DE10300570B4

DE10300570B4 - Verfahren zum Regeln einer Sitztemperatur eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE10300570B4
Application number: DE10300570A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Geisel; Achim Dipl.-Ing. Gottmann; Vasilios Dipl.-Ing. Orizaris; Karl Dr. Pfahler; Lothar Renner; Bernd Dipl.-Ing. Schmidt (Fh); Dietmar ZWÖLFER
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2023-01-11
Also published as: DE10300570A1; EP1581410A1; JP2006513078A; US20060219699A1; WO2004062964A1

Abstract

Verfahren zum Regeln einer Sitztemperatur Ts eines Fahrzeugsitzes mit einer Sitzbelüftung (12) und einer Sitzheizung (8) auf wenigstens einen vorgegebenen Sollwert Tsoll, bei dem die Sitztemperatur Ts im Bereich einer Sitzoberfläche mit einem ersten Temperatursensor (2) und die Außentemperatur Ta mit einem zweiten Temperatursensor (4) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer ersten Temperaturschwelle Ta1 für die Außentemperatur Ta die Sitzbelüftung (12) und oberhalb einer zweiten Temperaturschwelle Ta2 für die Außentemperatur Ta die Sitzheizung (8) ausgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln einer Fahrzeugsitztemperatur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Dem Insassen eines Fahrzeugs einen optimalen Sitzkomfort anzubieten, ist eine der vorrangigen Aufgabenstellungen bei der Ausgestaltung eines Fahrzeuginnenraums. Ein besonderes Augenmerk wird hierbei auf den thermophysiologischen Komfort durch eine Regulierung des Wärme- und Feuchtetransports gerichtet. Keine andere Komponente des Fahrzeugs steht so großflächig und andauernd in Kontakt mit dem Insassen wie der Fahrzeugsitz. Dementsprechend wichtig ist ein gesundes und komfortables Mikroklima zwischen der Sitzoberfläche und dem Insassen, das sich positiv auf dessen mentale und physische Leistungsfähigkeit auswirkt.
Aus der DE 198 51 979 02 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, bei dem zum Einstellen eines komfortablen Sitzklimas ein Steuergerät vorgesehen ist, das eingangsseitig mit einem Temperaturfühler zum Aufnehmen der Sitzoberflächentemperatur, dem sogenannten Integralsensor, und einem Feuchtemesser sowie ausgangsseitig mit elektrischen Schaltkreisen einer Sitzheizung und einer Sitzlüftung verbunden ist. Das Steuergerät ist eingangsseitig zusätzlich mit einem Außentemperaturfühler zum Messen der Umgebungstemperatur verbunden. In dem Steuergerät ist eine Temperaturregelung integriert, die mittels Sitzhei zung und Sitzbelüftung die Oberflächentemperatur von Sitzpolster und Lehnenpolster auf einen vorgegebenen Sollwert einregelt. In dem Steuergerät wird dabei der Sollwert in Abhängigkeit von dem vom Außenfühler gelieferten Temperaturwert korrigiert. Die Korrektur kann dabei so erfolgen, dass bei einer Außentemperatur unterhalb von 20°C der Sollwert auf z.B. 36°C eingestellt ist und bei einer Außentemperatur oberhalb von 20°C der Sollwert auf z.B. 35°C abgesenkt wird. Mit dieser Beeinflussung der an der Sitzoberfläche einzuregelnden Temperatur wird dem Temperaturempfinden des Sitzbenutzers je nach Jahreszeit Rechnung getragen.
In der DE 198 44 512 C1 wird ein Kraftfahrzeug mit einer Steuereinrichtung beschrieben, wobei die Steuereinrichtung ein Steuergerät umfasst, welches als Mikroprozessor ausgebildet sein kann, sowie Schaltmittel, über die das Steuergerät elektrische Verbraucher ein- und ausschalten kann. Das Steuergerät ist außerdem mit einem Speicher verbunden und vorzugsweise in einem Bordnetzsteuergerät integriert. Über Datenleitungen ist das Steuergerät mit Sensoren oder anderen Einrichtungen verbunden, die Datensignale mit Informationen über die aktuelle Betriebssituation und dem Bordnetzzustand des Fahrzeugs an das Steuergerät senden. Über die Datenleitungen kann das Steuergerät Informationen über die Wetterlage, über Innenraumtemperaturen und über die Sitztemperatur eines Fahrzeugsitzes erhalten. Von dem Bordnetzsteuergerät können dem Steuergerät Informationen über den Bordnetzzustand, über die Fahrgeschwindigkeit und beispielsweise über den Belastungsgrad des im Fahrzeug vorhandenen Generators zugeführt werden.
