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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft Fahrzeugeffizienz und Defekterkennung basierend auf der Position eines Fahrzeugs, die unter Nutzung des globalen Positionsbestimmungssystems („GPS”) bestimmt werden kann.
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2. Verwandte Technik
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Fahrzeuge werden oft beeinträchtigt durch Störungen infolge verborgener Defekte im Fahrzeug wie rissiger oder anders beschädigter Bauteile. Bei diesen Defekten handelt es sich möglicherweise um Herstellungsdefekte oder sie manifestieren sich möglicherweise im Lauf der Zeit durch die Fahrzeugnutzung. Eine Störung kann auftreten, während das Fahrzeug im Betrieb ist, und kann dem Fahrzeugbetreiber oder anderen Personen schwere Verletzungen zufügen. Die Störung kann auch schwere Sachschäden bewirken und kann zu einem Verzug bei der Lieferung von Waren oder der Erbringung von Dienstleistungen führen, falls das Fahrzeug als gewerbliches Transportfahrzeug oder in einer anderen gewerblichen Funktion betrieben wird.
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Einige Fahrzeuge enthalten Sensoren oder Messgeräte, die fähig dazu sein können, Defekte zu identifizieren, bevor eine Störung auftritt. Zum Beispiel können Temperatur- und Öldrucksensoren und -messgeräte einen Fahrzeugbetreiber darauf aufmerksam machen, dass sich der Motor überhitzt oder dass der Öldruck niedrig ist. In diesem Fall kann der Fahrzeugbetreiber dazu fähig sein, eine katastrophale Störung zu vermeiden, indem sie das Fahrzeug zu einer Werkstatt bringt, um den Defekt oder das Problem, das bewirkt, dass sich der Motor überhitzt oder der Öldruck niedrig bleibt, zu lokalisieren und zu beheben. Jedoch sind nicht alle Defekte derart einfach detektierbar. In einigen Fällen wird ein verborgener Defekt möglicherweise von Sensoren oder von Fahrzeugbetreiber so lange nicht detektiert, bis der Defekt zu einer Störung oder einem vollständigen Versagen des Fahrzeugs führt. Daher besteht ein Bedarf an einer Möglichkeit zum Detektieren von Defekten in einem Fahrzeug, vor allem wenn der Defekt verborgen ist und potenziell ein katastrophales Versagen im Fahrzeug bewirken kann.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die Beschreibungen unten enthalten Vorrichtungen und Verfahren zum Detektieren von Fahrzeugeffizienz und Erkennen eines Fahrzeugdefekts. Ein Fahrzeugbetriebsparameter kann an einer speziellen Fahrzeugposition gemessen und aufgezeichnet werden. Die Messung kann verglichen werden mit früheren Messungen desselben Betriebsparameters an derselben Position, der vorher für dasselbe Fahrzeug oder ein vergleichbares Fahrzeug aufgezeichnet wurde. Ein Fahrzeugdefekt kann detektiert werden, wenn die Messung eine statistische Abweichung von vorherigen Messungen zeigt. Der Bbetreiber, der Eigentümer, der Leasingnehmer oder der Leasinggeber des Fahrzeugs können über den Defekt benachrichtigt werden.
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Ein Störungsdetektionssystem umfasst einen ersten Eingang, der konfiguriert ist, eine Position eines Fahrzeugs zu empfangen; einen zweiten Eingang, der konfiguriert ist, eine erste Messung eines Betriebsparameters des Fahrzeugs an der Position zu empfangen; und einen Prozessor in Kommunikation mit dem ersten Eingang und dem zweiten Eingang, wobei der Prozessor konfiguriert ist, basierend auf der ersten Messung, der Position des Fahrzeugs und mindestens einer zusätzlichen Messung des Betriebsparameters zu bestimmen, ob eine mit dem Fahrzeug assoziierte Störungsbedingung vorliegt, wobei die mindestens eine zusätzliche Messung an der Position vor der ersten Messung vorgenommen wird.
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Eine Störungsdetektionsvorrichtung umfasst einen ersten Eingang, der konfiguriert ist, eine Position eines Fahrzeugs zu empfangen; einen zweiten Eingang, der konfiguriert ist, eine erste Messung eines ersten Betriebsparameters des Fahrzeugs an der Position zu empfangen; und einen Prozessor in Kommunikation mit dem ersten Eingang und dem zweiten Eingang, wobei der Prozessor konfiguriert ist, basierend auf der ersten Messung, der Position des Fahrzeugs und mindestens einer zusätzlichen Messung eines zweiten Betriebsparameters zu bestimmen, ob eine mit dem Fahrzeug assoziierte Störungsbedingung vorliegt, wobei die mindestens eine zusätzliche Messung mit der Position assoziiert ist, und wobei die mindestens eine zusätzliche Messung vor der ersten Messung vorgenommen wird.
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Ein Verfahren zum Detektieren einer Störung innerhalb eines Fahrzeugs umfasst Empfangen einer Position des Fahrzeugs; Empfangen einer Messung eines Betriebsparameters des Fahrzeugs; und Vergleichen der Position und der Messung mit einem Profil, um zu bestimmen, ob eine Störung des Fahrzeugs vorliegt, wobei das Profil in einem computerlesbaren Medium abgelegt ist und mindestens eine Messung mindestens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs umfasst; und eine Position für jede der mindestens einen Messung mindestens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs.
