DE10120852A1 - Motorcycle with airbag passenger restraint system and automatic adjustment of wheel suspension characteristics in frontal impact crash situation - Google Patents
Motorcycle with airbag passenger restraint system and automatic adjustment of wheel suspension characteristics in frontal impact crash situationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere Zweiradfahrzeug wie Motorrad oder ähnlichem, wie es im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist.The invention relates to a vehicle, in particular a two-wheeled vehicle like motorcycle or the like, as it is in the preamble of the main claim is described.
Die DE 197 29 627 A1 zeigt einen Airbag im Tankbereich eines Motorrades, der sich bei einer Kollision des Motorrades mit einem Hindernis vor dem Fahrer aufbläst und ihn schützt. Durch den Airbag wird der Fahrer auf seinem Fahrersitz gehalten. Durch diese Rückhaltung besteht aber die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Fahrzeug aufstellt, das heißt, das Heck dreht über die Radachse des Vorderrades nach oben. Damit schützt der Air bag den Fahrer zwar beim Primärstoß, beim Sturz auf die Straße aus größerer Höhe erleidet er möglicherweise aber weitere Verletzungen. Des Weiteren kann es auch zum Überschlag des Fahrzeugs kommen, und der Fahrer wird unter Umständen zwischen Fahrzeug und Hindernis einge quetscht.DE 197 29 627 A1 shows an airbag in the tank area of a motorcycle, if the motorcycle collides with an obstacle in front of the Inflates driver and protects him. The driver is raised by the airbag held in his driver's seat. Because of this reluctance Probability that the vehicle will stand, that is, the rear turns up over the wheel axle of the front wheel. So the Air protects bag the driver during the primary impact, when falling on the road however, he may suffer further injuries at higher altitudes. Of The vehicle may also roll over, and the The driver may get caught between the vehicle and the obstacle squeezes.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hochstellen des Fahrzeuges bei einer Kollision mit einem Hindernis zu verhindern.The object of the invention is to raise the vehicle at a Prevent collision with an obstacle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. Further advantageous configurations result from the subclaims.
Das Prinzip der Erfindung besteht im wesentlichen darin, im Kollisionsfall den Schwerpunkt des Gesamtsystems Fahrzeug mit Fahrer und - soweit vorhanden - Beifahrer abzusenken. Dadurch werden der wirksame Hebelarm und das daraus resultierende Drehmoment, das zum Hochstellen bzw. Über schlag führt, verringert. Um dies zu verreichen, wird nach der Erfindung die Federung der Fahrzeugräder verstellt.The principle of the invention essentially consists in the event of a collision the focus of the overall system vehicle with driver and - so far present - lower passenger. This makes the effective lever arm and the resulting torque, which is used for raising or over blow leads, reduced. To achieve this, according to the invention Suspension of the vehicle wheels adjusted.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Fahrzeugräder über Schraubenfedern gegenüber dem Fahrzeugaufbau abgefedert. In die sem Fall wird wenigstens eine Federbasis, also das untere Stützlager einer Schraubenfeder im Kollisionsfall nach unten verstellt. Dadurch sinkt das Fahrzeug mit den Aufsaßen ab, so dass sich der Gesamtschwerpunkt ebenfalls nach unten bewegt. Die Federbasis kann dabei elektrisch oder hydraulisch gelöst werden. Die hierfür notwendigen Stellglieder werden von der ohnehin vorhandenen Airbag-Auslöseelektronik angesteuert.In an advantageous embodiment of the invention, the vehicle wheels cushioned against the vehicle body via coil springs. In the sem case is at least one spring base, so the lower support bearing one Coil spring adjusted downwards in the event of a collision. This will decrease it Vehicle with the riders down, so that the overall focus also moved down. The spring base can be electrical or be solved hydraulically. The necessary actuators for this are from of the already existing airbag release electronics.
Die soeben beschriebene Lösung hat den Vorteil, dass der Vorgang rever sibel ist. Sollte es aus irgendwelchen Gründen doch nicht zur Kollision kom men, lässt sich das Federungssystem problemlos wieder in den ursprüng lichen Zustand zurückführen. Andererseits sind die für diese Lösung er wähnten Stellglieder und deren Ansteuerung relativ aufwendig.The solution just described has the advantage that the process is reversed is sibel. Should there be a collision for some reason the suspension system can be easily returned to the original return to the current state. On the other hand, they are for this solution mentioned actuators and their control relatively complex.
