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Audi A4: Die Assistenzsysteme

Entspannter fahren, sicherer ankommen – die innovativen Assistenzsysteme, die der neue Audi A4 an Bord hat, unterstützen die Souveränität des Reisens. Audi, ein Motor des Fortschritts auch auf diesem Gebiet, stattet die Limousine auf Wunsch mit verschiedenen komfortablen High-Tech-Systemen aus, die aus der Luxusklasse stammen. Sie regeln den Abstand des A4 zum Vordermann, helfen dem Fahrer beim Wechseln und Halten der Spur und unterstützen ihn beim Einparken.

Passive und aktive Sicherheitssysteme haben in den vergangenen Jahrzehnten die Zahl der Unfälle und deren Auswirkungen deutlich reduziert. Audi führt diese Entwicklung weiter. Mit Hilfe von Sensortechniken, wie sie vor wenigen Jahren für Luxuslimousinen wie den A8 entwickelt wurden, und mit schnellen Steuer­geräten lassen sich neuartige Assistenzsysteme realisieren. Ähnlich wie der Mensch sind sie in der Lage, Teile des Fahrzeugumfelds zu erfassen und aus ihren Erkenntnissen die richtigen Entscheidungen und Handlungen abzuleiten.

Einer Studie des Gesamtverbands der deutschen Versicherungswirtschaft zufolge gehen 25 Prozent aller Unfälle auf Unaufmerksamkeit – Müdigkeit, Ablenkung und Unkonzentriertheit – der Fahrer zurück. Auf diesem Problemfeld setzen die Audi-Systeme an, indem sie für Entspannung und für Sicherheit sorgen. Bei aller Faszination, die der rasante Fortschritt hier ausstrahlt – im Mittelpunkt bei Audi steht nie die Technik als Selbstzweck, sondern immer der Mensch. Das Ziel heißt, den Fahrer zu entlasten, ohne ihm die Verantwortung abzunehmen oder ihn gar zu bevormunden.

Von 30 bis 200 km/h: ACC regelt den Abstand

Ein weiteres Assistenzsystem aus der Luxusklasse ist die radargestützte automati­che Abstandsregelung. Die adaptive cruise control (ACC) regelt die vorgewählte Geschwindigkeit unter Berücksichtigung der Distanz zu einem vorausfahrenden Fahrzeug von 30 bis 200 km/h. Das System reagiert auf Fahrzeuge in einem Abstand bis zu 180 Metern. Der Radarsensor erkennt, ob und wie sich der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ändert.

Möchte der Fahrer zügiger überholen, kann ACC durch Gasgeben jederzeit über­teuert werden. ACC bleibt aktiv und regelt dann danach wieder das gewählte Wunschtempo, beziehungsweise den eingestellten Abstand ein. Durch einen Tritt auf das Bremspedal wird das System deaktiviert. Es muss dann durch den Bedien­ebel (Wiederaufnahme) neu eingeschaltet werden. Dabei ist die letzte zuvor gewählte Einstellung aktiv.

Dopplereffekt und Signallaufzeit: Wie ACC misst

Der Radarsensor ist in einem Gehäuse mit einer Kunststofflinse untergebracht und sitzt offen verbaut, rechts neben dem Singleframe im Ziergitter. Der Sensorsicht­ereich liegt bei ± 8° und einer Reichweite von ca. 180 Meter. Die vier Sende- beziehungsweise Empfangseinheiten des Radar-Sensors arbeiten im funkzuge­lassenen 76,5 GHz-Frequenzbereich. Die Sendefrequenz wird in einem FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) – Verfahren moduliert. Direkte Mess­größen sind die Differenzfrequenzen zwischen ausgesendetem und empfangenem Radarsignal. Daraus lässt sich anhand des Dopplereffekts und der Signallaufzeit die Geschwindigkeit und der Abstand des vorausfahrenden Fahrzeugs ermitteln. Durch Vergleich der Empfangssignale in den vier Einzelantennen kann zusätzlich der Winkel des vorausfahrenden Fahrzeugs zur Sensormittelachse bestimmt werden. Um aus den Objekten im Sensorerfassungsbereich das relevante voraus­fahrende Fahrzeug auszuwählen, muss zunächst die eigene Fahrspur bestimmt werden. Die Berechnung erfolgt anhand der Signale von ESP-Gierratensensor und Lenkwinkelsensor sowie aus Radarinformationen über Fahrbahnbegrenzungen (z.B. Leitplanken) und den Bewegungen anderer Verkehrsteilnehmer.

