DE102018204848A1 - Method and device for operating a device, in particular a vehicle in the event of a fault - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Geräts, insbesondere eines Fahrzeugs, wobei Daten über einen Betriebszustand wenigstens einer Komponente des Geräts und Daten für eine Bestimmung eines Nutzungs- oder Streckenprofils verarbeitet werden, die während eines Betriebs des Geräts erfasst werden, wobei abhängig von den Daten für das Nutzungs- oder Streckenprofil ein Referenzprofil mit Referenzdaten von einer Vielzahl von Geräten ausgewählt wird (4, 5), wobei abhängig von den Referenzdaten ein Erwartungswert für die Daten über den Betriebszustand bestimmt wird (6), wobei der Betriebszustand abhängig von einer Abweichung der Daten über den Betriebszustand vom Erwartungswert für den Betriebszustand erkannt wird (7), wenn die Abweichung einen Schwellwert überschreitet.Method and device for operating a device, in particular a vehicle, wherein data on an operating state of at least one component of the device and data for determining a use or route profile are processed, which are detected during operation of the device, depending on the data for the utilization or route profile is a reference profile with reference data from a plurality of devices is selected (4, 5), depending on the reference data, an expected value for the data on the operating state is determined (6), wherein the operating state depending on a deviation of the data is detected via the operating state of the expected value for the operating state (7) when the deviation exceeds a threshold value.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Betreiben eines Geräts, insbesondere eines Fahrzeugs im Fehlerfall.The invention is based on a method and a device for operating a device, in particular a vehicle in the event of a fault.

In autonom angetriebenen Fahrzeugen ist es notwendig, Fehler schnell zu erkennen und den Betrieb des Fahrzeugs sicher zu stellen. Dazu sind große Datenmengen auszuwerten, anhand derer Betriebszustände von Komponenten des Fahrzeugs erkannt werden. Es ist wünschenswert, die Betriebszustände, insbesondere Fehlerfälle, auch bei größeren Datenmengen schnell zu erkennen und den weiteren Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten.In autonomously driven vehicles, it is necessary to detect faults quickly and to ensure the operation of the vehicle. For this purpose, large amounts of data are to be evaluated, on the basis of which operating states of components of the vehicle are detected. It is desirable to be able to quickly recognize the operating states, in particular errors, even with larger amounts of data and to ensure the further operation of the vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Dies wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen erreicht.This is achieved by a method and apparatus according to the independent claims.

Im Verfahren zum Betreiben eines Geräts, insbesondere eines Fahrzeugs, ist vorgesehen, dass Daten über einen Betriebszustand wenigstens einer Komponente des Geräts und Daten für eine Bestimmung eines Nutzungs- oder Streckenprofils verarbeitet werden, die während eines Betriebs des Geräts erfasst werden, wobei abhängig von den Daten für das Nutzungs- oder Streckenprofil ein Referenzprofil mit Referenzdaten von einer Vielzahl von Geräten ausgewählt wird, wobei abhängig von den Referenzdaten ein Erwartungswert für die Daten über den Betriebszustand bestimmt wird, wobei der Betriebszustand abhängig von einer Abweichung der Daten über den Betriebszustand vom Erwartungswert für den Betriebszustand erkannt wird, wenn die Abweichung einen Schwellwert überschreitet. Dadurch kann auf eine umfangreiche Datenmenge zurückgegriffen werden. Der Abgleich mit Referenzdaten lässt beispielsweise bei einem Fahrzeug schleichende Fehler frühzeitig erkennen, selbst wenn die Fahrzeuge nicht immer dieselbe Fahrstrecke zurücklegen.In the method for operating a device, in particular a vehicle, it is provided that data on an operating state of at least one component of the device and data for a determination of a usage or route profile are processed, which are detected during operation of the device, depending on the Data for the use or route profile is selected a reference profile with reference data from a plurality of devices, wherein depending on the reference data, an expected value for the data on the operating state is determined, the operating state depending on a deviation of the data on the operating state of the expected value for the operating state is detected when the deviation exceeds a threshold value. This makes it possible to resort to a large amount of data. For example, the comparison with reference data makes it possible to detect creeping faults early on in a vehicle, even if the vehicles do not always travel the same route.

