WO2017137023A1 - Vorrichtung zum temperieren des nackenbereichs eines benutzers eines fahrzeugsitzes - Google Patents

Vorrichtung zum temperieren des nackenbereichs eines benutzers eines fahrzeugsitzes Download PDF

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tempering
air
control device
temperature
resistance value
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Alexander RAPPL
Jochen Pfaff
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Gentherm Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a device for tempering the neck region of a user of a vehicle seat, with an air conveyor, which is adapted to convey air to a temperature control, and a tempering device, which is adapted to the air to be conveyed to the temperature control to temper.
  • the invention also relates to a vehicle seat with a device for tempering the neck region of a user and a control method for operating a device for tempering the neck region of a user of a vehicle seat, comprising the steps of: conveying air to a tempering region by means of an air conveyor and tempering the the temperature to be conveyed air by means of a tempering device.
  • Corresponding devices are used in particular in convertible vehicles in order to prevent hypothermia of the neck region of the driver and possibly other vehicle occupants. In this way, muscle tension in the neck area can be avoided and diseases can be prevented by the cold wind. In addition, the tempering of the neck area considerably increases the comfort within the vehicle.
  • CONFIRMATION COPY Air temperature an improper air flow and / or caused by excessive noise.
  • the object underlying the invention is thus to further increase the comfort caused by a Nackentemperiervoriques by the operation of the air conveyor and the operation of the tempering device are matched.
  • the invention makes use of the knowledge that the operation of the air conveying device and the operation of the tempering device can be coordinated with one another by the automatic control of the air conveying device and the tempering device by the control device.
  • the generation of an inappropriate temperature in the tempering and setting an unpleasant for the user of the vehicle seat air flow can be effectively avoided in this way.
  • the automatic control of the air conveyor and the tempering device allows the avoidance of excessive noise.
  • the tempering device may comprise, for example, a heating device and / or a cooling device, so that the air to be conveyed to the temperature control region can be heated and / or cooled.
  • the air conveyor may comprise a fan, preferably a centrifugal fan.
  • the device for tempering the neck region of a user of a vehicle seat can thus be designed, for example, as a heating and / or cooling fan.
  • the control device is set up to automatically set a preheat operating mode in which the air Conveyor disabled and the tempering device is activated.
  • a preheat operating mode in which the air Conveyor disabled and the tempering device is activated.
  • the temperature control device provides at least 50% of its power intended for a particular power level.
  • an activated device means an activated device, so that an activated device can also be operated in a pulsed mode and with pulse width modulation.
  • the device according to the invention is further developed advantageously in that the control device is set up to set the preheat operating mode when the device is activated and / or the ambient temperature is below a temperature limit.
  • the device may for example have one or more temperature sensors.
  • the blowing of non-preheated air from the user of the vehicle seat can be perceived as unpleasant.
  • the tempering effect of the device is immediately perceived as pleasant.
  • the preheat mode of operation thus ensures, for example, that the cold air present in the device or in the seat is preheated first, before the air conveyor is put into operation by a delayed fan start.
  • the control device is adapted to the preheat operating mode for a preheat duration and / or until a predefined one has been reached Maintain the difference between the ambient temperature and the air temperature of the tempered air.
  • the preheating time can be, for example, in a range between 0 seconds and 45 seconds, preferably between 0 seconds and 2 seconds, particularly preferably between 0.5 seconds and 2 seconds.
  • the preheat mode of operation may be performed, for example, until the air temperature of the tempered air is about 10 ° C above ambient temperature.
  • the control device is set up to determine the preheating time as a function of one or more environmental parameters and / or one or more operating parameters of the temperature control device.
  • the preheating time is therefore in this embodiment, no static preselected time value, but dependent on the environment and / or the operation of the temperature control device.
  • the one or more environmental parameters may include, for example, ambient temperature and / or humidity in the environment.
  • the one or more operating parameters of the tempering device may include, for example, the power consumption, the power consumption, the applied voltage, and / or the electrical resistance of the tempering device or its components.
  • the term “environment” usually means the interior of the vehicle cabin and the air inside the vehicle cabin, for example, “ambient temperature” means the temperature of the air inside the vehicle cabin in the vicinity of the component in question In this case, for example, “ambient temperature” means the temperature of the air outside the vehicle, which is especially the case with vehicles that are operated with the top down.
  • the tempering device comprises one or more PTC heating resistors or is formed from one or more PTC heating resistors.
  • the control device is preferably configured to determine the preheating duration as a function of the resistance value of the one or more PTC heating resistors.
  • the resistance value of a PTC heating resistor depends on its temperature.
  • the preheat mode of operation is executed until a resistance value is detected which can be associated with a temperature of the PTC heater resistor greater than 30 ° C.
  • the time between two starts in which the device was deactivated may be compared to a time required for the one or more PTC heater resistors to cool.
  • the preheating operating mode is suppressed, shortened or operated at a reduced power level.
  • the control device of the device according to the invention is preferably set up to automatically start a start-up operating mode in which the air conveyor and the temperature control device are activated and the operating state of the air conveyor and / or the operating state of the temperature control device changes at least temporarily.
  • the start-up operating mode allows an adjustment of the delivery rate to the current prevailing temperature control of the temperature control device. For example, it can be ensured in the start-up operating mode that no more air is conveyed by a suitable regulation of the air conveyor or a suitable adaptation of the fluid delivery capacity than heated by the heating fan not yet thoroughly heated or a heating resistor not yet heated to the target temperature can be.
  • the temperature control device preferably provides at least 50% of its power intended for a particular power level.
  • the flow of current through the air conveyor and / or the tempering device during the preheat operating mode and / or the start-up operating mode is at most in a range between 16 and 25 A at 12 volts, preferably 16 and 20 A, and 4 and 5 A at 48 volts.
  • the electrical influencing parameter and / or the fluid flow are changed by increasing the electrical influencing parameter and / or the fluid flow from an initial value to a desired value, preferably over a starting period.
  • the start-up period is preferably in a range between 0 seconds and 40 seconds, preferably between 1 second and 20 seconds, more preferably between 1, 5 seconds and 2 seconds.
  • the increase of the electrical influencing parameter and / or of the fluid flow can take place continuously and / or stepwise.
  • the control device is set up to increase the electrical influencing parameter and / or the fluid flow at least in sections linearly, hyperbolicly or asymptotically.
  • the control device is preferably set up to increase the electrical influencing parameter and / or the fluid flow, at least in sections, in a ramp-like manner in a linearly or ramp-like hyperbolic manner.
  • the different gradients of the electrical influencing parameter and / or of the fluid flow can each be advantageous under selected operating conditions, for example in order to achieve a comfort maximization for the user of the vehicle seat or an acceleration of the air temperature control.
  • a device is preferred in which the control device is set up to increase the electrical influencing parameter and / or the fluid flow as a function of one or more environmental parameters, the temperature in the tempering region and / or one or more operating parameters of the temperature control device.
  • the one or more environmental parameters may include, for example, the ambient temperature. If the increase of the electrical influencing parameter and / or the fluid flow takes place as a function of the temperature in the temperature control range, can a corresponding control can be achieved that prevails during the start-up operating mode always the same temperature in the temperature control. This leads to a considerable increase in comfort for the user of the vehicle seat.
  • the control device is adapted to the electrical influencing parameter and / or the fluid flow as a function of the resistance value of the one or more PTC heating resistors and / or the gradient of the resistance value of the one or more PTC heating resistors increase.
  • a fluid delivery rate of the air conveyor is stored for each resistance value of the one or more PTC heating resistors in the start-up operating mode.
  • the fluid delivery rate increases depending on the PTC resistance, so that the fluid flow during the start-up operating mode always has the same temperature.
  • control device is set up to maintain this target resistance value after reaching a target resistance value of the one or more PTC heating resistors. In this way, perceptible noise changes are avoided, whereby the comfort of use is increased.
  • a device in which the control device is set up to automatically set a continuous operating mode.
