DE10026656A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Klimatisieren eines Sitzes eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Bei einer Klimatisierung eines Sitzes eines Kraftfahrzeugs, bei der der Sitz (2) in Abhängigkeit von für das Innenraumklima zumindest im Bereich des Sitzes relevanten Parametern temperiert wird, wird die Temperatur des Sitzes erfasst und die Temperierung des Sitzes zusätzlich in Abhängigkeit von der Temperatur gesteuert. Vorzugsweise wird der Sitz zusätzlich belüftet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Klimatisieren eines Sitzes eines Kraftfahrzeuges.

Aus der DE 198 44 514 C1, von der in den Oberbegriffen der beigefügten Patentansprüche ausgegangen wird, sind ein Ver­ fahren und eine Heizeinrichtung zum Beheizen eines Sitzes und/oder des Lenkrades eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Beheizung des Sitzes und/oder des Lenkrades temperaturab­ hängig gesteuert wird und weitere, das im Fahrzeuginnenraum herrschende Klima charakterisierende Klimawerte zur Steuerung der Sitz- oder Lenkradheizung herangezogen werden. Dabei kön­ nen als weitere Klimawerte die Luftfeuchtigkeit und/oder die Sonneneinstrahlung berücksichtigt werden.

Eine Eigenart der in der genannten Druckschrift beschriebenen Vorrichtung liegt darin, dass die Temperatur des Sitzes selbst nicht erfasst wird und der Sitz somit mit einer Leis­ tung beheizt wird, die zwar an für das Innenraumklima rele­ vante Parameter gekoppelt ist, jedoch nicht an die Sitztempe­ raturen selbst. Typische Fälle, die bei dieser Art von Steue­ rung zu nicht zufriedenstellenden Ergebnissen führen, sind beispielsweise folgende: Wenn eine Person mit warmer Kleidung auf dem Sitz sitzt, gibt der beheizte Sitz kaum Wärme nach außen ab, sodass es zu einem Wärmestau und einer unkomfortab­ len Überheizung kommt. Wenn die Person dagegen leicht geklei­ det ist, entweicht ein erheblich größer Teil der Sitzheiz­ leistung in den Innenraum, wodurch der Klimakomfort des Sit­ zes u. U. nachteilig beeinflusst wird.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiter­ zubilden, dass der Sitzkomfort verbessert ist.

Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.

Dadurch, dass erfindungsgemäß auch die Temperatur des Sitzes erfasst wird, wird der Sitz nicht gesteuert, sondern geregelt beheizt, da die jeweils erreichte Temperatur zur Bestimmung der jeweiligen Leistung, mit der der Sitz temperiert wird, beiträgt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei­ spielsweise bei deutlicher Abweichung der erfassten Tempera­ tur des Sitzes von einer programmierten, von den Klimaparame­ tern abhängigen Soll-Temperatur die Sitzheizleistung zunächst auf einen hohen Wert geregelt wird, der dann rasch abnimmt, wenn sich die Soll-Temperatur der erfassten Ist-Temperatur annähert. Auch die geschilderten Einflüsse der Kleidung wer­ den ausgeschaltet. Es versteht sich, dass die Soll-Temperatur keine Konstante ist, sondern selbst von Klimaparametern, Per­ sonenparametern usw. abhängen kann.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird eine weitere erhebli­ che Verbesserung des Sitzklimakomforts erzielt, da durch die Belüftung verhindert werden kann, dass Feuchtigkeit entsteht, die den Sitzkomfort sehr nachteilig beeinflusst.

Auch die Belüftung des Sitzes erfolgt gemäß dem Anspruch 3 vorteilhafterweise in zusätzlicher Abhängigkeit von der Tem­ peratur des Sitzes.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 wird erreicht, dass die Klimatisierung des Sitzes nicht unnötig Energie verbraucht.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5 kann die Klimatisierung des Sitzes unmittelbar an eine darauf befindlichen Person an­ gepasst werden.

