시트프레임에 액체 출입을 통한 중량 조절이 가능한 가변형 다이나믹 액티브 댐퍼를 장착하고, 시트로 진동이 유입됨에 따른 시트의 진동 피크주파수를 파악하여 가변형 액티브 댐퍼의 중량을 조절할 수 있도록 함으로써, 액티브 댐퍼의 댐핑주파수를 시트의 진동 피크주파수와 일치하는 수준으로 조절하여 시트의 진동 피크주파수를 댐핑시킬 수 있고, 그에 따라 주행 상황 및 승객의 시트 착좌 자세에 따라 시트의 진동을 감쇠시킬 수 있도록 한 자동차의 시트용 댐퍼 장치 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한 것이다.
기술분야
자동차의 시트용 댐핑 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행 상황에 맞게 시트의 진동을 감쇠시킬 수 있도록 한 자동차의 시트용 가변형 액티브 다이나믹 댐퍼 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
배경기술
일반적으로, 자동차의 주행 중 타이어에서 발생되는 노면 진동 및 엔진 구동에 의하여 발생된 엔진 진동 등이승객이 착석한 시트로 유입됨에 따라, 승객은 불편함을 느낄 수 밖에 없다.
특히, 자율주행 차량의 자율 주행 중 시트에 착석한 승객은 수동 운전을 위한 집중력이 해제된 상태에서 원하는 휴식 내지 취침 자세 등을 취할 수 있으므로, 시트로 유입되는 노면 진동 등을 더 민감하게 느끼며 불편함을 더 크게 느낄 수 있다.
또한, 시트로 유입되는 인풋주파수의 피크(Peak) 영역대와 시트의 고유주파수가 일치(또는 근접)하면, 진동이 무한대로 증폭되는 특성인 공진이 발생하게 되고, 이로 인하여 시트가 떨리게 되는 현상이 발생될 수 있다.
이러한 시트 진동 감쇠를 위한 종래 기술로서, 시트의 내부 소정 위치에 진동 감쇠용 다이나믹 댐퍼가 설치되고있다.
상기 다이나믹 댐퍼는 시트의 주 구조물인 시트프레임(노면 진동 등에 의하여 진동하는 부품)에 주로 장착되어 주 구조물인 시트프레임과 반대 위상으로 운동하며 에너지를 흡수하는 동작을 하면서 진동을 억제하는 기능을 한다.
그러나, 종래의 다이나믹 댐퍼는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 차종별로 시트 사양이 다른 바, 각 시트 사양마다 서로 다른 중량(g)의 다이나믹 댐퍼를 장착해야 하므로, 결국 차종별 시트마다 서로 다른 다이나믹 댐퍼를 제작해야 하고, 그에 따라 원가 상승이 초래되는 문제점이 있다.
둘째, 차종별로 다른 시트 사양마다 단일 중량의 다이나믹 댐퍼가 장착됨에 따라, 차량의 주행 상황별로 시트로유입되는 진동의 크기를 모두 감쇠시키지 못하는 문제점이 있다.
해결하려는 과제
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 시트프레임에 액체 출입을 통한 중량 조절이 가능한 가변형 다이나믹 액티브 댐퍼를 장착하고, 시트로 진동이 유입됨에 따른 시트의 진동 피크주파수를 파악하여 가변형 액티브 댐퍼의 중량을 조절할 수 있도록 함으로써, 액티브 댐퍼의 댐핑주파수를 시트의 진동 피크주파수와 일치하는 수준으로 조절하여 시트의 진동 피크주파수를 댐핑시킬 수 있고, 그에 따라 주행 상황 및 승객의 시트 착좌 자세에 따라 시트의 진동을 감쇠시킬 수 있도록 한 자동차의 시트용 댐퍼 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
발명의 효과
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 시트의 진동 피크주파수를 파악하여 액티브 댐퍼로 액체를 공급하거나 액티브 댐퍼로부터 액체를 배출시켜 액티브 댐퍼의 중량을 조절함으로써, 액티브 댐퍼의 댐핑주파수를 시트의 진동 피크주파수와 일치하는 수준으로 조절하여 시트의 진동 피크주파수를 댐핑시킬 수 있고, 그에 따라 시트의 진동을 감쇠시킬 수 있다.
