RU2167769C2

RU2167769C2 - Method of and device for heating of vehicle seat

Info

Publication number: RU2167769C2
Application number: RU99105970/28A
Authority: RU
Inventors: нов С.В. Лукъ; С.В. Лукъянов
Original assignee: Лукъянов Сергей Владимирович
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; heaters. SUBSTANCE: method of seat heating includes phase of warming up of heater and cutting off phase of heater. Both phases are executed by slave member with resistive spring change-over element and heat sensitive element. Vehicle seat heating device has heater and slave member. The latter ha resistive spring change-over element and heat sensitive element. EFFECT: simplified design of seat heating device. 10 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к нагревательным приборам, и может использоваться в конструкции транспортных средств для обогрева сиденья. The invention relates to electrical engineering, in particular to heating devices, and can be used in the construction of vehicles for heating the seat.

Из заявки ФРГ N 3212431 (публ. 13.10.83 г.) известна схема для быстрого нагрева обогревательного устройства сидений автомобиля, в которой осуществляется переключение нагревательных элементов с параллельного соединения на последовательное при переходе от быстрого разогрева к постоянному подогреву. From the application of Germany N 3212431 (publ. 13.10.83), a known scheme for the rapid heating of the heating device of the car seats, in which the heating elements are switched from parallel to serial in the transition from rapid heating to constant heating.

Данная схема усложнена дополнительными соединениями между обогревательными элементами и дополнительными коммутационными устройствами. This circuit is complicated by additional connections between heating elements and additional switching devices.

Известна система электропитания для резистивного нагревательного элемента, вмонтированного в сиденье автомобиля, способ работы которой описан в патенте США N 4926025 (публ. 14.05.90 г.). A known power system for a resistive heating element mounted in a car seat, the method of operation of which is described in US patent N 4926025 (publ. 14.05.90,).

По указанному способу работы измеряют температуру резистивного нагревательного элемента и формируют зависящий от этой температуры сигнал. Затем формируют управляющий сигнал, соответствующий желаемой температуре нагрева сиденья и сравнивают управляющий, и температурный сигналы. Для увеличения температуры резистивного элемента переключательным устройством обеспечивается увеличение тока. According to the specified method of operation, the temperature of the resistive heating element is measured and a signal depending on this temperature is formed. Then, a control signal is generated corresponding to the desired seat heating temperature and the control and temperature signals are compared. To increase the temperature of the resistive element, the switching device provides an increase in current.

Недостатком указанного способа является невозможность его реализации в одном устройстве, что приводит к разделению системы обогрева на обогревательное устройство и блок управления. The disadvantage of this method is the impossibility of its implementation in one device, which leads to the separation of the heating system into a heating device and a control unit.

Известен способ управления обогревом сиденья транспортного средства, описанный в заявке Германии N 4141062 (публ. 17.06.93г.), взятый за прототип. По указанному способу требуемая температура сиденья достигается фазой разогрева, на которой подводится полная мощность, фазой постоянного подогрева, на которой подводится пониженная мощность и фазы переменного подогрева, на которой подводимая мощность изменяется между двумя ступенями, а на короткий временной интервал подается полная мощность нагрева. После фазы постоянного подогрева средство обогрева сиденья отключается, причем в зависимости от времени отключения повторное включение приводит к установлению режима, соответствующего фазе постоянного или переменного подогрева. Управление средством обогрева осуществляется исполнительным органом в зависимости от температуры в салоне автомобиля, определенной с помощью резистора с зависящим от температуры электросопротивлением. A known method of controlling the heating of a vehicle seat is described in German application N 4141062 (publ. 06/17/93), taken as a prototype. According to the indicated method, the required seat temperature is achieved by the heating phase, at which the full power is supplied, the constant heating phase, at which the reduced power is supplied, and the variable heating phases, at which the supplied power is changed between the two steps, and the total heating power is supplied for a short time interval. After the constant heating phase, the seat heating means is turned off, and depending on the time of switching off, the repeated switching on leads to the establishment of a mode corresponding to the phase of constant or variable heating. The heating means is controlled by the executive body, depending on the temperature in the car interior, determined using a resistor with a temperature-dependent electrical resistance.

Описанный способ сложен, для его реализации необходим отдельный блок управления. Кроме того, температура в салоне автомобиля не всегда является однозначным показателем для управления обогревом сиденья. The described method is complex, for its implementation a separate control unit is required. In addition, the temperature in the passenger compartment is not always an unambiguous indicator for controlling seat heating.

