(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、
上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に複数の荷重検出用センサユニットを設け、前記センサユニットは、前記固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する１つ以上のセンサを有し、これら複数のセンサユニットのセンサの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段を設けたセンサ付車輪用軸受であって、
前記荷重推定手段は、前記各センサユニットにおける各センサの出力信号の一定時間内におけるバラつき量を示す値の総和を算出し、その算出値を評価値として車輪の回転速度が、定められた複数の回転速度領域のいずれに含まれるかを判別する回転速度領域判別部と、前記各センサユニットのセンサの出力信号を定められた推定演算式に当てはめて車輪用軸受に作用する荷重を演算する荷重推定演算部と、前記回転速度領域判別部で判別された回転速度領域に応じて、前記荷重推定演算部で用いられる推定演算式中のパラメータを切り替える荷重条件判断部とを備えることを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記回転速度領域判別部は、前記評価値を定められた１つのしきい値と比較して、車輪が、定められた通常の回転速度領域にあるか低速の回転速度領域にあるかを判別するセンサ付車輪用軸受。
【請求項３】
請求項１において、前記回転速度領域判別部は、前記評価値を定められた２つ以上のしきい値と比較して、車輪が、定められた３つ以上の回転速度領域のうちいずれの回転速度領域にあるかを判別するセンサ付車輪用軸受。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記荷重条件判断部は、前記回転速度領域判別部が最低の低速の回転速度領域であると判別したとき、一定時間の経過後に、前記荷重推定演算部で用いられる推定演算式のパラメータを、定められた規定のパラメータに切り替えるセンサ付車輪用軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記センサユニットを３つ以上設け、前記荷重推定手段は、前記３つ以上のセンサユニットのセンサの出力信号から、車輪用軸受の径方向に作用する上下方向および左右方向の２つの径方向荷重と、軸方向に作用する一つの軸方向荷重との３方向の荷重を推定するものとしたセンサ付車輪用軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記センサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に円周方向９０度の位相差で４つ等配したセンサ付車輪用軸受。
【請求項７】
請求項６において、前記荷重推定演算部は、前記推定演算式を複数有し、かつこれら複数の推定演算式を選択命令によって選択する方向対応命令部を有し、前記荷重推定手段は、上下位置に対向して配置される２つのセンサユニットのセンサの出力信号の振幅値の差分を用いて、軸方向荷重の方向を判別する方向判別部を有し、前記荷重条件判断部は、前記荷重推定演算部で用いられる推定演算式の前記パラメータの切り替えを行うパラメータ切替部と、前記方向判別部の判別結果に対応して前記荷重推定演算部の前記方向対応命令部に前記選択命令を与える方向対応命令部とを有するセンサ付車輪用軸受。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記荷重推定手段は前記各センサユニットにおける各センサの出力信号の一定時間内の平均値と振幅値を算出する前処理部を有し、前記荷重推定演算部の推定演算式は、前記平均値のみ、または振幅値のみ、または前記平均値と振幅値の両方の、いずれかを用いて荷重を演算処理するセンサ付車輪用軸受。
【請求項９】
請求項８において、前記センサユニットは３つ以上の接触固定部と２つのセンサを有し、隣り合う第１および第２の接触固定部の間、および隣り合う第２および第３の接触固定部の間に各センサをそれぞれ取付け、隣り合う接触固定部もしくは隣り合うセンサの前記固定側部材の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍とし、前記荷重推定手段は前記２つのセンサの出力信号の和を平均値として用いるものとしたセンサ付車輪用軸受。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記各センサユニットに温度センサを設け、この温度センサの出力信号に基づき、センサユニットのセンサの出力信号を補正するものとしたセンサ付車輪用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪の軸受部にかかる荷重を検出する荷重検出センサを内蔵したセンサ付車輪用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の各車輪にかかる荷重を検出する技術として、車輪用軸受の外輪に歪みゲージを貼り付け、外輪外径面の歪みから荷重を検出するようにした車輪用軸受が提案されている（例えば特許文献１）。しかし、特許文献１に開示の技術では、車輪用軸受に作用する荷重を検出する場合、荷重に対する固定輪変形量が小さいため歪み量も小さく、検出感度が低くなり、荷重を精度良く検出できない。
【０００３】
この課題を解決するものとして、以下の構成としたセンサ付車輪用軸受が提案されている（特許文献２）。同文献のセンサ付車輪用軸受における車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、上記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する。上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外径面には、その固定側部材の円周方向における１８０度の位相差をなす位置に配置された２つのセンサユニットからなるセンサユニット対を少なくとも１対設ける。各センサユニットは、前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられて歪み発生部材の歪みを検出するセンサを有するものとする。
【０００４】
