-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Lüfters, insbesondere einer Sitzbelüftungseinrichtung einer Sitzanlage eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Lüftungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
-
Bei herkömmlichen Fahrzeugsitzen wird die Temperatur auf der Sitzfläche hauptsächlich durch den Wärmeaustausch mit dem Insassen bestimmt. Je nach Polsteraufbau wird die vom Insassen abgestrahlte Wärme mehr oder weniger gut abgeleitet. Mittels zusätzlicher Funktionsausstattungen wie Sitzheizung und/oder Sitzbelüftung kann ein gewünschtes thermisches Gleichgewicht eingestellt werden. Ziel ist es, den thermischen Gleichgewichtszustand derart zu dynamisieren, dass sich ein über den zeitlichen Verlauf änderndes Wärme- bzw. Frischegefühl bei dem Insassen derart eingestellt, dass kein Unbehaglichkeitsgefühl entsteht.
-
Aus der
DE 10 2007 039 422 B4 ist ein Lüfter für eine Sitzbelüftungseinrichtung eines Polsters eines Fahrzeugsitzes bekannt, bei dem – in Abhängigkeit äußerer Parameterwerte oder Signale – ein saugendes oder blasendes System der Ventilationseinrichtung realisiert ist. Um eine Drehrichtung des Lüfters zu beeinflussen, umfasst der dargestellte Lüfter zwei Kommutatorensätze oder Bürsten. Damit ist es möglich, eine entgegengesetzt gepolte Kontaktierung vorzusehen und damit den Lüfter in einen Saug- bzw. Druckbetrieb umzustellen. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, zur Umkehrung der Drehrichtung des Lüfters, den Lüfter selbst drehbar zu lagern oder mechanisch umkehrbar zu gestalten. Bei einer Umdrehung des Lüfters um 180° kann demnach der Luftstrom auch umgekehrt werden bzw. aus einem Saugbetrieb in einen Druckbetrieb umgeschaltet werden.
-
Die herkömmlichen Lüfter bzw. deren Ansteuerung machen drei elektrische Leitungen erforderlich, d. h., jeweils eine Steuerleitung sowie eine zweiadrige Versorgungsleitung für jeden einzelnen Lüfter. Die Drehzahl des Lüfters wird dabei im Allgemeinen über ein Potentiometer geregelt. Dies hat den Nachteil, dass bei einer niedrigen Drehzahl Energie zum Betreiben des Lüfters verschwendet wird. Darüber hinaus sind für Lüfter dieser Art drei Leitungen notwendig und darüber hinaus ein recht aufwendiger Aufbau mit zusätzlichen Reglern, was einerseits Stauraum beansprucht, zusätzliches Gewicht bedeutet und ferner Geld kostet.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ansteuern zumindest eines Lüfters vorzusehen, das effizient und flexibel betrieben werden kann, sowie eine Lüftungseinrichtung bereitzustellen, die kostensparend zu betreiben und einfach einzubauen ist. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Ansteuern eines Lüfters gelöst, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
-
Besonders effizient hat sich ein Verfahren zum Ansteuern zumindest eines Betriebsparameters eines Lüfters erwiesen, das digital, mittels eines seriellen Protokolls gesteuert wird, welches den oder die Betriebsparameter umfasst. Dazu wird eine Steuerungseinheit des Lüfters über das serielle Protokoll angesteuert, wobei das serielle Protokoll über eine Versorgungsleitung des Lüfters übertragen wird. In diesem Fall benötigt die Ansteuerung über ein serielles Protokoll lediglich zwei Leitungen – Versorgungsleitung des Lüfters. Auf eine weitere Leitung – Steuerungsleitung – kann verzichtet werden. Dieser einfache Aufbau mittels zwei Leitungen erlaubt es also, pro Lüfter eine Leitung bzw. ein Kabel gegenüber des vorhergehend genannten des Standes der Technik einzusparen, was in der Summe, bei einem Steuergerät für einen Sitz in einem Fahrzeug einer gehobenen Klasse eine Einsparung von 6 Leitungen ausmacht.
-
Eine Ansteuerung des Lüfters über ein Protokoll kann einfacher und flexibler gestaltet werden, da mehrere Betriebsparameter beispielsweise die Drehzahl und/oder die Drehrichtung damit an eine Steuerungseinheit des Lüfters übertragen werden können. Auf diese Weise wird eine optimale Einstellung der Sitzbelüftungseinrichtung der Sitzanlage des Kraftwagens ermöglicht. Dabei kann die Information insbesondere hinsichtlich der Drehzahlstufe fein abgestimmt werden.
-
Um zu gewährleisten, dass die Einstellung des Lüfters auch fehlerlos funktioniert, wird die Übertragung der Betriebsparameter anhand des Protokolls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mindestens einmal wiederholt.
