DE102013205196B4

DE102013205196B4 - Verfahren und System zur Vorhersage der Kapazität einer Fahrzeugbatterie unter Verwendung eines kooperativen Modells

Info

Publication number: DE102013205196B4
Application number: DE102013205196.4A
Authority: DE
Inventors: Yilu Zhang; Mark N. Howell; Xidong Tang; Fan Bai; Xinyu Du; Satnam Singh
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: US20130262067A1; US9058038B2; DE102013205196A1; CN103364203A; CN103364203B

Abstract

Verfahren, das umfasst:Erheben von Fahrzeugfunktionszustandsdaten von mehreren Fahrzeugen (10) über ein drahtloses Netz (52);Verwenden eines Prozessors zum:Identifizieren einer Referenzgruppe unter den mehreren Fahrzeugen (10); undAufnehmen der erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten von der Referenzgruppe in ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand, wobei das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand auf ein gegenwärtiges Fahrzeug anwendbar ist, um einen Zustand wenigstens einer Komponente des gegenwärtigen Fahrzeugs vorherzusagen;wobei das kooperative Modell ein Batteriealterungsmodell zum Vorhersagen der Kapazität der Batterie (26) des gegenwärtigen Fahrzeugs ist, das die Form C(t)= Cebesitzt;wobei C(t) die Kapazität der Batterie (26) als Funktion der Zeit t ist, Ceine Nennkapazität der Batterie (26) ist, Z(t) ein gewichteter Durchsatz der Batterie (26) als Funktion der Zeit ist, Zeinen Standarddurchsatz repräsentiert und cein einstellbarer Parameter ist; undwobei Werte für den einstellbaren Parameter cund die in den gewichteten Durchsatz Z(t) aufgenommenen einstellbaren Gewichtungen durch Analysieren der erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten erhalten werden.

Description

HINTERGRUND
Die Bewertung des Status oder des Funktionszustands (Diagnose) eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeugsystems kann zum effizienten Betrieb und zur effizienten Wartung des Fahrzeugs beitragen. Die Diagnose des Funktionszustands des Fahrzeugs oder des Fahrzeugsystems kann genutzt werden, um eine Vorhersage (Prognose) des Verhaltens des Fahrzeugs oder des Fahrzeugs in der Zukunft zu liefern.
Die genaue Diagnose und Prognose hinsichtlich des Funktionszustands eines Fahrzeugs oder Fahrzeugsystems kann für den Nutzer oder Betreiber des Fahrzeugs sowie für andere Beteiligten nützlich sein. Zum Beispiel kann die genaue Prognose verwendet werden, um zu bestimmen, wann an dem Fahrzeug oder an dem Fahrzeugsystem eine Wartung ausgeführt werden sollte. Eine solche genaue Vorhersage kann die Möglichkeit einer Fahrzeugstörung oder eines Fahrzeugschadens, falls die Wartung übermäßig verzögert wird, verringern. Andererseits kann die genaue Vorhersage einen unnötigen Aufwand an Zeit, Geld und Mühe für die Wartung, die vorzeitig ausgeführt wird, verringern. Ähnlich kann eine genaue Diagnose und Prognose beim Erstellen von Gewährleistungen und Gewährleistungsbedingungen, Versicherungspolicen und Wartungsplänen genutzt werden.
Ein Fahrzeug kann ein Kommunikationssystem enthalten. Ein solches Kommunikationssystem kann über eine Bordkommunikationsvorrichtung oder über eine mobile Vorrichtung (z. B. ein Mobiltelefon), die mit dem Fahrzeug verbunden ist, arbeiten. Ein solches Kommunikationssystem kann betrieben werden, um Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationen (V2V-Kommunikationen) oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikationen (V2I-Kommunikationen) bereitzustellen. Solche Kommunikationen können z. B. bereitgestellt werden, um einen Fahrer oder ein Fahrzeugsteuersystem über Gefährdungen zu informieren, die durch das Fahrzeug gegenwärtig nicht direkt detektierbar sind.
DE 102 35 525 B4 offenbart ein Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Fahrzeugs. Hierbei umfasst ein Zustandsüberwachungssystem eine Onboard-Komponente an einem Fahrzeug und eine außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Komponente, die von mehreren Fahrzeugen genutzt wird. Die Onboard-Komponente umfasst ein Modul, das Daten von Sensoren und Steuereinheiten erfasst und nicht messbare Daten ableitet. Ein Onboard-Diagnosesystem sagt unter Verwendung der verfügbaren Sensordaten die erwartete Ausfallzeit für überwachte Komponenten vorher. An der außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Komponente kann für den Aspekt einer präventiven Wartung eine Datenanalyse erfolgen, wobei basierend auf dieser bestehende prädiktive Wartungsmodelle im Fahrzeug oder in einem zentralen Diagnosesystem aktualisiert werden, und wobei Daten anderer Fahrzeuge mit einbezogen werden. Weiterer Stand der Technik ist aus DE 101 48 214A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und System zur Vorhersage der Kapazität einer Fahrzeugbatterie bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe sind ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Figurenliste
Der vorliegende Gegenstand hinsichtlich der Erfindung ist insbesondere in dem abschließenden Abschnitt der Patentschrift dargelegt und charakteristisch beansprucht. Allerdings kann die Erfindung sowohl hinsichtlich der Organisation als auch des Betriebsverfahrens zusammen mit ihren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:

1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist, ist;
2 ein schematisches Diagramm eines Systems für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein Ablaufplan eines Verfahrens für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein Beispiel eines einstellbaren Modells für den Batteriefunktionszustand, das durch Anwendung eines Verfahrens für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einstellbar ist, zeigt;
5 nicht erfindungsgemäße Beispiele von Histogrammen gemessener Bremsverwendung zur Verwendung beim Einstellen eines Modells für den Funktionszustand der Bremse zeigt; und
6 ein nicht erfindungsgemäßes Beispiel eines einstellbaren Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten, der sich aus der Anwendung eines Verfahrens für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands zeigt.

Es wird gewürdigt werden, dass die in den Figuren gezeigten Elemente zur Einfachheit und Klarheit der Darstellung nicht notwendig maßstabsgerecht sind. Zum Beispiel können die Abmessungen einiger der Elemente relativ zu anderen Elementen zur Klarheit überhöht sein. Ferner können Bezugszeichen, wo es als geeignet angesehen wird, zwischen den Figuren wiederholt sein, um entsprechende oder analoge Elemente anzugeben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Erfindung zu schaffen. Allerdings wird der Fachmann auf dem Gebiet verstehen, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Einzelheiten verwirklicht werden kann. In anderen Fällen sind gut bekannte Verfahren, Prozeduren und Komponenten nicht ausführlich beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung nicht zu verdecken.
