Aktive Sicherheits­funktionen: Fahrerassistenz­systeme der Zukunft

Unter „aktiver Sicherheit“ verstehen Experten alle Elemente und Funktionen eines Fahrzeugs, die helfen können, einen Unfall zu vermeiden.¹ „Hierzu gehören neben Fahrwerk, Reifen, Bremsanlage und Lichttechnologie auch Assistenzfunktionen,² die frühzeitig über potenzielle Gefahren informieren, bei akuter Gefahr warnen und, wenn der Fahrer nicht rechtzeitig reagiert, auch automatisch notbremsen oder notausweichen“, erklärt Roland Kallweit, Leiter Entwicklung Aktive Sicherheitsfunktionen der AUDI AG. Sein Team aus zwanzig Mitarbeitenden deckt bei seiner Arbeit drei Bereiche ab: Der erste umfasst das „Warnen, Bremsen und Ausweichen“ des Fahrzeugs. Der zweite Bereich fokussiert Funktionen des „Proaktiven Insassenschutzes“ und der dritte die Car2X-Systeme.³ Alle drei Bereiche haben dasselbe Ziel: „Mit den Funktionen möchten wir die Sicherheit im Straßenverkehr für alle Teilnehmenden steigern – sowohl für unsere Audi Kunden und Fahrzeuginsassen als auch für alle anderen Verkehrsteilnehmenden, wie zum Beispiel Fahrrad- und Motorradfahrer.“

Mit knapp 40 km/h lenkt die Fahrerin ihren Audi durch eine Einbahnstraße. Rechts fährt ein Radfahrer sehr unsicher und etwas zu weit in der Fahrbahn. Das System berechnet und analysiert die Situation: Es würde zu einer Kollision kommen, wenn der Audi auf seinem Kurs bleibt.

„In der beschriebenen Situation würde bereits jetzt ein Audi dank unseres ‚Ausweichassistenten‘ die Fahrerin bei einem Ausweichmanöver unterstützen, indem er ihre Lenkeingriffe optimiert.² Doch unser weiterentwickeltes System kann mehr: Dank ‚Automatischem Notausweichen‘ weicht der Audi selbstständig dem Radfahrer aus, wenn Fahrerin oder Fahrer nicht reagiert“, erklärt Technologieexperte Christoph Liebelt. „Das Fahrzeug entscheidet in Bruchteilen einer Sekunde, schneller als der Mensch.“ Mehrere Jahre Entwicklungsarbeit stecken in dem System. „Die Funktion ‚Automatisches Notausweichen‘ hat großes Potenzial, Unfälle vermeiden und damit Leben schützen zu können.“²

Auf dem Weg zu diesen Technologien musste die Audi Entwicklung viele Herausforderungen meistern: „Die Manöver des Fahrzeugs sind an gesetzlich verankerte Bedingungen geknüpft. Während der ‚Ausweichassistent‘ den Fahrer auch bei einem Verlassen der Fahrspur unterstützt, agiert der Audi beim ‚Automatischen Notausweichen‘ quasi selbstständig in der eigenen Fahrspur, solange der Mensch nicht eingreift.² Für beide Systeme gilt: Der Fahrer behält immer die Hoheit über das Fahrzeug, denn auch das Nicht-Eingreifen ist eine Entscheidung. Der Fahrer hat somit jederzeit die Möglichkeit das Assistenzsystem zu übersteuern“, erklärt Christoph Liebelt. Herausfordernd bei der Umsetzung zur Marktreife war für das Entwicklungsteam auch, die Intensität der automatischen Lenkeingriffe abzustimmen. Hier bedurfte es viel Fingerspitzengefühl. „Uns war es wichtig, dass Fahrer und Insassen sich sicher fühlen und zu keinem Zeitpunkt das Gefühl eines Kontrollverlusts haben. Trotzdem müssen unsere Lenkeingriffe eine spürbare Aufforderung sein, schließlich wollen wir einen Unfall vermeiden.“

Es ist bereits dunkel, nach 23 Uhr. Die Baustellenampel zeigt rotes Licht, der Audi steht als zweites und letztes Fahrzeug in der Reihe. Gerade hat der Gegenverkehr freie Fahrt durch die einspurige Baustellenpassage. Der Blick des Audi Fahrers fällt kurz in den Rückspiegel. Von hinten nähern sich Scheinwerfer. Ein zweiter Blick – die Lichtkegel werden ungewöhnlich schnell größer. Plötzlich zieht der Sicherheitsgurt an, die Seitenscheibe fährt hoch, der Warnblinker startet in grellem Orange und blinkt hochfrequent.

