JP3645451B2 - 座席加熱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柔軟な抵抗材料からなる少なくとも１つの電気的な平面加熱要素と、この平面加熱要素の全面を均一に加熱するための主電極と、前記平面加熱要素内の少なくとも１つの部分領域における加熱密度を高めるために設けられた該主電極に接続可能な追加の電極と、前記追加の電極と主電極との接続を制御するための切り換え装置とを含む座席加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
座席加熱装置の構造において、全体的に見て、高いレベルが達成されている。座席の均一な加熱を保証するために、多数の技術が使用されている。そこで、例えば、撚り線接続技術が、設計に関して加熱性能が広い範囲の内部で固定され得るので、非常に上首尾に使用されている。さらに、加熱性能は座席のジオメトリに適合させられ得る。しかしながら、費用のかかる製造方法のために、これらの技術は益々特別な利用に制限される。
【０００３】
少し前から、座席加熱装置用の平面加熱要素として炭素を基礎にした織物の平面加熱要素が使用され、これは、その構造に基づいて広く高められた機械的な快適性の利点と並んで、加熱性能の非常に均一な分布を保証している。
【０００４】
これら公知の加熱装置の助けにより、座席は非常に均一に加熱することが可能であり、加熱段階後、想定された座席温度が達成されかつ座席に目立った温度差は発生しない。しかし、残念ながら、公知の加熱装置によれば、座席の付与された熱容量により、加熱装置の必要とされる全体の電力の制限によってこの状態を迅速に達成することができない。乗客による座席の熱的結合により、さらに、座席の端部が、開始段階において、冷たい座席を僅かでない周部において加熱しかつそれにより冷たい感じが増加されるという、基本的な問題が存在している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この点において現存する加熱装置は乗客を不快な影響から完全に遠ざけずかつそれにより不十分である。さらに、そのことから、冷たさの感じの時間の間中、集中力の低下が運転者に引き起こされるという結果を生じるかもしれない。遅滞させられる加熱の問題は、座席加熱の要求がモータから自由に使用される熱によって乗用車の内部空間の実質上ゆっくりした加熱に対して座席の迅速な加熱から直接基礎を置いているので、現存する座席加熱の大きな欠点として示される。
【０００６】
本発明の目的は、必要とされる全体の電力の特記すべき上昇なしに冷たい感じの時間を最低限に抑えることを可能にする、簡単な手段を備えた、座席加熱装置を提供することを基礎に置いている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は、前記主電極が、平面加熱要素の前記長手方向縁部に沿って該加熱要素の長さ全体に亘って延びており、前記部分領域が、前記平面加熱要素の残りの領域と共に前記平面加熱要素の互に対向する長手方向縁部に沿って並列配置されており、前記追加の電極が、前記主電極の間において該主電極に対して実質的に平行に延びており、更に、前記平面加熱要素が、前記部分領域と残りの領域とを電気的に絶縁するために前記長手方向縁部に対して垂直に伸びるスリットを備えていることを特徴とする座席加熱装置によって解決される。
【０００８】
上記した目的は、柔軟な抵抗材料からなる少なくとも１つの電気的な平面加熱要素と、この平面加熱要素を実質上全面均一に加熱するための主電極と、少なくとも１つの部分領域を高められた加熱密度を得るための該主電極に接続可能な追加の電極とを含む座席加熱装置において、前記部分領域が、前記平面加熱要素の残りの領域と共に前記平面加熱要素の互に対向する長手方向縁部に沿って並列配置されており、前記主電極が、該平面加熱要素の前記長手方向縁部に沿って該加熱要素の長さ全体に亘って延びており、前記追加の電極が、前記主電極の間において該主電極に対して実質的に平行に前記部分領域内に延びており、前記追加の電極が、前記部分領域において撚り線接続技術によって製造された迅速加熱要素を含んでおり、更に、該迅速加熱要素が、前記追加の電極を介して、前記主電極から独立して通電されることを特徴とする座席加熱装置によって解決される。
