Stressfrei hinterm Lenkrad

Das automatisierte Fahren wird Realität

Ingolstadt / Nürnberg / München / Lindau. Morgens zur besten Pendlerzeit. Noch fließt der Verkehr. Plötzlich ein Unfall: Fahrbahnsperrung, kilometerlanger Stau, nichts geht mehr – und man selbst mittendrin. Wie schön, dass man sich entspannt zurücklehnen und das Auto sich selbst überlassen kann! Es passt auf, dass nichts passiert, es bestimmt, was es tut – es fährt automatisiert.

Zukunftsmusik? Ja, aber sehr laute! Viele Hersteller statten ihre Autos schon mit Komponenten aus, die den Fahrer in bestimmten Fällen unterstützen – etwa Parkassistenten. Schon in wenigen Jahren werden Autos in vielen Situationen selbstständig steuern. Bis ein Wagen jederzeit und überall autonom fährt, dürfte es aber noch dauern. Denn dafür gilt es auch, die Infrastruktur anzupassen und Rechtsfragen zu klären.

Reale Situationen werden testweise nachgestellt

An technischen Lösungen arbeiten auch bayerische Hersteller und Zulieferer. Der Ingolstädter Autobauer Audi etwa. Markus Hoffmann ist hier einer der Vorentwickler, die lange vor der Marktreife Ideen prüfen: erst am Computer, dann mit Prototypen.

„Unsere Testautos sind wie Puzzles“, sagt er. „Wir statten sie mit speziellen Sensoren und weiterer Hardware aus. Softwareseitig sind verschiedene Algorithmen und Systeme integriert. Dann schauen wir, ob sie wie gewünscht reagieren – und optimieren kontinuierlich weiter.“ Eine für die Entwicklung automatisierter Fahrfunktionen wichtige Frage treibt Hoffmann um: „Wann erkennt das Auto, dass es die Lage nicht mehr beherrscht und gibt dem Fahrer rechtzeitig ein Warnsignal oder eine Aufforderung zur Übernahme?“

Gut 10 bis 15 Sekunden, schätzen Experten, benötigt ein Insasse, um die Situation vollständig zu erfassen und anschließend das Steuer zu übernehmen. Praxisnahe Tests spielen da eine große Rolle. Erprobungsfahrten führt Audi sowohl intern auf werkseigenen Testgeländen als auch extern durch, etwa auf der A 9 bei Ingolstadt.

Automatisiertes Fahren hat eine neue Dimension, die Hoffmann stets im Fokus hat: Der Mensch fehlt als Korrektiv. Soll heißen: Fällt heute die Bremse aus, muss der Fahrer gegensteuern. Das gibt es beim automatisierten Fahren nicht. Fazit: Das System muss Fehler so lange überbrücken, bis der Fahrer wieder komplett übernimmt oder das Auto sich selbst kontrolliert abgebremst hat.

Daher muss jede Funktion redundant, also doppelt gesichert sein. Das beschäftigt auch Zulieferer wie Leoni, einen führenden Hersteller von Kabelsystemen und Bordnetzen in Nürnberg. „Die Entwicklung zum hochautomatisierten Auto bedeutet für uns einen Paradigmenwechsel“, betont Ingenieur Markus Heuermann von Leoni. „Einfach ein komplettes redundantes System als zweite Rückfallebene einbauen – das wäre für uns ein sehr lukrativer Weg“, sagt er. „Aber das ist aus Platz- und Kostengründen nicht umsetzbar.“ Langfristig komme man daher an einer neuen Konzeption der Bordnetze nicht vorbei.

Neue Kabel für komplexe Datenübertragung

So könnten etwa Verbindungen bald ringförmig statt von Punkt zu Punkt im Auto geplant werden: Bei Fehlern an einer Stelle gebe es dann immer noch eine Ausweichroute für Strom oder Signale. Die Steuerung übernähmen intelligente Knoten.

Auch neue Module zur Datenübertragung müssen entwickelt werden. Der Ethernet-Standard, heute quasi in jedem PC zu finden, wäre zwar leistungsfähig genug für die deutlich größeren Informationsströme im Auto. Er ist aber anfällig bei Vibrationen und hohen Temperaturschwankungen, wie sie in Fahrzeugen jederzeit auftreten können. „Wir müssen deshalb neue Lösungen entwickeln“, sagt Heuermann. Technisch sei das alles schon heute mehr oder weniger machbar. „Aber es muss eben auch kostengünstig integriert werden können.“

Wobei nicht alles, was die Fahrsicherheit verbessert, ins Auto gepackt werden kann. Wichtige Impulse müssen von außen kommen. Ändern sich Tempolimit und Spurführung vor einer Baustelle, könnten künftig etwa Verkehrsschilder ein Signal senden: So kann das Auto beizeiten abbremsen.

Die Infrastruktur hinkt aber der Autoentwicklung hinterher. Es fehlen vielerorts Voraussetzungen, wie stabile Datennetze. Das hat auch der Zukunftsrat der Bayerischen Wirtschaft bemängelt. Das Expertengremium, gegründet von der Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft, hat automatisiertes Fahren als eines der wichtigen bayerischen Zukunftsthemen ausgemacht.

Daten werden auch übertragen, wenn Autos ihre exakte Position bestimmen. Digitale Karten erkennen die Fahrspuren und deren Begrenzung hochgenau – nur so kann das Auto sicher steuern. Auch die Hersteller wissen das. Der Münchner Autobauer BMW hat daher gemeinsam mit Audi und Daimler Ende 2015 den digitalen Kartendienst-Marktführer Here gekauft. Er entwickelt eine Plattform, die hochauflösende Karten mit ortsbezogenen Echtzeitdaten kombiniert. Das liefert ein detail- und sekundengenaues Abbild der realen Welt. Voraussetzung: Umgebung und Autos senden unablässig anonymisierte Daten: Stabile Netze sind nötig.

