使用湿度测量的床微气候控制的制作方法

本文件涉及床系统，且更具体地涉及用于基于湿度测量控制床的微气候(microclimate)的设备、系统和方法。

背景技术：

0、背景

1、一般来说，床是一件作为睡眠或放松的地方而使用的家具。许多现代化床在床框架上包括柔软的床垫。床垫可以包括弹簧、泡沫材料和/或空气室以支撑一个或更多个占用者的重量。各种特征和系统已经与床结合使用，包括用于加热和冷却床用户的加热系统和冷却系统。

技术实现思路

0、概述

1、本说明书描述了可以用于控制床顶部处的微气候(例如，温度、湿度等)的床工具、系统和方法，以提供期望的舒适性和高质量的睡眠体验。床系统可以包括床微气候控制子系统，该子系统被配置成获得微气候湿度并至少部分地基于所获得的湿度来设置或调整温度设置点。在使用中，由于例如床占用者的体温或出汗，热量会积聚在床的一个或更多个层内。在一些实现中，可以通过控制风扇从层中吸取空气或将空气推出层来去除积聚在一个或更多个层内的热量。例如，当从床的层中吸取空气时，环境空气可以从房间被吸入床中，并与床处或床周围更温暖、潮湿的空气(即，由床的层内积聚的热量加热的空气)混合。因此，被吸取的所产生的微气候空气包括与加热的空气相关联的湿度，该加热的空气是由于例如床占用者的出汗而引起的。所产生的微气候空气然后可以通过将其排回到室内环境而从床系统中去除。在一些实现中，床系统包括用于检测用户在床上的占用的用户检测系统。当用户检测系统确定用户在床上的占用时，床系统可以测量微气候湿度并操作床微气候控制系统(例如，风扇组件、热模块等)以实现最佳微气候条件(湿度、温度等)。

2、在一些实现中，湿度可以根据从床垫的顶层(例如，舒适层(comfort layer))排出的微气候空气来测量，并且所测量的湿度可以用作床占用者的舒适水平的代表(proxy)。因此，床控制系统可以使用所测量的湿度来自动调节热性能水平，以用于控制床的微气候。在一个示例中，热性能水平包括用于微气候控制的温度设置点。在另一示例中，热性能水平包括可以由床系统中的风扇控制的空气交换速率。在一些实现中，排出的微气候空气的湿度和温度都可以用来自动调节用于微气候控制的温度设置点。在其他实现中，可以另外使用其他参数和测量值来控制温度设置点，以用于控制床微气候。在另外其他实现中，湿度可以用于控制床微气候控制的温度设置点，而无需使用排出空气的温度，并且参考或不参考与床的微气候相关联的其他参数或测量值。在一些实现中，湿度可以作为绝对值或作为所排出的微气候空气中的湿度和周围环境的湿度之间的差异来测量。系统可以测量排出空气的温度和湿度两者，并基于收集的读数设置温度设置点。在一些实现中，床系统可以使用环境湿度水平(例如，由独立于床系统或包括在床系统中的传感器测量的室内湿度)，并调节热性能水平(例如，温度设置点)以适应床周围环境随时间(例如，在夜晚之间)的变化。

3、床系统可以包括空气控制器，该空气控制器被配置成使空气移动通过床垫。例如，空气控制器包括风扇组件，该风扇组件可以从床垫吸取空气，从而从床垫的顶部吸取微气候空气，或者将空气吹入床垫并吹向床垫的顶部。在一些实现中，空气控制器可以提供温度和湿度控制功能。例如，空气控制器可以包括至少一个温度传感器和至少一个湿度传感器，它们被配置成监测从床垫中抽出的空气的热量和湿度。所监测的温度和湿度可以是对微气候和床垫系统温度的直接反映。温度传感器和湿度传感器可以布置在各种位置上，这些位置适合于测量表示床垫顶部处的微气候温度和湿度的空气的温度和湿度。例如，温度传感器和湿度传感器可以位于空气控制器中。替代地或附加地，温度传感器和湿度传感器可以位于空气控制器的外部。例如，温度传感器和湿度传感器可以布置在一个或更多个空气管(air duct)中，该空气管将空气控制器流体地连接到床垫中的一个或更多个层(例如，空气分配层(air distribution layer))。在其他示例中，温度传感器和湿度传感器可以设置在床垫中或外部(例如，床垫的顶表面或侧面)。此外，空气控制器可以包括具有可变cfm的风扇组件，以控制移动进出空气控制器的空气的气流速率，且由此控制从床系统移除多少热量和湿度。在一些实现中，床系统能够以闭环控制进行操作。例如，通过例如在短时间段内打开气流系统以从微气候环境收集热和湿度数据，可以在预定时间段内(例如，整个晚上)监测热和湿度事件。这种收集的热和湿度数据可以被馈送到系统中以用于调节控制系统。