Sofern nicht spezifisch etwas festgestellt ist, wird gewürdigt werden, dass sich die Nutzung von Begriffen wie etwa „Verarbeiten“, „mittels Computer Berechnen“, „Speichern“, „Bestimmen“, „Auswerten“, „Berechnen“, „Messen“, „Bereitstellen“, „Übertragen“ oder dergleichen, wie aus den folgenden Diskussionen hervorgeht, überall in den Diskussionen der Beschreibung auf die Aktion und/oder auf Prozesse eines Computers oder eines Computersystems oder einer ähnlichen elektronischen Rechenvorrichtung bezieht, die die Daten, die als physikalische wie etwa elektronische Größen innerhalb der Register und/oder Speicher des Rechensystems repräsentiert sind, in andere Daten, die ähnlich als physikalische Größen innerhalb der Speicher, Register oder anderer solcher Informationsablagevorrichtungen, -übertragungsvorrichtungen oder -anzeigevorrichtungen des Rechensystems repräsentiert sind, manipuliert und/oder transformiert.
Das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt Fahrzeugkommunikationen, um ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand zur Beschreibung und Vorhersage eines Zustands eines Fahrzeugs oder eines Systems oder einer Komponente eines Fahrzeugs zu erzeugen und zu verfeinern. Ein Fahrzeug kann mit einem oder mit mehreren Sensoren versehen sein, die einen gegenwärtigen Zustand („Fahrzeugfunktionszustandsdaten“) eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeugsystems oder einer Fahrzeugkomponente erfassen. Sensormesswerte von mehreren Fahrzeugen werden an einen Prozessor übermittelt.
Eine Teilmenge der mehreren Fahrzeuge (die „Referenzgruppe“) kann ausreichend ähnlich untereinander sein, so dass Sensormesswerte von der Referenzgruppe für ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand für ein Fahrzeug oder für ein Fahrzeugsystem oder für eine Fahrzeugkomponente relevant sein können. („Modell für den Fahrzeugfunktionszustand“ ist hier zur Bezugnahme auf ein Modell für den Funktionszustand für ein Fahrzeug, für eine bestimmte Komponente eines Fahrzeugs oder für ein bestimmtes System oder Teilsystem eines Fahrzeugs verwendet.) Zum Beispiel können die Fahrzeuge einer Referenzgruppe oder eines Systems oder einer Komponente jedes der Fahrzeuge der Referenzgruppe durch eine oder mehrere gemeinsame oder ähnliche Eigenschaften charakterisiert werden.
Der Prozessor kann die empfangenen oder erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten von der Referenzgruppe in das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand aufnehmen. Zum Beispiel können Daten von Sensormesswerten verwendet werden, um einen Wert eines Parameters des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand zu berechnen oder einzustellen.
Zum Beispiel kann ein Verfahren des mittleren quadratischen Fehlers angewendet werden, um einen oder mehrere Parameter des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand in Übereinstimmung mit empfangenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten einzustellen. Alternativ kann ein anderes statistisches Verfahren angewendet werden. Ein solches anderes Verfahren kann z. B. die Anwendung eines beschränkten Maximum-Likelihood-Verfahrens, einer Quasi-Maximum-Likelihood-Schätzfunktion, einer Maximum-a-posteriori-Schätzfunktion, eines Stützfunktionsverfahrens [engl.: „method of support“], eines verallgemeinerten Momente-Verfahrens oder einer Schätzfunktion des maximalen Abstands enthalten.
Erfindungsgemäß setzt ein Alterungsmodell für eine Fahrzeugbatterie die Kapazität der Batterie mit dem gegenwärtigen Durchsatz (der momentanen Stromausgabe, integriert über die Zeit) der Batterie in Beziehung. Einer oder mehrere Sensoren können Größen messen, die sich auf den Durchsatz und auf die Batteriekapazität beziehen. Die Sensormesswerte oder eine Größe, die sich auf die Sensormesswerte bezieht, können an einen Prozessor übermittelt werden. Durch Analysieren der Sensormesswerte von mehreren Fahrzeugen kann der Prozessor einen Wert eines oder mehrerer einstellbarer Parameter des Alterungsmodells berechnen. Das Batteriealterungsmodell kann daraufhin verwendet werden, um die Nutzungsdauer einer Batterie eines spezifischen Fahrzeugs auf der Grundlage des gemessenen Durchsatzes dieser Batterie vorherzusagen. Außerdem werden Daten von der Referenzgruppe analysiert, um eine typische Nutzung des Fahrzeugs oder der Batterie zu bestimmen. In diesem Fall kann eine gegenwärtige Kapazität der Batterie auf der Grundlage des Alters der Batterie geschätzt werden. Zum Beispiel kann eine Kapazitätsvorhersage der Batterie genutzt werden, um zu bestimmen, wann eine Batterie (z. B. so nahe wie möglich bei zu, jedoch vor dem Zeitpunkt, zu dem die Kapazität der Batterie so weit verringert ist, dass die Batterie nutzlos ist) ersetzt werden sollte.
In einem anderen nicht erfindungsgemäßen Beispiel kann ein Modell für den Verschleiß der Bremsbeläge den Bremsbelagverschleiß (z. B. eine Änderung der Dicke des Bremsbelags) mit einer Anzahl der Bremsereignisse bei einer bestimmten Bremsbelag-Betriebstemperatur in Beziehung setzen. Einer oder mehrere Sensoren können jedes Mal, wenn die Bremsen dieses Fahrzeugs angelegt werden, eine Temperatur des Bremsbelags eines Fahrzeugs messen. Die Sensormesswerte oder eine Größe, die sich auf die Sensormesswerte bezieht, können an einen Prozessor übermittelt werden. Durch Analysieren der Sensormesswerte von mehreren Fahrzeugen kann der Prozessor einen Wert eines oder mehrerer einstellbarer Parameter des Bremsbelag-Verschleißmodells berechnen. Das Bremsbelag-Verschleißmodell kann daraufhin verwendet werden, um auf der Grundlage einer gemessenen Verteilung der Betriebstemperaturen der Bremse für Bremsereignisse dieses Fahrzeugs den Verschleiß eines Bremsbelags eines spezifischen Fahrzeugs vorherzusagen. Außerdem können Daten von der Referenzgruppe analysiert werden, um eine typische Nutzung des Fahrzeugs oder der Bremsen zu bestimmen. In diesem Fall kann der Verschleiß der Bremsbeläge allein auf der Grundlage der Anzahl der Bremsereignisse geschätzt werden. Zum Beispiel kann eine Vorhersage des Bremsbelagverschleißes genutzt werden, um zu bestimmen, wann ein Bremsbelag (z. B. so nahe wie möglich zu, jedoch vor dem Zeitpunkt, zu dem der Verschleiß des Bremsbelags veranlasst, dass die Bremse die Wirksamkeit verliert) ersetzt werden sollte).
