Fünf Stufen

Mit Systemen von Bosch zum automatisierten Fahren

Auf dem Weg zum automatisierten Fahren verfolgt Bosch schon immer einen ganzheitlichen Ansatz – und kombiniert dabei sein Know-how und die ganze Erfahrung aus Bereichen wie Mechanik, Elektronik, Hard- und Software-Entwicklung sowie Telematik. Das Ergebnis: serienreife Technologien und komplette Systemlösungen, die schon heute vollautomatisiertes Fahren (SAE Level 4) zuverlässig und sicher ermöglichen können. Die Society of Automotive Engineers (SAE) definiert insgesamt sechs Stufen des automatisierten Fahrens (Level 0 – 5), wobei bei Level 0 noch nicht von Automatisierung gesprochen wird. Vielmehr handelt es sich hier um Systeme, die den Fahrer bei Bedarf warnen oder kurzzeitig unterstützen.

Die Stufen des automatisierten Fahrens

Was Anfang des Jahrhunderts noch kaum vorstellbar schien, ist nun in greifbare Nähe gerückt - die Vision von selbstfahrenden Fahrzeugen. Als innovativer Entwicklungspartner und zuverlässiger Systemlieferant hat Bosch maßgeblich dazu beigetragen, das automatisierte Fahren voranzutreiben. Und schon heute verfügt Bosch über Technologien, die den Weg zum automatisierten Fahren ebnen. Am besten, Sie überzeugen sich selbst – auf einer spannenden Entdeckungsreise durch die fünf Level des automatisierten Fahrens.

Level 0

Level 0: Keine Automatisierung

Keine Automatisierung bedeutet, dass der Mensch das Fahrzeug manuell bedient und steuert. Dabei gibt es in Fahrzeugen schon auf diesem Level durchaus Systeme, die den Fahrer unterstützen. Zum Beispiel das elektronische Stabilitäts-Programm ESP®, die automatische Notbremsung oder der Spurhalteassistent. Da diese Systeme das Fahrzeug aber technisch gesehen nicht führen, sondern nur in bestimmten Fahrsituationen eingreifen, werden sie auch nicht als Automatisierung eingestuft.

Elektronisches Stabilitäts-Programm ESP®

Elektronisches Stabilitäts-Programm ESP®

Das elektronische Stabilitäts-Programm (ESP®) erhöht die Fahrsicherheit wesentlich, indem es den Fahrer in kritischen Fahrsituationen unterstützt. Es umfasst die Funktionen des Antiblockiersystems (ABS) und der Antriebsschlupfregelung, es erkennt Schleuderbewegungen des Fahrzeugs und wirkt diesen aktiv entgegen. Um die Stabilität des Fahrzeugs zu erhalten, reagiert das System blitzschnell und ohne Zutun des Fahrers. Dafür reduziert es die Motorkraft und bremst bei Bedarf zusätzlich einzelne Räder ab. Die dadurch entstehende Drehbewegung des Fahrzeugs wirkt der Schleuderbewegung entgegen – innerhalb der Grenzen der Physik bleibt das Fahrzeug so sicher in der gewünschten Spur.

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Automatische Notbremsung

Automatische Notbremsung

Um das Risiko eines Unfalls im dichten Straßenverkehr oder beim Abbiegen in einer Kreuzung zu reduzieren oder dessen Auswirkungen abzuschwächen, hat Bosch die automatische Notbremsung entwickelt. Das System erkennt kritische Annäherungen frühzeitig und warnt den Fahrer. Reagiert dieser nicht, kann es eine Teil- oder Vollbremsung durchführen – und so eine mögliche Kollision verhindern beziehungsweise die Folgen eines Unfalls mildern. Während der Fahrt, unterstützt es den Fahrer bei jeder Geschwindigkeit – bei Tag und bei Nacht. Der Fahrer muss aber weiterhin stets aufmerksam und rücksichtsvoll fahren.

