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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Belüftungssteuervorrichtung für einen Sitz, die Luft von innerhalb des Sitzes einer auf dem Sitz sitzenden Person zubläst. Die Erfindung betrifft im Besonderen eine Belüftungssteuervorrichtung für einen Sitz, die einer Zunahme eines Blasgeräuschs bedingt durch die Sitzhaltung einer sitzenden Person verhindert, und einen Fahrzeugsitz mit einer derartigen Belüftungssteuervorrichtung.
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2. Stand der Technik
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Die
JP 2005-34345 A beispielsweise beschreibt eine Fahrzeugsitzklimatisiervorrichtung mit einem Gebläse in einem Hohlraum in einem Sitzkissen, die temperierte Luft vom Gebläse durch kleine Kanäle im Sitzbezug zur Sitzoberflächenseite bläst, um einer sitzenden Person Luft zuzublasen. Bei der in der
JP 2005-34345 A beschriebenen Fahrzeugsitzklimatisiervorrichtung sind an der Sitzoberflächenseite eine Vielzahl kleiner Kanäle vorgesehen. Ein konischer Luftkanal, dessen Querschnittsfläche zu den kleinen Kanälen hin zunimmt, am Auslass des Gebläses ermöglicht eine ruhige Gebläseluftströmung, die Unterdrückung eines Blasgeräuschs und eine Erhöhung der Gebläseluftmenge. Aufgrund der elektronischen Fahrzeugausstattung, z. B. der im Fahrzeug eingebauten audiovisuellen Ausstattung und Navigationsausstattung, ist andererseits üblicherweise ein Lüfter vorgesehen, um eine Beschädigung durch die Wärmeentwicklung zu verhindern. Wenn der Lüfter im Sinne eines hohen Kühleffekts mit einer hohen Drehzahl läuft, nehmen jedoch die Geräusche (z. B. Windgeräusche) zu, was für die sitzende Person störend sein kann. Die
JP 2003-326961 A beispielsweise beschreibt eine Steuervorrichtung für einen Lüfter für eine elektronische Fahrzeugausstattung, die einen hohen Kühleffekt vorsieht, ohne dass jedoch die Lüftergeräusche eine sitzende Person belästigen.
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Bei einem mit einer derartigen Klimatisiervorrichtung ausgestatteten Fahrzeugsitz erwartet eine sitzende Person eine ausreichende Kühlung bei gleichzeitiger Reduzierung störender Blasgeräusche. Insbesondere dann, wenn in der Rückenlehne eines Sitzes eine Klimatisiervorrichtung vorgesehen ist, wird das Geräusch der Klimatisiervorrichtung aufgrund der Tatsache, dass sich das Gebläse und die im Sitzbezug ausgebildeten Luftkanalabschnitte (d. h. die Belüftungsöffnungen) in der Nähe der Ohren der sitzenden Person befinden, von der sitzenden Person leicht wahrgenommen. Des Weiteren wird sich im Normalfall die Sitzhaltung der sitzenden Person und in Abhängigkeit von der Sitzhaltung der Grad des Kontakts sowie der Kontaktbereich und die Kontaktfläche zwischen dem Körper der sitzenden Person und dem Sitz ändern. Sind im Sitzbezug der Rückenlehne des Sitzes beispielsweise eine Vielzahl winziger Belüftungsöffnungen ausgebildet und ist die sitzende Person mit dem Sitz in Kontakt, so wird der Großteil der Belüftungsöffnungen vom Rücken der sitzenden Person blockiert, so dass das Geräusch durch das Gebläse und die eingeblasene Luft schwach sein wird. Ändert sich jedoch die Sitzhaltung der sitzenden Person in der Weise, dass sich zwischen dem Rücken der sitzenden Person und dem Sitz ein Abstand bildet, wird der Grad der Blockierung der Belüftungsöffnungen (d. h. die blockierte Fläche) kleiner, so dass das über die Belüftungsöffnungen austretende Geräusch größer wird und für die sitzende Person störend sein kann. Selbst bei einem im Wesentlichen konstanten Gebläsebetrieb ändert sich der von der sitzenden Person wahrgenommene Geräuschpegel demnach stark in Abhängigkeit von der Sitzhaltung der sitzenden Person. Bei der in der
JP 2005-34345 A beschriebenen Fahrzeugsitzklimatisiervorrichtung findet eine derartige Änderung des Blasgeräuschs bedingt durch die Sitzhaltung der sitzenden Person keine Beachtung. Es ist durchaus möglich, einem Geräusch durch eine komplexe Gestaltung des Luftwegs vom Gebläse zur Sitzoberfläche entgegenzuwirken. Dies ginge aber nicht nur zu Lasten der Blasleistung, die sehr wichtig ist, sondern führte auch zu einer Zunahme des Gewichts, was problematisch wäre. Es würde zudem nichts zur Lösung des Problems einer Zunahme des Blasgeräuschs infolge der Sitzhaltung der sitzenden Person beitragen. Bei einer in der
JP 2003-326961 A beschriebenen Kühlgebläsesteuervorrichtung wird die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst und die Drehzahl eines Kühlgebläses (eines elektromotorischen Gebläses) elektronischer Bordgeräte in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit variabel gesteuert. D. h., dass das Geräusch, das in das Fahrzeug von außen her eindringt, mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit ebenfalls zunimmt. Es wird daher einer Steuerung derart durchgeführt, dass die Drehzahl des Kühlgebläses erhöht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, wodurch sich das Geräusch des Kühlgebläses unter das Umgebungsgeräusch mischt und vom Insassen nicht mehr wahrgenommen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Belüftungssteuervorrichtung zu schaffen, die der Zunahme eines Blasgeräuschs bedingt durch die Sitzhaltung einer Person, die auf einem Sitz sitzt, der der sitzenden Person von innen her Luft zu bläst, entgegenwirkt, sowie einen Fahrzeugsitz mit einer derartigen Belüftungssteuervorrichtung. Diese Aufgabe wird durch eine Belüftungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einen Fahrzeugsitz gemäß Anspruch 7 gelöst.
