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Lkw-Notbremsassistenzsysteme

BASt-Bericht F 133

Patrick Seiniger, Felix Heinl, Jan-André Bühne, Jost Gail, Bundesanstalt für Straßenwesen
51 Seiten
Erscheinungsjahr: 2020
Preis: 15,50 €

Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH

Dieser Bericht steht auch kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.

Notbremsassistenzsysteme für Lkw können einen großen Beitrag zur Verkehrssicherheit leisten, indem sie Unfälle, die von schweren Lkw verursacht werden, wirkungsvoll vermeiden helfen. Die aktuellen Anforderungen für diese Notbremsassistenzsysteme wurden allerdings vor über zehn Jahren festgelegt. Der Stand der Technik hat sich seitdem stark weiterentwickelt. Aufgabe der Bundesanstalt für Straßenwesen war daher, zu überprüfen, ob die technischen Anforderungen für Notbremsassistenz noch zeitgemäß sind oder ob eine Anpassung sinnvoll für die Verkehrssicherheit ist.

Der technische Fortschritt im Bereich der Fahrerassistenzsysteme ist so groß, dass die vor knapp 10 Jahren festgelegten Anforderungen an Notbremssysteme heute nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen – sowohl hinsichtlich der in den derzeit geltenden Vorschriften explizit erlaubten Abschaltbarkeit der Notbremssysteme als auch hinsichtlich der geforderten Bremsleistung beziehungsweise des Geschwindigkeitsabbaus.

Es war daher zunächst zu prüfen, ob die derzeit zulässige Abschaltbarkeit erforderlich ist, und falls ja, ob sie auf bestimmte Verkehrssituationen und Fahrzeugtypen eingeschränkt werden kann.

Es war weiterhin zu prüfen, ob höhere Mindestverzögerungswerte gefordert werden können, ob insbesondere im Falle von stehenden Fahrzeugen vor dem Fahrzeug (z. B. am Stauende) Notbremsungen mit deutlich höherer Geschwindigkeitsreduktion eingeleitet werden können und durch die Systeme
auch kleinere Fahrzeuge als bisher vorgeschrieben erkannt werden müssen.

In Notbremssituationen ist es denkbar, dass Fahrer unabsichtlich eine Übersteuerung (und damit eine Abschaltung des Notbremssystems) vornehmen, indem sie beispielsweise „in das Pedal fallen“. Es sollte daher untersucht werden, ob dieser Fall relevant ist und Abhilfe bedarf. Auch eine Anpassung
der Regelkriterien an unterschiedliche Straßenverhältnisse (Niedrigreibwert) sowie die Möglichkeit einer Warnung von Fahrern bei geringen Sicherheitsabständen sollte geprüft werden.

Insbesondere die erforderlichen automatischen Geschwindigkeitsreduktionen bei bevorstehenden Kollisionen auf stehende Ziele können deutlich angehoben werden. Aus fahrdynamischen Grundlagen wurden, je nach Ausgangsfahrgeschwindigkeit, unterschiedliche Zeitpunkte für Bremseingriffe bestimmt.
Als Voraussetzung für automatische Bremseingriffe wurde angenommen, dass diese spätestens dann gerechtfertigt sind, wenn ein menschlicher Fahrer keine Möglichkeit mehr hat, einem Zielobjekt auszuweichen. Messungen zeigen eine gute Übereinstimmung eines aus den Annahmen abgeleiteten Simulationsmodells mit den tatsächlichen Bremseingriffszeitpunkten und Bremseingriffen eines mit einem modernen Notbremssystem ausgerüsteten Lkw. Als Ergebnis wurden durchaus erzielbare Geschwindigkeitsreduktionen in Abhängigkeit von Ausgangsgeschwindigkeit und Fahrbahnoberfläche
ermittelt, die sich als Anforderung für internationale Vorschriften eignen.

Bezüglich der Abschaltbarkeit von Notbremsassistenzsystemen wurde anhand der durchgeführten Untersuchungen festgestellt, dass sich Fehlwarnungen im Fahrbetrieb, selbst unter Nutzung eines der derzeit am weitesten entwickelten Notbremssysteme, nicht gänzlich vermeiden lassen. Grund dafür
ist im Wesentlichen die unzureichende Erkennbarkeit der Fahrerintention in bestimmten Verkehrssituationen.

