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Die Erfindung betrifft eine Heizungsvorrichtung zur Beheizung eines Fahrzeugsitzes und einen Fahrzeugsitz mit der Heizungsvorrichtung.
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Oftmals ist eine Sitzheizung in einem oder mehreren Fahrzeugsitzen eines Fahrzeugs integriert, um ein Wohlbefinden von Fahrgästen im Fahrzeug zu steigern. Üblich ist, dass durch die Sitzheizung Sitz- und Rückenpolster des Fahrzeugsitzes beheizt werden können. Aus dem Stand der Technik sind bereits Sitzheizungen bekannt, mit denen das Sitzpolster und das Rückenpolster unabhängig voneinander beheizbar sind.
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Beispielsweise offenbart die Gebrauchsmusterschrift
DE 200 11 313 U1 , die wohl den nächstliegenden Stand der Technik bildet, einen teilweise beheizbaren Fahrzeugsitz mit einer Sitzheizung, bei der die Widerstände der Rückenlehne und der Sitzfläche unabhängig voneinander angebracht und durch einen Schaltknopf separat ansteuerbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine funktional verbesserte Heizungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Heizungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Es wird eine Heizungsvorrichtung vorgeschlagen, die zur Beheizung, insbesondere Temperierung, eines Fahrzeugsitzes ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Fahrzeugsitz in einem Fahrzeug, z. B. in einem PKW oder LKW integriert. Beispielsweise ist der Fahrzeugsitz als ein Fahrer- oder Beifahrersitz oder als ein Sitz einer Rücksitzbank im Fahrzeug ausgebildet.
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Der Fahrzeugsitz weist ein Sitzpolster und ein Rückenpolster auf. Vorzugsweise umfasst das Sitzpolster eine Sitzfläche des Fahrzeugsitzes, auf welcher ein Insasse des Fahrzeugs Platz nimmt. Insbesondere lehnt sich der Insasse mit dem Rücken an das Rückenpolster an, wenn er auf dem Fahrzeugsitz sitzt.
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Die Heizungsvorrichtung umfasst eine erste Heizeinrichtung und eine zweite Heizeinrichtung, welche vorzugsweise als Heizmatten mit z. B. schlangenartig angeordneten elektrischen Leitungen ausgebildet sind. Bei einer Versorgung mit einer Versorgungsspannung erzeugen die Heizeinrichtungen zunächst Wärme gemäß dem Jouleschen Gesetz, wobei sich diese proportional zur Leistung des Stromkreises verhält. Im Speziellen wird die Wärme durch Leitungsverluste gebildet, die sich aufgrund des elektrischen Widerstands der elektrischen Leitungen ergeben.
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Die durch die erste Heizeinrichtung erzeugte Wärme weist eine veränderliche erste Isttemperatur auf, die auf eine erste Solltemperatur regulierbar ist. Die durch die zweite Heizeinrichtung erzeugte Wärme weist eine veränderliche zweite Isttemperatur auf, welche auf eine zweite Solltemperatur regulierbar ist. Die Isttemperatur entspricht oder gleicht der Solltemperatur, wenn die Isttemperatur auf die Solltemperatur reguliert ist. Dabei ist die Solltemperatur durch den Insassen des Fahrzeugs einstellbar.
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Vorzugsweise sind die erste Heizeinrichtung im Sitzpolster und die zweite Heizeinrichtung im Rückenpolster des Fahrzeugsitzes angeordnet. Somit beheizt die erste Heizeinrichtung das Sitzpolster und die zweite Heizeinrichtung das Rückenpolster, wenn sie an mit der Versorgungsspannung versorgt werden. Die erste Isttemperatur entspricht vorzugsweise der Isttemperatur des Sitzpolsters, die zweite Isttemperatur der Isttemperatur des Rückenpolsters.
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Die Heizvorrichtung umfasst eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die erste Heizeinrichtung mit einer ersten Versorgungsspannung in Abhängigkeit einer ersten Solltemperatur zu versorgen. Weiterhin ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die zweite Heizeinrichtung mit einer zweiten Versorgungsspannung in Abhängigkeit einer zweiten Solltemperatur zu versorgen.
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Vorzugsweise weist die Heizungsvorrichtung eine Benutzerschnittstelle auf, mit der Insasse festlegen kann, ob und welche der Heizeinrichtungen aktiviert werden soll/en und in welcher Solltemperatur der Sitz- und/oder Rückenpolster beheizt werden soll. Insbesondere ist die Benutzerschnittstelle mit der Steuereinrichtung über Leitungen oder per Funk verbunden oder verbindbar. So kann die Steuereinrichtung die Spannungsversorgung für die Heizeinrichtung/en im Sitz- und/oder Rückenpolster in Abhängigkeit der eingegebenen Solltemperatur ansteuern. Vorzugsweise kann der Insasse die Solltemperatur aus einer, zweier oder mehrerer Temperaturstufen der Heizvorrichtung wählen, wobei die Solltemperatur einer ersten geringer ist als die einer zweiten oder dritten Temperaturstufe. Vorzugsweise ist die durch die Steuereinrichtung zugeschaltete Versorgungsspannung umso höher, je höher die gewählte Temperaturstufe ist.
