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Ein Beitrag zur Objektivierung des Sicherheitsempfindens mit Fahrermodellen bei Lenkstörungen : A contribution to objectify critical assessments with driver models of steering disturbances

Fritzsche, Marcus

Die hohen Sicherheitsanforderungen für elektromechanische Lenksysteme erfordern eine genaue Kenntnis über gefährlich bewertete Lenkmomente, die zu einer sicherheitskritischen Situation führen können. Insbesondere die Entwicklung von komplexen Lenkfunktionen bedingt eine Softwareüberwachung des Motormoments einer EPS. Da im Testszenario des V-Modells der ISO26262 nicht alle Kombinationen der Systemeingänge getestet werden können, gibt es im Steuergerät der EPS eine Überwachungsebene, die das Lenkmoment beim Überschreiten definierter Grenzen saturiert. Diese Grenzen wurden bisher durch aufwändige Probandenversuche ermittelt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein umfangreicher Probandenversuch im Realfahrzeug und am Fahrsimulator durchgeführt, um objektive Kriterien für das Sicherheitsempfinden zu identifizieren. Dabei wurde eine neue systematische Methode zur Generierung von Kennwerten vorgestellt. Mithilfe dieser Kennwerte können die Bewertungen zum Sicherheitsempfinden aus bereits durchgeführten Probandenversuchen berechnet werden. Da dieser Prozess allerdings weiterhin von einem Fahrer abhängig ist, der das Fahrzeug während einer auftretenden Störgröße ausregelt, wurde zudem eine Fahrermodellklasse entwickelt, welche die menschliche Lenkwinkelregelung während dieser kurzzeitig auftretenden Störungen simulieren kann. Diese Fahrermodellklasse besteht aus Fahrern unterschiedlichen Typs, die durch Identifizierung von Fahrermodellen aus den Probandenfahrern ermittelt wurden. Des Weiteren wurde eine Methode zur Fusion dieser Modelle mit bereits bewährten Fahrermodellen vorgestellt, um auch Abseits von Störgrößeneinflüssen Fahrmanöver durchzuführen. Damit ist die Grundlage für ein breites Anwendungsfeld geschaffen, um in virtuellen Fahrversuchen mit Fahrermodellen Kritikalitätsbewertungen vorherzusagen.

The high safety requirements for electromechanical steering system demand a precise knowledge of dangerous evaluated steering moments that can lead to safety critical situations. Especially the development of sophisticated steering functions requires software monitoring of EPS motor moment. Since in test scenario of V-model of ISO26262 not all the combinations of system inputs can be tested, there is a monitoring level in the ECU of the EPS which saturates the steering moment when it exceeds the defined limit. These limits were determined by effortful proband tests. In the framework of the present work an elaborated proband test in real vehicle and on driving simulator was carried out in order to identify the objective criteria for the feeling of security. Based on this a new systematic method for generation of objective parameters was introduced. With the help of these objective parameters the feeling of security could be calculated in already conducted proband tests. However, this process depends on the driver who compensates the occurring disturbances in the vehicle, furthermore a driver model class was developed which can simulate the human steering angle control during these short occurring disturbances. These driver model classes consist of different types of driver models which were identified based on proband tests. Furthermore, a method for fusion of these models with well-known driver models was introduced to carry out driving maneuvers in the absence of occurring disturbances. With that the basis for a wide application area is created to predict critical assessments in virtual driving tests with driver models.

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Fritzsche, Marcus: Ein Beitrag zur Objektivierung des Sicherheitsempfindens mit Fahrermodellen bei Lenkstörungen. A contribution to objectify critical assessments with driver models of steering disturbances. 2016.

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