Fahrerassistenzsysteme

Wie beim ABS gleicht die Antischlupfregelung (ASR) über an den Rädern eingebauten Sensoren die Drehzahlen der einzelnen Räder ab und erkennt, ob die Antriebsräder durchdrehen. Dies kann zum Beispiel beim Anfahren auf einem vereisten, nassen oder unebenen Untergrund der Fall sein.

Das ASR ist Bestandteil des Elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) und kann sowohl beim Vorderrad- als auch beim Heckantrieb Unfälle vermeiden.

Steht das Fahrzeug an einer Steigung, muss der Fahrer sehr schnell vom Bremspedal auf das Gaspedal wechseln und gleichzeitig die Kupplung kommen lassen, um ein Zurückrollen zu vermeiden. Mit der Berganfahrhilfe läuft das entspannter: Sie sorgt dafür, dass der Bremsdruck noch zwei bis drei Sekunden erhalten bleibt, obwohl der Fahrer bereits den Fuß vom Bremspedal genommen hat. Der Bremsdruck bleibt so lange bestehen, bis der Fahrer das Gaspedal betätigt hat.
 

Bei einer Bergabfahrhilfe sorgt das System für ein kontrolliertes, automatisches Hinabfahren eines steilen Hangs. Der Fahrer muss dann nur noch Lenken und braucht keine Pedale mehr zu betätigen. Die Bergabfahrhilfe ist daher vorwiegend bei SUVs und Geländewagen zu finden.

Das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) hat sich ähnlich wie das Antiblockiersystem (ABS) als eines der wichtigsten Systeme zur Unfallvermeidung erwiesen. Wie beim ABS verhindert das ESP u.a. über Drehzahlsensoren an den einzelnen Rädern sowie über den Lenkwinkelsensor ein Über- oder Untersteuern des Fahrzeugs in Kurven. Das ESP bremst dann je nach Situation einzelne Räder und stabilisiert dann das Fahrzeug. Es hilft damit dem Fahrer, wieder die Kontrolle über die Steuerung zu erlangen. Manche Systeme sind um ein Anhänger-Stabilitätsprogramm erweitert. Elektroautos benötigen speziell abgestimmte ESP-Systeme, da das sofortige Drehmoment der E-Motoren und die Rekuperation die Fahrzeugstabilität stärker beeinflussen als bei Verbrennern.

Wohlgemerkt kann auch ein ESP ein starkes Schleudern oder ein Heraustragen aus einer Kurve bei zu hoher Geschwindigkeit nicht vermeiden. Allerdings kann es eine Kollision in seitliche Hindernisse wie z. B. Leitplanken oder auch weitere Fahrzeuge verhindern oder die Folgen verringern. Damit trägt ESP wesentlich dazu bei, die Unfallzahlen zu senken. Bosch geht zum Beispiel davon aus, dass ESP bisher bereits 22.000 Menschenleben gerettet hat.

Weitere Namen für das elektronische Stabilitätsprogramm sind ESC (Electronic Stability Control), VSC (Vehicle Stability Control), DSC (Dynamic Stability Control) oder DTC (Dynamic Traction Control).

Seit dem 1. November 2014 ist ESP in der Europäischen Union für alle neu zugelassenen Pkw und leichte Nutzfahrzeuge bis 3,5 Tonnen gesetzlich vorgeschrieben.

Der Totwinkelassistent ist als unterstützende Hilfe sinnvoll. Sensoren in Heckstoßfänger und Außenspiegelgehäuse erkennen Fahrzeuge im toten Winkel und warnen zum Beispiel sichtbar im Außenspiegel, durch einen akustischen Warnton oder durch Vibration. Auf den klassischen Schulterblick sollte man aber auch mit einem Totwinkelassistenten nicht verzichten.

Der Spurwechselassistent beruht auf der Funktionalität des Totwinkelassistenten, erkennt aber auch beim Überschreiten der Fahrspurbegrenzen oder beim Blinken die Absicht eines Spurwechsels. Aktive Systeme lenken bei Bedarf das Fahrzeug zurück auf die Spur, um einen Unfall zu vermeiden. Wie der Überholassistent funktioniert auch der Spurwechselassistent nur auf mehrspurigen Straßen wie zum Beispiel Autobahnen oder im Stadtverkehr.

