Die Erfindung betrifft einen Kopfschutz zum mindestens teilweisen bzw. bereichsweisen Schutz eines Kopfschutz-Trägers, insbesondere vor mechanischen Einwirkungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum mindestens teilweisen Schutz eines Kopfschutz-Trägers.

Das Energieabsorptionsvermögen eines Schutzhelmes ist im Allgemeinen direkt abhängig von der Menge bzw. Masse eines verwendeten energieabsorbierenden Materials. Wird das energieabsorbierende Material bei dem Schutzhelm erhöht, so ist es im Allgemeinen erforderlich, dessen Wandstärke zu vergrößern. Dies führt zu einem schwereren und voluminösen Schutzhelm, was von dem Träger meistens als störend empfunden wird.

Die DE 197 54 541 A1 offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1. Es offenbart ein gattungsgemäßes Airbag-Schutzsystem für den Kopf von Radfahrern, Motorradfahrern, Arbeitern und Sportlern, das sich im Bereitschaftszustand als geschlossener Ring im Hals-Schulterbereich des Benutzers befindet. Bei diesem Airbag-Schutzsystem kann es immer wieder zu Fehlauslösungen kommen.

Die CA 3 022 258 A1 offenbart einen Helm mit aufblasbarem Airbag für den Kopfschutz eines Fahrradfahrers. Ein Gyroskop oder Beschleunigungsmesser kann als Schalter verwendet werden, um eine automatische Aktivierung eines Ventils zu ermöglichen, das komprimiertes Gas in den Airbag bei Sensierung eines Zustands des Fahrradfahrers, wie einen Unfall, freigibt. Die Bewegung des Fahrradfahrers wird während eines Unfalls detektiert.
tem kann ausgebildet sein, um ein Risiko einer möglichen Verletzung eines Trägers durch eine Komponente der Anzeigeeinheit basierend auf einer identifizierten situationsbedingten Lage und einem Sensoreingang zu bestimmen. Es kann ausgebildet sein, eine geeignete Schutzeinrichtung, wie einen Airbag, auszuwählen.

Die US 2016/0207486 A1 offenbart ein Sicherheitssystem für ein Kraftrad und Auslöseverfahren. Diese werten Anwesenheitssignale von externen und/oder internen Sicherheitskomponenten zum Erkennen der aktuell zur Verfügung stehenden Sicherheitskomponenten aus.

Aus der US 2020/0093200 A1 sind unterschiedliche, kopfseitig anzuordnende Anzeigeeinrichtungen bekannt. Ein situationsbezogener Zustand eines Nutzers der Anzeigeeinrichtung wird in dessen Nähe bestimmt und kann basierend auf einem Sensoreingang erfolgen, der von einer Vielzahl von Sensoren der Anzeigeeinrichtung empfangen wird. Eine Schutzeinrichtung kann ein Airbag sein, der ausgebildet ist, eine Verletzung des Nutzers von einer Komponente der Anzeigeeinrichtung zu mildern. Die Anzeigeeinrichtung kann imstande sein, zu bestimmen, ob ein Warnsignal ausgegeben oder ein Aktuator zum Betätigen einer ausgewählten Schutzeinrichtung angesteuert wird. Die Vielzahl von Sensoren kann eine TOF-Kamera, ein Gyroskop, einen Positionsbestimmungssensor, ein Beschleunigungsmesser, einen Näherungssensor und einen Bildsensor umfassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kopfschutz bereitzustellen, der zum einen bei einem Unfall ein äußerst hohes Schutzvermögen hat und ansonsten einen besonders guten Tragekomfort bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 7 angegebenen Merkmale gelöst. Der Kern der Erfindung liegt in dem mindestens einen Airbag und der mit diesem zumindest zeitweise in, insbesondere direkter oder indirekter, Verbindung stehenden Unfall-Erfassungsanordnung. Der mindestens eine Airbag wird im Falle eines Unfalls aufgeblasen. Er ist in aufgeblasenem Zustand imstande, Stoß- bzw. Aufprallenergie zu absorbieren und so den Kopf des Kopfschutz-Trägers bei dem Aufprall zu schützen. Die Schutzwirkung wird so erhöht.

Die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung ist insbesondere imstande, die jeweilige Umgebung des Kopfschutz-Trägers, beispielsweise kontinuierlich oder zeitweise bzw. periodisch, bevorzugt zumindest in einer/um eine vor allem horizontalen Ebene, zu erfassen und korrelierende weiterverarbeitbare elektrische Umgebungssignale zu erzeugen. Sie ist imstande, die jeweilige Umgebung dreidimensional zu erfassen oder so zu erfassen, dass aus den erzeugten Umgebungssignalen ein dreidimensionales Abbild der jeweiligen Umgebung erzeugbar ist. Beispielsweise sind bis zu mehrere hundert Bilder pro Sekunde von der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung erfassbar bzw. erstellbar.

