Motivation und Handlungsbedarf

für Automatisiertes Fahren

DVR-Kolloquium Automatisiertes Fahren

Bonn, 11.12.2013

Hans-Thomas Ebner, Leiter der Abteilung Technik

für den VDA AK Automatisiertes Fahren

Automatisiertes Fahren

18.12.2013 Seite 2

• Motivation für Automatisiertes Fahren

• Automatisierungsgrade und Beispiele

• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und

Handlungsbedarf

• Zusammenfassung

Motivation für Automatisiertes Fahren

Seite 3

1 Zero Emission - Reduzierung von Verbrauch und Emission

- Optimierung des Verkehrsflussmanagements

2 Demographischer

Wandel

- Unsichere Fahrer unterstützen

- Mobilität im Alter steigern

3 Vision Zero - Reduzierung der Unfallzahlen durch Vermeidung

menschlicher Fahrfehler

4 Verkehrsdichte

steigt

- Optimierung des Verkehrsflussmanagements

- Komfortables, zeiteffizientes Fahren via Automat

5 Wirtschaftsstandort

sichern

- Wettbewerbsvorsprung sichern

- Attraktive Produkte via Technologieführerschaft

6 Reife heutiger

Assistenzsysteme

- Sensorik ist bewährt und wirtschaftlich

- Aktorik (Lenkung, Bremse, …) in Serie

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Seite 3

Automatisiertes Fahren

18.12.2013 Seite 4

• Motivation für Automatisiertes Fahren

• Automatisierungsgrade und Beispiele

• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und

Handlungsbedarf

• Zusammenfassung

Technologie-Roadmap Fahrerassistenzsysteme zu

Hochautomatisierte Fahrfunktionen

18.12.2013 Seite 5

“Continental Roadmap: … Partial Automation till 2016. Conditional

Automation till 2020. And High Automation till 2025.” http://www.spiegel.de/auto/aktuell/automatisiertes-fahren-2025-fahren-autos-selbststaendig-a-

873582.html

“Ford predicts self-driving, traffic-reducing cars by 2017” http://www.extremetech.com/extreme/132147-ford-self-driving-cars-2017

“Volvo: Traffic jam assistance is coming in 2014“ http://www.heise.de/autos/artikel/Volvo-Stau-Assistent-kommt-2014-1736081.html

“Audi will sell self driving cars within this decade.” http://www.heise.de/newsticker/meldung/Autopilot-von-Audi-noch-

in-diesem-Jahrzehnt-1779798.html

“… automated driving functions monitored by the driver … could, on

the other hand, be one of the very next evolutionary steps in driver

assistance system.“ https://www.volkswagen-media-

services.com/medias_publish/ms/content/de/pressemitteilungen/2010/11/08/

Pressemitteilungen zu automatisierten

Fahrunktionen:

Nationale & Internationale Gremien / Institutionen

Arbeitskreis „Automatisiertes Fahren“

Ziel: - Begriffsdefinition mit Beispielfunktionen (Bestandteil Positionspapier)

- Rahmenbedingungen zur Einführung Automatischer Fahrfunktionen schaffen

Arbeitsgruppe „On-Road Autonomous Vehicle Standards Committee”

Ziel: - Begriffsdefinition als SAE Standard „Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road

Autonomous Vehicles”

Policy on Automated Vehicle Development

Ziel: - Begriffsdefinition

- Forschungs-Programm der NHTSA aufzeigen

- National einheitliche Anforderungen zum Testen Automatischer Fahrfunktionen bereit stellen

Trilateral working group „ Automation in Road Transportation”

DG CONNECT (EU), MLIT (Japan), USDOT-RITA (USA)

Ziel: - Terminologie und Definitionen vereinheitlichen

- Informationen über laufende Forschungsprojekte austauschen und aggregieren

- Kooperationsthemen identifizieren

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Stufe 0 Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4 Stufe 5

Driver

Only Assistiert

Teil-

-auto-

matisiert

Hoch-

-auto-

matisiert

Voll-

-auto-

matisiert

Fahrerlos

Stufen des Automatisierten Fahrens

Seite 7

Fahrer Auto-

mation

ACC, LKA Stau-

Assistent Roboter-Taxi

Autobahn

Chauffeur

Automatischer

Not-Halt

LDW, SWA,

FCW

Entwicklung/Forschung Serie n.a.

LDW: Lane Departure Warning, SWA: Spur Wechsel Assistent, FCW: Forward Collision Warning, ACC Adaptive Cruise Control, LKA: Lane Keeping Assistance

Fahrer “in the loop” ja (zwingend) nein (muss nicht)

Reaktionszeit ~ 1 s einige s einige min

Nebentätigkeiten keine (verboten) bestimmte alle (inkl. schlafen)

Risiko min. Manöver nein evtl. immer (zwingend)

von Start bis Ziel nein (spezifische Situation und/oder bestimmte Zeit) ja

Beispielfunktionen

18.12.2013 Seite 8

Teil-

automatisiert

Hoch-

automatisiert

Voll-

automatisiert

Funktionen bei geringer Geschwindigkeit

z.B. automatisches Einparken rangieren

Einzelfunktionen, die in einigen Sekunden abgeschlossen werden,

z.B. Spurwechsel oder Überholvorgang

Manöver

mit

Begrenzter

Dauer

Funktionen bleiben im Normalfall über längere Zeit aktiv,

z.B. Längs- und Querregelung auf der Autobahn

dauerhaftes

Fahren

Beispielfunktionen

18.12.2013 Seite 9

rangieren

Manöver

mit

Begrenzter

Dauer

dauerhaftes

Fahren

Teil-

automatisiert

Hoch-

automatisiert

Voll-

automatisiert

Park-Assistenz Autom. fahrerinitiiertes Ein- und Ausparken. Fahrer muss dauerhaft überwachen. Unterbricht ggf.

