Eckdaten

Bei der Weiterentwicklung der für das autonome Fahren erforderlichen Sensorsysteme steht momentan deren ADAS-Funktionalität im Vordergrund. Eine Kooperation der verschiedenen Zulieferer eröffnet darüber hinaus vielfältige Möglichkeiten, die Sensorfunktionalitäten künftig auch für Lösungen zu nutzen, die zusätzlichen Komfort für Fahrer und Mitfahrer bieten.

Die automobile Welt befindet sich im Umbruch. Car Connectivity, innovative Lösungen für Human-Machine-Interfaces, Big Data und vor allen Dingen das autonome Fahren werden in Zukunft die individuelle Mobilität definieren. Neue Spieler wie Google oder Tesla beschleunigen die von den klassischen Herstellern begonnenen Trends, indem sie unbelastet von eingeführten Entwicklungsprozessen, gewachsenen E/E-Architekturen und Baukästen mit Millionen Gleichteilen viele Funktionen schneller umsetzen. Die etablierten Hersteller müssen reagieren und schmieden daher Allianzen mit Anbietern von IT-Infrastruktur und klassischen Softwareunternehmen, um Technologien des autonomen Fahrens mit Hochdruck voranzutreiben.

Radar, Kameras und Kommunikation

Man kann davon ausgehen, dass bis 2020 das autonome Fahren des Levels vier (von fünf) in Fahrzeugen der oberen Mittelklasse und in Oberklassen-Modellen umgesetzt wird. In diesem Stadium liegt bereits eine Vollautomatisierung des Autos vor, allerdings muss der Fahrer die Kontrolle übernehmen, sobald das System diese Aufgaben nicht mehr bewältigen kann. Die dafür notwendigen Sensorsysteme haben die deutschen OEMs bereits weitgehend definiert: Lidar-Sensorik, die den Raum vor und hinter dem Auto überwacht, wird durch Short Range Radar ergänzt, das ebenfalls nach vorne und hinten blickt. Hinzu kommen ein Long-Range-Radar-Sensor im Kühlergrill, eine hochauflösende Kamera vorne sowie vier Kameras, die einen Rundumblick ermöglichen. Die heute vor allem als Parksensor genutzte Ultraschalltechnik wird dabei aller Voraussicht nach gänzlich verschwinden und durch Radar ersetzt. Dies liegt beispielsweise daran, dass die für das autonome Fahren wichtigen Systemelemente der Car-to-X-Kommunikation den von den Ultraschallsensoren belegten Bauraum benötigen. Entscheidend ist, dass sich die beschriebene Sensorik durch das autonome Fahren zunehmend zum Standard entwickelt. Die geeigneten E/E-Architekturen und Rechnersysteme zum Bearbeiten der daraus resultierenden Datenflut sind bereits vorhanden.

Der „Sensorkokon“ deckt den Öffnungsbereich der Seitentüren um das Fahrzeug vollständig ab.

Der „Sensorkokon“ deckt den Öffnungsbereich der Seitentüren um das Fahrzeug vollständig ab. Brose

Im Stand noch ungenutzt

Vergleichsweise wenig Beachtung findet derzeit noch die Möglichkeit, die neuen ADAS-Sensorsysteme auch für Funktionen abseits des primären Aufgabengebiets einzusetzen. Momentan wird das Potenzial dieser Technik nicht vollständig ausgereizt: Komplexe und teure ADAS-Sensortechnologien sorgen während der Fahrt für Sicherheit, bleiben jedoch im Stand ungenutzt. Dabei könnten sie wertvolle Dienste für Endkunden-relevante mechatronische Komfortfunktionen leisten, da die 360-Grad-Kameras und Radarsensoren schon heute eine Art Kokon rund um das Fahrzeug bilden.

Neue Komfortfunktionen

Systeme zum berührungslosen Öffnen und Schließen von Heckklappen zeigen bereits die Verknüpfung von Sensorik und mechatronischen Komfortfunktionen.