Das 3D-Abbild bzw. dreidimensionale Abbild ist besonders realitätsnah, was eine äußerst funktionssichere Unfall-Erfassungsanordnung ergibt.

Es ist zweckmäßig, wenn die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung imstande ist, zumindest die jeweilige benachbarte Umgebung zu erfassen. Die maximale Reichweite der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung liegt vorzugsweise zwischen 200 m und 300 m, bevorzugt zwischen 225 m und 275 m. Die typische Reichweite liegt im

Einsatz günstigerweise zwischen 10 m und 50 m, insbesondere zwischen 20 m und 30 m. Besonders relevant ist die Umgebung mit einer maximalen Entfernung von 25 m zu der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung, da dort eine Stärke des/der reflektierten Signals/Strahls/Welle, insbesondere Lichts, besonders hoch ist.

Beispielsweise sind Entfernungen zu Flächen, wie von sich bewegenden Objekten, stationären Objekten und/oder dem Boden, erfassbar. Eine Relativgeschwindigkeit ist bevorzugt durch eine Wegänderung zwischen zwei Aufnahmen bestimmbar.

Günstigerweise sind mehrere 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen vorhanden, um die jeweilige Umgebung des Kopfschutz-Trägers zumindest großteils, bevorzugt vollständig, zu erfassen. Die 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen sind bevorzugt derart an bzw. um den Grundkörper angeordnet, dass sich ihre Erfassungsfelder bzw. -bereiche zumindest bereichsweise, bevorzugt randseitig, vorzugsweise zumindest in einem Fernbereich, überlappen.

Die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung erlaubt beispielsweise eine frühzeitige Unfallerkennung und eine Überwindung damit verbundener Probleme. Mit herkömmlichen Unfall-Erfassungsanordnungen, die sich auf eine reine Träger-Bewegungserkennung verlassen, sind Unfälle oftmals erst erkennbar, wenn entsprechende Bewegungen bzw. Kräfte bereits wirksam sind. Stürzt zum Beispiel der Träger ist in der Regel noch ausreichend Zeit vorhanden, um einen Airbag aufzublasen und so den Träger zu schützen. Bei einem Unfall mit einem gegnerischen fahrenden Objekt, wie Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder einem hohen Objekt, wie einem Lastkraftwagen, ist die Zeit für das Aufblasen des Airbags aber häufig nicht mehr ausreichend, so dass der Träger bei einer herkömmlichen reinen Träger-Bewegungserkennung durch den Airbag nicht geschützt ist. Demgegenüber erkennt die 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung bereits die drohende Gefahrensituation, also insbesondere noch vor Eintritt des Unfallgeschehens, so dass die Airbag-Auslösung früher verursacht werden kann. Dies verbessert die Schutzwirkung.

Mittels der mindestens einen Bewegungs-Erfassungseinrichtung sind Bewegungen des Kopfschutz-Trägers, insbesondere des Kopfs desselben, beispielsweise kontinuierlich oder zeitweise bzw. periodisch, nachvollziehbar und erfassbar. Günstigerweise sind kinematische Größen bzw. Messgrößen, wie Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung, des Kopfschutzes bzw. des den Kopfschutz tragenden Kopfschutz-Trägers erfassbar. Es ist zweckmäßig, wenn die mindestens eine Bewegungs-Erfassungseinrichtung imstande ist, entsprechende elektrische weiterverarbeitbare Bewegungssignale zu erzeugen, die mit den jeweiligen Bewegungen des Kopfschutz-Trägers korrelieren. Es ist zweckmäßig, wenn mehrere Bewegungs-Erfassungseinrichtungen vorhanden sind, um Bewegungen in unterschiedlichen Richtungen zu erfassen.

Die Unfall-Erfassungsanordnung ist imstande, entsprechende Signale der Bewegungs-Erfassungseinrichtung und der 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung zu verarbeiten bzw. auszuwerten. Durch den Einsatz unterschiedlich ausgebildeter Erfassungseinrichtungen ist die Unfall-Erfassungsanordnung besonders funktionssicher.