この構成において、前記センサユニット対における２つのセンサユニットのセンサ出力信号の差分を基に、径方向荷重推定手段で、車輪用軸受の径方向に作用する径方向荷重を推定する。また、前記センサユニット対における２つのセンサユニットのセンサ出力信号の和を基に、軸方向荷重推定手段で、車輪用軸受の軸方向に作用する軸方向荷重を推定する。そして、少なくとも１対のセンサユニット対の２つのセンサユニットは、タイヤ接地面に対して上下位置となる前記固定側部材の外径面の上面部と下面部に配置する。このセンサユニット対のセンサの出力信号振幅を基に、軸方向荷重方向判別手段で、前記軸方向荷重の方向を判別する。この場合の荷重推定処理の概略を図１７にブロック図で示す。
【０００５】
前記センサユニットにおける歪み発生部材の接触固定部を、車輪用軸受における固定側部材の転走面付近に配置すると、車輪の回転に伴ってセンサ出力信号に図１８のような正弦波に近い変動が見られる。これは、転動体の通過による歪みの変化が検出されたものである。上記構成では、上下に配置した２つのセンサユニットのセンサ出力信号における振幅値（転動体の公転運動に伴う振動成分）の差分により、軸方向荷重を判別し、軸方向荷重の正負に応じて、それぞれに適した荷重推定パラメータを用いて荷重を演算するので、荷重を感度良く推定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００３−５３０５６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−４３９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２の構成の場合、最適な荷重推定パラメータを選択するために、センサ出力信号の振幅値を算出する必要があり、振幅値を算出できない場合に対応できない。すなわち、回転が静止している状態、あるいは極低速回転状態においては、転動体荷重による信号変化がないか、または非常にゆっくりとした変化しかない状態となる。この場合には、センサ出力信号の変動から振幅の大きさを求めることはできない。
【０００８】
一方、転動体荷重によるセンサ出力信号の振幅値を静止状態においても検出する手段として、転動体荷重の影響を観測するのに十分な領域（転動体の配置ピッチに相当する周方向長さ）に複数のセンサを配置して、歪みの分布を直接測定する手段もある。しかしながら、この場合、センサ個数が増加し、検出回路が複雑化するため、コストアップと信頼性確保が新たな課題となる。
【０００９】
そこで、本発明者等は、センサ付車輪用軸受におけるさらに新たな荷重推定手段として、図１９にブロック図で示す構成のものを開発した。この構成では、荷重推定演算式として、変数としてセンサ出力信号の平均値Ａのみを用いる式と、変数としてセンサ出力信号の平均値Ａと振幅値Ｂとを用いる式とを用意し、回転速度によって荷重演算処理を切り替えるようにしている。すなわち、通常走行状態では、センサ出力信号の平均値Ａと振幅値Ｂを用いた演算式による荷重推定演算を行い、低速あるいは停止状態においては前記平均値Ａだけを用いた演算式による荷重推定演算を行う。この構成の場合、回転速度の判定に、回転速度情報を用いる。
【００１０】
しかし、この構成では、回転速度情報を用いるので、別途回転センサを設けるか、上位のＥＣＵなどから回転速度情報を受け取る必要があり、センサや配線が増加してしまうという新たな課題が生じる。
【００１１】
この発明の目的は、追加のセンサ等を設けることなく、簡単な構造で、車速に応じた計算方法の切り替えを実現できて、車輪に加わる荷重の推定精度を向上させることができ、センサや配線の設置スペースを削減してコンパクト化でき、また構成の単純化により信頼性を向上させることができるセンサ付車輪用軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材１と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材２と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体５とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、上記外方部材１および内方部材２のうちの固定側部材に複数の荷重検出用センサユニット２０を設け、前記センサユニット２０は、前記固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部２１ａを有する歪み発生部材２１、およびこの歪み発生部材２１に取付けられてこの歪み発生部材２１の歪みを検出する１つ以上のセンサ２２，２２Ａ，２２Ｂを有し、これら複数のセンサユニット２０のセンサ２２，２２Ａ，２２Ｂの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段３０を設けたセンサ付車輪用軸受であって、
前記荷重推定手段３０は、前記各センサユニット２０における各センサ２２の出力信号の一定時間内におけるバラつき量を示す値の総和を算出し、その算出値を評価値として車輪の回転速度が、定められた複数の回転速度領域のいずれに含まれるかを判別する回転速度領域判別部３２と、前記各センサユニット２０のセンサ２２の出力信号を定められた推定演算式に当てはめて車輪用軸受に作用する荷重を演算する荷重推定演算部３４と、前記回転速度領域判別部３２で判別された回転速度領域に応じて、前記荷重推定演算部３５で用いられる推定演算式中のパラメータを切り替える荷重条件判断部３４とを備えることを特徴とする。上記「バラつき量を示す値の総和」は、具体的には、例えば各入力データの標準偏差を合計したものである。
【００１３】
この構成によると、荷重推定手段３０において、各センサユニット２０のセンサ出力信号のバラつき量を示す値の総和を算出し、その算出値を評価値として回転速度領域判別３２部で車輪の回転速度領域を判別する。判別された回転速度領域に応じて前記荷重推定演算部３５で用いられる推定演算式のパラメータを荷重条件判断部３４で切り替える。そのため、車輪の回転速度を検出することなく、センサユニット２０のセンサ出力信号から、車輪の回転速度領域に応じた演算処理に切り替えて、車輪に加わる荷重を信頼性良く推定することができる。このため、追加のセンサ等を設けることなく、簡単な構造で、車速に応じた計算方法の切り替えを実現できて、車輪に加わる荷重の推定精度を向上させることができる。また、センサや配線の設置スペースを削減してコンパクト化でき、構成の単純化により信頼性を向上させることができる。
【００１４】
この発明において、前記回転速度領域判別部３２は、前記評価値を定められた１つのしきい値と比較して、車輪が、定められた通常の回転速度領域にあるか低速の回転速度領域にあるかを判別するものとしても良い。回転速度領域を２つの領域とするため、車速に応じた計算方法の切り替えが、より簡素な構造で実現できる。
【００１５】
