Automobilbranche: Entwicklung: Wenn das Labor die Straße ersetzt

Autohersteller und viele Zulieferer setzen bei der Entwicklung schon lange auf Fahrsimulatoren. Was sind heute die Vorteile dieser „Trockenübungen“?

Professor Jörn Schneider von der Hochschule Trier, Fachbereich Informatik, erforscht gemeinsam mit Psychologen und Ingenieuren mit Hilfe von Fahrsimulationen verschiedene Reaktionen von Menschen im Auto. Seit Anfang des Jahres kann er in einem neuen, rund eine halbe Million Euro teuren Simulator eine sich für den Fahrer realistisch anfühlende Wirklichkeit nachbilden. So wird bei automatisierten Fahrzeugen die Reaktionszeit des Piloten gemessen, bis er die Kontrolle über das Fahrzeug wieder übernehmen kann.

„Bei Fahrerüberwachungssystemen wollen wir Situationen provozieren, in denen die Fahrer die Kontrolle nicht rechtzeitig übernehmen“, sagt Professor Schneider. „Das lässt sich im realen Verkehr nicht darstellen, weil es zu gefährlich ist. Im Fahrsimulator lassen sich dafür verschiedene Szenarien sicher nachspielen.“

Auch die Einstellung von Müdigkeitsassistenten und anderen Sicherheitssystemen, die den Menschen im Vordergrund haben, lassen sich in Simulationen bis zur Serienreife entwickeln. Das sei wichtig, da die jeweilige Soft- und Hardware fertig sein muss, bevor das Auto fertig entwickelt ist.

Martin Henne von der fka GmbH in Aachen führt im Auftrag der Autoindustrie, Zulieferindustrie und gemeinsam mit der RWTH Aachen Versuche an Fahrsimulatoren durch. „Bei der Fahrsimulation geht es immer um Menschen. Es sind meist Fahrerverhaltensanalysen, um frühzeitig die Weichen für entsprechende Entwicklungen - unter anderem von Fahrerassistenzsystemen - stellen zu können“, sagt Henne. Simulatoren werden am Anfang einer Entwicklungskette eingesetzt. Sie versuchen herauszufinden, wie Menschen mit dem System umgehen. Damit die Erkenntnisse richtig eingeschätzt werden, arbeiten im Team auch Psychologinnen.

Es gibt keinen Hersteller, der auf Simulationen verzichtet 

Fahrzeugentwicklung verlaufe nicht linear, sondern in vielen Bereichen parallel. Es gebe keinen Hersteller, der auf Simulationen verzichte. Diese frühe Entwicklung spare in der Gesamtentwicklung Zeit und damit Geld. „Simulatoren sind wie eine Zeitmaschine. Wir können so tun, als würden getestete Systeme bereits existieren, springen damit einen Schritt in Richtung Zukunft - obwohl es das Gesamtfahrzeug noch nicht gibt“, erklärt Henne. Das sei der große Unterschied zu Flugsimulatoren - ein bestehendes System das eine Realität nachbildet, um Piloten zu trainieren.

Bei autonomen Fahrzeugen werde beispielsweise untersucht, wie Personen auf Überhol- oder Bremsmanöver reagieren. Bremst das Auto zu hart, ist der Abstand zum Vordermann zu groß oder zu gering? Hat der Fahrer Angst und steuert gegen? Probanden erleben die Fahrt, wie sie im späteren realen Verkehr abläuft.

Mercedes setzt seit 1985 bewegbare Simulatoren ein, testet und bewertet so neue Technologien, bevor sie ins Auto Einzug finden. „Neue Assistenzsysteme testen wir unter anderem mit Probanden, um zu sehen, wie Kunden später auf die Systeme reagieren“, erklärt Jasmin von Göler, Leiterin Fahrsimulationen bei Mercedes-Benz. Untersucht werden verschiedene Sicherheits- und Komfortsysteme. Der Simulator bildet virtuell ein komplettes Fahrzeug ab, also auch Reifen, Motor, Getriebe und Lenkung. Theoretisch kann ein Fahrer in einer A-Klasse sitzen, aber wie in einer S-Klasse fahren.

Nur bei fahrdynamischen Versuchen sitzen ausschließlich erfahrene Entwickler hinterm Lenkrad, die die jeweiligen Komponenten in ihrem Frühstadium bewerten sollen. Von Göler sieht den Vorteil von Simulatoren darin, dass die Versuche immer sicher, kontrollierbar, objektiv und reproduzierbar sind. Verkehrssituationen, Wetterbedingungen, Straßenverhältnissen lassen sich programmieren, die Versuche miteinander vergleichen.

Die hochkomplexe Fahrzeugentwicklung ohne Simulatoren sei heute nicht mehr möglich. Veränderungen wie Reifenwechsel, Getriebeabstufung oder Fahrwerkseinstellung sind in wenigen Sekunden am Computer erledigt. Das spart Zeit und Geld bei der Entwicklung und ist vor allem sicher.