Ein aktualisiertes Modell (z. B. mit aktualisierten Parameterwerten) kann an Fahrzeuge übermittelt werden, die mit dem Prozessor, der das Modell aktualisiert hat, in Kommunikation stehen. Das aktualisierte Modell kann daraufhin von einem Prozessor in jedem Fahrzeug oder von einem Prozessor, der mit dem Fahrzeug in Kommunikation steht, genutzt werden, um das Systemverhalten vorherzusagen und um eine rechtzeitige Wartung zu ermöglichen.
Das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft sein. Zum Beispiel können herkömmliche Schnellalterungsprüfungen eine große Menge Zeit oder Betriebsmittel verbrauchen, um die Alterung eines Fahrzeugs oder eines Systems oder einer Komponente eines Fahrzeugs vorherzusagen, und einen sorgfältigen Entwurf erfordern, um die tatsächliche Feldnutzung des Fahrzeugs zu imitieren.
1 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
Ein Fahrzeug 10 (z. B. ein PKW, ein LKW oder ein anderes Fahrzeug) kann einen Prozessor 12 enthalten. Der Prozessor 12 kann mit einem Fahrzeugüberwachungssystem 18 zusammenarbeiten oder getrennt von ihm arbeiten.
Der Prozessor 12 kann eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten, z. B. aus einem oder mehreren in das Fahrzeug 10 eingebauten, mit dem Fahrzeug 10 verbundenen oder fern befindlichen Computern, enthalten. Der Prozessor 12 kann dafür konfiguriert sein, in Übereinstimmung mit im Speicher 14 gespeicherten programmierten Anweisungen zu arbeiten. Der Prozessor 12 kann in der Lage sein, in Übereinstimmung mit den programmierten Anweisungen zu arbeiten, um eine Anwendung oder ein Modul für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands auszuführen.
Der Prozessor 12 kann mit einem Speicher 14 kommunizieren. Der Speicher 14 kann eine oder mehrere flüchtige oder nichtflüchtige Speichervorrichtungen enthalten. Der Speicher 14 kann verwendet werden, um z. B. programmierte Anweisungen für den Betrieb des Prozessors 12, Daten oder Parameter für die Verwendung durch den Prozessor 12 während des Betriebs, Ergebnisse des Betriebs des Prozessors 12 oder Sensordaten von Fahrzeugüberwachungssystemen 18 zu speichern.
Der Prozessor 12 kann mit einer Datenablagevorrichtung 16 kommunizieren. Die Datenablagevorrichtung 16 kann eine oder mehrere nichtflüchtige Fest- oder Wechseldatenablagevorrichtungen enthalten. Die Datenablagevorrichtung 16 kann z. B. ein computerlesbares Medium zum Speichern von Programmanweisungen für den Betrieb des Prozessors 12 enthalten. Diese Anweisungen können z. B. Anweisungen für einen oder mehrere Betriebe oder Module in Bezug auf das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands enthalten. Die Datenablagevorrichtung 16 kann zum Speichern von Daten oder Parametern zur Verwendung durch den Prozessor 12 während des Betriebs, von Ergebnissen des Betriebs des Prozessors 12 oder von von einem oder von mehreren Fahrzeugüberwachungssystemen 18 oder von einem fernen Fahrzeugüberwachungssystem oder von einem fernen Fahrzeug empfangenen Sensordaten oder anderen Daten genutzt werden.
Die Datenablagevorrichtung 16 kann eine Datenablagevorrichtung, die fern vom Prozessor 12 ist, repräsentieren. Zum Beispiel kann die Datenablagevorrichtung 16 eine Ablagevorrichtung eines fernen Servers in Form eines oder mehrerer Installationspakete, die zur Ausführung durch den Prozessor 12 heruntergeladen und installiert werden können, repräsentieren.
Der Prozessor 12 kann über ein Kommunikationsmodul 32 und eine Kommunikationsvorrichtung 34 mit einem Prozessor in einem anderen Fahrzeug oder mit einem Server oder mit einem fernen Prozessor kommunizieren. Das Kommunikationsmodul 32 kann z. B. für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationen (V2V-Kommunikationen), für Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikationen (V2I-Kommunikationen) oder für Kommunikationen mit einer fernen Vorrichtung konfiguriert sein. Die Kommunikationsvorrichtung 34 kann eine drahtlose Vorrichtung mit einer Fähigkeit für die Sichtlinienkommunikationen (z. B. über sichtbare Strahlung oder Infrarotstrahlung) oder für die Funkfrequenz- oder Mikrowellenkommunikationen enthalten. Die Kommunikationsvorrichtung 34 kann eine Komponente enthalten, die über einen Draht oder über einen Verbinder mit einer Vorrichtung, über die die Kommunikationsvorrichtung 34 mit einem anderen Prozessor oder mit einer anderen Vorrichtung kommunizieren kann, verbunden werden kann.
Der Prozessor 12 kann mit einem Fahrzeugüberwachungssystem 18 kommunizieren. Zum Beispiel kann der Prozessor 12 zum Abfragen des Fahrzeugüberwachungssystems 18 und zum Empfangen von Sensordaten von einem oder von mehreren Sensoren, die dem Fahrzeugüberwachungssystem 18 zugeordnet sind, konfiguriert sein. Das Fahrzeugüberwachungssystem 18 kann analoge oder digitale Verarbeitungsschaltungen oder die Fähigkeit zum Ausführen von Verarbeitungsbetrieben oder Sensordaten (z. B. Kalibrierung oder Umsetzung) vor dem Übermitteln erlangter Sensordaten an das Fahrzeugüberwachungssystem 18 enthalten.
