In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt wie gemessene Daten genutzt werden können, um die mit einem thermischen online-Modell geschätzten Temperaturen zu verbessern. Die Methode zeichnet sich insbesondere durch eine physikalisch interpretierbare Vorgabe von zwei Parametern aus, mit denen bestimmt werden kann, wo und wie stark die Daten zur Anpassung verwendet werden. Das Verfahren wird mit verschiedenen Einstellungen anhand von Versuchen getestet und bewertet. / A new technique to improve temperature estimation in electrical machines is proposed in this paper. An easily adjustable observer use local temperature data. In particular, the method is characterized by a physically interpretable specification of two parameters, which can be used to determine where and how much the data is used for adaptation. The procedure is tested and evaluated with different settings based on experiments carried out.

Der vorliegende Usability-Bericht entstand im Rahmen eines Multimedia-Tutoriums, das dazu vorgesehen ist, praktisch umzusetzen, was in anderen Seminaren über Multimediapsychologie, Diagnostik der Mensch-Maschine-Interaktion, Softwaregestaltung und –evaluation sowie Screendesign theoretisch vermittelt wurde. Der Wettbewerb zur Evaluation der Webseite des Fachbereichs Mensch-Computer-Interaktion (FB MCI) der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI) bot uns durch die Aufgabenstellung eine geeignete Möglichkeit, übergreifendes theoretisches und psychologisch fundiertes Wissen an einem realen Beispiel anzuwenden und somit in die Praxis umzusetzen. Unser Team, bestehend aus sieben angehenden Usability-Experten, hat die Webseite des MCI ausführlich inspiziert und mit ausgewählten Methoden systematisch evaluiert. Dazu wurden in einem Auswahlprozess zwei geeignete Methoden gewählt. Unser Vorgehen ist in einem Projektplan festgehalten. Die Ergebnisse der Evaluation, deren Erhebung und die verwendeten Methoden sind in diesem Bericht ausführlich protokolliert.:1. Einleitung 2. Erläuterung angewendeter Methoden 2.1. Heuristische Evaluation 2.2. Card Sorting 3. Projektplan 4. Wichtigste Erkenntnisse und Empfehlungen – Zusammenfassung 5. Heuristische Evaluation 5.1. Auswahl und Spezifikation der Heuristiken 5.2. Darstellung des Vorgehens 5.3. Erläuterung zu den Tabellen 5.4. Erläuterung zu Schweregrad und Behebbarkeit 5.5. Ergebnisse heuristische Betrachtung: Übersicht 5.5.1. Heuristische Betrachtung: Gesamte Homepage 5.5.2. Heuristische Betrachtung: Startseite 5.5.3. Heuristische Betrachtung: Hauptnavigation 5.5.4. Heuristische Betrachtung: Fachgruppen 5.5.5. Heuristische Betrachtung: Arbeitskreise 5.6. Visualisierung ausgewählter Verbesserungsvorschläge 6. Card Sorting 6.1. Psychologische Fundierung 6.2. Darstellung des Vorgehens 6.3. Auswertung 6.3.1. Ergebnisse Hauptmenü (Gruppe A) 6.3.2. Ergebnisse Fachgruppen und Arbeitskreise (Gruppe B) 7. Design-Vorschläge 8. Evaluation der Barrierefreiheit nach BITV 9. Schlusswort 10. Literaturverzeichnis Anhang A) Heuristiken B) Auswertung Card Sorting Gruppe A C) Auswertung Card Sorting Aufgabe A D) Auswertung Fachgruppen und Arbeitskreise (Gruppe B)

Im Bereich der Umformtechnik leisten Simulationsmodelle in allen Phasen der Lebenszyklen von Werkzeug und Maschine Unterstützung beispielsweise bei der Auslegung von Bauteilen und Baugruppen, der Bewertung des Maschinenverhaltens oder von Prozessergebnissen oder auch zur Bestimmung von Prozess- und Antriebsparametern. Dennoch kommen heute bei der Simulation des Umformprozesses Methoden zur Berücksichtigung des ganzheitlichen Systemverhaltens nur unzureichend zur Anwendung, wodurch die Auswirkungen der Interaktion zwischen Prozess und Maschine bei der Optimierung von Systemen, Komponenten und Stellgrößen noch immer weitgehend vernachlässigt werden. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Erweiterung der Methoden der Systemsimulation, um fehlerhaften Vorhersagen bei der Auslegung, Entwicklung und dem Betrieb von Maschinen und Werkzeugen der Blechumformung entgegenzuwirken. Am Beispiel einer hydraulischen Presse werden Möglichkeiten zur prozessbezogenen energetischen Optimierung von Antriebssystemen durch die Integration von messdatenbasierten Verlustmodellen im Maschinenmodell und zur Bestimmung von Ziehkissenkraftsollwerten anhand einer gekoppelten Simulation von Maschine und Prozess entwickelt.:I Inhaltsverzeichnis I II Formelzeichen und Abkürzungen IV II.1 Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV II.2 Griechische Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V II.3 Abkürzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V 1 Einleitung 1 2 Stand der Technik 3 2.1 Herstellung von Blechumformteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1.1 Methodenplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.1.2 Lebenszyklus von Umformwerkzeugen . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Pressmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2.1 Produktprozess Tiefziehpresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.2 Typen und Bauformen von Einzelpressen . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.3 Systeme zur Bereitstellung der Niederhalterkraft . . . . . . . . . . 9 2.3 Tiefziehpressen mit hydraulischen Antrieben . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.3.1 Stößelantrieb durch Verdrängersteuerung . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3.2 Hydraulische Ziehkissenantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.4 Pressenkenngrößen und Genauigkeitsverhalten in Pressensystemen . . . 14 2.4.1 Genauigkeitskenngrößen der Tiefziehpresse . . . . . . . . . . . . 15 2.4.2 Genauigkeit hydraulischer Zieheinrichtungen in einfachwirkenden Pressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.5 Energetische Analyse und Optimierung von Pressmaschinen . . . . . . . 17 2.6 Wechselwirkungen zwischen Maschine, Werkzeug und Prozess . . . . . . 18 2.7 Wirtschaftlichkeit beim Tiefziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.8 Simulationsmethoden im Umfeld der Blechumformung . . . . . . . . . . . 22 2.9 Das virtuelle Werkstück . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.10 Das virtuelle Werkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.10.1 Prozessmodell mit der Methode der finiten Elemente . . . . . . . . 25 2.10.2 Elastische Randbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.10.3 Elastische Modellerweiterungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.11 Die virtuelle Presse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.11.1 FE-Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.11.2 Mehrkörpersimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.11.3 Mixed-Model-Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.12 Der virtuelle Umformprozess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.12.1 Kopplungskonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.12.2 Black-Box-Ersatzsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.12.3 Dynamische Modell-Reduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.12.4 Model-Code-Migration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.12.5 Gekoppelte Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.13 Zusammenfassung und Defizite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3 Zielstellung und Vorgehensweise 42 4 Einordnung der Simulationsmethoden in den Produktprozess hydraulischer Pressen 44 5 Versuchsumgebung 48 5.1 Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.1.1 Tiefziehpresse Röcher RZP250 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.1.2 Servomechanische Spindelpresse Dunkes ES 4 - 160/120 . . . . . 49 5.2 Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.3 Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.3.1 Messsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.3.2 Messgrößen im Versuchswerkzeug Rechteckwanne . . . . . . . . 51 5.3.3 Messgrößen an der Demonstratormaschine . . . . . . . . . . . . . 51 5.3.4 Messgrößen zur Bewertung simulierter und realer Bauteile . . . . . 52 5.4 Simulations- und Entwicklungsumgebungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 6 Energetische Bewertung und Optimierung hydraulischer Pressenantriebe 55 6.1 Verdrängersteuerung als Haupt- und Ziehkissenantrieb in Pressen . . . . 55 6.2 Verluste in Verdrängersteuerungseinheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.2.1 Bewertungsgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.2.2 Messkonzept am Stößelantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.2.3 Messergebnisse der MPE des Stößelantriebs . . . . . . . . . . . . 60 6.2.4 Messmethode und -aufbau an den Ziehkissenantrieben . . . . . . 62 6.2.5 Messergebnisse am Ziehkissenantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.3 Beschreibung von Messdaten für die Integration in MMS Modellen . . . . . 