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Die vorliegende Erfindung betrifft einen belüfteten Sitz nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung eines solchen Sitzes und die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer einen elektrischen Lüftermotor zum Erzeugen eines Luftstroms sowie Luftaustrittsöffnungen für den Luftstrom aufweisenden Verbindung zur Kontaktfläche eines Sitzes.
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Gattungsgemäß belüftete Sitze sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und werden etwa in verschiedensten Landfahrzeugen oder Flugzeugen eingesetzt, um den Aufenthalts- bzw. Fahrkomfort einer auf der zugeordneten Benutzerkontaktfläche befindlichen Person zu erhöhen. Während etwa bei Kraftfahrzeugen gehobener Kategorien durch diese Technologie Komfortaspekte im Vordergrund stehen, dienen andere Anwendungen, etwa im Zusammenhang mit Pilotensitzen der Zivil- und Militärluftfahrt, der vom Wohlbefinden der Benutzer abhängigen Betriebssicherheit der so ausgestatteten Luftfahrzeuge.
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Typischerweise und als gattungsbildend bekannt vorauszusetzen ist es dabei, in einem derartigen Sitz einen elektrischen Lüftermotor zum Erzeugen eines Luftstroms vorzusehen, wobei der Luftstrom dann mit dem gewünschten Komfort- bzw. Heiz- und/oder Kühleffekt durch Luftaustrittsöffnungen in der Benutzerkontaktfläche (also typischerweise einer Sitz- und/oder Rückenfläche des Sitzes) zum darauf befindlichen Benutzer ausgebracht wird. Als weiterbildend bekannt ist es ferner vorauszusetzen, einen solchen Lüftermotor in verschiedene Betriebsmodi ansteuerbar auszugestalten, wobei neben einer einfachen Ein-/Ausschaltung (Aktivierung sowie Deaktivierung des Lüftermotors) auch verschiedene Gebläsestufen entsprechend verschiedenen Lüfterleistungen bekannt sind.
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Allerdings ist eine derartige Technologie im Hinblick auf die Charakteristika einer auf die Benutzerkontaktfläche einwirkenden Benutzerperson nicht spezifisch angepasst. So würde etwa ein körperlich schwerer und breiter Benutzer einen größeren Bereich der Benutzerkontaktfläche einnehmen und mithin die Mehrzahl der darin gebildeten Luftaustrittsöffnungen auf andere Weise bedecken, als eine schmale, lediglich einen Teilbereich der Benutzerkontaktfläche belegende Person. Konsequenz ist, dass das Belüftungsverhalten der gattungsgemäßen Sitzbelüftungsvorrichtung unterschiedlich ist, nicht zuletzt als der breite, voluminöse Benutzer durch die belegten bzw. abgedeckten Luftaustrittsöffnungen dem Lüftermotor einen signifikant höheren Strömungswiderstand des erzeugten Luftstroms entgegenbringt, als dies für den schmalen Benutzer der Fall ist.