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Spurhalteassistent für schwere Nutzfahrzeuge

Spurhalteassistent für schwere Nutzfahrzeuge

Der Spurhalteassistent erhöht die Fahrsicherheit, indem er den Fahrer aktiv dabei unterstützt, sein Fahrzeug in der Fahrspur zu halten. Dafür nutzt der Spurhalteassistent eine Kamera, um die Fahrbahnmarkierungen vor dem Fahrzeug zu erfassen und vergleicht diese mit der Position des Fahrzeugs innerhalb der Fahrspur. Erkennt das System, dass ein definierter Mindestabstand zur Fahrbahnbegrenzung unterschritten wird, greift es ein: Bei Fahrzeugen mit elektrischer Servolenkung kann der Spurhalteassistent sanft, aber spürbar gegenlenken, um das Fahrzeug in der Spur zu halten. Bei Fahrzeugen ohne elektrische Servolenkung kann das Fahrzeug durch das gezielte Abbremsen einzelner Räder zurück in die Fahrspur gelenkt werden. Die Funktion kann vom Fahrer jederzeit übersteuert werden – damit behält er die Verantwortung über das Kraftfahrzeug.

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Level 1: Assistiertes Fahren

Level 1

Assistiertes Fahren bedeutet, dass ein Assistenzsystem in einem bestimmten Anwendungsfall den Fahrer entweder beim Beschleunigen und Bremsen (Längsführung) oder beim Lenken des Fahrzeugs (Querführung) entlastet und unterstützt. Dabei muss der Fahrer das System immer überwachen und jederzeit in der Lage sein, sofort korrigierend einzugreifen. Beispiele für Fahrassistenzsysteme von Bosch, sind der Rückfahrassistent, die adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung oder die Spurmittenführung.

Rückfahrassistent

Rückfahrassistent

Der Rückfahrassistent kann den Fahrer insbesondere an engen, unübersichtlichen Stellen beim Rückwärtsfahren aktiv unterstützen. Das kann unnötigen Stress vermeiden und zudem Schäden am Fahrzeug vorbeugen.

Wenn der Fahrer also zum Beispiel in einem Parkhaus zurücksetzen muss, um dem Gegenverkehr genügend Platz zu machen, weil die Fahrspuren sehr schmal sind, kann er einfach an den Rückfahrassistenten übergeben: Dieser übernimmt die Lenkung und folgt dem zuvor aufgezeichneten Fahrweg rückwärts. Der Fahrer muss nur noch Gas und Bremse betätigen. Hat der Gegenverkehr die Engstelle passiert, kann der Fahrer wieder übernehmen und seine Fahrt fortsetzen. Erweitert kann diese Funktion neben der Querführung auch die Längsführung übernehmen und für den Fahrer auch verzögern und beschleunigen. Die erweiterte Variante des Rückfahrassistenten ist dann eine Level 2-Funktion.

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Adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung

Adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung

Die adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung (ACC) kann die Fahrzeuggeschwindigkeit dem Verkehrsfluss anpassen und einen definierten Abstand zum Vordermann einhalten. Das erhöht den Fahrkomfort und entlastet den Fahrer insbesondere bei Überlandfahrten und auf der Autobahn. Bei freier Fahrt hält das System die eingestellte Wunschgeschwindigkeit. Erkennt es im Sensierungsbereich ein langsameres Fahrzeug, verringert es komfortabel die Geschwindigkeit. Fährt der Vordermann wieder schneller oder macht die Fahrspur frei, beschleunigt das System automatisch bis auf das Wunschtempo des Fahrers. Auch bei eingeschaltetem System liegt die Überwachung der Geschwindigkeit und des Abstandes zum Vordermann in der Verantwortung des Fahrers.

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Spurmittenführung für schwere Nutzfahrzeuge

Spurmittenführung für schwere Nutzfahrzeuge

Die Spurmittenführung für schwere Nutzfahrzeuge erhöht die Sicherheit und den Fahrkomfort, indem sie den Fahrer aktiv unterstützt, das Fahrzeug in der Mitte der eigenen Fahrspur zu halten. Dafür nutzt das System eine Multifunktionskamera, um Spurbegrenzungen und andere Fahrbahnmarkierungen oder bauliche Abgrenzungen zu erkennen und diese mit der Position des Fahrzeugs in der Spur zu vergleichen. Anschließend richtet das System das Fahrzeug mit Hilfe des Lenksystems so aus, dass es mittig in der eigenen Fahrspur fährt. Die Spurmittenführung kann während der Fahrt aktiviert und bei Bedarf vom Fahrer jederzeit übersteuert werden. Damit behält der Fahrer immer die Kontrolle über das Kraftfahrzeug.

