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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug für ein Fahrzeugflotten-Qualitätsmanagement.
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In
modernen Kraftfahrzeugen sind vielfältige Anstrengungen unternommen
worden, um mittels Diagnoseverfahren Fehler zu finden. Dennoch kommt es
vor, dass Störungen
auftreten, deren Ursache nicht einfach diagnostizierbar ist. So
ist es bekannt, dass sich einige Fehler in einem Kraftfahrzeug akustisch
bemerkbar machen. Allerdings bleibt dann häufig die genaue Bestimmung
der Fehlerursache schwierig, wobei teilweise nur die Erfahrung des
Service-Technikers weiter hilft.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und
ein für
das Verfahren geeignetes Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, mittels derer
ein Fahrzeugflotten-Qualitätsmanagement
verbessert werden kann.
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Die
Lösung
des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit
den Merkmalen der Ansprüche
1 und 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Hierzu
umfasst das Kraftfahrzeug Mittel zum Erfassen von Fehlerzuständen, einen
Fehlerspeicher zum Abspeichern der Fehlerzustände und ein Interface für eine drahtlose
Car2-Car-Kommunikation, wobei über
das Interface mögliche
gelernte Fehlerzustände
in Form eines Fehlerprotokolls gesendet und empfangen werden, wobei
die gelernten Fehlerzustände
als auch die empfangenen Fehlerprotokolle bei einer Fehler-Diagnose
berücksichtigt
werden. Die gesamte Fahrzeugflotte stellt somit eine schnell lernende
verteilte Diagnosedatenbank dar im Vergleich zu einer zentralen
Datenbank, die die einzelnen Kraftfahrzeuge nur periodisch (beispielsweise
bei den jährlichen
Inspektionen) aktualisieren. Die Kommunikation zwischen den Kraftfahrzeugen
kann dabei beispielsweise mittels Bluetooth, WLAN, UMTS, WiMax,
802.11p oder 5,8 GHz DSRC erfolgen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden neben den gelernten Fehlerzuständen die Auftrittshäufigkeit
und/oder bereits geklärte
Ursachen und Lösungsmöglichkeiten übermittelt.
Insbesondere letztere werden bei erfolgreicher Reparatur durch den
Werkstatttester dem reparierten Fahrzeug mitgeteilt und im Fehlerspeicher
abgespeichert, so dass diese Informationen für eine Übertragung an andere Fahrzeuge
zur Verfügung
stehen. Aber auch die anderen Informationen können durch einen Werkstatttester
in den Fehlerspeicher eingeschrieben werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Fehlerprotokoll zusätzlich
Daten über
den Bauzustand des Fahrzeuges. Diese Daten können beispielsweise eine Fahrzeug-ID und/oder Herstellungsdaten,
-ort sowie gegebenenfalls Varianten mit Bauteil-Charakteristika (beispielsweise Sportfahrwerk)
sein. Alternativ oder zusätzlich
können eine
Fehler-ID und/oder eine Fehlerbeschreibung (z. B. akustischer Fingerabdruck) übermittelt
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die Kraftfahrzeuge mit einem Vorfilter ausgebildet. Dieser
Vorfilter filtert die Fehlernachrichten gezielt anhand des Fahrzeugtyps
und/oder Fahrzeugbauzuständen
und/oder Fahrzeugausstattungsvarianten und realisiert somit eine
ressourcenoptimierte Car2SameCar- oder Car2similarCar-Kommunikation.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird abhängig
von einem Diagnoseergebnis eine Nachricht automatisch an einen Kundendienstrechner übermittelt.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einem sicher diagnostizierten
Fehler, der noch keine Kundenbelästigung
zur Folge hatte, dieser direkt an einen Kundendienstrechner übermittelt
wird, damit dieser entscheiden kann, ob der Fehler direkt ohne große Zusatzkosten
repariert werden kann (z. B. durch Fetten von Lagern). Kann der Fehler
beispielsweise nicht sicher diagnostiziert werden, bekommt der Kundendienst
beispielsweise die Information, mit welcher Wahrscheinlichkeit welcher Fehler
vorliegt, um den Reparaturaufwand zu minimieren. Ist beispielsweise
hingegen der Fehler so auffällig
und stellt ein deutlich wahrnehmbares Kundenärgernis dar, erfolgt beispielsweise
eine Anzeige oder ähnliche
Benachrichtigung im Kraftfahrzeug, wozu beispielsweise Navigationsdaten
zur nächsten Werkstatt
und/oder voraussichtliche Wartezeiten und Reparaturkosten angezeigt
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Mittel zum Erfassen von Fehlerzuständen einen akustischen Klassifikator.