【０００９】
本発明による座席加熱装置の１つの好都合な構成によれば、前記平面加熱要素が織物であり、そして、前記主電極および前記追加の電極が、前記織物内に導入されている。
【００１０】
更に、本発明による座席加熱装置の好ましい構成によれば、前記平面加熱要素が、炭素から成る抵抗材料で形成されている。
【００１１】
本発明による座席加熱装置において、高められた加熱密度を備えた平面加熱要素の部分領域を加熱するための追加の装置は、加熱性能が座席面全体の小さい部分に集中されかつそれゆえ、そこで実質上迅速な加熱を導く迅速加熱領域を形成している。その結果として、乗客は、実質上早く、例えば、加熱の開始後１分以内に暖かさを感じることが出来る。着座範囲の周囲に対する加熱性能の傾斜は何ら迅速加熱の妨げとはならない。
【００１２】
迅速加熱領域が加熱された後、座席加熱装置は座席全面を加熱し、その結果、例えば公知の装置における場合であるように、非常に均一な加熱が達成される。迅速加熱領域、すなわち、部分面のジオメトリ（幾何学的配置）の選択は、加熱性能の傾斜と同様に、座席のジオメトリに適合させられかつまた人間工学的に最適にされる。全面均一加熱のために迅速加熱領域が他の加熱領域に引き入れられ得る。
【００１３】
本発明による座席加熱装置は、それにも拘わらず、その顕著な機能性を、例えば炭素を基礎にした織物からなるように、機械で製造された切り売り製品により効率良く製造されることができる。構造に関して、少なくとも１つの電極の取り付けおよび調整器に必須の製造コスト超過は、実質上短縮された加熱時間から受ける恩恵を考慮すれば納得出来得る範囲内である。
【００１４】
公知の平面加熱要素は２つの電極を有する種々の方法で、迅速加熱領域を有する座席加熱装置の機能性が達成されるように変更され得る。まず、少なくとも１つの追加の電極が、加熱性能の一時的な集中を可能にするように、平面加熱要素に取り付けられねばならない。そのさい、この少なくとも１つの追加の電極の幾何学的配置は、迅速加熱領域として使用する部分面の大きさおよび加熱密度を決定する。この迅速加熱領域におれる加熱性能密度は少なくとも１つの電極に加えられる電圧を選択することによって調整され得る。
【００１５】
迅速加熱の加熱性能のより強力な空間的制限のために、平面加熱要素は、平面内で電気的に直線状に分割され得る。目的に適合するように任意に曲げられた表面に見られる直線状の分割領域（例えば、機械的分割によって）による平面加熱要素の公知の構造に対して、電気的な分割は、迅速加熱領域と残りの加熱領域との間の加熱性能密度の分布を適宜自由に設定することが可能である。
【００１６】
本発明による座席加熱装置によれば、とくに自動車の座席の、座席面を加熱するための本発明による座席加熱方法は、そのさい、先ず、高められた加熱密度により座席面の部分領域が加熱されそして所定の温度に達した後、通常の加熱密度により座席面の全面および均一な加熱に切り換えられることができる。この条件は、例えば、予定された温度、予定された時間、決められた運転および／または周囲パラメータの特性曲線の範囲で設定可能である。
【００１７】
本発明による座席加熱装置において加熱性能の空間的な集中の問題は簡単かつ洗練された方法において解決され、すなわち、平面加熱要素の構造的な拡大は僅かでかつ装置全体は簡単な調整手段により制御可能である。
【００１８】
全体の性能は電子制御装置によって時間的に一定に保持され、それは外部の調整の大きさによりおよび／または内部のプログラム／特性曲線または特性により個々の電極を制御する。
【００１９】
本発明の実施例を以下で図面に基づいてより詳細に説明する。
【００２０】
【実施例】
