DE60029144T2

DE60029144T2 - Vorrichtung zur Heizung eines Fahrzeugsitzes und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE60029144T2
Application number: DE60029144T
Authority: DE
Inventors: Tommy Fristedt; Daniel Josefsson; Manuel Ruggiu; Jean-Francois Gallo; Holger Lorenz
Original assignee: IEE International Electronics and Engineering SA; Kongsberg Automotive AB
Current assignee: IEE International Electronics and Engineering SA; Kongsberg Automotive AB
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: EP1311407B1; DE60029144D1; KR20030094207A; US7134715B1; JP2004504082A; EP1311407A1; KR100580779B1; WO2002006083A1; AU2000260446A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugsitzanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugsitzanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
Aus Komfort- und Sicherheitsgründen werden heutige Fahrzeuge häufig mit elektrisch beheizbaren Sitzen ausgerüstet. Sowohl der Fahrersitz als auch die anderen Sitze in dem Fahrzeug können so eingerichtet werden, dass sie mittels Heizelementen in Form elektrisch leitender Drähte beheizt werden können, die in jedem Sitz in Form einer Heizschlange angeordnet werden können. Solch ein Heizelement wird normalerweise bei der Herstellung des Sitzes in der Rückenlehne und dem Sitzpolster jedes Sitzes angeordnet.
Ferner wird das Heizelement an eine Strom zuführende Einheit angeschlossen, die Strom liefert. Auf diese Weise kann das Heizelement auf eine geeignete Temperatur erwärmt werden.
Es besteht der Wunsch, bei jedem Sitz an seiner Oberfläche eine sorgfältig eingestellte Temperatur zu haben, d.h. an der Oberfläche, die mit der Person in Kontakt steht, die den Sitz einnimmt. Zu diesem Zweck kann die Temperatur des Heizelements mittels eines Temperatursensors erfasst werden, der im Sitz dicht beim Heizelement angeordnet und an eine zentrale Kontrolleinheit angeschlossen ist. Mittels des Temperatursensors und der Kontrolleinheit kann die Temperatur erfasst werden. Die Kontrolleinheit weist auch Strom zuführende Schaltungen auf, mittels derer dem Heizelement über einen Zeitraum ein bestimmter Strom zugeführt werden kann, bis ein bestimmter gewünschter Soll-Wert der Temperatur erreicht ist. Das Einstellen dieses Soll-Wertes kann zum Beispiel mittels unveränderlicher Widerstände oder eines einstellbaren Potentiometers durchgeführt werden, das durch den Insassen des betreffenden Sitzes eingestellt wird.
Mittels des zuvor beschriebenen Regelungsverfahrens kann dem Heizelement Strom zugeführt werden, bis die zentrale Kontrolleinheit durch Verwendung des Temperatursensors anzeigt, dass der Soll-Wert erreicht worden ist. Wenn dies der Fall ist, wird die Stromzufuhr durch die Kontrolleinheit unterbrochen. Dies führt dazu, dass das Heizelement allmählich abkühlt. Wenn das Heizelement so weit abgekühlt ist, dass die Temperatur wieder unter dem Soll-Wert liegt, wird die Stromzufuhr zum Heizelement wieder aufgenommen. Auf diese Weise wird die Temperaturregelung fortgesetzt, solange das System aktiv ist.
Die Regelung der Stromzufuhr zum Heizelement kann auf andere Weise vorgesehen werden, zum Beispiel mittels einer Kontrolleinheit, die in das Fahrzeug integriert ist, zum Beispiel in Form einer Kontrolleinheit, die gewöhnlich zum Regeln des Betriebs des Motors des Fahrzeugs oder zur Regelung der Klimaanlage des Fahrgastraums verwendet wird. Zu diesem Zweck kann eine solche externe Kontrolleinheit so angepasst werden, dass sie mit der zuvor erwähnten Kontrolleinheit für das Heizelement kommuniziert. Anordnungen für eine solche Datenübertragung sind aus den Patentschriften WO 98/01798 und WO 98/01059 vorbekannt.
Ferner ist es in heutigen Fahrzeugen üblich, einen oder mehrere Airbags für den Schutz der Insassen im Fahrzeug zu verwenden. In dieser Hinsicht besteht die Notwendigkeit, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Insassen in einem Sitz zu erfassen, der einem Airbag zugeordnet ist. Insbesondere besteht der Wunsch, die auf den Sitz wirkende Belastung zu ermitteln, um eine Anzeige der Gegenwart eines Insassen oder eines Gegenstandes auf dem Sitz zu liefern. Das Ergebnis einer solchen Ermittlung kann zum Aktivieren oder Deaktivieren verschiedener Funktionen verwendet werden, zum Beispiel der Airbags. Dies ist aufgrund der Tatsache erforderlich, dass ein Airbag für einen Insassen im Fahrzeug schwere Verletzungen verursachen kann, falls er aktiviert wird, wenn ein rückwärts blickendes Kind vor einen Airbag gesetzt wird, oder wenn sich ein Insasse, der keinen Sicherheitsgurt benutzt, im Augenblick der Aktivierung des Airbags vorbeugt. Das Ergebnis einer solchen Ermittlung kann zum Aktivieren anderer Funktionen in einem Fahrzeug verwendet werden, insbesondere, um Einstellungen der Scheinwerfer oder eine Sitzgurtwarnung vorzusehen.
Aus diesem Grund ist es vorbekannt, ein Fahrzeug mit einer Sensoranordnung auszurüsten, die so angeordnet ist, dass sie eine Anzeige liefert, ob sich ein Insasse auf einem Sitz befindet, der wiederum einem Airbag zugeordnet ist, oder ob ein Zusatzkindersitz auf dem Sitz angeordnet ist. Vorzugsweise wird auch die Ausrichtung des Kindersitzes oder der Typ des benutzten Kindersitzes bestimmt. Auf diese Weise kann ein Airbagschutzsystem in einem Fahrzeug deaktiviert werden, wenn zum Beispiel ein Kindersitz auf dem betreffenden Sitz angeordnet wird. Dies bietet einen Vorteil, weil für die in dem Kindersitz sitzende Person das Verletzungsrisiko aufgrund eines aktivierten Airbags ausgeschaltet werden kann.
Eine Anordnung zum Ermitteln der Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands in einem Fahrzeugsitz ist vorbekannt, zum Beispiel aus der Patentschrift WO 98/14345. Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln verschiedener Parameter einer sitzenden Person. Die Auswertung dieser Parameter kann die Abschätzung der Größe und/oder des Gewichts der Person beinhalten.
Jedoch können verschiedene Schwierigkeiten auftreten, wenn ein mit einem Heizelement versehener Sitz, wie er zuvor erwähnt wurde, auch mit einem gesonderten Sensor zum Ermitteln der Anwesenheit eines Insassen im Fahrzeug ausgerüstet werden soll. Erstens sollte beachtet werden, dass das Heizelement nur auf einen bestimmten Abschnitt der Oberfläche des Sitzpolsters geklebt werden kann, wo der Sensor nicht befestigt ist. Dies erlaubt einen relativ beschränkten Bereich zum Befestigen des Heizelements. Ferner besteht die Gefahr, dass die Oberfläche des Belegungssensors mit dem Klebstoff in Kontakt kommt, der für das Heizelement verwendet wird. Dies kann ein Vorbiegen des Sensors verursachen, was wiederum zu einer Verschlechterung des Erfassungssignals vom Belegungssensor führen kann. Eine solche bekannte Anordnung würde auch eine große Anzahl von Bauteilen enthalten, die zu hohen Kosten für den Sitz führen würden. Überdies würde eine solche Anordnung einen komplizierten und kostspieligen Zusammenbau des Sitzes beinhalten, was ebenfalls zu höheren Kosten führen würde. Außerdem besteht die Gefahr, dass der Betrieb der zwei Bauteile, d.h. des Heizelements und des Belegungssensors, gestört wird, weil die Bauteile sehr nahe beieinander befestigt sind. Auch würde ein solcher Einbau eines Heizelements und eines Belegungssensors das Risiko beinhalten, dass der Sensor während seiner Lebensdauer aus seiner Lage rutscht. Schließlich beinhaltet eine solche Anordnung eines Heizelements und eines Belegungssensors das Risiko, dass das Heizelement auf den Betrieb des Belegungssensors störend einwirkt, d.h. der Sensor kann falsche Signale liefern, wenn er erwärmt wird.
Folglich werden mannigfaltige Schwierigkeiten verursacht, wenn versucht wird, diese zwei Bauteile innerhalb desselben Fahrzeugsitzes zu kombinieren.
Die Patentschrift WO-A-95/13204, die dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 13 entspricht, unterrichtet über eine Anordnung zum Regeln der Heizung in einem Fahrzeugsitz. Die Anordnung enthält eine Heizeinrichtung, die zusätzlich zu ihrer Heizfunktion auch als Sensor zum Erkennen einer Sitzbelegung dient. Eine weitere Anordnung, welche die Erkennungs- und Heizfunktionen kombiniert ist aus der Druckschrift DE-C-197 17 273 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Fahrzeugsitzanordnung zu schaffen, mittels der die zuvor beschriebenen Probleme gelöst werden können. Dies wird mittels einer Anordnung und eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 beziehungsweise 13 bewerkstelligt.
