JP2010510008A - 介護ベッド用欠陥耐性制御機器 - Google Patents

Abstract

【課題】介護ベッド用欠陥耐性制御機器を提供すること。
【解決手段】介護ベッドのための制御機器は、追加のモーターの電流とスイッチオン状態のモニター装置を含む。前記モーターが所定の時間より長い時間スイッチオンのままであり、かつ電流も流れている場合、前記モーターが熱的過負荷状態になることを排除するため、前記制御機器はブロッキング状態にされる。
【選択図】なし

Description

介護ベッドは身体的機能に制限のある人々によって使用される。介護ベッドでは、互いに動くその個別の要素は、力をいれなくてもベッドの調整が行えるように、電動モーターによって動く。

この電動モーターの制御機器は、患者の限られた運動能力に関連して、特段の信頼性を必要とする。

特に、モーターが過剰な熱ストレスを受けないように確実を期す必要がある。このことを保障するため、モーターは通常終端スイッチを備えている。もう少し詳しく言えば、電流はモーターが終端位置に至るために必要としている間のみ流れる。たとえ使用者が入力キーボードの対応するキーをモーターが終端位置に至るのに必要とされる以上の時間押し続けたとしても、モーター電流が終端スイッチによって強制的に切断されるため、過負荷は発生しない。

しかし、配線内や終端スイッチ内の欠陥が、望ましい終端スイッチの切断を妨害した場合、事態は致命的なものとなりうる。

そこで、本発明は増大する安全への需要を満足するような制御機器を創出することを目的とする。

この目的は本発明、すなわち請求項１もしくは請求項２に記載された制御機器によって達成される。

この新規の制御機器は、電動モーターを介して駆動し動作が決定される個別の部品を備えた介護ベッド用の制御機器である。マニュアルキーボード形式の入力装置が制御機器には接続されており、このキーボードには使用者が前記ベッドの個別要素を動かすためのコマンドを入力するのに必要ないくつかのキーが備わっている。前記個別要素の動作は、使用者がキーを離すかモーターが終端位置にたどり着くかするまで続く。

前記制御機器用に、使用者が前記キーボードを介して入力した入力コマンドからモーターへと対応する制御信号を生成するためにプログラムが記憶されている、プロセッサ装置も付属している。

原則として、前記制御機器には極性反転スイッチも備わっており、前記モーターを選択的に反対方向に回転することができる。通常、永久励起モーターが前記ベッドの動力源として使用され、極性を変えるという単純な方法でその回転方向を指定することができる。

前記極性反転スイッチは、入力信号が存在しない時はどのような場合でもモーター電流を遮断するように、あるいは、使用者が適切なキーを離した場合モーター電流を切断するための追加のスイッチ装置が前記極性反転スイッチと直列に配置されるように、組み込まれている。

モニター装置も提供されており、少なくとも１つの駆動モーターへ流れる電流フロー、あるいは極性反転スイッチもしくはそれに直列に配置されているスイッチのスイッチオン状態を監視するように設けられている。

前記プロセッサ装置は前記モニター装置と協調して働き、タイマーの付属したプログラムセクションを含んでいる。そして、前記タイマーは前記モニター装置から信号がやって来るたびに開始し、前記モーターを始動させる。このとき前記モニター装置は電流が流れていること、もしくは前記極性反転スイッチへのスイッチオン信号が存在することのどちらかを伝えている。このような方法で、実際の電流の流れのみならず、ありうる電流の流れを感度よく監視しすることで、前記制御機器の欠陥による危険性を排除する。こうした欠陥は、例えば、患者が偶然マニュアルキーボードの上に乗り、同時にモーターの終端スイッチが機能不全になったり、ケーブルが圧壊したりし、その上続いて、終端スイッチの機能不全や半導体部品の機能不全による前記制御機器そのものにおけるモーター電流の切断によりモーターへ連続した信号が送られる場合に生じる可能性がある。

タイマーの補助によって、上記の実際のもしくはありうる電流フローの状態が所定の時間よりも長い時間続いているかどうかの判断がなされる。このとき問題がある場合、前記制御機器は、以降の制御信号の伝達実行と処理やモーターの電源を入れることを不可能にすることによってブロックされる。前記駆動モーターへの電流は前記極性反転スイッチに非依存的な状況下で強制的に遮断することができる。

