JP3572897B2

JP3572897B2 - 車両のシートサスペンション装置

Info

Publication number: JP3572897B2
Application number: JP29086097A
Authority: JP
Inventors: 伸二山口
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: JPH11123972A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のシートをエアサスペンションにより支持し、このエアサスペンションにより、路面からの振動を吸収するようにした車両のシートサスペンション装置、特に、エアサスペンションのエアがエア圧切換弁により給排されるようにした車両のシートサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の乗員には路面からの振動がシートを介し加わることより、シートは各種の振動吸収部材により形成され、これにより振動を吸収し乗員の疲労を低減させている。通常、着座した乗員の重量を支えるシートは乗員が安定して着座でき、乗員に加わる振動を低減できるようシート基枠の回りを各種の弾性材で覆うようにして形成されているが、特に、車両の床面とシート下面との間にエアバネやコイルバネ式のシートサスペンションを介在し、これらによって路面からの振動を吸収し、乗員に加わる路面からの振動を低減させるようにした車両のシートサスペンション装置が知られている。
【０００３】
このシートサスペンション装置の内、例えば、エアバネを用いたシートサスペンション装置は、このエアバネに加わるエア圧をエア切換弁の切換えにより調圧制御し、シート位置を設定された中立位置に保持し、これにより乗員の受ける振動を低減させると共に乗員のドライビングポジションを確保するようにしている。このようなエアバネを用いたシートサスペンションの一例が特開平４−３１４６３９号公報に開示されている。
【０００４】
更に、図５に示すように、上述のようなエアバネ１００を用いたシートサスペンション装置において、特に、リニアアクチュエータ１０１をエアバネ１００に対し並設し、このリニアアクチュエータ１０１によりシート１０２に向かう路面反力を打ち消すようにシート１０２を積極的に上下変位させるというアクティブシートサスペンション装置が知られている。この場合、エアバネ１００の衝撃吸収作用と、リニアアクチュエータ１０１の路面反力減衰作用とにより確実にシート１０２上の乗員の受ける振動を低減出来、疲労を低減させることが出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エアバネを用いたシートサスペンション装置或いはエアバネとリニアアクチュエータを併用した図５に示したようなアクティブシートサスペンション装置では、車両の停車時に、運転者が着座状態にある間は体重とバネ反力が釣り合っているが、運転者が降車しようとして、シートから尻を持ち上げると、バネ力と体重との釣合い状態が崩れ、バネ反力のためシートが持ち上がってしまい、降車しにくくなる。また、乗車時も同様に、シートが持ち上がった状態にあると乗車しにくく、特に、運転席の場合では、ハンドルとシートの間隔が狭まっており、より乗車しにくくなるという問題がある。なお、エンジンキーのオフ時にシートダウンを図るものが提案されているが、この場合、エンジン駆動のままの一時降車であるとシートダウンを図れず、問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、エンジン駆動時においても乗員の乗降時を検出してシートを下げ、エアバネで支持されたシートへの乗員の着座や降車を容易化出来る車両のシートサスペンション装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明によれば、
エンジンキーがオフ状態の時、または、エンジンキーがオン状態下でパーキングブレーキの作動状態とドアの開状態とを検出した時のみには乗降時と見做し、これによりエア圧切換弁を排気に切換えてシートを設定シート位置より下げる。このため、エンジンキーのオフ時はもとより、エンジンキーがオン状態でも乗員の乗降時を検出でき、乗員のシートへの着座時やシートからの降車時にはシートを下げシートへの乗降を容易に行なえるようにでき、シートへの乗降性を向上できる。