Mittels der Erfindung können verschiedene Vorteile erreicht werden. Erstens ist besonders zu erwähnen, dass die Erfindung eine einzige vormontierte Einheit bildet, die in einen Fahrzeugsitz leicht bei dessen Herstellung eingebaut werden kann. Ferner kann bei einer gemeinsamen integrierten Einheit ihre Haftung an der Oberfläche des Fahrzeugsitzes so groß wie nötig ausgebildet werden, weil der Belegungssensor keine gesonderten Haftungsstellen benötigt. Auch kann das Problem, welches das Risiko beinhaltet, dass der Belegungssensor in Bezug auf die Heizeinrichtung aus seiner Lage rutschen könnte, durch die Erfindung beseitigt werden.
Der Begriff „Belegungssensor" oder „Sensor" wird im Folgenden verwendet, um eine Einrichtung zum Erkennen der Anwesenheit eines Insassen oder eines Gegenstands, der in einem Fahrzeugsitz angeordnet ist, zu definieren. Dieser Sensor kann auch verwendet werden, um zu erkennen, ob zum Beispiel ein Zusatzkindersitz in einem bestimmten Fahrzeugsitz angeordnet ist. Folglich ist dieser Sensor dafür bestimmt, ein Messsignal zu liefern, das anzeigt, ob der Sitz von einer Person oder einem Gegenstand in Anspruch genommen wird.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Die Erfindung wird nun ausführlich zur Erläuterung und in keinem Sinn zu Begrenzungszwecken unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der:
1 eine schematische Darstellung ist, die eine erfindungsgemäße Anordnung zeigt,
2 eine schematische Darstellung ist, die eine im Allgemeinen der 1 entsprechende Anordnung zeigt, jedoch im zusammengebauten Zustand, und
3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen integrierten Anordnung ist.
1 stellt ein schematisches und ein wenig vereinfachtes Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung dar. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist die Erfindung zur Verwendung in Verbindung mit einem elektrisch beheizbaren Sitz 1 in einem Fahrzeug vorgesehen.
1 zeigt die Hauptbauteile, die einen Teil der Erfindung bilden, die allgemein ein integriertes Heiz- und Insassenanwesenheitserfassungssystem darstellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Anordnung eine Sitzheizeinrichtung 2 und einen Belegungssensor 3 zum Erfassen der Anwesenheit eines Insassen, die in 1 getrennt dargestellt sind, aber zusammengebaut und als integrales Bauteil in einem vorbestimmten Bereich 4 im Fahrzeugsitz 1 angeordnet werden soll.
Es ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf einen bestimmten Typ von Fahrzeugsitzen beschränkt ist, sondern in Personenkraftwagen, Bussen, Lastkraftwagen und anderen Arten von Fahrzeugen verwendet werden kann, in denen ein heizbarer Sitz benutzt werden kann.
Die Heizeinrichtung 2 wird nun ausführlich beschrieben. Die Heizeinrichtung 2 enthält eine Trägerschicht 5 in Form eines im Allgemeinen dünnen und flexiblen Blattes aus Stoff oder einem ähnlichen Material. Die Trägerschicht 5 trägt ein Heizelement 6 in Form eines elektrisch leitenden Drahts. Das Heizelement 6 ist als solches von einer vorbekannten Art und bildet eine Heizschlange, die durch den Widerstand des leitenden Drahts bestimmt wird. Vorzugsweise ist der Draht in die Trägerschicht 5 entsprechend einer Anordnung eingewebt, die an die Heizungserfordernisse des betreffenden Sitzes 1 angepasst ist. Jedoch kann der Heizdraht in anderer Weise montiert werden, zum Beispiel durch Vorsehen von zwei Trägerschichten anstatt einer. In solch einem Fall ist der Heizdraht dann zwischen diesen zwei Schichten angeordnet.
Die Heizeinrichtung 2 ist dafür vorgesehen, sie innerhalb des Fahrzeugsitzes 1, vorzugsweise in dessen Polster, anzuordnen. Im Prinzip kann die Heizeinrichtung 2 auch in der Rückenlehne des Sitzes 1 angeordnet werden. Obwohl in der Figur nur eine Heizeinrichtung 2 dargestellt ist, ist es möglich, verschiedene solche Einrichtungen an die Kontrolleinheit 9 anzuschließen, zum Beispiel in Form einer gesonderten Heizeinrichtung für das Polster des Sitzes und einer Heizeinrichtung für die Rückenlehne des Sitzes.
