WO2008135579A2 - Bett mit einer matratze, sensoranordnung, steuervorrichtung, verfahren zum erfassen und einstellen eines matratzenklimas und computerprogrammprodukt - Google Patents

Bett mit einer matratze, sensoranordnung, steuervorrichtung, verfahren zum erfassen und einstellen eines matratzenklimas und computerprogrammprodukt Download PDF

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WO2008135579A2 PCT/EP2008/055573 EP2008055573W WO2008135579A2 WO 2008135579 A2 WO2008135579 A2 WO 2008135579A2 EP 2008055573 W EP2008055573 W EP 2008055573W WO 2008135579 A2 WO2008135579 A2 WO 2008135579A2
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control device
climate
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Walter Koch
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Logicdata Electronic & Software Entwicklungs Gmbh
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    • A47C21/00—Attachments for beds, e.g. sheet holders, bed-cover holders; Ventilating, cooling or heating means in connection with bedsteads or mattresses
    • A47C21/04—Devices for ventilating, cooling or heating
    • A47C21/048—Devices for ventilating, cooling or heating for heating

Definitions

  • the invention relates to a bed with a mattress and at least one actuator, which acts on the mattress and is connected to a control device. Moreover, the invention relates to a sensor arrangement for detecting a mattress climate, a control device with a control output for connecting at least one actuator of a bed with a mattress, a method for detecting and setting a mattress climate of such a bed and a computer program product with program code for execution on a microcontroller of a control device.
  • actuators also called actuators, which act on a mattress mechanically, thermally or in other ways, are widely known.
  • DE 2006 011 987 U1 it is known from DE 2006 011 987 U1 to equip a bed with one or more servomotors in order to bring the head part or foot part of the bed from a flat sleep position to an angled position.
  • DE 20 2005 020 485 Ul it is known to integrate heating elements in a mattress to preheat the mattress to a comfortable temperature for the user.
  • Such actuators are usually operated manually or semi-automatically via suitable control devices such as hand or foot switch.
  • Object of the present invention is to increase the comfort of a bed even further, to give a user a pleasant, healthy and restful sleep.
  • the underlying object is achieved by a bed of the type mentioned above with at least one sensor circuit connected to the control device, which is set up to detect at least one measured value which characterizes a mattress climate.
  • the control device is set up to control the at least one actuator as a function of the detected measured value of the at least one sensor circuit.
  • a climate of the mattress that is, in particular its temperature, humidity and / or pressure or a bearing force on the mattress, can be detected by the control device. Based on the knowledge about the mattress climate, the control device can then control the at least one actuator in such a way that the lying comfort of the bed is optimized for a user.
  • the bed comprises a ventilation device, a heating device and / or an adjusting device.
  • the control device can act in an advantageous manner on the mattress climate.
  • a sensor arrangement for detecting a mattress climate which is adapted to be integrated into a region of a mattress, and which comprises at least one temperature sensor and a humidity sensor, which are adapted to the temperature and the humidity in to grasp the area of the mattress.
  • measured values for a defined area of a mattress can be detected.
  • the determination of a mattress climate and the installation of the sensor in the mattress is made particularly simple.
  • the sensor arrangement additionally comprises a force sensor, which is set up to detect the contact force on the area of the mattress.
  • a force sensor By means of the force sensor, it is possible to detect the bearing force on the mattress, which is related to the current sleeping position of the user.
  • Control device is suitable for detecting and processing measured values of at least one sensor circuit via a sensor input and for providing control signals for an actuator on at least one control output of the control device as a function of the sampled measured values.
  • the control device for the simultaneous connection of several Sensor arrangements suitable.
  • the mattress climate can be determined in different areas of the mattress.
  • a targeted influencing the mattress climate in individual parts of the mattress is possible.
  • a foot of the mattress can be warmed while a central area of the mattress is ventilated by means of a ventilation device.
  • the underlying object is also achieved by a method for detecting and adjusting a mattress climate of a bed with a mattress with the following steps:
  • a control circuit for detecting and setting a mattress climate is closed, via which at least one actuator of a bed can be controlled as a function of the mattress climate.
  • the control loop can be adapted to the current sleep phase of a user. For example, it is possible during a fall asleep to heat the mattress and to ventilate the mattress before or after getting up.
  • the position of at least one part of the mattress is changed by activating at least one adjustment when recognizing an uneven load on the mattress.
  • a sleeping position of a user can be stabilized or corrected. For example, it is possible to lower particularly stressed areas of a mattress in order to improve a blood circulation thereon body parts.
  • the mattress upon detection of a detected temperature which is below a temperature setpoint, the mattress is heated by activating at least one heating device.
  • the mattress is heated by activating at least one heating device.
  • the mattress upon detection of a detected humidity which is above a desired humidity value, the mattress is ventilated by activating at least one ventilation device.
  • the mattress By ventilating a mattress which is too moist, it is possible to counteract the wetting of the mattress which is unpleasant and harmful to the sleeper.
  • the temperature of the mattress in the ventilated area is lowered by evaporation, so that sweat formation is counteracted by the user.
  • a plurality of detected measured values are combined with one another.
  • a fuzzy logic can be used.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first
  • Figure 2 is a schematic representation of a second
  • Figure 3 is a simplified circuit diagram of a sensor arrangement
  • FIG. 4 shows a flow chart of an embodiment of a method for detecting and setting a mattress climate.
  • FIG. 1 shows a first schematic arrangement of components of a bed 1 with a mattress 2.
  • a bed in the sense of this application encompasses any piece of furniture suitable for lying, the lying surface of which has at least one actuator. It is irrelevant whether it is a permanently connected to the bed 1 mattress 2 in the form of a padded support surface or a removable
  • Mattress 2 acts. Also, the use of the bed 1, whether it is an ordinary bed for nocturnal sleep or a functional couch for short-term recovery or treatment in the medical field, is irrelevant. In particular, sick and massage tables and similar devices should therefore be expressly included in the term "bed” used in the application.
  • Actuator also called actuator, is any device that receives a control signal and converts it to another size that acts on the mattress. Whether it is a mechanical, thermal, hydraulic or other action is irrelevant. In particular fall under this definition of the term “actuator” servomotors, heaters, vibrators, fans and so on.
  • the bed 1 comprises a control device 3.
  • the control device 3 is supplied with energy via a power supply 4, for example a transformer.
  • a manual switch 5 is connected to the control device 3, which allows a manual influence on the control device 3.
  • This may be, for example, a wired handset or an arrangement consisting of a receiver and an associated infrared or radio remote control.
  • actuators 6 act on the mattress 2.
  • the actuators 6 may be actuators, heating, cooling or ventilation devices, for example.
  • Other actuators 6, which can be controlled electrically by the control device 3, are also possible.
  • the mattress 2 in the exemplary embodiment comprises two sensor arrangements designed as multiple sensors 7.
  • a first multiple sensor 7a is integrated into a first area 8a, for example the head end of the mattress 2.
  • a second, optional multiple sensor 7b is in a second
  • the second area 8b can be a foot part or a middle part of the mattress 2.
  • the areas 8a and 8b serve as measuring areas or points for determining a mattress climate.