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Vorzugsweise geben die erste und/oder zweite Heizeinrichtung durch die Versorgung mit der Versorgungsspannung immer mehr Wärme in steigender Isttemperatur ab. Dabei ist die erste Heizeinrichtung dazu ausgebildet, die erste Isttemperatur selbstständig in Abhängigkeit von der ersten Versorgungsspannung als Kontrollsignal auf die erste Solltemperatur zu regulieren. Die zweite Heizeinrichtung ist dazu ausgebildet, die zweite Isttemperatur selbstständig in Abhängigkeit von der zweiten Versorgungsspannung als Kontrollsignal auf die zweite Solltemperatur zu regulieren.
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Die erste und die zweite Heizeinrichtung sind jeweils dazu ausgebildet, die Isttemperatur selbstständig, insbesondere ohne zugeschaltete Regelungseinrichtung in der Steuereinrichtung, zu senken, wenn sie die Solltemperatur übersteigt. Insbesondere sind die erste und zweite Heizeinrichtung dazu ausgebildet, die Isttemperatur selbstständig, insbesondere ohne zugeschaltete Regelungseinrichtung in der Steuereinrichtung, zu erhöhen, wenn sie die Solltemperatur unterschreitet. Im Speziellen steuern die erste und zweite Heizeinrichtung selbstständig die Einhaltung der Solltemperatur in Abhängigkeit der Versorgungsspannung durch Reduzierung oder Erhöhung der Strommenge innerhalb des Stromkreises. Die Heizeinrichtungen sind insbesondere als steuerungsautarke Einrichtungen ausgebildet, die die Steuerung unabhängig von der Steuereinrichtung umsetzen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass der Anschluss- und Verkabelungsaufwand deutlich gesenkt werden kann, da auf Leitungen für Steuerungssignale verzichtet werden kann. Insbesondere sind die Zuleitungen für jede der Heizeinrichtungen auf die Zuleitung der Versorgungsspannung begrenzt. Vorteilhaft ist weiterhin, dass durch die Selbstregulierung der Isttemperatur bzw. Solltemperatur durch die erste und/oder zweite Heizeinrichtung eine Überhitzung im Fahrzeugsitz vermieden werden kann. Somit kann eine Betriebssicherheit der Heizungsvorrichtung in vorteilhafter Weise erhöht werden und/oder Schäden, die z. B. durch Brandlöcher aufgrund überhöhter Isttemperatur entstehen, vermieden werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Regulierung der ersten Isttemperatur auf die erste Solltemperatur in der ersten Heizeinrichtung rückkopplungsfrei gegenüber der Steuereinrichtung. Optional erfolgt die Regulierung der zweiten Isttemperatur auf die zweite Solltemperatur in der zweiten Heizeinrichtung rückkopplungsfrei gegenüber Steuereinrichtung.
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Vorzugsweise bildet die Steuereinrichtung mit den Heizeinrichtungen einen Steuerkreis, innerhalb dem die Steuereinrichtung über die Zuleitungen der Versorgungsspannung Steuersignale übermittelt. Anhand der Steuersignale werden die erste und/oder zweite Heizeinrichtung hinsichtlich der gewählten Solltemperatur/en angesteuert. Bevorzugt ist, dass die Heizeinrichtungen nach dem Empfang der Steuersignale die Isttemperatur unabhängig von der Steuerungseinrichtung, insbesondere unabhängig von einem externen Regler der Steuereinrichtung, auf die Solltemperatur regulieren. Insbesondere erfolgt von den Heizeinrichtungen keine Rückmeldung der erzeugten Isttemperatur an die Steuereinrichtung oder den externen Regler.
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Besonders bevorzugt ist, dass der Stromkreis der ersten und zweiten Heizeinrichtung einen ersten und zweiten Kontrollkreis bildet, innerhalb denen die jeweilige Isttemperatur mittels eines Aktors auf die jeweilige Solltemperatur selbstständig eingestellt wird. Optional umfasst die erste Heizeinrichtung im ersten Kontrollkreis einen ersten Aktor und die zweite Heizeinrichtung im zweiten Kontrollkreis einen zweiten Aktor. Insbesondere bildet die erste Heizeinrichtung mit dem ersten Aktor und die zweite Heizeinrichtung mit dem zweiten Aktor ein eigenständiges rückgekoppeltes System.
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Vorteilhaft ist, dass aufgrund der selbstständigen Regulierung der Solltemperatur in den Heizeinrichtungen die Zuleitungen für eine Rückkopplung zwischen der Steuerungseinrichtung und den Heizeinrichtungen entfallen können. Somit können Kosten für die Verkabelung, Materialkosten und Bauraum gespart werden. Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise möglich, zahlreiche Bauteile aus bestehenden bzw. bisherigen Heizungsvorrichtungen weiter zu nutzen, wodurch ein erhöhter Entwicklungsaufwand vermieden und Kosten für die Materialumstellung eingespart werden können.
