KR19980073357A

KR19980073357A - 자동차 시트의 현가장치

Info

Publication number: KR19980073357A
Application number: KR1019970008595A
Authority: KR
Inventors: 윤정욱
Original assignee: 임경춘; 삼성자동차 주식회사
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-11-05

Abstract

본 발명은 자동차 시트의 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자의 모드 스위치 선택, 주행조건 및 노면 상태에 따라 자동차의 높이와 자동차의 평형상태를 최적으로 조절하는 전자제어 현가장치(Electronically Controlled Suspension; ECS)를 시트에 응용하여 시트의 상태를 운전자의 선택, 주행조건 및 노면 상태에 따라 평형을 유지시키고 더불어서 시트의 안락감과 안정성이 향상되도록 한 자동차 시트의 현가장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 자동차 시트의 현가장치에 있어서, 상기 시트 하단부의 4 모서리부에 각각 장착되며 그 높낮이 및 감쇠력이 소정의 구동제어신호에 의해 각각 가변되는 4개의 시트 액추에이터 수단들과, 상기 액추에이터 수단들의 높낮이 및 감쇠력이 상기 자동차의 상태에 따라 가변되도록 제어하는 제어수단과, 상기 자동차의 각종 상태를 감지하여 이를 상기 제어수단에 입력시키는 복수의 다양한 센서수단들, 및 상기 액추에이터 수단들의 자동 또는 수동 제어 여부를 선택하는 모드 선택수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 시트의 현가장치

본 발명은 자동차 시트의 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자의 모드 스위치 선택, 주행조건 및 노면 상태에 따라 자동차의 높이와 자동차의 평형상태를 최적으로 조절하는 전자제어 현가장치(Electronically Controlled Suspension; ECS)를 시트에 응용하여 시트의 상태를 운전자의 선택, 주행조건 및 노면 상태에 따라 평형을 유지시키고 더불어서 시트의 안락감과 안정성이 향상되도록 한 자동차 시트의 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 시트는 단순히 소프트(soft)한 것 만으로는 오히려 피로해지기 때문에 적당한 딱딱함과 기능적인 형상을 갖추도록 되어 있다. 특히, 최근에는 위치의 미세 조정은 물론 람바 서포트(lumbar support)처럼 장거리 운전시 허리의 피로를 완화시키기 위해 시트 백(seat back)에서부터 허리를 누르는 기구(기계식 또는 공기식)를 구비한 것도 있다. 또한, 헤드 레스트도 상.하.전.후 조정식 및 착탈식등 섬세한 배려를 한 것도 적지 않게 장착되고 있다. 이와 같은 자동차 시트를 도 1에 개략적으로 나타내 보였다.

도 1을 참조하면, 일반적인 자동차 시트(1)는 머리를 지지하는 헤드 레스트(10)와, 상반신을 지지하는 시트 백(등받이)(20), 히프 및 허벅다리부분을 지지하는 시트 쿠션(30)을 포함하여 이루어지는데, 상기 시트 백(20)에는 허리부분을 밀착지지할 수 있도록 하는 람바 서포트(22)와 상반신의 좌우 쏠림을 방지할 수 있도록 하는 이경도 패드(24)가 마련될 수 있다. 이와 같은 자동차 시트(1)에는 도 1에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이 등받이(20)의 리클라이닝(reclining), 시트의 전후 슬라이딩외에 시트 전체를 상하로 리프팅(lifting)할 수 있도록 하는 조정기구(미도시)들이 장착되어 시트의 편리성을 향상시키고 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 자동차 시트는 시트 자체가 프레임(5)에 의해 차체의 플로어(floor)에 고정되어 운전자 또는 탑승자의 조작에 의해 그 형태내지는 그 위치가 변경될 수 있어, 차량이 코너링을 하는 경우 운전자 또는 탑승자의 자세가 좌우로 쏠리는 것을 적절하게 방지하지 못하였다. 또한, 종래의 자동차 시트는 급가속 또는 급제동과 같은 돌발적인 상황에서 운전자의 운전자세가 흐트러지는 것, 전.후방으로 쏠리는 것을 방지하지 못하였다. 그리고, 종래의 자동차 시트는 비포장 도로와 같은 험로 주행시 시트를 통해 운전자 또는 탑승자에게 전달되는 진동을 적절하게 방지하지 못할 뿐만 아니라 운전 평형상태를 유지시키지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 자동차의 전자제어 현가장치(ECS)를 응용하여 각종 센서들을 통해 자동차의 각종 상태, 예를 들면 차고, 속도, 방향등을 검출하여 이를 토대로 자동차 시트를 움직이는 시트 작동부(actator)를 구동시켜 시트의 평형을 유지시키고 진동등을 흡수할 수 있도록 함으로써 자동차 시트의 안락감과 안정성을 향상시키고 승차감을 극대화시킨 자동차 시트의 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 시트에 전자제어 현가장치를 응용하여 적용시킴으로써 운전자의 바른 자세를 유지시키고, 이로써 안전 운행을 달성할 수 있도록 한 자동차 시트의 현가장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 자동차 시트를 개략적으로 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차 시트의 현가장치를 도시한 구성도,

