Zusammenfassung
Für den sicheren Umgang mit dem Automobil spielt der Informationsfluss zwischen Fahrer und Fahrzeug die dominante Rolle. Die Untersuchung und Beschreibung dieses Informationsflusses ist Gegenstand der sogenannten Systemergonomie. Ausgangspunkt für die Betrachtung ist dabei die der Aufgabe zugrundeliegende Funktion. Für das Zurechtkommen des Fahrers im technischen Umfeld ist die Kompatibilität entscheidend, also die sachgerechte Rückmeldung über den Erfolg der Handlung und die Leichtigkeit des Übergangs zwischen dem mental vorliegenden Handlungsziel und der für die Realisierung notwendigen Handlung. Aus diesen grundsätzlichen Überlegungen leitet sich die Gestaltung von Anzeigen und Bedienelementen ab, deren korrekter Einsatz von den unterschiedlichen Niveaus der Fahraufgabe abhängt. Da das Fahrzeug aus systemergonomischer Sicht wie eine Erweiterung der Hände und Füße des Fahrers wirkt, steht die Gestaltung der fahrrelevanten Eigenschaften im besonderen Fokus der systemergonomischen Betrachtung. Speziell wird diesbezüglich das Lenkgefühl und das Empfinden der Längsdynamik untersucht. Auch moderne Möglichkeiten des X-by-Wire sind Gegenstand der Betrachtung.
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Notes
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Dabei müssen gegebenenfalls auch unerwünschte Nebenwirkungen am Fahrzeug selbst oder auf die Umwelt rückgemeldet werden.
- 2.
Beispielsweise spielt für die Regelung der Längsdynamik des Fahrzeugs (Geschwindigkeit) wesentlich die Fahr- und Verkehrssituation (Fahrbahnverlauf und die Bewegungen anderer Fahrzeuge und Verkehrsteilnehmer) eine Rolle, aus der der Fahrer die adäquate Geschwindigkeit abzuleiten hat. Über das Fahrpedal (Gaspedal) und gegebenenfalls das Bremspedal versucht er diese mental erarbeitete Geschwindigkeit einzuhalten. In einem handgeschalteten Fahrzeug erschwert die richtige Gangwahl somit die Aufgabenbewältigung zusätzlich. Die Schwierigkeit der Aufgabenbewältigung ergibt sich also nicht nur aus dem Aufgabeninhalt, sondern auch aus der technischen Auslegung des Fahrzeugs.
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Allerdings kann auch eine langweilige ereignisarme, aktiv durchgeführte Fahraufgabe zur Monotonieeffekten führen. Dann ist womöglich der automatisierte Fahrvorgang sogar ein Sicherheitsgewinn.
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Aus Gründern der „Verkaufbarkeit“ wird heute in der Argumentation dem vollautomatischen Fahren größere Attraktivität zugeschrieben, weil sich so der Passagier – ähnlich wie der Bahnreisende – auf langweiligen Strecken mit anderen Dingen beschäftigen kann. Leider wird dies auch mit dem Argument der Erhöhung der Verkehrssicherheit verbunden, was aber stark anzuzweifeln ist (siehe Abschn. 2.6 und 9.3).
- 5.
Eine historisch entstandene Inkompatibilität dieser Art stellt die Gestaltung des Wählhebels eines Automatikgetriebes auf der Mittelkonsole dar: um den Rückwärtsgang einzulegen, muss der Wählhebel nach vorne bewegt werden, während für die Vorwärtsrichtung der Hebel nach hinten zu bewegen ist. Unter Umständen liegt eine Ursache für die in den 80er Jahren in den USA virulent gewordenen „Unexpected-Acceleration-Unfälle“ in dieser Auslegungsform. Bei einem Rangiermanöver müssen nämlich miteinander völlig inkompatible Bewegungsvorgänge zwischen Wählhebelbewegung und Fußbewegung auf der Pedalerie vorgenommen werden.
- 6.
Oftmals leitet er diese Vorstellung der Ideenwelt des zukünftigen Fahrers aus seinen eigenen Vorstellungen ab, die aber wesentlich von seiner eigenen Ausbildung und dem bis dahin abgelaufenen Entwicklungsprozess abhängen. Eine konsequente Anwendung systemergonomischer Regeln soll solchen „Kurzschlüssen“ vorbeugen.