Die Anlage ist in das CAN-Netzwerk integriert, welches das ganze Fahrzeug durchzieht, und kommuniziert so innerhalb Tausendstelsekunden mit den anderen Steuergeräten, wie zum Beispiel Motor, Getriebe oder Bremse.

Bedienung und Anzeigen

Der Fahrer wählt seine Wunschgeschwindigkeit analog zu den Skalenstrichen im Tacho – zwischen 30 und 80 km/h in fünf km/h-Schritten, darüber in zehn km/h-Schritten. Die vorgewählte Geschwindigkeit wird durch Leuchtdioden im Tacho angezeigt.

Weiterhin wird der Systemstatus (ein/aus – Fahrzeug erkannt) über dem Mittel­display angezeigt. Der Zeitabstand zum Vordermann kann in vier Stufen einge­stellt werden (1,0 bis 2,3 Sekunden) und wird im Fahrerinformationssystem FIS visualisiert. Die Dynamik des Systems kann über das Bediensystem MMI in drei Fahrprogrammen eingestellt werden (dynamik/standard/komfort). Durch Beschleunigen und Bremsen passt das System nun die eigene Geschwindigkeit dem vom Fahrer gewählten Programm an. Hierbei ist das Komfortsystem auf eine maximale Verzögerung von drei m/s2 begrenzt.

Kollisionswarnung durch Fahrspurüberwachung – audi braking guard

Eine weitere Teilfunktion des ACC-Sensors ist der audi braking guard – eine zusätzliche Sicherheitsfunktion. Droht eine Kollision mit einem voraus fahrenden Fahrzeug, warnt das System den Fahrer in zwei Stufen: Zunächst ertönt ein Gong, gleichzeitig wird ein optisches Signal im Kombiinstrument aktiviert. Zur Sicher­heit spannt das ESP die Bremsanlage durch geringen Druck im Hydrauliksystem vor, um bei einer jetzigen Reaktion des Fahrers, sofort volle Bremsleistung liefern zu können.

Reagiert der Fahrer nicht, löst das System durch raschen Druckaufbau im Brems­system einen klar spürbaren Warnruck aus, der nur zu einem minimalen Geschwindigkeitsabbau führt. Der Fahrer spürt ihn jedoch als markanten Impuls, der ihn wachrüttelt – er ist ein überaus wirkungsvolles Signal, wie Audi in aufwändigen Testreihen ermittelt hat. Wenn der Fahrer jetzt bremst, steht ihm die volle Bremsleistung ohne Zeitverzug zur Verfügung; auch ein zögerlicher Tritt auf das Pedal löst über den hydraulischen Bremsassistenten (HBA) eine Voll­bremsung aus.

Der braking guard steht auch auf Posten, wenn das ACC deaktiviert ist. Umgekehrt lassen sich sowohl die Vorwarnung als auch die ganze Funktion braking guard über das MMI separat abschalten.

Blick nach schräg hinten: Der Audi side assist

Auch der Audi side assist macht sich intelligente Radartechnik zunutze. Das System ist speziell für den Spurwechsel konzipiert, dort warnt es vor gefährlichen Situationen. Zwei Radarsensoren im Heckstoßfänger, die auf der Frequenz 24 Gigahertz arbeiten, beobachten den Raum neben und hinter dem neuen Audi A4 bis zu 50 Meter weit. Eine leistungsfähige Recheneinheit wertet die Rohdaten aus und interpretiert sie.

Wenn sich ein anderes Fahrzeug mit etwa gleichem Tempo im kritischen Bereich bewegt oder schnell von hinten annähert, leuchtet eine gelbe LED-Anzeige im Gehäuse des linken oder rechten Außenspiegels permanent auf. Um nicht zu stören, ist sie „unterschwellig“ ausgelegt: Der Fahrer sieht sie nur beim direkten Blick in den Spiegel, solange er nach vorne schaut, fällt sie ihm nicht auf.

Setzt der Fahrer des neuen A4 trotz leuchtender Warnanzeige den Blinker zum Spurwechsel, werden die LEDs heller und blinken mit hoher Frequenz etwa eine Sekunde lang. Dieser Impuls ist fast nicht zu übersehen, weil das menschliche Auge im peripheren Sichtbereich extrem empfindlich für Kontrastwechsel ist. Audi hat das Blickverhalten und die Wirkungen der Anzeige in breit angelegten Versuchsreihen mit Fahrern verschiedener Größe und verschiedenen Alters in allen Details analysiert.

