JP2021123122A - Horizontal vibration suppression device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、横振動抑制装置に関する。 The present invention relates to a lateral vibration suppression device.
従来、車体の横揺れによる低周波振動を抑制し、着座姿勢の安定性を高める装置が知られている。 Conventionally, there have been known devices that suppress low-frequency vibration due to rolling of the vehicle body and improve the stability of the sitting posture.
例えば特許文献1に開示されたシートサスペンションでは、車体側取付部材であるブラケットに対し、シート支持部材を、横揺れ吸収機構を介して設けている。横揺れ吸収機構は、車両の油圧サスペンションの位相ずれ等によって生じる横揺れ(低周期振動)を吸収する。 For example, in the seat suspension disclosed in Patent Document 1, a seat support member is provided on a bracket which is a vehicle body side mounting member via a roll absorbing mechanism. The roll absorption mechanism absorbs roll (low-period vibration) caused by a phase shift of the hydraulic suspension of the vehicle.
特許文献1の装置は、横揺れ方向に設けたコイルスプリングで横揺れを吸収するだけのパッシブな構成であり、横揺れに対し積極的に逆方向に動かそうとするアクティブ制御を実現するものではない。今後、自動運転が普及し、移動しながら乗員が読書や端末操作をすることを想定すると、更なる横揺れ吸収のニーズが高まると考えられる。そういった状況の中で、パッシブな本構成では乗員のニーズに対応することはできないと考えられる。なお、本明細書では、以下、特許文献1の「横揺れ」に相当する用語として「横振動」を用いる。 The device of Patent Document 1 has a passive configuration that only absorbs rolling with a coil spring provided in the rolling direction, and does not realize active control that positively tries to move in the opposite direction to rolling. No. Assuming that autonomous driving will become widespread in the future and that occupants will read books and operate terminals while moving, it is thought that the need for further absorption of rolling will increase. Under such circumstances, it is considered that this passive configuration cannot meet the needs of the occupants. In this specification, "lateral vibration" is used below as a term corresponding to "rolling" in Patent Document 1.
本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、座席に作用する横振動をアクティブに抑制可能な横振動抑制装置を提供することにある。 The present invention has been created in view of these points, and an object of the present invention is to provide a lateral vibration suppressing device capable of actively suppressing lateral vibration acting on a seat.
本発明の横振動抑制装置は、座席(20)と一体に動く可動部(21、22、23)が、車体(90)に左右方向が固定された固定部(91、92、93)に対し乗員から見て左右方向にスライド可能に構成された車両において、座席に作用する横振動を抑制する装置である。 In the lateral vibration suppression device of the present invention, the movable parts (21, 22, 23) that move integrally with the seat (20) are fixed to the vehicle body (90) in the left-right direction with respect to the fixed parts (91, 92, 93). It is a device that suppresses lateral vibration acting on the seat in a vehicle that is configured to be slidable in the left-right direction when viewed from the occupant.
この横振動抑制装置は、流体圧アクチュエータ(30)と、二方向切替弁(50)と、制御部(80)と、を備える。流体圧アクチュエータは、出力部(33)を互いに反対方向に移動させる流体圧が生じる第1流体室(31)及び第2流体室(32)を有し、第1流体室と第2流体室との流体圧の大小に応じた出力部の動作により、固定部と可動部との相対位置を往復変位させる。 This lateral vibration suppression device includes a fluid pressure actuator (30), a two-way switching valve (50), and a control unit (80). The fluid pressure actuator has a first fluid chamber (31) and a second fluid chamber (32) in which fluid pressure for moving the output unit (33) in opposite directions is generated, and the first fluid chamber and the second fluid chamber The relative position between the fixed part and the movable part is reciprocally displaced by the operation of the output part according to the magnitude of the fluid pressure of.
二方向切替弁は、外部の流体圧供給源(60)と流体圧アクチュエータとの間に設けられ、第1流体室又は第2流体室の一方に流体を供給し、他方から流体を排出するように流路を切り替える。 The two-way switching valve is provided between the external fluid pressure supply source (60) and the fluid pressure actuator so as to supply the fluid to one of the first fluid chamber or the second fluid chamber and discharge the fluid from the other. Switch the flow path to.