Eine Kamera scannt vor allem Tempolimits und Ortsschilder und zeigt sie im Navigationssystem oder Armaturenbrett an. Bei verschiedenen Herstellern passt das System auch automatisch die Geschwindigkeit an. Einfache Varianten nutzen gespeicherte Kartendaten, variable Tempolimits werden dann nicht angezeigt.

Die Systeme sind nicht immer verlässlich und sehr abhängig von Lichtverhältnissen und Verschmutzung. Schilderbrücken mit variablen Anzeigen werden nicht immer zuverlässig erkannt. Besonders ärgerlich ist es, wenn Tempolimits nicht aufgehoben wurden oder das System es nicht erkannt hat. Als Einzeloption ist die Verkehrszeichenerkennung meist teuer.

Seit Juli 2024 ist der Einbau eines solchen Systems in allen erstmals zugelassenen PKW gesetzlich vorgeschrieben.

Sehr häufig wird dieses System auch als intelligenter Geschwindigkeitsassistent oder als Intelligent Speed Adaption bzw. Intelligent Speed Assistant (Abkürzung jeweils ISA) bezeichnet.

Über einen Tempomat lässt sich die gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs per Knopfdruck einstellen. Zudem trägt der Tempomat dazu bei, energiesparend zu fahren. Durch Bremsen wird der Tempomat deaktiviert.

Der Überholassistent ist ein erweiterter Teil der Adaptiven Abstand- und Geschwindigkeitskontrolle. 

Ist das System aktiviert und die Spur frei, übernimmt der Überholassistent automatisch das Überholmanöver, vorausgesetzt man hat den Blinker angetippt: Der PKW schert aus der Spur aus und beschleunigt auf die im ACC eingestellte Geschwindigkeit.

Ist das Fahrzeug auf der Nebenspur überholt, schaltet sich das System aus. Will der Fahrer wieder auf die vorherige Spur wechseln, muss er dies selber übernehmen.

Der Überholassistent funktioniert bislang nur auf mehrspurigen Straßen wie zum Beispiel Autobahnen oder zweispurigen Landstraßen.

Die Lichtautomatik aktiviert bei Dunkelheit Abblend- und/oder Fernlicht und regelt bei Gegenverkehr entsprechend rauf und runter. Das Fernlicht muss nicht mehr ausgeschaltet werden. Laser- und Matrix-LED-Scheinwerfer strahlen sehr hell und weit und können gezielt einzelne Objekte aus dem Lichtkegel ausschneiden. Bei Tunnelstrecken und langen Nachtfahrten ist die Lichtautomatik eine große Entlastung.

Grundlage aller automatischen Lichtsysteme ist die Erkennung von Lichtquellen. So lassen sich etwa entgegenkommende oder vorausfahrende Fahrzeuge zuverlässig wahrnehmen.

Mitunter reagieren die Sensoren jedoch nicht immer verlässlich auf Nebel, Regen oder starke Bewölkung.

Infrarot- und Wärmebildkameras erkennen Menschen und (große) Tiere wie Rotwild, Pferde oder Kühe in der Dunkelheit lange vor deren Sichtbarkeit und zeigen diese rot markiert auf dem Display im Kombiinstrument an. Die Reichweite entspricht ungefähr der des Fernlichts.

Ihr volles Potenzial schöpfen die Kameras in Kombination mit einer Anzeige im Head-up-Display oder Kombiinstrument aus, so muss der Blick nicht von der Straße abgewendet werden.

Die Systeme kosten etwa 2.000-3.000 Euro, deshalb sind sie meist auch nur in Oberklasse-Fahrzeugen zu haben.

Der Rundumsichtassistent ermöglicht einen Blick auf das Fahrzeug aus der Vogelperspektive. Gerade in Fahrzeugen mit einer schlechten Rundumsicht, zum Beispiel aufgrund einer hohen Fensterlinie oder kleiner Fensterfläche, oder für Personen mit einem eingeschränkten räumlichen Vorstellungsvermögen kann der Rundumsichtassistent eine wertvolle Hilfe beim Parken und Rangieren sein.