4、在一些实现中，床系统包括气流垫(airflow pad)系统，该气流垫系统包括空气分配层，该空气分配层被配置成促进床垫顶层(例如，舒适层)处的空气分配。空气分配层可以与空气控制器流体连通，使得空气控制器可以从空气分配层吸取空气或将空气吹入空气分配层。例如，当空气控制器吸取空气时，室内环境空气可以被吸入床中，并与微气候的更温暖且通常更潮湿的空气混合。这种微气候空气具有的湿度与床占用者的出汗有关。当该空气从床垫顶部移除并被吸取到空气控制器中(然后排放到环境中)时，温度传感器和湿度传感器可以测量空气的温度和湿度。如本文所述，所测量的温度和湿度可以用于调节空气控制器的操作，以在床垫顶部处提供期望的微气候(例如，温度、湿度和/或其他合适的空气特性)，从而在睡眠之前、睡眠期间和睡眠之后获得期望的舒适性和用户体验。

5、在一些实现中，床系统可以包括温度控制系统，该温度控制系统使用从床垫排出的空气的所测量温度和/或湿度作为输入。温度控制系统随后可以调节风扇速度以调节微气候设置点或设置(例如，温度设置、湿度设置或其组合)，从而控制微气候(例如，温度、湿度或影响微气候的特性)。例如，微气候设置点或设置可以由制造商设置，或者自动设置以提供一般用户可期望的微气候设置，或者由用户手动设置以提供对于个体用户的个性化设置。这种微气候设置点或设置可以至少部分地仅基于所测量的温度、仅基于所测量的湿度、或基于所测量的温度和湿度的组合来被调节。

6、举例来说，微气候湿度读数(例如，从床垫排出的空气的所测量湿度)可以用于将微气候设置点或设置(例如，温度设置、湿度设置或其组合)自动设置或调节到某个水平。例如，如果所测量的湿度读数表示床占用者出汗超过阈值，则温度设置点可以被调节到较低温度，使得床占用者出汗较少。如果所测量的湿度读数表示床占用者出汗少于阈值，则可以将温度设置点增加到更高温度，使得床占用者可以感觉到更多的温暖。在一些实现中，床系统可以在未来的夜晚调节热性能水平(例如，温度设置点)，以避免在给定夜晚期间已经发生的某些情况。

7、在一些实现中，用作床系统的主要反馈的湿度值可以是绝对湿度。替代地或附加地，所测量的湿度和环境湿度之间的差可以用作湿度值，该湿度值被用作床系统的输入。

8、本文描述的特定实施例包括床系统，该床系统包括床垫和空气控制器，该空气控制器被配置成从床垫吸取空气或向床垫供应空气。空气控制器包括被配置为使空气流动的风扇组件、被配置为检测空气湿度的湿度传感器、以及处理器，该处理器被配置为：接收温度设置，基于温度设置以第一流速激活风扇组件，接收流经空气控制器的空气湿度，确定在第一睡眠状态期间空气湿度是否超过第一阈值，以及基于确定在第一睡眠状态期间空气湿度超过第一阈值，调节风扇组件的操作以将空气湿度降低到低于第一阈值。

