(57)【要約】【課題】  センサ類を付加することなく、車輪が路面から浮きかけている場合等の、支持する車輪に作用する接地荷重等が他の車輪に比べて著しく低い状態であっても高精度な荷重推定が行えるセンサ付車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  車輪用軸受１００に加わる荷重を検出する複数のセンサユニット２０と、そのセンサ信号Ｓを処理するセンサ信号演算手段３１と、その処理された情報から車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重演算処理手段３２とを備える。荷重演算処理手段３２は、対象車輪以外の検出荷重の情報を用いて対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別する低荷重状態判別部３２ｂと、その判別結果に応じて荷重演算処理手法を切り替えて車輪に加わる荷重を演算する荷重推定演算部３２ａとを有する。【選択図】        図１
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【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、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、および両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体を有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受と、
この車輪用軸受に取付けられてこの軸受に加わる荷重を検出する複数のセンサユニットと、前記各センサユニットの出力信号を処理して入力信号ベクトルを生成するセンサ信号演算手段と、この手段で生成された前記入力信号ベクトルから前記車輪用軸受で支持された車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重演算処理手段とを備え、
前記荷重演算処理手段は、前記車輪用軸受で支持する車輪である対象車輪以外の、この対象車輪と同じ車両に搭載された少なくとも１つ以上の車輪における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別する低荷重状態判別部と、この低荷重状態判別部の判別結果に応じて荷重演算処理手法を切り替えて前記入力信号ベクトルから前記車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重推定演算部とを有することを特徴とするセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部における前記所定の低荷重状態領域であるか否かの判別は、前記対象車輪に作用する接地荷重Ｆｚが所定の低荷重状態領域であるか否かについて行うセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部が、電気制御ユニットである荷重センサＥＣＵに設けられたセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部が、電気制御ユニットである荷重センサＥＣＵに対して上位の電気制御ユニットである上位ＥＣＵに設けられ、判別結果を前記荷重センサＥＣＵに送信するセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記荷重推定演算部における、前記判別結果に応じた荷重演算処理手法の切り替えが、荷重推定係数を切り替えることであるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記荷重推定演算部における、前記判別結果に応じた荷重演算処理手法の切り替えが、荷重演算処理に用いる信号ベクトルの入力構成を切り替えることであるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部は、前記対象車輪に対して前記車両の左右の反対側の車輪、または対角線位置の車輪、または前記左右の反対側の車輪と前記対角線位置の車輪の両方における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別するセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項８】
請求項７に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部は、前記判別を行うための評価値として、車輪用軸受に作用する接地荷重Ｆｚ、または軸方向の荷重Ｆｙ、または接地荷重Ｆｚと軸方向の荷重Ｆｙとを組み合わせた値を評価値として用いるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項９】
請求項７に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部は、前記軸方向荷重Ｆｙと接地荷重Ｆｚとを示すＦｙ−Ｆｚ平面において、ステアリング中立および輪重を原点として、対角にある２つの車輪の前記平面上の２点が点対称の位置から一定量ずれたときに、接地荷重Ｆｚが輪重より低い方の車輪を低荷重状態であると判別するセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部は、前記車両のブレーキの情報を用い、ブレーキＯＮ時とブレーキＯＦＦ時とで、判別基準となる閾値を切り替えて前記所定の低荷重状態に該当するか否かを判別するセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記ブレーキの情報は、前記荷重推定演算部の計算結果を用いてＯＮ，ＯＦＦの判別を行った結果によるものであるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１２】