-
Zum flexiblen Einsatz bzw. der Automatisierung der Ansteuerung des Lüfters können in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Betriebsparameter des Lüfters gemäß einem vorbestimmten Funktionsprofil geändert werden. Auf diese Weise lässt sich einfach ein Saug- bzw. Druckbetrieb des Lüfters umschalten bzw. die Drehzahl des Lüfters variieren. Damit kann auf wirksame Weise ein thermischer Zustand aufrechterhalten werden, der beispielsweise eine blasende Dauerfunktion durch Betriebsphasen mit Saugbetrieb unterbricht.
-
Es hat sich gezeigt, dass im Druckbetrieb der am stärksten wahrnehmbare thermische Effekt im Bereich der direkten Anströmung durch den Lüfter auftritt, während im Saugbetrieb in den peripheren Bereichen, die vom Körper nicht vollständig abgedeckt sind, größere Luftbewegungen erreicht werden können, die diese Bereiche in der Temperatur beeinflussen. Damit lässt sich die Feuchtigkeitsabführung am Insassen verbessern, sowie dessen klimatisches Behaglichkeitsgefühl anpassen.
-
Gemäß einer weiteren geeigneten Ausführungsform lassen sich die Betriebsparameter des Lüfters nach einer vorbestimmten Zeit ändern. Beispielsweise lassen sich durch einen langsamen zeitlichen alternierenden Betrieb zwischen Druckbetrieb und Saugbetrieb ein Frischegefühl erzeugen, ohne den gesamten Wärmehaushalt im Fahrzeugraum grundlegend zu verändern, indem der Insasse beispielsweise unter den Beinen bzw. im Bereich der Lehnenseiten diese Luftbewegungen und Temperaturänderungen stärker wahrnimmt und so in seiner Aufmerksamkeit bzw. Fahrtüchtigkeit positiv beeinflusst wird.
-
Bei einer erfindungsgemäßen Lüftungseinrichtung eines Kraftwagens mit einer Steuerungseinheit, einer dazugehörigen Versorgungsleitung und zumindest einem Lüfter eignet sich zum Ansteuern der Steuerungseinheit des Lüfters über die Versorgungsleitung des Lüfters insbesondere ein serielles Protokoll. Dadurch kann auf eine dritte Leitung – Steuerungsleitung – verzichtet werden, die sonst notwendig wäre, um die Drehrichtung und/oder die Drehzahl des Lüfters anzusteuern.
-
Um eine erfindungsgemäße Lüftungseinrichtung besonders energieeffizient zu betreiben, wird der Lüfter mittels einer gepulsten Versorgungsspannung betrieben.
-
Die erfindungsgemäße Lüftungseinrichtung und ihre Lüfter-Funktionalität eignen sich im Zusammenwirken mit einer Sitzheizung insbesondere zur Erhöhung des Komforts für den Insassen des Fahrzeugs und bietet darüber hinaus weitere aufmerksamkeitssteigernde Effekte.
-
Im Folgenden werden die vorliegende Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand von einer Zeichnung näher erläutert. In der Figur wird skizzenhaft ein Aufbau gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lüfteransteuerung mittels eines seriellen Protokolls 4 veranschaulicht.
-
In der Figur wird beispielhaft eine Lüftersteuerung 1 für eine Sitzbelüftungseinrichtung einer Sitzanlage in einem Kraftwagen schemenhaft dargestellt, welche eine Versorgungsleitung 3, eine Steuerungseinheit 5 und einen Lüfter 7 umfasst.
-
Je nach Bedarf kann die Lüftersteuerung 1 manuell über einen Regler 2 eingeschaltet werden oder Automatismen vorsehen, die ein Auslösen des Lüfters 7 bewirken. In einer besonderen Ausführungsform lässt sich der Lüfter 7 bereits ansteuern, wenn sich ein Insasse des Kraftwagens in seiner Nähe befindet. An heißen Sommertagen beispielsweise, wenn ein Fahrzeug der prallen Sonne ausgesetzt ist, steigen die Temperaturen innerhalb eines Kraftwageninnenraums sehr hoch an. Deswegen ist es erforderlich, den Sitz erst zu kühlen, bevor man sich in den Kraftwagen setzt. Sofern eine vorbestimmte Temperaturschwelle erreicht ist und der Insasse des Fahrzeugs sich dem Fahrzeug nähert, kann in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Start des Luftersteuerung 1 bzw. des Lüfters 7 automatisch ausgelöst werden. Auf diese Weise wird der erhitzte Sitz schon abgekühlt, bevor sich ein Insasse des Kraftwagens auf diesen setzt.