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 자동차 시트의 현가장치의 작동상태를 개념적으로 도시한 작동 상태도.

＜도면의주요부분에사용된부호의설명＞

1 : 시트100 : 시트 액추에이터(actuator)

110 : 제어부 120 : 센서부

121 : 차속 센서122 : 차고 센서

125 : 조향휠 각속도 센서126 : 중력 센서

130 : 모드 스위치140 : 높낮이 가변구동부

150 : 감쇠력 가변구동부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동차 시트의 현가장치는,

자동차 시트의 현가장치에 있어서,

상기 시트 하단부의 4 모서리부에 각각 장착되며 그 높낮이 및 감쇠력이 소정의 구동제어신호에 의해 각각 가변되는 4개의 시트 액추에이터 수단들과, 상기 액추에이터 수단들의 높낮이 및 감쇠력이 상기 자동차의 상태에 따라 가변되도록 제어하는 제어수단과, 상기 자동차의 각종 상태를 감지하여 이를 상기 제어수단에 입력시키는 복수의 다양한 센서수단들, 및 상기 액추에이터 수단들의 자동 또는 수동 제어 여부를 선택하는 모드 선택수단을 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 복수의 다양한 센서수단들은 차속을 감지하는 차속 센서수단과, 지면으로부터의 자동차 높낮이를 감지하는 차고 센서수단과, 자동차의 가속상태를 감지하는 가속 센서수단, 브레이크의 작동유무를 감지하는 브레이크 센서수단과, 조향 휠의 각속도를 감지하는 조향 휠 각속도 센서수단, 중력을 감지하는 중력 센서수단을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 모드 선택수단에 의해 달성되는 모드는 자동 모드, 컴포트(comfort) 모드, 스포츠(sport) 모드, 노멀(normal) 모드등이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 액추에이터 수단들과 상기 제어부 사이에는 상기 제어부의 제어신호를 입력받아 상기 액추에이터 수단들의 높낮이 가변 및 감쇠력 가변을 행하게 하는 높낮이 가변 구동수단 및 감쇠력 가변 구동수단이 개재된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 자동차 시트의 현가장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위해 종래기술에서 사용되었던 구성부재와 동일한 작용을 하는 구성부재에 대해서는 같은 부재번호를 사용한다.

