KR101063134B1

KR101063134B1 - Vibration control system and method for vehicle seat

Info

Publication number: KR101063134B1
Application number: KR1020080137386A
Authority: KR
Inventors: 최병재
Original assignee: 현대다이모스(주)
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2028-12-30
Also published as: KR20100078991A

Abstract

본 발명은, 성, 연령, 키, 몸무게 등의 인체 조건별로, 차량 탑승자가 착석한 시트에 입력되는 진동 조건에 대해 그 탑승자의 신체를 거쳐서 머리에 전달되는 진동 값을 도출하는 인체 전달함수를 구하고, 이러한 인체 전달 함수를 이용하여 차량 탑승자가 안락감을 느낄 수 있는 최적의 진동 상태를 형성하도록 시트의 스프링 상수와 감쇄 상수를 제어하는 차량용 시트의 진동 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention obtains a human body transfer function for deriving the vibration value transmitted to the head through the body of the passenger for the vibration condition input to the seat seated by the vehicle occupant for each human condition such as sex, age, height, weight, etc. The present invention relates to a vibration control system and method for a vehicle seat that controls the spring constant and attenuation constant of the seat to form an optimal vibration state in which the vehicle occupant can feel comfortable.

Description

System and method for controlling vibration of seat for vehicle}

본 발명은 차량용 시트의 진동 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 성, 연령, 키, 몸무게 등의 인체 조건별로, 차량 탑승자가 착석한 시트에 입력되는 진동 조건에 대해 그 탑승자의 신체를 거쳐서 머리에 전달되는 진동 값을 도출하는 인체 전달함수를 구하고, 이러한 인체 전달 함수를 이용하여 차량 탑승자가 안락감을 느낄 수 있는 최적의 진동 상태를 형성하도록 시트의 스프링 상수와 감쇄 상수를 제어하는 차량용 시트의 진동 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration control system and method for a vehicle seat, and more particularly to the body of the passenger for the vibration conditions input to the seat seated by the vehicle occupant for each human condition such as sex, age, height, weight, etc. Obtain a human body transfer function that derives the vibration value transmitted to the head through the vehicle seat, and use the human body transfer function to control the spring constant and attenuation constant of the seat to form the optimal vibration state for vehicle occupants to feel comfortable. The present invention relates to a vibration control system and method.

생활수준의 향상 등으로 인해 개인의 여가 시간 활용 및 생활의 편리성이 증대되고 있으며, 이러한 영향에 의해 자동차 문화도 급속하게 변화되고 있다. 최근에는 자동차 내에서 머무는 시간이 증가되어, 자동차는 단순한 교통수단을 넘어서 개인의 생활공간이라는 문화 매개체가 되고 있다.As the standard of living improves, the use of leisure time and the convenience of life are increasing, and the automobile culture is rapidly changing due to such influence. In recent years, the time spent in the car has increased, and the car has become a cultural medium of personal living space beyond the means of transportation.

이와 같이 자동차와 함께 하는 시간이 증대됨에 따라, 차량 내에서 활동하는 탑승자의 신체적 부담감이 가중되고, 특히 노면으로부터 전달되는 진동은 차체를 거쳐 인체에 전달되게 되며, 노면 상태가 좋지 못한 지역의 주행시 발생되는 진동으로 인하여 육체나 신경계의 손상이 발생될 수도 있고, 이로 인해 피로, 두통, 요통, 시력 저하 등의 증상이 발생되기도 한다.As the time spent with the car increases, the physical burden of the occupant in the vehicle increases, and in particular, the vibration transmitted from the road surface is transmitted to the human body through the vehicle body, and occurs when driving in an unfavorable road condition. The vibration may cause physical or nervous system damage, which may cause symptoms such as fatigue, headache, back pain, and poor vision.

시트 서스펜션(seat suspension)은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 즉, 시트상의 인간의 승차감을 최대로 유지하면서 탑승자를 지지하기 위해 사용되는 것으로, 이러한 시트 서스펜션은 불균일한 도로를 주행할 때 발생되는 충격이나 흔들림을 최소화 및 흡수하여, 탑승자의 승차감을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.Seat suspension is used to solve the above problems, that is, to support the occupant while maintaining the maximum comfort of human on the seat, such a seat suspension is a shock generated when driving on uneven roads To minimize and absorb shaking, and to improve the ride comfort of the occupants.

그리고 종래에 사용되고 있는 시트 서스펜션은 상/하부프레임 사이에 "Ｘ"자형 링크, 오일 댐퍼, 코일 스프링 또는 에어 스프링 등이 장착되어 차량에 발생되는 진동을 완충시키고 있다.In addition, the seat suspension used in the related art is equipped with a "Ｘ" -shaped link, an oil damper, a coil spring or an air spring, etc. between the upper and lower frames to damp vibration generated in the vehicle.

