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Die Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zum Lokalisieren und Identifizieren von mechanischen Schäden an einem Fahrzeug.
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In nahezu allen Fahrzeugen treten früher oder später mechanische Fehler auf, die einen Werkstattaufenthalt notwendig machen. Dazu gehören beispielsweise defekte Radlager, ausgeschlagene Gelenkwellen, gebrochene Federn, Getriebefehler oder Motorschäden. Typischerweise erkennt der Fahrer das Problem, indem er entsprechende akustischen Unterschiede wahrnimmt oder Vibrationen über das Lenkrad spürt.
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Üblicherweise ist es in Fahrzeugen nicht möglich, eine Fehlerursache während der Fahrt zu bestimmen. Das Fahrzeug muss dafür zuerst in eine Werkstatt gebracht werden. Dort wird das Fahrzeug meistens kostenpflichtig untersucht und bei einer erkannten Ursache werden Teile bestellt, um den Fehler zu beheben. Unter Umständen kann eine Reparatur daher erst an einem weiteren Termin durchgeführt werden, wenn die erforderlichen Teile bestellt worden sind.
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Bei selbstfahrenden beziehungsweise autonom fahrenden Fahrzeugen wird es zukünftig nicht mehr zwangsläufig einen Fahrer geben müssen, somit wird es auch keinen Fahrer mehr geben, der für die Wartung des Fahrzeugs zuständig ist. Da viele Geräusche erst bei höheren Geschwindigkeiten auftreten, kann zudem nicht davon ausgegangen werden, dass akustisch bei solch höheren Geschwindigkeiten auftretende Probleme in Servicestationen für selbstfahrende Fahrzeuge von Servicemitarbeitern erkannt werden. Da es zudem bei vollständig autonom fahrenden Fahrzeugen gar nicht mehr erforderlich ist, ein Lenkrad im Fahrzeuginneren vorzuhalten, können von Fahrzeuginsassen Vibrationen nicht mehr so einfach erkannt werden, auf Basis derer bislang auf mechanische Schäden im Fahrzeug geschlossen werden konnte.
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Die
DE 10 2014 211 985 A1 zeigt ein Verfahren zum Erkennen von Defekten in Fahrzeugen. Dabei ist es vorgesehen, einen Fahrzeugbetriebsparameter an einer speziellen Position GPS-basiert zu messen und aufzuzeichnen, um die Messung dann mit früheren Messungen desselben Betriebsparameters an derselben Position zu vergleichen. So soll beispielsweise eine rissige Achse des Fahrzeugs detektiert werden, indem Vibrationssensoren oder Mikrofone im Fahrzeug verwendet werden, um Vibrationen oder Geräusche an der Achse zu ermitteln und mit entsprechenden Messungen, welche beim Passieren derselben Position schon mal aufgetreten sind, zu vergleichen.
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Die
DE 10 2006 012 336 A1 beschreibt eine Einrichtung und ein Verfahren zur Berührungsdetektion für ein Kraftfahrzeug. Es erfolgt eine Triangulation aus Signalen von kapazitiven Berührungssensoren und eine Ausrichtung eines Mikrofons entsprechend der Triangulation zur genauen Erfassung eines Objekts, welches das Kraftfahrzeug berührt.
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Zudem zeigt die
DE 10 2004 045 690 A1 eine Vorrichtung zur Bestimmung externer Schallquellen in der Umgebung eines Kraftfahrzeugs. Es erfolgt eine Triangulation von Signalen mehrerer Mikrofone zur Bestimmung eines Abstands zu der Schallquelle in der Umgebung des Kraftfahrzeugs.
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Die
DE 10 2007 051 261 A1 zeigt ein Verfahren zur akustischen Beurteilung eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest eines Mikrofons. Akustische Signale des Kraftfahrzeugs werden mittels des Mikrofons erfasst. Basierend darauf kann eine grobe Quellenortung stattfinden. Zudem kann basierend auf den akustischen Signalen ein akustisches Fehlerbild erzeugt und analysiert werden.
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Die
US 2008/0161989 A1 beschreibt ein Verfahren, bei welchem mittels Mikrofonen und Triangulation von Mikrofonsignalen eine Vibrationsquelle in einem Fahrzeug ermittelt werden kann.
