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Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zum
Auslösen
eines Airbags für
Zwei- oder Dreiradfahrzeuge, die mit einem am Rahmen befestigten, über die
Gabel hinausragenden, als Energieabsorber ausgebildeten Crashelement
versehen sind.
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Bei Personenkraftwagen gehören Airbags bereits
seit langem zur Standardausrüstung.
Zum Auslösen
eines zu einem solchen Airbag gehörenden Gasgenerators werden
Beschleunigungssensoren verwendet, die auf die bei einem Unfall
auftretende Verzögerung
ansprechen und ein Signal an ein zentrales Steuergerät liefern.
Das Steuergerät
wertet das oder die gelieferten Signale aus und gibt gegebenenfalls
einen Steuerbefehl zum Zünden
des Gasgenerators.
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In der jüngeren Vergangenheit sind auch
Airbags für
Motorräder
vorgeschlagen worden. Dabei ist vorgesehen, den Beschleunigungssensor
an der Steckachse der Teleskopgabel anzuordnen. Dieser Ort wurde
deshalb gewählt,
weil die Steckachse dasjenige Bauteil ist, das bei einem Aufprall
des Vorderrades gegen ein Hindernis ohne Zeitverzug verzögert wird.
Im Steckachsenbereich ist der Sensor aber erhöhten Umweltbelastungen ausgesetzt
(Verschmutzung, Schnee, Nässe,
Steinschlag usw.), weshalb besondere Schutzmaßnahmen wie Abdeckungen und
Abdichtungen erforderlich sind. Außerdem ist die Integration
des Sensors in das äußere Erscheinungsbild
des Motorrades schwierig. Da der Sensor die Federwege des Vorderrades
mitmacht, sind große
Kabelschleifen erforderlich, um Kabelbrüche zu vermeiden, aber große Federwege
zu ermöglichen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde auch vorgeschlagen, den Beschleunigungssensor
im Bereich des Steuerkopfes anzuordnen. Da der Steuerkopfbereich bei
einem Aufprall des Vorderrades gegen ein Hindernis wegen der dabei
eintretenden Verformung der Gabel geringfügig später verzögert wird als die Steckachse,
kommt es jedoch zu einer Zeitverzögerung bei der Abgabe des entsprechenden
Signals an die Steuereinheit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Sensoranordnung zum Auslösen
eines Airbags für
Zwei- oder Dreiradfahrzeuge der eingangs genannten Bauart zu schaffen,
mit der die vorstehend aufgeführten
Nachteile überwunden
werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch
gelöst,
dass der Sensor an oder in dem Crashelement angeordnet ist. Dies
ermöglicht
einen vor Umwelteinflüssen
geschützten
und das Erscheinungsbild des Fahrzeugs nicht beeinträchtigenden Einbau
des Sensors. Die den Sensor mit dem Steuergerät des Airbags verbindenden
Kabel nehmen an den Bewegungen beim Ein- und Ausfedern des Vorderrades
nicht teil und können
kurz ausgebildet sein.
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Der Sensor kann beispielsweise als
Beschleunigungssensor ausgebildet sein. Bei einem Aufprall des Fahrzeugs
gegen ein Hindernis kommt es zu einer starken Verzögerung oder
Bremsbeschleunigung des Fahrzeugs, die von dem Sensor ermittelt
wird. Wenn die ermittelte Bremsbeschleunigung einen vorgegebenen
Höchstwert übersteigt, dann
gibt der Sensor ein Signal an das Steuergerät ab, um den Gasgenerator zu
zünden.
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Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Sensoranordnung,
ob an der Steckachse oder im Steuerkopfbereich, beruht auf der Wirkungsweise
eines Beschleunigungssensors. Im Gegensatz zu einem Personenkraftwagen
treten bei einem Motorrad im Fahrbetrieb die verschiedenartigsten
Beschleunigungszustände
auf, die an sich ungefährlich
sind. Beispielsweise führt
bei einem Zweiradfahrzeug das Durchfahren eines Schlaglochs zu einer
erheblich stärkeren
Vertikalbewegung der Fahrzeugstruktur als bei einem Vierradfahrzeug.
Es ist auch der Fall zu berücksichtigen,
dass das Vorderrad eines Motorrades bei sehr starker Beschleunigung
vom Boden abhebt und anschließend
wieder nach unten fällt.