Einfacher lässt sich demgegenüber die besagte Federbasis mit einem Bolzen sichern. Im Kollisionsfall kann dieser Bolzen in Einer vorteilhaften Ausführung durch die Crashenergie herausgeschlagen werden, so das die Federbasis bzw. das Stützlager nach unten fällt und das Fahrzeug sich wieder in der bereits beschriebenen Weise absenkt. In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann der Bolzen - ähnlich wie in der zuvor dargestellten Ausführung - auch von einem Stellglied entfernt werden. Das Stellglied wird in diesem Fall wiederum von der Airbag-Auslöseelektronik angesteuert.In contrast, the said spring base can be made easier with a Secure the bolt. In the event of a collision, this bolt can be advantageous Execution knocked out by the crash energy, so that the Spring base or the support bearing falls down and the vehicle itself lowered again in the manner already described. In another Appropriate embodiment, the bolt - similar to that in the previous execution shown - can also be removed from an actuator. The In this case, the actuator is in turn activated by the airbag trigger electronics driven.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird nicht das untere Stützlager freigegeben, sondern die Schraubenfeder wird zwischen den Stützlagern durch ein geeignetes Zug- oder Druckelement zusammengespannt. Dabei wird zweckmäßigerweise das obere Stützlager in Richtung der unteren Federbasis gedrückt.In a further advantageous embodiment, the lower support bearing is not released, but the coil spring is between the support bearings clamped together by a suitable tension or compression element. there expediently the upper support bearing in the direction of the lower Spring base pressed.
Werden für die Federung der Fahrzeugräder hydraulische oder pneuma tische Federn verwendet, ist es weiter vorteilhaft, den Druck in diesen Federn im Falle einer Kollision zu vermindern. Dadurch senkt sich das Fahr zeug wiederum und mit ihm der Gesamtschwerpunkt.Are hydraulic or pneumatic for the suspension of the vehicle wheels table springs used, it is further advantageous to the pressure in these Reduce springs in the event of a collision. This lowers the driving in turn, and with it the overall focus.
Ganz allgemein können die meisten der beschriebenen Maßnahmen - wie teilweise bereits erwähnt - durch die Auslöseelektronik für den Airbag ge steuert werden. Diese Auslöseelektronik erhält über geeignete Crash sensoren die entsprechenden Signale für einen unmittelbar bevorstehenden oder soeben erfolgten Aufprall. Es lässt sich demnach sowohl eine Pre Crash-Sensorik oder bzw. ergänzend eine herkömmliche Crash-Sensorik einsetzen.In general, most of the measures described - how partially already mentioned - by the trigger electronics for the airbag ge be controlled. This trigger electronics receives a suitable crash sensors the appropriate signals for an imminent or just hit. Accordingly, both a Pre Crash sensors or, in addition, a conventional crash sensor deploy.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung eines Ausführungsbeispiels und anhand der dazugehörenden Zeichnung. Es zeigenFurther advantages of the invention result from the following description Description of an embodiment and based on the associated Drawing. Show it
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Motorrades beim Anprall gegen ein Hindernis und Fig. 1 is a schematic diagram of a motorcycle in the event of an impact with an obstacle and
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht eines wirklichkeits näheren Motorrades, bei dem durch Verstellen des Federungs systems der Schwerpunkt abgesenkt wird. Fig. 2 in an enlarged scale a side view of a motorcycle closer to reality, in which the center of gravity is lowered by adjusting the suspension system.
Fig. 1 zeigt den Moment, nach dem gerade ein Motorrad 1 gegen ein Hin dernis 2 geprallt ist. Das Motorrad 1 weist ein Vorderrad 3 und ein Hinterrad 4 auf, die - in der Fig. 1 zwar nicht dargestellt - federnd an einem Fahr zeugaufbau 5 angebracht sind. Zum Fahrzeugaufbau 5 zählt auch ein Fahr zeugsitz 6, auf dem ein Fahrer 7 sitzt. Im vorderen Bereich des Motorrads 1, also dort, wo sich üblicherweise bei herkömmlichen Motorrädern der Kraft stofftank befindet, hat sich bereits ein Airbag 8 entfaltet, der den Fahrer 7 vor dem Hindernis 2 schützt. Fig. 1 shows the moment after a motorcycle 1 has just crashed against an obstacle 2 . The motorcycle 1 has a front wheel 3 and a rear wheel 4 , which - although not shown in FIG. 1 - are resiliently attached to a driving structure 5 . The vehicle body 5 also includes a vehicle seat 6 on which a driver 7 is seated. An airbag 8 , which protects the driver 7 from the obstacle 2 , has already deployed in the front area of the motorcycle 1 , that is, where the fuel tank is usually located in conventional motorcycles.
