WO2023072764A1 - Verfahren zur auslösung von schutzmitteln und kinderrückhalteeinrichtung mit schutzmittel - Google Patents

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WO2023072764A1
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acceleration
acceleration sensor
triggering
restraint device
child restraint
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Thomas Müller
Christoph THURN
Jiri Spour
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Cybex Gmbh
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    • B60R21/207—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components in vehicle seats
    • B60R21/2072—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components in vehicle seats in children's seats
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    • B60R2021/01013—Means for detecting collision, impending collision or roll-over
    • B60R2021/01027—Safing sensors

Definitions

  • the invention relates to a child restraint device, in particular a child seat and/or an impact shield, for mounting in a vehicle seat, comprising at least one (active) protective device and a method for triggering protective devices.
  • DE 4 418 028 A1 describes a child seat with an impact absorbing body, which in turn includes an airbag.
  • the airbag is arranged in an upper portion of the impact shield to protect (in the event of a collision) the head of the child seated in the child seat.
  • DE 20 2017 105 118 Ul also discloses a child seat with an impact shield.
  • an airbag can be arranged at various points, for example in an upper section or in a lower section of the impact absorbing body or in the center of the impact absorbing body in order to spread an upper and a lower section of the impact absorbing body apart.
  • DE 20 2017 105 118 Ul describes a child seat with protective means in the form of a belt system that can be delivered when an acceleration value is exceeded.
  • DE 10 2017 126 235 A1 describes a child seat with an impact absorber that has an airbag that is arranged either in a lower section or in a rear section (facing the child sitting in the child seat).
  • DE 19 722 095 CI describes a child seat with a support bracket in which an airbag is arranged. When triggered, a gas bag of the airbag unfolds, which should take place in the most controlled manner possible.
  • DE 4 418 028 B4 shows various options for positioning an airbag on a child seat.
  • a gas generator is arranged directly next to the gas bag.
  • US Pat. No. 5,375,908 A shows a child seat with an airbag, a gas generator being arranged in the seat part of the child seat.
  • DE 19 534 126 CI describes a gas cartridge which is integrated into a seat part of a child seat and feeds an airbag via a pressure line.
  • EP 1 452 386 B1 describes an airbag in a chest pad that is arranged in a hollow housing.
  • US Pat. No. 6,736,455 B1 describes an airbag which, in the initial state, is arranged under a cushion-like section.
  • a child seat with active protection means (z. B. airbag) is known, the airbag is only triggered when both a use of the child seat and an accident situation is detected, the accident situation is detected by means of detection means that both mechanical and electronic means.
  • a child seat with active protection means e.g. airbag
  • the airbag being triggered only when the acceleration of the child seat exceeds a first limit value in a first time interval and a second limit value in a second time interval, where the second time interval is included in the first and the second limit is greater than the first limit.
  • EP 3406481 B1 describes a child seat comprising a seat and a seat base and with active protection means (e.g. airbag), the airbag not being able to be deployed while the seat is tilted in relation to the seat base.
  • the activation control presents a problem, since conventional child seats are not connected to the vehicle's on-board network. i.e. the child seat requires its own reliable power supply and its control often cannot access the vehicle's numerous available sensor information.
  • the object of the invention to specify a child restraint device with protective means and a method for triggering corresponding protective means which overcomes the problems of the prior art.
  • the device and the method should be safe and easy to use and lead to reliable triggering.
  • the object is achieved by a method for triggering protective devices in a child restraint device in a vehicle, the method comprising: a) determining at least one measuring direction and/or a measuring direction corridor; b) receiving acceleration sensor signals from at least two acceleration sensors, which are preferably oriented differently; c) calculating at least one first acceleration value along the measurement direction and/or within the measurement direction corridor; d) determining a trigger signal based at least on the at least one first acceleration value; e) triggering the active protection means based on the triggering signal.
  • the measurement direction corridor can be, for example, a volume body such as a cone, which is spanned rotationally symmetrically around the measurement direction, or for example an angular range around the measurement direction.
  • the measurement direction corridor can be specified by a plane or a vector.
  • the determination of a triggering signal based at least on the at least one first acceleration value can include a direct and an indirect determination of the triggering signal.
  • the acceleration value can be used to detect the presence of a precondition for the issuance of the trigger signal.
  • the immediate criterion for issuing the triggering signal can be determined based on other signals or values, for example using the acceleration sensor signals.
  • an alert mode is entered based on the at least one first acceleration value.
  • the acceleration sensors are preferably differently aligned acceleration sensors. Such acceleration sensors are often combined in one unit, for example an acceleration sensor unit.
  • an acceleration sensor unit is used, which measures acceleration values on at least two axes, preferably on three axes.
  • the axes used can preferably be perpendicular to one another.
  • Calculating the at least one acceleration value that occurs along a measurement direction and/or within a measurement direction corridor has the advantage that an acceleration pattern that is characteristic of an accident and that occurs in specific directions can be evaluated. In this way, false deployments can be avoided, which occur, for example, due to careless handling of the child restraint device. This includes impacts when installing the child restraint and/or adjusting the orientation of the child restraint within the vehicle. The child or baby itself can also trigger acceleration forces on or on the child restraint system, which could well cause false triggering. Undesired triggering can be prevented by taking into account some specific acceleration values, which preferably occur along specific directions.
  • the evaluation of calculated acceleration values that occur along (different) predefined axes can be used to implement an accident-type-specific triggering behavior. For example, in the event of a frontal accident, other gas bags and/or gas bag sections, or the same gas bags and/or gas bag sections in a different order, can be filled than in the case of a side crash. As already explained, the occurrence of a certain acceleration value does not have to lead directly to the triggering of the respective protective device, but can be a precondition for a specific triggering.
  • a large number of acceleration values in particular first acceleration values, are determined over time.
  • the determined or calculated first acceleration values can be taken into account when triggering the active protection means.
  • these acceleration values are evaluated over time in such a way that they are compared with characteristic value curves over time, so that triggering only takes place if there is at least essentially agreement.
  • various other evaluations can also be carried out over time. For example, threshold value comparisons can be made at specific points in time.
  • an alert mode is entered when at least one alert criterion is met.
  • An alarm criterion can be, for example, if one of the acceleration values, in particular the calculated acceleration values, for example the first calculated acceleration value, is (at least once) above a limit value.
  • the limit value is particularly preferably in a range between 1.5 g and 2.5 g. These limit values mean that the alarm mode is only entered for larger acceleration values in specified directions. At the same time, the limit value is not selected so high that potential trigger situations are "overlooked" or recognized too late.
  • An advantage of the invention is that at least the alarm criteria based on acceleration values can be determined using simple force sensors. Force sensors are very energy-efficient when in use, so that small energy stores are sufficient to implement the methods described in a device.
  • a measured temperature may be within a predetermined interval, preferably in the interval from -30°C to 100°C, e.g. B. -20°C to 40°C.
  • the temperature is measured at the active protection means (e.g. at the airbag) itself and/or at the control unit.
  • the alarm mode can be considered as a preliminary stage to a trip.
  • the alarm mode for example, at very short time intervals, z. B. at least every 2 milliseconds (ms), preferably at least every millisecond are checked whether the active protective means triggered (in particular the airbag ignited) should be.
  • a possible checking interval can be in the range of 0.2 ms to 0.8 ms.
  • At least one triggering criterion can be repeatedly checked in the alarm mode. This can involve, for example, the monitoring of at least one acceleration value determined based on at least one of the acceleration sensor signals and/or act based on this first acceleration value calculated value. In one embodiment, a differential speed calculated based on at least one acceleration value is monitored, or the exceeding of a threshold value by the calculated differential speed is used as a triggering criterion.
  • the differential velocity is calculated using multiple acceleration values. For example, an acceleration value (eg for different sensor axes) can be determined for each received acceleration sensor signal.
  • the same force sensors can be used as acceleration sensors in order to determine at least one triggering criterion and at least one alarm criterion.
  • the hardware requirements for implementing the method are therefore low. The fewer sensors are required, the lower the power consumption.
  • a differential speed is calculated multiple times based on a state at the time the alarm mode was last transitioned to.
  • the acceleration values are time-integrated or summed up in another suitable manner in order to determine a differential speed (compared to the speed at the time of the transition to the alarm state) starting from said point in time. Any acceleration values can be taken into account for this.
  • the triggering is linked to at least two triggering criteria: a) the differential speed exceeds a limit value that may be individually assigned to the point in time; b) those used to determine the differential speed Acceleration values are (predominantly) within a target corridor in terms of their effective direction.
  • the target corridor can be specified by a vector.
  • the target corridor is preferably specified by a vector and an angle.
  • the target corridor can be the measurement direction corridor already described.
  • the target corridor can be a one-dimensional vector, a two-dimensional surface or a three-dimensional body.
  • the term target corridor includes the term target direction. This is preferably a cone.
  • Determining the direction of action can include adding up and, if necessary, normalizing acceleration vectors that have been determined or measured since the (last) transition to the triggering mode. It can thus be ensured that the differential speed that ultimately leads to the triggering is based on accelerations/acceleration vectors that are (predominantly, for example more than 50%) in the target corridor.
  • a triggering criterion can be met if the calculated differential speed still has a sufficiently high value even after a predefined dead time.
  • This dead time can be selected, for example, in an interval between 1 and 50 ms, preferably between 2 and 10 ms.
  • the differential speed can be compared to limit values which, in one embodiment, decrease (continuously) in a time interval following the dead time, so that tripping is relatively likely if there is a correspondingly high differential speed in this period.
  • the threshold values rise again in a subsequent time interval, at least in one embodiment. There is preferably a maximum time which ensures that the alarm mode is exited again if no triggering criterion has been met in the preceding time period.
  • Alert mode can be terminated when one or more termination criteria are met.
  • the termination criteria may include: i) a timeout, in particular exceeding a maximum time interval since the (last) transition to the alarm mode; and/or ii) exceeding a maximum number of calculation steps, in particular calculation step c); and/or iii) an acceleration value falling below a limit value, in particular the first acceleration value; and/or iv) a differential speed calculated based on an/the acceleration value falls below a limit value.
  • the triggering of the active protective equipment can also be linked to a number of triggering criteria. In addition to at least one of those already mentioned, these can be selected from the following:
  • a measured temperature is within a predetermined interval, preferably in the interval from -30 °C to 100 °C, e.g. B. -20°C to 40°C.
  • the temperature is measured at the active protection means (e.g. at the airbag) itself and/or at the control unit.
  • a further, in particular secondary, acceleration sensor unit has determined or calculated an acceleration value in at least one measurement since the start of the alarm mode, which exceeds a limit value.
  • this can be the limit value of 2.5 g. In one embodiment, this can be an acceleration value that is greater than 2 g.
  • the secondary accelerometer unit has calculated and/or measured an acceleration value on average (using a suitable average value) since the start of the alarm mode, which exceeds a predetermined limit value.
  • This limit can be 2 g or 1.5 g.
  • the method includes at least one calibration step.
  • the method can Calibration state, ie a mode in which a calibration is made over a certain period of time implement.
  • a reference plane is determined using a gravitational vector, in particular a gravitational force g. This reference plane can be used to determine the measurement direction or the measurement direction corridor.
  • the gravitational vector can be determined using the acceleration sensor signals.
  • the reference plane may be a vehicle plane, preferably comprising a heading vector, the vehicle plane being determined using a restraint reference datum, such as a restraint tilt angle.
  • the transition to the calibration mode can be done from a lock mode.
  • a standby mode can be entered.
  • the calibration mode is also the standby mode or a possible form thereof. Provision can be made for a change back to the blocking mode from the calibration mode or from the standby mode if predetermined conditions are not (or no longer) met, for example immediately or if this is the case for a predetermined time (e.g. two minutes). case is.
  • a calibration loop can be run through (several times).
  • the acceleration can be detected by the acceleration sensor unit.
  • the orientation with respect to the gravitational acceleration it can be determined in a second step how the seat or the seat coordinate system or the coordinate system of the acceleration sensor unit is oriented.
  • the acceleration in the measurement direction (for example in the direction of travel of the vehicle and/or in the direction of the horizontal component of the direction of travel) can then be determined.
  • the calibration loop can therefore include the following steps, with this embodiment presupposing that an x-axis of the acceleration sensor unit has no lateral component, the coordinate system of the vehicle seat is congruent with the coordinate system of the vehicle and the x-axis of the acceleration sensor unit or the corresponding Coordinate system increases by an angle alpha.
  • the x-axis of the acceleration sensor unit intersects the plane of the vehicle at an acute angle alpha.
  • a z-axis of the acceleration sensor unit also has no lateral component and is perpendicular to the x-axis):
  • Offset angle alpha inclination of the coordinate system of the accelerometer unit relative to the child seat coordinate system.
  • Gamma may be estimated and/or determined by a separate measurement (e.g., when the vehicle is known to be currently on a horizontal plane) and/or specified by user input become.
  • gamma is estimated, preferably using a value from 0 to 30°, more preferably a value from 10° to 20°.
  • the method can include storing and/or reading out stored values.
  • a default value for beta can be used.
  • a value of beta determined when the child seat was used earlier can be used.
  • the transfer from the calibration mode to an alarm mode is not permitted as long as a specified number of measurements has not been carried out.
  • the calibration is stopped when the alarm mode is assumed.
  • the calibration continues in the background. Then (preferably) the measurement direction determined when entering the alarm mode (possibly the corresponding measurement direction corridor) of the calibration can be used as a basis for the calculations, or the calculations can be based on a continuously updated measurement direction (possibly the corresponding measurement direction corridor).
  • provision can be made (in the calibration mode) to form an ensemble of measurements such that an ensemble contains a large number of measurement results.
  • the plurality of measurements of an ensemble can preferably consist (exclusively or partially) of measurements directly following one another.
  • the plurality and/or a number of directly consecutive measurements can be more than 100 or more than 1000 or more than 10000.
  • a multiplicity and/or the number of measurements directly following one another can be measurements from a time interval of more than one second or more than five seconds or more than 20 seconds, and/or measurements from a time interval of no more than 10 minutes or no more than 90 seconds.
  • it can be provided to form successive ensembles that directly follow one another or that overlap (in each case in relation to the measured values associated with the ensembles).
  • it can also be provided to form only a single ensemble and to update this continuously by adding a new (preferably the current) measured value to the ensemble and removing another (preferably the oldest) measured value from the ensemble.
  • an ensemble it can be provided, in relation to the second step, first of all ai and 33 using a suitable mean (eg the arithmetic mean, the geometric mean, the harmonic mean or the median) from the individual measured values Calculate and then use this mean value to deduce the angle beta or the angle sum alpha + beta. Provision can also be made to calculate an angle or an angle sum for each individual measurement and to determine beta or alpha+beta from the results obtained in this way by forming a suitable mean value.
  • a suitable mean eg the arithmetic mean, the geometric mean, the harmonic mean or the median
  • beta itself can be iteratively updated, or else ai and 33 are each iteratively updated and used to calculate beta.
  • the at least one calculated acceleration value can also be determined or updated iteratively. This can be done in the manner already shown for beta, ie by offsetting a known value with a value determined from a new measurement. The calculation is preferably also carried out with (possibly constant) factors as already described for beta.
  • At least one sleep mode criterion is determined, in particular using the acceleration values and/or the sensor signals, with a sleep mode being adopted when the at least one sleep mode criterion is present.
  • This sleep mode or the sleep mode criterion can be used to reduce the energy consumption of the device implementing the method.
  • acceleration values in particular the first acceleration value, can be determined with a first frequency that is (significantly) less than a second frequency associated with a non-sleep mode.
  • the sleep mode criterion can be a comparison of the sensor signals or the acceleration values with acceleration values to be expected, which occur when only the acceleration due to gravity occurs.
  • a certain tolerance can also be provided, so that some or all measured values of the acceleration sensors must lie within a predetermined interval around the value of the acceleration due to gravity for a predetermined time interval in order to meet the sleep mode criterion.
  • the sleep mode can be left when at least one of the determined acceleration values or the measured acceleration sensor signals is no longer within the specified interval. For example, after exiting the sleep mode, the calibration mode already described or a calibration step can be run through. If the condition of the harness is not already a criterion for exiting the locking mode, the condition of the harness can be taken into account as a criterion for entering the sleep state as an alternative or in addition—preferably independently of the aforementioned criterion. Provision can be made for the sleeping mode to be assumed when the harness is open (immediately or after a predetermined time). When the harness is closed, sleep mode can be exited again.
  • Method for triggering (active) protection means comprising the steps: a) receiving acceleration sensor signals from at least one acceleration sensor; b) calculating at least a first acceleration value; c) calculating a differential speed; d) determining a trigger signal based at least on the differential speed; e) deployment of the airbag based on the deployment signal.
  • the differential speed can be based on the first acceleration value or based directly on the acceleration sensor signals. In the last-mentioned embodiment, the calculation of the at least one first acceleration value may be omitted.