Was der Fahrer in dieser Situation erlebt, ist die Aktivierung des „Proaktiven Insassenschutzes“.² Er leitet präventive Schutzmaßnahmen für die Insassen ein, sobald das System einen drohenden Heckunfall erkennt.² Seit über einem Jahrzehnt sind solche präventiven Systeme bei Audi im Einsatz, um einen Beitrag für mehr Sicherheit zu leisten. Sie werden mit jeder Fahrzeuggeneration verbessert. „In der Anfangszeit dieser Systeme wurde nur das Verkehrsgeschehen im Bereich vor dem Fahrzeug ausgewertet. Heute überwachen die Sensoren einen 360-Grad-Bereich um das Fahrzeug herum, sodass der ‚Proaktive Insassenschutz‘ auch dann aktiviert wird, wenn sich eine Gefahr von der Seite oder von hinten nähert“, erklärt Thomas Bleier, Experte für Pre-Crash-Funktionen im Entwicklungsteam Aktive Sicherheitsfunktionen.

„Das elektrische Straffen der Sicherheitsgurte, um eine Vor- oder Seitenverlagerung der Insassen zu verringern, so weit wie möglich geschlossene Fenster und optische Warnhinweise an andere Verkehrsteilnehmende sind Mittel, mit denen wir proaktiv den Schutz der Insassen erhöhen können“, so Thomas Bleier. „Dafür nutzt ein Audi die Daten der verbauten Sensorik an Front, Seite und Heck des Fahrzeugs und berechnet die Wahrscheinlichkeit eines Unfalls.“²

Das System leitet bei einem erkannten Kollisionsrisiko oder in kritischen Fahrsituationen – wie einer Not- und Gefahrenbremsung oder in fahrdynamischen Grenzsituationen – zahlreiche Maßnahmen zum präventiven Schutz ein, noch bevor es zum Zusammenstoß oder Aufprall kommt.² Der „Proaktive Insassenschutz“ wird bei einer hohen Aufprallwahrscheinlichkeit aktiviert. Thomas Bleier: „Einen Realitätscheck, wie die Systeme reagieren und welche Auswirkungen das auf die Insassen hat, machen wir unter anderem mit Vorserienfahrzeugen jedes Jahr im Winter in Nordeuropa.“ Dies geschieht auf abgesperrten Teststrecken auf zugefrorenen Seen und mit Hindernissen. „Dort simulieren wir die Sekunden vor einem Unfall in zahlreichen Szenarien, bewegen die Fahrzeuge ständig im Grenzbereich und optimieren die Systeme – damit sie später möglichst gut alle Verkehrsteilnehmenden schützen.“ 

Lang geschwungen ziehen sich die Kurven über sanfte Hügel. 7:34 Uhr. Leichter Nebel liegt in den Tälern. Berufsverkehr auf der Landstraße, 100 km/h sind erlaubt. Die Fahrerin des Audi drosselt die Geschwindigkeit auf 60 km/h, lässt sich nicht von der Lichthupe des Autos hinter ihr irritieren. Dessen Fahrer wird in ein paar Hundert Metern sehen, warum sie das Tempo reduziert. Hinter einer nicht einsehbaren Linkskurve steht ein Fahrzeug halb auf der Fahrbahn, ein Wildunfall.