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In einer besonders bevorzugten Umsetzung der Erfindung ist der erste und zweite Aktor als ein Kaltleiter-Bauteil ausgebildet. Das Kaltleiter-Bauteil weist vorzugsweise einen positiven Temperaturkoeffizienten auf. Insbesondere umfasst das Kaltleiter-Bauteil stromleitende Materialien, die bei einer tieferen Isttemperatur im Kontroll- und/oder Stromkreis einen geringeren Widerstand aufweisen und den Strom dadurch besser leiten als bei hohen Isttemperaturen im Kontroll- und/oder Stromkreis. Der elektrische Widerstand vergrößert sich im Kontroll- und/oder Stromkreis mit steigender Isttemperatur vorzugsweise überproportional, sodass der Stromfluss darin mehr und mehr behindert und der Strom reduziert wird. Durch diese Reduzierung des Stromflusses kann im Kontrollkreis selbstständig die Isttemperatur verringert werden. Mit der Verringerung der Isttemperatur sinkt vorzugsweise der Wert des elektrischen Widerstands, vorzugsweise ebenfalls überproportional, sodass wieder mehr Strom fließen kann und die Isttemperatur wieder ansteigt. Vorzugsweise ist das Kaltleiter-Bauteil als ein elektronisches Bauteil aus halbleitenden, polykristallinen Keramiken gebildet.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kaltleiter-Bauteil als ein PTC-Bauteil, insbesondere als ein PTC-Widerstand oder PTC-Thermistor, ausgebildet ist. Insbesondere sind die erste und die zweite Heizeinrichtung als PTC-Heizelemente ausgebildet. Das PTC-Bauteil ist in der Heizeinrichtung so angeordnet, dass es einen thermischen Kontakt zur Aufnahme der Isttemperatur hat. In der Ausbildung als PTC-Widerstand ist dieser beispielsweise in Reihe zu einer Heizschlange geschaltet.
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In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, nur die erste Heizeinrichtung durch Versorgung mit der ersten Versorgungsspannung oder nur die zweite Heizeinrichtung durch Versorgung mit der zweiten Versorgungsspannung anzusteuern. Weiterhin ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, beide Heizeinrichtungen gemeinsam durch Versorgung mit den beiden Versorgungsspannungen anzusteuern. Insbesondere kann der Insasse durch die Benutzer-Schnittstelle wählen, ob nur das Sitzpolster, nur das Rückenpolster oder beide Polster gemeinsam beheizt werden sollen. Somit muss der Insasse die Heizungsvorrichtung nicht vollständig abschalten, wenn es ihm in einem Bereich des Fahrzeugsitzes zu warm wird. Insbesondere kann durch eine individuelle Einstellung der Heizeinrichtungen im Sitz- und Rückenpolster ein Wohlbefinden des Insassen in vorteilhafter Weise erhöht werden.
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Es ist bevorzugt, dass der Insasse wählen kann, in welcher Solltemperatur das Sitz- und/oder Rückenpolster beheizt werden soll. Vorzugsweise kann er hierfür aus einer, zwei oder mehreren Temperaturstufen, vorzugsweise aus drei Temperaturstufen, wählen. Insbesondere ist die erste Heizeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Isttemperatur des Sitzpolsters auf die Solltemperatur der gewählten Temperaturstufe zu regulieren. Optional ist die zweite Heizeinrichtung dazu ausgebildet, die Isttemperatur des Rückenpolsters auf die Solltemperatur der gewählten Temperaturstufe zu regulieren.
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In einer besonders bevorzugten Umsetzung der Erfindung sind die erste und die zweite Heizeinrichtung dazu ausgebildet, die Isttemperaturen des Sitz- und Rückenpolsters in Solltemperaturen unterschiedlicher Temperaturstufen zu regulieren und/oder zu beheizen. Beispielsweise kann der Insasse wählen, dass die erste Heizeinrichtung das Sitzpolster in der Solltemperatur der dritten Temperaturstufe, also mit der höchstmöglichen Solltemperatur, beheizt, wogegen er das Rückenpolster nur in der Solltemperatur der ersten Temperaturstufe, also mit der niedrigsten einzustellenden Solltemperatur, beheizen lässt.
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Insbesondere steuert die Steuereinrichtung im vorgenannten Beispiel an, dass die erste Heizeinrichtung mit einer größeren Versorgungsspannung versorgt wird als die zweite Heizeinrichtung. Es versteht sich, dass sich die Beheizung des Sitz- und/Rückenpolsters auch anders verhalten kann, insbesondere dass das Rückenpolster mit einer höheren Solltemperatur als das Sitzpolster beheizt wird. Auch ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass ein Polster des Fahrzeugsitzes unbeheizt bleibt und dass das andere Polster in einer Solltemperatur der wählbaren Temperaturstufen beheizt wird. Es ist möglich, dass die Heizungsvorrichtung auf die zwei Heizungseinrichtungen beschränkt ist. Es ist aber auch möglich, dass dritte, vierte oder weitere Heizungseinrichtungen vorgesehen sind, die den gleichen Aufbau wie die erste oder zweite Heizeinrichtung aufweisen.