Das Motorrad 1 stellt sich nach Fig. 1 gerade hoch, das heißt, das Motor rad dreht über eine Radachse 9 des Vorderrades 3 gegen den Uhrzeiger sinn. Das Hinterrad 4 hat bereits von der Fahrbahn abgehoben. Bedingt wird dies durch die am Gesamtsystem Motorrad/Fahrer auftretenden Hebel- und Drehmomentverhältnisse. Mit 10 ist der Gesamtschwerpunkt dieses Systems bezeichnet, an dem sowohl das nach unten gerichtete Gesamtgewicht des Motorrads und des Fahrers als auch die horizontal gerichteten Ver zögerungskräfte wirken. Das Aufstellmoment wird dabei neben den Ver zögerungskräften durch den Hebelarm 11 bestimmt, der sich aus der Höhenlage des Gesamtschwerpunkts 10 zu der Radachse 9 ergibt. Verläuft die Kraftlinie einer aus den erwähnten Kräften resultierenden Kraft 12 ober halb der Radachse 9, stellt sich das Motorrad 1 auf - wie in der Fig. 1 dar gestellt.The motorcycle 1 is upright according to Fig. 1, that is, the motor wheel rotates counterclockwise over a wheel axis 9 of the front wheel 3 . The rear wheel 4 has already lifted off the road. This is due to the lever and torque ratios that occur in the overall motorcycle / rider system. With 10 the total center of gravity of this system is designated, acting on both the downward total weight of the motorcycle and the rider as well as the horizontally directed deceleration forces. The righting moment is determined in addition to the deceleration forces by the lever arm 11 , which results from the height of the center of gravity 10 to the wheel axis 9 . If the line of force of a force 12 resulting from the above-mentioned forces extends above half of the wheel axle 9 , the motorcycle 1 rises - as shown in FIG. 1.
Gelingt es, den Gesamtschwerpunkt 10 tiefer zu legen, verläuft dadurch die Resultierende 12 durch die Radachse 9 oder unterhalb davon. Das Aufstell moment bleibt in diesen Fällen kleiner als das entgegengesetzt wirkende Moment, das sich aus dem Gesamtgewicht und dem horizontaler Abstand des Gesamtschwerpunkts 10 zur Radachse 9 ergibt. Das Motorrad richtet sich beim Aufprall nicht auf, sein Hinterrad bleibt auf der Fahrbahn.If it is possible to lower the overall center of gravity 10 , the resultant 12 runs through the wheel axis 9 or below it. In these cases, the set-up torque remains smaller than the counteracting torque that results from the total weight and the horizontal distance of the overall center of gravity 10 from the wheel axis 9 . The motorcycle does not straighten up on impact, its rear wheel remains on the road.
In Fig. 2 sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen vorgesehen, die im Kollisionsfall den Gesamtschwerpunkt absenken. Das hier gezeigte Motorrad entspricht in seiner Ausführung einem herkömmlichen Motorrad, so dass auf die genauere Beschreibung der Einzelheiten insoweit verzichtet wird, als sie keinen Beitrag zum Verständnis der vorliegenden Erfindung leisten.The measures according to the invention are provided in FIG. 2 which lower the overall center of gravity in the event of a collision. The motorcycle shown here corresponds to a conventional motorcycle in its design, so that the detailed description of the details is omitted insofar as they do not contribute to an understanding of the present invention.
Das Motorrad 1' weist wiederum ein Vorderrad 3', ein Hinterrad 4' sowie einen Fahrzeugaufbau 5' auf, an dem Fahrzeugräder über Federsysteme angebracht sind. Hierfür ist das Vorderrad 3' mit seiner Radachse 9' in einer Teleskopgabel 14 gehalten. Die Teleskopgabel 14 selbst ist schwenkbar mit einem Längslenker 15 am Fahrzeugaufbau angelenkt. Zwischen einem Stützlager am Fahrzeugaufbau 5' und dem Längslenker 15 sitzt eine pneu matische Feder 16. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass die Teleskopgabel 14 in ihrem oberen Abschnitt eine weitere gelenkige An bindung am Fahrzeugaufbau aufweist.The motorcycle 1 'in turn has a front wheel 3 ', a rear wheel 4 'and a vehicle body 5 ', to which vehicle wheels are attached via spring systems. For this purpose, the front wheel 3 'is held with its wheel axle 9 ' in a telescopic fork 14 . The telescopic fork 14 itself is pivotally articulated with a trailing arm 15 on the vehicle body. A pneumatic spring 16 sits between a support bearing on the vehicle body 5 'and the trailing arm 15 . For the sake of completeness, it should also be mentioned that the telescopic fork 14 has a further articulated connection to the vehicle body in its upper section.
