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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten wenigstens einer Vorrichtung eines elektrischen Antriebes.
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Elektrische Achsen können sowohl im Hybrid-Fahrzeugen als auch in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. Eine elektrische Achse weist als Antriebseinheit einen Elektromotor auf. Weiterhin kann die Antriebseinrichtung eine Übersetzungsstufe oder auch ein zweistufiges Getriebe umfassen.
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Während des Betriebs der elektrischen Achse und auch des Kraftfahrzeugs werden dabei Betriebsdaten, kurz Daten, gesammelt. Hierbei kann es sich um die Temperatur des Elektromotors, die Drehzahl und andere Sensor erfasste Daten handeln.
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Weiterhin ist es bekannt, die Betriebsdaten nach Erprobungsfahrten auszulesen.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Betriebsdaten eines Antriebs für eine elektrische Achse eines Kraftfahrzeugs so auszulesen, dass eine Datenbereitstellung auch ohne Zugriff auf das Kraftfahrzeug möglich ist.
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Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, die Daten, insbesondere Betriebsdaten, wenigstens einer Vorrichtung des Antriebes einer rein elektrisch angetriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs zu einem Datenspeicher zu übertragen, wobei der Datenspeicher außerhalb des Kraftfahrzeugs angetrieben ist. Und wobei eine im Kraftfahrzeug angeordnete Verbindungsvorrichtung zu einem kabellosen Netzwerk verwendet wird, und die Daten während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zum Datenspeicher zu übertragen. Dadurch wird die elektrische Achse zu einer Telematik-Einheit.
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Als Kern der Erfindung wird angesehen, die Betriebsdaten des Antriebs über ein kabelloses Netzwerk zu übertragen. Dadurch wird es möglich, die Daten im laufenden Betrieb zu übertragen und insbesondere unabhängig davon zu übertragen, ob das Kraftfahrzeug in einer Betriebseinrichtung eines Fahrzeugherstellers lokalisiert ist. Die Daten können also von überall dort übertragen werden, wo Zugang zu einem kabellosen Netzwerk besteht.
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Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass die Daten in Echtzeit überspielt werden können. Sollte es beispielsweise an bestimmten Orten aufgrund lokal höhere Temperaturen zu einer kritischen Erwärmung des Elektromotors des Antriebs der elektrischen Achse kommen, so kann dies sofort erfasst werden und weitere in der Nähe befindliche Fahrzeuge mit der selben Ausstattung können beispielsweise dahingehend im Betrieb optimiert werden, dass das maximal abgegebene Moment oder das maximale Durchschnittsmoment abgesenkt werden. Durch die Echtzeit-Datenübertragung können also kritische Situationen sofort erkannt werden und andere Kraftfahrzeuge besser geschützt werden.
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Hierfür werden die Daten auf einen Datenspeicher außerhalb des Kraftfahrzeugs übertragen. Der Datenspeicher kann Teil eines Cloudservers sein. Der Cloudserver umfasst neben dem Datenspeicher dann ebenfalls einen Prozessor und eine Verbindungseinheit zur Verbindung mit einem Netzwerk. Der Cloudserver kann aber auch verkabelt an ein Netzwerk angeschlossen sein.
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Auf dem Cloudserver können die Daten analysiert werden, um Reports zu erstellen, verbesserte Betriebsparameter zu berechnen, um einen personalisierten Betrieb zu verbessern oder ein Flottenmanagement zu steuern. Vom Datenspeicher aus oder vom Cloudserver aus können die Daten sowohl an die Benutzer übergeben werden als auch an das Kraftfahrzeug als auch an Hersteller.
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Für den Benutzer können dadurch bevorzugt teilweise oder alle Fahrparameter des elektrischen Antriebs zum Einstellen freigegeben werden. Er kann dann bspw. selbst eine userspezifische Maximalgeschwindigkeit, Drehmoment, etc. für sich einstellen.
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Vorteilhafterweise kann eine Verbindungsvorrichtung verwendet werden, die Teil des Antriebs der elektrischen Achse ist. Dann weist jeder Antrieb und damit jeder mit dem Antrieb bestückte elektrische Achse eine Verbindungsvorrichtung auf, die eine kabellose Verbindung zu einem Netzwerk ermöglicht. Das Netzwerk ist vorzugsweise das Internet. Dabei kann die Verbindungsvorrichtung zur Verbindung mit einem Mobilfunknetzwerk und/oder zur Verbindung mit einem Funknetz ausgebildet sein. Bei der Verbindbarkeit mit einem Mobilfunknetzwerk geht es darum, dass die Daten in ein Mobiltelefonnetz eingespeist werden können, während bei einem Funknetz insbesondere an WLAN gedacht wird. Dabei können bevorzugt sogenannte kostenlose Hotspot auch Free Wifi genannt, verwendet werden. Dadurch kann die Datenübertragung kostengünstig gestaltet werden.
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Bevorzugt kann die Verbindungsanordnung in oder an einem Wechselrichter angeordnet sein. Der elektrische Antrieb weist bevorzugt einen derartigen Wechselrichter mit Verbindungsanordnung auf.