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Die
DE 102 35 416 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Symptomerkennung von Fehlfunktionen eines Kraftfahrzeugs. Während einer Fehlfunktion des Kraftfahrzeugs verursachte Geräusche werden mittels Mikrofonen erfasst und einer Fehlerdiagnose zum Identifizieren der Fehlfunktion unterzogen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zum besonders effektiven Lokalisieren und Identifizierung von mechanischen Schäden an einem Fahrzeug bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein System sowie durch ein Verfahren zum Lokalisieren und Identifizieren von mechanischen Schäden an einem Fahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße System zum Lokalisieren und Identifizieren von mechanischen Schäden an einem Fahrzeug umfasst wenigstens drei fahrzeugseitige Mikrofone und eine Datenverarbeitungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, basierend auf jeweiligen Mikrofonsignalen der Mikrofone eine Triangulation vorzunehmen und dadurch einen mechanischen Schaden am Fahrzeug zu lokalisieren sowie basierend auf den Mikrofonsignalen diejenige Komponente des Fahrzeugs zu identifizieren, welche den mechanischen Schaden aufweist.
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Triangulation ist ein Verfahren, mit dem Geräuschquellen räumlich lokalisiert werden können. Dafür weist das erfindungsgemäße System zumindest drei fahrzeugseitige Mikrofone auf, sodass zumindest eine zweidimensionale Ortung möglich ist. Die Mikrofonsignale der Mikrofone weisen Messsignale vorzugsweise bezüglich Frequenzen und Amplituden von erfassten Geräuschquellen auf. Über eine Auswertung beziehungsweise Berechnung von Laufzeiten jeweiliger Schallwellen kann basierend auf den Mikrofonsignalen eine Geräuschquelle und somit der mechanische Schaden am Fahrzeug lokalisiert werden.
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Mittels des erfindungsgemäßen Systems ist es also auf einfache und zuverlässige Weise möglich, auf mechanische Schäden zurückzuführende Geräuschquellen sehr genau im Fahrzeug zu lokalisieren. Ferner ist es mittels des erfindungsgemäßen Systems auch möglich, basierend auf den Mikrofonsignalen diejenige Komponente des Fahrzeugs zu identifizieren, welche den mechanischen Schaden aufweist. So können Fehlerquellen nicht nur örtlich sondern auch ganz bestimmten Fahrzeugkomponenten zugeordnet werden. Mittels des erfindungsgemäßen Systems ist es möglich, Fehler in Form von mechanischen Schäden an verschiedensten fahrzeugseitigen Komponenten frühzeitig zu erkennen, ohne dass dafür ein Zutun von Fahrzeuginsassen notwendig wäre. Dies trägt erheblich zur Erhöhung der Fahrzeugsicherheit bei.
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Das erfindungsgemäße System bringt zudem erhebliche sicherheitstechnische Vorteile mit sich, da nicht immer sichergestellt werden kann, dass Fahrzeuginsassen mechanische Defekte beziehungsweise mechanische Schäden am Fahrzeug richtig erkennen und melden. Mittels des erfindungsgemäßen Systems ist es möglich, frühzeitig mechanische Schäden am Fahrzeug zu erkennen und diese ganz bestimmten Komponenten, welche fehlerbehaftet sind, zuzuweisen. Insbesondere bei vollautonom fahrenden Fahrzeugen ist dies von großem Vorteil, da durch eine frühzeitige Erkennung von Fehlern die Qualität der im Feld eingesetzten pilotierten, also autonom fahrenden Fahrzeuge, sichergestellt und ein entsprechender Serviceaufwand minimiert werden kann. Zudem ist es mittels des erfindungsgemäßen Systems auch risikolos möglich, bei verschiedensten mechanischen fahrzeugseitigen Bauteilen statt auf feste Tauschintervalle auf flexible Tauschintervalle überzugehen, wodurch Kosten für Ersatzteile deutlich gesenkt werden können.