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Vorzugsweise
werden mittels mindestens eines Mikrofons akustische Signale des
Kraftfahrzeuges aufgenommen und vorverarbeitet, wobei mittels Analyseverfahren
aus den vorverarbeiteten Signalen Merkmale ermittelt werden, die
dann in Klassen klassifiziert werden, wobei dann die Klassifizierungsergebnisse
mit einer Referenz-Klassifizierung verglichen werden. Anschaulich
stellt das Klassifizierungsergebnis den akustischen Fingerabdruck
des Kraftfahrzeuges dar. Dieser akustische Fingerabdruck kann dann
beispielsweise mit dem Serienklang, das dann die Referenz-Klassifizierung
darstellt, verglichen werden. Bei auffälligen Abweichungen kann dann
beispielsweise eine Anfrage an einen zentralen Datenbankrechner
gestartet werden, ob dieser Fehlerursachen kennt, die zu solch einer
Abweichung führen
können.
Hierzu wird der zentrale Datenbankrechner derart ausgebildet, dass
dieser Zugriff zu allen Bauteilständen hat, Seriennummern zuordnen und
Serienklangbilder der Fahrzeugreihen verwalten kann.
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Durch
Mustererkennung kann dann der zentrale Datenbankrechner typische
Fehlerbilder (Fehlermuster + Fehlerursachen + Zusatzinformationen) anbieten,
wobei die zentrale Datenbank die übermittelten realen Klangbilder
sowie die Abweichungen der realen Klangbilder von den bisherigen
Serienklangbildern gleichzeitig vorzugsweise zur adaptiven Anpassung
seiner Serienklangbilder verwendet. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen
sein, dass die Kraftfahrzeuge wiederholt ihre realen Klangbilder
an den Datenbankrechner übermitteln,
auch wenn kein Fehler aufgetreten ist. Alternativ kann der Vergleich des
Klassifizierungs-Ergebnisses mit einer Referenz-Klassifizierung
auch im Kraftfahrzeug selbst erfolgen. Auch dabei kann die Referenz-Klassifizierung ein
Serienklangbild sein oder aber das zuvor aufgenommene eigene Klangbild
des Kraftfahrzeuges, dessen Veränderung
dann beobachtet wird. Vorzugsweise erfolgt die Klassifizierung kontinuierlich,
so dass es sich um ein lernendes System handelt. Vorzugsweise kommen
mehrere Mikrofone zur Anwendung, wobei vorzugsweise auf die ohnehin
verbauten Mikrofone im Kraftfahrzeug zurückgegriffen wird. Dies sind
beispielsweise das oder die Mikrofone einer Freisprecheinrichtung.
Bei der Entwicklungsphase oder bei Vorserien können auch zusätzliche
Mikrofone an definierten Stellen angeordnet werden.
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Vorzugsweise
werden auch die Signale von Beschleunigungssensoren ausgewertet,
die insbesondere Körperschall
des Kraftfahrzeuges erfassen. Weiter vorzugsweise werden zusätzlich Fahrzeugzustandsdaten
wie Drehzahl, Last, Gang, Lenkwinkel, weitere fahrdynamische Größen wie
beispielsweise Gierwinkel, Nickwinkel und deren Ableitungen oder Ähnliches
erfasst und bei der Auswertung berücksichtigt. Diese Daten können der
Auswerteeinheit beispielsweise über
einen Fahrzeugbus von anderen Steuergeräten zur Verfügung gestellt
werden. Weiter können
Zustandssignale an das System übermittelt werden,
wie beispielsweise ob die Fenster und/oder ein Schiebedach offen
sind, ob Lüfter
eingeschaltet sind, sowie die eingestellte Gebläsestärke. Auch diese Daten können über einen
Fahrzeugbus übermittelt werden.
Des Weiteren können über den
Fahrzeugbus auch Informationen übermittelt
werden, ob beispielsweise eine Audioquelle, wie beispielsweise das Radio
oder ein Telefon, aktiv sind. Diese Informationen können dann
bei der nachfolgend beschriebenen Vorverarbeitung berücksichtigt
werden. Weitere Informationen, die dem System zur Verfügung gestellt werden
können,
sind beispielsweise die Position einer Rückbank und/oder andere Ausstattungsmerkmale,
die das akustische Klangbild des Kraftfahrzeuges beeinflussen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Vorverarbeitung mindestens eine Filterung auf einen
begrenzten Frequenzbereich. Beispielsweise wird der Luftschall nur
im Bereich von 20 Hz–15
kHz und der Körperschall
nur im Bereich von 20 Hz–3
kHz ausgewertet. Dies führt
bereits zu einer erheblichen Datenreduktion ohne wesentlichen Informationsverlust.
