用于确定电阻加热装置的温度的设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于确定电阻加热装置的温度的设备，其具有温度传感器，所述温度传感器设置用于传感地检测电阻加热装置的温度。
2.此外，本发明涉及一种加热系统，其特别是用于使用在车辆中，所述加热系统具有电阻加热装置和用于确定电阻加热装置的温度的设备。
3.此外，本发明涉及一种用于运行加热系统的方法，其具有以下步骤：借助于加热系统的温度传感器传感地检测加热系统的电阻加热装置的温度。


背景技术：

4.在现代的车辆中在多个不同的应用中使用具有一个或多个加热丝的电阻加热装置，以便实现物体或区域调温。特别是在被加热的车辆座椅中实现使用相应的电阻加热装置。
5.为了监测和/或调节相应的电阻加热装置在电阻加热装置上进行传感的温度检测，从而确保高度的运行可靠性和实现提高舒适性的调节运行。为了检测电阻加热装置的温度而在现有技术中使用例如ntc电阻作为温度传感器。
6.为了提高相应电阻加热装置的运行可靠性通常需要的是，检验或者验证由温度传感器传感地检测到的温度测量值，以便识别温度传感器可能的功能损坏。错误工作的温度传感器为控制或调节系统提供错误的温度测量值，由此可能导致用户不期望的在电阻加热装置上的温度传播。这可能导致接触面的过度加热，由此引起对用户的显著的损伤风险。错误地工作的温度传感器可以由此例如导致烧伤用户。
7.为了检验或验证所述温度传感器的温度测量值而需要附加的温度传感器或者外部系统的温度数据。然而附加的温度传感器导致增大的制造成本和增高的系统复杂性。外部系统的温度数据在多个应用情况中不能被提供。
8.电阻加热装置的当前的电阻值的使用以往不能被考虑用于准确地确定电阻加热装置的温度。除了温度以外，电阻加热装置的电阻也受到另外的影响因素、例如损坏、磨损或制造公差影响。由于所述影响因素使得以往通过电阻加热装置的电阻值不能实现可靠地检测温度。


技术实现要素：

9.本发明的任务由此在于，实现检验或验证传感地检测到的温度测量值，而在此不需要附加的温度传感器或外部系统的温度数据。
10.该任务通过一种开头所述类型的设备来解决，其中，根据本发明的设备具有电子数据处理和/或控制装置，所述电子数据处理和/或控制装置设置用于，基于电阻加热装置的电阻值的改变以及电阻加热装置的电阻和温度之间的关系计算电阻加热装置的温度改变并且通过考虑电阻加热装置的计算出的温度改变来验证电阻加热装置的由温度传感器传感地检测到的温度。
11.本发明利用下述知识，即通过基于电阻加热装置的电阻值的改变计算电阻加热装置的温度改变能够可靠地检验，温度传感器是否符合期望地并且无误差地工作。通过基于计算的验证可以由此实现在不需要附加的温度传感器的情况下确定温度传感器的功能干扰或损坏。通过这种验证显著地提高了检测温度时的可靠性，而不会增大制造成本并且增多部件数量。可以实现由温度传感器测量出的温度值的可靠的并且成本低廉的可信度测试。
12.电阻加热装置的电阻和温度之间的关系可以例如是电阻温度特征曲线。电子数据处理和/或控制装置可以是微控制器或者包括微控制器。温度传感器优选地设置用于布置并且优选地固定在电阻加热装置上或者在电阻加热装置的附近区域中。电阻加热装置可以设计为加热系统并且包括一个或多个加热导体。所述一个或多个加热导体可以在此设计为加热丝。
13.在根据本发明的设备的一个优选的实施方式中，电子数据处理和/或控制装置设置用于，为了验证电阻加热装置的传感地检测到的温度将电阻加热装置的传感地检测到的温度改变与电阻加热装置的计算出的温度改变比较。传感地检测到的温度改变和/或电阻加热装置的计算出的温度改变优选地涉及验证时间段。温度改变优选地是在电阻加热装置运行期间的温度升高。替换地，温度改变也可以是在电阻加热装置运行期间的温度下降。通过将传感地检测到的温度改变与计算出的温度改变比较可以检测大部分的可能的功能错误。可检测到的功能错误包括例如短路、断开的电路和对温度传感器与电阻加热装置热耦合的消极影响。温度传感器与电阻加热装置的热耦合可以例如由于温度传感器从电阻加热装置不期望的松开或者由于外部的热输入、例如由于外部的流体流动被消极地影响。此外可以检测温度传感器的测量特性的改变和/或由于与外部电路的部分的或直接的短路导致的泄漏电流。此外可以识别短路或者用于切换上一级电路的断开的电路。通过将传感地检测到的温度改变与计算出的温度改变比较可以特别是检测温度传感器的动态的或改变的测量误差。
14.在根据本发明的设备的一个进一步方案中，由电子数据处理和/或控制装置使用的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系是专门对于电阻加热装置确定的、装置特定的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。所述设备特定的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系可以在预先的加热过程期间被确定或者由制造商预给定。