この方法により、システム全体の冗長性は確実に増加し、もはや半導体部品の個別の欠陥が損害を招く可能性はない。その上、前記制御機器は完全にブロックされるので、危険な欠陥が存在することが外部に間違いなく示される。全体のシステムは、使用者にベッドと制御機器からなる全体のシステムを適切な維持管理要員に点検させるよう仕向けるために、作動しない状態に置かれる。

全体のシステムの強制的な切り替えは、少なくとも前記モーター電流がそれを介して流れる配線に配置された、追加の安全スイッチの補助によって行うこともできる。

もうひとつの可能性として、欠陥が生じた場合、前記プロセッサ装置が自動的かつ恒久的に切断されるように、前記安全スイッチを介してプロセッサ装置への電流供給を制御することも考えられる。

双安定性リレーによって、通常は電流の外部供給なしに作動状態にあり、前記制御機器と前記モーターの両方もしくは一方への電流供給を許可する、単純な安全スイッチ装置を形成することができる。前記プロセッサ装置がブロックすることが適切であることが明らかな危険な欠陥を検出した場合、前記双安定性リレーの前記制御機器は起動し、前記モーターと前記制御機器の両方もしくは一方への電流供給を遮断する別の作動状態へ恒久的に切り替わる。反対の極性の異なる電流パルスの供給もしくはもう一方の巻線への供給によってのみ、前記安全スイッチを再び前記制御機器内部の電流供給を許可するような状態にリセットすることが可能である。

有利なことに、前記制御機器は、１つもしくは複数の前記極性反転スイッチもしくは前記安全スイッチのバリアをリセットすることができる特別な操作を備えていても良い。前記の特別な操作は、例えば、所定の時間窓内に事前に決めておいたキーの順番でマニュアル制御機器を作動させることによって制御されるものでもよい。

前記入力装置はキーボードを備えていてもよい。また、できるのなら音声入力を備えていてもよい。

前記制御機器は２つのプロセッサで構成されているとき特に安全である。これらのプロセッサは互いを監視するために利用することができる。

この安全性は、前記プロセッサがハードウェアに関して多様化している場合、増強される。前記プロセッサ上で動くプログラムがソフトウェアに関して多様化している場合、より一層の安全性を達成することができる。

前記ソフトウェアの多様性は、前記プロセッサの一方が完全な制御プログラムを含み、他方のプロセッサが安全機能にかかわる部分のみ含む場合に、達成することができる。そして、前記安全機能は安全で明確な方法でプログラムすることができ、最終的にこうした方法で、他方のプログラム上の欠陥の影響は請求項１に記載された特徴を備える前記制御機器との連携によって排除することができるため、発見することが困難な望ましくないプログラム上の欠陥が存在する可能性は事実上０まで減少する。

極めて単純な極性反転スイッチを、半導体素子のみで構成することで、達成できる。前記極性反転スイッチは少なくとも２つの半ブリッジを含んでいてもよく、前記ブリッジのブリッジ腕中に適切な駆動モーターがあってもよい。

前記極性反転スイッチが３つの半ブリッジを備える場合、全体として３つのモーターは、前記半ブリッジによって作られる３つのブリッジ腕にスイッチ接続されていてもよく、このときそれぞれのブリッジ腕に駆動モーターが存在する。このような方法で、必要とされる半ブリッジの数は、モーターの数に等しいところまで低減される。前記配置は個別のモーターそれぞれの制御を可能にするか、もしくは２つのモーターの制御を可能にするが、このときは反対の極性である。

半ブリッジの使用は容易に電流制限の実装も可能にし、このとき前記半ブリッジ中のトランジスタそれぞれの反転損失パフォーマンスの減少のために、整流供給電圧の供給する全波長のうちのある半波長の間は、上流のトランジスタがスイッチオフに使用され、次の半波長の間は、下流のトランジスタが使用される。どちらの場合でも他方のトランジスタは、次の位相の間に必要とされる対応する状態において無電流状態に制御される。

前記モニター装置は電流センサーを含んでいてもよい。前記電流センサーは、すべてのモーターとその作動状態を単純な方法で監視するために、すべてのモーターにつながる配線中にあってもよい。

