Die Mobilität erlebt angesichts zunehmender Verkehrsdichte, wachsender Urbanisierung sowie der Notwendigkeit von Ressourcenschonung und Klimaschutz einen tief greifenden Wandel. Eine Antwort auf die Herausforderungen der Zukunft bietet das automatisierte Fahren. Ein Ausblick auf 2022.

 

Automatisiertes Fahren bei Renault

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  Projekt selbstfahrendes Auto

  Projekt selbstfahrendes Auto

Es ermöglicht mehr Sicherheit, mehr Komfort und mehr Effizienz durch einen optimierten Verkehrsfluss. Renault als wichtiger Impulsgeber für den automobilen Fortschritt treibt diesen Trend voran und entwickelt intelligente Technologien, die wichtige Fahrfunktionen übernehmen. Im Rahmen des Strategieplans „Drive the Future” wird die Renault Gruppe bis 2022 insgesamt 15 Modelle mit automatisierten Fahrfunktionen auf den Markt bringen, darunter mit Ende des Plans voll automatisierte Fahrzeuge, die alle Voraussetzungen für die vierte von fünf Stufen des autonomen Fahrens erfüllen werden. Der Versuchsträger Symbioz Demo Car, der Elektromobilität und automatisiertes Fahren verbindet, und die Studie EZ-GO für ein Robo-Taxi geben bereits einen konkreten Ausblick, wie die Mobilität der Zukunft aussehen wird.

Das im Dezember 2017 vorgestellte, voll vernetzte Symbioz Demo Car erfüllt alle Anforderungen für den so genannten „Mind-off”-Level, das heißt: das voll automatisierte Fahren auf hierfür zugelassenen Straßen wie Autobahnen oder Schnellstraßen mit Mittelstreifen oder auch in der City, ohne dass der Fahrer ständig das Verkehrsgeschehen im Auge haben muss. Das Symbioz Demo Car kann selbstständig die Spur wechseln, Kurven fahren, überholen sowie Stop-and-go-Verkehr bewältigen. Renault führt mit dem Versuchsträger bereits Straßentests unter realen Verkehrsbedingungen durch.

Voll automatisierte Fahrzeuge ab 2022

Die verschiedenen Funktionen für das autonome Fahren werden schrittweise unter dem Namen „Renault Easy Drive” in die Serie eingeführt. 2019 erscheint das erste Modell, das teilautonomes Fahren auf Stufe zwei ermöglicht. Das Fahrzeug wird in bestimmten Situationen wie auf der Autobahn oder in der städtischen Peripherie der Spur folgen, den Abstand zum Vordermann regeln und im Stau komplett übernehmen können.

Voll automatisiertes Fahren auf Stufe vier wie im Symbioz Demo Car wird ab 2022 möglich sein. Aktuell ist das autonome Fahren im „Mind-off”-Level in Europa noch nicht erlaubt, jedoch auf bestimmten Strecken zu Testzwecken möglich, sofern ein Fahrer hinterm Steuer sitzt, der jederzeit die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen kann.

Die auf dem Genfer Auto-Salon 2018 präsentierte Shared-Mobility-Studie EZ-GO für bis zu sechs Personen benötigt gar keinen Fahrer mehr. Stattdessen bedarf es lediglich einer Zieleingabe und der Freigabe zum Start, dann steuert das Fahrzeug vollautomatisch das Ziel an. Das komplett autonome oder fahrerlose Fahren ist erreicht. Der Strategieplan „Drive the Future” sieht vor, dass Renault bis 2022 Robo-Taxi-Services im Stil des EZ-GO zur Marktreife bringt.

Sowohl Symbioz Demo Car als auch EZ-GO werden rein batterieelektrisch angetrieben und sind damit umweltschonend und lokal emissionsfrei unterwegs.

Hoher Vernetzungsgrad

Als Grundlage für die automatisierten Fahrfunktionen verfügen Symbioz Demo Car und EZ-GO über eine Vielzahl von Sensoren. Hierzu zählen neben Radar- und Ultraschallsensoren auch Lidar-Detektoren (Light Detection and Ranging). Sie arbeiten ähnlich wie Radar, verwenden statt Radiowellen jedoch Laserstrahlen. Ergänzt werden sie durch mehrere Kameras.

Automatisierte und autonome Fahrzeuge müssen jedoch weiter sehen als ihre Sensoren. Anstelle einzelner von ihrer Umwelt losgelöst operierender Verkehrsteilnehmer wie bislang üblich, bedarf es für das automatisierte Fahren einer Schwarm-Vernetzung der Automobile. Die Basis hierfür liefert der permanente Austausch der Sensordaten zwischen den Fahrzeugen und den Rechnern der Verkehrsinfrastruktur (V2X-Konnektivität). Dies ermöglicht die frühzeitige Warnung vor Unfällen, Staus und Gefahrenstellen. Im Falle eines Unfalls oder eines anderen unvorhergesehenen Ereignisses in ihrem unmittelbaren Vorfeld sind Symbioz Demo Car und EZ-GO deshalb in der Lage, rechtzeitig zu bremsen und in einer sicheren Position zum Stehen zu kommen.

Um die Kommunikation selbstfahrender Autos mit ihrem Umfeld zu ermöglichen, arbeitet Renault eng mit Behörden, Privatunternehmen sowie öffentlichen und nicht öffentlichen Organisationen zusammen. Gemeinsam mit dem Autobahnbetreiber Sanef hat Renault beispielsweise auf der Autobahn A 13 (Paris-Rouen-Caen) die Voraussetzungen geschaffen, damit das Symbioz Demo Car Mautstationen komplett autonom passieren kann.

Rasante Fortschritte bei automatisierten Fahrfunktionen

Den rasanten Fortschritt von Renault bei automatisierten Fahrfunktionen verdeutlicht der Vergleich von Symbioz Demo Car und EZ-GO mit dem im Februar 2014 vorgestellten Versuchsträger NEXT TWO auf Basis des Renault ZOE. Die erste Studie des französischen Automobilherstellers für ein teilautomatisiertes Fahrzeug erlaubte die Übertragung der Fahraufgaben an das Auto lediglich bei Staus und stockendem Verkehr sowie bis zur Fahrgeschwindigkeit von 30 km/h.

Beschleunigte Entwicklung durch Kooperationen

Um automatisierten Automobilen zügig zur Reife zu verhelfen, kooperiert Renault mit renommierten Partnern aus dem Softwarebereich. Hintergrund: Künftige Systemarchitekturen für das automatisierte Fahren müssen die riesigen, im Auto zu verarbeitenden Datenmengen sicher managen. Sensordaten in der Größenordnung von einem Gigabyte pro Minute müssen in Echtzeit ausgewertet werden. Bei steigender Sensorleistung und damit steigender Datenmenge ist eine leistungsstarke und zuverlässige Elektronik-Architektur erforderlich.

So gründete die Renault Gruppe mit dem Spezialisten Oktal das Joint Venture „Autonomous Vehicle Simulation” und eröffnete gemeinsam mit dem französischen Kooperationspartner Heudiasyc ein neues Forschungszentrum nördlich von Paris, das Grundlagenforschung auf diesem Gebiet betreibt.

Seit 2011 eröffnete der französische Hersteller außerdem im Silicon Valley, in Tel Aviv und Paris drei „Open Innovation Labs”. Hier entwickelt Renault zusammen mit Start-ups und externen Partnern neue, kreative Forschungsverfahren, um Lösungen für die Mobilität von morgen zu entwickeln, darunter auch Konnektivität und das autonome Fahren.

Im Rahmen der Renault-Nissan Allianz kooperiert Renault ferner mit dem Softwarekonzern Microsoft im Bereich selbstfahrender Autos.

Modernste Fahrerassistenzsysteme als Basis

Den Weg zum teil- und vollautonomen Automobil ebnen die modernen Fahrerassistenzsysteme, die Renault bereits in nahezu allen Fahrzeugklassen anbietet. Hierzu zählen Sicherheitsabstand-Warner, Notbremsassistent und Toter-Winkel-Warner. Hinzu kommen Spurhalte-Warner, Verkehrszeichenerkennung mit Geschwindigkeitswarner, Fernlichtassistent sowie adaptiver Tempopilot. Jüngste Neuerungen sind Müdigkeitserkennung, Notbremsassistent mit Fußgängererkennung und der Spurhalte-Assistent, der aktiv in die Lenkung eingreift.

Zusätzlich zur Steigerung der aktiven Sicherheit schaffen moderne Fahrerassistenzsysteme mit ihrer immer größeren Verbreitung die Voraussetzung für die Akzeptanz künftiger automatisierter Fahrfunktionen. Das Vertrauen in die Technologie erfolgt in erster Linie über den intelligenten Dialog zwischen Fahrer und Fahrzeug.

