Funktioniert der Tesla Autopilot Spurwechsel so schlecht?
Bildquelle: Tesla

Funktioniert der Tesla Autopilot Spurwechsel so schlecht?

Der Tesla Autopilot bietet verschiedene Assistenzfunktionen, unter anderem auch den automatischen Spurwechsel. Leider funktioniert dieser oft nicht wie gewünscht, oder das Fahrzeug bricht das Manöver manchmal ohne ersichtlichen Grund einfach ab. Die Ursache für dieses Verhalten nennt sich UN/ECE r79. Hinter dieser kryptischen Abkürzung steckt das Dokument „UN Regelung 79„. Veröffentlicht wurde es vom Weltforum für die Harmonisierung von Fahrzeugvorschriften. Oder anders gesagt, von einer Arbeitsgruppe des Inland Transport Committee (ITC), einem Fachkomitee der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen (UNECE). Soweit so kompliziert…

Was hat das nun mit dem Autopiloten im Tesla zu tun? Ganz einfach: Diese Arbeitsgruppe erstellt Richtlinien, sogenannte „ECE-Regelungen“, um ein weltweit einheitliches Regelsystem für den Fahrzeugbau zu schaffen. Das Ziel dabei ist es, Maßnahmen zur weltweiten Harmonisierung oder Weiterentwicklung von technischen Vorschriften für Fahrzeuge zu initiieren und zu verfolgen. Wie man sehr gut hinter diesem Link sehen kann, gelten diese Regelungen auch für alle Länder in Europa.

Was bedeutet das nun genau?

Die Regelung 79 befasst sich mit der Steuerung von Fahrzeugen und gibt vor, welche autonomen Funktionen eines Fahrzeuges erlaubt sind, beziehungsweise definiert deren Spielraum. Die Funktionen und Assistenzsysteme eines Fahrzeuges werden dafür in die folgenden sechs Kategorien eingeteilt (englische Details hier auf Seite 4):

KategorieBeschreibung der Fähigkeiten von Funktionen dieser Kategoriezu dieser Kategorie gehören diese Tesla Funktionen
ADurch den Fahrer aktivierte Funktionen zur Fahrunterstützung bei niedrigen Geschwindigkeiten bis 10 km/h oder Parkmanöver.Herbeirufen und Autopark
B1Unterstützt den Fahrer durch automatische Lenkbewegungen dabei das Fahrzeug in der gewünschten Fahrspur zu halten.Spurhaltekorrektur und Notfall-Spurhaltekorrektur
B2Wird durch den Fahrer aktiviert. Unterstützt ihn während einer längeren Zeitdauer dabei durch automatische Lenkbewegungen das Fahrzeug in der gewünschten Fahrspur zu halten.Lenkassistent (=Standard Autopilot)
CWird durch den Fahrer aktiviert. Führt danach ein automatisches Manöver seitwärts durch (Spurwechsel).Automatischer Spurwechsel mit Blinker-Bestätigung (Europa)
DSystem schlägt einzelne Spurwechsel automatisch vor. Manöver werden nach Bestätigung durch den Fahrer automatisch durchgeführt.NoA (Mit Autopilot navigieren)
E (nur USA)Wird durch den Fahrer aktiviert. Danach kontinuierliches Erkennen von möglichen Spurwechseln und automatische Durchführung dieser Manöver ohne weitere Bestätigung des Fahrers.Automatischer Spurwechsel ohne Bestätigung (nur USA)

(Tipp: Mobiltelefon quer halten, falls die Tabelle nicht ganz angezeigt wird.)

Kategorie A bis D sind für Europa gültig. Die Kategorie E existiert nur für USA. Das Problem in Europa ist: Wenn keine Regelung für eine bestimmte Fahrzeug-Funktion vorhanden ist, ist diese Funktion in Europa automatisch NICHT zugelassen. Bereits dadurch erkennt man, warum zum Beispiel der Tesla Autopilot in den USA die Spurwechsel ohne Bestätigung durchführen kann, während wir in Europa noch immer den Blinker von Hand setzen müssen. Kategorie E gibt es in Europa nicht und die Funktion „Spurwechsel OHNE Bestätigung“ passt nur zur Kategorie E. Das bedeutet: der Tesla beherrscht zwar dieses Manöver, es ist aber in allen Ländern, die das UNECE Abkommen unterzeichnet haben, verboten weil es in keine zugelassene Kategorie passt.