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Die Erfindung betrifft zunächst eine Belüftungssteuervorrichtung für einen Sitz mit einem Gebläse und einer gebläseluftdurchströmten Belüftungsöffnung an der Sitzoberfläche. Die Belüftungssteuervorrichtung weist einen Messabschnitt auf, der die Drehzahl oder den Strom des Gebläses als einen Gebläsemesswert misst, sowie einen Steuerabschnitt, der auf der Grundlage des durch den Messabschnitt gemessenen Gebläsemesswerts das Ausmaß oder den Grad der Blockierung der Belüftungsöffnung misst und die Gebläsedrehzahl auf der Grundlage des Blockiergrads die Ansteuerspannung des Gebläses regelt oder (im Folgenden:) steuert.
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Diesbezüglich können für die auf der Grundlage des Gebläsemesswerts erfolgende Bestimmung, dass auf der Sitzoberfläche kein menschlicher Körper anwesend ist, ein erster Schwellwert und für die Bestimmung, dass ein menschlicher Körper mit der Sitzoberfläche in Kontakt ist, ein zweiter Schwellwert vorgegeben sein. Des Weiteren kann der Steuerabschnitt die Gebläsedrehzahl verringern oder das Gebläse anhalten, wenn er bestimmt, dass auf der Sitzoberfläche kein menschlicher Körper anwesend ist, und die Gebläsedrehzahl erhöhen, wenn er bestimmt, dass ein menschlicher Körper mit der Sitzoberfläche in Kontakt ist. Darüber hinaus kann der Steuerabschnitt die Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit vom Gebläsemesswert erhöhen oder verringern, wenn der Gebläsemesswert zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert liegt. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Fahrzeugsitz mit einer gemäß obiger Beschreibung aufgebauten Belüftungssteuervorrichtung.
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Bei der Sitzbelüftungssteuervorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird die Drehzahl oder der Strom des Gebläses als der Gebläsemesswert gemessen und wird der Grad der Blockierung der Belüftungsöffnung an der Sitzoberfläche vom Steuerabschnitt auf der Grundlage des Gebläsemesswerts bestimmt. Ist die Belüftungsöffnung beispielsweise größtenteils blockiert, wenn der Körper der sitzenden Person mit der Sitzoberfläche des Sitzes in Kontakt ist, ist der von der sitzenden Person wahrgenommene Blasgeräuschpegel gering. Ist andererseits der Körper der sitzenden Person vom Sitz in der Weise entfernt, dass die Belüftungsöffnung weniger blockiert wird, ist der von der sitzenden Person wahrgenommene Blasgeräuschpegel höher. Die Drehzahl und der Strom des Gebläses unterscheiden sich abhängig vom Grad der Blockierung der Belüftungsöffnung, so dass das Ausmaß oder der Grad des Kontakts zwischen der sitzenden Person und der Sitzoberfläche des Sitzes, d. h. die Sitzhaltung der sitzenden Person, durch die Messung der Drehzahl oder des Stroms als den Gebläsemesswert bestimmt werden kann. Auf der Grundlage dieser Bestimmung wird des Weiteren die Gebläsedrehzahl durch den Steuerabschnitt gesteuert, so dass selbst im Falle einer Änderung der Sitzhaltung der sitzenden Person eine effektive Sitzklimatisierung aufrechterhalten und ein von der sitzenden Person wahrgenommenes Geräusch vom Gebläse und der Gebläseluft unterdrückt werden kann.
