-
Hintergrund
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Airbag-Schutzausrüstung zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit von Verletzungen bei Stößen, Stürzen oder anderen Unfällen.
-
Stand der Technik
-
Schutzausrüstungen mit Airbag zeigen eine deutlich verbesserte Schutzwirkung als Schutzausrüstungen ohne Airbag. Daher sind bereits zahlreiche Schutzausrüstungen, welche einen integrierten Airbag aufweisen, bekannt. Hierzu zählen beispielsweise Airbag-Systeme bzw. Airbag-Schutzausrüstungen für Motorradfahrer, Radfahrer, Reiter, Skifahrer oder auch Bauarbeiter und Handwerker, welche in Rucksäcken oder Westen integriert sind.
-
Hierbei gibt es Airbag-Schutzausrüstungen, welche entweder mit einer mechanischen Auslösung oder mit einer elektronischen Auslösung funktionieren.
-
Mechanische Airbag-Schutzausrüstungen werden über den Zug an einer Auslöseschnur ausgelöst. Bei elektronischen Airbag-Schutzausrüstungen registrieren Sensoren, wie etwa Beschleunigungssensoren, Gyroskope, Magnetometer, Drucksensoren, Bildsensoren, bildgebende Sensoren, optische Sensoren, GPS, usw., die Position, Bewegungen und Lage der Person. Die derzeit üblichen elektronischen Airbag-Schutzausrüstungen mit den zugehörigen Algorithmen sind somit in der Lage weitgehend die normalen tätigkeitsbezogenen Bewegungen beim Arbeiten oder beim Sport von einer Gefahrensituation zu unterscheiden.
-
Wird bei einer Airbag-Schutzausrüstung mit mechanischer Auslösung die Auslöseschnur betätigt oder erkennt die elektronische Airbag-Schutzausrüstung eine Gefahrensituation, wird der Airbag explosionsartig aufgeblasen, um die gewünschte Schutzwirkung zu erzielen. Die Position und Form des aufgeblasenen Airbags variiert dabei abhängig von dem zu schützenden Körperbereich oder dem zu schützenden Körperteil sowie der Art der Unterbringung des Airbags vor einem Auslösen.
-
Beispielsweise findet sich eine Fahrrad-Airbag-Vorrichtung im Patentdokument
WO 2019/004918 A1 , welche in der Form eines Kragens ausgebildet ist und um den Hals eines Benutzers getragen wird. Das Airbag-System umfasst einen Airbag, der zum Aufblasen bei einem Unfall während einer beabsichtigten Aktivität geeignet ist, mindestens einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er Bewegungen des Airbag-Systems misst und somit indirekt die Bewegungen des Benutzers erfasst, und eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie durch Verarbeiten des Ausgangssignals von dem mindestens einen Sensor feststellt, ob sich der Benutzer in einem Aktivitätszustand befindet, der nicht der beabsichtigten Aktivität entspricht.
-
Trotz der Fähigkeit bestehender Airbag-Schutzausrüstungen Gefahrensituationen und beabsichtigte Aktivitäten größtenteils unterscheiden zu können, kommt es dennoch vor, dass Airbag-Schutzausrüstungen unbeabsichtigt und damit überraschend auslösen, obwohl keine Gefahrensituation vorliegt und eintritt.
-
Dies liegt daran, dass viele Bewegungsmuster während einer Benutzung einer Airbag-Schutzausrüstung einem Sturz ähneln und somit als Gefahrensituation von der Sensorik wahrgenommen werden. Beispielsweise können Sprünge beim Fahrradfahren, Fahrten im steilen oder unbefestigten Gelände oder Fahrten in einem Bikepark unbeabsichtigte Auslösungen des Airbags verursachen, weshalb derzeitige Airbag-Schutzausrüstungen meist insbesondere bei risikobehafteten Tätigkeiten nicht zum Einsatz kommen können. Aber auch Airbag-Schutzausrüstungen für Reiter können beabsichtige Hindernissprünge nicht immer von Sturzsituationen unterscheiden.
-
Kurfassung der Erfindung
-
Die vorliegende Offenbarung hat daher zur Aufgabe, eine Airbag-Schutzausrüstung vorzusehen, welche die Wahrscheinlichkeit für ein unbeabsichtigtes Auslösen des Airbags verringert und gleichzeitig die sichere Auslösung des Airbags bei einer Gefahrensituation aufrechterhält.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 5, 6, 7 und 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
-
Die Airbag-Schutzausrüstung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst zumindest eine Airbag-Sensoreinheit, zumindest eine Verifikationssensoreinheit, zumindest eine Steuerschaltung sowie zumindest eine Airbag-Einheit.
-
Die zumindest eine Airbag-Sensoreinheit erfasst Airbag-Sensordaten, welche signifikant dafür sind, ob eine Gefahrensituation vorliegt oder nicht. Die Airbag-Sensordaten werden hierzu in der zumindest einen Steuerschaltung verarbeitet, wodurch ein Gefährdungswert bestimmt wird.
-
Die zumindest eine Verifikationssensoreinheit erfasst Verifikationssensordaten, welche signifikant dafür sind, ob der Gefährdungswert einer tatsächlichen Gefährdung entspricht oder nicht. Die Verifikationssensordaten werden hierzu in der zumindest einen Steuerschaltung verarbeitet, wodurch ein Verifikationswert bestimmt wird.
-
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung werden die durch die zumindest eine Steuerschaltung bestimmten Gefährdungs- und Verifikationswerte mit einem Kennfeld verglichen. Das Kennfeld gibt an, ob bei einer bestimmten Kombination aus Gefährdungs- und Verifikationswert ein Trigger-Signal erzeugt wird oder nicht, das heißt, ob eine Auslösebedingung erfüllt ist oder nicht. Wird bestimmt, dass das Trigger-Signal erzeugt wird, löst das erzeugte Trigger-Signal die Airbag-Einheit aus, genauer ausgedrückt, wird der Zündungsmechanismus durch das Trigger-Signal ausgelöst, wodurch der Aufblasmechanismus den Airbag aufbläst. Je nach Implementierung der Steuerschaltung und des Zündungsmechanismus kann das Trigger-Signal ein analoges Signal oder logisches Signal sein.