前記電流センサーは、前記の２つのプロセッサの入力に接続されていてもよい。前記電流センサーが１つ以上の電流センサー抵抗を備えていてもよく、このとき前記センサー抵抗は前記プロセッサの入力に、すべてまとめて、あるいは互いに独立して接続される。

前記極性反転スイッチの切り替え状態を監視するため、前記プロセッサの一方、全体のプログラムの一部のみを含んでいてもよい方は、前記極性反転スイッチの制御入力で入力接続に接続していてもよい。このような方法で、前記プロセッサの一方は、前記プロセッサの一方によって前記極性反転スイッチにおいてどの切替状態がオンにされるかを制御することができる位置に配置される。

好ましくは、前記プロセッサ装置は、それが供給電圧の消失の後で任意に通常の作動状態にリセットされてしまわないように、ブロック状態を示す変数が記憶されている不揮発性記憶装置を含む。前記変数は再始動のために読み込まれ、その結果、前記制御機器は自動的にブロック状態へと切り替わることができる。

前記モーターへの配線中に安全スイッチが配置されている場合、特に単純な切り替えが達成され、さらにこれは自律的に働く。前記安全スイッチは、例えば、１つの双安定性リレーによって構成されていてもよく、この双安定性リレーは通常、前記制御機器の信号発信時に前記モーターへの電流供給を許可する状態にある。欠陥が生じた場合、前記双安定性リレーはもう一方の状態へ切り替わり、前記制御機器は不作動状態になる。前記双安定性リレーは、メインプロセッサ、もしくは適切な自律型プロセッサのどちらかから制御することができる。

さらに、本発明の改良点は従属請求項の対象である。

以下の図の記述は本発明の態様を説明している。専門家であれば慣習化した方法で、図面からここに記述されていない、より細かい詳細を推測することができるだろう。図面は、こうした点に関して、図の記述を補完している。多くの変形形態が可能であることは明らかである。

以下の図面は必ずしも縮尺に忠実ではない。重要な詳細を図示するために、特定の領域が拡大して描かれている場合もある。さらに、図面は簡略化されており、実際の実施形態では存在する可能性のあるすべての詳細を含んでいるわけではない。

本発明に係る介護ベッドを、リクライニングフレームの個別のセクションの図解とともに、斜視図により示す。 椅子位にある図１に記載のベッドを示している。 本発明に係る欠陥耐性制御機器の第１の実施形態例の基本回路図を、２つのプロセッサと切断状態にある極性反転スイッチを用いて示している。 図１に記載の制御機器のきわめて簡略化したフローチャートを示している。 本発明に係る制御スイッチの第２の実施形態例を、追加の安全スイッチを用いて示している。 ３つのモーターを制御するための一群の半ブリッジを用いた基本回路図を示している。

斜視図によって、図１は平臥位の回転起き上がりベッド１を示し、一方図２は座位もしくは椅子位にあるベッド１を示している。

ベッド１は、ベッドフレーム２にヘッド部３、フット部４、そして側板５と６が付属したものを示している。読み手のほうを向いている側板５は平臥位にある。側板５は床からかなり離れた位置にあるため、側板５の下の端と床との間には、介護者がつま先をベッドの下に入れることができる隙間が存在する。側板５は、図２で見ることができるように、その位置をさらに下方に押し下げることでベッド１の座位に動かしてなるように支持されている。側板５の特別な支持構造は、例えば、独国特許出願公開第１９９１２９８７号明細書に詳細に説明されている。

レバー８はベッドフレーム２の内部に位置している；図２では部分的にしか見ることはできない。リクライニングフレーム９は、これ以上は視認されないが回転式蝶番を介して、レバー８に固定されており、このリクライニングフレームの上にはマットレス１１が乗っている。レバー８は、リクライニングフレーム９をその上のマットレス１１と一緒に、さまざまな高さに調節するために使用される。レバーの構造の詳細な説明は、例えば、独国特許出願公開第１０２００４０１９１４４号明細書でなされているので、この点に関して参照されたい。

リクライニングフレーム９はいくつかの互いに動くセクションに分割される。個別のセクションの名称は基本的に、人間がベッドに横たわったときにその上に置かれる体の部分の名称と一致している。

