DE102022104862A1

DE102022104862A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erprobung von Child-Presence-Detection-Systemen

Info

Publication number: DE102022104862A1
Application number: DE102022104862.4A
Authority: DE
Inventors: Igor Doric; Martin Simon; Thomas Holdgrün
Original assignee: Messring GmbH
Current assignee: Messring GmbH
Priority date: 2022-03-01
Filing date: 2022-03-01
Publication date: 2023-09-07
Also published as: US20230282135A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dummy-Objekt zur Funktionsüberprüfung von Child-Presence-Detection-Systemen (CPD-System), mit einem Rumpf, der einen Brustbereich, einen Bauchbereich sowie einen Rückenbereich aufweist, und mit einem Oberkörperteil, das zum Nachstellen einer Atembewegung relativ zum Rumpf bewegbar ist, wobei das Oberkörperteil zumindest einen Teil einer vom CPD-System zu erfassenden Brust-Bauch-Kontur des Dummy-Objekts bildet, und mit einem Aktuator, der dazu eingerichtet ist, das Oberkörperteil aus einer Grundposition in eine ausgelenkte Position auszulenken. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Dummy-Objekt zumindest ein elastisches Rückstellelement aufweist, das dazu eingerichtet ist, das Oberkörperteil aus der ausgelenkten Position in die Grundposition zurückzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dummy-Objekt zur Erprobung von Child-Presence-Detection-Systemen (CPD-Systemen) nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Gattungsgemäße Dummy-Objekte kommen bei der Entwicklung und Überprüfung von CPD-Systemen in Kraftfahrzeugen zum Einsatz. CPD-Systeme, zu Deutsch Systeme zur Kinderanwesenheitserkennung, sollen sicherstellen, dass Kinder nicht mehr alleine in einem Fahrzeug zurückgelassen werden, sei es gewollt oder ungewollt. Die Entwicklung derartiger Systeme trägt dem Umstand Rechnung, dass noch immer jedes Jahr eine nicht unerhebliche Anzahl an Kindern zu Tode kommt, weil sie alleine in einem parkenden Auto zurückgelassen werden. Zudem werden CPD-Systeme ab dem Jahr 2023 bei der Sternebewertung durch Euro NCAP berücksichtigt. Fahrzeughersteller sind dadurch angehalten, CPD-Systeme in ihren Fahrzeugen vorzusehen bzw. zu verbessern. Weder während der Erprobung im Entwicklungsstadium noch bei der Prüfung und Bewertung derartiger Systeme durch unabhängige Prüfstellen können echte Menschen eingesetzt werden. Zum einen machen Standardisierungsanforderungen den Einsatz von Dummys unumgänglich, zum anderen liegt der Anwendungsbereich derartiger Systeme in Fahrzeugen in erster Linie bei Kinder im Alter zwischen 0 und 6 Jahren. CPD-Systeme müssen u. A. in der Lage sein, während einer sogenannten Parksituation die Anwesenheit eines Kindes sicher zu detektieren. Dafür kommen verschiedene Systeme zum Einsatz, so zum Beispiel Sensoren, die mögliche Bewegungen des Kindes erfassen. An eine Grenze stoßen derartige Systeme, wenn sich das zu erfassende Objekt gar nicht oder kaum bewegt. Ein solches Szenario stellt beispielsweise ein schlafendes Neugeborenes dar, das sich naturgemäß fast gar nicht bewegt. Ausgerichtet werden derartige Systeme daher auf die Erfassung der Bewegung des Oberkörpers, die durch die Atmung hervorgerufen wird. Zur Überprüfung derartiger Systeme sind folglich Dummy-Objekte notwendig, die die Bewegung der Atmung von Kindern im Alter zwischen 0 und 6 Jahren nachbilden können.
Ein Dummy-Objekt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der EP1136970B1 bekannt. Darin wird eine menschliche Puppe als Übungsvorrichtung zur Ausbildung in Erste-Hilfe-Maßnahmen beschrieben. Die Puppe weist einen Rumpf auf, der sowohl einen Rückenbereich also auch einen Brust- und einen Bauchbereich umfasst. Weiter sind Frontpaneele beschrieben, die die Kontur des Brust- und des Bauchbereichs nachbilden und die mit Hilfe eines Aktuators eine Bewegung des Brust- und Bauchbereichs imitieren.
Aus dem Stand der Technik sind weitere Dummy-Objekte bekannt, bei denen der Brust- und/oder der Bauchbereich mittels Aktuator bewegt werden können, wie beispielsweise in den Dokumenten KR102330700B1 , EP3701513A1 und US4601665A beschrieben.
Die Verwendung von CPD-Systemen in Fahrzeugen ist zwar nicht neu, allerdings gab es bisher keine expliziten Vorgaben, nach denen sich die Hersteller in der Entwicklung richten konnten und nach denen entsprechende CPD-Systeme zur Bewertung geprüft werden konnten. Dementsprechend steckt die Entwicklung entsprechender Prüfmittel noch in den Kinderschuhen, weswegen sich bisher zumeist mit einfachen Kinder- bzw. Babypuppen beholfen wurde. Nach der Bereitstellung von Prüfanforderungen und konkreten Testszenarien durch Euro NCAP hat sich jedoch gezeigt, dass mit einfachen Puppen bzw. Dummy-Objekten, die nicht für den Einsatz als Prüfmittel von CPD-Systemen entwickelt worden sind, eine adäquate Prüfung von CPD-Systemen nicht möglich ist.