Der Anspruch 6 kennzeichnet den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zur Lösung des diesbezüglichen Teils der Erfin­ dungsaufgabe.

Die Ansprüche 7 bis 9 kennzeichnen die Weiterbildung der Vor­ richtung durch Einbeziehung einer Sitzbelüftungseinrichtung, eines Feuchtigkeitsfühlers und einer Einrichtung zum Erfassen relevanter Parameter einer auf dem Sitz befindlichen Person.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 10 wird erreicht, dass die mittels Algorithmen und/oder Kennfeldern vorgespeicherte Grundregelung manuell übersteuert werden kann, um den Sitz­ klimakomfort individuellen Bedürfnissen zusätzlich anzupas­ sen.

Gemäß dem Anspruch 11 ist es vorteilhaft, die augenblickliche Heizleistung und/oder die Intensität der Sitzbelüftung anzu­ zeigen, damit beispielsweise eine auf dem Sitz befindliche Person Kenntnis darüber hat, ob ein manueller Eingriff zweck­ mäßig ist.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 12 wird der Innenraumkomfort zusätzlich verbessert, indem der Einfluss umgebender Feuch­ tigkeiten verändert oder unterbunden wird.

Insgesamt wird mit der Erfindung der Klimakomfort und damit auch der Fahrkomfort eines Kraftfahrzeugs ganz erheblich ver­ bessert. Dabei ist es beispielsweise nicht zwingend erforder­ lich, die Sitzbelüftung zusätzlich von der Temperatur des Sitzes selbst abhängig zu steuern bzw. zu regeln oder die Sitzbelegung an das Vorhandensein eines Sitztemperatursensors zu koppeln, so dass für die Merkmale der Unteransprüche, die großen Komfortgewinn bringen, Elementenschutz beansprucht wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläu­ tert.

Die einzige Figur stellt einen Fahrzeugsitz mit einem Block­ schaltbild dar.

Gemäß der einzigen Figur weist ein insgesamt mit 2 bezeichne­ ter Fahrzeugsitz, im dargestellten Beispiel der Fahrersitz, eine Sitzlehne 4 und ein Sitzkissen 6 auf. In die Sitzlehne 4 ist eine Temperiermatte 8 integriert. In das Sitzkissen ist ein Sitztemperaturfühler 10 zum Erfassen einer Sitztemperatur T_si und ein Feuchtigkeitsfühler 11 zum Erfassen der Feuchtig­ keit an der Sitzoberfläche integriert. Weiter sind ein an sich bekannter Sitzbelegungssensor 12 (der ein nicht darge­ stelltes Sitzgestell sein kann und das Gewicht einer auf dem Sitz befindlichen Person erfassen kann) und eine weitere Tem­ periermatte 14 vorgesehen. In der Sitzlehne 4 kann ein weite­ rer, nicht dargestellter Temperaturfühler und/oder ein Feuch­ tigkeitsfühler vorgesehen sein. Anstelle eines können jeweils mehrere Fühler vorgesehen sein. Die Temperiermatte(n) enthal­ ten beispielsweise elektrische Heizelemente und als Peltierelemente ausgerüstete Kühlelemente, so dass die Temperiermat­ te zum Heizen und Kühlen verwendet werden kann.

Zusätzlich ist ein beispielsweise elektromotorisch angetrie­ benes Gebläse 16 vorgesehen, mit dem über nicht dargestellte Leitungen die einer auf dem Sitz sitzenden Person zugewandte Sitzoberfläche durch entsprechend poröse, an sich bekannte Ausbildung des Sitzes belüftet werden kann.

Oberhalb des Fahrers im Bereich über der Windschutzscheibe befindet sich ein für Insassenschutzsysteme an sich bekanntes System 18 zur Erfassung der Größe einer auf dem Sitz befind­ lichen Person. Weiter ist im Fahrzeughimmel im Bereich über dem Sitz ein mit nicht dargestellten Heiz- und/oder Kühlele­ menten sowie einem Gebläse ausgerüstetes Deckenelement 20 vorgesehen.

