(57)【要約】【課題】ラジアル荷重を算出する為に利用する関係を表す零点及びゲイン特性の補正機能を備えた構造を実現する。【解決手段】図示しない演算装置に、第一の機能として、各センサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 の出力信号に基づいて、外輪１とハブ２との間に作用するラジアル荷重を算出する機能を持たせる。又、第二の機能として、車両情報に基づいて上記ラジアル荷重を推定する機能を持たせる。更に、第三の機能として、この第二の機能により推定した上記ラジアル荷重に基づいて、上記第一の機能により上記ラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する機能を持たせる。この様な構成を採用する事により、上記課題を解決する。【選択図】図９
2008267947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受ユニットと荷重測定装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、使用時に車両の懸架装置に支持固定された状態で回転しない静止側軌道輪と、複数個の転動体を介してこの静止側軌道輪と同心に支持され、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転するハブとを備えたものであり、
上記荷重測定装置は、上記静止側軌道輪と上記ハブとの間に作用するラジアル荷重が変化する事に伴いその出力信号を変化させるセンサと、このセンサの出力信号に基づいて上記ラジアル荷重を算出する演算装置とを備えたものである、
転がり軸受ユニットの荷重測定装置に於いて、
上記演算装置は、上記ラジアル荷重を算出する第一の機能に加えて、この第一の機能による方法以外の方法で上記ラジアル荷重又はこのラジアル荷重と相関関係がある状態量を推定する第二の機能と、この第二の機能により推定した上記ラジアル荷重又はこのラジアル荷重と相関関係がある状態量に基づいて、上記第一の機能により上記ラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する第三の機能とを備えている事を特徴とする転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項２】
荷重測定装置は、エンコーダと、センサ装置と、演算装置とを備え、
このうちのエンコーダは、ハブの一部に直接又は他の部材を介して支持固定されたもので、このハブと同心の被検出面を備え、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相若しくはピッチを、少なくともこの被検出面の幅方向一部分で、この幅方向に関して連続的に変化させており、
上記センサ装置は、１乃至複数個のセンサを備えたもので、この１乃至複数個のセンサの検出部を上記被検出面に対向させると共に、このうちの少なくとも１個のセンサの検出部を、上記被検出面のうちで、上記特性変化の位相若しくはピッチが幅方向に関して連続的に変化する部分に対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持固定されており、且つ、上記１乃至複数個のセンサはそれぞれ、上記被検出面のうち検出部を対向させた部分の特性変化に対応して出力信号を変化させるものであり、
上記演算装置は、第一の機能として、上記１乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報に基づいて、静止側軌道輪と上記ハブとの間に作用するラジアル荷重とアキシアル荷重とのうちの、少なくともこのラジアル荷重を算出する機能を有するものである、
請求項１に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項３】
エンコーダは、被検出面を周面に備えると共に、この被検出面のうち互いに軸方向に外れた２個所位置に第一、第二両特性変化部を備えたもので、これら第一、第二両特性変化部の特性が円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで変化すると共に、上記第一、第二両特性変化部のうちの少なくとも一方の特性変化部の特性変化の位相が軸方向に関し、他方の特性変化部と異なる状態で漸次変化しており、
センサ装置は、センサを４個以上備えたもので、このうちの１個のセンサの検出部を上記第一特性変化部に、別の１個のセンサの検出部を上記第二特性変化部に、残りの各センサの検出部を、それぞれ上記第一特性変化部又は上記第二特性変化部のうち他のセンサの検出部を対向させる部分に対して円周方向に離隔した部分に、それぞれ対向させており、
互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸から成る三次元直交座標系のうちのｙ軸を静止側軌道輪の中心軸に一致させた場合に、演算装置は、第一の機能として、それぞれが上記４個以上のセンサのうちから選択された２個のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差であって、且つ、互いに異なる２個ずつのセンサの組み合わせに関する５つの位相差に基づいて、上記静止側軌道輪に対する上記エンコーダの、ｘ軸方向の変位ｘと、ｙ軸方向の変位ｙと、ｚ軸方向の変位ｚと、ｘ軸周りの傾きφx と、ｚ軸周りの傾きφz とを、それぞれ求め、更にこれら各変位ｘ、ｙ、ｚ及び傾きφx 、φz に基づいて、上記静止側軌道輪とハブとの間に作用するラジアル荷重及びアキシアル荷重を算出する機能を有する、請求項２に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項４】
ハブに支持固定した車輪が駆動輪であり、第一の機能として、車両の前後方向のラジアル荷重を算出する機能を備えており、第二の機能として、車両のアクセル開度及び変速機の変速位置から、上記車両の前後方向のラジアル荷重と相関関係がある状態量である、上記駆動輪の駆動トルクを推定する機能を備えており、第三の機能として、上記第二の機能により推定した上記駆動トルクに基づいて、上記第一の機能により上記車両の前後方向のラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する機能を備えている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項５】
対象となる車両が、各駆動輪の駆動トルクの分配を制御可能な車両であり、第二の機能として、この車両の制御装置が認識している上記各駆動輪の駆動トルクの分配比を考慮しつつ、この車両のアクセル開度及び変速機の変速位置に基づいて、ハブに支持固定した駆動輪の駆動トルクを推定する機能を備えている、請求項４に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項６】