Ein Grund dafür ist, dass die Erkennung von Kindern in einem Fahrzeug auch auf der Detektion von Bewegungen mittels Radarsensoren basiert. Ein schwieriges Szenario für den Sensor ist daher eine Parksituation, bei der das Kind in seinem Kindersitz schläft und sich deswegen unter Umständen nicht bewegt. Die einzig detektierbare Bewegung in einem solchen Fall ist die durch die Atmung verursachte Bewegung des Brustkorbs und des Bauchs. Die Fähigkeit eines Dummy-Objekts, die durch die Atmung hervorgerufene Bewegung von Brustkorb und Bauch bei Kindern im Alter zwischen 0 und 6 Jahren zu imitieren, ist daher für die Prüfung von CPD-Systemen essentiell.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus EP1136970B1 , sind Dummy-Objekte bekannt, die als Training für medizinisches Personal bestimmte Lebensfunktionen wie die Atmung nachbilden können.
Ein Nachteil derartiger Dummy-Objekte ist, dass sie sehr komplex sind und sich ein erheblicher Teil der benötigten Aktuatorik innerhalb des Dummy-Objekts selber befindet. Eine wichtige Anforderung an Dummy-Objekte bei der Prüfung von CPD-Systemen besteht darin, dass zum einen möglichst wenige bzw. am besten gar keine elektrischen Komponenten innerhalb des Prüfmittels verbaut werden, um eine eventuelle Beeinflussung der Sensorsysteme auszuschließen. Zum anderen sollte auch auf metallische Komponenten verzichtet werden, um einer möglichen Verfälschung der Radarsignatur des Testobjekts im Vergleich zu einem echten Kind zu begegnen.
Aus dem Stand der Technik ist weiter ein Dummy-Objekt bekannt, das zur Überprüfung eines Radarsensors die Bewegung eines Oberkörpers durch die Atmung und den Herzschlag simuliert.
Die Simulation der Bewegung erfolgt mittels aufblasbarer Luftsäcke, die durch ein Pneumatiksystem gespeist werden und im Inneren des Oberkörpers angeordnet sind. Ihre Ausdehnung überträgt sich über einen Gelbeutel an das Äußere des Oberkörpers, wodurch feine Bewegungen nachgebildet werden können.
Ein Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass die Parametrierung der gewünschten Atembewegung in Form von Atemfrequenz, maximaler Ausdehnung des Brust- und Bauchbereichs und das Zusammenspiel von Bauchatmung und Brustatmung sehr aufwendig ist. Im Rahmen eines Test- oder Prüfbetriebs ist es jedoch erforderlich, in kurzer Zeit ein Dummy-Objekt in verschiedenen Atemmodi betreiben zu können und Dummy-Objekte verschiedener Größen einzusetzen, ohne zwischendurch eine aufwendige Parametrierung der Atmungsbewegung vornehmen zu müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Dummy-Objekt zur Prüfung von CPD-Systemen zur Verfügung zu stellen, das die Atembewegung des Brust- und Bauchbereichs eines Menschen und insbesondere von Kindern imitiert und bei geringer Komplexität flexibel einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach liegt dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn das Dummy-Objekt zumindest ein elastisches Rückstellelement aufweist, das dazu eingerichtet ist, das Oberkörperteil aus einer ausgelenkten Position in eine Grundposition zurückzustellen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das elastische Rückstellelement ein Expander, wobei das Dummy-Objekt vorzugsweise zumindest zwei Expander und besonders vorteilhafterweise vier Expander umfasst. Denkbar ist jedoch auch, dass das Rückstellelement eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder ist. Der Expander ist vorzugsweise als Seil oder Band ausgeführt und im Rückenbereich des Rumpfs befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die beiden Enden des Expanders mit einem Knoten versehen sind, die in einer ersten Aussparung im Rückenbereich fixiert werden können. Über eine zweite Aussparung, die beispielsweise vom Bauchbereich und/oder vom Brustbereich bis zum Rückenbereich verläuft, kann der Expander geführt und in Position gehalten werden. Der Expander ist eingerichtet, das Oberkörperteil aus der ausgelenkten Position in die Grundposition zurückzuführen. Damit übernimmt der Expander eine Aufgabe, die im Stand der Technik durch einen Aktuator ausgeführt wird. Das hat den Vorteil, dass die Komplexität des Aktuators reduziert werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Dummy-Objekt zwei Beine und der Rumpf weist einen Hohlraum auf, wobei der Hohlraum zumindest teilweise vom Oberkörperteil umschlossen sein kann. Der Rumpf weist ferner eine Durchgangsbohrung auf, die vorzugsweise zwischen den Beinen angeordnet ist und einen Zugang zum Hohlraum bildet. Alternativ kann die Durchgangsbohrung auch im Rückenbereich vorgesehen sein. Der Aktuator, der dazu eingerichtet ist, das Oberkörperteil aus einer Grundposition in eine ausgelenkte Position auszulenken, ist vorzugsweise im Hohlraum angeordnet und ist durch die Durchgangsbohrung mit einem Versorgungssystem gekoppelt. Der Aktuator kann alternativ jedoch auch außerhalb des Hohlraums angeordnet sein, wodurch dann die Durchgangsbohrung entfallen kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst der Aktuator