Seite - (000288) - in Autonomes Fahren - Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte

Auswirkungen des autonomen Fahrens auf das Fahrzeugkonzept276 13.4.3.1 Mögliche Radkonzepte für Vehicle-on-Demand Mit Blick auf die Stabilisierungsaufgabe für einen menschlichen Fahrer ermöglicht das Vehicle-on-Demand die Auswahl eines Radkonzepts ohne Rücksicht auf aktuell geltende Anforderungen. Dieser Freiheitsgrad motiviert die erneute Bewertung existierender Kon- zepte mit weniger als vier Rädern für den Einsatz als Vehicle-on-Demand. Wie Motorräder und Trikes belegen, sind auch weniger als vier Räder tauglich für Trans- portaufgaben. Grundsätzlich reicht sogar ein Rad für die Fortbewegung, wie Einrad- fahr(künstl)er immer wieder eindrucksvoll beweisen. Dabei kommt der Regelung der Lage des Schwerpunkts die Schlüsselrolle zu. Diese Stabilisierung könnte ein mechatronisches System übernehmen und somit nahezu jeden befähigen, ein Einrad-Fahrzeug zu bewegen. Zwei Methoden lassen sich dazu verwenden: Momentenerzeugung am Rad und Verschie- bung von beweglichen Massen. Das erste Konzept findet beim zweirädrigen Segway® PT (Personal Transporter) Anwen- dung [11]. Die „Gewichtsverlagerung“ über die Füße wird sensiert und dazu eine Neigung des Passagiers eingestellt, die mit der Beschleunigung zusammenpasst, sodass der resultie- rende Vektor aus Schwer- und Trägheitskraft immer durch die Verbindungslinie der Radauf- standspunkte geht. In gleicher Weise wird bei zwei Rädern hintereinander manövriert. Mit einem durch eine Lenkbewegung entgegen der Kurvenrichtung bewirkten Rollmoment wird eine Schräglage erzeugt, die dann den resultierenden Vektor von Zentrifugal- und Schwer- kraft durch die Verbindungslinie beider Radaufstandspunkte führt. Ein Kugelantrieb könnte diese Stabilisierung grundsätzlich für beide Richtungen übernehmen. Trotzdem bleibt in starkem Maße fraglich, ob eine solche Stabilisierung im Kontext des autonomen Fahrens sinnvoll eingesetzt werden kann. Der Nutzer ist mit der Gewichtsabstützung immer stark eingebunden. Darüber hinaus sind diese Konzepte auf niedrige Geschwindigkeiten be- schränkt, da vertikale Unebenheiten wie Bordsteinstufen oder Schlaglöcher sowohl die Regeldynamik als auch die Aktorleistungsfähigkeit überfordern und somit Stürze nicht verhindert werden können. Diese Überlegung trifft auch für die einachsigen Zweiräder wie das oben genannte Segway PT zu, bei Motorrädern sind diese Vertikalhindernisse nicht in der Querbewegung zu befürchten, auch wenn Phänomene wie das Lenkerschlagen (Kick- back) die Sensitivität der Fahrzeugstabilisierung von Zweirädern deutlich macht. Ähnlich dem Jonglieren mit den Armen bei Seiltänzern wird beim zweiten Konzept eine Masse so verschoben, dass der Schwerpunkt auch ohne Zutun der Insassen passend zur Längs- oder Querkraft verlagert wird. Zur Abstützung dieser Verlagerung werden kurzzei- tig Drehmomente an den Rädern appliziert. Die Konzepte von Segway P.U.M.A. (Personal Urban Mobility & Accessibility) [12] wie auch die Umsetzung von General Motors als EN-V (Electric Networked-Vehicle) [13] werden im Zusammenhang mit dem autonomen Fahren verwendet. Durch die hohe Wendigkeit (Drehen auf der Stelle) und den geringen Platzbedarf bietet sich dieses Fahrzeug – selbstverständlich nicht nur auf das autonome Fahren beschränkt – für den innerstädtischen Bereich an. Als Nachteile stehen der perma- nente Stabilisierungsaufwand, der einen größeren Teil der mitgeführten Energie „ver- braucht“, und die o. g. Empfindlichkeit gegenüber vertikalen Stufen, wobei diese prinzip- bedingt geringer ausfällt, da die bewegliche Masse hier das zur Korrektur notwendige