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Wenn der erste Schwellwert für die auf der Grundlage des Gebläsemesswerts erfolgende Bestimmung, dass auf der Sitzoberfläche kein menschlicher Körper anwesend ist, und der zweite Schwellwert für die Bestimmung, dass ein menschlicher Körper mit der Sitzoberfläche in Kontakt ist, vorgegeben sind und der Steuerabschnitt die Gebläsedrehzahl verringert oder das Gebläse anhält, wenn er bestimmt, dass auf der Sitzoberfläche kein menschlicher Körper anwesend ist, und die Gebläsedrehzahl erhöht, wenn er bestimmt, dass ein menschlicher Körper mit der Sitzoberfläche in Kontakt ist, kann die Anwesenheit und die Sitzhaltung einer sitzenden Person aus dem erfassten Gebläsemesswert relativ einfach bestimmt und die Gebläsedrehzahl angemessen gesteuert werden. Wenn der Steuerabschnitt die Gebläsedrehzahl in Abhängigkeit vom Gebläsemesswert erhöht oder verringert, wenn der Gebläsemesswert zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert liegt, führt der Steuerabschnitt in Abhängigkeit von dem Ausmaß oder Grad, in dem der Körper der sitzenden Person von der Sitzoberfläche entfernt ist, oder von dem Ausmaß oder Grad, in dem die sitzende Person mit der Sitzoberfläche in Kontakt ist, des Weiteren eine angemessene Drehzahlsteuerung des Gebläses durch.
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Bei dem mit der oben beschriebenen Belüftungssteuervorrichtung ausgestatteten Fahrzeugsitz wird der Grad der Blockierung der Belüftungsöffnung bestimmt und darauf basierend die Gebläsedrehzahl geregelt oder gesteuert. Selbst wenn sich die Sitzhaltung der sitzenden Person ändert, kann daher eine effektive Sitzklimatisierung aufrecht erhalten werden und ein von der sitzenden Person wahrgenommenes Geräusch vom Gebläse und von der Gebläseluft unterdrückt werden. Des Weiteren kann ein mit einer Belüftungsvorrichtung ausgestatteter Fahrzeugsitz mit weniger Teilen hergestellt werden und ohne eine Erhöhung der Komplexität der Gestaltung des Gebläses oder des Luftwegs vom Gebläse zur Sitzoberfläche. Im Ergebnis kann ein Fahrzeugsitz, auf dem eine sitzende Person durch das Blasgeräusch nicht gestört wird, mit einem geringen Gewicht hergestellt und zu geringen Kosten realisiert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im Folgenden werden mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen, in denen denselben Elementen dieselben Bezugszeichen zugeordnet sind, Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei:
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1 ein Blockdiagramm der Konfiguration einer Belüftungssteuervorrichtung für einen Sitz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für einen Fahrzeugsitz mit einer Belüftungssteuervorrichtung in einem Zustand zeigt, in dem die Belüftungsöffnungen von einer sitzenden Person blockiert sind;
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3 eine Ansicht ist, die ein Beispiel für den Fahrzeugsitz mit der Belüftungssteuervorrichtung in einem Zustand zeigt, in dem sich der obere Rücken der sitzenden Person in einem Abstand zur Sitzoberfläche befindet, so dass ein Teil der Belüftungsöffnungen nicht blockiert ist;
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4A bis 4C grafische Darstellungen sind, die ein Beispiel für eine Steuerung der Belüftungssteuervorrichtung veranschaulichen und die Zusammenhänge zwischen dem Gebläsemesswert und Belüftungsöffnungsblockiergrad und der Gebläseansteuerspannung entsprechend dem Blockiergrad zeigen; und
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5A bis 5C grafische Darstellungen sind, die ein Beispiel für eine weitere Steuerung der Belüftungssteuervorrichtung veranschaulichen und die Zusammenhänge zwischen dem Gebläsemesswert und Belüftungsöffnungsblockiergrad und der Gebläseansteuerspannung entsprechend dem Blockiergrad zeigen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird mit Hilfe der 1 bis 5 eine Belüftungssteuervorrichtung für einen Sitz und ein mit einer derartigen Belüftungssteuervorrichtung ausgestatteter Fahrzeugsitz anhand beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben. Anhand der veranschaulichten Merkmale und Elemente sollen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie die Prinzipien und Charakteristiken der Erfindung effizient und leicht verständlich erläutert werden. Die Konfiguration der Erfindung soll daher so ausführlich als nötig beschrieben werden, um ein Grundverständnis der Erfindung zu vermitteln. Die Beschreibung und die Zeichnungen sollen dem Fachmann verschiedene Wege zur Ausführung der Erfindung zeigen.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Sitzbelüftungssteuervorrichtung eine Belüftungssteuervorrichtung für einen Sitz mit einem Gebläse sowie an einer Sitzoberfläche vorgesehenen Belüftungsöffnungen, durch welche die vom Gebläse ausgeblasene Luft strömt. Die Belüftungssteuervorrichtung weist einen Messabschnitt auf, der die Drehzahl oder den Strom des Gebläses als einen Gebläsemesswert misst, sowie einen Steuerabschnitt, der auf der Grundlage des durch den Messabschnitt gemessenen Gebläsemesswerts den Grad der Blockierung der Belüftungsöffnungen des Sitzes bestimmt und in Abhängigkeit davon die Gebläsedrehzahl durch den Ansteuerstrom des Gebläses steuert.
