DE4338285A1 - Elektronisches Gerät für die Ansteuerung einer Sitzheizung - Google Patents
Elektronisches Gerät für die Ansteuerung einer SitzheizungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät für die Ansteuerung
einer Sitzheizung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zwecks Erhöhung des Fahrzeugkomforts ist es bekannt, einen Fahrzeug
sitz beheizbar auszugestalten. Er verfügt dazu über eine in die
Sitzfläche integrierte Heizwicklung, die gegebenenfalls unter
Zwischenschaltung eines Schalters nach Bedarf oder automatisch, in
Abhängigkeit von der Temperatur, mit der Batterie des Fahrzeugs
verbindbar ist. Der Minuspol der Heizwicklung liegt an Massepoten
tial. Der Pluspol liegt in Reihe mit einem Temperaturregler. Bei
einigen Fahrzeugen ist der Pluspol zusätzlich mit einem
Ein-Aus-Schalter versehen.
Insbesondere in Verbindung mit Rückhaltemitteln für Fahrzeug
insassen, wie zum Beispiel Gurten und/oder Airbag-Systemen, sind
weiter Mittel zur Feststellung der Anwesenheit eines Fahrzeug
insassen bekannt. Derartige Einrichtungen sind von besonderer
Bedeutung bei mit sogenannten passiven Rückhaltemitteln, wie bei
spielsweise einem Airbag-System, ausgestatteten Fahrzeugen, die im
Gefahrenfall ohne menschliches Zutun aktiviert werden. Eine Akti
vierung ist auch im Gefahrenfall nämlich nur dann notwendig, wenn
der betreffende Fahrzeugsitz tatsächlich von einem Fahrzeuginsassen
eingenommen ist. Ein überflüssiges Auslösen eines beispielsweise für
einen Beifahrer vorgesehenen Airbag-Systems bei leerem Beifahrersitz
würde zu erheblichen Kosten im Zusammenhang mit der Wiederinstand
setzung der Airbag-Bauelemente führen.
Auch bei einem belegten Fahrzeugsitz können Mittel zur Sitzbele
gungserkennung zweckmäßig zur Feststellung dienen, ob der jeweilige
Fahrzeuginsasse eine systemgerechte Sitzposition innehat oder nicht.
Diese Feststellung kann im Falle eines Unfalls als Entscheidungs
kriterium dafür herangezogen werden, ob ein Airbag-System überhaupt
oder gegebenenfalls erst etwas später ausgelöst wird, um eine mög
liche Verletzungsgefahr des Fahrzeuginsassen infolge einer falschen
Sitzposition zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Schon im
Vorfeld einer Unfallsituation könnte jedoch eine falsche Sitz
position über geeignete Anzeigemittel, wie beispielsweise eine Warn
lampe oder einen Signalgenerator angezeigt werden.
Aus US-A1-3 863 209 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, der einen in der
Sitzfläche angeordneten lastabhängigen Schalter aufweist. Bei
Belegung des Sitzes mit einem Fahrzeuginsassen ändert dieser
Schalter seinen Schaltzustand und kann beispielsweise einen Strom
kreis schließen. Bei diesem Schalter handelt es sich um ein von
einer Sitzheizung unabhängiges Bauelement.
Um Personen im Schließbereich von Türen zu erkennen, ist eine kapa
zitive Messung mit Oszillatoren aus DE-OS 30 44 789 bekannt. Die
Person begibt sich zwischen die Kapazitätselektroden eines Luftkon
densators und erhöht dadurch die Kapazität des Oszillatorkondensa
tors. Die Oszillatorfrequenz nimmt ab.