  • Method for triggering (active) protection means comprising the steps: a) receiving first acceleration sensor signals from at least one acceleration sensor; b) determining, preferably iteratively determining, at least one measurement direction and/or one measurement direction corridor based on the first acceleration sensor signals; c) receiving second acceleration sensor signals from (the) at least one acceleration sensor; d) determining a trigger signal based at least on the second acceleration sensor signals; e) deployment of the airbag based on the deployment signal.
  • the first and second acceleration sensor signals can be signals that originate from different acceleration sensors. Alternatively or additionally, these can be signals that are received at different points in time, with at least one second acceleration sensor signal being received after a first acceleration sensor signal.
  • the second accelerometer signal is from the same accelerometer as the first.
  • Method for triggering (active) protective means comprising the steps: a) determining at least one measurement direction and/or one measurement direction corridor; b) receiving acceleration sensor signals from at least one acceleration sensor; c) calculating at least a first acceleration value; d) comparison of the at least one first acceleration value with the measurement direction and/or the measurement direction corridor; e) determining a trigger signal based at least on the result of the adjustment; f) deploying the airbag based on the deployment signal.
  • a method for triggering (active) protection means comprising the steps of: a) checking conditions for assuming a standby mode, the conditions including at least one of:
  • the protective means of the previous methods can be airbags.
  • the methods can be used in connection with child restraint devices, in particular those described below.
  • the methods can each be combined with the embodiments described above, in particular the embodiments of claims 1 to 11, and/or partial aspects thereof.
  • the methods are suitable for triggering protective devices in vehicles.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by a computer-readable storage medium or by a computer-readable memory with instructions for implementing one of the methods already described.
  • control and regulation unit that is designed to implement said method during operation.
  • a child restraint device with a longitudinal axis, a transverse axis and a vertical axis, in particular a child seat and/or impact shield, for attachment in a vehicle or by a component of such a vehicle.
  • the child restraint may then include the following:
  • At least one (active) means of protection in particular an airbag with at least one inflatable gas bag,
  • At least one drive unit in particular a gas generator, for activating the at least one protective means
  • At least one control unit for activating the drive unit by means of a trigger signal
  • the control unit preferably receiving the acceleration sensor signals and based on the first and third acceleration sensor signals deciding whether the drive unit is activated.
  • the child restraint device can include a sensor unit with at least two acceleration sensors. These multiple acceleration sensors are preferably used in such a way that only accelerations that occur in a specific direction are used. Alternatively, several acceleration values that act in different directions can also be taken into account, although according to the invention a separate evaluation should be carried out.
  • the child restraint device or said component may comprise a primary and a secondary sensor unit each having at least two acceleration sensors.
  • three acceleration sensors are provided, which preferably supply acceleration sensor signals orthogonal to one another.
  • the acceleration sensors of the primary sensor unit are sampled more frequently than those of the secondary sensor unit.
  • the primary sensor acceleration unit can be sampled at a first predetermined frequency, for example higher than 10 Hz, preferably higher than 100 Hz or even higher than 1 kHz. In one embodiment, the acceleration sensors of the primary sensor unit are sampled at a sampling rate that is less than 10 kHz.
  • the first acceleration sensor (x-axis) and the third acceleration sensor (z-axis) are arranged for detecting a first acceleration value (x-axis) or a third acceleration value (z-axis) in a detection direction, with the detection direction in or runs parallel to a plane which is spanned by the vertical axis and the longitudinal axis of the child restraint system.
  • the first acceleration sensor and the third acceleration sensor are (at least essentially) arranged orthogonally to one another.
  • the use of the term "essentially” in connection with directional information can mean (here, in the preceding and/or in the following) that the directional information deviates from the specified direction by a maximum of 20° or by a maximum of 15°. The sign of the deviation plays a role here does not matter, so that an interval of +20° to -20° or +15° to -15° is spanned.
  • the second acceleration sensor (y-axis) can (at least essentially) be aligned parallel or coaxial to the transverse axis of the child restraint device.
  • the acceleration sensor In order to detect the first acceleration value, the acceleration sensor can be arranged in a/the detection direction which has an angle of more than 5° and/or less than 30° with respect to a longitudinal axis of the vehicle.
  • two or three acceleration sensors such that each of these acceleration sensors (preferably the same size) has a component in the direction of the longitudinal axis of the child seat or the longitudinal axis of the vehicle.
  • This has the advantage that the expected greatest acceleration (namely in the direction of travel of the vehicle when driving straight ahead or in the direction of the longitudinal axis of the vehicle) is recorded distributed over all three acceleration sensors and can therefore be carried out particularly efficiently - i.e. with the same measuring range of the individual acceleration sensors higher accelerations are detected.
  • two or three acceleration sensors can be arranged at 45° to the longitudinal axis of the vehicle or to the longitudinal axis of the child seat and at the same time be orthogonal to one another.
  • most aspects of the present invention can also be implemented with a single sensor.
  • This one sensor can preferably lie in the plane spanned by the x-axis and z-axis and be directed obliquely upwards at an angle of 20° to 40° to the x-axis.
  • the child restraint device can have at least one acceleration sensor unit, which has acceleration sensors for more than one direction (eg a triaxial sensor).
  • the Acceleration sensor unit can be provided close to a rear side of the child seat (ie on a side of the child seat facing the backrest of the vehicle seat). Additionally or alternatively, the acceleration sensor unit can be provided close to an underside of the child seat (ie on a side of the child restraint device facing the seat surface of the vehicle seat).
  • the acceleration sensor unit is preferably arranged in the center (with respect to a lateral direction of the child restraint device) and/or near an (imaginary) connecting line between rear attachment means of the child restraint device. In this context, close can mean that the distance is a maximum of 10 cm.
  • a first acceleration sensor (x-axis) can be aligned in such a way that its lateral component is zero.
  • the first acceleration sensor can be oriented at least essentially (in relation to the direction of travel when driving straight ahead) from the rear to the front so that it rises slightly (cf. offset angle gamma).
  • gamma is an acute angle, more preferably an angle greater than 5° and/or less than 30°. An angle of 7°-18° is particularly preferred.
  • a second acceleration sensor (y-axis) of the acceleration sensor unit can be aligned laterally perpendicular to the first acceleration sensor.
  • a third acceleration sensor (z-axis) can be aligned perpendicular to the first and second
  • acceleration sensor units can be installed in the child restraint system. At least one of the acceleration sensor units can be operated as a primary unit.
  • the (primary) acceleration sensor unit can detect the acceleration or measure acceleration values with a first predetermined frequency.
  • the predetermined frequency can e.g. B. more than 10 Hz, preferably more than 100 Hz, particularly preferably more than 1 kHz. In addition, the predetermined frequency may be at most 10 kHz.
  • the secondary acceleration sensor unit can detect the acceleration or measure acceleration values with a second predetermined frequency, wherein the second predetermined frequency should preferably be lower than the first predetermined frequency (e.g. 30%-70% of the first predetermined frequency).
  • the child restraint device can have at least one energy store, in particular a battery (eg a lithium-ion accumulator) for supplying the control unit and/or the gas generator.
  • the gas generator works with a fluid reservoir and/or with pyrotechnics. However, it is also possible to operate the gas generator electrically.
  • the control unit in the child restraint device is preferably fed by its own energy store, so that it is not necessary to connect the child restraint device to the vehicle's on-board network.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first child seat
  • FIG. 2 shows the child seat according to FIG. 1 in a view from below;
  • FIG. 3 shows another child's seat with an unfolded or filled airbag in a side view
  • Fig. 7 is a schematic representation of some modes of operation for a
  • FIGS. 8a and 8b show a schematic representation of a measuring direction corridor
  • Figures 9 to 18 show different diagrams for illustrating criteria for controlling the airbag
  • FIG. 19 shows a schematic representation of a controller which is in communicative connection with a sensor unit and a gas generator for filling an airbag;
  • FIG. 1 shows a child safety seat 10, which has a main body 20, an impact shield 50, and an airbag 70 (not shown in detail).
  • the main body 20 includes a seat portion 21 (with a middle portion 21M, a left side 21L and a right side 21R), a backrest 22, side wings (or side bolsters) 23, a headrest 24, a side impact protection 29, and fastening means 28.
  • the Impact shield extends at least substantially in a transverse direction and has a central section 51, left and right sections 52,53, and a cover 57. Between the central section 51 (in particular its bottom surface 51B, not visible in the figure) and a middle A first gap 121 is formed in portion 21 of the seat portion.
  • FIG. 2 shows a child seat 10 according to FIG. 1 in a bottom view, in which an airbag 70 having an airbag 71 (in a front portion of the bottom surface 21B of the seat portion 21), a gas generator 72 and a sensor unit 74 is provided.
  • the sensor unit 74 is communicatively connected to a control (or a controller) 100 not shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a child seat 10, which can largely correspond to the child seat according to FIGS. 1 and 2, the differences being explained below.
  • the child seat 10 shown in FIG. 3 has a main body 20 which has a base 90 (different from that shown in FIG. 1), an impact shield 50 and an airbag 70.
  • a base 90 different from that shown in FIG. 1
  • the main body 20 comprises a seat portion 21, a backrest 22 and a headrest 24.
  • the impact shield 50 extends (at least substantially) in a transverse direction.
  • the airbag 70 comprises a gas bag 71, which in the uninflated state (not shown) is placed around a central section of the impact absorber 50 (not shown) and a gas generator 72, which is preferably arranged in a cavity of the impact absorber 50 and is equipped with a controller (a Controller) 100 is communicatively connected.
  • the base 90 has a support foot 92, fastening means 28 (in particular Isofix anchors) and a controller 100 (not shown), the controller 100 being communicatively connected, for example via a bus, to a sensor unit 74 which is in, on or near (e.g (e.g. at a distance of less than 10 cm or less than 5 cm) of the fastening means 28.
  • a sensor unit 74 which is in, on or near (e.g (e.g. at a distance of less than 10 cm or less than 5 cm) of the fastening means 28.
  • Figure 3 shows the air bag 70 in its inflated condition.
  • the gas bag 71 is filled with gas so that the first gap 121 and a second gap 122 are (now) narrower in order to restrain the child from (initial) forward movement relative to the child seat 10 .
  • a bulge in the surface of the top panel is configured to accommodate the child's head.
  • the gas bag 71 of this embodiment can have a volume of at least 3 l, preferably at least 5 l and/or a volume of less than 15 l, preferably less than 10 l.
  • the sensor unit 74 is a 3-axis sensor that can determine acceleration values rawX, rawY, rawZ on three different axes (x, y, z) using the acceleration sensors 74x, 74, 74z, the are orthogonal to each other.
  • the corresponding sensor signals are communicated to controller 100 via a bus, for example.
  • the controller 100 receives the sensor signals via an interface 106.
  • the interface 106 is also connected to the gas generator 72 in communicative connection. Bus communication can also be established here.
  • the communicative connection to the gas generator 72 is used to check its status and/or to activate it by means of a triggering signal, so that the gas bag 71 is filled.
  • the controller 100 can be a control and regulation unit. This can either be a (mini) computer or dedicated hardware that has been tailored to the specific application.
  • the controller 100 shown in FIG. 19 includes a memory 102 for storing status data and for storing instructions that are executed by a computing unit 104 in order to implement a suitable control strategy.
  • the controller 100 may implement a state machine having the operating states substantially as shown in FIG. 7 . These are a lock mode 200, a standby mode 210 and an ignition mode 220.
  • controller 100 switches to the ready mode 210 (and otherwise remains in the blocking mode 200) precisely when at least one or more (possibly all) of the following conditions are met:
  • Child seat 10 is correctly coupled to the vehicle seat (preferably: Isofix or LATCH are correctly coupled)
  • the child is in the child seat 10 (detected in particular by a weight sensor, e.g. in the seat section)
  • the child is correctly secured, for example o the harness is fastened (all, preferably the two, belt tongues of the shoulder and lap belts are correctly connected to the harness of the crotch belt); possibly additionally or alternatively one or more belts are tensioned above a predefined threshold value o Impact shield 50 is correctly attached (all fastening means are correctly fastened, according to the embodiment, the respective means of engagement are engaged with one another; if necessary, additionally or alternatively, one or more belts are tensioned above a predefined threshold value)
  • Support leg 25 is correctly installed, in particular powered (by standing with a lower end on a vehicle floor, while an upper end, preferably rotatable (in particular foldable for space-saving storage), with another component of the child seat 10, in particular with the seat base and/or or the seat portion 21 and/or the backrest 22)
  • the transfer between blocking mode 200 and standby mode 210 can be implemented by switches that open or close depending on the result of the measurement of an associated sensor and so z. B. can close a circuit (e.g. with the energy source).
  • the child seat 10 is basically in a state in which the airbag 70 can be deployed. In other words, all framework conditions are met, so that reliable measurements can be taken to ensure that a specific triggering criterion, which ultimately leads to ignition, is actually met.
  • the standby mode 210 includes three states, namely a calibration mode 211, an alarm mode 213 and a sleep mode 215.
  • the state machine implemented by the controller 100 preferably enters a calibration mode 211, which in one embodiment is a calibration loop goes through
  • the acceleration values rawX, rawY, rawZ are measured in this calibration loop and, based on these, an attempt is made to determine a basic orientation of the acceleration sensors 74x, 74y, 74z relative to the acceleration due to gravity.
  • a direction of travel or a direction of movement of a vehicle in a horizontal plane drh (perpendicular to the gravitational force) or in a vehicle plane dr e.g.
  • the sleep mode 215 is provided to save energy when the airbag 70 is in the ready mode 210 but the only measured acceleration is the acceleration of gravity g for a predetermined time. This means that it can be assumed that the vehicle is not moving or is only moving to such a small extent that triggering the airbag 70 does not make sense.
  • the system can be switched to the sleep mode 215 based on a comparison of the acceleration values rawX, rawY, rawZ with the values to be expected based on the acceleration due to gravity. Certain tolerances can be provided here.
  • the system returns to calibration mode 211 when the sleep mode criteria are no longer met.
  • the calibration loop in calibration mode 211, is run through continuously to detect and account for realignments of the vehicle at any point in time.
  • the vehicle plane is continuously redetermined using the measured gravitational acceleration g in order to estimate or calculate an orientation of the child seat 10 and/or the sensor unit 74 based on the vehicle plane.
  • a transition into the alarm mode 213 can take place when a calculated x-acceleration value aX (at the vehicle level, corresponds to adr in this exemplary embodiment) is above a predefined threshold value.
  • This threshold value can be, for example, 2 ⁇ g (ie twice the acceleration due to gravity).
  • the controller 100 switches to the alarm mode 213 when a clear acceleration in a measuring direction (in the exemplary embodiment described this corresponds to the direction of travel) is detected, as is usual in the event of an accident, and as is the case e.g. B. is usually not achieved when braking.
  • the exemplary embodiment provides for at least one triggering criterion to be checked in the alarm mode 213 before an actual triggering takes place.
  • FIGS. 8a and 8b illustrate corresponding measurement directions or measurement direction corridors 3.
  • only acceleration values can be taken into account that occur along the longitudinal axis xF of the vehicle regardless of the alignment of acceleration sensors 74x, 74y, 74z.
  • FIGS. 8a and 8b it is also possible to allow a corridor 3 of acceleration values, which are taken into account when determining the triggering criteria. As shown in FIGS.
  • the corridor 3 can be a cone whose origin lies in the center of the child seat 10 or the sensor unit 74 . It is understood that such a cone when using only two acceleration sensors, z. B. 74x and 74z, can be reduced to an angular range.
  • the sensor unit 74 can be mounted precisely such that the y-acceleration sensor 74y is aligned exactly parallel or coaxial with the lateral axis of the vehicle yF (e.g. parallel to an axis of the vehicle). Since child seats 10 are usually installed at least essentially with the same lateral orientation (the child looks with or against the direction of travel), the y-acceleration sensor 74y can be fitted in the child seat 10 in a corresponding manner at the factory.
  • x-acceleration sensor 74 and z-acceleration sensor 74z are arranged orthogonally to one another and orthogonally to y-acceleration sensor 74y, no (lateral) acceleration forces act on x-acceleration sensor 74x and z-acceleration sensor 74z when the vehicle is traveling straight ahead.
  • a two-dimensional view can thus be taken, as was done in FIGS. 4 to 6.
  • FIG. The y component of the acceleration can (at least initially) be left out in this exemplary embodiment.
  • the x-acceleration sensor 74x can be inclined by an angle alpha with respect to the horizontal plane. This can be based on the fact that the x-acceleration sensor 74x is arranged at an angle relative to a planar arrangement of the child seat 10 (in relation to the plane of the vehicle). In the embodiment shown in Fig. 4 is for explanation of the angle alpha, the coordinate system of the child seat 10 is equated with the coordinate system of the vehicle.