Bereits heute ist die Akzeptanz des automatisierten Fahrens hoch: Einer Erhebung des TÜV Rheinland aus dem Jahr 2017 zufolge können sich über drei Viertel aller Autofahrer vorstellen, autonome Fahrzeuge zu nutzen. Bei jungen Autofahrern zwischen 18 und 29 Jahren ist die Zustimmung mit 86 Prozent besonders hoch. Unsicherheit besteht der Erhebung zufolge vor allem in der Frage der Haftung und Schuldfrage bei Unfällen.

Gesetzliche Rahmenbedingungen entscheidendes Kriterium

Der Gesetzgeber spielt bei der Einführung des automatisierten und autonomen Fahrens eine Schlüsselrolle. Im Juni 2017 traten in Deutschland als erstem europäischem Land Regeln zum automatisierten Fahren in Kraft. Das Gesetz besagt, dass hoch oder voll automatisierte Fahrsysteme die Kontrolle von Autos übernehmen dürfen. Ein Fahrer muss jedoch weiter im Fahrzeug sitzen und jederzeit wieder die Kontrolle übernehmen können.

Das neue Gesetz regelt allerdings nicht das komplett autonome Fahren, bei dem es nur noch Passagiere gibt. Hierfür besteht auf internationaler Ebene noch Handlungsbedarf. Eine weitere Herausforderung sind die unterschiedlichen nationalen Bestimmungen. Aktuell gibt es in den EU-Mitgliedsländern unterschiedliche Regelungen.

Parallel dazu erarbeitete eine Ethikkommission der Bundesregierung ethische Leitlinien für die Programmierung automatisierter Fahrsysteme. Grundsätzlich sollten sich nach Meinung der Kommission Autos nur dann selbst steuern dürfen, wenn sich hierdurch die Sicherheit auf den Straßen erhöht. Die Technik solle Unfälle so gut wie unmöglich machen, heißt es im Bericht. Wenn ein Unfall aber nicht mehr vermeidbar sei, müsse gelten: In Gefahrensituationen habe der Schutz menschlichen Lebens immer Vorrang, etwa gegenüber möglichen Sach- oder Tierschäden. Bei unausweichlichen Unfallsituationen dürfe es ferner keine Qualifizierung von Menschen nach persönlichen Merkmalen wie Alter, Geschlecht, körperlicher oder geistiger Konstitution geben.

Außerdem müssen die Automobilhersteller Datenschutz und Datensicherheit gewährleisten und sicherheitsrelevante Bereiche im Fahrzeug durch Gateways und Firewalls komplett von der Kommunikation abschotten, so dass sich das Fahrzeug unter allen Bedingungen sicher nutzen lässt.

Grundlagenforschung seit über 30 Jahren

Die Basistechnologien für das automatisierte Fahren sind seit über 30 Jahren Gegenstand der Forschung bei Renault. Bereits 1986 präsentierte der französische Hersteller im Rahmen des übergreifenden Forschungsprojekts PROMETHEUS mit dem ATLAS System den Prototyp eines Service-Terminals im Fahrzeug, das den Fahrer per Funk mit aktuellen Informationen zu Reiseroute, Tankstellen, Straßenzustand, Staus und Umleitungen versorgte.

Weitere wegweisende PROMETHEUS Projekte waren die autonome Geschwindigkeits- und Abstandsregelung, die Unterstützung der Spurhaltung, der autonome Spurwechsel und die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation. Sie führten unter anderem zur Entwicklung moderner Fahrerassistenzsysteme wie dem adaptiven Tempopiloten und dem Spurhalte-Assistenten, die wichtige Bausteine für das automatisierte Fahren bilden.

Realitätsnaher Versuchsträger bereits im Praxistest

Renault Symbioz Demo Car: autonom, vernetzt, elektrisch

Mit dem Symbioz Demo Car präsentierte Renault im Dezember 2017 einen voll vernetzten Versuchsträger mit reinem Batteriebetrieb, der einen Ausblick in das Jahr 2023 gibt: Seine Systeme erfüllen alle Anforderungen für die vierte von fünf Stufen des autonomen Fahrens. Dieser so genannte „Mind-off”-Level erlaubt das voll automatisierte Fahren auf hierfür zugelassenen Straßen wie Autobahnen oder Schnellstraßen oder auch in der City, ohne dass der Fahrer ständig das Verkehrsgeschehen im Auge haben muss. Das Fahrzeug kann selbstständig die Spur wechseln, Kurven fahren, überholen sowie Stop-and-go-Verkehr bewältigen. Hierfür kommuniziert es permanent mit seiner Umgebung und anderen Fahrzeugen. Renault führt mit dem Symbioz Demo Car bereits Straßentests unter realen Verkehrsbedingungen durch.

Beim voll automatisierten Fahren der Stufe vier bewegt sich das Fahrzeug die meiste Zeit allein ohne Zutun des Fahrers. Es beschleunigt, bremst und steuert selbstständig und überwacht das Fahrumfeld. Im Falle eines Unfalls oder eines anderen unvorhergesehenen Ereignisses in seinem unmittelbaren Vorfeld ist das Symbioz Demo Car außerdem in der Lage, rechtzeitig zu bremsen und in einer sicheren Position zum Stehen zu kommen. Darüber hinaus gestattet der Renault Versuchsträger das „Valet Parking”. Das heißt, das Fahrzeug holt Fahrer und Passagiere führerlos an der Haustür ab und ist damit erstmals auf kurzen Strecken völlig autonom unterwegs.

Renault wird voll automatisierte Fahrzeuge der Stufe vier ab 2022 auf den Markt bringen. Aktuell bestehen für das autonome Fahren im „Mind-off”-Level in Europa noch nicht die rechtlichen Voraussetzungen. Jedoch ist auf bestimmten Strecken automatisiertes Fahren zu Testzwecken möglich, sofern ein Fahrer hinterm Steuer sitzt, der jederzeit die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen kann.

Zahlreiche Sensoren als Basis für autonome Fahrfunktionen

Eine Vielzahl von Sensoren dient im Symbioz Demo Car als Grundlage für die autonomen Fahrfunktionen, darunter auch Lidar-Detektoren (Light Detection and Ranging) in den Scheinwerfern und im hinteren Stoßfänger. Sie arbeiten ähnlich wie Radar, verwenden statt Radiowellen jedoch Laserstrahlen. Über die Laufzeit eines ausgestrahlten Lichtstrahls erfolgt eine hochpräzise Entfernungsmessung, die unter anderem als Grundlage für den automatisierten Stop-and-go-Verkehr dient.

Ergänzt werden die Lidar-Detektoren durch Radar- und Ultraschallsensoren sowie eine Frontkamera am oberen Rand der Windschutzscheibe. Hinzu kommen eine Kamera im Renault Rhombus auf der Heckklappe und Seitenkameras in den Türöffnern. Video- und Sensordaten werden laufend ausgewertet und miteinander abgeglichen. Viele Funktionen, wie etwa die Abstandsmessung, werden mehrfach abgedeckt. Diese Redundanzen erhöhen die Sicherheit zusätzlich, falls ein System durch Beschädigung ausfällt. Damit entfernt sich das Interieur deutlich vom klassischen Fahrzeugkonzept und nimmt verstärkt die Form und Funktion eines Wohnraums an.

Auf maximale Entspannung ausgelegt

Der Innenraum des Symbioz Demo Cars ist bis ins Detail auf maximale Entspannung von Fahrer und Passagieren ausgelegt, wenn die automatisierten Fahrsysteme bis hin zum „Mind-off”-Level aktiviert sind. So gibt es keine Mittelkonsole, und der Kabinenboden ist durchgehend flach. In die Türverkleidungen sind Leuchtelemente integriert.

Den Lounge-Charakter verstärken Vordersitze mit einer nie da gewesenen Modularität: Beispielsweise senken sich im „Lounge”-Modus automatisch die Armlehnen herab, und die Sitze schwenken um zehn Grad einander zu. Die „Zero Gravity”-Position im „Relax”-Modus ermöglicht ein ermüdungsfreies Fahren. Im Fahrprogramm „Dynamic” bieten die Vordersitze mehr Seitenhalt und vermitteln dem Fahrer den Eindruck, er säße in einem Schalensitz.

Auch das Cockpit-Layout ändert sich je nach Fahrprogramm. So fahren im automatisierten Modus „AD” („Autonomous Driving”) Instrumententräger und Lenkrad zwölf Zentimeter zurück, so dass mehr Platz zur Verfügung steht.

