Handlungsintegrierte Modellierung und Optimierung der energiebezogenen Fahrenden-Fahrzeug-Interaktion

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Franke; Professor Dr.-Ing. Daniel Görges
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498999989

Energieeffizienz wird zunehmend ein Gestaltungskriterium für Mensch-Maschine-Systeme. Für dynamische Kontexte wie die Fahrzeugsteuerung besteht dabei großer interdisziplinärer Forschungsbedarf zur Modellierung, Optimierung und Repräsentation von Energieeffizienz in Human-in-the-Loop-Settings. Das Vorhaben integriert dazu zwei zentrale Forschungslinien: (1) Erforschung fahrenden- und situationsadaptiver energiebezogener Optimierungsstrategien (regelungsorientierte Modellierung & Optimierung von Energieeffizienz) und (2) Erforschung der energiebezogenen Fahrenden-Fahrzeug-Interaktion (psychologische Modellierung & Optimierung der energiebezogenen Handlungsregulation). Beide Forschungslinien werden im Vorhaben zusammengeführt zu einer ingenieurpsychologisch und regelungstechnisch fundierten Modellierung und Optimierung der energiebezogenen Fahrenden-Fahrzeug-Interaktion bei Elektrofahrzeugen (BEV) auf Basis einer Mensch-Maschine-Kopplung über handlungsintegrierte Energieeffizienz-Repräsentationen. Der Fokus liegt dabei auf (1) der Repräsentation der fahrenden Person in der Optimierung und (2) der empirischen Untersuchung der Wirkung unterschiedlicher Repräsentations-Ansätze für Energieeffizienz auf (a) die integrierte Leistung des Mensch-Maschine-Systems und (b) das Erleben der Nutzenden in der Handlungsregulation, bei besonderer Betrachtung der Rolle von Diversitätsmerkmalen (Nutzendendiversität). Das Vorhaben betrachtet ein Regelungskonzept, bei dem die Fahrenden direkt in die energieoptimale Regelung eingebunden und explizit in der Regelungsstrategie berücksichtigt sind (Driver-in-the-Loop). Die menschliche Handlungsregulation (z.B. situative Abwägung von Zielen wie Zeiteffizienz, Energieeffizienz und Komfort, bei Gewährleistung von Sicherheit) wird dabei nicht durch eine automatisierte Fahrzeugsteuerung ersetzt, sondern durch handlungsintegrierte Repräsentationen der Energie-Dynamik assistiert (informierendes System). Das Vorhaben untersucht damit einen regelungstechnischen Ansatz zur energiebezogenen Mensch-Maschine-Kopplung, zu dem bisher kaum Forschungsarbeiten vorliegen. [Projektphase-1] verfolgt 3 Forschungsziele: (1) Die Entwicklung und Kalibrierung einer integrierten Fahrenergiesimulation, (2) die Entwicklung der theoretisch-methodischen Grundlagen und (3) die Analyse, Synthese und Erprobung energierelevanter Fahrszenarien. [Projektphase-2] untersucht auf dieser Basis 3 strukturelle Ansätze zur Mensch-Maschine-Kopplung über Energieanzeigen durch (1) sensomotorisch orientierte, (2) wirkungsgradorientierte und (3) regelbasierte Repräsentationen des Optimalverhaltens. Die Leithypothese des Projekts ist, dass sich mit diesen optimierungsbasierten Repräsentationen von Energieeffizienz Vorteile im Hinblick auf die Energieeffizienz und das Nutzendenerleben in der Handlungsregulation gegenüber der konventionellen Repräsentation von Energieeffizienz nach der Energie/Distanz-Metrik erzielen lassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen