DE3304419A1

DE3304419A1 - Vorrichtung zur elektrischen erwaermung eines fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE3304419A1
Application number: DE19833304419
Authority: DE
Inventors: Vilgot 67041 Koppom Åhs
Original assignee: Tocksfors Verkstads AB
Current assignee: Tocksfors Verkstads AB
Priority date: 1982-02-12
Filing date: 1983-02-09
Publication date: 1983-08-25
Also published as: SE8200852L; SE441888B

Description

Vorrichtung zur elektrischen Erwärmung eines Fahrzeugsitzes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Erwärmung eines Fahrzeugsitzes.
Bei der Erwärmung von Fahrzeugsitzen, z.B. von Fahrer- und Mitfahrersitzen in Personenkraftwagen, ist es ein allgemeiner Wunsch, daß die Erwärmung zu behaglicher Temperatur so schnell wie möglich geschieht. Bekannte Vorrichtungen dieser Art lassen jedoch eine Reduzierung der Erwärmungszeit im gewünschten Ausmaß nicht zu. Dies beruht einerseits darauf, daß Schnellerwärmung beträchtlichen Effekt verlangt, und zum anderen die Gefahr von Überhitzung einschließt.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen und eine Erwärmung zu ermöglichen, die schon nach einigen Sekunden von der sitzenden Person als behaglich empfunden wird.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Vorrichtung die im Patentanspruch 1 definierten Kennzeichen gegeben wurden.
Die Erfindung wird nachstehend in Form eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen Fig. 1 ein Schaltplan für einen Steuerkreis zur Bewirkung der Ausschaltung der Schnellerwärmung in Ubereinstimmung mit gewissen, nachstehend näher spezifizierten Bedingungen ist, Fig. 2 ein Kurvendiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Vorrichtung ist, und Fig. 3 die Anwendung einer Thermosicherung als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme zur Verhütllne von Uberh itzung, darstellt.
In Fig. 1 bezeichnet 10 allgemein einen Steuerkreis, der die Effektzuführung zu einem Heizelement 11 steuert. Das Element ist so bemessen, daß es von einem verhältnismäßig kräftigen Strom durchflossen wird, um dadurch eine rasche Erwärmung z.B. der Sitzfläche eines Autositzes zu ergeben.
Um diese Schnellerwärmung mit mäßigem Effektverbrauch zu erhalten, ist das Element eingerichtet, nur einen kleinen Teil des Sitzes zu erwärmen, vorzugsweise dort, wo der größere Teil der Körperchwere.der sitzenden Person ruht Über dem Element 11 befindet sich ein (nicht gezeigtes) Heizelement mit niedrigerem Effekt, das auf herkömmliche Weise den ganzen Sitz erwärmt hält.
Der Erwärmungsstrom des Elementes 11 wird von einer Spannungsquelle (+U, 0) über den Arbeitskontakt 14 eines Relais 12 zugeführt. Der Relaispol 16 ist an die Spannungsquelle über einen Steuertransistor 18 angeschlossen, dessen Basis Steuerstrom über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 20 und 22 zugeführt wird. Wenn der Transistor leitet, schaltet somit das Relais ein, so daß das Heizelement 11 mit Erwärmungsstrom gespeist wird.
Zwei Differentialverstärker 24 und 26 sind über je eine Diode 28 bzw. 30 an den Schaltungspunkt 32 zwischen den Widerständen 20 und 22 angeschlossen. Die Dioden sind so polgewendet, daß ein niedriges Ausgangssignal von einem der Differentialverstärker das Potential im Punkt 32 senkt, wobei der Transistor 18 gedrosselt wird. Solange beide Differentialverstärker hohes Ausgangs signal abgeben, erfolgt dagegen keine Beeinflussung des Potentiales des Punktes 32, und in diesem Fall wird deshalb dem Transistor 18 genügend Steuerstrom über die Widerstände 20, 22 zugeführt, um ihn leitend zu halten.