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Im Hinblick auf den praktischen Belüftungsbetrieb im Fahrzeug führt das dann dazu, dass entweder der Lüftermotor samt zugeordneten Steuermitteln auf einen hypothetischen Mittelwert des Luftstroms samt Strömungswiderstand eingerichtet sein muss, oder aber ein jeweiliger Benutzer muss – dann etwa mittels manueller Einstellung – durch Veränderung der Lüfterleistung des Lüftermotors eine für ihn passende Einstellung vornehmen. Beides ist jedoch unbefriedigend, denn die erste, statische Variante führt dazu, dass ein Belüftungskomfort für Benutzer mit von Durchschnittsproportionen abweichenden Körpermaßen und Gewicht unbefriedigende Belüftung durch seinen Sitz erhält, während im Fall der manuellen Adaptation erst mühsam ein jeweils optimaler Einstellwert gefunden werden muss, welcher potentiell ungeschulte Benutzer überfordern kann und darüber hinaus auch noch von weiteren Umgebungsbedingungen, wie etwa einer aktuellen Temperatur im Fahrzeuginnenraum, einem Öffnungszustandes eines Cabriolets oder dergleichen, abhängig sein kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen belüfteten Sitz nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs im Hinblick auf eine einfache Anpass- und Adaptierbarkeit des Luftstroms an physische Bedingungen und Eigenschaften eines auf die Benutzerkontaktfläche einwirkenden Benutzers zu verbessern, dabei insbesondere die Voraussetzungen für eine automatische Anpassung bzw. Adaptierbarkeit zu schaffen und zusätzlich eine einfache, betriebssichere und mit geringem Aufwand zu realisierende Möglichkeit zur Sitzbelegung des betreffenden Sitzes zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch den belüfteten Sitz mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zusätzlicher Schutz im Rahmen der Erfindung wird beansprucht für die Verwendung eines derartigen belüfteten Sitzes nach dem unabhängigen Patentanspruch 11 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer (mindestens) einen elektrischen Lüftermotor zum Erzeugen eines Luftstroms sowie Luftaustrittsöffnungen für den Luftstrom aufweisenden Benutzerkontaktfläche eines Sitzes nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch 12, welcher bevorzugt den Betrieb der Vorrichtung (des belüfteten Sitzes nach einen der Patentansprüche 1 bis 10) weiterbildet, jedoch auch unabhängig von dieser gilt.
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In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise sind den Steuermitteln für das elektrische Ansteuern des (mindestens einen) Lüftermotors Mittel zur elektrischen Detektion mindestens eines einen Strömungswiderstand für den Luftstrom erhöhenden Belegungs- bzw. Abdeckungszustands der Kontaktfläche zugeordnet, welche so ausgebildet sind, dass sie in einen Kalibrier- und/oder Einrichtebetrieb für die Kontaktfläche einen einem unbelegten Zustand entsprechenden ersten Kennwert des Lüftermotors, insbesondere einen einer Steuerspannung oder einer vorbestimmten Lüftermotordrehzahl entsprechenden Motorstrom, erfassen können. Die elektrischen Detektionsmittel sind dann erfindungsgemäß eingerichtet, aus dem ersten Kennwert mindestens einen Schwellwert für die Detektion des (mindestens einen) Belegungs- bzw. Abdeckungszustands zu bestimmen, woraufhin dann in einem laufenden Betriebsmodus – nämlich insbesondere einem Belüftungsbetrieb während eines normalen Fahrbetriebs eines bevorzugt als Verwendung vorgesehenen Kraftfahrzeugs bzw. Luftfahrzeugs – mindestens ein weiterer elektrischer Kennwert, also etwa wiederum der aktuelle Motorstrom des Lüftermotors, aufgenommen werden kann, um diesen mit dem Schwellwert zu vergleichen.
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Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird zunächst die Voraussetzung dafür geschaffen, dass mit dem Erfassen einer Belegung der Benutzerkontaktfläche (Kontaktfläche) die Steuermittel den Lüftermotor in einen entsprechenden Belüftungsmodus versetzen können bzw., in Abhängigkeit von dem Schwellwert, eine konkret zuzuordnende bzw. vorgesehene Parametrisierung der Ansteuerung des Lüftermotors, angepasst an die dem Schwellwert entsprechenden physischen Eigenschaften des Benutzers, erfolgen kann. Besonders wirksam ist diese Maßnahme, wenn, etwa entsprechend verschiedenen möglichen körperlichen Konstitutionen von Benutzern, eine Mehrzahl jeweils zugeordneter Schwellwerte existieren, sodass dann etwa verschieden breite und schwere Benutzer in der erfindungsgemäßen Weise sukzessiv erhöhte Strömungswiderstände der Kontaktfläche bewirken, welche dann durch die erfindungsgemäßen elektrischen Detektionsmittel geeignet zugeordnet werden.
