DE102017207372A1

DE102017207372A1 - Sicherheitsabschaltung der Sitzheizung im KFZ

Info

Publication number: DE102017207372A1
Application number: DE102017207372.1A
Authority: DE
Inventors: Marek Grünewald
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-11-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Sicherheitsabschaltung eines Sitzheizungssystems (100). Es ist vorgesehen, dass ein Leistungseintrag in die parallelgeschalteten Heizkreise (HE-S, HE-R) mittels eines von dem Steuergerät (STG) angesteuerten Stellgliedes in Abhängigkeit eines gewünschten Temperatursollwertes an dem Heizdraht eines der beiden Heizkreise (HE-S, HE-R) vorgegeben wird, und gleichzeitig ein Zeitgeber zur Überwachung des durch Temperatursensor (TS-S) erfassten Temperatursollwertes gestartet wird, wobei der Zeitgeber mit einer einen Überwachungszyklus bildenden vorgebbaren Überwachungszeitspanne (Δt) bedatet wird, und innerhalb des Überwachungszyklus festgestellt wird, ob sich die Temperatur des Temperatursensors (TS-S) um eine vorgebbare Temperaturdifferenz (ΔT) erhöht hat, und gleichzeitig ein elektrischer Widerstandswert der elektrischen Versorgung des Temperatursensors (TS-S) erfasst und festgestellt wird, ob der Widerstandswert in einem auswertbaren plausiblen Widerstandswertebereich befindet, wobei eine Abschaltung des Sitzheizungssystems (100) erfolgt, wenn sich die Temperatur des Temperatursensors (TS-S) innerhalb eines Überwachungszyklus nicht um die vorgegebenen Temperaturdifferenz (ΔT) erhöht hat, und/oder wenn sich der Widerstandswert des Temperatursensors (TS-S) außerhalb des plausiblen Widerstandswertebereichs befindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherheitsabschaltung eines Sitzheizungssystems eines Fahrzeugsitzes eines Kraftfahrzeuges.
Die Druckschrift DE 10 2005 029 951 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Überwachung einer Fahrzeugbeheizeinrichtung, insbesondere eine Fahrzeugsitzheizung. Die Fahrzeugsitzheizung umfasst eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe an mindestens einer Heizelektrode der Fahrzeugbeheizeinrichtung und zur Bereitstellung eines entsprechenden Messsignals eine Vergleicheinrichtung zum Vergleich des Messsignals mit einer vorgegebenen Vergleichsgröße und zur Ausgabe eines entsprechenden Steuersignals an die Fahrzeugbeheizeinrichtung.
Die Druckschrift EP 0 863 450 A1 offenbart eine Schaltung zur temperaturabhängigen Regelung des Heizstroms von Sitzheizungen, mit einem ein temperaturabhängiges Signal liefernden Temperaturelement und einer Referenzsignalquelle, wobei das Temperaturelement und die Referenzsignalquelle mit jeweils einem Eingang eines Vergleichsmittels verbunden sind und mit einem Schalter zum Einschalten des Heizstroms. Die Schaltung weist eine weitere Referenzsignalquelle sowie ein weiteres Vergleichsmittel auf, wobei die weitere Referenzsignalquelle und die Spannungszuleitung zum Temperaturelement mit jeweils einem Eingang des weiteren Vergleichsmittels verbunden sind. Die Ausgänge der beiden Vergleichsmittel sind derart verschaltet, dass der Schalter eingeschaltet ist, wenn die Temperatur des Temperaturelements einen vorgegebenen Wert unterschreitet und auf der Zuleitung ein weiteres vorgegebenes Signal nicht überschritten wird. Verfahrenstechnisch wird eine Unterbrechung der Zuleitung zum Temperatursensor erkannt und der Heizkreis wird nach der Erkennung abgeschaltet.
Eine weitere Überwachungsvorrichtung und ein zugehöriges Verfahren, für in Serie geschaltete elektrische Heizelemente einer elektrischen Heizung, offenbart die Druckschrift EP 1 371 519 A1 . Gelehrt werden insbesondere zwei Heizelemente für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem elektrischen Abgriff zwischen den zwei Heizelementen, der mit einer Auswerteeinheit elektrisch verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit die abgegriffene Spannung mit internen Grenzwerten vergleicht, so dass bei Über- oder Unterschreiten der Grenzwerte die elektrische Stromzufuhr der Heizung unterbrochen wird.
Die Anmelderin präferiert nachfolgenden Aufbau eines Sitzheizungssystems 100, welches anhand der zugehörigen 1 erläutert wird.