頭の先の直近には、スイベルで回転することができる頭部１２があり、図１では上向きに持ち上げてある。これに続き、足の先に向けて背部１３がある。背部１３は中央部１４に蝶番でつながれており、これは今度は回転式蝶番を介して、レバーもしくはリフター８に直接つながっている。腿部１５が中央部１４に続き、次にこれは下肢部１６に結合している。最後に、ベッド表面は足部１７も形成している。回転した状態では、足部１７はベッドに固定されたままになっており、１２〜１６のセクションのみが動く。リクライニングフレーム９の個別のセクションとレバー８と回転装置は、永久励起ギアモーターを介して動く。

図３は、マニュアルキーボード２１を介して個別のギアモーターを制御するために使用される、基本ブロック図２０を示している。２つのプロセッサ２２と２３および二つの極性反転スイッチ２４と２５は制御機器２０に属している。極性反転スイッチ２４と２５のそれぞれに関して、関連するモーター２６もしくは２７は電流供給されており、その極性は反転させることができる。

図示されている、２つの極性反転スイッチ２４、２５およびそれらに接続されているモーター２６、２７は、ほんの一例にすぎない。介護ベッド１の含むモーターの数に対応した制御機器２０を介して、同数の極性反転スイッチと同数のモーターが動作することは明らかである。

図中２３番で表記されるブロックは、ＣＰＵとプログラムとデータ記憶素子からなる相互接続もしくは構成要素を表している。そのようにして形成されたユニットは、これはおそらくいくつかのハードウェア技術ユニットからなるが、全体をまとめてプロセッサとして表記される。プロセッサ２２に関しても同様の配置が適用できる。好ましくは、そこに含まれるＣＰＵとプログラムの両方もしくは一方とデータ記憶素子はハードウェアに関して多様である。またそこに記憶されるプログラムもまた、少なくとも、含まれる制御プログラムが同じものではないという意味において、多様である。以下ではありうる差異についてさらに詳細に説明する。

プロセッサ２３は、多極ケーブル２９を介してマニュアルキーボード２１の接続している入力２８を備えている。マニュアルキーボード２１は個別のキー３１を複数備えている。キーを操作すると、そのキーが関連するモーターのスイッチが適切な回転方向で入る。

もう一方のポート３２を介して、プロセッサ２３はプロセッサ２２に接続している。ポート３３と３４は信号出力を形成しており、ここに極性反転スイッチ２４、２５の入力３５、３６は接続されている。極性反転スイッチ２５は電流供給入力３７と回路接地に接続されている接地接続３８を備えている。

同様の方法で、極性反転スイッチ２４は電流供給接続３９と接地接続４１も含んでいる。２つの接地接続３７と３９はともに電流センサー抵抗４２に接続されており、その高温端は電流供給に接続されている。

プロセッサ２２の２つの入力接続４４と４５は、電流センサー抵抗４２と並列である。他の２つの入力４６と４７は、２つの極性反転スイッチ２４と２５の入力３５と３６に接続されている。Ｉ／Ｏポート４８は、プロセッサ２３のＩ／Ｏポート３２に接続されている。

それらがどのように使用されるかによって、示された接続が単極接続でも多極接続でもよいことは明らかである。接続がそれぞれいくつの極を含むかに関しては、専門家の知るところである。

最後に、万全を期すために、２つのモーター２６と２７が２つのプロセッサ２４と２５の対応する電流供給出力４９〜５３にあることについても言及する。

回路の機能するモードに関して以下で、図４を参照しながら説明する。

ここで、キー３１の上列が、モーター２７を介して動く背部１３の制御機器に対応すると仮定する。マニュアルキーボード２１のキー３１の第２列は、モーター２６を介して動く腿部１５と足部１６を制御する。キーが操作されていない場合、プロセッサ２３はその２つの出力３３と３４にある極性反転スイッチ２４と２５に対して制御信号を一切発信しない。そして、２つのモーター２６と２７は無電流状態のまま維持される。