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Der erfindungsgemäß durch die Steuermittel durchführbare Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb, bevorzugt entsprechend dem unbelegten Zustand der Kontaktfläche, möglich ist aber auch die Kalibrierung bzw. Einrichtung bei bzw. durch Belegung des Sitzes, stellt insoweit die Ausgangssituation für den Messbetrieb dar, wobei aus dem so gewonnenen ersten Kennwert dann – durch geeignete Zuschläge oder dergleichen, weiter bevorzugt elektronischen – Wert- bzw. Datenveränderungen dann der mindestens eine Schwellwert für die Belegungs- bzw. Abdeckungszustandsdetektion ermittelt werden kann. Gerade dann, wenn der Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb mit aufsitzendem Benutzer durchgeführt wird, kann der Schwellwert auch Teil eines (eine obere und untere Abweichung als Bereich markierenden) Schwellwert-Paares sein.
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Die so realisierte Erfindung zeichnet sich durch einen weiteren Vorteil aus, welcher auch unabhängig von der Ansteuerung des Lüftermotors im Rahmen übergeordneter Fahrzeug-Steuerfunktionalitäten benutzt werden kann. So steht nämlich mit dem gewonnenen Schwellwert aus der Detektion des Belegungs- bzw. Abdeckungszustands ein zuverlässiges, genaues und reproduzierbares Signal für die Belegung des betreffenden Sitzes zur Verfügung. Es ist somit möglich, auch unabhängig vom hauptanspruchsgemäßen Ansteuern des Lüftermotors, aus dem Schwellwert eine weitere Fahrzeugfunktionalität, wie etwa das Aktivieren oder Deaktivieren eines Airbags, eines Gurtstraffers, oder dergleichen Sicherungssystems, abzuleiten. In ansonsten bekannter Weise stellt nämlich etwa eine – automatisierte – Sitzbelegungserkennung zur Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Airbagsystems mit dem Zweck einer Vermeidung von Fehlauslösungen ein nicht unbeträchtliches Problem für Kraftfahrzeuge dar, welche bislang mithilfe aufwendiger zusätzlicher Sensoren im Sitz gelöst wurden. Der vorliegende belüftete Sitz gestattet es gleichwohl durch Auswertung der ohnehin bereits vorhandenen bzw. erzeugten Schwellwertsignale, zuverlässig diese Detektion parallel durchzuführen.
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Unabhängig davon bleibt der Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass entsprechend einem aktuellen Sitz-Belegungszustands der Benutzerkontaktfläche ein optimaler Betriebsmodus des Lüftermotors einrichtbar ist. Dies kann – durch Wirkung der zum elektrischen Ansteuern des Lüftermotors ausgebildeten Steuermittel – auch darin bestehen, dass ein unbelegter Sitz nicht in einem laufenden Betriebsmodus mit dem Luftstrom beschickt wird, während etwa ein körperlich voluminöser, ganzflächig sämtliche Luftaustrittsöffnungen der Kontaktfläche belegender Benutzer eine Lüfterleistung am Leistungsmaximum erhält.
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Die erfindungsgemäßen Mittel zur elektrischen Detektion des Belegungs- bzw. Abdeckungszustands der Kontaktfläche basieren auf einer apparativen Umsetzung des Gedankens, dass ein Benutzer – mit seinem jeweiligen physischen Eigenschaften – den Strömungswiderstand für den Luftstrom beeinflusst (typischerweise erhöht), was sich entsprechend absenkend auf einem Volumenstrom der Motorcharakteristik auswirkt. Diese erfindungsgemäßen Mittel zur Detektion des Bewegungs- bzw. Abdeckungszustands sind erfindungsgemäß in einem Kalibrier- und/oder Einrichtebetrieb so ausgestaltet, dass in diesem Betrieb ein erster, bevorzugt elektrischer Kennwert des Lüftermotors bestimmt werden kann, welcher bevorzugt dem unbelegten Zustand der Kontaktfläche entspricht. In einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist dieser erste elektrische Kennwert ein an einem Lüftermotor-Arbeitspunkt bestehender Motorstrom, ein Mittel als Reaktion auf eine geeignete vorbestimmte (bzw. im Fall eines Drehzahl-geregelten Lüftermotors eingeregelten) Steuerspannung.