第三の機能として、車両のアクセル開度が０になった状態又は変速機がニュートラルになった状態を検知した場合に、第一の機能により車両の前後方向のラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点を補正する機能を備えている、請求項４〜５のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項７】
第一の機能として、車両の上下方向のラジアル荷重を算出する機能を備えており、第二の機能として、この車両に加わる横加速度と、同じくヨーレートと、この車両の操舵角とを含む、上記ラジアル荷重に影響する状態量から選択される１乃至複数の状態量と、上記車両の重量及び重心に関する情報とから、上記車両の上下方向のラジアル荷重を推定する機能を備えており、第三の機能として、上記第二の機能により推定した上記車両の上下方向のラジアル荷重に基づいて、上記第一の機能によりこの車両の上下方向のラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する機能を備えている、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項８】
第一の機能として、車両の上下方向のラジアル荷重とアキシアル荷重とを算出する機能を備えており、第二の機能として、上記第一の機能により算出した上記アキシアル荷重から、上記車両の上下方向のラジアル荷重を推定する機能を備えており、第三の機能として、上記第二の機能により推定した上記車両の上下方向のラジアル荷重に基づいて、上記第一の機能によりこの車両の上下方向のラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する機能を備えている、請求項２〜６のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項９】
演算装置が、追加の機能として、車両に加わる横加速度と、同じくヨーレートと、この車両の操舵角と、各車輪の回転速度とを含む、複数種類の状態量から選択される１乃至複数の状態量に基づいて、上記車両が過渡的な変化のない安定した走行状態にある事を検知した場合にのみ、第三の機能による補正を実行可能とする第四の機能を備えている、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、自動車等の車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪に加わる荷重の大きさを測定して、車両の安定走行確保の為の信号を得る為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型等の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車の走行安定性を確保する為に、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）、更には、電子制御式ビークルスタビリティコントロールシステム（ＥＳＣ）等の車両用走行安定化装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定化装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等を表す信号が必要になる。そして、より高度の制御を行なう為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重（例えばラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）の大きさを知る事が好ましい場合がある。
【０００３】
この様な事情に鑑みて、特許文献１には、特殊なエンコーダを使用して、転がり軸受ユニットに加わる荷重の大きさを測定する発明が記載されている。図１〜３は、この特許文献１に記載された構造ではないが、この特許文献１に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する従来構造の第１例を示している。この従来構造の第１例は、使用時にも回転しない静止側軌道輪である外輪１の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転するハブ２を、複数個の転動体３、３を介して、回転自在に支持している。これら各転動体３、３には、互いに逆向きの（図示の場合には背面組み合わせ型の）接触角と共に、予圧を付与している。尚、図示の例では、上記転動体３として玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用の軸受ユニットの場合には、玉に代えて円すいころを使用する場合もある。
【０００４】
又、上記ハブ２の軸方向中間部で１対の転動体列同士の間部分に、エンコーダ４を外嵌固定している。又、上記外輪１の軸方向中間部で１対の転動体列同士の間部分に１対のセンサ５ａ、５ｂを、それぞれの検出部を、被検出面である上記エンコーダ４の外周面に近接対向させた状態で支持している。
【０００５】
このうちのエンコーダ４は、磁性金属板製である。このエンコーダ４の軸方向中間部には、透孔６、６と柱部７、７とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これら各透孔６、６と各柱部７、７との境界は、上記被検出面の軸方向（幅方向）に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、上記被検出面の軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、上記各透孔６、６と上記各柱部７、７とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した「く」字形となっている。そして、上記境界の傾斜方向が互いに異なる、上記被検出面の軸方向外半部（軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側を言い、図１、９、１１の左側。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図１、９、１１の右側を、軸方向に関して「内」と言う。本明細書全体で同じ。）と軸方向内半部とのうち、軸方向外半部を第一特性変化部８とし、軸方向内半部を第二特性変化部９としている。尚、これら両特性変化部８、９を構成する各透孔は、図示の様に互いに連続した状態で形成しても良いし、互いに独立した状態で形成（各透孔を「ハ」字形に配置）しても良い。又、検出精度は劣るが、上記両特性変化部８、９のうちの何れか一方の特性変化部の境界のみを軸方向に対し傾斜させ、他方の特性変化部の境界を軸方向と平行にする事もできる。
【０００６】
