KR100501512B1 - 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법과 그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법과 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트에 착석한 사람의 자세와 차량의 가속도에 따라 실제 시트에 가해지는 하중을 감안하여 시트의 쿠션패드 내부에 장착된 쿠션스프링의 탄성률을 가변시켜줌으로써, 시트의 승차감을 항상 최적의 상태로 유지시켜 줄 수 있도록 해주는 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법과 그 장치에 관한 것이다.

Description

쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법과 그 장치{Method for increasing ride comfort of seat using cushion spring construction and apparatus therefore}

본 발명은 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법과 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트에 착석한 사람의 자세와 차량의 가속도에 따라 실제 시트에 가해지는 하중을 감안하여 시트의 쿠션패드 내부에 장착된 쿠션스프링의 탄성률을 가변시켜줌으로써, 시트의 승차감을 항상 최적의 상태로 유지시켜 줄 수 있도록 해주는 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법과 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 탑승자들이 승차감과 관련하여 가장 연관성이 크다고 느끼는 부분은 시트부분이고, 그 밖의 감성공학적인 부분을 제외할 경우 현가장치, 차체 진동 및 조향 진동 등이 순차적으로 지적되고 있다.

따라서, 차량의 승차감을 향상시키기 위해서는 시트를 통해 느껴지는 편안함을 증대시키는 것이 가장 효과적인 방법이라 하겠다.

그런데, 종래의 일반적인 방법을 이용하여 실제 인체가 시트와 접촉하는 부분의 접촉압력에 의한 등가질량에 따라 시트 시스템의 진동 응답특성 및 진동 절연률이 달리지는 특성을 구현하는 데는 한계가 있다.

또한, 인체 진동과 관련한 시트의 진동연구는 시트 시스템 자체에 대한 진동응답 특성분석이 대부분이며, 주행할 때 실제 탑승자가 느끼는 차량의 샤시와 차체 및 시트가 통합된 여러 주행진동모드를 고려하지 않음으로 해서 실제 차량에 나타나는 주파수 대역별 개선이 제한적이라는 문제점이 있었다.

한편, 시트의 쿠션패드 내부에 스프링을 설치하여 착석자가 편안한 승차감을 느낄 수 있게 한 장치가 공지된 바 있으나, 이러한 장치는 단지 쿠션패드 내부의 스프링 탄력만을 이용하는 것일 뿐, 착석자에 의한 실제 하중변화와 차량의 주행상태에 따른 진동변화 등을 전혀 고려할 수가 없기 때문에 최적의 승차감을 제공할 수가 없는 단점이 있었다.

이에, 본 발명은 종래의 승차감 향상장치 및 방법들에서 야기되던 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 탑승객이 실제 시트에 착석하였을 때의 조건에 따라 가변되는 실제전달하중과 차량의 가속도에 따른 주행진동의 크기를 동적으로 체크한 다음, 시트 내부에 설치된 쿠션스프링의 탄성률을 실시간으로 가변시켜줌으로써, 탑승자가 항상 시트에서 최적의 안락한 진동만을 느낄 수 있도록 해주는 탄성가변 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법과 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 탑승자가 시트에 착석한 자세와 차량의 주행조건 등에 따라 실제 시트에 전달되는 하중을 실시간 체크함과 더불어 차량의 주행상태에 따른 차량의 진동수를 실시간 체크하여, 이들 결과를 미리 마련된 기준치와 함께 전자제어기에 입력하여 처리한 다음, 그 결과에 따라 시트의 쿠션패드 속에 내장된 탄성가변 쿠션스프링의 탄성률을 조절해줌으로써, 시트에 착석한 탑승자가 항상 최적의 안락감을 느낄 수 있게 한다.