Volldigitales Cockpit mit drei lichtstarken Anzeigenfeldern

Das L-förmig geschnittene volldigitale Cockpit wurde in Zusammenarbeit mit LG Electronics entwickelt. Es umfasst drei individuell konfigurierbare und lichtstarke OLED (Organic Light Emitting Diode)-Anzeigenfelder für Fahrtinformationen, Navigation und Komfortfunktionen beziehungsweise On-Board-Entertainment.

Dank der gestochen scharfen Darstellung und der großzügig dimensionierten Display-Formate ist der Fahrer im autonomen Fahrmodus immer im Bild über die wichtigsten Fahrparameter und kann deshalb jederzeit die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen. Die Auflösung des Entertainment-Monitors erlaubt es Fahrer und Passagieren ferner, Filme in High-Definition-Qualität anzuschauen.

Alternativ zu den Cockpitanzeigen projiziert im automatisierten Betrieb ein Head-up-Display die wichtigsten Fahrtinformationen auf die Windschutzscheibe.

Neue Renault MULTI-SENSE Generation mit drei Fahrprogrammen

Im neuen Renault MULTI-SENSE 3.0 System des Symbioz Demo Cars sind drei Fahrprogramme hinterlegt:

• „Classic” ist die Standardeinstellung. Die Sitzeinstellung ist konventionell, und die Fahrzeugeinstellungen sind auf maximalen Fahrkomfort ausgelegt.

• „Dynamic” steht für hohe Agilität und größtmöglichen Fahrspaß durch schnelleres Ansprechverhalten des Elektromotors, dynamischer eingestellte Lenkung und straffere Fahrwerkcharakteristik. Gleichzeitig bietet der Fahrersitz mehr Seitenhalt im Stil eines Schalensitzes.

• „AD” ist der autonome Fahrmodus. Der Instrumententräger und das Lenkrad fahren um zwölf Zentimeter zurück, so dass für Fahrer und Beifahrer mehr Platz zur Verfügung steht.

Drei Konfigurationen für das autonome Fahren

Im Fahrprogramm „AD” hat der Fahrer die Wahl zwischen drei Innenraumkonfigurationen:

• „Alone@Home” erlaubt dem Fahrer, den durch das Zurückfahren von Armaturenträger und Volant gewonnenen zusätzlichen Raum flexibel zu nutzen, beispielsweise zum Arbeiten und Studium von Unterlagen. Da das Symbioz Demonstrationsfahrzeug über keinen Getriebetunnel und keine Mittelkonsole verfügt, ist das Raumangebot vorne besonders großzügig dimensioniert.

• Im Modus „Relax” kann sich der Fahrer zurücklehnen und entspannen. Eine vom Spieleentwickler Ubisoft eigens für das Symbioz Demo Car konzipierte Virtual-Reality-Brille erlaubt es ihm, in virtuelle Umgebungen einzutauchen. Um der Reisekrankheit vorzubeugen, sind Virtual-Reality-Brille und Fahrzeug vernetzt. Die Bilder, die der Fahrer sieht, stimmen mit Fahrgeschwindigkeit, eigener Bewegungsbahn und sogar der Bewegung anderer Verkehrsteilnehmer überein, die von den AD-Sensoren erfasst werden.

• „Lounge” ermöglicht es Fahrer und Beifahrer, intensiver miteinander zu kommunizieren. Die Armlehnen senken sich hierfür automatisch ab, und die Vordersitze schwenken automatisch um 15 Grad zum Sitznachbarn hin.

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Komplett mit der Umgebung vernetzt

Weiteres Merkmal des Symbioz Demo Cars ist der hohe Vernetzungsgrad mit der Umgebung, eine wesentliche Voraussetzung für das autonome Fahren. Bereits beim Einsteigen erkennen die Fahrzeuge Fahrer und Passagiere und passen die Sitzeinstellung sowie die Musik- und Videoauswahl im Auto individuell an diese an. Möglich macht dies der Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Smartphone. Außerdem haben die Nutzer dank Wi-Fi-Schnittstelle, Mobilfunkstandard der vierten Generation (4G) und GPS vom Fahrzeug aus jederzeit Zugriff auf die digitalen Medien und Dienste, die sie zu Hause oder am Arbeitsplatz anwenden.

Ebenso können sie unterwegs vernetzte Elektrogeräte und Heizung in ihrer Wohnung ansteuern oder per 360-Grad-Kamerabild auf dem Display des Instrumententrägers kontrollieren, was gerade zu Hause passiert.

Umgekehrt ist es vor Fahrtantritt möglich, von zu Hause aus per Smartphone oder Smart-TV den Ladezustand der Fahrzeugbatterie und die Reichweite abzufragen oder das Fahrzeug vor der Haustür vorfahren zu lassen („Valet Parking”).

Permanenter Datenaustausch mit dem Umfeld

Ebenso ist der Renault Versuchsträger in der Lage, mit anderen vernetzten Fahrzeugen und der Verkehrsinfrastruktur zu kommunizieren (V2X-Konnektivität), so dass der Fahrer bereits frühzeitig vor Unfällen, Staus und Gefahrenstellen gewarnt wird. Das heißt: Das Fahrzeug sieht weiter als seine Sensoren, wodurch das Fahren sicherer und entspannter wird. Renault arbeitet hierfür eng mit Behörden, Privatunternehmen sowie öffentlichen und nicht öffentlichen Organisationen zusammen.

Ein Kooperationspartner von Renault auf dem Gebiet der Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation ist der französische Autobahnbetreiber Sanef. Gemeinsam haben die beiden Unternehmen auf der Autobahn A 13 (Paris-Rouen-Caen) die Voraussetzungen geschaffen, damit das Symbioz Demo Car Mautstationen komplett autonom passieren kann.

Autonom durch Autobahnmautstellen

Bereits einen Kilometer vor der Mautstation erhält das Fahrzeug ein Signal. Daraufhin ordnet sich das Symbioz Demo Car in die richtige Fahrbahn ein und verlangsamt entsprechend der Geschwindigkeitsbeschränkung das Tempo. Eine zusätzliche Herausforderung sind die fehlenden Fahrbahnmarkierungen auf dem weitläufigen Vorfeld der Mautstation. Deshalb greift das Symbioz Demo Car auf hochauflösendes Kartenmaterial zurück, um sicher einzufädeln. Bei der Einfahrt in den unmittelbaren Mautbereich beträgt die Fahrgeschwindigkeit noch maximal 30 km/h.

Unmittelbar hinter der Barriere, nachdem die Gebühren elektronisch per Datenaustausch entrichtet sind, beschleunigt der Renault Versuchsträger erneut und überwacht dabei auch die benachbarten Ausfahrten aus der Mautzone. Sobald die Fahrbahnmarkierung wieder einsetzt, kann das Symbioz Demo Car seine Fahrt normal fortsetzen.

Die Kommunikation des Fahrzeugs mit der Verkehrsinfrastruktur erlaubt noch einen weiteren Service: Passiert das Symbioz Demo Car ein touristisches Highlight, werden Informationen zu dem Ort auf dem Instrumententräger eingeblendet.

Zwei leistungsstarke Elektromotoren an der Hinterachse

Das lokal emissionsfreie Symbioz Demo Car verbindet maximale Umweltverträglichkeit und autonomes Fahren mit einem hohen Maß an Performance und Fahrdynamik. Für den Antrieb sorgen zwei Elektromotoren. Sie befinden sich direkt an der Hinterachse und leiten ihre Kraft getrennt jeweils an ein Hinterrad. Vorteil dieser Auslegung ist eine optimale Traktion. Durch den doppelten Heckantrieb entfallen außerdem störende Antriebseinflüsse auf die Lenkung. Die Allradlenkung 4CONTROL steigert zusätzlich die Fahrdynamik.

Beide Elektromotoren leisten zusammen 500 kW/680 PS, mobilisieren ein Maximaldrehmoment von 660 Nm und beschleunigen die Studie in 6,0 Sekunden von 0 auf 100 km/h. Die Dauerleistung liegt bei 360 kW/490 PS mit einem Drehmoment von 550 Nm. Die Batterien mit einer Kapazität von 72 kWh lassen sich an einer Schnellladestation in weniger als einer halben Stunde auf 80 Prozent ihrer Kapazität laden. Dank der Gesamtspannung von 700 Volt lassen sich größere Leistungssteigerungen problemlos realisieren. Die Fahrzeugarchitektur ermöglicht den Einsatz von Stromspeichern bis 100 kWh.