В упомянутом ранее патенте США N 4926025 описано устройство обогрева сиденья транспортного средства, содержащее обогреватель и переключающее устройство для регулирования тока, проходящего через резистивный элемент обогревателя. Имеются средства для измерения температуры резистивного элемента, а также устройства для формирования сигнала, соответствующего измеренной температуре и сигнала управления, соответствующего заданной температуре с последующим их сравнением. The previously mentioned US Pat. No. 4,926,025 describes a vehicle seat heating device comprising a heater and a switching device for regulating a current passing through a heater resistive element. There are means for measuring the temperature of the resistive element, as well as devices for generating a signal corresponding to the measured temperature and a control signal corresponding to a given temperature with their subsequent comparison.

Известное устройство сложно, конструктивно оно должно быть разделено на обогреватель и блок управления. The known device is complex, structurally it must be divided into a heater and a control unit.

Задачей изобретения является разработка способа и устройства обогрева сиденья транспортного средства, достаточно простого для того, чтобы его можно было реализовать в одном устройстве. The objective of the invention is to develop a method and device for heating a vehicle seat, simple enough so that it can be implemented in one device.

Указанная задача решается способом обогрева сиденья транспортного средства, включающим фазу разогрева обогревателя и фазу его отключения, осуществляемые через исполнительный орган с резистивным элементом, при этом переход от фазы разогрева к фазе отключения осуществляют при тепловом воздействии на термочувствительный элемент исполнительного органа, который нагревают пропорционально величине тока, протекающего через обогреватель, причем термочувствительный элемент исполнительного органа нагревают посредством резистивного пружинного элемента, включенного последовательно в цепь электропитания обогревателя, до переключения резистивного пружинного элемента при достижении необходимого нагрева сиденья, при этом резистивный пружинный элемент формируют в виде переключателя мгновенного действия. This problem is solved by the method of heating the vehicle seat, including the phase of heating the heater and the phase of its shutdown, carried out through the actuator with a resistive element, while the transition from the phase of heating to the phase of shutdown is carried out by thermal exposure to the heat-sensitive element of the executive body, which is heated in proportion to the current flowing through the heater, the heat-sensitive element of the actuator being heated by means of a resistive spring Foot element connected in series to the power supply circuit of the heater, the resistive switching to the spring element at the desired seat heating, the resistive spring element is formed as a snap-action switch.

Термочувствительный элемент нагревают посредством резистивного пружинного элемента преимущественно до температуры, составляющей 0,75-0,8 температуры порога срабатывания. The heat-sensitive element is heated by means of a resistive spring element mainly to a temperature of 0.75-0.8 threshold temperature.

Тепловым воздействием термочувствительный элемент деформируют, как правило, до размыкания цепи электропитания обогревателя. The heat-sensitive element is deformed, as a rule, until the heater's power supply circuit opens.

Переключением резистивного пружинного элемента предпочтительно размыкают цепь электропитания обогревателя. By switching the resistive spring element, the heater power circuit is preferably opened.

Указанная задача решается также устройством обогрева сиденья транспортного средства, включающем обогреватель и исполнительный орган в виде переключающего устройства, содержащий резистивный элемент со средствами измерения его температуры, выполненными в виде термочувствительного элемента, прилегающего с образованием теплового контакта к подвижному держателю электрического контакта, включенному последовательно в цепь электропитания обогревателя и образованному пластиной с формой, близкой к прямоугольной, содержащей П-образный вырез, формирующий язычок, причем подвижный держатель электрического контакта сформирован в виде резистивного пружинного элемента, при этом термочувствительный элемент жестко соединен своей серединой с вогнутой поверхностью лопасти резистивного пружинного элемента на ее стороне, смежной с основанием язычка, закрепленного на выступе корпуса исполнительного органа, крышка которого, электрически изолированная относительно корпуса, снабжена неподвижным контактом, взаимодействующим с подвижным контактом, установленным в П-образном изгибе стороны лопасти, противоположной месту установки термочувствительного элемента, причем П-образный изгиб и выпуклость лопасти однонаправлены. This problem is also solved by the vehicle seat heating device, which includes a heater and an actuator in the form of a switching device, containing a resistive element with means for measuring its temperature, made in the form of a thermosensitive element adjacent to form a thermal contact to a movable electric contact holder, connected in series with the circuit heater power supply and formed by a plate with a shape close to rectangular, containing a U-shaped ez, forming a tongue, and the movable holder of the electrical contact is formed in the form of a resistive spring element, while the heat-sensitive element is rigidly connected with its middle to the concave surface of the blade of the resistive spring element on its side adjacent to the base of the tongue mounted on the protrusion of the body of the actuator, the cover of which electrically isolated relative to the housing, is equipped with a fixed contact interacting with a movable contact installed in a U-shaped bend e side of the blade opposite to the installation location of the heat-sensitive element, and the U-shaped bend and convexity of the blade are unidirectional.

