Sichere Mobilität der Zukunft

Autonomes Fahren, Sicherheit, Zuverlässigkeit

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Automatisierte Fahrfunktionen haben in Kraftfahrzeugen längst Einzug gefunden. Spurhalteassistenten, Notbremsassistenten, Abstandsregeltempomaten und weitere Funktionen gehören heute zum guten Standard. Die Automatisierung im Straßenverkehr schreitet voran und wird absehbar zu Fahrzeugen führen, die sich gänzlich ohne Eingriffe eines Fahrers im Straßenverkehr bewegen. Dies bietet sowohl dem Passagier, der seine Zeit sinnvoll nutzen kann, als auch dem Verkehrssystem insgesamt durch einen Zuwachs an Effizienz und Sicherheit große Potentiale. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Entwickler und Hersteller der Fahrzeuge, einen extrem komplexen Funktionsumfang und gesteigerte Sicherheitsanforderungen nachzuweisen. Im Projekt Set Level wird dazu eine virtuelle Testmethodik entwickelt.

Auf dem Weg in die Zukunft der Mobilität

Bevor wir die Vorteile automatisierter Fahrzeuge im täglichen Leben genießen können, muss ihre absolute Verkehrssicherheit gewährleistet sein. Denn wenn ein Auto sich selbstständig durch den Verkehr bewegen soll, muss es jede Situation meistern können. Dies nur unter realen Bedingungen zu testen ist unmöglich. Dieses Problems nimmt sich das Projekt SET Level an. Bei SET Level geht es um das simulationsbasierte Entwickeln und Testen von automatisierten Fahrzeugen. Daran arbeiten Forscherinnen und Entwicklerinnen von 20 Projektpartnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Gemeinsam wird der Grundstein für eine verlässliche Überprüfung und damit für die spätere Zulassung automatisierter Fahrfunktionen gelegt.

Entwicklungsumgebung für zuverlässige Fahrzeuge

Den besonderen Anforderungen jeder Entwicklungs- und Freigabephase wird mit skalierbaren, modularen Simulationsmodellen begegnet. Diese können über spezifizierte Schnittstellen flexibel in unterschiedlichen Integrationsumgebungen zu einer Gesamtsimulation miteinander verbunden werden. So können einzelne Fahrfunktionen oder Fahrzeugkomponenten virtuell getestet und ganze Fahrzeugkonzepte sicher bewertet werden, lange bevor der erste Prototyp den Asphalt berührt. Das Fraunhofer LBF unterstützt die Anstrengungen zum Aufbau der Prüfumgebung mit seiner Expertise für multiphysikalische Simulation mechatronischer und strukturmechanischer Systeme und mit über 80 Jahren Erfahrung als herausragende Forschungseinrichtung im Bereich der Fahrzeugzuverlässigkeit.

Resilienz auf allen Systemskalen durch Simulation absichern

Das Institut trägt im Projekt SET Level durch Methodenentwicklung und konkrete Beispielimplementierungen zur Bewertung der Robustheit und Sicherheit automatisierter Fahrfunktionen bei. Dazu werden unterschiedliche Teilsysteme modelliert und simuliert. Dies sind zum einen die Trajektorienplanung und Fahrdynamik auf Fahrzeugebene. Zum anderen werden Regelungssysteme und Aktoren des Antriebstrangs, der Bremssysteme und der Lenkung einschließlich verschiedener Fehlerzustände abgebildet, die sich auf die Fahrsicherheit auswirken können. Darüber hinaus bringt das Fraunhofer LBF sein System-Know-how zur Gestaltung der Schnittstellen zu den Integrationsumgebungen und Bewertungstools ein. Damit wird die Simulation des Fahrzeugverhaltens in kritischen Situationen im Rahmen der Kritikalitäts- und Wirksamkeitsanalyse als Bestandteil einer digitalen Bewertungsmethodik weiterentwickelt. Mit der Simulation von Fehlerzuständen in mechatronischen Systemen wie zum Beispiel in einer elektromechanischen Bremse kann die Resilienz und Sicherheit der Fahrfunktionen in verschiedenen Verkehrsräumen gefahrlos getestet werden.

Das in 2019 gestartete Projekt läuft bis August 2022. Es wird über das BMWI-Programm Fahrzeug- und Systemtechnologien gefördert.

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