Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe F: Fahrzeugtechnik
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Um Fahrzeuge und ihren Fahrzustand erkennen zu können, benötigt ein Fußgänger sensorisch übermittelte Informationen. Über die allgemeine Rolle der auditiven Information bei Wahrnehmung und Verhalten von Fußgängern in Interaktion mit Kraftfahrzeugen bestehen jedoch bislang kaum umfassende Erkenntnisse. Dem Fahrzeugaußengeräusch wird in der Literatur eine zentrale Rolle in der Informationsgewinnung für diejenigen Fußgänger zugeschrieben, die ohne eine Möglichkeit der visuellen Wahrnehmung (Sehbehinderte/Blinde) sind. Auch für Situationen, in denen die visuelle Wahrnehmung prinzipiell möglich ist, aufgrund von Einschränkungen des Gesicht- und/oder Blickfeldes sowie der Aufmerksamkeitskapazität jedoch nicht regelmäßig erfolgen kann, bestehen diesbezügliche Einschätzungen. Der Bericht "Wahrnehmung und Bewertung von Fahrzeugaußengeräuschen durch Fußgänger in verschiedenen Verkehrssituationen und unterschiedlichen Betriebszuständen" gliedert sich in zwei Teile. Der erste Berichtsteil "Auditive Wahrnehmung" liefert einen Beitrag zur Erklärung des Zusammenhangs zwischen Fahrzeugaußengeräuschen und deren Wahrnehmbarkeit in Hinblick auf eine mögliche Gefährdung von Fußgängern (Seheingeschränkte/Normalsehende) für drei ausgewählte Verkehrssituationen (herannahendes, anfahrendes und anhaltendes Fahrzeug). Außerdem wird in diesem Abschnitt geklärt, welche grundsätzlichen Eigenschaften ein synthetisches Fahrzeuggeräusch besitzen muss, um den Fahrzeugzustand "Bremsen" und "Beschleunigen" interpretieren zu können. Der zweite Berichtsteil untersucht die bimodale (auditiv-visuelle) Wahrnehmung von Fußgängern (Seheingeschränkte/Normalsehende) beim anfahrenden (Parkplatzsituation) und anhaltenden (Fußgängerüberwegssituation) Fahrzeug. Die Hörbarkeit zeigt in visuell dominanten Situationen auch bei normalsehenden Personen signifikante Effekte auf die Wahrnehmung und Bewertung von Fahrzeugaußengeräuschen. Hieraus erwächst die abschließende Anregung einer stärkeren Untersuchung und Berücksichtigung der Wahrnehmung von akustischen Fahrzeugs- und Situationsmerkmalen, auch bezüglich nichtblinder Personen, bei praktischen, verkehrssicherheitsorientierten Betrachtungen.
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Aktive Systeme der passiven Fahrzeugsicherheit zum Fußgängerschutz, sogenannte crash-aktive Fußgängerschutzsysteme, werden seit 2005 zur Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen (siehe Verordnung (EG) Nr. 78/2009 und 631/2009) in Serienfahrzeugen eingesetzt. Diese crash-aktiven Fußgängerschutzsysteme stellen im Gegensatz zu den rein passiven Systemen nur eine instationäre Lösung dar. Da die innerhalb der gesetzlichen Anforderungen definierten Testverfahren zur Bewertung stationärer Systeme entwickelt wurden, können derzeit mögliche Risiken instationärer Systeme nicht berücksichtigt werden. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes soll ein Bewertungsverfahren für diese crash-aktiven Fußgängerschutzsysteme entwickelt werden, welches das reale Potential dieser Systeme möglichst gut wiedergibt. Basis hierfür soll eine umfangreiche Untersuchung zusätzlicher Risiken bilden. Die hier untersuchten instationären Schutzmaßnahmen werden nur im Falle eines Fahrzeuganpralls gegen Fußgänger aktiviert, der daher zuverlässig erkannt werden muss. Für die hierfür eingesetzten, kontaktbasierten Sensorsysteme stellen Fußgänger mit geringen Lasteinträgen in die Fahrzeugfront eine große Herausforderung dar. Die Lasteinträge hängen von zahlreichen Faktoren, wie bspw. der Höhe der entsprechenden Krafteinleitungspfade sowie der Größe und dem Gewichts des Fußgängers, ab. Mit Hilfe von umfangreichen Anprallversuchen und -simulationen wird gezeigt, dass die bisher eingesetzten Prüfkörper nur zum Teil für die Erfüllung dieser Anforderungen geeignet sind. Für ein geeignetes Prüfverfahren müssen daher neue Prüfkörper entwickelt werden. Durch die Aktivierung der Schutzmaßnahme soll bei den crash-aktiven Systemen vor allem das Verletzungsrisiko beim Kopfanprall verringert werden. Hierfür wird häufig die hintere Motorhaubenkante angehoben, um zusätzlichen Deformationsfreiraum zur Verfügung zu stellen. Die Haubenanhebung kann jedoch auch in zusätzlichen Verletzungsrisiken resultieren, bspw. durch die exponierte hintere Haubenkante oder die Verringerung des Deformationsfreiraums in Folge des Oberkörperanpralls. Ein Ersatzprüfverfahren zur Bewertung der Haubendeformation mit Hilfe des Hüftimpaktors wird vorgestellt. Ein hybrides Testverfahren bestehend aus Simulation und Versuch eignet sich für eine objektive Bewertung dieser Systeme, wobei die entsprechenden Versuchsparameter mit Hilfe der vorherigen Simulation bestimmt werden können.
