DE10063846A1

DE10063846A1 - Airbag system for motorcycle

Info

Publication number: DE10063846A1
Application number: DE2000163846
Authority: DE
Inventors: Josef Seidl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-06-27
Also published as: WO2002049883A1

Abstract

The invention relates to an airbag system for a motor cycle, comprising an airbag and a release mechanism. The aim of the invention is to improve said airbag system by combining an acceleration sensor for detecting a collision between a motorcycle and an obstacle and a tachometer for detecting the speed of the wheel of the motorcycle. The inventive release mechanism triggers charging of the airbag, when the acceleration sensor detects a collision and the tachometer additionally detects a wheel speed which is practically zero.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Airbagsystem für ein Kraftrad (Motor rad, Motorroller), mit einem Airbag und einem Auslösemechanismus, der bei Erfas sung von als einen Aufprall des Kraftrads auf ein Hindernis zu interpretierenden Ereignissen den Airbag mit Gas befüllt.The present invention relates to an airbag system for a motorcycle (engine wheel, motor scooter), with an airbag and a release mechanism that is used by Erfas solution to be interpreted as an impact of the motorcycle on an obstacle Events filled the airbag with gas.

Der Entwicklungstrend für Zweirad-Airbags leitet sich von der PKW-Technik ab, wo Beschleunigungsaufnehmer den Stand der Technik darstellen. Ein Airbagsystem für ein Kraftrad besitzt demnach einen Beschleunigungssensor, der am steifen Rah men, oder wie z. B. gemäß DE 199 13 906 A1, an dem unteren Endabschnitt der Vordergabel, angeordnet ist. Nach einer Kollision des Kraftrades mit einem Hinder nis wird die entsprechende Beschleunigung durch den Beschleunigungssensor er faßt und wird der Airbag daraufhin ausgelöst, d. h. mit Gas befüllt, um den Fahrer vor gefährlichen Verletzungen zu bewahren.The development trend for two-wheel airbags is derived from car technology, where Accelerometers represent the state of the art. An airbag system for A motorcycle therefore has an acceleration sensor on the rigid frame men, or such. B. according to DE 199 13 906 A1, at the lower end portion of the Front fork, is arranged. After a motorcycle collision with an obstacle nis the corresponding acceleration by the acceleration sensor holds and the airbag is then triggered, d. H. filled with gas to the driver to prevent dangerous injuries.

Das Airbagsystem muß diese Beschleunigung bei einem Aufprall über den kür zestmöglichen Übertragungsweg erfassen, so daß der Airbag möglichst ohne Ver zögerung mit Gas gefüllt wird, um den Fahrer wirksam zu schützen.The airbag system must accelerate this in the event of an impact over the door zest possible transmission path so that the airbag as possible without Ver deceleration is filled with gas to effectively protect the driver.

Aus der Veröffentlichung des Allianz Zentrum für Technik (1982) "Experimentelle und mathematische Simulationen von Motorradkollisionen" geht hervor (siehe Fig. 3), daß nach dem Aufprall oder Crash eine Verzögerung am Rahmen von ca. 10 ms auftritt. Die Signalverarbeitungszeit sowie die darauffolgende Ansprechzeit des Air bags dauern noch einmal jeweils 10 ms, so daß erst nach einer Zeitspanne von ca. 25 ms mit dem Aufblasen des Airbags begonnen wird. Da sich der Fahrer aber be reits nach ca. 40 ms nach vorne bewegt, deckt sich diese Bewegung ungefähr mit dem Aufblasvorganges des Airbags. Das Füllen (< 120liter) muß daher in sehr kur zer Zeit erfolgen, was jedoch wiederum ein hohes Verletzungsrisiko darstellt, insbe sondere wenn sich der Fahrer "Out of Position" (OOP), d. i. in einer nicht der Ideal position entsprechenden Position, befindet. From the publication of the Allianz Center for Technology ( 1982 ) "Experimental and mathematical simulations of motorcycle collisions" (see Fig. 3) it appears that after the collision or crash there is a delay of around 10 ms. The signal processing time and the subsequent response time of the air bag each last another 10 ms, so that inflation of the air bag only begins after a period of approximately 25 ms. However, since the driver is already moving forward after approx. 40 ms, this movement corresponds approximately to the inflation process of the airbag. The filling (<120liter) must therefore take place in a very short time, which in turn represents a high risk of injury, especially if the driver is "out of position" (OOP), ie in a position that does not correspond to the ideal position.

