JP3440522B2 - 車両のシ−ト制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はシ−トの振動が低減され
るようにした車両のシ−ト制御装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】車両においては、振動の干渉作用を利用
して振動低減を行なうものが種々提案され、車室内の騒
音振動の低減を行なうものについては既に実用化された
ものものある。この干渉を利用した振動低減の１つとし
て、乗心地向上のためにシ−トの振動を低減することも
提案されている。 【０００３】特開平３−２１９１３９号公報の第２２図
には、車体とシ−トとの間に低減用振動を出力するため
のアクチュエ−タを架設し、車体の振動とシ−トの振動
とを比較して、車体とシ−トとの共振を防止するものが
開示されている。また、この公報の第２３図には、ばね
下重量とばね上重量との間にアクチュエ−タを架設し
て、ばね下重量の振動がばね上重量に伝達されるのを抑
制するものも開示されている。さらに、この公報には、
加振源の振動を示すリファレンス信号に基づいて低減用
振動を生成する一方、振動低減が要求される部材の振動
を示すエラ−信号が小さくなるように上記低減用振動を
最適化する適応制御が開示されている。 【０００４】特開平４−１２９８４７号公報には、シ−
トに着座する人間の特性（内蔵ゲイン）に基づいて、シ
−トの振動制御を行なうものが開示されている。 【０００５】上記シ−トの制御は、つまるところ乗心地
改善となるが、この乗心地改善のために、走行中におけ
る路面からの入力を加振源とする振動を低減するため
に、サスペンション制御することも提案されている。例
えば、アクティブサスペンションにおいては、車体に作
用する上下方向加速度が小さくなるようにサスペンショ
ンダンパの減衰力を制御したり、車高調整用シリンダ装
置の内部液圧を制御することも行なわれている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、振動の干渉
によりシ−トの振動を低減するものにあっては、シ−ト
に対して低減用振動を付与するためのアクチュエ−タを
シ−トと車体との間に架設することが要求される。ま
た、振動低減を十分に行なうには、シ−トを、アクチュ
エ−タからの低減用振動を受けて振動されるように車体
に取付けることが要求され、このため、シ−トと車体と
の間には弾性部材を架設することが要求される。 【０００７】上述したように、シ−トと車体との間にア
クチュエ−タおよび弾性部材を架設する場合、１人用の
シ−トでもかなりの大きなものとなるので、このアクチ
ュエ−タと弾性部材とをいかに配設するかが、シ−トの
振動を効果的に低減する上で、またコスト低減の上で、
さらにはアクチュエ−タや弾性部材の配設スペ−ス確保
の点で問題となる。 【０００８】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、その目的は、シ−トの振動低減のために必
要とされるスペ−スを極力小さくし得るようにしたシ−
トの振動制御装置を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、シ−トが、弾性部材を介して車体に取付けられる
ことにより、該弾性部材の弾性変位の範囲において車体
に対して所定分動き得るように設定され、前記シ−トと
前記車体との間に、該シ−トに対して低減用振動を与え
るためのアクチュエ−タが架設され、前記弾性部材と前
記アクチュエ−タとが、前記シートにおける前後左右の
四隅において、該シ−トと前記車体との間で互いに直列
に連結され、前記シートの左右両側に、該シ−トの振動
を検出するシ−ト振動検出手段が１つずつ備えられ、さ
らには、前記左側のシ−ト振動検出手段の出力が入力さ
れて該シートの左側における振動が小さくなるように前
記左側のアクチュエータを制御する左側専用の制御手段
と、前記右側のシ−ト振動検出手段の出力が入力されて
該シートの右側における振動が小さくなるように前記右
側のアクチュエータを制御する右側専用の制御手段と
が、備えられている、ことを特徴とする車両のシ−ト制
御装置とした構成としてある。 【００１０】 【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、弾
性部材とアクチュエ−タとを互いに直列に連結してシ−
トと車体との間に介装するので、アクチュエ−タと弾性
部材との配設スペ−スを極力小さくする上で好ましいも
のとなる。また、シ−ト振動検出手段の出力に基づきシ
ートの振動が小さくなるようにアクチュエータが制御さ
れることから、シ−トの振動をみつつ低減用振動を適切
なものにでき、さらには、左右各側の専用の制御手段が
