Roman Henze Livres

Die Habilitation beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung von Assistenz- und teilautomatisierten Fahrfunktionen zum hochautomatisierten Fahren (HAF). Der Einstieg beginnt mit Rückblick auf mehr als 125 Jahre Ingenieursleistung, die seit Erfindung des Automobils von der Vision zunehmender Automatisierung und Entwicklung fahrerloser Fahrzeuge begleitet ist. Die Schlüsseltechnologien heute serienreif bzw. seriennah verfügbaren Hardware werden untergliedert in die Bereiche Antrieb, Bremse und Lenkung sowie Sensoren zur Umfelderfassung und Referenzierung. Mit Blickrichtung auf die praktische Umsetzung des Automatisierten Fahrens werden aktuelle Beispiele zur Applikation und Evaluation von Längs- und Querführungsfunktionen auf HAF-Demonstratoren dargestellt, begonnen mit dem ersten eigenen Experimentalfahrzeug, auf dem bereits 2006 hochautomatisierte Fahrfunktionen und by-Wire-Systeme prototypisch umgesetzt wurden. Die gezeigten Ergebnisse resultieren u. a. aus Forschungsprojekten zur komfortoptimierten Regeldynamik, verbesserter Objektdetektion sowie Studien zur Funktionalen Sicherheit und dem Potential der reibwertadaptiven Automatischen Notbremse. Im Bereich der Querführung werden Komfort- und Sicherheitsfunktionen wie Adaptive Lane Keeping, Intelligente Crash-Interaktion und das Not-Ausweichen behandelt. Abschließend geht die Arbeit auf die nächsten Funktionsgenerationen über, die mit Zeitperspektive bis 2020 auf das Hochautomatisierte Fahren bei höheren Geschwindigkeiten mit Anwendungen wie dem Highway-Pilot abzielen. Daran knüpfen kundenrelevante Fragen zum Gebrauchsverhalten und der Objektivierung des Komfort- und Sicherheitsempfindens an, wenn der Fahrer im Zuge steigender Automatisierung (Level 3 und höher) zunehmend sinnbildlich in die Rolle des Beifahrers rückt.

Die Arbeit behandelt Untersuchungen und Ergebnisse eines neuen Forschungsansatzes zur Beurteilung von Fahrzeugen mit Hilfe eines Fahrermodells. Das Thema ergibt sich aufgrund des gegenwärtigen Kenntnisstandes und der Anforderungen an die zukünftige Objektivierung querdynamischer Fahreigenschaften, die ohne die Betrachtung des Fahrers als Alternative zur klassischen Bewertung durch reine Fahrzeugkriterien nicht mehr auskommt. Als Grundlage wird zunächst ein theoretischer Ansatz aufgestellt, der darauf ausgelegt ist, Regeln und Kriterien für die Bewertung von Fahreigenschaften aus der Adaption des Fahrers abzuleiten. Um darüber möglichst weitreichende Ergebnisse zu gewinnen, wird ein Simulatorexperiment durchgeführt, das definierte Variationen der Fahrzeugdynamik, ein breites Spektrum an Fahraufgaben und eine umfassende Abfrage subjektiver Fahrverhaltenskriterien berücksichtigt. Zur objektiven Beschreibung des Fahrerverhaltens wird ein Modell mit einer Ebene zur Informationsverarbeitung und regelungstheoretischen Elementen tür Steuerung und Kompensation verwendet. Anhand der Meßdaten werden die Modellparameter identifiziert. Für die Steuerung gilt, daß die Fahrer im wesentlichen eine Anpassung invers zum Fahrzeugverhalten vornehmen. Im Fall der Regelung findet vorrangig eine Adaption der Fahrerparameter Verstärkung und Vorausschauzeit statt. Durch Frequenzgangbetrachtungen wird die Theorie bestätigt, daß die Einstellung der Regelung unter der Motivation eines konstant gehaltenen Gesamtverhaltens Fahrer-Fahrzeug stattfindet. Beim Wechsel der Fahrsituation erfolgt dabei aber grundsätzlich eine Verschiebung der Stabilitätsbedingungen. Mit zunehmender Anforderung der Fahraufgabe regeln die Fahrer schneller und dichter an der Stabilitätsgrenze.