Das Heizelement 6 endet in zwei Anschlüssen 7, 8, welche zur Verbindung mit einer Kontrolleinheit 9 vorgesehen sind, die an einer geeigneten Stelle im Fahrzeug angeordnet und mit den Anschlüssen 7, 8 über entsprechende elektrische Leitungen verbunden ist.
In an sich bekannter Weise ist die Kontrolleinheit dafür eingerichtet, einen bestimmten Strom I durch das Heizelement 6 zu leiten, um den Sitz 1 zu beheizen. Dieser Vorgang wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
Es ist zu beachten, dass die Erfindung in 1 in einer etwas vereinfachten Form dargestellt ist. Folglich sind in der Figur nicht alle Bauteile der Kontrolleinheit 9 zu sehen, sondern nur die Teile, die zum Verständnis der Erfindung notwendig sind.
Ferner ist in der Nähe des Heizelements 6 ein Temperatursensor 10 angeordnet, der mit der Kontrolleinheit 9 elektrisch verbunden ist. Der Temperatursensor 10 hat vorzugsweise die Form eines Thermistors der NTC-Bauart („negative temperature coefficient"), die einen temperaturabhängigen Widerstand R aufweist, welcher der in der Nähe des Heizelements 6 vorhandenen Temperatur T entspricht. Alternativ kann auch ein Temperatursensor der PTC-Bauart („positive temperature coefficient") verwendet werden, oder eine beliebige Art von Sensor, der ein temperaturabhängiges Signal liefert.
Außerdem ist eine Stromquelle 11 über eine weitere Verbindung an die Kontrolleinheit 9 angeschlossen. Die Stromquelle 1 wird vorzugsweise durch die Starterbatterie des Fahrzeugs gebildet. Das System enthält außerdem einen nicht dargestellten Ein-/Ausschalter, der zum Beispiel in das Zündschloss der Fahrzeugs integriert ist. Der Schalter ist so angeordnet, dass die Kontrolleinheit 9 aktiviert ist, wenn der Schalter geschlossen ist. Der Schalter kann alternativ durch eine Steuerfunktion gebildet werden, die durch die Kontrolleinheit 9 bereitgestellt wird. In einem solchen Fall kann der Schalter zum Beispiel infolgedessen aktiviert werden, dass ein nicht dargestellter Türschlosssensor anzeigt, dass mindestens eine Tür des Fahrzeugs geöffnet wurde. Auf diese Weise kann das Heizen der Heizeinrichtung 2 aktiviert werden, bevor das Fahrzeug gestartet wird, vorzugsweise sogar bevor der Sitz eingenommen wird.
Im Folgenden werden die allgemeine Anordnung und die Hauptfunktionen der Kontrolleinheit 9 beschrieben. Die Kontrolleinheit 9 enthält ein Rechenwerk, das vorzugsweise computerbasiert ist, aber auch aus vorbekannten elektronischen Schaltungen bestehen kann. Das Rechenwerk ist so eingerichtet, dass es eine Anzeige der Temperatur T im Sitz 1 erstellt, die mittels des Temperatursensors 10 erfasst wurde. Diese Erfassung verwendet vorzugsweise eine nicht dargestellte Messbrücke von der Art der Wheatstonebrücke, die so angeordnet ist, dass das Rechenwerk einen der vorhandenen Temperatur T entsprechenden Wert berechnen kann. Die Erfassung kann alternativ mittels einer beliebigen anderen geeigneten Messbrückenschaltung erfolgen.
Überdies enthält die Kontrolleinheit 9 eine nicht dargestellte Schalteinrichtung, die den Strom I abhängig von Signalen von dem zuvor erwähnten Rechenwerk durch die Heizeinrichtung 2 leitet. Die Schalteinrichtung baut vorzugsweise auf einem MOSFET Transistor auf, der ein Halbleiterbauteil ist, das effizient beträchtliche Ströme von der Stromquelle 11 zum Heizelement 6 leiten kann und auch dafür benutzt werden kann, den Strom zwischen der Stromquelle 11 und der Heizeinrichtung 2 zu regeln. Alternativ kann die Schalteinrichtung in anderer Weise ausgebildet sein, zum Beispiel mittels anderer Arten von Transistoren oder einem Relais.
Das Rechenwerk der Kontrolleinheit 9 ist so eingerichtet, dass es einen Wert der gegenwärtigen Temperatur T ermittelt. Wenn die Temperatur niedriger als ein vorgewählter Wert T_A ist, der einer bestimmten Wunschtemperatur an der Oberfläche des Fahrzeugsitzes 1 entspricht, steuert das Rechenwerk die zuvor erwähnte Schalteinrichtung an, um dem Heizelement 6 den Strom I zuzuführen. Wenn der vorgewählte Wert T_A erreicht ist, schaltet das Rechenwerk die Stromzufuhr zum Heizelement 6 mittels der Schalteinrichtung ab.