그러나 탑승자들은 성, 나이, 키, 몸무게 등의 신체 조건이 모두 달라서, 차량에 일정한 진동이 가해지더라도 각 탑승자가 느끼는 진동은 모두 달라지게 된다. 또한 차량이 주행하는 각 도로 상황이나 차량의 속도 및 가속도 등에 따라서도 탑승자별로 느껴지는 진동이 모두 달라질 수 있다. 이처럼 동일한 조건에서도 각 탑승자별로 느끼는 진동이 달라짐에도 불구하고, 종래의 시트 서스펜션은 각 개개인의 탑승자가 느끼는 진동을 무시한 채, 획일적으로 시트의 진동을 흡수하거나 또는 최소화시키는 방향으로만 개발이 이루어지고 있다.However, passengers have different physical conditions such as gender, age, height, and weight, so that even if a certain vibration is applied to the vehicle, each passenger feels a vibration. In addition, the vibration felt by each occupant may vary depending on the road conditions or the speed and acceleration of the vehicle. Although the vibrations felt by each occupant are changed even under the same conditions, the conventional seat suspension has been developed only to absorb or minimize the vibration of the seat uniformly, ignoring the vibration felt by each individual occupant. .

따라서 탑승자의 신체 조건 및 도로 상황이나 차량의 속도와 가속도 등의 여러 조건에 따라, 탑승자가 안락함을 느낄 수 있는 최적의 진동 상태를 구현할 수 있는 시트의 진동 제어 수단에 대한 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for development of a vibration control means of a seat capable of realizing an optimal vibration state in which a passenger feels comfortable according to various conditions such as a passenger's physical condition and road conditions or a vehicle's speed and acceleration.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 탑승자의 신체 조건 및 도로 상황이나 차량의 속도와 가속도 등의 여러 조건에 따라, 탑승자가 원하는 진동 상태를 구현할 수 있는 차량용 시트의 진동 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, according to various conditions such as the passenger's physical condition and road conditions or the speed and acceleration of the vehicle, the vibration of the vehicle seat that can implement the vibration state desired by the occupant It is an object of the invention to provide a control system and method.

상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템은, 댐퍼와 스프링이 완충 작용을 하는 차량용 시트에 있어서, 인체에 입력되는 입력 진동 값에 대해 인체의 머리로 출력되는 출력 진동 값이 계산되는 인체전달함수가 여러 신체 조건별로 저장되는 전달함수 DB; 탑승자가 원하는 출력 진동 값이 복수의 진동 레벨로 분류되어 저장되는 출력 진동 DB; 탑승자의 신체 조건 및 탑승자가 원하는 진동 레벨이 입력되는 입력부; 스프링의 스프링 상수를 조절하는 스프링 조작부; 댐퍼의 감쇄 상수를 조절하는 댐퍼 조작부; 시트에서 출력되는 시트 진동 값을 측정하는 시트 진동 센서; 상기 입력부로부터 탑승자의 신체 조건 및 진동 레벨을 전달받아서, 입력된 탑승자의 신체 조건에 해당되는 인체전달함수를 전달함수 DB에서 추출하여 인버스시키고, 탑승자가 입력한 진동 레벨에 매칭되는 출력 진동 값을 출력 진동 DB에서 추출한 후 인버스된 인체전달함수에 입력하여 탑승자에 입력되어야 할 입력 진동 값을 계산하며, 상기 계산된 입력 진동 값과 시트 진동 값이 일정 오차 범위내에서 일치하도록 스프링 조작부와 댐퍼 조작부를 제어하여 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키는 시트 진동 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Vibration control system of a vehicle seat according to the present invention for solving the above object, in the vehicle seat with a damper and the spring buffering action, the output vibration output to the head of the human body with respect to the input vibration value input to the human body A transfer function DB in which a human transfer function for which a value is calculated is stored for various physical conditions; An output vibration DB in which an output vibration value desired by the occupant is classified and stored into a plurality of vibration levels; An input unit for inputting a passenger's physical condition and a vibration level desired by the passenger; A spring operation unit for adjusting a spring constant of the spring; A damper operation unit for adjusting a damping constant of the damper; A sheet vibration sensor for measuring a sheet vibration value output from the sheet; Receives the body condition and vibration level of the occupant from the input unit, extracts the human body transfer function corresponding to the input body condition of the passenger in the transfer function DB and outputs an output vibration value matching the vibration level input by the occupant After extracting from the vibration DB and input to the inverse human transfer function to calculate the input vibration value to be input to the occupant, control the spring control unit and the damper control unit so that the calculated input vibration value and the seat vibration value to match within a certain error range It characterized in that it comprises a; vibration control sheet for changing the spring constant and the damping constant.

또한 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템은, 차량에 가해지는 차량 진동 값을 측정하는 차량 진동 센서를 더 포함하여 구성되고, 상기 시트 진동 제어부는 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키기 전에, 인체전달함수에 변화시키고자 하는 스프링 상수와 감쇄 상수 값을 입력하여 새로운 인체전달함수를 도출하고, 상기 도출된 새로운 인체전달함수에 상기 차량 진동 센서에서 측정된 차량 진동 값을 입력하여 탑승자의 머리에서 출력될 것으로 예상되는 출력 진동 값을 계산하고, 상기 예상되는 출력 진동 값이 탑승자의 신체를 손상시키지 않는 범위 내에 포함되는지를 판단한 후, 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the vibration control system of the vehicle seat according to the present invention is configured to further include a vehicle vibration sensor for measuring the vehicle vibration value applied to the vehicle, the seat vibration control unit before the change of the spring constant and the damping constant, the human body transfer A new human body transfer function is derived by inputting a spring constant and attenuation constant value to be changed in a function, and the vehicle vibration value measured by the vehicle vibration sensor is input to the derived new body transfer function to be output from the occupant's head. After calculating the expected output vibration value, and determining whether the expected output vibration value falls within a range that does not damage the occupant's body, it is preferably configured to change the spring constant and the damping constant.