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der Basis dieses ersten Kennwerts mindestens ein Schwellwert ermittelt bzw. bestimmt wird, welcher dann Grundlage für zukünftige Vergleiche mit einem (vom Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb verschiedenen) Betriebsmodus des belüfteten Sitzes sein kann. Dabei sieht die Erfindung sowohl vor, dass – bevorzugt kontinuierlich – während eines Normalbetriebs des belüfteten Sitzes mindestens ein weiterer elektrischer Kennwert (typischerweise kontinuierlich eine Vielzahl weiterer elektrischer Kennwerte) für den Vergleich ermittelt wird/werden, und sobald diese weiter ermittelten Kennwerte den (weiter bevorzugt in elektronischen Speichermitteln gespeicherten) Schwellwert erreichen oder übersteigen, ein einen Belegungszustand signalisierendes Detektorsignal erzeugt und ausgegeben werden kann. Am bevorzugten Ausführungsbeispiel des Motorstroms als Kennwert würde nämlich bei Belegung der Kontaktfläche durch einen Benutzer ein Anstieg des weiteren elektronischen Kennwerts erfolgen, bis der Schwellwert erreicht wird, wobei, bevorzugt und weiterbildungsgemäß, auch eine Mehrzahl abgestuft vorgesehene Schwellwerte entsprechende verschiedene Benutzer bzw. Benutzerkategorien abbilden können.
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Besonders bevorzugt ist es im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung, den im Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb ermittelten ersten (elektrischen) Kennwert nicht (nur) in der dem Förder- bzw. Normalbetrieb des Lüftermotors entsprechenden ersten Drehrichtung zu ermitteln, sondern speziell zum Zweck der Ermittlung des ersten elektrischen Kennwerts die Drehrichtung umzukehren. Es hat sich nämlich in der praktischen Realisierung der Erfindung, insbesondere bei der bevorzugten Verwendung von Axial- und Diagonal-Lüftermotoren, als vorteilhaft herausgestellt, das elektrische Verhalten eines solchen Motors entgegen der regulären Förderrichtung, also im so genannten Rückwärtsbetrieb, zu verwenden. Vorteilhaft ist hier, dass, im Gegensatz zur Förderrichtung, also Betrieb mit der ersten Drehrichtung, praktisch entlang der gesamten Motorcharakteristik im Motorstrom-Volumenstrom-Diagramm ein lineares Kennlinienverhalten auftritt, welches insbesondere keine nicht-linearen oder unstetigen Abschnitte oder gar Abschnitte steigender (positiver) Steigung aufweisen, wie sie etwa bei den bevorzugten Motortypen häufig im Betrieb mit der ersten Drehrichtung auftreten. Grund hierfür sind Strömungseffekte, wie sie etwa bei sinkenden Volumenströmen im Zusammenhang mit Strömungsabrisseffekten an den Lüfterflügeln eines Lüftermotorrotors auftreten, und derartige Nicht-Linearitäten bzw. Nicht-Stetigkeiten im Kennlinienverlauf erschweren entsprechend die Nutzung der Kennlinie (also des Anstiegsverhaltens des Motorstroms) bei sinkendem Volumenstrom im Fall zunehmenden Strömungswiderstands für die erfindungsgemäße Detektion. Entsprechend sieht die bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, die Steuermittel bzw. die zugeordneten Mittel zur Detektion in Verbindung mit dem Lüftermotor so auszugestalten, dass in dem erfindungsgemäß anzusteuernden Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb der Lüftermotor (zumindest zeitweise) im Rückwärtsbetrieb betrieben wird, d. h. in der der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung. Besonders wirksam ist diese bevorzugte Variante der Erfindung, wenn der gewählte Lüftermotor eine Kennliniencharakteristik im Vorwärtsbetrieb (d. h. betrieben in der ersten Drehrichtung) mit ausgeprägten Nicht-Linearitäten bzw. nicht-stetigen Komponenten entlang der Motorstrom-Volumenstrom-Kennlinie zeigt.
