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Sicherheitssysteme: Diese Entwicklungen machen unsere Autos sicher
3. Juni 2021
Autoteile & Technik

Sicherheitssysteme: Diese Entwicklungen machen unsere Autos sicher

Autofahren birgt prinzipiell immer ein Risiko. Schließlich bewegen Fahrer mehrere Tonnen Gewicht in Form von massivem Stahl und hartem Kunststoff mit sehr hohen Geschwindigkeiten, die entstehende Energie ist enorm. In Falle eines Unfalls kann diese Energie mitunter eine tödliche Gefahr werden, durch das über die Jahre gesteigerte Verkehrsaufkommen wird diese Gefährdung noch weiter verstärkt.

Aus diesen Gründen ist die Sicherheitsausstattung von Fahrzeugen von höchster Bedeutung, um Unfälle zu vermeiden oder deren Auswirkungen zu verringern. Wir zeigen, wie sich die Sicherheitssysteme in der Automobilindustrie über die Zeit entwickelten und welche gesetzlichen Vorgaben Automobilhersteller beachten müssen.

Sicherheit in der Automobilbranche – ein Kernthema

Laut dem Statistischen Bundesamt stieg die Zahl der jährlichen Verkehrsunfälle in Deutschland zwischen den Jahren 2008 und 2019 von 2,28 Millionen auf 2,69 Millionen an. Unter anderem ist das auf die Zunahme der Verkehrsdichte zurückzuführen, gleichzeitig verzeichnet Destatis jedoch einen Rückgang der Verkehrstoten in den vergangenen Jahrzehnten.

Nach einem Höchstwert von über 19 Tausend Verkehrstoten im Jahr 1970 sank der Wert – bis auf wenige Ausnahmen in den 90er Jahren – kontinuierlich bis heute. Für das Jahr 2020 registrierte Destatis noch 2.724 Verkehrstote auf deutschen Straßen.

Einen großen Anteil an dem positiven Negativtrend dieser Statistik haben Sicherheits-Features. Automobilhersteller arbeiten mit Hochdruck an der Entwicklung von immer effektiveren Assistenzsystemen, die sowohl Fahrer und Insassen als auch andere Verkehrsteilnehmer schützen.

Aktive und passive Sicherheitstechnologien

Bei Sicherheits-Features in Autos wird grundlegend zwischen aktiven und passiven Sicherheitssystemen unterschieden.

Passive Systeme dienen dazu, das Schadensausmaß im Falle eines Unfalls zu reduzieren. Hauptsächlich betrifft das sowohl Fahrer als auch alle weiteren Insassen des Fahrzeugs, die unmittelbar am Unfall beteiligt sind. Bei passiven Systemen handelt es sich um Maßnahmen, die unmittelbar nach einem Aufprall wirken und Assistenzsysteme, die bereits kurz vor dem Aufprall entsprechende Mitigationsmaßnahmen einleiten.

Aktive Sicherheitssysteme dagegen agieren vorausschauend. Durch eine intelligente Auswertung von Umgebungsdaten sollen sie Unfälle von vornherein verhindern. Die Assistenzsysteme erkennen gefährliche Situationen frühzeitig und leiten präventive Maßnahmen ein, um etwaige Unfälle zu verhindern.

Moderne Autos besitzen zahlreiche Sicherheitssysteme, die Unfälle aller Art verhindern sollen. (Bild: iStock)

Die Entwicklung von Sicherheitssystemen im chronologischen Überblick

Wir begeben uns auf eine Zeitreise: Von den ersten Sicherheitsbestrebungen über aktuelle Sicherheitssysteme bis hin zu zukünftigen Entwicklungsmöglichkeiten, – es folgt eine Chronologie.

Anfänge der Automobilindustrie ohne Sicherheitsaspekte

Die Geschichte des Automobils begann mit der Erfindung des Patent-Motorwagens von Carl Benz im Jahr 1886. Das Modell war ein offenes Dreirad ohne Dach, der Motor befand sich direkt hinter der Hinterachse. An Sicherheitssysteme war damals nicht zu denken, der Patent-Motorwagen glich eher einer motorisierten, jedoch sehr spartanisch ausgestatteten Kutsche.