둘째, 다양한 차종, 시트 착좌자 인체특성, 시트 착좌자 인체크기, 시트 착좌 자세로 인하여 다르게 발생하는 시트의 진동 피크주파수를 액체의 공급 및 배출에 의한 액티브 댐퍼의 중량 조절로 감쇠시킬 수 있으므로, 시트 컴포트 성능을 향상시킬 수 있다.
시스템 및 서비스 구성정보 상세 명세서
시트백 프레임에 장착되는 진동센서 시트백 프레임에 탄성 지지 가능하게 배치되는 중공형 액티브 댐퍼 및상기 진동센서의 시트 진동 측정 신호를 기반으로 한 제어기의 제어에 의하여 상기 액티브 댐퍼에 액체를 공급하거나 액티브 댐퍼로부터 액체를 배출시키는 액체 순환 장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 액체 순환 장치는 시트백 프레임의 하부에 장착되는 액체 탱크 상기 액체 탱크의 토출부와 상기 액티브 댐퍼의 입구부 간에 연결되는 액체공급라인 및 상기 액체공급라인에 장착되어, 상기 액체 탱크 내의 액체를 액티브 댐퍼로 공급하기 위해 구동되는 제1펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 액체 순환 장치는 상기 액티브 댐퍼의 출구부와 상기 액체 탱크의 유입부 간에 연결되는 액체복귀라인; 및 상기 액체복귀라인에 장착되어, 상기 액티브 댐퍼 내의 액체를 액체 탱크로 복귀시키기 위해 구동되는 제2펌프를 더 포함하여 구성되고 상기 액티브 댐퍼 내의 액체량을 조절하기 위한 상기 제어기의 제어에 의하여 상기 제1펌프 또는 제2펌프가 구동되는 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 액체 순환 장치는 상기 액티브 댐퍼의 입구부와 연통되는 액체 유입관을 갖는 구조로 구비되어, 액티브 댐퍼의 일측부에 부착되는 제1지지브라켓 상기 액티브 댐퍼의 출구부와 연통되는 액체 유출관을 갖는 구조로 구비되어, 액티브 댐퍼의 타측부에 부착되는 제2지지브라켓 상기 액체공급라인이 연결되는 액체공급홀이 형성된 구조로 구비되어, 상기 시트백 프레임의 일측부에 장착되는 제3지지브라켓
상기 액체복귀라인이 연결되는 액체복귀홀이 형성된 구조로 구비되어, 상기 시트백 프레임의 타측부에 장착되는 제4지지브라켓 상기 제1지지브라켓의 액체 유입관과 상기 제3지지브라켓의 액체공급홀 간에 연결되는 제1중공 러버 및 상기 제2지지브라켓의 액체 유출관과 상기 제4지지브라켓의 액체복귀홀 간에 연결되는 제2중공 러버를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 제1지지브라켓의 액체 유입관에는 제어기의 제어 신호에 의하여 개폐되는 제1밸브가 장착된 것을 특징으로하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 제2지지브라켓의 액체 유출관에는 제어기의 제어 신호에 의하여 개폐되는 제2밸브가 장착된 것을 특징으로하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 액체공급라인에는 액티브 댐퍼로 공급되는 액체의 유량을 측정하고, 측정된 신호를 상기 제어기로 전송하는 제1유량계가 장착된 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 제어기는상기 액티브 댐퍼의 자체 중량과, 액티브 댐퍼의 양측부에 부착된 제1지지브라켓과 제2지지브라켓의 중량과, 액티브 댐퍼 내에 충진된 액체의 중량을 합하여 상기 액티브 댐퍼의 전체 중량을 산출하도록 구성되되 상기 액티브 댐퍼 내에 충진된 액체의 중량은 상기 제1유량계의 측정 신호로부터 검출되는 액티브 댐퍼로 공급되는 액체 유량(㎣/s)과, 액티브 댐퍼로 액체를 펌핑하는 제1펌프의 작동시간(s)과, 액체 비중(kg/㎣)을 곱한값으로 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 액체복귀라인에는 액티브 댐퍼로부터 배출되는 액체의 유량을 측정하고, 측정된 신호를 상기 제어기로 전송하는 제2유량계가 장착된 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
상기 제어기는 상기 액티브 댐퍼의 자체 중량과, 액티브 댐퍼의 양측부에 부착된 제1지지브라켓과 제2지지브라켓의 중량과, 액티브 댐퍼 내에 충진된 액체의 중량을 합한 값으로부터 액티브 댐퍼로부터 배출되는 액체 중량을 차감시켜 상기 액티브 댐퍼의 전체 중량을 산출하도록 구성되되 상기 액티브 댐퍼로부터 배출되는 액체 중량은 제2유량계의 측정 신호로부터 검출되는 액티브 댐퍼로부터 배출되는 액체 유량(㎣/s)과, 액체 탱크로 액체를 펌핑하는 제2펌프의 작동시간(s)과, 액체 비중(kg/㎣)을 곱한 값으로 산출하도록 구성된된 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치.