Im Bereich vor dem Fahrer befinden sich in der Schalttafel beispielsweise als Wippschalter 22 ausgebildete Betätigungs­ elemente, mit dem eine Soll-Temperatur des Sitzes erhöht oder vermindert werden kann. Über dem Wippschalter 22 befindet sich ein Anzeigeelement 24, auf dem die augenblickliche, ei­ ner Temperiermatte 8 oder 14 zugeführte Leistung zum Heizen oder Kühlen, beispielsweise in Form eines Säulendiagramms, sichtbar ist. Es versteht sich, dass für die Temperierung des Sitzkissen und der Sitzlehne jeweils ein eigener Wippschalter und ein eigenes Anzeigeelement vorgesehen sein können.

Mittels eines weiteren Wippschalters 26 ist die Leistung des Gebläses 16 vergrößer- oder verkleinerbar. Über dem Wipp­ schalter 26 befindet sich ein weiteres Anzeigeelement 28, mit dem die Gebläseleistung visualisierbar ist.

Zur Steuerung einer nicht dargestellten Klimaanlage sind ein Sensor 30 zu Erfassung der Außentemperatur T_a, ein Sensor 32 zu Erfassung einer Innentemperatur T_i, ein Sensor 34 zur Er­ fassung des von einem Klimagebläse (nicht dargestellt) her­ vorgerufenen Luftstroms v_L und ein Sensor 36 zu Erfassung der Innenraumluftfeuchtigkeit % vorgesehen. Ein Temperaturgeber zum Einstellen einer Soll-Temperatur T_S für den Innenraum ist mit 38 bezeichnet.

Der Übersichtlichkeit halber sind das System 18 zum Ermitteln eines der Körpergröße KG entsprechenden Wertes und der Sitz­ belegungssensor 12, der ein dem Körpergewicht G entsprechen­ des Signal erzeugt, nochmals eingezeichnet.

Die genannten Sensoren und Geber sind mit einem Steuergerät 40 verbunden, das in an sich bekannter Weise einen Mikropro­ zessor mit zugehörigen Speichern enthält. Die Ausgangssignale der Sensoren und Geber bilden Eingangssignale, aufgrund derer das Steuergerät 40 Ausgangswerte errechnet, mit denen die Temperiermatten 8 und 14, das Gebläse 16, die Klimatisie­ rungselemente in dem Deckenelement 20 und die Anzeigeelemente 24 und 28 angesteuert werden. Die beschriebenen Ansteuerungen sind beispielsweise zusätzliche Funktionsumfänge des Steuer­ gerätes 40, das beispielsweise das Klimasteuergerät des Fahr­ zeugs sein kann, mit dem der Betrieb des Klimakompressors, des Wärmetauschers, von Gebläsen usw. in an sich bekannter Weise gesteuert bzw. geregelt wird, wodurch die Innenraumkli­ matisierung erfolgt.

Die Verknüpfungen zwischen den Eingangssignalen und den Aus­ gangssignalen können in Form von Algorithmen erfolgen oder, wenn die Rechenleistung des Steuergerätes dafür ausreicht, als Kennfelder in entsprechenden Speichern abgelegt sein.

Mit dem beschriebenen System, das nicht zwingend alle genann­ ten Sensoren und Bedienelemente aufweisen muss, aber auch mit weiteren Sensoren und Bedienelementen ergänzt werden kann, wird ein außerordentlich vorteilhafter Betrieb der Sitzklima­ tisierung möglich:

