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Autonomes Fahren: Lenken wie von Geisterhand

Avatar of adm_nerz adm_nerz 15. März 2019 Technik

Autonomes Fahren: Lenken wie von Geisterhand

Bericht aus der „Konstruktionspraxis“ von Ute Drescher: Autonom agierende Fahrzeuge benötigen zukünftig weder Lenkrad noch Pedale. Das Lenken erfolgt dann rein elektrisch über ein „Drive-by-wire“ System – via Kabel.

Eine entscheidende Schlüsseltechnologie für die Umsetzung des „Drive-by-wire“ ist „Space Drive“ von der Schaeffler Paravan Technologie GmbH & Co.KG. Damit kann auf eine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und gelenkten Rädern verzichtet werden. Im vollautomatisierten Fahrmodus (Level 5), können sogar Bedienelemente wie Lenkrad und Pedale endgültig wegfallen. Eine wichtige Voraussetzung für diesen Schritt: Das System muss absolut ausfallsicher sein. Dies bedeutet, dass trotz des Ausfalls von Systemkomponenten die Funktion des Gesamtsystems weiterhin bestehen bleibt („fail operational“).

„Space Drive“ hat seinen Ursprung in der Behindertenmobilität. Ein Fahrer mit einer schweren Behinderung wie z.B. einem hohen Querschnitt ist auf die Funktion des Space-Drive-Systems angewiesen, da er aufgrund seiner Behinderung das Fahrzeug nicht konventionell fahren kann. Seit 1998 entwickelt Paravan-Gründer Roland Arnold Lösungen in diesem Bereich. Hier ist das Space-Drive-System bereits seit 2004 im Straßenverkehrseinsatz und hat sich im Behinderten-, wie auch im Industriebereich mittlerweile auf gut einer Milliarde Straßenkilometern bewährt – unfallfrei. Dieses Nischenprodukt ist wegweisend für einen Trend, der die Automobilindustrie in Zukunft ändern wird – das autonome Fahren.

Ein Muss: absolute Ausfallsicherheit

„Space Drive“ ist ein individuell abstimmbares ausfallsicheres System für den Einsatz in vielen Anwendungen im automobilen oder industriellen Umfeld: von Drive-by-wire-Lösungen im Behindertenfahrzeug bis hin zur Steuerung von Test-, Sonder- und Nutzfahrzeugen, skalierbar mit bis zu 40 Steuergeräten für das Fahren in Kolonnen. Egal ob der Fahrer links oder rechts sitzt, ob das Fahrzeug per digitalen Lenksystem steuert oder per GPS-Signal autonom gefahren wird.

Das System verfügt über eine Straßenzulassung nach ECE-R13 (Bremse) und ECE-R79 (Lenkung); die System-Hardware erfüllt die höchsten Anforderungen nach den Sicherheitsstandards ISO 26262 ASIL D. Es ermöglicht den Einsatz in einer realen Testumgebung, die fundierte Rückschlüsse auf die zu erprobende Technologie zulässt. Das Sicherheitskonzept basiert auf einer dreifachen Redundanz. Dabei verarbeiten drei Prozessoren digitale (CAN/Flexray/LIN) oder analoge Eingabesignale (Joystick/Lenkrad) in Echtzeit und steuern nach einer logischen Validitätsprüfung redundante Servomotoren zur Betätigung von Gas-, Bremspedal oder Lenkung.

Ein Ausfall einzelner Komponenten führt somit nicht zum Ausfall der Funktion, da alle für die Darstellung der Funktion relevanten Komponenten redundant vorhanden sind. Durch die sich gegenseitig überwachenden Prozessoren können auftretende Fehler erkannt und eine entsprechende Ersatzreaktion aktiviert werden.

Zukunft Autonomes Fahren

Diese Entwicklung folgt dem Trend der letzten Jahre, immer mehr Steuerungsaufgaben an das Fahrzeug zu übergeben. Dabei übernimmt Space Drive als zentrale Steuereinheit die Verantwortung über die Primärfunktionen des Fahrzeuges und bildet die Grundlage für das teilautomatisierte bzw. hochautomatisierte Fahren. Zudem entstehen neue Mobilitätskonzepte wie der Schaeffler Mover, in die Drive-by-wire-Systeme wie „Space Drive“ Einzug finden werden.

Link zum Bericht: https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/lenken-wie-von-geisterhand-a-814314/

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