Interior Design Engineering

Funktions- und Verkehrs-Sicherheit für Automatisierte und Vernetzte Mobilität – Nutzen für die Gesellschaft und oekologische Wirkung

Projekttyp: Gefördert durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr

Kurzbeschreibung: SAVeNoW erforscht einen Digitalen Zwilling des urbanen Verkehrs am Bsp. von Ingolstadt, in dem relevante statische (Straßen, Gebäude, Verkehrs-Infrastruktur, Verkehrsregeln) wie dynamische Elemente (Verkehrsteilnehmer) und Rahmenbedingungen (Tageszeit, Wetter) abgebildet werden. Mithilfe dieses Digitalen Zwillings werden Fragestellungen der Domänen Verkehrs-Effizienz, -Sicherheit, -Ökologie und gesellschaftlicher Akzeptanz analysiert und durch Lösungsszenarien mit zugehörigen Maßnahmen beantwortet. Das „Gesamtwerkzeug“ funktioniert in zwei ineinandergreifenden Regelkreisen aus Digitalem (Reale Stadt) und Virtuellem Testfeldes (virtuelles Stadtmodell), die die o.g. Domänen in Form von „Was-wäre-wenn“-Szenarien mit entsprechenden Maßnahmen simuliert und die Maßnahmenwirksamkeit optimiert. Basis ist eine IT-technisch umgesetzte Gesamtarchitektur aus Datenerfassung, Prozessierung, Modellbildung, Simulation, Auswertung, Anwendung und Optimierung. Das Gesamtmodell, das die Regelkreise in Funktion hält und weiterentwickelt, soll gesellschaftlich akzeptiert, betreibbar und wirtschaftlich sein.

Das Teilprojekt des IKTD legt den Fokus auf die Fahrzeuginsassen als Nutzer und deren Einfluss auf das Verkehrsgeschehen sowie die Annahme neuer Mobilitätskonzepte. Auf Basis der Bedürfnisse der Nutzer und der gesellschaftlichen Akzeptanz werden neue Fahrzeug- und Interieurkonzepte für AVF iterativ abgeleitet sowie die Nutzung der unterschiedlichen Mobilitätskonzepte analysiert. Durch die Integration der gewonnenen Daten zum menschlichen Verhalten und zu den bevorzugten Fahrzeugkonzepten in das virtuelle Stadtmodell, wird der Einfluss der zukünftigen Mobilitätskonzepte auf Verkehrs-Effizienz, -Sicherheit und –Ökologie simuliert. Das Ziel ist, im simulierten Verkehrssystem nicht nur die technischen Möglichkeiten von Automatisierung und Vernetzung zu berücksichtigen, sondern auch die Nutzeranforderungen und Akzeptanz an die Fahrzeuggestaltung und insbesondere deren Innenräume im Verkehrssystem mit einzubeziehen.

Forschungsschwerpunkt: Innenraumgestaltung für hochautomatisierte und vernetzte Fahrzeuge

Ansprechpartner: Fabian Schlichtherle

Projektzeitraum: 03/2021 - 06/2023

Projekttyp: Forschungsansatz

Kurzbeschreibung: Durch die steigende Elektrifizierung und Automatisierung ist zu erwarten, dass sich die Grundkonzepte von Fahrzeugen zukünftig stärker differenzieren werden. So benötigt ein Fahrzeug, das zum Pendeln verwendet wird, sicherlich eine geringere Reichweite als ein Fahrzeug, mit dem eine Familie in den Urlaub fährt. In beiden Fällen ergeben sich durch die Automatisierung neue Nutzungsmöglichkeiten, die sich aber je nach Kontext stark unterscheiden. Zuletzt wird im Vergleich zur heutigen Situation eine Verschiebung der Nutzungsart hin zu Shared Mobility prognostiziert.