又、上記両センサ５ａ、５ｂはそれぞれ、永久磁石と、検出部を構成する、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子とから成る。そして、これら両センサ５ａ、５ｂのうち、軸方向外側のセンサ５ａの検出部を上記第一特性変化部８に、軸方向内側のセンサ５ｂの検出部を上記第二特性変化部９に、それぞれ近接対向させている。これら両センサ５ａ、５ｂの検出部が上記両特性変化部８、９に対向する位置は、円周方向に関して同じ位置（図示の例では下端部）としている。又、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用しない、中立状態で、上記各透孔６、６及び柱部７、７の軸方向中間部で円周方向に関して最も突出した部分（境界の傾斜方向が変化する部分）が、上記両センサ５ａ、５ｂの検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の設置位置を規制している。
【０００７】
上述の様に構成する転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用（これら外輪１とハブ２とがアキシアル方向に相対変位）すると、上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用していない、中立状態では、上記両センサ５ａ、５ｂの検出部は、図３の（Ａ）の実線イ、イ上、即ち、上記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。これに対して、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図３の（Ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ５ａ、５ｂの検出部は、図３の（Ａ）の破線ロ、ロ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号の位相は、同図の（Ｂ）に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図３の（Ａ）で上向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ５ａ、５ｂの検出部は、図３の（Ａ）の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様に、上記（Ｂ）の場合とは逆方向にずれる。
【０００８】
上述の様に、先発明の構造の第１例の場合には、上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号の位相が、上記外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重の作用方向（これら外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の方向）に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重（相対変位）により上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重（相対変位）が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその向き及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。
【０００９】
尚、実際には、上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号同士の間に存在する位相差比（位相差／１周期、請求項２に記載した「１乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報」）に基づいて、上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する。又、この場合に、このアキシアル荷重は、上記位相差比から上記アキシアル方向の相対変位を求めた後に、このアキシアル方向の相対変位に基づいて算出する事もできるし、上記位相差比に基づいて直接算出する事もできる。何れにしても、この算出処理は、図示しない演算装置により行なう。この為、この演算装置のメモリ中には、予め理論計算や実験により調べておいた、上記位相差比と上記アキシアル方向の相対変位との関係並びにこのアキシアル方向の相対変位と上記アキシアル荷重との関係、又は、上記位相差比とこのアキシアル荷重との関係を表す、式或はマップを記憶させておく。
【００１０】
次に、図４は、やはり特許文献１に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する従来構造の第２例を示している。この従来構造の第２例の場合、ハブ２（図１参照）に対し同心に支持固定したエンコーダ４ａは、上述の図１〜３に示した円筒状のエンコーダ４を円輪状にした如き構成を有する。そして、この円輪状のエンコーダ４ａの側面に設けた被検出面の径方向内半部（第一特性変化部８ａ）と径方向外半部（第二特性変化部９ａ）とに、外輪１（図１参照）等の静止部材に支持した１対のセンサ５ａ、５ｂの検出部を、上記被検出面の幅方向（径方向）にずらせた状態で対向させている。この様な従来構造の第２例によれば、上述した従来構造の第１例の場合と同様の原理で、上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号同士の間に存在する位相差（位相差比）に基づいて、上記外輪１と上記ハブ２とのラジアル方向（上記両センサ５ａ、５ｂの検出部の配設方向）の相対変位、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用するラジアル荷重を求められる。又、仮想線（二点鎖線）で示す様に、上記第一、第二両特性変化部８、９のうち、上記１対のセンサ５ａ、５ｂの検出部を対向させた部分から、中立状態で円周方向に９０度ずれた位置に、それぞれ別の１対のセンサ５ｃ、５ｄの検出部を対向させれば、これら各１対のセンサ５ａ、５ｂ（５ｃ、５ｄ）の出力信号同士の間に存在する位相差（位相差比）に基づいて、互いに直交する２方向（例えば、車両の前後方向と上下方向との２方向）のラジアル相対変位及びラジアル荷重を求められる。
【００１１】
