Kartenbasierte Fahrerassistenzsysteme Vorausschauender fahren

In der Fahrschule haben wir alle gelernt: Vorausschauendes Fahren schont das Fahrzeug und senkt den Kraftstoffverbrauch. Moderne Fahrerassistenzsysteme, welche die Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke auswerten, können dies noch viel einfacher möglich machen und damit zusätzlich Kraftstoff und Kohlendioxid einsparen.

Fossile Brennstoffe sind endlich,  unser Klima wandelt sich  ungebremst und die auch die  Bedürfnisse der Bevölkerung verändern  sich. Damit sind neue Konzepte  im Bereich der individuellen  Mobilität nötig. Insbesondere für  die Automobilindustrie ist dies  eine Herausforderung, denn auf  den weltweit wachsenden Energiebedarf  und die allmähliche  Erderwärmung  hat der Gesetzgeber  mit Vorgaben zur Verbrauchslimitierung  und Reduktion von Kohlendioxid  reagiert. Auf europäischer  Ebene wurden konkrete Zielwerte  für die CO2-Durchschnittsemission  aller EU-weit neu zugelassenen Pkw  erlassen, und Automobilhersteller,  die ihr Flottenziel nicht erreichen,  müssen mit empfindlichen Strafen  rechnen.

Allein durch Weiterentwicklungen  an den Verbrennungsmotoren  lassen sich diese Zielwerte  nicht erreichen.  Zudem verlangt das stetig wachsende  Verkehrsaufkommen von  den Fahrern, sich immer stärker  auf das Verkehrsgeschehen zu  konzentrieren, und die Gefahr von  Unfällen steigt. Automobilhersteller  rüsten deshalb ihre Fahrzeuge  zunehmend mit technischen Innovationen  für mehr Komfort und  Sicherheit aus, die unter dem Begriff  »Fahrerassistenzsysteme« zusammengefasst  werden. Grundlage  dieser Systeme ist die zuverlässige  Erkennung des Fahrzeugumfelds  und der Fahrsituation. Umgebungsinformationen  von Radar-,  Video- und Ultraschallsensoren  bilden die Basis vieler heutiger  Anwendungen. Beispiele dafür  sind der Abstandsregeltempomat,  der Spurhalte- oder Spurwechselassistent  und die Einparkhilfe.

Solche Systeme können nicht nur  den Fahrkomfort verbessern und  die Verkehrssicherheit erhöhen,  zukünftige Fahrerassistenzsysteme  können auch einen wesentlichen  Beitrag dazu liefern, den Ausstoß  von Kohlendioxid zu reduzieren.  Dazu sind neben der Umfelderfassung  im Nahbereich des Fahrzeugs  weitere Informationen notwendig.  Ein vielversprechendes Konzept  beruht dabei auf der Auswertung  von Informationen über die vorausliegende  Fahrstrecke. Die Bereitstellung  dieser Informationen  auf Basis von digitalen Karten und  der aktuellen Fahrzeugposition, die  unter anderem über GPS (Global  Positioning System) zur Verfügung  steht, wird als »Elektronischer Horizont  « bezeichnet (Bild 1).

Sind prädiktive Streckendaten (z.B.  Fahrbahnsteigungen, Kurvenradien,  Geschwindigkeitsbegrenzungen,  Kreuzungen, Ampeln) verfügbar,  bietet sich neue Möglichkeiten,  den Ausstoß von Kohlendioxid  zu reduzieren. Den elektronischen  Horizont stellt typischerweise ein  im Fahrzeug verbautes Navigationssystem  aufgrund einer zuvor  berechneten Fahrroute bereit.  Denkbar sind aber auch spezielle,  kostenoptimierte Steuergeräte  ohne Bedienschnittstelle. In diesem  Fall bildet nicht die geplante  Route, sondern der wahrscheinlichste  Fahrweg die Grundlage der  Vorausschau, was insbesondere  auf Fernverkehrsstraßen keinen  wesentlichen Nachteil darstellt. Somit  hat der elektronische Horizont die Funktion eines im Fahrzeug  integrierten, vorausschauenden  Sensors, dessen Daten über den  Fahrzeugbus anderen elektronischen  Steuergeräten wie der Motor-  oder Getriebesteuerung zur  Verfügung gestellt werden.

So lässt sich CO2  reduzieren

Fahrzeughersteller und Zulieferer  untersuchen derzeit verschiedene  Konzepte zur CO2-Einsparung, wobei  prädiktive Streckendaten als  Grundlage dienen. Informationen  über Steigungen und Gefälle der  über mehrere Kilometer vorausliegenden  Fahrstrecke stellen zum  Beispiel wesentliche Eingangsgrößen  für ein »intelligentes«  Energiemanagement bei Hybridantrieben  dar. Der Elektromotor  kann bei einer Bergauffahrt den  Verbrennungsmotor mit deutlich  mehr Leistung unterstützen und  damit Kraftstoff einsparen, wenn  aufgrund der Topologie der Strecke  eine spätere Energierückgewinnung  absehbar ist. Durch die  Vorausschau auf die vorausliegende  Strecke lässt sich somit der  Einsatz von Elektro- und Verbrennungsmotor  effizienter austarieren. Strategien zur Regelung der Kühlleistung  und der Nebenaggregate  stellen weitere Beispiele in diesem  Zusammenhang dar. Ist der Steigungsverlauf  der Strecke bekannt,  könnte die Kühlleistung deutlich  früher, bereits vor dem Ende einer  Steigung reduziert werden, um so  Energie einzusparen (Bild 2).