図１ないし図６に示される座席加熱装置は自動車の座席の後部および／または座席クッションの加熱のために役立つ。
【００２１】
図１に示した座席加熱装置１０は網状に作られた炭素繊維からなる長方形の平面加熱要素１２を有している。この平面加熱要素１２の両方の対向している長手方向縁部に隣接して、それぞれ主電極１３Ａまたは１３Ｂが、それぞれの長手方向縁部に対して平行に実質上平面加熱要素１２の長さ全体にわたって延びるように配置されている。
【００２２】
平面加熱要素１２の中間区域において、両主電極１３Ａ，１３Ｂの間に、主電極１３Ａ，１３Ｂに対して直角に延びているスリット１５が設けられ、このスリット１５は図１において主電極１３Ａ，１３Ｂの間の平面加熱要素１２のその上方の隣接する区域において平面加熱要素をその下方に隣接する区域から切り離している。さらに他の対応するスリット１６が平面加熱要素１２の下方縁部の近傍でスリット１５に対して平行に、主電極１３Ａ，１３Ｂの間に延びるように設けられている。
【００２３】
両方のスリット１５，１６の間で、平面加熱要素１２上に、主電極１３Ａ，１３Ｂに対して平行に延びる２つの追加の電極１８Ａ，１８Ｂが配置されている。平面加熱要素１２上の主電極１３Ａ，１３Ｂの接触点１７Ａ，１７Ｂは下方のスリット１６の下にある。
【００２４】
追加の電極１８Ａ，１８Ｂの接触点２０Ａ，２０Ｂまたは２１Ａ，２１Ｂはスリット１５，１６に直接隣接している。
【００２５】
主電極１３Ａ，１３Ｂへの回路は符号２２Ａ，２２Ｂにより示され、他方、追加の電極１８Ａ，１８Ｂへの回路は符号２４Ａ，２４Ｂにより示されている。
【００２６】
スリット１５，１６によって、２つの電気的に分離された加熱領域が生じる。全面加熱運転において２２Ａおよび２２Ｂでのみ電圧が付与され、一方、迅速加熱運転において２４Ａおよび２４Ｂにおいてのみ、また、追加の電極１８Ａ，１８Ｂにおいてのみ電圧が付与される。最後に述べた場合は実質上２つの加熱領域、迅速加熱領域ＳＨおよび残りの加熱領域ＲＨの並列接続に対応しており、そのさい加熱性能密度は残りの加熱領域ＲＨにおいてしかしながら強力に低下させられる。
【００２７】
図２に示される座席加熱装置３０は図１に示された座席加熱装置１０と、その平面加熱要素３２にスリット１５，１６が設けられないことのみによって異なっている。加熱領域ＲＨおよびＳＨはそれゆえ強力に結合され、その結果達成可能な熱性能傾斜は図１の座席加熱装置１０におけるよりも一般に小さい。
【００２８】
図３に示される座席加熱要素４０は、その平面加熱要素４２において追加の電極１８のみが接続回路２４を備えていることにより図１に示した座席加熱装置１０と異なっている。これは精密技術の理由から利点がある。
【００２９】
図４に示される座席加熱装置５０は、その平面加熱要素５０にスリット１５，１６が設けられないことによって図３に示された座席加熱装置４０と異なっている。
【００３０】
図３の座席加熱装置の迅速運転において、例えば、２２Ａおよび２２Ｂが同一の電位にあり、加熱電圧はこれから２４に対して低下する。これにより全体の加熱性能はスリット１５，１６および主電極１３Ａ，１３Ｂによって平面上で均一に制限される。
【００３１】
図５には多電極平面加熱要素６０を備えた座席加熱装置が示されている。多数の電極６４Ａないし６４Ｇが平面加熱要素６２の長手方向に互いに平行に間隔をおいて織り込まれている前もって作られた平面加熱要素６２に係わる。外方の両電極６４Ａと６４Ｇの間には平面加熱要素６２内に電気的分離のために電極に対して横向きに延びるスリット６６が設けられている。スリット６６の範囲においてさらに電極６４Ｃおよび６４Ｅが追加の電極の形成のために切断されている。スリット６６による平面加熱要素６２の電気的分離および電極６４Ｃおよび６４Ｅの分離により、座席加熱装置６０が加熱性能の空間的集中を生じるように運転され得ることが達成される。
【００３２】