Vorzugsweise wird in einem Betriebszustand, der einen vorgegebenen Betriebszustand, insbesondere einen Fehlerfall charakterisiert, eine Eingangsgröße für die wenigstens eine Komponente zum Betrieb des Geräts durch einen Wert ersetzt oder korrigiert, der abhängig vom Erwartungswert bestimmt wird. Tritt ein Batterie-Temperatursensorsignalfehler auf, kann das Fahrzeug mit dem Erwartungswert weiter betrieben werden. Dadurch ist es möglich einen defekten Sensor zu ersetzen oder seine Ausgabe zu korrigieren.Preferably, in an operating state which characterizes a predetermined operating state, in particular an error case, an input variable for the at least one component for operating the device is replaced or corrected by a value which is determined as a function of the expected value. If a battery temperature sensor signal error occurs, the vehicle may continue to operate at the expected value. This makes it possible to replace a defective sensor or to correct its output.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Daten über den Betriebszustand als wenigstens eine Zustandsgröße für die wenigstens eine Komponente aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrerer Sensoren bestimmt werden, oder aus Größen bestimmt werden, die aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrere Sensoren berechnet werden, wobei die wenigstens eine Zustandsgröße vom Gerät adressiert an einen Server außerhalb des Geräts gesendet wird, und wobei die wenigstens eine Zustandsgröße wenigstens ein Zustandsvektor oder wenigstens eine Zustandsmatrix ist. Das Fahrzeug übermittelt die Daten beispielsweise in eine verteilte Rechnerarchitektur-Umgebung, in der die Rechenleistung und Rechnerkapazität für die Auswertung oder Diagnose vorhanden ist. Die Verarbeitung umfangreicher Datenmengen findet somit nicht im Fahrzeug statt. Die Rechenleistung und Rechnerkapazität im Fahrzeug kann somit für den Betrieb des Fahrzeugs verwendet werden.It is preferably provided that the data on the operating state are determined as at least one state variable for the at least one component from measured sensor data of one or more sensors, or are determined from variables which are calculated from measured sensor data of one or more sensors, wherein the at least one State variable addressed by the device is sent to a server outside the device, and wherein the at least one state variable is at least one state vector or at least one state matrix. The vehicle transmits the data, for example, in a distributed computing architecture environment in which the computing power and computer capacity for the evaluation or diagnosis is present. The processing of large amounts of data thus does not take place in the vehicle. The computing power and computing capacity in the vehicle can thus be used for the operation of the vehicle.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Daten über den Betriebszustand als wenigstens eine Zustandsgröße für die wenigstens eine Komponente aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrerer Sensoren bestimmt werden, oder aus Größen bestimmt werden, die aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrere Sensoren berechnet werden, wobei die wenigstens eine Zustandsgröße von einem Server außerhalb des Geräts empfangen wird, und wobei die wenigstens eine Zustandsgröße wenigstens ein Zustandsvektor oder wenigstens eine Zustandsmatrix ist. Durch die Bearbeitung der großen Datenmengen auf dem Server außerhalb des Fahrzeugs sind ausreichend Ressourcen im Fahrzeug für den Betrieb des Fahrzeugs vorhanden.It is preferably provided that the data on the operating state are determined as at least one state variable for the at least one component from measured sensor data of one or more sensors, or are determined from variables which are calculated from measured sensor data of one or more sensors, wherein the at least one State variable is received from a server outside the device, and wherein the at least one state variable is at least one state vector or at least one state matrix. By processing the large amounts of data on the server outside the vehicle sufficient resources in the vehicle for the operation of the vehicle are available.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mehrere Zustandsgrößen in Zeitschritten oder ereignisgetrieben übermittelt oder erfasst werden, und/oder wenigstens eine Zustandsgröße als statistischer Wert aus mehreren Zustandsgrößen, insbesondere als Median oder Mittelwert, übermittelt wird. Daten die während einer Fahrt des Fahrzeugs ständig erfasst werden, können so entweder kontinuierlich oder abhängig von Ereignissen übermittelt werden.It is preferably provided that a plurality of state variables are transmitted or recorded in time steps or event-driven, and / or at least one state variable is transmitted as a statistical value from a plurality of state variables, in particular as a median or mean value. Data collected during a vehicle's journey can be transmitted either continuously or as a function of events.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Referenzprofil aus Daten über die Betriebszustände mehrerer Fahrzeuge bestimmt wird, wobei das Referenzprofil aus Daten für die Bestimmung der Nutzungs- oder Streckenprofile mehrerer Fahrzeuge und/oder Fahrer bestimmt wird. Nutzungs- oder Streckenprofile können von einer Vielzahl von Fahrzeugen im Betrieb erfasst und zur Erzeugung des Referenzprofils verwendet werden. Fahrzeuge, die sich im gleichen Umfeld, beispielsweise urbanen Umfeld, oder sogar auf denselben Strecken bewegen, können somit zu einer Verbesserung des Referenzprofils beitragen.It is preferably provided that the reference profile is determined from data on the operating states of several vehicles, the reference profile being determined from data for determining the usage or route profiles of several vehicles and / or drivers. Usage or route profiles can be captured by a variety of vehicles in operation and used to generate the reference profile. Vehicles traveling in the same environment, such as the urban environment, or even on the same routes, can thus contribute to improving the reference profile.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schwellwert abhängig vom Streckenprofil, oder einer Abweichung des Streckenprofils vom Referenzprofil bestimmt wird. Unvorhersehbare Verkehrsstörungen können durch eine Aufarbeitung der Schwellenwerte berücksichtigt werden. Dadurch wird eine Fehlerkennung vermieden. It is preferably provided that the threshold value is determined as a function of the route profile or a deviation of the route profile from the reference profile. Unpredictable traffic disruptions can be taken into account by processing the threshold values. This avoids misidentification.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Komponente ein Sensor des Geräts ist, wobei der Erwartungswert einen Messwert des Sensors charakterisiert, und wobei abhängig von der Abweichung eine Drift der Messwerte erkannt wird, oder ein Startwert für einen Messwert des Sensors zu Beginn eines Betriebs des Sensors oder des Geräts bestimmt wird. Beispielsweise wird ein Temperatursensor überwacht. Am Ende eines Fahrzyklus kann der Erwartungswert abgespeichert und als Startwert für einen Messwert des Sensors verwendet werden. Das Messsignal wird so bereitgestellt, bevor der Sensor am Anfang eines Fahrzyklus kalibriert ist.Preferably, it is provided that the at least one component is a sensor of the device, wherein the expected value characterizes a measured value of the sensor, and wherein a drift of the measured values is detected depending on the deviation, or a starting value for a measured value of the sensor at the beginning of an operation of the Sensor or device is determined. For example, a temperature sensor is monitored. At the end of a driving cycle, the expected value can be stored and used as starting value for a measured value of the sensor. The measurement signal is thus provided before the sensor is calibrated at the beginning of a drive cycle.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Vielzahl an Daten über den Betriebszustand wenigstens einer Komponente des Fahrzeugs und/oder eine Vielzahl Daten für die Bestimmung des Nutzungs- oder Streckenprofils während des Betriebs des Fahrzeugs erfasst werden, wobei die Vielzahl der Daten am Ende einer Fahrt oder am Ende eines vorgegebenen Zeitraums, insbesondere eines Tages, zur Bestimmung des Erwartungswerts oder des Referenzprofils verarbeitet und/oder übermittelt werden. Die Verarbeitung der großen Datenmengen wird so auf das Ende einer Fahrt oder das Ende eines vorgegebenen Zeitraums verschoben, d.h. zu einem Zeitpunkt durchgeführt, zu dem das Fahrzeug selbst weniger Rechenressourcen für seinen Betrieb benötigt.Preferably, it is provided that a plurality of data on the operating state of at least one component of the vehicle and / or a plurality of data for the determination of the usage or route profile during operation of the vehicle are detected, wherein the plurality of data at the end of a trip or on End of a given period, in particular one day, processed and / or transmitted to determine the expected value or the reference profile. The processing of the large amounts of data is thus postponed to the end of a journey or the end of a predetermined period, i. performed at a time when the vehicle itself requires less computational resources for its operation.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine zu erwartende Lebensdauer der wenigstens einen Komponente abhängig von Erwartungswerten, die einem Nutzungsprofil zugeordnet sind, bestimmt und Information über die zu erwartende Lebensdauer ausgegeben oder abgespeichert wird. Dies ermöglicht eine prädiktive Erkennung eines möglichen Ausfalls der Komponente.It is preferably provided that an expected service life of the at least one component is determined as a function of expected values which are assigned to a usage profile, and information about the expected service life is output or stored. This allows a predictive detection of a possible failure of the component.