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Elektrohydraulisches Lenksystem Servotwin®

Elektrohydraulisches Lenksystem Servotwin®

Das weltweit erste, serienmäßig gefertigte elektrohydraulische Lenksystem für schwere Nutzfahrzeuge entlastet den Fahrer zum Beispiel beim Parken und Rangieren und sorgt zudem in unterschiedlichen Fahrsituationen für wesentlich gesteigerten Fahrkomfort und erhöhte Sicherheit. Über die geschwindigkeitsabhängige Lenkunterstützung mit aktivem Rücklauf hinaus, ist das System auch die Basis für verschiedene Fahrerassistenzfunktionen in schweren Nutzfahrzeugen. Dazu gehören beispielsweise die Spurmittenführung und die Staufolgefunktion. Durch die Vernetzung mit der Bordelektronik ermöglicht das innovative, elektrohydraulische Lenksystem Servotwin® zudem auch automatisierte Fahrfunktionen. Ein weiterer Vorteil: Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen trägt es zu weniger Kraftstoffverbrauch und damit auch zu weniger CO2-Emissionen bei.

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Level 2

Level 2: Teilautomatisiertes Fahren

Beim teilautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und die Querführung des Fahrzeuges in einem spezifischen Anwendungsfall und unterstützt den Fahrer. Beispiele dafür sind der Bosch Fahrassistent, der die adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung (ACC) mit der Spurmittenführung kombiniert – oder auch der Homezone-Parkassistent von Bosch, der wiederkehrende Parkvorgänge auf Knopfdruck ausführen kann. Auch beim teilautomatisierten Fahren gilt: Der Fahrer muss das System immer überwachen und jederzeit in der Lage sein, korrigierend einzugreifen.

Bosch Fahrassistent

Bosch Fahrassistent

Der Bosch Fahrassistent kann zu mehr Sicherheit und einem erhöhten Fahrkomfort beitragen. Dafür übernimmt der Bosch Fahrassistent die Längs- und Querführung des Fahrzeugs und hilft dem Fahrer, selbst bei dichtem Verkehr oder im Stau entspannt ans Ziel zu kommen. Das teilautomatisierte System kann automatisch anfahren, beschleunigen und bremsen sowie in gewissem Rahmen selbsttätig lenken. Es kombiniert also die Funktionen der adaptiven Abstands- und Geschwindigkeitsregelung (ACC) mit Stop & Go-Funktion mit der videobasierten Spurmittenführung in einem System. Der Bosch Fahrassistent kann zudem um eine automatische Spurwechselfunktion ergänzt werden: Signalisiert der Fahrer durch das Betätigen des Blinkers seinen Wunsch zum Spurwechsel, führt das System diesen durch, sobald gefahrlos auf die Nebenspur gewechselt werden kann. Der Fahrer bleibt dennoch in der Fahrverantwortung und muss die Fahrzeugführung jederzeit übernehmen können.

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Homezone-Parkassistent

Homezone-Parkassistent

Einfacher und bequemer parken: Der Homezone-Parkassistent von Bosch kann die Längs- und Querführung bei wiederkehrenden Parkvorgängen am eigenen Stellplatz, im Car-Port oder der Garage ganz einfach per Knopfdruck übernehmen. Den genauen Weg auf den gewünschten Parkplatz lernt das System, indem der Fahrer die Route in einer Trainingsfahrt manuell abfährt. Insgesamt können bis zu zehn Parkvorgänge gespeichert werden. Für den automatisierten Parkvorgang nutzt das System die Daten von Ultraschallsensoren, Nahbereichskameras und Eck-Radarsensoren. Erkennt das Fahrzeug auf dem Weg zum Stellplatz ein statisches Hindernis auf dem Fahrweg, wird es gestoppt. Bei geringer Fahrweganpassung weicht es dem Hindernis aus.