また、この発明において、前記回転速度領域判別部３２は、前記評価値を定められた２つ以上のしきい値と比較して、車輪が、定められた３つ以上の回転速度領域のうちいずれの回転速度領域にあるかを判別するものとしても良い。３つ以上の回転速度領域に分けて推定演算式中のパラメータを切り替えることにより、推定精度により優れた荷重の推定を行うことができる。
【００１６】
この発明において、前記荷重条件判断部３４は、前記回転速度領域判別部３２が最低の低速の回転速度領域であると判別したとき、一定時間の経過後に、前記荷重推定演算部で用いられる推定演算式のパラメータを、定められた規定のパラメータに切り替えるものとしても良い。いわば、最低の低速の回転速度領域であると判別された後の一定時間の経過後に、推定演算式のパラメータを初期値にリセットする。特に、回転速度領域判別部３２で軸方向荷重に応じた処理を行う場合に効果的である。ほぼ停止状態の低速であると、軸方向荷重の変化等に応じたパラメータの切り替えができない場合があるが、推定演算式のパラメータを初期値にリセットすることで、低速での荷重推定精度を向上させることができる。
【００１７】
この発明において、前記センサユニット２０を３つ以上設け、前記荷重推定手段３０は、前記３つ以上のセンサユニット２０のセンサの出力信号から、車輪用軸受の径方向に作用する上下方向および左右方向の２つの径方向荷重と、軸方向に作用する一つの軸方向荷重との３方向の荷重を推定するものとしても良い。
【００１８】
この発明において、前記センサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に円周方向９０度の位相差で４つ等配しても良い。このように４つのセンサユニット２０を配置することで、車輪用軸受に作用する垂直方向荷重Ｆz 、駆動力や制動力となる荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy を、より精度良く推定することができる。
【００１９】
このように４つのセンサユニット２０を配置した場合に、前記荷重推定演算部３５は、前記推定演算式を複数有し、かつこれら複数の推定演算式を選択命令によって選択する方向対応命令部３５ａを有し、前記荷重推定手段３０は、上下位置に対向して配置される２つのセンサユニット２０のセンサの出力信号の振幅値の差分を用いて、軸方向荷重の方向を判別する方向判別部３３を有し、前記荷重条件判断部３２は、前記荷重推定演算部３５で用いられる推定演算式の前記パラメータの切り替えを行うパラメータ切替部３４ａと、前記方向判別部３３の判別結果に対応して前記荷重推定演算部３５の前記方向対応命令部３５ａに前記選択命令を与える方向対応命令部２４ｂとを有するものとしても良い。この構成により、車輪用軸受に作用する軸方向荷重の方向に応じた精度のより優れた荷重推定を行うことができる。
【００２０】
この発明において、前記荷重推定手段３０は前記各センサユニットにおける各センサの出力信号の一定時間内の平均値と振幅値を算出する前処理部３１を有し、前記荷重推定演算部３５の推定演算式は、前記平均値のみ、または振幅値のみ、または前記平均値と振幅値の両方の、いずれかを用いて荷重を演算処理するものとしても良い。
この場合に、回転速度領域判別部３２で判別する回転速度領域が低速領域であるときには、荷重推定演算部３５での推定演算式として平均値を用いたものを採用し、回転速度領域が通常の速度領域である場合には、推定演算式として振幅値を用いたもの、あるいは平均値と振幅値を用いたものを採用するのが望ましい。
【００２１】
この発明において、前記センサユニット２０は３つ以上の接触固定部２１ａと２つのセンサ２２を有し、隣り合う第１および第２の接触固定部２１ａの間、および隣り合う第２および第３の接触固定部２１ａの間に各センサ２２をそれぞれ取付け、隣り合う接触固定部２１ａもしくは隣り合うセンサ２２の前記固定側部材の円周方向についての間隔を、転動体５の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍とし、前記荷重推定手段３０は前記２つのセンサ２２の出力信号の和を平均値として用いるものとしても良い。
この構成の場合、２つのセンサ２２の出力信号は略１８０度の位相差を有することになり、その平均値は転動体通過による変動成分をキャンセルした値となる。また、振幅値は温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響をより確実に排除した正確なものとなる。
【００２２】
この発明において、前記各センサユニット２２に温度センサを設け、この温度センサ３６の出力信号に基づき、センサユニット２２のセンサ出力信号を補正するものとしても良い。この構成の場合、センサユニット２２のセンサ出力信号の温度ドリフトを補正することができ、より一層精度良く、荷重の推定が手行える。
【発明の効果】
【００２３】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に複数の荷重検出用センサユニットを設け、前記センサユニットは、前記固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する１つ以上のセンサを有し、これら複数のセンサユニットのセンサの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段を設けたセンサ付車輪用軸受であって、前記荷重推定手段は、前記各センサユニットにおける各センサの出力信号の一定時間内におけるバラつき量を示す値の総和を算出し、その算出値を評価値として車輪の回転速度が、定められた複数の回転速度領域のいずれに含まれるかを判別する回転速度領域判別部と、前記各センサユニットのセンサの出力信号を定められた推定演算式に当てはめて車輪用軸受に作用する荷重を演算する荷重推定演算部と、前記回転速度領域判別部で判別された回転速度領域に応じて、前記荷重推定演算部で用いられる推定演算式中のパラメータを切り替える荷重条件判断部とを備えるため、追加のセンサ等を設けることなく、簡単な構造で、車速に応じた計算方法の切り替えを実現できて、車輪に加わる荷重の推定精度を向上させることができ、センサや配線の設置スペースを削減してコンパクト化でき、また構成の単純化により信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図とその検出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。
【図２】同センサ付車輪用車輪用軸受の外方部材をアウトボード側から見た正面図である。
【図３】同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大平面図である。
【図４】図３におけるIV−IV矢視断面図である。