Bezüglich der Vorrichtung zum Erkennen eines Betriebszustands einer Komponente eines Fahrzeugs, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ausgebildet ist das Verfahren auszuführen.With regard to the device for detecting an operating state of a component of a vehicle, it is provided that the device is designed to carry out the method.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus der Zeichnung und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 ein Verfahren zum Betreiben eines Geräts, insbesondere eines Fahrzeugs,
  • 2 eine Vorrichtung zum Betreiben des Geräts mittels des Verfahrens.
Further advantageous embodiments will become apparent from the drawing and the following description. In the drawing shows:
  • 1 a method for operating a device, in particular a vehicle,
  • 2 a device for operating the device by means of the method.

1 zeigt schematisch Schritte in einem Verfahren zum Betreiben eines Geräts, insbesondere eines Fahrzeugs. Im Folgenden wird als Beispiel ein Fahrzeug verwendet. Es kann auch eine andere Maschine verwendet werden. 1 schematically shows steps in a method for operating a device, in particular a vehicle. In the following, a vehicle is used as an example. It can also be used another machine.

Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein autonomes Fahrzeug, insbesondere ein autonomes Shuttle oder einen autonom elektrisch angetriebenen Bus oder LKW.The vehicle is, for example, an autonomous vehicle, in particular an autonomous shuttle or an autonomously electrically driven bus or truck.

Im Verfahren werden Daten über den Betriebszustand wenigstens einer Komponente des Fahrzeugs und Daten für eine Bestimmung eines Nutzungs- oder Streckenprofils verarbeitet, die während eines Betriebs des Fahrzeugs erfasst werden. Die Daten über den Betriebszustand der Komponente des Fahrzeugs werden im Beispiel als Zustandsgröße für die Komponente aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrerer Sensoren bestimmt. Der Sensor ist beispielsweise ein Batterie-Temperatursensor. Die Daten über den Betriebszustand sind in diesem Beispiel Batterie-Temperatursensordaten. Die Daten können alternativ oder zusätzlich Größen sein, die aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrere Sensoren bestimmt werden.In the method, data on the operating state of at least one component of the vehicle and data for a determination of a usage or route profile that are acquired during an operation of the vehicle are processed. The data on the operating state of the component of the vehicle are determined in the example as a state variable for the component from measured sensor data of one or more sensors. The sensor is for example a battery temperature sensor. The operating state data in this example is battery temperature sensor data. The data may alternatively or additionally be quantities determined from measured sensor data of one or more sensors.

Nach dem Start wird in einem Schritt 1 die Zustandsgröße erfasst.After the start will be in one step 1 the state variable is detected.