Aufsehenerregendes Design

Mit einer Länge von 4,92 Metern und einer Breite von 1,92 Metern verfügt das Symbioz Demo Car über die Maße einer gehobenen Limousine. Seine Höhe von 1,44 Metern entspricht derjenigen des Renault Kompaktwagens Mégane. Der Radstand von 3,07 Metern bildet die Grundlage für ein Raumangebot auf Oberklasseniveau. Fließende, dynamische Linien unterstreichen die vorteilhaften Proportionen. Die weitgehend transparente Dachkonstruktion ermöglicht ein lichtdurchflutetes Ambiente. Mit dem neuen Renault MULTI-SENSE 3.0 System lässt sich die Lichtdurchlässigkeit der Glasflächen regulieren. Zum aufsehenerregenden Erscheinungsbild des Symbioz Demo Cars trägt außerdem die champagnerfarbene Karosserielackierung mit Perlmutt-Effekt bei.

Technische Daten Symbioz Demo Car

Länge	4,9 m
Breite	1,9 m
Höhe bei geschlossenem Dach	1,4 m
Radstand	3,1 m
Motor	Zwei Elektromotoren an der Hinterachse
Antriebsräder	Hinten
Batteriekapazität	72 kW/h
Maximalleistung	550 kW/680 PS
Maximales Drehmoment	550 Nm
Autonome Fahrstufe	Stufe vier („Mind-off”-Level)
Sitzplätze	Vier

Autonome Shared-Mobility-Vision

• Renault Studie EZ-GO: Robo-Taxi für die City

Mit der Studie EZ-GO hat Renault auf dem Genfer Auto-Salon 2018 seine Vision eines Robo-Taxis für die City und das urbane Umland präsentiert. Das voll vernetzte, autonome und batterieelektrische Concept Car kann bis zu sechs Personen aufnehmen und ist integraler Bestandteil des Smart-City-Konzepts, das in den kommenden Jahren von Regierungen, Stadtverwaltungen und Privatunternehmen gefördert und entwickelt wird. Durch die in die Infrastruktur integrierten Fahrzeuge lässt sich der Verkehrsfluss effizienter gestalten. Neuralgische Knotenpunkte werden frühzeitig erkannt und gezielt entlastet. Die gesamte urbane Mobilität gewinnt an Schwung, was die Lebensqualität fördert. Zum EZ-GO zählt auch eine Station, die es den Fahrgästen erlaubt, barrierefrei das Fahrzeug zu betreten.

Das voll automatisierte Robo-Taxi EZ-GO vereinigt das klassische Fahrzeug mit einem umfassenden Servicekonzept. Nutzer können den City-Shuttle per Smartphone-App direkt zu sich nach Hause, an den Arbeitsplatz und zum Hotel rufen oder an festen Stationen in der Innenstadt zusteigen. Weiterer Vorteil: Der EZ-GO steht 24 Stunden am Tag und sieben Tage in der Woche zur Verfügung und stellt eine sinnvolle Ergänzung zum Privatfahrzeug und zu öffentlichen Verkehrsmitteln dar. Er kombiniert den Komfort der individuellen Mobilität mit der Effizienz und Sicherheit des Personentransports durch U-Bahnen, Nahverkehrszüge und Stadtbusse.

Stressfrei und umweltfreundlich ans Ziel

Der EZ-GO lässt sich sowohl losgelöst von anderen Verkehrsträgern als auch als fester Bestandteil eines kompletten Transportnetzwerks betreiben. Dies macht ihn für private und öffentliche Betreiber gleichermaßen interessant. Als Shared-Mobility-Lösung stellt er für die Kunden eine preisgünstige Möglichkeit dar, stressfrei von Tür zu Tür oder zu einer festen Haltestation in der City zu gelangen. Zusätzlich zur entspannten Fahrt gewinnen die Kunden im EZ-GO wertvolle Zeit, die sie beispielsweise zum Arbeiten oder Lesen nutzen können.

Auch die Städte profitieren vom EZ-GO: Das Renault Robo-Taxi ist geräuscharm und lokal emissionsfrei unterwegs, sorgt für einen besseren Verkehrsfluss und verringert den Bedarf an Parkflächen in der City. Die von Bäumen eingerahmten Haltestationen fügen sich harmonisch ins Stadtbild ein und erlauben dank der extrem flachen Zugangsrampe auch Fahrgästen mit Rollkoffern, Einkaufstrolley, Kinderwagen oder im Rollstuhl den problemlosen Einstieg ins Fahrzeug. Durch seine markante, trapezförmige Silhouette, seine ausgewogenen Proportionen und die großen Glasflächen verfügt der EZ-GO außerdem über Qualitäten, zum Aushängeschild für Städte zu avancieren.

Voll automatisiert und sicher unterwegs

Der EZ-GO beschleunigt, bremst und steuert selbstständig, wechselt die Spur und überwacht permanent das Fahrumfeld. Im Falle einer Verkehrsstörung oder anderer unvorhergesehener Vorfälle in seinem unmittelbaren Vorfeld ist der EZ-GO außerdem in der Lage, rechtzeitig zu bremsen und in einer sicheren Position zum Stehen zu kommen.

Die Höchstgeschwindigkeit des Renault Robo-Taxis ist auf 50 km/h begrenzt. Mit seiner Lichtsignatur signalisiert es seiner Umgebung, wenn es im autonomen Modus unterwegs ist. Außerdem zeigt ein Lichtband an der Front Fußgängern an, wenn sie vor dem Fahrzeug sicher die Straße überqueren können. Ein ähnliches Lichtband findet sich auch am Heck. Da der EZ-GO nahezu geräuschlos unterwegs ist, haben ihn seine Entwickler zusätzlich mit einem akustischen Warnsignal ausgestattet.

Markantes Design mit grossen Glasflächen

Die Optik des EZ-GO im Trapez-Stil hebt sich deutlich vom Würfeldesign anderer Robo-Taxi-Entwürfe ab. Die großen Glasflächen ringsum lassen viel Licht in den Innenraum und ermöglichen exzellente Rundumsicht für die Nutzer. Dies macht die Renault Studie zum idealen Fahrzeug für touristische Entdeckungstouren durch fremde Städte. Dank der moderaten Höhe von 1,60 Metern versperrt sie außerdem Passanten nicht die Sicht. Wird die Sonneneinstrahlung zu intensiv, dunkelt sich das durchgängige Glasdach ab. Weiteres Designmerkmal sind die komplett von der Karosserie umschlossenen Räder. Dies dient nicht allein der Optik, sondern schützt auch Räder und Aufhängung vor Stößen und Bordsteinkanten, wodurch sich der Aufwand für Wartung und Reinigung verringert. In die Radverkleidung sind Blinker integriert, die komplett deren Rundung folgen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Gestaltung des EZ-GO war eine möglichst große Rundumsicht für die Vielzahl von Sensoren, die das autonome Fahren ermöglichen. Sämtliche Kameras, Radar-, Lidar- und Ultraschallsensoren, die für das automatisierte Fahren erforderlich sind, sind in einer flachen Antenne oberhalb der charakteristischen Dachfinne am Heck des Fahrzeugs untergebracht. Sie entsprechen weitgehend den Sensoren, die auch ein autonom fahrender Personenwagen benötigt, einige von ihnen sind jedoch maßgeschneidert für die City, wo ein breiteres Sichtfeld um das Fahrzeug vonnöten ist als auf der Autobahn.

Platz für bis zu sechs Passagiere

Die Passagiere betreten den EZ-GO an der Vorderseite. Hierzu schwenkt das komplette Glasdach weit auf, so dass auch groß gewachsene Personen bequem zusteigen können. Hält das Fahrzeug nicht an der Andockstation, fährt gleichzeitig das untere Segment der Frontpartie nach unten. Hierdurch entsteht eine flache Rampe, die das Betreten des Robo-Taxis zusätzlich erleichtert. Die Sitze für die bis zu sechs Fahrgäste sind kommunikationsfördernd in U-Form gruppiert. Je zwei Mitfahrer können quer zur Fahrtrichtung an den Seiten Platz nehmen, zwei in Fahrtrichtung. Die separaten Rückenlehnen der seitlichen Plätze scheinen frei zu schweben, was den Eindruck von Leichtigkeit und Helligkeit weiter steigert. Der Kabinenboden ist mit strapazierfähigem Holzparkett in Fischgrätenmuster ausgelegt.

In die Innenseite der Tür ist ein großes Display integriert, das die Passagiere mit fahrtrelevanten Informationen versorgt, wie etwa die Zeit bis zur Ankunft oder Zwischenstopps zur Aufnahme weiterer Fahrgäste. Beim Öffnen des Dachsegments schwenkt auch der Bildschirm mit nach oben. Weiteres cleveres Detail sind flache Schalen, in denen die Mitfahrer ihre Smartphones per Induktion aufladen lassen können. Zwei Ablagen mit Verzurrgurten für das Gepäck komplettieren die Einrichtung.

