DE20302266U1

DE20302266U1 - Air conditioning system especially for vehicle seats, has operation unit with two electrical resistance units allocated to heating unit and ventilation unit respectively

Info

Publication number: DE20302266U1
Application number: DE20302266U
Authority: DE
Original assignee: WET Automotive Systems AG
Current assignee: WET Automotive Systems AG
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2013-02-13

Abstract

The air conditioning system (1) has a heating unit (5), a ventilation unit (7) and an operation unit (3) with an operation element (9), which can be switched into three different states. The operation unit has two electrical resistance units of which the first one is allocated to the heating unit and the second one to the ventilation unit. The electrical resistance of the resistance units can be changed by operating the operation element.

Description

Klimatisierungsvorrichtung mit BedieneinrichtungAir conditioning device with control device

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1. Gattungsgemäße Klimatisierungsvorrichtungen werden beispielsweise zur Klimatisierung von Fahrzeugsitzen eingesetzt.The present invention relates to an air conditioning device according to claim 1. Air conditioning devices of the generic type are used, for example, for air conditioning vehicle seats.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt sind Fahrzeugsitze, bei denen sich eine Sitzheizung mit Hilfe eines Potentiometers auf unterschiedliche Temperaturniveaus einstellen läßt. Eine solche Heizung ist jedoch nicht komfort-optimal.There are known vehicle seats in which the seat heating can be set to different temperature levels using a potentiometer. However, this type of heating is not optimal in terms of comfort.

Weiterhin sind belüftete und beheizte Fahrzeugsitze bekannt, welche vollständig computergesteuert sind. Solche Systeme sind teuer.There are also ventilated and heated vehicle seats that are completely computer-controlled. Such systems are expensive.

Aus DE 199 53 385 ist eine Bedieneinrichtung für einen klimatisierten Sitz beschrieben. Diese sieht ein Stellrad mit verschiedenen Raststufen und diesen zugeordneten Betriebszuständen vor. Es fehlt jedoch eine Beschreibung, wie diese Zuordnung technisch realisiert ist.DE 199 53 385 describes a control device for an air-conditioned seat. This provides an adjusting wheel with various locking positions and operating states assigned to them. However, there is no description of how this assignment is technically implemented.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Eine solche Vorrichtung bietet hohen Bedienkomfort in Verbindung mit niedrigen Produktionskosten.The present invention relates to an air conditioning device with the features of claim 1. Such a device offers high operating comfort in conjunction with low production costs.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 ist robust und kostengünstig.A device according to claim 2 or 3 is robust and cost-effective.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 ermöglicht den Verzicht auf eine teure Zentral-Steuereinheit.A device according to claim 5 or 6 makes it possible to dispense with an expensive central control unit.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 7 verhindert ein Unterkühlen eines Benutzers infolge zu kalter Luftströmungen.A device according to claim 7 prevents a user from becoming hypothermic due to air currents that are too cold.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 8 verhindert eine Überhitzung von nicht luftdurchströmten Bereichen einer zu beheizenden Fläche.A device according to claim 8 prevents overheating of non-air-flow areas of a surface to be heated.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments can be found in the subclaims.

Figurencharacters

Die nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Erfindung. Diese Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen unter Bezug auf:The following description deals with possible embodiments of the invention. These statements are to be understood as examples only and are made with reference to:

Fig. 1 Schematische Ansicht einer KlimatisierungsvorrichtungFig. 1 Schematic view of an air conditioning device

Fig. 2 Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Bedienelementes mitFig. 2 Top view of a first embodiment of a control element with

zwei Widerstandseinrichtungen
Fig. 3 Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Bedienelementes mittwo resistance devices
Fig. 3 Top view of a second embodiment of a control element with

zwei Widerstandseinrichtungen
Fig. 4 Draufsicht auf einen Sitz von oben
Fig. 5 Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines Bedienelementestwo resistance devices
Fig. 4 Top view of a seat
Fig. 5 Top view of a third embodiment of a control element

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Fig. 1 zeigt eine Klimatisierungsvorrichtung 1. Diese weist eine Heizeinrichtung 5 und eine Lüftungseinrichtung 7 auf. Beide stehen mit einer Bedieneinrichtung 3 in Verbindung.Fig. 1 shows an air conditioning device 1. This has a heating device 5 and a ventilation device 7. Both are connected to an operating device 3.

Die Heizeinrichtung 5 weist ein elektrisches Heizelement 25 auf. Dieses ist beispielsweise unter die Bespannung eines Fahrzeugsitzes integriert. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Heizdraht aus Edelstahllitze. Es können jedoch auch beispielsweise Carbonfasern oder sonstige bekannt Heizmaterialien benutzt werden.The heating device 5 has an electric heating element 25. This is, for example, integrated under the covering of a vehicle seat. In the exemplary embodiment, it is a heating wire made of stainless steel strands. However, carbon fibers or other known heating materials can also be used.

Die Heizeinrichtung 5 weist außerdem eine Regelungseinrichtung 15 auf. Die Regelungseinrichtung 15 ist elektrisch mit der Bedieneinrichtung 3 verbunden. Sie steht außerdem mit einem nicht dargestellten Temperatursensor in Verbindung. Der Temperatursensor ist vorzugsweise in der Nähe des Heizelementes 25 angebracht. Außerdem steht die Regeleinrichtung 15 mit dem Heizelement 25 in Verbindung.The heating device 5 also has a control device 15. The control device 15 is electrically connected to the operating device 3. It is also connected to a temperature sensor (not shown). The temperature sensor is preferably mounted near the heating element 25. The control device 15 is also connected to the heating element 25.

Die Lüftungseinrichtung 7 weist einen Lüfter 27 und eine Regelungseinrichtung 17 auf. Die Regeleinrichtung 17 ist im vorliegenden Fall eine "Steuerung". Der Lüfter 27 ist vorzugsweise ein Axiallüfter. Es können jedoch auch beliebige andere Turbinenformen benutzt werden.The ventilation device 7 has a fan 27 and a control device 17. The control device 17 is a "controller" in the present case. The fan 27 is preferably an axial fan. However, any other turbine shape can also be used.

Die Regelungseinrichtung 17 steht einerseits mit dem Ventilator 27 und andererseits mit der Bedieneinrichtung 3 in Verbindung. Im vorliegenden Beispiel ist sie zusätzlich mit einem nicht dargestellten Temperatursensor im Luftstrom des Lüfters 27 verbunden.The control device 17 is connected on the one hand to the fan 27 and on the other hand to the operating device 3. In the present example, it is additionally connected to a temperature sensor (not shown) in the air flow of the fan 27.

Das Bedienelement 9 weist eine Bedieneinrichtung 3 auf.The operating element 9 has an operating device 3.

In Fig. 2 sind Details einer ersten Ausführungsform einer Bedieneinrichtung 3 dargestellt. Es besitzt ein Bedienelement 9. Diesem sind zwei Widerstandseinrichtungen 11, 13 zugeordnet.Fig. 2 shows details of a first embodiment of an operating device 3. It has an operating element 9. Two resistance devices 11, 13 are assigned to this.

Unter Widerstandseinrichtung wird eine Funktionseinheit verstanden, deren elektrischer Widerstand signifikant höher als der Widerstand benachbarter elektrischer Leitungen ist oder entsprechend einstellbar ist. Dies schießt einen unendlichen Widerstand bzw. Schalter ein.A resistance device is a functional unit whose electrical resistance is significantly higher than the resistance of neighboring electrical lines or can be adjusted accordingly. This creates an infinite resistance or switch.