Nach dem Schritt 1 werden in einem optionalen Schritt 2 erfasste Zustandsgrößen verarbeitet, um insbesondere einen Median, einen Mittelwert oder Erwartungswert zu bilden.After the step 1 be in an optional step 2 acquired state variables, in particular to form a median, mean or expected value.

Nach einem fakultativen Verarbeiten werden in Echtzeit oder zu Zeitpunkten, in denen beispielsweise eine stabile Mobilfunkverbindung verfügbar ist, die Zustandsgrößen oder optional nach dem Schritt 2 stattdessen die Median, Mittelwerte oder Erwartungswerte übermittelt. Beispielsweise ist vorgesehen auch einen Speicher im Fahrzeug zu integrieren, der eine begrenzte Menge Daten zwischenspeichern kann.After optional processing, in real time or at times when, for example, a stable cellular connection is available, the state variables or optionally after step 2 instead the median, means or expected values are transmitted. For example, it is also intended to integrate a memory in the vehicle, which can buffer a limited amount of data.

Nach dem Schritt 1 werden dazu die Zustandsgrößen oder optional nach dem Schritt 2 stattdessen die Median, Mittelwerte oder Erwartungswerte vom Fahrzeug in einem Schritt 3 adressiert an einen Server außerhalb des Fahrzeugs gesendet.After the step 1 are the state variables or optionally after the step 2 instead the median, means or expected values of the vehicle in one step 3 addressed to a server sent outside the vehicle.

Die Zustandsgröße ist im Beispiel ein Zustandsvektor oder eine Zustandsmatrix. Es können auch mehrere Zustandsgrößen, Zustandsvektoren oder Zustandsmatizen verwendet werden. Der Zustandsvektor oder die Zustandsmatrix beinhaltet Daten über den Betriebszustand und Daten für das Nutzungs- oder Streckenprofil.The state variable in the example is a state vector or a state matrix. Several state variables, state vectors or state maths can also be used. The state vector or state matrix contains data about the operating state and data for the usage or route profile.

Mehrere Zustandsgrößen werden beispielsweise in Zeitschritten oder ereignisgetrieben übermittelt oder erfasst. Eine Zustandsgröße kann auch als statistischer Wert aus mehreren Zustandsgrößen, insbesondere als Median oder Mittelwert, übermittelt werden. Several state variables are transmitted or recorded, for example, in time steps or event-driven. A state variable can also be transmitted as a statistical value from a plurality of state variables, in particular as a median or mean value.

Anschließend werden in einem Schritt 4 abhängig von den Daten für das Streckenprofil ähnliche Streckenprofile als Referenzprofile gewählt. Es kann auch nur ein Streckenprofil als Referenzprofil verfügbar sein.Subsequently, in one step 4 Depending on the data for the route profile, similar route profiles are selected as reference profiles. Only one route profile can be available as a reference profile.

Anschließend wird in einem Schritt 5 abhängig von den Daten für das Nutzungsprofil ein Referenzprofil aus den im Schritt 4 gewählten Referenzprofilen ausgewählt. Die Referenzdaten sind im Beispiel Temperaturdaten, die über eine Fahrstrecke, einen Tagesverlauf oder einen Jahreszeitenverlauf bestimmt werden. Durch Tagesverläufe können unterschiedliche Verkehrsflüsse auf einer Strecke berücksichtigt werden. Durch Jahreszeitenverläufe können Einflüsse der Umgebungstemperatur eliminiert werden. Das ausgewählte Referenzprofil enthält Referenzdaten, die aus Daten von einer Vielzahl von Fahrzeugen bestimmt werden.Subsequently, in one step 5 depending on the data for the usage profile, a reference profile from the in the step 4 selected reference profiles. In the example, the reference data are temperature data that is determined by a route, a day's course or a season's course. Daily trends allow different traffic flows on a route to be taken into account. Seasons can eliminate ambient temperature influences. The selected reference profile contains reference data determined from data from a plurality of vehicles.