Die 1 zeigt schematisch den Aufbau des bekannten Sitzheizungssystems 100 eines Fahrzeugsitzes 10 eines Kraftfahrzeuges. Der Fahrzeugsitz 10 umfasst zwei Heizkreise, einen Sitzteil-Heizkreis HE-S und einen Rückenlehnenteil-Heizkreis HE-R. Der Sitzteil-Heizkreis HE-S und der Rückenlehnenteil-Heizkreis HE-R sind parallel geschaltet (Parallelschaltung). Eine Parallelschaltung spart Kosten, da der Heizdraht für kleinere Ströme ausgelegt werden kann.
Das Sitzheizungssystems 100 umfasst nur einen Temperatursensor TS-S, der im Ausführungsbeispiel dem Sitzteil-Heizkreis HE-S zugeordnet ist. Die Anordnung nur eines Temperatursensors TS-S spart ebenfalls Kosten. Prinzipiell kann der eine Temperatursensor TS-S auch dem Rückenlehnenteil-Heizkreis HE-R zugordnet sein.
Der Temperatursensor TS-S ist dabei elektrisch nicht mit dem Sitzteil-Heizkreis HE-S verbunden. Mit anderen Worten, bei dem erfindungsgemäßen Sitzheizungssystem 100 ist in bekannter Weise eine elektrische Trennung zwischen Sitzteil-Heizkreis HE-S und Temperatursensor TS-S vorgesehen.
Als Temperatursensor TS-S wird bevorzugt in bekannter Weise ein Thermistor, insbesondere ein NTC-Sensor [engl.: Negative Temperature Coefficient Thermistor) eingesetzt, der über einen negativen Temperaturkoeffizienten verfügt und im heißen Zustand besser elektrisch leitet als im kalten Zustand. Der Temperatursensor TS-S ist bevorzugt in eine Heizmatte beziehungsweise in den Bezug integriert und erfasst dabei nicht die Oberflächentemperatur der aus einem Heizdraht gebildeten Heizmatte, sondern durch die Anordnung des Temperatursensors TS-S in der Heizmatte oder dem Bezug im Wesentlichen die Temperatur der Sitzteilfläche des Sitzteils S.
Eine Elektronik regelt über einen Ausgangstreiber sowohl den Heizdraht des Sitzteil-Heizkreises HE-S als auch den parallel geschalteten Heizdraht des Rückenlehnenteil-Heizkreises HE-R auf eine durch ein in 1 symbolisch dargestelltes Bedienelement 20 eingestellte konstante vorgegebene Temperatur am NTC-Sensor TS-S von 20°C bis 64°C. Die Oberflächentemperatur der Sitzteilfläche des Sitzteils S, die der im normalen Regelfall der Temperatur der Rückenlehnenfläche des Rückenlehnenteils R entspricht, soll 43°C nicht überschreiten. Temperaturen größer 43°C sind besonders für Menschen mit eingeschränkter Schmerz- und/oder Temperaturwahrnehmung, insbesondere für an Diabetes leidenden Menschen unangenehm oder sogar schädlich.
Es wird deutlich, dass erfindungsgemäß nicht auf eine Oberflächentemperatur der Sitzteilfläche des Sitzteils S geregelt wird, sondern auf die Temperatur am NTC-Sensor TS-S an der Heizmatte, die um einen Faktor x (circa 1,5) höher ist als die Temperatur an der Oberfläche der Sitzteilfläche des Sitzteils S.
An dem Bedienelement 20 wird in bekannter Weise eine Sollstufe, beispielsweise 1 bis 5 eingestellt, wobei jeder Sollstufe ein Temperatursollwert für die Temperatur am NTC-Sensor TS-S zwischen 20°C bis 64°C zugeordnet ist, der von der Regelstrecke bis zum Erreichen des Sollwertes angefahren wird. Bevorzugt wir die gewählte Sollstufe als von dem Passagier gewünschte Ist-Stufe im Cockpit des Fahrzeuges angezeigt.
Mit anderen Worten, ein Temperatursollwert für die Temperatur am NTC-Sensor TS-S von 20°C entspricht bei einer gewählten Stufe 1 einer Oberflächentemperatur der Sitzteilfläche des Sitzteils S von circa 35°C.
Mit anderen Worten, ein Temperatursollwert für die Temperatur am NTC-Sensor TS-S von 64°C entspricht bei einer gewählten Stufe 5 einer Oberflächentemperatur der Sitzteilfläche des Sitzteils S von maximal circa 43°C.
Die Heizkreise HE-S, HE-R des Sitzheizungssystems 100 werden durch ein Steuergerät STG überwacht. Die Erfindung gilt zusammengefasst somit für Sitzheizungssysteme 100 unter Berücksichtigung der folgenden Prämissen.