制御部は、座席に作用する横振動に関する情報を取得し、横振動を抑制するように二方向切替弁を操作して流体圧アクチュエータの動作を制御する。例えば制御部は、車両の進行方向前方の情報に基づいて、将来、座席に作用する横振動を予測し、横振動を抑制するようにフィードフォワード制御により流体圧アクチュエータの動作を制御してもよい。或いは、制御部は、横振動センサの検出情報に基づくフィードバック制御により流体圧アクチュエータの動作を制御してもよい。 The control unit acquires information on the lateral vibration acting on the seat and operates the two-way switching valve to suppress the lateral vibration to control the operation of the fluid pressure actuator. For example, the control unit may predict the lateral vibration acting on the seat in the future based on the information ahead in the traveling direction of the vehicle, and control the operation of the fluid pressure actuator by feedforward control so as to suppress the lateral vibration. .. Alternatively, the control unit may control the operation of the fluid pressure actuator by feedback control based on the detection information of the lateral vibration sensor.
本発明の横振動抑制装置は、二方向切替弁を操作して流体圧アクチュエータの動作を制御することで、固定部と可動部との相対位置を往復変位させ、座席を左右方向にスライドさせる。つまり、座席に作用する横振動に対して座席を積極的に逆方向に動かし、横振動をアクティブに抑制することができる。 The lateral vibration suppression device of the present invention reciprocates the relative position between the fixed portion and the movable portion by operating the two-way switching valve to control the operation of the fluid pressure actuator, and slides the seat in the left-right direction. That is, the seat can be positively moved in the opposite direction to the lateral vibration acting on the seat, and the lateral vibration can be actively suppressed.
以下、本発明による横振動抑制装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の横振動抑制装置は、車両において座席に作用する横振動を抑制する装置である。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the lateral vibration suppression device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In a plurality of embodiments, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The lateral vibration suppressing device of the present embodiment is a device that suppresses lateral vibration acting on a seat in a vehicle.
(第1実施形態)
図1、図2を参照し、第1実施形態の横振動抑制装置101について説明する。横振動抑制装置101が設けられた座席20は、乗員から見て左右方向にスライド可能に構成されている。図1には、座席20を乗員から見て右方向にスライドさせた状態を示し、図2には、座席20を乗員から見て左方向にスライドさせた状態を示す。また、以下の明細書中における右、左の記載についても乗員から見た方向を基準とする。なお、図1、図2の「右方向」及び「左方向」は紙面上の左右とは逆になる。
(First Embodiment)
The lateral
座席20はクッション25及び背もたれ26を有している。座席20の下面には、左右方向に摺動孔が貫通したスライドガイド21、22が取り付けられている。一方のスライドガイド21には、流体圧シリンダ30のピストンロッド33が取り付けられるブラケット23が設けられている。スライドガイド21、22及びブラケット23は、座席20と一体に動く「可動部」に相当する。
The
座席20の左右両側には、一対の固定ブロック91、92が配置されている。固定ブロック91、92は、水平方向に延びるベースバー93の両端を支持している。固定ブロック91、92及びベースバー93は、車体90に左右方向が固定された「固定部」に相当する。ベースバー93は、スライドガイド21、22の摺動孔に挿通され、スライドガイド21、22の左右方向の移動を案内する。
A pair of
本実施形態では「流体圧アクチュエータ」として、直棒状を呈する流体圧シリンダ30が、座席20と車体90との間において車体床面に沿って設置されている。典型的には、流体として作動油を用いた油圧シリンダが用いられる。また、「直棒状」とは、基本的にシリンダ本体が円筒状のものを意図している。ただし、円筒の四隅に取付用の通し孔やねじが設けられ、シリンダ本体が四角柱状である形態等を含む。流体圧シリンダ30の本体は固定ブロック92に固定されており、ピストンロッド33の先端部はブラケット23に取り付けられている。