Das Fahrzeugüberwachungssystem 18 kann z. B. einem oder mehreren Batteriesensoren 28 zugeordnet sein. Die Batteriesensoren 28 können zum Erfassen eines Zustands oder einer Aktivität, der bzw. die der Fahrzeugbatterie 26 zugeordnet ist, konfiguriert sein. Der Batteriesensor 28 kann z. B. eine Größe erfassen, die sich auf einen Durchsatz (das Integral des Stroms über die Zeit) oder auf eine Kapazität (die gespeicherte Ladung) der Fahrzeugbatterie 26 bezieht. Das Fahrzeugüberwachungssystem 18 kann erfasste Daten von dem Batteriesensor 28 abfragen oder empfangen.
Als ein anderes Beispiel kann das Fahrzeugüberwachungssystem 18 einem oder mehreren Bremssensoren 30 zugeordnet sein. Ein Bremssensor 30 kann zum Erfassen eines Zustands oder einer Aktivität, der bzw. die einer Bremse des Fahrzeugs 10 zugeordnet ist, konfiguriert sein. Der Bremssensor 30 kann z. B. zum Erfassen einer Größe konfiguriert sein, die der Betrieb einer Bremse (z. B. das Erfassen von Bremsereignissen und der Bremsbelagtemperatur beim Bremsen) oder die Bremsbelagdicke einer Bremse des Fahrzeugs 10 ist. Das Fahrzeugüberwachungssystem 18 kann erfasste Daten vom Bremssensor 30 abfragen oder empfangen.
Eine oder mehrere Komponenten des Prozessors 12, des Speichers 14, der Datenablagevorrichtung 16, des Kommunikationsmoduls 32, der Kommunikationsvorrichtung 34 oder des Fahrzeugüberwachungssystems 18 können in einem Motorraum 20, in einem Fahrgastraum 22 (z. B. in einem Armaturenbrett oder in einer anderen Innenplatte oder in einem tragbaren Computer, in einem Mobiltelefon oder in einem Smartphone, der bzw. das im Fahrgastraum 22 getragen wird) oder im Gepäckraum 24 (z. B. in einem Kofferraum) des Fahrzeugs 10 enthalten sein, darin aufgenommen sein oder daran oder darin angebracht sein.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Fahrzeug 10 mit einem System für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands zusammenwirken. Zum Beispiel kann der Prozessor 12 des Fahrzeugs 10 über das Kommunikationsmodul 32 und die Kommunikationsvorrichtung 34 mit einem oder mit mehreren anderen Fahrzeugen oder mit einem fernen Server oder mit einer anderen fernen Vorrichtung kommunizieren.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Systems für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In dem kooperativen System 50 für den Fahrzeugfunktionszustand kommuniziert jedes Fahrzeug 10 mit einem Netz 52. Das Netz 52 kann z. B. irgendeine Kombination von Kommunikationswegen oder -netzen repräsentieren. Solche Kommunikationswege oder -netze können z. B. das Internet, ein Mobiltelefonnetz, V2V-Kommunikationen, V2I-Kommunikationen oder den drahtlosen Zugang zu einem Netz enthalten. Jedes Fahrzeug 10 enthält wenigstens ein Fahrzeugüberwachungssystem 18 zur Überwachung eines oder mehrerer Sensoren im Fahrzeug 10 und eine Kommunikationsvorrichtung 34 zum Kommunizieren über das Netz 52. Ein Fahrzeug 10, das dem kooperativen System 50 für den Fahrzeugfunktionszustand zugeordnet ist, kann eine Untergruppe von Fahrzeugen enthalten, die mit einem Fahrzeugüberwachungssystem 18 und mit einer Kommunikationsvorrichtung 34 ausgestattet sind. Eine solche Untergruppe kann z. B. Fahrzeuge enthalten, die einen kooperativen Dienst zur Bereitstellung eines Fahrzeugfunktionszustands abonniert haben.
Ein Fahrzeug 10 kann über das Netz 52 mit dem Server 54 kommunizieren. Der Server 54 kann eine Verarbeitungsfunktionalität in Form eines oder mehrerer Prozessoren, Computer oder anderer Vorrichtungen mit Verarbeitungsfähigkeit enthalten. Die Verarbeitungsfunktionalität des Servers 54 kann z. B. in einer oder in mehreren fernen feststehenden Computervorrichtungen oder in einer oder in mehreren miteinander kommunizierenden in ein Fahrzeug eingebauten Vorrichtungen enthalten sein. Die Verarbeitungsfunktionalität des Servers 54 kann z. B. in einem Prozessor 12 (1) eines oder mehrerer Fahrzeuge 10 enthalten sein.
Ein Prozessor des Servers 54 kann mit einem Serverspeicher 56 kommunizieren. Der Serverspeicher 56 kann eine oder mehrere lokale oder ferne Speichervorrichtungen, die mit dem Server 54 kommunizieren können, repräsen tieren.
Ein Prozessor des Servers 54 kann mit einer Serverdatenablagevorrichtung 58 kommunizieren. Die Serverdatenablagevorrichtung 58 kann eine oder mehrere lokale oder ferne nichtflüchtige Datenablagevorrichtungen repräsentieren, die mit dem Server 54 kommunizieren können. Zum Beispiel kann sich ein Teil der oder die gesamte Datenablagefunktionalität der Serverdatenablagevorrichtung 58 in einem oder in mehreren Fahrzeugen 10 befinden.
Die Serverdatenablagevorrichtung 58 kann zum Speichern einer Datenbank 60 verwendet werden. Die Datenbank 60 kann z. B. Daten enthalten, die von einem Fahrzeugüberwachungssystem 18 eines oder mehrerer der Fahrzeuge 10 erhoben werden.
Der Server 54 kann zum Ausführen eines Verfahrens für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben werden. Die Ausführung des Verfahrens für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands kann zur Erzeugung oder Aktualisierung eines kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand zum Vorhersagen oder Angeben des Funktionszustands eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeugsystems oder einer Fahrzeugkomponente führen. Die Vorhersage oder Angabe kann auf der Grundlage gemessener Parameter in Bezug auf ein Fahrzeug oder auf ein Fahrzeugsystem oder auf eine Fahrzeugkomponente, einen Fahrzeugbetrieb aus dem Modell berechnet werden.
3 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Es ist festzustellen, dass die Aufteilung des durch den Ablaufplan dargestellten Verfahrens in getrennte Betriebe, die jeweils durch einen Block des Ablaufplans repräsentiert sind, nur zur Zweckmäßigkeit und Klarheit gewählt worden ist. Eine alternative Aufteilung des dargestellten Verfahrens in Betriebe ist mit äquivalenten Ergebnissen möglich. Eine solche alternative Aufteilung des Verfahrens in Betriebe ist als im Schutzumfang von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten anzusehen.
