ADAS Fahrerassistenzsysteme

Das selbstfahrende Auto gilt seit langer Zeit in vielen Köpfen als heiliger Gral des motorisierten Individualverkehrs. Das Bild ist verlockend: Man wird vor der Haustüre vom autonomen Fahrzeug abgeholt und zum Ziel transportiert, das Auto geht sich dann selbst parkieren oder befördert weitere Fahrgäste an ihr Ziel. Doch wie steht es heute um die Technologie der Fahrerassistenzsysteme?

Die Fähigkeit eines Autos, unterschiedliche Aufgaben im Verkehr zu übernehmen, wird üblicherweise mit einer sechsstufigen Skala von Stufe 0 (keine dauerhafte Automatisierung im Auto) bis Stufe 5 (völlig autonomes Auto) charakterisiert. Diese Skala, erstmals im Jahre 2014 von der Organisation Society of Automotive Engineers SAE definiert, beschreibt einerseits den Automatisierungsgrad im Auto, anderseits die rechtliche Verantwortung.

Die Person am Steuer ist bei den Stufen 0-2 völlig dafür verantwortlich, das Auto zu lenken und die Assistenzsysteme zu beaufsichtigen. Fahrzeuge bis und mit Automatisierungsstufe 2 findet man heutzutage bei praktisch jedem Autohersteller.

Bei den Stufen 3 und 4 übernimmt der Fahrzeughersteller Verantwortung für die Funktion des Systems. Prinzipiell haftet eine Person nicht, wenn das Fahrzeugsystem die Fahraufgabe übernommen hat. Die Haftung des Herstellers gewinnt somit an Bedeutung. Übernimmt hingegen eine Person die Fahraufgabe nicht, wenn das Fahrzeugsystem sie dazu auffordert oder bei einem offensichtlichen Defekt des Systems, so ist sie verantwortlich.

Der Fahrer muss selbst fahren, das heisst beschleunigen, rechtzeitig bremsen und lenken. Das Auto kann zwar warnen und in Gefahrensituationen kurzzeitig eingreifen, es besteht aber keine Automatisierung. Beispiele für die Stufe 0 sind ein Kollisionswarnsystem oder ein Notbremsassistent, der die Kollisionsgeschwindigkeit vermindert, aber nicht in jedem Fall ausreichend zu bremsen vermag.

Das Auto kann einen ganz kleinen Anteil der Fahrzeugsteuerung übernehmen, beispielsweise leichtes Beschleunigen und Verzögern mit einem adaptiven Abstandstempomat. Der Fahrer muss nach wie vor lenken sowie Abstand und Geschwindigkeit permanent überwachen.

Die Fahrzeuglenkung und -geschwindigkeit werden unter bestimmten Bedingungen vom Assistenzsystem gesteuert z. B. bei einem Abstandstempomat mit Spurhalteassistent. Der Fahrer muss dennoch dauernd seine Hände am Lenkrad haben und jederzeit bereit sein einzugreifen, wenn die signalisierte zulässige Höchstgeschwindigkeit ändert, das System einen Fehler macht oder mit der Umgebung z. B. dem Kurvenradius überfordert ist.

Unter Stufe 2 fallen auch die heute gängigen Parkassistenten, welche automatisch eine Parklücke erkennen und «auf Befehl» des Fahrers einparken können. Das gleiche gilt für sogenannte Rückfahrassistenten, welche die letzten paar Dutzend Meter bei langsamer Fahrt inklusive Lenkbewegungen speichern und dadurch – auch Tage später noch – auf dem genau gleichen Weg eine teilautomatisiert gelenkte Rückfahrt ermöglichen. Der Fahrer muss dazu nur den Rückwärtsgang einlegen und leicht, d.h. bis zur Schrittgeschwindigkeit Gas geben. Sowohl beim Park- als auch beim Rückfahrassistent muss der Fahrer das Auto und die Umgebung permanent überwachen und im Bedarfsfall jederzeit und sofort eingreifen können.

Ebenfalls der Stufe 2 zuzuordnen sind sogenannte Remote-Parkassistenten, mit denen Fahrzeuge, die über entsprechende Sensorik, Multimediaausrüstung und Kamera(s) verfügen, via Fernsteuerung per Smartphone App oder mit einer im Fahrzeugschlüssel integrierten Fernbedienung ein- oder ausgeparkt werden können. Dies, während der Fahrer, der das Auto, die Umgebung und das Manöver während dem gesamten Vorgang überwachen muss, etwa einen bis drei Meter neben dem Auto steht. Steht er zu weit weg oder bricht die Verbindung ab, stoppt das Fahrzeug automatisch. Der Fahrer trägt während der ganzen Zeit die volle Verantwortung.