次に、図５は、やはり特許文献１に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する従来構造の第３例を示している。この従来構造の第３例の場合、ハブ２（図１参照）に対し同心に支持固定した、磁性金属板製で円輪状のエンコーダ４ｂは、径方向中間部に透孔６ｂ、６ｂと柱部７ｂ、７ｂとを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これら各透孔６ｂ、６ｂと各柱部７ｂ、７ｂとの境界はそれぞれ、上記エンコーダ４ｂの側面（被検出面）の幅方向（径方向）に対し、同方向に同じ角度だけ傾斜させている。そして、外輪１（図１参照）等の静止部材に支持した１対のセンサ５ａ、５ｂの検出部を、上記被検出面の径方向反対側となる２個所位置に対向させている。この様に構成する従来構造の第３例によれば、やはり上記両センサ５ａ、５ｂの出力信号同士の間に存在する位相差（位相差比）に基づいて、上記外輪１と上記ハブ２とのラジアル方向（上記両センサ５ａ、５ｂの検出部の配設方向）の相対変位、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用するラジアル荷重を求められる。又、仮想線（二点鎖線）で示す様に、上記被検出面のうち、上記１対のセンサ５ａ、５ｂの検出部を対向させた部分から、中立状態で円周方向に９０度ずれた位置に、それぞれ別の１対のセンサ５ｃ、５ｄの検出部を対向させれば、これら各１対のセンサ５ａ、５ｂ（５ｃ、５ｄ）の出力信号同士の間に存在する位相差（位相差比）に基づいて、互いに直交する２方向（例えば、車両の前後方向と上下方向との２方向）のラジアル相対変位及びラジアル荷重を求められる。
【００１２】
次に、図６は、やはり特許文献１に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する従来構造の第４例を示している。この従来構造の第４例の場合、ハブ２（図１参照）に対し同心に支持固定した、磁性金属板製で円輪状のエンコーダ４ｃは、径方向中間部に透孔６ｃ、６ｃと柱部７ｃ、７ｃとを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これら各透孔７ｃ、７ｃはそれぞれ、軸方向から見た形状を台形として、それぞれの円周方向に関する幅寸法を、径方向に関して漸次変化させている。そして、外輪１（図１参照）等の静止部材に支持した１個のセンサ５ａの検出部を、被検出面である、上記エンコーダ４ｃの側面の円周方向一部分に対向させている。この様に構成する従来構造の第３例の場合、ラジアル荷重に基づいて上記外輪１と上記ハブ２とがラジアル方向（上記エンコーダ４ｃの中心と上記センサ５ａの検出部とを結ぶ方向）に相対変位すると、上記センサ５ａの出力信号のデューティ比（高電位継続時間／１周期、請求項２に記載した「１乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報」）が変化する。従って、上記デューティ比に基づいて、上記外輪１と上記ハブ２とのラジアル方向の相対変位、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用するラジアル荷重を求められる。又、仮想線（二点鎖線）で示す様に、上記被検出面のうち、上記１個のセンサ５ａの検出部を対向させた部分から、中立状態で円周方向に９０度ずれた位置に、別の１個のセンサ５ｂの検出部を対向させれば、これら各センサ５ａ、５ｂの出力信号のデューティ比に基づいて、互いに直交する２方向（例えば、車両の前後方向と上下方向との２方向）のラジアル相対変位及びラジアル荷重を求められる。
【００１３】
次に、図７〜８は、特許文献２に記載されている、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する従来構造の第５〜６例を示している。これら従来構造の第５〜６例の場合、ハブ２（図１参照）に対し同心に支持固定したエンコーダ４ｄは、第一、第二両特性変化部８ｂ、９ｂを構成する各透孔６ｄ、６ｅを、これら第一、第二両特性変化部８ｂ、９ｂ同士で互いに独立した状態で形成（上記各透孔６ｄ、６ｅを「ハ」字形に配置）している。又、これら従来構造の第３〜４例の場合、それぞれの検出部を上記第一、第二両特性変化部８ｂ、９ｂの円周方向同位置（図示の例では下端部）に対向させた第一、第二のセンサ５ａ、５ｂに加えて、第三のセンサ５ｃを備えている。この第三のセンサ５ｃの検出部は、上記第二特性変化部９ｂのうち、中立状態で、上記第二のセンサ５ｂの検出部を対向させた位置から円周方向に９０度ずれた位置に対向させている。更に、図８に示した従来構造の第４例の場合には、上記第一〜第三のセンサ５ａ〜５ｃに加えて、第四のセンサ５ｄを備えている。この第四のセンサ５ｄの検出部は、上記第二特性変化部９ｂのうち、中立状態で、上記第三のセンサ５ｃの検出部を対向させた位置から円周方向に１８０度ずれた位置に対向させている。
【００１４】
上述の様に構成する従来構造の第５〜６例の場合には、上記３個のセンサ５ａ〜５ｃ（図７に示した従来構造の第５例の場合）又は上記４個のセンサ５ａ〜５ｄ（図８に示した従来構造の第６例の場合）の出力信号同士の間に存在する位相差（位相差比）に基づいて、外輪１とハブ２（図１参照）とのアキシアル方向の相対変位（これら外輪１とハブ２との間に作用するアキシアル荷重）だけでなく、車両の前後方向と上下方向とのうちの何れか一方（図７に示した従来構造の第５例の場合）又は双方（図８に示した従来構造の第６例の場合）に関する、上記外輪１とハブ２とのラジアル方向の相対変位（これら外輪１とハブ２との間に作用するラジアル荷重）も求められる。尚、この点に就いての詳しい説明は、上記特許文献２に記載されており、本発明の特徴部分に関する説明でもない為、省略する。
【００１５】
次に、図９〜１２は、特願２００６−３４５８４９に開示されている、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する先発明の構造の１例を示している。この先発明の構造は、転がり軸受ユニット１０に、荷重測定装置１１を組み込んで成る。このうちの転がり軸受ユニット１０の構造は、前述の図１に示した従来構造の第１例と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。又、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸から成る三次元座標系を考えた場合に、上記転がり軸受ユニット１０を構成する、静止側軌道輪である外輪１の中心軸（横方向軸）をｙ軸とし、車両の上下方向軸をｚ軸とし、車両の前後方向軸をｘ軸として、以下の説明を行なう。
【００１６】
上記荷重測定装置１１は、上記転がり軸受ユニット１０を構成するハブ２の内端部に外嵌固定された１個のエンコーダ４と、上記外輪１の内端開口部に被着されたカバー１２に支持固定された６個のセンサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2 と、図示しない演算装置とを備える。このうちのエンコーダ４の構造は、やはり上述の図１〜３に示した従来構造の第１例とほぼ同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。又、上記６個のセンサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2 はそれぞれ、永久磁石と、検出部を構成するホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子とから成る。この様な６個のセンサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2 は、被検出面である、上記エンコーダ４の外周面内端寄り部分の円周方向等間隔の３個所と対向する位置に、それぞれ２個ずつ配置している。具体的には、図１２に示す様に円周方向位置（角度）θを設定した場合に、θ＝０度の位置に、第一のセンサ組を構成する２個のセンサ５ａ1 、５ａ2 を、θ＝１２０度の位置に、第二のセンサ組を構成する２個のセンサ５ｂ1 、５ｂ2 を、θ＝２４０度の位置に、第三のセンサ組を構成する２個のセンサ５ｃ1 、５ｃ2 を、それぞれ配置している。