Damit zukünftige Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte erfolgreich sein können, müssen die Produkte die Nutzer- und Nutzungsanforderungen der anvisierten Zielgruppen möglichst exakt erfüllen. Im Vergleich zur heutigen Konzeption müssen daher noch stärker die Persönlichkeitsmerkmale der Nutzer/innen und die individuellen Nutzungsarten bei der Entwicklung der Fahrzeuge und deren Innenräume berücksichtigt werden.

Das Ziel dieses Projekts ist die ganzheitliche Erfassung der Nutzer- und Nutzungsbedürfnisse und die Optimierung der Analyse-, Bewertungs- und Auslegungsverfahren für die Entwicklung neuer Fahrzeug- und Innenraumkonzepte.

Forschungsschwerpunkt: Analyse, Bewertung und Auslegung von Fahrzeuginnenräumen und Cockpits

Ansprechpartner: Philipp Pomiersky

Projekttyp: Dissertation

Kurzbeschreibung: Die zunehmende Automatisierung der Fahraufgabe in Kraftfahrzeugen ermöglicht die Realisierung bisher nicht umsetzbarer Fahrzeuginnenraumkonzepte. 
Mit ansteigendem Automationslevel erhöhen sich dadurch die Gestaltungsfreiheiten hinsichtlich Komponenten wie des Fahrerarbeitsplatzes, der Sitzanordnung oder des Einsatzes von Infotainmentsystemen.
Ziel ist es, neue und bereits bekannte Innenraumkonzepte in Zusammenhang mit unterschiedlichen konkreten Nutzerbedürfnissen zu strukturieren und flexibel abstimmen bzw. anpassen zu können.

Forschungsschwerpunkt: Innenraumgestaltung für hochautomatisierte und vernetzte Fahrzeuge

Ansprechpartner: Fabian Schlichtherle

Projektzeitraum: 12/2020 - 11/2025

Projekttyp: Forschungsansatz

Kurzbeschreibung: Automatisierte Fahrfunktionen gestatten dem Fahrer erstmals aus rechtlicher Sicht sich während der Fahrt dauerhaft vom Fahrgeschehen abzuwenden und Nebentätigkeiten nachzugehen. Dennoch wird es Situationen geben, in denen der Fahrer aufgefordert wird, die Fahraufgabe wieder zu übernehmen und der Fahrzeuginnenraum eine schnelle und sichere Übernahme aus der jeweiligen Tätigkeit heraus sicherstellen muss. Eine Absicherung aller denkbaren fahrfremden Tätigkeiten kann jedoch aus aufwandstechnischen, finanziellen und ethischen Gesichtspunkten überwiegend nicht in realen Fahrversuchen abgesichert werden.

An diese Stelle knüpft der Forschungsansatz Hand Over, Move Over, Take Over, kurz HoMoTo, an, dessen Anwendung Übernahmeprozeduren unter Berücksichtigung der ausgeübten Tätigkeit und des Fahrzeuginnenraums in Teilschritte zerlegt. Die Phase Hand Over fokussiert dabei die Abgabe und Aufnahme von Gegenständen verbunden mit der Nebentätigkeit sowie mit der Fahraufgabe. Die Teilschritte innerhalb Move Over implizieren die physische und psychische Anpassung des Fahrers und des Fahrzeugs, um schließlich in der Take Over-Phase u.a. durch die Übermittlung von verkehrs- und fahrzeugrelevanten Informationen die Fahraufgabe zu übernehmen. Hierzu gehört auch die Wiederherstellung des notwendigen Situationsbewusstseins. Das Konzept einer neuen softwarebasierten Assistenzfunktion namens Situation Awareness Manager unterstützt als Assistenzfunktion bei der Fahrerübernahme. Die Gliederung des Übernahmeprozesses in Teilschritte ermöglicht zudem Optimierungspotenziale im Fahrzeuginnenraum zu identifizieren, um eine sichere Übernahme zu gewährleisten.