한편, 본 발명에 따른 장치는 차량의 시트를 구성하는 시트쿠션과 시트백의 쿠션패드 속에 설치된 탄성가변 쿠션스프링, 이 탄성가변 쿠션스프링의 주변에 배치되어 MR 유체에 자기장을 부가하는 전자석, 시트쿠션과 시트백의 표면에 각각 설치되어 차체의 진동과 탑승자의 자세 등에 따라 가변되는 가변하중을 체크하는 감압전도성 고무, 차체의 바닥면에 설치되어 차량의 가속도를 체크하는 가속도계, 및 이 가속도계에서 감지된 차량의 가속도에 부합하는 차속신호와 감압전도성 고무에서 감지된 착석자의 가변하중신호를 미리 세팅된 기준치와 비교 처리한 다음 상기 전자석에 전원을 인가하여 탄성가변 쿠션스프링의 탄성률을 가변제어하는 전자제어기로 구성된다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 운전자가 시트에 착석한 상태에 따라 시트에 가해지는 실제하중을 체크함과 더불어 차량의 가속도에 의한 진동수를 측정하여, 그 측정치와 미리 설정된 기준치를 비교한 다음, 시트의 쿠션부 안쪽에 내장된 탄성가변 쿠션스프링의 탄성률을 제어함으로써, 시트에 착석한 탑승자가 항상 최적의 편안함을 느끼게 할 수가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법은 차량의 시트에 착석하고 있는 탑승자가 실제 시트에 접촉하여 가하는 실제시트하중을 파악하는 실제하중판단단계, 차량의 주행특성에 따른 순간 진동수를 파악하는 차량의 진동수판단단계, 상기 실제하중판단단계와 진동수판단단계에서 판단된 결과의 신호를 미리 세팅된 신호값과 비교 처리하는 신호처리단계, 및 상기 신호처리단계에서 처리된 결과 신호에 따라 시트의 쿠션패드 속에 설치된 탄성가변 쿠션스프링의 탄성계수를 실시간 가변제어하는 진동제어단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상장치는 차량의 시트를 구성하는 시트쿠션과 시트백의 쿠션패드 속에 각각 설치된 탄성가변 쿠션스프링(1), 시트쿠션과 시트백의 표면에 각각 설치되어 차체의 진동과 탑승자의 자세 등에 따라 가변되는 가변하중을 체크하는 감압전도성 고무(3), 차체 바닥(5)에 설치되어 차량의 가속도를 체크하는 가속도계(7), 및 상기 가속도계(7)에서 감지된 차량의 가속도에 부합하는 차속신호와 감압전도성 고무(3)에서 감지된 착석자의 가변하중신호를 미리 세팅된 기준치와 비교 처리한 다음 상기 탄성가변 쿠션스프링(1)의 탄성률을 가변제어하는 전자제어기(9)로 구성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 탄성가변 쿠션스프링(1)이 MR 유체가 내장된 쿠션스프링이고, 상기 MR 유체가 내장된 쿠션스프링의 주위에 상기 전자제어기(9)의 처리 결과에 따른 전류가 인가되는 전자석(11)이 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 승차감 향상방법은 시트의 쿠션패드 속에 전기적으로 탄성률이 가변될 수 있는 탄성가변 쿠션스프링과 전자석을 내장 설치하고, 시트에 실제 가해지는 탑승자의 실제 체중을 측정함과 더불어 차량의 가속도에 따른 진동수를 측정하여 이들 측정결과와 미리 세팅된 기준치를 비교한 다음 그 결과에 따라 탄성가변 쿠션스프링의 탄성률이 가변되어지게 하는 것이다.

