Assistenzsysteme der Zukunft, Scania 5 Bilder Zoom

Assistenzsysteme der Zukunft: Elektronischer Kokon

Scania will das Nutzfahrzeug intelligenter machen. Die nächste 
Generation elektronischer Assistenzsysteme könnte schon eigenständige Fahraufgaben übernehmen. Ein exklusiver Blick hinter die Kulissen des Scania-Forschungszentrums.

Normalerweise ist das Forschungs- und Entwicklungszentrum von Scania am Hauptsitz in Södertälje gegen neugierige Blicke Außenstehender so gut gesichert wie Fort Knox. Für lastauto omnibus haben die Schweden das Tor jedoch einen Spaltbreit geöffnet und zeigen zum ersten Mal, wie elektronische Assistenzsysteme der nächsten Generation den Betrieb von Nutzfahrzeugen sicherer und wirtschaftlicher machen könnten. Tatsächlich nimmt dort in Südschweden eine Zukunft Gestalt an, in der  Nutzfahrzeuge so intelligent sind, dass sie eigenständig Fahrentscheidungen treffen. Doch ist die kommende Generation der Scania-Assistenzsysteme davon noch weit entfernt. Auch bei den neuen Systemen läuft noch nichts ohne den Fahrer am Steuer.  Während einer Testfahrt auf öffentlicher Straße übernimmt Entwicklungsingenieur Tom Nyström von der Abteilung für fortgeschrittene Assistenzsysteme diesen Part. Versuchsträger ist ein 730 PS starker Scania-Achtzylinder mit Planenauflieger. Der Sattelzug hat elektronische Helfer an Bord, von denen Lkw-Fahrer bislang nur träumen können. Die Systeme verarbeiten Daten aus einem Sensornetzwerk mit Videokameras sowie Radar- und Ultraschallsensoren, die gemeinsam eine Art elektronische Knautschzone um das Fahrzeug bilden.

LED-Leiste warnt vor Fahrzeugen

Die erste Ausfahrt geht auf die Autobahn A 4 von Södertälje in Richtung Helsingör. Nyström beschleunigt auf Tempo 80 und aktiviert am Lenkrad das Spurwechsel-Warnsystem. Er stellt das System so ein, dass das Fahrzeug stets exakt zwei Handbreit vom Seitenstreifen entfernt seine Spur zieht. Ebenfalls aktiv ist das optische Signalsystem an den Hauptspiegeln auf Fahrer- und Beifahrerseite. Es besteht aus jeweils zwei vertikal übereinander liegenden schmalen Lichtbändern mit Leuchtdioden. Taucht ein Fahrzeug in den Erfassungsbereich der Radarsensoren ein, leuchtet auf der entsprechenden Fahrzeugseite zunächst die untere LED-Leiste am Spiegel grün auf. Befindet sich der andere Verkehrsteilnehmer gleichauf mit dem eigenen Fahrzeug, wechselt das Licht von der unteren zur oberen Leiste.

Lässig dirigiert Nyström den Achtzylinder über die Autobahn. Per Funk gibt der Ingenieur einem im Pkw hinterherfahrenden Kollegen den Auftrag, den Scania zu überholen. Als der Pkw auf halber Höhe ist, lenkt Nyström den Sattelzug auf die linke Spur, als wolle er einen Lkw vor ihm überholen. Die Farbe der Lichtbänder wechselt in ein dunkles, hektisch blinkendes Rot. Kurz darauf greift das System zu drastischeren Maßnahmen: Es löst einen starken Lenkimpuls aus, der den Lkw wieder auf die sichere rechte Spur zurückbringt. Nyström sitzt nach dem prekären Manöver immer noch entspannt am Steuer, mit einer Miene, die Vertrauen in die Technik verrät. Aber wer hatte in diesem Manöver das Sagen – der Fahrer oder die Elektronik? "Der Fahrer hat die Kontrolle", sagt Nyström. "Falls nötig, könnte er den Lenkimpuls übersteuern."