  • Control device 3 five control outputs 9 and a sensor input 10 on. As shown, however, the sensor input 10 is suitable for connection of the two multiple sensors 7a and 7b. The connection of two multiple sensors 7 to a common sensor input 10 is via a suitable
  • Wiring harness 11 made. By using the wire harness 11, the electrical connection of one or two multiple sensors 7 to the control device 3 can be simplified.
  • the mattress 2 comprises only a single sensor circuit 13, for example a temperature sensor or a moisture sensor, in a central region 8.
  • the bed further comprises an actuator 6, for example a heating device, which is also located in the housing central area 8 is arranged.
  • an actuator 6 for example a heating device, which is also located in the housing central area 8 is arranged.
  • the mattress climate in the sense of the application is to be understood as meaning one or more measured values for a region 8 of the mattress 2.
  • This can be, for example, individual Temperature or humidity readings, time histories of temperature or humidity readings, readings for different areas 8a and 8b of mattress 2, or different types of readings such as temperature and humidity, for a single area 8a.
  • the mattress climate can be better characterized the more readings are available. For simple applications, however, the determination of individual measured values is sufficient.
  • FIG. 3 shows a simplified circuit diagram of a sensor arrangement in the form of a multiple sensor 7.
  • the multiple sensor 7 comprises an integrated circuit 12, to which in FIG.
  • Embodiment three sensor circuits 13a, 13b and 13c are connected. Alternatively, it is also possible to transmit analog signals of the sensor circuits 13a, 13b and 13c directly to a control device 3. In this case, the use of an integrated circuit 12 in the multiple sensor can be dispensed with.
  • the sensor circuit 13a is a temperature sensor.
  • the sensor circuit 13a contains in particular a temperature-dependent resistor with a negative temperature coefficient (NTC).
  • NTC resistor 14 serves together with another resistor Ri as Voltage divider, wherein the voltage at the center tap of the voltage divider is representative of the measured by the sensor circuit 13a temperature ⁇ and is detected by the integrated circuit 12.
  • the sensor circuit 13b is configured to measure a humidity ⁇ .
  • the sensor circuit 13b for this purpose comprises an impedance hygrometer 15 whose resistance changes as a function of a recorded amount of moisture.
  • the impedance hygrometer 15 is again in one
  • the third sensor circuit 13c includes a pressure sensor 16 for pressure detection.
  • the pressure sensor 16 may be a semiconductor component with a piezoelectric crystal which generates an electrical signal, for example a voltage, as a function of the force acting on a surface of the semiconductor component.
  • the generated signal is supplied to the integrated circuit 12 in the embodiment via a resistor network consisting of the resistors R 3 and R 4 .
  • the signal generated via the wiring harness 11 is fed directly to the control device 3.
  • Pressure sensors 16 such as the semiconductor device can usually measure only the force on a relatively small contact surface.
  • the force is to be determined on a spatially extended area 8a or 8b of a mattress, in an advantageous embodiment, an air cushion in the area 8a or 8b of the mattress 2 is provided, which on a measuring surface the pressure sensor 16 acts.
  • this mechanical transmission element is not shown in FIG.
  • other transmission elements with pressure or force measuring elements such as spring or lever mechanisms with
  • the integrated circuit 12 detects measured values from the sensor circuits 13a, 13b and 13c.
  • the integrated circuit 12 in particular a plurality of analog-to-digital converters (ADC) 17.
  • ADC analog-to-digital converters
  • an integrated circuit 12 with a different number of analog-to-digital converters 17 can be used. in the
  • the integrated circuit has four analog-to-digital converters 17.
  • the integrated circuit 12 has a plurality of digital-to-analog converters (DAC) 18.
  • DAC digital-to-analog converters
  • the digital-to-analog converters 18 are used to provide different operating voltages for the sensor circuits 13a, 13b and 13c and also serve to signal the data acquired by the sensors via an interface 19.
  • the interface 19 may be, for example, a serial interface in which the data of the individual sensors are transmitted in digitized form one after the other.
  • a serial interface in which the data of the individual sensors are transmitted in digitized form one after the other.
  • Interfaces 19 for example, analog or parallel digital interfaces for data transmission possible.
  • the interface 19 comprises four lines, one for providing a clock signal (CLK), one for the actual data transmission (DATA), one for resetting the integrated circuit 12 (RESET) and one for providing an operating voltage (V C c)
  • CLK clock signal
  • DATA actual data transmission
  • RESET reset the integrated circuit 12
  • V C c operating voltage
  • bus communication systems an identifier of a multiple sensor 7 or of the individual sensor circuits 13a, 13b and 13c is sent with the data to be transmitted so that several components of the bed 1, so in particular a plurality of sensor arrangements and / or actuators 6 connected to only a single data line for communication can be.
  • only the temperature ⁇ can be detected by a single sensor.
  • FIG. 4 shows a schematic flow and data flow diagram of a method 30 for detecting and setting a mattress climate.
  • the temperature ⁇ , the humidity ⁇ or the pressure p or the contact force F are detected on a region 8 of a mattress 2. Whether only a single measured value or a multiplicity of measured values is detected depends on the sensor arrangement used in each case.
  • the values detected by the various sensor circuits 13 of one or more sensor arrangements of individual sensors or multiple sensors 7 of the mattress 2 are compared in subsequent steps 34, 35 and 36 with temperature setpoints ⁇ s , desired humidity values ⁇ s or desired pressure values p s or force setpoint values F 3 .
  • temperature setpoints ⁇ s desired humidity values ⁇ s or desired pressure values p s or force setpoint values F 3 .
  • the setpoints may for example be predefined in the control device 3, manually entered via a user interface or automatically determined from the user behavior.
  • the time T at which the individual measured values were detected is made available to a control device 3.
  • the time T provided it can either be an absolute day or night time or one
  • a real-time clock integrated into the control device 3 can be used.
  • a climate model K of the mattress 2 is calculated from the detected measured value (s) or alternatively the differences between the measured values and the provided time T and, if appropriate, the spatial position of the individual sensor circuits 13.
  • control device 2 from which a plurality of measured values are determined, the individual factors do not enter into a predetermined climate model K in a rigid manner, but are used in the calculation of the climate model K using variable weightings. It is also possible, instead of rigid state values such as "too cold” and “too wet”, to blur according to human perception, for example “a bit too cold” and “a lot,” using so-called fuzzy logic too wet ".
  • step 39 different actuators 6 of the bed 1 are actuated by the control device 3 if this appears necessary or expedient for the correction of the mattress climate K.
  • a servomotor M1 which adjusts the inclination of the head end of the bed 1
  • step 40 for example, the heating of a central area of the bed is activated by a heating element Hl.
  • the ventilation of the central region of the bed 1 is activated by a venting element Vl.
  • step 42 a heating element H2 on Foot of the bed 1 is activated and in step 43, the ventilation of the foot end of the bed 1 is activated by a fan V2.
  • the method 30 provides a closed control loop for the bed 1, in which, in response to a measured variable, a manipulated variable is output, which in turn acts on the measured variable, the mattress climate K. For this reason, an arrow is shown in Figure 4, which indicates the re-execution of all steps. In this way, by one or more sensor circuits 13, the effect of the measures taken in steps 39 to 43 by the actuators 6 measures can be observed.
