Merken 17.04.2018

Studie „Schaeffler Mover“ für autonome urbane Fahrzeuge

Konzept

Auf dem 11. Schaeffler-Kolloquium hatte das urbane Fahrzeugkonzept „Schaeffler Mover“ Premiere. Das Technologieunternehmen hat für das komplett auf autonomen Betrieb ausgelegte Fahrzeug ein kompaktes Radmodul entwickelt, das Antriebs- und Fahrwerkskomponenten vereint. Es ist so ausgelegt, dass verschiedene Fahrzeugaufbauten vom Robo-Taxi bis zum autonomen Lieferfahrzeug flexibel umgesetzt werden können.

Eine wichtige Rolle werden zukünftig autonome und elektrifizierte Fahrzeuge spielen – wie Robo-Taxis beziehungsweise People und Goods Mover, die den öffentlichen Nahverkehr in den Städten ergänzen oder ablösen. Schaeffler stellt die technische Basis für ein solches urbanes Mobilitätskonzept bereit: Der „Schaeffler Mover“ mit Radnabenantrieb und 90-Grad-Lenkung bietet eine Plattform für unterschiedlichste Fahrzeugkonzepte wie Robo-Taxis oder autonome Transportfahrzeuge.

Die Antriebs- und Fahrwerkskomponenten sind im „Schaeffler Mover“ platzsparend in einer kompakten Baueinheit, dem „Schaeffler Intelligent Corner Module“, zusammengefasst. Dieses Modul, das in allen vier Rädern verbaut wird, umfasst den Radnabenmotor, die Radaufhängung inklusive Federung und den Aktor für die elektromechanische Lenkung. Die Lenkung des Radmoduls ist als elektromechanisches Steer-by-Wire-System ausgeführt. Die gewählte Form der Radaufhängung ermöglicht einen Radeinschlag von bis zu 90 Grad. So lässt sich das Fahrzeug in engen Gassen manövrieren und seitlich in kurze Parklücken einscheren, um die Fahrgäste ein- und aussteigen zu lassen. Der Wendekreis von weniger als fünf Metern macht das Fahrzeug im Stadtverkehr äußerst beweglich. Auch ein Wenden auf der Stelle ist möglich.

Antriebskonzept

Der Traktionsmotor des Radmoduls – als permanent-magnetisierte Synchronmaschine ausgeführt – ist eine Variante des von Schaeffler bereits im Jahr 2013 in einem Forschungsprojekt entwickelten Radnabenmotors. In der aktuellen Auslegung für den „Schaeffler Mover“ liefert jeder der vier Elektromotoren bei 300 V Betriebsspannung eine Dauerleistung von 13 Kilowatt und eine zeitlich begrenzte Spitzenleistung von 25 kW. Das Nenndrehmoment von 250 Nm pro Motor kann kurzzeitig verdoppelt werden.

Eine eigens entwickelte Fahrdynamikregelung ermöglicht, jedes „Intelligent Corner Module“ individuell anzusteuern und die Funktionen der Fahrdynamikregelung (ESP), Drehmomentverteilung zwischen den angetriebenen Rädern (Torque Vectoring) und Allradlenkung zusammenzuführen. Seitliche Bewegungen lassen sich so annähernd ohne für die Passagiere spürbare Querkräfte umsetzen. Zugleich gewährleistet dieses Antriebskonzept eine hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit. Die komplette Software für die Antriebs- und Lenkungsregelung stammt von Schaeffler, inklusive eines Sicherheitskonzepts.

Platz sparen

Der hohe Integrationsgrad des Schaeffler-Moduls hat nach Firmenangaben weitere Vorteile. So benötigen Antrieb und Fahrwerk insgesamt weniger Bauraum – das frei werdende Areal bietet mehr Platz für Passagiere und Stauraum für Transportgüter. Der geschaffene Raum für die Batterie sowie Nebenaggregate ermöglicht kompakte Fahrzeugabmessungen. Diese lassen sich auch variieren. Schließlich kann das Fahrzeug auch als längere und breitere Variante umgesetzt werden, ohne Veränderungen an Antrieb und Fahrwerk vornehmen zu müssen. Der modulare Fahrzeugaufbau des „Schaeffler Mover“ schafft die Voraussetzung, mit einem weitgehend einheitlichen Chassis vielzählige Aufgaben des Personen- und Warentransports umzusetzen. Der Aufbau – der für die jeweils gewünschte Anwendung umgerüstet werden kann – lässt sich von der Plattform separieren, in der die gesamte für das Fahren benötigte Technik gebündelt ist. Lediglich ein Teil der für das autonome Fahren benötigten Sensorik ist zusätzlich im Aufbau integriert.

Die Vernetzung ist bei autonomen Stadtfahrzeugen eine entscheidende Voraussetzung für den reibungslosen Betrieb. Das erreichen die Experten von Schaeffler in der Studie durch einen digitalen Zwilling des Fahrzeugs, der ein Abbild des realen Fahrzeugs in der Cloud darstellt. Durch eine laufende Analyse der Betriebs- und Zustandsdaten lässt sich so zum Beispiel zukünftiger Wartungsbedarf mit zeitlichem Vorlauf erkennen.

Die Machbarkeitsstudie wird Schaeffler in der nächsten Zeit sukzessive weiterentwickeln. Im Laufe des Jahres ist geplant, einen fahrbereiten Prototypen einschließlich Kabine und Klimatisierung zu realisieren. © Schaeffler

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