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Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile sind für den Fachmann naheliegend oder ergeben sich für den Fachmann beim Durchsehen der folgenden Figuren und der folgenden ausführlichen Beschreibung. Alle solchen zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile sollen in dieser Beschreibung enthalten sein, in den Schutzbereich der Erfindung fallen und von den folgenden Ansprüchen geschützt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Das System und das Verfahren zum Betreiben des Systems gemäß der vorliegenden Anmeldung werden umfassender verständlich, wenn die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird, in denen
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1 ein Blockschema eines Defekterkennungssystems ist;
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2 ein Blockschema eines in einem Defekterkennungssystem genutzten Fahrzeugprofils ist; und
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3 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Detektieren eines Fahrzeugdefekts ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die beschriebenen Ausführungsformen können genutzt werden, um einen Fahrzeugdefekt oder eine Fahrzeugineffizienz basierend auf einem Vergleich des Betriebs des Fahrzeugs an einer gegebenen Position mit vorherigen Aufzeichnungen zum Betrieb des Fahrzeugs an derselben Position zu erkennen. Auch ein Vergleich mit ähnlichen Fahrzeugen kann genutzt werden, um einen Defekt zu detektieren oder eine Fahrzeugineffizienz zu bestimmen. Wenn sich ein Fahrzeug auf einer Strecke fortbewegt, werden Messungen der Betriebsparameter des Fahrzeugs zusammen mit der Fahrzeugposition aufgezeichnet, die mit jeder aufgezeichneten Messung korrespondiert. Auf diese Weise wird ein Protokoll des Verhaltens des Fahrzeugs an einer bekannten Position erzeugt. Einträge im Protokoll können verglichen werden mit einem Protokoll oder einer Reihe von Protokollen für dasselbe Fahrzeug für vorherige Fahrten auf derselben Strecke. Alternativ oder zusätzlich kann das Protokoll verglichen werden mit einem Protokoll oder einer Reihe von Protokollen für andere Fahrzeuge, die vorher bereits auf der Strecke gefahren sind. Die anderen Fahrzeuge können vom selben Fabrikat, Modell und Typ wie das Fahrzeug sein. Oder die Fabrikate, Modelle und Typen der anderen Fahrzeuge können andere sein als die des Fahrzeugs. Im letzteren Fall können die Messungen in den Protokollen zu einem genaueren Vergleich zwischen den zwei Fahrzeugen ausgeglichen oder angepasst werden.
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Ein Vergleich aktueller Messungen mit vorherigen Messungen, die an einer gegebenen Position aufgezeichnet wurden, kann zeigen, dass das Fahrzeug durch eine Fehlfunktion, einen Defekt oder ein anderes Problem, das die Fahrzeugeffizienz mindert, beeinträchtigt worden ist. Falls die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs an einer gegebenen Position auf einer aktuellen Fahrt gegenüber einer vorherigen Fahrt zum Beispiel fünfzehn Prozent geringer ist, ist der Motor des Kraftfahrzeugs möglicherweise beschädigt. Der Vergleich berücksichtigt zum Beispiel möglicherweise das Gewicht und die Drosselklappenstellung des Fahrzeugs und externe Faktoren wie die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung, um die Wahrscheinlichkeit einer falsch-positiven Detektion eines Fehlers zu senken. An den Fahrzeugbetreiber kann ein Hinweis darauf geliefert werden, dass möglicherweise ein Defekt im Fahrzeug besteht, der den offensichtlichen Fehler bewirkt. Der Hinweis kann auch über ein Netz an einen Remoteserver übertragen werden, der möglicherweise vom Eigentümer oder vom Instandhalter des Fahrzeugs überwacht wird.
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1 veranschaulicht ein Blockschema eines Defekterkennungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Defekterkennungssystem 100 enthält ein Fahrzeug 155. Das in 1 gezeigte beispielhafte Fahrzeug 155 ist ein Kraftfahrzeug. Jedoch kann das Fahrzeug 155 beliebig ausgebildet sein, unter anderem zum Beispiel als Bus, Lastkraftwagen, Transporter, Kleintransporter, Geländewagen (SUV), Hubschrauber, Flugzeug, Baumaschine, Boot, Anhänger, Quad (ATV), Motorrad, Moped, Traktor, Hybridfahrzeug, Elektrofahrzeug, Krankenkraftwagen, Wasserfahrzeug, Boot, Unterseeboot oder anderes Fahrzeug.
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Das Fahrzeug 155 kann eine Benutzerschnittstelle 160 enthalten, die mit einer On-Board-Einrichtung 120 kommunikativ verbunden sein kann. Das Fahrzeug 155 kann auch einen oder mehrere Insassen enthalten, z. B. einen Fahrer, einen oder mehrere Mitfahrer oder eine beliebige Kombination davon. Die On-Board-Einrichtung 120 enthält möglicherweise Kommunikationsports 125, einen Prozessor 130, eine Datenbank 124, einen Speicher 135, der Anweisungen oder Daten ablegen kann, eine Sensorschnittstelle 140 und eine Ortungsschnittstelle 145.
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Die On-Board-Einrichtung 120 kann mit beliebig vielen Kommunikationsnetzen, einschließlich eines Kommunikationsnetzes 150, kommunizieren, welche beliebig ausgebildet sein können, etwa als zellulares Netz. Die On-Board-Einrichtung 120 kann gemäß beliebig vielen Kommunikationsprotokollen, -standards, -netzen oder -topologien kommunizieren. Die On-Board-Einrichtung 120 kommuniziert zum Beispiel möglicherweise über zellulare Netze oder Standards (z. B. 2G, 3G, Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), GSM (R) Association, Long Term Evolution (LTE) (TM) oder andere), Netze gemäß WiMAX, Bluetooth, WiFi (einschließlich 802.11 a/b/g/n/ac oder anderer), WiGig, Global Positioning System (GPS) und andere, die zum Zeitpunkt des Einreichens dieser Anmeldung verfügbar sind oder die in Zukunft noch entwickelt werden. Die On-Board-Einrichtung 120 enthält möglicherweise Verarbeitungsschaltungen, Datenports, Sender, Empfänger, Sendeempfänger oder beliebige Kombinationen davon, um über beliebige der oben aufgeführten Protokolle, Standards, Netze oder Topologien zu kommunizieren.
