Assistenzsysteme: Smarte Autos

Sie machen das Fahren sicherer, einfacher und komfortabler, sie lesen unsere Gesten, unsere Gesichter und sie folgen uns aufs Wort, die modernen Assistenzsysteme.

Wer heute einen zehn, zwölf Jahre alten Kompakten fährt und nun über eine Neuanschaffung, vielleicht sogar eine Liga höher nachdenkt, den wird es womöglich aus den Latschen kippen, wenn er sich das erste Mal in einen gut ausgestatteten Wagen setzt. Dort, wo einst das Radio war, ist heute ein Bildschirm, fast schon so groß, wie seinerzeit jener im Kinderzimmer – nur mit besserer Auflösung, in Farbe und er reagiert auf Berührungen und die ganze Infotainment-Einheit lässt sich über Sprache steuern. Es ist quasi ein iPad samt Alexa für das Auto.
Hinter dem Lenkrad gibt es keine Zeiger mehr, sondern noch so ein Display. Und als ob das nicht genug wäre, werden alle fahrrelevanten Daten knapp unters Blickfeld, direkt auf die Windschutzscheibe projiziert, so, dass nur der Fahrer selbst sie sieht. Allein das Lenkrad hat mehr Knöpfe als seinerzeit das Auto­radio und die Bluse der einst Angebeteten gemeinsam. Leichter zu bedienen sind sie allerdings nur bedingt.
Dieser erste Eindruck, einen Supercomputer statt eines Autos zu kaufen, kratzt aber noch nicht einmal an der Oberfläche. Moderne Autos sind voller unterschiedlicher Sensoren, Rechner und Schnittstellen – zum Handy, zum Menschen, zu anderen Verkehrsteilnehmern. Einen CD-Player oder ein Kassettendeck sucht man heute vergebens. Ein Radio gibt es zwar noch, Musik wird heute aber im Auto gestreamt, also permanent aus dem Internet geladen. Oder via Smartphone per Bluetooth oder Festplatte per USB gespielt etc. und die Verkehrsnachrichten im Radio sind der Echtzeitanzeige im Navi auch unterlegen. Ach ja, und telefonieren, SMSen, mailen kann man auch damit.

Wie alles begann

Angefangen hat das alles 1899. Mit der Erfindung des Anlassers hat Clyde Coleman wohl das erste Assistenzsystem für Automobile gebaut und verhalf mit ihm dem Verbrennungsmotor im Auto erst zum Durchbruch. 1911 wurde der erste Anlasser in einem Cadillac verbaut. Bis dahin hatten eigentlich die ­E-Autos die Nase vorne. 1920 gehörte der Anlasser zum guten Ton, wenn man ein teureres Auto besaß.
Das erste moderne Assistenzsys­tem, das dann auch gleich ein Fahrer­assistenzsystem war – das sind elekt­ronische Zusatzeinrichtungen, die in bestimmten Fahrsituationen aktiv eingreifen und den Fahrer unterstützen –, war das ABS, das Anti-Blockier-System. Das erste Auto, in dem ABS angeboten wurde, war 1966 der Jensen FF. Das erste Auto, das serienmäßig ABS verbaut hatte, war 1985 der Ford Scorpio. Seit 2004 werden alle Großserien-Pkw mit ABS ausgeliefert.
Der nächste große Sprung passierte dann 1995 mit dem ESP, dem elektronischen Stabilitätsprogramm oder ESC, Electronic Stability Control – je nach Hersteller hieß es anders, von DSC bei BMW bis VSC bei Toyota. Das System dahinter war immer das Gleiche: Sensoren erkennen, wenn ein Fahrzeug instabil wird, und wirken dem durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder aktiv entgegen.
Aus der Kombination von ABS, ASR, der Anti-Schlupf-Regelung und ESP konnten recht einfach weitere Sys­teme entwickelt werden. Wie die Berganfahrhilfe, die auf einer Steigung verhindert, dass ein Fahrzeug zurückrollt, die TSA, die Trailer Stability Control, ein System, das erkennt, wenn der Anhänger zu schlingern beginnt und mit dem Abbremsen einzelner Räder am Auto dagegenwirkt. Auch die elektronische Differenzialsperre, die billige Schwester einer mechanischen Sperre, die das Drehmoment bei unterschiedlichen Raddrehzahlen verschiebt, basiert auf dem ESP – der billige Bruder einer echten Reifendruckkontrolle ebenfalls. Dabei werden permanent die Radumlaufzahlen gemessen. Beginnt sich ein Rad im Vergleich zu allen andern schneller zu drehen, geht das System davon aus, dass sich der Umfang des Reifens durch einen Druckverlust verringert hat, und schlägt Alarm. Leider oft zu unrecht, wenn man auf rutschigen Straßen oder recht motiviert unterwegs ist – eben in Situationen, in denen man an die Haftgrenze des Reifens kommt.