Außerdem ist aus der DE 198 44 514 C1 ein Verfahren zum Beheizen der Sitze in einem Kraftfahrzeug, bei dem die Beheizung des Sitzes temperaturabhängig gesteuert wird, bekannt, wobei weitere das im Fahrzeuginnenraum herrschende Innenraumklima charakterisierende Klimawerte zur Steuerung der Sitzheizung herangezogen werden. Als weitere Klimawerte werden insbesondere die Luftfeuchtigkeit, die Sonneneinstrahlung und die Außentemperatur herangezogen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln einer Fahrzeugsitztemperatur mit einer Sitzbelüftung und einer Sitzheizung auf einen vorgegebenen Sollwert Tsoll, bei dem die Fahrzeugsitztemperatur Ts im Bereich der Sitzoberfläche mit einem ersten Temperatursensor und die Außentemperatur Ta mit einem zweiten Temperatursensor erfasst wird anzugeben, das für einen Insassen ein dauerhaft komfortables, warmtrockenes Mikroklima zwischen ihm und der Sitzoberfläche gewährleistet.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Regeln einer Fahrzeugsitztemperatur mit einer Sitzbelüftung und einer Sitzheizung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß wird zum Regeln einer Sitztemperatur Ts unterhalb einer ersten Temperaturschwelle Ta1 für die Außentemperatur Ta eine Sitzbelüftung und oberhalb einer zweiten Temperaturschwelle Ta2 für die Außentemperatur Ta eine Sitzheizung ausgeschaltet. Die Sitztemperatur Ts bei geringen Außentemperaturen Ta (unterhalb der ersten Temperaturschwelle Ta1, die Regelung arbeitet in einem sogenannten Winterbetrieb) wird daher nur mit der Sitzheizung und ohne die Sitzbelüftung eingestellt, währenddessen die Sitztemperatur Ts bei hohen Außentemperaturen Ta (oberhalb der zweiten Temperaturschwelle Ta2, die Regelung arbeitet in einem sogenannten Sommerbetrieb) nur mit der Sitzbelüftung und ohne die Sitzheizung eingestellt wird. Im Temperaturintervall für die Außentemperatur Ta zwischen den beiden Temperaturschwellen Ta1 und Ta2 können zum Regel der Sitztemperatur Ts sowohl die Sitzheizung als auch die Sitzbelüftung eingesetzt werden. Versuche bei geringen Außentemperaturen Ta zeigen, dass bei paralleler Aktivierung von Sitzbelüftung und Sitzheizung von einem Insassen ein kühler Luftzug wenigstens im oberen Körperbereich empfunden wird. Ein großer Anteil der von der Sitzbelüftung in den Fahrzeugsitz zugeführte Luft entweicht über den Schulterbereich des Insassen aus der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes. Die trockene zugeführte Luft nimmt dabei einen Anteil der Feuchte von der Hautoberfläche des Insassen auf, wodurch für den Insassen ein unangenehm kühles Empfinden entsteht. Ein Empfinden, welches bei sommerlichen Witterungsbedingungen vom Insassen durchaus als positiv wahrgenommen wird, stellt sich bei geringeren Außentemperaturen Ta als problematisch heraus. Bei gedrosselter Luftzufuhr wird das kühle Empfinden als nicht mehr so negativ empfunden. Bei einem Winterbetrieb ohne Einsatz der Sitzbelüftung ist das unangenehm kühle Empfinden beim Insassen nicht mehr vorhanden und ein uneingeschränktes Wohlempfinden stellt sich beim Insassen ein. Bei höheren Außentemperaturen Ta setzt bei einem gemeinsamen Betrieb von Sitzheizung und Sitzbelüftung zum Regeln der Sitztemperatur Ts ein als vom Insassen als unangenehm empfundenes Schwitzen ein. Das beste Wohlbefinden beim Insassen wird erzielt, wenn im Sommerbetrieb die Sitzheizung nicht eingesetzt wird. Mit dem vorliegenden Verfahren werden im Winter und in Sommer komfortable Polstertemperaturen erreicht, die im Bereich der normalen Hauttemperaturen liegen. Die Kleidung und die Haut des Insassen bleibt auch unter extremen Klimabedin gungen trocken. Es wird ein dauerhaft komfortables, warmtrockenes Mikroklima zwischen der Sitzoberfläche und dem Insassen erreicht.