【０００８】
請求項２に記載された発明によれば、
請求項１記載の車両のシートサスペンション装置において、特に、車両の床とシートとの間に介装されたリニアアクチュエータにより、シートに加わる路面反力を打ち消すようシートを上下変位させる。このため、走行時は設定シート位置に保持されたシート上の乗員の受ける振動をエアバネとリニアアクチュエータの路面反力減衰作用とにより十分に低減でき、乗員のシートへの乗降性を向上でき、特に、アクティブシートサスペンション装置をより高品位化出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の実施形態例としての車両のシートサスペンション装置を装備した運転席用のシート１を示した。なお、ここでは同シート１に対設されているステアリングハンドル２及び運転席側ドア３との各相対位置関係を示した。このシート１は乗員重量を受けるシートクッション４と同シートクッション４の後端部にリクライニング装置５を介し連結されるシートバック６とから成り、これらが床面Ｆ上にシートサスペンション装置を介して支持される。
【００１０】
図１に示すように、車両のシートサスペンション装置は、車両の床面Ｆとシート１の下面ｆを上下変位可能に連結する昇降リンク機構７と、昇降リンク機構７内の空間で相互に干渉しない位置に配備されるエアバネ８及びリニアアクチュエータ９と、手動のリフトアジャスタ１７を備える。昇降リンク機構７は、車両の床面Ｆに一体結合され、車両前後方向Ｘに延びる左右一対の下レール１１と、シートクッション４の下面ｆに一体結合され、車両前後方向Ｘに延びる左右一対の上レール１０と、一対の上下レール１０間に相対変位可能に連結されるＸ結合リンク１２とを備える。Ｘ結合リンク１２は一対の上下後端を上下レール１０，１１の各後端側にピン結合され、一対の上下前端を上下レール１０，１１の各前側部位にローラｒを介しコロ接触状態で連結される。この昇降リンク機構７は車両の床面Ｆに対しシート１の上下動を許容し、車幅方向及び車両前後方向Ｘの揺動を規制できる。なお、手動のリフトアジャスタ１７はレバー操作によりカム機構を回動させ、シート１を上下に所定量調整できる周知機構を有する。
【００１１】
エアバネ８はその下部を車両の床面Ｆに、上部をシート１下面にそれぞれ結合し、内部のエア室（図示せず）のエア圧に応じて、シート１側の１Ｇ荷重を支えると共に、床面Ｆに対するシート１高さを上下方向に調整できる。なお、ここでは単一のエアバネ８を用いたが、複数のエアバネを一体的なエア室として配管して制御するようにしても良い。エアバネ８には図２に示すように、吸気弁１４を介し高圧エア源１５が連結され、排気弁１６を介し大気開放口１６１が連結される。図２に示すように、吸気弁１４及び排気弁１６は制御手段としてのコントローラ１８に各駆動回路１４１，１６１を介しそれぞれ連結される。吸気弁１４及び排気弁１６は給排出力を受けないオフ時にそれぞれエア路Ｅを閉鎖し、給排出力を受けるオン時にそれぞれエア路Ｅを開放し、高圧エアの供給、エア室エアの排気を行なうように構成されている。なお、高圧エア源１５はエアタンクであり、これには図示しないエンジン駆動のポンプより常時高圧エアが供給され、所定のエア圧を保持するように構成される。図３の詳細断面図にて示すリニアアクチュエータ９は互いに噛み合う螺子部材の回転駆動をリニア駆動に変換させるもので、モータ２０の回転で駆動し、シート１を設定された位置、ここでは中立位置のシート１を上下方向に変動させることができる。なお、この中立位置は、シート１着座の通常体格の運転者が前方視界を容易に確保できるシート１位置として予め設定される。
【００１２】
このリニアアクチュエータ９は図３に示すように、床面Ｆのブラケット２１にピン２２を介してモータ（例えぱＡＣサーポモータ）２０のケーシング２０１が支持され、ケーシング２０１には中空状の駆動軸２３が軸受２４を介して駆動回転自在に支持されている。駆動軸２３の上端部位にはナット部材４２が固定され、ナット部材４２の外周はケーシング２０１の内部に一対の軸受（玉ころ軸受）２５を介して回転自在に支持されている。ナット部材４２にはボールナット２６が一体状態に固定され、ボールナット２６の内周にはめねじ部２７が形成され、めねじ部２７の中心は駆動軸の回転中心と同心状態に成っている。