【図５】センサユニットの他の設置例を示す断面図である。
【図６】センサユニットの出力信号に対する転動体位置の影響の説明図である。
【図７】荷重推定手段の構成を示すブロック図である。
【図８】同荷重推定手段での演算処理動作の説明図である。
【図９】（Ａ）は外方部材外径面上部でのセンサ出力信号の振幅と軸方向荷重の方向との関係を示すグラフ、（Ｂ）は同外径面下面部でのセンサ出力信号の振幅と軸方向荷重との関係を示すグラフである。
【図１０】軸方向荷重の大きさと上下のセンサユニットのセンサ出力信号の差分との関係を示すグラフである。
【図１１】この発明の他の実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図とその検出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。
【図１２】同センサ付車輪用車輪用軸受の外方部材をアウトボード側から見た正面図である。
【図１３】同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大平面図である。
【図１４】図１３におけるXIV −XIV 矢視断面図である。
【図１５】センサユニットの他の設置例を示す断面図である。
【図１６】荷重推定手段の構成を示すブロック図である。
【図１７】提案例における荷重推定処理の流れを示す説明図である。
【図１８】同提案例におけるセンサ出力信号の波形図である。
【図１９】他の提案例における荷重推定手段の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の一実施形態を図１ないし図１０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、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の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００２６】
このセンサ付車輪用軸受における軸受は、図１に断面図で示すように、内周に複列の転走面３を形成した外方部材１と、これら各転走面３に対向する転走面４を外周に形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の転走面３，４間に介在した複列の転動体５とで構成される。この車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。上記転走面３，４は断面円弧状であり、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。外方部材１と内方部材２との間の軸受空間の両端は、一対のシール７，８によってそれぞれ密封されている。
【００２７】
外方部材１は固定側部材となるものであって、車体の懸架装置（図示せず）におけるナックル１６に取付ける車体取付用フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。フランジ１ａには周方向複数箇所にナックル取付用のねじ孔１４が設けられ、インボード側よりナックル１６のボルト挿通孔１７に挿通したナックルボルト（図示せず）を前記ねじ孔１４に螺合することにより、車体取付用フランジ１ａがナックル１６に取付けられる。
内方部材２は回転側部材となるものであって、車輪取付用のハブフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９の軸部９ｂのインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなる。これらハブ輪９および内輪１０に、前記各列の転走面４が形成されている。ハブ輪９のインボード側端の外周には段差を持って小径となる内輪嵌合面１２が設けられ、この内輪嵌合面１２に内輪１０が嵌合している。ハブ輪９の中心には貫通孔１１が設けられている。ハブフランジ９ａには、周方向複数箇所にハブボルト（図示せず）の圧入孔１５が設けられている。ハブ輪９のハブフランジ９ａの根元部付近には、車輪および制動部品（図示せず）を案内する円筒状のパイロット部１３がアウトボード側に突出している。
【００２８】
図２は、この車輪用軸受の外方部材１をアウトボード側から見た正面図を示す。なお、図１は、図２におけるＩ−Ｉ矢視断面図を示す。前記車体取付用フランジ１ａは、図２のように、各ねじ孔１４が設けられた円周方向部分が他の部分よりも外径側へ突出した突片１ａａとされている。
【００２９】
固定側部材である外方部材１の外径面には、４つのセンサユニット２０が設けられている。ここでは、これらのセンサユニット２０が、タイヤ接地面に対して上下位置および前後位置となる外方部材１の外径面における上面部、下面部、右面部および左面部に設けられている。
【００３０】
これらのセンサユニット２０は、図３および図４に拡大平面図および拡大断面図で示すように、歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に取付けられて歪み発生部材２１の歪みを検出する２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂとでなる。歪み発生部材２１は、鋼材等の弾性変形可能な金属製で２ｍｍ以下の薄板材からなり、平面概形が全長にわたり均一幅の帯状で両側辺部に切欠き部２１ｂを有する。切欠き部２１ｂの隅部は断面円弧状とされている。また、歪み発生部材２１は、外方部材１の外径面にスペーサ２３を介して接触固定される３つの接触固定部２１ａを有する。３つの接触固定部２１ａは、歪み発生部材２１の長手方向に向け１列に並べて配置される。２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂは、歪み発生部材２１における各方向の荷重に対して歪みが大きくなる箇所に貼り付けられる。具体的には、歪み発生部材２１の外面側で隣り合う接触固定部２１ａの間に配置される。つまり、図４において、左端の接触固定部２１ａと中央の接触固定部２１ａとの間に１つの歪みセンサ２２Ａが配置され、中央の接触固定部２１ａと右端の接触固定部２１ａとの間に他の１つの歪みセンサ２２Ｂが配置される。切欠き部２１ｂは、図３のように、歪み発生部材２１の両側辺部における前記歪みセンサ２２の配置部に対応する２箇所の位置にそれぞれ形成されている。これにより、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂは歪み発生部材２１の切欠き部２１ｂ周辺における長手方向の歪みを検出する。なお、歪み発生部材２１は、固定側部材である外方部材１に作用する外力、またはタイヤと路面間に作用する作用力として、想定される最大の力が印加された状態においても、塑性変形しないものとするのが望ましい。塑性変形が生じると、外方部材１の変形がセンサユニット２０に伝わらず、歪みの測定に影響を及ぼすからである。