請求項１０記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記ブレーキの情報は、前記車両の統合制御を行うＥＣＵから取得した情報であるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部は、前記車両の異なる車輪を等価とみなすための補正処理部を有するセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記補正処理部は、前記車輪用軸受の軸方向荷重Ｆｙおよび接地荷重Ｆｚの値を補正するセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記補正処理部は、補正を行うめに用いるパラメータを格納する補正値保存部を有するセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記補正処理部は、前記車両の各車輪の取付角度差を補正するものであるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載のセンサ付車輪用軸受装置において、前記補正処理部は、前記車両の各車輪のサスペンションのジオメトリーの違いを補正するセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１８】
複数の車輪用軸受と、これら各車輪用軸受にそれぞれ複数個取付けられてその軸受に加わる荷重を検出するセンサユニットと、センサ信号演算手段と、荷重演算処理手段とを備え、
前記車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材、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、および両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体を有し、車体に対して車輪を回転自在に支持するものであり、
前記センサ信号演算手段は、前記各車輪用軸受に取付けられた複数のセンサユニットの出力信号を処理して入力信号ベクトルを生成し、
前記荷重演算処理手段は、前記入力信号ベクトルから前記各車輪用軸受で支持された車輪の路面接地点に加わる荷重を演算するものであって、この荷重を演算する各対象車輪について、その対象車輪以外の車輪における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別する低荷重状態判別部と、この低荷重状態判別部の判別結果に応じて荷重演算処理手法を切り替えて前記入力信号ベクトルから前記車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重推定演算部とを有することを特徴とするセンサ付き車輪用軸受システム。
【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機能を備えたセンサ付車輪用軸受装置に関し、例えば、対象とする車輪の接地荷重を求める推定演算処理を、複数輪のセンサ信号を利用して行うセンサ付車輪用軸受装置に関する。
【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、車輪用軸受の外輪外径面に歪みゲージを貼り、外輪外径面の歪みから荷重を検出するようにしたセンサ付車輪用軸受が提案されている（例えば特許文献１）。また、車輪用軸受にこの車輪用軸受の歪みを拡大して転写する歪み発生部材を取付け、この歪み発生部材の歪みを検出して荷重を検出するものが提案されている（例えば特許文献２）。
【０００３】
この他に、車輪用軸受の上下に配置したセンサ信号における振幅値（転動体の公転運動に伴う振動成分）の差分によって軸方向荷重Ｆｙの向きを判別し、軸方向荷重Ｆｙ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算出する構成（特許文献３）や、平均値と振幅を用いた荷重演算方法が提案されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３０５６５号公報
【特許文献２】特開２００９−２７０７１１号公報
【特許文献３】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】
【０００５】
上記従来の各センサ付車輪用軸受装置では、車輪が旋回内側などに位置する走行条件において、車輪に作用する接地荷重が著しく低くなった場合に、センサの信号レベルが低下して、正常な荷重推定ができなく恐れがある。また、従来の構成では、各輪で独立して荷重演算処理を行うため、このような状態にあることをセンサ信号のみから判断することは困難となり、上記現象の影響により荷重推定精度が低くなる。荷重出力を車両制御に利用するシステムにとって、荷重出力が正確でないと望ましい制御が実現できなくなってしまい、好ましくない。
このため、前記接地荷重が低い状態を検出することができ、それに対応した正確な荷重値を推定できる方法が必要である。
【０００６】
この課題につき、図１５〜図１７と共に説明する。図１５に示すように、車両の各車輪路面接地点に印加される荷重を定義する。すなわち、各車輪に作用する車両の進行方向荷重をＦｘ、垂直方向の荷重である接地荷重をＦｚ、軸方向荷重をＦｙとする。正負の方向は、進行方向の前方を＋、垂直方向の上方を＋、軸方向については車幅方向の中央側を＋とする。また、基本状態の車輪の作用荷重に対して接地荷重Ｆｚが極端に低くなった状態をＦｚ低荷重状態であると称す。図のＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲの符号は、それぞれ前左輪、前右輪、後ろ左輪、後ろ右輪のものであることを示す。これらの荷重の定義および車輪の区別の定義は、この明細書の全体において用いる。
【０００７】
図１７は、従来のセンサＥＣＵ１３０の一例を示す。センサ信号演算手段１３１には、車輪用軸受の複数箇所に設けられたセンサユニット１２０から出力される歪み検出値等のセンサ信号Ｓが入力される。センサ信号演算手段１３１は、例えば、平均処理や和分差分処理などを施した情報（SA, Sadd, Srms）を生成し、この信号を各輪の荷重推定演算手段１３２へ入力する。荷重推定演算手段１３２は、それらの情報から各輪の前記３軸方向の荷重（Ｆx 、Ｆy 、Ｆz ）を推定し、車両制御を行う上位ＥＣＵ１３３へ出力する。各車輪ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲの荷重センサＥＣＵ１３０に応じて、対応する一つの車輪のセンサ信号Ｓが入力される。
【０００８】
図１６は、車輪に印加される軸方向荷重Ｆｙと接地荷重Ｆｚの状態を示す。車輪用軸受の歪みの検出により荷重を検出するセンサでは、軸受に印加される荷重が小さく、ほとんど歪まない状態になると、信号レベルが低下し、軸方向荷重Ｆｙと垂直方向荷重Ｆｚの分離が困難となってしまう。前述のようなＦｚ低荷重状態に陥った場合、接地荷重Ｆｚが小さいため、発生できる軸方向荷重Ｆｙ（横力）も小さくなり（図１６の摩擦係数μ＝１．０の破線よりも中央側となる）、結果としてどちらの方向の印加荷重も小さくなる。印加荷重が小さいときには荷重と軸受変形量との関係が非線形となり、各荷重に対するセンサ信号の感度が非常に低くなるため、接地荷重Ｆｚが十分に印加されているときと同じ荷重演算手法では荷重推定精度が悪化してしまう。
【０００９】
荷重出力を車両制御に利用するシステムにとって、荷重出力が正確でないと望ましい制御が実現できなくなってしまい、好ましくない。そこで、Ｆｚ低荷重状態を検出することができ、それに対応した適切な演算処理を施す荷重推定方法の採用が必要である。
【００１０】
この発明の目的は、センサ類を付加することなく、車輪が路面から浮きかけている場合等の、支持する車輪に作用する接地荷重等が他の車輪に比べて著しく低い状態であっても高精度な荷重推定が行えるセンサ付車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のセンサ付車輪用軸受装置は、複列の転走面が内周に形成された外方部材１、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、および両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体５を有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受１００と、
この車輪用軸受１００に取付けられてこの軸受１００に加わる荷重を検出する複数のセンサユニット２０と、前記各センサユニット２０の出力信号（「センサ信号Ｓと称す）を処理して入力信号ベクトルを生成するセンサ信号演算手段３１と、この手段３１で生成された前記入力信号ベクトルから前記車輪用軸受１００で支持された車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重演算処理手段３２とを備え、
前記荷重演算処理手段３２は、前記車輪用軸受１００で支持する車輪である対象車輪以外の、この対象車輪と同じ車両に搭載された少なくとも１つ以上の車輪における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別する低荷重状態判別部３２ｂと、この低荷重状態判別部３２ｂの判別結果に応じて荷重演算処理手法を切り替えて前記入力信号ベクトルから前記車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重推定演算部３２ａとを有することを特徴とする。前記センサユニット２０は、軸受１００に加わる荷重を直接に検出するものに限らず、軸受１００に生じた歪み等の、荷重が検出できる物理量を検出できるものであれば良い。前記「所定の低荷重状態」は、適宜定められた低荷重状態である。
【００１２】
この構成によると、低荷重状態判別部３２ｂは、同じ車両に搭載された少なくとも１つ以上の対象輪以外の車輪における検出荷重の情報を用いて、対象とする車輪が低荷重状態に該当するか否かを判別する。このように対象車輪以外の車輪における検出荷重の情報を用いるため、対象車輪が低荷重状態に該当するか、例えば作用する荷重が他の車輪に比べて著しく低い場合や、対象車輪が路面から浮きかけている状態であることが正確に判別できる。また、対象輪以外の車輪における検出荷重の情報、例えば他の車輪のセンサ付車輪用軸受装置における検出荷重の情報を用いるため、低荷重状態の判別のために追加のセンサ類を設けることが不要である。
前記低荷重状態であるときに車輪に加わる荷重を推定する処理は、通常時と同じ荷重演算処理手法で演算するのでは、精度良く推定することができない。しかし、前記荷重推定演算部３２ａは、低荷重状態であると判別された場合は、荷重演算処理手法を切り替えて前記車輪に加わる荷重を演算する。そのため、低荷重状態であっても、高精度の荷重推定処理が行える。
【００１３】
車両の各車輪にこのセンサ付車輪用軸受装置を設けた場合の使用形態例で説明すると、各センサ付車輪用軸受装置において、複数の車輪の荷重状態等から、それぞれの車輪の荷重が低荷重状態にあるか否かを、各センサ付車輪用軸受装置で判断する。すなわち、各車輪で検出された推定荷重は、他の車輪の荷重演算処理手段３２における低荷重状態判別部３２ｂへと入力され、得られた複数の荷重値を利用して対象車輪の接地荷重Ｆｚ等の荷重が低荷重状態であるかを、低荷重状態判別部３２ｂで推定する。低荷重状態にあると推定された車輪については、荷重推定演算部３２ａによる荷重の算出方法を低荷重状態に適した方法に切り替えて、より誤差の少ない推定荷重を算出する。
このセンサ付車輪用軸受装置は、このように、センサ類を付加することなく、車輪が路面から浮きかけている場合等の、支持する車輪に作用する接地荷重等が他の車輪に比べて著しく低い状態であっても、高精度な荷重推定が行える。
【００１４】
前記低荷重状態判別部３２ｂにおける前記所定の低荷重状態領域であるか否かの判別は、例えば、前記対象車輪に作用する接地荷重Ｆｚが所定の低荷重状態領域であるか否かについて行う。車輪に作用する荷重としては、接地荷重Ｆｚの他に、軸方向荷重Ｆｙや進行方向荷重Ｆｘがあるが、正確な荷重推定上で低荷重状態を知ることが重要であるのは軸方向荷重Ｆｙである。
【００１５】
この発明において、前記低荷重状態判別部３２ｂが、電気制御ユニットである荷重センサＥＣＵ３０に設けても良く、また前記荷重センサＥＣＵ３０に対して上位の電気制御ユニットである上位ＥＣＵ３３に設け、判別結果を前記荷重センサＥＣＵ３０に送信する構成としても良い。
【００１６】
この発明において、前記荷重推定演算部３２ａにおける、前記判別結果に応じた荷重演算処理手法の切り替えが、荷重推定係数を切り替えることであっても良い。荷重推定係数を切り替える構成とした場合は、低荷重状態の特性に合わせて最適化した荷重推定係数を用いた荷重演算が可能となるため、荷重推定精度が向上する。