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Gleichermaßen bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, den Schwellwert auch zu bestimmen, in dem (zusätzlich) in dem Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb der Motorstrom (als erster elektrischer Kennwert) im Vorwärtsbetrieb (d. h. in der ersten Drehbewegung) am Arbeitspunkt berücksichtigt wird bzw. in die Bestimmung des Schwellwerts einfließt; vorteilhaft kann dann dieser Vorwärts-Motorstrom mit dem Rückwärts-Motorstrom gemittelt (oder auf andere Weise gewichtet verknüpft) werden, wobei, wie oben beschrieben, üblicherweise ein zusätzlicher Signalabstand in den Schwellwert einbezogen bzw. eingerechnet wird. In der praktischen Realisierung erfolgen sämtliche dieser Vorgänge unter elektronischer Steuerung einer geeignet programmierten Mikro-Controllereinheit, welche dem erfindungsgemäßen belüfteten Sitz zugeordnet und typischerweise sogar im Lüftermotor integriert ist; der Fachmann versteht gleichwohl, dass sich diese Funktionalitäten auch in Form diskret-analoger Schaltungstechnologien realisieren lassen.
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Aktivierbar sind die verschiedenen Betriebsmodi der Erfindung entweder automatisch, etwa dadurch, dass zu regelmäßigen Zeitpunkten der erfindungsgemäße Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb durchgeführt wird und ansonsten die Vorrichtung im Fahrbetrieb aktiv ist; alternativ kann der erfindungsgemäße Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb auch lediglich einmalig, etwa im Zeitpunkt einer Fahrzeugübergabe oder zu gewissen Wartungs- oder Überholungszeitpunkten stattfinden, um insoweit Verschmutzungs-, Abnutzungseffekten und dergleichen Wirkungen der beteiligten Funktionsgruppen Rechnung zu tragen. Auch wird der Fachmann, je nach vorgesehenem Einsatzzweck der Erfindung, geeignete Schwellwerte jeweiligen Benutzerprofilen zuordnen, bis hin zu der Möglichkeit, dass für einen Fahrer speziell ein zugeordneter Schwellwert gebildet, eingerichtet und gespeichert wird.
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Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung, bei Erreichen bzw. Überschreiten eines Schwellwerts eine Sitzbelegung zuverlässig festzustellen, kann dann weiterbildungsgemäß für die Steuerung bzw. Aktivierung auch anderer Fahrzeugaggregate verwendet werden, etwa im Zusammenhang mit Airbags oder dergleichen Sicherheitseinrichtungen.
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Im Ergebnis ermöglicht es die vorliegende Erfindung in überraschend einfacher und wirksamer Weise, die stark benutzerabhängige Funktionalität von belüfteten Sitzen auf konstruktiv einfache und betriebssichere Weise an verschiedenste Umgebungs- und Benutzerbedingungen anzupassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in
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1 ein schematisches Blockschaltbild des belüfteten Sitzes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung samt darin gezeigter Funktionskomponenten;
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2(a), (b) Kennlinienschaaren der Lüftercharakteristik relativ zur Sitzkennlinie im Ausführungsbeispiel der 1 bei verschiedenen Betriebsspannungen des Lüftermotors im regulären Förderbetrieb (a) sowie im Rückwärtsbetrieb mit der ersten Drehrichtung entgegengesetzter Drehrichtung (b);
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3(a), (b) Kennlinenschaaren analog 2 des Motorstromverlaufs über dem geförderten Volumenstrom bei den Steuerspannungen gem. 2,
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4 eine schematische Seitenansicht eines belüfteten Sitzes beim Zusammenwirken mit einem Benutzer zur Illustration des Erfindungshintergrundes;
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5 eine Perspektivansicht einer konkreten Realisierung eines belüfteten Sitzes als Kraftfahrzeugsitz mit in einer Sitz- sowie Rückenkontaktfläche vorgesehenen Luftaustrittsöffnungen für die Belüftung; und
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6, 7 schematische Schnittansichten durch ein die Sitzkontaktfläche im Ausführungsbeispiel der 1, 4, 6 ausbildende Sitzkisseneinheit mit Luftleitmitteln für die Luftaustrittsöffnungen.