Bei aktivem System darf die fahrzeuglenkende Person in dem vom Fahrzeughersteller bestimmten bauartbedingten Einsatzbereich die Hände vom Steuer nehmen und ihre Aufmerksamkeit vom Verkehr abwenden. Sie muss aber im Fahrersitz bleiben und bereit sein, innert kurzer Zeit die Kontrolle über das Fahrzeug zu übernehmen, wenn das System sie dazu auffordert. Voraussetzung ist ausserdem, dass die Nutzung des Systems vom Gesetzgeber im Land, in dem man unterwegs ist, erlaubt ist. Da ein Fahrzeug mit Automatisierungsfunktionen «weiss oder wissen muss» wo es unterwegs ist, ist es aus technischer Sicht sinnvoll, die bedingte Automatisierung nur in Ländern zu ermöglichen, in denen sie verwendet werden darf.

Aktuell ist diese Funktion in Europa nur bei einem Hersteller erhältlich: Der "Drive Pilot" in der Mercedes S-Klasse und EQS kann auf deutschen Autobahnen im Stau das Fahren übernehmen.
Wenn der Verkehrsfluss auf der Autobahn stockt und das Tempo unter 60 km/h fällt, blinken zwei Tasten am Lenkrad des Fahrzeugs. Mit einem Druck übergibt der Fahrer das Kommando und im Display erscheint ein «A» wie automatisiert. Das Auto fährt selbstständig, solange es ein anderes Auto vor sich hat, also Stau oder Stop & Go Verkehr herrscht. Das System funktioniert bei Tageslicht und Temperaturen über 3 Grad Celsius ausserhalb von Tunneln und Baustellen. Es kann die Fahrspur nicht wechseln, jedoch die Rettungsgasse einhalten, falls der Vorausfahrende dazu geeignet ist. BMW hat für die 7er Reihe 2024 einen «Personal Pilot L3» angekündigt. Dieser soll auch bei Dunkelheit funktionieren. In der Schweiz ist die Überarbeitung der Verkehrsvorschriften im Gange, um automatisiertes Fahren und insbesondere die Nutzung dieser Systeme auch hierzulande zu erlauben.

Im Juni 2022 verabschiedete die Wirtschaftskommission der vereinten Nationen eine Änderung der UNECE-Regelung Nr. 157, welche die Höchstgeschwindigkeit von automatisierten Fahrsystemen für Personenwagen und leichte Nutzfahrzeuge auf richtungsgetrennten Autobahnen auf bis zu 130 km/h ausweitet. Entsprechende Fahrzeuge müssen auch automatisierte Spurwechsel vornehmen können und strenge UN-Anforderungen an die Cybersicherheit und Softwareaktualisierung erfüllen. In Europa sind noch keine Fahrzeuge angekündigt oder gar im Angebot.

Auf bestimmten Strecken fährt das Auto völlig autonom und der Fahrer kann die Fahrzeugführung komplett abgeben. Laut der Theorie wird er quasi zum Passagier und darf z. B. auch schlafen. Gerät das Fahrzeug in eine Situation, in der das System überfordert ist, kann entweder per Fernzugriff aus einer Zentrale ein Mensch die Kontrolle übernehmen, oder das Fahrzeug bringt sich selbstständig in eine sichere Lage am Strassenrand. Eine verbreitete Anwendung im Verkehr ist allerdings noch Zukunftsmusik. Ausserdem könnte eine Ansammlung von Fahrzeugen «in sicherer Lage» am Strassenrand zu Verkehrsproblemen führen.

Aktuell dürfen automatisierte Fahrzeuge, bei denen keine Person die Führung übernimmt, in der Schweiz nur auf bestimmten Strecken zugelassen werden. Für die Zulassung der Strecken und weitere Bestimmungen sind die Kantone verantwortlich. Solche Fahrzeuge müssen durch eine Person, die von aussen auf die Fahrzeuge zugreifen kann, beaufsichtigt werden. Deren Rechte und Pflichten werden durch den Bundesrat geregelt.

Ebenfalls zur Stufe 4 zählt das automatisierte Parken, wenn das Auto bestimmte Strecken auf einem Parkplatz oder im Parkhaus völlig selbständig zurücklegen und parkieren kann, ohne dass ein Mensch drin sitzt. Bis zum Übergabeort, an dem diese sogenannte «bestimmte Strecke» beginnt oder endet, ist nach wie vor der Fahrer verantwortlich für die Kontrolle des Fahrzeugs, der Umgebung sowie für die Einhaltung der Verkehrsregeln (entsprechend max. Stufe 2). Nach der Übergabe, das heisst während des Fahrens auf der «bestimmten Strecke» (Stufe 4) und beim Ein-/Ausparken übernimmt ein Operator bzw. in letzter Konsequenz der Fahrzeughersteller die Verantwortung. Derzeit gibt es einzelne Modelle der Luxusklasse, die aufgrund Ihrer Hardware (entsprechende Sensorik, Multimediaausrüstung und Kameras) für automatisiertes Parken vorbereitet aber nicht freigeschaltet sind.

Ein Auto dieser Stufe soll dereinst unabhängig von der Strecke und den Umgebungsbedingungen in jeder Situation automatisiert fahren können.