Lebensrettende Technologien: Continental entwickelt neue Funktionen für umfassenden Insassenschutz

IAA München 2021

  • Das Herzstück des Airbagsystems feiert ein Jubiläum: 40 Jahre Entwicklung von Airbagsteuergeräten bei Continental.
  • Weltweit über 350 Millionen gefertigte und ausgelieferte Einheiten.
  • Angepasste Auslösestrategien: Airbagsteuergeräte behalten in der neuen E/E-Architektur ihre zentrale Rolle und übernehmen Funktionen, die für noch mehr Schutz der Insassen sorgen.

Regensburg, 26. August 2021. Das Airbagsystem leistet im modernen Fahrzeug einen zentralen Beitrag zu einer sicheren Mobilität. Continental begann bereits 1981 in Regensburg mit der Entwicklung von Airbagsteuergeräten (Airbag Control Units / ACU), dem Herzstück des lebensrettenden Systems. Die Produktion lief 1986, vor 35 Jahren, an. Seitdem wurden weltweit über 350 Millionen ACU an Standorten des Technologieunternehmens gefertigt. Die Steuergeräte erfüllen höchste Ansprüche an Crashsicherheit und zuverlässige Airbagzündungen. Das Signal dazu bekommt eine ACU unter anderem von sogenannten Drucksatelliten, also Sensoren, welche die Druckwelle einer Kollision erfassen und melden. Bei diesen Drucksatelliten ging Continental vor 25 Jahren als Pionier in die Produktion. Seither stieg die Zahl der Airbags im Fahrzeug immer weiter an, weil sie das Verletzungsrisiko im Crashfall deutlich mindern und damit einen substanziellen Beitrag zur Vision Zero leisten. Aufbauend auf 40 Jahren Erfahrung entwickelt Continental neue Funktionen, um die Schutzwirkung der Airbags im Auto noch weiter zu optimieren.

Unter dem Motto „Allround Protection“ (= umfassende Schutzfunktionen) werden die beiden Blickrichtungen aus dem Fahrzeug heraus („Pre-Crash Safety“) und ins Fahrzeug hinein („Occupant Safety Monitoring“) zukünftig stärker vernetzt, um die Airbagauslösestrategie enger an die Situation, die Insassen und deren Position anzupassen. Insbesondere geht es darum, durch Signale vernetzter Steuergeräte neue Funktionen zu realisieren, die ermöglichen, Airbags früher und kontrollierter auszulösen, sowie seine Standzeit zu verlängern. Gerade beim Seitencrash zählt hier jede Millisekunde.

„Leben im Straßenverkehr zu retten, ist seit 40 Jahren der Antrieb für unsere Innovationen und Motivation jeden Tag an ihnen zu arbeiten. Heute, mit der zunehmenden Anzahl von Sensoren und Rechenleistung in den Fahrzeugen, können wir das Sicherheitsniveau für alle Verkehrsteilnehmer noch weiter erhöhen. Mit den verfügbaren Daten aus Sensoren für die Fahrzeugumgebung und den Fahrzeuginnenraum können wir zum einen Airbags früher auslösen und zum anderen den Füllgrad des Airbags anpassen. Dieses ist zum Beispiel durch die Entwicklung unserer neuen Airbag-Ventiltechnologie möglich, die eine angepasste Reaktion auf individuelle Crash-Situationen für besten Schutz ermöglicht”, sagt Laurent Fabre, Leiter der Geschäftseinheit Passive Sicherheit und Sensorik bei Continental.