-
Der Lüfter 7 wird über eine Lüftersteuerung 1 eingeschaltet. Dabei wird mittels des Reglers 2 eine gewünschte Temperatur bzw. Drehrichtung des Lüfters 7 eingestellt.
-
Selbstverständlich lässt sich die Einstellung der Betriebsparameter des Lüfters 7 auch in Abhängigkeit einer gewünschten Temperatur automatisch einstellen bzw. regeln. Besondres einfach kann dies mittels eines Betriebs-Protokolls verwirklicht werden, mit dem die Betriebsparameter für den Lüfter 7 übertragen werden.
-
über eine Versorgungsleitung 3 wird eine Information – die gewünschten Betriebsparameter – an eine Steuerungseinheit 5 mittels eines seriellen Protokolls 4 übertragen. Um sicherzustellen, dass die Betriebsparameter – beispielsweise die gewünschte Drehzahl und Drehrichtung – des Lüfters 7 richtig eingestellt werden, wird die Übertragung der Betriebsparameter mittels des seriellen Protokolls 4 zumindest einmal wiederholt. Sobald die Steuerungseinheit 5 die notwendigen Einstellungen der Betriebsparameter des Lüfters 7 vorgenommen hat, wird über dieselbe Versorgungsleitung 3 die Energiezufuhr zum Betreiben des Lüfters 7 freigeschaltet. Anschließend läuft der Lüfter 7 mit der gewünschten Drehzahl in der gewünschten Drehrichtung los.
-
Dabei ist die Latenzzeit zum Umschalten bzw. Ändern des Betriebs des Lüfters 7 im Hinblick auf eine eventuelle Unterbrechung einer Lüftungswirkung vernachlässigbar klein. Wenn beispielsweise für die Übertragung der Information eines Drehrichtungsparameters ein Bit vorgesehen ist und für die eines Drehzahlparameters acht Bit vorgesehen sind, wobei eine Pulsdauer für eine 0-Bit 1 ms und für ein 1-Bit 2 ms betragen, wobei weitere fünf Bit für einen Start des Protokolls, ein Bit als Parity-Bit, ein Reserve-Bit und zwischen den einzelnen Bits jeweils 0,5-Bit – mit einer von Pulsdauer 0,5 ms – für Bitstart bzw. Endkennung vorgesehen würden, dann erfordert die Dauer für die Übertragung eines Datenpakets, das Informationen hinsichtlich Drehzahl und Drehrichtung enthält, zwischen 22 ms und 32 ms. Bei dreimaliger Übertragung wären dies maximal 96 ms. Selbst wenn zwischen einem Einschalten und Umschalten bzw. Andern des Lüfterbetriebs eine Zeit von ca. 50 ms als Reset-Lücke vorgesehen ist, dann ist die Dauer für eine Reaktion des Lüfters 7 so kurz, dass sie vom Insassen nicht wahrgenommen werden.
-
Aus unterschiedlichen Versuchen wurde ermittelt, dass ein stetes Betreiben des Lüfters 7im Druckbetrieb oder lediglich im Saugbetrieb nicht den optimalen Erfolg, d. h. ein optimales Behaglichkeitsgefühl für den in dem Fahrzeugsitz befindlichen Insassen ermöglicht. Aus diesem Grund ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine automatische Umschaltung eines anfänglichen im Saugbetrieb befindlichen Lüfters 7 in einen Druckbetrieb vorgesehen. Dieses kann beispielsweise zeitabhängig geschehen. Vorzugsweise erfolgt ein Umschalten aus dem Saugbetrieb in den Druckbetrieb des Lüfters 7 nach ca. 10 min.
-
Zusätzlich zu einer automatischen Ansteuerung des Lüfters 7 über die Steuerungseinheit 5 kann der Lüfter 7 manuell mittels eines Reglers 2 nachgestellt werden. Auch in diesem Fall kann ein automatisches Umschalten in den automatischen Betrieb nach einer gewissen Zeit oder weiteren eingestellten Betriebsparametern erfolgen.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Betriebsparameter des Lüfters 7 nach einem vorbestimmten Funktionsprofil geändert. Damit lässt sich insbesondere das Behaglichkeitsgefühl für den Insassen verbessern und darüber hinaus auch die Fahrtüchtigkeit verlängern. Dies ist ein weiteres Beispiel für die Flexibilität des Einsatzes eines digitalen Protokolls zur Ansteuerung der Betriebsparameter des Lüfters 7.
-
Um einen besonders sparsamen Betrieb des Lüfters 7 zu gewährleisten, wird dieser mittels einer pulsmodulierten Versorgungsspannung 6 betrieben. Damit können Energieverluste vermieden werden, die bei Lösungen nach dem Stand der Technik auftreten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007039422 B4 [0003]
