Die begrenzte Reichweite ist einer der Hauptgründe für das derzeitige mangelnde Kaufinteresse an Elektrofahrzeugen. Neben rein komponentenoptimierenden Maßnahmen, wie der Verbesserung der Batterie, ist die Förderung von Eco-Driving, also einer energieeffizienten Fahrweise, ein effektiver Ansatz zur Steigerung der Reichweite. Trainings und visuell dargebotene Eco-Assistenten können Eco-Driving wirksam steigern, schöpfen aber nicht dessen gesamtes Potential aus. Angepasste Pedal- und Motorkennlinien könnten Eco-Driving zusätzlich fördern. Für deren Bewertung sind die Wirksamkeit und Akzeptanz bisher nicht gemeinsam berücksichtig worden oder sie wurden nicht im Elektrofahrzeug evaluiert und validiert. Zu diesen Anpassungen zählen eine Veränderung des Beschleunigungspedals, sodass mit diesem gleichzeitig beschleunigt und rekuperiert werden kann, die Limitierung von Drehmoment und Leistung und der Einsatz eines aktiven Beschleunigungspedals, welches Widerstände abhängig von Fahrzeug- oder Situationsparametern aktiviert. Für diese Arbeit habe ich daher die Pedal- und Motorkennlinien entsprechend angepasst und in ein validiertes Elektroautomodell implementiert. Ziel war es, verschiedene Fahrverhaltensbereiche im Elektrofahrzeug, die Eco-Driving kennzeichnen (energieoptimales Beschleunigen und Verzögern, Einhalten von Geschwindigkeitsbegrenzungen, vorausschauendes Fahren), benutzerfreundlich, akzeptabel und wirksam zu unterstützen. Zu diesem Zweck habe ich vier Probandenstudien im bewegten Fahrsimulator durchgeführt und geeignete Pedal- und Motorkennlinien empirisch bestimmt. In der ersten Studie habe ich untersucht, ob und warum eine Pedalkennlinie zu bevorzugen ist, bei der mit dem Beschleunigungspedal anstelle des Bremspedals rekuperiert wird. Das Ziel der zweiten Studie war es, eine geeignete Rekuperationsstärke für ein kombiniertes Beschleunigungspedal, bei dem mit dem Beschleunigungspedal rekuperiert wird, zu bestimmen. In der dritten Studie habe ich evaluiert, ob die Limitierung der Leistung oder die des Drehmoments zu bevorzugen ist, um das Beschleunigungsverhalten zu optimieren und wie stark die Limitierungen optimaler Weise sein sollten. Basierend auf den Ergebnissen der dritten Studie, habe ich schließlich einen optimierten Limitierungsansatz konzipiert, diesen mit einem aktiven Beschleunigungspedal verglichen und bestimmt, welcher Ansatz zu bevorzugen ist. Aufgrund der Studienergebnisse werden folgende Ansätze für die jeweiligen Eco-Driving-Fahrverhaltensbereiche empfohlen und es werden folgende Gestaltungsempfehlungen abgeleitet: Zur Förderung eines energieeffizienten Beschleunigungsverhaltens ist die Limitierung von Drehmoment und Leistung geeignet. Die Limitierung des Drehmoments ist hierbei besonders wirksam in geringen, die Limitierung der maximalen Leistung in höheren Geschwindigkeitsbereichen. Zu empfehlen sind parallele mittelstarke Limitierungen von maximalem Drehmoment und maximaler Leistung, die Beschleunigungen mit 2.0 m/s² erlauben, bei gleichzeitiger Bereitstellung eines Kick-Downs. Ein aktives Beschleunigungspedal ist insbesondere aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit zur Förderung eines energieeffizienten Beschleunigungsverhaltens nur eingeschränkt empfehlenswert. Zur Förderung eines energieeffizienten Verzögerungsverhaltens wird die Implementierung der Rekuperationsfunktion auf dem Beschleunigungspedal anstelle des Bremspedals empfohlen, da dies einerseits ermöglicht, auf hydraulisches Bremsen zu verzichten und gleichzeitig mehr Energie rekuperiert werden kann. Ersteres trägt zu einer hohen Akzeptanz bei, letzteres zu einer günstigen Energiebilanz. Besonders effektiv und akzeptabel ist ein kombiniertes Fahrbremspedal, wenn es eine starke Rekuperation ermöglicht (zwischen -1.7 und -2.1 m/s²). Weiterhin ist ein aktives Beschleunigungspedal, das den geeigneten Zeitpunkt für eine maximal energieeffiziente Verzögerung mit einem kombinierten Fahrbremspedal anzeigt, wirksam, um die rekuperierte Energie zu steigern. Auf diese Weise kann zudem eine vorausschauende Fahrweise unterstützt werden. Hierbei muss jedoch die Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit optimiert werden, um eine gesteigerte kognitive Fahrerbeanspruchung und Minderungen der Akzeptanz zu vermeiden. Zur Unterstützung der Einhaltung von Geschwindigkeitsbegrenzungen ist ebenfalls das aktive Beschleunigungspedal geeignet. Der Fahrer sollte hierbei aber die Möglichkeit haben, individuell Grenzwerte einzustellen. Die Verknüpfung eines kombinierten Fahrbremspedals mit einer Limitierung von Drehmoment und Leistung sowie einem aktiven Beschleunigungspedal kann abschließend, unter Berücksichtigung der abgeleiteten Gestaltungsempfehlungen, als effektive und akzeptable Möglichkeit zur Förderung unterschiedlicher Verhaltensbereiche von Eco-Driving bewertet werden. Die erwarteten Synergieeffekte der evaluierten Ansätze in Verbindung mit Eco-Trainings und visuell dargebotenen Eco-Feedback-Assistenten sowie deren Langfristigkeit sollten Gegenstand weiterführender Forschung sein.