zumindest einen aufblasbaren Ballon und vorzugsweise zumindest zwei aufblasbare Ballons. Der zumindest eine aufblasbare Ballon ist über einen Druckluftschlauch an das Versorgungssystem angeschlossen, wobei das Versorgungssystem ein pneumatisches System ist. Der zumindest eine aufblasbare Ballon ist eingerichtet, durch Druckluftzufuhr sein Volumen zu vergrößern und das Volumen durch Ablassen der Druckluft wieder zu verkleinern. Übersteigt das Volumen des zumindest einen Ballons durch Druckluftzufuhr das Volumen des Hohlraums, in dem der Ballon angeordnet ist, so versetzt der Ballon das Oberkörperteil relativ zum Rumpf in Bewegung. Denkbar ist auch, dass im Hohlraum zwei Ballons derart angeordnet sind, dass ein Ballon durch seine Ausdehnung den Bauchbereich des Oberkörperteils in Bewegung versetzt und der andere Ballon durch seine Ausdehnung den Brustbereich des Oberkörperteils in Bewegung versetzt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das pneumatische System eine Ventileinheit und eine Steuereinheit, die eingerichtet sind, dem aufblasbaren Ballon kontrolliert Luft zuzuführen und abzulassen. Steuern lässt sich dadurch beispielsweise die Zeit, innerhalb derer der Ballon auf eine bestimmte Größe aufgeblasen wird. Vorzugsweise bilden Ventileinheit und Steuereinheit eine gemeinsame und vom Dummy-Objekt separate Einheit und sind über zumindest einen Druckluftschlauch mit dem Dummy-Objekt verbunden. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass Ventil- und Steuereinheit im Kofferraum oder außerhalb des Fahrzeugs positioniert werden können. Dadurch befindet sich während des Prüfbetriebs keine zusätzliche Elektronik in der Fahrgastzelle und auch im Prüfbetrieb eventuell störende metallische Komponenten werden auf ein Minimum reduziert oder können sogar ganz vermieden werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das pneumatische System eingerichtet, durch kontrollierte Luftzufuhr und das damit einhergehenden Auslenken des Oberkörperteils aus der Grundposition in die ausgelenkte Position die Bewegung des menschlichen Brust- und Bauchbereichs beim Einatmen nachzubilden. Über die Geschwindigkeit, mit der der Ballon mit Luft gefüllt wird, kann die Geschwindigkeit der Atembewegung nachgebildet werden, über die Häufigkeit mit der der Ballon mit Luft gefüllt wird, kann die Atemfrequenz nachgebildet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das pneumatische System eingerichtet, durch das kontrollierte Ablassen der Luft aus dem Ballon in Verbindung mit dem Rückstellelement das Oberkörperteil aus einer ausgelenkten Position in eine Grundposition zurückzustellen und damit die Bewegung des menschlichen Brust- und Bauchbereichs beim Ausatmen nachzubilden.
Denkbar ist auch, dass zur weiteren Modellierung der Atembewegung zumindest zwei Expander verwendet werden, wobei zumindest ein Expander im Bauchbereich und zumindest ein anderer Expander im Brustbereich angebracht ist und wobei die Expander eine unterschiedliche Elastizität aufweisen können, wodurch sich die Bewegung des Oberkörperteils im Brustbereich von der Bewegung des Oberkörperteils im Bauchbereich sowohl beim Einatmen als auch beim Ausatmen unterscheidet. Alternativ können auch unterschiedlich viele Expander im Bauchbereich und im Brustbereich vorgesehen sein, um unterschiedliche Bewegungen des Bauchbereichs und des Brustbereichs darzustellen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Ansteuerung der Ventileinheit, mittels Pulsweitenmodulation, wobei die Ventileinheit vorzugsweise Schnellschaltventile umfasst.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Oberkörperteil zumindest ein Hubbegrenzungselement, wobei das Hubbegrenzungselement eingerichtet ist, die Bewegung des Oberkörperteils relativ zum Rumpf auf einen maximalen Hub zu begrenzen. Das Hubbegrenzungselement ist mittig zwischen Brustbereich und Bauchbereich des Oberkörperteils angeordnet. Alternativ kann das Hubbegrenzungselement auch im Brustbereich des Oberkörperteils oder im Bauchbereich des Oberkörperteils angeordnet sein. Das Hubbegrenzungselement kann dazu eingerichtet sein, den Oberkörperteil mit dem Rumpf zu verbinden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Oberkörperteil zumindest zwei Hubbegrenzungselemente, wobei vorzugsweise zumindest ein erstes Hubbegrenzungselement im Bauchbereich und zumindest ein zweites Hubbegrenzungselement im Brustbereich des Rumpfs befestigt ist, wobei der Hub des Oberkörperteils im Bauchbereich vom Hub des Oberkörperteils im Brustbereich verschieden sein kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Hubbegrenzungselement ein Klettband, wobei das Klettband eingerichtet ist, manuell befestigt und eingestellt zu werden. Das Klettband ist vorzugsweise am Oberkörperteil befestigt und weist zwei Enden auf, die miteinander nach Art eines Klettverschlusses verbunden werden können. Vorzugsweise werden diese beiden Enden um den Rumpf des Dummy-Objekts geführt und im Rückenbereich aneinander befestigt. Denkbar ist jedoch auch, dass die beiden Enden des Klettbands über ein entsprechendes Klettelement, das im Rückenbereich des Rumpfs fest mit dem Rumpf verbunden ist, befestigt werden. Alternativ kann beispielsweise jedes der beiden Klettbänder zweiteilig ausgeführt sein. Ein besonderer Vorteil eines derartigen Hubbegrenzungselements liegt darin, dass die maximale Atembewegung des Oberkörperteils manuell, schnell und flexibel an die jeweiligen Anforderungen und Prüfgegebenheiten angepasst werden kann, ohne eine aufwendige Kalibrierung der Steuerung vornehmen zu müssen. Durch die spezielle Kopplung von Dummy-Objekt und Steuer- und Ventileinheit ist es möglich, das aus Steuer- und Ventileinheit bestehende System für unterschiedliche Dummy-Objekte zu nutzen, ohne dieses an die neuen Gegebenheiten anpassen zu müssen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das Oberkörperteil mit vier Expandern und zwei Klettbändern am Rumpf befestigt. Sind Expander und Klettbänder entfernt, ist das Oberkörperteil manuell abnehmbar. Es ist auch denkbar, dass der Rumpf eine dritte Materialaussparung aufweist, die der Kontur des Oberkörperteils entspricht und dass das Oberkörperteil in seiner Grundposition derart in die dritte Materialaussparung eingesetzt ist, dass das Oberkörperteil die dritte Materialaussparung nach Art eines fehlenden Puzzleteils ausfüllt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Oberkörperteil derart ausgeführt, dass auf das Oberkörperteil Materialien mit verschiedenen Eigenschaften hinsichtlich der Detektierbarkeit durch Radar anbringbar sind. Um das CPD-System unter verschiedenen Bedingungen prüfen zu können, ist es sinnvoll, die Radarsignatur des Dummy-Objekts ändern zu können. Dafür ist vorgesehen, dass das Material auf dem Oberkörperteil schnell und flexibel austauschbar ist, um einen flüssigen Testbetrieb zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Oberkörperteil zweiteilig ausgeführt und sind die beiden Teile des Oberkörperteils unabhängig voneinander bewegbar. Vorzugsweise erfolgt die Teilung in einen Bauchbereich und einen Brustbereich, wobei Bauchbereich und Brustbereich des Oberkörperteils gelenkig miteinander verbunden sind. Denkbar ist jedoch auch, dass Bauchbereich und Brustbereich des Oberkörperteils als zwei separate Bauteile ausgeführt sind. Der Vorteil einer zweiteiligen Ausführung des Oberkörperteils besteht darin, dass die Bewegung des Brustbereichs und die Bewegung des Bauchbereichs bei der Atmung unabhängig voneinander abgebildet werden können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung sind dem aufblasbaren Ballon ein Druckschalldämpfer, ein Druckluftfilter und ein mechanischer Druckbegrenzer zugeordnet, wobei der Druck im Ballon kontinuierlich überwacht wird und wobei der Druck im Ballon 2 bar, vorzugsweise 1,5 bar und weiter vorzugsweise 1,3 bar nicht übersteigen sollte.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Dummy-Objekt vier Gliedmaßen, die zwei Arme und zwei Beine darstellen sowie einen Kopf mit zwei Augen. Vorzugsweise sind die Gliedmaßen und der Kopf beweglich mit dem Rumpf verbunden und die Augen lassen sich öffnen und schließen. Denkbar ist, dass der Rumpf eine Mechanik umfasst, die dazu eingerichtet ist, mittels des Aktuators, der auch das Oberkörperteil relativ zum Rumpf bewegt, die Gliedmaßen und den Kopf relativ zum Rumpf zu bewegen und die Augen zu öffnen und zu schließen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung bildet das Dummy-Objekt das äußere Erscheinungsbild eines Menschen, vorzugsweise das eines Kindes und weiter vorzugsweise das äußere Erscheinungsbild eines 6-jährigen oder jüngeren Kindes ab.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Aktuator zumindest einen rotativ angetriebenen Exzenter aufweist, mittels dessen das Oberkörperteil aus der Grundposition in die ausgelenkte Position auslenkbar ist. Der Exzenter kann durch einen Motor angetrieben sein. Der Motor ist vorzugsweise ein Elektromotor, insbesondere ein Servomotor. Denkbar ist jedoch auch, den Motor beispielsweise als pneumatischen Motor auszuführen. Vorteilhafterweise kann im Brustbereich und im Baubereich des Dummy-Objekts jeweils ein eigener Exzenterantrieb angeordnet sein, so dass Bauchbereich und Brustbereich des Oberkörperteils unterschiedlich ausgelenkt werden können. Im einfachsten Fall ist der Exzenter als einfache, außermittig drehbar gelagerte Drehscheibe mit vorzugsweise kreisringförmiger Kontur ausgebildet. Die Drehscheibe steht vorzugsweise in einem direkten und mitnehmenden Kontakt mit dem Oberkörperteil, sodass eine Drehbewegung des Exzenters bzw. der Drehscheibe in eine Hub- bzw. Auslenkbewegung des Oberkörperteils übersetzt wird. Pro Exzenterantrieb können auch zwei oder mehr Drehscheiben vorgesehen sein, beispielsweise eine erste Drehscheibe auf der linken Seite und eine zweite Drehscheibe auf der rechten Seite des Oberkörperteils. Dadurch wird sichergestellt, dass das Oberkörperteil bei der Nachstellung der Atembewegung nicht seitlich verkippt.
