Beflügelt auch von den eigenen Erfahrungen mit dem ACC-Stop-and-Go-System in seinem persönlichen Fahrzeug sieht Dr. Tanneberger „Kundenerwartungen im Wandel“. Hinzu kommt der Aspekt, dass die Sicherheit erhöht werden müsse, während gleichzeitig die Aufgabe bestehe, Fahrerassistenzsysteme adäquat umzusetzen.

Der Volkswagen-Konzern sei stets bestrebt, die gesamte Fahrzeug-Palette vom A00-Segment (VW up) über die Klassen A0 (Polo), A (Golf), B (Passat) sowie C und D bis zu SUVs, Lkws, Bussen und Motorrädern (Ducati) „mit einheitlichen Modul-Basisentwicklungen für die Fahrerassistenz abzudecken“. Zusätzlich gelte es auch, die Werte der Marke Volkswagen – Werthaltigkeit, Innovation, Verantwortungsbewusstsein – in den Fahrerassistenzsystemen abzubilden. „Wir wollen Leuchttürme generieren, die diese Werte ganz besonders auf dem Gebiet der Fahrerassistenz untermauern und sichtbar machen“, führt Dr. Tanneberger weiter aus. So weit zu den Randbedingungen.

Ohne Fahrerassistenzsysteme gibt es in Zukunft keine 5 Sterne mehr beim Euro-NCAP-Test.

Ohne Fahrerassistenzsysteme gibt es in Zukunft keine 5 Sterne mehr beim Euro-NCAP-Test.Fotografie Natalie Balleis

Demokratisierung im Golf VII und im VW up!

Seit einigen Jahren spricht Dr. Tanneberger intensiv von der „Demokratisierung von Fahrerassistenzsystemen“. Dahinter verbirgt sich letztendlich „ein Downscaling von Funktionen in untere Fahrzeugsegmente“. Damit Systeme von der Oberklasse auch in der A-Klasse (Golf) Einzug finden, müssten die Entwickler 90% der Funktionen zu 70% der Kosten umsetzen. „Dies geschieht durch Scale-Effekte aber auch durch geschickten Einsatz von Technologien.“ Am Beispiel des ACC (Adaptive Cruise Control, adaptive Geschwindigkeitsregelung) verdeutlicht er die Demokratisierung. Im Jahr 2002 führte Volkswagen ACC im Phaeton ein, 2005 war es bereits inklusive F2S-Funktionalität (Follow-to-Stop) im Passat – und zwar zu einem mehr als 50% günstigeren Preis als im Phaeton. Die auf einem optischen System basierende City-Notbremsfunktion ist seit 2011 im VW up! erhältlich.

Der Golf VII, der in wenigen Wochen auf den Markt kommt, wird „erstmals in der A-Klasse bei Volkswagen ACC mit Follow-to-Stop und eine integrierte City-Notbremsfunktion sowie einen Front-Assist haben“, wobei der Front-Assist im Gefahrenfall für die Vor-Befüllung der Bremse sorgt, damit diese bei Betätigung erheblich schneller greifen kann.

Im VW up! kommt ein doppeltes Downscaling zum Einsatz. Da die Take-Rate für ein fest verbautes Navigationssystem im up! „sicherlich irgendwo im 1-Prozent-Bereich liegen“ würde, kommt im up! erstmals bei Volkswagen ein Third-Party-Navi, hier von Navigon/Garmin, zum Einsatz, das allerdings um Fahrzeugfunktionen angereichert wurde: „Das Gerät kommuniziert über ein Gateway mit dem Fahrzeug und ist in der Lage, Bordcomputer-Informationen und virtuelle Zeigerinstrumente darzustellen“, erläutert Dr. Tanneberger. „Auf diesem Personal Navigation Device ist auch eine abgespeckte Variante des Optical Parking Systems (OPS) dargestellt, mit drei Ultraschallsensoren.“ Das OPS wurde ursprünglich für den Passat entwickelt und arbeitet dort mit 12 Sensoren (je 4 x Ultraschall vorn und hinten plus jeweils zwei optische Sensoren vorn und hinten). Es bildet so einen „360-Grad-Schutzraum um das Fahrzeug“ ab, wobei das System im Bereich der Türen zwar keine Sensoren aufweist, aber über Berechnungen auf Basis der Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Kombination mit dem bekannten Fahrschlauch diese Daten ergänzt.