Die Radachse des Hinterrads 4' ist in ähnlicher Weise in einer Hinterrad schwinge 17 drehbar gehalten, während die Hinterradschwinge 17 schwenk bar am Fahrzeugaufbau angelenkt ist. Eine weitere Luftfeder 18 stützt die Hinterradschwinge 17 gegenüber dem Fahrzeugaufbau ab. Sowohl die Luftfeder 18 als auch die zuvor beschriebene Luftfeder 16 der Vorderrad führung werden über einen bordeigenen, nicht weiter dargestellten Kom pressor versorgt.The wheel axle of the rear wheel 4 'is similarly in a rear swing arm rotatably supported 17, while the rear swing arm 17 is hinged pivot bar on the vehicle body. Another air spring 18 supports the rear wheel swing arm 17 with respect to the vehicle body. Both the air spring 18 and the previously described air spring 16 of the front wheel guide are supplied via an on-board compressor (not shown).
Das Motorrad 1' bietet Platz für einen Fahrer und einen Beifahrer. Es weist hierfür einen vorderen Fahrzeugsitz 19 und einen dahinter angeordneten Soziussitz 20 auf. Beide Sitze sind mit je einem luftgefüllten Sitzkissen aus gestattet, die Luftkammern sind mit 21 bzw. 22 bezeichnet. Diese Luftkammer können ebenfalls mit dem erwähnten Kompressor versorgt werden. Im normalen Fahrbetrieb können dabei der Fahrer und sein Sozius ihre indi viduelle Sitzhöhe bzw. Sitzhärte durch die entsprechende Regulierung der Luftzufuhr einstellen.The motorcycle 1 'has space for a driver and a passenger. For this purpose, it has a front vehicle seat 19 and a pillion seat 20 arranged behind it. Both seats are each equipped with an air-filled seat cushion, the air chambers are labeled 21 and 22, respectively. This air chamber can also be supplied with the compressor mentioned. In normal driving, the driver and his / her passenger can adjust their individual seat height or seat hardness by regulating the air supply accordingly.
Im Anschluss an den Fahrersitz 19 befindet sich vorne im Bereich eines Kraftstofftanks 23 eine nicht näher dargestellte Airbageinheit mit einem Air bag, der im Kollisionsfall schlagartig aufgeblasen wird.An airbag unit (not shown in detail) with an airbag, which is suddenly inflated in the event of a collision, is located in front of the driver's seat 19 in the area of a fuel tank 23 .
Die Luftzufuhr für die Radfederungen sowie die Airbageinheit werden von einer Auslöseelektronik angesteuert. Diese Elektronik erhält Signale von Sensoren, die einmal eine unmittelbar bevorstehende Kollision detektieren (Pre Crash Sensoren) und des Weiteren im Moment der Kollision (Crash Sensoren) ein entsprechendes Signal abgeben.The air supply for the wheel suspensions and the airbag unit are from triggered by a trigger electronics. This electronics receives signals from Sensors that detect an imminent collision (Pre crash sensors) and further at the moment of the collision (crash Sensors) emit a corresponding signal.
Kommt es zu einer Kollision geben die Sensoren die entsprechenden Signale an die Auslöseelektronik. Diese aktiviert sogleich die Airbageinheit, steuert daneben aber auch Ventile der Luftfedern 16, 18, um die dort ent haltene Luft abzulassen. Während sich der Airbag entfaltet, senkt sich das Motorrad 1' mit dem Fahrer und Beifahrer und damit der Gesamtschwer punkt mit der bereits beschriebenen Folge, dass sich das Motorrad 1' nicht mehr nicht mehr hinten hochstellt.If there is a collision, the sensors send the corresponding signals to the trigger electronics. This immediately activates the airbag unit, but also controls valves of the air springs 16 , 18 to release the air contained therein. While the airbag is deploying, the motorcycle 1 'lowers with the driver and front passenger and thus the overall focus with the consequence already described that the motorcycle 1 ' is no longer raised at the rear.
Claims (9)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10120852A DE10120852A1 (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Motorcycle with airbag passenger restraint system and automatic adjustment of wheel suspension characteristics in frontal impact crash situation |
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DE10120852A1 true DE10120852A1 (en) | 2002-10-31 |
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ID=7683053
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DE10120852A Withdrawn DE10120852A1 (en) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | Motorcycle with airbag passenger restraint system and automatic adjustment of wheel suspension characteristics in frontal impact crash situation |
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