그리고 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 방법은, 댐퍼와 스프링이 완충 작용을 하는 차량용 시트의 진동 제어 방법에 있어서, 인체에 입력되는 입력 진동 값에 대해 인체의 머리로 출력되는 출력 진동 값이 계산되는 인체전달함수가 여러 신체 조건별로 DB에 저장되는 단계; 탑승자가 원하는 출력 진동 값이 복수의 진동 레벨로 분류되어 DB에 저장되는 단계; 탑승자의 신체 조건 및 탑승자가 원하는 진동 레벨이 입력되는 단계; 시트에서 출력되는 시트 진동 값이 측정되는 단계; 상기 입력된 탑승자의 신체 조건에 해당되는 인체전달함수가 DB에서 추출되어 인버스 되는 단계; 탑승자가 입력한 진동 레벨에 매칭되는 출력 진동 값이 DB에서 추출되는 단계; 상기 추출된 출력 진동 값이 인버스된 인체전달함수에 입력되어 탑승자에 입력되어야 할 입력 진동 값이 계산되는 단계; 상기 계산된 입력 진동 값과 측정된 시트 진동 값이 일정 오차 범위내에서 일치하도록, 스프링의 스프링 상수와 댐퍼의 감쇄 상수를 변화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And in the vibration control method of the vehicle seat according to the present invention, in the vibration control method of the vehicle seat in which the damper and the spring buffering action, the output vibration value output to the human head with respect to the input vibration value input to the human body is calculated Storing the human body transfer function in a DB for various physical conditions; Output vibration values desired by the occupant are classified into a plurality of vibration levels and stored in a DB; Inputting a passenger's physical condition and a vibration level desired by the passenger; Measuring the sheet vibration value output from the sheet; Extracting and transferring the human body transfer function corresponding to the physical condition of the occupant from the DB; Extracting an output vibration value matching the vibration level input by the occupant in the DB; Calculating the input vibration value to be input to the occupant by inputting the extracted output vibration value to the inverse human body transfer function; And changing the spring constant of the spring and the damping constant of the damper so that the calculated input vibration value and the measured sheet vibration value coincide within a certain error range.

또한 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 방법은, 상기 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키기 전에, 차량에 가해지는 차량 진동 값이 측정되는 단계; 상기 DB에서 추출된 인체전달함수에 변화시키고자 하는 스프링 상수와 감쇄 상수 값이 입력되어 새로운 인체전달함수가 도출되는 단계; 상기 도출된 새로운 인체전달함수에 측정된 차량 진동 값이 입력되어 탑승자의 머리에서 출력될 것으로 예상되는 출력 진동 값이 계산되는 단계; 상기 예상되는 출력 진동 값이 탑승자의 신체를 손상시키지 않는 범위 내에 포함되는지를 판단하는 단계;를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the vibration control method of the vehicle seat according to the present invention, before changing the spring constant and the damping constant, the vehicle vibration value applied to the vehicle is measured; Deriving a new human body transfer function by inputting a spring constant and attenuation constant value to be changed to the body transfer function extracted from the DB; Calculating an output vibration value expected to be output from a passenger's head by inputting the measured vehicle vibration value to the derived new human body transfer function; And determining whether the expected output vibration value is within a range that does not damage the body of the occupant.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템 및 방법에 의하면, 탑승자의 신체 조건이나 도로 상황, 차량의 속도 등에 관계 없이 탑승자가 안락감을 느낄 수 있는 최적의 진동 상태를 항상 구현할 수 있고, 또한 탑승자는 상황에 따라 시트의 진동 상태를 쉽게 변경할 수도 있다.According to the vibration control system and method of the vehicle seat according to the present invention having the configuration as described above, it is possible to always implement the optimum vibration state that the occupant can feel comfortable regardless of the physical condition of the occupant, road conditions, vehicle speed, etc. In addition, the occupant may easily change the vibration state of the seat according to the situation.

이하, 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템 및 방법에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the vibration control system and method for a vehicle seat according to the present invention will be described in detail.

도 1에는 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템이 도시되어 있다.1 shows a vibration control system of a vehicle seat according to the present invention.