Aus US-A1-4 885 566 ist weiter eine Einrichtung bei einem Fahrzeug
bekannt, die es ermöglicht, das Anlegen eines Sicherheitsgurts zu
überprüfen. Diese Einrichtung sieht eine Sitzelektrode und eine bzw.
zwei Gurtelektroden vor. Ein belegter Sitz wird durch Kapazitäts
erhöhung zwischen Sitzelektrode und Gurtelektrode bzw. Kapazitäts
erhöhung zwischen den beiden Gurtelektroden erkannt. Die Schwin
gungsfrequenz des Schwingkreises ist von der Sitzbelegung durch
einen Fahrzeuginsassen abhängig. Auch bei dieser bekannten
Einrichtung ist die in dem Fahrzeugsitz angeordnete Elektrode kein
Bestandteil einer Sitzheizung.
Aus DE 36 35 644 C2 ist eine Sitzelektrode bekannt, die mit der
Fahrzeugkarosserie als Gegenelektrode (- Masse) einen Kondensator
darstellt. Der Kondensator erhöht durch einen Beifahrer seine
Kapazität. Der Oszillator erniedrigt bei belegtem Sitz seine
Frequenz. Es ist ein Zähler-Speicher vorgesehen, der während einer
festen Zeit von 0.1 sek die Oszillatorimpulse zählt und über den
Speicher seriell an den Mikrocomputer weitergibt. Es wird nicht die
absolute Kapazität, sondern deren momentane Änderung ausgewertet.
Aus DE 41 10 702 A1 ist weiter ein Fahrzeugsitz mit Sitzheizung
bekannt, bei dem die Sitzheizung in Doppelfunktion als Sensor für
eine Sitzbelegungserkennungsschaltung dient.
Das elektronische Gerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 hat demgegenüber zahlreiche Vorteile. Dadurch, daß
zumindest Teile einer bereits vorhandenen Sitzheizung als Mittel zur
Erkennung der Sitzbelegung dienen, läßt sich ein besonders einfacher
und damit auch preiswerter konstruktiver Aufbau eines Fahrzeugsitzes
realisieren. Das elektronisches Gerät bietet weiterhin den Vorteil,
daß das Heizelement und die das Heizelement mit dem elektronischen
Gerät, bzw. der Stromquelle verbindende Relaisschaltung auf Fehler
überwacht werden können; insbesondere ist auch eine Erfassung der
Anzugszeit des Relais möglich. Das Gerät ermöglicht weiterhin die
Zuschaltung der Sitzheizung und deren Betrieb über eine beliebige
Zeitdauer sowie die Frequenzmessung eines Oszillators, dessen
Schwingfrequenz von dem Heizelement beeinflußt wird. Dadurch ist auf
einfache Weise die Feststellung möglich, ob der Fahrzeugsitz von
einem Fahrzeuginsassen besetzt ist oder nicht. Alle diese viel
fältigen Steuerungsfunktionen werden mit nur einer einzigen Ver
bindungsleitung ermöglicht, die das elektronische Gerät mit einem
zentralen Steuergerät (Airbag-Steuergerät) verbindet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt
dabei das Blockschaltbild einer Anlage, die das Heizelement der
Sitzheizung, ein elektronisches Gerät, einen Temperaturregler und
ein zentrales Steuergerät umfaßt; Fig. 2 zeigt den Stromlaufplan
eines ersten Ausführungsbeispiels des elektronischen Geräts; Fig. 3
zeigt in Gestalt eines Blockschaltbildes ein zweites Ausführungs
beispiel und Fig. 4 zeigt den Stromlaufplan des zweiten Aus
führungsbeispiels eines elektronischen Gerätes.