  • the longitudinal axis xS, the transverse axis yS and the vertical axis zS of the child seat coincide with the longitudinal axis xF, the transverse axis yF and the vertical axis zF of the vehicle.
  • the gravitational acceleration g breaks down into measured x acceleration values rawX and measured z acceleration values rawZ, which are detected by sensor unit 74 tilted by the angle alpha.
  • the vehicle is now driving uphill relative to the horizontal plane or is aligned accordingly.
  • the road and hence the vehicle plane is inclined at an angle beta with respect to the horizontal plane.
  • the coordinate system of the sensor unit 74 is inclined by the sum of the angles alpha and beta relative to the horizontal plane (in the exemplary embodiment about the transverse axis yF of the vehicle).
  • the gravitational acceleration g is distributed even more strongly over the x acceleration sensor 74x and the z acceleration sensor 74z (the x acceleration value increases). If the angle alpha is known and it is assumed that the child seat 10 is aligned parallel to the plane of the vehicle, then after a corresponding calibration (cf.
  • the acceleration in the direction of travel adr can be determined from the measured acceleration values rawX, rawZ.
  • the angle alpha can, for example, be recorded based on an external input or at the factory. If the angle alpha is not known, the acceleration in the direction of the horizontal component of the direction of travel adrh—ie in the horizontal plane—can be determined in one exemplary embodiment (cf. FIG. 20). Both approaches are sufficient to achieve a (significant) improvement in triggering behavior compared to the prior art.
  • angle gamma as a further angle. This indicates an inclination of the child seat 10 relative to the vehicle plane about the transverse axis yF.
  • This angle gamma models the fact that vehicle seats are often inclined relative to the plane of the vehicle, so that the child seat 10 is also inclined.
  • the angle gamma is estimated in one embodiment. In another exemplary embodiment, a separate measurement (such as when it is known that the vehicle is currently on a horizontal plane) of the angle gamma can be made or the angle gamma can be determined by an input of a user can be specified. If gamma is estimated, a value of 0 to 30°, more preferably a value of 10° to 20°, is preferably used.
  • the acceleration in the direction of travel adr (or instead adrh according to the embodiment as explained) can be used to determine whether the child safety seat 10 should transition from the calibration mode 211 to the alarm mode 213 . Accordingly, these measurements or the calculated value of the acceleration in the direction of travel adr (possibly adrh) can be used to determine whether ignition of the airbag 70, ie a transition from the alarm mode 213 to the ignition mode 220, is indicated. There are different strategies in this regard. In particular, criteria can be provided according to which it is decided whether the alarm mode 213 is retained, whether a change to the ignition mode 220 is indicated, or whether the alarm mode 213 (without ignition) is canceled (for example return to the calibration mode 211).
  • two curves are continuously compared over time based on the value adr (possibly adrh).
  • the first curve indicates limit values over time which lead to the system being transferred back into the calibration mode 211 again.
  • the second curve is also a limit value over time, with a transition from alarm mode 213 to ignition mode 220 if these limit values specified by the second curve are exceeded.
  • a differential speed Av or Deltav is calculated and considered from the point in time at which the controller switched to alarm mode 213 .
  • the differential speed Deltav is preferably based on the complete acceleration information (and not only on the acceleration in the measuring direction).
  • the measured acceleration values rawx, rawy, rawz can be used to determine a differential speed (since transition to the alarm mode) in three-dimensional space.
  • the direction of the acceleration vectors used to determine the differential speed can be used as an additional triggering criterion (direction criterion).
  • the target corridor can be the measurement direction corridor 3 shown in FIGS. 8a, 8b.
  • controller 100 can specify that an automatic abort occurs after time tmax if no ignition has taken place by then.
  • FIG. 10 shows an alternative for the first curve which, like the curve from FIG. 9, is defined between ti and tmax and rises linearly.
  • This first curve therefore specifies that, in order to maintain the alarm mode 213, an increasingly higher requirement is placed on the determined differential speed Deltav over time. If the differential speed Deltav falls below the specified solid line, this leads to an abort (change to the calibration mode 211). A corresponding exemplary value is symbolized in FIG. 10 by an asterisk.
  • the corresponding first curves can have any complicated structure.
  • FIG. 11 shows an embodiment in which the threshold value is constant between times ti and t2, and then increases from t2 to tmax.
  • the first curve rises abruptly and then follows the course of the example illustrated in FIG.
  • FIGS. 13 to 18 show possible configurations of the second curve, which specifies threshold values over time which, when exceeded, cause a change to ignition mode 220.
  • a corresponding differential speed is illustrated in FIG. 13 with a black diamond. In one exemplary embodiment, it leads to the airbag 70 being triggered.
  • the triggering can only take place if further triggering criteria are met (cf., for example, the direction criterion already explained or temperature criteria or criteria relating to information provided by the vehicle bus, etc.).
  • Fig. 14 shows a possibility for a second curve which is defined between to and tmax and rises linearly. As long as the predefined threshold value is not exceeded, the airbag 70 is not triggered (cf. exemplary value in the form of a star).
  • FIG. 16 shows almost the same situation as FIG. 15, but here the second curve increases significantly more as it approaches tmax, so that the gradient becomes (almost) infinite.
  • 17 shows a further exemplary embodiment, in which the second curve is defined between to and tmax and falls in a first region between to and t, and then rises from t to tmax.
  • first and second curves can be combined with one another in any form. Ultimately, they specify corridors that result in the system remaining in alert mode 213. If the corridor is undershot, the process continues in the calibration mode 211 and waits for a re-entry into the alarm mode 213. If the If the corridor is exceeded, there is an ignition if there are no other triggering criteria that still have to be met.
  • the measured acceleration values were adjusted to a relevant acceleration value by the controller 100 on the basis of available information (angle alpha, beta and gamma) and taking into account selected configurations (y-acceleration sensor is aligned parallel or coaxially to the transverse axis yF of the vehicle). adr mapped along the measurement direction (see Fig. 21).
  • the calculated acceleration value adrh (in the horizontal plane) can be used instead of the acceleration value adr (along the direction of travel in the vehicle plane) (FIG. 20). This is indicated when the angle gamma or in general the orientation of the sensor unit 74 relative to the vehicle plane cannot be finally determined.
  • the invention has been described above in connection with protective means in the form of airbags which are inflated using a gas generator, for example a pyrotechnic cartridge.
  • a gas generator for example a pyrotechnic cartridge.
  • other (active) protective means such as belt tensioners, can also be used, which are operated by electric motors or pyrotechnics.
  • the gas generator can also be designed as a pressure accumulator, for example as a cartridge with a pressurized propellant.
  • the invention can also be implemented with a plurality of calculated acceleration values aX, aY, aZ, which are each determined on the basis of the measured acceleration values rawX, rawY and rawZ.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auslösung von Schutzmitteln, insbesondere eines Airbags und/oder eines Gurtstraffers, in einer Kinderrückhalteeinrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 18 bis 20, umfassend die Schritte: a) Bestimmung mindestens einer Messrichtung und/oder eines Messrichtungskorridors; b) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens zwei Beschleunigungssensoren (74x, 74y, 74z), die vorzugsweise unterschiedlich ausgerichtet sind; c) Berechnen mindestens eines ersten Beschleunigungswerts (aX) entlang der Messrichtung und/oder innerhalb des Messrichtungskorridors; d) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf dem mindestens einen ersten Beschleunigungswert (aX); e) Auslösen mindestens eines Schutzmittels basierend auf dem Auslösesignal.

Description

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Widenmayerstraße 47, 80538 München
21. Oktober 2022
CYBEX GmbH M/CUU-318-PC Riedingerstr. 18 PF/JW/eh 95448 Bayreuth
Verfahren zur Auslösung von Schutzmitteln und Kinderrückhalteeinrichtung mit Schutzmittel
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Kinderrückhalteeinrichtung, insbesondere Kindersitz und/oder Fangkörper, zur Anbringung in einem Fahrzeugsitz, umfassend mindestens ein (aktives) Schutzmittel sowie ein Verfahren zur Auslösung von Schutzmitteln. DE 4 418 028 Al beschreibt einen Kindersitz mit einem Fangkörper, der wiederum einen Airbag umfasst. Der Airbag ist in einem oberen Abschnitt des Fangkörpers angeordnet, um (im Falle des Aufpralls) den Kopf des im Kindersitz sitzenden Kindes zu schützen.
DE 20 2017 105 118 Ul offenbart ebenfalls einen Kindersitz mit einem Fangkörper. Ein Airbag kann gemäß diesem Stand der Technik an verschiedenen Stellen angeordnet sein, beispielsweise in einem oberen Abschnitt oder in einem unteren Abschnitt des Fangkörpers oder im Zentrum des Fangkörpers, um einen oberen und einen unteren Abschnitt des Fangkörpers voneinander abzuspreizen. Weiterhin beschreibt die DE 20 2017 105 118 Ul einen Kindersitz mit Schutzmitteln in Form eines Gurtsystems, das bei Überschreiten eines Beschleunigungswertes zugestellt werden kann. DE 10 2017 126 235 Al beschreibt einen Kindersitz mit einem Fangkörper, der einen Airbag aufweist, der entweder in einem unteren Abschnitt oder einem hinteren Abschnitt (zum im Kindersitz sitzenden Kind weisend) angeordnet ist.
DE 19 722 095 CI beschreibt einen Kindersitz mit einem Trägerbügel, in dem ein Airbag angeordnet ist. Im Auslösefall faltet sich ein Gassack des Airbags auf, was auf möglichst kontrollierte Art und Weise erfolgen soll.
DE 4 418 028 B4 zeigt verschiedene Möglichkeiten einen Airbag an einem Kindersitz zu positionieren. Ein Gasgenerator ist jeweils direkt neben dem Gassack angeordnet.
US 5 375 908 A zeigt einen Kindersitz mit Airbag, wobei ein Gasgenerator im Sitzteil des Kindersitzes angeordnet ist.
DE 19 534 126 CI beschreibt eine in ein Sitzteil eines Kindersitzes integrierte Gaspatrone, die einen Airbag über eine Druckleitung speist.
EP 1 452 386 Bl beschreibt einen Airbag in einem Brust-Pad, der in einem hohlen Gehäuse angeordnet ist.
US 6 736 455 Bl beschreibt einen Airbag, der im Ausgangszustand unter einem kissenartigen Abschnitt angeordnet ist.
Aus der EP 2911910 Bl ist ein Kindersitz mit aktiven Schutzmitteln (z. B. Airbag) bekannt, wobei der Airbag nur ausgelöst wird, wenn sowohl eine Benutzung des Kindersitzes als auch eine Unfallsituation detektiert wird, wobei die Unfallsituation mittels Erfassungsmitteln detektiert wird, die sowohl mechanische und elektronische Mittel aufweisen.
Aus der EP 2911910 Bl ist ein Kindersitz mit aktiven Schutzmitteln (z. B. Airbag) bekannt, wobei der Airbag nur ausgelöst wird, wenn die Beschleunigung des Kindersitzes in einem ersten Zeitintervall einen ersten Grenzwert und in einem zweiten Zeitintervall einen zweiten Grenzwert übersteigt, wobei das zweite Zeitintervall im ersten enthalten ist und der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert ist. In der EP 3406481 Bl wird ein Kindersitz, umfassend einen Sitz und eine Sitzbasis und mit aktiven Schutzmitteln (z. B. Airbag) beschrieben, wobei der Airbag nicht ausgelöst werden kann während eine Neigung des Sitzes in Bezug auf die Sitzbasis verstellt wird.
Bisher haben sich die verschiedenen Lösungen mit aktiven Schutzmitteln (insbesondere Airbag-Lösungen) für Kindersitze im Markt nicht durchsetzen können. Dies liegt möglicherweise an sich teils nur schwer in Einklang zubringenden Erfordernissen, wie beispielsweise:
- sichere und zuverlässige Verwendung der Schutzmittel (insbesondere Vermeidung oder zumindest Reduzierung von evtl, erst aus dem Airbag resultierenden Risiken);
- akzeptabler zusätzlicher Aufwand für den Benutzer;
- einfache Bedienbarkeit.
Insbesondere die Auslösesteuerung stellt ein Problem dar, da übliche Kindersitze nicht mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbunden sind. D. h. der Kindersitz benötigt eine eigene zuverlässige Stromversorgung und dessen Steuerung kann häufig nicht auf die zahlreichen vorhandenen Sensorinformationen des Fahrzeugs zugreifen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kinderrückhalteeinrichtung mit Schutzmitteln sowie ein Verfahren zum Auslösen entsprechender Schutzmittel anzugeben, die die Probleme des Stands der Technik überwindet. Insbesondere sollen die Vorrichtung und das Verfahren sicher und einfach zu bedienen sein sowie zu einer zuverlässigen Auslösung führen.
Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Auslösung von Schutzmitteln in einer Kinderrückhalteeinrichtung in einem Fahrzeug gelöst, wobei das Verfahren umfasst: a) Bestimmung mindestens einer Messrichtung und/oder eines Messrichtungskorridors; b) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens zwei Beschleunigungssensoren, die vorzugsweise unterschiedlich ausgerichtet sind; c) Berechnen mindestens eines ersten Beschleunigungswerts entlang der Messrichtung und/oder innerhalb des Messrichtungskorridors; d) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf dem mindestens einen ersten Beschleunigungswert; e) Auslösen der aktiven Schutzmittel basierend auf dem Auslösesignal.
Ein Aspekt der Erfindung beruht also darauf, mehrere Beschleunigungssensoren zu verwenden und auszuwerten, wobei für bestimmte Aspekte vorzugsweise Beschleunigungskomponenten berücksichtigt werden, die in eine bestimmte Richtung, nämlich die Messrichtung wirken und/oder innerhalb eines bestimmten Messrichtungskorridors liegen. Bei dem Messrichtungskorridor kann es sich beispielsweise um einen Volumenkörper wie einen Kegel handeln, der rotationssymmetrisch um die Messrichtung aufgespannt ist, oder beispielsweise um einen Winkelbereich um die Messrichtung. Ebenso kann der Messrichtungskorridor durch eine Ebene oder einen Vektor vorgegeben sein.
Die Bestimmung eines Auslösesignals basierend zumindest auf dem mindestens einen ersten Beschleunigungswert kann ein unmittelbares und ein mittelbares Bestimmen des Auslösesignals umfassen. Beispielsweise kann der Beschleunigungswert dazu verwendet werden, um das Vorliegen einer Vorbedingung für das Abgeben des Auslösesignals zu erfassen. Das unmittelbare Kriterium zur Abgabe des Auslösesignals kann ggf. basierend auf anderen Signalen oder Werten, beispielsweise unter Verwendung der Beschleunigungssensorsignale, ermittelt werden. In einer Ausführungsform wird basierend auf dem mindestens einen ersten Beschleunigungswert ein Alarmmodus eingenommen.
Bei den Beschleunigungssensoren handelt es sich vorzugsweise um unterschiedlich ausgerichtete Beschleunigungssensoren. Häufig sind derartige Beschleunigungssensoren in einer Einheit, beispielsweise einer Beschleunigungssensoreinheit zusammengefasst. In einer Ausführungsform wird eine Beschleunigungssensoreinheit verwendet, die auf mindestens zwei Achsen, vorzugsweise auf drei Achsen, Beschleunigungswerte misst. Vorzugsweise können die verwendeten Achsen jeweils senkrecht aufeinander stehen.
Das Berechnen des mindestens einen Beschleunigungswerts, der entlang einer Messrichtung und/oder innerhalb eines Messrichtungskorridors auftritt hat den Vorteil, dass ein für einen Unfall charakteristisches Beschleunigungsmuster, das in bestimmte Richtungen auftritt, ausgewertet werden kann. Somit können Fehlauslösungen vermieden werden, die beispielsweise aufgrund von unachtsamem Umgang mit der Kinderrückhalteeinrichtung auftreten. Hierunter fallen Schläge beim Einbauen der Kinderrückhalteeinrichtung und/oder der Anpassung der Ausrichtung der Kinderrückhalteeinrichtung innerhalb des Fahrzeugs. Auch das Kind oder Baby selbst kann Beschleunigungskräfte an oder auf der Kinderrückhalteeinrichtung auslösen, die durchaus geeignet wären, eine Fehlauslösung zu verursachen. Durch die Berücksichtigung von einigen bestimmten Beschleunigungswerten, die vorzugsweise entlang bestimmter Richtungen auftreten, kann ein ungewünschtes Auslösen verhindert werden. Weiterhin kann das Auswerten von berechneten Beschleunigungswerten, die entlang (unterschiedlicher) vordefinierter Achsen auftreten, dazu verwendet werden, um ein unfallartspezifisches Auslöseverhalten zu implementieren. Beispielsweise, können bei einem Frontalunfall andere Gassäcke und/oder Gassackabschnitte, oder dieselben Gassäcke und/oder Gassackabschnitte in abweichender Reihenfolge, befüllt werden als bei einem Seitencrash. Wie bereits erläutert, muss das Auftreten eines bestimmten Beschleunigungswerts nicht unmittelbar zur Auslösung des jeweiligen Schutzmittels führen, sondern kann eine Vorbedingung für eine konkrete Auslösung sein.