In einer Ausgestaltung wird der Wert für die erste Temperaturschwelle Ta1 gleich dem Wert für die zweite Temperaturschwelle Tat gesetzt. Insbesondere beträgt dieser gemeinsame Wert ca. 18°C. Dadurch wird auf einen Übergangsbereich, der einen parallelen Einsatz von Sitzheizung und Sitzbelüftung ermöglicht, ganz verzichtet, wodurch die Regelung der Sitztemperatur Ts erheblich vereinfacht wird. Zum Einstellen der Sitztemperatur Ts wird in Abhängigkeit von der Außentemperatur Ta, mit anderen Worten im Sommer- oder im Winterbetrieb, nur noch die Sitzbelüftung oder die Sitzheizung eingesetzt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in der einzigen Figur näher erläutert, wobei die Figur einen Ausschnitt aus einem Blockschaltbild zum Regeln einer Sitztemperatur Ts eines Fahrzeugs mit einer Sitzbelüftung und einer Sitzheizung zeigt.
Gemäß der Figur wird bei einem Verfahren zum Regeln einer Sitztemperatur Ts eines Fahrzeugs auf einen über eine nicht weiter dargestellte Bedienvorrichtung einstellbaren vorgegebenen Sollwert Tsoll die Sitztemperatur Ts im Bereich einer nicht weiter dargestellten Sitzoberfläche mit einem ersten Temperatursensor 2 erfasst und mit dem Sollwert Tsoll verglichen. Zusätzlich wird mit einem zweiten Temperatursensor 4 die Außentemperatur Ta gemessen und mit einem Schwellwert Tax für die Außentemperatur Ta verglichen.
Die Regelabweichung Tsoll-Ts zwischen dem vorgegebenen Sollwert Tsoll und der Sitztemperatur Ts wird von einem ersten Regler 6 für eine Sitzheizung 8 oder von einem zweiten Regler 10 für eine Sitzbelüftung 12 verarbeitet. In Abhängigkeit von der Schaltstellung eines Schalters 14 mit einer temperaturabhängigen Schaltfunktion wird entweder die Sitzheizung 8 gemäß einer Ausgangsgröße des ersten Reglers 6 oder die Sitzbelüftung 12 gemäß einer Ausgangsgröße des zweiten Reglers 10 eingestellt.
Die temperaturabhängige Schaltfunktion des Schalter 14 ist so ausgelegt, dass unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts Tax für die Außentemperatur Ta, einem sogenannten Winterbetrieb, nur die Sitzheizung 8 mit der Regelung über den ersten Regler 6 eingestellt wird. Die Sitzbelüftung 12 ist im Winterbetrieb ausgeschaltet. Oberhalb des vorgegebenen Schwellwerts Tax für die Außentemperatur Ta, einem sogenannten Sommerbetrieb, wird nur die Sitzbelüftung 12 mit der Regelung über den zweiten Regler 10 eingestellt. Die Sitzheizung 12 ist im Sommerbetrieb ausgeschaltet. In der Erprobung hat sich als Schwellwert Tax ein Temperaturwert von angenähert 18°C bewährt. Eine Abgrenzung zwischen Winter- und Sommerbetrieb bei diesem Schwellwert Tax für die Außentemperatur Ta wird von Insassen als besonders angenehm empfunden. In Abhängigkeit vom persönlichen Empfinden kann der Schwellwert Tax variiert werden. Durch eine Deaktivierung der Regelung ist weiterhin eine manuelle Betätigung von Sitzheizung 8 und Sitzbelüftung 12 gewährleistet.