15.在根据本发明的设备的一个另外的实施方式中，电子数据处理和/或控制装置设置用于特别是在装置程序的框架内确定和/或初始地存储对于计算温度所使用的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。优选地，电子数据处理和/或控制装置具有存储器，相应的电阻加热装置的电阻和温度之间的关系存储或能够存储在所述存储器上。通过在装置程序的框架内确定电阻加热装置的电阻和温度之间的关系，所述关系是特定地与电阻加热装置相匹配的关系。由此在电阻加热装置的电阻和温度之间的关系中可以考虑在制造电阻加热装置时的制造公差。由此消除使用电阻加热装置的电阻和温度之间的相对不准确的非特定的总体关系的必要性。电子数据处理和/或控制装置由此允许极其精确地计算电阻加热装置的温度改变。
16.此外根据本发明的下述设备是有利的，其中，电子数据处理和/或控制装置设置用于事后改变、特别是更新对于计算温度所使用的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。
通过事后改变或更新电阻加热装置的电阻和温度之间的关系实现计算程序的重新校准或再校准。通过将传感地检测到的温度改变与计算出的温度改变比较不能识别温度传感器上的恒定的测量偏差、例如内部的恒定的负的或正的温度偏移。然而恒定的温度偏移在更新电阻加热装置的电阻和温度之间的关系的框架内被检测达到。优选地，电子数据处理和/或控制装置设置用于以规律的或不规律的时间间隔自动地改变或更新电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。
17.在根据本发明的设备的一个另外的实施方式中，电子数据处理和/或控制装置设置用于由至少两个值对推导出电阻加热装置的电阻和温度之间的关系，其中，第一值对给电阻加热装置的第一温度值配置电阻加热装置的对应的第一电阻值，并且第二值给将电阻加热装置的第二温度值配置电阻加热装置的对应的第二电阻值。由至少两个值对可以例如推导出电阻加热装置的电阻和温度之间的线性关系。特别是可以由两个值对推导出电阻温度特征曲线，所述电阻温度特征曲线定义电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。电阻加热装置的电阻和温度之间的关系也可以通过电阻的温度系数表示。电阻加热装置第一温度值和/或第二温度值可以借助于温度传感器传感地被检测。电阻加热装置的第一电阻值和/或第二电阻值可以借助于所述设备的测量装置、特别是测量电路被检测。
18.在根据本发明的设备的一个另外的优选的实施方式中，所述设备设置用于自身确定第一值对和/或第二值对。优选地，在确定值对之前使电阻加热装置的温度在稳定化持续时间内保持恒定，直到使温度值和电阻值已稳定化。第一温度值或第二温度值可以是电阻加热装置的已设定的温度额定值。所述温度额定值在较长的时间段内被保持，从而相应的温度值和/或电阻值可以趋于平稳。第一温度值或第二温度值可以是电阻加热装置的下述温度值，当所述设备未在运行中时，则出现该温度值。该温度值则基本上相应于环境温度。在这种情况中要注意的是，整个电阻加热装置均匀地被冷却到环境温度。第一值对和/或第二值对的确定可以例如在装置程序的框架内特别是在制造商处进行，优选地在初始地存储电阻加热装置的电阻和温度之间的关系时进行。第一值对和/或第二值对的确定可以例如在所述设备的正常运行中进行，特别是在事后改变或更新电阻加热装置的电阻和温度之间的关系时进行。
19.此外根据本发明的下述设备是有利的，其中，电阻加热装置的电阻和温度之间的初始关系存储在电子数据处理和/或控制装置的存储器上，其中，电子数据处理和/或控制装置设置用于，在开始运行时检验和/或对于电阻加热装置特定地调整被存储的、电阻加热装置的电阻和温度之间的初始关系。由此在工厂侧存储的、电阻加热装置的电阻和温度之间的初始关系关于所述初始关系对于特定的设备在其首次开始运行时的有效性被检验。
20.在根据本发明的设备的一个另外的优选的实施方式中，电子数据处理和/或控制装置设置用于，在所述设备开始运行之前或开始运行时由被存储在存储器上的第一初始值对以及计算出的第二初始值对确定电阻加热装置的电阻和温度之间的初始关系并且将所述初始关系存储在存储器上，所述第一初始值对给电阻加热装置的第一温度值配置电阻加热装置的对应的第一电阻值，所述第二初始值对给电阻加热装置的第二温度值配置电阻加热装置的对应的第二电阻值。
21.第一初始值对优选地在制造过程结束时通过所述设备自身确定并且被存储在存储器上以在开始运行时被使用。第一初始值对的温度值优选地涉及所述设备在制造过程结
束时的环境温度、即例如制造工厂的厂房温度。第二初始值对优选地由电子数据处理和/或控制装置基于无损坏的电阻加热装置的已知的特性关于额定温度来计算。由此可以不仅确保在制造所述设备时的快速测试而且确保从第一次使用所述设备起可靠地运行。在第一次使用所述设备时在激活加热模式之前也检测电阻加热装置的电阻值，以便检验：电阻加热装置是否具有如同在制造时相同的特性并且由此是否被损害。