Außerdem ist festzustellen, dass die dargestellte Reihenfolge der Betriebe, wie sie durch Blöcke des Ablaufplans repräsentiert ist, sofern nicht etwas anderes angegeben ist, nur zur Zweckmäßigkeit und Klarheit gewählt worden ist. Die Reihenfolge der Ausführung dargestellter Betriebe kann mit äquivalenten Ergebnissen geändert werden oder Betriebe des dargestellten Verfahrens können mit äquivalenten Ergebnissen gleichzeitig ausgeführt werden. Eine solche Umordnung von durch Blöcke des Ablaufplans dargestellten Betrieben ist als im Schutzumfang von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten anzusehen.
Das Verfahren 100 für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands kann durch einen Prozessor eines Systems für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands wie etwa einem Server oder einen Fahrzeugbordcomputer ausgeführt werden. Das Verfahren 100 für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands kann z. B. ununterbrochen, in vorgegebenen Intervallen, wie es durch eine oder mehrere erfasste Bedingungen angegeben wird oder wenn es durch einen menschlichen Betreiber initiiert wird, ausgeführt werden. Zum Beispiel können einer oder mehrere Betriebe des Verfahrens 100 für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands periodisch ausgeführt werden, um ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand zu aktualisieren, während die Fahrzeuge altern.
Die Daten in Bezug auf die Funktion oder den Funktionszustand eines Fahrzeugs oder eines oder mehrerer Fahrzeugsysteme können von einer Gruppe von Fahrzeugen erhoben werden (Block 110). Zum Beispiel kann eine Gruppe von Fahrzeugen mit einem Prozessor wie etwa einem Server oder einem Fahrzeugbordcomputer, der das Verfahren 100 für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands ausführt, kommunizieren. Jedes Fahrzeug kann über ein Netz oder über einen anderen Kommunikationskanal mit dem Prozessor kommunizieren. Die kommunizierenden Fahrzeuge können auf Fahrzeuge, die einen Dienst abonniert haben oder die auf andere Weise befähigt sind, auf den Fahrzeugfunktionszustand bezogene Daten an einen Prozessor zu übermitteln, beschränkt sein.
Die übermittelten Fahrzeugfunktionszustandsdaten können z. B. in einer Datenbank gesichert werden. Die Datenbank kann sich an einem einzelnen Ort, z. B. in einer oder in mehreren Datenablagevorrichtungen, die einem Server zugeordnet sind, befinden oder kann unter miteinander kommunizierenden Vorrichtungen (z. B. Vorrichtungen, die Fahrzeugbordprozessoren zugeordnet sind) verteilt sein.
Ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand für ein Fahrzeug oder für ein Fahrzeugsystem oder für eine Fahrzeugkomponente kann in Funktionsform ausdrückbar sein. Zum Beispiel kann eine allgemeine Funktionsform eines kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand ausdrückbar sein als: $y = f (x_{1}, x_{2} | θ) .$
Die Variable y repräsentiert einen Indikator eines Funktionszustands eines Fahrzeugsystems oder einer Fahrzeugkomponente, der eine Nutzungsdauer der Komponente angeben kann. Zum Beispiel kann die Variable y im Fall einer Fahrzeugbatterie den Innenwiderstand der Batterie repräsentieren. Im Fall einer Fahrzeugbremse kann die Variable y die Bremsbelagdicke repräsentieren.
Die Variable x₁ repräsentiert zusammen eine Metrik der Nutzung der Komponente. Zum Beispiel kann die Variable x₁ im Fall einer Batterie den Batteriedurchsatz (den Strom über die Zeit, z. B. in Amperestunden) repräsentieren und kann sie im Fall einer Bremse den Bremsdruck, eine Häufigkeit, mit der die Breme angelegt worden ist, eine Anzahl, in der die Bremse angelegt worden ist, oder eine Kombination der Obigen repräsentieren. Die Variable x₂ repräsentiert zusammen irgendeinen Umgebungsfaktor, der die Lebensdauer der Komponente beeinflussen kann. Zum Beispiel kann die Bremsenlebensdauer durch die Temperatur der Bremse beim Bremsen beeinflusst werden.
Die Funktion f kann eine vorgegebene Funktionsform sein. Eine Funktionsform f kann sich z. B. auf allgemeine theoretische oder phänomenologische Betrachtungen beziehen. Die Funktion f kann durch einen oder mehrere Parameter parametrisiert sein. Diese Parameter können für eine bestimmte Untergruppe einer Komponente oder eines Systems eingestellt oder kalibriert werden. Diese einstellbaren Parameter werden zusammen durch die Variable θ repräsentiert. Die Einstellung der Parameter θ kann auf einer Analyse der erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten beruhen.
Ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand, das durch einen bestimmten Satz von Parametern θ charakterisiert ist, kann für eine Untergruppe oder für eine Referenzgruppe der Fahrzeuge, von denen Fahrzeugfunktionszustandsdaten erhoben wurden, relevant sein. Eine relevante Referenzgruppe der Daten der Fahrzeuge kann als relevant für ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand ausgewählt werden (Block 120). Die Referenzgruppe von Fahrzeugen kann hinsichtlich eines bestimmten Fahrzeugsystems oder einer bestimmten Fahrzeugkomponente als relevant für ein bestimmtes kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand ausgewählt werden. Die Referenzgruppe hinsichtlich eines anderen Fahrzeugsystems oder einer anderen Fahrzeugkomponente kann eine andere Teilmenge der Fahrzeuge enthalten.