Wie in 1 dargestellt, werden für k Fahrzeuge n Nutzer- oder Streckenprofile N11, ..., N1k, ... Nnk verwendet. Mit Nutzerprofil wird in diesem Fall ein fahrzeugspezifischer Verlauf des Betriebszustands, beispielsweise ein Verlauf der Temperatursensordaten, bei der Fortbewegung eines Fahrzeugs durch einen bestimmten Nutzer bezeichnet. Mit Streckenprofil wird ein fahrzeugspezifischer Verlauf des Betriebszustands, beispielsweise ein Verlauf der Temperatursensordaten, bei der Fortbewegung des Fahrzeugs auf einer bestimmten Strecke bezeichnet. Es kann auch vorgesehen sein, ähnliche Nutzerprofile oder ähnliche Streckenprofile verschiedener Fahrzeuge auszuwerten. Ähnliche Nutzerprofile entstehen beispielsweise bei der Fortbewegung desselben Fahrzeugs oder unterschiedlicher Fahrzeuge, die von demselben oder unterschiedlichen Nutzern für denselben Zweck, beispielsweise Fahrten zur Arbeit, eingesetzt werden. Ähnliche Streckenprofile entstehen beispielsweise bei der Fortbewegung desselben Fahrzeugs oder unterschiedlicher Fahrzeuge in unterschiedlichen Städten oder auf unterschiedlichen Autobahnen. Unterschiedliche Streckenprofile entstehen beispielsweise auch, wenn unterschiedliche Fahrer in gleichartigen Fahrzeugen in gleichen Städten bzw. auf gleichen Autobahnen unterwegs sind.As in 1 are displayed, for k vehicles n user or route profiles N11 , ..., n1k , ... nnk used. In this case, a user-specific profile of the operating state, for example a profile of the temperature sensor data, is referred to as a user profile when a vehicle is being moved by a specific user. A route profile is used to describe a vehicle-specific course of the operating state, for example a profile of the temperature sensor data, during the movement of the vehicle over a specific route. It can also be provided to evaluate similar user profiles or similar route profiles of different vehicles. Similar user profiles arise, for example, in the movement of the same vehicle or different vehicles that are used by the same or different users for the same purpose, such as trips to work. Similar route profiles arise, for example, when moving the same vehicle or different vehicles in different cities or on different highways. Different route profiles also arise, for example, when different drivers are traveling in similar vehicles in the same cities or on the same highways.

Anschließend wird in einem Schritt 6 abhängig von den Referenzdaten ein Erwartungswert für die Daten über den Betriebszustand bestimmt. Der Erwartungswert wird beispielsweise als statistischer Erwartungswert zusammen mit einer Standardabweichung für die Temperatur der Batterie des Fahrzeugs ermittelt. Wie in 1 dargestellt werden für n*k Nutzer- oder Streckenprofile N11, ..., N1k, ... Nnk beispielsweise n*k statistische Erwartungswerte E11, ..., E1k, ..., Enk bestimmt.Subsequently, in one step 6 depending on the reference data, an expected value for the data on the operating state is determined. The expected value is determined, for example, as a statistical expectation value together with a standard deviation for the temperature of the battery of the vehicle. As in 1 are displayed for n * k user or route profiles N11 , ..., n1k , ... nnk for example, n * k statistical expectation values E11 , ..., E1k, ..., Enk definitely.

Nach dem Schritt 6 startet das Verfahren erneut.After the step 6 the procedure starts again.

Im Beispiel wird der Erwartungswert aus Daten über die Betriebszustände mehrerer Fahrzeuge bestimmt, wobei das Referenzprofil aus Daten für die Bestimmung der Nutzungs- oder Streckenprofile mehrerer Fahrzeuge bestimmt wird.In the example, the expected value is determined from data on the operating states of several vehicles, the reference profile being determined from data for determining the usage or route profiles of several vehicles.

Nach dem Schritt 6 wird in einem Schritt 7 der Betriebszustand abhängig von einer Abweichung der Daten über den Betriebszustand vom Erwartungswert für den Betriebszustand erkannt, wenn die Abweichung einen Schwellwert überschreitet. Der Schritt 7 wird im Beispiel ausgeführt, während das Verfahren nach dem Schritt 6 erneut startet.After the step 6 gets in one step 7 the operating state is detected as a function of a deviation of the data on the operating state from the expected value for the operating state if the deviation exceeds a threshold value. The step 7 is performed in the example while the process after step 6 starts again.

Im Beispiel wird der Schwellwert abhängig vom Streckenprofil, oder einer Abweichung des Streckenprofils vom Referenzprofil bestimmt. Wird beispielsweise eine Verkehrsstörung anhand der Zustandsmatrix oder des Zustandsvektors erkannt, wird der Schwellwert in relevanten Elementen der Matrix oder des Vektors erhöht, um größere Abweichungen zu tolerieren. Im Beispiel ist die Komponente ein Sensor des Fahrzeugs. Der Erwartungswert charakterisiert einen Messwert des Sensors, beispielsweise eine Solltemperatur. Abhängig von der Abweichung wird im Beispiel eine Drift der Messwerte erkannt, sobald der Schwellwert überschritten ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Startwert für einen Messwert des Sensors zu Beginn eines Betriebs des Sensors oder des Fahrzeugs bestimmt werden.In the example, the threshold value is determined depending on the route profile or a deviation of the route profile from the reference profile. For example, if a traffic disturbance is detected by the state matrix or the state vector, the threshold is increased in relevant elements of the matrix or vector to tolerate larger deviations. In the example, the component is a sensor of the vehicle. The expected value characterizes a measured value of the sensor, for example a setpoint temperature. Depending on the deviation, a drift of the measured values is recognized in the example as soon as the threshold value is exceeded. Alternatively or additionally, a starting value for a measured value of the sensor can be determined at the beginning of an operation of the sensor or of the vehicle.

Das Verfahren läuft vorzugsweise kontinuierlich während des Betriebs des Fahrzeugs ab. Durch die Übermittlung der Zustandsgröße wird die Rechenlast für Recheneinrichtungen im Fahrzeug reduziert. Große Datenmengen werden vorzugsweise auf einem Server in einer verteilten Rechnerarchitektur-Umgebung analysiert und belasten so nicht die Recheneinrichtungen im Fahrzeug.The method preferably runs continuously during operation of the vehicle. By transmitting the state variable, the computing load for computing devices in the vehicle is reduced. Large amounts of data are preferably analyzed on a server in a distributed computing architecture environment and thus do not burden the computing devices in the vehicle.

Es kann vorgesehen sein, dass zunächst ohne eine derartige Auswertung eine Vielzahl an Daten über den Betriebszustand der Komponente des Fahrzeugs erfasst wird. Es kann vorgesehen sein, eine Vielzahl Daten für die Bestimmung des Nutzungs- oder Streckenprofils während des Betriebs des Fahrzeugs zu erfassen.It can be provided that, initially without such an evaluation, a multiplicity of data on the operating state of the component of the vehicle is detected. It may be provided to acquire a plurality of data for the determination of the usage or route profile during the operation of the vehicle.

Die Vielzahl der Daten werden in diesem Fall beispielsweise am Ende einer Fahrt oder am Ende eines vorgegebenen Zeitraums, insbesondere eines Tages, zur Bestimmung des Erwartungswerts oder des Referenzprofils verarbeitet.The plurality of data are processed in this case, for example, at the end of a journey or at the end of a predetermined period, in particular a day, to determine the expected value or the reference profile.

In einem Betriebszustand, der einen vorgegebenen Betriebszustand, insbesondere einen Fehlerfall charakterisiert, wird zum Betreiben des Fahrzeugs eine Eingangsgröße der Komponente durch einen Wert ersetzt oder korrigiert, der abhängig vom Erwartungswert bestimmt wird. Dadurch ist die Rekonstruktion einer fehlenden Messgröße durch Heranziehen des jeweiligen Erwartungswertes in Echtzeit möglich. Dies ist insbesondere auch dann möglich wenn das betreffende Fahrzeug durch eine andere Person oder auf einer anderen Strecke betrieben wird, da dieses Verhalten einer großen Datenbasis ebenfalls zum Erwartungswert passen wird. Wenn eine Zuordnung eindeutig möglich ist, können grundsätzlich auch sicherheitsrelevante Größen rekonstruiert werdenIn an operating state which characterizes a predetermined operating state, in particular an error case, an input quantity of the component is replaced or corrected by a value which is determined as a function of the expected value in order to operate the vehicle. This makes it possible to reconstruct a missing measured variable by taking the respective expected value in real time. This is especially possible if the vehicle in question is operated by another person or on a different route, since this behavior of a large database will also match the expected value. If an assignment is clearly possible, safety-related variables can also be reconstructed in principle

Es kann auch eine zu erwartende Lebensdauer der Komponente abhängig von Erwartungswerten, die einem Nutzungsprofil zugeordnet sind, bestimmt werden. Information über die zu erwartende Lebensdauer kann ausgegeben oder abgespeichert werden. Der Vergleich der Zustandsgröße im Schritt 5 mit dem Erwartungswert erlaubt es, eine mit zunehmender Datenbasis genauere Lebensdauer-Vorhersage für die Komponente zu treffen. Aufgrund der Zuordnung zu einem Nutzungs- oder Streckenprofil ist bekannt welche Ausfälle typischerweise wie und wann auftreten. Damit ist es möglich einen Austausch von Komponenten und Bauteilen kurz vor dem erwarteten Lebensende oder dem Versagen zu veranlassen. Die Information über die zu erwartende Lebensdauer kann auch zur Ermittlung von Fahrzeug- oder Geräte-Rest-Wert, Miet- oder Leasing- sowie Versicherungsraten abhängig von der tatsächlichen Nutzung und von Verhaltensprofilen dienen.It is also possible to determine an expected service life of the component as a function of expected values which are assigned to a usage profile. Information about the expected life can be output or stored. The comparison of the state variable in the step 5 the expectation value allows a more accurate lifetime prediction of the component as the database grows. Due to the assignment to a usage or route profile is known which failures typically how and when occur. This makes it possible to arrange an exchange of components and components shortly before the expected end of life or failure. Information about the expected lifetime can also be used to determine residual vehicle or equipment value, rental or leasing rates, and insurance rates, depending on actual usage and behavioral profiles.

Eine Vorrichtung 10 zum Betreiben des Fahrzeugs ist ausgebildet das Verfahren auszuführen.A device 10 for operating the vehicle is designed to carry out the method.

Die Vorrichtung 10 umfasst im Beispiel wenigstens einen Sensor 11 und einen Fahrzeugcomputer 12. Der Fahrzeugcomputer 12 ist beispielsweise Teil eines Bordnetzes des Fahrzeugs. Dem Fahrzeugcomputer 12 sind beispielsweise mehrere domänenunabhängige Steuergeräte 14 zugeordnet. Im Beispiel sind zwei Sensoren 11 über zwei verschiedene domainenunabhängige Steuergeräte 14 mit dem Fahrzeugcomputer 12 verbunden.The device 10 In the example, this includes at least one sensor 11 and a vehicle computer 12 , The vehicle computer 12 is for example part of an electrical system of the vehicle. The vehicle computer 12 are, for example, multiple domain independent controllers 14 assigned. In the example are two sensors 11 via two different domain-independent control devices 14 with the vehicle computer 12 connected.

