VDI Themenradar Automobil: Fahrerassistenzsysteme

Für die Einführung automatischer Fahrfunktionen gibt es verschiedene Motivationen: Zum einen gesellschaftliche Herausforderungen wie der  demografische Wandel verbunden mit dem zunehmenden Wunsch nach individueller Mobilität bis ins hohe Alter. Weitere Gründe sind die steigende Verkehrsdichte, die das Autofahren zeitweise zunehmend unattraktiver macht sowie ein generell steigendes Bedürfnis nach immer mehr Sicherheit und Effizienz. 

Prof. Thomas Form leitet seit 2009 die Elektronik- und Fahrzeugforschung in der Volkswagen Konzernforschung. Zudem ist er Honorarprofessor an der Technischen Universität Braunschweig und befasst sich mit der elektromagnetischen Verträglichkeit in der Fahrzeugtechnik und elektronischen Fahrzeugsystemen. „Vor allem deutsche Premiumhersteller stehen unter einem Innovationsdruck, der mit der Einführung moderner Assistenzsysteme verfügbaren Sensorik und Aktorik beflügelt wird“, erklärt Form. „Die Einführung automatischer Fahrfunktionen bedeutet grundsätzlich eine Revolution,  muss aber evolutionär und schrittweise erfolgen.“ 

Die Umfrage des VDI Themenradar Automobil hat ergeben, dass fast die Hälfte der Befragten (47,2  Prozent) der Meinung sind, dass sich das hochautomatische Fahren auf Autobahnen als Technologie flächendeckend in 2030 durchsetzen wird. Fast ein Drittel der Befragten (29,6 Prozent) sehen die ausgereifte Technologie erst in 2035 und 23,1 Prozent sind davon überzeugt, dass sich das hochautomatische Fahren auf Autobahnen bereits 2025 flächendeckend durchsetzen wird. 

„Das Ergebnis der Umfrage überrascht mich nicht, sondern zeigt deutlich, dass gerade Ingenieure über ein ausgeprägtes Maß an Problembewusstsein verfügen“, erklärt Form. „Die Erwartungen der Öffentlichkeit an eine zeitnahe Verfügbarkeit solcher Funktionen wurden vor allem in der letzten Zeit durch viele erfolgreiche Forschungsdemonstratoren bestärkt. Aber gerade diese Demonstrationen haben der Fachwelt inzwischen ein durchaus realistisches Gefühl für den Umfang der vor einem Serieneinsatz noch zu lösenden Fragen gegeben.“ 

„Aufbauend auf bestehenden Fahrerassistenzsystemen werden zunächst teilautomatisierte Systeme wie Stau- oder Park-Assistenz auf dem Markt eingeführt“, so Form. Diese Systeme übernehmen sowohl die Fahrzeuglängs- als auch die Fahrzeugquerführung. Sie setzen jedoch weiterhin die dauerhafte Überwachung und Kontrollierbarkeit durch den Fahrer voraus, selbst wenn dieser wie beim Park-Assistenten außerhalb des Fahrzeugs steht.

Ein hochautomatisiertes System der ersten Generation ist der Stau Chauffeur. Während der automatischen Staufolgefahrt auf der Autobahn muss der Fahrer dieses System und die Fahrzeugumgebung nicht mehr dauerhaft überwachen. Nach einer Übernahmeaufforderung des Systems muss er aber potenziell immer in der Lage sein, die Fahrzeugführung – mit verlängerter Reaktionszeit –  wieder übernehmen zu können. Der Fahrer darf bestimmte, vom System übersteuerbare fahrfremde Tätigkeiten durchführen. Eine Weiterentwicklung des Stau Chauffeurs ist der Autobahn Chauffeur, der das hochautomatische Fahren auf der Autobahn auch bei höheren Geschwindigkeiten erlaubt. 