Die Referenzgruppe, auf die ein bestimmter Satz von Parametern θ anwendbar sein kann, kann durch eine oder mehrere gemeinsame Eigenschaften definiert sein. Eine solche Referenzgruppe kann z. B. alle Fahrzeuge enthalten, die einen einzelnen Typ einer Komponente oder eines Systems enthalten. Ein einzelner Typ einer Komponente oder eines Systems kann dadurch charakterisiert sein, dass er z. B. einen gemeinsamen Motor, eine gemeinsame Modellnummer, ein gemeinsames Herstellungsjahr oder andere Eigenschaften aufweist. Die Referenzgruppe kann auf jene Fahrzeuge, die untereinander ähnlich sind, beschränkt sein. Eine Gruppe ähnlicher Fahrzeuge kann z. B. durch Fahrzeuge charakterisiert sein, die einen gemeinsamen oder ähnlichen Typ, eine gemeinsame oder ähnliche Marke, ein gemeinsames oder ähnliches Modell, ein gemeinsames oder ähnliches Herstellungsjahr oder einen gemeinsamen oder ähnlichen Motortyp aufweisen. Außerdem kann die Referenzgruppe auf jene Fahrzeuge beschränkt sein, die ähnlichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, die z. B. in denselben oder ähnlichen geographischen Bereichen oder Klimazonen arbeiten. Ähnlich kann die Referenzgruppe auf jene Fahrzeuge beschränkt sein, die unter ähnlichen Betriebsbedingungen betrieben werden, die z. B. entweder in Privatbesitz oder im Besitz eines Unternehmens oder Wagenparks sind, die hauptsächlich zur Familienverwendung, zum Pendeln oder zur geschäftlichen Verwendung oder für eine typische Entfernung, die während einer Standardzeitdauer gefahren wird, bestimmt sind. Die Referenzgruppe kann auf Fahrzeuge beschränkt sein, deren Alter, z. B. in Diensttagen oder in gefahrener Entfernung (Kilometerstand) gemessen, größer als ein Schwellenwert ist (da die Daten von solchen Fahrzeugen statistisch zuverlässiger als die Daten von jüngeren Fahrzeugen oder genauer als Schnellalterungsprüfungen in der Fabrik sein können).
Die ausgewählten Fahrzeugfunktionszustandsdaten, die von der Referenzgruppe erhoben wurden, können in das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand aufgenommen werden (Block 130). Die Funktionszustandsdaten der Fahrzeuge der Referenzgruppe können analysiert werden, um einen oder mehrere Parameter eines kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand einzustellen.
Beim Analysieren der ausgewählten Fahrzeugfunktionszustandsdaten kann Daten von älteren Fahrzeugen eine größere Gewichtung als Daten von jüngeren Fahrzeugen gegeben werden.
Das erfindungsgemäße Batteriealterungsmodell besitzt die folgende Form: $C_{deg} (t) = C_{N} e^{- c_{z} (1 - Z_{W} (t) / 1,6 Z_{IEC})},$
wobei C_deg(t) die Kapazität der Batterie als Funktion der Zeit t ist, C_N eine Nennkapazität der Batterie ist, Z_w(t) ein gewichteter Durchsatz (z. B. in Einheiten von Amperestunden) der Batterie als Funktion der Zeit ist (wobei die Gewichtung eine Funktion solcher auf die Batterie bezogener Faktoren wie z. B. des Ladezustands, der Batterietemperatur oder des Lade- oder Entladestroms sein kann) und wobei Z_IEC einen Standarddurchsatz (wie durch die Internationale Elektrotechnische Kommission definiert) repräsentiert.
Der Parameter c_z ist einstellbar. Außerdem können Gewichtungen, die in den gewichteten Durchsatz Z_w(t) aufgenommen sind, ebenfalls einstellbar sein. Der Parameter c_z und irgendwelche einstellbaren Gewichtungsfaktoren können durch Vergleichen mit Fahrzeugfunktionszustandsdaten, die von einer Referenzgruppe von Fahrzeugen hinsichtlich einer bestimmten Klasse von Batterien (z. B. wie durch den Typ, durch die Modellnummer definiert) in einem bestimmten Fahrzeugtyp (z. B. wie durch den Motor, durch die Marke, durch das Modell, durch das Jahr definiert) erhoben worden sind, eingestellt oder kalibriert werden. Die Fahrzeugfunktionszustandsdaten können z. B. Messwerte enthalten, die sich auf den Batteriedurchsatz Z_w(t) und auf die Batteriekapazität C_deg(t) beziehen. Die erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten können analysiert werden (z. B. eine Anpassung der kleinsten Quadrate), um einen Wert des einstellbaren Parameters c_z oder irgendeines einstellbaren Gewichtungsfaktors zu liefern.
4 zeigt ein Beispiel eines einstellbaren Modells für den Batteriefunktionszustand, das durch Anwendung eines Verfahrens für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einstellbar ist. Der Batteriekapazitätsgraph 200 veranschaulicht die Änderung der Batteriekapazität (in Einheiten von Amperestunden) als Funktion der Zeit, die die Batterie (in Einheiten von Monaten) in Verwendung war. Die Batteriekapazitätskurve 210a veranschaulicht ein Alterungsmodell der Batterie mit einem Wert (z. B. 5) des einstellbaren Parameters c_z und die Batteriekapazitätskurve 210b veranschaulicht das Alterungsmodell mit einem anderen Wert (z. B. 8) des einstellbaren Parameters c_z .
Als ein anderes nicht erfindungsgemäßes Beispiel kann ein Modell für den Funktionszustand einer Bremse die folgende Form besitzen: $w = \sum_{T_{i} = T_{1}}^{T_{2}} α_{T_{i}} n_{T_{i}},$
wobei w einen Bremsbelagverschleiß (z. B. in Einheiten von Millimetern des Bremsbelags) repräsentiert, Ti eine Bremsentemperatur im Bereich von T₁ (z. B. 100 °C) bis T₂ (z. B. 400 °C) ist, n_T
i eine Anzahl der Bremsereignisse bei der Bremstemperatur T_i ist und α_T
i ein Bremsbelag-Verschleißkoeffizient (z. B. in Einheiten von Millimeter des Bremsbelags pro 1000 Bremsereignisse oder Halte) ist.
Die Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten α_Ti sind einstellbar. Die Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten α_T
i können durch Vergleichen mit Fahrzeugfunktionszustandsdaten, die von einer Referenzgruppe von Fahrzeugen hinsichtlich einer bestimmten Klasse von Bremsbelägen (z. B. wie durch den Typ, durch die Modellnummer definiert) in einem bestimmten Fahrzeugtyp (z. B. wie durch den Motor, durch die Marke, durch das Modell, durch das Jahr definiert) erhoben worden sind, eingestellt oder kalibriert werden. Die Fahrzeugfunktionszustandsdaten können z. B. Messwerte, die sich auf die Bremsentemperatur (z. B. in Grad Celsius), auf den Bremsenverschleiß (z. B. die Belagdicke in Einheiten von Millimeter) und auf die Anzahl der Bremsereignisse oder Halte beziehen, enthalten. Die erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten können (z. B. durch eine Anpassung der kleinsten Quadrate) analysiert werden, um einen Satz von Werten von Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten α_T
i zu liefern.