【００３１】
前記センサユニット２０は、その歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａが、外方部材１の軸方向について同じ位置で、かつ各接触固定部２１ａが互いに円周方向に離れた位置に来るように配置され、これら接触固定部２１ａがそれぞれスペーサ２３を介してボルト２４により外方部材１の外径面に固定される。前記各ボルト２４は、それぞれ接触固定部２１ａに設けられた径方向に貫通するボルト挿通孔２５からスペーサ２３のボルト挿通孔２６に挿通し、外方部材１の外周部に設けられたねじ孔２７に螺合させる。このように、スペーサ２３を介して外方部材１の外径面に接触固定部２１ａを固定することにより、薄板状である歪み発生部材２１における切欠き部２１ｂを有する各部位が外方部材１の外径面から離れた状態となり、切欠き部２１ｂの周辺の歪み変形が容易となる。接触固定部２１ａが配置される軸方向位置として、ここでは外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置が選ばれる。ここでいうアウトボード側列の転走面３の周辺とは、インボード側列およびアウトボード側列の転走面３の中間位置からアウトボード側列の転走面３の形成部までの範囲である。外方部材１の外径面へセンサユニット２０Ａ，２０Ｂを安定良く固定する上で、外方部材１の外径面における前記スペーサ２３が接触固定される箇所には平坦部１ｂが形成される。
【００３２】
このほか、図５に断面図で示すように、外方部材１の外径面における前記歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａが固定される３箇所の各中間部に溝１ｃを設けることで、前記スペーサ２３を省略し、歪み発生部材２１における切欠き部２１ｂが位置する各部位を外方部材１の外径面から離すようにしても良い。
【００３３】
歪みセンサ２２としては、種々のものを使用することができる。例えば、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂを金属箔ストレインゲージで構成することができる。その場合、通常、歪み発生部材２１に対しては接着による固定が行なわれる。また、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂを歪み発生部材２１上に厚膜抵抗体にて形成することもできる。
【００３４】
センサユニット２０の歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂは、図１に示すように、その出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段３０に接続される。ここでは、車輪の軸方向に作用する軸方向荷重Ｆy と、垂直方向に作用する垂直方向荷重Ｆz と、駆動力や制動力となる前後方向に作用する荷重Ｆx が推定される。この荷重推定手段３０は、図７にブロック図で示すように、前処理部３１と、回転速度領域判別部３２と、Ｆy 方向判別部３３と、荷重演算条件判断部３４と、荷重推定演算部３５とを有する。
【００３５】
荷重推定手段３０の各部の構成の説明の前に、その全体の作用の概要を説明する。
まず、外方部材１上の複数の位置に設置した各センサ２２の出力信号から、回転に伴って通過する転動体５による変動成分の大きさを演算によってそれぞれ抽出する。
上記の演算処理では、一定時間（Ｔ）内のセンサ信号のばらつきを示す値σｉとして、標準偏差を求める。このほかに、平均値まわりの二乗平均値や分散値を用いてもよく、これらの値は、一定時間（Ｔ）内のデータで転動体５による変動成分の振幅を示す数値として用いることができる。
上記Ｔの値は、センサ２２に要求される応答時間を考慮して設定される。
求められた各センサ信号のばらつき値σi をすべてのセンサ信号について合計して評価値Ｅとする。
Ｅ＝Σσi
センサ２２は外方部材１の上下左右に配置されており、車輪が回転すると転動体５による変動成分がいずれかのセンサ信号に重畳することになる。
したがって、適当なしきい値Vth を設定することにより、以下のような判断が可能になる。
Ｅ＞しきい値Vth ：回転状態で振幅演算処理が可能→通常走行状態の計算処理を実行。  Ｅ＜しきい値Vth ：ほぼ静止状態で振幅演算処理は不可能→振幅を使用しない計算処理を実行。
この方法では回転速度を検出する必要がなく、歪みセンサ２２の信号状態からの演算処理だけで荷重推定の計算方法の切り替えを実現することができる。
【００３６】
次に、荷重推定手段３０を構成する各部の詳細を説明する。
前処理部３１では、センサユニット２０における２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の和Ｓｕｍを算出すると共に、予め設定された時間Ｔにおける各センサ出力信号の平均値Ａおよび振幅値Ｂを算出する。振幅値Ｂとして、ここでは設定された時間Ｔ内のセンサ出力信号のばらつきを示す値であるばらつき値σｉ（σｉは標準偏差あるいは平均値まわりの二乗平均値や分散値）が求められる。前処理３１において各センサ出力信号の平均値Ａおよび振幅値Ｂを算出するのに定められた時間Ｔの大きさは、要求される応答時間を考慮して、設計者等により任意に適切に設定される。
上記バラつき値σｉとしては、標準偏差を用いるのが望ましい。
車輪の回転速度が高く、演算のために設定された一定時間（Ｔ）が、転動体の通過によるセンサ信号の変動分の少なくとも１周期以上を観測できる時間になっていれば、演算によって得られる標準偏差は、転動体の通過による振幅成分と等価なものとなる。その結果、この値を振幅値Ｂとして荷重の推定演算に用いることができる。一方、車輪の回転速度が低い場合には、時間Ｔ内における転動体通過によるセンサの変動成分が観測されなくなり、振幅値に比例した数値ではなくなる。この場合、得られた標準偏差を振幅値Ｂとして用いることができなくなる。このときの標準偏差は、先の十分な回転速度の場合と比較して小さな値となる。
軸受の数箇所に設置された歪みセンサは、印加荷重の状態によってそれぞれ異なった信号を出力するため、転動体の通過による振幅成分は全ての信号に同じように重畳するわけではないが、各センサ信号のばらつき値σi をすべてのセンサ信号について合計した評価値Ｅは、回転数が低くなると小さな値を示すようになる。
【００３７】