図６に示される座席加熱装置７０は織られた炭素繊維からなる平面加熱要素７２を有しており、これらの対向する長手方向側にそれぞれ主電極１３Ａ，１３Ｂが配置されている。平面加熱要素７２には中心に迅速加熱要素７４が通常の撚り線接続技術において取り付けられ、この迅速加熱要素は面全体の小さい部分に作用する。迅速加熱要素７４は２つの追加の電極７６Ａおよび７６Ｂを介して接続されている。非常に簡単な撚り線接続形成が利用されることができ、そのさい電気的に絶縁された加熱面が平面加熱要素７２上に直接置かれる。これにより両方の平面加熱要素７２，７４の強力な一体化ならびに簡単な構成が達成され得る。この場合に追加の電極７６Ａ，７６Ｂを介しての迅速加熱領域７４の制御は主電極１３Ａ，１３Ｂによる全面加熱から独立している。
【００３３】
迅速加熱領域による座席加熱装置の拡大により特別な制御が必要である。加熱装置における標準の要求は必要とされる全体の電力の制限を有しかつ同時に迅速に可能な加熱が望まれるので、加熱制御を基本的に新たに考案するのが必須である。
【００３４】
加熱面の定められた要求のためには、例えば、１つの温度センサを利用するのみで十分（例えば、現在のところは、普通のＮＴＣセンサ）であり、これが迅速加熱領域に置かれかつ全面加熱の間中迅速加熱領域の範囲が通常、すなわち同一の加熱性能密度を有するならば、ともに加熱される。
【００３５】
２つまたは多数の加熱領域の制御は基本的に１つの簡単なスイッチにより行われ、それにより空間的に制限された迅速加熱と平面加熱との間で切り換えられる。
【００３６】
しかしながら、また、これらのすべての要求に対応する調整器を利用することも可能で、この調整器は、しかしながら、この切り換え過程を自動的に行いかつ例えばパルス幅制御によって、多数の切り換え工程をほとんど連続的に、すなわち装置全体の熱的不活性を利用して、迅速加熱から平面加熱への移行を保証することができる。
【００３７】
この調整器は、外部センサおよび入／出力スイッチまたは操作要素へのインターフェース、内部論理／特性曲線または特性および全体性能を規則的に異なる電極を介して異なる加熱範囲に割り当てることができる性能スイッチからなっている。きりり替え過程のパルス幅制御は、例えば、秒範囲にある期間ｔ1 内で、最大長さｔ1 を有するパルスが発生される方法において行われる。このパルス長さの間中、迅速加熱領域が加熱され、期間ｔ1 に留まる時間において全面的に加熱される。制御はそういう事態で特性曲線、特性等が示され、その結果特定の時間に関して座席加熱の切り換え後直接、まずパルス期間がほぼ全部の期間を占める。迅速加熱領域が所望の温度を達成する（または他の基準またはアルゴリズムに続いて）と、パルス期間が、全面加熱等に移行するために、遅く連続して最小値にまで引き下げられる。
【００３８】
【発明の効果】
叙上のごとく、本発明は、柔軟な抵抗材料からなる少なくとも１つの電気的な平面加熱要素と、この平面加熱要素の全面を均一に加熱するための主電極と、前記平面加熱要素内の少なくとも１つの部分領域における加熱密度を高めるために設けられた該主電極に接続可能な追加の電極と、前記追加の電極と主電極との接続を制御するための切り換え装置とを含む座席加熱装置において、前記主電極が、平面加熱要素の前記長手方向縁部に沿って該加熱要素の長さ全体に亘って延びており、前記部分領域が、前記平面加熱要素の残りの領域と共に前記平面加熱要素の互に対向する長手方向縁部に沿って並列配置されており、前記追加の電極が、前記主電極の間において該主電極に対して実質的に平行に延びており、更に、前記平面加熱要素が、前記部分領域と残りの領域とを電気的に絶縁するために前記長手方向縁部に対して垂直に伸びるスリットを備えている構成としたので、必要とされる全体の電力の特記すべき上昇なしに冷たい感じの時間を最低限に抑えることを可能にする、簡単な手段を備えた、座席加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２つの主電極および２つの追加の電極を有する区分された平面加熱要素を備えた座席加熱装置を示す平面図である。