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Ein Sitz, in dem die Belüftungssteuervorrichtung angeordnet ist, kann ein klimatisierter Sitz für eine beliebige Verwendung, z. B. in einem Fahrzeug, im Haus oder im Freien, oder dergleichen sein. Die Belüftungssteuervorrichtung ist im Besonderen zur Verwendung in einem Fahrzeugsitz eines Kraftfahrzeugs geeignet. Die Bezeichnung ”Sitzoberfläche” bezieht sich auf eine Sitzoberfläche, die mit dem Körper einer sitzenden Person in Kontakt ist. Von dieser Bezeichnung erfasst ist damit sowohl die Oberfläche eines Sitzkissens, das das Gesäß und die Oberschenkel der sitzenden Person trägt, als auch die Oberfläche einer Rückenlehne, die die Hüften und den Rücken der sitzenden Person stützt. Die Bauart und der Ort, an dem das Gebläse angeordnet ist, wie auch die Gestaltung des Wegs oder der Leitung, die die Gebläseluft zum Sitz leitet, und dergleichen unterliegen keinen besonderen Beschränkungen. Die Belüftungsöffnungen sind an der Sitzoberfläche des Sitzes vorgesehene Öffnungen, Löcher oder Leer- bzw. Hohlräume, über welche die Gebläseluft nach außen strömt. Die Form, Größe, Anzahl und dergleichen der Belüftungsöffnungen sind in keiner Weise beschränkt. Bei den Belüftungsöffnungen kann es sich beispielsweise um eine Vielzahl winziger Löcher in einem Sitzoberflächenelement, das die Sitzoberfläche bildet, oder um Leer- bzw. Hohlräume in einem luftdurchlässigen Gewebe oder dergleichen handeln. Des Weiteren können die Belüftungsöffnungen separat an anderen Stellen als der Sitzoberfläche (z. B. an einer Fuß- oder Armstütze oder dergleichen) vorgesehen sein und die Gebläseluft von dort aus zum Körper einer sitzenden Person geblasen werden.
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Wenn der Körper der sitzenden Person die Belüftungsöffnungen verdeckt, sind die Belüftungsöffnungen blockiert. Das Ausmaß oder (im Folgenden:) der Grad, in dem sämtliche Belüftungsöffnungen blockiert sind, oder die blockierte Fläche (im Folgenden: ”Blockiergrad”) unterscheidet sich in Abhängigkeit davon, ob der Sitz belegt ist oder nicht, und für den Fall, dass eine sitzende Person anwesend ist, in Abhängigkeit von der Sitzhaltung der sitzenden Person. Über die Belüftungsöffnungen tritt ein im Gebläsebetrieb und durch die Luftströmung in der Leitung und dergleichen produziertes Geräusch nach außen aus. Das Geräusch wird von der sitzenden Person umso leichter wahrgenommen, je geringer der Blockiergrad ist, d. h. je größer der Flächenbereich der Sitzoberfläche ist, der mit einem Körperteil der sitzenden Person in keinem Kontakt ist.
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1 ist eine Ansicht der Konfiguration der Belüftungssteuervorrichtung für einen Sitz gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform. Im Sitz ist ein Ventilator oder (im Folgenden:) ein Gebläse 2 mit einem Laufrad 21 und einem Motor (d. h. Gleichstrommotor) 22 vorgesehen. Die Belüftungssteuervorrichtung 1 für einen Sitz (im Folgenden einfach als ”Belüftungssteuervorrichtung 1” bezeichnet) umfasst einen Messkreis (Messabschnitt) 3, der die Ist-Drehzahl oder den Ist-Strom oder dergleichen des Gebläses 2 misst, und einen Steuerabschnitt 4, der den Betrieb des Motors des Gebläses 2 auf der Grundlage des durch den Messkreis 3 gemessenen Gebläsemesswerts steuert. Des Weiteren kann ein Betätigungsschalter 7, den beispielsweise eine sitzende Person betätigt, um die Belüftung ein- oder auszuschalten und die Blaskraft einzustellen, mit der Belüftungssteuervorrichtung 1 verbunden sein.
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Der Gebläsemesswert kann ein beliebiger Messwert aus der Drehzahl des Motors 22, dem zum Motor 22 fließenden Strom, der Leistung, mit der der Motor 22 gespeist wird, oder dergleichen sein. Selbst für den Fall, dass der Motor 22 beispielsweise mit einer konstanten Spannung angesteuert wird, werden sich die Drehzahl und der Strom des Motors 22 in Abhängigkeit von der Höhe der Last ändern. Des Weiteren nehmen das durch das Gebläse 2 produzierte Geräusch (Windgeräusch und dergleichen) und das durch die Luftströmung in der Leitung produzierte Geräusch mit einem Anstieg der Drehzahl des Laufrads 21 und des Motors 22 zu. Der Gebläsemesswert kann durch jede erdenkliche geeignete Methode ermittelt oder erhalten werden. Die Drehzahl lässt sich beispielsweise mit Hilfe eines Zählers erfassen, der ein die Drehung der Motorwelle des Motors 22 begleitendes Signal zählt. Des Weiteren lässt sich der Strom mit Hilfe eines AD-Wandlers und eines Erfassungskreises, der den zum Motor 22 fließenden Strom fließt, und dergleichen relativ einfach erfassen.