Elektromotor an der Hinterachse und Allradlenkung

Der Elektromotor befindet sich an der Hinterachse und treibt diese direkt an. Die flache Batterie des EZ-GO ist platzsparend unter dem Fußboden eingebaut. Das Aufladen des Stromspeichers erfolgt per Induktion, während das Fahrzeug an seiner Andockstation auf Fahrgäste wartet. Weiteres Merkmal ist das 4CONTROL Fahrwerk mit mitlenkenden Hinterrädern. Dies ermöglicht maximale Agilität im Innenstadtverkehr. Damit das im Stand für einen komfortablen Ein- und Ausstieg tief liegende City-Mobil problemlos Hindernisse wie Schwellen zur Geschwindigkeitsbegrenzung überqueren kann, verfügt es über eine aktive Aufhängung. Diese hebt den Aufbau um mehrere Zentimeter an, sobald sich der EZ-GO in Bewegung setzt.

Technische Daten EZ-GO

Länge			5,2 m
Breite			2,2 m
Höhe bei geschlossenem Dach			1,6 m
Höhe bei geöffnetem Dach			1,8 m
Radstand			3,8 m
Gewicht			1.700 kg, davon 300 kg Batteriegewicht
Motor			Ein Elektromotor an der Hinterachse
Antriebsräder			Hinten
Gelenkte Räder			Vorne und hinten
Autonome Fahrstufe			Stufe vier („Mind-off”-Level)
Sitzplätze			Sechs
Länge	7,5 m
Breite	3,0 m
Höhe	1,0 m
Länge Rampe	6,0 m
Breite Rampe	1,4 m
Rampenwinkel	6°

Versuchsträger auf Basis des ZOE

NEXT TWO: automatisiertes Fahren mit erschwinglichen Technologien

Symbioz Demo Car und EZ-GO waren nicht die ersten Renault Versuchsträger für das automatisierte Fahren: Im Februar 2014 stellte der französische Automobilhersteller die Studie NEXT TWO auf Basis des batterieelektrischen Renault ZOE vor. Das Konzeptfahrzeug auf Basis des batterieelektrisch betriebenen Renault ZOE war in der Lage, bei stockendem Verkehr bis zur Geschwindigkeit von 30 km/h Fahraufgaben selbstständig zu übernehmen. Der Fahrer konnte die gewonnene Zeit zur Arbeit oder zum Entertainment nutzen.

Das hyperkonnektive Fahrzeug war hierfür mit allen gängigen Funkstandards und Betriebssystemen kompatibel sowie mit einem vielseitig verwendbaren Multimedia-Display nach Vorbild eines Tablet-Computers ausgestattet. Bei allen Innovationen setzte Renault bewusst auf erschwingliche Technologien, um möglichst schnell eine bezahlbare Umsetzung in Serienfahrzeugen zu ermöglichen. Sie waren durch eine zentrale Steuereinheit miteinander vernetzt. Wesentliche Elemente waren ein Radarsensor im Frontstoßfänger, Kameras an der Innenseite der Frontscheibe und Ultraschallsensoren, die den Bereich von 360 Grad rings um das Fahrzeug scannten. Diese bildeten gleichzeitig die Basis für den adaptivem Tempopiloten und den Geschwindigkeitslimit-Assistenten als zentrale Bausteine für das automatisierte Fahren.

Kamera beobachtet Seitenmarkierungen

Das Kamerasystem des NEXT TWO beobachtete die seitlichen Fahrbahnmarkierungen und gab die Informationen an das zentrale Steuergerät weiter, das wiederum mit den Rechnern von elektrischer Servolenkung, elektrischem Fahrpedal, Elektromotor und Bremsen kommunizierte. Auf diese Weise erteilte der Zentralrechner beispielsweise Instruktionen zum Lenkwinkel und gab Befehle zum Verzögern und Beschleunigen. Hierfür bediente er sich auch der Informationen des Abstandsradars.

Um maximale Sicherheit zu gewährleisten, erlaubte der NEXT TWO das autonome Fahren nur bei Staus und stockendem Verkehr ohne Spurwechsel bis maximal 30 km/h sowie auf Hauptstraßen ohne Fußgänger- und Fahrradverkehr, wie etwa Autobahnen und Kraftfahrstraßen. Die Aktivierung erfolgte per Knopfdruck. Der Fahrer konnte jederzeit wieder die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen.

Fahrzeug mit eingebautem Parkdienst

Der NEXT TWO beherrschte außerdem das autonome Ein- und Ausparken. Wurde die „Valet Parking”-Funktion aktiviert, so suchte das Fahrzeug selbstständig nach freien Parkmöglichkeiten am Zielort. Am Parkhaus der Wahl angekommen, stieg der Fahrer aus, während der NEXT TWO von allein den Parkplatz anfuhr und einparkte. Umgekehrt parkte das Fahrzeug wieder autonom aus und fuhr von selbst zum Ausgang, sobald es per Smartphone gerufen wurde.

Head-up-Display: die wichtigsten Informationen im Blick

Ein Head-up-Display (HUD) auf der Oberseite des Instrumententrägers projizierte fahrtbezogene Informationen direkt ins Blickfeld des Fahrers. Beim automatisierten Fahren wechselte automatisch die Hintergrundfarbe der transparenten Anzeige hin zu Blau, so dass der Fahrer jederzeit über den Fahrmodus im Bild war. Zusätzlich markierte die grafische Darstellung im HUD vorausfahrende Fahrzeuge, an denen sich das System orientierte, und gab Auskunft, ob die seitlichen Fahrbahnmarkierungen erfasst wurden. Vorteil: Forderte der NEXT TWO den Fahrer auf, wieder das Steuer zu übernehmen, erfuhr dieser sofort den Grund.

Augmented Reality unterstützt Navigation

Um die Navigation zu erleichtern, bediente sich die Studie der Augmented Reality. Das heißt: Auf dem zentralen Multimedia-Display erschien ein Echtzeitbild der Straße mit eingeblendeten Informationen. Dies war insbesondere bei komplexen Verkehrssituationen wie Autobahnkreuzen, Kreisverkehren und unübersichtlichen Kreuzungen oder bei Sichtbehinderungen durch vorausfahrende Lastwagen eine wertvolle Hilfe. Außerdem warnte das System vor Fußgängerüberwegen oder Schwellen zur Geschwindigkeitsminderung.

Das Multimedia-Display des NEXT TWO ließ sich entweder direkt per Fingertipp oder indirekt durch Gestensteuerung bedienen. Hierbei half ein Ultraschallsensor, der einfache Handbewegungen erkannte. Damit konnte der Fahrer mit maximalem Komfort durch Kontakt- und Senderlisten scrollen oder zoomen.

Rollendes Büro dank Breitband-Konnektivität

Das Multimedia-Display des NEXT TWO ermöglichte es dem Fahrer ferner, während der Phasen automatisierten Fahrens ein breites Unterhaltungsangebot zu nutzen oder zu arbeiten. Auf diese Weise konnte er verlorene Zeit im Stau sinnvoll nutzen. Hierfür war das Fahrzeug mit den Funkstandards 2G, 3G, 4G, Wi-Fi, Wi-Fi Wave, Hotspot und Bluetooth kompatibel. Darüber hinaus bestand Kompatibilität mit Android, IOS, Windows 8 und anderen Betriebssystemen. Fahrer und Passagiere hatten damit Zugang zu allen vernetzten Services in der Cloud.

Dank dieser Vielseitigkeit eignete sich der NEXT TWO ideal für Videokonferenzen. Das Multistandard-Modem des Fahrzeugs erlaubte den Wechsel von Funkstandard zu Funkstandard, ohne dass die Insassen dies bemerkten, und ohne Beeinträchtigung der Übertragung. Auch das Telefonieren, Versenden von E-Mails, Downloaden von Dateien aller Art sowie Musik- und Videostreaming gestalteten sich hierdurch störungsfrei und sicher.

Kooperationen mit Instituten und Softwarefirmen

• Gemeinsam mit Partnern schneller zum Ziel

Um automatisierten Automobilen zügig zur Marktreife zu verhelfen, kooperiert Renault mit Partnern aus dem Softwarebereich. Hierzu gehören große Unternehmen ebenso wie Start-ups. Auch die „Open Innovation Labs” des Unternehmens im Silicon Valley, in Tel Aviv und Paris sind in den Entwicklungsprozess mit eingebunden.