Park-Pilot

Autom. Bereitstellung sowie Ein- und Ausparken. Kein Fahrer bzw. Fahrer entfernt sich.

Überhol-Assistent

Autom. fahrerinitiiertes Überholen (ein Überholvor-gang). Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss dauerhaft überwachen, greift bei Bedarf ein.

Spurwechsel-Chauffeur

Autom., fahrerinitiierter Spurwechsel. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen.

Automatischer Nothalt

Automatisches Herstellen eines sicheren Zustands bei Ausfall des Fahrers.

Baustellen-Assistent

Autom. Längs- und Quer-regelung. Auf Autobahn-baustellen beschränkt. Fahrer muss dauerhaft überwachen. Greift bei Bedarf ein.

Autobahn-Chauffeur

Autom. Längs- und Quer-führung. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen, sondern wird zur Übernahme aufgefordert.

Autobahn-Pilot

Autom. Längs- und Quer-führung. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen. Übernahme nicht zwingend erforderlich.

kurzfristig mittelfristig langfristig

Beispielfunktionen

18.12.2013 Seite 10

rangieren

Manöver

mit

Begrenzter

Dauer

dauerhaftes

Fahren

Teil-

automatisiert

Hoch-

automatisiert

Voll-

automatisiert

Park-Assistenz Autom. fahrerinitiiertes Ein- und Ausparken. Fahrer muss dauerhaft überwachen. Unterbricht ggf.

Park-Pilot

Autom. Bereitstellung sowie Ein- und Ausparken. Kein Fahrer bzw. Fahrer entfernt sich.

Überhol-Assistent

Autom. fahrerinitiiertes Überholen (ein Überholvor-gang). Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss dauerhaft überwachen, greift bei Bedarf ein.

Spurwechsel-Chauffeur

Autom., fahrerinitiierter Spurwechsel. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen.

Automatischer Nothalt

Automatisches Herstellen eines sicheren Zustands bei Ausfall des Fahrers.

Baustellen-Assistent

Autom. Längs- und Quer-regelung. Auf Autobahn-baustellen beschränkt. Fahrer muss dauerhaft überwachen. Greift bei Bedarf ein.

Autobahn-Pilot

Autom. Längs- und Quer-führung. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen. Übernahme nicht zwingend erforderlich.

Autobahn-Chauffeur

Autom. Längs- und Quer-führung. Auf Autobahnen beschränkt. Fahrer muss nicht überwachen, sondern wird zur Übernahme aufgefordert.

kurzfristig mittelfristig langfristig

Hochautomatisierung auf Autobahnen

Autobahn-Chauffeur

• 0 bis 130km/h auf verschiedenen Spuren von

der Einfahrt bis zur Abfahrt

• Überholen langsamerer Fahrzeuge

• Beherrschen komplexer Straßenverläufe und

Abzweigeszenarien, Tunnels, Mautstellen,

Baustellen, Unfälle

• Komfortables Einhalten aller Geschwindigkeits-

grenzen, kooperatives Verhalten an Einfahrten,

Berücksichtigung der Verkehrsregeln

18.12.2013 Seite 11

Stau-Chauffeur

• 0 bis 60 km/h in

Stausituationen

• Das System ist aktivierbar,

wenn eine Stausituation

vorliegt, d. h. es müssen

langsame vorausfahrende

Fahrzeuge detektiert

werden.

• Das System entlastet den Fahrer und erhöht potentiell die Sicherheit in lästigen Stausituationen

• Der Fahrer muss es bewusst aktivieren und kann es zu jedem Zeitpunkt übersteuern bzw. ausschalten

• Längs- und Querführung werden vom System übernommen, solange die Nutzensituation andauert.

System…

Mensch-Maschine-Interaktion

18.12.2013 Seite 12

Fahrer…

…fährt …will

übergeben

… prüft Übernahme

… übernimmt … fährt … „will“ komfortabel übergeben

…übernimmt …fährt

Status Fahreraktivität im System bekannt

…übergibt

komfortable

Übernahmeaufforderung,

erweitertes Informationsangebot wird

sofort abgeschaltet

Einleitung des

risikominimalen

Zustands

(in Stufen)

harte

Übernahme-

aufforderung

…ist gestört

Fahreraktivität und Informationsangebot

• Das System erkennt zwar die Grenzen seines

Wirkbereichs, ist aber nicht in der Lage, in jeder

Ausgangssituation den risikominimalen Zustand

herzustellen. Deshalb wird der Fahrer in bestimmten,

seltenen Fällen (technische Grenzen der Komponenten,

Umgebungsbedingungen außerhalb der Auslegungs-

grenzen) mit ausreichender Zeitreserve zur

Übernahme aufgefordert.