Moderne Assistenzsysteme

Heute noch ist das ESP entscheidend für eine Vielzahl moderner Assistenzsysteme, wie dem City-Notbrems-Assis­tenten oder die Multikollisionsbremse, bei der, nach einem Unfall, die Bremsen aktiviert werden, damit das Fahrzeug, sollte ein weiterer Verkehrsteilnehmer ins Heck des Unfallwagens krachen, nicht auf noch ein Hindernis geschoben wird. Manche Systeme dienen auch nur dem Komfortgewinn – und bei vielen Systemen geht es um eine Kombination aus Komfort und Sicherheit.
Dazu nutzt man heute nicht mehr nur die Daten aus den Radumlaufzahlen, sondern bedient sich einer Vielzahl von Daten, die aus Kameras, Ultraschall-, Radar- oder Lidarsensoren kommen. Letztere funktionieren ähnlich wie Radar (misst die Laufzeit, bis das reflektierte Signal wieder vom Sys­tem erfasst wird), allerdings werden statt Radiowellen Laserstrahlen verwendet. Das braucht man etwa für den Totwinkelassistenten, der den Raum am Heck des Fahrzeuges überwacht, den man nur schwer einsehen kann. Crash- und die damit zusammenarbeitenden Bremsassistenten nutzen ebenfalls oft Lidardaten, wie auch der Abstandswarner oder die Abstandsregelung – wobei da auch gerne Radar eingesetzt wird. Das ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.
Für die automatische Abstandsregelung wird permanent der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug berechnet. So erkennt das System, wie schnell dieses Fahrzeug bewegt wird, und kann über den Eingriff in den Tempomaten den Abstand entsprechend einhalten. Je nach Hersteller hat man unterschiedlich viele Möglichkeiten, diesen Abstand vorzudefinieren. Der Abstand wird dabei in Sekunden und nicht in Metern gehalten – er erhöht sich also, wenn die Geschwindigkeit steigt. Als Vorstufe zum autonomen Fahren wird dieser Assistent inzwischen auch mit einem Lenkassistenten und Spurhalteassistenten kombiniert.
Hierfür erfassen Kameras die Straße, die Markierungen, sogar Verkehrsschilder mit Tempoangaben. Das Fahrzeug hält, mit aktivem Assistenten, nicht nur die eingegebene Geschwindigkeit ein und reduziert diese bei Bedarf, um den Abstand zum Vordermann zu wahren, sondern hilft auch, das Fahrzeug in der Spur zu halten, und lenkt aktiv mit. Manche Systeme, wie etwa das von Mercedes-Benz, erfassen auch den vorausfahrenden Verkehr so, dass sich das Auto einfach an den Vordermann hängt, wenn keine ausreichenden Bodenmarkierungen vorhanden sind. Subaru verwendet eine Stereokamera und kann sich so ein dreidimensionales Bild vom Verkehrsgeschehen machen. Die Kameras können etwa auch Bremslichter erkennen, wodurch der Assistent schon sieht, dass er vermutlich bald bremsen wird müssen, während andere Systeme das erst erkennen, wenn das Fahrzeug messbar langsamer geworden ist.