In the present embodiment, as a "fluid pressure actuator", a
流体圧シリンダ30は、ピストンロッド33のピストン部を隔てて第1流体室31及び第2流体室32を有する。第1流体室31及び第2流体室32には、「出力部」としてのピストンロッド33を互いに反対方向に移動させる流体圧が生じる。ピストンロッド33が直線上を往復する点から、流体圧シリンダ30を「リニアアクチュエータ」ともいう。ただし、「リニアモータを用いたアクチュエータ」という意味での「リニアアクチュエータ」との誤解を避けるため、本明細書では「リニアアクチュエータ」の用語を参考として記載するに止める。
The
二方向切替弁50は、外部の「流体圧供給源」である流体ポンプ60と流体圧シリンダ30との間に設けられている。図1、図2において車体90の床面より上に記された部分は実際のレイアウトを反映しているのに対し、車体90の床面より下に記された部分は、実際のレイアウトとは関係なく、流体や信号の入出力のみを示している。
The two-
二方向切替弁50は、制御部80からの指令信号に従って、流体ポンプ60から流体圧シリンダ30の一方の流体室に流体を供給する経路と、流体圧シリンダ30の他方の流体室からタンク65に流体を排出する経路とを切り替える。典型的には、二方向切替弁50は、動作の応答が速い電磁弁で構成される。なお、電磁弁の非通電時には、二方向切替弁50は遮断位置となる。例えば車両の自動変速機において油圧制御弁として使用される電磁弁が本実施形態の二方向切替弁50に用いられてもよい。
The two-
図1に示す状態では、流体ポンプ60から第1流体室31に流体が供給され、第2流体室32からタンク65に流体が排出される。そのため、第1流体室31の流体圧が第2流体室32の流体圧より大きくなり、ピストンロッド33が伸長する。ピストンロッド33が伸長すると、座席20と共に可動部21、22、23は、固定部91、92、93に対して右方向にスライドする。
In the state shown in FIG. 1, the fluid is supplied from the
図2に示す状態では、流体ポンプ60から第2流体室32に流体が供給され、第1流体室31からタンク65に流体が排出される。そのため、第2流体室32の流体圧が第1流体室31の流体圧より大きくなり、ピストンロッド33が縮退する。ピストンロッド33が縮退すると、座席20と共に可動部21、22、23は、固定部91、92、93に対して左方向にスライドする。このように流体圧シリンダ30は、第1流体室31と第2流体室32との流体圧の大小に応じたピストンロッド33の動作により、固定部91、92、93と可動部21、22、23との相対位置を往復変位させる。
In the state shown in FIG. 2, the fluid is supplied from the
制御部80は、座席20に作用する横振動に関する情報を取得し、当該横振動を抑制するように二方向切替弁50を操作して流体圧シリンダ30の動作を制御する。以下、加速度センサ等の横振動に関する情報を検出するセンサを総称して「横振動センサ」と表す。例えば制御部80は、横振動センサからフィードバック(図中「FB」)される検出情報を取得し、横振動を抑制するように二方向切替弁50を操作して流体圧シリンダ30の動作を制御する。
The
フィードバック制御に代えて、又は加えて、制御部80は、車両の進行方向前方の情報である前方情報を取得し、当該前方情報に基づくフィードフォワード(図中「FF」)制御を行ってもよい。その場合、制御部80は、将来、座席20に作用する横振動を予測し、当該横振動を抑制するようにフィードフォワード制御により流体圧シリンダ30の動作を制御する。
Instead of or in addition to the feedback control, the
前方情報の例としては、ダイナミックマップを含む地図情報、カメラによる路面情報、前方車両の挙動情報等が挙げられる。前方の路面が傾いていたり凹凸があったりする場合は、路面状況に応じて横振動が生じることが予測される。また、自車がナビゲーションに従って左折、右折する場合や、前方車両の挙動により車線変更する場合は、横加速度が座席20に作用することが予測される。これらの予測に基づき、前もって流体圧シリンダ30の動作を制御することで、よりアクティブな制御が可能となる。なお、車両がバック走行している場合、車両後方の情報が進行方向前方の情報に相当する。
Examples of forward information include map information including a dynamic map, road surface information by a camera, behavior information of a vehicle in front, and the like. If the road surface in front is inclined or uneven, it is predicted that lateral vibration will occur depending on the road surface condition. Further, when the own vehicle turns left or right according to the navigation, or when the lane is changed due to the behavior of the vehicle in front, it is predicted that the lateral acceleration acts on the
本実施形態の横振動抑制装置101は、二方向切替弁50を操作して流体圧シリンダ30の動作を制御することで、固定部91、92、93と可動部21、22、23との相対位置を往復変位させ、座席20を左右方向にスライドさせる。つまり、座席20に作用する横振動に対して座席20を積極的に動かし、横振動をアクティブに抑制することができる。これにより、単なる振動制御ではなく、乗員が心地良い揺れへの制御が可能となる。
The lateral