センサユニット２０は、外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置に設けられるので、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂは、図６のようにセンサユニット２０の設置部の近傍を通過する転動体５の影響を受ける。また、軸受の停止時においても、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂは、転動体５の位置の影響を受ける。すなわち、転動体５がセンサユニット２０における歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂに最も近い位置を通過するとき（または、その位置に転動体５があるとき）、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂの振幅は最大値となり、図６（Ａ），（Ｂ）のように転動体５がその位置から遠ざかるにつれて（または、その位置から離れた位置に転動体５があるとき）低下する。軸受回転時には、転動体５は所定の配列ピッチＰで前記センサユニット２０の設置部の近傍を順次通過するので、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂは、その振幅が転動体５の配列ピッチＰを周期として図６（Ｃ）に実線で示すように周期的に変化する正弦波に近い波形となる。
【００３８】
図６では、固定側部材である外方部材１の外径面の円周方向に並ぶ３つの接触固定部２１ａのうち、その配列の両端に位置する２つの接触固定部２１ａの間隔を、転動体５の配列ピッチＰと同一に設定している。この場合、隣り合う接触固定部２１ａの中間位置にそれぞれ配置される２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔は、転動体５の配列ピッチＰの略１／２となる。その結果、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂは略１８０度の位相差を有することになり、上記した前処理部３１で算出する２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂの振幅の和Ｓｕｍは、転動体５の通過による変動成分をキャンセルしたものとなる。
【００３９】
なお、図６では，接触固定部２１ａの間隔を、転動体５の配列ピッチＰと同一に設定し、隣り合う接触固定部２１ａの中間位置に各１つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ配置することで、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの略１／２となるようにした。これとは別に、直接、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの１／２に設定しても良い。
この場合に、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍、またはこれらの値に近似した値としても良い。この場合にも、両歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂの和Ｓｕｍは転動体５の通過による変動成分をキャンセルした値となる。
【００４０】
回転速度領域判別部３２では、前処理部３１で算出された各センサ出力信号のばらつき値σｉの総和Ｅ＝Σσｉを評価値として車輪の回転速度の領域を判別する。ここでは、前記評価値Ｅを予め定められたしきい値Ｖth（任意に適切な値に設定されるものとする）と比較して、車輪が通常の回転速度領域にあるか低速の回転速度領域にあるかを判別する。このときの回転速度領域判定部３２の判定出力Ｒは２値（０：Ｅ＜Ｖth、１：Ｅ＞Ｖth）で表され、回転速度が振幅値を求めるのに十分であるかどうかの判断材料とされる。
【００４１】
Ｆy 方向判別部３３では、以下のようにして軸方向荷重Ｆy の方向を判別する。上記したように、車輪用軸受の回転中には、センサユニット２０のセンサ出力信号の振幅には、正弦波に近い周期的な変化が生じるが、その振幅値は軸方向荷重（モーメント力）Ｆy の大きさによって変化する。図９（Ａ）は外方部材１の外径面の上面部に配置されたセンサユニット２０のセンサ出力を示し、図９（Ｂ）は外方部材１の外径面の下面部に配置されたセンサユニット２０のセンサ出力を示している。これらの図において、横軸は軸方向荷重Ｆy を表し、縦軸は外方部材１の歪み量つまりセンサ出力信号の振幅を表し、最大値および最小値は振幅の最大値および最小値を表す。これらの図から、軸方向荷重Ｆy が＋方向の場合、個々の転動体５の荷重は外方部材１の外径面上面部で小さくなり（つまり振幅の最大値と最小値の差が小さくなる）、外方部材１の外径面下面部で大きくなる（つまり振幅の最大値と最小値の差が大きくなる）ことが分かる。これに対して、軸方向荷重Ｆy が−方向の場合には逆に、個々の転動体５の荷重は外方部材１の外径面上面部で大きくなり、外方部材１の外径面下面部で小さくなることが分かる。図１０は、これら上下のセンサユニット２０のセンサ出力信号の振幅の差分と軸方向荷重Ｆy の方向の関係をグラフで示している。
【００４２】
そこで、Ｆy 方向判別部３３では、外方部材１の外径面上面部および外径面下面部に配置されたセンサユニット２０のセンサ出力信号の振幅の上記差分を求め、これらの値を比較することで、軸方向荷重Ｆy の方向を判別する。すなわち、外方部材１の外径面上面部の振幅の最大値と最小値の差分が小さく、外方部材の外径面下面部のセンサユニット２０のセンサ出力信号の振幅の最大値と最小値の差分が大きいとき、Ｆy 方向判別部３３では、軸方向荷重Ｆy の方向が＋方向であると判別する。逆に、外方部材１の外径面上面部のセンサユニット２０のセンサ出力信号の振幅の最大値と最小値の差分が大きく、外方部材１の外径面下面部のセンサユニット２０のセンサ出力信号の振幅の最大値と最小値の差分が小さいとき、Ｆy 方向判別部３３では、軸方向荷重Ｆy の方向が−方向であると判別する。
【００４３】
荷重推定演算部３５では、各センサユニット２０のセンサ出力信号を定められた推定演算式に当てはめて、車輪用軸受に作用する各荷重Ｆz ，Ｆx ，Ｆy を演算・推定する。ここでは、その演算に２種類の推定演算式が用いられる。一種類の推定演算式Ｆ１は、
Ｆ１＝Ｍ１（ｃ）×［Ｓｕｍ］………（１）
とされ、他の一種類の推定演算式Ｆ２は、
Ｆ２＝Ｍ２（ｃ）×［Ａ］＋Ｍ３（ｃ）×［Ｂ］………（２）