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Der Steuerabschnitt 4 kann beispielsweise nur aus Hardware oder sowohl aus Hardware und Software unter Verwendung eines Mikroprozessors und dergleichen gebildet sein. Der Steuerabschnitt 4 kann vorzugsweise aus einem Mikrocontroller (d. h. einem Mikrocomputer) mit einer CPU, einem Speicher (ROM und RAM) und einem Eingangs-/Ausgangskreis und dergleichen, sowie einer peripheren Schaltung gebildet sein. Die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. Der Steuerabschnitt 4 kann daher auch aus einer programmierbaren logischen Schaltung, einem Gatter-Array oder einer anderen logischen Schaltung gebildet sein. Der Steuerabschnitt 4 kann dafür konfiguriert sein, dass er mit Hilfe des Messkreises 3 den Gebläsemesswert ermittelt, aus diesem Wert den Blockiergrad der Belüftungsöffnungen bestimmt und in Abhängigkeit vom Ausmaß oder Grad der Blockierung und einem über den Betätigungsschalter 7 eingestellten Steuerbefehl den Betrieb des Motors 22 verstellt.
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Der Motor 22 ist so konfiguriert, dass er von einer Motorleistungsversorgung mit elektrischer Leistung gespeist wird. Der Betrieb des Motors 22 wird durch den Steuerabschnitt 4 über eine Ansteuerschaltung 5 gesteuert. Der Motor 22 kann beispielsweise so konfiguriert sein, dass durch ein vom Steuerabschnitt 4 an die Ansteuerschaltung 5 ausgegebenes Ansteuersignal und eine Regelung oder (im Folgenden:) Steuerung der Ansteuerspannung an den Motor 22 in Abhängigkeit vom Ansteuersignal die Drehzahl verstellt wird. Das Verfahren zur Steuerung der Ansteuerspannung kann zweckmäßig gewählt werden. Beispielsweise kann eine Spannung in Form von Pulsen angelegt oder der angelegte Spannungswert verändert werden.
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Das Ansteuersignal ist vorzugsweise ein PWM(Pulsweitenmodulation)-Signal, die Ansteuerspannung an den Motor 22 ist vorzugsweise PWM-gesteuert. Bei der PWM-Steuerung handelt es sich um ein Steuerverfahren, bei dem die Drehzahl des Motors durch eine Änderung des Mittelwerts der an den Motor angelegten Spannung verändert wird, was durch eine Änderung des Tastverhältnisses (d. h. des Verhältnisses der Pulsdauer zur Periodendauer des Pulssignals) erreicht wird. Der Steuerabschnitt 4 schickt ein pulsweitenmoduliertes Ansteuersignal an die Ansteuerschaltung 5. Die Ansteuerschaltung 5 ist aus einem Transistor oder einem FET gebildet und ist eine Schaltung, die auf der Grundlage des vom Steuerabschnitt 4 ausgegebenen Ansteuersignals eine Ansteuerspannung an den Motor 22 anlegt. Die Leistung, mit der der Motor 22 gespeist wird, wird durch eine Änderung der Höhe der Ansteuerspannung durch die Ansteuerschaltung 5 eingestellt. Bei der PWM-Steuerung wird die Leistung der Motorleistungsversorgung durch ein Schaltelement, z. B. einen Transistor, der die in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal geschaltete Ansteuerschaltung 5 bildet, in den Motor 22 intermittierend eingespeist. Die an den Motor 22 angelegte Spannung ändert sich in Abhängigkeit vom Tastverhältnis des Ansteuersignals, so dass die Drehzahl des Motors 22 einstellbar ist.
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Die Belüftungssteuervorrichtung 1 und das Gebläse 2 werden durch eine nicht gezeigte Leistungsversorgung mit der erforderlichen Leistung versorgt. Beispielsweise kann im Fall eines Fahrzeugsitzes die Leistungsversorgung der Fahrzeugbatterie Leistung entnehmen.