22.在根据本发明的设备的一个另外的实施方式中，电子数据处理和/或控制装置设置用于在运行中将电阻加热装置的电阻和温度之间的关系的至少一个值对与在所述设备的运行中通过所述设备确定的值对比较。以所述方式可以确定在通过温度传感器检测温度中的缓慢的或渐进的偏移量产生。当偏差的比较得出，所述偏差超过公差范围时，则这表明温度传感器上增大的测量偏差或者电阻加热装置损坏。
23.根据本发明的设备此外通过测量电路有利地进一步改进，所述测量电路设置用于检测电阻加热装置的当前的电阻值。测量电路优选地包括高边开关，所述高边开关设置用于切换正供应电压。也就是说，该切换在这种情况中超过负荷时进行。测量电路优选地包括低边开关，所述低边开关设置用于切换负供应电压。也就是说，该切换在这种情况中低于负荷时进行。测量电路特别是包括电阻和场效应晶体管，所述场效应晶体管产生叠加电压或叠加电流。此外，测量电路可以具有用于保护电子数据处理和/或控制装置的分压器。
24.此外，本发明的任务通过一种开头所述类型的加热系统来解决，其中，用于确定电阻加热装置的温度的设备根据前述实施方式中任一个实施方式构造。关于根据本发明的加热系统的优点和变体首先参考根据本发明的用于检测电阻加热装置的温度的设备的优点和变体。
25.加热系统可以例如使用在可加热的车辆座椅中用于加热臀部接触面和/或用于加热车辆座椅的背部接触面。
26.在根据本发明的加热系统的一个优选的实施方式中，电阻加热装置设计为加热系统并且包括一个或多个加热导体。一个或多个加热导体可以设计为加热丝。
27.此外，本发明的任务通过一种开头所述类型的方法来解决，其中，根据本发明的方法包括：借助于加热系统的电子数据处理和/或控制装置基于电阻加热装置的电阻值的改变以及电阻加热装置的电阻和温度之间的关系计算电阻加热装置的温度改变。此外，根据本发明的方法包括：通过考虑电阻加热装置的计算出的温度改变来验证电阻加热装置的由温度传感器检测到的温度。
28.借助于根据本发明的方法优选地运行根据前述实施方式中任一个实施方式所述的加热系统。
29.优选地，由电子数据处理和/或控制装置使用的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系是专门对于电阻加热装置确定的、装置特定的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。
30.在根据本发明的方法的一个优选的实施方式中，电子数据处理和/或控制装置为了验证电阻加热装置的传感地检测到的温度而将电阻加热装置的传感地检测到的温度改变与电阻加热装置的计算出的温度改变比较。
31.此外根据本发明的下述方法是有利的，其中，特别是在装置程序的框架内通过电子数据处理和/或控制装置确定对于计算温度所使用的、电阻加热装置的电阻和温度之间
的关系。替换地或附加地所述方法包括：特别是在装置程序的框架内通过电子数据处理和/或控制装置初始地存储对于计算温度所使用的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。此外，所述方法可以包括：特别是在装置程序的框架内通过电子数据处理和/或控制装置事后改变、特别是更新对于计算温度所使用的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。优选地，由至少两个值对推导出电阻加热装置的电阻和温度之间的关系，其中，第一值对给电阻加热装置的第一温度值配置电阻加热装置的对应的第一电阻值，并且第二值对给电阻加热装置的第二温度值配置电阻加热装置的对应的第二电阻值。优选地，所述方法包括：通过加热系统确定第一值对和/或第二值对。
32.在根据本发明的方法的一个另外的优选的实施方式中，特别是在加热系统开始运行时电子数据处理和/或控制装置检验电阻加热装置的电阻和温度之间的初始关系，所述初始关系存储在电子数据处理和/或控制装置的存储器上。替换地或附加地，特别是在加热系统开始运行时通过电子数据处理和/或控制装置特定地调整电阻加热装置的电阻和温度之间的初始关系，所述初始关系存储在电子数据处理和/或控制装置的存储器上。此外下述方法是优选的，其中，特别是在加热系统开始运行之前或开始运行时通过电子数据处理和/或控制装置由被存储在电子数据处理和/或控制装置的存储器上的第一初始值对以及计算出的第二初始值对来确定电阻加热装置的电阻和温度之间的初始关系，所述第一初始值对给电阻加热装置的第一温度值配置电阻加热装置的对应的第一电阻值，所述第二初始值对给电阻加热装置的第二温度值配置电阻加热装置的对应的第二电阻值。此外，所述方法可以包括：将电阻加热装置的电阻和温度之间的被确定的初始关系存储在电子数据处理和/或控制装置的存储器上。替换地或附加地，将电阻加热装置的电阻和温度之间的关系的至少一个值对与在加热系统的运行中通过加热系统确定的值对比较。此外，通过加热系统的测量电路可以检测电阻加热装置的当前的电阻值。