In einer Ausführungsform werden eine Vielzahl von Beschleunigungswerten, insbesondere von ersten Beschleunigungswerten über die Zeit bestimmt.
Die bestimmten bzw. berechneten ersten Beschleunigungswerte können bei der Auslösung der aktiven Schutzmittel berücksichtigt werden. In einer Ausführungsform erfolgt eine Auswertung dieser Beschleunigungswerte über die Zeit derart, dass sie mit charakteristischen Wertverläufen über die Zeit verglichen werden, so dass nur dann ein Auslösen erfolgt, wenn zumindest im Wesentlichen eine Übereinstimmung vorliegt. Erfindungsgemäß können aber auch diverse andere Auswertungen über die Zeit vorgenommen werden. Beispielsweise können Schwellwertvergleiche zu bestimmten Zeitpunkten vorgenommen werden. In einer Ausführungsform wird ein Alarmmodus eingenommen, wenn mindestens ein Alarmkriterium erfüllt ist. Ein Alarmkriterium kann es zum Beispiel sein, wenn einer der Beschleunigungswerte, insbesondere der berechneten Beschleunigungswerte, beispielsweise der erste berechnete Beschleunigungswert, (mindestens einmal) über einem Grenzwert liegt. Der Grenzwert kann vorzugsweise über mehr als 0,5 g (g = normale Erdbeschleunigung = 9,81 m/s2) und/oder bei weniger als 5 g liegen. Besonders bevorzugt liegt der Grenzwert in einem Bereich zwischen 1,5 g und 2,5 g. Diese Grenzwerte führen dazu, dass der Alarmmodus nur bei größeren Beschleunigungswerten in vorgegebenen Richtungen eingenommen wird. Gleichzeitig ist der Grenzwert nicht so hoch gewählt, dass potenzielle Auslösesituationen „übersehen" oder zu spät erkannt werden.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass zumindest die Alarmkriterien, die auf Beschleunigungswerten beruhen, mittels einfacher Kraftsensoren bestimmt werden können. Kraftsensoren sind im Gebrauch sehr energiesparend, so dass kleine Energiespeicher ausreichen, um die beschriebenen Verfahren in einer Vorrichtung zu implementieren.
Es können auch weitere, vorzugsweise zusätzliche Alarmkriterien, definiert sein. Z. B. kann es sein, dass eine gemessene Temperatur innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt, vorzugsweise im Intervall von -30 °C bis 100 °C, z. B. -20 °C bis 40 °C. In einer Ausführungsform wird die Temperatur an den aktiven Schutzmitteln (z. B. am Airbag) selbst und/oder an der Steuereinheit gemessen.
Der Alarmmodus kann als ein Vorstadium zu einer Auslösung betrachtet werden. Im Alarmmodus kann beispielsweise in sehr kurzen zeitlichen Abständen, z. B. mindestens alle 2 Millisekunden (ms), bevorzugt mindestens jede Millisekunde überprüft werden, ob die aktiven Schutzmittel ausgelöst (insbesondere der Airbag gezündet) werden soll. Ein mögliches Überprüfungsintervall kann im Bereich von 0,2 ms bis 0,8 ms liegen.
In anderen Worten kann im Alarmmodus wiederholt mindestens ein Auslösekriterium überprüft werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Überwachung mindestens eines basierend auf mindestens einem der Beschleunigungssensorsignalen ermittelten Beschleunigungswert und/oder basierend auf diesem ersten Beschleunigungswert berechneten Werts handeln. In einer Ausführungsform wird eine basierend auf mindestens einem Beschleunigungswert berechnete Differenzgeschwindigkeit überwacht bzw. das Überschreiten eines Schwellwerts durch die berechnete Differenzgeschwindigkeit als Auslösekriterium herangezogen.
In einer Ausführungsform wird die Differenzgeschwindigkeit unter Verwendung mehrerer Beschleunigungswerte berechnet. Beispielsweise kann pro empfangenem Beschleunigungssensorsignal ein Beschleunigungswert (z. B. für unterschiedliche Sensorachsen) bestimmt werden.
Erfindungsgemäß können dieselben Kraftsensoren als Beschleunigungssensoren verwendet werden, um mindestens ein Auslösekriterium und mindestens ein Alarmkriterium zu bestimmen. Somit sind die Hardwareanforderungen zur Implementierung des Verfahrens gering. Je weniger Sensoren benötigt werden, umso geringer ist der Stromverbrauch.
Erfindungsgemäß ist es angedacht, zumindest für einen Beschleunigungswert mehrere Differenzgeschwindigkeiten zu berechnen und diese mit unterschiedlichen Schwellwerten zu vergleichen. Beispielsweise können Schwellwerte verwendet werden, die über die Zeit variieren. In einer Ausführungsform wird mehrfach eine Differenzgeschwindigkeit ausgehend von einem Zustand zu dem Zeitpunkt berechnet, an dem zum letzten Mal ein Übergang in den Alarmmodus erfolgt ist.
In einer Ausführungsform werden die Beschleunigungswerte (einer Achse oder mehrerer Achsen) zeitlich aufintegriert oder in einer anderen geeigneten Weise aufsummiert, um ausgehend von dem besagten Zeitpunkt eine Differenzgeschwindigkeit (im Vergleich zu der Geschwindigkeit zum Zeitpunkt des Übergangs in den Alarmzustand) zu ermitteln. Hierfür können beliebige Beschleunigungswerte berücksichtigt werden.
In einer Ausführungsform wird das Auslösen an mindestens zwei Auslösekriterien geknüpft: a) die Differenzgeschwindigkeit überschreitet einen dem Zeitpunkt ggf. individuell zugeordneten Grenzwert; b) die zur Bestimmung der Differenzgeschwindigkeit herangezogenen Beschleunigungswerte liegen hinsichtlich deren Wirkrichtung (überwiegend) in einem Zielkorridor.
Der Zielkorridor kann durch einen Vektor vorgegeben sein. Vorzugsweise wird der Zielkorridor durch einen Vektor und einen Winkel vorgegeben. Bei dem Zielkorridor kann es sich um den bereits beschriebenen Messrichtungskorridor handeln. Der Zielkorridor kann ein eindimensionaler Vektor, ein eine zweidimensionale Fläche oder ein dreidimensionaler Körper sein. Insofern umfasst der Begriff Zielkorridor den Begriff Zielrichtung. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um einen Kegel.
Das Bestimmen der Wirkrichtung kann ein Aufaddieren und ggf. Normieren von Beschleunigungsvektoren umfassen, die seit dem (letzten) Übergang in den Auslösemodus bestimmt oder gemessen wurden. Somit kann sichergestellt werden, dass die letztendlich zur Auslösung führende Differenzgeschwindigkeit auf Beschleunigungen/Beschleunigungsvektoren basiert, die (überwiegend, z. B. mehr als 50%) im Zielkorridor liegen.
In einer Ausführungsform kann ein Auslösekriterium erfüllt sein, wenn die berechnete Differenzgeschwindigkeit auch nach einer vordefinierten Totzeit noch einen ausreichend hohen Wert hat. Diese Totzeit kann beispielsweise in einem Intervall zwischen 1 und 50 ms, vorzugsweise zwischen 2 und 10 ms gewählt werden.
Nach dem Überschreiten dieser Totzeit kann die Differenzgeschwindigkeit mit Grenzwerten verglichen werden, die in einer Ausführungsform in einem auf die Totzeit folgenden Zeitintervall (kontinuierlich) abnehmen, so dass beim Vorliegen einer entsprechend hohen Differenzgeschwindigkeit in diesem Zeitraum eine Auslösung relativ wahrscheinlich ist. Nach diesem Zeitintervall steigen zumindest in einer Ausführungsform die Schwellwerte in einem nachgelagerten Zeitintervall wieder an. Vorzugsweise gibt es eine Maximalzeit, die, soweit in dem vorhergehenden Zeitraum kein Auslösekriterium erfüllt wurde dafür sorgt, dass der Alarmmodus wieder verlassen wird.
Der Alarmmodus kann beendet werden, wenn ein oder mehrere Abbruchkriterien erfüllt sind. Die Abbruchkriterien können umfassen: i) eine Zeitüberschreitung, insbesondere ein Überschreiten eines maximalen Zeitintervalls seit dem (letzten) Übergang in den Alarmmodus; und/oder ii) Überschreitung einer Maximalanzahl von Berechnungsschritten, insbesondere des Berechnungsschritts c); und/oder iii) Unterschreitung eines Grenzwerts durch einen Beschleunigungswert, insbesondere durch den ersten Beschleunigungswert; und/oder iv) Unterschreitung eines Grenzwerts durch eine basierend auf einem/dem Beschleunigungswert berechnete Differenzgeschwindigkeit.
Auch das Auslösen der aktiven Schutzmittel kann an mehrere Auslösekriterien geknüpft werden. Diese können zusätzlich zu mindestens einem der bereits Genannten aus den Nachfolgenden ausgewählt sein:
- Eine gemessene Temperatur liegt innerhalb eines vorgegebenen Intervalls, vorzugsweise im Intervall von -30 °C bis 100 °C, z. B. -20 °C bis 40 °C.
In einer Ausführungsform wird die Temperatur an den aktiven Schutzmitteln (z. B. am Airbag) selbst und/oder an der Steuereinheit gemessen.
- Eine weitere, insbesondere sekundäre Beschleunigungssensoreinheit hat seit Beginn des Alarmmodus in mindestens einer Messung einen Beschleunigungswert ermittelt bzw. berechnet, der einen Grenzwert überschreitet. Beispielsweise kann es sich hierbei um den Grenzwert von 2,5 g handeln. In einer Ausführungsform kann es sich hierbei um einen Beschleunigungswert handeln, der größer als 2 g ist.
- Die sekundäre Beschleunigungssensoreinheit hat seit Beginn des Alarmmodus im Mittel (unter Verwendung eines geeigneten Mittelwerts) einen Beschleunigungswert berechnet und/oder gemessen, der einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dieser Grenzwert kann bei 2 g oder bei 1,5 g liegen.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren mindestens einen Kalibrierungsschritt. Vorzugsweise kann das Verfahren einen Kalibrierungszustand, also einen Modus, in dem eine Kalibrierung über eine bestimmte Zeitdauer vorgenommen wird, implementieren. In dem besagten Kalibriermodus oder in dem Kalibrierungsschritt wird unter Verwendung eines Gravitationsvektors, insbesondere einer Gravitationskraft g, eine Referenzebene bestimmt. Diese Referenzebene kann dazu verwendet werden, die Messrichtung bzw. den Messrichtungskorridor zu bestimmen. Der Gravitationsvektor kann anhand der Beschleunigungssensorsignale ermittelt werden.
In einer Ausführungsform kann die Referenzebene eine Fahrzeugebene sein, die vorzugsweise einen Fahrtrichtungsvektor umfasst, wobei die Fahrzeugebene unter Verwendung einer Rückhalteeinrichtungs-Referenzangabe, beispielsweise eines Rückhalteeinrichtungs-Neigungswinkels, bestimmt wird.
Der Übergang in den Kalibriermodus kann von einem Sperrmodus aus erfolgen. Nach dem Kalibriermodus kann in einen Bereitschaftsmodus übergegangen werden. In einer Ausführungsform ist der Kalibriermodus auch der Bereitschaftsmodus oder eine mögliche Ausprägung desselben. Es kann vorgesehen sein, dass vom Kalibriermodus bzw. vom Bereitschaftsmodus aus ein Wechsel zurück in den Sperrmodus vorgesehen ist, wenn vorbestimmte Bedingungen nicht (mehr) erfüllt sind, beispielsweise sofort oder wenn dies für eine vorbestimmte Zeit (z. B. zwei Minuten) der Fall ist.
Im Kalibriermodus kann eine Kalibrierschleife (mehrfach) durchlaufen werden. Dazu kann in einem ersten Schritt die Beschleunigung durch die Beschleunigungssensoreinheit erfasst werden. Durch das Erfassen der Ausrichtung in Bezug auf die Erdbeschleunigung kann in einem zweiten Schritt ermittelt werden, wie der Sitz oder das Sitzkoordinatensystem oder das Koordinatensystem der Beschleunigungssensoreinheit orientiert ist. Daraufhin kann in einem dritten Schritt die Beschleunigung in Messrichtung (beispielsweise in Fahrtrichtung des Fahrzeugs und/oder in Richtung der Horizontalkomponente der Fahrtrichtung) ermittelt werden.
Dabei bedeutet „in Richtung der Horizontalkomponente der Fahrtrichtung" insbesondere, dass die Richtung horizontal (also senkrecht zur Erdbeschleunigung) ausgerichtet ist und in Bezug auf die Fahrtrichtung keine laterale Komponente hat. Schließlich kann es vorgesehen sein, die vorgenannten Schritte mit der vorbestimmten Frequenz zu wiederholen, bis ein Abbruchereignis eintritt.
Konkret kann die Kalibrierschleife also folgende Schritte umfassen, wobei bei dieser Ausführungsform vorausgesetzt wird, dass eine x-Achse der Beschleunigungssensoreinheit keine laterale Komponente hat, das Koordinatensystem des Fahrzeugsitzes deckungsgleich mit dem Koordinatensystem des Fahrzeugs ist und die x-Achse der Beschleunigungssensoreinheit bzw. das entsprechende Koordinatensystem um einen Winkel alpha ansteigt. In anderen Worten schneidet die x-Achse der Beschleunigungssensoreinheit die Fahrzeugebene in einem spitzen Winkel alpha. Des Weiteren wird für diese Ausführungsform davon ausgegangen, dass eine z- Achse der Beschleunigungssensoreinheit ebenfalls keine laterale Komponente hat und senkrecht auf der x-Achse steht):
1. Messung der Beschleunigungen ai und 33 in Richtung der jeweiligen Achsen
2. Ermittlung eines Winkels beta, der die Fahrzeugebene zur Horizontaleben in Bezug setzt. Dabei kann es vorgesehen sein, nur realistische Winkel für beta zu berücksichtigen, z. B. derart, dass der Betrag von beta in Grad maximal 25 sein kann.
3. Ermittlung der Beschleunigung adr in Fahrtrichtung (in der Fahrzeugebene) und/oder adrh in Richtung der Horizontalkomponente der Fahrtrichtung durch Addition der entsprechenden Komponenten von ai und 33
Neben der Neigung der Fahrzeugebene relativ zur Horizontalebene, können erfindungsgemäße weitere Versatzwinkel berücksichtigt werden:
- Versatzwinkel gamma: Neigung des Kindersitzkoordinatensystems gegenüber der Fahrzeugebene;
- Versatzwinkel alpha: Neigung des Koordinatensystems der Beschleunigungssensoreinheit relativ zum Kindersitzkoordinatensystem.
Gamma kann geschätzt werden und/oder durch eine separate Messung (z. B. wenn bekannt ist, dass sich das Fahrzeug aktuell auf einer horizontalen Ebene befindet) bestimmt werden und/oder durch Eingabe eines Nutzers vorgegeben werden. In einer Ausführungsform wird gamma abgeschätzt, wobei vorzugsweise ein Wert von 0 bis 30°, weiter vorzugsweise ein Wert von 10° bis 20°, verwendet wird.
Das Verfahren kann ein Speichern und/oder ein Auslesen von gespeicherten Werten umfassen. Zu Beginn der Kalibrierschleife, wenn noch keine Messungen vorliegen oder eine zu geringe Anzahl von Messungen vorliegt, kann ein voreingestellter Wert für beta verwendet werden. Alternativ kann ein bei einer früheren Verwendung des Kindersitzes ermittelter Wert von beta (insbesondere der letzte ermittelte Wert, der hierfür gespeichert worden sein kann) verwendet werden.
In einer Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Überführung aus dem Kalibriermodus in einen Alarmmodus nicht zugelassen wird, solange nicht eine vorgegebene Anzahl von Messungen erfolgt ist.
In einer Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Kalibrierung angehalten wird, wenn der Alarmmodus eingenommen wird.
In einer anderen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Kalibrierung im Hintergrund weiterläuft. Dann kann (bevorzugt) dennoch die beim Eintritt in den Alarmmodus ermittelte Messrichtung (ggf. der entsprechende Messrichtungskorridor) der Kalibrierung den Berechnungen zugrunde gelegt werden, oder die Berechnungen können auf einer fortlaufend aktualisierten Messrichtung (ggf. dem entsprechenden Messrichtungskorridor) beruhen.