使用者が背部を平らにしたい場合、マニュアルキーボード２１の上列の対応するキー３１を操作すればよい。プロセッサ２３はケーブル２９を介して対応する電気信号を受信し、そして、ベッドの配置にも依存するが、信頼性を調査し、その後その出力３３を介して制御コマンドを極性反転スイッチ２５に発信する。そして極性反転スイッチは、対応する、必要な極性でモーター２７の電源を入れる。使用者が対応するキーを離すとすぐに、プロセッサ２３の出力での制御信号は消失し、極性反転スイッチ２５はモーター２７への電流供給を遮断する。

同じように、第２列のキー３１に対応するモーター２６に関しても同様の制御が実行される。

上記で示したように、ベッドは無数の動作可能性を有しているので、制御機器２３は、ベッドの適切な作動位置において望まれた動作が可能であるか、それとも致命的な危険を誘起しうるかを調査しなければならない。ここで、別の位置スイッチもベッドに配されている。またこれらは制御機器２３に接続されていてもよい。しかし、考慮している本発明の本質に関して、このことは当面重要ではない。

使用者が背部１３を上げたいと思い、対応するキー３１を操作した場合、制御機器２３は、上記のように、極性反転スイッチ２５へ対応する信号を発信する。出力３３で発信されたこの信号は同時に、プロセッサ２２によって捕捉・調査される。

これに加えて、回転しているモーター２７は、抵抗４２での電圧の減少を引き起こす。この電圧信号は、入力４４と４５を介してプロセッサ２２にも到達する。

こうして、プロセッサ２２は、２通りの方法で、モーター２７が回転しているのか、それとも回転しようとしているのかという情報を獲得する。

プロセッサ２２において、プログラムセクションは、図４で大まかに簡略化して示したように、実装されている。プロセッサ２２は常時質問ブロック５５において、モーター電流の電源が入っているかどうか、すなわち、所定の制限値を超える電圧減少が抵抗４２で生じるかどうか、もしくは極性反転スイッチ２５、２６のうち１つの電源を入れるための信号がプロセッサ２３の監視されている出力３３もしくは３４のうち１つで発信されたかどうか監視している。もし問題がなければ、プログラムは質問ブロック５５の開始点にもどる。しかし、２つの条件のうち１つが満たされるとすぐに、プログラムは指示ブロック５６に進む。指示ブロック５６では、所定のステップで時間をカウントするタイマーもしくはストップウォッチが始動する。指示ブロック５６でのタイマー始動後、プログラムは質問ブロック５７に到達する。プログラムのこの場所で、モータ電流がまだ流れているのか、もしくはモーター２６、２７のうち１つに対してスイッチオン信号が発信されているのか、あるいは両方の条件が存在するのか、ということに関して監視が実行されている。さらに、タイマーがその間の時間までカウントした値に関して判断がなされる。モーター電流がまだ流れているか、モーター電流の接続のための対応するコマンド信号がまだ存在するかし、かつタイマーがまだ制限値に達していない場合、プログラムは指示ブロック５８に進み、そこで約１０ミリ秒間待機してから、質問ブロック５７の開始点に戻る。１０ミリ秒間の待機時間は任意であり、十分に短い時間であれば他の任意の値に置き換えることができる。

欠陥が存在しない場合、すなわち、適切なモーターのスイッチオンにかかる時間、もしくは電流フローの時間が所定の制限値より短い場合、繰り返しているプログラムは質問ブロック５７、５８と指示ブロック５９を介して、質問ブロック５７においてモーター電流が消失したこと、およびモーターへの制御信号が切断されたことを判断するだろう。こうして、プログラムは質問ブロック５５の開始点に戻る。

しかし、欠陥が二重に存在した場合、モーター電流が切断されたままで流れ続ける状態を招き、これはモーターの熱的過負荷と発火の危険を誘発しかねないが、この状況は事態に先行して、可変タイマーが担っていた現実の値が所定の制限値を超えたこととして質問ブロック５８に入力される。そのような場合、プログラムは指示ブロック６１に続き、制御機器全体もしくは少なくとも１つのそれに関連する部分がブロックされる。

繰り返し時間は熱的過負荷を信頼性よく排除するように決められている。

質問ブロック５７において、条件は論理和“ＯＲ”でつながれているが、このことはすなわち一方もしくは両方の変数が時間制限値に達する前に消失した場合、制御機器のブロッキングは発生しないことを意味している。

ブロッキングは、例えば、プロセッサ２２がプロセッサ２３に対応して働きかけ、モーターに対応する制御信号を送り続けることを妨害した場合に発生するだろう。このとき極性反転スイッチ２４と２５は切断され、危険の生じる可能性はなくなる。

プロセッサ２２のみが電流センサー抵抗４２に接続されている図３の表示とは対照的に、プロセッサ２２と２３両方が独立して同様の監視機能を実行できるように、プロセッサ２３を対応する入力と並列にセンサー抵抗４２に接続するという可能性もありえる。最後に、２つのセンサー抵抗を使用する可能性もありえ、このとき２つのセンサー抵抗のそれぞれが２つのプロセッサ２２、２３のうちひとつに接続されている。

電流の代わりに、電流時間積分値を制限値として評価してもまたよい。

図５は、図３に記載の制御機器の変形実施形態を示している。この実施形態では、双安定性リレー６２がセンサー抵抗４２への供給配線上に備わっており、これは２つの制御巻線６３と６４を備えている。２つの制御巻線のうち１つ、すなわち、制御巻線６４は、プロセッサ２２のＩ／Ｏポート４８に接続されている。他方の制御巻線６３は２つの独立した入力接続上にある。

プロセッサ２２もしくはプロセッサ２３は、前述したように働く。

送電状態では、双安定性リレー６２のスイッチ接触は閉ざされており、すなわち、電流供給４３からモーター２６と２７への電流接続が存在し、これは極性反転スイッチ２４と２５を介して制御されている。

プロセッサ２２は前述したように働く。欠陥によって指示ブロック６１においてマニュアルキーボードを介した誤った制御に関連しているモーターの終端スイッチに到達すると、プロセッサ２２は、そのＩ／Ｏポート４８から、磁気巻線６４への制御信号を発信し、これは続いて双安定性リレー６１を切断状態に変える。こうしてモーター２６、２７と電流供給４３の間の電流接続は、強制的かつ極性反転スイッチ２４、２５とは非依存的に、遮断される。

再始動は、もう一方の磁気巻線６３が双安定性リレーを送電状態に戻すような電流を受け取った場合にのみ発生する。

リレー６３の電流供給は、プロセッサ２３、もしくは外部供給電圧のいずれか一方を介して実行できる。プロセッサ２３を介して双安定性リレー６２の通常の作動状態へのリセットを実行する場合、Ｉ／Ｏポートと磁気巻線６３の間に追加の接続が提供される。リセットは、例えば、特定のキーの配列が所定の時間窓内でマニュアルキーボード２１において入力された場合に発生する。

欠陥が生じた場合、リレー６２の制御、すなわち磁気巻線６４の制御は、プロセッサ２３を介した対応する連結を介して実行できる。

上記から推測できるように、プロセッサ２２は必ずしも完全な制御プログラムを含んでいるわけではない。それは安全に関連する時間を監視する機能を処理するだけで十分である。このようなプログラムは、プロセッサ２３の複雑なプログラムよりも相当単純であるため、プログラムへの欠陥耐性がより高い。

最後に、図５は、変形された極性反転スイッチ２４の基本回路図を示している。これに従うと、極性反転スイッチ２４はいくつかの半ブリッジ６５、６６、６７を含み、これらはそれぞれ回路接地と電流供給４３の間に直列に二つの電界効果トランジスタ６８ａもしくは６９ａを備えている。半ブリッジ６６は対応するトランジスタ６８ｄと６９ｄ、もしくは半ブリッジ６７において６８ｃと６９ｃを備えている。このようにして、全体としては、半ブリッジ６５と６６、６６と６７、６７と６５の間に３つのブリッジ腕が形成される。それぞれのブリッジ腕はモーター２６と２７のうち１つ、もしくはもう１つのモーター２７ａを含んでいる。例えば、モーター２６がある回転方向に始動した場合、電界効果トランジスタ６８ａと電界効果トランジスタ６９ｂはＩ／Ｏポート３５を介して電源が入る。

モーター２６の逆方向の回転は、トランジスタ６８ｂとトランジスタ６９ａの電源を入れることで、得られる。

この作動状況では、近接する二つのモーター２７と２７ａは、電界効果トランジスタ６８ｃと６９ｃの全てが半ブリッジ６７において切断されたままであるため、無電流状態のままである。