  • the control device 3 or a computer program which runs on a microcontroller and comprises the program code for carrying out a method for controlling the bed can contain a multiplicity of different control functions.
  • actuators 6 and sensor circuits 13 are associated with each other in pairs.
  • the temperature ⁇ can be detected by a temperature sensor in the foot region of a bed 1, compared with a setpoint temperature ⁇ s and controlled via a combined heating or cooling element such that the actual temperature ⁇ is within a predefined tolerance range of the setpoint temperature ⁇ s .
  • the humidity ⁇ in the range of a desired humidity ⁇ s can be adjusted by means of a ventilation unit.
  • the measured values of a plurality of sensor circuits 13, in particular all measured values of a multiple sensor 7, can be used jointly to drive one or a plurality of actuators 6. If, for example, it is determined by an elevated temperature ⁇ and increased humidity ⁇ that a person in the bed 1 perspires, he can do so alone
  • the moisture is removed from the mattress 2 as quickly as possible.
  • control functions can also be derived either automatically or semi-automatically from the acquired measured values.
  • a user of the bed 1 via an additional operating device such as For example, a handset 5, take on the operation of the control device 3 influence.
  • a user can bring the bed 1 into a predefined position by operating the handset 5, for example, to watch television. If after a predetermined time T is suspected or detected that the user has fallen asleep, the head end of the bed 1 can be lowered automatically and a previously activated heating element can be deactivated.
  • a falling asleep of a person can be recognized, for example, by the fact that the pressure p in a region of the bed 1 remains constant over a longer period or a body temperature and thus the temperature ⁇ in the region 8 drops.
  • control circuit 3 can recognize that the currently set target temperature ⁇ s is too low. In this case, the control circuit 3 can recognize that the currently set target temperature ⁇ s is too low.
  • Set temperature ⁇ s are raised, so that a heating element of the bed 1 is automatically activated by the control device 3 at a later date, without requiring a manual action by the user.
  • control device 3 can be implemented in whole or in part as a computer program. For example, it is possible to install a freely programmable microprocessor in a control device 3, on which runs a program for detecting and setting the mattress climate K.
  • control device 3 Similar to the multiple sensors 7 is a communication between the control device 3, possibly existing controls, such as the handset 5, as well as connected to the control device 3 actuators 6 possible in various ways. For example, it is possible to integrate relays or circuit breakers for direct control of motors, heating or ventilation elements directly into the control device 3. Alternatively, it is also possible to equip such components with their own control devices and instead to connect to the central control device 3 via a serial or other type of interface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bett (1) mit einer Matratze (2) und wenigstens einem Aktuator (6), der auf die Matratze (2) einwirkt und an eine Steuervorrichtung (3) angeschlossen ist, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass die Matratze (2) wenigstens eine an die Steuervorrichtung (3) angeschlossene Sensorschaltung (13) aufweist, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Messwert zu erfassen, der ein Matratzenklima (K) kennzeichnet, und die Steuervorrichtung (3) dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Aktuator (6) in Abhängigkeit von dem wenigstens einen erfassten Messwert der wenigstens einen Sensorschaltung (13) anzusteuern. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Sensoranordnung, eine Steuervorrichtung (3), ein Verfahren (30) zum Erfassen und Einstellen eines Matratzenklimas (K) und ein Computerprogrammprodukt zur Verwendung in bzw. mit einem derartigen Bett (1).

Description

Beschreibung
Bett mit einer Matratze, Sensoranordnung, Steuervorrichtung, Verfahren zum Erfassen und Einstellen eines Matratzenklimas und Computerprogrammprodukt
Die Erfindung betrifft ein Bett mit einer Matratze und wenigstens einem Aktuator, der auf die Matratze einwirkt und an eine Steuervorrichtung angeschlossen ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Sensoranordnung zum Erfassen eines Matratzenklimas, eine Steuervorrichtung mit einem Steuerausgang zum Anschluss wenigstens eines Aktuators eines Betts mit einer Matratze, ein Verfahren zum Erfassen und Einstellen eines Matratzenklimas eines solchen Bettes und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Ausführung auf einem MikroController einer Steuervorrichtung.
Betten und Krankenliegen mit Aktuatoren, auch genannt Aktoren, die auf eine Matratze mechanisch, thermisch oder in anderer Weise einwirken, sind vielfach bekannt.
Beispielsweise ist aus der DE 2006 011 987 Ul bekannt, ein Bett mit einem oder mehreren Stellmotoren auszurüsten, um das Kopfteil oder Fußteil des Bettes aus einer flachen Schlaf- in eine angewinkelte Position zu bringen. Aus der DE 20 2005 020 485 Ul ist es bekannt, Heizelemente in eine Matratze zu integrieren, um die Matratze auf eine für den Benutzer angenehme Temperatur vorzuwärmen. Solche Aktuatoren werden in der Regel manuell oder halbautomatisch über geeignete Steuervorrichtungen wie Hand- oder Fußschalter bedient.
Aus der EP 09 02 637 Bl ist ein Bett mit einer einstellbaren Konfiguration bekannt, bei der über eine Sensoreinrichtung das Vorliegen eines Zustands erfasst wird, der von der Orientierung eines Benutzerkörpers abhängt. Ein derartiges Bett erlaubt es, die Konfiguration des Bettes automatisch an die aktuelle Schlafposition eines Benutzers anzupassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Liegekomfort eines Bettes noch weiter zu erhöhen, um einem Benutzer einen angenehmen, gesunden und erholsamen Schlaf zu gewähren.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Bett der oben genannten Art mit wenigstens einer an die Steuervorrichtung angeschlossenen Sensorschaltung gelöst, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Messwert zu erfassen, der ein Matratzenklima kennzeichnet. Dabei ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, den wenigstens einen Aktuator in Abhängigkeit des erfassten Messwertes der wenigstens einen Sensorschaltung anzusteuern.
Mittels der an die Steuervorrichtung angeschlossenen Sensorschaltung kann ein Klima der Matratze, also insbesondere deren Temperatur, Feuchtigkeit und/oder ein Druck beziehungsweise eine Auflagekraft auf die Matratze, durch die Steuervorrichtung erkannt werden. Ausgehend von den Kenntnissen über das Matratzenklima kann die Steuervorrichtung den wenigstens einen Aktuator dann derart ansteuern, dass der Liegekomfort des Bettes für einen Benutzer optimiert wird.
In vorteilhaften Ausgestaltungen umfasst das Bett eine Belüftungseinrichtung, eine Beheizungseinrichtung und/oder eine Verstelleinrichtung. Durch diese Aktuatoren kann die Steuervorrichtung in vorteilhafter Weise auf das Matratzenklima einwirken. Die zugrunde liegende Aufgabe wird ebenso gelöst durch eine Sensoranordnung zum Erfassen eines Matratzenklimas, die dazu eingerichtet ist, in einen Bereich einer Matratze integriert zu werden, und die wenigstens einen Temperatursensor und einen Feuchtigkeitssensor umfasst, die dazu eingerichtet sind, die Temperatur und die Feuchtigkeit in dem Bereich der Matratze zu erfassen.
