CN104859501A - 用于汽车座椅的加热装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于汽车座椅的加热装置及其控制方法。汽车座椅加热***及其控制方法包括汽车座椅加热***以及控制该***的方法，所述汽车座椅加热***可以仅向座垫加热丝供应电流直到达到预定的早期达到温度，使得使用者可以更快速地感觉到早期加热和温暖。

Description

用于汽车座椅的加热装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车座椅加热***以及控制该***的方法，更具体而言，涉及一种可以减少将座椅加热到使用者在坐下后可以感觉到温暖的温度所需的时间的汽车座椅加热***以及控制该***的方法。

背景技术

一般而言，汽车座椅包括在其上支撑使用者的臀部和大腿的座垫、支撑使用者的背部的椅背以及支撑使用者的头部和颈部的头枕，以便让使用者感觉舒适。

这些汽车座椅(需要安装在车辆中的受限空间和重量内从而使得乘客感觉更加舒适和安全)是与使用者的身体直接接触的部件，因此其是让使用者最直接地感觉冷和热的部件。

具体而言，在冬季时，乘客在他们坐下时由于冰冷的座椅而感觉到非常冷，而且座椅需要很长时间才会通过身体的热量或来自空调***的温暖空气而温暖起来。

因此，使用了座椅加热***以便增加座椅温度，而且加热丝座椅已经流行开来，其具有内建的加热丝作为座椅加热***的加热单元并且通过向加热丝供应电流来使用来自加热丝的热量直接加热座椅。

图1为显示根据相关技术的座椅加热***的电路图。如图1所示，该座椅加热***包括加热丝11和12以及控制器10，加热丝11和12分别设置在座垫1和椅背2中，控制器10通过让电能根据使用者的打开/关闭而选择性地施加以控制加热丝11和12的操作。

座垫的加热丝11和椅背的加热丝12串联连接，在通过控制器10施加电能时，加热丝11和12同时产生热量并且同时加热座垫1和椅背2，增加了温度。

此外，在使用者打开开关以操作座椅加热***的情况下，座垫1和椅背2的温度自动受到控制，从而通过双金属开关等能够维持在预定范围内。

替代地，控制器10根据温度传感器(未显示)的感测值而控制施加到加热丝11和12的电能，从而座垫1和椅背2的温度被控制在预定范围内，而图2是示出控制座椅加热***的方法的流程图。

如图所示，当使用者在坐在座椅上之后打开开关(未显示)以操作座椅加热***时(S1)，控制器10使得电流能够同时供应到座垫1的加热丝11和椅背2的加热丝12(S2)。

因为座垫1的加热丝11和椅背2的加热丝12串联连接，所以电流同时流过加热丝11和12而且座垫1和椅背2的温度同时增加，然后，当座椅温度传感器感测到的温度值达到过热上限温度时，控制器10切断供应到加热丝11和12的电流(S3、S4和S5)。

然后，当温度传感器感测到的温度值达到加热下限温度时，电流再次供应到加热丝11和12，并且座垫1和椅背2的温度同时增加(S6、S7和S2)。

如上所述，因为电流根据温度传感器感测到的温度值同时施加到加热丝11和12或者切断，所以加热丝的温度被控制为维持在过热上限温度与加热下限温度之间。

图3是显示根据相关技术的通过座椅加热***同时增加和控制座垫和椅背的温度的图示。

另一方面，在冬季时，座椅加热***通过空调***在车辆的内部温度达到预定水平之前增加座椅的温度，从而其提供了让使用者感觉较少寒冷的益处。

然而，电压根据加热丝的电阻比分配到同时操作的两个加热丝，加热丝的热量取决于所分配的电压，从而使得加热丝的温度由于加热丝的热量(取决于所分配的电压)而缓慢增加。

因此，存在着这样的缺陷，将座椅的温度增加到使用者可以感觉到温暖的水平要花费一些时间。

这就是说，在座垫加热丝和椅背加热丝串联连接并且同时接收电能的***中(两个加热丝同时操作并且座垫和椅背的温度同时增加)，因为加热丝的热量由于所分配的电压而有所不同，所以难以用加热丝在短时间内增加座椅温度。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种可以减少将座椅加热到使用者坐在座椅上后可以感觉到温暖的温度所需的时间的汽车座椅加热***以及控制该***的方法。

此外，本发明提供了一种座椅加热***以及控制该***的方法，所述座椅加热***可以在操作之后的增加座椅温度的早期加热过程中和之后的座椅温度控制过程中有效地使用车辆的电能。

本发明的一个方面中，一种汽车座椅加热***可以包括：座垫加热丝，所述座垫加热丝设置在座垫中，其两端分别连接至供电电路和接地端；椅背加热丝，所述椅背加热丝设置在椅背中，其两端分别连接至供电电路和接地端；开关单元，所述开关单元进行切换以选择性地将所述座垫加热丝和所述椅背加热丝中的任何一个连接至接地端；以及控制器，所述控制器控制所述开关单元的切换；其中，所述控制器控制所述开关单元通过接地端将所述座垫加热丝接地的操作，以便在用于增加座椅温度的早期加热中，使得电流仅流向所述座垫加热丝，并且所述座垫加热丝独立地产生热量。

该汽车座椅加热***可以进一步包括温度传感器，所述温度传感器感测所述座垫的温度，其中所述控制器使所述座垫加热丝独立地操作以产生热量，直到所述温度传感器的感测值达到预定的早期达到温度。

当所述温度传感器的感测值达到所述早期达到温度时，所述控制器控制所述开关单元的切换，使得所述座垫加热丝和所述椅背加热丝交替独立地操作预定的时间，以便增加所述椅背的温度并控制所述座背垫和所述椅背的温度。

在本发明的另一个方面中，独立地控制座垫加热丝和椅背加热丝以产生热量的控制汽车座椅加热***的方法可以包括：在用于增加座椅的温度的早期加热过程中，通过使电流仅流向所述座垫加热丝，独立地控制所述座垫加热丝以产生热量。

在所述汽车座椅加热***中，所述座垫加热丝和所述椅背加热丝中的每一个的两端分别连接至供电电路和接地端，设置了进行切换以选择性地将所述座垫加热丝和所述椅背加热丝中的任何一个连接至接地端的开关单元，而且所述开关单元的操作被控制为在用于增加座椅温度的早期加热中通过接地端将所述座垫加热丝接地，使得电流仅流向所述座垫加热丝并且所述座垫加热丝独立地操作以产生热量。

所述座垫加热丝被独立地控制以产生热量，直到感测座垫温度的温度传感器的感测值达到预定的早期达到温度。

当所述温度传感器的感测值达到所述早期达到温度时，所述控制器控制所述开关单元的切换，使得所述座垫加热丝和所述椅背加热丝交替独立地操作预定的时间，以便增加所述椅背的温度并控制所述座背垫和所述椅背的温度。

因此，根据本发明的座椅加热***和控制该***的方法，电流仅供应至座垫加热丝直到达到预定的早期达到温度，使得使用者更快速地感觉到早期加热和温暖，从而能够更快速地增加座垫的温度并减少达到使用者可以感觉到温暖的温度所花费的时间。

此外，根据本发明，因为可以供应的100％的电流流向两个加热丝中的任何一个，所以相比于加热丝被同时操作的时候，座垫加热丝所产生的热量增加。因此，能够快速增加加热丝和相应的座椅部件的温度，并且减小用于操作加热丝的电流水平，从而能够有效地使用电能。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方案，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

下面讨论本发明的上述特征及其它特征。

附图说明

图1为显示根据相关技术的座椅加热***的电路图。

图2是示出根据相关技术的控制座椅加热***的方法的流程图。

图3是显示根据相关技术的通过座椅加热***同时增加和控制座垫和椅背的温度的图示。

图4是根据本发明的示例性实施方案的控制座椅加热***中的座垫加热丝和椅背加热丝的电路图。

图5是示出图4所示的电路配置中的早期加热过程和座椅温度控制过程中的操作的图示，其中左半部分为早期加热过程，右半部分为座椅温度控制过程。

图6是示出根据本发明的示例性实施方案的控制座椅加热***的方法的流程图。

图7是显示本发明中在早期加热过程和座椅温度控制过程中打开/关闭加热丝的控制的图示。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性具体实施方案，也涵盖包含于如权利要求书限定的本发明的实质和范围内的各种变化、改变、等同和其他具体实施方案。

在下文中，将参照所附附图更加完整地描述本发明，以便本领域中普通技术人员较容易地实施本发明。

本发明致力于提供一种可以减少将座椅加热到使用者在坐下后可以感觉到温暖的温度所需的时间的汽车座椅加热***以及控制该***的方法。

此外，本发明的另一个目标是使得在操作之后的增加座椅温度的早期加热过程中和之后的座椅温度控制过程中能够有效地使用车辆的电能，以及控制该***的方法。

为此目的，本发明提供了可以独立地操作座椅加热***中的座垫加热丝和椅背加热丝的电路配置，以及用于在该电路配置中减少增加座椅温度所花费的时间并有效使用电能的控制方法。

图4是根据本发明的示例性实施方案的控制座椅加热***中的座垫加热丝11和椅背加热丝12的操作的电路图，图5是示出图4所示的电路配置中早期加热过程(a)和座椅温度控制过程(b)中的操作的图示。

图6是示出根据本发明的示例性实施方案的控制座椅加热***的方法的流程图，图7是显示在早期加热过程和座椅温度控制过程中打开/关闭加热丝的控制的图示。

首先，如图4所示，本发明的座椅加热***包括可以独立供应电能到座垫加热丝11和椅背加热丝12的电路配置，使得座垫加热丝11和椅背加热丝12可以通过该电路配置而得到独立的操作。

具体而言，座垫加热丝11和椅背加热丝12中的每个的两端通过电源输入线(+线)和接地线(-线)连接至供电电路的和接地端。

这就是说，座垫加热丝11和椅背加热丝12的电源输入线(+线)11a和12a被分开，以便能够独立地从车辆的电源单元(即，电池)接收工作电源(工作电流)。此外，电源输入线11a和12a分别连接至供电电路并独立地接收电能。

例如，加热丝11和12的电源线11a和12a分别连接至连接器14的正(+)端14a和14b，连接器14将加热丝11和12连接至外部，并且供应工作电源的供电电路分别连接至正(+)端14a和14b。

加热丝11和12的接地端可以共用，用于加热丝11和12的接地线(-线)11b和12b连接至通过开关单元13共同接地端14c，因此，根据开关单元13的切换，座垫加热丝11可以接地或者椅背加热丝12可以接地。

开关单元13的切换由控制器10控制，开关单元13中的接触点连接响应于来自控制器10的控制信号而进行切换，使得通过开关单元13座垫加热丝11接地或者椅背加热丝12接地。

因此，在加热丝11和12能够通过电源输入线11a和12a接收电能的情况下(在座椅加热***打开的情况下)，当开关单元13将座垫加热丝11接地时，可以从外部供应的100％的电能仅流过座垫加热丝11，所以仅座垫加热丝11可以独立地操作以产生热量(仅座垫被加热)。

此外，当开关单元13将椅背加热丝12接地时，可以从外部供应的100％的电流仅流过椅背加热丝12，所以仅椅背加热丝12可以独立地操作以产生热量。

此外，本发明的座椅加热***进一步包括感测座垫的温度的温度传感器15，温度传感器15可以是感测座垫加热丝11的温度的温度传感器，例如是ntc温度计。

参考图5至图7描述了操作和控制过程。当使用者在坐在座椅上之后打开开关以操作座椅加热***时(S11)，控制器10通过操作加热丝执行早期加热过程，以便将座椅的温度增加至预定的早期达到温度。

在早期加热之后，控制器10执行座椅温度控制过程，以便控制加热丝的操作，使得座椅温度可以维持在预定温度范围之内。

如上所述，在本发明的示例性实施方案中的早期加热过程中(见图7中的“早期加热”部分)，在该座椅加热***(其中执行了早期加热过程和座椅温度控制过程)中，通过使电流仅流过座垫加热丝11的座垫加热丝11的操作使得仅座垫的温度快速增加(S12)。

此外，当温度传感器15感测的座垫的温度达到预定的早期达到温度时，执行座椅温度控制过程，其通过在预定的时间内交替操作座垫加热丝11和椅背加热丝12来增加椅背的温度(独立地间隔操作座垫加热丝11和椅背加热丝12)(S13、S14和S15)，然后将座垫和椅背的温度保持在预定温度范围内。

控制器10通过控制开关单元12的切换使得电流能够交替地流向座垫加热丝11和椅背加热丝12，其中开关单元13中的接触点连接响应来于自控制器10的控制信号而进行切换，使得电流在预定的时间内交替地流向加热丝，以便加热丝交替操作以产生热量(见图7中的“加热丝的交替操作”部分)。

此外，在座椅温度控制过程中，当座垫和椅背温度(或加热丝的温度)达到预定上限温度时，可以使用切断用于加热丝的工作电源的双金属开关。在该情况下，当温度达到上限温度时，双金属开关关闭以切断用于加热丝的工作电源并防止加热丝过热。

替代地，除了双金属开关之外还能够使用控制类型的开关，所述控制类型的开关基于温度传感器15的感测值，通过打开/关闭加热丝11和12的电源输入线11a和12a或者外部供电电路中的开关设备，将座垫和椅背温度保持在预定温度范围内(见图6)。

这就是说，当温度传感器15的感测值达到预定过热上限温度时，为了将温度保持在预定温度范围内，控制器10输出用于切断加热丝11和12的电源的控制信号，并且开关设备被关闭，从而供应至加热丝的工作电源被切断(S16、S17和S18)(见图7中的“电能切断”部分)。

此外，在工作电源被切断之后，当温度传感器15的感测值减低至加热下限温度时(S19和S20)，控制器10输出用于供电的控制信号并且开关设备被打开，使得工作电源可以被供应至加热丝11和12。

然而，在座椅温度控制过程中，即使工作电源可以供应至加热丝11和12，但是工作电流根据开关单元13的切换状态仅流过接地的加热丝，而且仅工作电流流过的加热丝工作以产生热量。

显然，如上所述，在座椅温度控制过程中，执行了交替操作控制，其中控制器10通过交替控制开关单元13来交替操作加热丝11和12以在预定的时间内产生热量(S15)。

图7显示了在座椅温度控制过程中交替操作座垫加热丝1.5秒并操作椅背加热丝3秒的实例，但是该加热丝的操作时间仅是实例并且可以各种变化。

以供参考，在冬季时，相比于下身衣物，驾驶员或乘客一般穿着更多的上身衣物，并且通常穿着比上身衣物更薄的下身衣物。

此外，当驾驶员或乘客坐在座椅上时，臀部和大腿必然与座垫紧密接触，而背部却不会。

另外，实际上，在冬季时，大多数驾驶员和乘客希望与座垫紧密接触的臀部的寒冷感觉在空调***让车辆的内部空气温暖起来之间就快速消失。

因此，在使用者在座椅中的情况下，当座垫被首先加热而椅背之后被加热时，使用者可以更快速地感觉到早期加热并且更快速地感觉到温暖。

具体而言，在早期加热过程中，当仅座垫加热丝被独立地操作以产生热量时，这就是说，当座椅加热***可以接收的100％的电流仅流向座垫加热丝时，相比于两个加热丝被同时操作的时候，座垫加热丝所产生的热量增加，因此，座垫和加热丝的温度可以更快速地增加。因此，能够减少达到使用者可以感觉到温暖的温度所花费的时间。

考虑到这种情况，在本发明的座椅加热***中，如上所述，在早期加热过程中执行使100％的电流流向座垫加热丝的控制，在早期加热过程之后的座椅温度控制过程中执行交替操作座垫加热丝和椅背加热丝的控制。

在座椅温度控制过程中，电流交替流向座垫加热丝和椅背加热丝(相似地，在座椅温度控制过程中可以供应的100％的电流流向加热丝中的任何一个)，使得相比于加热丝被同时操作时而言加热丝的热量增加。因此，能够快速增加加热丝和相应的座椅部件的温度，并且减小用于操作加热丝的电流水平，从而能够有效地使用电能。

因此，根据本发明的座椅加热***和控制该***的方法，电流仅供应至座垫加热丝直到达到预定的早期达到温度，使得使用者更快速地感觉到早期加热和温暖，从而能够更快速地增加座垫的温度并减少达到使用者可以感觉到温暖的温度所花费的时间。

尽管具体描述了本发明的实施方案，但是本发明的范围不限于该实施方案，并且本发明的范围还包括根据本领域技术人员在权利要求书中限定的本发明的精神的各种变化和修改。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种汽车座椅加热***，包括：

座垫加热丝，所述座垫加热丝设置在座垫中，其两端分别连接至供电电路和接地端；

椅背加热丝，所述椅背加热丝设置在椅背中，其两端分别连接至供电电路和接地端；

开关单元，所述开关单元进行切换以选择性地将所述座垫加热丝和所述椅背加热丝中的任何一个连接至接地端；以及

控制器，所述控制器控制所述开关单元的切换，

其中，所述控制器控制所述开关单元通过接地端将所述座垫加热丝接地的操作，以便在用于增加座椅温度的早期加热中，使电流仅流向所述座垫加热丝，并且所述座垫加热丝独立地产生热量。

2.根据权利要求1所述的汽车座椅加热***，进一步包括：

温度传感器，所述温度传感器感测所述座垫的温度，

其中所述控制器使所述座垫加热丝独立地操作以产生热量，直到所述温度传感器的感测值达到预定的早期达到温度。

3.根据权利要求2所述的汽车座椅加热***，其中当所述温度传感器的感测值达到所述早期达到温度时，所述控制器控制所述开关单元的切换，使得所述座垫加热丝和所述椅背加热丝交替独立地操作预定的时间，以便增加所述椅背的温度并控制座背垫和所述椅背的温度。

4.一种控制汽车座椅加热***的方法，所述方法独立地控制座垫加热丝和椅背加热丝以产生热量，所述方法包括：

在用于增加座椅的温度的早期加热过程中，通过使电流仅流向所述座垫加热丝来独立地控制所述座垫加热丝以产生热量。

5.根据权利要求4所述的控制汽车座椅加热***的方法，其中在所述汽车座椅加热***中，所述座垫加热丝和所述椅背加热丝中的每一个的两端分别连接至供电电路和接地端，设置了进行切换以选择性地将所述座垫加热丝和所述椅背加热丝中的任何一个连接至接地端的开关单元，而且所述开关单元的操作被控制为在用于增加座椅温度的早期加热中通过接地端将所述座垫加热丝接地，使得电流仅流向所述座垫加热丝并且所述座垫加热丝独立地操作以产生热量。

6.根据权利要求4所述的控制汽车座椅加热***的方法，其中所述座垫加热丝被独立地控制以产生热量，直到感测座垫温度的温度传感器的感测值达到预定的早期达到温度。

7.根据权利要求6所述的控制汽车座椅加热***的方法，其中当所述温度传感器的感测值达到所述早期达到温度时，所述开关单元的切换受到控制，使得所述座垫加热丝和所述椅背加热丝交替独立地操作预定的时间，以便增加所述椅背的温度并控制所述座背垫和所述椅背的温度。