Gemeinsam mit dem Kooperationspartner Heudiasyc eröffnete Renault das Forschungszentrum SIVALab in Compiègne nördlich von Paris, das sich der Grundlagenforschung zum automatisierten Fahren widmet. Schwerpunkt der Zusammenarbeit ist die effiziente Datenerhebung für das autonome Fahren. Der Kooperationspartner Heudiasyc ist ein Forschungsverbund der Technischen Universität Compiègne und des nationalen Forschungsinstituts CNRS (Centre national de la recherche scientifique).

Als Basis für das automatisierte Testfahrzeug dient der Renault ZOE. Damit Fahrzeuge in Zukunft eigenständig fahren können, müssen sie mit ihrer Umwelt interagieren. Dabei gilt es, komplexe Fragen nach freiem Parkraum, Hindernissen auf der Strecke und eventuelle Staus bei der Routenplanung zu berücksichtigen. Je exakter die Daten zum Standort des Pkw sind, desto verlässlicher und sicherer steuert das Automobil durch den Verkehr.

Die Wissenschaftler vom SIVALab gleichen für ihre Forschungen mehrere Datenquellen ab: Kartenmaterial, Informationen anderer Verkehrsteilnehmer und infrastrukturelle Daten wie etwa von Ampeln und intelligenten Fahrbahnbelägen fließen in die Berechnung ein. Die Partnerschaft ist zunächst auf vier Jahre angelegt.

Partnerschaft für Tests in virtueller Umgebung

Zusammen mit dem Spezialisten Oktal gründete Renault außerdem das Joint Venture „Autonomous Vehicle Simulation”, um automatisierte Fahrzeuge in einer virtuellen Umgebung zu testen. Gemeinsam mit Flottentests lässt sich so der Entwicklungsprozess beschleunigen.

Mit dem Joint-Venture-Partner Oktal hat Renault bereits bei der Entwicklung der weltweit führenden Simulationssoftware SCANeRTM zusammengearbeitet. Im Rahmen der Kooperation wollen Renault und Oktal die Weiterentwicklung der Software beschleunigen. Der Vorteil einer Simulationssoftware besteht darin, dass das Auto in kurzer Zeit virtuell eine große Anzahl von Kilometern zurücklegen kann – bei hoher Verlässlichkeit der Testergebnisse.

Kreativ und innovativ: die „Open Innovation Labs”

Einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung automatisierter Fahrzeuge leisten darüber hinaus die „Open Innovation Labs”. Hier entwickelt Renault neue, kreative Forschungsverfahren, um Lösungen für die Mobilität von morgen zu entwickeln. Im Zentrum steht die Verknüpfung der Themen alternative Antriebe, Konnektivität und autonomes Fahren.

Fester Bestandteil der Open Innovation Labs ist die Zusammenarbeit mit externen Partnern. Hierzu gehören Start-up-Unternehmen, universitäre Forschungseinrichtungen und Investoren ebenso wie Verbände, öffentliche Stellen und Kunden. Neben dem direkten Austausch im Rahmen von Konferenzen, Thinktanks, Events und Meetings setzt das Labor auf kreative Ansätze wie offene Werkstätten, so genannte FabLabs und Design Thinking.

Bereits seit 2011 aktiv ist das erste „Open Innovation Lab” im kalifornischen Silicon Valley. Hier forscht Renault zusammen mit seinem Allianzpartner Nissan an Technologien zum automatisierten Fahren und künstlicher Intelligenz. Zusammen mit Start-ups sowie den Universitäten Stanford und Berkeley arbeiten Renault und Nissan in Kalifornien außerdem am Thema Konnektivität. Das 2016 eröffnete Open Innovation Lab in Tel Aviv, Israel, befasst sich vor allem mit den Themen Elektromobilität, After-Sales-Lösungen und der Cyber-Sicherheit. Partner ist das dortige Institute of Innovation in Transportation.

Im Herbst 2017 stellte das Renault Open Innovation Lab im Silicon Valley das weltweit erste System für autonome Fahrzeuge zum sicheren Ausweichen in Extremsituationen vor. In Zusammenarbeit mit Profi-Fahrern getestet, erreicht das System im Versuchsträger „Callie” auf Basis des ZOE dieselbe Erfolgsquote wie die besten Autofahrer. Es bildet damit einen wichtigen Baustein auf dem Weg zu voll automatisierten Automobilen der Stufe vier und Robo-Taxis für den City-Verkehr.

Entwicklung zusammen mit namhaften Partnern

Im Rahmen der Renault-Nissan Allianz kooperiert Renault ferner seit 2016 mit dem Softwarekonzern Microsoft im Bereich selbstfahrender Autos. Im Mittelpunkt der Vereinbarung steht die Entwicklung von vernetzten Services für Fahrzeuge auf Basis der Cloud-Computing-Plattform Microsoft Azure.

Mit der Übernahme des französischen Software-Spezialisten Sylpheo sicherte sich die Allianz 2016 weiteres Know-how für Fahrzeugkonnektivität und zukünftige Mobilitätstechnologien.

Die Renault-Nissan Allianz vereinbarte im Februar 2017 außerdem eine Kooperation mit dem Nahverkehrsanbieter Transdev, um einen On-Demand-Shuttle-Service mit autonomen Elektrofahrzeugen zu entwickeln. Die Feldtests mit umgerüsteten Renault ZOE und einer Routing-Software von Transdev finden in Paris-Saclay statt. Über die Transdev Plattform werden die fahrerlos operierenden Fahrzeuge Aufträgen zugewiesen, überwacht und zum Ziel navigiert. Mit den Tests von Fahrzeug und Software bereiten beide Unternehmen die Realisierung urbaner Shared-Mobility-Services vor.

Erstes Projekt mit einer autonomen Fahrzeugflotte

Als nächsten Schritt werden Renault, Transdev und weitere Partner im Verlauf des Jahres 2018 im Rahmen des Projekts „Rouen Normandy Autonomous Lab” in Rouen den europaweit ersten Pilotbetrieb einer Flotte selbstfahrender On-Demand-Shuttlefahrzeuge auf öffentlichen Straßen starten. Fünf autonome Elektrofahrzeuge, darunter vier Renault ZOE, werden in der Hauptstadt der Normandie auf drei Routen von zusammen zehn Kilometer Länge verkehren. Fahrgäste werden die Fahrzeuge über eine eigens entwickelte Smartphone-App bestellen können.

Ziel des Projekts ist es, Erfahrungen beim Betrieb einer Flotte autonom fahrender On-Demand-Fahrzeuge im öffentlichen Verkehr zu sammeln. Zunächst wird noch ein Fahrer hinter dem Steuer der Testfahrzeuge sitzen, um im Notfall eingreifen zu können. Sobald die Technologien ausgereift und die juristischen Hürden genommen sind, werden die ZOE komplett autonom unterwegs sein. Außerdem wollen die am Projekt „Rouen Normandy Autonomous Lab” beteiligten Partner die technischen Systeme für die Kommunikation zwischen den autonomen Fahrzeugen sowie zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur kontinuierlich weiterentwickeln. Daneben gilt es, die Technologien für den Betrieb und die Echtzeit-Überwachung einer autonomen Fahrzeugflotte zu testen sowie die Nutzerfreundlichkeit für die Fahrgäste zu steigern.

Projekt SCOOP: Infrastruktur für autonome Fahrzeuge

Das europäische Pilotprojekt SCOOP (Système Coopératif) testet unter realen Verkehrsbedingungen die Vernetzung zwischen Fahrzeugen (Car2Car Communication) und der Vernetzung von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung (Car2X). Neben Renault und weiteren Automobilherstellern unterstützen verschiedene französische Ministerien, Kommunen, Betreiber von Autobahnen sowie Universitäten und Forschungseinrichtungen das Projekt. Darüber hinaus sind weitere Staaten der europäischen Union wie Österreich, Spanien und Portugal an dem Projekt beteiligt.

Renault hat eine Fahrzeugflotte von 1.000 Mégane mit dem SCOOP-Protokoll ausgestattet, um die neuen Technologien zur Vernetzung zu testen. Verschiedene Sensoren und Rechner im Fahrzeug sammeln und Verarbeiten unterschiedlichste Informationen wie Geschwindigkeit, Lenkradstellung, Reifenhaftung je nach Witterungsbedingungen, Scheibenwischeraktivitäten, die für den fehlerfreien Einsatz der vernetzten und autonomen Automobile von morgen unerlässlich sind. Zur Datenerfassung, Übertragung und Verarbeitung dient ein Wi-Fi-ähnliches Funknetzwerk, dass die jüngste Technologiegeneration an Verkehrstelematik (ITS=Intelligent Transportation Systems) nutzt. Das System ist speziell für den Einsatz in Fahrzeugen ausgelegt und bietet eine Sendereichweite von bis zu 1.000 Metern. Das in Echzeit reagierende Protokoll prüft ständig die eingehenden Daten, gleicht sie untereinander ab und verhindet dadurch Kollisionen. Darüber hinaus werden die Daten anonym verwaltet, um den Datenschutz sicherzustellen.

