)等方式，求出上述系數(shù)的適當(dāng)值。在本發(fā)明中，上述傳感器組件20按照?qǐng)A周方向90度的相位差，將四個(gè)上述傳感器組件20均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的、構(gòu)成上下位置和左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、右面部和左面部。可通過(guò)像這樣，設(shè)置四個(gè)傳感器組件20，推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&、軸向荷載Fy。也可在本發(fā)明中，在上述傳感器組件20中的至少一個(gè)上設(shè)置溫度傳感器觀，上述主荷載推算機(jī)構(gòu)31包括溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33A，該溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)通過(guò)上述溫度傳感器觀的檢測(cè)溫度，對(duì)經(jīng)過(guò)上述平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32運(yùn)算而輸入到上述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33中的平均值進(jìn)行補(bǔ)償。 溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33A的補(bǔ)償通過(guò)事先確定對(duì)應(yīng)于溫度的系數(shù)和運(yùn)算式的方式進(jìn)行。在該方案的場(chǎng)合，由于在對(duì)平均值進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆矫妫ㄟ^(guò)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33，采用上述漂移量推算機(jī)構(gòu)37的漂移量推算值，進(jìn)行補(bǔ)償，故獲得精度更加良好的推算荷載輸出Si。另外，由于對(duì)進(jìn)行該溫度補(bǔ)償而獲得的推算荷載輸出si和振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行比較，推算漂移量，故通過(guò)漂移量推算機(jī)構(gòu)37，進(jìn)行最確實(shí)的漂移量的推算。另外，不必在所有形變檢測(cè)用的傳感器22中設(shè)置溫度傳感器觀，可對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。還可在本發(fā)明中，上述傳感器組件20包括三個(gè)以上的接觸固定部21a和兩個(gè)傳感器22，該傳感器22檢測(cè)形變發(fā)生部件21的形變，在鄰接的第1和第2接觸固定部21a 之間，以及鄰接的第2和第3接觸固定部21a之間分別安裝各傳感器22，鄰接的接觸固定部21a或鄰接的傳感器22的上述固定側(cè)部件的圓周方向的間距為滾動(dòng)體5的排列間距的 {l/2+n(n 整數(shù))}倍，上述主荷載推算機(jī)構(gòu)31的上述平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32將上述兩個(gè)傳感器22的輸出信號(hào)的和用作平均值。在該方案的場(chǎng)合，兩個(gè)傳感器22的輸出信號(hào)具有基本180度的相位差，該平均值作為消除了滾動(dòng)體5通過(guò)產(chǎn)生的變動(dòng)成分的值。另外，振幅值為可更加確實(shí)地排除了溫度的影響以及轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面之間等的滑動(dòng)的影響的正確的值。也可在本發(fā)明中，上述漂移量推算機(jī)構(gòu)37采用最小平方推算，求出上述振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36所輸出的振幅處理荷載推算值s2和上述主荷載推算機(jī)構(gòu)31所輸出的推算荷載輸出si的關(guān)系，根據(jù)該關(guān)系，對(duì)推算荷載輸出si的漂移量進(jìn)行推算。僅僅通過(guò)振幅的荷載推算值的精度具有限制，但是，如果對(duì)荷載條件進(jìn)行限定，則振幅處理荷載推算值s2和以平均值為主的推算荷載輸出si的對(duì)應(yīng)關(guān)系按照良好的精度， 變?yōu)榫€性。由此，針對(duì)振幅處理荷載推算值s2和采用平均值的推算荷載輸出sl，采用最小平方推算，求出該關(guān)系，由此，可以良好的精度而求出平均值的推算荷載輸出sl的漂移量。在像這樣設(shè)置采用最小平方推算的漂移量推算機(jī)構(gòu)37的場(chǎng)合，可設(shè)置荷載條件限定機(jī)構(gòu)37a，其根據(jù)設(shè)置于車體上的一個(gè)以上的傳感器，即，車載傳感器四的輸出信號(hào)， 判斷在車輛行駛中，作用于軸承上的荷載的狀態(tài)是否滿足設(shè)定荷載條件，在不滿足設(shè)定荷載條件的場(chǎng)合，從振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36所輸出的振幅處理荷載推算值s2中，按照設(shè)定抽取條件，通過(guò)上述漂移量推算機(jī)構(gòu)37，抽取漂移量的推算處理所采用的振幅處理荷載推算值s2。上述車載傳感器四包括比如，G傳感器(加速度傳感器)、車輛橫擺角速度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、ABS傳感器(防抱死制動(dòng)系統(tǒng)用的轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器)等。判斷荷載條件限定機(jī)構(gòu)37a在行駛中的荷載狀態(tài)，最好是并用上述那樣的各種傳感器的信號(hào)而綜合地進(jìn)行判斷。該綜合的判斷也可針對(duì)比如，各個(gè)車載的傳感器四的每個(gè)輸出，對(duì)設(shè)定允許范圍進(jìn)行設(shè)定，判斷全部是否在范圍內(nèi)，另外，還可求出通過(guò)規(guī)定的處理而將多個(gè)車載傳感器四的信號(hào)組合而獲得的值，將該值與設(shè)定允許范圍進(jìn)行比較。另外， 對(duì)于荷載條件限定機(jī)構(gòu)37a的上述設(shè)定抽取條件，比如，僅僅抽取在滿足上述設(shè)定荷載條件的期間輸出的振幅處理荷載推算值s2等，適當(dāng)確定。伴隨急劇的荷載變化，比如，在產(chǎn)生馬路牙的碰撞等場(chǎng)合和急劇的溫度變化，傳感器輸出的信號(hào)具有漂移的可能性。漂移量通過(guò)對(duì)主荷載推算機(jī)構(gòu)的輸出sl和振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行比較而推算，但是，為了以良好的精度進(jìn)行該推算，必須按照sl和s2的對(duì)應(yīng)關(guān)系基本為線性的方式，限定輸入荷載條件而進(jìn)行推算。通過(guò)限定性能的實(shí)現(xiàn)，漂移量的推算精度變高，可對(duì)信號(hào)漂移量正確地進(jìn)行補(bǔ)償，抑制檢測(cè)誤差。由于將已檢測(cè)的漂移量反饋給荷載運(yùn)算推算處理，故可抑制檢測(cè)荷載的誤差。
在本發(fā)明中，可將上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)30與車內(nèi)通信總線連接，上述漂移量成分推算機(jī)構(gòu)37所推算的漂移量，和主荷載推算機(jī)構(gòu)31的推算荷載輸出si經(jīng)由上述車內(nèi)通信總線，輸出給外部監(jiān)視器。通過(guò)像這樣，經(jīng)過(guò)車內(nèi)通信總線，輸出給外部監(jiān)視器38，可監(jiān)視
漂移量等。在該場(chǎng)合，上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)30經(jīng)由車內(nèi)通信總線，與車體裝載的輸入器39 連接，上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)30可通過(guò)來(lái)自上述輸入器39的輸入，設(shè)定包括上述漂移量推算機(jī)構(gòu)37的漂移量的推算的、作用于上述車輪上的荷載的推算所采用的參數(shù)。由此，在因修理、部件更換等，傳感器信號(hào)發(fā)生變化的場(chǎng)合等情況下，可通過(guò)車內(nèi)通信總線，重新設(shè)定為適合的漂移量。


參照附圖，根據(jù)以下優(yōu)選的實(shí)施形式進(jìn)行說(shuō)明，會(huì)更清楚地理解本發(fā)明。但是，實(shí)施形式和附圖用于單純的圖示和說(shuō)明，不應(yīng)用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)確定。在附圖中，多個(gè)附圖中的同一部件標(biāo)號(hào)表示同一或相當(dāng)?shù)牟糠帧D1為將本發(fā)明的第1實(shí)施形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖2為從外側(cè)觀看該帶有傳感器的車輪用軸承的外方部件的主視圖；圖3為該帶有傳感器的車輪用軸承中的傳感器組件的放大俯視圖；圖4為沿圖3中的IV-IV箭頭的剖視圖；圖5為表示傳感器組件的另一設(shè)置例的剖視圖；圖6為表示該傳感器組件中的形變傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值的關(guān)系的圖；圖7為表示該帶有傳感器的車輪用軸承中的推算機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖8為表示該推算機(jī)構(gòu)的還一結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖9為將本發(fā)明的第2實(shí)施形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖10為從外側(cè)觀看該帶有傳感器的車輪用軸承的外方部件的主視圖；圖11為該帶有傳感器的車輪用軸承中的傳感器組件的放大俯視圖；圖12為沿圖11中的XII-XII線的剖視圖；圖13為表示傳感器組件的還一設(shè)置例的剖視圖；圖14為滾動(dòng)體位置對(duì)傳感器組件的輸出信號(hào)的影響的說(shuō)明圖；圖15為將本發(fā)明的第1應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖16為從外側(cè)觀看該帶有傳感器的車輪用軸承的外方部件的主視圖；圖17為該帶有傳感器的車輪用軸承中的傳感器組件的放大俯視圖；圖18為沿圖17中的XVIII-XVIII線的剖視圖；圖19為表示傳感器組件的又一設(shè)置例的剖視圖；圖20為滾動(dòng)體位置對(duì)傳感器組件的輸出信號(hào)的影響的說(shuō)明圖；圖21為滾動(dòng)體位置對(duì)傳感器組件的輸出信號(hào)的影響的另一說(shuō)明圖22為表示該帶有傳感器的車輪用軸承中的荷載推算機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖23為表示第2應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承中的荷載推算機(jī)構(gòu)的還一結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖M為表示第3應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承中的荷載推算機(jī)構(gòu)的又一結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖25為將本發(fā)明的第4應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖沈?yàn)楸硎驹搸в袀鞲衅鞯能囕営幂S承中的荷載推算機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖27為表示該荷載推算機(jī)構(gòu)的運(yùn)算處理的流程的說(shuō)明圖；圖觀為該帶有傳感器的車輪用軸承的傳感器組件的傳感器輸出信號(hào)的波形圖；圖為表示外方部件外徑面頂面部的傳感器輸出信號(hào)振幅和軸向荷載的方向的關(guān)系的曲線圖，圖29(B)為表示該外徑面底面部的傳感器輸出信號(hào)振幅和軸向荷載的關(guān)系的曲線圖；圖30為表示軸向荷載和傳感器組件的傳感器輸出的關(guān)系的曲線圖；圖31為表示軸向荷載的值和上下的傳感器組件的傳感器輸出的差分值的關(guān)系的曲線圖；圖32為將本發(fā)明的第5應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖33為表示該帶有傳感器的車輪用軸承中的荷載推算機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖34為將本發(fā)明的第6應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖35為表示該帶有傳感器的車輪用軸承中的荷載推算機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖36為表示該荷載推算機(jī)構(gòu)的運(yùn)算處理的流程的說(shuō)明圖；圖37為將本發(fā)明的第7應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖38為從外側(cè)觀看該帶有傳感器的車輪用軸承的外方部件的主視圖；圖39(A)為該帶有傳感器的車輪用軸承中的荷載檢測(cè)傳感器的俯視圖，圖39(B) 為其側(cè)視圖；圖40為表示該帶有傳感器的車輪用軸承中的荷載推算機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖41為將本發(fā)明的第8應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖42為表示該帶有傳感器的車輪用軸承中的檢測(cè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的方框圖；圖43為表示該帶有傳感器的車輪用軸承中的AD變換器的設(shè)置結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的剖視圖；圖44為表示該帶有傳感器的車輪用軸承中的AD變換器的另一設(shè)置結(jié)構(gòu)例的剖視圖；圖45為將本發(fā)明的第9應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承的剖視圖和其檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思方案的方框圖組合而表示的圖；圖46為表示提出方案例中的荷載推算機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的方框9
圖47為滾動(dòng)體位置對(duì)傳感器組件的輸出信號(hào)的影響的說(shuō)明圖；圖48為對(duì)傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算電路的一個(gè)例子的方框圖；圖49為表示提出方案例中的荷載運(yùn)算處理的流程的說(shuō)明圖；圖50為表示軸向荷載的值和上下的傳感器組件的傳感器輸出的差分值的關(guān)系的曲線圖；圖51為表示提出方案例中的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的方框圖；圖52為表示該檢測(cè)系統(tǒng)中的放大電路和偏差調(diào)整電路的具體例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖53為表示在提出方案例中傳感器數(shù)量增加時(shí)的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1 8，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施形式進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)施形式為第3代的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型，適用于驅(qū)動(dòng)輪支承用的車輪用軸承。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，將在安裝于車輛上的狀態(tài)， 靠近車輛的車寬方向的外側(cè)的一側(cè)稱為外側(cè)，將靠近車輛的中間的一側(cè)稱為內(nèi)側(cè)。該帶有傳感器的車輪用軸承中的軸承像圖1的剖視圖所示的那樣，由外方部件1、 內(nèi)方部件2和多排滾動(dòng)體5構(gòu)成，在外方部件1的內(nèi)周形成多排的滾動(dòng)面3，在內(nèi)方部件2 的外周形成與各滾動(dòng)面3面對(duì)的滾動(dòng)面4，該多排滾動(dòng)體5介設(shè)于該外方部件1和內(nèi)方部件 2的滾動(dòng)面3、4之間。該車輪用軸承為多排的角接觸球軸承型，滾動(dòng)體5由滾珠形成，針對(duì)每排而通過(guò)保持器6保持。上述滾動(dòng)面3、4的截面呈圓弧狀，按照滾珠接觸角在背面對(duì)準(zhǔn)的方式形成。外方部件1和內(nèi)方部件2之間的軸承空間的兩端通過(guò)一對(duì)密封件7、8而分別密封。外方部件1構(gòu)成固定側(cè)部件，在其外周具有安裝于車體的懸架裝置(圖中未示出) 中的轉(zhuǎn)向節(jié)16上的車體安裝用法蘭la，整體為一體的部件。在法蘭Ia中的圓周方向的多個(gè)部位，開(kāi)設(shè)有轉(zhuǎn)向節(jié)安裝用的螺紋孔14，通過(guò)將從內(nèi)側(cè)，穿過(guò)轉(zhuǎn)向節(jié)16的螺栓插孔17的轉(zhuǎn)向節(jié)螺栓(圖中未示出)與上述螺紋孔14螺合，將車體安裝用法蘭Ia安裝于轉(zhuǎn)向節(jié)16 上。內(nèi)方部件2為旋轉(zhuǎn)側(cè)部件，其由輪轂圈9和內(nèi)圈10構(gòu)成，該輪轂圈9具有車輪安裝用的輪轂法蘭9a，該內(nèi)圈10嵌合于該輪轂圈9的軸部9b的內(nèi)側(cè)端的外周。在該輪轂圈 9和內(nèi)圈10上形成上述各排的滾動(dòng)面4。在輪轂圈9的內(nèi)側(cè)端的外周，設(shè)置具有高差而直徑變小的內(nèi)圈嵌合面12，該內(nèi)圈10嵌合于該內(nèi)圈嵌合面12上。在輪轂圈9的中心，開(kāi)設(shè)通孔11。在該輪轂法蘭9a中的周向多個(gè)部位，開(kāi)設(shè)有輪轂螺栓(圖中未示出)的壓配合孔 15。在輪轂圈9的輪轂法蘭9a的根部附近，對(duì)車輪和制動(dòng)部件(圖中未示出)進(jìn)行導(dǎo)向的圓筒狀的導(dǎo)向部13在外側(cè)突出。圖2為從外側(cè)觀看該車輪用軸承的外方部件1的主視圖。另外，圖1表示沿圖2 中的I-I線的剖視圖。上述車體安裝用法蘭Ia像圖2那樣，開(kāi)設(shè)有各螺紋孔14的圓周方向部分相對(duì)其它的部分，構(gòu)成向外徑側(cè)突出的突片laa。在作為固定側(cè)部件的外方部件1的外徑面上，設(shè)置四個(gè)傳感器組件20。在這里，這些傳感器組件20設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和前后位置的外方部件1的外徑面中的頂面部、底面部、右面部和左面部。