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Die 4 und 5 verdeutlichen den Kontext und gleichermaßen den Erfindungshintergrund der vorliegenden Erfindung. Eine in der Seitenansicht in der gezeigten Sitzposition schematisch illustrierte Person 40 als Benutzer wirkt sowohl mit einer Sitzkontaktfläche 42, als auch mit einer Rückenkontaktfläche 44 (als jeweilige Benutzerkontaktflächen) des gezeigten Fahrzeugsitzes 10 zusammen, wobei die Pfeilschaaren in 4 diejenigen Flächenbereiche verdeutlichen, an welchen der konkrete Benutzerkontakt besteht. Die Perspektivansicht der 5, insoweit den schematischen belüfteten Sitz 10 konkretisierend, lässt erkennen, dass sowohl rückenseitige Luftaustrittsöffnungen 48, als auch sitzbodenseitige Luftaustrittsöffnungen 50 in den Kontaktflächen 42, 44 ausgebildet sind, dergestalt, dass zur (ansonsten bekannten) Komforterhöhung des Benutzers 40 eine Luftstromausbringung an diese Person erfolgen kann.
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In der weiteren Konkretisierung des gezeigten Ausführungsbeispiels weist dabei eine etwa die Sitzkontaktfläche 42 ausbildende Sitzkisseneinheit 52 gemäß 6 (unbelegter Zustand) bzw. 7 (belegter und elastisch komprimierter Zustand) im Inneren eines flexiblen Kissenmaterials 54 verlaufende Luftzufuhr- bzw. Luftführungskanäle 56 auf, welchen (in den Fig. nicht gezeigt) jeweils Lüftermotoren zugeordnet sind.
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Die 1 zeigt in der Art eines schematischen Blockdiagramms die wesentlichen Funktionskomponenten des erfindungsgemäßen belüfteten Sitzes 10 gemäß 4, 5 und deren Zusammenwirken. In dem Kraftfahrzeugsitz 10, symbolisiert durch die äußere Umrandung in der 1, ist eine Lüftervorrichtung 12 gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel so vorgesehen, dass durch eine Benutzerkontaktfläche 14 (insoweit entsprechend den Flächen 42 bzw. 44 in 5) im Sitz durch Wirkung eines (oder mehrerer) Lüftermotors/-en 16 ein geförderter Luftstrom hindurch treten kann. Dieser Luftstrom kühlt dann die gemäß 4 auf der Sitzkontaktfläche befindliche Person 40.
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Zwischen dem (schematisch gezeigten und den üblicherweise Rotormittel, Antriebsmittel und weitere Treiber- bzw. Wirkungsaggregate aufweisenden) Lüftermotor 16 und den Luftaustrittsöffnungen 48, 50 sind Luftleitmittel in Form der Sitzkisseneinheit 52 (6, 7) so vorgesehen, dass der vom Lüftermotor 16 erzeugte und geförderte Luftstrom durch diese Luftleitmittel 52 geleitet und bis zu den Luftaustrittsöffnungen 48, 50 gefördert wird. Entsprechend den körperlichen Abmessungen des Benutzers 40 auf den Kontaktflächen 42, 44 verändert sich der dem Luftstrom entgegenwirkende Strömungswiderstand.