また、本実施形態では、直棒状を呈する流体圧シリンダ30が、座席20と車体90との間において車体床面に沿って設置されている。これにより、特に高さ方向のスペースを抑え、現行の車両の座席レイアウトに近い形で、横振動抑制装置101の設置を実現することができる。
Further, in the present embodiment, a
(第2実施形態)
図3、図4を参照し、第2実施形態の横振動抑制装置102について説明する。図3の図示に関する注記は、図1、図2に準ずる。第2実施形態の横振動抑制装置102は、第1実施形態の横振動抑制装置101に対し、振動を吸収可能な「弾性部材」としてのコイルばね40をさらに備える。コイルばね40は筒状であり、座席20と車体90との間において流体圧シリンダ30と隣接して、車体床面に沿って設置されている。これにより、座席20の下のデッドスペースを削減し、スペースを有効活用することができる。
(Second Embodiment)
The lateral
図5に、第2実施形態及び比較例における、乗員頭部に伝わる横加速度の周波数特性を示す。比較例は、横振動抑制制御を行わないリジッドな構成である。比較例では低周波域及び高周波域に横加速度のピークが現れており、乗員が揺れを大きく感じることを意味する。なお、低周波振動は車両の構造等による横揺れであり、高周波振動は路面の凹凸等による振動である。 FIG. 5 shows the frequency characteristics of the lateral acceleration transmitted to the occupant's head in the second embodiment and the comparative example. A comparative example is a rigid configuration in which lateral vibration suppression control is not performed. In the comparative example, the peak of the lateral acceleration appears in the low frequency region and the high frequency region, which means that the occupant feels a great deal of shaking. The low-frequency vibration is rolling due to the structure of the vehicle or the like, and the high-frequency vibration is vibration due to the unevenness of the road surface or the like.
これに対し、第1実施形態及び第2実施形態による横振動抑制制御を行うことで、矢印Aで示すように、主に低周波域の横加速度の伝達を低下させることができる。また、第2実施形態ではコイルばね40等の弾性部材を設けることで、矢印Bで示すように、流体圧シリンダ30の動作で吸収できない高周波域の振動も吸収することができる。振動を抑制したい周波数に応じてコイルばね40の仕様を設計することが好ましい。これにより第2実施形態では、横振動による乗員への影響をより適切に低減することができる。
On the other hand, by performing the lateral vibration suppression control according to the first embodiment and the second embodiment, it is possible to reduce the transmission of the lateral acceleration mainly in the low frequency region, as shown by the arrow A. Further, in the second embodiment, by providing an elastic member such as a
(その他の実施形態)
(1)「車体90に左右方向が固定された固定部」及び「座席20と一体に動く可動部」は、図1−図4に示した構成に限らず、可動部が固定部に対して左右方向にスライド可能であればよい。例えば図1−図4とは逆に、可動部に設けられた軸部が固定部に設けられた摺動孔に案内されてスライドする構成としてもよい。また、流体圧アクチュエータと固定部及び可動部との接続構造も問わない。
(Other embodiments)
(1) The "fixed portion fixed to the
(2)流体圧アクチュエータは、上記実施形態に示した直棒状の流体圧シリンダ30に限らず、第1流体室31と第2流体室32との流体圧の大小に応じて「出力部」が互いに反対方向に動作するアクチュエータであればよい。その場合、「出力部」の形態はリニア動作するピストンロッド33に限らず、矩形や扇形のプレート状等であってもよい。
(2) The fluid pressure actuator is not limited to the straight rod-shaped
(3)第2実施形態において、筒状の弾性部材であるコイルばねは、例えば配管を逃がす切り欠きを設けた部材を介して設置されることにより、配管との干渉を避けつつ流体圧シリンダ30の周囲に外挿されてもよい。また、弾性部材としてコイルばねの他、ゴムや樹脂、発泡材等が用いられてもよい。さらに、吸収する振動周波数域の異なる複数の弾性部材が併用されてもよい。
(3) In the second embodiment, the coil spring, which is a tubular elastic member, is installed, for example, via a member provided with a notch for allowing the pipe to escape, so that the
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various embodiments without departing from the spirit of the present invention.