본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템은, 댐퍼와 스프링이 완충 작용을 하는 차량용 시트에 적용되는 것으로서, 댐퍼의 감쇄 상수와 스프링의 스프링 상수를 조절하여 차량용 시트에 착석한 탑승자가 느끼는 진동을 최적화하기 위한 시스템이다.The vibration control system for a vehicle seat according to the present invention is applied to a vehicle seat in which a damper and a spring have a buffer function, and optimizes vibration felt by a passenger seated on the vehicle seat by adjusting the damping constant of the damper and the spring constant of the spring. It is a system for doing so.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템은, 인체전달함수가 여러 신체 조건별로 저장되는 전달함수 DB(20)와, 탑승자가 원하는 출력 진동 값이 복수의 진동 레벨로 분류되어 저장되는 출력 진동 DB(30), 탑승자의 신체 조건 및 탑승자가 원하는 진동 레벨이 입력되는 입력부(40), 스프링의 스프링 상수를 조절하는 스프링 조작부(70), 댐퍼의 감쇄 상수를 조절하는 댐퍼 조작부(60), 시트에서 출력되는 시트 진동 값을 측정하는 시트 진동 센서(50), 그리고 스프링 조작부(70)와 댐퍼 조작부(60)를 제어하여 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키는 시트 진동 제어부(10)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the vibration control system for a vehicle seat according to the present invention includes a transmission function DB 20 in which a human body transfer function is stored for various physical conditions, and an output vibration value desired by a passenger is classified into a plurality of vibration levels. The output vibration DB 30 to be stored, the input unit 40 into which the passenger's physical condition and the vibration level desired by the passenger are input, the spring operation unit 70 for adjusting the spring constant of the spring, and the damper operation unit for adjusting the damping constant of the damper ( 60), the seat vibration sensor 50 for measuring the sheet vibration value output from the sheet, and the seat vibration control unit 10 for changing the spring constant and the damping constant by controlling the spring operation unit 70 and the damper operation unit 60 It is configured to include.

여기서, 상기 인체전달함수는 실험을 통해 도출되는 함수로서, 인체에 가해지는 입력 진동 값에 따라 인체의 머리로 출력되는 출력 진동 값을 계산할 수 있는 함수이다. 즉, 사람이 착석한 의자에 소정의 진동이 가해지면, 상기 입력된 진동은 사람의 신체를 거치면서 변화된 후, 머리를 통해 변화된 진동 값으로 출력되는데, 이처럼 입력된 진동 값이 사람의 신체를 거쳐서 머리에서 출력될 때까지의 변화된 정도를 계산하기 위한 함수이다.Here, the human body transfer function is a function derived through experiments, and is a function that can calculate the output vibration value output to the head of the human body according to the input vibration value applied to the human body. That is, when a predetermined vibration is applied to a chair in which a person is seated, the input vibration is changed while passing through the body of a person, and then output as a changed vibration value through the head. This function is used to calculate the degree of change from the head to the output.

이러한 인체전달함수는 사람의 신체 조건마다 다르게 나타날 수 있으므로, 인체전달함수는 사람의 신체 조건별로 매칭되어 전달함수 DB(20)에 저장되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 신체 조건에는, 성, 나이, 키, 몸무게 등이 포함될 수 있다. Since the human body transfer function may be different for each physical condition of the person, the human body transfer function is preferably stored in the transfer function DB 20 by matching the physical condition of the person. Here, the physical condition may include sex, age, height, weight, and the like.

그리고 상기 인체전달함수를 구하기 위한 실험은, 쿠션이 없는 딱딱한 측정용 의자에 사람이 착석한 상태에서, 상기 측정용 의자에 병진 3축 및 회전 3축의 입력 가진을 입력한 후, 상기 측정용 의자에 착석한 사람의 머리에서 출력되는 진동 값을 측정함으로써 이루어진다.And the experiment for obtaining the human body transfer function, after the human seated in the hard measuring chair without cushion, the input of the translation three axes and three axes of rotation to the measuring chair, and then to the measuring chair This is done by measuring the vibration output from the head of the seated person.

한편, 상기 입력 가진은 가용한 모든 주파수영역을 포함하는 진동 값을 나타내고, 화이트 노이즈 또는 핑크 노이즈가 입력 가진으로 이용될 수도 있다. 여기서, 화이트 노이즈란 인간의 가청주파수대 내에 존재하는 모든 주파수에서 동일한 음량으로 소리가 날경우에 들을 수있는 잡음을 나타내고, 핑크 노이즈란 화이트 노이즈의 전 주파수대의 동일한 음량을 한 옥타브 올라갈 때마다 -3dB씩 감소시킨것을 나타낸다.On the other hand, the input excitation represents a vibration value including all available frequency ranges, and white noise or pink noise may be used as the input excitation. Here, white noise refers to noise that can be heard when the sound is the same at all frequencies present in the human audible frequency band, and pink noise refers to -3 dB for each octave of the same volume of all frequencies of white noise. To decrease.

그리고 사람의 머리에서 출력되는 진동 값은 "바이트바"라는 머리 진동 측정 장치를 통해 측정될 수 있다.And the vibration value output from the head of the person can be measured by a head vibration measuring device called "byte bar".

이러한 인체전달함수를 이용하면, 인체에 가해지는 입력 진동 값에 대해 인체의 머리에서 출력되는 출력 진동 값을 구할 수도 있지만, 역으로 탑승자가 원하는 출력 진동 값을 인버스(inverse) 된 인체전달함수에 입력하면 그 탑승자에게 가해져야 할 입력 진동 값을 구할 수도 있게 된다.Using the human body transfer function, the output vibration value output from the head of the human body may be obtained for the input vibration value applied to the human body, but inversely, the output vibration value desired by the occupant is input to the inverse human body transfer function. In this case, the input vibration value to be applied to the occupant can be obtained.