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2 und 3 zeigen Ansichten eines Beispiels für einen Fahrzeugsitz mit der Belüftungssteuervorrichtung 1. Das Gebläse 2 ist in einem Hohlraum 63 in einer Rückenlehne 61 des Fahrzeugsitzes 6 angeordnet. Der Hohlraum 63 bildet einen Weg oder eine Leitung, die den Luftstrom von einer Einlassöffnung 64 im unteren Abschnitt der Rückenlehne 61 oder dergleichen zu einer Vielzahl von Belüftungsöffnungen 62 an der Sitzoberfläche leitet, mit der eine sitzende Person 9 in Kontakt ist. Im Ergebnis wird über die Vielzahl von Belüftungsöffnungen 62 der sitzenden Person 9 Luft zugeblasen. 2 zeigt einen Zustand (d. h. einen Kontaktzustand), in dem der Körper der sitzenden Person 9 mit der Sitzoberfläche so in Kontakt ist, dass die Belüftungsöffnungen 62 blockiert sind. 3 zeigt einen Zustand (d. h. einen kontaktfreien Zustand), in dem der Oberkörper des Insassen 9 von der Sitzoberfläche soweit entfernt ist, dass zumindest einige der Belüftungsöffnungen 62 nicht blockiert sind. Wenn auf dem Sitz 6 niemand sitzt (d. h. im unbelegten Zustand), sind sämtliche Belüftungsöffnungen 62 offen.
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Die Belüftungssteuervorrichtung 1 ist mit dem Fahrzeugsitz 6 verbunden. Die Belüftungssteuervorrichtung 1 kann als eine elektronische Steuereinheit (ECU) eines Fahrzeugs konfiguriert sein. Die Position und Anordnung oder Einrichtung der Funktionselemente der Belüftungssteuervorrichtung 1 sind in keiner Weise beschränkt. Der Steuerabschnitt 4 der Belüftungssteuervorrichtung 1 erfasst die Drehzahl oder den Strom des Gebläses 2 mit Hilfe des Messkreises 3. Der Steuerabschnitt 4 steuert dann über die Ansteuerschaltung 5 den Motor 22 des Gebläses 2 an. Das Laufrad 21 saugt über die Einlassöffnung 64 Luft an und bläst über die Belüftungsöffnungen 62 Luft zum Rücken der sitzenden Person 9 hin aus.
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Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in dem der Steuerabschnitt 4 die Ansteuerspannung des Motors 22 PWM-steuert. Die Drehzahl des Laufrads 21 ist durch das Tastverhältnis der PWM einstellbar. Wenn das Gebläse 2 auf der Grundlage eines vorgegebenen Tastverhältnisses angetrieben wird, nimmt die Last zu und die Drehzahl des Gebläses 2 ab, wenn der Kontakt zwischen der sitzenden Person und der Sitzoberfläche zunimmt und die Belüftungsöffnungen 62 zunehmend blockiert werden. Andererseits nimmt die Last ab und die Drehzahl des Gebläses 2 zu, wenn der Kontakt zwischen der sitzenden Person und der Sitzoberfläche abnimmt und die Belüftungsöffnungen 62 zunehmend geöffnet werden. Wenn die Drehzahl des Motors 22 mit zunehmender Last sinkt, weil die Belüftungsöffnungen stärker blockiert werden, steigt folglich der zum Motor 22 fließende Strom an. Der Blockiergrad der Belüftungsöffnungen kann daher durch eine Erfassung der Drehzahl des Motors 22 oder des Stroms des Motors 22 abgeschätzt werden. Auf dieser Grundlage kann des Weiteren die Anwesenheit oder die Sitzhaltung einer sitzenden Person bestimmt werden.
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Wird bestimmt, dass der Grad des Kontakts zwischen der sitzenden Person und der Sitzoberfläche hoch ist (d. h. wird der Kontaktzustand bestimmt), führt der Steuerabschnitt 4 eine Steuerung zur Erhöhung der Drehzahl durch eine Erhöhung des Tastverhältnisses durch. Wenn die Drehzahl steigt, nimmt auch das Blasgeräusch zu. Weil aber die Belüftungsöffnungen 62 blockiert sind, tritt nur wenig Geräusch aus dem Sitz aus, so dass von der sitzenden Person nur wenig Geräusch wahrgenommen wird. Im Ergebnis kann durch die ausgeblasene Luft eine angenehme Kühlwirkung erreicht werden, ohne dass die sitzende Person durch das Geräusch gestört wird. Wird dagegen bestimmt, dass der Grad des Kontakts zwischen der sitzenden Person und der Sitzoberfläche gering ist (d. h. wird der kontaktfreie Zustand bestimmt), führt der Steuerabschnitt 4 eine Steuerung zur Verringerung der Drehzahl des Motors 22 durch eine Verringerung des Tastverhältnisses durch. Obwohl durch die nicht blockierten Belüftungsöffnungen 62 ein Blasgeräusch aus dem Sitz austritt, ist das Blasgeräusch wegen der verringerten Drehzahl ebenfalls gering, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass eine sitzende Person durch das Geräusch gestört wird. Wird bestimmt, dass keine sitzende Person anwesend ist (d. h. wenn der unbelegte Zustand festgestellt wird), kann das Blasgeräusch durch eine noch stärkere Verringerung der Drehzahl des Motors 22 minimiert oder durch ein Anhalten des Motors 22 komplett verhindert werden. Der Grad, um den die Drehzahl des Motors 22 erhöht oder verringert wird, kann auf der Grundlage der mit dem Betätigungsschalter 7 eingestellten Gebläseluftstärke gesteuert werden.