5 zeigt nicht erfindungsgemäße Beispiele von Histogrammen gemessener Bremsenverwendung zur Verwendung bei der Einstellung eines Modells für den Funktionszustand der Bremse. Das Histogramm 400a ist ein Histogramm einer Anzahl von Bremsereignissen durch ein Fahrzeug, wenn die Bremsentemperatur in einem bestimmten Temperaturbereich (in Einheiten von Grad Celsius) lag. Das Histogramm 400a kann z. B. (z. B. von einer Datenablagevorrichtung des Fahrzeugs) erlangt werden, wenn ein Bremsenverschleißsensor ausgelöst wird. Ein Bremsenverschleißsensor kann z. B. ausgelöst werden, wenn der erfasste Bremsenverschleiß (die Änderung der Bremsbelagdicke) über einen Schwellenwert (oder über einen oder mehrere einer Reihe von Schwellenwerten) hinaus fortgeschritten ist. Das Histogramm 400b ist ein Histogramm einer Anzahl von Bremsereignissen durch ein anderes Fahrzeug.
Die Histogramme wie etwa die Histogramme 400a und 400b zusammen mit anderen Histogrammen, die von der Referenzgruppe von Fahrzeugen erlangt worden sind, können analysiert werden, um einen Satz von Werten von Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten α_Ti zu liefern.
6 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Beispiel einstellbarer Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten, die sich aus der Anwendung eines Verfahrens für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergeben.
Der Bremsbelag-Verschleißkoeffizientengraph 300 veranschaulicht Sätze von Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten α_Ti (in Einheiten von Millimetern des Bremsbelagverschleißes pro 1000 Bremsereignisse oder Halte) als Funktion der Bremsentemperatur (in Einheiten von Grad Celsius). Die Bremsbelag-Verschleißkoeffizientenkurve 310a veranschaulicht einen Satz von Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten, der auf einem Satz von Messwerten für ein Fahrzeug beruht. Die Bremsbelag-Verschleißkoeffizientenkurve 310b veranschaulicht einen Satz von Bremsbelag-Verschleißkoeffizienten, der auf einem anderen Satz von Messwerten in einem anderen Fahrzeug beruht.
Ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand, das Ergebnisse von Fahrzeugfunktionszustandsdaten von der ausgewählten Referenzgruppe enthält, kann eine Änderung gegenüber einer früheren Version (oder Anfangsversion) des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand repräsentieren (Block 140 aus 3). Zum Beispiel kann eine Anfangsversion des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand auf Berechnungen oder Messwerten, die während der Herstellung oder Entwicklung eines Fahrzeugs oder einer Fahrzeugkomponente oder eines Fahrzeugsystems (z. B. unter Verwendung von Schnellalterungstechniken oder anderen Schätztechniken) erstellt wurden, beruht haben. Eine frühere Version des Systems für den Fahrzeugfunktionszustand kann sich aus einer früheren Ausführung des Verfahrens 100 für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands ergeben haben. Änderungen, die in den erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten seit der früheren Ausführung des Verfahrens 100 für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands aufgetreten sind, können zu einer Revision eines oder mehrerer Parameter in einem kooperativen Modell für den Fahrzeugfunktionszustand führen. Zum Beispiel werden wiederholte Messungen als eine Gruppe von Fahrzeugen verwendet oder kann das Alter zur Verfeinerung eines kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand führen.
Falls sich das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand geändert hat, kann das eingestellte kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand angewendet werden (Block 150). Zum Beispiel kann das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand in einem Server aktualisiert werden oder an Fahrzeuge verteilt werden. Die Anwendung des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand kann die Vorhersage eines Status einer Fahrzeugkomponente oder eines Fahrzeugsystems (z. B. eines geschätzten Stroms oder einer geplanten Kapazität einer Batterie, eines geschätzten Stroms oder eines geplanten Bremsbelagverschleißes) auf der Grundlage des Alters des Fahrzeugs oder der gemessenen Nutzung des Fahrzeugs ermöglichen. Das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand kann durch einen Computer oder Prozessor an Bord jedes Fahrzeugs angewendet werden. Alternativ kann das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand durch einen Server oder durch einen anderen fernen Prozessor oder Computer beim Empfang relevanter Daten (z. B. Alters- oder Nutzungsdaten) von einem Fahrzeug angewendet werden.
Gleich, ob sich das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand geändert hat oder nicht, können zur weiteren Verfeinerung oder Überprüfung des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand weiter Daten von Fahrzeugen erhoben werden (Rückkehr zu Block 110).
Die Fahrzeugfunktionszustandsdaten von einem bestimmten Fahrzeug können erlangt und analysiert werden, um das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand an dieses bestimmte Fahrzeug (oder an diese bestimmte Fahrzeugkomponente oder an dieses bestimmte Fahrzeugsystem) anzupassen. Die Anwendung des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand auf dieses Fahrzeug kann z. B. eine Vorhersage einer Größe liefern, die von einem direkt gemessenen Wert dieser Größe (z. B. einer gegenwärtigen Batteriekapazität oder einer gegenwärtigen Bremspedaldicke) verschieden ist. Einer oder mehrere Parameter des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand können nur in Bezug auf dieses Fahrzeug (z. B. in einem Bordcomputer dieses Fahrzeugs oder in einem Server, wenn er mit diesem Fahrzeug kommuniziert) eingestellt werden, um das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand an dieses Fahrzeug anzugleichen.
Verschiedene Betriebe des Verfahrens 100 für das kooperative Management des Fahrzeugfunktionszustands können zu unterschiedlichen Zeiten oder mit unterschiedlicher Periodizität ausgeführt werden. Zum Beispiel kann ein Betrieb des Erhebens von Daten von Fahrzeugen (Block 110) häufiger als ein Betrieb des Aufnehmens von Daten von der Referenzgruppe in das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand (Block 130) oder des Anwendens eines eingestellten Modells (Block 150) ausgeführt werden.
Eine Periodizität zum Erheben von Daten von Fahrzeugen oder zum Verteilen eines eingestellten Modells an Fahrzeuge kann für verschiedene Fahrzeugsysteme variieren. Zum Beispiel kann ein Ladezustand einer Batterie jeweils alle wenigen Zündzyklen erhoben oder in ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand aufgenommen werden. Andererseits können Bremspedaldaten weniger häufig, z. B. alle wenigen Tage, erhoben werden.
