JP2007253883A - Vehicular seat posture control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のピッチング挙動に対し車両用シートの姿勢を制御する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for controlling the attitude of a vehicle seat with respect to the pitching behavior of the vehicle.
車両の急ブレーキ作用時及び急加速時には、車両の減速又は加速により生じる力に対応して車体の荷重移動が発生し、この荷重移動に伴って急減速時には車体の前方が沈み後方が浮上がり、急加速時には車体の前方が浮上がり後方が沈み込むいわゆるピッチング挙動が発生する。そして、このピッチング挙動に応じて、例えばブレーキ作用時において乗員の上体は、前方向に生じる力によって前かがみ状態となり、乗員はこの前方向の力に打ち勝つために踏ん張る必要があった。このピッチング挙動は、車両サスペンションの伸縮等に起因して、ブレーキペダルが踏み込まれ車両に制動力が作用すると発生する。 During sudden braking and acceleration of the vehicle, the load movement of the vehicle body occurs in response to the force generated by the deceleration or acceleration of the vehicle, and at the time of sudden deceleration accompanying this load movement, the front of the vehicle body sinks and the rear lifts, During sudden acceleration, a so-called pitching behavior occurs in which the front of the vehicle body rises and the rear sinks. In accordance with this pitching behavior, for example, when the brake is applied, the upper body of the occupant is leaned forward by a force generated in the forward direction, and the occupant has to stride to overcome the forward force. This pitching behavior occurs when the brake pedal is depressed and braking force is applied to the vehicle due to expansion and contraction of the vehicle suspension.
このような車両のピッチング挙動を防ぐ技術としてとして、例えば特許文献1に示すものが知られている。これは、特許文献1の図1に示すように、ブレーキ液を送るポンプ36からブレーキを作動させる前輪の第1及び第3ホイールシリンダ41,40の間に第1及び第3増圧制御弁31,21と第1及び第3減圧制御弁33,23とを、同様に後輪の第2及び第4ホイールシリンダ42,43との間に第2及び第4増圧制御弁32,22と第2及び第4減圧制御弁34,24とを夫々設け、また、これらの制御弁その他を制御するECU100とを備えている。そして、同文献の図2及び図3に示すように、車両停止直前から車両停止に至る間(同図3(c)の時点)において、前輪側の各ホイールシリンダ40,41にかかるブレーキ液圧の増圧が、車両停止直前以前(同図3(b)の時点)の増圧勾配と比べて同等或いは減少されるように制限し、また、車両停止直前から車両停止に至る間(同図3(c)の時点)において、後輪側のホイールシリンダ42,43にかかるブレーキ液圧の増圧が実行され、車両停止直前以前(同図3(b)の時点)の増圧勾配と比べて増圧勾配を増大させるようになっている。このように車両制動時の車両停止直前から車両停止に至る間において、後輪側の車輪に車輪制動力を発生させる車輪制動力発生手段にかかるブレーキ液圧の増圧勾配を、車両停止直前以前までにおける増圧勾配よりも大きくすることによって、車体に発生するピッチング挙動を抑制するというものである。
As a technique for preventing such a pitching behavior of a vehicle, for example, one disclosed in
また、その他にも特許文献2に示すものが知られている。これは特許文献2の図4及び図5に示すように、座席シートの4箇所に右前方のシート姿勢駆動部20A、右後方のシート姿勢駆動部20B、左前方のシート姿勢駆動部20C及び左後方のシート姿勢駆動部20Dとこれらシート姿勢駆動部を制御する制御装置40を備え、ステアリングセンサ62及び速度センサ64により得られた数値より座席シートの姿勢制御し、さらにサスペンションの変位量を検知するストロークセンサ66A〜Dにより得られた数値から速度センサ64等により求められた座席シートの姿勢制御量を補正するというものである。
上記特許文献1にかかる装置では、ピッチング挙動への対応を車両の前輪と後輪とに働くブレーキの制御によって行うため、装置が大掛かりで複雑になってしまう。また、特許文献2にかかる装置では、車両走行状態量検出手段(速度センサやステアリングセンサ等)で得られる車両の旋回や加速・減速の状態から演算して座席シートの姿勢を前後左右方向に制御するため、やはり複雑な機構や装置が必要となる。
In the apparatus according to
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ピッチング挙動に対する座席シートの姿勢制御を簡便に行う車両用シートの姿勢制御装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicle seat posture control device that can easily control the seat seat posture with respect to pitching behavior.