這些傳感器組件20像圖3和圖4的放大俯視圖和放大剖視圖所示的那樣，由形變發(fā)生部件21與一個(gè)形變傳感器22構(gòu)成，該形變傳感器22安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測(cè)該形變發(fā)生部件21的形變。形變發(fā)生部件21采用鋼材等可彈性變形的金屬而制成，由 2mm以下的薄板件形成，在平面大致形狀的全長(zhǎng)范圍內(nèi)以一定寬度的帶狀，且在中間的兩側(cè)邊部，具有缺口部21b。該缺口部21b的角部的截面呈圓弧狀。另外，形變發(fā)生部件21在兩端部，具有經(jīng)由間隔件23而接觸固定于外方部件1的外徑面上的兩個(gè)接觸固定部21a。此外，也可根據(jù)形變發(fā)生部件21的形狀，具有三個(gè)以上的接觸固定部21a。還有，形變發(fā)生部件21的缺口部21b也可省略。形變傳感器22貼于形變發(fā)生部件21中的相對(duì)各方向的荷載形變變大的部位。在這里，該部位選擇在形變發(fā)生部件21的外面?zhèn)?，由兩?cè)邊部的缺口部21b夾持的中間部位， 形變傳感器22檢測(cè)缺口部21b的周邊的周向的形變。另外，最好是，形變發(fā)生部件21為即使在外加作為作用于構(gòu)成固定側(cè)部件的外方部件1上的外力，或作用于輪胎和路面之間的作用力的、假定的最大的力的狀態(tài)的情況下，仍不發(fā)生塑性變形的部件。其原因在于如果產(chǎn)生塑性變形，則外方部件1的變形不傳遞給傳感器組件20，對(duì)形變的測(cè)定造成影響。假定的最大的力為比如，即使在作用該力的情況下，車輪用軸承仍不損傷，如果去除該力，則恢復(fù)車輪用軸承的正常的功能的范圍內(nèi)的最大的力。上述傳感器組件20按照該形變發(fā)生部件21的兩個(gè)接觸固定部21a在外方部件1 的軸向的相同尺寸的位置，并且兩個(gè)接觸固定部21a到達(dá)相互沿圓周方向離開(kāi)的位置的方式設(shè)置，這些接觸固定部21a分別通過(guò)間隔件23，借助螺栓24，固定于外方部件1的外徑面上。上述各螺栓M分別從設(shè)置于接觸固定部21a上的沿徑向貫通的螺栓插孔25，穿過(guò)間隔件23的螺栓插孔沈，與設(shè)置于外方部件1的外周部上的螺紋孔27螺合。像這樣，通過(guò)經(jīng)由間隔件23，將接觸固定部21a固定于外方部件1的外徑面上，作為薄板狀的形變發(fā)生部件 21中的具有缺口部21b的中間部位處于與外方部件1的外徑面離開(kāi)的狀態(tài)，缺口部21b的周邊的形變變形容易。設(shè)置接觸固定部21a的軸向位置選擇在這里構(gòu)成外方部件1的外側(cè)排的滾動(dòng)面3 的周邊的軸向位置。在這里所說(shuō)的外側(cè)排的滾動(dòng)面3的周邊指從內(nèi)側(cè)排和外側(cè)排的滾動(dòng)面 3的中間位置，到外側(cè)排的滾動(dòng)面3的形成部的范圍內(nèi)。在以良好的穩(wěn)定性將傳感器組件 20固定于外方部件1的外徑面上的前提下，在外方部件1的外徑面中的接觸固定有上述間隔件23的部位，形成平坦部lb。此外，也可像圖5的剖視圖所示的那樣，通過(guò)在外方部件1的外徑面中的固定上述形變發(fā)生部件21的兩個(gè)接觸固定部21a的兩個(gè)部位的中間部，開(kāi)設(shè)槽lc，省略上述間隔件 23，形變發(fā)生部件21中的缺口部21b所在的兩個(gè)接觸固定部21a的中間部位離開(kāi)外方部件 1的外徑面。形變傳感器22可采用各種類型。比如，可通過(guò)金屬箔應(yīng)變儀，構(gòu)成形變傳感器22。 在此場(chǎng)合，通常，與形變發(fā)生部件21進(jìn)行粘接固定。另外，也可通過(guò)厚膜電阻體，在形變發(fā)生部件21上形成形變傳感器22。傳感器組件20的形變傳感器22與荷載推算處理機(jī)構(gòu)30連接，該荷載推算處理機(jī)構(gòu)30根據(jù)傳感器22的輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載。該荷載推算處理機(jī)構(gòu)30包括前后方向荷載推算部30x，其推算作用于車輪上的各方向的荷載中，構(gòu)成前后方向荷載h的徑向荷載；垂直方向荷載推算部30z，其推算構(gòu)成垂直方向(上下方向)荷載內(nèi)的徑向荷載；軸向荷載推算部30y，其推算軸向荷載Fy。該前后方向荷載推算部30x、垂直方向荷載推算部30z、軸向荷載推算部30y既可相互獨(dú)立地設(shè)置，也可以一個(gè)推算部作為按照分時(shí)等方式推算各方向的荷載I7^FiFy的推算部發(fā)揮性能。各傳感器組件20的各傳感器22對(duì)應(yīng)于傳感器組件20的設(shè)置位置等，具有沿車輪用軸承的作為徑向的前后方向、垂直方向以及軸向作用的荷載的成分。由此，適當(dāng)?shù)卮_定前后方向荷載推算部30x、垂直方向荷載推算部30z以及軸向荷載推算部30y采用哪個(gè)傳感器 22的輸入，另外針對(duì)所采用的每一個(gè)傳感器22，適當(dāng)確定輸入信號(hào)的系數(shù)，由此，推算前后方向荷載&、垂直方向荷載內(nèi)和軸向荷載Fy。對(duì)于上述系數(shù)，比如通過(guò)試驗(yàn)等方式，計(jì)算適合的值。由于傳感器組件20設(shè)置于位于外方部件1的外側(cè)排的滾動(dòng)面3的周邊的軸向位置，故形變傳感器22的輸出信號(hào)受到通過(guò)傳感器組件20的設(shè)置部的附近的滾動(dòng)體5的影響。即，在滾動(dòng)體5通過(guò)傳感器組件20中的最接近形變傳感器22的位置時(shí)，輸出信號(hào)的振幅為最大值，伴隨滾動(dòng)體5相對(duì)該位置的遠(yuǎn)離，該振幅降低。由此，在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，形變傳感器22的輸出信號(hào)為以其振幅以滾動(dòng)體5的排列間距為周期而變化的接近正弦波的波形。該形變傳感器22的輸出信號(hào)中包含的直流成分的平均值，與交流成分的振幅值的任意者均為可進(jìn)行作用于車輪上的荷載的推算的信號(hào)，但是，其分別具有優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)的特性。平均值可在較寬范圍，進(jìn)行荷載的推算，但是，產(chǎn)生前述的那樣的漂移。由此，荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為像下述那樣，裝載有通過(guò)分析平均值和振幅值，推算以平均值為主的輸出的漂移量，對(duì)其補(bǔ)償?shù)墓δ艿臋C(jī)構(gòu)。圖7為表示荷載推算處理機(jī)構(gòu)30的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的方框圖。該圖以圖1所示的前后方向荷載推算部30x、垂直方向荷載推算部30z以及軸向荷載推算部30y中的一個(gè)為代表而進(jìn)行表示。另外，該圖所示的形變傳感器22是作為多個(gè)形變傳感器22的代表而表示。在本結(jié)構(gòu)例中，荷載推算處理機(jī)構(gòu)30由對(duì)作用于車輪上的荷載進(jìn)行運(yùn)算的主荷載推算機(jī)構(gòu)31、振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)35、對(duì)根據(jù)振幅值而推算相當(dāng)于作用在車輪上的荷載的振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行運(yùn)算的振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36與漂移量推算機(jī)構(gòu)37構(gòu)成。主荷載推算機(jī)構(gòu)31由平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32、溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33A、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33與并用推算機(jī)構(gòu)；34 構(gòu)成，輸出作為作用于車輪上的荷載的推算值的推算荷載輸出Si。平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32為對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的平均值進(jìn)行運(yùn)算的機(jī)構(gòu)。該平均值的運(yùn)算既可通過(guò)流過(guò)低通濾波器的方式，抽取直流成分，也可對(duì)呈現(xiàn)相反相位關(guān)系的兩個(gè)形變傳感器22的和進(jìn)行運(yùn)算，還可對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的移動(dòng)平均值等進(jìn)行運(yùn)算。溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33A為通過(guò)溫度傳感器觀的檢測(cè)溫度，對(duì)平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32運(yùn)算的平均值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臋C(jī)構(gòu)。溫度傳感器觀像圖3那樣，設(shè)置于至少一個(gè)傳感器組件20的形變發(fā)生部件21上。由于形變和溫度具有基本成比例的關(guān)系，故溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33A根據(jù)這樣的形變和溫度的關(guān)系，對(duì)上述平均值進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33為對(duì)應(yīng)于通過(guò)漂移量推算機(jī)構(gòu)37推算的漂移量而進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臋C(jī)構(gòu)。 比如，將已推算的漂移量，或該漂移量與適合的系數(shù)相乘的值與平均值相加。并用推算機(jī)構(gòu)34為采用通過(guò)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償后的平均值和傳感器22的
12輸出信號(hào)的振幅值的兩者，推算上述推算荷載輸出Sl的機(jī)構(gòu)。并用推算機(jī)構(gòu)34比如，將上述補(bǔ)償后的平均值和上述振幅值，分別與構(gòu)成權(quán)重的適合的系數(shù)相乘，將兩者的值之和作為推算荷載輸出Si。振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)35為對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的滾動(dòng)體通過(guò)產(chǎn)生的信號(hào)波形的交流成分的振幅值進(jìn)行運(yùn)算的機(jī)構(gòu)。該運(yùn)算為比如，上述信號(hào)波形的交流成分的抽取處理。通過(guò)該振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)35運(yùn)算的振幅值輸入到上述并用推算機(jī)構(gòu)34中。振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36為根據(jù)通過(guò)振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)35獲得的振幅值，對(duì)相當(dāng)于作用于車輪上的荷載的振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行運(yùn)算的機(jī)構(gòu)。由于上述振幅值對(duì)應(yīng)作用于軸承上的荷載而改變，故還可根據(jù)振幅值而推算作用于車輪上的荷載。漂移量推算機(jī)構(gòu)37通過(guò)對(duì)作為主荷載推算機(jī)構(gòu)31的推算值的推算荷載輸出sl， 與通過(guò)振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36推算的振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行比較，推算在上述推算荷載輸出si中呈現(xiàn)的傳感器22的輸出信號(hào)的漂移量。漂移量推算機(jī)構(gòu)37通過(guò)統(tǒng)計(jì)處理，計(jì)算推算荷載輸出si和振幅處理荷載推算值s2的差，由此，推算漂移量。比如，采用最小平方推算，求出振幅處理荷載推算值s2和推算荷載輸出si的關(guān)系，根據(jù)該關(guān)系，對(duì)推算荷載輸出si的漂移量進(jìn)行推算。在si和s2的輸出中產(chǎn)生差的場(chǎng)合(平均值為偏移的場(chǎng)合)，圖6所示的振幅和平均值的關(guān)系破壞。針對(duì)每個(gè)傳感器，對(duì)該偏差(平均值的偏差量)進(jìn)行補(bǔ)償。具體來(lái)說(shuō)，形成下述這樣的順序。如果將平均值表述為矢量A，將振幅值表述為矢量B，則計(jì)算所采用的權(quán)重系數(shù)為 M1, M2，主荷載推算機(jī)構(gòu)31的輸出可表述為si = MA+M2B。如果限定條件，則振幅處理荷載推算值s2和si為si = s2的狀態(tài)，由此，與圖6的曲線圖相同，處于直線的關(guān)系。如果在信號(hào)中產(chǎn)生漂移Δ，則平均值矢量為A+Δ，推算值按照si’ = sl+M^的方式變化。即，按照si，= S2+M, Δ的關(guān)系而變化。由此，Si’與s2的關(guān)系處于平行移動(dòng)圖6所示的曲線圖的狀態(tài)。如果對(duì)一定期間的Si’與s2的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，通過(guò)最小平方推算，計(jì)算切片的移動(dòng)量，則可計(jì)算M1A。 于是，如果從計(jì)算結(jié)果中扣除，得到si’ -M1 △，則可去除漂移的影響。另外，如果計(jì)算M1A 的值，則Δ = ΜΓ1 · M1 Δ (ΜΓ1表示廣義逆矩陣)，也可推算傳感器信號(hào)的漂移Δ。于是，也可通過(guò)從平均值信號(hào)A中，扣除Δ的方式，在輸入到并用推算機(jī)構(gòu)34中之前進(jìn)行補(bǔ)償。在漂移量推算機(jī)構(gòu)37中，設(shè)置荷載條件限定機(jī)構(gòu)37a。荷載條件限定機(jī)構(gòu)37a根據(jù)設(shè)置于車體上的一個(gè)以上的傳感器，即，車載傳感器四的輸出信號(hào)，判斷在車輛行駛中作用于軸承上的荷載的狀態(tài)是否滿足設(shè)定荷載條件，在不滿足設(shè)定荷載條件的場(chǎng)合，從振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36所輸出的振幅處理荷載推算值s2中，按照設(shè)定抽取條件，抽取通過(guò)上述漂移量推算機(jī)構(gòu)37而用于漂移量的推算處理的振幅處理荷載推算值s2。上述車載傳感器四包括比如，G傳感器(加速度傳感器)、車輛橫擺角速度傳感器、節(jié)門(mén)位置傳感器、 ABS傳感器(防抱死系統(tǒng)用的轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器)等。對(duì)上述結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行說(shuō)明。如果荷載作用于車輪的輪胎和路面之間，則還在作為車輪用軸承的固定側(cè)部件的外方部件1上，外加荷載，產(chǎn)生變形。由于在這里，傳感器組件20中的形變發(fā)生部件21的兩個(gè)以上的接觸固定部21a接觸固定于外方部件1上，故外方部件1的形變?nèi)菀追糯蠖鴤鬟f到形變發(fā)生部件21，其形變通過(guò)形變傳感器22，以良好的靈敏度而檢測(cè)，在該輸出信號(hào)中產(chǎn)生的滯后也減小。根據(jù)像這樣檢測(cè)的形變傳感器22的輸出，通過(guò)荷載推算處理機(jī)構(gòu)30，推算作用于車輪上的荷載。對(duì)荷載推算處理機(jī)構(gòu)30的作用進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)圖1的前后方向荷載推算部30x、 垂直方向荷載推算部30z與軸向荷載推算部30y，采用多個(gè)傳感器組件20的各形變傳感器 22的輸出，推算前后方向荷載！^、垂直方向荷載內(nèi)以及軸向荷載Fy。通過(guò)針對(duì)該各方向的荷載i^、Fz、Fy的推算，借助圖7所示的各機(jī)構(gòu)，對(duì)傳感器信號(hào)平均值和振幅進(jìn)行分析，推算信號(hào)漂移量，進(jìn)行補(bǔ)償。即，根據(jù)形變傳感器22的振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)35獲得的振幅值，通過(guò)振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36，對(duì)相當(dāng)于作用于車輪上的荷載的振幅處理荷載推算值s2進(jìn)行運(yùn)算。主荷載推算機(jī)構(gòu)31通過(guò)平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32，對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的平均值進(jìn)行運(yùn)算，進(jìn)行各個(gè)補(bǔ)償?shù)鹊奶幚恚敵鐾扑愫奢d輸出Si。漂移量推算機(jī)構(gòu)37對(duì)作為主荷載推算機(jī)構(gòu)31的推算值的推算荷載輸出sl，與通過(guò)振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)36推算的振幅處理荷載推算值s2 進(jìn)行比較，通過(guò)統(tǒng)計(jì)處理，以良好的精度計(jì)算其差值，由此，推算出推算荷載輸出sl中出現(xiàn)的傳感器22的輸出信號(hào)的漂移量。此時(shí)，通過(guò)荷載條件限定機(jī)構(gòu)37a而判斷行駛中的荷載狀態(tài)是否為進(jìn)行上述比較的荷載狀態(tài)，抽取上述振幅處理荷載推算值s2中的、判定為可比較的值，進(jìn)行漂移量推算機(jī)構(gòu)37的漂移量的推算。將像這樣推算的漂移量反饋給主荷載推算機(jī)構(gòu)31，主荷載推算機(jī)構(gòu)31通過(guò)上述漂移量，對(duì)通過(guò)平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32運(yùn)算的平均值(更具體地說(shuō)，通過(guò)溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33A補(bǔ)償?shù)钠骄?進(jìn)一步進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于該進(jìn)一步補(bǔ)償?shù)钠骄?，通過(guò)并用推算機(jī)構(gòu)34，運(yùn)算且輸出按照規(guī)定比例將平均值和振幅值相加所得到的值的推算荷載輸出sl。該推算荷載輸出 sl為荷載推算處理機(jī)構(gòu)30的輸出。另外，像圖8所示的那樣，可將荷載推算處理機(jī)構(gòu)30與車內(nèi)通信總線145連接，將上述漂移成分推算機(jī)構(gòu)37所推算的漂移量與主荷載推算機(jī)構(gòu)31的推算荷載輸出sl，經(jīng)由車內(nèi)通信總線145，輸出給外部監(jiān)視器38。另外，可將荷載推算處理機(jī)構(gòu)30，通過(guò)車內(nèi)通信總線145，與車體裝載的輸入器39連接，該荷載推算處理機(jī)構(gòu)30通過(guò)來(lái)自上述輸入器39的輸入，設(shè)定包括漂移量推算機(jī)構(gòu)37的漂移量的推算的、作用于上述車輪上的荷載的推算的運(yùn)算所采用的各種參數(shù)。按照該方案，通過(guò)振幅值對(duì)以平均值為主的推算荷載輸出Sl的漂移量進(jìn)行推算， 對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，但是，由于檢測(cè)到局部的形變的振幅信號(hào)難以受到溫度等的影響，故可采用對(duì)振幅進(jìn)行運(yùn)算處理而獲得的荷載信息，推算傳感器信號(hào)的平均值的漂移量。通過(guò)對(duì)已推算的漂移成分進(jìn)行補(bǔ)償，可減少平均值信息的誤差，采用已補(bǔ)償?shù)钠骄敌畔⒑驼穹畔?，提高推算荷載輸出sl的荷載運(yùn)算精度。此外，分析行駛中的溫度傳感器觀和其它的車載傳感器四的信號(hào)，實(shí)施針對(duì)溫度的影響等已知的參數(shù)的補(bǔ)償。在此方面，對(duì)作為根據(jù)信號(hào)振幅的狀態(tài)而推算的輸入荷載的振幅處理推算值s2，與以該推算荷載條件的信號(hào)平均值為主的推算荷載輸出sl的值進(jìn)行比較，計(jì)算偏差量。由此，可推算最確實(shí)的漂移量。僅僅依賴振幅的荷載推算值的振幅處理荷載推算值s2的精度具有界限，但是，如果限定荷載條件，則振幅值與信號(hào)平均值(具體來(lái)說(shuō)，推算荷載輸出sl)的對(duì)應(yīng)關(guān)系像圖6 所示的那樣，按照良好的精度，為線性。該圖表示平均值和振幅值的關(guān)系(其中，F(xiàn)y >0的條件)。由于像這樣獲得線性的關(guān)系，故針對(duì)以振幅處理推算值s2和信號(hào)平均值為主的推算荷載輸出Sl的數(shù)據(jù)，采用最小平方推算，求出該關(guān)系，由此，可以良好的精度，求出平均值數(shù)據(jù)(推算荷載輸出Si)的漂移量。其中，由于形成上述線性的為受到限制的荷載條件的場(chǎng)合，故設(shè)置推算行駛中的荷載狀態(tài)的荷載條件限定機(jī)構(gòu)37a，限定漂移量推算處理的實(shí)施條件。最好是，在行駛中的荷載狀態(tài)的預(yù)測(cè)中，并用設(shè)置于車體上的各種傳感器，比如，G 傳感器、車輛橫擺角速度傳感器、節(jié)門(mén)位置傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、ABS傳感器等的信號(hào)，綜合地進(jìn)行判斷。在此場(chǎng)合，荷載推算處理機(jī)構(gòu)30可按照與CAN總線(控制網(wǎng)絡(luò)總線)等的車內(nèi)通信總線連接，采用必要的信息的方式構(gòu)成。在產(chǎn)生急劇的荷載變化，比如，在馬路牙的沖撞等場(chǎng)合，具有形變傳感器22的信號(hào)急劇地變化的可能性。如果沒(méi)有上述荷載條件限定機(jī)構(gòu)37a的補(bǔ)償功能，則在此后檢測(cè)誤差會(huì)一直發(fā)生，但是，通過(guò)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)墓δ?，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)漂移進(jìn)行補(bǔ)償，抑制檢測(cè)誤差。由于已檢測(cè)的漂移量反饋給主荷載推算機(jī)構(gòu)31，故減少檢測(cè)荷載的誤差。也可將反饋的漂移量存儲(chǔ)于荷載推算處理機(jī)構(gòu)30的內(nèi)部的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)中，通過(guò)上述車內(nèi)通信總線，借助外部監(jiān)視器38，進(jìn)行監(jiān)視。另外，在修理、部件更換等時(shí)，傳感器信號(hào)發(fā)生變化的場(chǎng)合，同樣，也可通過(guò)通信總線，借助輸入器39而重新設(shè)定適合的漂移量。此外，在本實(shí)施形式中，由于設(shè)置四個(gè)上述傳感器組件20，各傳感器組件20按照?qǐng)A周方向90度的相位差，均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和左右位置的外方部件1的外徑面的頂面部、底面部、右面部與左面部，故可推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&、軸向荷載Fy。按照該帶有傳感器的車輪用軸承，像這樣，還可只通過(guò)溫度傳感器觀，對(duì)無(wú)法補(bǔ)償?shù)钠瞥煞诌M(jìn)行補(bǔ)償。也可消除沖擊荷載和軸承的伴隨多年變化造成的傳感器信號(hào)的漂移，可長(zhǎng)期地保持檢測(cè)精度。另外，也可不將溫度傳感器觀設(shè)置于全部的形變傳感器22的附近。另外，在本實(shí)施形式中，也可像圖1那樣，在外方部件1的內(nèi)周，設(shè)置檢測(cè)滾動(dòng)體5 的位置的滾動(dòng)體檢測(cè)傳感器40，將該滾動(dòng)體檢測(cè)傳感器40的檢測(cè)信號(hào)輸入到圖7、圖8的補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33中。像這樣，在添加作為補(bǔ)償機(jī)構(gòu)33的補(bǔ)償所采用的數(shù)據(jù)的、滾動(dòng)體檢測(cè)傳感器40所檢測(cè)的滾動(dòng)體5的位置數(shù)據(jù)的場(chǎng)合，可根據(jù)通過(guò)平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32運(yùn)算的平均值， 消除滾動(dòng)體通過(guò)的影響，由此，可進(jìn)一步抑制荷載的檢測(cè)誤差。圖9 圖14表示本發(fā)明的第2實(shí)施形式。在該帶有傳感器的車輪用軸承中，針對(duì)圖1 圖8所示的第1實(shí)施形式，各傳感器組件20A像下述這樣構(gòu)成。在此場(chǎng)合，傳感器組件20A像圖11和圖12的放大俯視圖和放大剖視圖所示的那樣，由形變發(fā)生部件21和兩個(gè)形變傳感器22構(gòu)成，該形變傳感器22安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測(cè)形變發(fā)生部件21 的形變。