KR100387631B1

KR100387631B1 - Intelligent seat system for an automobile

Info

Publication number: KR100387631B1
Application number: KR10-2000-0084845A
Authority: KR
Inventors: 백성식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20020055647A

Abstract

본 발명은 시트 쿠션 내부에 다수의 댐핑홀이 구비된 댐핑 제어판을 삽입하여 주행중인 노면의 상태에 따라 변화되는 로드하중의 입력값에 따라 제어판을 적절히 이동시키면서 시트쿠션의 감쇠력을 능동적으로 제어하여 로드상태에 맞게 우수한 승차감을 유지할 수 있는 차량의 능동 제어형 시트에 관한 것으로, 이 능동 제어형 시트는 탑승자가 앉는 부분인 상부면(12)과, 패드를 개재하여 상부면(12)과 일정 간격을 두고 하부에 배치되며 다수의 하부홀(14a)을 갖는 하부면(14)과, 이들 상부면(12)과 하부면(14)사이에 삽입되며 상기 하부홀(14a)과 대응되는 다수의 댐핑홀(16a)을 구비하는 댐핑 제어판(16)으로 이루어진 시트 쿠션(10)과, 모터(22)의 회전에 따라서 상기 댐핑 제어판(16)을 이동시켜 댐핑홀(16a)의 위치를 가변시키는 액추에이터(20)와, 서스펜션 센서로부터 입력되는 로드하중에 따라서 상기 모터(22)에 제어신호를 출력하는 제어유닛(24)으로 구성된다.The present invention inserts a damping control panel having a plurality of damping holes in the seat cushion, and actively controls the damping force of the seat cushion while appropriately moving the control panel according to the input value of the load that changes according to the state of the road surface being driven. The present invention relates to an active controlled seat of a vehicle capable of maintaining an excellent ride comfort according to a state, and the active controlled seat has a lower portion at a predetermined distance from the upper surface 12 through a pad and an upper surface 12 through a pad. A lower surface 14 disposed on the lower surface 14 and having a plurality of lower holes 14a, and a plurality of damping holes 16a inserted between the upper surface 12 and the lower surface 14 and corresponding to the lower holes 14a. Seat cushion (10) comprising a damping control panel (16) having an actuator, and an actuator (20) for moving the damping control panel (16) to vary the position of the damping hole (16a) according to the rotation of the motor (22); Suspension sensors And a control unit 24 for outputting a control signal to the motor 22 in accordance with the load load input from the motor.

Description

Actively controlled seat in a vehicle {INTELLIGENT SEAT SYSTEM FOR AN AUTOMOBILE}

본 발명은 차량의 능동 제어형 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시트 쿠션 내부에 다수의 댐핑홀이 구비된 댐핑 제어판을 삽입하여 주행중인 노면의 상태에 따라 변화되는 로드하중의 입력값에 따라 제어판을 적절히 이동시키면서 시트쿠션의 감쇠력을 능동적으로 제어할 수 있는 차량의 능동 제어형 시트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active controlled seat of a vehicle, and more particularly, to a control panel according to an input value of a load load changed according to a state of a road surface by inserting a damping control panel having a plurality of damping holes inside a seat cushion. The present invention relates to an active controlled seat of a vehicle capable of actively controlling the damping force of the seat cushion while properly moving.

통상적으로, 자동차에는 프론트 시트와 리어 시트가 구비되어 있으며, RV차량과 같은 다인승 차량에는 보다 많은 열의 시트가 설치되어 있다. 이들 시트는 탑승자가 앉는 부분인 시트쿠션과 등을 기대는 부분인 시트 백으로 이루어져 있으며, 경우에 따라서 시트 백의 상부에는 머리를 기대고 쉴 수 있는 헤드레스트가 인출 가능하게 설치되어 있다.In general, a vehicle is provided with a front seat and a rear seat, and a multi-row vehicle such as an RV vehicle is provided with more rows of seats. These seats consist of a seat cushion which is a part of the occupant's seat and a seat back which is a part of the back. In some cases, a head rest that can rest against the head is provided on the upper part of the seat back.