Es können andere oder unterschiedliche Reihen von Betrieben verwendet werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Vorrichtungen zum Ausführen der hier beschriebene Betriebe enthalten. Diese Vorrichtungen können speziell für die gewünschten Zwecke konstruiert sein oder können Computer oder Prozessoren umfassen, die durch ein in den Computern gespeichertes Computerprogramm wahlweise aktiviert oder rekonfiguriert werden. Solche Computerprogramme können in einem computerlesbaren oder prozessorlesbaren nichtflüchtigen Ablagemedium, in irgendeinem Typ von Platte einschließlich Disketten, optischer Platten, CD-ROMs, magnetooptischer Platten, Nur-Lese-Speicher (ROMs), Schreib-Lese-Speicher (RAMs), elektrisch programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROMs), elektrisch löschbarer und programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROMs), magnetischer oder optischer Karten oder irgendeines anderen Medientyps, der zum Speichern elektrischer Anweisungen geeignet ist, gespeichert sein. Es wird gewürdigt werden, dass zum Implementieren der wie hier beschriebenen Lehren der Erfindung eine Vielzahl von Programmiersprachen verwendet werden können. Ausführungsformen der Erfindung können einen Artikel wie etwa ein durch einen nichtflüchtigen Computer oder nichtflüchtigen Prozessor lesbares nichtflüchtiges Ablagemedium wie etwa z. B. einen Speicher, ein Plattenlaufwerk oder einen USB-Flash-Speicher enthalten, das Anweisungen, z. B. durch einen Computer ausführbare Anweisungen, die, wenn sie durch einen Prozessor oder Controller ausgeführt werden, veranlassen, dass der Prozessor oder Controller hier offenbarte Verfahren ausführt, codiert, enthält oder speichert. Die Anweisungen können veranlassen, dass der Prozessor oder Controller Prozesse ausführt, die hier offenbarte Verfahren ausführen.
Es sind hier verschiedene Ausführungsformen offenbart. Merkmale bestimmter Ausführungsformen können mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden; somit können bestimmte Ausführungsformen Kombinationen von Merkmalen mehrerer Ausführungsformen sein. Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt worden. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarte genaue Form einschränken. Vom Fachmann auf dem Gebiet wird gewürdigt werden, dass im Licht der obigen Lehre viele Abwandlungen, Veränderungen, Ersetzungen, Änderungen und Äquivalente möglich sind. Somit sollen die angefügten Ansprüche selbstverständlich alle solche Abwandlungen und Änderungen, die im wahren Erfindungsgedanken liegen, umfassen.

Claims

Verfahren, das umfasst: Erheben von Fahrzeugfunktionszustandsdaten von mehreren Fahrzeugen (10) über ein drahtloses Netz (52); Verwenden eines Prozessors zum: Identifizieren einer Referenzgruppe unter den mehreren Fahrzeugen (10); und Aufnehmen der erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten von der Referenzgruppe in ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand, wobei das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand auf ein gegenwärtiges Fahrzeug anwendbar ist, um einen Zustand wenigstens einer Komponente des gegenwärtigen Fahrzeugs vorherzusagen; wobei das kooperative Modell ein Batteriealterungsmodell zum Vorhersagen der Kapazität der Batterie (26) des gegenwärtigen Fahrzeugs ist, das die Form C_deg(t)= C_Ne^-cz ^(1-Z
w ^(t)/1,6
IEC ⁾ besitzt; wobei C_deg(t) die Kapazität der Batterie (26) als Funktion der Zeit t ist, C_N eine Nennkapazität der Batterie (26) ist, Z_w(t) ein gewichteter Durchsatz der Batterie (26) als Funktion der Zeit ist, Z_IEC einen Standarddurchsatz repräsentiert und c_z ein einstellbarer Parameter ist; und wobei Werte für den einstellbaren Parameter c_z und die in den gewichteten Durchsatz Z_w(t) aufgenommenen einstellbaren Gewichtungen durch Analysieren der erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten erhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren der Referenzgruppe das Identifizieren von Fahrzeugen der mehreren Fahrzeuge (10), die durch einen vorgegebenen Satz von Eigenschaften einer Komponente des Fahrzeugs charakterisiert sind, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufnehmen der erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten von der Referenzgruppe in das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand das Einstellen eines Parameters des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand in Übereinstimmung mit den erhobenen Funktionszustandsdaten durch Anwenden einer Technik des mittleren quadratischen Fehlers umfasst.
System, das umfasst: einen Prozessor, der konfiguriert ist zum: Erheben von Fahrzeugfunktionszustandsdaten von mehreren Fahrzeugen (10); Identifizieren einer Referenzgruppe unter den mehreren Fahrzeugen (10); Aufnehmen der erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten von der Referenzgruppe in ein kooperatives Modell für den Fahrzeugfunktionszustand, wobei das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand auf ein gegenwärtiges Fahrzeug anwendbar ist, um einen Zustand wenigstens einer Komponente des gegenwärtigen Fahrzeugs vorherzusagen; wobei das kooperative Modell ein Batteriealterungsmodell zum Vorhersagen der Kapazität der Batterie (26) des gegenwärtigen Fahrzeugs ist, das die Form C_deg(t) = C_Ne^-cz(1-Z
w ^(t)/1,6
IEC ⁾ besitzt; wobei C_deg(t) die Kapazität der Batterie (26) als Funktion der Zeit t ist, C_N eine Nennkapazität der Batterie (26) ist, Z_w(t) ein gewichteter Durchsatz der Batterie (26) als Funktion der Zeit ist, Z_IEC einen Standarddurchsatz repräsentiert und c_z ein einstellbarer Parameter ist; und wobei Werte für den einstellbaren Parameter c_z und für die in den gewichteten Durchsatz Z_w(t) aufgenommenen einstellbaren Gewichtungen durch Analysieren der erhobenen Fahrzeugfunktionszustandsdaten erhalten werden; ein Netz (52), um die Kommunikation zwischen dem Prozessor und den mehreren Fahrzeugen (10) zu ermöglichen.
System nach Anspruch 4, wobei das gegenwärtige Fahrzeug zum Kommunizieren mit dem Prozessor über das Netz (52) konfiguriert ist und wobei das kooperative Modell für den Fahrzeugfunktionszustand durch den Prozessor auf die Komponente des gegenwärtigen Fahrzeugs anwendbar ist.
System nach Anspruch 4, wobei wenigstens ein Parameter des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand über das Netz (52) an das gegenwärtige Fahrzeug verteilt werden kann und wobei ein Prozessor (12) des gegenwärtigen Fahrzeugs zum Anwenden des kooperativen Modells für den Fahrzeugfunktionszustand auf das gegenwärtige Fahrzeug konfiguriert ist.
System nach Anspruch 4, wobei die Referenzgruppe Fahrzeuge der mehreren Fahrzeuge (10), die durch einen vorgegebenen Satz von Eigenschaften einer Komponente des Fahrzeugs charakterisiert sind, umfasst.