形變發(fā)生部件21具有經(jīng)由間隔件23，而接觸固定于外方部件1的外徑面上的三個(gè)接觸固定部21a。三個(gè)接觸固定部21a朝向形變發(fā)生部件21的縱向而按照一排并列地設(shè)置。兩個(gè)形變傳感器22中的一個(gè)形變傳感器22A在圖12中，設(shè)置于左端的接觸固定部21a和中間的接觸固定部21a之間，在中間的接觸固定部21a和右端的接觸固定部21a 之間，設(shè)置另一形變傳感器22B。像圖11那樣，在形變發(fā)生部件21的兩側(cè)邊部中的與上述各形變傳感器22A、22B的設(shè)置部相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)部位的位置，分別形成缺口部21b。在傳感器組件20A中，該形變發(fā)生部件21的三個(gè)接觸固定部21a在沿外方部件1 的軸向相同尺寸的位置，并且各接觸固定部21a按照到達(dá)相互沿圓周方向離開(kāi)的位置的方式設(shè)置，這些接觸固定部21a分別經(jīng)由間隔件23，通過(guò)螺栓24，固定于外方部件1的外徑面上。此外，也可像圖13的剖視圖所示的那樣，通過(guò)在外方部件1的外徑面中的固定上述形變發(fā)生部件21的三個(gè)接觸固定部21a的三個(gè)部位的各中間部中，開(kāi)設(shè)槽lc，由此，省略上述間隔件23，形變發(fā)生部件21中的缺口部21b所在的各部位與外方部件1的外徑面離開(kāi)。傳感器組件20A中的其它的結(jié)構(gòu)、傳感器組件20A的設(shè)置等與圖1 圖8所示的第 1實(shí)施形式的場(chǎng)合相同。在該第2實(shí)施形式的場(chǎng)合，在圖1 圖8所示的第1實(shí)施形式的荷載推算處理機(jī)構(gòu)30的平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)32中，對(duì)各傳感器組件20A的兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的和進(jìn)行運(yùn)算，將該和作為平均值而取出。另外，在荷載推算處理機(jī)構(gòu)30的振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)35中，對(duì)兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的差分進(jìn)行運(yùn)算，將該差分值作為振幅值而取出。由于傳感器組件20A設(shè)置于位于外方部件1的外側(cè)排的滾動(dòng)面3的周邊的軸向位置，故形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b像圖14那樣，受到通過(guò)傳感器組件20A的設(shè)置部的附近的滾動(dòng)體5的影響。另外，即使在軸承的停止時(shí)，形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào) a、b仍受到滾動(dòng)體5的位置的影響。即，在滾動(dòng)體5通過(guò)最接近傳感器組件20A中的形變傳感器22A、22B的位置時(shí)(或滾動(dòng)體5位于該位置時(shí))，形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、 b的振幅為最大值，伴隨像圖14(A)、圖14(B)那樣，滾動(dòng)體5相對(duì)該位置的遠(yuǎn)離(或在滾動(dòng)體5位于離開(kāi)該位置的位置時(shí))而降低。在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于滾動(dòng)體5按照規(guī)定的排列間距P而依次通過(guò)上述傳感器組件20A的設(shè)置部的附近，故形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào) a、b的振幅以滾動(dòng)體5的排列間距P為周期，像圖14(C)的實(shí)線所示的那樣，周期性地變化的接近正弦波的波形。另外，形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b的振幅受到溫度的影響或轉(zhuǎn)向節(jié)16和車體安裝用的法蘭Ia(圖9)的面之間等滑動(dòng)造成的滯后的影響。在本實(shí)施形式中，上述兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b的振幅的和為上述的平均值，將上述振幅的差分作為上述的振幅值。由此，平均值為消除了滾動(dòng)體5通過(guò)產(chǎn)生的變化成分的值。另外，振幅值為抵消了兩個(gè)形變傳感器22A、22B的各輸出信號(hào)a、b中出現(xiàn)的溫度的影響，以及轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面間等的滑動(dòng)的影響的值。于是，可通過(guò)采用該平均值和振幅值，更加正確地推算作用于車輪用軸承或輪胎觸地面上的荷載。在圖14中，沿作為固定側(cè)部件的外方部件1的外徑面的圓周方向并列的三個(gè)接觸固定部21a中，位于該排列的兩端的兩個(gè)接觸固定部21a的間距按照與滾動(dòng)體5的排列間距P相同的程度設(shè)定。在此場(chǎng)合，分別設(shè)置于鄰接的接觸固定部21a的中間位置的兩個(gè)形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距為滾動(dòng)體5的排列間距P的基本1/2。其結(jié)果是，兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b具有基本180度的相位差，作為其和而計(jì)算的平均值是消除了滾動(dòng)體5通過(guò)產(chǎn)生的變化成分的值。另外，作為其差分而計(jì)算的振幅值為抵消了溫度的影響，以及轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面間等的滑動(dòng)的影響的值。此外，在圖14中，兩端的接觸固定部21a的間距按照與滾動(dòng)體5的排列間距P相同的程度設(shè)定，在鄰接的接觸固定部21a的中間位置，分別設(shè)置各一個(gè)的形變傳感器22A、 22B，由此，兩個(gè)形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距為滾動(dòng)體5的排列間距P 的基本1/2。不同于此，兩個(gè)形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距也可直接設(shè)定為滾動(dòng)體5的排列間距P的1/2。在此場(chǎng)合，兩個(gè)形變傳感器22A、22B之間的上述圓周方向的間距也可為滾動(dòng)體5 的排列間距P的{l/2+n(n:整數(shù))}倍，或接近于這些值的值。同樣在該場(chǎng)合，作為兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b的和而計(jì)算的平均值為消除了滾動(dòng)體5通過(guò)產(chǎn)生的變化成分的值，作為差分而計(jì)算的振幅值為抵消了溫度的影響，以及轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面間等的滑動(dòng)的影響的值。接著，對(duì)本發(fā)明的不以荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件的第1 第3應(yīng)用形式進(jìn)行說(shuō)明。在像前述的專利文獻(xiàn)1那樣，將形變儀粘貼于外圈法蘭上的場(chǎng)合，具有裝配性的問(wèn)題。另外，檢測(cè)靈敏度也低，無(wú)法以良好的精度檢測(cè)荷載。于是，在上述第1和第2實(shí)施形式中，將傳感器組件20、20A安裝于外方部件1的外徑面上，該傳感器組件20、20A由形變發(fā)生部件21，與安裝于其上的一個(gè)以上的形變傳感器22、22A、22B構(gòu)成，由此，使軸承的裝配性、荷載的檢測(cè)靈敏度和荷載精度提高。在這里，在根據(jù)形變傳感器的輸出信號(hào)，計(jì)算平均值和振幅值，采用二者的值，推算荷載的場(chǎng)合，具有為了計(jì)算平均值和振幅值，必須要求軸承旋轉(zhuǎn)，滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)，在靜止?fàn)顟B(tài)或極低速狀態(tài)，誤差大的問(wèn)題。相對(duì)該情況，在上述第2實(shí)施形式中，由于根據(jù)兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的和(平均值)，推算作用于車輪用軸承上的荷載，故可抵消在各形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)中出現(xiàn)的滾動(dòng)體5的影響，即使在軸承沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，仍可以良好的精度檢測(cè)荷載。另外，在上述第2實(shí)施形式中，由于根據(jù)傳感器組件20A的兩個(gè)形變傳感器22A、 22B的輸出信號(hào)的差(振幅值)，推算作用于車輪用軸承上的荷載，故可抵消各形變傳感器 22A、22B的輸出信號(hào)中出現(xiàn)的溫度的影響，以及轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面間的滑動(dòng)造成的影響，可以良好的精度檢測(cè)荷載。圖48表示計(jì)算上述兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)中的和與差的運(yùn)算處理電路的一個(gè)例子。但是，在此場(chǎng)合，在計(jì)算振幅值的運(yùn)算中，必須要求至少一個(gè)周期的輸出信號(hào)，無(wú)法避免反應(yīng)的變差。于是，下述的第1 第3應(yīng)用形式的目的在于提供下述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，即使在車輪用軸承靜止或低速狀態(tài)的情況下，仍可以良好的反應(yīng)而正確地推算作用于車輪上的荷載。根據(jù)圖15 圖22，對(duì)本發(fā)明的第1應(yīng)用形式進(jìn)行說(shuō)明。圖16表示從外側(cè)觀看該車輪用軸承的外方部件1的主視圖，圖15表示沿圖16中的XV-XV線的剖視圖。圖17、圖 18、圖19分別與上述第1實(shí)施形式的圖3、圖4、圖5相對(duì)應(yīng)。更具體地說(shuō)，像圖15所示的那樣，代替圖1的荷載推算處理機(jī)構(gòu)30，而采用荷載推算機(jī)構(gòu)30A。另外，像圖16所示的那樣，代替圖2的四個(gè)傳感器組件20，而采用四個(gè)傳感器組件20B。各傳感器組件20B像圖17所示的那樣，代替圖3的形變傳感器22，而具有三個(gè)形變傳感器22A、22B、22C，形變發(fā)生部件21A的形狀也比圖3的形變發(fā)生部件21的形狀復(fù)雜。同樣，在圖18中，由于設(shè)置三個(gè)形變傳感器22A、22B、22C，故與圖4相比較，螺栓插孔25 J6和螺栓M的數(shù)量、或接觸固定部21a的數(shù)量增加。另外，在圖19中，代替圖5的形變傳感器22，而采用三個(gè)形變傳感器22A、22B、22C，由此，槽lc、螺栓24、螺栓插孔25、螺紋孔27和接觸固定部21a的數(shù)量與圖3的場(chǎng)合相比較是增加的。其它的結(jié)構(gòu)是共通的，對(duì)于與表示前述的第1實(shí)施形式的圖1 圖8相同，或相當(dāng)于這些圖的部分，采用同一標(biāo)號(hào)， 其具體的描述省略。在該應(yīng)用形式中，傳感器組件20B像圖17和圖18的放大俯視圖和放大剖視圖所示的那樣，由形變發(fā)生部件21和三個(gè)形變傳感器22A、22B、22C構(gòu)成，該形變傳感器安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測(cè)形變發(fā)生部件21的形變。形變發(fā)生部件21由與上述第1實(shí)施形式相同的薄板件構(gòu)成，平面的大致形狀為在全長(zhǎng)的范圍內(nèi)，均勻的寬度的帶狀，分別在兩側(cè)邊部具有缺口部21b。各缺口部21b的角部的截面呈圓弧狀。另外，形變發(fā)生部件21包括經(jīng)由間隔件23，接觸固定于外方部件1的外徑面上的四個(gè)以上(在這里，為四個(gè))的接觸固定部21a。四個(gè)接觸固定部21a沿形變發(fā)生部件21的縱向而按照一排并列地設(shè)置。三個(gè)形變發(fā)生部件22A、22B、22C設(shè)置于形變發(fā)生部件21中的、相對(duì)各方向的荷載，形變大的部位。具體來(lái)說(shuō)，設(shè)置于在形變發(fā)生部件21的外側(cè)面鄰接的接觸固定部21a之間。缺口部21b像圖17那樣，分別形成于形變發(fā)生部件21的兩側(cè)邊部中的與上述形變傳感器22A、22B、22C的設(shè)置部相對(duì)應(yīng)的三個(gè)部位的位置的兩側(cè)邊。由此，形變傳感器 22A、22B、22C檢測(cè)形變發(fā)生部件21的缺口部21b的周邊的縱向的形變。此外，也可像圖19的剖視圖所示的那樣，外方部件1的外徑面中的固定上述形變發(fā)生部件21的各接觸固定部21a的部位的鄰接的中間部，開(kāi)設(shè)有槽lc，省略上述間隔件 23，形變發(fā)生部件21中的缺口部21b所在的各接觸固定部21b的中間部位與外方部件1的外徑面離開(kāi)。形變傳感器22A、22B、22C可采用與第1實(shí)施形式的形變傳感器22相同的類型。各傳感器組件20B的形變傳感器22A、22B、22C與根據(jù)其輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載的荷載推算機(jī)構(gòu)30A(圖15)連接。在這里，推算沿車輪的垂直方向作用的垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的沿前后方向作用的荷載&與沿軸向作用的軸向荷載 Fy0該荷載推算機(jī)構(gòu)30A像圖22的方框圖所示的那樣，包括平均值運(yùn)算部131、振幅值運(yùn)算部132和荷載運(yùn)算部133。平均值運(yùn)算部131和振幅值運(yùn)算部132在圖中僅僅示出一個(gè)，但是，分別對(duì)應(yīng)于各傳感器組件20B而設(shè)置多個(gè)。由于傳感器組件20B設(shè)置于位于外方部件1的外側(cè)排的滾動(dòng)面3的周邊的軸向位置，形變傳感器22A、22B、22C的輸出信號(hào)受到通過(guò)傳感器組件20B的設(shè)置部附近的滾動(dòng)體5 的影響。即，在滾動(dòng)體5通過(guò)最接近傳感器組件20B中的形變傳感器22A、22B、22C的位置時(shí)，輸出信號(hào)為最大值，伴隨滾動(dòng)體5遠(yuǎn)離該位置而降低。由此，在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，形變傳感器 22A、22B、22C的輸出信號(hào)像圖20 (C)、圖21(C)那樣，為其振幅以滾動(dòng)體5的排列間距P為周期而改變的接近正弦波的波形。在這里，各形變傳感器22A、22B、22C的上述圓周方向的間距像圖21那樣，為滾動(dòng)體5的排列間距P的1/4(90度相位差)。由此，左端的形變傳感器22A和右端的形變傳感
18器22C的間距為滾動(dòng)體5的排列間距P的1/2 (180度相位差)。圖20表示間距為滾動(dòng)體5 的排列間距P的1/4的兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)A、B的波形和滾動(dòng)體位置的關(guān)系。其它的兩個(gè)形變傳感器22B、22C的輸出信號(hào)B、C的波形和滾動(dòng)體位置的關(guān)系也相同。 圖21表示間距為滾動(dòng)體5的排列間距P的1/2的兩個(gè)形變傳感器22A、22C的輸出信號(hào)A、 C的波形和滾動(dòng)體位置的關(guān)系。 平均值運(yùn)算部131為根據(jù)兩個(gè)形變傳感器22A、22C的輸出信號(hào)A、C，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的平均值的運(yùn)算部。振幅值運(yùn)算部132為根據(jù)兩個(gè)形變傳感器22B、22C 的輸出信號(hào)B、C和通過(guò)上述平均值運(yùn)算部131計(jì)算的平均值，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的振幅值的運(yùn)算部。在滾動(dòng)體5的位置的相位為θ時(shí)，上述各輸出信號(hào)A、B、C按照下
述的各式而給出。A= α sin θ +β......(1)B= α cos θ + β......(2)C =-α sin θ+β......(3)其中，α表示振幅值，β表示平均值。于是，通過(guò)平均運(yùn)算部131，取輸出信號(hào)A和輸出信號(hào)C之和，即通過(guò)下式的運(yùn)算， 計(jì)算平均值。β = (A+C) /2......(4)另外，在振幅值運(yùn)算部132中，從兩個(gè)輸出信號(hào)B、C中，分別減除平均值β，計(jì)算這些值的平方和的平方根，即，進(jìn)行下述的運(yùn)算，由此求出振幅值α。α = {(Β-β)2+(0-β)2}1/2= {(acos0)2+(asin0)2}1/2 ...... (5)另外，在該運(yùn)算中，即使采用輸出信號(hào)A、B，仍可獲得相同的結(jié)果。這些運(yùn)算可在與滾動(dòng)體5的位置無(wú)關(guān)的情況下，短時(shí)間地計(jì)算。即，即使在軸承處于靜止?fàn)顟B(tài)或極低速狀態(tài)的情況下，仍可以良好的反應(yīng)性計(jì)算。平均值運(yùn)算部131包括對(duì)計(jì)算的運(yùn)算值的溫度造成的漂移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償機(jī)構(gòu)134。在各傳感器組件20B的形變發(fā)生部件21中，像圖17那樣，設(shè)置溫度傳感器28， 根據(jù)該溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，在上述溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)134中，進(jìn)行平均值的補(bǔ)償。在圖22所示的荷載運(yùn)算部133中，以與通過(guò)平均值運(yùn)算部131和振幅值運(yùn)算部 132計(jì)算的各傳感器組件20B相對(duì)應(yīng)的平均值和振幅值為變量，根據(jù)將補(bǔ)償系數(shù)與這些變量相乘的規(guī)定的荷載運(yùn)算式，運(yùn)算而推算作用于車輪上的荷載。作為該場(chǎng)合的荷載運(yùn)算式， 設(shè)置有對(duì)垂直方向荷載內(nèi)進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算式、對(duì)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的前后方向的荷載 h進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算式、對(duì)軸向荷載Fy進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算式。上述各運(yùn)算式中的各補(bǔ)償系數(shù)的值預(yù)先試驗(yàn)或模擬而計(jì)算，進(jìn)行設(shè)定。如果荷載作用于車輪的輪胎和路面之間，同樣在作為車輪用軸承的固定側(cè)部件的外方部件1上，外加荷載，產(chǎn)生變形。在這里，由于圖18所示的傳感器組件20B中的形變發(fā)生部件21的四個(gè)以上的接觸固定部21a接觸固定于外方部件1上，故外方部件1的形變?nèi)菀追糯蠖鴤鬟f給形變發(fā)生部件21，其形變通過(guò)形變傳感器22A、22B、22C，以良好的靈敏度而檢測(cè)。特別是，在圖22的荷載推算機(jī)構(gòu)30A，通過(guò)平均值運(yùn)算部131，根據(jù)傳感器組件20B中的兩個(gè)形變傳感器22A、22C的輸出信號(hào)A、C，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的平均值， 通過(guò)振幅值運(yùn)算部132，根據(jù)傳感器組件20B中的兩個(gè)形變傳感器22B、22C的輸出信號(hào)B、C 與前述平均值，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的振幅值，另外在荷載運(yùn)算部133中，通過(guò)采用上述平均值和振幅值的運(yùn)算處理，推算作用于車輪上的荷載i^、FX、Fy，由此，即使在車輪用軸承為靜止或低速狀態(tài)的情況下，仍可以良好的反應(yīng)性正確地推算作用于車輪上的荷載。于是，采用該已推算的荷載值的車輛控制的響應(yīng)性、控制性可提高，可進(jìn)一步提高安全性、行駛穩(wěn)定性。在該第1應(yīng)用形式中，設(shè)置四個(gè)上述傳感器組件20B，各傳感器組件20B以圓周方向90度的相位差均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和左右位置的外方部件1的外徑面的頂面部、底面部、右面部與左面部，故可推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載 Fz、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載！^、軸向荷載Fy。另外，在各傳感器組件20B中設(shè)置溫度傳感器觀，在上述荷載推算機(jī)構(gòu)30A的平均值運(yùn)算部131中，借助溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)134，根據(jù)上述溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，對(duì)平均值的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償，由此，可對(duì)平均值的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。圖23表示本發(fā)明的第2應(yīng)用形式。在該帶有傳感器的車輪用軸承中，在傳感器組件20B的形變發(fā)生部件21中的形變傳感器22A、22B、22C的設(shè)置中，左端的形變傳感器22A 和中間位置的形變傳感器22B的間距為滾動(dòng)體排列間距P的1/2，中間位置的形變傳感器 22B和右端的形變傳感器22C的間距為滾動(dòng)體排列間距P的1/4。