Volvo Sicherheitssysteme: "Vision 2020"

City Safety, Notbremsassistent mit automatischer Fußgänger-Erkennung und Fußgänger-Airbag: Mit der Entwicklung zahlreicher neuer, weltweit erstmals auf dem Markt eingeführter Sicherheitssysteme schreitet die Volvo Car Corporation kontinuierlich in Richtung des großen Ziels "Vision 2020". Das heißt: Im Jahr 2020 soll kein Insasse eines neuen Volvo Modells mehr ernsthaft verletzt oder gar getötet werden. Da sich die MobilitätsanForderungen ständig ändern, beschäftigen sich viele der neuen Techniken mit dem Verhalten der Fahrer im heutigen und zukünftigen Verkehrsalltag. Derzeit konzentriert sich die Forschungs- und Entwicklungsarbeit der Volvo Car Corporation auf 3 Gebiete: das autonome Kolonnenfahren, das Verhindern von Unfällen an Einmündungen und Kreuzungen sowie das Vermeiden von Kollisionen mit Wildtieren.

Umfragen von 3 US-amerikanischen Forschungsinstituten belegen, dass Autofahrer heute 25 bis 30% der Zeit mit anderen Dingen als dem reinen Autofahren verbringen – zum Beispiel mit mobiler Kommunikation. Die Zahl der Fahrer, die hinter dem Lenkrad Telefonanrufe tätigen, SMS verschicken oder ihre Mails checken, nimmt deutlich zu. Nach einer Untersuchung der Allianz-Versicherung telefonieren 40% der deutschen Autofahrer regelmäßig ohne Freisprecheinrichtung, 20% lesen und schreiben SMS, mehr als die Hälfte der Autofahrer stellt während der Fahrt das Navigationssystem ein. Da diese Tätigkeiten aber gleichzeitig zwangsläufig Auswirkungen auf die Aufmerksamkeit und Konzentration der Fahrer haben, ist es notwendig, neue Techniken zu entwickeln, die die Fahrer unterstützen und die Unfallgefahr senken. Bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h entsprechen 2 Sekunden Ablenkung einem Blindflug von 60 m.

"In einer modernen Kommunikationsgesellschaft tragen wir unsere sozialen Kontakte ständig mit uns herum. Und das Automobil bildet dabei natürlich keine Ausnahme. Wir wollen immer und überall erreichbar sein. Für uns als Automobilhersteller bedeutet dies, dass wir Techniken entwickeln müssen, die den Fahrer ständig und rechtzeitig auf mögliche Gefahren des Verkehrs hinweisen", erläutert Jan Ivarsson, Senior Manager Sicherheitsstrategie bei der Volvo Car Corporation.

Autonom in einer Kolonne

In einer Kolonne autonom dem Führungsfahrzeug zu folgen, hilft dem Fahrer dabei, entspannt und ohne eigenes Zutun weite Strecken zurückzulegen. "Fahrten im dichten Verkehr mit Stop-and-Go sind monoton und ermüdend. Fast jeder Autofahrer kennt diese Situation. Dank einer neuen Technik für autonome Kolonnenfahrten können diese Strecken in Zukunft komfortabel, stressfrei und sicher zurückgelegt werden", erklärt Fredrik Lundholm, Entwicklungsingenieur in der Sicherheitsabteilung.

Mit Hilfe von Daten, die per Kamera und Radar erfasst werden, kann der Volvo sich autonom in einer Kolonne bewegen. Beschleunigen, Bremsen und Lenken übernimmt der Volvo eigenständig. "Diese Funktion steigert die Sicherheit, verbessert die Kraftstoffeffizienz und auch den Verkehrsfluss. Die erste Generation der Fahrzeuge, die mit dieser Technik ausgestattet waren, bewegte sich bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten in einer Kolonne. Das eigene Fahrzeug folgt dabei völlig selbständig und problemlos den vor ihm fahrenden Autos. Trotzdem behält der Fahrer immer die Kontrolle über sein Fahrzeug und kann jederzeit entscheiden, wann und wo er aus der Kolonne ausscheren möchte", fügt Fredrik Lundholm hinzu.

Automatische Bremsmanöver an Kreuzungen

Einmündungen und unübersichtliche Kreuzungen stellen für abgelenkte Fahrer ein erhebliches Gefahrenpotenzial dar. Wenn mehrere Fahrzeuge gleichzeitig auf eine Kreuzung zufahren, genügt oft schon ein kleiner Fehler oder ein Missverständnis, um eine Kollision auszulösen. Im Jahr 2007 passierten so in den USA 21,5% der schweren Unfälle, in den 16 EU-Staaten (außer Schweden) waren es 2006 über 20%. Jüngste Zahlen belegen, dass die Gefahr in Deutschland ebenfalls groß ist: 33% der Unfälle innerhalb von Ortschaften geschehen durch Unachtsamkeit oder falsche Manöver an Kreuzungen und Einmündungen, auf Landstraßen sind es immerhin noch 20% (Quelle: Statistisches Bundesamt)

Mattias Brännström, promovierter Wissenschaftler der Chalmers Universität für Technologie auf dem Gebiet der Sicherheitsforschung, leitet das sogenannte Kreuzungsprojekt, in dessen Rahmen ein System entwickelt wurde, das den Autofahrer warnt und das Fahrzeug, wenn nötig, selbsttätig abbremst. "Mit Hilfe von Sensoren erfassen wir die gesamte Verkehrssituation, um so in kritischen Momenten blitzschnell einzugreifen", erläutert Mattias Brännström. Demonstriert wird dies mithilfe einer alltäglichen Verkehrssituation, bei der mehrere Fahrzeuge bei grüner Ampel nach links abbiegen. Natürlich vertrauen die Fahrer dieser Automobile darauf, dass sie gefahrlos abbiegen können. Doch sobald ein entgegenkommendes Fahrzeug zum Beispiel eine rote Ampel überfährt, entsteht in Sekundenbruchteilen eine äußerst gefährliche Situation.