Früher war alles besser…

Wer schon länger einen Tesla mit mindestens Autopilot Hardware 2 fährt, erinnert sich vielleicht noch daran dass der automatische Spurwechsel auch schon besser funktioniert hatte. Mit Software Version 2019.16.1 hatte Tesla im Mai 2019 damit begonnen die neuen UNECE Regelungen umzusetzen. Davor war es tatsächlich so, dass der automatische Spurwechsel viel besser funktioniert hat als heute. Man konnte zum Beispiel einfach den Blinker setzen und das Fahrzeug wartete automatisch bis eine ausreichend große Lücke im Verkehrsfluss vorhanden war. Wechselte dann selbstständig die Spur und deaktivierte den Blinker wieder. Es war meiner Meinung nach die beste Autopilot Software-Version, die ich je auf meinem Model S hatte. Für das Model 3 gab es allerdings von Anfang an in Europa nur die durch UNECE begrenzte Software Version.

Tesla Autopilot Spurwechsel im Detail und das Problem dabei

Im Folgenden sehen wir uns die Regelungen für den Autopilot-Spurwechsel genauer an. Dabei wird auch klar, warum er heute so schlecht funktioniert. Wenn man verstanden hat „wie er tickt“ und mit welchen Situationen er umgehen kann, lässt sich der automatische Spurwechsel trotzdem mit einer besseren Zuverlässigkeit verwenden.

Voraussetzung für einen automatischen Spurwechsel: neuere Fahrzeuge mit Produktionsdatum ab ungefähr März 2019 können den automatischen Spurwechsel nur verwenden, wenn die Software Option „Volles Potenzial für autonomes Fahren“ gekauft wurde. Wer den älteren „erweiterten Autopilot (EAP)“ hat, benötigt diese zusätzliche Option allerdings NICHT.

Im Dokument „UN Regelung 79“ sind verschiedene Regelungen definiert, die auch für den automatischen Spurwechsel gelten. Ich habe diese Paragraphen aus dem „Beamten-Englisch“ versucht ungefähr sinngemäß zu übersetzen und werde deren Einfluss auf das Verhalten des Tesla jetzt erklären:

Spurwechsel Verfahren (Kategorie C)

Beginnt wenn der Blinker durch den Fahrer aktiviert wurde und endet sobald der Blinker ausgeschaltet wurde. Es beinhaltet folgende Schritte:

  • Aktivierung des Blinkers durch eine bewusste Handlung des Fahrers.
  • Seitliche Bewegung des Fahrzeuges Richtung Fahrbahnbegrenzungslinie.
  • Durchführung „Spurwechsel Manöver“.
  • Wiederaufnahme der Spurhaltefunktion.
  • Ausschalten des Blinkers

Dieser Paragraph definiert den gesamten Ablauf des sogenannten „Spurwechsel Verfahrens“. Der dritte Punkt „Spurwechsel Manöver“ ist ein Teil davon und ist folgendermaßen vorgeschrieben:

Spurwechsel Manöver

  • Beginnt sobald der äussere Rand des der Zielfahrbahn näheren Vorderrades die Fahrbahnbegrenzungslinie zwischen den beiden Fahrbahnen berührt.
  • Endet sobald das von der Zielfahrbahn weiter entfernte Hinterrad die Fahrbahnbegrenzungslinie zwischen den Fahrbahnen komplett überquert hat.

Das Spurwechsel Manöver ist also der isolierte Teil im ganzen Ablauf, während dem das Fahrzeug die Fahrbahn wechselt. Ohne die Dinge, die davor und danach passieren zu betrachten.

Das liest sich soweit okay. Aber leider wurden in der Regelung ein paar Limitationen definiert, die es in der Realität sehr schwierig machen das System zu nutzen.

  • Die Funktion muss fähig sein zu erkennen, dass der Fahrer die Hände am Lenkrad hält.
  • Eine Optische Warnung muss angezeigt werden, wenn der Fahrer nicht innerhalb von 3 Sekunden nach Beginn des Spurwechsel Manövers die Hände am Lenkrad hält.
  • Das „Spurwechsel Verfahren“ verlangt eine manuelle Bestätigung durch den Fahrer, dass er die Hände am Lenkrad hat und beginnt unmittelbar nach dem Setzen des Blinkers.

Einerseits bedeutet dies, dass das „Spurwechsel Verfahren“ mit dem Setzen des Blinkers beginnt. Der Fahrer hat danach aber nur 3 Sekunden Zeit nochmals mit einer leichten Drehbewegung am Lenkrad zu bestätigen, dass er die Hände am Lenkrad hat. Macht er das nicht rechtzeitig, bricht der Spurwechsel ab. Diese Bestätigung ist zum Beispiel in den USA nicht notwendig, dank der UNECE Regelung ist sie aber in Europa Pflicht. Ein weiteres Problem ist das Timing:

Die seitliche Bewegung des Fahrzeuges Richtung Zielfahrbahn darf frühestens eine Sekunde nach dem Start des Spurwechsel Verfahrens beginnen.

Ein Timer beginnt also mit dem Setzen des Blinkers zu laufen und hier verlieren wir bereits die erste Sekunde weil der Autopilot den Spurwechsel noch nicht beginnen darf.