Die meisten Unfälle mit Personenschaden in der Bundesrepublik Deutschland sind infolge urbaner Verkehrskonflikte zu verzeichnen. Die Mehrzahl dieser Unfälle findet in Kreuzungssituationen statt (sog. Kreuzen-, Einbiege- und Abbiege-Unfälle). Heutige Assistenzsysteme zur Kollisionsvermeidung oder -abschwächung stoßen in diesen Situationen aufgrund der durch bordeigene Fahrzeugsensorik eingeschränkten Möglichkeiten zur Erfassung der Verkehrsumgebung an ihre Grenzen. Diese Einschränkungen ergeben sich beispielsweise durch Sichtverdeckungen (z.B. durch parkende Fahrzeuge oder Häuserreihen, welche die Sicht in Kreuzungsarme verdecken) oder die begrenzte Erfassungsgüte verletzlicher Verkehrsteilnehmer (Fußgänger, Radfahrer oder Motorradfahrer). Zukünftige kooperative Kommunikationstechnologien, basierend auf Fahrzeug-Fahrzeug- und Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation, ermöglichen es, dem Fahrer auch in komplexen urbanen Konfliktsituationen frühzeitig Informationen über potentielle Gefahrensituationen zu übermitteln. Gleichwohl liegen Konzepte zur Ausgestaltung einer solchen Fahrerunterstützung, die den Fähigkeiten und Bedürfnissen des Fahrers entsprechen, bislang nur vereinzelt vor. In dieser Arbeit wird deshalb ein neuartiges Konzept zur frühzeitigen Fahrerunterstützung entwickelt und in einer im Fahrsimulator durchgeführten Studienreihe empirisch evaluiert. Ziel ist es, dem Fahrer im Gegensatz zu dringlichen Kollisionswarnungen, wie sie heutzutage beispielsweise im Kontext von Notbremsassistenten verwendet werden, frühzeitig auf drohende Verkehrskonflikte hinzuweisen. Um die Zuverlässigkeit dieser Unterstützung zu erhöhen, soll der Fahrer (1.) so früh wie nötig aber so spät wie möglich, (2.) so spezifisch wie nötig und (3.) so dringlich wie nötig informiert werden. Diese drei zentralen Gestaltungskriterien (Zeitpunkt, Spezifität und Dringlichkeit) wurden in meiner Arbeit in umfassenden Probandenstudien empirisch untersucht, wobei die zu erwartende Unzuverlässigkeit der maschinellen Situationsanalyse und -prädiktion expliziter Bestandteil des Studiendesigns war. Folgende Gestaltungsempfehlungen können, basierend auf den Studienergebnissen, gegeben werden: Zeitpunkt: Die Fahrerinformationen sollten eine bis zwei Sekunden vor dem letztmöglichen Warnzeitpunkt (t0+1s/2s) präsentiert werden. Noch frühzeitigere Fahrerinformationen führten zu keiner weiteren Wirksamkeitssteigerung. Fahrerinformationen zum letztmöglichen Warnzeitpunkt (t0) hatten keinen positiven Einfluss auf das Fahrverhalten. Spezifität: Die Fahrerinformationen sollten eine Anzeige der Richtung, aus welcher der Konflikt droht (sog. richtungsspezifische Anzeige), beinhalten. Unspezifische Anzeigen (bloße Anzeige, dass ein Konflikt droht) führten zwar zu vergleichbaren Verhaltenseffekten wie spezifische Anzeigen. Die Anzeige der Konfliktrichtung steigerte jedoch die wahrgenommene Nützlichkeit der Fahrerunterstützung. Falls mit der Ausgabe fehlerhafter Richtungsanzeigen zu rechnen ist, wird dennoch eine unspezifische Anzeigestrategie empfohlen, da fehlerhafte Richtungsanzeigen eine Einschränkung der subjektiven Nützlichkeit zur Folge hatten. Auch die Anzeige der Art des Konfliktpartners führte zu einer höheren subjektiven Nützlichkeit, jedoch berichteten die Fahrer gleichzeitig von einer erhöhten Ablenkungswirkung dieser Anzeigen. Dringlichkeit: Es sollte ein rein visuelles Anzeigekonzept verwendet werden. Zwar führten dringlichere, visuell-auditive Anzeigen zu einer schnelleren Bremsreaktion als rein visuelle Anzeigen. In Anbetracht der Frühzeitigkeit der Fahrerinformationen war dies zum einen jedoch nicht entscheidend für deren Wirksamkeit. Zum anderen wirkten sich falsche Alarme gerade bei visuell-auditiven Fahrerinformationen negativ auf Bremsreaktion und Wirksamkeit aus.