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Zusammenfassend ergibt sich durch das erfindungsgemäße System also eine Erhöhung der Fahrzeugsicherheit, eine Steigerung der Verfügbarkeit von Fahrzeugen, insbesondere einer Fahrzeugflotte, Senkung von Personalkosten in Werkstätten, Senkung von Ersatzteilkosten, wobei diese Vorteile auch bei konventionellen Fahrzeugen, welche nicht autonom fahren, erzielt werden können.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das System zumindest noch ein viertes Mikrofon aufweist. Beim Einsatz von vier Mikrofonen und Auswertung ihrer jeweiligen Mikrofonsignale ist es möglich, eine dreidimensionale Ortung von Fehlern und zugehörigen Komponenten durchzuführen. Dadurch können Fehlerquellen im Fahrzeug besonders exakt lokalisiert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Teil der Mikrofone, vorzugsweise alle Mikrofone, innerhalb einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet sind. Grundsätzlich ist der Verbauort der zum System gehörenden fahrzeugseitigen Mikrofone erst einmal egal. Wenn jedoch ein Teil der Mikrofone, besonders bevorzugt alle Mikrofone, innerhalb der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet werden, spielen außenseitige Störgeräusche, wie beispielsweise Abrollgeräusche, Windgeräusche und dergleichen eine wesentlich geringere Rolle und müssen nicht erst aufwändig herausgefiltert oder anderweitig berücksichtigt werden. Wenn zumindest ein Teil der Mikrofone, vorzugsweise alle Mikrofone, innerhalb der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet sind, ist es auf besonders exakte Weise möglich, mechanische Schäden am Fahrzeug zu lokalisieren und bestimmten Komponenten des Fahrzeugs zuzuordnen.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, basierend auf den Mikrofonsignalen die Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens an der identifizierten Komponente zu ermitteln. Es ist also nicht nur möglich, den Schadensort am Fahrzeug zu lokalisieren und einer bestimmten Komponente zuzuordnen, zusätzlich ist es vorzugsweise auch noch möglich, die Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens an der identifizierten Komponente zu ermitteln. Dadurch kann die Sicherheit beim Führen des betreffenden Fahrzeugs noch mal erheblich gesteigert werden. Darüber hinaus ist in Kenntnis der Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens auf einfache Weise möglich, rechtzeitig eine Reparatur und die Bestellung von gegebenenfalls erforderlichen Ersatzteilen einzuplanen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, künstliche Intelligenz, insbesondere neuronale Netze, zu nutzen, um die Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens zu ermitteln. Durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz, vorzugsweise in Form von neuronalen Netzen, ist es auf effektive Weise möglich, eine lernende Datenverarbeitungseinrichtung zu generieren, welche mit zunehmender Nutzungsdauer die Art und/oder Schwere von mechanischen Schäden besonders zuverlässig ermitteln kann. Insbesondere ist es unter Verwendung von künstlicher Intelligenz auch möglich, ein so genanntes Predictive Maintenance, also eine vorausschauende Wartung, vorzunehmen. Es muss gar nicht erst ein mechanischer Schaden auftreten, stattdessen ist es möglich, insbesondere unter der Ausnutzung von künstlicher Intelligenz, rechtzeitig vorherzusagen, wann eine bestimmte Komponente mechanisch versagen wird, und zwar noch bevor diese versagt hat. In dem Fall ist es dann möglich, die betreffende Komponente auszutauschen oder zu reparieren noch bevor der eigentliche mechanische Schaden auftritt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Mikrofonsignale mit einem akustischen Referenzmodell zu vergleichen, um diejenige Komponente des Fahrzeugs zu identifizieren, welche den mechanischen Schaden aufweist, insbesondere auch um die Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens zu ermitteln. Bei dem akustischen Referenzmodell handelt es sich vorzugsweise um ein solches Modell, welches beispielsweise das Frequenzverhalten der jeweiligen Mikrofonsignale über der Zeit für ein nicht defektes Fahrzeug oder für bestimmte nicht defekte Komponenten wiedergibt. Durch den Vergleich der gerade vorliegenden Mikrofonsignale mit einem solchen akustischen Referenzmodell ist es auf besonders einfache Weise möglich, mechanisch defekte Komponenten des Fahrzeugs zu identifizieren und auch auf die Art und/oder Schwere des gerade aufgetretenen mechanischen Schadens zu schließen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Mikrofonsignale mit einer Geschwindigkeit, einer Raddrehzahl und/oder einer Motordrehzahl des Fahrzeugs zu vergleichen, um diejenige Komponente des Fahrzeugs zu identifizieren, welche den mechanischen Schaden aufweist, insbesondere auch um die Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens zu ermitteln. Beispielsweise können die Mikrofonsignale über einer Raddrehzahl ausgewertet werden, um zu analysieren, ob bestimmte Frequenzen auftreten, die beispielsweise bei einem nicht defekten Radlager nicht auftreten würden oder umgekehrt. Neben der Geschwindigkeit, der Raddrehzahl und/oder der Motordrehzahl des Fahrzeugs können noch weitere andere Messgrößen berücksichtigt werden, welche für unterschiedlichste Komponenten des Kraftfahrzeugs relevant sind, um auf Basis der Mikrofonsignale auf einen mechanischen Schaden schließen zu können. Beispielsweise können zeitliche Verläufe der Mikrofonsignale über der Raddrehzahl für den Ist-Fall mit einem Referenzverlauf verglichen werden, um so auf Schäden schließen zu können. Grundsätzlich können jegliche Messgrößen an verschiedensten Komponenten des Fahrzeugs berücksichtigt werden, um durch einen Vergleich mit diesen Messgrößen in Kombination mit der Triangulation der Mikrofonsignale auf entsprechende mechanische Schäden zu schließen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, Signale von einem Fahrzeug-Bus auszuwerten und zu plausibilisieren, ob die basierend auf der Auswertung der Mikrofonsignale als einen mechanischen Schaden aufweisend eingestufte Komponente tatsächlich fehlerbehaftet ist. Beispielsweise können über den Fahrzeug-Bus Messwerte abgegriffen werden. Zum Beispiel ist es möglich, dass Raddrehzahlen für ein linkes und ein rechtes Vorderrad über den Fahrzeug-Bus abgegriffen werden, um in Kombination mit den Mikrofonsignalen zu entscheiden, ob eine Bremse gerade verschlissen ist. Sollten beide Bremsen an den Vorderrädern nicht verschlissen sein, so sollten die Raddrehzahlen beim herkömmlichen Betätigen der Bremsen, also nicht bei einer Vollbremsung, ganz ähnliche oder sogar gleiche Raddrehzahlen aufweisen. Sollten die Mikrofonsignale aber darauf hinweisen, dass an der Bremse eventuell ein mechanischer Schaden vorliegt, kann dies anhand solcher Messwerte ganz einfach plausibilisiert werden. Grundsätzlich können über den Fahrzeug-Bus auf besonders einfache Weise verschiedenste, physikalische Messwerte oder auch Fehlermeldungen abgegriffen und der Datenverarbeitungseinrichtung bereitgestellt werden. Durch Vergleich solcher Signale beziehungsweise Daten vom Fahrzeug-Bus mit den Mikrofonsignalen ist es auf einfache Weise möglich, die basierend auf der reinen Auswertung der Mikrofonsignale gezogenen Schlüsse hinsichtlich defekter Komponenten am Fahrzeug zu plausibilisieren.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das System dazu eingerichtet ist, eine Fehlermeldung im Fahrzeug auszugeben, sobald die Komponente des Fahrzeugs als schadenbehaftet identifiziert worden ist. Die Fehlermeldung kann beispielsweise akustisch über fahrzeugseitige Lautsprecher und/oder auch optisch über verschiedenste Displays im Fahrzeug ausgegeben werden. Fahrzeuginsassen werden so rechtzeitig und deutlich darüber in Kenntnis gesetzt, dass eine Komponente am Fahrzeug einen mechanischen Schaden aufweist oder zumindest aufweisen könnte.
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Zudem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das System dazu eingerichtet ist, den mechanischen Schaden beschreibende Daten an eine fahrzeugexterne Servereinrichtung des Systems zu senden, sobald die Komponente des Fahrzeugs als schadenbehaftet identifiziert worden ist. Insbesondere bei fahrerlosen Fahrzeugen, welche vollständig autonom fahren können, kann dies von Vorteil sein. Denn werden gerade keine Fahrzeuginsassen mit dem Fahrzeug transportiert, so kann durch die automatische Benachrichtigung an die fahrzeugexterne Servereinrichtung beispielsweise ein Flottenmanager über einen aufgetretenen und detektierten mechanischen Fehler in Kenntnis gesetzt werden. In dem Fall kann beispielsweise verhindert werden, dass das fehlerbehaftete Fahrzeug zum Transport von Personen eingesetzt wird.
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Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Servereinrichtung dazu eingerichtet ist, basierend auf den Daten automatisch einen Reparaturtermin für das Fahrzeug einzuplanen und/oder notwendige Ersatzteile zu bestellen. Mit anderen Worten ist es also möglich, basierend auf den den mechanischen Schaden beschreibenden Daten automatisch einen Reparaturtermin für das Fahrzeug einzuplanen. Vorzugsweise wird der Reparaturtermin derart eingeplant, dass der finanzielle Aufwand und gegebenenfalls auch die damit verbundenen finanziellen Einbußen minimiert werden. Beispielsweise können Personalkosten berücksichtigt werden, die in einer Werkstatt anfallen. Darüber hinaus können beispielsweise auch Verdienstausfallkosten einkalkuliert werden, weil aufgrund des Ausfalls des Fahrzeugs bestimmte gebuchte Kundenfahrten während der Reparatur nicht erfüllt werden können. Insbesondere wenn notwendige Ersatzteile frühzeitig und automatisch mittels der Servereinrichtung bestellt werden, kann sichergestellt werden, dass das Fahrzeug nur einmal in die Werkstatt gebracht werden muss, nämlich um es vor Ort zu inspizieren und dann - falls nach wie vor als notwendig eingestuft - die schon bestellten Ersatzteile im selben Termin einzubauen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Lokalisieren und Identifizieren von mechanischen Schäden an einem Fahrzeug mittels des erfindungsgemäßen Systems oder mittels einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die Datenverarbeitungseinrichtung basierend auf jeweiligen Mikrofonsignalen der Mikrofone eine Triangulation vornimmt und dadurch einen mechanischen Schaden am Fahrzeug lokalisiert sowie basierend auf den Mikrofonsignalen diejenige Komponente des Fahrzeugs identifiziert, welche den mechanischen Schaden aufweist, wobei das System den mechanischen Schaden beschreibende Daten an eine fahrzeugexterne Servereinrichtung des Systems sendet, sobald die Komponente des Fahrzeugs als schadenbehaftet identifiziert worden ist, wobei die Servereinrichtung basierend auf den Daten automatisch einen Reparaturtermin für das Fahrzeug einplant und/oder notwendige Ersatzteile bestellt, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung basierend auf den Mikrofonsignalen die Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens an der identifizierten Komponente ermittelt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt anzusehen, wobei das System insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine schematische Darstellung eines Systems zum Lokalisieren und Identifizieren von mechanischen Schäden an einem Fahrzeug.
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Ein System 1 zum Lokalisieren und Identifizieren von mechanischen Schäden an einem Fahrzeug 2 ist in einer stark schematischen Darstellung in der einzigen Figur gezeigt. Das System 1 zum Lokalisieren und Identifizieren von mechanischen Schäden umfasst vier fahrzeugseitige Mikrofone 3 und eine fahrzeugseitige Datenverarbeitungseinrichtung 4, welche dazu eingerichtet ist, basierend auf jeweiligen Mikrofonsignalen der Mikrofone 3 eine Triangulation vorzunehmen und dadurch einen mechanischen Schaden am Fahrzeug 2 zu lokalisieren sowie basierend auf den Mikrofonsignalen diejenige Komponente des Fahrzeugs 2 zu identifizieren, welche den mechanischen Schaden aufweist. Vorliegend ist es zwar vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinrichtung 4 fahrzeugseitig vorgesehen ist, genauso gut ist es jedoch möglich, dass die Datenverarbeitungseinrichtung 4 Teil einer fahrzeugexternen Servereinrichtung 5 des Systems 1 ist. Im hier dargestellten Fall, bei welchem die Datenverarbeitungseinrichtung 4 fahrzeugseitig implementiert ist, kann die Datenverarbeitungseinrichtung 4 vorzugsweise drahtlos Daten zur fahrzeugexternen Servereinrichtung 5 des Systems 1 senden und umgekehrt.
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Vorzugsweise sind sämtliche Mikrofone 3 innerhalb einer hier nicht näher gekennzeichneten Karosserie des Fahrzeugs 2 angeordnet. Die Mikrofone 3 dienen dazu, verschiedenste Geräusche an Komponenten des Fahrzeugs 2 zu detektieren und entsprechende Mikrofonsignale an die Datenverarbeitungseinrichtung 4 weiterzuleiten. Wenn die Mikrofone 3 alle innerhalb der Karosserie des Fahrzeugs 2 angeordnet sind, so sind die Mikrofone 3 von äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Windgeräuschen, Abrollgeräuschen und dergleichen, besser abgeschirmt als wenn die Mikrofone 3 beispielsweise außenseitig am Fahrzeug 2 angebracht wären.