とされる。Ｍ１（ｃ），Ｍ２（ｃ），Ｍ３（ｃ）は推定演算式のパラメータであり、演算・推定する各荷重Ｆz ，Ｆx ，Ｆy ごとに異なる。すなわち、推定演算式Ｆ１は、前処理部３１で算出される和値Ｓｕｍを変数とし、これにパラメータＭ１（ｃ）を乗算したものである。和値Ｓｕｍは車輪の低速状態でも正確に算出できるので、この推定演算式Ｆ１は低速時用として用いられる。推定演算式Ｆ２は、前処理部３１で算出された平均値Ａおよび振幅値Ｂを変数とし、これらにパラメータＭ２（ｃ），（Ｍ３（ｃ）をそれぞれ乗算したものである。平均値Ａおよび振幅値Ｂは、車輪の通常回転状態で正確に算出できるので、この推定演算式Ｆ２は通常回転時用として用いられる。
荷重推定演算部３５は、上記複数の推定演算式Ｆ１，Ｆ２を選択命令によって選択する方向対応命令部３５ａを有している。
【００４４】
荷重演算条件判断部３４は、パラメータ切替部３４ａと方向対応命令部３４ｂとを有する。パラメータ切替部３４ａは、回転速度領域判別部３２の出力ＲとＦy 方向判定部３３の出力sign（Ｆy ）に応じて、荷重推定演算部３５における推定演算式Ｆ１，Ｆ２の各パラメータＭ１（ｃ），Ｍ２（ｃ），Ｍ３（ｃ）を切り替え指定する信号Ｃを生成する機能を持つ。これにより、回転速度領域判別部３２の出力ＲとＦy 方向判定部３３の出力sign（Ｆy ）に応じて、荷重推定演算部３５における推定演算式Ｆ１，Ｆ２の各パラメータＭ１（ｃ），Ｍ２（ｃ），Ｍ３（ｃ）が最適な値に切り替えられる。
方向対応命令部３４ｂは、回転速度領域判別部３２の出力Ｒに応じて、荷重推定演算部３５における低速時用の推定演算式Ｆ１と通常回転時用の推定演算式Ｆ２のうちいずれの出力を使用するかを判別する信号ＦＳＷ（０：低速時用（Ｒ＝０）、１：通常回転時用（Ｒ＝１））を生成する機能を持つ。この判別信号ＦＳＷは、荷重推定演算部３５の方向対応命令部３５ａに選択命令として入力され、これにより、荷重推定演算部３５は、回転速度領域判別部３２の出力Ｒに応じて、回転速度領域に対応した推定演算式の出力を荷重値として選択する。
【００４５】
図８（Ａ）〜（Ｅ）には、走行状態に応じた荷重推定手段３０の具体的な動作の一例を各波形図として示している。これらの波形図は、横軸を時間ｔとし、縦軸に車輪回転速度ｖ，評価値Ｅ，回転速度領域判別出力Ｒ，Ｆy 方向判別出力sign（Ｆy ），およびパラメータ切り替え指定信号Ｃの状態を示すものであって、静止状態から走行を開始して再び静止するまでを示している。同図におけるパラメータ切り替え指定信号Ｃの状態表記は、以下のような状態を示すものとする。
Ｃ［１］：（Ｒ＝０，ＦＳＷ＝０，sign（−））：低速状態で、Ｆy ＜０の状態用のパラメータを使用。
Ｃ［２］：（Ｒ＝１，ＦＳＷ＝１，sign（−）：通常回転状態で、Ｆy ＜０の状態用のパラメータを使用。
Ｃ［３］：（Ｒ＝１，ＦＳＷ＝１，sign（＋）：通常回転状態で、Ｆy ＞０の状態用のパラメータを使用。
Ｃ［４］：（Ｒ＝０，ＦＳＷ＝１，sign（＋）：低速状態で、Ｆy ＞０の状態用のパラメータを使用。
【００４６】
すなわち、図８の動作例では、以下の判断処理を行っている。
Ｒ＝１のとき、回転状態で振幅演算処理が可能と判断し、通常走行状態の演算処理を実行（パラメータはＦy 方向により切り替え、各センサ出力信号の移動平均値Ａと振幅値Ｂを用いて荷重推定する）。
Ｒ＝０のとき、ほぼ静止状態で振幅演算処理は不可能と判断し、振幅を使用しないで、和値Ｓｕｍだけを用いた低速時用の演算処理を実行（パラメータは、上下位置のセンサユニット２０のセンサ出力信号の振幅差分によるＦy 方向判別ができないため固定値とし、各センサ出力信号の移動平均値Ａと振幅値Ｂを使用できないため、和値Ｓｕｍを用いて荷重推定する）。
【００４７】
図８でＲ＝０となった後は、振幅値を求めるのに十分な回転速度がない状態であるため、Ｆy 方向判別部３３の出力sign（Ｆy ）は更新できない状態となり、最後の値が保持されることになる。しかし、同図の一部Ｑに示したように、ある一定時間ｔ１経過後にＦy 方向判別部３３の出力sign（Ｆy ）を初期値にリセットするような構成としても良い。すなわち、Ｆy 方向判別が不可能になってから、ある一定時間ｔ１までは直前の方向判別値を維持するが、その後は予め決められた初期状態に戻るように処理しても良い。これにより、低速状態が継続した場合には、常に同じパラメータ（この例ではＣ［１］）に戻ることになる。そのため、この条件で出現確率の高いパラメータに戻るように設定しておけば、低速での荷重推定精度を安定させることが可能になる。一定時間ｔ１は、任意に定められる。
【００４８】
このほか、上記した判別条件に加えて、検出された軸方向荷重Ｆy の大きさに応じて、より細かく推定演算式Ｆ１、Ｆ２のパラメータの切り替えを行っても良い。細かな条件分けにより、センサ出力信号の非線形性による影響を低減し、より荷重推定精度を向上させることができる。また、回転速度領域判定部３２の出力Ｒを０／１の２値ではなく、複数のしきい値を用いて多値となるように構成しても良い。低速回転時におけるパラメータをより細かく条件分けし、走行状態に適した演算処理を行うことで、荷重推定精度を向上させることができる。
【００４９】
また、出力される推定荷重の種類は、上記した３方向の荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz に限定するものではなく、荷重推定演算部３５における推定演算式Ｆ１，Ｆ２のパラメータを追加して、ステアモーメントＭz や、Ｘ軸回りのモーメントＭX を演算するように構成することもできる。
【００５０】
さらに、図３のようにセンサユニット２０に温度センサ３６を取付け、この温度センサ３６の検出信号により、各センサ出力信号を補正するようにしても良い。軸受回転による発熱や周辺環境などにより車輪用軸受の温度が変化すると、荷重が変化しなくても、センサユニット２０のセンサ出力信号は熱膨張などにより変動するので、検出された荷重に温度の影響が残る。そこで、上記したように温度センサ３６の検出信号により各センサ出力信号を補正すると、温度による検出荷重誤差を低減することができる。
【００５１】
車輪のタイヤと路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受の固定側部材である外方部材１にも荷重が印加されて変形が生じる。ここではセンサユニット２０における歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａが、外方部材１に接触固定されているので、外方部材１の歪みが歪み発生部材２１に拡大して伝達され易く、その歪みが歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂで感度良く検出され、その出力信号に生じるヒステリシスも小さくなる。
【００５２】