上述した課題を解決するために、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、車両状態を検出する車両状態検出手段と、車両用シートの姿勢を変更する姿勢変更手段と、前記車両状態検出手段により検出された車両状態に基づいて前記姿勢変更手段を制御する制御手段と、を備えた車両用シートの姿勢制御装置において、前記姿勢変更手段は、車両のピッチング方向に車両用シートの姿勢を変更させる装置であり、前記制御手段は、前記車両状態検出手段の検出信号に基づいて、前記車両の速度変更時における所定時間毎のピッチング角度をピッチング挙動として予測演算し、前記ピッチング挙動を打消すように前記姿勢変更手段を制御することである。
In order to solve the above-described problem, the structural features of the invention according to
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記車両状態検出手段は、車両のサスペンションより上に設けられた加速度センサ、車輪の回転数から車速を検出する速度センサ及び車両の車体と車輪との相対変位を検出する車高センサの少なくともいずれか一つのセンサを含むものであり、前記姿勢変更手段は、前記車両の左右方向に平行な軸線回りに少なくともピッチング方向に回動可能に該車両用シートを軸支する回動機構を有し、前記制御手段は、前記予測演算により求められたピッチング角度を、予測されている時点における前記車両状態検出手段の検出信号により修正することである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the vehicle state detecting means includes an acceleration sensor provided above the suspension of the vehicle, a speed sensor for detecting the vehicle speed from the rotational speed of the wheel, and the vehicle. Including at least one vehicle height sensor for detecting a relative displacement between the vehicle body and the wheel of the vehicle, wherein the posture changing means rotates at least in the pitching direction about an axis parallel to the left-right direction of the vehicle. A pivot mechanism for pivotally supporting the vehicle seat is possible, and the control means corrects the pitching angle obtained by the prediction calculation by a detection signal of the vehicle state detection means at a predicted time. That is.
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1又は2において、前記制御手段は、前記車両のピッチング挙動が所定値以下の範囲では車両用シートの姿勢変更を実行しない制御装置とされていることである。
A structural feature of the invention according to claim 3 is that, in
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1又は2において、前記制御手段は、車両の減速度が0となった時点より、揺り戻しによるピッチング挙動を打消すように車両用シートの姿勢を制御する制御装置とされていることである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a structural feature of the vehicle seat according to the first or second aspect, wherein the control means cancels the pitching behavior due to the swing back from the time when the deceleration of the vehicle becomes zero. That is, it is a control device that controls the attitude of the camera.
請求項1に係る発明によると、車両状態検出手段の検出信号に基づいて、ピッチング角度をピッチング挙動として予測演算し、この予測演算されたピッチング挙動を打消すように制御するので、車両のピッチング挙動を打消すように車両用シートの姿勢制御を前もって確実にかつ容易におこなうことができる。 According to the first aspect of the present invention, the pitching angle is predicted and calculated as the pitching behavior based on the detection signal of the vehicle state detection means, and the pitching behavior of the vehicle is controlled to cancel the predicted pitching behavior. The attitude control of the vehicle seat can be surely and easily performed in advance so as to cancel out the above.
請求項2に係る発明によると、加速度センサ、速度センサ及び車高センサの検出信号の少なくともいずれか一つのセンサからの検出信号に基づいて、車両の時間毎の各ピッチング角度を予め演算し、この演算されたピッチング角度を打消すように車両用シートの姿勢変更は所定時間毎に制御される。そして、演算されるピッチング角度は予測されている時点における車両状態検出手段の検出信号により修正しながら演算されるので、ピッチング角度を正確に予測演算することができる。また、ピッチング方向に回動する回動機構という簡単な構成の姿勢変更手段により、車両用シートの姿勢を変更して該シートに座る乗員の乗り心地を良くすることができる。 According to the invention according to claim 2, each pitching angle for each time of the vehicle is calculated in advance based on the detection signal from at least one of the detection signals of the acceleration sensor, the speed sensor, and the vehicle height sensor, The posture change of the vehicle seat is controlled every predetermined time so as to cancel the calculated pitching angle. Since the calculated pitching angle is calculated while being corrected by the detection signal of the vehicle state detection means at the predicted time point, the pitching angle can be accurately predicted and calculated. Further, the posture of the vehicle seat can be changed by the posture changing means having a simple structure that turns in the pitching direction, and the ride comfort of the passenger sitting on the seat can be improved.