Fehlauslösungen, die vor allem für den Kopfschutz-Träger gefährlich sein können und nicht unerhebliche Kosten verursachen, sind vermeidbar, wenn die Unfall-Erfassungsordnung eine Auslösung des mindestens einen Airbags nur veranlasst, wenn die jeweilige erfasste Bewegung und die jeweilige erfasste Umgebung beide zusammen auf einen Unfall schließen lassen. Beispielsweise schließt die Unfall-Erfassungsanordnung auf einen bevorstehenden Unfall und löst den mindestens einen Airbag aus, wenn die Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Kopfschutz-Trägers, insbesondere stark, zunimmt und gleichzeitig eine sich nähernde Fläche erfasst wird. Fehlauslösungen, wie bei einem Überfahren von Bodenunebenheiten, wie Bordsteinkanten, sind so beispielsweise vermeidbar. Die Unfall-Erfassungsanordnung erkennt hier aufgrund der erfassten Bewegung des Kopfschutz-Trägers ein auffälliges Ereignis, bemerkt aber aufgrund der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung gleichzeitig auch eine "Entwarnung". Eine Auslösung des mindestens einen Airbags bleibt aus.

Insbesondere ist die Unfall-Erfassungsanordnung imstande, aus einer Wegdifferenz einer Umgebungsfläche bzw. eines Umgebungsobjekts deren/dessen Relativgeschwindigkeit zu dem Kopfschutz-Träger zu bestimmen. Zusätzlich oder alternativ ist sie imstande, Änderungen der Relativgeschwindigkeit zu erfassen. Die Unfall-Erfassungsanordnung ist so imstande, einen Unfall vorherzusagen. Zur Erhöhung der Sicherheit zieht die Unfall-Erfassungsanordnung neben Signalen der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung die Signale der mindestens einen Bewegungs-Erfassungseinrichtung auch heran und wertet diese vorzugsweise aus. Die Unfall-Erfassungsanordnung ist imstande, einen Unfall zu erkennen, während dieser abläuft bzw. geschieht.

Günstigerweise steht die Unfall-Erfassungsanordnung zumindest zeitweise mit einer Kommunikationseinheit, insbesondere Sendeeinheit, in Signalverbindung, um im Falle eines erkannten Unfalls bzw. kurz nach diesem einen Notruf durchzuführen bzw. zu veranlassen. Es ist von Vorteil, wenn die Kommunikationseinheit alleine imstande ist, zu kommunizieren. Alternativ nutzt die Kommunikationseinheit für die Kommunikation ein mit dieser dann in Verbindung stehendes Mobiltelefon, wie Smartphone. Bevorzugt sendet die Unfall-Erfassungsanordnung an ein Mobiltelefon, bevorzugt über Bluetooth, die Information, dass ein Unfall stattgefunden hat. Das Mobiltelefon informiert dann entsprechend von dem Kopfschutz-Träger festgelegte Kontakte und/oder andere Nutzer, die sich gerade in der Nähe des Unfallorts aufhalten.

Es ist zweckmäßig, wenn die Unfall-Erfassungsanordnung zumindest zeitweise mit einer Ortungseinheit, wie GPS-Einheit, in Signalverbindung steht, um im Falle eines erkannten Unfalls einen Unfallort über die Kommunikationseinheit anzugeben. Die Ortungseinheit ist imstande, eine Positionsbestimmung durchzuführen und entsprechende momentane Positionsdaten zu erzeugen, die repräsentativ für den aktuellen Ort der Ortungseinheit, des Kopfschutzes bzw. des Kopfschutz-Trägers sind. Es ist zweckmäßig, wenn die Ortungseinheit Bestandteil des Mobiltelefons ist.

Die Unfall-Erfassungsanordnung weist eine Verarbeitungseinrichtung auf.

Es ist von Vorteil, wenn die Unfall-Erfassungsanordnung mindestens eine Energiequelle, eine Speichereinheit und/oder eine Benutzerschnittstelle, wie eine Anzeige, einen Einschalter und/oder Ausschalter, umfasst. Die Energiequelle steht zumindest zeitweise mit der mindestens einen 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung und der mindestens einen Bewegungs-Erfassungseinrichtung sowie der Recheneinheit/Verarbeitungseinrichtung, sofern vorhanden, in direkter oder indirekter elektrischer Verbindung, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung und die mindestens eine Bewegungs-Erfassungseinrichtung stehen dann mindestens zeitweise mit der Recheneinheit/Verarbeitungseinrichtung in indirekter oder direkter Signalverbindung, um entsprechende Signale an diese zu liefern.