【００１７】
そして、上記各センサ組を構成する２個ずつのセンサのうちの一方のセンサ５ａ1 、５ｂ1 、５ｃ1 の検出部を、上記被検出面の軸方向外半部である第一特性変化部８に、他方のセンサ５ａ2 、５ｂ2 、５ｃ2 の検出部を、上記被検出面の軸方向内半部である第二特性変化部９に、それぞれ対向させている。外力が作用しない状態、即ち、上記外輪１とハブ２とが中立状態（互いの中心軸が一致し、アキシアル方向の変位も生じていない状態）にある場合に、上記各センサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2 の検出部は、それぞれ上記第一特性変化部８或は上記第二特性変化部９の幅方向中央部に対向する。又、中立状態で、同じセンサ組を構成する１対のセンサ５ａ1 （５ｂ1 、５ｃ1 ）、５ａ2 （５ｂ2 、５ｃ2 ）の検出部が上記両特性変化部８、９に対向する円周方向位置（角度）θは、互いに一致する。従って、先発明の構造の場合、同じセンサ組を構成する１対のセンサ５ａ1 （５ｂ1 、５ｃ1 ）、５ａ2 （５ｂ2 、５ｃ2 ）の出力信号同士の間に存在する初期位相差（中立状態での位相差）は、それぞれ０となる。更に、先発明の構造の場合には、異なるセンサ組を構成する（異なる円周方向位置θに存在する）センサ間の初期位相差も、それぞれ０となる様に、上記両特性変化部８、９の特性変化のピッチ（１周期の円周方向長さ）Ｐを規制している。
【００１８】
上述の様に構成する先発明の構造の場合、車輪を介して転がり軸受ユニット１０に外力が作用する事に伴い、上記外輪１（上記各センサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2 の検出部）と上記ハブ２（上記エンコーダ４の被検出面）との間の位置関係がずれると、これに応じて、上記各センサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2 の出力信号の位相が変化する。ここで、この場合の各センサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2 の出力信号の位相の変化量（自己位相差）を、自己位相差比（自己位相差／１周期）で表す事にする。具体的には、上記各センサ組を構成する１対のセンサ５ａ1 （５ｂ1 、５ｃ1 ）、５ａ2 （５ｂ2 、５ｃ2 ）のうち、軸方向外側（ｏｕｔ側）に存在する一方のセンサ５ａ1 （５ｂ1 、５ｃ1 ）に関する自己位相差比を、それぞれεout （θ）（θ＝０度、１２０度、２４０度）で表し、軸方向内側（ｉｎ側）に存在する他方のセンサ５ａ2 （５ｂ2 、５ｃ2 ）に関する自己位相差比を、それぞれεin（θ）（θ＝０度、１２０度、２４０度）で表す。又、上記外輪１に対する上記エンコーダ４の、ｘ軸方向の変位をｘとし、ｙ軸方向の変位をｙとし、ｚ軸方向の変位をｚとし、ｘ軸周りの傾きをφx とし、ｚ軸周りの傾きをφz とする。
【００１９】
この場合に、上記各自己位相差比εout （θ）、εin（θ）と、上記各変位ｘ、ｙ、ｚ及び傾きφx 、φz との間には、それぞれ次の（１）式及び（２）式の関係が成立する。
【数１】
2008267947.tif 000003
【数２】
2008267947.tif 000004
尚、これら（１）式及び（２）式の右辺中の各記号の意味は、以下の通りである。
Ｐ：上記第一、第二各特性変化部８、９の特性変化のピッチ（１周期の円周方向長さ）
α：上記第一、第二各特性変化部８、９に存在する特性境界の、軸方向に対する傾斜角度（先発明の構造の場合には、４５度）
Ｒ：上記第一、第二各特性変化部８、９（被検出面）の半径
δ：上記各センサ組を構成する１対のセンサ５ａ1 （５ｂ1 、５ｃ1 ）、５ａ2 （５ｂ2 、５ｃ2 ）の検出部の中心同士の、軸方向に関する間隔（ピッチ２δ）の１／２
【００２０】
従って、第一のセンサ組を構成する各センサ５ａ1 、５ａ2 に関する自己位相差比εout （０）、εin（０）はそれぞれ、上記（１）式及び（２）式に、θ＝０度、α＝４５度を代入して、
【数３】
2008267947.tif 000005
【数４】
2008267947.tif 000006
となる。
又、第二のセンサ組を構成する各センサ５ｂ1 、５ｂ2 に関する自己位相差比εout （１２０）、εin（１２０）はそれぞれ、上記（１）式及び（２）式に、θ＝１２０度、α＝４５度を代入して、
【数５】
2008267947.tif 000007
【数６】
2008267947.tif 000008
となる。
又、第三のセンサ組を構成する各センサ５ｃ1 、５ｃ2 に関する自己位相差比εout （２４０）、εin（２４０）はそれぞれ、上記（１）式及び（２）式に、θ＝２４０度、α＝４５度を代入して、
【数７】
2008267947.tif 000009
【数８】
2008267947.tif 000010
となる。
【００２１】
従って、第一のセンサ組を構成する１対のセンサ５ａ1 、５ａ2 の出力信号同士の間に存在する位相差（相互位相差）は、相互位相差比（相互位相差／１周期）で表すと、
【数９】
2008267947.tif 000011
となる。
又、第二のセンサ組を構成する１対のセンサ５ｂ1 、５ｂ2 の出力信号同士の間に存在する位相差（相互位相差）は、相互位相差比で表すと、
【数１０】
2008267947.tif 000012
となる。
又、第三のセンサ組を構成する１対のセンサ５ｃ1 、５ｃ2 の出力信号同士の間に存在する位相差（相互位相差）は、相互位相差比で表すと、
【数１１】
2008267947.tif 000013
となる。
【００２２】
更に、ここで、互いに異なるセンサ組を構成する（異なる円周方向位置θに存在する）、２個のセンサ間の位相差（相互位相差）を、２通り、それぞれ相互位相差比で表す。尚、ここで採用する２個のセンサの組み合わせは、２通りとも、ｏｕｔ側とｉｎ側とのうちの、互いに異なる側の２個のセンサの組み合わせでも良いし、互いの同じ側の２個のセンサの組み合わせでも良い。ここでは、２通りとも、互いに同じ側（ｏｕｔ側）の２個のセンサの組み合わせ（センサ５ａ1 、５ｂ1 の組み合わせ、及び、センサ５ａ1 、５ｃ1 の組み合わせ）を採用する。これら２通りの２個のセンサ間の相互位相差比は、それぞれ以下の通りである。
【数１２】
2008267947.tif 000014
【数１３】
2008267947.tif 000015
【００２３】
以上の様に、先発明の構造の場合には、５つの未知数（変位ｘ、ｙ、ｚ及び傾きφx 、φz ）に対して５個の関係式｛（９）〜（１３）式｝を得られるから、上記５つの未知数（ｘ、ｙ、ｚ、φx 、φz ）を、解析的に求める事ができる。即ち、上記５個の関係式｛（９）〜（１３）式｝を行列で表示すると、