Denkbar ist zudem, dass die Außenkontur der Drehscheibe keiner Kreisform sondern einer beliebigen Außenkontur entspricht, über welche ein spezielles Bewegungsmuster des Oberkörperteils bei der Nachstellung der Atembewegung erreichbar ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Drehscheiben austauschbar ausgeführt sind, sodass verschiedene Bewegungsmuster durch einen Austausch der Drehscheiben eingestellt werden können. Der maximale Hub des Oberkörperteils ergibt sich vorzugsweise aus der Kontur der Drehscheiben, wobei die Atemfrequenz anhand der Drehgeschwindigkeit des Motors eingestellt werden kann. Insbesondere sofern der Motor als Servomotor ausgeführt ist, können unterschiedliche Bewegungsmuster und Maximalhübe - ohne die Drehscheibe wechseln zu müssen - auch durch abwechselnde Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Motors, unterschiedliche bzw. variierende Drehgeschwindigkeiten, sowie unterschiedliche Drehwinkel erreicht werden.
Gemäß einer denkbaren alternativen Lösung der Aufgabe bzw. alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Aktuator einen Elektromotor auf, der vorzugsweise als Servomotor ausgeführt ist. Der Aktuator ist in dieser Ausführung eingerichtet, das Oberkörperteil aus der Grundposition in eine ausgelenkte Position auszulenken und es aus der ausgelenkten Position in die Grundposition zurückzustellen. Der Aktuator kann in dieser Ausführung die Aufgabe das Rückstellelements übernehmen, das in dieser Ausführung nicht benötigt wird. Auch bei dieser Ausführungsform kann wie oben erläutert ein Exzenter zum Einsatz kommen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Einstellen des maximalen Hubs des Oberkörperteils bei der Atembewegung des Dummy-Objekts bereit. Es ist vorgesehen, dass zur Einrichtung des Hubbegrenzungselements zumindest ein Abstandselement verwendet wird, wobei die Größe des Abstandselements in zumindest einer räumlichen Ausdehnung dem einzustellenden Hub entspricht. Das Hubbegrenzungselement ist zunächst nicht fixiert, sodass das Abstandselement zwischen Rumpf und Oberkörperteil angebracht werden kann. Anschließend wird das Hubbegrenzungselement fixiert, sodass nach dem Entfernen des zumindest einen Abstandselements der maximale Hub der Atembewegung eingestellt ist. Zur leichteren Handhabung kann alternativ vorgesehen sein, zur Einstellung des maximalen Hubs zunächst die elastischen Rückhalteelemente zu demontieren und nach dem Einstellen des maximalen Hubs wieder anzubringen. Für eine genaue Einstellung des Hubs ist es zweckmäßig, vier Abstandselemente zu verwenden, jeweils eines links und eines rechts im Bauchbereich und im Brustbereich. Sind alle Abstandselemente installiert, werden die Klettbänder im Rückenbereich an ihren Enden aneinander, nach Art eines Klettverschlusses, fixiert. Soll für den Brustbereich und den Bauchbereich ein unterschiedlicher maximaler Hub eingestellt werden, können Abstandselemente mit unterschiedlicher Höhe eingesetzt werden. Dann kann es zweckmäßig sein, zunächst den Bereich des grö-ßeren maximalen Hubs einzustellen und wenn das entsprechende Klettband fixiert ist, mit der Einstellung des Bereichs des kleineren maximalen Hubs fortzufahren.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von folgenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2: eine schematische Darstellung des Rückenbereichs der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 1,
3a: einen Schnitt des Rumpfs und des Oberkörperteils in ausgelenktem Zustand,
3b: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß 1 in ausgelenktem Zustand, und
5: eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Einstellung des maximalen Hubs.

Für die folgenden Ausführungsformen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Sofern in einer Figur Bezugszeichen enthalten sind, auf die in der zugehörigen Figurenbeschreibung nicht näher eingegangen wird, so wird auf vorangehende oder nachfolgende Figurenbeschreibungen verwiesen.