이러한 본 발명의 방법은 차량의 시트에 착석하고 있는 탑승자가 실제 시트에 접촉하여 가하는 실제시트하중을 파악하는 실제하중판단단계, 차량의 주행특성에 따른 순간 진동수를 파악하는 차량의 진동수판단단계, 상기 실제하중판단단계와 진동수판단단계에서 판단된 결과의 신호를 미리 세팅된 신호값과 비교 처리하는 신호처리단계, 및 상기 신호처리단계에서 처리된 결과 신호에 따라 시트의 쿠션패드 속에 설치된 탄성가변 쿠션스프링의 탄성계수를 실시간 가변제어하는 진동제어단계로 구성된다

이러한 본 발명의 방법을 실현하기 위한 장치는 다음과 같은 바, 이들 장치와 관련한 설명은 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 승차감 향상장치의 구성을 나타낸 개략도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 승차감 향상장치는 차량의 시트를 구성하는 시트쿠션과 시트백의 쿠션패드 속에 각각 설치된 탄성가변 쿠션스프링(1), 시트쿠션과 시트백의 표면에 각각 설치되어 차체의 진동과 탑승자의 자세 등에 따라 가변되는 가변하중을 체크하는 감압전도성 고무(3), 차체 바닥(5)에 설치되어 차량의 가속도를 체크하는 가속도계(7), 및 이 가속도계(7)에서 감지된 차량의 가속도에 부합하는 가속도신호와 상기 감압전도성 고무(3)에서 감지된 착석자의 가변하중신호를 미리 세팅된 기준치와 비교 처리한 다음 상기 탄성가변 쿠션스프링(1)의 탄성률을 가변제어하는 전자제어기(9)로 구성된다.

상기 탄성가변 쿠션스프링(1)으로는 예컨대 MR 유체가 내장된 쿠션스프링을 사용할 수 있는 바, 이 MR 유체 쿠션스프링은 자기장 부하에 따라 그 탄성률이 가변되어지는 특성이 있는 것이다.

상기 MR 유체(Magneto Rheological Fluid)는 일명 "자기유변유체"라 하는데, 실리콘 오일 또는 미네랄 오일 등의 비전도성 용매 속에 미크론 크기의 자성을 가질 수 있는 입자들을 분산시킨 비콜로이드 용액으로서, 자기장이 부하되지 않은 경우에는 분산입자가 뉴턴유체의 성질을 띠지만, 자기장이 부하되면 분산입자가 분극화를 일으켜 부하된 자기장과 평행한 방향으로 섬유질이 형성되어 전달력이나 유동에 대한 저항력을 가지는 (고체화)유체다.

따라서, 이러한 유체가 주입된 상기 스프링을 본 발명에서 요구하는 탄성가변 쿠션스프링(1)으로 이용할 수가 있는 것이다.

그리고, 상기한 바의 MR 유체가 내장된 쿠션스프링을 이용하는 경우에는 MR 유체의 자기장을 변화시켜 주기 위한 전자석(11)이 필연적으로 구비되어 있어야 한다.

그러므로, 도 1에 도시한 바와 같이 MR 유체가 내장된 탄성가변 쿠션스프링(1)의 측방에 전자석(11)을 설치하여야 하는 것이다.

이와 같이 본 발명에서 시트의 쿠션패드 속에 탄성가변 쿠션스프링(1)이 설치됨으로 인해 차량의 진동이 이 탄성가변 쿠션스프링(1)을 통해 감쇄되어진 다음 시트의 착석자에게 전달되어지게 되는 것이다.

한편, 시트에 설치되는 감압전도성 고무(3)는 실리콘 고무 안쪽에 전도체인 탄소입자를 균일하게 분산시킨 것으로서, 고무 특성의 유연성과 내충격성이 풍부하고, 가공과 박막화 및 대면적화가 용이하며, 작은 응력의 변화에도 저항값이 크게 변화하는 특성이 있다.

본 발명에서는 이러한 감압전도성 고무의 특성을 이용한 것으로서, 시트의 등받이를 이루는 시트백과 바닥부를 이루는 시트쿠션의 표면부에 각각 설치하여 시트에 착석한 탑승자의 체중에 따라 출력신호의 저항값이 가변되어지게 하는 것이다.