Aus dem Thema „Downscaling“ wird sich jetzt auch für den Golf VII „ein Feuerwerk an Assistenzsystemen“ ableiten. Die Funktionen dieses Fahrzeugs reichen vom Rear-Assist (Rückfahrkamera für das kameragestützte Einparken), OPS (360 ° – Detektierung), Park-Assist 2.0 (Automatisches Führen in Parklücken), ACC und Lane-Assist (Spurführung) mit Mittenführung über ein automatisches Notbremssystem, Front-Assist, proaktiven Insassenschutz mit Gurt-Vorstraffung etc., City-Notbremsfunktion und Multikollisionsbremse bis zu Verkehrszeichenerkennung, Müdigkeitserkennung per Lenkmuster-Detektion, Light-Assist (automatische Umschaltung Fern/Abblendlicht) und Dynamik Light Assist mit maskiertem Dauer-Fernlicht.

Dr. Tanneberger stellte ein modifiziertes V-Modell vor.

Dr. Tanneberger stellte ein modifiziertes V-Modell vor.Volkswagen

Innovation

Zur Umsetzung der Demokratisierung sind Innovationen gefragt – beispielsweise in Form von Sensordatenfusion. So sind kamerabasierte Systeme in erster Linie dazu geeignet, Kanten zu detektieren, während Ultraschallsensoren besonders gut Flächen detektieren. Durch eine entsprechende Fusion der Umfeldmodelle ließe sich mit vertretbarem Aufwand die Sensordatenfusion in Richtung Pilotiertes Parken bei niedrigen Geschwindigkeiten durchführen.

Als weiteres Innovationsbeispiel führt er die Miniaturisierung anhand der Rear-View-Kamera (Rückfahrkamera) an, die bisher ein separates Steuergerät benötigte. Jetzt ist es möglich, die Bildverarbeitung bei gleichen Abmessungen in den Kamerakopf der Rear-View-Kamera zu integrieren. Analog hierzu wird Volkswagen die Signale der Ultraschallsensoren nicht mehr in einem separaten Steuergerät auswerten sondern die Signalverarbeitung im Body Control Modul mit erledigen.

„Beim Thema Vernetzen von Funktionen bringen wir zunehmend vorhandene Funktionen zusammen und kreieren dadurch neue Kundenwerte“, betont Dr. Tanneberger. Gute Beispiele hierfür seien der Lane-Assist, der das Fahrzeug in der Mitte der Spur hält, und der Side-Assist, der als Toter-Winkel-Erkennung mit einem 24-GHz-Radar den Heckraum des Fahrzeugs absichert. „Aus einer Fusion der beiden entstand dann der Side-Assist Plus, der bei Erkennen eines Objekts im Toten Winkel automatisch eine Lenkkraft aufbringt und das Fahrzeug in die Spur zurückbringt. Dies verhindert aktiv einen Verkehrsunfall.“

Dr. Volkmar Tanneberger: „Der Parkassistent der nächsten Generation wird automatisches, pilotiertes und fernbedientes Parken ermöglichen.“

Dr. Volkmar Tanneberger: „Der Parkassistent der nächsten Generation wird automatisches, pilotiertes und fernbedientes Parken ermöglichen.“Fotografie Natalie Balleis

Im Bereich der Sensorik sei die Kameratechnik für Volumenhersteller sehr interessant, weil die Kameras in einem trockenen, einfach mit dem Bordnetz erreichbaren Einbauraum untergebracht werden können. Auch in punkto Crash- und Fußgängersicherheit benötigen Kameras keine besonderen Maßnahmen. Interessant seien auch Multi-Kamera-Sensorcluster, die wirtschaftliche Verkaufsmodelle ermöglichten.

Ein Problem stelle beispielsweise bei der Verkehrszeichenerkennung neben der Vielfalt der Verkehrsschilder auf der Welt die Ansteuerung von LED-Verkehrszeichen dar, die allein in Europa derzeit noch mit (mindestens) drei unterschiedlichen Frequenzen erfolgt. Hier arbeite Volkswagen einerseits an der Optimierung der Kamera, während der Konzern andererseits versucht, so auf die Gesetzgeber einzuwirken, dass diese sich auf einige wenige Frequenzen bei Wechselverkehrszeichen beschränken. Auch Stereokameras böten ein interessantes Potenzial. „Hier interessieren uns insbesondere Systeme mit einer kurzen Kamerabasis“, führt Dr. Tanneberger weiter aus. „Wir können uns nicht vorstellen, im Fahrzeug Stereokameras mit 30 oder 40 cm Basisabstand zu verbauen“. Vielmehr sei Volkswagen an „10 bis 15 cm Basisabstand bei akzeptabler ACC-Performance“ interessiert, „aber da gibt es interessante Technologien, und da helfen auch die Megapixel-Imager“.