Die Erfindung ist nicht auf die zuvor erwähnte Art der Stromregelung zum Regeln der Heizung beschränkt. Alternativ kann die Regelung der Heizung auf einer Regelung des Spannungspegels des Heizdrahts aufgebaut sein.
Wie zuvor erwähnt wurde, ist ferner ein Belegungssensor 3 vorgesehen, der als integrierter Teil der erfindungsgemäßen kombinierten Heizeinrichtungs- und Belegungssensoranordnung gestaltet ist. Zu diesem Zweck weist der Sensor 3 ein Stützelement in Form einer Trägerschicht 12 auf, die ein im Allgemeinen dünnes und flexibles Blatt aus einem geeigneten Kunststoff, vorzugsweise PET, ist. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von PET beschränkt, sonder andere Werkstoffe, wie zum Beispiel PEI, PEM oder ein beliebiger anderer geeigneter Werkstoff, vorzugsweise ein Kunststoff, kann ebenfalls verwendet werden.
Die Trägerschicht 12 des Belegungssensors trägt eine Vielzahl von Kraft- bzw. Druckerfassungselementen 13, die als Feld oder Matrix auf der Trägerschicht 12 angeordnet sind. Jedes der Druckerfassungselemente 13 enthält in an sich bekannter Weise ein druck- bzw. kraftempfindliches Bauteil oder Material. Ferner sind die Elemente 13 mittels in 1 nicht dargestellter elektrischer Leiter elektrisch zusammengeschaltet, die in einer Anzahl von Anschlüssen enden, von denen zwei Anschlüsse 14, 15 in 1 schematisch dargestellt sind. Diese Anschlüsse 14, 15 sind über elektrische Leiter mit einer zweiten Kontrolleinheit 16 verbunden. Die zweite Kontrolleinheit 16, die vorzugsweise durch die zuvor erwähnte Stromquelle 11 versorgt wird, ist so gestaltet, dass sie mittels der Signale von jedem der Druckerfassungselemente 13 eine Messung der auf den Sitz 1 wirkenden Kraft- bzw. Druckverteilung liefert. Durch Vergleichen der gemessenen Druckverteilung mit in der zweiten Kontrolleinheit 16 gespeicherten Druckverteilungsmustern kann die zweite Kontrolleinheit 16 ein Ausgangssignal liefern, das anzeigt, ob sich auf dem Sitz 1 eine Person oder ein Gegenstand befindet. Für den Fall, dass dem Sitz 1 ein nicht dargestellter Airbag zugeordnet ist, kann das Ausgangssignal zum Beispiel dafür benutzt werden, die Betätigung des Airbags zu erlauben oder zu verhindern. Das Ausgangssignal kann auch dafür verwendet werden, um zu bestimmen, wie der Insasse oder der Gegenstand auf dem Sitz angeordnet ist, zum Beispiel, ob sich eine Person auf dem Sitz vorbeugt oder zurücklehnt.
Die Erfindung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, dafür gedacht, zum Erfassen der Abwesenheit oder Anwesenheit einer Person unter Bezugnahme auf einen bestimmten Erfassungsbereich im Sitz eines Fahrzeugs verwendet zu werden. Die Erfassung kann zum Beispiel in Systemen verwendet werden, deren Zweck es ist, einen Airbag zu deaktivieren, wenn kein Fahrgast im Erfassungsbereich anwesend ist. Dies verhindert, dass der Airbag unnötig ausgelöst wird oder aufgrund dessen Verletzungen verursacht, dass ein Kindersitz auf dem Sitz des Fahrzeugs angeordnet ist oder dass der Fahrgast in einer unpassenden Stellung auf dem Sitz des Fahrzeugs sitzt. Für diesen Zweck ist der Erfassungsbereich so ausgewählt, dass er einen begrenzten Teil des Bereichs am Sitz 1 enthält, so dass Anwesenheit nicht nur bedeutet, dass eine Person auf dem Sitz anwesend ist, sondern dass die Person im Wesentlichen auch zurückgelehnt auf dem Sitz sitzen muss oder mit einem bestimmten maximalen Abstand von der Rückenlehne, damit Anwesenheit erkannt wird. Dies bedeutet, dass bei Anordnung eines Kindersitzes auf dem Sitz, wobei ein Kind in dem Sitz sitzt, Abwesenheit erfasst wird und ein entsprechender Airbag im Falle einer Kollision nicht betätigt wird.
