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Sicherheit

  

Combined Active & Passive Safety - CAPS

CAPS –  ist ein intelligentes modulares Sicherheitssystem, das Fahrzeuginsassen und Verkehrsteilnehmer mit neuen Funktionen schützt.

Durch die Vernetzung bislang unabhängig agierender

aktiver und passiver Sicherheits-

sowie Fahrerassistenzsysteme trägt CAPS dazu bei,

  • Unfälle zu vermeiden und

  • Unfallfolgen zu reduzieren.

CAPS
CAPS 

Ohne Airbags, Gurtstraffer und ABS geht kaum noch ein PKW an den Start. 1995 kam als Meilenstein der Fahrzeugsicherheit das elektronische Stabilitätsprogramm ESP® hinzu. Die Schutzwirkung dieser bewährten Systeme wird individuell durch bestimmte Signale ausgelöst. Zusätzlich wird der Komfort in Fahrzeugen ständig weiterentwickelt, und Funktionen wie die Einparkhilfe, Adaptive Cruise Control ACC oder Nachtsichtsysteme etablieren sich. Bei CAPS kommunizieren diese Systeme miteinander.

Wenn ein System auf die Daten zugreifen kann, die in einem anderen bereits vorhanden sind, ergeben sich enorme Synergien, welche die Vision vom unfallfreien Fahren näher rücken lassen.

Ein maßgeblicher Faktor bei Unfällen ist die menschliche Reaktionszeit. Unfallanalysen zufolge ließen sich rund 60 Prozent der Auffahrunfälle und fast ein Drittel der Frontalzusammenstöße vermeiden, wenn der Fahrer nur eine halbe Sekunde früher reagieren könnte. Indem die Komponenten im CAPS-Verbund die Fahrzeugumgebung sowie die Fahrzeugsituation laufend analysiert, können diese kritische Situationen oftmals schneller erkennen, als es Menschen möglich ist. Neue CAPS- Sicherheitsfunktionen helfen dann, diese Situationen zu vermeiden oder ihre Schwere zu reduzieren.

Aktive Sicherheit

Früher geriet ein Fahrzeug bei einer Notbremsung häufig außer Kontrolle. 1978 setzte das Antiblockiersystem ABS einen Meilenstein: Es überwacht die Raddrehzahlen, verhindert, dass die Räder beim Bremsen blockieren und bewahrt somit die Steuerbarkeit des Fahrzeuges. Das Prinzip des ABS wurde anschließend in neuen Funktionen, wie der Antriebsschlupfregelung ASR, weiter genutzt. ASR verhindert, dass die Antriebsräder beim Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs durchdrehen.

1995 erreichte die aktive Fahrsicherheit eine neue Dimension: Das Elektronische Stabilitäts-Programm ESP® beeinflusst zusätzlich zur Längs- auch die Querdynamik eines Fahrzeugs. So erkennt ESP® eine drohende Instabilität und greift blitzschnell durch gezielte Bremseingriffe ein. Das Fahrzeug bleibt besser beherrschbar und dem Schleudern wird in allen Fahrsituationen bereits im Ansatz entgegengewirkt.

Fahrerassistenzsysteme

Die zunächst komfortorientierten Fahrerassistenzsysteme werden konsequent zu unfallvermeidenden Systemen weiterentwickelt und gewinnen damit zunehmend auch für die Sicherheit im Straßenverkehr an Bedeutung.

Das "sehende" Auto nimmt mit Hilfe von Sensoren das Fahrzeugumfeld wahr, interpretiert es, erkennt frühzeitig gefährliche Situationen, unterstützt den Fahrer und kann zukünftig im Notfall sogar selbsttätig in Fahrmanöver eingreifen.

Die ersten Systeme sind bereits am Markt etabliert: Die automatische Abstands- und Geschwindigkeitsregelung ACC (Adaptive Cruise Control).

Notbremssystem Audi Bosch
Vorausschauendes Notbremssystem 

ACC regelt die Fahrzeuggeschwindigkeit und hält auf Autobahnen und Landstraßen automatisch einen Sicherheitsabstand zum Vordermann. Eine der ersten CAPS-Funktionen nutzt ACC. Verringert sich der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf ein gefährliches Maß, werden die Bremsen für den Fahrer unmerklich vorbereitet und können im Notfall viel schneller reagieren. Bei fortschreitender Annäherung warnt ein Signal, z. B. ein leichter Bremsruck, den Fahrer. Ursprünglich als Fahrerassistenzsystem für lange Autofahrten entworfen, dient die ACC, vernetzt mit dem ESP®, nun erweitert zum vorausschauenden Sicherheitssystem, dem Ziel, Unfälle zu vermeiden und Leben zu retten.

Videosensoren können ebenfalls verstärkt zur Sicherheit der Fahrzeuginsassen beitragen, da sie die Interpretation visueller Informationen gezielt unterstützen.

Ein Beispiel ist die Funktion Lane Keeping Support.

