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27.11.2017 | Fahrzeug-Aerodynamik | Im Fokus | Onlineartikel

Auslaufmodell Rückspiegel

Autor:
Christiane Köllner

Die Tage des Rückspiegels sind gezählt. Statt Spiegel sollen Kamera-Monitor-Systeme für eine optimierte Aerodynamik und mehr Sicherheit sorgen. Erste Serienfahrzeuge blicken mit modernster Kameratechnik bereits nach hinten. 

Schon bald könnten Kamera-Monitor-Systeme die altbekannten Rückspiegel bei Pkw ersetzen. In Konzeptfahrzeugen wurden bislang viele Ansätze gezeigt, bei denen Kameras die Sicht zur Seite und nach hinten auf Bildschirme im Innenraum projizieren. So hat BMW auf der Elektronikmesse CES 2016 beispielsweise den i8 mirrorless mit Kameraspiegelsystem gezeigt und auf der vergangenen IAA in Frankfurt waren viele Fahrzeugkonzepte ohne Rückspiegel zu sehen etwa der Honda Urban EV Concept oder der Skoda Vision E. Bereits zu haben sind seit 2016 bei der GM-Marke Cadillac Kameramonitore in der Luxuslimousine Cadillac CT6 und dem Crossover XT5. 

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Immer mehr Kameras an Bord

Kameras, früher lediglich in den USA und Asien in Luxuslimousinen und SUV zu finden, haben längst auf breiter Front die Autobranche durchdrungen. Kameras spielen eine Schlüsselrolle bei der Realisierung moderner Fahrerassistenzsysteme und sind fester Bestandteil der Sensorik für automatisiertes Fahren. Der wachsende Stellenwert der Kamera spiegelt sich auch in der Zahl und Vielfalt der Anwendungen im Fahrzeug wider: von einfacher Objekterkennung für das Parken über die Verarbeitung von Surround-View-Kamera-Bildern bis hin zum Beherrschen komplexer Situationen im Straßenverkehr, wie zum Beispiel von Kreuzungssituationen mit sich näherndem Querverkehr.

Höhere Rechenleistungen ermöglichen sowohl Fortschritte in der Bildverarbeitung als auch den Einsatz von größeren Auflösungen der Bildsensoren. Höhere Bildwiederholraten und verbesserte Empfindlichkeiten sind zusätzliche Entwicklungen im Bereich der Kamerasensorik", erklären die Springer-Autoren im Kapitel Kamera-Hardware aus dem Handbuch Fahrerassistenzsysteme

Durch diese technologischen Verbesserungen werden sich Kamerasysteme fest etablieren – und in den nächsten Jahren wohl auch die Außen- und Innenspiegel aus dem Fahrzeug verbannen. Darauf setzt auch Continental. Der Zulieferer hat jüngst seine neueste Kamera-Plattform MFC 500 für Fahrassistenzsysteme vorgestellt, die auch als Spiegelersatz dienen kann.

Widerstandserzeugendes Anbauteil

Außenspiegel stellen seit Längerem eine Hürde für Fahrzeughersteller dar, da es mit ihnen immer schwieriger ist, die Aerodynamik zu optimieren und die Emissionen zu reduzieren. " … [D]urch die Verwendung von kamerabasierten Spiegelersatzsystemen [besteht] die Möglichkeit, ein widerstandserzeugendes Anbauteil durch einen deutlich nachlaufärmeren Kameraflügel zu ersetzen", erklären die Autoren Thomas Schütz von der TU Darmstadt sowie Sven Klußmann und Ralf Neuendorf von BMW im Artikel Automobile Aerodynamik im Jahr 2020 aus der ATZ 12/2016.

"Der Anteil am Luftwiderstand der beiden Außenspiegel reicht typischerweise von 10 bis 20 sogenannter drag counts. Diese einheitenlose Größe wird bei Aerodynamik-Experten verwendet, dabei entsprechen 10 drag counts einem cw-Wert von 0,01. Das Entfernen der Außenspiegel führt zu einer Verbesserung der aerodynamischen Effizienz von etwa sechs Prozent", erklärt Brad Duncan, Senior Director Aerodynamics Applications beim US-amerikanischen Simulationspezialisten Exa Corporation in einem Diskussionsbeitrag. Anders ausgedrückt: Jedes Jahr entfalle eine Tankfüllung alleine auf die am Fahrzeug montierten Rückspiegel (bei einem Durchschnittsverbrauch von 7,9 Litern und einer Laufleistung von 16.000 Kilometern), wie Duncan weiter ausführt. In den USA würde eine Aufhebung der gesetzlichen Rückspiegel-Auflagen zu einer drastischen Emissionsreduzierung und zu Kraftstoffeinsparungen in Höhe von 600 Millionen Litern jährlich führen (bezogen auf Eckdaten von 2015: 17,47 Millionen Fahrzeugverkäufe und ein Durchschnittsverbrauch von 10,5 Litern).

Sicherheitsplus durch Zusatzinformationen

Zusätzlich zum Kraftstoffeffizienzgewinn würde der Wechsel zu Kamera-Monitor-Systemen die Sicherheit verbessern, da das Monitorbild um Zusatzinformationen und Warnhinweise ergänzt werden kann. "Wie die NHTSA erklärt, sind jedes Jahr etwa 210 Todesfälle und 15.000 Verletzte das Resultat von Vorfällen, bei denen das Fahrzeug rückwärts gefahren ist. Die NHTSA schätzt, dass jährlich etwa 70 tödliche Unfälle vermieden werden könnten, wenn Rückfahrkameras obligatorisch wären", erklärt Duncan. Andere Vorteile von Kamera-Monitor-Systemen sind laut dem Aerodynamik-Experten weniger Windgeräusche sowie mehr Freiheiten für Designer im Bereich der A-Säule. Nachdem ein Änderungsantrag der Vereinten Nationen zur Verordnung Nr. 46 erfolgreich verabschiedet worden sei, der Kamera-Monitorsysteme statt Spiegel in Fahrzeugen erlaube, habe Japan den gesetzlichen Weg für das spiegellose Fahrzeug freigemacht, so Duncan.

"Andere Länder folgen dem japanischen Beispiel, und die Automobilhersteller müssen darüber nachdenken, wie sie ein Konzept für den Massenmarkt realisieren", betont Duncan. Es werde erhebliche Entwicklungszeit und -kosten verursachen, den besten Weg für das spiegellose Auto auszuarbeiten. Auch die Autofahrer müssten sich bei spiegellosen Fahrzeugen umstellen. Das Bild einer Weitwinkelkamera erfordere eine Umgewöhnung. 

Spiegel hat auch Vorteile

Obwohl die Forschung vorangetrieben wird, braucht es bis zum großflächigen Einsatz der digitalen Spiegel im Auto noch etwas Zeit. Bei allen Vorteilen, die Kamera-Monitor-Systeme mit sich bringen, lässt sich erst einmal auch mit konventionellen Spiegeln gut leben.

Nicht nur, weil er sich im Auto über Jahrzehnte bewährt hat und der Fahrer den Blick in den Rückspiegel über Jahre fest verinnerlicht hat. Sondern auch, weil er ein paar praktische Vorteile hat: Spiegel aus Glas arbeiten ohne Verzerrungen, zeigen ihre Bilder in Echtzeit und kosten deutlich weniger als ein Kamera-System.

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