본 발명에 따른 자동차 시트의 현가장치는, 자동차의 전자제어 현가장치(ECS)를 응용하여 각종 센서들을 통해 자동차의 각종 상태, 예를 들면 차고, 속도, 방향등을 검출하여 이를 토대로 자동차 시트를 움직이는 시트 작동부(actator)를 구동시켜 시트의 평형을 유지시키고 진동등을 흡수할 수 있도록 함으로써 자동차 시트의 안락감과 안정성을 향상시키고 승차감을 극대화시킬 수 있도록 한 것으로서, 도시된 바와 같이 시트(1) 하단부의 4 모서리부(A,B,C,D)에 각각 장착되며 그 높낮이 및 감쇠력이 소정의 구동제어신호에 의해 각각 가변되는 4개의 액추에이터들(100a..100d)과, 액추에이터들(100a..100d)의 높낮이 및 감쇠력이 자동차의 상태에 따라 가변되도록 제어하는 제어장치(110)와, 자동차의 각종 상태를 감지하여 이를 제어장치(110)에 입력시키는 복수의 다양한 센서수단들(120), 및 액추에이터들(100a..100d)의 자동 또는 수동 제어 여부를 선택하는 모드 선택 스위치부(130)을 포함하여 이루어진다. 본 발명에 있어서, 상기 복수의 다양한 센서수단들(120)은 차속을 감지하는 차속 센서(121)와, 지면으로부터의 자동차 높낮이를 감지하는 차고 센서(122)와, 자동차의 가속상태를 감지하는 가속 센서(123)와, 브레이크의 작동유무를 감지하는 브레이크 센서(124)와, 조향 휠의 각속도를 감지하는 조향 휠 각속도 센서(125), 및 중력을 감지하는 중력 센서(126)을 바람직하게 포함한다. 그리고, 본 발명에 있어서, 상기 모드 선택 스위치부(130)에 의해 달성되는 모드는 바람직하게 상기 액추에이터(100)의 감쇠력을 유연하게(soft) 하는 컴포트(comfort) 모드와, 주행안정성을 향상시키기 위해 액추에이터의 감쇠력을 필요한 수준이 되도로 하는 스포츠(sport) 모드와 노멀(normal) 모드, 및 이들 컴포트 모드와 스포츠 모드가 적절하게 선택되도록 하는 자동 모드등이 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 액추에이터들(100a..100d)과 제어장치(110) 사이에는 제어장치(110)의 제어신호를 입력받아 액추에이터들(100a..100d)의 높낮이 가변 및 감쇠력 가변을 행하게 하는 높낮이 가변구동부(140) 및 감쇠력 가변구동부(150)가 바람직하게 개재되어 마련된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차 시트의 현가장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 운전자가 모드 스위치(130)를 통해 컴포트 모드를 선택하면, 제어부(110)는 이 모드를 인식하여 높낮이 가변구동부(140)와 감쇠력 가변구동부(150)를 통해 시트(1)의 승차감을 향상시키기 위해 액추에이터들(100a..100d)의 감쇠력을 유연한(soft) 수준으로 유지시킨다. 그러나, 주행조건과 노면상태가 변하고 이를 다양한 복수의 센서들(120)을 통해 감지하면, 상기 센서들(120)의 출력신호를 입력받는 제어부(110)는 높낮이 가변구동부(140)와 감쇠력 가변구동부(150)를 통해 액추에이터들(100a..100d)의 감쇠력을 자동적으로 또는 필요한 수준, 예를 들면 소프트 - 미디움(medium) - 하드(hard)하게 제어한다. 그리고, 운전자가 모드 스위치(130)를 통해 스포츠 모드를 선택하면, 제어부(110)는 시트(1)의 주행안정성을 향상시키기 위하여 주행조건 및 노면상태에 따라 액추에이터들(100a..100d)의 감쇠력을 필요한 수준, 예를 들면 미디움 - 하드하게 제어한다.

상술한 내용을 구체적인 실례를 들어 보다 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

자동차가 급선회하는 경우, 자동차는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 선회방향으로 롤링(rolling)하게 되는데, 이와 같은 롤링상태는 조타각 센서, 즉 조향휠 각속도 센서(125), 차고 센서(122), 차속 센서(121)등에 의해 감지되고, 감지된 신호는 제어부(110)에 입력된다. 상기와 같이 자동차의 롤링에 따른 각각의 감지 신호가 제어부(110)에 입력되면, 제어부(110)는 시트(1)의 평형을 맞추기 위해 높낮이 가변구동부(140)와 감쇠력 가변구동부(150)를 제어하여 자동차 선회방향측의 액추에이터(100a,c)의 감쇠력을 강하게 하고 그 높이를 높게 하여 자동차 롤링에 따른 운전자세의 흐트러짐이 없게 한다.

