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Report (Bericht) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2011/307/


Objektive Erkennung kritischer Fahrsituationen von Motorrädern

Detection of critical driving situations of motorcycles

Seiniger, Patrick ; Winner, Hermann

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Deutschland , Elektronisches Stabilitätsprogramm , Entdeckung , Fahrstabilität , Forschungsbericht , Motorrad , Radblockierung , Rutschen , Sicherheit , Unfallverhütung , Versuch
Freie Schlagwörter (Englisch): Accident prevention , Detection , Germany , Motorcycle , Research report , Safety , Skidding , Test , Vehicle handling , Wheel locking
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 91 Fahrzeugkonstruktion
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Technische Universität <Darmstadt> / Fachgebiet Fahrzeugtechnik
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe F: Fahrzeugtechnik
Bandnummer: 73
ISBN: 978-3-86509-944-0
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 07.10.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Fahrdynamikregelungen für Zweispurfahrzeuge haben in der letzten Dekade stark dazu beigetragen, die Getötetenzahlen im Straßenverkehr auf einen seit dem zweiten Weltkrieg nicht gekannten Tiefststand zu senken. Die Getötetenzahlen bei Einspurfahrzeugen, speziell Motorrädern, sind im selben Zeitraum bei weitem nicht im selben Maße gesunken. Zwar existieren für Motorräder ABS-Bremssysteme und Antriebsschlupfregelungen, aber darüber hinaus gehende technische Lösungen zur Stabilisierung des Motorrads sind nicht bekannt. Ziel dieser Arbeit ist es, abzuschätzen, ob Fahrdynamikregelungen für Motorräder einerseits technisch möglich sind und andererseits zur deutlichen Senkung der Unfallzahlen von Motorrädern beitragen können. Aus einer Analyse des Unfallgeschehens wurden für zukünftige Fahrdynamikregelungen ungebremste Kurvenunfälle durch ßberschreiten der maximalen Querbeschleunigung und durch Reibwertsprünge (wie beispielsweise glatte Fahrbahnabschnitte, Sand, ßl, Bitumen und dergleichen) als relevante Unfalltypen identifiziert und als Hauptszenarien für potenzielle Fahrdynamikregelsysteme herangezogen. Ihr Anteil am Unfallgeschehen von Motorrädern wurde mit etwa 4 bis 8 % abgeschätzt. Dazu wurden Motorradexperten nach ihren bisher erlebten Unfällen befragt und die Unfälle einer großen Unfalldatenbank im Detail untersucht. Die beiden Grundszenarien wurden mittels Simulationen und Fahrversuchen hinsichtlich besonderer Erkennungsmerkmale untersucht. Dabei erwies sich die Schwimmwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs als robustes Kriterium zur Erkennung beginnender ungebremster Kurvenunfälle. ßhnlich große Schwimmwinkelgeschwindigkeiten wurden bei einer Vielzahl von unkritischen Fahrten nicht gefunden. Die Beeinflussbarkeit der untersuchten kritischen Fahrsituationen wurde mit Hilfe eines Modells für die Fahrzeugbewegung während der kritischen Fahrsituationen abgeschätzt. Eine Beeinflussung des Rollmoments zum Aufrichten des Fahrzeugs ist nicht möglich, da weder die Seitenkraft am Reifen in diesen Szenarien, wie es erforderlich wäre, erhöht werden kann, noch realistisch dimensionierte Kreisel diese Stabilisierung erbringen können. Eine Beeinflussung der Schwimmbewegung ist hingegen technisch sinnvoll durch Veränderung der Seitenkräfte über Bremsschlupf an den Rädern darstellbar. Auf diese Weise kann eine Destabilisierung des gleitenden Fahrzeugs beim ßbergang von Niedrig zurück auf Hochreibwert vermieden werden. Damit lässt sich jedoch nur eine kleine Untermenge der genannten Unfallszenarien günstig beeinflussen, sodass als Ergebnis dieser Untersuchung das Potenzial von Fahrdynamikregelungen als recht gering einzuschätzen ist.
Kurzfassung auf Englisch: Dynamic stability control systems for four-wheelers helped to decrease the traffic deaths to an all-time low over the last ten years. However, the number of persons killed in powered two-wheeler accidents has been almost constant over the same period of time. Dynamic control systems for powered two-wheelers (especially motorcycles) so far include only antilock brakes and traction control systems. Further dynamic control systems are not known up to now. The objective of this project was to assess the technical possibilities for future dynamic control systems and the amount of accidents that could be prevented by those systems. From an accident analysis, accidents while cornering without braking have been determined as potenzially avoidable by future technical systems. The accidents can be caused by low friction (exempli gratia slippery road surface, sand, oil) or by raising the lateral acceleration over the possible maximum. About 4 to 8 percent of all motorcycle accidents are of this type. For the accident analysis, motorcycle experts have been questioned about their own accidents and accidents from a major accident database have been examined. Both accident types have been analysed with driving experiments and computer simulation. The vehicle sideslip angle speed proved to be a robust criterion for recognizing whether a driving situation is critical. With a model for the vehicle behaviour, the possibilities for technical systems to influence the critical driving situations can be estimated. The roll movement of the vehicle can not be influenced, because neither the tire side force can be incremented nor stabilizing gyroscops can be built small enough. The vehicle sideslip angle speed can be influenced by braking the front or the rear wheel, thus generating a yaw moment to avoid the dangerous high-side type accidents at friction steps from low to high. The motorcycle accidents influenced by this system are only a subgroup of the mentioned 4 to 8 % of all accidents, so as a result of this study, the potential for future dynamic control systems is estimated quite low.