Die nächste Generation

Zur nächsten Generation der Fahrerassistenzsysteme zählt Dr. Tanneberger den Rear Traffic Alert (RTA) – „ein System, das mit der vorhandenen Fahrersensorik vom Spurwechselsystem Querverkehr beim Ausparken aus Längslücken erkennt und automatisch eine Bremsaktion einleitet“. Außerdem blickt er weiter nach vorn: „Der Parkassistent der nächsten Generation wird automatisches, pilotiertes und fernbedientes Parken ermöglichen.“

In Anspielung auf die verschärften NCAP-Regeln sagte er: „Das Thema vorausschauender Fußgängerschutz … wird zunehmend für die statusgerechte Zulassung unserer Fahrzeuge von Bedeutung, und das Thema Stauassistent werden wir mit der nächsten Generation von Fahrerassistenzsystemen bringen: Hier übernimmt das Fahrzeug sowohl die Längs- als auch die Querführung, solange der Fahrer noch die Kontrolle über das Fahrzeug hat.“ Zeitunglesen während der Fahrt soll aber weiterhin nicht möglich sein.

Kommen Fahrerassistenzfunktionen als Handy-Apps?

Kommen Fahrerassistenzfunktionen als Handy-Apps?Volkswagen

Für den virtuellen Blick aus der Vogelperspektive seien hochauflösende Kameras sehr hilfreich. „Das Thema „Digitaler Außenspiegel“ wird ein Thema…Bei uns im Hause Volkswagen wird es zur Zeit im 1-Liter-Fahrzeug zugelassen.“ Der Cw-Wert verbessere sich damit recht beachtlich, aber das Hauptproblem hierbei bestehe darin, die Zulassung für diese Systeme zu bekommen; Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit sowie die Dynamik des Bildschirms seien ganz wesentliche Aspekte: „Sie merken erst, wenn Sie mit einem solchen System bei Nacht fahren, wie viel Restlicht ein Display ausstrahlt“, und wenn ein Fahrzeug bei Nacht entgegenkommt, treten Blooming-Effekte auf.

„Fahrerassistenzsysteme sind klassische Funktionen, in denen man aus bestehenden Steuergeräten einen Mehrwert generiert“, hebt Dr. Tanneberger hervor. „Ein gutes Beispiel hierfür ist die Müdigkeitserkennung, wo wir aus vorhandener Sensorik und mit vorhandenen Anzeigefunktionen mit einem Stückchen Software eine neue Kundenfunktion schaffen. An fast allen Fahrerassistenzfunktionen ist auf jeden Fall mehr als ein Steuergerät beteiligt; wir sind in einer stark vernetzten Welt.“

Prozesse

„Wir sind eigentlich mit unserer klassischen Vorgehensweise, wo wir Fahrzeuganläufe nach Verfügbarkeit und Reife von Steuergeräten gesteuert haben, hier nicht mehr handlungsfähig“, betont Dr. Tanneberger. „Wir haben bei uns im Konzern in den sogenannten Integrationsstufenprozess gewechselt. Zu Beginn eines Fahrzeugprojektes werden in der Regel fünf Integrationsstufen definiert und zu diesen Integrationsstufen Reifegrade von Funktionen gefordert.“ Für jede Funktion gebe es einen Funktionsverantwortlichen, der „für die Spezifikation und die fahrzeugübergreifende Beschreibung einer Funktion – beispielsweise einer Fahrerassistenzfunktion – die Verantwortung trägt und nichts anderes macht, als diese Funktion weiter zu pflegen und weiter auf einer Roadmap zur Kundentauglichkeit zu bringen.“ Die Funktionsverantwortlichen gehen dann auf die Steuergeräteentwickler zu und sorgen dafür, dass von den zirka 4 bis 10 beteiligten Steuergeräten jeweils die individuell betreute Funktion in der nötigen Reife vorhanden ist, so dass sie prüfbar ist und man sich aus der funktionalen Sicht langsam in Richtung Reife und Serientauglichkeit des Gesamtfahrzeugs entwickeln kann. Bekanntlich ergebe sich ja durch die Summe der Einzelkomponenten per se noch lange kein funktionierendes und schon gar kein qualitativ hochwertiges System.

„Der Funktionshub der Steuergeräte wird aus der Gesamt-Systemtechnik – aus der Funktionssicht – geplant, gesteuert und ge-trackt.“ Durch die Steuerung nach Integrationsstufen trage Volkswagen auch der steigenden Vernetzung und den Interdependenzen im Entwicklungsprozess Rechnung, wobei die Integrationsstufen die wesentlichen Entwicklungsmeilensteine auf Systemebene darstellen.