  • the air conveyor and the tempering device are operated substantially constantly in a desired state.
  • the tempering device preferably provides at least 50% of its power intended for a certain power level.
  • the control device increases at least one electrical influence parameter to a final value. End value here means in particular a value that corresponds to a suitable for continuous operation setpoint. This final value becomes preferably held with a maximum tolerance of +/- 20%. It deviates by a maximum of +/- 20% from the intended target value.
  • the electrical influencing parameter is preferably a parameter which influences the delivery rate of the air delivery device.
  • the controller is configured to initially set the preheat mode of operation before the startup mode of operation is set.
  • the device is preferably operated only in the startup mode of operation before the duration mode of operation is set.
  • the device is preferably in a steady state, so that the duration mode of operation can be performed without an end time limit.
  • the object underlying the invention is further achieved by a headrest or a vehicle seat of the type mentioned, wherein the device for tempering the neck region of the user is formed according to one of the embodiments described above.
  • the headrest and / or the vehicle seat may include a heater fan to flow to the neck area of a passenger with cold and / or warm air.
  • the object underlying the invention is further achieved by a control method of the type mentioned above, wherein the air conveyor and the temperature control means are controlled automatically by means of a control device.
  • the control method according to the invention for operating a device for tempering the neck region of a user of a vehicle seat according to one of the embodiments described above is used.
  • the device is activated and detects the ambient temperature, wherein the preheat operating mode is set when device is activated and / or the ambient temperature is below a temperature limit.
  • the preheat operating mode is set when device is activated and / or the ambient temperature is below a temperature limit.
  • the blowing of non-preheated air may be perceived as unpleasant by the user of the vehicle seat.
  • the tempering effect of the device is immediately perceived as pleasant.
  • a control method according to the invention is preferred in which the preheating time is determined and / or the operating mode automatically changes from the preheating operating mode to the starting operating mode after the preheating time has elapsed.
  • the preheating time is determined as a function of one or more environmental parameters and / or one or more operating parameters of the temperature control device.
  • a control method is preferred in which the determination of the preheating time comprises detecting a resistance value of one or more PTC heating resistors of the temperature control device and / or detecting a gradient of the resistance value of one or more PTC heating resistors of the temperature control device Determining the preheating time in dependence on the detected resistance value and / or the detected gradient of the resistance value of the one or more PTC heating resistors takes place.
  • the gradient of the resistance value the time in which the device has a maximum power consumption can be reduced.
  • the preheat operation mode is executed until both the resistance value and the gradient of the resistance value are within a defined range.
  • an electrical influencing parameter influencing the delivery rate of the air conveyor and / or the fluid flow is changed in the start-up operating mode, the electrical influencing parameter and / or the fluid flow are increased from an initial value to a desired value, preferably via a start-up Period, the electrical influence parameter and / or the fluid flow at least partially linear, hyperbolic or asymptotic increased, and / or the electrical influence parameter and / or the fluid flow in dependence of one or more environmental parameters, the temperature in the temperature control and / or one or more operating parameters the tempering device increased.
  • the electrical influencing parameter and / or the fluid flow are at least partially ramped linearly or ramped hyperbolic.
  • the different increase courses of the electrical influencing parameter and / or the fluid flow can be advantageous in each case under selected operating conditions, for example in order to achieve a comfort maximization for the user of the vehicle seat or an acceleration of the air temperature control.
  • one or more environmental parameters, the temperature in the temperature control range and / or one or more operating parameters of the temperature control device are detected.
  • the preheat duration is preferably not a static preselected time value.
  • the one or more environmental parameters may include, for example, ambient temperature and / or humidity in the environment.
  • the one or more operating parameters of the tempering device may include, for example, the power consumption, the power consumption, the applied voltage, and / or the electrical resistance of the tempering device or its components.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows an embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a profile of the resistance value of a PTC heating resistor of a tempering device.
  • the air conveyor 12 is adapted to convey air to a temperature control area 14.
  • the air is sucked in by means of a fan from the environment of the vehicle seat 50 and transported via fluid-conducting connections 24, 26 to the temperature control 14.
  • the headrest of the vehicle seat 50 has in the neck region on an outlet opening through which the air from the fluid-conducting connections 24, 26 is blown into the temperature control range 14.
  • the tempering device 16 is configured to temper the air to be conveyed to the tempering region 14.
  • the tempering device 16 has a PTC heating resistor which, when energized, heats the air in the vicinity of the PTC heating resistor.
  • the control device 18 is configured to control the air conveyor 12 and the temperature control device 16 automatically.
  • the control device 18 via the signal-conducting connections 20, 22 signal-conducting connected to the air conveyor 12 and the tempering device 16.
  • the control device 18 is configured to automatically set a preheat operating mode I, a start-up operating mode II or a continuous operating mode III. Exemplary embodiments of the preheat operating mode I, the starting operating mode II and the continuous operating mode III are explained in more detail with reference to FIG.
  • control method for operating a device 10 for tempering the neck region of a user of a vehicle seat 50.
  • the control method is initiated by the following step:
  • the detected ambient temperature is far below a user or automatically set target temperature of the air and also below a predetermined temperature limit. Since the device 10 has been activated and the ambient temperature is below the temperature limit, the following step is carried out:
  • the automatic control of the air-conveying device 12 and the tempering device 16 by means of the control device 18 comprises the following step:
  • Determining the preheating time tv may, for example, include determining a period of time after which the preheating operating mode I is ended.
  • the determination of the preheat time tv may include determining an operating state at which the preheat operating mode I is terminated.
  • the preheating time t v is determined as a function of two operating parameters of the tempering device 16, namely the resistance value R of a PTC heating resistor of the tempering device 16 and the gradient of the resistance value R of the PTC heating resistor of the tempering device 16, so that Determining the preheat time tv includes the following steps: 112) detecting a resistance value R of the PTC heating resistor of the tempering device 16; and
  • the preheating operation mode is ended and the following step is carried out:
  • the automatic control of the air conveyor 12 and the temperature control device 16 by means of the control device 18 comprises the following step:
  • the air conveyor 12 and the tempering device 16 are activated and the operating state of the air conveyor 12 changes. Since the air conveyor 12 has now been activated, the following step is carried out:
  • the following step is also carried out: 22) Detecting a plurality of operating parameters of the tempering device 16.
  • the detection of the plurality of operating parameters of the tempering device 16 comprises the following steps:
  • the operating state of the air conveyor 12 is changed in the start-up operating mode II by increasing the delivery rate F of the air conveyor 12 over time, so that the control method comprises the following step:
  • Changing the electrical influencing parameter influencing the delivery rate F of the air delivery device 12 comprises the following step:
  • the increase in the electrical influencing parameter takes place here again as a function of the resistance value R of the PTC heating resistor of the tempering device 16 and the gradient of the resistance value R of the PTC heating resistor of the tempering device 16.
  • the increasing can take place, for example, linear, hyperbolic or asymptotic in sections ,
  • step 132) automatic control of the air conveyor 12 and the tempering device 16 by means of the control device 18th
  • the automatic control of the air conveyor 12 and the temperature control device 16 by means of the control device 18 comprises the following step:
  • FIG 3 shows three different curves of the delivery rate F of an air conveyor 12 and the operating state profile of a tempering device 16 of a device 10 according to the invention.
  • the illustrated curves of the delivery rate F of the air conveyor 12 can be implemented by a control device 18 of the device.
  • a control device 18 of the device 10 is configured to automatically set a preheat operating mode I, a start-up operating mode II and a continuous operating mode III.
  • the preheating operating mode I in which the air conveyor 12 is deactivated and the tempering device 16 is activated, is carried out over a preheating time tv.
  • the activation of the tempering device 16 is represented by the jump of the operating state curve from "0" to "1".
  • the delivery rate F is equal to zero during the preheating period tv.
  • the start-up operating mode II in which the air conveyor 12 and the temperature control device 16 are activated and the operating state of the air conveyor 12 changes, is carried out over a start-up period tA.
