Redundanz? Aber sicher!
Schon heute können Autos mithilfe von Fahrerassistenzsystemen selbstständig bremsen oder den Abstand zum vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer einhalten. Sie machen das Autofahren sicherer und sind die Vorstufe zum hochautomatisierten Fahren, dessen Entwicklung immer weiter vorangetrieben wird. Doch was passiert, falls die Technik einmal ausfällt?
Ersatzspieler für mehr Sicherheit
Hochautomatisiertes Fahren bedeutet, dass die Fahrzeuge sicherheitsrelevante Funktionen in bestimmten Anwendungsfällen bereits komplett selbst steuern können. Da der Fahrer das Verkehrsgeschehen nicht mehr dauerhaft überwacht, müssen diese Funktionen gegen Störungen perfekt gesichert sein. Bosch bietet Lösungen, die bei Systemausfällen schützen: Experten sprechen von redundanten Systemen, in denen sicherheitsrelevante Funktionen in doppelter Ausführung vorhanden sind. Fällt eine Systemkomponente aus, übernimmt die andere, sodass das Fahrzeug auch ohne menschliches Eingreifen in einen sicheren Zustand gebracht werden kann. Solche ausfallsicheren Systeme stecken in der Lenkung und der Bremse sowie der Umfeldsensorik, den Steuergeräten und dem Bordnetz. Mit steigendem Automatisierungsgrad der Fahrzeuge wird der Fahrer zunehmend entlastet – und Redundanz dadurch umso wichtiger.
Bremst, bevor es zu spät ist
Das redundante Bremssystem von Bosch ist ein Beispiel für die mehrfache Sicherheitsauslegung. Es besteht aus dem elektromechanischen Bremskraftverstärker iBooster und dem Bremsregelsystem ESP®. Im seltenen Fall, dass eine der beiden Komponenten ausfällt, kann die jeweils andere die Bremsfunktionen übernehmen, ohne dass der Fahrer eingreifen muss. Sowohl der iBooster als auch das ESP® können unabhängig voneinander den Bremsdruck so regeln, dass die Räder nicht blockieren und sich das Fahrzeug auch während des Bremsvorgangs lenken lässt.
Doppelt hält besser
Ein weiteres redundantes System von Bosch ist die elektromechanische Servolenkung Servolectric® mit Fail-operational-Funktion. Ein Drehmomentsensor erfasst dabei das Lenksignal und sendet es an ein Steuergerät, das die optimale Lenkunterstützung berechnet. Der Elektromotor zwischen den Achsen stellt dann die benötigte Lenkkraft bereit. Dadurch wird das Fahren nicht nur komfortabler: In dieser ausfallsicheren Ausführung der Servolectric® sind die Stromversorgung, die Elektronikkreise, das Steuergerät und die Teilmaschinen in der Servoeinheit doppelt verbaut.
Fällt eine der Komponenten aus, übernimmt die jeweils andere. Dadurch bleibt die Lenkunterstützung beim Fahren auch bei einem Defekt zu 50 Prozent erhalten, wodurch ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs jederzeit möglich ist – und zwar unabhängig davon, ob ein Mensch am Steuer sitzt oder das Fahrzeug selbstständig fährt.
Jederzeit alles im Blick
Kameras, Lidar- und Radarsensoren sind die Augen der Assistenzsysteme. Mit ihrer 360-Grad-Rundumsicht liefern sie wichtige Umgebungsdaten. Weil sie sich gegenseitig ergänzen, hat das Fahrzeug auch dann noch alles im Blick, falls einzelne Sensoren ausfallen sollten.
Videosensoren
Videosensoren erkennen Objekte wie zum Beispiel Fahrspuren, Verkehrszeichen, andere Fahrzeuge aber auch Radfahrer und Fußgänger. Die Stereo-Videokamera im Dachansatz erfasst die Umgebung auf bis zu 50 Metern Entfernung in dreidimensionaler Sicht.
Radarsensoren
Radarsensoren erkennen Objekte auf eine Distanz von bis zu 250 Metern. Sie stellen deren Position fest und messen auch deren Geschwindigkeit im Vergleich zur Bewegung des eigenen Fahrzeugs. Dadurch liefern sie den Assistenzsystemen wichtige Informationen zum Straßenverkehr.
Lidar-Sensoren
Lidar (Light Detection and Ranging) funktioniert ähnlich wie Radar – nur mit Laserpulsen statt Radiowellen. Es bietet Vorteile in bestimmten Fahrsituationen, zum Beispiel bei Gegenlicht oder Tunneleinfahrten.
Fazit
Ohne die mehrfache Auslegung von sicherheitsrelevanten Systemen, beispielsweise der Bremse oder der Lenkung, ist automatisiertes Fahren nicht möglich. Durch die Entwicklung solcher redundanten Systeme bereitet Bosch der mobilen Zukunft den Weg und leistet einen wichtigen Beitrag zu mehr Komfort und Verkehrssicherheit. Denn 90 Prozent aller Verkehrsunfälle gehen auf menschliche Fehler zurück.