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Zur Überwindung des vorstehend geschilderten
Nachteils ist gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, dass der Sensor auf eine Verformung des
Crashelements anspricht. Bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs
gegen ein Hindernis kommt das Crashelement kurz vor oder nach dem
Vorderrad mit dem Hindernis in Berührung. Die zeitliche Reihenfolge
hängt davon ab,
wie weit sich das Crashelement nach vorne erstreckt. Bei dem Aufprall
auf das Hindernis wird auf das Crashelement eine Kraft ausgeübt, die
zu einer Verformung desselben führt.
Der von dem Crashelement ausgeübte
Verformungswiderstand bewirkt die Verzögerung des Fahrzeugs. Der an
oder in dem Crashelement angeordnete Sensor kann dessen Verformung
bereits ermitteln, bevor eine nennenswerte Verzögerung des Fahrzeugs eingetreten
ist. Der dem Airbag zugeordnete Gasgenerator kann daher praktisch
ohne Zeitverzug ausgelöst
werden.
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Der Sensor kann ein Tastschalter
sein, der bei einer Verformung des Crashelements unmittelbar von
diesem betätigt
wird. Der Sensor kann aber auch ein Dehnmessstreifen sein.
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Der erfinderische Grundgedanke kann
auch in der Weise verwirklicht werden, dass das Crashelement eine
Hohlkammer aufweist, und dass der Sensor auf eine Zunahme des in
der Hohlkammer herrschenden Druckes anspricht.
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Wenn das Vorderrad des Fahrzeugs
mit geringer Geschwindigkeit auf ein Hindernis auftrifft, beispielsweise
beim Rangieren in der Garage oder weil ein anderes Fahrzeug beim
Anfahren am Berg rückwärts rollt,
dann kann es zu einer Verformung des Crashelements kommen. Um im
Falle eines solchen harmlosen Remplers eine Frühauslösung des Airbags zu verhindern,
ist zweckmäßiger Weise
ein zusätzlicher
Sensor vorhanden, der auf Beschleunigungskräfte anspricht. Die Auslösung des
Airbags ist dann an zwei Voraussetzungen gebunden, dass einerseits
der oder die auf Druck- oder Längenänderungen
ansprechenden Sensoren eine Verformung des Crashelements signalisieren,
und dass andererseits der Beschleunigungssensor eine auf eine Gefahrensituation
hinweisende ungewöhnlich
große Bremsverzögerung signalisiert.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines mit einem verwindungssteifen Fahrgastkäfig versehenen
motorgetriebenen Zweirades, und
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2 eine
Seitenansicht eines über
dem Vorderrad angeordneten Crashelements.
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1 zeigt
ein mit einem verwindungssteifen Fahrgastkäfig versehenes motorgetriebenes Zweirad.
Aufgrund einer Verkleidung 1 sind nur einige der Teile
des Fahrzeugrahmens sichtbar. Die Verkleidung 1 erstreckt
sich im wesentlichen über
den unteren Bereich des Zweirades von vorne über dem Vorderrad 2 und
einer Gabel 21 nach hinten über das Hinterrad 3.
Der Durchstieg 4 des Fahrzeugrahmens ist ebenfalls verkleidet.
Vom Fahrzeugrahmen sichtbar ist eine Schutzeinrichtung, die so gestaltet
ist, dass sich für
den Fahrer 5 ein seitlich offener, den Durchstieg ermöglichender
Fahrgastkäfig
ergibt. Dieser Käfig
wird im wesentlichen begrenzt von einer Aufstellfläche 6 für den jeweiligen
Fuß 20 des
Fahrers 5, die nach oben in den Durchstieg 4 übergeht, und
einen Sitz 7 für
den Fahrer 5, der an einer nicht sichtbaren Sitzeinrichtung
befestigt ist und als Sitzschale mit einem Rückenteil 8 ausgebildet
ist, das den Käfig
für den
Fahrer 5 nach hinten begrenzt.
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Des weiteren verlaufen hinter dem
Rückenteil 8 der
Sitzschale untereinander verbundene Holme 9, 10 einer
sich vor, über
und hinter dem Fahrer erstreckenden Schutzeinrichtung jeweils auf
einer Seite des Zweirades über
den Fahrer 5 hinweg nach vorne vor eine Lenkeinrichtung 11.