Das Ziel dieses Projekts ist die Einführung eines standardisierten und zertifizierbaren Vorgehens zur Beschreibung von Übernahmeprozeduren sowie zur Bewertung von Tätigkeiten hinsichtlich Qualität, Zulässigkeit und Übernahmebereitschaft.

Forschungsschwerpunkt: Innenraumgestaltung für hochautomatisierte und vernetzte Fahrzeuge

Ansprechpartner: Miriam Schäffer

Projekttyp: Dissertation

Kurzbeschreibung: Der Begriff Nachhaltigkeit existiert bereits seit mehreren hundert Jahren, war jedoch noch nie so allgegenwärtig, wie er es aktuell ist. Klimawandel, Ressourcenknappheit und Ungleichgewichte in dieser Welt sind Themen, die uns in vielen Lebensbereichen begegnen.
So steigt auch in der Fahrzeugindustrie das Interesse, Fahrzeuge möglichst nachhaltig zu gestalten.

Doch was ist nun wirklich nachhaltig? Um diese Frage zu diskutieren, muss zunächst eine Begriffsdefinition erfolgen. Bezüglich des Begriffs existieren bereits eine Reihe von Definitionen und Modelle. Basierend auf der dreidimensionalen Definition der Nachhaltigkeit sollten neben ökologischen und ökonomischen auch soziale Auswirkungen berücksichtigt werden. Eine möglichst ganzheitliche Betrachtung bildet das Optimum, denn isoliert nur einzelne Aspekte zu verbessern, kann einen anderen Aspekt verschlechtern.

Jedes zu entwickelnde Produkt hat zudem individuelle Auswirkungen auf Nachhaltigkeitsaspekte. Im Falle von Fahrzeugen ist in der Nutzungsphase der Fahrzeuginnenraum durch seinen direkten Kontakt zur nutzenden Person nicht zu vernachlässigen. Daher beschäftigt sich dieses Projekt mit der Frage, wie zukünftig Fahrzeuginnenräume nachhaltiger gestaltet werden können unter Berücksichtigung der Besonderheiten, die das Interior hinsichtlich seiner Nachhaltigkeitsauswirkungen mit sich bringt.

Forschungsschwerpunkt: Analyse, Bewertung und Auslegung nachhaltiger Fahrzeuginnenräumen

Ansprechpartner: Julia Gritzbach

Tool: Fahrfähige Sitzkiste

Kurzbeschreibung: Für den experimentellen Aufbau von Innenraumkonzepten und Cockpits von elektrifizierten Fahrzeugen steht uns seit Frühjahr 2022 eine fahrfähige Sitzkiste, der TABBY Evo, zur Verfügung. Dieses sogenannte Moving Mock-up basiert auf einem Vehicle Development Kit (VDK) des Herstellers Open Motors. Auf Basis dieses rudimentären aber fahrfähigen Elektrofahrzeugs können ergonomische Fahrzeugauslegungen, Innenraum- und Cockpitentwürfe, Sicht- und Erreichbarkeitsuntersuchungen, Interaktionskonzepte für die Mensch-Maschine-Schnittstelle sowie Mixed-Reality-Darstellungen praxisnah realisiert werden. Die Plattform bietet auch die Möglichkeit, konkrete Designdarstellungen für das Interieur und Exterieur zu verwirklichen.

Das Moving Mock-up TABBY besitzt eine hohe Relevanz für die Ausbildung von Fahrzeugingenieurinnen und -ingenieuren für eine Tätigkeit in der Konzeptentwicklung und im Designentwurf. Viele geometrische Freiheitsgrade und Anforderungen an das Gesamtfahrzeugpackage von Elektrofahrzeugen können hier spielerisch aber realitätsnah variiert werden.

Der TABBY findet Einsatz sowohl in der Lehre, als auch in der Forschung und für Dienstleistungen.

Forschungsschwerpunkt: Entwurf, Aufbau und Auslegung von Innenräumen elektrifizierter Fahrzeuge

Ansprechpartner: Wolfram Remlinger