【００１７】
また、前記荷重推定演算部３２ａにおける、前記判別結果に応じた荷重演算処理手法の切り替えが、荷重演算処理に用いる信号ベクトル（ＳＡ、Ｓａｄｄ、Ｓｒｍｓ）の入力構成を切り替えることであっても良い。前記信号ベクトルの入力構成の切り替えは、例えば、入力する信号ベクトルの数や種類等の切り替えである。入力する信号ベクトルの数や種類を最適化した荷重演算処理手法とすることで、接地荷重等の作用荷重の低荷重状態に最適な荷重推定演算が行え、荷重推定精度を向上させることができる。
【００１８】
この発明のセンサ付車輪用軸受装置において、前記低荷重状態判別部３２ｂは、前記対象車輪に対して前記車両の左右の反対側の車輪（以下，単に「反対輪」と称する場合がある）、または対角線位置の車輪、または前記左右の反対側の車輪と前記対角線位置の車輪の両方における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別するようにしても良い。
例えば、反対輪については、対象車輪が前方左側車輪のとき、前方右側車輪、対角線位置の車輪については、対象車輪が前方左側車輪とき、後方右側車輪の荷重出力を利用して、またはそれら２つを組み合わせたものを利用して、低荷重状態を判別する構成とする。
【００１９】
この場合に、前記低荷重状態判別部３２ｂは、前記判別を行うための評価値として、車輪用軸受１００に作用する接地荷重Ｆｚ、または軸方向の荷重Ｆｙ、または接地荷重Ｆｚと軸方向の荷重Ｆｙとを組み合わせた値を評価値として用いるようにしても良い。この場合の各例を説明する。
(1) 反対輪もしくは対角輪の荷重出力を利用する方法の例
反対輪または対角輪において、軸方向荷重Ｆｙ，接地荷重Ｆｚのいずれか、もしくは両方をパラメータとして、それぞれがあらかじめ設定したしきい値と比較し、しきい値を超えたときに判別対象輪の接地荷重が低荷重状態であると決定する。
(2) 反対輪と対角輪の荷重出力を利用する方法の例
反対輪の軸方向荷重Ｆｙ，接地荷重Ｆｚ、および対角輪の軸方向荷重Ｆｙ，接地荷重Ｆｚをパラメータとして、それぞれが予め設定したしきい値を超えたときに判別対象輪の接地荷重が低荷重状態であると決定する。
(3)対角輪と判別対象輪の接地荷重Ｆｚ・軸方向荷重Ｆｙを用いて判別する例
対角輪の軸方向荷重Ｆｙ，接地荷重Ｆｚの２つをパラメータとして、２つの荷重値によって決定されるＦｙ，Ｆｚ平面上の点が、あらかじめ設定した領域内にあるとき、判別対象輪の接地荷重が低荷重状態であると決定する。
【００２０】
この発明において、前記低荷重状態判別部３２ｂは、前記軸方向荷重Ｆｙと接地荷重Ｆｚとを示すＦｙ−Ｆｚ平面において、ステアリング中立および輪荷重を原点として、対角にある２つの車輪の前記平面上の２点が点対称の位置から一定量ずれたときに、接地荷重Ｆｚが輪荷重より低い方の車輪を低荷重状態であると判別するようにしても良い。これにより、より一層精度良く低荷重状態の判別が行える。なお、上記「輪荷重」とは、車両が水平な直線軌道上に静止したとき、軌道に及ぼす各車輪の垂直方向の荷重を言う。
【００２１】
この発明において、前記低荷重状態判別部３２ｂは、前記車両のブレーキの情報を用い、ブレーキＯＮ時とブレーキＯＦＦ時とで、判別基準となる閾値を切り替えて前記所定の低荷重状態に該当するか否かを判別するようにしても良い。
このようにブレーキによる判別処理への影響を考慮する構成とした場合、さらに低荷重状態判別精度が向上する。
【００２２】
この場合に、前記ブレーキの情報は、前記荷重推定演算部３２ａの計算結果を用いてＯＮ，ＯＦＦの判別を行った結果によるものであっても良く、また前記車両の統合制御を行う上位ＥＣＵ３３から取得した情報であっても良い。
【００２３】
この発明において、前記低荷重状態判別部３２ｂは、前記車両の異なる車輪を等価とみなすための補正処理部３２ｃを有していても良い。例えば、前記補正処理部３２ｃは、前記車輪用軸受１００の軸方向荷重Ｆｙおよび接地荷重Ｆｚの値を補正する。また、前記補正処理部３２ｃは、補正を行うために用いるパラメータを格納する補正値保存部３２ｄを有していても良い。前記補正処理部３２ｃは、前記車両の各車輪の取付角度差を補正するものであっても良い。前記補正処理部３２ｃは、前記車両の各車輪のサスペンションのジオメトリーの違いを補正するものであっても良い。
このように、例えば、低荷重状態判別部３２ｂに、前後輪の取り付け角度（トー角）やサスペンション形状の違いが荷重出力に与える影響を補正する演算処理部を設ける構成とすることで、周辺の環境が異なった車輪であっても、その違いが補正されて等価とみなすことができるため、特殊なハードウェアを用意することなく広い条件に対応可能となり、コストが低減され利便性が向上する。
【００２４】
この発明のセンサ付車輪用軸受装置システムは、複数の車輪用軸受１００と、これら各車輪用軸受１００にそれぞれ複数個取付けられてその軸受１００に加わる荷重を検出するセンサユニット２０と、センサ信号演算手段３１と、荷重演算処理手段３２とを備える。  前記車輪用軸受１００は、複列の転走面が内周に形成された外方部材１、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、および両部材１，２の対向する転走面間に介在した複列の転動体５を有し、車体に対して車輪を回転自在に支持するものである。  前記センサ信号演算手段３１は、前記各車輪用軸受１００に取付けられた複数のセンサユニット２０の出力信号を処理して入力信号ベクトルを生成する。
前記荷重演算処理手段３２は、前記入力信号ベクトルから前記各車輪用軸受１００で支持された車輪の路面接地点に加わる荷重を演算するものであって、この荷重を演算する各対象車輪について、その対象車輪以外の車輪における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別する低荷重状態判別部３２ｂと、この低荷重状態判別部３２ｂの判別結果に応じて荷重演算処理手法を切り替えて前記入力信号ベクトルから前記車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重推定演算部３２ａとを有する。