Es ist zweckmäßig, wenn der mindestens eine Airbag in seinem Ruhezustand, also vor dem Aufblasen, flach gefaltet und bevorzugt verborgen in/an dem Grundkörper angeordnet ist. Er stört so nicht und ist klein. Der mindestens eine Airbag ist in aufgeblasenem Zustand bevorzugt kissenartig und wesentlich größer. Er umgibt dann vorzugsweise zumindest bereichsweise den Kopf des Kopfschutz-Trägers. Günstigerweise umgibt der mindestens eine Airbag dann den Kopf des Kopfschutz-Trägers ringförmig, zum Beispiel mittels mindestens eines Reifens, in Form mindestens einer Teilschale oder als durchgängiges Kissen. Er bedeckt dann vorzugsweise das Stirnbein, Schädelbein, Hinterhauptbein und/oder Schläfenbein.

Die Verbindung zwischen dem mindestens einen Airbag und der Unfall-Erfassungsanordnung ist beispielsweise mechanischer und/oder elektrischer Art. Beispielsweise kommt für eine mechanische Verbindung ein Seil, Hebel, Stift oder dergleichen zur Anwendung.

Es ist zweckmäßig, wenn die Auslösung des mindestens einen Airbags über eine Auslöseelektronik erfolgt. Günstigerweise ist dem mindestens einen Airbag mindestens ein Gasgenerator, wie eine Gaskartusche, zum Aufblasen desselben zugeordnet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der mindestens eine Bewegungs-Erfassungssensor gemäß dem Unteranspruch 2 ist bevorzugt imstande, eine entsprechende Messgröße bzw. Bewegungsgröße zu erfassen.

Der mindestens eine Beschleunigungssensor gemäß dem Unteranspruch 2 erlaubt eine besonders funktionssichere Erfassung einer jeweiligen entsprechenden Bewegung des Kopfschutz-Trägers. Er ist imstande, eine jeweilige Beschleunigung des Kopfschutz-Trägers, beispielsweise durch wirkende Trägheitskräfte, zu bestimmen. Beispielsweise umfasst die mindestens eine Bewegungs-Erfassungseinrichtung zusätzlich oder alternativ mindestens einen Drehratensensor und/oder Geschwindigkeitssensor.

In einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform veranlasst die Unfall-erfassungsanordnung eine Auslösung des mindestens einen Airbags, wenn die jeweilige erfasste Bewegung auf einen Unfall schließen lässt. Diese Unfall-Erfassungsanordnung ist äußerst funktionssicher. Falls beispielsweise die Unfall-Erfassungsanordnung aufgrund der jeweiligen erfassten Umgebung kein auffälliges Ereignis erkennt, veranlasst die Unfall-Erfassungsanordnung gemäß einer nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsform aufgrund der erfassten auffälligen Bewegung des Kopfschutz-Trägers dennoch den mindestens einen Airbag zum Schutz des Kopfschutz-Trägers.

Die mindestens eine TOF (ToF, time of flight)-Einrichtung gemäß dem Unteranspruch 3 arbeitet mit dem Laufzeitverfahren und ist insbesondere imstande, Entfernungen zu Flächen zu messen bzw. anhand von Laufzeitinformationen ein dreidimensionales Abbild/Profil der Umgebung zu erstellen. Licht wird von einem Sender der TOF-Einrichtung emittiert und von mindestens einer Fläche reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen bzw. entsprechende Anteile von Pulsenergie werden von einem Empfänger der TOF-Einrichtung empfangen und anhand einer Laufzeit von Photonen der Lichtstrahlen wird die Entfernung ermittelt. Die mindestens eine TOF-Einrichtung umfasst somit bevorzugt mindestens einen Sender, wie eine Lichtquelle, einen Empfänger, wie eine Optik, eine Ansteuerelektronik und eine Auswerteeinheit. Die mindestens eine TOF-Einrichtung ist beispielsweise als TOF-Kamera oder TOF-Sensor ausgeführt.

Die 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen gemäß dem Unteranspruch 4 führen zu einer besonders funktionssicheren Unfall-Erfassungsanordnung. Sie sind bevorzugt beabstandet zueinander und an einander gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers angeordnet. Im Betrieb emittieren sie günstigerweise in unterschiedliche Richtungen Licht aus.

Durch die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 5 wird im Vergleich mit der Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 4 die Erfassung der jeweiligen Umgebung weiter erhöht und verbessert. Bevorzugt sind die 3D-Umgebungs-Erfasssungseinrichtungen seitlich an einander gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers angeordnet und emittieren im Betrieb in unterschiedliche, insbesondere gegensinnige, Richtungen Licht. Sie sind günstigerweise beabstandet zueinander angeordnet.

Das Bewegungsprofil des Kopfschutz-Trägers gemäß Anspruch 1 gibt die erfassten Bewegungen besonders exakt wieder, was zu einer sehr funktionssicheren Unfall-Erfassungsanordnung führt.

