Wahrnehmung Fahrdynamik

Ziel der Forschungsgruppe Wahrnehmung Fahrdynamik

Die aktuelle Fahrzeugentwicklung befindet sich bezüglich der Basisfunktionalitäten insbesondere im Premium-Segment auf einem sehr hohen Niveau. Der Trend geht in Richtung der aktiven Gestaltung des Fahrerlebnisses und kundenindividueller Parametrisierung einzelner Fahrzeugeigenschaften. Dieser Trend spricht für eine nutzerzentriertere Fahrzeugentwicklung im Gegensatz zur technikzentrierten Entwicklung der Vergangenheit. Die Fahrdynamik des Fahrzeugs sowie die Wahrnehmung dieser durch den Fahrer spielt dabei in vielerlei Hinsicht eine bedeutende Rolle.

Weiterentwicklungen in der Antriebstechnologie, sowohl im Sinne von Downsizing-Maßnahmen, als auch hin zu elektrischen Antrieben, werfen die Frage auf, wie der Fahrer diese Veränderungen wahrnimmt, bzw. wie diese Wahrnehmung sein Fahrverhalten beeinflusst. Konkurrierende Entwicklungsziele wie Sportlichkeit und Dynamik stehen Anforderungen an CO2-Reduktion und niedrigen Kraftstoffverbrauch gegenüber und beeinflussen die dynamischen Eigenschaften eines Fahrzeugs maßgeblich. Alternative Antriebskonzepte schaffen neue Anforderungen an die Auslegung der Fahrzeugdynamik und entsprechender Interaktionsschnittstellen für den Nutzer, die es unter ergonomischen Gesichtspunkten zu untersuchen gilt.

Ein weiterer Aspekt ist der steigende Anteil von virtuellen Methoden in der Fahrzeugentwicklung und Erprobung. Insbesondere die Vergleichbarkeit der menschlichen Wahrnehmung in Realität und Simulation ist hier von Bedeutung.

Letztlich ist auch im noch jungen Gebiet des automatisierten Fahrens die Wahrnehmung der Fahrdynamik durch den Fahrer von entscheidender Bedeutung für den gefühlten Fahrkomfort und die subjektive Beurteilung der Sicherheit während der automatisierten Fahrt.

Grundlage der Forschung in der Gruppe Wahrnehmung Fahrdynamik ist daher die Quantifizierung der menschlichen Wahrnehmungsleistung von Fahrdynamikeigenschaften. Die Untersuchung des Auflösungsvermögens bezüglich der Veränderung von Fahrzeug-Längsbeschleunigungen und die Quantifizierung von potentiellen Quereinflüssen auf diese Wahrnehmungsleistung sind Gegenstand der aktuellen Forschung (Müller, 2013; Müller, 2014). Diese in Realfahrzeug-Studien erhobenen Daten bilden die Basis für weiterführende Forschungsaktivitäten wie z.B. die gezielte Gestaltung und Auslegung intelligenter Betriebsstrategien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge oder die fahrdynamische Ausgestaltung individueller Fahrzeugkonfigurationen (Sport-/Komfort-/Eco-Modus).

Betrachtet man den Fahrer als Regler im Fahrer-Fahrzeug-Regelkreis, werden darüber hinaus die grundlegenden Wechselwirkungen von Fahrdynamik und Fahrerverhalten (Fahrweise) im Realfahrzeug untersucht. Auch daraus lassen sich Handlungsempfehlungen für die Konzeption künftiger Fahrzeuge und dafür optimierter Assistenzsysteme ableiten. Ein besonderer Anwendungsfall für die längsdynamische Abstimmung findet sich im Bereich der Elektromobilität, da gerade hier ein kontrollierter Umgang mit der vorhandenen Energie von hoher Bedeutung ist. Dabei spielen nicht nur die generellen Leistungsanforderungen an den Antrieb eine Rolle, sondern auch die ergonomische Auslegung der Interaktion mit dem Fahrzeug (Helmbrecht, 2014).

Aufbauend auf der Analyse der Wahrnehmungsfähigkeiten des Fahrers bildet der Einsatz virtueller Technik zur Entwicklung und Bewertung von Fahrdynamikeigenschaften einen weiteren zentralen Aspekt in dieser Forschungsgruppe. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Vergleich des objektiven Fahrerverhaltens und subjektiven Entscheidungsverhaltens im Realfahrzeug und Fahrsimulator. Ziel ist eine wegweisende wissenschaftliche Evaluation der Durchführbarkeit und Übertragbarkeit von Fahrsimulatorstudien zur wahrgenommenen Fahrdynamik. Dabei werden auch technologische Innovationen im Feld der Fahrsimulation geprüft (Wiedemann, 2014).

Im Bereich des automatisierten Fahrens ist die Erforschung der Zusammenhänge zwischen einer vom Fahrzeug bzw. der Automation gewählten Dynamik und dem vom Fahrer wahrgenommenen Komfort zur Beurteilung der Akzeptanz des Systems unabdingbar. Auslegungsziel ist eine sichere automatisierte Längs- und Querführung bei gleichzeitig möglichst komfortablem Fahrverhalten. Weiteres Forschungspotential bietet außerdem die gezielte Beeinflussung des automatisierten Fahrverhaltens zur Rückmeldung von Systemzustand und -absicht über den vestibulären Sinneskanal an den Fahrer (Lange, 2014).

Publikationen

  • Helmbrecht, M.; Olaverri-Monreal, C.; Bengler, K.; Vilimek, R.; Keinath, A. (2014). How Electric Vehicles Affect Driving Behavioral Patterns. In: Intelligent Transportation Systems Magazine, IEEE (6,3). pp 22-32. DOI: 10.1109/MITS.2014.2315758
  • Lange, A.; Maas, M.; Albert, M.; Siedersberger, K.-H.; Bengler, K. (2014). Automatisiertes Fahren -  So komfortabel wie möglich, so dynamisch wie nötig. In VDI/VW Gemeinschaftstagung „Fahrerassistenz und Integrierte Sicherheit 2014“. Ausstehend
  • Müller, T.; Hajek, H.; Frank, T.; Bengler, K. (2014). Das menschliche Auflösungsvermögen von Dynamikveränderungen im Fahrzeug. Conference on Future Automotive Technology. 17-18. März 2014, Garching b. München
  • Müller, T.; Hajek, H.; Radić-Weißenfeld, L.; Bengler, K. (2013). Can You Feel The Difference? The Just Noticeable Difference of Longitudinal Acceleration. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting September 2013. S. 1219-1223, DOI:10.1177/1541931213571271
  • Wiedemann, M., Remlinger, W., Bengler, K. (2014). Application of Galvanic Vestibular Stimulation for the Evaluation of Vehicle Settings in a Fixed-Base Simulator. Advances in Human Aspects of Transportation: Part II8, 21.