この構成のセンサ付車輪用軸受装置システムの場合、一つの荷重演算処理手段３２により、対象とする車輪の路面接地点に加わる荷重を演算し、また低荷重状態判別部３２ｂは、各車輪が低荷重状態に該当するか否かを判別する。その他については、この発明のセンサ付車輪用軸受装置に説明したと同様に、Ｆｚ低荷重状態であるか否かの判断結果に応じて、荷重演算処理手法を切り替えて、車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する。そのため、前記と同様に、センサ類を付加することなく、車輪が路面から浮きかけている場合等の、支持する車輪に作用する接地荷重等が他の車輪に比べて著しく低い状態であっても高精度な荷重推定が行える。
【発明の効果】
【００２５】
この発明のセンサ付車輪用軸受装置は、複列の転走面が内周に形成された外方部材、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、および両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体を有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受と、この車輪用軸受に取付けられてこの軸受に加わる荷重を検出する複数のセンサユニットと、前記各センサユニットの出力信号を処理して入力信号ベクトルを生成するセンサ信号演算手段と、この手段で生成された前記入力信号ベクトルから前記車輪用軸受で支持された車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重演算処理手段とを備え、前記荷重演算処理手段は、前記車輪用軸受で支持する車輪である対象車輪以外の、この対象車輪と同じ車両に搭載された少なくとも１つ以上の車輪における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別する低荷重状態判別部と、この低荷重状態判別部の判別結果に応じて荷重演算処理手法を切り替えて前記入力信号ベクトルから前記車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重推定演算部とを有するため、センサ類を付加することなく、車輪が路面から浮きかけている場合等の、支持する車輪に作用する接地荷重等が他の車輪に比べて著しく低い状態であっても、高精度な荷重推定が行える。
【００２６】
この発明のセンサ付車輪用軸受装置システムは、複数の車輪用軸受と、これら各車輪用軸受にそれぞれ複数個取付けられてその軸受に加わる荷重を検出するセンサユニットと、センサ信号演算手段と、荷重演算処理手段とを備え、前記車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材、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、および両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体を有し、車体に対して車輪を回転自在に支持するものであり、前記センサ信号演算手段は、前記各車輪用軸受に取付けられた複数のセンサユニットの出力信号を処理して入力信号ベクトルを生成し、前記荷重演算処理手段は、前記入力信号ベクトルから前記各車輪用軸受で支持された車輪の路面接地点に加わる荷重を演算するものであって、この荷重を演算する各対象車輪について、その対象車輪以外の車輪における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別する低荷重状態判別部と、この低荷重状態判別部の判別結果に応じて荷重演算処理手法を切り替えて前記入力信号ベクトルから前記車輪の路面接地点に加わる荷重を演算する荷重推定演算部とを有するため、センサ類を付加することなく、車輪が路面から浮きかけている場合等の、支持する車輪に作用する接地荷重等が他の車輪に比べて著しく低い状態であっても、高精度な荷重推定が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受装置の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装置におけるセンサユニットの一例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】前記検出系の構成例を示すブロック図である。
【図６】同検出系における荷重推定演算部のブロック図である。
【図７】低荷重状態判別部による反対輪の荷重出力を用いたＦｚ低荷重状態の判別方法の説明図である。
【図８】判別対象輪と対角輪のＦｙ・Ｆｚ荷重で表す点の位置の説明図である。
【図９】低荷重状態判別部にブレーキ信号を利用する構成の荷重センサＥＣＵのブロック図である。
【図１０】補正処理部を備えた荷重センサＥＣＵのブロック図である。
【図１１】補正値の保存部を設けた補正処理部のブロック図である。
【図１２】荷重センサＥＣＵと上位ＥＣＵの関係の一例を示すブロック図である。
【図１３】荷重センサＥＣＵと上位ＥＣＵの関係の他の例を示すブロック図である。
【図１４】この発明の一実施形態に係るセンサ付車輪用軸受システムにおける荷重センサＥＣＵと上位ＥＣＵの関係のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１５】車両における各荷重方向の定義の説明図である。
【図１６】Ｆｙ−Ｆｚ平面におけるＦｚ低荷重情景のイメージ図である。
【図１７】従来例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図８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１００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。
【００２９】
このセンサ付車輪用軸受装置における車輪用軸受１００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１００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。
【００３０】
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。
【００３１】
図２は、この車輪用軸受１００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。