Nach wie vor seien noch der Fahrzeugarchitekt, der Bauteilverantwortliche und der Systemverantwortliche in ein Fahrzeugprojekt involviert: der Fahrzeugarchitekt für das Vernetzungskonzept und die Abbildung der Funktionen auf Bauteile, der Bauteilverantwortliche für die Spezifikation und Sicherstellung der Umsetzung in seinem Bauteil sowie der Systemverantwortliche für die Steuerung der Umsetzung in einem speziellen Fahrzeug über alle beteiligten Bauteile hinweg. Dadurch ergeben sich auch neue Rollenverständnisse und „der Entwickler wird zum Entwicklungsmanager, der in einem verteilten Entwicklungsprozess dafür sorgen muss, dass die Funktionen zeitgerecht zur Verfügung stehen – wie bei einem Bauleiter.“ So hat Volkswagen „mittlerweile weit über 100 Funktionsverantwortliche“; bei großen Funktionen handle es sich hierbei um namentlich benannte Haupt-Funktionsverantwortliche.

Funktionale Sicherheit

Volkswagen hat das V-Modell um neue Meilensteine ergänzt. Bereits in der Konzeptphase führt Volkswagen eine Gefährdungs- und Risikoanalyse durch. Nach dem Aufstellen der Systemarchitektur erstellt das Unternehmen ein System-Sicherheitskonzept. Auf dem aufsteigenden Ast des V-Modells erfolgt nach dem Systemtest eine Validierung und der Nachweis der Sicherheits-Tauglichkeit – und zwar durch unabhängige Prüfer.

Ausblick

„Wir haben auf einer Testfahrt in den USA festgestellt, dass es mittlerweile Apps gibt, die in den Bereich der Fahrerassistenzsysteme gehen und auf iPhone- und Android-Devices mit erstaunlich guter Performance laufen“, berichtet Dr. Tanneberger. „Mit einer sehr guten Genauigkeit können diese Geräte Objekt- und Spurdetektion durchführen…Derart mächtige Applikationen, für die wir früher wirklich große Rechner in das Fahrzeug gebracht haben, laufen heute auf den Prozessoren von Consumer-Elektronik. Das ist schon ein Ansatz, wo wir uns Gedanken machen, was man in zukünftige Architekturen integrieren kann – wiederum unter dem Ansatz Demokratisierung, Kostenreduktion und Verfügbar-Machung in kleineren Fahrzeugsegmenten.“

Euro-NCAP

Unter dem Motto „von der passiven zur aktiven Sicherheit“ hat sich Euro-NCAP neu aufgestellt – und zwar in allen vier Bereichen: Adult Occupant Protection (Schutz erwachsener Passagiere), Pedestrian Protection (Fußgängerschutz), Child Occupant Protection (Schutz von Kindern im Fahrzeug) sowie Safety Assist (Sicherheitsassitent). „Sie können in Zukunft keine fünf Sterne mehr erreichen, wenn Sie nicht in allen vier Kategorien ein gewisses Mindestmaß an Sicherheit generieren können“, kommentiert Dr. Tanneberger die neuen Euro-NCAP-Richtlinien. „Das wird zwangsläufig dazu führen, dass wir aktive Sicherheitssysteme ins Fahrzeug bringen müssen und dass Fahrerassistenzsysteme benötigt werden, die Euro-NCAP-Anforderungen halbwegs kostenbewusst darstellen.“

Bisher habe es eine Demokratisierung mit Fokus auf die etablierten Märkte gegeben, aber „wir werden in den nächsten Monaten und Jahren gezwungen werden, ein Rollout über die Welt durchzuführen“, führt Dr. Tanneberger weiter aus  – und zwar auch für Märkte wie China, wo es einen sehr, sehr starken Zug in Richtung Fahrerassistenzsysteme gebe, sowie für Südamerika und Russland. „Wir müssen diese Funktionen auf die einzelnen Märkte anpassen, und bei China heißt das für uns immer, dass wir lokalisieren müssen.“

Car-to-X

Dr. Tanneberger blickt in die Zukunft: „Wir gehen davon aus, dass das Thema „Kommunizieren“ sehr, sehr stark in die Fahrzeuge kommen wird, als weiterer Sinn“ – und zwar in Form von Car-to-Car- und Car-to-Infrastructure-Kommunikation, aber es seien in diesem Bereich „noch umfangreiche Standardisierungsaktivitäten erforderlich“. Es gehe darum, Kanalsicherheit umzusetzen, möglichst reservierte Frequenzen für derartige Systeme zu nutzen, Sicherheitsaspekte bei der Datenübertragung zu gewährleisten und vieles mehr. „Nach meinem Empfinden müssen wir alle dort noch ein kleines bisschen mehr zusammenrücken, … so dass wir für die Automotive-Welt etwas schaffen können“, um Fahrerassistenzsystemen per Car-to-X-Kommunikation Unterstützung zu bieten.