另外，在荷載推算機(jī)構(gòu)30A 中的平均值運(yùn)算部131中，通過(guò)左端的形變傳感器22A的輸出信號(hào)A和中間位置的形變傳感器22B的輸出信號(hào)B，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的平均值，在振幅值運(yùn)算部132中， 通過(guò)中間位置的形變傳感器22B的輸出信號(hào)B和右端的形變傳感器22C的輸出信號(hào)C和前述平均值，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的振幅值。其它的結(jié)構(gòu)與在先的第1應(yīng)用形式的場(chǎng)合相同。圖M表示本發(fā)明的第3應(yīng)用形式。在該帶有傳感器的車輪用軸承中，在圖15 圖22所示的第1應(yīng)用形式的荷載推算機(jī)構(gòu)30A，不同于上述平均值運(yùn)算部131和振幅值運(yùn)算部132，設(shè)置第2平均值運(yùn)算部131A、振幅值運(yùn)算部132A與選擇輸出機(jī)構(gòu)135。第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A為根據(jù)傳感器組件20B中的一個(gè)形變傳感器(在這里，為形變傳感器22C)的滾動(dòng)體振幅的多個(gè)周期量的輸出信號(hào)，計(jì)算該傳感器組件20B的輸出信號(hào)的平均值和振幅值的運(yùn)算部。該平均值運(yùn)算部131A具有溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)136，通過(guò)該溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)136，對(duì)平均值的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償這一點(diǎn)與第1平均值運(yùn)算部131的場(chǎng)合相同。該場(chǎng)合的第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算132A也分別對(duì)應(yīng)于各傳感器組件 20B而設(shè)置多個(gè)。像這樣，為了根據(jù)一個(gè)形變傳感器的輸出信號(hào)，計(jì)算平均值和振幅值，必須要求該輸出信號(hào)的多個(gè)周期的數(shù)據(jù)。為此，與通過(guò)第1平均值運(yùn)算部131和振幅值運(yùn)算部132而計(jì)算平均值和振幅值的場(chǎng)合相比較，反應(yīng)性降低。于是，第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A的運(yùn)算在車輪的轉(zhuǎn)速高于規(guī)定值時(shí)進(jìn)行。上述規(guī)定值，比如，為第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A相比第1平均值運(yùn)算部131和振幅值運(yùn)算部132，以更良好的精度而檢測(cè)的速度，具體來(lái)說(shuō)，在人的步行速度程度或以下的速度。在荷載運(yùn)算部133中，還進(jìn)行下述的處理，即，根據(jù)以通過(guò)第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A計(jì)算的各傳感器組件20B相對(duì)應(yīng)的平均值和振幅值為變量，將補(bǔ)償系數(shù)與這些變量相乘的規(guī)定的荷載運(yùn)算式，運(yùn)算推算作用于車輪上的荷載。即，在荷載運(yùn)算部 133中，采用通過(guò)第1平均值運(yùn)算部131和振幅值運(yùn)算部132計(jì)算平均值和振幅值的荷載推算，與采用通過(guò)第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A計(jì)算平均值和振幅值的荷載推算并行地進(jìn)行。選擇輸出機(jī)構(gòu)135為根據(jù)在荷載運(yùn)算部133中，通過(guò)上述兩個(gè)運(yùn)算處理獲得的兩個(gè)推算荷載值，對(duì)應(yīng)于車輪轉(zhuǎn)速，切換選擇而輸出任意一個(gè)的推算荷載值的機(jī)構(gòu)。在選擇輸出機(jī)構(gòu)135中，比如，從外部輸入車輪轉(zhuǎn)速的信息，根據(jù)該信息，進(jìn)行上述推算荷載值的選擇輸出。在這里所說(shuō)的外部為該帶有傳感器的車輪用軸承的外部。在此場(chǎng)合，來(lái)自外部的車輪轉(zhuǎn)速的信息采用來(lái)自車體側(cè)的ABS傳感器(防抱死制動(dòng)系統(tǒng)所采用的車輪的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器)等的旋轉(zhuǎn)傳感器信號(hào)，由此，也可推算車輪轉(zhuǎn)速。另外，作為根據(jù)與車體側(cè)的車內(nèi)通信總線連接的上位控制裝置，代替車輪轉(zhuǎn)速的信息的類型，也可為選擇輸出機(jī)構(gòu)135接收切換選擇指令的結(jié)構(gòu)。此外，作為車輪轉(zhuǎn)速的信息，也可根據(jù)上述形變傳感器22A、22B、 22C的輸出信號(hào)A、B、C，檢測(cè)滾動(dòng)體5的通過(guò)頻率，推算車輪轉(zhuǎn)速。上面描述的第1 第3應(yīng)用形式包括下述的應(yīng)用形式組I (形式1 12)，其不以在實(shí)施形式中的必要條件的荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件。(形式1)形式1的帶有傳感器的車輪用軸承為下述的車輪用軸承，其包括外方部件1，其內(nèi)周形成有多排的滾動(dòng)面3 ；內(nèi)方部件2，其外周形成有與上述滾動(dòng)面3面對(duì)的滾動(dòng)面4 ；多排的滾動(dòng)體5，其介設(shè)于兩個(gè)部件1、2的面對(duì)的滾動(dòng)面3、4之間，該軸承以能夠旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車體上，在該外方部件1和內(nèi)方部件2中的固定側(cè)部件的外徑面上，設(shè)置多個(gè)傳感器組件20B，上述傳感器組件20B包括形變發(fā)生部件21和三個(gè)以上的傳感器22A、22B、 22C，該形變發(fā)生部件21包括接觸而固定于上述固定側(cè)部件的外徑面上的四個(gè)以上的接觸固定部21a，該傳感器22A、22B、22C安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測(cè)該形變發(fā)生部件21 的形變，設(shè)置荷載推算機(jī)構(gòu)30A，其根據(jù)上述傳感器組件20B的傳感器輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載。該荷載推算機(jī)構(gòu)30A包括平均值運(yùn)算部131，該平均值運(yùn)算部131根據(jù)上述傳感器組件20B中的至少兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的平均值；振幅值運(yùn)算部132，其根據(jù)上述傳感器組件20B中的至少兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)和上述平均值，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的振幅值；荷載運(yùn)算部133，其通過(guò)采用上述平均值和上述振幅值的運(yùn)算處理，推算作用于車輪上的荷載。按照該方案，在荷載推算機(jī)構(gòu)30A中，通過(guò)平均值運(yùn)算部131，根據(jù)傳感器組件20B 中的兩個(gè)傳感器輸出信號(hào)，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的平均值，通過(guò)振幅值運(yùn)算部 132，根據(jù)傳感器組件20B的兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)和上述平均值，計(jì)算傳感器組件20B的輸出信號(hào)的振幅值，另外在荷載運(yùn)算部133中，通過(guò)采用上述平均值和振幅值的運(yùn)算處理， 推算作用于車輪上的荷載。由此，即使在車輪用軸承為靜止或低速狀態(tài)的情況下，可以良好的反應(yīng)性，正確地推算作用于車輪上的荷載。另外，由于可在不延遲的情況下推算作用于車輪上的荷載，故采用該推算荷載的車輛控制的響應(yīng)性和控制性提高，可進(jìn)一步提高安全性、 行駛穩(wěn)定性。(形式2)
也可針對(duì)形式1，設(shè)置三個(gè)以上的上述傳感器組件20B，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30A根據(jù)上述三個(gè)以上的傳感器組件20B的傳感器輸出信號(hào)，推算沿車輪用軸承的徑向和軸向作用的徑向荷載和軸向荷載。(形式3)還可針對(duì)形式1，將四個(gè)上述傳感器組件20B按照?qǐng)A周方向90度的相位差，均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、右面部和左面部。通過(guò)像這樣，設(shè)置四個(gè)傳感器組件20B，可推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&、軸向荷載Fy。(形式4)還可針對(duì)形式1，上述傳感器組件20B的三個(gè)以上的傳感器22A、22B、22C的至少兩個(gè)按照它們的輸出信號(hào)的相位差為180°的方式，以滾動(dòng)體的排列間距的{n+l/2(n:整數(shù))}倍的間距設(shè)置，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30A的平均值運(yùn)算部131取上述兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)的和，消除變化成分，計(jì)算平均值。(形式5)還可針對(duì)形式1，上述傳感器組件20B的三個(gè)以上的傳感器22A、22B、22C中的至少兩個(gè)按照它們的輸出信號(hào)的相位差為90°的方式，以滾動(dòng)體的排列間距的{n/2+l/4(n:整數(shù))}倍的間距設(shè)置，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30A的振幅值運(yùn)算部132根據(jù)上述兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)，計(jì)算分別作為除以平均值而得到的平方和的平方根的振幅值。(形式6)還可針對(duì)形式1，在上述各傳感器組件20B中設(shè)置溫度傳感器28，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30A的平均值運(yùn)算部131根據(jù)上述溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，對(duì)平均值的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。在該方案的場(chǎng)合，由于可對(duì)平均值的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償，故可降低溫度造成的推算荷
載誤差。(形式7)也可針對(duì)形式1，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30A包括第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A，該第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A不同于上述平均值運(yùn)算部131 和振幅值運(yùn)算部132，根據(jù)上述傳感器組件20B中的任意一個(gè)傳感器的滾動(dòng)體振幅的多個(gè)周期的傳感器輸出信號(hào)，計(jì)算平均值和振幅值，上述荷載運(yùn)算部133在車輪轉(zhuǎn)速高于規(guī)定值時(shí)，通過(guò)采用第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A計(jì)算的平均值和振幅值的運(yùn)算處理，推算作用于車輪上的荷載。上述規(guī)定值為比如，第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A相比第1平均值運(yùn)算部131和振幅值運(yùn)算部132，以更高精度而檢測(cè)的速度，具體來(lái)說(shuō)，為人的行走速度或其以下的速度。(形式8)也可針對(duì)形式7，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30A的荷載推算部133設(shè)置選擇輸出機(jī)構(gòu) 135，該機(jī)構(gòu)并行地進(jìn)行采用通過(guò)第1平均值運(yùn)算部131和振幅值運(yùn)算部132計(jì)算的平均值和振幅值的運(yùn)算處理，與采用第2平均值運(yùn)算部131A和振幅值運(yùn)算部132A的運(yùn)算處理，根據(jù)通過(guò)該兩個(gè)運(yùn)算處理獲得的兩個(gè)推算荷載值，對(duì)應(yīng)于車輪轉(zhuǎn)速，切換選擇而輸出任意一個(gè)的推算荷載值。
(形式9)也可針對(duì)形式8，上述選擇輸出機(jī)構(gòu)135從外部接收車輪轉(zhuǎn)速的信息。在這里所說(shuō)的外部為該帶有傳感器的車輪用軸承的外部。(形式10)也可針對(duì)形式8，上述選擇輸出機(jī)構(gòu)135根據(jù)上述傳感器的輸出信號(hào)，檢測(cè)滾動(dòng)體的通過(guò)頻率，推算車輪轉(zhuǎn)速。在該方案的場(chǎng)合，多余的傳感器或布線是不需要的，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。(形式11)也可針對(duì)形式8，上述選擇輸出機(jī)構(gòu)135根據(jù)從車體側(cè)供給的旋轉(zhuǎn)傳感器信號(hào)，推算車輪轉(zhuǎn)速。(形式12)也可針對(duì)形式8，上述選擇輸出機(jī)構(gòu)135從車體側(cè)的控制裝置，接收與車輪轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的切換選擇指令。下面對(duì)本發(fā)明的不是以荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件的第4和第5應(yīng)用形式進(jìn)行說(shuō)明。與上述第1應(yīng)用形式相同，作為解決專利文獻(xiàn)1的課題的方案，提出有下述的結(jié)構(gòu)的帶有傳感器車輪用軸承(日本特愿2008-207031號(hào)文獻(xiàn))。在該提出方案的帶有傳感器車輪用軸承中，在外圈的外徑面上，在形成180度的相位差的位置，成對(duì)地設(shè)置具有形變發(fā)生部件和形變傳感器的兩個(gè)傳感器組件。根據(jù)該傳感器組件對(duì)的兩個(gè)傳感器輸出信號(hào)的和，推算作用于車輪用軸承上的軸向荷載Fy，根據(jù)兩個(gè)傳感器輸出信號(hào)的差值，推算作用于車輪用軸承上的徑向荷載(比如，垂直方向荷載內(nèi)和構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&)。另外，一對(duì)傳感器組件的兩個(gè)傳感器組件設(shè)置于外圈的外徑面的頂面部和底面部，根據(jù)該傳感器組件對(duì)的傳感器輸出信號(hào)的振幅的差分值，判斷上述軸向荷載Fy的方向，對(duì)應(yīng)于已判定的方向，切換軸向荷載Fy的推算所采用的運(yùn)算式的參數(shù)。圖49通過(guò)方框圖表示該軸向荷載Fy的運(yùn)算處理的流程的圖。在該圖中，在運(yùn)算處理部中，進(jìn)行傳感器輸出信號(hào)的平均化、振幅抽取、溫度補(bǔ)償?shù)鹊奶幚怼D50表示上述傳感器組件對(duì)的傳感器輸出信號(hào)的振幅的差分值和軸向荷載Fy的方向的關(guān)系。但是，在上述傳感器組件的傳感器輸出信號(hào)中，輸入荷載在較小的范圍，作出線性響應(yīng)，而相對(duì)急劇的轉(zhuǎn)向時(shí)的較大的軸向荷載Fy，作出非線性響應(yīng)。由此，如果在根據(jù)傳感器組件的傳感器輸出信號(hào)，推算輸入荷載的運(yùn)算中，假定線性的關(guān)系，則具有在較高的軸向荷載Fy的區(qū)域，推算誤差大的問(wèn)題。如果對(duì)非線性關(guān)系進(jìn)行模型處理，則該推算誤差可減少，但是，這樣具有對(duì)于荷載的推算運(yùn)算來(lái)說(shuō)必需的參數(shù)增加，運(yùn)算量也大幅度地增加的問(wèn)題。另外，特別是，在傳感器組件的傳感器輸出信號(hào)中產(chǎn)生漂移的場(chǎng)合，由于復(fù)雜的運(yùn)算誤差重疊，故還具有漂移的強(qiáng)力性的確保困難的問(wèn)題。本發(fā)明的第4和第5應(yīng)用形式的目的在于提供下述的帶有傳感器的車輪用軸承， 其通過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)算，對(duì)軸承的形變響應(yīng)中包含的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，可降低荷載推算誤差。根據(jù)圖25 圖31，對(duì)本發(fā)明的第4應(yīng)用形式進(jìn)行說(shuō)明。另外，表示上述第1實(shí)施形式的圖2 圖5也可適用于本應(yīng)用形式。傳感器組件20的形變傳感器22與根據(jù)其輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載的荷載推算機(jī)構(gòu)30B連接。該荷載推算機(jī)構(gòu)30B由微型控制裝置等的計(jì)算機(jī)(包括在其中運(yùn)行的程序)和電子電路等構(gòu)成。在這里，推算沿車輪的軸向作用的軸向荷載Fy、沿垂直方向作用的垂直方向荷載內(nèi)與構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的沿前后方向作用的荷載&。該荷載推算機(jī)構(gòu)30B像圖25的方框圖所示的那樣，包括差分值運(yùn)算部45和荷載運(yùn)算部47。圖沈通過(guò)方框圖而表示荷載推算機(jī)構(gòu)30B的運(yùn)算處理。荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45對(duì)兩個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值進(jìn)行運(yùn)算，該兩個(gè)傳感器組件20指上述多個(gè)傳感器組件20中，按照外方部件1的圓周方向的180度的相位差的方式面對(duì)設(shè)置的兩個(gè)傳感器組件。在這里，該兩個(gè)傳感器組件20選擇上下面對(duì)設(shè)置的傳感器組件20。圖^KA)表示設(shè)置于外方部件1的外徑面的頂面部的傳感器組件20的傳感器輸出，圖^KB)表示設(shè)置于外方部件1的外徑面的底面部的傳感器組件20的傳感器輸出。在這些附圖中，橫軸表示軸向荷載Fy，縱軸表示外方部件1的形變量，即，形變傳感器22的輸出信號(hào)，最大值和最小值表示信號(hào)的最大值和最小值。根據(jù)這些附圖可知，在軸向荷載Fy為+方向的場(chǎng)合，各個(gè)滾動(dòng)體5的荷載在外方部件1的外徑面的頂面部處較小，而在外方部件1的外徑面的底面部處較大。相對(duì)該情況可知，在軸向荷載Fy為-方向的場(chǎng)合，剛好相反，各個(gè)滾動(dòng)體5的荷載在外方部件1的外徑面的頂面部處較大，而在外方部件1的外徑面的底面部處較小。根據(jù)該情況，通過(guò)上述差分值運(yùn)算部45運(yùn)算的差分值還表示軸向荷載Fy的方向。此外，像圖沈所示的那樣，差分值運(yùn)算部45包括溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)451，其對(duì)輸入的各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的溫度造成的漂移進(jìn)行補(bǔ)償；振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)452，其對(duì)各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值進(jìn)行運(yùn)算；平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)453，其對(duì)傳感器輸出信號(hào)和平均值(直流成分)進(jìn)行運(yùn)算。平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)453也可不設(shè)置于差分值運(yùn)算部45中，而設(shè)置于荷載運(yùn)算部47中。在各傳感器組件20的形變發(fā)生部件21中，與第1 實(shí)施形式的圖3相同，設(shè)置溫度傳感器觀，根據(jù)該溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，在上述溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)451中，對(duì)相應(yīng)的形變傳感器22的輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。另外，在差分值運(yùn)算部45的上述差分值的運(yùn)算中，采用通過(guò)上述振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)452運(yùn)算的上下的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值。但是，由于可根據(jù)通過(guò)上述差分值運(yùn)算部45運(yùn)算的差分值，判斷軸向荷載Fy的方向，故對(duì)應(yīng)于已判斷的軸向荷載Fy的方向，將荷載推算的運(yùn)算式的參數(shù)切換到適合值，由此，具有可以良好的精度推算荷載的可能性。但是，像通過(guò)曲線圖所示的圖30那樣，軸向荷載Fy和傳感器組件20的傳感器輸出的關(guān)系在輸入荷載的較小的范圍內(nèi)，作出線性響應(yīng)，但是，相對(duì)急劇的轉(zhuǎn)向時(shí)(該圖中的區(qū)域C的部分)等的較大的輸入荷載，作出非線性響應(yīng)， 無(wú)法以良好的精度推算荷載。于是，在荷載推算機(jī)構(gòu)30B的荷載運(yùn)算部47中，像圖31那樣，將上述差分值運(yùn)算部45所運(yùn)算的差分值按照等級(jí)分成規(guī)定的多個(gè)區(qū)域(在這里，A、B、C的三個(gè)區(qū)域)，并且設(shè)定對(duì)應(yīng)于各區(qū)域，參數(shù)相互不同的多個(gè)荷載運(yùn)算式473A、473B、473C(圖沈)，從該多個(gè)荷載運(yùn)算式中，選擇上述差分值所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的荷載運(yùn)算式，推算上述荷載Fx、Fy、內(nèi)。荷載運(yùn)算部47像圖沈所示的那樣包括方向判斷機(jī)構(gòu)471，其根據(jù)上述差分值，判斷軸向荷載 Fy的方向；區(qū)域判斷機(jī)構(gòu)472，其判斷上述差分值屬于上述多個(gè)區(qū)域中的哪個(gè)區(qū)域。