附图说明
33.下面参考附图具体地阐述并且说明本发明的优选的实施方式。在此示出：
34.图1以示意图示出根据本发明的加热系统的一个实施例；
35.图2示出根据本发明的用于确定电阻加热装置的温度的设备的电阻加热装置和测量电路；
36.图3示出在根据本发明的方法的框架内被确定的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系；和
37.图4示出在所述设备开始运行之前和之后的、不同的被存储在根据本发明的设备上的、电阻加热装置的电阻和温度之间的关系。
具体实施方式
38.图1示出加热系统100，所述加热系统可以与车辆结合地被使用。所示的加热系统100可以例如至少部分地集成到车辆座椅中，以实现车辆座椅上的加热功能。
39.加热系统100具有电阻加热装置102，所述电阻加热装置设计为加热系统。因此，电阻加热装置102具有一个或多个加热导体。此外，加热系统100包括用于确定电阻加热装置102的温度的设备10。
40.设备10允许冗余的温度检测，从而使错误地检测温度的风险最小化。设备10具有温度传感器12，所述温度传感器布置在电阻加热装置102的附近区域中。替换地，温度传感器12也可以直接布置在电阻加热装置102上并且与电阻加热装置102接触。温度传感器12与电阻加热装置102的热耦合允许借助于温度传感器12传感地检测电阻加热装置102的温度。温度传感器12和电阻加热装置102与设备10的电子数据处理和/或控制装置14导电地连接。电子数据处理和/或控制装置14可以设计为微控制器并且此外用于验证电阻加热装置102的由温度传感器12传感地检测到的温度。
41.为了验证电阻加热装置102的由温度传感器12传感地检测到的温度，电子数据处理和/或控制装置14基于电阻加热装置102的电阻值的改变以及电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26，26a-26c计算电阻加热装置102的温度改变。在测量值验证的框架内将电阻加热装置102的基于电阻改变计算出的温度改变与电阻加热装置102的传感地检测到的温度改变比较。当电阻加热装置102的由温度传感器12传感地检测到的温度改变与电阻加热装置102的由电子数据处理和/或控制装置14计算出的温度改变一致或者不超过公差时，则已经可以在验证的框架内将温度传感器12的功能干扰的第一组排除在外。导致动态的或改变的测量值偏差的功能干扰、例如在温度传感器12的区域中的短路或断开的电路可以通过将传感地被确定的温度改变与计算出的温度改变比较而可靠地被确定。
42.此外，电子数据处理和/或控制装置14设置用于在运行期间更新对于计算温度所使用的、电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26，26a-26c。通过持续地更新电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26，26a-26c实现在设备10运行期间持续地再校准电子数据处理和/或控制装置14。以所述方式也可以识别在通过温度传感器12传感地检测温度时恒定的温度偏差或恒定的温度偏移。实施将传感地检测到的温度改变与计算出的温度改变比较的第一验证过程由此通过持续地再校准电子数据处理和/或控制装置14以更新电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26，26a-26c来补充。总体上由此可以实现可靠的测量值验证，而不需要附加的温度传感器。
43.由电子数据处理和/或控制装置14使用的、电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26，26a-26c是专门对于电阻加热装置102确定的、装置特定的、电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系。所述与电阻加热装置102特定地相匹配的、电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26，26a-26c可以在设备10的装置程序的框架内通过制造商或者自动地在设备10开始运行时被确定。
44.加热系统100可以通过线路104集成到车辆的电子系统中。
45.图2示出测量电路16，借助于所述测量电路可以检测电阻加热装置102的当前的电阻值。测量电路16包括高边开关18，所述高边开关设置用于切换正供应电压。此外，测量电路16包括低边开关20，所述低边开关设置用于切换负供应电压。此外，测量电路16包括电阻22和场效应晶体管23，所述场效应晶体管产生叠加电压或叠加电流。此外，测量电路16包括分压器24，所述分压器用于保护电子数据处理和/或控制装置14。