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Die On-Board-Einrichtung 120 kommuniziert möglicherweise auch mit beliebig vielen Kommunikationseinrichtungen, die von Insassen im Fahrzeug 155 betrieben werden. In einer Ausführungsform implementiert die On-Board-Einrichtung 120 möglicherweise ein für Insassenkommunikationseinrichtungen zugängliches Local Area Network (LAN), das als Drahtlos-LAN (WLAN) oder Drahtloszugriffspunkt ausgebildet sein kann. Kommunikationseinrichtungen wie Handheld-Smartphones, Mobiltelefone, Tablets, Laptops oder andere Einrichtungen können über das WLAN direkt mit der On-Board-Einrichtung 120 kommunizieren. Alternativ kommuniziert die On-Board-Einrichtung 120 möglicherweise indirekt mit Insassenkommunikationseinrichtungen, z. B. über ein oder mehrere externe Kommunikationsnetze wie das Kommunikationsnetz 150, das möglicherweise ein zellulares Netz ist.
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Die On-Board-Einrichtung 120 kann gemäß beliebig vielen Benutzeranforderungen mit Bezug auf Kommunikationsfähigkeiten, Datentransferkonfigurationen, Datenerfassungskonfigurationen und andere Konfigurationen konfiguriert sein. Die On-Board-Einrichtung 120 erfasst möglicherweise auch beliebige Fahrzeugdaten wie Verhaltensstatistiken, Streckeninformationen, Ortsdaten, Verkehrsdaten und andere. Bei einem Beispiel enthält die On-Board-Einrichtung 120 möglicherweise eine Telemetriefunktionalität zum Erfassen und/oder Senden von Fahrzeugdaten. Diese Telemetriefunktionen enthalten möglicherweise Messungen oder Aufzeichnungen für Geschwindigkeit, Richtung, Beschleunigung, Nicken, Gieren und Rollen und Messungen oder Aufzeichnungen zur Änderungsrate für Geschwindigkeit, Richtung, Beschleunigung, Nicken, Gieren und Rollen. Ein Beispiel für eine On-Board-Einrichtung 120 ist die Openmatics©-On-Board-Unit, die von der ZF Friedrichshafen AG angeboten wird.
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Die On-Board-Einrichtung 120 enthält eine Sensorschnittstelle 140, die eine gemeinsame Schnittstelle mit einem oder mehreren Sensoren im Fahrzeug haben kann. Diese Sensoren enthalten möglicherweise Drucksensoren, Gyroskope, Temperatursensoren, Spannungs- und Stromwächter, Magnetsensoren, mikroelektromechanische Sensoren, mechatronische Sensoren, Ortssensoren und Kompasssensoren. Diese Sensoren sind lediglich beispielhaft und die Ausführungsformen sind nicht auf die hierin aufgeführten Sensoren begrenzt. Die On-Board-Einrichtung 120 kann über die Sensorschnittstelle 140 verschiedene Betriebsparameter erfassen, die in der Datenbank 124, dem Speicher 135 abgelegt oder über das Kommunikationsnetz 150 übertragen und in der Datenbank 122 abgelegt werden können.
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Die Datenbank 122 kann vom Betreiber des Fahrzeugs 155 betrieben oder gepflegt werden. Alternativ kann die Datenbank 122 von einem Dritten, der kommerziellen oder privaten Betreibern und Eigentümern von Fahrzeugen Zugang zur Datenbank 122 gewähren kann, betrieben oder gepflegt werden. Die Datenbank 122 kann verteilt sein, etwa in einer Cloud mit verteilten, vernetzten Computerservern.
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Die On-Board-Einrichtung 120 enthält auch die Ortungsschnittstelle 145. Die Ortungsschnittstelle 145 ist möglicherweise ein GPS-Empfänger, der zum Empfangen von Übertragungen von GPS-Satelliten fähig ist und das Fahrzeug mit einem Mittel zum Bestimmen seiner Position auf der Erde ausstattet. Die GPS-Koordinaten können zusammen mit einer Kartensoftware genutzt werden, um das Fahrzeug und dessen Insassen darauf hinzuweisen, wo sich das Fahrzeug auf einer Straße, einem Schifffahrtsweg oder irgendwo auf einer von der Kartensoftware bereitgestellten Karte befindet. Die Ortungsschnittstelle 145 kann GPS-Übertragungen von einem Satelliten 165 empfangen.
