JPH11123972A - 車両のシートサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン駆動時においてもエアバネで支持さ
れたシートへの乗員の着座や降車を容易化出来る。 【解決手段】 車両の床面Ｆとシート１の間にエアバネ
８を配設し、エア圧をエア切換弁１４，１６により調圧
し、シート１を設定シート位置に保持するもので、特
に、エンジンをオン、オフ切換えるエンジンキー３０
と、パーキングブレーキの作動状態を検出するサイドブ
レーキスイッチ３１と、シートに対設されたドア３の開
状態を検出するドアスイッチ３２と、エア圧切換弁１
４，１６を給排切換えするコントローラ１８とを設け、
コントローラ１８はエンジンキー３０がオフ状態の時、
または、エンジンキー３０がオン状態下でパーキングブ
レーキレバーが引かれた状態とドア３の開状態とを検出
した時に、エア圧切換弁１４，１６を排気に切換え、シ
ート１を下げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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１０
０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１４１，１６
１を介しそれぞれ連結される。吸気弁１４及び排気弁１
６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２０
１が支持され、ケーシング２０１には中空状の駆動軸２
３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２
７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）３
１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Ｓ
６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ａ
２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ａ
１５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１
６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ａ
１０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Ｓ
４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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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。
2. 【請求項２】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。