簡単に分かるように、同様の作動状態が他の全てのモーターに関しても適用できる。

さらに、簡単に分かるように、この配列は別の半ブリッジによって補ってもよい。４つを超える半ブリッジの場合、２つのモーターを互いに独立して作動させることができる。この配列の長所は、半ブリッジの数がモーターの数と一致するので、半導体の数を節約できるという点に見出すことができる。

最後に、この配列は、反転スイッチ損失パフォーマンス損失を半分にできるという点で有利である。電流制限内でスイッチが作動すると仮定する場合、このとき、例えばモーター２６において制限電流に到達すると、選択的に電界効果トランジスタ６９ｂ、もしくは電界効果トランジスタ６９ｂ、もしくは電界効果トランジスタ６８ａが切断されるとすると、他のトランジスタによって、引き続きこの切断が実行される可能性があり、トランジスタのうち一つは常に電源が入っていない状態に切り替えられる。つまり、電源の切断と再接続を二つのトランジスタの間で、前後に、周期的に切り替えることができる。そこで、全てのトランジスタに関して、スイッチの切断・接続時に生じる損失を半分にすることができる。

明確にするために、必要とされるリカバリダイオードは描画していない。

介護ベッド向けの制御スイッチは、追加の、モーターの電流とスイッチオン状態の連続監視装置を含んでいる。モーターが所定の時間よりも長い時間入っており、かつ電流が流れている場合、モーターの熱的過負荷を排除するため、本制御機器はブロッキング状態になる。

Claims (24)