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Bevorzugt kann die Datenübertragung in Abhängigkeit der Verbindungsqualität durchgeführt werden. D.h., dass in Abhängigkeit der zur Verfügung stehende Bandbreite eine Priorisierung der Daten stattfinden kann. Bevorzugt können dabei geographische Angaben über Orte mit Verbindungen einer Mindestqualität verwendet werden, um die Datenübertragung zu steuern. Beispielsweise kann bei genügender Bandbreite eine Übertragung aller Daten ohne Priorisierung durchgeführt werden. Ist es aber bekannt, dass sich das Kraftfahrzeug einer Strecke mit geringer Bandbreite nähert, so können die Daten priorisiert werden. Beispielsweise können dann sicherheitsrelevante Daten abgetrennt werden und entweder bevorzugt oder ausschließlich übertragen werden. Die anderen Daten können dann entweder verworfen werden oder mit einem Zwischenspeicher zwischengespeichert werden. Sobald sich das Kraftfahrzeug wieder in einem Bereich mit größerer Bandbreite befindet, können die noch nicht übertragenen Daten dann übertragen werden. Durch die Kenntnis der Netzverbindungen auf der Strecke, zumindest auf der direkt vorausliegenden Strecke, kann dabei die Auswahl der zu übertragenden Daten erfolgen.
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Der Zwischenspeicher kann Teil des elektrischen Antriebs sein. Bevorzugt wird aber ein sowieso an anderer Stelle des Kraftfahrzeugs vorhandener Speicher als Zwischenspeicher verwendet.
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Dabei kann bei einer bekannten Fahrtstrecke, beispielsweise weil diese in einem Navigationsgerät eines Kraftfahrzeugs ausgewählt wurde, eine Planung der Datenübertragung stattfinden.
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Sind die Daten zum externen Datenspeicher, insbesondere einem Cloudserver, übertragen worden, können aus den Daten erweiterte Betriebsdaten erzeugt werden, die zum Kraftfahrzeug, insbesondere zur Antriebseinrichtung, zurückgespielt werden. Oben wurden beispielsweise bereits genannt, dass bei der Überhitzung eines Elektromotors Kraftfahrzeuge in der Nähe überstielt werden, um bei diesen einen verbesserten Betrieb zu erzielen. Dabei können die Betriebsdaten sowohl örtlich als auch zeitlich in der Verwendung eingeschränkt werden. Beispielsweise herrschen in Städten erhöhte Temperaturen, kommen auf dem Cloudspeicher von mehreren Kraftfahrzeugen bzw. aus Stuttgart die Information, dass die Temperaturwerte vorgegebene Grenzwerte erreichen oder überschritten werden, kann für alle in Stuttgart oder in der Umgebung befindliche Kraftfahrzeuge eine neue Betriebsinformation mit einer niedrigeren vorgegebenen Maximaldrehzahl oder einem anderen begrenzten Betriebswert bereitgestellt werden, wobei diese mit dem Zusatz versehen ist, dass die Verwendung nur im Stadtgebiet zu erfolgen hat. Kraftfahrzeuge aus Nachbargemeinden, die sich nicht in die Stadt bewegen, werden dann mit den üblichen Betriebsparametern betrieben. Kraftfahrzeuge, die sich aus der Stadt herausbewegen, können nach dem Passieren der Stadtgrenze ebenfalls wieder mit herkömmlichen Betriebsparametern betrieben werden, also der üblichen maximalen Drehzahl. Dadurch wird es weiterhin möglich, Hybridfahrzeuge dazu zu „zwingen“, in Stadtzentren rein elektrisch zu fahren. Dies kann helfen, einen Einsatz von Hybridfahrzeugen in Stadtzentren erst zu ermöglichen.
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Statt Stadtgrenzen können selbstverständlich auch andere definierte Ortsbereiche vorgegeben werden. In Abhängigkeit des kritischen Parameters kann eine zeitliche Begrenzung vorgesehen sein. Beispielsweise ist bei erhöhten Temperaturen eine zeitliche Begrenzung auf beispielsweise 18 Uhr möglich, da ab dieser Uhrzeit in der Regel die Außentemperaturen hinreichend gesunken sind, um die Elektromotoren einer elektrischen Achse mit herkömmlichen Betriebsparametern zu betreiben.
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Durch die Sammlung der Daten auf einem zentralen Cloudserver wird es auch möglich, beispielsweise mittels künstlicher Intelligenz optimierte Betriebsparameter zu berechnen und den Kraftfahrzeugen zur Verfügung zu stellen.
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Weiterhin ist es möglich, dass die Kraftfahrzeugbenutzer die Daten ihres Kraftfahrzeugs oder auch Betriebsempfehlungen für das eigene Kraftfahrzeug ebenfalls abrufen können. Hierzu sind die übertragenen Daten als zu einem bestimmten Kraftfahrzeug zugehörig zu kennzeichnen. Es ist dabei selbstverständlich möglich, die Daten zu analysieren und auch den Zugriff eines Benutzers anonym zu gestalten.