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Bei einer typischen Anwendung kann die On-Board-Einrichtung 120 wie folgt genutzt werden, um einen Defekt in einem Fahrzeug zu detektieren. Wenn sich das Fahrzeug 155 auf einer Strecke fortbewegt, verfolgt die On-Board-Einrichtung 120 die Position des Fahrzeugs 155 unter Nutzung des GPS. Über die Ortungsschnittstelle 145 können GPS-Signale vom Satelliten 165 empfangen werden. Die On-Board-Einrichtung 120 zeichnet GPS-Koordinaten des Fahrzeugs 155 in vorgegebenen Intervallen auf. Die On-Board-Einrichtung 120 zeichnet auch Messdaten für verschiedene Betriebsparameter des Fahrzeugs 155 auf. Die On-Board-Einrichtung 120 empfängt Messdaten über die Sensorschnittstelle 140 oder empfängt möglicherweise auch Messdaten, die von eventuellen Sensoren produziert werden, die direkt innerhalb der On-Board-Einrichtung 120 bereitgestellt sind. Die On-Board-Einrichtung 120 kann auch Messdaten von Remotesensoren über die Kommunikationsports 125 und/oder das Kommunikationsnetz 150 empfangen.
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Die verschiedenen Betriebsparameter des Fahrzeugs beinhalten zum Beispiel möglicherweise die Drehzahl, die Geschwindigkeit, die Fahrtrichtung, die Beschleunigung, die Drosselklappenstellung, die Bremspedalstellung, die Temperatur von Bauteilen im Fahrzeug, die Außentemperatur, den Druck und/oder die Stände von Fahrzeugfluiden (sowohl Flüssigkeiten als auch Gasen), das Fahrzeuggewicht, die Besetzung, Messungen des Elektrosystems des Fahrzeugs, die Kraftstoffeffizienz, Abgasmessungen, Geräuschmessungen und die Windgeschwindigkeit. Diese aufgeführten Betriebsparameter sind lediglich beispielhaft.
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Die On-Board-Einrichtung 120 assoziiert eine Position mit der Betriebsparametermessung, die aufgezeichnet wurde, als das Fahrzeug an dieser Position war. Daher kann die On-Board-Einrichtung 120 ein Protokoll mit Positionen und korrespondierenden Messungen erzeugen, während sich das Fahrzeug auf einer Strecke fortbewegt. Dieses Protokoll wird in der Datenbank 124 oder dem Speicher 135 abgelegt oder wird über das Kommunikationsnetz 150 in die Datenbank 122 hochgeladen.
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Die On-Board-Einrichtung 120 kann solche Protokolle für jede Fahrt des Fahrzeugs 155 aufzeichnen. Es ist oft der Fall, dass das Fahrzeug 155 mehrmals dieselbe Strecke befährt. Zum Beispiel befährt ein Betreiber des Fahrzeugs 155 möglicherweise jeden Tag im Fahrzeug 155 dieselbe Pendelstrecke zur Arbeit. Im Lauf der Zeit werden etliche mit der Pendelstrecke des Betreibers korrespondierenden Protokolle generiert und abgelegt. Ähnlich befährt ein gewerblicher Betreiber des Fahrzeugs 155 oder zum Beispiel eines Fernlastzugs möglicherweise dieselbe Strecke auf zwischenstaatlichen Fernstraßen. Jede Fahrt auf der Fernstraße kann protokolliert werden, sodass eine Datenbank von Messungen erzeugt wird, die mit den vom Fahrzeug befahrenen Strecken korrespondieren. Wie oben erklärt, können die Messungen in der Datenbank 124, dem Speicher 135 oder der Datenbank 122 abgelegt werden.
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Falls sich das Fahrzeug 155 gerade auf einer Strecke fortbewegt, auf der sich das Fahrzeug 155 zuvor bereits fortbewegt hat, kann die On-Board-Einrichtung 120 die mit dieser Strecke für dieses Fahrzeug korrespondierenden Protokolle abrufen. Wenn sich das Fahrzeug 155 zum n. Mal auf der Strecke fortbewegt, erfasst die On-Board-Einrichtung 120 Messungen von Betriebsparametern und der korrespondierenden Position (z. B. in GPS-Koordinaten) für jede Messung. Während dieser Zeit kann die On-Board-Einrichtung 120 das Protokoll für die aktuelle Fahrt mit diesen Protokollen von vorherigen Fahrten vergleichen. Die On-Board-Einrichtung 120 kann eine Analyse der Daten durchführen, um zu bestimmen, ob im aktuellen Protokoll im Vergleich zu vergangenen Protokollen irgendwelche Unregelmäßigkeiten bestehen. Falls zum Beispiel die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs 155 plötzlich weit unter derjenigen auf vorherigen Fahrten liegt, ist das Fahrzeug 155 möglicherweise durch einen Defekt oder eine Fehlfunktion beeinträchtigt worden. Die On-Board-Einrichtung 120 gleicht bestimmte Faktoren möglicherweise aus, etwa das Fahrzeuggewicht, die Drosselklappenstellung, die Windgeschwindigkeit (Betrag und Richtung) und das Fahrzeugtempo, um das Vorkommen falsch-positiver Identifizierungen von Defekten oder Ineffizienzen zu verhindern oder zu senken. Alternativ kann die On-Board-Einrichtung 120 die relevanten Daten über das Kommunikationsnetz 150 auf einen Remoteserver oder -prozessor hochladen, um die Analyse der aufgezeichneten Betriebsparameter durchzuführen.