【００１３】
一方、ボールナット２６のめねじ部２７には雄ねじ軸としてのボールねじ２８が螺合しており、ボールねじ２８は駆動軸２３の中空部内に配されている。ボールねじ２８の上端部はピン２９を介してシート１の下面側に連結されている。つまり、モー夕２０が駆動して駆動軸２３、ナット部材４２及びボールナット２６側が一体に回転することによって駆動軸２３の中空部内に配されているボールねじ２８が軸方向（上下方向）に移動し、ボールねじ２８が移動することにより床面Ｆに対してシート１か昇降する。
【００１４】
ここで、特に、シート１側の従動螺子であるボールねじ２８とモータ２０側の駆動螺子であるめねじ部２７とはリード角が特に大きく設定されており、モータ２０側が非通電時にあって、シート１側のボールねじ２８に上下変位（スラスト変位）力が外部より作用すると、これに追従して非通電のモータ２０側のめねじ部２７が空回り可能なように構成されている。このため、リニアアクチュエータ９はモータ２０が非通電時にあるとシート１に対しその位置を規制することが無いように形成されている。
【００１５】
図１に示すコントローラ１８はマイクロコンピュータからなる電子制御手段であり、エンジンキースイッチ（メインスイッチ）３０よりエンジンのオン、オフ切換え信号Ｓ１を取り込み、サイドブレーキスイッチ（図４中にはサイドブレーキレバーＳＷと記した）３１より車両のサイドブレーキレバーが引かれたサイドブレーキ信号Ｓ２を取り込み、ドアスイッチ（図４中にはドア開閉状態ＳＷと記した）３２よりシート１に対設された運転席側のドア３の開信号Ｓ３を取り込み、車速センサ３３により車速パルス信号Ｓ４を取り込み、ゲイン切換えスイッチ３４よりエアバネ８のバネ定数をハードあるいはソフトに切換え指定するゲイン信号Ｓ５を取り込み、回転計（レゾルバ）３５よりモータ回転数信号Ｓ６を取り込み、最下点スイッチ（図４中には最下点ＳＷと記した）３６よりシート１が最下点位置に達したという最下点信号Ｓ７を取り込み、床Ｇセンサ３７により車両の受ける路面反力に伴う加速度信号Ｓ８を取り込み、キャンセルスイッチ４０によりシート下げ処理をキャンセルするキャンセル信号Ｓ９を取り込み、エアサスペンション制御及び周知のアクティブサスペンション制御を行なう。
【００１６】
エアサスペンション制御では上述の各入力信号に基づきシート１の最下点への降下処理、中立位置保持処理、乗降時判定処理を行う。なお、乗降時判定処理では、表１に示すような車両状態に基づき乗降時判定処理を行なっている。
【００１７】
【表１】

【００１８】
ここで、図４及び表１に基づいてエアサスペンション制御を説明する。
【００１９】
まず、ステップａ１において、エンジンキーがオンされると、ステップａ２に進み、同ステツプａ２において最下点ＳＷ３６がオンされているとステップａ３、ａ４に進み排気弁１６を停止し、シート高を演算する上下位置カウンタＣＵＴｌをゼロクリアしてステップａ６以降の乗降時判定処理に進む。
上記ステップａ２において、最下点ＳＷ３６がオフ状態であるとステップａ５に進み排気弁１６を開きエアバネ８内のエアが排気されステップａ２、ａ５は最下点ＳＷ３６がオンになるまて繰り返される。
【００２０】
次に乗隆時判定処理について説明していくと、ステップａ６においては、エンジンキー３０、サイドブレーキレバーＳＷ３１、ドア開閉状態ＳＷ３２のオン／オフ状態をコントローラ１８に取り込んでステップａ７に進み、同ステップａ７においてエンジンキー３０がオンならばステップａ８に進み、同ステップａ８においてサイドブレーキレバーＳＷ３１がオンつまりサイドブレーキレバーが引かれている場合にはステップａ９に進み、同ステップａ９においてドア開閉状態ＳＷ３２からの信号がドア３が開状態であることを示している場合にはステップａ１４に進む。上記ステップａ６において取り込んだ信号が、これまでのステップａ７、ステップａ８、ステップａ９の順に通る状態であった場合は表１に示す車両状態が（ｃ）乗車時、降車時に相当する。