Erste Variante: Mittelung
In einer Ausführungsform kann es vorgesehen sein, (im Kalibriermodus) ein Ensemble von Messungen zu bilden, derart, dass ein Ensemble eine Vielzahl von Ergebnissen von Messungen enthält. Vorzugsweise kann die Vielzahl von Messungen eines Ensembles (ausschließlich oder teilweise) aus direkt aufeinanderfolgenden Messungen bestehen. Dabei kann die Vielzahl und/oder eine Anzahl von direkt aufeinanderfolgenden Messungen eine Anzahl von mehr als 100 oder mehr als 1000 oder mehr als 10000 sein. Eine Vielzahl und/oder die Anzahl von direkt aufeinanderfolgenden Messungen kann Messungen aus einem Zeitintervall von mehr als einer Sekunde oder mehr als fünf Sekunden oder mehr als 20 Sekunden umfassen, und/oder Messungen aus einem Zeitintervall von höchstens 10 Minuten oder höchstens 90 Sekunden.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, aufeinanderfolgende Ensembles zu bilden, die direkt aneinander anschließen oder die sich überlappen (jeweils in Bezug auf die den Ensembles zugehörigen Messwerten). Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, nur ein einziges Ensemble zu bilden und dieses fortlaufend zu aktualisieren, indem man dem Ensemble einen neuen (vorzugsweise den aktuellen) Messwert hinzufügt und dafür einen anderen (vorzugsweise den ältesten) Messwert aus dem Ensemble entfernt.
Wenn ein Ensemble gebildet wird, kann es vorgesehen sein, in Bezug auf den zweiten Schritt zunächst jeweils ai und 33 durch einen geeigneten Mittelwert (z. B. das arithmetische Mittel, das geometrische Mittel, das harmonische Mittel oder den Median) aus den Einzelmesswerten zu berechnen, und dann aus diesem Mittelwert auf den Winkel beta oder die Winkelsumme alpha + beta zu schließen. Ebenso kann es vorgesehen sein, für jede einzelne Messung einen Winkel bzw. eine Winkelsumme zu berechnen und aus den so erhaltenen Ergebnissen beta bzw. alpha + beta durch Bildung eines geeigneten Mittelwerts zu bestimmen.
Zweite Variante: Iterative Anpassung
Alternativ zur Mittelung (erste Variante) kann es im Kalibriermodus vorgesehen sein, den Winkel beta iterativ zu aktualisieren. Dazu kann entweder beta selbst iterativ aktualisiert werden, oder aber jeweils ai und 33 werden iterativ aktualisiert und zur Berechnung von beta verwendet.
Soll beta selbst iterativ aktualisiert werden, so kann es vorgesehen sein, einen bekannten Wert von beta (insbesondere einen durch Messung ermittelten Wert von beta, vorzugsweise den aktuellsten durch Messung ermittelten Wert von beta) mit einem aus einer neuen Messung ermittelten Wert zu verrechnen. Bezeichnet man den bekannten Wert mit betaait und den aus der neuen Messung ermittelten Wert als betaneu, so kann beispielsweise gelten: beta = a* betaait + b * betaneu, wobei a und b Faktoren sind. Vorzugsweise sind a und b jeweils konstant, und vorzugsweise gilt a + b = 1. a ist vorzugsweise größer b, insbesondere mindestens doppelt so groß. Sobald ein neues Messergebnis vorliegt, kann betagt auf den Wert von beta gesetzt werden, und es kann eine neue Verrechnung durchgeführt werden. So kann mit sehr wenig Speicher und geringem Energieaufwand immer ein aktueller Wert für beta bereitgestellt werden, der robust gegen Ausreißer ist.
In einer Ausführungsform kann auch der mindestens eine berechnete Beschleunigungswert iterativ bestimmt oder aktualisiert werden. Dies kann auf die bereits für beta dargestellte Weise, also durch Verrechnung jeweils eines bekannten Wertes mit jeweils einem aus einer neuen Messung ermittelten Wert, erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Berechnung ebenfalls mit (ggf. konstanten) Faktoren wie bereits für beta beschrieben.
In einer Ausführungsform wird mindestens ein Schlafmoduskriterium, insbesondere unter Verwendung der Beschleunigungswerte, und/oder der Sensorsignale bestimmt, wobei beim Vorliegen des mindestens einen Schlafmoduskriteriums ein Schlafmodus eingenommen wird. Dieser Schlafmodus bzw. das Schlafmoduskriterium kann benutzt werden, um den Energiekonsum der das Verfahren implementierenden Vorrichtung zu reduzieren. Beispielsweise kann im Schlafmodus eine Bestimmung von Beschleunigungswerten, insbesondere des ersten Beschleunigungswerts mit einer ersten Häufigkeit bestimmt werden, die (deutlich) kleiner ist als eine einem Nicht-Schlafmodus zugeordneten zweiten Häufigkeit.
Das Schlafmoduskriterium kann ein Abgleich der Sensorsignale bzw. der Beschleunigungswerte mit zu erwartenden Beschleunigungswerten sein, die auftreten, wenn ausschließlich die Erdbeschleunigung auftritt. Diesbezüglich kann auch eine gewisse Toleranz vorgesehen sein, so dass einige oder alle Messwerte der Beschleunigungssensoren für ein vorbestimmtes Zeitintervall in einem vorgegebenen Intervall um den Wert der Erdbeschleunigung liegen müssen, um das Schlafmoduskriterium zu erfüllen.
Der Schlafmodus kann verlassen werden, wenn mindestens einer der ermittelten Beschleunigungswerte oder der gemessenen Beschleunigungssensorsignale nicht mehr im vorgegebenen Intervall liegt. Beispielsweise kann nach dem Verlassen des Schlafmodus der bereits beschriebene Kalibriermodus oder ein Kalibrierschritt durchlaufen werden. Wenn der Zustand des Gurtzeugs nicht bereits Kriterium für das Verlassen des Sperrmodus ist, kann alternativ oder zusätzlich - vorzugsweise unabhängig vom vorgenannten Kriterium - als Kriterium zur Einnahme des Schlafzustands der Zustand des Gurtzeugs berücksichtigt werden. Es kann vorgesehen sein, dass bei geöffnetem Gurtzeug (sofort oder nach einer vorbestimmten Zeit) der Schlafmodus eingenommen wird. Wenn das Gurtzeug geschlossen ist, kann der Schlafmodus wieder verlassen werden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenso durch die nachfolgenden Verfahren gelöst. Es ergeben sich ähnliche bzw. analoge Vorteile, wie diese beschrieben wurden.
Verfahren zur Auslösung (aktiver) Schutzmittel, umfassend die Schritte: a) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens einem Beschleunigungssensor; b) Berechnen mindestens eines ersten Beschleunigungswerts; c) Berechnen einer Differenzgeschwindigkeit; d) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf der Differenzgeschwindigkeit; e) Auslösen des Airbags basierend auf dem Auslösesignal.
Die Differenzgeschwindigkeit kann basierend auf dem ersten Beschleunigungswert oder direkt basierend auf den Beschleunigungssensorsignalen erfolgen. Bei der letztgenannten Ausführungsform kann die Berechnung des mindestens einen ersten Beschleunigungswerts ggf. entfallen.
Verfahren zur Auslösung (aktiver) Schutzmittel, umfassend die Schritte: a) Empfangen von ersten Beschleunigungssensorsignalen von mindestens einem Beschleunigungssensor; b) Bestimmung, vorzugsweise iterative Bestimmung, mindestens einer Messrichtung und/oder eines Messrichtungskorridors basierend auf den ersten Beschleunigungssensorsignalen; c) Empfangen von zweiten Beschleunigungssensorsignalen von (dem) mindestens einem Beschleunigungssensor; d) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf den zweiten Beschleunigungssensorsignalen; e) Auslösen des Airbags basierend auf dem Auslösesignal. Bei den ersten und zweiten Beschleunigungssensorsignalen kann es sich um Signale handeln, die von unterschiedlichen Beschleunigungssensoren stammen. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um Signale handeln, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten empfangen werden, wobei jeweils mindestens ein zweites Beschleunigungssensorsignal nach einem ersten Beschleunigungssensorsignal empfangen wird. In einer Ausführungsform stammt das zweite Beschleunigungssensorsignal von dem gleichen Beschleunigungssensor wie das erste.
Verfahren zur Auslösung (aktiver) Schutzmittel, umfassend die Schritte: a) Bestimmung mindestens einer Messrichtung und/oder eines Messrichtungskorridors; b) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens einem Beschleunigungssensor; c) Berechnen mindestens eines ersten Beschleunigungswerts; d) Abgleich des mindestens einen ersten Beschleunigungswerts mit der Messrichtung und/oder dem Messrichtungskorridor; e) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf dem Ergebnis des Abgleichs; f) Auslösen des Airbags basierend auf dem Auslösesignal.
Verfahren zur Auslösung (aktiver) Schutzmittel, umfassend die Schritte: a) Überprüfen von Bedingungen zur Einnahme eines Bereitschaftsmodus, wobei die Bedingungen zumindest eine Bedingung enthalten aus:
- korrekte Kopplung der Kinderrückhalteeinrichtung an einem Fahrzeugsitz,
- Detektion eines Kindes im Kindersitz,
- korrekte Sicherung eines Kindes in der Rückhalteeinrichtung,
- korrekte Installation eines Stützfußes der Rückhalteeinrichtung; b) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens einem Beschleunigungssensor; c) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf einem Beschleunigungswert und/oder auf den Beschleunigungssensorsignalen; d) Auslösen des Airbags basierend auf dem Auslösesignal.
Bei den Schutzmitteln der vorhergehenden Verfahren kann es sich um Airbags handeln. Die Verfahren können in Verbindung mit Kinderrückhalteeinrichtungen, insbesondere wie diese nachfolgend beschrieben werden, eingesetzt werden. Die Verfahren können jeweils mit den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen, insbesondere den Ausführungsformen der Ansprüche 1 bis 11, und/oder Teilaspekten hiervon kombiniert werden. Die Verfahren sind geeignet Schutzmittel in Fahrzeugen auszulösen.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenso durch ein computerlesbares Speichermedium bzw. durch einen computerlesbaren Speicher mit Instruktionen zur Implementierung eines der bereits beschriebenen Verfahren gelöst.
Weiterhin kann die Aufgabe durch eine Steuer- und Regeleinheit gelöst werden, die dazu ausgebildet ist, die besagten Verfahren im Betrieb zu implementieren.
Es ergeben sich ähnliche bzw. analoge Vorteile, wie diese bereits in Verbindung mit dem Verfahren beschrieben wurden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenso durch eine Kinderrückhalteeinrichtung mit einer Längsachse, einer Querachse und einer Hochachse, insbesondere Kindersitz und/oder Fangkörper, zur Anbringung in einem Fahrzeug oder durch einen Bestandteil eines solchen Fahrzeugs gelöst. Die Kinderrückhalteeinrichtung kann dann das Nachfolgende umfassen:
- mindestens ein (aktives) Schutzmittel, insbesondere einen Airbag mit mindestens einem aufblasbaren Gassack,
- mindestens eine Antriebseinheit, insbesondere einen Gasgenerator, zur Aktivierung des mindestens einen Schutzmittels,
- mindestens eine Steuereinheit zur Aktivierung der Antriebseinheit mittels eines Auslösesignals,
- mindestens eine Sensoreinheit mit einem ersten Beschleunigungssensor und mit einem dritten Beschleunigungssensor zur Ausgabe von ersten Beschleunigungssensorsignalen bzw. dritten Beschleunigungssensorsignalen, wobei die Steuereinheit die Beschleunigungssensorsignale vorzugsweise empfängt und basierend auf den ersten und den dritten Beschleunigungssensorsignalen entscheidet, ob die Antriebseinheit aktiviert wird.
Auch hier ergeben sich ähnliche Vorteile, wie diese bereits in Verbindung mit dem Verfahren beschrieben wurden. Wie erläutert kann die Kinderrückhalteeinrichtung eine Sensoreinheit mit mindestens zwei Beschleunigungssensoren umfassen. Vorzugsweise werden diese mehreren Beschleunigungssensoren so verwendet, dass nur Beschleunigungen, die in eine bestimmte Richtung auftreten, genutzt werden. Alternativ können auch mehrere Beschleunigungswerte, die in unterschiedliche Richtungen wirken berücksichtigt werden, wobei erfindungsgemäß jedoch eine gesonderte Auswertung erfolgen soll.
Die Kinderrückhalteeinrichtung oder der besagte Bestandteil kann eine primäre und eine sekundäre Sensoreinheit mit jeweils mindestens zwei Beschleunigungssensoren umfassen. In einer Ausführungsform sind drei Beschleunigungssensoren vorgesehen, die vorzugsweise orthogonal zueinander Beschleunigungssensorsignale liefern. In einer Ausführungsform werden die Beschleunigungssensoren der primären Sensoreinheit häufiger abgetastet als die der sekundären Sensoreinheit. Die primäre Sensorbeschleunigungseinheit kann mit einer ersten vorbestimmten Frequenz abgetastet werden, die beispielsweise höher als 10 Hz, vorzugsweise höher als 100 Hz oder sogar höher als 1 kHz ist. In einer Ausführungsform erfolgt ein Abtasten der Beschleunigungssensoren der primären Sensoreinheit mit einer Abtastrate, die geringer ist als 10 kHz.
In einer Ausführungsform ist der erste Beschleunigungssensor (x-Achse) und der dritte Beschleunigungssensor (z-Achse) zur Erfassung eines ersten Beschleunigungswerts (x-Achse) bzw. eines dritten Beschleunigungswerts (z- Achse) in einer Erfassungsrichtung angeordnet, wobei die Erfassungsrichtung in oder parallel zu einer Ebene verläuft, die durch die Hochachse und die Längsachse der Kinderrückhalteeinrichtung aufgespannt ist.
In einer Ausführungsform sind der erste Beschleunigungssensor und der dritte Beschleunigungssensor (zumindest im Wesentlichen) orthogonal zueinander angeordnet. Die Verwendung des Begriffs „im Wesentlichen" in Verbindung mit Richtungsangaben kann (hier, im Vorangehenden und/oder im Nachfolgenden) bedeuten, dass die Richtungsangaben um maximal 20° oder um maximal 15° von der vorgegebenen Richtung abweichen. Hierbei spielt das Vorzeichen der Abweichung keine Rolle, so dass ein Intervall von +20° bis -20° bzw. +15° bis - 15° aufgespannt wird.
Der zweite Beschleunigungssensor (y-Achse) kann (zumindest im Wesentlichen) parallel oder koaxial zur Querachse der Kinderrückhalteeinrichtung ausgerichtet sein. Der Beschleunigungssensor kann zur Erfassung des ersten Beschleunigungswerts in einer/der Erfassungsrichtung angeordnet sein, die gegenüber einer Längsachse des Fahrzeugs einen Winkel von mehr als 5° und/oder weniger als 30° hat.
Die bisher diskutierten Möglichkeiten zur Ausrichtung der Beschleunigungssensoren sind vorteilhaft, insbesondere im Hinblick auf etwaige auf Basis der gemessenen Beschleunigungen ausgeführten Berechnungen und Entscheidungen (z. B. durch die Steuereinheit). Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich. Grundsätzlich ist etwa eine Ausrichtung verschiedener Beschleunigungssensoren orthogonal zueinander nicht zwingend. Durch Ausrichtung in einem anderen Winkel zueinander kann die Genauigkeit der Messung in eine Richtung auf Kosten der Messgenauigkeit in einer anderen Richtung verbessert werden.
Möglich ist es auch eine (vorzugsweise zu einer Längsachse des Kindersitzes oder zu einer Längsachse des Fahrzeugs symmetrische) Ausrichtung von z. B. zwei oder drei Beschleunigungssensoren derart, dass jeder dieser Beschleunigungssensoren eine (vorzugsweise gleich große) Komponente in Richtung der Längsachse des Kindersitzes oder zur Längsachse des Fahrzeugs aufweist. Dies hat den Vorteil, dass eine Erfassung der erwartungsgemäß größten Beschleunigung (nämlich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs bei Geradeausfahrt bzw. in Richtung der Längsachse des Fahrzeugs) auf alle drei Beschleunigungssensoren verteilt und damit besonders effizient erfolgen kann - es können also bei gleichem Messbereich der einzelnen Beschleunigungssensoren höhere Beschleunigungen erfasst werden. In einer Ausführung können beispielsweise zwei oder drei Beschleunigungssensoren um 45° zur Längsachse des Fahrzeugs oder zur Längsachse des Kindersitzes angeordnet sein und gleichzeitig orthogonal zueinander stehen.
Grundsätzlich sind die meisten Aspekte der vorliegenden Erfindung auch mit einem einzigen Sensor umsetzbar. Dieser eine Sensor kann vorzugsweise in der durch x-Achse und z-Achse aufgespannten Ebene liegen und um 20° bis 40° zur x-Achse geneigt nach schräg oben gerichtet sein.