시트백 프레임에 장착된 진동센서에서 시트의 진동을 측정하는 단계 제어기에서 상기 진동센서의 측정 신호로부터 시트의 진동 피크주파수를 검출하는 단계 및 상기 시트백 프레임에 장착된 액티브 댐퍼의 댐핑 주파수가 상기 시트의 진동 피크주파수와 일치하도록 상기 액티브 댐퍼에 액체를 공급하거나 액티브 댐퍼로부터 액체를 배출시키는 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치 제어 방법.
상기 액티브 댐퍼에 액체를 공급하는 제어 단계에서 상기 시트의 진동 피크주파수가 상기 액티브 댐퍼의 현재 댐핑주파수보다 크면, 상기 액티브 댐퍼의 현재 댐핑 주파수가 상기 시트의 진동 피크주파수와 동일한 수준으로 증가될 때까지 상기 액티브 댐퍼에 액체를 공급하는것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치 제어 방법.
상기 액티브 댐퍼로부터 액체를 배출시키는 제어 단계에서 상기 시트의 진동 피크주파수가 상기 액티브 댐퍼의 현재 댐핑주파수보다 작으면, 상기 액티브 댐퍼의 현재 댐핑주파수가 상기 시트의 진동 피크주파수와 동일한 수준으로 감소될 때까지 상기 액티브 댐퍼로부터 액체를 배출시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치 제어 방법.
상기 액티브 댐퍼의 댐핑주파수는 액체량에 따라 달라지는 액티브 댐퍼의 전체 중량 별로 미리 셋팅된 것임을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치 제어 방법.
상기 액티브 댐퍼의 전체 중량은 액티브 댐퍼의 자체 중량과, 액티브 댐퍼의 양측부에 부착된 제1지지브라켓과 제2지지브라켓의 중량과, 액티브 댐퍼 내에 충진된 액체의 중량을 합하여 산출되되 상기 액티브 댐퍼 내에 충진된 액체의 중량은 제1유량계의 측정 신호로부터 검출되는 액티브 댐퍼로 공급되는 액체 유량(㎣/s)과, 액티브 댐퍼로 액체를 펌핑하는 제1펌프의 작동시간(s)과, 액체 비중(kg/㎣)을 곱한 값으로 산출된 것임을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치 제어 방법.
상기 액티브 댐퍼의 전체 중량은 액티브 댐퍼의 자체 중량과, 액티브 댐퍼의 양측부에 부착된 제1지지브라켓과 제2지지브라켓의 중량과, 액티브 댐퍼 내에 충진된 액체의 중량을 합한 값으로부터 액티브 댐퍼로부터 배출되는 액체 중량을 차감시켜 산출되되 상기 액티브 댐퍼로부터 배출되는 액체 중량은 제2유량계의 측정 신호로부터 검출되는 액티브 댐퍼로부터 배출되는 액체 유량(㎣/s)과, 액체 탱크로 액체를 펌핑하는 제2펌프의 작동시간(s)과, 액체 비중(kg/㎣)을 곱한 값으로 산출된 것임을 특징으로 하는 자동차의 시트용 댐퍼 장치 제어 방법
자동차의 시트용 댐퍼 장치 및 이의 제어 방법 | 현대자동차 특허에 대해서 알아보았습니다.
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