Bei bestimmten Ausführungsformen
kann es sinnvoll sein, den Luftschall auf einen Frequenzbereich
von 20 Hz–12
kHz, weiter vorzugsweise auf 20 Hz–8 kHz zu beschränken. Hierdurch werden
zwar einzelne hochfrequente Störgeräusche nicht
mehr erfasst, allerdings wird die zu verarbeitende Datenmenge erheblich
reduziert.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
werden in der Vorverarbeitung der akustischen Signale akustische
Sprachsignale und/oder andere Audio-Signale herausgefiltert. Auch
dies führt
zu einer erheblichen Datenreduktion ohne wesentlichen Informationsverlust.
Bei der Herausfilterung von Audiosignalen kann dabei auf die oben
beschriebenen übermittelten
Zustandsinformationen zurückgegriffen werden,
ob bestimmte Audioquellen aktiv sind.
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Alternativ
hierzu kann auch vorgesehen sein, dass akustische Sprachsignale
und/oder Audio-Signale erfasst werden, wobei eine Durchführung der Analyseverfahren
nur in den Phasen erfolgt, in denen keine akustischen Sprachsignale
und/oder Audio-Signale erfasst werden. Manuell kann dies beispielsweise
dadurch erreicht werden, dass der Kraftfahrzeugführer oder ein Servicetechniker
ein zu untersuchendes Geräusch
herbeiführt,
einen PTT-Taster (Push to Talk) betätigt und nicht spricht, wobei
alle Audio-Quellen vorher ausgeschaltet wurden. In beiden Fällen müssen dann
Sprachsignale und/oder Audio-Signale nicht mehr in der Vorverarbeitung
gefiltert werden. Insbesondere bei der manuellen Herbeiführung des
Störgeräusches und
der manuellen Abschaltung der Audioquellen kann es vorteilhaft sein, auch
die Fenster zu schließen,
ein möglicherweise vorhandenes
Schiebedach zu schließen,
und/oder einen Lüfter
auszuschalten. Dies alles kann in Form einer handbuchähnlichen
Anweisung an einen Servicetechniker zusammengefasst werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Vorverarbeitung eine Normierung auf Führungsgrößen und/oder
eine Sortierung der akustischen Signale bzw. der normierten Signale.
Die Führungsgrößen sind
vorzugsweise der Gang und/oder die Drehzahl und/oder die Last. Dies
führt zu
einer weiteren Datenreduktion, insbesondere wenn a priori Zusammenhänge zwischen
Grund- und Oberschwingungen vorhanden sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Analyseverfahren eine Fourier-Analyse und/oder Wavelet-Analyse
und/oder eine Terzanalyse und/oder eine Ordnungsanalyse und/oder
Korrelationen zwischen Signalen verschiedener Mikrofone.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
werden als Merkmale psychoakustische Größen und/oder Koeffizienten
und/oder Beträge und/oder
Phasen und/oder Frequenzen und/oder Laufzeiten und/oder Resonanzparameter
und/oder Korrelationen bestimmt. Als psychoakustische Parameter
werden vorzugsweise die Lautheit und/oder die Schärfe und/oder
die Tonhöhe
und/oder die Rauigkeit und/oder die Schwankungsstärke und/oder
die Tonhaltigkeit und/oder die Impulshaltigkeit ermittelt. Die Lautheit
gibt dabei an, wie laut Schall subjektiv empfunden wird, wobei die
Messung der Lautheit jedoch automatisch beispielsweise unter Berücksichtigung
von Modellen der Innenohrmechanik erfolgen kann. Die Schärfe ist
eine psychoakustische Empfindungsgröße, die bei schmalbandigen
Geräuschen auftritt.
