ZF-Cockpit unterstützt mit interaktiven Anweisungen beim autonomen Fahren

Im Safe Human Interaction Cockpit (SHI-Cockpit), entwickelt von ZF und Faurecia, sollen künftig fortschrittliche Assistenzsysteme und automatisierte Fahrfunktionen einfach und effektiv mit dem Fahrer kommunizieren. Damit sollen Sicherheit und Komfort im Auto vom Einsteigen bis ans Ziel steigen. Die Übergabe der Steuerung zwischen Mensch und Maschine erfolgt mit der neuen Infrastruktur des Cockpits von ZF ruhig und intuitiv, heißt es. Der Sitz stelle sich automatisch auf den Fahrer und verschiedene Situationen ein. Das Fahrzeug informiere über Regeleingriffe klar, übersichtlich und eindeutig. Da die elektronischen Assistenten klug kombiniert seien, ließen sie sich leicht einstellen. In den Sitzen sind passive Sicherheitssysteme wie Airbags und Gurte integriert. ZF stellt in seiner Mitteilung zum neuen interaktiven Cockpit fest: Oft klafft eine Lücke zwischen dem potenziellen Sicherheits- und Komfortgewinn durch automatisiertes Fahren und wie sich dieser Fortschritt für den Autonutzer anfühlt. Das SHI-Cockpit soll diese Diskrepanz beenden. „Es vereinfacht die Übergabeszenerien zwischen Mensch und Maschine stark", sagt Uwe Class, Director Safe Mobility Systems in der zentralen Vorentwicklung von ZF. „Fahrer sind immer im Bilde darüber, welcher Fahrmodus gerade aktiv ist. So steigt die Akzeptanz für diese wichtigen Funktionen." Zunächst soll das SHI-Cockpit den Fahrer informieren, wenn das Verkehrsgeschehen automatisiertes Fahren zulässt. Das Auto übernimmt, sobald der Fahrer die Hände vom Lenkrad löst. Dieses arbeitet mit einer speziellen „Hands On Detection" (HOD). Es fährt zudem hoch und nach vorne weg, bleibt aber in Reichweite. Dank „Steer-by-Wire" kann das Lenkrad in diesem Fahrmodus stillstehen, anstatt sich weiter mit dem Radeinschlag zu drehen. Gleichzeitig rückt der Sitz nach hinten und unten, neigt sich stärker. Dazu verfügt dieser über einen erweiterten Verstellbereich. „Das hohe Sicherheitsniveau bleibt trotzdem immer gewahrt, denn unsere Airbags, der aktive Gurt und das aktive Gurtschloss sind beim SHI-Cockpit in den Sitz integriert", sagt Uwe Class.

Den Wechsel der Fahrverantwortung soll das Fahrzeug nicht nur über die automatische Änderung der Sitzposition kommunizieren, sondern auch über verschiedene Kanäle: Das SHI-Cockpit kombiniert dafür situationsbezogen haptische (z. B. vibrierender Gurt), optische (z. B. umlaufende, farbvariierende Cockpit-Lichtleiste) und akustische (Töne, Stimme) Informationen. In umgekehrter Reihenfolge soll das SHI-Cockpit außerdem den Fahrer frühzeitig auffordern, das Steuer zurück zu übernehmen. Reagiert er nicht darauf, stoppt das Fahrzeug selbstständig an einer möglichst sicheren Position. Den Komfort und die Sicherheit fördert das SHI-Cockpit bereits vor dem Losfahren. Für den bequemen Einstieg empfängt der Sitz den Fahrer in einer zurückgestellten, geneigten Position. Zudem bewegt sich das abgeflachte Lenkrad nach oben und dreht sich. Nach dem Platznehmen erfasst eine 3D-Innenraumkamera die Größe des Fahrers und justiert den Sitz sowie das Lenkrad individuell passend für manuelles Fahren, heißt es vom Zulieferer. Zum Aussteigen fährt der Sitz in eine geeignete Position zurück. „Die von ZF und Faurecia gemeinsam entwickelte Lösung bietet dem Fahrer den bestmöglichen Komfort während des Ein- und Aussteigens", sagt Eric Vanel, bei Faurecia in der Abteilung „Cockpit of the Future" verantwortlich für die System- und mechanische Integration. Das SHI-Cockpit fasst außerdem alle Assistenz- und Regelfunktionen auf nur einer Bedien- und Anzeigenebene zusammen: Der Fahrer sieht sein Fahrzeug auf dem „Head Up Display Instrument Cluster" (HUDIC) – einem zentralen Monitor – aus der Vogelperspektive.

Die „Active Vehicle Aura" (AVA) steht dabei für die effektive Vernetzung sämtlicher Assistenzsysteme, zum Beispiel von Abstandsregel-tempomat, Totwinkelwarner und Spurhalteassistent. Im Display visualisieren das bis zu drei ovale Linien rund um das virtuelle Fahrzeug. Die Gesamt-Sensibilität soll sich mit einem Finger über das Lenkrad einstellen lassen: Drei Linien entsprechen einem frühen, sanften Eingreifen, nur ein Oval für das spätere und daher stärker spürbare Regeln. Bei potenziellen Gefahrensituationen verfärben und verformen sich die Linien: etwa wenn der Fahrer einen Spurwechsel einleitet, obwohl sich im toten Winkel ein anderer Verkehrsteilnehmer befindet. Parallel können die Assistenten eingreifen, um das kritische Manöver zu korrigieren, heißt es vom Zulieferer. „Ob man selbst fährt oder das Auto steuern lässt: Unser SHI-Cockpit macht die Kommunikation mit komplexen Systemen so einfach, dass sie immer nachvollziehbar und verständlich ist", sagt Class. „Damit können Assistenzsysteme und automatisierte Fahrfunktionen nun auch gefühlt zu den ‚Best Buddies‘ werden, die sie objektiv schon sind." ZF hat das Safe Human Interaction Cockpit in enger Zusammenarbeit mit fka und Faurecia entwickelt. ZF verantwortet das Projekt insgesamt und hat alle neuen Funktionen entwickelt und vernetzt. Zudem hat ZF sämtliche Systeme der aktiven und passiven Sicherheit sowie das HOD-Lenkrad einschließlich Steer-by-Wire und fortschrittliche Bedienelemente beigesteuert. In enger Zusammenarbeit mit der fka Forschungsgesellschaft Kraftfahrtwesen mbH Aachen soll das Konzept kontinuierlich weiter in der Praxis erprobt werden. Dabei fließen unter anderem wahrnehmungspsychologische Aspekte wie Klang- und Sounddesign sowie Ergebnisse aus weiteren Probandenstudien mit ein. Für die Integration der Rückhaltesysteme in den Sitz sowie für das Design der Cockpit-Elemente kooperiert ZF mit Faurecia.