DE3732841A1 - Verfahren und einrichtung zum beheizen von fahrzeugsitzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen von Fahr­ zeugsitzen, bei welchen einem Sitzteil und einem Rücklehnen­ teil Wärmeenergie geregelt zugeführt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Ver­ fahrens.

Seit geraumer Zeit sind Autositzheizungen bekannt, welche in die Teile des betreffenden Autositzes eingelegte flächige elektrische Heizelemente enthalten, welche über einen Regler an eine elektrische Energiequelle anschaltbar sind. Ein der Temperatur entsprechendes Istwertsignal ist dem Regler von einem Temperaturfühler her zuführbar. Dieses Signal wird mit einem einstellbaren Sollwertsignal in einem Operationsver­ stärker verglichen. Der Ausgang des Operationsverstärkers schal­ tet vermittels eines Transistors ein im Heizstromkreis liegendes Relais ein und aus. Die flächigen Heizelemente für das Sitzteil und das Rücklehnenteil sind in Reihe geschaltet, wobei man sich durch Abstimmung der jeweiligen Heizleistung bemüht, am Sitz­ teil und am Rücklehnenteil des Autositzes gleiche Temperaturen zu erzielen.

Da das Sitzteil eines Fahrzeugsitzes im wesentlichen allein das Körpergewicht über die Gesäß- und Oberschenkelpartie eines Fahr­ zeuginsassen abstützt, werden die Bezugsmaterialien und die Polsterung zwischen der Haut und dem Heizelement in diesem Bereich stärker zusammengedrückt, wodurch die Wärmeleitung zwischen dem flächigen Heizelement des Sitzteiles und dem Körper des Fahrzeuginsassen im Sitzbereich gegenüber den Verhältnisses im Rücklehnenteil verstärkt wird. Selbst wenn also durch den gemeinsamen Regler der Heizelemente des Sitzteils und des Rück­ lehnenteils eines Fahrzeugsitzes eine gleiche Temperatur der flächigen Heizelemente eingeregelt wird, so entsteht doch bei dem Fahrzeuginsassen physiologisch der Eindruck einer stärkeren Heizung im Bereich des Sitzteiles, was unangenehm empfunden wird.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Beheizen von Fahrzeugsitzen so auszu­ bilden, daß im wesentlichen unabhängig von der Leistungsaufnahme von Heizelementen im Bereich des Sitzteiles und des Rücklehnen­ teiles sowie auch im wesentlichen unabhängig von den Unterschieden des Wärmeüberganges zwischen den Heizelementen des Sitzteiles oder Rücklehnenteiles einerseits und dem Körper eines Insassen andererseits der physiologische Eindruck einer Heizung von Sitz­ teil und Rücklehnenteil auf gleiche Temperatur verwirklicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmeenergiezufuhr zum Sitzteil und deren Regelung getrennt von der Wärmeenergiezufuhr zum Rücklehnenteil und deren Regelung erfolgt. Eine Einrichtung zur Verwirklichung dieses Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß einer elektri­ schen Flächenheizung für den Sitzteil und einer elektrischen Flächenheizung für den Rücklehnenteil jeweils gesonderte Tempera­ turfühler und in der jeweiligen elektrischen Energiezufuhr liegende, mit je einem zugehörigen Temperaturfühler gekoppelte, gesonderte Regler zugeordnet sind, an denen Sollwerte jeweils unabhängig voneinander einstellbar sind.

Es sei an dieser Stelle kurz erwähnt, daß unter Flächenheizung oder Flächenheizelement in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen Heizeinrichtungen zu verstehen sind, die geeignet sind, eine ausgedehnte Fläche eines Fahrzeug­ sitzes im wesentlichen gleichmäßig zu erwärmen, etwa mittels einer Heizleiterschicht, mittels Heizkabeln, mittels mäander­ förmig ausgelegter, aufgenähter oder in anderer Weise befes­ tigter Heizleiterdrähte und dergleichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung zum Beheizen von Fahrzeugsitzen der hier angegebenen Art sind die Regler und die Flächenheizungen parallel an das Bordnetz eines Fahrzeugs anschaltbar, wobei die Regler jeweils die Form von EIN-/AUS-Reglern haben, deren Schaltelemente jeweils von einem Leistungstransistorbauelement gebildet sind. Die Leistungstran­ sistor-Bauelemente können eine Überlast- und Kurzschlußschutz­ schaltung enthalten.