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Wie Bernotat (1993) ausführt, hat sich der Vorschlag der VDI/VDE Richtlinie Nr. 2172 E nicht durchsetzen können, die Information übertragenden technischen Elemente grundsätzlich als „Anzeiger“ zu bezeichnen.
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Von vielen vor allem humanwissenschaftlich orientierten Autoren wird immer wieder vorgeschlagen, statt der Bezeichnung „Bedienelement“ die Bezeichnung „Stellteil“ zu verwenden, da der Mensch ja nicht Diener der Maschine sei. In der deutschsprachigen ergonomischen Literatur haben sich jedoch beide Bezeichnungsweisen etabliert (engl.: „control element“).
- 9.
Es ist ein Irrglaube, anzunehmen, dass die meisten technischen Begriffe in englischer Sprache auf Allgemeinverständnis stoßen!.
- 10.
Auch die berühmten Wischbewegungen bei der Nutzung von Smartphones sind nicht selbsterklärend. Da sie aber Grundsätze der Kompatibilität und Rückmeldung gut berücksichtigen und an Alltagserfahrungen anschließen, werden sie so schnell erlernt, dass dies überhaupt nicht mehr als „mühsames Lernen“ empfunden wird.
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Da es heute teilweise üblich geworden ist, in der Mitte eines analogen Rundanzeigers ein zusätzliches Display anzubringen, das andere Informationen darstellen kann, ist folglich der Zeiger sehr kurz. Damit wird aber der angesprochene Vorteil, dass auf sehr niedriger Ebene bereits Winkeldetektoren auf dem Augenhintergrund angesprochen werden, im gewissen Maße konterkariert (siehe auch Abb. 6.9 links).
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Beispielsweise kann man Anzeigen für Betriebszustände des Fahrzeugs wie Ladezustand der Batterie, Betriebstemperatur des Motors (Wasser und/oder Öl) in dieser Form anzeigen. Allerdings ist die Frage zu stellen, ob angesichts moderner Rechnertechnologie nicht besser auf Abweichungen vom normalen Betriebszustand digital in verbalem Klartext aufmerksam gemacht wird, womöglich mit einem Hinweis, wie der drohende Schaden abgewendet werden kann.
- 13.
Leider werden heute mehrheitlich innen liegende Ziffern bevorzugt, was einerseits mit der besseren Ästhetik begründet wird, was aber andererseits einen möglichst langen Zeiger ermöglicht, der offensichtlich beim Beschleunigen einen emotionale besonders gut wahrgenommenen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlzuwachs vorgaukelt.
- 14.
Das heute in Fahrzeugen der Oberklasse angebotene HUD stellt keine kontaktanaloge Anzeige dar, da hier der Realität im allgemeinen fahrzeugbezogene Daten (Geschwindigkeit, Aktionszustand der Assistenzsysteme, konventionelle Navigationshinweise) ohne unmittelbaren Bezug auf die Außenwelt überlagert werden.
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Eine genaue Konzeption der Spiegelsicht insbesondere für Personen unterschiedlicher Körpergröße ist mittels des Menschmodells RAMSIS möglich (siehe dazu Abschn. 7.3.2).
- 16.
Das Modul „RAMSIS kognitiv“ veranschaulicht die Sichtbarkeit von Sehzeichen durch die Projektion eines Landold-Rings auf das von dem virtuellen Menschmodell angeblickte Objekt und liefert somit eine anschauliche Hilfe zur Gestaltung von Anzeigen.
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In diesem Zusammenhang ist von Bedeutung, dass für grafische Sehobjekte kein monochromatisches Licht verwendet wird; denn das Auge ist für rotes Licht weitsichtig und für blaues Licht kurzsichtig, kann also zumindest zwei jeweils in diesen Farben dargestellte Sehzeichen nicht gleichzeitig scharf wahrnehmen.
- 18.
Bei dieser Aussage ist Vorsicht geboten: Der wertvolle „rustikale“ Charakter von Nähten hat offensichtlich nur im europäischen Kulturkreis diese Bedeutung!.
- 19.
Maskierung charakterisiert einen Effekt der Wahrnehmung, der bei verschiedenen (innerhalb und auch zwischen) Sinnesorganen zu beobachten ist: Ein genügend großer Reiz der einen Qualität lässt die Wahrnehmung eines anderen Reizes verschwinden.
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- 21.
Was die genauen Daten anlangt, wird auf die Arbeit von Reisinger (2009) verwiesen.
- 22.