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Der Lüftermotor 16 wird angesteuert durch eine (bevorzugt darin integrierte) Steuereinheit 20, welche neben üblichen Bauteilen der Leistungselektronik auch mit Mikroprozessormitteln realisierte und durch geeignete Betriebssystem- bzw. Softwarefunktionalitäten unterstützte Funktionseinheiten abbildet. Zu diesen gehören erfindungsgemäß Mittel 22 zur elektronischen Detektion des Belegungs- bzw. Abdeckungszustandes der Kontaktflächen 42, 44, wobei die Detektionsmittel 22 zu diesem Zweck die nachfolgend im Detail zu beschreibenden Betriebszustands-, Detektions- und Schwellwert-Ermittlungsfunktionalitäten ausführen. Konkret sorgen die erfindungsgemäßen Detektionsmittel 22 dafür, dass der Lüftermotor 16 in einem (hier durch manuelle Betätigung einer seitlich am Sitz 10 vorgesehenen Tastereinheit 30 aktivierbaren) Kalibrier- und Einrichtebetrieb für die Kontaktflächen 42, 44 betrieben werden kann. Hier würde, insbesondere zu festgelegten Zeitpunkten, wie etwa einer Fahrzeugübergabe, einem Wartungs- oder Inspektionszeitpunkt, ein elektrischer Kennwert des Lüftermotors, hier konkret ein Motorstrom am Arbeitspunkt, ermittelt und in einer nachgeschalteten Speichereinheit 24 abgelegt. Die 2 und 3 verdeutlichen die strömungstechnischen Zusammenhänge mit dem hier als elektrischem Kennwert für die Schwellwertermittlung und den Vergleich verwendeten Motorstrom. So zeigt die 2 im Teildiagramm (a) für einen Vorwärts- bzw. Normalbetrieb (erste Drehrichtung im Sinne der Erfindung) einen Lüftermotor-Kennlinienverlauf als Zusammenhang zwischen einer Druckerhöhung über dem Volumenstrom des Lüftermotors in ansonsten bekannter Weise; die drei Einzellinien dieser Kennlinienschaar entsprechen verschiedenen Motor-Steuerspannungen, wobei für das illustrierte Ausführungsbeispiel ein Axialmotor des Typs 4414/2HH des Herstellers ebm-papst St. Georgen, herangezogen wurde. Die Lüfterkennlinien entsprechen (hier konstant anliegenden) Steuerspannungen von 28 V (oberste Kennlinie), 24 V (mittlere Kennlinie) bzw. 16 V (untere Kennlinie); resultierend sind die dargestellten Druckerhöhungs- bzw. Volumenstromwerte. Durch Vergleich dieses Schwellwerts mit nachfolgend in einem Normalbetrieb (ergänzend oder alternativ: in einem gesonderten, bevorzugt periodischen Messbetrieb) ermittelten Motorstromwerten mittels einer Vergleichseinheit 26 wird dann festgestellt, ob ein aktueller Motorstrom den in der Speichereinheit 24 ermittelten Schwellwert erreicht oder übersteigt, woraufhin dann eine der Steuereinheit 20 nachgeschaltete Kommunikationseinheit 28 geeignete Signal-, Alarm- oder Datenübertragungsfunktionalitäten an nachgeschaltete Kommunikationspartner auslösen bzw. senden kann.
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Zusätzlich eingezeichnet in das Diagramm mit aufsteigender Parabelform ist die Sitz- bzw. Gerätekennlinie in Form des strömungsdynamischen Einflusses des Sitzes 10, sodass sich an den jeweiligen Schnittpunkten ein Arbeitspunkt einstellt.
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Das Teildiagramm (b) entspricht dem Teildiagramm (a), mit dem Unterschied, dass für das Teildiagramm (b) der Lüftermotor 16 nicht in der ersten Drehrichtung, also im Förder- bzw. Vorwärtsbetrieb, sondern entgegen der ersten Drehrichtung und damit im so genannten Rückwärtsbetrieb betrieben wurde. Ein unmittelbarer Vergleich des Verlaufs der Motorkennlinien zeigt, dass im Bereich der Arbeitspunkte der Vorwärtsbetrieb (Teildiagramm (a)) eine ausgeprägte, sattelartige Unstetigkeit ausbildet, während im Rückwärtsbetrieb (Teildiagramm (b)) ein annähernd stetiger, kontinuierlicher und mit annähernd konstanter Steigung abwärts gerichteter Kennlinienverlauf zu erkennen ist.
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Die Kennlinienverläufe der 2 finden ihre Entsprechung in den Kennlinienschaaren der 3. Hier ist wiederum für den Vorwärtsbetrieb (a) bzw. Rückwärtsbetrieb (b) und entsprechend den drei Steuerspannungen der (etwa geeignet über einen in den Figuren nicht gezeigten Shunt gemessener) Motorstrom des Lüftermotors über dem Volumenstrom aufgetragen. Wiederum zeigt sich im Vorwärtsbetrieb eine Nicht-Stetigkeit, welche gar partiell positive Steigungen im Kennlinienverlauf aufweist, während demgegenüber im Rückwärtsbetrieb ein deutlich gleichmäßigeres, stetigeres und annähernd homogen-lineares Kennlinienfeld erkennbar ist.