【００２１】
上記ステップａ７において、エンジンキー３０がオフつまりエンジンが停止している場合には、ステップａ１５以降に進みシート１を下げる動作が行われる。上記ステップａ８において、サイドブレーキレバーＳＷ３１がオフつまりサイドブレーキレバーが引かれていない状態の場合はステップａ１０以降に進み、この状態は表１の車両状態が（ａ）走行中、又は（ｂ）ドアを開いてバックする、状態であることを示している。
上記ステップａ９において、ドア開閉状態ＳＷ３２からの信号がドア３が閉状態であることを示している場合にはステップａ１０に進み、この状態は表ｌの車両状態が（ｄ）車内で休憩中の状態であることを示す。ステップａ１４は、上記ステップａ９においてドア３が開状態であると判定されたにもかかわらず乗員の都合でキャンセルＳＷ４０がオンである場合にはステップａ６以降の乗降時判走処理に戻り、キャンセルＳＷ４０がオフの場合にはステップａ１５以降の最下点への下降処理に進む判断が行われる。
【００２２】
最下点への下隆処理について説明していくと、ステップａ１５において最下点ＳＷ３６がオフ状態であるとステップａ１６に進み排気弁１６を開きエアバネ８内のエアが排気されステップａ１５、ａｌ６は最下点ＳＷ３６がオンになるまで操り返される。ステップａ１５において最下点ＳＷ３６がオンであると判走されるとステップａ１７に進み同ステップａｌ７では排気弁１６を停止し、ステップａ１８に進む。ステップａ１８において、エンジンキー３０がオン状態であれば、再び乗員が車室内に乗り込む可能性があるのでステップａ６以降の乗降時判定処理に戻り、エンジンキー３０がオフ状態であれば、エンジンが停止しているのでシート１が最下点まで降りた状態で全ての処理が終了する。
【００２３】
次に中立位置保持処理について説明していくと、ここでは乗員が乗降時に一旦最下点まで下降したシート１を上昇させる制御が行われる。まずステップａ１０においては、上下位置カウンタＣＵＴｌの値を読み込み、ステップａ１１で、上下位置カウンタＣＵＴ１の値が予め設定されたしきい値の範囲内か否かが判断される。予め設定されたしきい値は、シート１の高さが同シート１の上下振幅の中心に位置するように定められている。ステップａ１１でしきい値よりも大きいと判断された場合、シートｌが高すぎるので、ステップａｌ２で吸気弁１４をオフにすると共に排気弁１６をオンにし、エアバネ８からエアを排気してシート１を下降させる。ステップａ１１で、しきい値よりも小さいと判断された場合、シート１の高さが低すぎるので、ステップａ１３で排気弁１６をオフにすると共に吸気弁１４をオンにし、エアバネ８にエアを供給してシート１を上昇させる。
【００２４】
ステップａ１ｌでしきい値の範囲内であると判断された場合、ステップａｌ９で吸気弁ｌ４及び排気弁１６をオフ状熊にしてエアバネ８へのエアの給排を停止してシート１の高さを中立位置に固定し、ステップａ２０に進む。ステップａ２０では、車速パルス信号Ｓ４の信号から、車速Ｖ＝０つまり車両が停車時である場合にはステップａ６に戻り乗降時判走処理及び中立位置保持処理に進む。
上記ステップａ２０で、車差Ｖ≠０つまり車両が走行中である場合にはステップａ２１に進み、同ステップａ２１でアクティブサスペンションシート制御を行なう。この制御は、概略的には、床Ｇセンサ３７からの路面反力に応じた加速度信号Ｓ８を取り込み、ここでの加速度を打ち消すだけの上下逆方向の加速度をシート１に発生させるモータ駆動出力Ｉを演算し、同出力をモータ駆動回路３９を介しリニアアクチュエータ９のモータ２０に出力し、同モータによりリニアアクチュエータ９の駆動螺子であるめねじ部２７を介し従動螺子であるボールねじ２８を駆動し、シート１を上下変位させ、シート１に加わる路面反力加速度を打ち消し、シート上の乗員の受ける路面反力を低減する。この制御は実賃的には車速Ｖ＝０になるまで繰り返されるが、具体的制御の説明は省略する。
【００２５】