Die Anzeigeoptik an der Innenseite der Spiegelgehäuse ist auf aufwändige Weise so gerichtet, dass sie praktisch nur vom Fahrer gesehen werden kann. Aus zulassungsrechtlichen Gründen darf sie nicht für den nachfolgenden Verkehr, aus psychologischen Gründen soll sie nicht für den Beifahrer sichtbar sein. Die Helligkeit der Anzeige folgt dem Umgebungslicht, sie passt sich einer mondlosen Nacht ebenso an wie südlicher Mittagssonne; zudem kann sie über das Bedien­terminal MMI geregelt werden. Das System ist ab einer Geschwindigkeit von 60 km/h, also außerorts, aktiv und über eine Taste in der Nähe des Außenspiegels abschaltbar.

Der lane assist: Spurwechsel ohne Risiko

Im neuen Audi A4 ist noch ein drittes High-Tech-Assistenzsystem aus der Luxusklasse zu haben – der Audi lane assist. Dieses System warnt den Fahrer ab etwa 65 km/h Geschwindigkeit vor dem unbeabsichtigten Verlassen der Fahrspur. Eine kleine Schwarz-Weiß-Kamera, die oberhalb des Innenspiegels an der Wind­schutzscheibe sitzt, beobachtet die Straße vor dem Auto, ihre Optik ist auf 60 m Sichtweite und etwa 40 Grad Öffnungswinkel ausgelegt. Ein schneller Rechner, der im selben Gehäuse untergebracht ist, erkennt die Begrenzungslinien und setzt das eigene Fahrzeug in Bezug zu ihnen.

Wenn der Fahrer auf eine solche Linie zufährt, ohne zu blinken, warnt ihn Audi lane assist durch eine Vibration im Lenkrad; in ihrer Intensität lässt sie sich über das MMI in drei Stufen konfigurieren. Der Zeitpunkt, zu dem sie erfolgt, ist ebenfalls auf drei Ebenen einstellbar. Der Impuls kann schon vor dem Berühren der Linie durch das Rad, erst beim Überfahren oder auch nach flexibler Einschätzung des Systems ausgelöst werden.

Der Audi lane assist lässt sich ausschalten. Eine Anzeige im Kombiinstrument weist darauf hin, wenn er zwar aktiviert, aber nicht warnbereit ist, weil etwa die Begrenzungslinien zu schlecht erkennbar sind oder die gefahrene Geschwindig­keit zu niedrig liegt.

Einparken leicht gemacht: Die APS-Systeme

Für spielend leichtes Einparken hat Audi drei verschiedene Parkassistenzsysteme ins Programm des neuen A4 aufgenommen. Bekannt und bewährt ist das Audi parking system APS, das den Abstand nach hinten akustisch signalisiert. Bei der zweiten Version APS plus kommen optische Anzeigen nach vorne und hinten dazu, hier sind insgesamt acht Ultraschallsensoren in den Stoßfängern im Einsatz.

Die High-Tech-Lösung ist das Audi parking system advanced, das eine Rückfahr-Kamera integriert. Die extrem lichtempfindliche Kamera ist in die Heckklappe integriert.

Sie verfügt über eine Fischaugen-Optik mit extrem kurzer Brennweite und bildet mit ihrem 130 Grad weiten Erfassungswinkel einen breiten Bereich hinter dem Fahrzeug ab. Ihre Bilder werden mit entzerrter Optik auf dem Monitor des MMI-Bediensystems dargestellt.

Das System weist dem Fahrer mit verschiedenen Hilfslinien und -feldern den Weg. Beim Rückwärtsparken quer zur Fahrtrichtung – dem Standardmodus – markieren orangefarbene Linien den Kurs. Beim Längseinparken rückwärts zeigen blau unterlegte Flächen den Raumbedarf des Audi A4. Sie machen klar, ob die Parklücke groß genug ist; blaue Linien helfen beim Lenken und Gegenlenken.

Das Kamerabild zeigt auch die optionale Anhängerkupplung – so lässt sich der Audi A4 punktgenau an die Deichsel eines Hängers heranrangieren. Neben dem Echtbild-Modus bietet APS advanced auch die klassischen Funktionen der optischen und akustischen Einparkhilfe, unterstützt durch Ultraschall-Sensorik. Im Bediensystem MMI kann der Fahrer zwischen dem Videobild, einer grafischen Darstellung und einer automatischen Umschaltung beider Anzeigen wählen.

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