1 zeigt den schematischen Aufbau eines Dummy-Objekts 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Rumpf 2, der einen Brustbereich 3, einen Bauchbereich 4 sowie einen Rückenbereich 5 aufweist, und mit einem Oberkörperteil 6, das zum Nachstellen einer Atembewegung relativ zum Rumpf 2 bewegbar ist, wobei das Oberkörperteil 6 zumindest einen Teil einer von einem CPD-System zu erfassenden Brust-Bauch-Kontur des Dummy-Objekts 1 bildet, und mit einem Aktuator 7, der dazu eingerichtet ist, das Oberkörperteil 6 aus einer Grundposition 8 in eine ausgelenkte Position 9 auszulenken. Der Aktuator 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einem Hohlraum 14 angeordnet, der in 3a gezeigt ist. Das Dummy-Objekt 1 weist ferner zwei elastische Rückstellelemente 10 auf, die dazu eingerichtet sind, das Oberkörperteil 6 aus der ausgelenkten Position 9 in die Grundposition 8 zurückzustellen.
Das Oberkörperteil 6 ist in 1 in der Grundposition 8 dargestellt und ist mittels zweier Rückstellelemente 10, die hier als Expander 10 ausgeführt sind und mittels zweier Hubbegrenzungselemente 17, die als Klettbänder ausgeführt sind, mit dem Rumpf 2 verbunden. Das Oberkörperteil 6 weist zudem eine Aussparung auf, die die zweite Aussparung 12 im Rumpf 2 fortführt und mit der der Expander 10 in seiner Position gehalten wird. Zur realistischen Nachbildung des Äu-ßeren eines Kindes umfasst das Dummy-Objekt zwei Beine 13 und zwei Arme 19 und einen Kopf 20.
2 zeigt den Rückenbereich 5 der in 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ohne die Arme 19, die Beine 13 und den Kopf 20. Die zweite Aussparung 12 des Rumpfs 2 ist auch um den gesamten Rückenbereich 5 herum ausgeführt. Im mittleren Bereich des Rückenbereichs 5 ist innerhalb der zweiten Aussparung 12 eine rund ausgeführte erste Aussparung 11 vorgesehen, in der die Enden der Expander 10 mittels Knoten verklemmt und damit fixiert werden können. Die Ausführung des Knotens ist in 2 nicht dargestellt. Das Klettband ist mit dem Oberkörperteil 6 fest verbunden, wobei die beiden Enden des Klettbands um den Rumpf 2 geschlungen und im Rückenbereich nach Art eines Klettverschlusses aneinander befestigt werden. In der in 2 gezeigten Ausführung sind zwei Klettbänder vorgesehen, wobei ein Klettband im Brustbereich 3 angeordnet ist und ein Klettband im Bauchbereich 4 angeordnet ist und wobei jedes der Klettbänder eingerichtet ist, für seinen jeweiligen Bereich 3, 4 den maximalen Hub h des Oberkörperteils 6 einzustellen. 4 zeigt das Oberkörperteil 6 in ausgelenkter Position 9, wobei der eingestellte Hub h im Brustbereich 3 größer ist als der eingestellte Hub h im Bauchbereich 4.
In 3a ist eine schematische Schnittansicht A-A des Rumpfs 2 mit dem Oberkörperteil 6 in ausgelenkter Position 9 gezeigt. Der Hohlraum 14 ist vom Oberkörperteil 6 in der Grundposition 8 umschlossen. Der Aktuator 7, der im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Ballon 16 umfasst, wird über eine Durchgangsbohrung 15 mittels eines Druckluftschlauchs 16 an das Versorgungssystem gekoppelt. Wird der Ballon mit Druckluft beaufschlagt, dehnt sich der Ballon aus. Übersteigt das Volumen des Ballons das Volumen des Hohlraums 14, wird das Oberkörperteil 6 aus der Grundposition 8 herausbewegt. Die ausgelenkte Position 9 erreicht das Oberkörperteil 6, wenn der maximale Hub h, den das Klettband 17 zulässt, erreicht ist. Wie in 4 gezeigt ist, muss der maximale Hub h des Brustbereichs 3 nicht mit dem maximalen Hub h des Bauchbereichs 4 übereinstimmen.
3b zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Aktuator 7 umfasst zwei Exzenter- bzw. Drehscheiben 7b im Brustbereich 3, zwei Exzenter- bzw. Drehscheiben 7b im Bauchbereich, sowie jeweils einen Motor pro Drehscheibenpaar. Die beiden rechts und links im Brustbereich 3 angeordneten Drehscheiben 7b und die beiden ebenfalls rechts und links im Bauchbereich 4 angeordneten Drehscheiben 7b sind derart angeordnet, dass die in der Abbildung jeweils hinten angeordneten Drehscheiben 7b von den beiden vorderen Drehscheiben 7b verdeckt sind. Der zugehörige Motor ist jeweils zwischen zwei Drehscheiben 7b angeordnet und daher in der Abbildung ebenfalls nicht erkennbar. Die Drehachse eines Drehscheibenpaars entspricht jeweils der Motorachse 21. Der Motor kann ein Elektromotor sein oder alternativ beispielsweise als übersetzter pneumatischer Motor ausgeführt sein. Die Auslenkung der Oberkörperteils 6 aus der Grundposition 8 in die ausgelenkte Position 9 erfolgt durch die Drehung der Drehscheiben 7b um ihre außermittige Drehachse 21. Die Bewegung des Oberkörperteils 6 aus der ausgelenkten Position 9 in die Grundposition 8 erfolgt dadurch, dass das Oberkörperteil 6, von den Expandern 10 unterstützt, weiter der Kontur der Drehscheiben 7b folgt. Die Form der Drehscheiben 7b bestimmt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch den maximalen Hub h des Oberkörperteils 6, über die Drehgeschwindigkeit der Motoren 21 wird entsprechend die Atemfrequenz eingestellt. Wie oben dargestellt, können unterschiedliche Maximalhübe und/oder Bewegungsmuster auch durch die Verwendung eines Servomotors und eine entsprechende Ansteuerung desselben erreicht werden.