Der Sitzteil-Heizkreis HE-S und der Rückenlehnenteil-Heizkreis HE-R sind nach dem Steuergerät STG, insbesondere erst innerhalb des Fahrzeugsitzes 10, insbesondere im Sitzteil S parallel geschaltet.
Ferner umfasst das Sitzheizungssystem 100 insgesamt nur einen Temperatursensor TS-S, der gemäß dem Ausführungsbeispiel der Sitzteilfläche des Sitzteils S zugeordnet ist.
Aktuell wird eine Überwachung der Temperatur des Heizdrahtes der Heizmatte des Sitzteils S mittels des Temperatursensors TS-S nur in der sogenannten Aufheizphase durchgeführt. In der sogenannten Regelphase findet keine Überwachung statt.
Derzeit wird der Temperatursensor TS-S des bekannten Sitzheizungssystems 100 in der Aufheizphase, wenn die Regelphase nicht erreicht wird, mittel eines mit Beginn der Aufheizphase gestarteten Zeitgebers nach einem vorgebbaren maximalen Aufheiz-Zeitraum Δt_A;max mit einer Sicherheitsabschaltungsfunktion abgeschaltet.
Der vorgebbare maximale Zeitraum Δt_A;max beträgt beispielsweise 40 min.
Dabei wird davon ausgegangen, dass bei tiefen Außentemperaturen zum Beispiel - 30°C eine lange Aufheizphase nahezu bis zum Ende des vorgegebenen maximalen Zeitraums Δt_A; _max benötigt, der jedoch nicht überschritten wird, da das Sitzheizungssystem 100 vorher in die Regelphase übergeht.
Das heißt, ist nach dem maximalen Zeitraum Δt_A;max für die Aufheizphase die Regelphase noch nicht erreicht, so wird eine Sicherheitsabschaltung des Sitzheizungssystems 100 durchgeführt, da im Sitzheizungssystem 100 ein Fehler vorliegt, der das Erreichen der Regelphase in dem vorgegebenen maximalen Zeitraum Δt_A; _max verhindert.
Die Nachteile dieser Lösung bestehen somit darin, dass in der Regelphase keine Überwachung des Temperatursensors TS-S stattfindet und die Überwachung des Temperatursensors TS-S in der Aufheizphase unzureichend ist, um auf in der Aufheizphase auftretende Fehler schnell reagieren zu können, wie nachfolgend weiter erläutert wird.
Die bisherige Sicherheitsabschaltung nach spätestens Δt_A;max = 40 min ist nur praxistauglich, wenn ein Einschalten der Sitzheizung bei tiefen Außentemperaturen zum Beispiel - 30°C stattfindet, weil es dann entsprechend lange dauert bis die Sitzteilfläche des Sitzteils S und die Rückenlehnenfläche des Rückenlehnenteils R eine entsprechende gegebenenfalls von einem Insassen als unangenehm empfundene Temperatur aufweisen.
Erfolgt ein Einschalten des Sitzheizungssystems 100 bei einer Außentemperatur von zum Beispiel 5°C wird die bereits genannte kritische Temperatur (größer 43°C) im Rückenlehnenteil R, bei Ausfall des Heizkreises HE-S in der Sitzteilfläche des Sitzteils S in dem der Temperatursensor TS-S angeordnet ist, bereits nach circa 20 min oder früher erreicht.
Mit anderen Worten fällt der Sitzteil-Heizkreis HE-S in der Sitzteilfläche des Sitzteils S zu irgendeinem Zeitpunkt innerhalb der Aufheizphase beispielsweise durch einen Litzenbruch des Heizdrahtes des Sitzteil-Heizkreises HE-S aus, wird der Temperatursensor TS-S nicht weiter erwärmt. Das Sitzheizungssystem 100 wird dann weder die Regelphase erreichen noch wird die Sicherheitsabschaltung des Sitzheizungssystems 100 durchgeführt, da der maximale Aufheiz-Zeitraum Δt_A;max noch nicht erreicht ist.
Der Sitzteil-Heizkreis HE-S und der Rückenlehnenteil-Heizkreis HE-R in der Rückenlehnenfläche des Rückenlehnenteils R werden aufgrund der Parallelschaltung von Sitzteil- und Rückenlehnenteil-Heizkreis HE-S, HE-R bis der maximale Aufheiz-Zeitraum Δt_A;max erreicht ist, unkontrolliert angesteuert, wodurch das Sitzteil S und das Rückenlehnenteil R eine zu hohe Temperatur erreichen, die von einem Aufsitzenden als unangenehm empfunden wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde für den beschriebenen Aufbau des Sitzheizungssystems ein Verfahren zur Überwachung des Sitzheizungssystems zu schaffen, welches eine sicherere Überwachung und Abschaltung des Sitzheizungssystems erlaubt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung und Sicherheitsabschaltung eines Sitzheizungssystems betrifft ein Sitzheizungssystem mit folgendem grundsätzlichen Aufbau:
Das Sitzheizungssystem eines Fahrzeugsitzes umfasst einen Sitzteil-Heizkreis und einen Rückenlehnenteil-Heizkreis, die gemeinsam von einem Steuergerät elektrisch versorgt werden und hinter dem Steuergerät in einer Parallelschaltung verschaltet sind. Ferner umfasst das Sitzheizungssystem einen Temperatursensor, der von dem Steuergerät elektrisch versorgt wird und der eine Temperatur an einem Heizdraht eines der beiden Heizkreise erfasst und dem Steuergerät ermittelt.
Das Sitzheizungssystem ist somit dazu eingerichtet, dass erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wie in der Beschreibung noch näher erläutert ist.
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Überwachung und Sicherheitsabschaltung eines Sitzheizungssystems vor, welches folgendermaßen durchgeführt wird:
Es wird ein Leistungseintrag in die parallelgeschalteten Heizkreise mittels eines von dem Steuergerät angesteuerten Stellgliedes in Abhängigkeit eines gewünschten Temperatursollwertes an dem Heizdraht eines der beiden Heizkreise vorgegeben.
Gleichzeitig wird ein Zeitgeber zur Überwachung des durch Temperatursensor erfassten Temperatursollwertes gestartet, wobei der Zeitgeber mit einer einen Überwachungszyklus bildenden vorgebbaren Überwachungszeitspanne bedatet wird, und innerhalb des Überwachungszyklusses festgestellt wird, ob sich die Temperatur des Temperatursensors um eine vorgebbare Temperaturdifferenz erhöht hat.
Außerdem wird ein elektrischer Widerstandswert der elektrischen Versorgung des Temperatursensors erfasst und festgestellt, ob sich der Widerstandswert in einem auswertbaren plausiblen Widerstandswertebereich befindet.
Eine Sicherheitsabschaltung des Sitzheizungssystems erfolgt,

• wenn sich die Temperatur des Temperatursensors innerhalb eines Überwachungszyklusses nicht um die vorgegebenen Temperaturdifferenz erhöht hat, und/oder
• wenn sich der Widerstandswert des Temperatursensors außerhalb des plausiblen Widerstandswertebereichs befindet.

In vorteilhafter Weise wird das Verfahren zur Überwachung und Sicherheitsabschaltung des während einer Aufheizphase und einer Regelphase des Sitzheizungssystems durchgeführt, insbesondere, indem der Zeitgeber zur Überwachung des durch den Temperatursensor erfassten Temperatursollwertes nach Ablauf der vorgegebenen Überwachungszeitspanne ohne dass eine Sicherheitsabschaltung erfolgt ist, stets neu gestartet wird und die Überwachung des Widerstandswertes des Temperatursensors dauerhaft vorgenommen wird.
In vorteilhafter Weise wird ein „Fehler_Thermische Überlast“ des Sitzheizungssystems gemeldet, wenn sich die Temperatur des Temperatursensors innerhalb eines Überwachungszyklusses nicht um die vorgegebene Temperaturdifferenz erhöht hat.
Bei der Erfassung des „Fehlers_Thermische Überlast“ kann in vorteilhafter Weise indirekt darauf geschlossen werden, dass a1) ein Litzenbruch und/oder a2) ein Litzenfehler in dem Heizdraht eines der Heizkreise des Sitzheizungssystems 100 vorliegt.
In vorteilhafter Weise wird ein „Fehler_Unplausibler Wert“ des Sitzheizungssystems 100 gemeldet, wenn sich der Widerstandswert des Temperatursensors außerhalb des plausiblen Widerstandswertebereichs befindet.
Bei der Erfassung des „Fehlers_Unplausibler Wert“ kann in vorteilhafter Weise direkt darauf geschlossen, dass b1) ein Festhängen des Temperatur-Sensors und/oder b2) ein nicht gesteckter Temperatur-Sensor und/oder b3) ein vollständiger Defekt des Temperatur-Sensors vorliegt.
Erfindungsgemäß ist durch die zuvor erläuterte grundsätzliche Überwachungsstruktur eine verbesserte Überwachungsfunktion zur Sicherheitsabschaltung des Sitzheizungssystems 100 geschaffen, die nachfolgend noch detaillierter anhand der einzigen 1 erläutert wird.