-
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird zunächst der Gefährdungswert bestimmt, wobei der Verifikationswert nur dann bestimmt wird, wenn der Gefährdungswert eine Gefährdungsauslösebedingung erfüllt. Erfüllt der Verifikationswert anschließend eine Verifikationsauslösebedingung, wird das Trigger-Signal erzeugt, welches wiederum das Aufblasen des Airbags auslöst. Dadurch kann ein unnötiges bzw. wiederholtes Bestimmen des Verifikationswerts vermieden werden. Die Rechenleistung wird somit verringert und Batterie- bzw. Akkuladung eingespart, was die Betriebsdauer des Systems erhöht.
-
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird zunächst der Verifikationswert bestimmt, wobei der Gefährdungswert nur dann bestimmt wird, wenn der Verifikationswert eine Verifikationsauslösebedingung erfüllt. Erfüllt der Gefährdungswert anschließend eine Gefährdungsauslösebedingung, wird das Trigger-Signal erzeugt, welches wiederum das Aufblasen des Airbags auslöst. Dadurch kann ein unnötiges bzw. wiederholtes Bestimmen des Gefährdungswerts vermieden werden. Die Rechenleistung wird somit verringert und Batterie- bzw. Akkuladung eingespart, was die Betriebsdauer des Systems erhöht.
-
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich eine Absicherungssensoreinheit vorgesehen. Diese stellt zusätzliche Sensordaten bereit, welche signifikant dafür sind, dass unabhängig von dem Gefährdungswert und dem Verifikationswert mit hoher Sicherheit eine Gefährdung vorliegt, die das Auslösen des Airbags notwendig macht. Durch die Absicherungssensoreinheit wird sichergestellt, dass die Verifikationssensordaten eine notwendige Auslösung des Airbags nicht irrtümlicherweise verhindern.
-
Figurenliste
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Zuhilfenahme der folgenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht der Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine schematische Ansicht der Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 3 eine schematische Ansicht der Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer dritten Ausführungsform,
- 4 eine schematische Ansicht der Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer vierten Ausführungsform,
- 5 eine schematische Ansicht der Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer fünften Ausführungsform,
- 6 ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Airbag-Schutzausrüstung gemäß der ersten, zweiten, dritten oder vierten Ausführungsform veranschaulicht,
- 7 ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Airbag-Schutzausrüstung gemäß der ersten, zweiten, dritten oder vierten Ausführungsform veranschaulicht,
- 8 ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Airbag-Schutzausrüstung gemäß der ersten, zweiten, dritten oder vierten Ausführungsform veranschaulicht,
- 9 ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Betrieb der Airbag-Schutzausrüstung gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulicht,
- 10 ein Flussdiagramm, das einen Initialisierungsprozess bei der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Ausführungsform veranschaulicht,
- 11 ein Kennfeld, das bei der ersten Ausführungsform als Bestimmungshilfe dient, um eine Erzeugung eines Triggersignals auszulösen, sowie ein Kennfeld, das bei der fünften Ausführungsform als Bestimmungshilfe dient, um eine Erzeugung eines Triggersignals auszulösen,
- 12 eine Beispielhafte Montage der Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer der Ausführungsformen, und
- 13 eine beispielhafte Montage einer Verifikationssensoreinheit gemäß einer der Ausführungsformen.
-
Beschreibung der Ausführungsformen
-
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen einer Airbag-Schutzausrüstung 1 im Detail beschrieben.
-
(Erste Ausführungsform)
-
1 zeigt eine Airbag-Schutzausrüstung gemäß der ersten Ausführungsform. Die Airbag-Schutzeinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Airbag-Einheit 2, eine Airbag-Sensoreinheit 3, eine Verifikationssensoreinheit 4 und eine Steuerschaltung 5 auf, wobei die Airbag-Einheit 2, die Airbag-Sensoreinheit 3, die Verifikationseinheit 4 und die Steuerschaltung 5 als eigenständige Elemente vorgesehen sind.
-
Die Airbag-Einheit 2 enthält einen Zündungsmechanismus 21, einen Aufblasmechanismus 22 und einen Airbag 23, wobei der Zündungsmechanismus 21 den Aufblasmechanismus 22 aktiviert, welcher den Airbag 23 aufbläst. Wird der Airbag 23 aufgeblasen, füllt sich dieser mit Luft bzw. Gas und nimmt eine vorbestimmte Form ein, um einen bestimmten Körperbereich oder ein bestimmtes Körperteil vor Verletzungen zu schützen.
-
Die Airbag-Sensoreinheit 3 weist zumindest einen Sensor, wie etwa einen Beschleunigungssensor, ein Gyroskop, ein Magnetometer, einen Drucksensor, einen Bildsensor, einen bildgebenden Sensor, einen optischen Sensor oder GPS, auf, wobei der zumindest eine Sensor Airbag-Sensordaten erfasst, welche für eine Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall signifikant sind. Die Airbag-Sensoreinheit 3 überträgt die Airbag-Sensordaten drahtgebunden an die Steuerschaltung 5.
-
Die Verifikationssensoreinheit 4 weist zumindest einen Sensor, wie etwa einen kapazitiven Kontaktsensor (beispielsweise aber auch einen Beschleunigungssensor, ein Gyroskop, ein Magnetometer, einen Drucksensor, einen Bildsensor, einen bildgebenden Sensor, einen optischen Sensor oder GPS), und eine Kommunikationseinheit auf, wobei der zumindest eine Sensor Verifikationssensordaten erfasst, welche die Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall verifizieren, und die Kommunikationseinheit der Verifikationssensoreinheit 4 die Verifikationssensordaten drahtlos an die Steuerschaltung 5 übermittelt. Die Kommunikationseinheit verwendet hierzu beispielsweise eine Datenübertragung via Bluetooth oder andere standardmäßige Funkkanäle.