  • the tempering device 16 maintains the activated state.
  • the delivery rate F increases continuously and continuously until a setpoint value is reached.
  • the delivery rate F increases only suddenly to an intermediate value and from the intermediate value continuously and continuously until reaching a target value.
  • the delivery rate F increases stepwise until a setpoint value is reached.
  • the delivery rate is increased by a corresponding setting of an electrical influencing parameter influencing the delivery rate F of the air delivery device 12.
  • the continuous operating mode III is set automatically, in which the air conveyor 12 and the temperature control device 16 are operated substantially contant in a desired state.
  • the preheating operating mode may be carried out until the PTC heating resistor has reached a resistance value R which exceeds a temperature of the PTC heating resistor of more than 30 ° C can be assigned. If the device 10 has the resistance-temperature curve of the PTC heating resistor used, a reliable statement about the temperature of the PTC heating resistor can be made by detecting the resistance value R.
  • the electrical influencing parameter of the air conveying device 12 influencing the conveying power F can be determined as a function of the resistance value R of the PTC heating resistor and / or of the gradient of the resistance value R of the PTC heating resistor, wherein the control device 18 may be configured to maintain this target resistance value after reaching a target resistance value of the PTC heating resistor.
  • All electrical components shown in Figure 2 could also be combined in a module. This module could, for example, be integrated into the headrest as a small box about 10 x 10 x 6 cm or mounted between the headrest and seat back.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes (50), mit einer Luft-Fördereinrichtung (12), welche dazu eingerichtet ist, Luft zu einem Temperierbereich (14) zu fördern, einer Temperier-Einrichtung (16), welche dazu eingerichtet ist, die zu dem Temperierbereich (14) zu fördernde Luft zu temperieren, und einer Steuerungseinrichtung (18), welche dazu eingerichtet ist, die Luft-Fördereinrichtung (12) und die Temperier-Einrichtung (16) selbsttätig zu steuern.

Description

Vorrichtung zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes, mit einer Luft- Fördereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, Luft zu einem Temperierbereich zu fördern, und einer Temperier-Einrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die zu dem Temperierbereich zu fördernde Luft zu temperieren.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Fahrzeugsitz mit einer Vorrichtung zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers und ein Regelverfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes, mit den Schritten: Fördern von Luft zu einem Temperierbereich mittels einer Luft- Fördereinrichtung und Temperieren der zu dem Temperierbereich zu fördernden Luft mittels einer Temperier-Einrichtung.
Entsprechende Vorrichtungen werden insbesondere bei Cabriolet- Fahrzeugen eingesetzt, um eine Unterkühlung des Nackenbereichs des Fahrzeugführers und gegebenenfalls weiterer Fahrzeuginsassen zu verhindern. Auf diese Weise können Muskelverspannungen im Nackenbereich vermieden und Erkrankungen durch den kalten Fahrtwind vorgebeugt werden. Außerdem wird durch das Temperieren des Nackenbereichs der Komfort innerhalb des Fahrzeugs erheblich gesteigert.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Betriebszustand der eingesetzten Luft-Fördereinrichtung und der Betriebszustand der eingesetzten Temperier-Einrichtung oftmals nicht aufeinander abgestimmt sind, sodass die Temperierung des Nackenbereichs zeitweise zu einer Komfortbeeinträchtigung für den Benutzer des Fahrzeugsitzes führt. Diese Komfortbeeinträchtigung kann beispielsweise durch eine ungeeignete
BESTÄTIGUNGSKOPIE Lufttemperatur, eine ungeeignete Luftströmung und/oder durch eine übermäßige Geräuschentwicklung verursacht werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, den durch eine Nackentemperiervorrichtung hervorgerufenen Komfort weiter zu steigern, indem der Betrieb der Luft-Fördereinrichtung und der Betrieb der Temperier-Einrichtung aufeinander abgestimmt werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Luft-Fördereinrichtung und die Temperier-Einrichtung selbsttätig zu steuern.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch das selbsttätige Steuern der Luft-Fördereinrichtung und der Temperier- Einrichtung durch die Steuerungseinrichtung der Betrieb der Luft- Fördereinrichtung und der Betrieb der Temperier-Einrichtung aufeinander abgestimmt werden können. Das Erzeugen einer ungeeigneten Temperatur im Temperierbereich und das Einstellen einer für den Benutzer des Fahrzeugsitzes unangenehmen Luftströmung kann auf diese Weise effektiv vermieden werden. Ferner erlaubt das selbsttätige Steuern der Luft-Fördereinrichtung und der Temperier-Einrichtung die Vermeidung einer übermäßigen Geräuschentwicklung. Die Temperier-Einrichtung kann beispielsweise eine Heizeinrichtung und/oder eine Kühleinrichtung umfassen, sodass die zu dem Temperierbereich zu fördernde Luft erwärmt und/oder abgekühlt werden kann. Insbesondere kann die Luft- Fördereinrichtung einen Ventilator, vorzugsweise einen Radialventilator, umfassen. Die Vorrichtung zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes kann somit beispielsweise als Heiz- und/oder Kühlgebläse ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, selbsttätig einen Vorheiz-Betriebsmodus einzustellen, bei welchem die Luft- Fördereinrichtung deaktiviert und die Temperier-Einrichtung aktiviert ist. Dadurch, dass die Luft-Fördereinrichtung in dem Vorheiz-Betriebsmodus deaktiviert ist, kann effektiv vermieden werden, dass nicht-temperierte oder nicht ausreichend temperierte Luft zu dem Temperierbereich gefördert wird. Ein für den Benutzer des Fahrzeugsitzes unangenehmes Temperaturempfinden wird somit vermieden. Zudem werden starke Stromspitzen beim Einschalten der Vorrichtung vermieden, da der Leistungsbedarf aufgrund der deaktivierten Luft-Fördereinrichtung verringert ist. Vorzugsweise erbringt die Temperier-Einrichtung in dem Vorheiz-Betriebsmodus zumindest 50% ihrer für eine bestimmte Leistungsstufe vorgesehene Leistung. Im Sinne der Erfindung ist unter einer aktivierten Einrichtung eine eingeschaltete Einrichtung zu verstehen, sodass eine aktivierte Einrichtung auch in einem getakteten Betrieb und mit Pulsweiten-Modulation betrieben werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den Vorheiz-Betriebsmodus einzustellen, wenn die Vorrichtung aktiviert wird und/oder die Umgebungstemperatur unterhalb eines Temperaturgrenzwertes liegt. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise einen oder mehrere Temperaturfühler aufweisen. Insbesondere bei einer niedrigen Umgebungstemperatur kann das Ausblasen von nicht- vorgeheizter Luft von dem Benutzer des Fahrzeugsitzes als unangenehm wahrgenommen werden. Durch das Vorheizen der zu fördernden Luft wird die Temperierwirkung der Vorrichtung sofort als angenehm empfunden. Der Vorheiz-Betriebsmodus stellt somit beispielsweise sicher, dass die in der Vorrichtung oder in dem Sitz vorhandene kalte Luft zuerst vorgeheizt wird, bevor durch einen verzögerten Lüfter-Anlauf die Luft- Fördereinrichtung in Betrieb genommen wird.