Der Beschleunigungsaufnehmer und ein eine Auswertelogik verwendender Auslö semechanismus hat auch den Nachteil, daß die Auslösung abhängig von der auf gebauten Verzögerung ist. So kann je nach Kollisionsstelle der Auslösezeitpunkt variieren, wodurch eine Schutzwirkung nicht in allen Fällen gleichermaßen gegeben ist.The accelerometer and a trigger using evaluation logic This mechanism also has the disadvantage that the trigger depends on the built delay is. Depending on the collision point, the triggering time can be vary, whereby a protective effect is not equally given in all cases is.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, ein Airbagsystem für ein Kraftrad bereitzustellen, das eine Kollision früher erkennen kann.The object of the present invention is therefore an airbag system for a motorcycle that can detect a collision earlier.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved by the features of claim 1.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet.The invention is developed by the features of the dependent claims.

Für die Erfindung ist also wesentlich, daß eine Kollision direkt an der vorne liegen den Anstoßstelle (d. h. dem Reifen) durch die entsprechende Reifendruckerhöhung erfaßt wird, auf die durch Aufblasen des Airbags reagiert wird. Zur Vermeidung ei ner Fehlauslösung bei Fahren über eine Bodenwelle bei höherer Geschwindigkeit ist es zweckmäßig, die Auslösung nur zuzulassen, wenn die Raddrehzahl am (Vor der-)Rad Null oder nahezu Null ist, was einem durch Kollision blockierenden Rad entspricht.It is therefore essential for the invention that a collision lies directly on the front the point of impact (i.e. the tire) by increasing the tire pressure accordingly is detected, which is responded to by inflating the airbag. To avoid egg ner false triggering when driving over a bump at higher speed it is advisable to only allow tripping if the wheel speed on (before der-) wheel is zero or almost zero, which is a wheel blocking by collision equivalent.

Da eine Kollision auch ohne Einwirkung auf den (Vorder-)Reifen erfolgen kann, et wa bei einer Kollision im Scheinwerferbereich, wird der Airbag zweckmäßig außer dem auch dann mit Gas gefüllt, wenn eine einen vorbestimmten Wert überschrei tende Beschleunigung auf das Kraftrad wirkt, wobei die Beschleunigung mit einem im vorderen Bereich des Rahmens angebrachten Beschleunigungssensor gemes sen wird.Since a collision can also take place without affecting the (front) tire, et wa in the event of a collision in the headlight area, the airbag is expediently excluded filled with gas even if one exceeds a predetermined value accelerating effect on the motorcycle, the acceleration with a Accelerometer attached in the front area of the frame measured will.

Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert:Further advantages, features and characteristics of the present invention will become apparent now using exemplary embodiments referring to the accompanying ones Drawings explained in more detail:

Fig. 1 zeigt schematisch das Vorderteil eines Kraftrades mit einer erfindungsge mäßen Ausstattung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Fig. 1 shows schematically the front part of a motorcycle with a fiction, contemporary equipment according to a preferred embodiment.

Fig. 2 zeigt schematisch das Vorderteil eines Kraftrades mit einem Beschleuni gungsaufnehmer am unteren Endabschnitt der Vordergabel gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 the front part schematically shows a motorcycle with a Accelerati gungsaufnehmer the lower end portion of the front fork according to the prior art,

Fig. 3 stellt schematisch den Ablauf der Auslöselogik bei Auslösung über den Be schleunigungsaufnehmer nach Fig. 2 dar. Fig. 3 shows schematically the flow of the trigger logic when triggered by the Be accelerometer of FIG. 2.

Fig. 4 stellt schematisch den Ablauf der Auslöselogik gemäß der Erfindung (Fig. 1) dar. Fig. 4 shows schematically the sequence of the trigger logic according to the invention ( Fig. 1).