-
Die Steuerschaltung 5 ist konfiguriert, sowohl die Airbag-Sensordaten der Airbag-Sensoreinheit 3, als auch die Verifikationssensordaten der Verifikationssensoreinheit 4 zu empfangen, um diese jeweils zu einem Gefährdungswert und einem Verifikationswert zu verarbeiten und auszugeben.
-
Der Gefährdungswert wird von der Steuerschaltung 5 aus den Airbag-Sensordaten, die von der Airbag-Sensoreinheit 3 erfasst werden, berechnet. Dabei vergleicht die Steuerschaltung die Airbag-Sensordaten mit einem oder mehreren vorbestimmten Schwellwerten. Ergibt sich aus der Kombination der Airbag-Sensordaten und dem Vergleichen mit den einen oder mehreren vorbestimmten Schwellwerten eine Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall eines Benutzers gibt die Steuerschaltung 5 einen Gefährdungswert von (logisch) 1 an. Wird hierbei keine Gefährdung erkannt, gibt die Steuerschaltung einen Gefährdungswert von (logisch) 0 an. Die logischen Werte 1 und 0 können dabei beliebige vordefinierte Spannungswerte repräsentieren.
-
Das heißt, die Steuerschaltung 5 gibt einen Gefährdungswert von 1 an, falls sowohl eine Beschleunigung, welche von einem Beschleunigungssensor erfasst wird, als auch eine Lagemessung, welche von einem Magnetometer ausgeführt wird, einen vorbestimmten Schwellwert überschreiten. Werden die Schwellwerte nicht überschritten, gibt die Steuerschaltung einen Gefährdungswert von 0 aus.
-
Die Beschleunigung und die Lage des Benutzers können direkt oder indirekt ermittelt werden. Eine direkte Messung liegt dann vor, wenn die Messung am Körper des Benutzers durchgeführt wird. Eine indirekte Messung liegt dann vor, wenn die Messung beispielsweise in einem Rucksack durchgeführt wird, welcher von dem Benutzer getragen wird.
-
Der Verifikationswert wird von der Steuerschaltung 5 aus den Verifikationssensordaten berechnet, die von der Verifikationssensoreinheit 4 erfasst und zur Steuerschaltung 5 übermittelt werden. Dabei vergleicht die Steuerschaltung 5 die Verifikationssensordaten mit einem oder mehreren vorbestimmten Schwellwerten. Das Vergleichen der Verifikationssensordaten mit den einen oder mehreren vorbestimmten Schwellwerten verifiziert, ob tatsächlich eine Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall eines Benutzers vorliegt oder nicht.
-
Ein kapazitiver Kontaktsensor in der Verifikationssensoreinheit 4 erfasst, ob sich Hände oder Füße eines Benutzers an einer bestimmten Position befinden. Die bestimmte Position ist dabei signifikant dafür, dass der Benutzer nicht gefährdet ist, falls sich der Benutzer an der bestimmten Position befindet. Somit gibt die Steuerschaltung 5 einen Verifikationswert von 1 an, falls der kapazitive Kontaktsensor erfasst, dass sich die Hände oder Füße des Benutzers an der bestimmten Position befinden. Bei einem Verifikationswert gleich 1 liegt kein Sturz, Stoß oder Unfall des Benutzers vor, selbst falls der Gefährdungswert gleich 1 ist.
-
Die Steuerschaltung 5 gibt anschließend basierend auf dem Gefährdungswert und dem Verifikationswert entweder ein Trigger-Signal aus, falls ein Sturz, Stoß oder Unfall des Benutzers bestimmt wurde, oder gibt kein Trigger-Signal aus, falls kein Sturz, Stoß oder Unfall des Benutzers bestimmt wurde.
-
Das durch die Steuerschaltung 5 ausgegebene Trigger-Signal triggert den Zündungsmechanismus 21, wodurch der Airbag 23 mittels des Aufblasmechanismus 22 aufgeblasen wird. Durch das Einbeziehen der Verifikationssensordaten wird ein verifiziertes Auslösen des Airbags erreicht, da die Gefährdungsbewertung durch den Gefährdungswert anhand der Verifikationssensordaten verifiziert wird und der Airbag 23 nur dann ausgelöst wird, wenn tatsächlich ein Sturz, Stoß oder Unfall vorliegt.
-
Durch die Airbag-Schutzausrüstung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, ein unbeabsichtigtes oder überraschendes Auslösen des Airbags zu verhindern. Selbst dann, wenn beispielsweise durch eine ruckartige Bewegung eine Sturzgefährdung für den Benutzer über die Airbag-Sensordaten erkannt wird, löst der Airbag 23 nicht aus, solange erkannt wird, dass sich der Benutzer beispielsweise an Griffen festhält.
-
Dadurch werden Unfälle durch das unbeabsichtigte Auslösen sowie die unnötige Erneuerung des Airbags und der zugehörigen Komponenten vermieden. Ferner kann die Airbag-Schutzausrüstung 1 insbesondere im Sportbereich oder in Arbeitstätigkeiten eingesetzt werden, bei welchen regelmäßig ruckartige Bewegungen oder nicht alltägliche Bewegungsmuster ausgeführt bzw. eingenommen werden.
-
Die vorstehenden Beispiele hinsichtlich der Schwellwerte, Zahlen und Sensordaten sind lediglich beispielhaft anzusehen, um die grundsätzliche Funktionalität darzustellen. Die tatsächlich eingesetzten Sensoren und die tatsächliche Auswertung der Sensordaten kann je nach Einsatzgebiet des Systems und der verwendeten Sensoren geeignet angepasst und verändert werden. Je nach Einsatzgebiet ergeben sich beispielsweise verschiedene Schwellwerte für die einzelnen Sensordaten zur Bestimmung einer Gefährdung.
