DE69707010T2

DE69707010T2 - Verfahren und vorrichtung für eine sitzheizung

Info

Publication number: DE69707010T2
Application number: DE69707010T
Authority: DE
Inventors: Bjoern Aiff; Tommy Fristedt
Original assignee: Kongsberg Automotive AB
Current assignee: Kongsberg Automotive AB
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: JP2000514577A; DE69707010D1; JP3942041B2; SE9602746L; US6278090B1; EP0939924B1; WO1998001798A1; SE9602746D0; EP0939924A1; SE520592C2

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen eines Sitzes entsprechend dem Oberbegriff des hierzu gehörenden Anspruchs 1. Im Besonderen ist die Erfindung im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug mit elektrisch heizbaren Sitzen für die Insassen anwendbar. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Heizen eines solchen Sitzes entsprechend dem Oberbegriff des hierzu gehörenden Anspruchs 10.

Hintergrund der Erfindung

In modernen Kraftfahrzeugen werden aus Gründen des Komforts und der Sicherheit elektrisch heizbare Sitze eingebaut. Der Fahrersitz sowie die übrigen Sitze im Fahrzeug können so konstruiert sein, dass sie mit Hilfe spezieller Heizelemente in Form von elektrisch leitenden Drähten geheizt werden, die sich in jedem Sitz als Spirale anordnen lassen. In der Regel wird bei der Fertigung des Sitzes solch ein Heizelement in die Rückenlehne und die Sitzpolster eines jeden Sitzes eingebaut. Das Heizelement wird an eine Stromeinspeiseeinheit angeschlossen, die den Strom liefert. Auf diese Weise lässt sich das Heizelement auf eine geeignete Temperatur erwärmen.
Die bisher bekannten Heizelemente sind jedoch nicht ganz unproblematisch, da eine möglichst genaue Einstellung der Temperatur an der Oberfläche jedes Sitzes, d. h. an der Oberfläche angestrebt wird, mit der der Fahrzeuginsasse unmittelbar in Kontakt kommt. Für diesen Zweck kann die Temperatur des Heizelements mit Hilfe eines in der Nähe des Heizelements angeordneten und an eine zentrale Steuereinheit angeschlossenen Temperaturaufnehmers gesteuert werden. Mit Hilfe des Temperaturaufnehmers und der Steuereinheit kann die Isttemperatur erfasst werden. Bestandteil der Steuereinheit sind auch z. B. in Transistor oder Relaistechnologie ausgeführte Stromeinspeisungsschaltungen zur Einspeisung von Strom in das Heizelement. Somit ist die zentrale Steuereinheit so ausgelegt, dass ein bestimmter Strom in das Heizelement eingespeist wird, bis ein bestimmter Solltemperaturwert erreicht ist. Die Einstellung dieses Sollwertes kann entweder mit Festwiderständen oder mit einem Einstellpotentiometer erfolgen, das durch den Fahrzeuginsassen eingestellt wird.
Wird das oben beschriebene Steuerverfahren angewendet, so kann Strom in das Heizelement so lange eingespeist werden, bis die zentrale Steuereinheit anzeigt, dass der Sollwert erreicht ist. Dann schaltet die Steuereinheit die Stromeinspeisung ab. Dadurch kühlt sich das Heizelement schrittweise ab. Hat sich das Heizelement so weit abgekühlt, dass seine Temperatur wieder unter dem eingestellten Wert liegt, erfolgt erneut die Stromeinspeisung. So wird die Temperatursteuerung so lange fortgesetzt, wie das System in Betrieb ist.
Obwohl dieses bereits bekannte System in der Regel eine zuverlässige Heiz- und Temperatursteuerung für einen Automobilsitz gewährleistet, weist es bestimmte Nachteile auf. Einer der Nachteile besteht darin, dass das Heizelement bei der Herstellung in der Regel im Fahrzeugsitz fest eingebaut wird und das Heizelement entsprechend einem, bestimmten "Standardsitz", d. h. einem Sitz ausgelegt ist, dessen Konstruktion, Polsterung usw. im Voraus festgelegt wurden. Zu dem Sitz gehört also ein Heizelement zum Erwärmen der Sitzoberfläche bis auf eine bestimmte vorgegebene Temperatur. Bei der Montage des Automobils wäre es jedoch vorstellbar, dass sich der Hersteller beispielsweise für die Ausstattung der betreffenden Sitze mit einer vollkommen anderen Polsterung entscheidet, zum Beispiel mit einer Polsterung, die im Vergleich zum "Standardsitz" eine wesentlich größere Dicke aufweist, d. h. mit einer Polsterung, die sich von der unterscheidet, für die die Temperatursteuerung ursprünglich bestimmt war. Der vom Temperaturaufnehmer aufgenommene Temperaturwert entspricht dem eingestellten Wert, wenn das Heizelement die angestrebte Temperatur erreicht hat, da jedoch der Sitz mit einer Polsterung mit außerordentlich großer Dicke versehen wird, ist die an der Sitzoberfläche herrschende Temperatur in der Folge zu niedrig. Daher kommt es zu einer unerwünschten Abweichung bei der Temperatursteuerung.
Ein weiterer Nachteil des bisher bekannten Sitzheizsystems besteht darin, dass die Sitze mit relativ komplizierten und teuren elektronischen Schaltungen zur Steuerung der Temperatur und der Stromeinspeisung des Heizelements ausgelegt sind. Es existieren beispielsweise Lösungen mit gedruckten Schaltungen, die aus einer Vielzahl von Bauelementen bestehen, die auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Dies ist der Grund, warum die Zuverlässigkeit des Heizsystems eventuell zu wünschen übrig lassen kann.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Systems besteht darin, dass Funktionsstörungen, beispielsweise im Heizelement, auftreten, ohne dass darüber eine Information an eine Zentraleinheit übertragen wird. So kann es beispielsweise zu Kurzschlüssen und Leitungsbrüchen kommen, ohne dass diese auf zuverlässige und wirksame Weise registriert werden.
In der Patentschrift US-A-5203497 wird eine Thermostatanordnung mit einem Temperaturaufnehmer offenbart, der an einen ersten Mikroprozessor angeschlossen ist. Dieser Mikroprozessor ist mit einem zweiten Mikroprozessor verbunden, der für die Kommunikation mit einem Netz ausgelegt ist. Ein Nutzer kann beispielsweise in den ersten Mikroprozessor einen gewünschten Temperaturwert eingeben, der zum zweiten Mikroprozessor übertragen wird. Der zweite Mikroprozessor steuert ein von verschiedenen Parametern abhängiges Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (HVAC-System) an.
Des weiteren wird in der Patentschrift US-A-5075537 ein Heizelement mit einem als Temperaturfühler dienenden Widerstand und einem Stellwiderstand offenbart, mit deren Hilfe der Benutzer einen gewünschten Temperaturwert einstellen kann. Anhand eines Ausgangssignals von einem Komparator kann ein Strom in das Heizelement eingespeist werden, wenn dessen Temperatur unter einem mit Hilfe des Stellwiderstands eingestellten Wert liegt.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Heizung eines Automobilsitzes bereitzustellen, bei der die oben genannten Nachteile beseitigt werden. Dies wird durch eine Vorrichtung der ursprünglich genannten Art erreicht, deren Merkmale aus dem hierzu gehörenden Anspruch 1 hervorgehen. Das Ziel wird zudem durch ein Verfahren der ursprünglich genannten Art erreicht, dessen Merkmale aus dem hierzu gehörenden Anspruch 10 hervorgehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Heizen eines Sitzes bestimmt, zu dessen Bestandteilen ein Heizelement gehört, das an eine Steuereinheit angeschlossen ist. Zur Steuereinheit gehören Stromeinspeisungsmittel zum Einspeisen eines Stroms in das Heizelement, so dass dieses erwärmt werden kann. Zudem ist zur Erfassung der Temperatur am Heizelement ein Temperaturaufnehmer mit der Steuereinheit verbunden, wobei die Steuereinheit so ausgelegt ist, dass sie die Einspeisung des Stroms bewirkt, wenn die gemessene Temperatur unter einen voreingestellten Betrag absinkt. Grundlage der Erfindung ist die Steuereinheit, die eine Kommunikationseinheit zum Empfang der die eingestellte Temperatur betreffenden Informationen über einen Übertragungskanal von einem Peripheriegerät umfasst. Das Peripheriegrät kann vorzugsweise eine bereits im Kraftfahrzeug vorhandene zentrale Rechnereinheit sein. Dadurch können die den angestrebten Sollwert betreffenden Informationen für die Temperatursteuerung in einer exakten Weise zur Verfügung gestellt werden, und dieser Sollwert kann der jeweiligen Sitzkonstruktion bereits während der Montage des Fahrzeugs angepasst werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Kommunikationseinheit auch zur Übertragung weiterer Informationen an das Peripheriegerät ausgelegt. So können die Funktion des Heizelements und der Steuereinheit betreffende Zustands- und Fehlerinformationen von der Steuereinheit zum Peripheriegerät übertragen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet eine sehr hohe Zuverlässigkeit, da die meisten Bauelemente in einem einzigen integrierten Schaltkreis untergebracht sein können.
Die vorteilhaften Ausführungsformen werden insbesondere aus den hierzu gehörenden abhängigen Ansprüchen verständlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform und anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen Übersichtsschaltplan einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 das Prinzip einer Messbrücke, die für die erfindungsgemäßen Temperaturmessungen eingesetzt werden kann, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Informationsübertragung.

Bevorzugte Ausführungsform

Fig. 1 zeigt einen Übersichtsschaltplan einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform ist die Erfindung für den Einsatz im Zusammenhang mit elektrisch heizbaren Fahrzeugsitzen bestimmt. Die Figur zeigt als Prinzipdarstellung eine Steuereinheit 1, deren interne Bauelemente und Anschlüsse (die nachstehend genauer beschrieben werden sollen) mit Strichlinien wiedergegeben sind. Es sind hierin nicht sämtliche Bauelemente der Steuereinheit 1 dargestellt, sondern nur diejenigen, die für das Verständnis der Erfindung benötigt werden.
Die Steuereinheit 1 dient der Einspeisung eines bestimmten Stroms I in ein Heizelement 2. Dieses Heizelement 2 entspricht der bereits bekannten Art von Heizelementen und besteht aus einem elektrischen Leiter mit einem elektrischen Widerstand, der eine Spirale bildet. Das Heizelement 2 ist im Inneren des Fahrzeugsitzes (nicht dargestellt) angeordnet, vorzugsweise in dessen Sitzpolster. Das Heizelement 2 kann im Prinzip ebenso in der Rückenlehne des Sitzes eingebaut werden. Obwohl in der Figur nur ein Heizelement 2 dargestellt ist, können auch mehrere Heizelemente an die Steuereinheit 1 angeschlossen sein, beispielsweise als ein getrennt eingebautes Heizelement für das Sitzpolster und als ein getrennt eingebautes Heizelement für die Rückenlehne des Sitzes. Bei Verwendung von mehreren Heizelementen werden diese entweder parallel oder in Reihe an die Steuereinheit geschaltet.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist das Heizelement 2 an die Steuereinheit 1 über zwei Anschlüsse 3 und 4 angeschlossen, wobei der letztere Anschluss 4 zudem über einen Masseanschluss des Fahrzeugs an Masse gelegt ist.
In der Nähe des Heizelements 2 ist ein Temperaturaufnehmer 5 angeordnet, der elektrisch über den vorstehend genannten Masseanschluss 4 und einen weiteren Anschluss 6 an die Steuereinheit 2 angeschlossen ist. Bei dem Temperaturaufnehmer 5 handelt es sich vorzugsweise um einen Heißleiter (Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten), der einen temperaturabhängigen Widerstand RT aufweist, der direkt der Temperatur T entspricht, die in der Nähe des Heizelements 2 herrscht. Im Folgenden soll die Temperaturerfassung mit Hilfe des Temperaturaufnehmers 5 ausführlich beschrieben werden.
Des Weiteren ist eine Stromquelle 7 vorhanden, die über einen weiteren Anschluss 8 an die Steuereinheit 2 angeschlossen ist. Als Stromquelle 7 dient vorzugsweise die Starterbatterie des Fahrzeugs. Zum System gehört ferner ein Ein-/Ausschalter 9, der vorzugsweise in das Zündschloss des Fahrzeugs (nicht dargestellt) integriert ist. Der Schalter 9 ist mit einem weiteren Anschluss 10 der Steuereinheit 1 verbunden. Bei geschlossenem Schalter 9 ist die Steuereinheit 1 betriebsbereit, sie ermöglicht das Erwärmen des Heizelements 2.
Zwischen den Anschluss 10, an den der Schalter 9 angeschlossen ist, und den nicht an Masse geschlossenen Anschluss 6, über den der Temperaturaufnehmer 5 angeschlossen ist, ist ein Widerstand 11 mit einem voreingestellten Widerstandswert Reinst geschaltet. Der Widerstand 11 ist, wie nachfolgend ausführlich dargelegt wird, zur Nutzung während der Steuerung der Temperatur des Heizelements 2 bestimmt.
Nachfolgend sollen der Aufbau und die Hauptfunktionen der Steuereinheit 1 beschrieben werden. Die Steuereinheit 1 umfasst einen vorzugsweise computerunterstützten Logikbaustein 12, der jedoch auch aus bereits bekannten Elektronikschaltungen bestehen kann. Der Logikbaustein 12 ist an die oben genannten Anschlüsse 4, 6 und 10 angeschlossen und zur Erfassung der momentanen Temperatur T des Temperaturaufnehmers 5 ausgelegt.
Dafür wird eine Messbrücke genutzt, deren Funktionsprinzip in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei handelt es sich um eine Wheatstone-Brücke, sie umfasst den Widerstand 11 und den Temperaturaufnehmer 5, die den Widerstandswert Reinst bzw. Kr aufweisen. Die Messbrücke umfasst zudem zwei weitere Widerstände 13 und 14, die vorzugsweise integrierte Bauelemente in dem Logikbaustein 12 darstellen, die jedoch in Fig. 1 nicht gesondert eingezeichnet sind. Die Widerstände 13 und 14 weisen voreingestellte Widerstandswerte R&sub1;&sub3; bzw. R&sub1;&sub4; auf.
Die Messbrücke umfasst ferner (wie in Fig. 2 gezeigt) zwei Anschlüsse, zwischen denen eine bestimmt Spannung U anliegt. Einer dieser Anschlüsse entspricht dem Anschluss 6 in Fig. 1, während der andere Anschluss 15 einen integrierten Bestandteil des Logikbausteins 12 darstellt. Der Logikbaustein ist zum Messen der Spannung U während der Erfassung der Temperatur T des Temperaturaufnehmers 5 ausgelegt. Ist die Messbrücke abgeglichen, d. h. liegt die Spannung U bei Null, so kann der einzelne unbekannte Widerstandswert, d. h. der Widerstandswert RT des Temperaturaufnehmers 5, nach einer bekannten Formel berechnet werden. Auf diese Weise kann der Logikbaustein 12 einen Widerstandswert RT berechnen, der in einen Wert der gegenwärtig herrschenden Temperatur T umgerechnet wird.
Zurück zu Fig. 1. Hier wird verständlich, dass die Steuereinheit 1 eine Schalteinheit 16 umfasst, die entsprechend den Signalen vom Logikbaustein 12 den Strom I in das Heizelement 2 einspeist. Die Schalteinheit 16, die an die oben genannten Anschlüsse 3 und 8 angeschlossen ist, besteht vorzugsweise im Wesentlichen aus einem MOSFET-Transistor, einem Halbleiterbauelement, das effektiv große Ströme von der Stromquelle 7 in das Heizelement 2 einspeisen kann.
Der Logikbaustein 12 dient folglich dazu, einen Wert der Momentantemperatur T zu errechnen. Ist diese Temperatur T unter einen voreingestellten Wert TB gesunken, der einer bestimmten Wunschtemperatur an der Oberfläche des Fahrzeugsitzes entspricht und der im Allgemeinen durch die Wahl der Widerstände R&sub1;&sub3;, R&sub1;&sub4;, Reinst und des Grundwiderstands des Thermistors 5 vorgegeben wird, so steuert der Logikbaustein 12 die Schalteinheit 16 an, die den Strom I in das Heizelement 2 einspeist. Ist der eingestellte Wert TB erreicht, so schaltet der Logikbaustein 12 die über die Schalteinheit 16 erfolgende Stromeinspeisung in das Heizelement 2 ab.
Entsprechend der Ausführungsform umfasst die Steuereinheit 1 zudem eine Kommunikationseinheit 17, deren Hauptaufgabe darin besteht zu gewährleisten, dass die Informationen, die den angestrebten Sollwert TB zur Temperatursteuerung des Heizelements 2 betreffen, von einer externen Einheit in Form einer zentralen Rechnereinheit 18 an die Steuereinheit 1 übertragen werden. Bei der zentralen Rechnereinheit 18 sollte es sich vorzugsweise um einen im Fahrzeug bereits vorhandenen Rechner handeln, der beispielsweise für die Klimatisierung des Fahrzeugs, für das Zündsystem des Fahrzeugs oder ähnliche Zwecke vorgesehen ist. Die Informationsübertragung erfolgt über einen Übertragungskanal 19, vorzugsweise in Form eines elektrischen Kabels.
Entsprechend Fig. 3 wird die Übertragung der Informationen zwischen der Steuereinheit 1 und der zentralen Rechnereinheit 18 durch eine periodische Sequenz mit einem vorgegebenen Zeitabschnitt t&sub1; gesteuert. Die Informationsübertragung basiert auf dem Grundprinzip, dass Informationen, die einem bestimmten angestrebten Solltemperaturwert TB entsprechen, von der zentralen Rechnereinheit 18 zur Steuereinheit 1 übertragen werden. Es gibt zudem vorzugsweise auch eine Informationsübertragung in der entgegengesetzten Richtung, d. h. von der Steuereinheit 1 zum Bordcomputer 18. Diese zusätzlichen Informationen von der Steuereinheit 1 können günstigerweise eine Betriebszustandsinformation umfassen. Innerhalb des gesamten Zeitabschnitts t, erfolgt im Verlaufe des Zeitabschnitts t&sub2; die Übertragung von der Steuereinheit 1 zur zentralen Rechnereinheit 18, während im Verlaufe eines weiteren Zeitabschnitts t&sub3; die Übertragung von der zentralen Rechnereinheit 18 zur Steuereinheit 1 erfolgt.
Fig. 3 zeigt also einen bestimmten Zeitabschnitt für die Übertragung von Informationen. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Informationsübertragung durch ein Startbit 20 ausgelöst, das von der Steuereinheit 1 zur zentralen Rechnereinheit 18 übertragen wird. Zu diesem Zweck verfügt die Kommunikationseinheit 17 über eine Oszillatorschaltung (nicht dargestellt), die als solche bereits bekannt ist und so ausgeführt ist, dass sie in bestimmten Zeitabständen über die Verbindung 19 Impulse abgibt. Die zentrale Rechnereinheit 18 ist des Weiteren in bekannter Weise mit einer (nicht dargestellten) Erkennungsschaltung versehen, die zur Erkennung von Impulsen dient, die über die Verbindung 19 geliefert werden. Durch die Übertragung eines Startbits 20 von der Steuereinheit 1 wird ein bestimmter Zeitabschnitt eingeleitet und angezeigt, dass die Steuereinheit 1 funktionstüchtig ist und das Heizelement 2 mit Strom gespeist werden kann.
Nach dem Startbit 20 werden, wo dies anwendbar ist, von der Steuereinheit 1 ein oder zwei Betriebszustandsbits 21 bzw. 22 übertragen. Entsprechend der Ausführungsform wird das erste Betriebszustandsbit 21 übertragen, wenn das Heizelement 2 "in Betrieb" ist, d. h. wenn Strom in das Heizelement 2 eingespeist werden soll. In diesem Falle wird ein negativer Impuls entsprechend der Zeichnung übertragen. Außerdem wird ein zweites Betriebszustandsbit 22 übertragen (in Form eines negativen Impulses), wenn eine Störung im Heizelement 2 vorliegt. Beispiele für Störungen, die auftreten können, sind ein Kurzschluss in einem Teil des Heizelements 2 oder ein Bruch in dem Leiter, aus dem das Heizelement 2 besteht. Somit können während eines Zeitabschnitts t&sub2;, der im Voraus festgelegt wird, das Startbit 20 und die Betriebszustandsbits 21 und 22 übertragen und an den Bordcomputer 18 die Informationen geliefert werden, die den Momentanbetriebszustand des Heizelements 2 und der Steuereinheit 1 betreffen. Die Übertragung der Impulse 20, 21 und 22 erfolgt asynchron, d. h. die Impulse werden von der zentralen Rechnereinheit 18, die in dieser Anwendung die Empfangsseite darstellt, gezählt.
Im nächsten Abschnitt eines bestimmten Zeitabschnitts geschieht die Übertragung eines angestrebten Sollwertes TB für die Temperatursteuerung des Heizelements 2. Dieser eingestellte Wert wird vom Bordcomputer 18 zur Steuereinheit 1 übertragen. Zu diesem Zweck wird während des Zeitabschnitts t&sub3; vom Bordcomputer 18 eine Anzahl von Impulsen 23 übertragen. Genauer gesagt, die Übertragung geschieht über eine Verbindung 19 und die Kommunikationseinheit 17 zum Logikbaustein 12 (siehe Fig. 2). Die Kommunikationseinheit 17 ist des Weiteren mit einer (nicht dargestellten) Erkennungsschaltung zum Zählen der Anzahl der Impulse 23 ausgestattet. Erfindungsgemäß entspricht die Anzahl der Impulse 23 einem bestimmten vorgegebenen Temperaturwert TB für die Temperatursteuerung des Heizelements 2. Fig. 3 zeigt beispielsweise fünf Impulse 23. Dies könnte einem gegebenen Temperaturwert Te entsprechen, der beispielsweise 35ºC betragen kann, was andererseits einer bestimmten Wunschtemperatur an der Sitzoberfläche entspricht. Wird z. B. der eingestellte Wert 36ºC angestrebt, so kann die Übertragung von sechs Impulsen 23 vorgesehen werden.
Der eingestellte Wert TB wird zum Logikbaustein 12 der Steuereinheit 1 übertragen. Anhand der Fig. 1 und 2 kann festgestellt werden, dass ein bestimmter eingestellter Wert TB einem bestimmten erwarteten Widerstandswert RT des Temperaturaufnehmers 5 entspricht. Dabei ändert der Logikbaustein 12 die Werte der Widerstände R&sub1;&sub3; und R&sub1;&sub4;, wodurch bei der gegebenen Momentantemperatur ein Abgleich der Messbrücke erfolgt (siehe Fig. 2). Dies kann mit Hilfe von (nicht dargestellten) Schalttransistoren des Logikbausteines 12 geschehen, die in einer (nicht dargestellten) Widerstandskette zwischen verschiedenen Widerstandwerten hin- und herschalten. Der Widerstandswert Reinst des Widerstands 11 bleibt unverändert, ganz gleich, welcher eingestellte Wert TB übertragen wurde. Sobald die richtige Temperatur erreicht wurde, entspricht der Widerstandswert TB des Temperaturaufnehmers 5 einem solchen Wert, dass sich die Messbrücke im Abgleich befindet. Somit wurde der eingestellte Wert TB erreicht.
Der Bordcomputer 18 ist dazu bestimmt, die Informationen zu liefern, die die angestrebte Temperatur TB betreffen. Auf diese Weise wird eine genaue Steuerung des Heizelements 2 erreicht, und zwar unabhängig davon, mit welcher Polsterung der entsprechende Sitz versehen wurde. Im Bordcomputer 18 werden bei der Montage des Fahrzeugs den Sitz betreffende Informationen gespeichert, die ihrerseits direkte Informationen über die momentanen Sollwerteinstellungen liefern. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass beispielsweise ein Ausgleich zwischen den verschiedenen Arten der jeweilig verwendeten Sitzpolsterung möglich ist.
Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform ist der Logikbaustein 12 auch dafür ausgelegt, dass er feststellt, dass im Zeitabschnitt t&sub3; überhaupt kein Impuls 23 übertragen wird. Dies wird durch den Logikbaustein als ein "Rücksetzsignal" verstanden, wodurch eine beliebige momentan erfolgende Stromeinspeisung in das Heizelement 2 unterbrochen wird. In diesem Falle wird vorzugsweise der gesamte Logikbaustein 12 auf Null gesetzt, d. h. die Flipflops, Schalter, Zählwerke und Zähler werden auf Null gesetzt. Beispielsweise werden Fehlerflipflops, die einen Kurzschluss des Heizelements 2 feststellen, gleich Null gesetzt. Auf diese Weise wird die Feststellung von intermittierenden Fehlern möglich. Vorzugsweise wird auch ein Abschalten des Systems vorgesehen, so dass der Heizprozess unterbrochen wird, wenn eine zu große Anzahl von Impulsen empfangen wird, d. h. eine Anzahl von Impulsen, die den höchstzulässigen eingestellten Temperaturwert überschreitet.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung eindeutig hervorgeht, erfolgt die Übertragung zwischen der zentralen Rechnereinheit 18 und der Steuereinheit seriell. Das bedeutet, dass nur eine Verbindung zwischen der zentralen Rechnereinheit 18 und der Steuereinheit 1 erforderlich ist, was seinerseits die im Zusammenhang mit der Erfindung entstehenden Kosten verringert.
Die Dauer der Zeitabschnitte t&sub1;, t&sub2; und t&sub3; ist veränderlich und hängt, abgesehen von anderen Kriterien davon ab, wie die Oszillatorschaltung in der Kommunikationseinheit 17 aufgebaut ist. Die Dauer des Zeitabschnitts t&sub1; (d. h. die Zeitspanne zwischen 2 Startimpulsen 20) beträgt vorzugsweise etwa 600 bis 1000 ms, die des Zeitabschnitts t&sub2; etwa 100 bis 200 ms, die des Zeitabschnitts t&sub3; 500 bis 800 ms. So liegt der Anteil des Zeitabschnitts t&sub2; bei etwa 10 bis 30% des Gesamtzeitabschnitts t&sub1; und der Zeitabschnitt t&sub3; bei etwa 70 bis 90% des Gesamtzeitabschnitts. Die zentrale Rechnereinheit 18 erkennt den Beginn eines bestimmten Zeitabschnitts anhand des Startbits 20. Die Rechnereinheit 18 kann des Weiteren den Zeitabschnitt t&sub3; durch Messen des Zeitabstands zwischen den zwei Startbits 20 ermitteln. Da bekannt ist, in welchem Bereich des Zeitabschnitts t&sub1; die den Betriebszustand des Heizelements betreffenden Informationen zu erwarten sind, können die Impulse 21 und 22 registriert werden. Anschließend kann im Zeitabschnitt t&sub3; eine bestimmte Anzahl von Impulsen 23 übertragen werden. Dies bedeutet, dass die zentrale Rechnereinheit 18 nicht notwendigerweise mit der Kommunikationseinheit 17 synchronisiert werden muss.
Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform ist der Logikbaustein 12 am besten so ausgelegt, dass die von der zentralen Rechnereinheit 18 empfangenen Daten, d. h. Daten, die einem angestrebten eingestellten Wert TB für die oben beschriebene Temperatursteuerung entsprechen, eine Gültigkeitsdauer haben. Dies bedeutet, dass die an den Logikbaustein 12 übertragenen Daten nur während einer bestimmten begrenzten Zeitdauer für die Temperatursteuerung genutzt werden können. Der längste Zeitabschnitt kann veränderlich sein, ist jedoch vorzugsweise auf einen Wert tmax festgelegt, der einem oder mehreren Zeitabschnitten (mit dem Zeitabschnitt t&sub1;) entspricht, wie die in Fig. 3 dargestellte Sequenz erkennen lässt. Empfängt der Logikbaustein 12 innerhalb eines Zeitabschnitts, der dem Wert tmax entspricht, einen bestimmten eingestellten Wert TB und anschließend keinen neuen eingestellten Wert, so unterbricht der Logikbaustein 12 die Einspeisung von Strom in das Heizelement 2 (oder verringert stark die Stromeinspeisung auf eine vorgegebene Größe). Somit führen möglicherweise auftretende falsche Daten, die z. B. aufgrund von Störungen im Übertragungskanal 19 oder bei der Übertragung der Daten an den Logikbaustein 12 übertragen werden, nicht dazu, dass im Verlaufe eines signifikanten Zeitabschnitts ein falsch eingestellter Wert zur Temperatursteuerung des Heizelements 2 genutzt wird. Dies ist natürlich ein Vorteil der Erfindung im Hinblick auf die Sicherheit, durch den verhindert wird, dass das Heizelement 2 zu einem falschen Zeitpunkt geheizt wird.
Die Bauelemente der Steuereinheit 1 können bei Anwendung der modernen Technologie in einem ASIC-Schaltkreis (kundenspezifischer integrierter Schaltkreis) integriert werden, was einen sehr hohen Grad der Zuverlässigkeit der Erfindung ermöglicht. Die Kommunikationseinheit 17, der Logikbaustein 12 und die Schalteinheit 17 sind vorzugsweise auf einem einzigen Siliziumchip angeordnet. Alternativ können die verschiedenen Schaltkreise auf separaten Siliziumchips, jedoch in einem einzigen integrierten Schaltkreis, d. h. einer Kompaktbaugruppe, angeordnet sein.
Des Weiteren ist die Steuereinheit 1 erfindungsgemäß mit einem (nicht dargestellten) Widerstand zum Hochsetzen der Spannung ausgestattet. Genauer gesagt, dieser Widerstand ist als ein Abschlusswiderstand des Übertragungskanals 19 ausgelegt.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Sachverhalte begrenzt, es sind innerhalb des Schutzumfangs der Patentansprüche verschiedene Ausführungsformen möglich. Die Erfindung kann beispielsweise im Prinzip zum Heizen anderer Sitze als von Kraftfahrzeugsitzen dienen. Des Weiteren sind verschiedene Arten von Temperaturaufnehmern einsetzbar, beispielsweise Widerstände mit einem negativen oder positiven Temperaturkoeffizienten. Zudem kann im Prinzip ein bereits vorhandener Temperatursensor zum Messen der Temperatur im Fahrgastraum des Fahrzeugs genutzt werden. Ferner kann die Schalteinheit 16 beispielsweise in MOSFET- oder Relaistechnologie ausgeführt sein.
Bei den von der Steuereinheit 1 zur externen Einheit 18 zu übertragenden Informationen (die nach der oben genannten Ausführungsform den Bits 20, 21 und 22 entsprechen) kann es sich, wie oben ausgeführt, um Betriebszustandsinformationen handeln, d. h. Informationen, die den Betriebszustand des Heizelements 2 beschreiben. Bei diesen übertragenen Informationen kann es sich des Weiteren um Diagnoseinformationen, d. h. Informationen handeln, die anzeigen, ob eine Störung beispielsweise des Heizelements 2, des Temperaturaufnehmers 5 oder der Steuereinheit 1 bzw. ob Leitungsbrüche oder -kurzschlüsse vorliegen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch angewendet werden kann, wenn keine Start- oder Zustandsinformationen (d. h. die Bits 20, 21 und 22) von der Steuereinheit 1 übertragen werden. Dies entspricht dem Vorliegen einer Einwegübertragung von der zentralen Rechnereinheit 18 zur Steuereinheit 1. Die Mindestinformation, die von der zentralen Rechnereinheit 18 übertragen werden muss, ist eine während eines bestimmten Zeitabschnitts übertragene Impulsfolge 23, die einem angestrebten eingestellten Wert TB für die Temperatursteuerung entspricht. Ferner muss der eingestellte Wert TB nicht zwangsläufig so übertragen werden, dass die Zahl der Impulse einem bestimmten Temperaturwert entspricht. Alternativ können kodierte Signale übertragen werden, wobei ein bestimmtes Digitalwort einem bestimmten Temperaturwert entspricht.
Bei der Übertragung von Zustands- oder Diagnoseinformationen von der Steuereinheit 1 muss die Zahl der Informationsbits nicht zwangsläufig zwei sein, sondern sie kann in Abhängigkeit von den von der Steuereinheit 1 zu übertragenden Informationen anders festgelegt sein.
Bei einem alternativen Aufbau kann der angestrebte Sollwert für die Temperatursteuerung durch den Nutzer dadurch vorgegeben werden, dass er den Widerstand Reinst entsprechend wählt. In diesem Falle ist eine Übertragung über die Verbindung 19 unnötig.
Die externe Einheit 19 kann eine computerunterstützte oder auch eine nicht computerunterstütze Einheit sein. Bei der Verbindung 19 kann es sich um ein elektrisches Kabel, ein optisches Kabel oder eine drahtlose Verbindung handeln.

Claims

1. Vorrichtung zum Heizen eines Sitzes in einem Fahrzeug, die ein Heizelement (2) umfasst, das in dem Sitz angeordnet und mit einer Steuereinheit (1) verbunden ist, die Stromeinspeisungsmittel (7, 16) zum Einspeisen eines Stroms (1) in das Heizelement (2) zur Heizung desselben und einen an die Steuereinheit (1) angeschlossenen Temperaturaufnehmer (5) zur Erfassung der Temperatur (1) des Heizelements (2) umfasst, wobei die Steuereinheit (1) zur Betätigung der Stromeinspeisungsmittel ausgelegt ist, so dass der Strom (1) eingespeist wird, wenn die gemessene Temperatur T unter einen voreingestellten Temperaturwert sinkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) eine Kommunikationseinheit (17) zum Empfang der den eingestellten Temperaturwert (TB) betreffenden Information (23) von einem Peripheriegerät (18) umfasst, das für die Speicherung von die Sitzkonstruktion betreffenden Daten zur Bestimmung der Information (23) ausgelegt ist und die Information (23) über einen Übertragungskanal (19) vom Peripheriegerät (18) an die Steuereinheit (1) übertragen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (17) auch für die Übertragung weiterer Informationen (20, 21, 22) an das Peripheriegerät (18) bestimmt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Informationen (20, 21, 22) Informationen (21, 22) über den Betriebszustand des Heizelements (2) und/oder der Steuereinheit (1) umfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Informationen einen Startimpuls (20) zur Einleitung einer periodische Sequenz umfassen, während der die Informationen (21, 22, 23) übertragen werden.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) einen Oszillatorkreis zur Übertragung der Impulse mit einer bestimmten Periodizität umfasst, wobei die Impulse der Information entsprechen.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) so ausgelegt ist, dass die empfangene, die eingestellte Temperatur (TB) betreffende Information (23) eine begrenzte Gültigkeitsdauer (tmax) hat, nach deren Ablauf die Stromeinspeisung (I) auf einen voreingestellten Wert reduziert wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1) einen Logikbaustein (12) und eine Schalteinheit (16) umfassst, die Bestandteil des Stromeinspeisungsmittels (7, 16) ist, wobei der Logikbaustein (12), die Schalteinheit und die Kommunikationseinheit (17) als integrierte Schaltung angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (17), der Logikbaustein (12) und/oder die Schalteinheit (16) auf demselben Siliziumchip angeordnet sind.

9. Fahrzeug, das eine Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Peripheriegerät (18) aus einem im Fahrzeug bereits vorhandenen Computer besteht.

10. Verfahren zum Heizen eines Sitzes in einem Fahrzeug, das ein Heizelement (2) umfasst, das mit einer Steuereinheit (1) zum Einspeisen eines Stroms (I) in das Heizelement (2) verbunden ist und folgende Funktionen umfasst:

Erfassen der tatsächlichen Temperatur (T) in der Nähe des Heizelements (2) und Einspeisen des Stroms (I) in das Heizelement (2), wenn die jeweils gemessene Temperatur (T) unter einen voreingestellten Temperaturwert (TB) fällt,

dadurch gekennzeichnet, dass die den eingestellten Temperaturwert (TB) betreffende Information (23) vom Peripheriegerät (18), das zur Speicherung von die Sitzkonstruktion betreffenden Daten, die zur Bestimmung der Information (23) genutzt werden, ausgelegt ist, an die Steuereinheit (1) übertragen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die den vorgegebenen Temperaturwert (TB) betreffende Information (23) in Form einer Reihe von Impulsen übertragen wird, deren Zahl mit dem Wert (TB) des voreingestellten Temperaturwertes in direktem Zusammenhang steht.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die den gegebenen Temperaturwert (TB) betreffende Information (23) eine begrenzte Gültigkeit (tmax) hat, nach deren Ablauf die Einspeisung des Stroms (I) auf einen festgelegten Wert reduziert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, dass die den Betriebszustand des Heizelements (2) betreffenden Statusinformationen (21, 22) ebenfalls von der Steuereinheit (1) an das Peripheriegerät (18) übertragen werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, dass diagnostische Informationen über eventuelle Funktionsstörungen der Steuereinheit (1) und der mit ihr verbundenen Bauteile ebenfalls von der Steuereinheit (1) an das Peripheriegerät (18) übertragen werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen (21, 22, 23) in Form mindestens eines Impulses und entsprechend einer periodische Sequenz übertragen werden, die von der Steuereinheit (1) gesteuert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede neue Periode durch einen von der Steuereinheit (1) übertragenen Startimpuls (20) angezeigt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Periode die Dauer eines festgelegten Zeitintervalls (t&sub1;) aufweist, wobei die Steuereinheit (1) die Informationen (20, 22, 22) während eines zweiten Zeitintervalls (t&sub2;) überträgt und die Übertragung der Information (23) vom Peripheriegerät (18) während eines dritten Zeitintervalls (t&sub3;) erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite und dritte Zeitintervall (t&sub2;, t&sub3;) von der Steuereinheit (1) gesteuert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Größenordnung des zweiten und dritten Zeitintervalls (t&sub2;, t&sub3;) von der Dauer des vorhergehenden ersten Zeitintervalls (t&sub1;) bestimmt und im Peripheriegerät (18) berechnet wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zeitintervall (t&sub2;) 10-30% des ersten Zeitintervalls (t&sub1;) und das dritte Zeitintervall (t&sub3;) 70-90% des ersten Zeitintervalls (t&sub1;) darstellt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der den eingestellten Temperaturwert (TB) betreffenden Impulse innerhalb eines festgelegten, verschiedenen Temperaturen entsprechenden Intervalls liegt und der Empfang einer zu hohen oder zu geringen Anzahl von Impulsen (23) durch die Steuereinheit (1) zur Abschaltung der Stromeinspeisung führt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-21, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der den eingestellten Temperaturwert (TB) betreffenden Impulse innerhalb eines festgelegten, verschiedenen Temperaturen entsprechenden Intervalls liegt und der Empfang einer zu hohen oder zu geringen Anzahl von Impulsen (23) durch die Steuereinheit (1) dazu führt, dass Flipflops, Schalter, Zählwerke und Zähler der Steuereinheit (1) auf Null gesetzt werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-22, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen (21, 22, 23) seriell über einen Übertragungskanal (19) zwischen der Steuereinheit (1) und dem Peripheriegerät (18) übertragen werden.