그러나 상기 출력 진동 값도 입력 진동 값과 마찬가지로 복잡한 수치로 표현되기 때문에, 탑승자가 자신이 원하는 출력 진동 값을 직접 입력하는 것은 매우 까 다로울 수 있다. 따라서 탑승자가 원할 것으로 예상되는 출력 진동 값을 복수의 진동 레벨로 분류하여 출력 진동 DB(30)에 저장하면, 추후에 탑승자는 자신이 원하는 출력 진동 값에 해당되는 진동 레벨을 선택하기만 하면 된다.However, since the output vibration value is expressed as a complex value like the input vibration value, it may be very difficult for the passenger to directly input the desired output vibration value. Therefore, when the output vibration value expected to be desired by the occupant is classified into a plurality of vibration levels and stored in the output vibration DB 30, the passenger later only needs to select a vibration level corresponding to the desired output vibration value.

그리고 상기 스프링 조작부(70)는 시트 진동 제어부(10)의 제어에 의해 스프링를 조작하여 스프링 상수를 변화시키는 장치로서, 이처럼 스프링을 조작하여 스프링 상수를 변화시키는 방식은 종래에도 여러 가지 방식으로 공지되어 있다. 예를 들면, 코일 스프링의 경우에는 모터를 이용하여 코일 스프링의 압축 정도를 조절함으로써 스프링 상수를 변화시킬 수 있고, 에어 스프링의 경우에는 공기압을 조절함으로써 스프링 상수를 변화시킬 수 있으며, 자기 스프링의 경우에는 자기장의 크기를 조절함으로써 스프링 상수를 변화시킬 수 있게 된다. 본 발명에서 적용되는 스프링 조작부(70)는 공지의 기술을 적용하여 구현될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.In addition, the spring operation unit 70 is a device for changing the spring constant by operating the spring under the control of the seat vibration control unit 10, such a method of changing the spring constant by operating the spring is known in various ways in the prior art. . For example, in the case of a coil spring, the spring constant can be changed by adjusting the compression degree of the coil spring using a motor. In the case of an air spring, the spring constant can be changed by adjusting the air pressure. It is possible to change the spring constant by adjusting the magnitude of the magnetic field. Spring operation unit 70 applied in the present invention can be implemented by applying a known technique, detailed description thereof will be omitted.

그리고 상기 댐퍼 조작부(60)는 시트 진동 제어부(10)의 제어에 의해 댐퍼를 조작하여 감쇄 상수를 변화시키는 장치로서, 이처럼 댐퍼를 조작하여 감쇄 상수를 변화시키는 방식은 종래에도 여러 가지 방식으로 공지되어 있다. 예를 들면, 오일 댐퍼의 경우에는 오일에 철가루를 혼입한 후 자기장의 크기를 제어함으로써 감쇄 상수를 변화시킬 수 있고, 에어 댐퍼의 경우에는 에어가 통과하는 관로를 조절함으로써 감쇄 상수를 변화시킬 수 있다. 본 발명에서 적용되는 감쇄 조작부(60) 역시 공지의 기술을 적용하여 구현될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.And the damper operation unit 60 is a device for changing the damping constant by operating the damper under the control of the seat vibration control unit 10, the method of changing the damping constant by operating the damper as described above is known in various ways in the prior art have. For example, in the case of the oil damper, the damping constant can be changed by incorporating iron powder into the oil and controlling the magnitude of the magnetic field. In the case of the air damper, the damping constant can be changed by adjusting the passage through which the air passes. have. Attenuation operation unit 60 applied in the present invention can also be implemented by applying a known technique, detailed description thereof will be omitted.

그리고 상기 시트 진동 센서(50)는 시트에서 출력되는 시트 진동 값을 측정 하는 센서로서, 차량에 가해지는 진동과 스프링 상수 및 감쇄 상수의 변화에 따라 상기 시트 진동 센서(50)에서 측정되는 시트 진동 값도 변화하게 된다. 이러한 시트 진동 값은 최종적으로 해당 시트에 착석한 탑승자에게 입력되는 입력 진동 값이 되고, 그 시트 진동 값이 탑승자의 신체를 거치면서 변화된 후 머리에서 출력 진동 값으로 출력된다. 상기 차량에 가해지는 진동은 차량의 속도 또는 가속도 변화, 차량이 주행하고 있는 도로 상태, 차량의 본질적 진동 정도 등에 따라 달라질 수 있다.The seat vibration sensor 50 is a sensor for measuring the sheet vibration value output from the seat, and the seat vibration value measured by the seat vibration sensor 50 according to the vibration applied to the vehicle and the change of the spring constant and the attenuation constant. Will also change. The seat vibration value finally becomes an input vibration value input to the occupant seated on the seat, and the seat vibration value is changed over the body of the occupant and then output as an output vibration value from the head. The vibration applied to the vehicle may vary depending on a speed or acceleration change of the vehicle, a road state in which the vehicle is driven, an intrinsic vibration degree of the vehicle, and the like.