Aufgrund des Parallelbetriebes zweier unabhängiger Regler je­ weils für die Flächenheizung des Sitzteiles und die Flächen­ heizung des Rücklehnenteiles werden unabhängig von der getrennten Sollwerteinstellung der Temperatur am Sitzteil und am Rücklehnen­ teil überraschende Vorteile erzielt:

Nachdem sich die von einem Schalterelement eines EIN-/AUS- Reglers während des Regelbetriebes zu schaltende Leistung bei der hier angegebenen Einrichtung etwa halbiert, ist es gegen­ über entsprechenden bekannten Systemen nunmehr möglich, an­ stelle der Schaltrelais Leistungstransistorschalter zu ver­ wenden. Die Schaltfrequenz kann so erhöht werden und es ist eine Regelung in engeren Grenzen möglich. Gleichzeitig er­ reicht man aufgrund weniger scharfer Impulsflanken der geschal­ teten Stromimpulse eine geringere Störbeeinflussung.

Leistungstransistor-Baueinheiten mit Überlast- und Kurzschluß- Schutzschaltung sind dem Fachmann an sich bekannt und im Handel allgemein erhältlich. Eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Baueinheiten ist daher hier nicht notwendig.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist schematisch ein beheizter Fahrzeugsitz mit einer Einrichtung zu dessen Beheizung gezeigt, welche als schematisches Schaltbild wiedergegeben ist.

Der in der hier angegebenen Art und Weise beheizte Fahrzeug­ sitz 1 enthält ein Sitzteil 2 und ein Rücklehnenteil 3. Eine in den Sitzteil eingebettete elektrische Flächenheizung ist mit 4 bezeichnet, während eine in den Rücklehnenteil einge­ bettete elektrische Flächenheizung bei 5 angedeutet ist.

Auf die Temperatur der elektrischen Flächenheizung 4 des Sitzteiles 2 spricht ein Temperaturfühler 6, etwa ein Wider­ standselement mit negativem Temperaturkoeffizienten des elek­ trischen Widerstandes an. Der Temperaturfühler 6 ist mit der Flächenheizung 4 thermisch gekoppelt. Auf die Temperatur der elektrischen Flächenheizung 5 des Rücklehnenteiles 3 spricht ein dem Temperaturfühler 6 ähnlicher Temperaturfühler 7 an, der mit der Flächenheizung 5 thermisch gekoppelt ist.

Der Temperaturfühler 6 liefert an einen Regler 8 für den Sitz­ teil über eine Leitung 9 ein dem Istwert der Temperatur ent­ sprechendes Signal in Gestalt eines Ausgangssignals des aus dem Temperaturfühler 6 und einem Widerstand 10 gebildeten Spannungsteilers.

Der Temperaturfühler 7 liefert über eine Leitung 11 ein dem Istwert der Temperatur der Flächenheizung entsprechendes Sig­ nal an einen Regler 12 für den Rücklehnenteil in Gestalt eines Ausgangssignales eines aus dem Temperaturfühler 7 und einem Widerstand 13 gebildeten Spannungsteilers. Das Sollwert­ signal für den Regler 8 wird diesem über eine Leitung 14 von einem am Armaturenbrett des Fahrzeugs entstellbaren Potentio­ meter 15 aus zugeführt. Das Sollwertsignal für den Regler 12 wird diesem über eine Leitung 16 von einem ebenfalls am Arma­ turenbrett einstellbaren Potentiometer 17 aus zugeleitet. Die am Armaturenbrett des Fahrzeugs einstellbaren Potentiometer 15 und 17, Schalter 18 und 19 zum Einschalten entweder der Flächen­ heizung 4 oder der Flächenheizung 5 oder beider Flächenheizungen sowie Anzeigeleuchten in der aus der Zeichnung ersichtlichen Beschaltung sind Bestandteil einer am Armaturenbrett des Fahr­ zeugs vorgesehenen Steuer- und Kontrolleinheit 20, die an der Klemme U mit Spannung beaufschlagt wird, wenn die Zündung des betreffenden Fahrzeuges eingeschaltet ist.

