Fahrerassistenzsysteme sorgen für Sicherheit

Bei Fahrerassistenzsystemen, kurz FAS (zu englisch Advanced Driver Assistance Systems / ADAS) handelt es sich um elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen, die den Fahrer in ganz bestimmen Fahrsituationen unterstützen. Dabei stehen vor allem die Sicherheitsaspekte im Vordergrund, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts. Aber auch die Verbesserung der Ökonomie ist ein weiterer Aspekt.

Welche Fahrassistenzsysteme gibt es?

Die „bekanntesten“:

• Antiblockiersystem – ABS
• Antriebsschlupfregelung – ASR
• Beschleunigungs-Assistent – LC
• (Elektronischer) Bremsassistent – EBA, BAS
• Einparkhilfe
• Intelligente Einparkhilfeassistenz – IPAS
• Elektromechanische angetriebene Servolenkung – EPS/EPAS
• Elektrohydraulisch angetriebene Servolenkung – EHPS
• Elektronische Differenzialsperre – EHPS
• Elektronische Stabilitätskontrolle, Fahrdynamikregelung – ESP / ESC
• Adaptiver Fernlichtassistent
• Rückfahrsystem in Kombination mit der Einparkhilfe
• Scheibenwischer-Automatik (Regensensor)

Der Aufbau und die Funktion

Von den Fahrerassistenzsystemen wird teilautonom oder autonom in den Antrieb, die Steuerung, wie beispielsweise Gas und Bremse, oder auch in die Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges eingegriffen oder sie warnen den Fahrzeugführer durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen kurz vor oder während einer kritischen Situation. Aktuell sind die Fahrerassistenzsysteme so entwickelt, dass die Verantwortung weiterhin beim Fahrer liegt, das bedeutet er kann autonome Eingriffe in der Regel „übersteuern“ und wird damit nicht entmündigt. Die Gründe dafür liegen vor allem in den folgenden Punkten:

• Die rechtliche Lage. Denn nach dieser hat der Fahrer zu jederzeit die Verantwortung für die Führung seines Fahrzeuges inne und muss es zu jederzeit beherrschen können. Im Wiener Übereinkommen über den Straßenverkehr 1968, Art 8, Absatz 5 heißt es: Jeder Führer muss dauernd sein Fahrzeug beherrschen oder seine Tiere füttern können.
• Die zur Zeit noch nicht ausreichende Zuverlässigkeit vieler der Fahrerassistenzsysteme. Zu den besonders anspruchsvollen Aufgaben gehören beispielsweise die Erkennung und die Klassifikation von Objekten sowie die Interpretation der Szenerie im Umfeld des Fahrzeuges. Die derzeit verfügbaren Sensoren und die bekannten Signalverarbeitungsansätze können noch keine zuverlässige Umfelderkennung unter allem möglichen Wetterbedingungen und Fahrzuständen bieten. Daher bieten die aktuellen Fahrerassistenzsysteme nur eine begrenzte Unterstützung in bestimmten, beherrschbaren Situationen, wie beispielsweise der Abstandsregeltempomat.
• Es fehlt noch die Akzeptanz für „entmündigende“ Systeme bei den KFZ-Käufern

Die Technik der Fahrerassistenzsysteme

Es wird bei einem Regeleingriff bzw. bei den Signalisierungsfunktionen der Fahrerassistenzsysteme ein Wissen im Bezug auf die aktuelle Fahrsituation vorausgesetzt. Das können im Fall von ESP (Elektronisches Stabilitaetsprogramm) und ABS Sensoren sein, welche die Raddrehzahl und/oder die Gierrate sowie die Längs- und Querbeschleunigung bestimmen. ACC oder Abstandswarner sind weitergehende Systeme, die zusätzlich Informationen benötigen bezüglich des Fahrumfeldes. Für diese Art von Fahrerassistenzsystemen werden die verschiedensten Arten von Umfeldsensorik genutzt. Im Vordergrund stehen hier:

• Ultraschall (Einparkhilfe)
• Radar (Spurwechselassistent, automatischer Abstandswarner)
• Lidar (Totwinkel-Überwachung, automatischer Abstandswarner, Abstandsregelung, Pre-Crash und Pre-Brake)
• Kamera (Spurverlassenwarnung, Verkehrszeichenerkennung, Spurwechselassistent, Totwinkel-Überwachung, Notbremssystem zum Fußgängerschutz)

Es sind teilweise auch Kombinationen von mehreren Sensorsystemen (Sensordatenfusion) notwendig. Da die Preise für solche Sensorsysteme sehr hoch sind, wird zumeist eine Multifunktionalität gefordert und das bedeutet, dass Sensorsystem muss die verschiedenen Assistenzfunktionen abdecken. So kann beispielsweise in Kombination mit den exakten Daten von Navigationssystemen eine ortsbezogene Warnung erfolgen, beispielsweise bei zu hoher Geschwindigkeit im Vorfeld einer engen Kurve.