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Die 4A bis 4C und 5A bis 5C zeigen grafische Darstellungen zur Veranschaulichung von Beispielen für die Steuerung der Belüftungssteuervorrichtung 1. In allen Figuren gibt die horizontale Achse den Blockiergrad der Belüftungsöffnungen an. Ein niedriger Blockiergrad (entlang der Achse nach links) entspricht einem unbelegten Zustand, in dem die Belüftungsöffnungen nicht blockiert sind, ein hoher Blockiergrad (entlang der Achse nach rechts) entspricht einem Kontaktzustand, in dem die Belüftungsöffnungen blockiert sind. Diese Beispiele veranschaulichen einen Fall, in dem der Sitzzustand abhängig vom Grad der Blockierung in drei Zustände unterteilt ist, d. h. in einen Kontaktzustand, einen kontaktfreien Zustand und einen unbelegten Zustand. Die Unterteilung des Sitzzustands kann zweckmäßig festgelegt werden. 4A und 5A sind Beispiele, in denen der Messkreis 3 die Drehzahl des Gebläses 2 als den Gebläsemesswert erfasst, während 4B und 5B Beispiele für die Erfassung des Stroms des Motors 22 als den Gebläsemesswert durch den Messkreis 3 sind. Wie sich die Drehzahl oder der Strom des Motors 22 abhängig von der Last ändern, unterscheidet sich in Abhängigkeit von dem verwendeten Motor und dergleichen. In diesem Beispiel ist die Kennlinie aber als eine gerade Linie angegeben.
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Nimmt der Blockiergrad der Belüftungsöffnungen zu, sinkt die Drehzahl des Motors 22 und steigt der Strom des Motors 22 an. In diesem Fall kann bestimmt werden, dass die sitzende Person 9 mit der Sitzoberfläche in Kontakt ist, wie es in 2 gezeigt ist. Nimmt der Blockiergrad der Belüftungsöffnungen dagegen ab, steigt die Drehzahl des Motors 22 an und sinkt der Strom des Motors 22. In diesem Fall kann bestimmt werden, dass niemand auf dem Sitz sitzt (d. h. es kann der unbelegte Zustand bestimmt werden). Hat der Blockiergrad der Belüftungsöffnungen des Weiteren einen Wert zwischen dem Kontaktzustand und dem unbelegten Zustand, kann bestimmt werden, dass der Zustand der kontaktfreie Zustand ist, in dem die sitzende Person 9 mit seinem oder ihrem Körper von der Sitzoberfläche entfernt ist, wie es in 3 gezeigt ist. Wie es in 4C und 5C gezeigt ist, ist der Steuerabschnitt 4 in der Lage, auf der Grundlage der Bestimmung der Anwesenheit und der Sitzhaltung der sitzenden Person 9 durch eine Änderung des Tastverhältnisses (d. h. der Ansteuerspannung) die Drehzahl des Motors 22 einzustellen.
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Zur Steuerung der Ansteuerspannung in Abhängigkeit von einer Änderung des Blockiergrads kann beispielsweise eine beliebige Zahl frei wählbarer Schwellwerte für den Gebläsemesswert entsprechend dem Blockiergrad vorgegeben sein und die Ansteuerspannung auf der Grundlage der Schwellwerte geändert werden. 4C zeigt ein Beispiel, in dem vorab ein erster Schwellwert zur Bestimmung des unbelegten Zustands, in dem keine sitzende Person anwesend ist, auf der Grundlage des Gebläsemesswerts und eines zweiten Schwellwerts zur Bestimmung eines Kontaktzustands, in dem eine sitzende Person mit der Sitzoberfläche in Kontakt ist, definiert wurden, und in dem der Steuerabschnitt 4 die Drehzahl reduziert oder die Drehung des Gebläses 2 stoppt, wenn der unbelegte Zustands bestimmt wird, und die Drehzahl des Gebläses 2 erhöht, wenn der Kontaktzustand bestimmt wird. Der erste Schwellwert und der zweite Schwellwert können abhängig von der Ist-Kennlinie der Belüftungsvorrichtung, dem Grad der Blockierung der Belüftungsöffnungen und der Sitzhaltung einer sitzenden Person und dergleichen zweckmäßig festgelegt werden.