Es waren keine hellseherischen Fähigkeiten oder ein sechster Sinn, weshalb die Audi Fahrerin von der kritischen Situation wusste. Ihr Audi hatte sie akustisch und visuell auf dem Kombiinstrument gewarnt. „‚Gefahreninformation‘ heißt dieser serienmäßige Online-Dienst.⁴ Er basiert auf Schwarmwissen und informiert zu Ereignissen auf der vorab definierten Route, wie zum Beispiel Pannen, Unfällen, Sichtbehinderungen und Schleudergefahren“, erklärt Audi Entwickler Mamoon Nomaan. Nomaan ist Experte im Team für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Umwelt (Car2X³). „Mit der Funktion ‚Gefahreninformation‘ begegnen wir der Herausforderung, dass die Sensorik eines Fahrzeugs immer nur das erfassen kann, was in unmittelbarer Nähe visuell bzw. akustisch wahrnehmbar ist. Indem wir unsere Audi Fahrzeuge mit ihrer Umwelt vernetzen, kann auch das noch nicht Sichtbare erfasst und der Fahrende frühzeitig informiert werden.“

Dabei unterscheidet der Audi Entwickler zwei Wege der Kommunikation: die Direktkommunikation und die Backend-Kommunikation.⁴ Bei Letzterer werden Gefahreninformationen von einem Server frühzeitig an andere Verkehrsteilnehmende gesendet und zudem vom Fahrzeug erkannte Gefahren dem Service-Provider zur Verfügung gestellt. Bei der direkten Kommunikation können die Fahrzeuge in unmittelbarer Nähe direkt miteinander kommunizieren, zum Beispiel über Wi-Fi oder Mobilfunk. „Besonders bei der direkten Kommunikation zwischen Fahrzeugen wird sich in Zukunft viel im Bereich Car2X tun. Kunden werden mit mehr sowie präzisen Gefahrenwarnungen aus ihrem direkten Umfeld versorgt. Wir sind überzeugt, dadurch die Verkehrssicherheit weiter steigern zu können“, sagt Mamoon Nomaan. „Bereits seit 2019 sammeln wir damit auf dem chinesischen Markt gute Erfahrungen. In Nordamerika wurden die Übertragungsstandards schon festgelegt. In Europa sind diese aktuell noch in Diskussion. Fest steht: Je größer der Schwarm an Fahrzeugen ist und je mehr Daten zur aktuellen Verkehrssituation wir verarbeiten, desto einfacher wird es, gezielt vor Gefahren zu warnen und die Verkehrssicherheit insgesamt zu erhöhen.“

Audi ist weltweit eine der führenden Marken in der automobilen Lichttechnologie. Diese ist ein Herzstück der Audi DNA und trägt nicht nur durch eine gute Ausleuchtung der Straße zur Verkehrssicherheit bei.

„Um mit der Umgebung sicherheitsrelevante Informationen zu teilen, werden die Audi Fahrzeuge der Zukunft ein Kommunikationslicht einsetzen“, erklärt Roland Kallweit: „Jahrzehntelang gab es nur den Warnblinker. Dank digitaler OLED-Technologie können wir unsere Heckleuchten wie Exterieur-Displays nutzen, auf denen wir auch Sicherheitsinformationen anzeigen können.“ Zum Beispiel zeigt die OLED-Heckleuchte des aktuellen Audi Q6 e-tron in kritischen Verkehrssituationen ein Warnsymbol an. Fahrer nachfahrender Fahrzeuge verstehen so, dass man sich einer Gefahrenstelle nähert. Auch komplexere Gefahrenszenarien können durch das Kommunikationslicht entschärft werden. „Etwa unsere ‚Ausstiegswarnung‘“, sagt Sicherheitsexperte Mamoon Nomaan. „Wenn sich beispielsweise ein Radfahrer von hinten einem Audi nähert, erkennen ihn die Sensoren. Wenn dann Insassen eine Autotür öffnen, wird der Radfahrer mit einem Lichtsignal gewarnt.“² Gleichzeitig werden Insassen beim Öffnen der Tür durch visuelle und akustische Hinweise aufmerksam gemacht und ein „door-lock“ sorgt für eine Verzögerung beim Öffnen der Tür.²

Die Lichtwarnung an Radfahrende mag simpel klingen, doch beim Blick in die Unfallstatistik⁵ wird ihre Relevanz deutlich: Allein in Berlin werden pro Tag im Durchschnitt knapp zwei Unfälle⁶ polizeilich registriert, bei denen durch das Öffnen der Autotür Radfahrende stürzen und sich häufig schwer verletzen. „Mit unseren Technologien unterstützen wir die Vision Zero der Verkehrssicherheitsarbeit in vielen Ländern der Welt: keine Getöteten und Schwerverletzten im Straßenverkehr“, sagt Roland Kallweit.