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Die Datenverarbeitungseinrichtung 4 kann basierend auf den Mikrofonsignalen nicht nur einen mechanischen Schaden am Fahrzeug 2 lokalisieren und diesen Schaden einer bestimmten Komponente des Fahrzeugs 2 zuordnen, sondern anhand der Mikrofonsignale auch die Art und Schwere des betreffenden mechanischen Schadens an der identifizierten Komponente ermitteln. Dafür bedient sich die Datenverarbeitungseinrichtung 4 vorzugsweise künstlicher Intelligenz, beispielsweise in Form von neuronalen Netzen.
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Derartige neuronale Netze können schon im Vorfeld, also vor dem Einsetzen der fahrzeugseitigen Datenverarbeitungseinrichtung 4, trainiert werden. Derartige bereits trainierte neuronale Netze können dann auf die Datenverarbeitungseinrichtung 4 aufgespielt und von Zeit zu Zeit aktualisiert werden. Beispielsweise können die Informationen von verschiedensten Datenverarbeitungseinrichtungen 4 von verschiedensten Fahrzeugen 2 auf der fahrzeugexternen Servereinrichtung 5 analysiert und gesammelt werden, um wiederum ein verbessertes neuronales Netz zu generieren. Grundsätzlich werden also vorzugsweise lernende Algorithmen eingesetzt, um die Performance der Datenverarbeitungseinrichtung 4 im Hinblick auf die Fehlerlokalisierung und Fehleranalyse stetig zu verbessern.
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Die Datenverarbeitungseinrichtung 4 kann beispielsweise auch auf einen fahrzeugseitigen, hier nicht dargestellten Speicher zugreifen, in welchem ein akustisches Referenzmodell für verschiedenste Komponenten des Fahrzeugs 2 abgespeichert ist. Die Datenverarbeitungseinrichtung 4 ist dazu eingerichtet, die Mikrofonsignale der Mikrofone 3 mit diesem akustischen Referenzmodell zu vergleichen, um diejenige Komponente des Fahrzeugs 2 zu identifizieren, welche den mechanischen Schaden aufweist, insbesondere auch, um die Art und/oder Schwere des vorliegenden mechanischen Schadens zu ermitteln.
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Ein derartiges Referenzmodell kann beispielsweise Daten zur Geschwindigkeit, einer Raddrehzahl und/oder einer Motordrehzahl des Fahrzeugs 2 beinhalten. Beispielsweise können für Radlager des Fahrzeugs 2 Referenzverläufe hinsichtlich bestimmter akustischer Signale über der Geschwindigkeit, der Raddrehzahl und/oder der Motordrehzahl des Fahrzeugs 2 abgelegt sein. Die Datenverarbeitungseinrichtung 4 kann dann die aktuellen Mikrofonsignale der Mikrofone 3 mit einem solchen Referenzmodell vergleichen, um beispielsweise auf Schäden an Radlagern des Fahrzeugs 2 zu schließen. Genauso ist es auch möglich, die Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens beispielsweise an einem Radlager des Fahrzeugs 2 zu ermitteln. Werden Mikrofonsignale über der Raddrehzahl ausgewertet, so können beispielsweise bestimmte Frequenzen auftreten, die nur im Schadensfall auftauchen oder umgekehrt. Dadurch ist es möglich, auf besonders einfache und zuverlässige Weise auf Schäden am Radlager zu schließen. In analoger Weise ist es möglich, mechanische Schäden an verschiedensten Komponenten des Fahrzeugs 2 zu identifizieren, zu lokalisieren und Aussagen hinsichtlich der Art und/oder Schwere des jeweiligen mechanischen Schadens zu treffen.
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Zudem kann die Datenverarbeitungseinrichtung 4 auch Signale von einem hier nicht näher dargestellten Fahrzeug-Bus auswerten, um zu plausibilisieren, ob die basierend auf der reinen Auswertung der Mikrofonsignale als einen mechanischen Schaden aufweisend eingestufte Komponente tatsächlich fehlerbehaftet ist. Über den Fahrzeug-Bus können beispielsweise Messwerte oder auch Fehlermeldungen bereitgestellt werden. Durch den Vergleich solcher Messwerte und/oder Fehlermeldungen mit den Ergebnissen der Datenverarbeitungseinrichtung 4, welche rein auf Basis der Mikrofonsignale erzielt worden sind, können besonders akkurate Aussagen hinsichtlich eventueller mechanischer Fehler am Fahrzeug 2 gewonnen werden.
