SAE-Stufen der Fahrautomatisierung: Was jede Stufe bedeutet
SAE J3016 ordnet eine Fahrautomatisierungsfunktion anhand der Rollen von Mensch und System ein – nicht danach, wie ausgereift sie wirkt, wie viel Hardware das Fahrzeug mitführt oder ob die fahrende Person die Hände vom Lenkrad nehmen darf. Die sechs Stufen beantworten, wer die dynamische Fahraufgabe ausführt, wer die Umgebung überwacht und wer die Rückfallebene übernimmt, wenn die Funktion nicht fortfahren kann.
Zuerst die Fahraufgabe definieren
Die dynamische Fahraufgabe umfasst Lenken, Beschleunigen, Bremsen, die Überwachung der Straße, das Erkennen von Objekten und Ereignissen sowie die Reaktion darauf. Routenauswahl und Reiseplanung gehören nicht zu dieser Definition.
Die Stufe gilt für eine Funktion, nicht dauerhaft für ein Fahrzeug. Ein Auto kann mehrere Sicherheitsfunktionen der Stufen 0 und 1, einen Autobahnassistenten der Stufe 2 und in einem begrenzten Markt eine separate Funktion der Stufe 3 besitzen.
Warnungen und kurzzeitige Eingriffe wie eine Frontkollisionswarnung oder eine automatische Notbremsung sind nach SAE J3016 keine dauerhafte Fahrautomatisierung. Sie können sicherheitskritisch sein, ändern aber nicht, wer fährt.
Stufen 0–2: Der Mensch fährt
Stufe 0 — keine Fahrautomatisierung
Der Mensch führt die vollständige Fahraufgabe aus. Eine Funktion kann warnen, unterstützen oder kurzzeitig eingreifen, steuert das Fahrzeug aber nicht kontinuierlich.
Beispiele sind Totwinkelwarnung, Spurverlassenswarnung und automatische Notbremsung.
Stufe 1 — Fahrerassistenz
Die Funktion unterstützt kontinuierlich entweder die Quer- oder die Längsführung: Lenken oder Beschleunigen und Bremsen. Der Mensch erledigt den Rest der Aufgabe und überwacht die Funktion.
Eine adaptive Geschwindigkeitsregelung ist ein typisches Beispiel für die Längsführung. Spurzentrierung ohne gleichzeitige Geschwindigkeitsregelung ist ein Beispiel für die Querführung.
Stufe 2 — teilautomatisiertes Fahren
Die Funktion übernimmt kontinuierlich sowohl die Quer- als auch die Längsführung. Sie kann gleichzeitig lenken und die Geschwindigkeit regeln, doch das Erkennen von Objekten und Ereignissen und die Reaktion darauf bleiben Aufgabe des Menschen.
Das bedeutet ständige Überwachung. Die fahrende Person muss auf die Straße achten, beurteilen, ob sich die Funktion korrekt verhält, und bei Bedarf eingreifen. Ein kamerabasiertes Fahrerüberwachungssystem kann Aufmerksamkeit einfordern, überträgt die Fahraufgabe aber nicht auf das Fahrzeug.
Einige Systeme der Stufe 2 verlangen Hände am Lenkrad, andere erlauben auf ausgewiesenen Straßen freihändiges Fahren. Beide bleiben Stufe 2, wenn der Mensch die Straße überwachen muss.
Stufen 3–5: Ein automatisiertes Fahrsystem fährt
Stufe 3 — bedingte Fahrautomatisierung
Innerhalb seiner Betriebsdomäne übernimmt das automatisierte Fahrsystem die vollständige dynamische Fahraufgabe. Solange die Funktion aktiv ist, muss der Mensch die Straße nicht kontinuierlich überwachen.
Das System kann eine Übernahmeaufforderung ausgeben, wenn es sich einer Situation nähert, die es nicht bewältigen kann. Eine rückfallbereite Person muss für diese Aufforderung empfänglich sein und rechtzeitig übernehmen. Das System benötigt außerdem eine risikomindernde Reaktion, falls die Person nicht reagiert.
Stufe 3 ist daher nicht einfach eine „bessere Stufe 2“. Die Rolle des Menschen wechselt von der kontinuierlichen Überwachung zur rückfallbereiten Person.
Stufe 4 — hohe Fahrautomatisierung
Das automatisierte Fahrsystem führt innerhalb seiner Betriebsdomäne sowohl die vollständige Fahraufgabe als auch die Rückfallebene aus. Es darf nicht auf menschliche Rettung angewiesen sein.
Die Domäne kann ein kartiertes städtisches Servicegebiet, eine feste Shuttle-Route, ausgewählte Autobahnen oder eine genehmigte Parkanlage sein. Bei aktiver Funktion können alle Insassen Fahrgäste sein. Kann das System nicht normal fortfahren, muss es selbst einen Zustand minimalen Risikos erreichen.
Stufe 5 — vollständige Fahrautomatisierung
Stufe 5 führt die vollständige Fahraufgabe und die Rückfallebene ohne Einschränkung durch eine Betriebsdomäne aus. Nach SAE kann sie unter allen Straßenbedingungen arbeiten, die eine kompetente menschliche Fahrperson bewältigen könnte.
Kein System der Stufe 5 befindet sich im öffentlichen kommerziellen Einsatz oder ist in einem Serienfahrzeug erhältlich. Die Aufhebung der Domänenbeschränkung ist eine wesentlich anspruchsvollere Aussage als die Ausweitung eines Dienstes der Stufe 4 auf weitere Orte.
Die entscheidende Grenze
Die Stufen 0–2 sind Fahrerunterstützung: Der Mensch fährt und überwacht die Umgebung. Die Stufen 3–5 sind automatisiertes Fahren: Das System übernimmt im aktiven Zustand die vollständige Fahraufgabe.
Stufe 3 und Stufe 4 unterscheiden sich durch die Rückfallebene. Stufe 3 erwartet, dass eine rückfallbereite Person auf eine Aufforderung reagiert; Stufe 4 muss die Rückfallebene ohne sie bewältigen.
Die Stufe sagt nichts über die Größe der Betriebsdomäne aus. Ein breit einsetzbarer Assistent der Stufe 2 kann auf mehr Straßen funktionieren als eine Funktion der Stufe 3. Ein Robotaxi der Stufe 4 kann in einem Stadtviertel fahrerlos sein, auf einer Straße unmittelbar außerhalb seines Servicegebiets jedoch nicht verfügbar.
Was die Stufen nicht entscheiden
SAE J3016 ist eine technische Taxonomie. Sie:
- erklärt ein System nicht für sicher;
- genehmigt es nicht für ein Land oder eine Straße;
- weist nach einem Unfall keine rechtliche Haftung zu;
- misst weder Komfort noch Bequemlichkeit der Fahrperson;
- garantiert nicht, dass zwei Funktionen derselben Stufe gleich leistungsfähig sind; und
- macht aus einer Prototypenvorführung keine Serienfunktion.
Für Käufer ist die Stufe nur der erste Filter. Betriebsdomäne, Auslegung der Fahrerüberwachung, Rückfallverhalten, Marktzulassung, Abonnementbedingungen und Nachweise für sichere Leistung sind ebenso wichtig.