Statt der Kraft kann als Eingangsgröße auch der Weg gemessen werden. Als Servomotor wird in diesem Fall ein Drehmomentmotor eingesetzt, der das Ergebnis des Rechners in ein entsprechendes vom Nutzer gefühltes Drehmoment bzw. Kraft umsetzt. Nach den Überlegungen von Gillet (1998) sind beide Realisierungsmöglichkeiten gleichwertig, wenn die verwendeten Motoren hinreichende Leistung erbringen und das System durch „unendliche“ mechanische Steifigkeit charakterisiert werden kann. Weitere Anwendungsmöglichkeiten des aktiven Bedienelements siehe Abschn. 6.4.3.
- 23.
Als analoge Bedienelemente können auch solche bezeichnet werden, die objektiv eine sehr enge Rasterung besitzen. Entscheidend ist hierbei, ob die einzelnen Stufen vom bedienenden Menschen als diskret oder als quasi-kontinuierlich empfunden werden.
- 24.
In der Forschung werden solche Fahrzeuge, deren Vortrieb ähnlich wie bei einem Pedelec durch einen Elektromotor unterstützt wird, als Alternative für reine Stadtfahrzeuge durchaus untersucht.
- 25.
Fußstellteile sind eigentlich immer eindimensional. In einem Experimentalfahrzeug wurde bei Daimler-Benz ein zweidimensionales Pedal für die Betätigung von Gas und Bremse untersucht. Es fand sich dabei eine Verkürzung der Umsetzungszeit von bis zu 50 % bei allerdings gleichzeitig erheblich eingeschränkter Akzeptanz (Braun 1993).
- 26.
Die Integration der Bedienung des Bordcomputers in den Lenkstockhebel für die Lichtfunktion – ausgelöst beispielsweise durch Drücken des Hebels in axiale Richtung – ist demnach aus ergonomischer Sicht weniger sinnvoll.
- 27.
Erst jüngst wird bei einigen Fahrzeugen eine Berganfahrhilfe angeboten, welche nach dem Lösen der Handbremse das eigentliche Lösen der Bremse erst durchführt, wenn die Antriebsräder ein Moment in Vorwärtsrichtung erfahren. Dies ist eigentlich eine unabdingbare ergonomische Maßnahme!
- 28.
Bei Wischern, bei denen der Drehpunkt links von der Fahrzeugmitte angeordnet ist bzw. bei sog. Schmetterlingswischern wird häufig argumentiert, dass die Bewegung des Wischerhebels nach oben bzw. die Drehung nach links mit der entsprechenden Bewegung des linken Wischers kompatibel sei.
- 29.
Eine Untersuchung am Lehrstuhl für Ergonomie der TUM (2006) zeigt zudem, dass die Auswahl von Funktionen aus einem Menü mit einem Dreh-Drückschalter schneller und sicherer erfolgt als mit dem Touchscreen. Nur bei der zweidimensionalen Verschiebung von Objekten (z. B. Justieren der Landkarte) hat die Touchscreenbedienung eindeutig Vorteile.
- 30.
Die linke Gehirnhälfte ist jedoch auch in Problemlösungsprozesse involviert und Sprache bindet die gleichen Ressourcen. Es kommt also darauf an, wann und welche Aktionen mit Sprachbefehlen ausgelöst werden. Wenn die linke Gehirnhälfte mit Problemen wie Navigation oder Musikauswahl beschäftigt ist, verlangsamt somit die Sprachsteuerung diese Aufgabenbearbeitung.
- 31.
Es sei in diesem Zusammenhang darauf verwiesen, dass derartige Instrumente erst Allgemeingut geworden sind, als die entsprechenden Informationen für den Fahrer aus technischer Sicht gar nicht mehr so dringend notwendig geworden waren, wie in früheren historischen Fahrzeugen. Aus Kostengründen fand sich dort bis in die Oberklasse (von Sportwagen abgesehen) hinein eigentlich nur Tachometer, Kühlwasseranzeige und Anzeige des Tankinhalts. Selbst auf Letztere hat man lange Zeit durch ein Umschalten der Kraftstoffzufuhr auf „Reserve“ verzichtet.
- 32.
Auch in diesem Zusammenhang sei darauf verwiesen, dass sich mit der heutigen Technik der Automatikgetriebe, insbesondere der Anwendung des Doppelkupplungsgetriebes, der Kraftstoffverbrauch bei der Fahrweise eines durchschnittlichen Fahrers im praktischen Fahrbetrieb an die des handgeschalteten Getriebes weitgehend annähert.