請求項3に係る発明によると、ピッチング挙動が所定値を超えるまで車両シートの姿勢を変更しないので、乗員が車両の自然な動きを感じる領域を残すことができ、車両の乗員の乗り心地を良くすることができる。 According to the invention of claim 3, since the posture of the vehicle seat is not changed until the pitching behavior exceeds a predetermined value, an area where the occupant feels the natural movement of the vehicle can be left, and the ride comfort of the occupant of the vehicle is improved. can do.
請求項4に係る発明によると、減速度が0になった時点からの車両の揺り戻し挙動について、揺り戻しのピッチング挙動を打消すように車両用シートの姿勢を変更するので、該シートに座る乗員の乗り心地を良くすることができる。 According to the fourth aspect of the invention, the vehicle seat swing behavior from the time point when the deceleration becomes 0 is changed so that the posture of the vehicle seat is changed so as to cancel the swing back pitching behavior. The ride comfort of the passenger can be improved.
本発明に係る車両用乗員姿勢制御装置の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図1は車両におけるシートと車両用シートの姿勢制御装置との位置関係を示す概念図であり、図2は該シートに取り付けられた車両用シートの姿勢制御装置の構成を示す概念図である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a vehicle occupant attitude control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a positional relationship between a seat in a vehicle and a posture control device for a vehicle seat, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration of the posture control device for a vehicle seat attached to the seat.
車両用シート2は、図1に示すように、乗員(運転者)が着座するシートクッション4と、乗員の背中を指示するシートバック6と、シートクッション4に対するシートバック6の傾きを調整するリクライニング装置8を備えている。シートクッション4の下方にはシート全体の姿勢を変更する姿勢変更手段10が設けられている。 As shown in FIG. 1, the vehicle seat 2 includes a seat cushion 4 on which an occupant (driver) sits, a seat back 6 that indicates the back of the occupant, and a reclining that adjusts the inclination of the seat back 6 with respect to the seat cushion 4. A device 8 is provided. Below the seat cushion 4, posture changing means 10 for changing the posture of the entire seat is provided.
姿勢変更手段10は、図2に示すように、車両1の床面12とシートクッション4との間に設けられるシート姿勢駆動装置14、回動機構としての回動軸支部材16及びばね部材18より構成される。シート姿勢駆動装置14は、サーボモータ20と、サーボモータ20の回転軸に図略の減速装置、ヘリカルギア等を介して上下方向の軸線を有する回転支持軸22と、この回転支持軸22の上端部にボールねじ部24により螺合されるシート下部支持部26とから構成される。回転支持軸22は車両1の床面12に所定範囲で揺動可能に軸支された下端軸受け部28に支承され、回転支持軸22が車両用シート2のピッチング方向の動きに追随して揺動可能に構成される。シート下部支持部26はシートクッション4の後部下面に図略のビス等により組付けられ、前記回転支持軸22の回転に伴って車両用シート2の後部を上下に駆動するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
回動軸支部材16は下端部を車両1の床面12に立設された下部支持部材30と、上端部をシートクッション4の中央部下面に図略のビス等によって組付けられた上部支持部材32とから成っている。下部支持部材30の上端部には上部支持部材32の下端部が車両1の左右方向に軸線を有する回動軸34によって回動可能に軸支されている。
The pivot
ばね部材18は下端部を車両1の床面12に固定され、ばね部材18の上端部はシートクッション4の前部下面に組付けられている。このばね部材18により車両1から車両用シート2に伝わる衝撃的な力を緩和するようになっている。
The lower end of the
次に、この車両用シートの姿勢制御装置の電気的接続を図3に示すブロック図を用いて説明する。制御手段としての制御装置50には、車速度センサとしての車輪速度センサ52、Gセンサ54、車高センサとしてのストロークセンサ56が接続され、各センサ52,54,56が検出した検出信号が入力される。
Next, the electrical connection of the vehicle seat attitude control device will be described with reference to the block diagram shown in FIG. A
車輪速度センサ52は車輪の回転速度から車速を検出し、Gセンサ54は車両の加速・制動にともなういわゆるばね上の加速度を検出し、ストロークセンサ52は車輪と車体との相対変位より車高を検出する。また、制御装置50にはシート姿勢駆動装置14のサーボモータ20が接続されている。制御装置50はサーボモータ20に制御信号を出力するとともに、サーボモータ20に設けられたエンコーダ等によりフィードバック用の位置信号を入力する。
The
以上の構成をした車両用シートの姿勢制御装置における姿勢変更手順を、車両にブレーキが働いた場合について、図4に示すフローチャートにより説明する。 A posture change procedure in the vehicle seat posture control apparatus having the above-described configuration will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 4 when a brake is applied to the vehicle.