64 6.3.1 mehrdimensionale Kennfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.3.2 Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6.3.3 Two-Line Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 6.3.4 Vergleich und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 6.4 Wirkungsgradoptimierte Steuerung hydraulischer Verdrängerantriebe . . . 69 6.5 Integration von Verlustmodellen in die virtuelle Presse . . . . . . . . . . . 70 6.5.1 Verlustmodelle des Stößelantriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6.5.2 Verlustmodell des Ziehkissenantriebes . . . . . . . . . . . . . . . . 75 6.5.3 Verlustbehaftetes Modell des Stößelantriebes . . . . . . . . . . . . 75 6.5.4 Einachsiges Modell der Maschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6.5.5 Abbildungsgenauigkeit des Maschinenmodells . . . . . . . . . . . 78 6.6 Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6.6.1 Auswirkung der Antriebssteuerung auf den Energieverbrauch von MPE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6.6.2 Bewertung des Energieverbrauchs von Produktionszyklen . . . . . 82 6.7 Methode zur Auslegung und Bewertung von Verdrängersteuerungsantrieben in Pressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 7 Bestimmung von Sollkräften hydraulischer Mehrpunktzieheinrichtungen 89 7.1 Regelgenauigkeit hydraulischer Ziehkissen . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 7.2 Prozessbeeinflussende Maschineneigenschaften . . . . . . . . . . . . . . 91 7.2.1 Elastisches Verhalten der Demonstratormaschinen bei statischer Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 7.2.2 Regelgenauigkeit der Ziehkissenantriebe mit Ventilsteuerung . . . 94 7.3 Methoden zur Realisierung des virtuellen Umformprozesses . . . . . . . . 96 7.3.1 Kopplungstechnologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 7.3.2 Kopplungstopologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 7.4 Untersuchung von Methoden Umsetzung des virtuellen Umformprozesses 98 7.4.1 Eingesetzte Modelle für die Methodenuntersuchung . . . . . . . . 99 7.4.2 Umsetzung der gekoppelten Simulation . . . . . . . . . . . . . . . 101 7.4.3 Umsetzung der Modell-Code-Migration . . . . . . . . . . . . . . . 105 7.4.4 Stabilität der gekoppelten Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 7.4.5 Abbildungsgenauigkeit der Model-Code-Migration . . . . . . . . . . 110 7.4.6 Vergleich und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 7.5 Modellbildung für die gekoppelte Simulation räumlicher Modelle . . . . . . 113 7.5.1 Kippelastisches FE-Modell des Tiefziehprozesses . . . . . . . . . 113 7.5.2 Modell der Maschine mit räumlicher Abbildung des Ziehkissens . . 114 7.5.3 Gesamtsystemmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 7.5.4 Abbildungsgenauigkeit des Gesamtsystemmodells . . . . . . . . . 116 7.6 Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 7.6.1 Auswirkungen von Reglereinstellungen auf das Bauteil . . . . . . . 118 7.6.2 Bauteiloptimierung durch differenzierte Zylinderkräfte an Mehrpunktziehkissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 7.7 Bestimmung von Sollwerten für hydraulische Mehrpunktziehkissen bei hohen Geschwindigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 8 Zusammenfassung und Ausblick 126 III Literatur 128 IV Anhang 139 IV.1 Messgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 IV.2 Polynome und Parameter der Regressionsmodelle des Stößelantriebes . . 140 IV.2.1 Wirkungsgradmodell des Asynchronmotors . . . . . . . . . . . . . 140 IV.2.2 Wirkungsgradmodelle der MPE und der Pumpe . . . . . . . . . . . 140 IV.3 Nutzerdefiniertes Materialmodell Servo-Spindel-Antriebe . . . . . . . . . . 141 IV.3.1 servomechanische Spindelpresse: Modellgleichungen Stößelachse mit Lageregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 IV.3.2 servomechanische Spindelpresse: Modellgleichungen Ziehkissenachse mit Kraftregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

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Bei der Interaktion zwischen Mensch und Maschine werden Informationen vorrangig über die haptischen, optischen und akustischen Kanäle ausgetauscht. In diesem Beitrag steht die bislang kaum untersuchte Forschungsfrage im Fokus, ob und, wenn ja, wie haptische und optische Einschätzungen von Probanden differieren. In dem Beitrag wird eine Laborstudie zur grundlagenorientierten Untersuchung von Oberflächen vorgestellt. Dabei werden Materialien des Interieurs und Exterieurs von Automobilen untersucht. Es zeigt sich, dass in bestimmten Bewertungsdimensionen ein Unterschied zwischen den Modalitäten besteht.