Der Fahrer muss den automatisierten Parkvorgang innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs überwachen – und bei Bedarf stoppen.

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Level 3: Hochautomatisiertes Fahren

Level 3

Ab Level 3, dem hochautomatisierten Fahren, übernimmt das System in spezifischen Anwendungsfällen die komplette Fahraufgabe. Für maximale Sicherheit und Zuverlässigkeit sind deshalb ab dieser Automatisierungsstufe Systeme wie Lenkung, Bremse, Bordnetz und Datenverarbeitung redundant ausgelegt. Das heißt: Fällt ein System aus, ist immer noch ein anderes in der Lage, die Aufgabe zu übernehmen und das Fahrzeug in einer kritischen Situation sicher zum Stillstand zu bringen. Auch bei Level 3 muss der Fahrer nach Aufforderung jederzeit in der Lage sein, die komplette Fahraufgabe wieder zu übernehmen.

Bosch Fahrpilot

Bosch Fahrpilot

Mit dem Bosch Fahrpiloten plant Bosch den nächsten Schritt in Richtung automatisiertes Fahren. Er ergänzt den teilautomatisierten Bosch Fahrassistenten um weitere Funktionen und hebt ihn dadurch auf die nächste Stufe der Automatisierung. Das Fahrzeug soll dann selbsttätig die komplette Fahraufgabe übernehmen, sodass der Fahrer die Hände vom Lenkrad nehmen kann, um zum Beispiel das Infotainmentsystem für eine gewisse Zeit aktiv zu nutzen. Der Fahrer muss jedoch jederzeit dazu in der Lage sein, die Fahraufgabe nach Aufforderung innerhalb einer bestimmten Zeit wieder zu übernehmen.

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Level 4

Level 4: Vollautomatisiertes Fahren

Beim vollautomatisierten Fahren übernimmt das System die komplette Fahraufgabe in einem spezifischen Anwendungsfall. Auch bei einem Systemfehler oder dem Erreichen der Systemgrenzen, bleibt die Verantwortung für die Fahraufgabe bei dem System, das bei Bedarf einen sicheren Zustand herbeiführt, indem es das Fahrzeug beispielsweise zum Stillstand bringt. Bosch ist auch hier bereits angekommen. Mit Automated Valet Parking, dem ersten zugelassenen Level 4-Parksystem, ist vollautomatisches Fahren sicher und zuverlässig möglich.

Automated Valet Parking

Automated Valet Parking

Mit Automated Valet Parking hat Bosch das erste vollautomatisierte System (SAE Level 4) entwickelt, das dem Fahrer nicht nur die lästige Parkplatzsuche, sondern auch den Parkvorgang im Parkhaus abnimmt. Dabei übernimmt die intelligente Parkhaus-Infrastruktur von Bosch im Zusammenspiel mit der Fahrzeugtechnik den gesamten Parkvorgang vollautomatisch. Dafür stellt der Fahrer das Auto an einer Drop-off-Area ab, steigt aus und die intelligente Parkhaus-Infrastruktur von Bosch leitet das Fahrzeug sicher und effizient zu einem freien Parkplatz. Sobald der Fahrer seinen Wagen per App anfordert, bringt Automated Valet Parking das Auto ganz ohne aufwändiges Suchen und Manövrieren zur Pick-up-Area, wo der Fahrer und seine Passagiere bequem einsteigen können. Die Bezahlung erfolgt automatisch bei der Ausfahrt.

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Level 5: Fahrerloses Fahren

Level 5

Das System übernimmt die komplette Fahraufgabe in allen Anwendungsfällen und erledigt alle dazu erforderlichen Aufgaben selbsttätig. Es gibt keinen Fahrer mehr, sondern nur noch Passagiere. Das Fahrzeug beherrscht also unter allen Umweltbedingungen die Fahrt in der Stadt, auf Landstraßen und Autobahnen. Bei einem Systemfehler bleibt die Verantwortung für die Fahraufgabe bei dem System, das einen sicheren Zustand herbeiführt.

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