Fehlwarnungen in ungestörter Autobahnfahrt (= außerhalb von Autobahnbaustellen) konnten aber nicht gefunden werden. Aus technischer Sicht ist es daher sinnvoll, die Deaktivierbarkeit eines Notbremssystems nur in solchen Verkehrssituationen zu erlauben, in denen es durch Fehlinterpretationen
seitens des Systems (Objekte abseits der Fahrbahn) zu Fehlfunktionen kommen kann. Ein Indikator hierfür kann eine bestimmte Geschwindigkeitsgrenze sein.

Für eine zusätzliche frühzeitige Warnung des Fahrers bei zu geringem Mindestabstand ist gegebenenfalls eine Verbesserung der Verkehrssicherheit denkbar. Der tatsächliche Nutzen einer Abstandswarnung hängt aber davon ab, ob der Abstand irrtümlich oder bewusst gering gehalten ist und ob die
Lkw-Fahrenden auf eine Warnung durch eine Vergrößerung des Abstands reagieren.

Truck advanced emergency brake systems

Advanced emergency brake systems for trucks can make a major contribution to road safety by effectively helping to prevent accidents caused by heavy trucks. However, the current requirements for these advanced emergency brake systems were established over ten years ago. The state of the art has developed considerably since then. The task of the Federal Highway Research Institute was therefore to check whether the technical requirements for advanced emergency brake systems are still up to date or whether an adaptation would make sense for road safety.

Technical progress in the field of driver assistance systems is so great that the requirements for emergency braking systems laid down almost 10 years ago no longer correspond to the state of the art – both with regard to the ability to switch off emergency braking systems, which is explicitly permitted in the currently applicable regulations, and with regard to the required braking performance or speed reduction.

First it had to be examined whether the currently permitted manual deactivation is necessary, and if so, whether it can be restricted to certain traffic situations and vehicle types.

It was also necessary to examine whether higher minimum deceleration values could be demanded, whether emergency braking with a significantly higher speed reduction could be initiated, particularly in the case of stationary vehicles in front of the vehicle (e.g. at the end of a traffic jam), and whether
the systems would also have to be able to detect smaller vehicles than previously prescribed.

In emergency braking situations, it is conceivable that drivers could inadvertently override (and thus switch off the emergency braking system), for example by „falling on the pedal“. It should therefore be investigated whether this case is relevant and needs remedial action. Adaptation of the control
criteria to different road conditions (low coefficient of friction) and the possibility of warning drivers when safety distances are short should also be examined.

In particular, the required automatic speed reductions in the event of impending collisions with stationary targets can be increased significantly. Based on driving dynamics fundamentals, different times for brake interventions were determined, depending on the initial driving speed. As a prerequisite for automatic braking interventions, it was assumed that these are justified at the latest when a human driver no longer has the possibility of avoiding a target object. Measurements show a good correspondence between a simulation model derived from the assumptions and the actual brake intervention times and braking interventions of a truck equipped with a modern emergency braking system. As a result, achievable speed reductions as a function of initial speed and road surface were determined, which are suitable as requirements for international regulations.

With regard to the manual deactivation of advanced emergency brake systems, the investigations showed that false warnings during driving cannot be completely avoided, even when using one of the most advanced emergency braking systems currently available. The main reason for this is the insufficient recognizability of driver intention in certain traffic situations.

However, false warnings in undisturbed motorway travel (= outside motorway construction sites) could not be found. From a technical point of view, it therefore makes sense to allow the deactivation of an advanced emergency braking system only in those traffic situations in which the system‘s misinterpretation (objects off the carriageway) can lead to malfunctions. An indicator for this can be a certain speed limit.

For an additional early warning of the driver if the minimum distance is too small, an improvement in traffic safety is conceivable. However, the actual benefit of a distance warning depends on whether the distance is inadvertently or deliberately kept short and whether truck drivers react to a warning
by increasing the distance.

  • Kontakt

    Bundesanstalt für Straßenwesen
    Brüderstraße 53
    51427 Bergisch Gladbach
    Info-Service
    Telefon: 02204 43-9101
    Fax: 02204 43-2550
    info@bast.de

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    Carl Ed. Schünemann KG
    Zweite Schlachtpforte 7
    28195 Bremen
    Telefon: 0421 36903-53
    Fax: 0421 36903-48
    buchverlag@schuenemann-verlag.de
    www.schuenemann-verlag.de

  • Berichte zum Download

    Die Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen stehen ab dem Jahrgang 2003 zum Teil als kostenfreier Download im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.