특히, 프론트 시트의 경우에는 운전석 시트와 조수석 시트로 분리되어 있어 운전자 및 탑승자의 체형에 맞게 각각, 시트의 높이와 위치를 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 도 1은 일반적인 차량용 시트의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 시트 쿠션에 가해지는 하중의 관계를 나타내는 개략도이다. 먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 차량의 플로어 패널(6)상에는 시트 트랙을 따라서 차량의 길이방향으로 이동 가능하게 시트 쿠션(2)이 배치되어 있으며, 이 시트 쿠션(2)에는 시트백(4)이 수직으로 배치되어 있다. 도 2에서 보면, 시트 쿠션(2)의 쿠션감은 다음의 3가지 인자에 의해서 결정된다. 즉, 탑승자 및 시트의 무게를 나타내는 M과, 시트 프레임 및 마운팅 강성을 나타내는 K와, 댐핑값을 나타내는 C에 따라서 쿠션감이 고정된다.In particular, the front seat is divided into a driver's seat and a passenger seat, so that the height and position of the seat can be adjusted according to the driver's and passenger's body, respectively. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a general vehicle seat, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a relationship of loads applied to a conventional seat cushion. First, as shown in FIG. 1, the seat cushion 2 is disposed on the floor panel 6 of the vehicle so as to be movable along the seat track in the longitudinal direction of the vehicle, and the seat back 4 is seated on the seat cushion 2. ) Are arranged vertically. 2, the feeling of cushioning of the seat cushion 2 is determined by the following three factors. That is, the cushioning feeling is fixed in accordance with M indicating the weight of the occupant and the seat, K indicating the seat frame and the mounting rigidity, and C indicating the damping value.

이러한 구성의 시트에 있어서, 승차감에 영향을 주는 댐핑값(C)은 쿠션(2)의 형상과 재질이 일단 고정되면, C값 역시 고정되어 주행중 일어나는 다양한 가변진동에 능동적으로 반응할 수 없으므로 승차감이 저하된다. 가령, 시트 쿠션(2)이 너무 부드럽게 설정되어 있으면 멀미가 나서 승차감이 저하되며, 너무 딱딱하게 설정되어 있으면 로드의 입력이 그대로 탑승자에게 전달되어 승차감이 저하되는 문제가 있다.In the seat of such a configuration, the damping value C affecting the ride comfort is fixed once the shape and material of the cushion 2 are fixed, so that the C value is also fixed and cannot actively react to various variable vibrations occurring during driving. Degrades. For example, if the seat cushion 2 is set too softly, it may cause motion sickness and the ride comfort is lowered. If the seat cushion 2 is set too hard, the input of the rod is transmitted to the occupant as it is and there is a problem that the ride comfort is reduced.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 차량이 현재 주행하고 있는 노면의 상태에 따라 변화되는 로드 하중값에 따라서 시트쿠션의 감쇠력을 적절히 제어하여 어떠한 로드를 주행하는 경우라도 항상 최적의 승차감을 유지할 수 있는 차량의 능동 제어형 시트를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the above problems can always maintain the optimum ride comfort even when driving any road by appropriately controlling the damping force of the seat cushion according to the load load value that changes according to the road surface state in which the vehicle is currently running It is an object of the present invention to provide an active controlled seat of a vehicle.

도 1은 일반적인 차량용 시트의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,1 is a view schematically showing a configuration of a general vehicle seat,

도 2는 종래의 시트 쿠션에 가해지는 하중의 관계를 나타내는 개략도,2 is a schematic view showing a relationship of loads applied to a conventional seat cushion;

도 3은 본 발명에 따른 능동 제어시스템의 제어과정을 보인 흐름도,3 is a flowchart illustrating a control process of an active control system according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 능동 제어시스템의 구성을 보인 개략도,4 is a schematic view showing the configuration of an active control system according to the present invention;

도 5a와 도 5b는 각각, 도 4에 도0시한 시트의 평면도 및 저면 사시도,5A and 5B are a plan view and a bottom perspective view of the sheet shown in Fig. 4, respectively,

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 능동 제어형 시트의 제어과정을 나타낸 단면도.6a to 6c are cross-sectional views showing the control process of the active controlled sheet of the present invention.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]

