DE10309328A1

DE10309328A1 - Crashsensorik für Motorräder

Info

Publication number: DE10309328A1
Application number: DE2003109328
Authority: DE
Inventors: Robert Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-16

Abstract

Crashsensorik für Motorräder, wobei ein Sensor vorgesehen ist, mit dem die bei einem Frontaufprall auftretende Rückverlagerung des Vorderrads bzw. der Vorderradgabel detektierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Crashsensorik für Motorräder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Angeregt durch die Automobilindustrie werden seit geraumer Zeit auch im Motorradbereich passive Sicherheitssysteme, insbesondere Airbags erprobt. Airbagsysteme für Motorräder sind beispielsweise aus der DE 199 13 906 A1 und DE 101 01 847 A1 bekannt. Ein Problem beim Einsatz von Airbags stellt die Sensorik zur Erkennung eines Crashs dar. Ein Airbag darf aus Sicherheitsgründen nämlich nur dann Auslösen, wenn wirklich ein Unfall vorliegt. Ansonsten würde der Airbag ein erhebliches Gefahrenpotential darstellen. Bei der DE 199 13 906 A1 ist im Bereich der Vorderradnabe ein Beschleunigungssensor angebracht, mit dem ein Auffahrunfall erkannt werden soll. Beschleunigungssensoren werden jedoch als zumindest nicht ganz unproblematisch eingeschätzt, da beim Überfahren größerer Hindernisse, wie z.B. Bordsteine oder im Gelände die Gefahr einer Fehlauslösung besteht.

Die Problematik von Fehlauslösungen wird auch in der DE 101 01 847 A1 aufgegriffen. Dort wird vorgeschlagen, am Vorderrad ein Schutzblech vorzusehen, dass bis in den Bereich der Nabe nach vorne unten reicht. Am Schutzblech ist ein Sensor angebracht, der bei einem Auffahrunfall, das heißt beim Anstoßen des Schutzblechs an einem Hindernis, anspricht. Auch bei diesem System ist die Gefahr von Fehlauslösungen nicht ganz ausgeschlossen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Crahsensorik für Motorräder zu schaffen, die wirklich nur dann auslöst, wenn ein Frontalaufprall des Motorrads auf ein Hindernis vorliegt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei einem Frontaufprall eines Motorrads auf ein Hindernis üblicherweise immer zuerst das Vorderrad auf das Hindernis auftrifft, was zur Folge hat, dass das Vorderrad und die Gabel nach hinten gebogen werden. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, einen oder mehrere Sensoren vorzusehen, mit denen die bei einem Aufprall des Vorderrads auf ein Hindernis auftretende „Rückverlagerung" des Vorderrades bzw. der Vorderradgabel detektierbar ist.

Im Vergleich zu herkömmlichen Sensorsystemen, bei denen ausschließlich Beschleunigungssensoren zur Detektierung eines Unfalls eingesetzt werden, kann durch die Sensierung der Rückverlagerung des Vorderrades bzw. der Vorderradgabel die Gefahr einer Fehlauslösung deutlich verringert werden.