In Fig. 1 ist mit Bezugsziffer 1 das Heizelement einer elektrischen
Sitzheizung bezeichnet, das über von einem elektronischen Gerät 4
steuerbare Kontakte, insbesondere Relaiskontakte 3, bei belegtem
Sitz an Spannung liegt. Das Zu- und Abschalten des Heizelements 1
erfolgt auf den Steuerbefehl eines mit dem elektronischen Gerät 4
verbundenen Temperaturreglers 2. Das Heizelement 1 liegt, vorzugs
weise mit einem Abgriff 5, an einem Anschluß des elektronischen
Gerätes 4. Das elektronische Gerät 4 ist weiterhin über eine Leitung
9 mit dem Airbagsteuergerät 6 verbunden. Bei Beginn einer durch den
Temperaturregler 2 angeforderten Heizphase schaltet das elektro
nische Gerät 4 zwecks Ermittlung einer Sitzbelegung kurzzeitig über
die Kontakte 3 das Heizelement ab und mißt die Frequenz eines
Oszillators, dessen Schwingungsfrequenz von dem Heizelement 1
beeinflußt ist. Ein wiederholtes Zuschalten des Heizelements 1
vermittels der Kontakte 3 erfolgt nur, wenn die Messung ergeben hat,
daß der Sitz belegt ist.
In Fig. 2 ist der Stromlaufplan eines ersten Ausführungsbeispiels
des elektronischen Geräts dargestellt. Mit Bezugsziffer 1 ist ein
Heizelement für die Sitzheizung eines Fahrzeugs bezeichnet, das in
zwei Teilelemente 1a, 1b unterteilt ist. Ein Endanschluß des Teil
elements 1b ist mit dem Masseanschluß verbunden, während der andere
Endanschluß des Teilelements 1b an einen ersten Relaiskontakt Rel1
geführt ist, dessen anderer Anschluß mit dem ersten Endstück des
zweiten Teilelements 1a verbunden ist. Der zweite Anschluß des
Teilelements 1a schließlich ist einerseits an einen ersten Relais
kontakt Rel2 gelegt, dessen anderer Anschluß an dem positiven
Betriebsspannungsanschluß UB liegt. Andererseits ist der erste
Relaiskontakt von Rel2 über einen Widerstand R17 mit dem invertie
renden Eingangsanschluß eines Schaltkreises (Operationsverstärker)
IC1/2 verbunden. Der invertierende Eingangsanschluß liegt weiterhin
über einen Kondensator C4 und eine Diode D6 an Masse und anderer
seits über eine Diode D5 an der Betriebsspannung U1. Weiterhin ist
der invertierende Eingangsanschluß über den Widerstand R14 mit dem
Ausgangsanschluß des Schaltkreises IC1/2 verbunden. Der nicht
invertierende Eingangsanschluß dieses Schaltkreises ist seinerseits
über einen Widerstand R16 mit dem Masseanschluß, über einen Wider
stand R15 mit dem Betriebsspannungsanschluß U1 und schließlich über
einen weiteren Widerstand R13 mit dem Ausgangsanschluß des Schalt
kreises IC1/2 verbunden. Weiterhin liegt der Ausgangsanschluß des
Schaltkreises IC1/2 über einen Widerstand R12 an der Betriebs
spannung U1. Weiterhin ist der Ausgangsanschluß des Schaltkreises
IC1/2 über einen Widerstand R9 mit dem Gate-Anschluß eines
Transistors T1 verbunden, dessen Source-Anschluß an Masse liegt und
dessen Drain-Anschluß an die Verbindungsstelle von zwei Widerständen
R2, R3 geführt ist. Diese Verbindungsstelle liegt andererseits über
eine Zenerdiode D1 an Masse. Der andere Anschluß des Widerstands R2
liegt über einen weiteren Widerstand R1 an der Betriebsspannung U1
und andererseits an einem Anschluß des Airbag-Steuergerätes 6. Der
andere Anschluß des Widerstands R3 führt zu dem invertierenden
Eingangsanschluß eines Schaltkreises IC1/1, der weiterhin über
einen Kondensator C1 an Masse liegt. Der nichtinvertierende
Eingangsanschluß des Schaltkreises IC1/1 ist einerseits über einen
Widerstand R4 mit dem Masseanschluß, andererseits über den Wider
stand R5 mit dem Betriebsspannungsanschluß U1 und schließlich über
einen Widerstand R6 mit dem Ausgangsanschluß des Schaltkreises IC1/1
verbunden. Dieser Ausgangsanschluß ist ebenfalls über einen
Widerstand R7 mit dem Betriebsspannungsanschluß U1 verbunden.
