CN107709089A - 用于运行座椅通风设备的方法和装置、座椅通风设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行座椅通风设备(5)的方法，该座椅通风设备(5)具有至少一个鼓风机(6)和至少一个布置在座椅表面(4)中的并且与所述鼓风机(6)通风地相连的通风口(7)，其中鼓风机(6)被控制以调节额定转速，并且其中额定转速根据鼓风机(6)的当前状态值(i)被调整，所述状态值取决于由鼓风机(6)输送的体积流量(V)。在此规定，调整的转速根据当前状态值(i)从特性场(KF)中选择，其中所述特性场(KF)根据可预设的声学极限值被建立。

Description

用于运行座椅通风设备的方法和装置、座椅通风设备

本发明涉及一种用于操作座椅通风设备的方法，该座椅通风设备具有至少一个鼓风机和至少一个布置在座椅表面中的并且与所述鼓风机通风地相连的通风口，其中鼓风机被控制用于调节额定转速，并且其中额定转速根据鼓风机的当前状态值被调整，所述状态值取决于由鼓风机输送的体积流量。

此外，本发明涉及一种用于操作座椅通风设备的装置，该装置具有至少一个鼓风机和至少一个布置在座椅表面中并且与所述鼓风机通风地相连的通风口，以及用于运行鼓风机的控制器。此外，本发明涉及一种具有这种装置的座椅通风设备。

上述类型的方法，装置和座椅通风设备在现有技术中是已知的。例如，公开文献DE10 2012 221 415A1公开了一种座椅通风设备，其具有布置在座椅中的鼓风机，该座椅通风设备通风地与形成在座椅表面中的多个通风口相连，从而通过鼓风机使体积流量被输送到通风口并通过它们，例如用于车辆的调温或坐在座椅上的人的调温。这种座椅通风设备用于为乘客提供额外的舒适性。鼓风机通过一装置电气地/电子地控制，例如调节所需的流量。然而，一旦人坐在座位上，由于通风口部分地或全部地被人覆盖，作用在鼓风机上的背压升高，从而实际输送的体积流量被改变。在上述公开文献中提出的通风装置中，这导致鼓风机速度降低，并且鼓风机或鼓风机的电动机的工作电流增加。相反，当人离开座位时，速度增加并且工作电流减小。然而，随着速度的增加，鼓风机的噪音也会增加。因此，在所述公开文献中，根据鼓风机的工作电流或当前速度以及两个可预设阈值来确定具有座椅通风设备的座椅是否被占用，然后例如在座椅未被占用时减少速度或完全关闭发动机，以避免干扰噪音。

本发明所要解决的技术问题在于提供一种方法和装置以及一种座椅通风设备，其特别是当使用无刷直流电机作为鼓风机的驱动电机时，能够以经济的方式方法在良好的噪音表现下保证理想的通风功能。

通过具有权利要求1的特征的方法来解决本发明的技术问题。根据本发明的方法具有以下优点：座椅通风设备或鼓风机的转速借助特性场(亦称“特性曲线族”)调控，使得在考虑到许用的噪音排放的情况下，使转速与作用在鼓风机上的背压连续地适配。根据本发明，这是通过根据当前状态值从特性场中选择适配的转速来实现的，其中所述特性场根据可预设的声学极限值来建立。因此，该方法包括在座椅通风设备投入运行之前必须进行的部分，即建立特性场。为此目的，鼓风机在不同条件下、尤其在不同背压的情况下的实际噪音表现在噪音排放方面被研究，并且结果被存储在特性场中，因此被存储的数据在座椅通风设备实际运行中被用于，使得鼓风机在输送体积流量和所产生的噪音排放方面在理想的运行范围中运行，所述噪音排放通过可测量的声学值表征。

根据本发明的一个优选实施例，为了建立特性场，鼓风机被控制用于设定预设的额定转速并且输送的体积流量由于作用在鼓风机上的背压的改变而多次改变，其中鼓风机的每次声学值被测量并且转速被这样适配，使得被测量的声学值不超过可预设的声学极限值。为了建立特性场，作用在鼓风机上的背压是变化的，即增大或减小，并且由此得出的对于噪音排放的作用通过确定所述借助这些变量设定的声学值来确定。因此，对于鼓风机的不同的背压或不同的体积流量可以确定不同的声学值。根据关于可预定声学极限值的相应声学值，转速能够分别以这样的方式被调整，即，使得相应检测到的声学值不超过可预设声学极限值。这确保了无论背压如何，始终能够保持期望的声学极限值并且因此噪音排放被保持在可接受的水平。由于背压影响鼓风机的检测到的状态值，因此在不同的背压变量中相应许用的(满足声学极限值条件的)转速可以与检测到的状态值相关联。通过这种方式可以简单地建立特性场。

优选进一步规定，为了建立特性场如此调整转速，即，使得被检测的声学值分别对应预设的声学极限值。因此该实施例规定，鼓风机或鼓风机的马达的转速不限于最大值，而是将速度设定为达到最大允许的声学值的值。这确保在鼓风机的每个背压状态下、通过鼓风机输送最大可能的体积流量。由此实现了噪音排放与输送的体积流量或通风性能之间的理想比例。