„Oberstes Ziel ist es, Fahrzeuge anzubieten, die zu mehr Sicherheit beitragen und den Verkehrsfluß verbessern”, sagt Christine Tissot, Projektleiterin von SCOOP bei der Renault Gruppe. „Die Fahrzeuge kommunizieren in Echtzeit miteinander und benachrichtigen sich gegenseitig bei Notfällen auf der Strecke. Darüber hinaus steuern die Autobahnbetreiber wie die SANEF (Société des Autoroutes du Nord et de l’Est de la France) Informationen zur Verkehrsdichte, Baustellen, erlaubte Höchstgeschwindigkeit, Unfälle und gefährliche Gegenstände auf der Fahrbahn bei”, so Tissot weiter.

Sobald ein Problem auf der Strecke oder am eigenen Fahrzeug registriert wird, sendet die Elektronik ein Signal an alle anderen Fahrzeuge, die über die SCOOP-Technologie verfügen sowie an die fest installierten Sendeeinheiten entlang der Strecke. Über diese wird ein Notsignal an die zuständigen Rettungskräfte abgesetzt, sobald die Datenanalyse ein schwerwiegendes Problem wie einen Unfall ergibt. 2.000 Autobahnkilometer im Großraum Paris, entlang der A4, im Departement Isère in der Region Bretagne sowie auf dem Autobahnring von Bordeaux sind bereits mit den Sendeeinheiten versehen.

Unterhaltungsangebote für Passagiere autonomer Fahrzeuge

Doch nicht nur das Beherrschen komplexer Fahrsituationen beschäftigt Renault beim automatisierten Fahren: Zusammen mit dem französischen Medienkonzern Challenges entwickelt die Renault Gruppe hochqualitative redaktionelle Inhalte für die Passagiere autonomer und automatisierter Fahrzeuge. Da viele Fahrsituationen nicht mehr ihre volle Konzentration erfordern, können Passagiere neue Unterhaltungsangebote nutzen und beispielsweise die qualitativ hochwertigen Magazine des Medienhauses konsumieren.

Der Medienkonzern Challenges gibt das gleichnamige wöchentliche Wirtschaftsmagazin heraus. Darüber hinaus gehören die Wissenschaftsmagazine „Sciences & Avenir” und „La Recherche” sowie die Geschichtsmagazine „L’Histoire” und „Historia” zum Portfolio des Pariser Medienhauses.

Vom assistierten zum fahrerlosen Fahren

Fünf-Stufen-Plan für selbstfahrende Autos

Die Automobilindustrie hat sich auf ein fünfstufiges System geeinigt, mit dem die verschiedenen Arten des autonomen Fahrens klassifiziert werden. Es beschreibt, wie die Fahraufgabe Schritt für Schritt vom Fahrer auf das Fahrzeug übergeht. Die verfügbaren Fahr- und Parkfunktionen unterstützen den Fahrer schon heute. Dieser muss bei den ersten vier Levels das System allerdings zu jeder Zeit überwachen und gegebenenfalls die Fahraufgabe wieder selbst übernehmen.

• Level eins – assistiertes Fahren: Das Fahrzeug unterstützt den Fahrer mit bestimmten Assistenzsystemen, zum Beispiel mit einem Totwinkel-Warner, einem Spurhalte-Assistenten oder einer Berganfahrhilfe. Die Hände bleiben am Lenkrad. Auch der adaptive Tempopilot, der den Abstand zum Vordermann regelt, zählt zur ersten Stufe des automatisierten Fahrens.

• Level zwei – teilautomatisiertes Fahren: Der Fahrer kann einzelne Aufgaben an das Fahrzeug übertragen, muss es aber dauerhaft überwachen und bei Bedarf die Fahraufgaben wieder übernehmen. Deshalb müssen die Hände immer in Griffnähe zum Lenkrad bleiben. In diesem Stadium befinden sich die meisten Hersteller aktuell. Automatisches Einparken oder die Spurhaltefunktion gehören zu den gängigsten Systemen. In Staus übernimmt das Fahrzeug komplett, beschleunigt, bremst und folgt dem vorausfahrenden Fahrzeug.

• Level drei – hoch automatisiertes Fahren: Hier übernehmen die elektronischen Systeme die Fahrt schon fast komplett. Der Wagen setzt beispielsweise eigenständig den Blinker, wechselt die Spur oder passt seine Geschwindigkeit dem fließenden Verkehr an. Stößt das System an seine Grenzen, erkennt es dies selbstständig und fordert den Fahrer zur Übernahme des Fahrzeugs auf. Dieser muss daher den Verkehr im Blick haben und sich jederzeit bereithalten.

• Level vier – voll automatisiertes Fahren: Der Wagen übernimmt im so genannten „Mind-off”-Level alle Funktionen, die zum Fahren gehören, und gibt sie nur dann wieder ab, wenn eine Situation für das System nicht zu bewältigen ist. Er parkt selbstständig und bewegt sich allein auch auf hierfür zugelassenen Autobahnen und Landstraßen oder in der Stadt. Das Fahrzeug kann selbst hochkomplexe urbane Verkehrssituationen, etwa Baustellen, ohne Eingriff des Fahrers bewältigen und kommuniziert mit seinem Umfeld sowie mit der Verkehrsinfrastruktur. Der Gesetzgeber fasst hoch und voll automatisiertes Fahren verhaltensrechtlich zusammen. Dies bedeutet, dass sich der Fahrer noch immer in der Verantwortung befindet und deshalb fahrtüchtig sein muss, um im Bedarfsfall die Fahraufgabe übernehmen zu können.

• Level fünf – fahrerloses oder autonomes Fahren: Der Wagen und das System brauchen lediglich eine Zieleingabe und die Freigabe zum Start. Dann steuert das Fahrzeug unabhängig von Straßentyp und Umfeldbedingungen und in allen Geschwindigkeitsbereichen vollautomatisch das Ziel an. Das autonome oder fahrerlose Fahren ist erreicht. Ein Lenkrad ist deshalb nicht mehr erforderlich. Auch Personen ohne Fahreignung können auf diese Weise mobil bleiben. Die Komplexität und die Anforderung an technische Lösungen sind dabei ausgesprochen hoch.

Fahrerassistenzsysteme bei Renault

Basis für das automatisierte Fahren

Fahrerassistenzsysteme bilden die Grundlage für teil- und vollautonom fahrende Automobile. Renault bietet die Assistenten bereits in nahezu allen Fahrzeugklassen an. Je nach Modell scannen in den Serienmodellen des französischen Automobilherstellers bereits heute bis zu zwölf Ultraschallsensoren, ein Radarsensor und die Frontkamera den Bereich von 360 Grad rings um das Fahrzeug. Sie bilden die Basis für das ADAS-System (Advanced Driver Assistance System).

Fahrerassistenzsysteme sorgen in kritischen Situationen für Stabilität, halten automatisch Abstand zum Vordermann oder unterstützen den Fahrer bei Parkmanövern. Um das Umfeld in allen Richtungen erfassen zu können, benötigen sie permanent Daten und Informationen, die sie von den Sensoren beziehen. Hoch entwickelte Software wertet diese Informationen in Sekundenbruchteilen aus. Das Fahrzeug erhält so ein vollständiges Bild der Umgebung in Echtzeit.

Radar, Kameras und Ultraschallsensoren wurden in der Vergangenheit für voneinander unabhängige Funktionen verwendet. Inzwischen lassen sich alle relevanten Daten aber intelligent und zeitgleich verknüpfen. Dies macht das automatisierte Fahren erst möglich. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Funktionssicherheit. Redundanzen und die systeminterne Kontrolle, ob die Umgebungsdaten korrekt erfasst wurden, verhindern eine Fehlinterpretation der Daten. Dabei vergleicht die Software die Signale der Fahrzeugsensoren untereinander. Nur wenn die Daten stimmig sind, werden Lenkung und Motor angesteuert.