【数１４】
2008267947.tif 000016
となり、これを上記５つの未知数（ｘ、ｙ、ｚ、φx 、φz ）に就いての式に書き換えると、
【数１５】
2008267947.tif 000017
となる。この（１５）式の右辺中、Ｐ、Ｒ、δは、前記α（＝４５度）と同様、何れも先発明の構造により決まる定数である。又、５つの相互位相差比「εin（０）−εout （０）」、「εin（１２０）−εout （１２０）」、「εin（２４０）−εout （２４０）」、「εout （１２０）−εout （０）」、「εout （２４０）−εout （０）」は、上記６個のセンサ５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2 の出力信号に基づいて求められる。従って、前述した図示しない演算装置に、上記（１５）式の右辺を計算させれば、この（１５）式の左辺の５つの未知数（ｘ、ｙ、ｚ、φx 、φz ）を算出できる。
【００２４】
又、上記５自由度変位（ｘ、ｙ、ｚ、φx 、φz ）と、これらに対応する、前記外輪１とハブ２との間に作用する５外力成分（ｘ軸方向の荷重Ｆｘ、ｙ軸方向の荷重Ｆｙ、ｚ軸方向の荷重Ｆｚ、ｘ軸周りのモーメントＭｘ、ｚ軸周りのモーメントＭｚ）との間には、対象となる転がり軸受ユニット１０の剛性等により定まる、所定の関係がある。そして、この所定の関係は、転がり軸受ユニットの分野で広く知られている弾性接触理論等に基づいて計算により求められる他、実験によっても求められる。従って、上記演算装置のメモリ中に、上記所定の関係を表した式やマップを記憶させておけば、上記５自由度変位（ｘ、ｙ、ｚ、φx 、φz ）に基づいて上記５外力成分（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｘ、Ｍｚ）を求められる。
【００２５】
尚、上述した先発明の構造と同様の手法で５自由度変位（ｘ、ｙ、ｚ、φx 、φz ）を算出する場合には、センサは４個以上設ければ足りる（必ずしも６個設ける必要はない）。この理由は、センサを４個以上設ければ、上記５自由度変位（ｘ、ｙ、ｚ、φx 、φz ）を算出するのに必要な５つの位相差（位相差比）を得られる為である。又、第一、第二両特性変化部に対し、センサの検出部がそれぞれ１個以上対向していれば、これら第一、第二両特性変化部に対向させるセンサの数は、必ずしも同数とする必要はない。又、これら第一、第二両特性変化部に対向させるセンサの検出部の円周方向位置は、これら両特性変化部同士で必ずしも一致させる必要はない。更に、上記４個以上のセンサの出力信号同士の間の初期位相差は、０以外としても良い。例えば、この初期位相差を１８０度（初期位相差比を０．５）に近づければ、上記各センサ間で、出力信号のパルスエッジタイミングが逆転する（所謂追い越しが起こる）事を防止できる。この為、この逆転の有無を見張る事なく、上記各位相差（位相差比）を正常に検出できる。
【００２６】
尚、上述した各従来構造及び先発明の構造の場合には、エンコーダを単なる磁性材製とすると共に、このエンコーダの被検出面に設ける第一特性部を透孔とし、第二特性部を柱部とする構成を採用している。これに対し、エンコーダを永久磁石製とすると共に、このエンコーダの被検出面に設ける第一特性部をＳ極とし、第二特性部をＮ極とする構成を採用する事もできる。この様な構成を採用する場合には、センサ側に永久磁石を組み込む必要はない。
【００２７】
ところで、上述した様な各従来構造及び先発明の構造の場合、演算装置のメモリ中に記憶させておく関係（位相差比又はデューティ比と変位との関係、変位と外力との関係、位相差比又はデューティ比と外力との関係）を表す、零点及びゲイン特性は、転がり軸受ユニットの剛性や中立状態でのエンコーダとセンサとの位置関係の変化に伴って、変化する。この為、上記外力を正確に算出できる様にすべく、上記零点及びゲイン特性の変化が発生した場合には、随時、この変化の影響をなくす処置を施す事が好ましい。この様な事情に鑑みて、本発明者は先に、アキシアル荷重を算出する為に利用する関係を表す零点及びゲイン特性の補正機能を備えた構造を発明した（特願２００７−２４０４０）。但し、ラジアル荷重を算出する為に利用する関係を表す零点及びゲイン特性の補正機能を備えた構造に就いては、今まで発明するに至っていなかった。
【００２８】
【特許文献１】特開２００６−３１７４２０号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、上述の様な事情に鑑み、ラジアル荷重を算出する為に利用する関係を表す零点及びゲイン特性の補正機能を備えた構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、転がり軸受ユニットと、荷重測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、使用時に車両の懸架装置に支持固定された状態で回転しない静止側軌道輪と、複数個の転動体を介してこの静止側軌道輪と同心に支持され、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転するハブとを備える。
又、上記荷重測定装置は、上記静止側軌道輪と上記ハブとの間に作用するラジアル荷重が変化する事に伴いその出力信号を変化させるセンサと、このセンサの出力信号に基づいて上記ラジアル荷重を算出する演算装置とを備える。
特に、本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置に於いては、上記演算装置は、上記ラジアル荷重を算出する第一の機能に加えて、第二、第三の機能を備える。
このうちの第二の機能は、上記第一の機能による方法以外の方法で、上記ラジアル荷重又はこのラジアル荷重と相関関係がある状態量を推定する機能である。
又、上記第三の機能は、上記第二の機能により推定した上記ラジアル荷重又はこのラジアル荷重と相関関係がある状態量に基づいて、上記第一の機能により上記ラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する機能である。
【００３１】
上述の請求項１に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項２に記載した構造を採用できる。
この請求項２に記載した構造の場合には、例えば、前述の図４〜８に示した各従来構造、及び、図９〜１２に示した先発明の構造の場合と同様、荷重測定装置は、エンコーダと、センサ装置と、演算装置とを備える。
このうちのエンコーダは、ハブの一部に直接又は他の部材を介して支持固定されたもので、このハブと同心の被検出面を備える。そして、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相若しくはピッチを、少なくともこの被検出面の幅方向一部分で、この幅方向に関して連続的に変化させている。