Термочувствительный элемент может быть выполнен из сплава с эффектом памяти формы, нижняя температурная граница мартенситного превращения которого совпадает с нижней границей заданного диапазона регулирования температуры сиденья, а верхняя граница мартенситного превращения пропорциональна верхней границе указанного диапазона. The temperature-sensitive element can be made of an alloy with a shape memory effect, the lower temperature limit of the martensitic transformation of which coincides with the lower boundary of the specified range of regulation of the seat temperature, and the upper limit of the martensitic transformation is proportional to the upper boundary of the specified range.

Термочувствительный элемент выполнен преимущественно в виде полоски из никелида титана. The heat-sensitive element is made mainly in the form of a strip of titanium nickelide.

Резистивный пружинный элемент выполнен предпочтительно из материала с электрическим сопротивлением, обеспечивающим выделение на нем тепла в количестве, необходимом для достижения температуры мартенситного превращения в материале термочувствительного элемента. The resistive spring element is preferably made of a material with electrical resistance, providing heat on it in the amount necessary to achieve the temperature of martensitic transformation in the material of the thermosensitive element.

Резистивный пружинный элемент может быть выполнен из пружинной бронзы. The resistive spring element may be made of spring bronze.

Изгиб П-образной формы образован, как правило, формовкой. The bend of the U-shaped is formed, as a rule, by molding.

Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна". В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию "изобретательский уровень". The above set of features in comparison with the prior art allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of "novelty." At the same time, the combination of distinctive features, leading to the solution of the problem, does not explicitly follow from the prior art, therefore, the claimed technical solution meets the condition of "inventive step".

Изобретение поясняется следующими чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид обогревателя, установленного на сиденье транспортного средства; на фиг. 2 показан исполнительный орган обогревателя в продольном разрезе при замкнутой цепи питания электронагревательного элемента; на фиг. 3 показан исполнительный орган обогревателя в продольном разрезе при разомкнутой цепи питания электронагревательного элемента; на фиг. 4 приведен вид на плоскость лопасти резистивного пружинного элемента с установленным на ней термочувствительным элементом; на фиг. 5, 6 изображено поперечное сечение лопасти резистивного пружинного элемента по месту установки термочувствительного элемента; фиг. 5 - термочувствительный элемент в исходном состоянии; фиг. 6 - термочувствительный элемент в деформированном состоянии. The invention is illustrated by the following drawings. In FIG. 1 shows a general view of a heater mounted on a vehicle seat; in FIG. 2 shows an actuator of a heater in longitudinal section with a closed power supply circuit of an electric heating element; in FIG. 3 shows the actuator of the heater in longitudinal section with an open supply circuit of the electric heating element; in FIG. 4 shows a plane view of a blade of a resistive spring element with a heat-sensitive element mounted on it; in FIG. 5, 6 show a cross section of the blade of the resistive spring element at the installation site of the heat-sensitive element; FIG. 5 - heat-sensitive element in the initial state; FIG. 6 - thermosensitive element in a deformed state.

