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©ZF Friedrichshafen AG

Vernetzt für mehr Verkehrssicherheit

Geisterfahrten vorbeugen und ein Assistent gegen Ablenkung im Straßenverkehr: Mit seinem neuen Konzeptfahrzeug zeigt ZF, wie intelligente Systeme zu einer Welt mit null Unfällen beitragen können.

Text:  17. August, 2017

Achim Neuwirth ist seit 2011 als Autor für ZF tätig. Der Publizistiker schreibt bereits seit rund 20 Jahren über Mobilitätsthemen in allen Facetten.

Geisterfahrer? Das sind doch immer die anderen. Oder etwa nicht? Tatsache ist, dass beim Autofahren vor allem auf unbekanntem Terrain ein kurzer Moment der Ablenkung genügt, schlechte Sicht, Übermüdung oder eine falsche Interpretation der Navigationsansage – und schon ist man selbst in verkehrter Fahrtrichtung auf einer Autobahn oder Schnellstraße unterwegs. „Unfälle mit Geisterfahrern enden viel häufiger als andere Crashs tödlich, weil die Fahrzeuge hier meist mit hohem Tempo frontal zusammenstoßen“, sagt Dr. Steffen Jung, Projektleiter und Entwicklungsingenieur bei ZF.

Sicherheitssysteme im Vision Zero Vehicle: Außen Van, innen

Sein aktuelles Projekt steht auf vier Rädern und sieht aus wie ein handelsüblicher Familienvan. Unter dessen Serien-Blechkleid haben die etwa 100 Ingenieure rund um Jung in den vergangenen 18 Monaten allerdings kaum eine Komponente belassen, wie sie war. Das Ergebnis nennt sich „Vision Zero Vehicle“ : ein Auto, das der Konzernvision von null Unfällen und null Emissionen ein großes Stück näher kommt. Es ist ein Konzeptfahrzeug, vollgepackt mit innovativen Fahr- und Sicherheitsfunktionen, die im Wesentlichen auf intelligent vernetzten, bereits vorhandenen Systemen von ZF basieren. So kann das Unikat wahlweise assistiert oder automatisiert fahren. Dass das Innovationsfahrzeug ein Familienvan ist, gehört ebenfalls zum Konzept, achten doch speziell Eltern sehr stark auf Sicherheit und Umweltverträglichkeit.

Im Vision Zero Vehicle hat ZF eine Vielzahl von Funktionen und Systemen für mehr Sicherhei

„Ablenkung ist heute die zweithäufigste Unfallursache – direkt hinter überhöhter Geschwindigkeit.“

Dr. Steffen Jung, Projektleiter und Entwicklungsingenieur bei ZF

Geisterfahrten frühzeitig verhindern

Wie sich das Ganze in der Praxis darstellt? Leise surrt das Fahrzeug mit Ingenieur Jung am Steuer über eine Teststrecke. Auf dem weitläufigen Areal haben seine Kollegen typische Verkehrssituationen nachgebaut, etwa Straßenschäden, den Hinweis auf eine Baustelle oder eine Autobahnauffahrt.

In einiger Entfernung kann man die Einfahrt-verboten-Schilder einer Autobahnausfahrt erahnen. „Das Auto hat die Verkehrszeichen schon längst wahrgenommen“, lässt Jung wissen. Zum einen gelingt dem Vision Zero Vehicle das mittels hochgenauer, laufend aktualisierter Cloud-Kartendaten in Verbindung mit der GPS-Navigation. Zum anderen optisch durch die dreilinsige Frontscheibenkamera namens TriCam. Dazu kommen Informationen, die das Radarsystem AC1000 liefert, das ebenfalls aus dem Regal des Technologiekonzerns stammt.

„Wrong-way Inhibit“ kann potenzielle Geisterfahrer am falschen Abbiegen hindern.

Inzwischen sind die grellgelben „STOP FALSCH“-Schilder sehr nahe. Als Jung blinkt und mit dem Lenkradeinschlag andeutet, dorthin abbiegen zu wollen, aktiviert sich die neue Assistenzfunktion „Wrong-way Inhibit“: Auf dem zentralen Touchscreen in der Mittelkonsole und im kleineren Display auf dem Armaturenbrett erscheinen eindeutige optische Warnhinweise, untermalt von Alarmtönen. Bewusst ignoriert der Ingenieur die Signale und bleibt auf Kurs. Kurz darauf rütteln die aktiven ZF-Sicherheitsgurte an seinem Oberkörper, und das Lenkrad lässt sich nur noch mit höherem Krafteinsatz in die falsche Richtung drehen. Dennoch biegt Jung ab.

Hilft, potenziell fatale Unfälle abzuwenden

Jetzt übernimmt das Fahrzeug das Kommando: Trotzt gedrücktem Gaspedal wird das Fahrzeug langsamer, weil das reaktionsschnelle IBC-Bremssystem von ZF eingreift. Der Van steuert von selbst an den äußeren rechten Fahrbahnrand. Schließlich stoppt das Vision Zero Vehicle mit automatisch eingeschalteter Warnblinkanlage. Falls eine Ausweichfläche vorhanden ist oder der Rückwärtsgang eingelegt wird, gestattet das System dem Lenker, entlang des Fahrbahnrands sicher aus der Gefahrenzone zu fahren. „Mit unserem System an Bord würde niemand mehr wegen eines kurzen Black-outs zum Geisterfahrer“, ist sich Jung sicher.