-
Zudem können auch mehr als ein Gefährdungswert und mehr als ein Verifikationswert bestimmt werden.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
2 zeigt eine Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform der Airbag-Schutzausrüstung 1 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Steuerschaltung 5 in zwei separate Steuerschaltungen 51 und 52 unterteilt ist.
-
Die Airbag-Steuerschaltung 51 ist konfiguriert, die Airbag-Sensordaten von der Airbag-Sensoreinheit 3 sowie einen Verifikationswert von einer Verifikationssteuerschaltung 52 zu erfassen. Anhand der Airbag-Sensordaten berechnet die Airbag-Steuerschaltung 51 den Gefährdungswert, wie vorher beschrieben.
-
Die Verifikationssteuerschaltung 52 ist konfiguriert, die Verifikationssensordaten von der Verifikationssensoreinheit 4 zu erfassen und aus den Verifikationssensordaten einen Verifikationswert zu berechnen. Anschließend übermittelt die Verifikationssteuerschaltung 52 den Verifikationswert über eine drahtlose Kommunikation zur Airbag-Steuerschaltung 51. Insbesondere weist die Verifikationssensoreinheit 4 bei der vorliegenden Ausführungsform keine Kommunikationseinheit auf, da diese in der Verifikationssteuerschaltung 52 enthalten ist.
-
Die Airbag-Steuerschaltung 51 verarbeitet den berechneten Gefährdungswert und den berechneten Verifikationswert, um anschließend entweder das Trigger-Signal auszugeben oder das Trigger-Signal nicht auszugeben, wobei das ausgegebene Trigger-Signal wiederum das Auslösen des Airbags triggert.
-
Die vorstehende Ausführungsform kann zusätzlich modifiziert werden, indem eine zwischengeschaltete Steuerschaltung vorgesehen ist. Die zwischengeschaltete Steuerschaltung (nicht in 2 dargestellt) kann die Verarbeitung des Gefährdungswerts und des Verifikationswerts zum Ausgeben/Nicht-Ausgeben des Trigger-Signals ausführen. Somit würde die zwischengeschaltete Steuerschaltung den Gefährdungswert von der Airbag-Steuerschaltung 51 und den Verifikationswert von der Verifikationssteuerschaltung 52 erlangen und anschließend das Trigger-Signal entweder ausgeben oder nicht ausgeben. Dementsprechend empfängt die Airbag-Steuerschaltung 51 bei dieser Modifikation nicht den Verifikationswert der Verifikationssteuerschaltung 52.
-
Durch die Aufteilung der Steuerschaltung 5 in die Airbag-Steuerschaltung 51 und die Verifikationssteuerschaltung 52 wird die Verarbeitungslast der jeweiligen Steuerschaltungen verringert und Latenzzeiten werden verkürzt.
-
Darüber hinaus ist mit der Konfiguration gemäß der zweiten Ausführungsform ebenfalls ein verifiziertes Auslösen des Airbags möglich.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
3 zeigt eine Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer dritten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform der Airbag-Schutzausrüstung 1 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Verifikationssensoreinheit 4 drahtgebunden mit der Steuerschaltung 5 kommuniziert.
-
Dadurch werden einerseits Latenzzeiten verkürzt und andererseits Verbindungsabbrüche einer drahtlosen Verbindung vermieden. Um die Sicherheit des Systems weiter zu verbessern, kann ferner sowohl eine drahtgebundene, als auch eine drahtlose Verbindung eingerichtet sein.
-
Darüber hinaus ist mit der Konfiguration gemäß der dritten Ausführungsform ebenfalls ein verifiziertes Auslösen des Airbags möglich.
-
(Vierte Ausführungsform)
-
4 zeigt eine Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer vierten Ausführungsform. Die vierte Ausführungsform der Airbag-Schutzausrüstung 1 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Airbag-Sensoreinheit 3 und die Steuerschaltung 5 in die Airbag-Einheit 2 integriert sind. Das heißt, dass die Airbag-Sensoreinheit 3, die Steuerschaltung 5, der Zündungsmechanismus 21, der Aufblasmechanismus 22 und der Airbag 23 eine gemeinsame Baugruppe bilden.
-
Die Verifikationssensoreinheit 4 ist hierbei weiterhin separat an einer Position angeordnet, welche für eine Verifizierung der Gefährdung des Benutzers geeignet ist.
-
Durch die Integration der verschiedenen Elemente in die Airbag-Einheit 2 lässt sich der Raumbedarf zur Unterbringung der verschiedenen Elemente der Airbag-Schutzausrüstung minimieren und eine kompakte Baugruppe schaffen, falls die Airbag-Einheit 2, die Airbag-Sensoreinheit 3 und die Steuerschaltung 5 beispielsweise in eine Weste oder in einen Rucksack integriert sind.
-
Darüber hinaus ist mit der Konfiguration gemäß der vierten Ausführungsform ebenfalls ein verifiziertes Auslösen des Airbags möglich.
-
(Fünfte Ausführungsform)
-
5 zeigt eine Airbag-Schutzausrüstung gemäß einer fünften Ausführungsform. Die fünfte Ausführungsform der Airbag-Schutzausrüstung 1 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass eine zusätzliche Absicherungssensoreinheit 6 vorgesehen ist.
-
Die Absicherungssensoreinheit 6 übermittelt Absicherungssensordaten über eine drahtlose Verbindung zur Steuerschaltung 5. Die Absicherungssensordaten sind beispielsweise Messwerte eines Aufprallsensors, welcher mit hoher Sicherheit einen Sturz, Stoß oder Unfall erfassen kann. Das heißt, dass beispielsweise das Überschreiten von zumindest einem Schwellwert durch die Absicherungssensordaten anzeigt, dass mit hoher Sicherheit ein Sturz, Stoß oder Unfall vorliegt oder auftreten wird.