Erste Bemühungen für mehr Sicherheit

In den darauffolgenden Jahren erhöhte eine Karosserie mit Front- und Seitenscheiben sowie Türen die Insassensicherheit schon deutlich. Im Jahr 1908 wurde eine Fahrzeugbeleuchtung auf Basis eines Reflektor-Systems eingeführt, das sowohl für bessere Sicht des Fahrers als auch für bessere Sichtbarkeit für andere Verkehrsteilnehmer diente.

Sechs Jahre später gab es erstmals einen Spiegel an der Karosserie für eine rundum bessere Übersicht der Verkehrslage. 1924 kam das erste Fahrzeug mit einer Vierradbremse auf den Markt, alle Modelle zuvor setzten lediglich auf eine aktive Bremsung der Hinterräder.

Über die Zeit stellen die Hersteller immer robustere Fahrzeuge her. Doch eine erste Crash-Strategie in Form einer gewollten Knautschzone um die Fahrgastzelle herum wurde erst im Jahr 1952 patentiert. Sieben Jahre später verbaute Mercedes-Benz die Knautschzone erstmals im Oberklassemodell W 111.

Einführung gesetzlicher Sicherheitsstandards

Das Debütjahr der Knautschzone brachte eine weitere Erfindung hervor: den Dreipunktgurt. Ganze 15 Jahre dauerte es, bis der Einbau des Sicherheitsgurts im Jahr 1974 bei Neuwagen verpflichtend wurde. Weitere zehn Jahre später wurde ein Bußgeld für Nicht-Anlegen des Anschnallgurts eingeführt.

Außerdem wurden ab den 1960er Jahren die ersten Fahrerassistenzsysteme für deutsche Fahrzeuge entwickelt, darunter der Tempomat und das Antiblockiersystem (ABS), das ein Blockieren der Räder und damit eine Destabilisierung des Fahrzeugs beim Bremsen verhindert. Darüber hinaus wurde 1968 der Fahrerairbag erfunden und die Bundesregierung setzte in den 1970er Jahren mit der Pflicht zum Einbauen von Kopfstützen eine weitere wichtige Grundlage für die Verkehrssicherheit.

In den 80er und 90er Jahren erhielt das gesamte Airbag-System nach und nach verschiedene Upgrades: zuerst durch pyrotechnische Gurtstraffer, anschließen durch weitere Airbags wie Knie- und Seitenairbags. Außerdem verhindert das Elektronische Stabilitäts-Programm (ESP) seit den 1990ern das Über- und Untersteuern des Fahrzeugs in Kurvenfahrten. Etwa zur Jahrtausendwende startete die Entwicklung moderner Fahrerassistenzsysteme.

Aktuelle Fahrerassistenzsysteme

Die Vielfalt der Fahrerassistenzsysteme nahm in den vergangenen Jahren stark zu und ihre Intelligenz geht schon weit über die Möglichkeiten von ABS und ESP hinaus.

Mittlerweile sind Assistenzsysteme in der Lage, komplexe Fahrmanöver vollkommen selbstständig auszuführen. Allerdings gilt hierbei: Es sind Fahrerassistenzsysteme – sie unterstützen den Fahrer, entbinden ihn aber nicht von seiner Pflicht, dem Verkehr ununterbrochen zu folgen und jederzeit ins Fahrgeschehen einzugreifen.

Sicherheitsrisiko durch zu wenig Abstand

Eines der wohl am weitesten verbreiteten Fahrerassistenzsysteme ist Adaptive Cruise Control (ACC), im Deutschen auch oft als „Abstandsregeltempomat“ bezeichnet. Ein ACC hält im Gegensatz zu einem Tempomaten nicht nur eine eingestellte Geschwindigkeit, sondern wahrt mit Hilfe eines Radars auch einen bestimmten Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug.