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A series of drop tests and vehicle tests with the adult head impactor according to Regulation (EC) 631/2009 and drop tests with the phantom head impactor according to UN Regulation No. 43 have been carried out by the German Federal Highway Research Institute (BASt) on behalf of the German Federal Ministry of Transport, Building and Urban Development (BMVBS). Aim of the test series was to study the injury risk for vulnerable road users, especially pedestrians, in case of being impacted by a motor vehicle in a way described within the European Regulations (EC) 78/2009 and (EC) 631/2009. Furthermore, the applicability of the phantom head drop test described in UN Regulation No. 43 for plastic glazing should be investigated. In total, 30 drop tests, thereof 18 with the adult head impactor and 12 with the phantom head impactor, and 49 vehicle tests with the adult head impactor were carried out on panes of laminated safety glass (VSG), polycarbonate (PC) and laminated polycarbonate (L-PC). The influence of parameters such as the particular material properties, test point locations, fixations, ambient conditions (temperature and impact angle) was investigated in detail. In general, higher values of the Head Injury Criterion (HIC) were observed in tests on polycarbonate glazing. As the HIC is the current criterion for the assessment of head injury risk, polycarbonate glazing has to be seen as more injurious in terms of vulnerable road user protection. In addition, the significantly higher rebound of the head observed in tests with polycarbonate glazing is suspected to lead to higher neck loads and may also cause higher injury risks in secondary impacts of vulnerable road users. However, as in all tests with PC glazing no damage of the panes was observed, the risk of skin cut injuries may be expected to be reduced significantly. The performed test series give no indication for the test procedure prescribed in UN Regulation No. 43 as a methodology to approve glass windscreen not being feasible for polycarbonate glazing, as all PC panes tested fulfilled the UN R 43 requirements. The performance of the windscreen area will not be relevant for vehicle type approval according to the upcoming UN Regulation for pedestrian protection. However, it is recommended that pedestrian protection being considered for plastic windscreens to ensure at least the same level of protection as glass windscreens.
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Neben der zunehmenden Bedeutung der aktiven Sicherheit bleiben Maßnahmen der passiven Sicherheit bei der Entwicklung moderner Kraftfahrzeuge unabdingbar. Die Weiterentwicklung von Maßnahmen zum passiven Fußgängerschutz war zunächst größtenteils durch Verbraucherschutztests wie zum Beispiel Euro NCAP oder JNCAP getrieben und ist nun auch durch gesetzliche Regelungen verpflichtend geworden. Im vorangegangenen Forschungsprojekt der BASt FE 82.229/2002 Schutz von Fußgängern beim Scheibenaufprall ist die Grundlage eines modularen Prüfverfahrens für den Kopfaufprall im Bereich der Windschutzscheibe, bestehend aus einem Versuchs- und einem Simulationsteil, erarbeitet worden. Im Rahmen dieses Projektes wurde ein hybrides Testverfahren bestehend aus Versuch und Simulation ausgearbeitet, das den Bereich der Windschutzscheibe und dabei auch crashaktive Systeme wie Airbags berücksichtigt. Das Testverfahren kombiniert Komponentenversuche mit einem Simulationsteil, in dem Fahrzeug-Fußgänger-Simulationen und lmpaktorsimulationen durchgeführt werden. Zusätzliche Dummyversuche dienten zur Bewertung des Testverfahrens. Alle erarbeiteten virtuellen und realen Testmethoden wurden an einem Referenzfahrzeug (Opel Signum), welches repräsentativ für eine durchschnittliche Mittelklasselimousine steht, durchgeführt. Das Fahrzeug wurde mit einem Airbagsystem ausgerüstet und der Testprozedur mit und ohne diesem System vergleichend unterzogen. Innerhalb dieser Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass neue Testmethoden unter Ausnutzung von Simulationen und Komponententests es erlauben, realistischere Versuchsbedingungen unter Berücksichtigung von potenziellen Kopfaufprallpositionen und -zeiten zu definieren. Dabei können sehr gute Übereinstimmungen zwischen Fußgängersimulation und Dummyversuch erreicht werden. Die Randbedingungen für den Kopfaufprall und die Aufprallzeit wurden durch den Einsatz von Fußgängermodellen ermittelt. Weiterhin ermöglichen die Simulationen, zusätzliche Einflussdaten wie Vektoren mit den Kopfaufprallgeschwindigkeiten und -winkeln zu bestimmen.