Das Sollwertsignal der Leitung 14 erreicht als Spannungsteiler­ ausgangssignal den Sollwerteingang eines Operationsverstärkers 21 des Reglers 8, während der Istwerteingang des Operationsver­ stärkers 21 durch das Signal der Leitung 9 beaufschlagt wird. Einzelheiten der Schaltung des Operationsverstärkers 21 sind aus der Zeichnung ohne weiteres erkennbar. Der Ausgang des Operationsverstärkers 21 ist an einen Eingang einer Leistungs­ transistorbaueinheit 22 gelegt, die über die Leitungen 23 und 24 in den Heizstromkreis der Flächenheizung 4 geschaltet ist. In der Zeichnung ist angedeutet, daß die Leistungstransistor­ baueinheit 22 eine Überlast- und Kurzschlußschutzschaltung ent­ hält, wie dem Fachmann an sich bekannt ist.

Der Sollwerteingang eines Operationsverstärkers 25 des Reglers 12 für die Flächenheizung 5 wird über einen Spannungsteiler mit dem Sollwertsignal der Leitung 16 beaufschlagt, während der Istwerteingang des Operationsverstärkers 25 vom Istwertsignal der Leitung 11 beaufschlagt ist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 25 gelangt zu einem Steuereingang einer Leistungstransistorbaueinheit 26 des Reglers 12, welche über die Leitungen 27 und 28 im Heizstromkreis der Flächenheizung 5 gelegen ist.

Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Regelung der Zufuhr der elektrischen Energie zu dem Flächen­ heizungen 4 und 5 jeweils unabhängig voneinander auch in der Weise erfolgen, daß bei Vorgabe einer bestimmten Schalt­ frequenz das EIN-/AUS-Verhältnis etwa durch Ansteuern einer Kippstufe zur Leistungsregelung verändert wird oder daß bei vorgegebener Einschaltdauer die Schaltfrequenz zur Veränderung der zugeführten Leistung verändert wird.

Schließlich sei noch die Möglichkeit erwähnt, in bestimmten Anwendungsfällen die Einrichtung so auszubilden, daß die Heiz­ stromkreise für die Flächenheizung 4 und die Flächenheizung 5 wahlweise mittels geeigneter Schaltmittel auf einen der Regler 8 oder 12 geschaltet werden können, falls der jeweils andere Regler schadhaft geworden sein sollte.

Claims (8)

1. Verfahren zum Beheizen von Fahrzeugsitzen (1), bei welchem einem Sitzteil (2) und einem Rücklehnenteil (3) Wärmeenergie geregelt zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeenergiezufuhr zum Sitzteil (2) und deren Regelung ge­ trennt von der Wärmenergiezufuhr zum Rücklehnenteil (3) und deren Regelung erfolgt.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer elektrischen Flächenheizung (4) für den Sitzteil (2) und eine elektrische Flächenheizung (5) für den Rücklehnenteil (3) jeweils gesonderte Temperaturfühler (6, 7) und in der jeweiligen elektrischen Energiezufuhr liegende, mit je einem zugehörigen Temperaturfühler gekoppelte, gesonderte Regler (8, 12) zugeordnet sind, für welche Sollwerte jeweils gesondert einstellbar (15, 17) sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler -8, 12) und die Flächenheizungen (4, 5) parallel an eine elektrische Stromquelle (U _B ) gelegt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler (8, 12) jeweils EIN-/AUS-Regler sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalterelement der EIN-/AUS-Regler (8, 12) jeweils eine Leistungstransistorbaueinheit (22, 26) ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungstransistorbaueinheit (22, 26) eine Überlast- und Kurzschluß-Schutzschaltung enthält.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regler mit konstanter Schaltfrequenz und veränderbarer Einschalt-Impulsdauer betrieben werden.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Regler mit veränderbarer Schaltfrequenz und konstanter Einschalt-Impulsdauer betrieben werden.