Today highly complex components are manufactured on NC-controlled machine tools. The NC programs, controlling these machines, are usually automatically generated by CAM software. This automatic processing is often erroneous. The VR-based realistic machine simulation, presented in this paper, extends the usual content of a machine simulation, like material removal and collision detection, by various new aspects. The coupling of a real NC unit allows the recognition and elimination of all process- as well as controller-caused errors. The integration of the multi-body simulation enables the consideration of inertia, machine rigidity and milling cutter deflection.

This technical report presents the data and some results of the experimental research in the field of Human-Computer Interaction (Kansei Engineering), undertaken jointly by Technische Universität Chemnitz (Germany) and Novosibirsk State Technical University (Russia) in Feb- March 2016. In the experiment, 82 Master and Bachelor students of both universities evaluated 21 website of selected German and Russian universities per 10 emotional and 5 quality scales.

Interpreting the subtleness and complexity of vulnerable road user (VRU) behaviour is still a significant challenge for automated vehicles (AVs). Solutions for facilitating safe and acceptable interactions in future automated traffic include equipping AVs and VRUs with human-machine interfaces (HMl.s), such as awareness and notification systems, and connecting road users to a network of A Vs and infrastructure. The research on these solutions, however, primarily focuses on pedestrians. There is no overview ofthe type of systems or solutions supporting cyclists in future automated traffic. The objective ofthe present study is to synthesise current literature and provide an overview ofthe state-ofthe-art support systems available to cyclists. The aim is to identify, classify, and count the types of communicative technologies, systems, and devices capable of supporting the safety of cyclists in automated traffic. The overall goal is to understand A V-cyclist interaction better, pinpoint knowledge gaps in current literature, and develop strategies for optimising safe and pleasant cycling in future traffic environments with AVs.

Der Mensch erfasst die Umwelt mithilfe seiner Sinnessysteme. Licht macht die physikalische Welt sichtbar und liefert dem visuellen System dadurch wichtige Informationen über unsere Umgebung. Im Straßenverkehr wird die visuelle Wahrnehmung durch die Fahrzeugbeleuchtung unterstützt. Dabei erfüllen Heckleuchten zwei zentrale Funktionen: Zum einen wird die Sichtbarkeit des Fahrzeugs bei Dunkelheit und schlechter Sicht für andere Verkehrsteilnehmer erhöht. Das Schlusslicht übermittelt Informationen über die Anwesenheit eines Fahrzeugs, über den Fahrzeugtyp und über die Fahrzeugbreite. Diese Informationen sind notwendig, um während der Fahrt einen angemessenen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einschätzen und einhalten zu können. Die zweite zentrale Funktion von Heckleuchten ist die Kommunikation und Interaktion mit dem rückwärtigen Verkehr. Mithilfe von Lichtsignalen der Bremsleuchte und des Fahrtrichtungsanzeigers wird die Aufmerksamkeit auf das vorausfahrende Fahrzeug gelenkt und es werden gezielt Informationen an andere Verkehrsteilnehmer übertragen. So werden Verzögerungen in Längsrichtung, Fahrtrichtungsänderungen und der Hinweis auf eine mögliche Gefahrenquelle durch die Heckleuchte kommuniziert. Für alle Lichtfunktionen gilt, dass die ausgesendeten Signale in jeder Situation gut wahrnehmbar und intuitiv verständlich sein müssen. In dieser Arbeit wurde der mögliche Einfluss verschiedener Heckleuchtenattribute auf den Straßenverkehr untersucht. Eine Unfallanalyse ergab, dass der Großteil der Auffahrunfälle durch ein angemessenes Geschwindigkeits- und Abstandsverhalten sowie eine adäquate Aufmerksamkeitsverteilung vermieden werden könnte. Adaptive Schlusslichtfunktionen weisen das Potenzial auf, bei schlechter Sicht die Erkennbarkeit des Fahrzeugs zu erhöhen, ohne dabei den Hinterherfahrenden zu blenden. In der Literatur finden sich Hinweise darauf, dass die Anbauhöhe und Position von Heckleuchten sowie die Helligkeit des Schlusslichts die Entfernungsschätzung zwischen zwei Fahrzeugen beeinflussen können. Im Rahmen von verkehrspsychologischen Untersuchungen wurde der Einfluss einer adaptiven Helligkeitssteuerung im Schlusslicht auf die Wahrnehmung untersucht. Es zeigte sich, dass eine kontinuierliche Helligkeitsanpassung des Schlusslichts an den Abstand zum Hinterherfahrenden die Entfernungsschätzung nicht beeinflusste. Um die Bedeutung der Gestaltungsform einer Heckleuchte für die Güte der Entfernungsschätzung beurteilen zu können, wurden zwei psychophysikalische Experimente durchgeführt. Diese Experimente zeigten, dass der Abstand zwischen zwei Elementen durch das Hinzufügen einer Verbindungslinie minimal verändert wahrgenommen wurde. Auf Heckleuchten übertragen könnte man daher von einer leichten Überschätzung der Breite des Fahrzeughecks bei verbundenen Schlussleuchten ausgehen. Dies könnte das Abstandsverhalten eines Hinterherfahrenden