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Zu den gefährlichsten Situationen im Straßenverkehr gehört der Konflikt zwischen einem Lkw und einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer UVT (Radfahrer und Fußgänger). In Deutschland ereignen sich jährlich schätzungsweise 135 Unfälle mit Personenschaden, an denen nach rechts abbiegende Lkw (>3,5 t) und UVT beteiligt sind. Die UVT geraten dabei oft unter den Lkw und werden dann von einer der Achsen überrollt. Aus der Unfallanalyse ergab sich, dass der Erstkontakt häufig (57%) im Bereich der rechten vorderen Lkw-Ecke erfolgt. Die Hälfte der UVT gerieten noch vor oder im unmittelbaren Bereich des rechten Vorderrads unter den Lkw. Baustellen- und Kommunalfahrzeuge waren mit 46% häufig an den Unfällen beteiligt. Das direkte und das indirekte Sichtfeld sind zentrale Einflussgrößen für die Situation des rechts abbiegenden Lkw. Besonders die unzureichende Sicht nach vorn und nach rechts bereitet den Lkw-Fahrern erhebliche Probleme. An der Verbesserung der Information über die Verkehrssituation für den Lkw-Fahrer wird vielfach gearbeitet. Einzelne Lösungsansätze basieren auf dem Einsatz zusätzlicher Spiegel. Andere Lösungen modifizieren die bislang übliche Spiegelzahl in Form und Anbringung. Das Versuchsprogramm umfasste neben der Nachbildung der besonders häufigen und kritischen Situationen der rechts abbiegenden Lkw mit UVT-Dummies auch statische Untersuchungen des Sichtfeldes. Neben einem Lkw mit Standardspiegeln kam dabei ein Forschungsträger mit einem durch die Frontscheibe einsehbaren Spiegelsystem zum Einsatz. Das Projekt setzte sich auch mit der Wirkung des Seitenschutzes auseinander. Die bislang als Bauvorschrift wirkende Richtlinie 89/297/EWG sollte zukünftig zu einer Wirkvorschrift unter Einbeziehung des Pkw - Anpralls geändert werden. Das im Rahmen des Projektes erstellte Sicherheitskonzept beinhaltet Maßnahmen zur Reduzierung des Gefahrenpotenzials für UVT durch rechts abbiegende Lkw. Dazu gehören unter anderem abgesenkte Unterkanten der Front- und Seitenscheiben und zusätzliche Kamera-Monitor-Systeme. Das neuartige Spiegelsystem des MIM-Fahrzeugs von DC verbessert die indirekte Sicht für den Lkw-Fahrer deutlich und reduziert damit die Unfallgefahr. Die in der Entwicklung befindlichen Abbiegeassistenten zeigen die zukünftige Richtung für elektronische Fahrerunterstützung (MAN Demonstrator) auf. Ein beim Rechtsabbiegen aktivierter akustischer Signalgeber am Lkw wäre zur Information der UVT hilfreich. Eine weitere Option besteht in der Nutzung der seitlichen Markierungsleuchten des Lkws als zusätzliche Fahrtrichtungsanzeiger beim Abbiegen. Fahrbahn-Knotenpunkte können noch sicherer gestaltet werden. An ampelgeregelten Knotenpunkten würde eine vollständige Phasentrennung des Grünlichts oder ein Phasenverzug (früheres Grünlicht für UVT) Unfälle zwischen Lkw und UVT vermeiden. Weiterhin wirken sich eine versetzte Anordnung der Haltelinien und ein Verschwenken der Radfahrwege und Gehwege weg vom Knotenmittelpunkt positiv aus. Der Gesetzgeber sollte -§ 5 (8) StVO ändern, der des Radfahrern und Mofafahrern erlaubt, stehende Kraftfahrzeuge rechts zu überholen. 10% der untersuchten Abbiegeunfälle sind in dieser Situation passiert. Aufklärungsarbeit bezüglich der Sichtprobleme am Lkw sowie über das Bewegungsverhalten beim Rechtsabbiegen ist dringend erforderlich. Es ist auch zu überlegen, ob Aktivitäten von Herstellern beziehungsweise Unternehmern anerkannt werden, die mehr tun als die gesetzlichen Vorschriften verlangen, zu einer Lockerung vorhandener Restriktionen führen können. Es gibt in innerstädtischen Bereichen für einige Fußgängerzonen vorgesehene Zeitfenster zur Anlieferung von Gütern. Solche Zeitfenster könnten für mit anerkannten zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen ausgerüstete Lkw ausgedehnt werden. Schwere Lkw aus bestimmten innerörtlichen Bereichen möglichst herauszuhalten, um UVT zu schützen, ist nicht praktikabel. Selbst wenn es gelänge, für die Belieferung mit Post und Waren akzeptable Alternativen zu bieten, bliebe nach wie vor der Baustellenverkehr und die kommunale Entsorgung. An 46% der untersuchten Unfälle waren derartige Lkw beteiligt.