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Entwicklung einer funktionalen Referenzarchitektur für Assistenzsysteme zur energetischen Optimierung des Fahrzeugbetriebs

Korzenietz, Peter :
Entwicklung einer funktionalen Referenzarchitektur für Assistenzsysteme zur energetischen Optimierung des Fahrzeugbetriebs.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2018)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Entwicklung einer funktionalen Referenzarchitektur für Assistenzsysteme zur energetischen Optimierung des Fahrzeugbetriebs
Language: German
Abstract:

Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung einer funktionalen Referenzarchitektur für Assistenzsysteme zur energetischen Optimierung des Fahrzeugbetriebs. Dabei steht die Fragestellung im Vordergrund, wie die funktionale Referenzarchitektur beschaffen sein kann, um ein breite Anwendbarkeit sowie Robustheit gegenüber Änderungen aufzuweisen. Der Anwendungsbereich der Referenzarchitektur umfasst dabei Systeme, die mittels Vorausschau die verfügbaren Freiheitsgrade im Fahrzugbetrieb so steuern, dass die Fahraufgabe kostenminimal absolviert werden kann. Der hergeleitete Architekturentwurf sieht eine grundsätzliche Systemstrukturierung in drei Ebenen vor, in die die Funktionen zur vorausschaubasierten Planung von energieeffizienten Routen, Fahrweisen und Betriebsweisen bzw. Betriebsstrategien verortet werden. Während die Missionsebene (oberste Ebene) die Optimierungsfunktionen für einen fernen Vorausschauhorizont aufnimmt, werden die Optimierungsfunktionen für die nahen und mittleren Horizonte der Verhaltensebene (unterste Ebene) zugeordnet. Die Koordination bzw. Arbitierung der Optimierungsfunktionen der untersten Ebene erfolgt mittels einer vorausschaubasierten Planung in der mittleren Koordinationsebene, kombiniert mit einer ergebnisorientierten und nachgelagerten Arbitierung der Optimierungsergebnisse. Anhand einer qualitativen Architekturbewertung wird dargelegt, wie die verwendeten Architekturprinzipien und -ansätze die Erfüllung der geforderten Qualitätsmerkmale Funktionalität, Änderbarkeit und Testbarkeit unterstützen. Als Ergebnis dieser Arbeit liegt erstmalig eine Referenzarchitektur für Systeme zur energetischen Optimierung des Fahrzeugbetriebs vor, die auf eine breite Anwendbarkeit abzielt und explizit das Qualitätsmerkmal der Änderbarkeit adressiert. Die Referenzarchitektur fasst dabei für den betrachteten Anwendungsbereich geeignete Konzepte, Entscheidungen und Lösungen zusammen und zeigt den Erkenntnisweg, der zum Ergebnis geführt hat, explizit auf.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Subject of this thesis is the development of functional reference architecture for the energetic optimization of vehicle operation. The focus is on how the functional reference architecture can be designed to be broadly applicable and robust to change. The scope of application of the reference architecture includes systems that use foresight to control the available degrees of freedom in vehicle operation so that the driving task can be completed cost-minimally. The derived architectural design provides a fundamental system structure with three levels, in which the functions for forecast-based planning of energy-efficient routes, driving modes and operating modes or operating strategies are located. While the mission level (top-level) includes the optimization capabilities for a far-seeing horizon, the optimization features for the near and middle horizons are mapped to the behavioral level (lowest level). The coordination and arbitration of the optimization functions of the lowest level takes place by means of a forecast-based planning in the middle coordination level, combined with a result-oriented and downstream arbitration of the optimization results. Based on a qualitative architectural assessment, it is explained how the architectural principles and approaches used support the fulfillment of the required quality features of functionality, changeability and testability. As a result of this work, a reference architecture for systems for the energetic optimization of vehicle operation is available for the first time, which aims at a broad applicability and explicitly addresses the quality characteristic of changeability. The reference architecture summarizes suitable concepts, decisions and solutions for the considered field of application and explicitly shows the path of knowledge that led to the result.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Automotive Engineering (FZD)
16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Automotive Engineering (FZD) > Driver Assistance
Date Deposited: 13 Apr 2018 06:47
Last Modified: 13 Apr 2018 06:47
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-72904
Referees: Winner, Prof. Dr. Hermann and Beidl, Prof. Dr. Christian
Refereed: 18 April 2017
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/7290
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