In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, den Vorheiz-Betriebsmodus für eine Vorheizdauer und/oder bis zum Erreichen einer vordefinierten Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Lufttemperatur der temperierten Luft beizubehalten. Die Vorheizdauer kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 0 Sekunden und 45 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0 Sekunden und 2 Sekunden, besonders bevorzugt zwischen 0,5 Sekunden und 2 Sekunden liegen. Der Vorheiz-Betriebsmodus kann beispielsweise ausgeführt werden, bis die Lufttemperatur der temperierten Luft etwa 10°C über der Umgebungstemperatur liegt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, die Vorheizdauer in Abhängigkeit von einem oder mehreren Umgebungsparametern und/oder einem oder mehreren Betriebsparametern der Temperier-Einrichtung zu bestimmen. Die Vorheizdauer ist in diesem Ausführungsbeispiel folglich kein statischer vorausgewählter Zeitwert, sondern von der Umgebung und/oder dem Betrieb der Temperier-Einrichtung abhängig. Der eine oder die mehreren Umgebungsparameter können beispielsweise die Umgebungstemperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung umfassen. Der eine oder die mehreren Betriebsparameter der Temperier-Einrichtung können beispielsweise den Leistungsverbrauch, den Stromverbrauch, die anliegende Spannung, und/oder den elektrischen Widerstand der Temperier-Einrichtung oder dessen Komponenten umfassen. Bei geschlossenem Fahrzeugdach meint der Begriff „Umgebung" gewöhnlich den Innenraum der Fahrzeugkabine und die Luft innerhalb der Fahrzeugkabine. In diesem Fall bedeutet z.B.„Umgebungstemperatur" die Temperatur der Luft innerhalb der Fahrzeugkabine in der Umgebung des fraglichen Bauteils.„Umgebung" kann jedoch je nach Konfiguration auch den Raum außerhalb der Fahrzeugkabine meinen. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen der Fall, die mit offenem Verdeck betrieben werden. In diesem Fall bedeutet z.B. „Umgebungstemperatur" die Temperatur der Luft außerhalb des Fahrzeuges. In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Temperier-Einrichtung einen oder mehrere PTC-Heizwiderstände oder ist aus einem oder mehreren PTC-Heizwiderständen ausgebildet. Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Vorheizdauer in Abhängigkeit des Widerstandswertes des einen oder der mehreren PTC-Heizwiderstände zu bestimmen. Der Widerstandswert eines PTC-Heizwiderstands hängt von dessen Temperatur ab. Vorzugsweise wird der Vorheiz-Betriebsmodus ausgeführt, bis ein Widerstandswert erfasst wird, welcher einer Temperatur des PTC- Heizwiderstands von mehr als 30°C zugeordnet werden kann.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, die Vorheizdauer in Abhängigkeit des Gradienten des Widerstandswertes des einen oder der mehreren PTC-Heizwiderstände zu bestimmen. Dadurch, dass der Gradient des Widerstandswertes berücksichtigt wird, kann die Zeit, in welcher die Vorrichtung einen maximalen Stromverbrauch aufweist, reduziert werden. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Vorheiz-Betriebsmodus ausgeführt wird, bis sowohl der Widerstandswert als auch der Gradient des Widerstandswertes in einem definierten Bereich liegen.
Zum Vermeiden einer zu starken Temperierung der Luft im Vorheiz- Betriebsmodus bei einem wiederholten Startvorgang, kann die Zeitspanne zwischen zwei Startvorgängen, in welcher die Vorrichtung deaktiviert war, mit einer Zeitspanne vergleichen werden, welche der eine oder die mehreren PTC-Heizwiderstände zum Abkühlen benötigen. Unterschreitet die Zeitspanne, in welcher die Vorrichtung deaktiviert war, die Zeitspanne, welche der eine oder die mehreren PTC-Heizwiderstände zum Abkühlen benötigen, wird der Vorheiz-Betriebsmodus unterdrückt, verkürzt oder auf einer reduzierten Leistungsstufe betrieben.
Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dazu eingerichtet, selbsttätig einen Anfahr-Betriebsmodus einzustellen, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung und die Temperier- Einrichtung aktiviert sind und sich der Betriebszustand der Luft- Fördereinrichtung und/oder der Betriebszustand der Temperier- Einrichtung zumindest temporär verändert. Der Anfahr-Betriebsmodus erlaubt eine Anpassung der Förderleistung an die aktuelle vorherrschende Temperierleistung der Temperier-Einrichtung. Beispielsweise kann in dem Anfahr-Betriebsmodus sichergestellt werden, dass durch eine geeignete Regelung der Luft-Fördereinrichtung oder einer geeigneten Anpassung der Fluid-Förderleistung nicht mehr Luft gefördert wird, als durch das noch nicht ganz durchgewärmte Heizgebläse oder einen noch nicht auf Zieltemperatur aufgeheizten Heizwiderstand erwärmt werden kann. In dem Anfahr-Betriebsmodus erbringt die Temperier-Einrichtung vorzugsweise mindestens 50% ihrer für eine bestimmte Leistungsstufe vorgesehene Leistung.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, während des Anfahr-Betriebsmodus einen die Förderleistung der Luft-Fördereinrichtung beeinflussenden elektrischen Einflussparameter und/oder den Fluidstrom zu verändern. Der elektrische Einflussparameter kann beispielsweise der Betrag der angelegten Spannung, die Leistungsaufnahme in einem bestimmten Zeitraum, die mittlere Einschaltdauer bei einem Pulsweiten- modulierten Betrieb oder eine durchströmende Stromstärke sein. Die Veränderung des Fluidstroms kann beispielsweise über ein Verändern der elektrischen Leistungsaufnahme der Fördereinrichtung, ein Verändern des Betrags des geförderten Fluidvolumens bzw. Fluidvolumenstroms oder das Verändern der Drehzahl eines Ventilators der Luft-Fördereinrichtung erfolgen. Vorzugsweise liegt der Stromdurchfluss durch die Luft- Fördereinrichtung und/oder die Temperier-Einrichtung während des Vorheiz-Betriebsmodus und/oder des Anfahr-Betriebsmodus maximal in einem Bereich zwischen 16 und 25 A bei 12 Volt, vorzugsweise 16 und 20 A, beziehungsweise 4 und 5 A bei 48 Volt. . In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt das Verändern des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms durch eine Steigerung des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms von einem Anfangswert auf einen Sollwert, vorzugsweise über einen Anfahr-Zeitraum hinweg. Der Anfahr-Zeitraum liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0 Sekunden und 40 Sekunden, bevorzugt zwischen 1 Sekunde und 20 Sekunden, besonders bevorzugt zwischen 1 ,5 Sekunden und 2 Sekunden. Die Steigerung des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms kann kontinuierlich und/oder stufenförmig erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, den elektrischen Einflussparameter und/oder den Fluidstrom zumindest abschnittsweise linear, hyperbolisch oder asymptotisch zu steigern. Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, den elektrischen Einflussparameter und/oder den Fluidstrom zumindest abschnittsweise rampenförmig linear oder rampenförmig hyperbolisch zu steigern. Die unterschiedlichen Steigerungsverläufe des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms können jeweils bei ausgewählten Betriebsbedingungen vorteilhaft sein, beispielsweise um eine Komfortmaximierung für den Benutzer des Fahrzeugsitzes oder eine Beschleunigung der Lufttemperierung zu erreichen.
Bevorzugt ist außerdem eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den elektrischen Einflussparameter und/oder den Fluidstrom in Abhängigkeit eines oder mehrerer Umgebungsparameter, der Temperatur im Temperierbereich und/oder eines oder mehrerer Betriebsparameter der Temperier- Einrichtung zu steigern. Die eine oder die mehreren Umgebungsparameter können beispielsweise die Umgebungstemperatur umfassen. Wenn die Steigerung des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms in Abhängigkeit der Temperatur im Temperierbereich erfolgt, kann durch eine entsprechende Steuerung erreicht werden, dass während des Anfahr- Betriebsmodus stets die gleiche Temperatur im Temperierbereich vorherrscht. Dies führt zu einer erheblichen Komfortsteigerung für den Benutzer des Fahrzeugsitzes.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, den elektrischen Einflussparameter und/oder den Fluidstrom in Abhängigkeit des Widerstandswertes des einen oder der mehreren PTC- Heizwiderstände und/oder des Gradienten des Widerstandswertes des einen oder der mehreren PTC-Heizwiderstände zu steigern. Vorzugsweise ist für jeden Widerstandswert des einen oder der mehreren PTC- Heizwiderstände im Anfahr-Betriebsmodus eine Fluidfördermenge der Luft-Fördereinrichtung hinterlegt. Somit wächst die Fluidfördermenge abhängig vom PTC-Widerstand, sodass der Fluidstrom während des Anfahr-Betriebsmodus stets die gleiche Temperatur aufweist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, nach Erreichen eines Zielwiderstandswertes des einen oder der mehreren PTC- Heizwiderstände diesen Zielwiderstandswert beizubehalten. Auf diese Weise werden wahrnehmbare Geräuschveränderungen vermieden, wodurch der Nutzungskomfort erhöht wird.