Zunächst ist vorgesehen, den Leistungseintrag zu den parallel geschalteten Heizdrähten des Sitzteil-Heizkreises HE-S und des Rückenlehnenteil-Heizkreises HE-R über ein vom Steuergerät STG angesteuertes Stellglied vorzugeben, welches als pulsweitenmoduliertes Signal „PWM“ ausgebildet ist.
Das Stellglied zur Steuerung des Leistungseintrags folgt gemäß einer im Steuergerät STG abgelegten Kennlinie, bei der 0% „PWM“ mit ausgeschalteten Heizkreisen HE-S, HE-R und 100% „PWM“ mit eingeschalteten Heizkreisen gleich gesetzt wird.
Die Überwachungsfunktion ist aktiv, wenn das Stellglied vom dem Steuergerät STG mit > 0% „PWM“ angesteuert wird. Das Steuergerät STG empfängt das Ansteuersignal zur Veränderung des Stellgliedes „PWM“ von dem Bedienelement, welches auf die bereits erläuterte Sollstufe beispielsweise 1 bis 5 eingestellt worden ist.
In einem weiteren Schritt, der parallel zur Aktivschaltung des Stellgliedes erfolgt, wird ein erster Überwachungszyklus eines Zeitgebers zur Überwachung des Temperatursensors TS-S gestartet.
Der Zeitgeber ist mit einer vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne Δt_Ü bedatet. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Überwachungs-Zeitspanne des Zeitgebers eines Überwachungszyklusses beispielsweise 180 s.
Die vorgebbare Überwachungs-Zeitspanne Δt_Ü mehrerer aufeinander folgender Überwachungszyklen läuft erfindungsgemäß in der Aufheizphase und der Regelphase ab, wie noch erläutert wird, sodass in vorteilhafter Weise während des gesamten Betriebes des Sitzheizungssystems 100 eine Überwachung und Sicherheitsabschaltung gewährleistet ist.
Anschließend wird in dem Sitzteil-Heizkreis HE-S überwacht, ob sich die Temperatur des Temperatursensors TS-S während der vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne des Zeitgebers um eine vorgebbare Temperaturdifferenz ΔT_Ü = 0,5K erhöht hat.
Liegt eine Erhöhung um die vorgegebene Temperaturdifferenz ΔT_Ü = 0,5K vor, ist die Funktion des Sitzheizungssystems 100 gegeben.
Wird innerhalb der vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne des Zeitgebers keine Temperaturerhöhung um die Temperaturdifferenz ΔT_Ü = 0,5K festgestellt, wird in der Funktion des Sitzheizungssystems 100 ein Fehler festgestellt, der in der Sicherheitsabschaltung des Sitzheizungssystems 100 und in einem Fehlereintrag mit der Bezeichnung „Fehler_Thermische Überlast“ mündet.
Ein Neustart der Funktion des Sitzheizungssystems 100 kann nach der Sicherheitsabschaltung „Fehler_Thermische Überlast“ erst erfolgen, wenn das Fahrzeug und damit das zugehörige Steuergerät STG aus- und wieder eingeschaltet wird.
Parallel zu dem vorhergehend erläuterten Schritt wird überwacht, ob der Temperatursensor TS-S während der vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne des Zeitgebers einen unplausiblen Wert übermittelt.
Liegt ein plausibler Wert vor, ist die Funktion des Sitzheizungssystems 100 gegeben.
Wird innerhalb der vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne des Zeitgebers ein unplausibler Wert empfangen, wird in der Funktion des Sitzheizungssystems 100 ein Fehler festgestellt, der ebenfalls in der Sicherheitsabschaltung des Sitzheizungssystems 100 und in einem Fehlereintrag mit der Bezeichnung „Fehler_Unplausibler Wert“ mündet.
Ein Neustart der Funktion des Sitzheizungssystems 100 kann nach der Sicherheitsabschaltung „Fehler_Unplausibler Wert“ erst erfolgen, wenn das Fahrzeug und damit das zugehörige Steuergerät STG aus- und wieder eingeschaltet wird.
Liegt eine Erhöhung um die vorgegebene Temperaturdifferenz ΔT_Ü = 0,5K vor und liegt ein plausibler Wert vor, so ist die Funktion des Sitzheizungssystems 100 gegeben, wobei der Zeitgeber nach Ablauf der vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne erneut gestartet wird, so dass ein weiterer Überwachungszyklus, vorzugsweise mit der gleichen vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne Δt_Ü von beispielsweise 180 s stattfindet.