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Durch die Möglichkeit der individuellen Festlegung, ob und welche Polster des Fahrzeugsitzes in welcher Solltemperatur beheizt werden sollen, wird die Einstellung der Heizungsvorrichtung flexibler gestaltet und der Komfort für den Insassen im Fahrzeug erhöht.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Benutzer-Schnittstelle an einem Instrumentenpanel oder Armaturenbrett des Fahrzeugs oder an einer Seitenabdeckung des Fahrzeugsitzes angeordnet ist. Alternativ kann die Benutzer-Schnittstelle an einer Fahrzeugtür oder einer Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet sein. Insbesondere ist die Benutzer-Schnittstelle so im Fahrzeug angeordnet, dass sie für den Insassen leicht erreichbar ist, wenn er sich auf dem Fahrzeugsitz befindet. Beispielweise ist die Benutzer-Schnittstelle für den Fahrer im Bereich des Lenkrads, der Mittelkonsole oder an einer Innenseite einer Fahrertür des Fahrzeugs integriert. Für einen Insassen auf der Rücksitzbank kann die Benutzerschnittstelle optional seitlich an der Rücksitzbank, an der Rückseite eines nächstgelegenen Vordersitzes oder an der Innenseite einer nächstgelegenen Hintertür angeordnet sein.
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In einer konstruktiven Realisierung der Erfindung umfasst die Benutzerschnittstelle eine erste Betätigungseinrichtung zur Aktivierung der ersten Heizeinrichtung und zur Einstellung der ersten Solltemperatur. Zur Aktivierung der zweiten Heizeinrichtung und zur Einstellung der zweiten Solltemperatur umfasst die Benutzerschnittstelle vorzugsweise eine zweite Betätigungseinrichtung. Bevorzugt ist, dass die erste und zweite Betätigungseinrichtung benachbart zueinander, insbesondere neben- oder untereinander, angeordnet sind. Dadurch kann die Bedienung der Betätigungseinrichtung erleichtert werden.
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In einer beispielhaften Umsetzung sind die erste und zweite Betätigungseinrichtung als Kippschalter oder -hebel, Drucktasten oder als Potentiometer ausgebildet. Optional sind auf der ersten und/oder zweiten Betätigungseinrichtung Abbildungen aufgebracht, anhand derer der Insasse erkennen kann, welche Betätigungseinrichtung er betätigen muss, um die Heizung des Sitzpolsters oder des Rückenpolsters zu aktivieren bzw. einzustellen.
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Vorzugsweise betätigt der Insasse den/die Kippschalter oder -hebel oder die Drucktaste/n einmal, wenn er am Sitz- und/oder Rückenpolster die Solltemperatur der ersten Temperaturstufe einstellen möchte. Bei zweimaliger Betätigung oder Weiterschaltung um eine Stufe kann der Insasse insbesondere einstellen, dass die erste und/oder die zweite Heizeinrichtung das Sitz- und/oder Rückenpolster in der Solltemperatur der zweiten Temperaturstufe beheizt/beheizen. Zur Einstellung der Solltemperatur in der dritten Temperaturstufe wird der Kippschalter oder -hebel dreimal geschaltet bzw. die Drucktaste dreimal gedrückt.
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Beispielsweise kann das Potentiometer als ein Drehknopf oder Schieberegler ausgebildet sein. Hiermit kann der Insasse die Temperaturstufe durch eine Vergrößerung oder Verringerung eines Drehwinkels des Drehknopfes oder durch eine Vergrößerung oder Verkleinerung einer Schiebestrecke des Schiebereglers einstellen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Benutzerschnittstelle eine Multifunktions-Betätigungseinrichtung, mit der die erste und die zweite Heizeinrichtung unabhängig voneinander aktivierbar und mit der die erste und zweite Solltemperatur unabhängig voneinander einstellbar ist. Optional kann der Insasse mit der Multifunktions-Betätigungseinrichtung noch weitere, von der Erfindung unabhängige Einstellungen, wie z. B. die Veränderung einer Sitzposition des Fahrersitzes, vornehmen.
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Besonders bevorzugt ist, dass die Benutzerschnittstelle eine Anzeigeeinrichtung umfasst, welche die Aktivierung der ersten und/oder zweiten Heizeinrichtung und die Einstellung der ersten und/oder zweiten Solltemperatur anzeigt, die durch die erste und/oder zweite Betätigungsrichtung oder durch die Multifunktions-Betätigungseinrichtung erfolgt ist. Optional wird ein Wert der gewünschten Solltemperatur angezeigt. Im Rahmen der Erfindung ist ebenfalls denkbar, dass eine Farbänderung die Aktivierung und/oder Solltemperatureinstellung anzeigt.