Zusammenspiel von Radar, Laser-Scannern und Ultraschall

Den ersten Schritt in die digitale Welt nennt BMW „Connected Drive“, eine Basis für späteres autonomes Fahren. Der Hersteller stattet jedes Auto mit einer SIM-Karte aus. Über diese, so der Plan, wird etwa der Kartendienst künftig mit Echtzeit-Informationen übers Wetter oder die Verkehrslage versorgt. So kann der Fahrer Staus umgehen.

Um solche Informationen zu sammeln und Autos sicher zu navigieren, braucht es moderne Sensoren. Die stellt etwa der Zulieferer Continental her; die Zentrale des Geschäftsbereichs Fahrerassistenzsysteme liegt in Lindau am Bodensee. Von den rund 1.000 Mitarbeitern dort sind die meisten in der Entwicklung tätig.

Unter anderem geht es um Radar im Auto, das das Umfeld wahrnimmt, aber auch um Kameras, die Verkehrszeichen lesen und helfen, die Spur zu halten. „Beide Techniken sind gleich wichtig, ergänzen sich und haben ihre individuellen Stärken, die sich zu einem leistungsfähigen Gesamtsystem kombinieren lassen“, erklärt Marc Fischer, Gruppenleiter Innovation Management im Geschäftsbereich Fahrerassistenzsysteme.

Radar funktioniert nämlich auch nachts und bei schlechter Witterung. Allerdings erkennt er keine Farben, das können nur Kameras. Eingesetzt werden auch Ultraschall und Laser-Scanner auf Infrarotbasis (sogenannte Lidar-Sensoren). Autos mit Continental-Technik können so schon dem Vordermann hinterherfahren und automatisch den Abstand halten, in Parklücken einparken oder eine Notbremsung einleiten.

Etwa ab 2020 sollen hochautomatisierte Autos das Fahren zeitweise komplett übernehmen. „Das wird auf Autobahnen anfangen, wo alles viel unkomplizierter ist“, so Fischer. Denn in der Stadt etwa muss man mit unvorhersehbarem Verhalten von Fußgängern, Radlern und Kindern rechnen.

Klar ist: Jeder Schritt hin zur Automatisierung entlastet den Fahrer in stressigen Situationen und erhöht so die Verkehrssicherheit. Auf jeden Fall bleiben soll die Fahrfreude, so Audi und BMW: Wenn er möchte, kann der Fahrer nach wie vor selber aufs Gaspedal steigen.

Die Entwicklung des automatisierten Fahrens durchläuft laut Auto-Industrie mehrere Stufen

  • Assistiert: Einzelne Funktionen übernimmt das Auto, der Fahrer wird unterstützt. Schon heute weit verbreitet.
  • Teilautomatisiert: Das Auto steuert zum Teil selbstständig, der Fahrer muss es jedoch überwachen. Bereits in Serie unterwegs.
  • Hochautomatisiert: Das Auto muss nicht mehr kontrolliert werden, wenn es selbstständig fährt; in schwierigen Situationen erkennt es seine Grenzen und übergibt nach Vorwarnung an den Fahrer. Serien-Einführung in etwa fünf Jahren wahrscheinlich.
  • Vollautomatisiert: Fährt das Auto selbstständig, ist es jederzeit in der Lage, eine Situation ohne menschliche Hilfe zu beherrschen. Einführung in frühestens zehn Jahren geplant.
  • Autonom: Ein Auto fährt die gesamte Strecke fahrerlos und bewältigt alle Situationen automatisch. Einführung noch ungewiss.

Interview

Frederik Diederichs vom Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation. Foto: Fraunhofer IAO
Frederik Diederichs vom Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation. Foto: Fraunhofer IAO

„Deutsche Autobauer gut aufgestellt“

Stuttgart. Auch wenn US-Hersteller wie Google mit automatisierten Fahrzeugen Furore machen – deutsche Firmen brauchen sich dabei keineswegs zu verstecken. Das sagt Frederik Diederichs vom Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation.

Wie halten deutsche Hersteller international mit?

Zurzeit sehr gut! Frankreich und Japan haben erst später angefangen, sie müssen viel nachholen. Anders als früher sind die Deutschen mutiger: Sie bringen Produkte schneller auf den Markt, die Entwicklung ist stark beschleunigt.

Wie ist es in den USA?

Der Entwicklungsansatz ist dort anders: Softwarelösungen stehen im Fokus und sind ausgereifter als hier. Deutsche punkten aber mit guter Technik. Beide müssen voneinander lernen.

Hängen automatisiertes Fahren und E-Mobilität eigentlich zusammen?

Beide Trends starten gleichzeitig durch. Zukünftig werden verstärkt Elektroautos fahren, die einfacher zu automatisieren sind. Es wird aber auch den Diesel mit automatisierten Funktionen geben.

Was hat der Fahrer von der Automatisierung?

Sie ist komfortabel. Denken Sie an Klimaanlagen: Ohne sie war Autofahren im Sommer stressig, man war schnell müde, kam verschwitzt an. Mit kühler Luft ist man länger fit und viel aufmerksamer. Ähnlichen Nutzen bieten automatisierte Systeme: Sie entlasten, weil sie den Wagen sicher steuern.

Wann werden die ersten automatisierten Pkws auf dem Markt sein?

Technisch ist das problemlos in vier bis fünf Jahren möglich. Fraglich ist, ob die Infrastruktur und die Rechtslage bis dahin so angepasst werden, dass sich solche Autos in vollem Umfang nutzen lassen.

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