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Diesen vorteilhaften Kennlinienverlauf im Rückwärtsbetrieb nutzt nunmehr die vorliegende Erfindung im gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Detektormittel 22 für die Feststellung des Schwellwerts im Kalibrier- und Einrichtebetrieb für die Kontaktflächen 42, 44, angestoßen durch eine manuelle Betätigung einer Tastereinheit 30, den Lüftermotor 16 über einen vorbestimmten Zeitraum im Rückwärtsbetrieb (also entsprechend den Kennlinien (b) in 2 und 3) betreiben und für einen angelegte Steuerspannung einen resultierenden Motorstrom festhalten. Nach dem Kalibrier- bzw. Einrichtebetrieb liegt somit ein Kennwert für bestmögliche Strömungsverhältnisse der aktuellen Sitzflächen 42, 44 vor.
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Mit einem (tabellarisch für den Sitz vorhandenen, prozentual oder funktional zugeschlagenen oder experimentell ermittelten) Zuschlagswert wird nunmehr mindestens einer, bevorzugt eine Mehrzahl von Schwellwerten entsprechend einem jeweiligen Bedeckungs- bzw. Belegungsgrad der Sitzflächen 42, 44 durch Benutzer verschiedener körperlicher Konstitutionen (also verschiedener Gewichte bzw. körperlicher Abmessungen) ermittelt bzw. errechnet und in der Speichereinheit 24 abgelegt. Beim nachfolgenden Betrieb des Lüftermotors in einem Normal-Lüfterbetrieb (also typischerweise in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs), alternativ mittels geeignet, periodisch, zu aktivierenden Kontroll- bzw. Testbetrieben, würde ein aktuell festgestellter Motorstrom diesem/n Schwellwert(en) in der Vergleichseinheit 26 gegenüber gestellt und bei Erreichen des/der Schwellwert(es) in der vorbeschriebenen Weise ein Detektorsignal 28 ausgelöst, welches dann einem Sitzbelegungszustand (Luftwiderstandzustand) des jeweiligen Benutzers entspricht und weitere Funktionalitäten auslösen kann, etwa einen jeweiligen für diese Benutzerproportionen optimierten Belüftungsbetrieb. Ergänzend oder alternativ kann zusätzlich das Signal ausgenutzt werden, um etwa eine Sitzbelegung festzustellen und entsprechend eine Airbagaktivierung oder dergleichen Zusatzfunktionalität (z. B. eines solchen Sicherungssystems) vorzunehmen.
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Dabei muss der Schwellwert für die Speichereinheit 24 nicht notwendigerweise lediglich aus dem Rückwärtsbetrieb der Lüftereinheit ermittelt werden, vielmehr kann auch, je nach Motortyp, allein der Stromwert am Arbeitspunkt im Vorwärtsbetrieb verwendet werden, es kann ein geeignet gemittelter oder gewichteter Zwischenwert erfolgen, oder es kann auf andere Weise aus im Kalibrier- und Einrichtebetrieb gemessenen Werten (also etwa dem Strom) ein Schwellwert berechnet, ermittelt oder festgestellt werden. Dabei geht das vorliegende Ausführungsbeispiel von einer idealisierten Darstellung aus, wobei etwa, zur Vereinfachung der Darstellung, die Sitzimpedanz einem Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb als gleich angesetzt wurde, was im Betriebsalltag nicht notwendigerweise der Fall sein muss.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das anhand der 1 bis 8 beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind die beschriebenen Funktionalitäten und Abläufe rein exemplarisch und können auf beliebige Weise angepasst werden, insbesondere auch betreffend andere mögliche Einsatzgebiete und Funktionalitäten des Sitzes über den lediglich exemplarisch beschriebenen Kraftfahrzeugkontext hinaus.