Stau-Assistent hilft bei Stop and go

Nächste Station ist die Teststrecke von Scania, die direkt vor der Haustür des Entwicklungszentrums liegt. Dort warten bereits drei Kollegen mit ihren Pkw, die an der Vorführung des Stau-Assistenten mitwirken sollen. Er soll den Fahrer vom monotonen Fahren bei Stop and go entlasten. Zur Simulation eines Staus setzen sich die Pkw vor den Scania. Nyström wechselt per Lenkradtaste vom Fahr- in den Stau-Modus. Auf dem Display im Armaturenbrett ändert sich die Ansicht  der Statusanzeige. Anschließend gibt Nyström das Zeichen zum Start. Die Pkw fahren langsam an, das Display im Lkw zeigt mit einem dicken Pfeil, dass die Kolonne in Bewegung ist. Zudem erscheint die eigene Geschwindigkeit und die der vorausfahrenden Fahrzeuge. Drei, vier Meter lässt der Scania die Pkw ziehen, dann setzt er sich ebenfalls in Bewegung. Das Wechselspiel zwischen Verzögern, Anfahren und Beschleunigen läuft perfekt, der Lkw folgt wie ein treues Hündchen. Tom Nyström nimmt seinen Tablet-PC zur Hand und beginnt zu lesen. Könnte er auch in der Bordküche Kaffee kochen oder ein Schläfchen auf der Kabinenliege halten? Nyström löst den Sicherheitsgurt und steht auf. Das System reagiert prompt – ein Warnton und eine Displayanzeige fordern den Fahrer nachdrücklich auf, den Platz hinterm Lenkrad wieder einzunehmen.

Regulärer Fahrmodus ab Tempo 50

Die Durchschnittsgeschwindigkeit der Kolonne beträgt mittlerweile Tempo 40. Der Scania hält akkurat Tempo und Abstand. Das Display zeigt jetzt einen orangefarbenen Rahmen. Es signalisiert dem Fahrer, dass er demnächst wieder in den regulären Fahrmodus wechseln muss. Das ist dann der Fall, wenn Tempo 50 oder mehr auf dem Tacho stehen. Was aber passiert, wenn der Fahrer bei sich auflösendem Stau nicht auf diese Aufforderung reagiert? Dann stellt das System in den Notfallmodus. Die Warnblinklichter gehen an und der Lkw verzögert bis zum Stillstand. Erst wenn der Fahrer in den Fahrmodus wechselt, lässt er sich weiter bewegen.

Auch für das Fahren bei höherem Tempo in einer Kolonne auf der Autobahn gibt es bei Scania bereits vielversprechende Ansätze. Der Entwicklungsfokus liegt dabei auf der Einsparung von Kraftstoff. Die Flotte für die entsprechende Fahrdemonstration besteht aus vier Sattelzügen, die in einer Reihe auf der A 4 hintereinanderfahren. Am Steuer des dritten Lkw sitzt Henrik Pettersson von der Abteilung "Intelligente Transport-Systeme". Er befasst sich mit dem sogenannten ­Platooning. Meh­rere Lkw auf der Autobahn bilden dabei gewissermaßen einen Verbund. Das erste Fahrzeug gibt mit der Wahl von Spur und Geschwindigkeit den Takt an, während die anderen Fahrzeuge im Windschatten folgen.

Datenaustausch über Funknetzwerk

"In der aktuellen Ausbaustufe lenken die Fahrer noch selbst, den Rest übernimmt die Technik", erklärt Petter­s­son. Der Ingenieur hat sein System so eingestellt, dass sein Lkw bei Tempo 80 rund 20 Meter hinter dem Vorausfahrenden rollt. Die Lkw im Platoon stehen über ein drahtloses Funknetzwerk miteinander in Verbindung und tauschen Fahrdaten wie GPS-Position, Geschwindigkeit, Lenkradeinschlag sowie die Stellung von Brems- und Gaspedal aus.