-
Ein Beispiel für eine Absicherungssensoreinheit 6 mit einem Aufprallsensor folgt mit Bezug zu den 12 und 13. Die Absicherungssensoreinheit 6 kann jedoch auch ein anderer Sensor sein, welcher Messwerte liefert, welche signifikant für eine Sturz-, Stoß-, oder Unfallsituation sind.
-
(Betrieb der Airbag-Schutzausrüstung 1)
-
Verschiedene Betriebsmodi der Airbag-Schutzausrüstung 1 werden anhand der 6 bis 9 beschrieben.
-
[Modus 1]
-
Gemäß einem Modus 1 des Betriebs der Airbag-Schutzausrüstung 1 beginnt die Verarbeitung, wie im Flussdiagramm in 6 gezeigt, nach dem Starten der Verarbeitung bei Schritt S 11.
-
In Schritt S 11 werden die Airbag-Sensordaten und die Verifikationssensordaten erlangt. Das heißt, die Airbag-Sensoreinheit 3 und die Verifikationssensoreinheit 4 erfassen jeweils die Airbag-Sensordaten und die Verifikationssensordaten und übermitteln diese an die Steuerschaltung 5.
-
In Schritt S12 bestimmt die Steuerschaltung 5 anschließend anhand von Schwellwerten, Wertemengen und/oder vorbestimmen Berechnungen den Gefährdungswert und den Verifikationswert. Der Gefährdungswert und der Verifikationswert sind beispielsweise logische Werte von 0 oder 1, wobei ein Gefährdungswert von 1 angibt, dass eine Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall vorliegt, ein Gefährdungswert von 0 angibt, dass keine Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall vorliegt, ein Verifikationswert von 1 angibt, dass keine tatsächliche Gefährdung verifiziert wird, falls ein Gefährdungswert von 1 bestimmt wird, und ein Verifikationswert von 0 angibt, dass eine tatsächliche Gefährdung verifiziert wird, falls ein Gefährdungswert von 1 bestimmt wird.
-
In Schritt S13 bestimmt die Steuerschaltung 5 anhand eines Kennfelds, ob eine Auslösebedingung erfüllt ist. Ein Beispiel für das Kennfeld ist ein Kennfeld K1 aus 11. Gemäß dem Kennfeld K1 ist das Ergebnis in Schritt S13 NEIN, falls der Gefährdungswert 0 ist oder der Verifikationswert 1 ist. In diesem Fall kehrt die Verarbeitung zu Schritt S11 zurück. Falls das Ergebnis in Schritt S13 JA ist, das heißt, falls der Gefährdungswert 1 und der Verifikationswert 0 ist (Auslösebedingung [Gefährdungswert |Verifikationswert]: 110), fährt die Verarbeitung bei Schritt S14 fort.
-
In Schritt S14 erzeugt die Steuerschaltung 5 das Trigger-Signal, wobei das Trigger-Signal die Auslösung des Airbags triggert.
-
Hinsichtlich der Verarbeitung aus 6 sei ergänzt, dass die Schritte S11 und S12 ebenso getrennt in den Steuerschaltungen 51 und 52 ausgeführt werden können. Diese Verarbeitung kann daher für die vorher beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen ausgeführt werden.
-
Durch die Konfiguration im Modus 1 wird der Airbag, wie vorher beschrieben, verifiziert ausgelöst.
-
[Modus 2]
-
Gemäß einem Modus 2 des Betriebs der Airbag-Schutzausrüstung 1 beginnt die Verarbeitung, wie im Flussdiagramm in 7 gezeigt, nach dem Starten der Verarbeitung bei Schritt S21.
-
Im Schritt S21 werden anschließend die Airbag-Sensordaten, wie bereits vorher beschrieben, erlangt.
-
In Schritt S22 berechnet die Steuerschaltung 5 den Gefährdungswert anhand der Airbag-Sensordaten.
-
In Schritt S23 bestimmt die Steuerschaltung 5 anhand einer Kennzahl oder eines Kennfelds, ob eine Gefährdungsauslösebedingung erfüllt ist. Beispielsweise ist das Ergebnis in Schritt S13 NEIN, falls der Gefährdungswert 0 ist. In diesem Fall kehrt die Verarbeitung zu Schritt S21 zurück. Falls das Ergebnis in Schritt S23 JA ist, das heißt, falls der Gefährdungswert 1 (Gefährdungsauslösebedingung erfüllt) ist, fährt die Verarbeitung bei Schritt S24 fort.
-
In Schritt S24 werden die Verifikationssensordaten, wie bereits vorher beschrieben, erlangt.
-
In Schritt S25 berechnet die Steuerschaltung 5 den Verifikationswert anhand der Verifikationssensordaten.
-
In Schritt S26 bestimmt die Steuerschaltung 5 anhand einer Kennzahl oder eines Kennfelds, ob eine Verifikationsauslösebedingung erfüllt ist. Beispielsweise ist das Ergebnis in Schritt S26 NEIN, falls der Verifikationswert 1 ist. In diesem Fall kehrt die Verarbeitung zu Schritt S21 zurück. Falls das Ergebnis in Schritt S26 JA ist, das heißt, falls der Verifikationswert 0 (Verifikationsauslösebedingung erfüllt) ist, fährt die Verarbeitung bei Schritt S27 fort.
-
In Schritt S27 erzeugt die Steuerschaltung 5 das Trigger-Signal, wobei das Trigger-Signal die Auslösung des Airbags triggert.
-
Hinsichtlich der Verarbeitung aus 7 sei ergänzt, dass die Schritte S21, S22, S24 und S25 ebenso getrennt in den Steuerschaltungen 51 und 52 ausgeführt werden können. Diese Verarbeitung kann daher für die vorher beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen ausgeführt werden.
-
Durch die Konfiguration im Modus 2 wird der Airbag, wie vorher beschrieben, verifiziert ausgelöst, wobei zudem eine Verarbeitungslast in der zumindest einen Steuerschaltung verringert wird, da der Verifikationswert lediglich dann erlangt wird, wenn der Gefährdungswert eine Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall angibt.