"In diesem Moment bremst natürlich der Fahrer, der links abbiegen möchte, und löst gleichzeitig eine Kettenreaktion aus. Bei dem Kreuzungsprojekt geht es darum, nicht einem einzelnen Fahrer in einer Gefahrensituation zu helfen, sondern allen betroffenen Fahrern", erklärt er weiter und setzt hinzu: "Bei dem Volvo Forschungsprojekt zur Verbesserung der Sicherheit geht es darum, Fahrzeuge genauso zu behandeln und zu betrachten wie Autofahrer. Die Sensoren sind ihre Augen, die Rechner ihr Gehirn und die Bremsen ihre Muskeln. Die fortschrittliche Technik soll das tun, was ein Mensch in einer solchen Situation tun würde, wenn er genügend Zeit hat zu reagieren. Wir wollen die Unterstützung für den Autofahrer in so vielen Situationen wie irgend möglich verbessern."

Um eine solche Technik zu entwickeln, sind ungeheure Datenmengen nötig. Deshalb setzt Volvo unzählige Forschungsfahrzeuge ein, die überall auf der Welt in den unterschiedlichsten Verkehrssituationen mit Hilfe von Kameras, Radar und Sensoren Daten sammeln.

Automatische Tier-Erkennung zur Vermeidung von Wildunfällen

Bei der Erfassung dieser Daten geht es aber nicht nur um das urbane Leben, sondern auch um Verkehrssituationen außerhalb von Städten. Und gerade bei Fahrten auf Landstraßen ist die Gefahr, in einen Wildunfall verwickelt zu werden, groß.

In Kanada kommt es jedes Jahr zu mehr als 40.000 Wildunfällen, in Schweden kam es im Jahr 2010 rund 47.000 mal zu einer Kollision mit einem Tier – darunter waren allein 7.000 Unfälle mit Elchen. Ähnliche Zahlen existieren von Norwegen, Finnland und Russland. In Deutschland wurden im Jahr 2010 knapp 2.300 Wildunfälle mit Personenschaden registriert, davon knapp 2.000 auf Landstraßen. Der deutsche Jagdschutzverbund geht von bis zu 250.000 im Straßenverkehr überfahrenen, größeren Wildtieren wie Rehen sowie Rot- und Damhirschen pro Jahr aus.

Dabei sind diese offiziellen Statistiken nur die halbe Wahrheit. Nach einer Untersuchung der Universität Umeå waren in den Jahren 2003 bis 2010 nicht weniger als 23% der schweren Unfälle auf ein Ausweichmanöver zurückzuführen, bei dem Autofahrer die Kollision mit einem Wildtier vermeiden wollten.

Deshalb arbeitet die Volvo Car Corporation derzeit an einem System mit automatischer Tier-Erkennung. Die Technik soll das Fahrzeug in einer Gefahrensituation selbsttätig abbremsen und sowohl tagsüber als auch nachts funktionieren.

"Die Technik ist eine Weiterentwicklung unseres Notbremsassistenten mit automatischer Fußgänger-Erkennung. Die HerausForderung besteht darin, dass das System auch bei wenig Licht zuverlässig funktionieren muss, da die meisten Wildunfälle im Morgengrauen oder in der Abenddämmerung geschehen", sagt Andreas Eidehall, Technik-Experte für Aktive Sicherheitssysteme.

Wildunfälle ereignen sich oft bei klassischen Reisegeschwindigkeiten. Deshalb geht es vor allem darum, die Geschwindigkeit beim Aufprall von 100 oder 110 km/h auf unter 80 km/h zu drücken. Denn bei diesem Tempo arbeiten die anderen Sicherheitssysteme eines Volvo so effektiv, dass das Risiko schwerer Verletzungen relativ niedrig ist. Dies bedeutet gleichzeitig, dass die Tiere von dem System über eine Distanz von mehr als 30 m erkannt werden müssen.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Reaktionszeit, also die Zeit, die zwischen der Identifikation des Objekts und dem Auslösen des Bremssystems vergeht. "Durch unsere langjährige Forschung und Erfahrung auf dem Gebiet solcher Sicherheitssysteme konnten wir die Reaktionszeit inzwischen spürbar senken und die Effektivität damit deutlich erhöhen", bemerkt Andreas Eidehall.

Das System ist so programmiert, dass es die Umrisse, Schatten und klassischen Bewegungsmuster von Wildtieren erkennt. "Dazu sammeln wir große Mengen von Daten, werten sie aus und integrieren sie in das System. Der Fokus liegt dabei zunächst auf großen Tieren, da ihre Größe die Schwere des Unfalls und das Risiko ernsthafter Verletzungen maßgeblich beeinflusst", fügt Anders Eidehall hinzu.

Erfolg ermöglicht Kooperationen

"Die Entwicklung der neuen Techniken geht rasant voran", erklärt Jan Ivarsson. "Dank der sinkenden Kosten auf dem Gebiet von Sensoren und anderen elektronischen Komponenten möchten wir die neuen Techniken zukünftig in allen unseren Fahrzeugen anbieten. Gleichzeitig streben wir die unterschiedlichsten Kooperationen an: mit Behörden, Versicherungsunternehmen, aber auch mit anderen Automobilherstellern. Uns alle eint ein großes Ziel: ein Verkehrsalltag ohne schwerwiegende Unfälle."