그리고, 자동차가 요철이 있는 노면을 주행하는 경우, 자동차는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 피칭(pitching)하게 되는데, 이와 같은 피칭상태는 차고 센서(122), 차속 센서(121)등에 의해 감지되고, 감지된 신호는 제어부(110)에 입력된다. 상기와 같이 자동차의 피칭에 따른 감지 신호가 제어부(110)에 입력되면, 제어부(110)는 시트(1)의 불필요한 움직임을 보정하기 위해 높낮이 가변구동부(140)와 감쇠력 가변구동부(150)를 제어하여 액추에이터(100a,b,c,d)의 감쇠력을 강하게(hard) 하고 그 높이를 적절하게 가변시켜 자동차 피칭에 따른 운전자 및 탑승자의 불필요한 거동이 없도록 한다. 즉, 제어부(110)는 센서들(120)의 감지신호를 입력받아 자동차 시트(1)에서 피칭이 발생하는 경우, 이를 방지하도록 액추에이터(100a,b,c,d)를 구동시켜 안티-피칭(anti-pitching)되도록 한다.

그리고, 자동차를 (급)가속시키거나 (급)제동시키는 경우, 자동차는 도 5 및 도 6에 각각 도시되어 있는 바와 같이 차체(50)의 앞부분이 올라가고 뒷부분이 낮아지는 스쿼트(pitching; 도 5)와 차체(50)의 앞부분이 낮아지고 뒷부분이 높아지는 다이브(dive; 도 6)가 발생하고 이에 따라 시트(1)도 차체(50)에서와 같은 현상이 발생되는데, 이와 같은 스쿼트 상태와 다이브 상태는 가속 센서(123), 브레이크 센서(124)등에 의해 감지되고, 감지된 신호는 제어부(110)에 입력된다. 상기와 같이 자동차의 스쿼트에 따른 감지 신호가 제어부(110)에 입력되면, 제어부(110)는 시트(1)의 상태, 높낮이 및 운전자의 불필요한 거동을 보정하기 위해 높낮이 가변구동부(140)와 감쇠력 가변구동부(150)를 제어하여 액추에이터(100a,b,c,d)의 감쇠력을 증가시키고 액추에이터(100c,d)의 높이를 증가시켜 자동차 스쿼트에 따른 운전자 및 탑승자의 불필요한 거동, 즉 앞으로 쏠림이 없도록 한다. 그리고, 상기와 같이 자동차의 다이브에 따른 감지 신호가 제어부(110)에 입력되면, 제어부(110)는 시트(1)의 상태, 높낮이 및 운전자의 불필요한 거동을 보정하기 위해 높낮이 가변구동부(140)와 감쇠력 가변구동부(150)를 제어하여 액추에이터(100a,b,c,d)의 감쇠력을 증가시키고 액추에이터(100a,b)의 높이를 증가시켜 자동차 다이브에 따른 운전자 및 탑승자의 불필요한 거동, 즉 뒤로 젖혀짐이 없도록 한다.