Die Tonhöhe
ist in der Psychoakustik eine Empfindungsgröße, anhand derer man Schallereignisse
bezüglich
ihrer empfundenen Tonlage ordnen kann. Die Rauigkeit ist eine psychoakustische
Empfindungsgröße, deren
Wert durch Hörversuche
ermittelt wird, aber auch durch Rechenverfahren nachgebildet werden
kann. Die Rauigkeit eines Geräusches wird
in der Maßeinheit
asper angegeben, wobei ein asper der Rauigkeit eines zu 100% mit
70 Hz modulierten 1-kHz-Sinustons bei einem Schalldruckpegel von
60 dBSPL entspricht. Schall mit Modulationsfrequenzen im Bereich
von 20 bis 150 Hz wird als rau empfunden. Die Schwankungsstärke ist
eine Messgröße für die subjektiv
empfundene Schwankung der Lautstärke.
Die Einheit der Schwankungsstärke
ist vacil, wobei ein vacil definiert ist als Schwankungsstärke eines
amplitudenmodulierten 1-kHz-Tons von 60 dB Schalldruck bei einer
Modulationsfrequenz von 4 Hz und einem Modulationsgrad von 100%.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird mittels mindestens eines Verfahrens die Anzahl der Merkmale
zur Trennung der Klassen minimiert. Als Verfahren kommen insbesondere
Karhunen-Loeve-Transformationen, Add-On-Verfahren, Knock-Out-Verfahren,
Fisher-Diskriminante und/oder F-Ratio zur Anwendung.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird die Referenz-Klassifizierung modellbasiert oder adaptiv oder
durch überwachtes
oder nicht überwachtes
Lernen ermittelt. Dabei kann auch die modellbasierte Methode im
genaueren Sinn adaptiv ausgebildet sein, indem beispielsweise das
Alter der Bauteile im Modell berücksichtigt
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die Klassifizierung der Merkmale in Klassen durch Schwellwerte
und/oder Mittelwert-Abstände
und/oder gewichtete Abstände
und/oder die Methode des nächsten
Nachbarn und/oder eines Bayes-Klassifikator und/oder eine Fuzzy-Logik und/oder
ein neuronales Netz.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Die
einzige Figur zeigt zwei Kraftfahrzeuge für ein Fahrzeugflotten-Qualitätsmanagement.
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In
der 1 sind zwei Kraftfahrzeuge 1 dargestellt,
die jeweils ein Luftschnittstellen-Interface 2, einen Vorfilter 3,
einen Fehlerspeicher 4, einen akustischen Klassifikator 5 sowie
mindestens ein weiteres Steuergerät 6 umfassen. Mittels
des akustischen Klassifikators 5 kann das aktuelle Klangbild
des Kraftfahrzeugs 1 erfasst und klassifiziert werden,
so dass Abweichungen und gegebenenfalls Ursachen für die Abweichungen
von einem Referenz- bzw.
Serienklang ermittelt werden. Diese Ergebnisse werden im Fehlerspeicher 4 zusammen
mit anderen Fehlerzuständen
und/oder Ursachen bzw. Abhilfemaßnahmen abgespeichert. Die
anderen Fehlerzustände werden
beispielsweise von Steuergeräten
oder internen Diagnoseeinheiten erfasst, wobei die Ursachen und
Abhilfemaßnahmen
vorzugsweise von einem Werkstatttester in den Fehlerspeicher 4 eingeschrieben
werden. Dies kann entweder über
das Luftschnittstellen-Interface 2 erfolgen oder aber über das Steuergerät 6.
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Ereignisgesteuert
oder aber periodisch senden die Kraftfahrzeuge 1 mindestens
Teile ihres Fehlerspeichers 4 in Form eines Fehlerprotokolls über das
Luftschnittstellen-Interface 2 aus. Empfängt nun ein
anderes Kraftfahrzeug dieses Fehlerprotokoll, so wird zunächst im
Vorfilter 3 geprüft,
ob die empfangene Nachricht für
das Kraftfahrzeug relevant ist (gleicher Fahrzeug-Typ, Bauzustand
etc.). Ist die Nachricht nicht relevant, so wird diese verworfen.
Andernfalls wird diese in den Fehlerspeicher oder einen anderen
Speicher geschrieben und ausgewertet. Mittels der übermittelten
Informationen wird dann gegebenenfalls das Serienklangbild adaptiert
und/oder eine Fehlerdiagnose durchgeführt (sind bei mir Anzeichen
vorhanden, die bei dem anderen Fahrzeug zu einem Fehler geführt haben).
Entsprechend dem Diagnoseergebnis wird dann beispielsweise eine
Anzeige im Kraftfahrzeug angesteuert und/oder eine Werkstatt informiert.