Vervollständigung der Landkarte Fahrzeugautomatisierung - Ein Diskussionsentwurf - Tom M. Gasser, Rico Auerswald. Kooperation: WER KAB

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1 Kooperation: WER KAB Vervollständigung der Landkarte Fahrzeugautomatisierung - Ein Diskussionsentwurf - Tom M. Gasser, Rico Auerswald Technische Beiträge aus KAB von: - Stefan Berger, Frank Bonarens, Ulrich Eberle, Norbert Simm (Opel) - Stephan Scholz, Daniel Töpfer, Tom Wagemann, Thomas Wohllebe, (VW) - Oliver Faust, Johannes Vetter (CSEI) - Andree Hohm, Benedikt Lattke (Continental Teves) - K.-H. Siedersberger, Andreas Siegel (Audi) WER + KAB UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 1

2 Einführung Warum wieder Definitionen? Alle sprechen von der Fahrzeugautomatisierung niemand erwähnt Notbrems- oder Notausweichfunktionen BASt-PG-Definitionen* betreffen nur die kontinuierliche Automatisierung (Bsp.: Notbremssysteme lassen sich nicht einem kontinuierlichen Automatisierungslevel zuordnen!) Unklarheiten bzgl. Notbremssysteme bspw. bei NHTSA (!) Unternehmensintern und wegen Verkehrssicherheitswirkung ist eine größere Sichtbarkeit von Notbrems- oder Notausweichfunktionen anzustreben Abstrakte Beschreibungen sind Visionen können Innovation stimulieren * Projektgruppe Rechtsfolgen zunehmender Fahrzeugautomatisierung BASt-Bericht F83 UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 2

3 Systemsicht vs. Wirkweisen und Funktionen unser Kategorisierungsansatz Bremsassistent Automatisches Notbremssystem (AEB) Traffic Sign Assist Kollisionswarnung Longitudinal (FCW) Nothaltesystem Lane Departure Warning (LDW) Lane Departure Prevention (corrective) Ausweichassistent Blind Spot Information System (BLIS) Spurwechselassistent UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 3

4 Anwendungsbereich Stabilisierungsebene Bahnführungsebene Navigationsebene Vorliegend wird nur die Bahnführungsebene behandelt (nach Donges) Wirkweisen Grundlegende Wirkmechanismen strukturieren auf einer hierarchisch übergeordneten Ebene Hier: Funktionsebene Weitere Unterteilung erfolgt nach technischer Leistungsfähigkeit in, die abstrahierte Funktionen erfassen (nicht Systeme Systeme können Funktionen im Detail kombinieren und variieren und sogar wirkweisenübergreifend sein) UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 4

5 Wirkweisen (aktualisiert) Wirkweise A: Informierende und warnende Funktionen Wirkweise B: Kontinuierlich automatisierende Funktionen Wirkweise C: In unfallgeneigten Situationen temporär intervenierende Funktionen Wirken ausschließlich und mittelbar über den Fahrer: 1. Statusinformation 2. Abstrakte Warnung 3. Konkrete Warnung Haben unmittelbaren Einfluss auf die Fahrzeugsteuerung (bewusste Übertragung durch den Fahrer arbeitsteilige Ausführung). Immer übersteuerbar. Präventive maschinelle Intervention bei negativer Situationsprognose: I. Fahrer als Regler verhält sich nicht erwartungskonform/ ist nicht erreichbar oder II. in kollisionsnahen Situationen, die Fahrer/Regler leistungsbedingt nicht kontrollieren UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 5

6 die offene Frage: UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 6

7 die offene Frage:? UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 7

8 Begriffsbestimmungen bei Wirkweise C Der Fahrer wird gleichwertig und austauschbar einem Regler (isd Regelungstechnik) nachfolgendem Verständnis zugrundegelegt. temporär überlagernde Funktion Wirkweise C hat eine temporär überlagernde Funktion gegenüber dem jeweils primären Regler 1. Override - Übersteuerbarkeit Fahrer kann die Funktion jederzeit durch signifikante Eingriffe deaktivieren. Abstrakte und konkrete Gefahr: Die weitere Untergliederung erfolgt zunächst danach, ob die Unfallgeneigtheit der Situation noch abstrakt oder bereits sehr konkret ist. - Abstrakte Gefahr: Primärer Regler fällt aus/ ist unerreichbar. - Konkrete Gefahr: Kollision steht unmittelbar bevor. 1 Primärer Regler ist immer entweder der Fahrer oder das System der Wirkweise B. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 8

9 Unser Vorschlag: UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 9

10 Struktur der Wirkweise C α - γ I. Abstrakte Gefahr II. Konkrete Gefahr UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 10