此外优选规定，背压连续地或阶梯式增加，以建立特性场。对于连续的增加背压提供特性场，该特性场具有特别高的分辨率，其允许在运行中转速与当前各个背压特别精确的适配。符合目的的是，鼓风机的声学值按照连续的方式确定。如果背压选择阶梯式地升高用于建立特性场，则阶梯的数量确定了特性场的分辨率以及在运行座椅通风设备时所述方法的精确度。然而阶梯式的升高可以减小数据量，因此所述方法计算量会减小。当读取特性图时，优选计算用于中间值的插值。当然，为了建立特性场，所述背压也可以阶梯式或连续地减小。

根据本发明的优选实施例规定，将鼓风机的当前状态值的实际测量值分配给当前测量的声学值，并与声学值一起存储在特性场中以建立特性场。这导致状态值，声学值和适配的转速在特性场中的简单和可理解的对应关系。

此外，优选规定，鼓风机的电动机、特别是无刷直流电动机的工作电流作为状态值被确定或测量。如前所述，工作电流根据作用在鼓风机上的背压而变化。因此，根据当前检测到的工作电流，可以推导出当前的背压。然而实际上，目前描述的方法中的背压的确定是不必要的，因为优选地直接根据检测到的工作电流通过使用有利的特性场这样适配转速，使得在保持声学极限值的情况下实现最大体积流量。

具有权利要求7的特征的根据本发明的装置的特征在于，控制器被专门设置成适于执行本发明的方法。这导致了已经提到的优点。特别地，控制器具有用于检测当前状态值、尤其是电动机的工作电流的器件、以及，以及用于存储特性场的非易失性存储器。其他特征和优点将从之前的说明内容以及从权利要求书中得出。

具有权利要求8的特征的根据本发明的座椅通风设备的特征在于具有根据本发明的装置。这导致了已经提到的优点。

以下结合实施例进一步阐述本发明。在附图中：

图1以简化视图示出用于运行座椅通风设备的优选装置，

图2以流程图示出用于建立有利的特性场的方法，

图3示出具有无刷直流电机的座椅通风设备的性能，

图4示出座椅通风设备的噪音生成，和

图5示出控制设备的功能的简化视图。

图1以简化视图示出了这里未详细示出的汽车的车辆座椅1，其具有坐席部分2和椅背3。坐席部分2和椅背3各自具有座椅表面4，当乘客坐在车辆座椅1上时与座椅表面4相接触。

座椅通风设备5集成在椅背3中，座椅通风设备5包括鼓风机6和形成/布置在椅背3的座椅表面4中的多个通风口7，所述通风口7通过椅背3中的通风管与鼓风机6相连。鼓风机6有利地具有用于驱动的电动机8，所述电动机由控制器9操作。鼓风机6在此被设计为离心送风机，电动机8被设计为无刷直流电动机。由此可在座椅通风设备5的所需安装空间、成本和性能之间实现有利的折衷。

当然，鼓风机6或座椅通风设备5也可以仅设置在坐席部分2中或者设置坐席部分2中和椅背3中。座椅通风设备5可以直接安装在车辆座椅1的泡沫中并且与表皮粘在一起。而且，座椅通风设备5也可以在泡沫中借助橡胶带悬挂用于声学脱耦。此外，可以考虑使用布置在泡沫和座椅结构之间的空气分配器壳体。此外，座椅通风设备5，特别是鼓风机6可布置在按摩板或腰板的背面。座椅通风设备5也可以在车辆座椅1的外部布置在具有该车辆座椅1的汽车的车身部件上。

通过座椅通风设备5，应该增加坐在座椅1上或同一汽车中的其他人的乘坐舒适性。一方面，位于车辆座椅1上的人可以直接通过座椅通风设备5进行通风和调温，另一方面，座椅通风设备5通常也可以用于车辆的空调。应该注意的是，位于车辆座椅1上的人和其他人都不会由于鼓风机6的噪音生成而不适地在舒适性方面受到限制。在运行中，鼓风机6将体积流量通过通风道传送到通风口7。如果人坐在车辆座椅1上，通风口被人完全或部分地覆盖，会使得通风地作用在鼓风机6上的背压增加，并且体积流量首先被减小。在这种情况下，在95％的男性中，由于其较高的重量，通风口7由于椅背3的变形而比5％的女性更严重地被压缩。座椅通风设备5必须克服背压才能实现期望的空气调节。没有转速控制的鼓风机在背压下比具有转速控制的座椅鼓风机提供更高的容积流量。然而，由于旋转速度的增加导致声学恶化，这可能降低乘坐舒适性。

为了克服这些缺点，建议以特性场调节的方式调控座椅通风设备5，以实现声学与所输送的体积流量之间的理想折衷。

图2以简化的流程图示出了用于产生有利的特性场KF的方法，该特性场用于运行座椅通风设备5。

无刷直流电机8的当前转速可以通过检测其定子中的反向电压而无传感器地检测。这个值可以通过电子方式进行分析评估，因此无论作用在鼓风机6上的背压力如何，转速都可以保持恒定。这就建立了图3中示例性示出。