Im folgenden wir die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 in Motorrad in Seitenansicht;
2 einen Sensor in Form eines hinter dem Vorderrad angebrachten Schalters;
3 ein Ausführungsbeispiel mit einem Drucksensor;
4a – 4d ein Ausführungsbeispiel mit einer Lichtleitersensorik;
5 ein Ausführungsbeispiel mit einer Kamerasensorik;
6a, 6b ein Ausführungsbeispiel mit einer Lichtschrankensensorik;
7a – 7d ein Ausführungsbeispiel mit einer Wegaufnehmersensorik; und
8a, 8b ein Ausführungsbeispiel mit einer Triangulationssensorik.
9 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Drucksensor.
1 zeigt in Seitenansicht ein Motorrad 1 mit einem an einer Vorderradgabel 2 gelagerten Vorderrad 3. Die Vorderradgabel 2 ist in einem Lenkkopflager gelagert, das hinter der Verkleidung 4 angeordnet ist. Im Bereich des Motors ist ein Spoiler 5 vorgesehen. In dem hier gezeigten Zustand, hat das Vorderrad 3 einen Abstand d vom Spoiler 5.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem im Bereich der Verkleidung bzw. des Rahmens ein Schalter 6 angeordnet ist. Bei einem Unfall, das heißt beim Auftreffen des Vorderrades 3 auf ein Hindernis wird die Vorderradgabel 2 zusammen mit dem Vorderrad 3 nach hinten gebogen, was in 2 gestrichelt dargestellt ist. Bei einem hinreichend starken Aufprall wird die Vorderradgabel 4 soweit nach hinten gebogen, dass das Vorderrad 3 auf den Schalter 6 auftrifft. Der Schalter 6 spricht dann an. Das Signal des Schalters 6 kann als Auslösesignal für eine passive Sicherheitseinrichtung, wie zum Beispiel einen Airbag verwendet werden.
Alternativ zu dem Schalter 6 kann auch ein anderer Berührungssensor, wie zum Beispiel eine Leiterbahn oder ein einfacher Draht verwendet werden, die bzw. der bei einem Aufprall des Vorderrades zerstört wird und dadurch ein Crashsignal ausgelöst wird.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem im Bereich der Verkleidung 4 des Spoilers 5 ein Drucksensor 7 angeordnet ist. Bei dem Drucksensor 7 kann es sich beispielsweise um eine mit Luft oder einem anderem Medium gefüllte Kammer handeln. Bei einem Auffahrunfall wird, wie in bereits im Zusammenhang mit der 2 erläutert, die Gabel 2 bzw. das Vorderrad 3 nach hinten gebogen. Nach Auftreffen des Vorderrades 2 auf den Drucksensor 7 wird das darin enthaltene Medium komprimiert. Bei dem Drucksensor 7 kann es sich beispielsweise um eine Druckmessdose handeln. Der bei einem Auffahrunfall auftretenden Druckanstieg am Drucksensor ermöglicht eine Sensierung der momentanen Stärke des Auffahrunfalls.
Die 4a – 4d zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem im Bereich des Spoilers 5 ein "optischer Sensor 8" angeordnet ist. Wie am besten aus 4b ersichtlich ist, handelt es sich bei dem optischen Sensor 8 um einen meanderförmig an der Verkleidung bzw. am Spoiler 5 angeordneten Lichtwellenleiter, an dessen Enden ein Sender 9 und ein Empfänger 10 angeordnet ist. Beim Auftreffen des Vorderrades 3 auf den Lichtwellenleiter 8 wird dieser verformt. Durch die Verformung des Lichtwellenleiters 8 ändert sich dessen optische Dämpfung, was zu einer Änderung der am Empfänger 10 detektierten Signalstärke führt.
Die 4e und 4d zeigen, wie der Lichtleiter 8 in die Verkleidung bzw. in den Spoiler 5 integriert sein kann. 4c zeigt den Zustand vor einem Aufprall und 4d den Zustand nach einem Aufprall. Vor einem Aufprall verläuft der Lichtleiter 8 im wesentlichen gerade. Nach einem Aufprall des Vorderrades 3 auf den Spoiler 5 wird der Lichtleiter 3 durch an der Innenseite des Spoilers 5 angeordnete Erhebungen 11 – 13 verformt, wodurch sich seine optischen Eigenschaften und somit das am Empfänger 10 (4b) empfangene Signal ändert. Der Lichtleiter 8 kann, wie in den 4e, 4d dargestellt, in eine Sandwichstruktur der Verkleidung integriert sein. Selbstverständlich sind aber auch andere Anordnungen eines Lichtleiters denkbar.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Kamerasensorik. Bei dem hier schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Kameras 14, 15 vorgesehen. Die Kamera 14 ist im Bereich der Verkleidung 4 und die Kamera 15 im Bereich des Spoilers 5 angeordnet. Bei einem Aufprall des Vorderrades 3 auf ein Hindernis wird die Vorderradgabel 2 und das Vorderrad 3 nach hinten gebogen. Dies wird durch die Kameras 14, 15 erfasst, optoelektronisch ausgewertet und als Auffahrunfall erkannt und ein entsprechendes Crashsignal erzeugt.
Die 6a, 6b zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einer Lichtschrankensensorik. Im Bereich der Verkleidung bzw. des Spoilers 5 ist eine Lichtschranke vorgesehen, die durch mindestens ein Lichtsendeelement 16 und mindestens ein Lichtempfangselement 17 gebildet ist. Bei einem Unfall wird die Lichtschranke 18 durch das sich nach hinten bewegende Vorderrad 3 unterbrochen. Die Unterbrechung der Lichtschranke kann als Crashsignal verwendet werden.
Die 7a – 7d zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einer Wegmesssensorik. Die Vorderradgabel 2 ist durch ein linkes und rechtes Gleitrohr 19, 20 gebildet, die über eine Gabelbrücke 21 miteinander verbunden sind. Die Gabelbrücke 21 ist über ein Gelenk 22 mit einem Längslenker 23 gelenkig verbunden. Der Längslenker 23 ist gelenkig am Rahmen oder am Motor be festigt. Das Gleitrohr 20 ist über einen Lenkungsdämpfer 24 mit dem Längslenker 23 verbunden.
Wie am besten aus der Draufsicht der 7b ersichtlich ist, ist zusätzlich zu dem Lenkungsdämpfer 24 ein Zusatzdämpfer 25 vorgesehen, über den das Gleitrohr 19 bzw. die Gabelbrücke 21 mit dem Längslenker 23 verbunden ist. Bei einem gewöhnlichen Lenkeinschlag wird der eine Dämpfer zusammengeschoben und der andere Dämpfer auseinander gezogen, was aus 7e ersichtlich ist. Bei einem Unfall, bei dem die Gabel 2 nach hinten, das heißt in Richtung des Längslenkers 23 gebogen wird, werden schlagartig beide Dämpfer 24, 25 zusammengeschoben, was als Crashsignal verwendet werden kann. Über eine zusätzliche Zeitmessung des Dämpferwegs könnte prinzipiell auch die Deformierungsgeschwindigkeit ermittelt werden. Durch Speichern des sensierten Dämpferwegs könnte der „Crashverlauf" rekonstruiert werden.
Die 8a, 8b zeigen eine Triangulationssensorik. Beispielsweise könnte an den beiden Enden der Radnabe je ein Sensor 26, 27 angeordnet sein. Ein weiterer Sensor 28 kann am Rahmen bzw. an der vorderen Verkleidung 4 des Motorrads angeordnet sein. Mittels der drei Sensoren 26 – 28 erfolgt eine Abstandsmessung über Triangulation. Beispielsweise kann über Funk ein Signal vom Sensor 28 an die Sensoren 26 und 27 ausgesendet werden. Ein reflektiertes Signal wird zeitlich gemessen, woraus der Weg, das heißt der Abstand zwischen den Sensoren 26 und 28 bzw. 27 und 28 ermittelbar ist. Bei einem normalen Lenkvorgang bewegen sich die beiden Reflektoren in entgegengesetzter Richtung, das heißt eine der beiden Strecken verkürzt sich und die andere Strecke verlängert sich entsprechend. Bei einem Crash, was in 8b dargestellt ist, würden sich beide Strecken relativ schlagartig verkürzen, was als Crashsignal verwendet werden kann.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem hinter dem Vorderrad (vgl. 1) am Rahmen bzw. an der Verkleidung des Motorrads eine geschlossene Hohl- bzw. Luftkammer 29 vorgesehen ist, die aus einem deformierbaren Material gebildet ist. Ferner ist ein Drucksensor 30 vorgesehen, der über eine elektrische Leitung mit einer Auswerteelektronik verbunden ist und der den Druck in der Hohlkammer misst. Wenn bei einem Unfall das Vorderrad nach hinten geschoben wird und auf die Hohlkammer auftrifft, detektiert der Drucksensor 30 einen schlagartigen Druckanstieg, was als Indiz für eine Unfallsituation angesehen werden kann.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Crash beschleunigungsunabhängig detektiert werden kann. Werden zusätzlich Beschleunigungen sensiert, so kann man mit der Erfindung einen Crash noch zuverlässiger von Fahrsituationen unterscheiden, die nicht als Unfall anzusehen sind. Fehlauslösungen passiver Sicherheitssysteme können somit noch zuverlässiger vermieden werden.
Mit der Erfindung können zwei wichtige Aktionen ausgelöst werden:

– Auslösung eines passiven Sicherheitssystems
– Durch eine sensierte Deformation können Schwellen im Auslösealgorithmus adaptiert werden.

Claims

Crashsensorik für Motorräder, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor vorgesehen ist, mit dem die bei einem Frontaufprall auftretende Rückverlagerung des Vorderrads (3) bzw. der Vorderradgabel (2) detektierbar ist.
Crashsensorik nach Anspruch 1, wobei ein Sensor vorgesehen ist, der das Auftreffen des Vorderrads auf ein hinter dem Vorderrad vorgesehenes Verkleidungselement (4, 5), ein Rahmenelement oder einen Kühler des Motorrads detektiert.
Crashsensorik nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sensor ein Drucksensor ist.
Crashsensorik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Sensor durch eine Lichtwellenleiteranordnung (8) mit einem Sender (9) und einem Empfänger (10) gebildet ist, wobei bei einem Frontaufprall der Lichtwellenleiter (8) verformt und die sich durch die Verformung des Lichtwellenleiters (8) verändernde Dämpfung als Kriterium für einen Frontaufprall angesehen wird.
Crashsensorik nach Anspruch 1, wobei der Sensor durch eine Kameraeinrichtung (14, 15) und eine Bildauswerteelektronik gebildet ist, welche die Rückverlagerung des Vorderrads (3) filmt und detektiert.
Crashsensorik nach Anspruch 1, wobei der Sensor durch mindestens eine Lichtschranke (18) gebildet ist, die bei einem Frontaufprall durch das sich nach hinten verlagernde Vorderrad (3) unterbrochen wird.
Crashsensorik nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Wegmesseinrichtung (24, 25) vorgesehen ist, mit der der Abstand zwischen einem gabelfesten Punkt und der Karosserie messbar ist.
Crashsensorik nach Anspruch 7, wobei zwei Gleitrohre (19, 20) der Gabel (2) durch eine Gleitrohrbrücke (21) miteinander verbunden sind und die Gleitrohbrücke (21) über einen Längslenker (23) mit dem Rahmen oder dem Motorgehäuse des Motorrads gelenkig verbunden ist und jedes der beiden Gleitrohre jeweils über einen separaten Wegaufnehmer (24, 25) mit dem Längslenker verbunden ist.