【００３２】
固定側部材である外方部材１の外径面には、荷重検出用センサである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。前記センサユニット２０は、軸受に加わる荷重を直接に検出するものに限らず、軸受に生じた歪み等の、荷重が検出できる物理量を検出できるものであれば良い。
【００３３】
各センサユニット２０は、具体例を示すと図４のように、接触固定部２１ａで外方部材１に固定された歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２に取付けられて歪み発生部材２の歪みを検出する歪検出素子２２（２２Ａ，２２Ｂ）とでなる。歪検出素子２２は、例えば歪みセンサからなる。図３は同センサユニット２０の平面図を示す。図４の構成例では１つのセンサユニット２０に２つの歪検出素子２２（２２Ａ，２２Ｂ）が用いられているが、１つのセンサユニット２０に１つの歪検出素子２２を用いた構成であっても良い。
【００３４】
荷重検出用のセンサであるセンサユニット２０は、上記図２〜図４の形態のものに限定されるものではなく、例えば、変位センサ（渦電流センサ、磁気センサ、リラクタンスセンサ、など）を、外方部材１および内方部材２のうちの固定側部材に設置し、検出ターゲットを回転輪に配置して外方部材１と内方部材２間の相対変位量を求め、あらかじめ求めておいた荷重と変位との関係から、印加されている荷重を求めるものであっても良い。すなわち、センサユニット２０は、各設置位置において外方部材１に作用する荷重を、直接的または間接的に検出できるものであれば良い。
【００３５】
各センサユニット２０の歪検出素子２２は、図１にブロック図で示す荷重センサＥＣＵ３０に接続される。この荷重センサＥＣＵ３０は、前記各センサユニット２０の出力信号であるセンサ信号Ｓを処理して信号ベクトルを生成するセンサ信号演算手段３１と、このセンサ信号演算手段３１で生成された前記信号ベクトルから車輪に加わる荷重を演算する荷重演算処理手段３２とでなる。
【００３６】
荷重センサＥＣＵ３０は、図１２に示すように、４輪自動車の個々の車輪毎、つまり個々の車輪用軸受１００毎に設けられてセンサユニット２０の出力信号の処理と荷重の演算を行う専用の電気制御ユニットであり、上位ＥＣＵ３３と接続される。荷重センサＥＣＵ３０は、車輪用軸受１００に取付けた回路基板（図示せず）に設けられるか、または車体におけるメインのＥＣＵである上位ＥＣＵ３３の付近等に搭載される。上記ＥＣＵ３３は、車両全体の協調制御・統括制御等を行う手段であり、アクセル操作手段４１、ブレーキ操作手段４２、ステアリング操作手段４３等の機器の信号が入力される。
なお、センサユニット２０は、必ずしも全ての車輪に設ける必要はなく、例えば前輪２輪のみに設けても良い。
【００３７】
また、荷重センサＥＣＵ３０は、この例では上位ＥＣＵ３３とは別に設けられて上位ＥＣＵ３３に接続されているが、上位ＥＣＵ３３の一部の機能として設けられていても良い。また、荷重センサＥＣＵ３０は、前記センサ信号演算手段３１と荷重演算処理手段３２のうち、センサ信号演算手段３１だけを設けたものであって、荷重演算処理手段３２を上位ＥＣＵ３３に設けても良く、また図１３に示すように、センサ信号演算手段３１と、荷重演算処理手段３２を構成する後述の荷重推定演算部３２ａおよび低荷重状態判別部３２ｂのうちの荷重推定演算部３２ａのみを設け、低荷重状態判別部３２ｂを上位ＥＣＵ３３に設けても良い。
【００３８】
荷重センサＥＣＵ３０は、さらに、上記のように個々の車輪毎に設ける代わりに、図１４に示すように、１台の車両について１つのみ設け、前記センサ信号演算手段３１および荷重演算処理手段３２は、それぞれ一つで各車輪についての、前記センサユニット２０の出力信号を処理、および前記各車輪に加わる荷重の演算を行うものとしても良い。
【００３９】
なお、各図のＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲの符号は、それぞれ前左輪、前右輪、後ろ左輪、後ろ右輪のものであることを示す。
【００４０】
図１における荷重センサＥＣＵ３０につき説明する。車輪に印加されるＸ，Ｙ，Ｚ方向の３方向の前記各荷重Ｆx 、Ｆy 、Ｆz 、あるいはそれぞれの方向のモーメント荷重を算出するためには、少なくとも３つ以上のセンサ情報（センサユニット２０の出力信号）を用いた演算処理構成が必要となる。そこで、センサ信号演算手段３１は、複数（図示の例では上下左右の４個）のセンサユニット２０のセンサ信号を適宜の定められた処理方法で加工・信号処理して抽出した信号ベクトルを生成し、荷重演算処理手段３２がこの信号ベクトルを用いて荷重推定演算処理を実行し、各方向の印加荷重Ｆ（＝｛Fx, Fy, Fz, …｝ )を求める。
【００４１】
センサ信号演算手段３１は、前記信号ベクトルとして、例えば、平均処理や和分差分処理などを施した情報（SA, Sadd, Srms）を生成し、この信号を荷重推定演算手段３２へ入力する。荷重推定演算手段３２は、それらの情報から前記３軸方向の荷重（Ｆx 、Ｆy 、Ｆz ）を推定し、車両の協調制御や統合制御を行う上位ＥＣＵ３３へ出力する。
【００４２】
荷重推定演算手段３２による前記荷重の推定の演算は、センサ信号レベルに係わらずに一定の荷重演算処理手法に基づいて行うと、前述のように車輪のＦz 低荷重状態に陥っててセンサ信号レベルが低下してしまった場合に、接地荷重Ｆｚと軸方向荷重Ｆｙの分離が困難となり、荷重推定精度が悪化してしまう。そこで、この実施形態では、荷重推定演算手段３２に、前述の３軸方向の荷重の推定の演算を行う手段である荷重推定演算部３２ａの他に、低荷重状態判別部３２ｂを設け、低荷重状態判別部３２ｂによる判別結果に応じて、荷重推定演算部３２ａによる荷重演算処理手法を切り換えるようにしている。
【００４３】
低荷重状態判別部３２ｂは、図１２の例のように個々の車輪に対して設けられる場合、この低荷重状態判別部３２ｂを対応する対象車輪以外の、同じ車両における少なくとも１つ以上の車輪における検出荷重の情報を用いて、前記対象車輪が所定の低荷重状態に該当するか否かを判別する。前記対象車輪以外の車輪における検出荷重の情報は、その対象車輪以外の車輪に対して設けられた荷重演算処理手段３２の荷重推定演算部３２ａから取得する。この取得する検出荷重の情報は接地荷重Ｆｚ、または軸方向荷重Ｆｙ、または接地荷重Ｆｚと軸方向荷重Ｆｙの両方の値である。複数の荷重センサＥＣＵ３０間の通信は、互いに離れている場合は車内ＬＡＮにより、同じ配線基板上に設けられている場合はその配線基板の導体を介して行われる。このように、各車輪の荷重センサＥＣＵ３０は、互いに、低荷重状態判別部３２ｂが他の車輪の荷重センサＥＣＵ３０の荷重推定演算部３２ａの演算した検出荷重を評価値として低荷重状態に該当するか否かを判別する。