又、上記センサ装置は、１乃至複数個のセンサを備えたもので、この１乃至複数個のセンサの検出部を上記被検出面に対向させると共に、このうちの少なくとも１個のセンサの検出部を、上記被検出面のうちで、上記特性変化の位相若しくはピッチが幅方向に関して連続的に変化する部分に対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持固定している。又、上記１乃至複数個のセンサはそれぞれ、上記被検出面のうち検出部を対向させた部分の特性変化に対応して出力信号を変化させる。
又、上記演算装置は、第一の機能として、上記１乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報に基づいて、静止側軌道輪と上記ハブとの間に作用するラジアル荷重とアキシアル荷重とのうちの、少なくともこのラジアル荷重を算出する機能を有する。
【００３２】
又、上述の請求項２に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項３に記載した構造を採用できる。
この請求項３に記載した構造の場合には、例えば、前述の図９〜１２に示した先発明の構造の場合と同様、エンコーダは、被検出面を周面に備えると共に、この被検出面のうち互いに軸方向に外れた２個所位置に第一、第二両特性変化部を備える。そして、これら第一、第二両特性変化部の特性が円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで変化すると共に、上記第一、第二両特性変化部のうちの少なくとも一方の特性変化部の特性変化の位相が軸方向に関し、他方の特性変化部と異なる状態で漸次変化している。
又、センサ装置は、センサを４個以上備えたもので、このうちの１個のセンサの検出部を上記第一特性変化部に、別の１個のセンサの検出部を上記第二特性変化部に、残りの各センサの検出部を、それぞれ上記第一特性変化部又は上記第二特性変化部のうち他のセンサの検出部を対向させる部分に対して円周方向に離隔した部分に、それぞれ対向させている。
又、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸から成る三次元直交座標系のうちのｙ軸を静止側軌道輪の中心軸に一致させた場合に、演算装置は、第一の機能として、それぞれが上記４個以上のセンサのうちから選択された２個のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差であって、且つ、互いに異なる２個ずつのセンサの組み合わせに関する５つの位相差に基づいて、上記静止側軌道輪に対する上記エンコーダの、ｘ軸方向の変位ｘと、ｙ軸方向の変位ｙと、ｚ軸方向の変位ｚと、ｘ軸周りの傾きφx と、ｚ軸周りの傾きφz とを、それぞれ求め、更にこれら各変位ｘ、ｙ、ｚ及び傾きφx 、φz に基づいて、上記静止側軌道輪とハブとの間に作用するラジアル荷重及びアキシアル荷重を算出する機能を有する。
【００３３】
又、上述の請求項１〜３に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項４に記載した様に、ハブに支持固定した車輪を駆動輪とする。又、第一の機能として、車両の前後方向のラジアル荷重を算出する機能を備えさせる。又、第二の機能として、車両のアクセル開度（尚、エンジンの燃料噴射量やスロットルバルブの変位量等のエンジン状態量は、このアクセル開度と等価である。）及び変速機（手動、自動を問わない）の変速位置から、上記車両の前後方向のラジアル荷重と相関関係がある状態量である、上記駆動輪の駆動トルクを推定する機能を備えさせる。尚、この機能による推定は、安定した走行状態（平坦路での直進且つ定速走行状態）に近づく程、より正確に行なえる。更に、第三の機能として、上記第二の機能により推定した上記駆動トルクに基づいて、上記第一の機能により上記車両の前後方向のラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する機能を備えさせる。
【００３４】
尚、上記駆動輪の駆動トルクと、上記車両の前後方向のラジアル荷重との間には、相関関係（比例関係）がある。この為、上記第三の機能として、上述の請求項４に記載した様な機能｛例えば、上記相関関係を考慮して、上記第二の機能により推定した駆動トルクと、上記第一の機能により算出した前後方向のラジアル荷重とを比較し、この結果、両者の（上記相関関係を考慮した）値が不一致である場合に、上記第一の機能により前後方向のラジアル荷重を算出する為に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を、上記不一致がなくなる状態になる様に補正する機能｝を備えさせる事ができる。
【００３５】
又、上述の請求項４に記載した発明を実施する場合であって、且つ、対象となる車両を、各駆動輪の駆動トルクの分配を制御可能な車両（例えば、前後輪の駆動トルク可変式の４ＷＤ車や、電子制御式デファレンシャルギヤを設けた２ＷＤ車）とする場合に、好ましくは、請求項５に記載した様に、第二の機能として、上記車両の制御装置が認識している上記各駆動輪の駆動トルクの分配比を考慮しつつ、この車両のアクセル開度及び変速機の変速位置に基づいて、ハブに支持固定した駆動輪の駆動トルクを推定する機能を備えさせる。この様な機能を備えさせる理由は、上記駆動トルクをより精度良く推定できる様にする為である。
【００３６】
又、上述の請求項４〜５に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項６に記載した様に、第三の機能として、車両のアクセル開度が０になった状態（例えば、車両を、トップギヤ等、大きなエンジンブレーキが作用しない条件下で惰性走行させている状態）又は変速機がニュートラルになった状態（例えば、エンジンブレーキを作用させずに車両を惰性走行させている状態）を検知した場合に、第一の機能により車両の前後方向のラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点を補正する機能｛例えば、当該関係が変位と荷重との関係である場合には、当該関係の変位の零点を、上記アクセル開度が０の状態或は上記変速機がニュートラルの状態を検知した際に於ける、実際の変位の値に置き換える補正を行なう機能、又は、上記アクセル開度が０の状態或は上記変速機がニュートラルの状態を検知した際に算出された荷重を補正値として、当該関係の荷重の零点を補正する機能（当該関係を利用して求めた荷重の算出値から上記補正値を差し引いた値を、最終的な荷重の算出値とする機能）｝を備えさせる。
【００３７】