So sind zum Beispiel auch niedrige Poller, oder andere Absperrungen bzw. Gegenstände sichtbar, die nicht mit dem bloßen Auge vom Fahrerplatz wahrgenommen werden können oder sich im toten Winkel befinden.

Ein Regensensor an der Windschutzscheibe erkennt ob und wie stark es regnet. Die Scheibenwischautomatik passt das Wischintervall dann entsprechend an.

In modernen Fahrzeugen befinden sich zusätzlich zahlreiche Kamerasysteme hinter der Windschutzscheibe. Damit diese Systeme zuverlässig arbeiten können, ist eine klare Sicht entscheidend – nur so funktionieren Assistenzsysteme wie Notbrems- oder Spurhalteassistent sicher.

Die Automatische Unfallmeldung, auch eCall genannt, erkennt im Falle eines Unfalls über Crash- oder Kollisionssensoren einen Aufprall und gibt diesen automatisch inklusive Standort an eine Meldestelle weiter. Zu den weitergegebenen Basisdaten zählen u.a. auch der Fahrzeugtyp sowie der Unfallzeitpunkt. Die in der Meldestelle befindliche Notrufzentrale versucht dann, eine Sprechverbindung zu den Insassen herzustellen.

Das System lässt sich auch alternativ manuell durch die Insassen oder durch Unfallzeugen auslösen. Der Einbau eines eCall ist seit 2018 in allen neu gebauten Pkw-Modellen sowie in leichten Nutzfahrzeugen bis 3,5 Tonnen vorgeschrieben.

Die Car2X-Kommunikation beschreibt den Austausch und die Kommunikation von Fahrzeugen untereinander (Car2Car) sowie den Austausch von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung (Car2X). So sollen Fahrer früh- bzw. rechtzeitig vor gefährlichen Situationen gewarnt sein. Diese Technologie ist auch ein wesentlicher Teil des autonomen Fahrens.

Ein typisches Beispiel ist das klassische Szenario eines Auffahrunfalls: Wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug aufgrund eines plötzlich auftauchenden Hindernisses scharf bremsen muss, sendet es eine Warnung an das Fahrzeug hinter ihm. Dies kann z. B. ein alarmierender Summton oder ein Pannensymbol sein. So kann der Fahrer oder die Fahrerin rechtzeitig bremsen und einen Auffahrunfall vermeiden.

Die Car2X-Kommunikation ist noch nicht ausgereift und stark in der Entwicklung. Unter anderem ist dafür eine Standardisierung sowie der konsequente Ausbau der 5G-Technologie notwendig.

Der Ausstiegsassistent warnt beim Öffnen der Türe in einem stehenden Fahrzeug vor Fahrzeugen, Fahrrädern oder Personen, die sich von hinten dem Fahrzeug nähern. 

Beim Öffnen der Tür ertönt dann entweder ein Warnton oder es erscheint ein Lichtsignal, in manchen Fahrzeugen auch beides. Das System nutzt dafür Radar- oder Kamerasensoren. In neuen Fahrzeugen wird das Öffnen der Tür verzögert oder unterbunden.

Fahr- und streckenrelevante Daten wie Tacho, Navigation oder Tempolimits werden in die Frontscheibe projiziert, bei günstigeren Varianten auch auf eine ausfahrbare Plastikscheibe oberhalb der Tachos. Das Head-up-Display (HUD) ist eine sinnvolle Komfortfunktion, die einen schnellen Überblick verschafft, ohne dass dafür der Blick von der Straße genommen werden muss. Das ist insbesondere bei modernen Fahrzeugen sinnvoll, bei denen oftmals die Geschwindigkeit nur noch im Mitteldisplay angezeigt wird.

Je nach Sonnenstand und Helligkeit ist das HUD schwer lesbar, ebenso beim Tragen von polarisierten Sonnenbrillen.