Устройство обогрева сиденья 1 транспортного средства включает в себя обогреватель 2, содержащий электронагревательный элемент 3, и исполнительный орган 4 в виде переключающего устройства. Исполнительный орган 4 содержит резистивный пружинный элемент 5 со средствами измерения его температуры, выполненными в виде термочувствительного элемента 6, прилегающего с образованием теплового контакта к резистивному пружинному элементу 5, сформированному в виде подвижного держателя электрического контакта, включенного последовательно в цепь питания электронагревательного элемента 3 обогревателя 2. Резистивный пружинный элемент 5 образован пластиной с формой, близкой к прямоугольной, в виде лопасти, содержащей П-образный вырез 7, формирующий язычок 8. Термочувствительный элемент 6, выполненный предпочтительно в виде полоски, жестко соединен своей серединой с вогнутой поверхностью лопасти резистивного пружинного элемента 5 на ее стороне, смежной с основанием язычка 8. Язычок 8 закреплен, например, кронштейном на выступе 9 корпуса 10 исполнительного органа 4, крышка 11 которого, электрически изолированная относительно корпуса 10, снабжена неподвижным контактом 12, взаимодействующим с подвижным контактом 13, установленным в П-образном изгибе 14 стороны лопасти, противоположной месту установки термочувствительного элемента 6. П-образный изгиб 14 образован преимущественно формовкой без деформации материала, при этом параллельные язычку 8 стороны пластины, образующей резистивный пружинный элемент 5, смещаются друг к другу под углом, формируя лопасть, таким образом П-образный изгиб 14 и выпуклость лопасти однонаправлены. The device for heating the seat 1 of the vehicle includes a heater 2 containing an electric heating element 3, and an actuator 4 in the form of a switching device. The actuator 4 contains a resistive spring element 5 with means for measuring its temperature, made in the form of a heat-sensitive element 6, adjacent with the formation of thermal contact to the resistive spring element 5, formed in the form of a movable holder of an electrical contact, connected in series to the power circuit of the electric heating element 3 of the heater 2 Resistive spring element 5 is formed by a plate with a shape close to rectangular in the form of a blade containing a U-shaped cutout 7, fo рующий язы 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. Терм Терм Терм Терм 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. Терм Терм Терм 8 рующий 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 8. Терм Терм Терм Терм Терм Терм Терм Терм 8. Терм 8. 8. 8. 8. 8 from the heating element from the base 8 from the base of the tongue 8; 4, the cover 11 of which, electrically isolated with respect to the housing 10, is provided with a fixed contact 12 interacting with a movable contact 13 installed in the U-shaped bend 14 of the blade side, opposite the installation site of the heat-sensitive element 6. The U-shaped bend 14 is formed mainly by molding without deformation of the material, while the sides of the plate parallel to the tongue 8 forming the resistive spring element 5 are displaced to each other at an angle, forming a blade, thus the U-shaped bend 14 and the bulge of the blade is unidirectional.

Термочувствительный элемент 6 выполнен из сплава с эффектом памяти формы, например из никелида титана, нижняя температурная граница мартенситного превращения которого совпадает с нижней границей заданного диапазона регулирования температуры сиденья, а верхняя граница мартенситного превращения пропорциональна верхней границе указанного диапазона. The heat-sensitive element 6 is made of an alloy with a shape memory effect, for example, titanium nickelide, the lower temperature limit of the martensitic transformation of which coincides with the lower boundary of the specified range of seat temperature control, and the upper limit of the martensitic transformation is proportional to the upper boundary of this range.

Резистивный пружинный элемент 5 выполнен из материала с электрическим сопротивлением, обеспечивающим выделение на нем тепла в количестве, необходимом для достижения температуры мартенситного превращения в материале термочувствительного элемента 6, например из пружинной бронзы. The resistive spring element 5 is made of a material with electrical resistance, providing heat on it in the amount necessary to achieve the temperature of martensitic transformation in the material of the thermosensitive element 6, for example, of spring bronze.