このようなエアサスペンション制御により、エンジンキー３０のオン時は中立位置に保持されたシート１上の運転者はドライビングポジションを確実に確保して走行でき、エアバネ８の衝撃吸収作用により路面からの振動を低減され、特に、リニアアクチュエータ９が路面反力を打ち消す加速度をシート１に積極的に加えるので、乗員に加わる路面反力に伴う振動は確実に低減し、運転者は疲労無くシート１へ長時間着座できる。しかも、一旦、エンジンキー３０をオフにするか、エンジンキーがオンでもサイドブレーキが引かれ、運転席側ドアが開かれると、乗降時と見做し、シート１を最下点に下げるので、シート１からの降車、シート１への乗車を容易に行なえ、シート１への乗降性を向上できる。更に、キャンセルスイッチ４０により必要時にはシート下げ処理をキャンセルでき、操作の多様化を図れ、制御の多様化を図れ、しかも、エンストに伴う再起動時にシートが上下変動することを排除したいというような場合にも有効利用できる。更に、ここではシート位置をリニアアクチュエータ９側の回転計（レゾルバ）４１からのパルスのカウントでシート１高さを検出するので、ストロークセンサを別途必要とせず、スペースの制約を受けやすいシート１下部の空間を別途有効利用できる。
【００２６】
図１の車両のシートサスペンション装置はシート位置をリニアアクチュエータ９内の回転計（レゾルバ）４１よりのモータ回転数信号Ｓ６を上下位置カウンタＣＵＴ１の値の加減算処理により検出していたが、このリニアアクチュエータを用いない、エアサスペンション装置に本発明が適用される場合には、通常のリニアセンサによりシート位置を検出するようにしても良い。
更に、図１の車両のシートサスペンション装置は、運転席用のシートに装着されていたが、助手席やその他のセパレートタイプの後席シートに本発明を適用しても良く、この場合も同様の作用効果を得られる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、エンジンキーのオフ時はもとより、エンジンキーがオン状態でも乗員の乗降時を検出でき、乗員のシートへの着座時やシートからの降車時にシートを下げ、乗員のシートへの着座、シートからの降車を容易に行なえ、シートへの乗降性を向上できる。
請求項２に記載された発明によれば、リニアアクチュエータにより路面反力を打ち消すようシートを上下変位させるため、走行時は設定シート位置に保持されたシート上の乗員の受ける振動をエアバネとリニアアクチュエータの路面反力減衰作用とにより十分に低減でき、乗員のシートへの乗降性を向上でき、特に、アクティブシートサスペンション装置をより高品位化出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用された車両のシートサスペンション装置の全体構成図である。
【図２】図１の車両のシートサスペンション装置のエアサスペンション及びリニアアクチュエータの全体構成説明図である。
【図３】図１中のリニアアクチュエータの要部切欠拡大断面図である。
【図４】図１の装置が行なうエアサスペンション制御処理のフローチャートである。
【図５】従来の車両のシートサスペンション装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１シート
３ドア
８エアバネ
９リニアアクチュエータ
１４吸気弁
１６排気弁
１８コントローラ
３０エンジンキー
３１サイドブレーキスイッチ
３２ドアスイッチ
Ｆ床面
Ｓ２サイドブレーキ信号
Ｓ３ドアの開信号

Claims

車両の床とシートの間にエアバネを配設し、同エアバネのエア圧をエア切換弁により調圧することにより上記シートを設定シート位置に保持する車両のシートサスペンション装置において、
上記車両のエンジンキーと、上記車両のパーキングブレーキの作動状態を検出するパーキングブレーキセンサと、上記車両のドアの開状態を検出するドアセンサと、上記エア圧切換弁を給排切換えする制御手段とを設け、上記制御手段は上記エンジンキーがオフ状態の時、または、上記エンジンキーがオン状態下で上記パーキングブレーキ作動状態と上記ドア開状態とを検出した時のみに、上記エア圧切換弁を排気に切換え、上記シートを下げることを特徴とする車両のシートサスペンション装置。
請求項１記載の車両のシートサスペンション装置において、
上記車両の床とシートとの間に介装されたリニアアクチュエータにより、上記シートに加わる路面反力を打ち消すよう上記シートを上下変位させることを特徴とする車両のシートサスペンション装置。