Motivation und Handlungsbedarf für Automatisiertes Fahren - DVR

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
• Motivation für Automatisiertes Fahren
• Automatisierungsgrade und Beispiele
• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und
Handlungsbedarf
• Zusammenfassung
18.12.2013 Seite 2

Foto: WhatCar?
Quelle: dpa
Motivation für Automatisiertes Fahren
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
Seite 3

Automatisiertes Fahren
• Motivation für Automatisiertes Fahren
• Automatisierungsgrade und Beispiele
• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und
Handlungsbedarf
• Zusammenfassung
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Technologie-Roadmap Fahrerassistenzsysteme zu
Hochautomatisierte Fahrfunktionen
Pressemitteilungen zu automatisierten
Fahrunktionen:
“Audi will sell self driving cars within this decade.”
http://www.heise.de/newsticker/meldung/Autopilot-von-Audi-nochin-diesem-Jahrzehnt-1779798.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
“… 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-mediaservices.com/medias_publish/ms/content/de/pressemitteilungen/2010/11/08/
“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
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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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Stufen des Automatisierten Fahrens
Serie
Entwicklung/Forschung
n.a.
LDW, SWA,
FCW
ACC, LKA
Stau-
Assistent
Autobahn
Chauffeur
Automatischer
Not-Halt
Roboter-Taxi
Stufe 0 Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4 Stufe 5
Fahrer
Driver
Only
Assistiert
Teil-
-automatisiert
Hoch-
-automatisiert
Voll-
-automatisiert
Fahrerlos
Automation
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
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LDW: Lane Departure Warning, SWA: Spur Wechsel Assistent, FCW: Forward Collision Warning, ACC Adaptive Cruise Control, LKA: Lane Keeping Assistance

Beispielfunktionen
Teilautomatisiert
Hochautomatisiert
Vollautomatisiert
rangieren
Funktionen bei geringer Geschwindigkeit
z.B. automatisches Einparken
Manöver
mit
Begrenzter
Dauer
Einzelfunktionen, die in einigen Sekunden abgeschlossen werden,
z.B. Spurwechsel oder Überholvorgang
dauerhaftes
Fahren
Funktionen bleiben im Normalfall über längere Zeit aktiv,
z.B. Längs- und Querregelung auf der Autobahn
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Beispielfunktionen
Teilautomatisiert
Hochautomatisiert
Vollautomatisiert
rangieren
Park-Assistenz
Autom. fahrerinitiiertes Einund
Ausparken. Fahrer muss
dauerhaft überwachen.
Unterbricht ggf.
Park-Pilot
Autom. Bereitstellung sowie
Ein- und Ausparken. Kein
Fahrer bzw. Fahrer entfernt
sich.
Manöver
mit
Begrenzter
Dauer
Überhol-Assistent
Autom. fahrerinitiiertes
Überholen (ein Überholvorgang).
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
Autobahn-Chauffeur
Autobahn-Pilot
dauerhaftes
Fahren
Autom. Längs- und Querregelung.
Auf Autobahnbaustellen
beschränkt. Fahrer
muss dauerhaft überwachen.
Greift bei Bedarf ein.
Autom. Längs- und Querführung.
Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen, sondern wird zur
Übernahme aufgefordert.
Autom. Längs- und Querführung.
Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen. Übernahme nicht
zwingend erforderlich.
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kurzfristig mittelfristig langfristig

Beispielfunktionen
Teilautomatisiert
Hochautomatisiert
Vollautomatisiert
rangieren
Park-Assistenz
Autom. fahrerinitiiertes Einund
Ausparken. Fahrer muss
dauerhaft überwachen.
Unterbricht ggf.
Park-Pilot
Autom. Bereitstellung sowie
Ein- und Ausparken. Kein
Fahrer bzw. Fahrer entfernt
sich.
Manöver
mit
Begrenzter
Dauer
Überhol-Assistent
Autom. fahrerinitiiertes
Überholen (ein Überholvorgang).
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
Autobahn-Chauffeur
Autobahn-Pilot
dauerhaftes
Fahren
Autom. Längs- und Querregelung.
Auf Autobahnbaustellen
beschränkt. Fahrer
muss dauerhaft überwachen.
Greift bei Bedarf ein.
Autom. Längs- und Querführung.
Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen, sondern wird zur
Übernahme aufgefordert.
Autom. Längs- und Querführung.
Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen. Übernahme nicht
zwingend erforderlich.
18.12.2013 Seite 10
kurzfristig mittelfristig langfristig

Hochautomatisierung auf Autobahnen
• 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.
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.
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 Geschwindigkeitsgrenzen,
kooperatives Verhalten an Einfahrten,
Berücksichtigung der Verkehrsregeln
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Mensch-Maschine-Interaktion
Fahrer…
…fährt
…will
übergeben
…übernimmt
…fährt
Status Fahreraktivität im System bekannt
System…
… prüft
Übernahme
… übernimmt … fährt … „will“ komfortabel übergeben
…übergibt
…ist gestört
komfortable
Übernahmeaufforderung,
erweitertes Informationsangebot wird
sofort abgeschaltet
Einleitung des
risikominimalen
Zustands
(in Stufen)
harte
Übernahmeaufforderung
18.12.2013 Seite 12

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 Auslegungsgrenzen)
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
• Motivation für Automatisiertes Fahren
• Automatisierungsgrade und Beispiele
• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und
Handlungsbedarf
• Zusammenfassung
18.12.2013 Seite 14

Automatisiertes Fahren
Handlungsbedarf besteht bei folgenden Vorschriften:
ECE Regelung 48 – Anbau Lichttechnik
ECE Regelung 79 – Lenkanlagen
Verhaltensrecht – Wiener Übereinkommen von 1968
18.12.2013 Seite 15

Automatisiertes Fahren
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
18.12.2013 Seite 16

Automatisiertes Fahren
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
18.12.2013 Seite 17

Automatisiertes Fahren
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;
18.12.2013 Seite 18

Automatisiertes Fahren
• Motivation für Automatisiertes Fahren
• Automatisierungsgrade und Beispiele
• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und
Handlungsbedarf
• Zusammenfassung
18.12.2013 Seite 19

Zusammenfassung
• 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
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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
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