Sicherer Eingriff bei Ablenkung im Straßenverkehr

Weiter geht es auf dem Parcours. Plötzlich tut der Entwicklungsingenieur so, als würde er eine bestimmte Einstellung im Entertainment-System suchen. Fest haftet sein Blick auf der Mittelkonsole. Das registriert eine so genannte Time-of-Flight (ToF)-Innenraumkamera. Sie arbeitet infrarotbasiert, erkennt Objekte dreidimensional und funktioniert im Gegensatz zu digitalen Videosystemen sogar bei Dunkelheit ausgezeichnet. Mit ihr haben die Ingenieure von ZF eine weitere innovative Assistenzfunktion im Vision Zero Vehicle verwirklicht. Hinter dem Namen „Driver Distraction Assist“ verbirgt sich ein Anti-Ablenkungs-Assistent. Jungs Augen sind bereits länger als zwei Sekunden nicht mehr auf die Straße gerichtet. Vor ihm liegt eine enge Kurve. Driver Distraction Assist warnt zunächst multimedial: optisch über die Displays, akustisch über das Infotainment-System und haptisch durch aktives Straffen des Sicherheitsgurts.

Parallel dazu unterstützt die Funktion die Längs- und Querführung des Fahrzeugs, geradeaus und in Kurven. Jung macht keine Anstalten zu reagieren. Koordiniert vom Driver Distraction Assist lenkt das Vision Zero Vehicle um die Kurve. Der Projektleiter übernimmt wieder das Steuer. Ziel ist, das Fahrzeug auf der Straße zu halten. Hierzu wird gegebenenfalls auch der Fahrpedalbefehl des Fahrers zurückgenommen.

Was hat ZF veranlasst, Driver Distraction Assist zu entwicke

„Ablenkung ist heute die zweithäufigste Unfallursache – direkt hinter überhöhter Geschwindigkeit“, erklärt Jung. Nach einer Erhebung der Allianz-Versicherung verursachten abgelenkte Autofahrer im Jahr 2015 in Deutschland 350 tödliche Unfälle; in den USA sind es nach Angaben der der National Highway Traffic Safety Administration jährlich zehnmal so viele. „Autofahrern ist gar nicht bewusst, wie lange sie durch diverse Ablenkungen im Blindflug unterwegs sind und wie sehr sie damit sich selbst und andere Verkehrsteilnehmer gefährden. Ein System, das warnt und notfalls korrigierend eingreift, ist extrem nützlich“, so Jung.

Gute Mensch-Maschine-Interaktion

Fehler sind menschlich. Rund 90 Prozent aller Verkehrsunfälle gehen auf menschliches Versagen . Die Vision von null Unfällen kann also erst Wirklichkeit werden, wenn alle Transportmittel autonom und vernetzt unterwegs sind, der Mensch nur noch als Passagier mitfährt. Das Vision Zero Vehicle kann beides: den Fahrer durch Assistenzsysteme unterstützen oder automatisiert fahren. Zu den Herausforderungen zählt vor allem die reibungslose Rückgabe der Steuerung zum Menschen. Und was passiert, wenn der Fahrer einfach nicht reagiert? „Mit dem Vision Zero Vehicle zeigen wir, wie sich die Übergangsphase vom assistierten zum autonomen Fahren sicher gestalten lässt“, sagt Dr. Gerhard Gumpoltsberger. Er ist Leiter Innovationsmanagement in der zentralen Vorentwicklung von ZF.

Nach der Testrunde im Modus „assistiertes Fahren“ schaltet Steffen Jung nun durch gleichzeitiges Drücken zweier Taster am Lenkrad auf „automatisiertes Fahren“ und lehnt sich mit verschränkten Armen im Fahrersitz zurück. Lenken, beschleunigen, bremsen, Spur halten: Das alles macht das Vision Zero Vehicle nun selbst.

Kurz darauf informieren die Displays Jung über eine voraus liegende Straßenbaustelle. Hier stehen Pylonenreihen - die Fahrbahnmarkierungen sind überklebt. Via Info aus der Cloud erkennt das Fahrzeug, dass die komplexe Situation das Eingreifen des Fahrers erfordert. Jung bekommt nun genaue Informationen darüber angezeigt, in wie vielen Sekunden und Metern er die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen soll. Obwohl die Baustelle immer näher kommt, lässt Jung weiterhin die Hände vom Steuer und die Füße von den Pedalen. Auch reagiert er nicht auf die Warntöne, die Gurtvibration und die kurzzeitigen Bremseingriffe. Die Algorithmen entscheiden daher, das Fahrzeug am nächsten sicheren Ort selbständig anzuhalten – in diesem Fall in einer Nothaltebucht.

Mit Sicherheit unterwegs

Das Gesamterlebnis Vision Zero Vehicle lässt am Ende nur einen Wunsch offen: nämlich Funktionen und Systeme wie diese möglichst bald in Serie wiederzufinden. Die Voraussetzungen dafür hat ZF geschaffen.