그리고 상기 시트 진동 제어부(10)는, 입력부(40)로부터 탑승자가 입력한 신체 조건 및 진동 레벨을 전달받아서, 입력된 탑승자의 신체 조건에 해당되는 인체전달함수를 전달함수 DB(20)에서 추출하여 인버스시키고, 탑승자가 입력한 진동 레벨에 매칭되는 출력 진동 값을 출력 진동 DB(30)에서 추출한 후, 인버스된 인체전달함수에 입력하여 탑승자에 입력되어야 할 입력 진동 값을 계산한다. 즉, 상기 인버스된 인체전달함수에서 계산된 입력 진동 값이 탑승자에 가해지면, 탑승자의 머리에서는 탑승자가 입력한 진동 레벨에 매칭되는 진동이 출력될 수 있게 된다.The seat vibration control unit 10 receives the body condition and vibration level input by the occupant from the input unit 40, extracts a human body transfer function corresponding to the input physical condition of the occupant from the transfer function DB 20. After the inverse, the output vibration value matching the vibration level input by the occupant is extracted from the output vibration DB (30), and input to the inverse human body transfer function to calculate the input vibration value to be input to the occupant. That is, when the input vibration value calculated by the inverse human body transfer function is applied to the occupant, the head of the occupant may output a vibration matching the vibration level input by the occupant.

한편, 상기 인버스된 인체전달함수를 통해 계산된 진동 값이 탑승자에게 가해져야할 이론적인 입력 진동 값이 되고, 시트 진동 센서(50)를 통해 측정되는 시트 진동 값이 실제로 탑승자에게 가해지고 있는 실제 입력 진동 값이 된다.Meanwhile, the vibration value calculated through the inverse human body transfer function becomes a theoretical input vibration value to be applied to the occupant, and the actual input of the seat vibration value measured by the seat vibration sensor 50 is actually applied to the occupant. It is a vibration value.

따라서 시트 진동 제어부(10)는, 상기 인버스된 인체전달함수를 통해 계산된 이론적인 입력 진동 값과 시트 진동 센서(50)에서 측정되는 시트 진동 값을 비교하고, 상기 2가지 진동 값에 차이가 있으면, 스프링 조작부(70)와 댐퍼 조작부(60)를 제어하여 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시킴으로써, 시트 진동 센서(50)에서 측정되는 시트 진동 값이 인버스된 인체전달함수를 통해 계산된 이론적인 입력 진동 값과 동일하게 되도록 조절한다. 다만, 일정 오차 범위내에서는 상기 2가지 진동 값에 차이가 있더라도 무시하도록 구성될 수 있고, 상기 2가지 진동 값이 오차 범위 내에 있는지 여부는 퍼지 시스템을 적용하여 해결될 수 있다.Accordingly, the seat vibration control unit 10 compares the theoretical input vibration value calculated by the inverse human body transfer function with the sheet vibration value measured by the sheet vibration sensor 50, and if there is a difference in the two vibration values, By changing the spring constant and the damping constant by controlling the spring operation part 70 and the damper operation part 60, the theoretical input vibration calculated by the human body transfer function in which the seat vibration value measured by the seat vibration sensor 50 is inversed Adjust it to be equal to the value. However, even if there is a difference in the two vibration values within a certain error range can be configured to ignore, and whether the two vibration values are within the error range can be solved by applying a fuzzy system.

한편, 시트 진동 센서(50)에서 측정되는 시트 진동 값을 인버스된 인체전달함수를 통해 계산된 이론적인 입력 진동 값에 일정 오차 범위내에서 맞추기 위해, 무리하게 감쇄 상수와 스프링 상수를 변화시킬 경우, 과도한 진동으로 인해 탑승자의 신체에 손상이 가해질 수도 있다.On the other hand, in order to adjust the sheet vibration value measured by the sheet vibration sensor 50 within a certain error range to the theoretical input vibration value calculated through the inverse human body transfer function, if the attenuation constant and the spring constant are excessively changed, Excessive vibration can also damage the occupant's body.

이처럼 감쇄 상수 및 스프링 상수의 변화로 인해 탑승자의 신체에 손상이 가는 것을 미연에 방지하기 위해, 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템은, 차량에 가해지는 차량 진동 값을 측정하는 차량 진동 센서(80)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In order to prevent damage to the occupant's body due to the change of the attenuation constant and the spring constant, the vibration control system of the vehicle seat according to the present invention includes a vehicle vibration sensor for measuring a vehicle vibration value applied to the vehicle ( It is preferably configured to further include 80).

그리고 상기 시트 진동 제어부(10)는, 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키기 전에, 전달함수 DB(20)에서 추출된 인체전달함수에 변화시키고자 하는 스프링 상수와 감쇄 상수 값을 입력하여 새로운 인체전달함수를 도출하고, 상기 도출된 새로운 인체전달함수에 상기 차량 진동 센서(80)에서 측정된 차량 진동 값을 입력하여 탑승자의 머리에서 출력될 것으로 예상되는 출력 진동 값을 계산한다. 그리고 상기 예상되는 출력 진동 값이 탑승자의 신체를 손상시키지 않는 범위 내에 포함되는지를 판단한 후, 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키도록 구성되는 것이 바람직 하다.The seat vibration control unit 10 inputs a new human body transfer function by inputting a spring constant and attenuation constant value to be changed into the human body transfer function extracted from the transfer function DB 20 before changing the spring constant and the damping constant. To calculate the output vibration value expected to be output from the occupant's head by inputting the vehicle vibration value measured by the vehicle vibration sensor 80 to the derived new human body transfer function. And after determining whether the expected output vibration value is included in the range that does not damage the body of the occupant, it is preferably configured to change the spring constant and the damping constant.

이하에서는 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 방법에 대해 살펴본다.Hereinafter, a vibration control method of a vehicle seat according to the present invention will be described.