Die erfindungsgemäße Kinderrückhalteeinrichtung kann mindestens ein Beschleunigungssensoreinheit aufweisen, die Beschleunigungssensoren für mehr als eine Richtung aufweist (z. B. einen triaxialen Sensor). Die Beschleunigungssensoreinheit kann nahe einer Rückseite des Kindersitzes (also auf einer der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes zugewandten Seite des Kindersitzes) vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Beschleunigungssensoreinheit nahe einer Unterseite des Kindersitzes (also auf einer der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes zugewandten Seite der Kinderrückhalteeinrichtung) vorgesehen sein. Bevorzugt ist die Beschleunigungssensoreinheit mittig (in Bezug auf eine laterale Richtung der Kinderrückhalteeinrichtung) und/oder nahe einer (gedachten) Verbindungslinie zwischen hinteren Befestigungsmitteln der Kinderrückhalteeinrichtung angeordnet. Dabei kann nahe bedeuten, dass ein Abstand maximal 10 cm beträgt.
Ein erster Beschleunigungssensor (x-Achse) kann so ausgerichtet sein, dass dessen laterale Komponente Null beträgt. Insbesondere kann der erste Beschleunigungssensor zumindest im Wesentlichen (in Bezug auf die Fahrtrichtung bei Geradeausfahrt) von hinten nach vorne leicht ansteigend ausgerichtet sein (vgl. Versatzwinkel Gamma).
Vorzugsweise ist Gamma ein spitzer Winkel, weiter bevorzugt ein Winkel von mehr als 5° und/oder weniger als 30°. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Winkel von 7° - 18°.
Ein zweiter Beschleunigungssensor (y-Achse) der Beschleunigungssensoreinheit kann senkrecht zum ersten Beschleunigungssensor, lateral ausgerichtet sein.
Ein dritter Beschleunigungssensor (z-Achse) kann jeweils senkrecht zum ersten und zweiten ausgerichtet sein
Es können mehrere Beschleunigungssensoreinheiten in der Kinderrückhalteeinrichtung verbaut sein. Mindestens eine der Beschleunigungssensoreinheiten kann als primäre Einheit betrieben werden.
Die (primäre) Beschleunigungssensoreinheit kann mit einer ersten vorbestimmten Frequenz die Beschleunigung erfassen bzw. Beschleunigungswerte messen. Die vorbestimmte Frequenz kann z. B. mehr als 10 Hz, vorzugsweise mehr als 100 Hz, besonders bevorzugt mehr als 1 kHz betragen. Zudem kann die vorbestimmte Frequenz ggf. höchstens 10 kHz betragen. Die sekundäre Beschleunigungssensoreinheit kann mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz die Beschleunigung erfassen bzw. Beschleunigungswerte messen, wobei die zweite vorbestimmte Frequenz bevorzugt niedriger sein soll als die erste vorbestimmte Frequenz (z. B. 30% - 70% der ersten vorbestimmten Frequenz).
Die Kinderrückhalteeinrichtung kann mindestens einen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie (z. B. einen Lithium-Ionen-Akkumulator), zur Versorgung der Steuereinheit und/oder des Gasgenerators aufweisen. In einer Ausführungsform arbeitet der Gasgenerator mit einem Fluidspeicher und/oder mit Pyrotechnik. Es ist aber auch möglich, den Gasgenerator elektrisch zu betreiben. Bevorzugt wird die Steuereinheit in der Kinderrückhalteeinrichtung durch einen eigenen Energiespeicher gespeist, so dass es nicht notwendig ist, die Kinderrückhalteeinrichtung mit dem Bordnetz des Fahrzeugs zu verbinden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich anhand der Unteransprüche.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einigen Figuren erläutert.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Kindersitzes mit
Airbag (keine Basis);
Fig. 2 den Kindersitz gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von unten;
Fig. 3 einen weiteren Kindersitz mit entfaltetem bzw. gefülltem Airbag in einer Seitenansicht;
Fig. 4 eine (hoch-)schematische Darstellung der gemessenen
Beschleunigungswerte in einem Fahrzeug auf ebener Fläche;
Fig. 5 eine (hoch-)schematische Darstellung der gemessenen
Beschleunigungswerte in einem Fahrzeug das bergauf fährt;
Fig. 6 eine weitere Illustration von errechneten Beschleunigungswerten in einem Fahrzeug; Fig. 7 eine schematische Darstellung einiger Betriebsmodi für eine
Steuerung zur Auslösung des Airbags für die Kindersitze gemäß Fig. 1 und 3;
Fig. 8a und 8b eine schematische Darstellung eines Messrichtungskorridors;
Fig. 9 bis 18 unterschiedliche Diagramme zur Illustration von Kriterien zur Steuerung des Airbags;
Fig. 19 eine schematische Darstellung einer Steuerung, die in kommunikativer Verbindung mit einer Sensoreinheit sowie einem Gasgenerator zur Befüllung eines Airbags steht;
Fig. 20 bis 22 unterschiedliche Auswertestrategien für auf unterschiedlichen Achsen gemessene Beschleunigungswerte.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Figur 1 zeigt einen Kindersitz 10, der einen Hauptkörper 20, einen Fangkörper 50, und einen Airbag 70 (nicht im Detail gezeigt) aufweist. Der Hauptkörper 20 umfasst einen Sitzabschnitt 21 (mit einem mittleren Abschnitt 21M, einer linken Seite 21L und einer rechten Seite 21R), eine Rückenlehne 22, Seitenflügel (bzw. Seitenwangen) 23, eine Kopfstütze 24, einen Seitenaufprallschutz 29, und Befestigungsmittel 28. Der Fangkörper erstreckt sich zumindest im Wesentlichen in eine transversale Richtung und hat einen zentralen Abschnitt 51, linke und rechte Abschnitte 52,53, und ein Cover 57. Zwischen dem zentralen Abschnitt 51 (insbesondere dessen Bodenfläche 51B, nicht sichtbar in der Figur) und einem mittleren Abschnitt 21 des Sitzabschnittes ist eine erste Lücke 121 ausgebildet.
Figur 2 zeigt einen Kindersitz 10 gemäß Figur 1 in einer Ansicht von unten, wobei ein Airbag 70 mit einem Gassack 71 (in einem vorderen Abschnitt der Bodenfläche 21B des Sitzabschnittes 21), einem Gasgenerator 72 und einer Sensoreinheit 74 vorgesehen ist. Die Sensoreinheit 74 ist kommunikativ mit einer in Figur 2 nicht gezeigte Steuerung (bzw. einem Controller) 100 verbunden. Figur 3 zeigt einen Kindersitz 10, der dem Kindersitz nach Fig. 1 und 2 weitgehend entsprechen kann, wobei Unterschiede nachfolgend erläutert werden. Der Kindersitz 10 gemäß Fig. 3 hat einen Hauptkörper 20, der eine Basis 90 (im Unterschied zu dem gemäß Fig. 1), einen Fangkörper 50 und einen Airbag 70 aufweist. Der Hauptkörper 20 umfasst, wie auch der Kindersitz 10 aus Fig. 1, einen Sitzabschnitt 21, eine Rückenlehne 22 und eine Kopfstütze 24. Der Fangkörper 50 erstreckt sich (zumindest im Wesentlichen) in einer Querrichtung. Der Airbag 70 umfasst einen Gassack 71, der im nicht-gezeigten ungefüllten Zustand um einen zentralen Abschnitt des Fangkörpers 50 herum gelegt ist (nicht gezeigt) und einen Gasgenerator 72, der vorzugsweise in einem Hohlraum des Fangkörpers 50 angeordnet ist und mit einer Steuerung (einem Controller) 100 kommunikativ verbunden ist.
Die Basis 90 weist einen Stützfuß 92, Befestigungsmittel 28 (insbesondere Isofixanker) und eine Steuerung 100 (nicht gezeigt) auf, wobei die Steuerung 100 kommunikativ, beispielsweise über einen Bus, mit einer Sensoreinheit 74 verbunden ist, die in, an oder nahe (z. B. in einer Entfernung von weniger als 10 cm oder weniger als 5 cm) der Befestigungsmittel 28 angeordnet ist.
Figur 3 zeigt, wie erläutert, den Airbag 70 in seinem aufgeblasenen Zustand. Der Gassack 71 ist mit Gas gefüllt, so dass die erste Lücke 121 und eine zweite Lücke 122 (nun) enger ausgebildet sind, um das Kind von einer (anfänglichen) Vorwärtsbewegung gegenüber dem Kindersitz 10 zurückzuhalten. Eine Auswölbung der Oberfläche der oberen Fläche ist konfiguriert, um den Kopf des Kindes aufzunehmen. Der Gassack 71 dieser Ausführungsform kann ein Volumen von mindestens 3 I, vorzugsweise mindestens 5 I aufweisen und/oder ein Volumen von weniger als 15 I, vorzugsweise weniger als 10 I aufweisen.
Fig. 19 zeigt schematisch den Gasgenerator 72 sowie die Sensoreinheit 74, die kommunikativ mit der Steuerung 100 verbunden sind. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei der Sensoreinheit 74 um einen 3-Achsen-Sensor, der Beschleunigungswerte rawX, rawY, rawZ auf drei unterschiedlichen Achsen (x, y, z) mittels der Beschleunigungssensoren 74x, 74,74z bestimmen kann, die orthogonal zueinander stehen. Die entsprechenden Sensorsignale werden beispielsweise über einen Bus an die Steuerung 100 kommuniziert. Die Steuerung 100 empfängt die Sensorsignale über eine Schnittstelle 106. Die Schnittstelle 106 steht auch mit dem Gasgenerator 72 in kommunikativer Verbindung. Auch hier kann eine Buskommunikation etabliert sein. Die kommunikative Verbindung zum Gasgenerator 72 dient dazu, dessen Status zu überprüfen und/oder diesen mittels eines Auslösesignals zu aktivieren, so dass der Gassack 71 gefüllt wird.
Die Steuerung 100 kann eine Steuer- und Regeleinheit sein. Hierbei kann es sich entweder um einen (Mini-)Computer handeln oder um dedizierte Hardware, die auf den konkreten Anwendungsfall abgestimmt wurde. Die in Fig. 19 gezeigte Steuerung 100 umfasst einen Speicher 102 zum Ablegen von Zustandsdaten sowie zur Speicherung von Instruktionen, die von einer Recheneinheit 104 ausgeführt werden, um eine geeignete Steuerstrategie zu implementieren.
Fig. 7 illustriert eine entsprechende Steuerstrategie. In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuerung 100 einen Zustandsautomaten implementieren, der im Wesentlichen die Betriebszustände hat, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind. Hierbei handelt es sich um einen Sperrmodus 200, einen Bereitschaftsmodus 210 sowie einen Zündmodus 220.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 100 genau dann in den Bereitschaftsmodus 210 wechselt (und ansonsten im Sperrmodus 200 verbleibt), wenn zumindest eine oder mehrere (ggf. alle) der nachfolgenden Bedingungen erfüllt sind:
• Kindersitz 10 ist korrekt an den Fahrzeugsitz gekoppelt (vorzugsweise: Isofix oder LATCH sind korrekt gekoppelt)
• Kind befindet sich im Kindersitz 10 (insbesondere detektiert durch einen Gewichtssensor, z. B. im Sitzabschnitt)
• Kind ist korrekt gesichert, beispielsweise o Gurtzeug geschlossen (alle, vorzugsweise die zwei, Gurtzungen der Schulter- und Beckengurte sind korrekt mit dem Gurtzeug des Schrittgurts verbunden); ggf. zusätzlich oder alternativ einer oder mehrerer Gurte sind über einen vordefinierten Schwellwert gespannt o Fangkörper 50 ist korrekt angebracht (alle Befestigungsmittel sind korrekt befestigt, ausführungsgemäß die jeweiligen Eingriffsmittel stehen miteinander in Eingriff; ggf. zusätzlich oder alternativ einer oder mehrerer Gurte sind über einen vordefinierten Schwellwert gespannt)
• Stützfuß 25 ist korrekt installiert, insbesondere kraftbeaufschlagt (indem er mit einem unteren Ende auf einem Fahrzeugboden aufsteht, während ein oberes Ende, vorzugsweise drehbar (insbesondere einklappbar zur platzsparenden Aufbewahrung), mit einem anderen Bestandteil des Kindersitzes 10, insbesondere mit der Sitzbasis und/oder dem Sitzabschnitt 21 und/oder der Rückenlehne 22 verbunden ist)
Die Überführung zwischen Sperrmodus 200 und Bereitschaftsmodus 210 kann durch Schalter realisiert werden, die jeweils je nach Ergebnis der Messung eines zugeordneten Sensors öffnen oder schließen und so z. B. einen Stromkreis (etwa mit der Energiequelle) schließen können.
Im Bereitschaftsmodus 210 ist der Kindersitz 10 grundsätzlich in einem Zustand, in dem der Airbag 70 ausgelöst werden kann. In anderen Worten sind alle Rahmenbedingungen erfüllt, so dass zuverlässige Messungen vorgenommen werden können, um zu gewährleisten, dass ein bestimmtes Auslösekriterium das letztlich zur Zündung führt, auch tatsächlich erfüllt ist.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Bereitschaftsmodus 210 drei Zustände, nämlich einen Kalibriermodus 211, einen Alarmmodus 213 und einen Schlafmodus 215. Nach dem Verlassen des Sperrmodus 200 tritt die durch die Steuerung 100 implementierte Zustandsmaschine bevorzugt in einen Kalibriermodus 211 ein, der in einem Ausführungsbeispiel eine Kalibrierschleife durchläuft. In dieser Kalibrierschleife werden die Beschleunigungswerte rawX, rawY, rawZ gemessen und basierend auf diesen versucht, eine grundsätzliche Ausrichtung der Beschleunigungssensoren 74x, 74y, 74z relativ zur Erdbeschleunigung zu bestimmen. Je nach verfügbaren Informationen, kann basierend auf Beschleunigungswerten rawX, rawY, rawZ eine Fahrtrichtung bzw. eine Fortbewegungsrichtung eines Fahrzeugs in einer Horizontalebene drh (senkrecht zur Gravitationskraft) oder in einer Fahrzeugebene dr (z. B. gelegt durch die Achsen des Fahrzeugs) bestimmt werden. Diese Fahrtrichtung kann dazu verwendet werden, um die Kriterien zum Eintritt in den Alarmmodus sowie Auslösekriterien zu überprüfen. Der Schlafmodus 215 ist vorgesehen, um Energie zu sparen, wenn der Airbag 70 zwar im Betriebsbereitschaftsmodus 210 ist, aber für eine vorbestimmte Zeit die einzige gemessene Beschleunigung die Erdbeschleunigung g ist. Das heißt, dass davon auszugehen ist, dass sich das Fahrzeug nicht oder nur in einem so geringen Maße bewegt, dass eine Auslösung des Airbag 70 nicht sinnvoll ist. Die Überführung des Systems in den Schlafmodus 215 kann basierend auf einem Abgleich der Beschleunigungswerte rawX, rawY, rawZ mit dem aufgrund der Erdbeschleunigung zu erwartenden Werten erfolgen. Hierbei können gewisse Toleranzen vorgesehen sein. Das System kehrt in den Kalibriermodus 211 zurück, wenn die Kriterien für den Schlafmodus nicht mehr erfüllt sind.
In einem Ausführungsbeispiel wird im Kalibriermodus 211 die Kalibrierschleife fortlaufend durchlaufen, um Neuausrichtungen des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt zu erfassen und zu berücksichtigen. In anderen Worten wird die Fahrzeugebene mittels der gemessenen Erdbeschleunigung g fortlaufend neu bestimmt, um basierend auf der Fahrzeugebene eine Ausrichtung des Kindersitzes 10 und/oder der Sensoreinheit 74 abzuschätzen oder zu berechnen.
Ein Übergang in den Alarmmodus 213 kann dann erfolgen, wenn ein errechneter x-Beschleunigungswert aX (in der Fahrzeugebene, entspricht in diesem Ausführungsbeispiel adr) über einen vordefinierten Schwellwert liegt. Dieser Schwellwert kann beispielsweise bei 2 x g (also der doppelten Erdbeschleunigung) liegen. Das heißt, der Grundgedanke ist, dass die Steuerung 100 in den Alarmmodus 213 übergeht, wenn eine deutliche Beschleunigung in einer Messrichtung (im beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht diese der Fahrtrichtung) detektiert wird, wie diese bei einem Unfall üblich ist, und wie sie z. B. beim Bremsen üblicherweise nicht erreicht wird. Um Fehlauslösungen zu vermeiden wird in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 jedoch nicht unmittelbar in den Zündmodus 220 gewechselt. Stattdessen sieht es das Ausführungsbeispiel vor, dass in dem Alarmmodus 213 zumindest ein Auslösekriterium überprüft wird, bevor eine tatsächliche Auslösung erfolgt.