5 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen des maximalen Hubs h beim Ausführungsbeispiel aus den 1, 2, 3a und 4. Dazu wird zunächst die Verbindung aller verwendeten Klettbänder 17 im Rückenbereich 5 gelöst. Die Demontage der Expander 10 ist nicht nötig, kann alternativ zur leichteren Handhabung jedoch vorgesehen sein. Im nächsten Schritt werden zwischen Oberkörperteil 6 und Rumpf 2 die Abstandselemente 18a, 18b angebracht. Die Höhe der Abstandselemente H entspricht dem einzustellenden maximalen Hub h. Für eine genaue Einstellung ist es zweckmäßig, vier Abstandselemente 18a, 18b zu verwenden, jeweils eines links und eines rechts im Bauchbereich 4 und im Brustbereich 3. Sind alle Abstandselemente 18a, 18b installiert, werden die Klettbänder im Rückenbereich 5 an ihren Enden aneinander, nach Art eines Klettverschlusses, fixiert. Soll für den Brustbereich 3 und den Bauchbereich 4 ein unterschiedlicher maximaler Hub h eingestellt werden, können Abstandselemente 18a, 18b mit unterschiedlicher Höhe H eingesetzt werden. Dann kann es zweckmäßig sein, zunächst den Bereich des größeren maximalen Hubs h einzustellen und wenn das entsprechende Klettband fixiert ist, mit der Einstellung des Bereichs des kleineren maximalen Hubs h fortzufahren.
Bezugszeichenliste:

1: Dummy-Objekt
2: Rumpf
3: Brustbereich
4: Bauchbereich
5: Rückenbereich
6: Oberkörperteil
7: Aktuator
7a: Ballon
7b: Drehscheibe
8: Grundposition des Oberkörperteils
9: Ausgelenkte Position des Oberkörperteils
10: elastisches Rückstellelement/Expander
11: erste Aussparung im Rumpf
12: zweite Aussparung im Rumpf
13: Bein
14: Hohlraum
15: Durchgangsbohrung
16: Druckluftschlauch
17: Hubbegrenzungselement/Klettband
18a: erstes Abstandselement
18b: zweites Abstandselement
19: Arm
20: Kopf
21: Motorachse bzw. Drehachse
h: maximaler Hub des Oberkörperteils
H: Höhe des Abstandselements

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1136970 B1 [0003, 0007]
KR 102330700 B1 [0004]
EP 3701513 A1 [0004]
US 4601665 A [0004]

Claims

Dummy-Objekt (1) zur Funktionsüberprüfung von Child-Presence-Detection-Systemen (CPD-System), mit einem Rumpf (2), der einen Brustbereich (3), einen Bauchbereich (4) sowie einen Rückenbereich (5) aufweist, und mit einem Oberkörperteil (6), das zum Nachstellen einer Atembewegung relativ zum Rumpf (2) bewegbar ist, wobei das Oberkörperteil (6) zumindest einen Teil einer vom CPD-System zu erfassenden Brust-Bauch-Kontur des Dummy-Objekts (1) bildet, und mit einem Aktuator (7), der dazu eingerichtet ist, das Oberkörperteil (6) aus einer Grundposition (8) in eine ausgelenkte Position (9) auszulenken, dadurch gekennzeichnet, dass das Dummy-Objekt (1) zumindest ein elastisches Rückstellelement (10) aufweist, das dazu eingerichtet ist, das Oberkörperteil (6) aus der ausgelenkten Position (9) in die Grundposition (8) zurückzustellen.
Dummy-Objekt (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Rückstellelement (10) ein Expander (10) ist, wobei der Expander (10) in einer ersten Aussparung (11) im Rückenbereich (5) des Rumpfes (2) fixiert ist und mittels einer zweiten Aussparung (12) im Rumpf (2) und/oder im Oberkörperteil (6) geführt ist, wobei das Dummy-Objekt (1) zumindest zwei Expander (10) und weiter vorzugsweise zumindest vier Expander (10) umfasst.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dummy-Objekt (1) zwei Beine (13) umfasst und der Rumpf (2) einen Hohlraum (14) aufweist, wobei der Hohlraum (14) zumindest teilweise vom Oberkörperteil (6) umschlossen ist und wobei der Rumpf (2) eine Durchgangsbohrung (15) aufweist, die zwischen den beiden Beinen (13) angeordnet ist und einen Zugang zum Hohlraum (14) bildet, wobei der Aktuator (7) im Hohlraum (14) angeordnet ist und durch die Durchgangsbohrung (15) mit einem Versorgungssystem gekoppelt ist.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (7) zumindest einen aufblasbaren Ballon (7a) und vorzugsweise zumindest zwei aufblasbare Ballons (7a) umfasst, wobei der zumindest eine aufblasbare Ballon (7a) über einen Druckluftschlauch (16) an das Versorgungssystem angeschlossen ist, wobei das Versorgungssystem ein pneumatisches System ist und wobei der aufblasbare Ballon (7a) eingerichtet ist, durch Druckluftzufuhr sein Volumen zu vergrößern und das Volumen durch Ablassen der Druckluft wieder zu verkleinern.
