Ziel dieser Arbeit ist es, abzuschaetzen, ob Fahrdynamikregelungen fuer Motorraeder einerseits technisch moeglich sind und andererseits zur deutlichen Senkung der Unfallzahlen von Motorraedern beitragen koennen. Fuer Motorraeder existieren ABS-Bremssysteme und Antriebsschlupfregelungen, aber darueber hinaus gehende technische Loesungen zur Stabilisierung des Motorrads sind nicht bekannt. Aus einer Analyse des Unfallgeschehens wurden fuer zukuenftige Fahrdynamikregelungen ungebremste Kurvenunfaelle durch Ueberschreiten der maximalen Querbeschleunigung und durch Reibwertspruenge (wie beispielsweise glatte Fahrbahnabschnitte, Sand, Oel, Bitumen und dergleichen) als relevante Unfalltypen identifiziert und als Hauptszenarien fuer potenzielle Fahrdynamikregelsysteme herangezogen. Ihr Anteil am Unfallgeschehen von Motorraedern wurde mit etwa 4 bis 8 Prozent abgeschaetzt. Dazu wurden Motorradexperten nach ihren bisher erlebten Unfaellen befragt und die Unfaelle 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 Kurvenunfaelle. Aehnlich grosse Schwimmwinkelgeschwindigkeiten wurden bei einer Vielzahl von unkritischen Fahrten nicht gefunden. Die Beeinflussbarkeit der untersuchten kritischen Fahrsituationen wurde mit Hilfe eines Modells fuer die Fahrzeugbewegung waehrend der kritischen Fahrsituationen abgeschaetzt. Eine Beeinflussung des Rollmoments zum Aufrichten des Fahrzeugs ist nicht moeglich, da weder die Seitenkraft am Reifen in diesen Szenarien, wie es erforderlich waere, erhoeht werden kann, noch realistisch dimensionierte Kreisel diese Stabilisierung erbringen koennen. Eine Beeinflussung der Schwimmbewegung ist hingegen technisch sinnvoll durch Veraenderung der Seitenkraefte ueber Bremsschlupf an den Raedern darstellbar. Auf diese Weise kann eine Destabilisierung des gleitenden Fahrzeugs beim Uebergang von Niedrigreibwert zurueck auf Hochreibwert vermieden werden. Damit laesst sich jedoch nur eine kleine Untermenge der genannten Unfallszenarien guenstig beeinflussen, sodass als Ergebnis dieser Untersuchung das Potenzial von Fahrdynamikregelungen als recht gering einzuschaetzen ist. English title: Detection of critical driving situations of motorcycles. ABSTRACT IN ENGLISH: 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. 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. From an accident analysis, accidents while cornering without braking have been determined as potentially avoidable by future technical systems. The accidents can be caused by low friction (e.g. 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 analyzed 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 behavior, the possibilities for technical systems to influence the critical driving situations can be estimated. The roll movement of the vehicle cannot 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 percent of all accidents, so as a result of this study, the potential for future dynamic control systems is estimated to be quite low. Bericht zum Forschungsprojekt 89.253/2003 der Bundesanstalt fuer Strassenwesen.
Abstract