-
[Modus 3]
-
Gemäß einem Modus 3 des Betriebs der Airbag-Schutzausrüstung 1 beginnt die Verarbeitung, wie im Flussdiagramm in 8 gezeigt, nach dem Starten der Verarbeitung bei Schritt S31.
-
Im Schritt S31 werden anschließend die Verifikationssensordaten, wie bereits vorher beschrieben, erlangt.
-
In Schritt S32 berechnet die Steuerschaltung 5 den Verifikationswert anhand der Verifikationssensordaten.
-
In Schritt S33 bestimmt die Steuerschaltung 5 anhand einer Kennzahl oder eines Kennfelds, ob eine Verifikationsauslösebedingung erfüllt ist. Beispielsweise ist das Ergebnis in Schritt S33 NEIN, falls der Verifikationswert 1 ist. In diesem Fall kehrt die Verarbeitung zu Schritt S31 zurück. Falls das Ergebnis in Schritt S33 JA ist, das heißt, falls der Verifikationswert 0 (Verifikationsauslösebedingung erfüllt) ist, fährt die Verarbeitung bei Schritt S34 fort.
-
In Schritt S34 werden die Airbag-Sensordaten, wie bereits vorher beschrieben, erlangt.
-
In Schritt S35 berechnet die Steuerschaltung 5 den Gefährdungswert anhand der Airbag-Sensordaten.
-
In Schritt S36 bestimmt die Steuerschaltung 5 anhand einer Kennzahl oder eines Kennfelds, ob eine Gefährdungsauslösebedingung erfüllt ist. Beispielsweise ist das Ergebnis in Schritt S36 NEIN, falls der Gefährdungswert 0 ist. In diesem Fall kehrt die Verarbeitung zu Schritt S31 zurück. Falls das Ergebnis in Schritt S36 JA ist, das heißt, falls der Gefährdungswert 1 (Gefährdungsauslösebedingung erfüllt) ist, fährt die Verarbeitung bei Schritt S37 fort.
-
In Schritt S37 erzeugt die Steuerschaltung 5 das Trigger-Signal, wobei das Trigger-Signal die Auslösung des Airbags triggert.
-
Hinsichtlich der Verarbeitung aus 8 sei ergänzt, dass die Schritte S31, S32, S34 und S35 ebenso getrennt in den Steuerschaltungen 51 und 52 ausgeführt werden können. Diese Verarbeitung kann daher für die vorher beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen ausgeführt werden.
-
Durch die Konfiguration im Modus 3 wird der Airbag, wie vorher beschrieben, verifiziert ausgelöst, wobei zudem eine Verarbeitungslast in der zumindest einen Steuerschaltung verringert wird, da der Gefährdungswert lediglich dann erlangt wird, wenn der Verifikationswert angibt, dass tatsächlich eine Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall vorliegen kann.
-
[Modus 4]
-
Gemäß einem Modus 4 des Betriebs der Airbag-Schutzausrüstung 1 beginnt die Verarbeitung, wie im Flussdiagramm in 9 gezeigt, nach dem Starten der Verarbeitung bei Schritt S41.
-
In Schritt S41 werden die Airbag-Sensordaten, die Verifikationssensordaten und die Absicherungssensordaten erlangt. Das heißt, die Airbag-Sensoreinheit 3, die Verifikationssensoreinheit 4 und die Absicherungssensoreinheit 6 erfassen jeweils die Airbag-Sensordaten, die Verifikationssensordaten und die Absicherungssensordaten und übermitteln diese an die Steuerschaltung 5.
-
In Schritt S42 bestimmt die Steuerschaltung 5 anschließend anhand von Schwellwerten, Wertemengen und/oder vorbestimmen Berechnungen den Gefährdungswert, den Verifikationswert und den Absicherungswert. Der Gefährdungswert, der Verifikationswert und der Absicherungswert sind beispielsweise logische Werte von 0 oder 1.
-
Der Gefährdungswert und der Verifikationswert werden wie vorher beschrieben gebildet. Darüber hinaus gibt ein Absicherungswert von 1 an, dass mit hoher Sicherheit ein Sturz, Stoß oder Unfall vorliegt oder eintreten wird, wobei ein Absicherungswert von 0 angibt, dass der Absicherungswert nicht berücksichtigt bzw. ignoriert wird.
-
In Schritt S43 bestimmt die Steuerschaltung 5 anhand eines Kennfelds, ob eine Auslösebedingung erfüllt ist. Ein Beispiel für das Kennfeld ist ein Kennfeld K2 aus 11. Gemäß dem Kennfeld K2 ist das Ergebnis in Schritt S43 NEIN, falls der Gefährdungswert 0 und der Absicherungswert 0 ist oder der Verifikationswert 1 und der Absicherungswert 0 ist. In diesem Fall kehrt die Verarbeitung zu Schritt S41 zurück. Falls das Ergebnis in Schritt S43 JA ist, das heißt, falls der Gefährdungswert 1 und der Verifikationswert 0 oder falls der Absicherungswert 1 ist (Auslösebedingung [Absicherungswert |Gefährdungswert|Verifikationswert]: 1|0|0; 1|0|1; 0|1|0; 1|1|0; 1|1|1), fährt die Verarbeitung bei Schritt S44 fort.
-
In Schritt S44 erzeugt die Steuerschaltung 5 das Trigger-Signal, wobei das Trigger-Signal die Auslösung des Airbags triggert.