まず、車輪速度センサ52、ストロークセンサ56より例えばtj時点での車両状態を検出する(ステップS101)。そして、これらのセンサ52,56より検出された信号から必要な情報を制御装置50に入力する。
First, for example, the vehicle state at time tj is detected from the
制御装置50では、車輪速度センサ52の検出値(検出信号)に基づいてtj時点での制動力を演算する。そして、例えばF2という制動力が求められたとき、Δt後に遅れて生じるtj+1時点での車両のピッチング角度を、図6に示すような予め作成されたマップにより予測することができる。なお、ストロークセンサ56の検出値よりサスペンションの変位量をばね定数の特性として考慮に入れる。ここで、車両のいわゆるばね上のピッチング挙動をばね下の車輪速度より予測演算しているため、以下のような修正をおこなう。
The
まず、tj時点の加速度GjをGセンサ54より実測し、図5に示すような予め加速度Gとピッチング角度θの関係について作成したマップをプログラムしておき、tj時点のピッチング角度θjを求める。そして、このθjに図6で示すΔt後の変化量Δθを加算してΔt時間後のピッチング角度を求める(ステップS102)。このように、tj時点で修正のために実測されたピッチング角度θjは、tj時点の車両用シート2の姿勢を制御する値としてそのまま使用されるのではなく、Δt後のピッチング角度を予測演算する際に使用される。以下各時間毎に修正しながらΔt後のピッチング角度を予測演算していく。このように各時間毎に修正しながら予測演算していくので、ピッチング角度を正確に予測することができる。
First, the acceleration Gj at the time point tj is actually measured from the
なお、本実施形態においては、図5、図6に示すようなマップを使用し、Gセンサによる加速度によってピッチング角度を修正したが、これに限定されず例えば車体の傾きをストロークセンサによる検出値(検出信号)によって修正してもよい。 In the present embodiment, the maps as shown in FIG. 5 and FIG. 6 are used, and the pitching angle is corrected by the acceleration by the G sensor. However, the present invention is not limited to this. The detection signal may be corrected.
次に、制御装置50において、予測された各時間毎のピッチング角度を打消すように車両用シート2の姿勢位置を演算し、この時間毎の予測演算値に基づく制御信号をシート姿勢駆動装置14のサーボモータ20に出力して時間制御をおこなう。本実施形態の場合、制動により車両1が前傾するようにピッチング角度が生じるため、サーボモータ20を回転支持軸22が退入するように回転させて車両用シート2を後傾させるよう姿勢を変更する(ステップS103)。このように、予測演算された車両1のピッチング挙動を打消すように各時間毎に制御し、車両用シート2の姿勢を前もって確実にかつ容易に変更するので、該シート2に座る乗員の乗り心地を良くすることができる。ピッチング方向の姿勢制御に限定することで、簡単な姿勢変更手段及び容易な制御手段により非常な効果を奏することができる。
Next, in the
また、減速度が0となった時点から生じるいわゆる車体の揺れ戻しについては、図7に示すように、予め作成された揺れ戻しの特性マップをプログラムしておき、車速が0の時点でのピッチング角度から、例えば、その揺れ戻し挙動Yの位相に対して打消すような車両用シートの姿勢制御する位相のデータSを制御装置50に入力し、車両用シート2の姿勢変更をおこなうことができる。
As for the so-called vehicle swingback that occurs when the deceleration becomes zero, as shown in FIG. 7, a pre-prepared swingback characteristic map is programmed, and pitching when the vehicle speed is zero is performed. From the angle, for example, phase data S for controlling the attitude of the vehicle seat that cancels the phase of the swing-back behavior Y can be input to the
なお、車両用シート2の姿勢変更を開始するピッチング角度に閾値を設け、予め設定した所定のピッチング角度を生じなければ、姿勢変更を実行しないようにしてもよい。これによって、乗員が車両の自然な動きを感じる領域を残すことができ、車両の乗員の乗り心地を良くすることができる。 Note that a threshold value may be provided for the pitching angle at which the posture change of the vehicle seat 2 is started, and the posture change may not be executed unless a predetermined pitching angle is set in advance. As a result, an area where the occupant feels the natural movement of the vehicle can be left, and the ride comfort of the occupant of the vehicle can be improved.