Durch die Sensoranordnung können Messwerte für einen definierten Bereich einer Matratze erfasst werden. Somit wird die Bestimmung eines Matratzenklimas und der Einbau des Sensors in die Matratze besonders einfach gestaltet. Insbesondere ist es durch den Temperatur- und den Feuchtigkeitssensor möglich, eine etwaige Schweißbildung des Benutzers zu beobachten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Sensoranordnung zusätzlich einen Kraftsensor, der dazu eingerichtet ist, die Auflagekraft auf den Bereich der Matratze zu erfassen. Mittels des Kraftsensors ist es möglich, die Auflagekraft auf die Matratze, die in Bezug auf die aktuelle Schlafposition des Benutzers steht, zu erfassen.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird ebenso durch eine Steuervorrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst. Eine derartige
Steuervorrichtung ist dazu geeignet, Messwerte von wenigstens einer Sensorschaltung über einen Sensoreingang zu erfassen und zu verarbeiten sowie an wenigstens einem Steuerausgang der Steuervorrichtung in Abhängigkeit der abgefragten Messwerte Steuersignale für einen Aktuator bereit zu stellen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung zum gleichzeitigen Anschluss mehrerer Sensoranordnungen geeignet. Durch den Anschluss mehrerer Sensoranordnungen kann das Matratzenklima in unterschiedlichen Bereichen der Matratze bestimmt werden. Somit ist eine gezielte Beeinflussung des Matratzenklimas in einzelnen Teilen der Matratze möglich. Beispielsweise kann ein Fußende der Matratze angewärmt werden, während ein zentraler Bereich der Matratze mittels einer Belüftungseinrichtung belüftet wird.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Erfassen und Einstellen eines Matratzenklimas eines Bettes mit einer Matratze mit den folgenden Schritten gelöst:
- Erfassen wenigstens eines Messwertes, der das Matratzenklima in einem Bereich der Matratze kennzeichnet,
- Vergleichen des wenigstens einen Messwertes mit wenigstens einem Sollwert,
- Bestimmen, ob eine Korrektur des Matratzenklimas erforderlich ist, und - Aktivieren wenigstens eines Aktuators des Bettes, wenn eine Korrektur des Matratzenklimas erforderlich ist.
Durch die oben genannten Verfahrensschritte wird ein Regelkreis zum Erfassen und Einstellen eines Matratzenklimas geschlossen, über den wenigstens ein Aktuator eines Bettes in Abhängigkeit des Matratzenklimas angesteuert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Vergleich mit dem wenigstens einen Sollwert, die Bestimmung, ob eine Korrektur erforderlich ist, oder das
Aktivieren des wenigstens einen Aktuators in Abhängigkeit von einer Uhrzeit oder Benutzungsdauer des Bettes durchgeführt. Durch die zeitabhängige Anpassung des Verfahrens kann der Regelkreis an die aktuelle Schlafphase eines Benutzers angepasst werden. Beispielsweise ist es möglich, während einer Einschlafphase die Matratze zu beheizen und vor oder nach dem Aufstehen die Matratze zu belüften.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Erkennen einer ungleichmäßigen Belastung der Matratze durch Aktivieren wenigstens einer Verstelleinrichtung die Position wenigstens eines Teils der Matratze verändert. Durch
Verändern der Position wenigstens eines Teils der Matratze kann eine Schlafposition eines Benutzers stabilisiert oder korrigiert werden. Beispielsweise ist es möglich, besonders belastete Bereiche einer Matratze abzusenken, um eine Blutzirkulation darauf befindlicher Körperteile zu verbessern .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Erkennen einer erfassten Temperatur, die unter einem Temperatursollwert liegt, durch Aktivieren wenigstens einer Beheizungseinrichtung die Matratze beheizt. Somit ist es beispielsweise möglich, besonders schlecht durchblutete Körperteile, wie etwa Füße, zu erwärmen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Erkennen einer erfassten Feuchtigkeit, die über einem Feuchtigkeitssollwert liegt, durch Aktivieren wenigstens einer Belüftungseinrichtung die Matratze belüftet. Durch die Belüftung einer zu feuchten Matratze kann einer für den Schläfer unangenehmen und gesundheitsbeeinträchtigenden Durchnässung der Matratze entgegen gewirkt werden. Gleichzeitig wird die Temperatur der Matratze in dem belüfteten Bereich durch Verdunstung erniedrigt, so dass einer Schweißbildung durch den Benutzer entgegen gewirkt wird.
Gemäß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen wird bei der Bestimmung, ob eine Korrektur nötig ist, eine Mehrzahl von erfassten Messwerten miteinander kombiniert. Dazu kann in einer weiteren Ausgestaltung auch eine Fuzzy-Logik verwendet werden. Durch Kombination mehrerer Messwerte, beispielsweise mittels einer Fuzzy-Logik, ist eine besonders vorteilhafte Regelung des Matratzenklimas möglich, bei der mehrere Faktoren, die das Matratzenklima beeinträchtigen, gesamtheitlich und variabel entsprechend einer menschlichen Wahrnehmung betrachtet werden.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird schließlich durch ein
Computerprogrammprodukt mit Programmcodes zur Ausführung des Verfahrens auf einem MikroController einer Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 25 gelöst.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten
Anordnung eines Bettes mit einer Matratze und wenigstens einem Aktuator, der auf die Matratze einwirkt und an eine Steuervorrichtung angeschlossen ist, Figur 2 eine schematische Darstellung einer zweiten
Anordnung eines Bettes mit einer Matratze und wenigstens einem Aktuator, der auf die Matratze einwirkt und an eine Steuervorrichtung angeschlossen ist,
Figur 3 ein vereinfachter Schaltplan einer Sensoranordnung und
Figur 4 ein Ablaufdiagramm einer Ausgestaltung eines Verfahrens zum Erfassen und Einstellen eines Matratzenklimas .
Figur 1 zeigt eine erste schematische Anordnung von Komponenten eines Bettes 1 mit einer Matratze 2. Ein Bett im Sinne dieser Anmeldung umfasst dabei jedes zum Liegen geeignete Möbelstück, dessen Liegefläche über wenigstens einen Aktuator verfügt. Dabei ist es unerheblich, ob es sich um eine fest mit dem Bett 1 verbundene Matratze 2 in Form einer gepolsterten Auflagefläche oder um eine abnehmbare
Matratze 2 handelt. Auch der Gebrauch des Bettes 1, also ob es sich um ein gewöhnliches Bett zum nächtlichen Schlaf oder um eine Funktionsliege zur kurzzeitigen Erholung oder Behandlung im medizinischen Bereich handelt, ist unerheblich. Insbesondere sollen also Kranken- und Massageliegen und ähnliche Vorrichtungen ausdrücklich vom in der Anmeldung verwendeten Begriff "Bett" umfasst sein. Unter Aktuator, auch genannt Aktor, ist jegliche Vorrichtung zu verstehen, die ein Steuersignal empfängt und es in eine andere Größe umwandelt, die auf die Matratze einwirkt. Ob es sich dabei um eine mechanische, thermische, hydraulische oder sonstige Einwirkung handelt, ist unerheblich. Insbesondere fallen unter diese Definition des Begriffs "Aktuators" Stellmotoren, Heizelemente, Vibratoren, Lüfter und so fort.