Den Minuseingängen der DirferentialverstSrker 24,26 wird Spannung U1 vom Mittelpunkt in einem Spannungsteilernetz zugeführt, das aus einem festen Widerstand 34 und einem NTC-Widerstand 36 besteht. Letzterer ist so angeordnet, daß er die Umgebungstemperatur abfühlt, d.h. die Wageninnenraumtemperatur, wenn das Heizelement 11 zur Erwärmung eines Autositzes vorgesehen ist.
Dem Plu&eingang des Differentialverstärkers 24 wird eine Spannung U2 vom Mittelpunkt in einem aus zwei festen WiderstSnden;38,40 bestehenden Spannungsteilernetz zugeführt, während dem Pluseingang des Differentialverstärkers 25 eine Spannung U von einem als RC-Netz ausgeführten Zeitkreis zugeführt wird, der aus einer Reihenschaltung eines Kondensators 42 und zweier Widerstände 44,46 besteht.
Die Arbeitsweise der Kreiseinrichtung wird nun näher beschrieben, wobei einleitend von der Einwirkung des Differentialverstärkers 24 Abstand genommen wird.
Beim Anschließen von Speisespannung an den gezeigten Kreis, z.B. durch Schließen eines Schalters 48, wird dem Minuseingang des Differentialverstärkers 26 unmittelbar die Spannung U1 zugeführt. Der Kondensator 42 wird im E:nschaltaugenblick als völlig entladen angenommen, so daß ct.ie Spannung U3 direkt nach der Einschaltung einen Wert annimmt, der nur von der Spannungsteilung zwischen den Widerständen 44 und 46 bestimmt ist. Danach nimmt die Spannung U3 im Takt mit der Aufladung des Kondensators 42 ab. Wenn die Spannung U3 den Wert der Spannung U1 erreicht, geht das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 26 zu niedrigem Niveau über, wobei der Transistor 18 gedrosselt wird, und die Effektspeisung zum Heizelement 11 aufhört. Der Kreis verbleibt danach in diesem Zustand.
Die Referenzspannung U1 ist, wie bereits erwähnt, temperaturabhängig. Näher bestimmt, nimmt diese Spannung bei steigender Umgebungstemperatur zu. Dieses bringt offenbar mit sich, daß die Spannung U3 schnell den Wert der Spannung U1 erreicht, wenn die Umgebungstemperatur höher ist. Das Heizelement 11 ist somit umso kürzere Zeit eingeschaltet, je höher die Umgebungstemperatur ist. Dies ist in Fig. 2 veranschaulicht, die die Temperatur T des Heizelementes (Sitzes) als Funktion der Zeil t für drei verschiedene Umgebungstemperaturen zeigt.
Die Kurven A,B und C beziehen sich beispielsweise auf die Umgebungstemperaturen +10°C, 0°C bzw. -20°C, und der vorstehend beschriebene Zeitkreis trennt den Erwärmungsstrom im Zeitpunkt t1, t2 bzw t3, wo tl ti t2 < t3 Die Figur zeigt den Idealfall, daß die Trennung in sämtlichen Fällen bei ein und derselben Temperatur T0 erfolgt, was zumindest annähernd durch geeignete Wahl der Widerstände 34,36,44,46 und des Kondensators 42 bewirkt werden kann.
Bei relativ hoher Umgebungstemperatur, z.B. über +100C, ist es im allgemeinen nicht erwünscht oder erforderlich, daß das Schnellerwärmungselement 11 überhaupt eingeschaltet wird. Zu diesem Zweck wird der vorerwähnte Differentialverstärker 24 angewendet. Bei hoher Umgebungstemperatur ist der Widerstand des NTC-Widerstandes 36 niedrig, und U1 ist deshalb relativ hoch. Wenn Ua > U2, wird offenbar das Ausgangssignal des Verstärkers 24 niedrig, wobei der Punkt 32 niedriges Potential annimmt und den Transistor 18 drosselt.