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Die On-Board-Einrichtung 120 kann auch aufgezeichnete Betriebsparameter an Positionen auf einer gegebenen Strecke von anderen Fahrzeugen berücksichtigen. Falls sich das Fahrzeug 155 zum Beispiel gerade auf einer neuen Strecke fortbewegt, für welche keine Protokolle für das Fahrzeug 155 vorliegen, kann die On-Board-Einrichtung 120 zum Vergleich mit den Betriebsparametern des Fahrzeugs 155 auf Protokolle für andere Fahrzeuge zugreifen, welche die Strecke bereits befahren haben. Die On-Board-Einrichtung 120 kann vorteilhaft auf Protokolle für Fahrzeuge zugreifen, die zum Beispiel dasselbe Fabrikat, dasselbe Modell, denselben Typ und ungefähr denselben Meilenstand wie das Fahrzeug 155 aufweisen. Alternativ kann die On-Board-Einrichtung 120 auf Protokolle für größere Gruppen von Fahrzeugen zugreifen, die Fahrzeuge enthalten, deren Fabrikat, Modell, Typ und/oder ungefährer Meilenstand sich von denjenigen des Fahrzeugs 155 unterscheiden. Die On-Board-Einrichtung 120 oder eine beliebige andere Einrichtung, etwa ein Server oder ein Prozessor in Kommunikation mit dem Kommunikationsnetz 150, können eine Ausgleichskalkulation an den Protokollen anderer Fahrzeuge durchführen, sodass der Vergleich mit dem Protokoll aus dem Fahrzeug 155 aussagekräftiger ist. Die individuellen Protokolle für Fahrzeuge anderer Typen werden zum Beispiel möglicherweise basierend auf dem Gewicht und der Leistung der Fahrzeuge ausgeglichen. Schwerere Fahrzeuge oder Fahrzeuge mit größerer Leistung weisen möglicherweise eine geringere Kraftstoffeffizienz auf. Kraftstoffeffizienzdaten von Fahrzeugen, die schwerer als das Fahrzeug 155 sind, sollten unter Beachtung der Gewichtsdifferenz ausgeglichen werden. Ein solcher Vergleich ist möglicherweise besonders nützlich zum Identifizieren von Defekten, wenn die Kraftstoffeffizienz eines leichteren Fahrzeugs schlechter ist als die Kraftstoffeffizienz eines schwereren Fahrzeugs mit größerer Leistung.
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Der Vorteil des positionsbasierten Defektdetektionssystems ist die Erkennung eines Problems, einer Ineffizienz oder eines Defekts, bevor ein katastrophales Versagen auftritt. Das Fahrzeug 155 ist zum Beispiel möglicherweise durch eine rissige Achse beeinträchtigt, die nicht ganz versagt hat und immer noch funktioniert, sodass die rissige Achse für den Fahrzeugbetreiber nicht offensichtlich ist. Jedoch bewirkt die rissige Achse möglicherweise gerade bestimmte Unregelmäßigkeiten in der Leistung des Fahrzeugs 155. Das Fahrzeug 155 weist zum Beispiel möglicherweise eine geringere Kraftstoffeffizienz auf. Die rissige Achse bewirkt möglicherweise gerade ein Geräusch oder ein Vibrieren, das möglicherweise hörbar oder unhörbar und in jedem Fall durch Vibrationssensoren oder Mikrofone im Fahrzeug 155 detektierbar ist.
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Während sich das Fahrzeug 155 auf einer Strecke, die es vorher bereits befahren hat, fortbewegt, kann die On-Board-Einrichtung 120 die Betriebsparameter des Fahrzeugs 155 protokollieren, wie oben erörtert. Die On-Board-Einrichtung 120 kann das Protokoll auch mit vorher aufgezeichneten Protokollen von vorherigen Fahrten auf derselben Strecke vergleichen. Die On-Board-Einrichtung 120 kann die Änderung der Kraftstoffeffizienz, von Vibrationen und Geräuschen, die von der rissigen Achse bewirkt werden, detektieren. Die On-Board-Einrichtung 120 kann auch die Außenbedingungen wie die Windgeschwindigkeit oder die Windtemperatur berücksichtigen. Die On-Board-Einrichtung 120 kann Daten über die Sensorschnittstelle 140 oder aus dem World Wide Web oder dem Internet über das Kommunikationsnetz 150 erfassen. Die On-Board-Einrichtung 120 kann dann alle erfassten Daten berücksichtigen, um zu bestimmen, ob ein Defekt im Fahrzeug 155 besteht. Zum Beispiel weisen eine Zunahme eines Geräusches und/oder von Vibrationen oder eine Verringerung der Kraftstoffeffizienz möglicherweise darauf hin, dass ein Defekt vorliegt. Die On-Board-Einrichtung 120 kann weiter versuchen, basierend auf den erfassten und analysierten Daten die Stelle des Defekts und jegliche sonstigen Einzelheiten zum Defekt zu ermitteln. Dies ist vorteilhaft, denn dadurch können der Bbetreiber oder der Eigentümer des Fahrzeugs den Defekt schnell lokalisieren und beseitigen lassen, bevor infolge des Defekts ein katastrophales Ereignis auftritt. Die rissige Achse kann zum Beispiel repariert werden, bevor sie ganz versagt und dem Betreiber und anderen schwere Verletzungen zufügt und bevor das Fahrzeug 155 deswegen gar nicht mehr betriebsfähig ist.