Außerdem ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, selbsttätig einen Dauer- Betriebsmodus einzustellen. In diesem Dauer-Betriebsmodus werden die Luft-Fördereinrichtung und die Temperier-Einrichtung im Wesentlichen konstant in einem Sollzustand betrieben. Vorzugsweise erbringt die Temperier-Einrichtung dabei mindestens 50% ihrer für eine bestimmte Leistungsstufe vorgesehenen Leistung. Insbesondere steigert die Steuereinrichtung mindestens einen elektrischen Einflussparameter auf einen Endwert. Endwert meint hierbei insbesondere einen Wert, der einem für den Dauerbetrieb geeigneten Sollwert entspricht. Dieser Endwert wird vorzugsweise mit einer Toleranz von maximal +/- 20% gehalten. Er weicht also um maximal +/- 20% vom beabsichtigen Zielwert ab. Vorzugsweise ist der elektrische Einflussparameter ein Parameter, der die Förderleistung der Luft-Fördereinrichtung beeinflusst.
Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, zunächst den Vorheiz-Betriebsmodus einzustellen, bevor der Anfahr- Betriebsmodus eingestellt wird. Außerdem wird die Vorrichtung vorzugsweise erst in dem Anfahr-Betriebsmodus betrieben, bevor der Dauer-Betriebsmodus eingestellt wird. In dem Dauer-Betriebsmodus befindet sich die Vorrichtung vorzugsweise in einem eingeschwungenen Zustand, sodass der Dauer-Betriebsmodus ohne eine zeitliche Endbegrenzung ausgeführt werden kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Kopfstütze bzw einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Vorrichtung zum Temperieren des Nackenbereichs des Benutzers nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Somit kann die Kopfstütze und/oder der Fahrzeugsitz beispielsweise ein Heizgebläse aufweisen, um den Nackenbereich eines Passagiers mit kalter und/oder warmer Luft anzuströmen. Hinsichtlich weiterer Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Regelverfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Luft- Fördereinrichtung und die Temperier-Einrichtung mittels einer Steuerungseinrichtung selbsttätig gesteuert werden. Insbesondere wird das erfindungsgemäße Regelverfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Regelverfahren das selbsttätige Einstellen eines Vorheiz-Betriebsmodus durch die Steuerungseinrichtung, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung deaktiviert und die Temperier-Einrichtung aktiviert ist, das selbsttätige Einstellen eines Anfahr-Betriebsmodus durch die Steuerungseinrichtung, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung und die Temperier-Einrichtung aktiviert sind und sich der Betriebszustand der Luft-Fördereinrichtung und/oder der Betriebszustand der Temperier-Einrichtung zumindest temporär verändert, und/oder das selbsttätige Einstellen eines Dauer- Betriebsmodus durch die Steuerungseinrichtung, bei welchem die Luft- Fördereinrichtung und die Temperier-Einrichtung im Wesentlichen kontant in einem Sollzustand betrieben werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens wird die Vorrichtung aktiviert und die Umgebungstemperatur erfasst, wobei der Vorheiz-Betriebsmodus eingestellt wird, wenn Vorrichtung aktiviert wird und/oder die Umgebungstemperatur unterhalb eines Temperaturgrenzwertes liegt. Insbesondere bei einer niedrigen Umgebungstemperatur kann das Ausblasen von nicht-vorgeheizter Luft von dem Benutzer des Fahrzeugsitzes als unangenehm wahrgenommen werden. Durch das Vorheizen der zu fördernden Luft wird die Temperierwirkung der Vorrichtung sofort als angenehm empfunden.
Außerdem ist ein erfindungsgemäßes Regelverfahren bevorzugt, bei welchem die Vorheizdauer bestimmt wird und/oder der Betriebsmodus selbsttätig von dem Vorheiz-Betriebsmodus zu dem Anfahr-Betriebsmodus nach Ablauf der Vorheizdauer wechselt. Durch das selbsttätige Wechseln von dem Vorheiz-Betriebsmodus zu dem Anfahr-Betriebsmodus ist kein Eingriff des Benutzers nötig, nachdem das Temperieren in dem Vorheiz- Betriebsmodus abgeschlossen wurde. Der Komfort wird somit weiter erhöht. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelverfahrens wird die Vorheizdauer in Abhängigkeit von einem oder mehreren Umgebungsparametern und/oder einem oder mehreren Betriebsparametern der Temperier-Einrichtung bestimmt. Bevorzugt ist außerdem ein erfindungsgemäßes Regelverfahren, bei welchem das Bestimmen der Vorheizdauer das Erfassen eines Widerstandswertes eines oder mehrerer PTC-Heizwiderstände der Temperier-Einrichtung und/oder das Erfassen eines Gradienten des Widerstandswertes eines oder mehrerer PTC-Heizwiderstände der Temperier-Einrichtung umfasst, wobei das Bestimmen der Vorheizdauer in Abhängigkeit des erfassten Widerstandswertes und/oder des erfassten Gradienten des Widerstandswertes des einen oder der mehreren PTC-Heizwiderstände erfolgt. Dadurch, dass der Gradient des Widerstandswertes berücksichtigt wird, kann die Zeit, in welcher die Vorrichtung einen maximalen Stromverbrauch aufweist, reduziert werden. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Vorheiz-Betriebsmodus ausgeführt wird, bis sowohl der Widerstandswert als auch der Gradient des Widerstandswertes in einem definierten Bereich liegen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelverfahrens wird in dem Anfahr-Betriebsmodus ein die Förderleistung der Luft-Fördereinrichtung beeinflussender elektrischer Einflussparameter und/oder der Fluidstrom verändert, der elektrische Einflussparameter und/oder der Fluidstrom von einem Anfangswert auf einen Sollwert gesteigert, vorzugsweise über einen Anfahr-Zeitraum hinweg, der elektrische Einflussparameter und/oder der Fluidstrom zumindest abschnittsweises linear, hyperbolisch oder asymptotisch gesteigert, und/oder der elektrische Einflussparameter und/oder der Fluidstrom in Abhängigkeit eines oder mehrerer Umgebungsparameter, der Temperatur im Temperierbereich und/oder eines oder mehrerer Betriebsparameter der Temperier-Einrichtung gesteigert. Vorzugsweise werden der elektrische Einflussparameter und/oder der Fluidstrom zumindest abschnittsweise rampenförmig linear oder rampenförmig hyperbolisch gesteigert. Die unterschiedlichen Steigerungsverläufe des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms können jeweils bei ausgewählten Betriebsbedingungen vorteilhaft sein, beispielsweise um eine Komfortmaximierung für den Benutzer des Fahrzeugsitzes oder eine Beschleunigung der Lufttemperierung zu erreichen.
Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Regelverfahren in dem Anfahr-Betriebsmodus ein oder mehrere Umgebungsparameter, die Temperatur in dem Temperierbereich und/oder ein oder mehrere Betriebsparameter der Temperier-Einrichtung erfasst. Die Vorheizdauer ist vorzugsweise kein statischer vorausgewählter Zeitwert. Der eine oder die mehreren Umgebungsparameter können beispielsweise die Umgebungstemperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung umfassen. Der eine oder die mehreren Betriebsparameter der Temperier- Einrichtung können beispielsweise den Leistungsverbrauch, den Stromverbrauch, die anliegende Spannung, und/oder den elektrischen Widerstand der Temperier-Einrichtung oder dessen Komponenten umfassen.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens umfasst das Erfassen des einen oder der mehreren Betriebsparameter der Temperier-Einrichtung das Erfassen eines Widerstandswertes eines oder mehrerer PTC-Heizwiderstände der Temperier-Einrichtung und/oder das Erfassen eines Gradienten des Widerstandswertes eines oder mehrerer PTC-Heizwiderstände der Temperier-Einrichtung, wobei das Steigern des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms in Abhängigkeit des erfassten Widerstandswertes und/oder des erfassten Gradienten des Widerstandswertes erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann außerdem das Beibehalten eines Zielwiderstandswertes des einen oder der mehreren PTC-Heizwiderstände nach Erreichen dieses Zielwiderstandswertes umfassen. Hinsichtlich weiterer Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Regelverfahrens wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen. In den vorausgehenden Ausführungen bedeutet „ein/-e" den unbestimmten Artikel und meint „mindestens ein einzelnes oder eine Mehrzahl".