Moderne ACC-Systeme können durch die Integration einer Schildererkennung die Soll-Geschwindigkeit selbständig auf Basis der vorherrschenden Beschilderung einstellen. Wird der Sicherheitsabstand nach vorne zu gering, so bremst das Fahrzeug automatisch ab. Dadurch kann das Risiko eines Auffahrunfalls deutlich reduziert werden.

Mithilfe eines radarsensorgestützten Notbremsassistenten kann das Auffahrunfallrisiko weiter verringert werden. Ein durchschnittlicher Fahrer neigt dazu, selbst während einer Notbremsung das Bremspedal nicht mit voller Kraft zu treten. Erkennt der Notbremsassistent einen nahenden Auffahrunfall, so kann er je nach Ausführung den Fahrer warnen, den Bremseingriff des Fahrers verstärken oder sogar selbstständig eine Notbremsung einleiten.

Adaptive Cruise Control sorgt dafür, dass ein bestimmter Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. (Bild: Volkswagen)

Spurhalteassistenten gegen Unachtsamkeit

Neben einem zu geringen Sicherheitsabstand birgt auch das Abkommen von der Fahrspur ein erhebliches Unfallrisiko. Zur Verhinderung wurden Spurhalteassistenten entwickelt, die den Fahrer im Falle einer Unachtsamkeit dabei unterstützen sollen, die Spur ordnungsgemäß zu halten.

Die ersten Systeme beschränkten sich auf optische, akustische und haptische Warnmeldungen, später wurde durch das gezielte Bremsen einzelner Räder die Querführung des Fahrzeugs aktiv beeinflusst. Moderne Spurhalteassistenten greifen direkt in ein elektrisch unterstütztes Lenksystem ein, durch eine Lenkradbewegung bemerkt der Fahrer, wenn das System aktiv ist.

Natürlich ist auch die Kombination von ACC zur Längs- und einen Spurhalteassistenten zur Querführung möglich. Eine solche Kombination ist beispielsweise in Stauassistenten oder Autobahnassistenten integriert und bis zu einer gewissen Geschwindigkeit anwendbar.

Assistenzsysteme für jede Lage

Um bei einem Spurwechsel den von hinten ankommenden Verkehr nicht zu übersehen, zählen Totwinkelassistenten heute in vielen Fahrzeugen bereits zur Serienausstattung.

In einfacheren Ausführungen warnen sie den Fahrer, moderne Systeme können das Fahrzeug in Verbindung mit einem Spurhalteassistenten vor einem gefährlichen Spurwechsel wieder in die eigene Spur führen. Doch nicht nur das Halten, sondern auch das Wechseln einer Spur kann durch Spurwechselassistenten unterstützt werden.

Auch Parkvorgänge können aufgrund der oftmals engen Parklücken in Kombination mit einer schlechten Übersicht zu Unfällen führen. Hier können Ein- und Ausparkassistenten Abhilfe schaffen. Solche Systeme gibt es in verschiedenen Automatisierungsstufen, von einer reinen akustischen Warnung bis hin zu einem vollständig automatisierten Parkvorgang inklusive Längs- und Querführung sowie Gangwechsel.

Dies ist nur ein kleiner Überblick über aktuelle Fahrerassistenzsysteme, die sich positiv auf die Verkehrssicherheit auswirken. Jedoch wird die Technik ständig weiterentwickelt, es werden immer neuere und intelligentere Sicherheits-Features verbaut.

Unfallfrei durch autonomes Fahren?

Wird es noch Unfälle geben, wenn es irgendwann nur noch autonom-fahrende Fahrzeuge gibt und kann die sogenannte Vision Zero – als keine Toten oder Schwerverletzten im Straßenverkehr mehr – Realität werden?

Mensch vs. Maschine – wer hat die Nase vorne?

Zwar können sich Menschen mit dem Gedanken, die Kontrolle einer Maschine zu übergeben, nicht immer anfreunden, ist es Fakt, dass moderne Systeme in Fahrzeugen fehlerfreier agieren als Menschen. Gerade bei Schlagzeilen bei Unfällen, die durch technisches Versagen verursacht wurden, geht oft verloren, wie viele Leben durch moderne Technik gerettet wurden.