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The controls and methods thereof described in the present disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be done. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
101、102・・・横振動抑制装置、 20・・・座席、
21、22・・・スライドガイド(可動部)、 23・・・ブラケット(可動部)、
30・・・流体圧シリンダ(流体圧アクチュエータ)、
31・・・第1流体室、 32・・・第2流体室、
33・・・ピストンロッド(出力部)、
50・・・二方向切替弁、
60・・・流体ポンプ(流体圧供給源)、
80・・・制御部、 90・・・車体、
91、92・・・固定ブロック(固定部)、 93・・・ベースバー(固定部)。
101, 102 ... lateral vibration suppression device, 20 ... seat,
21, 22 ... Slide guide (moving part), 23 ... Bracket (moving part),
30 ... Fluid pressure cylinder (fluid pressure actuator),
31 ... 1st fluid chamber, 32 ... 2nd fluid chamber,
33 ... Piston rod (output part),
50 ... Two-way switching valve,
60 ... Fluid pump (fluid pressure supply source),
80 ... Control unit, 90 ... Body,
91, 92 ... Fixed block (fixed part), 93 ... Base bar (fixed part).
Claims (4)
出力部(33)を互いに反対方向に移動させる流体圧が生じる第1流体室(31)及び第2流体室(32)を有し、前記第1流体室と前記第2流体室との流体圧の大小に応じた前記出力部の動作により、前記固定部と前記可動部との相対位置を往復変位させる流体圧アクチュエータ(30)と、
外部の流体圧供給源(60)と前記流体圧アクチュエータとの間に設けられ、前記第1流体室又は前記第2流体室の一方に流体を供給し、他方から流体を排出するように流路を切り替える二方向切替弁(50)と、
前記座席に作用する横振動に関する情報を取得し、当該横振動を抑制するように前記二方向切替弁を操作して前記流体圧アクチュエータの動作を制御する制御部(80)と、
を備える横振動抑制装置。 The movable parts (21, 22, 23) that move integrally with the seat (20) can slide in the left-right direction when viewed from the occupant with respect to the fixed parts (91, 92, 93) that are fixed in the left-right direction to the vehicle body (90). A device that suppresses lateral vibration acting on the seat in a vehicle configured in
It has a first fluid chamber (31) and a second fluid chamber (32) in which fluid pressure for moving the output unit (33) in opposite directions is generated, and the fluid pressure between the first fluid chamber and the second fluid chamber. A fluid pressure actuator (30) that reciprocates the relative position between the fixed portion and the movable portion by the operation of the output unit according to the magnitude of the above.
A flow path provided between an external fluid pressure supply source (60) and the fluid pressure actuator so as to supply fluid to one of the first fluid chamber or the second fluid chamber and discharge the fluid from the other. Two-way switching valve (50) to switch between
A control unit (80) that acquires information on the lateral vibration acting on the seat and operates the two-way switching valve to suppress the lateral vibration to control the operation of the fluid pressure actuator.
A lateral vibration suppression device equipped with.
当該前方情報に基づいて、将来、前記座席に作用する横振動を予測し、当該横振動を抑制するようにフィードフォワード制御により前記流体圧アクチュエータの動作を制御する請求項1〜3のいずれか一項に記載の横振動抑制装置。 The control unit acquires forward information, which is information ahead in the traveling direction of the vehicle, and obtains forward information.
Any one of claims 1 to 3 that predicts lateral vibration acting on the seat in the future based on the forward information and controls the operation of the fluid pressure actuator by feedforward control so as to suppress the lateral vibration. The lateral vibration suppression device described in the section.
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2020
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2021
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