도 2 및 도 3에는 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 과정이 도시되어 있다.2 and 3 illustrate a vibration control process of the vehicle seat according to the present invention.

도 2를 참조하면, 인체에 입력되는 입력 진동 값에 대해 인체의 머리로 출력되는 출력 진동 값이 계산되는 인체전달함수가 여러 신체 조건별로 DB에 저장된다(S10).Referring to FIG. 2, the human body transfer function, which calculates an output vibration value output to the head of the human body with respect to an input vibration value input to the human body, is stored in a DB for various body conditions (S10).

상기 인체전달함수는 실험을 통해 도출되는 함수로서, 인체에 가해지는 입력 진동 값에 따라 인체의 머리로 출력되는 출력 진동 값을 계산할 수 있는 함수이고, 이러한 인체전달함수는 사람의 신체 조건마다 다르게 나타날 수 있으므로, 인체전달함수는 사람의 신체 조건별로 매칭되어 DB에 저장되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 신체 조건에는, 성, 나이, 키, 몸무게 등이 포함될 수 있다. The human body transfer function is a function derived through experiments, and is a function for calculating an output vibration value output to the head of the human body according to an input vibration value applied to the human body, and the human body transfer function is different for each human body condition. As such, the human body transfer function is preferably stored in a DB that matches each person's physical condition. Here, the physical condition may include sex, age, height, weight, and the like.

그리고 탑승자가 원하는 출력 진동 값이 복수의 진동 레벨로 분류되어 DB에 저장된다(S20). 따라서 추후에 탑승자는 자신이 원하는 출력 진동 값에 해당되는 진동 레벨을 선택하기만 하면 된다.The output vibration value desired by the occupant is classified into a plurality of vibration levels and stored in the DB (S20). Therefore, the passenger later needs only to select a vibration level corresponding to the desired output vibration value.

그리고 차량용 시트에 착석한 탑승자의 신체 조건 및 그 탑승자가 원하는 진동 레벨이 입력되고(S30), 상기 탑승자가 착석한 시트에서 출력되는 시트 진동 값도 측정된다(S40).The body condition of the occupant seated on the vehicle seat and the vibration level desired by the occupant are input (S30), and the seat vibration value output from the seat on which the occupant is seated is also measured (S40).

한편, 상기 시트 진동 값은 차량에 가해지는 진동과 스프링 상수 및 감쇄 상수의 변화에 따라 변화하게 되는데, 이러한 시트 진동 값은 최종적으로 해당 시트 에 착석한 탑승자에게 실제로 입력되는 입력 진동 값이 되고, 그 시트 진동 값이 탑승자의 신체를 거치면서 변화된 후 머리에서 출력 진동 값으로 출력된다. 상기 차량에 가해지는 진동은 차량의 속도 또는 가속도 변화, 차량이 주행하고 있는 도로 상태, 차량의 본질적 진동 정도 등에 따라 달라질 수 있다.On the other hand, the seat vibration value is changed according to the vibration applied to the vehicle and the change of the spring constant and the damping constant, the seat vibration value is the input vibration value actually input to the occupant finally seated on the seat, The seat vibration value is changed over the body of the occupant and then outputted as an output vibration value from the head. The vibration applied to the vehicle may vary depending on a speed or acceleration change of the vehicle, a road state in which the vehicle is driven, an intrinsic vibration degree of the vehicle, and the like.

이후, 상기에서 입력된 탑승자의 신체 조건에 해당되는 인체전달함수가 DB에서 추출되어 인버스 되고(S50), 탑승자가 입력한 진동 레벨에 매칭되는 출력 진동 값도 DB에서 추출된다(S60).Thereafter, the human body transfer function corresponding to the physical condition of the occupant inputted above is extracted from the DB (S50), and the output vibration value matching the vibration level input by the occupant is also extracted from the DB (S60).

그리고 상기 추출된 출력 진동 값이 인버스된 인체전달함수에 입력되어, 탑승자에 입력되어야 할 입력 진동 값이 계산된다(S70).The extracted output vibration value is input to the inverse human transfer function, and an input vibration value to be input to the occupant is calculated (S70).

그리고 상기 인버스된 인체전달함수를 통해 계산된 입력 진동 값과 측정된 시트 진동 값을 비교하(S80)고, 상기 2가지 진동 값이 일정 오차 범위내에서 일치하도록, 스프링의 스프링 상수와 댐퍼의 감쇄 상수를 변화시킴으로써(S90), 탑승자가 원하는 진동 레벨에 맞는 출력 진동 값이 탑승자의 머리에서 출력될 수 있게 된다.In addition, the input vibration value calculated through the inverse human body transfer function and the measured sheet vibration value are compared (S80), and the spring constant of the spring and the damping constant of the damper so that the two vibration values coincide within a predetermined error range. By changing (S90), the output vibration value corresponding to the vibration level desired by the occupant can be output from the occupant's head.

한편, 감쇄 상수 및 스프링 상수의 변화로 인해 탑승자의 신체에 손상이 가는 것을 미연에 방지하기 위해, 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 방법은, 상기 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키기 전에 다음과 같은 단계를 더 거치게 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to prevent damage to the occupant's body due to the change in the damping constant and the spring constant, the vibration control method of the vehicle seat according to the present invention, before changing the spring constant and the damping constant as follows: It is preferred to be configured to go further through the steps.