Im Ausführungsbeispiel umfasst das Bett 1 eine Steuervorrichtung 3. Die Steuervorrichtung 3 wird über ein Netzteil 4, beispielsweise einen Transformator, mit Energie versorgt. Außerdem ist an die Steuervorrichtung 3 ein Handschalter 5 angeschlossen, der eine manuelle Einflussnahme auf die Steuervorrichtung 3 gestattet. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen kabelgebundenen Handschalter oder eine Anordnung bestehend aus einem Empfänger und einer zugehörigen Infrarot- oder Funkfernbedienung handeln.
Auf die Matratze 2 wirken im Ausführungsbeispiel fünf Aktuatoren 6 ein. Bei den Aktuatoren 6 kann es sich beispielsweise um Stellmotoren, Heiz-, Kühl- oder Belüftungseinrichtungen handeln. Auch andere, durch die Steuervorrichtung 3 elektrisch ansteuerbare Aktuatoren 6 sind möglich .
Des Weiteren umfasst die Matratze 2 im Ausführungsbeispiel zwei als Mehrfachsensoren 7 ausgebildete Sensoranordnungen. Ein erster Mehrfachsensor 7a ist in einen ersten Bereich 8a, beispielsweise das Kopfende der Matratze 2 integriert. Ein zweiter, optionaler Mehrfachsensor 7b ist in einen zweiten
Bereich 8b der Matratze 2 integriert. Beispielsweise kann es sich bei dem zweiten Bereich 8b um ein Fußteil oder einen Mittelteil der Matratze 2 handeln. Die Bereiche 8a und 8b dienen als Messbereiche beziehungsweise -punkte zur Bestimmung eines Matratzenklimas.
In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform können die als Mehrfachsensor 7a oder 7b ausgebildeten Mehrfachsensoranordnungen auch mittels Einzelsensoren, die zusammen eine Sensoranordnung bilden, in die Matratze 2 integriert werden, um das Matratzenklima zu bestimmen. Die Verwendung von Einzelsensoren erlaubt insbesondere eine nachträgliche Aufrüstung eines Bettes 1 mit zusätzlichen Sensoren, während die Verwendung von Mehrfachsensoren 7 Platzvorteile bietet und die Herstellung der Matratze 2 vereinfacht .
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weist die
Steuervorrichtung 3 fünf Steuerausgänge 9 sowie eine Sensoreingang 10 auf. Wie dargestellt, ist der Sensoreingang 10 jedoch zum Anschluss der beiden Mehrfachsensoren 7a und 7b geeignet. Der Anschluss zweier Mehrfachsensoren 7 an einen gemeinsamen Sensoreingang 10 wird über einen geeigneten
Kabelbaum 11 vorgenommen. Durch Verwendung des Kabelbaums 11 kann der elektrische Anschluss von einem beziehungsweise zwei Mehrfachsensoren 7 an die Steuervorrichtung 3 vereinfacht werden .
In einer weiteren, in der Figur 2 dargestellten Ausgestaltung umfasst die Matratze 2 nur eine einzelne Sensorschaltung 13, beispielsweise einen Temperatursensor oder einen Feuchtigkeitssensor, in einem zentralen Bereich 8. Das Bett umfasst des Weiteren einen Aktuator 6, beispielsweise eine Heizeinrichtung, die ebenfalls in dem zentralen Bereich 8 angeordnet ist. Eine solche Anordnung ist besonders kostengünstig und erlaubt den Aufbau einfacher Regelkreise für ein Bett 1.
Als Matratzenklima im Sinne der Anmeldung sind ein oder mehrere Messwerte für einen Bereich 8 der Matratze 2 zu verstehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um einzelne Temperatur- oder Feuchtigkeitsmesswerte, zeitliche Verläufe von Temperatur- oder Feuchtigkeitsmesswerten, Messwerte für unterschiedliche Bereiche 8a und 8b der Matratze 2 oder unterschiedliche Arten von Messwerten, wie Temperatur und Feuchtigkeit, für einen einzelnen Bereich 8a handeln. Das Matratzenklima kann umso besser charakterisiert werden, je mehr Messwerte zur Verfügung stehen. Für einfache Anwendungen reicht jedoch schon das Bestimmen einzelner Messwerte aus.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Anordnungen der Betten 1 in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellt sind. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Sensoranordnungen in einer Implementierung in etwa in der Mitte der Bereiche 8a und 8b beziehungsweise 8 und nicht an deren Rand anzuordnen. Die genaue Anordnung kann dabei sowohl von der Bettgeometrie als auch der Physiologie des Benutzers abhängen.
Figur 3 zeigt einen vereinfachten Schaltplan einer Sensoranordnung in Form eines Mehrfachsensors 7. Der Mehrfachsensor 7 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen integrierten Schaltkreis 12, an dem im
Ausführungsbeispiel drei Sensorschaltungen 13a, 13b und 13c angeschlossen sind. Alternativ ist es auch möglich, analoge Signale der Sensorschaltungen 13a, 13b und 13c direkt an eine Steuervorrichtung 3 zu übertragen. In diesem Fall kann auf die Verwendung eines integrierten Schaltkreises 12 in dem Mehrfachsensor verzichtet werden.
Bei der Sensorschaltung 13a handelt es sich um einen Temperatursensor. Die Sensorschaltung 13a enthält insbesondere einen temperaturabhängigen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) . Der NTC-Widerstand 14 dient zusammen mit einem weiteren Widerstand Ri als Spannungsteiler, wobei die Spannung am Mittelabgriff des Spannungsteilers repräsentativ für die durch die Sensorschaltung 13a gemessene Temperatur Θ ist und durch den integrierten Schaltkreis 12 erfasst wird.
Die Sensorschaltung 13b ist zur Messung einer Feuchtigkeit Φ eingerichtet. Insbesondere umfasst die Sensorschaltung 13b hierzu ein Impedanzhygrometer 15, dessen Widerstand sich in Abhängigkeit einer aufgenommenen Feuchtigkeitsmenge ändert. Das Impedanzhygrometer 15 ist wiederum in einer
Spannungsteilerschaltung mit einem weiteren Widerstand R2 verschaltet, die an den integrierten Schaltkreis 12 angeschlossen ist.
Die dritte Sensorschaltung 13c umfasst einen Drucksensor 16 zur Druckerfassung. Beispielsweise kann es sich bei dem Drucksensor 16 um einen Halbleiterbaustein mit einem piezoelektrischen Kristall handeln, der ein elektrisches Signal, beispielsweise eine Spannung, in Abhängigkeit der auf einer Oberfläche des Halbleiterbausteins wirkende Kraft erzeugt. Das erzeugte Signal wird im Ausführungsbeispiel über ein Widerstandsnetzwerk bestehend aus den Widerständen R3 und R4 dem integrierten Schaltkreis 12 zugeführt. In einer alternativen Ausgestaltung wird das erzeugte Signal über den Kabelbaum 11 direkt der Steuervorrichtung 3 zugeführt.