的曲线K1、K2、K3，所述曲线分别表示出背压P相对体积流量V的关系，其中曲线K1的转速大于曲线K2的转速，而曲线K2的转速大于曲线K3的转速。图3中所示的值仅被理解为示例。

在图2中的方法的第一步骤S1中，开始建立特性场。为此目的，电动机8在步骤S2中被启动以设定期望的转速。在当前的情况下，这是在鼓风机6没有背压作用的情况下完成的，所述背压除了由空气管道和通风口7产生的背压之外额外地起作用。接下来在步骤S3中，额外的背压被调整或者现有的背压被升高。结果，电动机8的工作电流被改变。所述背压向另一个背压值的变化因此被反映在工作电流的变化值中，该变化值表现出电动机8的当前状态值。该状态值在步骤S4中在特性场中被存储为表征背压的值。同时或之前或之后，在随后的步骤S5中，在来自步骤S3的背压的调整值处测量鼓风机6的当前声学值。在随后的步骤S6中将检测到的声学值与可预定的声学极限值(在此为45分贝(A))进行比较。如果比较显示检测到的声学值超过声学极限(n)，则在随后的步骤S7中，减小鼓风机6和电动机8的额定转速并且再次确定当前声学值。转速的这种调整一直进行，直到确定的声学值不再超过预定的声学极限值并且特别是与其相对应(j)。在这种情况下，在接下来的步骤S8中，将导致许用声学值的调整转速与事先检测到的电动机工作电流值相对应起来并一起存储在同一特性场中。尤其将工作电流和调整转速写入一个表格中。

图4示出了由声学测量得到的特征曲线AK1，AK2和AK3。声学特征曲线AK1以4300转/分钟的静态转速被检测。可以看出，特征曲线AK1的检测声学值明显高于可预设的声学极限值AWG＝45dB(A)。特征曲线AK2总体低于声学极限值AWG。由此会造成不必要的功率损失。通过上述方法产生特征曲线AK3，使得不同背压时的转速最佳地适应于声学极限值AWG，因此不管背压如何，在保持声学条件的情况下总能通过鼓风机6输送最大可能的体积流量。

为了在背压改变并且保持可许用声学状况的同时实现鼓风机6的最大体积流量，在运行中借助于特性场KF根据背压调整额定转速。

图5示出了由控制器9执行的功能的简化视图。在运行中，首先测量工作电流i。这可以通过例如集成在控制器9或驱动电机8中的合适的电子电路来实现。利用该状态值，控制器9以固定的时间间隔t周期性地从通过上述方法产生的特性场KF中、特别是借助合适的内插法、确定适配的转速n。该适配的转速n优选地经由延迟元件PT1传递到控制器9或驱动马达8的马达控制器10。通过延迟元件的时间常数T可以确定应该发生多快的转速变化。

通过这种推荐的特性场调控，无论座位占用情况如何，或者独立于作用于鼓风机6的背压，也就是既可以在座椅被占用时根据图4中的区域I、也可以在座椅没有占用时根据图4中的区域II、在考虑到预定的声学极限值的情况下，始终通过鼓风机6调设最大体积流量。

Claims (8)

1.一种用于运行座椅通风设备(5)的方法，该座椅通风设备(5)具有至少一个鼓风机(6)和至少一个布置在座椅表面(4)中的并且与所述鼓风机(6)通风地相连的通风口(7)，其中鼓风机(6)被控制以调节额定转速，并且其中额定转速根据鼓风机(6)的当前状态值(i)被调整，所述状态值(i)取决于由鼓风机(6)输送的体积流量(V)，其特征在于，所述调整的转速根据当前状态值(i)从特性场(KF)中选择，其中，所述特性场(KF)根据可预设的声学极限值被建立。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，为了建立特性场(KF)，鼓风机(6)被控制以调到预设的额定转速并且所输送的体积流量(V)通过作用在鼓风机(6)上的背压的改变而多次改变，其中，鼓风机(6)每次的声学值被测量并且转速被这样调整，使得被测量的声学值不超过可预设的声学极限值。

3.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了建立特性场(KF)，所述转速被这样调整，使得每次所检测的声学值分别等于预设的声学极限值。

4.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了建立特性场(KF)，背压(P)连续地或阶梯式地被提高。

5.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了建立特性场(KF)，将鼓风机(6)的当前状态值分配给当前测量的声学值，并与声学值一起存储在特性场(KF)中。

6.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，鼓风机(6)的电动机(8)、特别是无刷直流电动机的工作电流(i)作为状态值被确定或测量。

7.一种用于运行座椅通风设备(5)的装置，该座椅通风设备(5)具有至少一个鼓风机(6)和至少一个布置在座椅表面(4)中的并且与所述鼓风机(6)通风地相连的通风口(7)，所述装置具有用于运行鼓风机(6)的控制器(9)，其特征在于，所述控制器(9)被专门设置成适于执行按照权利要求1至6之一所述的方法。

8.一种座椅通风设备(5)，其具有按照权利要求7所述的装置。