左右各側のアクチュエータを個々独立して制御すること
から、シートの振動低減を、シートの全体に亘って効果
的に行う上で好ましいものにできる。その一方、アクチ
ュエータが、シートの左右各側において、前後２つずつ
設けられるにもかかわらず、シ−ト振動検出手段及び制
御手段が、シートの左右各側に関してそれぞれ１つずつ
設けられることから、シ−ト振動検出手段及び制御手段
の数を抑えて、制御性を維持しながらコストの低減を図
ることができる。 【００１１】 【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。図１において、１は車体、２はばね下重
量、３はシ−トであり、シ−ト３はシ−トクッション３
ａとシ−トバック３ｂとから構成されている。車体１と
シ−ト３との間には、低減用振動を出力するアクチュエ
−タ４およびゴム等の弾性部材５が介装されている。ば
ね下重量２と車体１とは、サスペンション装置６により
連結されているが、そのサスペンションばねが符号６ａ
で示され、サスペンションダンパが符号６ｂで示され
る。 【００１２】図１に示すシ−ト３は、１人用、つまり運
転席用あるいは助手席用とされている。図２に示すよう
に、１つのシ−ト３に対して、弾性部材５は、合計４個
設けられている。より具体的には、各弾性部材５は、略
水平面内において互いに分散配置されて、シ−ト３（の
シ−トクッション３ａ）の前後左右の４隅に位置されて
いる。また、アクチュエ−タ４は、１つのシ−ト３に対
して１つのみ設けられて、シ−ト３（のシ−トクッショ
ン３ａ）の略中心に位置されている。なお、シ−ト３
は、通常左右一対のシ−トレ−ルを介して車体１に取付
けられるものであるが、このシ−トレ−ル（のロアレ−
ル）と車体１との間に、弾性部材５を介装することがで
きる。 【００１３】アクチュエ−タ４は、シ−ト３に対して低
減用振動つまり外力を付与することのできるものであれ
ば適宜のものを採択し得るが、実施例では、圧電素子を
積層してなる積層型圧電アクチュエ−タ４（商品名ピエ
ゾスタック−ＮＴＫ社製）を用いてある。この圧電素子
は、既知のように、印加電圧に応じて伸長あるいは縮長
し、この印加電圧を低減用振動に応じたものとなるよう
に制御することによって、所望波形の低減用振動をシ−
ト３に対して付与することができる。なお、実施例で
は、シ−ト３に対して上下方向の低減用振動を与えるた
め、アクチュエ−タ４を構成する圧電素子は、上下方向
に積層したものとしてある（上下方向に伸縮）。 【００１４】図１中Ｕは、後述する適応制御を行なうた
めの制御ユニットである。この制御ユニットＵに対して
は、２つのセンサＳ１、Ｓ２からの信号が入力される一
方、制御ユニットＵからは、アクチュエ−タ４に対して
所定の低減用振動に対応した制御信号が出力される。セ
ンサＳ１は、加振源としてのばね下重量の振動をリファ
レンス信号として検出するものである。このリファレン
ス信号としては、例えば、ばね下重量の変位、変位速度
（例えば変位を微分して得る）、加速度（例えば変位速
度を微分して得る）、ばね下重量に加わる外部入力（例
えばサスペンションの車体取付部への入力や、サスペン
ションダンパ等のピストンロッドに作用する応力等）、
あるいはサスペンションダンパの内部圧力のいずれか１
つとすることができる。 【００１５】上記リファレンス信号としての変位、変位
速度、加速度、外部入力としては、上下方向あるいは前
後方向のいずれでもよいが、一般には、乗員に対して不
快の度合が大きい上下方向を選択するのが好ましい。た
だし、振動態様によっては、前後方向の振動を大きく不
快と感じる場合もあるので、このときは前後方向につい
てのものを検出するようにしてもよい。また、図１破線
で示すように、センサＳ２をシ−トバック３ｂに取付け
ることにより、当該センサＳ２により前後方向加速度を
検出しつつも、シ−トバック３ｂが前後方向に傾斜して
使用されるので上下方向加速度を実質的に検出すること
も可能となる。 【００１６】走行中に路面からの入力を受けるばね下重
量２から最終的に車体１に入力される上下方向加速度
が、シ−ト３にする上下方向の不快な振動を与えること
になるので、ばね下重量に作用する上下方向加速度のう
ち、車体１に直接入力される上下方向加速度を検出する
ようにセンサ（Ｓ１）を配設するのが好ましい。より具
体的には、通常、サスペンションダンパのシリンダがば
ね下重量に連結され、ピストン（ピストンロッド）が車
体１に連結されるので、このピストン（例えばピストン
ロッドの上端）に対して上下方向加速度を検出するセン
サを設ければよい。特に、ピストンにセンサＳ１を設け
たときは、ピストンとシリンダとの間でのフリクション
に起因して生じるばね下共振振動を低減する場合のリフ
ァレンス信号とする上で好ましいものとなる。 【００１７】シ−ト３の振動つまりエラ−信号を検出す