Ist einer der beiden Kriterien nicht erfüllt, mithin liegt in der vorgegebenen Überwachungs-Zeitspanne Δt_Ü keine Erhöhung um die vorgegebene Temperaturdifferenz ΔT_Ü = 0,5K vor oder liegt ein unplausibler Wert vor, so ist das Sitzheizungssystem 100 gestört, so dass eine Sicherheitsabschaltung erfolgt.
Es wird deutlich, dass bei dieser Vorgehensweise eine Überwachung des Sitzheizungssystems 100 in vorteilhafter Weise unabhängig von der Aufheizphase und einer nachfolgenden Regelphase stattfindet, so dass die bisherige Sicherheitsabschaltung obsolet ist und durch die neue Überwachungsfunktion ersetzt wird.
Die neue Überwachungsfunktion und Sicherheitsabschaltung funktioniert in vorteilhafter Weise auch während der Regelphase, wie nachfolgend erläutert wird.
Wenn an dem Bedienelement 20 beispielsweise die Sollstufe 3 eingestellt wird, wird ein beispielsweise mittels des Stellgliedes angefahrener Temperatursollwert von 42°C an der Heizmatte gemessen in dem Sitzteil-Heizkreis HE-S eingestellt, der von dem der Heizmatte zugeordneten Temperatur- Sensor TS-S, insbesondere dem NTC-Sensor in der Sitzteilfläche des Sitzteils S überwacht wird.
Dieser Temperatursollwert von 42°C wird (nach Durchlaufen der Aufheizphase) mittels eines im Steuergerät STG vorgesehenen Zweit-Punkt-Reglers über einen unteren Wert von 41°C und dem oberen Wert von 43°C durch Zu- und Abschaltend des Sitzteil-Heizkreises HE-S ausgeregelt, so dass die Regelstrecke um eine Temperaturdifferenz ΔT_R = 1K schwankt.
In der Regelphase erfolgt somit die beschriebene Überwachung des Sitzteil-Heizkreises HE-S, in der festgestellt wird, ob sich die Temperatur des Temperatursensors TS-S während der vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne des Zeitgebers um ΔT_Ü = 0,5K erhöht hat. Dabei ist die Heizleistung des Sitzteil-Heizkreis HE-S derart ausgelegt, dass die Überwachungs-Zeitspanne des Zeitgebers von beispielsweise 180 s ausreicht um eine Temperaturanhebung um die Regel-Temperaturdifferenz ΔT_R = 1K zu bewirken.
Bei einem fehlerfreien Sitzteil-Heizkreis HE-S des Sitzheizungssystems 100 wird somit stets eine Temperaturanhebung um die Temperaturdifferenz ΔT_Ü = 0,5K gewährleistet (ΔT_R > ΔT_Ü , während Δt_Ü ), sodass dann keine Sicherheitsabschaltung erfolgt.
In der Aufheizphase wird bei einem funktionierenden Sitzteil-Heizkreis HE-S durch die gegenüber der Regelphase schnellere Aufheizung des Sitzteil-Heizkreises HE-S ebenfalls stets eine Temperaturanhebung um 0,5 K gewährleistet (ΔT_R > ΔT_Ü , während Δt_A; _max ) sein, sodass dann ebenfalls keine Sicherheitsabschaltung erfolgt. In der Aufheizphase wird das Stellglied zur Steuerung des Leistungseintrags der Heizkreise HE-S, HE-R beispielsweise mit 100% „PWM“ aufgefahren, wodurch bei einem funktionierenden Sitzteil-Heizkreis HE-S in der Überwachungs-Zeitspanne Δt_Ü des Zeitgebers von beispielsweise 180 s eine Temperaturanhebung um mehrere Kelvin bewirkt wird, sodass dann ebenfalls keine Sicherheitsabschaltung erfolgt.
In der Aufheizphase und der Regelphase wird dem Temperatursensors TS-S in Abhängigkeit der Temperaturkennlinie des Temperatursensors TS-S ein Widerstandswert zugeordnet, der messtechnisch vom Steuergerät STG erfasst und überwacht wird.
So ist beispielsweise einem bestimmten Temperaturbereich von -30°C bis +80°C des Temperatursensors TS-S ein Widerstandswertebereich von beispielsweise 60 kΩ bis 2 kΩ zugeordnet, der über eine Meßspannungsbereich abgegriffen wird. Ein defekter Temperatursensor TS-S gibt beispielsweise einen Widerstandswert aus, der außerhalb des auswertbaren Widerstandswertebereichs von beispielsweise 60 kΩ bis 2 kΩ liegt.