9、在一些实现中，床系统可以可选地包括以下特征中的一个或更多个。处理器可以操作成：基于确定在第一睡眠状态期间空气湿度超过第一阈值，以大于第一流速的第二流速控制风扇组件。处理器可以操作成：基于确定在第一睡觉状态期间空气湿度超过第一阈值，调节温度设置，并且基于所调节的温度设置来控制风扇组件。第一阈值可以是预定相对湿度值。预定相对湿度值可以是50％。处理器可以被配置成确定在第一睡眠状态期间空气湿度是否低于第二阈值，并且基于确定在第一睡眠状态期间空气湿度低于第二阈值，调节风扇组件的操作以将空气湿度增加到高于第二阈值。第一睡眠状态可以是从睡眠开始的初始睡眠状态。第一睡眠状态可以是从睡眠开始的3小时时段。处理器可以被配置成基于确定在第一睡眠状态期间空气湿度超过第一阈值，在第二睡眠状态(其可以不同于先前状态)之前以第二流速控制风扇组件。第二睡眠状态可以在第一睡眠状态之后。第二睡眠状态可以是睡眠的最后3小时时段。处理器可以被配置成基于确定在第一睡眠状态期间空气湿度超过第一阈值，调节风扇组件的操作以将空气湿度降低到低于第二阈值。第二阈值可以是第二预定相对湿度值。第二预定相对湿度值可以是30％。处理器可以被配置成基于确定在第一睡眠状态期间空气湿度超过第一阈值，调节风扇组件的操作以在第二睡眠状态之前将空气湿度降低到低于第二阈值。第二睡眠状态可以在第一睡眠状态之后。床垫可以包括具有顶表面和相对底表面的舒适层以及空气分配层，该顶表面被配置成支撑用户，该空气分配层设置在舒适层的底表面处并被配置成朝向舒适层的第一区供应空气或从舒适层的第一区吸取空气。空气分配层可以具有比舒适层更高的透气性。空气控制器可以流体连接到空气分配层。空气控制器可以包括温度传感器，并且被配置成检测流经空气控制器的空气的温度。处理器可以被配置成基于空气的温度和对在第一睡眠状态期间空气湿度超过第一阈值的确定，调节温度设置，并且基于所调节的温度设置来控制风扇组件。空气控制器可以包括壳体。风扇组件和湿度传感器可以位于壳体内。空气控制器可以包括壳体。风扇组件、湿度传感器和温度传感器可以位于壳体内。床系统可以包括将空气控制器与空气分配层流体连接的空气管。空气控制器可以限定第一通风口和第二通风口。第一通风口可以流体联接到空气管的端部。湿度传感器可以设置在第一通风口附近。

10、本文描述的特定实施例包括床垫系统，该床垫系统包括舒适层、空气分配层和空气控制器。舒适层具有顶表面和相对的底表面。顶表面被配置成支撑用户。空气分配层设置在舒适层的底表面处，并被配置成朝向舒适层的第一区供应空气或从舒适层的第一区吸取空气。空气分配层具有比舒适层更高的透气性。空气控制器限定了流体连接到空气分配层的气流开口。空气控制器包括被配置为使空气移动通过空气分配层的风扇组件、温度传感器、湿度传感器和处理器，该处理器配置为：接收温度设置，基于温度设置激活风扇组件，从而使空气以第一气流速率移动通过空气分配层，从温度传感器接收温度信号，该温度信号表示流经空气控制器的空气的温度，从湿度传感器接收湿度信号，该湿度信号表示流经空气控制器的空气的湿度，基于温度信号和湿度信号调节温度设置，并基于所调节的温度设置激活风扇组件，从而使空气以第二气流速率移动通过空气分配层。

11、在一些实现中，床系统可以可选地包括以下特征中的一个或更多个。第一气流速率可以不同于第二气流速率。处理器可以被配置成操作风扇组件从而以第一气流速率从空气分配层吸取空气。湿度信号可以表示从空气分配层吸取的空气的湿度。处理器可以被配置成操作风扇组件，从而在第一时间段内以第一气流速率将空气吹向空气分配层。处理器可以被配置成操作风扇组件，从而在比第一时间段短的第二时间段内从空气分配层吸取空气。湿度信号可以表示在第二时间段内从空气分配层吸取的空气的湿度。第二时间段的范围可以从5秒到10分钟。空气控制器可以被配置为基于温度设置来加热或冷却空气。处理器可以被配置成确定所检测的空气湿度是否大于第一阈值，并基于所检测的空气湿度大于阈值来修改温度设置。处理器可以被配置成确定所检测的空气湿度是否小于第二阈值，并基于所检测的空气湿度小于阈值来增加温度设置。第一阈值可以与第二阈值相同。床垫系统可以包括将空气控制器与空气分配层流体连接的空气管。空气控制器可以限定第一通风口和第二通风口。第一通风口可以流体联接到空气管的端部。湿度传感器可以设置在第一通风口附近。处理器可以被配置成计算所检测的空气湿度和环境湿度之间的湿度差，基于湿度差来调节温度设置，并基于所调节的温度设置激活风扇组件，从而使空气以第三气流速率移动通过空气分配层。床垫系统可以包括被配置为接收温度设置的用户输入的输入设备。