Der erfindungsgemäße Belegungssensor 3 kann alternativ zum Betätigen der Heizeinrichtung 2 verwendet werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn nur eine begrenzte Menge an elektrischer Energie für die Heizeinrichtung verfügbar ist. Entsprechend einer solchen Ausführungsform sind zwei zuvor beschriebenen Kontrolleinheiten 9, 16 vorzugsweise in eine einzige Einheit integriert. In diesem Fall würde auch eine solche Kontrolleinheit so gestaltet sein, dass sie die Betätigung der Heizeinrichtung 2 nur zulässt, wenn eine Person auf dem Sitz 1 sitzt.
2 stellt eine perspektivische Ansicht entsprechend derjenigen der 1 dar, wobei aber die Heizeinrichtung 2 und der Belegungssensor 3 in ihrem zusammengebauten Zustand angeordnet sind. Die Erfindung beruht auf der Tatsache, dass die Heizeinrichtung 2 und der Belegungssensor 3 als zwei Bauteile ausgebildet sind, die so zusammenlaminiert sind, dass sie eine ganzheitliche Einheit bilden. Aus diesem Grund ist der Belegungssensor 3 in 2 nicht vollständig sichtbar, weil die Heizeinrichtung 2 über dem Sensor 3 angeordnet ist. Insbesondere diese Bauteile sind vorzugsweise vorgefertigt, um eine einzige Einheit zu bilden, die dafür bestimmt ist, sie in einem Fahrzeugsitz während dessen Herstellung zu montieren.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Heizeinrichtung 2 und der Belegungssensor 3 mittels Kleben oder Bügeln zusammengesetzt. Genauer, die Heizeinrichtung 2 kann dann eine oder zwei Trägerschichten aufweisen, die mit Klebstoff versehen sind. Diese Schichten werden laminiert, indem entweder nur eine Trägeschicht an der Oberseite des Sensors verwendet wird, oder zwei Trägeschichten, d.h. einer auf jeder Seite des Sensors. Wenn zwei Trägerschichten verwendet werden, können beide von ihnen Klebstoff aufweisen oder es kann nur die Trägerschicht mit dem Heizdraht mit Klebstoff versehen sein.
Ferner kann eine Schutzschicht zwischen dem Belegungssensor und dem Heizdraht angeordnet werden, d.h. innerhalb des vollständigen Sandwichbauteils. Solch eine Schutzschicht kann aus einem geeigneten Schaum, Filz oder Stoffmaterial hergestellt sein.
Darüber hinaus kann der Heizdraht 6 im Prinzip auch direkt auf der Oberfläche des Belegungssensors angeordnet sein, d.h. der Oberfläche der Trägerschicht 12 des Sensors, zum Beispiel, indem er direkt auf die Oberfläche geklebt wird.
Die zwei Kontrolleinheiten 9, 16 (siehe auch 1) können vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse mit einem gemeinsamen oder ohne ein gemeinsames Rechenwerk kombiniert werden. Auf diese Weise sind dann die Heizungsregelungsbauteile, welche die Temperaturerfassung und das Signal vom Belegungssensor 3 verwenden, in einer einzigen Einheit aufgenommen. Diese kombinierte Einheit kann ferner mit einem gewöhnlichen Kommunikationssystem versehen werden, das dann mit einem externen Computersystem im Fahrzeug kommunizieren kann.
Jede der zwei Kontrolleinheiten 9, 16 oder die zuvor erwähnte einzige, d.h. kombinierte, Kontrolleinheit kann auf der Heizeinrichtung 2 oder dem Belegungssensor 3 angeordnet sein. Vorzugsweise ist eine solche Kontrolleinheit dann auf der Trägerschicht 12 des Belegungssensors und vorzugsweise durch Heften angebracht.
Ferner kann der Temperatursensor 10 auf der Heizeinrichtung 2 angeordnet werden, wie zuvor erwähnt wurde. Alternativ kann der Temperatursensor 10 auf der Oberfläche des Belegungssensors 3, d.h. auf der Oberfläche von dessen Trägerschicht 12, angeordnet werden und das Signal vom Temperatursensor 10 kann zur Regelung des Heizelements verwendet werden, wie zuvor erwähnt wurde.
Es kann mehr als ein Temperatursensor verwendet werden. Durch Anordnen mehrerer Temperatursensoren entlang der Oberfläche der Trägerschicht 12 des Belegungssensors können Temperatursignale von verschiedenen Bereichen der Fahrzeugsitzoberfläche verwendet werden, um die Funktion des Belegungssensors zu verbessern. Zum Beispiel können durch Verwendung der Temperatur in der Funktion des Belegungssensors Unterschiede in der Steifigkeit des Schaums des Fahrzeugsitzes ausgeglichen werden. Auf diese Weise kann ein treffenderes Signal gewonnen werden.