In einem nicht weiter dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schwellwert Tax für die Außentemperatur Ta in eine erste Temperaturschwelle Ta1 und eine zweite Temperaturschwelle Ta2 mit Ta1 kleiner Ta2 aufgespaltet. Unterhalb der ersten Temperaturschwelle Ta1 ist die Sitzbelüftung 12 und oberhalb der zweiten Temperaturschwelle Ta2 ist die Sitzheizung 8 ausgeschaltet. Der Winter- und Sommerbetrieb ist durch das Temperaturintervall zwischen den beiden Temperaturschwellen Ta1 und Tat getrennt, in welchem ein Mischbetrieb möglich ist. In dem Temperaturintervall können Sitzheizung 8 und Sitzbelüftung 12 parallel zum Regeln der Sitztemperatur Ts eingesetzt werden, um den Sitzkomfort für die Insassen zu verbessern. Ein Einzelbetrieb von Sitzheizung 8 und Sitzbelüftung 12 ist aber auch in diesem von den Temperaturschwellen Ta1 und Ta2 begrenzten Temperaturintervall möglich.
In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist somit als Spezialfall der Wert für die erste Temperaturschwelle Ta1 gleich dem Wert für die zweite Temperaturschwelle Ta2 gewählt.
Der vorgegebene Sollwert Tsoll für die Sitztemperatur Ts weist einen Wert im Temperaturbereich zwischen 32,5°C und 35,5°C auf, welcher dem persönlichen Wohlfühlempfinden des Insassen entspricht und individuell eingestellt werden kann. Unabhängig von der Außentemperatur Ta bevorzugen Insassen jeweils einen engen Temperaturbereich der Sitztemperatur Ts, den sie als angenehm empfinden. Dieser liegt im Regelfall im angegebenen Temperaturbereich zwischen 32,5°C und 35,5°C und ist im Wesentlichen unabhängig vom Sommer- und Winterbetrieb.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann unterhalb der ersten Temperaturschwelle Ta1 für die Außentemperatur Ta die Sitztemperatur Ts auf einen oberen Sollwert Tsollo und oberhalb der zweiten Temperaturschwelle Ta2 für die Außentemperatur Ta die Sitztemperatur Ts auf einen unteren Sollwert Tsollu geregelt werden, wobei der untere Sollwert Tsollu kleiner als der obere Sollwert Tsollo ist. Beide Sollwerte Tsollu und Tsollo liegen im Temperaturbereich zwischen 32,5°C und 35,5°C. Damit wird dem persönlichen Empfinden Rechnung getragen, dass im Sommerbetrieb einer etwas kühleren Sitztemperatur Ts als im Winter der Vorzug gegeben wird, wodurch eine erfrischende Wirkung erzielt wird.
Mit dem angegebenen Verfahren wird dem Insassen ein komfortables Mikroklima im Sitzbereich zur Verfügung gestellt, das unangenehme gefühlsmäßige Empfindungen bezüglich des thermophysiologischen Sitzkomforts weitestgehend ausschließt.

Claims

Verfahren zum Regeln einer Sitztemperatur Ts eines Fahrzeugsitzes mit einer Sitzbelüftung (12) und einer Sitzheizung (8) auf wenigstens einen vorgegebenen Sollwert Tsoll, bei dem die Sitztemperatur Ts im Bereich einer Sitzoberfläche mit einem ersten Temperatursensor (2) und die Außentemperatur Ta mit einem zweiten Temperatursensor (4) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer ersten Temperaturschwelle Ta1 für die Außentemperatur Ta die Sitzbelüftung (12) und oberhalb einer zweiten Temperaturschwelle Ta2 für die Außentemperatur Ta die Sitzheizung (8) ausgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für die erste Temperaturschwelle Ta1 gleich dem Wert für die zweite Temperaturschwelle Ta2 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebenen Sollwert Tsoll für die Sitztemperatur Ts einen Wert im Temperaturbereich zwischen 32,5°C und 35,5°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebenen Sollwert Tsoll für die Sitztemperatur Ts in Abhängigkeit von der Außentemperatur Ta eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der ersten Temperaturschwelle Ta1 für die Außentemperatur Ta die Sitztemperatur Ts auf einen oberen Sollwert Tsollo und oberhalb der zweiten Temperaturschwelle Ta2 auf einen unteren Sollwert Tsollu geregelt wird, wobei der untere Sollwert Tsollu kleiner als der obere Sollwert Tsollo ist und beide im Temperaturbereich zwischen 32,5°C und 35,5°C liegen.