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Fahrzeugsitzes in einer schematischen Darstellung;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Regelverfahrens als Blockdiagramm;
Fig. 3 Betriebsparameter einer Luft-Fördereinrichtung und einer
Temperier-Einrichtung während des Ausführens des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 4 einen Verlauf des Widerstandwertes eines PTC- Heizwiderstands einer Temperier-Einrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugsitz 50 mit einer Vorrichtung 10 zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Luft-Fördereinrichtung 12, eine Temperier-Einrichtung 16 und eine Steuerungseinrichtung 18.
Die Luft-Fördereinrichtung 12 ist dazu eingerichtet, Luft zu einem Temperierbereich 14 zu fördern. Die Luft wird hierzu mittels eines Ventilators aus der Umgebung des Fahrzeugsitzes 50 angesaugt und über fluidleitende Verbindungen 24, 26 zu dem Temperierbereich 14 transportiert. Die Kopfstütze des Fahrzeugsitzes 50 weist im Nackenbereich eine Auslassöffnung auf, durch welche die Luft aus den fluidleitenden Verbindungen 24, 26 in den Temperierbereich 14 ausgeblasen wird.
Die Temperier-Einrichtung 16 ist dazu eingerichtet, die zu dem Temperierbereich 14 zu fördernde Luft zu temperieren. Hierzu weist die Temperier-Einrichtung 16 einen PTC-Heizwiderstand auf, welcher bei Bestromung die in der Umgebung des PTC-Heizwiderstands befindliche Luft erwärmt.
Die Steuerungseinrichtung 18 ist dazu eingerichtet, die Luft- Fördereinrichtung 12 und die Temperier-Einrichtung 16 selbsttätig zu steuern. Hierzu ist die Steuerungseinrichtung 18 über die signalleitenden Verbindungen 20, 22 signalleitend mit der Luft-Fördereinrichtung 12 und der Temperier-Einrichtung 16 verbunden.
Die Steuerungseinrichtung 18 ist dazu eingerichtet, selbsttätig einen Vorheiz-Betriebsmodus I, einen Anfahr-Betriebsmodus II oder einen Dauer-Betriebsmodus III einzustellen. Beispielhafte Ausgestaltungen des Vorheiz-Betriebsmodus I, des Anfahr-Betriebsmodus II und des Dauer- Betriebsmodus III sind mit Bezug auf Fig. 3 näher erläutert.
Fig. 2 zeigt ein Regelverfahren zum Betrieb einer Vorrichtung 10 zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes 50. Das Regelverfahren wird durch den folgenden Schritt eingeleitet:
100) Aktivieren der Vorrichtung 10.
Nachdem die Vorrichtung aktiviert wurde, beispielsweise durch ein manuelles Betätigen einer Bedieneinrichtung durch den Benutzer oder automatisch durch den Startvorgang des Fahrzeugs, in welchem der Fahrzeugsitz 50 verbaut ist, wird der folgende Schritt ausgeführt:
102) Erfassen der Umgebungstemperatur;
Die erfasste Umgebungstemperatur liegt weit unterhalb einer durch den Benutzer oder automatisch eingestellten Zieltemperatur der Luft und außerdem unterhalb eines vorgegebenen Temperaturgrenzwertes. Da die Vorrichtung 10 aktiviert wurde und die Umgebungstemperatur unterhalb des Temperaturgrenzwertes liegt, wird folgender Schritt ausgeführt:
104) selbsttätiges Steuern der Luft-Fördereinrichtung 12 und der Temperier-Einrichtung 16 mittels einer Steuerungseinrichtung 18.
Das selbsttätige Steuern der Luft-Fördereinrichtung 12 und der Temperier- Einrichtung 16 mittels der Steuerungseinrichtung 18 umfasst dabei den folgenden Schritt:
106) selbsttätiges Einstellen eines Vorheiz-Betriebsmodus I durch die Steuerungseinrichtung 18, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung 12 deaktiviert und die Temperier-Einrichtung 16 aktiviert ist.
Nach der Aktivierung der Temperier-Einrichtung 16 können dann die folgenden Schritte ausgeführt werden:
108) Temperieren der zu dem Temperierbereich 14 zu fördernden Luft mittels der Temperier-Einrichtung 16; und
110) Bestimmen einer Vorheizdauer tv.
Das Bestimmen der Vorheizdauer tv kann beispielsweise das Bestimmen einer Zeitspanne umfassen, nach dessen Ablauf der Vorheiz- Betriebsmodus I beendet wird. Alternativ kann das Bestimmen der Vorheizdauer tv das Bestimmen eines Betriebszustands umfassen, bei dessen Erreichen der Vorheiz-Betriebsmodus I beendet wird.
Vorliegend erfolgt das Bestimmen der Vorheizdauer tv in Abhängigkeit von zwei Betriebsparametern der Temperier-Einrichtung 16, nämlich des Widerstandswertes R eines PTC-Heizwiderstands der Temperier- Einrichtung 16 und dem Gradienten des Widerstandswertes R des PTC- Heizwiderstands der Temperier-Einrichtung 16, sodass das Bestimmen der Vorheizdauer tv die folgenden Schritte umfasst: 112) Erfassen eines Widerstandswertes R des PTC-Heizwiderstands der Temperier-Einrichtung 16; und
114) Erfassen eines Gradienten des Widerstandswertes R des PTC- Heizwiderstands der Temperier-Einrichtung 16.
Wenn der Widerstandswert R des PTC-Heizwiderstands und/oder der Gradient des Widerstandswertes R des PTC-Heizwiderstands in einem vorgegebenen Wertebereich liegen, wird der Vorheiz-Betriebsmodus beendet und der folgende Schritt ausgeführt:
116) selbsttätiges Steuern der Luft-Fördereinrichtung 12 und der Temperier-Einrichtung 16 mittels der Steuerungseinrichtung 18.
Das selbsttätige Steuern der Luft-Fördereinrichtung 12 und der Temperier- Einrichtung 16 mittels der Steuerungseinrichtung 18 umfasst in diesem Fall den folgenden Schritt:
118) selbsttätiges Wechseln des Betriebsmodus von dem Vorheiz- Betriebsmodus I zu einem Anfahr-Betriebsmodus II nach Ablauf der Vorheizdauer tv.
In dem Anfahr-Betriebsmodus II sind die Luft-Fördereinrichtung 12 und die Temperier-Einrichtung 16 aktiviert und der Betriebszustand der Luft- Fördereinrichtung 12 verändert sich. Da die Luft-Fördereinrichtung 12 nun aktiviert wurde, wird der folgende Schritt ausgeführt:
120) Fördern von Luft zu einem Temperierbereich 14 mittels der Luft- Fördereinrichtung 12.
In dem Anfahr-Betriebsmodus II wird außerdem der folgende Schritt ausgeführt: 22) Erfassen mehrerer Betriebsparameter der Temperier-Einrichtung 16. Das Erfassen der mehreren Betriebsparameter der Temperier-Einrichtung 16 umfasst dabei die folgenden Schritte:
124) Erfassen eines Widerstandswertes R des PTC-Heizwiderstands der Temperier-Einrichtung 16; und
126) Erfassen eines Gradienten des Widerstandswertes R des PTC- Heizwiderstands der Temperier-Einrichtung 16.