- 33.
Bereits in den 50er Jahren hat DKW bei der Baureihe 3 = 6 durch eine zweite Rückstellfeder, die ab einer bestimmten Gaspedalstellung wirksam wurde, versucht, den hohen Kraftstoffverbrauch der Zweitaktmotoren einzudämmen. Es sind dem Autor keine Untersuchungen bekannt, die diesen Effekt verifizierten.
- 34.
Die Anzeige des HUD erfolgt in dem Fall über einen kleinen aufklappbaren Combiner (halbdurchlässiger Spiegel), wodurch die sonst aufwändige optische Kompensation der Windschutzscheibenkrümmung umgangen wird. Die Anzeige der zeitlichen Distanz müsste übrigens nicht notwendigerweise in einem HUD erfolgen, biete dort aber die größte Wahrscheinlichkeit im normalen Verkehrsfluss beachtet zu werden.
- 35.
Das oben erwähnte im Peugeot 5008 verwirklichte System ebenso wie die Parkdistanzanzeigen stellen diesbezüglich eine Zwitterstellung dar, da der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug oder andern Hindernissen zwar gemessen wird, aber nicht für eine technische Regelung genutzt wird.
- 36.
Da hier allerdings die individuellen Präferenzen auseinander gehen, sollte die Wahl zwischen nordweisend und in Fahrtrichtung weisend möglich sein.
- 37.
Unter Nutzung der heutigen Möglichkeiten rechnergestützter Informationsverarbeitung sind die von Citroen in ihren CX-Modellen der 70er Jahre genutzten Bediensatelliten bei Beachtung grundsätzlicher ergonomischer Forderungen durchaus einer neuen Überlegung wert.
- 38.
Es sei hier noch einmal darauf hingewiesen, dass die Bedienung des Navigationsrechners ein Aspekt der primären Fahraufgabe ist. Nur durch die erwähnte Historie der technischen Entwicklung ist dies heute der zentralen Bildschirmeinheit zugeordnet und so in die Bedienung der übrigen tertiären Aufgaben integriert.
- 39.
Dieses Ergebnis verbietet das häufig anzutreffende „Durchswitchen“ der verschiedenen Bordcomputerfunktionen, das seitens der Hersteller so beliebt ist, weil es mit nur einem Taster für viele Funktionen auskommt.
- 40.
Die ausführlichen Zusammenstellungen von Wolf (2009) können hier nur in sehr verkürzter Form wiedergegeben werden.
- 41.
Ein ähnlicher optischer Effekt entsteht auch auf gerader Strecke bei dem so genannten „ Dackelgang“, der durch ein verzogenes Fahrwerk zustande kommt.
- 42.
Es sei hier nochmals darauf hingewiesen, dass derartigen Anzeigen nur in einer vom Verkehr her wenig fordernden Situation ein Nutzen zugewiesen werden kann.
- 43.
Beim sog. elektronischen Gaspedal wird die Stellung des Gaspedals über ein Potentiometer oder eine Technik mit entsprechender Wirkung in eine elektrische Größe umgewandelt. Die Beeinflussung des Motors (zum Beispiel über die Drosselklappe) geschieht über einen Stellmotor. Deshalb ist es prinzipiell möglich, die Verbindung zwischen Gaspedal- und Stellmotorstellung durch eine beliebig definierbare Kennlinie zu gestalten.
- 44.
Es sei hier darauf hingewiesen, dass für eine akustische HiFi-Anlage die großen Leistungen nicht notwendig sind, um möglichst große Lautstärken zu erzeugen, sondern – aus dem gleichen Grund – dafür, dass das akustische Ausgangssignal möglichst genau den Vorgaben des Tonträgers folgt.
- 45.
Die Rückmeldung erfolgte hier auf einfachem mechanischen Weg, indem der Joystick im Griff mit einem schweren Gewichte bestückt war, welches die Massenträgheitskräfte beim Beschleunigen, Verzögerung und Kurvenfahren für den Fahrer am Bedienelemente spürbar machte.
- 46.
Es wäre hier übrigens schon ein Vorteil, wenn das Aufleuchten der Bremsleuchten im Cockpit rückgemeldet werden würde.
Literatur
Verwendete Literatur
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Bubb, H., Bengler, K., Breuninger, J., Gold, C., Helmbrecht, M. (2015). Systemergonomie des Fahrzeugs. In: Automobilergonomie. ATZ/MTZ-Fachbuch. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2297-0_6
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