Intelligente Vernetzung von Fahrer, Fahrzeug und Umwelt

Je stärker Fahrer, Fahrzeug und Umwelt miteinander vernetzt sind, umso informierter ist der Fahrer und desto sicherer wird das Autofahren. Voraussetzung dafür sind Sensoren, die die Daten liefern, während die Kommunikation sie verteilt und die Intelligenz verarbeitet. Als Pionier auf dem Gebiet der Fahrzeugelektronik hat die BMW Group bereits vor einiger Zeit damit begonnen, Informations-, Kommunikations- und Assistenzsysteme innerhalb und außerhalb des Automobils miteinander zu vernetzen. Das Schlagwort für dieses Konzept heißt bei BMW „ConnectedDrive“.

Je stärker Fahrer, Fahrzeug und Umwelt miteinander vernetzt sind, umso informierter ist der Fahrer und desto sicherer wird das Autofahren. Voraussetzung dafür sind Sensoren, die die Daten liefern, während die Kommunikation sie verteilt und die Intelligenz verarbeitet. Als Pionier auf dem Gebiet der Fahrzeugelektronik hat die BMW Group bereits vor einiger Zeit damit begonnen, Informations-, Kommunikations- und Assistenzsysteme innerhalb und außerhalb des Automobils miteinander zu vernetzen. Das Schlagwort für dieses Konzept heißt bei BMW „ConnectedDrive“.

Auf der ersten Ebene der Informationsübertragung kommunizieren Fahrzeug und Fahrer miteinander. Während in der Vergangenheit das Zusammenwirken von Fahrer, Fahrzeug und Umwelt ausschließlich der individuellen Anpassungsfähigkeit des Menschen überlassen war, übernehmen die neuen Systeme an Bord des Fahrzeugs die Rolle eines virtuellen Beifahrers. Sie verstärken die Wahrnehmung relevanter Informationen und machen das Fahrzeug intelligenter und individueller. Als Datenquellen kommen Telematik- und Online-Dienste sowie Fahrerassistenzsysteme in Frage.

Nur wer die richtigen Informationen richtig aufbereitet und am richtigen Ort sowie zur richtigen Zeit bekommt, kann optimale Leistung bringen. Zu den Basisfunktionalitäten von „ConnectedDrive“ zählt deshalb, Informationen zu beschaffen, zu verarbeiten und situationsgerecht aufbereitet den Fahrzeugsystemen oder dem Fahrer zu übermitteln. Es übernimmt somit die Aufgabe, den Fahrer zu unterstützen.

Ein solches Assistenzsystem, heute bereits in Serie, ist zum Beispiel die Active Cruise Control (ACC). Sie regelt das Tempo abhängig vom Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und unterstützt so den Fahrer bei der Geschwindigkeits- und Distanzregelung vorwiegend auf Autobahnen und Schnellstraßen. Die aktuelle ACC setzt ab einer Geschwindigkeit von etwa 30 km/h ein. Der Stop&Go-Assistent unterstützt den Fahrer in Stausituationen und im dichten Stadtverkehr und hilft dadurch, Auffahrunfälle zu vermeiden.

Aktive Geschwindigkeitsregelung für den unteren Geschwindigkeitsbereich

Eine Weiterentwicklung dieser aktiven Geschwindigkeitsregelung mit der Bezeichnung „ACC Stop & Go“ nutzt nun auch den Geschwindigkeitsbereich nach unten bis in den Stillstand aus. Dazu ist es notwendig, das unmittelbare Vorfeld des Fahrzeuges zu überwachen. Sensoren müssen hierzu andere Verkehrsteilnehmer im Nahbereich (bis 20 m) über die volle Fahrzeugbreite hinweg erkennen können. Deshalb wird der vom ACC bekannte Fernbereichs-Sensor (Reichweite ca.150 m) um zusätzliche Nahbereichs-Radarsensoren mit einem breiten Erfassungsbereich ergänzt, die im 24-GHz-Bereich arbeiten.

Diese Sensoren bestimmen Abstand, Querposition und Relativgeschwindigkeit der vorausfahrenden Fahrzeuge. Mit Hilfe dieser Umfeldinformation steuert ACC Stop & Go den Antrieb und die Bremse an. Das System unterstützt den Fahrer auf Autobahn- und Landstraßenfahrten beim Einhalten eines angemessenen Abstandes – wenn nötig durch Abbremsen bis in den Stillstand. Die Sensoren erfassen zwar auch stehende Verkehrsteilnehmer – das primäre Ziel der Regelfunktion ist jedoch das komfortable und zuverlässige Folgefahren hinter anderen Verkehrsteilnehmern.

Wie bei der ACC-Serienfunktion gilt auch bei ACC Stop & Go, dass der Fahrer prinzipiell die Verantwortung über sein Fahrzeug behält und jederzeit selbst in das Geschehen eingreifen kann. Der maximale Bremseingriff von ACC Stop & Go ist zudem begrenzt. Bei Autobahngeschwindigkeiten beträgt dieser maximal 2 m/s2. Bei niedrigen Geschwindigkeiten setzt das System auch höhere Verzögerungen um. Erkennt ACC Stop & Go eine Situation, in der die eigene begrenzte Verzögerungsfähigkeit nicht ausreicht, wird der Fahrer rechtzeitig durch optische oder akustische Signale darauf hingewiesen.

ACC Stop & Go und ACC sind in erster Linie Komfortfunktionen, die den Fahrer entlasten und unterstützen. Natürlich leisten diese Assistenzsysteme auch einen wichtigen Beitrag zu mehr Sicherheit. Der Assistenzgedanke von „ConnectedDrive“ reduziert sich jedoch nicht auf Hilfestellungen in Fahrtrichtung, sondern auch in der Querführung. So hat ein Warnsystem, das den Fahrer beim Verlassen seiner Fahrspur aufmerksam macht, bereits das Forschungsstadium verlassen. Es basiert auf einer optischen Videokamera, die die Fahrbahn beobachtet und mit Hilfe einer hoch entwickelten Software Gefahrensituationen erkennen kann.

Steht ein Auto im Stau, sendet es diese Information in Sekundenschnelle an alle Fahrzeuge in seinem Umfeld. Wenn nur zehn Prozent aller Fahrzeuge in Deutschland direkt miteinander kommunizieren könnten, würden damit flächendeckende Verkehrsinformationen generiert. Jedes Fahrzeug übernimmt dabei – je nach Situation – die Rolle des Senders, Empfängers oder Vermittlers (Routers). Der Vorteil: Ad-hoc-Netze organisieren sich selbst, sie sind durch das Multi-Hopping-Verfahren in ihrer Reichweite prinzipiell unbegrenzt und benötigen keinerlei Infrastruktur. Verkehrsflüsse werden somit nicht nur auf Autobahnen und Hauptverkehrsstraßen, sondern auch auf Nebenstraßen und im gesamten Stadtgebiet optimiert.

Eine derartige zielgerichtete und rechtzeitige Information über die Verkehrssituation schafft mehr Sicherheit für die Verkehrsteilnehmer, da sie dazu beiträgt, Unfälle von vornherein zu vermeiden (Bild 6).

Der Fahrer kann auf diese Weise zukünftig vor drohenden Gefahren gewarnt werden und adäquat reagieren. Vor allem lassen sich an eine Meldezentrale auch Notrufe mit genauer Angabe der lokalen Position aussenden (Bild 7).