Fig. 1 zeigt schematisch das Vorderteil eines typischen Kraftrades 4. An der Vor dergabel 6 ist das Vorderrad 7 in üblicher Weise drehbar gelagert. Gemäß der Er findung ist ein Reifendruckaufnehmer 1 am Vorderrad 7 vorgesehen, der den Druck im Reifen 8 des Vorderrades 7 erfaßt und ein entsprechendes Signal zu einem Aus lösemechanismus 9 überträgt, der zum Auslösen eines im Tankbereich angeordne ten, nicht näher dargestellten Airbags im Kollisionsfall dient. Prallt das Vorderrad 7, bzw. dessen Reifen 8 gegen ein in Strichlinien angedeutetes Hindernis H ("Crash"), so erhöht sich der Reifendruck sehr stark. Bei Überschreiten eines (für die jeweilige Reifengröße jeweils vorgegebenen) Schwellenwertes des Reifendrucks interpretiert dies der Auslösemechanismus 9 als gefährlichen Aufprall und löst das Aufblasen des Airbags aus. Da der Reifendruck der erste (weil am weitesten vorneliegend) beeinflußte physikalische Parameter ist, der sich bei einem Aufprall ändert, erfolgt die entsprechende Signalgabe verzögerungsfrei. Fig. 1 shows the front part schematically shows a typical power wheel 4. On the front fork 6 , the front wheel 7 is rotatably mounted in the usual manner. According to the invention, a tire pressure transducer 1 is provided on the front wheel 7 , which detects the pressure in the tire 8 of the front wheel 7 and transmits a corresponding signal to a release mechanism 9 , which is used to trigger an airbag in the tank area, not shown, in the event of a collision , If the front wheel 7 or its tire 8 collides with an obstacle H (“crash”) indicated in dashed lines, the tire pressure increases very sharply. If a threshold value of the tire pressure (predetermined for the respective tire size) is exceeded, the triggering mechanism 9 interprets this as a dangerous impact and triggers the inflation of the airbag. Since the tire pressure is the first (because it is most prevalent) influenced physical parameter that changes in the event of an impact, the corresponding signaling takes place without delay.

Bei Fahrt mit höherer Geschwindigkeit über Bodenwellen kann es allerdings eben falls zu starken Erhöhungen des Reifendruckes kommen. Zur Vermeidung einer gefährlichen Fehlauslösung ist zweckmäßig ein Drehzahlmesser 2 am Vorderrad 7 vorgesehen und so ist der Auslösemechanismus 9 so ausgelegt, daß eine Auslö sung des Airbags nur erfolgt, wenn zusätzlich die Raddrehzahl Null oder nahe Null ist. Dabei ist ferner berücksichtigt, daß bei Krafträdern ohne ABS ein blockierten Vorderrad auf Bodenwellen meist zum Sturz führt. Die dann mögliche Auslösung des Airbags ist in diesem Falle sekundär. Bei ABS-Krafträdern kommt ein blockiertes Vorderrad auf Bodenwellen und damit eine mögliche Auslösung des Airbags nicht vor.When driving at higher speeds over bumps, however, there can also be significant increases in tire pressure. To avoid a dangerous false trigger, a tachometer 2 is advantageously provided on the front wheel 7 and so the trigger mechanism 9 is designed so that a triggering of the airbag only takes place if the wheel speed is also zero or near zero. It is also taken into account that in the case of motorcycles without ABS, a blocked front wheel on bumps usually leads to a fall. The then possible deployment of the airbag is secondary in this case. ABS motorcycles do not have a blocked front wheel on bumps and therefore a possible deployment of the airbag.

Im Falle, daß ein Hindernis unterfahren wird, erfolgt die Kollision nicht am Reifen, sondern im Scheinwerferbereich. Um auch dann eine möglichst verzögerungsfreie und sofortige Auslösung des Airbags zu gewährleisten ist zweckmäßig ferner ein Beschleunigungssensor 3 direkt am Scheinwerfer angebracht, durch den unmittel bar nach Kontakt mit dem Hindernis, ebenfalls verzögerungsfrei, das Auslösen des Airbags veranlaßt wird.If an obstacle is passed, the collision does not take place on the tire, but in the headlight area. In order to ensure that the airbag is triggered immediately and as quickly as possible, an acceleration sensor 3 is also expediently attached directly to the headlight, by means of which the airbag is triggered immediately after contact with the obstacle, likewise without delay.