另外，比如，作為與區(qū)域A相對(duì)應(yīng)的荷載運(yùn)算式473A，配備分別推算軸向荷載Fy、 垂直方向荷載 ^與構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&的三個(gè)運(yùn)算式，在這些運(yùn)算式之間，參數(shù)相互不同。如上面所述，比如，即使為相同的軸向荷載Fy的運(yùn)算式，在不同的區(qū)域的運(yùn)算式之間，參數(shù)也不同。對(duì)于與其它的區(qū)域B、C相對(duì)應(yīng)的荷載運(yùn)算式47!3B、473C，也是同樣的。在此場(chǎng)合，對(duì)于區(qū)域A，按照等級(jí)劃分在軸向荷載Fy的方向?yàn)開(kāi)的區(qū)域，對(duì)于區(qū)域 B，按照等級(jí)劃分在軸向荷載Fy的方向?yàn)?的區(qū)域，并且輸入荷載小的區(qū)域，對(duì)于區(qū)域C，按照等級(jí)劃分在軸向荷載Fy的方向?yàn)?的區(qū)域，并且輸入荷載大的區(qū)域。由此，即使在輸入荷載大的區(qū)域，仍可配備相對(duì)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，作出線性響應(yīng)的參數(shù)的荷載運(yùn)算式，可減少荷載推算誤差。在上述荷載運(yùn)算部47中配備的荷載運(yùn)算式通過(guò)比如，以各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值為變量，將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與該變量相乘的一次式(比如，F(xiàn)x = af+b(f表示傳感器輸出信號(hào)的值)的形式的一次式)表達(dá)的場(chǎng)合，該一次式中的上述補(bǔ)償系數(shù)a和常數(shù)b為上述參數(shù)。另外，作為荷載運(yùn)算式的另一例子，也可配備以各傳感器組件 20的傳感器輸出信號(hào)的平均值(直流成分)為變量，將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與該變量相乘的一次式。另外，作為荷載運(yùn)算式的另一例子，還可配備以各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值為變量，將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與該變量相乘的一次式。上述一次式中的各補(bǔ)償系數(shù)和常數(shù)的值預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)或模擬而求出，進(jìn)行設(shè)定。對(duì)于該第4應(yīng)用形式的作用，其與第1實(shí)施形式基本相同，具體的說(shuō)明省略，但是， 在該應(yīng)用形式的場(chǎng)合，特別是，在荷載推算機(jī)構(gòu)30B中，通過(guò)差分值運(yùn)算部45，對(duì)按照形成外方部件1的圓周方向的180度的相位差的方式面對(duì)設(shè)置的兩個(gè)傳感器組件(在這里，為上下的傳感器組件)20的傳感器輸出信號(hào)的振幅的差分值進(jìn)行運(yùn)算，從與按照等級(jí)劃分該差分值的規(guī)定的多個(gè)區(qū)域A、B、C相對(duì)應(yīng)而設(shè)置的參數(shù)相互不同的多個(gè)荷載運(yùn)算式473A、 473B.473C中，選擇上述差分值對(duì)應(yīng)的區(qū)域的荷載運(yùn)算式，將各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)代入其中，由此，通過(guò)荷載運(yùn)算部47，推算作用于車輪上的各荷載h、Fy、!^。于是， 可簡(jiǎn)單地減少荷載推算誤差，可正確地推算作用于車輪上的荷載。對(duì)于軸向荷載Fy，連同其方向，一起判斷。此外，在該應(yīng)用形式中，由于設(shè)置四個(gè)上述傳感器組件20，各傳感器組件20按照?qǐng)A周方向90度的相位差，均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面，上下位置和左右位置的外方部件1的外徑面的頂面部、底面部、右面部與左面部，故可推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&、軸向荷載Fy。還有，在本應(yīng)用形式中，在各傳感器組件20中，設(shè)置溫度傳感器觀，在上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45中，通過(guò)溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)451，根據(jù)上述溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償，由此，可對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。另外，在上述應(yīng)用形式中，在荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45中，將面對(duì)地設(shè)置于外方部件1的外徑面頂面部和底面部的兩個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值進(jìn)行運(yùn)算，但是，此外，還可將面對(duì)地設(shè)置于外方部件1的外徑面左面部和右面部的兩個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信息的振幅值的差分值進(jìn)行運(yùn)算，也可通過(guò)荷載運(yùn)算部47，從與按照等級(jí)劃分該差分值的規(guī)定的多個(gè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)而配備的、參數(shù)相互不同的
25多個(gè)荷載運(yùn)算式中，選擇差分值對(duì)應(yīng)的區(qū)域的荷載運(yùn)算式，推算上述荷載i^、Fx、Fy。像這樣，將左右的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅差作為評(píng)價(jià)值，進(jìn)行區(qū)域劃分，由此，即使相對(duì)圍繞軸向ζ的彎矩荷載Mz，仍可按照等級(jí)而劃分輸入荷載區(qū)域。此外，也可在荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45中，對(duì)在外方部件1的上下面對(duì)地設(shè)置的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值，與在外方部件1的左右面對(duì)地設(shè)置的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值進(jìn)行運(yùn)算，在荷載運(yùn)算部 47中，對(duì)應(yīng)于由按照等級(jí)對(duì)上述兩差分值進(jìn)行劃分的規(guī)定的多個(gè)區(qū)域的組合形成的多個(gè)組合區(qū)域，配備參數(shù)相互不同的多個(gè)荷載運(yùn)算式，從這些組合區(qū)域中，選擇該兩個(gè)差分值對(duì)應(yīng)的組合區(qū)域的荷載運(yùn)算式，推算上述荷載內(nèi)、Fx、Fy。比如，像下述那樣，在上下的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值差分值為 X，左右的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值為Z時(shí)，將各差分值劃分為+ 的區(qū)域和-的區(qū)域，配備與由該正負(fù)的區(qū)域的組合形成的四個(gè)組合區(qū)域I、II、III、IV相對(duì)應(yīng)的各荷載運(yùn)算式，根據(jù)兩振幅值的差分值X、Z的正負(fù)的關(guān)系，選擇相應(yīng)的組合區(qū)域的荷載運(yùn)算式，推算上述荷載內(nèi)、Fx、Fy。
Z的正負(fù)X的正負(fù)運(yùn)算區(qū)域
++I
+-II
-+III
--IV像這樣，將上下的振幅值的差分值和左右的振幅值的差分值組合，按照等級(jí)對(duì)輸入荷載進(jìn)行劃分，由此，通過(guò)與輸入荷載相對(duì)應(yīng)的最佳的荷載運(yùn)算式，推算荷載。由此，可更進(jìn)一步地減少荷載推算誤差，可正確地推算作用于車輪上的荷載。圖32表示本發(fā)明的第5應(yīng)用形式。在該帶有傳感器的車輪用軸承中，針對(duì)圖25 圖30所示的第4應(yīng)用形式，各傳感器組件20A像下述那樣構(gòu)成。在此場(chǎng)合，傳感器組件20A 與上述第2實(shí)施形式的圖11和圖12所示的組件相同，具體的說(shuō)明省略。另外，第2實(shí)施形式的圖13和圖14均照原樣，應(yīng)用于本應(yīng)用形式。在該應(yīng)用形式的場(chǎng)合，在圖沈所示的第4應(yīng)用形式的荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45中的振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)452中，對(duì)圖12的兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的差分值進(jìn)行運(yùn)算，將其作為振幅值而取出。另外，在圖26的平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)453中，對(duì)各傳感器組件20A的兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的和進(jìn)行運(yùn)算，將其作為平均值而取出。上下的傳感器組件20A的傳感器輸出信號(hào)的差分值作為通過(guò)振幅值運(yùn)算機(jī)構(gòu)452求出的上下的傳感器組件20A的傳感器輸出信號(hào)的差分值而求出。兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b如圖14所示。另外，在該第5應(yīng)用形式中，像圖33所示的那樣，作為荷載推算機(jī)構(gòu)30B中的荷載推算部47所配備的各區(qū)域A、B、C的荷載運(yùn)算式473A、473B、473C，配備僅僅將上述平均值用作變量的運(yùn)算式，與將上述平均值和振幅值的二者用作變量的運(yùn)算式的兩個(gè)運(yùn)算式。此外，在荷載推算部47中，設(shè)置運(yùn)算式選擇機(jī)構(gòu)49，其對(duì)應(yīng)于車輪的轉(zhuǎn)數(shù)，選擇上述兩種中的任意者。在車輪的低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，用于檢測(cè)傳感器輸出信號(hào)的振幅的處理時(shí)間加長(zhǎng)，另外在靜止時(shí)，不可能進(jìn)行振幅的檢測(cè)。相對(duì)該情況，平均值即使在靜止時(shí)，仍可檢測(cè)。于是，在車輪的轉(zhuǎn)數(shù)在規(guī)定值以下的場(chǎng)合，運(yùn)算式選擇機(jī)構(gòu)49可通過(guò)從各區(qū)域的兩種荷載運(yùn)算式中， 選擇僅僅采用平均值的運(yùn)算式，在沒(méi)有滯后的情況下推算而輸出荷載。也可在運(yùn)算式選擇機(jī)構(gòu)49中，比如，從外部輸入車輪轉(zhuǎn)數(shù)的信息，根據(jù)該信息進(jìn)行上述運(yùn)算式的選擇。在此場(chǎng)合，作為來(lái)自外部的車輪轉(zhuǎn)送的信息，采用來(lái)自車體側(cè)的ABS 傳感器(防抱死制動(dòng)系統(tǒng)用的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器)等的旋轉(zhuǎn)傳感器信號(hào)，由此，推算車輪轉(zhuǎn)數(shù)。另外，也可形成下述的方案，其中，從與車體側(cè)的車內(nèi)通信總線連接的上位控制裝置，運(yùn)算式選擇機(jī)構(gòu)49接收作為代替車輪轉(zhuǎn)數(shù)的信息的運(yùn)算式選擇指令。另外，還可形成下述的方案，其中，對(duì)于車輪轉(zhuǎn)數(shù)的信息，從上述形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)a、b，檢測(cè)滾動(dòng)體 5的通過(guò)頻率，推算車輪轉(zhuǎn)數(shù)。像上述那樣，通過(guò)本發(fā)明的上述第4或第5應(yīng)用形式，可獲得下述的效果。 通過(guò)對(duì)軸承的形變反應(yīng)中包含的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，可降低荷載推算誤差?！び捎趨^(qū)域劃分作為振幅值的差分，故對(duì)影響特別大的Fy彎矩荷載的靈敏度高， 可正確地進(jìn)行區(qū)域的劃分。 振幅信號(hào)難以受到溫度的影響，正確地進(jìn)行上述區(qū)域劃分，推算精度提高?！ち硗?，即使在軸承的內(nèi)部預(yù)壓條件不同的情況下，仍可在不受到大的影響的情況下，進(jìn)行穩(wěn)定的區(qū)域劃分。·另外，設(shè)置于左右的傳感器組件的傳感器信號(hào)不但進(jìn)行區(qū)域判斷，而且進(jìn)行更細(xì)致的條件劃分，由此，進(jìn)行精度更進(jìn)一步良好的荷載推算。上面描述的第4應(yīng)用形式和第5應(yīng)用形式包括下述的應(yīng)用形式組II (形式13 22)，其不以構(gòu)成實(shí)施形式的必要條件的荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件。(形式Π)形式13的帶有傳感器的車輪用軸承包括外方部件1，在其內(nèi)周形成多排的滾動(dòng)面3 ；內(nèi)方部件2，在其外周形成與上述滾動(dòng)面3面對(duì)的滾動(dòng)面4 ；多排的滾動(dòng)體5，其介設(shè)于兩部件1、2的面對(duì)的滾動(dòng)面3、4之間，該軸承以能夠旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車體上，在該軸承中，在上述外方部件1和內(nèi)方部件2中的固定側(cè)部件的外徑面上，設(shè)置多個(gè)傳感器組件20，上述傳感器組件20包括形變發(fā)生部件21和一個(gè)以上的傳感器，該形變發(fā)生部件21 包括兩個(gè)以上的接觸固定部21a，該接觸固定部21a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21上，檢測(cè)該形變發(fā)生部件21的形變，設(shè)置荷載推算機(jī)構(gòu)30B，其根據(jù)上述多個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載。 該荷載推算機(jī)構(gòu)30B包括差分值運(yùn)算部45，其對(duì)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值進(jìn)行運(yùn)算，該傳感器組件20為上述多個(gè)傳感器組件20中，以上述固定側(cè)部件的圓周方向的180度的相位差而面對(duì)設(shè)置的傳感器組件；荷載運(yùn)算部47，其分別對(duì)應(yīng)于按照等級(jí)劃分上述差分值的多個(gè)區(qū)域，按照多個(gè)設(shè)定荷載運(yùn)算用的參數(shù)，選擇與通過(guò)上述差分值運(yùn)算部45運(yùn)算的差分值相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的參數(shù)，根據(jù)上述多個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，推算作用于上述車輪上的荷載。上述區(qū)域劃分也可為比如，上述差分值視為線性的線性區(qū)域，以及與該區(qū)域相比較，差分值大，視為非線性的非線性區(qū)域。
按照該方案，荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45對(duì)兩個(gè)傳感器組件的傳感器輸出信號(hào)的振幅的差分值進(jìn)行運(yùn)算，該兩個(gè)傳感器組件以外方部件的圓周方向的180度的相位差而面對(duì)地設(shè)置。伴隨軸承的旋轉(zhuǎn)，滾動(dòng)體5實(shí)現(xiàn)通過(guò)，由此傳感器輸出信號(hào)改變，但是， 該變化成分的值作為上述差分值，通過(guò)差分值運(yùn)算部45而運(yùn)算。荷載運(yùn)算部47從針對(duì)按照等級(jí)劃分差分值的每個(gè)區(qū)域而設(shè)置的荷載運(yùn)算用的參數(shù)中，選擇差分值運(yùn)算部45所運(yùn)算的差分值對(duì)應(yīng)的區(qū)域的參數(shù)，采用該參數(shù)，推算作用于車輪上的荷載。由于像這樣，采用進(jìn)行區(qū)域劃分的荷載運(yùn)算用的參數(shù)，進(jìn)行荷載運(yùn)算，故可對(duì)軸承的形變響應(yīng)中包括的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，降低荷載推算誤差。由于上述區(qū)域劃分通過(guò)振幅值的差分值而進(jìn)行，故靈敏度高，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行區(qū)域的分割。另外，振幅信號(hào)難以受到溫度的影響，上述區(qū)域劃分正確地進(jìn)行，檢測(cè)精度提高。即使在軸承的內(nèi)部預(yù)壓條件不同的情況下，仍不受到大的影響，可進(jìn)行穩(wěn)定的區(qū)域劃分。(形式14)也可針對(duì)形式13，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45將上述固定側(cè)部件的上下面對(duì)地設(shè)置的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值進(jìn)行運(yùn)算。如果將上下的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的差分值作為評(píng)價(jià)值，則該值相對(duì)軸向荷載Fy，基本線性地變化，并且對(duì)軸向的彎矩荷載的靈敏度高，由此，可通過(guò)該評(píng)價(jià)值，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行區(qū)域的等級(jí)劃分。(形式I5)還可針對(duì)形式13，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45將上述固定側(cè)部件的左右面對(duì)地設(shè)置的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值進(jìn)行運(yùn)算。通過(guò)像這樣，將左右的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的差分值作為評(píng)價(jià)值，即使相對(duì)圍繞軸向的彎矩荷載Mz，仍可按照等級(jí)對(duì)輸入荷載區(qū)域進(jìn)行劃分。(形式I6)也可針對(duì)形式13，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B的差分值運(yùn)算部45將上述固定側(cè)部件的上下面對(duì)地設(shè)置的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值，與在上述固定側(cè)部件的左右上面對(duì)地設(shè)置的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分值進(jìn)行運(yùn)算，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B的荷載運(yùn)算部47也可從與由按照等級(jí)劃分上述兩個(gè)差分值的多個(gè)區(qū)域的組合形成的多個(gè)組合區(qū)域相對(duì)應(yīng)而分別設(shè)置的參數(shù)中，選擇上述兩個(gè)差分值對(duì)應(yīng)的組合區(qū)域的荷載運(yùn)算式，推算上述荷載。像這樣，將上下的振幅差分值和左右的振幅差分值組合，按照等級(jí)對(duì)輸入荷載進(jìn)行劃分，由此，可通過(guò)與輸入荷載的范圍相對(duì)應(yīng)的更進(jìn)一步適合的參數(shù)，推算荷載。因此，可更進(jìn)一步地減少荷載推算誤差，可正確地推算作用于車輪上的荷載。(形式17)還可針對(duì)形式13，設(shè)置三個(gè)以上的上述傳感器組件20，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B根據(jù)上述三個(gè)以上的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，推算沿車輪用軸承的徑向和軸向作用的徑向荷載和軸向荷載。(形式I8)也可針對(duì)形式13，按照?qǐng)A周方向90度的相位差，將四個(gè)上述傳感器組件20均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底