Außerdem kann die Heizeinrichtung 2 so betrieben werden, dass die Stellen der Druckerfassungselemente 13 des Belegungssensors 3 erwärmt werden. Vorzugsweise wird der Sitz leicht erwärmt, d.h. über ungefähr 10°C.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das Beheizen der Heizeinrichtung 2, d.h. die Zufuhr von Heizstrom zum Heizdraht 6 vorzugsweise mit den Messzyklen des Belegungssensors 3 synchronisiert, d.h. sie wird mit den Zeitpunkten, bei denen Messsignale vom Sensor 3 geliefert werden synchronisiert. Dies bedeutet, dass die Heizeinrichtung 2 zum Beispiel so geregelt werden kann, dass sie gerade eben vor jedem Zeitpunkt abgeschaltet wird, an dem ein Messsignal vom Belegungssensor 3 geliefert wird. Durch Abschalten der Heizeinrichtung 2 kann der Heizdraht 6 abkühlen. Dies führt zu einer Situation, bei welcher der Belegungssensor 3 zu jedem Zeitpunkt, an dem Messsignale vom Belegungssensor 3 geliefert werden, eine im Wesentlichen gleichförmige Temperatur erhält. Auf diese Weise kann jedes Risiko einer Störung durch die Heizeinrichtung 2 während Messungen des Belegungssensors 3 beseitigt werden, was ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung ist.
3 stellt in einer schematischen Form den Aufbau des erfindungsgemäßen integrierten Heizelements und Belegungssensors dar. Diesbezüglich zeigt 3 die verschiedenen Schichten und Teileinheiten, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verwendet werden können. Insbesondere enthält die erfindungsgemäße kombinierte Anordnung eine erste Schicht 5 oder Trägerschicht, die der zuvor beschrieben und in 1 dargestellten Trägerschicht entspricht. Ein Heizdraht 6 ist an der Unterseite der ersten Schicht 5 in einer geeigneten Weise befestigt, zum Beispiel durch Einweben in die erste Schicht 5 oder indem er an die erste Schicht 5 angeklebt wird.
Die Befestigung des Heizdrahts 6 kann durch die Verwendung einer zweiten Schicht 17 bewerkstelligt werden. Auf diese Weise ist der Heizdraht 6 zwischen der ersten Schicht 5 und der zweiten Schicht 17 angeordnet. In diesem Fall ist kein Klebstoff am Heizdraht 6 erforderlich. Stattdessen können die zwei Schichten 5, 17 zusammengeklebt werden, wobei der Heizdraht dann dazwischen angeordnet ist, indem Klebstoff an der Unterseite der ersten Schicht 5 vorgesehen wird und/oder indem Klebstoff auf der Oberseite der zweiten Schicht 17 vorgesehen wird.
Ein Vorteil besteht bei der zweiten Schicht 17 darin, dass sie eine Schutzschicht bildet, die zwischen dem Heizdraht 6 und dem Belegungssensor 3 angeordnet ist (vgl. 1). Auf diese Weise ist der Heizdraht 6 vor direktem Kontakt mit den Druckerfassungselementen 13 des Belegungssensors 3 geschützt.
Als zusätzlicher Schutz kann eine dritte Schicht 18 unter der Trägerschicht 12 des Sensors vorgesehen werden. Jedoch ist dies nicht in allen Anwendungsfällen erforderlich.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung werden alle zweckmäßigen Schichten mit dem Heizdraht 6 und dem Belegungssensor 3 zu einem integrierten, laminierten Aufbau kombiniert, der danach in einen Fahrzeugsitz während dessen Herstellung als einzige Einheit eingebaut werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der Patentansprüche variiert werden. Zum Beispiel kann die Erfindung in verschiedene Weise aufgebaut sein, zum Beispiel mit oder ohne eine der zuvor erwähnten Schichten 17, 18. Ferner kann der Belegungssensor die Form eines Drucksensors aufweisen, der direkt mit Druck arbeitet (Zusammenpressen des Erfassungsbereichs) oder mit Biegung (Biegen des Erfassungsbereichs). Andere Arten von Sensoren sind ebenfalls möglich, zum Beispiel kapazitive Sensoren, welche verwendet werden, um den Einfluss eines Menschen zu erfassen, der sich in elektrischen Feldern im Fahrzeug befindet.
Entgegengesetzt zu dem was in 1 dargestellt ist, in welcher die Heizeinrichtung 2 auf der Oberseite des Belegungssensors 3 angeordnet ist, kann die Erfindung alternativ auch ausgeführt werden, indem der Belegungssensor 3 auf der Oberseite des Heizelements 2 angeordnet wird.