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Möglich ist, dass die Anzeigeeinrichtung als ein Display oder ein Bildschirm ausgebildet ist. Die Anzeigeeinrichtung kann z. B. benachbart zur Betätigungseinrichtung oder von dieser beabstandet im Fahrzeug angeordnet sein. Beispielsweise ist die Anzeigeeinrichtung für den Fahrer gut sichtbar im Bereich des Lenkrades oder dahinter angeordnet, die entsprechende Betätigungseinrichtung z. B. an der Seitenverkleidung des Fahrzeugsitzes.
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Eine mögliche erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, dass die Benutzerschnittstelle ein Touch-Display oder Touchpad umfasst, durch welches die erste und/oder zweite Heizeinrichtung unabhängig voneinander aktivierbar und anzeigbar sind. Vorzugsweise kann der Benutzer durch das Touch-Display oder Touchpad die erste und/oder zweite Solltemperatur jeweils einer der Temperaturstufen unabhängig voneinander einstellen.
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Insbesondere kann der Insasse durch Annäherung und/oder Berührung des Touch-Displays oder Touchpads die gewünschten Einstellungen vornehmen, wobei diese auf dem Touch-Display oder dem Touchpad in geeigneter Weise angezeigt werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit der Heizungsvorrichtung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
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1a eine schematische Darstellung einer Heizungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz;
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1b ein Fahrersitz mit der Heizungsvorrichtung aus 1a;
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2a–2b zwei Betätigungseinrichtungen in der Ausbildung als Kippschalter;
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3a–3c zwei Betätigungseinrichtungen in der Ausbildung als Druckschalter;
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4 zwei Betätigungseinrichtungen in der Ausbildung als Potentiometer;
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5 eine Betätigungseinrichtung in der Ausbildung als Multifunktions-Betätigungseinrichtung;
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6 eine Anzeigeeinrichtung;
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7a–7b alternative Darstellungen eines Touch-Displays.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1a zeigt eine schematische Darstellung einer Heizungsvorrichtung 1 für einen Fahrzeugsitz 2. In 1b ist der Fahrzeugsitz 2 mit der Heizungseinrichtung 1 gezeigt.
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Der Fahrzeugsitz 2 ist zur Integration in ein nicht gezeigtes Fahrzeug, insbesondere in einen PKW oder LKW, ausgebildet. Der Fahrzeugsitz 2 kann als ein Fahrer- oder Beifahrersitz oder als ein Sitz einer Rücksitzbank des Fahrzeugs ausgebildet sein. Er weist ein Sitzpolster 21 und ein Rückenpolster 22 auf. Auf dem Sitzpolster 21 nimmt ein Insasse Platz, an das Rückenpolster 22 lehnt sich der Insasse mit seinem Rücken an.
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Gemäß 1a weist die Heizungsvorrichtung 1 eine erste Heizeinrichtung 3 und eine zweite Heizeinrichtung 4 auf, wobei die erste Heizeinrichtung 3 gemäß 1b im Sitzpolster 21 und die zweite Heizeinrichtung 4 im Rückenpolster 22 des Fahrzeugsitzes 2 angeordnet sind.
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Die Heizeinrichtungen 3; 4 umfassen jeweils eine Heizmatte 31; 41, die durch schlangenartig angeordnete elektrische Leitungen gebildet sind.
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Die Heizungsvorrichtung 1 umfasst eine Steuereinrichtung 7, die mit den Heizeinrichtungen 3; 4 über Versorgungsleitungen zu einem Steuerkreis verbunden ist. Die Steuereinrichtung 7 umfasst eine erste Spannungsquelle 5 zur Versorgung der ersten Heizeinrichtung 3 mit einer ersten Versorgungsspannung U1 und eine zweite Spannungsquelle 6 zur Versorgung der zweiten Heizeinrichtung 4 mit einer zweiten Versorgungsspannung U2. Zusammen mit der ersten Spannungsquelle 5 bildet die erste Heizeinrichtung 3 einen ersten Stromkreis, die zweite Heizeinrichtung bildet zusammen mit der zweiten Spannungsquelle 6 einen zweiten Stromkreis.
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In der ersten und zweiten Heizeinrichtung 3; 4 wird eine sogenannte Joulesche Wärme durch einen Widerstand der elektrischen Leitungen der Heizmatten 41; 42 erzeugt. Gemäß dem Jouleschen Gesetz verhält sich eine in den Heizeinrichtungen 3; 4 erzeugte erste und zweite Isttemperatur Ti1; Ti2 (1b) proportional zu einer Leistung des Stromkreises. Somit ist die erste Isttemperatur Ti1 von der Stromstärke im ersten Stromkreis und die Isttemperatur Ti2 von der Stromstärke im zweiten Stromkreis abhängig.
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Die erste Heizeinrichtung 3 ist dazu ausgebildet, das Sitzpolster 21 zu beheizen, die zweite Heizeinrichtung 4 ist dazu ausgebildet, das Rückenpolster 22 des Fahrzeugsitzes 2 zu beheizen.