Gezieltes Steuern des Airbag-Füllgrades für optimalen Insassenschutz

Welche „Karriere“ der Airbag im Fahrzeug gemacht hat, zeigt sich daran, dass die ersten Systeme einen einzigen Airbag ansteuerten, während eine moderne ACU bis zu 48 Zündkreise steuert. Künftig wird diese Zahl eher noch weiter steigen. Die Leistung einer ACU variiert je nach Segment, Fahrzeug und Ausstattung, sodass solche Steuergeräte skalierbar sind. Continental setzt das mit drei modularen Ausbaustufen ihres Airbagsteuergerätes um. Je nach Version bieten die Steuergeräte grundlegende Funktionen für Frontal- und Heckaufprallschutz durch Front-Airbags und Gurtstraffer bis hin zu zusätzlichen Funktionen für Updates-over-the-Air, Cyber Security und Crasherkennung auch während des Ladevorgangs von Elektrofahrzeugen. Während sich andere Steuergeräte bei der Neuordnung der E/E-Architektur mit einer Zentralisierung und wenigen Hochleistungscomputern zu software-basierten Produkten wandeln, trifft das auf die ACU nicht zu. „Die ACU wird weiterhin am sichersten Ort im Fahrzeug verbaut, um auch nach schwersten Unfällen beste Leistung zu garantieren. Zudem sind die Anforderungen an die Reaktionsgeschwindigkeit so hoch, dass man die benötigten Latenzzeiten für die Übertragung zwischen Entscheider und Aktuatoren am effektivsten in einer dedizierten ACU realisiert. Für Continental ist höchste Performance im Bereich Safety nicht verhandelbar“, erläutert Jochen Zimmermann, Leiter Forschung und Entwicklung für Insassenschutzsysteme bei Continental.

Zu den neuen Funktionen der „Allround Protection“ von Continental gehört ein früheres Zünden der Airbags, um die Personen im Inneren optimal abfangen zu können. Entscheidend hierfür ist die Vernetzung von Pre-Crash-Daten, wie sie neben Umfeldsensoren beispielsweise der in der Basisentwicklung befindliche Occupant Safety Monitor liefert, mit Informationen über die Insassen und ihre Positionen im Fahrzeuginneren. „So können wir gezielt früher zünden und beispielsweise die Sitzlehne 300 ms vor einem Frontcrash aufrichten“, so Zimmermann weiter.

Um in Abhängigkeit von der Insassenposition den Füllgrad des Airbags gezielter steuern zu können, befindet sich ein Airbagsteuerventil in der Vorentwicklung. Dieses neue Ventil hat die Dynamik, um in wenigen Millisekunden den Gasstrom in den Airbag zu steuern. Damit können die Abstromöffnungen im Airbag kleiner werden, und der Airbag steht dank Drucknachregelung mit dem Airbagsteuerventil länger – mit der richtigen Härte für die Situation und Insassen. Künftig ist es sogar vorstellbar, den Airbag exakt zum Auftreffzeitpunkt des Passagiers weicher werden zu lassen, sodass der als Rebound bezeichnete Effekt des Zurückschleuderns reduziert wird. Technisch ist das Ventil eine Meisterleistung, denn es steuert 600 bar Druck dynamisch im Millisekundenbereich und das bei aktuell schon unter 300 g Eigengewicht.

Neue Funktionen und Systeme erkennen auch Batteriebeschädigungen und leichte Anpralle

Wie weit der Funktionsumfang der Allround Protection geht, lässt sich daran ablesen, dass Continental auch die Sensierung der Batterie in Elektroautos mit in die Planung einbezieht, um den Fahrer nach Aufsetzern oder Steinschlag vor möglichen Batteriebeschädigungen (und damit Brandgefahr) zu warnen. Diese neue sensorgestützte Funktion der Battery Impact Detection auf der technologischen Grundlage des druckbasierten Fußgängerschutzsystems lässt sich künftig ebenfalls in das Airbagsteuergerät integrieren.

Für sehr leichte Beschädigungen und Kontakte ist die Kontaktsensierung CoSSy (Contact Sensor System) in Entwicklung, welche bereits 2019 vorgestellt wurde und die Allround Protection abrundet. Das System erkennt und klassifiziert Schallsignale, wie zum Beispiel einen Anprall bei niedriger Geschwindigkeit, sodass das Fahrzeug sofort angehalten werden kann. Einmal installiert unterstützt das System auch Funktionen wie die Erkennung von Vandalismus (Verkratzen), des Straßenzustandes, des Fahrers anhand der Stimme und sich nähernde Einsatzfahrzeuge.

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