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Daneben betrifft die Erfindung eine Antriebseinrichtung für eine elektrische Achse eines Kraftfahrzeugs mit einer Steuerungseinrichtung und einer Verbindungseinrichtung zur Verbindung zu einem kabellosen Netzwerk. Die Antriebseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuerungseinrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Die Steuerungseinrichtung und/oder die Verbindungseinrichtung können Teil eines Wechselrichters sein.
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Daneben betrifft die Erfindung eine elektrische Achse für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinrichtung. Die elektrische Achse zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebseinrichtung wie beschrieben ausgebildet ist.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Achse. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch, dass die elektrische Achse wie beschrieben ausgebildet ist.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteil der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeug,
- 2 ein Datensystem in einer ersten Ausgestaltung, und
- 3 ein Datensystem in einer zweiten Ausgestaltung.
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Fig, 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 2 und einem Getriebe 3, über das eine erste Achse 4 antreibbar ist. Die elektrische Achse 5 wird dagegen über eine Antriebseinrichtung 6 angetrieben, die einen Elektromotor 7, ein Getriebe 8 und eine Steuerungseinrichtung 9 aufweist. Weiterhin weist der Antrieb als Verbindungsvorrichtungen 10 ein Mobilfunkmodul 12 und ein Funknetzmodul 14 auf. Mit dem Mobilfunkmodul 12 kann die Steuerungseinrichtung sich mit Telefonmobilnetzen verbinden und mit dem Funknetzmodul 14 in offenen WLAN-Hotspots einwählen.
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Daneben weist der Antrieb 6 bevorzugt einen Zwischenspeicher 16 zum Zwischenspeichern von Daten, insbesondere Betriebsdaten der Vorrichtungen des Antriebs auf. Derartige Betriebsdaten können die Drehzahl des Elektromotors 7, die Temperatur des Elektromotors 7, die Betriebsdauer des Elektromotors 7, die Leistungsaufnahme und andere Betriebsdaten sein. Die Sensoren zur Messung der Daten sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, aber vorteilhafterweise ebenfalls Teil des Antriebs 6.
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Die 2 zeigt ein Datenübertragungssystem in einer ersten Ausgestaltung. Dabei ist der Antrieb 6 kabellos an das Internet angebunden und kann darüber einen Cloudserver 16 mit einem Datenspeicher 18 erreichen. Die Daten 20 können als einzelne Datenpakete 22 zum Cloudserver 16 übertragen werden. Der Cloudserver 16 kann ein Computerprogrammprodukt 24 aufweisen, mit dem die Daten 20 ausgewertet werden können. Über das Computerprogrammprodukt 24 erstellte Analysen 26 und Berichte 28 können auf einem Serviceportal 30 zur Verfügung gestellt werden. Das Serviceportal 30 kann ein eigener Cloudserver sein, es kann aber auch auf den Cloudserver 16 ein als Softwaremodul realisiert sein. Über das Serviceportal 30 können Updates und Upgrades erstellt werden, Personalisierungen bei der Fahrzeugbenutzung erzielt werden oder auch ein Flottenmanagement kontrolliert werden. Ausgehend vom Serviceportal 30 können aufbereitete Daten 32 sowohl an Benutzer 34 als auch an die Kraftfahrzeuge 1 ausgegeben werden.
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3 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Datenübertragung. Dabei ist dem Cloudserver 16 des Herstellers der elektrischen Achse 6 ein Cloudserver 36 des Kraftfahrzeugherstellers vorgeschaltet und nachgestaltet. Die Analysen und insbesondere das Computerprogrammprodukt 24 sind aber weiterhin auf dem Cloudserver 16 vorhanden, jedoch werden die ausgewerteten Daten dann in Form von Analysen 26 und Berichten 28 dann wieder an den Cloudserver 36 zurückgespielt von wo aus sie an die Kraftfahrzeugen 1 und die Benutzer 34 gehen. Dabei kann auch ein Serviceportal 38 des Kraftfahrzeugherstellers vorhanden sein.
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Alternativ zur Ausgestaltung nach 1 kann die Verbindungsvorrichtung 10 oder können die Verbindungsvorrichtungen 10 auch außerhalb des Antriebs 6 angeordnet sein. So kann die Steuerungseinrichtung 9 auch ein Mobilfunkmodul 12 oder ein Funknetzmodul 14 verwenden, dass im Kraftfahrzeug bereits vorhanden ist. Dadurch können Kosten eingespart werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Verbrennungsmotor
- 3
- Getriebe
- 4
- Achse
- 5
- elektrische Achse
- 6
- Antrieb
- 7
- Elektromotor
- 8
- Getriebe
- 9
- Steuerungseinrichtung
- 10
- Verbindungsvorrichtung
- 12
- Mobilfunkmodul
- 14
- Funknetzmodul
- 16
- Cloudserver
- 18
- Datenspeicher
- 20
- Daten
- 22
- Datenpaket
- 24
- Computerprogrammprodukt
- 26
- Analyse
- 28
- Bericht
- 30
- Serviceportal
- 32
- aufbereitete Daten
- 34
- Nutzer
- 36
- Serviceportal
