Fahrverhalten

Forschungsschwerpunkt Fahrzeugergonomie

Fahrerverhalten bei automatischen Brems- und Lenkeingriffen – PRORETA 1

Projektbild
Bild 1: Versuchsträger bei automatischem Bremseingriff

Hintergrund und Fragestellung

Im Rahmen des Projektes PRORETA wird in Zusammenarbeit mit der Firma Continental Teves, dem fzd (Fachgebiet Fahrzeugtechnik, TUD) und dem IAT (Institut für Automatisierungstechnik, TUD) ein Assistenzsystem entwickelt, das in Notsituationen automatische Brems- und/oder Ausweichmanöver durchführen soll. Ziel eines solchen Assistenzsystems ist eine Erhöhung der aktiven Sicherheit durch die Unterstützung des Fahrers in kritischen Situationen. Auf keinen Fall darf ein automatischer Eingriff zu einer Erhöhung der Unfallgefahr bzw. Verschlechterung der Unfallfolgen führen. Ein Assistenzsystem, das in die Fahrzeugführungsaufgabe des Fahrers eingreift, muss mit ihm „zusammenarbeiten", wenn es einen Sicherheitsgewinn erzielen und vom Fahrer akzeptiert werden soll. Deshalb wird bei der Entwicklung von PRORETA großes Augenmerk auf das Zusammenspiel mit dem Fahrer gelegt.

Fragestellungen waren:

  • Wie reagiert der Fahrer auf automatische Lenk- und Bremseingriffe?
  • Wird der Fahrer solche Eingriffe akzeptieren?
  • Welche Möglichkeiten sollte der Fahrer zur Übersteuerung des Assistenzsystems haben?
Projektbild
Bild 2: Versuchsszenarien: Notbremsen (oben); Notausweichen (unten)
Projektbild
Bild 3: Gaspedalbetätigung bei automatischer Notbremsung (Proband „fällt“ in Gaspedal)

Vorgehen

Zur Beantwortung der Fragestellungen hat das Institut für Arbeitwissenschaft eine Studie über das Fahrerverhalten von Normalfahrern bei plötzlich erscheinenden Hindernissen durchgeführt. Die Fahrer hatten den Auftrag, auf dem Versuchsgelände in Griesheim einen Parcours zu durchfahren, in dem aus einem Streckenelement heraus plötzlich von rechts ein Hindernis erschien. Das Hindernis war derart konstruiert, dass im Falle einer Kollision keine Schäden entstanden.

Es wurden drei Versuchsreihen durchgeführt:

Versuchsreihe 1: Fahrerverhalten bei plötzlich auftretendem Hindernis

Versuchsreihe 2: Fahrerverhalten/ Akzeptanz bei plötzlich auftretendem Hindernis und automatischer Notbremsung

Versuchsreihe 3: Fahrerverhalten/ Akzeptanz bei plötzlich auftretendem Hindernis und automatischem Ausweichmanöver

Unabhängige Variablen sind: Alter und Geschlecht der Probanden, Zeitpunkt der Hinderniserscheinung sowie Zeitpunkt und Art des automatischen Eingriffs. Die Ergebnisse der Studie basieren auf Videodaten, Blickbewegungsdaten, Fahrzeug-Messdaten und subjektiven Beurteilungen der Fahrer, die während der Versuche erhoben wurden. Die Auswertung erfolgte unter Anderem in Bezug auf Reaktionszeiten, Pedal- und Lenkradbetätigungen, erfolgten Kollisionen mit dem Hindernis, Blickverhalten, Mimikreaktionen und Akzeptanz.

Aus den Ergebnissen wurden Gestaltungsempfehlungen abgeleitet, die wiederum in die Entwicklung des PRORETA-Prototypen einflossen.

Ergebnisse

Bei plötzlichen Hindernissen zeigten über 1/3 der Versuchspersonen weder eine Lenk- noch eine Bremsreaktion. Über 90% kollidierten mit dem Hindernis. Mit einer Reaktionszeit von 0,5 Sekunden wäre bei idealer Reaktion des Fahrers eine Kollision vermeidbar gewesen. Hier zeigt sich ein Unfallvermeidungspotenzial durch automatische Eingriffe. Der Fahrer sollte so lange wie möglich die Kontrolle über das Fahrzeug behalten. So ist ein stufenweise ansteigendes Assistenz-Niveau zu empfehlen, je nach verbleibender Zeit zur Vermeidung einer Kollision. Demnach sollte ein automatischer Eingriff erst im fahrdynamisch letztmöglichen Moment erfolgen.

In diesem Falle ist eine Übersteuerungsmöglichkeit für den Fahrer nicht mehr zu empfehlen, da nicht in jedem Falle von einer Zielgerichteten Handlung des Fahrers auszugehen ist. In 88% der Fahrten mit automatischer Notbremsung betätigten die Fahrer das Gaspedal. Diese Reaktion keine bewusste Handlung, sondern eine Folge der durch die Fahrzeugverzögerung entstehenden Trägheitskräfte. Im Falle der automatischen Lenkeingriffe ohne Übersteuerungsmöglichkeit für den Fahrer gaben über 50% der Versuchspersonen an, ganz oder teilweise die Gewalt über das Fahrzeug gehabt zu haben. Sie merkten also nicht, dass das Fahrzeug kurzzeitig die Kontrolle übernommen hatte.

Alles in Allem zeigten sie eine hohe Akzeptanz gegenüber dem automatischen Notbremsen, in Bezug auf automatische Lenkeingriffe war die Akzeptanz geringer. Hier wurden häufig Bedenken geäußert, das Fahrzeug könnte trotz Gegenverkehr unkontrolliert auf die Gegenfahrbahn geraten.

Veröffentlichungen

  • BENDER, E.: Handlungen und Subjektivurteile von Kraftfahrzeugführern bei automatischen Brems- und Lenkeingriffen eines Unterstützungssystems zur Kollisionsvermeidung. Dissertation am Institut für Arbeitswissenschaft der TU Darmstadt. Stuttgart: Ergonomia 2008.
  • BENDER, E.; DARMS, M.; SCHORN, M.; STÄHLIN, U.; ISERMANN, R.; WINNER, H.; LANDAU, K.: Antikollisionssystem Proreta – Der Weg zum unfallvermeidenden Fahrzeug Teil 2: Ergebnisse, In: ATZ 05 (2007), S. 456-463.
  • BENDER, E.; DARMS, M.; SCHORN, M.; STÄHLIN, U.; ISERMANN, R.; WINNER, H.; LANDAU, K.: Antikollisionssystem Proreta – Auf dem Weg zum unfallvermeidenden Fahrzeug. Teil 1: Grundlagen des Systems, In: ATZ 04 (2007), S. 336-341.
  • BENDER, E.; LANDAU, K.; BRUDER, R.: Driver reactions in response to automatic obstacle avoiding manoeuvres, In: Proceedings IEA 2006 Congress, 16th World Congress on Ergonomics, 10.-14.07.2006, Maastricht, Niederlande.
  • BENDER, E.; LANDAU, K.: Fahrerverhalten bei automatischen Brems- und Lenkeingriffen eines Fahrerassistenzsystems zur Unfallvermeidung, VDI-Berichte Nr. 1931, 2006.