그리고, 시트에 전달되는 하중은 탑승자의 착석자세 등에 따라 달라지게 되는 바, 예컨대 탑승자의 발이 차체 바닥에 닿아 있는 경우와 닿아 있지 않은 경우, 또는 탑승자가 시트백에 기대어 앉은 경우와 길게 누운 자세로 앉은 경우, 그리고 시트백의 경사각도를 달리함에 따른 자세의 변화 등과 같이, 탑승자의 자세에 따라 시트에 전달되는 실제 탑승자의 하중은 달라지게 된다.

따라서, 상기 감압전도성 고무(3)는 탑승자의 가변조건에 따른 체중 및 시트의 진동상태에 따른 가변조건에 따라 달라지는 실제 중량을 감지하고, 이에 부합하는 전기신호를 출력하게 된다.

또한, 상기 가속도계(7)는 차량의 주행상태에 따른 현재의 진동수를 측정하기 위한 것으로서, 이 가속도계(7)에서 측정된 진동수가 전자제어기(9)에 인가되어져, 상기 감압전도성 고무(3)에서 인가된 전기신호와 함께 처리되고, 전자제어기(9)의 처리 결과가 상기 전자석(11)으로 전달되어지면, 전자석에 의해 발생하는 자기장의 변화에 따라 상기 MR 유체 쿠션스프링의 탄성률이 가변되어지게 되는 것이다.

그러므로, 시트의 쿠션패드 속에 내장된 MR 유체 쿠션스프링을 통하여 시트에 착석한 탑승자가 느끼는 승차감은 항상 그 순간의 조건에 맞추어 가변되어지게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 승차감 향상장치에서는 시트에 착석한 사람의 자세와 차량의 가속도에 따라 실제 시트에 가해지는 하중을 감안하여 시트의 쿠션패드 내부에 장착된 탄성가변 쿠션스프링의 탄성률을 적절히 가변시켜줌으로써, 시트에 착석한 탑승자가 항상 최적의 승차감을 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 승차감 향상장치의 개략적인 구성을 보여주는 배치도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 탄성가변 쿠션스프링 3: 감압전도성고무

5: 차체 바닥 7: 가속도계

9: 전자제어기 11: 전자석

Claims (3)

1. 차량의 시트에 착석하고 있는 탑승자가 실제 시트에 접촉하여 가하는 실제시트하중을 파악하는 실제하중판단단계, 차량의 주행특성에 따른 순간 진동수를 파악하는 차량의 진동수판단단계, 상기 실제하중판단단계와 진동수판단단계에서 판단된 결과의 신호를 미리 세팅된 신호값과 비교 처리하는 신호처리단계, 및 상기 신호처리단계에서 처리된 결과 신호에 따라 시트의 쿠션패드 속에 설치된 탄성가변 쿠션스프링의 탄성계수를 실시간 가변제어하는 진동제어단계로 구성된 것을 특징으로 하는 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상방법.
2. 차량의 시트를 구성하는 시트쿠션과 시트백의 쿠션패드 속에 각각 설치된 탄성가변 쿠션스프링(1), 시트쿠션과 시트백의 표면에 각각 설치되어 차체의 진동과 탑승자의 자세 등에 따라 가변되는 가변하중을 체크하는 감압전도성 고무(3), 차체 바닥(5)에 설치되어 차량의 가속도를 체크하는 가속도계(7), 및 상기 가속도계(7)에서 감지된 차량의 가속도에 부합하는 차속신호와 감압전도성 고무(3)에서 감지된 착석자의 가변하중신호를 미리 세팅된 기준치와 비교 처리한 다음 상기 탄성가변 쿠션스프링(1)의 탄성률을 가변제어하는 전자제어기(9)로 구성된 것을 특징으로 하는 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 탄성가변 쿠션스프링(1)이 MR 유체가 내장된 쿠션스프링이고, 상기 MR 유체가 내장된 쿠션스프링의 주위에 상기 전자제어기(9)의 처리 결과에 따른 전류가 인가되는 전자석(11)이 설치된 것을 특징으로 하는 쿠션스프링 구조를 이용한 시트의 승차감 향상장치.