11 Struktur der Wirkweise C α - γ I. Abstrakte Gefahr II. Konkrete Gefahr α II Fahrerunterstützung UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 11

12 Struktur der Wirkweise C α - γ I. Abstrakte Gefahr II. Konkrete Gefahr α II Fahrerunterstützung β II Steuerungsübernahme kurz UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 12

13 Struktur der Wirkweise C α - γ I. Abstrakte Gefahr II. Konkrete Gefahr α II Fahrerunterstützung β II Steuerungsübernahme kurz γ II Steuerungsübernahme lang UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 13

14 Struktur der Wirkweise C α - γ I. Abstrakte Gefahr II. Konkrete Gefahr α I Fahrerunterstützung α II Fahrerunterstützung β I β II Steuerungsübernahme kurz γ I γ II Steuerungsübernahme lang UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 14

15 Struktur der Wirkweise C α - γ I. Abstrakte Gefahr II. Konkrete Gefahr α I Fahrerunterstützung α II Fahrerunterstützung β I Steuerungsübernahme kurz β II Steuerungsübernahme kurz γ I γ II Steuerungsübernahme lang UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 15

16 Struktur der Wirkweise C α - γ I. Abstrakte Gefahr II. Konkrete Gefahr α I Fahrerunterstützung α II Fahrerunterstützung β I Steuerungsübernahme kurz β II Steuerungsübernahme kurz γ I Steuerungsübernahme lang γ II Steuerungsübernahme lang UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 16

17 Struktur der Wirkweise C α - γ I. Abstrakte Gefahr II. Konkrete Gefahr α I Fahrerunterstützung α II Fahrerunterstützung β I Steuerungsübernahme kurz β II Steuerungsübernahme kurz γ I Steuerungsübernahme lang γ II Steuerungsübernahme lang UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 17

18 Unser Vorschlag: α - γ I. definition: Abstrakte Gefahr (Wirkweise C) II. definition: Konkrete Gefahr (Wirkweise C) α I β I α II β II Fahrerinitiierte Unterstützung durch Intensivierung einer Fahrerhandlung. Umsetzung durch funktionsseitige Überlagerung. Fahrerersetzender Eingriff mit dem Ziel der Auflösung unmittelbar wirksamer Gefahr durch kurz wirkenden Systemeingriff. Fahrerübernahme im Anschluss erforderlich. γ I γ II Systemseitige Steuerungsübernahme zur Auflösung der konkreten Gefahr. Funktionsseitig kontrollierte Fahrerübernahme im Anschluss. Andernfalls ggf. fließender Übergang zu γ I. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 18

19 Unser Vorschlag: α - γ I. definition: Abstrakte Gefahr (Wirkweise C) II. definition: Konkrete Gefahr (Wirkweise C) α I Fahrerunterstützung durch korrigierenden Eingriff. α II Fahrerinitiierte Unterstützung durch Intensivierung einer Fahrerhandlung. Umsetzung durch funktionsseitige Überlagerung. β I Ausfall des Fahrers als Regler (ohne umfassenden Situationsüberblick): Steuerungsübernahme durch Funktion mit dem Ziel der Überführung in einen risikominimalen Zustand (bzgl. dritter VT: kooperationsabhängig). β II Fahrerersetzender Eingriff mit dem Ziel der Auflösung unmittelbar wirksamer Gefahr durch kurz wirkenden Systemeingriff. Fahrerübernahme im Anschluss erforderlich. γ I Ausfall des Fahrers als Regler (umfassende maschinelle Wahrnehmung): Steuerungsübernahme durch Funktion zur Auflösung abstrakter Gefahr. Überführung in risikominimalen Zustand oder sonstig angemessene Steuerungsstrategie (bzgl. dritter VT: kooperationsabhängig aber nicht unmittelbar angewiesen). γ II Systemseitige Steuerungsübernahme zur Auflösung der konkreten Gefahr. Funktionsseitig kontrollierte Fahrerübernahme im Anschluss. Andernfalls ggf. fließender Übergang zu γ I. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 19

20 Überblick über die Wirkweise C UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 20

21 Vervollständigte Landkarte im Übersichtsmaßstab Diskussionsentwurf! UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 21

22 Bundesanstalt für Straßenwesen Bundesanstalt für Straßenwesen Ass. jur. Tom Michael Gasser Brüderstraße 53 D Bergisch Gladbach M.Sc. Sensorik & kognitive Psy. Rico Auerswald Brüderstraße 53 D Bergisch Gladbach Kooperative Verkehrs- und Fahrerassistenzsysteme Tel (0) Fax + 49 (0) gasser@bast.de Kooperative Verkehrs- und Fahrerassistenzsysteme Tel (0) Fax + 49 (0) auerswald@bast.de danken dem gesamten KAB-Team für die technischen Beiträge: - Stefan Berger, Frank Bonarens, Ulrich Eberle, Norbert Simm (Opel) - Stephan Scholz, Daniel Töpfer, Tom Wagemann, Thomas Wohllebe, (VW) - Oliver Faust, Johannes Vetter (CSEI) - Andree Hohm, Benedikt Lattke (Continental Teves) - K.-H.Siedersberger, Andreas Siegel (Audi) UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 22