【００４４】
低荷重状態判別部３２ｂは、一つの対象車輪のみではなく、図１４の例のように、車両の全てのセンサ付車輪用軸受装置における低荷重状態を判別するものとした場合は、低荷重状態判別部３２ｂは、荷重推定演算部３２ａで演算した各車輪の接地荷重Ｆｚ等の検出荷重の情報から、少なくとも一つの車輪について低荷重状態であるかを判別し、その判別した情報を荷重推定演算部３２ａへ出力する。
【００４５】
荷重推定演算部３２ａは、上記図１２〜図１４のいずれの構成の場合においても、入力された検出荷重によって、接地荷重Ｆｚを通常の演算処理方法とするか、接地荷重Ｆｚの低荷重状態向けの演算処理方法とするかを選択する構成とする。なお、低荷重状態判別部３２ｂおよび荷重推定演算部３２ａは、それぞれ判別および荷重の演算を、次々と入力される新たなセンサ信号Ｓの入力等によって繰り返し行うが、荷重推定演算部３２ａは、例えば低荷重状態判別部３２ｂにより低荷重状態であるとの判定が成されている間のみ、低荷重状態向けの演算処理方法とし、低荷重状態から脱したときは通常の演算処理方法に戻す。
荷重推定演算部３２ａは、具体的には、ある車輪がＦｚ低荷重状態であると判別された場合は、図６に示すように、その車輪用の荷重推定演算部３２ａでＦｚ低荷重状態用に適した演算処理手法に切替えて３軸荷重（Ｆx 、Ｆy 、Ｆz ）を演算する構成とする。
荷重推定演算部３２ａでは、以下のいずれかの推定処理方法に切替える。
(1) Ｆz 低荷重状態の特性に合わせた荷重推定係数に切替える
(2) 軸受の信号レベルに合わせてセンサ信号Ｓの構成を最適化した荷重演算処理方法に切替える。
具体的には、荷重推定演算部３２ａは、次のように判別する。
【００４６】
Ｆz 低荷重状態の判別方法の具体例
(1) 反対輪の軸方向荷重Ｆｙ，接地荷重Ｆｚで判別
判別対象輪と左右反対側に位置する車輪（対象輪がＦＬ輪のとき反対輪はＦＲ輪）の荷重出力を利用してＦｚ低荷重状態を求める構成とする。
車両が平坦な路面を旋回走行するとき、車両のロールによって旋回内側の車輪では接地荷重Ｆｚが低負荷状態となり、反対に旋回外側の車輪の軸方向荷重Ｆｙ，接地荷重Ｆｚが高負荷状態となる。そこで、旋回内側の車輪がＦｚ低荷重状態となるような条件における、旋回外側の車輪の荷重状態を判別するための条件を閾値として設定する。
【００４７】
この場合、例えば図７に示すように、旋回外側となる反対輪の荷重出力があらかじめ設定した閾値（Ｆｙ閾値およびＦｚ閾値）を超えた場合には、旋回内側の判別対象輪がＦｚ低負荷状態であると判別することができる。この閾値の設定方法は、反対輪の接地荷重Ｆｚもしくは軸方向荷重Ｆｙのみを使用しても良いし、その両方を組み合わせても良い。単独荷重を使用した場合と比較して、両方を使用した場合の方がより正確な荷重状態判別を行うことができる。各荷重に対する閾値は、走行試験などの結果から最適な値を設定すればよい。
【００４８】
(2) 対角輪の軸方向荷重Ｆｙ，接地荷重Ｆｚで判別
判別対象輪と車両の対角位置にある車輪（対象輪がＦＬ輪のとき、対角輪はＦＲ輪となる）の荷重出力を利用して、Ｆｚ低荷重状態を求める構成とする。
平坦な路面を走行するとき、車両の総重量が走行中に変化しないと仮定すると、対角輪の接地荷重Ｆｚが同時に同じ方向に印加されることはない。同様に、車両の構造的に対角輪の軸方向荷重Ｆｙが同時に同じ方向に印加されることはない。（軸方向荷重Ｆｙの方向に注意（図１５））。また、前述の（1）で示した反対輪と同様に、旋回内側の車輪では接地荷重Ｆｚが低負荷状態となり、反対に旋回外側の車輪の軸方向荷重Ｆｙおよび接地荷重Ｆｚが高負荷状態となる。
したがって、(1) および図７に示した反対輪の情報を用いた手法と同様に、旋回内側にある対角輪の荷重出力があらかじめ設定した閾値を超えたときに判別対象輪がＦｚ低負荷状態であると判別することで接地荷重Ｆｚを通常の状態と分離することができる。
【００４９】
(3) 反対輪と対角輪の軸方向荷重Ｆｙ・接地荷重Ｆｚで判別
前記(2) に示した方法と同様に、判別対象輪の反対輪および対角輪の荷重出力を組み合わせて、Ｆｚ低荷重状態を求める構成としても良い。設定する閾値の自由度が上がって誤判別が減少するため、１輪だけの情報を利用して判別する場合よりも精度の高い状態判別が可能となる。
【００５０】
(4) 対角輪と判別対象輪の軸方向荷重Ｆｙ・接地荷重Ｆｚを用いて判別
判別対象輪と車両の対角位置にある車輪の荷重出力の相対関係を利用して、Ｆｚ低荷重状態を求める構成とする。前記(2) にも述べた通り、平坦な路面を走行するときは、判別対象輪と対角輪の２輪で同時に同じ方向（方向の定義に注意すること（図１５））に軸方向荷重Ｆｙまたは接地荷重Ｆｚが印加されることはない。
したがって、（図８に示すように）、Ｆｙ−Ｆｚ平面上に走行中の判別対象輪と対角輪の接地荷重Ｆｚ，軸方向荷重Ｆｙで表す点を描くとき、２点はステアリング中立（Ｆｙ＝０[N] ）で輪荷重が（Ｆｚ＝輪荷重）となる点（以後、原点）から点対称の位置にあることになる。ところが、Ｆｚ低荷重状態となった軸受の場合、検出された推定荷重値の誤差が大きくなる可能性があり、その場合にはこれら２点が点対称の位置から外れてしまう。
そこで、低荷重状態推定部を、２つの車輪の接地荷重Ｆｚ・軸方向荷重Ｆｙで表された２点を比較して、２点が点対称から崩れた場合にFz荷重が低荷重状態であると判別する構成とすることで、Ｆｚ低荷重状態を検出することができる。２点が点対称であるか否かの判別基準は、走行試験のデータなどから適切な範囲を求めればよい。
すなわち、前記低荷重状態判別部３２ｂは、前記軸方向荷重Ｆｙと接地荷重Ｆｚとを示すＦｙ−Ｆｚ平面において、ステアリング中立および輪荷重を原点として、対角にある２つの車輪の前記平面上の２点が点対称の位置から一定量ずれたときに、接地荷重Ｆｚが輪荷重より低い方の車輪を低荷重状態であると判別するようにする。これにより、より一層精度良く低荷重状態の判別が行える。
【００５１】