• Dies wird dem Fahrer sehr klar und direkt an dem

Bildschirm angezeigt, an dem er gerade tätig ist, um

Übernahmezeiten zu minimieren.

• Die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle wird so gestaltet, dass

der Fahrer mit den verfügbaren Elementen des Fahrzeugs

die gewohnten Informationen seines persönlichen Laptops

/ Tablets / Smartphones im Fahrzeug integriert zur

Verfügung hat. Nur die Tätigkeiten, die das Fahrzeug

anbietet, sind erlaubt.

18.12.2013 Seite 13

Automatisiertes Fahren

18.12.2013 Seite 14

• Motivation für Automatisiertes Fahren

• Automatisierungsgrade und Beispiele

• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und

Handlungsbedarf

• Zusammenfassung

Automatisiertes Fahren

18.12.2013 Seite 15

Handlungsbedarf besteht bei folgenden Vorschriften:

ECE Regelung 48 – Anbau Lichttechnik

ECE Regelung 79 – Lenkanlagen

Verhaltensrecht – Wiener Übereinkommen von 1968

Automatisiertes Fahren

18.12.2013 Seite 16

ECE-R 48 Beleuchtung/Lichtsignaleinrichtungen Kfz

automatische Aktivierung Warnblinker nur bei Unfall / nach Notbremsung erlaubt

automatische Aktivierung Fahrtrichtungsanzeiger nicht geregelt

Anpassung ECE-R 48 bzgl. „autom. Betätigung von Lichtfunktionen“ erforderlich:

a) autom. Aktivierung Warnblinker z.B. für Nothalte-Assistent

b) autom. Aktivierung Fahrtrichtungsanzeiger“ z.B. für Überhol-Assistent

Thema bearbeitet UN ECE GRE - Lichttechnik

Automatisiertes Fahren

18.12.2013 Seite 17

ECE-R 79 Lenkanlagen

automatische Lenkfunktion nur bis 10 km/h erlaubt z.B. für Parkmanöver

nur „korrigierende Lenkfunktionen“ erlaubt z.B. für Spurverlassenswarnung

Fahrzeugführer hat Hauptverantwortung für das Führen des Fahrzeugs inne

Anpassung ECE-R79 bzgl. „automatisch geregelter Lenkfunktionen“ erforderlich:

a) Geschwindigkeitsschwelle erhöhen / aufheben

b) kontinuierlichen Eingriff erlauben

c) Fahrzeugführer hat nicht immer Hauptverantwortung für Fahrzeugführung

Thema bearbeitet UNECE GRRF – Bremsen und Fahrwerk

Automatisiertes Fahren

18.12.2013 Seite 18

Wiener Übereinkommen über den Straßenverkehr von 1968

ARTICLE 8

Drivers

(1) Every moving vehicle or combination of vehicles shall have a driver.

(5) Every driver shall at all times be able to control his vehicle or to guide

his animals.

ARTICLE 13

Speed and distance between vehicles

(1) Every driver of a vehicle shall in all circumstances have his vehicle under

control so as to be able to exercise due and proper care and to be at all times

in a position to perform all manoeuvres required of him. He shall, when

adjusting the speed of his vehicle, pay constant regard to the circumstances, in

particular the lie of the land, the state of the road, the condition and load of

his vehicle, the weather conditions and the density of traffic, …

Definitions:

"Driver" means any person who drives a motor vehicle or other vehicle

(including a cycle), or who guides cattle, singly or in herds, or flocks, or

draught, pack or saddle animals on a road;

Automatisiertes Fahren

18.12.2013 Seite 19

• Motivation für Automatisiertes Fahren

• Automatisierungsgrade und Beispiele

• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und

Handlungsbedarf

• Zusammenfassung

Zusammenfassung

18.12.2013 Seite 20

Automatisierte Fahrfunktionen der ersten Generation sind technologisch verfügbar – Ausweitung

des Funktionsumfanges der folgenden Generation durch Hinzunahme weiterer Informationsquellen

(z.B. car2x-Kommunikation) und Weiterentwicklung der Algorithmen.

Um das hohe Potential automatischer Fahrfunktionen zu heben, sind gemeinsame Anstrengungen von

Automobilindustrie und Politik erforderlich.

Technik (Automobilindustrie)

Komplexität beherrschen und absichern, im Fahrzeug und im Verkehr

Infrastruktur (Politik)

Heutige Infrastruktur erhalten und ausbauen sowie existierende Standards umsetzen

Gesetzgebung (Politik & Automobilindustrie)

Anpassung von Zulassungsvorschriften und Klärung nationaler und internationaler Rechtsfragen

18.12.2013 Seite 21

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

Hans-Thomas Ebner

Leiter der Abteilung Technik

Ich lade Sie herzliche ein zum

16. Technischen Kongress des VDA

am 20. und 21. März 2014

Messegelände Hannover