Neue Anforderungen an die Fahrzeugsicherheit

Neue Anforderungen an die Fahrzeugsicherheit

Die aktuellen Anforderungen an die Fahrzeugsicherheit steigen dynamisch. Mit dem automatisierten Fahren erhöhen sich Komplexität, Testtiefe, -breite und -aufwand, während die verfügbare Testzeit kürzer wird. Deshalb entwickelt Bertrandt neue Ansätze zur integralen Fahrzeugsicherheit. Dazu gehören neue Methoden, eine erhöhte Testvirtualisierung sowie eine stärkere Verknüpfung der aktiven und passiven Sicherheit.

Bertrandt entwickelt für alle namhaften Automobilhersteller und Systemlieferanten spezifische Systeme und Funktionen für die ganzheitliche Fahrzeugsicherheit. Gleichzeitig sind wir durch zahlreiche Projekte in der Automobilbranche an der stärkeren Automatisierung und Vernetzung der Fahrzeuge aktiv beteiligt. Durch die langjährigen Erfahrungen verfügen wir deshalb über die notwendige Expertise zu allen relevanten Methoden und Funktionen der aktiven und passiven Sicherheit, für die Testspezifikation, -entwicklung, -automatisierung bis hin zur Durchführung und Analyse der Testfälle mit Hilfe von selbst entwickelten Algorithmen. Im Absicherungsprozess übernehmen wir auch die Systemabstimmung mit Lieferanten und damit zunehmend mehr Verantwortung für die Gesamtsicherheit des Fahrzeugs.
 

Ein optimal ausgelegtes Rückhaltesystem mit Elementen wie Sicherheitsgurt und Airbag für den Front- und Seitenschutz sind zentrale Elemente der passiven Sicherheit. Verletzungen von Insassen werden so nachhaltig vermindert. In den Bereichen Strukturauslegung, Insassen- und Partnerschutz ermöglichen unsere Prüfstände, ausgestattet mit modernsten Berechnungs- und Aufzeichnungstools, eine kontinuierliche Verifikation des aktuellen Entwicklungsstands. Hier verfügen wir als Entwicklungs- und Testpartner aller großen OEM und Zulieferer über Erfahrungen mit der Entwicklung und dem Test unterschiedlichster Innenausstattungen und ihren Auswirkungen auf die passive Sicherheit. So können wir die Testtiefe und -breite gezielt optimieren.

Hierzu setzen wir moderne Simulationsmethoden ein, um in der Abstimmung der Funktionen ein Optimum zu finden. Bei Bertrandt steht ein Netzwerk von über 250 Berechnungsingenieuren zur Verfügung. Anschließend werden diese Erkenntnisse im Versuch verifiziert.

Typische Prüfstände für den Insassen- und Partnerschutz

  • Airbag-Testing unter klimatischen Extrembedingungen wie Hoch- und Tieftemperatur
  • Absicherung von Out-of-Position-Konstellationen
  • Komponentenprüfstände, die einen Aufprall der Insassen im Fahrzeug nachstellen und die Verletzungsrisiken ermitteln (FMVSS201u Prüfstande, Linearimpaktoren, Kopfpendel, Fallturm …)
  • Fußgängerschutzprüfstände
  • Schlittenanlage für Beschleunigungsvorgänge, um z. B. Sitze und Innenraumkomponenten zu erproben und um Crashpulse hochgenau und maximal variabel darzustellen
  • Low-Speed-Crashanlage mit Crashpendel

Bei der aktiven Sicherheit geht es mit Funktionen wie dem Notbremssystem darum, Unfälle zu vermeiden. Bertrandt verfügt hier mit dem „x-track Bus“ über ein mobiles Labor, um an jeder beliebigen Teststrecke und bei unterschiedlichsten Wetterbedingungen die Funktionen der aktiven Sicherheit flexibel testen zu können.

Mit weiteren Fahrerassistenzsystemen und dem Trend zum autonomen Fahren muss auch die Fahrzeugsicherheit weiterentwickelt werden. Funktionen der aktiven und passiven Sicherheit können durch die Automatismen besser verknüpft werden. So ermöglicht eine automatisiert eingeleitete Notbremsung gleichzeitig eine bessere Steuerung des Rückhaltesystems. Die Auslösung kann frühzeitiger erfolgen und für die Insassen weniger belastend ausgeführt werden. Bei den Tests von automatisierten Fahrfunktionen sowie Fahrdynamik- und Bremssystemen haben wir mit dem mobilen Testlabor die Absicherung nochmals verbessert.

Typische Prüftechnik für die aktive Sicherheit

  • Seilzuganlagen mit artikulierten Fußgänger- und Radfahrer-Dummies
  • Selbstfahrende Plattformen mit Fahrzeug-Dummies
  • Fahrrobotik
  • dGPS-Systeme zur hochgenauen Ortung von Fahrzeugen
  • Messtechnik zur Qualifizierung von Fahrzeugbremsen


Zusätzlich ergeben sich durch die Elektrifizierung der Fahrzeuge veränderte Risiken, beispielsweise durch größere Batterien bei Unfällen. Bei einer Neukonstruktion von E-Fahrzeugen können funktionsintegrierte Batteriegehäuse dagegen die Struktur stabilisieren. Außerdem verringert sich der Testaufwand, weil weniger Motorvarianten eingesetzt werden. Die Absicherung der Batterie rückt dafür stärker in den Vordergrund.

Durch weitere Assistenz- und Automatisierungsfunktionen werden die Komplexität der Fahrzeuge und der Testbedarf nochmals deutlich erhöht. Dabei steigt die Anzahl der Testvarianten exponentiell, was durch reale Tests allein nicht mehr zu beherrschen ist. Mit dem Einsatz virtueller Testmethoden in komplett virtuellen Umgebungen können Testtiefe und -breite dagegen weiter erhöht und der Aufwand für reale Tests sinnvoll begrenzt werden. Somit erhöht sich durch den Einsatz virtueller Methoden die Prognosegüte.

In Fahrzeugen werden heute für Antrieb, Lenkung, Bremsen, Fahrwerk, passive Sicherheitssysteme, Licht sowie Komponenten der Karosserie und des Innenraums bereits mehr als 150 Steuergeräte eingesetzt. Mit der weiteren Automatisierung steigt die Komplexität.

Für die Umfeld-Wahrnehmung und die Steuerung werden zudem immer mehr Sensoren eingesetzt. Dabei wird auf die Gefährdung durch Längs- und Querverkehr sowie die Erkennung von Fußgängern oder Radfahrern ein besonderes Augenmerk gelegt. Immer mehr und hochauflösendere Sensoren erzeugen immer mehr Daten. So kann für eine einzelne Fahrerassistenz-Funktion schnell ein Datenvolumen von fünf Petabyte (rund fünf Millionen GB) entstehen.

Für die Absicherung dieser komplexen Funktionen und zur Bewältigung der riesigen Datenmengen sind intelligente Testsystem-Umgebungen erforderlich, die über mehrere Ebenen ineinandergreifen.

Die bisherigen Instrumente der passiven Sicherheit basieren darauf, dass die Insassen des Fahrzeugs immer an derselben Stelle und in der gleichen Ausrichtung sitzen. Durch selbstfahrende Autos entstehen allerdings vollkommen neue Gestaltungen des Innenraums mit unbestimmten Sitzpositionen. Das führt zu komplett neuen Herausforderungen für den Insassenschutz. Bisherige Rückhaltesysteme und Airbag-Funktionen müssen angepasst werden. Bertrandt ist bereits an entsprechenden Untersuchungen und Vorentwicklungen zur Neugestaltung der Schutzsysteme beteiligt.