Fußgänger und Hindernisse

Die Kameras sind inzwischen so sensibel, dass sie auch Fußgänger und Kinder erkennen können, und sollte der Fahrer auf diese nicht reagieren, das Fahrzeug entsprechend abbremsen lassen. Da haben wir den Sicherheitsaspekt des Systems.
Der Komfortgewinn ist vor allem im zähfließenden Verkehr gegeben, wenn das Fahrzeug fast von alleine fährt. Obwohl auch das ein Sicherheitsgewinn ist, weil, wie wir alle wissen, so ein Stau nervt und manche zu unnötigen Handlungen verleitet. Das halten diese Systeme gut hintan.
Wo sie an ihre Grenzen kommen, ist die Rettungsgasse. Versucht man eine solche zu bilden, lenkt das System das Fahrzeug wieder aktiv in die Fahrspur zurück.

Autonomes Fahren?

Was dieses System auch nicht kann, ist, tatsächlich alleine zu fahren. Was aber auch daran liegt, dass es gar nicht alleine fahren darf. Der Grund dafür liegt im „Wiener Übereinkommen über den Straßenverkehr“ aus 1968, das in Artikel 8, Absatz 5 besagt, dass „jeder Führer dauernd sein Fahrzeug beherrschen oder seine Tiere führen können muss“. Sie sehen, da hinkt die Gesetzgebung der Technik noch ein wenig nach und wirkt so auf alle Assistenzsys­teme. Denn die schalten sofort ab, wenn der Fahrerwunsch merklich von der Arbeit des Assistenten abweicht. Leitet das Fahrzeug etwa eine Notbremsung ein, weil es ein Hindernis erkennt, und der Fahrer gibt bewusst Gas, wird das Bremsmanöver beendet und der Wagen beschleunigt wieder.

Hände stets am Lenkrad

Das Wiener Übereinkommen bedeutet aber auch, dass der Fahrer immer die Hände am Lenkrad haben muss, auch wenn Abstandstempomat und Spurhalteassistent aktiviert sind. Macht er das nicht, warnt das System zunächst, und erfolgt dann immer noch keine Reaktion, schließt das System daraus, dass dem Fahrer etwas passiert sein dürfte, bremst das Fahrzeug bis zum Stillstand ab und aktiviert den Notruf.
Das geht deshalb, weil in jedem modernen Auto, wie in einem Mobiltelefon, eine SIM-Karte verbaut ist. Damit kann das Auto nicht nur Notrufe tätigen, seine Position bestimmen, Musik streamen, sondern auch Echtzeitdaten über den Verkehr ins Navigationssystem einspielen. Negative Folge des Ganzen: Wir werden noch ein bisserl gläserner. Obwohl, wenn wir das Telefon bei uns tragen, kann man schon bestimmen, wo wir uns befinden und mit welchem Tempo wir uns wohin bewegen.

Lichtspiele

Ein sehr gutes Assistenzsystem ist der Lichtassistent, der sogar das Fernlicht bedient. Es bleibt bei den neuesten Sys­temen sogar bei Gegenverkehr eingeschalten. Kameras erkennen das andere Fahrzeug und verdunkeln den Scheinwerfer allein in dem Bereich, der den Entgegenkommenden blenden würde. Funktioniert übrigens hervorragend.
Wie auch das adaptive Kurvenlicht, das beim Abbiegen oder beim Serpentinenfahren nicht mehr stur nach vorne, sondern die Kurve, in die eingelenkt wird, ausleuchtet. Das funktioniert mittlerweile so gut, dass sich einige besagte Frischlinge in der neuen Sensor-getriebenen Autowelt beim ersten Mal erschrecken, weil sie plötzlich dort Licht sehen, wo vorher keines war, und denken, da kommt ein Auto entgegen.

Besseres Einparken

Kameras liefern auch die Daten für die automatischen Scheibenwischer, die von alleine loslegen, wenn es zu regnen beginnt. Ultraschallsensoren werden vorwiegend für die Einparkhilfe verwendet. Doch auch da bringen Kameras neuen Komfort. Durch vier Kameras baut das Fahrzeug im Display in der Mittelkonsole ein Bild zusammen, in dem man das eigene Auto aus der Vogelperspektive sieht. Einparken war nie leichter, obwohl durch das moderne Design von Autos, jegliche gute Rundumsicht verschwunden ist. Bei topausgestatteten Luxuslimousinen gibt es In­f­rarotsensoren, die in der Nacht, hinter dem Lenkrad, ein Wärmebild einspielen. Damit erkennt man im Dunklen Tiere und Menschen schneller.
Allerdings ist es gewöhnungsbedürftig, wenn man sich als geübter Schaffe-es-in-die-kleinste-Parklücke-Fahrer plötzlich dem System geschlagen geben muss. Das veranstaltet lieber beim horrenden Tempo von zwei km/h eine Notbremsung, dass es jeden im Fahrzeug erschreckt, und verweigert dann die Weiterfahrt, bevor die Stoßstangen ihren ursprünglich wahren Wortsinn erledigen können.

