Norbert Schneider

• Studien zeigen, dass Fahrer in Notfallsituationen meistens eher bremsen als ausweichen, obwohl ausweichen möglicherweise die bessere Strategie zur Kollisionsvermeidung gewesen wäre. Um Fahrer besser bei der Kollisionsvermeidung zu unterstützen, wurden daher in den letzten Jahren Assistenzsysteme entwickelt, die den Fahrer nicht mehr nur bei Notbremsmanövern, sondern auch bei Notausweichmanövern durch einen automatischen Eingriff in die Querführung unterstützen sollen. Allerdings zeigte sich in mehreren Studien, dass das Verhalten der Fahrer dieStudien zeigen, dass Fahrer in Notfallsituationen meistens eher bremsen als ausweichen, obwohl ausweichen möglicherweise die bessere Strategie zur Kollisionsvermeidung gewesen wäre. Um Fahrer besser bei der Kollisionsvermeidung zu unterstützen, wurden daher in den letzten Jahren Assistenzsysteme entwickelt, die den Fahrer nicht mehr nur bei Notbremsmanövern, sondern auch bei Notausweichmanövern durch einen automatischen Eingriff in die Querführung unterstützen sollen. Allerdings zeigte sich in mehreren Studien, dass das Verhalten der Fahrer die Wirksamkeit dieser Assistenten reduziert, insbesondere wenn der Eingriff des Assistenten über das Lenkrad rückgemeldet wurde. In dieser Arbeit wurde davon ausgegangen, dass diese Reaktion der Fahrer eine Folge automatischer Korrekturprozesse innerhalb eines psychokybernetischen Regelkreises ist, an dem sensomotorische Regelprozesse zur Steuerung der Lenkradbewegung beteiligt sind. Dazu wurde ein Fahrerverhaltensmodell entwickelt, das den Einfluss der sensomotorischen Regelprozesse im Kontext der Fahraufgabe beschreibt. Auf Basis des Fahrerverhaltensmodells wird angenommen, dass unerwartete haptische Signale am Lenkrad auf Ebene der motorischen Regelung zunächst als Störung des ursprünglichen Handlungsziels interpretiert werden. Um die resultierenden Abweichungen zu korrigieren, wird auf sensomotorischer Ebene ein Korrekturprozess eingeleitet, der erst dann beendet wird, wenn der Fahrer die Möglichkeit hatte, die Situation visuell zu analysieren und sein Handlungsziel an die Situation anzupassen. Dies sollte sich im zeitlichen Verlauf der Fahrerreaktion am Lenkrad widerspiegeln und könnte eine Erklärung für die vom Fahrer verursachte Reduktion der Wirksamkeit sein. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Anhaltspunkte für diese Annahme aufzuzeigen. Im Rahmen von sieben Experimenten wurden der Einfluss von Eingriffen mit haptischer Rückmeldung am Lenkrad und das resultierende Zusammenspiel von sensomotorischen und visuellen Kontrollprozessen untersucht. Alle Studien befassten sich mit Eingriffen in die Querführung, die den Fahrer potenziell bei Notausweichmanövern unterstützen könnten, und betrachteten sowohl Aspekte der Wirksamkeit als auch der Kontrollierbarkeit. Dabei wurde versucht, durch die Gestaltung des Eingriffs, einer gezielten Beeinflussung der Handlungsziele des Fahrers und einer Manipulation der Rückmeldung Unterschiede in der Reaktion des Fahrers auf unerwartete Eingriffe hervorzurufen. Die Lenkreaktionszeit und das Reaktionsmuster der Fahrer dienten hierbei als Indikatoren für die Leistungsfähigkeit der Fahrer, ihre Handlungsziele an die vorliegende Situation anzupassen. Die Ergebnisse bestätigen die Relevanz der im Modell angenommenen sensomotorischen Kontrollprozesse und damit auch den Einfluss der haptischen Rückmeldung auf das Fahrerverhalten bei automatischen Eingriffen in die Querführung. Die beschriebene Betrachtung des zeitlichen Verlaufs des Lenkverhaltens ermöglicht zudem eine fundierte Evaluation der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion, um verschiedene Assistenzsysteme miteinander zu vergleichen. Darüber hinaus liefert die vorliegende Arbeit wertvolle Hinweise für die Gestaltung von Assistenzsystemen, die den Fahrer in Notfallsituationen mit automatischen Eingriffen in die Querführung unterstützen sollen. Insgesamt bietet die Integration sensomotorischer Kontrollprozesse in bestehende Fahrerverhaltensmodelle einen Erklärungsansatz für bestehende Probleme bei der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion bei automatischen Eingriffen in die Querführung, wodurch eine Lücke in der aktuellen verkehrspsychologischen Forschung geschlossen wurde.…
• Several studies have shown that drivers tend to brake rather than making an evasive maneuver although and evasive maneuver might have been the best strategy to avoid a collision. To support the driver, assistant systems have been developed which do not only assist the driver in emergency braking but also in making an evasive maneuver by applying an automatic emergency steering and evasion intervention. However, research indicates that drivers reduce the effectiveness of steering and evasion assistants, especially when they are based on steerSeveral studies have shown that drivers tend to brake rather than making an evasive maneuver although and evasive maneuver might have been the best strategy to avoid a collision. To support the driver, assistant systems have been developed which do not only assist the driver in emergency braking but also in making an evasive maneuver by applying an automatic emergency steering and evasion intervention. However, research indicates that drivers reduce the effectiveness of steering and evasion assistants, especially when they are based on steer torque actuators. Consequently, this reaction reduces the collision avoidance potential of steering and evasion assistants. It was assumed that this is a consequence of automatic adjustment processes of a psychocybernetic control loop which includes sensomotoric control loops to control steering movements. To explain the influence of the sensomotoric control loops in the context of the driving task, a driver behavior model has been developed. Based on this driver behavior model it was concluded that unexpected haptic signals at the steering wheel are interpreted as a disturbance of the current action goal. To correct the resulting deviations an automatic adjustment process is taking place on a sensomotoric level which ends only if the driver had the opportunity to analyze the situation and adjust his action goals. This should be reflected in the reaction pattern observed at the steering wheel and might be an explanation for the observed reduction of the collision avoidance potential. The aim of this thesis was to provide evidence for this assumption. Therefore, seven experiments have been conducted to analyze the influence of interventions with haptic feedback at the steering wheel on the driver’s reaction pattern and the resulting interaction of sensomotoric and visual control processes. All studies focused on interventions in the lateral movement which might assist the driver in making an emergency evasive maneuver and looked at effectiveness as well as controllability. It was tried to create differences in the reaction of the driver by influencing the action goals, implementing different intervention characteristics and manipulating the provided feedback. The steering reaction time and the reaction pattern were used as indicators for the performance of the driver to adjust his action goals to a given situation. The results confirm the relevance of the assumed sensomotoric control processes and thereby also the influence of the haptic feedback on the driver behavior when being confronted with an automatic steering intervention. The described approach, to analyze the resulting steering reaction pattern, allows a substantiated evaluation of the driver-vehicle-interaction to compare diverse assistant systems. Furthermore, valuable information is provided for the design of future driver assistant systems, which assist the driver with steering interventions in emergency situations. Overall, the integration of sensomotoric control processes in present driver behavior models provides a first approach to solve existing problems of the driver-vehicle-interaction with automatic steering interventions and closes a gap in current research.…