Mit einer Sprachsteuerung können in den meisten neueren Modellen verschiedene Funktionen im Auto mit einem Sprachbefehl ausgelöst werden. Dazu gehört z. B. je nach Modell das Auslösen eines Telefonanrufs, das Abspielen einer Kurznachricht oder vor allem das Eingeben einer Adresse im Navigationssystem. Je nach Hersteller lassen sich jeodch auch Klimaanlage, Sitzheizung, die Beleuchtung oder die Fenster steuern.

Die Sprachsteuerung ermöglicht die Bedienung dieser und weiterer Funktionen ohne den Einsatz der Hände oder dem Abwenden der Augen von der Fahrbahn. Das erhöht die Konzentration und damit auch die Sicherheit beim Fahren. 

Ultraschallsensoren im Heck- und Seitenbereich erfassen den Bereich links und rechts vom Auto und können so beim Rückwärtsausparken vor anderen Fahrzeugen warnen. Einige Systeme bremsen bei drohender Kollision selbstständig. Beim Türöffnen wird vor nahenden Radfahrern und Fahrzeugen mit einem Ton gewarnt.

Das System kann helfen in unübersichtlichen Situationen eine Kollision zu vermeiden. Auch aufgrund immer schlechteren Rundumsicht in vielen Fahrzeugen ist der Assistent eine sinnvolles Investition.

Der Baustellen- oder Engstellenassistent sorgt auf verengten Spuren wie z. B. in Baustellen auf Autobahnen und Landstraßen über Sensoren und Kameras dafür, dass das Fahrzeug auf der vorgesehenen Spur bleibt. Wie beim Spurhalteassistent reagiert das Fahrzeug bei einer möglichen Kollision mit z. B. Leitplanken, Warnbarken oder anderen Fahrzeugen akustisch sowie mit leichten Lenkkorrekturen. Auf diese Weise wird immer der passende Abstand zu seitlichen Hindernissen oder dem vorausfahrenden Fahrzeug gehalten. Die Eingriffe des Assistenten können jederzeit übersteuert werden. 

Ultraschallsensoren spüren bei langsamer Vorbeifahrt geeignete Längs- und Querparklücken auf. Ist eine gefunden, signalisiert das System Bereitschaft. Der Fahrer muss dann nur noch den Rückwärtsgang einlegen und das Auto lenkt sich selbstständig in die Parkbucht. Auch das Ein- und Ausparken außerhalb des Fahrzeugs mit dem Schlüssel oder Smartphone wird bereits in einigen Modellen angeboten.

Die Systeme benötigen beim Längsparken oftmals noch sehr große Lücken. Auch ist die Präzision nicht immer gewährleistet, Begrenzungssteine, Pfähle oder andere kleinere Hindernisse können schnell übersehen werden.

Wie das ESP gehören Parkpiepser im Heck oder eine Rückfahrkamera inzwischen schon fast zum Standard. Auch im Frontbereich sind die Sensoren inzwischen üblich. Hinten sind die Sensoren wegen zunehmend mangelnder Rundumsicht sinnvoll.

Die Kamera kann schnell verdrecken oder die Darstellung verzerrt wiedergeben. Als Bird-View-Darstellung von oben oder 360-Grad-Rundumsicht sind die Systeme oftmals noch hilfreicher– aber auch teurer.

Mehrere Kameralinsen erfassen die Fahrbahnlinien und warnen beim Überfahren akustisch, durch Blinken in Frontscheibe oder Kombiinstrument sowie Vibrationen im Lenkrad oder korrigieren den Kurs durch leichtes bis starkes Gegenlenken samt Bremseingriff. Fortgeschrittene Systeme halten den Wagen sogar stets mittig in der Spur (Spurhalteassistent).

Die Assistenten funktionieren noch nicht immer zuverlässig. Sind Fahrbahnmarkierungen unvollständig oder in Baustellenbereichen nicht eindeutig, Bitumenflicken auf der Straße oder Linsen und Sensoren verdreckt, kommt es gelegentlich zu irritierenden Fehlbremsungen.

Der Bremsassistent erkennt an der Reaktionszeit des Fahrers oder der Fahrerin, ob es sich um eine Notbremsung handelt, und bremst, egal wie stark aufs Pedal getreten wird, mit maximalem Druck. Er ist seit 2011 in jedem neuen Fahrzeug vorgeschrieben.

