Act: Bosch bringt das automatisierte Fahren sicher auf die Straße

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Wenn das Auto selber fährt, steht die Sicherheit an erster Stelle.

Ein hoch- oder vollautomatisiertes Fahrzeug kennt seine Route und lenkt, bremst und beschleunigt selbstständig, während sich der Fahrer entspannt zurücklehnen kann. Die exakten Parameter für jedes anstehende Fahrmanöver liefert der Fahrzeugcomputer. Als Gehirn des intelligenten Autos nutzt er vielfältige Informationen für die Berechnung der optimalen Fahrstrategie. Dazu gehören die ausgewerteten Daten der Umfeldsensorik ebenso wie digitale Echtzeit-Karten mit Informationen zu Straßenzustand, Verkehrs- oder Wetterlage.

Die zuverlässige Umsetzung der berechneten Fahrstrategie („Act“) übernehmen der Antrieb sowie Lenkung und Bremsen. Sie sind sozusagen die Muskeln des Autos, die Antriebs-, Brems-, oder Lenkkraft an seine Gliedmaßen – die Räder – weitergeben und damit auf die Straße bringen. Die Impulse dazu übertragen elektronische Leitungen, die, vergleichbar mit den Nervenbahnen im menschlichen Körper, die einzelnen Systeme zum Handeln auffordern.

Das automatisierte Fahren stellt besonders hohe Anforderungen an die Sicherheit der Komponenten und Teil-Systeme des Fahrzeugs. Deshalb bietet Bosch bereits heute Lösungen für sicherheitskritische Funktionen, die mit einer redundanten Systemauslegung maximalen Schutz vor möglichen Ausfällen bieten.

Gefahren vermeiden

Das Fahrzeug hat dank Umfeldsensorik immer alles im Blick und kann Gefahren frühzeitig erkennen und vermeiden.

vorausschauend handeln

Das Fahrzeug kennt die vorausliegenden Straßenverhältnisse, wie Glätte oder Nässe, und kann seine Fahrweise oder die Route rechtzeitig anpassen.

Das intelligente Fahrzeug plant weit voraus – und passt sich trotzdem ständig an

Das automatisierte Fahrzeug reagiert nicht nur auf die aktuelle Situation, sondern fährt vorausschauend, indem es die Wahrscheinlichkeit von Veränderungen berechnet.

Die Fahrstrategie entscheidet darüber, wie sich das automatisierte Fahrzeug im Straßenverkehr verhalten soll und ermittelt die nötigen Werte für die Fahrzeugsteuerung. Das Fahrzeug muss in der Lage sein, auch solche Aufgaben zu übernehmen, die bereits für den Menschen eine Herausforderung sind. Es muss selbst entscheiden, wohin es fährt, wann es beschleunigt, bremst und lenkt – und das auf der Basis von Informationen, die sich sehr schnell ändern. Das System muss also unter Berücksichtigung seines gesamten Umfelds die Route berechnen und das Auto schnell, sicher und präzise steuern. Weil das Fahrzeug die aktuellen Straßenverhältnisse kennt und weiß, wenn es zum Beispiel eine vereiste Fahrbahn vor sich hat, kann es seine Fahrstrategie entsprechend anpassen und für eine sichere Überquerung der Eisfläche die Geschwindigkeit reduzieren.

Da es ständig seine eigene Position und das gesamte 360-Grad-Umfeld erfasst und auswertet, ist es zudem in der Lage, Hindernisse zu umfahren oder selbstständig Spurwechsel durchzuführen. Und indem es mithilfe der künstlichen Intelligenz seiner Software das charakteristische Verhalten von Objekten erlernt, kann es auch in kritischen Situationen vorausschauend und frühzeitig reagieren – etwa durch die Aktivierung des Bremssystems, wenn ein Fußgänger dabei ist, die vorausliegende Fahrbahn zu überqueren.

Redundante Systeme schützen das automatisierte Auto vor Ausfällen

Doppelt hält besser: Systemredundanz für automatisiertes Fahren

Beim hoch- und insbesondere beim vollautomatisierten Fahren muss der Fahrer das System nicht mehr überwachen. Wenn das automatisierte Fahrzeug die Fahrverantwortung übernimmt, stellt sich daher auch die Frage der Sicherheit. Das Ausfallrisiko des Systems und einzelner Komponenten lässt sich zwar auf ein Minimum reduzieren – vollständig ausschließen lässt es sich jedoch nicht. Im Fall eines Systemausfalls muss daher das Fahrzeug auch ohne Eingreifen des Fahrers in einen sicheren Zustand gebracht werden.

Aus diesem Grund hat Bosch Lösungen entwickelt, die das automatisierte System gegen Ausfälle absichern: Sicherheitskritische Teil-Systeme wie Lenkung, Bremsen, Bordnetz und Datenverarbeitung sind redundant ausgelegt und werden unabhängig voneinander gesteuert. Das bedeutet, wenn ein System ausfällt, dann ist immer ein anderes, von ihm unabhängiges System in der Lage, die Aufgabe zu übernehmen und das Fahrzeug in einer kritischen Situation zum Beispiel sicher zum Stillstand zu bringen.

Für die Absicherung des Bremssystems hat Bosch bereits eine redundante Lösung verfügbar: Der elektromechanische Bremskraftverstärker iBooster sowie das Bremsregelsystem ESP® können unabhängig voneinander das Fahrzeug bis zum Stillstand abbremsen, ohne dass der Fahrer eingreifen muss. Auch das Lenksystem gehört zu den Schlüsseltechnologien für automatisiertes Fahren. Mit dem elektrischen Lenksystem Servolectric® hat Bosch eine Lenklösung entwickelt, die alle Sicherheitsanforderungen für hochautomatisiertes Fahren erfüllt.

Automatisierte Fahrzeuge müssen drei grundlegende Fähigkeiten besitzen: Sie müssen ihr Umfeld erkennen und interpretieren (Sense), auf Basis dieser Informationen Vorhersagen treffen und eine geeignete Fahrstrategie ableiten (Think) und sie dann zuverlässig und sicher ausführen (Act). Die Erfassung des direkten Umfelds erfolgt durch die Kombination von Umfeldsensorik, wie Kamera, Radar, und Ultraschall. Die Intelligenz des Fahrzeugs, die es ihm möglich macht sein Umfeld zu verstehen und die optimale Fahrstrategie zu finden, steckt dagegen in Software und Algorithmen, die dazu die von der Sensorik gewonnenen Informationen sowie die Daten weiterer vernetzter Systeme nutzen.

Systeme wie Antrieb, Lenkung und Bremsen sorgen dann dafür, dass die ermittelte Fahrstrategie auf der Straße umgesetzt wird. Dieser Prozess aus Erkennen, Verarbeiten und Handeln läuft während der Fahrt ständig fortlaufend ab. Auf den Menschen übertragen ähnelt dieser Prozess dem ständigen Zusammenspiel im Körper, bei dem die Sinnesorgane Reize aufnehmen, die vom Gehirn verarbeitet werden und Nervenbahnen, Muskeln sowie Gliedmaßen die Steuersignale des Gehirns in Handlungen umsetzen.

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