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Sobald mittels des Systems 1 festgestellt worden ist, dass eine bestimmte Komponente des Fahrzeugs 2 einen mechanischen Fehler aufweist, kann das System 1 eine Fehlermeldung im Fahrzeug 2 ausgeben. Beispielsweise können Lautsprecher im Fahrzeug 2 oder auch Displays im Fahrzeug 2 genutzt werden, um für alle Fahrzeuginsassen deutlich ersichtlich eine Fehlermeldung auszugeben. Zudem ist es beispielsweise auch möglich, dass automatisch eine Verbindung zu einer Hotline des Herstellers des Fahrzeugs 2 aufgebaut wird, sodass die Fahrzeuginsassen beruhigt sein können, dass sich um den Fehler gekümmert wird.
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Ferner ist es auch möglich, dass das System 1 den identifizierten mechanischen Schaden betreffende Daten an die fahrzeugexterne Servereinrichtung 5 sendet, sobald eine bestimmte Komponente des Fahrzeugs 2 als schadenbehaftet identifiziert worden ist. So kann die Servereinrichtung 5 beispielsweise basierend auf den Daten weitere, tiefergehende Erkenntnisse hinsichtlich der Art und/oder Schwere des mechanischen Schadens ermitteln.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, das die Servereinrichtung 5 - sofern beispielsweise die fahrzeugseitige Datenverarbeitungseinrichtung 4 bereits ausreichende Erkenntnisse hinsichtlich der Art und Schwere des Fehlers ermittelt haben sollte - automatisch einen Reparaturtermin für das Fahrzeug 2 einplant und notwendige Ersatzteile gleich mitbestellt. Dadurch muss das Fahrzeug 2 im Optimalfall nur einmal in eine Werkstatt gebracht werden, in welcher das Fahrzeug 2 noch einmal ausführlich analysiert wird. Sollte sich bei der Analyse herausstellen, dass die mittels des Systems 1 hinsichtlich des mechanischen Fehlers gewonnenen Erkenntnisse stimmen, muss lediglich noch das bereits bestellte Ersatzteilmaterial ins Fahrzeug 2 eingebaut werden, und zwar ohne dass das Fahrzeug 2 ein weiteres Mal in die betreffende Werkstatt gebracht werden muss.
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Insbesondere kann die Servereinrichtung 5 den Reparaturtermin so wählen, dass die damit einhergehenden wirtschaftlichen Einbußen minimiert werden. Sollte es sich bei dem Fahrzeug 2 beispielweise um ein vollständig autonom fahrendes Fahrzeug handeln, so kann der Reparaturtermin derart gewählt werden, dass bereits für das Fahrzeug 2 gebuchte Fahrten - sofern dies sicherheitstechnisch völlig irrelevant sein sollte - noch durchgeführt werden können. Ferner kann der Reparaturtermin an sich so gewählt werden, dass Verdienstausfallkosten durch nicht erfüllbare zukünftige Kundenfahrten während der Reparatur minimiert werden. Ferner können auch beispielsweise Personalkosten von verschiedensten Werkstätten verglichen und diejenige Werkstatt ausgewählt werden, welche die günstigsten Konditionen bietet. Darüber hinaus können auch weitere Parameter, insbesondere Qualitätsparameter, bei der Werkstattauswahl berücksichtigt werden.
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Mittels des beschriebenen Systems 1 zum Lokalisieren und Identifizieren von mechanischen Schäden kann eine signifikante Erhöhung der Fahrzeugsicherheit erzielt werden. Darüber hinaus kann - sofern dieses System 1 bei einer Fahrzeugflotte mit vielen Fahrzeugen eingesetzt wird - die Verfügbarkeit einer gesamten Fahrzeugflotte erheblich gesteigert werden. Darüber hinaus können Personalkosten in Werkstätten gesenkt und auch Kosten bezüglich Ersatzteilen gesenkt werden. Das System 1 ist selbstverständlich auch bei konventionellen Fahrzeugen einsetzbar, welche nicht autonom fahren können.