10:시트 쿠션 12:상부면10: seat cushion 12: upper surface

14:하부면 14a:하부홀14: bottom surface 14a: bottom hole

16:댐핑 제어판 16a:댐핑홀16: Damping control panel 16a: Damping hole

20:액추에이터 22:모터20: actuator 22: motor

24:CPU24: CPU

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 능동 제어형 시트는 탑승자가 앉는 부분인 상부면과, 패드를 개재하여 상부면과 일정 간격을 두고 하부에 배치되며 다수의 하부홀을 갖는 하부면과, 이들 상부면과 하부면사이에 삽입되며 상기 하부홀과 대응되는 다수의 댐핑홀을 구비하는 댐핑 제어판으로 이루어진 시트 쿠션과, 모터의 회전에 따라서 상기 댐핑 제어판을 이동시켜 댐핑홀의 위치를 가변시키는 액추에이터와, 서스펜션 센서로부터 입력되는 로드하중에 따라서 상기 모터에 제어신호를 출력하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.Active controlled seat of the vehicle of the present invention for achieving the above object is the upper surface which is a part of the occupant seated, the lower surface disposed at a predetermined distance from the upper surface via a pad and having a plurality of lower holes, A seat cushion having a damping control panel inserted between the upper and lower surfaces and having a plurality of damping holes corresponding to the lower hole, and an actuator for moving the damping control panel in accordance with the rotation of the motor to change the position of the damping hole. And a control unit for outputting a control signal to the motor according to the load load input from the suspension sensor.

이하, 첨부한 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 능동 제어형 시트에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an active control seat of a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.

도 3은 본 발명에 따른 능동 제어시스템의 제어과정을 보인 흐름도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 능동 제어형 시트에서 차량의 현재 주행상태에 따른 로드 하중이 입력되면(단계 S1), 서스펜션 센서에서의 변위를 측정(단계 S2)한 다음에, 제어유닛(CPU)에서는 기준값과의 차가 있는지의 여부를 판단한다(단계 S3). 여기에서 사용하는 서스펜션 센서와 CPU는 기존의 고급 차종에서 전자적으로 서스펜션을 제어하기 위해 사용하는 것을 공유할 수 있다. 단계 S3에서 제어유닛은 기준값에 따라서 압력된 로드하중을 다단계(가령, 3단계)로 나눌 수 있으며, 이들 각 단계에 따라 본 발명의 능동 제어형 시트의 쿠션시트를 제어하게 된다. 본 발명에 따른 능동 제어형 시트의 구조는 다음의 도 4와 도 5에 도시되어 있다.3 is a flowchart illustrating a control process of an active control system according to the present invention. As shown here, when the load load according to the current driving state of the vehicle is input in the active controlled seat according to the present invention (step S1), the displacement in the suspension sensor is measured (step S2), and then the control unit ( The CPU determines whether or not there is a difference from the reference value (step S3). The suspension sensor and CPU used here can share what is used to control the suspension electronically in existing luxury vehicles. In step S3, the control unit can divide the load load pressurized according to the reference value into multiple stages (for example, three stages), and control the cushion seat of the active controlled seat of the present invention according to each of these stages. The structure of the active controlled sheet according to the invention is shown in the following FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명에 따른 능동 제어시스템의 구성을 보인 개략도이고, 도 5a와 도 5b는 각각, 도 4에 도시한 시트의 평면도 및 저면 사시도이다.4 is a schematic view showing the configuration of an active control system according to the present invention, and FIGS. 5A and 5B are top and bottom perspective views, respectively, of the sheet shown in FIG.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 능동 제어형 시트에서 채용한 시트 쿠션(10)의 전체적인 구성을 보면, 탑승자가 앉는 부분인 상부면(12)과, 패드를 개재하여 상부면(12)과 일정 간격을 두고 하부에 배치되며 다수의하부홀(14a)을 갖는 하부면(14)과, 이들 상부면(12)과 하부면(14)사이에 삽입되며 하부홀(14a)과 대응되는 다수의 댐핑홀(16a)을 구비하는 댐핑 제어판(16)으로 이루어져 있다.As shown in these figures, in the overall configuration of the seat cushion 10 employed in the active controlled seat according to the present invention, the upper surface 12, which is the part where the occupant sits, and the upper surface 12 through the pads, are shown. A lower surface 14 disposed at a lower portion with a predetermined interval therebetween and having a plurality of lower holes 14a, and inserted between these upper surfaces 12 and lower surfaces 14 and corresponding to the lower holes 14a. The damping control panel 16 is provided with a damping hole (16a) of.