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Die erste Heizeinrichtung 3 umfasst ein erstes Kaltleiter-Bauteil 32, die zweite Heizeinrichtung 4 ein zweites Kaltleiter-Bauteil 42, das mit den schlangenartig angeordneten elektrischen Leitungen der Heizmatten 31; 41 in Reihe geschaltet ist. Die Kaltleiter-Bauteile 32; 42 sind z. B. als keramische Widerstände, insbesondere als PTC-Bauteile, mit einem positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildet.
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Die Heizungsvorrichtung 1 umfasst eine Benutzerschnittstelle 8. Die Benutzerschnittstelle 8 kann insbesondere an einem Armaturenbrett, an einem Instrumentenpanel, an einer Mittelkonsole, an einer Türinnenseite des Fahrzeugs oder an einer Seitenverkleidung des Fahrzeugsitzes, etc. angeordnet sein. Durch Betätigung der Benutzerschnittstelle 8 kann der Insasse die erste und/oder zweite Heizeinrichtung 3; 4 aktivieren und für jede Heizeinrichtung 3; 4 eine eigene Solltemperatur Ts1; Ts2 einstellen. Insbesondere legt der Insasse durch Betätigung der Benutzerschnittstelle 8 fest, in welcher ersten Solltemperatur Ts1 die erste Heizeinrichtung 3 das Sitzpolster 21 beheizen soll und in welcher zweiten Solltemperatur Ts2 die zweite Heizeinrichtung 4 das Rückenpolster 22 beheizen soll. Dabei kann er bei der ersten Heizeinrichtung 3 z. B. eine von der zweiten Heizeinrichtung 4 unterschiedliche Solltemperatur Ts1 einstellen oder nur eine der beiden Heizeinrichtungen 3; 4 aktivieren.
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Der Insasse kann über die Benutzerschnittstelle 8 pro Heizeinrichtung 3; 4 aus z. B. drei unterschiedlichen Temperaturstufen S1; S2; S3 wählen. Dabei ist die Solltemperatur Ts1; Ts2 der ersten Temperaturstufe S1 geringer, als die Solltemperatur Ts1; Ts2 der zweiten Temperaturstufe S2 und diese wiederum geringer als die Solltemperatur Ts1; Ts2 der dritten Temperaturstufe Ts3.
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Die Benutzerschnittstelle 8 ist über Leitungen oder Funk mit der Steuereinrichtung 7 verbunden. Nach der Aktivierung durch den Insassen steuert die Steuereinrichtung 7 die Versorgung der ersten Heizeinrichtung 3 mit der ersten Versorgungsspannung U1 und/oder die Versorgung der zweiten Heizeinrichtung 4 mit der zweiten Versorgungsspannung U2 an. Die Ansteuerung der jeweiligen Spannungsquelle 5; 6 erfolgt je nach Einstellung durch den Insassen nur zur Versorgung der ersten oder zweiten Heizeinrichtung 3; 4 oder beider Heizeinrichtungen 3; 4 gemeinsam. Insbesondere ist die Steuereinrichtung 7 dazu ausgebildet, die erste und zweite Heizeinrichtung 3; 4 unabhängig voneinander anzusteuern.
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In Abhängigkeit der durch den Insassen gewählten Temperaturstufe S1; S2; S3 steuert die Steuereinrichtung 7 die Spannungsquelle/n 5; 6 zur Abgabe einer höheren oder niedrigen Versorgungsspannung U1; U2 an die gewählte/n Heizeinrichtung/en 3; 4 an. Insbesondere schaltet die Steuereinrichtung 7 eine umso höhere Versorgungsspannung U1; U2 zu, je höher die durch den Insassen gewählte Temperaturstufe S1; S2; S3 ist.
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Die erste Heizeinrichtung 3 ist dazu ausgebildet ist, die erste Isttemperatur Ti1 selbstständig und rückkopplungsfrei gegenüber der Steuereinrichtung 7 auf die von Insassen gewählte erste Solltemperatur Ts1 zu regulieren. Ebenfalls ist die zweite Heizeinrichtung 4 dazu ausgebildet, die zweite Isttemperatur Ti2 selbstständig und rückkopplungsfrei gegenüber der Steuereinrichtung 7 auf die zweite Solltemperatur Ts2 zu regulieren. Insbesondere bilden die Heizeinrichtungen 3; 4 einen ersten und einen zweiten Kontrollkreis 9; 10, in denen die Isttemperaturen Ti1; Ti2 auf die Solltemperaturen Ts1; Ts2 reguliert werden.
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In den Kontrollkreisen 9; 10 übernehmen die Kaltleiter-Bauteile 32; 42 die Funktion von Aktoren zur Temperaturregulierung. Insbesondere sind die Kaltleiter-Bauteile 32; 42 dazu ausgebildet, mit steigender Isttemperatur Ti1; Ti2 überproportional ihren Widerstand zu erhöhen, sodass der Strom im jeweiligen Stromkreislauf reduziert wird, die Leistung sinkt und die Isttemperatur Ti1; Ti2 reduziert wird. Dagegen verringert sich der Widerstand der Kaltleiter-Bauteile 32; 42 überproportional mit sinkender Isttemperatur Ti1; Ti2 im Stromkreislauf, wodurch darin der Stromfluss und die Leistung erhöht werden und die Isttemperatur Ti1; Ti2 wieder ansteigt.