-
Diese Verarbeitung kann daher für die vorher beschriebene fünfte Ausführungsform ausgeführt werden. Darüber hinaus ist es bei diesem Modus 4 ebenfalls möglich, dass die Steuerschaltung 5 auf mehrere Steuerschaltungen aufgeteilt ist. Ferner kann auch die Reihenfolge, in welcher die Sensordaten erlangt werden (siehe Modi 2 und 3) bei diesem Modus 4 angepasst werden, um eine Verarbeitungslast zu verringern. Weiterhin kann der Absicherungswert separat zu dem Gefährdungswert und dem Verifikationswert betrachtet werden. In diesem Fall würde ein Absicherungswert von 0 ignoriert und ein Sturz, Stoß oder Unfall lediglich über den Gefährdungswert und den Verifikationswert bestimmt werden. Ein Absicherungswert von 1 würde hingegen das Ergebnis der Auswertung des Gefährdungswerts und des Verifikationswerts überstimmen und das Trigger-Signal unabhängig von dem Gefährdungswert und dem Verifikationswert auslösen.
-
Durch die Konfiguration im Modus 4 wird der Airbag, wie vorher beschrieben, verifiziert ausgelöst, wobei zudem ein Absicherungsmechanismus vorgesehen ist. Dieser Absicherungsmechanismus ermöglicht ein Auslösen des Airbags, selbst dann, falls ein Verifikationswert unter bestimmten Umständen (siehe nachstehende Beschreibungen zu den 12 und 13) angibt, dass keine tatsächliche Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall vorliegt.
-
(Initialisierung)
-
Vor dem Start der Verarbeitungen, die in den 6 bis 9 veranschaulicht sind, befindet sich die Airbag-Schutzausrüstung 1 in einem Initialzustand. Die Initialisierung dient insbesondere dazu eine sichere Inbetriebnahme der Airbag-Schutzausrüstung 1 zu gewährleisten.
-
Eine sichere Inbetriebnahme der Airbag-Schutzausrüstung zeichnet sich einerseits dadurch aus, dass zu Beginn kein falsches Trigger-Signal erzeugt wird, und verlangt andererseits, dass keine notwendige Erzeugung des Trigger-Signals verhindert wird.
-
Um dies zu erreichen, werden der Gefährdungswert und der Verifikationswert während der Initialisierung in Schritt S51 auf (logisch) 0 gesetzt. Da der Gefährdungswert auf 0 gesetzt ist, erfüllt die Airbag-Schutzausrüstung beim Start keine Auslösebedingung, weshalb kein falsches oder unbeabsichtigtes Trigger-Signal erzeugt wird. Da der Verifikationswert ebenfalls auf 0 gesetzt ist, wird verhindert, dass ein während des Starts irrtümlicherweise auf 1 gesetzter Verifikationswert eine notwendige Auslösung direkt nach dem Start verhindert.
-
Nach dem Setzen des Gefährdungswerts und des Verifikationswerts in Schritt S51 springt die Verarbeitung in Schritt S52 zum Startpunkt der jeweiligen Verarbeitungen in den 6 bis 9.
-
(Konstruktionsbeispiel für die Airbag-Schutzausrüstung 1)
-
Wie in 12 gezeigt, kann die Airbag-Schutzausrüstung 1 für die Benutzung eines Fahrrads verwendet werden. Hierzu ist die Airbag-Schutzausrüstung 1 in einem Rucksack 7, welcher von einem Benutzer des Fahrrads (Fahrradfahrer) getragen wird, und in den Griffen 8 des Fahrrads integriert.
-
In diesem Montagebeispiel sind die Airbag-Einheit 2, die Airbag-Sensoreinheit 3 und die Steuerschaltung 5 im Rucksack 7 integriert. Die Verifikationssensoreinheit 4 befindet sich dagegen in den Griffen 8, wie in 13 genauer dargestellt. Die Verifikationssensoreinheit 4 weist in diesem Fall einen kapazitiven Kontaktsensor, welcher erfasst, ob die Hände des Fahrradfahrers die Griffe 8 des Fahrrads festhalten, und eine Kommunikationseinheit auf, welche die Verifikationssensordaten zur Steuerschaltung 5, welche sich im Rucksack 7 befindet, übermittelt.
-
Da der Fahrradfahrer den Rucksack 7 trägt, entsprechen die Airbag-Sensordaten, welche durch die Airbag-Sensoreinheit 3 im Rucksack 7 erfasst werden, den Bewegungsdaten des Fahrradfahrers. Dadurch kann eine Gefährdung für einen Sturz, Stoß oder Unfall des Fahrradfahrers erkannt werden.
-
In einem Fall, in welchem der Fahrradfahrer beispielsweise einen Sprung ausführt, kann es passieren, dass die Airbag-Sensordaten eine Gefährdung signalisieren, obwohl der Fahrradfahrer die Kontrolle über das Fahrrad besitzt. Da bei der vorliegenden Erfindung die Verifikationssensordaten angeben, ob die Hände des Fahrradfahrers die Griffe 8 festhalten, kann bestimmt werden, ob der Fahrradfahrer die Kontrolle über das Fahrrad besitzt oder nicht.
-
Falls sich die Hände des Fahrradfahrers an den Griffen 8 befinden, wird kein Trigger-Signal ausgelöst, da davon ausgegangen wird, dass der Fahrradfahrer die Situation kontrolliert.
-
Falls sich die Hände des Fahrradfahrers nicht an den Griffen 8 befinden, wird das Trigger-Signal ausgelöst, da nun davon ausgegangen wird, dass der Fahrradfahrer die Situation nicht kontrolliert.
-
Somit verhindert die vorliegende Erfindung, dass die Airbag-Schutzausrüstung 1 beispielsweise bei Sprüngen oder auf unbefestigtem Gelände irrtümlicherweise auslöst.
-
Ferner kann das Airbag-Schutzsystem 1 in diesem Montagebeispiel um eine Absicherungssensoreinheit erweitert werden (siehe fünfte Ausführungsform). In diesem Fall kann zusätzlich ein Aufprallsensor beispielsweise in die Griffe 8 integriert werden.
-
In einem Fall, in welchem ein Fahrradfahrer mit einem Gegenstand, einem Objekt oder einem anderen Fahrzeug, wie etwa einem Automobil, kollidiert, wird, wie vorher beschrieben, ein Gefährdungswert von 1 bestimmt. Da sich bei einer plötzlichen Kollision die Hände des Fahrradfahrers an den Griffen 8 befinden, würde der Verifikationswert als 1 bestimmt und somit kein Trigger-Signal erzeugt werden.
-
Um die Reaktionsschnelligkeit der Airbag-Schutzausrüstung 1 nicht zu beeinträchtigen, überstimmt in diesem Fall der Absicherungswert die Gefährdungs- und Verifikationswerte, wie in Kennfeld K2 in 11 gezeigt. Falls der Aufprallsensor einen Schwellwert für einen Aufprall übersteigt, kann die Airbag-Schutzausrüstung 1 somit sicher und schnell auslösen, selbst falls sich die Hände des Fahrradfahrers noch an den Griffen 8 befinden.
-
(Weitere Modifikationen)
-
[Modifikation 1]
-
In einem Fall in welchem eine Übertragung zwischen der Verifikationssensoreinheit 4 und der Steuerschaltung 5 fehlerhaft ist, wird der Verifikationswert stets auf 0 gesetzt. Dadurch kann verhindert werden, dass der Verifikationswert irrtümlicherweise länger auf 1 gesetzt ist und der Airbag 23 dadurch bei einem Unfall nicht auslöst.
-
[Modifikation 2]
-
Ferner kann die Airbag-Schutzausrüstung 1 für verschiedene Tätigkeiten angewandt werden. Vorstehend wurde bereits ein Konstruktionsbeispiel für die Anbringung und Anwendung an einem Fahrrad beschrieben. Jedoch ist die Airbag-Schutzausrüstung 1 auch für die Benutzung eines E-Bikes, eines Motorrads oder eines anderen Fahrzeugs geeignet, wobei die Position der Verifikationssensoreinheit 4 nicht auf Griffe beschränkt ist, sondern auch Pedale oder Helme umfassen kann. Weiterhin können mehrere Verifikationssensoreinheiten 4 vorgesehen sein.
-
Die Airbag-Schutzausrüstung 1 kann zudem beim Reiten verwendet werden. Dabei kann die Airbag-Einheit 2 mit der Airbag-Sensoreinheit 3 und der Steuerschaltung 5 in einem Rucksack oder in einer Weste untergebracht sein. Die Verifikationssensoreinheit 4 kann sich in diesem Fall in den Steigbügeln befinden, um festzustellen, ob sich die Füße während des Reitens an einer korrekten Position befinden. Beispielsweise ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass die Airbag-Schutzausrüstung 1 auch beim Springreiten eingesetzt werden kann. Obwohl die Steuerschaltung 5 bei einem Sprung einen Gefährdungswert von 1 bestimmen kann, wird der Airbag 23 nicht ausgelöst, sofern der Reiter oder die Reiterin weiterhin die Kontrolle besitzt. Somit wird der Airbag 23 erst bei einem Lösen der Füße vom Steigbügel ausgelöst und ein sicheres Tragen der Airbag-Schutzausrüstung 1 während des Springreitens gewährleistet.
-
Die Airbag-Schutzausrüstung 1 kann weiterhin bei Arbeiten auf Leitern oder an Gefahrenstellen verwendet werden. Dabei kann die Airbag-Einheit 2 mit der Airbag-Sensoreinheit 3 und der Steuerschaltung 5 in einer Weste untergebracht sein. Die Verifikationssensoreinheit 4 kann sich in diesem Fall in den Schuhsohlen von Arbeitsschuhen befinden, um festzustellen, ob die Füße während des Arbeitens fest und sicher auf dem Boden oder der Leiter stehen. Somit kann beispielsweise in einem Fall, in welchem die letzten Stufen einer Leiter herabgesprungen werden, ein Auslösen des Airbags 23 verhindert werden. Erst wenn beispielsweise eine signifikant lange Zeitspanne verstrichen ist, seit kein sicherer Bodenkontakt mehr registriert wird, wird der Airbag 23 ausgelöst.
-
Das Prinzip der Airbag-Schutzausrüstung 1 kann demnach für zahlreiche Anwendungen modifiziert werden, wodurch die Airbag-Schutzausrüstung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung flexibel einsetzbar ist.
-
[Modifikation 3]
-
Die verwendeten Sensoren für die Airbag-Schutzausrüstung 1 sind nicht auf die vorher beschrieben Sensoren beschränkt und können beliebig um geeignete Sensoren erweitert werden.
-
[Modifikation 4]
-
Die vorher genannten Werte für den Gefährdungswert, den Verifikationswert und den Absicherungswert sind nicht auf die genannten Werte beschränkt, sondern können beliebig gewählt oder getauscht werden. Beispielsweise kann ein Gefährdungswert von 0 eine Gefährdung und eine Gefährdungswert von 1 keine Gefährdung angeben. Demzufolge sind die Kennfelder und Berechnungen auf die gewählten Werte angepasst. Zudem kann es sich um digitale und/oder analoge Signale und Daten handeln.
-
[Modifikation 5]
-
Die Datenübertragung zwischen den verschiedenen Sensoreinheiten 3, 4 und 6 und Steuereinheiten 5, 51, 52 kann mittels drahtgebundener Kommunikation und/oder drahtloser Kommunikation erfolgen. Der Übertragungsweg kann jeweils frei gewählt werden.
-
[Modifikation 6]
-
Die Airbag-Einheit 2 kann einen Airbag 23 oder mehrere Airbags 23 aufweisen.
-
[Modifikation 7]
-
Die Schwellwerte zur Bestimmung des Gefährdungswerts, des Verifikationswerts und des Absicherungswerts sind wie vorher beschrieben voreingestellt. Die Schwellwerte können jedoch basierend auf erfassten Sensordaten während des Betriebs angepasst und geändert werden. Dadurch kann das verifizierte Auslösen situationsbedingt angepasst werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
