Innenraum-Package-Konzeptionswerkzeug für hochautomatisierte Pkw

Bonerz, Claus Bertram Heinrich; Oehlschlaeger, Horst; Urban, Peter

doi:HT031382371

Innenraum-Package-Konzeptionswerkzeug für hochautomatisierte Pkw = Interior-package-design-tool for highly automated passenger vehicles

Bonerz, Claus Bertram Heinrich^RWTH*

2025 & 2026

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Claus Bertram Heinrich Bonerz

ImpressumAachen : ika 2025

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

ReiheSchriftenreihe Automobiltechnik

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2025

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2026

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Urban, Peter (Thesis advisor)^RWTH* ; Oehlschlaeger, Horst (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2025-12-11

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-10997
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1024132/files/1024132.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl und Institut für Kraftfahrzeuge (ika) (414110)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Mit der UNECE-Regelung zum automatisierten Fahren nach SAE-Level 3 wandelt sich der Fahrzeugmarkt durch die Markteinführung bedingt automatisiert fahrender Fahrzeugen wie der Mercedes-Benz S-Klasse W223 oder dem EQS V297. Auf nationaler Ebene zeigt sich dieser Wandel im Beschluss des deutschen Bundesrats zur Autonome-Fahrzeuge-Genehmigungs-und-Betriebsverordnung, welche den Rahmen für hochautomatisierte Fahrzeuge (HAF) nach SAE-Level 4 schafft. Der automobile Produktentstehungsprozess (PEP) ist ein hochkomplexer, stark vernetzter Vorgang mit starken Interdependenzen. Durch die stetig steigende Anforderungszahl haben sich rechnergestützte Konzeptionstools als Maßnahme zur Komplexitätsbeherrschung in der frühen Konzeptphase bewährt. Durch die Unterstützung der Maß- und Packagekonzeption erhöhen sie die Datendurchgängigkeit, senken das Risiko von Entwicklungssackgassen und steigern so die Effizienz des Entwicklungsprozesses. Dieses Vorgehen wird als Frontloading bezeichnet. Die Tools sind ein Bestandteil dieses Vorgehens. HAF rücken den Nutzer weiter in den Entwicklungsfokus, da der Fahrer sich erstmals völlig fahrfremden Tätigkeiten (FFT) zuwenden kann. Dadurch gewinnt das Interieur als kaufentscheidendes Kriterium an Bedeutung, da es neben der Fahraufgabe noch stärker auch die Nutzerbedürfnisse im Rahmen neuer FFT bedienen muss. Als Konsequenz steigt die Anforderungszahl und deren Interdependenzen weiter an, was die Komplexität des PEP steigert. Es bedarf komplexitätsreduzierender Maßnahmen für die Interieurkonzeption HAF. Als Forschungsbeitrag wurde eine modulare Methode zur parametrischen, teilautomatisierten, nutzerzentrierten Interieurkonzeption für HAF gemäß SAE-Level 4 entwickelt und in Form eines rechnergestützten Werkzeug umgesetzt. Die Nutzerzentrierung fußt auf der Berücksichtigung geometrisch-funktionaler Nutzerbedürfnisse auf Basis relevanter FFT sowie daraus hergeleiteten Betrachtung geometrisch-ergonomischer Nutzerbedürfnisse. Diese wurden in drei Studien ermittelt. Das Werkzeug nutzt eine parametrische Modellbildung des Fahrzeuginterieurs zur Erstellung eines konsistenten Interieur-Maßkonzepts, auf dessen Basis die Erzeugung FFTspezifischer Interieur-Packages als parametrisches CAD-Modell möglich ist. Nachfolgend an die Methodenentwicklung folgt ein dreigliedriger Evaluationsprozess. Jedes Glied weist eine Perspektive auf. Im ersten Glied wird aus Sicht des Methodenentwicklers die Anforderungserfüllung der Methode geprüft. Im zweiten Gliedwird aus Sicht des Fahrzeugentwicklers die Funktionsfähigkeit der Methode geprüft. Das dritte Glied betrachtet die beiden Interieurs aus der Fahrzeugnutzersicht. Hierzu wird eine Nutzerstudie durchgeführt, um die Nutzbarkeit der Konzepte für eine FFT zu untersuchen. Auf Basis der Erkenntnisse der Entwicklung und Evaluation wird die Arbeit reflektiert und ein Ausblick gegeben.

Starting with the UNECE-Regulation on automated driving regarding SAE-Level 3, the automotive market changes due to the launches of conditionally automated vehicles like the Mercedes-Benz S-Class W223 or the EQS V297. At national level this change is visible by the resolution of the german Bundesrat on the Autonome-Fahrzeuge-Genehmigungs-und -Betriebsverordnung, which regulates the approval and use of highly automated vehicles (HAV) according to SAE-Level 4.The automotive product development process (PDP) is a highly complex, highly cross-linked procedure with strong interdependencies. Due to the rising number of requirements, computer-aided design-tools have established themselves as a measure for mastering complexity in the early stages of conception. These tools support the dimensional- and package-conception and improve thereby the data consistency, hence reducing the risk of dead ends in development. With this they increase the overall efficiency of the development process. This approach is known as Frontloading. These tools are part of this approach. HAV will move users further into the focus of development, since now the driver can fully indulge in non-driving-related activities (NDRA). As a result the interior gains in importance as a purchase-deciding criterion, since it now has to accommodate the driving-task as well as NDRA. As a consequence the number of requirements and their interdependencies continues to rise, which increases the complexity of the PDP. Complexity-reducing measures therefore need to be taken for the design and conception of interiors for HAV. As a contribution to this field of research a modular method for the parametric, semiautomated and user centred interior-conception was developed for HAV according SAE-Level 4. User-centricity is based on the consideration of geometrical and functional user needs based on relevant NDRA and the resulting consideration of geometrical and ergonomical user needs. These needs were determined in three studies. The computer-aided tool uses parametric interior modelling to create a consistent interior dimensional concept. Based on the dimensional concept the tool enables the design of NDRA-specific interior packages. These packages are put out as CADmodels. Following the development of the method a three-stage evaluation process is started. Each stage has its own perspective on the method. The first stage takes the perspective of the method developer for checking the fulfilment of the requirements imposed on the method. The second stage uses the perspective of the vehicle developer for checking the functionality of the method. The third stage takes the perspective of the vehicle user looking at the exemplary interiors. A user-study will be conducted to investigate the usability for NDRA of the developed interiors. Based on the findings of the development and evaluation the work is reflected on and an outlook is given.

OpenAccess:
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