Die Verarbeitungseinrichtung gemäß Anspruch 1 ist bevorzugt eine zentrale Verarbeitungseinrichtung. Sie ist günstigerweise elektrischer bzw. elektronischer Art. Die Verarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise eine interne oder externe Verarbeitungseinrichtung. Es ist zweckmäßig, wenn die Verarbeitungseinrichtung einen Ausgang hat, der zumindest zeitweise mit dem mindestens einen Airbag, insbesondere dessen Auslöseelektronik, in Verbindung steht. Vorzugsweise hat die Verarbeitungseinrichtung mindestens einen Eingang, der zumindest zeitweise mit der 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung und der mindestens einen Bewegungs-Erfassungseinrichtung in Verbindung steht.

Auch die Unfall-Erfassungsanordnung gemäß Anspruch 1 ist besonders zuverlässig.

Gemäß Anspruch 1 laufen die Auswertungen eines Bewegungsprofils und eines Umgebungsprofils gleichzeitig, alternativ nacheinander, ab. Gleichzeitige Auswertungen erlauben eine besonders schnelle Auslösung des mindestens einen Airbags. Eine solche Unfall-Erfassungsanordnung ist besonders reaktionsschnell und sicher.

Beispielsweise umfasst der Kopfschutz einen Gehörschutz, der nur bei einer Auslösung des mindestens einen Airbags zur Dämpfung eines Airbag-Auslösegeräuschs aktiv ist. Dieser Kopfschutz ist besonders benutzerfreundlich. Zum einen erlaubt er ein gutes Hören, was aus Sicherheitsgründen wichtig ist. Im Falle einer Auslösung des mindestens einen Airbags dämpft er dessen Auslösegeräusch, was einen Hörschaden des Kopfschutz-Trägers verhindert. Der Gehörschutz ist somit nur zeitweise, insbesondere kurzzeitig, aktiv.

Der Kopfschutz gemäß Anspruch 1 bietet dem Kopfschutz-Träger eine besonders hohe Sicherheit. Beispielsweise ist der Helm als Sporthelm, wie Radsporthelm, Wintersporthelm, Reitsporthelm oder dergleichen, ausgebildet. Alternativ findet der Helm zum Beispiel im Arbeitsschutzbereich Anwendung. Es ist zweckmäßig, wenn der Helm eine Kinnriemenanordnung umfasst. Es ist von Vorteil, wenn der Helm eine Helmkalotte hat. Die Helmkalotte weist bevorzugt eine, insbesondere harte oder stabile, Außenschale auf. Es ist zweckmäßig, wenn die Helmkalotte eine Innenschale, beispielsweise aus einem (Hart)Schaummaterial, aufweist. Das (Hart)Schaummaterial ist bevorzugt stoßabsorbierend. Vorzugsweise umfasst die Helmkalotte innenseitig ein Futter bzw. eine Polsterung. Alternativ ist die Helmkalotte beispielsweise durch eine Hartschale gebildet und bevorzugt ungepolstert. Günstigerweise befindet sich in der Hartschale dann eine Innenausstattung. In einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Kopfschutz vorzugsweise als Kappe, Mütze oder dergleichen ausgeführt. Es ist von Vorteil, wenn der Kopfschutz größenverstellbar ist. Auch ohne ausgelöstem Airbag bietet ein solcher Kopfschutz bevorzugt eine, insbesondere normgerechte, hohe Schutzwirkung, insbesondere für den Kopf des Kopfschutz-Trägers.

Das Stirnband gemäß Anspruch 1 zeichnet sich durch seinen hohen Tragekomfort aus. Es ist vergleichsweise leicht und erlaubt eine gute Belüftung des Kopfs des Kopfschutz-Trägers. Das Stirnband ist vorzugsweise endlos. Es ist günstigerweise längenveränderlich.

Bevorzugt ist der Kopfschutz (im Wesentlichen) bezüglich einer Mittelebene symmetrisch ausgeführt.

Es ist zweckmäßig, wenn die Unfall-Erfassungsanordnung den Kopfschutz-Träger vor möglichen Unfällen, Hindernissen oder dergleichen, beispielsweise optisch und/oder akustisch, frühzeitig warnt. Die mindestens eine 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtung ist imstande, Hindernisse bereits frühzeitig zu erkennen, die mit dem menschlichen Auge nicht bzw. nur schwer erkennbar sind. Besonders bei Dunkelheit, wie nachts, stellt dies einen bedeutenden Sicherheitsvorteil dar.