도 3을 참조하면, 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키기 전에, 차량에 가해지는 차량 진동 값이 센서를 통해 측정되고(S82), 상기 DB에서 추출된 인체전달함 수에 변화시키고자 하는 스프링 상수와 감쇄 상수 값이 입력되어 새로운 인체전달함수가 도출된다(S84).Referring to FIG. 3, before changing the spring constant and the attenuation constant, the vehicle vibration value applied to the vehicle is measured by the sensor (S82), and the spring constant to be changed to the human body transfer function extracted from the DB. The attenuation constant value is input to derive a new human body transfer function (S84).

그리고 상기 도출된 새로운 인체전달함수에 측정된 차량 진동 값이 입력되면, 탑승자의 머리에서 출력될 것으로 예상되는 출력 진동 값이 계산된다(S86).When the measured vehicle vibration value is input to the derived new human body transfer function, an output vibration value expected to be output from the occupant's head is calculated (S86).

이후, 상기 예상되는 출력 진동 값이 탑승자의 신체를 손상시키지 않는 범위 내에 포함되는지를 판단한 후(S88), 탑승자의 신체를 손상시키지 않는다고 판단되는 경우에만 스프링 상수와 감쇄 상수를 변화시키게 된다.Subsequently, after determining whether the expected output vibration value is included in a range that does not damage the occupant's body (S88), the spring constant and the damping constant are changed only when it is determined that it is not injured.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described with respect to the specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone with it will know easily.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 시스템을 나타내는 블록도.1 is a block diagram showing a vibration control system of a vehicle seat according to the present invention.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 시트의 진동 제어 방법을 나타내는 순서도.2 and 3 is a flow chart showing a vibration control method of a vehicle seat according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10; 시트 진동 제어부 20; 전달함수 DB10; Seat vibration control unit 20; Transfer Function DB

30; 출력 진동 DB 40; 입력부30; Output vibration DB 40; Input

50; 시트 진동 센서 60; 댐퍼 조작부50; Seat vibration sensor 60; Damper Control Panel

70; 스프링 조작부 80; 차량 진동 센서70; Spring operating portion 80; Vehicle vibration sensor

Claims

In a vehicle seat in which a damper and a spring act as a buffer,

A transfer function DB for storing the body transfer function for calculating the output vibration value output to the head of the human body with respect to the input vibration value input to the human body for various body conditions;

An output vibration DB in which an output vibration value desired by the occupant is classified and stored into a plurality of vibration levels;

An input unit for inputting a passenger's physical condition and a vibration level desired by the passenger;

A spring operation unit for adjusting a spring constant of the spring;

A damper operation unit for adjusting a damping constant of the damper;

A sheet vibration sensor for measuring a sheet vibration value output from the sheet;

Receives the body condition and vibration level of the occupant from the input unit, extracts the human body transfer function corresponding to the input body condition of the passenger in the transfer function DB and outputs an output vibration value matching the vibration level input by the occupant After extracting from the vibration DB and input to the inverse human transfer function to calculate the input vibration value to be input to the occupant, control the spring control unit and the damper control unit so that the calculated input vibration value and the seat vibration value to match within a certain error range A seat vibration control unit for changing the spring constant and the damping constant;

Vibration control system of a vehicle seat, comprising a.

The method of claim 1,

It further comprises a vehicle vibration sensor for measuring a vehicle vibration value applied to the vehicle,

The seat vibration control unit derives a new human body transfer function by inputting a spring constant and attenuation constant value to be changed in the human body transfer function before changing the spring constant and the attenuation constant, and the vehicle to the derived new human body transfer function. After inputting the vehicle vibration value measured by the vibration sensor to calculate the output vibration value expected to be output from the occupant's head, and after determining whether the expected output vibration value is within the range not to damage the occupant's body, the spring And the vibration control system is configured to vary the constant and the damping constant.

In the vibration control method of the vehicle seat in which the damper and the spring buffers,

A human body transfer function for calculating an output vibration value output to the head of the human body with respect to the input vibration value input to the human body is stored in a DB for various body conditions;

Output vibration values desired by the occupant are classified into a plurality of vibration levels and stored in a DB;

Inputting a passenger's physical condition and a vibration level desired by the passenger;

Measuring the sheet vibration value output from the sheet;

Extracting and transferring the human body transfer function corresponding to the physical condition of the occupant from the DB;

Extracting an output vibration value matching the vibration level input by the occupant in the DB;

Calculating the input vibration value to be input to the occupant by inputting the extracted output vibration value to the inverse human body transfer function;

Changing the spring constant of the spring and the damping constant of the damper such that the calculated input vibration value and the measured sheet vibration value coincide within a certain error range;

Vibration control method of a vehicle seat, comprising a.

The method of claim 3, wherein before changing the spring constant and the damping constant,

Measuring a vehicle vibration value applied to the vehicle;

Deriving a new human body transfer function by inputting a spring constant and attenuation constant value to be changed to the body transfer function extracted from the DB;

Calculating an output vibration value expected to be output from a passenger's head by inputting the measured vehicle vibration value to the derived new human body transfer function;

Determining whether the expected output vibration value falls within a range that does not damage the occupant's body;

Vibration control method of a vehicle seat, characterized in that it further comprises.