Die Widerstandseinrichtung 11 weist einen Kontaktpol 42 und einen Widerstand 41 in Form einer dreieckigen, elektrisch leitfähigen Kontaktfläche auf. DieThe resistance device 11 has a contact pole 42 and a resistor 41 in the form of a triangular, electrically conductive contact surface. The

Widerstandseinrichtung 13 besitzt einen zweiten Kontaktpol 36 und eine Kontaktzone 35 in Form einer rechteckigen, elektrisch leitfähigen Kontaktfläche.Resistance device 13 has a second contact pole 36 and a contact zone 35 in the form of a rectangular, electrically conductive contact surface.

Die Widerstandseinrichtung 11 ist der Heizungseinrichtung 7 zugeordnet. Die Widerstandseinrichtung 13 ist der Lüftungseinrichtung 5 zugeordnet. Die beiden Widerstandseinrichtungen 11, 13 sind über ein Brückenelement 29 an ihren beiden Kontaktpolen 36 und 42 mechanisch miteinander verbunden und mit dem Bedienelement 9 gekoppelt.The resistance device 11 is assigned to the heating device 7. The resistance device 13 is assigned to the ventilation device 5. The two resistance devices 11, 13 are mechanically connected to one another via a bridge element 29 at their two contact poles 36 and 42 and coupled to the control element 9.

Die Funktionsweise der Klimatisierungsvorrichtung ist wie folgt:
In einer Ruhestellung der Bedieneinrichtung 9 sind sowohl die Heizeinrichtung 5 als auch die Lüftungseinrichtung 7 abgeschaltet. Dies liegt daran, daß die Kontaktpole 36 und 42 nicht den Widerstand 41 bzw. die Leiterbahn 35 berühren. The air conditioning device works as follows:
In a rest position of the control device 9, both the heating device 5 and the ventilation device 7 are switched off. This is because the contact poles 36 and 42 do not touch the resistor 41 or the conductor track 35.

Bei Betätigung des Bedienelementes 9 wird der Bügel 29 mit den Kontaktpolen 36, 42 über den Widerstand 41 bzw. die Leiterbahn 35 hinwegbewegt. Bei der Widerstandseinrichtung 11 ist durch die veränderte Berührfläche zwischen Kontaktpol 42 und Widerstand 41 und/oder durch die veränderte verbleibende Widerstandslänge der elektrische Widerstand verändert. Bei der Widerstandseinrichtung 13 gibt es Bereiche, in denen der Kontaktpol 36 die Leiterbahn 35 kontaktiert und solche Bereiche, in denen kein Kontakt zustande kommt. An der Bedieneinrichtung 9 lassen sich somit mittels des Bügels 29 an den Widerstandseinrichtungen 11, 13 verschiedene Widerstandswerte einstellen. When the operating element 9 is operated, the bracket 29 with the contact poles 36, 42 is moved over the resistor 41 or the conductor track 35. In the resistance device 11, the electrical resistance is changed by the changed contact surface between the contact pole 42 and the resistor 41 and/or by the changed remaining resistance length. In the resistance device 13, there are areas in which the contact pole 36 contacts the conductor track 35 and areas in which no contact is made. Different resistance values can thus be set on the resistance devices 11, 13 on the operating device 9 using the bracket 29.

In Abhängigkeit von diesen Widerständen übernehmen die Regeleinrichtungen 15, 1 7 der Lüftungseinrichtung 7 und der Heizeinrichtung 5 eigenständig die Einstellung der Betriebsparameter.Depending on these resistances, the control devices 15, 17 of the ventilation device 7 and the heating device 5 independently adjust the operating parameters.

Die Regelungseinrichtung 17 der Lüftungseinrichtung 7 entnimmt dem Widerstandswert der Widerstandseinrichtung 13, ob ein Betrieb des Lüfters 27 ge-The control device 17 of the ventilation device 7 determines from the resistance value of the resistance device 13 whether operation of the fan 27 is possible.

wünscht ist oder nicht. Über den nicht dargestellten Temperatursensor empfängt die Regelungseinrichtung 17 außerdem die Ist-Temperatur der den Lüfter 27 durchströmenden Luft. Anhand der gemessenen Temperatur legt die Regelungseinrichtung 17 die Drehzahl des Lüfters 27 fest. Die dafür erforderlichen Parameter sind in der Regelungseinrichtung 17 hinterlegt. Bei hohen Lufttemperaturen wird die Lüfterdrehzahl eher hoch, bei niedrigen Temperaturen eher niedrig sein.desired or not. The control device 17 also receives the actual temperature of the air flowing through the fan 27 via the temperature sensor (not shown). The control device 17 uses the measured temperature to determine the speed of the fan 27. The parameters required for this are stored in the control device 17. At high air temperatures, the fan speed will tend to be high, and at low temperatures, it will tend to be low.

Die Heizeinrichtung 5 empfängt den Widerstandswert der Widerstandseinrichtung 13 des Bedienelementes 9. Die Regeleinrichtung 15 des Heizelementes 5 ermittelt aus diesem Widerstandswert die gewünschte Soll-Temperatur des Heizelementes 25. Über den nicht dargestellten Sensor ermittelt die Regelungseinrichtung 15 die Ist-Temperatur in der Nähe des Heizelementes 25. Die Regelungseinrichtung 15 übernimmt dann eigenständig die Temperaturüberwachung des Heizelementes 25. Dazu paßt sie die das Heizelement 25 durchfließende Strommenge zweckmäßig an.The heating device 5 receives the resistance value of the resistance device 13 of the control element 9. The control device 15 of the heating element 5 determines the desired target temperature of the heating element 25 from this resistance value. The control device 15 determines the actual temperature in the vicinity of the heating element 25 via the sensor (not shown). The control device 15 then independently takes over the temperature monitoring of the heating element 25. To do this, it adapts the amount of current flowing through the heating element 25 as appropriate.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Widerstandseinrichtungen 11, 13. Bei dieser Ausführungsform sind ein erster und ein zweiter elektrischer Widerstand 35', 41' konzentrisch zueinander angeordnet. Im Mittelpunkt ist ein Brükkenelement 29' drehbar gelagert. Auf dem Brückenelement 29' sind ebenfalls zwei Kontaktpole 42, 36 vorgesehen. Ein Drehen des Brückenelements bewirkt hier eine Verschiebung der Kontaktpole relativ zu den Widerständen 35', 41'.Fig. 3 shows a second embodiment of the resistance devices 11, 13. In this embodiment, a first and a second electrical resistor 35', 41' are arranged concentrically to one another. A bridge element 29' is rotatably mounted in the center. Two contact poles 42, 36 are also provided on the bridge element 29'. Rotating the bridge element here causes a displacement of the contact poles relative to the resistors 35', 41'.

Auch diese Ausführungsform ermöglicht eine einfache mechanische Veränderung von zwei Widerstandswerten gleichzeitig.This design also allows a simple mechanical change of two resistance values simultaneously.

Fig. 4 zeigt einen Fahrzeugsitz 20 von oben. Er weist eine Lehne 22 und eine Sitzfläche 24 auf. Die Sitzfläche 24 weist eine zu beheizende Fläche 32 auf. Diese entspricht im Ausführungsbeispiel der kompletten Sitzfläche 24.Fig. 4 shows a vehicle seat 20 from above. It has a backrest 22 and a seat surface 24. The seat surface 24 has a surface 32 to be heated. In the exemplary embodiment, this corresponds to the entire seat surface 24.

Die zu beheizende Fläche 32 weist einen Mittel bereich 31 auf. Dieser ist elektrisch beheizbar und gleichzeitig von Luft durchströmbar. Die beheizbare Fläche 32 weist außerdem Teilbereiche 30 auf, welche nur beheizbar und nicht belüftbar sind.The surface 32 to be heated has a central region 31. This can be heated electrically and at the same time air can flow through it. The heated surface 32 also has partial regions 30 which can only be heated and not ventilated.

Im Betrieb wird durch die Belüftung der Mittelbereich 31 kälter sein als die nicht belüfteten Teilbereiche 30. Eine Einstellung der Temperatur des Mittelbereiches 31 auf ein angenehmes Niveau führt deshalb zu einer Überhitzung der nichtbelüfteten Teilbereiche 30. In einer bevorzugten Ausführungsform erhält die Regelungseinrichtung 15 der Heizeinrichtung 5 daher ein Signal, welches den Betriebszustand der Lüftungseinrichtung 5 anzeigt. Ist der Lüfter 27 eingeschaltet, schaltet die Regelungseinrichtung 15 die Teilbereiche 30 ab.During operation, the ventilation will make the central region 31 colder than the non-ventilated sub-regions 30. Setting the temperature of the central region 31 to a comfortable level will therefore lead to overheating of the non-ventilated sub-regions 30. In a preferred embodiment, the control device 15 of the heating device 5 therefore receives a signal which indicates the operating state of the ventilation device 5. If the fan 27 is switched on, the control device 15 switches off the sub-regions 30.

Die Ausführungsform vom Fig. 5 zeigt eine flächige, ringförmige Versorgungskontaktzone 60. Diese bildet einen elektrischen Pol des Bedienelements 9. Dieser Pol liegt stets an einem elektrischen Versorgungspotential an.The embodiment of Fig. 5 shows a flat, ring-shaped supply contact zone 60. This forms an electrical pole of the control element 9. This pole is always connected to an electrical supply potential.

Konzentrisch beabstandet und außerhalb der Versorgungskontaktzone ist eine Heizwiderstandszone 41" angeordnet. Sie ist halbkreisförmig. Sie ist aus einem leitfähigen Material, wahlweise wie hier als Widerstand oder als einfache Leiterbahn gestaltet.A heating resistance zone 41" is arranged concentrically and outside the supply contact zone. It is semicircular. It is made of a conductive material, optionally designed as a resistor, as here, or as a simple conductor track.

Wiederum konzentrisch beabstandet außerhalb der Heizwiderstandszone 41" sind Schalt-Kontaktzonen 235, 235', 235" kreissegmentartig angeordnet. Sie sind elektrisch jeweils mit einem Regel-Widerstand 135, 135', 135" verbunden. Diese Regel-Widerstände 135, 135', 135" sind jeweils einem Betriebszustand der Lüftungseinrichtung 7 zugeordnet.Switching contact zones 235, 235', 235" are again arranged in a circular segment shape at a concentric distance outside the heating resistance zone 41". They are each electrically connected to a control resistor 135, 135', 135". These control resistors 135, 135', 135" are each assigned to an operating state of the ventilation device 7.

Die Heizwiderstandszone 41" und die Schalt-Kontaktzonen 235, 235', 235" bilden jeweils elektrische Gegenpole zur Versorgungskontaktzone 60.The heating resistance zone 41" and the switching contact zones 235, 235', 235" each form electrical counterpoles to the supply contact zone 60.

Auch diese Ausführungsform weist ein Brückenelement auf, das der Übersicht halber jedoch nicht dargestellt ist. Es ist um den Mittelpunkt 50 der Versorgungskontaktzone 60 drehbar gelagert. Es besitzt drei Kontaktpole, die jeweils der Versorgungskontaktzone 60, der Heizwiderstandszone 41" und den Schalt-Kontaktzonen 235, 235', 235" zugeordnet sind und diese je nach Betriebszustand kontaktieren.This embodiment also has a bridge element, which is not shown for the sake of clarity. It is mounted so that it can rotate around the center point 50 of the supply contact zone 60. It has three contact poles, each of which is assigned to the supply contact zone 60, the heating resistance zone 41" and the switching contact zones 235, 235', 235", and which contact these depending on the operating state.

In e inem u nbeheizten B etriebszustand D kontaktiert das B rückenelement &eegr; ur die Schalt-Kontaktzone 235". Dies bewirkt, daß die Lüftungseinrichtung 7 mit einer dem Regel-Widerstand 135" entsprechenden Betriebsstufe ohne Heizung betrieben wird.In an unheated operating state D, the bridge element η only contacts the switching contact zone 235". This causes the ventilation device 7 to be operated without heating at an operating level corresponding to the control resistor 135".

Einen reinen Heizbetrieb erhält man im Betriebszustand C. Hier ist nur die Heizwiderstandszone 41" vom Brückenelement kontaktiert.Pure heating operation is achieved in operating state C. Here only the heating resistance zone 41" is contacted by the bridge element.

In einem weiteren Betriebszustand B ist über die Schalt-Kontaktzone 235' der dem Lüfter 27 zugeordnete Regel-Widerstand 135' kontaktiert. Gleichzeitig ist die Heizwiderstandszone 41" kontaktiert. Dadurch werden Heizungs- und Lüftungseinrichtung gleichzeitig betrieben.In a further operating state B, the control resistor 135' assigned to the fan 27 is contacted via the switching contact zone 235'. At the same time, the heating resistance zone 41" is contacted. This means that the heating and ventilation devices are operated simultaneously.

In einem vierten Betriebszustand A ist ein anderer Regel-Widerstand 135 über eine andere Schalt-Kontaktfläche 235 kontaktiert. Gleichzeitig ist die Heizwiderstandszone 41" bei einem gegenüber dem Betriebszustand C veränderten Widerstandswert kontaktiert. Dadurch ergibt sich ein gegenüber Betriebszustand C verändertes Heiz- und Lüftungsverhalten.In a fourth operating state A, a different control resistor 135 is contacted via a different switching contact surface 235. At the same time, the heating resistance zone 41" is contacted at a resistance value that is different from that in operating state C. This results in a heating and ventilation behavior that is different from that in operating state C.

Zur Schaltung der Heizeinrichtung 5 könnten statt der Heizwiderstandszone 41" auch Kontaktzonen und Heizwiderstände - wie in dieser Ausführungsform zur Schaltung der Lüftungseinrichtung 7 vorgesehen - genutzt sein.To switch the heating device 5, contact zones and heating resistors - as provided in this embodiment for switching the ventilation device 7 - could also be used instead of the heating resistance zone 41".

Claims

1. Air conditioning device ( 1 ) with a heating device ( 5 ), with a ventilation device ( 7 ) and with an operating device ( 3 ) which has an operating element ( 9 ) which can be switched to at least three different operating states, characterized in that the operating device ( 9 ) has a first and a second electrical resistance device ( 11 , 11 ", 13 , 13 "), of which the first is assigned to the heating device ( 5 ) and the second to the ventilation device, and that the electrical resistance of the two resistance devices ( 11 , 11 ", 13 , 13 ") can be changed simultaneously by actuating the operating element ( 9 ).

2. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element ( 9 ) is mechanically switchable and/or that the electrical resistance of the first and/or the second resistance device ( 11 , 11 ", 13 , 13 ") is mechanically adjustable.

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one resistance device ( 11 , 11 ", 13 , 13 ") is an on-off switch, a potentiometer or a step-by-step switchable resistor.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control positions of the operating element ( 9 ) are adjustable in steps or continuously.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ventilation device ( 7 ) has a control device ( 17 ) which adjusts the speed of a fan ( 27 ) depending on the temperature of the air flowing through the fan ( 27 ).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device ( 5 ) has a control device ( 15 ) which adjusts the current flow through at least one electrical heating element ( 25 ) depending on the temperature prevailing in the region of the heating element ( 25 ).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ventilation device ( 7 ) is switched off when the heating device ( 5 ) is switched off.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least a partial area ( 30 ) of a surface to be heated ( 32 ) is not heated when the ventilation device ( 7 ) is switched on.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device serves for air conditioning parts touched by the user in the interior of a vehicle - in particular a seat and/or a steering wheel.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one resistance device ( 11 ", 13 ") has a switching contact zone ( 235 , 235 ', 235 ") and a control resistor ( 135 , 135 ', 135 ") spaced therefrom and electrically connected thereto.