【図２】 ２つの主電極および２つの追加の電極を有する連続した平面加熱要素を備えた座席加熱装置を示す平面図である。
【図３】 ２つの主電極および１つの追加の電極を有する区分された平面加熱要素を備えた座席加熱装置を示す平面図である。
【図４】 ２つの主電極および１つの追加の電極を有する連続した平面加熱要素を備えた座席加熱要素を示す平面図である。
【図５】 織り込まれた電極を有する区分された平面加熱要素を備えた座席加熱装置を示す平面図である。
【図６】 撚り線技術において追加の加熱要素を有する連続した平面加熱要素を備えた座席加熱装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ 座席加熱装置
１２ 平面加熱要素
１３Ａ 主電極
１３Ｂ 主電極
１５ スリット
１６ スリット
１８Ａ 追加の電極
１８Ｂ 追加の電極
５０ 平面加熱要素
６４Ａ 主電極
６４Ｂ 主電極
６４Ｃ 追加の電極
６４Ｄ 主電極
６４Ｅ 追加の電極
６４Ｆ 主電極
６４Ｇ 主電極
７２ 平面加熱要素
７４ 迅速加熱要素
ＲＨ 残りの領域
ＳＨ 部分領域

Claims (4)

1. 柔軟な抵抗材料からなる少なくとも１つの電気的な平面加熱要素（１２；４２；６２）と、この平面加熱要素の全面を均一に加熱するための主電極（１３Ａ，１３Ｂ；６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｄ，６４Ｆ，６４Ｇ）と、前記平面加熱要素内の少なくとも１つの部分領域（ＳＨ）における加熱密度を高めるために設けられた該主電極に接続可能な追加の電極（１８Ａ，１８Ｂ；６４Ｃ，６４Ｅ）と、前記追加の電極と主電極との接続を制御するための切り換え装置とを含む座席加熱装置（１０；４０；６０）において、
   前記主電極が、平面加熱要素の前記長手方向縁部に沿って該加熱要素の長さ全体に亘って延びており、
   前記部分領域（ＳＨ）が、前記平面加熱要素の残りの領域（ＲＨ）と共に前記平面加熱要素の互に対向する長手方向縁部に沿って並列配置されており、
   前記追加の電極が、前記主電極の間において該主電極に対して実質的に平行に延びており、
   更に、前記平面加熱要素（１２；４２；６２）が、前記部分領域（ＳＨ）と残りの領域（ＲＨ）とを電気的に絶縁するために前記長手方向縁部に対して垂直に伸びるスリット（１５，１６；６６）を備えていることを特徴とする座席加熱装置。
2. 前記平面加熱要素（１２；４２；６２）が織物であり、
   そして、前記主電極および前記追加の電極が、前記織物内に導入されていることを特徴とする請求項１に記載された座席加熱装置。
3. 前記平面加熱要素（１２；４２；６２）が、炭素から成る抵抗材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の座席加熱装置。
4. 柔軟な抵抗材料からなる少なくとも１つの電気的な平面加熱要素（７２）と、この平面加熱要素を実質上全面均一に加熱するための主電極（１３Ａ，１３Ｂ）と、少なくとも１つの部分領域を高められた加熱密度を得るための該主電極に接続可能な追加の電極（７６Ａ，７６Ｂ）とを含む座席加熱装置（７０）において、
   前記部分領域が、前記平面加熱要素（７２）の残りの領域と共に前記平面加熱要素の互に対向する長手方向縁部に沿って並列配置されており、
   前記主電極（１３Ａ，１３Ｂ）が、該平面加熱要素の前記長手方向縁部に沿って該加熱要素の長さ全体に亘って延びており、
   前記追加の電極（７６Ａ，７６Ｂ）が、前記主電極（１３Ａ，１３Ｂ）の間において該主電極に対して実質的に平行に前記部分領域内に延びており、
   前記追加の電極（７６Ａ，７６Ｂ）が、前記部分領域において撚り線接続技術によって製造された迅速加熱要素（７４）を含んでおり、
   更に、該迅速加熱要素（７４）が、前記追加の電極を介して、前記主電極から独立して通電されることを特徴とする座席加熱装置。

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