tendenziell positiv beeinflussen, indem der Fahrer durch diese Wahrnehmungstäuschung den Abstand zum Fahrzeug minimal unterschätzen würde. Da Licht und Bewegung durch ihre Salienz ein großes Potenzial zur Aufmerksamkeitslenkung aufweisen, beschäftigte sich eine weitere Versuchsreihe mit der Wirkung dynamischer Lichtfunktionen. Die Reaktionszeiten auf die Deaktivierung eines Bremslichts konnten durch eine Dynamik im Bremslicht nicht weiter verbessert werden. Die Untersuchung von Dynamiken im Schlusslicht zeigte jedoch, dass in Abhängigkeit bestimmter Umgebungsbedingungen, der Bewegungsart und -geschwindigkeit unterschiedliche Reaktionen hervorgerufen werden können. Durch die Entwicklung salienter und intuitiv verständlicher Lichtfunktionen könnten somit die Kommunikationsmöglichkeiten im Straßenverkehr erweitert und differenziert werden. Die gezielte Steuerung der Aufmerksamkeit durch Heckleuchtenfunktionen in kritischen Situationen kann zur Erhöhung der Verkehrssicherheit führen. Ziel der automobilen Lichtentwicklung ist eine innovative, allgemein akzeptierte und sicherheitsfördernde Heckleuchtengestaltung. Die Arbeit zeigte im Rahmen einer Unfallanalyse und verschiedenen wahrnehmungspsychologischen Experimenten die sicherheitsrelevanten Anforderungen an Heckleuchten auf. Dabei weisen verschiedene Heckleuchtenattribute und -funktionen das Potenzial auf, positiven Einfluss auf die Verkehrssicherheit nehmen zu können. / Humans perceive the world through their senses. Light makes the world visible and provides the visual system with important information about our environment. On the road, visual perception is supported by automotive lighting. Tail lights have two main functions: firstly, they improve the visibility of the vehicle for other road users at night time and in bad weather conditions. The tail light gives information about the presence of a car and the type and width of the vehicle. This information is necessary to assess and keep the appropriate distance to a vehicle in front. The second important function of tail lights is the communication and interaction with the following traffic. The lighting signals of the brake light and the turn signal draw attention to the car in front and specific information can be transmitted to other road users. In this manner, the tail light communicates decelerations in the longitudinal direction, changes in the driving direction and the indication of a possible source of danger. It is essential for every lighting signal that it is detectable in all situations and that it is highly intuitive at any time. This doctoral thesis studied the potential influence of distinct attributes of tail lights on the road traffic. Accident analysis showed that the majority of rear end crashes could be prevented by an appropriate speed and distance behavior as well as an adequate allocation of attention. Adaptive rear lighting shows potential to improve the perceptibility of the vehicle in poor visibility conditions without excessive glare for the following driver. Evidence from literature shows that the distance estimation between two vehicles could be influenced by the mounting height and the position of tail lights as well as by the brightness of the rear position lamp. Psychological experiments showed the influence of adaptive brightness control in the rear position lamp on the human perception. There was no effect on the distance perception by continuous adjustment of the brightness of the rear position lamp to the distance of the following vehicle. To evaluate the importance of the design of a tail light, two psychophysical experiments were conducted. These experiments showed a minimal influence on the perceived distance between two elements by adding a connection line. Transferred to tail lights, this effect implies a small overestimation of the width of the vehicle rear with connected rear position lamps. This could have a small positive effect on the distance behavior of the following driver due to the sensory illusion of slightly underestimating the distance. Because of the high potential for attention control by light and movement, another series of experiments was conducted, to assess the effect of dynamic light functions. Reaction times were not further improved through the use of dynamic functions in the brake light deactivation. However, the use of dynamics in the rear position lamp produced different responses as a function of distinct environment variables, the type of movement and the speed of animation. The development of salient and intuitive understandable light functions points out various communication possibilities for use within road traffic. Capturing the attention of other road users in critical situations through tail light functions could lead to an improvement in road safety. The aim of automotive lighting development is an innovative, universally accepted and safety enhancing tail light design. The dissertation demonstrated the safety requirements for tail lights through accident analysis and different perception experiments. Different attributes and functions of the tail light show the potential to have a positive influence on road safety.