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Festzuhalten gilt, dass die Heizeinrichtungen 3; 4 eigene und selbstständige rückgekoppelte Systeme zur Temperaturregulierung bilden. Insbesondere übermitteln die Heizeinrichtungen 3; 4 keine Isttemperatur Ti1; Ti2 an die Steuereinrichtung 7 oder an einen externen Regler zur Temperaturregulierung.
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Die Benutzerschnittstelle 8 umfasst in den Ausführungsbeispielen der 2a–2c eine erste Betätigungseinrichtung 81, die zur Aktivierung der ersten Heizeinrichtung 3 und Einstellung der ersten Solltemperatur Ts1 einer der Temperaturstufen S1; S2; S3 ausgebildet ist und eine zweite Betätigungseinrichtung 82 die zur Aktivierung der zweiten Heizeinrichtung 4 und zur Einstellung der zweiten Solltemperatur Ts2 der Temperaturstufen S1; S2; S3 ausgebildet ist.
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In den 2a und 2b sind die Betätigungseinrichtungen 81; 82 in einer Ausbildung als Kippschalter dargestellt. Auf den Kippschaltern sind Symbole 19 aufgebracht, die das Sitzpolster 21 und das Rückenpolster 22 des Fahrzeugsitzes darstellen. Somit kann der Benutzer erkennen, in welche Richtung er den Kippschalter kippen muss, um das Sitz- und/oder das Rückenpolster 21; 22 zu beheizen.
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Gemäß 2a sind die Betätigungseinrichtungen 81; 82 benachbart nebeneinander angeordnet, gemäß 2b benachbart untereinander. Bei Betätigung der linken (2a) bzw. oberen (2b) ersten Betätigungseinrichtung kann der Insasse die erste Heizeinrichtung 3 zur Beheizung des Sitzpolsters 21 aktivieren und dabei eine Solltemperatur Ts1 aus den drei Temperaturstufen S1; S2; S3 festlegen. Auf gleiche Weise ist dies alternativ oder ergänzend bei der zweiten Heizungseinrichtung 4 durchführbar.
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Zur Anzeige, welche Temperaturstufe S1; S2; S3 auf dem Sitz- und/oder Rückenpolster 21; 22 eingestellt ist, weisen der erste und zweite Kippschalter 81; 82 je drei LED-Anzeigen 11 auf, die in der Anzahl der eingestellten Temperaturstufen S1; S2; S3 aufleuchten.
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Die 3a, 3b und 3c zeigen die erste und zweite Betätigungseinrichtung 81; 82 in der Ausbildung als Druckschalter bzw. Druckknopf. Die Betätigungseinrichtungen 81; 82, die gemäß 3a beabstandet nebeneinander und gemäß 3b beabstandet untereinander angeordnet sind, weisen wie die Kippschalter aus 2a und 2b ebenfalls das Symbol 19 und die LED-Anzeigen 11 auf. Somit wird der Insasse über die Aktivierung und Einstellung der Heizeinrichtungen 3; 4 informiert. Insbesondere kann der Benutzer durch einmaliges, zweimaliges oder dreimaliges Drücken der Betätigungseinrichtung/en 81; 82 die Solltemperatur Ts1; Ts2 der gewünschten Temperaturstufe S1; S2; S3 einstellen.
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In 3c ist die erste und zweite Betätigungseinrichtung 81; 82 als Druckschalter bzw. Druckknöpfe in der Gestalt des Sitz- und Rückenpolsters 21; 22 ausgebildet. Die erste Betätigungseinrichtung 81 repräsentiert hierbei das Sitzpolster 21, die zweite Betätigungseinrichtung 82 das Rückenpolster 22. Die Betätigungseinrichtungen 81; 82 weisen die LED-Anzeigen 11 auf, durch die angezeigt wird, ob und in welcher Temperaturstufe S1; S2; S3 die Heizeinrichtungen 3; 4 das Sitz- und/oder Rückenpolster beheizen.
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In 4 ist die erste und zweite Betätigungseinrichtung 81; 82 als Potentiometer, insbesondere als Schieberegler, ausgebildet. Alternativ kann das Potentiometer auch als ein Drehregler ausgebildet sein.
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Jeder Betätigungseinrichtung 81; 82 ist ein Symbol 19 zugeordnet, welches anzeigt, welche Betätigungseinrichtung 81; 82 zur Aktivierung der ersten Heizeinrichtung 3 im Sitzpolster 21 und welche zur Aktivierung der zweiten Heizeinrichtung 4 im Rückenpolster 22 ausgebildet ist. Durch Verschieben des/der Potentiometer/s kann die Solltemperatur Ts1; Ts2 im Sitz- und Rückenpolster 21; 22 des Fahrzeugsitzes 2 unabhängig voneinander eingestellt werden.