Der Betriebszustand der Luft-Fördereinrichtung 12 wird in dem Anfahr- Betriebsmodus II dadurch verändert, dass die Förderleistung F der Luft- Fördereinrichtung 12 mit der Zeit gesteigert wird, sodass das Regelverfahren den folgenden Schritt ausweist:
128) Verändern eines die Förderleistung F der Luft-Fördereinrichtung 12 beeinflussenden elektrischen Einflussparameters.
Das Verändern des die Förderleistung F der Luft-Fördereinrichtung 12 beeinflussenden elektrischen Einflussparameters umfasst dabei den folgenden Schritt:
130) Steigern des elektrischen Einflussparameters von einem Anfangswert auf einen Sollwert über einen Anfahr-Zeitraum tA hinweg,
Das Steigern des elektrischen Einflussparameters erfolgt dabei erneut in Abhängigkeit des Widerstandswertes R des PTC-Heizwiderstands der Temperier-Einrichtung 16 und des Gradienten des Widerstandswertes R des PTC-Heizwiderstands der Temperier-Einrichtung 16. Das Steigern kann dabei beispielsweise abschnittsweise linear, hyperbolisch oder asymptotisch erfolgen.
Nachdem der die Förderleistung F der Luft-Fördereinrichtung 12 beeinflussende elektrische Einflussparameter auf einen Zielwert gesteigert wurde, kann der folgende Schritt ausgeführt werden: 132) selbsttätiges Steuern der Luft-Fördereinrichtung 12 und der Temperier-Einrichtung 16 mittels der Steuerungseinrichtung 18.
Das selbsttätige Steuern der Luft-Fördereinrichtung 12 und der Temperier- Einrichtung 16 mittels der Steuerungseinrichtung 18 umfasst in diesem Fall den folgenden Schritt:
134) selbsttätiges Einstellen eines Dauer-Betriebsmodus III durch die Steuerungseinrichtung 18, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung 12 und die Temperier-Einrichtung 16 im Wesentlichen kontant in einem Sollzustand betrieben werden.
Fig. 3 zeigt drei unterschiedliche Verläufe der Förderleistung F einer Luft- Fördereinrichtung 12 und den Betriebszustandsverlauf einer Temperier- Einrichtung 16 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die dargestellten Verläufe der Förderleistung F der Luft-Fördereinrichtung 12 können durch eine Steuerungseinrichtung 18 der Vorrichtung umgesetzt werden.
Eine Steuerungseinrichtung 18 der Vorrichtung 10 ist dazu eingerichtet, selbsttätig einen Vorheiz-Betriebsmodus I, einen Anfahr-Betriebsmodus II und einen Dauer-Betriebsmodus III einzustellen.
Der Vorheiz-Betriebsmodus I, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung 12 deaktiviert und die Temperier-Einrichtung 16 aktiviert ist, wird über eine Vorheizdauer tv ausgeführt. Die Aktivierung der Temperier-Einrichtung 16 wird durch den Sprung des Betriebszustandsverlaufs von „0" auf „1" dargestellt. Die Förderleistung F ist während der Vorheizdauer tv gleich null.
Der Anfahr-Betriebsmodus II, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung 12 und die Temperier-Einrichtung 16 aktiviert sind und sich der Betriebszustand der Luft-Fördereinrichtung 12 verändert, wird über einen Anfahr-Zeitraum t.A ausgeführt. Während des Anfahr-Zeitraums tA hält die Temperier-Einrichtung 16 den aktivierten Zustand bei. Im ersten beispielhaften Verlauf der Förderleistung F der Luft-Fördereinrichtung 12 steigt die Förderleistung F stetig und kontinuierlich bis zum Erreichen eines Sollwertes an. Im zweiten beispielhaften Verlauf der Förderleistung F der Luft-Fördereinrichtung 12 steigt die Förderleistung F erst sprunghaft auf einen Zwischenwert und von dem Zwischenwert stetig und kontinuierlich bis zum Erreichen eines Sollwertes an. Im dritten beispielhaften Verlauf der Förderleistung F der Luft-Fördereinrichtung 12 steigt die Förderleistung F stufenweise bis zum Erreichen eines Sollwertes an.
Die Förderleistung wird durch ein entsprechendes Einstellen eines die Förderleistung F der Luft-Fördereinrichtung 12 beeinflussenden elektrischen Einflussparameter gesteigert.
Nach dem Erreichen des Sollwertes der Förderleistung F der Luft- Fördereinrichtung 12 wird selbsttätig der Dauer-Betriebsmodus III eingestellt, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung 12 und die Temperier- Einrichtung 16 im Wesentlichen kontant in einem Sollzustand betrieben werden.
Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit des Widerstandswertes R eines PTC- Heizwiderstands von dessen Temperatur T. Beispielsweise kann der Vorheiz-Betriebsmodus ausgeführt werden, bis der PTC-Heizwiderstand einen Widerstandswert R erreicht hat, welcher einer Temperatur des PTC- Heizwiderstands von mehr als 30°C zugeordnet werden kann. Wenn die Vorrichtung 10 über den Widerstands-Temperatur- Verlauf des eingesetzten PTC-Heizwiderstands verfügt, kann durch eine Erfassung des Widerstandswertes R eine verlässliche Aussage über die Temperatur des PTC-Heizwiderstands getroffen werden.
Außerdem kann der die Förderleistung F beeinflussende elektrische Einflussparameter der Luft-Fördereinrichtung 12 in Abhängigkeit des Widerstandswertes R des PTC-Heizwiderstands und/oder des Gradienten des Widerstandswertes R des PTC-Heizwiderstands gesteigert werden, wobei die Steuerungseinrichtung 18 dazu eingerichtet sein kann, nach Erreichen eines Zielwiderstandswertes des PTC-Heizwiderstands diesen Zielwiderstandswert beizubehalten. Alle in Figur 2 gezeigten elektrischen Komponenten könnten auch in einem Modul zusammengefasst sein. Dieses Modul könnte z.B. als etwa 10 x 10 x 6 cm großes Kästchen in die Kopfstütze integriert sein oder zwischen Kopfstütze und Sitzlehne montiert.
Bezuqszeichen
10 Vorrichtung
12 Luft-Fördereinrichtung
14 Temperierbereich
16 Temperier-Einrichtung
18 Steuerungseinrichtung
20 signalleitende Verbindung
22 signalleitende Verbindung
24 fluidleitende Verbindung
26 fluidleitende Verbindung
50 Fahrzeugsitz
I Vorheiz-Betriebsmodus
11 Anfahr-Betriebsmodus
III Dauer-Betriebsmodus tv Vorheizdauer
tA Anfahr-Zeitraum
F Förderleistung
R Widerstandswert eines PTC-Heizwiderstands
T Temperatur eines PTC-Heizwiderstands
Verfahrensschritte

Claims

Ansprüche
Vorrichtung (10) zum Temperieren des Nackenbereichs eines
Benutzers eines Fahrzeugsitzes (50), mit
einer Luft-Fördereinrichtung (12), welche dazu eingerichtet ist, Luft zu einem Temperierbereich (14) zu fördern; und
einer Temperier-Einrichtung (16), welche dazu eingerichtet ist, die zu dem Temperierbereich (14) zu fördernde Luft zu temperieren;
gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (18), welche dazu eingerichtet ist, die Luft-Fördereinrichtung (12) und die Temperier- Einrichtung (16) selbsttätig zu steuern.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, selbsttätig einen Vorheiz-Betriebsmodus (I) einzustellen, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung (12) deaktiviert und die Temperier-Einrichtung (16) aktiviert ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, den Vorheiz-Betriebsmodus (I) einzustellen, wenn die Vorrichtung (10) aktiviert wird und/oder die Umgebungstemperatur unterhalb eines Temperaturgrenzwertes liegt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, den Vorheiz-Betriebsmodus (I) für eine Vorheizdauer (tv) und/oder bis zum Erreichen einer vordefinierten Differenz zwischen der Umgebungstemperatur und der Lufttemperatur der temperierten Luft beizubehalten.