Der Mensch erfasst die Umwelt mithilfe seiner Sinnessysteme. Licht macht die physikalische Welt sichtbar und liefert dem visuellen System dadurch wichtige Informationen über unsere Umgebung. Im Straßenverkehr wird die visuelle Wahrnehmung durch die Fahrzeugbeleuchtung unterstützt. Dabei erfüllen Heckleuchten zwei zentrale Funktionen: Zum einen wird die Sichtbarkeit des Fahrzeugs bei Dunkelheit und schlechter Sicht für andere Verkehrsteilnehmer erhöht. Das Schlusslicht übermittelt Informationen über die Anwesenheit eines Fahrzeugs, über den Fahrzeugtyp und über die Fahrzeugbreite. Diese Informationen sind notwendig, um während der Fahrt einen angemessenen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einschätzen und einhalten zu können. Die zweite zentrale Funktion von Heckleuchten ist die Kommunikation und Interaktion mit dem rückwärtigen Verkehr. Mithilfe von Lichtsignalen der Bremsleuchte und des Fahrtrichtungsanzeigers wird die Aufmerksamkeit auf das vorausfahrende Fahrzeug gelenkt und es werden gezielt Informationen an andere Verkehrsteilnehmer übertragen. So werden Verzögerungen in Längsrichtung, Fahrtrichtungsänderungen und der Hinweis auf eine mögliche Gefahrenquelle durch die Heckleuchte kommuniziert. Für alle Lichtfunktionen gilt, dass die ausgesendeten Signale in jeder Situation gut wahrnehmbar und intuitiv verständlich sein müssen. In dieser Arbeit wurde der mögliche Einfluss verschiedener Heckleuchtenattribute auf den Straßenverkehr untersucht. Eine Unfallanalyse ergab, dass der Großteil der Auffahrunfälle durch ein angemessenes Geschwindigkeits- und Abstandsverhalten sowie eine adäquate Aufmerksamkeitsverteilung vermieden werden könnte. Adaptive Schlusslichtfunktionen weisen das Potenzial auf, bei schlechter Sicht die Erkennbarkeit des Fahrzeugs zu erhöhen, ohne dabei den Hinterherfahrenden zu blenden. In der Literatur finden sich Hinweise darauf, dass die Anbauhöhe und Position von Heckleuchten sowie die Helligkeit des Schlusslichts die Entfernungsschätzung zwischen zwei Fahrzeugen beeinflussen können. Im Rahmen von verkehrspsychologischen Untersuchungen wurde der Einfluss einer adaptiven Helligkeitssteuerung im Schlusslicht auf die Wahrnehmung untersucht. Es zeigte sich, dass eine kontinuierliche Helligkeitsanpassung des Schlusslichts an den Abstand zum Hinterherfahrenden die Entfernungsschätzung nicht beeinflusste. Um die Bedeutung der Gestaltungsform einer Heckleuchte für die Güte der Entfernungsschätzung beurteilen zu können, wurden zwei psychophysikalische Experimente durchgeführt. Diese Experimente zeigten, dass der Abstand zwischen zwei Elementen durch das Hinzufügen einer Verbindungslinie minimal verändert wahrgenommen wurde. Auf Heckleuchten übertragen könnte man daher von einer leichten Überschätzung der Breite des Fahrzeughecks bei verbundenen Schlussleuchten ausgehen. Dies könnte das Abstandsverhalten eines Hinterherfahrenden tendenziell positiv beeinflussen, indem der Fahrer durch diese Wahrnehmungstäuschung den Abstand zum Fahrzeug minimal unterschätzen würde. Da Licht und Bewegung durch ihre Salienz ein großes Potenzial zur Aufmerksamkeitslenkung aufweisen, beschäftigte sich eine weitere Versuchsreihe mit der Wirkung dynamischer Lichtfunktionen. Die Reaktionszeiten auf die Deaktivierung eines Bremslichts konnten durch eine Dynamik im Bremslicht nicht weiter verbessert werden. Die Untersuchung von Dynamiken im Schlusslicht zeigte jedoch, dass in Abhängigkeit bestimmter Umgebungsbedingungen, der Bewegungsart und -geschwindigkeit unterschiedliche Reaktionen hervorgerufen werden können. Durch die Entwicklung salienter und intuitiv verständlicher Lichtfunktionen könnten somit die Kommunikationsmöglichkeiten im Straßenverkehr erweitert und differenziert werden. Die gezielte Steuerung der Aufmerksamkeit durch Heckleuchtenfunktionen in kritischen Situationen kann zur Erhöhung der Verkehrssicherheit führen. Ziel der automobilen Lichtentwicklung ist eine innovative, allgemein akzeptierte und sicherheitsfördernde Heckleuchtengestaltung. Die Arbeit