Die auf den unabhängigen Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche betreffen auch bevorzugte Weiterbildungen des unabhängigen Verfahrensanspruchs.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1

eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kopfschutz mit aktiven 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen,

Fig. 2

eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Kopfschutzes,

Fig. 3

einen Längsschnitt durch den in Fig. 1, 2 veranschaulichten Kopfschutz,

Fig. 4

eine Ansicht, die den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Kopfschutz von hinten mit ausgelösten Airbags zeigt,

Fig. 5

eine Fig. 4 entsprechende Ansicht, die den Kopfschutz von vorne mit ausgelösten Airbags zeigt,

Fig. 6

eine perspektivische Ansicht, die den Kopfschutz gemäß Fig. 1 bis 5 mit ausgelösten Airbags veranschaulicht,

Fig. 7

ein Blockschaltbild der Unfall-Erfassungsanordnung des in Fig. 1 bis 6 gezeigten Kopfschutzes,

Fig. 8

ein Flussdiagramm, das die Funktion der Unfall-Erfassungsanordnung des in Fig. 1 bis 6 gezeigten Kopfschutzes erläutert,

Fig. 9

eine Seitenansicht, die einen von einem Kopfschutz-Träger getragenen erfindungsgemäßen Kopfschutz gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht,

Fig. 10

eine Ansicht, die den in Fig. 9 veranschaulichten Kopfschutz von vorne zeigt,

Fig. 11

eine Draufsicht auf den in Fig. 9, 10 veranschaulichten Kopfschutz, und

Fig. 12

eine perspektivische Ansicht, die den in Fig. 9 bis 11 dargestellten Kopfschutz in getragenem Zustand mit aktiven 3D-Umgebungs-Erfassungseinrichtungen zeigt

Ein in den Fig. 1 bis 6 gezeigter Schutzhelm für Fahrradfahrer umfasst als Grundkörper eine Helmkalotte 1.

An der Helmkalotte 1 sind mehrere TOF-Einrichtungen 2 beabstandet zueinander, vorzugsweise benachbart zu einem unteren Rand der Helmkalotte 1, angeordnet. Die TOF-Einrichtungen 2 sind (im Wesentlichen) gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet und identisch ausgebildet. Sie liegen bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene und sind derart an der Helmkalotte 1 angeordnet, dass deren Sender einem durch die Helmkalotte 1 räumlich begrenzten Innenraum abgewandt und im Stande sind, Licht von der Helmkalotte 1 nach außen weg zu emittieren, um die Umgebung zu erfassen. Wie Figur 1 beispielsweise zeigt, senden die TOF-Einrichtungen 2 im Betrieb kreissektorförmige Erfassungsfelder 21 nach seitlich außen aus. Die Erfassungsfelder 21 erstrecken sich im Wesentlichen um eine gemeinsame horizontale Ebene, die senkrecht zu einer Längs-Mittelebene der Helmkalotte 1 verläuft. Es ist zweckmäßig, wenn sie die Umgebung über eine Höhe von maximal 3 m über einem Boden erfassen. Vorzugsweise überlappen sich die Erfassungsfelder 21 zumindest im Fernbereich, bevorzugt im Mittel- und Fernbereich.

Insgesamt sind hier vier TOF-Einrichtungen 2 vorhanden. Eine TOF-Einrichtung 2 befindet sich vorne an der Helmkalotte 1, während eine andere TOF-Einrichtung 2 hinten an der Helmkalotte 1 angeordnet ist. An jeder Seitenfläche der Helmkalotte 1 befindet sich eine weitere TOF-Einrichtung 2. Eine andere Anordnung bzw. Anzahl der TOF-Einrichtungen 2 ist alternativ möglich.

An der Helmkalotte 1 ist hinten eine Airbag-Anordnung 3 angeordnet. Die Airbag-Anordnung 3 umfasst zwei Airbag-Einrichtungen, die identisch sind und jeweils einen sackartigen Airbag 4 und eine mit dem Airbag 4 zumindest für das Aufblasen desselben in Strömungsverbindung stehende Gaskartusche 5 sowie eine mit der Gaskartusche 5 zumindest für das Aufblasen des Airbags 4 in Verbindung stehende Zündung als Auslöseeinheit 6 umfassen.

Die Airbag-Anordnung 3 trägt außerdem eine Beschleunigungssensor-Anordnung 7.

An der Helmkalotte 1 sind außerdem eine Verarbeitungseinrichtung 8, eine Energiequelle 9 und eine Speichereinheit 10 sowie eine Benutzerschnittstelle 11 angeordnet. Die Energiequelle 9 ist beispielsweise als Batterie oder Akkumulator ausgeführt. Die Verarbeitungseinrichtung 8, Energiequelle 9 und/oder Speichereinheit 10 kann/können ein isoliertes Bauteil darstellen oder Bestandteil einer anderen elektrischen Komponente sein. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 die Ausgestaltung der Unfall-Erfassungsanordnung näher erläutert.