5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, die Vorheizdauer (tv) in Abhängigkeit von einenn oder mehreren Umgebungsparametern und/oder einem oder mehreren Betriebsparametern der Temperier-Einrichtung (16) zu bestimmen.
6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperier-Einrichtung (16) einen oder mehrere PTC-Heizwiderstände umfasst oder aus einem oder mehreren PTC-Heizwiderständen ausgebildet ist, wobei die
Steuerungseinrichtung (18) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, die Vorheizdauer (tv) in Abhängigkeit des Widerstandswertes (R) des einen oder der mehreren PTC-Heizwiderstände zu bestimmen. 7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, die Vorheizdauer (tv) in Abhängigkeit des Gradienten des Widerstandswertes (R) des einen oder der mehreren PTC- Heizwiderstände zu bestimmen.
8. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, selbsttätig einen Anfahr-Betriebsmodus (II) einzustellen, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung (12) und die Temperier-Einrichtung (16) aktiviert sind und sich der
Betriebszustand der Luft-Fördereinrichtung (12) und/oder der Betriebszustand der Temperier-Einrichtung (16) zumindest temporär verändert. 9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, während des Anfahr-Betriebsmodus (II) einen die Förderleistung (F) der Luft-Fördereinrichtung (12) beeinflussenden elektrischen Einflussparameter und/oder den Fluidstrom zu verändern. 10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verändern des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms durch eine Steigerung des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms von einem Anfangswert auf einen Sollwert erfolgt, vorzugsweise über einen Anfahr-Zeitraum tA hinweg.
11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, den elektrischen Einflussparameter und/oder den Fluidstrom zumindest abschnittsweise linear, hyperbolisch oder asymptotisch zu steigern.
12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10 oder 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, den elektrischen Einflussparameter und/oder den
Fluidstrom in Abhängigkeit eines oder mehrerer
Umgebungsparameter, der Temperatur im Temperierbereich (14) und/oder eines oder mehrerer Betriebsparameter der Temperier- Einrichtung (16) zu steigern.
13. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, den elektrischen Einflussparameter und/oder den Fluidstrom in Abhängigkeit des Widerstandswertes (R) des einen oder der mehreren PTC-Heizwiderstände und/oder des Gradienten des Widerstandswertes (R) des einen oder der mehreren PTC- Heizwiderstände zu steigern.
14. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, nach Erreichen eines Zielwiderstandswertes des einen oder der mehreren PTC-Heizwiderstände diesen
Zielwiderstandswert beizubehalten.
15. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, selbsttätig einen Dauer-Betriebsmodus (III) einzustellen, bei welchem die Luft-Fördereinrichtung (12) und die Temperier-Einrichtung (16) im Wesentlichen kontant in einem Sollzustand betrieben werden. 16. Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz (50), mit
einer Vorrichtung (10) zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers;
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
17. Fahrzeugsitz (50), mit
einer Vorrichtung (10) zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers;
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
18. Regelverfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (10) zum Temperieren des Nackenbereichs eines Benutzers eines Fahrzeugsitzes (50), mit den Schritten:
- Fördern von Luft zu einem Temperierbereich (14) mittels einer
Luft-Fördereinrichtung (12); und Temperieren der zu dem Temperierbereich (14) zu fördernden Luft mittels einer Temperier-Einrichtung (16);
gekennzeichnet durch den Schritt:
selbsttätiges Steuern der Luft-Fördereinrichtung (12) und der Temperier-Einrichtung (16) mittels einer Steuerungseinrichtung
(18).
19. Regelverfahren nach Anspruch 18,
gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte: - selbsttätiges Einstellen eines Vorheiz-Betriebsmodus (I) durch die Steuerungseinrichtung (18), bei welchem die Luft- Fördereinrichtung (12) deaktiviert und die Temperier- Einrichtung (16) aktiviert ist;
selbsttätiges Einstellen eines Anfahr-Betriebsmodus (II) durch die Steuerungseinrichtung (18), bei welchem die Luft-
Fördereinrichtung (12) und die Temperier-Einrichtung (16) aktiviert sind und sich der Betriebszustand der Luft- Fördereinrichtung (12) und/oder der Betriebszustand der Temperier-Einrichtung (16) zumindest temporär verändert; - selbsttätiges Einstellen eines Dauer-Betriebsmodus (III) durch die Steuerungseinrichtung (18), bei welchem die Luft- Fördereinrichtung (12) und die Temperier-Einrichtung (16) im Wesentlichen kontant in einem Sollzustand betrieben werden. 20. Regelverfahren nach Anspruch 19,
gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte:
Aktivieren der Vorrichtung (10);
Erfassen der Umgebungstemperatur;
wobei der Vorheiz-Betriebsmodus (I) eingestellt wird, wenn
Vorrichtung (10) aktiviert wird und/oder die Umgebungstemperatur unterhalb eines Temperaturgrenzwertes liegt. Regelverfahren nach Anspruch 19 oder 20,
gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte:
Bestimmen einer Vorheizdauer (tv);
selbsttätiges Wechseln des Betriebsmodus von dem Vorheiz- Betriebsmodus (I) zu dem Anfahr-Betriebsmodus (II) nach Ablauf der Vorheizdauer (tv).
Regelverfahren nach Anspruch 21 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizdauer (tv) in Abhängigkeit von einem oder mehreren Umgebungsparametern und/oder einem oder mehreren Betriebsparametern der Temperier-Einrichtung (16) bestimmt wird.
Regelverfahren nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Vorheizdauer (tv) zumindest einen der folgenden Schritte umfasst:
Erfassen eines Widerstandswertes (R) eines oder mehrerer PTC-Heizwiderstände der Temperier-Einrichtung (16);
Erfassen eines Gradienten des Widerstandswertes (R) eines oder mehrerer PTC-Heizwiderstände der Temperier-Einrichtung (16);
wobei das Bestimmen der Vorheizdauer (tv) in Abhängigkeit des erfassten Widerstandswertes (R) und/oder des erfassten Gradienten des Widerstandswertes (R) des einen oder der mehreren PTC- Heizwiderstände erfolgt.
Regelverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anfahr-Betriebsmodus (II) zumindest einer der folgenden Schritte ausgeführt wird:
Verändern eines die Förderleistung (F) der Luft- Fördereinrichtung (12) beeinflussenden elektrischen
Einflussparameters und/oder des Fluidstroms; Steigern des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms von einem Anfangswert auf einen Sollwert, vorzugsweise über einen Anfahr-Zeitraum (tA) hinweg;
zumindest abschnittsweises lineares, hyperbolisches oder asymptotisches Steigern des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms;
Steigern des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms in Abhängigkeit eines oder mehrerer
Umgebungsparameter, der Temperatur im Temperierbereich (14) und/oder eines oder mehrerer Betriebsparameter der Temperier-Einrichtung (16).
Regelverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anfahr-Betriebsmodus (II) zumindest einer der folgenden Schritte ausgeführt wird:
Erfassen eines oder mehrerer Umgebungsparameter;
Erfassen der Temperatur in dem Temperierbereich (14);
Erfassen eines oder mehrerer Betriebsparameter der
Temperier-Einrichtung (16).
Regelverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des einen oder der mehreren Betriebsparameter der Temperier-Einrichtung (16) zumindest einen der folgenden Schritte umfasst:
Erfassen eines Widerstandswertes (R) eines oder mehrerer PTC-Heizwiderstände der Temperier-Einrichtung (16);
Erfassen eines Gradienten des Widerstandswertes (R) eines oder mehrerer PTC-Heizwiderstände der Temperier-Einrichtung (16);
wobei das Steigern des elektrischen Einflussparameters und/oder des Fluidstroms in Abhängigkeit des erfassten Widerstandswertes (R) und/oder des erfassten Gradienten des Widerstandswertes (R) erfolgt.
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