Hierbei überwacht die Videosensorik die Fahrbahnbegrenzungen und den Verlauf der Fahrspur. Bei einem unbeabsichtigten seitlichen Abdriften aus der Fahrspur wird der Fahrer gewarnt und durch ein zusätzliches Lenkmoment zurück in die Spur geführt.

CAPS Sensorik 

 

Die Daten der digitalen Straßenkarte und der entsprechenden Positionierung des Fahrzeuges aus dem Navigationssystem können wertvolle Informationen für mehr Sicherheit im Verkehrsgeschehen liefern. Diese Daten können einerseits als eine weitere Informationsquelle mit anderen Sensorsystemen vernetzt und somit als Basis für neue Sicherheitsfunktionen im Rahmen von CAPS genutzt werden. Andererseits können sie auch das Navigationssystem zu einem Assistenzsystem erweitern und vor Gefahrenpunkten im vorausliegenden Streckenabschnitt warnen, z.B. vor gefährlichen Kreuzungen, engen Kurven oder Geschwindigkeitsbegrenzungen vor Schulen. Ein weiteres Zukunftsthema ist die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation. Die unmittelbar von Fahrzeug zu Fahrzeug oder zur Infrastruktur übertragenen Informationen über die aktuelle Verkehrslage ermöglichen vorausschauendes und sicheres Fahren. So kann der Fahrer durch das Navigationssystem verzögerungsfrei über Verkehrshindernisse wie Baustellen oder das Stauende hinter einer Kurve sowie witterungsbedingte Gefahren wie Nebel oder Glatteis informiert und entsprechend gewarnt werden.

Passive Sicherheitssysteme wie Airbags und Gurtstraffer werden während eines Unfalls aktiviert, um die Insassen besser zu schützen. Das zentrale Airbag-Steuergerät erkennt aus Sensorsignalen die Stärke und die Richtung eines Aufpralls und steuert für maximalen Insassenschutz bedarfsgerecht die Rückhaltemittel im Fahrzeug an.

Die ersten CAPS-Funktionen sind verwirklicht:

Vorausschauendes Bremssystem (Ehemaliges System Predictive Safety Systems PSS)

  • Predictive Brake Assist PBA:  Vorbereitungen für schnelleren Bremskraftaufbau
  • Predictive Collision Warning PCW: Warnung vor drohenden Auffahrunfällen
  • In Zukunft: Predictive Emergency Braking PEB: Eingriff bei unvermeidbaren Kollisionen

 

CAPS-Phasen:

CAPS Phasen

CAPS Phasen 

 Weitere CAPS Funktionen:

  • Advanced Rollover Sensing: Schutz bei Fahrzeugüberschlägen

  • Early Pole Crash Detection: Verbesserter Schutz bei einem Seitenaufprall

  • CAPS-Funktion PRESET: individueller Insassenschutz

Die CAPS-Funktion PRESET nutzt die Signale der Umfeldsensorik, um Informationen über einen bevorstehenden Unfall zu erhalten. Wichtige Größen sind hierbei beispielsweise die erwartete Aufprallrichtung und -geschwindigkeit. PRESET verwendet diese Informationen, um die Auslösung der Airbags und pyrotechnischer Gurt-straffer exakt an die Unfallsituation anzupassen. Damit bietet die Funktion einen individuellen Insassenschutz für unterschiedliche Unfallszenarien

Der erhöhten Unfallgefahr bei Nacht begegnen wir mit dem aktiven Nachtsichtsystem Night Vision. Es lässt den Fahrer dreimal so weit sehen wie mit herkömmlichem Abblendlicht. Auch hier kann CAPS in Zukunft den Fahrer vor Hindernissen auf der Fahrspur warnen und somit für mehr Sicherheit im Straßenverkehr sorgen.

Weitere Funktionen sind beispielsweise Sichtweiteinformationen und Kollisionswarnungen. Mit entsprechenden Auswerteprogrammen können Videosysteme zudem Verkehrszeichen erkennen und im Cockpit anzeigen. Ein Fahrgeschwindigkeitsregler kann mit Hilfe dieser Informationen beispielsweise Tempolimits automatisch einhalten.

CAPS Komponenten 

CAPS Komponenten

Diese und weitere Fahrzeugkomponenten werden im modularen Sicherheitssystem CAPS miteinander vernetzt:


1 ESP®-Hydraulikaggregat mit Anbausteuergerät

2 Airbag-Steuergerät

3 Radarsensor der Adaptive Cruise Control ACC

4 Videosensor

5 Aktive Lenkung

6 Navigationssystem

7 weitere Sensoren z.B. für Lenkwinkel, Drehrate und Beschleunigung 

Die Entwicklung schreitet schnell voran. Man darf über die kommende Entwicklung gespannt sein. Andere Hersteller arbeiten an ähnlichen Systemen.

Lesen Sie auch den Bericht zu Pre-safe von Mercedes und den Bericht über das Vorausschauende Bremssystem von Bosch.

Quelle Text und Bilder: BOSCH


Autor: Johannes Wiesinger

bearbeitet: 25.05.2016
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