12、本文描述的特定实施例包括用于控制床垫的微气候的方法。该方法包括接收温度设置；基于温度设置，激活空气控制器以使空气移动通过床垫的空气分配层，该空气分配层设置在舒适层下方；从温度传感器接收温度信号，该温度信号表示流经空气控制器的空气的温度，其中该温度传感器位于空气控制器内；从湿度传感器接收湿度信号，该湿度信号表示流经空气控制器的空气的湿度，其中该湿度传感器位于空气控制器内；基于温度信号和湿度信号调节温度设置，以及基于所调节的温度设置激活空气控制器，以使空气以第二气流速率移动通过空气分配层。

13、在一些实现中，床系统可以可选地包括以下特征中的一个或更多个。第一气流速率可以不同于第二气流速率。激活空气控制器可以包括激活空气控制器从而以第一气流速率从空气分配层吸取空气。湿度信号可以表示从空气分配层吸取的空气的湿度。激活空气控制器可以包括激活空气控制器从而在第一时间段内以第一气流速率将空气吹向空气分配层。该方法可以包括激活空气控制器从而在比第一时间段短的第二时间段内从空气分配层吸取空气。湿度信号可以表示在第二时间段内从空气分配层吸取的空气的湿度。第二时间段的范围可以从5秒到10分钟。该方法可以包括基于温度设置加热或冷却空气。该方法可以包括确定所检测的空气湿度是否大于第一阈值，并基于所检测的空气湿度大于阈值来降低温度设置。该方法可以包括确定所检测的空气湿度是否小于第二阈值，以及基于所检测的空气湿度小于阈值来增加温度设置。第一阈值可以与第二阈值相同。空气控制器可以经由空气管流体连接到空气分配层。空气控制器可以限定第一通风口和第二通风口。第一通风口可以流体联接到空气管的端部。湿度传感器可以设置在第一通风口附近。该方法可以包括计算所检测的空气湿度和环境湿度之间的湿度差，基于湿度差来调节温度设置，并基于所调节的温度设置激活风扇组件，从而使空气以第三气流速率移动通过空气分配层。该方法可以包括经由输入设备接收温度设置的输入。

14、本文描述的特定实施例包括床垫系统，该床垫系统包括被配置成在顶表面处支撑用户的顶层、被配置成接收温度设置并基于温度设置使空气移动通过顶层的空气控制器、以及被配置成检测从顶层的顶表面流动的空气的湿度的湿度传感器。空气控制器被配置为基于所检测的空气湿度来调节温度设置。

15、在一些实现中，床系统可以可选地包括以下特征中的一个或更多个。空气控制器可以被配置成基于温度设置来控制空气的气流速率。空气控制器可以被配置成基于所检测的空气湿度来调节空气的气流速率。空气控制器可以被配置成基于温度设置从顶层吸取空气。所检测的空气湿度可以是从顶层吸取的空气的湿度。空气控制器可以被配置成在第一时间段内以气流速率将空气吹向顶层。空气控制器可以被配置成在比第一时间段短的第二时间段内从顶层吸取空气。所检测的空气湿度可以是在第二时间段内从顶层吸取的空气的湿度。第二时间段的范围可以从5秒至10分钟。空气控制器可以被配置成基于温度设置来加热或冷却空气。空气控制器可以被配置成确定所检测的湿度是否大于第一阈值，并基于所检测的湿度大于阈值来降低温度设置。空气控制器可以被配置成确定所检测的湿度是否小于第二阈值；并基于所检测的湿度小于阈值来增加温度设置。第一阈值可以与第二阈值相同。空气控制器可以包括控制器壳体、位于控制器壳体中的风扇和位于控制器壳体中的控制器。控制器可以被配置为接收温度设置并基于温度设置控制风扇以移动空气。床垫系统可以包括位于顶层下方并被配置成分配空气通过顶层的空气分配层，以及流体连接控制器壳体和空气分配层的空气管。湿度传感器可以位于控制器壳体内。控制壳体可以包括空气入口和空气出口。湿度传感器可以设置在空气入口或空气出口附近。风扇可以被配置成从顶层吸取空气。湿度传感器可以设置在空气入口处，并被配置成检测在空气入口处进入控制壳体的空气的湿度。床垫系统可以包括被配置为接收温度设置的用户输入的输入设备。空气控制器可以被配置成计算所检测的湿度和环境湿度之间的湿度差，并基于湿度差来调节温度设置。

