Akustische und visuelle Beeinflussung des Fahrverhaltens

Dieses Projekt wird vom IFT der FH Trier, dem Institut für Energieeffiziente Systeme der FH Trier und der Abteilung für Allgemeine und Kognitive Psychologie der Universität Trier bearbeitet. Darüber hinaus unterstützt das Institut für Innovative Informatik-Anwendungen der FH Trier dieses Vorhaben.

Aufgrund der zunehmenden Nachfrage nach verbrauchsoptimierten Fahrzeugen und der Entwicklung von Maßnahmen und Schulungen, um dem Fahrzeugführer eine möglichst ökonomische Fahrweise näher zu bringen, sieht der Forschungsverbund Verkehrstechnik und Verkehrssicherheit eine besondere Relevanz in der Entwicklung und wissenschaftlichen Untersuchung und Evaluierung von Hilfssystemen, die vorgeben, der Verbrauchsoptimierung zu dienen.

Zielsetzung dieses Pilotprojektes ist es daher zu untersuchen, wie eine Veränderung der Motorengeräusche das Fahrverhalten beeinflussen kann. Hierzu wird ein Fahrzeug des IFT (Opel Astra) mit einem Rechner (Laptop) ausgerüstet, welcher ein verändertes Motorgeräusch auf Basis der aktuellen Fahrzeugparameter ausgibt.

Das veränderte Motorgeräusch wird dem Fahrer dann über einen geschlossen Kopfhörer eingespielt. Die Fahrzeugparameter wie Geschwindigkeit, Drehzahl, Gaspedalstellung etc. werden aus dem werksseitig vorhandenen Bussystem ausgelesen und im Laptop verarbeitet. Außerdem dient der Laptop als Datenlogger. Zusätzlich zu den Fahrzeugdaten werden noch die Daten eines externen GPS-Empfängers ausgelesen und aufgezeichnet, um die genaue Position des Fahrzeugs auf der Teststrecke zu jedem Zeitpunkt zu kennen.

Die Versuchspersonen werden unter verschiedenen Versuchsbedingungen (normales, niedertouriges, hochtouriges Motorengeräusch, Kontrollfahrt ohne Motorengeräusch) eine Teststrecke auf der Wehrtechnischen Dienststelle für Kraftfahrzeuge und Panzer der Bundeswehr (WTD 41) befahren. Die Teststrecke wird hierbei in mehrere Quadranten mit Start- und Stopp-Punkten unterteilt und während der Versuchsfahrten werden verschiedene Parameter wie Geschwindigkeit/Beschleunigung, Schaltpunkte/Gangwahl und Verbrauch erhoben. Die gewonnenen Daten können dazu dienen, dass Ausmaß der Beeinflussung des Fahrverhaltens durch inkongruente akustische Informationen zu ermitteln.

In Vorversuchen wird derzeit ermittelt, inwieweit die Versuchspersonen die unterschiedlichen Motorgeräusche bei unterschiedlichen Drehzahlniveaus überhaupt unterscheiden können.

Als zweite Frage soll in dem gleichen Versuch zusätzlich der Einfluss einer visuellen Schaltanzeige auf das Fahrverhalten untersucht werden. Eine visuelle Schaltanzeige ist ein Assistenzsystem, dass derzeit bereits in einigen Fahrzeugen verfügbar ist und den Fahrer bei der Wahl des richtigen, möglichst effizienten Gangs unterstützen soll.

Zu diesem Zweck wird in dem Fahrzeug eine visuelle Anzeige installiert, die der Versuchsperson entsprechende Informationen zum Schaltpunkt liefert. Da dem frühen Hochschalten für eine verbrauchsoptimierte Fahrweise eine besondere Relevanz zukommt, beschränkt sich die im Fahrzeug installierte visuelle Schaltanzeige auf einen nach oben zeigenden Pfeil, der durch sein Aufleuchten den optimalen Zeitpunkt für ein Hochschalten anzeigt (siehe Abbildung 1). Auf eine Pfeildarstellung für die Gangwechselempfehlung in einen niedrigeren Gang wird im vorliegenden Experiment verzichtet.

Analog dem Vorgehen in den akustischen Bedingungen werden auch in diesem Teil des Experiments bei einigen Versuchsfahrten die Anzeigen so manipuliert, dass die visuellen Schaltanzeigen nicht mit den optimalen, korrekten Schaltpunkten übereinstimmen. Die Schaltempfehlungen werden so variiert, dass sie entweder den richtigen, einen zu frühen oder zu späten Schaltpunkt anzeigen. Als Kontrollbedingung wird auch hier eine Fahrt ohne Anzeige eingeführt. Die oben genannten abhängigen Variablen werden auch in diesem Teil des Experiments erhoben. Die Daten können Hinweise liefern, inwiefern Fahrzeugführer den visuellen Assistenzsystemen glauben und ihnen Folge leisten, auch wenn die Informationen fehlerhaft sind. In einem Vorversuch wird hierzu derzeit geprüft, ob die Größe der im peripheren Sichtfeld angebrachten Schaltwechselanzeige einen Einfluss auf die Reaktionszeiten der Versuchspersonen hat.

Bei Kombination der beiden Fragestellungen (visuelle und akustische Beeinflussung des Fahrverhaltens) entsteht folgender Versuchsplan:

• UV 1: Beeinflussung in 7 Stufen

  • (1. normale, 2. hochtourige, 3. niedertourige Geräusche - jeweils ohne visuelle Anzeige;

  • 4. normale, 5. zu frühe und 6. zu späte Schaltpunkte - jeweils mit normalem Geräuschniveau

  • 7. ohne akustische Geräusche und visuelle Gangwechselanzeigen)

• AV: Geschwindigkeit/Beschleunigung

  • Schaltpunkte/Gangwahl

  • Verbrauch

Als weitere Variablen werden Alter, Geschlecht und Fahrerfahrung erfasst. Zusätzlich werden die subjektiven Einschätzungen der Versuchspersonen durch Fragebögen erhoben (NASA-TLX und ein eigens für diese Untersuchung entwickelter Fragebogen).

Durch die Analyse der gewonnenen Daten können Rückschlüsse gezogen werden, wie Motorengeräusche und visuelle Schaltanzeigen gestaltet werden sollten, um die Fahrzeugführer zu einer möglichst effizienten Fahrweise zu animieren. Diese Informationen sollen in einem weiteren Schritt dazu dienen, durch die Entwicklung und Evaluierung entsprechender Hilfssysteme für verbrauchsoptimierte Fahrweise Drittmittel in der Automobilindustrie und bei Getriebeherstellern einzuwerben.