Das Steuergerät STG wertet dabei nur Werte im plausiblen Widerstandswertebereich von beispielsweise 60 kΩ bis 2kΩ aus. Liegen die Werte außerhalb des auswertbaren plausiblen Widerstandswertebereichs von 60 kΩ bis 2 kΩ, so liegt ein Fehler vor, der dem Temperatursensor TS-S zugeordnet werden kann, wobei der Wert innerhalb der vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne des Zeitgebers zunächst einen unplausiblen Wert annehmen kann, der vor Ablauf der vorgebbaren Überwachungs-Zeitspanne Δt_Ü des Zeitgebers von beispielsweise 180 s in einen plausiblen Wert wechselt, sodass die Sicherheitsabschaltung nicht erfolgt, wonach der Zeitgeber neu gestartet wird.
Erfindungsgemäß werden mit der Überwachungsfunktion, wie bereits erläutert, folgende übergeordnete Fehlerbilder für sich oder in Kombination erkannt:
Es wird/werden erkannt „Fehler_Thermische Überlast“ und/oder „Fehler_Unplausibler Wert“.

a) Bei der Erfassung des „Fehler(s)_Thermische Überlast“ wird indirekt (kein direkter Zugriff auf den Heizdraht des Sitzteil-Heizkreises HE-S) a1) auf einen Litzenbruch und/oder a2) einen Litzenfehler in einem Heizdraht des Sitzteil-Heizkreises HE-S des Sitzheizungssystems 100 geschlossen.
b) Bei der Erfassung des „Fehler(s)_Unplausibler Wert“ wird, da der Temperatur-Sensor TS-S keinen auswertbaren plausiblen Wert ausgibt, direkt (direkter Zugriff auf den Temperatur-Sensor TS-S) darauf geschlossen, dass b1) ein Festhängen des Temperatur-Sensors TS-S und/oder b2) ein nicht gesteckter Temperatur-Sensor TS-S und/oder b3) ein vollständiger Defekt des Temperatur-Sensors TS-S vorliegt.

Das beschriebene Verfahren unterscheidet sich von dem in der Druckschrift DE 10 2005 029 951 A1 beschriebenen Verfahren. Um einen Defekt im Heizkreis zu erkennen, werden zusätzliche Komponenten benötigt. Es wird ein Sensor zur Spannungsmessung an mindestens einer Heizelektrode beschrieben. Mittels der Vergleichseinrichtung zum Vergleich des Messsignals mit einer vorgegebenen Vergleichsgröße und zur Ausgabe eines Steuersignals an die Fahrzeugbeheizeinrichtung. Die Vergleichseinrichtung ermittelt dann eine Widerstandsänderung über die Zeit und gibt ein Steuersignal zum Abschalten der Heizung aus.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wird keine physikalische Größe an der Heizelektrode gemessen, sondern eine physikalische Größe, insbesondere eine Spannung am Temperatursensor TS-S des Sitzheizungssystems 100. Die Spannung wird im Steuergerät STG anhand einer Kennlinie in eine Temperatur, insbesondere eine Solltemperatur umgerechnet.
Der Temperatursensor TS-S ist integraler Bestandteil des Sitzheizungssystems 100, wodurch es überhaupt erst möglich ist, eine Temperaturreglung umzusetzen. Der Temperatursensor TS-S ist elektrisch auch nicht mit einem Heizkreis HE-S, HE-R verbunden.
Gegenüber Druckschrift EP 0 863 450 A1 , welche ein Verfahren zur Erkennung der Unterbrechung der Zuleitung zu einem Temperatursensor und Abschaltung des Heizkreises beschreibt, besteht der Unterschied des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass eine Unterbrechung des Sitzteil-Heizkreises HE-S des Sitzteils S mit Hilfe des Temperatursensors TS-S durch indirekte Erkennung einer thermischen Überlast im Bereich des Sitzteil-Heizkreises HE-S unter Auswertung des vom Temperatur-Sensor TS-S ausgegebenen Messsignals erfolgt.