Der Fahrzeugcomputer 12 ist ausgebildet mit einem Server 13 zu kommunizieren. Der Server 13 kann auch verteilt auf mehrere Rechensysteme sein. Der Server 13 umfasst eine Datenbank, auf der ein Referenzprofil oder mehrere Referenzprofile gespeichert sind. In der Datenbank ist zu dem Referenzprofil ein entsprechender Erwartungswert abgespeichert. Sind mehrere Referenzprofile gespeichert, sind den Referenzprofilen entsprechende, gespeicherte Erwartungswerte zugeordnet.The vehicle computer 12 is trained with a server 13 to communicate. The server 13 can also be distributed to several computing systems. The server 13 includes a database on which a reference profile or several reference profiles are stored. In the database, a corresponding expected value is stored for the reference profile. If several reference profiles are stored, corresponding stored expected values are assigned to the reference profiles.

Die Erwartungswerte können auch während des Ablaufs des Verfahrens aus den Referenzprofilen bestimmt werden. Die Verarbeitung großer Datenmengen, insbesondere die Bestimmung der Nutzungs- oder Streckenprofile und Erwartungswerte findet bevorzugt auf dem Server 13 statt. Fahrzeugfunktionen, welche für den Betrieb des Fahrzeugs dringend notwendig sind (Umfelderkennung, sicherheitsrelevante Daten, Daten des Antriebsstrangs), werden im Fahrzeugcomputer 12 berechnet. Damit steht die Rechenleistung des Fahrzeugcomputers 12 voll und ganz dem eigentlichen Fahrbetrieb zur Verfügung.The expected values can also be determined during the course of the method from the reference profiles. The processing of large amounts of data, in particular the determination of the usage or route profiles and expected values preferably takes place on the server 13 instead of. Vehicle functions, which are urgently necessary for the operation of the vehicle (environment identification, safety-related data, data of the drive train), are stored in the vehicle computer 12 calculated. This is the computing power of the vehicle computer 12 fully available to the actual driving.

Es kann vorgesehen sein, dass Teile dieser Berechnungen oder alle Schritte auf dem Fahrzeugcomputer 12 ablaufen.It can be provided that parts of these calculations or all steps on the vehicle computer 12 expire.