Beim vollautomatisierten Fahren wird in einem eingeschränkten Anwendungsszenario wie Autobahn oder Parkhaus der Fahrer als Rückfallebene nicht mehr benötigt. Das System gewährleistet die Überführung in einen risikominimalen Zustand. Die Durchführung fahrfremder Tätigkeiten ist im Anwendungsfall uneingeschränkt möglich beziehungsweise muss kein Fahrer im Fahrzeug anwesend sein.  „Einfach gesagt ist die Grundvoraussetzung für einen Einsatz hoch- und vollautomatischer Fahrfunktionen die Fähigkeit des Fahrzeugs, sich im Straßenverkehr in den zu erwartenden Situationen so gut wie ein menschlicher Fahrer verhalten zu können“, sagt Form. Daraus ergeben sich drei große Herausforderungen: Wie umfangreich und bis in welcher Tiefe müssen diese Situationen definiert und geprüft werden? Welcher Maßstab wird an die Güte des Verhaltens gelegt werden müssen? Muss das Fahrzeug sich beispielsweise mindestens so gut wie ein durchschnittlicher oder aber wie ein sehr guter Fahrer verhalten? 

Die notwendigen Grundfähigkeiten für ein hochautomatisches Fahren auf Autobahnen wurden in der Vergangenheit in vielen Demonstrationen mit definierten Randbedingungen bereits erfolgreich dargestellt. Die rein rechtlichen Fragen der Zulassungsfähigkeit solcher Funktionen erscheinen in absehbarer Zukunft zwar auf den ersten Blick in einzelnen Märkten die der USA als lösbar, es bleiben aber viele rechtliche Fragen offen, die geklärt werden müssen, ehe hochautomatisierte Funktionen eingeführt werden können. Bevor aber hochautomatische Funktionen im Feld verfügbar sein werden, muss der Schritt von einem mehr oder weniger definierten Demonstrationsszenario hin zu einer allgemeingültigen Funktion bewältigt werden. Hierzu muss das Fahrzeug unter anderem nicht mehr beherrschbare Szenarien wieGlatteis oder andere Schlechtwettersituationen rechtzeitig erkennen können. Neben der noch nicht gefundenen allgemein anerkannten Definition eines Gütemaßstabs ist auch zu klären, wie der Aufwand für die Absicherung und Freigabe solcher Funktionen in einem wirtschaftlich vertretbaren Maß sichergestellt werden kann. 

„Allein die Definition des Gütemaßstabs kann Jahre dauern und bedarf mindestens eines Hersteller übergreifenden wenn nicht sogar gesellschaftlichen Konsens, das heißt selbst ein hochinnovativer Hersteller wird nur schwer in Lage sein, allein weit vor anderen mit solchen Funktionen in Serie gehen zu können,  insbesondere ohne Klärung der offenen Rechtsfragen“, erklärt Form. „Sind diese Fragen erfolgreich geklärt, könnte ein flächendeckender Einsatz solcher Funktionen nicht nur in Oberklassefahrzeugen vergleichsweise schnell stattfinden, denn durch die sich abzeichnende Durchdringung selbst des Kleinwagensegments mit modernen Fahrerassistenzsystemen wird die notwendige Fahrzeuginfrastruktur flächendeckend vorhanden sein.“ 

Die aktuelle Umfrage des VDI Themenradar Automobil im Juni befasst sichmit Lang-LKW und ist unter anderem auf www.vdi.de/autokat zu finden. 

Über die VDI Wissensforum GmbH

Die VDI Wissensforum GmbH mit Sitz in Düsseldorf gehört zur Unternehmensgruppe des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) und ist seit mehr als 50 Jahren der führende Weiterbildungsspezialist für Ingenieure, für Fach- und Führungskräfte im technischen Umfeld. Es vermittelt das Wissen aus allen automobilrelevanten Technikdisziplinen und bietet eine umfassende Themenvielfalt rund um die Fahrzeugindustrie. Fragen zu aktuellen Antriebsaggregaten, zur Fahrzeugelektronik und Fahrerassistenzsystemen stehen im Fokus neben Themen wie Anforderungen zur Fahrzeugsicherheit, Komfortoptimierung oder auch Lösungen zur CO₂-Reduktion und Nachhaltigkeit des Automobils. Das Unternehmen bietet eines der größten Automobilindustrie-Netzwerke mit weltmarktführenden Herstellern, Zulieferern und Dienstleistern sowie international renommierten Wissenschaftlern. Die Veranstaltungen der VDI Wissensforum GmbH sind unverzichtbar für die Automobilindustrie.