Im Bereich vor dem Fahrer 5 ist zwischen den beiden Holmen 9, 10 eine
Windschutzscheibe 12 angebracht.
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An den Holmen 9, 10 ist
ein Schulterschutzbügel 13 angebracht.
Ein ebenfalls die Kontur mindestens der Schutzeinrichtung zur Seite
hin überragender
Beckenschutzbügel 14 ist
an (nicht gezeigten) zusätzlichen
Rahmenelementen befestigt. Zusätzlich
ist der Sitz 7 mit seinem Rückenteil 8 an der Schutzeinrichtung
befestigt. Dadurch wird eine Stabilität erreicht, dass für den Fahrer 5 eine
Sicherheitsgurteinrichtung vorgesehen werden kann, die am Fahrzeugrahmen
und/oder am Sitz 7 mit Rückenteil 8 befestigt
ist. Die Sicherheitsgurteinrichtung besteht aus zwei sogenannten
Dreipunktgurten 15, 16 für den Fahrer 5, von
denen jeweils einer auf einer Seite des Zweirades angebracht und
auf der anderen Seite des Zweirades an diesem über ein Gurtschloss festlegbar
ist. Zum Umlenken der beiden Sicherheitsgurtbänder 15, 16 ist
in Schulternähe
des Fahrers 5 eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, die aus
jeweils einem Umlenkbügel 17 für jedes
der beiden Sicherheitsgurtbänder 15, 16 besteht.
Jeder Umlenkbügel 17 ist
an der Schutzeinrichtung hinter dem Fahrer 5 angebracht
und stützt
sich bei verformender Belastung an dieser ab. So wird im Falle eines
Unfalles der Fahrer 5 durch den Fahrzeugrahmen geschützt, unter
anderem, weil er durch die Sicherheitsgurteinrichtung am Sitz 7 mit
Rückenteil 8 über mindestens
vier Punkte im Fahrzeug, mindestens zwei in Beckennähe und zwei
in Schulternähe
fixiert ist.
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Des weiteren ist die Schutzeinrichtung
zweigeteilt in ein fest mit dem Fahrzeugrahmen verbundenes Rückenteil 18 hinter
dem Fahrer 5 und ein am Fahrzeugrahmen lösbar befestigtes
Oberteil 19 über und
vor dem Fahrer 5. Das Oberteil 19 wird durch die Umlenkbügel 17 mit
dem Rückenteil 18 formschlüssig und
durch vorne am Fahrzeugrahmen angebrachte, nicht sichtbare Klemmschellen
mit diesem reibschlüssig
verbunden.
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Über
dem Vorderrad 2 ist ein von der Verkleidung 1 teilweise
verdecktes Crashelement 22 angeordnet. Wie aus 2 hervorgeht, besteht das Crashelement 22 aus
einem als Energieabsorber dienenden verformbaren Körper 23,
einem aus Blech gefertigten Halter 24 und einer den Körper 23 und den
Halter 24 aufnehmenden Abdeckung 25. Der mit der
Abdeckung 25 formschlüssig
verbundene Körper 23 ist
durch eine Steckverbindung an dem Halter 24 befestigt,
der seinerseits mit Schrauben 26 am Rahmen 27 des
Fahrzeugs befestigt ist. Der Körper 23 und
die Abdeckung 25 sind aus Kunststoff gefertigt, wobei der
Körper 23 Poren
oder Lufteinschlüsse
aufweist, wogegen die Abdeckung 25 porenfrei ist. In dem
Körper 23 ist
eine mit einer unterbrochenen Linie angedeutete Hohlkammer 28 ausgebildet,
in der ein Drucksensor 29 angeordnet ist. Am vorderen Ende
des Körpers 23 ist
ein Tastschalter 30 angeordnet, und ein Dehnmessstreifen 31 ist
an dem Halter 24 angeordnet. Ein weiterer Sensor 32 ist
am Rahmen 27 des Fahrzeugs angeordnet. Während die Sensoren 29, 30 und 31 auf
eine Verformung des Crashelements 22 ansprechen, spricht
der Sensor 32 auf Beschleunigungen an. Die Sensoren 29, 30, 31 und 32 sind
mit einer (nicht gezeigten) Steuereinheit verbunden. Die Steuereinheit
verarbeitet die von den Sensoren gelieferten Signale, um bei einem
Unfall einen Gasgenerator zum Aufblasen eines im Bereich der Lenkeinrichtung 11 angeordneten
(gleichfalls nicht gezeigten) Airbags zu zünden, wie dies nachfolgend
erläutert
wird.