るセンサＳ２は、前述した説明から明らかなように、上
下方向加速度を検出するものが好ましい。リファレンス
信号とエラ−信号とは、互いに同一種類の振動検出態様
とするのが好ましい。例えば、リファレンス信号として
上下方向加速度としたときはエラ−信号も上下方向加速
度とするのが好ましく、またリファレンス信号として前
後方向加速度としたときはエラ−信号も前後方向加速度
とするのが好ましい。ただし、前述したように、センサ
Ｓ２の取付位置を、前後方向に傾斜した姿勢で使用され
るシ−トバック３ｂに選択することにより、前後方向加
速度を検出しつつも上下方向加速度が十分加味されたエ
ラ−信号の検出を行なうことができる。なお、実施例で
は、リファレンス信号（上下方向加速度）とエラ−信号
（上下方向加速度）とアクチュエ−タ４の作動方向と
が、それぞれ上下方向となるように設定されているもの
である。 【００１８】制御ユニットＵは、図３に示すように、そ
の内部構成が大別して、デジタル式の適応フィルタ２１
と、伝達関数設定ブロック（ステップ）２２と、収束係
数設定ブロック２３と、フィルタ係数書換えブロック２
４とで構成される。制御ユニットＵは、基本的には、セ
ンサＳ１からのリファレンス信号に基づいて低減用振動
を生成して、センサＳ２で検出されるエラ−信号が小さ
くなるように当該低減用振動が最適化される。この低減
用振動の最適化は、適応フィルタ２１の係数を逐次書換
えることにより行なわれ、この書換えは、伝達関数設定
ブロック２２と収束係数設定ブロック２３とからの信号
に基づいて、フィルタ係数書換えブロック２４によって
行なわれる。 【００１９】伝達関数設定ブロック２２は、低減用振動
を出力するアクチュエ−タ４とエラ−信号を検出するセ
ンサＳ２との間での伝達特性（遅延特性）を勘案した低
減用振動の最適化のためであり、収束係数設定ブロック
２３は、所定のきざみ幅でエラ−信号を低減させるため
のものである。なお、制御ユニットＵによる最適化の制
御そのものは、従来から知られている最適化の制御と同
じように行なわれるので、これ以上の詳細な説明は省略
する。なお、最適化のための適応アルゴリズムとして
は、一般的な最少２乗法を適用することができる。 【００２０】エラ−信号を利用した適応制御の制御手順
を図４のフロ−チャ−トに示してある。この図４におい
て、Ｐはステップを示すものであり、Ｐ５で演算される
制御信号が、低減用振動に対応したものである。 【００２１】このような最適化の制御によって、シ−ト
３の振動が低減される。このとき、リファレンス信号
は、ばね下重量に入力される路面入力をほぼ直接的に示
すものとなるので、ノイズの影響がなく、かつ応答性の
点でも優れたものとなるので、シ−ト３の振動を十分に
低減することができる。なお、低減すべき振動の周波数
域としては、例えば、ばね下第１共振振動に対応した周
波数（通常は１０〜１３ＨＺ付近）やばね下第２共振振
動に対応した周波数（通常は１６〜１８ＨＺ付近）との
いずれか一方あるいは両方とすることができる。 【００２２】リファレンス信号としては、加振源として
のエンジンの振動を示すものとすることもできる。この
場合のリファレンス信号は、例えば、エンジン回転数、
エンジン（本体）に作用する外力（例えば上下方向加速
度や前後方向加速度さらには曲げ応力等）、液体封入式
エンジンマウントの内部液圧を用いることができる。な
お、低減すべき振動の周波数域としては、例えば、アイ
ドル回転数あるいはその付近のエンジン回転数に対応し
た周波数とすることができる。 【００２３】図５は、本発明の他の実施例を示すもの
で、前記実施例と対応構成要素には同一符号を付してそ
の説明は省略する。本実施例では、シ−ト３３（図５で
はシ−トクッションのみをモデル化して示してある）
が、後席用とされて、左右方向（車幅方向）に長く伸び
る２人用あるいは３人用とされ、ばね下重量２とサスペ
ンション装置６とが左右一対示される。 【００２４】本実施例では、アクチュエ−タ４と弾性部
材５とが互いに直列に連結された状態で、シ−ト３３と
車体１との間に介在される。そして、アクチュエ−タ４
と弾性部材５との組数は複数、例えば４組設けられて、
シ−ト３の前後左右の４隅に配設されている。なお、こ
のようなアクチュエ−タ４と弾性部材５との組数は、図
５に示す場合に対してさらに、シ−ト３の左右中央部分
において１組あるいは２組以上さらに追加して設けるこ
とができる。 【００２５】このように、アクチュエ−タ４と弾性部材
５とを直列配設することにより、これ等を互いに並列配
設した場合に比して、シ−ト３に沿う面において当該ア
クチュエ−タ４や弾性部材５の占める設置面積が大きく
低減されることになる。この設置面積の低減の効果は、
アクチュエ−タ４、弾性部材５の数が多くなるほど顕著
になる。また、アクチュエ−タ４と弾性部材５とをあら