Es ist ein (unabhängiger oder weiterbildender) Aspekt der vorliegenden
Erfindung, dass bei den Auslösekriterien die Beschleunigung auf unterschiedlichen
Achsen separat betrachtet wird. In einem bevorzugten und nachfolgend näher illustrierten Ausführungsbeispiel sollen nur die Beschleunigungskräfte berücksichtigt werden, die im Wesentlichen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs auftreten. Die Fig. 8a und 8b illustrieren entsprechende Messrichtungen bzw. Messrichtungskorridore 3. In dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel können nur Beschleunigungswerte berücksichtigt werden, die entlang der Längsachse xF des Fahrzeugs unabhängig von der Ausrichtung der Beschleunigungssensoren 74x, 74y, 74z auftreten. Wie in den Fig. 8a und 8b gezeigt ist es aber auch möglich, einen Korridor 3 von Beschleunigungswerten zuzulassen, die bei der Bestimmung der Auslösekriterien berücksichtigt werden. Bei dem Korridor 3 kann es sich wie in Fig. 8a, 8b gezeigt, um einen Kegel handeln, dessen Ursprung im Zentrum des Kindersitzes 10 oder der Sensoreinheit 74 liegt. Es versteht sich, dass sich ein solcher Kegel bei Verwendung von lediglich zwei Beschleunigungssensoren, z. B. 74x und 74z, auf einen Winkelbereich reduzieren kann.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinheit 74 genau so montiert werden, dass der y-Beschleunigungssensor 74y genau parallel oder koaxial zur Querachse des Fahrzeugs yF (z. B. parallel zu einer Achse des Fahrzeugs) ausgerichtet ist. Da Kindersitze 10 üblicherweise zumindest im Wesentlichen mit gleicher lateraler Ausrichtung (das Kind schaut mit oder entgegen der Fahrtrichtung) montiert werden, kann der y-Beschleunigungssensor 74y ab Werk im Kindersitz 10 in entsprechender Weise angebracht werden. Da der x- Beschleunigungssensor 74 und der z-Beschleunigungssensor 74z orthogonal zueinander sowie orthogonal zu dem y-Beschleunigungssensor 74y angeordnet sind, wirken somit bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs keine (lateralen) Beschleunigungskräfte auf den x-Beschleunigungssensor 74x und den z- Beschleunigungssensor 74z. Somit kann eine zweidimensionale Betrachtung vorgenommen werden, wie dies in den Fig. 4 bis 6 geschehen ist. Die y- Komponente der Beschleunigung kann in diesem Ausführungsbeispiel (zumindest zunächst) außen vor bleiben.
Fährt oder steht ein Fahrzeug wie in Fig. 4 illustriert parallel zur Horizontalebene - auf einer planen Straße - so kann der x-Beschleunigungssensor 74x gegenüber der Horizontalebene um einen Winkel alpha geneigt sein. Dies kann darauf basieren, dass der x-Beschleunigungssensor 74x gegenüber einer planen Anordnung des Kindersitzes 10 (in Bezug auf die Fahrzeugebene) geneigt angeordnet ist. In dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur Erläuterung des Winkels alpha das Koordinatensystem des Kindersitzes 10 mit dem Koordinatensystem des Fahrzeugs gleichgesetzt. So fallen in dieser Illustration die Längsachse xS, die Querachse yS und die Hochachse zS des Kindersitzes mit der Längsachse xF, der Querachse yF und die Hochachse zF des Fahrzeugs zusammen. Trotz planer Ausrichtung des Fahrzeugs zerfällt die Erdbeschleunigung g in gemessene x-Beschleunigungswerte rawX sowie gemessene z-Beschleunigungswerte rawZ, die von der um den Winkel alpha gekippten Sensoreinheit 74 erfasst werden.
In Fig. 5 fährt das Fahrzeug nun gegenüber der Horizontalebene bergauf bzw. ist entsprechend ausgerichtet. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Straße und somit die Fahrzeugebene gegenüber der Horizontalebene um einen Winkel beta geneigt. Somit ist das Koordinatensystem der Sensoreinheit 74 gegenüber der Horizontalebene um die Summe der Winkel alpha und beta geneigt (im Ausführungsbeispiel um die Querachse yF des Fahrzeugs). Die Erdbeschleunigung g verteilt sich noch stärker über den x-Beschleunigungssensor 74x sowie den z- Beschleunigungssensor 74z (der x-Beschleunigungswert nimmt zu). Kennt man den Winkel alpha und geht davon aus, dass der Kindersitz 10 parallel zur Fahrzeugebene ausgerichtet ist, so kann man ohne weiteres nach einer entsprechenden Kalibrierung (vgl. Kalibriermodus 211) aus den gemessenen Beschleunigungswerten rawX, rawZ die Beschleunigung in Fahrtrichtung adr bestimmen. Der Winkel alpha kann beispielsweise aufgrund einer externen Eingabe oder ab Werk festgehalten werden. Kennt man den Winkel alpha nicht, so kann in einem Ausführungsbeispiel die Beschleunigung in Richtung der Horizontalkomponente der Fahrtrichtung adrh - also in der Horizontalebene - bestimmt werden (vgl. Fig. 20). Beide Ansätze reichen aus, um eine (deutliche) Verbesserung des Auslöseverhaltens gegenüber dem Stand der Technik zu erzielen.
Fig. 6 führt als weiteren Winkel den Winkel gamma ein. Dieser gibt eine Neigung des Kindersitzes 10 gegenüber der Fahrzeugebene um die Querachse yF an. Dieser Winkel gamma modelliert die Tatsache, dass Fahrzeugsitze gegenüber der Fahrzeugebene häufig geneigt sind, so dass sich auch eine geneigte Ausrichtung des Kindersitzes 10 ergibt. Der Winkel gamma wird in einem Ausführungsbeispiel abgeschätzt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine separate Messung (etwa wenn bekannt ist, dass sich das Fahrzeug aktuell auf einer horizontalen Ebene befindet) des Winkels gamma erfolgen oder der Winkel gamma kann durch eine Eingabe eines Nutzers festgelegt kann. Wird gamma abgeschätzt, so wird vorzugsweise ein Wert von 0 bis 30°, weiter vorzugsweise ein Wert von 10° bis 20°, verwendet. Kennt man den Winkel gamma nicht, so kann in einem Ausführungsbeispiel die Beschleunigung in Richtung der Horizontalkomponente der Fahrtrichtung adrh - also in der Horizontalebene - bestimmt werden (vgl. Fig. 20). Dieser Ansatz reicht aus, um eine (deutliche) Verbesserung des Auslöseverhaltens gegenüber dem Stand der Technik zu erzielen.
Wie bereits erläutert, kann die Beschleunigung in Fahrtrichtung adr (oder ausführungsgemäß wie erläutert stattdessen adrh) verwendet werden, um zu bestimmen, ob der Kindersitz 10 von dem Kalibriermodus 211 in den Alarmmodus 213 übergehen soll. Dementsprechend können diese Messungen bzw. der berechnete Wert der Beschleunigung in Fahrtrichtung adr (ggf. adrh) verwendet werden, um festzustellen, ob eine Zündung des Airbag 70, also ein Übergang von dem Alarmmodus 213 in den Zündmodus 220 angezeigt ist. Diesbezüglich gibt es unterschiedliche Strategien. Insbesondere können Kriterien vorgesehen sein, nach denen entschieden wird, ob der Alarmmodus 213 beibehalten wird, ob ein Wechsel in den Zündmodus 220 angezeigt ist, oder ob der Alarmmodus 213 (ohne Zündung) abgebrochen wird (beispielsweise Rückkehr in den Kalibriermodus 211).
In einem Ausführungsbeispiel wird basierend auf dem Wert adr (ggf. adrh) fortlaufend über die Zeit mit zwei Kurven verglichen. Die erste Kurve gibt Grenzwerte über die Zeit an, die dazu führen, dass das System wieder zurück in den Kalibriermodus 211 überführt wird. Die zweite Kurve ist ebenfalls ein Grenzwert über die Zeit, wobei bei einer Überschreitung dieser durch die zweite Kurve vorgegebene Grenzwerte aus dem Alarmmodus 213 in den Zündmodus 220 übergegangen wird.
Statt dass der konkrete Beschleunigungswert adr (ggf. adrh) betrachtet wird, wird in einem Ausführungsbeispiel eine Differenzgeschwindigkeit Av bzw. Deltav ab dem Zeitpunkt in dem die Steuerung in den Alarmmodus 213 übergegangen ist, berechnet und betrachtet. Die Differenzgeschwindigkeit Deltav basiert vorzugsweise auf der vollständigen Beschleunigungsinformation (und nicht nur auf der Beschleunigung in Messrichtung). Beispielsweise können die gemessenen Beschleunigungswerte rawx, rawy, rawz verwendet werden, um eine Differenzgeschwindigkeit (seit Übergang in den Alarmmodus) im dreidimensionalen Raum zu bestimmten. In einem Ausführungsbeispiel kann als zusätzliches Auslösekriterium die Richtung der zur Bestimmung der Differenzgeschwindigkeit herangezogenen Beschleunigungsvektoren herangezogen werden (Richtungskriterium). So kann nachdem die Differenzgeschwindigkeit einen Schwellwert (vgl. Ausführungen zu den Fig. 13 bis 15) überschritten hat, geprüft werden, ob die Summe der Beschleunigungsvektoren in einem Zielkorridor liegt. Bei dem Zielkorridor kann es sich um den in Fig. 8a, 8b gezeigten Messrichtungskorridor 3 handeln.
Fig. 9 zeigt eine im Wesentlichen statische erste Kurve über die Zeit, bei der für den Abbruch ein bestimmter Grenzwert im Zeitintervall zwischen ti und tmax definiert ist. Die Kurve ist dabei so zu verstehen, dass der mittels einer Raute exemplarisch illustrierte Messwert nicht zu einem Abbruch, sondern zu einem Beibehalten des Alarmmodus 213 führt. Als zusätzliches Abbruchskriterium kann es die Steuerung 100 vorgeben, dass ein automatischer Abbruch nach dem Zeitpunkt tmax erfolgt, wenn bis dahin keine Zündung erfolgt ist.
Fig. 10 zeigt eine Alternative für die erste Kurve, die ebenso wie die Kurve aus Fig. 9 zwischen ti und tmax definiert ist und linear ansteigt. Diese erste Kurve gibt also vor, dass zum Beibehalten des Alarmmodus 213 mit der Zeit eine zunehmend höhere Anforderung an die bestimmte Differenzgeschwindigkeit Deltav gestellt wird. Fällt die Differenzgeschwindigkeit Deltav unter die vorgegebene durchgezogene Linie, so führt dies zu einem Abbruch (Wechsel in den Kalibriermodus 211). Ein entsprechender exemplarischer Wert ist in Fig. 10 durch einen Stern symbolisiert.
Die entsprechenden ersten Kurven können erfindungsgemäß beliebig kompliziert aufgebaut sein. Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Schwellwert zwischen den Zeitpunkten ti und t2 konstant ist, um dann von t2 bis tmax zu steigen.
Fig. 12 zeigt eine Ausgestaltung der ersten Kurve, die zwischen t = 0 und tmax definiert ist und zunächst auf der x-Achse (Differenzgeschwindigkeit = 0) verläuft. Zum Zeitpunkt ti steigt die erste Kurve sprunghaft an und folgt dann dem Verlauf des in Fig. 11 illustrierten Beispiels. Im Unterschied zur dort dargestellten Situation kann jedoch von Beginn (t = 0) an ein Abbruch stattfinden, wenn eine Beschleunigung entgegen der ursprünglich gemessenen Richtung stattfindet, so dass die Differenzgeschwindigkeit Deltav unter 0 sinkt. Die Fig. 13 bis 18 zeigen mögliche Ausgestaltungen der zweiten Kurve, die Schwellwerte über die Zeit vorgibt, bei deren Überschreitung ein Wechsel in den Zündmodus 220 erfolgt. Eine entsprechende Differenzgeschwindigkeit ist in der Fig. 13 mit einer schwarzen Raute illustriert. Er führt in einem Ausführungsbeispiel zu einem Auslösen des Airbags 70. Die Kurve der Fig. 13 ist in dem Zeitraum zwischen to und tmax definiert und gibt konstante Schwellwerte vor. Das Auslösen kann in einem Ausführungsbeispiel nur dann erfolgen, wenn weitere Auslösekriterien erfüllt sind (vgl. beispielsweise das bereits erläuterte Richtungskriterium oder Temperaturkriterien oder Kriterien bezüglich Informationen, die vom Fahrzeugbus bereitgestellt werden, etc.).
Fig. 14 zeigt eine Möglichkeit für eine zweite Kurve, die zwischen to und tmax definiert ist und linear ansteigt. Solange der vorgegebene Schwellwert nicht überschritten wird, erfolgt keine Zündung des Airbags 70 (vgl. exemplarischer Wert in Form eines Sterns).
Fig. 15 zeigt eine Möglichkeit für eine zweite Kurve, die zwischen to und tmax definiert und in einem ersten Bereich zwischen to und t konstant ist, um dann von t4 bis tmax immer stärker anzusteigen.
Fig. 16 zeigt nahezu die gleiche Situation wie Fig. 15, allerdings steigt hier die zweite Kurve bei der Annäherung an tmax deutlich stärker, so dass die Steigung (fast) unendlich wird.
Fig. 17 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die zweite Kurve zwischen to und tmax definiert ist und in einem ersten Bereich zwischen to und t abfällt, um dann von t bis tmax zu steigen.
Fig. 18 zeigt eine Möglichkeit für eine zweite Kurve, die zwischen t = 0 und tmax definiert ist, wobei sie von to bis zu einem Zeitpunkt t zunächst linear abfällt, um dann bis zu einem Zeitpunkt t konstant zu verlaufen und schließlich bis tmax linear ansteigt. Erfindungsgemäß können die einzelnen ersten und zweiten Kurven in beliebiger Form miteinander kombiniert werden. Letztendlich geben sie Korridore vor, die dazu führen, dass das System im Alarmmodus 213 verbleibt. Wird der Korridor unterschritten, so setzt sich das Verfahren im Kalibriermodus 211 fort und wartet auf einen erneuten Eintritt in den Alarmmodus 213. Wird der Korridor überschritten, so erfolgt, soweit es keine weiteren Auslösekriterien gibt, die noch erfüllt werden müssen, eine Zündung.
In einigen der beschriebenen Ausführungsbeispiele wurden die gemessenen Beschleunigungswerte aufgrund von vorhandenen Informationen (Winkel alpha, beta und gamma) und unter Berücksichtigung von gewählten Konfigurationen (y- Beschleunigungssensor ist parallel oder koaxial zur Querachse yF des Fahrzeugs ausgerichtet) durch die Steuerung 100 auf einen relevanten Beschleunigungswert adr entlang der Messrichtung abgebildet (vgl. Fig. 21).
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann statt mit dem Beschleunigungswert adr (entlang der Fahrtrichtung in der Fahrzeugebene) mit dem errechneten Beschleunigungswert adrh (in der Horizontalebene) gearbeitet werden (Fig. 20). Dies ist angezeigt, wenn der Winkel gamma oder allgemein die Ausrichtung der Sensoreinheit 74 relativ zur Fahrzeugebene nicht abschließend bestimmt werden kann.
Vorhergehend wurde die Erfindung in Verbindung mit Schutzmitteln in Form von Airbags beschrieben, die unter Verwendung eines Gasgenerators, beispielsweise einer pyrotechnischen Patrone, befüllt werden. Erfindungsgemäß können auch andere (aktive) Schutzmittel, wie beispielsweise Gurtstraffer, eingesetzt werden, die elektromotorisch oder pyrotechnisch betrieben werden. Der Gasgenerator kann auch als Druckspeicher, beispielsweise als Patrone mit einem unter Druck stehenden Treibmittel ausgebildet sein.
Die Erfindung kann aber auch mit mehreren berechneten Beschleunigungswerten aX, aY, aZ umgesetzt werden, die jeweils basierend auf den gemessenen Beschleunigungswerten rawX, rawY und rawZ bestimmt werden.
Vorhergehend wurden zahlreiche Verfahren zur Auslösung (aktiver) Schutzmittel beschrieben. Dies bedeutet, dass die Verfahren grundsätzlich geeignet sind unterschiedliche Schutzmittel auszulösen. Dies bedeutet nicht, dass die Verfahren im konkreten Einzelfall mehrere Schutzmittel auslösen oder derart implementiert sind, dass sie mehre Schutzmittel gleichzeitig oder nacheinander auslösen können. Vielmehr reicht die Auslösung eines einzelnen Schutzmittels aus, um die erfindungsgemäßen Verfahren zu verwirklichen. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als Weiterbildungen der Erfindung beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind möglich.