Im Gegensatz zum Notbremsassistenten ist dieses System ein Bremskraftverstärker – das heißt, der Fahrer muss zunächst eine Notbremsung einleiten und der Bremsassistent verstärkt dann die Bremskraft auf den maximalen Druck.

Der City-Notbremsassistent hilft vor allem im dichten Stadtverkehr, wo oft plötzlich jemand die Straße überquert oder ein Auto unerwartet bremst. Das System überwacht mit Sensoren und Kameras den Bereich vor dem Fahrzeug und warnt rechtzeitig, wenn eine Kollision droht. Reagiert die Fahrerin oder der Fahrer nicht schnell genug, bremst das Auto automatisch ab oder verstärkt den Bremsdruck. So lassen sich Unfälle im besten Fall ganz vermeiden oder zumindest die Folgen deutlich abmildern. Seit 2022 müssen alle neuen Autos in der EU mit einem Notbremsassistenten ausgestattet sein – der City-Notbremsassistent ist dabei speziell für Fahrten bei niedrigen Geschwindigkeiten, also im Stadtverkehr, gedacht.

Die elektronische Bremskraftverteilung (EBD) sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Bremskraft auf Vorder- und Hinterachse. Bei einem „normalen“ Bremsvorgang ohne EBD auf einer geraden Strecke lastet das Gewicht des Fahrzeugs auf der Vorderachse. Die Hinterräder sind entlastet, haben weniger Haftung und können blockieren.

Zwar reduziert ein EBD den Bremsdruck an einzelnen Rädern, für ein wirklich verlässliches Vermeiden einer Blockierung ist aber ein ABS zwingend notwendig. ABS und EBD sind also sich ergänzende Systeme für eine optimale Sicherheit. In einer Kurve wirkt das EBD ergänzend zum Kurvenbremsassistent.

In älteren Modellen ist noch ein mechanischer Bremskraftverteiler verbaut, die elektronische Variante des EBD funktioniert aber wesentlich genauer.

Die Fahrzeugerkennung ist ein wesentlicher Teil des Bremsassistenten und liefert diesem wichtige Information zum Einleiten eines Bremsmanövers. Die Fahrzeugerkennung greift vor allem im dichten Stadtverkehr oder auf mehrspurigen Straßen.

Die Sensoren sammeln laufend Daten zu Geschwindigkeit, Position und Richtung der anderen Verkehrsteilnehmenden. So wird die Verkehrssituation laufend beobachtet. Bei plötzlichen Bremsmanövern oder Spurwechseln kann der Bremsassistent entsprechend reagieren und so einen Unfall vermeiden.

Wie die Fahrzeugerkennung, ist auch die Fußgängerkennung ein wesentlicher Teil des Bremsassistenten. Das System detektiert über Ultraschall oder im Rad eingebauter Sensorik Fußgänger am Straßenrand und warnt optisch und akustisch Fahrer wie Fußgängerinnen und Fußgänger, wenn sie sich der Fahrbahn nähern und vors Auto laufen könnten.

Bei mangelnder Reaktion der Fahrerin oder des Fahrers kann auch eine Vollbremsung erfolgen. Im unübersichtlichen Stadtverkehr oder in zugeparkten Wohngegenden, wo der berüchtigte Ball plötzlich auf die Straße springt, ein sehr sinnvolles System.

Der Kreuzungsassistent kann den querenden bzw. den seitlichen Verkehr über Kameras oder Sensoren erfassen und erweitert damit die Möglichkeiten eines Notbremsassistenten. An einer Kreuzung kann er so mögliche Kollisionen erkennen und je nach System eine akustische oder visuelle Warnung auslösen sowie ein Bremsmanöver einleiten.

Mit dem Kreuzungsassistenten lässt sich die hohe Anzahl an teilweise auch sehr schweren Unfällen an Kreuzungen deutlich reduzieren.

Beim Bremsen in einer Kurve kann es durch die Zentripetalkraft zum Überbremsen der innenliegenden Räder kommen. Als Folge kann das Fahrzeug in die Kurve eindrehen und das Fahrzeug kann auf die Gegenfahrbahn gelangen.