Kein Einschlafen

Und manchmal sitzt nicht unweit des Lenkrades auch eine Kamera, die unsere Augen beobachtet. Werden Lidschlag und Augenbewegung langsam, erkennen sie die Müdigkeit des Fahrers und warnen. Einfache Systeme nutzen dazu die Daten aus der Spurerkennung, dem Lenkverhalten und der Pedalbedienung. Auch daraus lässt sich auf die Müdigkeit des Fahrers schließen.

Serien- oder Sonderausstattung

Nicht mehr missen wollen die meisten das Head-up-Display. Dabei werden, nur für den Fahrer wahrnehmbar, die wichtigsten Fahrdaten – Fahrgeschwindigkeit sowie erlaubtes Tempolimit und Navi-Anzeige (z. B. Abbiegepfeil mit Distanzangabe zur Kreuzung) – derart klar in die Windschutzscheibe des Wagens (oder, wie bei Mini, einer oberhalb des Armaturenbretts nach oben ausfahrenden Extrascheibe) projiziert, dass dieser eigentlich nicht mehr aufs Dis-play runterschauen muss. Der Zusatz-Tausender an Sonderausstattung ist es wert.
Apropos Sonderausstattung: Natürlich muss es einem auch wert sein, den einen oder anderen Assistenten im Wagen mit verbaut zu wissen. Oftmals machen sie allerdings den Unterschied zwischen Basis- und individueller Konfiguration aus. Oder anders formuliert: Wer zu viele Kreuzerl bei der Sonderausstattung macht, für den wird der Griff ins Börserl rasch ziemlich tief.
Ein Beispiel: Die von GEWINN getestete BMW 530e xDrive Limousine hat serienmäßig etwa den passiven und akustischen Fußgängerschutz, Crash-Sensor, Parking-Assistant und Aufmerksamkeitsassistenten dabei,
der adaptive LED-Scheinwerfer inklusive Fernlichtassistent kostet jedoch (exkl. NoVA und MwSt.) 1.265, der Driving Assistant Plus 2.360 Euro extra und besagtes Head-up-Display weitere 1.080 Euro. Und die Massagefunk-
tion für Fahrer und Beifahrer um 925 Euro wurde nicht von uns zusätzlich in das Testfahrzeug reklamiert. Die ­waren schon vorher drin – wir schwören!

Die nahe Zukunft?

Wenn Sie sich Ihrem Fahrzeug nähern, hat es innen Ihre Wohlfühltemperatur, die Türen sind entriegelt und es weiß auch schon, wo es Sie hinbringt. Es liest Ihnen die neuesten Nachrichten vor oder Sie sagen ihm, welche Musik Sie hören, welchen Film sehen möchten.
Glauben Sie nicht? Warten Sie es ab. Das Auto kann Kalenderdaten aus dem Smartphone lesen, kennt Ihre darauf gespeicherte Musik, die gestreamten Bilder. Außerdem ist es einfach draufzukommen, dass Sie jeden Tag um 8:00 Uhr ins Büro fahren. Fahren Sie am Samstag am Vormittag weg, bringt Sie der Wagen zu Ihrem Lieblingsmarkt. Der Wagen kennt unsere Routinen, kann unsere Gesten und unser Gesicht lesen, kann uns hören und versteht, was wir sagen, wie wir es sagen, er kann selbständig fahren, kennt alle Verkehrsdaten und kommuniziert mit anderen Autos und der Infrastruktur. Sie kennen ja die Überkopfträger voller Sensoren auf der Autobahn. Sie sind, etwa auf der A2 und S6, bereits gerüstet, um mit autonom fahrenden Autos zu kommunizieren.
Versuche laufen bereits. Die meis­ten Kunststücke können moderne Sys­teme schon. Jetzt müssen sie nur noch verknüpft und erlaubt werden.

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