46.图3示出电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26，所述关系由电子数据处理和/或控制装置14使用用于计算温度。电子数据处理和/或控制装置14由两个值对推导出电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26。第一值对给电阻加热装置102的第一温度值t1配置电阻加热装置102的对应的第一电阻值r1。第二值对给电阻加热装置102的第二温
度值t2配置电阻加热装置102的对应的第二电阻值r2。电阻加热装置102的温度测量值t1，t2可以借助于设备10的温度传感器12来检测和/或通过设备10的电子数据处理和/或控制装置14来计算。电阻加热装置102的电阻值r1，r2可以借助于设备10的测量电路16来检测。
47.电子数据处理和/或控制装置14由两个值对计算电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的线性关系26，其中，所述线性关系在此是线性电阻温度特征曲线。
48.图4示出在不同的时间点i-iii的、电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的三个不同的关系26a-26c。时间点i涉及设备10的制造过程的结束时间点。时间点ii涉及设备10的开始运行、即首次使用设备10的时间点。时间点iii涉及在设备10开始运行之后的运行时间点。
49.电子数据处理和/或控制装置14设置用于在制造过程结束之后确定由电阻值r
1a
和温度值t
1a
构成的第一初始值对并且将所述第一初始值对存储在电子数据处理和/或控制装置14的存储器上。第一初始值对温度值t
1a
例如涉及设备10在制造过程结束时的环境温度、即制造工厂的厂房温度。在设备10开始运行之前基于无损坏的电阻加热装置102的已知的特性通过电子数据处理和/或控制装置14计算由温度值t
2a
和电阻值r
2a
构成的第二初始值对。温度值t
2a
例如涉及额定温度，所述额定温度在设备10的之后运行中预测地被设定。
50.电子数据处理和/或控制装置14由此可以在设备10开始运行之前已经确定了电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的初始关系26a。电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的所述初始关系26a允许温度传感器12在制造过程结束之后的快速测试和设备10的实际的开始运行(参见图表i)。
51.图表ii示出电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26b，该关系在设备10开始运行时通过电子数据处理和/或控制装置14被确定并且被使用用于更新图表26a。电子数据处理和/或控制装置14在开始运行时在两个彼此不同的温度t
1b
，t
2b
下确定两个电阻值r
1b
，r
2b
。电子数据处理和/或控制装置14由此在开始运行时安排通过在设备10开始运行时被确定的关系26b来更新在装置程序的框架内被存储的初始关系26a。
52.此外，电子数据处理和/或控制装置14设置用于在设备10运行时将电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26b的至少一个值对与在设备10运行时被确定的值对比较。当缓慢的偏移量产生在检测温度下通过温度传感器12被确定时，则电子数据处理和/或控制装置14安排再次更新关系26b，其中，在更新的框架内确定新的关系26c。在此再次确定两个值对t
1c
，r
1c
和t
2c
，r
2c
并且用于计算新的电阻温度特征曲线26c。
53.通过电子数据处理和/或控制装置14可以更新电阻加热装置102的电阻r和温度t之间的关系26a，26b，26c，也可以确保在设备特性改变时对由温度传感器12确定的温度测量值的可靠的验证过程。温度计算由此不仅在设备10的供货状态中而且在耗损出现之后还准确地进行，从而可以完全取消附加的温度传感器用于验证。
54.附图标记列表
55.10设备
56.12温度传感器
57.14电子数据处理和/或控制装置
58.16测量电路
59.18高边开关
60.20低边开关
61.22电阻
62.23场效应晶体管
63.24分压器
64.26，26a-26c关系
65.100加热系统
66.102电阻加热装置
67.104线路
68.t温度
69.t1，t2温度值
70.t
1a
，t
2a
温度值
71.t
1b
，t
2b
温度值
72.t
1c
，t
2c
温度值
73.r电阻
74.r1，r2电阻值
75.r
1a
，r
2a
电阻值
76.r
1b
，r
2b
电阻值
77.r
1c
，r
2c
电阻值
78.i-iii时间点。