여기에서, 하부면(14)에 형성된 하부홀(14a)은 다수개(9)가 사각형을 이루며 배치되어 있으며, 이와 대응되는 댐핑홀(16a)역시, 다수개(9)가 사각형을 이루며 댐핑 제어판(16)에 격자형으로 배치되어 있다.Here, the lower holes 14a formed in the lower surface 14 are arranged in a plurality of (9) to form a square, the damping hole (16a) corresponding to this, a plurality of (9) is formed in a rectangular damping control panel It is arrange | positioned at 16 at the grid | lattice form.

이 댐핑 제어판(16)은 와이어(18)를 개재하여 액추에이터(20)에 작동적으로 연결되어 있으며, 액추에이터(20)는 모터(22)와 연결되어 있다. 와이어(18)의 길이방향 이동을 원활하게 하기 위해서 다수의 롤러(26)를 설치할 수도 있다.The damping control panel 16 is operatively connected to the actuator 20 via a wire 18, and the actuator 20 is connected to the motor 22. A plurality of rollers 26 may be provided to facilitate the longitudinal movement of the wire 18.

제어유닛(CPU)(24)은 서스펜션 센서로부터 입력되는 로드하중에 따라서 모터(22)에 제어신호를 출력하게 된다. 그에 따라, 댐핑 제어판(16)은 도 6에 도시한 바와 같은 상태로 이동되면서 댐핑력을 조절할 수 있다.The control unit (CPU) 24 outputs a control signal to the motor 22 in accordance with the load load input from the suspension sensor. Accordingly, the damping control panel 16 can adjust the damping force while moving to a state as shown in FIG.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 능동 제어형 시트의 제어과정을 나타낸 단면도이다.6A to 6C are cross-sectional views illustrating a control process of an active controlled sheet of the present invention.

도 2의 플로우차트에 나타낸 바와 같이, 제어유닛(24)은 서스펜션 센서로부터의 로드 하중을 기준값과 비교하여 만일, 로드 입력값이 기준값 이상으로 큰 경우에는 댐핑력을 증대시키기 위하여 모터(22) 및 액추에이터(20)를 통해서 댐핑 제어판(16)을 당겨 도 6c에 도시한 바와 같이 댐핑홀(16a)을 완전히 폐쇄한다. 즉, 이 상태에서는 댐핑 제어판(16)의 댐핑홀(16a)과 하부면(14)에 형성된 하부홀(14a)이 수직으로 어긋나있어 상부의 공기가 하부로 이동하지 못하고 화살표(P3)로 나타낸 바와 같이 댐핑홀(16a)이 막힌 상태를 유지하게 되며, 그로 인해 시트 쿠션(10)내부의 공기유동을 막아 댐핑력이 증대되도록 한다.As shown in the flowchart of FIG. 2, the control unit 24 compares the load load from the suspension sensor with a reference value, and increases the damping force in order to increase the damping force if the load input value is larger than the reference value. The damping control panel 16 is pulled through the actuator 20 to completely close the damping hole 16a as shown in FIG. 6C. That is, in this state, the damping hole 16a of the damping control panel 16 and the lower hole 14a formed in the lower surface 14 are vertically shifted so that the upper air cannot move downward and is indicated by the arrow P3. As described above, the damping hole 16a is maintained in a blocked state, thereby preventing the air flow inside the seat cushion 10 to increase the damping force.

한편, 서스펜션 센서로부터의 로드 입력값이 기준값과 동일하면, 모터(22)와 액추에이터(20)의 제어를 통해서 댐핑 제어판(16)을 밀어넣어 도 6b에 도시한 바와 같이 댐핑홀(16a)과 하부홀(14a)이 반정도 일치된 상태를 유지되도록 함으로써, 상부로부터의 공기가 화살표(P2)방향을 따라 일부 이동할 수 있게 된다. 이와 같이, 시트 쿠션(10)내에서의 상부와 하부의 공기이동이 어느 정도 행해짐으로써 시트 쿠션의 댐핑력은 중간 정도를 유지하게 된다.On the other hand, if the load input value from the suspension sensor is the same as the reference value, the damping control panel 16 is pushed through the control of the motor 22 and the actuator 20, and the damping hole 16a and the lower part as shown in Fig. 6B. By keeping the hole 14a half-matched, the air from the upper part can move along the direction of arrow P2. In this way, the upper and lower air movement in the seat cushion 10 is carried out to some extent, so that the damping force of the seat cushion is maintained at an intermediate level.