Die Verarbeitungseinrichtung 8 steht mit den Auslöseeinheiten 6 zumindest zeitweise in direkter Signalverbindung und ist imstande, bei Erkennung eines Unfalls Auslösesignale an diese zu schicken.

Jede Auslöseeinheit 6 wiederum steht zumindest zeitweise mit der zugehörigen Gaskartusche 5 in direkter Verbindung und ist imstande, das in dieser enthaltene komprimierte Gas freizusetzen, das dann in den zugeordneten Airbag 4 strömt und diesen aus seinem gefalteten Zustand zum Schutz des Kopfschutz-Trägers aufbläst.

Jede TOF-Einrichtung 2 steht zumindest zeitweise mit der Verarbeitungseinrichtung 8 in direkter Signalverbindung. Die Verarbeitungseinrichtung 8 empfängt dann entsprechende Umgebungssignale. Die Beschleunigungssensor-Anordnung 7 steht ebenfalls zumindest zeitweise mit der Verarbeitungseinrichtung 8 in direkter Signalverbindung. Die Verarbeitungseinrichtung 8 empfängt dann entsprechende Bewegungssignale.

Die Verarbeitungseinrichtung 8 und die Speichereinheit 10 stehen zumindest zeitweise in direkter Signalverbindung miteinander. Die Verarbeitungseinrichtung 8 ist imstande, zu speichernde Ereignisse an die Speichereinheit 10 zu schicken und bei Bedarf gespeicherte Ereignisse von dieser zu empfangen.

Die Verarbeitungseinrichtung 8 und die Benutzerschnittstelle 11 stehen zumindest zeitweise in direkter Signalverbindung miteinander. Beispielsweise schickt die Verarbeitungseinrichtung 8 an die Benutzerschnittstelle 11 Statusinformationen, die diese dann, beispielsweise über LEDs, anzeigt. Die Verarbeitungseinrichtung 8 ist zum Beispiel mittels der Benutzerschnittstelle 11 ein- und/oder ausschaltbar.

Die Energiequelle 9 steht zumindest zeitweise mit den TOF-Einrichtungen 2, der Speichereinheit 10, der Verarbeitungseinrichtung 8, der Beschleunigungssensor-Anordnung 7, den Auslöseeinheiten 6 bzw. den Airbags 4 und der Benutzerschnittstelle 11 in elektrischer Verbindung, um diese mit elektrischer Energie, wie Strom, zu versorgen.

Andere Schaltungen sind alternativ möglich, um den Betrieb der Unfall-Erfassungsanordnung und/oder die Auslösung des mindestens einen Airbags 4 sicherzustellen.

Die Signalverbindungen können drahtgeführt oder drahtlos sein.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 die Funktion der Unfall-Erfassungsanordnung näher erläutert.

In einem Schritt 12 wird die Umgebung des Schutzhelms bzw. des Kopfschutz-Trägers mittels der TOF-Einrichtungen 2 dreidimensional erfasst. Die TOF-Einrichtungen 2 erzeugen entsprechende repräsentative Umgebungssignale. Die Umgebungssignale basieren auf 3D-Laufzeitinformationen.

In einem Schritt 13 wird eine gegebenenfalls aktuell vorliegende Bewegung/Beschleunigung des Schutzhelms bzw. des Kopfschutz-Trägers mittels der Beschleunigungssensor-Anordnung 7 erfasst. Die Beschleunigungssensor-Anordnung 7 erzeugt entsprechende repräsentative Bewegungssignale und/oder Beschleunigungssignale.

Die Beschleunigungssensor-Anordnung 7 und die TOF-Einrichtungen 2 sind bei Einsatz der Unfall-Erfassungsanordnung stets aktiv und im Stande, die Bewegung/Beschleunigung des Schutzhelms bzw. des Kopfschutz-Trägers und dessen Umgebung zu erfassen. Die Schritte 12 und 13 werden vorzugsweise gleichzeitig durchgeführt.

Die erfassten Umgebungssignale und Bewegungssignale/Beschleunigungssignale werden anschließend in einem Schritt 14 an die Verarbeitungseinrichtung 8 übergeben, in welcher dann deren Verarbeitung erfolgt.

Die Umgebungssignale fügt die Verarbeitungseinrichtung 8 in einem nachfolgenden Schritt 15 zu einem dreidimensionalen Abbild der jeweiligen Umgebung zusammen. Ein jeweiliges Umgebungsprofil wird erzeugt.