Systeme zum berührungslosen Öffnen und Schließen von Heckklappen zeigen bereits die Verknüpfung von Sensorik und mechatronischen Komfortfunktionen. Brose

Dass Sensorik auch für höheren Komfort sorgen kann, belegen zum Beispiel Systeme zum berührungslosen Öffnen und Schließen von Heckklappen. Das Prinzip stellte Brose auf der IAA 2009 zum ersten Mal vor: Ein kapazitiver Sensor unter dem Stoßfänger veranlasst das Öffnen und Schließen der Heckklappe, wenn er eine Fußbewegung registriert. Die Aktivierung des Heckklappensteuergerätes erfolgt über das Keyless-Entry-System nach einer Berechtigungsprüfung des Schlüsselbesitzers. Diese Funktion macht beispielsweise das Beladen des Kofferraums mit vollen Händen einfacher.

Der elektrische Seitentürantrieb von Brose soll den Zugang zum Fahrzeug so komfortabel wie nie zuvor gestalten. Öffnet sich die Tür selbsttätig, ist ein zuverlässiger Kollisionsschutz unabdingbar.

Der elektrische Seitentürantrieb von Brose soll den Zugang zum Fahrzeug so komfortabel wie nie zuvor gestalten. Öffnet sich die Tür selbsttätig, ist ein zuverlässiger Kollisionsschutz unabdingbar. Brose

Auch die in naher Zukunft serienmäßigen Sensortechnologien machen neue Komfortfunktionen möglich, beispielsweise bei elektrisch angetriebenen Seitentüren, wie sie Brose etwa im letzten Jahr auf der IAA präsentierte. Hier kann man den Sensorkokon um das Fahrzeug nutzen, um Hindernisse zu erkennen und die Bewegung der Tür zuverlässig zu stoppen, ehe es zu einer Berührung kommt. Das wäre vor allem in Parkhäusern oder beim Parken am Fahrbahnrand extrem hilfreich, da sich die Sensorik auch eignet, um den toten Winkel zu überwachen und so etwa Kollisionen mit Radfahrern zu vermeiden. Der zusätzliche Kundennutzen erstreckt sich zudem auf das Aussteigen an sich: Wenn die Tür in engen Parklücken so weit wie möglich aufschwingt und dann dank eingebautem Feststeller einrastet, kann man sich sicher an ihr abstützen, um bequemer auszusteigen. Angesichts des zu erwartenden demografischen Wandels der Gesellschaft und der auch im Alter ungebrochenen Mobilitätserwartung werden solche Ausstattungsdetails immer wichtiger werden. Gleichzeitig können auch Familien profitieren, etwa wenn Kinder ihre Türen mit Schwung aufstoßen und diese vor einer Kollision selbsttätig abbremsen. Mithilfe einer geeigneten ADAS-Sensorik lassen sich diese Komfortfunktionen umsetzen, und zudem wäre dieses Vorgehen günstiger als spezielle Sensoren für diesen Einsatzzweck zu entwickeln und in der Tür einzubauen.

Zusammenarbeit vorausgesetzt

Noch ist dieses Szenario Zukunftsmusik, da der Treiber der Sensorik-Weiterentwicklung bei den Fahrzeugherstellern nicht der Komfort, sondern die ADAS-Funktionalität ist. Hier kann jedoch die Zusammenarbeit mit Zulieferern helfen, denn etablierte Systemanbieter verfügen über Erfahrung bei der Aktuatorik im Komfortbereich und sind in der Lage, die notwendige Mechatronik sowie die Verknüpfung mit den Sensorsystemen als Lösung aus einer Hand anzubieten. Voraussetzung dafür ist ein intensiver Austausch mit den OEMs. Aktuell verfügt beispielsweise keine der verfügbaren Technologien für sich genommen über eine ausreichende Umfelderkennung. Das macht die als Sensorfusion bezeichnete Kombination verschiedener Technologien nötig. So könnte die Verbindung aus Radar und den 360-Grad-Kameras genutzt werden, um die sich öffnende Türe zu schützen. Doch dafür muss die Elektronik-Architektur des Fahrzeugs so gestaltet sein, dass die Entwickler des Zulieferers den entsprechenden Zugriff auf die Sensordaten haben. Natürlich sind dabei auch Aspekte und Hürden der Datensicherheit zwischen unterschiedlichen Sicherheits-Levels zu berücksichtigen. Eine solche Art der Zusammenarbeit setzt Vertrauen voraus, lohnt sich aber wirtschaftlich und bei noch folgenden Innovationen. Ist die Kooperation einmal etabliert, lassen sich kostengünstig weitere Funktionen realisieren.