Zum ADAS-System von Renault zählen:

• der adaptive Tempopilot: Das alternativ zum Tempopiloten mit Geschwindigkeitsbegrenzer angebotene System unterstützt den Fahrer bei Geschwindigkeiten zwischen 50 und 150 km/h, den zuvor festgelegten Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu halten. Das System bedient sich hierfür des Frontradars. Verringert sich die Distanz zum Vordermann, leitet das System eine Teilbremsung mit bis zu einem Drittel der maximalen Bremsleistung ein. Bei freier Straße beschleunigt das System das Fahrzeug bis zum Erreichen der eingestellten Höchstgeschwindigkeit. Balkensymbole geben an, welchen Sicherheitsabstand er vorgewählt hat. Ein Balken steht dabei für eine Sekunde, drei Balken für zwei Sekunden.

• der Sicherheitsabstand-Warner: Das System erkennt mit Hilfe des Frontradars sowohl den Abstand als auch die Geschwindigkeitsdifferenz zu vorausfahrenden Fahrzeugen und warnt den Fahrer optisch, wenn es die Gefahr einer Kollision erkennt. Der einzuhaltende Abstand wird dabei in Sekunden statt in Metern berechnet. Ein intuitiv verständliches Balkenpiktogramm weist auf die Zeitdifferenz hin, die den Espace vom Vordermann trennt. So bleibt bei jedem Tempo eine ausreichende Reaktionsreserve. Das System ist bei Fahrgeschwindigkeiten von 30 bis 200 km/h aktiv.

• der Spurhalte-Assistent: Das speziell für Autobahnen und Schnellstraßen entwickelte und ergänzend zum Spurhalte-Warner angebotene System greift zusätzlich korrigierend in die Lenkung ein, wenn das Fahrzeug ohne zu blinken eine durchgehende oder unterbrochene Fahrbahnmarkierung überquert. Der kamerabasierte Spurhalte-Assistent kann dabei je nach Situation so dezent vorgehen, dass dies dem Fahrer kaum auffällt. Neben der Lenkkorrektur warnt ein optisches Signal im Kombiinstrument und im optionalen Head-up-Display. Dieses zeigt das Fahrzeug zwischen den beiden Begrenzungslinien und bedient sich der typischen Ampelfarben. Fährt der Scénic unbeabsichtigt über eine Markierung, so dass ein Eingriff in die Lenkung erforderlich wird, so wechselt die Darstellung der Fahrbahnbegrenzung auf dieser Seite von Grün zu Orange. Gelingt es dem System nicht, die Lenkrichtung so zu korrigieren, dass das Fahrzeug wieder in die Spur kommt, so wird der Fahrer durch Lenkradvibrationen darauf hingewiesen, entsprechend zu reagieren. Der Spurhalte-Assistent arbeitet bei Fahrgeschwindigkeiten zwischen 70 und 160 km/h.

• der Spurhalte-Warner: kamerabasiertes System, das durch permanente Beobachtung der Fahrbahnmarkierungen und Auswertung zahlreicher Fahrparameter registriert, wenn der Fahrer die Fahrspur unbeabsichtigt nach links oder rechts zu verlassen droht, ohne dass er den Blinker betätigt. Ist dies der Fall, aktiviert es ein akustisches Warnsignal, das dem Geräusch beim Überfahren von Fahrbahnmarkierungen nachempfunden ist. Gleichzeitig erscheint ein Piktogramm in Form eines roten Balkens im Kombiinstrument und im optionalen Head-up-Display. Der Spurhalte-Warner aktiviert sich automatisch ab einer Fahrgeschwindigkeit von 70 km/h.

• der Toter-Winkel-Warner: ultraschallbasiertes System, das den Fahrer durch eine LED-Leuchte im linken oder rechten Außenspiegel auf Fahrzeuge hinweist, die sich im kritischen Bereich für einen Spurwechsel befinden. Dies betrifft Automobile ebenso wie Motorräder. Voraussetzung: Die Objekte sind in Bewegung. Beim Überholen leuchtet das Signal nicht auf, es sei denn, der Vorgang erfolgt nur mit geringer Geschwindigkeitsdifferenz. Der Toter-Winkel-Warner arbeitet mit Hilfe von Ultraschallsensoren im hinteren und vorderen Stoßfänger und überwacht den Bereich neben und hinter dem Fahrzeug. Das System ist zwischen 30 und 140 km/h aktiv.

• die Verkehrszeichenerkennung mit Geschwindigkeitswarner: System auf Kamerabasis, das ausgeschilderte Geschwindigkeitsbegrenzungen an der Fahrbahn erkennt und die Daten mit Informationen aus dem Navigationssystem abgleicht. Das jeweils erkannte Tempolimit wird je nach Modell im Renault R-LINK 2 Zentraldisplay, im Kombiinstrument und im optionalen Head-up-Display abgebildet. Ist das Fahrzeug zu schnell unterwegs, erfolgt eine optische Warnung. Ist gleichzeitig der Tempopilot mit Geschwindigkeitsbegrenzer aktiviert, schlägt das System dem Fahrer vor, durch Drücken der „+”- oder „-?-Taste am Lenkrad das angezeigte Tempolimit auch als neue Höchstgeschwindigkeit einzustellen. Weitere Vorteile der Renault Verkehrszeichenerkennung: Das System kann zwischen den Maßeinheiten Meilen pro Stunde (mph) sowie Kilometer pro Stunde (km/h) unterscheiden und berücksichtigt gesonderte Geschwindigkeitsbegrenzungen bei Regen. Hierfür bezieht es die Tätigkeit der Scheibenwischer in die Kalkulation ein.

• der Notbremsassistent mit Fußgängererkennung: Das radar- und kamerabasierte System erkennt neben Fahrzeugen sowohl stehende Fußgänger als auch Fußgänger in Bewegung. Seine Funktionsweise entspricht derjenigen des Notbremsassistenten. Anders als dieser arbeitet er bereits ab 4 km/h Fahrgeschwindigkeit. Die Funktion zum Fußgängerschutz ist im Geschwindigkeitsbereich bis 60 km/h aktiv. Der Notbremsassistent arbeitet bis zum Fahrtempo von 160 km/h.

• der Notbremsassistent: Das mit der Abstandswarnung verbundene System berechnet, wie stark das Fahrzeug abgebremst werden muss, damit eine Kollision mit dem Vordermann vermieden werden kann. Besteht die Gefahr eines Aufpralls, warnt der Notbremsassistent akustisch und mit einem optischen Signal im Kombiinstrument und im Head-up-Display. Bremst der Fahrer nicht ausreichend stark, erhöht der Notbremsassistent den Bremsdruck auf das erforderliche Maß und löst eine Notbremsung aus. Er berechnet hierbei auch die verzögerte Reaktion des Fahrers ein. Der Notbremsassistent wird beim Start des Fahrzeugs automatisch aktiviert und arbeitet im Geschwindigkeitsbereich zwischen 30 und 140 km/h.

• die Müdigkeitserkennung: Das Assistenzsystem analysiert bei Geschwindigkeiten oberhalb von 60 km/h die Lenkbewegungen des Fahrers mit einem hochpräzisen Lenkungssensor. Erkennt es typische Muster, die bei Übermüdung oder Unaufmerksamkeit häufig auftreten, wie etwa abrupte Lenkkorrekturen, warnt es zunächst optisch, dann akustisch. Im Kombiinstrument und im optionalen Head-up-Display erscheint die Aufforderung, eine Pause einzulegen. In Kombination mit dem Spurhalte-Warner vibriert das Lenkrad als Aufforderung, die Fahrt zu unterbrechen. Hält der Fahrer nicht an, wiederholen sich die Warnungen. Zusätzlich zum Lenkmuster bezieht die Müdigkeitserkennung Faktoren wie Uhrzeit und Fahrgeschwindigkeit in ihre Berechnung ein.

• der Fernlichtassistent: kamerabasiertes System, das die Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge, die Rücklichter vorausfahrender Verkehrsteilnehmer und die nächtliche Straßenbeleuchtung erkennt und gegebenenfalls selbstständig die Scheinwerfer abblendet. Außerhalb von Ortschaften aktiviert das System bei einer Fahrgeschwindigkeit ab 45 km/h automatisch das Fernlicht und steigert so die Sicherheit.

Fazit

Wenn ich das richtig in Erinnerung habe, plant man bei Daimler 2025. Ob da überhaupt die EU mitspielt, ist eine weitere Frage. Vor allem auch der Preis. Schon heute fällt es den meisten Autofahren schwer, mal eben 50.000 Euro für eine Elektroauto locker zu machen. Wie teuer werden die Zukunft-Vision 100.000?

Linktipps

• Fahrbericht Renault Zoe
• 2017 – Der Renault ZOE
• Fahrbericht VW e-Golf
• Fahrbericht Hyundai IONIQ Elektro

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