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Wird mit dem Messkreis 3 beispielsweise die Drehzahl des Motors 22 gemessen, wie es in 4A gezeigt ist, so wird der unbelegte Zustand bestimmt, wenn die Drehzahl über dem ersten Schwellwert liegt, und der Kontaktzustand, wenn die Drehzahl unter dem zweiten Schwellwert liegt. Des Weiteren wird der kontaktfreie Zustand bestimmt, wenn die Drehzahl zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert liegt. Analog dazu wird, wenn mit dem Messkreis 3 der Strom des Motors 22 gemessen wird, wie es in 4B gezeigt ist, der unbelegte Zustand bestimmt, wenn der Stromwert unter dem ersten Schwellwert liegt, und der Kontaktzustand, wenn der Stromwert über dem zweiten Schwellwert liegt. Des Weiteren wird der kontaktfreie Zustand bestimmt, wenn der Stromwert zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert liegt.
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Der Steuerabschnitt 4 ändert die Ansteuerspannung auf der Grundlage der Bestimmung in Stufenform. Wird der unbelegte Zustand bestimmt, führt der Steuerabschnitt 4 eine Steuerung zur Reduzierung der Drehzahl des Gebläses 2 durch oder setzt die Steuerung auf Null, indem er die Ansteuerspannung auf V0 (auf einen Minimalwert oder auf Null) setzt. Wird dagegen der Kontaktzustand bestimmt, führt der Steuerabschnitt 4 eine Steuerung zur Erhöhung der Drehzahl des Gebläses 2 durch, indem er die Ansteuerspannung auf V2 (auf einen Maximalwert) erhöht. Wenn der kontaktfreie Zustand bestimmt wird, kann der Steuerabschnitt 4 eine Steuerung (C1) durchführen, die die Drehzahl des Gebläses 2 in der Mitte hält, indem er die Ansteuerspannung auf V1 in der Mitte setzt, oder er kann einen dritten Schwellwert zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert festlegen und eine Steuerung (C2) durchführen, die die Ansteuerspannung von V1 bis V2 einstellt, mit dem dritten Schwellwert als Grenze.
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5C zeigt ein Beispiel, in dem, wenn der Gebläsemesswert ein Wert zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert ist, d. h. im kontaktfreien Zustand, eine Steuerung zur Erhöhung oder Verringerung der Drehzahl des Gebläses im Wege einer linearen Erhöhung oder lineare Verringerung der Ansteuerspannung entsprechend dem Gebläsemesswert durchführt. Der Zusammenhang zwischen dem Blockiergrad (d. h. dem Gebläsemesswert) und der zu steuernden Ansteuerspannung kann zweckmäßig festgelegt sein. In diesem Beispiel wird eine Steuerung durchgeführt, die die Ansteuerspannung im Wesentlichen proportional zum Blockiergrad ändert (d. h. die Ansteuerspannung mit einer Zunahme des Blockiergrads erhöht). Der Wert des Blockiergrads kann des Weiteren in mehrere Bereiche unterteilt sein, und es kann eine Steuerung durchgeführt werden, durch die die Ansteuerspannung für jeden dieser Bereiche in Stufen ändert.
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Wie oben beschrieben wird durch die Steuerung der Ansteuerspannung abhängig vom Blockiergrad der Belüftungsöffnungen für den Fall, dass keine sitzende Person anwesend ist, die Belüftung ungeachtet einer Betätigung des Betätigungsschalters eingestellt, wodurch verhindert wird, dass ein Blasgeräusch produziert wird. Sitzt dagegen jemand im Sitz und ist die sitzende Person in Kontakt mit dem Sitz, wird eine Steuerung durchgeführt, um die Gebläseluftstärke zu erhöhen, wodurch ermöglicht wird, der sitzenden Person das Gefühl einer Luftkühlung zu vermitteln, weil nur wenig Blasgeräusch entweicht. Wenn die sitzenden Person so dasitzt, dass sein oder ihr Körper vom Sitz entfernt ist, wird die Gebläseluftstärke des Weiteren abhängig vom Blockiergrad eingestellt, so dass ein Blasgeräusch unterdrückt werden kann und damit von der sitzenden Person nicht so leicht wahrgenommen wird.
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Die Erfindung ist in keiner Weise auf die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, sondern kann abhängig von der beabsichtigen Verwendung in beliebiger anderer Weise ausgeführt werden innerhalb des durch die Ansprüche definierten Schutzbereichs der Erfindung. Die Belüftungssteuervorrichtung für einen Sitz ist beispielsweise nicht auf die in der beispielhaften Ausführungsform beschriebene Rückenlehne beschränkt. Sie kann auch auf eine Belüftungsvorrichtung angewendet werden, die in einem Sitzkissen oder dergleichen vorgesehen ist. Des Weiteren muss der Blockiergrad der Belüftungsöffnungen nicht nur über die Drehzahl und/oder den Strom bestimmt werden. Der Blockiergrad kann auch durch beispielsweise die Erfassung des Drucks in der Leitung oder dergleichen bestimmt werden. Des Weiteren kann das Verfahren zur Steuerung der Ansteuerspannung auf der Grundlage des Blockiergrads der Belüftungsöffnungen in beliebiger anderer Weise modifiziert und ausgeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005-34345 A [0002, 0002, 0003]
- JP 2003-326961 A [0002, 0003]