Drucksensoren 16 wie der Halbleiterbaustein können in der Regel nur die Kraft auf eine verhältnismäßig kleine Auflagefläche messen. Da in der hier beschriebenen Anwendung jedoch die Kraft auf einen räumlich ausgedehnten Bereich 8a oder 8b einer Matratze bestimmt werden soll, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Luftkissen in dem Bereich 8a oder 8b der Matratze 2 vorgesehen, das auf eine Messfläche des Drucksensors 16 einwirkt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist dieses mechanische Übertragungselement in der Figur 3 jedoch nicht dargestellt. Selbstverständlich können auch andere Übertragungselemente mit Druck- oder Kraftmesselementen, wie Feder- oder Hebelmechanismen mit
Kraft- oder Drucksensoren verschiedenen Bauarten, Verwendung finden .
Der integrierte Schaltkreis 12 erfasst Messwerte von den Sensorschaltkreisen 13a, 13b und 13c. Hierfür weist der integrierte Schaltkreis 12 insbesondere eine Vielzahl von Analog-zu-Digital-Wandlern (ADC) 17 auf. Je nach Anzahl und Anordnung der Sensorschaltungen 13 kann ein integrierter Schaltkreis 12 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Analog- zu-Digital-Wandlern 17 eingesetzt werden. Im
Ausführungsbeispiel weist der integrierte Schaltkreis vier Analog-zu-Digital-Wandler 17 auf.
Des Weiteren weist der integrierte Schaltkreis 12 eine Mehrzahl von Digital-zu-Analog-Wandlern (DAC) 18 auf. Die Digital-zu-Analog-Wandler 18 werden zum Bereitstellen unterschiedlicher Betriebsspannungen für die Sensorschaltungen 13a, 13b und 13c verwendet und dienen außerdem zur Signalisierung der durch die Sensoren erfassten Daten über eine Schnittstelle 19.
Bei der Schnittstelle 19 kann es sich beispielsweise um eine serielle Schnittstelle handeln, bei der die Daten der einzelnen Sensoren in digitalisierter Form nacheinander übertragen werden. Selbstverständlich sind auch andere
Schnittstellen 19, beispielsweise analoge oder parallele digitale Schnittstellen zur Datenübertragung möglich. Im Ausführungsbeispiel umfasst die Schnittstelle 19 vier Leitungen, eine zum Bereitstellen eines Taktsignals (CLK) , eine zur eigentlichen Datenübertragung (DATA) , eine zum Zurücksetzen des integrierten Schaltkreises 12 (RESET) und eine zum Bereitstellen einer Betriebsspannung (VCc) • Sollen mehr als zwei Mehrfachsensoren 7 an ein gemeinsames Kabel oder an einen gemeinsamen Sensoreingang 10 angeschlossen werden, ist es beispielsweise möglich, das Takt-, das Rücksetz- und das Betriebsspannungssignal parallel zu verschalten. Lediglich die Datenleitung zur Kommunikation mit den einzelnen Mehrfachsensoren 7 muss an unterschiedliche Leitungen angeschlossen sein.
Es ist jedoch auch möglich, andere Kommunikationsprotokolle, insbesondere Protokolle zu Buskommunikation einzusetzen. Bei Buskommunikationssystemen wird mit den zu übertragenden Daten auch eine Kennung eines Mehrfachsensors 7 beziehungsweise der einzelnen Sensorschaltungen 13a, 13b und 13c gesendet, so dass mehrere Komponenten des Bettes 1, also insbesondere mehrere Sensoranordnungen und/oder Aktuatoren 6 an nur eine einzelne Datenleitung zur Kommunikation angeschlossen werden können .
Anstelle der integrierten Mehrfachsensoren 7 können auch Einzelsensoren eingesetzt werden, die jeweils nur den Druck p, die Temperatur Θ oder die Feuchtigkeit Φ erfassen.
Beispielsweise kann in einem zentralen Bereich der Matratze 2 nur die Temperatur Θ durch einen Einzelsensor erfasst werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird zusätzlich in einem Nackenbereich der Druck p erfasst. Insbesondere bei solch verhältnismäßig einfach aufgebauten Einzelsensoranordnungen ist ein direkter Anschluss an die Steuervorrichtung 3 sinnvoll . Figur 4 zeigt ein schematisches Ablauf- und Datenlaufdiagramm eines Verfahrens 30 zum Erfassen und Einstellen eines Matratzenklimas .
In den Schritten 31, 32 und 33 werden die Temperatur Θ, die Feuchtigkeit Φ beziehungsweise der Druck p oder die Auflagekraft F auf einen Bereich 8 einer Matratze 2 erfasst. Ob nur ein einzelner Messwert oder eine Vielzahl von Messwerten erfasst werden, hängt dabei von der jeweils verwendeten Sensoranordnung ab.
Die durch die verschiedenen Sensorschaltkreise 13 eines oder mehrerer Sensoranordnungen von Einzelsensoren oder Mehrfachsensoren 7 der Matratze 2 erfassten Werte werden in nachfolgenden Schritten 34, 35 und 36 mit Temperatursollwerten Θs, Feuchtigkeitssollwerten Φs beziehungsweise Drucksollwerten ps oder Kraftsollwerten F3 verglichen. Alternativ ist es auch möglich, Differenzen ΔΘ, ΔΦ, Δp oder ΔF zu ermitteln. Die Sollwerte können beispielsweise fest in der Steuervorrichtung 3 vorgegeben sein, manuell über eine Benutzerschnittstelle eingegeben werden oder automatisch aus dem Benutzerverhalten bestimmt werden .
Des Weiteren wird in einem optionalen Schritt 37 die Zeit T, zu der die einzelnen Messwerte erfasst wurden, einer Steuervorrichtung 3 zur Verfügung gestellt. Bei der zur Verfügung gestellten Zeit T kann es sich entweder um eine absolute Tages- beziehungsweise Nachtzeit oder um eine
Zeitdauer seit dem Eintreten eines bekannten Ereignisses, wie beispielsweise ein Zeitraum der aktuellen Benutzung des Bettes 1 liegen. Hierzu kann beispielsweise eine in die Steuervorrichtung 3 integrierte Echtzeituhr dienen.
In einem nachfolgenden Schritt 38 wird aus dem oder den erfassten Messwerten oder alternativ den Differenzen der Messwerte mit den bereitgestellten Sollwerten sowie der bereit gestellte Zeit T und gegebenenfalls der räumlichen Position der einzelnen Sensorschaltungen 13 ein Klimamodell K der Matratze 2 berechnet.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer Steuervorrichtung 2, von der mehrere Messwerte bestimmt werden, gehen die einzelnen Faktoren dabei nicht in starrer Weise in ein vorbestimmtes Klimamodell K ein, sondern werden unter Verwendung variabler Gewichtungen bei der Berechnung des Klimamodells K verwendet. Es ist auch möglich, anstatt starrer Zustandswerte, wie zum Beispiel "zu kalt" und "zu feucht", durch Verwendung einer so genannten Fuzzy-Logik diese entsprechend der menschlichen Wahrnehmung unschärfer zu fassen, zum Beispiel "ein bisschen zu kalt" und "viel zu feucht".