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Die On-Board-Einrichtung 120 kann alternativ die nötigen Daten an einen anderen Server oder Prozessor übertragen, um die Analyse durchzuführen. Weiter kann die On-Board-Einrichtung 120 oder eine andere die Ineffizienz- und Defekterkennungsanalyse durchführende Einrichtung die Analyseergebnisse dazu, ob ein Defekt oder eine Ineffizienz detektiert worden ist, zum Beispiel über die Benutzerschnittstelle 160 an den Fahrzeugbetreiber des Fahrzeugs 155 übertragen. Oder die Analyseergebnisse können zur Anzeige auf einem Monitor, einer Website oder einer Benutzerschnittstelle an einen Server, einen Prozessor, eine Handheld-Einrichtung oder einen Personal Computer übertragen werden. Auf diese Weise können auch noch andere Personen als der Bbetreiber des Fahrzeugs 155 das Fahrzeug 155 verfolgen, während es sich auf einer Strecke fortbewegt. Zum Beispiel kann der Betreiber eines großen gewerblichen Fuhrparks dazu fähig sein, alle seine Fahrzeuge, die gerade im Einsatz sind, zu überwachen. Effizienzen und Kosteneinsparungen lassen sich dadurch erzielen, dass Defekte und Ineffizienzen durch Nutzung der beschriebenen Ausführungsform und Reparieren des Fahrzeugs 155 bei Bedarf frühzeitig detektiert werden.
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Ein Benutzer des Systems 100, der den Status des Fahrzeugs 155 und anderer Fahrzeuge überwachen möchte, kann Kommunikationen zum Status der Fahrzeuge basierend auf ihrer Position und ihren Betriebsparametern empfangen. Solche Kommunikationen enthalten möglicherweise eine SMS, eine Bilddatei, eine Videodatei, eine E-Mail, eine Audiodatei oder Sound oder andere Kommunikationen.
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Die On-Board-Einrichtung 120 kann eine statistische Analyse der für verschiedene Betriebsparameter des Fahrzeugs 155 erfassten Daten durchführen. Die On-Board-Einrichtung 120 berechnet zum Beispiel möglicherweise die mittlere, die Median- und die Standardabweichung einer Menge von Messungen für einen gegebenen Betriebsparameter. Die Menge ist möglicherweise begrenzt auf Messungen, die aufgezeichnet wurden, als das Fahrzeuggewicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs lag. Andere Fahrzeugparameter können bei der Berechnung solcher statistischer Werte ebenfalls eine Rolle spielen. Statistische Werte lassen sich zum Beispiel berechnen für eine Menge von Messungen, die aufgezeichnet werden, wenn das Fahrzeug 155 innerhalb von zehn Prozent von 300 Kilogramm liegt. Andere Grenzen oder Schwellen wie die Außentemperatur und die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung können genutzt werden, um die Menge von Messungen, aus denen statistische Werte kalkuliert werden, zu begrenzen. Eine Menge von auf das Fahrzeug 155 einwirkenden Kräften kann als vorbestimmte Grenzen zum Validieren der statistischen Werte betrachtet werden.
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Wenn das Fahrzeug 155 unter Bedingungen betrieben wird, die eine Menge statistischer Werte validieren, können die aktuellen gemessenen Betriebsparameter mit den statistischen Werten verglichen werden, um zu bestimmen, ob im Fahrzeug 155 ein Defekt oder eine Ineffizienz besteht. Falls das Fahrzeug 155 zum Beispiel eine Geschwindigkeit von 60 Meilen pro Stunde aufweist und seine Drosselklappenstellung an seiner aktuellen Position 40 Grad beträgt, lässt sich das Geschwindigkeit-Drossel-Verhältnis des Fahrzeugs mit dem mittleren Geschwindigkeit-Drossel-Verhältnis an der aktuellen Position vergleichen. Falls das Geschwindigkeit-Drossel-Verhältnis größer ist als eine vorbestimmte Anzahl von Standardabweichungen vom Mittelwert, lässt sich ein Defekt oder eine von einem Defekt bewirkte Ineffizienz erkennen. Es können noch andere statistische Analysen durchgeführt werden, um Defekte zu detektieren. Zum Beispiel können Daten basierend auf externen und internen auf das Fahrzeug 155 einwirkenden Kräften angepasst, ausgeglichen oder normiert werden, um die Genauigkeit des Vergleichs zu verbessern. Der Vorteil des Anpassens, Ausgleichens oder Normierens von Daten und Messungen basierend auf solchen Variablen, zum Beispiel dem Fahrzeuggewicht oder der Außentemperatur, besteht in einer genaueren und aussagekräftigeren Gestaltung des Vergleichs früherer Protokolle mit dem aktuellen Protokoll, sodass das System folglich „Äpfel mit Äpfeln” und „Orangen mit Orangen” vergleicht.
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2 bildet ein Fahrzeugprofil 200 ab, das in einem Defekt- und Ineffizienzerkennungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung genutzt wird. Das Fahrzeugprofil 200 kann in der Datenbank 124, dem Speicher 135 oder der Datenbank 122 abgelegt sein. Das Fahrzeugprofil kann genutzt werden, wenn basierend auf der gegebenen Position des Fahrzeugs, dessen aktuellen Betriebsparametern und Messungen von Betriebsparametern, die bei einer früheren Fahrt des Fahrzeugs an derselben Position aufgezeichnet wurden, bestimmt wird, ob in einem Fahrzeug eine Defekt- oder Störungsbedingung vorliegt.
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Das Fahrzeugprofil 200 umfasst Informationsfelder, die Fahrzeugeigenschaften 210 und eine Vergleichsfahrzeugliste 220 enthalten. Das Fahrzeugprofil 200 enthält auch eine Positions-/Messungstabelle 230. Die Fahrzeugeigenschaften 210 sind möglicherweise eine Anordnung oder eine Tabelle mit Fahrzeugeigenschaften, die zum Beispiel das Gewicht, die Größe, das Fabrikat, das Modell, den Typ, das Volumen des Fahrzeugs, Reibungskoeffizienten für verschiedene Oberflächen des Fahrzeugs, die Leistung und andere Eigenschaften von Fahrzeugen enthalten. Die Fahrzeugeigenschaften 210 können zu der Zeit, zu der das Fahrzeug hergestellt wird, eingefügt werden oder können periodisch oder regellos nach einer Festlegung der Fahrzeugeigenschaften aktualisiert werden. Die Fahrzeugeigenschaften 210 können zum Beispiel gemessen, aktualisiert oder bestimmt werden, wenn das Fahrzeug einen Routinewartungsprozess durchläuft.