Weiterhin führt der Ausgangsanschluß des Schaltkreises IC1/1 an den
Gate-Anschluß eines zweiten Transistors T2, dessen Source-Anschluß
mit dem Drain-Anschluß eines dritten Transistors T3 verbunden ist.
Der Source-Anschluß dieses dritten Transistors T3 ist mit Masse
verbunden, während sein Gate-Anschluß einerseits über eine Zener
diode D7 an Masse liegt und andererseits über einen Widerstand R11
mit einem Anschluß eines Temperaturreglers 2 verbunden ist. Der
Anschluß des Temperaturreglers 2 liegt weiterhin über einen Wider
stand R10 an Masse. Im Drain-Kreis des Transistors T2 liegt eine
Wicklung eines Relais Rel, der eine Diode D2 parallel geschaltet
ist. Der dem Transistor T2 fernliegende Anschluß der Relaiswicklung
liegt über eine Diode 3 an der positiven Betriebsspannungsquelle UB,
die wiederum über einen Kondensator C2 an Masse gelegt ist. Der
Verbindungspunkt zwischen der Diode D3 und der Relaiswicklung liegt
über einen Widerstand R8 an dem Betriebsspannungsanschluß U1, der
wiederum über eine Zenerdiode D4 einerseits und einen Kondensator C3
andererseits mit dem Masseanschluß verbunden ist.
Sofern ein Heizleistungsbedarf beispielsweise durch einen mit dem
Temperaturregler 2 in Wirkverbindung stehenden Temperatursensor
festgestellt wird, steuert der Temperaturregler 2 über den Wider
stand R11 den Transistor T3 in den leitenden Zustand. Die Heizung
kann nun für eine beliebige Zeitdauer in Betrieb gesetzt werden
wenn auch das Steuergerät 6 einen entsprechenden Ansteuerimpuls
ausgibt, der über den Schaltkreis IC1/1 auch den Transistor T2 in
den leitenden Zustand versetzt, der daraufhin die Wicklung des
Relais Rel aktiviert und die Relaiskontakte Rel1 und Rel2 schließt.
Dadurch werden beide Teilelemente 1a, 1b des Heizelementes 1 an die
Betriebsspannung gelegt und von Strom durchflossen. Der Schaltkreis
IC1/2 mit Peripheriebeschaltung stellt einen Oszillator dar, dessen
Schwingungsfrequenz von einer Kapazität beeinflußbar ist, die aus
mindestens einem Teilelement 1a, 1b des Heizelements 1 einerseits
und beispielsweise der Fahrzeugmasse andererseits besteht. Diese
Kapazität ändert sich beispielsweise dadurch, daß der Fahrzeugsitz
von einem Fahrzeugpassagier besetzt wird. Durch kurzzeitiges Auf
trennen des Heiz-Kreises mittels der Relaiskontakte Rel1 und Rel2
kann eine vom Heizvorgang ungestörte Messung der Sitzkapazität
erfolgen, wodurch feststellbar ist, ob ein Sitz besetzt ist oder
nicht. Falls der Sitz nicht besetzt ist, besteht keine Notwendigkeit
für die Heizung des Sitzes, so daß durch Nichtansteuerung des
Transistors T2 ein weiterer Heizvorgang unterbunden wird. Zugleich
wird die Nichtbelegung des Sitzes auch von dem Airbag-Steuergerät 6
registriert. Diese Information wird dahingehend weiterverarbeitet,
daß ein beispielsweise für die Beifahrerseite vorgesehener Airbag im
Falle der Nichtbelegung des Sitzes nicht aktiviert wird. Zugleich
dient diese Maßnahme auch einem verstärkten Sicherungsbedürfnis, da
auch fehlerhafte Sitzpositionen feststellbar sind, die bei sorg
fältiger Abwägung der Risiken vorzugsweise nicht zu der Auslösung
eines Airbags führen sollten.