28面部、右面部與左面部。通過(guò)像這樣，設(shè)置四個(gè)傳感器組件20，推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載 Fz、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載！^、軸向荷載Fy。(形式19)還可針對(duì)形式13，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B采用上述傳感器輸出信號(hào)中的滾動(dòng)體振幅的多個(gè)周期的平均值，或者振幅值，或者平均值和振幅值這兩者，推算作用于車輪上的荷載。(形式2O)也可針對(duì)形式19，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B根據(jù)荷載推算所采用的上述傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值的組合，對(duì)應(yīng)于車輪的轉(zhuǎn)數(shù)而變更。在平均值的場(chǎng)合，即使在車輪處于停止或低速狀態(tài)時(shí)，可花費(fèi)在不進(jìn)行時(shí)間平均處理的情況下而要求的工夫，可采用僅僅以平均值為變量的荷載運(yùn)算式，短時(shí)間地運(yùn)算輸出荷載。另外，在車輪處于通常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，以良好的精度對(duì)平均值和振幅值進(jìn)行運(yùn)算，由此，可通過(guò)采用以振幅值為變量的荷載運(yùn)算式，或以平均值和振幅值為變量的荷載運(yùn)算式， 以良好的精度運(yùn)算輸出荷載。(形式21)還可針對(duì)形式13，在上述各傳感器組件20中設(shè)置溫度傳感器觀，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B根據(jù)上述溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，對(duì)上述傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。在該方案的場(chǎng)合，可對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。(形式22)也可針對(duì)形式19，上述傳感器組件20A包括三個(gè)以上的接觸固定部和至少兩個(gè)以上的傳感器22，按照這些傳感器輸出信號(hào)的相位差為滾動(dòng)體的排列間距的{n+l/2(n 整數(shù))}倍的方式設(shè)定接觸固定部21a的間距，上述荷載推算機(jī)構(gòu)30B采用上述兩個(gè)傳感器22 的輸出信號(hào)的平均值。在該方案的場(chǎng)合，兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)具有基本180度的相位差， 由此，其平均值為消除滾動(dòng)體通過(guò)造成的變動(dòng)成分的值。另外，振幅值為更加確實(shí)地排除溫度的影響，以及轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面等的滑動(dòng)的影響的正確的值。接著，對(duì)本發(fā)明的不以荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件的第6 第7應(yīng)用形式進(jìn)行說(shuō)明。這些應(yīng)用形式也解決與上述第4和第5應(yīng)用形式共同的課題，提供實(shí)現(xiàn)同樣的目的的帶有傳感器的車輪用軸承。根據(jù)圖34 圖36，對(duì)不以本發(fā)明的荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件的第6 第 7應(yīng)用形式進(jìn)行說(shuō)明。上述第1實(shí)施形式的圖2 圖5和第4應(yīng)用形式的圖25 圖31也可應(yīng)用于該應(yīng)用形式。另外，對(duì)于與上述各實(shí)施形式和應(yīng)用形式相同或與其相當(dāng)?shù)牟糠?，采用同一?biāo)號(hào)，具體的說(shuō)明省略。在圖34所示的第6應(yīng)用形式中，在傳感器組件20的形變傳感器22 (圖4)上連接第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C和第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D，在上述第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C上連接溫度傳感器觀。像表示該應(yīng)用形式的帶有傳感器的車輪用軸承中的作為荷載推算機(jī)構(gòu)的第1 荷載推算機(jī)構(gòu)30C、第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D的結(jié)構(gòu)例的方框圖的圖35所示的那樣，上述傳感器組件20的形變傳感器22與第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C連接。該第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C具有軸向荷載運(yùn)算部50，其將傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)代入規(guī)定的荷載運(yùn)算式，推算沿車輪的軸向作用的軸向荷載Fy。另外，在該第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C的下一級(jí)，設(shè)置第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D，該機(jī)構(gòu)根據(jù)各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，推算沿車輪的軸向和徑向作用的軸向荷載Fy和徑向荷載(在這里，為垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載h)。圖36通過(guò)方框圖而表示第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C和第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D的運(yùn)算處理。在圖35中，通過(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C的軸向荷載運(yùn)算部50而用于軸向荷載 Fy (圖36)的推算的荷載運(yùn)算式表示為以比如，各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值為變量，將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與該變量相乘的一次式。該一次式的上述補(bǔ)償系數(shù)和常數(shù)為運(yùn)算參數(shù)。另外，作為荷載運(yùn)算式的另一例子，也可采用以各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的平均值(直流成分)為變量，將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與該變量相乘的一次式。另外，作為荷載運(yùn)算式的又一例子，還可采用以各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值為變量，將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)分別與這些變量相乘的一次式。上述一次式中的各補(bǔ)償系數(shù)和常數(shù)的值預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)或模擬而求出，進(jìn)行設(shè)定。作為該場(chǎng)合的荷載運(yùn)算式的參數(shù)，最好是為軸向荷載Fy在0 4kN的范圍內(nèi)，可以良好的精度進(jìn)行荷載推算的值。像圖35所示的那樣，第1荷載運(yùn)算機(jī)構(gòu)30C不但包括上述軸向荷載運(yùn)算部50，還包括溫度補(bǔ)償部63，其對(duì)輸入的各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的溫度造成的漂移進(jìn)行補(bǔ)償；振幅值運(yùn)算部64，其對(duì)各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值進(jìn)行運(yùn)算；平均值運(yùn)算部65，其對(duì)傳感器輸出信號(hào)的平均值(直流成分)進(jìn)行運(yùn)算；方向判斷部51，其判斷軸向荷載Fy的方向。在各傳感器組件20的形變傳感器21中，像上述第1實(shí)施形式的圖 3那樣，設(shè)置溫度傳感器觀，根據(jù)該溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，在上述溫度補(bǔ)償部63中，對(duì)相應(yīng)的形變傳感器22的輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。在上述方向判斷部51中，對(duì)通過(guò)上述振幅值運(yùn)算部64運(yùn)算的上下的傳感器組件 20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)該差分值，判斷軸向荷載Fy的方向。 引用的圖表示設(shè)置于外方部件1的外徑面的頂面部的傳感器組件20的傳感器輸出， 引用的圖^KB)表示設(shè)置于外方部件1的外徑面的底面部的傳感器組件20的傳感器輸出。 在這些附圖中，橫軸表示軸向荷載Fy，縱軸表示外方部件1的形變量，即，表示形變傳感器 22的輸出信號(hào)，最大值和最小值表示信號(hào)的最大值和最小值。根據(jù)這些附圖可知，在軸向荷載Fy為+方向的場(chǎng)合，各個(gè)滾動(dòng)體5的荷載在外方部件1的外徑面的頂面部處較小，而在外方部件1的外徑面的底面部處較大。相對(duì)該情況，在軸向荷載Fy為-方向的場(chǎng)合，剛好相反，各個(gè)滾動(dòng)體5的荷載在外方部件1的外徑面的頂面部處較大，而在外方部件1的外徑面的底面部處較小。由此，通過(guò)上述方向判斷部51運(yùn)算的差分值表示軸向荷載Fy的方向。另外，由于可通過(guò)上述方向判斷部51，判斷軸向荷載Fy的方向，故通過(guò)對(duì)應(yīng)于已判斷的軸向荷載Fy的方向，將荷載推算的運(yùn)算式的參數(shù)切換到適合值，具有可以良好的精度推算荷載的可能性。但是，像通過(guò)曲線圖而表示軸向荷載Fy和傳感器組件20的傳感器輸出的關(guān)系的引用的圖30那樣，在輸入荷載的較小范圍內(nèi)，作出線性響應(yīng)，但是，相對(duì)急劇的轉(zhuǎn)向時(shí)(本圖中的區(qū)域C的部分)等的較大的輸入荷載，作出非線性響應(yīng)，可以良好的精度推算荷載。于是，在第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D中，像圖30那樣，將上述第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C運(yùn)算的軸向荷載Fy的值按照等級(jí)劃分為規(guī)定的多個(gè)區(qū)域。即，第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D包括區(qū)
30域判斷部52 (圖35)，其判斷第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C運(yùn)算的軸向荷載Fy的值屬于哪個(gè)區(qū)域。 在這里，在軸向荷載Fy為+方向的場(chǎng)合，其值在a以下的范圍為區(qū)域A，大于a的范圍為區(qū)域B。另外，對(duì)應(yīng)于各區(qū)域A、B，設(shè)置參數(shù)相互不同的多個(gè)荷載運(yùn)算式53A、53B，從該多個(gè)荷載運(yùn)算式中，選擇上述軸向荷載Fy的值對(duì)應(yīng)的區(qū)域的荷載運(yùn)算式，推算上述各荷載h、Fy、 Fz0在此場(chǎng)合，最好是，作為劃分為區(qū)域A、B的軸向荷載Fy的分支值a，設(shè)定為比如 4kN。此時(shí)，在區(qū)域A的荷載運(yùn)算式53A中，采用可以良好的精度推算0 4kN的軸向荷載 Fy的參數(shù)，在區(qū)域B的荷載運(yùn)算式53B中，采用可以良好的精度推算4 7kN的軸向荷載 Fy的參數(shù)。同樣在軸向荷載Fy為-方向的場(chǎng)合，比如，該值按照等級(jí)而劃分為在b以下的范圍的區(qū)域和大于b的范圍的區(qū)域，對(duì)應(yīng)于各區(qū)域，設(shè)定參數(shù)相互不同的多個(gè)荷載運(yùn)算式， 選擇軸向荷載Fy的值對(duì)應(yīng)的區(qū)域的荷載運(yùn)算式，推算各荷載Fx、Fy、Fz。用于第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D的荷載運(yùn)算式也可表示為比如，以各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值為變量，將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與該變量相乘的一次式。該一次式中的上述補(bǔ)償系數(shù)和常數(shù)為上述運(yùn)算參數(shù)。另外，作為荷載運(yùn)算式的另一例子，也可采用以各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的平均值(直流成分)為變量，將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與該變量相乘的一次式。另外，作為荷載運(yùn)算式的還一例子，也可采用以各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的平均值和振幅值為變量，分別將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與這些變量相乘的一次式。 上述一次式中的各補(bǔ)償系數(shù)和常數(shù)的值預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)或模擬而求出，進(jìn)行設(shè)定。由此，同樣對(duì)于輸入荷載大的區(qū)域，可采用相對(duì)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，作出線性響應(yīng)的參數(shù)的荷載運(yùn)算式，可減小荷載推算荷載誤差。另外，比如，與區(qū)域A相對(duì)應(yīng)的荷載運(yùn)算式53A采用分別推算軸向荷載Fy、垂直方向荷載內(nèi)與構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&的三個(gè)運(yùn)算式，在這些運(yùn)算式之間，參數(shù)相互不同。對(duì)于與區(qū)域B相對(duì)應(yīng)的荷載運(yùn)算式5 也是同樣的。另外，比如，即使為相同的軸向荷載Fy的運(yùn)算式的情況下，如上所述，仍在不同的區(qū)域的運(yùn)算式之間，參數(shù)不同。由于該第6應(yīng)用形式的作用與上述第1實(shí)施形式基本相同，故具體的說(shuō)明省略，但是，在該應(yīng)用形式的場(chǎng)合，特別是，在第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C中，將傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)代入規(guī)定的荷載運(yùn)算式，推算軸向荷載Fy，在第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D中，從與按照等級(jí)對(duì)通過(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的荷載值進(jìn)行劃分的規(guī)定的多個(gè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)而設(shè)置的參數(shù)相互不同的多個(gè)荷載運(yùn)算式53A、53B中，選擇上述荷載值對(duì)應(yīng)區(qū)域的荷載運(yùn)算式， 將上述多個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)代入該荷載運(yùn)算式中，推算作用于車輪上的各荷載Fx、Fy、Fz,由此，可簡(jiǎn)單地降低荷載推算誤差，可正確地推算作用于車輪上的荷載。 對(duì)于軸向荷載Fy，連同其方向一起判斷。此外，在本應(yīng)用形式中，設(shè)置四個(gè)上述傳感器組件20，將各傳感器組件20按照?qǐng)A周方向90度的相位差，均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和左右位置的外方部件1的外徑面的頂面部、底面部、右面部與左面部，由此，可推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&、軸向荷載Fy。還有，在本應(yīng)用形式中，在各傳感器組件20中設(shè)置溫度傳感器觀，在第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C中，通過(guò)溫度補(bǔ)償部63，根據(jù)上述溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，對(duì)形變傳感器22 的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償，由此，可對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)
圖37 圖40表示本發(fā)明的第7應(yīng)用形式。在該帶有傳感器的車輪用軸承中，針對(duì)圖34 圖36所示的第6應(yīng)用形式，代替用于第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C的軸向荷載Fy的推算的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，而采用設(shè)置于外方部件1中的另外的荷載檢測(cè)傳感器67的輸出信號(hào)。本場(chǎng)合的荷載檢測(cè)傳感器67按照下述方式構(gòu)成，該方式為與傳感器組件20的場(chǎng)合相同，在形變發(fā)生部件68中，安裝檢測(cè)該形變發(fā)生部件68的形變的形變傳感
22 ο形變發(fā)生部件68像圖37所示的那樣，按照跨于外方部件1的周面和車體安裝用法蘭Ia的朝向外側(cè)的法蘭面的方式設(shè)置。具體來(lái)說(shuō)，像圖39(B)所示的那樣，形變發(fā)生部件68包括第1接觸固定部68a，其接觸固定于上述車體安裝用法蘭Ia的螺紋孔14的附近；第2接觸固定部68b，其接觸固定于外方部件1的外周面上。另外，形變發(fā)生部件68呈 L狀，由徑向部位68c與軸向部位68d構(gòu)成，該徑向部位68c沿徑向而包括上述第1接觸固定部68a，該軸向部位68d沿軸向而包括上述第2接觸固定部68b。與軸向部位68d相比較， 徑向部位68c的壁厚按照剛性低的方式減小。形變傳感器22安裝于剛性低的徑向部位68c 上。另外，荷載檢測(cè)傳感器67像圖37和圖38所示的那樣，按照形變發(fā)生部件68的第 1和第2接觸固定部68a、68b位于相對(duì)外方部件1的周向，相同相位的位置的方式，固定于外方部件1的外周部。形變傳感器22緊貼而固定于形變發(fā)生部件68上。形變發(fā)生部件68 為不因外方部件1上的固定而產(chǎn)生塑性變形的形狀和材質(zhì)。另外，形變發(fā)生部件68呈即使在對(duì)車輪用軸承，施加預(yù)計(jì)最大的荷載的情況下，仍不產(chǎn)生塑性變形的形狀，這一點(diǎn)與上述傳感器組件20中的形變發(fā)生部件68的場(chǎng)合相同。其它的結(jié)構(gòu)與圖35 圖37所示的第6 應(yīng)用形式的場(chǎng)合相同。另外，在圖37和圖38中，傳感器組件20以省略方式表示。上述荷載檢測(cè)傳感器67的設(shè)置部位為按照相對(duì)軸向荷載Fy，變形量大的部位，該傳感器輸出信號(hào)為良好地評(píng)價(jià)軸向荷載Fy的信號(hào)。于是，在圖40的第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C 中的軸向荷載運(yùn)算部50中，可根據(jù)荷載檢測(cè)傳感器67的傳感器輸出信號(hào)，對(duì)軸向荷載Fy 進(jìn)行運(yùn)算。另外，也可用于第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C中的方向判斷部51的軸向荷載Fy的方向判斷。此外，通過(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C的溫度補(bǔ)償部63，根據(jù)溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。另外，與圖9 圖14的第2實(shí)施形式相同，采用傳感器組件20A，其由安裝于外方部件1的外徑面上的平板狀的形變發(fā)生部件21和兩個(gè)形變傳感器22A、22B構(gòu)成，也可將該傳感器組件20A與圖40的第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C和第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D組合。在此場(chǎng)合，與圖34 圖36所示的第6應(yīng)用形式相同，在第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C中的振幅值運(yùn)算部 64中，對(duì)兩個(gè)形變傳感器22A、22B(圖1 的輸出信號(hào)的差分進(jìn)行運(yùn)算，將其作為振幅值而取出。另外，在平均值運(yùn)算部65中，對(duì)各傳感器組件20A的兩個(gè)形變22A、22B的輸出信號(hào)的和進(jìn)行運(yùn)算，將其作為平均值而取出。在方向判斷部51中，根據(jù)通過(guò)振幅值運(yùn)算部64計(jì)算的上下的傳感器組件20A的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分，判斷軸向荷載Fy的方向。以上說(shuō)明的第6和第7應(yīng)用形式包括應(yīng)用形式組III (形式23 30)，其不以實(shí)施形式中必要條件的荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件。(形式烈)