Die Geschichte der Fahrerassistenzsysteme

Schon von Beginn der Automobilentwicklung gehörten Fahrerassistenzsysteme zu den Entwicklungszielen, denn der Autofahrer sollte bei der Führung des Fahrzeuges entlastet werden. Daher wurden im Laufe der Entwicklungsgeschichte der Fahrzeuge Systeme und Funktionen eingebaut, die dem Fahrer assistieren. Dazu einige Beispiele:

• 1912: In einem Cadillac kam zum ersten Mal ein elektrisch aktivierter Starter (Anlasser) zum Einsatz. Dieser löste die handbetätigte Anlasserkurbel ab.
• 1918: Wieder ein Cadillac. Dieses Mal handelt es sich um einen Vorläufer des Kurvenlichts (eine zusätzliche Laterne in der Mitte). Das dynamische Kurvenlicht gehörte 1968 im Citroën DS zur Serienausstattung. Hier wurde das Fernlicht über einen Seilzug der mit der Lenkung verbunden war gelenkt. Das Mitschwenken des Abblendlichts ist erst seit 2003 in Europa zugelassen.
• 1932: Chrysler führte den Bremskraftverstärker in die Serie ein. Diese verringerte den Kraftaufwand für den Fahrer beim Bremsen.
• Ab 1940: Alle Fahrzeuge von Olds-mobile wurden mit einem Automatikgetriebe ausgerüstet.
• 1951: Der Chrysler Imperial war das erste Fahrzeug, dass serienmäßig über eine Servolenkung verfügte
• Damit der kalte Motor im Gang gehalten werden konnte, musste früher das Luft-Kraftstoff-Gemisch von Hand über den „Choke“ angefettet werden. Das übernahmen zunächst die Startautomatiken bei den Vergasermotoren. Heute erfassen Sensoren die Betriebszustände und stellen das Gemisch exakt und bedarfsgerecht ein.

All das ist heute bereits selbstverständlich in den modernen Fahrzeugen und aus diesem Grund werden sie auch nicht den Fahrerassistenzsystemen zugeordnet – obwohl sie den Fahrer entlasten.

Fahrerassistenzsysteme in der Moderne

Dank dem heutigen Technikstand und dem Einzug der Elektronik in die Kraftfahrzeuge, sind weitere Funktionen möglich geworden. So finden sich in den modernen Fahrzeugen eine ganze Reihe von Systemen, welche dem Fahrer „unter die Arme greifen“ bzw. ihm assistieren. Dabei genügt oftmals schon ein Information die vom Sensor geliefert wird, um die Zusatzfunktion zu realisieren. Dabei kann es sich beispielsweise um folgende handeln:

• Der Regensensor: Er erkennt die Wassertropfen auf der Windschutzscheibe und schaltet automatisch die Scheibenwischer ein und das abhängig von der Regenmenge (Wischintervall).
• Der Lichtsensor: Dieser erkennt die verschiedensten Lichtsituationen (Dämmerung, Tunnel Ein- und Ausfahrten) und gibt diese Informationen an das Bordnetzsteuergerät weiter. Von diesem wird dann das Abblendlicht nach Bedarf ein- oder ausgeschaltet.

Diese beiden kurzen Beispiele zeigen bereits auf, dass solche Fahrerassistenzsysteme doch einen gewissen Komfort für den Fahrer darstellen, da er beispielsweise bei leichtem Nieselregen den Scheibenwischer nicht ständig bedienen musst. Aber auf der anderen Seite können die Fahrerassistenzsysteme auch einen Sicherheitsgewinn mitbringen, beispielsweise das Abblendlicht bei Tunnelfahrten wird nicht vergessen einzuschalten.

Was bringt die Zukunft bei den Fahrerassistenzsystemen

Es wird in Studien bereits über ein „automatische Ausweichmanöver“ nachgedacht, wobei vor allem die sichere und eindeutige Situationserkennung, die kurzzeitige Übernahme der Fahrzeugführung sowie die erfolgreiche Rückgabe an den Fahrzeugführer ein schwieriges Unterfangen darstellt. Es sind neben der sicheren Erkennung der Umfeldsituation auch in kürzester Zeit die verschiedensten Strategien für ein geeignetes Ausweichmanöver zu erarbeiten und zu bewerten. Besonders bei einem autonomen Eingriff ist die Frage der Produkthaftung nicht zu unterschätzen und daher ist bei allen Fahrerassistenzsystemen die Zusammenarbeit von Ingenieuren, Ergonomen, Juristen und Psychologen notwendig.