Fig. 2 zeigt gemäß dem Stand der Technik schematisch das Vorderteil eines Kraftrades 4 mit einem Beschleunigungsaufnehmer 5 am unteren Endabschnitt der Vordergabel 6. Wenn dieses Kraftrad 4 an ein Hindernis anprallt, werden Stöße vom Vorderrad 7 zu einem Beschleunigungsaufnehmer 5 übertragen. Die Be schleunigungsbelastung auf den Beschleunigungsaufnehmer 5 in dessen darge stellter Position ist jedoch schon im normalen Fahrbetrieb hoch. Das Risiko einer Fehlauslösung ist damit gegeben. Fig. 2 shows the prior art according schematically the front part of a motorcycle with an accelerometer 4 5 at the lower end portion of the front fork 6. When this motorcycle 4 hits an obstacle, shocks are transmitted from the front wheel 7 to an accelerometer 5 . Be the acceleration load on the accelerometer 5 in its Darge presented position is already high in normal driving. There is therefore a risk of false triggering.

Fig. 3 stellt schematisch den Ablauf der Auslöselogik bei Auslösung über einen Beschleunigungsaufnehmer, dessen Position etwa derjenigen des Auslösemecha nismus 9 entspricht, gemäß einem weiteren Stand der Technik (Fig. 2) dar. Durch die Verzögerung am Rahmen, die in der Größenordnung von 10 ms liegt, und einer Signalverarbeitungszeit von weiteren 10 ms in der Elektronik des Auslösemecha nismus Airbags, wird erst etwa 25 ms nach dem Crash-Zeitpunkt mit dem Aufblasen begonnen. Der Fahrer bewegt sich aber bereits 40 ms nach dem Crash-Zeitpunkt in den Tankbereich, so daß sich Aufblasvorgang und Fahrervorwärtsbewegung zeitlich derart überschneiden, daß ein hinreichender Auffangschutz durch einen sich eben erst entfaltenden Airbag nur bedingt gegeben ist. Fig. 3 shows schematically the sequence of the trigger logic when triggered by an accelerometer, the position of which corresponds approximately to that of the trigger mechanism 9 , according to a further prior art ( FIG. 2). By the delay on the frame, which is of the order of 10 ms, and a signal processing time of a further 10 ms in the electronics of the trigger mechanism airbags, inflation is not started until about 25 ms after the crash time. However, the driver moves into the tank area as early as 40 ms after the crash, so that the inflation process and the forward movement of the driver overlap in such a way that adequate fall protection is only partially provided by an airbag that has just deployed.

In Fig. 4 ist schematisch den Ablauf der Auslöselogik bei Auslösung über den Rei fendruck gemäß der Erfindung dargestellt. Da die erwähnte Verzögerung am Rah men entfällt, wird durch das Airbagsystem gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ein Zeitvorteil von ca. 10 ms erreicht und durch die län gere Entfaltungszeit für den Airbag ein verringertes Verletzungsrisiko-insbesondere im Falle von "Out of Position". Wie Fig. 4 deutlich zeigt, ist der Airbag bereits zu fast Zweidritteln aufgeblasen, bis der Fahrer beginnt sich nach vorne zu bewegen.In Fig. 4 the sequence of the trigger logic is triggered when triggered by the Rei fdruck according to the invention. Since the above-mentioned delay on the frame is eliminated, the airbag system according to the present invention, as shown in FIG. 1, achieves a time advantage of approximately 10 ms and the longer deployment time for the airbag reduces the risk of injury, in particular in the Case of "out of position". As FIG. 4 clearly shows, the airbag has already been inflated to almost two-thirds until the driver begins to move forward.

Außerdem ist neben der hohen Auslösesicherheit ein geringer Entwicklungsauf wand für die Implementierung gegeben, die auch eine kostengünstige Realisierung ermöglicht.In addition to the high level of tripping security, there is a low level of development wall given for the implementation, which is also an inexpensive implementation allows.

Claims

1. Airbag system for a motorcycle ( 4 ), with an airbag and a trigger mechanism which, upon detection of events to be interpreted as an impact of the motorcycle on an obstacle, fills the airbag with gas, characterized by a tire pressure sensor ( 1 ) that measures the tire pressure of the front tire ( 8 ) is detected, the triggering mechanism filling the airbag when the tire pressure exceeds a predetermined threshold value.

2. Airbag system according to claim 1, characterized in that the airbag is filled only when the wheel speed measured by a tachometer ( 2 ) on the front wheel ( 7 ) is close to zero.

3. Airbag system according to claim 1 or 2, characterized in that further an acceleration sensor ( 3 ) is provided in the front region of the frame of the motorcycle ( 4 ) and the trigger mechanism fills the airbag with air when an acceleration exceeding a predetermined value on the motorcycle ( 4 ) acts to fill the airbag with gas even in the event of a collision in the headlight area.