Способ обогрева сиденья 1 транспортного средства включает в себя фазу разогрева обогревателя 2 и фазу его отключения, осуществляемые через исполнительный орган 4 с резистивным элементом, в данном случае с резистивным пружинным элементом 5. Переход от фазы разогрева к фазе отключения осуществляют при тепловом воздействии на термочувствительный элемент 6 исполнительного органа 4, который нагревают пропорционально величине тока, протекающего через обогреватель 2, до переключения резистивного пружинного элемента 5 при достижении необходимого нагрева сиденья. Термочувствительный элемент 6 исполнительного органа 4 нагревают посредством резистивного пружинного элемента 5, включенного последовательно в цепь электропитания обогревателя 2, а именно в цепь электронагревательного элемента 3. По описываемому способу термочувствительный элемент 6 нагревают посредством резистивного пружинного элемента 5 преимущественно до температуры, составляющей 0,75-0,8 температуры порога срабатывания. Оставшееся до достижения порога срабатывания тепло термочувствительный элемент 6 получает через корпус 10 и крышку 11 исполнительного органа 4 от нагретого обогревателем 2 сиденья 1 транспортного средства. При достижении температурой заданного предела термочувствительный элемент 6 деформируется, его края воздействуют на кромку вогнутой поверхности лопасти резистивного пружинного элемента 5, который скачкообразно стремится перейти в другое устойчивое положение, то есть реализуется принцип действия переключателя мгновенного действия. Подвижный контакт 13 отходит от неподвижного контакта 12, цепь электронагревательного элемента 3 обогревателя 2 разрывается, реализуя фазу отключения. Однако полный переход лопасти резистивного пружинного элемента 5 в другое устойчивое состояние невозможен, поскольку он ограничен упором П-образного изгиба 14 в дно корпуса 10. Удерживание элемента 5 в этом положении осуществляется за счет деформированного термочувствительного элемента 6 до его охлаждения и перехода в первоначальное состояние. The method of heating the vehicle seat 1 includes a heating phase of the heater 2 and its shutdown phase, carried out through the actuator 4 with a resistive element, in this case with a resistive spring element 5. The transition from the heating phase to the shutdown phase is carried out by thermal exposure to the heat-sensitive element 6 of the Executive body 4, which is heated in proportion to the amount of current flowing through the heater 2, before switching the resistive spring element 5 when it is necessary th seat heating. The heat-sensitive element 6 of the actuator 4 is heated by means of a resistive spring element 5 connected in series to the power supply circuit of the heater 2, namely, the circuit of the electric heating element 3. According to the described method, the heat-sensitive element 6 is heated by means of the resistive spring element 5 to a temperature of 0.75- 0.8 temperature threshold. The heat-sensitive element 6 receives the heat remaining until the threshold is reached through the housing 10 and the cover 11 of the actuator 4 from the vehicle seat 1 heated by the heater 2. When the temperature reaches a predetermined limit, the heat-sensitive element 6 is deformed, its edges act on the edge of the concave surface of the blade of the resistive spring element 5, which spasmodically tends to move to another stable position, that is, the principle of operation of the momentary switch is realized. The movable contact 13 moves away from the fixed contact 12, the circuit of the electric heating element 3 of the heater 2 is broken, realizing the phase of shutdown. However, a complete transition of the blade of the resistive spring element 5 to another stable state is not possible, since it is limited by the stop of the U-shaped bend 14 in the bottom of the housing 10. The element 5 is held in this position by the deformed heat-sensitive element 6 until it is cooled and transitions to its original state.

Claims

1. The method of heating the vehicle seat, comprising the phase of heating the heater and the phase of its shutdown, carried out through the actuator with a resistive element, the transition from the phase of heating to the phase of shutdown is carried out by thermal exposure to a heat-sensitive element of the actuator, which is heated in proportion to the current value, flowing through a heater, characterized in that the heat-sensitive element of the actuator is heated by means of a resistive spring element and connected in series in the heater power circuit to switch the resistive spring element on reaching the required seat heating, the resistive spring element is formed as a snap-action switch.

2. The method of heating a seat according to claim 1, characterized in that the heat-sensitive element is heated by means of a resistive spring element to a temperature of 0.75-0.8 threshold temperature.

3. The method of heating a seat according to claim 1 or 2, characterized in that the heat-sensitive element is deformed until the heater power circuit is opened.

4. The method of heating the seat according to claim 1, characterized in that by switching the resistive spring element open the power circuit of the heater.

5. A device for heating a vehicle seat, including a heater and an actuator in the form of a switching device, comprising a resistive element with means for measuring its temperature, made in the form of a thermosensitive element adjacent to form a thermal contact to a movable electric contact holder, connected in series to the heater power circuit and formed by a plate with a shape close to rectangular, containing a U-shaped notch forming a tongue, I distinguish it lies in the fact that the movable holder of the electrical contact is formed in the form of a resistive spring element, while the heat-sensitive element is rigidly connected with its middle to the concave surface of the plate in the form of a blade of the resistive spring element on its side adjacent to the base of the tongue mounted on the protrusion of the body of the actuator, the cover which, electrically isolated relative to the housing, is equipped with a fixed contact interacting with a movable contact installed in a U-shaped bend side of the blade opposite to the installation site of the heat-sensitive element, and the U-shaped bend and convexity of the blade are unidirectional.

6. The heating device according to claim 5, characterized in that the temperature-sensitive element is made of an alloy with a shape memory effect, the lower temperature limit of the martensitic transformation of which coincides with the lower boundary of the specified range of regulation of the temperature of the seat, and the upper limit of the martensitic transformation is proportional to the upper boundary of the specified range.

7. The heating device according to claim 5 or 6, characterized in that the heat-sensitive element is made of titanium nickelide.

8. The heating device according to claim 5, characterized in that the resistive spring element is made of a material with electrical resistance, providing heat on it in the amount necessary to achieve the temperature of martensitic transformation in the material of the heat-sensitive element.

9. The heating device according to claim 5 or 8, characterized in that the resistive spring element is made of spring bronze.

10. The heating device according to claim 5, characterized in that the bend of the U-shaped is formed by molding.