Außerdem kann die Erfindung mit oder ohne die zuvor erwähnte Schutzschicht 18 umgesetzt werden, die in 3 dargestellt ist. Auch der Heizdraht kann unterhalb oder auf der Oberseite der in 1 dargestellten Trägerschicht 5 angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, eine Schicht der Heizeinrichtung zum Tragen von einen Benutzer erfassenden Elementen wie den zuvor beschriebenen Erfassungselementen 13 zu verwenden.

Claims

Fahrzeugsitzanordnung mit einer Heizeinrichtung (2), die in Verbindung mit einem Fahrzeugsitz (1) angeordnet und an eine Kontrolleinheit (9) angeschlossen ist, welche stromzuführende Mittel zum Zuführen eines Stroms zur Heizeinrichtung (2) aufweist, um den Fahrzeugsitz zu heizen, und einem Temperatursensor (10), der zum Erfassen der Temperatur an der Heizeinrichtung (2) an die Kontrolleinheit (9) angeschlossen ist, wobei die Kontrolleinheit (9) so eingerichtet ist, dass sie den Strom zuführt, wenn die gemessene Temperatur unter einen vorbestimmten Temperaturwert sinkt, und wobei die Fahrzeugsitzanordnung einen Belegungssensor (3) zum Erfassen der Anwesenheit eines Insassen oder eines Gegenstands auf dem Fahrzeugsitz (1) aufweist und der Belegungssensor (3) als integriertes Bauteil zusammen mit der Heizeinrichtung (2) in den Sitz (1) eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) und der Belegungssensor (3) als eine einzige integrierte Einheit vorgefertigt sind, die für einen Einbau in den Sitz (1) angepasst ist, und dass der Temperatursensor (10) in der Nähe der Heizeinrichtung (2) angeordnet und zur Funktionskontrolle des Belegungssensors (3) verwendbar ist.
Fahrzeugsitzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) und der Belegungssensor (3) als zwei laminierte blattartige Schichten ausgebildet sind.
Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schutzmaterial zwischen dem Belegungssensor (3) und der Heizeinrichtung (2) angeordnet ist.
Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) eine Trägerschicht (5) aufweist, auf der ein Heizdraht (6) angeordnet ist.
Fahrzeugsitzanordnung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) zwei Trägerschichten aufweist, zwischen denen ein Heizdraht (6) angeordnet ist.
Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Belegungssensor (3) eine Trägerschicht (12) aufweist, auf der eine Vielzahl von Druckerfassungselementen (13) angeordnet ist.
Fahrzeugsitzanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Trägerschicht auch einen Heizdraht (6) trägt, der einen Teil der Heizeinrichtung (2) bildet.
Fahrzeugsitzanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (12) aus einem Kunststoffwerkstoff, wie PET, PEI oder PEM hergestellt ist.
Fahrzeugsitzanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (9) auf dem Belegungssensor (3) angeordnet ist.
Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (9) auch als Kontrolleinheit für den Belegungssensor (3) verwendbar ist.
Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) so angeordnet ist, dass sie eine Beheizung des Belegungssensors (3) liefert.
Fahrzeugsitzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (9) dafür eingerichtet ist, dass sie die Heizeinrichtung (2) synchron in Bezug auf die Zeitpunkte ein- und ausschaltet, zu denen Messsignale vom Belegungssensor (3) zugeleitet werden.
Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugsitz(1)-anordnung bestehend aus: – Vorsehen einer Heizeinrichtung (2), – Vorsehen eines Belegungssensors (3) zum Erfassen der Anwesenheit eines Insassen auf einem Fahrzeugsitz (1), – Vorsehen eines Temperatursensors (10), der zum Erfassen der Temperatur an der Heizeinrichtung (2) an eine Kontrolleinheit (9) anschließbar ist, wobei die Kontrolleinheit (9) so eingerichtet ist, dass sie der Heizeinrichtung (2) Strom zuführt, wenn die gemessene Temperatur unter einen vorbestimmten Temperaturwert sinkt, und wobei die Heizeinrichtung (2) und der Belegungssensor (3) als integriertes Bauteil gefertigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) und der Belegungssensor (3) als eine einzige integrierte Einheit vorgefertigt sind, die für einen Einbau in den Sitz (1) angepasst ist, und dass der Temperatursensor (10) in der Nähe der Heizeinrichtung (2) angeordnet und zur Funktionskontrolle des Belegungssensors (3) verwendbar ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (2) und der Belegungssensor (3) als zwei laminierte blattartige Schichten ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass Schutzmaterial (17) zwischen dem Belegungssensor (3) und der Heizeinrichtung (2) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (9) auf dem Belegungssensor (3) angeordnet ist.