Das Spurwechsel Manöver darf frühestens drei Sekunden nach dem Setzen des Blinkers beginnen. Es darf aber auch nicht später als fünf Sekunden nach dem Setzen des Blinkers beginnen.

Jetzt wird es richtig schwierig. Mit dem Setzen des Blinkers startet also der Timer. Wird nicht innerhalb von drei Sekunden am Lenkrad gewackelt, bricht das System ab. Hat der Fahrer rechtzeitig gewackelt, darf das System frühestens eine Sekunde nach dem Setzten des Blinkers mit dem automatischen Lenken Richtung Zielfahrbahn beginnen. Nach dieser Sekunde kommen noch zwei weitere Sekunden, während denen sich das Fahrzeug zwar seitlich bewegen darf, die Markierungslinie zur Zielfahrbahn darf aber während dieser Zeit noch nicht überquert werden. Erst nach der dritten Sekunde darf der vordere Reifen die Markierungslinie überqueren. Allerdings muss dies spätestens fünf Sekunden nach dem Setzen des Blinkers passiert sein, sonst bricht der Spurwechsel ab.

Wie kompliziert ist das denn! Es bleibt tatsächlich ein Zeitfenster von genau zwei Sekunden, bis der vordere Reifen die Markierungslinie zwischen den Fahrbahnen überqueren MUSS. In der Praxis bedeutet das, wenn zu früh geblinkt wird und die Zielfahrbahn nicht frei ist, hat der Autopilot keine Chance mehr rechtzeitig die Spur zu wechseln.

Damit nicht genug. Es kommt noch schlimmer:

Das Spurwechsel Manöver muss innerhalb von fünf Sekunden abgeschlossen sein.

Wenn es nicht so traurig wäre, könnte man jetzt beinahe lachen…. Dieser Paragraph bedeutet ganz einfach: von dem Zeitpunkt an, wenn der vordere Reifen die Linie überquert hat, bis zu dem Zeitpunkt wenn das Fahrzeug komplett in der Zielspur ist, dürfen nicht mehr als fünf Sekunden vergehen. Und das ist wirklich problematisch. In der Realität führt es immer wieder dazu, dass ein Fahrzeug bereits zur Hälfte in der Zielfahrbahn steht, wegen dem fünf Sekunden Timeout den Spurwechsel aber abbricht und ruckartig in die alte Fahrbahn zurück lenkt. Der Fahrer wird dadurch meistens total überrascht. Rechnet er von der Situation um vom Verkehr her doch überhaupt nicht damit, dass das Fahrzeug den Spurwechsel nicht zu Ende bringt. Auch für die anderen Verkehrsteilnehmer ist diese Situation sehr gefährlich. Sie sind sich nicht bewusst, dass der Tesla mit Autopilot fährt, und kein menschlicher Fahrer würde ein solches Manöver machen und ruckartig ohne Hinderniss oder ersichtlichen Grund wieder zurück in die alte Spur wechseln.

Der Einfluss von anderen Fahrzeugen

Die oben genannten Richtlinien machen es dem Autopilot-System schon richtig schwer in der Realität korrekt zu funktionieren. Erschwerend kommt dazu, dass die folgenden Regelung auch noch die anderen Verkehrsteilnehmer einbezieht:

  • Assistenzsysteme der Kategorie C müssen dazu fähig sein, die sich von hinten nähernden Fahrzeuge in benachbarten Fahrbahnen auf eine Entfernung von mindestens 55 Metern zu erkennen.
  • Unabhängig davon ist ein Spurwechsel Manöver nur unter folgenden Bedingungen erlaubt:
    • Falls das  System ein anderes Fahrzeug in der benachbarten Zielfahrbahn des Spurwechsels erkannt hat, muss dessen Abstand zum eigenen Fahrzeug ausreichend gross sein.
    • Wenn die Situation nicht als kritisch angesehen wird (zum Beispiel bei nur kleinem Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem anderen Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug, sowie einer eigenen Geschwindigkeit von weniger als 130 km/h).

In diesem Zusammenhang sind komplizierte Formeln zur Berechnung von „kritischen Situationen“ erwähnt. Zusammengefasst geht es um Folgendes: Wenn sich ein anderes Fahrzeug in der Zielfahrbahn von hinten nähert, wird mit der Formel berechnet, wie hoch der Abstand sein muss, damit der Spurwechsel durchgeführt werden darf. Entscheidend dabei ist der Geschwindigkeitsunterschied des anderen Fahrzeuges zum eigenen Fahrzeug. Je größer der Unterschied, desto höher muss der Abstand sein damit der Spurwechsel noch durchgeführt werden kann.