Gegenüber der Druckschrift EP 1 371 519 A1 besteht ein wesentlicher Unterschied darin, dass die Überwachungsvorrichtung für in Serie geschaltete Heizelemente ausgestaltet ist. Gemäß der Erfindung sind die Heizkreise parallel geschaltet. Die für die Reihenschaltung beschriebene Vorgehensweise unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Vorgehensweise für eine Parallelschaltung der Heizkreise bereits dadurch, dass bei den unterschiedlich aufgebauten und elektrisch unterschiedlich geschalteten Überwachungsvorrichtungen andere Fehlerfälle auftreten.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeugsitz
S: Sitzteil
R: Rückenlehnenteil
20: Bedienelement
100: Sitzheizungssystem
HE-S: Sitzteil-Heizkreis
HE-R: Rückenlehnenteil-Heizkreis
TS-S: Temperatur-Sensor
STG: Steuergerät
Δt_A;max: Aufheiz-Zeitraum
Δt_Ü: Überwachungs-Zeitspanne
ΔT_Ü: Überwachungs-Temperaturdifferenz
ΔT_R: Regel-Temperaturdifferenz
PWM: pulsweitenmoduliertes Signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005029951 A1 [0002, 0071]
EP 0863450 A1 [0003, 0074]
EP 1371519 A1 [0004, 0075]

Claims

Sitzheizungssystem (100) eines Fahrzeugsitzes (10) umfassend einen Sitzteil-Heizkreis (HE-S) und einen Rückenlehnenteil-Heizkreis (HE-R), die gemeinsam von einem Steuergerät (STG) elektrisch versorgt werden und hinter dem Steuergerät (STG) in einer Parallelschaltung verschaltet sind, ferner umfassend einen Temperatursensor (TS-S), der von dem Steuergerät (STG) elektrisch versorgt wird, und der eine Temperatur an einem Heizdraht eines der beiden Heizkreise (HE-S, HE-R) erfasst und dem Steuergerät (STG) ermittelt.
Verfahren zur Überwachung und Sicherheitsabschaltung eines Sitzheizungssystems (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • ein Leistungseintrag in die parallelgeschalteten Heizkreise (HE-S, HE-R) mittels eines von dem Steuergerät (STG) angesteuerten Stellgliedes in Abhängigkeit eines gewünschten Temperatursollwertes an dem Heizdraht eines der beiden Heizkreise (HE-S, HE-R) vorgegeben wird, und gleichzeitig • ein Zeitgeber zur Überwachung des durch Temperatursensor (TS-S) erfassten Temperatursollwertes gestartet wird, wobei der Zeitgeber mit einer einen Überwachungszyklus bildenden vorgebbaren Überwachungszeitspanne (Δt_Ü) bedatet wird, und innerhalb des Überwachungszyklusses festgestellt wird, ob sich die Temperatur des Temperatursensors (TS-S) um eine vorgebbare Temperaturdifferenz (ΔT_Ü) erhöht hat, und gleichzeitig • ein elektrischer Widerstandswert der elektrischen Versorgung des Temperatursensors (TS-S) erfasst und festgestellt wird, ob der Widerstandswert in einem auswertbaren plausiblen Widerstandswertebereich befindet, wobei • eine Abschaltung des Sitzheizungssystems (100) erfolgt, • wenn sich die Temperatur des Temperatursensors (TS-S) innerhalb eines Überwachungszyklus nicht um die vorgegebenen Temperaturdifferenz (ΔT_Ü) erhöht hat, und/oder • wenn sich der Widerstandswert des Temperatursensors (TS-S) außerhalb des plausiblen Widerstandswertebereichs befindet.
Verfahren zur Sicherheitsabschaltung eines Sitzheizungssystems (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung und Sicherheitsabschaltung während einer Aufheizphase und einer Regelphase des Sitzheizungssystems (100) erfolgt, indem der Zeitgeber zur Überwachung des durch den Temperatursensor (TS-S) erfassten Temperatursollwertes nach Ablauf der vorgegebenen Überwachungszeitspanne (Δt_Ü) ohne dass eine Sicherheitsabschaltung erfolgt ist, stets neu gestartet wird und die Überwachung des Widerstandswertes des Temperatursensor (TS-S) dauerhaft vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein „Fehler_Thermische Überlast“ des Sitzheizungssystems (100) vorliegt, wenn sich die Temperatur des Temperatursensors (TS-S) innerhalb eines Überwachungszyklus nicht um die vorgegebenen Temperaturdifferenz (ΔT_Ü) erhöht hat.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass a) bei der Erfassung des „Fehlers_Thermische Überlast“ indirekt darauf geschlossen wird, dass • a1) ein Litzenbruch in dem Heizdraht eines der Heizkreise (HE-S; HE-R) des Sitzheizungssystems 100 und/oder • a2) ein Litzenfehler in dem Heizdraht eines der Heizkreise (HE-S; HE-R) des Sitzheizungssystems 100 vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein „Fehler_Unplausibler Wert“ des Sitzheizungssystems (100) vorliegt, wenn sich der Widerstandswert des Temperatursensor (TS-S) außerhalb des plausiblen Widerstandswertebereichs befindet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung des „Fehlers_Unplausibler Wert“ direkt darauf geschlossen, dass • b1) ein Festhängen des Temperatur-Sensors (TS-S) und/oder • b2) ein nicht gesteckter Temperatur-Sensor (TS-S) und/oder • b3) ein vollständiger Defekt des Temperatur-Sensors (TS-S) vorliegt.