特に、荷重推定手段３０では、前記各センサユニット２０のセンサ出力信号のばらつき値σｉの総和Σσｉを算出し、その算出値を評価値Ｅとして回転速度領域判別部３２で車輪の回転速度領域を判別し、判別された回転速度領域に応じて前記荷重推定演算部３５で用いられる推定演算式のパラメータをパラメータ切替部３４ａで切り替え、また荷重推定演算部３５の推定演算式のうち判定された回転速度領域に応じた推定演算式の演算結果を方向対応命令部３４ｂで選択して出力するようにしているので、センサユニット２０のセンサ出力信号から、車輪の回転速度領域に応じた演算処理に切り替えて、車輪に加わる荷重を精度良く推定することができる。
【００５３】
また、上記演算処理では、全センサ出力信号からばらつきを求め、それらを機械的に合計した評価値Ｅのみを用いて、演算方法の切り替えを判断できるため、処理が容易で処理上のオーバヘッドが発生しない。また、評価値Ｅを用いた演算方法の切り替え判断を、しき値Ｖthを用いて行うので、しき値Ｖthの設定によって最適な回転速度領域に区分調整が可能になる。また、回転検出用のセンサを設置したり、上位ＥＣＵなどから車輪の回転速度などの回転速度情報を入力する必要がなく、センサや配線の設置スペースを削減して構成をコンパクト化できる。構成が単純化されることから、信頼性を向上させることもできる。
【００５４】
図１１ないし図１６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では、図１〜図１０に示す実施形態において、各センサユニット２０を以下のように構成している。この場合、センサユニット２０は、図１４に拡大断面図に示すように、歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に取付けられて歪み発生部材２１の歪みを検出する１つの歪みセンサ２２とでなる。歪み発生部材２１は、外方部材１の外径面にスペーサ２３を介して接触固定される２つの接触固定部２１ａを両端部に有する。このほか、図１５に断面図で示すように、外方部材１の外径面における前記歪み発生部材２１の２つの接触固定部２１ａが固定される２箇所の各中間部に溝１ｃを設けることで、前記スペーサ２３を省略し、歪み発生部材２１における切欠き部２１ｂが位置する部位を外方部材１の外径面から離すようにしても良い。
【００５５】
各センサユニット２０には１つの歪みセンサ２２が取付けられているだけなので、荷重推定手段３０の前処理部３１では、先の実施形態での和値Ｓｕｍは算出されず、各センサ出力信号の平均値Ａと振幅値Ｂ（時間Ｔ内のセンサ出力信号のばらつきを示す標準偏差σｉ（あるいは分散））とが求められる。また、荷重推定演算部３５では一種類の推定演算式Ｆ３が用いられる。この推定演算式Ｆ３は、先の実施形態における通常回転時用の推定演算式Ｆ２と同じ形式のものである。すなわち、平均値Ａと振幅値Ｂを変数とし、これらにパラメータＭ４（ｃ），Ｍ５（ｃ）を乗算したものである。荷重演算条件判断部３４はパラメータ切替部３４ａを有し、Ｆy 方向判別部３３の出力sign（Ｆy ）および回転速度領域判別部３２の出力Ｒに応じて、推定演算式Ｆ３のパラメータＭ４（ｃ），Ｍ５（ｃ）を切り替える。ここでは、回転速度領域判定部３２の出力Ｒが通常回転領域であることを示すとき、パラメータ切替部３４ａはパラメータ切り替え指定信号Ｃとして、前記パラメータＭ４（ｃ），Ｍ５（ｃ）としてゼロでない所定の値に切り替える信号を生成する。すなわち、通常回転時には前記推定演算式Ｆ３は平均値Ａと振幅値Ｂとを変数する推定演算式として用いられる。一方、回転速度領域判定部３２の出力Ｒが低速回転領域であることを示すときには、パラメータ切替部３４ａはパラメータ切り替え指定信号Ｃとして、前記パラメータＭ５（ｃ）をゼロとし、パラメータＭ４（ｃ）をゼロでない所定の値に切り替える信号を生成する。すなわち、低速時には、前処理部３１において振幅値Ｂを算出できいないので、推定演算式Ｆ３は平均値Ａだけを変数とする推定演算式として用いられ、この推定演算式の演算結果が低速時の荷重値として出力される。つまり、この実施形態でのパラメータ切替部３４ａは、先の実施形態における方向対応命令部３４ｂの機能を兼ねる。
なお、この低速時の演算では平均値Ａだけを用いるために演算誤差が大きくなるので、低速時の演算モードになっていることを示す信号を別途出力するものとしてもよい。この信号の状態に応じて、信号を利用する制御回路などにおける処理方法を切り替えることにより、検出誤差の影響を低減することが可能になる。
【００５６】
なお、上記した各実施形態では，外方部材１が固定側部材である場合につき説明したが、この発明は、内方部材が固定側部材である車輪用軸受にも適用することができ、その場合、センサユニット２０は内方部材の内周となる周面に設ける。
また、これらの実施形態では第３世代型の車輪用軸受に適用した場合につき説明したが、この発明は、軸受部分とハブとが互いに独立した部品となる第１または第２世代型の車輪用軸受や、内方部材の一部が等速ジョイントの外輪で構成される第４世代型の車輪用軸受にも適用することができる。また、このセンサ付車輪用軸受は、従動輪用の車輪用軸受にも適用でき、さらに各世代形式のテーパころタイプの車輪用軸受にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…外方部材
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
２０…センサユニット
２１…歪み発生部材
２１ａ…接触固定部
２２，２２Ａ，２２Ｂ…歪みセンサ
３０…荷重推定手段
３１…前処理部
３２…回転速度領域判別部
３３…Ｆy 方向判定部
３４…荷重演算条件判断部
３４ａ…パラメータ切替部
３４ｂ…方向対応命令部
３５…荷重推定演算部
３５ａ…演算式選択部
３６…温度センサ
【図１】
0005638310.tif 000002
【図２】
0005638310.tif 000003
【図３】
0005638310.tif 000004
【図４】
0005638310.tif 000005
【図５】
0005638310.tif 000006
【図６】
0005638310.tif 000007
【図７】
0005638310.tif 000008
【図８】
0005638310.tif 000009
【図９】
0005638310.tif 000010
【図１０】
0005638310.tif 000011
【図１１】
0005638310.tif 000012
【図１２】
0005638310.tif 000013
【図１３】
0005638310.tif 000014
【図１４】
0005638310.tif 000015
【図１５】
0005638310.tif 000016
【図１６】
0005638310.tif 000017
【図１７】
0005638310.tif 000018
【図１８】
0005638310.tif 000019
【図１９】
0005638310.tif 000020