Ein Rechenbeispiel dazu:

Das eigene Fahrzeug fährt mit 120 km/h. Das anderen Fahrzeug in der Zielfahrbahn nähert sich von hinten mit 130 km/h. Der notwendige Abstand für einen erfolgreichen Spurwechsel beträgt gemäss Formel mindestens 35,7 Meter. Das detaillierte Berechnungsbeispiel ist auch in diesem Video aufgeführt.

Was man beim Spurwechsel mit Tesla Autopilot beachten sollte

Zusammengefasst läuft der automatische Spurwechsel mit Autopilot in den folgenden vier Phasen ab:

  1. Der Fahrer setzt den Blinker und damit startet der Timer.
  2. Das Fahrzeug wartet eine Sekunde, bevor es mit der Seitwärtsbewegung beginnt („Hände am Lenkrad“ Bestätigung ist hier ebenfalls innerhalb 3 Sekunden notwendig, sonst Abbruch).
  3. Das vordere Rad überquert die Fahrbahnmarkierung zwischen der 3. und der 5. Sekunde. (sonst Abbruch und zurück in die alte Spur)
  4. Das Fahrzeug muss spätestens 5 Sekunden NACH dem Überqueren der Fahrbahnmarkierung vollständig in der Zielspur angekommen sein (sonst Abbruch und zurück in die alte Spur).
Tesla Autopilot Spurwechsel
Bildquelle: Steven Peeters

Um das System einigermaßen gut nutzen zu können, sollte man folgende Punkte beachten:

  • Wenn ein Fahrzeug sich von hinten in der Zielfahrbahn nähert, ist ein Spurwechsel praktisch unmöglich. Die Lücke muss wirklich sehr gross sein. Das klappt in der Realität fast nie.
  • Wenn ein Fahrzeug mit Abstand und gleich schnell in der Zielfahrbahn fährt, muss der Abstand groß sein, damit der Spurwechsel funktioniert. Dies ist auch abhängig von der eigenen Geschwindigkeit.
  • Die sofortige Bestätigung durch leichtes Lenkrad drehen nach dem Setzen des Blinkers ist immer notwendig.
  • Nicht zu früh blinken. Wenn nach fünf Sekunden keine ausreichend große Lücke gefunden wird, bricht der Spurwechsel ab.

Ein kleiner Tipp: Wenn ich vermute, dass er einen Spurwechsel nicht schaffen wird, lenke ich jeweils mit sanftem Druck einfach mit. Denn die Empfindlichkeit bis der Autopilot beim Eingriff am Lenkrad „rausfällt“, ist je nach Situation unterschiedlich hoch. Wenn sich der Autopilot sehr sicher „fühlt“, ist der Widerstand für einen manuellen Lenkeingriff viel höher. Ein Beispiel: Das Fahrzeug macht einen automatischen Spurwechsel nach links. Ich lenke dabei mit sanftem Druck nach links mit, falls der Autopilot dann wegen eines sich von hinten nähernden Fahrzeuges unsicher wird, reicht schon ein leichter Druck am Lenkrad und der Autopilot deaktiviert sich. Durch meine Lenkbewegung kann ich den Spurwechsel dann problemlos beenden und den Autopilot danach wieder einschalten. Es benötigt zwar etwas Fingerspitzengefühl, funktioniert aber mit etwas Übung wirklich gut. Man lernt dabei auch zu verstehen welche Situationen der Autopilot beherrscht und welche nicht.

Fazit

In der Realität ist es bei dichtem Verkehr praktisch unmöglich mit diesen Richtlinien einen automatischen Spurwechsel durchzuführen. Die meisten Verkehrsteilnehmer halten den dazu notwendigen Abstand zum Vordermann schlichtweg nicht ein. Das Problem hat seine Ursache aber nicht bei Tesla. Die Richtlinien der UN Staaten sehen es für Europa  so vor. Es bleibt zu hoffen, dass sich das bald ändern wird, wenn andere Fahrzeughersteller ebenfalls mit ihren Assistenzsystemen an diesen Begrenzungen ihre Probleme haben. Limitationen gibt es nämlich noch mehr, zum Beispiel die Geschwindigkeit mit der Kurven gefahren werden dürfen (das wird im Video von Steven Peeters sehr gut erklärt.).

Als Quelle für diesen Artikel dient das hervorragende englische Video von Steven Peeters. Er hat auch eine Petition lanciert, um die UNECE dazu zu bewegen die Richtlinien zu lockern. Wer für die Petition stimmen möchte, kann sich auf dieser Webseite online eintragen.

Wer sich übrigens mehr für die Arbeit dieser UN-Arbeitsgruppe interessiert, kann sich hier die Sitzungsprotokolle und weitere Unterlagen ansehen. Die Gruppe trifft sich mehrmals pro Jahr und erarbeitet weitere Regelungen. Hoffentlich in Zukunft etwas mehr an die Realität angepasste.

 

Menü schließen