Zur Regelung der Sitzkonditionierung bzw. -klimatisierung sind beispielsweise ein oder mehrere Temperatursensoren in der Nähe der Temperiermatte und/oder von Auslässen der vom Gebläse 16 geförderten Luft vorgesehen. Die von diesen Senso­ ren erfassten Temperaturwerte werden dem Steuergerät 40 zuge­ führt, sodass dort die Heiz- oder Kühlleistung bzw. die Ge­ bläseleistung laufend nachgeregelt wird. Gleichzeitig werden die Umgebungsbedingungen ständig aktuell berücksichtigt. Bei­ spielsweise wird bei niedriger Außentemperatur (-10°C) und einer Soll-Innentemperatur von 25°C sowie einer aktuellen In­ nentemperatur von -5°C die Sitzbelüftung (Gebläse 16) zu­ nächst auf Null gestellt und die Sitzheizung zunächst auf ma­ ximale Leistung. Mit Erreichen einer programmierten Tempera­ tur des Sitzes wird die Leistung der Sitzheizung zurückgenom­ men, obwohl die Soll-Innentemperatur im Allgemeinen noch nicht erreicht ist. Im Hochsommer bei 30°C Umgebungstempera­ tur, 20°C Wunsch- bzw. Solltemperatur und 40°C Innentempera­ tur wird die Sitzkühlung aktiviert und die Sitzbelüftung auf volle Stärke gesteuert. Dabei wird die Sitzbelüftung vorzugs­ weise jeweils in Abhängigkeit von der vom Temperaturfühler 10 erfassten Sitztemperatur und der vom Feuchtigkeitsfühler 11 erfassten Feuchtigkeit derart betätigt, dass keine Erkäl­ tungsgefahr durch bei hoher Feuchtigkeit zu rasch erfolgende Abkühlung besteht.

Mit der geschilderten Regelung wird ein hoher Komfort er­ reicht. In vereinfachten Ausführungen kann von der Regelung auf eine Steuerung übergegangen werden. Die Sensoren im Sitz sind dann nicht zwangsläufig erforderlich. Aus Sicherheits­ gründen empfiehlt sich jedoch, mindestens einen Temperatur­ sensor in der Nähe jeder Heizmatte im Sitz anzuordnen.

Die in den Programmen abgelegten Werte sind empirisch ermit­ telt oder modelliert bzw. sensiert, wobei die Jahreszeiten, jeweilige Kleidung usw. mitberücksichtigt werden können. Um einem Fahrzeugbenutzer eine individuelle Sitzsteuerung zu er­ möglichen, kann die Temperierung und/oder das Gebläse durch Betätigen der Wippschalter 22 bzw. 26 entsprechend individu­ ell angepasst werden. Dabei ist vorteilhaft, wenn die Anzei­ geelemente 24 und 28 in Funktion treten, sobald die Sitzhei­ zung bzw. das Gebläse vom System aktiviert sind. Mit der Säu­ lendarstellung ist eine besonders klare Visualisierung mög­ lich. Dabei kann beispielsweise das Impuls-AN-AUS-Verhältnis sichtbar gemacht werden, mit dem jeweilige Temperierelemente und/oder das Gebläse angesteuert wird. Die Anzeige kann, wenn die Temperiermatten 8, 14 mit Heiz- und Kühlelementen verse­ hen sind, ausgehend von einer mittleren Null-Lage nach oben oder unten erfolgen und/oder in ihrer Farbe wechseln.

Die Vernetzung der geschilderten Steuerung der Sitzklimati­ sierung sowie ggf. der mit dem Deckenelement. 20 zusätzlich erfolgenden Klimatisierung mit der allgemeinen Klimaanlage des Fahrzeugs kann unmittelbar im Klimasteuergerät erfolgen; die Steuerung der Sitzklimatisierung kann auch über andere Steuergeräte erfolgen, wobei diesen die jeweiligen Eingangs­ werte oder ein bereits im Steuergerät errechneter Klimakenn­ wert zugeführt werden.

Die geschilderte Sitzklimatisierung kann für jeden Fahrzeug­ sitz getrennt erfolgen.

Dem zusätzlich klimatisierten Deckenelement 20 entsprechende Elemente können beispielsweise in den Türseitenteilen, über jedem Sitz, an der Schalttafeloberfläche sowie am Boden vor­ gesehen sein.