また、車体が、荷物や後部座席の乗員などの荷重により後傾したり、助手席の乗員により前傾したりする場合などのように、乗員が運転者1人である場合と比較してピッチング方向に傾く角度が相違するときには、前後の車輪と車体の間に設けられたストロークセンサなどによりその傾き角度を検出し、予測演算されるピッチング角度にその傾き角度を初期値として加算してもよい。 In addition, the vehicle body is pitched in comparison with the case where the occupant is a single driver, such as when the vehicle body is tilted backward due to the load of a load or a passenger in the rear seat, or when it is tilted forward due to the passenger in the passenger seat. When the tilt angles are different, the tilt angle may be detected by a stroke sensor provided between the front and rear wheels and the vehicle body, and the tilt angle may be added as an initial value to the predicted pitching angle. .
また、例えば、坂道を下って走行する場合などのように車両全体が前傾している場合においても、その傾きの角度を予測演算されるピッチング角度に初期値として加算してもよい。 Further, for example, even when the entire vehicle is tilted forward, such as when traveling down a slope, the angle of the tilt may be added as an initial value to the pitching angle that is predicted and calculated.
なお、本実施形態において、車両状態検出手段として、加速度センサ、車輪速度センサ、ストロークセンサを使用したが、これらに限定されるものではなく、例えば車体の傾きを直接的に検出する傾斜角センサ、地面と車体との相対速度を測定する対地車体速度センサなどの各種センサを使用することができる。 In the present embodiment, an acceleration sensor, a wheel speed sensor, and a stroke sensor are used as the vehicle state detection means. However, the present invention is not limited to these, for example, an inclination angle sensor that directly detects the inclination of the vehicle body, Various sensors such as a ground vehicle speed sensor that measures the relative speed between the ground and the vehicle body can be used.
1…車両、2…車両用シート、10…姿勢変更手段、14…姿勢変更手段(シート姿勢駆動装置)、16…姿勢変更手段・回動機構(回動軸支部材)、18…姿勢変更手段(ばね部材)、34…回動軸、50…制御手段(制御装置)、52…車速センサ(車輪速度センサ)、54…Gセンサ、56…車高センサ(ストロークセンサ)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
車両用シートの姿勢を変更する姿勢変更手段と、
前記車両状態検出手段により検出された車両状態に基づいて前記姿勢変更手段を制御する制御手段と、を備えた車両用シートの姿勢制御装置において、
前記姿勢変更手段は、車両のピッチング方向に車両用シートの姿勢を変更させる装置であり、
前記制御手段は、前記車両状態検出手段の検出信号に基づいて、前記車両の速度変更時における所定時間毎のピッチング角度をピッチング挙動として予測演算し、前記ピッチング挙動を打消すように前記姿勢変更手段を制御することを特徴とする車両用シートの姿勢制御装置。 Vehicle state detection means for detecting the vehicle state;
Attitude changing means for changing the attitude of the vehicle seat;
An attitude control device for a vehicle seat, comprising: a control means for controlling the attitude changing means based on a vehicle state detected by the vehicle condition detecting means;
The posture changing means is a device that changes the posture of the vehicle seat in the pitching direction of the vehicle,
The control means predicts and calculates a pitching angle per predetermined time when the speed of the vehicle is changed as a pitching behavior based on a detection signal of the vehicle state detection means, and the posture changing means so as to cancel the pitching behavior. The vehicle seat attitude control apparatus characterized by controlling the vehicle.
前記姿勢変更手段は、前記車両の左右方向に平行な軸線回りに少なくともピッチング方向に回動可能に該車両用シートを軸支する回動機構を有し、
前記制御手段は、前記予測演算により求められたピッチング角度を、予測されている時点における前記車両状態検出手段の検出信号により修正することを特徴とする車両用シートの姿勢制御装置。 2. The vehicle state detecting means according to claim 1, wherein the vehicle state detecting means includes an acceleration sensor provided above the suspension of the vehicle, a speed sensor for detecting the vehicle speed from the rotational speed of the wheel, and a vehicle height for detecting a relative displacement between the vehicle body and the wheel of the vehicle. Including at least one of the sensors,
The posture changing means has a turning mechanism for pivotally supporting the vehicle seat so as to be rotatable at least in a pitching direction around an axis parallel to the left-right direction of the vehicle,
The vehicle seat posture control apparatus, wherein the control means corrects the pitching angle obtained by the prediction calculation based on a detection signal of the vehicle state detection means at a predicted time.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090225 |
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A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20100420 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |