DE102019002214A1 - Electronic control unit for a heating device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät (10) für eine Heizeinrichtung (100) eines Fahrzeugsitzes, mit einer Leiterplatte (12), auf welcher eine oder mehrere Wärmequellen (14a-14c) angeordnet sind, einem Leiterplatten-Temperatursensor (16), welcher mit zumindest einer Wärmequelle (14a-14c) auf der Leiterplatte (12) thermisch gekoppelt ist, zumindest einem Heizdraht-Temperatursensor (18a, 18b), welcher dazu eingerichtet ist, mit einem Heizdraht (102) der Heizeinrichtung (100) thermisch gekoppelt zu werden, und einer Datenverarbeitungseinrichtung (22), welche dazu eingerichtet ist, die Temperatur des Heizdrahts (102) auf Grundlage der Temperaturmesswerte (TS1, TS2, TS3) des Leiterplatten-Temperatursensors (16) und des zumindest einen Heizdraht-Temperatursensors (18a, 18b) zu ermitteln.The invention relates to an electronic control device (10) for a heating device (100) of a vehicle seat, with a circuit board (12) on which one or more heat sources (14a-14c) are arranged, a circuit board temperature sensor (16) which is connected to at least a heat source (14a-14c) is thermally coupled on the circuit board (12), at least one heating wire temperature sensor (18a, 18b) which is configured to be thermally coupled to a heating wire (102) of the heating device (100), and a data processing device (22) which is set up to determine the temperature of the heating wire (102) on the basis of the measured temperature values (TS1, TS2, TS3) of the circuit board temperature sensor (16) and of the at least one heating wire temperature sensor (18a, 18b) .
Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät für eine Heizeinrichtung eines Fahrzeugsitzes, mit einer Leiterplatte, auf welcher eine oder mehrere Wärmequellen angeordnet sind, einem Leiterplatten-Temperatursensor, welcher mit zumindest einer Wärmequelle auf der Leiterplatte thermisch gekoppelt ist, und zumindest einem Heizdraht-Temperatursensor, welcher dazu eingerichtet ist, mit einem Heizdraht der Heizeinrichtung thermisch gekoppelt zu werden.The invention relates to an electronic control device for a heating device of a vehicle seat, with a circuit board on which one or more heat sources are arranged, a circuit board temperature sensor which is thermally coupled to at least one heat source on the circuit board, and at least one heating wire temperature sensor which is set up to be thermally coupled to a heating wire of the heating device.
Ferner betrifft die Erfindung eine Heizeinrichtung für einen Fahrzeugsitz, mit zumindest einem aufheizbaren Heizdraht und einem elektronischen Steuergerät, welches dazu eingerichtet ist, das Aufheizen des Heizdrahts zu steuern und die Temperatur des Heizdrahts zu überwachen.The invention also relates to a heating device for a vehicle seat, with at least one heatable heating wire and an electronic control device which is set up to control the heating of the heating wire and to monitor the temperature of the heating wire.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzpolster, welches eine Sitzfläche für das Gesäß eines Benutzers bereitstellt, einer Rückenlehne, welche eine Lehnenfläche für den Rücken des Benutzers bereitstellt, und einer Heizeinrichtung, welche einen oder mehrere in dem Sitzpolster und/oder der Rückenlehne integrierte Heizdrähte aufweist und dazu eingerichtet ist, die Sitzfläche und/oder die Lehnenfläche über den einen oder die mehreren Heizdrähte zu erwärmen.The invention also relates to a vehicle seat with a seat cushion that provides a seat surface for the buttocks of a user, a backrest that provides a backrest surface for the user's back, and a heating device that integrates one or more in the seat cushion and / or the backrest Has heating wires and is set up to heat the seat surface and / or the backrest surface via the one or more heating wires.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Heizeinrichtung eines Fahrzeugsitzes, mit den Schritten: Erfassen eines Temperaturwerts mittels eines Leiterplatten-Temperatursensors eines elektronisches Steuergeräts der Heizeinrichtung, wobei der Leiterplatten-Temperatursensor mit zumindest einer Wärmequelle auf einer Leiterplatte des elektronischen Steuergeräts thermisch gekoppelt ist, und Erfassen zumindest eines Temperaturmesswerts mittels zumindest eines Heizdraht-Temperatursensors des elektronischen Steuergeräts, welcher mit einem Heizdraht der Heizeinrichtung thermisch gekoppelt ist.The invention also relates to a method for operating a heating device of a vehicle seat, comprising the steps of: detecting a temperature value by means of a circuit board temperature sensor of an electronic control device of the heating device, the circuit board temperature sensor being thermally coupled to at least one heat source on a circuit board of the electronic control device , and acquiring at least one temperature measurement value by means of at least one heating wire temperature sensor of the electronic control device, which is thermally coupled to a heating wire of the heating device.
Moderne Fahrzeuge verfügen regelmäßig über eine Sitzheizung, deren Heizdrähte über ein elektronisches Steuergerät gesteuert oder geregelt werden. Während des Betriebs der Heizeinrichtung wird dabei die Temperatur an einer oder mehreren Bereichen des Heizdrahts überwacht, um temperaturabhängige Steuerungs- und/oder Regelungsfunktionen umsetzen zu können.Modern vehicles regularly have seat heating, the heating wires of which are controlled or regulated by an electronic control unit. During the operation of the heating device, the temperature is monitored in one or more areas of the heating wire in order to be able to implement temperature-dependent control and / or regulation functions.
Zur Erfassung der Temperatur werden regelmäßig als Thermistoren ausgebildete Temperatursensoren eingesetzt. Die Thermistoren können beispielsweise als NTC-Widerstände, also Heißleiter, ausgebildet sein. Die Temperatursensoren sind üblicherweise entweder unmittelbar an dem Heizdraht oder in einem Heizbereich des Fahrzeugsitzes angeordnet.Temperature sensors designed as thermistors are regularly used to record the temperature. The thermistors can, for example, be designed as NTC resistors, that is to say thermistors. The temperature sensors are usually arranged either directly on the heating wire or in a heating area of the vehicle seat.
Die Notwendigkeit separater Temperatursensoren führt zu einer gesteigerten Teileanzahl und somit zu einer erhöhten Systemkomplexität. Hiermit einher gehen gesteigerte Materialkosten, wobei die separate Anordnung der Temperatursensoren ebenfalls zu einem gesteigerten Montageaufwand führt. Insgesamt ist die Temperaturerfassung bei Heizeinrichtungen, welche einen oder mehrere Heizdrähte verwenden, weiterhin vergleichsweise aufwendig.The need for separate temperature sensors leads to an increased number of parts and thus to an increased system complexity. This is accompanied by increased material costs, with the separate arrangement of the temperature sensors also leading to increased assembly costs. Overall, temperature detection in heating devices that use one or more heating wires is still comparatively complex.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die Erfassung der Temperatur eines Heizdrahts einer Heizeinrichtung eines Fahrzeugsitzes zu vereinfachen, ohne dabei die Erfassungsgenauigkeit übermäßig zu beeinträchtigen.The object on which the invention is based is therefore to simplify the detection of the temperature of a heating wire of a heating device of a vehicle seat without unduly impairing the detection accuracy.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein elektronisches Steuergerät der eingangs genannten Art, wobei das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Temperatur des Heizdrahts auf Grundlage der Temperaturmesswerte des Leiterplatten-Temperatursensors und des zumindest eine Heizdraht-Temperatursensors zu ermitteln.The object is achieved by an electronic control device of the type mentioned at the beginning, the electronic control device according to the invention having a data processing device which is set up to determine the temperature of the heating wire based on the temperature readings of the circuit board temperature sensor and the at least one heating wire temperature sensor.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass bei der Verwendung von Temperatursensoren, welche in das elektronische Steuergerät integriert sind, keine direkte Temperaturerfassung am Heizdraht möglich ist, da entsprechende Temperaturmesswerte durch die eine oder die mehreren Wärmequellen des elektronischen Steuergeräts verfälscht werden. Der Heizdraht-Temperatursensor ermittelt die Temperatur des Heizdrahtes somit lediglich näherungsweise, da durch die Integration des Heizdraht-Temperatursensors in das elektronische Steuergerät die Temperaturmesswerte durch thermische Einflüsse verfälscht werden. Unter Berücksichtigung der Temperaturmesswerte des Leiterplatten-Temperatursensors können die durch die thermischen Einflüsse verursachten Messwertverfälschungen jedoch wieder herausgerechnet werden, sodass die Temperatur des Heizdrahtes mit einer ausreichenden Genauigkeit ermittelt werden kann. Durch die Integration des Leiterplatten-Temperatursensors und des zumindest einen Heizdraht-Temperatursensors in das elektronische Steuergerät kommt es zu einer erheblichen verringerten Systemkomplexität. Außerdem werden die Materialkosten und der Montageaufwand reduziert.The invention makes use of the knowledge that when using temperature sensors which are integrated in the electronic control unit, no direct temperature detection on the heating wire is possible, since corresponding temperature measurements are falsified by the one or more heat sources of the electronic control unit. The heating wire temperature sensor thus determines the temperature of the heating wire only approximately, since the integration of the heating wire temperature sensor in the electronic control unit falsifies the temperature measurements due to thermal influences. However, taking into account the temperature readings of the circuit board temperature sensor, the falsified readings caused by the thermal influences can be calculated out again so that the temperature of the heating wire can be determined with sufficient accuracy. By integrating the circuit board temperature sensor and the at least one heating wire temperature sensor in the electronic control device, there is a significantly reduced system complexity. In addition, the material costs and the assembly effort are reduced.
Vorzugsweise berücksichtigt die Datenverarbeitungseinrichtung zum Ermitteln der Temperatur des Heizdrahtes auf Grundlage der Temperaturmesswerte des Leiterplatten-Temperatursensors und des zumindest einen Heizdraht-Temperatursensors eine oder mehrere Konstanten. Die Konstanten sind vorzugsweise abhängig von Geräte- und/oder Heizdraht-Parametern und/oder charakterisieren die Wärmeleiteigenschaften unterschiedlicher Bereiche des elektronischen Steuergeräts. Die eine oder die mehreren Wärmequellen können integrierte Schaltkreise, insbesondere Mikrokontroller oder Treiber der Heizeinrichtung sein. Die eine oder die mehreren Wärmequellen können einen Low-Side-Treiber (LS-Schaltung) und/oder einen High-Side-Treiber (HS-Schaltung) umfassen. Die eine oder die mehreren Wärmequellen können einen oder mehrere Spannungsregulatoren umfassen.The data processing device preferably takes into account one or more constants for determining the temperature of the heating wire on the basis of the measured temperature values of the circuit board temperature sensor and the at least one heating wire temperature sensor. The constants are preferably dependent on device and / or heating wire parameters and / or characterize the thermal conductivity properties of different areas of the electronic control device. The one or more heat sources can be integrated circuits, in particular microcontrollers or drivers of the heating device. The one or more heat sources can comprise a low-side driver (LS circuit) and / or a high-side driver (HS circuit). The one or more heat sources can include one or more voltage regulators.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts sind der Leiterplatten-Temperatursensor und/oder der zumindest eine Heizdraht-Temperatursensor jeweils als Thermistor ausgebildet. Der Thermistor kann als NTC-Widerstand, also als Heißleiter, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich sind der Leiterplatten-Temperatursensor und/oder der zumindest eine Heizdraht-Temperatursensor auf der Leiterplatte angeordnet. Insbesondere ist der Leiterplatten-Temperatursensor und/oder der zumindest eine Heizdraht-Temperatursensor auf der Leiterplatte befestigt. Alternativ oder zusätzlich sind der Leiterplatten-Temperatursensor und/oder der zumindest eine Heizdraht-Temperatursensor in die Leiterplatte oder ein auf der Leiterplatte angeordnetes elektronisches Bauteil integriert oder eingebettet. Beispielsweise kann der Leiterplatten-Temperatursensor in eine Mikrokontrollereinheit integriert sein, welche auf der Leiterplatte angeordnet ist.In a preferred embodiment of the electronic control device according to the invention, the circuit board temperature sensor and / or the at least one heating wire temperature sensor are each designed as a thermistor. The thermistor can be designed as an NTC resistor, that is, as an NTC thermistor. Alternatively or additionally, the circuit board temperature sensor and / or the at least one heating wire temperature sensor are arranged on the circuit board. In particular, the circuit board temperature sensor and / or the at least one heating wire temperature sensor is attached to the circuit board. Alternatively or additionally, the circuit board temperature sensor and / or the at least one heating wire temperature sensor are integrated or embedded in the circuit board or in an electronic component arranged on the circuit board. For example, the circuit board temperature sensor can be integrated into a microcontroller unit which is arranged on the circuit board.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts ist der zumindest eine Heizdraht-Temperatursensor thermisch isoliert von der einen oder den mehreren auf der Leiterplatte angeordneten Wärmequellen und/oder dem Leiterplatten-Temperatursensor angeordnet. Die thermische Isolation des zumindest einen Heizdraht-Temperatursensors wird vorzugsweise durch eine Wärmeflussbarriere der Leiterplatte umgesetzt. Durch die thermische Isolation des Heizdraht-Temperatursensors wird eine die Temperaturmesswerte verfälschende Wärmeleitung durch den Körper der Leiterplatte im Wesentlichen vermieden.In a further preferred embodiment of the electronic control device according to the invention, the at least one heating wire temperature sensor is thermally insulated from the one or more heat sources arranged on the circuit board and / or the circuit board temperature sensor. The thermal insulation of the at least one heating wire temperature sensor is preferably implemented by a heat flow barrier on the circuit board. The thermal insulation of the heating wire temperature sensor essentially prevents heat conduction through the body of the circuit board which would falsify the measured temperature values.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts weist die Leiterplatte zumindest eine Ausnehmung auf, welche zwischen dem zumindest einen Heizdraht-Temperatursensor und zumindest einer auf der Leiterplatte angeordneten Wärmequelle oder dem Leiterplatten-Temperatursensor positioniert ist. Die zumindest eine Ausnehmung der Leiterplatte dient als Wärmeleitbarriere, sodass eine Wärmeleitung zwischen der einen oder den mehreren Wärmequellen bzw. dem Leiterplatten-Temperatursensor und dem zumindest einen Heizdraht-Temperatursensor im Wesentlichen vermieden wird. Die Ausnehmung kann beispielsweise L-förmig oder bogenförmig ausgebildet sein und den Heizdraht-Temperatursensor entlang eines Umfangssegments umgeben.In another preferred embodiment of the electronic control device according to the invention, the circuit board has at least one recess which is positioned between the at least one heating wire temperature sensor and at least one heat source or the circuit board temperature sensor arranged on the circuit board. The at least one recess in the circuit board serves as a thermal barrier so that heat conduction between the one or more heat sources or the circuit board temperature sensor and the at least one heating wire temperature sensor is essentially avoided. The recess can for example be L-shaped or arcuate and surround the heating wire temperature sensor along a circumferential segment.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät einen ersten Heizdraht-Temperatursensor und einen zweiten Heizdraht-Temperatursensor auf, welche jeweils dazu eingerichtet sind, mit einem Heizdraht der Heizeinrichtung thermisch gekoppelt zu werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, eine erste Heizdrahttemperatur auf Grundlage der Temperaturmesswerte des ersten Heizdraht-Temperatursensors und des Leiterplatten-Temperatursensors und eine zweite Heizdrahttemperatur auf Grundlage der Temperaturmesswerte des zweiten Heizdraht-Temperatursensors und des Leiterplatten-Temperatursensors zu ermitteln. Der erste Heizdraht-Temperatursensor und der zweite Heizdraht-Temperatursensor ermitteln die Temperatur des Heizdrahts lediglich näherungsweise. Unter Berücksichtigung der Temperaturmesswerte des Leiterplatten-Temperatursensors können die durch die thermischen Einflüsse verursachten Messwertverfälschungen jedoch herausgerechnet werden, sodass zwei Heizdrahttemperaturen ermittelt werden. Auf diese Weise kann eine redundante Temperaturmessung und somit auch eine redundante Temperaturüberwachung umgesetzt werden. Entsprechende Heizeinrichtungen können als sicherheitsrelevante elektrische bzw. elektronische Systeme in einem Fahrzeug klassifiziert werden. Bei entsprechenden Systemen ist es regelmäßig erforderlich, dass diese einer oder mehreren Sicherheitsnormen genügen. Um die funktionale Sicherheit eines entsprechenden Systems gewährleisten zu können, wird in entsprechenden Sicherheitsnormen regelmäßig eine redundante Temperaturerfassung gefordert, um Risiken und Systemfehler im Falle eines Sensorausfalls oder im Falle einer Funktionsbeeinträchtigung eines Sensors zu vermeiden. Vorliegend wird durch die Verwendung von drei unterschiedlichen Temperatursensoren, nämlich zwei Heizdraht-Temperatursensoren und einem Leiterplatten-Temperatursensor, eine solche redundante Erfassung der Heizdrahttemperatur ermöglicht.In another preferred embodiment, the electronic control device according to the invention has a first heating wire temperature sensor and a second heating wire temperature sensor, which are each set up to be thermally coupled to a heating wire of the heating device. The data processing device is preferably set up to determine a first heating wire temperature based on the temperature measurement values of the first heating wire temperature sensor and the circuit board temperature sensor and a second heating wire temperature based on the temperature measurement values of the second heating wire temperature sensor and the circuit board temperature sensor. The first heating wire temperature sensor and the second heating wire temperature sensor determine the temperature of the heating wire only approximately. However, taking into account the measured temperature values of the circuit board temperature sensor, the falsified measured values caused by the thermal influences can be calculated out so that two heating wire temperatures are determined. In this way, redundant temperature measurement and thus redundant temperature monitoring can be implemented. Corresponding heating devices can be classified as safety-relevant electrical or electronic systems in a vehicle. With such systems it is regularly necessary that they meet one or more safety standards. In order to be able to guarantee the functional safety of a corresponding system, redundant temperature detection is regularly required in corresponding safety standards in order to avoid risks and system errors in the event of a sensor failure or in the event of a sensor malfunction. The present is through the use of three different Temperature sensors, namely two heating wire temperature sensors and a circuit board temperature sensor, enables such a redundant detection of the heating wire temperature.
Das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass der erste Heizdraht-Temperatursensor und der zweite Heizdraht-Temperatursensor jeweils in Eckbereichen der Leiterplatte angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Eckbereiche, in denen die Heizdraht-Temperatursensoren angeordnet sind, über eine Ausnehmung in der Leiterplatte thermisch von den übrigen Bereichen der Leiterplatte entkoppelt. Somit wird eine Wärmeübertragung von der einen oder den mehreren Wärmequellen auf der Leiterplatte in die Eckbereiche der Leiterplatte im Wesentlichen vermieden.The electronic control device according to the invention is further developed advantageously in that the first heating wire temperature sensor and the second heating wire temperature sensor are each arranged in corner regions of the circuit board. The corner areas in which the heating wire temperature sensors are arranged are preferably thermally decoupled from the other areas of the circuit board via a recess in the circuit board. Heat transfer from the one or more heat sources on the circuit board into the corner regions of the circuit board is thus essentially avoided.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die erste Heizdrahttemperatur und die zweite Heizdrahttemperatur zur Erfassung einer Funktionsbeeinträchtigung, insbesondere eines Defekts, des ersten Heizdraht-Temperatursensors, des zweiten Heizdraht-Temperatursensors und/oder des Leiterplatten-Temperatursensors miteinander zu vergleichen. Wenn die Differenz der ersten Heizdrahttemperatur und der zweiten Heizdrahttemperatur oberhalb eines Differenztemperaturgrenzwertes liegt, kann von einer Funktionsbeeinträchtigung, insbesondere von einem Defekt, des ersten Heizdraht-Temperatursensors, des zweiten Heizdraht-Temperatursensors und/oder des Leiterplatten-Temperatursensors ausgegangen werden. Der Differenztemperaturgrenzwert kann ein statischer oder ein dynamischer Wert sein. Der Differenztemperaturgrenzwert kann beispielsweise von dem von dem Leiterplatten-Temperatursensor erfassten Temperaturwert abhängig sein. Ferner kann der Differenztemperaturgrenzwert ein von der Heizeinrichtung und/oder dem Fahrzeugsitz unabhängiger parametrisierter Wert sein, welcher beispielsweise von einem Mikrocontroller des elektronischen Steuergeräts im Betrieb ermittelt wird. Somit kann das elektronische Steuergerät in unterschiedlichen Heizeinrichtungen und/oder Fahrzeugsitzen eingesetzt werden, ohne dass im Vorfeld eine zeit- und kostenaufwändige Bestimmung eines spezifischen Differenztemperaturgrenzwertes für die unterschiedlichen Heizeinrichtungen und/oder Fahrzeugsitze zu erfolgen hat. Das elektronische Steuergerät ist somit äußerst universell in Kombination mit verschiedenen Heizeinrichtungen und/oder Fahrzeugsitzkonstruktionen einsetzbar. Eine Funktionsbeeinträchtigung oder ein Defekt kann sich aufgrund eines unterbrochenen Schaltkreises oder eines Kurzschlusses ergeben. Ferner kann eine Funktionsbeeinträchtigung durch eine beschädigte Heizdrahtbefestigung auftreten. Ferner können andauernde externe Temperatureinflüsse zu einer Funktionsbeeinträchtigung führen. Darüber hinaus können Heizdrahtbeschädigungen entsprechende Funktionsbeeinträchtigungen veranlassen.In another preferred embodiment of the electronic control device according to the invention, the data processing device is set up to combine the first heating wire temperature and the second heating wire temperature to detect a functional impairment, in particular a defect, of the first heating wire temperature sensor, the second heating wire temperature sensor and / or the circuit board temperature sensor to compare. If the difference between the first heating wire temperature and the second heating wire temperature is above a differential temperature limit value, a functional impairment, in particular a defect, of the first heating wire temperature sensor, the second heating wire temperature sensor and / or the circuit board temperature sensor can be assumed. The differential temperature limit value can be a static or a dynamic value. The differential temperature limit value can be dependent, for example, on the temperature value detected by the circuit board temperature sensor. Furthermore, the differential temperature limit value can be a parameterized value that is independent of the heating device and / or the vehicle seat and is determined, for example, by a microcontroller of the electronic control device during operation. The electronic control device can thus be used in different heating devices and / or vehicle seats without a time-consuming and costly determination of a specific differential temperature limit value for the different heating devices and / or vehicle seats having to take place in advance. The electronic control device can therefore be used extremely universally in combination with various heating devices and / or vehicle seat designs. A functional impairment or a defect can result from an interrupted circuit or a short circuit. Functional impairment can also occur due to a damaged heating wire attachment. Furthermore, permanent external temperature influences can lead to a functional impairment. In addition, damage to the heating wire can cause corresponding functional impairments.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts ist die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die zeitliche Veränderung der ersten Heizdrahttemperatur und die zeitliche Veränderung der zweiten Heizdrahttemperatur zur Erfassung einer Funktionsbeeinträchtigung, insbesondere eines Defekts, des ersten Heizdraht-Temperatursensors, des zweiten Heizdraht-Temperatursensors und/oder des Leiterplatten-Temperatursensors miteinander zu vergleichen. Ferner kann die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet sein, eine Maximalwertüberwachung der ersten Heizdrahttemperatur und/oder der zweiten Heizdrahttemperatur zur Erfassung einer Funktionsbeeinträchtigung, insbesondere eines Defekts, des ersten Heizdraht-Temperatursensors, des zweiten Heizdraht-Temperatursensors und/oder des Leiterplatten-Temperatursensors auszuführen. Wenn die erste Heizdrahttemperatur und/oder die zweite Heizdrahttemperatur eine während des ordnungsgemäßen Betriebs des Steuergeräts auftretende Maximaltemperatur übersteigen, kann von einer Funktionsbeeinträchtigung, insbesondere einem Defekt, des ersten Heizdraht-Temperatursensors und/oder des zweiten Heizdraht-Temperatursensors ausgegangen werden.In another embodiment of the electronic control device according to the invention, the data processing device is set up to measure the change over time in the first heating wire temperature and the change over time in the second heating wire temperature to detect a functional impairment, in particular a defect, of the first heating wire temperature sensor, the second heating wire temperature sensor and / or of the circuit board temperature sensor. Furthermore, the data processing device can be configured to monitor the maximum value of the first heating wire temperature and / or the second heating wire temperature to detect a functional impairment, in particular a defect, of the first heating wire temperature sensor, the second heating wire temperature sensor and / or the circuit board temperature sensor. If the first heating wire temperature and / or the second heating wire temperature exceed a maximum temperature occurring during the proper operation of the control device, a functional impairment, in particular a defect, of the first heating wire temperature sensor and / or the second heating wire temperature sensor can be assumed.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts ist dieses dazu eingerichtet, die Erwärmung des Heizdrahts in Abhängigkeit einer ermittelten fiktiven Heizdrahttemperatur zu steuern oder zu regeln und die fiktive Heizdrahttemperatur unter Berücksichtigung der ersten Heizdrahttemperatur und der zweiten Heizdrahttemperatur zu ermitteln. In einem sicheren Betriebsmodus der Heizeinrichtung kann die fiktive Heizdrahttemperatur dem höheren Wert aus der ersten Heizdrahttemperatur und der zweiten Heizdrahttemperatur entsprechen. Auf diese Weise wird vermieden, dass Bereiche eines Fahrzeugsitzes aufgrund einer fehlerhaft ermittelten zu geringen Heizdrahttemperatur durch eine Temperatursteuerung oder -regelung übermäßig aufgeheizt werden. Wenn in einer entsprechenden Temperatursteuerung oder - regelung stets der höhere Wert der redundant ermittelten Heizdrahttemperatur zur Verfügung gestellt wird, wird ein unbeabsichtigtes Intensivieren der Sitzbeheizung vermieden. In einem anderen Betriebsmodus kann die fiktive Heizdrahttemperatur durch eine Mittelung oder eine Gewichtung der ersten Heizdrahttemperatur und der zweiten Heizdrahttemperatur ermittelt werden. Vorzugsweise ist eine Regelung oder Steuerung der Erwärmung des Heizdrahts gleichzeitig mit einer Funktionsüberwachung umsetzbar, sodass auch während der Steuerung oder Regelung der Erwärmung des Heizdrahts eine Funktionsbeeinträchtigung oder ein Defekt eines Temperatursensors erfasst werden kann.In a further preferred embodiment of the electronic control device according to the invention, this is set up to control or regulate the heating of the heating wire as a function of a determined fictitious heating wire temperature and to determine the fictitious heating wire temperature taking into account the first heating wire temperature and the second heating wire temperature. In a safe operating mode of the heating device, the fictitious heating wire temperature can correspond to the higher value from the first heating wire temperature and the second heating wire temperature. In this way, it is avoided that areas of a vehicle seat are excessively heated by a temperature control or regulation due to an incorrectly determined excessively low heating wire temperature. If the higher value of the redundantly determined heating wire temperature is always made available in a corresponding temperature control or regulation, an unintentional intensification of the seat heating is avoided. In another operating mode, the fictitious heating wire temperature can be determined by averaging or weighting the first heating wire temperature and the second heating wire temperature. A regulation or control of the heating of the heating wire can be implemented simultaneously with a function monitoring, so that a functional impairment or a defect of a temperature sensor can also be detected during the control or regulation of the heating of the heating wire.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts ist dieses dazu eingerichtet, eine Abstandsveränderung zu einem oder mehreren Heizdrähten zu erfassen, welche mit einem Heizdraht-Temperatursensor des elektronischen Steuergeräts thermisch gekoppelt sind. Wenn das elektronische Steuergerät zwei Heizdraht-Temperatursensoren umfasst, welche thermisch mit jeweils einem Heizdrahtsegment gekoppelt sind, kann das elektronische Steuergerät dazu eingerichtet sein, eine symmetrische und/oder eine asymmetrische Abstandsveränderung zu den Heizdrahtsegmenten zu erfassen. Bei einer symmetrischen Abstandsveränderung wird die thermische Kopplung beider Heizdraht-Temperatursensoren zu dem jeweiligen Heizdrahtsegment in gleichem Ausmaß beeinträchtigt oder unterbrochen. Bei einer asymmetrischen Abstandsveränderung wird die thermische Kopplung der Heizdraht-Temperatursensoren zu dem jeweiligen Heizdrahtsegment in unterschiedlichem Ausmaß beeinträchtigt oder es wird die thermische Kopplung lediglich eines Heizdraht-Temperatursensors zu dem jeweiligen Heizdrahtsegment unterbrochen. Durch das Erfassen entsprechender Abstandsveränderungen können Positionsänderungen des Heizdrahts oder der Heizdrähte oder des elektronischen Steuergeräts identifiziert werden. Die Abstandsänderungen können bei der Auswertung der Signale der Temperatursensoren berücksichtigt werden. Wenn die Messwerte der Heizdraht-Temperatursensoren sich in ähnlicher Weise verändern, kann dies auf eine Temperaturverringerung des Heizdrahts oder auf eine symmetrische Abstandsveränderung hindeuten. In diesem Fall kann eine Funktionsbeeinträchtigung der Heizdraht-Temperatursensoren über den Leiterplatten-Temperatursensor identifiziert werden. Wenn die Messwerte der Heizdraht-Temperatursensoren sich unterschiedlich stark verändern, kann dies auf eine Funktionsbeeinträchtigung eines Heizdraht-Temperatursensors oder auf eine asymmetrische Abstandsveränderung hindeuten. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei das elektronische Steuergerät der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. In a further preferred embodiment of the electronic control device according to the invention, this is set up to detect a change in distance to one or more heating wires which are thermally coupled to a heating wire temperature sensor of the electronic control device. If the electronic control device comprises two heating wire temperature sensors which are thermally coupled to a respective heating wire segment, the electronic control device can be set up to detect a symmetrical and / or an asymmetrical change in distance to the heating wire segments. With a symmetrical change in distance, the thermal coupling of both heating wire temperature sensors to the respective heating wire segment is impaired or interrupted to the same extent. In the case of an asymmetrical change in distance, the thermal coupling of the heating wire temperature sensors to the respective heating wire segment is impaired to different degrees, or the thermal coupling of only one heating wire temperature sensor to the respective heating wire segment is interrupted. Changes in position of the heating wire or the heating wires or the electronic control device can be identified by detecting corresponding changes in distance. The changes in distance can be taken into account when evaluating the signals from the temperature sensors. If the readings of the heating wire temperature sensors change in a similar way, this may indicate a decrease in temperature of the heating wire or a symmetrical change in distance. In this case, a functional impairment of the heating wire temperature sensors can be identified via the circuit board temperature sensor. If the measured values of the heating wire temperature sensors change to different degrees, this can indicate a functional impairment of a heating wire temperature sensor or an asymmetrical change in distance. The object on which the invention is based is further achieved by a heating device of the type mentioned at the beginning, the electronic control device of the heating device according to the invention being designed according to one of the embodiments described above.
Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts verwiesen.With regard to the advantages and modifications of the heating device according to the invention, reference is first made to the advantages and modifications of the electronic control device according to the invention.
Der zumindest eine Heizdraht-Temperatursensor des elektronischen Steuergeräts ist vorzugsweise mit dem zumindest einen Heizdraht thermisch gekoppelt. Beispielsweise stehen der Heizdraht-Temperatursensor und der zumindest eine Heizdraht miteinander in Kontakt, sodass eine thermische Kopplung umgesetzt wird. Alternativ ist der Heizdraht im Nahbereich des zumindest einen Heizdraht-Temperatursensors positioniert.The at least one heating wire temperature sensor of the electronic control device is preferably thermally coupled to the at least one heating wire. For example, the heating wire temperature sensor and the at least one heating wire are in contact with one another, so that a thermal coupling is implemented. Alternatively, the heating wire is positioned in the vicinity of the at least one heating wire temperature sensor.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch einen beheizbaren Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Heizeinrichtung des erfindungsgemäßen beheizbaren Fahrzeugsitzes nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen beheizbaren Fahrzeugsitzes wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung und des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts verwiesen.The object on which the invention is based is further achieved by a heatable vehicle seat of the type mentioned at the beginning, the heating device of the heatable vehicle seat according to the invention being designed according to one of the embodiments described above. With regard to the advantages and modifications of the heatable vehicle seat according to the invention, reference is first made to the advantages and modifications of the heating device according to the invention and the electronic control device according to the invention.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens das Ermitteln der Temperatur des Heizdrahts auf Grundlage der Temperaturmesswerte des Leiterplatten-Temperatursensors und des zumindest einen Heizdraht-Temperatursensors durch eine Datenverarbeitungseinrichtung des elektronischen Steuergeräts erfolgt. Vorzugsweise wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Heizeinrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen betrieben. Vorzugsweise umfasst das Verfahren das Steuern und/oder Regeln der Erwärmung des Heizdrahts in Abhängigkeit der ermittelten Temperatur des Heizdrahts.The object on which the invention is based is also achieved by a method of the type mentioned at the outset, the temperature of the heating wire being determined by a data processing device of the electronic control device on the basis of the temperature measurements of the circuit board temperature sensor and the at least one heating wire temperature sensor within the scope of the method according to the invention . A heating device according to one of the embodiments described above is preferably operated by means of the method according to the invention. The method preferably comprises controlling and / or regulating the heating of the heating wire as a function of the determined temperature of the heating wire.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Erfassen des zumindest einen Temperaturmesswerts mittels zumindest eines Heizdraht-Temperatursensors des elektronisches Steuergeräts durch das Erfassen eines ersten Temperaturmesswerts und das Erfassen eines zweiten Temperaturmesswerts ausgeführt. Der erste Temperaturmesswert wird dabei mittels eines ersten Heizdraht-Temperatursensors des elektronischen Steuergeräts erfasst, welcher mit dem Heizdraht der Heizeinrichtung thermisch gekoppelt ist. Der zweite Temperaturmesswert wird mittels eines zweiten Heizdraht-Temperatursensors des elektronischen Steuergeräts erfasst, welcher mit dem Heizdraht der Heizeinrichtung thermisch gekoppelt ist. Das Ermitteln der Temperatur des Heizdrahts auf Grundlage der Temperaturmesswerte des Leiterplatten-Temperatursensors und des zumindest einen Heizdraht-Temperatursensors wird vorzugsweise durch das Ermitteln einer ersten Heizdrahttemperatur und das Ermitteln einer zweiten Heizdrahttemperatur ausgeführt. Das Ermitteln der ersten Heizdrahttemperatur erfolgt auf Grundlage der Temperaturmesswerte des ersten Heizdraht-Temperatursensors und des Leiterplatten-Temperatursensors. Das Ermitteln der zweiten Heizdrahttemperatur erfolgt auf Grundlage der Temperaturmesswerte des zweiten Heizdraht-Temperatursensors und des Leiterplatten-Temperatursensors. Somit wird eine redundante Temperaturmessung am Heizdraht durchgeführt, welche zwei Heizdrahttemperaturen liefert. Die ermittelten Heizdrahttemperaturen können im Rahmen einer Steuerung oder Regelung der Sitzheizung verwendet werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the at least one temperature measurement is recorded by means of at least one heating wire temperature sensor of the electronic control device by recording a first temperature measurement and recording a second temperature measurement. The first measured temperature value is recorded by means of a first heating wire temperature sensor of the electronic control device, which is thermally coupled to the heating wire of the heating device. The second measured temperature value is recorded by means of a second heating wire temperature sensor of the electronic control device, which is thermally coupled to the heating wire of the heating device. The determination of the temperature of the heating wire on the basis of the temperature measured values of the circuit board temperature sensor and the at least one heating wire temperature sensor is preferably carried out by determining a first heating wire temperature and determining a second heating wire temperature. The first heating wire temperature is determined on the basis of the temperature measured values of the first heating wire temperature sensor and the circuit board temperature sensor. The second heating wire temperature is determined on the basis of the measured temperature values of the second heating wire temperature sensor and the circuit board temperature sensor. Thus, a redundant temperature measurement on the Heating wire carried out, which provides two heating wire temperatures. The determined heating wire temperatures can be used in the context of a control or regulation of the seat heating.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die erste Heizdrahttemperatur und die zweite Heizdrahttemperatur miteinander verglichen, um eine Funktionsbeeinträchtigung, insbesondere einen Defekt des ersten Heizdraht-Temperatursensors, des zweiten Heizdraht-Temperatursensors und/oder des Leiterplatten-Temperatursensors zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich erfolgt ein Vergleichen der zeitlichen Veränderung der ersten Heizdrahttemperatur und der zeitlichen Veränderung der zweiten Heizdrahttemperatur miteinander, um auf Grundlage des Vergleichs eine Funktionsbeeinträchtigung, insbesondere einen Defekt, des ersten Heizdraht-Temperatursensors, des zweiten Heizdraht-Temperatursensors und/oder des Leiterplatten-Temperatursensors zu erfassen. Darüber hinaus kann das Verfahren das Ermitteln einer fiktiven Heizdrahttemperatur unter Berücksichtigung der ersten Heizdrahttemperatur und der zweiten Heizdrahttemperatur umfassen. Alternativ oder zusätzlich erfolgt im Rahmen des Verfahrens ein Steuern und/oder Regeln der Erwärmung des Heizdrahts in Abhängigkeit der ermittelten fiktiven Heizdrahttemperatur.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the first heating wire temperature and the second heating wire temperature are compared with one another in order to detect a functional impairment, in particular a defect in the first heating wire temperature sensor, the second heating wire temperature sensor and / or the circuit board temperature sensor. Alternatively or additionally, the change over time in the first heating wire temperature and the change over time in the second heating wire temperature are compared with one another in order to detect a functional impairment, in particular a defect, of the first heating wire temperature sensor, the second heating wire temperature sensor and / or the circuit board based on the comparison. To detect temperature sensor. In addition, the method can include determining a fictitious heating wire temperature taking into account the first heating wire temperature and the second heating wire temperature. As an alternative or in addition, the method involves controlling and / or regulating the heating of the heating wire as a function of the determined fictitious heating wire temperature.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts in einer Draufsicht; -
2 das in der1 dargestellte elektronische Steuergerät in einer Rückansicht; -
3 die Ermittlung von Heizdrahttemperaturen in einer schematischen Blockdarstellung; und -
4 eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung in einer schematischen Darstellung.
-
1 an embodiment of the electronic control device according to the invention in a plan view; -
2 that in the1 illustrated electronic control device in a rear view; -
3 the determination of heating wire temperatures in a schematic block diagram; and -
4th a heating device according to the invention in a schematic representation.
Die
Auf der Leiterplatte
Auf der Leiterplatte
Die Heizdraht-Temperatursensoren
Darüber hinaus sind auf der Leiterplatte
Das elektronische Steuergerät
Die Heizdraht-Temperatursensoren
Damit die thermischen Einflüsse der Wärmequellen
Die
- Aufgrund der thermischen Kopplung des Heizdraht-
Temperatursensors 18a mit einem Drahtabschnitt 104a des Heizdrahts102 wird WärmeQW1 von dem Drahtabschnitt 104a in Richtung des Heizdraht-Temperatursensors 18a übertragen. Außerdem erfolgt ein Übertrag von WärmeQ3 von dem Bereich, in welchem der Leiterplatten-Temperatursensor 16 angeordnet ist, auf den Heizdraht-Temperatursensor 18a . Der Bereich, in welchem der Leiterplatten-Temperatursensor 16 angeordnet ist, wird außerdem durch die WärmeQP1 , welchevon der Wärmequelle 14a ausgeht, und die WärmeQP3 , welchevon der Wärmequelle 14c ausgeht, erwärmt.Die Wärmequelle 14a wird durch das Zuführen von EnergieP1 erwärmt.Die Wärmequelle 14c wird durch das Zuführen von EnergieP3 erwärmt. Ausgehend von der Annahme, dass der TemperaturmesswertTS1 des Heizdraht-Temperatursensors 18a konstant bleibt, ergibt sich folgender Zusammenhang:
- Due to the thermal coupling of the heating wire temperature sensor
18a with a wire section104a of the heating wire102 becomes warmthQW1 from the wire section104a in the direction of the heating wire temperature sensor18a transfer. There is also a transfer of heatQ3 from the area in which the PCB temperature sensor16 is arranged on the heating wire temperature sensor18a . The area in which the PCB temperature sensor16 is also arranged by the heatQP1 which from the heat source14a goes out, and the heatQP3 which from the heat source14c goes out, warmed up. The heat source14a is made by supplying energyP1 warmed up. The heat source14c is made by supplying energyP3 warmed up. Assuming that the temperature readingTS1 of the heating wire temperature sensor18a remains constant, there is the following relationship:
Da der Wärmeübertrag sich aus dem Produkt der Temperaturdifferenz zwischen den Wärmetauschobjekten und verschiedenen Konstanten ergibt, kann der folgende Zusammenhang hergeleitet werden:
Somit kann die Heizdrahttemperatur
Aufgrund der thermischen Kopplung des Heizdraht-Temperatursensors
Da der Wärmeübertrag sich aus dem Produkt der Temperaturdifferenz zwischen den Wärmetauschobjekten und verschiedenen Konstanten ergibt, kann der folgende Zusammenhang hergeleitet werden:
Somit kann die Heizdrahttemperatur
Die redundante Temperaturmessung erlaubt somit die Ermittlung von zwei Heizdrahttemperaturen
Alternativ oder zusätzlich kann zum Erfassen einer Funktionsbeeinträchtigung der Temperaturerfassung die zeitliche Veränderung der ersten Heizdrahttemperatur
Das elektronische Steuergerät
Die
Die dargestellte Heizeinrichtung
Die
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- SteuergerätControl unit
- 1212th
- LeiterplatteCircuit board
- 14a-14c14a-14c
- WärmequellenHeat sources
- 1616
- Leiterplatten-TemperatursensorPCB temperature sensor
- 18a, 18b18a, 18b
- Heizdraht-TemperatursensorenHeating wire temperature sensors
- 2020th
- AnschlussbereicheConnection areas
- 2222nd
- DatenverarbeitungseinrichtungData processing device
- 24a, 24b24a, 24b
- AusnehmungRecess
- 26a, 26b26a, 26b
- Eckbereiche Corner areas
- 100100
- HeizeinrichtungHeating device
- 102102
- HeizdrahtHeating wire
- 104a, 104b104a, 104b
- Drahtabschnitte Wire sections
- P1, P2, P3P1, P2, P3
- EnergienEnergies
- TS1, TS2TS1, TS2
- Temperaturmesswerte der Heizdraht-TemperatursensorenTemperature readings from the heating wire temperature sensors
- TS3TS3
- Temperaturmesswerte des Leiterplatten-TemperatursensorsTemperature readings from the PCB temperature sensor
- TW1, TW2TW1, TW2
- HeizdrahttemperaturenHeating wire temperatures
- TWFTWF
- fiktive Heizdrahttemperaturfictitious heating wire temperature
- QW1, QW2QW1, QW2
- Wärmewarmth
- Q3, Q3'Q3, Q3 '
- Wärmewarmth
- QP1, QP2, QP3QP1, QP2, QP3
- Wärmewarmth
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019002214.9A DE102019002214A1 (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Electronic control unit for a heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019002214.9A DE102019002214A1 (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Electronic control unit for a heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019002214A1 true DE102019002214A1 (en) | 2020-10-01 |
Family
ID=71614613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019002214.9A Pending DE102019002214A1 (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Electronic control unit for a heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019002214A1 (en) |
-
2019
- 2019-03-28 DE DE102019002214.9A patent/DE102019002214A1/en active Pending
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