Dummy-Objekt (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische System eine Ventileinheit und eine Steuereinheit umfasst, die eingerichtet sind, dem aufblasbaren Ballon (7a) kontrolliert Luft zuzuführen und abzulassen.
Dummy-Objekt (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische System derart eingerichtet ist, dass mittels der kontrollierten Luftzufuhr und dem damit einhergehenden Auslenken des Oberkörperteils (6) aus der Grundposition (8) in die ausgelenkte Position (9) die Bewegung des menschlichen Brust- und Bauchbereichs (4) beim Einatmen nachgebildet wird.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische System derart eingerichtet ist, dass mittels des kontrollierten Ablassens der Luft in Verbindung mit dem Rückstellelement (10) das Oberkörperteil (6) aus der ausgelenkten Position (9) in die Grundposition (8) zurückgestellt wird und die Bewegung des menschlichen Brust- und Bauchbereichs (4) beim Ausatmen nachgebildet wird.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 5-7 dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Ventileinheit mittels Pulsweitenmodulation erfolgt, wobei über die Dauer der Luftzufuhr und der Luftabfuhr die Atemgeschwindigkeit und über die Häufigkeit der Luftzufuhr und der Luftabfuhr die Atemfrequenz eingestellt wird.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberkörperteil (6) zumindest ein Hubbegrenzungselement (17) umfasst, das eingerichtet ist, die Bewegung des Oberkörperteils (6) relativ zum Rumpf (2) auf einen maximalen Hub (h) zu begrenzen.
Dummy-Objekt (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberkörperteil (6) zumindest zwei Hubbegrenzungselemente (17) umfasst, wobei vorzugsweise zumindest ein erstes Hubbegrenzungselement (17) am Bauchbereich (4) des Rumpfs (2) und zumindest ein zweites Hubbegrenzungselement (17) am Brustbereich (3) des Rumpfs (2) befestigt ist, wobei der Hub (h) des Oberkörperteils (6) am Bauchbereich (4) vom Hub (h) des Oberkörperteils (6) am Brustbereich (3) verschieden sein kann.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubbegrenzungselement (17) ein Klettband ist, wobei das Klettband dazu eingerichtet ist, manuell befestigt und kalibriert zu werden.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberkörperteil (6) zweiteilig ausgeführt ist und die Teile des Oberkörperteils (6) unabhängig voneinander bewegbar sind.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 4-12, dadurch gekennzeichnet, dass dem aufblasbaren Ballon (7a) ein Druckschalldämpfer, ein Druckluftfilter und ein mechanischer Druckbegrenzer zugeordnet sind, wobei der Druck im Ballon (7a) kontinuierlich überwacht wird, wobei der Druck im Ballon (7a) 2 bar, vorzugsweise 1,5 bar und weiter vorzugsweise 1,3 bar nicht übersteigen sollte.
Dummy-Objekt (1) nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (7) zumindest einen rotativ angetriebenen Exzenter (7b) aufweist, mittels dessen das Oberkörperteil (6) aus der Grundposition (8) in die ausgelenkte Position (9) auslenkbar ist.
Dummy-Objekt (1) mit einem Rumpf (2) und einem Oberkörperteil (6), das zum Nachstellen einer Atembewegung relativ zum Rumpf (2) bewegbar ist, wobei das Oberkörperteil (6) zumindest einen Teil einer vom CPD-System zu erfassenden Brust-Bauch-Kontur des Dummy-Objekts (1) bildet, und mit einem Aktuator (7), der dazu eingerichtet ist, das Oberkörperteil (6) aus einer Grundposition (8) in eine ausgelenkte Position (9) auszulenken, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (7) einen Elektromotor aufweist, der vorzugsweise als Servomotor ausgeführt ist, wobei der Aktuator (7) eingerichtet ist, das Oberkörperteil (6) aus einer ausgelenkten Position (9) in die Grundposition (8) zurückzuführen.
Verfahren zum Einstellen des maximalen Hubs (h) einer Atembewegung eines Dummy-Objekts (1) nach einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einrichtung des Hubbegrenzungselements (17) zumindest ein Abstandselement (18a, 18b) verwendet wird, wobei die Größe des Abstandselements (18a, 18b) in zumindest einer räumlichen Ausdehnung dem einzustellenden Hub (h) entspricht, wobei das Hubbegrenzungselement (17) zunächst nicht fixiert ist, sodass das Abstandselement (18a, 18b) zwischen Rumpf (2) und Oberkörperteil (6) angebracht werden kann, wobei anschließend das Hubbegrenzungselement (17) fixiert wird, sodass nach dem Entfernen des zumindest einen Abstandselements (18a, 18b) der maximale Hub (h) der Atembewegung eingestellt ist.