In nachfolgenden, optionalen Schritten 39 bis 43 werden unterschiedliche Aktuatoren 6 des Bettes 1 von der Steuervorrichtung 3 angesteuert, wenn dies zur Korrektur des Matratzenklimas K nötig oder sinnvoll erscheint. Beispielsweise kann ein Stellmotor Ml, der die Neigung des Kopfendes des Bettes 1 einstellt, im Schritt 39 betätigt werden. Im Schritt 40 wird beispielsweise die Beheizung eines zentralen Bereichs des Bettes durch ein Heizelement Hl aktiviert. In dem Schritt 41 wird hingegen die Belüftung des zentralen Bereiches des Bettes 1 durch ein Belüftungselement Vl aktiviert. Im Schritt 42 wird ein Heizelement H2 am Fußendes des Bettes 1 aktiviert und im Schritt 43 wird die Belüftung des Fußendes des Bettes 1 durch einen Ventilator V2 aktiviert .
Sowohl das Erfassen der Messwerte in den Schritten 31, 32 und 33 als auch das Aktivieren, Deaktivieren oder Regeln der Aktuatoren 6 in den Schritten 39 bis 43 finden unabhängig voneinander statt. Daher sind die verschiedenen Verfahrensschritte in der Figur 4 nebeneinander dargestellt. Ob die einzelnen Schritte tatsächlich gleichzeitig oder nacheinander ausgeführt werden, hängt von den technischen Gegebenheiten der Steuervorrichtung 3 sowie der Aktuatoren 6 und der Sensoranordnung ab. Beispielsweise werden bei einer seriellen Kommunikation die Messwerte nacheinander übertragen, während eine parallele Schnittstelle auch eine gleichzeitige Erfassung mehrerer Messwerte gestattet.
Insgesamt wird durch das Verfahren 30 einen geschlossenen Regelkreis für das Bett 1 bereitgestellt, bei dem als Reaktion auf eine Messgröße eine Stellgröße ausgegeben wird, die wiederum auf die Messgröße, das Matratzenklima K, einwirkt. Aus diesem Grunde ist in der Figur 4 ein Pfeil dargestellt, der die erneute Ausführung sämtlicher Schritte andeutet. Auf diese Weise kann durch eine oder mehrere Sensorschaltungen 13 die Auswirkung der in den Schritten 39 bis 43 durch die Aktuatoren 6 ergriffene Maßnahmen beobachtet werden .
Die Steuervorrichtung 3 beziehungsweise ein Computerprogramm, das auf einem MikroController abläuft, und das Programmcode zur Ausführung eines Verfahrens zur Steuerung des Bettes umfasst, können eine Vielzahl unterschiedlicher Regelungsfunktionen enthalten. In einer einfachen Ausgestaltung sind Aktuatoren 6 und Sensorschaltungen 13 paarweise einander zugeordnet. Beispielsweise kann durch einen Temperatursensor im Fußbereich eines Bettes 1 die Temperatur Θ erfasst werden, mit einer Solltemperatur Θs verglichen werden und über ein kombiniertes Heiz- oder Kühlelement so geregelt werden, dass die tatsächliche Temperatur Θ innerhalb eines vordefinierten Toleranzbereiches der Solltemperatur Θs liegt. Auf ähnliche Weise kann auch die Feuchtigkeit Φ im Bereich einer Sollfeuchtigkeit Φs mittels einer Belüftungseinheit eingestellt werden.
Es ist jedoch auch möglich, die Messwerte mehrerer Sensorschaltungen 13, insbesondere sämtliche Messwerte eines Mehrfachsensors 7, zur Ansteuerung eines einzelnen oder einer Vielzahl von Aktuatoren 6 gemeinsam zu benutzen. Wird zum Beispiel durch eine erhöhte Temperatur Θ und eine erhöhte Feuchtigkeit Φ festgestellt, dass eine in dem Bett 1 befindliche Person schwitzt, kann diesem allein durch
Aktivieren eines Belüftungselements entgegen gewirkt werden. Wird hingegen erkannt, dass sich keine Person mehr in dem Bett 1 befindet, beispielsweise weil der Druck p auf die Matratze 2 nachgelassen hat, die Feuchtigkeit Φ in der Matratze 2 aber dennoch erhöht ist, kann durch eine
Kombination eines Heizelementes und eines Lüftungselementes die Feuchtigkeit aus der Matratze 2 schnellstmöglich entfernt werden .
Auch andere Regelungsfunktionen können entweder automatisch oder halbautomatisch aus den erfassten Messwerten abgeleitet werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann ein Benutzer des Bettes 1 über eine zusätzliche Bedieneinrichtung, wie beispielsweise einen Handschalter 5, auf die Funktionsweise der Steuervorrichtung 3 Einfluss nehmen.
Beispielsweise kann ein Benutzer das Bett 1 durch Betätigen des Handschalters 5 in eine vordefinierte Position bringen, beispielsweise um Fernsehen zu sehen. Wird nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit T vermutet oder erkannt, dass der Benutzer eingeschlafen ist, kann das Kopfende des Bettes 1 automatisch herabgesenkt werden und ein zuvor aktiviertes Heizelement deaktiviert werden. Ein Einschlafen einer Person kann beispielsweise daran erkannt werden, dass der Druck p in einem Bereich des Bettes 1 über längere Zeit konstant bleibt oder eine Körpertemperatur und somit die Temperatur Θ im Bereich 8 abfällt.
Es ist auch möglich, die Steuerschaltung 3 selbstlernend auszugestalten. Beispielsweise kann die Steuerschaltung 3 durch wiederholtes Aktivieren eines Heizelementes durch den Benutzer erkennen, dass die momentan eingestellte Solltemperatur Θs zu niedrig ist. In diesem Fall kann die
Solltemperatur Θs angehoben werden, damit zu einem späteren Zeitpunkt ein Heizelement des Bettes 1 automatisch durch die Steuervorrichtung 3 aktiviert wird, ohne dass es einer manuellen Einwirkung des Benutzers bedarf.
Auch andere Erkenntnisse über das Matratzenklima K oder das Schlafverhalten eines Benutzers des Bettes 1 können durch statistische Beobachtungen durch die Steuervorrichtung 3 erfasst werden. Beispielsweise ist es möglich, durch die Bestimmung des zeitlichen Temperaturverlaufs der Matratze die unterschiedlichen Schlafphasen eines Benutzers des Bettes 1 zu bestimmen. Je nach Komplexität des implementierten Regelkreises kann die Steuervorrichtung 3 ganz oder teilweise als Computerprogramm implementiert werden. Beispielsweise ist es möglich, einen frei programmierbaren Mikroprozessor in eine Steuervorrichtung 3 einzubauen, auf dem ein Programm zum Erfassen und Einstellen des Matratzenklimas K abläuft.
Ähnlich wie bei den Mehrfachsensoren 7 ist eine Kommunikation zwischen der Steuervorrichtung 3, eventuell vorhandenen Bedienelementen, wie etwa dem Handschalter 5, sowie den an die Steuervorrichtung 3 angeschlossen Aktuatoren 6 auf verschiedenem Wege möglich. Beispielsweise ist es möglich, Relais oder Leistungsschalter zur direkten Ansteuerung von Motoren, Heiz- oder Belüftungselementen direkt in die Steuervorrichtung 3 zu integrieren. Alternativ ist es auch möglich, solche Komponenten mit eigenen Steuervorrichtungen auszurüsten und stattdessen über eine serielle oder andersartige Schnittstelle mit der zentralen Steuervorrichtung 3 zu verbinden.