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Die Vergleichsfahrzeugliste 220 ist ein Feld, das Informationen dazu enthält, welche Fahrzeugtypen mit dem Fahrzeug, welches das Fahrzeugprofil 200 aufweist, verglichen werden können. Die Vergleichsfahrzeugliste 220 ist möglicherweise eine Anordnung oder eine Liste mit Fahrzeugfabrikaten, -modellen oder -typen. Die Vergleichsfahrzeugliste 220 enthält möglicherweise auch Ausgleichs- oder Normierungsdaten, die einen Einzelvergleich von zwei ansonst unterschiedlichen Fahrzeugen gestatten. Falls das Fahrzeug 155 zum Beispiel das Fahrzeugprofil 200 aufweist, enthält die Vergleichsfahrzeugliste 220 möglicherweise eine Liste mit Fahrzeugen, die dem Fahrzeug 155 entsprechen oder mit ihm vergleichbar sind. Für diejenigen Fahrzeuge, die mit dem Fahrzeug 155 lediglich vergleichbar sind, enthält die Vergleichsfahrzeugliste 220 möglicherweise Umwandlungsfaktoren oder andere Konstanten, die genutzt werden können, um die gemessenen Betriebsparameter für ein in der Vergleichsfahrzeugliste 220 aufgeführtes Fahrzeug anzupassen, was einen aussagekräftigen Einzelvergleich mit dem Fahrzeug 155 ermöglicht.
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Die Vergleichsfahrzeugliste 220 enthält möglicherweise auch Adressen oder Links zu Protokollen für die vergleichbaren Fahrzeuge für Strecken, die diese individuellen Fahrzeuge bereits befahren haben. Dies ist vorteilhaft, wenn sich das Fahrzeug 155 möglicherweise an einer Position befindet, an der ein vergleichbares Fahrzeug ebenfalls bereits gewesen ist. In diesem Fall können Daten für das vergleichbare Fahrzeug, die mit dieser Position assoziiert sind, unter Nutzung der Adresse oder des Links, die bzw. der in der Vergleichsfahrzeugliste 220 steht, abgerufen werden. Die Adresse verweist möglicherweise auf einen lokalen Server, der sich im Fahrzeug befindet, oder einen Remoteserver, der über ein Kommunikationsnetz zugänglich ist. Der Link verweist möglicherweise auf eine verlinkte Liste, in der Protokolle mit gemessenen Betriebsdaten und assoziierten Positionskoordinaten im Fahrzeugprofil 200 stehen.
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Die Positions-/Messungstabelle 230 enthält Zeilen mit Einträgen, die mit einem Datum, z. B. „Datum A”, einer Uhrzeit, z. B. „Uhrzeit A”, und einer Position, z. B. „Position A”, beginnen. Das Datum und die Uhrzeit werden aufgezeichnet, wenn das Fahrzeug an der aufgezeichneten Position ist. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel an der „Position A” ankommt, werden das „Datum A” und die „Uhrzeit A” in der Zeile mit der „Position A” aufgezeichnet. Die Position lässt sich ausdrücken als Breiten- und Längengradkoordinaten oder Koordinaten eines anderen Typs, die möglicherweise mit einer Karte oder einem Gitternetz assoziiert sind. Die Position lässt sich auch ausdrücken als Adresse, Sehenswürdigkeit, Fernstraßenausfahrt oder -meilenschild oder Straßenkreuzung. Jede Position in einer Zeile ist assoziiert mit etlichen Messungen oder Aufzeichnungen von Betriebsparametern eines Fahrzeugs, z. B. „Erster Parameter A” und „Zweiter Parameter A”. Hierbei handelt es sich um Betriebsparameter, z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit, und Bedingungsbeobachtungen, z. B. die Windgeschwindigkeit, wie oben erörtert. Die aufgezeichneten Parameter werden daher mit einem Datum, einer Uhrzeit und einer Position ihrer Aufzeichnung assoziiert. Jede Zeile wird an einer speziellen Position in die Positions-/Messungstabelle 230 eingegeben. Die Häufigkeit der Aufzeichnung einer neuen Position und einer korrespondierenden Menge von Daten kann periodisch sein, z. B. alle dreißig Sekunden. Alternativ basiert die Häufigkeit möglicherweise auf der zurückgelegten Distanz, z. B. wird für jede zurückgelegte Meile eine neue Zeile eingegeben. Ein Fahrzeugbetreiber oder -eigentümer kann auch einen Befehl senden, der ein System zum Hinzufügen einer neuen Zeile in der Positions-/Messungstabelle 230 anweist. Dies ist möglicherweise vorteilhaft, wenn ein Betreiber eine konkrete Position, die er oft durchquert, identifiziert hat. Die Positions-/Messungstabelle 230 umfasst möglicherweise etliche Protokolle, wobei jedes Protokoll mit einer individuellen Fahrt, einem speziellen Datum oder einem Bereich von Daten assoziiert ist.