23 Folien-Backup UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 23

24 Verhältnis zwischen Wirkweise B und Wirkweise C Wie lässt sich speziell das Verhältnis zwischen kontinuierlicher Automatisierung (Wirkweise B) und temporärer Intervention in unfallgeneigter Situation (Wirkweise C) beschreiben? Bis einschließlich Automatisierungslevel 2 sind maximal drei aktive Regler denkbar: Fahrer, Funktion der Wirkweise B und Funktion der Wirkweise C. Bis 2 ist anzunehmen, dass der Regler der Wirkweise B alternativ zum Regler der Wirkweise C steuern wird: Regler der Wirkweise B werden i.d.r. aufgrund von Funktionsgrenzen abwerfen und es folgt bspw. eine Fahrerwarnung/ Fahrereinbindung der Wirkweise A. Bei unfallgeneigter Situation und Ausbleiben ausreichender Fahrerhandlung kommt Wirkweise C zur Anwendung. (Es wird ausdrücklich nicht ausgeschlossen, dass ein Regler der C-Funktion den Regler der Wirkweise B im Einzelfall auch direkt überlagert.) Ab dem kontinuierlichen Automatisierungslevel 3 ist davon auszugehen, dass Funktionen der Wirkweise B bspw. bereits maximale Verzögerungsleistung der Bremse oder hohe Querbeschleunigungen in der Lenkung im Einzelfall vorsehen können. In diesem Fall werden Regler der Wirkweise C nur noch dann eigenständige Bedeutung erlangen, wenn sie den primären Regler der Wirkweise B situationsbedingt ergänzen (voraussichtlich selten). UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 24

25 Wirkweisen: Bezug von Wirkweise A zur Wirkweise C Wirkweise A: Informierende und warnende Funktionen Wirkweise B: Kontinuierlich automatisierende Funktionen Wirkweise C: In unfallgeneigten Situationen temporär intervenierende Funktionen Wirken ausschließlich und mittelbar über den Fahrer: 1. Statusinformation 2. Abstrakte Warnung Fahrer verhält sich nicht erwartungskonform (Bezug zur Wirkweise C/I ohne Intervention!) 3. Konkrete Warnung in unfallgeneigter Situation (Bezug zur Wirkweise C/II ohne Intervention!) Haben unmittelbaren Einfluss auf die Fahrzeugsteuerung (bewusste Übertragung durch den Fahrer arbeitsteilige Ausführung). Immer übersteuerbar. Präventive maschinelle Intervention bei negativer Situationsprognose: I. Fahrer als Regler verhält sich nicht erwartungskonform/ ist nicht erreichbar oder II. in kollisionsnahen Situationen, die Fahrer/Regler leistungsbedingt nicht kontrollieren UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 25

26 Unser Vorschlag: α - γ I. definition: Abstrakte Gefahr (Wirkweise C) II. definition: Konkrete Gefahr (Wirkweise C) α I Fahrerunterstützung durch korrigierenden Eingriff. α II Fahrerinitiierte Unterstützung durch Intensivierung einer Fahrerhandlung. Umsetzung durch funktionsseitige Überlagerung. β I Ausfall des Fahrers als Regler (ohne umfassenden Situationsüberblick): Steuerungsübernahme durch Funktion mit dem Ziel der Überführung in einen risikominimalen Zustand (bzgl. dritter VT: kooperationsabhängig). β II Fahrerersetzender Eingriff mit dem Ziel der Auflösung unmittelbar wirksamer Gefahr durch kurz wirkenden Systemeingriff. Fahrerübernahme im Anschluss erforderlich. γ I Ausfall des Fahrers als Regler (umfassende maschinelle Wahrnehmung): Steuerungsübernahme durch Funktion zur Auflösung abstrakter Gefahr. Überführung in risikominimalen Zustand oder sonstig angemessene Steuerungsstrategie (bzgl. dritter VT: kooperationsabhängig aber nicht unmittelbar angewiesen). γ II Systemseitige Steuerungsübernahme zur Auflösung der konkreten Gefahr. Funktionsseitig kontrollierte Fahrerübernahme im Anschluss. Andernfalls ggf. fließender Übergang zu γ I. UR:BAN-Konferenz 18./ Garching 26