かじめ連結して一体化してなる連結体を構成して、この
連結体をシ−ト３３と車体１との間に介装することによ
り、アクチュエ−タ４と弾性部材５との組付作業性の点
でも有利となる。 【００２６】前述した適応制御を行なう制御ユニットＵ
は、左右一対設けられ、これに対応して、リファレンス
信号を検出するセンサＳ１およびエラ−信号を検出する
センサＳ２も左右一対設けられている。そして、左側の
制御ユニットＵは左側のアクチュエ−タ４を専用に制御
し、右側の制御ユニットＵは右側のアクチュエ−タ４を
専用に制御する。このように各アクチュエ−タ４毎に個
々独立して制御することにより、シ−ト３の振動低減
を、シ−トの全体に渡って効果的に行なう上で好ましい
ものとなる。 【００２７】図５に示すようなアクチュエ−タ４毎に個
々独立して制御する代りに、制御ユニットＵを１つとし
て、この１つの制御ユニットＵでもってつまり共通の制
御信号でもって、複数のアクチュエ−タ４を制御するこ
ともできる。この場合は、制御系の簡単化やコスト低減
の上で好ましいものとなる。 【００２８】以上実施例について説明したが、本発明は
これに限らず例えば次のような場合をも含むものであ
る。 （1)適応制御を、センサＳ２からのエラ−信号を用いる
ことなく行なうようにしてもよい（図３に示す適応フィ
ルタが固定式）。 （2)センサＳ２で検出されるシ−ト振動が小さくなるよ
うにする制御は、実施例に示す適応制御の代りに、フィ
−ドバック制御で行なうようにしてもよい。 （3)加振源としてばね下重量からの振動は走行中に生じ
るので、停車中あるいは低車速中はエンジン振動をリフ
ァレンス信号とする適応制御を行ない、走行中はばね下
重量の振動をリファレンス信号とする適応制御を行なう
ようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示す全体系統図。 【図２】シ−トに対するアクチュエ−タと弾性部材との
配設例を示す上面図。 【図３】振動低減制御の制御系を示す図。 【図４】振動低減制御の制御内容を示すフロ−チャ−
ト。 【図５】本発明の他の実施例を示す全体系統図。 【符号の説明】 １：車体 ２：ばね下重量 ３：シ−ト ４：アクチュエ−タ ５：弾性部材 ３３：シ−ト Ｕ：制御ユニット（振動低減用） Ｓ１：センサ（リファレンス信号用） Ｓ２：センサ（エラ−信号用）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−219139（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−262233（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−23140（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−129847（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−117483（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−92441（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−153633（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−133916（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60N 2/00 - 2/72 F16F 15/02

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】シ−トが、弾性部材を介して車体に取付け
   られることにより、該弾性部材の弾性変位の範囲におい
   て車体に対して所定分動き得るように設定され、 前記シ−トと前記車体との間に、該シ−トに対して低減
   用振動を与えるためのアクチュエ−タが架設され、 前記弾性部材と前記アクチュエ−タとが、前記シートに
   おける前後左右の四隅において、該シ−トと前記車体と
   の間で互いに直列に連結され、 前記シートの左右両側に、該シ−トの振動を検出するシ
   −ト振動検出手段が１つずつ備えられ、 さらには、前記左側のシ−ト振動検出手段の出力が入力
   されて該シートの左側における振動が小さくなるように
   前記左側のアクチュエータを制御する左側専用の制御手
   段と、前記右側のシ−ト振動検出手段の出力が入力され
   て該シートの右側における振動が小さくなるように前記
   右側のアクチュエータを制御する右側専用の制御手段と
   が、備えられている、 ことを特徴とする車両のシ−ト制御装置。