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Die Benutzerschnittstelle 8 umfasst alternativ zu der ersten und zweiten Betätigungseinrichtung eine in der der 5, dargestellte Multifunktions-Betätigungseinrichtung 83. Die Multifunktions-Betätigungseinrichtung 83 ist als ein Drehknopf mit einer drucksensiblen Oberfläche 12 ausgebildet und an einer Seitenverkleidung des Fahrzeugsitzes 2 (2b) angeordnet.
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Auf der Oberfläche 12 sind Zeichen 13 angeordnet, die die richtige Druckposition anzeigen, um die Heizeinrichtungen 3; 4 unabhängig voneinander zu aktivieren und hinsichtlich der Temperaturstufen S1; S2; S3 einzustellen. Mit der Multifunktions-Betätigungseinrichtung 83 können optional noch eine oder mehrere weitere Funktionen umgesetzt werden. So kann der Fahrzeugsitz 2 gemäß 5 durch eine Drehung des Drehknopfes verstellt und/oder dessen Sitz- und Rückenpolster 21; 22 zueinander in der Position verändert werden.
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Die Benutzerschnittstelle 8 (1a; 1b) umfasst eine Anzeigeeinrichtung 84, die in 6 dargestellt ist. Die Anzeigeeinrichtung 84 ist im Fahrzeug z. B. der Multifunktions-Betätigungseinrichtung 83 aus 5 zugeordnet und mit dieser verbunden, wobei sie die Einstellungen optisch anzeigt, die durch die Multifunktions-Betätigungseinrichtung 83 vorgenommen wurden.
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Die Anzeigeeinrichtung 84 ist als ein LCD-Display oder als eine LED-Anzeige ausgebildet und für den Insassen gut sichtbar im Fahrzeug, z. B. am Armaturenbrett oder im Bereich des Lenkrads, angeordnet.
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Die Anzeigeeinrichtung 84 zeigt das Sitz- und Rückenpolster 21; 22 des Fahrzeugsitzes 2 und informiert den Insassen, welche der im Sitz- und/oder Rückenpolster 21; 22 angeordneten Heizeinrichtungen 3; 4 (1b) in welcher Temperaturstufe S1; S2; S3 aktiviert sind.
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Die Benutzerschnittstelle 8 umfasst in einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Touch-Display 85, deren mögliche Realisierung in den 7a und 7b gezeigt ist.
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Das Touch-Display 85 weist eine berührungs- oder annäherungsempfindliche Oberfläche 16 auf. Dadurch kann der Insasse durch Annäherung und/oder Berührung der Oberfläche 16 die erste und/oder zweite Heizeinrichtung 3; 4 unabhängig voneinander aktivieren und einstellen.
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Die Touch-Displays 85 gemäß den 7a und 7b zeigen das Sitz- und Rückenpolster 21; 22 in unterschiedlicher Darstellung als Symbole 19 an.
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Das Touch-Display in 7a weist zudem Anzeigeelemente 14 auf, mit denen die Temperaturstufen S1; S2; S3 gewählt und angezeigt werden und einen Aktivierungsbereich 15, mit dem die Heizungsvorrichtung 1 aktiviert oder deaktiviert werden kann.
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Beim Touch-Display 85 der 7b kann die Heizungsvorrichtung 1 durch Berührung und/oder Annäherung der Zeichen 13 erfolgen, die auf den Symbolen 19 des Sitz- und/oder Rückenpolsters angeordnet sind. Das Touch-Display 85 zeigt die vom Insassen vorgenommene Einstellung unmittelbar mit der Eingabe des Insassen an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Heizungsvorrichtung
- 2
- Fahrzeugsitz
- 3
- erste Heizeinrichtung
- 4
- zweite Heizeinrichtung
- 5
- erste Spannungsquelle
- 6
- zweite Spannungsquelle
- 7
- Steuereinrichtung
- 8
- Benutzerschnittstelle
- 9
- erster Kontrollkreis
- 10
- zweiter Kontrollkreis
- 11
- LED-Anzeige
- 12
- drucksensible Oberfläche
- 13
- Zeichen
- 14
- Anzeigeelemente
- 15
- Aktivierungsbereich
- 16
- berührungs- und/oder annäherungsempfindliche Oberfläche
- 19
- Symbol
- 21
- Sitzpolster
- 22
- Rückenpolster
- 31
- erste Heizmatte
- 32
- erstes Kaltleiter-Bauteil
- 41
- zweite Heizmatte
- 42
- zweites Kaltleiter-Bauteil
- 81
- erste Betätigungseinrichtung
- 82
- zweite Betätigungseinrichtung
- 83
- Multifunktions-Betätigungseinrichtung
- 84
- Anzeigeeinrichtung
- 85
- Touch-Display
- S1
- erste Temperaturstufe
- S2
- zweite Temperaturstufe
- S3
- dritte Temperaturstufe
- Ti1
- erste Isttemperatur
- Ti2
- zweite Isttemperatur
- Ts1
- erste Solltemperatur
- Ts2
- zweite Solltemperatur
- U1
- erste Versorgungsspannung
- U2
- zweite Versorgungsspannung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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