16、本文描述的特定实施例包括用于控制床垫的微气候的方法。该方法可以包括接收温度设置；基于温度设置，激活风扇以使空气移动通过床垫的顶层；检测从床垫顶层流动的空气的湿度；基于所检测的湿度来调节温度设置；以及基于所调节的温度设置来操作风扇。

17、在一些实现中，床系统可以可选地包括以下特征中的一个或更多个。激活风扇可以包括基于温度设置控制风扇的速度。激活风扇可以包括操作风扇以基于温度设置从床垫的顶层吸取空气。激活风扇可以包括操作风扇以基于温度设置将空气吹向床垫的顶层。检测空气湿度可以包括操作风扇以在预定时间段内吸取空气，以及检测在预定时间段内吸取的空气的湿度。该方法可以包括确定所检测的湿度是否大于第一阈值。调节温度设置可以包括基于所检测的湿度大于第一阈值来降低温度设置。该方法可以包括确定所检测的湿度是否小于第二阈值。调节温度设置可以包括基于所检测的湿度小于第二阈值来增加温度设置。该方法可以包括使用空气湿度读数来控制风扇组件的操作。

18、本文描述的特定实施例包括床垫装置，该床垫装置包括被配置成在顶表面处支撑用户的顶层、被配置成接收温度设置并基于温度设置使空气移动通过顶层的空气控制器、包括空气入口和空气出口的控制壳体、以及设置在空气入口或空气出口附近并被配置成检测从顶层的顶表面流动的空气的湿度的湿度传感器。空气控制器被配置为基于所检测的空气湿度来调节温度设置。

19、本文描述的特定实施例包括床系统，该床系统包括床垫和空气控制器，该空气控制器被配置成从床垫吸取空气或向床垫供应空气。空气控制器可以包括壳体、设置在壳体中并被配置成使空气流经壳体的风扇组件、设置在壳体中并被配置成检测壳体处的空气湿度的湿度传感器、以及处理器，该处理器被配置成：从湿度传感器接收壳体湿度信号，其中壳体湿度信号表示在壳体处检测到的湿度；基于壳体湿度信号，确定床垫顶部处的估计湿度；并且基于床垫顶部处的估计湿度，调节空气控制器的操作。

20、在一些实现中，床系统可以可选地包括以下特征中的一个或更多个。空气控制器的调节操作可以包括基于床垫顶部处的估计湿度来控制空气控制器，以调节来自空气控制器的气流速率。处理器可以被配置成操作空气控制器从而以第一气流速率从床垫吸取空气。处理器可以被配置成操作空气控制器，从而在第一时间段内以第一气流速率将空气吹向床垫。处理器可以被配置成操作空气控制器，从而在比第一时间段短的第二时间段内从床垫吸取空气。壳体湿度信号可以表示在第二时间段内从床垫吸取的空气的湿度。处理器可以被配置成确定所估计的空气湿度是否大于第一阈值，并且基于所估计的空气湿度大于阈值来降低空气控制器的温度设置。处理器可以被配置成确定所估计的空气湿度是否小于第二阈值，并基于所估计的空气湿度小于阈值来增加温度设置。第一阈值可以与第二阈值相同。

21、本文描述的特定实施例包括床系统，该床系统包括床垫和空气控制器，该空气控制器被配置成从床垫吸取空气或向床垫供应空气。空气控制器包括被配置为使空气流动的风扇组件、被配置为检测湿度的湿度传感器、以及处理器，该处理器被配置为：经由湿度传感器检测湿度，并且响应于检测到湿度超过第一阈值，操作空气控制器以降低湿度，直到所检测的湿度低于比第一阈值更低的第二阈值。

22、本文描述的特定实施例包括床系统，该床系统包括床垫和空气控制器，该空气控制器被配置成从床垫吸取空气或向床垫供应空气。空气控制器包括被配置成使空气流动的风扇组件、被配置成检测湿度的湿度传感器、以及处理器，该处理器被配置成：经由湿度传感器检测湿度，在睡眠会话(sleep session)的第一部分期间操作空气控制器以将所检测的湿度降低到低于阈值，并且在睡眠会话的第二部分期间操作空气控制器，睡眠会话的第二部分晚于睡眠会话的第一部分以允许所检测的湿度高于阈值。

23、在附图和以下描述中阐述了一种或更多种实施方式的细节。其他特征和优点根据描述和附图以及权利要求将是明显的。