Diese Daten werden dann jeweils unmittelbar im eigenen Fahrzeug synchronisiert. Bremst der Vordermann, bremsen auch die nachfolgenden Fahrzeuge. Drückt der Fahrer vorne aufs Gaspedal, folgen die anderen Fahrzeuge nach. Derzeit liegt das Hauptaugenmerk der Ingenieure auf der stabilen Kommunikation zwischen den Teilnehmern im Platoon. "Wenn die direkte Funkverbindung zwischen den Fahrzeugen durch hohe Aufbauten von Trailern oder Hängern, durch das Transportgut oder durch eine Brücke unterbrochen wird, können Störungen entstehen", erklärt Henrik Pettersson.

Wann die Assistenzsysteme der nächsten Generation auf den Markt kommen? Pettersson zieht die Schultern hoch. Zwischen Vorentwicklung und Marktreife solcher Assistenzsysteme liegt ein langer Weg, auf dem auch rechtliche und organisatorische Fragen zu klären sind. Für die Fahrer ist das eine Jobgarantie – auch künftig werden sie sicher nicht überflüssig sein.

"Der Fahrer bleibt die Massgebliche 
Instanz im Fahrzeug"

Interview: Dr. Harald Ludanek, Vorstand Technische Entwicklung bei Scania.

Warum tun sich Lkw-Hersteller schwer damit, ihre Fahrzeuge mit intelligenten Assistenzsystemen auszustatten, die bei vielen Pkw schon Standard sind?

Ludanek: Die Abstimmung von Assistenzsystemen bei einem 40-Tonnen-Lkw mit den unterschiedlichen Beladungssituationen von null bis 300 Prozent seines Leergewichtes ist eine ganz andere Herausforderung als beim Pkw mit nur durchschnittlich 50 Prozent Zuladung seines Gesamtgewichts. Allein der Aufwand, mithilfe von Sensoren eine perfekte Rundumsicht um das Nutzfahrzeug zu schaffen, ist enorm. Bei ­Scania haben wir für die Entwicklung der Assistenzsysteme im Lkw einen eigenständigen Bereich geschaffen, der auch mit der Forschung bei Volkswagen kooperiert.

Wo liegt Ihr Fokus bei der Entwicklung der ­neuen Assistenzsysteme?

Ludanek: Die nächste Generation der Assistenzsysteme wird mit einer höheren Rechnerleistung, einer höheren Gesamtfahrzeugvernetzung und einer verbesserten  Systemintelligenz aufwarten. Die Systeme werden den Fahrer bei Spurwechsel, Stau- und Kolonnenfahrten unterstützen, indem sie bestimmte Fahraufgaben übernehmen und bei Gefahr sicher reagieren.

Beginnt jetzt bei Scania die Zukunft des automatisierten Fahrens?

Ludanek: Der Staufahr-Assistent ist ein erster Schritt. Das System steuert ein Fahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten auf Autobahnen innerhalb bestimmter Parameter völlig autonom. Der Fahrer könnte Unterlagen und E-Mails bearbeiten, Telefongespräche führen, Tourenplanung und Aufträge checken, Zeitung lesen oder ganz einfach entspannen. Vielleicht ließe sich die Stauzeit in Zukunft sogar der gesetzlichen Ruhezeit anrechnen, wenn der Staufahr-Assistent die Kontrolle übernimmt. Dadurch könnten dann längere Lenkzeiten möglich und die Effizienz der Logistik erhöht werden.

Behält der Fahrer im automatisierten Fahren auch in Zukunft stets das letzte Wort bei Fahrentscheidungen?

Ludanek: Im öffentlichen Straßenverkehr wird der Fahrer das System immer und zu jeder Zeit übersteuern können und auch die Verantwortung haben. Hier wird der Gesetzgeber seine klaren Forderungen formulieren, wie zum Beispiel die Einsatzbereitschaft innerhalb einer üblichen Reaktionszeit. Am Ende hängt die Zukunft der intelligenten Assistenzsysteme aber auch von der Akzeptanz und dem Zusammenspiel mit dem Fahrer ab, der die Systeme aktivieren und bedienen muss.

Autor

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Scania

Datum

18. März 2014
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