Diese Schaltung ermöglicht weiterhin, die Erfassung der Anzugszeit
des Relais Rel und die Feststellung von Fehlern wie beispielsweise
Kurzschlüssen oder Leitungsunterbrechungen im Heizkreis.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektronischen Geräts ist als
Blockschaltbild in Fig. 3 und als Stromlaufplan in Fig. 4 dar
gestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der Steuer
eingang 9 des elektronischen Gerätes 4 über einen Widerstand R3 mit
dem Steueranschluß eines Transistors T2 verbunden, dessen Source-An
schluß an Masse liegt und dessen Drain-Anschluß einerseits über
einen Widerstand R4 an Betriebsspannung und andererseits an dem
Steueranschluß eines zweiten Transistors T3 liegt. Der Steuer
anschluß des Transistors T2 ist weiterhin über einen Kondensator C1
mit Masse verbunden. Der Steuereingang des elektronischen Gerätes 4
ist weiterhin über einen Widerstand R2 mit der Betriebsspannung und
über eine Verbindungsleitung mit dem Ausgangsanschluß eines
Oszillators 10 verbunden, der wiederum über einen Steuereingang 10′,
wie auch in Fig. 3 dargestellt, zumindest mit einem Teil des
Heizelementes 1, 1a, 1b verbunden ist. Im Lastkreis des Transistors
T3 ist ein Relais Rel angeordnet, das Kontakte zur Verbindung des
Heizelements 1 (Fig. 3) mit der Betriebsspannungsquelle steuert.
Der Source-Anschluß des Transistors T3 ist mit Masse verbunden. Der
Steueranschluß des Transistors T3 ist mit dem Drain-Anschluß eines
weiteren Transistors T4 verbunden, dessen Source-Anschluß an Masse
liegt. Der Steueranschluß des Transistors T4 ist mit dem
Ausgangsanschluß eines Temperataurreglers 2 verbunden.
Claims (5)
1. Elektronisches Gerät für die Ansteuerung der Heizung eines
Fahrzeugsitzes mit einem Heizelement und Schaltmitteln zur
Verbindung des Heizelementes mit einer Spannungsquelle, bei dem das
Heizelement zugleich als Sensor für eine Sitzbelegungserkennung
dient, mit einem Oszillator, dessen Schwingungsfrequenz von dem
Heizelement beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
elektronische Gerät (4) einen Steueranschluß (9) aufweist, über den
es mit einem Airbag-Steuergerät (6) verbindbar ist und daß über
diesen Steuergang einerseits das Heizelement (1, 1a, 1b) an die
Betriebsspannungsquelle (UB) schaltbar und andererseits der
Schwingungszustand des Oszillators (10) erfaßbar ist.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Steuereingang (9) des elektronischen Gerätes (4) über eine
Serienschaltung von Widerständen (R2, R3) mit dem invertierenden
Eingangsanschluß eines ersten integrierten Schaltkreises (IC1/1)
verbunden ist, dessen Ausgangsanschluß mit dem Steueranschluß eines
ein Relais (Rel) steuernden Transistors (T2) verbunden ist.
3. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1, 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in Serie zu dem Transistor (T2) ein weiterer
Transistor (T3) geschaltet ist, dessen Steueranschluß mit dem
Ausgangsanschluß eines Temperaturreglers (2) verbunden ist.
4. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausgangsanschluß des Oszillators (10) mit
dem Steueranschluß eines Transistors (T1) verbunden ist, dessen
Drainanschluß an den Verbindungspunkt der Widerstände (R2, R3)
geführt ist.
5. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Oszillator (10) einen elektronischen
Schaltkreis (IC1/2) umfaßt, dessen invertierender Eingangsanschluß
mit dem Heizelement (1) verbunden ist.
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DE19934338285 DE4338285A1 (de) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Elektronisches Gerät für die Ansteuerung einer Sitzheizung |
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