(5) ブレーキＯＮ／ＯＦＦ情報の利用
車両でブレーキが動作する場合には、センサ信号Ｓにブレーキ力による影響が重畳してしまうため、Ｆｙ−Ｆｚ平面における荷重分布の特性が変わってしまう。そこで、図９に示すように、ブレーキ信号のＯＮ／ＯＦＦ情報（Brake Info) を判別条件に加える構成としても良い。ブレーキの状態に合わせた閾値を用いることができるため、正確な荷重判別が実施できる。
ブレーキＯＮ／ＯＦＦ情報は、上位ＥＣＵ３３等から通信を利用して取得しても良いし、荷重推定演算部３２ａで推定した情報を用いても良い。荷重推定演算部３２ａでブレーキＯＮ／ＯＦＦを推定するには、例えば、荷重推定演算部３２ａでの演算結果である前後方向の荷重Ｆx を、予め設定しておいたしきい値と比較し、その比較結果からブレーキ状態を判別する。この場合、荷重推定演算部３２ａでは、ブレーキＯＮ・ＯＦＦの両方の場合についての荷重演算処理を同時に行っておき、得られた前後方向の荷重Ｆx の値（ブレーキＯＮまたはブレーキＯＦＦのどちらか、あるいは両方の値）を用いてブレーキ状態にあるかどうかを判断し、適切な演算結果を選択して出力すれば良い。なお、両方の値を用いて判断する場合には、両方の値の組合せとなるため、判断の精度が向上するという効果が得られる。このような構成により、車両側からブレーキ情報が提供されない状況においても、ブレーキ状態を判別して正確な荷重推定値を算出することができる。
【００５２】
(6) 補正処理部の導入
前後輪で取付け角度（トー角）が違っていた場合、対角輪のステアリング中立位置におけるFy荷重値が異なってしまう場合が発生する。したがって、前記(2) のような２輪を比較する手法において、各車輪を等価に扱うことができなくなる。また、前後輪でのサスペンションのジオメトリー等の違いが荷重出力に与える影響も無視できない。
そこで、図１０に示すように、荷重センサＥＣＵ３０に、各車輪における環境の違いを打ち消し安定して荷重値を求めるための補正処理部３２ｃを備えてもよい。車輪の周辺環境が異なった場合であっても、補正処理により等価とみなすことができるため、より高い精度で荷重判別を実施することができる。また、各車輪の環境の違いを緩和するための特殊なハードウェア等を使用することなく広い条件に対応可能となるため、コストが低減されて利便性も向上する。
【００５３】
ここで、図１１に示すように、補正処理部３２ｃが、処理に使用する輪荷重等の数値を保存する補正値保存部３２ｄを備える構成としても良い。補正値保存部３２ｄには、輪荷重のデフォルト値となる車両本体のみの輪荷重のほか、車両停止時、低速走行時、ステアリング角度が中立であって加速走行を行っている時、などの複数の走行条件下における輪荷重が保存できる構成としてもよい。そうすることで、補正処理部３２ｃでは（荷重推定演算部３２ａから入力される）荷重入力から求めた車両の走行状態に合わせて基準となる輪荷重を切替えて、乗員や荷物の配置、タイヤの違い等による影響を打ち消すことができるため、各車輪を等しく扱うことが可能となる。補正値保存部３２ｄは、例えば不揮発性メモリ（EEPROM）を荷重センサＥＣＵ３０の基板（図示せず）に設ける構成にすれば良い。
【００５４】
この実施形態のセンサ付車輪用軸受装置によると、このように、荷重検出用のセンサユニット２０を備えた車輪用軸受１００において、複数の車輪の荷重状態等から、それぞれの車輪の接地荷重Ｆｚが低荷重状態にあるか否かを判断する。すなわち、各車輪で検出された推定荷重は、低荷重状態判別部３２ｂへと入力され、得られた複数の荷重値を利用して特定の車輪がＦｚ低荷重状態であるかを推定する。Ｆｚ低荷重状態にあると推定された車輪については、荷重の算出方法を低荷重状態に適した方法に切り替えて、より誤差の少ない推定荷重を算出する。
【００５５】
この荷重の算出方法を低荷重状態に適した演算処理として荷重推定係数を切替える構成とした場合は、低荷重状態の特性に合わせて最適化した荷重推定係数を用いた荷重演算が可能となるため、荷重推定精度が向上する。
また、低荷重状態と判別された場合の演算処理として、入力するセンサ信号の数や種類などの構成を最適化した荷重演算処理方法に切替えるようにした場合は、Ｆｚ低荷重状態に最適な荷重推定演算処理が実施されるため、荷重推定精度を向上する。
【００５６】
上記実施形態の構成による効果を整理して示す。
・  複数輪の荷重出力をＦｚ低荷重判別のパラメータとして利用することによって、Ｆｚ荷重が著しく低い車輪、または浮きかけている車輪の状態を判別することができるため、そのような車輪においても高精度の荷重推定処理ができる。
・従来の荷重センサＥＣＵの出力のみを使用して、上記のような車輪のＦｚ低荷重状態を判別することができる。したがって、Ｆｚ低荷重状態を検出したり、そのような荷重状態でも感度よく荷重を検出するために追加のセンサを設けたりすることなく推定精度を向上させることができる。結果として、製造コストを増加することなく精度向上を実現することができる。
・  低荷重状態判別にブレーキＯＮ／ＯＦＦ情報を利用することによって、ブレーキ力が各荷重へ与える影響を回避できるため、より正確な状態判別ができる。
・  低荷重状態判別部３２ｂに、前後輪の取り付け角度（トー角）やサスペンション形状の違いを補正する補正処理部３２ｃと、補正で用いるパラメータを格納する補正値保存部３２ｄを設ける構成とすることで、異なる環境下にある車輪であっても等価に比較することができる。
・  判別対象輪がＦｚ低荷重状態であると判別されたときに荷重演算処理手法を切替えることで、よりＦｚ低荷重状態の特性に合わせた荷重推定が可能となる。
【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
２２Ａ，２２Ｂ…歪み検出部材
３０…荷重センサＥＣＵ
３１…センサ信号演算手段
３２…荷重演算処理手段
３２ａ…荷重推定演算部
３２ｂ…低荷重状態判別部
３２ｃ…補正処理部
３３…上位ＥＣＵ
１００…車輪用軸受
【図１】
2014119374.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014119374.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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