1. 互いに動くいくつかの部品（１２〜１７）とそれらを動かすための電気駆動モーター（２６，２７）を有するベッドのための制御機器（２０）であり、
   使用者が前記駆動モーター（２６，２７）に電源を入れるための制御コマンドを入力することができる入力装置（２１）と、
   前記入力装置（２１）が接続され、制御出力（３３，３４）を備えるプロセッサ装置（２２，２３）と、
   少なくとも１つの前記駆動モーター（２６，２７）に接続されている制御入力（３５，３６）を備え、前記駆動モーター（２６，２７）を選択的に第１もしくは第２極性で電源（４３）に接続することができ、その制御入力（３５，３６）が前記プロセッサ装置（２２，２３）に接続しており、かつ、極性反転スイッチまたは直列に配置されたスイッチのどちらか一方を介してモーター電流を接続したり切断したりできる、少なくとも１つの前記極性反転スイッチ（２４，２５）と、
   前記極性反転スイッチ（２４，２５）に接続されている、適切な前記駆動モーター（２６，２７）を流れる電流フローを経時的に監視するためのモニター装置（２２，４２）と、を備え、
   前記プロセッサ装置（２２、２３）が、前記駆動モーター（２６、２７）への電流フローの始まりと共に開始し、電流フローが継続している間はカウントが続き、電流フローが消失するたびにリセットされるタイマー、の付属したプログラムセクション（図４）を備えること、および、
   前記タイマーが所定の制限値.を超過した場合、前記プロセッサ装置（２２、２３）が前記極性反転スイッチ（２４、２５）もしくはもう１つの前記スイッチ装置（６２）を強制的に切断状態にすること、
   を特徴とする制御機器（２０）。
2. 互いに動くいくつかの部品（１２〜１７）とそれらを動かすための電気駆動モーター（２６，２７）を有するベッドのための制御機器であり、
   使用者が前記駆動モーター（２６，２７）に電源を入れるための制御コマンドを入力することができる入力装置（２１）と、
   前記入力装置（２１）が接続され、制御出力（３３，３４）を備えるプロセッサ装置（２２，２３）と、
   少なくとも１つの極性反転スイッチ（２４、２５）であり、
   −前記極性反転スイッチは制御入力（３５、３６）を備え、
   −前記極性反転スイッチは少なくとも１つの前記駆動モーター（２６、２７）に接続され、かつ、
   −前記極性反転スイッチを介して、前記駆動モーター（２６、２７）を選択的に、無電流状態で、もしくは、第１もしくは第２極性で電源（４３）に接続することができ、前記スイッチにおいて前記制御入力（３５、３６）が前記プロセッサ装置（２２、２３）に接続されている、極性反転スイッチと、
   前記極性反転スイッチ（２４，２５）に接続されている、前記駆動モーター（２６，２７）を流れる電流フローを経時的に監視するためのモニター装置（４２，２２）と、
   安全スイッチ（６２）であり、
   −前記安全スイッチは２つの安定した切替状態を有し、パルス状の電流源によって少なくとも１回導電状態から無導電状態へ方向を切り替えることができ、
   −前記安全スイッチは少なくとも１つの極性反転スイッチ（２４、２５）と直列に配置し、
   −前記安全スイッチはモニター装置（２２、２３）によって制御され、モニター装置（２２、２３）が監視している電流経路において電流が所定の時間間隔よりも長い時間流れていると判断した場合、導電状態から無導電状態へと制御される、安全スイッチ、
   とを備える制御機器。
3. 制御機器（２０）は介護ベッドのために提供されることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
4. 時間の超過を検知した場合常に、前記それぞれの極性反転スイッチ（２４、２５）を恒久的にブロックすることを特徴とする、請求項１に記載の制御機器。
5. １つもしくは複数の前記極性反転スイッチ（２４、２５）、あるいは前記安全スイッチ（６２）のブロックをリセットすることができる独立した操作を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
6. 前記入力装置（２１）はキーボードを備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
7. 前記プロセッサ装置（２２、２３）は少なくとも２つのプロセッサを備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
8. 前記プロセッサ（２２、２３）はハードウェアに関して多様であることを特徴とする、請求項７に記載の制御機器。
9. 前記プロセッサ（２２、２３）上で動くプログラムはソフトウェアに関して多様であることを特徴とする、請求項７に記載の制御機器。
10. 前記プロセッサ（２２、２３）のうち一方が完全な制御プログラムを含み、他方は安全機能に関わる部分のみを含むことを特徴とする、請求項７に記載の制御機器。
11. 前記極性反転スイッチ（２４、２５）は半導体部品のみで構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
12. 前記極性反転スイッチ（２４、２５）が少なくとも２つの半ブリッジ（６５〜６７）を備え、適切な駆動モーター（２６、２７）がブリッジ腕に配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の制御機器。
13. 前記極性反転スイッチ（２４、２５）が少なくとも3つの半ブリッジ（６５〜６７）を備え、２つの駆動モーター（２６、２７）が既存のブリッジ腕にスイッチ接続され、それぞれのブリッジ腕に１つの駆動モーター（２６、２７）が配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の制御機器。
14. 前記モニター装置（２２、４２）が電流センサー（４２）備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
15. 前記電流センサー（４２）が全てのモーター（２６、２７）につながる配線上に配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の制御機器。
16. 前記電流センサー（４２）が前記２つのプロセッサ（２２、２３）の入力（４４、４５）に接続していることを特徴とする、請求項１４に記載の制御機器。
17. 前記電流センサー抵抗（４２）がそれぞれのプロセッサ（２２、２３）について提供されていることを特徴とする、請求項１４に記載の制御機器。
18. 前記入力装置（２１）の入力キー（３１）の入力が所定の順番でなされると制御機器（２０）が通常の作動状態にリセットされることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
19. 前記プロセッサ装置（２２、２３）が不揮発性記憶装置を含んでおり、前記不揮発性記憶装置には、再びプロセッサ装置（２２、２３）への電源を入れた後にブロッキング状態が維持されるように、ブロッキング状態に対応する値が記憶されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
20. 機械的安全スイッチ（６２）が少なくともいくつかの前記駆動モーター（２６、２７）につながる配線中に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。
21. 前機械的安全スイッチ（６２）が１つの双安定性リレーにより形成されることを特徴とする、請求項２１に記載の制御機器。
22. 前記安全スイッチ（６２）が２つの磁気巻線（６３、６４）を備え、そのうち１つはリセットに使用されることを特徴とする、請求項２１に記載の制御機器。
23. リセットのための前記巻線（６３）が前記プロセッサ装置（２２、２３）に接続されていることを特徴とする、請求項２２に記載の制御機器。
24. 電流制限値が電流時間積分値であることを特徴とする、請求項１または２に記載の制御機器。

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