又、上述の請求項１〜６に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項７に記載した様に、第一の機能として、車両の上下方向のラジアル荷重を算出する機能を備えさせる。又、第二の機能として、この車両に加わる横加速度と、同じくヨーレートと、この車両の操舵角とを含む、上記ラジアル荷重に影響する状態量から選択される１乃至複数の状態量と、上記車両の重量及び重心に関する情報とから、上記車両の上下方向のラジアル荷重を推定する機能を備えさせる。尚、この機能による推定は、安定した走行状態（平坦路での直進且つ定速走行状態）に近づく程、より正確に行なえる。更に、第三の機能として、上記第二の機能により推定した上記車両の上下方向のラジアル荷重に基づいて、上記第一の機能によりこの車両の上下方向のラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する機能（例えば、上記第二の機能により推定した上下方向のラジアル荷重と、上記第一の機能により算出した上下方向のラジアル荷重とを比較し、この結果、両値が不一致である場合に、上記第一の機能により上下方向のラジアル荷重を算出する為に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を、上記不一致がなくなる状態になる様に補正する機能）を備えさせる。
【００３８】
又、上述の請求項２〜６に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項８に記載した様に、第一の機能として、車両の上下方向のラジアル荷重とアキシアル荷重とを算出する機能を備えさせる。又、第二の機能として、上記第一の機能により算出した上記アキシアル荷重から、上記車両の上下方向のラジアル荷重を推定する機能を備えさせる。尚、これらアキシアル荷重と上下方向のラジアル荷重との間には相関関係がある為、このアキシアル荷重から、この上下方向のラジアル荷重を推定できる。この推定は、安定した走行状態に近づく程、より正確に行なえる。更に、第三の機能として、上記第二の機能により推定した上記車両の上下方向のラジアル荷重に基づいて、上記第一の機能によりこの車両の上下方向のラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正する機能（例えば、上記第二の機能により推定した上下方向のラジアル荷重と、上記第一の機能により算出した上下方向のラジアル荷重とを比較し、この結果、両値が不一致である場合に、上記第一の機能により上下方向のラジアル荷重を算出する為に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を、上記不一致がなくなる状態になる様に補正する機能）を備えさせる。
【００３９】
又、上述の請求項１〜８に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項９に記載した様に、演算装置に、追加の機能として、第四の機能を備えさせる。この第四の機能は、車両に加わる横加速度と、同じくヨーレートと、この車両の操舵角と、各車輪の回転速度とを含む、複数種類の状態量から選択される１乃至複数の状態量に基づいて、上記車両が過渡的な変化のない安定した走行状態にある事を検知した場合にのみ、第三の機能による補正を実行可能とする機能である。この様な機能を備えさせる理由は、上記車両が過渡的な変化のない安定した走行状態にある場合には、第二の機能による推定を十分正確に行える為であり、結果として、第三の機能による補正を的確に行なえる為である。
【発明の効果】
【００４０】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合には、経年変化等により、第一の機能によりラジアル荷重を算出する際に利用する関係（例えば、位相差比又はデューティ比と変位との関係、変位とラジアル荷重との関係、位相差比又はデューティ比とラジアル荷重との関係）を表す、零点及びゲイン特性の変化が発生した場合でも、第二、第三の機能により、これら零点及びゲイン特性を補正できる。この為、上記径年変化等に拘らず、第一の機能によりラジアル荷重を正確に測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の要点は、車両の車輪を懸架装置に対して回転可能に支持する転がり軸受ユニットの荷重測定装置に於いて、この荷重測定装置を構成する演算装置がラジアル荷重を算出する際に利用する関係の零点とゲイン特性とのうちの少なくとも一方を補正できる様にする点にある。対象となる転がり軸受ユニットの荷重測定装置に就いては、前述の図４〜８に示した各従来構造や、前述の図９〜１２に示した先発明の構造等、特許請求の範囲に記載した要件を満たす、各種の構造を採用できる。この為、重複する図示並びに説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の対象となる転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する従来構造の第１例を示す断面図。
【図２】同じくエンコーダの被検出面の一部を径方向外方から見た図。
【図３】同じくアキシアル荷重に基づいて１対のセンサの出力信号が変化する状態を説明する為の線図。
【図４】本発明の対象となる転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する従来構造の第２例を構成する、エンコーダ及びセンサを軸方向から見た図。
【図５】同第３例を示す、エンコーダ及びセンサを軸方向から見た図。
【図６】同第４例を示す、エンコーダ及びセンサを軸方向から見た図。
【図７】同第５例を示す、エンコーダ及びセンサの斜視図。
【図８】同第６例を示す、エンコーダ及びセンサの斜視図。
【図９】本発明の対象となる転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する先発明の構造の１例を示す断面図。
【図１０】エンコーダの被検出面の一部を径方向外方から見た図。
【図１１】先発明の構造の１例を示す模式図。
【図１２】センサの円周方向位置を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１    外輪
２    ハブ
３    転動体
４、４ａ〜４ｄ  エンコーダ
５ａ〜５ｄ、５ａ1 、５ａ2 、５ｂ1 、５ｂ2 、５ｃ1 、５ｃ2   センサ
６、６ａ〜６ｅ  透孔
７、７ａ〜７ｃ  柱部
８、８ａ、８ｂ  第一特性変化部
９、９ａ、９ｂ  第二特性変化部
１０    転がり軸受ユニット
１１    荷重測定装置
１２    カバー
【図１】
2008267947.tif 000018
【図２】
2008267947.tif 000019
【図３】
2008267947.tif 000020
【図４】
2008267947.tif 000021
【図５】
2008267947.tif 000022
【図６】
2008267947.tif 000023
【図７】
2008267947.tif 000024
【図８】
2008267947.tif 000025
【図９】
2008267947.tif 000026
【図１０】
2008267947.tif 000027
【図１１】
2008267947.tif 000028
【図１２】
2008267947.tif 000029