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben eines Geräts, insbesondere eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass Daten über einen Betriebszustand wenigstens einer Komponente des Geräts und Daten für eine Bestimmung eines Nutzungs- oder Streckenprofils verarbeitet werden, die während eines Betriebs des Geräts erfasst werden, wobei abhängig von den Daten für das Nutzungs- oder Streckenprofil ein Referenzprofil mit Referenzdaten von einer Vielzahl von Geräten ausgewählt wird (4, 5), wobei abhängig von den Referenzdaten ein Erwartungswert für die Daten über den Betriebszustand bestimmt wird (6), wobei der Betriebszustand abhängig von einer Abweichung der Daten über den Betriebszustand vom Erwartungswert für den Betriebszustand erkannt wird (7), wenn die Abweichung einen Schwellwert überschreitet.Method for operating a device, in particular a vehicle, characterized in that data on an operating state of at least one component of the device and data for a determination of a usage or route profile are processed, which are detected during operation of the device, depending on the data for the usage or route profile, a reference profile with reference data from a plurality of devices is selected (4, 5), wherein depending on the reference data, an expected value for the data on the operating state is determined (6), wherein the operating state depending on a deviation of Data on the operating state is detected from the expectation value for the operating state (7) if the deviation exceeds a threshold value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebszustand, der einen vorgegebenen Betriebszustand, insbesondere einen Fehlerfall charakterisiert, eine Eingangsgröße für die wenigstens eine Komponente zum Betrieb des Geräts durch einen Wert ersetzt oder korrigiert wird, der abhängig vom Erwartungswert bestimmt wird.Method according to Claim 1 , characterized in that in an operating state which characterizes a predetermined operating state, in particular an error case, an input variable for the at least one component for operating the device is replaced or corrected by a value which is determined depending on the expected value. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über den Betriebszustand als wenigstens eine Zustandsgröße für die wenigstens eine Komponente aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrerer Sensoren bestimmt werden, oder aus Größen bestimmt werden, die aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrere Sensoren berechnet werden, wobei die wenigstens eine Zustandsgröße vom Gerät adressiert an einen Server außerhalb des Geräts gesendet wird (3), und wobei die wenigstens eine Zustandsgröße wenigstens ein Zustandsvektor oder wenigstens eine Zustandsmatrix ist.Method according to Claim 1 or 2 characterized in that the data on the operating state are determined as at least one state variable for the at least one component from measured sensor data of one or more sensors, or determined from quantities calculated from measured sensor data of one or more sensors, the at least one State variable addressed by the device is sent to a server outside the device (3), and wherein the at least one state variable is at least one State vector or at least one state matrix. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über den Betriebszustand als wenigstens eine Zustandsgröße für die wenigstens eine Komponente aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrerer Sensoren bestimmt werden, oder aus Größen bestimmt werden, die aus gemessenen Sensordaten eines oder mehrere Sensoren berechnet werden, wobei die wenigstens eine Zustandsgröße von einem Server außerhalb des Geräts empfangen wird (3), und wobei die wenigstens eine Zustandsgröße wenigstens ein Zustandsvektor oder wenigstens eine Zustandsmatrix ist.Method according to Claim 1 or 2 characterized in that the data on the operating state are determined as at least one state variable for the at least one component from measured sensor data of one or more sensors, or determined from quantities calculated from measured sensor data of one or more sensors, the at least one State variable is received from a server external to the device (3), and wherein the at least one state variable is at least one state vector or at least one state matrix. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zustandsgrößen in Zeitschritten oder ereignisgetrieben übermittelt werden, und/oder wenigstens eine Zustandsgröße als statistischer Wert aus mehreren Zustandsgrößen, insbesondere als Median oder Mittelwert, übermittelt oder erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of state variables are transmitted in time steps or event-driven, and / or at least one state variable is transmitted or detected as a statistical value from a plurality of state variables, in particular as median or mean value. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erwartungswert aus Daten über die Betriebszustände mehrerer Fahrzeuge bestimmt wird, wobei das Referenzprofil aus Daten für die Bestimmung der Nutzungs- oder Streckenprofile mehrerer Fahrzeuge und/oder Fahrer bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the expected value from data on the operating conditions of multiple vehicles is determined, the reference profile is determined from data for the determination of the use or route profiles of multiple vehicles and / or drivers. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert abhängig vom Streckenprofil, oder einer Abweichung des Streckenprofils vom Referenzprofil bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the threshold value is determined depending on the route profile, or a deviation of the route profile from the reference profile. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Komponente ein Sensor des Geräts ist, wobei der Erwartungswert einen Messwert des Sensors charakterisiert, und wobei abhängig von der Abweichung eine Drift der Messwerte erkannt wird, oder ein Startwert für einen Messwert des Sensors zu Beginn eines Betriebs des Sensors oder des Geräts bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one component is a sensor of the device, wherein the expected value characterizes a measured value of the sensor, and wherein depending on the deviation, a drift of the measured values is detected, or a starting value for a measured value of the Sensor is determined at the beginning of an operation of the sensor or the device. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl an Daten über den Betriebszustand wenigstens einer Komponente des Fahrzeugs und/oder eine Vielzahl Daten für die Bestimmung des Nutzungs- oder Streckenprofils während des Betriebs des Fahrzeugs erfasst werden, wobei die Vielzahl der Daten am Ende einer Fahrt oder am Ende eines vorgegebenen Zeitraums, insbesondere eines Tages, zur Bestimmung des Erwartungswerts oder des Referenzprofils verarbeitet und/oder übermittelt (2) werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of data on the operating state of at least one component of the vehicle and / or a plurality of data for the determination of the use or route profile during operation of the vehicle are detected, wherein the plurality of data at the end of a journey or at the end of a given period, in particular one day, to be processed and / or transmitted (2) to determine the expected value or the reference profile. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu erwartende Lebensdauer der wenigstens einen Komponente abhängig von Erwartungswerten, die einem Nutzungsprofil zugeordnet sind, bestimmt und Information über die zu erwartende Lebensdauer ausgegeben oder abgespeichert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an expected life of the at least one component depends on expected values associated with a usage profile, and information about the expected life is output or stored. Vorrichtung (10) zum Betreiben eines Geräts, insbesondere eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ausgebildet ist ein Verfahren mit den folgenden Schritten auszuführen: Verarbeiten von Daten über einen Betriebszustand wenigstens einer Komponente des Geräts und von Daten für eine Bestimmung eines Nutzungs- oder Streckenprofils, die während eines Betriebs des Geräts erfasst werden, Auswählen eines Referenzprofils mit Referenzdaten von einer Vielzahl von Geräten abhängig von den Daten für das Nutzungs- oder Streckenprofil, Bestimmen eines Erwartungswerts für die Daten über den Betriebszustand abhängig von den Referenzdaten, Erkennen des Betriebszustands abhängig von einer Abweichung der Daten über den Betriebszustand vom Erwartungswert für den Betriebszustand, wenn die Abweichung einen Schwellwert überschreitet.Device (10) for operating a device, in particular a vehicle, characterized in that the device (10) is designed to carry out a method comprising the following steps: processing data on an operating state of at least one component of the device and data for a determination of a Usage or route profile acquired during operation of the device, selecting a reference profile with reference data from a plurality of devices depending on the data for the usage or route profile, determining an expected value for the data on the operating state depending on the reference data, detecting of the operating state depending on a deviation of the data on the operating state of the expected value for the operating state, when the deviation exceeds a threshold value. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, den folgenden Schritt auszuführen: in einem Betriebszustand, der einen vorgegebenen Betriebszustand, insbesondere einen Fehlerfall charakterisiert, Ersetzen oder Korrigieren einer Eingangsgröße für die wenigstens eine Komponente durch einen Wert, der zum Betrieb des Geräts abhängig vom Erwartungswert bestimmt wird.Device (10) according to Claim 11 characterized in that the apparatus (10) is adapted to perform the following step: in an operating condition characterizing a predetermined operating condition, in particular an error, replacing or correcting an input for the at least one component by a value indicative of the operation of the Device is determined depending on the expected value.
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