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Wenn auf das Crashelement 22 des
Fahrzeugs infolge eines Aufpralls gegen ein Hindernis eine Kraft
ausgeübt
wird, dann wird das Crashelement 22 auf Druck belastet
und in Längsrichtung
verformt bzw. gestaucht. Bei dieser Verformung des Crashelements 22 wird
das Volumen der Hohlkammer 28 verkleinert, und der Halter 24 wird
gestaucht. Während
der Tastschalter 30 auf eine Berührung mit dem Hindernis unmittelbar
anspricht, sprechen der Drucksensor 29 und der Dehnmessstreifen 31 auf eine
Verformung des Körpers 23 bzw.
des Halters 24 an. Wenn die Sensoren 29, 30 und 31 eine
auf das Crashelement 22 ausgeübte Kraft ermitteln, dann wird
ein entsprechendes Signal an die (nicht gezeigte) Steuereinheit
weitergeleitet. Die durch den Aufprall bedingte Verzögerung des
Fahrzeugs wird von dem Beschleunigungssensor 32 ermittelt,
der ebenfalls ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit abgibt.
Wenn die Sensoren 29 bis 32 anzeigen, dass einerseits
eine Verformung des Crashelements 22 und andererseits eine
starke Verzögerung
des Fahrzeugs eingetreten ist, dann wird der Gasgenerator zum Aufblasen
des Airbags ausgelöst.
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Durch die Verknüpfung der auf eine Verformung
des Crashelements 22 ansprechenden Sensoren 29 bis 31 und
des auf eine Beschleunigung des Fahrzeugs ansprechenden Sensors 32 können Fehlauslösungen des
Gasgenerators zuverlässig
verhindert werden. Der Gasgenerator wird nur dann ausgelöst, wenn
die Sensoren 29 bis 32 anzeigen, dass einerseits
das Crashelement 22 verformt wurde, und dass andererseits
das Fahrzeug stark verzögert
wird.
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Der Dehnmessstreifen 31 muss
nicht unbedingt am Halter 24 angeordnet sein, sondern er
könnte
auch an oder in dem Körper 23 angeordnet
sein. Im übrigen
könne bei
einer vereinfachten Ausführungsform
auch einer oder sogar zwei der Sensoren 29, 30 und 31 weggelassen
werden. Durch die Verknüpfung
von zwei Sensoren, von denen einer auf einen Aufprall des Crashelements 22 auf
ein Hindernis und der andere auf eine Beschleunigung des Fahrzeugs
anspricht, ist eine Aus lösung
des Airbags bei einem Unfall gewährleistet,
wogegen eine Auslösung zur
Unzeit verhindert wird.
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Während
der Beschleunigungssensor 32 bei dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel
in unmittelbarer Nähe
zu dem Crashelement 22 am Rahmen 27 angeordnet
ist, könnte
er selbstverständlich
auch an dem Crashelement 22 selbst, beispielsweise an dem
Halter 24 angeordnet sein.
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- 1
- Verkleidung
- 2
- Vorderrad
- 3
- Hinterrad
- 4
- Durchstieg
- 5
- Fahrer
- 6
- Aufstellfläche
- 7
- Sitz
- 8
- Rückenteil
- 9
- Holm
- 10
- Holm
- 11
- Lenkeinrichtung
- 12
- Windschutzsceibe
- 13
- Schulterschutzbügel
- 14
- Beckenschutzbügel
- 15
- Sicherheitsgurtband
- 16
- Sicherheitsgurtband
- 17
- Umlenkbügel
- 18
- Ruckentail
- 19
- Obertail
- 20
- Fuß
- 21
- Gabel
- 22
- Crashelement
- 23
- Körper
- 24
- Halter
- 25
- Abdeckung
- 26
- Schrauben
- 27
- Rahmen
- 28
- Hohlkammer
- 29
- Drucksensor
- 30
- Tastschalter
- 31
- Dehnmeßstreifen
- 32
- Beschleunigungssensor