形式23的帶有傳感器的車輪用軸承包括外方部件1，在其內(nèi)周形成多排的滾動(dòng)面3 ；內(nèi)方部件2，在其外周形成與上述滾動(dòng)面面對(duì)的滾動(dòng)面4 ；多排的滾動(dòng)體5，其介設(shè)于兩部件的面對(duì)的滾動(dòng)面3、4之間，該軸承以能夠旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車體上，在該軸承中，在上述外方部件1和內(nèi)方部件2中的固定側(cè)部件的外徑面上，設(shè)置多個(gè)傳感器組件 20，上述傳感器組件20包括形變發(fā)生部件68和一個(gè)以上的形變傳感器22，該形變發(fā)生部件 68包括兩個(gè)以上的接觸固定部68a，該接觸固定部68a接觸而固定于上述固定側(cè)部件的外徑面上，該形變傳感器22安裝于該形變發(fā)生部件68上，檢測(cè)該形變發(fā)生部件68的形變，設(shè)置第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C，其根據(jù)上述傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，或設(shè)置于上述固定側(cè)部件上的另外的荷載檢測(cè)傳感器67的傳感器輸出信號(hào)，推算沿車輪的軸向作用的軸向荷載；第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D，其根據(jù)上述多個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，采用規(guī)定的荷載運(yùn)算用的參數(shù)，推算作用于車輪上的荷載。第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D分別對(duì)應(yīng)于按照等級(jí)劃分通過(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的荷載值的多個(gè)區(qū)域，設(shè)定多個(gè)上述參數(shù)，通過(guò)借助第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的軸向荷載的值，切換上述參數(shù)，進(jìn)行上述荷載的推算。上述多個(gè)區(qū)域，比如為下述的線性區(qū)域和非線性區(qū)域的兩個(gè)區(qū)域，該線性區(qū)域?qū)⑼ㄟ^(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的荷載值視為線性，在該非線性區(qū)域，將荷載值大于該線性區(qū)域，視為非線性。按照該方案，第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C根據(jù)上述傳感器組件20或單獨(dú)設(shè)置的荷載檢測(cè)傳感器67的輸出信號(hào)，推算軸向荷載。第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D根據(jù)通過(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的荷載值，切換用于荷載運(yùn)算的參數(shù)，根據(jù)多個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)推算荷載。(形式由此，比如，將上述多個(gè)區(qū)域劃分為通過(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的荷載值視為線性的線性區(qū)域和視為非線性的非線性區(qū)域的兩個(gè)區(qū)域，設(shè)定與各自區(qū)域相對(duì)應(yīng)的參數(shù)， 由此，可通過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)算，對(duì)軸承的形變反應(yīng)中包括的非線性進(jìn)行補(bǔ)償，減少荷載推算誤差。(形式邪)也可針對(duì)形式23，在上述第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C根據(jù)上述多個(gè)傳感器組件的傳感器輸出信號(hào)，推算上述軸向荷載的場(chǎng)合，上述第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D在通過(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的荷載值位于上述多個(gè)區(qū)域中的規(guī)定區(qū)域時(shí)，將第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的荷載值作為第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D推算的荷載值而輸出。上述規(guī)定區(qū)域?yàn)楸热?，通過(guò)將第 1荷載推算機(jī)構(gòu)30C推算的荷載值視為線性的區(qū)域。在該方案的場(chǎng)合，重復(fù)通過(guò)第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C進(jìn)行的運(yùn)算，不必通過(guò)第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D進(jìn)行，運(yùn)算簡(jiǎn)化。(形式?jīng)?還可針對(duì)形式23，設(shè)置三個(gè)以上的上述傳感器組件20，上述第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D 根據(jù)上述三個(gè)以上的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，推算沿車輪的徑向和軸向作用的徑向荷載和軸向荷載。傳感器組件20為適合的設(shè)置，設(shè)置三個(gè)以上，由此，可推算徑向荷載和軸向荷載這兩者。(形式27)
也可針對(duì)形式23，按照?qǐng)A周方向90度的相位差，將四個(gè)上述傳感器組件20均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、右面部和左面部上。通過(guò)像這樣，設(shè)置四個(gè)傳感器組件20，可推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&和軸向荷載Fy。(形式?jīng)a)還可針對(duì)形式23，上述第1荷載推算機(jī)構(gòu)30C包括方向判斷部51，其對(duì)在上述固定側(cè)部件的上下面對(duì)地設(shè)置的兩個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)的振幅值的差分進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)該差分值，判斷上述軸向荷載Fy的方向。根據(jù)傳感器組件20設(shè)置于固定側(cè)部件的頂側(cè)，還是設(shè)置于其底側(cè)，其輸出產(chǎn)生差別，由此，可根據(jù)差分值，判斷軸向荷載Fy的方向。(形式四)也可針對(duì)形式23，不同于上述傳感器組件20的荷載檢測(cè)傳感器67包括形變發(fā)生部件68和一個(gè)以上的形變傳感器22，該形變發(fā)生部件68跨于上述固定側(cè)部件的法蘭面和周面而設(shè)置，該形變傳感器22安裝于該形變發(fā)生部件68上，檢測(cè)該形變發(fā)生部件68的形變。(形式30)還可針對(duì)形式23，上述第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D采用上述各傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)中的滾動(dòng)體5的振幅的多個(gè)周期的平均值，或者振幅值，或者平均值與振幅值的兩者，推算作用于車輪上的荷載。(形式31)也可針對(duì)形式30，上述傳感器組件20A包括三個(gè)以上的接觸固定部和至少兩個(gè)以上的形變傳感器22，按照這些傳感器輸出信號(hào)的相位差為滾動(dòng)體5的排列間距的 {n+l/2(n 整數(shù))}倍的方式設(shè)定接觸固定部68a的間距，上述第2荷載推算機(jī)構(gòu)30D將上述兩個(gè)傳感器22的輸出信號(hào)用作平均值。在該方案的場(chǎng)合，兩個(gè)形變傳感器22的輸出信號(hào)具有基本180度的相位差，其平均值為消除滾動(dòng)體通過(guò)產(chǎn)生的變動(dòng)成分的值。另外，振幅值為更加確實(shí)地排除了溫度的影響，以及轉(zhuǎn)向節(jié)和法蘭面等的滑動(dòng)的影響的正確的值。此外，對(duì)本發(fā)明的不以荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件的第8和第9應(yīng)用形式進(jìn)行說(shuō)明。在像前述的專利文獻(xiàn)1、2中公開(kāi)的技術(shù)那樣，采用形變傳感器，測(cè)量作用于車輪上的荷載的場(chǎng)合，環(huán)境溫度造成的傳感器的漂移或伴隨傳感器組件的安裝造成的形變而引起的初始漂移構(gòu)成為問(wèn)題。伴隨傳感器組件的安裝造成的形變而引起的漂移可通過(guò)在設(shè)置形變傳感器的狀態(tài)下，進(jìn)行偏差調(diào)整，將相對(duì)該位置的變化量作為信號(hào)輸出而換算的方式消除，可正確地檢測(cè)形變信號(hào)。作為具有上述傳感器輸出信號(hào)的偏差功能的荷載推算機(jī)構(gòu)，考慮比如，由圖51的方框圖所示的結(jié)構(gòu)的類型。本例子的傳感器組件90由形變發(fā)生部件和形變傳感器構(gòu)成，該形變發(fā)生部件安裝于車輪用軸承的作為固定圈的外圈上，該形變傳感器固定于該形變發(fā)生部件上。
圖51的荷載推算處理機(jī)構(gòu)30E包括放大電路91、偏差調(diào)整電路92、存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)93、 各種的補(bǔ)償電路94、信號(hào)輸出電路96與控制通信(控制)電路99。控制通信電路99(圖 53)進(jìn)行上述偏差調(diào)整電路92、存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)93、補(bǔ)償電路94、信號(hào)輸出電路96等的控制，并且通過(guò)具有12 16比特的分辨率的AD變換器55 (圖53)，對(duì)進(jìn)行了偏差調(diào)整等的前處理的傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，根據(jù)該數(shù)字化處理的傳感器輸出信號(hào)，通過(guò)該荷載運(yùn)算功能，對(duì)作用于車輪用軸承上的荷載進(jìn)行運(yùn)算、推算。偏差調(diào)整電路92將傳感器組件90的初始偏差，車輪用軸承的固定的偏差調(diào)整到正規(guī)的值，可進(jìn)行控制電路99的調(diào)整，或來(lái)自外部的指令的調(diào)整。圖52表示傳感器組件90、放大電路91與偏差調(diào)整電路92的具體的連接結(jié)構(gòu)例。 偏差調(diào)整電路92由加法運(yùn)算器構(gòu)成，該加法運(yùn)算器由運(yùn)算放大器0P，電阻R3、R4，可變電阻器VR1、VR2等構(gòu)成。在此場(chǎng)合，按照在帶有傳感器的車輪用軸承的組成完成后，傳感器輸出為規(guī)定值(零點(diǎn)電壓)的方式，調(diào)整而固定可變電阻器VR1、VR2的電阻值。但是，即使在圖51所示的荷載推算機(jī)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)的情況下，為了彌補(bǔ)伴隨傳感器組件90的安裝的形變或傳感元件Rg (圖5 本身的特性差異，電路必須具有較大的偏差的調(diào)整幅度，該調(diào)整步驟也是必要的，由此，制造成本增加。此外，在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生較大的偏差變化的場(chǎng)合，因其值導(dǎo)致后級(jí)的放大電路91 飽和，荷載的檢測(cè)困難。還有，像圖53那樣，在裝載于軸承的外圈60上的形變傳感器70的數(shù)量增加的場(chǎng)合，由于包括上述放大電路91和偏差調(diào)整電路92的前處理電路也按照與元件數(shù)量相同的程度增加，故電路基板的尺寸變大，難以裝載于軸承外圈60上。由此，前處理電路設(shè)置于離開(kāi)軸承的部位，采用引導(dǎo)傳感器輸出信號(hào)的方法，但是，在此場(chǎng)合，纜線的根數(shù)增加，從車身底座部件到車體側(cè)設(shè)置粗的線，導(dǎo)致作業(yè)性、可靠性的降低。另外，由于通過(guò)較長(zhǎng)的線，引出微弱的傳感器輸出信號(hào)，故還具有噪音的影響增加的問(wèn)題。本發(fā)明的第8和第9應(yīng)用形式的目的在于提供可通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，正確地檢測(cè)車輪的軸承部的荷載的帶有傳感器的車輪用軸承。根據(jù)圖41 圖44，對(duì)第8應(yīng)用形式進(jìn)行說(shuō)明。另外，表示從外側(cè)觀看車輪用軸承的外方部件1的主視圖的上述第1實(shí)施形式的圖2也適用于第8應(yīng)用形式。像圖2所示的那樣，設(shè)置四個(gè)傳感器組件20，按照?qǐng)A周方向90度的相位差均等地設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和左右位置的外方部件1的外徑面的頂面部、底面部、右面部與左面部。像圖41所示的那樣，各傳感器組件20的形變傳感器22經(jīng)由AD變換器55，與推算機(jī)構(gòu)30E連接。即，形變傳感器22的輸出信號(hào)通過(guò)AD變換器55，直接進(jìn)行AD變換，該AD 變換的變形傳感器22的輸出信號(hào)輸入到推算機(jī)構(gòu)30E中。AD變換器55設(shè)置于傳感器組件 20上，比如，形變發(fā)生部件21上，或像圖43那樣，設(shè)置于傳感器組件20的附近。該場(chǎng)合的 AD變換器55采用至少20比特以上的分辨率的類型。另外，最好是，AD變換器55為多信道輸入的小型元件，像圖44那樣，構(gòu)成將來(lái)自多個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)匯總于一個(gè)基板上，變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的變換組件56，將其設(shè)置于車輪用軸承上。變換組件56設(shè)置于車輪用軸承的外方部件1和內(nèi)方部件2中的固定側(cè)部件上，在本應(yīng)用形式的場(chǎng)合，設(shè)置于外方部件1上。在圖43的結(jié)構(gòu)例中，通過(guò)一個(gè)變換組件56，對(duì)上方位置和右側(cè)位置的兩個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，通過(guò)另一個(gè)變換組件56，對(duì)下方位置和左側(cè)位置的兩個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。另外，在圖44的結(jié)構(gòu)例中， 通過(guò)一個(gè)變換組件56，對(duì)上下左右的四個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。在圖44的結(jié)構(gòu)例中，使變換組件56接近推算機(jī)構(gòu)30E，比如，設(shè)置于同樣的電路基板上。 從高精度、較高速的特征的方面來(lái)說(shuō)，最好是，AD變換器55的類型為△ Σ (delta-sigma) 型變換器。推算機(jī)構(gòu)30E為根據(jù)傳感器組件20的形變傳感器22的AD變換的輸出信號(hào)，推算作用于車輪用軸承或車輪和路面之間(輪胎觸地面)的力(垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&、軸向荷載Fy)的機(jī)構(gòu)，比如，由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的推算機(jī)構(gòu)30E既可為在一個(gè)基板上安裝各種電子部件的類型，也可為單片型，像圖43、圖44 的例子那樣，設(shè)置于車輪用軸承的外方部件1上，或設(shè)置于傳感器組件20的形變發(fā)生部件 21上等。推算機(jī)構(gòu)30E包括偏差調(diào)整電路101、溫度補(bǔ)償電路102、低通濾波器等的濾波處理電路103、荷載推算運(yùn)算電路104、控制電路105等。偏差調(diào)整電路101將形變傳感器22的初始偏差或車輪用軸承上的固定產(chǎn)生的偏差等調(diào)整到正規(guī)的值，按照可進(jìn)行控制電路105 的調(diào)整，或由外部指令而調(diào)整偏差的方式構(gòu)成。由于像上述那樣，偏差的原因?yàn)樾巫儌鞲衅?22的差異或傳感器固定時(shí)的形變等，故最好是，將傳感器組件20安裝于車輪用軸承上，在裝配完成的階段調(diào)整偏差。像這樣，如果在帶有傳感器的車輪用軸承的組裝完成之后，按照形變傳感器22的輸出信號(hào)為規(guī)定值的方式，通過(guò)偏差調(diào)整電路101調(diào)整偏差，由于帶有傳感器的車輪用軸承為完成品的時(shí)刻的傳感器輸出可為零點(diǎn)，故可確保傳感器輸出信號(hào)的品質(zhì)。另外，在形變傳感器22的輸出信號(hào)中，存在形變傳感器22本身的溫度特性，作為固定側(cè)部件的外方部件1的溫度形變等造成的漂移量。溫度補(bǔ)償電路101為對(duì)進(jìn)行了偏差調(diào)整的形變傳感器22的輸出信號(hào)中的溫度造成的漂移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娐?。為了?duì)溫度造成的漂移進(jìn)行補(bǔ)償，像引用的第1實(shí)施形式的圖3那樣，在至少一個(gè)傳感器組件20的形變發(fā)生部件21中，設(shè)置溫度傳感器觀，通過(guò)AD變換器55，對(duì)該溫度傳感器觀的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理后，輸入到上述溫度補(bǔ)償電路101中。在荷載推算運(yùn)算電路104中，通過(guò)上述偏差調(diào)整電路101、溫度補(bǔ)償電路102、濾波處理電路103，根據(jù)進(jìn)行了偏差調(diào)整處理、溫度補(bǔ)償處理、濾波處理等的形變傳感器22的數(shù)字化的輸出信號(hào)，進(jìn)行荷載推算運(yùn)算。該荷載推算運(yùn)算電路104包括關(guān)系設(shè)定機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，其通過(guò)運(yùn)算式或表格等，設(shè)定上述垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載 &、軸向荷載Fy，與形變傳感器22的輸出信號(hào)的關(guān)系，根據(jù)形變傳感器22的輸出信號(hào)，采用上述關(guān)系設(shè)定機(jī)構(gòu)，推算作用力(垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&、軸向荷載Fy)。上述關(guān)系設(shè)定機(jī)構(gòu)的設(shè)定內(nèi)容預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)或模擬而計(jì)算，進(jìn)行設(shè)定。像圖43、圖44的結(jié)構(gòu)例所示的那樣，通過(guò)推算機(jī)構(gòu)30E的荷載推算運(yùn)算電路104 獲得的荷載數(shù)據(jù)通過(guò)車內(nèi)通信總線(比如，CAN總線)61等而輸出到設(shè)置于車體側(cè)的上位的電控制組件(E⑶)106中。該通信線路既可為無(wú)線化的線路，也可為分別在軸承側(cè)和車體側(cè)，設(shè)置發(fā)送接收器，進(jìn)行荷載數(shù)據(jù)等的輸出的結(jié)構(gòu)。在此場(chǎng)合，通過(guò)形成對(duì)電源供給等必需的纜線進(jìn)行連接，使傳感器動(dòng)作，獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線而發(fā)送的結(jié)構(gòu)，由此，減少必要的纜線的根數(shù)，向車體上的安裝簡(jiǎn)單。在圖43、圖44中，與推算機(jī)構(gòu)30E連接的線61a為構(gòu)成上述車內(nèi)通信總線61的線。電控制組件106也可為控制比如，車輛的整體進(jìn)行控制的機(jī)構(gòu)，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，根據(jù)需要，通過(guò)模擬電壓而輸出。針對(duì)在上述第2實(shí)施形式中通過(guò)圖14描述的滾動(dòng)體5的位置對(duì)傳感器組件的輸出信號(hào)的影響，在該第8應(yīng)用形式的上述荷載推算運(yùn)算電路104(圖42)中，對(duì)作為求出荷載的數(shù)據(jù)的、形變傳感器22的輸出信號(hào)的振幅的平均值(直流成分)進(jìn)行運(yùn)算。為了進(jìn)行該運(yùn)算，在該第8應(yīng)用形式中，像圖41那樣，在外方部件1的內(nèi)周上設(shè)置檢測(cè)滾動(dòng)體5的位置的滾動(dòng)體檢測(cè)傳感器140，該滾動(dòng)體檢測(cè)傳感器140的檢測(cè)信號(hào)輸入到上述荷載推算運(yùn)算電路104(圖4 中。由此，可根據(jù)通過(guò)荷載推算運(yùn)算電路104(圖4 運(yùn)算的荷載值，消除滾動(dòng)體通過(guò)的影響。對(duì)于該第8應(yīng)用形式的作用，與第1實(shí)施形式的場(chǎng)合基本相同，具體的說(shuō)明省略， 但是，在該應(yīng)用形式的場(chǎng)合，特別是在將形變傳感器22的輸出信號(hào)輸入到推算荷載的推算機(jī)構(gòu)30E中之前，通過(guò)AD變換器55，直接變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，由此，在提案例子中給出的模擬信號(hào)的偏差調(diào)整電路或放大電路是不需要的，可減少電路設(shè)置空間，可使整體緊湊。另外， 通過(guò)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，在推算機(jī)構(gòu)30E中，可通過(guò)數(shù)字運(yùn)算，實(shí)施包括偏差調(diào)整和溫度補(bǔ)償?shù)娜康那疤幚?。其結(jié)果是，還可進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)的調(diào)整步驟的大幅度的簡(jiǎn)化， 長(zhǎng)期的漂移的應(yīng)對(duì)。另外，也沒(méi)有放大電路的飽和等的問(wèn)題。由于像這樣，可對(duì)信號(hào)處理電路進(jìn)行緊湊化處理，故可縮短作為形變傳感器22的輸出信號(hào)的微小的模擬信號(hào)的線，其結(jié)果是，難以受到噪音的影響，還可提高最終的荷載檢測(cè)精度。另外，在第8應(yīng)用形式中，在傳感器組件20的至少一個(gè)中，設(shè)置溫度傳感器觀，在推算機(jī)構(gòu)30E的溫度補(bǔ)償電路102(圖4 中，根據(jù)上述溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，對(duì)形變傳感器21的輸出信號(hào)的漂移進(jìn)行補(bǔ)償，由此，可對(duì)形變傳感器21的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)圖45和作為共同的附圖而引用的上述第2實(shí)施形式的圖10 圖14，對(duì)本發(fā)明的第9應(yīng)用形式進(jìn)行描述。在該帶傳感器的車輪用軸承中，針對(duì)圖41 圖44所示的第 8應(yīng)用形式中，不同點(diǎn)在于各傳感器組件20A采用上述圖10 圖14的結(jié)構(gòu)，其它的結(jié)構(gòu)是相同的，具體的說(shuō)明省略。在該第9應(yīng)用形式的場(chǎng)合，在圖41 圖44所示的第8應(yīng)用形式的推算機(jī)構(gòu)30E 的荷載推算運(yùn)算機(jī)構(gòu)104中，對(duì)各傳感器組件20A的兩個(gè)形變傳感器22A、22B的輸出信號(hào)的和或差進(jìn)行運(yùn)算，將其和作為平均值，將其差作為振幅值而取出。同樣在該場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)與通過(guò)前述的第2實(shí)施形式的圖14描述相同的作用，通過(guò)采用所獲得的平均值和振幅值，可更正確地推算作用于車輪用軸承或輪胎觸地面上的荷載。以上描述的第8和第9應(yīng)用形式包括應(yīng)用形式組IV (形式32 42)，其不以作為實(shí)施形式的條件的荷載推算處理機(jī)構(gòu)30為必要條件。(形式幻)形式32的帶有傳感器的車輪用軸承包括外方部件1，在其內(nèi)周形成多排的滾動(dòng)面3 ；內(nèi)方部件2，在其外周形成與上述滾動(dòng)面3面對(duì)的滾動(dòng)面4 ；多排的滾動(dòng)體5，其介設(shè)于兩部件1、2的面對(duì)的滾動(dòng)面3、4之間，該軸承以能夠旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車體上，在該軸承中，在上述外方部件1和內(nèi)方部件2中的固定側(cè)部件的外徑面上，設(shè)置一個(gè)以上的荷