Die Umgebungstemperatur, über der diese Inhibierung der Schnellerwärmungsfunktion erfolgt, kann durch Wahl der Widerstände 34,36 beliebig gewählt werden, und sie kann auch einstellbar gemacht werden, indem vorzugsweise der Widerstand 38 oder 40 einstellbar ausgeführt wird.
Zur Erzielung zusätzlicher Sicherheit kann die Vorrichtung gem. Fig. 1 um eine Thermosicherung ergänzt- werden, die bei einer Temperatur T1 (Fig. 2) ausgelöst wird, die über der Temperatur T0 liegt, wenn der Kreis gem. Fig. 1 normal den Erwärmungsstrom trennt, aber mit Sicherheit unter der kritischen Temperatur T2 liegt, wenn Gefahr von Schaden oder sogar Brand vorliegt. In der Praxis bedeutet dies, daß die Sicherung bei einer Temperatur auslösen soll, die unter der Temperatur liegt, die oft im Sommer in geparkten Autos erreicht wird Zur Lösung dieses Problemes kann die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung angewendet werden, wo das Heizelement 11 und der schematisch gezeigte Steuerkreis 10 an die Speisespannung über eine Sicherungseinrichtung 50 angeschlossen sind, die aus einer herkömmlichen Thermosicherung 52 und einem Widerstand 54 besteht. Der Widerstand 54 sitzt so neben der Thermosicherung 52, daß er bei Stromdurchfluß die Sicherung 52 erwärmt. Die Zuschußwärme vom Widerstand 54 bewirkt hierbei, daß die Sicherungseinrichtung 50 bei der gewünschten Temperatur T1 (Fig. 2) zur Auslösung gebracht werden kann, obwohl die Thermosicherung 52 faktisch erst auslöst, wenn eine bedeutend höhere Temperatur erreicht ist.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Erwärmung eines Fahrzeugsitzes mittels es elektrischen Heizelementes (11), dessen StromzufUhrung von einer Kreiseinrichtung gesteuert wi'd, die folgende Teile einschließt: ein Schaltglied (14) zum Trennen des Spnisestromes durch das Heizelement (11), erste Mittel (34,36) zur Erzeugung eines ersten Signales (ul)v zweite Mittel (42,44,46r zur Erzeugung eines zweiten Signales (U3), das als Funktion der Zeit schwankt, die verflossen ist, seit Erwärmungsstrom durch das Heielement zu fließen begann, Vergleichsmittel (26) zum Vergleich der ersten und zweiten Signale miteinander und zur Abgabe eines Ausgangssignales zur Betätigung des Schaltgliedes (11) in die Ausschaltlage, wenn die ersten und zweiten Signale gleichgroß sind, d a d u r-c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Heizelement (11) zwecks Schnellerwärmung eingerichtet ist, einen kleinen Teil des Fahrzeugsitzes stark zl erwärmen, und genannte erste Mittel (34,36) zur Abfühlung der Wageninnenraumtemperatur eingerichtet sind, wodurch die Schnellerwärmungszeit des Sitzes von dieser Innenraumtemperatur abhängig wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n -z e i c h n e t, daß die ersten Mittel einen Spannungsteiler enthalten, in dem wenigstens ein Kreiselement aus einem temperaturabhängigen Widerstand (36) besteht, der für Abfühlung der Wageninnenraumtemperatur eingeichtct ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder , d a d u r c h gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel einen RC-Kreis enthalten, dessen kapazitives Element (42) aufgeladen zu werden beginnt, wenn der Erwärmungsstrom eingeschaltet wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspräche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß die Kreiseinrichtung ein weiteres Vergleichsmittel (24) enthält, dessen Eingängen genanntes erstes Signal (U) und ein festes Referenzsignal (U2) zugeführt werden, und dessen Ausgang ein Signal zur Betätigung des Schaltgliedes (14) zur Ausschaltlage abgibt, wenn die Wageninnenraumtemperatur eine dem Referenzsignal entsprechende vorbestimmte Temperatur übersteigt.