Der Kurvenbremsassistent verhindert dieses Eindrehen durch eine separate Steuerung des Bremsdrucks an jedem einzelnen Rad mit Hilfe der Sensoren des Antiblockiersystemes (ABS). Damit bleibt das Fahrzeug in der Kurve stabil.

Wenn es zu einer Kollision kommt und dabei der Airbag ausgelöst wird, kann der Fahrer in der Regel nicht mehr selbst reagieren und das Fahrzeug selber wieder unter Kontrolle bringen. Es besteht die Gefahr, dass das Fahrzeug unkontrolliert weiterrollt und so weitere Kollisionen verursacht.

Für solche Fälle gibt es die Multikollisionsbremse: Sie sorgt dafür, dass das Fahrzeug nach einem Unfall unmittelbar zum Stehen kommt und verhindert mögliche weitere Kollisionen. Zum Beispiel, wenn ein Auto von hinten gerammt wird – ohne Multikollisionsbremse könnte es nach vorn in den Gegenverkehr oder auf andere Fahrzeuge geschoben werden. Die Multikollisionsbremse reduziert die Geschwindigkeit automatisch und senkt so das Risiko weiterer Unfälle.

Der Notbremsassistent erkennt über Sensoren oder Kameras die Gefahr einer möglichen Kollision und leitet dann bei Bedarf von sich aus eine Notbremsung ein. So wird der Unfall vermieden oder zumindest der Aufprall stark abgemildert.

Der Notbremsassistent reagiert nur dann automatisch, wenn der Fahrer oder die Fahrerin nicht auf vorherige optische oder akustische Signale reagiert und er innerhalb seiner Reaktionszeit den Unfall nicht mehr vermeiden könnte. Im Unterschied zum Bremsassistenten muss hierzu nicht erst das Bremspedal betätigt werden.

Während frühere Systeme vor allem das Ziel hatten, einen Auffahrunfall bei niedriger Geschwindigkeit im Stadtverkehr zu vermeiden, so können neuere Notbremsassistenten mit Hilfe eines Kreuzungsassistenten auch Fußgänger, Radfahrer oder Motorradfahrer erkennen. Zudem können neuere Systeme auch beim Rückwärtsfahren oder auch bei höherem Tempo auf der Autobahn reagieren.

Der Notbremsassistent ist seit Juli 2024 in neu zugelassenen Fahrzeugen gesetzlich vorgeschrieben, ab 2026 müssen die Systeme auch Fußgänger und Fahrradfahrer erkennen.

Bei einer Vollbremsung durch Fahrerin, Fahrer oder den Notbremsassistenten kann dieses System eine solche erkennen und die Notbremsung über die automatische Auslösung der Warnblinkanlage an den nachfolgenden Verkehr signalisieren. Somit sind die nachfolgenden Verkehrsteilnehmenden gewarnt und können schneller bremsen, um Auffahrunfälle zu vermeiden. Dafür kann das Notbremslicht zum Beispiel schnell blinken (ca 5-7 Mal pro Sekunde) und somit die Aufmerksamkeit des nachfolgenden Verkehrs erhöhen.

Das Notbremslicht ist seit Juli 2024 in erstmals zugelassenen PKWs verbindlich vorgeschrieben.

Mit einem Pre-Collision-Warner werden bei einem drohenden Crash die Gurte gestrafft, die Insassen tiefer in den Sitz gezogen, Fenster und Schiebedach geschlossen und der Bremsdruck aufgebaut, um schnelle und effektive Bremswirkung zu erzielen.

Solche Systeme sind in jedem Fall sinnvoll, um ggf. den Unfall noch zu vermeiden oder die Folgen eines Unfalls zu mildern.

Diese zusätzliche Funktion des Abstands-Tempomats folgt im Stop and Go den Spuren und vorausfahrenden Fahrzeugen. Der Stau-Assistent korrigiert automatisch per Lenk- und Bremseingriff Kurs, Abstand und Tempo bis zum Stillstand und fährt auch selbstständig wieder an, letzteres aber nur bei Automatikfahrzeugen.

Das System ist sehr komfortabel im täglichen Berufs- und Kolonnenverkehr und entlastet in Autobahn-Staus.