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Das Fahrzeugprofil 200 kann basierend auf der Beschreibung oben erstellt und/oder im Lauf der Zeit aufgefüllt werden. Das Fahrzeugprofil 200 kann zum Beispiel in der On-Board-Einrichtung 120 abgelegt oder kann auf einem Remoteserver, in einer Handheld-Einrichtung, einem herausnehmbaren Medium oder einem beliebigen elektronischen Ablagemedium abgelegt werden. Das Fahrzeugprofil 200 ist möglicherweise zugänglich für einen Prozessor, der mit dem Fahrzeug mit dem Profil 200 assoziiert ist, oder ist möglicherweise zugänglich für andere Prozessoren, die mit anderen Fahrzeugen assoziiert sind. Dies ist vorteilhaft, wenn Fahrzeuge eines selben oder ähnlichen Typs ihre Betriebsparameter mit denjenigen eines mit dem Fahrzeugprofil 200 assoziierten Fahrzeugs vergleichen möchten. Auf diese Weise kann jedes Fahrzeug sein eigenes Profil haben, das mit Defekt- und Ineffizienzerkennungssystemen für andere Fahrzeuge gemeinsam verwendet wird.
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3 bildet ein Ablaufschema eines Verfahrens 300 zum Detektieren eines Fahrzeugdefekts gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ab. Das Verfahren 300 beginnt bei Schritt 310, bei dem ein Betreiber oder ein System eine eventuelle Störung, einen eventuellen Defekt oder eine eventuelle Ineffizienz in einem Fahrzeug erkennen möchte. Bei Schritt 320 wird die Position des Fahrzeugs zum Beispiel unter Nutzung des GPS bestimmt. Als Nächstes werden bei Schritt 330 bestimmte Betriebsparameter gemessen oder anders bestimmt. Die Position von Schritt 320 ist mit den Messungen von Schritt 330 assoziiert. Bei Schritt 340 werden die Eigenschaften des Fahrzeugs abgerufen oder anders bestimmt. Bei Schritt 350 werden Daten abgerufen, die vorher für das aktuelle Fahrzeug an der aktuellen Position aufgezeichnet wurden. Solche Daten können vorliegen oder nicht, was davon abhängt, ob das aktuelle Fahrzeug die aktuelle Position bereits durchquert hat. Bei Schritt 360 werden Daten abgerufen, die für Vergleichsfahrzeuge beim Betrieb an der aktuellen Position aufgezeichnet wurden. Die Vergleichsfahrzeuge können basierend auf den bei Schritt 340 abgerufenen Fahrzeugeigenschaften ausgewählt werden. Bei Schritt 370 werden die gemessenen Daten für das aktuelle Fahrzeug an der aktuellen Position mit den vorher aufgezeichneten Daten an der aktuellen Position verglichen. Daten von Vergleichsfahrzeugen können so angepasst oder ausgeglichen werden, dass Differenzen zwischen dem aktuellen Fahrzeug und dem Vergleichsfahrzeug/den Vergleichsfahrzeugen Rechnung getragen wird. Aus den vorher aufgezeichneten Daten werden Statistiken generiert. Die durchschnittliche, die Median- und die Standardabweichung können zum Beispiel für einen gegebenen gemessenen Betriebsparameter berechnet werden. Die aktuellen Daten und die vorherigen Daten – die statistisch dargestellt werden können – werden daraufhin verglichen. Falls die aktuellen Daten von den vorherigen Daten über eine bestimmte Schwelle hinausgehend, zum Beispiel über zwei Standardabweichungen hinausgehend, statistisch abweichen, ist das Fahrzeug möglicherweise durch einen Defekt beeinträchtigt worden. Bei Schritt 380 wird der Fahrzeugbetreiber darauf aufmerksam gemacht, dass im Fahrzeug möglicherweise ein Defekt vorliegt. Falls keine statistische Abweichung vorliegt oder die statistische Abweichung innerhalb definierter Grenzen liegt, wird beim Verfahren zurück zu Schritt 320 gegangen. Es kann eine Verzögerung auftreten, bevor Schritt 320 erneut durchgeführt wird. Zum Beispiel wird möglicherweise eine Zeitverzögerung oder eine auf der zurückgelegten Distanz basierende Verzögerung genutzt, um zu bestimmen, wann zu Schritt 320 überzugehen ist. Auf diese Weise wird das Verfahren 300 wiederholt, während das Fahrzeug betrieben, bis ein Defekt detektiert oder bis das Verfahren 300 ansonst unterbrochen wird.
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Die Verfahren oder Prozesse können zum Beispiel unter Nutzung eines Prozessors und/oder von in einem Speicher abgelegten Anweisungen oder Programmen implementiert werden. Spezielle Bauteile der offenbarten Ausführungsformen können zusätzliche oder andere Bauteile enthalten. Ein Prozessor kann implementiert sein als Mikroprozessor, Mikrocontroller, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), diskrete Logik oder eine Kombination von Schaltungen oder Logik anderer Typen. Ebenso können Speicher DRAM-, SRAM-, Flash- oder Speicher beliebiger anderer Typen sein. Parameter, Datenbanken und andere Datenstrukturen können getrennt abgelegt und gepflegt werden, können in einen einzigen Speicher oder eine einzige Datenbank aufgenommen sein oder können logisch und physikalisch auf viele unterschiedliche Weisen organisiert sein. Die Programme oder Anweisungssätze können ein Bestandteil eines einzigen Programms, getrennter Programme oder über etliche Speicher und Prozessoren verteilt sein.
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Obgleich verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass viele weitere Ausführungsformen und Implementierungen im Schutzbereich der Erfindung möglich sind. Folglich soll die Erfindung außer durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente nicht eingeschränkt sein.