Bezugszeichenliste
1 Bett
2 Matratze
3 Steuervorrichtung
4 Netzteil
5 Handschalter
6 Aktuator
7 Mehrfachsensor
8 Bereich
9 Steuerausgang
10 Steuereingang
11 Kabelbaum
12 integrierter Schaltkreis
13 SensorSchaltung
14 NTC-Widerstand
15 Impedanz-Hygrometer
16 Drucksensor
17 Analog-zu-Digital-Wandler
18 Digital-zu-Analog-Wandler
19 Schnittstelle
30 bis 43 Verfahrensschritte
Θ Temperatur
Φ Feuchtigkeit
P Druck
F Kraft
T Zeit
K Matratzenklima

Claims

Patentansprüche
1. Bett mit einer Matratze (2) und wenigstens einem Aktuator (6), der auf die Matratze (2) einwirkt und an eine Steuervorrichtung (3) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Matratze (2) wenigstens eine an die Steuervorrichtung
(3) angeschlossene Sensorschaltung (13) aufweist, die dazu eingerichtet sind, wenigstens einen Messwert zu erfassen, der ein Matratzenklima (K) kennzeichnet, und
- die Steuervorrichtung (3) dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Aktuator (6) in Abhängigkeit von erfassten Messwerten der wenigstens einen Sensorschaltung (13) anzusteuern .
2. Bett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matratze eine Sensoranordnung mit wenigstens zwei Sensorschaltungen (13a, 13b) aufweist, die dazu eingerichtet sind, eine Temperatur (Θ) und eine Feuchtigkeit (Φ) zu erfassen.
3. Bett nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung eine zusätzliche Sensorschaltung (13c) aufweist, die dazu eingerichtet ist, einen Druck (p) oder eine Auflagekraft (F) zu erfassen.
4. Bett nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschaltungen (13a, 13b, 13c) in einem gemeinsamen Mehrfachsensor (7) integriert sind.
5. Bett nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (6) eine Belüftungseinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Teil der Matratze (2) zu belüften.
6. Bett nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (6) eine Heizungseinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Teil der Matratze (2) zu beheizen.
7. Bett nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (6) eine Verstelleinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Position wenigstens eines Teils der Matratze (2) zu verändern.
8. Sensoranordnung zum Erfassen eines Matratzenklimas (K), die dazu eingerichtet ist, in einem Bereich (8) einer Matratze (2) integriert zu werden, und wenigstens einen Temperatursensor und einen Feuchtigkeitssensor umfasst, die dazu eingerichtet sind, die Temperatur (Θ) und die
Feuchtigkeit (Φ) in dem Bereich (8) der Matratze (2) zu erfassen .
9. Sensoranordnung nach Anspruch 8, die einen zusätzlichen Kraftsensor umfasst, der dazu eingerichtet ist, die
Auflagekraft (F) auf den Bereich (8) der Matratze (2) zu erfassen .
10. Sensoranordnung nach Anspruch 8 oder 9, die ein Luftkissen in dem Bereich (8) der Matratze (2) und einen Drucksensor (16) umfasst, der dazu eingerichtet ist, den Druck (p) des Luftkissens zu erfassen.
11. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, die einen integrierten Schaltkreis (12) zum Erfassen von Messwerten in dem Bereich (8) der Matratze (2) umfasst.
12. Steuervorrichtung mit wenigstens einem Steuerausgang (9) zum Anschluss wenigstens eines Aktuators (6) eines Bettes (I] mit einer Matratze (2), dadurch gekennzeichnet, dass
- die Steuervorrichtung (3) wenigstens einen Sensoreingang (10) zum Anschluss von wenigstens einer Sensorschaltung
(13) aufweist, die dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Messwert zu erfassen, der ein Matratzenklima (K) kennzeichnet, und
- die Steuervorrichtung (3) dazu eingerichtet ist, den Sensoreingang (10) bezüglich eines erfassten Messwertes abzufragen, in Abhängigkeit des abgefragten Messwertes ein Steuersignal für den wenigstens einen Aktuator (6) zu bestimmen und an dem wenigstens einen Steuerausgang (9) bereitzustellen.
13. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensoreingang (10) zum Anschluss wenigstens einer Mehrfachsensoranordnung oder eines Mehrfachsensors (7) eingerichtet ist, die beziehungsweise der wenigstens zwei Sensorschaltungen (13a, 13b) zum Erfassen einer Temperatur (Θ) und einer Feuchtigkeit (Φ) umfasst.
14. Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensoreingang (10) zum gleichzeitigen Anschluss mehrerer Mehrfachsensoranordnungen oder Mehrfachsensoren (7) eingerichtet ist.
15. Verfahren zum Erfassen und Einstellen eines Matratzenklimas (K) eines Bettes (1) mit einer Matratze (2) mit den folgenden Schritten:
- Erfassen wenigstens eines Messwertes, der das Matratzenklima (K) in einem Bereich (8) der Matratze (2) kennzeichnet,
- Vergleichen des wenigstens einen Messwertes mit wenigstens einem Sollwert,
- Bestimmen, ob eine Korrektur des Matratzenklimas (K) erforderlich ist, und
- Aktivieren wenigstens eines Aktuators (6) des Bettes (1), wenn eine Korrektur des Matratzenklimas (K) erforderlich ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Temperatur (Θ) und eine Feuchtigkeit (Φ) in dem Bereich (8) als Messwert erfasst werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Druck (p) oder eine Auflagekraft (F) in dem Bereich (8) als Messwert erfasst werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich mit dem wenigstens einen Sollwert, die Bestimmung, ob eine Korrektur erforderlich ist, oder das Aktivieren des wenigstens einen Aktuators (6) in Abhängigkeit von einer Uhrzeit oder einer Benutzungsdauer des Bettes (1) erfolgt .
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen einer ungleichmäßigen Belastung der Matratze (2) die Position wenigstens eines Teils der Matratze (2) durch Aktivieren wenigstens einer Verstelleinrichtung verändert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen einer erfassten Temperatur (Θ) , die unter einem Temperatursollwert (Θs) liegt, die Matratze (2) durch Aktivieren wenigstens einer Beheizungseinrichtung beheizt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen einer erfassten Feuchtigkeit (Φ) , die über einem Feuchtigkeitssollwert (Φs) liegt, die Matratze (2) durch Aktivieren wenigstens einer Belüftungseinrichtung belüftet wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung, ob eine Korrektur nötig ist, eine Mehrzahl von erfassten Messwerten miteinander kombiniert werden .
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der erfassten Messwerte über eine Fuzzy-Logik miteinander kombiniert werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung, ob eine Korrektur nötig ist, statistisch ermittelte Erfahrungswerte verwendet werden.
25. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Ausführung auf einem MikroController einer Steuervorrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausführen des Programmcodes ein Verfahren (30) nach einem der Ansprüche 15 bis 24 durch den MikroController ausgeführt wird.
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