다음에, 서스펜션 센서로부터의 로드 입력값이 기준값 이하이면, 모터(22)와 액추에이터(20)의 제어를 통해서 댐핑 제어판(16)을 완전히 삽입하여 도 6a에 도시한 바와 같이 댐핑홀(16a)과 하부홀(14a)이 완전히 일치된 상태를 유지되도록 함으로써, 상부로부터의 공기가 화살표(P1)방향을 따라 자유롭게 이동할 수 있게 된다. 이와 같이, 시트 쿠션(10)내에서의 상부와 하부의 공기이동이 자유롭게 행해짐으로써 댐핑력을 저하시켜 시트 쿠션의 부드러운 상태를 유지하게 된다.Next, if the load input value from the suspension sensor is equal to or less than the reference value, the damping control panel 16 is completely inserted through the control of the motor 22 and the actuator 20, and the damping hole 16a and the damping hole 16a as shown in FIG. By keeping the lower hole 14a in a completely coincidence state, the air from the upper side can move freely along the direction of the arrow P1. In this way, the upper and lower air movement in the seat cushion 10 is freely performed, thereby lowering the damping force and maintaining the soft state of the seat cushion.

이러한 작동원리는 다음의 수학식 1에 따라서 행해진다.This principle of operation is performed according to the following equation (1).

RM ξ = C / 2ROOTKMRM ξ = C / 2ROOTKM

수학식 1에서 ξ는 감쇠비, C는 댐핑값, M은 탑승자 및 시트의 무게, K는 시트 프레임 및 마운팅 강성이다. 이 식에서 알 수 있는 바와 같이, K와 M이 고정되어 있을 경우, 감쇠비는 단지 C(댐핑값)에 따라 달라진다. 다시 말해서, 댐핑 제어판에 형성된 댐핑홀이 클수록 반력(F)이 작아지고 결국, 이는 C값을 작게한다. 반대로, 댐핑홀이 작을수록 반력(F)이 커짐으로써 결과적으로 C값이 커지게 된다.In Equation 1, ξ is a damping ratio, C is a damping value, M is the weight of the occupant and the seat, K is the seat frame and mounting stiffness. As can be seen from this equation, when K and M are fixed, the damping ratio only depends on C (damping value). In other words, the larger the damping hole formed in the damping control panel, the smaller the reaction force F becomes, which in turn leads to a smaller C value. On the contrary, the smaller the damping hole is, the larger the reaction force F becomes, and consequently, the larger the C value.

따라서, 댐핑홀의 크기를 능동적으로 조절함으로써, 로드의 상태에 맞게 시트 시스템을 최적화하여 승차감을 향상시킬 수 있다.Therefore, by actively adjusting the size of the damping hole, it is possible to improve the riding comfort by optimizing the seat system according to the state of the rod.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 시트 쿠션 내부에 다수의 댐핑홀이 구비된 댐핑 제어판을 삽입하여 주행중인 노면의 상태에 따라 변화되는 로드하중의 입력값에 따라 제어판을 적절히 이동시키면서 시트쿠션의 감쇠력을 능동적으로 제어하여 로드상태에 맞게 우수한 승차감을 유지할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention described above, the damping force of the seat cushion is appropriately moved while inserting a damping control panel having a plurality of damping holes inside the seat cushion while appropriately moving the control panel in accordance with the input value of the load that changes according to the state of the road surface being driven. By actively controlling, there is an advantage that can maintain excellent riding comfort in accordance with the load state.

Claims

An upper surface 12, which is a part where the occupant sits, a lower surface 14 disposed at a lower distance from the upper surface 12 via pads and having a plurality of lower holes 14a, and these upper surfaces ( A seat cushion 10 formed between the damping control panel 16 inserted between the lower surface 14 and the lower hole 14a and having a plurality of damping holes 16a;

Actuator 20 to move the damping control panel 16 in accordance with the rotation of the motor 22 to change the position of the damping hole (16a),

And a control unit (24) for outputting a control signal to the motor (22) in accordance with a load load input from a suspension sensor.