37載檢測(cè)用的傳感器組件20，上述傳感器組件20由形變發(fā)生部件21與一個(gè)以上的形變傳感器22構(gòu)成，該形變發(fā)生部件21具有接觸而固定于上述固定側(cè)部件上的兩個(gè)以上的接觸固定部21a，該形變傳感器22安裝于該形變發(fā)生部件21上，檢測(cè)該形變發(fā)生部件21的形變， 在車輪用軸承上設(shè)置AD變換器55，其具有至少20比特以上的分辨率，對(duì)這些傳感器22的輸出信號(hào)直接進(jìn)行AD變換，設(shè)置推算機(jī)構(gòu)30E，其根據(jù)進(jìn)行了 AD變換的傳感器22的輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載。另外，上述的“直接進(jìn)行AD變換”指不經(jīng)由信號(hào)處理機(jī)構(gòu)， 將傳感器22的輸出信號(hào)輸入到AD變換器55中，進(jìn)行AD變換。如果荷載作用于車輪的輪胎和路面之間，還在車輪用軸承的固定側(cè)部件(比如， 外方部件)上，施加荷載而產(chǎn)生變形。在此，由于傳感器組件20中的形變發(fā)生部件21的兩個(gè)以上的接觸固定部21a接觸固定于外方部件1上，故外方部件1的形變?nèi)菀追糯蠖鴤鬟f到形變發(fā)生部件21，其形變通過(guò)傳感器22，以良好的靈敏度而檢測(cè)到，在其輸出信號(hào)中產(chǎn)生的滯后也變小。特別是，通過(guò)具有至少20比特以上的分辨率的AD變換器55，將傳感器22的輸出信號(hào)直接進(jìn)行AD變換，根據(jù)該AD變換的傳感器22的輸出信號(hào)，通過(guò)推算機(jī)構(gòu)30E，推算作用于車輪上的荷載，由此，可緊湊地構(gòu)成荷載檢測(cè)系統(tǒng)，可正確地檢測(cè)作用于車輪的軸承部上的荷載。(形式幻)還可針對(duì)形式32，上述AD變換器55也可為下述的一個(gè)的多信道輸入信號(hào)的AD變換器，其對(duì)多個(gè)傳感器22的輸出信號(hào)進(jìn)行AD變換。在該方案的場(chǎng)合，由于可通過(guò)一個(gè)AD 變換器55，對(duì)來(lái)自多個(gè)傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行AD變換，故可減小設(shè)置空間， 可將檢測(cè)系統(tǒng)整體設(shè)置于車輪用軸承上。(形式；34)也可針對(duì)形式32，將上述AD變換器55安裝于上述傳感器組件20的至少一個(gè)中。 同樣在該方案的場(chǎng)合，可減小AD變換器55的設(shè)置空間。(形式；35)還可針對(duì)形式32，獨(dú)立于上述傳感器組件20，在車輪用軸承上設(shè)置具有多個(gè)上述 AD變換器55的變換組件中的至少一個(gè)。同樣在該方案的場(chǎng)合，可減小AD變換器55的設(shè)置空間。(形式邡)針對(duì)形式32，上述AD變換器55最好是為Δ Σ型的變換方式的AD變換器。(形式37)也可針對(duì)形式32，上述傳感器組件20包括兩個(gè)接觸固定部21a和一個(gè)傳感器22。(形式勸)還可針對(duì)形式32，上述傳感器組件20包括三個(gè)以上的接觸固定部21a和兩個(gè)傳感器22，按照它們的傳感器輸出信號(hào)的相位差為滾動(dòng)體5的排列間距的{n+l/2(n 整數(shù))} 倍的方式設(shè)定接觸固定部21a的間距，上述推算機(jī)構(gòu)30E取上述兩個(gè)傳感器22的輸出信號(hào)的和，由此，消除變動(dòng)成分，求出平均值。在該方案的場(chǎng)合，在傳感器組件20的兩個(gè)傳感器 22的輸出信號(hào)之間，具有約180度的相位差，該平均值為消除滾動(dòng)體通過(guò)產(chǎn)生的變動(dòng)成分的值。
(形式39)也可針對(duì)形式32，設(shè)置三個(gè)以上的上述傳感器組件20，上述推算機(jī)構(gòu)30E根據(jù)上述三個(gè)以上的傳感器組件20的傳感器輸出信號(hào)，推算沿車輪用軸承的徑向和軸向作用的徑向荷載和軸向荷載。(形式40)還可針對(duì)形式32，按照?qǐng)A周方向90度的相位差，將四個(gè)上述傳感器組件20均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的上下位置和左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、右面部和左面部。通過(guò)像這樣，設(shè)置四個(gè)傳感器組件20，可推算作用于車輪用軸承上的垂直方向荷載內(nèi)、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力的荷載&、軸向荷載Fy。(形式41)也可針對(duì)形式32，在上述傳感器組件20中的至少一個(gè)中，設(shè)置溫度傳感器觀，上述推算機(jī)構(gòu)30E根據(jù)上述溫度傳感器觀的輸出信號(hào)，對(duì)上述傳感器輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。在該方案的場(chǎng)合，可對(duì)形變傳感器22的輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償。(形式4 還可針對(duì)形式32，將上述推算機(jī)構(gòu)30E連接于車體側(cè)的車內(nèi)通信總線，將通過(guò)推算機(jī)構(gòu)30E推算的荷載信號(hào)借助通信，輸出到車體側(cè)。另外，在上述各實(shí)施形式和應(yīng)用形式中，對(duì)外方部件1為固定側(cè)部件的場(chǎng)合進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明也可用于內(nèi)方部件2為固定側(cè)部件的車輪用軸承，在此場(chǎng)合，傳感器組件20設(shè)置于位于內(nèi)方部件2的內(nèi)周的周面上。此外，在這些實(shí)施形式和應(yīng)用形式中，對(duì)適用于第3代的車輪用軸承的場(chǎng)合進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明也可適合于構(gòu)成軸承部分和輪轂相互獨(dú)立的部件的第1或第2代的車輪用軸承，或者內(nèi)方部件的一部分由等速接頭的外圈構(gòu)成的第4代的車輪用軸承。另外，該帶有傳感器的車輪用軸承還可用于從動(dòng)輪用的車輪用軸承，也可用于各代的錐滾型的車輪用軸承。如上所述，參照附圖，對(duì)優(yōu)選的實(shí)施形式進(jìn)行了說(shuō)明，但是，如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員，看到本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)，會(huì)在顯然的范圍內(nèi)，容易想到各種變更和修改方式。于是，對(duì)于這樣的變更和修改方式，解釋在根據(jù)權(quán)利要求書(shū)而確定的發(fā)明的范圍內(nèi)。標(biāo)號(hào)說(shuō)明標(biāo)號(hào)1表示外方部件；標(biāo)號(hào)2為表示內(nèi)方部件；標(biāo)號(hào)3、4表示滾動(dòng)面；標(biāo)號(hào)5表示滾動(dòng)體；標(biāo)號(hào)20、20A、20B表示傳感器組件；標(biāo)號(hào)21表示形變發(fā)生部件；標(biāo)號(hào)21a表示接觸固定部；標(biāo)號(hào)22、22A、22B、22C表示形變傳感器；標(biāo)號(hào)28表示溫度傳感器；標(biāo)號(hào)四表示車載傳感器；
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標(biāo)號(hào)30表示荷載推算處理機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)30A表示荷載推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)30B表示荷載推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)30C表示第1荷載推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)30D表示第2荷載推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)30E表示推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)31表示主荷載推算機(jī)構(gòu)；
標(biāo)號(hào)32表示平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)33表示補(bǔ)償機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)34表示并用推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)35表示振幅值推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)36表示振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)37表示漂移量推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)37a表示荷載條件限定機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)38表示外部監(jiān)視器；標(biāo)號(hào)39表示輸入器；標(biāo)號(hào)40、40A表示平均值運(yùn)算部；標(biāo)號(hào)41、41A表示振幅值運(yùn)算部；標(biāo)號(hào)42、43表示溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)44表示選擇輸出機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)45表示差分值運(yùn)算部；標(biāo)號(hào)47表示荷載運(yùn)算部；標(biāo)號(hào)48表示溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)49表示運(yùn)算式選擇機(jī)構(gòu)；標(biāo)號(hào)50表示軸向荷載推算部；標(biāo)號(hào)51表示方向判斷部；標(biāo)號(hào)52表示區(qū)域判斷部；標(biāo)號(hào)53A、5 表示荷載運(yùn)算式；標(biāo)號(hào)M表示荷載檢測(cè)傳感器；標(biāo)號(hào)55表示AD變換器；標(biāo)號(hào)56表示變換組件。
權(quán)利要求
1.一種帶有傳感器的車輪用軸承，其包括外方部件，在其內(nèi)周形成多排的滾動(dòng)面；內(nèi)方部件，在其外周形成與上述滾動(dòng)面面對(duì)的滾動(dòng)面；多排的滾動(dòng)體，其介設(shè)于兩部件的面對(duì)的滾動(dòng)面之間，該軸承以能夠旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車體上，其特征在于，在上述外方部件和內(nèi)方部件中的固定側(cè)部件上，設(shè)置荷載檢測(cè)用的傳感器組件，該傳感器組件包括形變發(fā)生部件和一個(gè)以上的傳感器，該形變發(fā)生部件具有接觸而固定于上述固定側(cè)部件上的兩個(gè)以上的接觸固定部，該傳感器安裝于該形變發(fā)生部件上，檢測(cè)形變發(fā)生部件的形變；設(shè)置荷載推算處理機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)根據(jù)該傳感器組件的傳感器的輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載，上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)包括主荷載推算機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有對(duì)上述傳感器組件的傳感器的輸出信號(hào)的平均值進(jìn)行運(yùn)算的平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)，通過(guò)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)對(duì)該運(yùn)算的平均值進(jìn)行補(bǔ)償，推算作用于車輪上的荷載；振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)根據(jù)上述傳感器的輸出信號(hào)的滾動(dòng)體通過(guò)產(chǎn)生的信號(hào)波形的振幅值，對(duì)相當(dāng)于作用于車輪上的荷載的振幅處理荷載推算值進(jìn)行運(yùn)算；漂移量推算機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)通過(guò)對(duì)作為上述主荷載推算機(jī)構(gòu)的推算值的推算荷載輸出和上述振幅處理荷載推算值進(jìn)行比較，推算在上述推算荷載輸出中出現(xiàn)的傳感器的輸出信號(hào)的漂移量，上述主荷載推算機(jī)構(gòu)中的上述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)通過(guò)借助漂移量推算機(jī)構(gòu)推算的漂移量，對(duì)荷載推算輸出進(jìn)行補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述主荷載推算機(jī)構(gòu)包括并用推算機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)采用上述傳感器的輸出信號(hào)通過(guò)上述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償后的平均值和上述傳感器的輸出信號(hào)的振幅值這兩者，對(duì)上述推算荷載輸出進(jìn)行運(yùn)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，設(shè)置三個(gè)以上的上述傳感器組件，上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)根據(jù)上述三個(gè)以上的傳感器組件的傳感器的輸出信號(hào)，推算作用于車輪上的荷載中的前后方向荷載、垂直方向荷載以及軸向荷載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述傳感器組件按照?qǐng)A周方向90度的相位差，將四個(gè)上述傳感器組件均等設(shè)置于位于相對(duì)輪胎觸地面的、構(gòu)成上下位置和左右位置的上述固定側(cè)部件的外徑面的頂面部、底面部、右面部和左面部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，在上述傳感器組件中的至少一個(gè)中設(shè)置溫度傳感器，上述主荷載推算機(jī)構(gòu)包括溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，該溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)通過(guò)上述溫度傳感器的檢測(cè)溫度，對(duì)經(jīng)過(guò)上述平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)運(yùn)算，輸入到上述補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中的平均值進(jìn)行補(bǔ)償。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述傳感器組件包括三個(gè)以上的接觸固定部和兩個(gè)傳感器，該傳感器檢測(cè)形變發(fā)生部件的形變，在鄰接的第1和第2接觸固定部之間，以及鄰接的第2和第3接觸固定部之間分別安裝各傳感器，鄰接的接觸固定部或鄰接的傳感器的上述固定側(cè)部件的圓周方向的間距為滾動(dòng)體的排列間距的 {l/2+n(n 整數(shù))}倍，上述主荷載推算機(jī)構(gòu)的上述平均值運(yùn)算機(jī)構(gòu)將上述兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)的和用作平均值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述漂移量推算機(jī)構(gòu)采用最小平方推算，求出上述振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)所輸出的振幅處理荷載推算值和上述主荷載推算機(jī)構(gòu)所輸出的推算荷載輸出的關(guān)系，根據(jù)該關(guān)系，對(duì)推算荷載輸出的漂移量進(jìn)行推笪弁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，設(shè)置荷載條件限定機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)置于車體上的一個(gè)以上的傳感器的輸出信號(hào)，判斷在車輛行駛中作用于軸承上的荷載的狀態(tài)是否滿足設(shè)定荷載條件，在不滿足設(shè)定荷載條件的場(chǎng)合，從振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)所輸出的振幅處理荷載推算值中，將通過(guò)上述漂移量推算機(jī)構(gòu)，用于漂移量的推算處理的振幅處理荷載推算值，按照設(shè)定抽取條件而抽取。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)與車內(nèi)通信總線連接，能夠經(jīng)由上述車內(nèi)通信總線，將上述漂移量推算機(jī)構(gòu)所推算的漂移量和主荷載推算機(jī)構(gòu)的推算荷載輸出，輸出到外部監(jiān)視器中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶有傳感器的車輪用軸承，其中，上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)上述車內(nèi)通信總線，與車體裝載的輸入器連接，上述荷載推算處理機(jī)構(gòu)能夠通過(guò)來(lái)自上述輸入器的輸入設(shè)定參數(shù)，該參數(shù)用于上述漂移量推算機(jī)構(gòu)的漂移量的推算，以及其它的作用于上述車輪上的荷載的推算的運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種帶有傳感器的車輪用軸承，其中，即使伴隨環(huán)境的變化和長(zhǎng)期的使用，檢測(cè)精度仍不惡化，可正確地推算作用于車輪上的荷載。在車輪用軸承的外方部件和內(nèi)方部件中的固定側(cè)部件上設(shè)置傳感器組件。傳感器組件由形變發(fā)生部件和檢測(cè)其形變的傳感器(22)構(gòu)成。設(shè)置主荷載推算機(jī)構(gòu)(31)，其采用傳感器(22)的輸出信號(hào)的平均值，推算作用于車輪上的荷載；以及，振幅處理荷載推算機(jī)構(gòu)(36)，其采用傳感器(22)的輸出信號(hào)的滾動(dòng)體(5)通過(guò)產(chǎn)生的信號(hào)波形的振幅值，推算荷載。設(shè)置漂移量推算機(jī)構(gòu)(37)，其通過(guò)該振幅處理荷載推算值(s2)，推算采用主荷載推算機(jī)構(gòu)(31)的平均值的推算荷載輸出(s1)的漂移量。設(shè)置補(bǔ)償機(jī)構(gòu)(33)，其根據(jù)該漂移量而進(jìn)行補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G01L5/00GK102365538SQ20108001393
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者乘松孝幸, 壹岐健太郎, 西川健太郎, 高橋亨 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社