Nehmen wir zum Beispiel Systeme mit der höchsten Kritikalitätseinstufung wie das Bremssystem: Nach aktuellen Vorgaben dürfen elektrische und elektronische Systeme und Komponenten im Durchschnitt nur etwa alle elfeinhalbtausend Jahre ausfallen. Von dieser Fehlerfrequenz können Menschen nur träumen.

Allerdings ist eine Maschine dem Menschen in einem Punkt unterlegen: Erfahrung. Ein Mensch lernt aus seiner Erfahrung und kann sein Verhalten bei Situationen, die ähnlich schon mal vorkamen, adaptieren. Eine Maschine arbeitet dagegen exakt so, wie es Hard- und Software vorsehen. Szenarien, die nicht genau in der einprogrammierten Form auftreten, können nicht korrekt interpretiert werden.

Künstliche Intelligenz als Zukunftslösung

Aus diesen Gründen werden Themen wie künstliche Intelligenz immer wichtiger in der Automobilbranche. Sie erlauben Fahrzeugen das Lernen im Straßenverkehr. Das erfordert sehr viel Rechenleistung sowie intensive Forschungsarbeit.

Es reicht nicht, wenn ein Fahrzeug allein in der Lage ist, aus Situationen zu lernen. Fahrzeuge müssen untereinander und mit ihrer Umgebung kommunizieren können, um gemeinsam die Situation einzuschätzen und richtige Maßnahmen zu ergreifen.

Diese gesetzlichen Vorgaben existieren bereits

Zwar ist es ein Bestreben der Automobilhersteller, sich durch sichere Fahrzeuge von der Konkurrenz abzuheben, allerdings sind einheitliche Sicherheitsstandards in Form von Normen und Gesetzen notwendig, um einen sicheren Straßenverkehr zu ermöglichen.

Als Grundlage für eine sichere Fahrzeugentwicklung dienen in Europa unter anderem verbindliche ECE-Richtlinien mit klaren Vorgaben für relevante Systeme und Komponenten. Die Einhaltung dieser Vorschriften wird im Rahmen der Homologation und der Typengenehmigung überprüft.

Außerdem müssen Fahrzeuge üblicherweise einem Euro NCAP-Crashtest absolvieren, um die Crashsicherheit nachzuweisen. Die Tests sind zwar nicht gesetzlich vorgeschrieben, werden bei Kunden jedoch als wichtiges Indiz für die Sicherheit des Fahrzeugs betrachtet.

Seit 1951 sind in Deutschland regelmäßige Überprüfungen der Kraftfahrzeuge im Rahmen einer Hauptuntersuchung Pflicht. Solche Überprüfungen werden durch technische Dienste wie TÜV oder DEKRA durchgeführt und sollen verhindern, dass sich Fahrzeuge mit erheblichen sicherheitskritischen Mängeln im Straßenverkehr bewegen.

Die Entwicklung von Sicherheitssystemen geht weiter

Die Geschichte der Fahrzeugsicherheit ist fast genauso lang wie die des Autos selbst. In den letzten hundert Jahren haben sich die Sicherheitssysteme von den ersten grundlegenden Technologien wie Beleuchtung und Spiegel über Crashsicherheitssysteme wie dem Airbag und dem Sicherheitsgurt hin zu intelligenten präventiven Fahrerassistenzsystemen entwickelt.

Trotz steigender Unfallzahlen sinkt die Zahl der Verkehrstoten, moderne Autos sind sicherer als jemals zuvor. Daher ist es kein Wunder, dass der Autohandel bei der Wahl der Fahrzeugausstattung zu umfangreichen Sicherheitssystemen rät. Ob und wann eine Vision Zero durchgesetzt wird und welche Anpassungen es im Hinblick auf das autonome Fahren gibt, werden die kommenden Jahre zeigen.

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