zeigte im Rahmen einer Unfallanalyse und verschiedenen wahrnehmungspsychologischen Experimenten die sicherheitsrelevanten Anforderungen an Heckleuchten auf. Dabei weisen verschiedene Heckleuchtenattribute und -funktionen das Potenzial auf, positiven Einfluss auf die Verkehrssicherheit nehmen zu können. / Humans perceive the world through their senses. Light makes the world visible and provides the visual system with important information about our environment. On the road, visual perception is supported by automotive lighting. Tail lights have two main functions: firstly, they improve the visibility of the vehicle for other road users at night time and in bad weather conditions. The tail light gives information about the presence of a car and the type and width of the vehicle. This information is necessary to assess and keep the appropriate distance to a vehicle in front. The second important function of tail lights is the communication and interaction with the following traffic. The lighting signals of the brake light and the turn signal draw attention to the car in front and specific information can be transmitted to other road users. In this manner, the tail light communicates decelerations in the longitudinal direction, changes in the driving direction and the indication of a possible source of danger. It is essential for every lighting signal that it is detectable in all situations and that it is highly intuitive at any time. This doctoral thesis studied the potential influence of distinct attributes of tail lights on the road traffic. Accident analysis showed that the majority of rear end crashes could be prevented by an appropriate speed and distance behavior as well as an adequate allocation of attention. Adaptive rear lighting shows potential to improve the perceptibility of the vehicle in poor visibility conditions without excessive glare for the following driver. Evidence from literature shows that the distance estimation between two vehicles could be influenced by the mounting height and the position of tail lights as well as by the brightness of the rear position lamp. Psychological experiments showed the influence of adaptive brightness control in the rear position lamp on the human perception. There was no effect on the distance perception by continuous adjustment of the brightness of the rear position lamp to the distance of the following vehicle. To evaluate the importance of the design of a tail light, two psychophysical experiments were conducted. These experiments showed a minimal influence on the perceived distance between two elements by adding a connection line. Transferred to tail lights, this effect implies a small overestimation of the width of the vehicle rear with connected rear position lamps. This could have a small positive effect on the distance behavior of the following driver due to the sensory illusion of slightly underestimating the distance. Because of the high potential for attention control by light and movement, another series of experiments was conducted, to assess the effect of dynamic light functions. Reaction times were not further improved through the use of dynamic functions in the brake light deactivation. However, the use of dynamics in the rear position lamp produced different responses as a function of distinct environment variables, the type of movement and the speed of animation. The development of salient and intuitive understandable light functions points out various communication possibilities for use within road traffic. Capturing the attention of other road users in critical situations through tail light functions could lead to an improvement in road safety. The aim of automotive lighting development is an innovative, universally accepted and safety enhancing tail light design. The dissertation demonstrated the safety requirements for tail lights through accident analysis and different perception experiments. Different attributes and functions of the tail light show the potential to have a positive influence on road safety.