An dieser Stelle sei weiterhin darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile bzw. Merkmale jeweils für sich - auch ohne im jeweiligen Zusammenhang zusätzlich beschriebene Merkmale, selbst wenn diese nicht explizit als optionale Merkmale im jeweiligen Zusammenhang individuell kenntlich gemacht worden sind, z. B. durch Verwendung von: insbesondere, vorzugsweise, beispielsweise, z. B., ggf., runden Klammern etc. - oder in Kombination oder jeglicher Unterkombination als eigenständige Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung, wie sie insbesondere in der Beschreibungseinleitung sowie den Ansprüchen definiert ist, anzusehen sind. Abweichungen hiervon sind möglich. Konkret sei darauf hingewiesen, dass das Worte insbesondere oder runde Klammern, im jeweiligen Kontext nicht-zwingende Merkmale explizit kennzeichnen sollen.
Es wird zuletzt darauf hingewiesen, dass die vorliegende Schutzrechtsanmeldung (im Falle der Eintragung bzw. Erteilung: das vorliegende Schutzrecht) einen möglichst breiten Schutz der Erfindung zum Ziel hat. Es wird gebeten, dies beim Lesen zu beachten, insbesondere insoweit es (Zwischen-)Verallgemeinerungen von explizit offenbarten Merkmalen oder Merkmalskombinationen betrifft.
Bezugszeichen:
10 Kindersitz
20 Hauptkörper
21 Sitzabschnitt
21R rechte Seite (des Sitzabschnittes)
21L linke Seite (des Sitzabschnittes)
21B Bodenseite/untere Seite (des Sitzabschnittes)
21M mittlerer Abschnitt (des Sitzabschnittes)
22 Rückenlehne
23 Seitenflügel/Seitenwange
24 Kopfstütze
25 Stützfuß 26 Top Tether
28 Befestigungsmittel (z. B. Isofix)
29 Seitenaufprallschutz
50 Fangkörper
52 linker Fangkörperabschnitt
53 rechter Fangkörperabschnitt
54 fester Abschnitt (des Fangkörpers)
55 Dämpfungsmittel (des Fangkörpers)
57 Cover
58 erster Abschnitt
59 zweiter Abschnitt
70 Airbag
71 Gassack
72 Gasgenerator
74 Sensoreinheit
74x x-Achsensensor
74y y-Achsensensor
74z z-Achsensensor
77 Lenkungseinrichtung
78 proximaler Abschnitt
79 distaler Abschnitt
80 Gasauslass
81 Gaseinlass
82 Abdichtung
83, 83' Kopplungsmittel
84 Kanal
90 Basis
90B Bodenseite/untere Seite (der Basis)
92 Stützfuß
100 Steuerung
102 Speicher
104 Recheneinheit
106 Schnittstelle
200 Sperrmodus
210 Bereitschaftsmodus
211 Kalibriermodus 213 Alarmmodus
215 Schlafmodus
220 Zündmodus rawX gemessener Beschleunigungswert (X-Achse) rawY gemessener Beschleunigungswert (Y-Achse) rawZ gemessener Beschleunigungswert (Z-Achse) aX berechneter Beschleunigungswert (X-Achse) aY berechneter Beschleunigungswert (Y-Achse) aZ berechneter Beschleunigungswert (Z-Achse) xS,yS,zS Längsachse, Querachse, Hochachse des Kindersitze xF,yF,zF Längsachse, Querachse, Hochachse des Fahrzeugs Deltav Differenzgeschwindigkeit

Claims

36
Ansprüche Verfahren zur Auslösung von Schutzmitteln, insbesondere eines Airbags und/oder eines Gurtstraffers, in einer Kinderrückhalteeinrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 18 bis 20, umfassend die Schritte: a) Bestimmung mindestens einer Messrichtung und/oder eines Messrichtungskorridors; b) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens zwei Beschleunigungssensoren (74x, 74y, 74z), die vorzugsweise unterschiedlich ausgerichtet sind; c) Berechnen mindestens eines ersten Beschleunigungswerts (aX) entlang der Messrichtung und/oder innerhalb des Messrichtungskorridors; d) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf dem mindestens einen ersten Beschleunigungswert (aX); e) Auslösen mindestens eines Schutzmittels basierend auf dem Auslösesignal. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Vielzahl von Beschleunigungswerten, insbesondere von ersten Beschleunigungswerten (aX), über die Zeit bestimmt/berechnet werden. 37 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass ein Alarmmodus eingenommen wird, wenn mindestens ein Alarmkriterium erfüllt ist, wobei vorzugsweise ein Alarmkriterium erfüllt ist, wenn einer der Beschleunigungswerte, insbesondere der erste Beschleunigungswert (ax), über einem Grenzwert liegt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass im Alarmmodus (wiederholt) mindestens ein Auslösekriterium überprüft wird, wobei eines der oder das mindestens eine Auslösekriterium auf mindestens einem Beschleunigungswert (ax, ay, az), insbesondere einer basierend auf mindestens einem Beschleunigungswert berechneten Differenzgeschwindigkeit (Deltav), beruht und/oder über die Zeit variiert, wobei das Schutzmittel dann ausgelöst wird, wenn das mindestens eine Auslösekriterium im Alarmmodus erfüllt ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass im Alarmmodus (wiederholt) mindestens ein Abbruchkriterium überprüft wird, wobei der Alarmmodus beendet wird, wenn mindestens eines der Abbruchkriterien erfüllt ist, wobei die Abbruchkriterien umfassen: i) eine Zeitüberschreitung, insbesondere ein Überschreiten eines maximalen Zeitintervalls (tmax) seit dem (letzten) Einnehmen des Alarmmodus; und/oder ii) Überschreitung einer Maximalanzahl von Berechnungsschritten, insbesondere des Berechnungsschritts c); und/oder iii) Unterschreitung eines Grenzwerts durch einen Beschleunigungswert, insbesondere durch den ersten Beschleunigungswert (ax); und/oder iv) Unterschreitung eines Grenzwerts durch die oder eine der berechneten Differenzgeschwindigkeiten (Deltav). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass mindestens eines der Abbruchkriterien, insbesondere das Abbruchkriterium iv, über die (vergangene) Zeit variiert, wobei als Startzeitpunkt (tO) der (vergangenen) Zeit vorzugsweise der (letzte) Eintritt in den Alarmmodus festgelegt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass in einem Kalibrierungsschritt unter Verwendung eines vorzugsweise mittels der Beschleunigungssensorsignale bestimmten Gravitationsvektors, insbesondere einer Gravitationskraft (g), eine Referenzebene bestimmt wird, wobei die Messrichtung bzw. der Messrichtungskorridor unter Verwendung der Referenzebene bestimmt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass die Referenzebene eine Fahrzeugebene ist, die vorzugsweise einen Fahrtrichtungsvektor umfasst, wobei die Fahrzeugebene vorzugsweise unter Verwendung einer Eingabe, insbesondere eines Neigungswinkels, bestimmt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass der Gravitationsvektor und/oder die Referenzebene unter Verwendung einer Vielzahl von Beschleunigungssensorsignalen, insbesondere einer Vielzahl von Beschleunigungssensorsignalen eines ersten Beschleunigungssensors (74x) und einer Vielzahl von Beschleunigungssensorsignalen eines dritten Beschleunigungssensors (74z) bestimmt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8 und 9, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass der Gravitationsvektor und/oder die Referenzebene fortlaufend und/oder iterativ aktualisiert wird und/oder der Kalibrierungsschritt fortlaufend und/oder iterativ durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens ein Schlafmoduskriterium, insbesondere unter Verwendung der Beschleunigungswerte, bestimmt wird, wobei beim Vorliegen des mindestens einen Schlafmoduskriteriums ein Schlafmodus eingenommen wird, wobei im Schlafmodus eine Bestimmung von Beschleunigungswerten, insbesondere der erste Beschleunigungswert (ax), mit einer (vorgegebenen) ersten Häufigkeit bestimmt wird, die kleiner ist als eine einem Nicht-Schlafmodus zugeordnete zweite Häufigkeit. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, zur Auslösung von Schutzmitteln, insbesondere eines Airbags und/oder eines Gurtstraffers, in einer Kinderrückhalteeinrichtung, insbesondere in einer Kinderrückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, umfassend die Schritte: a) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens einem Beschleunigungssensor (74x, 74y, 74z); b) Berechnen mindestens einer Differenzgeschwindigkeit (Deltav) unter Verwendung der Beschleunigungssensorsignale; c) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf der mindestens einen Differenzgeschwindigkeit (Deltav); d) Auslösen mindestens eines Schutzmittels basierend auf dem Auslösesignal. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, zur Auslösung von Schutzmitteln, insbesondere eines Airbags und/oder eines Gurtstraffers, in einer Kinderrückhalteeinrichtung, insbesondere in einer Kinderrückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, umfassend die Schritte: a) Empfangen von ersten Beschleunigungssensorsignalen von mindestens einem Beschleunigungssensor (74x, 74y, 74z); b) Bestimmung, vorzugsweise iterative Bestimmung, mindestens einer Messrichtung und/oder eines Messrichtungskorridors basierend auf den ersten Beschleunigungssensorsignalen; c) Empfangen von zweiten Beschleunigungssensorsignalen von (dem) mindestens einem Beschleunigungssensor (74x, 74y, 74z); d) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf den zweiten Beschleunigungssensorsignalen und vorzugsweise unter Verwendung des iterativ bestimmten Messkorridors oder der Messrichtung; e) Auslösen mindestens eines Schutzmittels basierend auf dem Auslösesignal. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, zur Auslösung von Schutzmitteln, insbesondere eines Airbags und/oder eines Gurtstraffers, in einer Kinderrückhalteeinrichtung, insbesondere in einer Kinderrückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, umfassend die Schritte: a) Bestimmung mindestens einer Messrichtung und/oder eines Messrichtungskorridors; b) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens einem Beschleunigungssensor (74x, 74y, 74z); c) Berechnen mindestens eines ersten Beschleunigungswerts; d) Abgleich des mindestens einen ersten Beschleunigungswerts mit der Messrichtung und/oder dem Messrichtungskorridor; e) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf dem Ergebnis des Abgleichs; f) Auslösen mindestens eines Schutzmittels basierend auf dem Auslösesignal. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, zur Auslösung von Schutzmitteln, insbesondere eines Airbags und/oder eines Gurtstraffers, in einer Kinderrückhalteeinrichtung, insbesondere in einer Kinderrückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, umfassend die Schritte: a) Überprüfen von Bedingungen zur Einnahme eines Bereitschaftsmodus, wobei die Bedingungen zumindest eine Bedingung enthalten aus:
- korrekte Kopplung der Kinderrückhalteeinrichtung an einem Fahrzeugsitz,
- Detektion eines Kindes im Kindersitz,
- korrekte Sicherung eines Kindes in der Rückhalteeinrichtung,
- korrekte Installation eines Stützfußes der Rückhalteeinrichtung; b) Empfangen von Beschleunigungssensorsignalen von mindestens einem Beschleunigungssensor (74x, 74y, 74z); c) Bestimmen eines Auslösesignals basierend zumindest auf einem Beschleunigungswert und/oder auf den Beschleunigungssensorsignalen; 41 d) Auslösen mindestens eines Schutzmittels basierend auf dem Auslösesignal. Computerlesbarer Speicher mit Instruktionen zur Implementierung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wenn diese auf mindestens einer Recheneinheit ausgeführt werden. Steuer- und Regelungseinheit, die dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 (im Betrieb) zu implementieren. Kinderrückhalteeinrichtung mit einer Längsachse (xS), einer Querachse (yS) und einer Hochachse (zS), insbesondere Kindersitz (10) und/oder Fangkörper (50), zur Anbringung in einem Fahrzeug, oder Bestandteil eines solchen Fahrzeugs, umfassend:
- mindestens ein (aktives) Schutzmittel, insbesondere einen Airbag mit mindestens einem aufblasbaren Gassack (71),
- mindestens eine Antriebseinheit, insbesondere einen Gasgenerator (72), zur Aktivierung des mindestens einen Schutzmittels,
- mindestens eine Steuereinheit zur Aktivierung der Antriebseinheit mittels eines Auslösesignals, vorzugsweise zur Implementierung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
- mindestens eine Sensoreinheit mit einem ersten Beschleunigungssensor (74x) und mit einem dritten Beschleunigungssensor (74z) zur Ausgabe von ersten Beschleunigungssensorsignalen bzw. dritten Beschleunigungssensorsignalen, wobei die Steuereinheit die Beschleunigungssensorsignale vorzugsweise empfängt und basierend auf den ersten und den dritten Beschleunigungssensorsignalen entscheidet, ob die Antriebseinheit aktiviert wird. Kinderrückhalteeinrichtung oder Bestandteil einer solchen nach Anspruch 18, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine primäre und eine sekundäre Sensoreinheit (74) mit jeweils mindestens zwei Beschleunigungssensoren, vorzugsweise mit drei Beschleunigungssensoren (74x, 74y, 74z), wobei vorzugsweise die Beschleunigungssensoren (74x, 74y, 74z) der primären Sensoreinheit mit 42 einer höheren Rate abgetastet werden als die der sekundären Sensoreinheit. Kinderrückhalteeinrichtung oder Bestandteil einer solchen nach Anspruch 18 oder 19, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass der erste Beschleunigungssensor (74x) und der dritte Beschleunigungssensor (74z) zur Erfassung eines ersten Beschleunigungswerts (rawx) bzw. eines dritten Beschleunigungswerts (rawz) in einer Erfassungsrichtung, die zumindest im Wesentlichen in oder parallel zu einer Ebene verläuft, die durch die Hochachse (zS) und die Längsachse (xS) der Kinderrückhalteeinrichtung aufgespannt ist und/oder der erste Beschleunigungssensor (74x) und der dritte Beschleunigungssensor (74z) zumindest im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind und/oder ein zweiter Beschleunigungssensor (74y) zumindest im Wesentlichen parallel oder koaxial zur Querachse verläuft und/oder der erste Beschleunigungssensor (74x) zur Erfassung des ersten Beschleunigungswerts (rawx) in einer/der Erfassungsrichtung angeordnet ist, die gegenüber einer Längsachse des Fahrzeugs einen Winkel von mehr als 5 Grad und/oder weniger als 30 Grad hat. Kinderrückhalteeinrichtung oder Bestandteil einer solchen nach einem der Ansprüche 18 bis 20, g e ke n n ze i c h n et d u rc h mindestens einen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie, zur Versorgung der Steuereinheit und/oder des Gasgenerators. Kinderrückhalteeinrichtung oder Bestandteil einer solchen nach einem der Ansprüche 18 bis 21, d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass das Schutzmittel mindestens einen Airbag mit mindestens einem aufblasbaren Gassack (71) umfasst, wobei a) der Gassack (71) von einem nicht-aufgeblasenen Zustand in einen aufgeblasenen Zustand überführbar ist, und/oder 43 b) der Gassack (71) im nicht-aufgeblasenen Zustand zumindest im Wesentlichen ungefaltet ist, und/oder c) eine Außenfläche des Gassacks (71) im nicht-aufgeblasenen Zustand des Gassacks (71) so konfiguriert ist, dass für höchstens 25% der Außenfläche gilt, dass eine jeweilige Außenflächen-Senkrechte die Außenfläche an einem zweiten Punkt der Außenfläche schneidet, und/oder im nicht-aufgeblasenen Zustand des mindestens einen Gassacks (71) höchstens 25% der Außenfläche des Gassacks unmittelbar an einem anderen Teil der Außenfläche anliegen. Kinderrückhalteeinrichtung oder Bestandteil einer solchen nach einem der Ansprüche 18 bis 22, insbesondere nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Gassack (71) mindestens eine Druckbegrenzungseinrichtung zugeordnet ist derart, dass bei zumindest lokalem Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten Druckes eine Druckentlastung durch Ausströmen von Gas aus dem Gassack (71) erfolgt, wobei vorzugsweise die Druckentlastung im Auslösefall zumindest in einem unteren und/oder hinteren Bereich des Gassackes (71) und/oder an einem Rand des Gassackes (71) erfolgt. Kinderrückhalteeinrichtung oder Bestandteil einer solchen nach einem der Ansprüche 18 bis 23, insbesondere nach Anspruch 22 oder 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der mindestens eine Gassack (71) im aufgeblasenen Zustand eine Dicke von höchstens 30 cm, vorzugsweise höchstens 18 cm, aufweist und/oder zumindest im Wesentlichen flach ist, insbesondere eine Dicke aufweist, die kleiner ist als eine Ausdehnung in mindestens einer zur Dickenrichtung senkrechten Richtung, und/oder ein vom Rest der Kinderrückhalteeinrichtung bzw. deren Bestandteil entferntester Punkt maximal 30 cm, vorzugsweise maximal 18 cm, entfernt ist und/oder der mindestens eine Gassack (71) im aufgeblasenen Zustand ein Innenvolumen von höchstens 20 I, vorzugsweise höchstens 12 I und/oder mindestens 1 I, vorzugsweise mindestens 3 I aufweist.
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