더욱이, 중력 센서(126)에 의해 검출되는 자동차의 바운싱(bouncing)의 경우에도 제어부(110) 및 가변구동부(140,150)에 의해 액추에이터들(100a,b,c,d)이 구동제어되어 시트(1)의 평형 및 안정성이 달성되어, 운전자 및 탑승자에 전달되는 불필요한 거동이 방지될 수 있다. 또한, 컴포트 모드로 설정하고 고속주행하게 되면, 차체(1)의 안정성이 결여되고 이에 따라 운전자세의 안정성도 결여되는데, 이와 같은 경우에도 제어부(110)는 시트 액추에이터들(100a,b,c,d)의 감쇠력을 약(soft)에서 중(medium) 또는 강(hard)로 절환하여 시트(1)의 안정성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 탑승자가 승/하차할 때 하중변화에 의해 차체(50) 및 시트(1)가 흔들리는 세이크(shake)의 경우, 제어부(110)는 시트 액추에이터들(100a,b,c,d)의 감쇠력을 강하게 하여 탑승자의 승/하차에 의한 시트(1)의 흔들림을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같은 자동차 시트의 현가장치는, 자동차의 불필요한 거동, 즉 롤링, 바운싱, 다이브, 스쿼트등을 보정시켜 차체의 움직임을 잡아주는 전자제어 현가장치를 응용하여 차체 바닥에 설치된 시트를 통해 탑승자에게 실질적으로 전달되는 탑승자의 불필요한 거동을 방지할 수 있도록 하여 안전운행을 달성할수 있게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차 시트의 현가장치는, 자동차의 전자제어 현가장치(ECS)를 응용하여 각종 센서들을 통해 자동차의 각종 상태, 예를 들면 차고, 속도, 방향, 흔들림등을 검출하여 이를 토대로 자동차 시트를 움직이는 시트 작동부(actator)를 구동시켜 시트의 평형을 유지시키고 진동등을 흡수할 수 있도록 함으로써 자동차 시트의 안락감과 안정성을 향상시키고 승차감을 극대화시킬 수 있게 하는 이점을 제공한다.

Claims

자동차 시트의 현가장치에 있어서,

상기 시트 하단부의 4 모서리부에 각각 장착되며 그 높낮이 및 감쇠력이 소정의 구동제어신호에 의해 각각 가변되는 4개의 시트 액추에이터 수단들과, 상기 액추에이터 수단들의 높낮이 및 감쇠력이 상기 자동차의 상태에 따라 가변되도록 제어하는 제어수단과, 상기 자동차의 각종 상태를 감지하여 이를 상기 제어수단에 입력시키는 복수의 다양한 센서수단들, 및 상기 액추에이터 수단들의 자동 또는 수동 제어 여부를 선택하는 모드 선택수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 자동차 시트의 현가장치.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 다양한 센서수단들은 차속을 감지하는 차속 센서수단과, 지면으로부터의 자동차 높낮이를 감지하는 차고 센서수단과, 자동차의 가속상태를 감지하는 가속 센서수단, 브레이크의 작동유무를 감지하는 브레이크 센서수단과, 조향 휠의 각속도를 감지하는 조향 휠 각속도 센서수단, 중력을 감지하는 중력 센서수단을 포함한 것을 특징으로 하는 자동차 시트의 현가장치.
제 1 항에 있어서, 상기 모드 선택수단에 의해 상기 액추에이터 수단들의 감쇠력을 하드하게 하는 스포츠 모드가 달성되는 것을 특징으로 하는 자동차 시트의 현가장치.
제 1 항에 있어서, 상기 모드 선택수단에 의해 상기 액추에이터 수단들의 감쇠력을 소프트하게 하는 컴포트 모드가 달성되는 것을 특징으로 하는 자동차 시트의 현가장치.
제 1 항에 있어서, 상기 모드 선택수단에 의해 상기 액추에이터 수단들의 감쇠력을 하드에서 소프트로 또는 소프트에서 하드로 변화시키는 자동 모드가 달성되는 것을 특징으로 하는 자동차 시트의 현가장치.
제 1 항 내지 제 5 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터 수단들과 상기 제어부 사이에는 상기 제어부의 제어신호를 입력받아 상기 액추에이터 수단들의 높낮이 가변을 행하게 하는 높낮이 가변 구동수단이 연결접속된 것을 특징으로 하는 자동차 시트의 현가장치.
제 1 항 내지 제 5 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터 수단들과 상기 제어부 사이에는 상기 제어부의 제어신호를 입력받아 상기 액추에이터 수단들의 감쇠력 가변을 행하게 하는 감쇠력 가변 구동수단이 연결접속된 것을 특징으로 하는 자동차 시트의 현가장치.