In einem auf den Schritt 15 folgenden Schritt 16 wertet die Verarbeitungseinrichtung 8 das Umgebungsprofil aus.

In einem Schritt 17 erstellt die Verarbeitungseinrichtung 8 aus den Bewegungssignalen/Beschleunigungssignalen ein Bewegungsprofil und/oder ein Beschleunigungsprofil. Dies erfolgt bevorzugt zeitgleich mit dem Schritt 15.

In einem auf den Schritt 17 folgenden Schritt 18 wertet die Verarbeitungseinrichtung 8 das Bewegungsprofil und/oder das Beschleunigungsprofil aus. Dies erfolgt bevorzugt zeitgleich mit dem Schritt 16.

Das Umgebungsprofil und Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil werden bevorzugt laufend, günstigerweise gleichzeitig, ausgewertet.

Anschließend folgt auf die Schritte 16 und 18 der Schritt 19. In dem Schritt 19 erfolgt zum einen anhand der Auswertung des Umgebungsprofils und Bewegungsprofils/Beschleunigungsprofils eine Risikobewertung hinsichtlich eines (gerade schon stattfindenden) Unfalls und/oder einer (kurz bevorstehenden) Kollision. Zum anderen erfolgt insbesondere ein Abgleich der gewonnenen Informationen in der Verarbeitungseinrichtung 8. Beispielsweise gleicht die Verarbeitungseinrichtung 8 das Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil mit hinterlegten Referenzprofilen ab. Die Verarbeitungseinrichtung 8 macht bevorzugt einen Abgleich mit Erkenntnissen/Ergebnissen/Prüfungen, die auf dem jeweiligen Umgebungsprofil basieren.

Auf den Schritt 19 folgt ein Schritt 20, bei welchem geprüft wird, ob aufgrund der erfolgten Risikobewertung und des Abgleichs eine Kollision, wie mit einer Fläche, wie einem Baum, einem Ast, einem Fahrzeug, einer Person oder dergleichen, zu erwarten ist, oder ein solcher Unfall gerade stattfindet.

Falls die Verarbeitungseinrichtung 8 bei der Prüfung in Schritt 20 feststellt, dass ein/e Unfall/Kollision stattfindet bzw. in Kürze bevorsteht, aktiviert die Verarbeitungseinrichtung 8 in einem Schritt 23 die Auslöseeinheiten 6 und damit die Airbags 4 zum Schutz des Kopfschutz-Trägers.

Die Aktivierung der Auslöseeinheiten 6 erfolgt, wenn nur das Umgebungsprofil oder nur das Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil, was nicht erfindungsgemäß ist, oder gemäß der Erfindung das Umgebungsprofil gemeinsam mit dem Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil auf einen sicherheitsrelevanten Fall hinweist bzw. hinweisen. Sie erfolgt also, wenn das Umgebungsprofil und (erfindungsgemäß)/oder (nicht-erfindungsgemäß) das Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil auf einen sicherheitsrelevanten Fall hinweisen.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Aktivierung der Auslöseeinheiten 6 nur dann, wenn sowohl das Umgebungsprofil als auch das Bewegungsprofil/Beschleunigungsprofil beide gemeinsam auf einen Unfall bzw. eine Kollision schließen lassen.

Falls die Verarbeitungseinrichtung 8 in dem Schritt 20 feststellt, dass keine Kollision bzw. kein Unfall abzusehen ist, wird zu den Schritten 12 und 13 zurückgekehrt und das geschilderte Verfahren neu begonnen. Es erfolgt keine Aktivierung der Auslöseeinheiten 6.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 12 eine alternative Ausführungsform beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei der vorherigen Ausführungsform, auf deren Beschreibung explizit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedlich, jedoch funktionell gleichwertige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten "a".

Der Grundkörper ist hier als Stirnband 1a ausgeführt, das mittels einer Größenverstelleinrichtung 22 in der Größe verstellbar ist. In getragenem Zustand umläuft es den Kopf des Kopfschutz-Trägers, wobei dessen Oberkopf (im Wesentlichen) unbedeckt bleibt.

Das Stirnband 1a trägt vorne und hinten jeweils eine TOF-Einrichtung 2. Es sind hier insgesamt zwei TOF-Einrichtungen 2 vorhanden, die einander gegenüberliegend angeordnet und identisch ausgebildet sind.

Hinten sind an dem Stirnband 1a sind zwei Airbag-Einrichtungen angeordnet. Zwischen den Airbag-Einrichtungen befindet sich eine Beschleunigungssensor-Anordnung 7.

Der Aufbau der Unfall-Erfassungsanordnung und deren Funktion sind wie bei der vorherigen Ausführungsform, auf die verwiesen wird.