Mit Hilfe des Körpergewichts und der Größe kann ein relatives Körpergewicht als Kenngröße ermittelt werden, die in die Al­ gorithmen beziehungsweise Kennfelder zusätzlich eingeht; bei Übergewichtigkeit ist im Allgemeinen weniger Heizleistung und mehr Gebläseleistung erforderlich als bei Untergewichtigkeit.

Mit der Erfindung wird nicht nur der Klimakomfort verbessert und die Funktionalität eines ggf. vorhandenen Klimasteuerge­ rätes zusätzlich genutzt; durch die Integration werden, zu­ mindest wenn die manuellen Einstellelemente und die Anzeigen für die Sitzheizung oder der zugehörigen Gebläse entfallen, Bedien- und Anzeigeelemente eingespart.

Das geschilderte System kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann die Sitztemperierung durch unmit­ telbaren Anschluss an Temperierleitungen der Klimaanlage er­ folgen. Die Möglichkeit, den Sitz zu kühlen, kann entfallen, usw.

Claims (12)

1. Verfahren zum Klimatisieren eines Sitzes eines Kraft­ fahrzeuges, bei welchem Verfahren der Sitz in Abhängigkeit von für das Innenraumklima zumindest im Bereich des Sitzes relevanten Parametern temperiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Sitzes (2) erfasst wird und die Temperie­ rung des Sitzes zusätzlich in Abhängigkeit von dessen Tempe­ ratur erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz (2) in Abhängigkeit von für das Innenraumklima zu­ mindest im Bereich des Sitzes relevanten Parametern belüftet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftung des Sitzes in Abhängigkeit von der Temperatur des Sitzes (2) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzbelegung erfasst wird und die Klimatisierung des Sit­ zes (2) bei Nichtbelegung unterbleibt.

5. Verfahren nach einem in der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter einer auf dem Sitz (2) befindlichen Person erfasst werden und die Klimatisierung abhängig von den Parametern er­ folgt.

6. Vorrichtung zum Klimatisieren eines Sitzes, enthaltend Sensoren (30, 32, 34, 36) zum Erfassen von für das Innenraum­ klima zumindest im Bereich des Sitzes (2) relevanten Parame­ tern, wenigstens ein Sitztemperierelement (8, 14) und ein Steuergerät (40), das das Sitztemperierelement entspre­ chend vorgegebenen Algorithmen und/oder Kennfeldern abhängig von den erfassten Parametern steuert, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (10) zum Erfassen der Sitztemperatur vorgesehen ist und das Sitztemperierelement (8, 14) zusätz­ lich in Abhängigkeit von der erfassten Sitztemperatur gesteu­ ert wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sitzbelüftungseinrichtung (16) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von den für das Innenraumklima zumindest im Be­ reich des Sitzes relevanten Parametern und der erfassten Sitztemperatur gesteuert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, dass ein Feuchtigkeitsfühler (1) zum Erfassen der Feuch­ tigkeit im Bereich der Sitzbelüftung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (12, 18) zum Erfassen des Gewichts und/oder der Größe einer auf dem Sitz (2) befindlichen Person vorgese­ hen ist und die Steuerung des Sitztemperierelements (8, 14) und/oder der Sitzbelüftungseinrichtung (16) abhängig vom Ge­ wicht und/oder der Größe der Person gesteuert wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement (22, 26) zur Beeinflussung der Leistung des Sitztemperierelements (8, 14) und/oder der Intensität der Sitzbelüftung vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeige (24, 28) für die augenblickliche Leistung des Sitztemperierelements (8, 14) und/oder der Intensität der Sitzbelüftung vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer temperierbarer und/oder belüftbarer Oberflächenbereich (20) des Innenraums des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, dessen Temperierung und/oder Belüftung in Ab­ hängigkeit von für das Innenraumklima relevanten Parametern erfolgt.